復(fù)合鐵氧體組合物和電子部件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及復(fù)合鐵氧體組合物和電子部件。是一種含有磁性體材料和非磁性體材料的復(fù)合鐵氧體組合物。上述磁性體材料為Ni-Cu-Zn系鐵氧體。上述非磁性體材料含有以通式a(bZnO·cCuO)·SiO2所表示的低介電常數(shù)非磁性體材料、和氧化鉍，上述通式中的a、b以及c滿足：a＝1.5～2.4、b＝0.85～0.98、c＝0.02～0.15(并且b+c＝1.00)。上述磁性體材料與上述低介電常數(shù)非磁性體材料的混合比率為80重量％:20重量％～10重量％:90重量％。
【專利說明】
復(fù)合鐵氧體組合物和電子部件
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種高頻特性優(yōu)異的復(fù)合鐵氧體組合物和使用了所述復(fù)合鐵氧體組 合物的電子部件。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，用于手機(jī)或PC等的頻帶高頻化，已經(jīng)存在多個(gè)幾 GHz標(biāo)準(zhǔn)。尋求對(duì)應(yīng)于這 些高頻信號(hào)的去噪產(chǎn)品。作為其代表列舉有層疊芯片線圈。
[0003] 層疊芯片線圈的電特性可以通過阻抗進(jìn)行評(píng)價(jià)。阻抗特性直至IOOMHz帶為止受到 素體材料的導(dǎo)磁率和素體材料的頻率特性較大地影響。另外，GHz帶的阻抗被層疊芯片線圈 的相對(duì)電極間的寄生電容影響。作為降低層疊芯片線圈的相對(duì)電極間的寄生電容的方法， 可以列舉延長相對(duì)電極間的距離、縮小相對(duì)電極的面積、降低相對(duì)電極間的介電常數(shù)這3種 方法。
[0004] 在下述專利文獻(xiàn)1中，為了降低寄生電容，在由線圈通電產(chǎn)生的磁通方向的兩端形 成端子。在該專利文獻(xiàn)1所示的發(fā)明中，能夠期待能夠延長內(nèi)部電極與端子電極間的距離， 并且達(dá)成內(nèi)部電極與端子電極的相對(duì)面積的縮小，并且頻率特性延伸至高頻。
[0005] 然而，在專利文獻(xiàn)1的發(fā)明中，沒有降低內(nèi)部電極間的寄生電容，對(duì)于該部分有進(jìn) 一步進(jìn)行改善的余地。另外，內(nèi)部電極間的距離的延長和內(nèi)部電極的面積的縮小是伴隨層 疊芯片線圈的結(jié)構(gòu)變更的改善方法，對(duì)于其它特性或?qū)盈B芯片線圈的大小·形狀的影響較 大。由于內(nèi)部電極間的距離的延長影響到產(chǎn)品的大小，因此，難以適用于尋求小型化的芯片 部件中。進(jìn)一步，內(nèi)部電極的面積的縮小有直流電阻增大等的技術(shù)問題。
[0006] 現(xiàn)在，作為層疊芯片線圈的素體材料，使用Ni-CU-Zn系鐵氧體的情況較多。使用 Ni-Cu-Zn系鐵氧體的情況較多是由于Ni-Cu-Zn系鐵氧體是能夠在900 °C左右燒成的磁性體 陶瓷。由于Ni-Cu-Zn系鐵氧體能夠在900 °C左右燒成，因此，能夠與用作內(nèi)部電極的Ag同時(shí) 燒成。另外，Ni-Cu-Zn系鐵氧體的相對(duì)介電常數(shù)高至14~15左右，進(jìn)一步難以降低Ni-Cu-Zn 系鐵氧體的相對(duì)介電常數(shù)。
[0007] 下述所示的專利文獻(xiàn)2中，將Ni-Cu-Zn系鐵氧體與低介電常數(shù)非磁性體混合，制作 復(fù)合材料，將所述復(fù)合材料用作素體材料。作為所述低介電常數(shù)非磁性體，列舉有石英玻 璃、硼硅酸鹽玻璃、滑石、氧化鋁、鎂橄欖石、鋯石。專利文獻(xiàn)2所示的發(fā)明中，通過將Ni-Cu-Zn系鐵氧體與低介電常數(shù)非磁性體混合，從而與Ni-Cu-Zn系鐵氧體的介電常數(shù)相比較，降 低了所得到的復(fù)合材料的介電常數(shù)。
[0008] 然而，在專利文獻(xiàn)2中，在將玻璃類材料(石英玻璃、硼硅酸鹽玻璃等)作為低介電 常數(shù)非磁性體的主成分的情況下，復(fù)合材料的導(dǎo)磁率的降低變得顯著。認(rèn)為這是由于玻璃 類材料引起了磁性體的晶粒生長的抑制或磁路阻斷。另外，Ni-Cu-Zn系鐵氧體與玻璃類材 料的反應(yīng)大，形成異相。因此，與Ag類導(dǎo)體同時(shí)燒成時(shí)發(fā)生短路的可能性高，不適合作為使 用了 Ag系導(dǎo)體的層疊線圈。
[0009] 另一方面，在不是滑石、氧化鋁、鎂橄欖石、鋯石等玻璃類材料而是將陶瓷材料作 為低介電常數(shù)非磁性體的主成分的情況下，難以發(fā)生Ni-Cu-Zn系鐵氧體與陶瓷材料的反 應(yīng)，難以形成異相。然而，在使用陶瓷材料作為低介電常數(shù)非磁性體的主成分的情況下，認(rèn) 為在燒結(jié)性方面有問題，難以在能夠與內(nèi)部電極Ag同時(shí)燒成的燒成溫度900 °C下燒結(jié)復(fù)合 材料。
[0010]在專利文獻(xiàn)3所示的發(fā)明中，顯示了發(fā)泡鐵氧體的應(yīng)用。即，在專利文獻(xiàn)3中，將燒 穿材料混合于磁性陶瓷，在燒結(jié)后制作空穴，使樹脂或玻璃滲透于空穴。通過使用空穴，可 以達(dá)成低介電常數(shù)化。進(jìn)一步，通過將樹脂或玻璃滲透入空穴，從而掩蓋了強(qiáng)度變?nèi)醯陌l(fā)泡 鐵氧體的缺點(diǎn)。另外，在專利文獻(xiàn)3所示的發(fā)明中，在特性和燒結(jié)性方面沒有問題。
[0011]然而，在專利文獻(xiàn)3所示的發(fā)明中，由于鐵氧體中包含較多的空穴，因此，不能在發(fā) 泡鐵氧體上直接形成端子電極。因此，必須在形成端子電極的部分使用空穴少的鐵氧體，從 而存在結(jié)構(gòu)變得煩雜的缺點(diǎn)。另外，燒成后的發(fā)泡鐵氧體的粒徑與空穴少的鐵氧體相比傾 向于變小。因此，在使用發(fā)泡鐵氧體的情況下，耐濕性等劣化的可能性高。
[0012] 專利文獻(xiàn)1:日本特開平11-026241號(hào)公報(bào) [0013] 專利文獻(xiàn)2:日本特開2002-175916號(hào)公報(bào) [0014] 專利文獻(xiàn)3:日本特開2004-297020號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015] 在使用使磁性體材料和非磁性體材料復(fù)合的方法的情況下，特別是以下的5點(diǎn)成 為技術(shù)問題。即，燒結(jié)性的提高、導(dǎo)磁率的提高、導(dǎo)磁率的頻率特性的高頻化、介電常數(shù)的降 低、以及強(qiáng)度的提高。認(rèn)為難以同時(shí)解決這些技術(shù)問題并提供GHz帶下阻抗高的小型的層疊 線圈。
[0016] 本發(fā)明鑒于這樣的實(shí)際情況，其目的在于提供一種燒結(jié)性優(yōu)異，電阻率高，并且為 比較高的導(dǎo)磁率和比較低的介電常數(shù)，導(dǎo)磁率的頻率特性優(yōu)異，進(jìn)一步，強(qiáng)度(特別是彎曲 強(qiáng)度)高，并且難以產(chǎn)生裂紋的復(fù)合鐵氧體組合物，和應(yīng)用了所述復(fù)合鐵氧體組合物的小型 的電子部件。
[0017] 為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明所涉及的復(fù)合鐵氧體組合物其特征在于，所述復(fù)合鐵 氧體組合物含有磁性體材料和非磁性體材料，
[0018]所述磁性體材料為Ni-Cu-Zn系鐵氧體，
[0019]所述非磁性體材料含有以通式a(bZnO · cCuO) · Si〇2所表示的低介電常數(shù)非磁性 體材料、和氧化祕(mì)，所述通式中的a、b以及c滿足:a=l.5~2.4、b = 0.85~0.98、c = 0.02~ 0.15(并且 b+c = 1.00)，
[0020]所述磁性體材料與所述低介電常數(shù)非磁性體材料的混合比率為80重量％ : 20重 量％~10重量％ :90重量％。
[0021 ]本發(fā)明所涉及的復(fù)合鐵氧體組合物中，由于使用Ni-Cu-Zn系鐵氧體，因此，比較低 的溫度下的燒結(jié)性優(yōu)異。另外，在本發(fā)明中，由本發(fā)明人們發(fā)現(xiàn):通過相對(duì)于Ni-Cu-Zn系鐵 氧體以規(guī)定的比例含有規(guī)定的非磁性體材料，從而可以實(shí)現(xiàn)燒結(jié)性優(yōu)異、高導(dǎo)磁率、低介電 常數(shù)，并且導(dǎo)磁率的頻率特性和強(qiáng)度優(yōu)異的復(fù)合鐵氧體組合物。
[0022]即，根據(jù)本發(fā)明，認(rèn)為通過相對(duì)于Ni-Cu-Zn系鐵氧體以規(guī)定比例含有流動(dòng)性低的 低介電常數(shù)非磁性體材料，從而可以降低Ni-Cu-Zn系鐵氧體的磁疇壁移動(dòng)區(qū)域的減少和磁 路阻斷。另外，作為低介電常數(shù)非磁性體材料，通過在流動(dòng)性低的陶瓷材料中選擇含有以Zn 的氧化物作為主組成的陶瓷材料的非磁性體陶瓷材料，可以降低元素的相互擴(kuò)散的影響。 認(rèn)為低介電常數(shù)非磁性體材料包含較多的Ni-Cu-Zn系鐵氧體所含的Zn，從而2種材料間的 元素相互擴(kuò)散變少。另外，即使發(fā)生了元素的相互擴(kuò)散，分別含有的元素的量僅稍微變化， 對(duì)特性的影響也較小。
[0023]另外，通過在規(guī)定的范圍內(nèi)任意地改變磁性體材料中的Ni-Cu-Zn系鐵氧體的組 成、非磁性體材料的組成以及磁性體材料與低介電常數(shù)非磁性體材料的混合比，也有能夠 適宜地控制導(dǎo)磁率和相對(duì)介電常數(shù)等的優(yōu)點(diǎn)。
[0024] 本發(fā)明所涉及的復(fù)合鐵氧體組合物含有氧化鉍。優(yōu)選在將所述磁性體材料和所述 低介電常數(shù)非磁性體材料的合計(jì)記為100重量份的情況下，含有以Bi 2O3換算為0.5~8.0重 量份的所述氧化鉍。
[0025] 通過作為非磁性體材料以規(guī)定重量比例添加氧化鉍，可以提高復(fù)合材料整體的燒 結(jié)性。而且，能夠兼顧復(fù)合材料的高導(dǎo)磁率和低介電常數(shù)，進(jìn)一步提高強(qiáng)度，并且能夠適用 于小型的層疊線圈部件。
[0026] 本發(fā)明所涉及的電子部件為通過層疊線圈導(dǎo)體和陶瓷層而構(gòu)成的電子部件，所述 線圈導(dǎo)體包含Ag，所述陶瓷層由上述的復(fù)合鐵氧體組合物構(gòu)成。
【附圖說明】
[0027] 圖1是作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的電子部件的層疊芯片線圈的內(nèi)部透視 立體圖。
[0028] 圖2是作為本發(fā)明的其它實(shí)施方式所涉及的電子部件的層疊芯片線圈的內(nèi)部透視 立體圖。
[0029]符號(hào)的說明
[0030] I，la···層疊芯片線圈、2···陶瓷層、3,3a···內(nèi)部電極層、4，4a···芯片主體、5…端子 電極、6…端子連接用通孔電極、6a···引出電極、30,30a···線圈導(dǎo)體。
【具體實(shí)施方式】
[0031 ]以下，基于附圖所示的實(shí)施方式來說明本發(fā)明。
[0032] 如圖1所示，作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的電子部件的層疊芯片線圈1具有 在Y軸方向上交替層疊有陶瓷層2和內(nèi)部電極層3的芯片主體4。
[0033] 各內(nèi)部電極層3具有方形環(huán)或C字形狀或η字形狀，并且通過貫通鄰接的陶瓷層2 的內(nèi)部電極連接用通孔電極(圖示略)或階差狀電極，以螺旋狀被連接，構(gòu)成線圈導(dǎo)體30。
[0034] 在芯片主體4的Y軸方向的兩端部分別形成有端子電極5、5。在各端子電極5連接有 貫通層疊的陶瓷層2的端子連接用通孔電極6的端部，各端子電極5、5連接于構(gòu)成封閉磁路 線圈(繞組圖案)的線圈導(dǎo)體30的兩端。
[0035] 在本實(shí)施方式中，陶瓷層2和內(nèi)部電極層3的層疊方向與Y軸一致，端子電極5、5的 端面與X軸和Z軸平行。X軸、Y軸和Z軸相互垂直。圖1所示的層疊芯片線圈1中，線圈導(dǎo)體30的 卷繞軸與Y軸大致一致。
[0036] 對(duì)于芯片主體4的外形或尺寸沒有特別的限制，可以根據(jù)用途適當(dāng)設(shè)定，通常外形 為大致長方體形狀，例如，X軸尺寸為0.15~0.8mm、Y軸尺寸為0.3~1.6mm、Z軸尺寸為0.1~ 1.0mm〇
[0037] 另外，對(duì)于陶瓷層2的電極間厚度以及基極(base)厚度沒有特別的限制，電極間厚 度（內(nèi)部電極層3、3的間隔）可以以3~50μπι進(jìn)行設(shè)定，基極厚度(端子連接用通孔電極6的Y 軸方向長度)可以以5~300μπι左右進(jìn)行設(shè)定。
[0038] 在本實(shí)施方式中，作為端子電極5沒有特別的限定，通過在芯片主體4的外表面附 著以Ag或Pd等為主成分的導(dǎo)電性膏體之后，進(jìn)行燒結(jié)，進(jìn)一步實(shí)施電鍍來形成。對(duì)于電鍍而 目，可以使用Cu、Ni、Sn等。
[0039]線圈導(dǎo)體30包含Ag(包含Ag的合金），例如由Ag單體、Ag-Pd合金等構(gòu)成。作為線圈 導(dǎo)體30的副成分，可以包含2廣？〇、111、11以及這些的氧化物。
[0040]陶瓷層2由本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的復(fù)合鐵氧體組合物構(gòu)成。以下，對(duì)于復(fù) 合鐵氧體組合物進(jìn)行詳細(xì)的說明。
[0041 ]本發(fā)明的復(fù)合鐵氧體組合物含有磁性體材料和非磁性體材料。
[0042]作為所述磁性體材料，可以使用Ni-Cu-Zn系鐵氧體。對(duì)于Ni-Cu-Zn系鐵氧體的組 成沒有特別的限制，可以根據(jù)目的選擇各種的組成。優(yōu)選使用燒成后的鐵氧體燒結(jié)體中的 各成分的含有率為Fe2〇 3:40~50mol%、特別優(yōu)選為45~50mol%;Ni0:4~50mol%、特別優(yōu) 選為10~40mo 1 % ; CuO: 4~20mo 1 %、特別優(yōu)選為6~13mo 1 % ;以及ZnO: 0~40mo 1 %、特別優(yōu) 選為1~30mo 1 %的鐵氧體組合物。另外，也可以以10重量％以下的范圍含有鈷氧化物。
[0043] 另外，本實(shí)施方式所涉及的鐵氧體組合物，與上述副成分分開，也可以以不損害本 發(fā)明的效果的范圍進(jìn)一步含有Mn3O 4等的錳氧化物、氧化鋯、氧化錫、氧化鎂、玻璃化合物等 的附加成分。這些附加成分的含量沒有特別的限定，例如為〇. 05~1.0重量％左右。
[0044] 再有，可以在本實(shí)施方式所涉及的鐵氧體組合物中含有不可避免的雜質(zhì)元素的氧 化物。
[0045] 具體來說，作為不可避免的雜質(zhì)元素，可以列舉C、S、Cl、As、Se、Br、Te、lSLi、Na、 八1丄3、63、66、3廣〇(1、111、313、83、？13等的典型金屬元素或3(3、11、￥、0、￥、恥、]\1〇、？(1^8、^\丁& 等的過渡金屬元素。另外，不可避免的雜質(zhì)元素的氧化物只要在鐵氧體組合物中為0.05重 量％以下左右就也可以含有。
[0046]磁性鐵氧體的磁特性的組成依賴性強(qiáng)，在Fe203、Ni0、Cu0以及ZnO的組成為上述的 范圍內(nèi)的情況下，傾向于導(dǎo)磁率或品質(zhì)因數(shù)Q提高。具體來說，例如，通過Fe2O3量為上述的范 圍內(nèi)，傾向于導(dǎo)磁率提高。另外，通過NiO量和ZnO量為上述的范圍內(nèi)，傾向于導(dǎo)磁率提高。再 有，通過ZnO量為上述的范圍內(nèi)，從而容易將居里溫度保持在HKTC以上，傾向于容易滿足作 為電子部件所要求的溫度特性。另外，通過CuO量在上述的范圍內(nèi)，從而低溫?zé)?930°C以 下)變得容易，傾向于鐵氧體的固有電阻上升且品質(zhì)因數(shù)Q提高。
[0047]對(duì)于鐵氧體粉的平均粒徑?jīng)]有特別的限制，優(yōu)選為0.1~1. Ομπι的范圍內(nèi)。通過使 平均粒徑為上述的范圍內(nèi)，從而鐵氧體粉的比表面積變得適宜，印刷層疊中使用的膏體涂 料或薄片層疊中使用的薄片涂料化變得容易。另外，在將平均粒徑控制在〇. IMi以上的情況 下，可以使通過球磨機(jī)等的粉碎裝置的粉碎時(shí)間成為比較短的時(shí)間。即，可以降低由于長時(shí) 間粉碎而導(dǎo)致的來自球磨機(jī)和粉碎容器的污染和鐵氧體粉的組成偏差發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)，可以降 低引發(fā)使用了該鐵氧體粉的復(fù)合鐵氧體材料的特性的劣化的風(fēng)險(xiǎn)。另外，在將平均粒徑控 制在1.Ομπι以下的情況下，低溫下的燒結(jié)性提高，與包含Ag的內(nèi)部導(dǎo)體同時(shí)燒成變得容易。
[0048] 另外，對(duì)于鐵氧體粉的平均粒徑的測(cè)定方法沒有特別的限制。例如，可以將鐵氧體 粉加入純水中用超聲波器使之分散，利用激光衍射式粒度分布測(cè)定裝置（日本電子株式會(huì) 社制造的HELOS SYSTEM)等進(jìn)行測(cè)定。
[0049] 所述非磁性體材料含有滿足以通式a(bZnO · cCuO) · SiO2所表示的低介電常數(shù)非 磁性體材料，所述通式中的a、b以及c滿足:a=l.5~2.4、b = 0.85~0.98、c = 0.02~0.15 (并且b+c = l .00)。
[0050] a優(yōu)選為1.8~2.2 j優(yōu)選為0.95~0.98。(3優(yōu)選為0.02~0.05。并且，滿足b+c = I-OO0
[0051] 另外，低介電常數(shù)非磁性體材料的低介電常數(shù)是指介電常數(shù)比所述磁性體材料 低。
[0052]所述磁性體材料與所述低介電常數(shù)非磁性體材料的混合比率以重量基準(zhǔn)計(jì)為80: 20~10:90，優(yōu)選為50: 50~20:80。如果磁性體材料的比例過大，則復(fù)合鐵氧體組合物的介 電常數(shù)變高，在GHz帶不能得到高的阻抗，從而高頻特性變差。進(jìn)一步，在含有氧化鉍的情況 下，燒成時(shí)容易發(fā)生異常晶粒生長。另外，如果磁性體材料的比例過小，則復(fù)合鐵氧體組合 物的導(dǎo)磁率變低，IOOMHz帶至GHz帶的阻抗變低。
[0053] 本實(shí)施方式所涉及的非磁性體材料含有氧化鉍。在不含氧化鉍的情況下，燒結(jié)性 降低，并且強(qiáng)度降低。
[0054] 在將所述磁性體材料和所述低介電常數(shù)非磁性體材料的合計(jì)記為100重量份的情 況下，優(yōu)選含有所述氧化鉍〇. 5~8.0重量份，更加優(yōu)選含有1.0~5.0重量份，更加優(yōu)選含有 1.0~3.0重量份，更加優(yōu)選含有1.5~2.0重量份。通過適當(dāng)?shù)乜刂蒲趸G的含量，從而可以 適當(dāng)?shù)乜刂茻Y(jié)性、導(dǎo)磁率、相對(duì)介電常數(shù)、電阻率以及彎曲強(qiáng)度。進(jìn)一步，通過將氧化鉍的 含量控制在規(guī)定的范圍內(nèi)，在與實(shí)質(zhì)上僅含Ag的內(nèi)部導(dǎo)體同時(shí)進(jìn)行燒成的情況下，難以發(fā) 生Ag的滲出而導(dǎo)致的品質(zhì)不良。因此，在使用實(shí)質(zhì)上僅含有Ag的內(nèi)部導(dǎo)體的情況下，優(yōu)選將 氧化鉍的含量控制在規(guī)定的范圍內(nèi)。另外，實(shí)質(zhì)上僅含有Ag是指內(nèi)部導(dǎo)體整體中Ag所占的 含量為95重量％以上的情況。
[0055] 氧化鉍的含量越高則越有強(qiáng)度上升的傾向，氧化鉍的含量越低則越有介電常數(shù)降 低且電阻率上升的傾向。
[0056] 另外，在本實(shí)施方式中，也可以將一部分氧化鉍置換為硼硅酸鹽玻璃。但是，硼硅 酸鹽玻璃的含量優(yōu)選為0.5重量份以下，更加優(yōu)選不含有硼娃酸鹽玻璃。
[0057] 低介電常數(shù)非磁性體材料的平均粒徑以及氧化鉍的平均粒徑?jīng)]有特別的限定。低 介電常數(shù)非磁性體材料的平均粒徑優(yōu)選為〇. 2~0.6μηι，氧化祕(mì)的平均粒徑優(yōu)選為0.5~4.0 μπι。低介電常數(shù)非磁性體材料的平均粒徑的測(cè)定方法和氧化鉍的平均粒徑的測(cè)定方法與鐵 氧體粉的平均粒徑的測(cè)定方法相同。
[0058]以下，對(duì)圖1所示的層疊芯片線圈1的制造方法進(jìn)行說明。
[0059]圖1所示的層疊芯片線圈1可以通過通常的制造方法進(jìn)行制造。即，可以使用將本 發(fā)明的復(fù)合鐵氧體組合物與粘結(jié)劑和溶劑一起進(jìn)行混煉得到的復(fù)合鐵氧體膏體，與含有Ag 等的內(nèi)部電極膏體交替印刷層疊之后進(jìn)行燒成，由此形成芯片主體4(印刷法）?；蛘撸部?以使用復(fù)合鐵氧體膏體制作生片，將內(nèi)部電極膏體印刷于生片的表面，將它們層疊并燒成， 由此形成芯片主體4(薄片法）。即使以任一方法，只要在形成芯片主體4之后通過燒結(jié)或鍍 敷等形成端子電極5即可。
[0060]對(duì)于復(fù)合鐵氧體膏體中的粘結(jié)劑和溶劑的含量沒有限制。例如，粘結(jié)劑的含量可 以在1~10重量％左右的范圍進(jìn)行設(shè)定，溶劑的含量可以在10~50重量％左右的范圍進(jìn)行 設(shè)定。另外，在膏體中可以根據(jù)需要以10重量％以下的范圍含有分散劑、增塑劑、介電體、絕 緣體等。含有Ag等的內(nèi)部電極膏體也可以同樣地進(jìn)行制作。另外，燒成條件等沒有特別的限 定，在內(nèi)部電極層中包含Ag等的情況下，燒成溫度優(yōu)選為930°C以下，更加優(yōu)選為900°C以 下。
[0061]另外，本發(fā)明不限定于上述的實(shí)施方式，可以在本發(fā)明的范圍內(nèi)進(jìn)行各種改變。 [0062]例如，也可以使用上述的實(shí)施方式的復(fù)合鐵氧體組合物來構(gòu)成圖2所示的層疊芯 片線圈Ia的陶瓷層2。圖2所示的層疊芯片線圈Ia中具有Z軸方向上交替層疊有陶瓷層2和內(nèi) 部電極層3a的芯片主體4a。
[0063]各內(nèi)部電極層3a具有方形環(huán)或C字形狀或η字形狀，并且通過貫通鄰接的陶瓷層2 的內(nèi)部電極連接用通孔電極(圖示略)或階差狀電極，以螺旋狀被連接，構(gòu)成線圈導(dǎo)體30a。
[0064] 在芯片主體4的Y軸方向的兩端部分別形成有端子電極5、5。在各端子電極5連接有 位于Z軸方向的上下的引出電極6a的端部，各端子電極5、5連接于構(gòu)成封閉磁路線圈的線圈 導(dǎo)體30a的兩端。
[0065] 在本實(shí)施方式中，陶瓷層2和內(nèi)部電極層3的層疊方向與Z軸一致，端子電極5、5的 端面平行于X軸和Z軸。X軸、Y軸和Z軸相互垂直。圖2所示的層疊芯片線圈Ia中，線圈導(dǎo)體30a 的卷繞軸與Z軸大致一致。
[0066] 圖1所示的層疊芯片線圈1中，由于在芯片主體4的長邊方向即Y軸方向上具有線圈 導(dǎo)體30的卷繞軸，因此，與圖2所示的層疊芯片線圈Ia相比，具有能夠增加匝數(shù)、容易謀取直 至高的頻率帶的高阻抗化等的優(yōu)點(diǎn)。圖2所示的層疊芯片線圈Ia中，其它的結(jié)構(gòu)和作用效果 與圖1所示的層疊芯片線圈1相同。
[0067] 再有，本發(fā)明的復(fù)合鐵氧體組合物可以用于圖1或圖2所示的層疊芯片線圈以外的 電子部件中。例如，作為與線圈導(dǎo)體一起層疊的陶瓷層可以使用本發(fā)明的復(fù)合鐵氧體組合 物。另外，可以將本發(fā)明的復(fù)合鐵氧體組合物用于LC復(fù)合部件等的將線圈與其它的電容器 等的要素組合而成的復(fù)合電子部件中。
[0068] 實(shí)施例
[0069] 以下，基于更詳細(xì)的實(shí)施例來說明本發(fā)明，但是本發(fā)明不限定于以下所示的實(shí)施 例中。
[0070] (實(shí)施例1)
[0071] 首先，作為磁性體材料，準(zhǔn)備如果在900°C下單獨(dú)燒成則導(dǎo)磁率成為110、相對(duì)介電 常數(shù)成為14.0的Ni-Cu-Zn系鐵氧體(平均粒徑為0.3μπι)。
[0072] 作為低介電常數(shù)非磁性體材料，準(zhǔn)備2(0.98Ζη0 · 0.02Cu0) · Si02(平均粒徑為 0. 5μπι)。對(duì)于該低介電常數(shù)非磁性體材料，在相對(duì)于100重量份的非磁性體材料將氧化鉍 (平均粒徑為2μπι)以Bi2O 3換算成為1.5重量份的方式進(jìn)行混合并燒成的情況下，導(dǎo)磁率成為 1、 相對(duì)介電常數(shù)成為6。
[0073]然后，以上述磁性體材料與上述低介電常數(shù)非磁性體材料的混合比成為表1所示 的比率的方式將上述磁性體材料與上述低介電常數(shù)非磁性體材料混合，進(jìn)一步分別稱量氧 化鉍(平均粒徑為2μπι)以使在將上述磁性體材料與上述低介電常數(shù)非磁性體材料的合計(jì)記 為100重量份的情況下的氧化鉍的含量以Bi 2O3換算成為1.5重量份，用球磨機(jī)進(jìn)行濕式混合 24小時(shí)，用干燥機(jī)將得到的漿料干燥，得到復(fù)合體材料。
[0074] 在得到的復(fù)合體材料中添加丙烯酸樹脂類粘結(jié)劑而制成顆粒之后，進(jìn)行加壓成 形，分別得到環(huán)形形狀(尺寸=外徑ISmmX內(nèi)徑IOmmX高度5mm)的成形體、圓盤形狀(尺寸 =直徑25mm X厚度5mm)的成形體、以及方形柱形狀(尺寸=寬度5mm X長度25mm X厚度4mm) 的成形體。將該成形體在空氣中在900°C下燒成2小時(shí)，得到燒結(jié)體(復(fù)合鐵氧體組合物）。對(duì) 于得到的燒結(jié)體進(jìn)行以下的評(píng)價(jià)。
[0075]
[0076] [相對(duì)密度]
[0077] 對(duì)于成形為圓盤形狀而得到的燒結(jié)體，根據(jù)燒成后的燒結(jié)體的尺寸和重量算出燒 結(jié)體密度，將相對(duì)于理論密度的燒結(jié)體密度作為相對(duì)密度算出。在本實(shí)施例中，將相對(duì)密度 為90%以上作為良好。將結(jié)果示于表1中。
[0078] [導(dǎo)磁率]
[0079] 在成形為環(huán)形形狀所得到的燒結(jié)體，卷繞10匝銅線繞線，使用阻抗分析儀 (Agilent Technologies, Inc.制造，商品名：4991A)測(cè)定初始導(dǎo)磁率。作為測(cè)定條件，測(cè)定 頻率為IOMHz，測(cè)定溫度為20°C。在本實(shí)施例中，將IOMHz時(shí)的導(dǎo)磁率為1.5以上作為良好。將 結(jié)果示于表1中。
[0080] [共振頻率]
[0081] 在成形為環(huán)形形狀所得到的燒結(jié)體，卷繞10匝銅線繞線，使用阻抗分析儀 (Agilent Technologies ,Inc ·制造，商品名：4991A)測(cè)定室溫下的導(dǎo)磁率的共振頻率。導(dǎo)磁 率的共振頻率越高，則導(dǎo)磁率的頻率特性越高頻化。在本實(shí)施例中，將導(dǎo)磁率的共振頻率為 50MHz以上作為良好。將結(jié)果示于表1中。
[0082][相對(duì)介電常數(shù)]
[0083] 對(duì)于成形為環(huán)形形狀所得到的燒結(jié)體，使用網(wǎng)絡(luò)分析儀(HEWLETT PACKARD公司制 造的8510C)通過共振法(JIS R 1627)算出相對(duì)介電常數(shù)(沒有單位）。在本實(shí)施例中，將相 對(duì)介電常數(shù)為11以下作為良好。將結(jié)果示于表1中。
[0084] [電阻率]
[0085] 在成形為圓盤形狀而得到的燒結(jié)體的兩面涂布In-Ga電極，測(cè)定直流電阻值，求得 電阻率(單位：Ω ·π〇。測(cè)定使用IR測(cè)定儀(HEWLETT PACKARD公司制造的4329A)進(jìn)行。在本 實(shí)施例中，將電阻率為1〇6Ω ·πι以上作為良好。將結(jié)果示于表1中。
[0086] [彎曲強(qiáng)度]
[0087] 對(duì)于成形為方形柱形狀而得到的燒結(jié)體進(jìn)行三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)，使之?dāng)嗔?，測(cè)定斷裂 時(shí)的彎曲強(qiáng)度。另外，三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)中使用Instron 5543。將結(jié)果示于表1中。
[0088] [表1]
[0090] *為比較例
[0091 ]如表1所示，可以確認(rèn)磁性體材料與低介電常數(shù)非磁性體材料的混合比率在本發(fā) 明的范圍內(nèi)的復(fù)合鐵氧體組合物中，相對(duì)密度、導(dǎo)磁率、共振頻率、相對(duì)介電常數(shù)、電阻率以 及彎曲強(qiáng)度的任一評(píng)價(jià)項(xiàng)目都為良好的結(jié)果(樣品3~10)。
[0092] 另一方面，可以確認(rèn)磁性體材料與低介電常數(shù)非磁性體材料的混合比率不在本發(fā) 明的范圍內(nèi)的復(fù)合鐵氧體組合物中，相對(duì)密度、導(dǎo)磁率、共振頻率、相對(duì)介電常數(shù)、電阻率以 及彎曲強(qiáng)度中的任意一個(gè)以上發(fā)生惡化(樣品1、2、11)。
[0093] 另外，樣品11中，沒有顯示共振頻率，這是由于不能觀察到導(dǎo)磁率的共振峰。
[0094](實(shí)施例2)
[0095] 除了使低介電常數(shù)非磁性體材料的組成如表2那樣變化以外，與實(shí)施例1的樣品8 同樣地制作燒結(jié)體(復(fù)合鐵氧體組合物），進(jìn)行同樣的評(píng)價(jià)。將結(jié)果示于表2中。另外，對(duì)于表 2所示的樣品不進(jìn)行彎曲強(qiáng)度的測(cè)定。
[0096] [表 2]
[0099] 如表2所示，可以確認(rèn)低介電常數(shù)非磁性體材料滿足規(guī)定的組成的復(fù)合鐵氧體組 合物中，相對(duì)密度、導(dǎo)磁率、共振頻率、相對(duì)介電常數(shù)、以及電阻率的任一評(píng)價(jià)項(xiàng)目都為良好 的結(jié)果(樣品8、14~16、19~23)。
[0100] 另一方面，可以確認(rèn)低介電常數(shù)非磁性體材料不滿足規(guī)定的組成的復(fù)合鐵氧體組 合物中，相對(duì)密度和電阻率的任一方發(fā)生惡化(樣品12、17、18、24)。
[0101] (實(shí)施例3)
[0102] 除了使作為非磁性體材料的氧化鉍的含量如表3那樣變化以外，與實(shí)施例1的樣品 8同樣地制作燒結(jié)體(復(fù)合鐵氧體組合物），除了不測(cè)定共振頻率以外進(jìn)行同樣的評(píng)價(jià)。將結(jié) 果示于表3中。另外，樣品25不含有氧化鉍，將磁性體材料與低介電常數(shù)非磁性體材料之和 作為100重量份而含有2.66重量份的市售的硼硅酸鹽玻璃。樣品26不含有氧化鉍，也不含有 硼娃酸鹽玻璃。樣品41同時(shí)含有1.50重量份的氧化祕(mì)和0.50重量份的市售的硼娃酸鹽玻 璃。
[0103] [表 3]
[0105] *為比較例
[0106] 如表3所示，可以確認(rèn)含有氧化鉍的復(fù)合鐵氧體組合物，相對(duì)密度、導(dǎo)磁率、相對(duì)介 電常數(shù)、電阻率以及彎曲強(qiáng)度的任一評(píng)價(jià)項(xiàng)目都為良好的結(jié)果(樣品8、27~32、41)。
[0107] 另外，在樣品8、27~32中，具有氧化鉍的含量越高則彎曲強(qiáng)度越上升的傾向，并且 具有氧化鉍的含量越低則相對(duì)介電常數(shù)越降低的傾向。
[0108] 另一方面，可以確認(rèn)不含有氧化鉍等的非磁性體材料的復(fù)合鐵氧體組合物中，相 對(duì)密度和彎曲強(qiáng)度發(fā)生惡化(樣品26)。
[0109] 另外，可以確認(rèn)不使用氧化鉍且使用了硼硅酸鹽玻璃的復(fù)合鐵氧體組合物中，彎 曲強(qiáng)度發(fā)生惡化(樣品25)。
[0110] (實(shí)施例4)
[0111] 將所述樣品8(實(shí)施例）的復(fù)合鐵氧體組合物作為基體材料，制作圖1所示的形狀的 層疊芯片線圈。分別制造尺寸I (X軸尺寸0.5mm、Y軸尺寸1.0mm、Z軸尺寸0.5mm)的層疊芯片 線圈、和尺寸2 (X軸尺寸0.3mm、Y軸尺寸0.6mm、Z軸尺寸0.3mm)的層疊芯片線圈。層疊芯片線 圈的線圈導(dǎo)體為Ag。層疊芯片線圈的燒成使用氧化鋁固定器(setter)。再有，將所述樣品25 (比較例）、所述樣品26(比較例）、所述樣品27(實(shí)施例）、所述樣品28a(實(shí)施例）、所述樣品 29a(實(shí)施例）、所述樣品29(實(shí)施例）、所述樣品30a(實(shí)施例）以及所述樣品32(實(shí)施例）的復(fù) 合鐵氧體組合物作為基體材料，分別制造尺寸1的層疊芯片線圈和尺寸2的層疊芯片線圈。 各制造500個(gè)上述的層疊芯片線圈。
[0112]再有，對(duì)于所述樣品8(實(shí)施例）和所述樣品32(實(shí)施例），將線圈導(dǎo)體從Ag變更為 Ag-Pd合金(Ag90%、Pdl0%)，同樣地制造層疊芯片線圈。
[0113]對(duì)于各500個(gè)層疊芯片線圈使用焊料安裝于基板，通過回流爐（280°C)之后，根據(jù) 產(chǎn)生了裂紋的層疊芯片線圈的個(gè)數(shù)算出裂紋產(chǎn)生率。另外，通過回流爐之后有裂紋產(chǎn)生的 情況是由于安裝中使用的焊料的熔解?凝固?伸縮而在層疊芯片線圈上施加力。在強(qiáng)度不 充分的情況下，不能承受由安裝中使用的焊料的熔解?凝固?伸縮產(chǎn)生的力，從而裂紋產(chǎn) 生。在裂紋產(chǎn)生的情況下，特性發(fā)生變動(dòng)。最差的情況下發(fā)生斷線。另外，在本實(shí)施例中僅將 裂紋產(chǎn)生率為〇 . 〇%的情況作為強(qiáng)度良好。
[0114] 再有，對(duì)于上述的各層疊芯片線圈，觀察有無 Ag的滲出。具體來說，對(duì)于層疊芯片 線圈的燒成中使用的氧化鋁固定器，使用EPMA(電子探針顯微分析儀)進(jìn)行元素分析，在確 認(rèn)有Ag的附著的情況下，作為有Ag的滲出。優(yōu)選沒有在氧化鋁固定器上Ag附著那樣的Ag的 滲出，但是即使有Ag的滲出也可以達(dá)成本申請(qǐng)發(fā)明的目的。
[0115] 再有，對(duì)于上述的層疊芯片線圈，評(píng)價(jià)阻抗的偏差。具體來說，使用阻抗分析儀 (Agilent Technologies，Inc ·制造，商品名：4991 A)測(cè)定室溫下的IGHz的阻抗。將500個(gè)層 疊芯片線圈的阻抗的平均值作為AVGl，將阻抗的標(biāo)準(zhǔn)偏差作為σ?，將(3〇l/AVGl) X 100( % ) 作為阻抗的偏差的指標(biāo)。在此，如果發(fā)生Ag的滲出，則線圈發(fā)生短路，阻抗發(fā)生變化。即，如 果發(fā)生了Ag的滲出的線圈多，則阻抗的偏差變大。
[0116] 再有，對(duì)于上述的層疊芯片線圈，評(píng)價(jià)直流電阻Rdc的偏差。具體來說，利用數(shù)字式 歐姆計(jì)(ADEX公司制造，商品名AX-111A)測(cè)定室溫下的直流電阻。將500個(gè)層疊芯片線圈的 直流電阻的平均值作為AVG2,將直流電阻的標(biāo)準(zhǔn)偏差作為〇2,將(3〇2/AVG2) X 100( % )作為 直流電阻的偏差的指標(biāo)。在此，如果發(fā)生Ag的滲出，則線圈發(fā)生短路，從而直流電阻發(fā)生變 化。即，如果發(fā)生了Ag的滲出的線圈多，則直流電阻的偏差變大。
[0117] [表 4]
[0119] 如表4所示，關(guān)于尺寸1的層疊芯片線圈，除了沒有使用氧化鉍也沒有使用硼硅酸 鹽玻璃的樣品26的比較例，使用表4所記載的任一基體材料都沒有產(chǎn)生裂紋。即，關(guān)于尺寸1 的層疊芯片線圈，使用氧化鉍或使用硼硅酸鹽玻璃都可以確保必要的強(qiáng)度。
[0120] 相對(duì)于此，關(guān)于相比于尺寸1更小型的尺寸2的層疊芯片線圈，在將使用了氧化鉍 的實(shí)施例的復(fù)合鐵氧體組合物用于基體材料的情況下，沒有產(chǎn)生裂紋，但是在將沒有使用 氧化鉍的比較例的復(fù)合鐵氧體組合物用于基體材料的情況下，產(chǎn)生了裂紋。即，在使用了氧 化鉍的情況下，對(duì)于尺寸2的層疊芯片線圈可以保持充分的強(qiáng)度，相對(duì)于此，在使用了硼硅 酸鹽玻璃的情況下，對(duì)于尺寸2的層疊芯片線圈不能保持充分的強(qiáng)度。
[0121] 另外，根據(jù)表4可知，氧化鉍的含量越多，則越容易發(fā)生Ag的滲出，從而阻抗的偏差 和直流電阻的偏差變得越大。然而，在使用Ag-Pd合金作為線圈導(dǎo)體的情況下，與氧化鉍的 量無關(guān)，難以發(fā)生Ag的滲出。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種復(fù)合鐵氧體組合物，其特征在于， 所述復(fù)合鐵氧體組合物含有磁性體材料和非磁性體材料， 所述磁性體材料為Ni-Cu-Zn系鐵氧體， 所述非磁性體材料含有以通式a(bZnO · cCuO) · Si〇2所表示的低介電常數(shù)非磁性體材 料、和氧化鉍，所述通式中的a、b以及c滿足:a=1.5~2.4、b = 0.85~0.98、c = 0.02~0.15， 并且b+c = l .00， 所述磁性體材料與所述低介電常數(shù)非磁性體材料的混合比率為80重量％ :20重量％~ 10重量％:90重量％。2. 如權(quán)利要求1所述的復(fù)合鐵氧體組合物，其特征在于， 在將所述磁性體材料和所述低介電常數(shù)非磁性體材料的合計(jì)記為100重量份的情況 下，含有以Bi2〇3換算為0.5~8.0重量份的所述氧化鉍。3. -種電子部件，其特征在于， 所述電子部件通過層疊線圈導(dǎo)體和陶瓷層而構(gòu)成， 所述線圈導(dǎo)體包含Ag， 所述陶瓷層由權(quán)利要求1或2所述的復(fù)合鐵氧體組合物構(gòu)成。
【文檔編號(hào)】H01F17/00GK106057393SQ201610195770
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年3月31日 公開號(hào)201610195770.5, CN 106057393 A, CN 106057393A, CN 201610195770, CN-A-106057393, CN106057393 A, CN106057393A, CN201610195770, CN201610195770.5
【發(fā)明人】長東大樹, 芝山武志, 鈴木孝志, 近藤真一, 大島由也, 高橋圣樹
【申請(qǐng)人】Tdk株式會(huì)社