KR20010089994A

KR20010089994A - 산화물 자성재료, 이 산화물 자성재료를 사용한 칩부품 및산화물 자성재료의 제조방법과 칩부품의 제조방법

Info

Publication number: KR20010089994A
Application number: KR1020010012505A
Authority: KR
Inventors: 오노타쿠야; 이토코
Original assignee: 사토 히로시; 티디케이가부시기가이샤
Priority date: 2000-03-13
Filing date: 2001-03-12
Publication date: 2001-10-17
Also published as: JP2001253769A; US20010028051A1; KR100643413B1; US6558566B2; JP4255044B2; CN1251254C; CN1313609A; TW490686B

Abstract

모재의 주성분과 반응해도 전자기특성의 열화가 최소가 되고 또한 인덕턴스의 온도특성의 열화가 최소가 되는 첨가물을 첨가함으로써 아주 낮은 소성온도에서 내부도체의 안정화를 도모할 수 있는 것은 물론 100MHz이상의 고주파대역에 있어 특성이 뛰어난 Ni-Cu-Zn계 산화물 자성재료를 제공하는 것을 그 과제로 한다.

이를 해결하기 위해 본 발명의 산화물 자성재료에서는 Fe₂O₃가 35.0~51.0몰%, CuO가 1.0~35.0몰%, NiO가 38.0~64.0 몰% 및 ZnO가 0 ~ 10.0몰%(0을 포함함)로 이루어지는 것으로 특징으로 한다.

Description

산화물 자성재료, 이 산화물 자성재료를 사용한 칩부품 및 산화물 자성재료의 제조방법과 칩부품의 제조방법{OXIDE MAGNETIC MATERIALS, CHIP COMPONENTS USING THE SAME, AND METHOD FOR PRODUCING OXIDE MAGNETIC MATERIALS AND CHIP COMPONENTS}

본 발명은 칩인덕터, 칩비드와 같은 칩부품 또는 벌크형 인덕터와 같은 전자파의 차폐부품 등에 사용되는 산화물 자성재료와 그 제조방법 및 이 산화물 자성재료를 사용한 벌크형 코일부품이나 적층형 코일부품과 그 제조방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 칩부품의 내부도체에 이용하는 Ag의 융점 이하에서 소성이 가능하고 뛰어난 고주파특성을 갖는 산화물 자성재료 및 그것을 이용한 벌크형 또는 칩형 인덕터의 제조방법에 관한 것이다.

최근의 전자·통신기기의 현저한 발전은 전자부품의 소형화, 박막화 및 실장성의 개량 등이 기초가 되어 새로운 산업구조를 구축하고 있지만 이와같은 산업구조의 발전은 이전에는 무시할 수 있었던 새로운 문제점, 즉 환경 및 통신장해 등을 유발함으로써 사회적 문제를 일으키는 양면성을 갖게 되었다.

특히 무선통신기기가 일반적으로 상용됨으로써 악화하는 전자기 환경에 관한각국의 전자기 장해규제가 강화됨으로써 예를들면 유해한 전파를 일으키지 않도록 한 전자파 장해제거(EMI/EMC)소자에 대한 개발이 요구되고 그 부품의 수요가 급증함과 동시에 자기특성과 온도특성 등의 기능의 복잡화, 고집적화 및 고주파대역이 넓은 등의 고효율화로 발전하고 있다.

그럼에 따라 전자파 장해제거소자용 또는 전력용 트랜스와 같은 전자부품 등의 소재로서 사용되는 산화물 자성재료의 적용범위도 특성별 예를들면 주파수대역별로 세분화되고, 그 제조방법도 종래의 분말치금학적인 제조방법에서 적층형 부품제조방법의 연구가 활발하게 진행되어 실용화되고 있으며 최근에는 세라믹 전자부품 제조분야에 소형칩부품의 제조기술로서 정착하게 되었다.

일반적으로 칩인덕터, 칩 LC필터 및 칩트랜스 등의 칩부품에 이용되는 산화물 자성재료는 높은 인덕턴스를 필요로 하고 있고 그와같은 산화물 자성재료에서는 Mn-Zn페라이트, Ni페라이트, Ni-Zn페라이트 또는 Ni-Cu-Zn등을 들 수 있다.

Mn-Zn페라이트의 경우, 투과율이 높고 전력손실이 매우 적기 때문에 전원용 트랜스코어, 전력라인용 필터 등의 자심재료에 이용되지만 고주파특성이 낮기 때문에 1MHz이상의 주파수 대역에서는 적용하기 어렵다는 단점이 있다. 현재와 같은 고주파 대역에서 이용되는 자심재료로서는 Ni페라이트, Ni-Zn페라이트 또는 Ni-Cu-Zn페라이트 등이 적용되고 있다.

한편 상기 산화물 자성재료를 제조하는 종래의 방법은 소성공정이 약 1000~1400℃에서 1~5시간 정도 행해진다. 그러나 적층형 칩인덕터 등의 전자부품의 내부도체는 보통 Ag전극을 이용하지만 상기와 같은 소성온도는 내부도체의 Ag의용융점(960℃)을 초과하고 매우 높은 온도조건에서 제조한 부품은 Ag가 용해하기 때문에 고주파에 있어 손실이 매우 크다는 단점을 갖고 있어 요구되는 인덕턴스를 실현하는 것이 상당히 어렵다는 문제를 갖고 있다.

그렇기 때문에 소성온도를 내려 고주파에서의 손실이 적은 칩을 얻기 위해 이용하는 첨가물로서 CoO가 일반적으로 상용되고 있다(일본국 특개평 9-63826호 공보). 그러나 CoO는 그 첨가량에 비례하여 인덕턴스의 온도특성을 열화시켜 제품의 신뢰성에 영향을 미친다는 문제가 있었다.

본 발명은 상기의 종래의 문제점을 해결하기 위해 모재의 주성분과 반응해도 전자기특성의 열화가 최소가 되고 또한 인덕턴스의 온도특성의 열화가 최소가 되는 첨가물을 첨가함으로써 매우 낮은 소성온도로 내부도체의 안정화를 도모할 수 있는 것은 물론 100MHz이상의 고주파대역에서의 특성이 뛰어난 Ni-Cu-Zn계 산화물 자성재료, 이 산화물 자성재료를 사용한 칩부품 및 산화물 자성재료의 제조방법과 칩부품의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 이루기 위해 본 발명에서는 하기 (1) ~ (9)의 산화물 자성재료, 이 산화물 자성재료를 사용한 칩부품 및 산화물 자성재료의 제조방법과 칩부품의 제조방법을 제공한다.

(1) Fe₂O₃가 35.0 ~ 51.0몰%, CuO가 1.0 ~ 35.0몰%, NiO가 38.0~64.0 몰% 및 ZnO가 0 ~ 10.0몰%(0을 포함함)로 이루어지는 것으로 특징으로 한다.

(2) 상기 (1)에 기재된 산화물 자성재료에 있어서 Ca를 0.3wt%이하(0은 포함하지 않음) 함유하는 것을 특징으로 한다.

(3) 상기 (2)에 기재된 산화물 자성재료에 있어서, CoO를 0.7wt%이하(0은 포함하지 않음) 함유하는 것을 특징으로 한다.

(4) 산화물 자성재료의 제조방법에 있어서 Fe₂O₃가 35.0~51.0몰%, CuO가 1.0~35.0 몰%, NiO가 38.0~64.0몰% 및 ZnO가 0~10.0몰%(0을 포함함)로 이루어지는 산화물 자성재료에 Ca₃(PO₄)₂를 0.5wt%이하(0은 포함하지 않음) 함유시켜 소성하는 것을 특징으로 한다.

(5) 상기 (4)에 기재된 산화물 자성재료의 제조방법에 있어서 CoO를 0.7wt%이하 함유시켜 소성하는 것을 특징으로 한다.

(6) 칩부품에 있어서, Fe₂O₃가 35.0~51.0몰%, CuO가 1.0~35.0몰%, NiO가 38.0~64.0몰%, ZnO가 0~10.0몰%(0을 포함함)로 이루어지는 산화물 자성재료 또는 이에 Ca를 0.3wt몰%이하(0은 포함하지 않음)함유하고 또한 Ca를 0.3wt몰%이하(0은 포함하지 않음) 및 CoO를 0.7wt몰%이하(0은 포함하지 않음) 함유하는 산화물 자성재료의 소결체를 이용하여 벌크형 코일부품을 구성한 것을 특징으로 한다.

(7) 칩부품에 있어서, Fe₂O₃가 35.0~51.0몰%, CuO가 1.0~35.0몰%, NiO가38.0~64.0몰%, ZnO가 0~10.0몰%(0을 포함함)로 이루어지는 산화물 자성재료 또는 이에 Ca를 0.3wt%이하(0은 포함하지 않음) 함유하고 또한 Ca를 0.3wt%이하(0은 포함하지 않음) 및 CoO를 0.7wt%이하(0은 포함하지 않음) 함유하는 산화물 자성재료의 소결체를 이용하고 또한 소결체내에 도전체층을 갖고 적층형 코일부품을 구성한 것을 특징으로 한다.

(8) 상기 (7)에 기재된 칩부품에 있어서 내부도체가 Ag 또는 Ag와 Pd의 합금을 주성분으로 한 도체로 구성된 것을 특징으로 한다.

(9) 칩부품의 제조방법에 있어서, Fe₂O₃가 35.0~51.0몰%, CuO가 1.0~35.0몰%, NiO가 38.0~64.0몰%, ZnO가 0~10.0몰%(0을 포함함)로 이루어지는 산화물 자성재료 또는 이에 Ca를 0.3wt%이하(0은 포함하지 않음) 함유하고 또는 Ca를 0.3wt%이하(0은 포함하지 않음) 및 CoO를 0.7wt%이하(0은 포함하지 않음) 함유하는 산화물 자성재료의 소성체를 이용하며 또한 소결체내에 도전체층 또는 도전체로서 Ag 또는 Ag와 Pd의 합금을 주성분을 한 도체를 이용한 칩부품의 제조방법에 있어서 분쇄된 산화물 자성재료와 내부도체를 880℃ ~ 920℃로 소성하는 것을 특징으로 한다. 이에 따라 하기의 작용효과를 나타낼 수 있다.

(1) 사용하는 고주파대역 100MHz이상에 있어 초기투자율이 낮고 소결체 밀도가 크며 와전류 손실이 적으며 저온소성이 가능한 산화물 자성체를 얻을 수 있다.

(2) Ca를 0.3wt%이하 첨가시킴으로써 초기투자율이 낮고 소결체 밀도가 큰 인덕턴스의 온도특성이 양호한 산화물 자성체를 얻을 수 있다.

(3) Ca를 0.3wt%이하 첨가시키고 또한 CoO를 0.7wt%이하 첨가시킴으로써 초기투자율이 작고, 소결체 밀도가 큰 인덕턴스의 온도특성이 양호한 산화물 자성체를 얻을 수 있다.

(4) Ca₃(PO₄)₂를 0.5wt% 이하 첨가시킴으로써 초기투자율이 낮고 소결체 밀도가 크며 인덕턴스의 온도특성이 양호한 산화물 자성체를 얻을 수 있다.

(5) Ca₃(PO₄)₂외에 추가로 CoO를 0.7wt%이하 첨가시켰기 때문에 더욱 초기투자율이 낮고, 소결체 밀도가 큰 인덕턴스의 온도특성이 양호한 산화물 자성체를 얻을 수 있다.

(6) 초기투자율이 낮고 소결체 밀도가 크며 인덕턴스의 온도특성이 양호한 산화물 자성체에 의해 칩부품을 구성했기 때문에 이들의 각 특성이 양호한 뛰어난 칩부품을 제공할 수 있다.

(7) 초기투자율이 낮고 소결체 밀도가 크며 인덕턴스의 온도특성이 양호한 소성온도가 낮은 산화물 자성체에 의해 적층형 코일부품을 구성했기 때문에 이들의 각 특성이 양호한 인덕턴스의 품질계수 Q가 뛰어난 적층형 코일부품을 제공할 수 있다.

(8) 초기투자율이 낮고 소결체 밀도가 크며 인덕턴스의 온도특성이 양호한 소성온도가 낮은 산화물 자성체를 사용하고, 내부도체가 Ag 또는 Ag·Pd합금을 주성분으로 한 도체로 칩부품을 구성했기 때문에 이들의 각 특성이 양호한 인덕턴스의 품질계수 Q가 뛰어난 칩부품을 제공할 수 있다.

(9) 초기투자율이 낮고 소결체 밀도가 크며 인덕턴스의 온도특성이 양호한 산화물 자성체를 사용하고, Ag 또는 Ag·Pd합금을 주성분으로 한 도체를 내부도체로 하여 880℃~920℃의 온도에서 소성하여 칩부품을 제조하므로 이들의 각 특성이 양호한 또한 인덕턴스의 품질계수 Q가 뛰어난 칩부품을 제조할 수 있다.

다음 본 발명의 일 실시예를 설명한다. 자성재료는 일반적으로 그 조성에 의해 주파수대역에 의한 특성이 다르다. 본 발명에 있어서는 사용하는 고주파대역 100MHz 이상에 있어서, 적합한 Ni-Cu-Zn 페라이트는 ZnO의 성분이 적고 상대적으로 NiO성분이 많은 연자성 페라이트를 사용한다.

본 발명의 일 실시예에서는 Ni-Cu-Zn계 산화물 자성재료에 있어서 Fe₂O₃가 35.0~51.0몰%, CuO가 1.0~35.0몰%, NiO가 38.0~64.0몰% 및 ZnO가 0~10.0몰%의 산화물 자성재료를 제공하는 것이다.

또 투자율이나 소성체밀도, 인덕턴스의 온도특성 등에 영향을 주지 않는 정도이면 불순물로서 Si, Al, B, Mn, Mg, Ba, Sr, Bi, Pb, W, V, Mo등을 함유해도 좋다.

이에 따라 초기투자율이 25이하이고 소결체 밀도가 4.75g/㎤이상 이며, 인덕턴스의 온도특성이 ±20%이내의 특성을 갖는 산화물 자성재료가 얻어진다.

주상(主相)을 이루는 Fe₂O₃는 35.0몰%보다 적으면 소결밀도가 4.75g/㎤이하가 되고 또 51.0몰%를 넘으면 전기저항율이 저하하여 와전류손실이 증가하므로 자기손실의 증가에 이어지게 된다.

CuO는 저온소결을 촉진시키는 효과가 있으며, 그 의미에서는 양을 늘리면 좋지만 35.0몰%를 넘으면 결정입자계에 이상(異相)으로서 석출하고, 입자계 스트레스가 발생하여 인덕턴스의 온도특성이 열화한다. 또 CuO가 1몰%이하에서는 소결체밀도가 열화한다.

ZnO는 초기투자율에 영향을 준다. 주파수특성은 초기투자율에 의존하며, 구해지는 주파수대역이 높아질 수록 초기투자율을 낮게 억제할 필요가 있다. 초기투자율은 바람직하게는 25이하, 더욱 바람직하게는 18이하, 더 더욱 바람직하게는 13이하이다. 초기투자율은 ZnO의 함유량에 비례하여 높아지기 때문에 100MHz ~ 500MHz이상의 대역에 사용되는 산화물 자성재료에 있어서는 ZnO는 10몰%이하이다.

따라서 상대적으로 잔여부분을 치환하는 NiO를 38.0~64.0몰%로 할 필요가 있다.

또한 본 발명은 상기 Ni-Cu-Zn계 산화물 자성재료에 있어 Fe₂O₃가 35.0~51.0몰%, CuO가 1.0~35.0몰%, NiO가 38.0~64.0몰% 및 ZnO가 0~10.0몰%로 이루어지는 산화물 자성재료에 있어서, Ca를 0.3wt%이하 함유시키거나 Ca를 0.3wt%이하 및 CaO를 0.7wt%이하 함유시키거나 Ca₃(PO₄)₂를 0.5wt%이하 첨가하여 소성하거나, Ca₃(PO₄)₂를 0.5wt%이하 첨가하여 소성하거나 Ca₃(PO₄)₂를 0.5wt%이하 및 CoO를 0.7wt%이하 첨가하여 소성하는 것이다.

본 발명의 실시예를 설명한다. Ni-Cu-Zn페라이트 즉 산화물 자성재료의 주성분으로서 NiO가 45.5몰%, CuO가 6.0몰%, ZnO가 0몰%, Fe₂O₃가 48.5몰%로 이루어지는 물질에 대해 매체비드로서 직경 3mm의 부분안정화 질코니아(Paritially Stabilized Zirconia : PSZ)를 사용하고 습식내부 순환방식의 메디어 교반형밀에 의해 습식으로 혼합하여 건조한 후 780℃로 가소성했다.

다음 이 가소성물을 매체비드인 PSZ을 이용하고 다시 습식내부 순환방식의 메디어 교반형밀에 의해 습식으로 가소성물의 농도를 33%로 하여 미세분쇄하였다. 이 때 상기 가소성한 분말에 CoO, Ca₃(PO₄)₂, Ca, P를 표 1에 나타낸 것과 같이 선택, 첨가한 것을 분쇄했다. 또한 표 1에 있어서 CoO, Ca, P는 Co₃O₄, CaCO₃, P₂O₅를 첨가한 것을 나타낸다.

재료의 평균입자지름이 0.5㎛ 즉 비표면적이 8㎡/g이 된 곳에서 건조하여 최종분말을 얻었다.

이 건조분말을 체를 통해 균일한 입자로서 취출한 후 이에 바인더로서 PVA124의 3%수용액을 10wt%첨가하여 입자를 만들고, 후술하는 측정조건에 의해 소정의 형상으로 성형하여 얻어진 성형체를 공기 중에서 910℃에서 2시간 소성하여 작성했다.

	첨가량(wt%)	초기투자율μi	소결체밀도(g/㎤)	인덕턴스의 온도특성(%)	적요
실시예	CaO	초기투자율μi	소결체밀도(g/㎤)	Ca₃(PO₄)₂	Ca	P	-20~20℃	20~80℃	본 발명예
샘플 1					20.9	5.03	5.00	3.38	비교예
샘플 2	0.70				14.5	5.11	21.56	13.45	비교예
샘플 3	0.75				14.3	5.11	24.48	15.39	비교예
샘플 4	1.00				11.1	5.04	29.04	36.38	본 발명예
샘플 5			0.025		20.1	5.08	4.86	4.06	본 발명예
샘플 6			0.05		19.4	5.01	4.43	3.54	본 발명예
샘플 7			0.10		17.8	4.95	3.12	2.38	본 발명예
샘플 8			0.20		16.7	4.86	2.44	1.95	본 발명예
샘플 9			0.30		15.9	4.77	1.89	1.14	비교예
샘플10			0.40		13.2	4.72	1.01	0.56	비교예
샘플11				0.025	12.8	4.65	-1.21	0.37	비교예
샘플12				0.05	10.1	4.31	-0.90	-0.45	비교예
샘플13				0.10	6.7	3.68	-0.45	-1.00	본 발명예
샘플14		0.0025			20.4	5.14	4.36	3.60	본 발명예
샘플15		0.005			20.2	5.13	4.03	3.29	본 발명예
샘플16		0.05			16.7	4.94	2.26	1.22	본 발명예
샘플17		0.10			16.0	4.93	1.98	1.16	본 발명예
샘플18		0.50			12.8	4.76	1.17	0.32	비교예
샘플19		1.00			9.6	4.58	0.36	-0.52	본 발명예
샘플20	0.70		0.10		14.0	4.91	19.01	11.44	본 발명예
샘플21	0.70		0.20		12.9	4.82	18.12	10.88	본 발명예
샘플22	0.50	0.025			15.0	5.11	4.78	6.02	본 발명예
샘플23	0.65	0.005			14.3	5.10	11.34	7.64	본 발명예
샘플24	0.50	0.10			12.4	4.80	2.89	7.44	본 발명예
샘플25	0.70	0.10			11.7	4.88	19.57	11.51	본 발명예
샘플26	1.00	0.10			9.1	4.71	24.75	30.44	비교예

표 1의 샘플 1은 상기 가소성하고, 미세분쇄한 주 성분에 첨가물을 가하지 않고 상기와 마찬가지로 조립, 성형하여 공기중에서 910℃로 2시간 소성한 것이다.

샘플 2 ~ 샘플 4는 상기 가소성하고 미세분쇄한 주 성분에 첨가물로서 Co₃O₄를 CoO환산으로 표 1에 도시하는 첨가량만 가하여 상기와 마찬가지로 조립, 성형, 소성한 것이다.

샘플 5~샘플 10은 상기 가소성하고, 미세분쇄한 주 성분에 첨가물로서 CaCo₃를 Ca환산으로 표 1에 도시하는 첨가량만 가하여 상기와 마찬가지로 조립, 성형, 소성한 것이다.

샘플 11 ~ 샘플 13은 상기 가소성하고, 미세분쇄한 주 성분에 첨가물로서 P₂O₅를 P환산으로 표 1에 도시하는 양의 첨가량만 가하여 상기와 마찬가지로 조립, 성형, 소성한 것이다.

샘플 14 ~ 샘플 19는 상기 가소성하고, 미세분쇄한 주 성분에 첨가물로서 Ca₃(PO₄)₂를 표 1에 도시하는 첨가량만 가하여 상기와 마찬가지로 조립, 성형, 소성한 것이다. 또한 예를들면 샘플 18과 같이 Ca₃(PO₄)₂를 0.5wt%첨가했을 때 소성후는 산화물 자성재료안에 Ca가 0.2wt%, P가 0.1wt%존재한다.

샘플 20,21은 상기 가소성하고, 미세분쇄한 주 성분에 첨가물로서 Co₃O₄와 CaCO₃를 CoO및 Ca환산으로 표 1에 도시하는 첨가량만 가하여 상기와 마찬가지로 조립, 성형, 소성한 것이다.

샘플 22 ~ 26은 상기 가소성하고 미세분쇄한 주 성분에 첨가물로서 Co₃O₄와 Ca₃(PO₄)₂를, Co₃O₄에 대해서는 CoO 환산으로 표 1에 도시하는 첨가량만 Ca₃(PO₄)₂에 대해서는 표 1에 도시하는 첨가량만 복합하여 가하고, 상기와 마찬가지로 조립, 성형, 소성한 것이다.

자성재료로서의 평가는 표 1에 도시하는 초기투자율과, 외관밀도와, 인덕턴스의 온도특성을 평가함으로써 행했다.

초기투자율과 인덕턴스의 온도특성의 측정은 외경 18mm, 내경 10mm, 높이 3.1mm의 토로이달형이 되도록 성형하고, 공기중에서 상기 소정온도로 소성하며, 와이어를 20회 감아 실제로 코일을 작제하고 임피던스 애널라이저(HP사 제품 4291A)에 의해 자계를 0.4A/m인가하고 100KHz의 인덕턴스를 측정하여 형상으로부터 얻어진 정수로부터 산출하여 초기투자율을 구했다.

여기서 초기투자율은 소결체의 고주파특성을 보기 위한 것이다. 그리고 초기투자율이 낮은 만큼 피크주파수는 고주파측으로 이동한다. 본 발명의 조건을 만족하는 곳이 되는 주파수 대역에서의 특성을 얻을 수 있는 초기투자율은 바람직하게는 25이하(100MHz대), 더욱 바람직하게는 18이하(300MHz대), 더 더욱 바람직하게는 13이하(500MHz ~)이다.

인덕턴스의 온도특성은 소결체의 특성측정시에 20℃에서의 인덕턴스값 L을 기준으로 -20과 +80℃로 온도를 변화시키고, 얻어진 각 온도에서의 기준인덕턴스 값 L과의 변화율(△L/L)에서 구한 인덕턴스의 온도특성은 그대로 신뢰성에 관련되므로 가능한 한 변화율을 억제할 필요가 있다. 신뢰성을 확보할 수 있는 인덕턴스의 온도특성은 바람직하게는 ±20%이내, 더욱 바람직하게는 ±15%이내이다.

외관밀도는 소결체의 치수로부터 체적을 구하고, 그 질량을 이 체적에서 나누어 구했다. 여기서 외관밀도는 소결체의 소결성의 좋고 나쁨을 보기 위한 것이다. 외관밀도가 낮은 것은 소결체 내부의 빈 구멍이 많은 것을 나타내는 것이며, 소자화한 경우에 있어서 높은 온습도에서의 사용에 의해 이 빈 구멍의 존재가 원인이 되어 쇼트불량 등의 신뢰성에 영향을 미치거나 물리적 강도가 유약하게 된다는문제가 발생한다. 이와같은 문제가 발생하지 않는 외관밀도는 일반적으로 Ni-Cu-Zn페라이트의 이론밀도 5.24g/㎤의 90%이상이 되는 4.75g/㎤이상이다.

이상에 의해 다음을 알 수 있다.

샘플 1 즉 본 발명의 기본조성의 것은 상기와 같이 초기투자율이 25이하로 작고, 소결체 밀도가 4.75g/㎤이상의 큰 값으로서 또한 인덕턴스의 온도특성이 ±20%이하의 특성을 갖는 것이다.

샘플 2 ~ 4에 도시하는 것과 같이 기본조성에 CoO를 단체로 첨가해도 인덕턴스의 온도특성이 커 본 발명의 범위외가 된다.

샘플 5 ~9에 도시하는 것과 같이 Ca가 0.3wt%이하의(0을 포함하지 않음) 경우 초기투자율, 소결체밀도, 인덕턴스의 온도특성 등은 상기 소정의 값을 만족하게 되지만 샘플 10과 같이 Ca가 0.3wt%를 넘으면 소결체밀도가 작아져 소정의 값을 만족하지 못하게 된다.

샘플 11 ~ 13에 도시하는 것과 같이 P를 단체(單體)로 첨가해도 소결체 밀도가 작아 소정의 값을 만족할 수 없다.

샘플 14 ~ 18에 도시하는 것과 같이 Ca₃(PO₄)₂를 0.5wt%이하(0을 포함하지 않음) 첨가시켜 소성할 경우, 초기투자율, 소결체 밀도, 인덕턴스의 온도특성 등은 소정의 값을 만족하게 되지만 샘플 19와 같이 Ca₃(PO₄)₂의 첨가량이 0.5wt%를 넘으면 소결체 밀도가 작고 소정의 값을 만족할 수 없다.

샘플 20, 21에 도시하는 것과 같이 Ca를 0.3wt%이하 함유시킨 것에 CoO를0.7wt%이하 함유시킴으로써 초기투자율이 작고, 소결체 밀도가 큰 인덕턴스의 온도특성이 양호한 것을 얻는다.

샘플 22~25에 도시하는 것과 같이 Ca₃(PO₄)₂를 0.5wt% 이하 첨가하고 있을 때 CaO를 0.7wt%이하 함유시킬 경우, 초기투자율, 소결체 밀도, 인덕턴스의 온도특성 등은 소정의 값을 만족하게 되지만 샘플 26과 같이 CoO가 0.7wt%를 넘으면 소결체 밀도가 소정의 값보다 작아지고 또 인덕턴스의 온도특성이 커져 소정의 값을 넘게 되어 소정의 값을 만족할 수 없게 된다.

또한 본 발명에 의한 벌크형 코일용의 코어는 상기와 같이 가소성하고, 습식분쇄한 산화물 자성재료에 바인더를 가하여 입자를 만든 후 소정의 형상으로 성형, 가공하고 공기중에서 900 ~ 1300℃정도로 소성하여 만든다. 또한 이 코어는 소성후에 가공해도 좋다. 그리고 이 코어에 예를들면 Au, Ag, Cu, Fe, Pt, Sn, Ni, Pb, Al, Co 또는 이들의 합금으로 이루어지는 와이어를 감아 작성한다.

한편 적층형 코일은 통상의 방법인 산화물 자성재료로 이루어지는 자성체층 페이스트와 내부도체층을, 인쇄법이나 닥터 블레이드법과 같은 후막(thick film)기술에 의해 적층하여 일체화한 후 소성하여 얻어진 소결체 표면에 외부전극용 페이스트를 인쇄하고, 소성함으로써 제조된다. 내부도전체용 페이스트는 통상 도전성 소자와 바인더와 용제를 함유한다. 도전성 소자의 재질은 인덕터의 품질계수 Q가 향상되는 이유에서 Ag 또는 Ag·Pd합금이 적합하다. 소성조건이나 소성분위기는 자성체나 도전성 소자의 재질 등에 따라 적절히 결정하면 되지만 소성온도는 바람직하게는 800~950℃, 보다 바람직하게는 880~920℃정도이다. 소성온도가 880℃미만인 경우는 소결부족이 되기 쉽기 때문에 장시간 소성하는 것이 필요하며 920℃를 넘으면 페라이트안에 전극재료가 확산되기 쉽고 칩의 전자기적 특성을 악화시키므로 단시간 소성하게 된다. 800℃미만에서는 소결불량이 되고 950℃를 넘으면 전극재료가 확산한다. 또한 소성시간은 880~920℃에서 5분 ~3시간 정도이다.

본 발명에 의해 다음의 효과를 나타낼 수 있다.

(1) 사용하는 고주파대역 100MHz이상에 있어 초기투자율이 낮고 소결체밀도가 크며 와전류손실이 적고 저온소성이 가능한 산화물 자성체를 얻을 수 있다.

(4) Ca₃(PO₄)₂를 0.5wt% 이하 첨가시킴으로써 초기투자율이 낮고 소결체 밀도가 큰 인덕턴스의 온도특성이 양호한 산화물 자성체를 얻을 수 있다.

(5) Ca₃(PO₄)₂외에 추가로 CoO를 0.7wt%이하 첨가시켰기 때문에 더욱 초기투자율이 낮고 소결체 밀도가 큰 인덕턴스의 온도특성이 양호한 산화물 자성체를 얻을 수 있다.

(8) 초기투자율이 낮고 소결체 밀도가 크며 인덕턴스의 온도특성이 양호한 소성온도가 낮은 산화물 자성체를 사용하고, 내부도체가 Ag 또는 Ag·Pd합금을 주성분으로 한 도체로서 칩부품을 구성했기 때문에 이들의 각 특성이 양호한 인덕턴스의 품질계수 Q가 뛰어난 칩부품을 제공할 수 있다.

(9) 초기투자율이 낮고 소결체 밀도가 크며 인덕턴스의 온도특성이 양호한 산화물 자성체를 사용하고, Ag 또는 Ag·Pd합금을 주성분으로 한 도체를 내부도체로 하여 880℃~920℃의 온도에서 소성하여 칩부품을 제조하므로 이들의 각 특성이 양호하며 또한 인덕턴스의 품질계수 Q가 뛰어난 칩부품을 제조할 수 있다.

Claims

Fe₂O₃가 35.0~51.0몰%,

CuO가 1.0~35.0몰%,

NiO가 38.0~64.0 몰% 및,

ZnO가 0 ~ 10.0%(0을 포함함)로 이루어지는 것으로 특징으로 하는 산화물 자성재료.
제 1항에 있어서,

Ca를 0.3wt%이하(0은 포함하지 않음) 함유하는 것을 특징으로 하는 산화물 자성재료.
제 2항에 있어서,

CoO를 0.7wt%이하(0은 포함하지 않음) 함유하는 것을 특징으로 하는 산화물 자성재료.
Fe₂O₃가 35.0~51.0%, CuO가 1.0~35.0, NiO가 38.0~64.0% 및 ZnO가 0~10.0%(0을 포함함)로 이루어지는 산화물 자성재료를 마련하는 단계와,

Ca₃(PO₄)를 0.5wt%이하(0은 포함하지 않음)를 상기 산화물 자성재료에 함유시키는 단계와,

상기 산화물 자성재료는 소성하는 단계를,

구비하는 것을 특징으로 하는 산화물 자성재료의 제조방법.
제 4항에 있어서,

CoO를 0.7wt%이하 함유시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 산화물 자성재료의 제조방법.
Fe₂O₃가 35.0~51.0몰%, CuO가 1.0~35.0몰%, NiO가 38.0~64.0몰%, ZnO가 0~10.0몰%(0을 포함함)를 함유하는 산화물 자성재료의 소결체를 포함하는 것을 특징으로 하는 벌크형 칩부품.
제6항에 있어서,

상기 산화물 자성재료의 소결체는 Ca를 0.3wt%이하(0은 포함하지 않음) 더 함유하는 것을 특징으로 하는 벌크형 칩부품.
제7항에 있어서,

상기 산화물 자성재료의 소결체는CoO를 0.7wt%이하(0은 포함하지 않음) 더 함유하는 것을 특징으로 하는 벌크형 칩부품.
Fe₂O₃가 35.0~51.0몰%, CuO가 1.0~35.0몰%, NiO가 38.0~64.0몰%, ZnO가 0~10.0몰%(0을 포함함)로 이루어지는 산화물 자성재료의 소결체를 포함하는 적층형 코일부품.
제9항에 있어서,

상기 자성물질의 소결체는 Ca를 0.3wt%이하(0은 포함하지 않음) 더 함유하는 것을 특징으로 하는 적층형 코일부품.
제10항에 있어서,

상기 자성물질의 소결체는 CoO를 0.7wt%이하(0은 포함하지 않음) 더 함유하는 것을 특징으로 하는 적층형 코일부품.
제 9항에 있어서,

Ag 또는 Ag와 Pd의 합금을 주성분으로 한 도체로 구성된 내부도체를 더 함유하는 것을 특징으로 하는 칩부품.
Fe₂O₃가 35.0~51.0몰%, CuO가 1.0~35.0몰%, NiO가 38.0~64.0몰%, ZnO가 0~10.0몰%(0을 포함함)로 이루어지는 산화물 자성재료의 소결체를 마련하는 단계와,

전기도체층 또는 전기도체로서 소결체에 이용하는 Ag 또는 Ag-Pd합금의 주성분을 갖는 내부도체를 마련하는 단계와,

880 ℃∼920℃로 산화물 자성물질과 내부도체를 소성하는 단계를

구비하는 것을 특징으로 하는 칩부품 제조방법.
제13항에 있어서,

Ca 0.3wt% 이하(0은 포함하지 않음)를 첨가하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 칩부품 제조방법.
제14항에 있어서,

CoO 0.7 wt% 이하를 첨가하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 칩부품 제조방법.