セラミック積層体およびこれを備えた電子装置
【課題】 焼結されたフェライト層とガラスセラミック層とが十分に接合されたセラミック積層体および電子装置を提供する。
【解決手段】 非晶質のガラス成分および第１結晶を含むガラスセラミック焼結体41と、ガラスセラミック焼結体41に接合された、フェライト結晶を含むフェライト焼結体42とを備え、ガラスセラミック焼結体41とフェライト焼結体42との間に非晶質のガラス成分および第２結晶を含む介在層43が形成されており、第２結晶がフェライト結晶および第１結晶と同じ結晶構造であって、第２結晶とフェライト結晶との格子定数の差および第２結晶と第１結晶との格子定数の差がそれぞれ第２結晶の格子定数の10％以内の大きさであるとともに、非晶質のガラス成分が介在層43に10〜50質量％の割合で含まれているセラミック積層体４である。ガラスセラミック層41から焼結したフェライト層42が剥がれることを低減することができる。
【解決手段】 非晶質のガラス成分および第１結晶を含むガラスセラミック焼結体41と、ガラスセラミック焼結体41に接合された、フェライト結晶を含むフェライト焼結体42とを備え、ガラスセラミック焼結体41とフェライト焼結体42との間に非晶質のガラス成分および第２結晶を含む介在層43が形成されており、第２結晶がフェライト結晶および第１結晶と同じ結晶構造であって、第２結晶とフェライト結晶との格子定数の差および第２結晶と第１結晶との格子定数の差がそれぞれ第２結晶の格子定数の10％以内の大きさであるとともに、非晶質のガラス成分が介在層43に10〜50質量％の割合で含まれているセラミック積層体４である。ガラスセラミック層41から焼結したフェライト層42が剥がれることを低減することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス成分を含むガラスセラミック焼結体と、このガラスセラミック焼結体に接合されたフェライト焼結体とを備えたセラミック積層体およびこれを備えた電子装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、携帯電話を始めとする移動体通信機器等の電子機器には、多数の電子装置が組み込まれている。このような携帯電話等の移動体通信機器は、近年小型化が急速に進んでおり、これに搭載される各種電子装置も、小型化、薄型化が要求されている。
【０００３】
この要求に対し、従来から、例えば、セラミック積層体からなるセラミック基板にインダクタ素子およびコンデンサ素子を内蔵することによって、電子装置の小型化を図ることが提案されている。
【０００４】
例えば、セラミック基板の内部にフェライト層を形成し、このフェライト層にコイル導体を内蔵することによって、表面実装工程の簡略化およびセラミック基板の小型化を図ることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このようなセラミック基板は、第１ガラスセラミック層と、第２ガラスセラミック層と、第１ガラスセラミック層と第２ガラスセラミック層との間に設けられたフェライト層とを備える。このようなセラミック基板は、ガラスセラミック層となるセラミックグリーンシートにフェライト層となるフェライトペーストを塗布し、セラミックグリーンシートとフェライトペーストとを同時焼成することによって得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−21264号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、セラミックグリーンシートにフェライトペーストを塗布して同時焼成しようとすると、セラミックグリーンシートがフェライトペーストよりも早く焼結してしまい、ガラスセラミック層となってしまう。このため、フェライトペーストの焼結時に、フェライトペーストがガラスセラミック層に拘束されてしまって、フェライト層の収縮が阻害されてしまうので、フェライト層が十分に焼結できないことがあった。この結果、ガラスセラミック層とフェライト層との接合強度が弱く、フェライト層がガラスセラミック層から剥がれてしまう可能性があった。また、フェライト層が十分に焼結できていないと、フェライト層がポーラスな構造となり、水分がフェライト層内部へと浸入してしまうことがあった。そして、フェライト層内部に接続導体および内部配線が配置されているときには、浸入した水分によって、接続導体と内部配線の間や内部配線同士の間にイオンマイグレーションが発生し、接続導体と内部配線との短絡や内部配線同士の短絡によって、電気的な絶縁不良を招いてしまうことがあるという問題があった。従って、このようなセラミック積層体を用いたセラミック基板は信頼性の低いものとなる場合があった。
【０００７】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、焼結されたフェライト層を有するとともにフェライト層とガラスセラミック層とが十分に接合されたセラミック積層体、およびこれを備えた信頼性の高い電子装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のセラミック積層体は、非晶質のガラス成分および第１結晶を含むガラスセラミック焼結体と、前記ガラスセラミック焼結体に接合された、フェライト結晶を含むフェライト焼結体とを備え、前記ガラスセラミック焼結体と前記フェライト焼結体との間に非晶質のガラス成分および第２結晶を含む介在層が形成されており、前記第２結晶が前記フェライト結晶および前記第１結晶と同じ結晶構造であって、前記第２結晶と前記フェライト結晶との格子定数の差および前記第２結晶と前記第１結晶との格子定数の差がそれぞれ前記第２結晶の格子定数の10％以内の大きさであるとともに、前記非晶質のガラス成分が前記介在層に10〜50質量％の割合で含まれていることを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明のセラミック積層体は、上記構成において、前記ガラスセラミック焼結体は、第１ガラスセラミック焼結体と第２ガラスセラミック焼結体とを有し、前記フェライト焼結体は、前記第１ガラスセラミック焼結体と前記第２ガラスセラミック焼結体との間に設けられていることを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明のセラミック積層体は、上記各構成において、前記ガラスセラミック焼結体および前記フェライト焼結体は、所定の温度域で同時に焼成されることによって形成され、前記ガラスセラミック焼結体が含む非晶質のガラス成分の軟化点は、前記焼成される温度域よりも低い温度であるとともに、前記ガラスセラミック焼結体が含む非晶質のガラス成分の結晶化温度は、前記焼成される温度域よりも高い温度であることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の電子装置は、上記各構成のセラミック積層体に電子部品が搭載されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のセラミック積層体によれば、非晶質のガラス成分および第１結晶を含むガラスセラミック焼結体と、ガラスセラミック焼結体に接合された、フェライト結晶を含むフェライト焼結体とを備え、ガラスセラミック焼結体とフェライト焼結体との間に非晶質のガラス成分および第２結晶を含む介在層が形成されており、第２結晶がフェライト結晶および第１結晶と同じ結晶構造であって、第２結晶とフェライト結晶との格子定数の差および第２結晶と第１結晶との格子定数の差がそれぞれ第２結晶の格子定数の10％以内の大きさであるとともに、非晶質のガラス成分が介在層に10〜50質量％の割合で含まれていることから、セラミックグリーンシートにフェライトペーストを塗布するか、もしくはセラミックグリーンシートとフェライトグリーンシートとを積層して、同時焼成した際に、セラミックグリーンシートがフェライトペーストまたはフェライトグリーンシートよりも早く焼結されても、介在層に10〜50質量％の割合で含まれた非晶質のガラス成分が流動可能であるので、フェライトペーストがガラスセラミック層に拘束されることがなく、フェライトペーストの焼結が阻害されることがない。従って、焼結されたフェライト層を有するとともに、ガラスセラミック層とフェライト層との接合が十分に確保され、ガラスセラミック層からフェライト層が剥がれることを低減したセラミック積層体を得ることができる。
【００１３】
また、本発明のセラミック積層体によれば、上記構成において、ガラスセラミック焼結体は、第１ガラスセラミック焼結体と第２ガラスセラミック焼結体とを有し、フェライト焼結体は、第１ガラスセラミック焼結体と第２ガラスセラミック焼結体との間に設けられているときには、セラミック積層体の上下面にガラスセラミックス層が配置されていることから、フェライト層と比較して絶縁抵抗が高く、配線導体との接合強度が高いガラスセラミックスがセラミック積層体の表面に位置するので、フェライト層に配線導体を配置する場合に比べて、実装信頼性の高いセラミック積層体とすることができる。
【００１４】
また、本発明のセラミック積層体によれば、上記構成において、ガラスセラミック焼結体およびフェライト焼結体は、所定の温度域で同時に焼成されることによって形成され、ガラスセラミック焼結体が含む非晶質のガラス成分の軟化点は、焼成される温度域よりも低い温度であるとともに、ガラスセラミック焼結体が含む非晶質のガラス成分の結晶化温度は、焼成される温度域よりも高い温度であるときには、ガラスセラミック層とフェライト層との間に介在層を有する接合強度の高いガラスセラミック積層体を、通常の積層体の作製工程および焼成工程により容易に作製することができる。
【００１５】
本発明の電子装置によれば、上記各構成のセラミック積層体に電子部品が搭載されていることから、フェライト層への水分等の浸入をより低減できるとともに、フェライト層がガラスセラミック層から剥がれてしまうことを防止することができる信頼性の高い電子装置とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の電子装置の実施の形態の一例を示す分解斜視図である。
【図２】図１中に示したセラミック積層体のＡ−Ａ線における断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態の例について、図１および図２を参照しながら説明する。
【００１８】
但し、以下で参照する各図は、説明の便宜上、本発明の実施の形態の一例の構成部材のうち、本発明を説明するために必要な主要部材のみを簡略化して示したものである。したがって、本発明に係るセラミック基板および電子装置は、本明細書が参照する各図に示されていない任意の構成部材を備え得る。また、各図中の部材の寸法は、実際の構成部材の寸法および各部材の寸法比率等を忠実に表したものではない。
【００１９】
図１および図２において、１は電子装置、２は電子部品、４はセラミック基板（セラミック積層体）、41はガラスセラミック層（ガラスセラミック焼結体）であって、41ａは第１ガラスセラミック層（第１ガラスセラミック焼結体）、41ｂは第２ガラスセラミック層（第２ガラスセラミック焼結体）、42はフェライト層（フェライト焼結体）、43は介在層であって、43ａは第１介在層、43ｂは第２介在層、51は配線導体、52はコイル導体である。
【００２０】
本発明のセラミック積層体４は、図１および図２に示す例のように、非晶質のガラス成分および第１結晶を含むガラスセラミック焼結体41と、ガラスセラミック焼結体41に接合された、フェライト結晶を含むフェライト焼結体42とを備え、ガラスセラミック焼結体41とフェライト焼結体42との間に非晶質のガラス成分および第２結晶を含む介在層43が形成されており、第２結晶がフェライト結晶および第１結晶と同じ結晶構造であって、第２結晶とフェライト結晶との格子定数の差および第２結晶と第１結晶との格子定数の差がそれぞれ第２結晶の格子定数の10％以内の大きさであるとともに、非晶質のガラス成分が介在層43に10〜50質量％の割合で含まれている。
【００２１】
このような本発明のセラミック積層体４によれば、ガラスセラミック層41となるセラミックグリーンシートにフェライト層42となるフェライトペーストを塗布するか、もしくはセラミックグリーンシートとフェライト層42となるフェライトグリーンシートとを積層して、同時焼成した際に、セラミックグリーンシートがフェライトペーストまたはフェライトグリーンシートよりも早く焼結されても、介在層43に10〜50質量％の割合で含まれた非晶質のガラス成分が流動可能であるので、フェライトペーストがガラスセラミック層41に拘束されることがなく、フェライトペーストの焼結が阻害されることがない。従って、焼結されたフェライト層42を有するとともに、ガラスセラミック層41とフェライト層42との
接合が十分に確保され、ガラスセラミック層41からフェライト層42が剥がれることを低減したセラミック基板４を得ることができる。
【００２２】
また、図２に示す例のように、ガラスセラミック層41は、第１ガラスセラミック層41ａと第２ガラスセラミック層41ｂとを有し、フェライト層42は、第１ガラスセラミック層41ａと第２ガラスセラミック層41ｂとの間に設けられていると、フェライト層42と比較して絶縁抵抗が高く、配線導体51との接合強度が高いガラスセラミックスがセラミック積層体４の表面に位置するので、フェライト層42に配線導体51を配置する場合に比べて、実装信頼性の高いセラミック積層体４とすることができる。
【００２３】
また、本発明のセラミック積層体４は、ガラスセラミック層41およびフェライト層42は、所定の温度域で同時に焼成されることによって形成され、ガラスセラミック層41が含む非晶質のガラス成分の軟化点は、焼成される温度域よりも低い温度であるとともに、ガラスセラミック層41が含む非晶質のガラス成分の結晶化温度は、焼成される温度域よりも高い温度であると、ガラスセラミック層41とフェライト層42との間に介在層43を有する接合強度の高いセラミック基板４を、通常の積層体の作製工程および焼成工程により容易に作製することができる。
【００２４】
また、本発明の電子装置１は、図１に示す例のように、上記構成のセラミック基板４に電子部品２が搭載されていることから、フェライト層42への水分等の浸入をより低減できるとともに、フェライト層42がガラスセラミック層41から剥がれてしまうことを防止することができる信頼性の高い電子装置１とすることができる。
【００２５】
また、本例の電子装置１は、例えば、携帯電話やＤＣ−ＤＣコンバータ等に用いられる装置であって、電子部品２は、例えば、半導体素子，圧電素子，抵抗体，コンデンサまたは水晶振動子等である。
【００２６】
本例のセラミック基板４は、電子部品２が搭載される基板であって、第１ガラスセラミック層（第１ガラスセラミック焼結体）41ａ、第２ガラスセラミック層（第２ガラスセラミック焼結体）41ｂ、フェライト層（フェライト焼結体）42、第１介在層43ａ、および第２介在層43ｂを備えている。なお、図１では、簡略化のために、第１介在層43ａおよび第２介在層43ｂの図示を省略している。
【００２７】
なお、以下では、第１ガラスセラミック層41ａおよび第２ガラスセラミック層41ｂを説明する際に、特に区別する必要がない場合あるいは総称する場合には、単にガラスセラミック層41として説明する。また、第１介在層43ａおよび第２介在層43ｂについても同様に介在層43として説明する。
【００２８】
ガラスセラミック層41は、非晶質のガラスおよび第１結晶を含んでいる。具体的には、ガラスセラミック層41は、60〜90質量％のガラスと10〜40質量％のフィラーとを含んでいる。また、このガラスは、ＳｉＯ２，Ａｌ２Ｏ３，ＺｎＯ，ＣａＯ，ＭｇＯおよびＢ２Ｏ３から選ばれる少なくとも１つのガラス材料を含んでいる。例えば、ＳｉＯ２系，ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３系，ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３系，ＳｉＯ２−ＭＯ系（但し、ＭはＣａ、Ｓｒ、Ｍｇ、ＢａまたはＺｎを示す），ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３系−ＭＯ系，ＳｉＯ２−Ｍ１Ｏ−Ｍ２Ｏ系（但し、Ｍ１およびＭ２は同一または異なってＣａ、Ｓｒ、Ｍｇ、ＢａまたはＺｎを示す），ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ｍ１Ｏ−Ｍ２Ｏ系，ＳｉＯ２−Ｍ３２Ｏ系（但し、Ｍ３はＬｉ、ＮａまたはＫを示す），ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ｍ３２Ｏ系等のガラスが挙げられる。また、上記以外にＣｏ，Ｃｄ，Ｉｎやその酸化物が含まれていてもよい。
【００２９】
具体的には例えば、22〜52質量％のＳｉＯ２と、２〜12質量％のＡｌ２Ｏ３と、９〜29
質量％のＺｎＯと、１〜９質量％のＣａＯと、７〜21質量％のＭｇＯとを含んでいる。また、フィラーは、実質的にフォルステライトからなる。
【００３０】
ガラスにおけるＡｌ２Ｏ３に対するＺｎＯのモル比は、ガラスセラミック層41とフェライト層42との接合強度を向上させることを目的に、0.8〜1.2までの範囲に含まれることが好ましい。
【００３１】
第１結晶は、ガラスセラミック層41用のセラミックグリーンシートを焼成することによって、ガラス粉末とフィラー粉末とを含むガラスセラミック層41用のセラミックグリーンシート中のガラスが結晶化してできた結晶、またはガラス成分とフィラー成分とから生成された結晶、あるいはガラスセラミック層41用のセラミックグリーンシート中に含まれている結晶である。結晶化してスピネル構造となるガラスとしては、例えばＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−ＭｇＯガラス（但し、Ａｌ２Ｏ３に対するＭｇＯのモル比が0.8〜1.2），ＳｉＯ２−ＭｇＯガラス（但し、ＳｉＯ２に対するＭｇＯのモル比が1.8〜2.2），ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−ＺｎＯガラス（但し、Ａｌ２Ｏ３に対するＺｎＯのモル比が0.8〜1.2），ＳｉＯ２−ＣｏＯ−ＭｎＯ２ガラス（但し、ＭｎＯ２に対するＣｏＯのモル比が1.8〜2.2），ＳｉＯ２−ＣｄＯ−ＩｎＯ２ガラス（但し、ＩｎＯ２に対するＣｄＯのモル比が1.8〜2.2）等がある。また、ガラス成分としてＭｇＯを含み、フィラー成分としてＳｉＯ２を含む場合であれば、これらによって第１結晶としてＭｇ２ＳｉＯ４が生成されることがある。あるいは、ガラス成分としてＺｎＯを含み、フィラー成分としてＡｌ２Ｏ３を含む場合であれば、これらによって第１結晶としてＺｎＡｌ２Ｏ４が生成されることがある。あるいは、ガラス成分としてＡｌ２Ｏ３を含み、フィラー成分としてＦｅ２Ｏ３を含む場合であればＦｅＡｌ２Ｏ４が生成されることがある。第１結晶がセラミックグリーンシートにフィラーとして含まれる場合は、フィラーとして例えば、フォルステライト（Ｍｇ２ＳｉＯ４）やガーナイト（ＺｎＡｌ２Ｏ４）が挙げられる。
【００３２】
第１結晶としては、フェライト結晶と同じ構造であれば特に限定されるものではないが、例えば、フェライト結晶が後述するようなスピネル構造である場合であれば、フォルステライト（Ｍｇ２ＳｉＯ４）およびガーナイト（ＺｎＡｌ２Ｏ４）が挙げられる。
【００３３】
ここで、ガラスセラミック層41は、例えば、次のようにして作製される。すなわち、ガラス粉末および有機バインダを主成分とするセラミックグリーンシートを製作し、このセラミックグリーンシートを必要な配線展開ができるだけの枚数を積層した後、800〜1000
℃の温度で焼成することによって作製される。
【００３４】
フェライト層42は、第１ガラスセラミック層41ａと第２ガラスセラミック層41ｂとの間に設けられている。ここで、フェライト層42は、フェライト材料を含んでいる。本例においては、フェライト層42は、スピネル構造の固溶体である強磁性フェライトからなる。例えば、フェライト層42は、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライト，Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト，Ｍｇ−Ｚｎ系フェライト，Ｎｉ−Ｃｏ系フェライトからなる。
【００３５】
フェライト層42は、高周波帯域における透磁率を向上させることを目的として、特にＮｉ−Ｚｎ系フェライトからなることが好ましい。Ｎｉ−Ｚｎ系フェライトは、Ｘ−Ｆｅ２Ｏ４として示される逆スピネル構造の固溶体である。なお、Ｘは、Ｃｕ，ＮｉまたはＺｎである。
【００３６】
Ｎｉ−Ｚｎ系フェライトの場合であれば、その組成比は焼結体としてＦｅＦｅ２Ｏ４を63〜73質量％、ＣｕＯを５〜10質量％、ＮｉＯを５〜12質量％、ＺｎＯを10〜23質量％とすると、1000℃以下の低温で焼結密度5.0ｇ／ｃｍ３以上となる高密度焼成が可能である
とともに、高周波帯域で十分に高い透磁率を得ることができるので好ましい。
【００３７】
ＦｅＦｅ２Ｏ４はフェライトの主成分であり、その割合が63質量％未満であると十分な透磁率が得られない傾向があり、73質量％よりも多いと焼結密度の低下によって機械的強度が低下する傾向がある。ＣｕＯは焼結温度の低温化のために重要な要素であり、ＣｕＯが低温で液相を形成することによって焼結を促進させる効果を用いて、磁気特性を損なわずに800〜1000℃の低温で焼成することができる。このことから、その割合が５質量％未
満であると、配線導体51やコイル導体52と同時に800〜1000℃で焼成を行なうと焼結密度
が不十分になり、機械強度が不足する傾向があり、10質量％よりも多いと、磁気特性の低いＣｕＦｅ２Ｏ４の割合が多くなるため磁気特性を損ないやすくなる傾向がある。ＮｉＯはフェライト層42の高周波域における透磁率を確保するために含有される。ＮｉＦｅ２Ｏ４は高周波域まで共振による透磁率の減衰を起こさず、高周波域での透磁率を比較的高い値に維持することができるが、初期透磁率は低いという特性を有するため、５質量％未満であると10ＭＨｚ以上の高周波域での透磁率が低下する傾向があり、12質量％よりも多いと初期透磁率が低下する傾向にある。ＺｎＯはフェライト層42の透磁率向上のために重要な要素であり、フェライト組成のうち10質量％未満であると透磁率が低くなり、逆に23質量％より多くても磁気特性が悪くなる傾向がある。
【００３８】
フェライト層42は、フェライト層42用のフェライトグリーンシートを焼成することで作製される。フェライトグリーンシートに用いられる強磁性フェライト粉末は、例えば、ＦｅＦｅ２Ｏ４とＣｕＯ，ＺｎＯまたはＮｉＯとを予め仮焼することによって作製されたフェライト粉末であり、平均粒径が0.1μｍ〜0.9μｍの範囲で均一であり、粒形状は球形状に近いものが望ましい。これは、平均粒径が0.1μｍ以上であると、フェライトグリーン
シートの製作においてフェライト粉末の均一な分散が容易となり、平均粒径が0.9μｍ以
下であるとフェライトグリーンシートの焼結温度を低く抑えることができるからである。また、粒径が均一で球状に近いことによって均一な焼結状態を得ることができる。フェライト粉末の粒径が均一であると、局所的に結晶粒の成長が低下するといったこともなく、焼結後に得られるフェライト層42の透磁率が安定しやすい。
【００３９】
介在層43は、非晶質のガラス成分および第２結晶を含む層であって、ガラスセラミック層41とフェライト層42との間に形成されている。具体的には、第１介在層43ａは、第１ガラスセラミック層41ａとフェライト層42との間に形成されている。また、第２介在層43ｂは、第２ガラスセラミック層41ｂとフェライト層42との間に形成されている。ガラスセラミック層41とフェライト層42との間に介在層43が形成されているので、次のような効果を有する。すなわち、セラミックグリーンシートにフェライトペーストを塗布して同時焼成し、セラミックグリーンシートがフェライトペーストよりも早く焼結した場合であっても、介在層43が含むガラス成分が流動可能であるので、フェライトペーストの焼結が阻害されることはない。すなわち、介在層43が含むガラス成分が、非晶質のガラス成分であることから、当該ガラス成分は、セラミック基板４の焼結時において、流動可能となるからである。このため、ガラスセラミック層41とフェライト層42との接合強度が強くなり、フェライト層42がガラスセラミック層41から剥がれてしまう可能性を低減できる。
【００４０】
第２結晶は、例えば、ＺｎＦｅ２Ｏ４，ＦｅＦｅ２Ｏ４，ＦｅＡｌ２Ｏ４，ＺｎＡｌ２Ｏ４，Ｃｏ２ＭｎＯ４またはＣｄＩｎ２Ｏ４を含む結晶であり、介在層43とフェライト層42との境界面の全体にわたって存在している。例えば、ガラスセラミック層41がＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−ＺｎＯ−ＭｇＯ系ガラスを含むセラミックグリーンシートを焼結してなるものであり、フェライト層42がＸ−Ｆｅ２Ｏ４（ＸはＣｕ，Ｎｉ，Ｚｎ）として示されるＮｉ−Ｚｎ系フェライトからなる場合であれば、第２結晶としては、ＺｎＦｅ２Ｏ４，ＦｅＡｌ２Ｏ４およびＺｎＡｌ２Ｏ４が生成される。セラミックグリーンシートを焼成することによって、セラミックス中のガラス成分が焼成温度領域において軟化して流動し、フェライト層との界面にＺｎＦｅ２Ｏ４，ＦｅＡｌ２Ｏ４およびＺｎＡｌ２Ｏ４
を析出しながら焼結する。そのため、ＺｎＦｅ２Ｏ４，ＦｅＡｌ２Ｏ４およびＺｎＡｌ２Ｏ４とガラスセラミック層41との結合は強固なものとなる。
【００４１】
第１結晶、第２結晶およびフェライト結晶は、同じ構造であり、第２結晶の格子定数とフェライト結晶の格子定数との差、および第２結晶の格子定数と第１結晶の格子定数との差は、第２結晶の格子定数の10％以内である。このように、第２結晶が第１結晶と同じ結晶構造を有し、かつ第２結晶の格子定数と第１結晶の格子定数との差が第２結晶の格子定数の10％以内であると、ガラスセラミック層41と介在層43とを原子レベルで接合させることができるため、ガラスセラミック層41と介在層43との接合強度を高くすることができる。また、ガラスセラミック層41と介在層43との間における格子欠陥の発生を抑制することができることから、第２結晶と第１結晶との界面において、ボイドおよび隙間の発生を低減することができる。また、同様に、第２結晶がフェライト結晶と同一の結晶構造を有し、かつ第２結晶の格子定数とフェライト結晶の格子定数との差が第２結晶の格子定数の10％以内であると、フェライト層42と介在層43とを原子レベルで接合させることができるため、フェライト層42と介在層43との接合強度を高くすることができる。また、フェライト層42と介在層43との間における格子欠陥の発生を抑制することができることから、第２結晶とフェライト結晶との界面においてボイドおよび隙間の発生を低減することができる。
【００４２】
第２結晶が第１結晶に含まれる元素の一部とフェライト結晶に含まれる元素の一部とを有するとき、例えば、フェライト結晶がＦｅＦｅ２Ｏ４で、第１結晶がＺｎＡｌ２Ｏ４であって、第２結晶がＺｎＦｅ２Ｏ４であるときには、異元素間における結合と比較して、同元素間における結合の方が結合強度が高くなるので、介在層43中の第２結晶とガラスセラミック層41中の第１結晶およびフェライト層42中のフェライト結晶との結合強度が高くなり、ガラスセラミック層41とフェライト層42との接合強度がより高いものとなる。また、ガラスセラミック層41となるセラミックグリーンシートとフェライト層42となるフェライトグリーンシートとを積層して焼成することによって、第２結晶を形成することができる。そのため、ガラスセラミック層41とフェライト層42との間の接合強度の高いセラミック基板４を、通常の積層体作製工程および焼成工程によって容易に作製することができる。
【００４３】
第１結晶はフォルステライト（Ｍｇ２ＳｉＯ４）を主相とし、フェライト結晶はＦｅＦｅ２Ｏ４を主相とし、第２結晶はＺｎＦｅ２Ｏ４，ＦｅＡｌ２Ｏ４およびＺｎＡｌ２Ｏ４のいずれか１つを主相とすることが好ましい。このようにすると、第２結晶はフェライト結晶および第１結晶と同一の結晶構造であるとともに、第２結晶とフェライト結晶との格子定数の差、および第２結晶と第１結晶との格子定数の差は、それぞれ第２結晶の格子定数の５％以内とより小さいものとなることから、ボイドや隙間を発生させることがより少なくなるので、より接合強度の高いセラミック基板４とすることができる。具体的には、ガラスセラミック層41と介在層43との結合は、ガラスセラミックス中の第１結晶であるフォルステライト（Ｍｇ２ＳｉＯ４）結晶と介在層43との結合と、ガラスセラミックス中のガラス相と介在層43との結合とによる。ガラスセラミックス中の第１結晶であるフォルステライト結晶と介在層43との結合については、第１結晶であるフォルステライト結晶と介在層43中の結晶、すなわち第２結晶であるＺｎＦｅ２Ｏ４，ＦｅＡｌ２Ｏ４およびＺｎＡｌ２Ｏ４との結晶構造が同じであり、両者の格子定数の差が第２結晶の格子定数の５％以内であることから、両者の原子レベルでの結合が可能である。また、ガラスセラミック層41のガラスセラミックスがフォルステライト（Ｍｇ２ＳｉＯ４）を主相とし、フェライト層42のフェライト結晶がＦｅＦｅ２Ｏ４を主相とすることによって、両者の熱膨張係数が近くなるため、焼成工程やその後の加熱工程、あるいは信頼性評価の工程において、熱膨張の差から生じる応力によるクラックの発生を抑えることができる。
【００４４】
なお、第２結晶は、ＺｎＦｅ２Ｏ４，ＦｅＦｅ２Ｏ４およびＦｅＡｌ２Ｏ４を全て含ん
でいなくてもよく、ＺｎＦｅ２Ｏ４，ＦｅＡｌ２Ｏ４およびＺｎＡｌ２Ｏ４の少なくともいずれか１つを含む結晶であればよい。ＺｎＦｅ２Ｏ４，ＦｅＡｌ２Ｏ４およびＺｎＡｌ２Ｏ４は、それぞれ第１結晶およびフェライト結晶と同じ結晶構造を有しており、第１結晶と第２結晶との格子定数の差、および第２結晶とフェライト結晶との格子定数との差は、それぞれ第２結晶の格子定数の10％以内である。
【００４５】
ここで、ガラスセラミック層41における第１結晶の結晶構造、介在層43における第２結晶の結晶構造、およびフェライト層42の結晶構造を確認する方法としては、透過型電子顕微鏡を用いる方法がある。この方法によれば、まず、セラミック基板４の切断加工およびその切断面の研磨加工を行なって、結晶構造を確認したい層、すなわちガラスセラミック層41，介在層43およびフェライト層42のいずれかを透過型電子顕微鏡で観察できる状態にする。その後、その層の切断面における回折格子像を観察することによって、所望の層の結晶構造を同定することができる。結晶相の同定は、既知のものについてはＪＰＣＤＳカードを参照して行なうことができる。例えば、ＺｎＦｅ２Ｏ４，ＦｅＡｌ２Ｏ４およびＺｎＡｌ２Ｏ４の結晶構造および回折格子像は、ＪＰＣＤＳカード（ＺｎＦｅ２Ｏ４：ＪＰＣＤＳＮｏ．22−1012，ＦｅＡｌ２Ｏ４：ＪＰＣＤＳ Ｎｏ．34−0192，ＺｎＡｌ２Ｏ４：ＪＰＣＤＳ Ｎｏ．５−669）に記載されているので、上記結晶相が析出しているかど
うかは容易に確認することができる。
【００４６】
第１結晶と第２結晶との格子定数の差、および第２結晶とフェライト結晶との格子定数との差が、それぞれ第２結晶の格子定数の10％以内であることは、第１結晶，第２結晶およびフェライト結晶が同じ結晶構造である場合は、回折格子像の原点からそれぞれの同じ面方位に対応する点までの距離を測定することによって確認することができる。第１結晶，第２結晶およびフェライト結晶が同じ結晶構造であることを上記ＪＰＣＤＳカードなどで確認した後、回折格子像の原点からそれぞれ同じ面方位に対応する点までの距離を測定する。第１結晶，第２結晶およびフェライト結晶の、回折格子像の原点からそれぞれ同じ面方位に対応する点までの距離をｄ１，ｄ２およびｄ３とすると、第１結晶と第２結晶との格子定数の差の、第２結晶の格子定数に対する割合は、（１／ｄ１−１／ｄ２）×ｄ２から算出することができ、第２結晶とフェライト結晶との格子定数の差の、第２結晶の格子定数に対する割合は、（１／ｄ２−１／ｄ３）×ｄ２から算出することができる。
【００４７】
透過型電子顕微鏡を用いる方法以外のガラスセラミック層41，フェライト層42および介在層43の結晶構造を確認する方法としては、Ｘ線回折法を用いる方法がある。この方法によれば、まず、セラミック基板４の切断加工およびその切断面の研磨加工を行なって、所望の層をＸ線回折によって観察できる状態にする。その後、その層の断面にＸ線を照射することによって、回折格子像を得ることができる。Ｘ線の照射は、所望の層の部分のみが照射されるように、10μｍ四方程度の領域に照射するようにする。その後、上記透過型電子顕微鏡での結晶構造の同定と同じ手順で、ガラスセラミック層41，フェライト層42および介在層43の結晶構造を特定することができる。
【００４８】
また、介在層43が含む非晶質のガラス成分の割合は、10〜50質量％である。すなわち、介在層43が含む非晶質のガラス成分の割合が50質量％以上になると、ガラスセラミック層41とフェライト層42との間で耐薬品性が低下し、セラミック基板４の絶縁抵抗が低下する。また、介在層43が含む非晶質のガラス成分の割合が10質量％以下になると、介在層43が含む非晶質のガラス成分が少ないため、フェライトペーストの焼結が阻害されてしまう。そのため、ガラスセラミック層41とフェライト層42との接合強度が弱く、フェライト層42がガラスセラミック層41から剥がれてしまう可能性があった。また、介在層43が含む非晶質のガラス成分の割合が10質量％以下になると、結晶相のガラス成分の割合が高くなるので、セラミック基板４が脆くなり、ひいてはセラミック基板４が介在層43の部分から破断したり、介在層43に欠けや割れの症状であるチッピングが発生し易くなる。
【００４９】
ここで、介在層43が含むガラス成分の割合を確認する方法としては、上記の透過型電子顕微鏡またはＸ線回折法を用いる方法がある。具体的には、まず、セラミック基板４を断面方向から透過型電子顕微鏡またはＸ線回折法で観察できるように、セラミック基板４を切断・研磨し、介在層43を観察できる状態にする。そして、介在層43にＸ線を照射することによって、回折格子像を得ることが可能となる。ここで、Ｘ線の照射は、介在層43のみに照射されるように、10μｍ四方程度の領域に照射するようにする。そして、得られた回折格子像を観察して、介在層43に対応する回折格子像のピーク強度を測定することによって、介在層43の結晶構造を同定することができ、非晶質のガラス成分の割合を算出することができる。
【００５０】
ところで、ガラスセラミック層41、およびフェライト層42は、所定の温度帯域（例えば、800〜1000℃）で同時に焼成されることによって形成される。ここで、ガラスセラミッ
ク層41が含むガラス成分の軟化点は、焼成された温度帯域よりも低い温度であり、かつガラスセラミック層41が含むガラス成分の結晶化温度は、焼成された温度帯域よりも高い温度である。これは、以下の理由による。
【００５１】
すなわち、上記とは逆に、ガラスセラミック層41が含むガラス成分の軟化点が、焼成された温度帯域よりも高い温度である場合は、当該焼成される温度帯域でガラス成分の軟化が行なわれないため、介在層43が形成され難くなる。このため、焼成時において、フェライトペーストが平面方向に収縮することを抑制してしまうため、フェライトペーストの焼結が阻害されてしまう。そのため、ガラスセラミック層41とフェライト層42との接合強度が弱く、フェライト層42がガラスセラミック層41から剥がれてしまう可能性があった。しかしながら、本例においては、ガラスセラミック層41が含むガラス成分の軟化点が、焼成された温度帯域よりも低い温度であるので、このような問題は生じない。
【００５２】
また、ガラスセラミック層41が含むガラス成分の結晶化温度が、焼成された温度帯域よりも低い温度である場合、当該焼成される温度帯域で、ガラスセラミック層41が含むガラス成分が結晶化することになる。ガラス成分が結晶化すると、ガラス成分の軟化が行なわれない。ガラス成分の軟化が行なわれないため、介在層43が形成され難くなる。このため、焼成時において、フェライトペーストが平面方向に収縮することを抑制してしまうため、フェライトペーストの焼結が阻害されてしまう。そのため、ガラスセラミック層41とフェライト層42との接合強度が弱く、フェライト層42がガラスセラミック層41から剥がれてしまう可能性があった。しかしながら、本例においては、ガラスセラミック層41が含むガラス成分の結晶化温度が、焼成された温度帯域よりも高い温度であるので、このような問題は生じない。
【００５３】
以上のような理由から、セラミック基板４の焼成温度は介在層43に含まれる非晶質のガラスの軟化点の100℃以上であり、かつ、ガラスの結晶化温度の30℃以下であることが好
ましい。ガラスの軟化点がこのような範囲である場合には、介在層43が含む非晶質のガラス成分の割合を10〜50質量％にすることができる。例えば、800℃〜1000℃でセラミック
基板４を焼成する場合であれば、ガラスセラミック焼結体41に含まれるガラス成分として、22〜52質量％のＳｉＯ２と、２〜12質量％のＡｌ２Ｏ３と、９〜29質量％のＺｎＯと、１〜９質量％のＣａＯと、７〜21質量％のＭｇＯとを用いることによって、非晶質のガラス成分の割合が10〜50質量％の介在層43を形成することができる。
【００５４】
ガラスの軟化温度および結晶化温度は、種々のガラス組成を変更することによって調整することが可能である。例えば、22〜52質量％のＳｉＯ２と、２〜12質量％のＡｌ２Ｏ３と、９〜29質量％のＺｎＯと、１〜９質量％のＣａＯと、７〜21質量％のＭｇＯとを含んでいるガラスの場合であれば、Ｂ２Ｏ３を添加すると軟化温度および結晶化温度が低くな
るので、Ｂ２Ｏ３の添加量によって調整が可能である。添加量は焼成温度によって適宜決められるが、例えば、添加するＢ２Ｏ３量が８質量％の場合であれば、焼成温度を900℃
にすることで上記範囲内とすることができる。
【００５５】
ガラスの軟化点および結晶化温度を測定する方法としては、昇温脱離ガス分析が挙げられる。具体的には、ガラス粉末を昇温脱離ガス分析することによってガラス粉末を過熱し、ガラスの重量の増加および減少のピークを各温度で測定することによってガラスの軟化点および結晶化温度を算出することができる。
【００５６】
このような本発明のセラミック基板４は、ガラスセラミック層41用のセラミックグリーンシートを準備する第１準備工程と、フェライト層42用のフェライトグリーンシートを準備する第２準備工程と、セラミックグリーンシートとフェライトグリーンシートとを積層してグリーンシート積層体を作製する積層体作製工程と、グリーンシート積層体を焼成する焼成工程とを経て作製される。
【００５７】
また、図２に示すように、本例のセラミック基板４には、表面および内部に配線導体51が形成されている。すなわち、本例における配線導体51は、第１ガラスセラミック層41ａの表面と内部、および第２ガラスセラミック層41ｂの表面と内部に形成されている。ここで、配線導体51は、例えば、Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ａｇ−Ｐｄ合金、Ａｇ−Ｐｔ合金等の低抵抗金属の粉末の焼結体であるメタライズ金属からなる。また、配線導体51は、セラミックグリーンシート（ガラスセラミック層41用のグリーンシート）に配線導体51用の導体ペーストを印刷することによって配線パターンを形成し、セラミックグリーンシートと同時焼成することによって形成される。
【００５８】
また、本例のセラミック基板４には、内部にコイル導体52が形成されている。すなわち、本例におけるコイル導体52は、フェライト層42に埋設されている。ここで、コイル導体52は、配線導体51と同様の、例えば、Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ａｇ−Ｐｄ合金、Ａｇ−Ｐｔ合金等の低抵抗金属の粉末の焼結体であるメタライズ金属からなる。コイル導体52が低抵抗金属の粉末の焼結体であるメタライズ金属からなるので、コイル導体52の抵抗値を小さくすることができる。また、コイル導体52は、フェライトペーストの表面にコイル導体52用の導体ペーストを印刷することによってコイルパターンを形成し、その上にフェライトペーストを積層して同時焼成することによって形成される。なお、コイル導体52が上下に複数重ねて形成される場合には、コイルパターンが形成されたフェライトペーストを複数積層した上にさらにフェライトペーストを積層すればよい。
【００５９】
以上のように、本例のセラミック基板４によれば、焼結されたフェライト層42を有するとともにフェライト層42とガラスセラミック層41とが十分に接合されたセラミック基板４を実現でき、およびこれを備えた信頼性の高い電子装置を実現できる。
【００６０】
なお、上記の例では、フェライト層42にコイル導体52が埋設されている例について説明したが、フェライト層42に埋設されるものはこれに限定されない。すなわち、フェライト層42には、コイル導体52以外の、低周波フィルタやノイズ吸収体の役割を担う電子素子が埋設されていてもよい。
【００６１】
すなわち、本発明は上述した実施の形態の例に限定されるものではなく、請求項に示した本発明の要旨の範囲で種々の変更が可能である。つまり、請求項に示した本発明の要旨の範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施の形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【実施例】
【００６２】
上記の実施の形態の例によるコイルを内蔵したセラミック基板４およびその製造方法の実施例を以下に詳細に説明する。
【００６３】
まず、ガラス粉末として表１の「介在層のガラスに含まれる主な元素」に示す元素を含み、かつ、表１に示すガラス軟化温度およびガラス結晶化温度のガラス粉末80質量％と、フィラー粉末としてフォルステライト（Ｍｇ２ＳｉＯ４）またはガーナイト（ＺｎＡｌ２Ｏ４）の粉末20質量％とを混合して絶縁体粉末とし、この絶縁体粉末100質量％に対して
、有機バインダとしてアクリル樹脂を12質量％、可塑剤としてフタル酸系可塑剤を６質量％および溶剤としてトルエンを30質量％を加え、ボールミル法によって混合してスラリーを調製し、このスラリーを用いてドクターブレード法によって厚さ160μｍの、絶縁層と
なるセラミックグリーンシートを成形した。
【００６４】
次に、ＦｅＦｅ２Ｏ４粉末700ｇ，ＣｕＯ粉末60ｇ，ＮｉＯ粉末60ｇ，ＺｎＯ粉末180ｇおよび純水4000ｃｍ３をジルコニアボールとともに容量が7000ｃｍ３のポットに入れて、ポットを回転させることによるボールミルにて24時間かけて混合した後、乾燥した混合粉末をジルコニアるつぼに入れて大気中730℃で１時間加熱することによって、強磁性フェ
ライト粉末を作製した。このフェライト粉末100質量部に対し、有機バインダとしてブチ
ラール樹脂を10質量部および有機溶剤としてＩＰＡ（イソプロピルアルコール）を45質量部添加し、上記と同様のボールミル法によって混合してスラリーとした。このスラリーを用いてドクターブレード法によって厚さ100μｍのフェライトグリーンシートを成形した
。
【００６５】
次に、これらのフェライトグリーンシートを８枚重ねたその上下にそれぞれ２枚のセラミックグリーンシートを積み重ねて、20ＭＰａの圧力および55℃の温度で加熱圧着して、セラミックグリーンシートが表層に位置する積層体を作製した。
【００６６】
次に、この積層体を30×35ｍｍの大きさに切断した後、大気中で400℃、１時間の条件
で加熱して有機成分を除去した後、大気中で900℃、１時間の条件で焼成することによっ
て、セラミックス層41の間にフェライト層42が設けられたセラミック基板４を作製した。
【００６７】
このようにして得られた実施例１〜14の試料および比較例１〜14の試料をそれぞれ５個ずつ作製して、透過型電子顕微鏡による介在層の非晶質の割合の測定、第１結晶および第２結晶ならびにフェライト結晶の同定、吸水率の測定、レッドチェック試験および耐薬品性試験を行なった。
【００６８】
透過型電子顕微鏡による非晶質のガラスの割合の測定においては、まず、コイルを内蔵したセラミック基板４を断面方向から透過型電子顕微鏡で観察できるように基板の切断加工および研磨加工を行なった後、介在層43の部分を透過型電子顕微鏡で観察できる状態にした。透過型電子顕微鏡はＪＥＭ−2010Ｆ（ＪＥＯＬ製）を用いた。その後、像観察を行なって介在層43の回折格子像を観察することによって、介在層43の第２結晶の同定とその割合の測定および非晶質のガラス成分の同定とその割合の測定を行なった。第２結晶の同定はＪＰＣＤＳカードで行なった。また、ガラスセラミック層の第１結晶およびフェライト層のフェライト結晶の結晶構造についても、同様にして同定を行った。
【００６９】
また、吸水率の測定においては、セラミック基板４の質量を測定した後、90℃の温水に浸漬した状態で１時間放置し、温水から取り出した後の質量を再測定して、浸漬前後の質量変化から基板の吸水率を算出した。
【００７０】
レッドチェック試験においては、セラミック基板４をレッドチェック液に浸漬した状態で10秒間放置し、レッドチェック液から取り出した後、コイルを内蔵したセラミック基板
４の側面へのレッドチェック液の浸透があるかどうかの確認を目視で行なった。浸透があったものについては、ガラスセラミック層41とフェライト層42との界面にボイドや隙間が形成されていると判断した。
【００７１】
耐薬品性試験においては、セラミック基板４の質量を測定した後、10％の硫酸水溶液に浸漬した状態で１分間放置し、硫酸水溶液から取り出して水洗を行ない、80℃の温風で乾燥した後に質量を再測定して、浸漬前後の質量変化から基板の質量変化率を算出し、変化率が0.3％以上である場合は不良品と判定した。
【００７２】
表１に、透過型電子顕微鏡による介在層43の非晶質のガラス成分の割合の測定結果、吸水率の測定結果、レッドチェック試験および耐薬品性試験の結果を示す。なお、表１に示す試験結果でレッドチェックおよび耐薬品性試験に示す数値は、５個中いくつの試料が良品であったかを示すものである。それぞれの試験で５個中全てが合格したもの（数値が５）を良品とした。また、表２に、透過型電子顕微鏡により同定した第１結晶および第２結晶の結晶構造、およびこれらの結晶の格子定数の差を示す。なお、フェライト結晶はすべてＦｅＦｅ２Ｏ４のスピネル構造の結晶構造であり、格子定数は8.40であった。
【００７３】
【表１】
【００７４】
【表２】
【００７５】
表１および表２に示すように、非晶質のガラス成分の割合が９質量％以下の比較例１および比較例２のセラミック基板は、基板の吸水率が0.1％を超えるとともに、レッドチェ
ック試験でレッドチェック液の浸透があり、不合格であった。また、非晶質のガラス成分の割合が51質量％以上の比較例３〜８のセラミック基板は、耐薬品性試験において質量変化率が0.3％以上となって、不合格であった。さらに、第２結晶がフェライト結晶および
第１結晶と同じ結晶構造であって、第２結晶とフェライト結晶との格子定数の差または第２結晶と第１結晶との格子定数の差がそれぞれ第２結晶の格子定数の10％以上である比較例３〜７のセラミック基板は、レッドチェック液の浸透があり、不合格であった。
【００７６】
これに対して、第２結晶がフェライト結晶および第１結晶と同じ結晶構造であって、第２結晶とフェライト結晶との格子定数の差または第２結晶と第１結晶との格子定数の差がそれぞれ第２結晶の格子定数の10％以内であるとともに、非晶質のガラスの割合が10〜50質量％の実施例１〜14のセラミック基板４は吸水率が0.1％未満であるとともに、レッド
チェック試験および耐薬品性試験において合格であり、良品であった。
【００７７】
また、比較例１および比較例２はガラス結晶化温度が焼成温度（900℃）よりも低く、
比較例８はガラス軟化温度が焼成温度（900℃）よりも高いものであることから、それぞ
れの介在層の非晶質のガラス成分の割合が10％よりも低くなった。この結果、比較例１および比較例２はレッドチェック試験に不合格となって、比較例８は耐薬品性試験に不合格
となった。
【００７８】
以上の結果から、第２結晶がフェライト結晶および第１結晶と同じ結晶構造であって、第２結晶とフェライト結晶との格子定数の差または第２結晶と第１結晶との格子定数の差がそれぞれ第２結晶の格子定数の10％以内であるとともに、介在層43の非晶質のガラスの割合を10〜50質量％とすることによって、焼結されたフェライト層42を有するとともにフェライト層42とガラスセラミック層41とが十分に接合されたセラミック積層体を得ることができることを確認した。
【００７９】
また、ガラスセラミック層41およびフェライト層42は、ガラスセラミック層41が含む非晶質のガラス成分の軟化点は、焼成される温度域よりも低い温度であるとともに、ガラスセラミック層41が含む非晶質のガラス成分の結晶化温度は、焼成される温度域よりも高い温度であると、ガラスセラミック層41とフェライト層42との間に介在層43を有する接合強度の高いセラミック基板４を、通常の積層体の作製工程および焼成工程により作製することができることを確認した。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
以上のように、本発明は、焼結されたフェライト層を有するとともにフェライト層とガラスセラミック層とが十分に接合されたセラミック積層体、およびこれを備えた信頼性の高い電子装置として有用である。
【符号の説明】
【００８１】
１・・・・電子装置
２・・・・電子部品
４・・・・セラミック基板（セラミック積層体）
41・・・・ガラスセラミック層（ガラスセラミック焼結体）
41ａ・・・・第１ガラスセラミック層（第１ガラスセラミック焼結体）
41ｂ・・・・第２ガラスセラミック層（第２ガラスセラミック焼結体）
42・・・・フェライト層（フェライト焼結体）
43・・・・介在層
43ａ・・・・第１介在層
43ｂ・・・・第２介在層
51・・・・配線導体
52・・・・コイル導体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス成分を含むガラスセラミック焼結体と、このガラスセラミック焼結体に接合されたフェライト焼結体とを備えたセラミック積層体およびこれを備えた電子装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、携帯電話を始めとする移動体通信機器等の電子機器には、多数の電子装置が組み込まれている。このような携帯電話等の移動体通信機器は、近年小型化が急速に進んでおり、これに搭載される各種電子装置も、小型化、薄型化が要求されている。
【０００３】
この要求に対し、従来から、例えば、セラミック積層体からなるセラミック基板にインダクタ素子およびコンデンサ素子を内蔵することによって、電子装置の小型化を図ることが提案されている。
【０００４】
例えば、セラミック基板の内部にフェライト層を形成し、このフェライト層にコイル導体を内蔵することによって、表面実装工程の簡略化およびセラミック基板の小型化を図ることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このようなセラミック基板は、第１ガラスセラミック層と、第２ガラスセラミック層と、第１ガラスセラミック層と第２ガラスセラミック層との間に設けられたフェライト層とを備える。このようなセラミック基板は、ガラスセラミック層となるセラミックグリーンシートにフェライト層となるフェライトペーストを塗布し、セラミックグリーンシートとフェライトペーストとを同時焼成することによって得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−21264号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、セラミックグリーンシートにフェライトペーストを塗布して同時焼成しようとすると、セラミックグリーンシートがフェライトペーストよりも早く焼結してしまい、ガラスセラミック層となってしまう。このため、フェライトペーストの焼結時に、フェライトペーストがガラスセラミック層に拘束されてしまって、フェライト層の収縮が阻害されてしまうので、フェライト層が十分に焼結できないことがあった。この結果、ガラスセラミック層とフェライト層との接合強度が弱く、フェライト層がガラスセラミック層から剥がれてしまう可能性があった。また、フェライト層が十分に焼結できていないと、フェライト層がポーラスな構造となり、水分がフェライト層内部へと浸入してしまうことがあった。そして、フェライト層内部に接続導体および内部配線が配置されているときには、浸入した水分によって、接続導体と内部配線の間や内部配線同士の間にイオンマイグレーションが発生し、接続導体と内部配線との短絡や内部配線同士の短絡によって、電気的な絶縁不良を招いてしまうことがあるという問題があった。従って、このようなセラミック積層体を用いたセラミック基板は信頼性の低いものとなる場合があった。
【０００７】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、焼結されたフェライト層を有するとともにフェライト層とガラスセラミック層とが十分に接合されたセラミック積層体、およびこれを備えた信頼性の高い電子装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のセラミック積層体は、非晶質のガラス成分および第１結晶を含むガラスセラミック焼結体と、前記ガラスセラミック焼結体に接合された、フェライト結晶を含むフェライト焼結体とを備え、前記ガラスセラミック焼結体と前記フェライト焼結体との間に非晶質のガラス成分および第２結晶を含む介在層が形成されており、前記第２結晶が前記フェライト結晶および前記第１結晶と同じ結晶構造であって、前記第２結晶と前記フェライト結晶との格子定数の差および前記第２結晶と前記第１結晶との格子定数の差がそれぞれ前記第２結晶の格子定数の10％以内の大きさであるとともに、前記非晶質のガラス成分が前記介在層に10〜50質量％の割合で含まれていることを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明のセラミック積層体は、上記構成において、前記ガラスセラミック焼結体は、第１ガラスセラミック焼結体と第２ガラスセラミック焼結体とを有し、前記フェライト焼結体は、前記第１ガラスセラミック焼結体と前記第２ガラスセラミック焼結体との間に設けられていることを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明のセラミック積層体は、上記各構成において、前記ガラスセラミック焼結体および前記フェライト焼結体は、所定の温度域で同時に焼成されることによって形成され、前記ガラスセラミック焼結体が含む非晶質のガラス成分の軟化点は、前記焼成される温度域よりも低い温度であるとともに、前記ガラスセラミック焼結体が含む非晶質のガラス成分の結晶化温度は、前記焼成される温度域よりも高い温度であることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の電子装置は、上記各構成のセラミック積層体に電子部品が搭載されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のセラミック積層体によれば、非晶質のガラス成分および第１結晶を含むガラスセラミック焼結体と、ガラスセラミック焼結体に接合された、フェライト結晶を含むフェライト焼結体とを備え、ガラスセラミック焼結体とフェライト焼結体との間に非晶質のガラス成分および第２結晶を含む介在層が形成されており、第２結晶がフェライト結晶および第１結晶と同じ結晶構造であって、第２結晶とフェライト結晶との格子定数の差および第２結晶と第１結晶との格子定数の差がそれぞれ第２結晶の格子定数の10％以内の大きさであるとともに、非晶質のガラス成分が介在層に10〜50質量％の割合で含まれていることから、セラミックグリーンシートにフェライトペーストを塗布するか、もしくはセラミックグリーンシートとフェライトグリーンシートとを積層して、同時焼成した際に、セラミックグリーンシートがフェライトペーストまたはフェライトグリーンシートよりも早く焼結されても、介在層に10〜50質量％の割合で含まれた非晶質のガラス成分が流動可能であるので、フェライトペーストがガラスセラミック層に拘束されることがなく、フェライトペーストの焼結が阻害されることがない。従って、焼結されたフェライト層を有するとともに、ガラスセラミック層とフェライト層との接合が十分に確保され、ガラスセラミック層からフェライト層が剥がれることを低減したセラミック積層体を得ることができる。
【００１３】
また、本発明のセラミック積層体によれば、上記構成において、ガラスセラミック焼結体は、第１ガラスセラミック焼結体と第２ガラスセラミック焼結体とを有し、フェライト焼結体は、第１ガラスセラミック焼結体と第２ガラスセラミック焼結体との間に設けられているときには、セラミック積層体の上下面にガラスセラミックス層が配置されていることから、フェライト層と比較して絶縁抵抗が高く、配線導体との接合強度が高いガラスセラミックスがセラミック積層体の表面に位置するので、フェライト層に配線導体を配置する場合に比べて、実装信頼性の高いセラミック積層体とすることができる。
【００１４】
また、本発明のセラミック積層体によれば、上記構成において、ガラスセラミック焼結体およびフェライト焼結体は、所定の温度域で同時に焼成されることによって形成され、ガラスセラミック焼結体が含む非晶質のガラス成分の軟化点は、焼成される温度域よりも低い温度であるとともに、ガラスセラミック焼結体が含む非晶質のガラス成分の結晶化温度は、焼成される温度域よりも高い温度であるときには、ガラスセラミック層とフェライト層との間に介在層を有する接合強度の高いガラスセラミック積層体を、通常の積層体の作製工程および焼成工程により容易に作製することができる。
【００１５】
本発明の電子装置によれば、上記各構成のセラミック積層体に電子部品が搭載されていることから、フェライト層への水分等の浸入をより低減できるとともに、フェライト層がガラスセラミック層から剥がれてしまうことを防止することができる信頼性の高い電子装置とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の電子装置の実施の形態の一例を示す分解斜視図である。
【図２】図１中に示したセラミック積層体のＡ−Ａ線における断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態の例について、図１および図２を参照しながら説明する。
【００１８】
但し、以下で参照する各図は、説明の便宜上、本発明の実施の形態の一例の構成部材のうち、本発明を説明するために必要な主要部材のみを簡略化して示したものである。したがって、本発明に係るセラミック基板および電子装置は、本明細書が参照する各図に示されていない任意の構成部材を備え得る。また、各図中の部材の寸法は、実際の構成部材の寸法および各部材の寸法比率等を忠実に表したものではない。
【００１９】
図１および図２において、１は電子装置、２は電子部品、４はセラミック基板（セラミック積層体）、41はガラスセラミック層（ガラスセラミック焼結体）であって、41ａは第１ガラスセラミック層（第１ガラスセラミック焼結体）、41ｂは第２ガラスセラミック層（第２ガラスセラミック焼結体）、42はフェライト層（フェライト焼結体）、43は介在層であって、43ａは第１介在層、43ｂは第２介在層、51は配線導体、52はコイル導体である。
【００２０】
本発明のセラミック積層体４は、図１および図２に示す例のように、非晶質のガラス成分および第１結晶を含むガラスセラミック焼結体41と、ガラスセラミック焼結体41に接合された、フェライト結晶を含むフェライト焼結体42とを備え、ガラスセラミック焼結体41とフェライト焼結体42との間に非晶質のガラス成分および第２結晶を含む介在層43が形成されており、第２結晶がフェライト結晶および第１結晶と同じ結晶構造であって、第２結晶とフェライト結晶との格子定数の差および第２結晶と第１結晶との格子定数の差がそれぞれ第２結晶の格子定数の10％以内の大きさであるとともに、非晶質のガラス成分が介在層43に10〜50質量％の割合で含まれている。
【００２１】
このような本発明のセラミック積層体４によれば、ガラスセラミック層41となるセラミックグリーンシートにフェライト層42となるフェライトペーストを塗布するか、もしくはセラミックグリーンシートとフェライト層42となるフェライトグリーンシートとを積層して、同時焼成した際に、セラミックグリーンシートがフェライトペーストまたはフェライトグリーンシートよりも早く焼結されても、介在層43に10〜50質量％の割合で含まれた非晶質のガラス成分が流動可能であるので、フェライトペーストがガラスセラミック層41に拘束されることがなく、フェライトペーストの焼結が阻害されることがない。従って、焼結されたフェライト層42を有するとともに、ガラスセラミック層41とフェライト層42との
接合が十分に確保され、ガラスセラミック層41からフェライト層42が剥がれることを低減したセラミック基板４を得ることができる。
【００２２】
また、図２に示す例のように、ガラスセラミック層41は、第１ガラスセラミック層41ａと第２ガラスセラミック層41ｂとを有し、フェライト層42は、第１ガラスセラミック層41ａと第２ガラスセラミック層41ｂとの間に設けられていると、フェライト層42と比較して絶縁抵抗が高く、配線導体51との接合強度が高いガラスセラミックスがセラミック積層体４の表面に位置するので、フェライト層42に配線導体51を配置する場合に比べて、実装信頼性の高いセラミック積層体４とすることができる。
【００２３】
また、本発明のセラミック積層体４は、ガラスセラミック層41およびフェライト層42は、所定の温度域で同時に焼成されることによって形成され、ガラスセラミック層41が含む非晶質のガラス成分の軟化点は、焼成される温度域よりも低い温度であるとともに、ガラスセラミック層41が含む非晶質のガラス成分の結晶化温度は、焼成される温度域よりも高い温度であると、ガラスセラミック層41とフェライト層42との間に介在層43を有する接合強度の高いセラミック基板４を、通常の積層体の作製工程および焼成工程により容易に作製することができる。
【００２４】
また、本発明の電子装置１は、図１に示す例のように、上記構成のセラミック基板４に電子部品２が搭載されていることから、フェライト層42への水分等の浸入をより低減できるとともに、フェライト層42がガラスセラミック層41から剥がれてしまうことを防止することができる信頼性の高い電子装置１とすることができる。
【００２５】
また、本例の電子装置１は、例えば、携帯電話やＤＣ−ＤＣコンバータ等に用いられる装置であって、電子部品２は、例えば、半導体素子，圧電素子，抵抗体，コンデンサまたは水晶振動子等である。
【００２６】
本例のセラミック基板４は、電子部品２が搭載される基板であって、第１ガラスセラミック層（第１ガラスセラミック焼結体）41ａ、第２ガラスセラミック層（第２ガラスセラミック焼結体）41ｂ、フェライト層（フェライト焼結体）42、第１介在層43ａ、および第２介在層43ｂを備えている。なお、図１では、簡略化のために、第１介在層43ａおよび第２介在層43ｂの図示を省略している。
【００２７】
なお、以下では、第１ガラスセラミック層41ａおよび第２ガラスセラミック層41ｂを説明する際に、特に区別する必要がない場合あるいは総称する場合には、単にガラスセラミック層41として説明する。また、第１介在層43ａおよび第２介在層43ｂについても同様に介在層43として説明する。
【００２８】
ガラスセラミック層41は、非晶質のガラスおよび第１結晶を含んでいる。具体的には、ガラスセラミック層41は、60〜90質量％のガラスと10〜40質量％のフィラーとを含んでいる。また、このガラスは、ＳｉＯ２，Ａｌ２Ｏ３，ＺｎＯ，ＣａＯ，ＭｇＯおよびＢ２Ｏ３から選ばれる少なくとも１つのガラス材料を含んでいる。例えば、ＳｉＯ２系，ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３系，ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３系，ＳｉＯ２−ＭＯ系（但し、ＭはＣａ、Ｓｒ、Ｍｇ、ＢａまたはＺｎを示す），ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３系−ＭＯ系，ＳｉＯ２−Ｍ１Ｏ−Ｍ２Ｏ系（但し、Ｍ１およびＭ２は同一または異なってＣａ、Ｓｒ、Ｍｇ、ＢａまたはＺｎを示す），ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ｍ１Ｏ−Ｍ２Ｏ系，ＳｉＯ２−Ｍ３２Ｏ系（但し、Ｍ３はＬｉ、ＮａまたはＫを示す），ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ｍ３２Ｏ系等のガラスが挙げられる。また、上記以外にＣｏ，Ｃｄ，Ｉｎやその酸化物が含まれていてもよい。
【００２９】
具体的には例えば、22〜52質量％のＳｉＯ２と、２〜12質量％のＡｌ２Ｏ３と、９〜29
質量％のＺｎＯと、１〜９質量％のＣａＯと、７〜21質量％のＭｇＯとを含んでいる。また、フィラーは、実質的にフォルステライトからなる。
【００３０】
ガラスにおけるＡｌ２Ｏ３に対するＺｎＯのモル比は、ガラスセラミック層41とフェライト層42との接合強度を向上させることを目的に、0.8〜1.2までの範囲に含まれることが好ましい。
【００３１】
第１結晶は、ガラスセラミック層41用のセラミックグリーンシートを焼成することによって、ガラス粉末とフィラー粉末とを含むガラスセラミック層41用のセラミックグリーンシート中のガラスが結晶化してできた結晶、またはガラス成分とフィラー成分とから生成された結晶、あるいはガラスセラミック層41用のセラミックグリーンシート中に含まれている結晶である。結晶化してスピネル構造となるガラスとしては、例えばＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−ＭｇＯガラス（但し、Ａｌ２Ｏ３に対するＭｇＯのモル比が0.8〜1.2），ＳｉＯ２−ＭｇＯガラス（但し、ＳｉＯ２に対するＭｇＯのモル比が1.8〜2.2），ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−ＺｎＯガラス（但し、Ａｌ２Ｏ３に対するＺｎＯのモル比が0.8〜1.2），ＳｉＯ２−ＣｏＯ−ＭｎＯ２ガラス（但し、ＭｎＯ２に対するＣｏＯのモル比が1.8〜2.2），ＳｉＯ２−ＣｄＯ−ＩｎＯ２ガラス（但し、ＩｎＯ２に対するＣｄＯのモル比が1.8〜2.2）等がある。また、ガラス成分としてＭｇＯを含み、フィラー成分としてＳｉＯ２を含む場合であれば、これらによって第１結晶としてＭｇ２ＳｉＯ４が生成されることがある。あるいは、ガラス成分としてＺｎＯを含み、フィラー成分としてＡｌ２Ｏ３を含む場合であれば、これらによって第１結晶としてＺｎＡｌ２Ｏ４が生成されることがある。あるいは、ガラス成分としてＡｌ２Ｏ３を含み、フィラー成分としてＦｅ２Ｏ３を含む場合であればＦｅＡｌ２Ｏ４が生成されることがある。第１結晶がセラミックグリーンシートにフィラーとして含まれる場合は、フィラーとして例えば、フォルステライト（Ｍｇ２ＳｉＯ４）やガーナイト（ＺｎＡｌ２Ｏ４）が挙げられる。
【００３２】
第１結晶としては、フェライト結晶と同じ構造であれば特に限定されるものではないが、例えば、フェライト結晶が後述するようなスピネル構造である場合であれば、フォルステライト（Ｍｇ２ＳｉＯ４）およびガーナイト（ＺｎＡｌ２Ｏ４）が挙げられる。
【００３３】
ここで、ガラスセラミック層41は、例えば、次のようにして作製される。すなわち、ガラス粉末および有機バインダを主成分とするセラミックグリーンシートを製作し、このセラミックグリーンシートを必要な配線展開ができるだけの枚数を積層した後、800〜1000
℃の温度で焼成することによって作製される。
【００３４】
フェライト層42は、第１ガラスセラミック層41ａと第２ガラスセラミック層41ｂとの間に設けられている。ここで、フェライト層42は、フェライト材料を含んでいる。本例においては、フェライト層42は、スピネル構造の固溶体である強磁性フェライトからなる。例えば、フェライト層42は、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライト，Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト，Ｍｇ−Ｚｎ系フェライト，Ｎｉ−Ｃｏ系フェライトからなる。
【００３５】
フェライト層42は、高周波帯域における透磁率を向上させることを目的として、特にＮｉ−Ｚｎ系フェライトからなることが好ましい。Ｎｉ−Ｚｎ系フェライトは、Ｘ−Ｆｅ２Ｏ４として示される逆スピネル構造の固溶体である。なお、Ｘは、Ｃｕ，ＮｉまたはＺｎである。
【００３６】
Ｎｉ−Ｚｎ系フェライトの場合であれば、その組成比は焼結体としてＦｅＦｅ２Ｏ４を63〜73質量％、ＣｕＯを５〜10質量％、ＮｉＯを５〜12質量％、ＺｎＯを10〜23質量％とすると、1000℃以下の低温で焼結密度5.0ｇ／ｃｍ３以上となる高密度焼成が可能である
とともに、高周波帯域で十分に高い透磁率を得ることができるので好ましい。
【００３７】
ＦｅＦｅ２Ｏ４はフェライトの主成分であり、その割合が63質量％未満であると十分な透磁率が得られない傾向があり、73質量％よりも多いと焼結密度の低下によって機械的強度が低下する傾向がある。ＣｕＯは焼結温度の低温化のために重要な要素であり、ＣｕＯが低温で液相を形成することによって焼結を促進させる効果を用いて、磁気特性を損なわずに800〜1000℃の低温で焼成することができる。このことから、その割合が５質量％未
満であると、配線導体51やコイル導体52と同時に800〜1000℃で焼成を行なうと焼結密度
が不十分になり、機械強度が不足する傾向があり、10質量％よりも多いと、磁気特性の低いＣｕＦｅ２Ｏ４の割合が多くなるため磁気特性を損ないやすくなる傾向がある。ＮｉＯはフェライト層42の高周波域における透磁率を確保するために含有される。ＮｉＦｅ２Ｏ４は高周波域まで共振による透磁率の減衰を起こさず、高周波域での透磁率を比較的高い値に維持することができるが、初期透磁率は低いという特性を有するため、５質量％未満であると10ＭＨｚ以上の高周波域での透磁率が低下する傾向があり、12質量％よりも多いと初期透磁率が低下する傾向にある。ＺｎＯはフェライト層42の透磁率向上のために重要な要素であり、フェライト組成のうち10質量％未満であると透磁率が低くなり、逆に23質量％より多くても磁気特性が悪くなる傾向がある。
【００３８】
フェライト層42は、フェライト層42用のフェライトグリーンシートを焼成することで作製される。フェライトグリーンシートに用いられる強磁性フェライト粉末は、例えば、ＦｅＦｅ２Ｏ４とＣｕＯ，ＺｎＯまたはＮｉＯとを予め仮焼することによって作製されたフェライト粉末であり、平均粒径が0.1μｍ〜0.9μｍの範囲で均一であり、粒形状は球形状に近いものが望ましい。これは、平均粒径が0.1μｍ以上であると、フェライトグリーン
シートの製作においてフェライト粉末の均一な分散が容易となり、平均粒径が0.9μｍ以
下であるとフェライトグリーンシートの焼結温度を低く抑えることができるからである。また、粒径が均一で球状に近いことによって均一な焼結状態を得ることができる。フェライト粉末の粒径が均一であると、局所的に結晶粒の成長が低下するといったこともなく、焼結後に得られるフェライト層42の透磁率が安定しやすい。
【００３９】
介在層43は、非晶質のガラス成分および第２結晶を含む層であって、ガラスセラミック層41とフェライト層42との間に形成されている。具体的には、第１介在層43ａは、第１ガラスセラミック層41ａとフェライト層42との間に形成されている。また、第２介在層43ｂは、第２ガラスセラミック層41ｂとフェライト層42との間に形成されている。ガラスセラミック層41とフェライト層42との間に介在層43が形成されているので、次のような効果を有する。すなわち、セラミックグリーンシートにフェライトペーストを塗布して同時焼成し、セラミックグリーンシートがフェライトペーストよりも早く焼結した場合であっても、介在層43が含むガラス成分が流動可能であるので、フェライトペーストの焼結が阻害されることはない。すなわち、介在層43が含むガラス成分が、非晶質のガラス成分であることから、当該ガラス成分は、セラミック基板４の焼結時において、流動可能となるからである。このため、ガラスセラミック層41とフェライト層42との接合強度が強くなり、フェライト層42がガラスセラミック層41から剥がれてしまう可能性を低減できる。
【００４０】
第２結晶は、例えば、ＺｎＦｅ２Ｏ４，ＦｅＦｅ２Ｏ４，ＦｅＡｌ２Ｏ４，ＺｎＡｌ２Ｏ４，Ｃｏ２ＭｎＯ４またはＣｄＩｎ２Ｏ４を含む結晶であり、介在層43とフェライト層42との境界面の全体にわたって存在している。例えば、ガラスセラミック層41がＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−ＺｎＯ−ＭｇＯ系ガラスを含むセラミックグリーンシートを焼結してなるものであり、フェライト層42がＸ−Ｆｅ２Ｏ４（ＸはＣｕ，Ｎｉ，Ｚｎ）として示されるＮｉ−Ｚｎ系フェライトからなる場合であれば、第２結晶としては、ＺｎＦｅ２Ｏ４，ＦｅＡｌ２Ｏ４およびＺｎＡｌ２Ｏ４が生成される。セラミックグリーンシートを焼成することによって、セラミックス中のガラス成分が焼成温度領域において軟化して流動し、フェライト層との界面にＺｎＦｅ２Ｏ４，ＦｅＡｌ２Ｏ４およびＺｎＡｌ２Ｏ４
を析出しながら焼結する。そのため、ＺｎＦｅ２Ｏ４，ＦｅＡｌ２Ｏ４およびＺｎＡｌ２Ｏ４とガラスセラミック層41との結合は強固なものとなる。
【００４１】
第１結晶、第２結晶およびフェライト結晶は、同じ構造であり、第２結晶の格子定数とフェライト結晶の格子定数との差、および第２結晶の格子定数と第１結晶の格子定数との差は、第２結晶の格子定数の10％以内である。このように、第２結晶が第１結晶と同じ結晶構造を有し、かつ第２結晶の格子定数と第１結晶の格子定数との差が第２結晶の格子定数の10％以内であると、ガラスセラミック層41と介在層43とを原子レベルで接合させることができるため、ガラスセラミック層41と介在層43との接合強度を高くすることができる。また、ガラスセラミック層41と介在層43との間における格子欠陥の発生を抑制することができることから、第２結晶と第１結晶との界面において、ボイドおよび隙間の発生を低減することができる。また、同様に、第２結晶がフェライト結晶と同一の結晶構造を有し、かつ第２結晶の格子定数とフェライト結晶の格子定数との差が第２結晶の格子定数の10％以内であると、フェライト層42と介在層43とを原子レベルで接合させることができるため、フェライト層42と介在層43との接合強度を高くすることができる。また、フェライト層42と介在層43との間における格子欠陥の発生を抑制することができることから、第２結晶とフェライト結晶との界面においてボイドおよび隙間の発生を低減することができる。
【００４２】
第２結晶が第１結晶に含まれる元素の一部とフェライト結晶に含まれる元素の一部とを有するとき、例えば、フェライト結晶がＦｅＦｅ２Ｏ４で、第１結晶がＺｎＡｌ２Ｏ４であって、第２結晶がＺｎＦｅ２Ｏ４であるときには、異元素間における結合と比較して、同元素間における結合の方が結合強度が高くなるので、介在層43中の第２結晶とガラスセラミック層41中の第１結晶およびフェライト層42中のフェライト結晶との結合強度が高くなり、ガラスセラミック層41とフェライト層42との接合強度がより高いものとなる。また、ガラスセラミック層41となるセラミックグリーンシートとフェライト層42となるフェライトグリーンシートとを積層して焼成することによって、第２結晶を形成することができる。そのため、ガラスセラミック層41とフェライト層42との間の接合強度の高いセラミック基板４を、通常の積層体作製工程および焼成工程によって容易に作製することができる。
【００４３】
第１結晶はフォルステライト（Ｍｇ２ＳｉＯ４）を主相とし、フェライト結晶はＦｅＦｅ２Ｏ４を主相とし、第２結晶はＺｎＦｅ２Ｏ４，ＦｅＡｌ２Ｏ４およびＺｎＡｌ２Ｏ４のいずれか１つを主相とすることが好ましい。このようにすると、第２結晶はフェライト結晶および第１結晶と同一の結晶構造であるとともに、第２結晶とフェライト結晶との格子定数の差、および第２結晶と第１結晶との格子定数の差は、それぞれ第２結晶の格子定数の５％以内とより小さいものとなることから、ボイドや隙間を発生させることがより少なくなるので、より接合強度の高いセラミック基板４とすることができる。具体的には、ガラスセラミック層41と介在層43との結合は、ガラスセラミックス中の第１結晶であるフォルステライト（Ｍｇ２ＳｉＯ４）結晶と介在層43との結合と、ガラスセラミックス中のガラス相と介在層43との結合とによる。ガラスセラミックス中の第１結晶であるフォルステライト結晶と介在層43との結合については、第１結晶であるフォルステライト結晶と介在層43中の結晶、すなわち第２結晶であるＺｎＦｅ２Ｏ４，ＦｅＡｌ２Ｏ４およびＺｎＡｌ２Ｏ４との結晶構造が同じであり、両者の格子定数の差が第２結晶の格子定数の５％以内であることから、両者の原子レベルでの結合が可能である。また、ガラスセラミック層41のガラスセラミックスがフォルステライト（Ｍｇ２ＳｉＯ４）を主相とし、フェライト層42のフェライト結晶がＦｅＦｅ２Ｏ４を主相とすることによって、両者の熱膨張係数が近くなるため、焼成工程やその後の加熱工程、あるいは信頼性評価の工程において、熱膨張の差から生じる応力によるクラックの発生を抑えることができる。
【００４４】
なお、第２結晶は、ＺｎＦｅ２Ｏ４，ＦｅＦｅ２Ｏ４およびＦｅＡｌ２Ｏ４を全て含ん
でいなくてもよく、ＺｎＦｅ２Ｏ４，ＦｅＡｌ２Ｏ４およびＺｎＡｌ２Ｏ４の少なくともいずれか１つを含む結晶であればよい。ＺｎＦｅ２Ｏ４，ＦｅＡｌ２Ｏ４およびＺｎＡｌ２Ｏ４は、それぞれ第１結晶およびフェライト結晶と同じ結晶構造を有しており、第１結晶と第２結晶との格子定数の差、および第２結晶とフェライト結晶との格子定数との差は、それぞれ第２結晶の格子定数の10％以内である。
【００４５】
ここで、ガラスセラミック層41における第１結晶の結晶構造、介在層43における第２結晶の結晶構造、およびフェライト層42の結晶構造を確認する方法としては、透過型電子顕微鏡を用いる方法がある。この方法によれば、まず、セラミック基板４の切断加工およびその切断面の研磨加工を行なって、結晶構造を確認したい層、すなわちガラスセラミック層41，介在層43およびフェライト層42のいずれかを透過型電子顕微鏡で観察できる状態にする。その後、その層の切断面における回折格子像を観察することによって、所望の層の結晶構造を同定することができる。結晶相の同定は、既知のものについてはＪＰＣＤＳカードを参照して行なうことができる。例えば、ＺｎＦｅ２Ｏ４，ＦｅＡｌ２Ｏ４およびＺｎＡｌ２Ｏ４の結晶構造および回折格子像は、ＪＰＣＤＳカード（ＺｎＦｅ２Ｏ４：ＪＰＣＤＳＮｏ．22−1012，ＦｅＡｌ２Ｏ４：ＪＰＣＤＳ Ｎｏ．34−0192，ＺｎＡｌ２Ｏ４：ＪＰＣＤＳ Ｎｏ．５−669）に記載されているので、上記結晶相が析出しているかど
うかは容易に確認することができる。
【００４６】
第１結晶と第２結晶との格子定数の差、および第２結晶とフェライト結晶との格子定数との差が、それぞれ第２結晶の格子定数の10％以内であることは、第１結晶，第２結晶およびフェライト結晶が同じ結晶構造である場合は、回折格子像の原点からそれぞれの同じ面方位に対応する点までの距離を測定することによって確認することができる。第１結晶，第２結晶およびフェライト結晶が同じ結晶構造であることを上記ＪＰＣＤＳカードなどで確認した後、回折格子像の原点からそれぞれ同じ面方位に対応する点までの距離を測定する。第１結晶，第２結晶およびフェライト結晶の、回折格子像の原点からそれぞれ同じ面方位に対応する点までの距離をｄ１，ｄ２およびｄ３とすると、第１結晶と第２結晶との格子定数の差の、第２結晶の格子定数に対する割合は、（１／ｄ１−１／ｄ２）×ｄ２から算出することができ、第２結晶とフェライト結晶との格子定数の差の、第２結晶の格子定数に対する割合は、（１／ｄ２−１／ｄ３）×ｄ２から算出することができる。
【００４７】
透過型電子顕微鏡を用いる方法以外のガラスセラミック層41，フェライト層42および介在層43の結晶構造を確認する方法としては、Ｘ線回折法を用いる方法がある。この方法によれば、まず、セラミック基板４の切断加工およびその切断面の研磨加工を行なって、所望の層をＸ線回折によって観察できる状態にする。その後、その層の断面にＸ線を照射することによって、回折格子像を得ることができる。Ｘ線の照射は、所望の層の部分のみが照射されるように、10μｍ四方程度の領域に照射するようにする。その後、上記透過型電子顕微鏡での結晶構造の同定と同じ手順で、ガラスセラミック層41，フェライト層42および介在層43の結晶構造を特定することができる。
【００４８】
また、介在層43が含む非晶質のガラス成分の割合は、10〜50質量％である。すなわち、介在層43が含む非晶質のガラス成分の割合が50質量％以上になると、ガラスセラミック層41とフェライト層42との間で耐薬品性が低下し、セラミック基板４の絶縁抵抗が低下する。また、介在層43が含む非晶質のガラス成分の割合が10質量％以下になると、介在層43が含む非晶質のガラス成分が少ないため、フェライトペーストの焼結が阻害されてしまう。そのため、ガラスセラミック層41とフェライト層42との接合強度が弱く、フェライト層42がガラスセラミック層41から剥がれてしまう可能性があった。また、介在層43が含む非晶質のガラス成分の割合が10質量％以下になると、結晶相のガラス成分の割合が高くなるので、セラミック基板４が脆くなり、ひいてはセラミック基板４が介在層43の部分から破断したり、介在層43に欠けや割れの症状であるチッピングが発生し易くなる。
【００４９】
ここで、介在層43が含むガラス成分の割合を確認する方法としては、上記の透過型電子顕微鏡またはＸ線回折法を用いる方法がある。具体的には、まず、セラミック基板４を断面方向から透過型電子顕微鏡またはＸ線回折法で観察できるように、セラミック基板４を切断・研磨し、介在層43を観察できる状態にする。そして、介在層43にＸ線を照射することによって、回折格子像を得ることが可能となる。ここで、Ｘ線の照射は、介在層43のみに照射されるように、10μｍ四方程度の領域に照射するようにする。そして、得られた回折格子像を観察して、介在層43に対応する回折格子像のピーク強度を測定することによって、介在層43の結晶構造を同定することができ、非晶質のガラス成分の割合を算出することができる。
【００５０】
ところで、ガラスセラミック層41、およびフェライト層42は、所定の温度帯域（例えば、800〜1000℃）で同時に焼成されることによって形成される。ここで、ガラスセラミッ
ク層41が含むガラス成分の軟化点は、焼成された温度帯域よりも低い温度であり、かつガラスセラミック層41が含むガラス成分の結晶化温度は、焼成された温度帯域よりも高い温度である。これは、以下の理由による。
【００５１】
すなわち、上記とは逆に、ガラスセラミック層41が含むガラス成分の軟化点が、焼成された温度帯域よりも高い温度である場合は、当該焼成される温度帯域でガラス成分の軟化が行なわれないため、介在層43が形成され難くなる。このため、焼成時において、フェライトペーストが平面方向に収縮することを抑制してしまうため、フェライトペーストの焼結が阻害されてしまう。そのため、ガラスセラミック層41とフェライト層42との接合強度が弱く、フェライト層42がガラスセラミック層41から剥がれてしまう可能性があった。しかしながら、本例においては、ガラスセラミック層41が含むガラス成分の軟化点が、焼成された温度帯域よりも低い温度であるので、このような問題は生じない。
【００５２】
また、ガラスセラミック層41が含むガラス成分の結晶化温度が、焼成された温度帯域よりも低い温度である場合、当該焼成される温度帯域で、ガラスセラミック層41が含むガラス成分が結晶化することになる。ガラス成分が結晶化すると、ガラス成分の軟化が行なわれない。ガラス成分の軟化が行なわれないため、介在層43が形成され難くなる。このため、焼成時において、フェライトペーストが平面方向に収縮することを抑制してしまうため、フェライトペーストの焼結が阻害されてしまう。そのため、ガラスセラミック層41とフェライト層42との接合強度が弱く、フェライト層42がガラスセラミック層41から剥がれてしまう可能性があった。しかしながら、本例においては、ガラスセラミック層41が含むガラス成分の結晶化温度が、焼成された温度帯域よりも高い温度であるので、このような問題は生じない。
【００５３】
以上のような理由から、セラミック基板４の焼成温度は介在層43に含まれる非晶質のガラスの軟化点の100℃以上であり、かつ、ガラスの結晶化温度の30℃以下であることが好
ましい。ガラスの軟化点がこのような範囲である場合には、介在層43が含む非晶質のガラス成分の割合を10〜50質量％にすることができる。例えば、800℃〜1000℃でセラミック
基板４を焼成する場合であれば、ガラスセラミック焼結体41に含まれるガラス成分として、22〜52質量％のＳｉＯ２と、２〜12質量％のＡｌ２Ｏ３と、９〜29質量％のＺｎＯと、１〜９質量％のＣａＯと、７〜21質量％のＭｇＯとを用いることによって、非晶質のガラス成分の割合が10〜50質量％の介在層43を形成することができる。
【００５４】
ガラスの軟化温度および結晶化温度は、種々のガラス組成を変更することによって調整することが可能である。例えば、22〜52質量％のＳｉＯ２と、２〜12質量％のＡｌ２Ｏ３と、９〜29質量％のＺｎＯと、１〜９質量％のＣａＯと、７〜21質量％のＭｇＯとを含んでいるガラスの場合であれば、Ｂ２Ｏ３を添加すると軟化温度および結晶化温度が低くな
るので、Ｂ２Ｏ３の添加量によって調整が可能である。添加量は焼成温度によって適宜決められるが、例えば、添加するＢ２Ｏ３量が８質量％の場合であれば、焼成温度を900℃
にすることで上記範囲内とすることができる。
【００５５】
ガラスの軟化点および結晶化温度を測定する方法としては、昇温脱離ガス分析が挙げられる。具体的には、ガラス粉末を昇温脱離ガス分析することによってガラス粉末を過熱し、ガラスの重量の増加および減少のピークを各温度で測定することによってガラスの軟化点および結晶化温度を算出することができる。
【００５６】
このような本発明のセラミック基板４は、ガラスセラミック層41用のセラミックグリーンシートを準備する第１準備工程と、フェライト層42用のフェライトグリーンシートを準備する第２準備工程と、セラミックグリーンシートとフェライトグリーンシートとを積層してグリーンシート積層体を作製する積層体作製工程と、グリーンシート積層体を焼成する焼成工程とを経て作製される。
【００５７】
また、図２に示すように、本例のセラミック基板４には、表面および内部に配線導体51が形成されている。すなわち、本例における配線導体51は、第１ガラスセラミック層41ａの表面と内部、および第２ガラスセラミック層41ｂの表面と内部に形成されている。ここで、配線導体51は、例えば、Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ａｇ−Ｐｄ合金、Ａｇ−Ｐｔ合金等の低抵抗金属の粉末の焼結体であるメタライズ金属からなる。また、配線導体51は、セラミックグリーンシート（ガラスセラミック層41用のグリーンシート）に配線導体51用の導体ペーストを印刷することによって配線パターンを形成し、セラミックグリーンシートと同時焼成することによって形成される。
【００５８】
また、本例のセラミック基板４には、内部にコイル導体52が形成されている。すなわち、本例におけるコイル導体52は、フェライト層42に埋設されている。ここで、コイル導体52は、配線導体51と同様の、例えば、Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ａｇ−Ｐｄ合金、Ａｇ−Ｐｔ合金等の低抵抗金属の粉末の焼結体であるメタライズ金属からなる。コイル導体52が低抵抗金属の粉末の焼結体であるメタライズ金属からなるので、コイル導体52の抵抗値を小さくすることができる。また、コイル導体52は、フェライトペーストの表面にコイル導体52用の導体ペーストを印刷することによってコイルパターンを形成し、その上にフェライトペーストを積層して同時焼成することによって形成される。なお、コイル導体52が上下に複数重ねて形成される場合には、コイルパターンが形成されたフェライトペーストを複数積層した上にさらにフェライトペーストを積層すればよい。
【００５９】
以上のように、本例のセラミック基板４によれば、焼結されたフェライト層42を有するとともにフェライト層42とガラスセラミック層41とが十分に接合されたセラミック基板４を実現でき、およびこれを備えた信頼性の高い電子装置を実現できる。
【００６０】
なお、上記の例では、フェライト層42にコイル導体52が埋設されている例について説明したが、フェライト層42に埋設されるものはこれに限定されない。すなわち、フェライト層42には、コイル導体52以外の、低周波フィルタやノイズ吸収体の役割を担う電子素子が埋設されていてもよい。
【００６１】
すなわち、本発明は上述した実施の形態の例に限定されるものではなく、請求項に示した本発明の要旨の範囲で種々の変更が可能である。つまり、請求項に示した本発明の要旨の範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施の形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【実施例】
【００６２】
上記の実施の形態の例によるコイルを内蔵したセラミック基板４およびその製造方法の実施例を以下に詳細に説明する。
【００６３】
まず、ガラス粉末として表１の「介在層のガラスに含まれる主な元素」に示す元素を含み、かつ、表１に示すガラス軟化温度およびガラス結晶化温度のガラス粉末80質量％と、フィラー粉末としてフォルステライト（Ｍｇ２ＳｉＯ４）またはガーナイト（ＺｎＡｌ２Ｏ４）の粉末20質量％とを混合して絶縁体粉末とし、この絶縁体粉末100質量％に対して
、有機バインダとしてアクリル樹脂を12質量％、可塑剤としてフタル酸系可塑剤を６質量％および溶剤としてトルエンを30質量％を加え、ボールミル法によって混合してスラリーを調製し、このスラリーを用いてドクターブレード法によって厚さ160μｍの、絶縁層と
なるセラミックグリーンシートを成形した。
【００６４】
次に、ＦｅＦｅ２Ｏ４粉末700ｇ，ＣｕＯ粉末60ｇ，ＮｉＯ粉末60ｇ，ＺｎＯ粉末180ｇおよび純水4000ｃｍ３をジルコニアボールとともに容量が7000ｃｍ３のポットに入れて、ポットを回転させることによるボールミルにて24時間かけて混合した後、乾燥した混合粉末をジルコニアるつぼに入れて大気中730℃で１時間加熱することによって、強磁性フェ
ライト粉末を作製した。このフェライト粉末100質量部に対し、有機バインダとしてブチ
ラール樹脂を10質量部および有機溶剤としてＩＰＡ（イソプロピルアルコール）を45質量部添加し、上記と同様のボールミル法によって混合してスラリーとした。このスラリーを用いてドクターブレード法によって厚さ100μｍのフェライトグリーンシートを成形した
。
【００６５】
次に、これらのフェライトグリーンシートを８枚重ねたその上下にそれぞれ２枚のセラミックグリーンシートを積み重ねて、20ＭＰａの圧力および55℃の温度で加熱圧着して、セラミックグリーンシートが表層に位置する積層体を作製した。
【００６６】
次に、この積層体を30×35ｍｍの大きさに切断した後、大気中で400℃、１時間の条件
で加熱して有機成分を除去した後、大気中で900℃、１時間の条件で焼成することによっ
て、セラミックス層41の間にフェライト層42が設けられたセラミック基板４を作製した。
【００６７】
このようにして得られた実施例１〜14の試料および比較例１〜14の試料をそれぞれ５個ずつ作製して、透過型電子顕微鏡による介在層の非晶質の割合の測定、第１結晶および第２結晶ならびにフェライト結晶の同定、吸水率の測定、レッドチェック試験および耐薬品性試験を行なった。
【００６８】
透過型電子顕微鏡による非晶質のガラスの割合の測定においては、まず、コイルを内蔵したセラミック基板４を断面方向から透過型電子顕微鏡で観察できるように基板の切断加工および研磨加工を行なった後、介在層43の部分を透過型電子顕微鏡で観察できる状態にした。透過型電子顕微鏡はＪＥＭ−2010Ｆ（ＪＥＯＬ製）を用いた。その後、像観察を行なって介在層43の回折格子像を観察することによって、介在層43の第２結晶の同定とその割合の測定および非晶質のガラス成分の同定とその割合の測定を行なった。第２結晶の同定はＪＰＣＤＳカードで行なった。また、ガラスセラミック層の第１結晶およびフェライト層のフェライト結晶の結晶構造についても、同様にして同定を行った。
【００６９】
また、吸水率の測定においては、セラミック基板４の質量を測定した後、90℃の温水に浸漬した状態で１時間放置し、温水から取り出した後の質量を再測定して、浸漬前後の質量変化から基板の吸水率を算出した。
【００７０】
レッドチェック試験においては、セラミック基板４をレッドチェック液に浸漬した状態で10秒間放置し、レッドチェック液から取り出した後、コイルを内蔵したセラミック基板
４の側面へのレッドチェック液の浸透があるかどうかの確認を目視で行なった。浸透があったものについては、ガラスセラミック層41とフェライト層42との界面にボイドや隙間が形成されていると判断した。
【００７１】
耐薬品性試験においては、セラミック基板４の質量を測定した後、10％の硫酸水溶液に浸漬した状態で１分間放置し、硫酸水溶液から取り出して水洗を行ない、80℃の温風で乾燥した後に質量を再測定して、浸漬前後の質量変化から基板の質量変化率を算出し、変化率が0.3％以上である場合は不良品と判定した。
【００７２】
表１に、透過型電子顕微鏡による介在層43の非晶質のガラス成分の割合の測定結果、吸水率の測定結果、レッドチェック試験および耐薬品性試験の結果を示す。なお、表１に示す試験結果でレッドチェックおよび耐薬品性試験に示す数値は、５個中いくつの試料が良品であったかを示すものである。それぞれの試験で５個中全てが合格したもの（数値が５）を良品とした。また、表２に、透過型電子顕微鏡により同定した第１結晶および第２結晶の結晶構造、およびこれらの結晶の格子定数の差を示す。なお、フェライト結晶はすべてＦｅＦｅ２Ｏ４のスピネル構造の結晶構造であり、格子定数は8.40であった。
【００７３】
【表１】
【００７４】
【表２】
【００７５】
表１および表２に示すように、非晶質のガラス成分の割合が９質量％以下の比較例１および比較例２のセラミック基板は、基板の吸水率が0.1％を超えるとともに、レッドチェ
ック試験でレッドチェック液の浸透があり、不合格であった。また、非晶質のガラス成分の割合が51質量％以上の比較例３〜８のセラミック基板は、耐薬品性試験において質量変化率が0.3％以上となって、不合格であった。さらに、第２結晶がフェライト結晶および
第１結晶と同じ結晶構造であって、第２結晶とフェライト結晶との格子定数の差または第２結晶と第１結晶との格子定数の差がそれぞれ第２結晶の格子定数の10％以上である比較例３〜７のセラミック基板は、レッドチェック液の浸透があり、不合格であった。
【００７６】
これに対して、第２結晶がフェライト結晶および第１結晶と同じ結晶構造であって、第２結晶とフェライト結晶との格子定数の差または第２結晶と第１結晶との格子定数の差がそれぞれ第２結晶の格子定数の10％以内であるとともに、非晶質のガラスの割合が10〜50質量％の実施例１〜14のセラミック基板４は吸水率が0.1％未満であるとともに、レッド
チェック試験および耐薬品性試験において合格であり、良品であった。
【００７７】
また、比較例１および比較例２はガラス結晶化温度が焼成温度（900℃）よりも低く、
比較例８はガラス軟化温度が焼成温度（900℃）よりも高いものであることから、それぞ
れの介在層の非晶質のガラス成分の割合が10％よりも低くなった。この結果、比較例１および比較例２はレッドチェック試験に不合格となって、比較例８は耐薬品性試験に不合格
となった。
【００７８】
以上の結果から、第２結晶がフェライト結晶および第１結晶と同じ結晶構造であって、第２結晶とフェライト結晶との格子定数の差または第２結晶と第１結晶との格子定数の差がそれぞれ第２結晶の格子定数の10％以内であるとともに、介在層43の非晶質のガラスの割合を10〜50質量％とすることによって、焼結されたフェライト層42を有するとともにフェライト層42とガラスセラミック層41とが十分に接合されたセラミック積層体を得ることができることを確認した。
【００７９】
また、ガラスセラミック層41およびフェライト層42は、ガラスセラミック層41が含む非晶質のガラス成分の軟化点は、焼成される温度域よりも低い温度であるとともに、ガラスセラミック層41が含む非晶質のガラス成分の結晶化温度は、焼成される温度域よりも高い温度であると、ガラスセラミック層41とフェライト層42との間に介在層43を有する接合強度の高いセラミック基板４を、通常の積層体の作製工程および焼成工程により作製することができることを確認した。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
以上のように、本発明は、焼結されたフェライト層を有するとともにフェライト層とガラスセラミック層とが十分に接合されたセラミック積層体、およびこれを備えた信頼性の高い電子装置として有用である。
【符号の説明】
【００８１】
１・・・・電子装置
２・・・・電子部品
４・・・・セラミック基板（セラミック積層体）
41・・・・ガラスセラミック層（ガラスセラミック焼結体）
41ａ・・・・第１ガラスセラミック層（第１ガラスセラミック焼結体）
41ｂ・・・・第２ガラスセラミック層（第２ガラスセラミック焼結体）
42・・・・フェライト層（フェライト焼結体）
43・・・・介在層
43ａ・・・・第１介在層
43ｂ・・・・第２介在層
51・・・・配線導体
52・・・・コイル導体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非晶質のガラス成分および第１結晶を含むガラスセラミック焼結体と、
前記ガラスセラミック焼結体に接合された、フェライト結晶を含むフェライト焼結体とを備え、
前記ガラスセラミック焼結体と前記フェライト焼結体との間に非晶質のガラス成分および第２結晶を含む介在層が形成されており、
前記第２結晶が前記フェライト結晶および前記第１結晶と同じ結晶構造であって、前記第２結晶と前記フェライト結晶との格子定数の差および前記第２結晶と前記第１結晶との格子定数の差がそれぞれ前記第２結晶の格子定数の10％以内の大きさであるとともに、前記非晶質のガラス成分が前記介在層に10〜50質量％の割合で含まれていることを特徴とするセラミック積層体。
【請求項２】
前記ガラスセラミック焼結体は、第１ガラスセラミック焼結体と第２ガラスセラミック焼結体とを有し、前記フェライト焼結体は、前記第１ガラスセラミック焼結体と前記第２ガラスセラミック焼結体との間に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のセラミック積層体。
【請求項３】
前記ガラスセラミック焼結体および前記フェライト焼結体は、所定の温度域で同時に焼成されることによって形成され、
前記ガラスセラミック焼結体が含む非晶質のガラス成分の軟化点は、前記焼成される温度域よりも低い温度であるとともに、前記ガラスセラミック焼結体が含む非晶質のガラス成分の結晶化温度は、前記焼成される温度域よりも高い温度であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のセラミック積層体。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のセラミック積層体に電子部品が搭載されていることを特徴とする電子装置。
【請求項１】
非晶質のガラス成分および第１結晶を含むガラスセラミック焼結体と、
前記ガラスセラミック焼結体に接合された、フェライト結晶を含むフェライト焼結体とを備え、
前記ガラスセラミック焼結体と前記フェライト焼結体との間に非晶質のガラス成分および第２結晶を含む介在層が形成されており、
前記第２結晶が前記フェライト結晶および前記第１結晶と同じ結晶構造であって、前記第２結晶と前記フェライト結晶との格子定数の差および前記第２結晶と前記第１結晶との格子定数の差がそれぞれ前記第２結晶の格子定数の10％以内の大きさであるとともに、前記非晶質のガラス成分が前記介在層に10〜50質量％の割合で含まれていることを特徴とするセラミック積層体。
【請求項２】
前記ガラスセラミック焼結体は、第１ガラスセラミック焼結体と第２ガラスセラミック焼結体とを有し、前記フェライト焼結体は、前記第１ガラスセラミック焼結体と前記第２ガラスセラミック焼結体との間に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のセラミック積層体。
【請求項３】
前記ガラスセラミック焼結体および前記フェライト焼結体は、所定の温度域で同時に焼成されることによって形成され、
前記ガラスセラミック焼結体が含む非晶質のガラス成分の軟化点は、前記焼成される温度域よりも低い温度であるとともに、前記ガラスセラミック焼結体が含む非晶質のガラス成分の結晶化温度は、前記焼成される温度域よりも高い温度であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のセラミック積層体。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のセラミック積層体に電子部品が搭載されていることを特徴とする電子装置。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１０−２５１７０９（Ｐ２０１０−２５１７０９Ａ）
【公開日】平成２２年１１月４日（２０１０．１１．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１５４４１（Ｐ２０１０−１５４４１）
【出願日】平成２２年１月２７日（２０１０．１．２７）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月４日（２０１０．１１．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月２７日（２０１０．１．２７）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
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