(57)【要約】【課題】表面の絶縁抵抗が高くしかも劣化が少ない、機械的強度の高い、かつ基板表面への端子の形成を精密にかつ容易に行なうことができる薄膜インダクタ用フェライト基板、この基板を用いた薄膜コモンモードフィルタ、この基板を用いた薄膜コモンモードフィルタアレイ及びこの基板の製造方法を提供する。【解決手段】Ｆｅ２Ｏ３  ４０〜５５ｍｏｌ％、ＮｉＯ  ５〜３５ｍｏｌ％、ＺｎＯ  １０〜４０ｍｏｌ％、及びＢｉ２Ｏ３  １５０〜７５０ｐｐｍの組成又はＦｅ２Ｏ３  ４０〜５５ｍｏｌ％、ＮｉＯ  ５〜３５ｍｏｌ％、ＺｎＯ  １０〜４０ｍｏｌ％、ＣｕＯ  ５〜１０ｍｏｌ％、及びＭｎＯ２  ０．５〜２ｍｏｌ％の組成となるように原料を配合して場合によっては添加し、成型して焼成した後、ＨＩＰを行なう。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｆｅ２Ｏ３  ４０〜５５ｍｏｌ％、ＮｉＯ  ５〜３５ｍｏｌ％、ＺｎＯ  １０〜４０ｍｏｌ％、及びＢｉ２Ｏ３  １５０〜７５０ｐｐｍのフェライト組成を持ち、熱間静水圧成形による緻密な結晶構造を有することを特徴とする薄膜インダクタ用フェライト基板。
【請求項２】
Ｆｅ２Ｏ３  ４０〜５５ｍｏｌ％、ＮｉＯ  １５〜３０ｍｏｌ％、ＺｎＯ  ２０〜４０ｍｏｌ％、及びＢｉ２Ｏ３  １５０〜７５０ｐｐｍのフェライト組成を有することを特徴とする請求項１に記載のフェライト基板。
【請求項３】
Ｆｅ２Ｏ３  ４０〜５５ｍｏｌ％、ＮｉＯ  ５〜３５ｍｏｌ％、ＺｎＯ  １０〜４０ｍｏｌ％、ＣｕＯ  ５〜１０ｍｏｌ％、及びＭｎＯ２  ０．５〜２ｍｏｌ％のフェライト組成を持ち、熱間静水圧成形による緻密な結晶構造を有することを特徴とする薄膜インダクタ用フェライト基板。
【請求項４】
Ｆｅ２Ｏ３  ４０〜５５ｍｏｌ％、ＮｉＯ  １５〜３０ｍｏｌ％、ＺｎＯ  ２０〜４０ｍｏｌ％、ＣｕＯ  ５〜１０ｍｏｌ％、及びＭｎＯ２０．５〜２ｍｏｌ％のフェライト組成を有することを特徴とする請求項３に記載のフェライト基板。
【請求項５】
前記基板が直径３インチ以上のウエハ基板であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のフェライト基板。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の基板の一部を用いて構成されたことを特徴とする薄膜コモンモードフィルタ。
【請求項７】
請求項１から５のいずれか１項に記載の基板の一部を用いて構成されたことを特徴とする薄膜コモンモードフィルタアレイ。
【請求項８】
Ｆｅ２Ｏ３  ４０〜５５ｍｏｌ％、ＮｉＯ  ５〜３５ｍｏｌ％、ＺｎＯ  １０〜４０ｍｏｌ％、及びＢｉ２Ｏ３  １５０〜７５０ｐｐｍの組成となるように原料を配合して添加し、成型して焼成した後、熱間静水圧成形を行なうことを特徴とする薄膜インダクタ用フェライト基板の製造方法。
【請求項９】
Ｆｅ２Ｏ３  ４０〜５５ｍｏｌ％、ＮｉＯ  １５〜３０ｍｏｌ％、ＺｎＯ  ２０〜４０ｍｏｌ％、及びＢｉ２Ｏ３  １５０〜７５０ｐｐｍの組成となるように原料を配合することを特徴とする請求項８に記載の製造方法。
【請求項１０】
Ｆｅ２Ｏ３  ４０〜５５ｍｏｌ％、ＮｉＯ  ５〜３５ｍｏｌ％、ＺｎＯ  １０〜４０ｍｏｌ％、ＣｕＯ  ５〜１０ｍｏｌ％、及びＭｎＯ２０．５〜２ｍｏｌ％の組成となるように原料を配合し、成型して焼成した後、熱間静水圧成形を行なうことを特徴とする薄膜インダクタ用フェライト基板の製造方法。
【請求項１１】
Ｆｅ２Ｏ３  ４０〜５５ｍｏｌ％、ＮｉＯ  １５〜３０ｍｏｌ％、ＺｎＯ  ２０〜４０ｍｏｌ％、ＣｕＯ  ５〜１０ｍｏｌ％、及びＭｎＯ２  ０．５〜２ｍｏｌ％の組成となるように原料を配合することを特徴とする請求項１０に記載の製造方法。
【請求項１２】
前記熱間静水圧成形の後、熱処理を行ない、５μｍ以上の表面研磨を行なうことを特徴とする請求項８から１１のいずれか１項に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、薄膜インダクタ用フェライト基板、この基板を用いた薄膜コモンモードフィルタ、この基板を用いた薄膜コモンモードフィルタアレイ及びこの基板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コモンモードフィルタは、平行伝送方式での電磁妨害の原因となるコモンモード電流を抑制するためのものであり、インダクタを磁気的に結合させて同相ノイズ成分を除去する構成となっている。
【０００３】
フェライト基板間に薄膜コイルを２重に積層してチップ化することにより、小型化及び高密度化を図った薄膜コモンモードフィルタ及びこのフィルタを複数実装した薄膜コモンモードフィルタアレイは公知である（例えば特許文献１、特許文献２）。
【０００４】
この種のフェライト基板は、一般に、ホットプレスブロックから基板を所望の形状に切り出して研磨及び加工するホットプレス法、又はシート状に形成したフェライトを重ねて加熱プレスした後、所望の形状に研磨及び加工するシート工法によって形成される。
【０００５】
【特許文献１】
特開平８−２０３７３７号公報
【特許文献２】
特開平１１−５４３２６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
薄膜コモンモードフィルタは、その特性上の要求からコイルが互いに接近して配置されており、しかもそのコイルに高電圧が印加されるので、高い絶縁耐圧を有すること及びその絶縁が信頼性の高いものであることが要求される。また、端子間の絶縁を図ると共にコイル間の絶縁に支障をきたさずに端子を精密に作成することも要求される。さらにまた、数ＧＨｚの高周波帯域でも使用可能とするために、コイルを小型化すること及び透磁率が１００〜４００程度のフェライト基板を用いることも要求される。
【０００７】
しかしながら、従来の薄膜コモンモードフィルタ用のフェライト基板は、多孔質な結晶構造を有しており表面にボイドなどが存在するため、基板表面の絶縁抵抗が低いと共にその劣化が大きく、また、薄膜工程に耐え得るだけの機械的強度を有していないのみならず、表面での端子の精密加工を行なうことが困難であった。
【０００８】
従って本発明の目的は、表面の絶縁抵抗が高くしかも劣化が少ない薄膜インダクタ用フェライト基板、この基板を用いた薄膜コモンモードフィルタ、この基板を用いた薄膜コモンモードフィルタアレイ及びこの基板の製造方法を提供することにある。
【０００９】
本発明の他の目的は、機械的強度の高い薄膜インダクタ用フェライト基板、この基板を用いた薄膜コモンモードフィルタ、この基板を用いた薄膜コモンモードフィルタアレイ及びこの基板の製造方法を提供することにある。
【００１０】
本発明のさらに他の目的は、基板表面への端子の形成を精密にかつ容易に行なうことができる薄膜インダクタ用フェライト基板、この基板を用いた薄膜コモンモードフィルタ、この基板を用いた薄膜コモンモードフィルタアレイ及びこの基板の製造方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、Ｆｅ２Ｏ３  ４０〜５５ｍｏｌ％、ＮｉＯ  ５〜３５ｍｏｌ％、ＺｎＯ  １０〜４０ｍｏｌ％、及びＢｉ２Ｏ３  １５０〜７５０ｐｐｍのフェライト組成、若しくはＦｅ２Ｏ３  ４０〜５５ｍｏｌ％、ＮｉＯ  ５〜３５ｍｏｌ％、ＺｎＯ  １０〜４０ｍｏｌ％、ＣｕＯ  ５〜１０ｍｏｌ％、及びＭｎＯ２  ０．５〜２ｍｏｌ％のフェライト組成を持ち、熱間静水圧成形（ＨＩＰ）による緻密な結晶構造を有する薄膜インダクタ用フェライト基板、又はこの基板の一部を用いて構成された薄膜コモンモードフィルタ若しくは薄膜コモンモードフィルタアレイが提供される。
【００１２】
Ｆｅ２Ｏ３  ４０〜５５ｍｏｌ％、ＮｉＯ  １５〜３０ｍｏｌ％、ＺｎＯ  ２０〜４０ｍｏｌ％、及びＢｉ２Ｏ３  １５０〜７５０ｐｐｍのフェライト組成、若しくはＦｅ２Ｏ３  ４０〜５５ｍｏｌ％、ＮｉＯ  １５〜３０ｍｏｌ％、ＺｎＯ  ２０〜４０ｍｏｌ％、ＣｕＯ  ５〜１０ｍｏｌ％、及びＭｎＯ２  ０．５〜２ｍｏｌ％のフェライト組成を持つようにすることがより好ましい。
【００１３】
上述のようなフェライト組成でＨＩＰによる緻密な結晶構造を与えることにより、基板表面の絶縁抵抗が２×１０１０Ω・ｃｍ以上と高くなり、コモンモードフィルタを構成した場合にコイル間の絶縁を充分にとることができる。また、薄膜工程で熱処理を行なった場合にも、バルク絶縁抵抗及び表面絶縁抵抗の変化（劣化）は生じない。さらに、機械的強度（曲げ強度）が従来のホットプレス法による基板に比して１．５倍以上となり、薄膜工程に充分耐える強度を得ることができる。さらにまた、基板表面が緻密となりボイドがほとんどないため、端子などのめっき形成時に、不必要な部分までめっきが行なわれて電気的なトラブルを起こすことを防止できる。加えて、加工時の表面も緻密となるため、端子パターンを精度良く形成することが可能となる。
【００１４】
基板が直径３インチ以上のウエハ基板であることが好ましい。
【００１５】
本発明によれば、さらに、Ｆｅ２Ｏ３  ４０〜５５ｍｏｌ％、ＮｉＯ  ５〜３５ｍｏｌ％、ＺｎＯ  １０〜４０ｍｏｌ％、及びＢｉ２Ｏ３  １５０〜７５０ｐｐｍの組成又はＦｅ２Ｏ３  ４０〜５５ｍｏｌ％、ＮｉＯ  ５〜３５ｍｏｌ％、ＺｎＯ  １０〜４０ｍｏｌ％、ＣｕＯ  ５〜１０ｍｏｌ％、及びＭｎＯ２  ０．５〜２ｍｏｌ％の組成となるように原料を配合して場合によっては添加し、成型して焼成した後、ＨＩＰを行なう薄膜インダクタ用フェライト基板の製造方法が提供される。
【００１６】
Ｆｅ２Ｏ３  ４０〜５５ｍｏｌ％、ＮｉＯ  １５〜３０ｍｏｌ％、ＺｎＯ  ２０〜４０ｍｏｌ％、及びＢｉ２Ｏ３  １５０〜７５０ｐｐｍの組成又はＦｅ２Ｏ３  ４０〜５５ｍｏｌ％、ＮｉＯ  １５〜３０ｍｏｌ％、ＺｎＯ  ２０〜４０ｍｏｌ％、ＣｕＯ  ５〜１０ｍｏｌ％、及びＭｎＯ２  ０．５〜２ｍｏｌ％の組成となるように原料を配合することがより好ましい。
【００１７】
フェライト組成を上述のように設定し、焼成後にＨＩＰを行なうことにより、基板表面の絶縁抵抗が２×１０１０Ω・ｃｍ以上と高くなり、コモンモードフィルタを構成した場合にコイル間の絶縁を充分にとることができる。また、薄膜工程で熱処理を行なった場合にも、バルク絶縁抵抗及び表面絶縁抵抗の変化（劣化）は生じない。さらに、機械的強度（曲げ強度）が従来のホットプレス法による基板に比して１．５倍以上となり、薄膜工程に充分耐える強度を得ることができる。さらにまた、基板表面が緻密となりボイドがほとんどないため、端子などのめっき形成時に、不必要な部分までめっきが行なわれて電気的なトラブルを起こすことを防止できる。加えて、加工時の表面も緻密となるため、端子パターンを精度良く形成することが可能となる。
【００１８】
ＨＩＰの後、熱処理を行ない、５μｍ以上の表面研磨を行なうことが好ましい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１は本発明による薄膜インダクタ用フェライト基板の製造方法の一実施形態における一部工程を概略的に示すフロー図である。以下、同図を用いて、フェライト基板の製造工程について詳しく説明する。
【００２０】
第１の組成例
まず、フェライト基板が所定の組成となるように、その原料を配合表に従って秤量し、純水を加えて配合する（ステップＳ１）。ここで、所定の組成とは、Ｆｅ２Ｏ３  ４０〜５５ｍｏｌ％、ＮｉＯ  １５〜３０ｍｏｌ％、ＺｎＯ  ２０〜４０ｍｏｌ％である。
【００２１】
次いで、配合して得られたスラリーを乾燥し（ステップＳ２）、仮焼成する（ステップＳ３）。
【００２２】
次いで、仮焼した材料に純水を加えて粉砕する（ステップＳ４）。この粉砕の際に、Ｂｉ２Ｏ３  １５０〜７５０ｐｐｍを添加する。Ｂｉ２Ｏ３の他にＣａＣＯ３などを添加しても良い。
【００２３】
その後、粉砕した材料を乾燥造粒して成型し（ステップＳ５）、さらに、焼成する（ステップＳ６）。この焼成は、約１１６０℃の温度で大気圧の空気による焼成ガスを用いて行なう。
【００２４】
次いで、ＨＩＰを行なう（ステップＳ７）。このＨＩＰ処理は、圧力約１０００Ｋｇ／ｃｍ２、温度約１２００℃の条件で、約２時間行なう。
【００２５】
次いで、面出しの砥石加工、外形出し切断加工及び切断を行なう（ステップＳ８）。
【００２６】
その後、熱処理（アニール処理）を行なう（ステップＳ９）。このアニール処理は、空気中にて約１０００℃の温度で行なう。
【００２７】
次いで、表面研磨を行なう（ステップＳ１０）。研磨砥粒は＃２０００を用い、５μｍ以上の研磨を行なう。
【００２８】
第２の組成例
まず、フェライト基板が所定の組成となるように、その原料を配合表に従って秤量し、純水を加えて配合する（ステップＳ１）。ここで、所定の組成とは、Ｆｅ２Ｏ３  ４０〜５５ｍｏｌ％、ＮｉＯ  １５〜３０ｍｏｌ％、ＺｎＯ  ２０〜４０ｍｏｌ％、ＣｕＯ  ５〜１０ｍｏｌ％、ＭｎＯ２  ０．５〜２ｍｏｌ％である。
【００２９】
次いで、配合して得られたスラリーを乾燥し（ステップＳ２）、仮焼成する（ステップＳ３）。
【００３０】
次いで、仮焼した材料に純水を加えて粉砕する（ステップＳ４）。この粉砕の際に、ＣａＣＯ３などを添加しても良い。
【００３１】
その後、粉砕した材料を乾燥造粒して成型し（ステップＳ５）、さらに、焼成する（ステップＳ６）。この焼成は、約１１６０℃の温度で大気圧の空気による焼成ガスを用いて行なう。
【００３２】
次いで、ＨＩＰを行なう（ステップＳ７）。このＨＩＰ処理は、圧力約１０００Ｋｇ／ｃｍ２、温度約１２００℃の条件で、約２時間行なう。
【００３３】
次いで、面出しの砥石加工、外形出し切断加工及び切断を行なう（ステップＳ８）。
【００３４】
その後、熱処理（アニール処理）を行なう（ステップＳ９）。このアニール処理は、空気中にて約１０００℃の温度で行なう。
【００３５】
次いで、表面研磨を行なう（ステップＳ１０）。研磨砥粒は＃２０００を用い、５μｍ以上の研磨を行なう。
【００３６】
このように、フェライト組成を上述のように設定し焼成後にＨＩＰ処理を行なうこと、及び熱処理して表面研磨を行なうことにより、基板表面の絶縁抵抗が２×１０１０Ω・ｃｍ以上とかなり高くなり、この基板についてその後の薄膜工程で熱処理を行なった場合にも、バルク絶縁抵抗及び表面絶縁抵抗の変化（劣化）が生じない。さらに、機械的強度（曲げ強度）が従来のホットプレス法による基板に比して１．５倍以上となり、これは薄膜工程に充分耐える強度を得ることができる。さらにまた、基板表面が緻密となりボイドがほとんどなく、加工時の表面も緻密となる。
【００３７】
図２及び図３は、このようなフェライト基板を用いて２つの薄膜コモンモードフィルタが一体化されてなる薄膜コモンモードフィルタアレイを製造するウエハ工程及び加工工程をそれぞれ説明するための斜視図である。なお、図２（Ａ）〜（Ｊ）及び図３（Ａ）〜（Ｄ）において、下段はウエハ基板、上段はその基板内の実際には切断分離されていない個々のチップを示している。以下、これらの図を用いて、薄膜コモンモードフィルタアレイの製造工程について説明する。
【００３８】
まず、図２（Ａ）に示すように、図１の製造方法によって形成されたフェライトウエハ基板２０を用意し、図２（Ｂ）に示すように、その基板２０上にポリイミド樹脂などによる第１の絶縁層２１をコーティングしてパターニングする。
【００３９】
次いで、図２（Ｃ）に示すように、その第１の絶縁層２１上に銅層２２による第１のリード及び電極を形成し、図２（Ｄ）に示すように、その上にポリイミド樹脂などによる第２の絶縁層２３をコーティングしてパターニングする。
【００４０】
次いで、図２（Ｅ）に示すように、その第２の絶縁層２３上に銅層２４による第１のコイルを形成し、図２（Ｆ）に示すように、その上にポリイミド樹脂などによる第３の絶縁層２５をコーティングしてパターニングする。
【００４１】
次いで、図２（Ｇ）に示すように、その第３の絶縁層２５上に銅層２６による第２のコイルを形成し、図２（Ｈ）に示すように、その上にポリイミド樹脂などによる第４の絶縁層２７をコーティングしてパターニングする。
【００４２】
次いで、図２（Ｉ）に示すように、その第４の絶縁層２７上に銅層２８による第２のリードを形成し、図２（Ｊ）及び図３（Ａ）に示すように、その上にポリイミド樹脂などによる第５の絶縁層２９をコーティングしてパターニングする。
【００４３】
その後、図３（Ｂ）に示すように、リード部に銀ペースト３０をスクリーン印刷し、図３（Ｃ）に示すように、コア部にリターン部用のフェライトペースト３１を埋め込む。
【００４４】
次いで、図３（Ｄ）に示すように、その上に接着剤を用いてフェライト板カバー３２を固着する。
【００４５】
次いで、図３（Ｅ）に示すように、このウエハ基板を切断して複数の薄膜コモンモードフィルタアレイチップが一列状に並んだバー部材３３を形成する。
【００４６】
次いで、図３（Ｆ）に示すように、バー部材３３の各薄膜コモンモードフィルタアレイチップの上面にマーク３４を印刷し、図３（Ｇ）に示すように、バー部材３３の各薄膜コモンモードフィルタアレイチップの側面にニッケルによる電極端子３５をスパッタリングで形成する。
【００４７】
その後、図３（Ｈ）に示すように、バー部材を個々のチップ３６に切断分離し、図３（Ｉ）に示すように、バレルめっきによって電極端子３５をニッケル層／錫層の２層構造３７とし、さらに、図３（Ｊ）に示すように、このようにして得た薄膜コモンモードフィルタアレイチップ３６をテープ３８上に固着する。
【００４８】
薄膜コモンモードフィルタ及び薄膜コモンモードフィルタアレイでは、図３（Ｇ）に示すように、フェライト基板を切断した断面に電極端子が形成されるので、フェライト基板がその内部において、高い絶縁性を有していることが要求される。また、フェライト表面についても高い絶縁性を有していることが要求される。薄膜コモンモードフィルタでは、コイル端子間で１０８Ω程度の絶縁抵抗を有することが要求されている。基板の表面抵抗と実際の端子間抵抗との間には完全な比例関係はないが、１０８Ωの絶縁抵抗を保証するためには、基板自体及び基板表面の抵抗の合成値が２×１０１０Ω以上であることが要求される。さらに、薄膜コモンモードフィルタ作成のウエハ工程において、絶縁層の加熱硬化時に真空中又は窒素ガス中で４００℃前後の加熱処理が行なわれるが、このような加熱処理時にもフェライト表面の絶縁性が安定して保たれることが要求される。
では、図３（Ｇ）に示すように、フェライト基板を切断した断面に電極端子が形成されるので、フェライト基板がその内部において、高い絶縁性を有していることが要求される。また、フェライト表面についても高い絶縁性を有していることが要求される。薄膜コモンモードフィルタでは、コイル端子間で１０８Ω程度の絶縁抵抗を有することが要求されている。基板の表面抵抗と実際の端子間抵抗との間には完全な比例関係はないが、１０８Ωの絶縁抵抗を保証するためには、基板自体及び基板表面の抵抗の合成値が２×１０１０Ω以上であることが要求される。さらに、薄膜コモンモードフィルタ作成のウエハ工程において、絶縁層の加熱硬化時に真空中又は窒素ガス中で４００℃前後の加熱処理が行なわれるが、このような加熱処理時にもフェライト表面の絶縁性が安定して保たれることが要求される。
【００４９】
また、図２に示したように、薄膜コモンモードフィルタ及び薄膜コモンモードフィルタアレイは、フェライト基板上に一括して形成されるので、ウエハ工程中に機械的衝撃や熱衝撃で割れたりしないことが要求される。この割れに対する耐性は、基板の曲げ強度に依存しているため、フェライト基板の曲げ強度を強くすることが要求される。特に、基板が大型化すればするほど曲げ強度を高めて割れに対する耐性を大きくすることが必要である。
【００５０】
さらに、薄膜コモンモードフィルタ及び薄膜コモンモードフィルタアレイを製造する場合、上述したようにフェライト基板上に薄膜の微細パターンが描かれるので、基板表面の荒れなどによって塗布膜がうねったり、パターン崩れが生じないことが要求される。通常、薄膜工程を行なうには、塗布膜以下の表面荒さであることが必要である。例えば、ポリイミド膜をコーティングする場合、表面粗さＲｍａｘが６μｍ以上あると、パターン形成が困難となる。
【００５１】
図４は、前述の工程で形成された薄膜コモンモードフィルタのコモンモード特性、即ち特性インピーダンスＺの対周波数特性を表す図である。
【００５２】
同図から分かるように、フェライト基板として、透磁率μが１００〜１４００程度のフェライト材料を用いた場合、ほとんど変わらないコモンモード特性を得ることができる。
【００５３】
図５は、フェライト基板のＦｅ２Ｏ３、ＮｉＯ及びＺｎＯの組成と透磁率μとの関係を示す図である。
【００５４】
同図から明らかのように、図４に示す薄膜コモンモードフィルタのコモンモードインピーダンス特性を満足させるためには、フェライト基板の組成を、Ｆｅ２Ｏ３  ４０〜７０ｍｏｌ％、ＮｉＯ  ５〜３５ｍｏｌ％、ＺｎＯ  １０〜４０ｍｏｌ％の範囲に納めることが必要となる。
【００５５】
図６は異なるＦｅ２Ｏ３含有量を有するフェライト基板について、焼成した直後のフェライト表面の絶縁抵抗を測定した結果を表す図であり、図７はこれら焼成したフェライト基板の表面を研磨した場合のフェライト表面の絶縁抵抗を測定した結果を表す図である。
【００５６】
図６から分かるように、ＮｉＺｎフェライト基板の焼き上がり直後の表面絶縁抵抗は、Ｆｅ２Ｏ３  ３０〜６５ｍｏｌ％の範囲で１０１２Ω以上の非常に高い抵抗値を示す。また、これを表面研磨した場合にも、非常に高い抵抗値が維持されている。
【００５７】
図８はこのように作成した異なるＦｅ２Ｏ３含有量を有するフェライト基板について、絶縁層を硬化させる温度（約４００℃）で（５回繰り返し）熱処理した後のフェライト表面の絶縁抵抗を測定した結果を表す図であり、図９はこれらフェライト基板について、真空中で１０００℃の熱処理をした後のフェライト表面の絶縁抵抗を測定した結果を表す図である。
【００５８】
図８から分かるように、絶縁体硬化温度で熱処理を繰り返すと、表面絶縁抵抗は１０９Ω台に低下し、絶縁が劣化してしまう。さらに、図９から分かるように、真空中熱処理を行なうと、表面絶縁抵抗は１０８Ω台まで低下し、絶縁が大幅に劣化する。
【００５９】
図１０は、図９の真空中熱処理を行なったフェライト基板の表面を５μｍ以上研磨して表面の絶縁抵抗を測定した結果を表す図である。
【００６０】
同図から、表面研磨により、再び非常に高い表面絶縁抵抗が得られることが分かる。このことから、抵抗低下は、フェライト基板表面の状態に起因することが理解できる。
【００６１】
図１１は、このときの研磨量と表面抵抗との関係を測定した図である。
【００６２】
同図より、研磨量が５μｍ以上で急激に表面抵抗が復活していることが分かる。従って、表面研磨は５μｍ以上とすることが望ましい。
【００６３】
図１２は、図１０の表面研磨後に、真空中、絶縁層を硬化させる温度（約４００℃）で５回繰り返し熱処理した後のフェライト表面の絶縁抵抗を測定した結果を表す図である。
【００６４】
図１２と図８とを比較すれば明らかのように、フェライト基板の表面を５μｍ以上研磨した後は、絶縁層硬化の熱処理を行なっても表面抵抗の低下小さくなっている。特に、Ｆｅ２Ｏ３  ５５ｍｏｌ％以下の範囲では、１０１０Ω以上の高い表面抵抗値を示している。Ｆｅ２Ｏ３の含有量がこれより多くなると、絶縁抵抗は急激に劣化する。
【００６５】
従って、２×１０１０Ωの抵抗値を保証するためには、Ｆｅ２Ｏ３の組成が５５ｍｏｌ％以下であることが必要である。さらに、図５に示した透磁率μの範囲から、Ｆｅ２Ｏ３  ４０〜５５ｍｏｌ％、ＮｉＯ  １５〜３０ｍｏｌ％、ＺｎＯ
２０〜４０ｍｏｌ％であることがより望ましい。
【００６６】
図１３は、図１２のフェライト基板及びＮｉＺｎフェライト基板の基本組成であるＦｅ２Ｏ３、ＮｉＯ及びＺｎＯにＢｉ２Ｏ３を添加したフェライト基板の表面の絶縁抵抗を測定した結果を表す図である。ａはＢｉ２Ｏ３を添加したフェライト基板、ｂはＢｉ２Ｏ３を添加していないフェライト基板であり、１０００℃真空中熱処理を行なった後、８μｍの表面研磨を行なっている。
【００６７】
Ｂｉ２Ｏ３を添加することにより、表面絶縁抵抗が増大していることが分かる。
【００６８】
図１４は、Ｂｉ２Ｏ３の添加量と絶縁抵抗との関係をＦｅ２Ｏ３  ５５ｍｏｌ％のフェライト基板で調べた結果を表す図である。
【００６９】
同図より、Ｂｉ２Ｏ３の添加量を１５０ｐｐｍ以上とすれば、絶縁抵抗の向上が大きいことが分かる。
【００７０】
図１５、Ｂｉ２Ｏ３の添加量と曲げ強度との関係をＦｅ２Ｏ３  ５５ｍｏｌ％のフェライト基板で調べた結果を表す図である。測定は、ＪＩＳの部品抗折強度試験に基づいて行なわれた。測定系のスパンは１．４ｍｍ、荷重速度は３０ｍｍ／ｍｉｎであった。
【００７１】
同図より、Ｂｉ２Ｏ３の添加量が７５０ｐｐｍ以上となると、急激に曲げ強度が低下することが分かる。
【００７２】
以上より、第１の組成例のように、Ｂｉ２Ｏ３  １５０〜７５０ｐｐｍを添加することにより、絶縁抵抗及び曲げ強度を最適化できることが理解できる。
【００７３】
図１６は、ＮｉＺｎフェライト基板の基本組成であるＦｅ２Ｏ３、ＮｉＯ及びＺｎＯにＣｕＯを添加した場合のその添加量に対する曲げ強度を測定した結果を表す図である。
【００７４】
同図より、ＣｕＯ  ５〜１０ｍｏｌ％の範囲の添加では曲げ強度が増大していることが分かる。
【００７５】
図１７は図１６の組成にＭｎＯ２を添加した場合のその添加量に対する透磁率μを測定した結果を表す図であり、図１８は図１６の組成にＭｎＯ２を添加した場合のその添加量に対する絶縁抵抗を測定した結果を表す図である。
【００７６】
図１７から明らかのように、ＭｎＯ２を０．５〜５ｍｏｌ％添加することによって透磁率μが増大する。しかしながら、図１８に示すように、ＭｎＯ２を２ｍｏｌ％以上添加すると、基板の絶縁抵抗が急激に低下する。
【００７７】
従って、第２の組成例のように、ＣｕＯ  ５〜１０ｍｏｌ％、ＭｎＯ２  ０．５〜２ｍｏｌ％を添加することにより、絶縁抵抗を低下させることなく曲げ強度及び透磁率μを改善できることとなる。
【００７８】
図１９は従来技術のごとくホットプレス（ＨＰ）処理によって製造したフェライト基板及び本発明のごとくＨＩＰ処理によって製造したフェライト基板について、Ｂｉ２Ｏ３の添加量に対する絶縁抵抗を測定した結果を表す図であり、図２０はＨＰ処理によって製造したフェライト基板及びＨＩＰ処理によって製造したフェライト基板について、Ｂｉ２Ｏ３の添加量に対する曲げ強度を測定した結果を表す図である。
【００７９】
図１９に示すように絶縁抵抗については、ＨＰ処理によって製造したフェライト基板もＨＩＰ処理によって製造したフェライト基板も差はほとんど存在しない。しかしながら、図２０に示すように、曲げ強度については、ＨＩＰ処理を行なうことにより、ＨＰ処理を行なった場合に比して基板強度が約１．５倍に増大しており、基板が割れにくくなっている。この傾向は、ウエハ基板の寸法が大きくなるほど顕著となる。
【００８０】
図２１はＨＩＰ処理における印加圧力と基板の曲げ強度との関係を測定した結果を表す図であり、図２２はＨＰ処理における印加圧力と基板の曲げ強度との関係を測定した結果を表す図である。ただし、両処理とも、温度は１２００℃である。
【００８１】
図２１に示すように、ＨＩＰ圧が５ｔ／ｃｍ２以上のＨＩＰ処理を行なうことによって大きな曲げ強度が得られることが分かる。これに対して、図２２に示すように、ＨＰ処理では、ＨＰ圧を上げてもさほど大きな曲げ強度が得られないことが分かる。
【００８２】
表１は、３インチ径及び６インチ径のＨＰ処理によって製造したフェライト基板（基板厚２ｍｍ）、並びに３インチ径及び６インチ径のＨＩＰ処理によって製造したフェライト基板（基板厚２ｍｍ）に対して、１１０℃のヒートショックを１０回、搬送処理における吸引及び脱着を１０回繰り返して行なった後のクラック（割れ）発生の頻度を調べたものである。各基板のサンプル数は２０である。
【００８３】
３インチ径の基板においてもＨＩＰ処理によって製造したフェライト基板はクラック発生の頻度がＨＰ処理によって製造したフェライト基板の場合に比して小さい。６インチ径の基板では、その差が非常に大きいことが分かる。
【００８４】
【表１】
2005001894.tif 000003
【００８５】
図２３はＮｉＺｎフェライト基板におけるＦｅ２Ｏ３、ＮｉＯ及びＺｎＯの基本組成からなり、ＨＰ処理によって製造したフェライト基板とＨＩＰ処理によって製造したフェライト基板の印加圧力に対する密度の関係を測定した結果を表す図である。
【００８６】
同図に示すように、ＨＩＰ処理を行なえば基板密度が大きく向上することが分かる。
【００８７】
図２４はＦｅ２Ｏ３、ＮｉＯ及びＺｎＯの基本組成からなり、ＨＰ処理によって製造したフェライト基板とＨＩＰ処理によって製造したフェライト基板の研磨砥粒に対する表面粗さの関係を測定した結果を表す図である。フェライト粒径はいずれも５μｍ、＃２０００ＳｉＣでの研磨後の比較である。
【００８８】
同図に示すように、ＨＩＰ処理を行なえば基板の表面粗さが大きく向上することが分かる。また、ＨＰ処理によって製造したフェライト基板では、研磨砥粒を＃１２００から＃２０００、＃４０００へと細かくしても表面粗さがさほど変わらないのに対し、ＨＩＰ処理によって製造したフェライト基板では、研磨砥粒を細かくするに従って、表面粗さが改善されていることが分かる。
【００８９】
図２５はＨＩＰ処理を行いさらに＃６０００のダイヤモンドラッピング仕上げ後の基板表面の顕微鏡写真（×２２０）であり、図２６はＨＰ処理を行いさらに＃６０００のダイヤモンドラッピング仕上げ後の基板表面の顕微鏡写真（×２２０）であり、図２７はシート工法によって製造したフェライト基板に＃６０００のダイヤモンドラッピング仕上げ後の基板表面の顕微鏡写真（×２２０）である。フェライト粒径はいずれも５〜６μｍものを用いた。
【００９０】
図２５のＨＩＰ処理によって製造したフェライト基板表面には孔がほとんど見えないが、図２６の通常のＨＰ処理やシート成型後にＨＰ処理によって製造したフェライト基板表面にはいずれも隙間が見える。さらに、図２７のシート工法による基板では、粒子の脱離した大きな孔が見える。
【００９１】
以上述べた実施形態は全て本発明を例示的に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明は他の種々の変形態様及び変更態様で実施することができる。従って本発明の範囲は特許請求の範囲及びその均等範囲によってのみ規定されるものである。
【００９２】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本発明によれば、Ｆｅ２Ｏ３  ４０〜５５ｍｏｌ％、ＮｉＯ  ５〜３５ｍｏｌ％、ＺｎＯ  １０〜４０ｍｏｌ％、及びＢｉ２Ｏ３  １５０〜７５０ｐｐｍの組成又はＦｅ２Ｏ３  ４０〜５５ｍｏｌ％、ＮｉＯ  ５〜３５ｍｏｌ％、ＺｎＯ  １０〜４０ｍｏｌ％、ＣｕＯ  ５〜１０ｍｏｌ％、及びＭｎＯ２  ０．５〜２ｍｏｌ％のフェライト組成でＨＩＰによる緻密な結晶構造を与えることにより、基板表面の絶縁抵抗が２×１０１０Ω・ｃｍ以上と高くなり、コモンモードフィルタを構成した場合にコイル間の絶縁を充分にとることができる。また、薄膜工程で熱処理を行なった場合にも、バルク絶縁抵抗及び表面絶縁抵抗の変化（劣化）は生じない。さらに、機械的強度（曲げ強度）が従来のホットプレス法による基板に比して１．５倍以上となり、薄膜工程に充分耐える強度を得ることができる。さらにまた、基板表面が緻密となりボイドがほとんどないため、端子などのめっき形成時に、不必要な部分までめっきが行なわれて電気的なトラブルを起こすことを防止できる。加えて、加工時の表面も緻密となるため、端子パターンを精度良く形成することが可能となる。
【００９３】
さらに本発明によれば、フェライト組成を上述のように設定し、焼成後にＨＩＰを行なうことにより、基板表面の絶縁抵抗が２×１０１０Ω・ｃｍ以上と高くなり、コモンモードフィルタを構成した場合にコイル間の絶縁を充分にとることができる。また、薄膜工程で熱処理を行なった場合にも、バルク絶縁抵抗及び表面絶縁抵抗の変化（劣化）は生じない。さらに、機械的強度（曲げ強度）が従来のホットプレス法による基板に比して１．５倍以上となり、薄膜工程に充分耐える強度を得ることができる。さらにまた、基板表面が緻密となりボイドがほとんどないため、端子などのめっき形成時に、不必要な部分までめっきが行なわれて電気的なトラブルを起こすことを防止できる。加えて、加工時の表面も緻密となるため、端子パターンを精度良く形成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による薄膜インダクタ用フェライト基板の製造方法の一実施形態における一部工程を概略的に示すフロー図である。
【図２】薄膜コモンモードフィルタアレイを製造するウエハ工程を説明するための斜視図である。
【図３】薄膜コモンモードフィルタアレイを製造する加工工程を説明するための斜視図である。
【図４】薄膜コモンモードフィルタのコモンモード特性を表す図である。
【図５】フェライト基板のＦｅ２Ｏ３、ＮｉＯ及びＺｎＯの組成と透磁率μとの関係を示す図である。
【図６】異なるＦｅ２Ｏ３含有量を有するフェライト基板について、焼成した後のフェライト表面の絶縁抵抗を測定した結果を表す図である。
【図７】図６の焼成したフェライト基板の表面を研磨した場合のフェライト表面の絶縁抵抗を測定した結果を表す図である。
【図８】図７のフェライト基板について、絶縁層を硬化させる温度（約４００℃）で５回繰り返し熱処理した後のフェライト表面の絶縁抵抗を測定した結果を表す図である。
【図９】図８のフェライト基板について、真空中で１０００℃の熱処理をした後のフェライト表面の絶縁抵抗を測定した結果を表す図である。
【図１０】図９の真空中熱処理を行なったフェライト基板の表面を５μｍ以上研磨して再び表面の絶縁抵抗を測定した結果を表す図である。
【図１１】図１０の研磨量と表面抵抗との関係を測定した図である。
【図１２】図１０の表面研磨後に、真空中約４００℃で５回繰り返し熱処理した後のフェライト表面の絶縁抵抗を測定した結果を表す図である。
【図１３】図１２のフェライト基板及びＮｉＺｎフェライト基板の基本組成にＢｉ２Ｏ３を添加したフェライト基板の表面の絶縁抵抗を測定した結果を表す図である。
【図１４】Ｂｉ２Ｏ３の添加量と絶縁抵抗との関係をＦｅ２Ｏ３  ５５ｍｏｌ％のフェライト基板で調べた結果を表す図である。
【図１５】Ｂｉ２Ｏ３の添加量と曲げ強度との関係をＦｅ２Ｏ３  ５５ｍｏｌ％のフェライト基板で調べた結果を表す図である。
【図１６】ＮｉＺｎフェライト基板の基本組成にＣｕＯを添加した場合のその添加量に対する曲げ強度を測定した結果を表す図である。
【図１７】図１６の組成にＭｎＯ２を添加した場合のその添加量に対する透磁率μを測定した結果を表す図である。
【図１８】図１６の組成にＭｎＯ２を添加した場合のその添加量に対する絶縁抵抗を測定した結果を表す図である。
【図１９】ＨＰ処理によって製造したフェライト基板及びＨＩＰ処理によって製造したフェライト基板について、Ｂｉ２Ｏ３の添加量に対する絶縁抵抗を測定した結果を表す図である。
【図２０】ＨＰ処理によって製造したフェライト基板及びＨＩＰ処理によって製造したフェライト基板について、Ｂｉ２Ｏ３の添加量に対する曲げ強度を測定した結果を表す図である。
【図２１】ＨＩＰ処理における印加圧力と基板の曲げ強度との関係を測定した結果を表す図である。
【図２２】ＨＰ処理における印加圧力と基板の曲げ強度との関係を測定した結果を表す図である。
【図２３】Ｆｅ２Ｏ３、ＮｉＯ及びＺｎＯの基本組成からなり、ＨＰ処理によって製造したフェライト基板とＨＩＰ処理によって製造したフェライト基板の印加圧力に対する密度の関係を測定した結果を表す図である。
【図２４】Ｆｅ２Ｏ３、ＮｉＯ及びＺｎＯの基本組成からなり、ＨＰ処理によって製造したフェライト基板とＨＩＰ処理によって製造したフェライト基板の研磨砥粒に対する表面粗さの関係を測定した結果を表す図である。
【図２５】ＨＩＰ処理によって製造したフェライト基板表面の顕微鏡写真である。
【図２６】ＨＰ処理によって製造したフェライト基板表面の顕微鏡写真である。
【図２７】シート工法によって製造したフェライト基板表面の顕微鏡写真である。
【符号の説明】
２０  フェライトウエハ基板
２１、２３、２５、２７、２９  絶縁層
２２、２４、２６、２８  銅層
３０  銀ペースト
３１  フェライトペースト
３２  フェライト板カバー
３３  バー部材
３４  マーク
３５  電極端子
３６  チップ
３７  ２層構造
３８  テープ
【図１】
2005001894.tif 000004
【図２】
2005001894.tif 000005
【図３】
2005001894.tif 000006
【図４】
2005001894.tif 000007
【図５】
2005001894.tif 000008
【図６】
2005001894.tif 000009
【図７】
2005001894.tif 000010
【図８】
2005001894.tif 000011
【図９】
2005001894.tif 000012
【図１０】
2005001894.tif 000013
【図１１】
2005001894.tif 000014
【図１２】
2005001894.tif 000015
【図１３】
2005001894.tif 000016
【図１４】
2005001894.tif 000017
【図１５】
2005001894.tif 000018
【図１６】
2005001894.tif 000019
【図１７】
2005001894.tif 000020
【図１８】
2005001894.tif 000021
【図１９】
2005001894.tif 000022
【図２０】
2005001894.tif 000023
【図２１】
2005001894.tif 000024
【図２２】
2005001894.tif 000025
【図２３】
2005001894.tif 000026
【図２４】
2005001894.tif 000027
【図２５】
2005001894.tif 000028
【図２６】
2005001894.tif 000029
【図２７】
2005001894.tif 000030
【手続補正書】
【提出日】平成16年5月12日(2004.5.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
薄膜コモンモードフィルタ及び薄膜コモンモードフィルタアレイでは、図３（Ｇ）に示すように、フェライト基板を切断した断面に電極端子が形成されるので、フェライト基板がその内部において、高い絶縁性を有していることが要求される。また、フェライト表面についても高い絶縁性を有していることが要求される。薄膜コモンモードフィルタでは、コイル端子間で１０８Ω程度の絶縁抵抗を有することが要求されている。基板の表面抵抗と実際の端子間抵抗との間には完全な比例関係はないが、１０８Ωの絶縁抵抗を保証するためには、基板自体及び基板表面の抵抗の合成値が２×１０１０Ω以上であることが要求される。さらに、薄膜コモンモードフィルタ作成のウエハ工程において、絶縁層の加熱硬化時に真空中又は窒素ガス中で４００℃前後の加熱処理が行なわれるが、このような加熱処理時にもフェライト表面の絶縁性が安定して保たれることが要求される。


【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
さらに、薄膜コモンモードフィルタ及び薄膜コモンモードフィルタアレイを製造する場合、上述したようにフェライト基板上に薄膜の微細パターンが描かれるので、基板表面の荒れなどによって塗布膜がうねったり、パターン崩れが生じないことが要求される。通常、薄膜工程を行なうには、塗布膜厚以下の表面荒さであることが必要である。例えば、ポリイミド膜をコーティングする場合、表面粗さＲｍａｘが６μｍ以上あると、パターン形成が困難となる。


【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８１】
図２１に示すように、ＨＩＰ圧が０．５ｔ／ｃｍ２以上のＨＩＰ処理を行なうことによって大きな曲げ強度が得られることが分かる。これに対して、図２２に示すように、ＨＰ処理では、ＨＰ圧を上げてもさほど大きな曲げ強度が得られないことが分かる。


【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８４】
【表１】
2005001894.tif 000031
整理番号を９９Ｐ０５３２２に変更します。