CN107434407A - 玻璃‑陶瓷‑铁氧体组合物和电子部件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供抗折强度高且相对导磁率高的材料和使用该材料的电子部件。一种组合物，是含有玻璃、铁氧体和陶瓷填料的玻璃‑陶瓷‑铁氧体组合物，玻璃以玻璃的总重量为基准含有0.5～5.0重量％的R2O(R为选自Li、Na和K中的至少1种)、5.0重量％以下的Al2O3、10.0～25.0重量％的B2O3和70.0～85.0重量％的SiO2，相对于组合物总重量的铁氧体的重量比例为10～80重量％，陶瓷填料含有镁橄榄石和石英中的至少镁橄榄石，相对于组合物总重量的镁橄榄石的重量比例为1～10重量％，相对于组合物总重量的石英的重量比例为40重量％以下，相对于组合物总重量的铁氧体和填料的重量的合计的比例为85重量％以下。

Description

玻璃-陶瓷-铁氧体组合物和电子部件
技术领域
本发明涉及玻璃-陶瓷-铁氧体组合物和使用该玻璃-陶瓷-铁氧体组合物的电子部件。
背景技术
线圈部件在电子设备的噪声对策等中被广泛应用。作为线圈部件，提出了在由含有铁氧体的磁性体组合物构成的坯体的内部埋设有线圈导体的电子部件。
在专利文献1中记载了一种复合铁氧体组合物，所述复合铁氧体组合物含有磁性体材料和非磁性体材料，磁性体材料与非磁性体材料的混合比率为20重量％：80重量％～80重量％：20重量％，磁性体材料为Ni-Cu-Zn系铁氧体，非磁性体材料的主成分至少含有Zn、Cu和Si的氧化物，非磁性体材料的副成分含有硼硅酸玻璃。专利文献1中记载的复合铁氧体组合物可以作为层叠芯片线圈的陶瓷层使用。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2014-220469号公报
发明内容
近年来，一直寻求抗折强度高、不易产生裂纹、可靠性高的电子部件。因此，作为构成电子部件的坯体的材料，一直寻求抗折强度更高的材料。另一方面，一直寻求能够除去高频带的噪声的电子部件。因此，作为构成电子部件的坯体的材料，一直寻求在高频带具有高相对导磁率的材料。
本发明的课题在于提供抗折强度高且相对导磁率高的材料和使用该材料的电子部件。
本发明人为了解决上述课题而进行了深入研究，结果发现通过在含有玻璃、铁氧体和陶瓷填料的玻璃-陶瓷-铁氧体组合物中使用镁橄榄石作为陶瓷填料，将铁氧体的含量调节为特定的范围，能够得到抗折强度高且相对导磁率高的玻璃-陶瓷-铁氧体组合物，从而完成了本发明。
根据本发明的第1主旨，提供一种玻璃-陶瓷-铁氧体组合物，所述玻璃-陶瓷-铁氧体组合物含有玻璃、铁氧体和陶瓷填料，
玻璃以玻璃的总重量为基准，含有0.5重量％～5.0重量％的R2O(R为选自Li、Na和K中的至少1种)、5.0重量％以下的Al2O3、10.0重量％～25.0重量％的B2O3和70.0重量％～85.0重量％的SiO2，
相对于玻璃-陶瓷-铁氧体组合物的总重量的铁氧体的重量的比例为10重量％～80重量％，
陶瓷填料含有镁橄榄石和石英中的至少镁橄榄石，
相对于玻璃-陶瓷-铁氧体组合物的总重量的镁橄榄石的重量的比例为1重量％～10重量％，
相对于玻璃-陶瓷-铁氧体组合物的总重量的石英的重量的比例为40重量％以下，
相对于玻璃-陶瓷-铁氧体组合物的总重量的铁氧体和陶瓷填料的重量的合计的比例为85重量％以下。
根据本发明的第2主旨，提供一种玻璃-陶瓷-铁氧体组合物，所述玻璃-陶瓷-铁氧体组合物含有玻璃、铁氧体和陶瓷填料，
玻璃为含有R(R为选自Li、Na和K中的至少1种)和Al的硼硅酸玻璃，上述玻璃以该玻璃的总重量为基准，含有换算成R2O为0.5重量％～5.0重量％的R，以玻璃的总重量为基准，含有2.6重量％以下的Al、3.1重量％～7.8重量％的B和32.7重量％～39.7重量％的Si，
相对于玻璃-陶瓷-铁氧体组合物的总重量的铁氧体的重量的比例为10重量％～80重量％，
陶瓷填料含有镁橄榄石和石英中的至少镁橄榄石，
相对于玻璃-陶瓷-铁氧体组合物的总重量的镁橄榄石的重量的比例为1重量％～10重量％，
相对于玻璃-陶瓷-铁氧体组合物的总重量的石英的重量的比例为40重量％以下，
相对于玻璃-陶瓷-铁氧体组合物的总重量的铁氧体和陶瓷填料的重量的合计的比例为85重量％以下。
根据本发明的第3主旨，提供一种电子部件，其具备含有上述任一种玻璃-陶瓷-铁氧体组合物的坯体和设置于坯体内的内部导体。
根据本发明的第4主旨，提供一种玻璃-陶瓷-铁氧体组合物的制造方法，所述方法包括如下工序：
准备含有玻璃、铁氧体和陶瓷填料的混合物；和
将混合物煅烧而得到玻璃-陶瓷-铁氧体组合物，
玻璃以玻璃的总重量为基准，含有0.5重量％～5.0重量％的R2O(R为选自Li、Na和K中的至少1种)、5.0重量％以下的Al2O3、10.0重量％～25.0重量％的B2O3和70.0重量％～85.0重量％的SiO2，
相对于混合物的重量的铁氧体的重量的比例为10重量％～80重量％，
陶瓷填料含有镁橄榄石和石英中的至少镁橄榄石，
相对于混合物的重量的镁橄榄石的重量的比例为1重量％～10重量％，
相对于混合物的重量的石英的重量的比例为40重量％以下，
相对于混合物的重量的铁氧体和陶瓷填料的重量的合计的比例为85重量％以下。
根据本发明的第5主旨，提供一种电子部件的制造方法，所述电子部件具备含有玻璃-陶瓷-铁氧体组合物的坯体和设置于坯体内的内部导体，所述方法包括如下工序：
准备含有玻璃、铁氧体和陶瓷填料的混合物；
将混合物成型为片材；
在片材上应用导体糊而形成导体图案；
将形成有导体图案的片材层叠而形成层叠体；以及
煅烧层叠体而得到具备含有玻璃-陶瓷-铁氧体组合物的坯体和设置于坯体内的内部导体的电子部件，
玻璃以玻璃的总重量为基准含有0.5重量％～5.0重量％的R2O(R为选自Li、Na和K中的至少1种)、5.0重量％以下的Al2O3、10.0重量％～25.0重量％的B2O3和70.0重量％～85.0重量％的SiO2，
相对于混合物的重量的铁氧体的重量的比例为10重量％～80重量％，
陶瓷填料含有镁橄榄石和石英中的至少镁橄榄石，
相对于混合物的重量的镁橄榄石的重量的比例为1重量％～10重量％，
相对于混合物的重量的石英的重量的比例为40重量％以下，
相对于混合物的重量的铁氧体和陶瓷填料的重量的合计的比例为85重量％以下。
本发明的玻璃-陶瓷-铁氧体组合物通过具有上述特征而具有高抗折强度和高相对导磁率。另外，本发明的电子部件通过具有上述特征而具有高可靠性。另外，本发明的玻璃-陶瓷-铁氧体组合物的制造方法通过具有上述特征，能够制造抗折强度高且相对导磁率高的玻璃-陶瓷-铁氧体组合物。另外，本发明的电子部件的制造方法通过具有上述特征，能够制造可靠性高的电子部件。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施方式的电子部件的一个例子的截面示意图。
图2是表示本发明的一个实施方式的电子部件的另一个例子的截面示意图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。其中，以下示出的实施方式以例示为目的，本发明并不限定于以下的实施方式。以下说明的构成要素的尺寸、材质、形状、相对配置等并不限定于特定的记载，其主旨并非将本发明的范围仅限定于此，只是说明例而已。另外，各附图示出的构成要素的大小、形状、位置关系等有时为了使说明明确而进行夸大。
[玻璃-陶瓷-铁氧体组合物]
本发明的一个实施方式的玻璃-陶瓷-铁氧体组合物含有玻璃、铁氧体和陶瓷填料。以下，有时也将“玻璃-陶瓷-铁氧体组合物”简称为“组合物”。
本实施方式的玻璃-陶瓷-铁氧体组合物使用含有Ag的内部导体时，能够以可与Ag同时煅烧的930℃以下的煅烧温度进行煅烧。使用Ag作为内部导体时，需要以Ag的熔点以下的温度进行煅烧。但是，认为组合物在除了铁氧体以外仅含有滑石、氧化铝、镁橄榄石和氧化锆等陶瓷材料时，组合物的烧结温度变高，因此以可与Ag同时煅烧的930℃以下的煅烧温度难以进行组合物的烧结。与此相对，本实施方式的玻璃-陶瓷-铁氧体组合物含有玻璃，因此能够在930℃以下的煅烧温度下使组合物烧结。
作为玻璃，可以使用含有选自Li、Na和K中的至少1种碱金属元素R和Al的硼硅酸玻璃(R2O-SiO2-B2O3-Al2O3玻璃)。认为R和Al以氧化物R2O和Al2O3的形态包含在玻璃中。其中，R和Al不一定需要以氧化物R2O和Al2O3的形态包含在玻璃中。如下所示，玻璃的组成能够以R2O、Al2O3、B2O3和SiO2的含量来表示。玻璃以玻璃的总重量为基准，含有0.5重量％～5.0重量％的R2O、5.0重量％以下的Al2O3、10.0重量％～25.0重量％的B2O3和70.0重量％～85.0重量％的SiO2。作为其它方法，如下所示，玻璃的组成也能够以R、Al、B和Si的含量表示。玻璃以玻璃的总重量为基准，含有换算成R2O为0.5重量％～5.0重量％的R，以玻璃的总重量为基准，含有2.6重量％以下的Al，3.1重量％～7.8重量％的B和32.7重量％～39.7重量％的Si。如果玻璃的组成为上述范围内，则能够以可与Ag同时煅烧的930℃以下的煅烧温度使组合物烧结。
玻璃-陶瓷-铁氧体组合物中含有的铁氧体优选为属于尖晶石结构的固溶体的强磁性铁氧体。作为具有尖晶石结构的强磁性铁氧体，例如可举出Ni-Zn系铁氧体(也包括Ni-Zn-Cu系铁氧体)、Mn-Zn系铁氧体、Mg-Zn系铁氧体、Ni-Co系铁氧体等。玻璃-陶瓷-铁氧体组合物可以仅含有1种铁氧体，也可以含有2种以上铁氧体。其中，Ni-Zn系铁氧体、特别是Ni-Zn-Cu系铁氧体在高频带具有足够高的导磁率，因而适用于高频用途。因此，玻璃-陶瓷-铁氧体组合物优选含有Ni-Zn系铁氧体，更优选含有Ni-Zn-Cu系铁氧体。
相对于玻璃-陶瓷-铁氧体组合物的总重量的铁氧体的重量的比例为10重量％～80重量％。铁氧体具有比玻璃高的相对导磁率。因此，玻璃-陶瓷-铁氧体组合物通过含有10重量％以上的铁氧体，能够具有高相对导磁率。另一方面，玻璃具有比铁氧体低的相对介电常数。因此，玻璃-陶瓷-铁氧体组合物通过含有80重量％以下的铁氧体，能够具有低相对介电常数。
相对于玻璃-陶瓷-铁氧体组合物的总重量的铁氧体的重量的比例优选为40重量％以下。如果铁氧体的含量为40重量％以下，则能够进一步降低组合物的相对介电常数，例如能够成为6.0以下的相对介电常数。
相对于玻璃-陶瓷-铁氧体组合物的总重量的铁氧体的重量的比例优选为30重量％以上。如果铁氧体的含量为30重量％以上，则能够进一步提高组合物的抗折强度。认为这是由于如果铁氧体的含量多，则存在于组合物中的铁氧体粒子彼此的结合变强。
玻璃-陶瓷-铁氧体组合物含有镁橄榄石和石英中的至少镁橄榄石作为陶瓷填料。镁橄榄石为由化学式2MgO·SiO2表示的陶瓷材料。玻璃-陶瓷-铁氧体组合物通过含有镁橄榄石而具有高抗折强度。
认为因镁橄榄石的添加而使组合物的抗折强度提高的机理不受任何理论束缚，但大概如下。在玻璃-陶瓷-铁氧体组合物含有镁橄榄石的情况下，与不含有镁橄榄石的情况相比，组合物的表面变得光滑。组合物的表面例如可以通过反射电子图像的观察而确认。如果组合物的表面光滑，则对组合物施加负荷时，可成为裂纹起点的应力集中位置变少。因此，组合物能够不易产生裂纹，具有高抗折强度。
相对于玻璃-陶瓷-铁氧体组合物的总重量的镁橄榄石的重量的比例为1重量％～10重量％。如果镁橄榄石的含量为1重量％以上，则能够提高玻璃-陶瓷-铁氧体组合物的抗折强度。如果镁橄榄石的含量为10重量％以下，则能够以可与Ag同时煅烧的930℃以下的煅烧温度使组合物烧结。
玻璃-陶瓷-铁氧体组合物中含有的陶瓷填料可以含有石英。石英的线膨胀系数比玻璃大。因此，通过添加石英，能够增大组合物的线膨胀系数。使用玻璃-陶瓷-铁氧体组合物作为电子部件的坯体时，通过增大组合物的线膨胀系数，能够在将电子部件安装于基板时抑制电子部件产生裂纹。认为通过增大组合物的线膨胀系数而能够抑制裂纹产生的机理不受任何理论束缚，但大概如下。在将电子部件安装于基板时有时电子部件产生裂纹。认为裂纹的产生是由电子部件与基板的应力差而引起的。虽然也取决于构成基板和芯片的材料，但是一般而言，基板的线膨胀系数比电子部件大。通过增大作为电子部件的坯体使用的组合物的线膨胀系数并接近基板的线膨胀系数，能够减小电子部件与基板的应力差。其结果，能够减小在安装于基板时对电子部件施加的热应力，能够抑制电子部件产生裂纹。
另外，因为石英的相对介电常数低，所以通过添加石英，能够抑制玻璃-陶瓷-铁氧体组合物的杂散电容。因此，可以通过添加石英而得到适用于高频用途的组合物。
相对于玻璃-陶瓷-铁氧体组合物的总重量的石英的重量的比例为40重量％以下。石英为40重量％以下的含量时能够充分地抑制组合物的杂散电容。另外，如果石英的含量为40重量％以下，则能够得到足够的抗折强度。
陶瓷填料除了上述镁橄榄石和石英以外，也可以含有氧化铝、硅锌矿、堇青石、滑石、莫来石等。
相对于玻璃-陶瓷-铁氧体组合物的总重量的铁氧体和陶瓷填料的重量的合计的比例为85重量％以下。铁氧体和陶瓷填料的含量的合计为85重量％以下时，玻璃-陶瓷-铁氧体组合物含有15重量％以上的玻璃。如果组合物中的玻璃的含量为15重量％以上，则能够降低组合物的烧结温度，能够以可与Ag同时煅烧的930℃以下的煅烧温度使组合物烧结。
相对于玻璃-陶瓷-铁氧体组合物的总重量的铁氧体和石英的重量的合计的比例优选为40重量％以上。铁氧体和石英的线膨胀系数都比玻璃大，因此如果铁氧体和石英的含量的合计为40重量％以上，则能够增大玻璃-陶瓷-铁氧体组合物的线膨胀系数。使用线膨胀系数大的玻璃-陶瓷-铁氧体组合物作为电子部件的坯体时，能够在将电子部件安装于基板时减小对电子部件施加的热应力。其结果，能够在将电子部件安装于基板时抑制电子部件产生裂纹。
玻璃-陶瓷-铁氧体组合物除了上述玻璃、铁氧体和陶瓷填料以外，也可以含有氧化锆。
玻璃-陶瓷-铁氧体组合物的组成例如可以通过将电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)和X射线衍射法(XRD)组合来鉴定。
[玻璃-陶瓷-铁氧体组合物的制造方法]
接下来，对本发明的一个实施方式的玻璃-陶瓷-铁氧体组合物的制造方法进行以下说明。本实施方式的方法包括如下工序：
准备含有玻璃、铁氧体和陶瓷填料的混合物；和
将混合物煅烧而得到玻璃-陶瓷-铁氧体组合物。
在本实施方式的方法中，如下所示，玻璃的组成能够以R2O、Al2O3、B2O3和SiO2的含量来表示。玻璃以玻璃的总重量为基准，含有0.5重量％～5.0重量％的R2O(R为选自Li、Na和K中的至少1种)、5.0重量％以下的Al2O3、10.0重量％～25.0重量％的B2O3和70.0重量％～85.0重量％的SiO2。作为其它方法，如下所示，玻璃的组成也能够以R、Al、B和Si的含量来表示。玻璃以玻璃的总重量为基准，含有换算成R2O为0.5重量％～5.0重量％的R，以玻璃的总重量为基准，含有2.6重量％以下的Al、3.1重量％～7.8重量％的B和32.7重量％～39.7重量％的Si。如果玻璃的组成为上述范围内，则能够以可与Ag同时煅烧的930℃以下的煅烧温度使组合物烧结。
可以将作为可在玻璃-陶瓷-铁氧体组合物中含有的铁氧体的上述铁氧体同样地用作混合物中含有的铁氧体。相对于混合物的重量的铁氧体的重量的比例为10重量％～80重量％。如果铁氧体的含量为10重量％以上，则能够得到具有高相对导磁率的组合物。另外，如果铁氧体的含量为80重量％以下，则能够得到具有低相对介电常数的组合物。相对于混合物的重量的铁氧体的重量的比例优选为40重量％以下。如果铁氧体的含量为40重量％以下，则能够得到具有更低相对介电常数的组合物。另外，相对于混合物的重量的铁氧体的重量的比例优选为30重量％以上。如果铁氧体的含量为30重量％以上，则能够得到抗折强度更高的组合物。
陶瓷填料含有镁橄榄石和石英中的至少镁橄榄石。如果混合物含有镁橄榄石作为陶瓷填料，则能够得到抗折强度高的玻璃-陶瓷-铁氧体组合物。
相对于混合物的重量的镁橄榄石的重量的比例为1重量％～10重量％。如果镁橄榄石的含量为1重量％以上，则能够得到抗折强度高的玻璃-陶瓷-铁氧体组合物。如果镁橄榄石的含量为10重量％以下，则能够以可与Ag同时煅烧的930℃以下的煅烧温度使组合物烧结。
陶瓷填料可以含有石英。如果混合物含有石英作为陶瓷填料，则能够得到杂散电容小、适用于高频用途的玻璃-陶瓷-铁氧体组合物。相对于混合物的重量的石英的重量的比例为40重量％以下。混合物含有40重量％以下的石英时，能够得到充分抑制杂散电容的组合物。另外，如果石英的含量为40重量％以下，则能够以可与Ag同时煅烧的930℃以下的煅烧温度使组合物烧结。
陶瓷填料除了上述镁橄榄石和石英以外，也可以含有氧化铝、硅锌矿、堇青石、滑石、莫来石等。
相对于混合物的重量的铁氧体和陶瓷填料的重量的合计的比例为85重量％以下。铁氧体和陶瓷填料的含量的合计为85重量％以下时，混合物含有15重量％以上的玻璃。此时，能够降低组合物的烧结温度，能够以可与Ag同时煅烧的930℃以下的煅烧温度使组合物烧结。
相对于混合物的重量的铁氧体和石英的重量的合计的比例优选为40重量％以上。如果铁氧体和石英的含量的合计为40重量％以上，则能够得到线膨胀系数大的玻璃-陶瓷-铁氧体组合物。
混合物可以包含于糊料、浆料。糊料、浆料除了混合物(即上述玻璃、铁氧体和陶瓷填料)以外，还可以含有甲苯、乙醇等溶剂，丙烯酸，聚乙烯缩丁醇等粘结剂、邻苯二甲酸二辛酯等增塑剂。
应予说明，认为上述混合物的组成与使用该混合物而得到的玻璃-陶瓷-铁氧体组合物的组成实质上相同也无妨。
按照以下说明的顺序，准备按上述比例含有玻璃、铁氧体和陶瓷填料的混合物。首先，以成为上述玻璃组成的方式调配作为玻璃的起始原料的氧化物或碳酸盐，将其放入铂坩埚中。将铂坩埚内的起始原料熔融，得到玻璃熔液。起始原料的熔融温度和熔融时间可以根据玻璃组成而适当地设定，例如在1400℃～1600℃的温度下熔融3小时即可。将该玻璃熔液骤冷后，进行粉碎而得到玻璃粉末。可以通过按规定比例混合所得到的玻璃粉末、作为陶瓷填料的镁橄榄石粉末和/或石英粉末以及铁氧体粉末来准备含有玻璃、铁氧体和陶瓷填料的混合物。
接下来，将混合物煅烧而得到玻璃-陶瓷-铁氧体组合物。可以通过在煅烧混合物时将混合物与上述溶剂、粘结剂和增塑剂等混合来准备浆料、糊料，煅烧该浆料、糊料。煅烧气氛没有特别限定，例如，在与含有Ag等不易氧化的材料的内部导体同时煅烧时可以在大气气氛下进行煅烧，在与含有Cu等容易氧化的材料的内部导体同时煅烧时优选在氮气氛等低氧气氛下进行煅烧。煅烧温度没有特别限定，例如可以为1000℃以下。在本实施方式的方法中，混合物含有玻璃，因此能够以可与Ag同时煅烧的930℃以下的煅烧温度使组合物烧结。
对于由上述方法得到的玻璃-陶瓷-铁氧体组合物，可以利用以下说明的方法来确认组合物是否已经烧结。
作为一种方法，可以通过玻璃-陶瓷-铁氧体组合物的含水率测定来确认烧结。具体而言，测定浸水前后的试样重量，用浸水前的重量除浸水后的重量增加部分来进行计算。如果含水率为0.5％以上，则判断为组合物未烧结，如果含水率小于0.5％，则判断为组合物烧结。
作为另一种方法，将玻璃-陶瓷-铁氧体组合物浸于油性油墨(例如红色油墨)后，用水清洗。目视观察清洗后的组合物，如果油墨的颜色残留，则判断为未烧结，如果油墨的颜色不残留，则判断为烧结。
这样得到的玻璃-陶瓷-铁氧体组合物由于按规定比例含有镁橄榄石，所以具有光滑的表面。因此，玻璃-陶瓷-铁氧体组合物具有高抗折强度。另外，玻璃-陶瓷-铁氧体组合物由于按规定比例含有铁氧体，因而具有高相对导磁率。
[电子部件]
接下来，对本发明的一个实施方式的电子部件进行说明。本实施方式的电子部件具备含有上述玻璃-陶瓷-铁氧体组合物的坯体和设置于坯体内的内部导体。
内部导体可以含有Ag、Cu、Pt、Pd、Au等导电性材料。内部导体可以仅含有1种导电性材料，也可以含有2种以上导电性材料。其中，由于Ag的导体电阻小，因而优选内部导体含有Ag。
本实施方式的电子部件没有特别限定，例如可以为如图1所示的层叠线圈部件、如图2所示的由线圈和电容器构成的LC滤波器、或电容器等。
图1是示意地表示层叠线圈部件的一个例子的截面图。图1所示的层叠线圈部件10具备含有玻璃-陶瓷-铁氧体组合物的坯体11、设置于坯体11内部的内部导体12以及设置于坯体外表面的外部电极13和14。内部导体12是以螺旋状延伸的线圈导体12。线圈导体12在一个端部与外部电极13进行电连接，在另一个端部与外部电极14进行电连接。
图2是示意地表示LC滤波器的一个例子的截面图。图2所示的LC滤波器20具有由玻璃陶瓷层21和含有玻璃-陶瓷-铁氧体组合物的坯体(以下，也称为铁氧体层)22构成的层叠结构。
在玻璃陶瓷层21的内部以相互对置的状态设有多个电容器电极23，由此构成电容器24。另一方面，在铁氧体层22的内部设有内部导体25。该内部导体25为延伸成螺旋状的线圈导体25，由此构成感应器26。
图2中未示出，但LC滤波器20还具备连接电容器24和感应器26的连接导体、作为输入·输出端子的端子电极、以及作为接地端子的端子电极。其中，作为输入·输出端子的端子电极和作为接地端子的端子电极设置在LC滤波器20的外表面。
本实施方式的电子部件由含有抗折强度高且相对导磁率高的玻璃-陶瓷-铁氧体组合物的坯体构成，因此在安装时不易产生裂纹，并且适用于高频用途。
[电子部件的制造方法]
接下来，对本发明的一个实施方式的电子部件的制造方法进行说明。本实施方式的方法是具备含有玻璃-陶瓷-铁氧体组合物的坯体和设置于坯体内的内部导体的电子部件的制造方法，上述方法包括如下工序：
准备含有玻璃、铁氧体和陶瓷填料的混合物；
将混合物成型为片材；
在片材上应用导体糊而形成导体图案；
将形成有导体图案的片材层叠而形成层叠体；以及
煅烧层叠体而得到具备含有玻璃-陶瓷-铁氧体组合物的坯体和设置于坯体内的内部导体的电子部件。
混合物可以与在上述玻璃-陶瓷-铁氧体组合物的制造方法中使用的混合物相同。在以下说明中，有时对在玻璃-陶瓷-铁氧体组合物的制造方法中使用的混合物的与上述构成共同的事项省略描述。特别是，对于相同构成所产生的相同作用效果，在以下说明中没有逐次提到，但只要没有特别说明，就起到与上述构成相同的作用效果。
在本实施方式的方法中，如下所示，玻璃的组成能够以R2O、Al2O3、B2O3和SiO2的含量来表示。玻璃以玻璃的总重量为基准，含有0.5重量％～5.0重量％的R2O(R为选自Li、Na和K中的至少1种)、5.0重量％以下的Al2O3、10.0重量％～25.0重量％的B2O3和70.0重量％～85.0重量％的SiO2。作为其它方法，如下所示，玻璃的组成也能够以R、Al、B和Si的含量来表示。玻璃以玻璃的总重量为基准，含有换算成R2O为0.5重量％～5.0重量％的R，以玻璃的总重量为基准，含有2.6重量％以下的Al、3.1重量％～7.8重量％的B和32.7重量％～39.7重量％的Si。如果玻璃的组成为上述范围内，则能够以可与Ag同时煅烧的930℃以下的煅烧温度使组合物烧结。
相对于混合物的重量的铁氧体的重量的比例为10重量％～80重量％。如果铁氧体的含量为10重量％以上，则能够得到具有高相对导磁率的坯体。另外，如果铁氧体的含量为80重量％以下，则能够得到具有低相对介电常数的坯体。
陶瓷填料含有镁橄榄石和石英中的至少镁橄榄石。混合物通过含有镁橄榄石作为陶瓷填料，能够得到抗折强度高的坯体。相对于混合物的重量的镁橄榄石的重量的比例为1重量％～10重量％。如果镁橄榄石的含量为1重量％以上，则能够得到抗折强度高的坯体。如果镁橄榄石的含量为10重量％以下，则能够以可与Ag同时煅烧的930℃以下的煅烧温度使组合物烧结。
陶瓷填料可以含有石英。如果混合物含有石英作为陶瓷填料，则能够得到杂散电容小、适用于高频用途的坯体。相对于混合物的重量的石英的重量的比例为40重量％以下。混合物含有40重量％以下的石英时，能够得到充分抑制了杂散电容的坯体。另外，如果石英的含量为40重量％以下，则能够得到足够的抗折强度。
相对于混合物的重量的铁氧体和陶瓷填料的重量的合计的比例为85重量％以下。铁氧体和陶瓷填料的含量的合计为85重量％以下时，混合物含有15重量％以上的玻璃。此时，能够降低组合物的烧结温度，能够以可与Ag同时煅烧的930℃以下的煅烧温度使组合物烧结。
混合物可以包含于糊料、浆料。糊料、浆料除了混合物(即上述玻璃、铁氧体和陶瓷填料)以外，也可以含有甲苯、乙醇等溶剂，丙烯酸、聚乙烯缩丁醇等粘结剂，邻苯二甲酸二辛酯等增塑剂。
应予说明，认为上述混合物的组成与使用该混合物而得到的坯体的组成实质上相同也无妨。
按照以下说明的顺序，准备按上述比例含有玻璃、铁氧体和陶瓷填料的混合物。首先，以成为上述玻璃组成的方式来调配作为玻璃的起始原料的氧化物或碳酸盐，将其放入铂坩埚。将铂坩埚内的起始原料熔融，得到玻璃熔液。起始原料的熔融温度和熔融时间可以根据玻璃组成而适当地设定，例如可以在1400℃～1600℃的温度下熔融3小时。将该玻璃熔液骤冷后，进行粉碎而得到玻璃粉末。可以通过按规定比例混合得到的玻璃粉末、作为陶瓷填料的镁橄榄石粉末和/或石英粉末以及铁氧体粉末来准备含有玻璃、铁氧体和陶瓷填料的混合物。
接下来，将混合物成型为片材。对混合物进行成型时，可以通过将混合物与上述溶剂、粘结剂和增塑剂等混合来准备浆料、糊料，使用该浆料、糊料而成型为片材。片材的成型方法没有特别限定，可以使用刮刀法等方法对片材进行成型。
接下来，在片材上应用导体糊而形成导体图案。
导体糊可以含有Ag、Cu、Pt、Pd、Au等金属粉末。内部导体可以仅含有1种金属粉末，也可以含有2种以上金属粉末。其中，因为Ag的导体电阻小，所以优选导体糊含有Ag。导体糊除了上述金属粉末以外，也可以含有有机粘结剂和溶剂。导体糊还可以含有分散剂等各种添加剂。可以通过利用丝网印刷法等方法将该导体糊在片材上印刷成规定的图案而形成导体图案。
将这样形成了导体图案的片材层叠规定张数而形成层叠体。例如在制造如图1所示的层叠线圈部件时，可以将形成有线圈导体图案的规定张数的片材层叠后，将这些片材用未形成导体图案的片材来狭持，从而得到层叠体。
对得到的层叠体进行煅烧，得到具备含有玻璃-陶瓷-铁氧体组合物的坯体和设置于坯体内的内部导体的电子部件。煅烧气氛没有特别限定，例如，在导体图案含有Ag等不易氧化的材料时可以在大气气氛中进行煅烧，在导体图案含有Cu等容易氧化的材料时优选在氮气氛等低氧气氛中进行煅烧。煅烧温度没有特别限定，例如可以为1000℃以下。导体图案含有Ag时，优选以可与Ag同时煅烧的930℃以下的煅烧温度进行煅烧。
对于这样得到的电子部件，可以通过上述方法来确认坯体是否已经烧结。
此外，可以在得到的电子部件上适当地形成外部电极等。
这样得到的电子部件由于坯体按规定比例含有镁橄榄石，因而具有光滑的表面。因此，坯体具有高抗折强度，从而能够得到在安装时不易产生裂纹且可靠性高的电子部件。另外，电子部件的坯体按规定比例含有铁氧体，因而具有高相对导磁率。因此，能够得到适用于高频用途的电子部件。
[实施例]
(混合物的制备)
以成为表1所示的玻璃组成的方式来调配作为玻璃的起始原料的氧化物或碳酸盐，将其放入铂坩埚中。根据玻璃组成将铂坩埚内的起始原料在1400℃～1600℃的温度下熔融3小时，得到玻璃熔液。将该玻璃熔液骤冷后，进行粉碎，得到例1～34的玻璃粉末。按表1所示的比例混合所得到的玻璃粉末、作为陶瓷填料的镁橄榄石粉末和/或石英粉末以及Ni-Zn-Cu系铁氧体粉末，由此准备含有玻璃、铁氧体和陶瓷填料的例1～34的混合物。然后，进一步将混合物与溶剂、粘结剂和增塑剂一起混合。
(片材的制作)
利用刮刀法将上述混合物成型，得到例1～34的片材。使用这些片材，如下所示地制作试样，进行物性测定。应予说明，在各物性测定之前，按照如下所示的方法对得到的各试样确认是否已经烧结。将试样浸于油性油墨(例如红色油墨)后，用水清洗。目视观察清洗后的试样，如果油墨的颜色残留，则判断为未烧结，如果油墨的颜色未残留，则判断为烧结。未烧结的试样在表2中示为“未烧结”，不进行物性测定。
(介电常数测定)
将上述片材切割成规定大小，在片材表面印刷含有Ag的电极糊料而形成Ag电极图案。将不形成Ag电极图案的片材层叠规定张数，进一步将形成有Ag电极图案的片材配置在上下表面，将由此得到的层叠体在低氧气氛下以900℃进行煅烧，制作例1～34的单板电容器(尺寸：6mm×6mm×0.4mmt)。使用LCR测试仪(Agilent Technologies公司制，商品名HP4284A)对得到的单板电容器测定静电容量。基于测定的静电容量、电极面积和电极间距离而算出相对介电常数。将结果示于表2。
(导磁率测定)
将上述片材切割成规定大小，层叠规定张数的片材后，冲裁成环状而得到层叠体。将该层叠体在低氧气氛下以900℃进行煅烧，制作例1～34的试样(尺寸：16mmφ×0.8mmt)。使用阻抗分析仪(Agilent Technologies公司制，商品名：4991A)对得到的环状试样测定相对导磁率。测定条件为测定频率10MHz、测定温度20℃。将结果示于表2。
(抗折强度测定)
将上述片材切割成规定大小，层叠规定张数的片材而得到层叠体。将该层叠体在低氧气氛下以900℃进行煅烧，制作例1～34的试样(尺寸：30mm×4mm×0.8mmt)。按照JISR1601对得到的试样进行3点弯曲试验来测定断裂强度，求出抗折强度。断裂强度测定使用岛津制作所制的Autograph进行。将结果示于表2。
(线膨胀系数)
将上述片材切割成规定大小，层叠规定张数的片材而得到层叠体。将该层叠体在低氧气氛下以900℃进行煅烧，制作例1～34的试样(尺寸：10mm×4mm×0.8mmt)。使用NETZSCH制的DILATO测试仪对得到的试样测定热膨胀率，求出线膨胀系数。将结果示于表2。
[表1]
[表1]
[表2]
[表2]
如表2所示，例2、3、5、6、9、10、13、14、17、18、20、22、23、24、25、28、29、30、32、33和34的试样具有1.2以上的高相对导磁率和190MPa以上的高抗折强度。此外，铁氧体的含量为30重量％以上的例22、23、24、32、33和34的试样显示抗折强度更高的趋势。另外，铁氧体的含量为40重量％以下的例2、3、5、6、9、10、13、14、17、18、20、24、25、28、29、30、32、33和34的试样具有6.0以下的低相对介电常数。另外，上述铁氧体和上述石英的重量的合计的比例为40重量％以上的例2、3、5、6、9、10、13、14、17、18、20、22、23、24、25、28、29、32和33的试样具有6.0以下的低相对介电常数。另一方面，以玻璃的总重量为基准含有少于0.5重量％的K2O的例1的试样、以玻璃的总重量为基准含有多于5.0重量％的Al2O3的例7的试样、以玻璃的总重量为基准含有少于10.0重量％的B2O3的例8的试样、以玻璃的总重量为基准含有大于85.0重量％的SiO2的例15的试样、镁橄榄石的含量大于10重量％的例16的试样、铁氧体的含量大于80重量％且铁氧体和陶瓷填料的含量的合计大于85重量％的例21的试样、以及石英的含量大于40重量％且铁氧体和陶瓷填料的含量的合计大于85重量％的例31的试样都未在900℃的煅烧温度下烧结。另外，以玻璃的总重量为基准含有多于5.0重量％的K2O的例4的试样、以玻璃的总重量为基准含有多于25.0重量％的B2O3的例11的试样、以玻璃的总重量为基准含有少于70.0重量％的SiO2的例12的试样、不含有镁橄榄石的例19的试样和石英的含量多于40重量％的例27的试样都具有低于190MPa的抗折强度。另外，铁氧体的含量少于10重量％的例26的试样具有小于1.2的低相对导磁率。
产业上的可利用性
本发明的玻璃-陶瓷-铁氧体组合物能够优选用于高频用途的电子部件。
符号说明
10 层叠线圈部件
11 坯体
12 内部导体(线圈导体)
13 外部电极
14 外部电极
20 LC滤波器
21 玻璃陶瓷层
22 坯体(铁氧体层)
23 电容器电极
24 电容器
25 内部导体(线圈导体)
26 感应器

Claims (9)

1.一种玻璃-陶瓷-铁氧体组合物，是含有玻璃、铁氧体和陶瓷填料的玻璃-陶瓷-铁氧体组合物，
所述玻璃以该玻璃的总重量为基准，含有0.5重量％～5.0重量％的R2O、5.0重量％以下的Al2O3、10.0重量％～25.0重量％的B2O3和70.0重量％～85.0重量％的SiO2，其中，R为选自Li、Na和K中的至少1种，
相对于所述玻璃-陶瓷-铁氧体组合物的总重量的所述铁氧体的重量的比例为10重量％～80重量％，
所述陶瓷填料含有镁橄榄石和石英中的至少镁橄榄石，
相对于所述玻璃-陶瓷-铁氧体组合物的总重量的所述镁橄榄石的重量的比例为1重量％～10重量％，
相对于所述玻璃-陶瓷-铁氧体组合物的总重量的所述石英的重量的比例为40重量％以下，
相对于所述玻璃-陶瓷-铁氧体组合物的总重量的所述铁氧体和所述陶瓷填料的重量的合计的比例为85重量％以下。
2.一种玻璃-陶瓷-铁氧体组合物，是含有玻璃、铁氧体和陶瓷填料的玻璃-陶瓷-铁氧体组合物，
所述玻璃为含有R和Al的硼硅酸玻璃，所述玻璃以该玻璃的总重量为基准，含有换算成R2O为0.5重量％～5.0重量％的R，以该玻璃的总重量为基准，含有2.6重量％以下的Al、3.1重量％～7.8重量％的B和32.7重量％～39.7重量％的Si，其中，R为选自Li、Na和K中的至少1种，
相对于所述玻璃-陶瓷-铁氧体组合物的总重量的所述铁氧体的重量的比例为10重量％～80重量％，
所述陶瓷填料含有镁橄榄石和石英中的至少镁橄榄石，
相对于所述玻璃-陶瓷-铁氧体组合物的总重量的所述镁橄榄石的重量的比例为1重量％～10重量％，
相对于所述玻璃-陶瓷-铁氧体组合物的总重量的所述石英的重量的比例为40重量％以下，
相对于所述玻璃-陶瓷-铁氧体组合物的总重量的所述铁氧体和所述陶瓷填料的重量的合计的比例为85重量％以下。
3.根据权利要求1或2所述的玻璃-陶瓷-铁氧体组合物，其中，相对于所述玻璃-陶瓷-铁氧体组合物的总重量的所述铁氧体的重量的比例为40重量％以下。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的玻璃-陶瓷-铁氧体组合物，其中，相对于所述玻璃-陶瓷-铁氧体组合物的总重量的所述铁氧体和所述石英的重量的合计的比例为40重量％以上。
5.一种电子部件，具备含有权利要求1～4中任一项所述的玻璃-陶瓷-铁氧体组合物的坯体和设置于所述坯体内的内部导体。
6.根据权利要求5所述的电子部件，其中，所述内部导体含有Ag。
7.一种玻璃-陶瓷-铁氧体组合物的制造方法，该方法包括如下工序：
准备含有玻璃、铁氧体和陶瓷填料的混合物，和
将所述混合物煅烧而得到玻璃-陶瓷-铁氧体组合物；
所述玻璃以该玻璃的总重量为基准，含有0.5重量％～5.0重量％的R2O、5.0重量％以下的Al2O3、10.0重量％～25.0重量％的B2O3和70.0重量％～85.0重量％的SiO2，其中，R为选自Li、Na和K中的至少1种，
相对于所述混合物的重量的所述铁氧体的重量的比例为10重量％～80重量％，
所述陶瓷填料含有镁橄榄石和石英中的至少镁橄榄石，
相对于所述混合物的重量的所述镁橄榄石的重量的比例为1重量％～10重量％，
相对于所述混合物的重量的所述石英的重量的比例为40重量％以下，
相对于所述混合物的重量的所述铁氧体和所述陶瓷填料的重量的合计的比例为85重量％以下。
8.一种电子部件的制造方法，所述电子部件具备含有玻璃-陶瓷-铁氧体组合物的坯体和设置于所述坯体内的内部导体，该方法包括如下工序：
准备含有玻璃、铁氧体和陶瓷填料的混合物；
将所述混合物成型为片材；
在所述片材上应用导体糊而形成导体图案；
将形成有所述导体图案的片材层叠而形成层叠体；以及
将所述层叠体煅烧而得到具备含有玻璃-陶瓷-铁氧体组合物的坯体和设置于所述坯体内的内部导体的电子部件，
所述玻璃以该玻璃的总重量为基准，含有0.5重量％～5.0重量％的R2O、5.0重量％以下的Al2O3、10.0重量％～25.0重量％的B2O3和70.0重量％～85.0重量％的SiO2，其中，R为选自Li、Na和K中的至少1种，
相对于所述混合物的重量的所述铁氧体的重量的比例为10重量％～80重量％，
所述陶瓷填料含有镁橄榄石和石英中的至少镁橄榄石，
相对于所述混合物的重量的所述镁橄榄石的重量的比例为1重量％～10重量％，
相对于所述混合物的重量的所述石英的重量的比例为40重量％以下，
相对于所述混合物的重量的所述铁氧体和所述陶瓷填料的重量的合计的比例为85重量％以下。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述导体糊含有Ag。
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