(57)【要約】    【課題】  界面における接合強度を損なうことなく、相互拡散領域を低減して設計の融通性を向上させることができるようにした。    【解決手段】  第１の磁性体層１と第２の磁性体層２との間に中間層３が介在されており、中間層３は、第１の磁性体層１を構成する第１の磁性体材料に酸化物及び窒化物のうちの少なくとも一方が添加されている。そして、この酸化物及び窒化物は、第１の磁性体材料の焼結温度よりも高い焼結温度を有するＡｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＭｇＯ、Ｓｉ３Ｎ４、ＡｌＮ等で形成されている。  【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
組成の異なるセラミック層間に中間層が介在された積層セラミック電子部品において、
前記中間層は、酸化物及び窒化物のうちの少なくともいずれか一方がセラミック材料に添加されてなると共に、前記酸化物及び窒化物は、前記セラミック材料の焼結温度よりも高い焼結温度を有していることを特徴とする積層セラミック電子部品。
【請求項２】
前記セラミック材料は、前記中間層と接する一方のセラミック層と同一組成を有していることを特徴とする請求項１記載の積層セラミック電子部品。
【請求項３】
前記セラミック材料は、前記中間層と接する双方のセラミック層の混合組成からなることを特徴とする請求項１記載の積層セラミック電子部品。
【請求項４】
前記セラミック層は磁性体層であり、前記中間層に含有されるセラミック材料は磁性体材料であることを特徴とする請求項１乃至請求項３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】
本発明は積層セラミック電子部品に関し、より詳しくは組成の異なるセラミック層が積層された積層インダクタ、積層インピーダ、積層コンデンサ、積層ＬＣ部品等の積層セラミック電子部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
組成の異なるセラミック層を積層した積層セラミック電子部品は、今日、ノイズ対策等、各種用途向けに広く使用されている。
【０００３】
ところで、この種の積層セラミック電子部品のように組成の異なるセラミック層を単に積層して焼成した場合、セラミック材料が焼成時に相互に拡散し、セラミック層の特性劣化を招くという欠点があった。
【０００４】
そこで、従来より、図３に示すように、透磁率の異なる磁性体層５１、５２の間に非磁性体からなる中間層５３を一体に介在させた積層セラミック電子部品（積層インダクタ）が提案されている（特許文献１）。
【０００５】
この特許文献１は、第１のコイル導体５５が埋設された高透磁率の第１の磁性体層５１と、第２のコイル導体５６が埋設された低透磁率の第２の磁性体層５２とを有し、第１のコイル導体５５と第２のコイル導体５６とが接続導体５７で接続されると共に、第１の磁性体層５１と第２の磁性体層５２との間には非磁性フェライト等の非磁性体からなる中間層５３が介在され、かつ磁束の変化により短絡電流を流すショートリング５４が前記中間層５３に埋設されている。そして、第１の磁性体層５１、第２の磁性体層５２、及び中間層５３とでフェライト素体５８を構成し、該フェライト素体５８の端面には端子電極５９ａ、５９ｂが形成されている。
【０００６】
特許文献１では、第１の磁性体層５１と第２の磁性体層５２との間に非磁性体からなる中間層５３を介在させており、これにより焼成時における磁性体層間の相互拡散に起因した磁気特性の劣化領域を極力低減させることができ、所望のインダクタ特性を保持した磁性体層５１、５２を有する積層インダクタを得ることが可能となる。
【０００７】
また、他の従来技術としては、図４に示すように、コイル導体６１が埋設された磁性体セラミック層６２とコンデンサ導体６３が埋設された誘電体セラミック層６４との間に結晶化ガラスを主体とする中間層６５を介在させた積層ＬＣ部品も知られている（特許文献２）。
【０００８】
この特許文献２では、結晶化ガラスを主成分とする中間層６５を磁性体セラミック層６２と誘電体セラミック層６４との間に介在させることにより、特許文献１と同様、磁性体セラミック層６２及び誘電体セラミック層６４が相互拡散するのを防止している。
【０００９】
【特許文献１】特開平９−７８３５号公報
【特許文献２】特開２００１−２４４１４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１では、中間層５３が非磁性体材料で形成されており、第１及び第２の磁性体層５１、５２とは母材が異なるため、焼成した場合に中間層５３と第１の磁性体層５１及び第２の磁性体層５２との接合強度が弱いという問題点があった。
【００１１】
また、特許文献２も、中間層６５は結晶化ガラスを主成分としているため、特許文献１と同様、中間層６５が磁性体セラミック層６２や誘電体セラミック層６４と母材が異なり、このため焼成させた場合、中間層６５と磁性体セラミック層６２及び誘電体セラミック層６４との接合強度が弱いという問題点があった。
【００１２】
一方、焼成時における相互拡散の影響を排除するためには、図５に示すように、例えば、第１の磁性体層７１及び第２の磁性体層７２にそれぞれ埋設されている第１のコイル導体７３と第２の導体コイル７４との離間距離ｔを相互拡散距離ｍよりも大きくする方法が考えられる。
【００１３】
しかしながら、第１の導体コイル７３と第２の導体コイル７４との離間距離ｔを相互拡散距離ｍよりも大きくしても、相互拡散距離ｍの領域では磁性体の特性が劣化するため、所望の磁気特性を得ることができなくなるおそれがある。
【００１４】
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであって、組成の異なるセラミック層を積層した場合であっても、界面における接合強度を損なうことなく、相互拡散領域を低減して設計の融通性を向上させることができる積層セラミック電子部品を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために本発明に係る積層セラミック電子部品は、組成の異なるセラミック層間に中間層が介在された積層セラミック電子部品において、前記中間層は、酸化物及び窒化物のうちの少なくともいずれか一方がセラミック材料に添加されてなると共に、前記酸化物及び窒化物は、前記セラミック材料の焼結温度よりも高い焼結温度を有していることを特徴としている。
【００１６】
前記セラミック材料は、前記中間層と接する一方のセラミック層と同一組成を有していることを特徴とし、又は前記セラミック材料は、前記中間層と接する双方のセラミック層の混合組成からなることを特徴としている。
【００１７】
さらに、本発明は上記積層セラミック電子部品において、前記セラミック層は磁性体層であり、前記中間層に含有されるセラミック材料は磁性体材料であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１８】
上記積層セラミック電子部品によれば、前記中間層は、酸化物及び窒化物のうちの少なくともいずれか一方がセラミック材料に添加されてなると共に、前記酸化物及び窒化物は、前記セラミック材料の焼結温度よりも高い焼結温度を有しているので、焼成時にセラミック層の界面における焼結性が中間層により阻害され、セラミック層間で生じうる相互拡散を効果的に抑制することができる。そしてこれにより、特性劣化領域が低減するので、特性取得可能領域を増加させることができ、設計の融通性を向上させることが可能となる。
【００１９】
また、前記セラミック材料を、前記中間層と接する一方のセラミック層と同一組成とし、或いは前記中間層と接する双方のセラミック層の混合組成とすることにより、中間層は、少なくとも一方のセラミック層が母材として含むこととなり、したがって非磁性フェライトや結晶化ガラスのような非磁性体で中間層を形成した場合に比べ、セラミック層と中間層との接合強度を向上させることができる。
【００２０】
また、セラミック層を磁性体層とし、中間層に含有されるセラミック材料を磁性体材料とすることにより、所望の磁気特性を有するノイズ対策部品等の積層インダクタを容易に得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
次に、本発明を実施の形態について詳説する。
【００２２】
図１は本発明に係る積層セラミック電子部品としての積層インダクタの一実施の形態を模式的に示す断面図であって、該積層インダクタは、第１の磁性体層１と第２の磁性体層２との間に、中間層３が介在され、該第１、第２の磁性体層１，２及び中間層３でフェライト素体４を形成している。そして、第１の磁性体層１には第１のコイル導体５が埋設されると共に、第２の磁性体層２には第２のコイル導体６が埋設され、さらにフェライト素体４の両端面には端子電極７ａ、７ｂが形成されている。また、第１のコイル導体５の引出部５ａは端子電極７ｂに電気的に接続されると共に、第２のコイル導体６の引出部６ａは端子電極７ａに電気的に接続されている。
【００２３】
第１の磁性体層１は、初透磁率が２００以下の低透磁率材料で形成され、第１の磁性体層１と第１のコイル導体５とで高周波数用インダクタンスを形成している。また、第２の磁性体層２は、初透磁率が第１の磁性体層より高い高透磁率材料で形成され、第２の磁性体層２と第２のコイル導体６とで低周波数用インダクタンスを形成している。
【００２４】
すなわち、第１及び第２の磁性体層１、２は、同一組成系のフェライト材料（例えば、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライト材料）で形成されると共に、斯かるフェライト材料の組成比を調整することにより初透磁率を制御し、これにより低透磁率を有する第１の磁性体層１及び高透磁率を有する第２の磁性体層２をそれぞれ形成している。
【００２５】
また、中間層３は、酸化物及び窒化物のうちのいずれか一方が、第１の磁性体層１及び第２の磁性体層２のいずれか一方を構成する磁性体材料に添加されており、斯かる酸化物及び窒化物は、前記磁性体材料の焼結温度よりも高い焼結温度を有している。ここで、酸化物としては、例えば、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＭｇＯを使用することができ、窒化物としては、例えばＳｉ３Ｎ４、ＡｌＮを使用することができる。そして、これにより焼成時には第１及び第２の磁性体層１、２の界面における焼結性が阻害されて相互拡散距離Ｍが増大するのを抑制することができ、第１の磁性体層１及び第２の磁性体層２における磁気特性劣化領域を低減することが可能となる。
【００２６】
次に、上記積層インダクタの製造方法を、図２を参照しながら説明する。
【００２７】
まず、初透磁率が２００以下の低透磁率を有するように、Ｆｅ２Ｏ３、ＮｉＯ、ＣｕＯ、ＺｎＯ等のフェライト素原料を配合して第１のフェライト材料を調製する。次いで、この第１のフェライト材料にバインダや可塑剤、分散剤、溶剤等を混錬させ、ドクターブレード法等の成形加工法を使用して所定膜厚の磁性体シート８〜１３を作製する。その後、磁性体シート９〜１３間が電気的に接続可能となるようにレーザ加工機を使用し、これら磁性体シート９〜１３の所定箇所にビアホールを形成する。そして、ＡｇやＣｕ等の導電性材料を含有した導電性ペーストを使用して磁性体シート９〜１２に電極パターン９ａ〜１２ａをスクリーン印刷する。
【００２８】
次いで、電極パターンの形成されていない適数枚の磁性体シート８、電極パターン９ａ〜１２ａの形成された磁性体シート９〜１２、及びビアホールのみが形成された磁性体シート１３を積層して第１の磁性体層１となるべき第１の積層体１４を形成する。
【００２９】
また、初透磁率が第１の磁性体層より高い高透磁率を有するように、Ｆｅ２Ｏ３、ＮｉＯ、ＣｕＯ、ＺｎＯ等のフェライト素原料を配合して第２のフェライト材料を調製する。次いで、この第２のフェライト材料にバインダや可塑剤、分散剤、溶剤等を混錬させ、ドクターブレード法等を使用して所定膜厚の磁性体シート１５〜１９を作製する。その後、磁性体シート１５〜１８間が電気的に接続可能となるようにレーザ加工機を使用し、磁性体シート１５〜１７の所定箇所にビアホールを形成する。そして、ＡｇやＣｕ等の導電性材料を含有した導電性ペーストを使用して磁性体シート１６〜１８に電極パターン１６ａ〜１８ａをスクリーン印刷する。
【００３０】
次いで、ビアホールのみが形成された磁性体シート１５、電極パターン１６ａ〜１８ａの形成された磁性体シート１６〜１８、及び電極パターンの形成されていない適数枚の磁性体シート１９を積層して第２の磁性体層２となるべき第２の積層体２０を形成する。
【００３１】
次に、第１のフェライト材料、又は第２のフェライト材料のいずれかのフェライト材料に、焼結温度が前記第１又は第２のフェライト材料の焼結温度以上の物質、具体的には、酸化物（例えばＡｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＭｇＯ）及び窒化物（例えば、Ｓｉ３Ｎ４、ＡｌＮ）のうちの少なくともいずれか一方を添加して第３のフェライト材料を作製する。その後は上述と同様にして中間層３となるべき中間シート２１を作製し、この中間シート２１にビアホール２１ａを形成する。
【００３２】
尚、前記酸化物及び前記窒化物は、第１及び第２の磁性体層１、２との界面における接合性の低下や、焼結性の低下を招かない程度で添加する必要があり、斯かる観点から前記酸化物及び前記窒化物は、中間シート２１中の含有量が総計で１〜２重量％となるように添加するのが好ましい。
【００３３】
次いで、中間シート２１を介して第１の積層体１４と第２の積層体２０とを互いに重ね合わせた後、圧着し、所定温度で焼成し、これによりフェライト素体４が形成される。
【００３４】
そして、フェライト素体４の両端部にＡｇやＡｇ−Ｐｄ等を主成分とする導電性ペーストを塗布して焼付処理を施し、積層インダクタが製造される。
【００３５】
このように本実施の形態では、中間層３が、第１及び第２の磁性体層１、２を構成する磁性体材料の焼結温度よりも高い焼結温度を有するＡｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＭｇＯ等の酸化物及びＳｉ３Ｎ４、ＡｌＮ等の窒化物のうちの少なくともいずれか一方を前記磁性体材料に添加しているので、焼成時には第１及び第２の磁性体層１、２と中間層３との界面における焼結性が阻害され、相互拡散距離Ｍが抑制され、その結果特性劣化領域を低減することができるので、特性取得可能領域を増加させることができ、設計の融通性を向上させることが可能となる。
【００３６】
しかも、母材が第１の磁性体層１又は第２の磁性体層２を構成するフェライト材料と同一の成分組成であるので、中間層に結晶化ガラスや非磁性フェライトを使用した場合と異なり、界面の接合性も良好なものとなる。
【００３７】
尚、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、中間層３も任意枚数の中間シート２１を積層して構成することができる。第１及び第２の磁性体層１、２の積層枚数や電極パターンについても、コイルパターンを形成するものであれば、特に限定されるものではない。また、第１の磁性体層１及び第２の磁性体層２を異なる組成系のフェライト材料で構成してもよい。
【００３８】
また、上記実施の形態では、中間層３を構成する中間シート２１は、第１のフェライト材料又は第２のフェライト材料のいずれか一方と同一組成のフェライト材料で形成されているが、第１のフェライト材料及び第２のフェライト材料の混合組成からなる材料で構成するのも好ましい。
【００３９】
さらに、上記実施の形態では、積層セラミック電子部品として、積層インダクタを例示して説明したが、組成の異なる誘電体セラミック層を積層した積層コンデンサ、誘電体層と磁性体層とを含む積層ＬＣ部品にも同様に適用できるのはいうまでもない。
【実施例】
【００４０】
次に、本発明の実施例を具体的に説明する。
【００４１】
初透磁率が５となるようにＦｅ２Ｏ３、ＮｉＯ、ＣｕＯ、ＺｎＯ等のフェライト素原料を調合して得た第１のフェライト材料を、溶媒としての水及びバインダとしてのポリビニルアルコールに分散させてスラリー状とし、ドクターブレード法で厚み    ２５μｍの第１の磁性体シート（セラミックグリーンシート）を作製し、次いで焼成後の厚みが５００μｍとなるように複数枚の第１の磁性体シートを積層し、第１の積層体を作製した。
【００４２】
また、初透磁率が８００となるようにＦｅ２Ｏ３、ＮｉＯ、ＣｕＯ、ＺｎＯ等のフェライト材料を調合して得た第２のフェライト材料を、水及びポリビニルアルコールに分散させてスラリー状とし、ドクターブレード法で厚み２５μｍの第２の磁性体シート（セラミックグリーンシート）を作製し、次いで焼成後の厚みが５００μｍとなるように複数枚の第２の磁性体シートを積層し、第２の積層体を作製した。
【００４３】
次に、酸化物としてのＡｌ２Ｏ３の含有量が２重量％となるように、前記第１の磁性体シートを構成するＦｅ２Ｏ３、ＮｉＯ、ＣｕＯ、ＺｎＯ等のフェライト素原料にＡｌ２Ｏ３を添加して第３のフェライト材料を調製し、次いで水及びポリビニルアルコールに分散させてスラリー状とし、ドクターブレード法で中間シートを作製し、焼成後の厚みが１５０μｍとなるように中間シートを積層し、中間層となるべき中間体を作製した。
【００４４】
次いで、中間体を介して第１の積層体と第２の積層体とを重ね合わせて圧着し、空気中９１５℃で焼成処理を施し、実施例のフェライト素体を作製した。
【００４５】
また、比較例として、第１の磁性体層と第２の磁性体層とを直接重ね合わせて圧着し、空気中９１５℃で焼成処理を施し、比較例のフェライト素体を作製した。
【００４６】
次に、上記実施例及び比較例のフェライト素体を破断し、走査型電子顕微鏡で断面の結晶状態を観察し、相互拡散距離Ｍ（図１参照）を算出した。
【００４７】
表１は実施例及び比較例の相互拡散距離Ｍを示している。
【表１】
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この表１から明らかなように比較例は、第１の磁性体層と第２の磁性体層とを直接重ね合わせているため、焼成温度付近で反応が進行して物質移動が活発になり、その結果相互拡散が進行し、相互拡散距離Ｍが２５０μｍと大きくなった。
【００４８】
これに対して実施例は、焼結温度が第１のフェライト材料よりも焼結温度の高い酸化物としてのＡｌ２Ｏ３を第１のフェライト材料に添加した第３のフェライト材料からなる中間層を第１の磁性体層と第２の磁性体層との間に介在させているので、該中間層により界面での焼結が阻害されて物質の移動力が低下し、これにより相互拡散距離Ｍは１５０μｍに抑制され、その結果拡散領域が小さくなり、磁気特性の劣化領域を低減できることが分った。
【００４９】
尚、上記実施例では中間層として、第１のフェライト材料にＡｌ２Ｏ３（酸化物）を添加したものを使用したが、Ａｌ２Ｏ３に代えて、或いはＡｌ２Ｏ３に加えてＳｉ３Ｎ４やＡｌＮ等の窒化物を第１のフェライト材料に添加した場合も同様の作用効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明に係る積層コイル部品の一実施の形態を示す断面図である。
【図２】前記積層コイル部品の製造方法を説明するための斜視図である。
【図３】積層コイル部品の従来の一例を示す断面図である。
【図４】積層コイル部品の従来の他の例を示す断面図である。
【図５】〔発明が解決しようとする課題〕の項で示した積層コイル部品の断面図である。
【符号の説明】
【００５１】
１  第１の磁性体層（セラミック層）
２  第２の磁性体層（セラミック層）
３  中間層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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