CN108281260B - 电阻元件及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种具有如下频率特性的元件：在具有噪音成分的特定的高频区域中，实部的电阻成分显示大的值，在信号区的频率区域中，实部的电阻成分和虚部的电抗成分显示小的值。是一种频率依赖型电阻元件，包含由烧结磁性材料构成的坯体和埋设于所述坯体的线圈导体，所述烧结磁性材料由含有Fe、Zn、Ni和Cu的主成分以及含有Co的副成分构成，所述主成分中，Fe的含量换算成Fe2O3为46.79～47.69摩尔％，Zn的含量换算成ZnO为12.60～24.84摩尔％，Ni的含量换算成NiO为19.21～32.36摩尔％，Ni与Zn的所述含量的摩尔比为1－X：X，X为0.28～0.56，相对于将Fe、Zn、Ni和Cu分别换算成Fe2O3、ZnO、NiO和CuO的所述主成分100质量份，所述副成分的Co的含量换算成Co3O4为1.0～10.0质量份。

Description

电阻元件及其制造方法
技术领域
本发明涉及电阻元件、特别是涉及频率依赖型电阻元件及其制造方法。
背景技术
近年来，对于电子设备，正在寻求EMI(电磁干扰，Electro-MagneticInterference)对策。作为其手段，通常在信号系统中串联插入阻抗元件来阻断噪音。另外，对于功率放大器等的电力线系统，通常也进行串联插入阻抗元件而抑制信号系统的噪音从有源元件泄漏到电力线。
然而，还已知利用阻抗元件的EMI对策存在电抗成分对信号波形造成失真、产生相位的延迟之类的缺点。阻抗元件的阻抗Za为实部的电阻成分Ra和虚部的电抗成分Xa的合成，由Ra+jXa的式子表示。有效地吸收噪音成分且信号波形不会产生失真、相位延迟的理想的阻抗元件在具有噪音成分的特定的高频区域中，实部的电阻成分Ra显示大的值，有效地吸收噪音成分，另一方面，在信号区的频率区域中，实部的电阻成分Ra和虚部的电抗成分Xa这两者显示小的值，不产生信号波的衰减、波形的失真、相位延迟。
为了得到具有如上所述的理想的频率特性的元件，在专利文献1中提出了一种具有将电感器和电阻并联连接的电路的元件。具体而言，专利文献1的元件中，在作为电感器的具有线圈导体的元件的表面设置作为电阻的氧化皮膜，将线圈和氧化皮膜并联连接，由此得到具有将电感器和电阻并联连接的电路的元件。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平10－50523号公报
发明内容
然而，如引用文献1那样在电感器的表面另行设置作为电阻元件的氧化皮膜时，制造变得繁杂，并且，特别是在表面成膜作业中工数增加，在这方面不优选。另外，从小型化的观点考虑也不优选。
本发明的目的在于提供一种元件，所述元件具有与以往的电感器同样的结构的同时，具有如下频率特性：在具有噪音成分的特定的高频区域中，实部的电阻成分显示大的值，在信号区的频率区域中，实部的电阻成分和虚部的电抗成分显示小的值。
本发明人为了消除上述问题进行了深入研究，结果认为若能够得到阻抗的实部的电阻成分在想要通过的信号的频率区域中为特定的值以下，在其频率以上的区域中为充分的值的元件，换言之在特定的频率中上述电阻成分急剧变大的元件，则能够提供具有理想的频率特性的电阻元件。而且，发现对于在由Ni-Zn-Cu系的铁氧体材料构成的坯体中埋藏有线圈的线圈部件，通过使坯体中的Fe、Zn、Ni和Cu的含量为特定的范围，使Ni与Zn的摩尔比为特定的范围，并且含有特定量的Co，能够得到具有如上所述的频率特性的元件，以至完成了本发明。
根据本发明的第1主旨，可提供一种频率依赖型电阻元件，其特征在于，含有由烧结磁性材料构成的坯体和埋设于所述坯体的线圈导体，其中，所述烧结磁性材料由含有Fe、Zn、Ni和Cu的主成分以及含有Co的副成分构成，所述主成分中，Fe的含量换算成Fe2O3为46.79摩尔％以上且47.69摩尔％以下，Zn的含量换算成ZnO为12.60摩尔％以上且24.84摩尔％以下，Ni的含量换算成NiO为19.21摩尔％以上且32.36摩尔％以下，Ni与Zn的所述含量的摩尔比(Ni∶Zn)为1-X∶X，在此，X为0.28以上且0.56以下，相对于将Fe、Zn、Ni和Cu分别换算成Fe2O3、ZnO、NiO和CuO的所述主成分100质量份，作为所述副成分的Co的含量换算成Co3O4为1.0质量份以上且10.0质量份以下。
根据本发明的第2主旨，可提供一种频率依赖型电阻元件的频率特性的控制方法，其特征在于，所述频率依赖型电阻元件是包含由烧结磁性材料构成的坯体和埋设于所述坯体的线圈导体的频率依赖型电阻元件，所述烧结磁性材料由含有Fe、Zn、Ni和Cu的主成分以及含有Co的副成分构成，所述主成分中，Fe的含量换算成Fe2O3为46.79摩尔％以上且47.69摩尔％以下，Zn的含量换算成ZnO为12.60摩尔％以上且24.84摩尔％以下，Ni的含量换算成NiO为19.21摩尔％以上且32.36摩尔％以下，其中，通过将以1－X∶X表示的Ni与Zn的含量的摩尔比(Ni∶Zn)调整成X为0.28以上且0.56以下的范围，并调整作为副成分的Co的添加量，从而控制该频率依赖型电阻元件的阻抗的实部的电阻成分R或复数磁导率的虚部μ”的上升频率。
根据本发明，能够提供一种频率数依赖型电阻元件，是在Ni-Zn-Cu系的铁氧体材料的坯体中埋设有线圈的线圈部件，通过使坯体中的Fe的含量换算成Fe2O3为46.79摩尔％以上且47.69摩尔％以下，使Zn的含量换算成ZnO为12.60摩尔％以上且24.84摩尔％以下，使Ni的含量换算成NiO为19.21摩尔％以上且32.36摩尔％以下；使坯体中所含的Ni与Zn的摩尔比为1-X∶X(在此，X为0.28以上且0.56以下)，并且，在所述坯体中，相对于将Fe、Zn、Ni和Cu分别换算成Fe2O3、ZnO、NiO和CuO的所述主成分100质量份，以换算成Co3O4为1.0质量份以上且10.0质量份以下含有Co，从而在特定的频率以上的频率区域，电阻成分急剧增大。
附图说明
图1是示意性地表示本发明的一实施方式的频率依赖型电阻元件的立体图。
图2是示意性地表示图1的实施方式的频率依赖型电阻元件的分解立体图，是省略了外部电极的图。
图3是示意性地表示图1的实施方式的频率依赖型电阻元件的截面的截面图。
图4是表示实施例1中得到的试样的R的频率特性的坐标图。
图5是表示实施例1中得到的试样的R的峰值的坐标图。
图6是表示实施例1中得到的试样的μ”的频率特性的坐标图。
图7是表示实施例2中得到的试样的R的频率特性的坐标图。
图8是表示实施例2中得到的试样的μ”的频率特性的坐标图。
图9是表示实施例3的试样的R的频率特性的坐标图。
图10是表示实施例3的试样的μ”的频率特性的坐标图。
图11是表示实施例4中得到的试样(孔隙面积率＝3％)的μ”的频率特性的坐标图。
图12是表示实施例4中得到的试样(孔隙面积率＝13％)的μ”的频率数特性的坐标图。
图13是表示实施例4中得到的试样(孔隙面积率＝20％)的μ”的频率数特性的坐标图。
图14是表示实施例4中得到的试样的Co3O4添加量与f1的关系的坐标图。
图15是表示实施例4中得到的试样的Co3O4添加量与f2的关系的坐标图。
图16是表示图14的近似式的x的系数与孔隙面积率(％)的关系的坐标图。
图17是表示图14的近似式的截距与孔隙面积率(％)的关系的坐标图。
图18是表示图15的近似式的x2的系数与孔隙面积率(％)的关系的坐标图。
图19是表示图15的近似式的x的系数与孔隙面积率(％)的关系的坐标图。
图20是表示图15的近似式的截距与孔隙面积率(％)的关系的坐标图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的频率依赖型电阻元件及其制造方法详细地进行说明。但是，应留意本发明的频率依赖型电阻元件的构成、形状、线圈的匝数和各要素的配置等并不限定于图示的例子。
如图1～图3所示，本实施方式的频率依赖型电阻元件1示意性地通过分别将磁性体层2(和作为外层的磁性体层3)和导体层5以规定的顺序进行层叠而形成，具有由磁性体层2和3构成的坯体7以及由埋设于该内部的导体层5构成的线圈导体9。设置有覆盖坯体7的外周两端面的外部电极21和22，外部电极21和22分别与位于线圈导体9的两端的引出部6b和6a连接。
更详细而言，在本实施方式中，磁性体层2具有将它们贯通的通孔10，层叠而与磁性体层3一起形成坯体7。另外，在各磁性体层2之间分别配置有导体层5，这些导体层5穿过上述通孔10而呈线圈状地彼此连接，形成线圈导体9。
坯体7至少由作为主成分的含有Fe、Zn、Ni和Cu的烧结磁性材料构成。线圈导体9由含有导电性金属作为主成分的导体构成。外部电极21和22由含有导电性金属的导体构成。
上述的本实施方式的频率依赖型电阻元件1如下进行制造。
首先，准备磁性体片。磁性体片由作为主成分含有Fe、Zn、Ni和Cu且作为副成分含有Co的磁性材料制作。通常，磁性材料可以通过将作为原材料的Fe2O3、ZnO、NiO和CuO以及Co3O4的粉末以期望的比例混合并进行煅烧而制备。其中，原材料只要是能够得到含有Fe、Zn、Ni、Cu和Co的磁性材料的材料，就没有特别限定。
上述磁性材料的主成分实质上由Fe、Zn、Ni和Cu的氧化物(理想的是Fe2O3、ZnO、NiO和CuO)构成。
在磁性材料中，Fe含量换算成Fe2O3为46.79摩尔％以上且47.69摩尔％以下(主成分合计基准，以下也同样)，优选为47.29摩尔％以上且47.69摩尔％以下，例如，可以为47.39摩尔％以上且47.60摩尔％以下。
在磁性材料中，Zn含量换算成ZnO为12.60摩尔％以上且24.84摩尔％以下(主成分合计基准，以下也同样)，优选为19.36摩尔％以上且24.84摩尔％以下，例如可以为20.73摩尔％以上且22.10摩尔％以下。
在磁性材料中，Ni含量换算成NiO为19.21摩尔％以上且32.36摩尔％以下(主成分合计基准，以下也同样)，优选为19.21摩尔％以上且25.10摩尔％以下，例如，可以为22.17摩尔％以上且23.64摩尔％以下。
在磁性材料中，Cu含量为除上述Fe、Zn和Ni含量以外的剩余部分。具体而言，Cu含量换算成CuO为0.10摩尔％以上且21.40摩尔％以下(主成分合计基准，以下也同样)，优选为1.00摩尔％以上且10.00摩尔％以下，例如为5.00摩尔％以上且9.00摩尔％以下。
在磁性材料中，Ni与Zn的含量的摩尔比(即，Ni∶Zn)为1－X∶X(在此，X为0.28以上且0.56以下，优选为0.44以上且0.56以下，例如为0.47以上且0.50以下)。
通过使磁性材料的组成为上述的范围，能够进一步增大本发明的频率依赖型电阻元件的阻抗的实部的电阻成分(以下，也称为“R”)的最大值，能够使伴随频率增加的R的上升更急剧。另外，通过使磁性材料的组成为上述的范围，能够使频率依赖型电阻元件的复数磁导率的虚部(以下，也称为“μ””)最大化。通过减小X，能够进一步大地维持R的最大值的同时，使R和μ”的上升频率移至高频率侧。
上述磁性材料的副成分实质上由Co的氧化物(理想的是Co3O4)构成。
相对于上述主成分100质量份(将Fe、Zn、Ni和Cu分别换算成Fe2O3、ZnO、NiO和CuO的量)，磁性材料中的Co的含量换算成Co3O4为1.0质量份以上且10.0质量份以下，优选为4.0质量份以上且10.0质量份以下，更优选为5.0质量份以上且10.0质量份以下。通过使磁性材料含有Co，能够使本发明的频率依赖型电阻元件的上升频率移至高频率侧，能够使伴随频率增加的R的上升更急剧。另外，通过使磁性材料含有Co，能够使频率依赖型电阻元件的复数磁导率的虚部(以下，也称为“μ”“)的上升频率移至高频率侧。
应予说明，上述磁性材料中的主成分实质上可以由Fe、Zn、Ni和Cu构成，副成分实质上可以由Co构成，但可以含有其它金属原子(Mn、Sn、Zr、Bi)等。
使用如上制备的磁性材料准备磁性体片。例如，可以将磁性材料与含有粘合剂树脂和有机溶剂的有机载体混合/混炼，成型为片状，由此得到磁性体片，但并不限定于此。
另外，准备导体膏。可以使用能够通过市售获得的含有金属粉末的一般的金属膏。作为金属材料，没有特别限定，可以举出Au、Ag、Cu、Pd、Ni等。优选金属材料为Ag。金属材料可以仅为1种，也可以为2种以上。
然后，如图2所示，将上述磁性体片(与磁性体层2对应)介由导体膏层(与导体层5对应)层叠，导体膏层穿过贯通设置于磁性体片的通孔(与通孔10对应)而呈线圈状地彼此连接，得到由磁性体片(与磁性体层3对应)夹持的层叠体(与坯体7对应，是未烧成层叠体)。
上述层叠体(未烧成层叠体)的形成方法没有特别限定，可以利用片层叠法和印刷层叠法等形成层叠体。在利用片层叠法的情况下，可以在磁性体片适当设置通孔，将导体膏以规定的图案(设置有通孔时，在填充于通孔的同时)进行印刷而形成导体膏层，将适当形成有导体膏层的磁性体片进行层叠和压接，切断成规定的尺寸而得到层叠体。在利用印刷层叠法的情况下，通过适当反复进行印刷由磁性材料构成的磁性体膏的磁性体层的工序和将导体膏以规定的图案印刷而形成导体层的工序而制作层叠体。在形成磁性体层时，可以在规定的部位设置通孔，使上下的导体层导通，最后印刷磁性体膏而形成磁性体层3(与外层对应)，将其切断成规定的尺寸而得到层叠体。该层叠体可以为在呈矩阵状地一次制作多个后，通过切割等一个一个地切断(进行元件分离)而单片化的层叠体，但也可以为预先一个一个地制作的层叠体。
接着，通过对上述得到的层叠体(未烧成层叠体)进行热处理，将磁性体层和导体层进行烧成而分别制成坯体7和线圈导体9。
上述烧成条件没有特别限定，可以根据使用的磁性材料的组成和线圈导体的金属材料而适当选择。
烧成温度没有特别限定，但优选可以为800℃以上且1200℃以下，更优选为800℃以上且1000℃以下，例如可以为900℃以上且1000℃以下。
烧成时的氧分压没有特别限定，可以为大气压条件，但优选为线圈导体的金属材料M的氧化物MmOn(m和n分别为任意的整数)的平衡氧分压以下，更优选为Fe3O4-Fe2O3平衡氧分压以上且M-MmOn平衡氧分压以下。
烧成时间没有特别限定，但优选可以为30分钟以上且10小时以下，更优选可以为1小时以上且5小时以下。
通过调整上述烧成条件，能够调整烧成后的坯体的孔隙面积率。
在此，上述“孔隙面积率”是指在坯体的截面中孔隙(空隙)所占的面积的比例，可以如下进行测定。
孔隙面积率的测定
对将由坯体的宽度方向和厚度方向规定的截面(以下，称为“W-T面”)进行镜面研磨，进行聚焦离子束加工(FIB加工)后的面，利用扫描电子显微镜(SEM)进行观察，测定烧结后的坯体中的孔隙面积率。
具体而言，可以使用下述的装置如下进行测定。
FIB装置：FEI制的FIB200TEM
FE－SEM(扫描电子显微镜)：日本电子制的JSM-7500FA
WinROOF(图像处理软件)：三谷商事株式会社制的Ver.5.6
<聚焦离子束加工(FIB加工)>
对镜面研磨后的试样的研磨面以入射角5°进行FIB加工。
<利用扫描电子显微镜(SEM)的观察>
SEM观察在以下的条件进行。
加速电压：15KV
试样倾斜：0°
信号：二次电子
涂层：Pt
倍率：5000倍
<孔隙面积率的算出>
孔隙面积率可以通过以下的方法求出。
a)确定测量范围。若过小，则产生由测定部位引起的误差。例如，测定范围为22.85μm×9.44μm。
b)磁性体陶瓷和孔隙难以识别时，调节亮度、对比度。
c)进行2值化处理，仅提取孔隙。使用图像处理软件WinROOF的“色提取”不完全时，手动进行辅助。
d)提取了孔隙以外的部分时，将孔隙以外的部分删除。
e)以图像处理软件的“总面积·个数测量”测定总面积、个数、孔隙的面积率、测量范围的面积。
本发明的频率依赖型电阻元件的坯体的孔隙面积率优选可以为3％以上，更优选可以为10％以上，进一步优选可以为13％以上，例如可以为15％以上。另外，孔隙面积率优选可以为20％以下、例如可以为15％以下。孔隙面积率优选可以为3％以上且20％以下，更优选可以为13％以上且20％以下。通过进一步增大孔隙面积率，能够使R和μ”的上升频率移至高频率侧。另一方面，通过进一步减小孔隙面积率，能够进一步提高坯体的强度。
接着，形成外部电极21和22以覆盖上述得到的坯体7的两端面。外部电极21和22分别与位于线圈导体9的两端的引出部6b和6a连接。
外部电极21和22由导电性材料、优选选自Au、Ag、Pd、Ni、Cu和Sn中的1种或2种以上的金属材料构成。
例如可以通过如下操作来实施外部电极的形成：将金属的粉末与玻璃等一起制成膏状，将其涂布于坯体的规定的区域，对得到的坯体进行热处理而烧结金属，接着，进行镀覆。或者，可以通过在导体层的露出部直接镀覆金属材料而实施。
如上制造本实施方式的频率依赖型电阻元件1。
应予说明，可以认为烧成后的坯体中的Fe含量(Fe2O3换算)、Zn含量(ZnO换算)、Ni含量(NiO换算)、Cu含量(CuO换算)和Co含量(Co3O4换算)分别与烧成前的磁性材料中的Fe含量(Fe2O3换算)、Zn含量(ZnO换算)、Ni含量(NiO换算)、Cu含量(CuO换算)和Co含量(Co3O4换算)实质上没有区别。
即，如上得到的频率依赖型电阻元件包含由烧结磁性材料构成的坯体和埋设于上述坯体的线圈导体，
上述烧结磁性材料由含有Fe、Zn、Ni和Cu的主成分以及含有Co的副成分构成，
上述主成分中，Fe的含量换算成Fe2O3为46.79摩尔％以上且47.69摩尔％以下，Zn的含量换算成ZnO为12.60摩尔％以上且24.84摩尔％以下，Ni的含量换算成NiO为19.21摩尔％以上且32.36摩尔％以下，
Ni与Zn的上述含量的摩尔比(Ni∶Zn)为1－X∶X，在此，X为0.28以上且0.56以下，
相对于将Fe、Zn、Ni和Cu分别换算成Fe2O3、ZnO、NiO和CuO的上述主成分100质量份，作为上述副成分的Co的含量换算成Co3O4为1.0质量份以上且10.0质量份以下。
应予说明，烧结磁性材料中的各主成分的含量可以如下求出。首先，将多个(例如，10个以上)频率依赖型电阻元件进行树脂固定以使端面竖立，沿着试样的长度方向进行研磨，得到长度方向的约1/2处的研磨面，对研磨面进行清洗。接着，通过将导体线圈的内侧且线圈中心轴附近的区域使用波长分散型X射线分析法(WDX法)对各成分进行定量分析，求出多个试样的测定结果的平均值而求出。测定面积可以根据使用的分析设备而不同，例如以测定光束直径计可以为10nm以上且1μm以下，但并不限定于此。
以上，对本发明的1个实施方式进行了说明，但本实施方式可以进行各种改变。
例如，本发明的频率依赖型电阻元件的大小没有特别限定。本发明的频率数依赖型电阻元件的大小优选为2.0mm以下×1.2mm以下，更优选可以为1.6mm以下×0.8mm以下，优选为1.0mm以下×0.5mm以下，例如可以为0.6mm以下×0.3mm以下或0.4mm以下×0.2mm以下(长度×宽度)。本发明的频率依赖型电阻元件的高度优选为1.2mm以下，更优选为1.0mm以下，例如可以为0.6mm以下或0.2mm以下。
本发明的频率依赖型电阻元件的线圈的匝数在附图中为5.5，但并不限定于此。线圈的匝数例如可以为2以上，优选为5以上，例如可以为10以上、30以上、50以上或100以上。另外，线圈的匝数例如可以为200以下，优选可以为100以下，例如可以60以下、40以下、30以下或10以下。
上述实施方式的频率依赖型电阻元件的坯体为由烧结磁性材料的层形成的层叠体，但并不限定于此，例如，可以为由1个块体构成的坯体，或者可以为将2个块体重叠而成的坯体。
本发明的频率依赖型电阻元件满足下述的式1。
f1＝A×Y+B (式1)
上述式中，f1为赋予R2的频率(MHz)
在此，R2为频率依赖型电阻元件的阻抗的实部的电阻成分(Ω)，满足R2＝R1+17，
R1为1MHz下的频率依赖型电阻元件的阻抗的实部的电阻成分(Ω)。
即，f1是指赋予比1MHz下的R大17Ω的R的频率。在本说明书中，也将f1称为“R的上升频率”。
上述式中，Y为上述烧结磁性材料中的、相对于将Fe、Zn、Ni和Cu分别换算成Fe2O3、ZnO、NiO和CuO的主成分100质量份的、换算成Co3O4的Co的含量(质量份)。
上述式中，A为36.8以上且38.0以下，优选为37.0以上且37.8以下。
上述式中，B为14.0以上且56.0以下，优选为14.3以上且55.6以下。
在优选的方案中，A为37.0以上且37.8以下，B为14.3以上且55.6以下。
由上述式1明确，本发明的频率依赖型电阻元件通过调整Co的含量，能够调整R的上升频率(f1)。
因此，本发明也提供一种频率依赖型电阻元件的频率特性的调整方法，其特征在于，所述频率依赖型电阻元件是包含由烧结磁性材料构成的坯体和埋设于上述坯体的线圈导体的频率依赖型电阻元件，
上述烧结磁性材料由含有Fe、Zn、Ni和Cu的主成分以及含有Co的副成分构成，
上述主成分中，Fe的含量换算成Fe2O3为46.79摩尔％以上且47.69摩尔％以下，Zn的含量换算成ZnO为12.60摩尔％以上且24.84摩尔％以下，Ni的含量换算成NiO为19.21摩尔％以上且32.36摩尔％以下，Ni与Zn的含量的摩尔比(Ni∶Zn)为1－X∶X，在此，X为0.28以上且0.56以下，其中，通过作为副成分的Co的添加量来调整该频率依赖型电阻元件的阻抗的实部的电阻成分R的上升频率。
在优选的方案中，本发明的频率依赖型电阻元件满足下述式3和式4。
A＝0.046×Z+36.828 (式3)
B＝2.32×Z+6.63 (式4)
[式中：
A和B与上述的A和B意义相同，
Z为孔隙面积率(％)]
在优选的方案中，f1为50(MHz)以上，优选为100MHz以上，更优选为200MHz以上。
本发明的频率依赖型电阻元件满足下述的式2。
f2＝C×Y2+D×Y+E (式2)
上述式中，f2为μ”成为2的频率(MHz)，
在此，μ”为频率依赖型电阻元件的坯体的复数磁导率的虚部。应予说明，也将f2称为“μ”的上升频率”。
在此，μ”可以通过下述式求出。
Figure BDA0001522674870000131
[式中：
Ae为实效截面积(m2)，
le为实效磁路长度(m)，
μ0为真空的磁导率，即4π×10－7(H/m)，
N为线圈的匝数，
f为频率(Hz)，
Rm为测定电阻(Ω)]
上述式中，Y为上述烧结磁性材料中的、相对于将Fe、Zn、Ni和Cu分别换算成Fe2O3、ZnO、NiO和CuO的主成分100质量份的、换算成Co3O4的Co的含量(质量份)。
C为1.78以上且2.60以下，优选为1.79以上且2.59以下。
D为30.00以上且40.00以下，优选为30.07以上且39.70以下。
E为10.00以上且35.00以下，优选为10.45以上且34.24以下。
在优选的方案中，C为1.79以上且2.59以下，D为30.07以上且39.70以下，E为10.45以上且34.24以下。
由上述式2可知，本发明的频率依赖型电阻元件通过调整Co的含量，能够调整μ”的上升频率(f2)。
因此，本发明也提供一种频率依赖型电阻元件的频率特性的调整方法，其特征在于，所述频率依赖型电阻元件是包含由烧结磁性材料构成的坯体和埋设于上述坯体的线圈导体的频率依赖型电阻元件，
上述烧结磁性材料由含有Fe、Zn、Ni和Cu的主成分以及含有Co的副成分构成，
上述主成分中，Fe的含量换算成Fe2O3为46.79摩尔％以上且47.69摩尔％以下，Zn的含量换算成ZnO为12.60摩尔％以上且24.84摩尔％以下，Ni的含量换算成NiO为19.21摩尔％以上且32.36摩尔％以下，Ni与Zn的含量的摩尔比(Ni∶Zn)为1-X∶X，在此，X为0.28以上且0.56以下，其中，通过作为副成分的Co的添加量来调整该频率依赖型电阻元件的复数磁导率的虚部μ”的上升频率。
在优选的方案中，本发明的频率依赖型电阻元件满足下述式5、式6和式7。
C＝0.046×Z+1.61 (式5)
D＝0.567×Z+28.37 (式6)
E＝1.385×Z+5.74 (式7)
[式中：
C、D和E与上述的C、D和E意义相同，
Z为孔隙面积率(％)]
在优选的方案中，f2为30(MHz)以上，优选为100MHz以上，更优选为200MHz以上。
如上所述，对于本发明的频率依赖型电阻元件，通过调整X的值和Co的添加量，能够调整R和μ”的上升频率等。因此，本发明也提供一种频率依赖型电阻元件的频率特性的控制方法，其特征在于，所述频率依赖型电阻元件是包含由烧结磁性材料构成的坯体和埋设于上述坯体的线圈导体的频率依赖型电阻元件，
上述烧结磁性材料由含有Fe、Zn、Ni和Cu的主成分以及含有Co的副成分构成，
上述主成分中，Fe的含量换算成Fe2O3为46.79摩尔％以上且47.69摩尔％以下，Zn的含量换算成ZnO为12.60摩尔％以上且24.84摩尔％以下，Ni的含量换算成NiO为19.21摩尔％以上且32.36摩尔％以下，
通过将以1－X∶X表示的Ni与Zn的含量的摩尔比(Ni∶Zn)调整为X为0.28以上且0.56以下的范围，并调整作为副成分的Co的添加量，从而控制该频率依赖型电阻元件的阻抗的实部的电阻成分R或复数磁导率的虚部μ”的上升频率。
实施例
(实施例1)
·磁性体片的制作
按照下述表1所示的比例称量Fe2O3、ZnO、NiO和CuO，将这些称量物与纯水和PSZ(Partial Stabilized Zirconia；部分稳定化氧化锆)球一起放入氯乙烯制的罐磨机，通过湿式进行48小时混合粉碎，使其蒸发干燥后，在750℃的温度下煅烧2小时，得到磁性材料。
将得到的磁性材料与水系的粘合剂混合，得到磁性材料的浆料。将得到的浆料成型为片状，制作磁性体片。
·层叠线圈部件的制作
在上述得到的磁性体片的规定位置形成通孔后，将含有Ag粉末、清漆和有机溶剂的Ag膏丝网印刷于磁性体片的表面且将上述Ag膏填充于通孔，形成线圈图案。
接着，将形成有线圈图案的磁性体片层叠后，将它们用未形成有线圈图案的磁性体片夹持(参照图2)，在60℃的温度下以100MPa的压力压接1分钟，制作压接块。然后，将该压接块切断成规定的大小，制作未烧成的层叠体。
将得到的未烧成的层叠体加热到400℃充分地进行脱脂。接着，向大气气氛的烧成炉投入未烧成的层叠体，升温到950℃，保持5小时进行烧成。本实施例的坯体的孔隙面积率为13％。
接着，准备含有Ag粉、玻璃料、清漆和有机溶剂的外部电极用导电膏，向该外部电极用导电膏浸渍上述层叠体的两端，涂布导电膏。使其干燥后、在大气气氛下以900℃进行烧结。进而，进行缓和层叠体的内部的应力的处理，接着，通过电解镀覆依次进行Ni、Sn镀覆，形成外部电极，制作试样编号1～9的层叠线圈部件(参照图1)。应予说明，各试样为宽度0.2mm、长度0.4mm、厚度0.2mm，线圈匝数为10匝。
·评价(频率特性)
使用阻抗分析仪E4991B(Agilent公司制)对上述得到的各层叠线圈部件测定R的频率特性。将得到的结果示于图4(频率-R)和图5(X-R峰值)。另外，通过下述的基准对R的峰值进行评价，一并示于表1。
小于350Ω：×
350Ω以上：○
360Ω以上：◎
[表1]
Figure BDA0001522674870000171
*X为表示上述Ni与Zn的含量的摩尔比的1-X∶X中的X。
·环状试样的制作
将上述制作的磁性体片按照厚度约成为1.0mm地层叠规定片数，将其加热到60℃，以100MPa的压力加压60秒，进行压接。将其用模具冲裁成外径为20mm、内径为10mm的环状。将得到的环状的层叠体与上述层叠线圈部件同样地进行烧成，制作试样编号1～9的环状试样。
·评价(频率特性)
使用阻抗分析仪E4991B(Agilent公司制)对上述得到的各环状试样测定μ”的频率特性。将得到的结果示于图6(频率-μ”)。
由上述的表1和图4～图6的结果可知，确认了X变得越小，R和μ”的上升频率越移至高频率侧。另外，确认了X变得越小，R的上升变得更急剧。而且，确认了X的值为0.28以上且0.56以下时，R的峰值变大，特别是为0.44以上且0.56以下时，R的峰值进一步变大。
(实施例2)
在实施例1的试样编号3中进一步以下述表2所示的比例(相对于试样编号3的主成分合计100质量份的量)加入Co3O4，除此以外，与实施例1同样地制作试样编号11～15的层叠线圈部件和环状试样。本实施例的坯体的孔隙面积率也为13％。
[表2]
Figure BDA0001522674870000181
·评价(频率特性)
使用阻抗分析仪E4991B(Agilent公司制)对上述得到的各试样测定R的频率特性。将得到的结果示于图7(频率-R)。
使用阻抗分析仪E4991B(Agilent公司制)对上述得到的各环状试样测定μ”的频率特性。将得到的结果示于图8(频率-μ”)。
由图7可知，确认了通过在磁性材料中加入Co3O4，R的上升频率移至高频率侧，急剧上升。另外，确认了R的峰值变大。进而，由图8可知，确认了通过在磁性材料中加入Co3O4，μ”的上升频率移至高频率侧。
(实施例3)
如上述实施例1和实施例2所示，R和μ”的上升频率根据X的值和Co3O4的添加量而发生变化。因此，为了用调整了X的值的试样和调整了Co3O4的添加量的试样比较R和μ”的上升的程度，进行下述的试验。
对X的值或Co3O4的添加量进行调整，准备R和μ”约在100MHz上升的试样，比较两者的频率特性。应予说明，以试样编号3为基准。调整了X的值的试样为试样编号9的试样。另外，调整了Co3O4的添加量的试样为Co3O4的添加量为2.6质量份的试样。将结果示于图9和图10。实线为调整了X的试样，虚线为调整了Co3O4的添加量的试样。
如图9和图10所示，不论R还是μ”，均是调整了Co3O4的添加量的试样的上升急剧。
如上述实施例1～3所示，确认了R的上升频率根据X的值和Co3O4的添加量这两者而发生变化，该变化的程度也不同，因此，通过调整X的值和/或Co3O4的添加量，能够控制R的上升频率。同样地，确认了μ”的上升频率根据X的值和Co3O4的添加量这两者而发生变化，该变化的程度也不同，因此，通过调整X的值和/或Co3O4的添加量，能够控制μ”的上升频率。进而，确认了该上升的程度也会在使X的值变化的情况以及使Co3O4的添加量变化的情况下不同，因此，通过调整X的值和/或Co3O4的添加量，能够控制R和μ”的上升的程度。即，确认了通过调整X的值和/或Co3O4的添加量，能够控制元件的频率特性。
(实施例4)
使用与实施例2的试样编号11～15同样的组成的磁性材料，使线圈匝数为10匝，进一步控制烧成条件，进行烧成以成为下述表3所示的孔隙面积率，除此以外，与实施例同样地制作试样编号21～35的层叠线圈部件。
[表3]
Figure BDA0001522674870000191
·评价(频率特性)
使用阻抗分析仪E4991B(Agilent公司制)对上述得到的各试样测定μ”的频率特性。将得到的结果示于图11～13(频率-μ”)。
另外，将上述的结果标绘成Co3O4添加量-f1(R的上升频率)图(图14)和Co3O4添加量-f2(μ”的上升频率)图(图15)，分别针对每孔隙面积率(Z％)求出近似直线和近似曲线。将得到的近似式示于下述表4。
[表4]
Figure BDA0001522674870000201
由图11～13可知，确认了通过在磁性材料中加入Co3O4，μ”的上升频率移至高频率侧。另外，确认了若孔隙面积率变大，则μ”的上升频率移至高频率侧。即，能够控制决定R的主要原因μ”的上升频率，因此，对R的上升频率也能够进行控制。
另外，如上述表4所示，确认了R的上升频率(f1)和μ”的上升频率(f2)分别可以通过对每个坯体的孔隙面积率以表4所示的数学式计算。
进而，对于f1的近似式，将x的系数(A)和截距(B)以及孔隙面积率(％)的关系分别标绘成图16和图17，求出近似直线。同样地，对于f2的近似式，将x2的系数(C)、x的系数(D)和截距(E)以及孔隙面积率(％)的关系分别标绘成图18、图19和图20，求出近似直线。将得到的近似式示于下述表5。
[表5]
近似式
A y＝0.045x+36.828
B y＝2.319x+6.628
C y＝0.046x+1.608
D y＝0.567x+28.369
E y＝1.385x+5.742
如上述表5所示，确认了用于算出f1和f2的系数和截距分别与孔隙面积率成正比，可以以表5所示的数学式计算。
产业上的可利用性
本发明的频率依赖型电阻元件特别是可作为EMI对策元件很好地使用。
符号说明
1…频率依赖型电阻元件
2…磁性体层
3…磁性体层(外层)
5…导体层
6a、6b…引出部
7…坯体
9…线圈导体
10…通孔
21…外部电极
22…外部电极

Claims (9)

1.一种频率依赖型电阻元件，其特征在于，含有由烧结磁性材料构成的坯体和埋设于所述坯体的线圈导体，
所述烧结磁性材料由含有Fe、Zn、Ni和Cu的主成分以及含有Co的副成分构成，
所述主成分中，Fe的含量换算成Fe2O3为47.29摩尔％以上且47.69摩尔％以下，Zn的含量换算成ZnO为19.36摩尔％以上且24.84摩尔％以下，Ni的含量换算成NiO为19.21摩尔％以上且25.10摩尔％以下，Cu的含量换算成CuO为1.00摩尔％以上且10.00摩尔％以下,
Ni与Zn的所述含量的摩尔比即Ni：Zn为1－X：X，在此，X为0.28以上且0.56以下，
相对于将Fe、Zn、Ni和Cu分别换算成Fe2O3、ZnO、NiO和CuO的所述主成分100质量份，作为所述副成分的Co的含量换算成Co3O4为1.0质量份以上且10.0质量份以下,
并且，所述频率依赖型电阻元件满足下述式1：
f1＝A×Y+B (式1)，
式中，
f1为赋予R2的频率，单位为MHz，
在此，R2为频率依赖型电阻元件的阻抗的实部的电阻成分，单位为Ω，满足R2＝R1+17，
R1为1MHz下的频率依赖型电阻元件的阻抗的实部的电阻成分，单位为Ω，
Y为所述烧结磁性材料中的、相对于将Fe、Zn、Ni和Cu分别换算成Fe2O3、ZnO、NiO和CuO的主成分100质量份的、换算成Co3O4的Co的含量，单位为质量份，
A为36.8以上且38.0以下，
B为14.0以上且56.0以下。
2.根据权利要求1所述的频率依赖型电阻元件，其中，所述X为0.44以上且0.56以下。
3.根据权利要求1或2所述的频率依赖型电阻元件，其中，所述坯体的孔隙面积率为3％以上且20％以下。
4.根据权利要求1或2所述的频率依赖型电阻元件，满足下述式2：
f2＝C×Y2+D×Y+E (式2)，
式中，
f2为μ”成为2的频率，单位为MHz，
在此，μ”为频率依赖型电阻元件的复数磁导率的虚部，
Y为所述烧结磁性材料中的、相对于将Fe、Zn、Ni和Cu分别换算成Fe2O3、ZnO、NiO和CuO的主成分100质量份的、换算成Co3O4的Co的含量，单位为质量份，
C为1.78以上且2.60以下，
D为30.00以上且40.00以下，
E为10.00以上且35.00以下。
5.根据权利要求1所述的频率依赖型电阻元件，满足下述式3和式4：
A＝0.046×Z+36.828 (式3)
B＝2.32×Z+6.63 (式4)，
式中，
A和B与权利要求1的记载意义相同，
Z为以％表示的孔隙面积率。
6.根据权利要求4所述的频率依赖型电阻元件，满足下述式5、式6和式7：
C＝0.046×Z+1.61 (式5)
D＝0.567×Z+28.37 (式6)
E＝1.385×Z+5.74 (式7)，
式中，
C、D和E与权利要求4的记载意义相同，
Z为以％表示的孔隙面积率。
7.根据权利要求1所述的频率依赖型电阻元件，其中，f1为50MHz以上。
8.根据权利要求1或2所述的频率依赖型电阻元件，其中，所述坯体为由多个烧结磁性材料的层形成的层叠体。
9.一种频率依赖型电阻元件的频率特性的控制方法，其特征在于，
所述频率依赖型电阻元件含有由烧结磁性材料构成的坯体和埋设于所述坯体的线圈导体，
所述烧结磁性材料由含有Fe、Zn、Ni和Cu的主成分以及含有Co的副成分构成，
所述主成分中，Fe的含量换算成Fe2O3为47.29摩尔％以上且47.69摩尔％以下，Zn的含量换算成ZnO为19.36摩尔％以上且24.84摩尔％以下，Ni的含量换算成NiO为19.21摩尔％以上且25.10摩尔％以下，Cu的含量换算成CuO为1.00摩尔％以上且10.00摩尔％以下,
其中，通过将以1－X：X表示的Ni与Zn的含量的摩尔比即Ni：Zn调整成X为0.28以上且0.56以下的范围并调整作为副成分的Co的添加量，从而控制该频率依赖型电阻元件的阻抗的实部的电阻成分R或复数磁导率的虚部μ”的上升频率,
并且，所述频率依赖型电阻元件，满足下述式1：
f1＝A×Y+B (式1)，
式中，
f1为赋予R2的频率，单位为MHz，
在此，R2为频率依赖型电阻元件的阻抗的实部的电阻成分，单位为Ω，满足R2＝R1+17，
R1为1MHz下的频率依赖型电阻元件的阻抗的实部的电阻成分，单位为Ω，
Y为所述烧结磁性材料中的、相对于将Fe、Zn、Ni和Cu分别换算成Fe2O3、ZnO、NiO和CuO的主成分100质量份的、换算成Co3O4的Co的含量，单位为质量份，
A为36.8以上且38.0以下，
B为14.0以上且56.0以下。
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