KR20140007959A - 적층 코일 부품 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 의하면, Ni-Zn계 페라이트 재료로 이루어지는 자성체부(2)와, 코일 형상으로 권회된 Cu를 주성분으로 하는 코일 도체(3)을 갖고, 코일 도체(3)가 자성체부(2)에 매설되어 부품 소체(1)가 형성되어 있다. 부품 소체(1)는 코일 도체(3) 근방의 제1 영역(6)과, 제1 영역(6) 이외의 제2 영역(7)으로 구분되어 있다. 제1 영역(6)에 있어서의 자성체부(2)의 평균 결정 입자 직경 D1은, 제2 영역(7)에 있어서의 자성체부(2)의 평균 결정 입자 직경 D2에 대하여 입자 직경비 D1/D2로 0.85 이하이다. 페라이트 원료 중의 CuO의 함유 몰량을 6㏖% 이하로 하고, 산소 분압이 Cu-Cu2O 평형 산소 분압 이하의 환원 분위기에서 소성한다. 번잡한 공정을 요하지 않고, 이것에 의해 열충격이 부하되거나 외부로부터의 응력이 부하되더라도 인덕턴스의 변동이 작아 양호한 내열 충격성을 갖고, 또한 직류 중첩 특성이 양호한 적층 코일 부품을 얻는다.
Description
본 발명은 적층 코일 부품에 관한 것이며, 보다 상세하게는, 페라이트 재료로 이루어지는 자성체부와 Cu를 주성분으로 한 코일 도체를 갖는 적층 인덕터 등의 적층 코일 부품에 관한 것이다.
종래부터 스피넬형 결정 구조를 갖는 Ni-Zn 등의 페라이트계 자기를 사용한 적층 코일 부품은 널리 사용되고 있으며, 페라이트 재료의 개발도 활발히 행해지고 있다.
이러한 종류의 적층 코일 부품은, 코일 형상으로 권회된 도체부가 자성체부 중에 매설된 구조를 갖고 있으며, 통상, 도체부와 자성체부는 동시 소성에 의해 형성된다.
그런데, 상기 적층 코일 부품에서는, 페라이트 재료로 이루어지는 자성체부와 도전성 재료를 주성분으로 하는 도체부는 선팽창 계수가 상이하므로, 양자의 선팽창 계수의 상이에 기인하여, 소성 후의 냉각 과정에서 내부에 응력 왜곡이 발생한다. 그리고, 기판 실장 시의 리플로우 처리 등에서 급격한 온도 변화나 외부 응력이 부하되면, 상술한 응력 왜곡이 변화하므로, 인덕턴스 등의 자기 특성이 변동한다.
따라서, 특허문헌 1에는, 적층된 세라믹 시트에 의해 적층 칩의 골격을 형성하고, 내부 도체에 의해 적층 칩 내에 코일 도체를 형성하며, 그 시단과 종단이 각각 다른 외부 전극 단자에 접속하여 이루어지는 적층 칩 인덕터로서, 상기 세라믹 시트가 자성체 시트이며, 외부 전극 단자에의 인출부를 제외한 상기 내부 도체가 포함되도록, 적층 칩 내에 도넛 형상의 비자성체의 영역을 형성한 적층 칩 인덕터가 제안되어 있다.
이 특허문헌 1에서는, 자성체 시트를 제작한 후, 그 자성체 시트 상에 비자성체 페이스트를 도포하여 소정 패턴의 비자성체막을 형성하고, 그 후, 자성체 페이스트, 내부 도체용 페이스트 및 비자성체 페이스트를 사용하여 순차 인쇄 처리를 복수 회 실시하고, 이것에 의해 적층 칩 인덕터를 얻고 있다.
그리고, 이 특허문헌 1에서는, 코일 도체와 접하는 세라믹을 비자성체로 함으로써, 동시 소성에 의해 내부에 응력 왜곡이 발생하고, 그 후에 열충격이 부하되거나 외부로부터의 응력이 부하되었을 경우에도, 자기 특성이 변동하는 것을 억제하고 있다.
한편, 이러한 종류의 적층 코일 부품에서는, 대전류가 통전되었을 경우에도 안정된 인덕턴스를 얻을 수 있는 것이 중요하며, 그러기 위해서는 큰 직류 전류를 통전하더라도 인덕턴스의 저하가 억제되는 직류 중첩 특성을 갖는 것이 필요해진다.
그러나, 적층 인덕터 등의 적층 코일 부품은, 폐자로를 형성하기 때문에, 대전류를 통전하면 자기 포화가 발생하기 쉬워져, 인덕턴스가 저하되어 원하는 직류 중첩 특성을 얻을 수 없게 된다.
따라서, 특허문헌 2에서는, 자성체층 간에 단부가 접속되고, 적층 방향으로 중첩하여 주회하는 도체 패턴을 구비한 적층 코일 부품에 있어서, 적층 방향의 양단부의 도체 패턴에 접하며, 당해 도체 패턴의 내측에 위치하는, 상기 자성체층보다도 투자율이 낮은 재료의 층을 구비한 적층 코일 부품이 제안되어 있다.
이 특허문헌 2에서는, 자성체층보다도 투자율이 낮은 재료(예를 들어, Ni-Fe계 페라이트 재료이며 Ni 함유량이 적은 것이나 비자성체 재료 등)로 이루어지는 층을 도체 패턴의 외측에 형성함으로써, 단부의 도체 패턴의 내측의 코너에 자속이 집중하는 것을 방지하여 자속을 주자로의 중앙 부분으로 분산시키고, 이것에 의해 자기 포화의 발생을 방지하여, 인덕턴스의 향상을 도모하고자 하고 있다.
또한, 특허문헌 3에는, 자성체층과 도체 패턴을 적층하고, 소체(素體) 내에 임피던스 소자가 형성된 적층형 비즈에 있어서, 자성체층의 소결성을 조정하기 위한 소결 조정제를 도체 페이스트에 혼입한 적층형 비즈가 제안되어 있다.
이 특허문헌 3에서는, 소결 조정제가, 은 분말을 피복하는 SiO2에 의해 구성됨과 함께, SiO2가 은의 중량 환산으로 0.05 내지 0.3wt% 함유하고 있으며, 상기 소결 조정제가 혼입된 도체 페이스트를 자성체층에 인쇄하여 도체 패턴을 형성하고 있다.
그리고, 이 특허문헌 3에서는, 상술한 소결 조정제를 도체 페이스트에 혼입함으로써, 소결 조정제가 자성체 중에 적절하게 확산되므로, 도체 패턴의 근방의 자성체의 소결 상태를 그 이외의 부분보다도 늦출 수 있고, 이것에 의해 자기적으로 불활성인 층을 경사적으로 형성하고 있다. 즉, 도체 패턴의 근방의 자성체의 소결 상태를 그 이외의 부분보다도 늦춤으로써, 도체 패턴 간이나 도체 패턴의 근방의 자성체의 입자 직경이 그 이외의 부분보다도 작아져 투자율이 낮은 층을 형성할 수 있으며, 자기적으로 불활성인 부분을 형성하고 있다. 그리고 이것에 의해 고주파 대역에 있어서 대전류 영역까지 직류 중첩 특성을 향상시켜, 자기 특성이 열화되는 것을 방지하고자 하고 있다.
그러나, 특허문헌 1은 내부 도체용 페이스트 외에, 자성체 페이스트나 비자성체 페이스트 등의 복수의 페이스트를 교대로 사용하여 인쇄 처리를 행해야 하고, 제조 공정이 번잡하여, 실용성이 떨어진다. 게다가, 자성체 페이스트와 비자성체 페이스트로 성분계가 상이한 경우에는, 수축 거동의 상이로 인하여 동시 소성했을 경우에 잔류 응력이 발생하여, 균열 등의 결함이 발생할 우려가 있다.
또한, 특허문헌 2도, 조성이 상이한 복수의 자성체 페이스트, 또는 자성체 페이스트와 비자성체 페이스트를 준비하여 인쇄 처리를 행해야 하므로, 특허문헌 1과 마찬가지로, 제조 공정이 번잡하여, 실용성이 떨어진다.
또한, 특허문헌 3의 방법에서는, 도체 페이스트에 소결 조정제를 혼입시키고 있으므로, 도체 페이스트를 소결하여 얻어지는 도체 패턴의 저항이 필연적으로 높아져, 직류 저항(Rdc)이 커질 우려가 있다.
본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 번잡한 공정을 요하지 않고, 열충격이 부하되거나 외부로부터의 응력이 부하되더라도 인덕턴스의 변동이 작아 양호한 내열 충격성을 갖고, 또한 직류 중첩 특성이 양호한 적층 코일 부품을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은, 도체부에 Cu를 사용하고, 자성체부에 Ni-Zn계 페라이트 재료를 사용하여 예의 연구를 행한 바, Cu가 산화되지 않는 환원 분위기에서 Cu와 자성체부로 되어야 할 자성체 시트를 동시 소성시키면, Cu가 도체부 근방의 페라이트 원료 중으로 확산되고, 이것에 의해 도체부의 근방 영역(이하, 「제1 영역」이라고 함)에 있어서의 CuO의 함유량이 증가하여, 제1 영역의 소결성이 그 제1 영역 이외의 영역(이하, 「제2 영역」이라고 함)의 소결성에 비하여 저하되는 것을 알 수 있었다. 그리고 이와 같이 제1 영역과 제2 영역 사이에서 소결성에 차이를 발생시켜, 제1 영역의 소결성을 제2 영역의 소결성에 비하여 저하시킴으로써, 내열 충격성이나 직류 중첩 특성을 향상시킬 수 있다는 지식을 얻었다.
즉, 내열 충격성이나 직류 중첩 특성을 향상시키기 위해서는, 제1 영역과 제2 영역 사이에서 소결성에 차이를 발생시키는 것이 바람직하고, 그러기 위해서는 소성 시에 제1 영역에 있어서의 결정 입자의 입자 성장을 억제할 필요가 있다.
따라서, 본 발명자들은, 소성 시에 있어서의 제1 영역에서의 결정 입자의 입자 성장을 억제하기 위해, 더욱 예의 연구를 진행시킨 바, 제1 영역의 평균 결정 입자 직경이 제2 영역의 평균 결정 입자 직경에 대하여 0.85 이하로 되도록, 제1 영역에 있어서의 결정 입자의 입자 성장을 억제함으로써, 제1 영역과 제2 영역 사이에서 적당한 소결성의 차이를 발생시킬 수 있고, 이것에 의해, 내열 충격성이나 직류 중첩 특성을 향상시킬 수 있는 것을 알 수 있었다.
본 발명은 이러한 지식에 기초하여 이루어진 것이며, 본 발명에 따른 적층 코일 부품은, 페라이트 재료로 이루어지는 자성체부와, 코일 형상으로 권회된 도체부를 갖고, 상기 도체부가 상기 자성체부에 매설되어 부품 소체를 형성하는 적층 코일 부품에 있어서, 상기 부품 소체는, 상기 도체부 근방의 제1 영역과, 상기 제1 영역 이외의 제2 영역으로 구분되며, 상기 제1 영역에 있어서의 상기 자성체부의 평균 결정 입자 직경은, 상기 제2 영역에 있어서의 상기 자성체부의 평균 결정 입자 직경에 대하여 입자 직경비로 0.85 이하이고, 또한, 상기 도체부는, Cu를 주성분으로 하고 있는 것을 특징으로 하고 있다.
또한, Cu의 함유량을 CuO로 환산하여 6㏖% 이하(0㏖%를 포함함)로 억제하고, Cu가 산화되지 않도록 산소 분압이 Cu-Cu2O 평형 산소 분압 이하의 환원 분위기에서 소성함으로써, 상기 입자 직경비가 0.85 이하인 적층 코일 부품을 용이하게 얻을 수 있다.
즉, 본 발명의 적층 코일 부품은, 상기 페라이트 재료가, Cu의 함유량이 CuO로 환산하여 6㏖% 이하(0㏖%를 포함함)인 것이 바람직하다.
이것에 의해, Cu가 산화되지 않는 환원 분위기에서 소성하더라도, 제2 영역에서의 입자 성장을 손상시키지도 않고, 용이하게 입자 직경비를 0.85 이하로 할 수 있어, 양호한 절연성을 확보하면서 내열 충격성 및 직류 중첩 특성이 양호한 적층 인덕터 등의 적층 코일 부품을 얻는 것이 가능해진다.
또한, 상술한 Cu가 산화되지 않는 환원 분위기에서는, Cu의 함유량이 CuO로 환산하여 6㏖%를 초과하면 소결성이 저하된다. 따라서, 제1 영역과 제2 영역에서 CuO의 함유 중량에 차이를 형성함으로써, 소결성에 차이를 발생시킬 수 있다.
그리고, 본 발명자들의 예의 연구의 결과, 제1 영역에 대한 제2 영역의 Cu의 함유 비율을, CuO로 환산하여 중량비로 0.6 이하(0을 포함함)로 함으로써, 상기 입자 직경비가 0.85 이하로 되어 제1 영역과 제2 영역 사이에서 소결성에 차이를 발생시킬 수 있는 것을 알 수 있었다.
즉, 본 발명의 적층 코일 부품은, 상기 제1 영역에 대한 상기 제2 영역의 Cu의 함유 비율이, CuO로 환산하여 중량비로 0.6 이하(0을 포함함)인 것이 바람직하다.
또한, 페라이트 재료 중에 Mn 성분을 함유시킴으로써, 절연성의 한층 더한 향상이 가능해진다.
즉, 본 발명의 적층 코일 부품은, 상기 페라이트 재료가, Mn 성분을 함유하고 있는 것이 바람직하다.
또한, 페라이트 재료 중에 Sn 성분을 함유시킴으로써, 직류 중첩 특성의 한층 더한 향상이 가능해진다.
즉, 본 발명의 적층 코일 부품은, 상기 페라이트 재료가, Sn 성분을 함유하고 있는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 적층 코일 부품은, 상기 부품 소체가, Cu-Cu2O의 평형 산소 분압 이하의 분위기에서 소결되어 이루어지는 것이 바람직하다.
이것에 의해 도체부로 되어야 할 Cu를 주성분으로 하는 도전막과 자성체부로 되어야 할 자성체 시트를 동시 소성하더라도, Cu가 산화되지도 않고, 소결시킬 수 있다.
상기 적층 코일 부품에 의하면, 페라이트 재료로 이루어지는 자성체부와, 코일 형상으로 권회된 도체부를 갖고, 상기 도체부가 상기 자성체부에 매설되어 부품 소체를 형성하는 적층 코일 부품에 있어서, 상기 부품 소체는, 상기 도체부 근방의 제1 영역과, 상기 제1 영역 이외의 제2 영역으로 구분되고, 상기 제1 영역에 있어서의 상기 자성체부의 평균 결정 입자 직경은, 상기 제2 영역에 있어서의 상기 자성체부의 평균 결정 입자 직경에 대하여 입자 직경비로 0.85 이하이며, 또한, 상기 도체부는, Cu를 주성분으로 하고 있으므로, 제1 영역은 제2 영역에 비하여 소성 시의 입자 성장이 억제되어 소결성이 저하되고, 투자율도 제1 영역은 제2 영역에 비하여 저하된다.
즉, 도체부 근방의 제1 영역은 제2 영역에 비하여 소결성이 저하되어, 상기 제1 영역은 소결 밀도가 낮아지므로, 내부 응력을 완화시킬 수 있고, 기판 실장 시의 리플로우 처리 등에서 열충격이나 외부로부터 응력이 부하되더라도 인덕턴스 등의 자기 특성의 변동을 억제할 수 있다. 또한, 제1 영역에서는 투자율이 저하되므로, 직류 중첩 특성이 개선되고, 그 결과, 자속의 집중이 대폭 완화되어, 포화 자속 밀도를 향상시키는 것이 가능해진다.
도 1은, 본 발명에 따른 적층 코일 부품으로서의 적층 인덕터의 일 실시 형태(제1 실시 형태)를 도시하는 사시도이다.
도 2는, 도 1의 A-A 단면도(횡단면도)이다.
도 3은, 상기 적층 인덕터의 제조 방법을 설명하기 위한 분해 사시도이다.
도 4는, 상기 적층 인덕터의 제2 실시 형태를 도시하는 횡단면도이다.
도 5는, 실시예에 있어서의 결정 입자 직경 및 조성의 측정 개소를 도시하는 도면이다.
도 6은, CuO의 함유 몰량과 입자 직경비의 관계를 도시하는 도면이다.
도 7은, 열충격 시험에 있어서의 CuO의 함유 몰량과 인덕턴스 변화율의 관계를 도시하는 도면이다.
도 8은, 직류 중첩 시험에 있어서의 CuO의 함유 몰량과 인덕턴스 변화율의 관계를 도시하는 도면이다.
도 2는, 도 1의 A-A 단면도(횡단면도)이다.
도 3은, 상기 적층 인덕터의 제조 방법을 설명하기 위한 분해 사시도이다.
도 4는, 상기 적층 인덕터의 제2 실시 형태를 도시하는 횡단면도이다.
도 5는, 실시예에 있어서의 결정 입자 직경 및 조성의 측정 개소를 도시하는 도면이다.
도 6은, CuO의 함유 몰량과 입자 직경비의 관계를 도시하는 도면이다.
도 7은, 열충격 시험에 있어서의 CuO의 함유 몰량과 인덕턴스 변화율의 관계를 도시하는 도면이다.
도 8은, 직류 중첩 시험에 있어서의 CuO의 함유 몰량과 인덕턴스 변화율의 관계를 도시하는 도면이다.
이어서, 본 발명의 실시 형태를 상세하게 설명한다.
도 1은, 본 발명에 따른 적층 코일 부품으로서의 적층 인덕터의 일 실시 형태를 도시하는 사시도이며, 도 2는 도 1의 A-A 단면도(횡단면도)이다.
본 적층 인덕터는, 부품 소체(1)가 자성체부(2)와 코일 도체(도체부)(3)를 갖고, 코일 도체(3)는 자성체부(2)에 매설되어 있다. 또한, 코일 도체(3)의 양단부에는 인출 전극(4a, 4b)이 형성되는 동시에, 부품 소체(1)의 양단부에는 Ag 등으로 이루어지는 외부 전극(5a, 5b)이 형성되고, 상기 외부 전극(5a, 5b)과 인출 전극(4a, 4b)이 전기적으로 접속되어 있다.
본 실시 형태에서는, 자성체부(2)는 Fe, Ni, Zn 및 Cu의 각 성분을 주성분으로서 함유한 페라이트 재료로 형성되고, 코일 도체(3)는 Cu를 주성분으로 한 도전성 재료로 형성되어 있다.
자성체부(2)는 도 2에 도시한 바와 같이, 코일 도체(3)의 근방 영역인 제1 영역(6)과, 상기 제1 영역(6) 이외의 제2 영역(7)으로 구분되고, 수학식 (1)에 도시한 바와 같이, 제1 영역(6)의 평균 결정 입자 직경 D1은, 제2 영역(7)의 평균 결정 입자 직경 D2에 대하여 0.85 이하로 되어 있다.
[수학식 1]
D1/D2≤0.85 … (1)
그리고, 이것에 의해 제2 영역(7)은 소성 시에 입자 성장이 촉진되어 양호한 소결성을 가지며, 소결 밀도가 높은 고밀도 영역을 형성하는 한편, 제1 영역(6)은 제2 영역(7)에 비하여 소결성이 떨어져, 결정 입자의 입자 성장이 억제된 소결 밀도가 낮은 저밀도 영역을 형성한다.
즉, 제1 영역(6)은 제2 영역(7)에 비하여 평균 결정 입자 직경이 작고, 소성 시에 입자 성장이 억제되어 소결성이 떨어져, 소결 밀도가 저하된다. 따라서, 이것에 의해 열충격이나 외부로부터의 응력이 부하되더라도 내부 응력을 완화할 수 있고, 인덕턴스 등의 자기 특성의 변동을 억제하는 것이 가능해진다.
또한, 제1 영역(6)은 상술한 바와 같이 소결성이 떨어지므로, 투자율 μ도 저하되어, 직류 중첩 특성이 개선되며, 이것에 의해 자속의 집중이 대폭 완화되어, 자기 포화되기 어려워진다.
또한, 제1 영역(6)의 평균 결정 입자 직경 D1과 제2 영역(7)의 평균 결정 입자 직경 D2의 입자 직경비 D1/D2이 0.85를 초과하면, 입자 직경비 D1/D2이 1 이하이더라도 제1 영역(6)과 제2 영역(7) 사이에서 소결성에 충분한 차이가 발생하지 않고, 또한 입자 직경비 D1/D2이 1을 초과하면, 제1 영역(6)이 제2 영역(7)보다도 입자 성장이 촉진되어 소결성이 증가하므로 바람직하지 않다.
그리고, 자성체부(2) 중의 Cu의 함유 몰량을 CuO로 환산하여 6㏖% 이하(0㏖%를 포함함)로 하고, Cu가 산화되지 않는 산소 분압이 Cu-Cu2O 평형 산소 분압 이하의 환원 분위기에서 소성함으로써, 입자 직경비 D1/D2을 0.85 이하로 용이하게 제어하는 것이 가능해진다.
즉, 대기 분위기에서 소성하는 경우, Ni-Zn-Cu계 페라이트 재료로는, 융점이 1026℃로 낮은 CuO의 함유량을 감소시키면 소결성이 저하되므로, 통상은 소성 온도를 1050 내지 1250℃ 정도로 행하고 있다.
한편, 코일 도체(3)가 Cu를 주성분으로 하는 경우에는, Cu가 산화되지 않는 환원 분위기에서 자성체부(2)와 동시 소성할 필요가 있다.
그런데, 소성 분위기의 산소 농도를 저하시키면, 소성 처리에서 결정 구조 중에 산소 결함이 형성되고, 결정 중에 존재하는 Fe, Ni, Cu, Zn의 상호 확산이 촉진되어, 저온 소결성을 향상시키는 것이 가능해진다.
그런데, 이러한 산소 농도가 낮은 환원 분위기에서 소성했을 경우, 대기 분위기에서 소성했을 경우에 비하여, Cu 산화물이 결정 입자 중에 이상(異相)으로서 석출되기 쉬워진다. 따라서, 페라이트 원료 중의 Cu의 함유 몰량이 많아지면, 결정 입자에의 Cu 산화물의 석출량이 증대되고, 이 Cu 산화물의 석출에 의해 자성체부(2) 전체의 소결성이 도리어 저하된다.
즉, 코일 도체(3)가 Cu를 주성분으로 하는 경우에는, Cu가 산화되지 않는 환원 분위기에서 자성체부(2)와 동시 소성할 필요가 있지만, 이 경우, Cu의 함유 몰량을 증량하여, CuO로 환산하여 6㏖%를 초과하게 되면, 결정 입자에의 Cu 산화물의 석출량이 과잉으로 되고, 이 때문에 제2 영역(7)에서도 결정 입자의 입자 성장이 억제되어, 원하는 저온 소성을 행할 수 없다.
한편, Cu의 함유 몰량을 CuO로 환산하여 6㏖% 이하로 하고, Cu가 산화되지 않는 Cu-Cu2O 평형 산소 분압 이하의 환원 분위기에서 소성을 행하면, 소성 과정에서 코일 도체(3)에 함유되어 있는 Cu가, 제1 영역(6) 중으로 확산된다. 이 때문에 소성 후에는 코일 도체(3)의 주위의 Cu 산화물의 함유 중량이 증가하고, 그 결과, 제1 영역(6)에서는 소결성이 저하되어 입자 성장이 억제되며, 평균 결정 입자 직경은 작아져, 소결 밀도가 저하된다. 한편, 제2 영역(7)은 Cu 확산의 영향을 받지 않으므로 양호한 소결성을 유지할 수 있다.
이와 같이 제1 영역(6)과 제2 영역(7)의 소결성의 상이로 인해 입자 직경 차이가 발생하고, 제1 영역(6)의 평균 결정 입자 직경 D1은 제2 영역(7)의 평균 결정 입자 직경 D2보다도 작아져, 입자 직경비 D1/D2을 0.85 이하로 할 수 있다.
또한, 이 경우, 코일 도체(3)의 Cu가 확산되므로, 제1 영역(6)의 CuO의 함유 중량 x1은 제2 영역(7)의 함유 중량 x2보다도 많아진다. 그리고, 상술한 Cu의 함유 몰량이 CuO로 환산하여 6㏖% 이하의 범위에서 Cu가 산화되지 않는 환원 분위기에서 소성함으로써, 제1 영역(6)에 대한 제2 영역(7)의 함유 중량의 중량 비율 x2/x1가 0.6 이하로 되도록 제어할 수 있고, 이것에 의해 입자 직경비 D1/D2이 0.85 이하인 적층 인덕터를 얻을 수 있다.
이와 같이 본 실시 형태에서는, 코일 도체(3)가 Cu를 주성분으로 했을 경우, 소성 과정에서 코일 도체(3)의 Cu가 근방 영역인 제1 영역(6)으로 확산한 결과, 제1 영역(6)의 Cu 산화물의 함유 중량이 증가하고, 이것에 의해 자성체부(2) 중의 제1 영역(6)에서는 소결성이 저하된다. 그리고, 제1 영역(6)과 제2 영역(7) 사이에서 소결성에 차이를 형성하고, 입자 직경비 D1/D2을 0.85 이하로 함으로써, 제1 영역(6)에서는 입자 성장이 억제되어 평균 결정 입자 직경이 작아져 소결 상태가 소밀로 되므로, 열충격이나 외부로부터 응력이 부하되더라도 내부 응력이 완화되고, 인덕턴스 등의 자기 특성의 변동을 억제하는 것이 가능해진다. 또한, 소결 밀도가 낮은 제1 영역(6)은 투자율도 저하되므로, 직류 중첩 특성도 개선되고, 그 결과, 자속의 집중이 대폭 완화되어, 자기 포화되기 어려워진다.
또한, 페라이트 조성 중의 Cu 이외의 주성분을 형성하는 각 성분의 함유량, 즉 Fe, Ni, Zn의 함유량은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 각각 Fe2O3, NiO 및 ZnO로 환산하여 Fe2O3: 20 내지 48㏖%, ZnO: 6 내지 33㏖%, 및 NiO: 잔량부로 되도록 배합되는 것이 바람직하다.
Ni-Zn계 페라이트와 같은 스피넬형 결정 구조를 갖는 페라이트에서는, 화학량론 조성으로는 3가 화합물과 2가 화합물이 등몰로 배합되지만, 3가의 Fe2O3을 화학량론 조성보다도 적절하게 감량하고, 2가의 원소 화합물인 NiO를 화학량론 조성보다도 과잉으로 존재시키면, Fe2O3의 환원이 저해되어 Fe3O4를 생성하는 것을 방해할 수 있어, 내환원성을 향상시키는 것이 가능해진다. 즉, Fe3O4는, Fe2O3·FeO로 나타낼 수 있지만, 2가의 Ni 화합물인 NiO가 화학량론 조성보다도 충분히 과잉으로 존재하면, Fe2O3에 대해서도 환원 분위기로 되는 Cu-Cu2O 평형 산소 분압 이하에서 소성하더라도, Ni와 마찬가지의 2가의 FeO의 생성을 방해할 수 있고, 그 결과, Fe2O3가 Fe3O4로 환원되지 않고 Fe2O3의 상태를 유지하는 것이 가능하게 되어, 내환원성이 향상되고, 원하는 절연성을 확보하는 것이 가능해진다.
또한, 필요에 따라 Mn을 Mn2O3로 환산하여, 1 내지 10㏖%의 범위에서 함유시키는 것도 바람직하다. Mn을 함유시킴으로써, Mn2O3가 우선적으로 환원되므로, Fe2O3가 환원되기 전에 소결을 완료시키는 것이 가능해지고, 또한 Cu-Cu2O의 평형 산소 분압 이하의 분위기에서 소성하더라도, 페라이트 재료의 비저항 ρ가 저하되는 것을 회피할 수 있어, 절연성을 향상시킬 수 있다.
즉, 800℃ 이상의 온도 영역에서는, Mn2O3는 Fe2O3에 비하여, 보다 높은 산소 분압에서 환원성 분위기로 된다. 따라서, Cu-Cu2O의 평형 산소 분압 이하의 산소 분압에서는, Mn2O3는 Fe2O3에 비하여 강환원성 분위기로 되고, 이 때문에 Mn2O3가 우선적으로 환원되어 소결을 완료시키는 것이 가능해진다. 즉, Mn2O3가 Fe2O3에 비하여 우선적으로 환원되므로, Fe2O3가 Fe3O4로 환원되기 전에 소성 처리를 완료시키는 것이 가능해지고, 내환원성이 향상되어 한층 양호한 절연성을 확보하는 것이 가능해진다.
이어서, 상기 적층 인덕터의 제조 방법의 일례를, 도 3을 참조하면서 상세하게 설명한다.
우선, 페라이트 소원료로서, Fe 산화물, Zn 산화물, Ni 산화물, 또한 필요에 따라 Mn 산화물, Cu 산화물을 준비한다. 그리고 이들 각 페라이트 소원료를 Fe2O3, ZnO, NiO, Mn2O3, CuO로 환산하여, 예를 들어 Fe2O3: 20 내지 48㏖%, ZnO: 6 내지 33㏖%, Mn2O3: 1 내지 10㏖%, CuO: 6㏖% 이하, NiO: 잔량부로 되도록 칭량한다.
이어서, 이들 칭량물을 순수 및 PSZ(부분 안정화 산화지르코늄) 볼 등의 옥석과 함께 포트 밀에 넣고, 습식으로 충분히 혼합 분쇄하고, 증발 건조시킨 후, 800 내지 900℃의 온도에서 소정 시간 가소한다.
이어서, 이들 가소물에, 폴리비닐부티랄계 등의 유기 바인더, 에탄올, 톨루엔 등의 유기 용제 및 PSZ 볼과 함께, 다시 포트 밀에 투입하고, 충분히 혼합 분쇄하여, 슬러리를 제작한다.
이어서, 닥터 블레이드법 등을 사용하여 상기 슬러리를 시트 형상으로 성형 가공하여, 소정 막 두께의 자성체 시트(8a 내지 8h)를 제작한다.
이어서, 자성체 시트(8a 내지 8h) 중, 자성체 시트(8b 내지 8g)가 서로 전기적으로 접속 가능해지도록 레이저 가공기를 사용하여 자성체 시트(8b 내지 8g)의 소정 개소에 비아 홀을 형성한다.
이어서, Cu를 주성분으로 한 코일 도체용 도전성 페이스트를 준비한다. 그리고, 이 도전성 페이스트를 사용하여 스크린 인쇄하여, 자성체 시트(8b 내지 8g) 상에 코일 패턴(9a 내지 9f)를 형성하고, 또한, 비아 홀을 상기 도전성 페이스트로 충전하여 비아 홀 도체(10a 내지 10e)를 제작한다. 또한, 자성체 시트(8b) 및 자성체 시트(8g)에 형성된 각 코일 패턴(9a, 9f)에는, 외부 전극과 전기적 접속이 가능해지도록 인출부(9a′, 9f′)가 형성되어 있다.
이어서, 코일 패턴(9a 내지 9f)이 형성된 자성체 시트(8b 내지 8g)를 적층하고, 이들을 코일 패턴이 형성되어 있지 않은 자성체 시트(8a) 및 자성체 시트(8h)로 끼워 지지하여 압착하며, 이것에 의해 코일 패턴(9a 내지 9f)이 비아 홀 도체(10a 내지 10e)를 개재하여 접속된 압착 블록을 제작한다. 그 후, 이 압착 블록을 소정 치수로 절단하여 적층 성형체를 제작한다.
이어서, 이 적층 성형체를 코일 패턴 중의 Cu가 산화되지 않는 분위기 하에서, 소정 온도에서 충분히 탈지한 후, N2-H2-H2O의 혼합 가스에 의해 산소 분압이 제어된 소성로에 공급하고, 900 내지 1050℃에서 소정 시간 소성하며, 이것에 의해 자성체부(2) 중에 코일 도체(3)가 매설된 부품 소체(1)를 얻는다. 즉, 소성 온도 900 내지 1050℃의 범위 내에서 Cu-Cu2O의 평형 산소 분압 이하의 산소 분압으로 소성 분위기를 설정하여 소성 처리를 행한다.
또한, 이 소성 처리에서, 코일 패턴(9a 내지 9f) 중의 Cu는 자성체 시트(8b 내지 8g) 측으로 확산되고, 이것에 의해 자성체부(2)는 소결 밀도가 낮은 제1 영역(6)과, 제1 영역(6) 이외의 소결성이 양호하며 소결 밀도가 높은 제2 영역(7)으로 구분된다.
이어서, 부품 소체(1)의 양단부에, Ag분 등의 도전성 분말, 유리 프릿, 바니시 및 유기 용제를 함유한 외부 전극용 도전 페이스트를 도포하고, 건조시킨 후, 750℃에서 베이킹하여 외부 전극(5a, 5b)을 형성하고, 이것에 의해 적층 인덕터가 제작된다.
이와 같이 본 실시 형태에서는, 부품 소체(1)는 코일 도체(3) 근방의 제1 영역(6)과, 상기 제1 영역(6) 이외의 제2 영역(7)으로 구분되고, 제1 영역(6)에 있어서의 자성체부(2)의 평균 결정 입자 직경은, 제2 영역(7)에 있어서의 자성체부(2)의 평균 결정 입자 직경에 대하여 입자 직경비로 0.85 이하이며, 또한 코일 도체(3)가 Cu를 주성분으로 하고 있으므로, Cu가 산화되지 않는 환원 분위기 하에서 코일 도체(3)와 자성체부(2)를 동시 소성시키면, 코일 도체(3) 중의 Cu가 제1 영역(6)으로 확산되고, 이것에 의해 제1 영역(6)에 있어서의 CuO의 함유 중량 x1이 증가하여 제1 영역(6)의 소결성이 제2 영역(7)의 소결성에 비하여 저하되므로, 용이하게 입자 직경비를 0.85 이하로 할 수 있다.
이와 같이 제1 영역(6)은 제2 영역(7)에 비하여 소결성이 저하되고, 소성 시의 입자 성장이 억제되므로, 제1 영역(6)은 투자율도 저하된다. 그리고, 코일 도체(3) 근방의 제1 영역(6)은 소결성이 저하되어 소결 밀도가 낮아지므로, 내부 응력을 완화시킬 수 있고, 기판 실장 시의 리플로우 처리 등에서 열충격이나 외부로부터 응력이 부하되더라도 인덕턴스 등의 자기 특성의 변동을 억제할 수 있다. 또한, 제1 영역(6)에서는 투자율이 저하되므로, 직류 중첩 특성이 개선되고, 그 결과, 자속의 집중이 대폭 완화되어, 포화 자속 밀도를 향상시키는 것이 가능해진다.
또한, Cu의 함유량을 CuO로 환산하여 6㏖% 이하(0㏖%를 포함함)로 함으로써, Cu가 산화되지 않는 환원 분위기에서 소성하더라도, 제2 영역(7)에서의 입자 성장을 손상시키지 않고, 용이하게 입자 직경비를 0.85 이하로 할 수 있어, 양호한 절연성을 확보하면서 내열 충격성 및 직류 중첩 특성이 양호한 적층 인덕터 등의 적층 코일 부품을 얻는 것이 가능해진다.
또한, 상기 제1 영역(6)에 대한 상기 제2 영역(7)의 Cu의 함유 비율을 CuO로 환산하여 중량비로 0.6 이하(0을 포함함)로 함으로써, 상기 입자 직경비 D1/D2도0.85 이하로 되어, 원하는 내열 충격성 및 직류 중첩 특성을 얻을 수 있다.
또한, 부품 소체(1)가 Cu-Cu2O의 평형 산소 분압 이하의 분위기에서 소결됨으로써, Cu를 주성분으로 하는 코일 도체(1)를 사용하여 자성체부(2)와 동시 소성하더라도, Cu가 산화되지도 않고, 소결시킬 수 있다.
이와 같이 본 실시 형태에 의하면, 열충격이나 외부로부터의 응력 부하가 있더라도 인덕턴스 등의 자기 특성이 억제된 양호한 내열 충격성을 갖고, 또한 양호한 직류 중첩 특성을 갖는 적층 코일 부품을 얻을 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 적층 코일 부품의 제2 실시 형태를 도시하는 횡단면도이며, 이 제2 실시 형태에서는, 자로를 횡단하는 비자성체층(11)을 형성하여, 개자로형으로 하는 것도 바람직하고, 이와 같이 개자로형으로 함으로써, 한층 직류 중첩 특성의 향상을 도모할 수 있다.
여기서, 비자성층(11)으로서는, 소성 시의 수축 거동이 유사한 재료, 예를 들어 Ni-Zn-Cu계 페라이트의 Ni를 Zn로 전량 치환한 Zn-Cu계 페라이트 또는 Zn계 페라이트를 사용할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 상기 실시 형태에서는, 자성체부(2)가 Fe, Ni, Zn 및 Cu의 각 성분을 주성분으로서 함유한 페라이트 재료로 형성되어 있지만, 부성분으로서 Sn 성분을 페라이트 재료 중에 적당량(예를 들어, 주성분 100중량부에 대하여 SnO2로 환산하여 1 내지 3중량부) 함유시키는 것도 바람직하며, 이것에 의해, 보다 한층 더 직류 중첩 특성의 향상을 도모할 수 있다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 소성 분위기는, 상술한 바와 같이 코일 도체(3)인 Cu가 산화하지 않도록, Cu-Cu2O의 평형 산소 분압 이하의 분위기에서 소성하는 것이 바람직하지만, 산소 농도가 과도하게 낮아지면, 페라이트의 비저항이 저하될 우려가 있으며, 이러한 관점에서는, Cu-Cu2O의 평형 산소 분압의 1/100 이상인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 적층 코일 부품에 대하여 설명했지만, 적층 LC 부품과 같은 적층 복합 부품에 적용할 수 있음은 물론이다.
이어서, 본 발명의 실시예를 구체적으로 설명한다.
실시예 1
(시료의 제작)
〔자성체 시트의 제작〕
페라이트 소원료로서, Fe2O3, Mn2O3, ZnO, NiO 및 CuO를 준비하고, 표 1과 같은 조성으로 되도록, 이들 세라믹 소원료를 칭량하였다. 즉, Fe2O3: 46.5㏖%, Mn2O3: 2.5㏖%, ZnO: 30.0㏖%로 하고, CuO를 0.0 내지 8.0㏖%로 상이하게 하고, 잔량부를 NiO로 조정하였다.
이어서, 이들 칭량물을 순수 및 PSZ 볼과 함께 염화비닐제의 포트 밀에 넣고어, 습식으로 충분히 혼합 분쇄하고, 증발 건조시킨 후, 850℃의 온도에서 가소하였다.
이어서, 이들 가소물을, 폴리비닐부티랄계 바인더(유기 바인더), 에탄올(유기 용제) 및 PSZ 볼과 함께, 다시 염화비닐제의 포트 밀에 투입하고, 충분히 혼합 분쇄하여, 슬러리를 얻었다.
이어서, 닥터 블레이드법을 사용하여, 두께가 25㎛로 되도록 슬러리를 시트 형상으로 성형하고, 이를 세로 50㎜, 가로 50㎜의 크기로 펀칭하여, 자성체 시트를 제작하였다.
이어서, 레이저 가공기를 사용하여, 자성체 시트의 소정 위치에 비아 홀을 형성한 후, Cu 분말, 바니시 및 유기 용제를 함유한 Cu 페이스트를 자성체 시트의 표면에 스크린 인쇄하고, 또한 상기 Cu 페이스트를 비아 홀에 충전하고, 이것에 의해 소정 형상의 코일 패턴 및 비아 홀 도체를 형성하였다.
〔비자성체 시트의 제작〕
Fe2O3: 46.5㏖%, Mn2O3: 2.5㏖%, ZnO: 51.0㏖%로 되도록 Fe2O3, Mn2O3 및 ZnO를 칭량하고, 상술과 마찬가지의 방법·수순으로 가소한 후, 슬러리화하고, 그 후 닥터 블레이드법을 사용하여, 두께가 25㎛로 되도록 슬러리를 시트 형상으로 성형하고, 이를 세로 50㎜, 가로 50㎜의 크기로 펀칭하여, 비자성체 시트를 제작하였다.
그리고, 레이저 가공기를 사용하여, 자성체 시트의 소정 위치에 비아 홀을 형성한 후, Cu 분말, 바니시 및 유기 용제를 함유한 Cu 페이스트를 비아 홀에 충전하고, 이것에 의해 비아 홀 도체를 형성하였다.
〔소결체의 제작〕
비자성체 시트를 대략 중앙부에 끼워 넣는 형태로, 코일 패턴이 형성된 상기 자성체 시트, 상기 비자성체 시트 및 코일 패턴이 형성된 상기 자성체 시트를 순차 적층하고, 그 후, 이들을 코일 패턴이 형성되어 있지 않은 자성체 시트로 끼워 지지하며, 60℃의 온도에서 100㎫의 압력으로 압착하여, 압착 블록을 제작하였다. 그리고, 이 압착 블록을 소정의 크기로 절단하여, 적층 성형체를 제작하였다.
이어서, 이 적층 성형체를, Cu가 산화되지 않는 환원 분위기에서 가열하고, 충분히 탈지하였다. 그 후, N2-H2-H2O의 혼합 가스에 의해 산소 분압을 1.8×10-1㎩로 제어한 소성로에 세라믹 적층체를 투입하여, 950℃의 소성 온도에서, 1 내지 5시간 유지하여 소성하고, 이것에 의해 대략 중앙부에 비자성체층을 가지며, 자성체부에 코일 도체가 매설된 시료 번호 1 내지 9의 부품 소체를 제작하였다.
이어서, Ag분, 유리 프릿, 바니시 및 유기 용제를 함유한 외부 전극용 도전 페이스트를 준비하였다. 그리고, 이 외부 전극용 도전 페이스트를 페라이트 소체의 양단부에 도포하여 건조한 후, 750℃에서 베이킹하여 외부 전극을 형성하여, 시료 번호 1 내지 9의 시료(적층 인덕터)를 얻었다.
또한, 시료의 외형 치수는 길이 L: 2.0㎜, 폭 W: 1.2㎜, 두께 T: 1.0㎜이며, 코일의 턴 수는 인덕턴스가 약 1.0㎌로 되도록 조정하였다.
〔시료의 평가〕
시료 번호 1 내지 9의 각 시료에 대하여, CuO의 함유 중량 및 평균 결정 입자 직경을 측정하였다.
도 5는 CuO의 함유 중량 및 평균 결정 입자 직경의 측정 개소를 도시하는 단면도이며, 각 시료의 부품 소체(21)는 비자성체층(22)이 대략 중앙부에 형성됨과 함께, 자성체부(23)에 코일 도체(24)가 매설되어 있다.
그리고, 코일 도체(24) 근방의 제1 영역(25)에 대해서는, 코일 도체(24)의 중심선 C 상이며, 각각 코일 도체(24)로부터의 이격 거리 T′가 5㎛인 위치를 측정 위치로 하여, 상기 측정 위치에서의 CuO의 함유 중량 및 평균 결정 입자 직경을 구하였다.
또한, 제2 영역(26)에 대해서는, 폭 W: 1.2㎜의 자성체부(23)의 중심선 상에 상당하는 도면 부호 (W′)가 0.6㎜이며, 또한 두께 방향의 대략 중앙부(도 5 중, X로 나타냄)를 측정 위치로 하여, 상기 측정 위치에서의 CuO의 함유 중량 및 평균 결정 입자 직경을 구하였다.
구체적으로는, CuO의 함유 중량은, 시료 번호 1 내지 9의 각 시료 10개를 파단하고, WDX법(파장 분산형 X선 분석법)을 사용하여 각 자성체부(23)의 조성을 정량 분석하여, 제1 및 제2 영역(25, 26)에 있어서의 자성체부(23) 중의 CuO의 함유 중량(평균값)을 구하였다.
CuO의 평균 결정 입자 직경은, 각 시료 10개를 파단한 후, 단면을 연마하고, 또한 화학 에칭을 행하고, 에칭한 각 시료에 대하여, 상술한 측정 개소에 있어서의 SEM 사진을 촬영하며, 이 SEM 사진으로부터, 제1 및 제2 영역(25, 26)에 있어서의 입자 직경을 측정하고, JIS 규격(R1670)에 준거하여, 원 상당 직경으로 환산하여 평균 결정 입자 직경을 산출하여, 10개의 데이터의 평균값을 구하였다.
그리고 그 후, 열충격 시험 및 직류 중첩 시험을 행하여, 각각 시험 전후의 인덕턴스를 측정하여 그 변화율을 구하고, 내열 충격성 및 직류 중첩 특성을 평가하였다.
구체적으로는, 열충격 시험은, 각 시료 50개에 대하여, -55℃ 내지 +125℃의 범위에서 소정의 히트 사이클로 2000사이클 반복, 시험 전후의 인덕턴스 L를 측정 주파수 1㎒로 측정하여, 시험 전후의 인덕턴스 변화율을 구하였다.
또한, 직류 중첩 시험은, 각 시료 50개에 대하여, JIS규격(C2560-2)에 준거하여, 1A의 직류 전류를 시료에 중첩했을 때의 인덕턴스 L을 측정 주파수 1㎒로 측정하여, 시험 전후의 인덕턴스 변화율 ΔL을 구하였다.
표 2는 시료 번호 1 내지 9의 각 시료의 측정 결과를 나타내고 있다.
시료 번호 8, 9는, 열충격 시험에서 인덕턴스 변화율 ΔL이 +20.7 내지 +26.4%, 직류 중첩 시험에서 인덕턴스 변화율 ΔL이 -45.5 내지 -52.4%로 모두 커서, 내열 충격성 및 직류 중첩 특성이 떨어지는 것을 알 수 있었다. 이는 CuO의 함유 몰량이 7.0 내지 8.0㏖%로 많기 때문에, 결정 입자 중에 CuO의 이상(異相)이 발생하여 도리어 소결성이 저하되어, 입자 직경비 D1/D2이 1.00으로 된 것이라고 생각된다.
이에 비하여 시료 번호 1 내지 7은 CuO의 함유 몰량이 6.0㏖% 이하이고, 입자 직경비 D1/D2이 0.85 이하, 중량비 x2/x1가 0.60 이하이므로, 열충격 시험에서 인덕턴스 변화율 ΔL이 절댓값으로 15% 이하, 직류 중첩 시험에서 인덕턴스 변화율 ΔL이 절댓값으로 40% 이하로 되어, 양호한 결과가 얻어졌다.
또한, CuO 함유량이 1.0 내지 5.0㏖%인 시료 번호 2 내지 6은 입자 직경비 D1/D2이 0.6 이하이고, 열충격 시험에서 인덕턴스 변화율이 절댓값으로 10% 이하로 되어, 더욱 양호한 결과가 얻어지는 것을 알 수 있었다.
도 6은 CuO의 함유 몰량과 입자 직경비의 관계를 도시하는 도면이며, 횡축이 함유 몰량(㏖%), 종축이 입자 직경비 D1/D2(-)을 나타내고 있다.
이 도 6으로부터 명백한 바와 같이, CuO의 함유 몰량이 7.0㏖%를 초과하면 입자 직경비 D1/D2이 1.00으로 되는 것에 비하여, CuO의 함유 몰량이 6.0㏖% 이하의 범위에서 입자 직경비 D1/D2이 0.85 이하로 되는 것을 알 수 있다.
도 7은 열충격 시험에 있어서의 CuO의 함유 몰량과 인덕턴스 변화율의 관계를 도시하는 도면이며, 횡축이 함유 몰량(㏖%), 종축이 인덕턴스 변화율 ΔL(%)을 나타내고 있다.
이 도 7로부터 명백한 바와 같이, CuO의 함유 몰량이 7.0㏖%를 초과하면 인덕턴스 변화율 ΔL이 20% 이상으로 되는 것에 비하여, CuO의 함유 몰량이 6.0㏖% 이하의 범위에서 인덕턴스 변화율 ΔL을 15% 이하로 억제할 수 있는 것을 알 수 있다.
도 8은 직류 중첩 시험에 있어서의 CuO의 함유 몰량과 인덕턴스 변화율의 관계를 도시하는 도면이며, 횡축이 함유 몰량(㏖%), 종축이 인덕턴스 변화율 ΔL(%)을 나타내고 있다.
이 도 8로부터 명백한 바와 같이, CuO의 함유 몰량이 7.0㏖%를 초과하면 인덕턴스 변화율 ΔL이 절댓값으로 45%를 초과하는 것에 비하여, CuO의 함유 몰량이6.0㏖% 이하의 범위에서 인덕턴스 변화율 ΔL은 절댓값으로 40% 이하로 억제할 수 있는 것을 알 수 있다.
실시예 2
페라이트 재료의 주성분을 형성하는 Fe2O3, Mn2O3, ZnO, NiO 및 CuO 외에, 부 성분 재료로서 SnO2를 준비하였다. 그리고, Fe2O3: 46.5㏖%, Mn2O3: 2.5㏖%, ZnO: 30.0㏖%, CuO를 1.0㏖%, 및 NiO: 20.0㏖%로 되도록 칭량하고, 또한 주성분 100중량부에 대하여 0.0 내지 3.0중량부로 되도록 SnO2를 칭량하였다.
그 밖에는, 실시예 1과 마찬가지의 방법·수순으로, 시료 번호 11 내지 14의 시료를 제작하였다.
이어서, 시료 번호 11 내지 14의 각 시료에 대하여, CuO의 함유 중량 및 평균 결정 입자 직경을 측정하고, 열충격 시험 및 직류 중첩 시험을 행하였다.
표 3은 시료 번호 11 내지 14의 각 시료의 측정 결과를 나타내고 있다.
시료 번호 11 내지 14로부터 명백한 바와 같이, 열충격 시험에서의 인덕턴스 변화율 ΔL은 거의 차이가 없지만, 시료 번호 12 내지 14와 시료 번호 11의 대비로부터 명백한 바와 같이, 페라이트 재료 중에 SnO2를 함유시킴으로써 직류 중첩 시험에서의 인덕턴스 변화율 ΔL이 감소하여, 직류 중첩 특성이 향상되는 것을 알 수 있었다. 게다가, 주성분 100중량부에 대하여 SnO2의 함유량이 0.1 내지 3.0중량부의 범위에서는, SnO2의 함유량이 증량하는 데 수반하여, 직류 중첩 특성이 한층 향상되는 것을 알 수 있었다.
즉, 주성분에 적당량의 SnO2를 함유시킴으로써, 직류 중첩 특성이 한층 향상되는 것이 확인되었다.
<산업상 이용가능성>
Cu를 주성분으로 하는 재료를 코일 도체에 사용하여, 코일 도체와 자성체부를 동시 소성하더라도, 번잡한 공정을 요하지 않고 내열 충격성이나 직류 중첩이 양호한 적층 인덕터 등의 적층 코일 부품을 실현할 수 있다.
1: 부품 소체
2: 자성체부
3: 코일 도체(도체부)
6: 제1 영역
7: 제2 영역
21: 부품 소체
23: 자성체부
24: 코일 도체(도체부)
25: 제1 영역
26: 제2 영역
2: 자성체부
3: 코일 도체(도체부)
6: 제1 영역
7: 제2 영역
21: 부품 소체
23: 자성체부
24: 코일 도체(도체부)
25: 제1 영역
26: 제2 영역
Claims (6)
- 페라이트 재료로 이루어지는 자성체부와, 코일 형상으로 권회된 도체부를 갖고, 상기 도체부가 상기 자성체부에 매설되어 부품 소체를 형성하는 적층 코일 부품에 있어서,
상기 부품 소체는, 상기 도체부 근방의 제1 영역과, 상기 제1 영역 이외의 제2 영역으로 구분되며,
상기 제1 영역에 있어서의 상기 자성체부의 평균 결정 입자 직경은, 상기 제2 영역에 있어서의 상기 자성체부의 평균 결정 입자 직경에 대하여 입자 직경비로0.85 이하이고,
또한, 상기 도체부는, Cu를 주성분으로 하고 있는 것을 특징으로 하는 적층 코일 부품. - 제1항에 있어서,
상기 페라이트 재료는, Cu의 함유량이, CuO로 환산하여 6㏖% 이하(0㏖%를 포함함)인 것을 특징으로 하는 적층 코일 부품. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제1 영역에 대한 상기 제2 영역의 Cu의 함유 비율이, CuO로 환산하여 중량비로 0.6 이하(0을 포함함)인 것을 특징으로 하는 적층 코일 부품. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 페라이트 재료는, Mn 성분을 함유하고 있는 것을 특징으로 하는 적층 코일 부품. - 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 페라이트 재료는, Sn 성분을 함유하고 있는 것을 특징으로 하는 적층 코일 부품. - 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 부품 소체는, Cu-Cu2O의 평형 산소 분압 이하의 분위기에서 소결되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 적층 코일 부품.
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