JP2006237273A - Electronic part and its manufacturing method, and mobile phone and digital tuner using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、主に携帯電話やパソコン等のマルチメディア機器に内蔵される抵抗器、インダクタ、コンデンサ等の電子部品に関する。 The present invention mainly relates to electronic components such as resistors, inductors and capacitors built in multimedia devices such as mobile phones and personal computers.
近年、電気・電子機器の小型化、高機能化が進行しており、それに伴い、使用されるセラミックス誘電体材料をベース材とした抵抗器、インダクタ、コンデンサ等も、より小さく、より高い性能を有したものが求められている。 In recent years, miniaturization and high functionality of electric and electronic equipment have progressed, and accordingly, resistors, inductors, capacitors, etc. based on ceramic dielectric materials used are also smaller and have higher performance. What you have is in demand.
特に、携帯電話、電子手帳、ノートパソコン、デジタルカメラなどのマルチメディア機器の小型化には目を見張るものがあるが、トランスやインダクタ等の磁性素子は、誘電体磁器表面上に巻線、あるいは導電ペーストによるパターン描画等を行った構造であるため、その体積は他の電子部品に比べて大きく、マルチメディア機器のさらなる小型化、薄型化を阻むものであった。 In particular, miniaturization of multimedia devices such as mobile phones, electronic notebooks, notebook computers, digital cameras, etc. is striking, but magnetic elements such as transformers and inductors are wound on the surface of dielectric ceramics, or Since the pattern is drawn with a conductive paste, the volume thereof is larger than that of other electronic components, which hinders further downsizing and thinning of multimedia devices.
そこで、この問題を解決するために前記インダクタ(L)、コンデンサ(C)、抵抗(R)を一体化し、小型化、薄型化を図った電子部品の研究・開発が盛んに実施され、実用化されつつある。 In order to solve this problem, research and development of electronic parts that integrate the inductor (L), capacitor (C), and resistor (R) to reduce the size and thickness have been actively conducted and put into practical use. It is being done.
ごく最近では、誘電体磁器であるコア表面全体に導体層を形成し、この一部をレーザー加工で除去することにより、巻線、パターン描画した磁性素子と同等の特性を得られる電子部品が提案されており、超小型の誘電体磁器へあたかも巻線したように極細レーザーにより機械制御加工を施すことが可能となりつつあった。 Very recently, electronic parts have been proposed in which a conductor layer is formed on the entire core surface, which is a dielectric porcelain, and a part of this layer is removed by laser processing to obtain characteristics equivalent to those of magnetic elements with windings and patterns. Therefore, it has become possible to perform mechanical control processing with an ultra-fine laser as if it were wound around an ultra-small dielectric ceramic.
しかしながらこのような方法では、誘電体磁器表面に高い密着強度を有した状態でメッキ等の方法を用いて導体層を形成する必要がある。特許文献1〜3では、予め誘電体磁器表面をエッチングして粗面化することで、導体層の磁器表面への密着強度を増すことが実施されていた。
However, in such a method, it is necessary to form a conductor layer using a method such as plating while having a high adhesion strength on the surface of the dielectric ceramic. In
一方、前記のようにマルチメディア機器に搭載される電子部品用の誘電体磁器組成物としては、例えば携帯電話の通信回路やLCDディスプレイ回路等に使用するためには、あらゆる周波数帯域に対応可能なように、従来使用されてきたアルミナ等よりも数倍高誘電率化したものが求められているのが現状である。このような要求に対し、特許文献4、5では、誘電率の高いチタン酸バリウムと、誘電率の低いチタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウムを混合し、誘電率を調整することで所望の特性を得ようとする誘電体磁器組成物が提案されていた。
しかしながら、特許文献1〜3の方法においてはエッチングにより磁器表面を粗面化して導体層を被覆するため、導体層の磁器表面への密着強度は高められるものの、導体層形成後のレーザー加工や、加工後の電子機器への取り付け工程の際にかかる熱の影響により導体層に剥離が生じるという問題があった。すなわち、磁器表面を粗面化するために実施するエッチングの際にエッチング液と磁器との反応により生成される反応生成物が、その後の洗浄においても取りきれず、ひどい場合には誘電体磁器の気孔等を起点として被膜を形成して残留するため、これが導体層と磁器の密着性を阻害して導体層の密着強度を著しく低下させる。よって、その後の工程において導体層で覆われた磁器にかかる熱により、熱膨張の大きな金属からなる導体層が磁器に比べて著しく膨張した際に、導体層、磁器の両者の熱膨張差で導体層と磁器表面間に内部応力を生じる。この内部応力が導体層と磁器との密着強度を超えると導体層に剥離を生じるのである。
However, in the methods of
また、前記反応生成物はごく低温で蒸発する低温蒸発物である場合が多く、レーザー加工や各種電子機器への取り付け工程の際にかかる熱により反応生成物が蒸発、ガス化して体積膨張するため、この影響により、導体層の一部にふくれを生じたり、ひどい場合にはふくれ部分が剥離してしまうという現象が生じ問題となっていた。 In addition, the reaction product is often a low-temperature evaporant that evaporates at an extremely low temperature, and the reaction product evaporates and gasifies due to heat applied during the laser processing and the attachment process to various electronic devices, resulting in volume expansion. Due to this influence, there is a problem that a phenomenon occurs in which a part of the conductor layer is blistered or, in a severe case, the blister part is peeled off.
さらに、電子部品として用いられるセラミックス誘電体材料としては、特許文献4に記載のチタン酸バリウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウムの3成分を主とする材料組成からなる誘電体磁器組成物が提案されているが、高い誘電率を有するチタン酸バリウムの量が少なすぎるために、800MHz以上の高周波数帯域で、例えば携帯電話用の電子部品として使用できる程の高誘電率を有した電子部品を製造することは困難であり、また特許文献4と同様の材料組成である特許文献5に記載の誘電体磁器組成物においては、チタン酸バリウムの含有量が多いため、高誘電率の磁器は得られるものの、キュリー点が上昇し、磁器の誘電率が温度依存性を持つためにこれを電子部品として用いると誘電率等の特性が数度の温度変化によっても変わるため、これを搭載した電子機器の性能が非常に不安定となるという問題があった。
Furthermore, as a ceramic dielectric material used as an electronic component, a dielectric ceramic composition having a material composition mainly composed of three components of barium titanate, calcium titanate, and strontium titanate described in
本発明は、上述した課題に鑑みなされたものであってその目的は、誘電体磁器組成物表面へ生成される生成物量を抑制し、導体層の密着強度の低下することのない電子部品を提供することである。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an electronic component that suppresses the amount of product generated on the surface of the dielectric ceramic composition and does not lower the adhesion strength of the conductor layer. It is to be.
本発明は前記課題に鑑み、誘電体磁器組成物の表面に導体層を形成した電子部品において、前記誘電体磁器組成物と導体層の界面には生成物が存在し、X線回折における前記誘電体磁器組成物の最高ピーク強度に対する前記生成物の最高ピーク強度の比が0.02〜1であることを特徴とする。 In view of the above problems, the present invention provides an electronic component in which a conductor layer is formed on the surface of a dielectric ceramic composition, wherein a product is present at the interface between the dielectric ceramic composition and the conductor layer, and the dielectric in X-ray diffraction is The ratio of the maximum peak intensity of the product to the maximum peak intensity of the body porcelain composition is 0.02-1.
ここで、前記生成物としては、電子部品断面の磁器と導体層の境界部分の微少X線回折分析を実施した場合に、誘電体磁器のピーク、導体層(メッキ層=銅)のピーク、誘電体磁器成分の酸化物(例えばBaO、CaO等)、誘電体磁器成分のフッ化物(例えばBaTiF6、CaTiF6、SrTiF6)等が主として検出されるが、この中で誘電体磁器成分の酸化物(例えばBaO、CaO等)、誘電体磁器成分のフッ化物(例えばBaTiF6、CaTiF6、SrTiF6)等を示している。 Here, as the product, when a minute X-ray diffraction analysis is performed on the boundary between the porcelain and the conductor layer in the cross section of the electronic component, the peak of the dielectric porcelain, the peak of the conductor layer (plating layer = copper), the dielectric Oxides (eg, BaO, CaO, etc.) of body porcelain components, fluorides (eg, BaTiF6, CaTiF6, SrTiF6), etc. of dielectric porcelain components are mainly detected. Among them, oxides (eg, BaO) of dielectric porcelain components are detected. , CaO, etc.), fluorides of dielectric ceramic components (for example, BaTiF6, CaTiF6, SrTiF6) and the like.
また、前記誘電体磁器組成物がチタン酸バリウムと、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウムのうちいずれか1種以上を含む複合焼結体からなることを特徴とする。 The dielectric ceramic composition may be a composite sintered body containing barium titanate, one of calcium titanate, and strontium titanate.
さらに、前記複合焼結体が、チタン酸バリウム20〜45モル%、チタン酸カルシウム25〜70モル%、チタン酸ストロンチウム10〜30モル%の割合の範囲内で合計100モル%として構成されることを特徴とする。 Furthermore, the composite sintered body is configured as a total of 100 mol% within a range of 20 to 45 mol% barium titanate, 25 to 70 mol% calcium titanate, and 10 to 30 mol% strontium titanate. It is characterized by.
また、前記生成物が少なくとも誘電体磁器成分の酸化物またはフッ化物からなりその平均厚さが0.5〜10μmであることを特徴とする。 Further, the product is characterized by comprising at least an oxide or fluoride of a dielectric ceramic component and an average thickness of 0.5 to 10 μm.
また、前記誘電体磁器成分の酸化物がBaO、CaO、SrOからなり、フッ化物がBaTiF6、CaTiF6、SrTiF6からなることを特徴とする。 The oxide of the dielectric ceramic component is made of BaO, CaO, SrO, and the fluoride is made of BaTiF6, CaTiF6, SrTiF6.
また、X線回折における2θ=32〜33°付近に検出される誘電体磁器組成物の最高ピーク強度に対する前記生成物の2θ=28°付近の最高ピーク強度の比が0.02〜1であることを特徴とする。 Further, the ratio of the maximum peak intensity around 2θ = 28 ° of the product to the maximum peak intensity of the dielectric ceramic composition detected around 2θ = 32 to 33 ° in X-ray diffraction is 0.02 to 1. It is characterized by that.
また、前記導体層の剥離強度が10MPa以上であることを特徴とする。 Moreover, the peel strength of the conductor layer is 10 MPa or more.
また、携帯電話に前記電子部品を用いることを特徴とする。 Further, the electronic component is used for a mobile phone.
また、デジタルチューナに前記電子部品を用いることを特徴とする。 Further, the electronic component is used in a digital tuner.
また、前記電子部品の製造方法が、チタン酸バリウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウムの原料を混合し、その後成形、焼成して誘電体磁器組成物を形成する工程と、該誘電体磁器組成物表面を15%〜80%の濃度のフッ酸溶液またはフッ酸と硝酸の混合溶液によりエッチングする工程と、エッチング後にメッキ層を被覆する工程とからなることを特徴とする。 Further, the method of manufacturing the electronic component includes a step of mixing a raw material of barium titanate, calcium titanate, and strontium titanate, then forming and firing to form a dielectric ceramic composition, and the dielectric ceramic composition It comprises a step of etching the surface with a hydrofluoric acid solution having a concentration of 15% to 80% or a mixed solution of hydrofluoric acid and nitric acid, and a step of covering the plating layer after etching.
本発明のように、誘電体磁器組成物表面に導体層を形成した電子部品において、前記誘電体磁器組成物と導体層の界面には生成物が存在し、X線回折における前記誘電体磁器組成物の最高ピーク強度に対する前記生成物の最高ピーク強度の比が0.02〜1とすることにより、導体層の密着力を高めるために誘電体磁器表面を粗面化するエッチング工程の際に、誘電体磁器表面に付着、残留するエッチング液と磁器の反応生成物を少なくでき、導体層のレーザー加工工程およびその後の各種電子機器へ組み込む工程の際にかかる熱の影響により導体層が剥離せず、良好な電子部品とすることが可能となる。 In an electronic component in which a conductor layer is formed on the surface of a dielectric ceramic composition as in the present invention, a product is present at the interface between the dielectric ceramic composition and the conductor layer, and the dielectric ceramic composition in X-ray diffraction is When the ratio of the highest peak intensity of the product to the highest peak intensity of the product is 0.02 to 1, during the etching process to roughen the surface of the dielectric ceramic in order to increase the adhesion of the conductor layer, The amount of etching solution and porcelain reaction products adhering to and remaining on the dielectric porcelain surface can be reduced, and the conductor layer does not peel off due to the effect of heat during the laser processing of the conductor layer and the subsequent incorporation into various electronic devices. It becomes possible to make a good electronic component.
また、前記誘電体磁器組成物がチタン酸バリウムと、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウムのうちいずれか1種以上を含む複合焼結体からなることにより、高誘電率の電子部品を形成可能であり、例えば携帯電話等の電子部品として用いた場合に、あらゆる周波数帯で使用可能とできる。 Moreover, when the dielectric ceramic composition is composed of a composite sintered body containing barium titanate, one of calcium titanate and strontium titanate, an electronic component having a high dielectric constant can be formed. When used as an electronic component such as a mobile phone, it can be used in any frequency band.
またこれは、磁性素子表面を粗面化するエッチング工程において、低温蒸発物の蒸発を防止するためのBaTiF6、CaTiF6、SrTiF6を形成することが可能となることによる。 This is also because BaTiF6, CaTiF6, and SrTiF6 for preventing evaporation of low-temperature evaporates can be formed in the etching process for roughening the surface of the magnetic element.
さらに、前記複合焼結体がチタン酸バリウム20〜45モル%、チタン酸カルシウム25〜70モル%、チタン酸ストロンチウム10〜30モル%の割合の範囲内で合計100モル%として構成されることにより、高誘電率の特性を有するチタン酸バリウムの含有量の範囲が最適であり高い誘電率とできるばかりか、誘電率の温度依存性を抑制した複合焼結体とすることができる。 Further, the composite sintered body is constituted as a total of 100 mol% within a range of 20 to 45 mol% of barium titanate, 25 to 70 mol% of calcium titanate, and 10 to 30 mol% of strontium titanate. In addition, the range of the content of barium titanate having high dielectric constant characteristics is optimal, so that a high dielectric constant can be obtained, and a composite sintered body in which the temperature dependence of the dielectric constant is suppressed can be obtained.
このような各成分の含有割合とするのは、チタン酸バリウムが特に高誘電率の特性を示し、誘電率を高めるにはチタン酸バリウムの含有割合を多くするのが良いが、多すぎると材料のキュリー点が高くなり、誘電率に顕著な温度依存性が生じる。このため、チタン酸バリウムの含有量が45モル%より多い材料組成とすると、これを電子部品として適用した場合に、少しの温度変化でも誘電率が変化してしまい、この電子部品を搭載した電子機器の性能も温度変化に伴い不安定なものとなり好ましくない。また20モル%より少ない含有量では、高誘電率の特性が得られず好ましくない。 The content ratio of each component is such that barium titanate exhibits particularly high dielectric constant characteristics. To increase the dielectric constant, the content ratio of barium titanate should be increased. As a result, the Curie point increases and the dielectric constant has a significant temperature dependence. For this reason, if the material composition has a barium titanate content of more than 45 mol%, when this is applied as an electronic component, the dielectric constant will change even with a slight temperature change. The performance of the device becomes unstable with temperature change, which is not preferable. On the other hand, if the content is less than 20 mol%, a high dielectric constant characteristic cannot be obtained, which is not preferable.
また、前記生成物が少なくとも誘電体磁器成分の酸化物またはフッ化物からなり、その平均厚さを0.5〜10μmとしたことにより、前記生成物が磁器と導体層間に発生する熱応力の緩和層となるばかりか、磁器と導体層の密着性を阻害することがなく、良好な磁器と導体層の密着性を維持することが可能となる。 Further, since the product is made of at least an oxide or fluoride of a dielectric ceramic component, and the average thickness is 0.5 to 10 μm, the product can reduce thermal stress generated between the ceramic and the conductor layer. In addition to being a layer, it is possible to maintain good adhesion between the porcelain and the conductor layer without inhibiting the adhesion between the porcelain and the conductor layer.
また、X線回折における2θ=32〜33°付近に検出される誘電体磁器組成物の最高ピーク強度に対する前記生成物の2θ=28°付近の最高ピーク強度の比を0.02〜1とすることにより、導体層の密着力を高めるために誘電体磁器表面を粗面化するエッチング工程の際に、誘電体磁器表面に付着、残留するエッチング液と磁器の反応生成物を少なくでき、導体層のレーザー加工工程およびその後の各種電子機器へ組み込む工程の際にかかる熱の影響により導体層が剥離せず、良好な電子部品とすることが可能となる。 Further, the ratio of the maximum peak intensity around 2θ = 28 ° of the product to the maximum peak intensity of the dielectric ceramic composition detected around 2θ = 32 to 33 ° in X-ray diffraction is set to 0.02 to 1. Thus, in the etching process for roughening the surface of the dielectric ceramic in order to increase the adhesion of the conductor layer, the reaction product of the etching liquid and the ceramic that adheres to and remains on the surface of the dielectric ceramic can be reduced. Thus, the conductor layer does not peel off due to the influence of heat applied during the laser processing step and subsequent steps for incorporation into various electronic devices, and a good electronic component can be obtained.
また、前記導体層の剥離強度を10MPa以上とすることにより、誘電体磁器を導体層により被覆し、これをレーザー加工して電子部品を形成する際にも導体層の剥離なく加工することが可能である。 In addition, by setting the peeling strength of the conductor layer to 10 MPa or more, it is possible to process the dielectric ceramic without covering the conductor layer even when the dielectric ceramic is covered with the conductor layer and this is laser processed to form an electronic component. It is.
また、本発明の電子部品を携帯電話またはデジタルチューナに搭載することにより、あらゆる周波数帯域に用いることができ、使用周波数の異なる他国の環境下においても使用できるものとできるばかりか、材料組成の調整により誘電率を高めれば更なる電子部品の小型化が可能となる。 In addition, by mounting the electronic component of the present invention on a mobile phone or a digital tuner, it can be used in any frequency band and can be used in the environment of other countries with different operating frequencies, and the material composition can be adjusted. If the dielectric constant is increased by this, the electronic component can be further downsized.
また、本発明の電子部品の製造方法として、チタン酸バリウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウムの原料を混合し、その後成形、焼成して誘電体磁器組成物を形成する工程と、該誘電体磁器組成物表面を15〜80%の濃度のフッ酸溶液またはフッ酸と硝酸の混合溶液によりエッチングする工程と、エッチング後にメッキ層を被覆する工程を用いることにより、加工の際にも剥離のない良好な剥離強度を有した導体層を形成できるばかりか、エッチング溶液の濃度を前記範囲とすることで、誘電体磁器表面に残留するエッチング液と磁器の反応生成物の生成を抑制することが可能で、導体層と磁器の密着性を阻害する前記反応生成物の量を少なくできる。よって、レーザー加工や電子機器への搭載工程においてかかる熱により、導体層と磁器間の熱膨張差の影響で生じる内部応力による導体層の剥離を防止することができ、また前記反応生成物が蒸発してガス化し、その体積膨張の影響で導体層と磁器表面間に生じる内部応力で導体層が剥離することがない電子部品とできる。 In addition, as a method for manufacturing an electronic component of the present invention, a process of mixing raw materials of barium titanate, calcium titanate, and strontium titanate, and thereafter forming and firing to form a dielectric ceramic composition, and the dielectric ceramic By using a step of etching the surface of the composition with a hydrofluoric acid solution having a concentration of 15 to 80% or a mixed solution of hydrofluoric acid and nitric acid, and a step of coating the plating layer after etching, good peeling does not occur during processing. It is possible not only to form a conductor layer having a sufficient peel strength, but also to suppress the generation of reaction products between the etching solution and the porcelain remaining on the surface of the dielectric ceramic by setting the concentration of the etching solution within the above range. The amount of the reaction product that inhibits the adhesion between the conductor layer and the porcelain can be reduced. Therefore, it is possible to prevent peeling of the conductor layer due to internal stress caused by the influence of the thermal expansion difference between the conductor layer and the porcelain due to heat applied in the laser processing or mounting process on the electronic device, and the reaction product is evaporated. Thus, gasification is performed, and an electronic component in which the conductor layer does not peel off due to internal stress generated between the conductor layer and the porcelain surface due to the volume expansion can be obtained.
本発明のように、磁性素子である誘電体磁器組成物表面と導体層が誘電体磁器組成物成分のフッ化物を介して接合された構造とすることにより、導体層の接着強度向上のために実施するエッチング工程において、前記誘電体磁器組成物表面に形成された、低融点化合物や予め含有されていた炭化物が前記フッ化物に覆われ、溶融金属が直接接触して蒸発、ガス化することがないために、導体層を誘電体磁器組成物表面により強固に接着させることが可能となる。 As in the present invention, the surface of the dielectric ceramic composition, which is a magnetic element, and the conductor layer are joined via the fluoride of the dielectric ceramic composition component, thereby improving the adhesive strength of the conductor layer. In the etching process to be performed, the low melting point compound or the carbide previously contained formed on the surface of the dielectric ceramic composition is covered with the fluoride, and the molten metal is directly contacted to evaporate and gasify. Therefore, the conductor layer can be more firmly bonded to the surface of the dielectric ceramic composition.
以下、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail.
本発明の電子部品は図1に部分断面を示すように、誘電体磁器組成物3(以下磁器3と記載)表面に導体層1を形成した電子部品であり、前記誘電体磁器組成物と導体層の界面には生成物が存在し、X線回折における前記誘電体磁器組成物の最高ピーク強度に対する前記生成物の最高ピーク強度の比を0.02〜1とした構成としている。
The electronic component of the present invention is an electronic component in which a
このような構成の電子部品は、主として携帯電話等に用いられる例えば1mm×0.5mm×0.5mmのいわゆる1005サイズ以下の電子部品として用いれば有効である。前記1005サイズのような超小型電子部品により例えばインダクタ(L)とコンデンサ(C)の両機能を果たす電子部品を得ようとすると、従来から用いられてきた巻線や印刷技術を用いて磁器3表面に銅線を巻き付けた状態としてコイル化することは困難であり、磁器3表面全体を導体層1で被覆し、これを微細レーザー加工によりコイル形状に加工する技術が用いられる。このような加工方法により形成された電子部品は、磁器3と導体層1の密着強度を全体的に強固なものとしなければ、レーザー加工の際に加わる熱により、導体層1と磁器3間に熱膨張差により内部応力が発生し、この応力が磁器3表面への導体層1の密着強度を超えると剥離を生じてしまうのである。
The electronic component having such a configuration is effective when used as an electronic component of a so-called 1005 size or less, for example, 1 mm × 0.5 mm × 0.5 mm, which is mainly used for a mobile phone or the like. For example, when trying to obtain an electronic component that functions as both an inductor (L) and a capacitor (C) by using the ultra-small electronic component such as the 1005 size, the
これに対して、導体層1の磁器3表面への密着性をアンカー効果により高めるために、予め磁器3表面をエッチングにより粗面化することが一般的に行われる。しかしながらこのエッチング工程の際に磁器3表面には、エッチング溶液と磁器3が反応しこの反応により生成された生成物2等が付着し、その後の洗浄によっても、磁器3表面の気孔等に入り込んだ生成物2は除去しきれず、ひどい場合には磁器3表面の気孔を起点に被膜として残留する場合もある。従ってこの生成物2が磁器3表面に多く残留すると、粗面化した磁器3表面の凹部にこの生成物2が残りやすく、磁器3表面の凹凸が小さくなるため思ったようなアンカー効果が得られず、導体層1の磁器3表面への密着性が著しく低下する。このため前述のレーザー加工工程や電子機器への組み込み工程の際にかかる熱により、前記導体層1と磁器3間の熱膨張差により発生する内部応力に対し、導体層1と磁器3の密着強度がこれを下回ると導体層1に剥離を生じる。
On the other hand, in order to improve the adhesion of the
また、前記生成物2は例えばエッチング溶液として一般的に用いられるフッ酸を用いた場合に、磁器3のフッ化物および磁器3がフッ化反応する際に生成された酸化物が反応生成物2として磁器3表面に残留する。生成物2の中で前記磁器3のフッ化物は、一般に蒸発温度が低く、低温で蒸発し易い。このため、このような磁器3のフッ化物が磁器3表面へ残留した状態で導体層1を無電解メッキ等の方法により形成した場合、その後のレーザー加工や電子機器への組み込み工程の際にかかる熱の影響で反応生成物2が蒸発、ガス化して著しく体積膨張する。この体積膨張により導体層1が剥離する方向に導体層1と磁器3間に内部応力が発生し、この内部応力が密着強度を超えると導体層1は部分的にふくれや剥離を生じる。
In addition, when the
このような導体層1の剥離を防止するためには、前記エッチング工程の際に磁器3表面に残留する前記生成物2の発生量および残留量を極力少なくしなければならない。しかしながらこれら生成物2の定量化は困難であり、現在においてもこの存在量を確認する方法は提案されていないという状況である。
In order to prevent such peeling of the
本発明は、この点を鑑みて成されたものであり、磁器3表面に存在する磁器3とエッチング溶液との反応生成物2の発生量および残留量をX線回折におけるピーク強度に置き換え、この生成物2の最高ピーク強度と磁器3の最高ピーク強度の比が0.02〜1の範囲であれば、導体層1に剥離を生じることがないことを見いだした。
The present invention has been made in view of this point. The generated amount and the residual amount of the
つまり、前記生成物2のピーク強度と磁器3のピーク強度の比が同等レベルに検出されれば、エッチング後表面は磁器3と反応生成物2の表面割合が同等となっており、このような状態であれば導体層1が剥離することのない電子部品を形成可能である。磁器3の最高ピーク強度が生成物2の最高ピーク強度を上回った場合には磁器3表面の生成物2の存在割合が少なくより粗面化されていることとなり、導体層1の磁器3表面への密着性が高められることとなる。一方、反応生成物2が極端に少なくなった場合には、前述の通り、磁器3表面がより粗面化され磁器3と導体層1の密着性が高まり良好と考えられるが、この生成物2は磁器3と導体層1の間の熱膨張差により発生する内部応力を緩和する働きもある。このように内部応力を緩和する作用が得られるのは、電子部品断面の微少X線回折における生成物2の最高ピーク強度と磁器3の最高ピーク強度の比が0.02〜1の範囲までであり、この比が0.02より小さく生成物2の存在がより極小となった場合には、導体層1生成後の冷却工程や、その後のレーザー加工工程、電子部品取り付け工程における加熱の際に、導体層1と磁器3の熱膨張差により発生する内部応力が原因で導体層1が剥離する可能性が高い。
That is, if the ratio between the peak intensity of the
なお、本発明はエッチング溶液として一般的なフッ酸、あるいはフッ酸と他のエッチング溶液を混合して用いた場合にのみ有効であり、前記生成物2としては、特に磁器3のフッ化物および磁器3がフッ化反応する際に生成された酸化物等のX線回折における最高ピーク強度と、磁器3の最高ピーク強度を用い、この比が0.02〜1の範囲であれば、磁器3表面に生成、残留する生成物2の影響が少なく、導体層1に剥離のない良好な電子部品を形成可能となるのである。
The present invention is effective only when a general hydrofluoric acid as an etching solution or a mixture of hydrofluoric acid and another etching solution is used. As the
図2に本発明の電子部品の磁器3表面X線回折チャートの一例を示す。誘電体磁器組成物3としては、一例として、チタン酸バリウム−チタン酸カルシウム−チタン酸ストロンチウムの3成分系材料を用いる。そしてこれを濃度50%以上のフッ酸溶液にてエッチングした場合の磁器3表面のX線回折チャートを図3、4に示す。縦軸が回折ピーク強度、横軸が回折角度(2θ)を表している。図2では磁器3のピークしか検出されていないのに対し、エッチング後の図3、4ではそれ以外の反応生成物2のピークが多く検出されているのが分かる。また図4では、磁器3以外の生成物2の最高ピーク強度が磁器3の最高ピーク強度より大きく、その比が1.3程度と0.02〜1の範囲外であるため本発明範囲外となる。このような磁器3表面の状態では、その後導体層1を形成し電子部品とした際の加工工程及び電子機器への組み込みの際にかかる熱の影響で前述の通り、導体層1に剥離を生じるために好ましくない。これと比較して図3に示したエッチング後磁器3表面では、図4と比較すると生成物2のピーク強度が低く、磁器3表面にはほとんど生成物2は存在していない。生成物2の最高ピーク強度と磁器3の最高ピーク強度の比は0.09程度である。よって、この磁器3表面に導体層1を形成した際に磁器3と導体層1の密着強度を低下させる生成物2の存在が少なく、また熱膨張差による応力を緩和させるための応力緩和層として生成物2が十分に存在することとなり、これを電子部品とした際に加工工程及び電子機器への組み込みの際にかかる熱の影響で導体層1に剥離を生じることがない。
FIG. 2 shows an example of a
また、前記生成物の厚さとしては、その平均厚さを0.5〜10μmの範囲とするのが良く、0.5μm以下では応力緩和層としての機能を果たさず、10μmより厚いと磁器3表面凹凸を塞ぎ、導体層とのアンカー効果による密着性を阻害するからである。なお、生成物の厚さは磁器3断面10カ所の凹部に堆積した生成物の平均厚さを算出し、その10カ所の平均値を算出することにより求められる。 The average thickness of the product is preferably in the range of 0.5 to 10 μm. If the thickness is 0.5 μm or less, it does not function as a stress relaxation layer. This is because the surface irregularities are blocked and the adhesion due to the anchor effect with the conductor layer is hindered. The thickness of the product is obtained by calculating the average thickness of the products deposited in the concave portions of the ceramic 3 cross section at 10 places, and calculating the average value at the 10 places.
なお、チタン酸バリウム−チタン酸カルシウム−チタン酸ストロンチウムの3成分系材料を用いるのは、本発明の電子部品が主に携帯電話やデジタルチューナ等のマルチメディア機器に用いられるためであり、あらゆる周波数帯域で使用可能なものとしようとすると、特に高誘電率の特性を有するチタン酸バリウムに低誘電率の特性を有するチタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウムのいずれか1種以上を加え誘電率の調整を行うことで、従来のアルミナやフェライト等のセラミックスよりも高誘電率の特性が得られるからである。よって、前記誘電体磁器組成物3の材質としては、チタン酸バリウムと、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウムのうちいずれか1種以上を含む複合焼結体からなることが好ましい。
In addition, the reason why the three-component material of barium titanate-calcium titanate-strontium titanate is used is that the electronic component of the present invention is mainly used for multimedia equipment such as a mobile phone and a digital tuner. To make it usable in a band, the dielectric constant is adjusted by adding one or more of calcium titanate and strontium titanate having low dielectric constant characteristics to barium titanate having high dielectric constant characteristics. This is because a higher dielectric constant characteristic can be obtained than conventional ceramics such as alumina and ferrite. Therefore, the dielectric
なお、前記周波数帯域としては、800MHz以上の領域で使用可能なものが求められており、このような領域で800MHz以上の周波数の電波に対して共振可能な誘電体とするためには、製品サイズは一定であるため、誘電率を高めて所望の共振周波数が得られる電子部品としなければならない。 The frequency band is required to be usable in a region of 800 MHz or higher. In order to obtain a dielectric that can resonate with a radio wave having a frequency of 800 MHz or higher in such a region, the product size Is constant, the electronic component must have a high dielectric constant and a desired resonance frequency.
また、本発明の誘電体磁器組成物3は図5に示すように、チタン酸バリウム20〜45モル%、チタン酸カルシウム25〜70モル%、チタン酸ストロンチウム10〜30モル%の範囲内の組成で構成されるのが良い。
Further, as shown in FIG. 5, the dielectric
このような各成分の含有割合とするのは、チタン酸バリウムが特に高誘電率の特性を示し、誘電率を高めるにはチタン酸バリウムの含有割合を多くするのが良いが、多すぎると材料のキュリー点が高くなり、誘電率に顕著な温度依存性が生じる。このため、チタン酸バリウムの含有量が45モル%より多い材料組成とすると、これを電子部品として適用した場合に、少しの温度変化でも誘電率が変化してしまい、この電子部品を搭載した電子機器の性能も温度変化に伴い不安定なものとなり好ましくない。また20モル%より少ない含有量では、高誘電率の特性が得られず好ましくない。 The content ratio of each component is such that barium titanate exhibits particularly high dielectric constant characteristics. To increase the dielectric constant, the content ratio of barium titanate should be increased. As a result, the Curie point increases and the dielectric constant has a significant temperature dependence. For this reason, if the material composition has a barium titanate content of more than 45 mol%, when this is applied as an electronic component, the dielectric constant will change even with a slight temperature change. The performance of the device becomes unstable with temperature change, which is not preferable. On the other hand, if the content is less than 20 mol%, a high dielectric constant characteristic cannot be obtained, which is not preferable.
また、前記チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウムについては、誘電率の調整と、キュリー点を低くしてなるべく誘電率の温度依存性をなくすために添加される。しかしながら、この2つの材料についても適正含有量が存在することを本発明者らは見いだした。すなわち、チタン酸カルシウムについては、25モル%より少ない添加量であるとチタン酸バリウムの割合が多くなり、誘電率の顕著な温度依存性が増すために好ましくない。また70モル%より多いと誘電率が低くなるために好ましくない。またチタン酸ストロンチウムについては、10モル%より少ない含有量とすると、チタン酸バリウムの比率が多くなり、高い誘電率は得られるもののその温度依存性が増すため好ましくない。また30モル%より多い添加量であると、チタン酸バリウムにチタン酸ストロンチウム成分が若干固溶して正方晶から立方晶へ変化する温度が低下し、これに伴いキュリー点も低温側へシフトするため、より低温で温度依存性が増すため好ましくない。 The calcium titanate and strontium titanate are added to adjust the dielectric constant and lower the Curie point so that the temperature dependence of the dielectric constant is minimized. However, the present inventors have found that there is an appropriate content for these two materials. That is, with respect to calcium titanate, an addition amount of less than 25 mol% is not preferable because the proportion of barium titanate increases and the temperature dependence of the dielectric constant increases. On the other hand, if it exceeds 70 mol%, the dielectric constant is lowered, which is not preferable. Further, when the content of strontium titanate is less than 10 mol%, the ratio of barium titanate increases, and although a high dielectric constant can be obtained, its temperature dependency increases, which is not preferable. Moreover, when the addition amount is more than 30 mol%, the temperature at which the strontium titanate component is slightly dissolved in barium titanate to change from tetragonal to cubic is lowered, and the Curie point is also shifted to the low temperature side. Therefore, it is not preferable because the temperature dependency increases at a lower temperature.
また、前記チタン酸バリウム−チタン酸カルシウム−チタン酸ストロンチウムの3成分系材料においては、フッ酸もしくはフッ酸と他のエッチング液の混合溶液によりエッチングした場合、主としてBaTiO3がエッチングされ易い。従って、磁器3表面にはBaTiO3がエッチングされることにより生成されるBaO、BaTiF6等の生成物2が残留する。このように主にBaTiO3がエッチングされた磁器3表面のX線回折チャートにおいては、図3、4より、2θ=28°付近に生成物2の最高ピーク強度が、2θ=32〜33°付近に磁器3の最高ピーク強度が存在する。
Further, in the three-component material of barium titanate-calcium titanate-strontium titanate, when etching is performed with hydrofluoric acid or a mixed solution of hydrofluoric acid and another etching solution, mainly
本発明では、このX線回折における2θ=32〜33°付近に検出される誘電体磁器組成物の最高ピーク強度に対する前記生成物の2θ=28°付近の最高ピーク強度の比を0.02〜1とすることがより好ましい。これにより、特に磁器3としてチタン酸バリウム−チタン酸カルシウム−チタン酸ストロンチウムの3成分系材料を用いて電子部品を構成した場合に、磁器表面に形成した導体層1の磁器3への密着強度を低下させる要因となる、BaTiO3がエッチングされることにより生成された生成物2の磁器3表面への残留量が少なくなるという効果を奏する。
In the present invention, the ratio of the maximum peak intensity in the vicinity of 2θ = 28 ° of the product to the maximum peak intensity of the dielectric ceramic composition detected in the vicinity of 2θ = 32 to 33 ° in the X-ray diffraction is 0.02 to 0.02. More preferably, it is 1. As a result, the adhesion strength of the
なお、前記生成物2としては、フッ化物としてBaTiF6、CaTiF6、SrTiF6等、酸化物としては前記BaTiF6等が生成する際に同時に生成されるBaO、CaO、SrO等があげられる。
Examples of the
また、前記のようにX線回折を用いての生成物2の残留量確認は、導体層1形成後の電子部品において、その断面の導体層1と誘電体磁器の境界部分をスポット径が2〜10μmの市販の微少X線回折装置を用いて測定し、そのX線回折チャートを解析することにより実施可能である。なお、前記断面は微少なX線を照射するために表面粗さ1μm以下に加工して測定するのがより好ましい。
Further, as described above, the residual amount of the
また、本発明の電子部品は導体層1の剥離強度が10MPa以上の特性を有する。前記剥離強度は一般的に膜の密着性を確認する為に用いられるスクラッチ試験機にて耐荷重10gf以上を負荷して測定されるもので、この測定値が10MPaより小さい場合には、導体層1の加工工程や電子機器への組み込み工程の際の発熱によって磁器と導体層1が膨張した際にその熱膨張差により導体層1と磁器間に生じる内部応力により導体層1に剥離を生じてしまうために好ましくない。
Further, the electronic component of the present invention has a characteristic that the peel strength of the
次に本発明の電子部品の製造方法について、チタン酸バリウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウムの3成分系材料を用いた場合の例を用いて詳細を説明する。 Next, details of the method for manufacturing an electronic component of the present invention will be described using an example in which a ternary material of barium titanate, calcium titanate, and strontium titanate is used.
まず、市販の粒径0.5〜10μmのチタン酸バリウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウムの1次原料を入手し、これをチタン酸バリウム20〜40モル%、チタン酸カルシウム35〜70モル%、チタン酸ストロンチウム10〜25%の範囲内で適量のバインダー、水とともに混合し、ボールミルやビーズミル等の混合粉砕機を用いて粉砕・混合してスラリーを作製し、該スラリーを排出後、これをスプレードライヤー等の噴霧造粒機にて造粒して粉体流動性の良好な2次原料を作製する。そして前記2次原料を粉末プレス成形等の方法により0.5〜2t/cm2の成形圧力にて所定形状に成形し、生密度2.7〜3.2g/cm3の成形体を得た後、それを大気雰囲気中で1200〜1500℃の温度にて焼成し、本発明の電子部品に用いるチタン酸バリウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウムの3成分からなる誘電体磁器組成物3を得る。
First, commercially available primary raw materials of barium titanate, calcium titanate, and strontium titanate having a particle diameter of 0.5 to 10 μm are obtained. These are obtained by
しかる後、該誘電体磁器組成物3の表面を導体層1と磁器の密着強度を高めるために、エッチングする。前記エッチング方法としては、エッチング溶液による化学的エッチングを実施する。エッチング溶液としては、本発明では特に15%〜80%濃度のフッ酸溶液、またはフッ酸と硝酸の混合溶液に水を加えて用いるのが良い。
Thereafter, the surface of the dielectric
ここで、前記エッチング溶液としてフッ酸またはフッ酸と硝酸の混合溶液を用いるのは、前記誘電体磁器組成物3表面を粗面化するにはその表面のチタン酸バリウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム結晶のいずれかをフッ酸またはフッ酸と硝酸の混合液と反応させ、その後洗浄にて前記反応により磁器表面に浮き上がった結晶を除去することができるからである。またエッチング溶液中のフッ酸またはフッ酸、硝酸混合溶液の濃度を前記範囲としたのは15%より濃度を薄くするとエッチング溶液の効果が足りず十分なエッチング効果が得られないからであり、80%より濃いと製造コストに影響を与えるためである。より好ましくは30〜70%の範囲とするのが良い。なお、前記フッ酸溶液とフッ酸と硝酸の混合溶液は低濃度より高濃度の方がエッチングが進みにくい場合がある。本発明においても、高濃度のフッ酸またはフッ酸と硝酸の混合溶液を用いて誘電体磁器組成物3表面のエッチングを実施した場合に同様の現象が確認されたものの、その理由について詳細は明らかにはなっていない。
Here, hydrofluoric acid or a mixed solution of hydrofluoric acid and nitric acid is used as the etching solution in order to roughen the surface of the dielectric
そして前記エッチング後の誘電体磁器組成物3表面に導体層1を形成する。導体層1の形成方法としては、電気メッキ、無電解メッキ、塗装、溶射法等を用いて形成可能であるが、導体層1形成後の精度、コスト面から無電解メッキ法を用いるのが良く、市販の無電解メッキ装置を用いて形成する。導体層1(メッキ)材質としては、ニッケル、亜鉛、スズ、クロム、ハンダ、コバルト、パラジウム、銅、銀、金等、あるいはそれらの合金が適用可能であり、特に価格、熱伝導性、磁器を高温まで上昇させる必要がない等の特性を考慮すると、銅メッキを用いるのが良い。導体形成後、必要によっては導体層1表面をブラストやバフ研磨、バレル研磨等により研磨し、導体層1表面を加工することも可能である。
Then, the
また、前記誘電体磁器組成物3の形状としては、どのような形状でも構わないが、中空形状ではレーザー加工が困難であり、中実体を用いる事が好ましい。さらに、特別に電極部の抵抗をなくすために電極部の厚さのみ大きくしたものを用いても構わない。
The shape of the dielectric
以上のようにして製造された本発明の電子部品は、誘電体磁器組成物3表面に形成された導体層1の剥離等がなく、また非常に高誘電率の特性を有しており、あらゆる周波数帯域で使用する携帯電話等のマルチメディア機器に搭載することが可能であり、本発明の電子部品が搭載された電子機器は電波受信特性が安定しており、長期間にわたって優れた性能を発揮することが可能となる。
The electronic component of the present invention manufactured as described above does not peel off the
次に、本発明の電子部品を搭載した電子機器の一例について説明する。 Next, an example of an electronic device equipped with the electronic component of the present invention will be described.
本発明の電子部品は、例えば図6に示すような携帯電話10に搭載する事が可能である。携帯電話10は電話会社および世界各国で使用周波数帯域が異なり、800〜2000MHzまで幅広い周波数帯域に対応できるものとしなければならない。これに対し、本発明の電子部品を搭載すれば、従来の電子部品と比較して同形状でも非常に高誘電率で誘電率の温度依存性の低い特性を有しており、前記800〜2000MHzの周波数帯域の電波に対しても共振周波数を対応させることができ、携帯電話用電子部品として良好に適用できる。
The electronic component of the present invention can be mounted on, for example, a
さらに、本発明の電子部品は従来の誘電率の低い電子部品と比較して高誘電率で誘電率の温度依存性も低く抑えられているため、衛生放送やBS放送等に用いられるデジタルチューナ等にも用いることが可能であり、500〜600MHzの周波数帯域で使用可能なデジタルチューナ用電子部品として対応させることができる。 Furthermore, since the electronic component of the present invention has a high dielectric constant and a low temperature dependency of the dielectric constant compared to a conventional electronic component having a low dielectric constant, a digital tuner used for sanitary broadcasting, BS broadcasting, etc. It can also be used as an electronic component for a digital tuner that can be used in a frequency band of 500 to 600 MHz.
以上、本発明の電子部品およびその製造方法について述べたが、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば、種々改良や変更したものにも適用できることはいう迄もない。 As mentioned above, although the electronic component and its manufacturing method of the present invention have been described, it goes without saying that the present invention can be applied to various improvements and modifications as long as they do not depart from the gist of the present invention.
以下本発明の実施例を示す。 Examples of the present invention will be described below.
(実施例1)
誘電体磁器組成物3に導体層1を被覆した本発明の電子部品を形成し、前記導体層1の磁器3への密着性を評価する試験を実施した。
Example 1
An electronic component of the present invention in which the dielectric
まず、市販のチタン酸バリウムとチタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウムの1次原料を購入し、これをバインダー、水とともにボールミル内に投入後、6時間以上運転して混合・粉砕する。しかる後、ボールミルよりスラリーを排出し、該スラリーをスプレードライヤー等の噴霧造粒機にて造粒し2次原料を作製した。そして、前記2次原料をプレス成形機を用いて2.7〜3.2g/cm3の生密度で成形して成形体を作製し、これを大気雰囲気中1200〜1500℃の温度で焼成して磁器3を得た。
First, commercially available primary raw materials of barium titanate, calcium titanate, and strontium titanate are purchased, put into a ball mill together with a binder and water, and then mixed and ground for 6 hours or more. Thereafter, the slurry was discharged from a ball mill, and the slurry was granulated with a spray granulator such as a spray dryer to produce a secondary material. And the said secondary raw material is shape | molded by the raw density of 2.7-3.2 g / cm3 using a press molding machine, a molded object is produced, and this is baked at the temperature of 1200-1500 degreeC in air | atmosphere.
次に、前記磁器3表面に導体層1を形成するためまず磁器3表面を濃度が10%、12%、15%、30%、50%、80%、と振ったフッ酸と硝酸の混合溶液(フッ酸:硝酸=2:1の割合)にてエッチングして磁器3表面を粗面化する。エッチングはエッチング溶液槽内に磁器3を5〜20分間浸漬して実施した。
Next, in order to form the
そしてエッチング終了後の磁器3表面に一般的なメッキ方法により銅メッキを施すことにより0.6mm×0.3mm×0.3mmサイズのいわゆる0603サイズの試料No.1〜9の電子部品を得た。なお、それぞれの試料は10個以上のn数で制作を行っている。
Then, the surface of the
前記試料No.1〜8の電子部品については、n=10個中の1個について、メッキ層を施した磁器3表面に対して垂直方向に2分割できるように樹脂埋め処理を施し、それを鏡面加工して2分割サイズにした後、洗浄してから導体層1と磁器3の境界部分を微少X線回折装置(スポット径5〜20μm)にて分析し、そのX線回折チャートから、前記生成物2と磁器3の最高ピーク強度の比をとりX線回折ピーク強度比として、それが0.02〜1と本発明範囲内であった場合には○、それ以外であった場合は×として評価している。
Sample No. For 1 to 8 electronic parts, one of n = 10 is subjected to resin embedding so that it can be divided into two in the vertical direction with respect to the surface of the
また、残りのn数中5個については、市販のスクラッチ試験機を用いて、荷重10kgfの条件でスクラッチ試験を実施し、その剥離強度の平均値を測定した。そして剥離試験後に、さらに市販のレーザー加工機を用いて導体層1に加工を施し、良好に加工実施でき、加工後に導体層1に剥離がみられなかったものを○、剥離のあったものについては×として加工評価を実施した。
Moreover, about 5 in remaining n number, the scratch test was implemented on the conditions of the load of 10 kgf using the commercially available scratch test machine, and the average value of the peeling strength was measured. After the peel test, the
結果を表1に示す。
表1から、エッチング液の濃度が10、12%と15%より低い試料No.1、2については、その微少X線回折チャートにおいて、誘電体磁器の最高ピーク強度よりもエッチング液と磁器との反応生成物2の最高ピーク強度の方が高い値を示し、生成物2と磁器3の最高ピーク強度の比が1より大きくなったため、その後のスクラッチ試験においても、前記生成物2の影響によりメッキ層の剥離強度が低く本発明範囲外となることが確認された。
From Table 1, the sample Nos. 10 and 12% whose etching solution concentrations are lower than 15% are shown. As for 1 and 2, in the micro X-ray diffraction chart, the maximum peak intensity of the
また、エッチング液の濃度が低い程、より誘電体磁器表面がエッチングされることが確認された。これは、エッチング液に含まれるフッ酸の解離濃度が関係していると考えられる。従って、エッチング液の濃度が低い試料No.1、2については磁器表面に多くの生成物2が残留したため、銅メッキの磁器表面への密着強度が低下したものと考えられる。
It was also confirmed that the lower the concentration of the etchant, the more the dielectric ceramic surface was etched. This is considered to be related to the dissociation concentration of hydrofluoric acid contained in the etching solution. Therefore, the sample No. with a low concentration of the etching solution is used. With regard to 1 and 2, since
さらに、エッチング液の濃度が92%と一番高い試料No.9については、磁器表面がほとんどエッチングされず、生成物2がほとんど形成されないため、X線回折ピーク強度比は0.02より小さい。このため、磁器3に導体層1を形成した際に、双方の熱膨張差により発生する応力を緩和する応力緩和層としての生成物2がほとんど形成されないために、剥離強度は高いものの、その後のレーザー加工で導体層に剥離を生じてしまった。
Furthermore, the sample No. 2 having the highest etching solution concentration of 92% was obtained. Regarding No. 9, since the porcelain surface is hardly etched and the
これと比較して本発明の試料No.3〜8については、磁器表面に残留するエッチング液と磁器成分との反応生成物2が少なく、剥離強度は10MPa以上と良好であった。また、エッチング液の濃度が80%よりも高い試料No.7、8については、50%、80%の濃度のエッチング液でエッチングし磁器表面を粗面化した試料No.5、6と比較して、導体層1である銅メッキ層の剥離強度が低下する傾向にあった。この原因としては、前述したとおり、フッ酸の解離濃度が関係しており、フッ酸濃度が高くなれば解離しにくいためエッチングによる粗面化が実施されにくくなるためと考えられる。
In comparison with this, Sample No. About 3-8, there were
さらに、前記エッチング液のフッ酸と硝酸の割合が1:1、1:2のエッチング液を使用して前記と同様に誘電体磁器表面を粗面化し、銅メッキ層を形成した試料を制作した。その結果、磁器の粗面化は実施でき、銅メッキ層の剥離強度について同様の効果は発揮できるものの、硝酸の割合が増えるとエッチング溶液槽表面やエッチング後に磁器を取り出す金属製治具等を腐食することが分かり、好ましくないことが確認された。 Further, using the etching solution having a ratio of hydrofluoric acid and nitric acid of 1: 1 and 1: 2 in the etching solution, the surface of the dielectric ceramic was roughened in the same manner as described above, and a sample in which a copper plating layer was formed was produced. . As a result, the surface of the porcelain can be roughened, and the same effect can be exerted with respect to the peel strength of the copper plating layer. It was confirmed that this was undesirable.
(実施例2)
次に、実施例1と同様の製造方法にて、チタン酸バリウム(BaTiO3)、チタン酸カルシウム(CaTiO3)、チタン酸ストロンチウム(SrTiO3)の組成比を振った試料No.9〜27の誘電体磁器組成物3を作製し、その比誘電率を測定した。
(Example 2)
Next, in the same manufacturing method as in Example 1, the sample No. 5 was changed in the composition ratio of barium titanate (BaTiO3), calcium titanate (CaTiO3), and strontium titanate (SrTiO3). The dielectric
なお、具体的な材料組成比は、各試料が図7に示すポイントとしてあり、この誘電体磁器組成物3の0.6mm×0.3mm×0.3mmサイズにおける比誘電率(εr)について測定を実施している。
The specific material composition ratio is a point shown in FIG. 7 for each sample, and the relative dielectric constant (εr) of this dielectric
結果を表2に示す。
表2より、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウムの添加量が多いほど比誘電率が高くなる傾向にあることが分かる。従って、チタン酸バリウムの添加量が少ない試料No.9〜11については、比誘電率が低い値となりあまり好ましくなく、またチタン酸ストロンチウムの添加量の少ない19、24もチタン酸バリウムの量が多いために比誘電率値は大きくなっているものの好適ではない。 From Table 2, it can be seen that the relative dielectric constant tends to increase as the addition amount of barium titanate and strontium titanate increases. Therefore, sample No. 2 with a small amount of barium titanate added. Nos. 9 to 11 have a low relative dielectric constant, which is not preferable, and 19 and 24 having a small amount of addition of strontium titanate have a large relative dielectric constant because of a large amount of barium titanate. is not.
また、本発明者らは前記試料No.9〜27と同様の試料を作製し、この誘電体磁器を用いて誘電率変化の温度依存性を調べる試験を実施した。結果を表2に示す。なお、評価は室温の誘電率に対し2倍以上であった場合には×、1.5倍以上2倍未満であった場合には△、1.5倍未満である場合は○としている。 In addition, the inventors of the present invention have the sample no. Samples similar to those of 9 to 27 were prepared, and a test for examining the temperature dependence of the change in dielectric constant was performed using this dielectric ceramic. The results are shown in Table 2. The evaluation is x when the dielectric constant at room temperature is 2 times or more, Δ when it is 1.5 times or more and less than 2 times, and ◯ when it is less than 1.5 times.
その結果、チタン酸バリウムの添加量が一番多い試料No.25〜27は、特に温度によって比誘電率の変化量が激しく、室温の比誘電率の2倍以上の変化率を有し、電子部品として用いるのは好適でないことが確認された。またチタン酸ストロンチウムの添加量が多い試料No.15、20についても、チタン酸バリウムほどではないものの、比誘電率の変化が大きく電子部品として用いるのは好適でないことが確認された。なお、前記比誘電率の変化は、比誘電率の計算に用いられる静電容量の変化率に左右される。 As a result, Sample No. with the largest amount of barium titanate added. It was confirmed that Nos. 25 to 27 have a particularly large change amount of the relative dielectric constant depending on the temperature and have a change rate of more than twice the relative dielectric constant at room temperature, which is not suitable for use as an electronic component. Sample No. 2 with a large amount of strontium titanate added. Although it was not as high as barium titanate also about 15 and 20, it was confirmed that the change of a dielectric constant is large and it is not suitable to use as an electronic component. The change in the relative permittivity depends on the change rate of the capacitance used for calculating the relative permittivity.
このように、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウムの添加量を多くし過ぎると、比誘電率特性は良好となるが、その温度依存性が悪くなる場合があることが確認された。 As described above, it was confirmed that when the amount of barium titanate or strontium titanate added is excessively increased, the dielectric constant characteristics are improved, but the temperature dependency may be deteriorated.
これと比較して試料No.12〜14、16〜18、21〜23については特に良好な特性を示した。 In comparison with this, sample No. Especially about 12-14, 16-18, 21-23, the favorable characteristic was shown.
次に比誘電率が高く誘電率変化の温度依存性も1.5倍未満と低く、良好な特性を示した前記の試料No.23の誘電体磁器を用いて、実施例1と同様にしてその表面に銅メッキ層を形成した後、レーザー加工にてメッキ層を巻線形状に加工して電子部品を完成させた。しかる後、これをノイズフィルターとして携帯電話へ搭載したところ良好な特性を示すことが確認された。 Next, the above-mentioned sample No. 1 having a high relative dielectric constant and a low temperature dependence of a change in dielectric constant of less than 1.5 times showed good characteristics. After forming a copper plating layer on the surface using the dielectric ceramic of No. 23 in the same manner as in Example 1, the plating layer was processed into a winding shape by laser processing to complete an electronic component. After that, when this was mounted on a mobile phone as a noise filter, it was confirmed that good characteristics were exhibited.
1:導体層
2:生成物
3:磁器(誘電体磁器組成物)
10:携帯電話
1: Conductor layer 2: Product 3: Porcelain (dielectric porcelain composition)
10: Mobile phone
Claims (10)
該誘電体磁器組成物の表面を15%〜80%の濃度のフッ酸溶液またはフッ酸と硝酸の混合溶液によりエッチングする工程と、
エッチング後にメッキ層を被覆する工程
とからなることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の電子部品の製造方法。 Mixing a raw material composed of barium titanate, calcium titanate, strontium titanate, forming and firing to form a dielectric ceramic composition;
Etching the surface of the dielectric ceramic composition with a hydrofluoric acid solution having a concentration of 15% to 80% or a mixed solution of hydrofluoric acid and nitric acid;
The method of manufacturing an electronic component according to claim 1, further comprising a step of coating the plating layer after etching.
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- 2005-02-24 JP JP2005049806A patent/JP2006237273A/en active Pending
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