(57)【要約】【課題】抗折強度が高く高周波帯域における比透磁率の変動率が小さい磁性体材料及び磁性体材料を用いた電子部品を提供する。【解決手段】ガラス−セラミック−フェライト組成物であって、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、５．０重量％以下のＡｌ２Ｏ３、１０．０重量％以上のＢ２Ｏ３及び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及び場合によりフォルステライトを含み、組成物の総重量に対してクォーツの重量割合は４重量％以上１３重量％以下、フォルステライトの重量割合は６重量％以下であり、組成物は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、ピークの半値幅は０．３８°以上０．５６°以下である、組成物。【選択図】図１
2019099400.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【請求項５】
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。
【請求項６】
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。
【請求項７】
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。
【請求項８】
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。
【請求項９】
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。
【請求項１０】
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。
【請求項１１】
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。
【請求項１２】
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。
【請求項１３】
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１４】
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。
【請求項１５】
前記内部導体はＡｇを含む、請求項１４に記載の電子部品。
【請求項１６】
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。
【請求項１７】
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。
【請求項１８】
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。
【請求項１９】
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。
【請求項２０】
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス−セラミック−フェライト組成物およびこれを用いた電子部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
コイル部品は、電子機器のノイズ対策等に広く用いられている。コイル部品として、フェライトを含む磁性体組成物で構成された素体の内部にコイル導体が埋設された電子部品が提案されている。
【０００３】
特許文献１には、磁性体材料と非磁性体材料とを含有する複合フェライト組成物であって、磁性体材料と非磁性体材料との混合比率が、２０重量％：８０重量％〜８０重量％：２０重量％であり、磁性体材料がＮｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライトであり、非磁性体材料の主成分が少なくともＺｎ、ＣｕおよびＳｉの酸化物を含有し、非磁性体材料の副成分がホウケイ酸ガラスを含有する複合フェライト組成物が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−２２０４６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、抗折強度が高くクラックが発生しにくい、信頼性の高い電子部品が求められている。そのため、電子部品の素体を構成する材料として、抗折強度がより高い材料が求められている。一方、数ギガヘルツ、例えば５ＧＨｚ程度の高周波帯域のノイズを除去することができる電子部品が求められており、高周波帯域において電子部品の磁気特性のばらつきが小さいことが求められている。そのため、高周波帯域における比透磁率の変動率が小さい磁性体材料が求められている。
【０００６】
本発明の課題は、抗折強度が高く、かつ高周波帯域における比透磁率の変動率が小さい磁性体材料およびその磁性体材料を用いた電子部品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、上述の課題を解決すべく鋭意検討した結果、Ｘ線回折パターンにおける特定のピークの半値幅が所定の数値範囲内にある磁性体材料が、高い抗折強度を有し、数ギガヘルツ（例えば５ＧＨｚ程度）の高周波帯域において変動率の小さい比透磁率を有することを見出し、本発明を完成させるに至った。
【０００８】
本発明の第１の要旨によれば、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、
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。
【０００９】
本発明の第２の要旨によれば、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、
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。
【００１０】
本発明の第３の要旨によれば、上述のガラス−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が提供される。
【００１１】
本発明の第４の要旨によれば、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、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。
【００１２】
本発明の第５の要旨によれば、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。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係るガラス−セラミック−フェライト組成物は、上記特徴を有することにより、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。また、本発明に係る電子部品は、上記特徴を有することにより、高い抗折強度を有し、かつ高周波帯域における磁気特性のばらつきが小さい。また、本発明に係るガラス−セラミック−フェライト組成物の製造方法は、上記特徴を有することにより、高い抗折強度を有し、かつ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。また、本発明に係る電子部品の製造方法は、上記特徴を有することにより、高い抗折強度を有し、かつ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。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明の一の実施形態に係る電子部品の一例を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。但し、以下に示す実施形態は例示を目的とするものであり、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。以下に説明する構成要素の寸法、材質、形状、相対的配置等は、特定的な記載がない限りは本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。また、各図面が示す構成要素の大きさ、形状、位置関係等は説明を明確にするため誇張していることがある。
【００１６】
［ガラス−セラミック−フェライト組成物］
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。
【００１７】
本実施形態に係るガラス−セラミック−フェライト組成物は、Ａｇを含む内部導体を用いた場合に、Ａｇとの同時焼成が可能な９３０℃以下の焼成温度で焼成することができる。内部導体としてＡｇを用いる場合、Ａｇの融点以下の温度で焼成を行う必要がある。しかし、組成物が、Ｎｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライトに加えて、ステアタイト、アルミナ、フォルステライトおよびジルコニア等のセラミック材料のみを含む場合には、組成物の焼結温度が高くなるため、Ａｇとの同時焼成が可能な９３０℃以下の焼成温度では組成物の焼結が困難であると考えられる。これに対し、本実施形態に係るガラス−セラミック−フェライト組成物は、ガラスを含むので、９３０℃以下の焼成温度で組成物を焼結させることができる。
【００１８】
ガラスとして、Ｌｉ、ＮａおよびＫからなる群から選択される少なくとも１種のアルカリ金属元素Ｒと、場合によりＡｌとを含むホウケイ酸ガラス（Ｒ２Ｏ−ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３ガラス）を用いることができる。ＲおよびＡｌは、酸化物Ｒ２ＯおよびＡｌ２Ｏ３の形態でガラスに含まれると考えられる。但し、ＲおよびＡｌが、必ずしも酸化物Ｒ２ＯおよびＡｌ２Ｏ３の形態でガラスに含まれる必要はない。ガラスの組成は、以下に示すように、Ｒ２Ｏ、Ａｌ２Ｏ３、Ｂ２Ｏ３およびＳｉＯ２の含有量で表すことができる。
【００１９】
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を含む。別法として、ガラスの組成は、以下に示すように、Ｒ、Ａｌ、ＢおよびＳｉの含有量で表すこともできる。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を含む。ガラスの組成が上記範囲内であると、組成物を、Ａｇとの同時焼成が可能な９３０℃以下の焼成温度で焼結させることができる。
【００２０】
ガラスは、ガラスの総重量を基準として５．０重量％以下のＲ２Ｏを含むことが好ましい。換言すれば、ガラスは、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を含むことが好ましい。ガラス組成が上記範囲内であると、ガラス−セラミック−フェライト組成物の抗折強度をより高くすることができる。
【００２１】
ガラスは、ガラスの総重量を基準として２．０重量％以上のＡｌ２Ｏ３を含むことが好ましい。換言すれば、ガラスは、ガラスの総重量を基準として１．０重量％以上のＡｌを含むことが好ましい。ガラス組成が上記範囲内であると、ガラス−セラミック−フェライト組成物の抗折強度をより高くすることができる。
【００２２】
ガラスは、ガラスの総重量を基準として２５．０重量％以下のＢ２Ｏ３を含むことが好ましい。換言すれば、ガラスは、ガラスの総重量を基準として７．８重量％以下のＢを含むことが好ましい。ガラス組成が上記範囲内であると、ガラス−セラミック−フェライト組成物の抗折強度をより高くすることができる。
【００２３】
ガラスは、ガラスの総重量を基準として７０．０重量％以上のＳｉＯ２を含むことが好ましい。換言すれば、ガラスは、ガラスの総重量を基準として３２．７重量％以上のＳｉを含むことが好ましい。ガラス組成が上記範囲内であると、ガラス−セラミック−フェライト組成物の気泡率を低減でき、かつ抗折強度をより高くすることができる。なお、本明細書において、ガラス−セラミック−フェライト組成物の「気泡率」とは、組成物の一の断面における特定の領域の面積に対する、当該領域に存在する気泡の断面積の合計の比率を意味する。気泡率の測定方法の詳細については後述する。気泡率が高くなると、気泡を起点にしたクラックが生じやすくなり、組成物の抗折強度が低くなる傾向にある。そのため、気泡率の高いガラス−セラミック−フェライト組成物を用いた電子部品の強度（抗折強度を含む）は低くなりやすい。ガラス−セラミック−フェライト組成物の気泡率を低減することにより、電子部品の強度を高くすることができる。
【００２４】
ガラス−セラミック−フェライト組成物に含まれるＮｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライトは、スピネル構造の固溶体である強磁性フェライトである。Ｎｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライトは、高周波帯域で充分に高い比透磁率を有するので、高周波用途に適している。ガラス−セラミック−フェライト組成物は、フェライトとしてＮｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライトのみを含んでよく、あるいは、Ｎｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライトに加えて、他の１種類以上のフェライト、例えばＮｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライト以外のＮｉ−Ｚｎ系フェライト、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト、Ｍｇ−Ｚｎ系フェライト、Ｎｉ−Ｃｏ系フェライト等を含んでもよい。
【００２５】
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％以下である。Ｎｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライトは、ガラスよりも高い比透磁率を有する。そのため、ガラス−セラミック−フェライト組成物は、Ｎｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライトを５８重量％以上含むことにより、高い比透磁率を有することができる。また、Ｎｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライトの含有量が５８重量％以上であると、ガラス−セラミック−フェライト組成物の抗折強度をより高くすることができる。これは、Ｎｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライトの含有量が多いと、組成物中に存在するＮｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライト粒子同士の結合が強くなるからであると考えられる。一方、ガラスは、Ｎｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライトよりも低い比誘電率を有する。そのため、ガラス−セラミック−フェライト組成物は、Ｎｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライトを６４重量％以下含むことにより、低い比誘電率を有することができる。
【００２６】
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、５０重量％以下であることが好ましい。Ｎｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライトの含有量が５０重量％以下であると、組成物の比誘電率をより一層低くすることができ、例えば７以下の比誘電率にすることができる。
【００２７】
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、３２重量％以上であることが好ましい。Ｎｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライトの含有量が３２重量％以上であると、組成物の抗折強度をより一層高くすることができる。
【００２８】
本実施形態に係るガラス−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する。このピークは、組成物に含まれるＮｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライトのマグネタイト相の（５１１）面に由来するものであり、２θ＝５７°付近に極大値を有するピークである。なお、本明細書において、極大値はＸ線回折パターンの最大値でなくともよく、つまり、極大値を有するピークはＸ線回折パターンにおいて最大値をとるピーク（メインピーク）でなくともよい。本実施形態に係るガラス−セラミック−フェライト組成物において、このマグネタイト相の（５１１）面に由来するピークの半値幅は、０．３８°以上０．５６°以下である。本発明者は、このマグネタイト相の（５１１）面に由来するピークの半値幅が、高周波帯域におけるガラス−セラミック−フェライト組成物の比透磁率の変動率と相関を有することを見出した。具体的には、Ｋ−Ｃｕ−α線を用いて測定されるＸ線回折パターンにおける、マグネタイト相の（５１１）面に由来するピークの半値幅が０．３８°以上０．５６°以下であると、磁性体材料の高周波帯域における比透磁率のばらつき（変動率）が小さくなる。Ｘ線回折パターンのピークの半値幅が小さい程、フェライトの結晶性が高くなる傾向にあり、半値幅が大きい程、フェライトの結晶性が低く、欠陥や不純物等が多くなる傾向にある。本実施形態に係るガラス−セラミック−フェライト組成物は、半値幅が上記範囲内であることにより、組成物中の結晶性が高く、その結果、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等の磁気特性のばらつきが小さくなると考えられる。このように高周波帯域における磁気特性のばらつきが小さいガラス−セラミック−フェライト組成物を用いた電子部品は、高周波帯域のノイズを確実に除去することができ、かつ電子部品の磁気特性のばらつきが低くなる。ガラス−セラミック−フェライト組成物のＸ線回折分析は、ガラス−セラミック−フェライト組成物を、乳鉢等を用いて粉砕して粉末状とし、この粉末について、Ｘ線回折装置においてＫ−Ｃｕ−α線を用いて行うことができる。
【００２９】
ガラス−セラミック−フェライト組成物は、セラミックフィラーとして、クォーツおよび場合によりフォルステライトを含む。
【００３０】
クォーツは、ガラスよりも高い線膨張係数を有する。そのため、クォーツを添加することにより、組成物の線膨張係数を大きくすることができる。ガラス−セラミック−フェライト組成物を電子部品の素体として用いる場合、組成物の線膨張係数を大きくすることにより、電子部品を基板に実装する際に電子部品にクラックが発生するのを抑制することができる。組成物の線膨張係数を大きくすることによりクラックの発生を抑制することができるメカニズムは、いかなる理論にも拘束されるものではないが、凡そ以下の通りであると考えられる。電子部品を基板に実装する際に、電子部品にクラックが生じることがある。クラックの発生は、電子部品と基板との応力差に起因するものであると考えられる。基板およびチップを構成する材料にもよるが、一般に、基板は、電子部品よりも線膨張係数が大きい。電子部品の素体として用いられる組成物の線膨張係数を大きくして、基板の線膨張係数に近づけることにより、電子部品と素体との応力差を小さくすることができる。その結果、基板に実装する際に電子部品に加わる熱応力を小さくすることができ、電子部品にクラックが発生するのを抑制することができる。
【００３１】
ガラス−セラミック−フェライト組成物の線膨張係数は、７．６ｐｐｍ／Ｋ以上８．２ｐｐｍ／Ｋ未満であることが好ましい。線膨張係数が７．６ｐｐｍ／Ｋ以上であると、クラックの発生を抑制することができる。線膨張係数が８．２ｐｐｍ／Ｋ未満であると、クラックの発生をより一層抑制することができる。
【００３２】
また、クォーツは比誘電率が低いので、クォーツを添加することによりガラス−セラミック−フェライト組成物の浮遊容量を抑制することができる。このため、クォーツを添加することにより、高周波用途に適した組成物を得ることができる。
【００３３】
ガラス−セラミック−フェライト組成物の総重量に対するクォーツの重量の割合は４重量％以上１３重量％以下である。クォーツの含有量が４重量％以上であると、クラックの発生を抑制することができ、かつ浮遊容量を抑制することができる。また、クォーツは１３重量％以下の含有量で、十分な抗折強度を得ることができ、浮遊容量を十分に抑制することができる。
【００３４】
ガラス−セラミック−フェライト組成物に含まれるセラミックフィラーはフォルステライトを含んでよいが、フォルステライトは必須ではない。フォルステライトは、化学式２ＭｇＯ・ＳｉＯ２で表されるセラミック材料である。ガラス−セラミック−フェライト組成物は、フォルステライトを含むことにより、より高い抗折強度を有することができる。
【００３５】
フォルステライトの添加により組成物の抗折強度が向上するメカニズムは、いかなる理論にも拘束されるものではないが、凡そ以下の通りであると考えられる。ガラス−セラミック−フェライト組成物がフォルステライトを含む場合、フォルステライトを含まない場合と比較して、組成物の表面が滑らかになる。組成物の表面は、例えば、光学顕微鏡および電子顕微鏡の観察により確認することができる。組成物の表面が滑らかであると、組成物に負荷がかかったときに、クラックの起点となり得る応力集中箇所が少なくなる。そのため、組成物にクラックが生じにくく、高い抗折強度を有することができる。
【００３６】
ガラス−セラミック−フェライト組成物の総重量に対するフォルステライトの重量の割合は、６重量％以下である。フォルステライトの含有量が６重量％以下であると、Ａｇとの同時焼成が可能な９３０℃以下の焼成温度で組成物を焼結させることができる。ガラス−セラミック−フェライト組成物の総重量に対するフォルステライトの重量の割合は、１重量％以上であることが好ましい。フォルステライトの含有量が１重量％以上であると、ガラス−セラミック−フェライト組成物の気泡率を低くすることができ、かつ抗折強度をより高くすることができる。
【００３７】
セラミックフィラーは、上述したフォルステライトおよびクォーツの他に、アルミナ、ウィレマイト、コージェライト、ステアタイト、ムライト等を含んでもよい。
【００３８】
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系フェライトおよびセラミックフィラーの重量の合計の割合は、好ましくは８０重量％以下である。Ｎｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライトおよびセラミックフィラーの含有量の合計が８０重量％以下であると、ガラス−セラミック−フェライト組成物は、２０重量％以上のガラスを含むことになり、その結果、ガラス−セラミック−フェライト組成物の抗折強度をより高くすることができる。また、組成物におけるガラスの含有量が２０重量％以上であると、組成物の焼結温度を低くすることができ、Ａｇとの同時焼成が可能な９３０℃以下の焼成温度で組成物を焼結させることができる。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系フェライトおよびセラミックフィラーの重量の合計の割合は、より好ましくはが７４重量％以下である。Ｎｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライトおよびセラミックフィラーの含有量の合計が７４重量％以下であると、ガラス−セラミック−フェライト組成物の抗折強度を更に高くすることができる。また、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系フェライトおよびセラミックフィラーの重量の合計の割合は、６５重量％以上であることが好ましい。Ｎｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライトおよびセラミックフィラーの含有量の合計が６５重量％以上であると、ガラス−セラミック−フェライト組成物の抗折強度をより高くすることができ、かつ気泡率を低くすることができ、その結果、強度の高い電子部品を得ることができる。
【００３９】
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系フェライトおよびクォーツの重量の合計の割合は、６５重量％以上であることが好ましい。Ｎｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライトおよびクォーツは共に、ガラスよりも線膨張係数が大きいので、Ｎｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライトおよびクォーツの含有量の合計が６５重量％以上であると、ガラス−セラミック−フェライト組成物の線膨張係数を大きくすることができる。線膨張係数が大きいガラス−セラミック−フェライト組成物を、電子部品の素体として用いた場合、電子部品を基板に実装する際に電子部品に加わる熱応力を小さくすることができる。その結果、電子部品を基板に実装する際に、電子部品にクラックが発生するのを抑制することができる。また、Ｎｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライトおよびクォーツの重量の合計の割合を６５重量％以上とすることで、気泡率を減らして抗折強度を高くすることができる。
【００４０】
ガラス−セラミック−フェライト組成物の気泡率は、７％以下であることが好ましい。気泡率が低いほど、ガラス−セラミック−フェライト組成物は緻密な構造を有し、抗折強度が向上する傾向にある。気泡率が７％以下であると、ガラス−セラミック−フェライト組成物の抗折強度をより一層高くすることができる。
【００４１】
ガラス−セラミック−フェライト組成物は、上述したガラス、Ｎｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライトおよびセラミックフィラーの他に、ジルコニアを含んでもよい。
【００４２】
ガラス−セラミック−フェライト組成物の組成は、例えば、誘導結合プラズマ発光分析法（ＩＣＰ‐ＡＥＳ）およびＸ線回折法（ＸＲＤ）を組み合わせることにより同定することができる。
【００４３】
［ガラス−セラミック−フェライト組成物の製造方法］
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。
【００４４】
本実施形態に係る方法において、ガラスの組成は、以下に示すように、Ｒ２Ｏ、Ａｌ２Ｏ３、Ｂ２Ｏ３およびＳｉＯ２の含有量で表すことができる。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を含む。別法として、ガラスの組成は、以下に示すように、Ｒ、Ａｌ、ＢおよびＳｉの含有量で表すこともできる。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を含む。ガラスの組成が上記範囲内であると、Ａｇとの同時焼成が可能な９３０℃以下の焼成温度で組成物を焼結させることができる。
【００４５】
ガラス−セラミック−フェライト組成物に含まれ得るＮｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライトとして上述したものを、混合物に含まれるＮｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライトとして同様に用いることができる。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％以下である。Ｎｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライトの含有量が５８重量％以上であると、高い比透磁率を有する組成物を得ることができる。また、Ｎｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライトの含有量が６４重量％以下であると、低い比誘電率を有する組成物を得ることができる。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、５０重量％以下であることが好ましい。Ｎｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライトの含有量が５０重量％以下であると、より一層低い比誘電率を有する組成物を得ることができる。また、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、３２重量％以上であることが好ましい。Ｎｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライトの含有量が３２重量％以上であると、抗折強度がより一層高い組成物を得ることができる。
【００４６】
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む。混合物にセラミックフィラーとしてクォーツを添加することで、線膨張係数が高く、かつ浮遊容量が小さく高周波用途に適したガラス−セラミック−フェライト組成物を得ることができる。混合物の重量に対するクォーツの重量の割合４重量％以上１３重量％以下である。クォーツの含有量が４重量％以上であると、クラックの発生が抑制され、かつ浮遊容量が抑制されたガラス−セラミック−フェライト組成物を得ることができる。また、クォーツを１３重量％以下の含有量で添加することで、十分な抗折強度を有し、かつ浮遊容量が十分に抑制されたガラス−セラミック−フェライト組成物を得ることができる。
【００４７】
混合物は、セラミックフィラーとして、クォーツに加えてフォルステライトを含んでよいが、フォルステライトは必須ではない。混合物にフォルステライトを添加することで、抗折強度の高いガラス−セラミック−フェライト組成物を得ることができる。混合物の重量に対するフォルステライトの重量の割合は６重量％以下である。フォルステライトの含有量が６重量％以下であると、Ａｇとの同時焼成が可能な９３０℃以下の焼成温度で焼成を行うことができる。混合物の重量に対するフォルステライトの重量の割合は、１重量％以上であることが好ましい。フォルステライトの含有量が１重量％以上であると、気泡率が低く、かつ抗折強度のより高いガラス−セラミック−フェライト組成物を得ることができる。
【００４８】
セラミックフィラーは、上述したフォルステライトおよびクォーツの他に、アルミナ、ウィレマイト、コージェライト、ステアタイト、ムライト等を含んでもよい。
【００４９】
混合物の重量に対する、Ｎｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライトおよびセラミックフィラーの重量の合計の割合は、好ましくは８０重量％以下である。Ｎｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライトおよびセラミックフィラーの含有量の合計が８０重量％以下であると、混合物は、２０重量％以上のガラスを含むことになる。この場合、組成物の焼結温度を低くすることができ、Ａｇとの同時焼成が可能な９３０℃以下の温度で焼成を行うことができる。混合物の重量に対するＮｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライトおよびセラミックフィラーの重量の合計の割合は、より好ましくはが７４重量％以下である。Ｎｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライトおよびセラミックフィラーの含有量の合計が７４重量％以下であると、より一層高い抗折強度を有するガラス−セラミック−フェライト組成物を得ることができる。また、混合物の重量に対するＮｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライトおよびセラミックフィラーの重量の合計の割合は、６５重量％以上であることが好ましい。Ｎｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライトおよびセラミックフィラーの含有量の合計が６５重量％以上であると、更に高い抗折強度を有し、かつ気泡率が低いガラス−セラミック−フェライト組成物を得ることができる。
【００５０】
混合物は、ペーストやスラリーに含まれていてもよい。ペーストやスラリーは、混合物（つまり、上述したガラス、Ｎｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライトおよびセラミックフィラー）の他に、トルエン、エタノール等の溶剤、アクリル、ポリビニルブチラール等のバインダ、フタル酸ジオクチル等の可塑剤を含んでもよい。
【００５１】
なお、上述した混合物の組成は、この混合物を用いて得られるガラス−セラミック−フェライト組成物の組成と実質的に同一であると考えて差し支えない。
【００５２】
以下に説明する手順で、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上述した割合で含む混合物を準備する。まず、上述した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ルツボに入れる。Ｐｔルツボ内の出発原料を溶融して、ガラス融液を得る。出発原料の溶融温度および溶融時間は、ガラス組成に応じて適宜設定することができ、例えば、１４００℃以上１６００℃以下の温度で３時間溶融してよい。このガラス融液を急冷した後、粉砕してガラス粉末を得る。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、所定の割合で混合することにより、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混合物を準備することができる。
【００５３】
次に、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。焼成は、８８０℃以上９２０℃以下の温度で行うことが好ましい。焼成温度が８８０℃以上９２０℃以下であると、Ｎｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライトの結晶性を高くすることができ、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得ることができる。混合物の焼成は、より好ましくは８９０℃以上９１０℃以下で行う。焼成温度をこのように設定することにより、高周波帯域における比透磁率の変動率がより一層小さいガラス−セラミック−フェライト組成物を得ることができる。なお、上述したように、混合物の焼成は９２０℃以下の温度で行われるので、Ａｇとの同時焼成が可能である。
【００５４】
混合物を焼成する場合には、混合物を、上述した溶剤、バインダおよび可塑剤等と混合することにより、スラリーやペーストを準備し、このスラリーやペーストを焼成してもよい。焼成雰囲気は、特に限定されないが、例えば、Ａｇ等の酸化しにくい材料を含む内部導体と同時焼成する場合には、大気雰囲気で焼成を行ってよく、Ｃｕ等の酸化しやすい材料を含む内部導体と同時焼成する場合には、窒素雰囲気等の低酸素雰囲気で焼成を行うことが好ましい。
【００５５】
上述の方法で得られたガラス−セラミック−フェライト組成物について、以下に説明する方法で組成物が焼結しているか否かを確認することができる。
【００５６】
一の方法として、ガラス−セラミック−フェライト組成物の含水率測定により、焼結を確認することができる。具体的には、浸水前後の試料重量を測定し、浸水後の重量増加分を浸水前の重量で割って算出する。含水率が０．５％以上であれば、組成物が焼結していないと判断し、含水率が０．５％未満であれば、組成物が焼結していると判断する。
【００５７】
もう１つの方法として、ガラス−セラミック−フェライト組成物を油性のインク（例えば赤色のインク）に浸した後、水で洗浄する。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する。
【００５８】
本実施形態に係る方法により製造されるガラス−セラミック−フェライト組成物は、高い抗折強度を有し、クラックの発生を抑制することができる。さらに、本実施形態に係る方法により製造されるガラス−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、このピークの半値幅は０．３８°以上０．５６°以下である。半値幅が上記範囲内であることにより、ガラス−セラミック−フェライト組成物の高周波帯域における比透磁率のばらつき（変動率）が小さくなる。ガラス−セラミック−フェライト組成物のＸ線回折分析は、上述した方法で行うことができる。
【００５９】
［電子部品］
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。
【００６０】
内部導体は、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｕ等の導電性材料を含んでよい。内部導体は、１種類の導電性材料のみを含んでよく、２種類以上の導電性材料を含んでもよい。中でも、Ａｇは導体抵抗が小さいので、内部導体はＡｇを含むことが好ましい。
【００６１】
本実施形態に係る電子部品は、特に限定されるものではなく、例えば、図１に示すような積層コイル部品であってよい。
【００６２】
図１は、積層コイル部品の一例を模式的に示す断面図である。図１に示す積層コイル部品１０は、ガラス−セラミック−フェライト組成物を含む素体１１と、素体１１の内部に設けられた内部導体１２と、素体の外表面に設けられた外部電極１３および１４とを備える。内部導体１２は、コイル状に延びるコイル導体１２である。コイル導体１２は、一方の端部において外部電極１３と電気的に接続し、他方の端部において外部電極１４と電気的に接続する。
【００６３】
本実施形態に係る電子部品は、抗折強度が高く、かつ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含む素体で構成されているので、実装時にクラックが発生しにくく、かつ高周波帯域における磁気特性のばらつきが小さいので高周波用途に適している。
【００６４】
［電子部品の製造方法］
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。
【００６５】
混合物は、上述したガラス−セラミック−フェライト組成物の製造方法において用いる混合物と同様のものであってよい。以下の説明において、ガラス−セラミック−フェライト組成物の製造方法において用いた混合物について上述した構成と共通する事項について、記述を省略する場合がある。特に、同様の構成による同様の作用効果については、以下の説明においては逐次言及しないが、特段の説明がない限り、上述の構成と同様の作用効果を奏するものとする。
【００６６】
本実施形態に係る方法において、ガラスの組成は、以下に示すように、Ｒ２Ｏ、Ａｌ２Ｏ３、Ｂ２Ｏ３およびＳｉＯ２の含有量で表すことができる。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を含む。別法として、ガラスの組成は、以下に示すように、Ｒ、Ａｌ、ＢおよびＳｉの含有量で表すこともできる。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％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を含む。ガラスの組成が上記範囲内であると、Ａｇとの同時焼成が可能な９３０℃以下の焼成温度で組成物を焼結させることができる。
【００６７】
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％以下である。Ｎｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライトの含有量が５８重量％以上であると、高い比透磁率を有する素体を得ることができる。また、Ｎｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライトの含有量が６４重量％以下であると、低い比誘電率を有する素体を得ることができる。
【００６８】
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む。混合物にセラミックフィラーとしてクォーツを添加することで、線膨張係数が高く、かつ高周波用途に適した素体を得ることができる。混合物の重量に対するクォーツの重量の割合は４重量％以上１３重量％以下である。クォーツの含有量が４重量％以上であると、クラックの発生が抑制され、かつ浮遊容量が抑制された素体を得ることができる。また、クォーツを１３重量％以下の含有量で添加することで、十分な抗折強度を有し、かつ浮遊容量が十分に抑制された素体を得ることができる。
【００６９】
混合物は、セラミックフィラーとして、クォーツに加えてフォルステライトを含んでよいが、フォルステライトは必須ではない。混合物にフォルステライトを添加することで、抗折強度の高い素体を得ることができる。混合物の重量に対するフォルステライトの重量の割合は６重量％以下である。フォルステライトの含有量が６重量％以下であると、Ａｇとの同時焼成が可能な９３０℃以下の焼成温度で焼成を行うことができる。混合物の重量に対するフォルステライトの重量の割合は、１重量％以上であることが好ましい。フォルステライトの含有量が１重量％以上であると、気泡率が低く、かつ抗折強度のより高い素体を得ることができる。
【００７０】
混合物の重量に対する、Ｎｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライトおよびセラミックフィラーの重量の合計の割合は、好ましくは８０重量％以下である。Ｎｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライトおよびセラミックフィラーの含有量の合計が８０重量％以下であると、混合物は、２０重量％以上のガラスを含むことになる。この場合、組成物の焼結温度を低くすることができ、Ａｇとの同時焼成が可能な９３０℃以下の焼成温度で組成物を焼結させることができる。
【００７１】
混合物は、ペーストやスラリーに含まれていてもよい。ペーストやスラリーは、混合物（つまり、上述したガラス、Ｎｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライトおよびセラミックフィラー）の他に、トルエン、エタノール等の溶剤、アクリル、ポリビニルブチラール等のバインダ、フタル酸ジオクチル等の可塑剤を含んでもよい。
【００７２】
なお、上述した混合物の組成は、この混合物を用いて得られる素体の組成と実質的に同一であると考えて差し支えない。
【００７３】
以下に説明する手順で、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上述した割合で含む混合物を準備する。まず、上述した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ルツボに入れる。Ｐｔルツボ内の出発原料を溶融して、ガラス融液を得る。出発原料の溶融温度および溶融時間は、ガラス組成に応じて適宜設定することができ、例えば、１４００℃以上１６００℃以下の温度で３時間溶融してよい。このガラス融液を急冷した後、粉砕してガラス粉末を得る。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、所定の割合で混合することにより、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混合物を準備することができる。
【００７４】
次に、混合物をシートに成型する。混合物を成形する場合、混合物を、上述した溶剤、バインダおよび可塑剤等と混合することにより、スラリーやペーストを準備し、このスラリーやペーストを用いてシートに成型してもよい。シートの成型方法は特に限定されるものではなく、ドクターブレード法等の方法を用いてシートを成型することができる。
【００７５】
次に、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。
【００７６】
導体ペーストは、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｕ等の金属粉末を含んでよい。内部導体は、１種類の金属粉末のみを含んでよく、２種類以上の金属粉末を含んでもよい。中でも、Ａｇは導体抵抗が小さいので、導体ペーストはＡｇを含むことが好ましい。導体ペーストは、上述した金属粉末に加えて、有機バインダおよび溶剤を含んでよい。導体ペーストは更に、分散剤等の種々の添加剤を含んでもよい。この導体ペーストを、スクリーン印刷法等の方法により、シート上に所定のパターンに印刷することにより、導体パターンを形成することができる。
【００７７】
このように導体パターンが形成されたシートを所定枚数積層して、積層体を形成する。例えば、図１に示すような積層コイル部品を製造する場合、コイル導体パターンが形成された所定枚数のシートを積層した後、これらのシートを、導体パターンが形成されていないシートで狭持して、積層体を得ることができる。
【００７８】
得られた積層体を焼成して、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。焼成は、８８０℃以上９２０℃以下の温度で行うことが好ましい。焼成温度が８８０℃以上９２０℃以下であると、Ｎｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライトの結晶性を高くすることができ、高周波帯域における比透磁率等の磁気特性の変動率が小さい電子部品を得ることができる。混合物の焼成は、より好ましくは８９０℃以上９１０℃以下で行う。焼成温度をこのように設定することにより、高周波帯域における非透磁率の変動率がより一層小さい電子部品を得ることができる。なお、上述したように、混合物の焼成は９２０℃以下の温度で行われるので、Ａｇとの同時焼成が可能である。
【００７９】
焼成雰囲気は、特に限定されないが、例えば、導体パターンがＡｇ等の酸化しにくい材料を含む場合には、大気雰囲気で焼成を行ってよく、導体パターンがＣｕ等の酸化しやすい材料を含む場合には、窒素雰囲気等の低酸素雰囲気で焼成を行うことが好ましい。
【００８０】
このようにして得られた電子部品について、上述した方法により、素体が焼結しているか否かを確認することができる。
【００８１】
更に、得られた電子部品に、外部電極等を適宜形成してよい。
【００８２】
本実施形態に係る方法により製造される電子部品は、素体が高い抗折強度を有するので、実装時にクラックが発生しにくく、高い信頼性を有する。さらに、本実施形態に係る方法により製造される電子部品は、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、このピークの半値幅は０．３８°以上０．５６°以下である。このピークは、電子部品の素体に含まれるＮｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライトのマグネタイト相の（５１１）面に由来するものであり、２θ＝５７°付近に極大値を有するピークである。半値幅が上記範囲内であることにより、素体の高周波帯域における比透磁率のばらつき（変動率）が小さくなる。本実施形態に係る方法により製造される電子部品は、高周波帯域における素体の比透磁率の変動率が小さいので、高周波帯域のノイズを確実に除去することができる。そのため、本実施形態に係る電子部品の製造方法は、高周波帯域における磁気特性のばらつきが小さい、高周波用途に適した電子部品を製造することができる。電子部品のＸ線回折分析は、電子部品を、乳鉢等を用いて粉砕して粉末状とし、この粉末について、Ｘ線回折装置においてＫ−Ｃｕ−α線を用いて行うことができる。
【実施例】
【００８３】
［実施例１］
（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。
【００８４】
（シートの作製）
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。
【００８５】
（ＸＲＤ回折分析）
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。
【００８６】
（比誘電率測定）
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。
【００８７】
（比透磁率測定）
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。
【００８８】
（気泡率測定）
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。
【００８９】
（抗折強度測定）
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。
【００９０】
（線膨張係数測定）
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。
【００９１】
【表１】
2019099400.tif 000003
【００９２】
【表２】
2019099400.tif 000004
【００９３】
表２に示すように、例２〜６、９〜１４、１７〜２０、２２、２４、２５および２８〜３２に係る試料は、８．９％以下の低い比透磁率変動係数を有した。これに対し、例１、７、８、１５、１６、２１、２３、２６および２７に係る試料は、９．１％以上の高い比透磁率変動係数を有した。さらに、表２に示すように、例２、３、５、６、９、１０、１３、１４、１７、１８、２０、２２、２４、２５および２８に係る試料は、７未満の低い比誘電率、７未満の低い比透磁率、９％未満の比透磁率変動係数、７％未満の気泡率、１９０ＭＰａ以上の高い抗折強度、および７．６ｐｐｍ／Ｋ以上８．２ｐｐｍ／Ｋ未満の適正範囲内の線膨張係数を有した。
【００９４】
更に、Ｎｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライトおよびセラミックフィラーの重量の合計が７０重量％より多くかつ７４重量％より少ない例２、３、５、６、９、１０、１３、１４、１７、１８、２０、２２、２４、２５および２８に係る試料は、抗折強度がより高い傾向を示した。一方、ガラスの総重量を基準として０．５重量％より少ないＫ２Ｏを含んだ例１の試料、ガラスの総重量を基準として５．０重量％より多いＡｌ２Ｏ３を含んだ例７の試料、ガラスの総重量を基準として１０．０重量％より少ないＢ２Ｏ３を含んだ例８の試料、ガラスの総重量を基準として８５．０重量％より多いＳｉＯ２を含んだ例１５の試料、フォルステライトの含有量が６重量％より多い例１６の試料はいずれも、９００℃の焼成温度で焼結しなかった。
【００９５】
また、ガラスの総重量を基準として５．０重量％より多いＫ２Ｏを含んだ例４の試料、ガラスの総重量を基準として２５．０重量％より多いＢ２Ｏ３を含んだ例１１の試料、ガラスの総重量を基準として７０．０重量％より少ないＳｉＯ２を含んだ例１２の試料、フォルステライトを含まない例１９の試料、およびクォーツの含有量が１３重量％より多い例２７の試料はいずれも、１９０ＭＰａより低い抗折強度を有した。そして、Ｎｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライトおよびセラミックフィラーの重量の合計が８０重量％より多い例３２の試料は１９０ＭＰａより低い抗折強度を有した。さらに、Ｎｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライトおよびセラミックフィラーの重量の合計が７４重量％より多い例３１および例３２の試料は、Ｎｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライトおよびセラミックフィラーの重量の合計が７４重量％以下である例２８の試料よりも低い抗折強度を有した。
【００９６】
また、フォルステライトを含まない例１９の試料、ガラスの総重量を基準として７０．０重量％より少ないＳｉＯ２を含んだ例１２の試料、Ｎｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライトおよびセラミックフィラーの重量の合計が６４重量％より小さい例２９の試料は７％より大きい気泡率および１９０ＭＰａより低い抗折強度を有した。
【００９７】
また、表２に示す試験結果より、気泡率が７％より大きい試料は、１９０ＭＰａより小さい抗折強度を有したことがわかる。
【００９８】
また、Ｎｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライトの含有量が６４重量％より多い例２１の試料、クォーツの含有量が４重量％より少ない例２３の試料、およびＮｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライトの含有量が５８重量％より少ない例２６の試料は、２θ＝５７°付近に極大値を有するピークの半値幅が０．３８°以上０．５６°以下の範囲外であり、比透磁率の変動係数が１０％より大きくなった。
【産業上の利用可能性】
【００９９】
本発明に係るガラス−セラミック−フェライト組成物は、高周波用途の電子部品に好適に使用することができる。
【符号の説明】
【０１００】
１０  積層コイル部品
１１  素体
１２  内部導体（コイル導体）
１３  外部電極
１４  外部電極
【図１】
2019099400.tif 000005