JP2014120575A - 積層コイル部品 - Google Patents

Abstract

【課題】焼結時の層間剥離およびクラックの発生を抑制し、インダクタンス値の温度変化が抑制された積層コイル部品を提供する。
【解決手段】少なくともＦｅ、Ｎｉ、ＺｎおよびＣｕを含むフェライト材料から構成される磁性体部と、非磁性体部と、それらの内部に埋設されたコイル状の導体部とを有する積層コイル部品において、前記非磁性体部が、少なくともＺｎおよびＭｎを含み、かつ、スピネル構造を有する材料から構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、積層コイル部品に関し、より詳細には、少なくともＦｅ、ＮｉおよびＺｎを含むフェライト材料から構成される磁性体部と、非磁性体部と、コイル状の導体部とを有する積層コイル部品に関する。

一般的に、導体パターンと磁性体層を交互に積層して構成した積層コイル部品は、重畳直流電流を徐々に大きくすると、ある電流値まではインダクタンス値が略一定もしくは穏やかに低下するが、その後は磁性体の磁気飽和が生じて急激にインダクタンス値が低下するという問題がある。この問題点を改善するために、コイルの中央付近に非磁性体層を挿入し、開磁路型の積層コイル部品とすることが知られている。

かかる状況下、特許文献１は、Ｎｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライトからなる複数の磁性体層と、該磁性体層を介して積層されることによりコイルを構成する複数の導体層と、前記複数の磁性体層に接するように形成されＴｉ−Ｎｉ−Ｃｕ−Ｍｎ−Ｚｒ−Ａｇ系誘電体からなる少なくとも一つの非磁性体層とを備える積層体チップが開示されており、その非磁性体層は、具体的には、ＴｉＯ_２を主成分とし、ＮｉＯ、ＣｕＯ、Ｍｎ_３Ｏ_４、ＺｒＯ_２、およびＡｇ_２ＯもしくはＡｇを含有する誘電体が用いられている。このような構成とすることにより、良好な直流重畳特性を有するとともに温度特性のばらつきを生じることなく、かつ層間剥離の発生を抑制して、安定生産可能な積層インダクタ、積層チョークコイルを提供することができるとしている。

また、特許文献２は、複数の磁性体層を積層して形成される磁性体部を、非磁性体層により形成される非磁性体部の両主面上に配置することにより積層体が形成され、前記磁性体部および前記非磁性体部に形成されたコイル導体をらせん状に接続したコイルが形成され、前記非磁性体部に形成されたコイル導体の巻数が、前記非磁性体部に形成されたコイル導体以外の各層上のコイル導体の巻数よりも多いことを特徴とする積層コイルを開示しており、その磁性体層にはＮｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライト材料が用いられ、非磁性体層にはＺｎ−Ｃｕ系フェライト材料が用いられている。このような構成とすることにより、非磁性体部からの磁束の漏れ量を大きくすることができるので、コイル導体に大電流を流してもインダクタンス値が低下しない優れた直流重畳特性を持つ積層コイルを得ることができるとしている。

国際公開第２０１０／０１３８４３号 国際公開第２００５／１２２１９２号

特許文献１では、磁性部分にスピネル構造を有するフェライト材料を用い、非磁性体部にスピネル構造を有さない誘電体を用いているため、焼結時に層間剥離および熱膨張係数の違いによりクラックが発生するといった懸念がある。

また、特許文献２では、非磁性体部と磁性体部に、同じスピネル構造を有する同系のフェライト材料を用いて開磁路型の積層コイル部品を作製しているので、焼成時における収縮挙動に大きな差がなく、クラックなどの欠陥が生じにくい。しかしながら、特許文献２の積層コイル部品は、非磁性体部がＮｉを含まないため、Ｎｉが磁性体部から非磁性体部へ拡散し易く、Ｎｉの拡散によって、積層型コイル部品のインダクタンス値の温度特性が劣化する（インダクタンス値の温度変化率が大きくなる）という問題点がある。

本発明の目的は、焼結時の層間剥離およびクラックの発生を抑制し、かつ、インダクタンス値の温度変化が抑制された積層コイル部品を提供することにある。

本発明者らは、上記問題を解消すべく鋭意検討した結果、積層コイル部品の非磁性体層にＭｎを含有せしめることにより、焼結時の層間剥離およびクラックの発生を抑制でき、かつ積層コイル部品のインダクタンス値の温度変化を抑制できることを見出し、本発明に至った。

本発明の要旨によれば、少なくともＦｅ、ＮｉおよびＺｎを含むフェライト材料から構成される磁性体部と、非磁性体部と、それらの内部に埋設されたコイル状の導体部とを有する積層コイル部品であって、
前記非磁性体部が、少なくともＺｎおよびＭｎを含み、かつ、スピネル構造を有する材料から構成されていることを特徴とする、積層コイル部品が提供される。

なお、本発明において、非磁性フェライト材料から構成される非磁性体部とは、使用温度で実質的に自発磁化を有さないフェライト材料から構成された部位を意味する。

本発明によれば、積層コイル部品において、非磁性体層にスピネル構造を有する材料を用い、かつＭｎを含有せしめることにより、焼結時の層間剥離およびクラックの発生が抑制され、かつ積層コイル部品のインダクタンス値の温度変化を抑制された積層コイル部品が提供される。

本発明の１つの実施形態における積層コイル部品の概略斜視図である。 図１の実施形態における積層コイル部品の概略分解斜視図であって、外部電極を省略した図である。 図１の実施形態における積層コイル部品の概略断面図である。 比較例（試料番号１）の直流重畳特性を示すグラフである。 実施例（試料番号５）の直流重畳特性を示すグラフである。

本発明の積層コイル部品およびその製造方法について、以下、図面を参照しながら詳細に説明する。但し、本発明の積層コイル部品の構成、形状、巻回数および配置等は、図示する例に限定されないことに留意されたい。

図１〜図３に示すように、本実施形態の積層コイル部品１は、概略的には、それぞれ、磁性体層２（および、外層である磁性体層３）と、非磁性体層４と、導体層５とを所定の順番で積層することにより形成された、磁性体部７と、非磁性体部８と、これらの内部に埋設されたコイル状の導体部９とを有する積層体２０を含んで成る。積層体２０の外周両端面を覆うように外部電極２１および２２が設けられ得、外部電極２１および２２は、それぞれ、コイル状の導体部５の両端に位置する引出し部６ｂおよび６ａに接続され得る。

より詳細には、本実施形態においては、磁性体層２および非磁性体層４は、それらを貫通するビアホール１０を有し、それぞれ積層されて磁性体部７および非磁性体部８を形成する。また、磁性体層２と非磁性体層４との各間に、それぞれ導体層５が配置され、これらの導体層５は上記ビアホール１０を通ってコイル状に相互接続され、導体部９を形成する。磁性体部７は、上記導体部９により生じる磁路を切るように積層体２０の略中央部に配置される。

磁性体層２は、少なくとも、Ｆｅ、Ｎｉ、ＺｎおよびＣｕを含む焼結フェライトから構成される。非磁性体層４は、Ｚｎ、ＣｕおよびＭｎ（場合により、さらにＦｅ）を含むスピネル構造を有する材料から構成される。導体部５は、導電性であれば特に限定されないが、銀を主成分として含む導体、すなわち実質的に銀から成る導体、例えば銀の含有量が９８．０〜９９．５ｗｔ％である導体が好ましい。外部電極２１および２２は、特に限定されないが、通常、銀を主成分として含む導体から成り、必要に応じてニッケルおよび／またはスズなどがメッキされ得る。

上記した本実施形態の積層コイル部品１は、以下のようにして製造される。

まず、磁性体シートを準備する。磁性体シートは、例えば、Ｆｅ、Ｎｉ、ＺｎおよびＣｕを含むＮｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライト材料から作製される。

Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライト材料は、Ｆｅ、Ｎｉ、ＺｎおよびＣｕを主成分として含み、必要に応じて添加成分を更に含んでいてもよい。通常、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライト材料は、素原料として、Ｆｅ_２Ｏ_３、ＮｉＯ、ＺｎＯおよびＣｕＯの粉末を所望の割合で混合および仮焼して調製され得るが、これに限定されるものではない。

Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライト材料におけるＦｅ含有量（Ｆｅ_２Ｏ_３換算）は、４４〜４９．８ｍｏｌ％（主成分合計基準）とすることが好ましい。Ｆｅ含有量（Ｆｅ_２Ｏ_３換算）を４４ｍｏｌ％以上とすることによって、高い透磁率を得ることができ、大きなインダクタンスを取得できる。また、Ｆｅ含有量（Ｆｅ_２Ｏ_３換算）を４９．８ｍｏｌ％以下とすることによって、高い焼結性を得ることができる。

Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライト材料におけるＺｎ含有量（ＺｎＯ換算）は、６〜３３ｍｏｌ％（主成分合計基準）とすることが好ましい。Ｚｎ含有量（ＺｎＯ換算）を６ｍｏｌ％以上とすることによって、高い透磁率を得ることができ、大きなインダクタンスを取得できる。また、Ｚｎ含有量（ＺｎＯ換算）を３３ｍｏｌ％以下とすることによって、キュリー点の低下を回避でき、積層コイル部品の動作温度の低下を回避できる。

本実施形態において、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライト材料におけるＣｕ含有量（ＣｕＯ換算）は、０．１〜４．０ｍｏｌ％（主成分合計基準）とし得る。Ｃｕ含有量（ＣｕＯ換算）を０．１〜４．０ｍｏｌ％とすることによって、飽和磁束密度を高めることができ、良好な直流重畳特性を得ることができる。また、酸素濃度が０．１体積％以下の雰囲気で焼成する場合の焼結性を向上させることができる。

Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライト材料におけるＮｉ含有量（ＮｉＯ換算）は、特に限定されず、上述した他の主成分であるＣｕ、ＦｅおよびＺｎの残部とし得る。

また、上記フェライト材料は、さらにＭｎを含んでいてもよい。上記フェライト材料にＭｎを含有させることにより、透磁率を向上させることができる。

上記フェライト材料における添加成分としては、例えばＢｉ、Ｓｎ、Ｃｏなどが挙げられるが、これに限定されない。Ｂｉ含有量（添加量）は、主成分Ｆｅ（Ｆｅ_２Ｏ_３換算）、Ｍｎ（Ｍｎ_２Ｏ_３換算）、Ｚｎ（ＺｎＯ換算）、Ｎｉ（ＮｉＯ換算）、Ｃｕ（ＣｕＯ換算））の合計１００重量部に対して、Ｂｉ_２Ｏ_３に換算して０．１〜１重量部とすることが好ましい。Ｂｉ（Ｂｉ_２Ｏ_３換算）含有量を０．１〜１重量部とすることによって、低温焼成がより促進されると共に、異常粒成長を回避することができる。Ｂｉ（Ｂｉ_２Ｏ_３換算）含有量が高すぎると、異常粒成長が起こり易く、異常粒成長部位にて比抵抗が低下し、外部電極形成時のめっき処理の際に、異常粒成長部位にめっきが付着するので好ましくない。また、Ｓｎ含有量（添加量）は主成分１００重量部に対して、ＳｎＯ_２に換算して０．３〜１．０重量部が好ましい。この範囲でＳｎを含有させることで、直流重畳特性を一層向上させることができる。また、Ｃｏ含有量は、Ｃｏ_３Ｏ_４に換算して０．１〜０．８重量部が好ましい。この範囲でＣｏを含有させることで、高周波でのＱを高めることができる。

上記のようにして調製したフェライト材料を用いて磁性体シートを準備する。例えば、フェライト材料を、バインダ樹脂および有機溶剤を含む有機ビヒクルと混合／混練し、シート状に成形することにより磁性体シートを得てよいが、これに限定されるものではない。

次に、非磁性体シートを準備する。非磁性体シートは、Ｚｎ、ＣｕおよびＭｎ、場合によりさらにＦｅを含むスピネル構造を有する材料（以下、「非磁性スピネル材料」ともいう）から作製される。なお、該非磁性スピネル材料は、実質的にスピネル層から成ることが好ましいが、多少のスピネル層以外の異相を含んでいてもよい。また、該非磁性スピネル材料には、ＮｉＯは含まれない。なお、本実施形態においてはＣｕを含めているが、本発明において必須ではないことに注意されたい。

非磁性スピネル材料は、Ｚｎ、ＣｕおよびＭｎ、場合によりさらにＦｅを主成分として含み、必要に応じて添加成分を更に含んでいてもよい。通常、非磁性スピネル材料は、素原料として、ＺｎＯ、ＣｕＯおよびＭｎ_２Ｏ_３、場合によりＦｅ_２Ｏ_３の粉末を所望の割合で混合および仮焼して調製され得るが、これに限定されるものではない。

非磁性スピネル材料におけるＦｅ含有量（Ｆｅ_２Ｏ_３換算）は、特に限定されないが、０〜４９．８ｍｏｌ％（主成分合計基準）とすることが好ましい。

非磁性スピネル材料におけるＭｎ含有量（Ｍｎ_２Ｏ_３換算）は、４９ｍｏｌ％以下（ゼロｍｏｌ％を除く）（主成分合計基準）、好ましくは０．５〜４９ｍｏｌ％、より好ましくは２．０〜３０ｍｏｌ％とし得る。非磁性スピネル材料にＭｎを含有させることにより、非磁性体層のキュリー点を低下させることができ、積層コイル部品のインダクタンス値の温度変化を抑制することができる。さらに、Ｍｎ含有量（Ｍｎ_２Ｏ_３換算）を０．５ｍｏｌ％以上とすることにより、非磁性体層のキュリー点を十分に低下させることができ、温度特性をより改善できるので好ましい。また、Ｍｎ含有量（Ｍｎ_２Ｏ_３換算）を４９ｍｏｌ％より多くすると、スピネル相以外の異相の割合が多くなり、クラック等の発生の懸念がある。

また、上記した磁性体シートのフェライト材料におけるＦｅ含有量（Ｆｅ_２Ｏ_３換算）とＭｎ含有量（Ｍｎ_２Ｏ_３換算）の和と、非磁性スピネル材料におけるＦｅ含有量（Ｆｅ_２Ｏ_３換算）とＭｎ含有量（Ｍｎ_２Ｏ_３換算）の和を同程度にすることが好ましい。フェライト材料と非磁性スピネル材料におけるＦｅ含有量（Ｆｅ_２Ｏ_３換算）とＭｎ含有量（Ｍｎ_２Ｏ_３換算）の和を同じにすることにより、磁性体シートと非磁性体シートの焼結挙動の差を小さくすることができ、クラック等の欠陥を抑制することができる。

非磁性スピネル材料におけるＣｕ含有量（ＣｕＯ換算）は、０．１〜４．０ｍｏｌ％（主成分合計基準）とし得る。Ｃｕ含有量（ＣｕＯ換算）を０．１〜４．０ｍｏｌ％とすることによって、また、酸素濃度が０．１体積％以下の雰囲気で焼成する場合の焼結性を向上させることができる。

非磁性スピネル材料におけるＺｎ含有量（ＺｎＯ換算）は、特に限定されず、上述した他の主成分であるＦｅ、ＭｎおよびＣｕの残部とし得る。

上記のようにして調製した非磁性スピネル材料を用いて非磁性体シートを準備する。例えば、非磁性スピネル材料を、バインダ樹脂および有機溶剤を含む有機ビヒクルと混合／混練し、シート状に成形することにより非磁性体シートを得てよいが、これに限定されるものではない。

別途、導体ペーストを準備する。市販で入手可能な、金属導体を粉末の形態で含む一般的な金属ペーストを使用できるが、これに限定されない。金属導体としては、限定するものではないが、好ましくは銀が用いられる。

そして、図２に示されるように、上記磁性体シート（磁性体層２に対応する）および非磁性体シート（非磁性体層４に対応する）を、金属導体を含む導体ペースト層（導体層５に対応する）を介して積層し、導体ペースト層が磁性体シートおよび非磁性体シートに貫通して設けられたビアホール（ビアホール１０に対応する）を通ってコイル状に相互接続されている積層体（積層体２０に対応するが、未焼成積層体である）を得る。

上記積層体（未焼成積層体）の形成方法は、特に限定されず、シート積層法および印刷積層法などを利用して積層体を形成してよい。シート積層法による場合、磁性体シートおよび非磁性体シートに、適宜ビアホールを設けて、導体ペーストを所定のパターンで（ビアホールが設けられている場合には、ビアホールに充填しつつ）印刷して導体ペースト層を形成し、導体ペースト層が適宜形成された磁性体シートおよび非磁性体シートを積層および圧着し、所定の寸法に切断して、積層体を得ることができる。印刷積層法による場合、フェライト材料からなる磁性体ペーストを印刷して磁性体層を形成する工程（または非磁性スピネル材料からなる非磁性体ペーストを印刷して非磁性体層を形成する工程）、導体ペーストを所定のパターンで印刷して導体層を形成する工程を適宜繰り返すことで積層体を作製する。磁性体層および非磁性体層を形成する時は所定の箇所にビアホールを設け、上下の導体層が導通するようにし、最後に磁性体ペーストを印刷して磁性体層３（外層に対応する）を形成し、これを所定の寸法に切断して、積層体を得ることができる。この積層体は、複数個をマトリクス状に一度に作製した後に、ダイシング等により個々に切断して（素子分離して）個片化したものであってよいが、予め個々に作製したものであってもよい。

次に、上記で得られた積層体（未焼成積層体）を熱処理することにより、磁性体シート、非磁性体シートおよび導体ペースト層を焼成して、それぞれ磁性体部７、非磁性体部８および導体部９とし、積層体２０を形成する。焼成の条件（温度、酸素濃度等）は、磁性体シート、非磁性体シートおよび導体ペーストの組成に応じて変化し得、限定するものではないが、例えば、酸素濃度が０．００１〜０．１体積％の雰囲気、８５０〜９３５℃とし得る。酸素濃度を０．１体積％以下とすることで、結晶構造中に酸素欠陥が形成され、各元素の相互拡散が促進され、焼結性を高めることができる。しかし、酸素濃度が０．００１体積％未満になると、必要以上に酸素欠陥が形成され、磁性体、非磁性体の比抵抗を低下させるおそれがあり、０．００１体積％以上が好ましい。

次に、上記で得られた積層体２０の両端面を覆うように、外部電極２１および２２を形成する。外部電極２１および２２の形成は、例えば、銀の粉末をガラスなどと一緒にペースト状にしたものを所定の領域に塗布し、得られた構造体を、例えば約７５０℃で熱処理して銀を焼き付けることによって実施し得る。外部電極２１および２２は、それぞれ、導体部５の両端に位置する引出し部６ｂおよび６ａに接続されている。

以上のようにして、本実施形態の積層コイル部品１が製造される。

上記積層コイル部品は、磁性体層および非磁性体層ともにスピネル構造を有するので、層間剥離および、熱膨張係数の差異による焼成時のクラックの発生が抑制される。

上記積層コイル部品における非磁性体層にはＭｎが含まれ、好ましくは、Ｍｎ_２Ｏ_３に換算して、０．５〜４９ｍｏｌ％、より好ましくは２〜３０ｍｏｌ％含まれる。このような非磁性体層とすることにより、積層コイル部品のインダクタンス値の温度変化が抑制される。

本発明はいかなる理論によっても拘束されないが、積層コイル部品のインダクタンス値の温度変化が抑制される理由は以下のように考えられる。従来のフェライト系非磁性体層は、特許文献２のように、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライト材料のＮｉをすべてＺｎに置換してＣｕ−Ｚｎ系フェライト材料とすることでキュリー点を使用温度範囲以下にして非磁性材料として利用している。しかしながら、磁性体層（Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライト材料）と非磁性体層（Ｃｕ−Ｚｎ系フェライト材料）を積層し、共焼結すると、その境界面で相互拡散が起こり、磁性体層から非磁性体層へＮｉが拡散し、非磁性体層の一部がＮｉ拡散層となる。その結果、Ｎｉ拡散層のキュリー点が上昇し、使用温度範囲で磁性を有し得る領域が発生する。詳細には、このＮｉ拡散層のＮｉ濃度は勾配を持っており、Ｎｉ拡散層において、磁性体層側がよりＮｉ濃度が高く、非磁性体層の内部に向かうにつれＮｉ濃度は低くなる。したがって、この濃度勾配に応じてキュリー点の上昇度も勾配を持つ。すなわち、Ｎｉ拡散層において、Ｎｉ濃度の高い磁性体層側がよりキュリー点が高く、Ｎｉ濃度が低い非磁性体層の内部に向かうにつれキュリー点は低くなる。この勾配のため、使用温度の変化によりＮｉ拡散層の磁性を持つ領域（磁性体層からの距離）が変化し、インダクタンスが変動する。

そこで、非磁性体材料にＭｎを含有させる。これにより非磁性体材料のキュリー点が低下する。Ｍｎを含む非磁性体材料はキュリー点が低いので、焼成時にＮｉが非磁性体層に拡散してキュリー点が上昇しても、使用温度範囲以上にまでキュリー点が上昇する領域は、従来のＭｎ不含の場合よりも狭くなる。その結果、Ｎｉ拡散層による温度特性の悪化を抑制することができ、インダクタンス変化を抑制することができる。

非磁性体層におけるＭｎ含有量（Ｍｎ_２Ｏ_３換算）およびＦｅ含有量（Ｆｅ_２Ｏ_３）などの各成分の含有量は、次のようにして求める。すなわち、複数（例えば、１０個以上）の積層コイル部品を、端面が立つように樹脂固めし、試料の長さ方向に沿って研磨し、長さ方向の約１／２の時点における研磨断面を得る。研磨断面を洗浄した後、非磁性体層の略中央部を、波長分散型Ｘ線分析法（ＷＤＸ法）を用いて各成分を定量分析し、複数の試料の測定結果の平均を算出することにより求められる。測定面積は、使用する分析機器によって異なり得、例えば、測定ビーム径で数十ｎｍ〜１μｍであるが、これに限定されない。

以上、本発明の１つの実施形態について説明したが、本実施形態は種々の改変が可能である。

特に、上記実施形態では、非磁性体部は積層体の略中央部に１層設置されているのみであるが、これに限定されない。非磁性体部は、コイルが生じる磁路を切るように設置されていればいずれの箇所に設置されていてもよく、また、１層以上設置されていてもよい。例えば、上記実施形態では、外層が磁性体層であるが、これを非磁性体層とすることもできる。また、磁性体層と非磁性体層とを交互に積層し、その間に導体層を設置してもよい。

（実施例）
・磁性体シートの作製
磁性体層を形成するフェライト材料を得るため、Ｆｅ_２Ｏ_３：４４．０ｍｏｌ％、ＺｎＯ：２６．０ｍｏｌ％、ＣｕＯ：１．０ｍｏｌ％、Ｍｎ_２Ｏ_３：５．０ｍｏｌ％、ＮｉＯ：２４．０ｍｏｌ％の割合となるように秤量し、さらにこれら主成分１００重量部に対しＢｉ_２Ｏ_３を０．２５重量部になるように秤量し、これらの秤量物を純水およびＰＳＺ（Partial Stabilized Zirconia；部分安定化ジルコニア）ボールと共に塩化ビニル製のポットミルに入れ、湿式で４８時間混合粉砕し、蒸発乾燥させた後、７５０℃の温度で２時間仮焼した。

これにより得られた仮焼粉を、エタノール（有機溶剤）およびＰＳＺボールと共に、再び塩化ビニル製のポットミルに投入し、２４時間混合粉砕し、さらにポリビニルブチラール系バインダ（有機バインダ）を加えて混合し、セラミックスラリーを得た。

次に、ドクターブレード法を使用し、厚さが２５μｍとなるようにセラミックスラリーをシート状に成形し、これを縦５０ｍｍ、横５０ｍｍの大きさに打ち抜き、磁性体シートを作製した。

・非磁性体シートの作製
Ｆｅ_２Ｏ_３、ＺｎＯ、ＣｕＯおよびＭｎ_２Ｏ_３粉末を、表１の試料番号１〜９に示す組成になるように秤量した。なお、なお、試料番号２〜９が本発明の実施例であり、試料番号１（表中、記号「*」を付して示す）は比較例である。

ついで、試料番号１〜９の各秤量物を、上記と同様に、純水およびＰＳＺボールと共に塩化ビニル製のポットミルに入れ、湿式で４８時間混合粉砕し、蒸発乾燥させた後、７５０℃の温度で２時間仮焼した。

これにより得られた仮焼粉を、エタノール（有機溶剤）およびＰＳＺボールと共に、再び塩化ビニル製のポットミルに投入し、２４時間混合粉砕し、さらにポリビニルブチラール系バインダ（有機バインダ）を加えて混合し、セラミックスラリーを得た。

次に、ドクターブレード法を使用し、厚さが２５μｍとなるようにセラミックスラリーをシート状に成形し、これを縦５０ｍｍ、横５０ｍｍの大きさに打ち抜き、非磁性体シートを作製した。

得られた試料番号１〜９の仮焼物のＸ線回折パターンをＸ線回折装置（リガク社製ＭｉｎｉｆｌｅｘＩＩＣｏ管球仕様）、およびＸ線検出装置（リガク社製Ｄ／ｔｅＸ Ｕｌｔｒａ）を用いて測定した。得られた回折パターンから、全ての仮焼物においてスピネル結晶相が形成されていることが確認された。

・積層コイル部品の作製
レーザー加工機を使用し、得られた磁性体シート、非磁性体シートの所定位置にビアホールを形成した後、Ａｇ粉末、ワニス、および有機溶剤を含有したＡｇペーストを、磁性体シートの表面にスクリーン印刷し、かつ前記Ａｇペーストをビアホールに充填し、コイルパターンを形成した。

次いで、コイルパターンの形成された磁性体シートおよび非磁性体シートを図２の配置になるよう積層した後、これらをコイルパターンの形成されていない磁性体シートで挟持し、６０℃の温度で１００ＭＰａの圧力で１分間圧着し、圧着ブロックを作製した。そして、この圧着ブロックを所定のサイズに切断し、セラミック積層体を作製した。

次に、得られたセラミック積層体を、大気中で４００℃に加熱して十分に脱脂した。次いで、窒素及び酸素の混合ガスを導入して酸素濃度を０．１体積％に調整した焼成炉に入れ、９００〜９３５℃に昇温し、２時間保持して、部品素体（積層体）を作製した。

次に、Ａｇ粉、ガラスフリット、ワニス、および有機溶剤を含有した外部電極用導電ペーストを用意し、この外部電極用導電ペーストを、上記部品素体の両端に塗布して乾燥させた後、大気中で７５０℃、１０分間焼き付けて、さらに電解めっきでＮｉ、Ｓｎめっきを順に行い、外部電極を形成して、図１に示されるような試料（積層コイル部品）を得た。なお、試料番号１〜９の試料は、それぞれ非磁性体層に表１の試料番号１〜９の非磁性材料、磁性体層に上記の磁性材料を用いた試料である。

以上により、試料（積層コイル部品）を、試料番号１〜９について作製した。なお、各試料の外径寸法は長さＬ：２．５ｍｍ、幅Ｗ：２．０ｍｍ、厚みＴ：１．０ｍｍであり、コイルのターン数は、１ＭＨｚでのインダクタンスが約４．７μＨになるように調整した。

・評価
（インダクタンス変化率）
作製した試料番号１〜９の試料各１０個について、インピーダンスアナライザ（アジレント・テクノロジー社製４２９１Ａ）および恒温槽（エスペック社製ＳＵ２４０型）を使用し、周囲温度が−３０℃、＋２０℃、および＋８５℃におけるインダクタンスＬ（測定周波数１ＭＨｚ）を求め、下記式：
ΔＬ_−３０℃＝｛（Ｌ_−３０℃−Ｌ_＋２０℃）／Ｌ_＋２０℃｝×１００
ΔＬ_＋８５℃＝｛（Ｌ_＋８５℃−Ｌ_＋２０℃）／Ｌ_＋２０℃｝×１００
から、−３０℃でのインダクタンス変化率（ΔＬ_−３０℃）、および＋８５℃でのインダクタンス変化率（ΔＬ_＋８５℃）を求めた。結果（試料１０個の平均値）を表２に示す。なお、Ｌ_−３０℃は−３０℃でのインダクタンス、Ｌ_＋２０℃は＋２０℃でのインダクタンス、Ｌ_＋８５℃は＋８５℃でのインダクタンスである。

（直流重畳特性）
次に、試料番号１（比較例）、試料番号５（実施例）の試料各１個について、試料を恒温槽（エスペック社製ＳＵ２４０型）に入れ、周囲温度を−３０、＋２０、＋８５℃に変化させて、ＪＩＳ規格（Ｃ２５６０−２）に準拠し、０〜０．６Ａの直流電流を試料に重畳し、インダクタンスＬを周波数１ＭＨｚで測定した。結果を、それぞれ、図４および５に示した。

表２から明らかなように、試料番号１ではインダクタンス変化率が約±２０％となり、温度変化率が大きくなることが確認された。これは、非磁性体層へＮｉが拡散し、Ｎｉが拡散した領域のキュリー点が上昇し、使用温度範囲で磁性を持つ領域が発生したことによると考えられる。

一方、Ｍｎを含有させた試料番号２〜９ではインダクタンスの温度変化率が小さくなる（約±７％以下）ことが確認された。これはＭｎを含有させることで非磁性体層のキュリー点が低下するので、Ｎｉが拡散しても、キュリー点がコイルの使用温度範囲にある拡散領域が狭くなることによると考えられる。

また、図４および図５に示されるように、試料番号５（実施例）は、試料番号１（比較例）よりも、温度による特性の変化が抑制され、かつ、良好な直流重畳特性を示すことが確認された。

（層剥離およびクラックの有無）
作製した試料番号１〜９の試料各１００個について、端面が立つように樹脂固めし、試料の長さ方向に沿って研磨し、長さ方向の約１／２の時点における研磨断面を得、研磨断面を洗浄した後、光学顕微鏡で観察を行った。試料番号１〜９の試料において、層剥離やクラックは観察されなかった。

本発明によって得られる積層コイル部品は、例えば高周波回路および電源回路のインダクタやトランスなどとして、幅広く様々な用途に使用され得る。

１…積層コイル部品
２…磁性体層
３…磁性体層（外層）
４…非磁性体層
５…導体層
６ａ，６ｂ…引出し部
７…磁性体部
８…非磁性体部
９…導体部
１０…ビアホール
２０…積層体
２１…外部電極
２２…外部電極

Claims (3)

1. 少なくともＦｅ、Ｎｉ、ＺｎおよびＣｕを含むフェライト材料から構成される磁性体部と、非磁性体部と、それらの内部に埋設されたコイル状の導体部とを有する積層コイル部品であって、
   前記非磁性体部が、少なくともＺｎおよびＭｎを含み、かつ、スピネル構造を有する材料から構成されていることを特徴とする、積層コイル部品。
2. 前記非磁性体部のＭｎ含有量が、Ｍｎ_２Ｏ_３に換算して、０．５〜４９ｍｏｌ％であることを特徴とする、請求項１に記載の積層コイル部品。
3. 前記非磁性体部のＭｎ含有量が、Ｍｎ_２Ｏ_３に換算して、２〜３０ｍｏｌ％であることを特徴とする、請求項１に記載の積層コイル部品。

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