JP2022161326A - フェライト磁器組成物及びコイル部品 - Google Patents
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-
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-
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Abstract
【解決手段】主成分として、Feを、Fe2O3に換算して、27.0モル%以上41.0モル%以下、Niを、NiOに換算して、16.0モル%以上24.0モル%以下、Znを、ZnOに換算して、23.0モル%以上37.0モル%以下、Cuを、CuOに換算して、5.0モル%以上9.0モル%以下、Siを、SiO2に換算して、4.0モル%以上14.0モル%以下含み、副成分として、前記主成分100質量部に対し、Biを、Bi2O3に換算して、0.3質量部以上1.2質量部以下、Coを、Co3O4に換算して、0.3質量部以上1.2質量部以下、Mnを、Mn2O3に換算して、0.01質量部以上0.25質量部以下、Crを、Cr2O3に換算して、0.003質量部以上0.030質量部以下含む、フェライト磁器組成物。
【選択図】図1
Description
[1] 主成分として、
Feを、Fe2O3に換算して、27.0モル%以上41.0モル%以下、
Niを、NiOに換算して、16.0モル%以上24.0モル%以下、
Znを、ZnOに換算して、23.0モル%以上37.0モル%以下、
Cuを、CuOに換算して、5.0モル%以上9.0モル%以下、
Siを、SiO2に換算して、4.0モル%以上14.0モル%以下
含み、
副成分として、前記主成分100質量部に対し、
Biを、Bi2O3に換算して、0.3質量部以上1.2質量部以下、
Coを、Co3O4に換算して、0.3質量部以上1.2質量部以下、
Mnを、Mn2O3に換算して、0.01質量部以上0.25質量部以下、
Crを、Cr2O3に換算して、0.003質量部以上0.030質量部以下
含む、フェライト磁器組成物。
[2] 前記フェライト磁器組成物中の結晶粒子の平均結晶粒径は、0.2μm以上0.8μm以下である、上記[1]に記載のフェライト磁器組成物。
[3] 前記フェライト磁器組成物中の結晶粒子の平均結晶粒径は、0.2μm以上0.5μm以下である、上記[1]又は[2]に記載のフェライト磁器組成物。
[4] 少なくともFe、Ni、Zn、及びCuを含む磁性体相、ならびに、少なくともSi及びZnを含む非磁性体相を含む、上記[1]~[3]のいずれか1項に記載のフェライト磁器組成物。
[5] 絶縁体部と、
前記絶縁体部に埋設され、複数のコイル導体層が電気的に接続されたコイルと、
前記絶縁体部の表面に設けられ、前記コイルと電気的に接続された外部電極と
を含むコイル部品であって、
前記絶縁体部は、上記[1]~[4]のいずれか1項に記載のフェライト磁器組成物から構成されている、コイル部品。
[6] 前記絶縁体部の長さ方向の寸法は、0.58mm以上0.62mm以下であり、幅方向の寸法は、0.28mm以上0.32mm以下である、上記[5]に記載のコイル部品。
フェライト磁器組成物を板状に成形して試料とし、所定の面が露出するように試料の周囲を樹脂で固めて、研磨機で試料の略中央部が露出するまで研磨する。研磨後に、断面を集束イオンビーム(FIB)で加工し、観察用断面を得る。FIB加工した断面について、観察領域(8μm×8μm)において結晶粒径を測定し、平均結晶粒径を求める。ここに、平均結晶粒径とは、結晶粒子の面積円相当径が個数基準で50%となる粒径である。
絶縁体部と、
上記絶縁体部に埋設され、複数のコイル導体層が電気的に接続されたコイルと、
上記絶縁体部の表面に設けられ、前記コイルと電気的に接続された外部電極と
を含むコイル部品であって、
上記絶縁体部は、上記した本開示のフェライト磁器組成物から構成されている、コイル部品を提供する。
コイル部品を、LT面が露出するように試料の周囲を樹脂で固めて、研磨機でW方向に絶縁体部2の略中央部が露出するまで研磨する。研磨後に、断面を集束イオンビーム(FIB)で加工し、観察用断面を得る。FIB加工した断面について、観察領域(8μm×8μm)において結晶粒径を測定し、平均結晶粒径を求める。ここに、平均結晶粒径とは、結晶粒子の面積円相当径が個数基準で50%となる粒径である。
コイル部品を、LT面が露出するように試料の周囲を樹脂で固めて、研磨機でW方向に絶縁体部2の略中央部が露出するまで研磨する。研磨後に、断面を集束イオンビーム(FIB)で加工し、観察用断面を得る。FIB加工した断面について、観察領域(8μm×8μm)を、SEM(走査型電子顕微鏡)で撮影する。得られたSEM画像を、画像解析ソフトを用いて、全体の面積に対するポアが占める面積の割合を求め、これをポア面積率とする。
コイル部品を、LT面が露出するように試料の周囲を樹脂で固めて、研磨機でW方向に絶縁体部2の略中央部が露出するまで研磨する。研磨後に、断面を集束イオンビーム(FIB)で加工し、観察用断面を得る。FIB加工した断面について、走査型電子顕微鏡(SEM)で断面を観察し、コイル導体層のL寸中央部の厚さを、SEMに付属している測定機能にて測定する。
まず、非磁性材料の原料を準備する。非磁性材料の原料は、主成分としてSi及びZnを含む。通常、上記原料の主成分は、実質的にSi及びZnの酸化物(理想的には、SiO2及びZnO)から成る。
まず、導電性材料を準備する。導電性材料としては、例えば、Au、Ag、Cu、Pd、Ni等が挙げられ、好ましくはAg又はCu、より好ましくはAgである。所定量の導電性材料の粉末を秤量し、所定量の溶剤(オイゲノールなど)、樹脂(エチルセルロースなど)、及び分散剤と、プラネタリーミキサー等で混錬した後、3本ロールミル等で分散することで、導電性ペーストを作製することができる。
上記で調製した磁性材料及び非磁性材料、さらに、副成分としてBi、Co、Mn、及びCrを、酸化物(Bi2O3、Co3O4、Mn2O3、及びCr2O3)として、所定の配合になるように混合する。これらの混合物を、例えばPSZメディアとともにボールミルに入れ、さらにポリビニルブチラール系等の有機バインダ、エタノール、トルエン等の有機溶剤、及び可塑剤を加え混合して、スラリーを得る。次に、このスラリーをドクターブレード法等でシート状に成形し、これを矩形状に打ち抜きグリーンシートを作製する。
上記で得られたグリーンシートを、所定のコイルパターンが得られるように積層し、熱圧着した積層ブロックを作製する。得られた積層ブロックを、ダイサー等で切断し、個片化し、未焼成素体を得る。
上記で得られた未焼成素体を、焼成し、コイル部品の素体を得る。
まず、下地電極を形成する。下地電極は、コイルが引き出された端面に、例えばAgとガラスを含んだ導電性ペーストを塗布し、焼き付けることにより形成することができる。
・磁性材料の調製
Fe2O3を47.0mol%、ZnOを16.0mol%、NiOを27.0mol%、CuOを10.0mol%の割合で配合し、混合物を得た。この混合物を湿式で混合、粉砕した後、乾燥することで水分を除去した。得られた乾燥物を800℃の温度で2時間仮焼した。得られた仮焼物を湿式でD50が0.2μmになるまで粉砕し、磁性材料を作製した。
ZnOとSiO2をモル比が2:1の割合で配合し、湿式で混合、粉砕した後、乾燥することで水分を除去した。得られた乾燥物を1100℃の温度で2時間仮焼した。得られた仮焼物を湿式でD50が0.2μmになるまで粉砕し、非磁性材料を作製した。
得られた磁性材料と非磁性材料と、さらに磁性材料と非磁性材料の合計100質量部に対し、Bi2O3、Co3O4、Mn2O3、及びCr2O3を下記表1に示す割合となるように秤量し、所定量のポリビニルブチラール系等の有機バインダ、エタノール、トルエン等の有機溶剤、及び可塑剤をボールミルに入れ、混合した。次に、ドクターブレード法で、膜厚が約25μmのシート状に成形し、これを矩形状に打ち抜きグリーンシートを作製した。
作製したグリーンシートを複数枚重ね合わせて圧着することにより、積層体ブロックを作製した。この積層体ブロックを単板状及びリング形状に打ち抜き、920℃にて4時間の焼成をすることで、フェライト磁器組成物の単板状試料及びリング状試料を作製した。
単板状の試料:4mm×2mm×1.5mm
リング状の試料:外径20mm、内径12mm、厚み1.5mm
・組成
作製した試料の組成を誘導結合プラズマ発光/質量分光法(ICP-AES/MS)用いて分析した。結果を下記表1の通りであった。
単板状試料について、3点曲げ試験により抗折強度を測定した。測定は各試料5個について測定を行った。評価は、抗折強度が100MPaを下回った試料が1つでもあった場合には×とし、すべて180N以上であった場合は〇とした。結果を下記表2に示す。
単板状試料を樹脂で固め、研磨機で試料の厚み方向に研磨を行い、試料の略中央部が露出する深さで研磨を終了した。その断面を集束イオンビーム加工(FIB加工)し、SEM観察用の断面を得た。FIB加工はエスアイアイ・ナノテクノロジー(株)のFIB加工装置SMI3050Rを用いた。FIB加工した断面について、試料の略中央部をSEMで撮影し、平均結晶粒径を測定した。なお、観察領域は、8×8μmとした。結果を下記表2に示す。
リング状試料ついて、試料をアジレント・テクノロジー社製の磁性体測定冶具(型番16454A)にセットし、アジレント・テクノロジー社製のインピーダンスアナライザ(型番E4991A)を用いて10MHzでの透磁率μ’を測定した。結果を下記表2に示す。
リング状試料に60ターンの巻線を施し、アジレント・テクノロジー社製のインピーダンスアナライザ(型番E4991A)を用いて直流電流を印加し、算出される印加磁界およびそのときの透磁率を測定し、初期の透磁率から-10%となる印加磁界を求めた。結果を下記表2に示す。
2…絶縁体部
3…コイル
4,5…外部電極
6…コイル導体層
7,8…引出部
9…ランド導体層
10…ビア導体
Claims (6)
- 主成分として、
Feを、Fe2O3に換算して、27.0モル%以上41.0モル%以下、
Niを、NiOに換算して、16.0モル%以上24.0モル%以下、
Znを、ZnOに換算して、23.0モル%以上37.0モル%以下、
Cuを、CuOに換算して、5.0モル%以上9.0モル%以下、
Siを、SiO2に換算して、4.0モル%以上14.0モル%以下
含み、
副成分として、前記主成分100質量部に対し、
Biを、Bi2O3に換算して、0.3質量部以上1.2質量部以下、
Coを、Co3O4に換算して、0.3質量部以上1.2質量部以下、
Mnを、Mn2O3に換算して、0.01質量部以上0.25質量部以下、
Crを、Cr2O3に換算して、0.003質量部以上0.030質量部以下
含む、フェライト磁器組成物。 - 前記フェライト磁器組成物中の結晶粒子の平均結晶粒径は、0.2μm以上0.8μm以下である、請求項1に記載のフェライト磁器組成物。
- 前記フェライト磁器組成物中の結晶粒子の平均結晶粒径は、0.2μm以上0.5μm以下である、請求項1又は2に記載のフェライト磁器組成物。
- 少なくともFe、Ni、Zn、及びCuを含む磁性体相、ならびに、少なくともSi及びZnを含む非磁性体相を含む、請求項1~3のいずれか1項に記載のフェライト磁器組成物。
- 絶縁体部と、
前記絶縁体部に埋設され、複数のコイル導体層が電気的に接続されたコイルと、
前記絶縁体部の表面に設けられ、前記コイルと電気的に接続された外部電極と
を含むコイル部品であって、
前記絶縁体部は、請求項1~4のいずれか1項に記載のフェライト磁器組成物から構成されている、コイル部品。 - 前記絶縁体部の長さ方向の寸法は、0.58mm以上0.62mm以下であり、幅方向の寸法は、0.28mm以上0.32mm以下である、請求項5に記載のコイル部品。
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