JP2006093568A

JP2006093568A - Glass ceramic substrate

Info

Publication number: JP2006093568A
Application number: JP2004279518A
Authority: JP
Inventors: Koichi Nakahara; 光一中原
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2004-09-27
Filing date: 2004-09-27
Publication date: 2006-04-06
Anticipated expiration: 2024-09-27
Also published as: JP4583121B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem that a glass ceramic substrate where a ferrite layer is formed inside a glass ceramic substrate with a coil buried in the ferrite layer hinders the contraction of the ferrite layer due to the constraint of the ferrite layer by a glass ceramic insulating layer in a simultaneous burning process and roughens the ferrite layer to generate water absorption from the end face of the ferrite layer. <P>SOLUTION: The internal layer of an insulating substrate 1 constituted of a laminate of two or more glass ceramic insulating layers 6 constituted of glass and filler has a ferrite layer 2 whose scale is the same as that of the glass ceramic insulating layer 6, and a conductor for a coil is buried inside the ferrite layer 2 so that a glass ceramic substrate can be manufactured. A non-permeable protection layer 7 is formed at a site where the end part of the ferrite layer 2 on the side face of the glass ceramic substrate is exposed. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、ガラスセラミックス焼結体から成る絶縁基体の内部に、ガラスセラミック絶縁層と同時焼成されて形成されるとともに内部にコイル用導体が埋設された、インダクタンス値を上げるためのフェライト層が設けられたガラスセラミック基板に関する。 The present invention provides a ferrite layer for increasing an inductance value, which is formed by firing together with a glass ceramic insulating layer and having a coil conductor embedded therein, in an insulating base made of a glass ceramic sintered body. The obtained glass ceramic substrate.

従来、携帯電話機を始めとする移動体通信機器等の電子機器には、多数の電子装置が組み込まれている。かかる携帯電話機等の通信機器は、近年小型化が急激に進んでおり、これに搭載される各種電子装置も小型化、薄型化が要求されている。例えば、ガラスセラミック基板の内部にコイルを内蔵した構成のＬＣフィルタが知られている。このＬＣフィルタの場合、従来チップ部品のコイルを用いていたのをガラスセラミック基板の内部に内蔵することで小型化、薄型化ができるという利点を有する。なかでも、１００ｎＨを超えるインダクタンスの大きなコイルは、チップ部品として比較的大型であり、これをガラスセラミック基板に内蔵することは小型化、薄型化への効果が大きいという利点を有する。 2. Description of the Related Art Conventionally, many electronic devices are incorporated in electronic devices such as mobile communication devices such as mobile phones. Such communication devices such as mobile phones have been rapidly reduced in size in recent years, and various electronic devices mounted thereon are required to be reduced in size and thickness. For example, an LC filter having a configuration in which a coil is built in a glass ceramic substrate is known. In the case of this LC filter, it has the advantage that it can be reduced in size and thickness by incorporating the coil of the chip component in the inside of the glass ceramic substrate. Among them, a coil having a large inductance exceeding 100 nH is relatively large as a chip component, and incorporating this in a glass ceramic substrate has an advantage that the effect of miniaturization and thinning is great.

しかしながら、コイルを内蔵したガラスセラミック基板では、非磁性のガラスセラミック基板内にコイルを形成するため、１００ｎＨ程度と比較的大きなインダクタンスを得ることができるコイルを内蔵させるには、コイルの巻き数を多くすることが必要となるため、ガラスセラミック基板にコイルを内蔵しても小型化、薄型化を達成することができなくなるという不具合があった。 However, in a glass ceramic substrate with a built-in coil, the coil is formed in a non-magnetic glass ceramic substrate. Therefore, in order to incorporate a coil capable of obtaining a relatively large inductance of about 100 nH, the number of turns of the coil must be increased. Therefore, even if the coil is built in the glass ceramic substrate, there is a problem that it becomes impossible to achieve a reduction in size and thickness.

そこで、近年、ガラスセラミック基板内部に強磁性を有するフェライト層を形成し、コイルをこのフェライト層に埋設させることにより、コイルの巻き数を多くすることなく１００ｎＨを超えるコイルを内蔵させ、これにより表面実装工程の簡略化およびガラスセラミック基板の小型化が図られている。 Therefore, in recent years, a ferrite layer having ferromagnetism is formed inside the glass ceramic substrate, and the coil is embedded in this ferrite layer, so that a coil exceeding 100 nH can be built in without increasing the number of turns of the coil. The mounting process is simplified and the glass ceramic substrate is downsized.

なお、このような方法では、ガラスセラミック絶縁層のガラスをフェライト層に拡散させることによりフェライト層とガラスセラミック絶縁層を強固に接合するために、フェライト層とガラスセラミック絶縁層を同時焼成することによって、ガラスセラミック基板内部にフェライト層を形成している。
特開平６−２０８３９号公報特開平６−２１２６４号公報 In such a method, the ferrite layer and the glass ceramic insulating layer are co-fired in order to firmly join the ferrite layer and the glass ceramic insulating layer by diffusing the glass of the glass ceramic insulating layer into the ferrite layer. A ferrite layer is formed inside the glass ceramic substrate.
JP-A-6-20839 JP-A-6-21264

しかしながら、上記のようなガラスセラミック基板内部にフェライト層を形成し、このフェライト層にコイルを埋設した従来のガラスセラミック基板では、フェライト層とガラスセラミック絶縁層との同時焼成において、フェライト層のガラスがガラスセラミック基板のガラスと結合することによって、フェライト層がガラスセラミック絶縁層に拘束され収縮することが阻害され、フェライト層の焼結が不十分となって粗化する。この結果、ガラスセラミック基板側面に露出したフェライト層から大気中の水分などが侵入し、ガラスセラミック基板に吸水が発生するという問題点があった。ガラスセラミック基板に吸水が発生すると、ガラスセラミック基板の内層に形成された配線導体が短絡する等の電気特性不良を誘発し、ガラスセラミック基板の電気的信頼性を低下させることとなる。 However, in a conventional glass ceramic substrate in which a ferrite layer is formed inside the glass ceramic substrate as described above, and a coil is embedded in the ferrite layer, the ferrite layer glass is formed in the simultaneous firing of the ferrite layer and the glass ceramic insulating layer. By bonding with the glass of the glass ceramic substrate, the ferrite layer is restrained by the glass ceramic insulating layer and contracting, and the ferrite layer is insufficiently sintered and roughened. As a result, there is a problem that moisture in the atmosphere enters from the ferrite layer exposed on the side surface of the glass ceramic substrate, and water absorption occurs in the glass ceramic substrate. When water absorption occurs in the glass ceramic substrate, an electrical characteristic failure such as a short circuit of the wiring conductor formed in the inner layer of the glass ceramic substrate is induced, and the electrical reliability of the glass ceramic substrate is lowered.

一方、上記のようなガラスセラミック基板内部にフェライト層を形成し、このフェライト層にコイルを埋設した従来のガラスセラミック基板では、以下のような理由から、内部のフェライト層は微小体積または低密度のものしか形成できず、また同じように作製したガラスセラミック基板間でのコイルのインダクタンスのばらつきもあり、フェライト層を用いて充分なコイル特性を持ったガラスセラミック基板を安定して得ることが困難であるという問題点があった。例えば、焼成温度８００〜１０００℃で焼結密度５．０ｇ／ｃｍ^３以上であり、１ＫＨｚ〜１０ＭＨｚの周波数帯域で透磁率１００以上のフェライト層を内蔵したガラスセラミック基板を得ることはできなかった。 On the other hand, in a conventional glass ceramic substrate in which a ferrite layer is formed inside the glass ceramic substrate as described above, and a coil is embedded in the ferrite layer, the internal ferrite layer has a small volume or low density for the following reasons. It is difficult to stably obtain a glass ceramic substrate having sufficient coil characteristics by using a ferrite layer, because there is variation in coil inductance between glass ceramic substrates manufactured in the same manner. There was a problem that there was. For example, it was not possible to obtain a glass ceramic substrate having a sintered density of 5.0 g / cm ³ or higher at a firing temperature of 800 to 1000 ° C. and a ferrite layer having a permeability of 100 or higher in a frequency band of 1 KHz to 10 MHz.

また従来の構成では、焼成温度が１０００℃を超えるフェライト層をガラスセラミック基板の焼成温度である８００℃〜１０００℃で焼成するためには、ガラス粉末やＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３等の焼結助剤を添加しなければならなかった。一般的に、フェライト等の磁性体の磁気特性は透磁率（μ）を指標として表される。透磁率が高ければ、コイルのインダクタンスが高くなる。ただし、透磁率は磁性体中に非磁性部分が存在すると、その非磁性部分の体積の３乗に比例して低下する。従って、フェライト層に非磁性体であるガラス粉末や焼結助剤を添加した場合、これらはフェライト層中に非磁性の領域を形成し、フェライト層中のフェライトの密度が低下して、透磁率が低くなるという問題があった。 Further, in the conventional configuration, in order to fire a ferrite layer having a firing temperature exceeding 1000 ° C. at 800 ° C. to 1000 ° C. which is the firing temperature of the glass ceramic substrate, sintering of glass powder, SiO ₂ , Al ₂ O ₃ or the like. Auxiliary had to be added. In general, the magnetic properties of a magnetic material such as ferrite are expressed using magnetic permeability (μ) as an index. The higher the magnetic permeability, the higher the coil inductance. However, when there is a nonmagnetic part in the magnetic material, the magnetic permeability decreases in proportion to the cube of the volume of the nonmagnetic part. Therefore, when glass powder or sintering aid, which is a non-magnetic material, is added to the ferrite layer, these form a non-magnetic region in the ferrite layer, reducing the ferrite density in the ferrite layer, and increasing the permeability. There was a problem that became low.

さらに、フェライト層とガラスセラミック絶縁層との同時焼成において、フェライト層の熱膨張係数とガラスセラミック絶縁層の熱膨張係数とが異なるため、同時焼成過程においてフェライト層に応力がかかることにより磁歪が発生し、フェライト層の透磁率が低下して所望の透磁率を得ることが困難になるという問題もあった。 Furthermore, since the thermal expansion coefficient of the ferrite layer and the thermal expansion coefficient of the glass ceramic insulating layer are different in the simultaneous firing of the ferrite layer and the glass ceramic insulating layer, magnetostriction occurs due to stress applied to the ferrite layer during the simultaneous firing process. However, there is also a problem that it becomes difficult to obtain a desired magnetic permeability by reducing the magnetic permeability of the ferrite layer.

また、十分なインダクタンスを得るためにフェライト層を厚く形成すると、ガラスセラミック基板とフェライト層との熱膨張係数の差に起因して発生する応力によって、焼成後のフェライト層が剥離しやすくなるという問題もあった。 In addition, if the ferrite layer is formed thick in order to obtain sufficient inductance, the fired ferrite layer tends to peel off due to the stress generated due to the difference in thermal expansion coefficient between the glass ceramic substrate and the ferrite layer. There was also.

本発明は、以上のような従来の技術における問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ガラスセラミック絶縁層と同時に低温での焼成が可能であり、端面からの吸水がなく高周波帯域で透磁率の高いフェライト層を備えており、そのフェライト層に内蔵されたコイル用導体のインダクタンスが高くかつ安定しているガラスセラミック基板を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems in the prior art, and an object of the present invention is that it can be fired at a low temperature simultaneously with the glass ceramic insulating layer, has no water absorption from the end face, and has a high frequency band. An object of the present invention is to provide a glass ceramic substrate having a ferrite layer having a high magnetic permeability and having a high and stable inductance of a coil conductor incorporated in the ferrite layer.

本発明のガラスセラミック基板は、ガラスおよびフィラーからなるガラスセラミック絶縁層が複数層積層されて成る絶縁基体の内層に、前記ガラスセラミック絶縁層と同じ大きさのフェライト層が形成されており、前記フェライト層の内部にはコイル用導体が埋設されてなるガラスセラミック基板であって、前記ガラスセラミック基板の側面の前記フェライト層端部が露出している部位に、非透水性の保護層が形成されていることを特徴とする。 In the glass ceramic substrate of the present invention, a ferrite layer having the same size as the glass ceramic insulating layer is formed on the inner layer of an insulating substrate formed by laminating a plurality of glass ceramic insulating layers made of glass and filler, and the ferrite A glass ceramic substrate in which a coil conductor is embedded inside the layer, and a non-permeable protective layer is formed on a portion of the side surface of the glass ceramic substrate where the end portion of the ferrite layer is exposed. It is characterized by being.

本発明のガラスセラミック基板は好ましくは、前記保護層は、ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３系ガラス、ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３−Ａｌ_２Ｏ_３系ガラス、ＳｉＯ_２−Ａｌ_２Ｏ_３系_、ＰｂＯ−ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３系ガラス、Ｂｉ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３系ガラスおよびＺｎＯ−ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３系ガラスのうちの少なくとも１種から成ることを特徴とする。 The glass ceramic substrate of the invention preferably the protective _layer, SiO 2 _-B 2 _{O 3} based _{_{_{_{glass, SiO 2 -B 2 O 3 -Al}}}} 2 O 3 based _glass, SiO 2 _-Al 2 _{O 3} _system, PbO characterized in that it consists -SiO ₂ -B ₂ O ₃ based _{_{_{_{glass, Bi 2 O 3 -SiO 2 -B}}}} 2 at least one of _{O 3} based glass and _ZnO-SiO 2 _-B 2 _{O 3} based glass .

本発明のガラスセラミック基板は好ましくは、前記保護層は、前記ガラスセラミック絶縁層と同じ前記ガラスおよび前記フィラーからなるガラスセラミックスから成ることを特徴とする。 The glass-ceramic substrate of the present invention is preferably characterized in that the protective layer is made of the same glass as the glass-ceramic insulating layer and glass-ceramic made of the filler.

また、本発明のガラスセラミック基板は好ましくは、前記保護層は、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、シリコン系樹脂およびフッ素系樹脂のうち少なくとも１種の樹脂からなることを特徴とする。 In the glass-ceramic substrate of the present invention, preferably, the protective layer is made of at least one resin selected from an epoxy resin, an acrylic resin, a silicon resin, and a fluorine resin.

また、本発明のガラスセラミック基板は好ましくは、前記フェライト層は、Ｆｅ_２Ｏ_３を６３〜７３重量％、ＣｕＯを５〜１０重量％、ＮｉＯを５〜１２重量％、ＺｎＯを１０〜２３重量％含有していることを特徴とする。 In the glass ceramic substrate of the present invention, preferably, the ferrite layer comprises 63 to 73 wt% of Fe ₂ O ₃ , 5 to 10 wt% of CuO, 5 to 12 wt% of NiO, and 10 to 23 wt% of ZnO. % Content.

また、本発明のガラスセラミック基板は好ましくは、前記ガラスセラミック絶縁層と前記フェライト層とは介在層を介して接合されており、前記介在層は、ガラスおよび前記フェライト層と同じ成分を含有しているとともに前記ガラスセラミック絶縁層の熱膨張係数と前記フェライト層の熱膨張係数との間の熱膨張係数を有する絶縁層から成ることを特徴とする。 In the glass ceramic substrate of the present invention, preferably, the glass ceramic insulating layer and the ferrite layer are bonded via an intervening layer, and the intervening layer contains the same components as glass and the ferrite layer. And an insulating layer having a thermal expansion coefficient between the thermal expansion coefficient of the glass ceramic insulating layer and the thermal expansion coefficient of the ferrite layer.

また、本発明のガラスセラミック基板は好ましくは、前記ガラスセラミック絶縁層と前記フェライト層とは介在層を介して接合されており、前記介在層は、Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ａｇ−Ｐｄ合金およびＡｇ−Ｐｔ合金のうちの少なくとも１種の金属とガラスとを含有している焼結金属層から成ることを特徴とする。 In the glass ceramic substrate of the present invention, preferably, the glass ceramic insulating layer and the ferrite layer are joined via an intervening layer, and the intervening layer is made of a Cu, Ag, Au, Pt, Ag—Pd alloy. And a sintered metal layer containing at least one metal of Ag-Pt alloy and glass.

また、本発明のガラスセラミック基板は好ましくは、前記介在層は、ガラスおよび前記フェライト層と同じ成分を含有しているとともに前記ガラスセラミック絶縁層の熱膨張係数と前記フェライト層の熱膨張係数との間の熱膨張係数を有する絶縁層と、Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ａｇ−Ｐｄ合金およびＡｇ−Ｐｔ合金のうちの少なくとも１種の金属とガラスとを含有している焼結金属層とが積層されて成ることを特徴とする。 In the glass ceramic substrate of the present invention, preferably, the intervening layer contains the same components as glass and the ferrite layer, and the thermal expansion coefficient of the glass ceramic insulating layer and the thermal expansion coefficient of the ferrite layer are An insulating layer having a thermal expansion coefficient between, and a sintered metal layer containing at least one metal of Cu, Ag, Au, Pt, an Ag—Pd alloy, and an Ag—Pt alloy and glass. It is characterized by being laminated.

また、本発明のガラスセラミック基板は好ましくは、前記介在層は、ガラスおよび前記フェライト層と同じ成分を含有しているとともに前記ガラスセラミック絶縁層の熱膨張係数と前記フェライト層の熱膨張係数との間の熱膨張係数を有する絶縁層と、Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ａｇ−Ｐｄ合金およびＡｇ−Ｐｔ合金のうちの少なくとも１種の金属とガラスとを含有している焼結金属層とが同じ層内に並ぶように形成されて成ることを特徴とする。 In the glass ceramic substrate of the present invention, preferably, the intervening layer contains the same components as glass and the ferrite layer, and the thermal expansion coefficient of the glass ceramic insulating layer and the thermal expansion coefficient of the ferrite layer are An insulating layer having a thermal expansion coefficient between, and a sintered metal layer containing at least one metal of Cu, Ag, Au, Pt, an Ag—Pd alloy, and an Ag—Pt alloy and glass. It is characterized by being formed so as to be arranged in the same layer.

本発明のガラスセラミック基板によれば、ガラスセラミック基板の側面の前記フェライト層端部が露出している部位に、非透水性の保護層が形成されていることから、ガラスセラミック基板やフェライト層が吸水することを防ぐことができ、その結果、ガラスセラミック基板の内層に形成された配線導体が短絡するなどの電気特性不良が発生しない。 According to the glass ceramic substrate of the present invention, since the non-permeable protective layer is formed in the portion where the end portion of the ferrite layer on the side surface of the glass ceramic substrate is exposed, the glass ceramic substrate and the ferrite layer are Water absorption can be prevented, and as a result, electrical characteristics such as a short circuit of the wiring conductor formed in the inner layer of the glass ceramic substrate do not occur.

本発明のガラスセラミック基板は好ましくは、保護層は、ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３系ガラス、ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３−Ａｌ_２Ｏ_３系ガラス、ＳｉＯ_２−Ａｌ_２Ｏ_３系_、ＰｂＯ−ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３系ガラス、Ｂｉ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３系ガラスおよびＺｎＯ−ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３系ガラスのうちの少なくとも１種から成ることから、保護層をガラスセラミック基板と同時に焼成することによって形成した場合でも、ガラスセラミック基板の焼成後に形成した場合でも、保護層を強固に接合することができる。その結果、保護層が剥がれたりすることがなく、ガラスセラミック基板の少なくともフェライト層が露出している端部を密着性よく被覆することができ、またガラスセラミック基板の吸水を効果的に防止することができる。 In the glass ceramic substrate of the present invention, the protective layer is preferably made of SiO ₂ —B ₂ O ₃ glass, SiO ₂ —B ₂ O ₃ —Al ₂ O ₃ glass, SiO ₂ —Al ₂ O ₃ glass _, PbO— SiO ₂ -B ₂ O ₃ based _glass, since consisting of Bi ₂ O ₃ -SiO ₂ _-B ₂ at least one of _{O 3} based glass and _ZnO-SiO 2 _-B 2 _{O 3} based glass, a protective layer Whether formed by firing at the same time as the glass ceramic substrate or when formed after firing the glass ceramic substrate, the protective layer can be firmly bonded. As a result, the protective layer does not peel off, and at least the end of the glass ceramic substrate where the ferrite layer is exposed can be coated with good adhesion, and water absorption of the glass ceramic substrate can be effectively prevented. Can do.

また、本発明のガラスセラミック基板は好ましくは、保護層は、ガラスセラミック絶縁層と同じガラスおよびフィラーからなるガラスセラミックスとしたことから、保護層が絶縁基体と同様の組成となることから、絶縁基体と焼結挙動が同様となり、さらに露出しているフェライト層の端部を密着性良く被覆することができ、ガラスセラミック基板の吸水をより効果的に防止することができる。 In the glass ceramic substrate of the present invention, the protective layer is preferably a glass ceramic made of the same glass and filler as the glass ceramic insulating layer, so that the protective layer has the same composition as the insulating base. Sintering behavior is the same, and the exposed end portion of the ferrite layer can be coated with good adhesion, and water absorption of the glass ceramic substrate can be more effectively prevented.

また、本発明のガラスセラミック基板は好ましくは、保護層は、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、シリコン系樹脂およびフッ素系樹脂のうち少なくとも１種の樹脂からなることから、保護層を形成する際にガラスセラミック基板に熱的負荷がかからず、温度差による応力によってガラスセラミック基板が割れることがない。その結果、ガラスセラミック基板の側面のフェライト層端部が露出している部位を、保護層によって密着性よく被覆することができ、またガラスセラミック基板の吸水を効果的に防止することができる。 In the glass-ceramic substrate of the present invention, preferably, the protective layer is made of at least one resin of epoxy resin, acrylic resin, silicon resin, and fluorine resin. A thermal load is not applied to the glass ceramic substrate, and the glass ceramic substrate is not broken by a stress due to a temperature difference. As a result, the part where the ferrite layer end on the side surface of the glass ceramic substrate is exposed can be covered with the protective layer with good adhesion, and water absorption of the glass ceramic substrate can be effectively prevented.

本発明のガラスセラミック基板は好ましくは、フェライト層は、Ｆｅ_２Ｏ_３を６３〜７３重量％、ＣｕＯを５〜１０重量％、ＮｉＯを５〜１２重量％、ＺｎＯを１０〜２３重量％含有していることから、低温で焼結可能なＣｕＺｎフェライトを高周波帯域特性に優れたＮｉＺｎフェライトに組み合わせたＮｉＣｕＺｎフェライトを用いて、ガラスセラミック絶縁層と同じ大きさの、内部にコイルが埋設されたフェライト層を形成することができる。その結果、フェライト層にガラス粉末やＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３等の焼結助剤を添加しなくても、ガラスセラミック基板と同時焼成が可能で、かつ高周波帯で高い透磁率を得ることができ、高いインダクタンスをもつコイルを内蔵したガラスセラミック基板を得ることができる。 In the glass ceramic substrate of the present invention, the ferrite layer preferably contains 63 to 73% by weight of Fe ₂ O ₃ , 5 to 10% by weight of CuO, 5 to 12% by weight of NiO, and 10 to 23% by weight of ZnO. Therefore, using NiCuZn ferrite, which is a combination of NiZn ferrite excellent in high frequency band characteristics and CuZn ferrite that can be sintered at low temperature, a ferrite layer with a coil embedded in the same size as the glass ceramic insulating layer Can be formed. As a result, it is possible to co-fire with the glass ceramic substrate without adding glass powder or sintering aids such as SiO ₂ and Al ₂ O ₃ to the ferrite layer and to obtain high magnetic permeability in the high frequency band. And a glass ceramic substrate with a built-in coil having high inductance can be obtained.

また、本発明のガラスセラミック基板は好ましくは、ガラスセラミック絶縁層とフェライト層とは介在層を介して接合されており、介在層は、ガラスおよびフェライト層と同じ成分を含有しているとともにガラスセラミック絶縁層の熱膨張係数とフェライト層の熱膨張係数との間の熱膨張係数を有する絶縁層から成ることから、フェライト層とガラスセラミック絶縁層との熱膨張差により生じる応力を、ガラスセラミック絶縁層の熱膨張とフェライト層の熱膨張の中間である絶縁層により緩和することができ、磁歪による透磁率の低下を抑制するとともに、フェライト層とガラスセラミック絶縁層とを強固に接合することができる。 In the glass ceramic substrate of the present invention, the glass ceramic insulating layer and the ferrite layer are preferably bonded via an intervening layer, and the intercalating layer contains the same components as the glass and the ferrite layer, and the glass ceramic Since it comprises an insulating layer having a thermal expansion coefficient between the thermal expansion coefficient of the insulating layer and the thermal expansion coefficient of the ferrite layer, the stress caused by the thermal expansion difference between the ferrite layer and the glass ceramic insulating layer is reduced. Can be relaxed by an insulating layer that is intermediate between the thermal expansion of the ferrite layer and the thermal expansion of the ferrite layer, and a decrease in magnetic permeability due to magnetostriction can be suppressed, and the ferrite layer and the glass ceramic insulating layer can be firmly bonded.

また、本発明のガラスセラミック基板は好ましくは、ガラスセラミック絶縁層とフェライト層とは介在層を介して接合されており、介在層は、Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ａｇ−Ｐｄ合金およびＡｇ−Ｐｔ合金のうちの少なくとも１種の金属とガラスとを含有している焼結金属層から成ることから、フェライト層とガラスセラミック絶縁層との熱膨張係数差により生じる応力を焼結金属層が塑性変形することで緩和することができ、磁歪による透磁率の低下を抑制するとともに、フェライト層とガラスセラミック絶縁層とを強固に接合することができる。 In the glass ceramic substrate of the present invention, preferably, the glass ceramic insulating layer and the ferrite layer are bonded via an intervening layer, and the intervening layer includes Cu, Ag, Au, Pt, Ag—Pd alloy, and Ag—. Since it consists of a sintered metal layer containing at least one metal of Pt alloy and glass, the sintered metal layer is plastic due to the stress caused by the difference in thermal expansion coefficient between the ferrite layer and the glass ceramic insulating layer. The deformation can be alleviated, the decrease in magnetic permeability due to magnetostriction can be suppressed, and the ferrite layer and the glass ceramic insulating layer can be firmly bonded.

また、本発明のガラスセラミック基板は好ましくは、介在層は、ガラスおよびフェライト層と同じ成分を含有しているとともにガラスセラミック絶縁層の熱膨張係数とフェライト層の熱膨張係数との間の熱膨張係数を有する絶縁層と、Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ａｇ−Ｐｄ合金およびＡｇ−Ｐｔ合金のうちの少なくとも１種の金属とガラスとを含有している焼結金属層とが積層されて成ることから、上記の絶縁層の作用と焼結金属層の作用とが相乗的に作用することによって、フェライト層とガラスセラミック絶縁層との熱膨張差により生じる応力をより一層効果的に緩和することができる。その結果、磁歪による透磁率の低下をさらに効果的に抑制することができ、フェライト層とガラスセラミック絶縁層との接合もさらに強固に接合することができる。 In the glass ceramic substrate of the present invention, preferably, the intervening layer contains the same components as the glass and ferrite layer, and the thermal expansion coefficient between the thermal expansion coefficient of the glass ceramic insulating layer and the thermal expansion coefficient of the ferrite layer. An insulating layer having a coefficient and a sintered metal layer containing at least one metal of Cu, Ag, Au, Pt, Ag—Pd alloy and Ag—Pt alloy and glass are laminated. Therefore, the action of the insulating layer and the action of the sintered metal layer act synergistically to more effectively relieve the stress caused by the difference in thermal expansion between the ferrite layer and the glass ceramic insulating layer. Can do. As a result, a decrease in magnetic permeability due to magnetostriction can be further effectively suppressed, and the bonding between the ferrite layer and the glass ceramic insulating layer can be further firmly bonded.

また、本発明のガラスセラミック基板は好ましくは、介在層は、ガラスおよびフェライト層と同じ成分を含有しているとともにガラスセラミック絶縁層の熱膨張係数とフェライト層の熱膨張係数との間の熱膨張係数を有する絶縁層と、Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ａｇ−Ｐｄ合金およびＡｇ−Ｐｔ合金のうちの少なくとも１種の金属とガラスとを含有している焼結金属層とが同じ層内に並ぶように形成されて成ることから、上記の絶縁層の作用と焼結金属層の作用とが同じ層内で作用することによって、フェライト層とガラスセラミック絶縁層との熱膨張差により生じる応力をより一層効果的に緩和することができる。その結果、磁歪による透磁率の低下をさらに効果的に抑制することができ、フェライト層とガラスセラミック絶縁層との接合もさらに強固に接合することができる。 In the glass ceramic substrate of the present invention, preferably, the intervening layer contains the same components as the glass and ferrite layer, and the thermal expansion coefficient between the thermal expansion coefficient of the glass ceramic insulating layer and the thermal expansion coefficient of the ferrite layer. An insulating layer having a coefficient and a sintered metal layer containing glass and at least one metal of Cu, Ag, Au, Pt, Ag—Pd alloy and Ag—Pt alloy are in the same layer. Since the insulating layer and the sintered metal layer operate in the same layer, the stress caused by the difference in thermal expansion between the ferrite layer and the glass ceramic insulating layer is reduced. It can be more effectively mitigated. As a result, a decrease in magnetic permeability due to magnetostriction can be further effectively suppressed, and the bonding between the ferrite layer and the glass ceramic insulating layer can be further strongly bonded.

本発明を添付図面に基づいて以下に詳細に説明する。図１は本発明のガラスセラミック基板の実施の形態の一例を示す断面図であり、１は複数のガラスセラミック絶縁層６から成る絶縁基体、２はフェライト層、３はコイル用導体を含む配線導体、４は絶縁層、５は焼結金属層、６はガラスセラミック絶縁層、７は保護層である。 The present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of an embodiment of a glass ceramic substrate of the present invention, wherein 1 is an insulating base composed of a plurality of glass ceramic insulating layers 6, 2 is a ferrite layer, and 3 is a wiring conductor including a coil conductor. 4 is an insulating layer, 5 is a sintered metal layer, 6 is a glass ceramic insulating layer, and 7 is a protective layer.

本発明の絶縁基体１は、複数のガラスセラミック絶縁層６が積層されて構成されており、その内層に配線導体３が埋設されたフェライト層２が、絶縁層４、焼結金属層５を介して形成されている。 The insulating substrate 1 of the present invention is configured by laminating a plurality of glass ceramic insulating layers 6, and a ferrite layer 2 in which a wiring conductor 3 is embedded in an inner layer thereof is interposed via an insulating layer 4 and a sintered metal layer 5. Is formed.

絶縁基体１は、ガラスセラミック絶縁層６となるガラスセラミックグリーンシートおよびフェライト層２となるフェライトグリーンシートを製作し、これらのガラスセラミックグリーンシートおよびフェライトグリーンシートに配線導体３となる導体ペースト、絶縁層４となる絶縁ペーストおよび焼結金属層５となる金属ペーストを印刷した後、これらのガラスセラミックグリーンシートおよびフェライトグリーンシートを複数枚積層し、大気中または加湿窒素雰囲気中にて、８００〜１０００℃の温度で焼成して作製される。 The insulating substrate 1 is made of a glass ceramic green sheet to be a glass ceramic insulating layer 6 and a ferrite green sheet to be a ferrite layer 2, and a conductive paste to be a wiring conductor 3 and an insulating layer to the glass ceramic green sheet and the ferrite green sheet. After the insulating paste to be 4 and the metal paste to be the sintered metal layer 5 are printed, a plurality of these glass ceramic green sheets and ferrite green sheets are laminated, and 800 to 1000 ° C. in air or in a humidified nitrogen atmosphere. It is made by firing at a temperature of

ガラスセラミック絶縁層６は、まず、ガラス粉末およびフィラー粉末（セラミック粉末）、さらに有機バインダ，可塑剤，有機溶剤等を混合してスラリーを得て、これからドクターブレード法，圧延法，カレンダーロール法等によってガラスセラミック絶縁層６となるガラスセラミックグリーンシートを製作し、このガラスセラミックグリーンシート複数枚でフェライト層２を挟んで積層する。 The glass ceramic insulating layer 6 is obtained by first mixing glass powder and filler powder (ceramic powder), and further mixing an organic binder, plasticizer, organic solvent, etc. to obtain a slurry, from which a doctor blade method, a rolling method, a calender roll method, etc. Thus, a glass ceramic green sheet to be the glass ceramic insulating layer 6 is manufactured, and the ferrite layer 2 is sandwiched between a plurality of glass ceramic green sheets.

ガラス粉末としては、例えばＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３系，ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３−Ａｌ_２Ｏ_３系，ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３−Ａｌ_２Ｏ_３−ＭＯ系（但し、ＭはＣａ，Ｓｒ，Ｍｇ，ＢａまたはＺｎを示す），ＳｉＯ_２−Ａｌ_２Ｏ_３−Ｍ^１Ｏ−Ｍ^２Ｏ系（但し、Ｍ^１およびＭ^２は同じまたは異なってＣａ，Ｓｒ，Ｍｇ，ＢａまたはＺｎを示す），ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３−Ａｌ_２Ｏ_３−Ｍ^１Ｏ−Ｍ^２Ｏ系（但し、Ｍ^１およびＭ^２は上記と同じである），ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３−Ｍ^３ _２Ｏ系（但し、Ｍ^３はＬｉ，ＮａまたはＫを示す），ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３−Ａｌ_２Ｏ_３−Ｍ^３ _２Ｏ系（但し、Ｍ^３は上記と同じである），Ｐｂ系ガラス，Ｂｉ系ガラス等を用いることができる。 Examples of the glass powder include SiO ₂ —B ₂ O ₃ , SiO ₂ —B ₂ O ₃ —Al ₂ O ₃ , SiO ₂ —B ₂ O ₃ —Al ₂ O ₃ —MO (where M is Ca , Sr, Mg, Ba or Zn), SiO ₂ —Al ₂ O ₃ —M ¹ O—M ² O system (wherein M ¹ and M ² are the same or different, Ca, Sr, Mg, Ba or Zn) _{_{_{_{shown), SiO 2 -B 2 O 3}}}} -Al 2 O 3 -M 1 O-M 2 O system (where, ^{M 1} and ^{M 2} are the same as _{_{_{above), SiO 2 -B 2 O 3}}} -M ³ ₂ O system (where M ³ represents Li, Na or K), SiO ₂ —B ₂ O ₃ —Al ₂ O ₃ —M ³ ₂ O system (where M ³ is the same as above), Pb glass or Bi glass can be used.

また、フィラー粉末としては、例えばＡｌ_２Ｏ_３，ＳｉＯ_２，ＺｒＯ_２とアルカリ土類金属酸化物との複合酸化物や、ＴｉＯ_２とアルカリ土類金属酸化物との複合酸化物，Ａｌ_２Ｏ_３およびＳｉＯ_２から選ばれる少なくとも１種を含む複合酸化物（例えばスピネル，ムライト，コージェライト）等を用いることができる。 Examples of the filler powder include Al ₂ O ₃ , SiO ₂ , a composite oxide of ZrO ₂ and an alkaline earth metal oxide, a composite oxide of TiO ₂ and an alkaline earth metal oxide, and Al ₂ O. A composite oxide (for example, spinel, mullite, cordierite) containing at least one selected from ₃ and SiO ₂ can be used.

配線導体３は、絶縁基体１の表面、内部およびフェライト層２の内部に形成されており、Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ａｇ合金等の金属粉末に、適当な有機バインダ，溶剤を混練して作製した導体ペーストを、スクリーン印刷法やグラビア印刷法等によりガラスセラミックグリーンシート表面およびフェライトグリーンシート表面に塗布し、ガラスセラミックグリーンシートおよびフェライトグリーンシートと同時に焼成されて形成される。 The wiring conductor 3 is formed on the surface and inside of the insulating substrate 1 and inside the ferrite layer 2, and is prepared by kneading a suitable organic binder and solvent into metal powder such as Cu, Ag, Au, and Ag alloy. The conductive paste is applied to the glass ceramic green sheet surface and the ferrite green sheet surface by a screen printing method, a gravure printing method, or the like, and fired simultaneously with the glass ceramic green sheet and the ferrite green sheet.

介在層としての絶縁層４は、配線導体３の上下面を覆うフェライト層２とガラスセラミック絶縁層６との間に形成されており、ガラス粉末およびフェライト層２に含有されるフェライト粉末を、その熱膨張係数がガラスセラミック絶縁層６の熱膨張係数とフェライト層２の熱膨張係数の間になるように配合し、適当な有機バインダ，溶剤を混練して作製した絶縁ペーストを、従来周知のスクリーン印刷法やグラビア印刷法等によりガラスセラミックグリーンシート上のフェライト層２が載置される位置に塗布し、ガラスセラミックグリーンシートと同時に焼成されて形成される。 The insulating layer 4 as an intervening layer is formed between the ferrite layer 2 covering the upper and lower surfaces of the wiring conductor 3 and the glass ceramic insulating layer 6, and the ferrite powder contained in the glass powder and the ferrite layer 2 An insulating paste prepared by kneading an appropriate organic binder and solvent is blended so that the thermal expansion coefficient is between the thermal expansion coefficient of the glass ceramic insulating layer 6 and the thermal expansion coefficient of the ferrite layer 2. It is formed by applying at a position where the ferrite layer 2 on the glass ceramic green sheet is placed by a printing method, a gravure printing method or the like, and firing at the same time as the glass ceramic green sheet.

なお、絶縁層４のフェライト粉末は、フェライト層２のフェライト粉末と同様であり、焼結体としてＦｅ_２Ｏ_３を６３〜７３重量％、ＣｕＯを５〜１０重量％、ＮｉＯを５〜１２重量％、ＺｎＯを１０〜２３重量％を主成分として含むフェライトを用いることができる。 Incidentally, the ferrite powder of the insulating layer 4 is similar to the ferrite powder of the ferrite layers 2, _Fe 2 _{O 3} of 63-73% by weight as a sintering body, 5 to 10 wt% of CuO, 5 to 12 weight NiO %, And ferrite containing 10 to 23% by weight of ZnO as a main component can be used.

また、絶縁層４のガラス粉末は、ガラスセラミック絶縁層６のガラスセラミックスと同様のものを用いることができ、例えばＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３系，ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３−Ａｌ_２Ｏ_３系，ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３−Ａｌ_２Ｏ_３−ＭＯ系（但し、ＭはＣａ，Ｓｒ，Ｍｇ，ＢａまたはＺｎを示す），ＳｉＯ_２−Ａｌ_２Ｏ_３−Ｍ^１Ｏ−Ｍ^２Ｏ系（但し、Ｍ^１およびＭ^２は同じまたは異なってＣａ，Ｓｒ，Ｍｇ，ＢａまたはＺｎを示す），ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３−Ａｌ_２Ｏ_３−Ｍ^１Ｏ−Ｍ^２Ｏ系（但し、Ｍ^１およびＭ^２は上記と同じである），ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３−Ｍ^３ _２Ｏ系（但し、Ｍ^３はＬｉ，ＮａまたはＫを示す），ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３−Ａｌ_２Ｏ_３−Ｍ^３ _２Ｏ系（但し、Ｍ^３は上記と同じである），Ｐｂ系ガラス，Ｂｉ系ガラス等を用いることができる。 The glass powder of the insulating layer 4 may be the same as the glass ceramic of the glass ceramic insulating layer 6, for example, _SiO 2 _-B 2 _{O 3} _{_{_{_{based, SiO 2 -B 2 O 3 -Al}}}} 2 O 3 System, SiO ₂ —B ₂ O ₃ —Al ₂ O ₃ —MO system (where M represents Ca, Sr, Mg, Ba or Zn), SiO ₂ —Al ₂ O ₃ —M ¹ O—M ² O System (provided that M ¹ and M ² are the same or different and represent Ca, Sr, Mg, Ba or Zn), SiO ₂ —B ₂ O ₃ —Al ₂ O ₃ —M ¹ O—M ² O system (provided that , M ¹ and M ² are the same as described above), SiO ₂ —B ₂ O ₃ —M ³ ₂ O system (where M ³ represents Li, Na or K), SiO ₂ —B ₂ O ₃ — Al ₂ O ₃ -M ³ ₂ O system (where M ³ is the same as above) Pb glass, Bi glass, etc. can be used.

介在層としての焼結金属層５は、配線導体３の上下面を覆うフェライト層２とガラスセラミック絶縁層６との間に形成されており、Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ａｇ−Ｐｄ合金およびＡｇ−Ｐｔ合金のうちの少なくとも１種の金属の金属粉末にガラス粉末を配合し、適当な有機バインダ，溶剤を混練して作製した金属ペーストを、従来周知のスクリーン印刷法やグラビア印刷法等によりガラスセラミックグリーンシート上のフェライト層２が載置される位置に塗布し、ガラスセラミックグリーンシートと同時に焼成されて形成される。 The sintered metal layer 5 as an intervening layer is formed between the ferrite layer 2 covering the upper and lower surfaces of the wiring conductor 3 and the glass ceramic insulating layer 6, and includes Cu, Ag, Au, Pt, Ag—Pd alloy and A metal paste prepared by blending a glass powder with a metal powder of at least one metal of an Ag-Pt alloy and kneading an appropriate organic binder and solvent is obtained by a conventionally known screen printing method or gravure printing method. It is formed by applying the ferrite layer 2 on the glass ceramic green sheet at a position where it is placed and firing it at the same time as the glass ceramic green sheet.

なお、焼結金属層５に含まれるガラス粉末は、ガラスセラミック絶縁層６のガラスセラミックスと同様のものを用いることができ、例えばＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３系，ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３−Ａｌ_２Ｏ_３系，ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３−Ａｌ_２Ｏ_３−ＭＯ系（但し、ＭはＣａ，Ｓｒ，Ｍｇ，ＢａまたはＺｎを示す），ＳｉＯ_２−Ａｌ_２Ｏ_３−Ｍ^１Ｏ−Ｍ^２Ｏ系（但し、Ｍ^１およびＭ^２は同じまたは異なってＣａ，Ｓｒ，Ｍｇ，ＢａまたはＺｎを示す），ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３−Ａｌ_２Ｏ_３−Ｍ^１Ｏ−Ｍ^２Ｏ系（但し、Ｍ^１およびＭ^２は上記と同じである），ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３−Ｍ^３ _２Ｏ系（但し、Ｍ^３はＬｉ，ＮａまたはＫを示す），ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３−Ａｌ_２Ｏ_３−Ｍ^３ _２Ｏ系（但し、Ｍ^３は上記と同じである），Ｐｂ系ガラス，Ｂｉ系ガラス等を用いることができる。 The glass powder contained in the sintered metal layer 5 may be the same as the glass ceramic of the glass ceramic insulating layer 6, for example, _SiO 2 _-B 2 _{O 3} _based, SiO 2 _-B 2 _{O 3} - Al ₂ O ₃ system, SiO ₂ —B ₂ O ₃ —Al ₂ O ₃ —MO system (where M represents Ca, Sr, Mg, Ba or Zn), SiO ₂ —Al ₂ O ₃ —M ¹ O -M ² O system (where, ^{M 1} and ^{M 2} indicate Ca, Sr, Mg, Ba, or Zn same or _{_{_{_{different), SiO 2 -B 2 O 3}}}} -Al 2 O 3 -M 1 O-M 2 O system (provided that M ¹ and M ² are the same as above), SiO ₂ —B ₂ O ₃ —M ³ ₂ O system (provided that M ³ represents Li, Na or K), SiO ₂ —B ₂ O ₃ —Al ₂ O ₃ —M ³ ₂ O system (where M ³ is Pb glass, Bi glass and the like can be used.

また、焼結金属層５は配線導体３と同じ組成であってもよく、配線導体３の一部を焼結金属層５として用いてもよい。 The sintered metal layer 5 may have the same composition as the wiring conductor 3, and a part of the wiring conductor 3 may be used as the sintered metal layer 5.

なお、介在層を絶縁層４と焼結金属層５とを組み合わせて形成する場合、図１に示すように、ガラスセラミック絶縁層６とフェライト層２の間の同じ層内（層間）に並べて配置する構成と、ガラスセラミック絶縁層６とフェライト層２の間に積層して配置する構成と、またそれらの構成を組み合わせた構成がある。これらの構成はそれぞれ、上記手法で作製した絶縁ペーストと金属ペーストを、従来周知のスクリーン印刷法やグラビア印刷法等によりガラスセラミックグリーンシート上のフェライト層２が形成される位置に、それぞれ別々に塗布し、ガラスセラミックグリーンシートと同時焼成されて形成される。 When the insulating layer 4 is formed by combining the insulating layer 4 and the sintered metal layer 5, they are arranged side by side in the same layer (interlayer) between the glass ceramic insulating layer 6 and the ferrite layer 2 as shown in FIG. There is a configuration in which the glass ceramic insulating layer 6 and the ferrite layer 2 are stacked and arranged, and a configuration in which these configurations are combined. In each of these configurations, the insulating paste and the metal paste produced by the above method are separately applied to the position where the ferrite layer 2 on the glass ceramic green sheet is formed by a conventionally known screen printing method or gravure printing method. And is fired simultaneously with the glass ceramic green sheet.

絶縁層４と焼結金属層５とを組み合わせた介在層をガラスセラミック絶縁層６とフェライト層２の間の同じ層内に並べて配置した場合、ガラスセラミック絶縁層６とフェライト層２の間に、絶縁体である絶縁層４と導体である焼結金属層５とを用いて配線導体３を形成することができる。絶縁層４と焼結金属層５とを積層して成る介在層をガラスセラミック絶縁層６とフェライト層２の間に形成した場合、絶縁層４と焼結金属層５の応力緩和の効果がよりいっそう高くなる。また、絶縁層４と焼結金属層５とを同じ層内に並べた構成と、絶縁層４と焼結金属層５とを積層した構成とを組み合わせた介在層を、ガラスセラミック絶縁層６とフェライト層２の間に形成した場合、２つの構成のそれぞれの効果を合わせて得ることができる。 When the intervening layer combining the insulating layer 4 and the sintered metal layer 5 is arranged side by side in the same layer between the glass ceramic insulating layer 6 and the ferrite layer 2, between the glass ceramic insulating layer 6 and the ferrite layer 2, The wiring conductor 3 can be formed using the insulating layer 4 that is an insulator and the sintered metal layer 5 that is a conductor. When the intervening layer formed by laminating the insulating layer 4 and the sintered metal layer 5 is formed between the glass ceramic insulating layer 6 and the ferrite layer 2, the stress relaxation effect of the insulating layer 4 and the sintered metal layer 5 is more effective. It gets even higher. Further, an intervening layer obtained by combining a configuration in which the insulating layer 4 and the sintered metal layer 5 are arranged in the same layer and a configuration in which the insulating layer 4 and the sintered metal layer 5 are laminated is combined with the glass ceramic insulating layer 6. When formed between the ferrite layers 2, the effects of the two configurations can be obtained together.

フェライト層２は、配線導体３の上下面を覆うようにして、絶縁基体１の内層に配線導体３とともに形成されている。このフェライト層２は、焼結体としてＦｅ_２Ｏ_３を６３〜７３重量％、ＣｕＯを５〜１０重量％、ＮｉＯを５〜１２重量％、ＺｎＯを１０〜２３重量％含んでなることが、低温で焼成可能であり、かつ高周波帯域で十分に高い透磁率を得るために必要である。 The ferrite layer 2 is formed together with the wiring conductor 3 on the inner layer of the insulating base 1 so as to cover the upper and lower surfaces of the wiring conductor 3. This ferrite layer 2 contains 63 to 73 wt% of Fe ₂ O ₃ as a sintered body, 5 to 10 wt% of CuO, 5 to 12 wt% of NiO, and 10 to 23 wt% of ZnO. It is necessary to obtain a sufficiently high permeability in a high frequency band that can be fired at a low temperature.

Ｆｅ_２Ｏ_３は、フェライトの基幹成分であり、フェライトの主成分をＸ−Ｆｅ_２Ｏ_４（ＸはＣｕ、Ｎｉ、Ｚｎ等）として示される逆スピネル構造の固溶体とすれば、そのうち６３〜７３重量％を構成していなくてはならない。６３重量％未満の場合、十分な透磁率が得られない。他方、７３重量％より多い場合、焼結密度の低下により機械的強度が低下してくる。 Fe ₂ O ₃ is a basic component of ferrite. If the main component of the ferrite is a solid solution having an inverted spinel structure represented as X—Fe ₂ O ₄ (X is Cu, Ni, Zn, etc.), 63 to 73 It must constitute weight percent. When it is less than 63% by weight, sufficient magnetic permeability cannot be obtained. On the other hand, when the amount is more than 73% by weight, the mechanical strength is lowered due to a decrease in the sintered density.

ＣｕＯはフェライトの主成分のうち５〜１０重量％を構成していなくてはならない。これは、ＣｕＯは焼結温度の低温化に大きく寄与しており、ＣｕＯが低温で液層を形成することにより焼結を促進させる効果を用いて、磁気特性を損なわずにガラスセラミックスの焼成温度である８００〜１０００℃で焼成するためである。５重量％未満であると、本発明の目的とする低温度域で焼成を行う場合に焼結密度が不十分になり機械強度が不足する。また、１０重量％より多い場合、磁気特性の低いＣｕＦｅ_２Ｏ_４の割合が多くなるため磁気特性を損なう。 CuO must constitute 5 to 10% by weight of the main component of ferrite. This is because CuO greatly contributes to lowering the sintering temperature, and CuO uses the effect of promoting sintering by forming a liquid layer at a low temperature, so that the firing temperature of glass ceramics is not impaired without damaging the magnetic properties. It is for baking at 800-1000 degreeC which is. When the content is less than 5% by weight, the sintering density becomes insufficient and the mechanical strength becomes insufficient when firing is performed in the low temperature range targeted by the present invention. On the other hand, when the amount is more than 10% by weight, the ratio of CuFe ₂ O ₄ having a low magnetic property is increased, so that the magnetic property is impaired.

ＮｉＯはフェライトの高周波域における透磁率を確保するために含有させる。ＮｉＦｅ_２Ｏ_４は高周波域まで共振による透磁率の減衰を起さず、高周波域での透磁率を比較的高い値に維持することができるが、初期透磁率は低い特徴をもつため、５重量％未満であると、１０ＭＨｚないしそれ以上の高周波域での透磁率が低下し、また１２重量％より多い場合は、ＮｉＦｅ_２Ｏ_４の割合が多くなるため初期透磁率が低下する。そのため、フェライトの主成分中の含有量は５〜１２重量％に限定される。 NiO is contained in order to ensure the magnetic permeability of the ferrite in the high frequency range. NiFe ₂ O ₄ does not cause the attenuation of the magnetic permeability due to resonance up to the high frequency range, and can maintain the magnetic permeability in the high frequency range at a relatively high value. If it is less than%, the magnetic permeability in a high frequency range of 10 MHz or more is lowered. If it is more than 12% by weight, the ratio of NiFe ₂ O ₄ is increased, so that the initial magnetic permeability is lowered. Therefore, the content in the main component of ferrite is limited to 5 to 12% by weight.

ＺｎＯはフェライトの透磁率向上のために重要な要素であり、フェライト主成分のうち１０重量％未満であると、磁気特性不十分の問題を生じ、逆に２３重量％より多くても磁気特性が悪くなる。 ZnO is an important element for improving the magnetic permeability of ferrite. If the ferrite main component is less than 10% by weight, a problem of insufficient magnetic properties occurs. Deteriorate.

フェライト層２の形成は、まずフェライト粉末に適当な有機バインダ，可塑剤，有機溶剤等を混合してスラリーを得て、これからドクターブレード法，圧延法，カレンダーロール法等によってフェライトグリーンシートを製作する。次に、このフェライトグリーンシートを所定の配線導体３を覆うものとしてガラスセラミックグリーンシートと平面視で同じ大きさの同形状にカットし、ガラスセラミックグリーンシート積層体の内部に、間に配線導体３となる導体パターンを配置して、その配線導体３の上面および下面を覆うようにして積層する。 The ferrite layer 2 is formed by first mixing a ferrite powder with a suitable organic binder, plasticizer, organic solvent, etc. to obtain a slurry, and then producing a ferrite green sheet by a doctor blade method, a rolling method, a calender roll method, or the like. . Next, the ferrite green sheet is cut into the same shape as the glass ceramic green sheet in plan view so as to cover the predetermined wiring conductor 3, and the wiring conductor 3 is interposed in the glass ceramic green sheet laminate. The conductor pattern is arranged and laminated so as to cover the upper and lower surfaces of the wiring conductor 3.

このとき、効果的にコイル用導体のインダクタンスを高くするためには、配線導体３の上下面をフェライト層２で完全に覆う必要がある。よって、そのような配線導体３およびフェライト層２を形成するためには、所定のガラスセラミックグリーンシートの表面に、下面のフェライト層２となるフェライトグリーンシート、配線導体３となる導体ペーストのパターン、上面のフェライト層２となるフェライトグリーンシートの順番に各層を配置して積層するとよい。 At this time, in order to effectively increase the inductance of the coil conductor, it is necessary to completely cover the upper and lower surfaces of the wiring conductor 3 with the ferrite layer 2. Therefore, in order to form such a wiring conductor 3 and a ferrite layer 2, a ferrite green sheet to be the lower ferrite layer 2 on the surface of a predetermined glass ceramic green sheet, a pattern of a conductor paste to be the wiring conductor 3, Each layer may be arranged and laminated in the order of the ferrite green sheet to be the upper ferrite layer 2.

フェライト層２となるフェライトグリーンシートを形成するのに用いるフェライト粉末は、仮焼済みのフェライト粉末であり、平均粒径が０．１μｍ〜０．９μｍの範囲で均一であり、球形状に近い粒が良い。平均粒径が０．１μｍより小さいと、フェライトグリーンシートの製作においてフェライト粉末の均一な分散が困難であり、平均粒径が０．９μｍより大きいとフェライトの焼結温度が高くなるからである。また、粒径が均一で球状に近いことにより均一な焼結状態を得ることができ、例えばフェライト粉末で部分的に小さい粒径が存在した場合は、その部分のみ結晶粒の成長が低下し、焼結後に得られるフェライト層２の透磁率が安定しにくい傾向がある。 The ferrite powder used to form the ferrite green sheet used as the ferrite layer 2 is a calcined ferrite powder, an average particle diameter in the range of 0.1 μm to 0.9 μm, and a particle having a nearly spherical shape Is good. This is because if the average particle size is smaller than 0.1 μm, it is difficult to uniformly disperse the ferrite powder in the production of the ferrite green sheet, and if the average particle size is larger than 0.9 μm, the sintering temperature of the ferrite becomes high. In addition, a uniform sintered state can be obtained because the particle size is uniform and close to a spherical shape.For example, when a small particle size is present partially in ferrite powder, the growth of crystal grains only in that portion decreases, The magnetic permeability of the ferrite layer 2 obtained after sintering tends to be difficult to stabilize.

保護層７は、ガラスセラミック基板のフェライト層２が露出した端面を完全に覆うように形成されており、例えば、ガラス，ガラスセラミックス，樹脂等の水分が浸透しない部材を用いれば良い。また、保護層７は絶縁基体１と同時に焼成することによって形成しても、絶縁基体１を焼成後に形成しても良い。 The protective layer 7 is formed so as to completely cover the end face where the ferrite layer 2 of the glass ceramic substrate is exposed. For example, a member such as glass, glass ceramics, resin, etc. that does not allow moisture to penetrate may be used. The protective layer 7 may be formed by firing at the same time as the insulating substrate 1 or may be formed after the insulating substrate 1 is fired.

保護層７にガラスを用いて、絶縁基体１と同時に形成する場合には、例えば、ガラス粉末、有機バインダ、可塑剤、有機溶剤などを混合してペーストを得て、そのペーストにガラスセラミック絶縁層６から成る絶縁基体１とフェライト層２から成るガラスセラミック基板をそのペーストの中に浸漬、あるいは端面に印刷や吹き付けなどによって塗布した後、ガラスセラミックグリーンシートと同時に焼成されて形成される。 When glass is used for the protective layer 7 and formed simultaneously with the insulating substrate 1, for example, a glass powder, an organic binder, a plasticizer, an organic solvent, etc. are mixed to obtain a paste, and the glass ceramic insulating layer is added to the paste. A glass ceramic substrate comprising an insulating substrate 1 comprising 6 and a ferrite layer 2 is applied by immersing the paste in the paste or printing or spraying on the end face, followed by firing together with the glass ceramic green sheet.

一方、絶縁基体１を焼成した後にガラスから成る保護層７を形成する場合は、特に、母基板となる１枚のガラスセラミックグリーンシートに分割溝を設け、複数枚積層し焼結してガラスセラミックス焼結体とした後、分割溝で分割することにより個々の製品とするといった、所謂多数個取りの形態での製造において有効である。この場合、ガラスセラミックグリーンシートおよびフェライトグリーンシートを複数枚積層し、大気中または加湿窒素雰囲気中にて８００〜１０００℃の温度で焼成して母基板を得て、それを分割した個々の製品の端面に、上記と同様の方法を用いて保護層７となるペーストを塗布した後、再度焼成することによって保護層７を形成することができる。 On the other hand, when the protective layer 7 made of glass is formed after the insulating substrate 1 is fired, in particular, a glass ceramic green sheet serving as a mother substrate is provided with a dividing groove, and a plurality of sheets are laminated and sintered to form a glass ceramic. It is effective in manufacturing in a so-called multi-cavity form in which each product is obtained by dividing into a sintered groove and then divided into divided grooves. In this case, a plurality of glass ceramic green sheets and ferrite green sheets are laminated and fired at a temperature of 800 to 1000 ° C. in the air or in a humidified nitrogen atmosphere to obtain a mother substrate, and the individual products obtained by dividing the substrate are divided. The protective layer 7 can be formed by applying a paste to be the protective layer 7 on the end face using the same method as described above and then baking again.

また、上記の多数個取りの形態のように、焼成後にガラスから成る保護層７を形成する場合は、再焼成温度を低くしてガラスセラミック絶縁層６やフェライト層２の過焼結による特性変化や、配線導体３などの拡散を抑制するという観点からは、軟化点が焼成温度以下のガラスを用いることが良く、特に軟化点が６００℃以下のガラスを用いることが好ましい。 When the protective layer 7 made of glass is formed after firing as in the above-described multi-cavity form, the characteristic change due to oversintering of the glass ceramic insulating layer 6 and the ferrite layer 2 by lowering the refiring temperature. From the viewpoint of suppressing the diffusion of the wiring conductor 3 and the like, it is preferable to use a glass having a softening point equal to or lower than the firing temperature, and it is particularly preferable to use a glass having a softening point equal to or lower than 600 ° C.

このような軟化点が焼成温度以下のガラス粉末として、ＰｂＯ−ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３系、Ｂｉ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３系、ＺｎＯ−ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３系、ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３系ガラスなどを用いることができる。 As a glass powder having such a softening point below the firing temperature, a PbO—SiO ₂ —B ₂ O ₃ system, a Bi ₂ O ₃ —SiO ₂ —B ₂ O ₃ system, a ZnO—SiO ₂ —B ₂ O ₃ system, For example, SiO ₂ —B ₂ O ₃ glass can be used.

また、上記の保護層７に用いられるガラス粉末として、ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３系，ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３−Ａｌ_２Ｏ_３系，ＳｉＯ_２−Ａｌ_２Ｏ_３、ＰｂＯ−ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３系、Ｂｉ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３系およびＺｎＯ−ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３系ガラスを用いた場合、保護層７を絶縁基体１と同時に形成する場合でも、絶縁基体１を焼成した後に再焼成によって保護層７を形成する場合においても、保護層７とガラスセラミック絶縁層６とを強固に接合することができる。また、温度差によってガラスセラミック基板が割れたり、保護層７が剥がれたりすることがなく、ガラスセラミック基板の側面のフェライト層端部が露出している部位を密着性よく被覆することができる。 Further, as the glass powder used in the protective layer _7, SiO 2 _-B 2 _{O 3} _{_{_{_{based, SiO 2 -B 2 O 3 -Al}}}} 2 O 3 _{_{_{system, SiO 2 -Al 2 O 3,}}} PbO-SiO 2 - Even when the protective layer 7 is formed at the same time as the insulating substrate 1 when the B ₂ O ₃ system, Bi ₂ O ₃ —SiO ₂ —B ₂ O ₃ system and ZnO—SiO ₂ —B ₂ O ₃ system glass are used, Even when the protective layer 7 is formed by refiring after firing the insulating substrate 1, the protective layer 7 and the glass ceramic insulating layer 6 can be firmly bonded. Further, the glass ceramic substrate is not broken or the protective layer 7 is not peeled off due to the temperature difference, and the portion where the end portion of the ferrite layer on the side surface of the glass ceramic substrate is exposed can be coated with good adhesion.

保護層７にガラスセラミックスを用いる場合、上述のガラスセラミック絶縁層６と同様なガラスおよびフィラーを用いることができ、上記のガラスから成る保護層７と同様に焼成前または焼成後に形成することができる。特に、保護層７を絶縁基体１と同時に形成する場合、保護層７はガラスセラミック絶縁層６と同様にフィラーを含有していることから、絶縁基体１と焼結挙動が類似したものとなり、保護層７とガラスセラミック絶縁層６とを強固に接合することができる。 In the case of using glass ceramics for the protective layer 7, the same glass and filler as those of the glass ceramic insulating layer 6 can be used, and can be formed before or after firing in the same manner as the protective layer 7 made of glass. . In particular, when the protective layer 7 is formed at the same time as the insulating substrate 1, the protective layer 7 contains a filler in the same manner as the glass ceramic insulating layer 6, so that the sintering behavior is similar to that of the insulating substrate 1, and the protective layer 7 is protected. The layer 7 and the glass ceramic insulating layer 6 can be firmly bonded.

さらに、保護層７のガラスセラミックスをガラスセラミック絶縁層６と同じガラスおよびフィラーとすると、保護層７と絶縁基体１の焼結挙動は一致することから一層強固に接合することができ、温度差によってガラスセラミック基板が割れたり、保護層７が剥がれたりすることがなく、ガラスセラミック基板の側面のフェライト層端部が露出している部位を密着性よく被覆することができ、吸水をより効果的に防止することができる。 Furthermore, if the glass ceramic of the protective layer 7 is made of the same glass and filler as the glass ceramic insulating layer 6, the sintering behavior of the protective layer 7 and the insulating substrate 1 can be matched, so that the bonding can be made even stronger. The glass ceramic substrate is not cracked and the protective layer 7 is not peeled off, and the portion where the ferrite layer end on the side surface of the glass ceramic substrate is exposed can be coated with good adhesion, so that water absorption is more effectively performed. Can be prevented.

なお、ガラスセラミックスから成る保護層７において、ガラス粉末は上記のガラスからなる保護層７と同じものを用いると、同様な作用と効果が得られるので好ましい。 In the protective layer 7 made of glass ceramics, it is preferable to use the same glass powder as the protective layer 7 made of glass because the same action and effect can be obtained.

保護層７に樹脂を用いる場合、上記の多数個取りの形態での製造等の絶縁基体１の焼結後に保護層７を形成する際に有効であり、エポキシ系樹脂，アクリル系樹脂，シリコン系樹脂およびフッ素系樹脂等を用いることができる。 When a resin is used for the protective layer 7, it is effective when the protective layer 7 is formed after sintering the insulating substrate 1 in the above-described multi-cavity manufacturing, and is based on epoxy resin, acrylic resin, silicon Resins, fluorine resins, and the like can be used.

保護層７を樹脂で形成するには、絶縁基体１に硬化前の樹脂をガラスセラミック基板のフェライト層２が露出した端面を完全に覆うようにスクリーン印刷法等で塗布するといった手法を用いることができる。 In order to form the protective layer 7 with a resin, it is possible to use a technique in which an uncured resin is applied to the insulating substrate 1 by a screen printing method or the like so as to completely cover the end surface of the glass ceramic substrate where the ferrite layer 2 is exposed. it can.

絶縁基体１の焼成後に保護層７を樹脂で形成した場合には、絶縁基体１と樹脂とを接合させるための熱処理（硬化処理）の温度を１５０℃以下と低くすることができ、絶縁基体１が過焼結することによってガラスセラミック基板が反ったり、配線導体３またはフェライト層２を構成する金属が拡散する事による電気的な特性の低下等の不具合が発生したりすることを抑制することができる。また、材料が安価であり、かつ、簡易な装置を用いて保護層７を形成することができるため、端面からの吸水がなく高周波帯域で透磁率の高いフェライト層を備えており、そのフェライト層に内蔵されたコイル用導体のインダクタンスが高くかつ安定しているガラスセラミック基板を容易に提供することができる。 When the protective layer 7 is formed of a resin after the insulating substrate 1 is baked, the temperature of the heat treatment (curing treatment) for bonding the insulating substrate 1 and the resin can be lowered to 150 ° C. or lower. It is possible to prevent the glass ceramic substrate from warping due to oversintering, or the occurrence of problems such as deterioration of electrical characteristics due to diffusion of the metal constituting the wiring conductor 3 or the ferrite layer 2. it can. Moreover, since the material is inexpensive and the protective layer 7 can be formed using a simple device, the ferrite layer has a high magnetic permeability in the high frequency band without water absorption from the end face. It is possible to easily provide a glass ceramic substrate in which the inductance of the coil conductor incorporated in is high and stable.

本発明のガラスセラミック基板の製造方法においては、まず、フェライト層２および配線導体３を上述の要領でガラスセラミックグリーンシートの複数枚とともに積層してガラスセラミックグリーンシート積層体を作製する。そして、このガラスセラミックグリーンシート積層体から有機成分を除去した後に焼成する。有機成分の除去は、ガラスセラミックグリーンシート積層体に荷重をかけつつ１００〜８００℃の温度範囲でガラスセラミックグリーンシート積層体を加熱することによって行ない、有機成分を分解し揮散させる。また、焼成温度はガラスセラミック組成により異なるが、通常は約８００〜１０００℃の範囲内である。焼成は通常は大気中で行なうが、配線導体３の導体材料としてＣｕを使用する場合、１００〜７００℃の加湿窒素雰囲気中で有機成分の除去を行ない、次に窒素雰囲気中で焼成を行なう。 In the method for producing a glass ceramic substrate of the present invention, first, a ferrite layer 2 and a wiring conductor 3 are laminated together with a plurality of glass ceramic green sheets in the manner described above to produce a glass ceramic green sheet laminate. And after removing an organic component from this glass ceramic green sheet laminated body, it bakes. The organic component is removed by heating the glass ceramic green sheet laminate in a temperature range of 100 to 800 ° C. while applying a load to the glass ceramic green sheet laminate to decompose and volatilize the organic component. Moreover, although a calcination temperature changes with glass-ceramic compositions, it is in the range of about 800-1000 degreeC normally. Firing is usually performed in the air, but when Cu is used as the conductor material of the wiring conductor 3, organic components are removed in a humidified nitrogen atmosphere at 100 to 700 ° C., and then the firing is performed in a nitrogen atmosphere.

また、有機成分の除去時および焼成時には、ガラスセラミックグリーンシート積層体の反りを防止するために、その上面に重しを載せる等して荷重をかけるとよい。このような重しによる荷重は５０Ｐａ〜１ＭＰａ程度が適当である。荷重が５０Ｐａ未満である場合、ガラスセラミックグリーンシート積層体の反りを抑制する作用が充分でなくなる。また、荷重が１ＭＰａを超える場合、使用する重しが大きくなるため、焼成炉に入らなくなったり、また焼成炉に入っても重しが大きいために熱容量が不足することになり焼成できなくなる等の問題をひき起こすおそれがある。 Further, at the time of removing the organic component and at the time of firing, in order to prevent the glass ceramic green sheet laminate from warping, it is preferable to apply a load by placing a weight on the upper surface thereof. The load due to such weight is suitably about 50 Pa to 1 MPa. When the load is less than 50 Pa, the action of suppressing the warp of the glass ceramic green sheet laminate is not sufficient. In addition, when the load exceeds 1 MPa, the weight to be used increases, so that it cannot enter the firing furnace, or even if it enters the firing furnace, the weight is so large that the heat capacity becomes insufficient and firing becomes impossible. May cause problems.

この重しとしては、ガラスセラミック基板の焼成中に変形、溶融等して荷重が不均一になったり、分解した有機成分の揮散を妨げたりすることがないような耐熱性の多孔質のものが適している。具体的には、セラミックス等の耐火物、あるいは高融点の金属等が挙げられる。また、ガラスセラミックグリーンシート積層体の上面に多孔質の重しを置き、その上に非多孔質の重しを置いてもよい。 As this weight, there is a heat-resistant porous material that does not deform or melt during firing of the glass ceramic substrate to make the load non-uniform or to prevent volatilization of decomposed organic components. Is suitable. Specifically, a refractory material such as ceramics or a high melting point metal can be used. Further, a porous weight may be placed on the upper surface of the glass ceramic green sheet laminate, and a non-porous weight may be placed thereon.

本実施例１では、ガラスとしてＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３系ガラスを、フィラーとしてＡｌ_２Ｏ_３を用いたガラスセラミック基板の側面のフェライト層２端部が露出している部位に、非透水性の保護層７が形成されており、保護層は、ＰｂＯ−ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３系ガラスとした。 In Example 1, non-water-permeable at a portion where the end of the ferrite layer 2 on the side surface of the glass ceramic substrate using SiO ₂ —B ₂ O ₃ glass as glass and Al ₂ O ₃ as filler is exposed. The protective layer 7 was formed, and the protective layer was PbO—SiO ₂ —B ₂ O ₃ based glass.

即ち、図１に示すように、保護層を設けた、５ｍｍ×５ｍｍの形状の評価用の試験片を作製し、吸水率を測定した。吸水率の測定は、初めに試験片の重量を測定し、その後試験片を水中に浸漬し、真空中に１時間放置し、その後の試験片の重量を測定し、水中浸漬前後の重量差を求めた。その重量差を初期重量で割って百分率を求めて、表１に、吸水率が０．１％以上の場合は×、０．１％未満の場合は○で示している。 That is, as shown in FIG. 1, a test piece for evaluation having a shape of 5 mm × 5 mm provided with a protective layer was prepared, and the water absorption was measured. The water absorption is measured by first measuring the weight of the test piece, then immersing the test piece in water, leaving it in a vacuum for 1 hour, measuring the weight of the subsequent test piece, and calculating the weight difference before and after immersion in water. Asked. The percentage is obtained by dividing the weight difference by the initial weight, and in Table 1, it is indicated by x when the water absorption is 0.1% or more, and by ○ when it is less than 0.1%.

透磁率の測定は、図２に示すような、外径１６ｍｍ、内径８ｍｍのリング状の試験片を作製し測定した。透磁率の測定は、インピーダンスアナライザー（「ＨＰ−４２９１Ａ」ヒューレットパッカード社製）を用い、高周波電流電圧法にて測定した。表１に示すように、○は実用上は問題ないが１．０ＭＨｚ，１０．０ＭＨｚにおける透磁率が１００未満のもの、◎は１．０ＭＨｚ，１０．０ＭＨｚにおける透磁率が１００以上のものであり、透磁率の特性としてはさらに良い。 The permeability was measured by preparing a ring-shaped test piece having an outer diameter of 16 mm and an inner diameter of 8 mm as shown in FIG. The permeability was measured using an impedance analyzer (“HP-4291A” manufactured by Hewlett Packard) by the high frequency current voltage method. As shown in Table 1, ○ indicates that there is no practical problem, but the permeability at 1.0 MHz and 10.0 MHz is less than 100, and ◎ indicates that the permeability at 1.0 MHz and 10.0 MHz is 100 or more. Further, the permeability characteristics are even better.

本実施例２では、実施例１と同じガラスセラミック基板を用い、保護層として、このガラスセラミック基板と同じ組成のガラスセラミックスを用いた試験片を作製し、実施例１と同様の評価を行った。 In Example 2, the same glass ceramic substrate as in Example 1 was used, and a test piece using glass ceramics having the same composition as that of the glass ceramic substrate was produced as a protective layer, and the same evaluation as in Example 1 was performed. .

本実施例３では、実施例１と同じガラスセラミック基板を用い、保護層としてエポキシ系樹脂を用いた試験片を作製し、実施例１と同様の評価を行った。 In Example 3, a test piece using an epoxy resin as a protective layer was prepared using the same glass ceramic substrate as in Example 1, and the same evaluation as in Example 1 was performed.

本実施例４では、実施例１のものに、Ｆｅ_２Ｏ_３を６３〜７３重量％、ＣｕＯを５〜１０重量％、ＮｉＯを５〜１２重量％、ＺｎＯを１０〜２３重量％含有したフェライト層を設けた試験片を作製し、実施例１と同様の評価を行った。 In this Example 4, a ferrite containing 63 to 73% by weight of Fe ₂ O ₃ , 5 to 10% by weight of CuO, 5 to 12% by weight of NiO, and 10 to 23% by weight of ZnO in Example 1. A test piece provided with a layer was produced and evaluated in the same manner as in Example 1.

本実施例３では、実施例４のフェライト層とガラスセラミック絶縁層との層間に絶縁層４を介在させて、外径１６ｍｍ，内径８ｍｍのリング状の試験片を作製し、透磁率を測定した。 In Example 3, a ring-shaped test piece having an outer diameter of 16 mm and an inner diameter of 8 mm was produced by interposing the insulating layer 4 between the ferrite layer and the glass ceramic insulating layer of Example 4, and the magnetic permeability was measured. .

絶縁層４を形成する絶縁ペーストは、ガラスセラミックスに含有されるガラス粉末と同じＳｉＯ_２−Ａｌ_２Ｏ_３−ＭｇＯ−Ｂ_２Ｏ_３−ＺｎＯ系ガラス粉末３０質量％，フェライトグリーンシートに含有されるフェライト仮焼粉末と同じ平均粒径０.５〜０．７μｍのＺｎＦｅ_２Ｏ_４，ＣｕＦｅ_２Ｏ_４，ＦｅＦｅ_２Ｏ_４，ＮｉＦｅ_２Ｏ_４の結晶相から構成されるフェライト粉末７０質量％を用い、所定量のエチルセルロース系樹脂とテルピネオールを加え、３本ロールにより適度な粘度になるように混合し作製した。 The insulating paste for forming the insulating layer 4 is the same as the glass powder contained in the glass ceramic, and is contained in the ferrite green sheet, 30% by mass of SiO ₂ —Al ₂ O ₃ —MgO—B ₂ O ₃ —ZnO-based glass powder. 70% by mass of ferrite powder composed of a crystal phase of ZnFe ₂ O ₄ , CuFe ₂ O ₄ , FeFe ₂ O ₄ , and NiFe ₂ O ₄ having the same average particle diameter of 0.5 to 0.7 μm as that of the calcined ferrite powder is used. A predetermined amount of ethylcellulose-based resin and terpineol were added and mixed to prepare an appropriate viscosity with three rolls.

まず、ガラスセラミックグリーンシートの所定枚数を重ね合わせ、その上に絶縁ペースト層を全面に塗布し乾燥を行なった。その後、乾燥した絶縁ペースト層上にフェライトグリーンシートを重ね合わせ、さらに、その上に絶縁ペースト層を全面に塗布し乾燥を行なった。その後、乾燥した絶縁ペースト層上にガラスセラミックグリーンシートの所定枚数を重ね合わせ、温度５５℃，圧力２０ＭＰａで圧着してガラスセラミック積層体を得た。 First, a predetermined number of glass ceramic green sheets were overlapped, and an insulating paste layer was applied over the entire surface and dried. Thereafter, a ferrite green sheet was superposed on the dried insulating paste layer, and further, the insulating paste layer was applied on the entire surface and dried. Thereafter, a predetermined number of glass ceramic green sheets were superposed on the dried insulating paste layer and pressure-bonded at a temperature of 55 ° C. and a pressure of 20 MPa to obtain a glass ceramic laminate.

得られたガラスセラミック積層体をアルミナセラミックスのセッターに載置し、その上にアルミナセラミックスのセッターと同一成分から成る重しを載せて約０.５ＭＰａの荷重をかけつつ大気中にて５００℃で２時間加熱して有機成分を除去した後、大気中にて９００℃で２時間焼成した。 The obtained glass ceramic laminate was placed on an alumina ceramic setter, and a weight composed of the same components as the alumina ceramic setter was placed on the glass ceramic laminate, and a load of about 0.5 MPa was applied at 500 ° C. in the atmosphere. After removing the organic components by heating for 2 hours, it was fired at 900 ° C. for 2 hours in the air.

得られた本実施例５のガラスセラミック基板について、透磁率を測定した結果を表２に示す。 Table 2 shows the results of measuring the magnetic permeability of the obtained glass ceramic substrate of Example 5.

実施例５の絶縁層に代えて、Ａｇ粉末（平均粒径１.０μｍ）８０質量％、ＳｉＯ_２−Ａｌ_２Ｏ_３−ＭｇＯ−Ｂ_２Ｏ_３−ＺｎＯ系ガラス粉末２０質量％を含むペースト用いて焼結金属層を形成した以外は実施例３と同様にして、実施例６の試験片を作製した。得られたガラスセラミック基板について、透磁率を測定した結果を表２に示す。 Instead of the insulating layer of Example 5, a paste containing 80% by mass of Ag powder (average particle size 1.0 μm) and 20% by mass of SiO ₂ —Al ₂ O ₃ —MgO—B ₂ O ₃ —ZnO-based glass powder was used. A test piece of Example 6 was produced in the same manner as Example 3 except that the sintered metal layer was formed. Table 2 shows the results of measuring the magnetic permeability of the obtained glass ceramic substrate.

実施例５の絶縁層に加えて、Ａｇ粉末（平均粒径１.０μｍ）８０質量％、ＳｉＯ_２−Ａｌ_２Ｏ_３−ＭｇＯ−Ｂ_２Ｏ_３−ＺｎＯ系ガラス粉末２０質量％を含むペーストを用いて焼結金属層を形成した以外は実施例３と同様にして、実施例７の試験片を作製した。得られたガラスセラミック基板について、透磁率を測定した結果を表２に示す。 In addition to the insulating layer of Example 5, a paste containing 80% by mass of Ag powder (average particle size 1.0 μm) and 20% by mass of SiO ₂ —Al ₂ O ₃ —MgO—B ₂ O ₃ —ZnO-based glass powder. A test piece of Example 7 was produced in the same manner as Example 3 except that the sintered metal layer was used. Table 2 shows the results of measuring the magnetic permeability of the obtained glass ceramic substrate.

Comparative Example 1

本比較例１では、実施例１において保護層を設けなかった。

In Comparative Example 1, no protective layer was provided in Example 1.

表１より、保護層を設けない比較例１の場合、吸水率が０．１％以上であったが、保護層を設けた実施例１〜７においては、吸水率は０．１％未満であった。 From Table 1, in the case of the comparative example 1 which does not provide a protective layer, although the water absorption was 0.1% or more, in Examples 1-7 which provided the protective layer, the water absorption was less than 0.1%. there were.

また、実施例４〜７の構成において、Ｆｅ_２Ｏ_３を６３〜７３重量％、ＣｕＯを５〜１０重量％、ＮｉＯを５〜１２重量％、ＺｎＯを１０〜２３重量％含有したフェライト層としたものを設けると、透磁率は１００以上となり、さらに透磁率が高くなった。

Further, in the configurations of Examples 4 to 7, a ferrite layer containing 63 to 73 wt% Fe ₂ O ₃ , 5 to 10 wt% CuO, 5 to 12 wt% NiO, and 10 to 23 wt% ZnO; As a result, the magnetic permeability became 100 or more, and the magnetic permeability further increased.

表２より、フェライト層とガラスセラミック絶縁層との層間に、絶縁層および焼結金属層の少なくとも一方を介在させた実施例５〜７の透磁率は、実施例４の場合の透磁率に比べ高かった。これは、絶縁層および焼結金属層の少なくとも一方がフェライト層とガラスセラミック絶縁層との間に働く応力を緩和することにより、フェライト層に働く磁歪を低減したためである。 From Table 2, the magnetic permeability of Examples 5-7 in which at least one of the insulating layer and the sintered metal layer is interposed between the ferrite layer and the glass ceramic insulating layer is compared with the magnetic permeability in the case of Example 4. it was high. This is because at least one of the insulating layer and the sintered metal layer reduces the magnetostriction acting on the ferrite layer by relaxing the stress acting between the ferrite layer and the glass ceramic insulating layer.

なお、本発明は上述の実施の形態および実施例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内であれば種々の変更は可能である。例えば、上述の実施の形態の例では配線導体にＡｇを用いたが、配線導体３にＣｕ，Ａｕ，Ａｇ−Ｐｄ合金等を用いてもよい。 The present invention is not limited to the above-described embodiments and examples, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. For example, although Ag is used for the wiring conductor in the above-described embodiment, Cu, Au, Ag—Pd alloy or the like may be used for the wiring conductor 3.

本発明のガラスセラミック基板の実施の形態の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of embodiment of the glass ceramic substrate of this invention. 本発明のガラスセラミック基板の透磁率を測定するための試験片を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the test piece for measuring the magnetic permeability of the glass ceramic substrate of this invention.

Explanation of symbols

１：絶縁基体
２：フェライト層
３：配線導体
４：絶縁層
５：焼結金属層
６：ガラスセラミック絶縁層
７：保護層 1: Insulating substrate 2: Ferrite layer 3: Wiring conductor 4: Insulating layer 5: Sintered metal layer 6: Glass ceramic insulating layer 7: Protective layer

Claims

A ferrite layer having the same size as the glass ceramic insulating layer is formed on the inner layer of an insulating substrate formed by laminating a plurality of glass ceramic insulating layers made of glass and filler, and a coil conductor is formed inside the ferrite layer. Is a glass ceramic substrate in which a non-water-permeable protective layer is formed at a portion of the side surface of the glass ceramic substrate where the end portion of the ferrite layer is exposed. substrate.

The protective _layer, SiO 2 _-B 2 _{O 3} based _{_{_{_{glass, SiO 2 -B 2 O 3 -Al}}}} 2 O 3 based _glass, SiO 2 _-Al 2 _{O 3} _{_{_{_{system, PbO-SiO 2 -B 2 O}}}} 3 based glass _2. The glass ceramic substrate according to claim 1, comprising at least one of Bi ₂ O ₃ —SiO ₂ —B ₂ O ₃ based glass and ZnO—SiO ₂ —B ₂ O ₃ based glass.

2. The glass ceramic substrate according to claim 1, wherein the protective layer is made of the same glass as the glass ceramic insulating layer and glass ceramic made of the filler.

The glass ceramic substrate according to claim 1, wherein the protective layer is made of at least one resin selected from an epoxy resin, an acrylic resin, a silicon resin, and a fluorine resin.

Claim wherein the ferrite layer, the _Fe 2 _{O 3} _63~73 wt%, a CuO 5 to 10 wt%, the NiO 5 to 12% by weight, characterized by containing the ZnO 10 to 23 wt% The glass ceramic substrate according to any one of claims 1 to 4.

The glass ceramic insulating layer and the ferrite layer are joined via an intervening layer, and the intervening layer contains the same components as glass and the ferrite layer and has a thermal expansion coefficient of the glass ceramic insulating layer. 5. The glass ceramic substrate according to claim 1, comprising an insulating layer having a thermal expansion coefficient between the ferrite layer and the ferrite layer.

The glass ceramic insulating layer and the ferrite layer are bonded via an intervening layer, and the intervening layer is at least one of Cu, Ag, Au, Pt, Ag—Pd alloy, and Ag—Pt alloy. 5. The glass ceramic substrate according to claim 1, comprising a sintered metal layer containing metal and glass.

The intervening layer contains the same components as glass and the ferrite layer, and has an insulating layer having a thermal expansion coefficient between the thermal expansion coefficient of the glass ceramic insulating layer and the thermal expansion coefficient of the ferrite layer, Cu 2. A sintered metal layer containing glass and at least one metal selected from the group consisting of Ag, Au, Pt, Ag—Pd alloy, and Ag—Pt alloy. The glass-ceramic board | substrate in any one of thru | or 4.

The intervening layer contains the same components as glass and the ferrite layer, and has an insulating layer having a thermal expansion coefficient between the thermal expansion coefficient of the glass ceramic insulating layer and the thermal expansion coefficient of the ferrite layer, Cu , Ag, Au, Pt, an Ag—Pd alloy, and an Ag—Pt alloy, and a sintered metal layer containing glass and a sintered metal layer formed so as to be aligned in the same layer. The glass ceramic substrate according to any one of claims 1 to 4, wherein: