JPS6022443B2 - 絶縁材料 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は絶縁材料に関し、特にＬＣ複合部品のコンデン
サ用議電体材料及び空芯コイル用基体材料として好適な
絶縁材料に関する。

近年電子機器の部品を正確に組込むために自動部品挿入
機が使用されている。

この自動部品挿入機に使用される部品としてはチップ部
品が好適であり、このために各種チップ部品が提供され
、特に抵抗やコンデンサ等が多く提供されている。最近
コイルＬとコンデンサＣを複合化してモノリシック構造
としたＬＣ複合部品が各種提案されている。なかでも実
開昭５７−２９１３１号公報、実関昭５７−１２８１３
３号公報には印刷技述を応用して磁性体層及びコイル形
成用導体を交互に印刷積属してコイル部分を作り、この
積層体上に、あるいはこれとは別個に、譲母体層及び電
極形成用の導体を交互に印刷積層し、これらコイル用積
層体及びコンデンサ用積層体を童畳した状態で高温焼成
して一体化しＬＣ複合部品を構成することが提案されて
いる。その１例は、第１図に示すように、Ｔｉ０２や母
Ｔｉ０３などの誘電体粉末のペーストを印刷法により適
当な剥離性基板（図示省略）上に印刷して誘電体層１を
形成し、その上にＡｇ，Ａｇ−Ｐｄ，Ｐｄ等の金属粉末
のペーストを印刷法によりこの譲電体層１上に印刷して
電極２を形成し、更にその上に誘電体層３を印刷し（図
面では構成をわかり易くするために分解して示してある
）、この譲軍体層３上に他の電極４を形成する。

そしてこの電極４上にガラス粉末やフェライト一誘電体
粉末混合物のペーストによる中間層５を印刷形成し、そ
の上に今度は透磁性磁性フェライト粉末のペーストによ
る磁性体層６を印刷し、さらに上記の金属粉末と同様な
粉末のペーストによりコイル形成用導体７を印刷し、導
体７の一部をマスクする磁性体層８を印刷し、さらに導
体７に接続する導体９を印刷する。以下同様にして磁性
体層１０，導体１１，磁性体層１２，導体１３，磁性体
層１４及び導体１５を印刷し、最後に磁性体層１６を積
層する。このようにして得た積層体を高温焼成して一体
暁結体に変換し、第２図に示す如く、両端の導体露出端
に適当な外部端子（銀ペースト等）１７，１８を暁付け
てＬＣ複合部品を完成する。

このときその等価回路は第３図に示す如きものとなる。
上記の場合において、中間層５の在存は次の理由による
。すなわちコンデンサ用積層体を礎成している謙雷体層
１，３はＴｊ０２，や母Ｔｉ０３により構成され、また
コイル用積層体を構成している磁性体層６，８，１０，
１２，１４，１６等は透磁性磁性フェライトにより構成
されているため、これらの誘電体層と磁性体層は熱膨脹
係数が異なる。したがってこれらの誘電体層と磁性体層
をそのまま単純に積層すれば、嫌結後の冷却時において
収縮率が異なるため割れやソリが発生して不良部品とな
り易い。それ故、これらの中間程度の熱膨脹係数を有す
る中間層５を介在させることが必要となる。このような
構造の複合部品は機械的に強く、小型であり、また形状
が単純なためにプリ，ント基板への直付け作業が簡単で
この作業を自動化でき、また多数の同一部品を並列的に
同時印刷で製造できるので、大量生産に適するなどの利
点を有するけれども、コンデンサ用積層体部分とコイル
用積層体部分との熱収縮の差があるために、中間層を介
在させても熱応力による歪みや割れ、特性変動などがあ
り、適切な中間層を得ることができないという欠点があ
る。

ところで第３図のよな回路構成の複合部品は、周波数が
８０〜１１．０ＭＨ２帯城でトラップ等に使用する場合
にはＬ≠１仏日以上が得られれば充分である。

本発明者はこのような目的に使用されるしＣ複合部品が
、Ｌ部分に磁性体層を用いなくとも充分に実現できるこ
とを見出した。そしてすべての絶縁体層（Ｌ部分及びＣ
部分ともに）を同一の暁給性非磁性材料より機成された
積層型ＬＣ複合部品を開発してこれを待顔昭５７一機６
６号（特関昭斑−１４５１１４号公報参照）として出願
した。これによればＬ部分とＣ部分をともに同一の絶縁
体層を使用したので、前記コンデンサ用積層体部分とコ
イル用積層体部分との熱収縮率の差により存在した問題
点を改善することができた。しかしながらこの場合では
絶縁体層として通常の競結セラミック等の材料を使用し
たので、その焼成温度が１２００ｏｏ〜１４００ｑｏと
非常に高くそのためコンデンサ部分の内部電極やコイル
部分の導体に高価なＰｄを使用しなければならないとい
う問題点が存在した。

したがって本発明は、このような問題を改善するために
、ＬＣ複合部品のィンダクタンス部分とコンデンサ部分
に共通に使用できるとともに、その焼成温度が低い積層
コンデンサ用及びコイルの絶縁材料を提供することを目
的とする。

そしてこの目的を達成するために本発明者は研究の結果
、Ｓｉ０２，Ａそ２Ｑ，Ｃａ○等を含有する結晶化ガラ
スにＮｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライトを１ｏｗｔ％以下含
有する組成物で積層コンデンサ用の誘電体とコイル用の
基本を構成すればよいことを見出した。

以下本発明の一実施例を第４図〜第８図にもとづき説明
する。

まず結晶化ガラスの出発材料としてＳｉ０２：Ａそ２０
３：Ｃａ０を約３：１：２の重量比で調合し、これにＴ
ｉ０２，Ｚｎｏ，＆０３，Ｍぬ等を適量含有させ、一度
ガラス化したものを微粉砕する。

それからこの粉末にフェライト材料（例えばＦｅ２０３
を５０モル％にＮｉ○−ＣＯＯ−Ｚｎ０をモル比で約２
：１：２混合したものを仮蛾，粉砕したもの）を加えて
純水中で約１曲時間湿式混合し、脱水乾燥し、適度のバ
インダーと溶剤を入れてペースト化した。このとき試料
として結晶化ガラスとフェライトとの組成比が最終的に
第１表に示す状態になるように各材第１表 料を秤量した。

そしてこのよにして得られた材料により構成した絶縁体
ペーストにより、第４図における絶縁体層２１を、例え
ばスクリーン印刷法により剥離性シート（図示省略）の
面に印刷して形成する。この上にＡｇの導電ペーストに
より電極２２を印刷するが「 このとき電極２２の一端
Ｔ，は絶縁体層２１の左辺に露出させる。その上に同じ
絶縁体ペーストを印刷して絶縁体層２３を形成しその上
に積層体の右辺に露出する端部Ｔ２を有する電極２４を
印刷する。所望ならばこのコンデンサ部分の印刷工程は
必要な積層数が得られるまでさらに行うことができる。
次いで上記積層体の上にさらに絶縁体２６を印刷形成し
、その上にコイル形成用の線状導体２７を導電ペースト
により印刷する。

その際、導体２７の末端Ｔ３は積層体の左辺に露出させ
る。それから今度は導体２７の右端を覆わない程度の絶
縁体層２８を積層体の左側に寄せて印刷し、その上に線
状導体２７の端部と重なる端部を有するように線状導体
２９を印刷する。図示点線は相互に接続されることを図
式的に示す。以下同様にして絶縁体層３０，線状導体３
１，絶縁体層３２，線状導体３３を順次印刷形成する。
この工程もまた所望の積層数が得られるまで行うことが
できる。そしてこの積層体の上にさらに絶縁体層３４を
印刷し、また導体を線状導体３５の印刷により積層体の
右辺端部Ｔ４に引き出す。最後に表面層となる絶縁体層
３６を印刷して積層工程を終了する。このようにして得
られた積層体を焼成炉に袋入して、これを約８００〜９
００ｏＣで約２時間焼成を行って積層体を一体的に焼成
体とし、必要ならば追加の熱処理を行い、ひづみ等を除
去し、特性を整える。かくして得た積層体を個々に切断
して１個のＬＣ複合部品の素体とし、そのコンデンサ部
分のみと、ィンダクタンス部分のみに電極を形成してテ
ストサンプルを得、その電気的特性を測定して第７図，
第８図に示す如き結果を得た。

なお第７図，第８図のものは８６０つ○で２時間焼成し
た例を示す。勿論この素体に、第５図に示す如く外部端
子３７，３８を設ければ、第６図の電気回路を有するＬ
Ｃ複合部品となる。この第７図によればそのコンデンサ
部分は周波数の広い変化にもかかわらず誘電体損失ｔａ
ｎ８（％）はフェライトが１〜１びれ％の範囲では略一
定であり、また譲軍率ごｓも、これまた１１〜１３の範
囲で、第１表の（ｉ）〜仙に応じてわずかの差があるも
のの周波数の広い変化にもかかわらずこれまた略一定で
あることがわかる。

また第８図にそのィンダクタンス部分の特性を示してい
る。このィンダクタンス部分は、第１表仙のものを８６
ぴ０で２時間焼成した例であり、長さ３．２豚，幅２，
５肋の導体を厚みが２．２職の絶縁体層により巻数１乳
ｕｍｓ積層してコイルとしたものであり、そのィンダク
タンス値は第８図のＬで示す如く、周波数を２９Ｍ日２
〜７９ＭＨ２で変化しても、その値は略一定である。ま
たそのコイルのＱの値も、周波数の増加につれて直線状
にゆるやかに増加し、実用上すぐれたものとなることが
わかる。また、本発明の絶縁材料は、従釆のＴｉ０２系
，やＢａＴｉ０３系セラミック材料が１２００ｑｏ〜１
４００００で焼成しなければならなかったのに対して８
００〜９００℃の低い温度で焼成することができる。

そのために内部電極も高価なＰｄを使用する必要なく、
Ｐｄよりも安価で、しかも抵抗値の低いＡｇを使用する
ことが可能になる。その結果、外部端子を設けて複合部
品を構成すれば、コストダウンができるのみならず、特
性のよいものを提供することができる。しかもフェライ
トの添加のために白色のガラスの着色も可能（Ｆｅ３十
：黄色）となり、汚れが目立ちすぎるという欠点もあわ
せて解消できる。なおフェライト含有率がＩＭ％以下の
ものの電気的特性は、第７図のものとほとんど変らない
。

しかしｌｗｔ％未満のものでは色がかなり薄くなり汚れ
が目立つ。したがってこの汚れの目立ちが気にならなけ
れば、実用上ＩＭ％未満でも差支えはない。そしてフェ
ライト含有率がｌｏＷｔ％以上では、フェライトの収縮
率が結晶化ガラスの収縮率より３％以上も小さいために
穴も多くなり、強度も弱くなり、誘電体としては使用で
きない状態となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従釆のＬＣ複合部品の製造例を示す斜視図、第
２図は同部品の断面図、第３図はその回路図、第４図は
本発明の絶縁材料を使用したＬＣ複合部品の説明図、第
５図は同部品の断面図、第６図はその回路図、第７図及
び第８図は本発明の絶縁材料の特性図である。 １，３・・・・・・誘電体層、２，４・・・・・・電極
、５・・・・・・中間層、６，８，１０，１２，１４，
１６…・・・磁性体層、１７，１８・・・・・・外部端
子、２１，２３，２６，２８，３０，３２，３４，３６
・・・・・・絶縁体層、２２，２４・・・・・・電極、
２７，２９，３１，３３，３５・・・・・・線状導体、
３７，３８・・…・外部端子。 第１図第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ＳｉＯ＿２，Ａｌ＿２Ｏ＿３，ＣａＯ等を含有する
   結晶化ガラスにＮｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フエライトを１０ｗ
   ｔ％以下の量含有させたことを特徴とするコンデンサ用
   誘電体材料及び空芯コイル用基体材料として使用する絶
   縁材料。 ２ 前記Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フエライトが１〜１０ｗｔ
   ％含有されていることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載のコンデンサ用誘電体材料及空芯コイル用基体材
   料として使用する絶縁材料。