TWI612542B - 複合電子零件 - Google Patents
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Abstract
具有線圈部、電容部和中間部的複合電子零件。線圈部具有線圈導體及磁性體層。電容部具有內部電極及介電層。介電層具有SrO-TiO2系氧化物或ZnO-TiO2系氧化物。中間部設置於線圈部和電容部之間，中間部具有中間材料層。中間材料層具有ZnO、TiO2及硼。中間材料層中ZnO的含量為50~85莫耳份，TiO2的含量為15~50莫耳份，硼的含量為0.1~5.0重量份。中間材料層中包含的ZnO及TiO2構成ZnO-TiO2化合物。中間材料層包含的ZnO-TiO2化合物的含量為50重量%以上。
Description
本發明係有關於一種複合電子零件，特別是有關於一種由線圈(coil)部和電容(condenser)部一體燒成而得的積層型過濾器(layered filter)等的複合電子零件，該線圈部由線圈導體及磁性體層構成，該電容部由內部電極及介電層構成。
電阻(R)、電容(C)、感應器(L)係在電子電路中的被動元件，分別各自單獨擁有固有的機能。此外，藉由前述被動元件的相互結合，有時擁有與前述固有機能相異的機能。以下，將藉由被動元件相互結合所生的與前述固有機能相異的機能稱為電路的機能。
將複數的前述被動元素個別實施於印刷電路基板等之後，藉由配線等連接，可發揮電路的機能。然而，在個別實施被動元件時，有導致被動元件的實施面積增大的缺點。因此，為了相應於各種應用機器的小型化的要求，尋求藉由單一的電子零件而發揮線路機能。藉由單一的電子零件而發揮線路機能可舉例如積層型LC過濾器。
所謂積層型LC過濾器，係線圈部和電容部在單一體中各自獨立存在的複合電子零件。在此，為了得到積層型LC過濾器，必須將由線圈導體及磁性體層構成的線圈部，和
由內部電極及介電層構成的電容部，在相互重疊配合的狀況同時燒成而一體燒結。然而，由於線圈部和電容部的材質不同，有時無法充分的一體燒結。
近年來，在製造具有線圈部和電容部的複合電子零件時，試著在線圈部和電容部之間插入中間材料層。
在專利文獻1揭示的LC複合零件，其特徵在於在介電體陶瓷部分和磁性體陶瓷部分之間，插入有作為中間層的陶瓷材料，該陶瓷材料係由ZrO2、TiO2或前述的混合系中含有0.5~30莫耳%的CuO形成合計100莫耳%而調和而成的。
在專利文獻2揭示的LC複合零件，其特徵在於在含有玻璃的介電體陶瓷部分和磁性體陶瓷部分之間，存在有由15~40莫耳%的BaO和60~85莫耳%的TiO2所形成的陶瓷，以及前述介電體陶瓷部分中含有的玻璃。
在專利文獻3揭示的複合電子零件，其特徵在於中間材料層係由包含FeZnCu系非磁性陶瓷和鋅硼矽酸鹽系玻璃所構成。
在專利文獻4揭示的電子零件用接合劑，其特徵在於對由ZnO、BaO及TiO2所形成的組合物，添加ZnO-SiO2-B2O3系玻璃而成。
在專利文獻5揭示的複合電子零件，其特徵在於中間材料由包含Zn-Ti物質所構成。
然而，上述專利文獻1~5，都僅記載特定的介電體陶瓷的材料。因此，上述專利文獻1~5中所記載的技術，不能說是對每一種介電體陶瓷都適用。
專利文獻1的介電體陶瓷部分係Pb系複合鈣鈦礦型材料。因此，由環境考量的觀點而言不佳。此外，在一體化時，利用1000℃燒結材料。因此，無法利用熔點未滿1000℃的銀作為導體材料。
專利文獻2的介電體陶瓷部分係包含Pb的材料。因此，由環境考量的觀點而言不佳。
專利文獻3揭示的中間材料層包含Fe。依據介電體陶瓷部的材質，燒結時中間材料層所包含的Fe有時會向介電體陶瓷部擴散，由於Fe的擴散會有介電體陶瓷部的特性劣化的情形。
針對專利文獻4揭示的接合劑，本發明人等進行了額外的試驗。本發明人等發現可實際利用專利文獻4所揭示的接合劑的介電體層的材質限於CaO-TiO2系氧化物。特別是，當介電體層的材質為SrO-TiO2系氧化物或ZnO-TiO2系氧化物時，即使利用專利文獻4所揭示的接合劑，仍難以使介電體層和磁性體層一體化。
在專利文獻5僅例示出作為介電體，以ZnO為主成分的變阻器(Varistor)。亦即，在利用以ZnO為主成分的變阻器以外的介電體時，不清楚專利文獻5所揭示的技術是否可適用。此外，一般而言，ZnO和鐵氧體(Ferrite)的線膨脹係數很大的偏離。因此，利用以ZnO為主成分的變阻器作為介電體，在磁性體利用鐵氧體時，假使以專利文獻5中所記載的中間材料層插入，燒結時容易發生破裂。此外，為了緩和由於線膨脹係數很大的偏離的影響而使中間層的厚度弄厚時，變得無
法滿足零件的薄型化的要求。
專利文獻1~5記載的先前技術中所利用的中間材料層，分別例示的介電體陶瓷和磁性體陶瓷具有一體燒成的效果。然而，介電體陶瓷和中間材料層之間的相互擴散、中間材料層和磁性體陶瓷的相互擴散的狀況，依據和中間材料層接合的介電體陶瓷及磁性體陶瓷的材質而有很大的差異。為了適切的控制相互擴散，必須調整由介電體陶瓷及磁性體陶瓷的中間材料層的組成。
專利文獻1：特公平7-120605號公報
專利文獻2：特許第3368671號
專利文獻3：特許第4020886號
專利文獻4：特許第4257711號
專利文獻5：特許第4759584號
本發明的目的為提供複合電子零件，係無不良狀態的使具有磁性體層和SrO-TiO2系氧化物或ZnO-TiO2系氧化物的介電體層一體化。
本發明係具有線圈部、電容部和中間部的複合電子零件，其特徵在於前述線圈部具有線圈導體及磁性體層，前述電容部具有內部電極及介電層，前述介電層具有SrO-TiO2系氧化物或ZnO-TiO2系氧化物，前述中間部設置於前述線圈部和前述電容部之間，前述中間部具有中間材料層，前述中間材料層具有ZnO、TiO2及硼，前述中間材料層中包含的ZnO
的含量和TiO2的含量的合計為100莫耳份時，前述中間材料層的ZnO的含量為50~85莫耳份，前述中間材料層的TiO2的含量為15~50莫耳份，前述中間材料層中包含的ZnO的含量和TiO2的含量的合計為100重量份時，前述中間材料層的硼的含量以B2O3換算為0.1~5.0重量份，前述中間材料層中包含的ZnO及TiO2構成ZnO-TiO2化合物，前述中間材料層中包含的ZnO和TiO2的合計重量為100重量%時，前述中間材料層包含的前述ZnO-TiO2化合物的含量為50重量%以上。
本發明的複合電子零件，係藉由採取上述的構成，使得磁性體層和介電體層的一體化無不良狀態的複合電子零件。在本發明中，磁性體層的材質沒有特別限制。介電體層只要具有SrO-TiO2系氧化物或ZnO-TiO2系氧化物即可。此外，在本發明中製造複合電子零件時，可使用低溫燒結。具體而言，可在可利用作為內部電極的Ag的熔點以下的900℃左右燒結。並且，本發明的複合電子零件的可靠性亦優異。
本發明的複合電子零件，較佳為前述中間材料層具有Cu，前述中間材料層的前述Cu的含量以CuO換算為20.0重量份以下，前述Cu固溶於前述ZnO-TiO2化合物。
本發明的複合電子零件，較佳為前述中間材料層具有Mn，前述中間材料層的前述Mn的含量以MnO換算為3.0重量份以下，前述Mn固溶於前述ZnO-TiO2化合物。
本發明的複合電子零件，較佳為前述磁性體層具有NiCuZn系鐵氧體或CuZn系鐵氧體。
本發明的複合電子零件，較佳為前述中間部具有
混合層，前述混合層設置於前述磁性體層和前述中間材料層之間，前述混合層係由前述磁性體層包含的磁性體中的至少一部分和前述中間材料層包含的成分中的至少一部分混合的混合材料所形成的。
本發明的複合電子零件，較佳為前述線圈導體及前述內部電極包含作為導電材料的Ag。
本發明的複合電子零件，較佳為前述中間材料層的厚度係5~75μm。
2‧‧‧積層型過濾器
4‧‧‧元件本體
42‧‧‧積層型晶片電感部(線圈部)
422‧‧‧磁性體層
424‧‧‧內部電極層
426‧‧‧晶片本體
44‧‧‧積層型晶片電容部(電容部)
442‧‧‧介電體層
444‧‧‧內部電極層
446‧‧‧晶片本體
46‧‧‧中間材料層
61~66‧‧‧外部電極
71‧‧‧空隙
81‧‧‧剝離
第1圖為本發明一實施型態的積層型過濾器的外觀斜視圖。
第2圖為沿著第1圖的II-II線的剖面圖。
第3A圖為顯示實施例1樣品編號4的磁性體層和中間材料層的界面附近的燒結狀態的電子顯微鏡照片。
第3B圖為顯示實施例1樣品編號1的磁性體層和中間材料層的界面附近的燒結狀態的電子顯微鏡照片。
第4A圖為顯示實施例1樣品編號4的中間材料層和介電體層的界面附近的燒結狀態的電子顯微鏡照片。
第4B圖為顯示實施例1樣品編號1的中間材料層和介電體層的界面附近的燒結狀態的電子顯微鏡照片。
第5A圖為顯示實施例1樣品編號4的中間材料層邊緣的接合狀態的電子顯微鏡照片。
第5B圖為顯示實施例1樣品編號12的中間材料層邊緣的
接合狀態的電子顯微鏡照片。
本實施型態係例示出將複合電子零件具體化的積層型過濾器，並說明其構造及製造方法。
積層型過濾器
如第1圖所示，本發明的一實施型態中的積層型過濾器2係T型的集總常數電路(lumped constant circuit)構成的積層型3終端過濾器，具有元件本體4。在元件本體4的兩終端部，設置外部電極61~66。
元件本體4的外型及尺寸沒有特別限制，可相應於用途設定，通常外型可為近乎矩形，尺寸通常可為(0.4~5.6mm)x(0.3~5.0mm)x(0.2~1.9mm)左右。
如第2圖所示，元件本體4係以上下形成作為線圈部的積層型晶片電感部42，和作為電容部的積層型晶片電容部44，在這些電感部42及電容部44之間插入中間材料層46而一體化。
積層型晶片電感部
積層型晶片電感部42具有磁性體層422和內部電極層424交互積層一體化的多層構造的晶片本體426。
磁性體層422含有磁性鐵氧體組合物。磁性鐵氧體組合物的種類並無特別限制。可舉例如，NiCuZn系鐵氧體、NiCuZnMg系鐵氧體、CuZn系鐵氧體、NiCu系鐵氧體等。特別以利用NiCuZn系鐵氧體或CuZn系鐵氧體為佳。
針對利用NiCuZn系鐵氧體的情形敘述如下。前述
NiCuZn系鐵氧體的組合並無特別限制，選擇相應於目的的各種組合者即可。在燒成後的鐵氧體燒結體中，較佳為利用鐵氧體組合物係由30~50莫耳%的Fe2O3、0.1~50莫耳%的NiO、3~20莫耳%的CuO及0.5~35莫耳%的ZnO作為主成分所形成。
此鐵氧體組合物亦可含有前述主成分以外的其他副成分，例如MnO、CoO、SiO2、SnO2、Bi2O3、B2O3等。含有前述副成分時的含量，相對於前述主成分為100莫耳，可為0~5莫耳(除去0莫耳)左右。
內部電極層424的各層係約略為C字形，在晶片本體426的內部，確保螺旋狀導通而構成閉磁路線圈(繞線圖案)，其兩端係接續至外部電極61、63、64、66。此內部電極424，以利用以Ag為主體的導電材料形成為佳。以利用以Ag為主體的導電材料形成為佳是因為Ag的電阻率小的緣故。以Ag為主體的導電材料亦可為Ag合金，作為Ag合金，例如亦可利用Ag-Pd、Ag-Pt、Ag-Pd-Pt等。另外，亦可添加Ti化合物、Zr化合物、Si化合物等。
電感部42的磁性體層422的電極間厚度及基底厚度並無特別限制，可設定電極間厚度(內部電極層424、424的間隔)為10~100μm，基底厚度為100~500μm左右。並且，內部電極層424的厚度通常可設定為5~30μm的範圍，繞線圖案的距離(pitch)可為10~400μm左右，繞線數目可為1.5~50.5轉左右。
積層型晶片電容部
積層型晶片電容部44具有由介電體層442和內部電極層
444交互積層而一體化的多層構造的晶片本體446。
介電體層442含有介電體磁器組合物。利用SrO-TiO2系氧化物或ZnO-TiO2系氧化物作為前述介電體磁器組合物。
在利用SrTiO3作為SrO-TiO2系氧化物時，以更進一步地含有硼、銅的氧化物及/或錳的氧化物為佳。較佳以藉由包含硼的玻璃的型態來含有硼。其係因為氧化硼的型態，經過時間變化硼酸容易析出而不易處理。
相對於100重量%的前述SrTiO3，較佳為前述包含硼的玻璃的含量為2~5重量%，前述銅的氧化物的含量，以CuO換算，為大於0重量%且在10重量%以下，前述錳的氧化物的含量，以MnO換算，為大於0重量%且在1.5重量%以下。
在利用ZnO-TiO2系氧化物時，較佳為利用由TiO2為40~90mol%、ZnO為60~10mol%所形成的ZnO-TiO2系氧化物。在利用ZnO-TiO2系氧化物時，以更進一步地含有硼為佳。硼的含量雖無限制，但以在將前述ZnO-TiO2系氧化物作為100wt%時，以B2O3換算為含有0.1~6wt%的範圍為佳。以在包含硼的玻璃的型態下含有硼為佳。在氧化硼的型態下，經過時間變化硼酸容易析出而不易處理。
內部電極層444係利用電阻率小的Ag作為主體的導電材料所形成，內部電極層444的各層交互地接續至外部電極62、65。以Ag為主體的導電材料亦可為Ag合金，作為Ag合金，例如亦可利用Ag-Pd、Ag-Pt、Ag-Pd-Pt等。另外，亦可添加Ti化合物、Zr化合物、Si化合物等。
電容部44的介電體層442的電極間厚度及基底厚度並無特別限制。例如，可設定電極間厚度(內部電極層444、444的間隔)為1~50μm，基底厚度為30~500μm左右。並且，內部電極層444的厚度可相應於介電體層442的厚度作適宜的決定即可。通常可設定於1~20μm的範圍。
中間材料層
中間材料層46，在本實施型態，包含ZnO、TiO2及硼所構成。另外，在本實施例型態，僅由中間材料層46構成中間部。以下，有時將ZnO、TiO2及ZnO-TiO2化合物以外的成分稱為副成分。
在中間材料層46中，前述ZnO的含量和前述TiO2的含量合計作為100莫耳份時，由前述ZnO的含量為50~85莫耳份，前述TiO2的含量為15~50莫耳份所構成。前述ZnO的含量較佳為55~80莫耳份，更佳為60~75莫耳份。
前述ZnO的含量太少時(前述TiO2的含量太多時)，後述共燒結時會進行元素擴散，燒結性惡化。前述ZnO的含量太多時(前述TiO2的含量太少時)，在後述共燒結之後，ZnO-TiO2化合物的生成量會變得太少。此外，會產生ZnO的過剩分離，產生電鍍增長。
使中間材料層46含有硼的方法及硼化合物的型態並無特別限制。例如，可作為B2O3藉以含有硼。然而，由於B2O3容易溶於水，不易處理，故以包含B2O3的玻璃的型態來含有硼為佳。此外，藉由使中間材料層46含有硼，前述積層晶片電感部及前述積層晶片電容部可無不良狀態的一體化。並
且，可提升燒結性，變得也可低溫燒結。例如，變得可在Ag的熔點以下、在900℃左右燒結。
中間材料層46必須包含硼。在中間材料層46不包含硼的情形下，由於中間材料層本身變得無法得到充分的燒結性而收縮延遲，於後述共燒結時隨著各層的燒結收縮變得不一致，變得很難在無不良狀態下使前述積層晶片電感部及前述積層晶片電容部一體化。
此外，中間材料層46中硼的含量，在前述ZnO的含量及前述TiO2的含量合計作為100重量份時，以B2O3換算為0.1~5.0重量份為較佳。若含有超過前述範圍的B2O3，由於B2O3的脆性，層間裂縫有增加的傾向。藉由含有上述範圍的B2O3，變得可無不良狀態的有效抑制元素擴散。
在此，在本實施型態中為副成分中的必要成分的硼，亦可為玻璃化的硼成分。由玻璃化的硼成分亦可充分得到硼的效果。以硼作為所包含成分的其中之一的玻璃，可列舉如B2O3-SiO2系、B2O3-MO系、B2O3-SiO2-MO系、B2O3-Bi2O3-SiO2系、B2O3-Bi2O3-SiO2-MO系(然，M係擇自Ca、Sr、Mg、Ba或Zn所組成群組的一種或二種以上)。在本實施型態可有效地利用前述的任一玻璃。
在此，本實施型態中的中間材料層46中包含由前述ZnO和前述TiO2所生成的ZnO-TiO2化合物。由於若ZnO和TiO2個別存在的話，會產生化學反應，導致ZnO、TiO2各自發生元素擴散，而招致燒結不足。然而，在前述ZnO和前述TiO2構成ZnO-TiO2化合物時，作為ZnO-TiO2化合物而安定存
在，變得不易產生化學反應。由此，元素擴散被抑制。在中間材料層中包含的ZnO和TiO2的合計重量作為100重量%時，前述中間材料層中所包含的前述ZnO-TiO2化合物的含量為50重量%以上。若ZnO-TiO2化合物的含量未滿50重量%時，個別存在的ZnO和TiO2會變多。因此，會導致ZnO及/或TiO2發生化學反應、元素擴散，變得燒結不足。另外，亦可為所有的ZnO及TiO2都構成ZnO-TiO2化合物。
前述ZnO-TiO2化合物意指ZnTiO3相、Zn2TiO4相或Zn2Ti3O8相。此外，可藉由如X光繞射測定、STEM-EDS、EPMA測定等方法確認前述ZnTiO3相、前述Zn2TiO4相及前述Zn2Ti3O8相有沒有生成。
此外，本案中的ZnO-TiO2化合物也包含一部分的Zn由Cu及/或Mn置換的化合物。另外，前述一部分的Zn係指在該當ZnO-TiO2化合物所包含的Zn全體作為100莫耳份時，30莫耳份以下者。
前述生成ZnO-TiO2化合物的時機並無特別限制。可舉例如中間材料層的粉末的預燒時等。
中間材料層46以含有ZnO、TiO2、硼之外其他的CuO及/或MnO為佳。藉由使其含有CuO及/或MnO，在後述預燒及共燒結時，在促進ZnO-TiO2化合物生成的同時，可調節中間材料本身的燒結性等。
前述ZnO的含量和前述TiO2的含量的合計作為100重量份時，CuO的含量以20.0重量份以下為佳。此外，MnO的含量以3.0重量份以下為佳。此外，CuO及/或MnO以
固溶於前述ZnO-TiO2化合物為佳。CuO及/或MnO固溶於前述ZnO-TiO2化合物時，藉由促進ZnO-TiO2化合物的生成，而可增加前述ZnO-TiO2化合物的比例，因而可有效地抑制共燒結時的元素擴散。
中間材料層46的厚度並無特別限定，較佳為5~75μm，更佳為10~50μm。
外部電極
外部電極61~66的材質並無特別限制。例如，可使用施行了電鍍的Ag電極。電鍍以利用Cu-Ni-Sn、Ni-Sn、Ni-Au、Ni-Ag等進行為佳。
積層型過濾器的製造方法
接著，說明積層型過濾器2的製造方法的一個例子。本實施型態的積層型過濾器2的製造係藉由準備介電體生胚片(Green sheet)、磁性體生胚片及中間材料生胚片，將上述生胚片積層，形成生胚狀態的燒成前元件本體，將其燒成後，形成外部電極。具體的說明如下。
介電體生胚片的製造及內部電極的形成
首先，準備構成介電體原料的各原料，將其塗料化，調製介電體層用漿料(paste)。
介電體層用漿料可為介電體原料和有機載體(organic vehicle)混練的有機系的塗料，亦可為水系的塗料。作為介電體原料，亦可利用SrTiO3，燒成後形成SrTiO3的各種化合物，例如可由Sr及/或Ti的氧化物、碳酸鹽、草酸鹽、硝酸鹽、氫氧化物、有機金屬化合物等選擇適宜的混合利用。此
外，相應於需要，亦可含有Cu的氧化物、玻璃(例如硼矽酸玻璃)等。另外，介電體原料在作為介電體層用漿料之前，亦可藉由預備燒成(預燒成)構成介電體原料的各起始原料等，提前使其反應。
內部電極層用漿料，例如以Ag等的導電材料和上述的有機載體混練而調製。
上述各漿料中的有機載體的含量並無特別限制，例如，相對燒成前粉體100重量份，通常含量可為黏合劑(binder)為5~15重量份左右，溶劑為50~150重量份左右。此外，各漿料中，相應於需要亦可含有選自各種分散劑、可塑劑等的添加物。前述添加物的總含量以10重量份以下為佳。
接著，藉由刮片法等將介電體層用漿料薄片化，形成介電體生胚片。
接著，在介電體生胚片上，形成內部電極。前述內部電極係藉由絲網印刷等方法將內部電極用漿料形成在介電體生胚片上。另外，可相應於製造的積層型過濾器的電路構成等適當的選擇內部電極的形成圖案。
磁性體生胚片的製造及線圈導體的形成
首先，準備構成磁性體原料的各原料，將其塗料化，調製磁性體層用漿料。
磁性體層用漿料可為磁性體原料和有機載體混練的有機系的塗料，亦可為水系的塗料。作為磁性體原料，作為主原料的起始原料，可由Ni、Cu、Zn、Fe等的氧化物或燒成後會變成上述之氧化物的各種化合物，例如碳酸鹽、草酸鹽、
硝酸鹽、氫氧化物、有機金屬化合物等選擇適宜的混合利用。此外，作為磁性體原料，亦可含有上述主成分以外之相應於需要的複數份的起始原料。另外，磁性體原料在作為磁性體層用漿料之前，亦可藉由預備燒成(預燒成)構成磁性體原料的各起始原料等，提前使其反應。
線圈導體用漿料，例如以Ag等的導電材料和上述的有機載體混練而調製。
接著，藉由刮片法等將介電體層用漿料薄片化，形成磁性體生胚片。
接著，在上述製作的磁性體生胚片上，形成線圈導體。前述線圈導體係藉由絲網印刷等方法將線圈導體用漿料形成在磁性體生胚片上。另外，可相應於製造的積層型過濾器的電路構成等適當的選擇線圈導體的形成圖案。
中間材料生胚片的製造
首先，準備構成中間材料的中間材料原料。作為中間材料原料，可舉例如ZnO粉末、TiO2粉末、包含B2O3的玻璃。並且，亦可利用CuO粉末及/或MnO粉末。此外，亦可利用燒成後為成為Zn、Ti、Cu、Mn、B的氧化物的化合物。
接著，上述構成中間材料原料的各原料中，組合包含B2O3的玻璃以外的粉末原料，得到混合粉末。
接著，將前述混合粉末乾燥後，在空氣中預燒而得到預燒粉。藉由預燒前述混合粉末，可生成ZnO-TiO2化合物。藉由預燒生成ZnO-TiO2化合物，可藉由對預燒粉進行X光繞射測定，觀測由ZnTiO3、Zn2TiO4、Zn2Ti3O8所組成群組
中選擇一種或二種以上所形成的波峰而加以確認。
預燒溫度及預燒時間並無特別限制。預燒溫度可由以下範圍作適當的選擇：超過500℃且1100℃以下，較佳為600℃以上且1000℃以下，更佳為800℃以上950℃以下。藉由使預燒溫度超過500℃，使化學反應充分進行，變得容易充分生成ZnO-TiO2化合物。另一方面，藉由預燒溫度在1100℃以下，而抑制晶粒生長及縮頸(necking)的進行，之後的粉碎製程變得容易。此外，預燒時間可適宜的選擇自以下範圍：0.5~10小時，較佳為2~3小時。預燒溫度越高、預燒時間越長，ZnO-TiO2化合物的生成量越有增加的傾向。
其後，在前述預燒粉中添加前述包含B2O3的玻璃，利用球磨粉碎得到粉碎粉。接著，在前述粉碎粉中添加有機載體而漿化，得到中間材料層用漿料。
中間材料層用漿料中的有機載體的含量並無特別限制，例如，相對前述粉碎粉100重量份，通常含量可為黏合劑(binder)為5~15重量份左右，溶劑為50~150重量份左右。此外，中間材料層用漿料中，相應於需要亦可含有選自各種分散劑、可塑劑等的添加物。前述添加物的總含量，相對前述粉碎粉100重量份，以10重量份以下為佳。
接著，藉由刮片法等將前述中間材料層用漿料薄片化，形成中間材料生胚片。
各生胚片的積層
接著，將前述介電體生胚片、前述磁性體生胚片及前述中間材料生胚片各自積層一片以上，形成生胚狀態的燒成前元件
本體。
在本實施型態，生胚狀態的燒成前元件本體的製造，係積層構成線圈部的線圈導體所形成的磁性體生胚片之複數片，在其上插入中間材料生胚片，並積層構成電容部的內部電極所形成的介電體生胚片之複數片。
另外，亦可在線圈部的最下層積層未形成線圈導體的磁性體生胚片，亦可在電容部的最上層積層未形成內部電極的介電體生胚片。
燒成及外部電極的形成
接著，燒成上述生胚狀態的燒成前元件本體，形成作為燒結體的元件本體4(參照第1圖及第2圖)。
燒成條件並無特別限制，升溫速度較佳為50~500℃/小時，更佳為200~300℃/小時，保持溫度較佳為840~900℃，溫度保持時間較佳為0.5~8小時，更佳為1~3小時，冷卻速度較佳為50~500℃/小時，更佳為200~300℃/小時。
接著，藉由如滾筒研磨、噴砂等對元件本體(燒結體)4施加表面研磨，在對元件本體4的兩側面塗佈外部電極用漿料、乾燥後，進行烘烤，藉以形成如第1圖所示的外部電極61~66。另外，對外部電極進行電鍍。電鍍以藉由Cu-Ni-Sn、Ni-Sn、Ni-Au、Ni-Ag等進行為佳。
由此製造的本實施型態的積層型過濾器2，藉由焊接等實施在基板上等，而被使用至各種電子機器等。此外，本實施型態的積層型過濾器2不含有Pb，由環境考量的觀點而言為佳。
其他的實施型態
以上雖針對本發明的實施型態進行說明，本發明並非限定於任何上述的實施型態者，而理應可在不脫離本發明的要旨的範圍內實施各式各樣的樣態。
在上述實施型態，本發明的中間部僅由中間材料層46所形成。然而，本發明的中間部亦可具有中間材料層以外的層。例如，在本發明的中間部，亦可具有混合層。
前述混合層的特徵在於，由包含前述磁性體層的磁性體中的至少一部分和前述包含中間材料層的成分中的至少一部分混合的混合材料所形成的。此外，前述混合層，亦可由包含前述磁性體層的全部磁性體和包含上述中間材料層的全部中間材料混合的混合材料所形成的。
在將前述混合層設置於前述磁性體層和前述中間材料層之間時，相較於未利用前述混合層的情形，將前述混合層設置於前述磁性體層和前述中間材料層之間時，磁性體和中間體變得較容易一體化。
前述混合材料中的前述磁性體的一部分和前述中間材料層所包含的成分的比率雖無特別的限制，但重量比以5：5~3：7為佳。此外，在利用前述混合層時，前述混合層的厚度(t2)和前述中間材料層的厚度(t1)的比可自由地設定。較佳為t2/t1≧1。
此外，上述的實施型態，雖例示了本發明中作為複合電子零件的積層型過濾器，但本發明中的複合電子零件並不限定於積層型過濾器，只要是具有上述構成者皆可。
此外，前述積層型過濾器的型態並無特別的限制。例如為T型線路、π型線路、L型線路、藉由二個π型線路形成的雙重π型或者任二個以上的線路形成的陣列型等。更進一步地，亦可更進一步地具備表現變阻器機能的變阻部。
本發明的複合電子零件，例如搭載於筆記型電腦、手機等的信息設備、電視、攝影機等的視頻設備等各式各樣的電子設備而使用。
以下，依據詳細的實施例更進一步說明本發明，但本發明並不限定於這些實施例。
實施例1
介電體生胚片的製作
首先，準備作為構成介電體原料的SrTiO3、硼矽酸玻璃及CuO。將前述的各原料組合後進行粉碎，調製介電體原料粉末。另外，各化合物的組合量，相對於SrTiO3為100重量份，硼矽酸玻璃為4重量份，CuO為1重量份。在所得到的介電體原料粉末中添加樹脂黏著劑、溶劑、可塑劑及分散劑，藉由刮片法製作包含SrO-TiO2系氧化物的介電體生胚片。介電體生胚片的厚度為燒成後成為18μm的厚度。
接著，使用以Ag為主成分的內部電極用漿料，將內部電極形成在介電體生胚片上，而製作具有所希望的電極圖案的介電體生胚片。前述電極圖案的厚度為燒成後成為3μm的厚度。
磁性體生胚片的製作
首先，準備作為構成磁性體原料粉末的原料的NiO、CuO、ZnO及Fe2O3。組合這些原料，進行預燒及粉碎，調製磁性體原料粉末。另外，前述各化合物的組合比例為NiO：25莫耳份、CuO：11莫耳份、ZnO：15莫耳份、Fe2O3：49莫耳份。在得到的磁性體原料粉末中添加樹脂黏著劑、溶劑、可塑劑及分散劑，藉由刮片法製作包含NiCuZn系鐵氧體的磁性體生胚片。磁性體生胚片的厚度為在燒成後成為20μm的厚度。
接著，使用以Ag為主成分的導體用漿料，藉由絲網印刷將線圈導體的圖案形成在磁性體生胚片上，並且，藉由雷射加工製作通孔，製作具有所希望的導體圖案及通孔的磁性體生胚片。前述線圈導體圖案的厚度為燒成後成為12μm的厚度。
中間材料生胚片的製作
首先，準備作為中間材料的製造原料成分的ZnO、TiO2、CuO及MnO，組合這些的各粉末原料，作為混合粉末。另外，各原料粉末的平均粒徑為相應於作為目標的ZnO-TiO2化合物的生成量作適宜的變化。
接著，將前述混合粉末乾燥後，在空氣中預燒而得到預燒物。預燒溫度及預燒時間係相應於作為目標的ZnO-TiO2化合物的含量作適宜的選擇，如表1所記載。之後，在前述預燒物添加包含B2O3的玻璃，藉球磨粉碎得到粉碎粉。以前述包含B2O3的玻璃全體作為100重量份，在前述包含B2O3的玻璃的B2O3的含量為50重量份。
以後述之表1所表示的組合比例為包含B2O3的玻
璃、ZnO、TiO2、CuO及MnO的組合比例。
接著，在所得到的粉碎粉中添加樹脂黏著劑、溶劑、可塑劑及分散劑，藉由刮片法製作中間材料生胚片。中間材料生胚片的厚度為燒成後成為約15μm的厚度。
各生胚片的積層、燒成及外部電極的形成
接著，將所製作的複數的介電體生胚片及複數的磁性體生胚片以之間夾著中間材料生胚片的狀態積層，在生胚狀態下形成多數個空腔的積層型3終端過濾器。燒成後為了使其成為1608形狀(長1.6mm、寬0.8mm、高0.6mm)的尺寸，將前述多數個空腔的積層型3終端過濾器切斷為單體。之後，在880℃燒成而進行共燒結，製作共燒結後的原件本體4(參照第1圖及第2圖)。另外，相應於作為目標的ZnO-TiO2化合物的生成量而適宜地變化燒成時間。
接著，藉由在共燒結後的元件本體4的兩側面塗佈、乾燥、燒成外部電極用漿料，進行外部電極的烘烤，製作如第1圖所示的積層型過濾器樣品。
針對所得到的積層型過濾器樣品，測定ZnO-TiO2化合物的生成量、共燒結後的元件本體4中有無不良狀況以及可靠性的不良率。
利用X光繞射裝置(PANalytical社製X’Pert PRO MPD CuKα射線)測定ZnO-TiO2化合物的生成量，所得到的X光繞射圖案中，藉由作為基準的準定量法求得波峰強度。利用這個方法評估表1的樣品編號4的結果，確認生成Zn2TiO4，其為ZnO-TiO2化合物的一種。
針對共燒結後的元件本體於電子顯微鏡觀察而判斷共燒結後的元件本體4有無不良狀況。
對100個的積層型過濾器樣品進行壓力鍋偏差測試(PCBT測試)，測定可靠性的不良率。在本實施例中，PCBT試驗的進行係藉由外加電壓10V、2大氣壓、濕度85%、溫度125℃的環境下放置前述100個的積層型過濾器樣品48小時。PCBT試驗後的絕緣電阻降低至1x106Ω以下的積層過濾器樣品判斷為不良。相對於全積層過濾器樣品，以不良的積層過濾器樣品的比例作為可靠性的不良率。而後，藉由計算求得可靠性的不良率。以可靠性的不良率在10%以下的情形作為可靠性良好。另外，針對共燒結後產生不良狀態的樣品，判斷其不值得進行可靠性的評估，故省略可靠性的不良率的測定。
表1的樣品編號2、7係藉由變化預燒條件及燒成條件，使ZnO-TiO2化合物的生成量變化的樣品。表1的樣品編號4、8係藉由變化預燒條件及燒成條件，使ZnO-TiO2化合物的生成量變化的樣品。此外，表1的樣品編號7、8以外的樣品，係為了確認伴隨著組合變化之ZnO-TiO2化合物的生成量的變化，故全部以同一的預燒條件、燒成條件製作。另外，表1的NCZ係意味NiCuZn系鐵氧體。CZ係意味CuZn系鐵氧體。ST係意味SrO-TiO2系氧化物。ZT係意味ZnO-TiO2系氧化物。
如表1所示，ZnO、TiO2及B2O3的含量及ZnO-TiO2化合物的生成量全在本發明的範圍內時(樣品編號2~5、9~11、13~15)，共燒結後不會產生不良狀況，且可靠性也呈良好的結果。
ZnO的含量過少時(樣品編號1)，雖生成所定量的ZnO-TiO2化合物，剩餘的TiO2變為容易和磁性體層、介電體層的成分發生化學反應的狀態，共燒結時進行元素擴散而使燒結性惡化。再者，可靠性的結果也變為不好。
ZnO的含量過多時(樣品編號6)，ZnO-TiO2化合物的生成量變得不夠。而共燒結後，ZnO在積層型過濾器的表面過量的分離。ZnO過量分離的地方產生電鍍增長。由於電鍍增長，終端電極間的絕緣耐壓降低，因而判斷沒有進行可靠性評估的價值。
雖然ZnO及TiO2的含量在所定的範圍內，但ZnO-TiO2化合物的生成量過少時(樣品編號7、8)，共燒結時進
行元素擴散而燒結性惡化。樣品編號7、8的預燒溫度低。因此，化學反應無法充分進行，ZnO-TiO2化合物的生成量變少，變得個別存在的ZnO和TiO2為多的狀態。因此，ZnO及/或TiO2和磁性體層、介電體層的成分發生化學反應。認為是ZnO主要和磁性體層、TiO2主要和介電體層發生化學反應。將樣品編號7、8以電子顯微鏡觀察時，判斷特別是介電體層的燒結性降低過多，因而沒有進行可靠性評估的價值。
不含有B2O3時(樣品編號12)，雖生成所定量的ZnO-TiO2化合物，中間材料層本身變得無法得到充分的燒結性，中間材料層的收縮延遲。因此，伴隨著各層的燒結的收縮變得不一致，伴隨著收縮的不一致產生剝離，無法將各層一體化。
此外，ZnO、TiO2及B2O3的含量及ZnO-TiO2化合物的生成量全在本發明的範圍內時，包含作為副成分的CuO及/或MnO亦呈良好的結果(樣品編號9~11、15)。此外，依據樣品編號4、9~11、15的結果可知，藉由添加CuO及/或MnO可促進ZnO-TiO2化合物的生成。另外，從STEM-EDS的測定，在這些樣品中，可知CuO、MnO固溶於ZnO-TiO2化合物。
在此，針對樣品編號4(實施例)及樣品編號1(比較例)、樣品編號12(比較例)，用電子顯微鏡對中間材料層的邊緣攝影。樣品編號4的磁性體層和中間材料層的界面附近攝影的結果為第3A圖，樣品編號4的中間材料層和介電體層的界面附近攝影的結果為第4A圖，樣品編號4的中間材料層邊緣的照片攝影的結果為第5A圖。另一方面，樣品編號1的介電
體層和中間材料層的界面附近攝影的結果為第3B圖，樣品編號1的中間材料層和介電體層的界面附近攝影的結果為第4B圖，樣品編號12的中間材料層邊緣的照片攝影的結果為第5B圖。
根據第3A圖、第3B圖、第4A圖、第4B圖，在樣品編號1(比較例)係相異於樣品編號4(實施例)，可確認其中間材料層46和介電體層442的邊界附近及中間材料層46和磁性體層422的邊界附近產生大量空隙71。再加上，可確認樣品編號1的介電體層442的燒結性降低。此外，根據第5A圖、第5B圖，在樣品編號12(比較例)係相異於樣品編號4(實施例)，可確認其中間材料層46和磁性體層422的邊界產生剝離81。
實施例2
除了將磁性體層的材料由NiCuZn系鐵氧體變更為CuZn系鐵氧體這點以外，與實施例1的樣品編號4同樣地製作積層型過濾器樣品(樣品編號16)。另外，前述CuZn系鐵氧體中各化合物的組合比例為CuO：8莫耳份、ZnO：43莫耳份、Fe2O3：49莫耳份。試驗結果表示於表1。
樣品編號16和樣品編號4同樣地獲得優異的結果。
實施例3
除了將介電體層的材料由SrO-TiO2系氧化物變更為ZnO-TiO2系氧化物這點以外，與實施例1的樣品編號4同樣地製作積層型過濾器樣品(樣品編號17)。另外，前述ZnO-TiO2
系氧化物中各化合物的組合量，以ZnO：30莫耳%、TiO2：70莫耳%作為主成分原料，對前述主成分原料100重量份，以0.5重量份的比例添加B2O3。試驗結果表示於表1。
樣品編號17和樣品編號4同樣地獲得優異的結果。
實施例4
除了將磁性體層的材料由NiCuZn系鐵氧體變更為CuZn系鐵氧體這點以外，與實施例3的樣品編號17同樣地製作積層型過濾器樣品(樣品編號18)。另外，前述CuZn系鐵氧體中各化合物的組合比例為CuO：8莫耳份、ZnO：43莫耳份、Fe2O3：49莫耳份。試驗結果表示於表1。
樣品編號18和樣品編號17同樣地獲得優異的結果。
實施例5
除了將磁性體層的材料和中間材料層的材料混合而製造的混合材料生胚片夾在磁性體生胚片和中間材料生胚片之間而積層這一點之外，與實施例1的各樣品同樣地製作積層型過濾器樣品。另外，在前述混合材料生胚片中前述磁性體層的材料和前述中間材料層的材料的重量比為5：5。此外，前述混合材料生胚片的厚度為20μm。
實施例5獲得和實施例1同樣的結果。
根據以上敘述，亦可以磁性體層為CuZn系鐵氧體，以介電體層為ZnO-TiO2氧化物，包含ZnO-TiO2化合物的生成量，中間材料層的組成在本發明的組成範圍內，藉此可無
不良狀態地使各層一體化。此外，磁性體層和中間材料層之間，更夾著混合層亦可，包含ZnO-TiO2化合物的生成量，藉由中間材料層的組合在本發明的組合範圍內，即可無不良狀態地使各層一體化。
2‧‧‧積層型過濾器
4‧‧‧元件本體
42‧‧‧積層型晶片電感部(線圈部)
44‧‧‧積層型晶片電容部(電容部)
46‧‧‧中間材料層
422‧‧‧磁性體層
424‧‧‧內部電極層
426‧‧‧晶片本體
442‧‧‧介電體層
444‧‧‧內部電極層
446‧‧‧晶片本體
Claims (7)
- 一種複合電子零件，其具有線圈部、電容部和中間部，其中，前述線圈部具有線圈導體及磁性體層，前述電容部具有內部電極及介電層，前述介電層具有SrO-TiO2系氧化物或ZnO-TiO2系氧化物，前述中間部設置於前述線圈部和前述電容部之間，前述中間部具有中間材料層，前述中間材料層具有ZnO、TiO2及硼，前述中間材料層中包含的ZnO的含量和TiO2的含量的合計為100莫耳份時，前述中間材料層的ZnO的含量為50~85莫耳份，前述中間材料層的TiO2的含量為15~50莫耳份，前述中間材料層中包含的ZnO的含量和TiO2的含量的合計為100重量份時，前述中間材料層的硼的含量以B2O3換算為0.1~5.0重量份，前述中間材料層中包含的ZnO及TiO2構成ZnO-TiO2化合物，前述中間材料層中包含的ZnO和TiO2的合計重量為100重量%時，前述中間材料層包含的前述ZnO-TiO2化合物的含量為50重量%以上。
- 如申請專利範圍第1項所述之複合電子零件，其中，前述中間材料層具有Cu，前述中間材料層的前述Cu的含量以CuO換算為20.0重量份以下，前述Cu固溶於前述ZnO-TiO2化合物。
- 如申請專利範圍第1或2項所述之複合電子零件，其中，前述中間材料層具有Mn，前述中間材料層的前述Mn的含量以MnO換算為3.0重量份以下，前述Mn固溶於前述ZnO-TiO2化合物。
- 如申請專利範圍第1或2項所述之複合電子零件，其中，前述磁性體層具有NiCuZn系鐵氧體或CuZn系鐵氧體。
- 如申請專利範圍第1或2項所述之複合電子零件，其中，前述中間部具有混合層，前述混合層設置於前述磁性體層和前述中間材料層之間，前述混合層係由前述磁性體層包含的磁性體中的至少一部分和前述中間材料層包含的成分中的至少一部分混合的混合材料所形成的。
- 如申請專利範圍第1或2項所述之複合電子零件，其中，前述線圈導體及前述內部電極包含作為導電材料的Ag。
- 如申請專利範圍第1或2項所述之複合電子零件，其中，前述中間材料層的厚度係5~75μm。
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