CN105859142A - 玻璃陶瓷组合物以及线圈电子部件 - Google Patents

玻璃陶瓷组合物以及线圈电子部件 Download PDF

Info

Publication number
CN105859142A
CN105859142A CN201610081946.4A CN201610081946A CN105859142A CN 105859142 A CN105859142 A CN 105859142A CN 201610081946 A CN201610081946 A CN 201610081946A CN 105859142 A CN105859142 A CN 105859142A
Authority
CN
China
Prior art keywords
glass
sio
weight
coil
ceramic composition
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201610081946.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105859142B (zh
Inventor
梅本周作
铃木孝志
高桥圣树
佐藤英和
秋田由香里
飞田和哉
近藤真
近藤真一
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TDK Corp
Original Assignee
TDK Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TDK Corp filed Critical TDK Corp
Publication of CN105859142A publication Critical patent/CN105859142A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105859142B publication Critical patent/CN105859142B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C10/00—Devitrified glass ceramics, i.e. glass ceramics having a crystalline phase dispersed in a glassy phase and constituting at least 50% by weight of the total composition
    • C03C10/0036—Devitrified glass ceramics, i.e. glass ceramics having a crystalline phase dispersed in a glassy phase and constituting at least 50% by weight of the total composition containing SiO2, Al2O3 and a divalent metal oxide as main constituents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/089—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B19/00—Other methods of shaping glass
    • C03B19/06—Other methods of shaping glass by sintering, e.g. by cold isostatic pressing of powders and subsequent sintering, by hot pressing of powders, by sintering slurries or dispersions not undergoing a liquid phase reaction
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C14/00—Glass compositions containing a non-glass component, e.g. compositions containing fibres, filaments, whiskers, platelets, or the like, dispersed in a glass matrix
    • C03C14/004—Glass compositions containing a non-glass component, e.g. compositions containing fibres, filaments, whiskers, platelets, or the like, dispersed in a glass matrix the non-glass component being in the form of particles or flakes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/089—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron
    • C03C3/091—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron containing aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/089—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron
    • C03C3/091—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron containing aluminium
    • C03C3/093—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron containing aluminium containing zinc or zirconium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C8/00—Enamels; Glazes; Fusion seal compositions being frit compositions having non-frit additions
    • C03C8/22—Enamels; Glazes; Fusion seal compositions being frit compositions having non-frit additions containing two or more distinct frits having different compositions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F17/00—Fixed inductances of the signal type 
    • H01F17/0006—Printed inductances
    • H01F17/0013—Printed inductances with stacked layers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/29—Terminals; Tapping arrangements for signal inductances
    • H01F27/292—Surface mounted devices

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)
  • Inorganic Insulating Materials (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Coils Or Transformers For Communication (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)

Abstract

本发明的玻璃陶瓷组合物其特征在于，具有由第1玻璃、第2玻璃、Al2O3以及SiO2构成的主成分，所述第1玻璃为SiO2‑K2O‑B2O3系玻璃，所述第2玻璃为MO‑SiO2‑Al2O3‑B2O3系玻璃(M为碱土金属)和/或CaO‑SiO2‑Al2O3‑ZnO‑ZrO2‑B2O3系玻璃，所述主成分在将其总量作为100重量％时，含有所述第2玻璃12～30重量％，合计含有所述第1玻璃以及所述第2玻璃40～56重量％，进一步含有Al2O3 7～18重量％。

Description

玻璃陶瓷组合物以及线圈电子部件
技术领域
本发明涉及能够低温烧成，并且具有极低的介电常数和足够强度的玻璃陶瓷组合物、以及使用其的线圈电子部件。
背景技术
近年来，伴随着手机等通信设备的高频化，在这些设备的发射部以及接收部中，大量采用对应于1GHz以上的高频的陶瓷线圈。特别地，为了对应于高频，这些陶瓷线圈追求低介电常数，另外，为了将低电阻、低损耗的Ag系适用于内部导体，需要950℃以下的低温烧结。
因此，作为这样的陶瓷线圈的材料，通常广泛地使用低介电常数的玻璃系材料。然而，玻璃系材料在用作陶瓷线圈等线圈电子部件的素体的情况下，存在在素体表面产生的损伤等成为裂纹的起点，只能发挥远远低于本来期待的强度的强度的问题。
为了解决这样的问题，在专利文献1和2中，提出有提高玻璃系材料自身的机械强度的技术。专利文献1的玻璃系材料在作为线圈电子部件的素体使用的情况下，虽然能够确保充分的机械强度，但是由于需要煅烧原材料，因此存在制作到具有能够适用于层叠部件的粒度分布的陶瓷粉体的制造工序复杂，并且工序负担大的问题。另外，专利文献2的玻璃系材料在作为素体使用的情况下也能够确保机械强度，但是存在烧成之后生成大量的结晶颗粒，这样在内部电极层形成凹凸，在高频区域中Q值降低的问题。
另外，从其它观点出发，在专利文献3中提出有将线圈部的上下用保形性高的玻璃系材料夹持，从而提高作为线圈电子部件整体的机械强度的技术。通过这样的技术，在线圈部的上下配置保形层，这样能够确保强度，因此对于其内侧的线圈部无需担心其强度，能够使用在提高Q值上优选的，结晶颗粒少且相对介电常数低的玻璃系材料。然而，用于保形层的高强度的玻璃系材料相比于用于线圈部的玻璃系材料，由于相对介电常数高，因此，即便在线圈部选择性地使用多么容易提高Q值的玻璃系材料，也会存在作为线圈电子部件整体Q值降低的问题。
专利文献1：日本专利第4239534号公报
专利文献2：日本特开2005-15239号公报
专利文献3：日本特开2013-58538号公报
发明内容
本发明是鉴于这样的实际情况完成的，其目的在于提供一种能够低温烧成，并且具有极低的介电常数和充分的弯曲强度的玻璃陶瓷组合物、以及使用其的线圈电子部件。
用于解决技术问题的手段
本发明者们重复专门研究，其结果发现作为高频线圈用的玻璃陶瓷组合物，优选能够低温烧成，并且低介电常数，进一步结晶质少得能够维持高强度的程度，至此完成了本发明。
即，本发明的要点如下所示。
[1]一种玻璃陶瓷组合物，其特征在于，上述玻璃陶瓷组合物具有由第1玻璃、第2玻璃、Al2O3以及SiO2构成的主成分，
上述第1玻璃为SiO2-K2O-B2O3系玻璃，
上述第2玻璃为MO-SiO2-Al2O3-B2O3系玻璃(M为碱土金属)和/或CaO-SiO2-Al2O3-ZnO-ZrO2-B2O3系玻璃，
上述主成分在将其总量作为100重量％时，含有上述第2玻璃12～30重量％，合计含有上述第1玻璃以及上述第2玻璃40～56重量％，进一步含有Al2O37～18重量％。
[2]如上述[1]所述的玻璃陶瓷组合物，其中，进一步相对于100重量％的所述主成分，含有5重量％以下的第3玻璃作为添加物，
上述第3玻璃为SrO-SiO2-B2O3系玻璃。
[3]如上述[1]或[2]所述的玻璃陶瓷组合物，其特征在于，上述SiO2为石英和/或石英玻璃。
[4]一种线圈元件，其中，具备上述[1]～[3]中任一项所述的玻璃陶瓷组合物。
[5]一种烧结体，其中，由上述[1]～[3]中任一项所述的玻璃陶瓷组合物构成。
[6]一种线圈电子部件，其中，具备由上述[5]所述的烧结体构成的陶瓷层。
[7]一种电子部件，其中，所述电子部件由线圈导体以及陶瓷层层叠而构成，
上述线圈导体含有Ag，
上述陶瓷层由上述[5]所述的烧结体构成。
[8]一种高频线圈用层间组合物，其特征在于，所述高频线圈用层间组合物具有由第1玻璃、第2玻璃、Al2O3以及SiO2构成的主成分，
上述第1玻璃为SiO2-K2O-B2O3系玻璃，
上述第2玻璃为MO-SiO2-Al2O3-B2O3系玻璃(M为碱土金属)和/或CaO-SiO2-Al2O3-ZnO-ZrO2-B2O3系玻璃，
上述主成分在将其总量作为100重量％时，含有上述第2玻璃12～30重量％，合计含有上述第1玻璃以及上述第2玻璃40～56重量％，进一步含有Al2O37～18重量％。
发明的效果
根据本发明，可以提供一种玻璃陶瓷组合物以及使用其的线圈电子部件，所述玻璃陶瓷组合物能够低温烧成、介电常数极低、高密度且绝缘电阻高，进一步在电子部件化时能够实现充分的弯曲强度。
附图说明
[图1]图1是作为本发明的一个实施方式所涉及的线圈电子部件的层叠芯片线圈的截面图。
符号的说明
1……层叠芯片线圈 2……陶瓷层
3……内部电极层 3a、3b……引出电极 30……线圈导体
4……芯片素体 5……端子电极
具体实施方式
对于用于实施本发明的方式(实施方式)，参照附图并详细地进行说明，不过本发明不仅限定于以下说明的实施方式。另外，以下记载的构成要素中，包含本领域技术人员能够容易地想到的要素、实质上相同的要素。进一步，以下记载的构成要素可以进行适当组合。
(线圈电子部件)
图1中，作为本发明的一个实施方式所涉及的线圈电子部件，示例了层叠芯片线圈1。层叠芯片线圈1具有陶瓷层2和内部电极层3在Z轴方向上交替层叠的芯片素体4。
各内部电极层3具有四角状环或者C字形状或者“コ”字形状，通过贯通邻接的陶瓷层2的内部电极连接用通孔电极(图示省略)或者阶梯状电极以螺旋状连接并且构成线圈导体30。
在芯片素体4的Y轴方向的两端部分别形成有端子电极5。在各端子电极5上连接有位于Z轴方向的上下的引出电极3a、3b的端部，并且各端子电极5连接于构成闭合磁路线圈(绕线图案)的线圈导体30的两端。
在本实施方式中，陶瓷层2以及内部电极层3的层叠方向与Z轴一致，端子电极5的表面平行于X轴和Y轴。另外，X轴、Y轴以及Z轴互相垂直。图1所示的层叠芯片线圈1中，线圈导体30的卷绕轴与Z轴大致一致。
芯片素体4的外形或尺寸不特别限制，可以根据用途来适当设定，通常外形做成大致长方体形状，例如X轴尺寸为0.1～0.8mm，Y轴尺寸为0.2～1.6mm，Z轴尺寸为0.1～1.0mm。
另外，陶瓷层2的电极间厚度以及基体(base)厚度不特别限制，电极间厚度(内部电极层3、3的间隔)可以设定为3～50μm左右，基体厚度(Y轴方向上的从引出电极3a、3b到芯片素体4的端部的距离)可以设定为5～300μm左右。
在本实施方式中，作为端子电极5，不特别限定，可以通过在素体4的外表面上附着将Ag或Pd等作为主成分的导电性膏体之后进行烧结，进一步实施电镀来形成。电镀可以使用Cu、Ni、Sn等。
线圈导体30优选含有Ag(含Ag的合金)，可以由例如Ag单体、Ag-Pd合金等构成。另外，作为线圈导体的副成分，可以包含Zr、Fe、Mn、Ti以及它们的氧化物。
陶瓷层2由本发明的一个实施方式所涉及的玻璃陶瓷组合物构成的烧结体构成。以下，针对玻璃陶瓷组合物进行详细地说明。
本实施方式的玻璃陶瓷组合物具有由第1玻璃、第2玻璃、Al2O3以及SiO2构成的主成分。在此，第1玻璃为SiO2-K2O-B2O3系玻璃，第2玻璃为MO-SiO2-Al2O3-B2O3系玻璃(M为碱土金属)或CaO-SiO2-Al2O3-ZnO-ZrO2-B2O3系玻璃。进一步，主成分在将其总量作为100重量％时，含有第2玻璃12～30重量％，合计含有第1玻璃以及第2玻璃40～56重量％，含有Al2O37～18重量％，优选由SiO2构成剩余部分。
这样的本实施方式所涉及的玻璃陶瓷组合物能够低温烧成，介电常数极低并且高密度且绝缘电阻高，进一步，在电子部件化时能够实现充分的弯曲强度和高Q值。
如上所述，第1玻璃为SiO2-K2O-B2O3系玻璃。SiO2-K2O-B2O3系玻璃不特别限制，可以使用市售的玻璃。该玻璃优选玻璃化转变点为480～520℃。另外，玻璃化转变点可以通过热机械分析装置(TMA)进行测定(以下相同)。
另外，SiO2-K2O-B2O3系玻璃主要由SiO2、K2O以及B2O3构成，优选该玻璃含有SiO277～83重量％，含有K2O 1.6～2.4重量％，剩余部分由B2O3构成。另外，该玻璃可以在不妨碍本发明的效果的范围内含有1种以上的其它成分，其它成分的含量的合计在该玻璃中优选为0.5重量％以下。作为其它成分，例如可以列举Al2O3等。
另外，在本实施方式中，第2玻璃为MO-SiO2-Al2O3-B2O3系玻璃(M为碱土金属)和/或CaO-SiO2-Al2O3-ZnO-ZrO2-B2O3系玻璃。即，第2玻璃可以为上述2种玻璃的混合物，也可以仅由上述2种玻璃中的任一种构成。另外，第2玻璃优选至少为MO-SiO2-Al2O3-B2O3系玻璃。
MO-SiO2-Al2O3-B2O3系玻璃不特别限定，可以使用市售的玻璃。M可以为选自碱土金属(Mg、Ca、Sr以及Ba)中的1种以上，优选包含全部Mg、Ca、Sr以及Ba。另外，该玻璃优选玻璃化转变点为690～730℃。
另外，MO-SiO2-Al2O3-B2O3系玻璃主要由MO、SiO2、Al2O3以及B2O3构成，优选该玻璃含有SiO245～55重量％，含有Al2O310～12重量％，含有MO 28～43重量％，剩余部分由B2O3构成。另外，该玻璃中，作为MO进一步优选含有MgO 1～2.5重量％、CaO 3～4重量％、SrO24～35重量％、BaO 0.1～1重量％。另外，该玻璃在不妨碍本发明的效果的范围内可以含有一种以上的其它成分，其它成分的含量的合计在该玻璃中优选为0.5重量％以下。作为其它成分，例如可以列举Na2O等。
CaO-SiO2-Al2O3-ZnO-ZrO2-B2O3系玻璃不特别限定，可以使用市售的玻璃。该玻璃优选玻璃化转变点为650～700℃。
另外，CaO-SiO2-Al2O3-ZnO-ZrO2-B2O3系玻璃主要由CaO、SiO2、Al2O3、ZnO、ZrO2以及B2O3构成，优选该玻璃含有SiO240～45重量％、Al2O328～32重量％、CaO 9～11重量％、ZnO 0.5～1.3重量％、ZrO21～2重量％，剩余部分由B2O3构成。另外，该玻璃可以在不妨碍本发明的效果的范围内含有一种以上的其它成分，其它成分的含量的合计在该玻璃中优选为0.5重量％以下。作为其它成分，例如可以列举TiO2等。
进一步，在主成分中第2玻璃的含量为12～30重量％，优选为12～22重量％，进一步优选为14～20重量％。第2玻璃如果过多则有相对介电常数升高(例如，超过5.0)的倾向，如果过少则有不能充分地确保弯曲强度的倾向。
另外，主成分中的第1玻璃和第2玻璃的含量的合计为40～56重量％，优选为45～56重量％，进一步优选为50～55重量％。第1玻璃和第2玻璃的合计量如果过多则有不能充分地确保弯曲强度的倾向，如果过少则有不能得到充分的烧结的倾向。
在本实施方式中，使用Al2O3(氧化铝)作为填料。主成分中的Al2O3的含量为7～18重量％，优选为7～15重量％，进一步优选为7.5～12重量％。Al2O3如果过多则有相对介电常数升高(例如，超过5.0)的倾向，如果过少则有不能充分地确保弯曲强度的倾向。
另外，构成填料的颗粒的形状不特别限定，例如可以列举球状、针状、板状等，从提高强度、特别是电子部件化时的弯曲强度的观点出发，优选为板状的填料成分。
另外，在本实施方式中，SiO2不特别限定，例如可以以作为填料的石英(晶体二氧化硅)或者石英玻璃(无定形二氧化硅)的形态使用，也可以根据需要并用它们。
本实施方式中的主成分优选如上所述含有规定量的第1玻璃、第2玻璃以及Al2O3，并且作为剩余部分含有SiO2。另外，进一步优选剩余部分仅由SiO2构成，不过可以在不妨碍本发明的效果的范围内含有其它成分。
本实施方式所涉及的玻璃陶瓷组合物可以根据需要进一步含有第3玻璃作为添加剂。在此，第3玻璃为SrO-SiO2-B2O3系玻璃。进一步，第3玻璃的添加量相对于100重量％的主成分为5重量％以下。
第3玻璃由于与上述主成分的关系而显示良好的烧结性。因此，本实施方式所涉及的玻璃陶瓷组合物通过在上述范围内含有第3玻璃，从而相对于伴随量产化的烧成条件的变化或棒材尺寸的变化等能够确保更稳定的烧结性，并且能够大范围地采用适合于量产化的烧成条件。
在本实施方式中，第3玻璃为SrO-SiO2-B2O3系玻璃。SrO-SiO2-B2O3系玻璃不特别限定，可以使用市售的玻璃。该玻璃优选玻璃化转变点为640～670℃。本实施方式的玻璃陶瓷组合物通过含有低软化点的第3玻璃，从而即便是比较低温的烧成也能够确保良好的烧结性。
另外，SrO-SiO2-B2O3系玻璃主要由SiO2、SrO以及B2O3构成，优选该玻璃含有SiO210～15重量％、SrO 40～45重量％，剩余部分由B2O3构成。另外，该玻璃可以在不妨碍本发明的效果的范围内含有一种以上的其它成分，其它成分的含量的合计在该玻璃中优选为1.0重量％以下。作为其它成分，例如可以列举Na2O或CaO等。
另外，第3玻璃的添加量相对于100重量％的主成分为5重量％以下，优选为2～5重量％，进一步优选为3～4.5重量％。如果增加第3玻璃的添加量，则通过烧成产生的玻璃相的软化的程度有增大的倾向。特别地，如果通过烧成产生的玻璃相的软化的程度过大，则在电子部件化时，烧成后的芯片素体4容易熔融粘结于所接触的物体上。
图1所示的层叠芯片线圈1可以通过通常的制造方法进行制造。即，通过将本发明的玻璃陶瓷组合物与粘结剂和溶剂一起混炼得到的玻璃陶瓷膏体与含有Ag等的导体膏体交替地印刷层叠之后，进行烧成，从而能够形成芯片素体4(印刷法)。
或者，也可以使用玻璃陶瓷膏体制作生坯片，在生坯片的表面印刷内部电极膏体，将它们层叠烧成从而形成芯片素体4(薄片法)。无论如何，可以在形成芯片素体4之后，通过烧结或者镀层等形成端子电极5。
对于玻璃陶瓷膏体中的粘结剂以及溶剂的含量没有限制，例如，粘结剂的含量可以设定为5～25重量％，溶剂的含量可以设定为30～80重量％左右的范围。另外，在膏体中可以根据需要在20重量％以下的范围内含有分散剂、增塑剂、介电体、绝缘体等。还可以同样地制作含有Ag等的导体膏体。另外，烧成条件等不特别限定，在内部电极层中含有Ag等的情况下，烧成温度优选为950℃以下，进一步优选为900℃以下。
另外，由本实施方式的玻璃陶瓷组合物构成的烧结体的相对密度在将理论密度作为100％的情况下，优选为80％以上，进一步优选为85％以上，更加优选为90％以上。在此，在本说明书中，相对密度是指密度的实测值相对于理论密度的比例。另外，该烧结体的理论密度例如可以将烧结体进行研钵粉碎至不受素体中的气泡的影响的程度的大小之后，用气相置换法(阿基米德原理)测定真密度，并且采用其作为理论密度。另外，该烧结体的密度的实测值例如可以通过测定烧结体的尺寸以及重量来计算。该烧结体的相对密度可以通过改变烧成温度或烧成时间等来调整。
本实施方式的玻璃陶瓷组合物可以是未烧结的粉末或凝聚物、包含于浆料中的固体成分等的形态的玻璃陶瓷材料。本实施方式的玻璃陶瓷组合物由于烧结性优异，因此即使在优选为840～950℃，进一步优选为870～950℃左右的低温下烧成，也可以做成具有充分高的烧结密度(烧结体的密度)的玻璃陶瓷烧结体。因此，例如优选用作寻求能够在低温下烧结的将Ag作为导体的层叠芯片线圈等线圈电子部件的陶瓷层。
另外，本发明不限定于上述实施方式，可以在本发明的范围内进行各种改变。
此外，本实施方式所涉及的玻璃陶瓷组合物可以作为半导体装置的线圈元件等来使用。作为本发明所涉及的线圈元件，例如，可以列举将本发明所涉及的玻璃陶瓷组合物薄膜化，并且装入半导体装置等的基板上的线圈部件等。
另外，本实施方式所涉及的玻璃陶瓷组合物可以优选作为高频线圈用层间组合物使用。
本实施方式所涉及的玻璃陶瓷组合物能够低温烧成，介电常数极低，并且机械强度也优异，因此，优选作为构成线圈电子部件的陶瓷层的材料，进一步，由于烧成时的结晶颗粒的生成极少，因此特别地，更加优选作为构成内部电极层3、3之间的陶瓷层2的层间组合物。
通过本实施方式所涉及的层间组合物，能够抑制烧成后的陶瓷层中结晶颗粒的生成，从而可以得到凹凸少的平滑的内部电极层，作为线圈电子部件整体，可以实现高频区域内的高Q值。这样的层间组合物特别优选作为在1GHz以上的频率区域内使用的高频线圈用。
在上述本实施方式中，线圈电子部件1的陶瓷层2示出了用相同的材料形成的例子，不过不需要一定用同样的材料形成。如上所述，本实施方式所涉及的玻璃陶瓷组合物特别优选作为构成内部电极层3、3间的陶瓷层2的层间组合物，不接触线圈导体30的陶瓷层2也可以用其它陶瓷材料构成。
实施例
以下，基于更详细的实施例来说明本发明，不过本发明不限定于这些实施例。
(实施例1)
首先，准备作为第1玻璃的SiO2-K2O-B2O3系玻璃、作为第2玻璃的MO-SiO2-Al2O3-B2O3系玻璃、氧化铝(Al2O3)、作为SiO2的石英玻璃(无定形二氧化硅)、作为第3玻璃的SrO-SiO2-B2O3系玻璃，并称量各种原材料以成为表1所示的组成。
接下来，将预先称量好的原材料和溶剂(99％甲醇改性乙醇)一起使用球磨机(介质为氧化锆球)，进行24小时湿式混合，得到原料浆料。将该原料浆料用干燥机干燥至溶剂消失，从而得到玻璃陶瓷材料。
接下来，相对于得到的玻璃陶瓷材料100重量份添加2.5重量份的丙烯酸树脂类粘结剂(ELVACITE，Dupont公司制造)作为粘结剂并进行造粒，用20目的筛子进行整粒做成颗粒。将该颗粒用74MPa(0.75ton/cm2)的压力进行加压成型，从而得到17φ圆盘形状(尺寸＝直径17mm、厚度8.5mm)的成型体。之后，将得到的成型体在空气中、900℃下烧成2小时，得到烧结体(样品1～32)。
接下来，对得到的烧结体(样品1～32)以以下所示的条件进行各种特性评价。将结果示于表1中。
[相对密度]
相对密度(％)根据得到的烧结体的尺寸以及重量算出烧结体密度，算出烧结体密度相对于理论密度的比率来求得。
[相对介电常数εs]
相对介电常数(无单位)使用网络分析仪(HEWLETT PACKARD公司制造的8510C)用共振法(JIS R 1627)来进行测定。另外，在本实施例中，将相对介电常数为5.0以下作为良好。
[绝缘电阻ρ]
绝缘电阻(单位：Ωm)通过在得到的烧结体的两面上涂布In-Ga电极，并测定直流电阻值，根据电阻值和尺寸来算出。测定使用绝缘电阻计(HEWLETT PACKARD公司制造的4329A)在25V-30秒的条件下进行。另外，在本实施例中，将1×107Ω·m以上作为良好。
(实施例2)
首先，通过与实施例1同样的方法得到了成为表1的组成的玻璃陶瓷材料。
接下来，向100重量份的玻璃陶瓷材料中加入丙烯酸树脂类粘结剂(ELVACITE，Dupont公司制造)作为粘结剂进行充分地混合，得到玻璃陶瓷浆料。之后，通过刮刀法将所得到的玻璃陶瓷浆料成型，得到了厚度为30μm的生坯片。
然后，在所得到的生坯片的规定位置形成通孔(via hole)之后，将另外调制的含有银粉末、清漆以及有机溶剂的导体膏体丝网印刷于上述生坯片的表面，并且填充于上述通孔中，从而形成具有规定形状的线圈图案以及通孔的内部电极层。
之后，将形成有规定的线圈图案的生坯片进行适当地层叠之后，将它们用没有形成内部电极层的生坯片来夹持，在60℃的温度下用100MPa的压力进行压合，切割为规定的尺寸，从而得到了层叠体。
进一步，将得到的层叠体在大气中加热至400℃进行充分地脱脂。接下来，将层叠体投入到烧成炉中，在大气中在900～930℃的温度区域中保持1～5小时从而进行热处理(烧成)，得到了芯片素体。
接下来，准备含有银粉末、玻璃粉、清漆以及有机溶剂的端子电极用导电膏体，将该端子电极用导电膏体涂布于相对于上述芯片素体的线圈的轴方向的两端使之干燥之后，在750℃下烧成粘结，形成端子电极，从而得到了层叠芯片线圈(0.6mm×0.3mm×0.3mm)。
然后，对得到的层叠芯片线圈(样品1～32)在以下所示的条件下进行弯曲强度试验。将结果示于表1中。
[弯曲强度试验]
弯曲强度试验对样品1～32各使用10个样品，在基板(玻璃环氧基板，大小100mm×40mm，厚度0.08mm)的中央部焊接上样品之后，从除去焊接有样品的面的另一个面(基板背面)施加负载(弯曲量＝1.3mm下保持5秒)，对施加负载之后的样品进行外观以及内部的裂纹的有无的评价。另外，在本实施例中，对各样品将10个中产生裂纹的为0个的样品作为良好。
[表1]
第1玻璃为SiO2-K2O-B2O3系玻璃
第2玻璃为MO-SiO2-Al2O3-B2O3系玻璃
第3玻璃为SrO-SiO2-B2O3系玻璃
由实施例1的结果可以确认，由本发明所涉及的玻璃陶瓷组合物构成的烧结体(样品2～5、11～14、20～24、27～32)具有高的绝缘电阻、低的相对介电常数。
进一步，由实施例2的结果可以确认具有由本发明所涉及的玻璃陶瓷组合物构成的烧结体(样品2～5、11～14、20～24、27～32)的层叠芯片线圈对于弯曲具有优异的强度。
(实施例3和4)
作为第2玻璃使用CaO-SiO2-Al2O3-ZnO-ZrO2-B2O3系玻璃，以得到表2所示的组成的方式得到了玻璃陶瓷材料，除此以外，与实施例1和2同样地制作了烧结体以及层叠芯片线圈(样品51～82)，在同样的条件下评价了各种特性。将结果示于表2中。
[表2]
第1玻璃为SiO2-K2O-B2O3系玻璃
第2玻璃为CaO-SiO2-Al2O3-ZnO-ZrO2-B2O3系玻璃
第3玻璃为SrO-SiO2-B2O3系玻璃
由实施例3的结果可以确认，由本发明所涉及的玻璃陶瓷组合物构成的烧结体(样品52～55、61～64、70～74、77～82)具有高的绝缘电阻、低的相对介电常数。
进一步，由实施例4的结果可以确认，具有由本发明所涉及的玻璃陶瓷组合物构成的烧结体(样品52～55、61～64、70～74、77～82)的层叠芯片线圈对于弯曲具有优异的强度。

Claims (8)

1.一种玻璃陶瓷组合物，其特征在于，
所述玻璃陶瓷组合物具有由第1玻璃、第2玻璃、Al2O3以及SiO2构成的主成分，
所述第1玻璃为SiO2-K2O-B2O3系玻璃，
所述第2玻璃为MO-SiO2-Al2O3-B2O3系玻璃和/或CaO-SiO2-Al2O3-ZnO-ZrO2-B2O3系玻璃，其中，M为碱土金属，
所述主成分在将其总量作为100重量％时，含有所述第2玻璃12～30重量％，合计含有所述第1玻璃以及所述第2玻璃40～56重量％，进一步含有Al2O37～18重量％。
2.如权利要求1所述的玻璃陶瓷组合物，其特征在于，
进一步相对于100重量％的所述主成分，含有5重量％以下的第3玻璃作为添加物，
所述第3玻璃为SrO-SiO2-B2O3系玻璃。
3.如权利要求1或2所述的玻璃陶瓷组合物，其特征在于，
所述SiO2为石英和/或石英玻璃。
4.一种线圈元件，其中，
具备权利要求1～3中任一项所述的玻璃陶瓷组合物。
5.一种烧结体，其中，
由权利要求1～3中任一项所述的玻璃陶瓷组合物构成。
6.一种线圈电子部件，其中，
具备由权利要求5所述的烧结体构成的陶瓷层。
7.一种电子部件，其中，
所述电子部件由线圈导体以及陶瓷层层叠而构成，
所述线圈导体含有Ag，
所述陶瓷层由权利要求5所述的烧结体构成。
8.一种高频线圈用层间组合物，其特征在于，
所述高频线圈用层间组合物具有由第1玻璃、第2玻璃、Al2O3以及SiO2构成的主成分，
所述第1玻璃为SiO2-K2O-B2O3系玻璃，
所述第2玻璃为MO-SiO2-Al2O3-B2O3系玻璃和/或CaO-SiO2-Al2O3-ZnO-ZrO2-B2O3系玻璃，其中，M为碱土金属，
所述主成分在将其总量作为100重量％时，含有所述第2玻璃12～30重量％，合计含有所述第1玻璃以及所述第2玻璃40～56重量％，进一步含有Al2O37～18重量％。
CN201610081946.4A 2015-02-10 2016-02-05 玻璃陶瓷组合物以及线圈电子部件 Active CN105859142B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015024761 2015-02-10
JP2015-024761 2015-02-10

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105859142A true CN105859142A (zh) 2016-08-17
CN105859142B CN105859142B (zh) 2018-09-25

Family

ID=56566563

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610081946.4A Active CN105859142B (zh) 2015-02-10 2016-02-05 玻璃陶瓷组合物以及线圈电子部件

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9573837B2 (zh)
JP (1) JP6075481B2 (zh)
KR (1) KR101829869B1 (zh)
CN (1) CN105859142B (zh)
TW (1) TW201628989A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110171928A (zh) * 2019-01-04 2019-08-27 南京汇聚新材料科技有限公司 一种低温共烧陶瓷玻璃粉末
CN112500172A (zh) * 2020-05-11 2021-03-16 深圳前海发维新材料科技有限公司 一种玻璃复合材料及其生产方法和应用
CN114068066A (zh) * 2021-12-23 2022-02-18 西安宏星电子浆料科技股份有限公司 一种厚膜电路用高耐候性包封介质浆料

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018056524A (ja) * 2016-09-30 2018-04-05 Tdk株式会社 コイル部品
JP6260731B1 (ja) * 2017-02-15 2018-01-17 Tdk株式会社 ガラスセラミックス焼結体およびコイル電子部品
KR102004805B1 (ko) * 2017-10-18 2019-07-29 삼성전기주식회사 코일 전자 부품
JP6504241B1 (ja) * 2017-12-27 2019-04-24 Tdk株式会社 ガラスセラミックス焼結体およびコイル電子部品
CN111954650B (zh) 2018-04-11 2022-11-29 昭荣化学工业株式会社 介电陶瓷组合物及陶瓷电子部件
JP7156197B2 (ja) * 2019-07-25 2022-10-19 株式会社村田製作所 インダクタ部品

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0326092A2 (en) * 1988-01-28 1989-08-02 E.I. Du Pont De Nemours And Company Dielectric composition
CN1165117A (zh) * 1996-02-29 1997-11-19 Tdk株式会社 玻璃和使用该玻璃的陶瓷基片
CN1716459A (zh) * 2004-06-28 2006-01-04 Tdk株式会社 低温共烧陶瓷材料和使用该材料的多层配线板
CN101580385A (zh) * 2008-05-12 2009-11-18 Tdk株式会社 电介质陶瓷组合物、叠层复合电子部件、叠层共模滤波器、叠层陶瓷线圈以及叠层陶瓷电容
CN103011788A (zh) * 2012-12-22 2013-04-03 蚌埠玻璃工业设计研究院 一种低介低膨胀低温共烧陶瓷材料及其制备方法
CN103632817A (zh) * 2012-08-27 2014-03-12 Tdk株式会社 层叠型线圈部件
CN103875142A (zh) * 2011-10-14 2014-06-18 Tdk株式会社 静电应对元件
CN103964824A (zh) * 2013-02-06 2014-08-06 Tdk株式会社 电介质陶瓷组合物、电子部件以及复合电子部件

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4755490A (en) * 1986-04-18 1988-07-05 Tektronix, Inc. Low firing temperature ceramic materials
JP2902810B2 (ja) 1991-01-21 1999-06-07 鐘紡株式会社 繊維強化樹脂シート
JP3610191B2 (ja) * 1997-06-03 2005-01-12 Ｔｄｋ株式会社 非磁性セラミックおよびセラミック積層部品
JP3587753B2 (ja) * 1999-03-31 2004-11-10 Ｔｄｋ株式会社 磁器組成物
JP3387458B2 (ja) * 1999-09-13 2003-03-17 株式会社村田製作所 絶縁体組成物、絶縁体ペーストおよび積層電子部品
JP4556004B2 (ja) * 2000-06-29 2010-10-06 奥野製薬工業株式会社 セラミックカラー組成物及び板ガラスの曲げ加工方法
JP4239534B2 (ja) 2002-09-10 2009-03-18 株式会社村田製作所 絶縁性ガラスセラミックおよびこれを用いた積層電子部品
JP2005015239A (ja) 2003-06-23 2005-01-20 Kyocera Corp 低温焼成磁器組成物および低温焼成磁器並びに配線基板
JP2005217170A (ja) * 2004-01-29 2005-08-11 Murata Mfg Co Ltd 複合積層セラミック電子部品
CN100445226C (zh) * 2004-12-30 2008-12-24 电子科技大学 一种玻璃陶瓷基板材料的配方及制备方法
WO2008093669A1 (ja) * 2007-01-30 2008-08-07 Murata Manufacturing Co., Ltd. 感光性ガラスペーストおよび多層配線チップ部品
JP5929052B2 (ja) 2011-09-07 2016-06-01 Tdk株式会社 積層型コイル部品

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0326092A2 (en) * 1988-01-28 1989-08-02 E.I. Du Pont De Nemours And Company Dielectric composition
CN1165117A (zh) * 1996-02-29 1997-11-19 Tdk株式会社 玻璃和使用该玻璃的陶瓷基片
CN1716459A (zh) * 2004-06-28 2006-01-04 Tdk株式会社 低温共烧陶瓷材料和使用该材料的多层配线板
CN101580385A (zh) * 2008-05-12 2009-11-18 Tdk株式会社 电介质陶瓷组合物、叠层复合电子部件、叠层共模滤波器、叠层陶瓷线圈以及叠层陶瓷电容
CN103875142A (zh) * 2011-10-14 2014-06-18 Tdk株式会社 静电应对元件
CN103632817A (zh) * 2012-08-27 2014-03-12 Tdk株式会社 层叠型线圈部件
CN103011788A (zh) * 2012-12-22 2013-04-03 蚌埠玻璃工业设计研究院 一种低介低膨胀低温共烧陶瓷材料及其制备方法
CN103964824A (zh) * 2013-02-06 2014-08-06 Tdk株式会社 电介质陶瓷组合物、电子部件以及复合电子部件

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110171928A (zh) * 2019-01-04 2019-08-27 南京汇聚新材料科技有限公司 一种低温共烧陶瓷玻璃粉末
CN110171928B (zh) * 2019-01-04 2022-06-03 南京汇聚新材料科技有限公司 一种低温共烧陶瓷玻璃粉末
CN112500172A (zh) * 2020-05-11 2021-03-16 深圳前海发维新材料科技有限公司 一种玻璃复合材料及其生产方法和应用
CN112500172B (zh) * 2020-05-11 2021-10-01 深圳前海发维新材料科技有限公司 一种高软化点、低热膨胀系数、高耐磨、低热导率的玻璃复合材料在发动机气轮机中的应用
CN114068066A (zh) * 2021-12-23 2022-02-18 西安宏星电子浆料科技股份有限公司 一种厚膜电路用高耐候性包封介质浆料
CN114068066B (zh) * 2021-12-23 2022-04-19 西安宏星电子浆料科技股份有限公司 一种厚膜电路用高耐候性包封介质浆料

Also Published As

Publication number Publication date
JP2016155746A (ja) 2016-09-01
US9573837B2 (en) 2017-02-21
TWI562968B (zh) 2016-12-21
TW201628989A (zh) 2016-08-16
KR101829869B1 (ko) 2018-02-19
JP6075481B2 (ja) 2017-02-08
KR20160098066A (ko) 2016-08-18
CN105859142B (zh) 2018-09-25
US20160229738A1 (en) 2016-08-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105859142A (zh) 玻璃陶瓷组合物以及线圈电子部件
US9824804B2 (en) Composite ferrite composition and electronic component
JP6079899B2 (ja) 積層セラミック電子部品
KR102002639B1 (ko) 유리 세라믹 소결 콤팩트 및 배선 보드
WO2013035516A1 (ja) 積層型コイル部品
JP6260731B1 (ja) ガラスセラミックス焼結体およびコイル電子部品
CN110310828A (zh) 层叠陶瓷电子部件
JP5386496B2 (ja) 複合電子部品
CN110310830A (zh) 层叠陶瓷电子部件
JP5229323B2 (ja) 積層コイル部品およびその製造方法
JP4239534B2 (ja) 絶縁性ガラスセラミックおよびこれを用いた積層電子部品
JP2020194811A (ja) 積層型コイル部品
US6429163B2 (en) Dielectric ceramic composition, ceramic capacitor using the composition and method of producing thereof
CN101151680A (zh) 导电糊及电子零部件
CN109970351B (zh) 玻璃陶瓷烧结体及线圈电子部件
WO2022163141A1 (ja) 電子部品
JP2006093485A (ja) ガラスセラミック基板
JP2010228982A (ja) フェライト、フェライト焼結体及び複合積層型電子部品

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant