[发明专利]玻璃陶瓷烧结体以及线圈电子部件

说明书

本发明的玻璃陶瓷烧结体的特征在于，具有玻璃相和分散于玻璃相中的陶瓷相，该陶瓷相含有氧化铝颗粒和氧化锆颗粒，上述玻璃相含有MO‑Al₂O₃‑SiO₂‑B₂O₃系玻璃(M为碱土金属)，在上述烧结体的截面中，氧化铝颗粒的面积率为0.05～12％，氧化锆颗粒的面积率为0.05～6％。根据本发明，可得到能够进行低温烧结、具有低介电常数和充分的强度的玻璃陶瓷烧结体以及使用其的线圈电子部件。

技术领域

本发明涉及一种玻璃陶瓷烧结体以及使用其的线圈电子部件，所述玻璃陶瓷烧结体具有低介电常数和充分的强度，特别适合作为线圈材料使用，可通过低温下的烧结来制造。

背景技术

近年来，伴随手机等通信设备的高频化，在它们的送信部及受信部中采用大量对应于高频的陶瓷线圈。在这些陶瓷线圈中，特别是使用于智能手机等中的高频电感器要求小型化、对应高频以及高Q值化。电感器的寄生电容(parasitic capacitance)大时，有时自谐振频率低频化，在高频区域中作为电感器的功能显著降低。另外，为了将低电阻、低损耗的Ag系导体适用于内部电极，有时会要求低温烧结性。

因此，作为陶瓷线圈的材料，一般使用介电常数低的玻璃系材料。作为低介电常数的玻璃系材料，通常已知有介电常数ε为3.8左右的SiO₂。但是，SiO₂在960℃以下不烧结，因此，在将熔点为960℃左右的Ag系导体设为内部电极的情况下被限制使用。因此，要求可进行低温下的烧结的线圈材料。

作为低介电常数、且有望低温烧结的玻璃系材料探讨了由硼硅酸玻璃(ε：3.8)构成的玻璃系材料的使用。认为该材料可以在900℃以下烧结，低温烧结是有希望的。但是，存在如下问题：将该材料用作陶瓷线圈等线圈电子部件的素体的情况下，在素体表面产生的损伤等会成为裂纹的起点，与本来可期待的强度相比，仅能发挥低的强度。

因此，为了提高玻璃系材料的强度，一直在探讨在玻璃系材料中添加填料的玻璃陶瓷的使用。作为填料，广泛使用了Al₂O₃(氧化铝)。填料需要具有与玻璃相的亲和性、润湿性。从该观点出发，氧化铝为有望的填料材料之一。

但是，通过添加填料从而与玻璃相相接的内部电极的表面粗糙度提高。就内部电极的传导而言，由于表面传导为支配的，因此，表面粗糙度的不优选的上升会招致电阻的增大。特别是在进行小型化、薄层化的层叠芯片电感器中，内部电极的表面状态对Q值产生重大的影响。另外，氧化铝的介电常数ε为10左右，填料的添加必然会增大介电常数。

这样，从线圈元件的强度提高的观点出发，希望添加填料，但从电特性的观点出发，期望抑制填料的配合量。因此，要求开发可以以更少的配合量有助于强度提高并且不使烧结温度过度地上升的填料。

作为可低温烧结的玻璃陶瓷组合物，专利文献1(日本特开2007-15878号公报)中公了以耐酸性的提高为目的的以下的陶瓷组合物：“一种陶瓷组合物，其是将由28～50重量％的SiO₂、36～55重量％的MO(其中，MO为CaO及MgO的至少一者)、0～20重量％的Al₂O₃、及5～17.5重量％的B₂O₃构成的硼硅酸系玻璃粉末和含有1重量％以上的ZrO₂陶瓷粉末进行混合而成的，其中分别含有上述硼硅酸系玻璃粉末40～80重量％、及上述陶瓷粉末60～20重量％”。

另外，专利文献1中也记载了上述陶瓷粉末除ZrO₂之外还可含有Al₂O₃。即，本文献中公开了作为陶瓷粉末(填料)含有ZrO₂和α-Al₂O₃的玻璃陶瓷组合物。而且，填料的添加量最低为20重量％。另外，本文献中记载有由该陶瓷组合物构成的基板的抗弯强度(弯曲强度)。