JP6740994B2 - ガラス−セラミック−フェライト組成物および電子部品 - Google Patents
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Description
ガラスは、ガラスの総重量を基準として、0.5重量%以上のR2O(RはLi、NaおよびKからなる群から選択される少なくとも1種)、5.0重量%以下のAl2O3、10.0重量%以上のB2O3および85.0重量%以下のSiO2を含み、
ガラス−セラミック−フェライト組成物の総重量に対するNi−Zn−Cu系フェライトの重量の割合は58重量%以上64重量%以下であり、
セラミックフィラーは、クォーツおよび場合によりフォルステライトを含み、ガラス−セラミック−フェライト組成物の総重量に対して、クォーツの重量の割合は4重量%以上13重量%以下、フォルステライトの重量の割合は6重量%以下であり、
ガラス−セラミック−フェライト組成物は、K−Cu−α線を用いて測定されるX線回折パターンにおいてマグネタイト相(511)面に対応するピークを有し、そのピークの半値幅は0.38°以上0.56°以下である、ガラス−セラミック−フェライト組成物が提供される。
ガラスは、R(RはLi、NaおよびKからなる群から選択される少なくとも1種)と、場合によりAlとを含むホウケイ酸ガラスであり、ガラスは、ガラスの総重量を基準としてR2Oに換算して0.5重量%以上のR、ガラスの総重量を基準として2.6重量%以下のAl、3.1重量%以上のBおよび39.7重量%以下のSiを含み、
ガラス−セラミック−フェライト組成物の総重量に対するNi−Zn−Cu系フェライトの重量の割合は58重量%以上64重量%以下であり、
セラミックフィラーは、クォーツおよび場合によりフォルステライトを含み、ガラス−セラミック−フェライト組成物の総重量に対して、クォーツの重量の割合は4重量%以上13重量%以下、フォルステライトの重量の割合は6重量%以下であり、
ガラス−セラミック−フェライト組成物は、K−Cu−α線を用いて測定されるX線回折パターンにおいてマグネタイト相(511)面に対応するピークを有し、そのピークの半値幅は0.38°以上0.56°以下である、ガラス−セラミック−フェライト組成物が提供される。
ガラスと、セラミックフィラーと、Ni−Zn−Cu系フェライトとを含む混合物を準備すること、および
混合物を焼成して、ガラス−セラミック−フェライト組成物を得ること
を含み、
ガラスは、ガラスの総重量を基準として、0.5重量%以上のR2O(RはLi、NaおよびKからなる群から選択される少なくとも1種)、5.0重量%以下のAl2O3、10.0重量%以上のB2O3および85.0重量%以下のSiO2を含み、
混合物の重量に対するNi−Zn−Cu系フェライトの重量の割合は58重量%以上64重量%以下であり、
セラミックフィラーは、クォーツおよび場合によりフォルステライトを含み、混合物の重量に対して、クォーツの重量の割合は4重量%以上13重量%以下、フォルステライトの重量の割合は6重量%以下であり、
ガラス−セラミック−フェライト組成物は、K−Cu−α線を用いて測定されるX線回折パターンにおいてマグネタイト相(511)面に対応するピークを有し、そのピークの半値幅は0.38°以上0.56°以下である、方法が提供される。
ガラスと、セラミックフィラーと、Ni−Zn−Cu系フェライトとを含む混合物を準備すること、
混合物をシートに成型すること、
シート上に導体ペーストを適用して導体パターンを形成すること、
導体パターンが形成されたシートを積層して積層体を形成すること、ならびに
積層体を焼成して、ガラス−セラミック−フェライト組成物を含む素体と、素体内に設けられた内部導体とを備える電子部品を得ること
を含み、
ガラスは、ガラスの総重量を基準として、0.5重量%以上のR2O(RはLi、NaおよびKからなる群から選択される少なくとも1種)、5.0重量%以下のAl2O3、10.0重量%以上のB2O3および85.0重量%以下のSiO2を含み、
混合物の重量に対するNi−Zn−Cu系フェライトの重量の割合は58重量%以上64重量%以下であり、
セラミックフィラーは、クォーツおよび場合によりフォルステライトを含み、混合物の重量に対して、クォーツの重量の割合は4重量%以上13重量%以下、フォルステライトの重量の割合は6重量%以下であり、
電子部品は、K−Cu−α線を用いて測定されるX線回折パターンにおいてマグネタイト相(511)面に対応するピークを有し、そのピークの半値幅は0.38°以上0.56°以下である、方法が提供される。
本発明の一の実施形態に係るガラス−セラミック−フェライト組成物は、ガラスと、セラミックフィラーと、Ni−Zn−Cu系フェライトとを含む。以下、「ガラス−セラミック−フェライト組成物」を単に「組成物」ともよぶことがある。
次に、本発明の一の実施形態に係るガラス−セラミック−フェライト組成物の製造方法について以下に説明する。本実施形態に係る方法は、
ガラスと、セラミックフィラーと、Ni−Zn−Cu系フェライトとを含む混合物を準備すること、および
混合物を焼成してガラス−セラミック−フェライト組成物を得ること
を含む。本実施形態に係るガラス−セラミック−フェライト組成物の製造方法は、高い抗折強度を有し、かつ数ギガヘルツ、例えば5GHz程度の高周波帯域における比透磁率の変動率が小さいガラス−セラミック−フェライト組成物を製造することができる。
次に、本発明の一の実施形態に係る電子部品について説明する。本実施形態に係る電子部品は、上述した本発明の一の実施形態に係るガラス−セラミック−フェライト組成物を含む素体と、素体内に設けられた内部導体とを備える。本実施形態に係る電子部品は、高い抗折強度を有し、かつ数ギガヘルツ、例えば5GHz程度の高周波帯域における磁気特性のばらつきが小さい。
次に、本発明の一の実施形態に係る電子部品の製造方法について説明する。本実施形態に係る方法は、ガラス−セラミック−フェライト組成物を含む素体と、素体内に設けられた内部導体とを備える電子部品の製造方法であって、方法は、
ガラスと、セラミックフィラーと、Ni−Zn−Cu系フェライトとを含む混合物を準備すること、
混合物をシートに成型すること、
シート上に導体ペーストを適用して導体パターンを形成すること、
導体パターンが形成されたシートを積層して積層体を形成すること、ならびに
積層体を焼成して、ガラス−セラミック−フェライト組成物を含む素体と、素体内に設けられた内部導体とを備える電子部品を得ること
を含む。本実施形態に係る電子部品の製造方法は、高い抗折強度を有し、かつ数ギガヘルツ、例えば5GHz程度の高周波帯域における磁気特性のばらつきが小さい電子部品を製造することができる。
(混合物の調製)
表1に示すガラス組成となるように、ガラスの出発原料となる酸化物または炭酸塩を調合して、Ptルツボに入れた。Ptルツボ内の出発原料を、ガラス組成に応じて1400℃以上1600℃以下の温度で3時間溶融して、ガラス融液を得た。このガラス融液を急冷した後、粉砕して、例1〜32に係るガラス粉末を得た。得られたガラス粉末と、セラミックフィラーとしてのフォルステライト粉末および/またはクォーツ粉末と、Ni−Zn−Cu系フェライト粉末とを、表1に示す割合で混合して、ガラスと、Ni−Zn−Cu系フェライトと、セラミックフィラーとを含む、例1〜32に係る混合物を準備した。そして、混合物を溶剤、バインダおよび可塑剤とともに十分に混合した。
上述の混合物を、ドクターブレード法により成型して、例1〜32に係るシートを得た。これらのシートを用いて、以下に示すように試料を作製し、物性測定を行った。なお、各物性測定の前に、得られた各試料について、以下に示す方法で焼結しているか否かを確認した。試料を油性のインク(例えば赤色のインク)に浸した後、水で洗浄した。洗浄後の組成物を目視で観察し、インクの色が残っていれば焼結していないと判断し、インクの色が残っていなければ焼結していると判断した。焼結していなかった試料は、表2に「未焼結」と示し、物性測定は行わなかった。
上述のシートを所定の大きさにカットし、所定の枚数のシートを積層して積層体を得た。この積層体を低酸素雰囲気下にて900℃で焼成して、例1〜32の試料(サイズ:10mm×4mm×0.8mmt)を作製した。得られた試料を、乳鉢を用いて粉砕して粉末とした。この粉末について、X線回折装置(株式会社リガク製)を用いて、K−Cu−α線でX線回折分析を行った。得られた回折パターンから、マグネタイト相の(511)面に対応するピーク(2θ=57°付近)の半値幅を求めた。結果を表2に示す。
上述のシートを所定の大きさにカットし、シートの表面にAgを含む電極ペーストを印刷してAg電極パターンを形成した。Ag電極パターンを形成していないシートを所定の枚数積層し、さらにAg電極パターンが形成されたシートを上下表面に配置した積層体を、低酸素雰囲気下にて900℃で焼成して、例1〜32の単板コンデンサ(サイズ:6mm×6mm×0.4mmt)を作製した。得られた単板コンデンサについて、LCRメーター(キーサイト社製、商品名HP4284A)により静電容量を測定した。測定した静電容量と、電極面積と、電極間距離とに基づいて比誘電率を算出した。結果を表2に示す。
上述のシートを所定の大きさにカットし、所定の枚数のシートを積層した後、リング形状に打ち抜いて積層体を得た。この積層体を低酸素雰囲気下にて900℃で焼成して、例1〜32の試料(サイズ:16mmφ×0.8mmt)を作製した。得られたリング形状の試料について、インピーダンスアナライザー(キーサイト社製、商品名:4991A)を使用して比透磁率を測定した。測定条件は、測定周波数10MHz、測定温度20℃とした。結果を表2に示す。比透磁率を試料数20で測定して平均値および標準偏差値を算出した。標準偏差値を平均値で除した値を3倍して得られる値を比透磁率の変動係数とした。10MHzで測定した比透磁率の変動係数は、高周波帯域における比透磁率の変動率の指標となる。比透磁率の変動係数が大きいほど、高周波帯域における比透磁率の変動率が大きいことを意味する。算出した比誘電率の変動係数の値を表2に示す。
上述のシートを所定の大きさにカットし、所定の枚数のシートを積層して積層体を得た。この積層体を低酸素雰囲気下にて900℃で焼成して、例1〜32の試料(サイズ:10mm×4mm×0.8mmt)を作製した。得られた試料を中央付近まで研磨して断面を露出した。この断面を、デジタル顕微鏡(キーエンス社製)を用いて倍率2000倍で観察し、視野内に存在する気泡の全てについて、個々の気泡の断面積を求めた。得られた個々の気泡の断面積の合計を視野内の気泡全体の断面積として、視野全体の面積に対する視野内の気泡全体の断面積の比率を、試料の気泡率として算出した。具体的には、視野において気泡とそれ以外の部分とで明るさが異なることを利用して、一定の明るさをしきい値とした2値化を行い、気泡の部分を黒色、それ以外の部分を白色に画像処理した。その後、黒色の部分の面積を気泡全体の断面積として算出し、視野全体の面積に対する比率として気泡率を算出した。結果を表2に示す。なお、上述した算出方法は一例であり、他の公知の方法を用いて気泡の断面積を求めてもよい。また、実施例においては、上述したように中央付近の断面を用いて気泡率を算出したが、積層体のいずれの箇所の断面を用いた場合においても、算出される気泡率の値は実質的に同じであると考えて差し支えない。また、実施例においては、上述したように倍率2000倍で断面を観察したが、断面の観察は1000倍以上10000倍以下の倍率で行ってもよい。
上述のシートを所定の大きさにカットし、所定の枚数のシートを積層して積層体を得た。この積層体を低酸素雰囲気下にて900℃で焼成して、例1〜32の試料(サイズ:30mm×4mm×0.8mmt)を作製した。得られた試料について、JIS R1601に従って3点曲げ試験を行って破断強度を測定し、抗折強度を求めた。破断強度測定は、島津製作所製のオートグラフを用いて行った。結果を表2に示す。
上述のシートを所定の大きさにカットし、所定の枚数のシートを積層して積層体を得た。この積層体を低酸素雰囲気下にて900℃で焼成して、例1〜33の試料(サイズ:10mm×4mm×0.8mmt)を作製した。得られた試料について、NETSCH製のDILATOメーターを用いて熱膨張率を測定し、線膨張係数を求めた。結果を表2に示す。なお、表1および表2において「*」を付したものは比較例である。
11 素体
12 内部導体(コイル導体)
13 外部電極
14 外部電極
Claims (20)
- ガラスと、セラミックフィラーと、Ni−Zn−Cu系フェライトとを含むガラス−セラミック−フェライト組成物であって、
前記ガラスは、該ガラスの総重量を基準として、0.5重量%以上のR2O(RはLi、NaおよびKからなる群から選択される少なくとも1種)、5.0重量%以下のAl2O3、10.0重量%以上のB2O3および85.0重量%以下のSiO2を含み、
前記ガラス−セラミック−フェライト組成物の総重量に対する前記Ni−Zn−Cu系フェライトの重量の割合は58重量%以上64重量%以下であり、
前記セラミックフィラーは、クォーツおよび場合によりフォルステライトを含み、前記ガラス−セラミック−フェライト組成物の総重量に対して、前記クォーツの重量の割合は4重量%以上13重量%以下、前記フォルステライトの重量の割合は6重量%以下であり、
前記ガラス−セラミック−フェライト組成物は、K−Cu−α線を用いて測定されるX線回折パターンにおいてマグネタイト相(511)面に対応するピークを有し、該ピークの半値幅は0.38°以上0.56°以下である、ガラス−セラミック−フェライト組成物。 - 前記ガラスは、該ガラスの総重量を基準として5.0重量%以下のR2Oを含む、請求項1に記載のガラス−セラミック−フェライト組成物。
- 前記ガラスは、該ガラスの総重量を基準として25.0重量%以下のB2O3を含む、請求項1または2に記載のガラス−セラミック−フェライト組成物。
- 前記ガラスは、該ガラスの総重量を基準として70.0重量%以上のSiO2を含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載のガラス−セラミック−フェライト組成物。
- ガラスと、セラミックフィラーと、Ni−Zn−Cu系フェライトとを含むガラス−セラミック−フェライト組成物であって、
前記ガラスは、R(RはLi、NaおよびKからなる群から選択される少なくとも1種)と、場合によりAlとを含むホウケイ酸ガラスであり、前記ガラスは、該ガラスの総重量を基準としてR2Oに換算して0.5重量%以上のR、該ガラスの総重量を基準として2.6重量%以下のAl、3.1重量%以上のBおよび39.7重量%以下のSiを含み、
前記ガラス−セラミック−フェライト組成物の総重量に対する前記Ni−Zn−Cu系フェライトの重量の割合は58重量%以上64重量%以下であり、
前記セラミックフィラーは、クォーツおよび場合によりフォルステライトを含み、前記ガラス−セラミック−フェライト組成物の総重量に対して、前記クォーツの重量の割合は4重量%以上13重量%以下、前記フォルステライトの重量の割合は6重量%以下であり、
前記ガラス−セラミック−フェライト組成物は、K−Cu−α線を用いて測定されるX線回折パターンにおいてマグネタイト相(511)面に対応するピークを有し、該ピークの半値幅は0.38°以上0.56°以下である、ガラス−セラミック−フェライト組成物。 - 前記ガラスは、該ガラスの総重量を基準としてR2Oに換算して5.0重量%以下のRを含む、請求項5に記載のガラス−セラミック−フェライト組成物。
- 前記ガラスは、該ガラスの総重量を基準として7.8重量%以下のBを含む、請求項5または6に記載のガラス−セラミック−フェライト組成物。
- 前記ガラスは、該ガラスの総重量を基準として32.7重量%以上のSiを含む、請求項5〜7のいずれか1項に記載のガラス−セラミック−フェライト組成物。
- 前記ガラス−セラミック−フェライト組成物の総重量に対する前記フォルステライトの重量の割合が1重量%以上である、請求項1〜8のいずれか1項に記載のガラス−セラミック−フェライト組成物。
- 前記ガラス−セラミック−フェライト組成物の総重量に対する前記Ni−Zn−Cu系フェライトおよび前記セラミックフィラーの重量の合計の割合が80重量%以下である、請求項1〜9のいずれか1項に記載のガラス−セラミック−フェライト組成物。
- 前記ガラス−セラミック−フェライト組成物の総重量に対する前記Ni−Zn−Cu系フェライトおよび前記セラミックフィラーの重量の合計の割合が74重量%以下である、請求項10に記載のガラス−セラミック−フェライト組成物。
- 前記ガラス−セラミック−フェライト組成物の総重量に対する前記Ni−Zn−Cu系フェライトおよび前記セラミックフィラーの重量の合計の割合が65重量%以上である、請求項1〜11のいずれか1項に記載のガラス−セラミック−フェライト組成物。
- 前記ガラス−セラミック−フェライト組成物の気泡率が7%以下である、請求項1〜12のいずれか1項に記載のガラス−セラミック−フェライト組成物。
- 請求項1〜13のいずれか1項に記載のガラス−セラミック−フェライト組成物を含む素体と、前記素体内に設けられた内部導体とを備える電子部品。
- 前記内部導体はAgを含む、請求項14に記載の電子部品。
- ガラス−セラミック−フェライト組成物の製造方法であって、該方法は、
ガラスと、セラミックフィラーと、Ni−Zn−Cu系フェライトとを含む混合物を準備すること、および
前記混合物を焼成して、ガラス−セラミック−フェライト組成物を得ること
を含み、
前記ガラスは、該ガラスの総重量を基準として、0.5重量%以上のR2O(RはLi、NaおよびKからなる群から選択される少なくとも1種)、5.0重量%以下のAl2O3、10.0重量%以上のB2O3および85.0重量%以下のSiO2を含み、
前記混合物の重量に対する前記Ni−Zn−Cu系フェライトの重量の割合は58重量%以上64重量%以下であり、
前記セラミックフィラーは、クォーツおよび場合によりフォルステライトを含み、前記混合物の重量に対して、前記クォーツの重量の割合は4重量%以上13重量%以下、前記フォルステライトの重量の割合は6重量%以下であり、
前記ガラス−セラミック−フェライト組成物は、K−Cu−α線を用いて測定されるX線回折パターンにおいてマグネタイト相(511)面に対応するピークを有し、該ピークの半値幅は0.38°以上0.56°以下である、方法。 - 前記焼成を880℃以上920℃以下の温度で行う、請求項16に記載の方法。
- ガラス−セラミック−フェライト組成物を含む素体と、前記素体内に設けられた内部導体とを備える電子部品の製造方法であって、該方法は、
ガラスと、セラミックフィラーと、Ni−Zn−Cu系フェライトとを含む混合物を準備すること、
前記混合物をシートに成型すること、
前記シート上に導体ペーストを適用して導体パターンを形成すること、
前記導体パターンが形成されたシートを積層して積層体を形成すること、ならびに
前記積層体を焼成して、ガラス−セラミック−フェライト組成物を含む素体と、前記素体内に設けられた内部導体とを備える電子部品を得ること
を含み、
前記ガラスは、該ガラスの総重量を基準として、0.5重量%以上のR2O(RはLi、NaおよびKからなる群から選択される少なくとも1種)、5.0重量%以下のAl2O3、10.0重量%以上のB2O3および85.0重量%以下のSiO2を含み、
前記混合物の重量に対する前記Ni−Zn−Cu系フェライトの重量の割合は58重量%以上64重量%以下であり、
前記セラミックフィラーは、クォーツおよび場合によりフォルステライトを含み、前記混合物の重量に対して、前記クォーツの重量の割合は4重量%以上13重量%以下、前記フォルステライトの重量の割合は6重量%以下であり、
前記電子部品は、K−Cu−α線を用いて測定されるX線回折パターンにおいてマグネタイト相(511)面に対応するピークを有し、該ピークの半値幅は0.38°以上0.56°以下である、方法。 - 前記焼成を880℃以上920℃以下の温度で行う、請求項18に記載の方法。
- 前記導体ペーストがAgを含む、請求項18または19に記載の方法。
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