JP2016196396A - Ferrite composition and electronic component - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、積層型インダクタなどの製造に好適なフェライト組成物と、該組成物で構成されるフェライト焼結体を有する電子部品とに関する。 The present invention relates to a ferrite composition suitable for manufacturing a multilayer inductor and the like, and an electronic component having a ferrite sintered body composed of the composition.
近年、DC−DCコンバータの小型化、高周波化が進み、数十MHz〜数百MHz程度の周波数で駆動するものも登場している。小型化、高周波化したDC−DCコンバータに適用するインダクタとして、高周波領域においてもインダクタとして動作する周波数特性と、大電流を印加しても動作がほとんど変化しない直流重畳特性とが求められる。 In recent years, DC-DC converters have become smaller and have higher frequencies, and some of them are driven at a frequency of about several tens of MHz to several hundreds of MHz. As an inductor applied to a DC-DC converter that is downsized and increased in frequency, a frequency characteristic that operates as an inductor even in a high frequency region and a DC superposition characteristic that hardly changes in operation even when a large current is applied are required.
DC−DCコンバータに適用するインダクタに用いられるフェライト組成物として、コバルトを添加したNiCuZnフェライトが以前より提案されている。NiCuZnフェライトに対してコバルト添加を行うことで、磁気異方性を向上させ、透磁率の周波数特性を向上させる手法が検討されている。 As a ferrite composition used for an inductor applied to a DC-DC converter, NiCuZn ferrite added with cobalt has been proposed. A technique for improving magnetic anisotropy and improving frequency characteristics of magnetic permeability by adding cobalt to NiCuZn ferrite has been studied.
しかし、コバルトを添加したNiCuZnフェライトは、コバルトを添加しないNiCuZnフェライトと比較して焼結性が低下し、温度特性が劣化する傾向があることが以前より知られている。上記のコバルト添加の欠点を克服する手法として以下に示す手法が提案されている。 However, it has been known for a long time that NiCuZn ferrite added with cobalt tends to have lower sinterability and lower temperature characteristics than NiCuZn ferrite not added with cobalt. The following method has been proposed as a method for overcoming the drawbacks of the above cobalt addition.
特許文献1では、NiCuZnフェライトにコバルト化合物とともに酸化ビスマス等のビスマス化合物を添加することで焼結性低下を克服している。さらに、ジルコニウム化合物を添加することで温度特性を改善しようとしている。
In
特許文献2では、NiCuZnフェライトにCo3O4、SiO2、Bi2O3を添加することで、高いQ値と良好な温度特性と高い抗応力特性を得ようとしている。
In
特許文献3では、NiCuZnフェライト中のFe2O3量とZnO量とを比較的少なくし、さらに、CoOを添加することで周波数特性に優れたフェライト組成物を得ようとしている。
In
しかし、特許文献1の実施例では、初透磁率μiの値は示されているものの、どの程度の高い周波数まで透磁率の値が保持されるのかについては記載がない。スネークの限界によれば、一般的には初透磁率μiの値が低いほど高い周波数まで透磁率の値が保持される。しかし、添加物を添加した場合には、スネークの限界以上に高い周波数まで透磁率が保持されたり、逆に、スネークの限界以下の低い周波数で透磁率が低下したりする。そのため、初透磁率μiは周波数特性の目安にはなるが、周波数特性の評価基準としては根拠に乏しい。したがって、特許文献1の実施例では周波数特性が不明である。
However, in the example of
なお、スネークの限界は以下の式(1)により表される。なお、frは回転磁化共鳴周波数、μiは初透磁率、γはジャイロ磁気定数、Msは飽和磁化である。
fr(μi−1)=|γ|×(Ms/3π) …式(1)
In addition, the limit of a snake is represented by the following formula | equation (1). Note that f r rotational magnetization resonance frequency, mu i is the initial permeability, gamma is the gyromagnetic constant, M s is the saturation magnetization.
f r (μ i −1) = | γ | × (M s / 3π) (1)
また、特許文献1では、酸化ジルコニウムを添加した場合における透磁率の温度変化について、20℃での初透磁率と85℃での初透磁率との比を示している。しかし、特許文献1の実施例に示されている20℃での初透磁率と85℃での初透磁率との比で最も小さいものが1.45倍である。この結果は、温度変化に対する初透磁率の変化を抑制したというには大きすぎる。
また、特許文献2では、初透磁率の値が示されておらず、周波数特性が不明である。特許文献3では、温度特性が不明である。さらに、特許文献1〜3は、いずれも直流重畳特性が不明である。
Moreover, in
以上より、特許文献1〜3のNiCuZnフェライトが周波数特性、直流重畳特性および温度特性の全てが優れているか否かは不明である。
From the above, it is unclear whether the NiCuZn ferrites of
本発明は、このような実状に鑑みてなされ、その目的は、低温焼結が可能であり、かつ、透磁率を数百MHzの高周波まで維持し、直流重畳特性および温度特性が良好で、比抵抗ρが高いフェライト組成物と、前記フェライト組成物を用いた電子部品を提供することである。 The present invention has been made in view of such a situation, and the object thereof is that low-temperature sintering is possible, the magnetic permeability is maintained up to a high frequency of several hundred MHz, the DC superposition characteristics and the temperature characteristics are good, and the ratio It is to provide a ferrite composition having high resistance ρ and an electronic component using the ferrite composition.
上記目的を達成するために、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し、
前記主成分が、酸化鉄をFe2 O3 換算で26〜46モル%、酸化銅をCuO換算で4〜14モル%、酸化亜鉛をZnO換算で0〜26モル%、残部がNiO換算で40.0モル%以上の酸化ニッケルで構成され、
前記主成分100重量部に対して、前記副成分として、ケイ素化合物をSiO2換算で0.8〜10.0重量部、コバルト化合物をCo3O4換算で1.0〜15.0重量部、ビスマス化合物をBi2O3換算で0.7〜30.0重量部、含有し、
Co3O4換算した前記コバルト化合物の含有量を、SiO2換算した前記ケイ素化合物の含有量で割った値が、0.4〜5.5であることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the ferrite composition according to the present invention has a main component and a subcomponent,
The main component, 26 to 46 mol% of iron oxide calculated as Fe 2 O 3, 4-14 mol% of copper oxide in terms of CuO, from 0 to 26 mol% of zinc oxide calculated as ZnO, the balance in terms of NiO 40 0.0 mol% or more nickel oxide,
With respect to 100 parts by weight of the main component, as subcomponents, the silicon compound is 0.8 to 10.0 parts by weight in terms of SiO 2 and the cobalt compound is 1.0 to 15.0 parts by weight in terms of Co 3 O 4. A bismuth compound in an amount of 0.7 to 30.0 parts by weight in terms of Bi 2 O 3 ,
A value obtained by dividing the content of the cobalt compound in terms of Co 3 O 4 by the content of the silicon compound in terms of SiO 2 is 0.4 to 5.5.
本発明に係るフェライト組成物は、主成分を構成する酸化物の含有量を上記の範囲とし、さらに副成分としてケイ素化合物、コバルト化合物およびビスマス化合物を上記の範囲で含有させることにより、低温焼結が可能となる。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℃程度で焼結することが可能となる。また、本発明に係るフェライト組成物で構成されるフェライト焼結体は、初透磁率μiおよび比抵抗ρが高く、周波数特性、直流重畳特性および温度特性が全て良好である。 The ferrite composition according to the present invention includes the oxide content constituting the main component in the above range, and further contains silicon compounds, cobalt compounds, and bismuth compounds as subcomponents in the above range, thereby low-temperature sintering. Is possible. For example, it becomes possible to sinter at about 900 ° C. below the melting point of Ag that can be used as an internal electrode. Moreover, the ferrite sintered body comprised of the ferrite composition according to the present invention has high initial permeability μ i and specific resistance ρ, and all of the frequency characteristics, DC superposition characteristics, and temperature characteristics are good.
このような効果が得られる理由は、主成分を所定範囲とし、さらに各成分の含有量を特定の範囲とすることで得られる複合的な効果と考えられる。 The reason why such an effect can be obtained is considered to be a composite effect obtained by setting the main component within a predetermined range and further setting the content of each component within a specific range.
本発明に係る電子部品は、上記のフェライト組成物で構成されるフェライト焼結体を有する。 The electronic component according to the present invention has a ferrite sintered body composed of the above ferrite composition.
なお、本発明に係るフェライト組成物で構成されるフェライト焼結体は、積層型インダクタ、積層型L―Cフィルタ、積層型コモンモードフィルタ、その他の積層工法による複合電子部品等に好適に用いられる。たとえばLC複合電子部品、NFCコイル、積層型インピーダンス素子、積層型トランスにも本発明に係るフェライト組成物が好適に使用される。 The ferrite sintered body constituted by the ferrite composition according to the present invention is suitably used for a multilayer inductor, a multilayer LC filter, a multilayer common mode filter, a composite electronic component using another multilayer construction method, and the like. . For example, the ferrite composition according to the present invention is suitably used for LC composite electronic components, NFC coils, multilayer impedance elements, and multilayer transformers.
以下、本発明を図面に示す実施形態に基づき説明する。
図1に示すように、本発明の一実施形態に係る積層型インダクタ1は、素子2と端子電極3とを有する。素子2は、フェライト層4を介してコイル導体5が3次元的かつ螺旋状に形成されたグリーンの積層体を焼成して得られる。フェライト層4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。素子2の両端に端子電極3を形成し、引出電極5a、5bを介して端子電極3と接続することで積層型インダクタ1が得られる。素子2の形状に特に制限はないが、通常、直方体状とされる。また、その寸法にも特に制限はなく、用途に応じて適当な寸法とすればよい。
Hereinafter, the present invention will be described based on embodiments shown in the drawings.
As shown in FIG. 1, a
コイル導体5および引出電極5a、5bの材質としては、特に限定はなく、Ag、Cu、Au、Al、Pd、Pd/Ag合金などが用いられる。なお、Ti化合物、Zr化合物、Si化合物などを添加しても良い。
The material of the coil conductor 5 and the
本実施形態に係るフェライト組成物は、Ni−Cu系フェライトまたはNi−Cu−Zn系フェライトであり、主成分として、酸化鉄、酸化銅および酸化ニッケルを含有し、さらに酸化亜鉛を含有してもよい。 The ferrite composition according to the present embodiment is Ni-Cu ferrite or Ni-Cu-Zn ferrite, and contains iron oxide, copper oxide and nickel oxide as main components, and further contains zinc oxide. Good.
主成分100モル%中、酸化鉄の含有量は、Fe2 O3 換算で、26〜46モル%、好ましくは29〜46モル%、特に好ましくは32〜44モル%である。酸化鉄の含有量が多すぎても少なすぎても、焼結性が劣化し、特に低温焼結時の焼結密度が低下する傾向にある。また、酸化鉄が少なすぎる場合には、透磁率が低下する傾向にある。酸化鉄が多すぎる場合には、周波数特性が悪化し、高周波数での品質係数Q値(ある周波数におけるコイルの誘導性リアクタンスと抵抗との比)が低下する傾向にある。さらに、温度特性も悪化する傾向にある。 In the main component 100 mol%, the content of iron oxide, calculated as Fe 2 O 3, 26 to 46 mol%, preferably 29 to 46 mol%, particularly preferably 32 to 44 mol%. If the content of iron oxide is too much or too little, the sinterability tends to deteriorate, and the sintering density particularly during low-temperature sintering tends to decrease. Moreover, when there is too little iron oxide, it exists in the tendency for a magnetic permeability to fall. When there is too much iron oxide, the frequency characteristics deteriorate, and the quality factor Q value at a high frequency (ratio of inductive reactance and resistance of the coil at a certain frequency) tends to decrease. Furthermore, temperature characteristics tend to deteriorate.
主成分100モル%中、酸化銅の含有量は、CuO換算で、4〜14モル%、好ましくは4〜12モル%である。酸化銅の含有量が少なすぎると、焼結性が劣化し、特に低温焼結時の焼結密度が低下する傾向にある。多すぎると、Q値が低下する傾向にある。 In 100 mol% of the main component, the content of copper oxide is 4 to 14 mol%, preferably 4 to 12 mol% in terms of CuO. When there is too little content of copper oxide, sinterability will deteriorate and it exists in the tendency for the sintered density at the time of low temperature sintering to fall especially. If the amount is too large, the Q value tends to decrease.
主成分100モル%中、酸化亜鉛の含有量は、ZnO換算で、0〜26モル%である。すなわち、主成分として酸化亜鉛を含有してもしなくてもよい。酸化亜鉛の含有量は、好ましくは0〜11モル%である。なお、酸化亜鉛の含有量が多いほど初透磁率が上昇する傾向にある。なお、初透磁率が高くなるほどインダクタに適する。酸化亜鉛の含有量が多すぎると、キュリー温度が低下する傾向にある。 In 100 mol% of the main component, the content of zinc oxide is 0 to 26 mol% in terms of ZnO. That is, zinc oxide may or may not be contained as a main component. The content of zinc oxide is preferably 0 to 11 mol%. The initial permeability tends to increase as the zinc oxide content increases. The higher the initial permeability, the more suitable for the inductor. When there is too much content of zinc oxide, it exists in the tendency for Curie temperature to fall.
主成分の残部は、酸化ニッケルから構成され、前記酸化ニッケルの含有量は40.0モル%以上である。前記酸化ニッケルの含有量は、好ましくは44.0〜55.0モル%である。 The balance of the main component is composed of nickel oxide, and the content of the nickel oxide is 40.0 mol% or more. The content of the nickel oxide is preferably 44.0 to 55.0 mol%.
酸化ニッケルの含有量が小さすぎる場合には、温度特性が悪化する。 When the content of nickel oxide is too small, the temperature characteristics deteriorate.
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、ケイ素化合物、コバルト化合物およびビスマス化合物を含有している。なお、各化合物の種類としては、酸化物の他、焼成後に酸化物となるものであれば特に限定はない。 The ferrite composition according to this embodiment contains a silicon compound, a cobalt compound, and a bismuth compound as subcomponents in addition to the above main component. The type of each compound is not particularly limited as long as it becomes an oxide after firing in addition to the oxide.
ケイ素化合物の含有量は、主成分100重量部に対して、SiO2 換算で、0.8〜10.0重量部、好ましくは0.8〜6.0重量部である。ケイ素化合物を特定の範囲内で含有させると、フェライト組成物の温度特性が向上する。ケイ素化合物の含有量が少なすぎると、Q値が減少する傾向にあり、温度特性も悪化する傾向にある。多すぎると、焼結性が劣化し、特に低温焼結時の焼結密度が低下する傾向にある。 The content of the silicon compound, based on 100 parts by weight of the main component, in terms of SiO 2, 0.8 to 10.0 parts by weight, preferably 0.8 to 6.0 parts by weight. When the silicon compound is contained within a specific range, the temperature characteristics of the ferrite composition are improved. When the content of the silicon compound is too small, the Q value tends to decrease and the temperature characteristics also tend to deteriorate. When the amount is too large, the sinterability is deteriorated, and the sintering density at the time of low-temperature sintering tends to decrease.
ケイ素化合物の添加により温度特性が向上する理由を説明する。酸化ケイ素等のケイ素化合物はNiCuZnフェライト粒子と比較して線膨張係数が小さい。すなわち、NiCuZnフェライトにケイ素化合物を添加してフェライト組成物を形成する場合には、添加したケイ素化合物がNiCuZnフェライトに予め応力を加えている。ケイ素化合物の存在によって生じる応力が存在するために、温度変化によって生じる応力の影響が緩和され、温度特性が向上すると本発明者らは考えている。 The reason why the temperature characteristics are improved by the addition of the silicon compound will be described. Silicon compounds such as silicon oxide have a smaller coefficient of linear expansion than NiCuZn ferrite particles. That is, when a silicon compound is added to NiCuZn ferrite to form a ferrite composition, the added silicon compound applies stress to the NiCuZn ferrite in advance. The present inventors consider that since the stress caused by the presence of the silicon compound exists, the influence of the stress caused by the temperature change is alleviated and the temperature characteristics are improved.
ビスマス化合物の含有量は、主成分100重量部に対して、Bi2 O3 換算で、0.7〜30.0重量部、好ましくは0.7〜10.0重量部である。前述したケイ素化合物および後述するコバルト化合物は焼結性を低下させる効果がある。これに対し、ビスマス化合物は焼結性を高め、900℃以下の温度での焼成を可能とする。ビスマス化合物の含有量が少なすぎると、焼結性が劣化し、特に低温焼結時の焼結密度が低下する傾向にある。さらに、焼結性の劣化に伴い、比抵抗ρも低下する傾向にある。ビスマス化合物の含有量が多すぎると、フェライト組成物中のBi2O3が焼成中に外部へ染み出す場合がある。ビスマス化合物の含有量が多すぎるフェライト組成物を電子部品に適用して大量生産する場合には、Bi2O3の染み出しにより複数の電子部品が連結してしまう場合がある。また、Bi2O3の染み出しにより、電子部品が電子部品を載せるセッターに接着してしまう場合がある。
The content of the bismuth compound, relative to 100 parts by weight of the main component, in
コバルト化合物の含有量は、主成分100重量部に対して、Co3 O4 換算で、1.0〜15.0重量部、好ましくは1.0〜8.5重量部、さらに好ましくは1.0〜5.0重量部である。コバルト化合物を特定の範囲内で含有させると、周波数特性が向上する。さらに、直流重畳特性も向上する。すなわち、直流電流重畳時のインダクタンス低下が小さくなる。コバルト添加物の含有量によっては、直流電流重畳時にインダクタンスが上昇する場合さえある。コバルト化合物の含有量が少なすぎると、周波数特性が悪化し、高周波数での品質係数Q値が低下する傾向にある。さらに、比抵抗ρも低下する傾向にある。多すぎると、焼結性が劣化し、特に低温焼結時の焼結密度が低下する傾向にある。さらに、温度特性が悪化する傾向にある。 The content of the cobalt compound, relative to 100 parts by weight of the main component, with Co 3 O 4 conversion, 1.0 to 15.0 parts by weight, preferably 1.0 to 8.5 parts by weight, more preferably 1. 0 to 5.0 parts by weight. When the cobalt compound is contained within a specific range, the frequency characteristics are improved. Furthermore, direct current superimposition characteristics are also improved. That is, a decrease in inductance when DC current is superimposed is reduced. Depending on the content of the cobalt additive, the inductance may even increase when DC current is superimposed. When the content of the cobalt compound is too small, the frequency characteristics are deteriorated and the quality factor Q value at a high frequency tends to be lowered. Furthermore, the specific resistance ρ tends to decrease. When the amount is too large, the sinterability is deteriorated, and the sintering density at the time of low-temperature sintering tends to decrease. Furthermore, temperature characteristics tend to deteriorate.
さらに、本実施形態に係るフェライト組成物においては、重量基準でCo3 O4 換算したコバルト化合物の含有量を、重量基準でSiO2 換算したケイ素化合物の含有量で割った値(以下、Co/Siと表記する)が0.4〜5.5である。Co/Siは、好ましくは1.5〜5.0である。 Furthermore, in the ferrite composition according to the present embodiment, a value obtained by dividing the content of the cobalt compound converted to Co 3 O 4 on the weight basis by the content of the silicon compound converted to SiO 2 on the weight basis (hereinafter referred to as Co / (Denoted as Si) is 0.4 to 5.5. Co / Si is preferably 1.5 to 5.0.
上記のCo/Siの限定は、コバルト化合物の含有量の許容範囲が、ケイ素化合物の含有量によって増減することを示している。コバルト化合物の含有量が15.00重量部以下であっても、ケイ素化合物の添加量が少ないために、Co/Siが5.5を超える場合には、温度特性が悪化し、比抵抗ρが低下する傾向にある。また、0.4を下回る場合には、同等の透磁率を持つ試料と比較して周波数特性が低下する。 The above Co / Si limitation indicates that the allowable range of the cobalt compound content increases or decreases depending on the silicon compound content. Even when the content of the cobalt compound is 15.00 parts by weight or less, the temperature characteristic is deteriorated and the specific resistance ρ is low when Co / Si exceeds 5.5 because the addition amount of the silicon compound is small. It tends to decrease. Moreover, when it is less than 0.4, the frequency characteristic is lowered as compared with a sample having the same magnetic permeability.
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、上記のケイ素化合物、ビスマス化合物およびコバルト化合物が全て本発明の範囲内で含有されている。その結果、焼結温度を低下させることができ、一体焼成される内部導体として、たとえばAgなどの比較的低融点な金属を用いることができる。さらに、低温焼成によって得られるフェライト焼結体は、初透磁率が高く、周波数特性が良好であり、比抵抗ρが高く、直流重畳特性が良好であり、温度特性が良好である。特に、コバルト化合物とケイ素化合物との相互作用により直流重畳特性が良好となる。 In the ferrite composition according to this embodiment, in addition to the composition range of the main component being controlled within the above range, the silicon compound, bismuth compound and cobalt compound are all within the scope of the present invention as subcomponents. It is contained in. As a result, the sintering temperature can be lowered, and a metal having a relatively low melting point such as Ag can be used as the internal conductor to be integrally fired. Furthermore, the ferrite sintered body obtained by low-temperature firing has high initial permeability, good frequency characteristics, high specific resistance ρ, good direct current superposition characteristics, and good temperature characteristics. In particular, the direct current superposition characteristics are improved by the interaction between the cobalt compound and the silicon compound.
なお、ケイ素化合物、ビスマス化合物およびコバルト化合物のうち、いずれかが一つ以上が含有されていない場合、または含有量が本発明の範囲外である場合には、上記の効果は十分に得られない。すなわち、上記の効果は、ケイ素化合物、ビスマス化合物およびコバルト化合物が同時に特定量含有された場合に初めて得られる複合的な効果であると考えられる。 In addition, when one or more of silicon compounds, bismuth compounds, and cobalt compounds are not contained, or when the content is outside the scope of the present invention, the above effects cannot be obtained sufficiently. . That is, the above effect is considered to be a composite effect obtained only when a specific amount of silicon compound, bismuth compound and cobalt compound is contained at the same time.
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Mn3O4などのマンガン酸化物、酸化ジルコニウム、酸化錫、酸化マグネシウム、ガラス化合物などの付加的成分を本発明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、例えば0.05〜1.0重量%程度である。 Further, the ferrite composition according to the present embodiment, in addition to the subcomponents described above, further contains additional components such as manganese oxides such as Mn 3 O 4 , zirconium oxide, tin oxide, magnesium oxide, and glass compounds. You may contain in the range which does not inhibit an effect. Although content of these additional components is not specifically limited, For example, it is about 0.05 to 1.0 weight%.
特に、酸化ジルコニウムの含有量はZrO2換算で1.0重量%以下(0を含む)とすることが好ましい。 In particular, the content of zirconium oxide is preferably 1.0% by weight or less (including 0) in terms of ZrO 2 .
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。 Furthermore, the ferrite composition according to the present embodiment may include oxides of inevitable impurity elements.
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%以下程度であれば含有されてもよい。 Specifically, unavoidable impurity elements include C, S, Cl, As, Se, Br, Te, I, Li, Na, Mg, Al, Ca, Ga, Ge, Sr, Cd, In, Sb. And typical metal elements such as Ba, Pb, and transition metal elements such as Sc, Ti, V, Cr, Y, Nb, Mo, Pd, Ag, Hf, and Ta. Moreover, the oxide of an unavoidable impurity element may be contained in the ferrite composition as long as it is about 0.05% by weight or less.
本実施形態に係るフェライト組成物は、フェライト粒子と、隣り合う結晶粒子間に存在する結晶粒界とを有している。結晶粒子の平均結晶粒子径は、好ましくは0.2〜1.5μmである。 The ferrite composition according to the present embodiment has ferrite particles and crystal grain boundaries that exist between adjacent crystal particles. The average crystal particle diameter of the crystal particles is preferably 0.2 to 1.5 μm.
次に、本発明のフェライト組成物の周波数特性について説明する。 Next, frequency characteristics of the ferrite composition of the present invention will be described.
本発明のフェライト組成物の周波数特性は、高周波数まで透磁率を保持できるか否かを示す。 The frequency characteristic of the ferrite composition of the present invention indicates whether or not the magnetic permeability can be maintained up to a high frequency.
本発明のフェライト組成物の周波数特性について説明するために、一般的なNiCuZnフェライトについて、周波数を横軸にとり、複素透磁率の実部μ’と虚部μ’’とを縦軸にとった場合の概略図を図3に示す。 In order to explain the frequency characteristics of the ferrite composition of the present invention, for a general NiCuZn ferrite, the frequency is taken on the horizontal axis, and the real part μ ′ and the imaginary part μ ″ of the complex permeability are taken on the vertical axis. A schematic diagram of is shown in FIG.
低周波数領域では、周波数を変化させてもμ’はほぼ一定であり、μ’’は、0付近でほぼ一定である。周波数を上昇させ、特定の周波数以上にするとμ’’が0から立ち上がる挙動を示す。本願ではμ’’>0.1となる周波数をμ’’立ち上がり周波数とする。 In the low frequency region, μ ′ is substantially constant even when the frequency is changed, and μ ″ is substantially constant near 0. When the frequency is increased to a specific frequency or higher, μ ″ rises from 0. In the present application, the frequency at which μ ″> 0.1 is set as the μ ″ rising frequency.
μ’’立ち上がり周波数以上の周波数の領域では、Q値が低下し、インダクタとしての使用が困難となる。したがって、本発明のフェライト組成物は、μ’’立ち上がり周波数が高いほど、インダクタとしての使用が可能な周波数の上限が高くなる。本発明のフェライト組成物は、μ’’立ち上がり周波数が高いほど、周波数特性が良好である。以下、μ’’立ち上がり周波数をfと表記する場合がある。 In a frequency range higher than the μ ″ rising frequency, the Q value decreases, making it difficult to use as an inductor. Therefore, the higher the μ ″ rise frequency of the ferrite composition of the present invention, the higher the upper limit of the frequency that can be used as an inductor. The ferrite composition of the present invention has better frequency characteristics as the μ ″ rise frequency is higher. Hereinafter, the μ ″ rising frequency may be expressed as f.
さらに、μ’’立ち上がり周波数fは、一般的には初透磁率μiが高いほど低くなる。したがって、フェライト組成物の周波数特性が良好であるというためには、上記のμ’’立ち上がり周波数fの高さから導き出される透磁率と無関係な周波数特性だけではなく、透磁率に対する相対的な周波数特性も良好である必要がある。 Further, the μ ″ rising frequency f is generally lower as the initial permeability μ i is higher. Therefore, in order for the frequency characteristics of the ferrite composition to be good, not only the frequency characteristics unrelated to the magnetic permeability derived from the height of the μ ″ rising frequency f but also the relative frequency characteristics with respect to the magnetic permeability. Also need to be good.
本発明者らは、上記のスネークの限界の式より、f×(μi−1)が透磁率に対する相対的な周波数特性の指標として有効であることを見出した。f×(μi−1)が大きいほど、透磁率に対する相対的な周波数特性が良好である。 The present inventors have found that fx (μ i -1) is effective as an index of relative frequency characteristics with respect to the magnetic permeability, from the above formula of the Snake limit. The larger the frequency f × (μ i −1), the better the frequency characteristics relative to the magnetic permeability.
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0.05〜1.0μmの出発原料を用いることが好ましい。 Next, an example of a method for producing a ferrite composition according to this embodiment will be described. First, starting materials (raw materials of main components and raw materials of subcomponents) are weighed and mixed so as to have a predetermined composition ratio to obtain a raw material mixture. Examples of the mixing method include wet mixing using a ball mill and dry mixing using a dry mixer. It is preferable to use a starting material having an average particle size of 0.05 to 1.0 μm.
主成分の原料としては、酸化鉄(α−Fe2 O3 )、酸化銅(CuO)、酸化ニッケル(NiO)、必要に応じて酸化亜鉛(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。 As a raw material for the main component, iron oxide (α-Fe 2 O 3 ), copper oxide (CuO), nickel oxide (NiO), zinc oxide (ZnO), or a composite oxide as required can be used. . In addition, various compounds that become oxides or composite oxides by firing can be used. Examples of the oxide that becomes the above-mentioned oxide upon firing include simple metals, carbonates, oxalates, nitrates, hydroxides, halides, organometallic compounds, and the like.
副成分の原料としては、酸化珪素、酸化ビスマスおよび酸化コバルト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。 Silicon oxide, bismuth oxide, and cobalt oxide can be used as a raw material for the accessory component. There is no particular limitation on the oxide that is a raw material of the subcomponent, and a composite oxide or the like can be used. In addition, various compounds that become oxides or composite oxides by firing can be used. Examples of the oxide that becomes the above-mentioned oxide upon firing include simple metals, carbonates, oxalates, nitrates, hydroxides, halides, organometallic compounds, and the like.
なお、酸化コバルトの一形態であるCo3 O4 は、保管や取り扱いが容易であり、空気中でも価数が安定していることから、酸化コバルトの原料として好ましい。 Note that Co 3 O 4 which is one form of cobalt oxide is preferable as a raw material for cobalt oxide because it is easy to store and handle and has a stable valence even in air.
次に、原料混合物の仮焼きを行い、仮焼き材料を得る。仮焼きは、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。こうした仮焼きは、好ましくは500〜900℃の温度で、通常2〜15時間程度行う。仮焼きは、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。なお、主成分の原料と副成分の原料との混合は、仮焼きの前に行なってもよく、仮焼き後に行なってもよい。 Next, the raw material mixture is calcined to obtain a calcined material. Calcining causes thermal decomposition of raw materials, homogenization of ingredients, formation of ferrite, disappearance of ultrafine powder due to sintering and grain growth to an appropriate particle size, and converts the raw material mixture into a form suitable for the subsequent process. Done for. Such calcination is preferably performed at a temperature of 500 to 900 ° C., usually for about 2 to 15 hours. The calcination is usually performed in the atmosphere (air), but may be performed in an atmosphere having a lower oxygen partial pressure than in the atmosphere. The mixing of the main component raw material and the subcomponent raw material may be performed before calcining or after calcining.
次に、仮焼き材料の粉砕を行い、粉砕材料を得る。粉砕は、仮焼き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。仮焼き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。 Next, the calcined material is pulverized to obtain a pulverized material. The pulverization is performed in order to break down the coagulation of the calcined material to obtain a powder having appropriate sinterability. When the calcined material forms a large lump, wet pulverization is performed using a ball mill or an attritor after coarse pulverization. The wet pulverization is performed until the average particle diameter of the pulverized material is preferably about 0.1 to 1.0 μm.
得られた粉砕材料を用いて、本実施形態に係る積層型インダクタを製造する。該積層型インダクタを製造する方法については制限されないが、以下では、シート法を用いる。 Using the obtained pulverized material, the multilayer inductor according to this embodiment is manufactured. A method for manufacturing the multilayer inductor is not limited, but in the following, a sheet method is used.
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、ペーストを作製する。そして、このペーストを用いてグリーンシートを形成する。次いで、形成されたグリーンシートを所定の形状に加工し、脱バインダ工程、焼成工程を経て、本実施形態に係る積層型インダクタが得られる。焼成は、コイル導体5および引出電極5a,5bの融点以下の温度で行う。例えば、コイル導体5および引出電極5a,5bがAg(融点962℃)の場合、好ましくは850〜920℃の温度で行う。焼成時間は、通常1〜5時間程度行う。また、焼成は、大気(空気)中で行ってもよく、大気中よりも酸素分圧が低い雰囲気で行っても良い。このようにして得られる積層型インダクタは本実施形態に係るフェライト組成物から構成されている。
First, the obtained pulverized material is slurried together with additives such as a solvent and a binder to prepare a paste. Then, a green sheet is formed using this paste. Next, the formed green sheet is processed into a predetermined shape, and a multilayer inductor according to this embodiment is obtained through a binder removal step and a firing step. Firing is performed at a temperature below the melting point of the coil conductor 5 and the
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々なる態様で実施し得ることは勿論である。たとえば、図2に示すLC複合電子部品10におけるフェライト層4として、本発明のフェライト組成物を用いてもよい。なお、図2において、符号12に示す部分がインダクタ部であり、符号14に示す部分がコンデンサ部である。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to such embodiment at all, Of course, in the range which does not deviate from the summary of this invention, it can implement in various aspects. . For example, the ferrite composition of the present invention may be used as the ferrite layer 4 in the LC composite
以下、本発明を、さらに詳細な実施例に基づき説明するが、本発明は、これら実施例に限定されない。 Hereinafter, although this invention is demonstrated based on a more detailed Example, this invention is not limited to these Examples.
まず、主成分の原料として、Fe2O3、NiO、CuO、ZnOを準備した。副成分の原料として、SiO2、Bi2O3、Co3O4を準備した。 First, Fe 2 O 3 , NiO, CuO, and ZnO were prepared as main component materials. SiO 2 , Bi 2 O 3 , and Co 3 O 4 were prepared as subcomponent materials.
次に、準備した主成分を、焼結体として表1〜表5に記載の組成になるように秤量した後、ボールミルで16時間湿式混合して原料混合物を得た。 Next, the prepared main components were weighed so as to have the compositions shown in Tables 1 to 5 as sintered bodies, and then wet-mixed with a ball mill for 16 hours to obtain a raw material mixture.
次に、得られた原料混合物を乾燥した後に、空気中において500℃〜900℃で仮焼して仮焼き粉とした。仮焼き粉および副成分の原料粉末を鋼鉄製ボールミルで72時間湿式粉砕して粉砕粉を得た。 Next, after the obtained raw material mixture was dried, it was calcined at 500 ° C. to 900 ° C. in the air to obtain a calcined powder. The calcined powder and the raw material powder of the accessory component were wet pulverized for 72 hours with a steel ball mill to obtain a pulverized powder.
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、成形密度3.20Mg/m3 となるようにトロイダル形状(寸法=外径13mm×内径6mm×高さ3mm)の成形体、およびディスク形状(寸法=外径12mm×高さ2mm)の成形体を得た。
Next, after drying this pulverized powder, 10.0 parts by weight of a 6 wt% polyvinyl alcohol aqueous solution as a binder was added to 100 parts by weight of the pulverized powder, and granulated to give granules. This granule is subjected to pressure molding to form a toroidal shape (dimension = outer diameter 13 mm × inner diameter 6 mm ×
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900℃で2時間焼成して、焼結体としてのトロイダルコアサンプルを得た。さらにサンプルに対し以下の特性評価を行った。試験結果を表1〜表5に示す。なお、表1〜表5に記載した各成分の含有量は、それぞれFe2O3、NiO、CuO、ZnO、SiO2、Co3O4、Bi2O3に換算した値である。
Next, each of these molded bodies was fired in air at 900 ° C., which is lower than the melting point of Ag (962 ° C.) for 2 hours, to obtain a toroidal core sample as a sintered body. Furthermore, the following characteristics evaluation was performed with respect to the sample. The test results are shown in Tables 1-5. The content of each component described in Table 1 to Table 5 is a value obtained by converting the respective Fe 2 O 3, NiO, CuO , ZnO,
初透磁率μ i
トロイダルコアサンプルに銅線ワイヤを10ターン巻きつけ、インピーダンスアナライザー(アジレントテクノロジー社製4991A)を使用して、初透磁率μiを測定した。測定条件としては、測定周波数1MHz、測定温度25℃とした。本実施例では、初透磁率μiは1.5以上である場合を良好とした。
Initial permeability μ i
A copper wire was wound around the toroidal core sample for 10 turns, and an initial permeability μ i was measured using an impedance analyzer (4991A manufactured by Agilent Technologies). The measurement conditions were a measurement frequency of 1 MHz and a measurement temperature of 25 ° C. In this example, the case where the initial permeability μ i was 1.5 or more was considered good.
周波数特性(μ’’立ち上がり周波数)
初透磁率μiを測定したトロイダルコアサンプルについて、測定周波数を1MHzから増加させながらμ’’を測定した。μ’’が0.1を超えたときの周波数をμ’’立ち上がり周波数とした。μ’’立ち上がり周波数fが200MHz以上である場合を周波数特性が良好とし、250MHz以上である場合を周波数特性が特に良好であるとした。
Frequency characteristics (μ '' rise frequency)
With respect to the toroidal core sample whose initial permeability μ i was measured, μ ″ was measured while increasing the measurement frequency from 1 MHz. The frequency when μ ″ exceeded 0.1 was defined as the μ ″ rising frequency. When the μ ″ rising frequency f is 200 MHz or more, the frequency characteristics are good, and when it is 250 MHz or more, the frequency characteristics are particularly good.
相対的な周波数特性
透磁率に対する相対的な周波数特性は、f×(μi−1)が1000以上である場合を良好とした。
Relative frequency characteristic The relative frequency characteristic with respect to the magnetic permeability was good when fx (μ i -1) was 1000 or more.
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(HEWLETT PACKARD社製4329A)を用いて行った。本実施例では、比抵抗ρが106Ω・m以上である場合を良好とした。
Specific resistance ρ
In-Ga electrodes were coated on both sides of the disk sample, the DC resistance value was measured, and the specific resistance ρ was determined (unit: Ω · m). The measurement was performed using an IR meter (4329A manufactured by HEWLETT PACKARD). In this example, the case where the specific resistance ρ was 10 6 Ω · m or more was considered good.
初透磁率μ i の温度特性
室温25℃を基準とし、25℃〜125℃における初透磁率μiの変化率を求めた。本実施例では、μiの変化率が±30%以内である場合を良好とし、±25%以内である場合をより良好とした。
With respect to the temperature characteristic room 25 ° C. of initial permeability mu i, determine the rate of change of the initial permeability mu i at 25 ° C. to 125 ° C.. In this example, the case where the rate of change of μ i was within ± 30% was considered good, and the case where it was within ± 25% was better.
直流重畳特性
トロイダルコアサンプルに銅線ワイヤを30ターン巻きつけ、直流電流を印加しないときのインダクタンスL0および4Aの直流電流を印加したときのインダクタンスLを測定した。Lの変化率(%)を100×(L−L0)/L0として、Lの変化率が−20.0%以上である場合に直流重畳特性が良好であるとした。なお、本実施例では、Lの変化率がプラスである場合には常に直流重畳特性が良好であるとした。
A direct current superimposition characteristic toroidal core sample was wound with a copper wire 30 turns, and the inductance L 0 when no direct current was applied and the inductance L when a direct current of 4A was applied were measured. The rate of change of L (%) was set to 100 × (L−L 0 ) / L 0 , and when the rate of change of L was −20.0% or more, the DC superposition characteristics were considered good. In the present embodiment, the DC superposition characteristics are always good when the rate of change of L is positive.
表1の試料1〜8は、Co以外の全ての組成を本発明の範囲内で同一として、Coの含有量のみを変化させた試料である。
表1より、全ての主成分および副成分の組成が本発明の範囲内である場合(試料3〜7)には、初透磁率μi、周波数特性、比抵抗ρ、直流重畳特性、初透磁率μiの温度特性の全てが良好となった。
From Table 1, when the composition of all the main components and subcomponents is within the scope of the present invention (
それに対し、副成分としてCoを含有せずSiとBiのみを含有する試料1は、周波数特性が低すぎ、比抵抗ρおよび直流重畳特性も好ましくない。
On the other hand, the
また、副成分としてCoを含有するが含有量が少なすぎる試料2は、試料1と比較すれば周波数特性、比抵抗ρおよび直流重畳特性が改善しているが、依然として周波数特性、比抵抗ρおよび直流重畳特性が好ましくない。
さらに、Coの含有量は本発明の範囲内であるが、Co/Siが本発明の範囲外である試料8は、比抵抗ρが低下し、初透磁率μiの温度特性が悪化した。 Further, although the Co content is within the range of the present invention, in the sample 8 in which Co / Si is outside the range of the present invention, the specific resistance ρ decreased and the temperature characteristics of the initial permeability μ i deteriorated.
表2の試料9〜16は、主成分およびSi、Biの含有量を試料1〜8から変化させ、特にSiの含有量を1.6重量部から5.5重量部に増加させた上で、Coの含有量を変化させた試料である。
Samples 9 to 16 in Table 2 have the main component and the contents of Si and Bi changed from those of
表2より、全ての主成分および副成分の組成が本発明の範囲内である場合(試料10〜14)には、初透磁率μi、周波数特性、比抵抗ρ、直流重畳特性、初透磁率μiの温度特性の全てが良好となった。特に、Coの含有量が試料8(9.6重量部)よりも多い試料14(12.8重量部)においても良好な特性が得られている。これは、試料14では試料8と比較してSiの含有量が増加し、Co/Siが本発明の範囲内となったことに由来する。
From Table 2, when the composition of all the main components and subcomponents is within the scope of the present invention (
それに対し、副成分としてCoを含有せずSiとBiのみを含有する試料9は、周波数特性が低すぎ、比抵抗ρも低すぎる。 On the other hand, the sample 9 which does not contain Co as a subcomponent and contains only Si and Bi has a frequency characteristic that is too low and a specific resistance ρ is too low.
Coの含有量が高すぎる試料15、16は、いずれも初透磁率μiの温度特性が好ましくない値となった。 In Samples 15 and 16 in which the Co content was too high, the temperature characteristics of the initial permeability μ i were both unfavorable values.
表3の試料17〜26は、試料6からSiO2の含有量を増加させるとともに、初透磁率μiの値を大きく変動させないようにZnO等の成分の含有量を変化させた試料である。 Samples 17 to 26 in Table 3 are samples in which the content of components such as ZnO is changed so that the content of SiO 2 is increased from sample 6 and the value of the initial permeability μ i is not significantly changed.
表3より、全ての主成分および副成分の組成が本発明の範囲内である場合(試料6、19〜23)には、初透磁率μi、周波数特性、比抵抗ρ、直流重畳特性、初透磁率μiの温度特性の全てが良好となった。 From Table 3, when the composition of all the main components and subcomponents is within the scope of the present invention (Samples 6, 19 to 23), the initial permeability μ i , frequency characteristics, specific resistance ρ, DC superposition characteristics, All of the temperature characteristics of the initial permeability μ i were good.
これに対し、副成分としてSiを含有しない試料17は初透磁率μiの温度特性が著しく悪化した。また、副成分としてSiを含有するが含有量が少なすぎる試料18は、試料17と比較すれば初透磁率μiの温度特性が改善しているが、依然として初透磁率μiの温度特性が好ましくない。 On the other hand, in the sample 17 not containing Si as a subcomponent, the temperature characteristic of the initial permeability μ i was remarkably deteriorated. In addition, the sample 18 containing Si as a subcomponent but having too little content has improved the temperature characteristics of the initial permeability μ i compared to the sample 17, but the temperature characteristics of the initial permeability μ i still remain. It is not preferable.
主成分の組成が本発明の範囲外である試料24〜26は、透磁率に対する相対的な周波数特性が劣っている。さらに、ケイ素化合物およびCo/Siも本発明の範囲外である試料26は透磁率に対する相対的な周波数特性が試料24、25と比較してさらに劣っている。 Samples 24 to 26 whose main component composition is outside the scope of the present invention are inferior in frequency characteristics relative to magnetic permeability. Further, the sample 26 in which the silicon compound and Co / Si are also outside the scope of the present invention is inferior to the samples 24 and 25 in the relative frequency characteristics with respect to the magnetic permeability.
また、表3の試料26b、27〜30(試料27a以外)は、Si以外の組成を試料17と同一とし、Siの含有量のみを変化させた試料である。なお、試料27aは、酸化亜鉛の含有量を0とし、酸化ニッケルの含有量を56.0モル%とした点以外は試料27bと同組成の試料である。 Samples 26b and 27 to 30 (other than sample 27a) in Table 3 are samples in which the composition other than Si is the same as that of sample 17 and only the Si content is changed. The sample 27a is a sample having the same composition as the sample 27b except that the content of zinc oxide is 0 and the content of nickel oxide is 56.0 mol%.
表3より、全ての主成分および副成分の組成が本発明の範囲内である場合(試料26b、27a、27b、28、29、30a、30b)には、初透磁率μi、周波数特性、比抵抗ρ、直流重畳特性、初透磁率μiの温度特性の全てが良好となった。これに対し、ケイ素化合物の含有量が高すぎ、Co/Siが低すぎる試料30cは透磁率に対する相対的な周波数特性および比抵抗が劣っている。 From Table 3, when the composition of all the main components and subcomponents is within the scope of the present invention (samples 26b, 27a, 27b, 28, 29, 30a, 30b), the initial permeability μ i , frequency characteristics, The temperature characteristics of the specific resistance ρ, the direct current superimposition characteristic, and the initial permeability μ i were all good. In contrast, the sample 30c in which the content of the silicon compound is too high and the Co / Si is too low is inferior in relative frequency characteristics and specific resistance with respect to the magnetic permeability.
表4の試料31〜36は、Bi以外の組成を試料19と同一とし、Biの含有量のみを変化させた試料である。また、表4の試料19、31〜36については、焼結性を確認するため相対密度の測定も行った。 Samples 31 to 36 in Table 4 are samples in which the composition other than Bi is the same as that of the sample 19 and only the Bi content is changed. Moreover, about the samples 19 and 31-36 of Table 4, the relative density was also measured in order to confirm sinterability.
相対密度の測定は、ディスク形状に成形して得られた焼結体について、焼成後の焼結体の寸法および重量から、焼結体密度を算出し、理論密度に対する焼結体密度を相対密度として算出した。本実施例では、相対密度は80%以上を良好とし、90%以上を特に良好とした。 The relative density is measured by calculating the sintered body density from the size and weight of the sintered body after firing, and calculating the sintered body density relative to the theoretical density. Calculated as In this example, the relative density was 80% or more, and 90% or more was particularly good.
表4より、全ての主成分および副成分の組成が本発明の範囲内である場合(試料19、33〜36)には、初透磁率μi、周波数特性、比抵抗ρ、直流重畳特性、初透磁率μiの温度特性、相対密度(焼結性)の全てが良好である。 From Table 4, when the composition of all the main components and subcomponents is within the scope of the present invention (Samples 19, 33 to 36), the initial permeability μ i , frequency characteristics, specific resistance ρ, DC superposition characteristics, The temperature characteristics and relative density (sinterability) of the initial permeability μ i are all good.
これに対し、Biの含有量が少なすぎる試料31、32は、相対密度および比抵抗ρが低くなっている。すなわち、試料31、32は焼結性が極端に低下している。さらに、試料31、32は透磁率に対する相対的な周波数特性も劣っている。 On the other hand, the samples 31 and 32 in which the Bi content is too low have a low relative density and specific resistance ρ. That is, the samples 31 and 32 have extremely low sinterability. Furthermore, the samples 31 and 32 are also inferior in the frequency characteristic relative to the magnetic permeability.
表5の試料38〜41は、副成分の組成を試料6と同一として、主成分の組成を試料6から変化させた試料である。 Samples 38 to 41 in Table 5 are samples in which the composition of the subcomponent is the same as that of sample 6 and the composition of the main component is changed from that of sample 6.
表5より、全ての主成分および副成分の組成が本発明の範囲内である場合(試料6、38〜40、40a)には、初透磁率μi、周波数特性、比抵抗ρ、直流重畳特性、初透磁率μiの温度特性の全てが良好となった。 From Table 5, when the composition of all the main components and subcomponents is within the scope of the present invention (Samples 6, 38 to 40, 40a), the initial permeability μ i , frequency characteristics, specific resistance ρ, DC superposition All of the characteristics and the temperature characteristics of the initial permeability μ i were good.
これに対し、Feの含有量が大きすぎ、Niの含有量が小さすぎる試料41は、周波数特性が低すぎ、初透磁率μiの温度特性も好ましくない。また、Niの含有量が小さすぎる試料40bは初透磁率μiの温度特性が好ましくない。 On the other hand, the sample 41 in which the Fe content is too large and the Ni content is too small has a frequency characteristic that is too low, and the temperature characteristic of the initial permeability μ i is not preferable. In addition, the sample 40b in which the Ni content is too small is not preferable for the temperature characteristics of the initial permeability μ i .
表6の試料51〜59は、Co以外の全ての組成を本発明の範囲内で同一として、Coの含有量のみを変化させた試料である。 Samples 51 to 59 in Table 6 are samples in which all compositions other than Co are the same within the scope of the present invention, and only the Co content is changed.
表6より、全ての主成分および副成分の組成が本発明の範囲内である場合(試料53〜58)には、初透磁率μi、周波数特性、比抵抗ρ、直流重畳特性、初透磁率μiの温度特性の全てが良好となった。 From Table 6, when the composition of all the main components and subcomponents is within the scope of the present invention (samples 53 to 58), the initial permeability μ i , frequency characteristics, specific resistance ρ, DC superposition characteristics, initial permeability. All of the temperature characteristics of magnetic susceptibility μ i were good.
それに対し、副成分としてCoを含有せずSiとBiのみを含有する試料51は、周波数特性が低すぎ、比抵抗ρおよび直流重畳特性も好ましくない。 On the other hand, the sample 51 containing only Co and Si and not containing Co as subcomponents is too low in frequency characteristics, and the specific resistance ρ and the direct current superposition characteristics are not preferable.
また、副成分としてCoを含有するが含有量が少なすぎる試料52は、試料51と比較すれば周波数特性、比抵抗ρおよび直流重畳特性が改善しているが、依然として周波数特性および直流重畳特性が好ましくない。 Further, the sample 52 containing Co as a subcomponent but having too little content has improved frequency characteristics, specific resistance ρ, and DC superposition characteristics as compared with the sample 51, but the frequency characteristics and DC superposition characteristics still remain. It is not preferable.
さらに、Coの含有量は本発明の範囲内であるが、Co/Siが本発明の範囲外である試料59は、比抵抗ρが低下し、初透磁率μiの温度特性が悪化した。 Further, although the Co content is within the range of the present invention, in the sample 59 in which Co / Si is outside the range of the present invention, the specific resistance ρ decreased and the temperature characteristics of the initial permeability μ i deteriorated.
表7の試料61〜69は、Co以外の全ての組成を本発明の範囲内で同一として、Coの含有量のみを変化させた試料である。 Samples 61 to 69 in Table 7 are samples in which all the compositions except Co are the same within the scope of the present invention, and only the Co content is changed.
表7より、全ての主成分および副成分の組成が本発明の範囲内である場合(試料64〜67)には、初透磁率μi、周波数特性、比抵抗ρ、直流重畳特性、初透磁率μiの温度特性の全てが良好となった。 From Table 7, when the composition of all the main components and subcomponents is within the range of the present invention (samples 64 to 67), the initial magnetic permeability μ i , frequency characteristics, specific resistance ρ, DC superposition characteristics, initial permeability. All of the temperature characteristics of magnetic susceptibility μ i were good.
それに対し、副成分としてCoを含有せずSiとBiのみを含有する試料61は、周波数特性が低すぎ、直流重畳特性も好ましくない。 On the other hand, the sample 61 which does not contain Co as a subcomponent and contains only Si and Bi has too low frequency characteristics, and DC superimposition characteristics are not preferable.
また、副成分としてCoを含有するが含有量が少なすぎる試料62、63は、試料61と比較すれば周波数特性および直流重畳特性が改善しているが、依然として周波数特性および直流重畳特性が好ましくない。 Moreover, although the samples 62 and 63 containing Co as a subcomponent but having too little content have improved frequency characteristics and direct current superposition characteristics as compared with the sample 61, the frequency characteristics and direct current superposition characteristics are still not preferable. .
さらに、Coの含有量は本発明の範囲内であるが、Co/Siが本発明の範囲外である試料68、69は、初透磁率μiの温度特性が悪化した。 Furthermore, although the Co content is within the range of the present invention, the samples 68 and 69 in which Co / Si is outside the range of the present invention have deteriorated temperature characteristics of the initial permeability μ i .
表8の試料71〜77は、SiおよびCo以外の組成を試料56と同一とし、Coの含有量をCo3O4換算で1.5重量部とし、Siの含有量を変化させた試料である。 Samples 71 to 77 in Table 8 are samples in which the composition other than Si and Co is the same as that of sample 56, the Co content is 1.5 parts by weight in terms of Co 3 O 4 , and the Si content is changed. is there.
表8より、全ての主成分および副成分の組成が本発明の範囲内である場合(試料73〜76)には、初透磁率μi、周波数特性、比抵抗ρ、直流重畳特性、初透磁率μiの温度特性の全てが良好となった。 From Table 8, when the composition of all the main components and subcomponents is within the scope of the present invention (samples 73 to 76), the initial permeability μ i , the frequency characteristics, the specific resistance ρ, the direct current superimposition characteristics, and the initial permeability. All of the temperature characteristics of magnetic susceptibility μ i were good.
これに対し、副成分としてSiを含有しない試料71は初透磁率μiの温度特性が著しく悪化した。また、副成分としてSiを含有するが含有量が少なすぎる試料72は、試料71と比較すれば初透磁率μiの温度特性が改善しているが、依然として初透磁率μiの温度特性が好ましくない。 On the other hand, in the sample 71 not containing Si as a subcomponent, the temperature characteristic of the initial permeability μ i was remarkably deteriorated. In addition, the sample 72 containing Si as an auxiliary component but having too little content has improved temperature characteristics of the initial permeability μ i compared to the sample 71, but still has the temperature characteristics of the initial permeability μ i. It is not preferable.
また、Co/Siが小さくなりすぎる試料77は、透磁率に対する相対的な周波数特性が劣っている。 In addition, the sample 77 in which Co / Si is too small has inferior frequency characteristics relative to the magnetic permeability.
表8の試料81〜87は、Si以外の組成を試料56と同一とし、Siの含有量のみを変化させた試料である。なお、試料82は、酸化亜鉛の含有量を0とし、酸化ニッケルの含有量を54.7モル%とした点以外は試料83と同組成の試料である。 Samples 81 to 87 in Table 8 are samples in which the composition other than Si is the same as that of the sample 56, and only the Si content is changed. The sample 82 is a sample having the same composition as the sample 83 except that the zinc oxide content is 0 and the nickel oxide content is 54.7 mol%.
全ての主成分および副成分の組成が本発明の範囲内である場合(試料82〜86)には、初透磁率μi、周波数特性、比抵抗ρ、直流重畳特性、初透磁率μiの温度特性の全てが良好となった。 When the composition of all main components and subcomponents is within the scope of the present invention (samples 82 to 86), the initial permeability μ i , frequency characteristics, specific resistance ρ, DC superposition characteristics, and initial permeability μ i All of the temperature characteristics were good.
これに対し、副成分としてSiを含有しない試料81は初透磁率μiの温度特性が著しく悪化した。 On the other hand, in the sample 81 not containing Si as a subcomponent, the temperature characteristic of the initial permeability μ i was remarkably deteriorated.
また、Siの含有量が大きすぎ、Co/Siが小さくなりすぎる試料87は、透磁率に対する相対的な周波数特性および比抵抗ρが劣っている。 In addition, the sample 87 in which the Si content is too large and the Co / Si is too small is inferior in the relative frequency characteristics with respect to the magnetic permeability and the specific resistance ρ.
表8の試料91〜98は、SiおよびCo以外の組成を試料56と同一とし、Coの含有量をCo3O4換算で4.8重量部とし、Siの含有量を変化させた試料である。 Samples 91 to 98 in Table 8 are samples in which the composition other than Si and Co is the same as that of sample 56, the Co content is 4.8 parts by weight in terms of Co 3 O 4 , and the Si content is changed. is there.
表8より、全ての主成分および副成分の組成が本発明の範囲内である場合(試料93〜97)には、初透磁率μi、周波数特性、比抵抗ρ、直流重畳特性、初透磁率μiの温度特性の全てが良好となった。 From Table 8, when the composition of all the main components and subcomponents is within the scope of the present invention (samples 93 to 97), the initial permeability μ i , frequency characteristics, specific resistance ρ, DC superposition characteristics, initial permeability All of the temperature characteristics of magnetic susceptibility μ i were good.
これに対し、副成分としてSiを含有しない試料91は初透磁率μiの温度特性が著しく悪化した。また、副成分としてSiを含有するがCo/Siが大きすぎる試料92は、試料91と比較すれば初透磁率μiの温度特性が改善しているが、依然として初透磁率μiの温度特性が好ましくない。 On the other hand, in the sample 91 not containing Si as a subcomponent, the temperature characteristic of the initial permeability μ i was remarkably deteriorated. Further, the sample 92 containing Si as a subcomponent but having too large Co / Si has improved temperature characteristics of the initial permeability μ i compared with the sample 91, but still has temperature characteristics of the initial permeability μ i . Is not preferred.
また、Siが大きくなりすぎる試料98は、透磁率に対する相対的な周波数特性および比抵抗ρが劣っている。 In addition, the sample 98 in which Si is too large is inferior in the relative frequency characteristics with respect to the magnetic permeability and the specific resistance ρ.
表9より、全ての主成分および副成分の組成が本発明の範囲内である場合(試料56、65、103〜108、113〜118)には、初透磁率μi、周波数特性、比抵抗ρ、直流重畳特性、初透磁率μiの温度特性、相対密度(焼結性)の全てが良好である。 From Table 9, when the composition of all the main components and subcomponents is within the scope of the present invention (samples 56, 65, 103 to 108, 113 to 118), the initial permeability μ i , frequency characteristics, specific resistance ρ, DC superposition characteristics, temperature characteristics of initial permeability μ i , and relative density (sinterability) are all good.
これに対し、Biの含有量が少なすぎる試料101、102、111、112は、相対密度および比抵抗ρが低くなっている。すなわち、試料101、102、111、112は焼結性が極端に低下している。さらに、試料101、102、111、112は透磁率に対する相対的な周波数特性も劣っている。 On the other hand, the samples 101, 102, 111, and 112 in which the Bi content is too small have a low relative density and specific resistance ρ. That is, the samples 101, 102, 111, and 112 have extremely low sinterability. Furthermore, the samples 101, 102, 111, and 112 are inferior in the relative frequency characteristics with respect to the magnetic permeability.
表10の試料121〜124はZrO2の含有量を変化させた点以外は試料56と同一の組成である。また、表10の試料56、121〜124については、焼結性を確認するため相対密度の測定も行った。 Samples 121 to 124 in Table 10 have the same composition as the sample 56 except that the content of ZrO 2 was changed. Moreover, about the samples 56 and 121-124 of Table 10, the relative density was also measured in order to confirm sinterability.
表10より、全ての主成分および副成分の組成が本発明の範囲内である場合(試料56、121〜124)には、初透磁率μi、周波数特性、比抵抗ρ、直流重畳特性、初透磁率μiの温度特性、相対密度(焼結性)の全てが良好である。 From Table 10, when the composition of all the main components and subcomponents is within the scope of the present invention (samples 56 and 121 to 124), the initial permeability μ i , frequency characteristics, specific resistance ρ, DC superposition characteristics, The temperature characteristics and relative density (sinterability) of the initial permeability μ i are all good.
1… 積層型インダクタ
2… 素子
3… 端子電極
4… 積層体
5… コイル導体
5a、5b… 引出電極
10… LC複合電子部品
12… インダクタ部
14… コンデンサ部
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記主成分が、酸化鉄をFe2 O3 換算で26〜46モル%、酸化銅をCuO換算で4〜14モル%、酸化亜鉛をZnO換算で0〜26モル%、残部がNiO換算で40.0モル%以上の酸化ニッケルで構成され、
前記主成分100重量部に対して、前記副成分として、ケイ素化合物をSiO2換算で0.8〜10.0重量部、コバルト化合物をCo3O4換算で1.0〜15.0重量部、ビスマス化合物をBi2O3換算で0.7〜30.0重量部、含有し、
Co3O4換算した前記コバルト化合物の含有量を、SiO2換算した前記ケイ素化合物の含有量で割った値が、0.4〜5.5であることを特徴とするフェライト組成物。 A ferrite composition having a main component and a subcomponent,
The main component, 26 to 46 mol% of iron oxide calculated as Fe 2 O 3, 4-14 mol% of copper oxide in terms of CuO, from 0 to 26 mol% of zinc oxide calculated as ZnO, the balance in terms of NiO 40 0.0 mol% or more nickel oxide,
With respect to 100 parts by weight of the main component, as subcomponents, the silicon compound is 0.8 to 10.0 parts by weight in terms of SiO 2 and the cobalt compound is 1.0 to 15.0 parts by weight in terms of Co 3 O 4. A bismuth compound in an amount of 0.7 to 30.0 parts by weight in terms of Bi 2 O 3 ,
A value obtained by dividing the content of the cobalt compound in terms of Co 3 O 4 by the content of the silicon compound in terms of SiO 2 is 0.4 to 5.5.
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