JP5599323B2 - 高いｑを有する金属化されたコイルボディ - Google Patents

Description

本発明は、少なくとも１つの導電性材料、例えばタングステンガラス化合物またはモリブデンガラス化合物から成るベースメタライゼーションと、接着性、導電性および腐食耐性を有する少なくとも１つのコーティングとを備えたセラミック材料製のボディに関する。

こうしたボディはしばしば反磁性かつ酸化物の材料から形成されており、一般に３μｍ〜１５μｍの厚さのタングステンガラス化合物またはモリブデンガラス化合物から成る層がベースメタライゼーションまたはメタライゼーションとして設けられ、このベースメタライゼーションまたはメタライゼーションにニッケルまたはニッケル金のはんだ層が約１μｍ〜５μｍの厚さでコーティングされる。

ここでの欠点は強いエネルギ損失が生じることである。振動系の減衰損失に対する周波数依存性の抵抗は、式

によって評価される。ここで、Ｑは一般にＱ値またはＱファクタと称される品質を表す値であり、Ｒは全抵抗値であり、Ｌはインダクタンス値であり、Ｃはキャパシタンス値である。

Ｑが高いということはエネルギ損失が低いということを意味する。周波数依存性の全抵抗Ｒはオーム抵抗、接合抵抗および寄生容量を含み、この全抵抗が小さければ、Ｑを向上させてエネルギ損失を小さくすることができる。このことが技術的に望まれている。

したがって、本発明の基礎とする課題は、セラミック材料製のボディ（コイル巻形）のＱを向上させること、Ｑの高いセラミック材料製のボディの製造方法とを提供することである。

この課題は、請求項１記載の特徴、すなわち、コーティングが１つまたは複数の金属から成る少なくとも１つの機能層を有し、当該の金属がコーティングの導電性材料および残りの成分に比べて低い固有抵抗を有することにより解決される。このようにすれば、メタライゼーションの全抵抗値が低下し、ボディのＱが向上する。

有利な実施形態によれば、コーティングは少なくとも２つの層から形成される。ただし、コーティングの構造はボディの使用目的に応じて変更可能である。

ベースメタライゼーションは有利には少なくとも１つの高融点金属、例えばタングステンおよびモリブデンを含む。

高融点金属とは、高い融点を有する非貴金属のＩＶ族物質、例えばチタン、ジルコニウム、ハフニウム、または、Ｖ族物質、例えばバナジウム、ニオブ、タンタル、または、ＶＩ族物質、例えばクロム、モリブデン、タングステンである。これらの金属の融点は白金の融点１７７２℃より高い。

高融点金属は室温のもとではパシベーションにより或る程度の腐食耐性を有する。有利には、高融点金属は高い融点だけでなく低い熱膨張係数も特徴としており、鋼に比べて高い熱伝導率および高い導電率を有する。

本発明の有利な実施形態では、ベースメタライゼーションはタングステンガラス化合物またはモリブデンガラス化合物から形成される。

有利には、コーティングはニッケル層および／または金層から形成される。

本発明の有利な実施形態では、コーティングの層間に少なくとも１つの機能層が配置される。機能層の機能は種々の層に分配することができ、この場合に重要なのは全ての機能層が協働することである。

有利には、コーティングに含まれるニッケル層の厚さは０．５μｍ〜２μｍである。当該のニッケル層の固有抵抗は４×１０^−８Ω・ｍ〜１０×１０^−８Ω・ｍであり、有利には７×１０^−８Ω・ｍである。

本発明の有利な実施形態では、低い固有抵抗を有する金属から成る機能層は銅層である。当該の銅層の厚さは１μｍ〜１０μｍである。当該の銅層の固有抵抗は１．０×１０^−８Ω・ｍ〜２．６×１０^−８Ω・ｍであり、有利には１．８×１０^−８Ω・ｍである。

セラミック材料はアルミニウム酸化物であり、有利には９６％アルミニウム酸化物である。

有利な実施形態によれば、ベースメタライゼーションが省略され、コーティングがベースメタライゼーションの役割を果たす。

有利には、セラミック材料製のボディはインダクタとしてのコイルのボディ（巻形）として用いられる。

以下に、コイルボディが、反磁性かつ酸化物の材料から形成されており、かつ、タングステンガラス化合物から成るベースメタライゼーションと、ニッケル層および金層から成るコーティングとを含む、セラミック材料製のボディの有利な実施例を説明する。本発明によれば、ニッケル層と金層とのあいだに少なくとも１つの別の層すなわち低い固有抵抗を有する金属から成る機能層が被着される。

当該の低い固有抵抗を有する金属から成る機能層により、メタライゼーションの全抵抗値が低下し、コイルボディのＱまたはワイヤ巻線を備えた回路全体のＱが向上する。

ニッケル層の厚さは０．５μｍ〜２μｍである。ニッケル層の固有抵抗は４×１０^−８Ω・ｍ〜１０×１０^−８Ω・ｍであり、有利には７×１０^−８Ω・ｍである。

この実施例では、別の層（機能層）は銅層である。この場合、銅層の厚さは１μｍ〜１０μｍである。銅層の固有抵抗は１．０×１０^−８Ω・ｍ〜２．６×１０^−８Ω・ｍであり、有利には１．８×１０^−８Ω・ｍである。

有利な実施例によれば、反磁性かつ酸化物の材料はアルミニウム酸化物であり、有利には９６％アルミニウム酸化物である。

コイルボディが、反磁性かつ酸化物の材料から形成されており、かつ、タングステンガラス化合物またはモリブデンガラス化合物から成るベースメタライゼーションを有しており、このベースメタライゼーション上にニッケル層がコーティングされ、その上に金層が堆積され、さらに焼成される、セラミック材料製のボディの製造方法では、ニッケル層上に、まず、低い固有抵抗を有する金属から成る少なくとも１つの別の層が被着され、続いて、金層が堆積される。

有利には、ニッケル層がカソード法によって銅めっきされる。ニッケル層は１μｍ〜１０μｍの厚さになるまで銅めっきされる。

有利な実施例によれば、反磁性かつ酸化物の材料はアルミニウム酸化物であり、有利には９６％アルミニウム酸化物である。

タングステンガラス化合物またはモリブデンガラス化合物から成るベースメタライゼーションが設けられた後、前述したように、まず、有利には固有抵抗７×１０^−８Ω・ｍのニッケル層が０．５μｍ〜２μｍの厚さで薄く被着される。

続いて、Ｑを改善するために、低い固有抵抗を有する金属から成る少なくとも１つの別の層（機能層）が被着される。当該の別の層は厚さ１μｍ〜１０μｍの銅層であり、有利には固有抵抗１．８×１０^−８Ω・ｍを有する。

このようにして、メタライゼーションの全抵抗値が低減され、コイルボディまたはワイヤ巻線を備えた回路全体のＱが向上する。

以下に、本発明の有利な実施例のコイル巻形を比較例のコイル巻形に比較して説明する。

１．本発明の実施例
米国のＥＩＡ規格のタイプ０８０５のＵ字形のコイル巻形は、ワイヤ巻線の後方でその脚部がプリント配線板にはんだ付けされており、９６％Ａｌ_２Ｏ_３（アルミニウム酸化物）から形成されているものであるが、このコイル巻形の２つの脚部をタングステンガラスメタライゼーションによってコーティングし、このメタライゼーションを湿性の保護ガス雰囲気中１３００℃で焼成した。その後、ベースメタライゼーションとしてのタングステンガラスメタライゼーションに対して、６００００個の部品を収容した内径２００ｍｍの回転ドラムにおいて、０．５μｍ厚さの薄いニッケル層を無電流法でコーティングした。続いて、これらを別の回転ドラムにおいて金属ワイヤ部材とともにカソード法により銅めっきした。銅層は１０μｍまでとした。さらに、０．１μｍ厚さの金層を無電流法で堆積した。周波数１．３５ＧＨｚ，インダクタンス３９ｎＨにおいて測定したＱは８０〜９０となった。

２．比較例
米国のＥＩＡ規格のタイプ０８０５のＵ字形のコイル巻形は、ワイヤ巻線の後方でその脚部がプリント配線板にはんだ付けされており、９６％Ａｌ_２Ｏ_３（アルミニウム酸化物）から形成されているものであるが、このコイル巻形の２つの脚部をタングステンガラスメタライゼーションによってコーティングし、このメタライゼーションを湿性の保護ガス雰囲気中１３００℃で焼成した。その後、ベースメタライゼーションとしてのタングステンガラスメタライゼーションに対して、６００００個の部品を収容した内径２００ｍｍの回転ドラムにおいて、２．５μｍ〜３．０μｍ厚さのニッケル層を無電流法でコーティングした。さらに、０．１μｍ厚さの金層を無電流法で堆積した。周波数１．３５ＧＨｚ，インダクタンス３９ｎＨにおいて測定したＱは６２〜７５となった。

ここから、本発明の方法によれば、数値に現れているように、Ｑが向上する。前述した例で云えば、比較例のＱ６２〜７５から本発明の実施例のＱ８０〜９０への増大が認められる。

Claims (8)

1. 導電性のタングステンガラス化合物またはモリブデンガラス化合物から成るベースメタライゼーションと、接着性、導電性および腐食耐性を得るために前記ベースメタライゼーション上に設けられる、少なくともニッケル層および金層を含むコーティングとを備えた、
   セラミック材料製のボディにおいて、
   前記セラミック材料は、反磁性の９６％アルミニウム酸化物であり、
   前記コーティングは、さらに、前記ニッケル層と前記金層との間に銅層を含み、
   前記銅層は、前記セラミック材料製のボディにおける全抵抗を低減するための機能層として作用するように、前記ニッケル層および前記金層に比べて低い固有抵抗を有する
   ことを特徴とするセラミック材料製のボディ。
2. 前記ニッケル層の厚さは０．５μｍから２μｍである、請求項１記載のセラミック材料製のボディ。
3. 前記ニッケル層の固有抵抗は４×１０^−８Ω・ｍから１０×１０^−８Ω・ｍである、請求項１または２記載のセラミック材料製のボディ。
4. 前記ニッケル層の固有抵抗は７×１０^−８Ω・ｍである、請求項３記載のセラミック材料製のボディ。
5. 前記銅層の厚さは１μｍから１０μｍである、請求項１から４までのいずれか１項記載のセラミック材料製のボディ。
6. 前記銅層の固有抵抗は１．０×１０^−８Ω・ｍから２．６×１０^−８Ω・ｍである、請求項１から５までのいずれか１項記載のセラミック材料製のボディ。
7. 前記銅層の固有抵抗は１．８×１０^−８Ω・ｍである、請求項６記載のセラミック材料製のボディ。
8. 請求項１から７までのいずれか１項記載のセラミック材料製のボディをコイルまたはインダクタのボディとして用いることを特徴とするセラミック材料製のボディの使用。