特許 6032379 フェライト組成物および電子部品

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6032379

(24)【登録日】2016年11月4日

(45)【発行日】2016年11月30日

(54)【発明の名称】フェライト組成物および電子部品

(51)【国際特許分類】

   C04B 35/30 20060101AFI20161121BHJP

   C04B 35/28 20060101ALI20161121BHJP

   C01G 53/00 20060101ALI20161121BHJP

   H01F 1/34 20060101ALI20161121BHJP

   H01F 17/00 20060101ALI20161121BHJP

【ＦＩ】

   C04B35/30 C

   C04B35/28 Z

   C01G53/00 A

   H01F1/34 A

   H01F17/00 D

【請求項の数】2

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2016-51085(P2016-51085)

(22)【出願日】2016年3月15日

(65)【公開番号】特開2016-196396(P2016-196396A)

(43)【公開日】2016年11月24日

【審査請求日】2016年4月1日

(31)【優先権主張番号】特願2015-76161(P2015-76161)

(32)【優先日】2015年4月2日

(33)【優先権主張国】JP

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000003067

【氏名又は名称】ＴＤＫ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001494

【氏名又は名称】前田・鈴木国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】長東 大樹

(72)【発明者】

【氏名】芝山 武志

(72)【発明者】

【氏名】和田 龍一

(72)【発明者】

【氏名】角田 晃一

(72)【発明者】

【氏名】秋田 由香里

(72)【発明者】

【氏名】村井 明日香

(72)【発明者】

【氏名】高橋 幸雄

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 孝志

(72)【発明者】

【氏名】大井 明徳

【審査官】 末松 佳記

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０００−２５２１１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−２９５８６２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０４Ｂ ３５／２６−３５／４０

Ｈ０１Ｆ １／３４−１／３８

Ｈ０１Ｆ １７／０４−１７／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

主成分と副成分とを有するフェライト組成物であって、
前記主成分が、酸化鉄をＦｅ_２ Ｏ_３ 換算で２６〜４６モル％、酸化銅をＣｕＯ換算で４〜１４モル％、酸化亜鉛をＺｎＯ換算で０〜２６モル％、残部がＮｉＯ換算で４０．０モル％以上の酸化ニッケルで構成され、
前記主成分１００重量部に対して、前記副成分として、ケイ素化合物をＳｉＯ_２換算で０．８〜１０．０重量部、コバルト化合物をＣｏ_３Ｏ_４換算で１．０〜１５．０重量部、ビスマス化合物をＢｉ_２Ｏ_３換算で０．７〜３０．０重量部、含有し、
Ｃｏ_３Ｏ_４換算した前記コバルト化合物の含有量を、ＳｉＯ_２換算した前記ケイ素化合物の含有量で割った値が、０．４〜５．５であり、
酸化ジルコニウムの含有量がＺｒＯ_２換算で１．０重量％以下（０を含む）であることを特徴とするフェライト組成物。

【請求項2】

請求項１に記載のフェライト組成物で構成されるフェライト焼結体を有する電子部品。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、積層型インダクタなどの製造に好適なフェライト組成物と、該組成物で構成されるフェライト焼結体を有する電子部品とに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、ＤＣ−ＤＣコンバータの小型化、高周波化が進み、数十ＭＨｚ〜数百ＭＨｚ程度の周波数で駆動するものも登場している。小型化、高周波化したＤＣ−ＤＣコンバータに適用するインダクタとして、高周波領域においてもインダクタとして動作する周波数特性と、大電流を印加しても動作がほとんど変化しない直流重畳特性とが求められる。

【0003】

ＤＣ−ＤＣコンバータに適用するインダクタに用いられるフェライト組成物として、コバルトを添加したＮｉＣｕＺｎフェライトが以前より提案されている。ＮｉＣｕＺｎフェライトに対してコバルト添加を行うことで、磁気異方性を向上させ、透磁率の周波数特性を向上させる手法が検討されている。

【0004】

しかし、コバルトを添加したＮｉＣｕＺｎフェライトは、コバルトを添加しないＮｉＣｕＺｎフェライトと比較して焼結性が低下し、温度特性が劣化する傾向があることが以前より知られている。上記のコバルト添加の欠点を克服する手法として以下に示す手法が提案されている。

【0005】

特許文献１では、ＮｉＣｕＺｎフェライトにコバルト化合物とともに酸化ビスマス等のビスマス化合物を添加することで焼結性低下を克服している。さらに、ジルコニウム化合物を添加することで温度特性を改善しようとしている。

【0006】

特許文献２では、ＮｉＣｕＺｎフェライトにＣｏ_３Ｏ_４、ＳｉＯ_２、Ｂｉ_２Ｏ_３を添加することで、高いＱ値と良好な温度特性と高い抗応力特性を得ようとしている。

【0007】

特許文献３では、ＮｉＣｕＺｎフェライト中のＦｅ_２Ｏ_３量とＺｎＯ量とを比較的少なくし、さらに、ＣｏＯを添加することで周波数特性に優れたフェライト組成物を得ようとしている。

【0008】

しかし、特許文献１の実施例では、初透磁率μ_ｉの値は示されているものの、どの程度の高い周波数まで透磁率の値が保持されるのかについては記載がない。スネークの限界によれば、一般的には初透磁率μ_ｉの値が低いほど高い周波数まで透磁率の値が保持される。しかし、添加物を添加した場合には、スネークの限界以上に高い周波数まで透磁率が保持されたり、逆に、スネークの限界以下の低い周波数で透磁率が低下したりする。そのため、初透磁率μ_ｉは周波数特性の目安にはなるが、周波数特性の評価基準としては根拠に乏しい。したがって、特許文献１の実施例では周波数特性が不明である。

【0009】

なお、スネークの限界は以下の式（１）により表される。なお、ｆ_ｒは回転磁化共鳴周波数、μ_ｉは初透磁率、γはジャイロ磁気定数、Ｍ_ｓは飽和磁化である。
ｆ_ｒ（μ_ｉ−１）＝｜γ｜×（Ｍ_ｓ／３π） …式（１）

【0010】

また、特許文献１では、酸化ジルコニウムを添加した場合における透磁率の温度変化について、２０℃での初透磁率と８５℃での初透磁率との比を示している。しかし、特許文献１の実施例に示されている２０℃での初透磁率と８５℃での初透磁率との比で最も小さいものが１．４５倍である。この結果は、温度変化に対する初透磁率の変化を抑制したというには大きすぎる。

【0011】

また、特許文献２では、初透磁率の値が示されておらず、周波数特性が不明である。特許文献３では、温度特性が不明である。さらに、特許文献１〜３は、いずれも直流重畳特性が不明である。

【0012】

以上より、特許文献１〜３のＮｉＣｕＺｎフェライトが周波数特性、直流重畳特性および温度特性の全てが優れているか否かは不明である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0013】

【特許文献1】特開２０００−２５２１１２号公報

【特許文献2】特開２００６−２０６３４７号公報

【特許文献3】特開２００８−３００５４８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0014】

本発明は、このような実状に鑑みてなされ、その目的は、低温焼結が可能であり、かつ、透磁率を数百ＭＨｚの高周波まで維持し、直流重畳特性および温度特性が良好で、比抵抗ρが高いフェライト組成物と、前記フェライト組成物を用いた電子部品を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0015】

上記目的を達成するために、本発明に係るフェライト組成物は、主成分と副成分とを有し、
前記主成分が、酸化鉄をＦｅ_２ Ｏ_３ 換算で２６〜４６モル％、酸化銅をＣｕＯ換算で４〜１４モル％、酸化亜鉛をＺｎＯ換算で０〜２６モル％、残部がＮｉＯ換算で４０．０モル％以上の酸化ニッケルで構成され、
前記主成分１００重量部に対して、前記副成分として、ケイ素化合物をＳｉＯ_２換算で０．８〜１０．０重量部、コバルト化合物をＣｏ_３Ｏ_４換算で１．０〜１５．０重量部、ビスマス化合物をＢｉ_２Ｏ_３換算で０．７〜３０．０重量部、含有し、
Ｃｏ_３Ｏ_４換算した前記コバルト化合物の含有量を、ＳｉＯ_２換算した前記ケイ素化合物の含有量で割った値が、０．４〜５．５であることを特徴とする。

【0016】

本発明に係るフェライト組成物は、主成分を構成する酸化物の含有量を上記の範囲とし、さらに副成分としてケイ素化合物、コバルト化合物およびビスマス化合物を上記の範囲で含有させることにより、低温焼結が可能となる。たとえば内部電極として用いられることが可能なＡｇの融点以下の９００℃程度で焼結することが可能となる。また、本発明に係るフェライト組成物で構成されるフェライト焼結体は、初透磁率μ_ｉおよび比抵抗ρが高く、周波数特性、直流重畳特性および温度特性が全て良好である。

【0017】

このような効果が得られる理由は、主成分を所定範囲とし、さらに各成分の含有量を特定の範囲とすることで得られる複合的な効果と考えられる。

【0018】

本発明に係る電子部品は、上記のフェライト組成物で構成されるフェライト焼結体を有する。

【0019】

なお、本発明に係るフェライト組成物で構成されるフェライト焼結体は、積層型インダクタ、積層型Ｌ―Ｃフィルタ、積層型コモンモードフィルタ、その他の積層工法による複合電子部品等に好適に用いられる。たとえばＬＣ複合電子部品、ＮＦＣコイル、積層型インピーダンス素子、積層型トランスにも本発明に係るフェライト組成物が好適に使用される。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】図１は本発明の一実施形態に係る積層型インダクタの断面図である。

【図2】図２は本発明の一実施形態に係るＬＣ複合電子部品の断面図である。

【図3】図３はＮｉＣｕＺｎフェライトにおける透磁率の周波数特性の概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、本発明を図面に示す実施形態に基づき説明する。
図１に示すように、本発明の一実施形態に係る積層型インダクタ１は、素子２と端子電極３とを有する。素子２は、フェライト層４を介してコイル導体５が３次元的かつ螺旋状に形成されたグリーンの積層体を焼成して得られる。フェライト層４は、本発明の一実施形態に係るフェライト組成物で構成してある。素子２の両端に端子電極３を形成し、引出電極５ａ、５ｂを介して端子電極３と接続することで積層型インダクタ１が得られる。素子２の形状に特に制限はないが、通常、直方体状とされる。また、その寸法にも特に制限はなく、用途に応じて適当な寸法とすればよい。

【0022】

コイル導体５および引出電極５ａ、５ｂの材質としては、特に限定はなく、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｌ、Ｐｄ、Ｐｄ／Ａｇ合金などが用いられる。なお、Ｔｉ化合物、Ｚｒ化合物、Ｓｉ化合物などを添加しても良い。

【0023】

本実施形態に係るフェライト組成物は、Ｎｉ−Ｃｕ系フェライトまたはＮｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライトであり、主成分として、酸化鉄、酸化銅および酸化ニッケルを含有し、さらに酸化亜鉛を含有してもよい。

【0024】

主成分１００モル％中、酸化鉄の含有量は、Ｆｅ_２ Ｏ_３ 換算で、２６〜４６モル％、好ましくは２９〜４６モル％、特に好ましくは３２〜４４モル％である。酸化鉄の含有量が多すぎても少なすぎても、焼結性が劣化し、特に低温焼結時の焼結密度が低下する傾向にある。また、酸化鉄が少なすぎる場合には、透磁率が低下する傾向にある。酸化鉄が多すぎる場合には、周波数特性が悪化し、高周波数での品質係数Ｑ値（ある周波数におけるコイルの誘導性リアクタンスと抵抗との比）が低下する傾向にある。さらに、温度特性も悪化する傾向にある。

【0025】

主成分１００モル％中、酸化銅の含有量は、ＣｕＯ換算で、４〜１４モル％、好ましくは４〜１２モル％である。酸化銅の含有量が少なすぎると、焼結性が劣化し、特に低温焼結時の焼結密度が低下する傾向にある。多すぎると、Ｑ値が低下する傾向にある。

【0026】

主成分１００モル％中、酸化亜鉛の含有量は、ＺｎＯ換算で、０〜２６モル％である。すなわち、主成分として酸化亜鉛を含有してもしなくてもよい。酸化亜鉛の含有量は、好ましくは０〜１１モル％である。なお、酸化亜鉛の含有量が多いほど初透磁率が上昇する傾向にある。なお、初透磁率が高くなるほどインダクタに適する。酸化亜鉛の含有量が多すぎると、キュリー温度が低下する傾向にある。

【0027】

主成分の残部は、酸化ニッケルから構成され、前記酸化ニッケルの含有量は４０．０モル％以上である。前記酸化ニッケルの含有量は、好ましくは４４．０〜５５．０モル％である。

【0028】

酸化ニッケルの含有量が小さすぎる場合には、温度特性が悪化する。

【0029】

本実施形態に係るフェライト組成物は、上記の主成分に加え、副成分として、ケイ素化合物、コバルト化合物およびビスマス化合物を含有している。なお、各化合物の種類としては、酸化物の他、焼成後に酸化物となるものであれば特に限定はない。

【0030】

ケイ素化合物の含有量は、主成分１００重量部に対して、ＳｉＯ_２ 換算で、０．８〜１０．０重量部、好ましくは０．８〜６．０重量部である。ケイ素化合物を特定の範囲内で含有させると、フェライト組成物の温度特性が向上する。ケイ素化合物の含有量が少なすぎると、Ｑ値が減少する傾向にあり、温度特性も悪化する傾向にある。多すぎると、焼結性が劣化し、特に低温焼結時の焼結密度が低下する傾向にある。

【0031】

ケイ素化合物の添加により温度特性が向上する理由を説明する。酸化ケイ素等のケイ素化合物はＮｉＣｕＺｎフェライト粒子と比較して線膨張係数が小さい。すなわち、ＮｉＣｕＺｎフェライトにケイ素化合物を添加してフェライト組成物を形成する場合には、添加したケイ素化合物がＮｉＣｕＺｎフェライトに予め応力を加えている。ケイ素化合物の存在によって生じる応力が存在するために、温度変化によって生じる応力の影響が緩和され、温度特性が向上すると本発明者らは考えている。

【0032】

ビスマス化合物の含有量は、主成分１００重量部に対して、Ｂｉ_２ Ｏ_３ 換算で、０．７〜３０．０重量部、好ましくは０．７〜１０．０重量部である。前述したケイ素化合物および後述するコバルト化合物は焼結性を低下させる効果がある。これに対し、ビスマス化合物は焼結性を高め、９００℃以下の温度での焼成を可能とする。ビスマス化合物の含有量が少なすぎると、焼結性が劣化し、特に低温焼結時の焼結密度が低下する傾向にある。さらに、焼結性の劣化に伴い、比抵抗ρも低下する傾向にある。ビスマス化合物の含有量が多すぎると、フェライト組成物中のＢｉ_２Ｏ_３が焼成中に外部へ染み出す場合がある。ビスマス化合物の含有量が多すぎるフェライト組成物を電子部品に適用して大量生産する場合には、Ｂｉ_２Ｏ_３の染み出しにより複数の電子部品が連結してしまう場合がある。また、Ｂｉ_２Ｏ_３の染み出しにより、電子部品が電子部品を載せるセッターに接着してしまう場合がある。

【0033】

コバルト化合物の含有量は、主成分１００重量部に対して、Ｃｏ_３ Ｏ_４ 換算で、１．０〜１５．０重量部、好ましくは１．０〜８．５重量部、さらに好ましくは１．０〜５．０重量部である。コバルト化合物を特定の範囲内で含有させると、周波数特性が向上する。さらに、直流重畳特性も向上する。すなわち、直流電流重畳時のインダクタンス低下が小さくなる。コバルト添加物の含有量によっては、直流電流重畳時にインダクタンスが上昇する場合さえある。コバルト化合物の含有量が少なすぎると、周波数特性が悪化し、高周波数での品質係数Ｑ値が低下する傾向にある。さらに、比抵抗ρも低下する傾向にある。多すぎると、焼結性が劣化し、特に低温焼結時の焼結密度が低下する傾向にある。さらに、温度特性が悪化する傾向にある。

【0034】

さらに、本実施形態に係るフェライト組成物においては、重量基準でＣｏ_３ Ｏ_４ 換算したコバルト化合物の含有量を、重量基準でＳｉＯ_２ 換算したケイ素化合物の含有量で割った値（以下、Ｃｏ／Ｓｉと表記する）が０．４〜５．５である。Ｃｏ／Ｓｉは、好ましくは１．５〜５．０である。

【0035】

上記のＣｏ／Ｓｉの限定は、コバルト化合物の含有量の許容範囲が、ケイ素化合物の含有量によって増減することを示している。コバルト化合物の含有量が１５．００重量部以下であっても、ケイ素化合物の添加量が少ないために、Ｃｏ／Ｓｉが５．５を超える場合には、温度特性が悪化し、比抵抗ρが低下する傾向にある。また、０．４を下回る場合には、同等の透磁率を持つ試料と比較して周波数特性が低下する。

【0036】

本実施形態に係るフェライト組成物においては、主成分の組成範囲が上記の範囲に制御されていることに加え、副成分として、上記のケイ素化合物、ビスマス化合物およびコバルト化合物が全て本発明の範囲内で含有されている。その結果、焼結温度を低下させることができ、一体焼成される内部導体として、たとえばＡｇなどの比較的低融点な金属を用いることができる。さらに、低温焼成によって得られるフェライト焼結体は、初透磁率が高く、周波数特性が良好であり、比抵抗ρが高く、直流重畳特性が良好であり、温度特性が良好である。特に、コバルト化合物とケイ素化合物との相互作用により直流重畳特性が良好となる。

【0037】

なお、ケイ素化合物、ビスマス化合物およびコバルト化合物のうち、いずれかが一つ以上が含有されていない場合、または含有量が本発明の範囲外である場合には、上記の効果は十分に得られない。すなわち、上記の効果は、ケイ素化合物、ビスマス化合物およびコバルト化合物が同時に特定量含有された場合に初めて得られる複合的な効果であると考えられる。

【0038】

また、本実施形態に係るフェライト組成物は、上記副成分とは別に、さらにＭｎ_３Ｏ_４などのマンガン酸化物、酸化ジルコニウム、酸化錫、酸化マグネシウム、ガラス化合物などの付加的成分を本発明の効果を阻害しない範囲で含有してもよい。これらの付加的成分の含有量は、特に限定されないが、例えば０．０５〜１．０重量％程度である。

【0039】

特に、酸化ジルコニウムの含有量はＺｒＯ_２換算で１．０重量％以下（０を含む）とすることが好ましい。

【0040】

さらに、本実施形態に係るフェライト組成物には、不可避的不純物元素の酸化物が含まれ得る。

【0041】

具体的には、不可避的不純物元素としては、Ｃ、Ｓ、Ｃｌ、Ａｓ、Ｓｅ、Ｂｒ、Ｔｅ、Ｉや、Ｌｉ、Ｎａ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｃａ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｓｒ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｂａ、Ｐｂ等の典型金属元素や、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｙ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｈｆ、Ｔａ等の遷移金属元素が挙げられる。また、不可避的不純物元素の酸化物は、フェライト組成物中に０．０５重量％以下程度であれば含有されてもよい。

【0042】

本実施形態に係るフェライト組成物は、フェライト粒子と、隣り合う結晶粒子間に存在する結晶粒界とを有している。結晶粒子の平均結晶粒子径は、好ましくは０．２〜１．５μｍである。

【0043】

次に、本発明のフェライト組成物の周波数特性について説明する。

【0044】

本発明のフェライト組成物の周波数特性は、高周波数まで透磁率を保持できるか否かを示す。

【0045】

本発明のフェライト組成物の周波数特性について説明するために、一般的なＮｉＣｕＺｎフェライトについて、周波数を横軸にとり、複素透磁率の実部μ’と虚部μ’’とを縦軸にとった場合の概略図を図３に示す。

【0046】

低周波数領域では、周波数を変化させてもμ’はほぼ一定であり、μ’’は、０付近でほぼ一定である。周波数を上昇させ、特定の周波数以上にするとμ’’が０から立ち上がる挙動を示す。本願ではμ’’＞０．１となる周波数をμ’’立ち上がり周波数とする。

【0047】

μ’’立ち上がり周波数以上の周波数の領域では、Ｑ値が低下し、インダクタとしての使用が困難となる。したがって、本発明のフェライト組成物は、μ’’立ち上がり周波数が高いほど、インダクタとしての使用が可能な周波数の上限が高くなる。本発明のフェライト組成物は、μ’’立ち上がり周波数が高いほど、周波数特性が良好である。以下、μ’’立ち上がり周波数をｆと表記する場合がある。

【0048】

さらに、μ’’立ち上がり周波数ｆは、一般的には初透磁率μ_ｉが高いほど低くなる。したがって、フェライト組成物の周波数特性が良好であるというためには、上記のμ’’立ち上がり周波数ｆの高さから導き出される透磁率と無関係な周波数特性だけではなく、透磁率に対する相対的な周波数特性も良好である必要がある。

【0049】

本発明者らは、上記のスネークの限界の式より、ｆ×（μ_ｉ−１）が透磁率に対する相対的な周波数特性の指標として有効であることを見出した。ｆ×（μ_ｉ−１）が大きいほど、透磁率に対する相対的な周波数特性が良好である。

【0050】

次に、本実施形態に係るフェライト組成物の製造方法の一例を説明する。まず、出発原料（主成分の原料および副成分の原料）を、所定の組成比となるように秤量して混合し、原料混合物を得る。混合する方法としては、たとえば、ボールミルを用いて行う湿式混合や、乾式ミキサーを用いて行う乾式混合が挙げられる。なお、平均粒径が０．０５〜１．０μｍの出発原料を用いることが好ましい。

【0051】

主成分の原料としては、酸化鉄（α−Ｆｅ_２ Ｏ_３ ）、酸化銅（ＣｕＯ）、酸化ニッケル（ＮｉＯ）、必要に応じて酸化亜鉛（ＺｎＯ）、あるいは複合酸化物などを用いることができる。さらに、その他、焼成により上記した酸化物や複合酸化物となる各種化合物等を用いることができる。焼成により上記した酸化物になるものとしては、たとえば、金属単体、炭酸塩、シュウ酸塩、硝酸塩、水酸化物、ハロゲン化物、有機金属化合物等が挙げられる。

【0052】

副成分の原料としては、酸化珪素、酸化ビスマスおよび酸化コバルトを用いることができる。副成分の原料となる酸化物については特に限定はなく、複合酸化物などを用いることができる。さらに、その他、焼成により上記した酸化物や複合酸化物となる各種化合物等を用いることができる。焼成により上記した酸化物になるものとしては、たとえば、金属単体、炭酸塩、シュウ酸塩、硝酸塩、水酸化物、ハロゲン化物、有機金属化合物等が挙げられる。

【0053】

なお、酸化コバルトの一形態であるＣｏ_３ Ｏ_４ は、保管や取り扱いが容易であり、空気中でも価数が安定していることから、酸化コバルトの原料として好ましい。

【0054】

次に、原料混合物の仮焼きを行い、仮焼き材料を得る。仮焼きは、原料の熱分解、成分の均質化、フェライトの生成、焼結による超微粉の消失と適度の粒子サイズへの粒成長を起こさせ、原料混合物を後工程に適した形態に変換するために行われる。こうした仮焼きは、好ましくは５００〜９００℃の温度で、通常２〜１５時間程度行う。仮焼きは、通常、大気（空気）中で行うが、大気中よりも酸素分圧が低い雰囲気で行っても良い。なお、主成分の原料と副成分の原料との混合は、仮焼きの前に行なってもよく、仮焼き後に行なってもよい。

【0055】

次に、仮焼き材料の粉砕を行い、粉砕材料を得る。粉砕は、仮焼き材料の凝集をくずして適度の焼結性を有する粉体とするために行われる。仮焼き材料が大きい塊を形成しているときには、粗粉砕を行ってからボールミルやアトライターなどを用いて湿式粉砕を行う。湿式粉砕は、粉砕材料の平均粒径が、好ましくは０．１〜１．０μｍ程度となるまで行う。

【0056】

得られた粉砕材料を用いて、本実施形態に係る積層型インダクタを製造する。該積層型インダクタを製造する方法については制限されないが、以下では、シート法を用いる。

【0057】

まず、得られた粉砕材料を、溶媒やバインダ等の添加剤とともにスラリー化し、ペーストを作製する。そして、このペーストを用いてグリーンシートを形成する。次いで、形成されたグリーンシートを所定の形状に加工し、脱バインダ工程、焼成工程を経て、本実施形態に係る積層型インダクタが得られる。焼成は、コイル導体５および引出電極５ａ，５ｂの融点以下の温度で行う。例えば、コイル導体５および引出電極５ａ，５ｂがＡｇ（融点９６２℃）の場合、好ましくは８５０〜９２０℃の温度で行う。焼成時間は、通常１〜５時間程度行う。また、焼成は、大気（空気）中で行ってもよく、大気中よりも酸素分圧が低い雰囲気で行っても良い。このようにして得られる積層型インダクタは本実施形態に係るフェライト組成物から構成されている。

【0058】

以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々なる態様で実施し得ることは勿論である。たとえば、図２に示すＬＣ複合電子部品１０におけるフェライト層４として、本発明のフェライト組成物を用いてもよい。なお、図２において、符号１２に示す部分がインダクタ部であり、符号１４に示す部分がコンデンサ部である。

【実施例】

【0059】

以下、本発明を、さらに詳細な実施例に基づき説明するが、本発明は、これら実施例に限定されない。

【0060】

まず、主成分の原料として、Ｆｅ_２Ｏ_３、ＮｉＯ、ＣｕＯ、ＺｎＯを準備した。副成分の原料として、ＳｉＯ_２、Ｂｉ_２Ｏ_３、Ｃｏ_３Ｏ_４を準備した。

【0061】

次に、準備した主成分を、焼結体として表１〜表５に記載の組成になるように秤量した後、ボールミルで１６時間湿式混合して原料混合物を得た。

【0062】

次に、得られた原料混合物を乾燥した後に、空気中において５００℃〜９００℃で仮焼して仮焼き粉とした。仮焼き粉および副成分の原料粉末を鋼鉄製ボールミルで７２時間湿式粉砕して粉砕粉を得た。

【0063】

次に、この粉砕粉を乾燥した後、粉砕粉１００重量部に、バインダとしての６ｗｔ％濃度のポリビニルアルコール水溶液を１０．０重量部添加して造粒して顆粒とした。この顆粒を、加圧成形して、成形密度３．２０Ｍｇ／ｍ³ となるようにトロイダル形状（寸法＝外径１３ｍｍ×内径６ｍｍ×高さ３ｍｍ）の成形体、およびディスク形状（寸法＝外径１２ｍｍ×高さ２ｍｍ）の成形体を得た。

【0064】

次に、これら各成形体を、空気中において、Ａｇの融点（９６２℃）以下である９００℃で２時間焼成して、焼結体としてのトロイダルコアサンプルを得た。さらにサンプルに対し以下の特性評価を行った。試験結果を表１〜表５に示す。なお、表１〜表５に記載した各成分の含有量は、それぞれＦｅ_２Ｏ_３、ＮｉＯ、ＣｕＯ、ＺｎＯ、ＳｉＯ_２、Ｃｏ_３Ｏ_４、Ｂｉ_２Ｏ_３に換算した値である。

【0065】

初透磁率μ_ｉ
トロイダルコアサンプルに銅線ワイヤを１０ターン巻きつけ、インピーダンスアナライザー（アジレントテクノロジー社製４９９１Ａ）を使用して、初透磁率μ_ｉを測定した。測定条件としては、測定周波数１ＭＨｚ、測定温度２５℃とした。本実施例では、初透磁率μ_ｉは１．５以上である場合を良好とした。

【0066】

周波数特性（μ’’立ち上がり周波数）
初透磁率μ_ｉを測定したトロイダルコアサンプルについて、測定周波数を１ＭＨｚから増加させながらμ’’を測定した。μ’’が０．１を超えたときの周波数をμ’’立ち上がり周波数とした。μ’’立ち上がり周波数ｆが２００ＭＨｚ以上である場合を周波数特性が良好とし、２５０ＭＨｚ以上である場合を周波数特性が特に良好であるとした。

【0067】

相対的な周波数特性
透磁率に対する相対的な周波数特性は、ｆ×（μ_ｉ−１）が１０００以上である場合を良好とした。

【0068】

比抵抗ρ
ディスクサンプルの両面にＩｎ−Ｇａ電極を塗り、直流抵抗値を測定し、比抵抗ρを求めた（単位：Ω・ｍ）。測定はＩＲメーター（ＨＥＷＬＥＴＴ ＰＡＣＫＡＲＤ社製４３２９Ａ）を用いて行った。本実施例では、比抵抗ρが１０^６Ω・ｍ以上である場合を良好とした。

【0069】

初透磁率μ_iの温度特性
室温２５℃を基準とし、２５℃〜１２５℃における初透磁率μ_ｉの変化率を求めた。本実施例では、μ_ｉの変化率が±３０％以内である場合を良好とし、±２５％以内である場合をより良好とした。

【0070】

直流重畳特性
トロイダルコアサンプルに銅線ワイヤを３０ターン巻きつけ、直流電流を印加しないときのインダクタンスＬ_０および４Ａの直流電流を印加したときのインダクタンスＬを測定した。Ｌの変化率（％）を１００×（Ｌ−Ｌ_０）／Ｌ_０として、Ｌの変化率が−２０．０％以上である場合に直流重畳特性が良好であるとした。なお、本実施例では、Ｌの変化率がプラスである場合には常に直流重畳特性が良好であるとした。

【0071】

【表1】

【0072】

表１の試料１〜８は、Ｃｏ以外の全ての組成を本発明の範囲内で同一として、Ｃｏの含有量のみを変化させた試料である。

【0073】

表１より、全ての主成分および副成分の組成が本発明の範囲内である場合（試料３〜７）には、初透磁率μ_ｉ、周波数特性、比抵抗ρ、直流重畳特性、初透磁率μ_ｉの温度特性の全てが良好となった。

【0074】

それに対し、副成分としてＣｏを含有せずＳｉとＢｉのみを含有する試料１は、周波数特性が低すぎ、比抵抗ρおよび直流重畳特性も好ましくない。

【0075】

また、副成分としてＣｏを含有するが含有量が少なすぎる試料２は、試料１と比較すれば周波数特性、比抵抗ρおよび直流重畳特性が改善しているが、依然として周波数特性、比抵抗ρおよび直流重畳特性が好ましくない。

【0076】

さらに、Ｃｏの含有量は本発明の範囲内であるが、Ｃｏ／Ｓｉが本発明の範囲外である試料８は、比抵抗ρが低下し、初透磁率μ_iの温度特性が悪化した。

【0077】

【表2】

【0078】

表２の試料９〜１６は、主成分およびＳｉ、Ｂｉの含有量を試料１〜８から変化させ、特にＳｉの含有量を１．６重量部から５．５重量部に増加させた上で、Ｃｏの含有量を変化させた試料である。

【0079】

表２より、全ての主成分および副成分の組成が本発明の範囲内である場合（試料１０〜１４）には、初透磁率μ_ｉ、周波数特性、比抵抗ρ、直流重畳特性、初透磁率μ_ｉの温度特性の全てが良好となった。特に、Ｃｏの含有量が試料８（９．６重量部）よりも多い試料１４（１２．８重量部）においても良好な特性が得られている。これは、試料１４では試料８と比較してＳｉの含有量が増加し、Ｃｏ／Ｓｉが本発明の範囲内となったことに由来する。

【0080】

それに対し、副成分としてＣｏを含有せずＳｉとＢｉのみを含有する試料９は、周波数特性が低すぎ、比抵抗ρも低すぎる。

【0081】

Ｃｏの含有量が高すぎる試料１５、１６は、いずれも初透磁率μ_iの温度特性が好ましくない値となった。

【0082】

【表3】

【0083】

表３の試料１７〜２６は、試料６からＳｉＯ_２の含有量を増加させるとともに、初透磁率μ_ｉの値を大きく変動させないようにＺｎＯ等の成分の含有量を変化させた試料である。

【0084】

表３より、全ての主成分および副成分の組成が本発明の範囲内である場合（試料６、１９〜２３）には、初透磁率μ_ｉ、周波数特性、比抵抗ρ、直流重畳特性、初透磁率μ_ｉの温度特性の全てが良好となった。

【0085】

これに対し、副成分としてＳｉを含有しない試料１７は初透磁率μ_iの温度特性が著しく悪化した。また、副成分としてＳｉを含有するが含有量が少なすぎる試料１８は、試料１７と比較すれば初透磁率μ_iの温度特性が改善しているが、依然として初透磁率μ_iの温度特性が好ましくない。

【0086】

主成分の組成が本発明の範囲外である試料２４〜２６は、透磁率に対する相対的な周波数特性が劣っている。さらに、ケイ素化合物およびＣｏ／Ｓｉも本発明の範囲外である試料２６は透磁率に対する相対的な周波数特性が試料２４、２５と比較してさらに劣っている。

【0087】

また、表３の試料２６ｂ、２７〜３０（試料２７ａ以外）は、Ｓｉ以外の組成を試料１７と同一とし、Ｓｉの含有量のみを変化させた試料である。なお、試料２７ａは、酸化亜鉛の含有量を０とし、酸化ニッケルの含有量を５６．０モル％とした点以外は試料２７ｂと同組成の試料である。

【0088】

表３より、全ての主成分および副成分の組成が本発明の範囲内である場合（試料２６ｂ、２７ａ、２７ｂ、２８、２９、３０ａ、３０ｂ）には、初透磁率μ_ｉ、周波数特性、比抵抗ρ、直流重畳特性、初透磁率μ_ｉの温度特性の全てが良好となった。これに対し、ケイ素化合物の含有量が高すぎ、Ｃｏ／Ｓｉが低すぎる試料３０ｃは透磁率に対する相対的な周波数特性および比抵抗が劣っている。

【0089】

【表4】

【0090】

表４の試料３１〜３６は、Ｂｉ以外の組成を試料１９と同一とし、Ｂｉの含有量のみを変化させた試料である。また、表４の試料１９、３１〜３６については、焼結性を確認するため相対密度の測定も行った。

【0091】

相対密度の測定は、ディスク形状に成形して得られた焼結体について、焼成後の焼結体の寸法および重量から、焼結体密度を算出し、理論密度に対する焼結体密度を相対密度として算出した。本実施例では、相対密度は８０％以上を良好とし、９０％以上を特に良好とした。

【0092】

表４より、全ての主成分および副成分の組成が本発明の範囲内である場合（試料１９、３３〜３６）には、初透磁率μ_ｉ、周波数特性、比抵抗ρ、直流重畳特性、初透磁率μ_ｉの温度特性、相対密度（焼結性）の全てが良好である。

【0093】

これに対し、Ｂｉの含有量が少なすぎる試料３１、３２は、相対密度および比抵抗ρが低くなっている。すなわち、試料３１、３２は焼結性が極端に低下している。さらに、試料３１、３２は透磁率に対する相対的な周波数特性も劣っている。

【0094】

【表5】

【0095】

表５の試料３８〜４１は、副成分の組成を試料６と同一として、主成分の組成を試料６から変化させた試料である。

【0096】

表５より、全ての主成分および副成分の組成が本発明の範囲内である場合（試料６、３８〜４０、４０ａ）には、初透磁率μ_ｉ、周波数特性、比抵抗ρ、直流重畳特性、初透磁率μ_ｉの温度特性の全てが良好となった。

【0097】

これに対し、Ｆｅの含有量が大きすぎ、Ｎｉの含有量が小さすぎる試料４１は、周波数特性が低すぎ、初透磁率μ_ｉの温度特性も好ましくない。また、Ｎｉの含有量が小さすぎる試料４０ｂは初透磁率μ_ｉの温度特性が好ましくない。

【0098】

【表6】

【0099】

表６の試料５１〜５９は、Ｃｏ以外の全ての組成を本発明の範囲内で同一として、Ｃｏの含有量のみを変化させた試料である。

【0100】

表６より、全ての主成分および副成分の組成が本発明の範囲内である場合（試料５３〜５８）には、初透磁率μ_ｉ、周波数特性、比抵抗ρ、直流重畳特性、初透磁率μ_ｉの温度特性の全てが良好となった。

【0101】

それに対し、副成分としてＣｏを含有せずＳｉとＢｉのみを含有する試料５１は、周波数特性が低すぎ、比抵抗ρおよび直流重畳特性も好ましくない。

【0102】

また、副成分としてＣｏを含有するが含有量が少なすぎる試料５２は、試料５１と比較すれば周波数特性、比抵抗ρおよび直流重畳特性が改善しているが、依然として周波数特性および直流重畳特性が好ましくない。

【0103】

さらに、Ｃｏの含有量は本発明の範囲内であるが、Ｃｏ／Ｓｉが本発明の範囲外である試料５９は、比抵抗ρが低下し、初透磁率μ_iの温度特性が悪化した。

【0104】

【表7】

【0105】

表７の試料６１〜６９は、Ｃｏ以外の全ての組成を本発明の範囲内で同一として、Ｃｏの含有量のみを変化させた試料である。

【0106】

表７より、全ての主成分および副成分の組成が本発明の範囲内である場合（試料６４〜６７）には、初透磁率μ_ｉ、周波数特性、比抵抗ρ、直流重畳特性、初透磁率μ_ｉの温度特性の全てが良好となった。

【0107】

それに対し、副成分としてＣｏを含有せずＳｉとＢｉのみを含有する試料６１は、周波数特性が低すぎ、直流重畳特性も好ましくない。

【0108】

また、副成分としてＣｏを含有するが含有量が少なすぎる試料６２、６３は、試料６１と比較すれば周波数特性および直流重畳特性が改善しているが、依然として周波数特性および直流重畳特性が好ましくない。

【0109】

さらに、Ｃｏの含有量は本発明の範囲内であるが、Ｃｏ／Ｓｉが本発明の範囲外である試料６８、６９は、初透磁率μ_iの温度特性が悪化した。

【0110】

【表8】

【0111】

表８の試料７１〜７７は、ＳｉおよびＣｏ以外の組成を試料５６と同一とし、Ｃｏの含有量をＣｏ_３Ｏ_４換算で１．５重量部とし、Ｓｉの含有量を変化させた試料である。

【0112】

表８より、全ての主成分および副成分の組成が本発明の範囲内である場合（試料７３〜７６）には、初透磁率μ_ｉ、周波数特性、比抵抗ρ、直流重畳特性、初透磁率μ_ｉの温度特性の全てが良好となった。

【0113】

これに対し、副成分としてＳｉを含有しない試料７１は初透磁率μ_iの温度特性が著しく悪化した。また、副成分としてＳｉを含有するが含有量が少なすぎる試料７２は、試料７１と比較すれば初透磁率μ_iの温度特性が改善しているが、依然として初透磁率μ_iの温度特性が好ましくない。

【0114】

また、Ｃｏ／Ｓｉが小さくなりすぎる試料７７は、透磁率に対する相対的な周波数特性が劣っている。

【0115】

表８の試料８１〜８７は、Ｓｉ以外の組成を試料５６と同一とし、Ｓｉの含有量のみを変化させた試料である。なお、試料８２は、酸化亜鉛の含有量を０とし、酸化ニッケルの含有量を５４．７モル％とした点以外は試料８３と同組成の試料である。

【0116】

全ての主成分および副成分の組成が本発明の範囲内である場合（試料８２〜８６）には、初透磁率μ_ｉ、周波数特性、比抵抗ρ、直流重畳特性、初透磁率μ_ｉの温度特性の全てが良好となった。

【0117】

これに対し、副成分としてＳｉを含有しない試料８１は初透磁率μ_iの温度特性が著しく悪化した。

【0118】

また、Ｓｉの含有量が大きすぎ、Ｃｏ／Ｓｉが小さくなりすぎる試料８７は、透磁率に対する相対的な周波数特性および比抵抗ρが劣っている。

【0119】

表８の試料９１〜９８は、ＳｉおよびＣｏ以外の組成を試料５６と同一とし、Ｃｏの含有量をＣｏ_３Ｏ_４換算で４．８重量部とし、Ｓｉの含有量を変化させた試料である。

【0120】

表８より、全ての主成分および副成分の組成が本発明の範囲内である場合（試料９３〜９７）には、初透磁率μ_ｉ、周波数特性、比抵抗ρ、直流重畳特性、初透磁率μ_ｉの温度特性の全てが良好となった。

【0121】

これに対し、副成分としてＳｉを含有しない試料９１は初透磁率μ_iの温度特性が著しく悪化した。また、副成分としてＳｉを含有するがＣｏ／Ｓｉが大きすぎる試料９２は、試料９１と比較すれば初透磁率μ_iの温度特性が改善しているが、依然として初透磁率μ_iの温度特性が好ましくない。

【0122】

また、Ｓｉが大きくなりすぎる試料９８は、透磁率に対する相対的な周波数特性および比抵抗ρが劣っている。

【0123】

【表9】

表９の試料１０１〜１０８は、Ｂｉ以外の組成を試料５６と同一とし、Ｂｉの含有量のみを変化させた試料である。試料１１１〜１１８は、Ｂｉ以外の組成を試料６５と同一とし、Ｂｉの含有量のみを変化させた試料である。また、表９の試料５６、６５、１０１〜１１８については、焼結性を確認するため相対密度の測定も行った。

【0124】

表９より、全ての主成分および副成分の組成が本発明の範囲内である場合（試料５６、６５、１０３〜１０８、１１３〜１１８）には、初透磁率μ_ｉ、周波数特性、比抵抗ρ、直流重畳特性、初透磁率μ_ｉの温度特性、相対密度（焼結性）の全てが良好である。

【0125】

これに対し、Ｂｉの含有量が少なすぎる試料１０１、１０２、１１１、１１２は、相対密度および比抵抗ρが低くなっている。すなわち、試料１０１、１０２、１１１、１１２は焼結性が極端に低下している。さらに、試料１０１、１０２、１１１、１１２は透磁率に対する相対的な周波数特性も劣っている。

【0126】

【表10】

【0127】

表１０の試料１２１〜１２４はＺｒＯ_２の含有量を変化させた点以外は試料５６と同一の組成である。また、表１０の試料５６、１２１〜１２４については、焼結性を確認するため相対密度の測定も行った。

【0128】

表１０より、全ての主成分および副成分の組成が本発明の範囲内である場合（試料５６、１２１〜１２４）には、初透磁率μ_ｉ、周波数特性、比抵抗ρ、直流重畳特性、初透磁率μ_ｉの温度特性、相対密度（焼結性）の全てが良好である。

【符号の説明】

【0129】

１… 積層型インダクタ
２… 素子
３… 端子電極
４… 積層体
５… コイル導体
５ａ、５ｂ… 引出電極
１０… ＬＣ複合電子部品
１２… インダクタ部
１４… コンデンサ部

【図1】

【図2】

【図3】