DE69908445T2

DE69908445T2 - Verbindungswerkstoff für elektronische Bauteile, elektronische Bauteile und Verfahren zu deren Herstellung

Info

Publication number: DE69908445T2
Application number: DE69908445T
Authority: DE
Inventors: Takeshi Nagoya-City Oobuchi; Yasunori Inuyama City Koda
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 1998-02-25
Filing date: 1999-02-25
Publication date: 2004-05-06
Anticipated expiration: 2019-02-26
Also published as: US20020064669A1; EP0939061A1; JPH11243034A; DE69908445D1; US6376085B1; EP0939061B1; JP4257711B2

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verbindungsmaterial für einen elektronischen Bauteil, wie Kondensator, Induktionsspulen, Widerstände, geschichtete und koaxiale dielektrische Filter, geschichtete LC-Filter, Verbund-LC-Komponenten und Verbund-LCR-Module, eine elektronische Komponente und ein Verfahren zu ihrer Herstellung.
2. Stand der Technik
Bei der Herstellung eines geschichteten dielektrischen Filters wird eine Paste für eine Innenschichtelektrode auf jede aus einer vorbestimmten Anzahl von grünen Lagen aufgedruckt, die dann aufeinanderlaminiert werden, um laminierte grüne Lagen herzustellen. Diese laminierten grünen Lagen werden dann bei einer Temperatur von 700°C bis 1.100°C gesintert, um einen Basiskörper mit den Innenschichtelektroden zu erzeugen. Nachdem der Basiskörper poliert worden ist, wird eine Metallpaste für eine Außenelektrode auf vorbestimmte Bereiche auf der Oberfläche des Körpers aufgedruckt und gebrannt, um die Außenelektroden zu bilden. Es ist auch ein Verbund-LC-Filter mit einem Induktor und Kondensator bekannt.
Bei der Herstellung derartiger elektronischer Verbundkomponenten werden eine vorbestimmte Anzahl von grünen Lagen beispielsweise für eine dielektrische Schicht und eine magnetische Schicht aufeinanderlaminiert, um laminierte grüne Lagen bereitzustellen, die dann gemeinsam gebrannt werden, um die magnetischen und die dielektrischen Schichten zu verbinden. Es ist auch bekannt, eine grüne Lage einer Verbindungsschicht zwischen den grünen Lagen aus der magnetischen und der dielektrischen Schicht bereitzustellen, um laminierte grüne Lagen bereitzustellen, die dann gemeinsam gebrannt werden. In der japanischen Veröffentlichung Tokkohei 120605/1995 wird ein Keramikmaterial, das durch Brennen eines Gemisches aus ZnO, TiO₂ und CuO erhalten wird, für die Verbindungsschicht verwendet, um das Ablösen zwischen den dielektrischen Schichten und den magnetischen Schichten und Diffusion der Bestandteile beider Schichten miteinander zu verhindern. In der japanischen Patentanmeldungsveröffentlichung Tokkaihei 36913/1997 ist ein Keramikmaterial zwischen der dielektrischen und der magnetischen Schicht vorgesehen, um die Haftfestigkeit der Schichten zu verbessern und die Diffusion der Bestandteile beider Schichten miteinander zu verhindern, wobei das Keramikmaterial erhalten wird, indem ein Glas, das in der dielektrischen Schicht enthalten ist, mit einer Keramik aus 15 bis 40 Mol-% BaO und 60 bis 85 Mol-% TiO₂ gemischt und gebrannt wird.
Zusammenfassung der Erfindung
Jedoch kann gemäß der Forschungsarbeiten des Erfinders in der magnetischen oder der dielektrischen Schicht in Abhängigkeit von den Zusammensetzungen der beiden Schichten und ihrem Brennverlauf Verwerfung auftreten. Wenn das Ausmaß an Verwerfung außerhalb der Spezifikation für die Herstellung eines Filters liegt, wird ein solcher Filter mit unzulässiger Verwerfung als defekt ausgeschieden, wodurch sich die Ausbeute der Herstellung verringert. Die Erfinder haben weiters festgestellt, dass Verwertung auch während des Sinterverfahrens in den Schichten herbeigeführt wurde.
Das Ziel der Erfindung besteht in einem elektronischen Bauteil mit einer Vielzahl funktioneller Schichten, die jeweils aus einer magnetischen Schicht und einer dielektrischen Schicht ausgewählt und miteinander verbunden sind, um Verwerfung in den magnetischen Schichten oder der dielektrischen Schicht zu verhindern.
Die Erfindung stellt ein Verbindungsmaterial für eine elektronische Komponente bereit, wie im beiliegenden Anspruch 1 dargelegt.
Die Erfindung stellt auch einen elektronischen Bauteil bereit, der die funktionellen Schichten und eine Verbindungsschicht aufweist, um die benachbarten funktionellen Schichten miteinander zu verbinden, worin die Verbindungsschicht aus einem Sinterprodukt aus einem Verbindungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 3 besteht. Das heißt, eine Schicht, die aus dem Verbindungsmaterial besteht, wird gebrannt, um die Verbindungsschicht zu bilden. Die Verbindungsschicht besteht aus dem durch Brennen des Verbindungsmaterials erhaltenen Sinterprodukt.
Die Erfindung stellt auch einen elektronischen Bauteil bereit, der die funktionellen Schichten und eine Verbindungsschicht aufweist, worin die Verbindungsschicht aus einem Sinterprodukt besteht, das zumindest eines aus einem Maximum, das BaNd₂Ti₅O₁₄ entspricht, und einem Maximum, das BaNd₂Ti₄O₁₂ entspricht, gemessen durch ein Pulver-Röntgenbeugungsverfahren, aufweist.
Die Erfindung stellt auch ein Verfahren zur Herstellung eines elektronischen Bauteils bereit, der die funktionellen Schichten und eine Verbindungsschicht aufweist.
Ein Verfahren zur Herstellung eines elektronischen Bauteils gemäß vorliegender Erfindung wird in den nachfolgenden Ansprüche 6 und 7 beschrieben.
Die Erfinder haben die oben beschriebene Verwerfung einer dielektrischen Schicht oder magnetischen Schicht erforscht und schließlich die folgende Entdeckung gemacht. Nach dem Wissen gemäß dem Stand der Technik ist es möglich, die Haftfestigkeit zu verbessern und daher das Ablösen der magnetischen und der dielektrischen Schicht zu verhindern, indem der Wärmeausdehnungskoeffizient von Verbindungskeramikmaterialien zwischen der magnetischen und der dielektrischen Schicht auf jene der beiden Schichten angepasst wird.
Im tatsächlichen Herstellungsverfahren kann jedoch in Abhängigkeit von der Wahl von Materialien für die magnetische und die dielektrische Schicht und dem Sinterverlauf, auch wenn der Wärmeausdehnungskoeffizient der Verbindungskeramikmaterialien an jene der magnetischen und der dielektrischen Schichten angepasst ist, eine Verwerfung während des Sintervertahrens beobachtet werden. Dieses Phänomen bedeutet vermutlich, dass die magnetische Schicht, die dielektrische Schicht und die Verbindungsschicht bei unterschiedlichen Brennschrumpfungsraten zu bestimmten oder sogar jedem Zeitpunkt während des Sinterns mit unterschiedlichen Brennschrumpfungsraten schrumpfen.
Die Erfinder stellen auf Basis der obigen Entdeckung erfolgreich eine Lösung bereit. Die obige Verwerfung kann nämlich an einer großen Vielzahl von Materialien für die magnetische und die dielektrische Schicht beträchtlich verringert oder sogar verhindert werden, indem ein Verbindungsmaterial für jede der obigen spezifischen Zusammensetzungen bereitgestellt wird.
In den obigen Zusammensetzungen kann, um die Verwerfung der magnetischen oder der dielektrischen Schicht weiter zu verringern, ein Gehalt an ZnO (a Mol-%) vorzugsweise 25 bis 40 Mol-% betragen, ein Gehalt an BaO (b Mol-%) vorzugsweise 5 bis 15 A/Mol-% betragen und ein Gehalt von TiO₂ (c Mol-%) vorzugsweise 45 bis 65 Mol-% betragen.
Ein Glas, das im erfindungsgemäßen Verbindungsmaterial enthalten ist, kann vorzugsweise aus einer Gruppe ausgewählt werden, die aus ZnO-SiO₂-B₂O₃-Glas, Pb0-B₂O₃-SiO₂-Glas, Al₂O₃-CaO-B₂O₃-SiO₂-Glas, B₂O₃-SiO₂-Glas, MgO-Al₂O₃-SiO₂- Cordieritglas und ZnO-MgO-Al₂O₃-SiO₂-Cordieritglas besteht, und am meisten bevorzugt ZnO-SiO₂-B₂O₃-Glas sein. Diese Gläser können weiters TiO₂, ZrO₂ oder Y₂O₃ enthalten.
Die grünen Lagen für die erfindungsgemäße Verbindungsschicht können braun gemacht werden, indem dem erfindungsgemäßen Verbindungsmaterial nicht mehr als 10 Mol-% MnO zugegeben werden, um die braun gefärbte grüne Lage von grünen Lagen für die magnetische und die dielektrische Schicht zu unterscheiden. Die Verbindungsschicht kann auch gefärbt werden, indem zumindest ein Metalloxid zugegeben wird, das aus einer Gruppe ausgewählt ist, die aus Cr₂O₃, Fe₂O₃ und NiO besteht.
Dem erfindungsgemäßen Verbindungsmaterial können nicht mehr als 10 Mol-% Al₂O₃ zugegeben werden, um die Haftfestigkeit funktioneller Schichten weiter zu verbessern. Nicht mehr als 10 Mol-% von zumindest einem Metalloxid, das aus einer Gruppe ausgewählt ist, die aus Y₂O₃ und ZrO₂ besteht, können dem erfindungsgemäßen Verbindungsmaterial ebenfalls zugegeben werden, um die Haftfestigkeit benachbarter funktioneller Schichten weiter zu verbessern.
Mehr als 10 Mol-% an dem Verbindungsmaterial zugegebenen MnO könnte die Haftfestigkeit zwischen den funktionellen Schichten verringern. Mehr als 10 Mol-% an dem Verbindungsmaterial zugegebenen Al₂O₃ könnte die Verwerfung der funktionellen Schichten verstärken.
Gemäß vorliegender Erfindung fungiert zumindest eine der funktionellen Schichten als Element in einer äquivalenten Schaltung und fungiert daher als eine elektronische Vorrichtungsschicht. Zu derartigen elektronischen Vorrichtungsschichten gehören Induktor-, Kondensator- und Widerstandsschichten. Die Induktorschicht kann vorzugsweise eine magnetische Schicht und einen Induktor, wie eine Spule, als Leiter in die magnetische Schicht eingebettet umfassen. Die Kondensatorschicht kann vorzugsweise eine dielektrische Schicht und einen Kondensator als Leiter in die dielektrische Schicht eingebettet umfassen. Mit der magnetischen Schicht ist eine Schicht aus einem magnetischen Material gemäß vorliegender Erfindung gemeint.
Die Erfindung ist besonders für einen elektronischen Verbundbauteil, der vorzugsweise ein LC-Filter ist, einen geschichteten dielektrischen Filter oder ein integriertes LCR-Substrat geeignet.
Die dielektrische Schicht kann vorzugsweise aus einem Oxid der TiO₂-, TiO₂ CaO-, BaO-TiO₂-, BaO-TiO₂-Nd₂O₃-, BaO-TiO₂-Nd₂O₃-Bi₂O₃-, BaO TiO₂-ZnO-, BaO-Al₂O₃-SiO₂-, MgO-CaO-TiO₂-, BaO-MgO-Ta₂O₅- oder Al₂O₃-Reihe bestehen. Ein solches Oxid kann ein Glas umfassen, das vorzugsweise aus Gläsern der B₂O₃-SiO₂-, CaO-B₂O₃-SiO₂-, CaO-Al₂O₃-B₂O₃-SiO₂- und CaO-Al₂O₃-TiO₂-SiO₂-Reihe ausgewählt ist.
Die magnetische Schicht kann vorzugsweise aus einem Oxid der Fe₂O₃-NiO-CuO-ZnO-, Fe₂O₃-NiO-CuO-ZnO-SiO₂-, NiO-ZnO- oder CuO-ZnO- oder planaren Eisen(II)-oxid-Reihe bestehen. Dieses magnetische Material kann nicht mehr als 5 Gew.-% CoO oder MnO und etwa 1 Gew.-% SiO, CaO, PbO oder Bi₂O₃ enthalten, das ein Glas bildet. Wenn diese Materialien angewandt werden, kann es häufiger zu Verwerfungen kommen, wodurch die Notwendigkeit für die Erfindung erhöht wird.
Wenn die Verbindungsschicht eine Dicke nicht unter 10 μm aufweist, kann das Ausmaß an Verwerfung beträchtlich verringert werden, und ihre Zugfestigkeit kann verbessert werden. Die Obergrenze für die Dicke wird nicht speziell genannt, aber eine Schicht mit einer Dicke nicht über 500 μm ist praktikabel.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Ansicht, die schematisch einen LC-Filter zeigt, der für die Anwendung der Erfindung geeignet ist,
2 ist eine perspektivische Ansicht, die grüne Lagen zeigt, die zur Herstellung des Filters von 1 erforderlich sind,
3 ist eine Ansicht, die schematisch einen geschichteten dielektrischen Filter zeigt, der zur Anwendung der Erfindung geeignet ist,
4 ist eine perspektivische Ansicht, die grüne Lagen zeigt, die zur Herstellung des Filters von 3 notwendig sind,
5 ist eine Ansicht, die schematisch einen gschichteten LCR-Filter zeigt, der zur Anwendung der Erfindung geeignet ist,
6 ist eine perspektivische Ansicht, die die grünen Lagen zeigt, die zur Herstellung des Filters von 5 notwendig sind,
7 ist ein Foto, das eine polierte Oberfläche des gesinterten Filters nach dem Versuch Nr. 16 im Schutzumfang der Erfindung zeigt, und
8 ist ein Foto, das eine polierte Oberfläche des gesinterten Filters nach Kontrollversuch Nr. 19 außerhalb der Erfindung zeigt.
1 ist eine Ansicht, die schematisch einen LC-Filter zeigt, und 2 ist eine pespektivische Ansicht, die zur Herstellung eines LC-Filters von 1 erforderlich ist.
Wie in 2 gezeigt, werden grüne Lagen 7A, 7B, 7C, 7D, 7E, 7F, 7G, 7N und 7I für eine Induktorschicht, eine grüne Lage 8 für eine Verbindungsschicht und grüne Lagen 9A, 9B, 9C, 9D, 9E, 9F, 9G, 9N, 9I und 9J für eine Kondensatorschicht aufeinanderlaminiert. 13A für eine Leiterpaste werden nach einem Spulenmuster, das durch eine konzentrierte Parameter-Schaltung verwirklicht ist, auf grüne Lagen 7B bis 7H für Induktorschichten gedruckt. 14A für eine Leiterpaste werden nach einem Kondensatormuster, das durch eine konzentrierte Parameter-Schaltung verwirklicht ist, auf grüne Lagen für eine Kondensatorschicht gedruckt.
Diese grünen Lagen werden aufeinanderlaminiert und heißgepresst, um laminierte grüne Lagen bereitzustellen, die dann in eine vorbestimmte Gestalt geschnitten werden, um einen zugeschnittenen Körper bereitzustellen. Der zugeschnittene Körper wird bei einer Temperatur von 800 bis 950°C gesintert und weiters einem Trommelpoliervorgang unterzogen. Paste für eine äußere Elektrode wird nach einem vorbestimmten Muster auf die Oberfläche des Sinterkörpers aufgedruckt, getrocknet und dann bei einer Temperatur von 500 bis 850°C gebrannt, um einen in 1 gezeigten LC-Filter bereitzustellen. Der so erhaltene LC-Filter umfasst eine Induktorschicht 2A, eine Verbindungsschicht 4A und eine Kondensatorschicht 5A. 3A ist ein Spulenmuster und 6A ist ein Kondensatormuster.
3 ist eine Ansicht, die schematisch einen geschichteten dielektrischen Filter zeigt, und 4 ist eine perspektivische Ansicht, die grüne Lagen zeigt, die zur Herstellung des Filters von 3 notwendig sind.
Wie in 4 gezeigt, werden grüne Lagen 15A und 15B für Registerschichten, eine grüne Lage 8 für eine Verbindungsschicht und grüne Lagen 9A bis 9R für eine Kondensatorschicht aufeinanderlaminiert. 16A für eine Leiterpaste werden nach einem Elektrodenmuster, das für die Verbindung mit einem äußeren Montageteil oder inneren Leitern entworfen ist, auf die grüne Lage 15A aufgedruckt. 16A für eine Widerstandspaste werden nach einem Anschlusselektrodenmuster, das durch eine verteilte konstante Schaltung oder eine konzentrierte Parameter-Schaltung oder eine Kombination davon verwirklicht ist, auf die grüne Lage 15B aufgedruckt. Kondensatormuster 14B, die durch eine verteilte konstante Schaltung oder eine konzentrierte Parameter-Schaltung oder eine Kombination davon entworfen ist, werden auf die grünen Lagen 9B, 9C, 9D, 9E und 9F für eine Kondensatorschicht aufgedruckt.
Diese grünen Lagen werden laminiert und heißgepresst, um laminierte grüne Lagen bereitzustellen, die dann in eine vorbestimmte Gestalt geschnitten werden, um einen zugeschnittenen Körper bereitzustellen. Der zugeschnittene Körper wird bei einer Temperatur von 700 bis 1.100°C gesintert und weiters einen Trommelpoliervorgang unterzogen. Paste für eine äußere Elektrode wird nach einem erwünschten Muster auf die Oberfläche des Sinterkörpers aufgedruckt, getrocknet und dann bei einer Temperatur von 500 bis 900°C gebrannt, um einen in 5 gezeigten Filter 10 bereitzustellen. Der so erhaltene Filter umfasst eine Widerstandsschicht 11A, eine Verbindungsschicht 4B und eine Kondensatorschicht 5B. 12 ist ein Verbindungselektrodenmuster und 6B ist ein Kondensatormuster.
5 ist eine Ansicht, die schematisch einen geschichteten LCR-Filter zeigt, und 6 ist eine perspektivische Ansicht, die grüne Lagen zeigt, die zur Herstellung des Filters von 5 erforderlich sind.
Wie in 6 gezeigt, werden grüne Lagen 15C und 15D für Registerschichten, eine grüne Lage 8 für eine Verbindungsschicht, grüne Lagen 7J, 7K, 7L, 7M, 7N, 7O, 7P, 7Q, 7R und 7S für eine Induktorschicht, eine weitere grüne Lage 8 sowie grüne Lagen 9S, 9T, 9U, 9V, 9X und 9Y für eine Kondensatorschicht aufeinanderlaminiert.
16B für eine Leiterpaste werden nach einem Elektrodenmuster, das für die Verbindung mit einem Oberflächenmontageteil oder inneren Leitern entworfen ist, auf die äußere grüne Lage 15C gedruckt. Pastenbereiche für Elektroden werden nach einem Spulenmuster, das durch eine verteilte konstante Schaltung oder eine konzentrierte Parameter-Schaltung oder der Kombination daraus verwirklicht ist, auf die grüne Lage 15D gedruckt. Pastenbereiche für Elektroden werden nach einem Induktormuster, das von einer verteilten konstanten Schaltung oder einer konzentrierten Parameter-Schaltung oder der Kombination daraus entworfen ist, auf die grünen Lagen 7L bis 7Q aufgedruckt. Pastenbereiche für Elektroden werden nach einem Kondensatormuster, das von einer verteilten konstanten Schaltung oder einer konzentrierten Parameter-Schaltung oder der Kombination daraus entworfen ist, auf die grünen Lagen 9U, 9V, 9W oder 9X für eine Kondensatorschicht aufgedruckt.
Diese grünen Lagen werden aufeinanderlaminiert und heißgepresst, um die aufeinanderlaminierten grünen Lagen bereitzustellen, die dann in eine vorbestimmte Gestalt geschnitten werden, um einen zugeschnittenen Körper bereitzustellen. Der zugeschnittene Körper wird bei einer Temperatur von 700 bis 1.100°C gesintert und weiters einem Trommelpoliervorgang unterzogen. Paste für eine äußere Elektrode wird nach einem erwünschten Muster auf die Oberfläche des Sinterkörpers gedruckt, getrocknet und dann bei einer Temperatur von 700 bis 1.100°C gebrannt, um einen in 5 gezeigten LCR-Filter 20 bereitzustellen. Der so erhaltene Filter umfasst eine Widerstandsschicht 11B, Verbindungsschichten 4A und 4B, eine Induktorschicht 2B und eine Kondensatorschicht 5C. 12 ist ein Anschlusselektrodenmuster, und 3B ist ein Spulenmuster.
(Versuch A)
Es wurden in 2 gezeigte grüne Lagen hergestellt. Für grüne Lagen für eine Induktorschicht wurden Nickeloxid, Zinkoxid, Kupferoxid und Eisen(II)-oxid zu einer vorbestimmten Zusammensetzung abgewogen, gemischt und kalziniert, um einen kalzinierten Körper bereitzustellen, der dann zu Keramikpulver granuliert wurde. Dem Keramikpulver wurden ein organisches Bindemittel, ein Weichmacher, ein Dispergiermaterial und Lösungsmittel wie Xylol und Butanol zugegeben, gemischt und durch ein Rakelverfahren geformt, um grüne Lagen mit einer Dicke von 30 bis 200 μm bereitzustellen. Paste, die hauptsächlich aus Silber bestand, wurde auf einige der grünen Lagen aufgedruckt.
Zinkoxid, Bariumoxid und Titaniumoxid wurden auf eine vorbestimmte Zusammensetzung abgewogen, wie in den Tabellen 1 und 2 gezeigt, gemischt und kalziniert, um einen kalzinierten Körper bereitzustellen, der dann zu Keramikpulver granuliert wurde. Dem Keramikpulver wurde Glaspulver der ZnO-SiO₂-B₂O₃-Reihe zugegeben, das bereits granulier war, (der Gehalt wurde variiert, wie in den Tabellen 1 und 2 gezeigt), und weiters wurden ein organisches Bindemittel, ein Weichmacher, ein Dispergiermaterial und Lösungsmittel, wie Xylol und Butanol, zugegeben, gemischt und mit einem Rakelverfahren geformt, um eine grüne Lage 8 mit einer Dicke von 10 bis 1.000 μm bereitzustellen.
Titaniumoxid und Calciumoxid wurden auf eine vorbestimmte Zusammensetzung abgewogen, gemischt und kalziniert, um einen kalzinierten Körper bereitzustellen, der dann zu Keramikpulver granuliert wurde. Dem Keramikpulver wurde bereits granuliertes Glaspulver der ZnO-SiO₂-B₂O₃-Reihe zugegeben, und weiters wurden ein organisches Bindemittel, ein Weichmacher, ein Dispergiermaterial und Lösungsmittel, wie Xylol und Butanol, zugegeben, vermischt und durch ein Rakelverfahren geformt, um grüne Lagen für eine Kondensatorschicht mit einer Dicke von 10 bis 1.000 μm bereitzustellen. Paste, die hauptsächlich aus Silber bestand, wurde auf einige der grünen Lagen aufgedruckt.
Diese grünen Lagen wurden aufeinanderlaminiert, heißgepresst und in eine vorbestimmte Gestalt geschnitten, um einen geschnittenen Körper bereitzustellen, der dann bei einer Temperatur nicht über 1.100°C gesintert wurde. Paste, die hauptsächlich aus Silber bestand, wurde nach einem Außenelektrodenmuster auf den so erhaltenen Sinterkörper aufgedruckt und gebrannt, um einen LC-Filter bereitzustellen.
Die Farbe einer jeden grünen Lage für eine Verbindungsschicht 8 wurde mit freiem Auge begutachtet. Weiters wurde der so erhaltene LC-Filter in einen Harzkörper eingebettet und mit dem umgebenden Harz poliert. Das Ausmaß der Verwerfung eines jeden Filters wurde mit einem automatischen Abmessungsmessgerät gemessen. Die Spezifikation für das Ausmaß an Verwerfung eines jeden gesinterten Filters war nicht größer als 30 μm.
Die Dicke der Verbindungsschicht 4A wurde ebenfalls auf jedem Filter gemessen. Aluminiumstäbe zum Messen der Haftfestigkeit wurden an die Oberflächen der magnetischen bzw. der dielektrischen Schicht geklebt und fixiert, um eine Probe bereitzustellen. Die Aluminiumstäbe einer jeden Probe wurden in einem Zugfestigkeitsmessgerät fixiert, um ihre Zugfestigkeit zu messen. Die Haftfestigkeit wurde als Wert im Moment des Bruchs definiert. Diese Versuchsergebnisse wurden in den Tabellen 1 und 2 gezeigt.
Wie aus den Ergebnissen zu entnehmen ist, wurde beim Einstellen eines Gehalts von Zinkoxid auf 12 bis 45 Mol-%, eines Gehalts an Bariumoxid auf 4 bis 45 Mol-%, eines Gehalts an TiO₂ auf 18 bis 81 Mol-% und eines Gehalts an Glas der ZnO-SiO₂-B₂O₃-Reihe auf 0,5 bis 10 Gewichtsteile das Ausmaß an Verwerfung beträchtlich auf nicht mehr als 30 μm verringert.
Die Röntgenbeugungskurve wurde an jeder Probe der Versuche Nr. 2, 3, 4, 7, 8, 9, 12, 13, 14, 16, 17 und 18, wie in den Tabellen 1 und 2 gezeigt, gemessen. Folglich wurde einer von den zwei Peaks festgestellt, die Band₂Ti₅O₁₄ und Band₂Ti₄O₁₂ entsprachen.
Dann wurde, wenn die obigen geschnittenen Körper der Versuche Nr. 16 und 19 vor dem Sintern dem Sintern unterzogen wurden, das Aussehen eines jeden Körpers mit einem Heiz-Mikroskop betrachtet, wobei ein Foto gemacht wurde, dass die dielektrische Schicht, die magnetische Schicht und die Verbindungsschicht zeigt. Beim Filter der Nr. 16, der in den Schutzumfang der Erfindung fällt, betrug das Ausmaß an Verwerfung einer jeden funktionellen Schicht bis zu 30 μm. Im Gegensatz dazu betrug beim Filter des Kontrollversuchs Nr. 19 das Ausmaß an Verwertung des gesamten Filters über 1.000 μm.
(Versuch B)
LC-Filter wurden hergestellt, wie in Versuch A beschrieben, jedoch wurden einer grünen Lage für eine Verbindungsschicht Manganoxid oder Aluminiumoxid zugegeben. Die Zusammensetzung der grünen Lage wurde geändert, wie in 3 gezeigt, die auch die Versuchsergebnisse zeigt.
Folglich war ebenso wie in Versuch A beim Einstellen eines Gehalts an Zinkoxid auf 12 bis 45 Mol-%, eines Gehalts an Bariumoxid auf 4 bis 45 Mol-%, eines Gehalts an TiO₂ auf 18 bis 81 Mol-% und eines Gehalts an Glas der ZnO-SiO₂-B₂O-Reihe auf 0,1 bis 10 Gewichtsteile das Ausmaß an Verwertung eines jeden Filters während des Sinterns auf nicht mehr als 80 μm und nach dem Sintern auf nicht mehr als 30 μm verringert. Weiters wurde die grüne Lage braun gefärbt, indem MnO zugegeben wurde. Wenn jedoch MnO in einer Menge von mehr als 10 Mol-% zugegeben wurde, wurde die Haftfestigkeit verringert.
Obwohl die Zugabe von Aluminiumoxid die Haftfestigkeit beträchtlich erhöhte, betrug das Ausmaß an Verwertung des Filters nach dem Sintern mehr als 70 μm, wenn Aluminiumoxid in einer Menge von mehr als 10 Mol-% zugegeben wurde.
(Versuch C)
LC-Filter wurden hergestellt, wie in Versuch A beschrieben, aber die Zusammensetzungen der grünen Lagen für Verbindungsschichten wurden verändert, wie in Tabelle 4 gezeigt, die die Versuchsergebnisse zeigt.
Folglich war ebenso wie in Versuch A, wenn der Gehalt an Zinkoxid, Bariumoxid, Titaniumoxid, Manganoxid und Aluminiumoxid gemäß vorliegender Erfindung und ein Gehalt an Glas der ZnO-SiO₂-B₂O₃-Reihe auf 0,1 bis 10 Gewichtsteile eingestellt wurde, das Ausmaß an Verwerfung eines jeden Filters während des Sinterns beträchtlich verringert. Wenn die Glasmenge außerhalb eines Bereichs von 0,1 bis 10 Gewichtsteile lag, betrug das Ausmaß an Verwerfung mehr als 70 μm.
(Versuch D)
LC-Filter wurden hergestellt, wie in Versuch A beschrieben, aber die Zusammensetzungen der grünen Lagen für Verbindungsschichten wurden im bevorzugten Bereich der Endung eingestellt, und die Dicken der Verbindungsschichten wurden geändert. Die Ergebnisse sind in Tabelle 5 gezeigt.
Folglich war, ebenso wie in Versuch A, das Ausmaß an Verwerfung eines jeden Filters gemäß vorliegender Erfindung beträchtlich verringert. Weiters war, wenn die Dicke der Verbindungsschicht auf nicht weniger als 30 μm eingestellt wurde, das Ausmaß an Verwerfung beträchtlich verringert, und die Haftfestigkeit war beträchtlich verbessert.
(Versuch E)
Es wurden in 4 gezeigte grüne Lagen hergestellt. Bei grünen Lagen für eine Widerstandsschicht wurden Aluminiumoxidpulver und Aluminocalciumborsilicatglas mit einem organischen Bindemittel, einem Weichmacher, einem Dispergiermaterial und Lösungsmitteln wie Xylol und Butanol gemischt, vermengt und dann mittels Rakelverfahren geformt, um grüne Lagen mit einer Dicke von 0,01 bis 1,0 μm bereitzustellen. Paste, die hauptsächlich aus Silber bestand, wurde auf einige der grünen Lagen aufgedruckt.
33 Mol-% Zinkoxid, 12 Mol-% Bariumoxid und 55 Mol-% Titaniumoxid wurden abgewogen, gemischt und kalziniert, um einen kalzinierten Körper bereitzustellen, der dann zu Keramikpulver granuliert wurde. Dem Keramikpulver wurden 2 Gewichtsteile an bereits granuliertem Glaspulver der ZnO-SiO₂-B₂O₃-Reihe zugegeben, und ein organisches Bindemittel, ein Weichmacher, ein Dispergiermittel und Lösungsmittel, wie Xylol und Butanol, wurden weiters zugegeben, vermischt und mittels Rakelverfahren geformt, um eine grüne Lage 8 mit einer Dicke von 10 bis 1.000 μm bereitzustellen.
Bariumoxid, Titaniumoxid, Neodymiumoxid und Wismutoxid wurden abgewogen, gemischt und kalziniert, was einen kalzinierten Körper ergab, der dann zu Keramikpulver granuliert wurde. Dem Keramikpulver wurden weiters ein organisches Bindemittel, ein Weichmacher, ein Dispergiermaterial und Lösungsmittel, wie Xylol und Butanol, zugegeben, vermengt und mittels Rakelverfahren geformt, um grüne Lagen für eine Kondensatorschicht mit einer Dicke von 10 bis 500 μm bereitzustellen. Paste, die hauptsächlich aus Silber bestand, wurde auf einige der grünen Lagen aufgedruckt.
Diese grünen Lagen wurden aufeinanderlaminiert und heißgepresst, um einen laminierten Körper bereitzustellen, der dann zu einem geschnittenen Körper mit einer vorbestimmten Gestalt geschnitten wurde. Der zugeschnittene Körper wurde bei einer Temperatur nicht über 1.100°C gesintert, um einen gestapelten dielektrischen Filter zu erhalten, bei dem ein Ausmaß an Verwerfung von nicht mehr als 30 μm festgestellt wurde.
(Versuch F)
Es wurden grüne Lagen wie in 6 gezeigt hergestellt. Grüne Lagen für Widerstands-, Verbindungs- und Kondensatorschichten wurden hergestellt, wie in Versuch E beschrieben. Grüne Lagen für eine Induktorschicht wurden ebenfalls hergestellt, wie in Versuch A beschrieben.
Diese grünen Lagen wurden aufeinanderlaminiert und heißgepresst, um einen laminierten Körper bereitzustellen, der dann zu einem zugeschnittenen Körper mit einer vorbestimmten Gestalt zugeschnitten wurde. Der zugeschnittene Körper wurde dann bei einer Temperatur nicht über 1.100°C gesintert, um einen LCR-Filter zu erhalten, bei dem ein Ausmaß an Verwerfung von nicht mehr als 30 μm festgestellt wurde.

Claims

Verbindungsmaterial für einen elektronischen Bauteil, wobei der Bauteil eine Vielzahl funktioneller Schichten aufweist, die durch das Verbindungsmaterial miteinander zu verbinden sind und jeweils aus einer magnetischen Schicht und einer dielektrischen Schicht ausgewählt sind, wobei das Verbindungsmaterial (i) ein Glas und (ii) eine Zusammensetzung umfasst, die in Mol-% aus Folgendem besteht: ZnO a BaO b TiO₂ c gegebenenfalls MnO d gegebenenfalls Al₂O₃ e

worin a + b + c + d + e = 100 12 ≤ a ≤ 45 4 ≤ b ≤ 45 18 ≤ c ≤ 81 d ≤ 10 e ≤ 10, wobei die Zusammensetzung weiters umfasst: (I) gegebenenfalls nicht mehr als insgesamt 10 Mol-% an zumindest einem aus Cr₂O₃, Fe₂O₃ und NiO, (II) gegebenenfalls nicht mehr als insgesamt 10 Mol-% an zumindest einem aus Y₂O₃ und ZrO₂.
Verbindungsmaterial nach Anspruch 1, worin der Gehalt an ZnO 25 bis 40 Mol-% beträgt, der Gehalt an BaO 5 bis 15 Mol-% beträgt und der Gehalt an TiO₂ 45 bis 65 Mol-% beträgt.
Verbindungsmaterial nach Anspruch 1 oder 2, worin das Glas aus ZnO-SiO₂-B₂O₃-Glas, PbO-B₂O₃-SiO₂-Glas, Al₂O₃-CaO-B₂O₃-SiO₂-Glas, B₂O₃-SiO₂-Glas, MgO-Al₂O₃-SiO₂-Cordieritglas und ZnO-MgO-Al₂O₃-SiO₂-Cordieritglas ausgewählt ist.
Elektronischer Bauteil mit einer Vielzahl an funktionellen Schichten, die jeweils aus einer magnetischen Schicht und einer dielektrischen Schicht ausgewählt sind, sowie einer Verbindungsschicht, die die Schichten miteinander verbindet, worin die Verbindungsschicht aus einem Sinterprodukt aus dem Verbindungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 3 besteht.
Elektronischer Bauteil nach Anspruch 4, worin die Verbindungsschicht eine Dicke nicht unter 10 μm und nicht über 500 μm aufweist.
Verfahren zur Herstellung eines elektronischen Bauteils mit einer Vielzahl funktioneller Schichten, die jeweils aus einer magnetischen Schicht und einer dielektrischen Schicht ausgewählt sind, folgende Schritte umfassend: das Aufeinanderlaminieren der funktionellen Schichten in gesinterter Form, um einen Laminatkörper bereitzustellen, der auch eine Schicht aus dem Verbindungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 3 aufweist, die zwischen den funktionellen Schichten bereitgestellt ist, und das Brennen des Verbindungsmaterials, um die Verbindungsschicht zu bilden, die die funktionellen Schichten miteinander verbindet.
Verfahren zur Herstellung eines elektronischen Bauteils mit einer Vielzahl funktioneller Schichten, die jeweils aus einer magnetischen Schicht und einer dielektrischen Schicht ausgewählt sind, folgende Schritte umfassend: das Aufeinanderlaminieren grüner Bahnen zur Bildung der funktionellen Schichten, um einen Laminatkörper bereitzustellen, der auch eine Schicht aus dem Verbindungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 3 aufweist, die zwischen den laminierten grünen Bahnen vorgesehen ist, und das Brennen der laminierten grünen Bahnen mit der Schicht aus dem Verbindungsmaterial, um die funktionellen Schichten und die die funktionellen Schichten miteinander verbindende Verbindungsschicht zu bilden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 7, worin die aus dem Verbindungsmaterial bestehende Schicht in Form einer grünen Bahn, Paste, Aufschlämmung oder eines dünnen Films bereitgestellt wird.