陶瓷电子元件及陶瓷电子元件的制造方法

专利名称：陶瓷电子元件及陶瓷电子元件的制造方法
技术领域：
本发明涉及陶瓷电子元件及陶瓷电子元件的制造方法，更详细而言涉及具有由铁氧体材料构成的磁性体部、和以Cu作为主成分的导电部的线圈元件等的陶瓷电子元件及其制造方法。
背景技术：
以往，采用了具有Ni-Zn等的尖晶石(spinel)型结晶构造的铁氧体系磁性物质的陶瓷电子元件被广泛使用，且铁氧体材料的开发也盛行。例如，在专利文献I中提出了一种铜导体一体烧成型铁氧体元件，即关于铁氧 体母体的原料组成，相对于Ni-Zn系铁氧体100重量部而使PbO成分以O. 3重量部以上5. O重量部以下的比例添加。而且，在该专利文献I中提出了一种铜导体一体烧成型铁氧体元件，即关于铁氧体母体的原料组成，相对于Ni-Zn系铁氧体100重量部而使PbO成分以O. 3重量部以上5. O重量部以下的比例进行添加，使B2O3成分以O. 03重量部以上I. 5重量部以下的比例进行添力口，使SiO2成分以O. 03重量部以上I. 5重量部以下的比例进行添加。在该专利文献I中，通过在铁氧体材料中添加PbO或Pb0、B203、Si02的低熔点的玻璃成分，从而可以在氮气气氛中进行950 1030°C的低温的烧成。另外，在专利文献2中提出了一种氧化物磁性材料，S卩相对于Fe2O3为44 47mol%、Cu0为5 13mol%、Zn0为15 23mol %、剩余部分实质上由NiO构成的主成分，作为副成分而具有Mn2O3含有O. I O. 5wt%的组成，由平均结晶粒径为O. 7 I. 2 μ m的烧结体构成。在该专利文献2中，含有O. I O. 5被％的Mn2O3来谋求电阻率P的提高，并且通过将Ag使用于内部电极材料来同时烧成内部电极用膏剂和氧化物磁性层用膏剂，由此可以得到在不降低烧结密度的情况下品质系数Q良好且直流叠加特性优良的层叠型电感器。另外，在该专利文献2中记载了 作为内部电极材料，还可以使用Cu系材料。现有技术文献专利文献专利文献I :日本特公平7-97525号公报(权利要求I、权利要求2、第(3)页第5栏第7行 第(3)页第5栏第8行)专利文献2 :日本特开2006-219306号公报(权利要求I、段落号〔0013〕、〔0019〕、〔0035〕)

发明内容
发明所要解决的课题Ni-Zn系铁氧体一般是在大气气氛中烧成，例如在层叠线圈元件的情况下，通常将Ag使用于内部电极材料,在930°C以下的低温同时烧成铁氧体材料和内部电极材料。
另一方面，若考虑生产成本等，则期望将低电阻、导通性优良且以比Ag价格便宜的Cu作为主成分的Cu系材料使用于内部电极材料。然而，根据Cu-Cu2O的平衡氧分压与Fe2O3-Fe3O4的平衡氧分压之间关系，可知在8000C以上的高温下不存在Cu和Fe2O3共存的区域。即、在800°C以上的温度中，在针对维持Fe2O3的状态的这种氧化性气氛设定氧分压来进行烧成的情况下，Cu也被氧化，从而生成Cu20。另一方面，在针对维持Cu金属的状态的这种还原性气氛设定氧分压来进行烧成的情况下，Fe2O3被还原，从而生成Fe304。因此，在专利文献I中，虽然在氮气气氛中同时烧成Cu和铁氧体材料，但是由于不存在Cu和Fe2O3共存的区域，因而若在Cu不进行氧化的这种还原性气氛中烧成，则Fe2O3被还原成Fe3O4，因而导致电阻率P下降，故导致电气特性的劣化。并且，在专利文献I中，由于添加了作为玻璃成分的Pb0、B203、Si02，因而在烧成处理中这些玻璃成分引起异常粒生长从而导致导磁率的下降等，故难以获得所期望的良好磁气特性，另外由于在铁氧体中含有Pbo，所以在环境负荷方面也存在问题。另外，在专利文献2中，虽然记载了可以将Cu系材料使用于内部电极材料，但是却只是记载了将Ag使用于内部电极材料并在大气气氛中烧成的实施例。S卩、在将以Cu作为主成分的Cu系材料使用于导电部，并与磁性体部同时烧成的情况下，从防止Cu的氧化的观点出发，要求在还原性气氛中进行烧成，但是由于如上述那样在800°C以上的高温中不存在Cu和Fe2O3共存的区域，因而若在防止Cu的氧化的这种还原性气氛中烧成，则无法避免Fe2O3的还原。然而，在专利文献2中，关于将Cu系材料使用于导电部的情况下所产生的上述课题却没有任何记载，因此从专利文献2中难以获得即便在将Cu系材料使用于导电部的情况下也具有良好的绝缘性、且阻抗特性等的电气特性良好的陶瓷电子元件。本发明是鉴于上述情况而提出的，其目的在于提供一种即便同时烧成以Cu作为主成分的导电部和磁性体部，也能确保绝缘性、且能获得良好的电气特性的线圈元件等的陶瓷电子元件以及陶瓷电子元件的制造方法。为解决课题所采用的技术方案本发明者们针对用通式X2O3 · MeO表示的尖晶石型结晶构造的铁氧体材料进行了专心研究，从而得到了下述见解，通过将Fe2O3的含有量调整成20 48mol % (优选为25 47摩尔％，更优选为30 46mol % )的范围来使其他的含有成分增加，并且将Mn相对于Fe与Mn的比率在换算成Fe2O3以及Mn2O3的情况下小于50 %，从而能够获得所期望的良好的绝缘性，由此即便同时烧成Cu系材料和铁氧体材料,也能够获得电气特性良好的陶瓷电子元件。本发明是基于这种见解进行的，本发明涉及的陶瓷电子元件，其特征在于，具有磁性体部，其由铁氧体材料构成；和导电部，其以Cu作为主成分，所述磁性体部含有3价的Fe、和至少包含2价的Ni的2价元素，并且所述Fe的含有量在换算成Fe2O3的情况下以摩尔比计为20 48%，并且,所述磁性体部含有所述Mn，使得Mn相对于所述Fe与所述Mn的总量的比率在分别换算成Mn2O3以及Fe2O3的情况下以摩尔比计小于50% (包含0% )。另外，本发明的陶瓷电子元件优选，所述Fe的含有量在换算成Fe2O3的情况下以摩尔比计为25 47%。
而且，本发明的陶瓷电子元件更优选，所述Fe的含有量在换算成Fe2O3的情况下以摩尔比计为30 46 %。另外，可知如果Fe2O3的含有量为上述的20 48mol%的范围内，则通过将Mn相对于Fe与Mn的总量的比率在换算成Mn2O3以及Fe2O3的情况下以摩尔比计为2%以上，从而在能确保良好的绝缘性的同时导磁率也提高了。S卩、本发明的陶瓷电子元件优选，所述磁性体部中所述Mn相对于所述Fe与所述Mn的总量的比率在分别换算成Mn2O3以及Fe2O3的情况下以摩尔比计为2%以上。另外，本发明的陶瓷电子元件优选，所述磁性体部含有在换算成CuO的情况下以摩尔比计为10%以下的Cu。
此外，从本发明者们的进一步专心研究的结果、即进一步获得良好特性的观点出发，可知虽然优选使磁性体部含有ZnO，但是若ZnO的含有量超过33%则居里点Tc会下降，损害了高温下的动作保证，从而会导致可靠性的下降。S卩、本发明的陶瓷电子元件优选，所述磁性体部含有在换算成ZnO的情况下以摩尔比计为33%以下的Zn。而且，根据本发明者们的研究结果可知若考虑铁氧体的导磁率μ，则ZnO的含有量优选为611101%以上。即、本发明的陶瓷电子元件优选所述磁性体部含有在换算成ZnO的情况下以摩尔比计为6%以上的Zn。另外，本发明的陶瓷电子元件优选在Cu-Cu2O的平衡氧分压以下的气氛中烧成。此外，本发明的陶瓷电子元件优选所述磁性体部和所述导电部被同时烧成。另外，本发明的陶瓷电子元件优选多个所述磁性体部和多个所述导电部交替地层叠。此外，本发明的陶瓷电子元件优选为线圈元件。另外，本发明涉及的陶瓷电子元件的制造方法，其特征在于包括下述工序预烧工序，按照将Fe化合物以及至少包含Ni化合物的2价元素化合物换算成Fe2O3的情况下Fe化合物的摩尔比为20 48%的方式，对所述Fe化合物以及所述2价元素化合物进行称重，并且按照Mn相对于Fe与所述Mn的总量的比率在换算成Mn2O3以及Fe2O3的情况下以摩尔比计小于50% (包含0%)的方式，对Mn化合物进行称重，在将这些称重物混合之后进行预烧来制作预烧粉末；陶瓷生片制作工序，由所述预烧粉末制作陶瓷生片；导电膜形成工序，将以Cu作为主成分的导电性膏剂涂敷于所述陶瓷生片并形成规定图案的导电膜；层叠体形成工序，将形成有所述导电膜的陶瓷生片按照规定顺序进行层叠以形成层叠体；和烧成工序，在Cu-Cu2O的平衡氧分压以下的烧成气氛中烧成所述层叠体，并同时烧成所述陶瓷生片和所述导电膜。发明效果根据上述陶瓷电子元件，因为具有磁性体部，其由铁氧体材料构成；和导电部，其以Cu作为主成分，所述磁性体部含有3价的Fe、和至少包含2价的Ni的2价元素，并且所述Fe的含有量在换算成Fe2O3的情况下以摩尔比计为20 48 % (优选为25 47 %，更优选为30 46% )，并且，所述磁性体部含有Mn，且使得所述Mn相对于所述Fe与Mn的总量的比率在分别换算成Mn2O3以及Fe2O3的情况下以摩尔比计小于50% (包含0% )，所以即便同时烧成Cu系材料和铁氧体材料，也能提高电阻率P，能够确保所期望的绝缘性。具体而言，能够获得电阻率P以IogP计为5. O以上的良好绝缘性。并且，由此可以获得阻抗特性等的电气特性良好的所期望的陶瓷电子元件。另外,所述磁性体部按照所述Mn相对于所述Fe与所述Mn的总量的比率在换算成Mn2O3以及Fe2O3的情况下以摩尔比计为2 %以上的方式含有所述Mn，从而能够确保更良好的绝缘性，并且与无添加Mn的情况相比可以提高导磁率。此外，所述磁性体部含有在换算成CuO的情况下以摩尔比计为10%以下的Cu，从而能够获得阻抗特性良好的陶瓷电子元件。另外，在所述磁性体部含有了在换算成ZnO的情况下以摩尔比计为33%以下的Zn之时，能够确保充分的居里点，能够获得使用时的温度高的条件下的动作得以保证的陶瓷·电子元件。而且，磁性体部含有在换算成ZnO的情况下以摩尔比计为6%以上的Zn，从而可以
确保良好的导磁率。另外，因为在Cu-Cu2O的平衡氧分压以下的气氛中烧成，所以能够在即便使用以Cu作为主成分的导电部而与磁性体部同时烧成，Cu也不会被氧化的情况下烧结。另外，因为多个所述磁性体部和多个所述导电部交替地层叠，所以能够获得绝缘性良好、且阻抗特性等的电气特性良好的线圈元件等的层叠型的陶瓷电子元件。另外，根据本发明的陶瓷电子元件的制造方法，因为包括下述工序预烧工序，按照将Fe化合物以及至少包含Ni化合物的2价元素化合物换算成Fe2O3的情况下Fe化合物的摩尔比为20 48%的方式，对所述Fe化合物以及所述2价元素化合物进行称重，并且按照Mn相对于Fe与所述Mn的总量的比率在换算成Mn2O3以及Fe2O3的情况下以摩尔比计小于50% (包含0%)的方式，对Mn化合物进行称重，在将这些称重物混合之后进行预烧来制作预烧粉末；陶瓷生片制作工序，由所述预烧粉末制作陶瓷生片；导电膜形成工序，将以Cu作为主成分的导电性膏剂涂敷于所述陶瓷生片以形成规定图案的导电膜；层叠体形成工序，将所述陶瓷生片按照规定顺序进行层叠并形成层叠体；和烧成工序，在Cu-Cu2O的平衡氧分压以下的烧成气氛中烧成所述层叠体，并同时烧成所述陶瓷生片和所述导电膜，所以即便在Cu-Cu2O的平衡氧分压以下的烧成气氛中同时烧成陶瓷生片和以Cu作为主成分的导电膜，Fe也不会被还原，从而能够获得绝缘性良好、且阻抗特性等的电气特性良好的陶瓷电子元件。


图I是表示作为本发明涉及的陶瓷电子元件的层叠线圈元件的一实施方式的剖视图。图2是用于说明上述层叠线圈元件的制造方法的分解立体图。图3是表示ZnO的含有量与居里点Tc以及导磁率μ之间关系的图。图4是表示在磁性体部的成分组成为本发明范围外的情况下以Cu-Cu2O的平衡氧分压烧成之时的阻抗特性的一例的图。图5是表示在磁性体部的成分组成为本发明范围内的情况下以Cu-Cu2O的平衡氧分压烧成之时的阻抗特性的一例的图。
图6是表示在磁性体部的成分组成为本发明范围外的情况下以Cu-Cu2O的平衡氧分压的1/100烧成之时的阻抗特性的一例的图。图7是表示在磁性体部的成分组成为本发明范围内的情况下以Cu-Cu2O的平衡氧分压的1/100烧成之时的阻抗特性的一例的图。
具体实施例方式接着，详细说明本发明的实施方式。图I是表示作为本发明涉及的陶瓷电子元件的层叠线圈元件的一实施方式的剖视图。 该层叠线圈元件的铁氧体素体(ferrite body) I具有磁性体部2、和埋设于该磁性体部2且以Cu作为主成分的线圈导体(导电部)3。另外，在线圈导体3的两端形成有引出电极4a、4b,并且在铁氧体素体I的两端形成有由Ag等构成的外部电极5a、5b,该外部电极5a、5b和引出电极4a、4b被电连接。磁性体部2由具有尖晶石型结晶构造(通式X2O3 · MeO)的铁氧体材料形成，至少含有作为3价的元素化合物的Fe2O3和作为2价的元素化合物的NiO，根据需要也可含有作为3价的元素化合物的Μη203、以及作为2价的元素化合物的ZnO、CuO0并且，调配成磁性体部2中的Fe2O3的含有摩尔量为20 48mol%。这样，通过将Fe2O3的含有摩尔量设为20 48mol %，从而能够确保良好的所期望的绝缘性，由此可以获得阻抗特性等的电气特性良好的线圈元件。在这里，将磁性体部2中的Fe2O3的含有摩尔量设为20 48mol%的理由如下。在同时烧成以Cu作为主成分的Cu系材料和铁氧体材料的情况下，由于若在大气气氛中烧成则Cu容易被氧化从而生成Cu2O,所以需要在Cu不进行氧化的这种还原性气氛中烧成。另一方面，由于若将作为铁氧体材料的主成分的Fe2O3在还原性气氛中烧成则生成Fe3O4,所以相对于Fe2O3而言需要在氧化性气氛中烧成。然而，如在〔发明所要解决的课题〕这一项中叙述的那样，根据Cu-Cu2O的平衡氧分压与Fe3O4-Fe2O3的平衡氧分压之间关系，可知在800°C以上的温度中烧成的情况下不存在Cu金属和Fe2O3共存的区域。因此，在本实施方式中，将含有3价的Fe的Fe2O3的含有摩尔量从化学计量学组成中进行减少，取代Fe2O3而将例如2价元素、具体而言为含有2价的Ni的NiO从化学计量学组成中增加，从而提高Fe2O3的耐还原性，即便在Cu-Cu2O的平衡氧分压以下的烧成气氛中烧成，也难以进行从Fe2O3向Fe3O4的还原。S卩、在尖晶石型结晶构造(通式X2O3 · MeO)的情况下，在化学计量学组成中，X2O3 (X Fe,Mn)与MeO(Me :Ni、Zn、Cu)的比率为50 50，X2O3和MeO通常大致调配成化学计量学组成。然而，在使含有3价的Fe的Fe2O3的含有摩尔量相对于化学计量学组成而充分减少，取代Fe2O3而将2价元素、例如含有2价的Ni的NiO相对于化学计量学组成而充分增加的情况下，若在Cu-Cu2O的平衡氧分压以下的气氛中烧成，则尽管相对于Fe2O3而言是还原气氛，但是由于NiO较之化学计量学组成而被充分过剩地含有，所以Fe2O3难以被还原为Fe3O4。S卩，尽管Fe3O4能用Fe2O3 .FeO表示，但是由于作为2价的Ni化合物的NiO较之化学计量学组成而充分过剩地存在，所以妨碍了与Ni同样的2价的FeO的生成。因而，Fe2O3没有被还原成Fe3O4,可以维持Fe2O3的状态。这样，通过将Fe2O3的含有摩尔量从化学计量学组成中充分减少，使2价的元素化合物相对于化学计量学组成而充分增加，从而即便同时烧成Cu和铁氧体材料，也难以生成FeO,所以Fe2O3没有被还原成Fe3O4,维持Fe2O3的状态。因此，由于Fe2O3没有被还原成Fe3O4,所以难够避免电阻率P下降，由此能够确保所期望的良好的绝缘性，其结果可以获得具有良好电气特性的层叠线圈元件。并且，为此需要将Fe2O3的含有摩尔量设为48mol%以下。在Fe2O3的含有摩尔量超过48mol %的情况下,Fe2O3从化学计量学组成中只减少不足2mol %的量，由于Fe2O3的含 有摩尔量过多，所以Fe2O3容易被还原从而生成Fe3O4，导致电阻率P下降，难以获得所期望的层叠线圈元件。其中，Fe2O3的含有摩尔量需要至少为20mol%。这是因为，若Fe2O3的含有摩尔量不足20mOl%，反而导致电阻率P下降，从而会无法确保所期望的绝缘性。因此，磁性体部2中的Fe2O3的含有摩尔量需要调整为20 48mol %，从确保更良好的绝缘性的观点出发，优选为25 47mol%，更优选为30 46mol%。另外，通过使上述磁性体部2含有Mn2O3,从而顽磁力降低、磁通密度变大，故可以提闻导磁率y。并且，为此优选按照Mn2O3相对于Fe2O3与Mn2O3的总量的比率(以下称为“A值”。)的摩尔比为2%以上的方式含有Μη203。其中，若A值变为50 %以上，则Mn2O3的含有量变得比Fe2O3的含有量多，反而有可能导致绝缘性下降。因此，在含有Mn2O3的情况下，需要用A值将Mn2O3含有量控制在2%以上且小于50%。另外，如果Fe2O3的含有摩尔量为20 48mol %的范围内，则按照将Fe的一部分用Mn置换的方式，取代2价的元素化合物而使Mn2O3增量，从而也能够提高电阻率P，由此也可以获得所期望的良好的绝缘性。S卩、在800°C以上的温度区域中，Mn2O3与Fe2O3相比，以更高的氧分压成为还原性气氛。因此，在Cu-Cu2O的平衡氧分压以下的氧分压中，Mn2O3与Fe2O3相比会成为强还原性气氛，为此Mn2O3可以优先地被还原从而完成烧结。也就是说，Mn2O3比Fe2O3优先地被还原，所以可以在Fe2O3被还原成Fe3O4之前完成烧成处理。这样，通过在磁性体部2中含有Mn2O3,从而即便在Cu-Cu2O的平衡氧分压以下同时烧成Cu系材料和铁氧体材料，由于Mn2O3优先地被还原，所以也可在Fe2O3被还原之前完成烧结，故能够更有效地使Cu金属和Fe2O3共存。并且，由此能够避免电阻率P下降，能够提高绝缘性。其结果，能够获得在特定频率域具有峰值的山形形状的阻抗特性，可以提高电气特性。此外，若此时A值也变为50%以上，则Mn2O3的含有量变得比Fe2O3的含有量多，导致绝缘性下降，并且在A值小于2%的情况下无法充分获得Mn2O3的添加效果。因此，在将3价的Fe的一部分用3价的Mn进行置换的情况下，为了获得所期望的绝缘性，也优选按照A值为2%以上且小于50%的方式控制Mn2O3含有量。这样，在本实施方式中，磁性体部2含有Fe2O3和NiO，通过按照Fe2O3为20 48mol %、A值小于50%的方式使NiO和/或Mn2O3增加，从而能够不损害导磁率μ的情况下避免电阻率P下降，能够确保绝缘性，由此可以提高电气特性。具体而言，能够不损害磁气特性地将电阻率P以IogP的形式改善为5. O以上，从而能够获得在特定频率域具有高阻抗且适于噪声吸收的层叠线圈元件。并且，其结果可以获得在特定频率域阻抗高、 且具有山形形状的阻抗特性的层叠线圈元件。此外，磁性体部2中的NiO、ZnO以及CuO的含有量并不特别进行限定，能够根据Fe2O3的含有摩尔量来适当设定，但是在含有ZnO、CuO的情况下，优选调配成ZnO 6 33mol %、CuO 0 IOmol %、NiO :剩余部分。S卩、若ZnO的含有摩尔量超过33mol%,则居里点(Curie point)Tc会下降,可能无法保证高温下的动作，所以ZnO的含有量优选为33m0l%以下。另一方面，虽然ZnO具有有助于导磁率μ提高的效果，但是为了发挥这样的效果而ZnO的含有摩尔量需要6mol %。因此，在磁性体部2含有ZnO的情况下，其含有摩尔量优选6 33mol %。另外，若CuO的含有摩尔量超过IOmol %，则电阻率P有可能会下降，所以CuO的含有量优选IOmol %以下。接着，参照图2来详细叙述上述层叠线圈元件的制造方法。首先，作为陶瓷原料(ceramic raw materials),准备Fe203、NiO,并且根据需要准备作为3价化合物的Mn2O3、作为2价元素化合物的ZnO、以及CuO，按照Fe2O3的含有摩尔量为20 48mol%、A值小于50% (包含0%。)的方式，对各陶瓷原料进行称重。接着，将这些称重物与纯水以及PSZ (部分稳定氧化锆)球等的球一起投入到球磨机中，湿式地充分混合粉碎，蒸发干燥之后，以800 900°C的温度预烧规定时间。接着，将这些预烧物与聚乙烯醇缩丁醛系等的有机粘合剂、乙醇、甲苯等的有机溶齐U、以及PSZ球一起再次投入到球磨机中，充分地混合粉碎，制作陶瓷生料。接着，使用刮墨刀法等将所述陶瓷生料加工成形为片状，制作规定膜厚的磁性体陶瓷生片(以下单独称为“磁性体片”。)6a 6h。接下来，为使这些磁性体片6b 6g相互可电连接，使用激光加工机而在磁性体片6b 6g的规定地方处形成通孔。接着，准备以Cu作为主成分的线圈导体用导电性膏剂。之后，使用该导电性膏剂来进行丝网印刷，从而在磁性体片6b 6g上形成线圈图案8a 8f，并且用所述导电性膏剂来填充通孔，从而制作通孔导体7a 7e。此外,在形成于磁性体片6b以及磁性体片6g的各线圈图案8a、8f上，按照可与外部电极电连接的方式形成有引出部8a'、8f'。接下来，将形成有线圈图案8a 8f的磁性体片6b 6g进行层叠,用没有形成线圈图案的磁性体片6a以及磁性体片6h来夹持并压接形成有线圈图案8a 8f的这些磁性体片6b 6g,由此制作线圈图案8a 8f经由通孔导体7a 7e被连接的压接块。然后，将该压接块切断成规定尺寸，从而制作陶瓷层叠体。接着，将该陶瓷层叠体在Cu不进行氧化的这种气氛中以规定温度充分地脱脂之后，按照成为Cu-Cu2O的平衡氧分压以下的方式供给至以N2-H2-H2O的混合气体调整了气氛之后的烧成炉，以900 1050°C烧成规定时间，由此获得在磁性体部2埋设了线圈导体3的铁氧体素体I。
接着，在铁氧体素体I的两端部涂敷以Ag等作为主成分的外部电极用导电膏剂并进行干燥之后，在750°C下进行烧制而形成外部电极5a、5b，由此制作层叠线圈元件。这样，在本实施方式中，因为包括下述工序预烧工序，按照将Fe化合物以及至少包含Ni化合物的2价元素化合物换算成Fe2O3的情况下Fe化合物的摩尔比为20 48%的方式，对所述Fe化合物以及所述2价元素化合物进行称重，并且按照Mn相对于Fe与所述Mn的总量的比率换算成Mn2O3以及Fe2O3的情况下摩尔比小于50% (包含0%)的方式，对Mn化合物进行称重，在将这些称重物混合之后进行预烧来制作预烧粉末；陶瓷生片制作工序，由所述预烧粉末制作陶瓷生片；导电膜形成工序，将以Cu作为主成分的导电性膏剂涂敷于所述陶瓷生片以形成规定图案的导电膜；层叠体形成工序，将形成有所述导电膜的陶瓷生片按照规定顺序进行层叠并形成层叠体；和烧成工序，在Cu-Cu2O的平衡氧分压以下的烧成气氛中烧成所述层叠体，同时烧成所述陶瓷生片和所述导电膜，所以即便在Cu-Cu2O的平衡氧分压以下的烧成气氛中烧成所述层叠体，Fe2O3也不会被还原成Fe3O4,能够以Cu和Fe2O3共存的状态进行烧结。因此，能够避免电阻率P下降，能够确保绝缘性，由此能够提高电气 特性。具体而言，能够将电阻率P以IogP的形式改善为5. O以上，从而能够获得在特定频率域具有高阻抗且适于噪声吸收的层叠线圈元件。并且，其结果可以获得在特定频率域阻抗高、且具有山形形状的阻抗特性的层叠线圈元件。此外，本发明并不限定于上述实施方式。在上述实施方式中，虽然说明了本发明的层叠线圈元件，但是当然也可适用于单板线圈元件、层叠LC元件这样的层叠复合元件。接着，具体说明本发明的实施例。实施例I作为陶瓷原料，准备了 Fe203、NiO、ZnO以及CuO。之后，按照成为ZnO 25mol%,CuO lmol%> Fe2O3以及NiO的含有摩尔量如表I所示的组成的方式，对这些陶瓷原料进行了称重。接下来，将这些称重物与纯水以及PSZ球一起投入到氯乙烯制的球磨机中，湿式地充分混合粉碎，蒸发干燥之后，以850°C的温度进行预烧。接下来，将这些预烧物与聚乙烯醇缩丁醛系粘合剂(有机粘合剂)、乙醇(有机溶媒)以及PSZ球一起再次投入到氯乙烯制的球磨机中，充分地混合粉碎，从而得到了陶瓷生料。接着，使用刮墨刀法按照厚度为25 μ m的方式将陶瓷生料成形为片状，将其冲压成纵长为50mm、横长为50mm的大小,从而制作了磁性体片。接下来，按照厚度总量为O. 5mm的方式，将由此制作出的磁性体片层叠多枚，加热至60°C，以IOOMPa的压力加压60秒钟以进行压接，然后切取成直径为IOmm大小的圆板状，从而获得了陶瓷成形体。接下来，对所获得的陶瓷成形体进行加热来充分地脱脂。之后，将N2-H2-H2O的混合气体供给至烧成炉并将氧分压调整成I. SXKT1Pa之后，将所述陶瓷成形体投入到烧成炉中，以950°C的温度烧成2个小时。即、氧分压I. 8X KT1Pa为950°C时的Cu-Cu2O的平衡氧分压，将陶瓷成形体在Cu-Cu2O的平衡氧分压中烧成2个小时，由此获得了试料编号为I 13的圆板状试料。接着，在试料编号为I 13的各试料的两面形成Ag电极，施加50V的直流电压来测量绝缘电阻，并根据试料形状求出电阻率P。另外，按照厚度总量为I. Omm的方式，将与上述同样地获得的磁性体片层叠多枚，加热至60°C，以IOOMPa的压力加压60秒钟来进行压接，然后按照外径为20mm、内径为12mm的方式切取成环状，从而获得了陶瓷成形体。接下来，将所获得的陶瓷成形体以与上述同样的条件进行脱脂、烧成，由此获得了试料编号为I 13的环状试料。并且，针对试料编号为I 13的各环状试料，将软铜线卷绕20圈，使用阻抗分析仪(安捷伦科技有限公司制造的E4991A)来测量频率为IMHz的电感，并根据该测量值求出导磁率μ。表I表不试料编号为I 13的磁性体部的组成、A值(相对于Fe2O3与Mn2O3的总量的Mn2O3的含有量)、电阻率log P以及导磁率μ。
[表I]
权利要求
1.一种陶瓷电子元件，其特征在于，具有 磁性体部，其由铁氧体材料构成；和 导电部，其以Cu作为主成分， 所述磁性体部含有3价的Fe、和至少包含2价的Ni的2价元素，并且所述Fe的含有量在换算成Fe2O3的情况下以摩尔比计为20 48%， 并且，所述磁性体部含有Mn，使得所述Mn相对于Fe与Mn的总量的比率在分别换算成Mn2O3以及Fe2O3的情况下以摩尔比计小于50%且包含0%。
2.根据权利要求I所述的陶瓷电子元件，其特征在于， 所述Fe的含有量在换算成Fe2O3的情况下以摩尔比计为25 47%。
3.根据权利要求I或2所述的陶瓷电子元件，其特征在于， 所述Fe的含有量在换算成Fe2O3的情况下以摩尔比计为30 46%。
4.根据权利要求I至3任一项所述的陶瓷电子元件，其特征在于， 所述磁性体部中所述Mn相对于所述Fe与所述Mn的总量的比率在分别换算成Mn2O3以及Fe2O3的情况下以摩尔比计为2%以上。
5.根据权利要求I至4任一项所述的陶瓷电子元件，其特征在于， 所述磁性体部含有在换算成CuO的情况下以摩尔比计为10%以下的Cu。
6.根据权利要求I至5任一项所述的陶瓷电子元件，其特征在于， 所述磁性体部含有在换算成ZnO的情况下以摩尔比计为33%以下的Zn。
7.根据权利要求I至6任一项所述的陶瓷电子元件，其特征在于， 所述磁性体部含有在换算成ZnO的情况下以摩尔比计为6%以上的Zn。
8.根据权利要求I至7任一项所述的陶瓷电子元件，其特征在于， 在Cu-Cu2O的平衡氧分压以下的气氛中进行烧成。
9.根据权利要求I至8任一项所述的陶瓷电子元件，其特征在于， 所述磁性体部和所述导电部被同时烧成。
10.根据权利要求I至9任一项所述的陶瓷电子元件，其特征在于， 多个所述磁性体部和多个所述导电部交替地层叠。
11.根据权利要求I至11任一项所述的陶瓷电子元件，其特征在于， 所述陶瓷电子元件为线圈元件。
12.一种陶瓷电子元件的制造方法，其特征在于包括下述工序 预烧工序，按照将Fe化合物以及至少包含Ni化合物的2价元素化合物换算成Fe2O3的情况下Fe化合物的摩尔比为20 48%的方式，对所述Fe化合物以及所述2价元素化合物进行称重，并且按照Mn相对于Fe与所述Mn的总量的比率在换算成Mn2O3以及Fe2O3的情况下以摩尔比计小于50%且包含O %的方式，对Mn化合物进行称重，在将这些称重物混合之后进行预烧来制作预烧粉末； 陶瓷生片制作工序，由所述预烧粉末制作陶瓷生片； 导电膜形成工序，将以Cu作为主成分的导电性膏剂涂敷于所述陶瓷生片以形成规定图案的导电膜； 层叠体形成工序，将形成有所述导电膜的陶瓷生片按照规定顺序进行层叠，以形成层叠体；和烧成工序，在Cu-Cu2O的平衡氧分压以下的烧成气氛中烧成所述层叠体，并同时烧成所述陶瓷生片和 所述导电膜。
全文摘要
本发明提供一种陶瓷电子元件及陶瓷电子元件的制造方法。该陶瓷电子元件具有磁性体部(2)，其由铁氧体材料构成；和导电部(3)，其以Cu作为主成分，磁性体部(2)含有3价的Fe、和至少包含2价的Ni的2价元素，并且所述Fe的含有量在换算成Fe2O3的情况下以摩尔比计为20～48％。Mn相对于Fe与Mn的总量的比率在分别换算成Mn2O3以及Fe2O3的情况下以摩尔比计小于50％的范围内，磁性体部(2)含有Mn。磁性体部(2)和导电部(3)在Cu-Cu2O的平衡氧分压以下的气氛中被同时烧成。由此，即便同时烧成以Cu作为主成分的导电部(3)和磁性体部(2)，也能够确保绝缘性，能够获得良好的电气特性。
文档编号H01F17/00GK102792395SQ201180012470
公开日2012年11月21日 申请日期2011年3月4日 优先权日2010年3月5日
发明者中村彰宏, 山本笃史, 野宫裕子 申请人:株式会社村田制作所