(57)【要約】  ガラスセラミック材料からなる第１のセラミック層とセラミック磁性材料からなる第２のセラミック層とを積層した複合積層体を共焼結させると、第１のセラミック層から第２のセラミック層へガラス成分の拡散が生じ、その結果、第２のセラミック層の焼結性が低下し、絶縁抵抗が低下することがある。  コモンモードチョークコイル（１）に備える複合積層体（４）における第１のセラミック層（２）を、０．５〜５重量％のＫ２Ｏ、０〜５重量％のＡｌ２Ｏ３、１０〜２５重量％のＢ２Ｏ３、および７０〜８５重量％のＳｉＯ２を含む、ガラスを４０〜９０重量％と、アルミナおよび石英を含む、フィラーを１０〜６０重量％と、を含み、フィラーに含まれるアルミナは、ガラスおよびフィラーの合計量の１〜１０重量％含む、ガラスセラミック材料の焼結体から構成する。焼成途中でアルミナの一部がガラスと反応し、ガラス粘度が高くなるものと推測される。
2015093098.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
０．５〜５重量％のＫ２Ｏ、０〜５重量％のＡｌ２Ｏ３、１０〜２５重量％のＢ２Ｏ３、および７０〜８５重量％のＳｉＯ２を含む、ガラスを４０〜９０重量％と、
アルミナおよび石英を含む、フィラーを１０〜６０重量％と、
を含み、
前記フィラーに含まれる前記アルミナは、前記ガラスおよび前記フィラーの合計量の１〜１０重量％含む、
ガラスセラミック材料。
【請求項２】
第１のセラミック層と、前記第１のセラミック層とは異なる組成を有する第２のセラミック層と、を積層した構造を有し、かつ共焼結させて得られた複合積層体を備え、前記第１のセラミック層は、請求項１に記載のガラスセラミック材料の焼結体からなる、積層セラミック電子部品。
【請求項３】
前記第２のセラミック層は、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライトを含むセラミック磁性材料からなる、請求項２に記載の積層セラミック電子部品。
【請求項４】
前記複合積層体の外表面に形成される少なくとも１対の端子電極をさらに備え、対をなす前記端子電極間に流れる電流の経路上に、前記第１のセラミック層と前記第２のセラミック層との界面が存在している、請求項２または３に記載の積層セラミック電子部品。
【請求項５】
前記第１のセラミック層の内部に設けられるコイル導体をさらに備える、請求項２ないし４のいずれかに記載の積層セラミック電子部品。
【請求項６】
前記複合積層体において、前記第２のセラミック層が前記第１のセラミック層を挟むように積層されている、請求項５に記載の積層セラミック電子部品。
【請求項７】
前記第１のセラミック層の内部に設けられる少なくとも１対のコンデンサ電極、ならびに前記第２のセラミック層の内部に設けられるコイル導体をさらに備える、請求項２ないし４のいずれかに記載の積層セラミック電子部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ガラスセラミック材料およびそれを用いて構成される積層セラミック電子部品に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この発明にとって興味ある技術として、たとえば特開２０１３−５６７８４号公報（特許文献１）に記載されたものがある。特許文献１には、半導体の配線基板および回路基板等に使用されるガラスセラミック誘電体用材料が記載されている。より詳細には、このガラスセラミック誘電体用材料は、ホウケイ酸ガラス粉末を４９．９〜８９．９質量％、アルミナ粉末および／または石英粉末を１０〜５０質量％、ならびに、ホウ酸アルミニウム粉末および／またはホウ酸シリカ系化合物粉末を０．１〜４質量％含有する。【０００３】
上述したガラスセラミック誘電体用材料は、たとえば１０００℃以下という比較的低温で焼結させることができるので、電極層の材料となるべき銀や銅のような低融点かつ低導体損失の導体材料と同時に焼結（共焼結）させることができるという利点を有している。【０００４】
一方、複合電子部品のように、互いに異なる組成のセラミック材料をもってそれぞれ構成された複数種類のセラミック層を積層した複合積層体を備える、積層セラミック電子部品がある。このような積層セラミック電子部品の製造においては、製造工程の短時間化のため、セラミック材料と導体材料とを共焼結させることができるだけでなく、互いに異なる組成の複数種類のセラミック材料を共焼結させることができ、しかも、所望の特性を満たすことが望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−５６７８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に記載されているガラスセラミック誘電体用材料を用いて複合積層体を構成した場合、より具体的には、複合積層体に含まれる第１および第２のセラミック層のうち、第１のセラミック層を、特許文献１に記載されているガラスセラミック誘電体用材料から構成し、第２のセラミック層をたとえばフェライトからなる磁性体層とした場合、共焼結に際して、第１のセラミック層と第２のセラミック層との間で相互拡散を制御することが困難である。【０００７】
そのため、ガラスセラミック誘電体用材料からなる第１のセラミック層から第２のセラミック層としての磁性体層へガラス成分の拡散が生じることは避けられない。ここで、ガラス成分、特にＳｉの、磁性体層への拡散は、フェライトの焼結性を低下させることが知られている。その結果、磁性体層が焼結不足となり、このような複合積層体を備える積層セラミック電子部品の絶縁抵抗特性の劣化を招くことがある。【０００８】
そこで、この発明の目的は、上述したような問題を解決し得るガラスセラミック材料、およびそれを用いて構成される積層セラミック電子部品を提供しようとすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明は、まず、積層セラミック電子部品に備える複合積層体の一部を構成するために有利に用いることができるガラスセラミック材料に向けられる。この発明に係るガラスセラミック材料は、
０．５〜５重量％のＫ２Ｏ、０〜５重量％のＡｌ２Ｏ３、１０〜２５重量％のＢ２Ｏ３、および７０〜８５重量％のＳｉＯ２を含む、ガラスを４０〜９０重量％と、
アルミナおよび石英を含む、フィラーを１０〜６０重量％と、
を含む。【００１０】
そして、この発明では、上記フィラーに含まれる上記アルミナは、ガラスおよびフィラーの合計量の１〜１０重量％含むことを主要な特徴としている。【００１１】
上述したガラスセラミック材料によれば、焼成途中でフィラー成分であるアルミナの一部がガラスと反応し、ガラス組成の一部となることによって、ガラス粘度を高くするものと推測される。【００１２】
この発明は、また、第１のセラミック層と、第１のセラミック層とは異なる組成を有する第２のセラミック層と、を積層した構造を有し、かつ共焼結させて得られた複合積層体を備える、積層セラミック電子部品にも向けられる。この発明では、上記第１のセラミック層が、この発明に係るガラスセラミック材料の焼結体からなることを特徴としている。【００１３】
前述したように、焼成途中で、第１のセラミック層を構成するガラスセラミック材料におけるガラス粘度が高くなることにより、第１のセラミック層から第２のセラミック層へのガラス成分の拡散を起こりにくくすることができる。また、これに伴い、第２のセラミック層から第１のセラミック層への成分拡散も起こりにくくすることができる。【００１４】
この発明は、第２のセラミック層がＮｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライトを含むセラミック磁性材料からなるとき、特に有利に適用される。フェライトは、そこへのＳｉの拡散によって焼結性が低下する傾向があるので、前述したように第２のセラミック層へのガラス成分の拡散抑制の意義は大きい。【００１５】
この発明は、複合積層体の外表面に形成される少なくとも１対の端子電極をさらに備え、対をなす端子電極間に流れる電流の経路上に、第１のセラミック層と第２のセラミック層との界面が存在している、そのような積層セラミック電子部品に対して有利に適用される。【００１６】
不所望な相互拡散は、第１のセラミック層と第２のセラミック層との界面およびその近傍での電気的特性、より特定的には、絶縁抵抗に対してより大きく影響を及ぼす。したがって、上述したように、対をなす端子電極間に流れる電流の経路上に、第１のセラミック層と第２のセラミック層との界面が存在していると、相互拡散による影響が及ぼされた絶縁抵抗のような電気的特性が対をなす端子電極間に現れ、積層セラミック電子部品自体の特性劣化に結び付くことになる。よって、この発明による第２のセラミック層へのガラス成分の拡散抑制の効果は、特に、対をなす端子電極間に流れる電流の経路上に、第１のセラミック層と第２のセラミック層との界面が存在している、積層セラミック電子部品において、より意義深いものとなる。【００１７】
この発明に係る積層セラミック電子部品において、好ましくは、第１のセラミック層の内部にコイル導体が設けられる。この場合、複合積層体において、第２のセラミック層が第１のセラミック層を挟むように積層されていると、たとえばコモンモードチョークコイルを有利に構成することができる。【００１８】
また、この発明に係る積層セラミック電子部品において、第１のセラミック層の内部に少なくとも１対のコンデンサ電極が設けられ、かつ第２のセラミック層の内部にコイル導体が設けられると、たとえばＬＣフィルタを有利に構成することができる。
【発明の効果】
【００１９】
この発明に係るガラスセラミック材料によれば、これをもって構成した第１のセラミック層から、当該第１のセラミック層に隣接する第２のセラミック層への焼成途中でのガラス成分の拡散を起こりにくくすることができる。【００２０】
したがって、第１のセラミック層と、第１のセラミック層とは異なる組成を有する第２のセラミック層と、を積層した構造を有し、かつ共焼結させて得られた複合積層体を備える、積層セラミック電子部品において、第１のセラミック層を上述したガラスセラミック材料の焼結体から構成するようにすれば、複合積層体を得るための焼成工程の途中で、第１のセラミック層から第２のセラミック層へのガラス成分の拡散を起こりにくくすることができる。また、逆に、第２のセラミック層から第１のセラミック層への拡散も起こりにくくすることができる。【００２１】
その結果、第１のセラミック層および第２のセラミック層の各々の電気的特性の不所望な変動を生じにくくすることができ、積層セラミック電子部品の特性劣化および信頼性低下を招くことを抑制することができる。【００２２】
特に、第２のセラミック層がＮｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライトを含むセラミック磁性材料からなる場合には、ここへのガラス成分の拡散は、第２のセラミック層の焼結性を阻害することになるので、第１のセラミック層と第２のセラミック層との界面およびその近傍での絶縁抵抗を低下させやすい。したがって、第２のセラミック層がＮｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライトを含むセラミック磁性材料からなる場合において、上述したガラス成分の拡散抑制効果はより意義深いものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】この発明の第１の実施形態による積層セラミック電子部品としてのコモンモードチョークコイル１を示す断面図である。
【図２】図１に示したコモンモードチョークコイル１の等価回路図である。
【図３】この発明の第２の実施形態による積層セラミック電子部品としてのＬＣフィルタ２１を示す断面図である。
【図４】図３に示したＬＣフィルタ２１の等価回路図である。
【図５】実験例において作製した、ガラスセラミック材料を用いてなるセラミック層のみを積層した積層体４２を備えるコンデンサ４１を示すもので、（Ａ）は積層体４２の厚み方向に切断して示す断面図、（Ｂ）は第１のコンデンサ電極４３が通る面に沿う断面図、（Ｃ）は第２のコンデンサ電極４４が通る面に沿う断面図である。
【図６】実験例において作製した、ガラスセラミック材料を用いてなる第１のセラミック層５３とＮｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライトを含むセラミック磁性材料からなるセラミック層５４とを積層した複合積層体５２を備えるコンデンサ５１を示すもので、（Ａ）は複合積層体５２の厚み方向に切断して示す断面図、（Ｂ）は第１のコンデンサ電極４３が通る面に沿う断面図、（Ｃ）は第２のコンデンサ電極４４が通る面に沿う断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図１を参照して、この発明の第１の実施形態による積層セラミック電子部品としてのコモンモードチョークコイル１について説明する。
【００２５】
コモンモードチョークコイル１は、この発明に係るガラスセラミック材料の焼結体からなる第１のセラミック層２と、セラミック磁性材料からなる第２のセラミック層３と、を積層した構造を有する、複合積層体４を備えている。この実施形態では、２つの第２のセラミック層３が第１のセラミック層２を挟むように積層されている。複合積層体４は、第１および第２のセラミック層２および３を共焼結させて得られたものである。
【００２６】
なお、図１では、第１および第２のセラミック層２および３の各々は、それぞれ一体のものとして図示されているが、実際には、複数の層からなる積層構造を有している。
【００２７】
図１に示したコモンモードチョークコイル１が与える等価回路が図２に示されている。コモンモードチョークコイル１は、２組のコイル状に延びるコイル導体５および６を備える。これらコイル導体５および６は、第１のセラミック層２の内部において互いに対向する状態で設けられる。第１のコイル導体５の各端部に、それぞれ、端子電極７および８が電気的に接続され、第２のコイル導体６の各端部に、それぞれ、端子電極９および１０が電気的に接続される。
【００２８】
端子電極７〜１０は、図１では図示が省略されているが、複合積層体４の外表面上に設けられる。これら端子電極７〜１０のうち、対をなすものの間に流れる電流の経路上に、第１のセラミック層２と第２のセラミック層３との界面１１が存在している。
【００２９】
複合積層体４において、第１のセラミック層２の誘電率は、第２のセラミック層３の誘電率よりも低い。図示したコモンモードチョークコイル１では、複合積層体４における誘電率の比較的低い第１のセラミック層２の内部にコイル導体５および６が配置されている。このような構成は、コモンモードチョークコイル１の特性向上に寄与するものである。
【００３０】
第１のセラミック層２は、前述したように、この発明に係るガラスセラミック材料の焼結体からなるものである。このガラスセラミック材料は、
０．５〜５重量％のＫ２Ｏ、０〜５重量％のＡｌ２Ｏ３、１０〜２５重量％のＢ２Ｏ３、および７０〜８５重量％のＳｉＯ２を含む、ガラスを４０〜９０重量％と、
アルミナおよび石英を含む、フィラーを１０〜６０重量％と、
を含む。
【００３１】
そして、上記フィラーに含まれる上記アルミナは、ガラスおよびフィラーの合計量の１〜１０重量％含むことを特徴としている。
【００３２】
第２のセラミック層３は、好ましくは、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライトを含むセラミック磁性材料からなる。
【００３３】
次に、コモンモードチョークコイル１の好ましい製造方法について説明する。
【００３４】
まず、第１のセラミック層２となるべきガラスセラミック材料を含むガラスセラミックグリーンシートと第２のセラミック層３となるべき磁性材料を含む磁性体セラミックグリーンシートとがそれぞれ準備される。
【００３５】
次に、ガラスセラミックグリーンシート上には、コイル導体５となるべき導体膜および必要に応じてビア導体が、たとえば導電性ペーストの印刷によって形成される。
【００３６】
次に、第２のセラミック層３が第１のセラミック層２を挟むように積層されている複合積層体４を得るため、ガラスセラミックグリーンシートと磁性体セラミックグリーンシートとが、それぞれ、必要数、所定の順序で積層される。これによって、複合積層体４となるべき生の積層体が得られる。
【００３７】
次に、生の積層体が焼成され、それによって、複合積層体４が得られる。この焼成工程において、次のような現象が生じていると推測される。ガラスセラミックグリーンシートに含まれるガラスセラミック材料中のフィラー成分であるアルミナは、焼成途中で、その一部がガラスセラミック材料中のガラスと反応し、ガラス組成の一部となる。このことによって、ガラス粘度が高くなる。そのため、ガラス成分は、磁性体セラミックグリーンシートまたは第２のセラミック層３へと拡散しにくくなり、また、これに伴い、磁性体セラミックグリーンシートまたは第２のセラミック層３からガラスセラミックグリーンシートまたは第１のセラミック層２への成分拡散も起こりにくくなる。
【００３８】
その結果、焼成後の複合積層体４において、第１および第２のセラミック層２および３間の界面１１およびその近傍での絶縁抵抗の低下を抑制することができる。特に、第２のセラミック層３がＮｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライトを含むセラミック磁性材料からなるとき、第２のセラミック層３へのガラスの拡散、特にＳｉの拡散によって焼結性が低下する傾向があるので、上述したガラス成分の拡散抑制の意義は大きい。
【００３９】
また、複合積層体４を得るため、上述のように、第１のセラミック層２と第２のセラミック層３とを共焼結させても、クラックや剥がれ等の欠陥は発生しない。
【００４０】
次に、複合積層体４の外表面上に、端子電極７〜１０がたとえば導電性ペーストの塗布および焼付けによって形成され、コモンモードチョークコイル１が完成される。なお、端子電極７〜１０は、生の積層体の外表面上に導電性ペーストを塗布し、この導電性ペーストを、複合積層体４を得るための焼成工程において同時に焼き付けるようにしてもよい。
【００４１】
次に、図３を参照して、この発明の第２の実施形態による積層セラミック電子部品としてのＬＣフィルタ２１について説明する。
【００４２】
ＬＣフィルタ２１は、この発明に係るガラスセラミック材料の焼結体からなる第１のセラミック層２２と、たとえばＮｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライトを含むセラミック磁性材料からなる第２のセラミック層２３と、を互いに隣接させた状態で積層した構造を有する、複合積層体２４を備えている。複合積層体２４は、第１および第２のセラミック層２２および２３を共焼結させて得られたものである。
【００４３】
この実施形態においても、第１および第２のセラミック層２２および２３の各々は、図示を省略するが、実際には、複数の層からなる積層構造を有している。
【００４４】
図３に示したＬＣフィルタ２１が与える等価回路の一例が図４に示されている。図３に示すように、第１のセラミック層２２の内部には、複数のコンデンサ電極２５が互いに対向する状態で設けられ、これによって、図４に示したコンデンサ２６が与えられる。他方、第２のセラミック層２３の内部には、コイル状に延びるコイル導体２７が設けられ、これによって、図４に示したインダクタ２８が与えられる。
【００４５】
ＬＣフィルタ２１は、図４に示すように、コンデンサ２６とインダクタ２８とを接続する接続導体２９および３０、ならびに入出力端子となる端子電極３１および３２ならびにアース端子となる端子電極３３をさらに備える。図３では、接続導体２９および３０ならびに端子電極３１〜３３の図示が省略されているが、端子電極３１〜３３は複合積層体４の外表面上に設けられる。第１のセラミック層２２と第２のセラミック層２３との界面３４は、これら端子電極３１〜３３のうちの対をなすものの間に流れる電流の経路上に存在している。
【００４６】
ＬＣフィルタ２１の製造にあたっては、前述したコモンモードチョークコイル１の場合と実質的に同様の工程が実施される。したがって、生の積層体の焼成工程において、第１のセラミック層２２となるべきガラスセラミックグリーンシートに含まれるガラスセラミック材料中のフィラー成分であるアルミナは、その一部がガラスと反応し、ガラス組成の一部となり、ガラス粘度を高め、そのため、ガラス成分が、第２のセラミック層２３となるべき磁性体グリーンシートへと拡散しにくくなる。その結果、焼成後の複合積層体２４において、第１および第２のセラミック層２２および２３間の界面３４およびその近傍での絶縁抵抗の低下を抑制することができる。
【００４７】
以上、この発明を、図示したコモンモードチョークコイル１およびＬＣフィルタ２１に関連して説明したが、この発明は、第１のセラミック層と、第１のセラミック層とは異なる組成を有する第２のセラミック層と、を積層した構造を有し、かつ共焼結させて得られた複合積層体を備える、積層セラミック電子部品であれば、どのような構造あるいは機能を有する積層セラミック電子部品に対しても適用することができる。したがって、第１のセラミック層が、この発明に係るガラスセラミック材料の焼結体からなるという条件を満たす限り、第２のセラミック層は、セラミック磁性材料からなる場合に限らず、他のセラミック材料からなる場合にも、この発明を適用することができる。
【００４８】
［実験例］
以下に、この発明の範囲を求めるために実施した実験例について説明する。
【００４９】
（１）ガラスセラミックグリーンシートの作製：
表１に示すガラス組成となるように、出発原料となる酸化物または炭酸塩を調合し、これをＰｔるつぼに入れ、２時間溶融させた。溶融温度は、１５００〜１６００℃の範囲において、ガラス組成によって最適な温度を選んだ。次に、このガラス融液を急冷した後、粉砕し、ガラス粉末を得た。
【００５０】
他方、フィラーとなるセラミック粉末として、表１に示すように、アルミナ粉末および石英粉末を用意し、これらを表１に示した重量比となるように秤量した。
【００５１】
次いで、上記ガラス粉末と上記セラミック粉末とを、表１の「ガラス量」および「フィラー量」で示す割合で混合することによって、各試料に係るガラスセラミック材料を作製した。そして、各ガラスセラミック材料に溶剤、バインダおよび可塑剤を加え、十分に混合し、ドクターブレード法を適用することによって、ガラスセラミックグリーンシートを得た。
【００５２】
なお、表１において、フィラーとしてのアルミナおよび石英の各々の重量比は、ガラスおよびフィラーの合計量に対する重量比で示されている。
【００５３】
【表１】
2015093098.tif 000003
【００５４】
表１および後掲の表２において、試料番号に＊を付したものは、この発明の範囲外の比較例である。
【００５５】
（２）磁性体セラミックグリーンシートの作製：
Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライトの仮焼粉に溶剤、バインダおよび可塑剤を加え、十分に混合し、ドクターブレード法を適用することによって、磁性体セラミックグリーンシートを得た。
【００５６】
以上のようにして得られたガラスセラミックグリーンシートおよび磁性体セラミックグリーンシートを用いて、以下の評価を行なった。
【００５７】
（３）試料となるコンデンサの作製：
試料として、図５および図６にそれぞれ示すようなコンデンサ４１および５１を作製した。
【００５８】
〈コンデンサ４１および５１に共通する構成〉
コンデンサ４１および５１は、それぞれ、積層体４２および５２を備える。コンデンサ４１および５１について、共通する要素には同様の参照符号を付して説明すると、積層体４２および５２の各々の内部には、互いに対向する第１および第２のコンデンサ電極４３および４４が設けられた。積層体４２および５２の各々の互いに対向する各端面上には、第１および第２のコンデンサ電極４３および４４にそれぞれ電気的に接続された第１および第２の端子電極４５および４６が形成された。
【００５９】
図５および図６に示すように、コンデンサ電極４３および４４は、４ｍｍ×７ｍｍの平面寸法を有しており、４ｍｍ×４ｍｍの領域において互いに対向し、コンデンサ電極４３および４４間の距離を２０μｍとした。
【００６０】
なお、コンデンサ電極４３および４４の形成には、Ａｇ系ペーストを用いた。また、積層体４２および５２を得るため、９２０℃以下の焼成温度を適用した。
【００６１】
〈コンデンサ４１特有の構成〉
図５に示すコンデンサ４１では、積層体４２は、１０ｍｍ×１０ｍｍ×約１．０ｍｍ（厚み）の寸法を有し、ガラスセラミックグリーンシートを積層し、次いで焼成して得られたものである。積層体４２の厚み方向での中央にコンデンサ電極４３および４４を配置した。
【００６２】
〈コンデンサ５１特有の構成〉
図６に示すコンデンサ５１では、積層体５２は、１０ｍｍ×１０ｍｍ×約１．０ｍｍ（厚み）の寸法を有し、ガラスセラミックグリーンシートと磁性体セラミックグリーンシートとを積層し、次いで焼成して得られた複合積層体である。より詳細には、複合積層体５２は、図６に示すように、厚み２０μｍの第１のセラミック層５３を、各厚みが０．５ｍｍの２つの第２のセラミック層５４で挟んだ積層構造を有している。第１のセラミック層５３は、ガラスセラミックグリーンシートが焼結して得られたものであり、第２のセラミック層５４は、磁性体セラミックグリーンシートが焼結して得られたものである。コンデンサ電極４３および４４は、それぞれ、第１および第２のセラミック層５３および５４間の界面５５に沿って配置した。
【００６３】
なお、このコンデンサ５１は、対をなす端子電極４５および４６間に流れる電流の経路上に、第１のセラミック層５３と第２のセラミック層５４との界面５５が存在する、という条件を満たしている。
【００６４】
（４）絶縁抵抗の測定：
絶縁抵抗の測定に先立ち、図５に示したコンデンサ４１のための積層体４２の焼結状態を調査したところ、表２に示すように、試料１、８、１５および２０が「未焼結」であった。これら試料では、表１に示すガラスセラミック材料の組成がこの発明の範囲外であった。より具体的には、試料１では、ガラス中のＫ２Ｏが０．５重量％未満である。試料８では、ガラス中のＢ２Ｏ３が１０重量％未満である。試料１５では、ガラス中のＳｉＯ２が８５重量％を超えている。試料２０では、フィラー量が６０重量％を超えている。
【００６５】
上述した本発明の範囲外の試料１、８、１５および２０に係るガラスセラミック材料を用いては、図６に示した複合積層体５２を備えるコンデンサ５１を作製しなかった。
【００６６】
次に、上記試料１、８、１５および２０を除いて、コンデンサ４１および５１の各々について、絶縁抵抗測定器により絶縁抵抗値［Ω］を測定した。その結果が、logＩＲとして、表２の「コンデンサ４１」および「コンデンサ５１」の各欄に示されている
【００６７】
【表２】
2015093098.tif 000004
【００６８】
この発明の範囲内の試料２、３、５、６、９、１０、１３、１４、１７、１８、２１、２２および２４では、表１に示すように、
（１）ガラスにおいて、Ｋ２Ｏが０．５〜５重量％、Ａｌ２Ｏ３が０〜５重量％、Ｂ２Ｏ３が１０〜２５重量％、およびＳｉＯ２が７０〜８５重量％の各範囲にあり、
（２）ガラスが４０〜９０重量％、ならびに、アルミナおよび石英を含むフィラーが１０〜６０重量％の各範囲にあり、
（３）フィラーに含まれるアルミナが、ガラスおよびフィラーの合計量の１〜１０重量％の範囲にある、
という条件を満たしている。
【００６９】
これらの試料２、３、５、６、９、１０、１３、１４、１７、１８、２１、２２および２４では、表２に示すように、複合積層体５２を備える「コンデンサ５１」での「logＩＲ」は、「コンデンサ４１」での「logＩＲ」と大差なかった。このことから、これら試料では、図６に示した第１のセラミック層５３から第２のセラミック層５４へのガラス成分の拡散が抑制され、その結果、第１および第２のセラミック層５３および５４間の界面５５およびその近傍での絶縁抵抗の低下を抑制することができたものと推測される。そして、上述のように、ガラス成分の拡散が抑制された原因は、ガラスセラミックグリーンシートに含まれるガラスセラミック材料に含まれるフィラー成分であるアルミナの一部が、焼成途中でガラスと反応し、ガラス組成の一部となって、ガラス粘度が高められたためであると推測される。
【００７０】
これらに対して、この発明の範囲外の試料４、７、１１、１２、１６、１９および２３では、「コンデンサ５１」での「logＩＲ」が、「コンデンサ４１」での「logＩＲ」に比べて大幅に低下した。試料４では、ガラス中のＫ２Ｏが５重量％を超えている。試料７では、ガラス中のＡｌ２Ｏ３が５重量％を超えている。試料１１では、ガラス中のＢ２Ｏ３が２５重量％を超えている。試料１２では、ガラス中のＳｉＯ２が７０重量％未満である。試料１６では、フィラー中のアルミナが１０重量％を超えている、試料１９では、フィラー中のアルミナが１重量％未満である。試料２３では、フィラーの含有量が１０重量％未満である。
【００７１】
なお、この発明の範囲内の試料をもって構成したコンデンサ５１に備える複合積層体５２では、クラックや剥がれ等の欠陥は認められなかった。
【符号の説明】
【００７２】
１  コモンモードチョークコイル（積層セラミック電子部品）
２，２２，５３  第１のセラミック層
３，２３，５４  第２のセラミック層
４，２４，５２  複合積層体
５，６，２７  コイル導体
７〜１０，３１〜３３，４５，４６  端子電極
１１，３４，５５  界面
２１  ＬＣフィルタ（積層セラミック電子部品）
２５，４３，４４  コンデンサ電極
２６，４１，５１  コンデンサ
【図１】
2015093098.tif 000005
【図２】
2015093098.tif 000006
【図３】
2015093098.tif 000007
【図４】
2015093098.tif 000008
【図５】
2015093098.tif 000009
【図６】
2015093098.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成28年11月11日(2016.11.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のセラミック層と、前記第１のセラミック層とは異なる組成を有する第２のセラミック層と、を積層した構造を有し、かつ共焼結させて得られた複合積層体を備え、
前記第１のセラミック層は、
０．５〜５重量％のＫ２Ｏ、０〜５重量％のＡｌ２Ｏ３、１０〜２５重量％のＢ２Ｏ３、および７０〜８５重量％のＳｉＯ２を含む、ガラスを４０〜９０重量％と、
アルミナおよび石英を含む、フィラーを１０〜６０重量％と、
を含むが、アモルファスシリカを含まず、
前記フィラーに含まれる前記アルミナは、前記ガラスおよび前記フィラーの合計量の１〜１０重量％含む、
ガラスセラミック材料の焼結体からなり、
前記第２のセラミック層は、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライトを含むセラミック磁性材料からなり、
前記第１のセラミック層の内部に設けられるコイル導体をさらに備え、
前記複合積層体において、前記第２のセラミック層が前記第１のセラミック層を挟むように積層されている、
積層セラミック電子部品。
【請求項２】
前記複合積層体の外表面に形成される少なくとも１対の端子電極をさらに備え、対をなす前記端子電極間に流れる電流の経路上に、前記第１のセラミック層と前記第２のセラミック層との界面が存在している、請求項１に記載の積層セラミック電子部品。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
この発明は、ガラスセラミック材料を用いて構成される積層セラミック電子部品に関するものである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
そこで、この発明の目的は、上述したような問題を解決し得るガラスセラミック材料を用いて構成される積層セラミック電子部品を提供しようとすることである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
この発明は、第１のセラミック層と、第１のセラミック層とは異なる組成を有する第２のセラミック層と、を積層した構造を有し、かつ共焼結させて得られた複合積層体を備える、積層セラミック電子部品に向けられる。
第１のセラミック層は、
０．５〜５重量％のＫ２Ｏ、０〜５重量％のＡｌ２Ｏ３、１０〜２５重量％のＢ２Ｏ３、および７０〜８５重量％のＳｉＯ２を含む、ガラスを４０〜９０重量％と、
アルミナおよび石英を含む、フィラーを１０〜６０重量％と、
を含むが、アモルファスシリカを含まない、
ガラスセラミック材料の焼結体からなる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
この発明において、第２のセラミック層はＮｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライトを含むセラミック磁性材料からなる。フェライトは、そこへのＳｉの拡散によって焼結性が低下する傾向があるので、前述したように第２のセラミック層へのガラス成分の拡散抑制の意義は大きい。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
この発明に係る積層セラミック電子部品において、第１のセラミック層の内部にコイル導体が設けられる。そして、複合積層体において、第２のセラミック層が第１のセラミック層を挟むように積層される。この構成によれば、たとえばコモンモードチョークコイルを有利に構成することができる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
この発明によれば、第１のセラミック層から、当該第１のセラミック層に隣接する第２のセラミック層への焼成途中でのガラス成分の拡散を起こりにくくすることができる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
【図１】この発明の一実施形態による積層セラミック電子部品としてのコモンモードチョークコイル１を示す断面図である。
【図２】図１に示したコモンモードチョークコイル１の等価回路図である。
【図３】この発明の参考例となる積層セラミック電子部品としてのＬＣフィルタ２１を示す断面図である。
【図４】図３に示したＬＣフィルタ２１の等価回路図である。
【図５】実験例において作製した、ガラスセラミック材料を用いてなるセラミック層のみを積層した積層体４２を備えるコンデンサ４１を示すもので、（Ａ）は積層体４２の厚み方向に切断して示す断面図、（Ｂ）は第１のコンデンサ電極４３が通る面に沿う断面図、（Ｃ）は第２のコンデンサ電極４４が通る面に沿う断面図である。
【図６】実験例において作製した、ガラスセラミック材料を用いてなる第１のセラミック層５３とＮｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライトを含むセラミック磁性材料からなるセラミック層５４とを積層した複合積層体５２を備えるコンデンサ５１を示すもので、（Ａ）は複合積層体５２の厚み方向に切断して示す断面図、（Ｂ）は第１のコンデンサ電極４３が通る面に沿う断面図、（Ｃ）は第２のコンデンサ電極４４が通る面に沿う断面図である。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
図１を参照して、この発明の一実施形態による積層セラミック電子部品としてのコモンモードチョークコイル１について説明する。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
コモンモードチョークコイル１は、後述するガラスセラミック材料の焼結体からなる第１のセラミック層２と、セラミック磁性材料からなる第２のセラミック層３と、を積層した構造を有する、複合積層体４を備えている。この実施形態では、２つの第２のセラミック層３が第１のセラミック層２を挟むように積層されている。複合積層体４は、第１および第２のセラミック層２および３を共焼結させて得られたものである。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
第１のセラミック層２は、前述したように、ガラスセラミック材料の焼結体からなるものである。このガラスセラミック材料は、
０．５〜５重量％のＫ２Ｏ、０〜５重量％のＡｌ２Ｏ３、１０〜２５重量％のＢ２Ｏ３、および７０〜８５重量％のＳｉＯ２を含む、ガラスを４０〜９０重量％と、
アルミナおよび石英を含む、フィラーを１０〜６０重量％と、
を含む。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
第２のセラミック層３は、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライトを含むセラミック磁性材料からなる。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
次に、図３を参照して、この発明の参考例となる積層セラミック電子部品としてのＬＣフィルタ２１について説明する。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
ＬＣフィルタ２１は、前述したガラスセラミック材料の焼結体からなる第１のセラミック層２２と、たとえばＮｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライトを含むセラミック磁性材料からなる第２のセラミック層２３と、を互いに隣接させた状態で積層した構造を有する、複合積層体２４を備えている。複合積層体２４は、第１および第２のセラミック層２２および２３を共焼結させて得られたものである。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
この参考例においても、第１および第２のセラミック層２２および２３の各々は、図示を省略するが、実際には、複数の層からなる積層構造を有している。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５３】
【表１】
2015093098.tif 000011
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６７】
【表２】
2015093098.tif 000012
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６８】
この発明の範囲内の試料２、３、５、６、１０、１３、１４、１７、１８、２１、２２および２４では、表１に示すように、
（１）ガラスにおいて、Ｋ２Ｏが０．５〜５重量％、Ａｌ２Ｏ３が０〜５重量％、Ｂ２Ｏ３が１０〜２５重量％、およびＳｉＯ２が７０〜８５重量％の各範囲にあり、
（２）ガラスが４０〜９０重量％、ならびに、アルミナおよび石英を含むフィラーが１０〜６０重量％の各範囲にあり、
（３）フィラーに含まれるアルミナが、ガラスおよびフィラーの合計量の１〜１０重量％の範囲にある、
という条件を満たしている。
【手続補正２３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６９】
これらの試料２、３、５、６、１０、１３、１４、１７、１８、２１、２２および２４では、表２に示すように、複合積層体５２を備える「コンデンサ５１」での「logＩＲ」は、「コンデンサ４１」での「logＩＲ」と大差なかった。このことから、これら試料では、図６に示した第１のセラミック層５３から第２のセラミック層５４へのガラス成分の拡散が抑制され、その結果、第１および第２のセラミック層５３および５４間の界面５５およびその近傍での絶縁抵抗の低下を抑制することができたものと推測される。そして、上述のように、ガラス成分の拡散が抑制された原因は、ガラスセラミックグリーンシートに含まれるガラスセラミック材料に含まれるフィラー成分であるアルミナの一部が、焼成途中でガラスと反応し、ガラス組成の一部となって、ガラス粘度が高められたためであると推測される。
【手続補正２４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７１】
なお、試料９については、表２に示した特性では良好な結果を示したが、表１のガラス組成において、「ＳｉＯ２」が８５重量％を越えている点でこの発明の範囲外とした。
また、この発明の範囲内の試料をもって構成したコンデンサ５１に備える複合積層体５２では、クラックや剥がれ等の欠陥は認められなかった。
【手続補正２５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2015093098.tif 000013
【手続補正２６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
2015093098.tif 000014
【国際調査報告】
2015093098.tif 000015
2015093098.tif 000016
2015093098.tif 000017
2015093098.tif 000018