JP2006219306A - 酸化物磁性材料及び積層型インダクタ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 Fe2O3:44〜47mol%、CuO:5〜13mol%、ZnO:15〜23mol%、残部実質的にNiOからなる主成分に対して、副成分としてMn2O3を0.1〜0.5wt%含有する組成を有し、平均結晶粒径が0.7〜1.2μmである焼結体から構成される酸化物磁性材料。焼結体は、Fe2O3:45.5〜47.0mol%、CuO:5〜10mol%、ZnO:16〜20mol%、残部実質的にNiOからなる主成分を有することが望ましく、平均結晶粒径が0.85〜1.1μmであることが望ましい。
【選択図】図4
Description
本発明は、このような技術的課題に基づいてなされたもので、焼結密度の低下を招くことなく直流重畳特性を向上することのできる酸化物磁性材料及びこの酸化物磁性材料を用いた積層型インダクタを提供することを目的とする。
本発明者らは、Ni−Cu−Zn系フェライトのFe2O3量を一般的な範囲よりも低く設定するとともに、Mn2O3を所定量添加し、さらに焼結体の結晶粒径を制御することにより、上記目的を達成できることを確認した。すなわち本発明は、Fe2O3:44〜47mol%、CuO:5〜13mol%、ZnO:15〜23mol%、残部実質的にNiOからなる主成分に対して、副成分としてMn2O3を0.1〜0.5wt%含有する組成を有し、平均結晶粒径が0.7〜1.2μmである焼結体から構成されることを特徴とする酸化物磁性材料である。本発明の酸化物磁性材料は、焼結密度を低下させる要因となる組成物を添加することなく、基本的にはFe2O3量の量を適正化し、さらに副成分としてMn2O3を所定量添加することにより、直流重畳特性を向上することができる。
本発明の酸化物磁性材料において、焼結体は、Fe2O3:45.5〜47.0mol%、CuO:5〜10mol%、ZnO:16〜20mol%、残部実質的にNiOからなる主成分を有することが好ましい。また本発明の酸化物磁性材料において、焼結体の平均結晶粒径は、0.85〜1.1μmであることが好ましい。
本発明の酸化物磁性材料は、Fe2O3、CuO及びZnO、残部実質的にNiOからなる主成分を有している。
Fe2O3は基本的な構成組成物として本発明の酸化物磁性材料に含有されるが、本発明では通常のNi−Cu−Zn系フェライトよりもFe2O3の量が低く設定されている。Fe2O3が44mol%より少ないと飽和磁束密度(Bs)が低くなり、その結果として直流重畳特性が低下する。一方で、Fe2O3が47mol%を超えると保磁力(Hc)が低くなり、その結果として直流重畳特性が低下する。望ましいFe2O3の量は45.5〜47.0mol%、さらに望ましいFe2O3の量は45.8〜46.8mol%である。
また本発明の酸化物磁性材料は、品質係数Qが70以上、飽和磁束密度(Bs)が350mT以上、保磁力(Hc)が400A/m以上の特性を有する。
図1〜図2に示すように、積層型チップインダクタ1は、酸化物磁性層2と内部電極3とが交に積層一体化されて構成されるチップ体を有する。そして、内部電極3は円周パターン状に形成されると共に、隣接する内部電極3は、図2に示されるように、互いに導通しており、これによりコイルが形成されている。更に、このチップ体の端部には、内部電極3と電気的に導通する外部電極5が設けられている。
前記バインダとしては、エチルセルロース、アクリル樹脂、ブチラール樹脂等の公知のバインダを用いることができる。また、溶剤も、ターピネオール、ブチルカルビトール、ケロシン等の公知の溶剤を用いることができる。バインダ及び溶剤の添加量には制限はない。ただし、バインダについては1〜5質量部、溶剤については10〜50質量部の範囲とすることが推奨される。
バインダ及び溶剤の他に、分散剤、可塑剤、誘電体、絶縁体等を10質量部以下の範囲で添加することもできる。分散剤としては、ソルビタン脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステルを添加することができる。また、可塑剤としては、ジオクチルフタレート、ジブチルフタレート、ブチルフタリルグリコール酸ブチルを添加することができる。
外部電極5の材質としては、Ag、Ni、Cu、Ag−Pd合金といった公知の材料を用いることができる。外部電極5は、これら材料を印刷法、メッキ法、蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタ法等の各種の方法により形成することができる。
また得られたトロイダル状試料に銅線で20ターンの巻き線を施し、初透磁率(μi,100kHz)、飽和磁束密度(Bs,4kA/m)、Idc(インダクタンス値が初期値より10%低下した電流値)を測定した。その結果を表1に示す。また、測定結果を図3〜図11のグラフに示した。
次に、図10に示すように、平均結晶粒径が大きくなるにつれて初透磁率(μi)が大きくなる傾向にあるが、平均結晶粒径が0.63μmでは70程度の初透磁率(μi)しか得ることができない。一方で、図11に示すように、平均結晶粒径が大きくなるにつれてIdcが低下し、平均結晶粒径が1.2μmを超えると600mA以上のIdcを得ることが難しくなる。以上の結果より、本発明は平均結晶粒径を0.7〜1.2μmとする。
混合及び粉砕用ポット:ステンレスボールミルポット
混合及び粉砕用メディア:スチールボール
混合時間:16時間
仮焼条件:700℃×4時間
粉砕時間:40時間
表3の組成を有する各粉末100質量部に対して、エチルセルロース2.5質量部、ターピネオール40質量部を加え、3本ロールにて混練して酸化物磁性層用ペーストを調整した。一方、平均粒径0.8μmのAg100質量部に対して、エチルセルロース2.5質量部、ターピネオール40質量部を加え、3本ロールにて混練して内部電極用ペーストを得た。
Claims (4)
- Fe2O3:44〜47mol%、CuO:5〜13mol%、ZnO:15〜23mol%、残部実質的にNiOからなる主成分に対して、副成分としてMn2O3を0.1〜0.5wt%含有する組成を有し、平均結晶粒径が0.7〜1.2μmである焼結体から構成されることを特徴とする酸化物磁性材料。
- 前記焼結体は、Fe2O3:45.5〜47.0mol%、CuO:5〜10mol%、ZnO:16〜20mol%、残部実質的にNiOからなる主成分を有することを特徴とする請求項1に記載の酸化物磁性材料。
- 前記焼結体の平均結晶粒径が0.85〜1.1μmであることを特徴とする請求項1又は2に記載の酸化物磁性材料。
- 酸化物磁性層と内部電極とが交互に積層されるとともに、前記内部電極と電気的に接続された外部電極とを有する積層型インダクタであって、
前記酸化物磁性層は、Fe2O3:44〜47mol%、CuO:5〜13mol%、ZnO:15〜23mol%、残部実質的にNiOからなる主成分に対して、副成分としてMn2O3を0.1〜0.5wt%含有する組成を有し、平均結晶粒径が0.7〜1.2μmである焼結体から構成されることを特徴とする積層型インダクタ。
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