JP3975051B2 - 磁性フェライトの製造方法、積層型チップフェライト部品の製造方法及びｌｃ複合積層部品の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は積層型ビーズ、積層型インダクタなどの積層型チップフェライト部品、ＬＣ複合積層型部品を代表とする複合積層型部品に用いられる磁性フェライトおよび積層型フェライト部品に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
積層型チップフェライト部品および複合積層型部品（本明細書中では積層型フェライト部品と総称する。）は、体積が小さいこと、信頼性が高いことなどから、各種電気機器に用いられている。この積層型フェライト部品は、通常、磁性フェライトからなる磁性層用のシートまたはペーストと内部電極用のペーストとを厚膜積層技術によって積層一体化した後、焼成し、得られた焼成体表面に外部電極用ペーストを印刷または転写した後に焼き付けて製造される。なお、積層一体化した後に焼成することを同時焼成と呼んでいる。内部電極用の材料としてはその低い比抵抗からＡｇまたはＡｇ合金が用いられているため、磁性層を構成する磁性フェライト材料としては、同時焼成が可能、換言すればＡｇまたはＡｇ合金の融点以下の温度で焼成ができることが絶対条件となる。したがって、高密度、高特性の積層型フェライト部品を得るためには、ＡｇまたはＡｇ合金の融点以下の低温で磁性フェライトを焼成できるかが鍵となる。
【０００３】
ＡｇまたはＡｇ合金の融点以下の低温で焼成できる磁性フェライトとしてＮｉＣｕＺｎフェライトが知られている。つまり、微粉砕によって比表面積を６ｍ2／ｇ程度以上とした粉末を用いたＮｉＣｕＺｎフェライトは、Ａｇの融点（９６０℃）以下の温度で焼成できるため、積層型フェライト部品に広く用いられている。ところが、ＮｉＣｕＺｎフェライトは、磁気特性、特に透磁率μが外部応力、熱衝撃に対して敏感であるため（例えば、「粉体及び粉末冶金」vol.39,8号,612-617(1992年）参照)、積層型フェライト部品製造の際に以下のような問題を生ずる。つまり、製造過程で行われるバレル研磨およびめっき作業による応力、磁性層と内部電極との線膨張係数の差異からくる応力、さらにはプリント基板への実装時に生ずる応力によって、透磁率μが劣化し、インダクタンスＬが設計値からずれるという問題である。
【０００４】
しかも、ＮｉＣｕＺｎフェライトは、その原料であるＮｉＯが高価であるため、自ずと高価な材料となってしまう。したがって、ＮｉＯよりも安価なＭｇＯ、Ｍｇ（ＯＨ）2またはＭｇＣＯ3を用いたＭｇＣｕＺｎフェライトが注目され、種々の改良がなされている。例えば、特開平１０−３２４５６４号公報では、ＭｇＣｕＺｎフェライトにおいて、含有されるＢ（硼素）の量を２〜７０ｐｐｍとすることが提案されている。
【０００５】
ところが、特開平１０−３２４５６４号公報のＭｇＣｕＺｎフェライトはその実施例によれば１２００℃で焼成されているため、このＭｇＣｕＺｎフェライトを本発明が指向する積層型フェライト部品に適用することは困難である。電極材料であるＡｇまたはＡｇ合金との同時焼成ができないからである。
また、特許第２７４７４０３号公報にもＭｇＯを含有する磁性フェライトの開示があるが、焼成条件についての記載がなく、同時焼成を満足するものではないと判断される。
【０００６】
そこで、本発明者は、特願平１１−３５８１３９号、特願平１１−３５８１４０号、特願平１１−３５８１４１号において、応力に対する透磁率μの劣化が少なく、ＡｇまたはＡｇ合金を内部電極材料とした場合でも同時焼成が可能なＭｇＣｕＺｎフェライトを提案した。しかし、このＭｇＣｕＺｎフェライトは、温度に対して敏感であり、温度変化に対しμが大きく変化することが考えられる。これは製品の特性を変化させる原因となる。また、品質係数Ｑ値が従来のＮｉＣｕＺｎフェライトと比較して同程度であり、高周波での損失を小さくし、高特性部品を得るためには更なる品質係数Ｑの改善が求められる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、低コストなＭｇＣｕＺｎフェライトにおいて、更に、品質係数Ｑが高く、高周波での損失が小さく、かつ温度特性に優れ、比抵抗が高い、高特性な磁性フェライト及び積層型フェライト部品を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
以上の目的は、次の（１）〜（６）の本発明により達成される。
【０００９】
（１）；主成分がＦｅ２Ｏ３：４０〜５１ｍｏｌ％、ＣｕＯ：５〜３０ｍｏｌ％、ＺｎＯ：０．５〜３５ｍｏｌ％、ＭｇＯ：５〜５０ｍｏｌ％からなり、添加成分として、Ｃｏ３Ｏ４を前記主成分に対しＣｏ換算で０．０３〜１．０質量％含み、絶縁抵抗が１．２０×１０ ８ 〜３．８９×１０ ８ Ω・ｍである磁性フェライトの製造方法であって、Ｆｅ２Ｏ３、ＣｕＯ、ＺｎＯ、ＭｇＯからなる主成分原料粉末を混合する混合工程と、混合された前記主成分原料粉末を９００℃以下の温度で仮焼きする仮焼き工程と、前記仮焼き工程により得られた仮焼き体を添加成分Ｃｏ３Ｏ４とともに粉砕して粉砕粉末を得る粉砕工程と、前記粉砕工程により得られた前記粉砕粉末を用いて成形体を得る成形工程と、前記成形工程で得られた前記成形体を焼成する焼成工程とを有することを特徴とする磁性フェライトの製造方法。
【００１０】
（２）；（１）に記載の磁性フェライトの製造方法であって、前記ＭｇＯの一部を２５ｍｏｌ％以下のＮｉＯで置換したことを特徴とする磁性フェライトの製造方法。
【００１１】
（３）；（１）または（２）に記載の磁性フェライトの製造方法であって、比表面積が６〜１５．５ｍ2／ｇの範囲にある原料粉末を用いて焼成することを特徴とする、磁性フェライトの製造方法。
【００１２】
（４）；（１）〜（３）のいずれかに記載の磁性フェライトの製造方法であって、９４０℃以下の温度で焼成することを特徴とする、磁性フェライトの製造方法。
【００１３】
（５）；フェライト磁性層と内部電極とを積層して構成されるチップフェライト部品の製造方法において、前記内部電極がＡｇまたはＡｇ合金であって、前記フェライト磁性層が（１）〜（４）のいずれかに記載の磁性フェライトの製造工程を有する、積層型ビーズまたは積層型インダクタ等の積層型チップフェライト部品の製造方法。
【００１４】
（６）；フェライト磁性層と内部電極とを積層して構成されるチップフェライト部品を少なくとも有するＬＣ複合積層部品の製造方法において、前記内部電極がＡｇまたはＡｇ合金であって、前記フェライト磁性層が請求項（１）〜（４）のいずれかに記載の磁性フェライトの製造工程を有する、ＬＣ複合積層部品の製造方法。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下本発明を詳細に説明する。
【００２０】
まず、透磁率の劣化について説明する。初透磁率（μi）は以下の式で定義されることが知られている。
μi＝ＡＭｓ2／（ａＫ1＋ｂλsσ）
（Ｍｓ＝飽和磁束密度、Ｋ1＝異方性定数、λs＝磁歪定数、σ＝応力、Ａ，ａ，ｂは定数）
従来は、前記特開平４−６５８０７号公報に開示されるように、内部電極からの応力を緩和するために磁性層と内部電極とを空隙を介して対向させる、あるいは特開平１０−２２３４１４号公報のように結晶粒界にＢｉを存在させることにより結晶粒界からの応力を緩和するという提案がなされている。つまり、従来の提案は、上記式中の応力σを小さくすることにより透磁率の劣化を防止しようというものであった。
【００２１】
本発明者は、従来の提案とは視点を変えて、磁歪定数（λs）の小さい材料を用いることにより透磁率の劣化を防止することを検討した。その結果、ＮｉＣｕＺｎフェライトに比べてＭｇＣｕＺｎフェライトの方が磁歪定数が小さく、本発明が指向する積層型フェライト部品に好適であることが判明した。しかも、ＭｇＣｕＺｎフェライトはＮｉＣｕＺｎフェライトに比べて低コストで製造することが可能であり、低コスト化が一段と進む電子機器部品にとって大きなメリットとなる。
【００２２】
本発明は磁性フェライトとしてＭｇＣｕＺｎ系フェライトを用いる。ＭｇＣｕＺｎ系フェライトの具体的態様としては、ＭｇＣｕＺｎフェライトがある。このＭｇＣｕＺｎフェライトを得るためには、ＭｇＯ粉末、Ｆｅ2Ｏ3粉末、ＣｕＯ粉末、ＺｎＯ粉末を原料粉末とすればよい。その場合の組成（添加量）は、本発明では以下の範囲とする。
Ｆｅ2Ｏ3：４０〜５１mol％、
ＣｕＯ：５〜３０mol％、
ＺｎＯ：０．５〜３５mol％、
ＭｇＯ：５〜５０mol％
本発明ではさらに、添加成分として、上記主成分に対して以下の範囲のＣｏ3Ｏ4を含む。
Ｃｏ3Ｏ4：Ｃｏ換算で０．０３〜１．０質量％
磁性フェライトの磁気特性は組成依存性が非常に強く、前記組成範囲をはずれた領域では、透磁率μや品質係数Ｑが低くなり、積層型フェライト部品として適さなくなる。
【００２３】
Ｆｅ2Ｏ3の量は透磁率に大きな影響を与える。Ｆｅ2Ｏ3が４０mol％より少ないと透磁率が小さく、フェライトとしての化学量論組成に近づくにしたがって透磁率は上昇するが、化学量論組成をピークとして急激に低下する。したがって、上限を５１mol％とする。好ましいＦｅ2Ｏ3の量は、４５〜４９．８mol％である。
【００２４】
ＣｕＯは、本発明において焼成温度低減に寄与する化合物であり、５mol％未満では９４０℃以下の低温焼成を実現できなくなる。ただし、３０mol％を超えるとフェライトの体積抵抗率が低下して品質係数Ｑが劣化するので５〜３０mol％とする。好ましいＣｕＯ量は、８〜２５mol％である。
【００２５】
ＺｎＯは、その量の増加とともに透磁率μを向上させることができるが、多すぎるとキュリー温度が１００℃以下となり、電子部品に要求される温度特性を満足することができなくなる。したがって、ＺｎＯ量は０．５〜３５mol％とする。好ましいＺｎＯ量は１５〜２５mol％である。
【００２６】
ＭｇＯは、磁性フェライトの磁歪定数を下げる効果を有する。この効果を得るためには５mol％以上の量とすることが必要である。しかし、ＭｇＯの量が増加するにつれて透磁率μが低下する傾向にあるため５０mol％以下とする。好ましいＭｇＯの量は、１０〜２０mol％である。なお、本発明磁性フェライト用粉末および磁性フェライトにおいて、ＭｇＯの一部をＮｉＯで置換することもできるが、その際の添加量はＭｇＯと合計で５〜５０mol％とする。ＭｇＯの一部をＮｉＯで置換する場合、ＮｉＯの量は前記主成分中の２５mol％以下とすることが好ましい。前記範囲を超えると得られる磁性フェライトの磁歪定数が大きくなり、透磁率μの劣化防止効果を得にくくなるからである。ＭｇＯの一部をＮｉＯで置換する場合、さらに好ましくは、ＭｇＯとＮｉＯの量は合計で１０〜２０mol％であり、ＮｉＯの量は前記主成分中の１０mol％以下である。さらに、ＭｇＯの他、Ｍｇ（ＯＨ）2またはＭｇＣＯ3のいずれか１種あるいは複数を組み合わせて用いることもできる。その際は、ＭｇＯに換算した量が前記範囲内であればよい。
【００２７】
磁性フェライトの磁気特性は組成依存性が非常に強く、上記組成範囲をはずれた領域では、透磁率μや品質係数Ｑが低くなり、積層型フェライト部品として適さなくなる。
【００２８】
Ｃｏ3Ｏ4は、品質係数Ｑを向上させ、温度特性を改善し、体積抵抗率を高くすることができる。しかし、添加量が増加するにつれて透磁率μが低下する傾向にあるため、好ましいＣｏ3Ｏ4の量は、Ｃｏに換算して０．０３〜１．０質量％である。Ｃｏ3Ｏ4の他、各種コバルト酸化物、コバルト炭酸化物等のコバルト化合物を、いずれか１種あるいは複数を組み合わせて用いることもできる。その際は、Ｃｏに換算した量が前記範囲内であればよい。
【００２９】
本発明では、焼成前における前記組成の原料粉末の比表面積が６〜１５．５ｍ2／ｇの範囲とすることが好ましい。比表面積が６ｍ2／ｇ未満になると、低温焼成、より具体的には９４０℃以下の温度での焼成が困難となる。１５．５ｍ2／ｇを超えると、印刷積層に用いるペースト塗料やシート積層に用いるシート塗料を得ることが困難となる。より好ましい比表面積は、７〜１１ｍ2／ｇである。より好ましくは、Ｆｅ2Ｏ3、ＣｕＯ、ＺｎＯ、ＭｇＯからなる主成分原料粉末を混合し、混合された前記主成分原料粉末を９００℃以下の温度で仮焼きし、得られた仮焼き体を添加成分Ｃｏ3Ｏ4とともに粉砕して、その粉砕された粉末の比表面積を上記範囲とする。このとき仮焼き温度は９００℃以下、望ましくは８５０℃以下とする。仮焼き温度が９００℃を超えてしまうと仮焼き体が硬くなり、低温焼成を可能とする粉末の粒度分布を得ることが困難となるからである。好ましい仮焼き温度は７３０〜８５０℃である。
【００３０】
本発明の低温焼成をより加速するために、ホウケイ酸ガラス等の各種ガラスや、Ｖ2Ｏ5、Ｂｉ2Ｏ3、Ｂ2Ｏ3、ＷＯ3およびＰｂＯ等の低融点酸化物を添加することもできる。
【００３１】
次に、積層型フェライト部品の一形態である積層型チップインダクタについて説明する。図１は積層型チップインダクタの分解斜視図、図２は図１のII−II断面図である。図１に示すように、積層型チップインダクタ１は、磁性フェライト層２および内部電極３とが交互に積層された多層構造のチップ体４と、このチップ体４の両端部に内部電極３と電気的に導通するように配置した外部電極５とから構成される。
【００３２】
磁性フェライト層２に本発明による磁性フェライト材料を用いる。つまり、本発明の原料粉末を、バインダおよび溶剤とともに混練して磁性フェライト層２形成用のペーストを得る。このペーストと内部電極３形成用のペーストとを交互に印刷、積層した後に焼成して一体のチップ体４を得る。
【００３３】
前記バインダとしては、エチルセルロース、アクリル樹脂、ブチラール樹脂等の公知のバインダを用いることができる。また、溶剤も、テルピネオール、ブチルカルビトール、ケロシン等の公知の溶剤を用いることができる。バインダおよび溶剤の添加量には制限はない。ただし、バインダについては１〜５質量部、溶剤については１０〜５０質量部の範囲とすることが推奨される。
【００３４】
バインダおよび溶剤の他に、分散剤、可塑剤、誘電体、絶縁体等を１０質量部以下の範囲で添加することもできる。分散剤としては、ソルビタン脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステルを添加することができる。また、可塑剤としては、ジオクチルフタレート、ジブチルフタレート、ブチルフタリルグリコール酸ブチルを添加することができる。
【００３５】
磁性フェライト層２は、磁性フェライト層２用シートを用いて形成することもできる。すなわち、本発明の原料粉末を、ポリビニルブチラールを主成分とするバインダと、トルエン、キシレン等の溶媒とともにボールミル中で混練してスラリを得る。このスラリを、ポリエステルフィルム等のフィルム上に、例えばドクターブレード法により塗布、乾燥して磁性フェライト層２用シートを得ることができる。この磁性フェライト層２用シートを、内部電極３用のペーストと交互に積層した後に、焼成すれば多層構造のチップ体４を得ることができる。なお、バインダの量に制限はないが、１〜５質量部の範囲とすることが推奨される。また、分散剤、可塑剤、誘電体、絶縁体等を１０質量部以下の範囲で添加することもできる。
【００３６】
内部電極３は、インダクタとして実用的な品質係数Ｑを得るために比抵抗の小さいＡｇまたはＡｇ合金を用いることが望ましい。Ａｇ合金は、たとえば、ＣｕまたはＰｄとの合金を用いることができる。内部電極３を得るためのペーストは、ＡｇまたはＡｇ合金の粉末、若しくはこれらの酸化物粉末と、バインダおよび溶剤とを混合、混練して得ることができる。バインダおよび溶剤としては、前記磁性フェライト層２を形成するためのペーストに用いられていたものと同様のものを適用することができる。内部電極３は、各層が長円形状をなし、隣接する内部電極３の各層は図３に示されるように、スパイラル状になって導通が確保されているので、閉磁路コイル（巻線パターン）を構成する。
【００３７】
外部電極５の材質としては、Ａｇ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ−Ｐｄ合金といった公知の材料を用いることができる。外部電極５は、これら材料を印刷法、めっき法、蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタ法等の各種の方法により形成することができる。
【００３８】
積層型チップインダクタ１のチップ体４の外径、寸法には特に制限はない。用途に応じて適宜設定することができる。一般的には、外形はほぼ直方体形状であり、寸法としては１．０〜４．５ｍｍ×０．５〜３．２ｍｍ×０．６〜１．９ｍｍの範囲のものが多い。また、磁性フェライト層２の電極間厚さｔ１およびベース厚さｔ２にも特に制限はなく、電極間厚さｔ１としては１０〜１００μｍ、ベース厚さｔ２としては２５０〜５００μｍ程度で設定できる。さらに内部電極３自体の厚さｔ３としては、通常、５〜３０μｍの範囲で設定でき、また、巻線パターンのピッチは１０〜１００μｍ、巻数は１．５〜２０．５ターン程度とすることができる。
【００３９】
磁性フェライト層２用のペーストまたはシートと内部電極３用のペーストとを交互に積層した後の焼成温度は、９４０℃以下が好ましい。９４０℃を超えると、磁性フェライト層２中に内部電極３を構成する材料が拡散して、磁気特性を著しく劣化させるおそれがあるからである。本発明の磁性フェライトが低温焼成に適しているとはいえ、８００℃未満の温度では焼成が不十分となる。したがって、焼成は８００℃以上とすることが好ましい。より好ましくは焼成温度は８００〜９３０℃である。なお、焼成時間は、０．０５〜５時間、好ましくは０．１〜３時間である。
【００４０】
次に、積層型ＬＣ複合部品の一実施形態であるＬＣ複合部品について説明する。図３はＬＣ複合部品の概略断面図である。図３に示すように、ＬＣ複合部品１１は、チップコンデンサ部１２とチップフェライト部１３とを一体化したものである。
【００４１】
チップコンデンサ部１２は、セラミック誘電体層２１と内部電極２２とが交互に積層一体化された多層積層構造を有する。セラミック誘電体層２１の材質に制限はなく、従来公知の種々の誘電体材料を用いることができる。本発明においては、焼成温度の低い酸化チタン系誘電体が望ましいが、チタン酸系複合酸化物、ジルコン酸系複合酸化物、あるいはこれらの混合物を用いることができる。さらに焼成温度を下げるために、ホウケイ酸ガラス等の各種ガラスを添加してもよい。内部電極２２としては、先に説明した積層型チップインダクタ１の内部電極３と同様の材料を用いることができる。各内部電極２２は、交互に別の外部電極１５に電気的に接続されている。
【００４２】
チップフェライト部１３は、磁性フェライト層３２と内部電極３３とが交互に積層した積層型チップインダクタ１から構成されている。この構成は先に説明した積層型チップインダクタ１と同様である。したがって、ここでの詳細な説明は省略する。
【００４３】
ＬＣ複合部品１１の外径、寸法に制限がないことは先に説明した積層型チップインダクタ１と同様である。したがって、用途に応じて適宜設定することができる。通常、ほぼ直方体の外形を有し、１．６〜１０．０ｍｍ×０．８〜１５．０ｍｍ×１．０〜５．０ｍｍ程度の寸法を有している。
【００４４】
【実施例】
以下本発明を具体的実施例に基づき説明する。
【００４５】
（実施例１）
Ｆｅ2Ｏ3、ＣｕＯ、ＺｎＯ、ＭｇＯの各成分を表１に従って秤量し、ステンレス製ポット、スチールボールメディアからなるボールミルを用いて１６時間湿式混合（分散媒は純水）した。混合終了後、スプレードライヤにより混合粉末を乾燥した。乾燥後７６０℃で１０時間仮焼きを行った。仮焼き終了後、これに添加成分として、主成分すなわち前記仮焼き体に対しＣｏ換算で０〜１．２質量％のＣｏ3Ｏ4を添加し、前記ボールミルにて６９時間仮焼き体を粉砕し、同時にＣｏ3Ｏ4を混合させた。その後、成形、焼成してトロイダル形状の焼成体を得た。焼成温度は９００℃、保持時間は２時間である。得られた磁性フェライトの透磁率μ、品質係数Ｑ、密度、絶縁抵抗ＩＲ、透磁率μの温度特性を以下の条件で測定した。透磁率μ、品質係数Ｑ、密度、絶縁抵抗ＩＲの結果を表２に、透磁率μの温度特性を図４に示す。
また、各特性の測定方法は以下の通りである。
＜透磁率μ、品質係数Ｑ＞
トロイダル形状の試料に銅製ワイヤ（線径０．３５ｍｍ）を２０ターン巻き、測定周波数１００ｋＨｚ、測定電流０．２ｍＡでＬＣＲメータ（ヒューレットパッカード（株）製）を用いてインダクタンスと品質係数Ｑを測定し、下記の式を用いて透磁率μを求めた。
透磁率μ＝（ｌｅ×Ｌ）／（μ0×Ａｅ×Ｎ2）
ｌｅ：磁路長 Ｌ：試料のインダクタンス
μ0：真空の透磁率＝４π×１０-7（Ｈ／ｍ） Ａｅ：試料の断面積
Ｎ：コイルの巻数
＜透磁率の温度特性＞
トロイダル形状の試料に銅製ワイヤ（線径０．３５ｍｍ）を２０ターン巻き、高温槽中で１５分間温度保持した後、測定周波数１００ｋＨｚ、測定電流０．２ｍＡの条件でＬＣＲメータ（ヒューレットパッカード（株）製）を用いてインダクタンスを測定した。測定は、−２５℃、０℃、２５℃、５０℃、８５℃で行い、２５℃での値を基準として、各温度での変化量Δμ（％）を下式を用いて算出した。
Δμ＝μ／μ25×１００−１００
μ：試料の透磁率
μ25：２５℃での試料の透磁率
＜絶縁抵抗ＩＲ＞
室温にて、２５Ｖ、１分後の絶縁抵抗値を測定した。
【００４６】
【表１】
【００４７】
【表２】
表１及び表２からわかるように、Ｃｏ3Ｏ4添加量が本発明の範囲内において、透磁率μおよび品質係数Ｑが高く、絶縁抵抗が高い。また、図４は、透磁率μの温度特性を示すグラフであるが、Ｃｏ3Ｏ4添加量が上記範囲内のとき透磁率μの温度特性も改善される。Ｃｏ3Ｏ4添加量が上記範囲未満ではＱが改善されず、好ましくない。一方、Ｃｏ3Ｏ4添加量が上記範囲より多いと透磁率μが低下し、透磁率μの温度特性も著しく悪化するので好ましくない。
【００４８】
（実施例２）
実施例２はＭｇＯとＮｉＯの量の組み合わせによる影響を確認することを目的として行われた。表３に示す配合組成で、実施例１と同様の製造条件で試料を作成し、透磁率μ、品質係数Ｑ、密度および磁歪定数を測定した。測定条件は実施例１と同様であった。その結果を表４に示す。
【００４９】
【表３】
【００５０】
【表４】
表３及び表４からわかるように、本発明の範囲内において、透磁率μ、品質係数Ｑが共に高く、磁歪定数も１０×１０-6より小さくなる。ＮｉＯ量が本発明の範囲外である試料１４は、磁歪定数が大きくなり、好ましくない。
【００５１】
（実施例３）
実施例３は原料粉末の比表面積による影響を確認することを目的として行われた。表５に示す条件で、各試料の温度に対する収縮率（ΔＬ／Ｌ）を測定した。この収縮率は、焼成のしやすさの目安となるもので、収縮率が大きいほど焼成しやすいとみなすことができる。試料は、実施例１と同様の製造条件で粉砕、混合された材料を、３ｍｍ×３ｍｍ×４ｍｍの角形に成形したものである。測定機器はＴＭＡ測定装置（Ｒｉｇａｋｕ製）、昇温速度は５℃／minの条件にて行った。その結果を図５に示す。
【００５２】
【表５】
表５及び図５からわかるように、試料１５は、９４０℃における収縮率が１０％よりも小さい。すなわち比表面積が６ｍ2／ｇ未満であると、低温焼成が困難となるので、好ましくない。比表面積が１５．５ｍ2／ｇを超えると、比表面積による収縮率の差違はほぼなくなるが、印刷積層に用いるペースト塗料やシート積層に用いるシート塗料を得ることが困難となり、工程上の問題となる。
【００５３】
次に、表１の組成を有する各粉末１００質量部に対して、エチルセルロース２．５質量部、テルピネオール４０質量部を加え、３本ロールにて混練して磁性フェライト層２用ペーストを調整した。一方、平均粒径０．８μｍのＡｇ１００質量部に対して、エチルセルロース２．５質量部、テルピネオール４０質量部を加え、３本ロールにて混練して内部電極用ペーストを調整した。前記磁性フェライト層２用ペーストと前記内部電極用ペーストとを交互に印刷積層した後、９００℃で２時間の焼成を行って図１及び図２に示す積層型チップインダクタ１を得た。この２０１２タイプの積層型チップインダクタ１の寸法は、２．０ｍｍ×１．２ｍｍ×１．１ｍｍであり、コイルの巻数は４．５ターンとした。次いで、上記の積層型チップインダクタ１の端部にＡｇからなる外部電極を６００℃で焼き付けて形成した。
得られた積層型チップインダクタ１を測定周波数１００ｋＨｚ、測定電流０．２ｍＡでＬＣＲメータ（ヒューレットパッカード（株）製）を用いてインダクタンスＬおよび品質係数Ｑを測定した。結果を表６に示す。
【００５４】
【表６】
表６からわかるように、積層チップインダクタにおいても、Ｃｏ3Ｏ4添加量が主成分に対しＣｏ換算で０．０３〜１．０質量％の範囲で良好なインダクタンスＬおよび品質係数Ｑが得られることが確認された。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、低コストなＭｇＣｕＺｎフェライトにおいて、更に、品質係数Ｑが高く、高周波での損失が小さく、かつ温度特性に優れ、比抵抗が高い、高特性な磁性フェライト及び積層型フェライト部品を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本実施の形態に係る積層型チップインダクタの分解斜視図である。
【図２】図２は、図１のII−II断面図である。
【図３】図３は、本実施の形態に係るＬＣ複合部品の断面図である。
【図４】図４は、実施例１における透磁率μの温度特性を示すグラフである。
【図５】図５は、実施例３における各試料の温度に対する収縮率を示すグラフである。
【符号の説明】
１ ・・・ 積層型チップインダクタ
２ ・・・ 磁性フェライト層
３ ・・・ 内部電極
４ ・・・ チップ体
５ ・・・ 外部電極
１１ ・・・ ＬＣ複合部品
１２ ・・・ チップコンデンサ部
１３ ・・・ チップフェライト部
１５ ・・・ 外部電極
２１ ・・・ セラミック誘電体層
２２ ・・・ 内部電極
３２ ・・・ 磁性フェライト層
３３ ・・・ 内部電極
【発明の属する技術分野】
本発明は積層型ビーズ、積層型インダクタなどの積層型チップフェライト部品、ＬＣ複合積層型部品を代表とする複合積層型部品に用いられる磁性フェライトおよび積層型フェライト部品に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
積層型チップフェライト部品および複合積層型部品（本明細書中では積層型フェライト部品と総称する。）は、体積が小さいこと、信頼性が高いことなどから、各種電気機器に用いられている。この積層型フェライト部品は、通常、磁性フェライトからなる磁性層用のシートまたはペーストと内部電極用のペーストとを厚膜積層技術によって積層一体化した後、焼成し、得られた焼成体表面に外部電極用ペーストを印刷または転写した後に焼き付けて製造される。なお、積層一体化した後に焼成することを同時焼成と呼んでいる。内部電極用の材料としてはその低い比抵抗からＡｇまたはＡｇ合金が用いられているため、磁性層を構成する磁性フェライト材料としては、同時焼成が可能、換言すればＡｇまたはＡｇ合金の融点以下の温度で焼成ができることが絶対条件となる。したがって、高密度、高特性の積層型フェライト部品を得るためには、ＡｇまたはＡｇ合金の融点以下の低温で磁性フェライトを焼成できるかが鍵となる。
【０００３】
ＡｇまたはＡｇ合金の融点以下の低温で焼成できる磁性フェライトとしてＮｉＣｕＺｎフェライトが知られている。つまり、微粉砕によって比表面積を６ｍ2／ｇ程度以上とした粉末を用いたＮｉＣｕＺｎフェライトは、Ａｇの融点（９６０℃）以下の温度で焼成できるため、積層型フェライト部品に広く用いられている。ところが、ＮｉＣｕＺｎフェライトは、磁気特性、特に透磁率μが外部応力、熱衝撃に対して敏感であるため（例えば、「粉体及び粉末冶金」vol.39,8号,612-617(1992年）参照)、積層型フェライト部品製造の際に以下のような問題を生ずる。つまり、製造過程で行われるバレル研磨およびめっき作業による応力、磁性層と内部電極との線膨張係数の差異からくる応力、さらにはプリント基板への実装時に生ずる応力によって、透磁率μが劣化し、インダクタンスＬが設計値からずれるという問題である。
【０００４】
しかも、ＮｉＣｕＺｎフェライトは、その原料であるＮｉＯが高価であるため、自ずと高価な材料となってしまう。したがって、ＮｉＯよりも安価なＭｇＯ、Ｍｇ（ＯＨ）2またはＭｇＣＯ3を用いたＭｇＣｕＺｎフェライトが注目され、種々の改良がなされている。例えば、特開平１０−３２４５６４号公報では、ＭｇＣｕＺｎフェライトにおいて、含有されるＢ（硼素）の量を２〜７０ｐｐｍとすることが提案されている。
【０００５】
ところが、特開平１０−３２４５６４号公報のＭｇＣｕＺｎフェライトはその実施例によれば１２００℃で焼成されているため、このＭｇＣｕＺｎフェライトを本発明が指向する積層型フェライト部品に適用することは困難である。電極材料であるＡｇまたはＡｇ合金との同時焼成ができないからである。
また、特許第２７４７４０３号公報にもＭｇＯを含有する磁性フェライトの開示があるが、焼成条件についての記載がなく、同時焼成を満足するものではないと判断される。
【０００６】
そこで、本発明者は、特願平１１−３５８１３９号、特願平１１−３５８１４０号、特願平１１−３５８１４１号において、応力に対する透磁率μの劣化が少なく、ＡｇまたはＡｇ合金を内部電極材料とした場合でも同時焼成が可能なＭｇＣｕＺｎフェライトを提案した。しかし、このＭｇＣｕＺｎフェライトは、温度に対して敏感であり、温度変化に対しμが大きく変化することが考えられる。これは製品の特性を変化させる原因となる。また、品質係数Ｑ値が従来のＮｉＣｕＺｎフェライトと比較して同程度であり、高周波での損失を小さくし、高特性部品を得るためには更なる品質係数Ｑの改善が求められる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、低コストなＭｇＣｕＺｎフェライトにおいて、更に、品質係数Ｑが高く、高周波での損失が小さく、かつ温度特性に優れ、比抵抗が高い、高特性な磁性フェライト及び積層型フェライト部品を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
以上の目的は、次の（１）〜（６）の本発明により達成される。
【０００９】
（１）；主成分がＦｅ２Ｏ３：４０〜５１ｍｏｌ％、ＣｕＯ：５〜３０ｍｏｌ％、ＺｎＯ：０．５〜３５ｍｏｌ％、ＭｇＯ：５〜５０ｍｏｌ％からなり、添加成分として、Ｃｏ３Ｏ４を前記主成分に対しＣｏ換算で０．０３〜１．０質量％含み、絶縁抵抗が１．２０×１０ ８ 〜３．８９×１０ ８ Ω・ｍである磁性フェライトの製造方法であって、Ｆｅ２Ｏ３、ＣｕＯ、ＺｎＯ、ＭｇＯからなる主成分原料粉末を混合する混合工程と、混合された前記主成分原料粉末を９００℃以下の温度で仮焼きする仮焼き工程と、前記仮焼き工程により得られた仮焼き体を添加成分Ｃｏ３Ｏ４とともに粉砕して粉砕粉末を得る粉砕工程と、前記粉砕工程により得られた前記粉砕粉末を用いて成形体を得る成形工程と、前記成形工程で得られた前記成形体を焼成する焼成工程とを有することを特徴とする磁性フェライトの製造方法。
【００１０】
（２）；（１）に記載の磁性フェライトの製造方法であって、前記ＭｇＯの一部を２５ｍｏｌ％以下のＮｉＯで置換したことを特徴とする磁性フェライトの製造方法。
【００１１】
（３）；（１）または（２）に記載の磁性フェライトの製造方法であって、比表面積が６〜１５．５ｍ2／ｇの範囲にある原料粉末を用いて焼成することを特徴とする、磁性フェライトの製造方法。
【００１２】
（４）；（１）〜（３）のいずれかに記載の磁性フェライトの製造方法であって、９４０℃以下の温度で焼成することを特徴とする、磁性フェライトの製造方法。
【００１３】
（５）；フェライト磁性層と内部電極とを積層して構成されるチップフェライト部品の製造方法において、前記内部電極がＡｇまたはＡｇ合金であって、前記フェライト磁性層が（１）〜（４）のいずれかに記載の磁性フェライトの製造工程を有する、積層型ビーズまたは積層型インダクタ等の積層型チップフェライト部品の製造方法。
【００１４】
（６）；フェライト磁性層と内部電極とを積層して構成されるチップフェライト部品を少なくとも有するＬＣ複合積層部品の製造方法において、前記内部電極がＡｇまたはＡｇ合金であって、前記フェライト磁性層が請求項（１）〜（４）のいずれかに記載の磁性フェライトの製造工程を有する、ＬＣ複合積層部品の製造方法。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下本発明を詳細に説明する。
【００２０】
まず、透磁率の劣化について説明する。初透磁率（μi）は以下の式で定義されることが知られている。
μi＝ＡＭｓ2／（ａＫ1＋ｂλsσ）
（Ｍｓ＝飽和磁束密度、Ｋ1＝異方性定数、λs＝磁歪定数、σ＝応力、Ａ，ａ，ｂは定数）
従来は、前記特開平４−６５８０７号公報に開示されるように、内部電極からの応力を緩和するために磁性層と内部電極とを空隙を介して対向させる、あるいは特開平１０−２２３４１４号公報のように結晶粒界にＢｉを存在させることにより結晶粒界からの応力を緩和するという提案がなされている。つまり、従来の提案は、上記式中の応力σを小さくすることにより透磁率の劣化を防止しようというものであった。
【００２１】
本発明者は、従来の提案とは視点を変えて、磁歪定数（λs）の小さい材料を用いることにより透磁率の劣化を防止することを検討した。その結果、ＮｉＣｕＺｎフェライトに比べてＭｇＣｕＺｎフェライトの方が磁歪定数が小さく、本発明が指向する積層型フェライト部品に好適であることが判明した。しかも、ＭｇＣｕＺｎフェライトはＮｉＣｕＺｎフェライトに比べて低コストで製造することが可能であり、低コスト化が一段と進む電子機器部品にとって大きなメリットとなる。
【００２２】
本発明は磁性フェライトとしてＭｇＣｕＺｎ系フェライトを用いる。ＭｇＣｕＺｎ系フェライトの具体的態様としては、ＭｇＣｕＺｎフェライトがある。このＭｇＣｕＺｎフェライトを得るためには、ＭｇＯ粉末、Ｆｅ2Ｏ3粉末、ＣｕＯ粉末、ＺｎＯ粉末を原料粉末とすればよい。その場合の組成（添加量）は、本発明では以下の範囲とする。
Ｆｅ2Ｏ3：４０〜５１mol％、
ＣｕＯ：５〜３０mol％、
ＺｎＯ：０．５〜３５mol％、
ＭｇＯ：５〜５０mol％
本発明ではさらに、添加成分として、上記主成分に対して以下の範囲のＣｏ3Ｏ4を含む。
Ｃｏ3Ｏ4：Ｃｏ換算で０．０３〜１．０質量％
磁性フェライトの磁気特性は組成依存性が非常に強く、前記組成範囲をはずれた領域では、透磁率μや品質係数Ｑが低くなり、積層型フェライト部品として適さなくなる。
【００２３】
Ｆｅ2Ｏ3の量は透磁率に大きな影響を与える。Ｆｅ2Ｏ3が４０mol％より少ないと透磁率が小さく、フェライトとしての化学量論組成に近づくにしたがって透磁率は上昇するが、化学量論組成をピークとして急激に低下する。したがって、上限を５１mol％とする。好ましいＦｅ2Ｏ3の量は、４５〜４９．８mol％である。
【００２４】
ＣｕＯは、本発明において焼成温度低減に寄与する化合物であり、５mol％未満では９４０℃以下の低温焼成を実現できなくなる。ただし、３０mol％を超えるとフェライトの体積抵抗率が低下して品質係数Ｑが劣化するので５〜３０mol％とする。好ましいＣｕＯ量は、８〜２５mol％である。
【００２５】
ＺｎＯは、その量の増加とともに透磁率μを向上させることができるが、多すぎるとキュリー温度が１００℃以下となり、電子部品に要求される温度特性を満足することができなくなる。したがって、ＺｎＯ量は０．５〜３５mol％とする。好ましいＺｎＯ量は１５〜２５mol％である。
【００２６】
ＭｇＯは、磁性フェライトの磁歪定数を下げる効果を有する。この効果を得るためには５mol％以上の量とすることが必要である。しかし、ＭｇＯの量が増加するにつれて透磁率μが低下する傾向にあるため５０mol％以下とする。好ましいＭｇＯの量は、１０〜２０mol％である。なお、本発明磁性フェライト用粉末および磁性フェライトにおいて、ＭｇＯの一部をＮｉＯで置換することもできるが、その際の添加量はＭｇＯと合計で５〜５０mol％とする。ＭｇＯの一部をＮｉＯで置換する場合、ＮｉＯの量は前記主成分中の２５mol％以下とすることが好ましい。前記範囲を超えると得られる磁性フェライトの磁歪定数が大きくなり、透磁率μの劣化防止効果を得にくくなるからである。ＭｇＯの一部をＮｉＯで置換する場合、さらに好ましくは、ＭｇＯとＮｉＯの量は合計で１０〜２０mol％であり、ＮｉＯの量は前記主成分中の１０mol％以下である。さらに、ＭｇＯの他、Ｍｇ（ＯＨ）2またはＭｇＣＯ3のいずれか１種あるいは複数を組み合わせて用いることもできる。その際は、ＭｇＯに換算した量が前記範囲内であればよい。
【００２７】
磁性フェライトの磁気特性は組成依存性が非常に強く、上記組成範囲をはずれた領域では、透磁率μや品質係数Ｑが低くなり、積層型フェライト部品として適さなくなる。
【００２８】
Ｃｏ3Ｏ4は、品質係数Ｑを向上させ、温度特性を改善し、体積抵抗率を高くすることができる。しかし、添加量が増加するにつれて透磁率μが低下する傾向にあるため、好ましいＣｏ3Ｏ4の量は、Ｃｏに換算して０．０３〜１．０質量％である。Ｃｏ3Ｏ4の他、各種コバルト酸化物、コバルト炭酸化物等のコバルト化合物を、いずれか１種あるいは複数を組み合わせて用いることもできる。その際は、Ｃｏに換算した量が前記範囲内であればよい。
【００２９】
本発明では、焼成前における前記組成の原料粉末の比表面積が６〜１５．５ｍ2／ｇの範囲とすることが好ましい。比表面積が６ｍ2／ｇ未満になると、低温焼成、より具体的には９４０℃以下の温度での焼成が困難となる。１５．５ｍ2／ｇを超えると、印刷積層に用いるペースト塗料やシート積層に用いるシート塗料を得ることが困難となる。より好ましい比表面積は、７〜１１ｍ2／ｇである。より好ましくは、Ｆｅ2Ｏ3、ＣｕＯ、ＺｎＯ、ＭｇＯからなる主成分原料粉末を混合し、混合された前記主成分原料粉末を９００℃以下の温度で仮焼きし、得られた仮焼き体を添加成分Ｃｏ3Ｏ4とともに粉砕して、その粉砕された粉末の比表面積を上記範囲とする。このとき仮焼き温度は９００℃以下、望ましくは８５０℃以下とする。仮焼き温度が９００℃を超えてしまうと仮焼き体が硬くなり、低温焼成を可能とする粉末の粒度分布を得ることが困難となるからである。好ましい仮焼き温度は７３０〜８５０℃である。
【００３０】
本発明の低温焼成をより加速するために、ホウケイ酸ガラス等の各種ガラスや、Ｖ2Ｏ5、Ｂｉ2Ｏ3、Ｂ2Ｏ3、ＷＯ3およびＰｂＯ等の低融点酸化物を添加することもできる。
【００３１】
次に、積層型フェライト部品の一形態である積層型チップインダクタについて説明する。図１は積層型チップインダクタの分解斜視図、図２は図１のII−II断面図である。図１に示すように、積層型チップインダクタ１は、磁性フェライト層２および内部電極３とが交互に積層された多層構造のチップ体４と、このチップ体４の両端部に内部電極３と電気的に導通するように配置した外部電極５とから構成される。
【００３２】
磁性フェライト層２に本発明による磁性フェライト材料を用いる。つまり、本発明の原料粉末を、バインダおよび溶剤とともに混練して磁性フェライト層２形成用のペーストを得る。このペーストと内部電極３形成用のペーストとを交互に印刷、積層した後に焼成して一体のチップ体４を得る。
【００３３】
前記バインダとしては、エチルセルロース、アクリル樹脂、ブチラール樹脂等の公知のバインダを用いることができる。また、溶剤も、テルピネオール、ブチルカルビトール、ケロシン等の公知の溶剤を用いることができる。バインダおよび溶剤の添加量には制限はない。ただし、バインダについては１〜５質量部、溶剤については１０〜５０質量部の範囲とすることが推奨される。
【００３４】
バインダおよび溶剤の他に、分散剤、可塑剤、誘電体、絶縁体等を１０質量部以下の範囲で添加することもできる。分散剤としては、ソルビタン脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステルを添加することができる。また、可塑剤としては、ジオクチルフタレート、ジブチルフタレート、ブチルフタリルグリコール酸ブチルを添加することができる。
【００３５】
磁性フェライト層２は、磁性フェライト層２用シートを用いて形成することもできる。すなわち、本発明の原料粉末を、ポリビニルブチラールを主成分とするバインダと、トルエン、キシレン等の溶媒とともにボールミル中で混練してスラリを得る。このスラリを、ポリエステルフィルム等のフィルム上に、例えばドクターブレード法により塗布、乾燥して磁性フェライト層２用シートを得ることができる。この磁性フェライト層２用シートを、内部電極３用のペーストと交互に積層した後に、焼成すれば多層構造のチップ体４を得ることができる。なお、バインダの量に制限はないが、１〜５質量部の範囲とすることが推奨される。また、分散剤、可塑剤、誘電体、絶縁体等を１０質量部以下の範囲で添加することもできる。
【００３６】
内部電極３は、インダクタとして実用的な品質係数Ｑを得るために比抵抗の小さいＡｇまたはＡｇ合金を用いることが望ましい。Ａｇ合金は、たとえば、ＣｕまたはＰｄとの合金を用いることができる。内部電極３を得るためのペーストは、ＡｇまたはＡｇ合金の粉末、若しくはこれらの酸化物粉末と、バインダおよび溶剤とを混合、混練して得ることができる。バインダおよび溶剤としては、前記磁性フェライト層２を形成するためのペーストに用いられていたものと同様のものを適用することができる。内部電極３は、各層が長円形状をなし、隣接する内部電極３の各層は図３に示されるように、スパイラル状になって導通が確保されているので、閉磁路コイル（巻線パターン）を構成する。
【００３７】
外部電極５の材質としては、Ａｇ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ−Ｐｄ合金といった公知の材料を用いることができる。外部電極５は、これら材料を印刷法、めっき法、蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタ法等の各種の方法により形成することができる。
【００３８】
積層型チップインダクタ１のチップ体４の外径、寸法には特に制限はない。用途に応じて適宜設定することができる。一般的には、外形はほぼ直方体形状であり、寸法としては１．０〜４．５ｍｍ×０．５〜３．２ｍｍ×０．６〜１．９ｍｍの範囲のものが多い。また、磁性フェライト層２の電極間厚さｔ１およびベース厚さｔ２にも特に制限はなく、電極間厚さｔ１としては１０〜１００μｍ、ベース厚さｔ２としては２５０〜５００μｍ程度で設定できる。さらに内部電極３自体の厚さｔ３としては、通常、５〜３０μｍの範囲で設定でき、また、巻線パターンのピッチは１０〜１００μｍ、巻数は１．５〜２０．５ターン程度とすることができる。
【００３９】
磁性フェライト層２用のペーストまたはシートと内部電極３用のペーストとを交互に積層した後の焼成温度は、９４０℃以下が好ましい。９４０℃を超えると、磁性フェライト層２中に内部電極３を構成する材料が拡散して、磁気特性を著しく劣化させるおそれがあるからである。本発明の磁性フェライトが低温焼成に適しているとはいえ、８００℃未満の温度では焼成が不十分となる。したがって、焼成は８００℃以上とすることが好ましい。より好ましくは焼成温度は８００〜９３０℃である。なお、焼成時間は、０．０５〜５時間、好ましくは０．１〜３時間である。
【００４０】
次に、積層型ＬＣ複合部品の一実施形態であるＬＣ複合部品について説明する。図３はＬＣ複合部品の概略断面図である。図３に示すように、ＬＣ複合部品１１は、チップコンデンサ部１２とチップフェライト部１３とを一体化したものである。
【００４１】
チップコンデンサ部１２は、セラミック誘電体層２１と内部電極２２とが交互に積層一体化された多層積層構造を有する。セラミック誘電体層２１の材質に制限はなく、従来公知の種々の誘電体材料を用いることができる。本発明においては、焼成温度の低い酸化チタン系誘電体が望ましいが、チタン酸系複合酸化物、ジルコン酸系複合酸化物、あるいはこれらの混合物を用いることができる。さらに焼成温度を下げるために、ホウケイ酸ガラス等の各種ガラスを添加してもよい。内部電極２２としては、先に説明した積層型チップインダクタ１の内部電極３と同様の材料を用いることができる。各内部電極２２は、交互に別の外部電極１５に電気的に接続されている。
【００４２】
チップフェライト部１３は、磁性フェライト層３２と内部電極３３とが交互に積層した積層型チップインダクタ１から構成されている。この構成は先に説明した積層型チップインダクタ１と同様である。したがって、ここでの詳細な説明は省略する。
【００４３】
ＬＣ複合部品１１の外径、寸法に制限がないことは先に説明した積層型チップインダクタ１と同様である。したがって、用途に応じて適宜設定することができる。通常、ほぼ直方体の外形を有し、１．６〜１０．０ｍｍ×０．８〜１５．０ｍｍ×１．０〜５．０ｍｍ程度の寸法を有している。
【００４４】
【実施例】
以下本発明を具体的実施例に基づき説明する。
【００４５】
（実施例１）
Ｆｅ2Ｏ3、ＣｕＯ、ＺｎＯ、ＭｇＯの各成分を表１に従って秤量し、ステンレス製ポット、スチールボールメディアからなるボールミルを用いて１６時間湿式混合（分散媒は純水）した。混合終了後、スプレードライヤにより混合粉末を乾燥した。乾燥後７６０℃で１０時間仮焼きを行った。仮焼き終了後、これに添加成分として、主成分すなわち前記仮焼き体に対しＣｏ換算で０〜１．２質量％のＣｏ3Ｏ4を添加し、前記ボールミルにて６９時間仮焼き体を粉砕し、同時にＣｏ3Ｏ4を混合させた。その後、成形、焼成してトロイダル形状の焼成体を得た。焼成温度は９００℃、保持時間は２時間である。得られた磁性フェライトの透磁率μ、品質係数Ｑ、密度、絶縁抵抗ＩＲ、透磁率μの温度特性を以下の条件で測定した。透磁率μ、品質係数Ｑ、密度、絶縁抵抗ＩＲの結果を表２に、透磁率μの温度特性を図４に示す。
また、各特性の測定方法は以下の通りである。
＜透磁率μ、品質係数Ｑ＞
トロイダル形状の試料に銅製ワイヤ（線径０．３５ｍｍ）を２０ターン巻き、測定周波数１００ｋＨｚ、測定電流０．２ｍＡでＬＣＲメータ（ヒューレットパッカード（株）製）を用いてインダクタンスと品質係数Ｑを測定し、下記の式を用いて透磁率μを求めた。
透磁率μ＝（ｌｅ×Ｌ）／（μ0×Ａｅ×Ｎ2）
ｌｅ：磁路長 Ｌ：試料のインダクタンス
μ0：真空の透磁率＝４π×１０-7（Ｈ／ｍ） Ａｅ：試料の断面積
Ｎ：コイルの巻数
＜透磁率の温度特性＞
トロイダル形状の試料に銅製ワイヤ（線径０．３５ｍｍ）を２０ターン巻き、高温槽中で１５分間温度保持した後、測定周波数１００ｋＨｚ、測定電流０．２ｍＡの条件でＬＣＲメータ（ヒューレットパッカード（株）製）を用いてインダクタンスを測定した。測定は、−２５℃、０℃、２５℃、５０℃、８５℃で行い、２５℃での値を基準として、各温度での変化量Δμ（％）を下式を用いて算出した。
Δμ＝μ／μ25×１００−１００
μ：試料の透磁率
μ25：２５℃での試料の透磁率
＜絶縁抵抗ＩＲ＞
室温にて、２５Ｖ、１分後の絶縁抵抗値を測定した。
【００４６】
【表１】
【表２】
【００４８】
（実施例２）
実施例２はＭｇＯとＮｉＯの量の組み合わせによる影響を確認することを目的として行われた。表３に示す配合組成で、実施例１と同様の製造条件で試料を作成し、透磁率μ、品質係数Ｑ、密度および磁歪定数を測定した。測定条件は実施例１と同様であった。その結果を表４に示す。
【００４９】
【表３】
【表４】
【００５１】
（実施例３）
実施例３は原料粉末の比表面積による影響を確認することを目的として行われた。表５に示す条件で、各試料の温度に対する収縮率（ΔＬ／Ｌ）を測定した。この収縮率は、焼成のしやすさの目安となるもので、収縮率が大きいほど焼成しやすいとみなすことができる。試料は、実施例１と同様の製造条件で粉砕、混合された材料を、３ｍｍ×３ｍｍ×４ｍｍの角形に成形したものである。測定機器はＴＭＡ測定装置（Ｒｉｇａｋｕ製）、昇温速度は５℃／minの条件にて行った。その結果を図５に示す。
【００５２】
【表５】
【００５３】
次に、表１の組成を有する各粉末１００質量部に対して、エチルセルロース２．５質量部、テルピネオール４０質量部を加え、３本ロールにて混練して磁性フェライト層２用ペーストを調整した。一方、平均粒径０．８μｍのＡｇ１００質量部に対して、エチルセルロース２．５質量部、テルピネオール４０質量部を加え、３本ロールにて混練して内部電極用ペーストを調整した。前記磁性フェライト層２用ペーストと前記内部電極用ペーストとを交互に印刷積層した後、９００℃で２時間の焼成を行って図１及び図２に示す積層型チップインダクタ１を得た。この２０１２タイプの積層型チップインダクタ１の寸法は、２．０ｍｍ×１．２ｍｍ×１．１ｍｍであり、コイルの巻数は４．５ターンとした。次いで、上記の積層型チップインダクタ１の端部にＡｇからなる外部電極を６００℃で焼き付けて形成した。
得られた積層型チップインダクタ１を測定周波数１００ｋＨｚ、測定電流０．２ｍＡでＬＣＲメータ（ヒューレットパッカード（株）製）を用いてインダクタンスＬおよび品質係数Ｑを測定した。結果を表６に示す。
【００５４】
【表６】
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、低コストなＭｇＣｕＺｎフェライトにおいて、更に、品質係数Ｑが高く、高周波での損失が小さく、かつ温度特性に優れ、比抵抗が高い、高特性な磁性フェライト及び積層型フェライト部品を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本実施の形態に係る積層型チップインダクタの分解斜視図である。
【図２】図２は、図１のII−II断面図である。
【図３】図３は、本実施の形態に係るＬＣ複合部品の断面図である。
【図４】図４は、実施例１における透磁率μの温度特性を示すグラフである。
【図５】図５は、実施例３における各試料の温度に対する収縮率を示すグラフである。
【符号の説明】
１ ・・・ 積層型チップインダクタ
２ ・・・ 磁性フェライト層
３ ・・・ 内部電極
４ ・・・ チップ体
５ ・・・ 外部電極
１１ ・・・ ＬＣ複合部品
１２ ・・・ チップコンデンサ部
１３ ・・・ チップフェライト部
１５ ・・・ 外部電極
２１ ・・・ セラミック誘電体層
２２ ・・・ 内部電極
３２ ・・・ 磁性フェライト層
３３ ・・・ 内部電極
Claims (6)
- 主成分がＦｅ２Ｏ３：４０〜５１ｍｏｌ％、ＣｕＯ：５〜３０ｍｏｌ％、ＺｎＯ：０．５〜３５ｍｏｌ％、ＭｇＯ：５〜５０ｍｏｌ％からなり、添加成分として、Ｃｏ３Ｏ４を前記主成分に対しＣｏ換算で０．０３〜１．０質量％含み、絶縁抵抗が１．２０×１０ ８ 〜３．８９×１０ ８ Ω・ｍである磁性フェライトの製造方法であって、
Ｆｅ２Ｏ３、ＣｕＯ、ＺｎＯ、ＭｇＯからなる主成分原料粉末を混合する混合工程と、
混合された前記主成分原料粉末を９００℃以下の温度で仮焼きする仮焼き工程と、
前記仮焼き工程により得られた仮焼き体を添加成分Ｃｏ３Ｏ４とともに粉砕して粉砕粉末を得る粉砕工程と、
前記粉砕工程により得られた前記粉砕粉末を用いて成形体を得る成形工程と、
前記成形工程で得られた前記成形体を焼成する焼成工程とを有することを特徴とする磁性フェライトの製造方法。 - 請求項１に記載の磁性フェライトの製造方法であって、前記ＭｇＯの一部を２５ｍｏｌ％以下のＮｉＯで置換したことを特徴とする磁性フェライトの製造方法。
- 請求項１または２に記載の磁性フェライトの製造方法であって、比表面積が６〜１５．５ｍ２／ｇの範囲にある前記粉砕粉末を用いて焼成することを特徴とする、磁性フェライトの製造方法。
- 請求項１〜３のいずれかに記載の磁性フェライトの製造方法であって、９４０℃以下の温度で焼成することを特徴とする、磁性フェライトの製造方法。
- フェライト磁性層と内部電極とを積層して構成されるチップフェライト部品の製造方法において、前記内部電極がＡｇまたはＡｇ合金であって、前記フェライト磁性層が請求項１〜４のいずれかに記載の磁性フェライトの製造工程を有する、積層型ビーズまたは積層型インダクタ等の積層型チップフェライト部品の製造方法。
- フェライト磁性層と内部電極とを積層して構成されるチップフェライト部品を少なくとも有するＬＣ複合積層部品の製造方法において、前記内部電極がＡｇまたはＡｇ合金であって、前記フェライト磁性層が請求項１〜４のいずれかに記載の磁性フェライトの製造工程を有する、ＬＣ複合積層部品の製造方法。
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