JP2001326121A - 積層電子部品 - Google Patents
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Abstract
得られた積層体を備え、積層体の内部には、Agを含む
内部導体が形成された、積層電子部品における磁性体層
の絶縁抵抗が、高温かつ高湿下であっても、低下しない
ようにする。 【解決手段】 磁性体層3が、45〜50モル%のFe
2 O3 、0〜33モル%のZnOおよび6〜20モル%
のCuOを含むとともに、残部をNiOとする、主成分
と、Mn化合物とを含む組成を有し、この組成中におい
て、Mn化合物を、MnOに換算して0.01〜2.0
重量%含有させる。
Description
関するもので、特に、複数の積層された磁性体層を一体
焼結させて得られた積層体を備え、積層体の内部には、
複数のインダクタンス素子、またはインダクタンス素子
およびキャパシタンス素子が構成されている、積層電子
部品に関するものである。
性を有しているため、各種磁芯材料として、あるいは積
層インダクタ等の積層電子部品を構成するための材料と
して用いられている。
おいては、内部導体の材料として銀または銀を主成分と
するものが一般に用いられているので、積層電子部品に
備える積層体を構成する磁性体層は、内部導体に含まれ
るAgとの同時焼成が可能であることが求められ、その
ため、磁性体層を構成するフェライト材料としては、A
gの融点(960℃)以下の温度で焼結し得るNi−C
u−Zn系フェライト材料が一般に用いられている。
もって構成した複数の積層された磁性体層とAgを含む
内部導体とを同時焼成して得られた積層インダクタ等の
積層電子部品は、内部導体が磁性体で覆われていること
から、漏れ磁束がなく、かつクロストークが抑制され、
そのため、高密度実装に適していること、堅牢性が高い
こと、等の長所を有していて、したがって、多岐にわた
る分野で使用されている。
小型軽量化、高性能化、多機能化に伴い、これら電子機
器において用いられる電子部品においても、小型化、高
性能化が要求されるとともに、その性能を保証するため
の高い信頼性が必要とされる。
様々な環境下で使用されることを想定して、たとえば、
高温、高湿中においても、その特性を維持できることが
重要となってきている。
め、たとえば、複数のインダクタンス素子、またはイン
ダクタンス素子およびキャパシタンス素子の双方を構成
している積層電子部品のように、電位差が生じ得る構造
を有する積層電子部品において、従来のフェライト材料
を用いたとき、上述のような高温、高湿といった過酷な
環境下で使用した場合に、内部導体のマイグレーション
が生じやすくなったり、絶縁抵抗の低下がもたらされや
すくなったりするといった問題に遭遇することがある。
問題を解決し得る積層電子部品を提供しようとすること
である。
された磁性体層を一体焼結させて得られた積層体を備
え、この積層体の内部には、内部導体が形成され、これ
ら内部導体および磁性体層によって、複数のインダクタ
ンス素子、またはインダクタンス素子およびキャパシタ
ンス素子が構成されている、積層電子部品に向けられる
ものであって、上述した技術的課題を解決するため、簡
単に言えば、磁性体層の組成の主成分となるNi−Cu
−Zn系フェライトに対して特定量のMn化合物を含有
させたことを特徴とするものである。
ル%のFe2 O3 、0〜33モル%のZnOおよび6〜
20モル%のCuOを含むとともに、残部をNiOとす
る、主成分と、Mn化合物とを含む組成を有し、この組
成中において、Mn化合物は、MnOに換算して0.0
1〜2.0重量%含有することを特徴としている。
特に有利に適用される。
については種々の形態があり得るが、たとえば、内部導
体が、複数のインダクタンス導体を備え、積層体の外表
面上には、複数のインダクタンス導体の各々の両端部に
それぞれ電気的に接続される、複数の外部端子電極が設
けられている、積層電子部品に適用されたり、あるい
は、内部導体が、インダクタンス導体および互いに対向
する少なくとも1対のコンデンサ電極を備える、積層電
子部品に適用されたりすることができる。
よる積層電子部品としてのインダクタアレイ1の外観を
示す斜視図である。インダクタアレイ1は、積層体2を
備えている。図2は、図1に示した積層体2の内部構造
を示す平面図であり、積層体2を構成する複数の磁性体
層3の間の特定の界面に沿う断面を表わしている。
体層3を積層し、これらを一体焼結させて得られたもの
である。
ンス素子を構成するもので、その積層体2の内部には、
内部導体としてのインダクタンス導体4、5、6および
7が形成されている。これらインダクタンス導体4〜7
は、積層体2の内部において、磁性体層3の間の界面に
沿って、略直線状にかつ互いに平行に延びている。
インダクタンス導体4〜7の各々の両端部にそれぞれ電
気的に接続されるように、外部端子電極8、9、10、
11、12、13、14および15が設けられている。
層電子部品としてのLCフィルタ21の外観を示す斜視
図である。図4は、図3に示したLCフィルタ21の等
価回路図である。図3に示すように、LCフィルタ21
は、積層体22を備えている。図5は、積層体22の断
面図である。
は、インダクタンス素子23ならびに2つのキャパシタ
ンス素子24および25を構成するものである。
積層された磁性体層26を一体焼結させて得られたもの
である。
インダクタンス導体27が形成される。インダクタンス
導体27は、図5に示すように、複数の磁性体層26に
わたって延びるように形成され、図示した導体膜と図示
しないビアホール導体とが連なることによって、全体と
してコイル状の形態をなしている。このインダクタンス
導体27およびこれに関連する磁性体層26によって、
前述したインダクタンス素子23が与えられる。
しての少なくとも1対のコンデンサ電極28、29、3
0および31が形成される。これらコンデンサ電極28
〜31ならびに関連の磁性体層26によって、前述した
キャパシタンス素子24および25が与えられる。
30の双方に共通してコンデンサ電極28および31が
それぞれ対向しており、一方のキャパシタンス素子24
は、コンデンサ電極29とコンデンサ電極28および3
1との対向によって与えられ、他方のキャパシタンス素
子25は、コンデンサ電極30とコンデンサ電極28お
よび31との対向によって与えられる。
表面上であって、互いに対向する端部上には、それぞ
れ、外部端子電極32および33が設けられる。また、
積層体22の外表面上であって、互いに対向する側面の
少なくとも一方の一部上には、外部端子電極34が設け
られる。この実施形態では、外部端子電極34は、互い
に対向する2つの側面上にそれぞれ設けられている。
およびコンデンサ電極29は、外部端子電極32に電気
的に接続される。また、インダクタンス導体27の他方
端およびコンデンサ電極30は、外部端子電極33に電
気的に接続される。また、コンデンサ電極28および3
1は、ともに、外部端子電極34に電気的に接続され
る。
LCフィルタ21によって与えられる。
およびLCフィルタ21にそれぞれ備える積層体2およ
び22を構成する磁性体層3および26において、次の
ような組成が採用される。
は、まず、主成分として、Fe2 O3、CuOおよびN
iOを含み、必要に応じて、ZnOを含んでいる。より
詳細には、主成分は、45〜50モル%のFe2 O3 、
0〜33モル%(0モル%を含む。)のZnOおよび6
〜20モル%のCuOを含むとともに、残部をNiOと
している。
あると、透磁率が小さくなり、逆に、50モル%を超え
ると、焼結不足を招く。なお、Fe2 O3 の含有率は、
47.5〜49.8モル%であることがより好ましい。
と、キュリー温度が100℃以下となり、実使用温度範
囲において磁気特性の低下を引き起こす。なお、ZnO
の含有率は、0〜31.0モル%であることがより好ま
しい。
焼結不足となり、逆に、20モル%を超えると、品質係
数Qが小さくなる。なお、CuOの含有率は、6.0〜
16.0モル%であることがより好ましい。
上述した主成分に加えて、Mn化合物が添加されている
ことを特徴としている。このMn化合物は、組成中にお
いて、MnOに換算して0.01〜2.0重量%含有す
るようにされる。Mn化合物の含有率がこの範囲を外れ
ると、初期の絶縁抵抗および所定時間経過後の絶縁抵抗
の低下を招いてしまう。
ィルタ21において、内部導体としてのインダクタンス
導体4〜7および27ならびにコンデンサ電極28〜3
1のための導電成分としては、AgまたはAgを主成分
とするものが有利に用いられる。
よび27ならびにコンデンサ電極28〜31においてA
gを用いる場合、これらとの同時焼成を可能とするた
め、積層体2および22を得るための焼成工程におい
て、その温度は、通常、850〜950℃程度に設定さ
れる。そのため、磁性体層3および26は、このような
焼成温度において、十分な焼結性が得られる組成でなけ
れば、所望の磁気特性が得られず、また、信頼性を低下
させてしまう。
成を前述のように選ぶことにより、たとえば850〜9
50℃といった焼成温度であっても、良好な焼結性が得
られ、また、インダクタンス導体4〜7および27なら
びにコンデンサ電極28〜31に含まれるAgのマイグ
レーションを生じにくくすることができる。
において、図1および図2に示したインダクタアレイ1
にあっては、複数のインダクタンス導体4〜7間での絶
縁抵抗、図3ないし図5に示したLCフィルタ21にあ
っては、インダクタンス導体27とコンデンサ電極28
〜31との間ならびにコンデンサ電極28〜31相互間
での絶縁抵抗を高く保つことができ、インダクタアレイ
1およびLCフィルタ21の信頼性を高めることができ
る。
レイ1またはLCフィルタ21のような積層電子部品に
限らず、複数の積層された磁性体層を一体焼結させて得
られた積層体を備え、この積層体の内部に、内部導体が
形成され、内部導体および磁性体層によって、複数のイ
ンダクタンス素子、またはインダクタンス素子およびキ
ャパシタンス素子が構成されている、積層電子部品であ
れば、どのような構造の積層電子部品に対しても適用す
ることができる。
めに実施した実験例について説明する。
Oの各酸化物原料粉末を秤量したものに、MnO粉末を
添加し、ボールミルにて20時間の湿式混合を行ない、
乾燥後、750℃で仮焼成を行なった。次いで、この仮
焼材をボールミルにて24時間湿式粉砕し、バインダを
加えてスラリー化し、ドクターブレード法によりフェラ
イトグリーンシートを作製した。
いて、図1および図2に示すインダクタアレイ1と実質
的に同様の構造を有するインダクタアレイ、および通常
の積層コンデンサをそれぞれ作製した。
Agを導電成分とする複数のインダクタンス導体を、フ
ェライトグリーンシート上に印刷により形成し、このフ
ェライトグリーンシート上に、インダクタンス導体を形
成していないフェライトグリーンシートを積層し、圧着
することによって、生の積層体を作製した。次いで、こ
の生の積層体を、所定の大きさにカットした後、920
℃で2時間焼成し、それによって焼結後の積層体を得
た。次いで、この積層体の外表面上に外部端子電極を形
成し、それによって複数のインダクタンス素子を有する
インダクタアレイを作製した。
フェライトグリーンシートの各々上に、Agを導電成分
とするコンデンサ電極を印刷により形成し、これらを積
層するとともに、その上下に、コンデンサ電極を形成し
ていないフェライトグリーンシートを積層し、これらを
圧着することによって、生の成形体を作製した。次い
で、この生の積層体を所定の大きさにカットし、920
℃で2時間焼成することによって、焼結後の積層体を得
た。次いで、この積層体の外表面上に、外部端子電極を
形成し、試料となる積層コンデンサを作製した。
デンサの各々について、耐湿負荷試験(温度85℃;相
対湿度85%;印加電界強度2kV/mm)、および高
温負荷試験(温度125℃;印加電界強度2kV/m
m)を実施し、0〜2000時間の間のいくつかの時点
での絶縁抵抗を求めた。
合う2つのインダクタンス導体の間に上述した電界を印
加し、また、積層コンデンサについては、対向するコン
デンサ電極間に上述した電界を印加した。また、絶縁抵
抗については、上述のように電界が印加されたインダク
タンス導体間またはコンデンサ電極間についての絶縁抵
抗を、同一の電界を印加しながら測定した。
料として、主成分が、49.0モル%のFe2 O3 と2
9.0モル%のZnOと9.0モル%のCuOと13モ
ル%のNiOとからなり、かつMnOを0.005〜
3.0重量%の範囲の含有率をもって含有させた種々の
組成のものを用いた。
2)インダクタアレイに係る各試料について、耐湿負荷
試験による絶縁抵抗の評価結果を表1に、高温負荷試験
による絶縁抵抗の評価結果を表2にそれぞれ示してい
る。
の含有率が0.01〜2.0重量%の範囲内にある実施
例1〜6によれば、高温多湿下での絶縁抵抗の低下が抑
制され、そのため、絶縁信頼性に優れたインダクタアレ
イを得ることができる。
4)積層コンデンサに係る各試料について、耐湿負荷試
験による絶縁抵抗の評価結果を表3に、高温負荷試験に
よる絶縁抵抗の評価結果を表4にそれぞれ示している。
の含有率が0.01〜2.0重量%の範囲内にある実施
例7〜12によれば、高温多湿下での絶縁抵抗の低下が
抑制され、そのため、絶縁信頼性に優れた積層コンデン
サを得ることができる。
料として、主成分が、47.0モル%のFe2 O3 と1
2.0モル%のZnOと12.0モル%のCuOと29
モル%のNiOとからなり、かつMnOを0.005〜
3.0重量%の範囲の含有率をもって含有させた種々の
組成のものを用いた。
び6)インダクタアレイに係る各試料について、耐湿負
荷試験による絶縁抵抗の評価結果を表5に、高温負荷試
験による絶縁抵抗の評価結果を表6にそれぞれ示してい
る。
の含有率が0.01〜2.0重量%の範囲内にある実施
例13〜18によれば、高温多湿下での絶縁抵抗の低下
が抑制され、そのため、絶縁信頼性に優れたインダクタ
アレイを得ることができる。
び8)積層コンデンサに係る各試料について、耐湿負荷
試験による絶縁抵抗の評価結果を表7に、高温負荷試験
による絶縁抵抗の評価結果を表8にそれぞれ示してい
る。
の含有率が0.01〜2.0重量%の範囲内にある実施
例19〜24によれば、高温多湿下での絶縁抵抗の低下
が抑制され、そのため、絶縁信頼性に優れた積層コンデ
ンサを得ることができる。
ス素子とキャパシタンス素子との間での絶縁抵抗の低下
については評価しなかったが、この実験例における複数
のインダクタンス導体の間での絶縁抵抗または複数のコ
ンデンサ電極の間での絶縁抵抗の場合と実質的に同様の
評価結果が得られることは容易に理解できるところであ
る。
体層の組成において、Mn化合物を、MnOに換算して
0.01〜2.0重量%含有させているので、内部導体
においてAgが用いられても、そのマイグレーションが
生じにくく、また、Agを含む内部導体との同時焼成を
可能とする焼成温度によっても、良好な焼結状態が得ら
れ、その結果、高温かつ高湿下での信頼性に優れた、積
層電子部品を得ることができる。
タンス素子を備える積層電子部品、たとえば、内部導体
が、複数のインダクタンス導体を備え、積層体の外表面
上に、複数のインダクタンス導体の各々の両端部にそれ
ぞれ電気的に接続される複数の外部端子電極が設けられ
ている、積層電子部品に対して、あるいは、インダクタ
ンス素子およびキャパシタンス素子が構成されている積
層電子部品、たとえば、内部導体がインダクタンス導体
および互いに対向する少なくとも1対のコンデンサ電極
を備える、積層電子部品に対して、有利に適用すること
ができる。
てのインダクタアレイ1の外観を示す斜視図である。
体2の内部構造を示す平面図であり、積層体2を構成す
る複数の磁性体層3の間の特定の界面に沿う断面を表わ
している。
してのLCフィルタ21の外観を示す斜視図である。
ある。
22の断面図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 複数の積層された磁性体層を一体焼結さ
せて得られた積層体を備え、前記積層体の内部には、内
部導体が形成され、前記内部導体および前記磁性体層に
よって、複数のインダクタンス素子、またはインダクタ
ンス素子およびキャパシタンス素子が構成されている、
積層電子部品であって、 前記磁性体層は、45〜50モル%のFe2 O3 、0〜
33モル%のZnOおよび6〜20モル%のCuOを含
むとともに、残部をNiOとする、主成分と、Mn化合
物とを含む組成を有し、前記組成中において、前記Mn
化合物は、MnOに換算して0.01〜2.0重量%含
有する、積層電子部品。 - 【請求項2】 前記内部導体は、Agを含む、請求項1
に記載の積層電子部品。 - 【請求項3】 前記内部導体は、複数のインダクタンス
導体を備え、前記積層体の外表面上には、複数の前記イ
ンダクタンス導体の各々の両端部にそれぞれ電気的に接
続される、複数の外部端子電極が設けられている、請求
項1または2に記載の積層電子部品。 - 【請求項4】 前記内部導体は、インダクタンス導体お
よび互いに対向する少なくとも1対のコンデンサ電極を
備える、請求項1ないし3のいずれかに記載の積層電子
部品。
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