专利名称：电子元器件的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及陶瓷与导体构成的电子元器件，特别涉及使用磁性体作为构成母体的材料并用部分具有不同的磁性、介电性、绝缘性等的玻璃陶瓷复合组成物的电子元器件。
背景技术：
作为有代表性的电子元器件，可举出层叠片状电感元件、层叠片状阻抗元件、层叠片状共模扼流圈、LC滤波器等防EMI元器件。此外，多层基板、元器件内装模块等也适用于层叠片状元器件以外的元器件。
以往已知有由铁氧体等磁性体与形成线圈等的导体组成的电子元器件。近年来，为了适应电子设备的高频化，要求提高电子元器件的特性。
在代表性的电子元器件即层叠片状阻抗元件中，已经知道，由于在内部导体间或外部电极与内部导体间的杂散电容的原因，将使高频特性恶化，也发表了许多有关使内部导体或外部导体的结构优化的报告。此外还知道，如下述的专利文献1所代表的那样，为了提高层叠变压器中的耦合系数，采用了将非磁性体设置在磁性材料中的结构。
但是在以往的层叠片状阻抗元件中，成为使高频特性恶化原因的杂散电容的值，是由片状结构与成为母体的磁性材料的相对介电常数所决定，设法改善导体结构以使特性提高是有一定限度的。作为其解决措施，如专利文献2所揭示的那样，可考虑采用部分使用相对介电常数低的材料的结构。
专利文献1特公昭62-22245号公报专利文献2特开2000-331831号公报但是，在这样同时烧结不同种类材料的情况下，必须减少如下的一些问题(1)因材料间的相互扩散而引起的材料特性的劣化，(2)因收缩性能不同而引起的裂纹，
(3)因热膨胀系数不同而引起的裂纹。
目前还不知道有关能解决这些问题、并能获得所希望的电气特性的材料。
另一方面，层叠变压器等所代表的、具备磁性材料的电子元器件中，虽然有许多通过采用部分设置小的磁性材料的结构来提高特性的方案，但仍未见到有关解决这些问题的材料的方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种采用玻璃陶瓷复合组合物的电子元器件，该玻璃陶瓷复合组合物具备磁导率和介电常数低、绝缘性好这样的特征，对作为母体的磁性材料的相互扩散少，能抑制接合部中裂纹、脱落或变形等的发生，而且能抑制向内部导体特别向Ag的扩散。
为解决上述问题，本发明的电子元器件具备由铁系氧化物磁性组成物构成的磁性体部分，与所述磁性体部分连接形成的、由玻璃陶瓷复合组成物构成的非磁性体部分，以及形成于所述磁性体部分和所述非磁性部分中至少一方的内部导体部分，所述玻璃陶瓷复合组成物具有作为主成分的微晶玻璃与作为副成份的填充物的石英，所述微晶玻璃以氧化物换算，含有25重量％～55重量％的SiO2，30重量％～55重量％的MgO，5重量％～30重量％的Al2O3，0重量％～30重量％的B2O3，而且相对于100重量％的所述微晶玻璃，含有5重量％～30重量％的所述石英，同时所述石英分散于所述微晶玻璃的玻璃中。
本发明的电子元器件，由于在磁性体部分所使用的铁系氧化物磁性组成物与非磁性体部分所使用的玻璃陶瓷复合组成物之间的界面上相互扩散少，故能获得良好的共烧结性。
又，所述非磁性体部分所使用的玻璃陶瓷复合组成物具有导磁率和介电常数低、而绝缘性好的那种优良特性，且具有抑制向作为内部导体用的Ag等金属材料的扩散的作用，因此能在所述电子元器件中使用Ag等低电阻的金属材料，从而可降低所述电子元器件的直流电阻。
图1为本发明有关的电子元器件的各种例子的概略剖视图。
图2为本发明有关的电子元器件的各种例子的概略剖视图。
图3为本发明有关的电子元器件的各种例子的概略剖视图。
图4为本发明有关的电子元器件的各种例子的概略剖视图。
图5为本发明有关的电子元器件的各种例子的概略剖视图。
图6为本发明有关的电子元器件的各种例子的概略剖视图。
图7为作为本发明有关的其他电子元器件的噪声滤波器的主要部分透视立体图。
图8为上述噪声滤波器的分解立体图。
图9为图7的III-III箭头方向剖视图，是表示常态的信号传播的状态。
图10为图7的III-III箭头方向剖视图，是共模的信号传播的状态。
图11为评价玻璃陶瓷复合组成物用的、与磁性体的相互扩散评价用的试料立体图。
图12为评价玻璃陶瓷复合组成物用的、绝缘性评价用试料的立体图。
标号的说明1、非磁性体部分；2 磁性体部分；4、内部电极(内部导体部分)；5、外部电极；具体实施方式
根据图1至图10详细说明本发明的使用玻璃陶瓷复合组成物的电子元器件的各实施例。
实施例1图1至图6是本发明的使用玻璃陶瓷复合组成物的电子元器件的一实施例，所示为概略剖视图。
上述的电子元器件都具备形成大致长方体形状或大致圆板形的磁性体部2，形成于磁性体部2内的、采用玻璃陶瓷复合组成物的非磁性体部1，在所述非磁性体部1及所述磁性体部2的至少一方作为线圈形状或互相面对的各层状的内部导体部的内部电极4。而且，上述电子元器件最好设置与内部电极4电连接的外部电极5。
上述的电子元器件中，通过内装采用玻璃陶瓷复合组成物的非磁性部1，可减少内部电极4与外部电极5之间发生的杂散电容，从而可抑制因上述杂散电容而引起的高频特性的恶化，同时减轻非磁性体部1与磁性体部2在共烧结时的所述问题，提高成品率。
而且，图1所示的电子元器件中，可得到以减少线圈间及外部电极的杂散电容并提高直流叠加特性为主要目的阻抗元件。图2到图4所示的各电子元器件中，可得到以提高直流叠加特性为主要目的阻抗元件。
图5所示的电子元器件是一种互相层叠板状电容器部8与板状电感器部9的LC元件，电容器部8具有设于电介质部7中的互相面对的各层状的内部电极4，电感器部9在磁性体部2内具有线圈状内部电极4。作为电介质部7的材料，可用通常的电容器所使用的电介质或玻璃陶瓷复合组成物。上述的电子元器件中，可得到以减少电感器部9的线圈间的杂散电容为主要目的的LC元件。
对于图6所示的电子元器件，可得到以提高各电感器部9a与9b的线圈间的耦合、而且减少上述线圈间的杂散电容并提高上述线圈间的绝缘性为主要目的的共模扼流圈元件。
这里，上述磁性体部所用的玻璃陶瓷复合组成物，是具有作为主成分的微晶玻璃与作为副成分的填充物的石英的玻璃陶瓷复合组成物，所述微晶玻璃以氧化物换算，含有25重量％～55重量％的SiO2、30重量％～55重量％的MgO，5重量％～30重量％的Al2O3，0重量％～30重量％的B2O3，而且对于所述微晶玻璃100量％含有5重量％～30重量％，并分散于所述微晶玻璃的玻璃中。详情以后再述。
实施例2图7为本发明的作为另一电子元器件的噪声滤波器的一实施例，是主要部分的透视立体图。图8为上述噪声滤波器的分解立体图。图9为图7的III-III线箭头方向剖视图，所示为常态信号传播的状态。图10为图7的III-III线箭头方向剖视图，所示为共模信号传播的状态。
图7中所示，噪声滤波器21大致由下述几部分构成磁性体层22(图8中磁性体层22a～22d)，各信号线路23、24，接地电极25A，介质部27，各信号用电极端子28、29，接地电极用电极端子30。
各信号线路23、24是由导电性金属材料形成为近似带状、并设置在磁性体层22b与22c间的2条信号线路。而且，各信号线路23、24维持一定间隔互相平行地延伸，沿磁性体层22b、22c的短边(宽度)方向成往复的曲折状，并向长边(长度)方向延伸。又，各信号线路23、24的延伸方向也可在长度方向与宽度方向交替进行。
所述介质部27由设置于2条信号线路23、24间的作为异性媒质的非磁性体媒质构成，用本发明的玻璃陶瓷复合组成物形成。介质部27埋设于互相并排的2条信号线路23、24间的间隙中。这里，作为所述介质部27的材料，采用在上述实施例1所示的玻璃陶瓷复合组成物。
本实施例的噪声滤波器21如上所述构成。以下说明该噪声滤波器的工作原理。
首先，将噪声滤波器21配置于设置有传输差动信号的2条布线的基板上，在各布线的途中分别连接信号用电极端子28、29，同时将接地用电极端子30连接接地端。这样一来，信号通过由各信号线路23、24与接地电极25形成的传输线路26传输，同时接地电极25保持地电位。
这里，当共模信号在各信号线路23、24上传播时，各信号线路23、24上通电的电流方向相同。这时，由于各信号线路23、24互相靠近并排设置，因此各自的信号线路23、24产生的磁通互相加强，从而对共模信号而言，各信号线路23、24如一条线路那样工作。
又，各信号线路23、24在磁性体层22b、22c之间形成。因此，对共模信号来说，由各信号线路23、24及接地电极25形成的传输线路26具有电感L，而且由于磁性体层22b、22c的介电常数，而与接地电极25之间具有电容C。
也就是说，各信号线路23、24对共模信号起到与分布参数电路等效的作用，流过该各信号线路23、24的共模信号在电感L、电容C保持一定的频带中，能无损耗地传输。另一方面，当共模信号的频率提高时，磁性体层22b、22c的磁导率变化，电感L中产生损耗分量R(磁性损耗)。因此，由于磁性损耗使高频带的共模信号衰减。
与之相反，当在各信号线路23、24中传播常态信号时，主要在各信号线路23、24间形成传输线路26。这时，通过各信号线路23、24的电流方向相反，而电量大致相等。因此，由于各自的信号线路23、24产生的磁通互相抵消，故电感L和损耗分量R(磁性损耗)都低于共模的情况。
但是，在将各信号线路23、24形成于均匀媒质中时，无论是共模与常态的任一种模式，有效的材料特性也不改变。也就是说存在下述的问题，即无论哪个频率，共模对常态的损耗比率不变，通过信号时的噪声抑制效果受损，如果提高噪声抑制效果，则信号也被衰减。
与之相反，本实施例中，在各信号线路23、24之间设置其相对磁导率μr1小于磁性体22b、22c的相对磁导率μr0的介质部27，故与常态产生的磁通φn如图9所示那样通过(横穿)介质层27的情况相反，如图10所示那样，共模产生的磁通Φc不通过介质部27。
因此，比较设与不设介质部27的情况时，在常态产生的磁通Φn的通道中，由于介质部27而降低了有效相对磁导率μwn，与之相反，在共模产生的磁通Φc的通道中，不降低有效相对磁导率μwc。
这时，当有效相对磁导率一降低、一般损耗的峰值产生的频率(与有效相对磁导率对应的磁导率的实部μ’与虚部μ”为相同值的频率)有移向高频侧的倾向。因此，未设置介质部27时，在几MHz左右产生损耗的峰值，而不同的是，在设置介质部27时，在几十MHz左右产生损耗的峰值。
这时，由磁导率的虚部M”与实部M’的比率(M”/M’)及实部M’的大小所决定的损耗的大小本身，设置介质部27时也比不设介质部27时来得小。
因而，对常态信号而言，磁性损耗R的峰值产生的频率移向高频侧，同时磁性损失R的本身也减小。结果，共模信号能从低频除去，而不同的是，常态信号连高频分量也可无衰减地传输。因此，可以不产生波形失真地传输作为必要模式的常态信号，可兼有维持波形质量与除去噪声的效果。
图7所示的电子元器件，由于介质部的εr特别低，故提高了接地电极的距离尺寸中的自由度，此外，也容易达到与噪声滤波器连接的电路的阻抗匹配。因此可得到能使噪声滤波器的反射损耗降低、并抑制由谐振引起的噪声增大或信号波形失真的噪声滤波器。
实施例3以下说明用于上述电子元器件的玻璃陶瓷复合组成物的组成范围及决定它的经过。
也就是说，上述磁性体部所用的玻璃陶瓷复合组成物是具备作为主成份的结晶化玻璃与作为副成分的填充料的石英的玻璃陶瓷复合组成物，所述微晶玻璃用氧化物换算，含有的20重量％～55重量％的SiO2，30重量％～55重量％MgO，35重量％～30重量％的Al2O，30％～30重量％的B2O，同时，相对于100重量％的所述微晶玻璃，含有5重量％～30重量％的所述石英，而且所述石英分散于所述微晶玻璃的玻璃中，下面说明决定其组成范围的经过。
图11示出评价玻璃陶瓷复合组成物用的、与磁性材料的相互扩散评价用的试料的立体图。图12示出评价玻璃陶瓷复合组成物用的、绝缘性评价用试料的立体图。
首先，作为磁性材料是用Ni-Cu-Zn系磁性材料(示于以下的表7的材料编号“a”，作为与该材料共烧结的材料着眼于将玻璃与填充料混合的材料系，讨论以下的材料。
作为选定的条件，取相对磁导率μr1、相对介电常数εr≤8、热膨胀系数5≤α≤15ppm/℃，对上述磁性材料与作为内部导体的Ag、Ag/Pd(重量％o为85/15)、Au的相互扩散进行评价。
进行调合，得到表1所示的最终组成物的组成比(单位为重量％)，在Pt坩埚中用1600℃熔融，通过水中急冷得到玻璃材料。
将该玻璃材料用球磨机磨64小时～80小时，以Φ5mm的PSZ(部份稳定化氧化锆)作为媒质，溶剂用甲苯，进行微粉碎并调制。
其后，为了考虑烧结性，使其成为表1所示的最终生成物的组成比，则添加规定的填充料，用球磨机磨16小时，以PSZ为媒质，溶剂用甲苯，进行微粉碎并调制。
接着，在上述调制后，添加PVB(聚乙烯醇缩丁醛)系的粘合剂15重量％，经16小时的粘合剂混合，得到浆料。将得到的浆料用刮刀法干燥，得到约50μm厚度的、由玻璃陶瓷复合组成物构成的片状成形体。
其次，对于磁性材料，以表7所示的试料编号“a”的组成进行调合，用球磨机将PSZ作为媒质用纯水进行调合16小时。用加热板使水分蒸发干燥后，以750℃～800℃进行煅烧。煅烧后的粉末用球磨机以PSZ作为媒质，溶剂用エキネン/甲苯为1∶1的比例进行粉碎48小时。
粉碎后，添加PVB系的粘合剂15重量％，进行16小时粘合剂混合，得到浆料。将得到的浆料用刮刀法干燥，得到约50μm厚度的、由磁性材料构成的片状成形体。
将上述的玻璃陶瓷复合组成物构成的薄片和磁性材料构成的薄片各自形成600μm的厚度，层叠成各自材料贴合的结构，用WIP(温水各向等压压力机)以147MPa进行加压。
对加压后的材料切成正方形，使边长为厚度的4倍，如图11所示，得到由玻璃陶瓷复合组成物31、磁性材料32构成的薄片33，作为与磁性材料的相互扩散评价用的试料。
在上述薄片33上涂布在Ag或Au粉中加入乙基纤维素的粘合剂而制成的膏剂，形成宽200μm、厚25μm。将上述薄片33层叠成在中间内装由上述膏构成的内部电极(内部导体部)的形状，制成厚度1mm、边长2mm的与内部电极的相互扩散评价用试料。
以900℃～1000℃、保持时间2小时，烧结这些试料，将评价εr、热膨胀系数α的结果及评价相互扩散状态的结果示于表2。
表2中，利用WDX(波长色散型X射线分析法)对试料内部的研磨面进行观察，将强度换算成浓度的值，将在玻璃陶瓷复合组成物与陶瓷材料间达到为0.1％以上、在玻璃陶瓷复合组成物与导体材料间达到0.5％以上的扩散范围为距离材料接合界面小于25μm时作为“○”，25～50μ时作为“△”，大于50μm时作为“×”。
表2中，综合评价◎表示本实施例，其他表示比较例。对以下的表也相同。
表1
表2
由表2可见，如试料编号“K”、“N”、“O”那样的组成构成的玻璃陶瓷复合组成物，是εr小、热膨胀系数α接近磁性材料、再有与该磁性材料的相互扩散程度小、容易共烧结的材料。特别是像试料编号“N”那样的采用石英作为填充料的试料，其εr小、热膨胀系数α大的倾向更显著。据认为这是由于，石英的α在垂直于C轴方向约为15ppm/℃，较大，且εr约4左右，较小。
此外，利用XRD(X射线衍射法)研究试料编号“N”的评价用试料的结晶状态的结果，明确地确认了顽辉石、镁橄榄石、石英的峰值。
以下用表1所示的试料对玻璃陶瓷复合组成物的电气绝缘性进行评价。即，作为上述绝缘性评价用试料，制成用Ag作为内部导体形成电极为对向结构的测试片，评价电场下的耐湿性、高温性。
以下示出具体的评价用试料的利记博彩app。
如图12所示那样，将乙基纤维素粘合剂加入Ag粉制成的膏剂涂布到含有表1所示的最终生成物的组成材料的各片状成形体上，形成宽200μm，厚25μm，层叠成内部电极34在中间以距离50μm的间隔对向的电容器结构，经加压、切割，分别得到厚1mm、边长2mm的成形体。
其次，在900℃、保持时间2小时的条件下烧结上述各成形体，接着，将以Ag、乙基纤维素系粘合剂、松油醇为主成分的膏剂分别涂布各内部电极露出的各端面，通过850℃烧结，分别形成上述膏剂的各外部电极35，分别得到绝缘性评价用试料36。
其次，在对上述绝缘性评价用试料36加上电场强度为1.0kV/mm的电压的状态下，分别放入70℃且湿度95％的恒温恒湿槽(恒温恒湿条件)及120℃的高温槽(高温条件)，根据电阻值的变化来评价绝缘性。其结果示于表2。
表2中，取各条件下的试料放入数为30个。以放入后电阻值降低2位数以上的时间作为劣化时间，描出威伯尔曲线，将3.33％的累积故障时间超过500小时的作为“○”，100小时～500小时的作为“△”，未满100小时的作为“×”。
由表2可见，试料编号“K”、“N”、“O”那样的组成构成的玻璃陶瓷复合组成物是εr小、热膨胀系数α接近磁性材料、而且绝缘性好的材料。
其次，着眼于上述研究过的试料编号“N”构成的材料系，准备表3所示玻璃陶瓷复合组成物(表3还示出最终组成物的组成比)，烧结经分别贴合由该玻璃陶瓷复合组成物及磁性材料构成的片状成形体，制成评价用试料，评价与磁性材料的共烧结性。
作为磁性材料，用Ni-Cu-Zn系磁性材料(示于以下表7的试料编号“α”)，采用与上述同样的方法，得到由玻璃陶瓷复合组成物及磁性材料构成的片状成形体。层叠各片状成形体，使其厚度相等，在98MPa、60℃条件下加压30秒，然后切断，使各自的尺寸比例变化，制成图11所示的评价用试料。
在升温时间为300℃/h、峰值温度为900℃、保持时间2小时、降温时间为200℃/h组成的条件下，烧结这些评价用试料，评价试料的裂痕、破损。它们的评价结果、各试料编号的材料特性以及绝缘性评价结果，合并示于表3。
表3中，作为相互扩散、绝缘性的评价方法是与上述相同的，作为共烧结性评价，是用光学显微镜观察到试料表面裂痕、破损，或试料界面的脱落、破损的，判断为“×”，未观察到的判断为“○”。
又，在表3至表5中，有形状A及形状B两种形状，形状A意指贴合的各自的材料厚度为500μm、厚度合计为1000μm、边长为4000μm的长方体，形状B意指贴合的各自的材料厚度为2000μm、厚度合计为4000μm、边长为8000μm的长方体。
表3中，作为烧结性评价，将在900℃与950℃的烧结体的密度变化小于5％的判断为“○”，大于5％、小于10％的判断为“△”，超过10％的判断为“×”。
表3 从表3可见石英量小于5重量％及超30重量％时易发生裂纹。又，超过30重量％时烧结困难。根据裂纹的评价结果，最好是15重量％～25重量％。
对于SiO2，25重量％以下时易发生裂纹。超过55重量％时易发生裂纹。
对于MgO，小于30重量％时易发生裂纹。又，超过55重量％时易发生裂纹。
对于SiO2及MgO，综合考虑绝缘性、介电特性、热膨胀系数时，最好各自取30重量％～45重量％。
对于Al2O3，小于5重量％时Ag易扩散。超过30重量％时，由于εr增大，故不好。
即使不含B2O3，虽也能够烧结，但熔融温度增高。超过30重量％时Ag扩散变得显著。最好为5重量％～15重量％。
根据上述，可以找出适合于与Ni-Cu-Zn系磁性材料共烧结的玻璃陶瓷复合组成物。
以下，对于由上述讨论过的试料编号“テ”构成的材料系，评价Ni-Cu-Zn以外的铁系氧化物磁性组成物的共烧结性。SiO2/MgO/Al2O3/B2O3(石英)组成为40/40/10/10(20)重量％(石英表示相对于SiO2/MgO/Al2O3/B2O3的100重量％的含有量)，采用形成为与上述相同的片状的试料。
作为磁性材料，对表4、表5所示试料编号a～e组成及晶体结构不同的5种材料，采用形成为与上述相同的片状的试料，与上述相同来评价有关在材料界面的相互扩散、裂纹、破损的共烧结性。表4、表5中用克分子(mol)％分别表示各氧化物的混合量。上述评价结果示于表4和表5。
表4
表5
可见，在任何一种组成及晶体结构不同的磁性材料中，相互扩散程度也低，而且在共烧结性方面，虽然存在结构上的限制，但处理比较容易。
此外可见，对于上述玻璃陶瓷复合组成物，成为接合对象的材料不限于Ni-Cu-Zn材料，铁系氧化物磁性组成物也合适。
权利要求
1.一种电子元器件，具备由铁系氧化物磁性组成物构成的磁性体部分，与所述磁性体部分连接形成的、由玻璃陶瓷复合组成物构成的非磁性体部分，以及形成于所述磁性体部分和所述非磁性部分中至少一方的内部导体部分，其特征在于，所述玻璃陶瓷复合组成物具有作为主成分的微晶玻璃与作为副成份的填充物的石英，所述微晶玻璃以氧化物换算，含有25重量％～55重量％的SiO2，30重量％～55重量％的MgO，5重量％～30重量％的Al2O3，0重量％～30重量％的B2O3，而且相对于100重量％的所述微晶玻璃，含有5重量％～30重量％的所述石英，同时所述石英分散于所述微晶玻璃的玻璃中。
全文摘要
本发明提供玻璃陶瓷复合组成物的电子元器件，具备由铁系氧化物磁性组成物构成的磁性体部分，与所述磁性体部分连接形成的、由玻璃陶瓷复合组成物构成的非磁性体部分，以及形成于所述磁性体部分和所述非磁性部分中至少一方的内部导体部分，所述玻璃陶瓷复合组成物具有作为主成分的微晶玻璃与作为副成分的填充物的石英，所述微晶玻璃以氧化物换算，含有25重量％～55重量％的SiO
文档编号H01F17/04GK1540689SQ20041003515
公开日2004年10月27日 申请日期2004年4月21日 优先权日2003年4月21日
发明者河野大司, 菊田博昭, 昭 申请人:株式会社村田制作所