(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023180401
(43)【公開日】2023-12-21
(54)【発明の名称】フェライト組成物、フェライト焼結体および電子部品
(51)【国際特許分類】
C04B 35/30 20060101AFI20231214BHJP
C01G 49/00 20060101ALI20231214BHJP
C01G 53/00 20060101ALI20231214BHJP
H01F 1/34 20060101ALI20231214BHJP
【ＦＩ】
C04B35/30
C01G49/00 A
C01G49/00 E
C01G53/00 A
H01F1/34 140
【審査請求】未請求
【請求項の数】4
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022093689
(22)【出願日】2022-06-09
(71)【出願人】
【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・鈴木国際特許弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】角田 晃一
(72)【発明者】
【氏名】大島 由也
(72)【発明者】
【氏名】小森田 健二
(72)【発明者】
【氏名】大澤 滋
(72)【発明者】
【氏名】近藤 真一
(72)【発明者】
【氏名】田之上 寛之
(72)【発明者】
【氏名】佐々木 香
(72)【発明者】
【氏名】新堀 拓哉
(72)【発明者】
【氏名】高橋 幸雄
(72)【発明者】
【氏名】梅田 秀信
【テーマコード（参考）】
4G002
4G048
5E041
【Ｆターム（参考）】
4G002AA06
4G002AA10
4G002AE05
4G048AA01
4G048AA03
4G048AB01
4G048AC08
4G048AE05
5E041AB01
5E041BD01
5E041NN02
(57)【要約】
【課題】高周波帯域において好適に用いられることが可能であり、しかも機械的強度にも優れたフェライト焼結体と、その組成物と、その組成物を有する電子部品を提供すること。
【解決手段】主成分と副成分とを有するフェライト組成物である。主成分が、鉄酸化物をＦｅ２ Ｏ３ 換算で４０．５～５０．０モル％、銅酸化物をＣｕＯ換算で６．０～１４．０モル％、亜鉛酸化物をＺｎＯ換算で７．０～２５．０モル％、残部にニッケル酸化物を含有する。主成分１００重量部に対して、副成分が、コバルト酸化物をＣｏ３ Ｏ４ 換算で３．１～１０．０重量部、スズ酸化物をＳｎＯ２ 換算で０．５～４．０重量部、ビスマス酸化物をＢｉ２ Ｏ３ 換算で０．５０重量部以下(０を含む)で、含有する。主成分中の亜鉛酸化物のＺｎＯ換算でのモル％で表される含有量をα、主成分１００重量部に対するコバルト酸化物のＣｏ３ Ｏ４ 換算での重量部含有量をβとし、Ａ＝（α―１８）／βとする場合に、Ａは－３．５以上１．０以下である。
【選択図】図１
【解決手段】主成分と副成分とを有するフェライト組成物である。主成分が、鉄酸化物をＦｅ２ Ｏ３ 換算で４０．５～５０．０モル％、銅酸化物をＣｕＯ換算で６．０～１４．０モル％、亜鉛酸化物をＺｎＯ換算で７．０～２５．０モル％、残部にニッケル酸化物を含有する。主成分１００重量部に対して、副成分が、コバルト酸化物をＣｏ３ Ｏ４ 換算で３．１～１０．０重量部、スズ酸化物をＳｎＯ２ 換算で０．５～４．０重量部、ビスマス酸化物をＢｉ２ Ｏ３ 換算で０．５０重量部以下(０を含む)で、含有する。主成分中の亜鉛酸化物のＺｎＯ換算でのモル％で表される含有量をα、主成分１００重量部に対するコバルト酸化物のＣｏ３ Ｏ４ 換算での重量部含有量をβとし、Ａ＝（α―１８）／βとする場合に、Ａは－３．５以上１．０以下である。
【選択図】図１
【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、鉄酸化物をＦｅ２ Ｏ３ 換算で４０．５～５０．０モル％、銅酸化物をＣｕＯ換算で６．０～１４．０モル％、亜鉛酸化物をＺｎＯ換算で７．０～２５．０モル％、残部にニッケル酸化物を含有し、
前記主成分１００重量部に対して、前記副成分が、コバルト酸化物をＣｏ３ Ｏ４ 換算で３．１～１０．０重量部、スズ酸化物をＳｎＯ２ 換算で０．５～４．０重量部、ビスマス酸化物をＢｉ２ Ｏ３ 換算で０．５０重量部以下(０を含む)で、含有し、
前記主成分中の前記亜鉛酸化物のＺｎＯ換算でのモル％で表される含有量をα、前記主成分１００重量部に対する前記コバルト酸化物のＣｏ３ Ｏ４ 換算での重量部含有量をβとし、Ａ＝（α―１８）／βとする場合に、
Ａは－３．５以上１．０以下であるフェライト組成物。
前記主成分が、鉄酸化物をＦｅ２ Ｏ３ 換算で４０．５～５０．０モル％、銅酸化物をＣｕＯ換算で６．０～１４．０モル％、亜鉛酸化物をＺｎＯ換算で７．０～２５．０モル％、残部にニッケル酸化物を含有し、
前記主成分１００重量部に対して、前記副成分が、コバルト酸化物をＣｏ３ Ｏ４ 換算で３．１～１０．０重量部、スズ酸化物をＳｎＯ２ 換算で０．５～４．０重量部、ビスマス酸化物をＢｉ２ Ｏ３ 換算で０．５０重量部以下(０を含む)で、含有し、
前記主成分中の前記亜鉛酸化物のＺｎＯ換算でのモル％で表される含有量をα、前記主成分１００重量部に対する前記コバルト酸化物のＣｏ３ Ｏ４ 換算での重量部含有量をβとし、Ａ＝（α―１８）／βとする場合に、
Ａは－３．５以上１．０以下であるフェライト組成物。
【請求項2】
前記主成分１００重量部に対する前記スズ酸化物のＳｎＯ２ 換算での含有量をγとする場合に、β／γが１．６以上である請求項１に記載のフェライト組成物。
【請求項3】
請求項１または２に記載のフェライト組成物を有するフェライト焼結体。
【請求項4】
請求項１または２に記載のフェライト組成物を有する電子部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、フェライト組成物、フェライト焼結体および電子部品に関する。
【背景技術】
【0002】
たとえば下記に示す特許文献１には、Ｆｅ2Ｏ3、ＮｉＯ、ＣｕＯ、ＺｎＯ、およびＣｏＯを所定の割合に含むフェライト組成物が開示してあり、高周波数帯域において良好にノイズを除去することができることが期待されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】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】
【0004】
本発明は、このような実状に鑑みてなされ、その目的は、高周波帯域において好適に用いられることが可能であり、しかも機械的強度にも優れたフェライト焼結体と、その組成物と、その組成物を有する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】
【0005】
本発明者らは、高周波帯域において好適な電子部品に用いられるフェライト組成物について鋭意検討した結果、Ｃｏ酸化物を多く含むフェライト組成物の場合、このフェライト組成物を用いて製造された電子部品において、素体（焼結体）の強度が不十分に成りやすく、クラック等の不具合が起こりやすくなる傾向にあり、電子部品の信頼性が低下してしまうという課題があることを発見した。
【0006】
フェライト組成物が適用される電子部品を得る場合に、フェライト組成物から成る焼結体の強度が不足すると、曲げや引っ張り等の機械的応力に対する耐久性が不足し易く、欠けや割れといった不具合が生ずることがある。したがって、より高い強度を発現しうるフェライト組成物の開発が望まれている。
【0007】
本発明者らは、上述の課題を解決すべく鋭意検討した結果、Ｃｏ酸化物とＳｎ酸化物が所定の数値範囲内にあるフェライト組成物を有するフェライト焼結体が、高い曲げ強度を有しながら、高周波（たとえば９００ＭＨｚ前後、すなわち７００ＭＨｚ～１．７ＧＨｚ）において大きい複素透磁率の実部μ’を有することを見出し、本発明を完成させるに至った。
【0008】
すなわち、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するフェライト組成物であって、
前記主成分が、鉄酸化物をＦｅ２ Ｏ３ 換算で４０．５～５０．０モル％、銅酸化物をＣｕＯ換算で６．０～１４．０モル％、亜鉛酸化物をＺｎＯ換算で７．０～２５．０モル％、残部にニッケル酸化物を含有し、
前記主成分１００重量部に対して、前記副成分が、コバルト酸化物をＣｏ３ Ｏ４ 換算で３．１～１０．０重量部、スズ酸化物をＳｎＯ２ 換算で０．５～４．０重量部、ビスマス酸化物をＢｉ２ Ｏ３ 換算で０．５０重量部以下(０を含む)で、含有し、
前記主成分中の前記亜鉛酸化物のＺｎＯ換算でのモル％で表される含有量をα、前記主成分１００重量部に対する前記コバルト酸化物のＣｏ３Ｏ４換算での重量部含有量をβとし、Ａ＝（α―１８）／βとする場合に、
Ａは－３．５以上１．０以下である。
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、鉄酸化物をＦｅ２ Ｏ３ 換算で４０．５～５０．０モル％、銅酸化物をＣｕＯ換算で６．０～１４．０モル％、亜鉛酸化物をＺｎＯ換算で７．０～２５．０モル％、残部にニッケル酸化物を含有し、
前記主成分１００重量部に対して、前記副成分が、コバルト酸化物をＣｏ３ Ｏ４ 換算で３．１～１０．０重量部、スズ酸化物をＳｎＯ２ 換算で０．５～４．０重量部、ビスマス酸化物をＢｉ２ Ｏ３ 換算で０．５０重量部以下(０を含む)で、含有し、
前記主成分中の前記亜鉛酸化物のＺｎＯ換算でのモル％で表される含有量をα、前記主成分１００重量部に対する前記コバルト酸化物のＣｏ３Ｏ４換算での重量部含有量をβとし、Ａ＝（α―１８）／βとする場合に、
Ａは－３．５以上１．０以下である。
【0009】
好ましくは、前記主成分１００重量部に対する前記スズ酸化物のＳｎＯ２ 換算での重量部含有量をγとする場合に、β／γが１．６以上であってもよい。
【0010】
好ましくは、フェライト焼結体は、上記のフェライト組成物を有する。
【0011】
好ましくは、電子部品は、上記のフェライト組成物を有する。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、本発明の実施形態について説明する。
図１に示すように、本発明の一実施形態に係る電子部品としてのチップコイル１は、セラミック層２と内部電極層３とがＹ軸方向に交互に積層してあるチップ本体４を有する。
図１に示すように、本発明の一実施形態に係る電子部品としてのチップコイル１は、セラミック層２と内部電極層３とがＹ軸方向に交互に積層してあるチップ本体４を有する。
【0014】
各内部電極層３は、四角状環またはＣ字形状を有し、隣接するセラミック層２を貫通する内部電極接続用スルーホール電極（図示略）または段差状電極によりスパイラル状に接続され、コイル導体３０を構成している。
【0015】
チップ本体４のＹ軸方向の両端部には、それぞれ端子電極５，５が形成してある。各端子電極５には、積層されたセラミック層２を貫通する端子接続用スルーホール電極６の端部が接続してあり、各端子電極５，５は、閉磁路コイル（巻線パターン）を構成するコイル導体３０の両端に接続される。
【0016】
本実施形態では、セラミック層２および内部電極層３の積層方向がＹ軸に一致し、端子電極５，５の端面がＸ軸およびＺ軸に平行になる。Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸は、相互に垂直である。図１に示すチップコイル１では、コイル導体３０の巻回軸が、Ｙ軸に略一致する。
【0017】
チップ本体４の外形や寸法には特に制限はなく、用途に応じて適宜設定することができ、特に限定されないが、通常、外形はほぼ直方体形状とし、たとえばＸ軸寸法は０．１５～０．８ｍｍ、Ｙ軸寸法は０．３～１．６ｍｍ、Ｚ軸寸法は０．１～１．０ｍｍである。
【0018】
また、セラミック層２の電極間厚みおよびベース厚みには特に制限はなく、電極間厚み（内部電極層３および３の間隔）は３～５０μｍ、ベース厚み（端子接続用スルーホール電極６のＹ軸方向長さ）は５～３００μｍ程度で設定することができる。
【0019】
本実施形態では、端子電極５としては、特に限定されず、本体４の外表面にＡｇやＰｄなどを主成分とする導電性ペーストを付着させた後に焼付け、さらに電気めっきを施すことにより形成される。電気めっきには、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｓｎなどを用いることができる。
【0020】
コイル導体３０は、Ａｇ（Ａｇの合金含む）を含み、たとえばＡｇ単体、Ａｇ－Ｐｄ合金などで構成される。コイル導体の副成分として、Ｚｒ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｔｉ、およびそれらの酸化物を含むことができる。
【0021】
セラミック層２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。以下、フェライト組成物について詳細に説明する。
【0022】
本実施形態に係るフェライト組成物は、主成分として鉄酸化物、銅酸化物、亜鉛酸化物およびニッケル酸化物を含有する。
【0023】
主成分１００モル％中、鉄酸化物の含有量は、Ｆｅ２ Ｏ３ 換算で、４０．５モル％以上、好ましくは４２．０モル％以上、さらに好ましくは４３．０モル％以上であり、５０．０モル％以下、好ましくは４８．０モル％以下、さらに好ましくは４７．０モル％以下である。鉄酸化物の含有量が少なすぎる場合には、９００ＭＨｚ前後の高周波数での複素透磁率の実部μ’が低下する傾向にあると共に、比抵抗が低下する傾向にある。鉄酸化物の含有量が多すぎる場合には、機械的強度が低下する傾向にあり、また、初透磁率μｉ の温度特性が悪化する傾向にある。
【0024】
主成分１００モル％中、銅酸化物の含有量は、ＣｕＯ換算で、６．０モル％以上、好ましくは８．０モル％以上、１４．０モル％以下、好ましくは１２．５モル％以下である。銅酸化物の含有量が少なすぎると、曲げ強度が低下する傾向にあると共に、比抵抗が低下する傾向にある。銅酸化物の含有量が多すぎると、複素透磁率の実部μ’が低下する傾向にあると共に、比抵抗が低下する傾向にある。
【0025】
主成分１００モル％中、亜鉛酸化物の含有量（α）は、ＺｎＯ換算で、７．０モル％以上、好ましくは９．０モル％以上、さらに好ましくは１１．０モル％以上、２５．０モル％以下、好ましくは２３．０モル％以下である。亜鉛酸化物の含有量が少なすぎると、比抵抗が低下する傾向にある。亜鉛酸化物の含有量が多すぎると、キュリー温度が低下しすぎる傾向がある。また、９００ＭＨｚ前後の高周波数での複素透磁率の実部μ’が低下する傾向にあると共に、比抵抗が低下する傾向にある。
【0026】
主成分の残部は、ニッケル酸化物から構成されている。主成分におけるニッケル酸化物の含有量は特に制限されないが、ＮｉＯ換算で、たとえば１５．０～４０．０モル％である。ニッケル酸化物の含有量が少なすぎると、キュリー温度が低下しすぎる傾向にある。また、鉄酸化物に比べてニッケル酸化物の含有量が多すぎると、９００ＭＨｚ前後の高周波数での複素透磁率の実部μ’が低下する傾向にある。
【0027】
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、少なくともコバルト酸化物およびスズ酸化物を含有している。
【0028】
コバルト酸化物の含有量（β）は、主成分１００重量部に対して、Ｃｏ３ Ｏ４ 換算で、３．１重量部以上、好ましくは３．５重量部以上、１０．０重量部以下、好ましくは８．０重量部以下である。コバルト酸化物の含有量が少なすぎると、９００ＭＨｚ前後の高周波数での複素透磁率の実部μ’が低下する傾向にある。コバルト酸化物の含有量が多すぎると、複素透磁率の実部μ’が低下する傾向にあると共に、比抵抗が悪化する傾向にある。
【0029】
スズ酸化物の含有量（γ）は、主成分１００重量部に対して、ＳｎＯ２換算で、０．５重量部以上、好ましくは０．８重量部以上、４．０重量部以下、好ましくは３．０重量部以下である。スズ酸化物の含有量が少なすぎると、曲げ強度の改善効果と、初透磁率μｉ の温度変化率の改善効果が十分には得られない傾向にある。スズ酸化物の含有量が多すぎると、９００ＭＨｚ前後の高周波数での複素透磁率の実部μ’が低くなると共に、比抵抗が低下し、曲げ強度が低くなる傾向がある。
【0030】
本実施形態では、亜鉛酸化物の含有量と、コバルト酸化物の含有量との間には、下記の関係式を満足する関係があることが好ましい。すなわち、主成分中の亜鉛酸化物のＺｎＯ換算でのモル％で表される含有量をα、主成分１００重量部に対するコバルト酸化物のＣｏ３Ｏ４換算での重量部含有量をβとし、Ａ＝（α―１８）／βとする場合に、Ａは－３．５以上１．０以下、好ましくは－３．５以上０．９以下の関係にある。Ａが低すぎても高すぎても、９００ＭＨｚ前後の高周波数での複素透磁率の実部μ’が低くなる傾向にある。
【0031】
また本実施形態では、主成分１００重量部に対するスズ酸化物のＳｎＯ２ 換算での含有量（重量部）をγとする場合に、好ましくはβ／γが１．６以上、さらに好ましくは１．６以上で１０．０以下である。このような範囲とすることで、９００ＭＨｚ前後の高周波数での複素透磁率の実部μ’を、さらに高くすることが可能になると共に、曲げ強度も向上する。
【0032】
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、さらにビスマス酸化物を含んでもよい。ビスマス酸化物の含有量は、主成分１００重量部に対して、Ｂｉ２ Ｏ３ 換算で、好ましくは０．５重量部以下（０を含む）、さらに好ましくは０．３重量部未満（０を含む）、特に好ましくは０．２重量部未満（０を含む）である。ビスマス酸化物の含有量が多すぎると、曲げ強度が低下する傾向にある。その理由としては、粒成長が進行しすぎるためではないかと考えられる。
【0033】
さらに、本実施形態に係るフェライト組成物は、上記成分とは別に、ケイ素酸化物を含んでもよい。ケイ素酸化物の含有量は、特に限定されないが、主成分１００重量部に対して、ＳｉＯ２ 換算で、好ましくは０．３重量部（０を含む）以下で含まれていてもよく、０．２重量部未満（０を含む）でもよく、０．１５重量部以下未満（０を含む）でもよく、０．１重量部未満（０を含む）でもよい。
【0034】
さらにまた、本実施形態に係るフェライト組成物は、上記成分とは別に、Ｍｎ３Ｏ４などのマンガン酸化物、ジルコニウム酸化物、マグネシウム酸化物、ガラス化合物などの付加的成分を、本実施形態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、たとえば１重量部以下（０を含む）である。
【0035】
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。
【0036】
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重量部以下程度で含まれていることが好ましい。
【0037】
本実施形態に係るフェライト組成物における結晶粒子の平均結晶粒子径は、特に限定されないが、たとえば０．２～２．０μｍである。なお、各主成分および各副成分の含有量は、フェライト組成物の製造時において、原料粉末の段階から焼成後までの各工程でほとんど変化しない。
【0038】
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、スズ酸化物およびコバルト酸化物が上記の範囲内で含有されており、また、Ａが所定の範囲に制御されている。そのため、本実施形態に係るフェライト組成物では、複素透磁率の実部μ’、特に９００ＭＨｚ前後の高周波数での複素透磁率の実部μ’が大きく、曲げ強度などの機械的強度が高く信頼性に優れたフェライト焼結体を得ることが可能になる。さらに、本実施形態に係るフェライト組成物では、比抵抗が高く、初透磁率μｉ の温度特性が良好なフェライト焼結体を得ることが可能になる。
【0039】
フェライト焼結体の複素透磁率の実部μ’が大きいことにより、フェライト焼結体を用いたチップコイル（チップビーズ）のインピーダンスが大きくなる。さらに、特に９００ＭＨｚ前後の高周波数での複素透磁率の実部μ’が大きいため、特に高周波数でのインピーダンスが大きくなる。
【0040】
一般的には、スネークの限界に基づき、高周波数では複素透磁率の実部μ’が低下するため、高周波数で高いインピーダンスを取得することが困難である。本実施形態では、高周波数での複素透磁率の実部μ’を向上させることができるため、高周波数で用いられるチップコイル（チップビーズ）などに好ましく用いられ、ノイズ除去効果、特に高周波数でのノイズ除去効果が大きい。なお、本実施形態に係るフェライト組成物から成るフェライト焼結体は、チップコイルとしての用途のみで無く、たとえばインダクタ、ＬＣ複合部品などのコイルと他のコンデンサ等の要素とを組み合わせた複合電子部品などとしても用いられることができる。
【0041】
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０．０５～３．０μｍの出発原料を用いることが好ましい。
【0042】
主成分の原料としては、鉄酸化物（α－Ｆｅ2 Ｏ3 ）、銅酸化物（ＣｕＯ）、ニッケル酸化物（ＮｉＯ）、亜鉛酸化物（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。
【0043】
副成分の原料としては、スズ酸化物およびコバルト酸化物と、必要に応じてビスマス酸化物、あるいはその他の酸化物など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。
【0044】
次に、原料混合物の仮焼を行い、仮焼材料を得る。仮焼は、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。仮焼時間および仮焼温度には特に制限はない。仮焼は、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。
【0045】
次に、仮焼材料の粉砕を行い、粉砕材料を得る。粉砕は、仮焼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。
【0046】
なお、上記した粉砕材料の製造方法においては、主成分の粉末および副成分の粉末を全て混合した後に仮焼している。しかし、粉砕材料の製造方法は上記の方法に限定されない。たとえば、仮焼前に混合した原料粉末のうち一部の原料粉末については、仮焼前に他の原料粉末と混合させる代わりに、仮焼後、仮焼材料の粉砕の際に混合させることも可能である。
【0047】
次に、得られた粉砕材料を用いて、本実施形態に係る図１に示すチップコイル１を製造する。
【0048】
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、フェライトペーストを作製する。そして、得られたフェライトペーストと、Ａｇなどを含む内部電極ペーストとを、交互に印刷して積層した後に、その積層体を焼成することで、チップ本体４を形成することができる（印刷法）。あるいはフェライトペーストを用いてグリーンシートを作製し、グリーンシートの表面に内部電極ペーストを印刷し、それらを積層した積層体を焼成することでチップ本体４を形成してもよい（シート法）。いずれにしても、チップ本体を形成した後に、端子電極５を焼き付けあるいはメッキなどで形成すればよい。
【0049】
フェライトペースト中のバインダおよび溶剤の含有量には制限はない。たとえば、バインダの含有量は１～１０重量％、溶剤の含有量は１０～５０重量％程度の範囲で設定することができる。また、ペースト中には、必要に応じて分散剤、可塑剤等を１０重量％以下の範囲で含有させることができる。Ａｇなどを含む内部電極ペーストも同様にして作製することができる。また、焼成条件などは、特に限定されないが、内部電極層にＡｇなどが含まれる場合には、焼成温度は、好ましくは９３０℃以下、さらに好ましくは９００℃以下である。
【0050】
本実施形態に係るフェライト組成物は、焼結性にも優れており、低温焼結が可能である。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（９５０℃以下）で焼結することが可能となり、図１に示すようなチップコイル１を容易に製造することができる。
【0051】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変することができる。
【0052】
たとえば、図２に示すチップコイル１ａのセラミック層２を上述した実施形態のフェライト組成物を用いて構成してもよい。図２に示すチップコイル１ａでは、セラミック層２と内部電極層３ａとがＺ軸方向に交互に積層してあるチップ本体４ａを有する。
【0053】
各内部電極層３ａは、四角状環またはＣ字形状を有し、隣接するセラミック層２を貫通する内部電極接続用スルーホール電極（図示略）または段差状電極によりスパイラル状に接続され、コイル導体３０ａを構成している。
【0054】
チップ本体４ａのＹ軸方向の両端部には、それぞれ端子電極５，５が形成してある。各端子電極５には、Ｚ軸方向の上下に位置する引き出し電極６ａの端部が接続してあり、各端子電極５，５は、閉磁路コイルを構成するコイル導体３０ａの両端に接続される。
【0055】
本実施形態では、セラミック層２および内部電極層３の積層方向がＺ軸に一致し、端子電極５，５の端面がＸ軸およびＺ軸に平行になる。Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸は、相互に垂直である。図２に示すチップコイル１ａでは、コイル導体３０ａの巻回軸が、Ｚ軸に略一致する。
【0056】
図１に示すチップコイル１では、チップ本体４の長手方向であるＹ軸方向にコイル導体３０の巻軸があるため、図２に示すチップコイル１ａに比較して、巻数を多くすることが可能であり、高い周波数帯までの高インピーダンス化が図りやすいという利点を有する。図２に示すチップコイル１ａにおいて、その他の構成および作用効果は、図１に示すチップコイル１と同様である。
【0057】
さらにまた、本実施形態のフェライト組成物は、図１または図２に示すチップコイル以外の電子部品に用いることができる。たとえば、コイル導体とともに積層されるセラミック層として本実施形態のフェライト組成物を用いることができる。また、チップコイルは必ずしも積層型のチップコイルでなくともよく、巻線型のチップコイルに本実施形態のフェライト組成物を用いることもできる。他にも、たとえば、ＬＣ複合部品などのコイルと他のコンデンサ等の要素とを組み合わせた複合電子部品に本実施形態のフェライト組成物を用いることもできる。また、その他一般的にフェライトが用いられる電子部品、たとえばコンデンサ等に本実施形態のフェライト組成物を用いることもできる。
【実施例0058】
以下、さらに詳細な実施例に基づき説明するが、本発明は、これらの実施例に限定されない。
【0059】
実施例１
まず、フェライト組成物の主成分の原料として、Ｆｅ2 Ｏ3 、ＮｉＯ、ＣｕＯ、ＺｎＯを準備した。副成分の原料として、ＳｎＯ2 およびＣｏ3 Ｏ4 を準備した。なお、出発原料の平均粒径は０．１～３．０μｍの範囲内であった。
まず、フェライト組成物の主成分の原料として、Ｆｅ2 Ｏ3 、ＮｉＯ、ＣｕＯ、ＺｎＯを準備した。副成分の原料として、ＳｎＯ2 およびＣｏ3 Ｏ4 を準備した。なお、出発原料の平均粒径は０．１～３．０μｍの範囲内であった。
【0060】
次に、準備した主成分原料の粉末および副成分原料の粉末を、焼結体として表１Ａ～表２に記載の組成になるように秤量した。
【0061】
なお、表において、主成分中の亜鉛酸化物のＺｎＯ換算でのモル％で表される含有量をα、主成分１００重量部に対するコバルト酸化物のＣｏ３ Ｏ４ 換算での重量部含有量をβとし、Ａ＝（α―１８）／βが表の数値となるように秤量した。また、主成分１００重量部に対する前記スズ酸化物のＳｎＯ２ 換算での重量部含有量をγとし、β／γが表の数値となるように秤量した。
【0062】
秤量後に、準備した主成分原料をボールミルで２４時間湿式混合して原料混合物を得た。次に、得られた原料混合物を乾燥した後に、空気中で仮焼して仮焼物を得た。仮焼温度は原料混合物の組成に応じて５００～９００℃の範囲で適宜選択した。その後、仮焼物に前記副成分の原料を添加しながらボールミルで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、各試料番号１～８０に対応して、それぞれトロイダル形状の成形体、ディスク形状の成形体、および四角柱形状の成形体を得た。
【0064】
トロイダル形状の成形体としては、トロイダルＡ：寸法＝外径８ｍｍ×内径４ｍｍ×高さ２．５ｍｍの成形体と、トロイダルＢ：寸法＝外径１３ｍｍ×内径６ｍｍ×高さ３ｍｍの成形体の二種類の成形体を、各試料番号１～８０に対応して、それぞれ準備した。また、ディスク形状の成形体としては、寸法＝直径１２ｍｍ×高さ２ｍｍの成形体を、各試料番号１～８０に対応して、それぞれ準備した。また、四角柱形状の成形体としては、寸法＝幅５ｍｍ×長さ２５ｍｍ×厚さ３ｍｍの成形体を、各試料番号１～８０に対応して、それぞれ準備した。
【0065】
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８６０～９００℃で２時間焼成して、焼結体としてのトロイダルＡサンプル、トロイダルＢサンプル、ディスクサンプルおよび四角柱形状サンプルを得た。さらに得られた各サンプルに対し以下の特性評価を行った。なお、秤量した原料粉末と焼成後の成形体とで組成がほとんど変化していないことを蛍光Ｘ線分析装置
により確認した。
により確認した。
【0066】
（複素透磁率の実部μ'）
トロイダルＡのサンプルについて、ＲＦインピーダンス・アナライザ（Ｋｅｙｓｉｇｈｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社製Ｅ４９９１Ａ）およびテストフィクスチャ（Ｋｅｙｓｉｇｈｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社製１６４５４Ａ）を使用して、透磁率μ’を測定した。測定条件としては、測定周波数１０ＭＨｚおよび９００ＭＨｚ、測定温度２５℃とした。本実施例では、１０ＭＨｚでのμ’が４．７以上、および、９００ＭＨｚでのμ’が５．２以上である場合を良好とした。９００ＭＨｚでのμ’は、より好ましくは５．５以上である。
トロイダルＡのサンプルについて、ＲＦインピーダンス・アナライザ（Ｋｅｙｓｉｇｈｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社製Ｅ４９９１Ａ）およびテストフィクスチャ（Ｋｅｙｓｉｇｈｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社製１６４５４Ａ）を使用して、透磁率μ’を測定した。測定条件としては、測定周波数１０ＭＨｚおよび９００ＭＨｚ、測定温度２５℃とした。本実施例では、１０ＭＨｚでのμ’が４．７以上、および、９００ＭＨｚでのμ’が５．２以上である場合を良好とした。９００ＭＨｚでのμ’は、より好ましくは５．５以上である。
【0067】
（温度変化率）
トロイダルＢのサンプルに銅線ワイヤを２０ターン巻きつけ、ＬＦインピーダンス・アナライザ（Ｋｅｙｓｉｇｈｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社製Ｅ４１９２Ａ）を使用して室温（２５℃）での初透磁率μｉ および８５℃での初透磁率μｉ を測定した。そして、室温での初透磁率μｉ を基準とし、８５℃における初透磁率μｉ の変化率を求めた。
トロイダルＢのサンプルに銅線ワイヤを２０ターン巻きつけ、ＬＦインピーダンス・アナライザ（Ｋｅｙｓｉｇｈｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社製Ｅ４１９２Ａ）を使用して室温（２５℃）での初透磁率μｉ および８５℃での初透磁率μｉ を測定した。そして、室温での初透磁率μｉ を基準とし、８５℃における初透磁率μｉ の変化率を求めた。
【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（エーディーシー社製Ｒ８３４０）を用いて行った。比抵抗ρは１．０×１０6Ω・ｍ以上（１．０Ｅ＋０６Ω・ｍ以上）を良好とした。
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（エーディーシー社製Ｒ８３４０）を用いて行った。比抵抗ρは１．０×１０6Ω・ｍ以上（１．０Ｅ＋０６Ω・ｍ以上）を良好とした。
【0069】
（曲げ強度）
四角柱形状サンプルに対して、三点曲げ試験を行い破断させ、破断した際の曲げ強度を測定した。なお、三点曲げ試験には万能材料試験機（インストロンジャパン社製５５４３）を用いた。曲げ強度は１４０ＭＰａ以上を良好とした。
四角柱形状サンプルに対して、三点曲げ試験を行い破断させ、破断した際の曲げ強度を測定した。なお、三点曲げ試験には万能材料試験機（インストロンジャパン社製５５４３）を用いた。曲げ強度は１４０ＭＰａ以上を良好とした。
【0070】
以上の試験結果（評価結果）を表１Ａ～表２に示す。
【0071】
（評価１）
表１Ａの試料番号１～１７に示すように、Ｆｅ２ Ｏ３ 以外の成分が所定の条件を満足することを条件に、以下に示すことが確認できた。すなわち、Ｆｅ２ Ｏ３ の含有量が４０．５モル％よりも少ない比較例（試料番号１）に比べて、Ｆｅ２ Ｏ３ の含有量が４０．５～５０．０モル％の実施例では、９００ＭＨｚでのμ’が向上し、比抵抗および曲げ強度も向上していることが確認できた。また、Ｆｅ２ Ｏ３ の含有量が５０．０モル％よりも多い比較例（試料番号１７）に比べて、Ｆｅ２ Ｏ３ の含有量が４０．５～５０．０モル％の実施例では、９００ＭＨｚでのμ’が向上し、曲げ強度も向上していることが確認できた。
表１Ａの試料番号１～１７に示すように、Ｆｅ２ Ｏ３ 以外の成分が所定の条件を満足することを条件に、以下に示すことが確認できた。すなわち、Ｆｅ２ Ｏ３ の含有量が４０．５モル％よりも少ない比較例（試料番号１）に比べて、Ｆｅ２ Ｏ３ の含有量が４０．５～５０．０モル％の実施例では、９００ＭＨｚでのμ’が向上し、比抵抗および曲げ強度も向上していることが確認できた。また、Ｆｅ２ Ｏ３ の含有量が５０．０モル％よりも多い比較例（試料番号１７）に比べて、Ｆｅ２ Ｏ３ の含有量が４０．５～５０．０モル％の実施例では、９００ＭＨｚでのμ’が向上し、曲げ強度も向上していることが確認できた。
【0072】
また、Ｆｅ２ Ｏ３ の含有量が４０．５～５０．０モル％の範囲内であっても、ＳｎＯ２ の含有量（γ）が０．５重量部より少ない比較例（試料番号３～５，７および９）では、実施例に比較して、曲げ強度が低下すると共に、初透磁率μｉ の温度特性が悪化する傾向にあることが確認できた。さらに、Ｆｅ２ Ｏ３ の含有量が４０．５～５０．０モル％の範囲内であっても、ＺｎＯの含有量（α）が２５．０モル％よりも高い比較例（試料番号１６）では、９００ＭＨｚでのμ’が低下することが確認できた。
【0073】
表１Ａの試料番号１８～２２に示すように、ＳｎＯ２ の含有量（γ）が０．５重量部より少ない比較例（試料番号１８～２２）では、実施例に比較して、曲げ強度が低下すると共に、初透磁率μｉ の温度特性が悪化したり、あるいは９００ＭＨｚでのμ’が悪化したりすることが確認できた。
【0074】
表１Ｂの試料番号２３～４１に示すように、ＺｎＯ以外の成分が所定の条件を満足することを条件に、以下に示すことが確認できた。すなわち、ＺｎＯの含有量（α）が７．０～２５．０モル％の実施例では、ＺｎＯの含有量（α）が５．０モル％の比較例（試料番号２３）に比べて、比抵抗が向上していることが確認できた。また、ＺｎＯの含有量（α）が２７．０モル％の比較例（試料番号４１）に比べて、ＺｎＯの含有量（α）が７．０～２５．０モル％の実施例では、９００ＭＨｚでのμ’が向上し、比抵抗も向上していることが確認できた。
【0075】
また、ＺｎＯが７．０～２５．０モル％の範囲内であっても、Ｃｏ３ Ｏ４ の含有量（β）が３．１重量部未満の比較例（試料番号２５および２６）では、９００ＭＨｚでのμ’が低下することが確認できた。さらに、ＺｎＯが７．０～２５．０モル％の範囲内であっても、Ａ＝（α―１８）／βで表されるＡの値が、－３．５未満の比較例（試料番号２５）、および１．０より大きい比較例（試料番号３８）では、実施例に比較して、９００ＭＨｚでのμ’が低下することが確認できた。
【0076】
また、β/γが１．６未満の実施例（試料番号３０）とβ/γが１．６以上の実施例（試料番号２４、２７～２９、３１～３７、３９～４０）とを比較することで、β/γを１．６以上とすることで、少なくとも９００ＭＨｚでのμ’が向上することが確認できた。
【0077】
表１Ｃの試料番号４２～６３に示すように、ＣｕＯ以外の成分が所定の条件を満足することを条件に、以下に示すことが確認できた。すなわち、ＣｕＯの含有量が６．０～１４．０モル％の実施例では、ＣｕＯの含有量が５．５モル％の比較例（試料番号４２）に比べて、９００ＭＨｚでのμ’、比抵抗および曲げ強度が向上していることが確認できた。また、ＣｕＯの含有量が１５．５モル％の比較例（試料番号５１）に比べて、ＣｕＯの含有量が６．０～１４．０モル％の実施例では、１０ＭＨｚおよび９００ＭＨｚでのμ’が向上し、比抵抗および曲げ強度も向上していることが確認できた。
【0078】
また、ＣｕＯが６．０～１４．０モル％の範囲内であっても、Ｆｅ２ Ｏ３ の含有量が４０．５モル％未満の比較例（試料番号５７）では、９００ＭＨｚでのμ’が低下すると共に、比抵抗および曲げ強度が低下することが確認できた。なお、表１Ｃの試料番号５７に係る比較例では、表１Ａの試料番号１に係る比較例に比較して、曲げ強度が高かったのは、Ｃｏ３ Ｏ４ の含有量（β）が５．０重量部以下と低かったためであると考えられる。
【0079】
表２の試料番号６４～８０に示すように、ＳｎＯ2 以外の成分が所定の条件を満足することを条件に、以下に示すことが確認できた。すなわち、ＳｎＯ2 の含有量が０．５～４．０重量部の実施例では、ＳｎＯ2 の含有量が０．５重量部未満の比較例（試料番号６４）に比べて、初透磁率μｉ の温度変化率および曲げ強度が向上していることが確認できた。また、ＳｎＯ2 の含有量が４．５重量部の比較例（試料番号７２）に比べて、ＳｎＯ2 の含有量が０．５～４．０重量部の実施例では、９００ＭＨｚでのμ’が向上し、比抵抗および曲げ強度も向上していることが確認できた。
【0080】
また、β／γが１．６未満の実施例（試料番号７１および７６）に比較して、β/γが１．６以上の実施例（試料番号６５～７０、７３～７４、７７～７８および８０）では、少なくとも９００ＭＨｚでのμ’が向上することが確認できた。
【0081】
実施例２
副成分の原料として、さらにＢｉ２ Ｏ３ を、焼結体として表３に記載の組成になるように秤量して追加した以外は、実施例１と同様にして焼結体のサンプルを作製し、実施例１と同様な評価を行った。結果を表３に示す。
副成分の原料として、さらにＢｉ２ Ｏ３ を、焼結体として表３に記載の組成になるように秤量して追加した以外は、実施例１と同様にして焼結体のサンプルを作製し、実施例１と同様な評価を行った。結果を表３に示す。
【0082】
表３に示すように、Ｂｉ２ Ｏ３ の含有量の増加と共に、曲げ強度は低下するが、９００ＭＨｚでのμ’が向上すると共に比抵抗が向上することが確認できた。
【0083】
実施例３
副成分の原料として、さらにＳｉＯ２ を、焼結体として表４に記載の組成になるように秤量して追加した以外は、実施例１と同様にして焼結体のサンプルを作製し、実施例１と同様な評価を行った。結果を表４に示す。
副成分の原料として、さらにＳｉＯ２ を、焼結体として表４に記載の組成になるように秤量して追加した以外は、実施例１と同様にして焼結体のサンプルを作製し、実施例１と同様な評価を行った。結果を表４に示す。
【0084】
表４に示すように、比較的に少ない量でＳｉＯ２ を含有させても、９００ＭＨｚでのμ’、初透磁率μｉ の温度変化率、比抵抗および曲げ強度は、十分に満足できるレベルであることが確認できた。
【0085】
【表1A】
【0086】
【表1B】
【0087】
【表1C】
【0088】
【表2】
【0089】
【表3】
【0090】
【表4】
【符号の説明】
【0091】
１，１ａ… チップコイル
２… セラミック層
３，３ａ… 内部電極層
４，４ａ… チップ本体
５… 端子電極
６… 端子接続用スルーホール電極
６ａ… 引き出し電極
３０，３０ａ… コイル導体
２… セラミック層
３，３ａ… 内部電極層
４，４ａ… チップ本体
５… 端子電極
６… 端子接続用スルーホール電極
６ａ… 引き出し電極
３０，３０ａ… コイル導体
【図1】
【図2】