陶瓷電子部件的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供能確保磁性體部絕緣性、抑制內(nèi)部導(dǎo)體Cu的氧化，從而得到良好電特性的陶瓷電子部件。本發(fā)明的陶瓷電子部件的制造方法包括在規(guī)定的升溫速度X（℃/分）和氧分壓Y（Pa）下進(jìn)行焙燒的焙燒工序，其特征在于，將升溫速度X表示為x軸、將氧分壓Y表示為y軸時(shí)，在（X，Y）為由A（50，0.05）、B（1000，0.05）、C（1000，0.01）、D（1500，0.01）、E（1500，0.001）、F（2000，0.001）、G（2000，100）、H（1500，100）、I（1500，50）、J（1000，50）、K（1000，10）、L（50，10）圍成的區(qū)域所表示的條件下進(jìn)行焙燒。
【專利說明】陶瓷電子部件的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及陶瓷電子部件的制造方法。更具體地，本發(fā)明涉及具有至少含有Fe、N1、Zn的磁性體部和埋設(shè)在磁性體部?jī)?nèi)的以Cu為主要成分的內(nèi)部導(dǎo)體的陶瓷電子部件的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，已知有具有磁性體部和埋設(shè)在磁性體內(nèi)的內(nèi)部導(dǎo)體的陶瓷電子部件。從制造工序的角度考慮，該磁性體部和內(nèi)部導(dǎo)體優(yōu)選整體燒結(jié)。并且，由于低成本的要求，正在進(jìn)行以Cu為主要成分的內(nèi)部導(dǎo)體的開發(fā)。作為這種電子部件，已知的有例如在專利文獻(xiàn)I中公開的銅導(dǎo)體整體燒結(jié)型鐵素體元件。
[0003]在該專利文獻(xiàn)I中，通過向N1- Zn系鐵素體材料中添加低熔點(diǎn)玻璃成分Pb0、B203和SiO2，可在氮環(huán)境中、950?1030°C的低溫下焙燒，與Cu整體燒結(jié)。
[0004]另一方面，作為顯示氧化物的平衡氧分壓的圖，已知的有非專利文獻(xiàn)I中所示的Ellingham圖(又稱氧勢(shì)圖)。根據(jù)該Ellingham圖,可以得知，由于Cu — Cu2O的平衡氧分壓與Fe2O3 - Fe3O4的平衡氧分壓的關(guān)系，在800°C以上，不存在Cu與Fe2O3共存的區(qū)域。SP，在800°C以上的溫度下，在將氧分壓設(shè)定成維持Fe2O3狀態(tài)的環(huán)境進(jìn)行焙燒時(shí)，Cu也會(huì)被氧化而生成Cu20。另一方面，在將氧分壓設(shè)定成Cu不發(fā)生氧化的環(huán)境進(jìn)行焙燒時(shí)，F(xiàn)e2O3被還原而生成Fe304。
[0005]專利文獻(xiàn):
[0006]專利文獻(xiàn)1:日本特開平7-97525號(hào)公報(bào)
[0007]非專利文獻(xiàn):
[0008]非專利文獻(xiàn)1:Ε.T.T.Ellingham 著:J.Soc.Chem.1nd., UK, vol.63, p.125, 1944
【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]如上所述，在專利文獻(xiàn)I中，能在氮環(huán)境下將Cu與鐵素體材料整體燒結(jié)。但是，根據(jù)非專利文獻(xiàn)1，由于不存在Cu與Fe2O3共存的區(qū)域，因而，若在Cu不發(fā)生氧化的氧分壓環(huán)境下進(jìn)行焙燒，則Fe2O3會(huì)被還原成Fe3O4，使得電阻率P降低，從而有導(dǎo)致電特性劣化之虞。
[0010]此外，在專利文獻(xiàn)I中，由于添加有玻璃成分Pb0、B203、Si02，因此，在焙燒中，這些玻璃成分會(huì)引起異常晶粒生長(zhǎng)，導(dǎo)致導(dǎo)磁率降低等，難以得到所希望的良好的磁特性。此夕卜，由于鐵素體中添加有PbO,因此,從環(huán)境負(fù)荷的角度考慮也存在問題。
[0011]本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的，旨在提供即使對(duì)以Cu為主要成分的內(nèi)部導(dǎo)體和磁性體部進(jìn)行共燒，也能確保磁性體部的絕緣性、抑制內(nèi)部導(dǎo)體Cu的氧化，從而得到良好的電特性的陶瓷電子部件。
[0012]本發(fā)明的陶瓷電子部件的制造方法是具有至少含有Fe、N1、Zn的磁性體部和埋設(shè)在磁性體部?jī)?nèi)的以Cu為主要成分的內(nèi)部導(dǎo)體的陶瓷電子部件的制造方法，其特征在于，具有將包含埋設(shè)在磁性體材料中的內(nèi)部導(dǎo)體材料的未焙燒層積體在規(guī)定的升溫速度X (0C /分)和氧分壓Y (Pa)下進(jìn)行焙燒的焙燒工序，其中，所述磁性體材料在焙燒后成為所述磁性體部,所述內(nèi)部導(dǎo)體材料在焙燒后成為所述內(nèi)部導(dǎo)體,將升溫速度X表示為X軸、將上述氧分壓 Y 表示為 y 軸時(shí)，在(X，Y)為由 A (50,0.05)、B (1000,0.05)、C (1000,0.01)、D(1500,0.01), E (1500,0.001), F (2000,0.001)、G (2000,100),H (1500,100)、I (1500,50)、J (1000，50)、K (1000，10)、L (50，10)圍成的區(qū)域所表示的條件下進(jìn)行焙燒。
[0013]此外，在本發(fā)明的陶瓷電子部件的制造方法中，優(yōu)選在(X，Y)為由A’(50，I)、B’(1000,1)、C，(1000,0.1)、D’(1500,0.1)、E’(1500,0.05)、F，(2000,0.05)、G (2000,100)、H (1500，100)、I (1500,50), J (1000,50), K (1000，10)、L (50，10)圍成的區(qū)域所表示的條件下進(jìn)行焙燒。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的焙燒條件，在Cu氧化之前并在磁性體部還原、電阻率降低之前焙燒結(jié)束。因此，能得到磁性體部的絕緣電阻高、內(nèi)部導(dǎo)體的直流電阻小的陶瓷電阻部件。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是陶瓷電子部件的截面圖。
[0016]圖2是顯示本發(fā)明陶瓷電子部件的制造方法的截面圖。
[0017]圖3是顯示本發(fā)明的陶瓷電子部件的制造方法的截面圖，是圖2的繼續(xù)。
[0018]圖4是以升溫速度X (°C/分)為X軸、以氧分壓Y (Pa)為y軸而表示本發(fā)明的焙燒條件范圍的圖。
[0019]圖5是以升溫速度X (°C/分)為X軸、以氧分壓Y (Pa)為y軸而表示本發(fā)明的優(yōu)選焙燒條件范圍的圖。
[0020]圖6是顯示試樣編號(hào)8 -1和試樣編號(hào)8 — 7的阻抗的頻率特性的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021 ] 下面對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行說明。
[0022](第I實(shí)施方式)
[0023]首先，對(duì)陶瓷電子部件進(jìn)行說明。圖1是陶瓷電子部件的截面圖。該陶瓷電子部件I具有層積體13和外部電極4、5。
[0024]層積體13具有磁性體部2和埋設(shè)在磁性體部2內(nèi)的內(nèi)部導(dǎo)體3。需要說明的是，圖1的內(nèi)部導(dǎo)體3為了便于理解而示意性地示出。
[0025]磁性體部2是至少含有Fe、N1、Zn的鐵素體，也可含有Cu。作為磁性體部2中的Fe、Zn、Cu和Ni的含量，無特殊限制，但優(yōu)選按以Fe2O3換算為40?49.5mol %、以ZnO換算為5?35mol %、以CuO換算為O?12mol %、以NiO換算為剩余部分的方式進(jìn)行添加。
[0026]Fe2O3在40mol%以上時(shí)，導(dǎo)磁率在非常高的范圍。而在49.5mol %以下時(shí)，則能得到更致密的燒結(jié)體。ZnO在5mol%以上時(shí)，導(dǎo)磁率在非常高的范圍。而在35mol%以下時(shí)，居里點(diǎn)進(jìn)一步改善。CuO在12mol%以下時(shí)，焙燒后以異相殘留的CuO的量減少。
[0027]內(nèi)部導(dǎo)體3以Cu為主要成分。此外，內(nèi)部導(dǎo)體3形成螺旋線圈11。
[0028]外部電極4、5形成在層積體13的兩端面上。此外，外部電極4、5與螺旋線圈11的兩端電連接。作為外部電極4、5的材料的例子，可以列舉Ag。[0029]接著，參照?qǐng)D2?圖4對(duì)上述陶瓷電子部件的制造方法進(jìn)行說明。
[0030]首先，作為陶瓷原料，準(zhǔn)備Fe203、ZnO、CuO和NiO。然后，稱量這些陶瓷原料，使它們達(dá)到規(guī)定的組成比。
[0031]接著，將稱量物與純水、PSZ (部分穩(wěn)定氧化鋯)球等球體一起裝入罐磨機(jī)中，充分混合并粉碎。之后，使該混合物干燥。然后，在600?800°C的溫度下煅燒一定時(shí)間。
[0032]接著，將該煅燒物與聚乙烯醇縮丁醛等粘合劑、乙醇、甲苯等溶劑以及PSZ球一起再次裝入罐磨機(jī)中，充分混合，制作陶瓷漿料。
[0033]接著，如圖2 (A)所示，使用刮刀法等將陶瓷漿料成形為片狀，形成規(guī)定膜厚的陶瓷生片6。
[0034]接著，如圖2 (B)所示，在陶瓷生片6上形成導(dǎo)體圖案7。具體地，準(zhǔn)備以Cu為主要成分的導(dǎo)電膏。然后，通過在陶瓷生片6的表面上用絲網(wǎng)印刷法涂布導(dǎo)電膏等操作形成導(dǎo)體圖案7。
[0035]接著，如圖2 (C)所示，層積多個(gè)陶瓷生片，形成未焙燒層積體12。此時(shí)，通過層積，導(dǎo)體圖案成為內(nèi)部導(dǎo)體材料9，陶瓷生片則成為磁性體材料8。并且，內(nèi)部導(dǎo)體材料9處于埋設(shè)在磁性體材料8內(nèi)的狀態(tài)。
[0036]接著，如圖3 (D)所示，對(duì)未焙燒層積體進(jìn)行焙燒，形成層積體13。
[0037]在本實(shí)施方式中，將未焙燒層積體在規(guī)定的升溫速度X (°C /分)和規(guī)定的氧分壓Y (Pa)下進(jìn)行焙燒。圖4是以升溫速度X (°C/分)為X軸、以氧分壓Y (Pa)為y軸表示焙燒條件范圍的圖。本實(shí)施方式的特征在于，如圖4所示，在(X，Y)為由A (50,0.05),B(1000,0.05),C (1000,0.01),D (1500,0.01),E (1500,0.001),F (2000,0.001),G (2000，100)、H (1500，100)、I (1500,50), J (1000,50), K (1000，10)、L (50，10)圍成的區(qū)域所表示的條件下進(jìn)行焙燒。
[0038]如上所述，基于Cu - Cu2O的平衡氧分壓與Fe2O3 — Fe3O4的平衡氧分壓的關(guān)系，在SOO0C以上的高溫下，不存在Cu和Fe2O3共存的區(qū)域。因此，在通常的焙燒條件下進(jìn)行焙燒時(shí)，會(huì)出現(xiàn)內(nèi)部導(dǎo)體3的主要成分Cu氧化或磁性體部2的Fe還原、導(dǎo)致電阻率降低的問題。
[0039]然而，根據(jù)本發(fā)明的焙燒條件，在Cu氧化之前并且在磁性體部2的Fe還原、電阻率降低之前焙燒結(jié)束。因此，能得到磁性體部2的絕緣電阻高、內(nèi)部導(dǎo)體3的直流電阻小的陶瓷電子部件。
[0040]在本說明書中，升溫速度是指將焙燒時(shí)的最高溫度減去加熱開始溫度后的值除以加熱時(shí)間而得的平均值。而氧分壓是指焙燒時(shí)的氧分壓的平均值。
[0041]圖5示出本實(shí)施方式的更優(yōu)選的焙燒條件。圖5是以升溫速度X (°C/分)為X軸、以氧分壓Y (Pa)為y軸表示焙燒條件范圍的圖。在本實(shí)施方式中，如圖5所示，優(yōu)選在(乂，丫)為由八，(50，1)、B，(1000，1)、C，(1000,0.1)、D，( 1500，0.I)、E，( 1500，0.05)、F，(2000,0.05)、G (2000,100)、H (1500,100)、I (1500,50)、J (1000,50)、K (1000,10)、L(50,10)圍成的區(qū)域所表示的條件下進(jìn)行焙燒。這種情況下，具有電阻率進(jìn)一步提高的效果O
[0042]接著，如圖3 (E)所示，在層積體13的端面上形成外部電極4、5。外部電極4、5例如可通過涂布導(dǎo)電膏并使其干燥后在750°C?800°C下烘烤而形成。還可在外部電極4、5的表面設(shè)置Ni與Sn的鍍膜。這種情況下，對(duì)安裝時(shí)的焊料的潤(rùn)濕性會(huì)提高。[0043]接著，對(duì)本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)例進(jìn)行具體說明。
[0044]〔實(shí)驗(yàn)例I〕
[0045]作為陶瓷原料，準(zhǔn)備Fe203、ZnO、NiO、CuO0然后，稱量這些陶瓷原料，使比例為Fe2O3:48.5mol%,Zn0:30.0molNiO:20.5mol%,Cu0:1.0mol%。之后，將這些稱量物與純水和PSZ球一起裝入氯乙烯罐磨機(jī)中，用濕法混合、粉碎48小時(shí)，蒸發(fā)干燥后，在750°C的溫度下煅燒。
[0046]接著，將這些煅燒物與乙醇和PSZ球一起再次裝入氯乙烯罐磨機(jī)中，混合、粉碎48小時(shí)后，加入聚乙烯醇縮丁醛系粘合劑，之后，混合8小時(shí)，得到陶瓷漿料。
[0047]接著，使用刮刀法將陶瓷漿料成形為厚35 μ m的片狀，將該片狀物沖切成縱50mm、橫50mm大小，制得陶瓷生片。
[0048]接著，使用激光加工機(jī)在陶瓷生片的規(guī)定位置上形成通孔。之后，在陶瓷生片的表面上絲網(wǎng)印刷含有Cu粉末、清漆和有機(jī)溶劑的Cu膏。同時(shí)，將Cu膏填充到通孔中。由此形成規(guī)定形狀的導(dǎo)體圖案和通孔導(dǎo)體。
[0049]接著，層積形成有導(dǎo)體圖案的陶瓷生片。之后，將該層積體用未形成有導(dǎo)體圖案的陶瓷生片夾持。然后，在60° C、IOOMPa的條件下進(jìn)行壓粘，制得壓粘塊。然后，將該壓粘塊切割成規(guī)定的大小，制得未 焙燒層積體。
[0050]接著，將該未焙燒層積體在Cu不發(fā)生氧化的環(huán)境下加熱到500~600°C，使其充分脫脂。之后，通過N2 — H2 — H2O的混合氣體將氧分壓控制在0.0001~500Pa，使升溫速度為25~2000°C /分，在表1所示的條件下進(jìn)行焙燒，制得在磁性體部埋設(shè)有內(nèi)部導(dǎo)體的層積體。焙燒溫度的最高溫度用設(shè)置在試樣附近的熱電偶進(jìn)行測(cè)定。然后，在最高溫度達(dá)到規(guī)定溫度的時(shí)刻開始降溫。
[0051]接著，準(zhǔn)備含有Ag粉、玻璃粉、清漆和有機(jī)溶劑的外部電極用導(dǎo)電膏。然后，將該外部電極用導(dǎo)電膏涂布到層積體兩端并干燥。之后，在750°C下烘烤，形成外部電極。由此制得表1所不的試樣(試樣編號(hào)I 一 I~11 一 7)。各試樣的外徑尺寸為:長(zhǎng):1.6mm、寬:
0.8mm,厚:0.8mm,線圈的圈數(shù)為9.5圈。此外,表中的*標(biāo)記表示在本發(fā)明的范圍外。
[0052]表1
【權(quán)利要求】
1.陶瓷電子部件的制造方法，所述陶瓷電子部件具有至少含有Fe、N1、Zn的磁性體部和埋設(shè)在所述磁性體部?jī)?nèi)的以Cu為主要成分的內(nèi)部導(dǎo)體， 所述方法具有將包含埋設(shè)在磁性體材料中的內(nèi)部導(dǎo)體材料的未焙燒層積體在規(guī)定的升溫速度X (°C/分)和氧分壓Y (Pa)下進(jìn)行焙燒的焙燒工序，所述磁性體材料在焙燒后成為所述磁性體部，所述內(nèi)部導(dǎo)體材料在焙燒后成為所述內(nèi)部導(dǎo)體， 將升溫速度X示于X軸、氧分壓Y示于y軸時(shí)，
所述焙燒在(X，Y)為由 A (50,0.05),B (1000,0.05),C (1000,0.01),D (1500,0.01)、E (1500,0.001),F (2000,0.001), G (2000,100),H (1500,100),I (1500,50), J (1000,50)、K (1000，10)、L (50，10)圍成的區(qū)域所表示的條件下進(jìn)行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷電子部件的制造方法，其特征在于，在(X，Y)為由Α’(50,1)、B’(1000,1)、C’(1000,0.1)、D’(1500,0.1)、E’(1500,0.05)、F’(2000,0.05)、G (2000，100)、H (1500，100)、I (1500,50)、J (1000,50)、K (1000，10)、L (50，10)圍成的區(qū)域所表示的條件下進(jìn)行焙燒。
【文檔編號(hào)】H01F41/04GK103650081SQ201280034369
【公開日】2014年3月19日 申請(qǐng)日期:2012年8月1日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月5日
【發(fā)明者】野宮裕子, 山本篤史 申請(qǐng)人:株式會(huì)社村田制作所