JP2837150B2 - インダクター用軟磁性材料およびそれを用いたインダクターの製造方法 - Google Patents
インダクター用軟磁性材料およびそれを用いたインダクターの製造方法Info
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、チップインダクタ
ー、チップビーズのようなチップ部品、又は、巻線型イ
ンダクターのような電磁波の遮蔽部品等に用いられる軟
磁性材料およびそれを用いたインダクターの製造方法に
関する。より詳しくは、低温焼成が可能であり、外部応
力に対する電磁気的特性の変化が少ない、優れた電磁気
的性を有するNi−Cu−Zn系軟磁性材料およびそれ
を用いた巻線型又はチップ型インダクターの製造方法に
関する。
ー、チップビーズのようなチップ部品、又は、巻線型イ
ンダクターのような電磁波の遮蔽部品等に用いられる軟
磁性材料およびそれを用いたインダクターの製造方法に
関する。より詳しくは、低温焼成が可能であり、外部応
力に対する電磁気的特性の変化が少ない、優れた電磁気
的性を有するNi−Cu−Zn系軟磁性材料およびそれ
を用いた巻線型又はチップ型インダクターの製造方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】今日、電子、通信機器の著しい発展は、
電子部品の小型化、薄膜化および実装性の改良等が基礎
になって新しい産業構造を構築しているが、このような
産業構造の発展は、以前は無視することのできた新しい
問題、即ち環境および通信障害等を誘発して社会的問題
を生じさせるという両面性を持つようになった。特に、
無線通信機器およびマルチ環境が一般に常用されること
により、悪化した電磁気環境に関する各国の電磁気障害
規制(FCC、CISPR、VDE、MIL)が強化され
ることにより、電磁波障害除去(EMI/EMC)素子に
対する開発が要求され、その部品の需要急増と共に機能
の複雑化、高集積化および高効率化に発展している。
電子部品の小型化、薄膜化および実装性の改良等が基礎
になって新しい産業構造を構築しているが、このような
産業構造の発展は、以前は無視することのできた新しい
問題、即ち環境および通信障害等を誘発して社会的問題
を生じさせるという両面性を持つようになった。特に、
無線通信機器およびマルチ環境が一般に常用されること
により、悪化した電磁気環境に関する各国の電磁気障害
規制(FCC、CISPR、VDE、MIL)が強化され
ることにより、電磁波障害除去(EMI/EMC)素子に
対する開発が要求され、その部品の需要急増と共に機能
の複雑化、高集積化および高効率化に発展している。
【0003】その際に、電磁波障害除去素子用または電
力用トランスのような電子部品などの素材として応用さ
れる軟磁性材料の適用範囲も特性別、周波数帯域別に細
分化され、その製造方法も従来の粉末冶金学的な製造方
法から積層式部品製造に研究が活発に進められ実用化さ
れており、今日、セラミック電子部品の製造分野に小型
チップ部品の製造技術として定着するようになった。
力用トランスのような電子部品などの素材として応用さ
れる軟磁性材料の適用範囲も特性別、周波数帯域別に細
分化され、その製造方法も従来の粉末冶金学的な製造方
法から積層式部品製造に研究が活発に進められ実用化さ
れており、今日、セラミック電子部品の製造分野に小型
チップ部品の製造技術として定着するようになった。
【0004】一般的にチップインダクター、チップビー
ズ、チップアレイ、チップLCフィルターおよびチップ
トランス等のような小型チップ部品に用いられる軟磁性
材料は、高いインダクタンスを必要としており、そのよ
うな軟磁性材料ではMn−Znフェライト、Niフェラ
イト、Ni−ZnフェライトまたはNi−Cu−Znフ
ェライト等を挙げることができる。Mn−Znフェライ
トの場合、透磁率が高く電力損失が非常に少ないため電
源用トランスコア、電力ライン用フィルター等の磁芯材
料に用いられるが、高周波特性が低いために1MHz以
上の周波数帯域では適用するのが難しいという短所があ
る。現在、このような高周波帯域において用いられる磁
芯材料としては、Niフェライト、Ni−Znフェライ
トまたはNi−Cu−Znフェライト等がある。
ズ、チップアレイ、チップLCフィルターおよびチップ
トランス等のような小型チップ部品に用いられる軟磁性
材料は、高いインダクタンスを必要としており、そのよ
うな軟磁性材料ではMn−Znフェライト、Niフェラ
イト、Ni−ZnフェライトまたはNi−Cu−Znフ
ェライト等を挙げることができる。Mn−Znフェライ
トの場合、透磁率が高く電力損失が非常に少ないため電
源用トランスコア、電力ライン用フィルター等の磁芯材
料に用いられるが、高周波特性が低いために1MHz以
上の周波数帯域では適用するのが難しいという短所があ
る。現在、このような高周波帯域において用いられる磁
芯材料としては、Niフェライト、Ni−Znフェライ
トまたはNi−Cu−Znフェライト等がある。
【0005】一方、上記軟磁性材料を製造する従来の方
法では、焼成工程は、約1000〜1400℃で1〜5
時間程度行われる。しかし、チップインダクターやチッ
プビーズフィルター等の電子部品の内部電極は普通Ag
電極を用い、上記のような焼成温度は内部電極のAgの
溶融点(960℃)を越えており、非常に高い温度条件
で製造した部品などは一般的な周波数帶域の500KH
z〜20MHzにおいて損失が非常に大きいという短所
を持っているために要求するインダクタンスを実現する
のに非常に難しいという問題点がある。したがって、軟
磁性体の焼成温度を下げるために、一般的に磁芯材料の
粒度を0.01〜1μmまで微粉砕することで、粒子の
エネルギー準位を基底状態(準安定状態)にして、焼成
時の粒子間の物質移動面を増加させることにより、焼結
を促進させ低温焼成を図る方法が行われている。しか
し、上記微粉砕工程を通じた製造方法は、設備費の高価
格化と製造工程の複雑化によって、製品コストの増加の
みならず実用化にも問題がある。
法では、焼成工程は、約1000〜1400℃で1〜5
時間程度行われる。しかし、チップインダクターやチッ
プビーズフィルター等の電子部品の内部電極は普通Ag
電極を用い、上記のような焼成温度は内部電極のAgの
溶融点(960℃)を越えており、非常に高い温度条件
で製造した部品などは一般的な周波数帶域の500KH
z〜20MHzにおいて損失が非常に大きいという短所
を持っているために要求するインダクタンスを実現する
のに非常に難しいという問題点がある。したがって、軟
磁性体の焼成温度を下げるために、一般的に磁芯材料の
粒度を0.01〜1μmまで微粉砕することで、粒子の
エネルギー準位を基底状態(準安定状態)にして、焼成
時の粒子間の物質移動面を増加させることにより、焼結
を促進させ低温焼成を図る方法が行われている。しか
し、上記微粉砕工程を通じた製造方法は、設備費の高価
格化と製造工程の複雑化によって、製品コストの増加の
みならず実用化にも問題がある。
【0006】更に、他の例として(ZnO+Bi2O3)
を主成分とする低温化合物を利用して焼成を図る方法
(特開昭59−67119号)、そしてB2O3のような
成分を利用する方法(特開昭64−45771号)およ
びZnO、V2O5のようなフラックスを添加剤として用
い、粒子の界面拡散を誘導することによって焼成する方
法(特開昭60−210572号)が知られており常用
されている。しかし、低融点化合物を添加する方法等
は、周波数特性を向上させるCo成分の挙動を妨げるこ
とで、所定の効果を低減させる。更に、焼成の過程にお
いて母材の軟磁性材料の焼結進行温度より低い温度帯域
において、添加物などが液状で存在し、それらが軟磁性
体の粒界に拡散して焼結を促進させるメカニズムで駆動
させるため、かえって部分的な添加剤の偏析によりイン
ダクダンスの低減および損失をもたらすと同時に内部電
極のAgと反応したり、Ag電極に拡散してチップイン
ダクターの電磁気的特性(インダクタンス、Qファクタ
ー)を劣化させることにより、製品の信頼性に大きな影
響を及ぼすという問題点があった。
を主成分とする低温化合物を利用して焼成を図る方法
(特開昭59−67119号)、そしてB2O3のような
成分を利用する方法(特開昭64−45771号)およ
びZnO、V2O5のようなフラックスを添加剤として用
い、粒子の界面拡散を誘導することによって焼成する方
法(特開昭60−210572号)が知られており常用
されている。しかし、低融点化合物を添加する方法等
は、周波数特性を向上させるCo成分の挙動を妨げるこ
とで、所定の効果を低減させる。更に、焼成の過程にお
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体の粒界に拡散して焼結を促進させるメカニズムで駆動
させるため、かえって部分的な添加剤の偏析によりイン
ダクダンスの低減および損失をもたらすと同時に内部電
極のAgと反応したり、Ag電極に拡散してチップイン
ダクターの電磁気的特性(インダクタンス、Qファクタ
ー)を劣化させることにより、製品の信頼性に大きな影
響を及ぼすという問題点があった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明は
上記従来の問題点を解決するために、母材の主成分と反
応しても、電磁気的特性の劣化が最小であり、内部電極
のAgと反応しないようにする複合ガラスの粉末を添加
することによって、非常に低い焼成温度で、内部電極の
安定性を図ることは言うまでもなく、500KHz〜2
0MHzの周波数帯域における特性の優れたNi−Cu
−Zn系軟磁性材料を提供することである。
上記従来の問題点を解決するために、母材の主成分と反
応しても、電磁気的特性の劣化が最小であり、内部電極
のAgと反応しないようにする複合ガラスの粉末を添加
することによって、非常に低い焼成温度で、内部電極の
安定性を図ることは言うまでもなく、500KHz〜2
0MHzの周波数帯域における特性の優れたNi−Cu
−Zn系軟磁性材料を提供することである。
【0008】更に、本発明の他の目的は、上記Ni−C
u−Zn系軟磁性材料を利用する低温焼成において、巻
線型またはチップ型インダクターを製造する方法を提供
することである。
u−Zn系軟磁性材料を利用する低温焼成において、巻
線型またはチップ型インダクターを製造する方法を提供
することである。
【0009】
【課題を解決するための手段および作用・効果】上記目
的達成のために、本発明は、インダクター用Ni−Cu
−Zn系軟磁性材料において、モル%で、Fe2O3が4
9.0〜50.0%、CuOが5〜13%、NiOが7.
5〜25%、およびZnOが12〜38.5%からなる
磁性粉末に、B2O3−Bi2O3−ZnO系ガラスを0.
05〜15.0wt%含有させた組成のインダクター用
軟磁性材料に関する。
的達成のために、本発明は、インダクター用Ni−Cu
−Zn系軟磁性材料において、モル%で、Fe2O3が4
9.0〜50.0%、CuOが5〜13%、NiOが7.
5〜25%、およびZnOが12〜38.5%からなる
磁性粉末に、B2O3−Bi2O3−ZnO系ガラスを0.
05〜15.0wt%含有させた組成のインダクター用
軟磁性材料に関する。
【0010】更に、本発明はインダクター用Ni−Cu
−Zn系軟磁性材料において、モル%で、Fe2O3が4
9.0〜50.0%、CuOが5〜13%、NiOが7.
5〜25%、およびZnOが12〜38.5%からなる
磁性粉末にCoOが2.0wt%以下、Co2O3が2.0
wt%以下、およびCo3O4が2.0wt%以下の中か
ら一種または二種以上と、B2O3−Bi2O3−ZnO系
ガラスが0.05〜15.0wt%を含有させたインダク
ター用軟磁性材料に関する。
−Zn系軟磁性材料において、モル%で、Fe2O3が4
9.0〜50.0%、CuOが5〜13%、NiOが7.
5〜25%、およびZnOが12〜38.5%からなる
磁性粉末にCoOが2.0wt%以下、Co2O3が2.0
wt%以下、およびCo3O4が2.0wt%以下の中か
ら一種または二種以上と、B2O3−Bi2O3−ZnO系
ガラスが0.05〜15.0wt%を含有させたインダク
ター用軟磁性材料に関する。
【0011】更に、本発明は、巻線型インダクターの製
造方法において、モル%で、Fe2O3が49.0〜50.
0%、CuOが5〜13%、NiOが7.5〜25%、
およびZnOが12〜38.5%からなる磁性粉末にB2
O3−Bi2O3−ZnO系ガラスを0.05〜15.0w
t%添加し、それを粉砕後乾燥した後に仮焼する工程、
仮焼した粉末に5〜10重量%の主剤と5〜16重量%
の反応抑制剤を加えたバインダーを5〜15重量%添加
して造粒する工程、および造粒粉末を成型し、860〜
910℃の温度で焼結する工程、から構成される巻線型
インダクターの製造方法に関する。
造方法において、モル%で、Fe2O3が49.0〜50.
0%、CuOが5〜13%、NiOが7.5〜25%、
およびZnOが12〜38.5%からなる磁性粉末にB2
O3−Bi2O3−ZnO系ガラスを0.05〜15.0w
t%添加し、それを粉砕後乾燥した後に仮焼する工程、
仮焼した粉末に5〜10重量%の主剤と5〜16重量%
の反応抑制剤を加えたバインダーを5〜15重量%添加
して造粒する工程、および造粒粉末を成型し、860〜
910℃の温度で焼結する工程、から構成される巻線型
インダクターの製造方法に関する。
【0012】更に、本発明は、巻線型インダクターの製
造方法において、モル%で、Fe2O3が49.0〜50.
0%、CuOが5〜13%、NiOが7.5〜25%お
よびZnOが12〜38.5%からなる磁性粉末にB2O
3−Bi2O3−ZnO系ガラスを0.05〜15.0wt
%添加し、それを粉砕後に乾燥する工程、乾燥した磁性
粉末にCoOが2.0wt%以下、Co2O3が2.0wt
%以下およびCo3O4が2.0wt%以下の中から一種
または二種以上を添加し、それを仮焼する工程、仮焼粉
末に5〜10重量%の主剤と5〜16重量%の反応抑制
剤を加えたバインダーを5〜15重量%の範囲に添加し
て造粒する工程、および造粒粉末を成型し、860〜9
10℃の温度で焼結する工程、から構成される巻線型イ
ンダクターの製造方法に関する。
造方法において、モル%で、Fe2O3が49.0〜50.
0%、CuOが5〜13%、NiOが7.5〜25%お
よびZnOが12〜38.5%からなる磁性粉末にB2O
3−Bi2O3−ZnO系ガラスを0.05〜15.0wt
%添加し、それを粉砕後に乾燥する工程、乾燥した磁性
粉末にCoOが2.0wt%以下、Co2O3が2.0wt
%以下およびCo3O4が2.0wt%以下の中から一種
または二種以上を添加し、それを仮焼する工程、仮焼粉
末に5〜10重量%の主剤と5〜16重量%の反応抑制
剤を加えたバインダーを5〜15重量%の範囲に添加し
て造粒する工程、および造粒粉末を成型し、860〜9
10℃の温度で焼結する工程、から構成される巻線型イ
ンダクターの製造方法に関する。
【0013】更に、本発明はチップ型インダクターの製
造方法において、モル%で、Fe2O3が49.0〜50.
0%、CuOが5〜13%、NiOが7.5〜25%お
よびZnOが12〜38.5%からなる磁性粉末にB2O
3−Bi2O3−ZnO型ガラスを0.05〜15.0wt
%添加し、それを粉砕した後に乾燥する工程、乾燥した
粉末にバインダーを約1:1〜1:4添加した後、ドクタ
ーブレード法によりグリーンシートをつくる工程、つく
った複数のグリーンシートを積層し、積層したシート上
にAg内部電極を印刷した後、更にグリーンシートを複
数個積層し、それを焼成する工程、および焼成した焼結
体に外部電極を形成する工程、から構成されたチップ型
インダクターの製造方法に関する。
造方法において、モル%で、Fe2O3が49.0〜50.
0%、CuOが5〜13%、NiOが7.5〜25%お
よびZnOが12〜38.5%からなる磁性粉末にB2O
3−Bi2O3−ZnO型ガラスを0.05〜15.0wt
%添加し、それを粉砕した後に乾燥する工程、乾燥した
粉末にバインダーを約1:1〜1:4添加した後、ドクタ
ーブレード法によりグリーンシートをつくる工程、つく
った複数のグリーンシートを積層し、積層したシート上
にAg内部電極を印刷した後、更にグリーンシートを複
数個積層し、それを焼成する工程、および焼成した焼結
体に外部電極を形成する工程、から構成されたチップ型
インダクターの製造方法に関する。
【0014】更に、本発明はチップ型インダクターの製
造方法において、モル%で、Fe2O3が49.0〜50.
0%、CuOが5〜13%、NiOが7.5〜25%、
およびZnOが12〜38.5%からなる磁性粉末にC
oOが2.0wt%以下、Co2O3が2.0wt%以下、
およびCo3O4が2.0wt%以下の中から一種または
二種以上とB2O3−Bi2O3−ZnO系ガラスを0.0
5〜15.0wt%添加し、それを粉砕した後に乾燥す
る工程、乾燥した粉末にバインダーを約1:1〜1:4に
添加した後、ドクダーブレード法によりグリーンシート
をつくる工程、つくった複数のグリーンシートを積層
し、積層のシート上にAg内部電極を印刷した後、更
に、グリーンシートを複数個積層し、それを860〜9
10℃で焼成する工程、および焼成した焼結体に外部電
極を形成する工程、から構成されたチップ型インダクタ
ーの製造方法に関するものである。
造方法において、モル%で、Fe2O3が49.0〜50.
0%、CuOが5〜13%、NiOが7.5〜25%、
およびZnOが12〜38.5%からなる磁性粉末にC
oOが2.0wt%以下、Co2O3が2.0wt%以下、
およびCo3O4が2.0wt%以下の中から一種または
二種以上とB2O3−Bi2O3−ZnO系ガラスを0.0
5〜15.0wt%添加し、それを粉砕した後に乾燥す
る工程、乾燥した粉末にバインダーを約1:1〜1:4に
添加した後、ドクダーブレード法によりグリーンシート
をつくる工程、つくった複数のグリーンシートを積層
し、積層のシート上にAg内部電極を印刷した後、更
に、グリーンシートを複数個積層し、それを860〜9
10℃で焼成する工程、および焼成した焼結体に外部電
極を形成する工程、から構成されたチップ型インダクタ
ーの製造方法に関するものである。
【0015】以下、本発明を詳細に説明する。
【0016】一般的に、磁性材料は、その組織および組
成により周波数帯域による特性が異なっている。本発明
においては500KHz〜20MHz程度の常用周波数
帶域において、適合するNi−Cu−Znフェライトを
利用するものの、このようなNi−Cu−Zn系のフェ
ライトは、そのNiO成分が低く、相対的にZnO成分
量が高い。本発明に合致する望ましい基本組成として
は、モル%で、Fe2O3が49.0〜50.0%、CuO
が5.0〜13.0%、NiOが7.5〜25.0%、およ
びZnOが12〜38.5%からなる軟磁性粉末を挙げ
ることができる。更に望ましくは、上記磁性粉末に添加
剤としてCoO、Co2O3およびCo3O4から構成され
るCo系粉末の中から少なくとも一種または二種以上を
約2.0wt%以下添加したものを基本組成とする。
成により周波数帯域による特性が異なっている。本発明
においては500KHz〜20MHz程度の常用周波数
帶域において、適合するNi−Cu−Znフェライトを
利用するものの、このようなNi−Cu−Zn系のフェ
ライトは、そのNiO成分が低く、相対的にZnO成分
量が高い。本発明に合致する望ましい基本組成として
は、モル%で、Fe2O3が49.0〜50.0%、CuO
が5.0〜13.0%、NiOが7.5〜25.0%、およ
びZnOが12〜38.5%からなる軟磁性粉末を挙げ
ることができる。更に望ましくは、上記磁性粉末に添加
剤としてCoO、Co2O3およびCo3O4から構成され
るCo系粉末の中から少なくとも一種または二種以上を
約2.0wt%以下添加したものを基本組成とする。
【0017】本発明においては、上記のような軟磁性粉
末にB2O3−Bi2O3−ZnO系ガラスが0.05〜1
5.0wt%添加されることを特徴とする。上記のガラ
スは、軟磁性母材の主成分と反応しても電磁気的特性の
劣化を最小にすることができ、さらに、チップ系インダ
クターの場合、内部電極のAgと反応を行わないから焼
成温度を低下させるという長所がある。上記ガラスを
0.05〜15.0wt%含有すれば、母材の焼成温度を
既存の低融点化合物(Bi2O3またはV2O5)を使用した
ときの温度、即ち、1000〜1350℃程度で約86
0〜910℃まで低下させることが可能であり、更に、
焼成に起因する母材と内部電極間の収縮時の応力を減少
させ、内部電極の安定化を図ることができる。この際、
上記ガラスはwt%でB2O3が10〜40%、Bi2O3
が20〜40%、およひZnOが20〜70%の組成で
添加することが望ましい。
末にB2O3−Bi2O3−ZnO系ガラスが0.05〜1
5.0wt%添加されることを特徴とする。上記のガラ
スは、軟磁性母材の主成分と反応しても電磁気的特性の
劣化を最小にすることができ、さらに、チップ系インダ
クターの場合、内部電極のAgと反応を行わないから焼
成温度を低下させるという長所がある。上記ガラスを
0.05〜15.0wt%含有すれば、母材の焼成温度を
既存の低融点化合物(Bi2O3またはV2O5)を使用した
ときの温度、即ち、1000〜1350℃程度で約86
0〜910℃まで低下させることが可能であり、更に、
焼成に起因する母材と内部電極間の収縮時の応力を減少
させ、内部電極の安定化を図ることができる。この際、
上記ガラスはwt%でB2O3が10〜40%、Bi2O3
が20〜40%、およひZnOが20〜70%の組成で
添加することが望ましい。
【0018】一方、本発明による軟磁性材料を使用して
製造する巻線型インダクターの場合、特に、ガラスの母
材内の挙動は母材の緻密化を誘導して、一般の軟磁性体
の焼結密度より高い焼結密度を保つことにより機械的強
度を向上させることが可能であり、焼結体表面の緻密化
による外部電極のメッキの際に、異物質の吸着を抑制し
て製造収率を向上させることができる。本発明による巻
線型またはチップ型インダクターの製造時添加するガラ
スの粒度の大きさは0.1〜10μmである粉末を用い
るのが望ましい。より望ましくは、母材の偏重した分布
を誘発させ、母材の粗大化粒子の成長防止のためには、
上記粒度の大きさは0.2〜5μmとする。
製造する巻線型インダクターの場合、特に、ガラスの母
材内の挙動は母材の緻密化を誘導して、一般の軟磁性体
の焼結密度より高い焼結密度を保つことにより機械的強
度を向上させることが可能であり、焼結体表面の緻密化
による外部電極のメッキの際に、異物質の吸着を抑制し
て製造収率を向上させることができる。本発明による巻
線型またはチップ型インダクターの製造時添加するガラ
スの粒度の大きさは0.1〜10μmである粉末を用い
るのが望ましい。より望ましくは、母材の偏重した分布
を誘発させ、母材の粗大化粒子の成長防止のためには、
上記粒度の大きさは0.2〜5μmとする。
【0019】以下、上記のように、ガラスが添加された
乾燥した粉末を利用して巻線型インダクターを製造する
方法を説明する。
乾燥した粉末を利用して巻線型インダクターを製造する
方法を説明する。
【0020】巻線型インダクターの場合、乾燥の粉末を
仮焼後、ここに5〜10重量%の主剤と5〜16重量%
の反応抑制剤を加えたバインダーを5〜15重量%添加
して造粒する。本発明に適合する主剤としては、通常の
焼結コア製造の際に用いられる主剤であれば可能である
が、例を挙げればポリビニルアルコールまたはメチルセ
ルローズ等を挙げることができる。更に、反応抑制剤は
軟磁性フェライト粒子が互いに凝集することを防ぎ、マ
ニトルまたはプロピレングリコール等を挙げることがで
きる。
仮焼後、ここに5〜10重量%の主剤と5〜16重量%
の反応抑制剤を加えたバインダーを5〜15重量%添加
して造粒する。本発明に適合する主剤としては、通常の
焼結コア製造の際に用いられる主剤であれば可能である
が、例を挙げればポリビニルアルコールまたはメチルセ
ルローズ等を挙げることができる。更に、反応抑制剤は
軟磁性フェライト粒子が互いに凝集することを防ぎ、マ
ニトルまたはプロピレングリコール等を挙げることがで
きる。
【0021】更に仮焼温度は、650〜880℃である
ことが望ましく、700〜850℃がより望ましい。
ことが望ましく、700〜850℃がより望ましい。
【0022】その後、仮焼粉末を造粒してその造粒粉末
を成型して所望の成型体を製造する。製造した成型体
は、通常低融点化合物が含有したものより低温の約86
0〜910℃で焼結する。焼結過程において約750〜
900℃の区間は粒子の整列化および緻密化が進められ
る区間であるため、急激な昇温時には空孔が生じ、透磁
率の低下および品質係数値の低下が起こるため、できる
限り急激な昇温を避けるのが良い。例を挙げれば上記区
間では約10℃/分程度の昇温するのが望ましい。更
に、焼結温度に至った後、約2〜3時間保持した後、7
00℃までの冷却区間に於いては急冷を避けるようにす
る。万が一その区間において急冷をすれば、母剤中のC
uO成分が析出して電磁気的特性が劣化するから注意を
要する。上記区間における望ましい冷却速度は約5℃/
分以内である。
を成型して所望の成型体を製造する。製造した成型体
は、通常低融点化合物が含有したものより低温の約86
0〜910℃で焼結する。焼結過程において約750〜
900℃の区間は粒子の整列化および緻密化が進められ
る区間であるため、急激な昇温時には空孔が生じ、透磁
率の低下および品質係数値の低下が起こるため、できる
限り急激な昇温を避けるのが良い。例を挙げれば上記区
間では約10℃/分程度の昇温するのが望ましい。更
に、焼結温度に至った後、約2〜3時間保持した後、7
00℃までの冷却区間に於いては急冷を避けるようにす
る。万が一その区間において急冷をすれば、母剤中のC
uO成分が析出して電磁気的特性が劣化するから注意を
要する。上記区間における望ましい冷却速度は約5℃/
分以内である。
【0023】このような方法によれば、その組織相が非
常に安定であり、品質係数が少なくとも150以上、そ
のピーク域が約100KHz〜20MHz程度であり、
インダクタンスが少なくとも10μHとなる電磁気的特
性が良好な軟磁性材料を、既存のものより低温において
製造し得る利点がある。
常に安定であり、品質係数が少なくとも150以上、そ
のピーク域が約100KHz〜20MHz程度であり、
インダクタンスが少なくとも10μHとなる電磁気的特
性が良好な軟磁性材料を、既存のものより低温において
製造し得る利点がある。
【0024】反面、上記ガラスが添加された乾燥の粉末
を利用したチップ系インダクターの製造方法は次の通り
である。
を利用したチップ系インダクターの製造方法は次の通り
である。
【0025】即ち、上記乾燥粉末にバインダーとしてP
VB、メチルセルローズ、オレイン酸、プロピレングリ
コール、トルエンまたはマニトル等の有機高分子からな
るバインダーを約1:1〜1:4添加した後、ドクターブ
レード法でグリーンシートをつくった後、つくった複数
のグリーンシートを積層し、積層したシート上にAg内
部電極を印刷した後、更にグリーンシートを複数個積層
してそれを880〜910℃で焼成する。この際、焼成
温度は従来より低い約860〜910℃でも可能であ
る。焼成した焼結体に外部電極を形成すれば本発明にお
いて得ようとするチッブ型インダクターが得られる。
VB、メチルセルローズ、オレイン酸、プロピレングリ
コール、トルエンまたはマニトル等の有機高分子からな
るバインダーを約1:1〜1:4添加した後、ドクターブ
レード法でグリーンシートをつくった後、つくった複数
のグリーンシートを積層し、積層したシート上にAg内
部電極を印刷した後、更にグリーンシートを複数個積層
してそれを880〜910℃で焼成する。この際、焼成
温度は従来より低い約860〜910℃でも可能であ
る。焼成した焼結体に外部電極を形成すれば本発明にお
いて得ようとするチッブ型インダクターが得られる。
【0026】以下、本発明を実施例を通じて具体的に説
明する。
明する。
【0027】
【発明の実施の形態】実施例1 表1のような組成で原料を秤量し、その原料をポリウレ
タンのジャーに投入しYTZボールを使用し、原料重量
の1〜3倍の蒸留水を添加しながら平均粒度が1〜1.
5μmになるように約8〜24時間粉砕し、混合した。
混合した粉末を乾燥した後、約700〜850℃で2〜
3時間仮焼し、更に、上記ジャーにおいて再粉砕した。
この際、上記仮焼した粉末に10B2O3−65Bi2O3
−25ZnOガラス粉末を投入し約24〜48時間再粉
砕した。粉末の粒度が0.1〜1.5μmとなるとき、乾
燥機を通して乾燥したところ、乾燥は水分が原料の重量
当たり0.2〜0.7%まで減量した。
タンのジャーに投入しYTZボールを使用し、原料重量
の1〜3倍の蒸留水を添加しながら平均粒度が1〜1.
5μmになるように約8〜24時間粉砕し、混合した。
混合した粉末を乾燥した後、約700〜850℃で2〜
3時間仮焼し、更に、上記ジャーにおいて再粉砕した。
この際、上記仮焼した粉末に10B2O3−65Bi2O3
−25ZnOガラス粉末を投入し約24〜48時間再粉
砕した。粉末の粒度が0.1〜1.5μmとなるとき、乾
燥機を通して乾燥したところ、乾燥は水分が原料の重量
当たり0.2〜0.7%まで減量した。
【0028】乾燥した粉末は、60〜80メッシュのふ
るいを通して均一な粒子として取出した後、ここに5〜
10重量%のポリビニルアルコールおよび5〜16重量
%のマニトルが一緒に溶解したバインダーを約5〜15
重量%添加し、上記粉末を50メッシュのふるいで均一
な粒子として取出し、外径25mm、内径18mm、高
さ4.5mmトロイダルコアとして成型し、上記成型体
を焼結した。この際、焼結は約420℃までは約2℃/
分程度に昇温し、その温度で約4時間保って脱バインダ
ーし、次いで750℃までは約3℃/分の速度で昇温
し、更に、約900℃まで約1℃/分程度の速度で昇温
した。900℃で2〜3時間程度保った後、700℃ま
では約3℃/分の速度で、そして常温までは10℃/分の
速度で冷却した。このように焼結した材料に直径0.5
5mmのエナメル銅線を20回巻線した後10KHz〜
40MHzの周波数帯域でHP41194Aインピタン
スアナライザを利用しインダクタンスと品質係数(Qフ
ァクター)を測定し、その結果を表1に示した。一方、
表1において、従来例は焼結温度が約950℃において
進行した。
るいを通して均一な粒子として取出した後、ここに5〜
10重量%のポリビニルアルコールおよび5〜16重量
%のマニトルが一緒に溶解したバインダーを約5〜15
重量%添加し、上記粉末を50メッシュのふるいで均一
な粒子として取出し、外径25mm、内径18mm、高
さ4.5mmトロイダルコアとして成型し、上記成型体
を焼結した。この際、焼結は約420℃までは約2℃/
分程度に昇温し、その温度で約4時間保って脱バインダ
ーし、次いで750℃までは約3℃/分の速度で昇温
し、更に、約900℃まで約1℃/分程度の速度で昇温
した。900℃で2〜3時間程度保った後、700℃ま
では約3℃/分の速度で、そして常温までは10℃/分の
速度で冷却した。このように焼結した材料に直径0.5
5mmのエナメル銅線を20回巻線した後10KHz〜
40MHzの周波数帯域でHP41194Aインピタン
スアナライザを利用しインダクタンスと品質係数(Qフ
ァクター)を測定し、その結果を表1に示した。一方、
表1において、従来例は焼結温度が約950℃において
進行した。
【表1】
【0029】表1に示したように、本発明の条件を満た
す発明例(1〜9)の場合、低温焼成が可能であるのみな
らず、軟磁性焼結体のインダクタンス値も10μH以
上、高周波から品質係数(Q)も約150以上を示し、優
れた電磁気的特性を持っていることが確認された。即
ち、本発明のこのような特性はガラスおよびCo系添加
剤を全く添加しない従来の場合に比べて、焼成温度が約
50〜100℃低いだけでなく、焼成後の損失が非常に
減少する特性を示していることがわかる。
す発明例(1〜9)の場合、低温焼成が可能であるのみな
らず、軟磁性焼結体のインダクタンス値も10μH以
上、高周波から品質係数(Q)も約150以上を示し、優
れた電磁気的特性を持っていることが確認された。即
ち、本発明のこのような特性はガラスおよびCo系添加
剤を全く添加しない従来の場合に比べて、焼成温度が約
50〜100℃低いだけでなく、焼成後の損失が非常に
減少する特性を示していることがわかる。
【0030】その反面、比較例(2〜6)の場合、ガラス
が添加されずにBi系またはV系の添加剤が添加されて
おり、低温焼成帯域で焼結が充分でないため、相対的に
低いインダクタンス或いは品質係数値を示したが、それ
はBi成分またはV成分単独では焼結体から界面拡散が
生じにくいからである。更に、比較例(1)は、基本的に
本発明の磁性粉末原料の組成範囲をはずれた場合であ
り、低温焼成により品質係数が低いため電磁気的特性が
低下した。
が添加されずにBi系またはV系の添加剤が添加されて
おり、低温焼成帯域で焼結が充分でないため、相対的に
低いインダクタンス或いは品質係数値を示したが、それ
はBi成分またはV成分単独では焼結体から界面拡散が
生じにくいからである。更に、比較例(1)は、基本的に
本発明の磁性粉末原料の組成範囲をはずれた場合であ
り、低温焼成により品質係数が低いため電磁気的特性が
低下した。
【0031】実施例2 ガラスの種類による電磁気的特性を調べるため、表2の
ような互いに異なる物理的特性を有するガラスを、実施
例1と同一な方法で同一の組成を有する磁性粉末に一定
量を添加し、焼結体を製造して各軟磁性焼結体に製作し
たトロイダルコアに対して電磁気的特性を測定し、その
結果を表3に示した。このとき、測定条件は直径0.6
mmのエナメル銅線を20回巻線した後、インピダンス
アナライザHP4194Aで行った。
ような互いに異なる物理的特性を有するガラスを、実施
例1と同一な方法で同一の組成を有する磁性粉末に一定
量を添加し、焼結体を製造して各軟磁性焼結体に製作し
たトロイダルコアに対して電磁気的特性を測定し、その
結果を表3に示した。このとき、測定条件は直径0.6
mmのエナメル銅線を20回巻線した後、インピダンス
アナライザHP4194Aで行った。
【表2】
【表3】
【0032】表2および3に示したように、同一なガラ
スであっても、各ガラスの作業点と熱膨張係数を異にす
る組成が異なることにより、製造した軟磁性焼結体の電
磁気的特性変化が非常に大きいことがわかる。即ち、軟
磁性粉末に添加されるガラスが重量%で、Bが10〜4
0%、Biが20〜70%、Znが20〜40%の本発
明の条件を満足するガラス[発明材(a〜d)]を使用し
た発明例(8)、(10〜15)の場合、常用周波数帯にお
けるインダクタンス値が少なくとも15μH以上であ
り、品質係数が150以上だけでなく、品質係数のピー
ク域が全て100KHz〜20MHz程度であることが
わかる。
スであっても、各ガラスの作業点と熱膨張係数を異にす
る組成が異なることにより、製造した軟磁性焼結体の電
磁気的特性変化が非常に大きいことがわかる。即ち、軟
磁性粉末に添加されるガラスが重量%で、Bが10〜4
0%、Biが20〜70%、Znが20〜40%の本発
明の条件を満足するガラス[発明材(a〜d)]を使用し
た発明例(8)、(10〜15)の場合、常用周波数帯にお
けるインダクタンス値が少なくとも15μH以上であ
り、品質係数が150以上だけでなく、品質係数のピー
ク域が全て100KHz〜20MHz程度であることが
わかる。
【0033】その反面、本発明のガラスとは異なり、B
−Si系ガラス[(A〜C)]を用いた比較例(7〜9)の
場合、インダクタンス値が非常に小さかったり、品質係
数が小さく、電磁気的特性が低下することがわかる。
−Si系ガラス[(A〜C)]を用いた比較例(7〜9)の
場合、インダクタンス値が非常に小さかったり、品質係
数が小さく、電磁気的特性が低下することがわかる。
【0034】実施例3 表1の組成を有する原料を実施例1と同一な方法により
乾燥した粉末をつくり、上記粉末にPVB、マニトルバ
インダーを約1:1〜1:4添加し、それを200〜32
5メッシュのふるいで均一な粒子にして取出した後、ド
クダーブレード法により厚み10〜200μmのグリー
ンシートをつくった。
乾燥した粉末をつくり、上記粉末にPVB、マニトルバ
インダーを約1:1〜1:4添加し、それを200〜32
5メッシュのふるいで均一な粒子にして取出した後、ド
クダーブレード法により厚み10〜200μmのグリー
ンシートをつくった。
【0035】つくった複数のグリーンシートを積層し、
積層したシート上にAg内部電極を印刷し、更に、グリ
ーンシートを複数個積層して焼成した。その際、焼成は
880〜910℃で1〜3時間行った。この焼結体に外
部電極を形成してチップインダクターを製造した。この
ように製造したインダクターに対してHP4192Aネ
ットワークアナライザにより電磁気的特性を測定し、そ
の結果を表4に示した。
積層したシート上にAg内部電極を印刷し、更に、グリ
ーンシートを複数個積層して焼成した。その際、焼成は
880〜910℃で1〜3時間行った。この焼結体に外
部電極を形成してチップインダクターを製造した。この
ように製造したインダクターに対してHP4192Aネ
ットワークアナライザにより電磁気的特性を測定し、そ
の結果を表4に示した。
【表4】
【0036】表4に示した通り、本発明の条件を満たす
発明例(16〜22)の場合、低温において焼成が可能で
あるのみならず、軟磁性焼結体のインダクタンス値も1
40nH以上、高周波において、品質係数(Q)も約34
以上を示す優れた電磁気的特性を有することが確認され
た。即ち、本発明のこのような特性はガラスおよびCo
系添加剤を全く添加しない従来のチップインダクターの
場合に比べて、焼成温度が約50〜100℃低いだけで
なく、焼成後の損失が非常に減少する特性を示している
ことがわかる。
発明例(16〜22)の場合、低温において焼成が可能で
あるのみならず、軟磁性焼結体のインダクタンス値も1
40nH以上、高周波において、品質係数(Q)も約34
以上を示す優れた電磁気的特性を有することが確認され
た。即ち、本発明のこのような特性はガラスおよびCo
系添加剤を全く添加しない従来のチップインダクターの
場合に比べて、焼成温度が約50〜100℃低いだけで
なく、焼成後の損失が非常に減少する特性を示している
ことがわかる。
【0037】上述のように、本発明によれば、低温にお
いても充分に焼成が進行し、電磁気的特性の優れた軟磁
性材料を得ることが可能である。このような製造方法
は、既存の軟磁性材料の製造設備をそのまま用いること
ができ、高価な製造設備の投資や複雑な管理を行う必要
がないので、廉価なチップ部品用軟磁性材料を製造する
のに非常に有用である。
いても充分に焼成が進行し、電磁気的特性の優れた軟磁
性材料を得ることが可能である。このような製造方法
は、既存の軟磁性材料の製造設備をそのまま用いること
ができ、高価な製造設備の投資や複雑な管理を行う必要
がないので、廉価なチップ部品用軟磁性材料を製造する
のに非常に有用である。
Claims (23)
- 【請求項1】 インダクター用Ni−Cu−Zn系軟磁
性材料において、モル%で、Fe2O3が49.0〜50.
0%、CuOが5〜13%、NiOが7.5〜25%、
およびZnOが12〜38.5%からなる磁性粉末にB2
O3−Bi2O3−ZnO系ガラスが0.05〜15.0w
t%含有することを特徴するインダクター用軟磁性材
料。 - 【請求項2】 上記磁性粉末にCoOが2.0wt%以
下、Co2O3が2.0wt%以下およびCo3O4が2.0
wt%以下の中から1種または2種以上が追加して含有
することを特徴とする請求項1記載のインダクター用軟
磁性材料。 - 【請求項3】 上記ガラスはwt%で、B2O3が10〜
40%、Bi2O3が20〜40%、およびZnOが20
〜70%の組成を有することを特徴とする請求項1記載
の軟磁性材料。 - 【請求項4】 巻線型インダクターの製造方法におい
て、モル%でFe2O3が49.0〜50.0%、CuOが
5〜13%、NiOが7.5〜25%、およびZnOが
12〜38.5%からなる磁性粉末にB2O3−Bi2O3
−ZnO系ガラスを0.05〜15.0wt%添加し、そ
れを粉砕した後、乾燥して仮焼する工程、仮焼した粉末
に5〜10重量%の主剤と5〜16重量%の反応抑制剤
を加えたバインダーを5〜15重量%添加して造粒する
工程、および造粒粉末を成型し、860〜910℃で焼
結する工程、から構成されることを特徴とする巻線型イ
ンダクターの製造方法。 - 【請求項5】 上記磁性粉末にCoOが2.0wt%以
下、Co2O3が2.0wt%以下およびCo3O4が2.0
wt%以下の中から1種または2種以上が追加して含有
することを特徴とする請求項4記載の製造方法。 - 【請求項6】 上記ガラスはwt%で、B2O3が10〜
40%、Bi2O3が20〜40%、およびZnOが20
〜70%の組成を有することを特徴とする請求項4記載
の製造方法。 - 【請求項7】 上記ガラスはその粒度の大きさが0.1
〜10μmである粉末を用いることを特徴とする請求項
6記載の製造方法。 - 【請求項8】 上記ガラスはその粒度の大きさが0.2
〜5μmである粉末を用いることを特徴とする請求項7
記載の製造方法。 - 【請求項9】 上記仮焼は650〜880℃で実施する
ことを特徴とする請求項4記載の製造方法。 - 【請求項10】 上記焼結温度で5時間以内保持するこ
とを特徴とする請求項4記載の製造方法。 - 【請求項11】 上記焼結の際に、750〜900℃ま
での昇温過程は約10℃/分以内であり、900℃から
700℃までの冷却過程は約5℃/分以内であることを
特徴とする請求項4記載の製造方法。 - 【請求項12】 上記主剤としてはポリビニルアルコー
ルまたはメチルセルローズを用いることを特徴とする請
求項4記載の製造方法。 - 【請求項13】 上記反応抑制剤としてはマニトルまた
はプロピレングリコールを用いることを特徴とする請求
項4記載の製造方法。 - 【請求項14】 チップ型インダクターの製造方法にお
いて、モル%で、Fe2O3が49.0〜50.0%、Cu
Oが5〜13%、NiOが7.5〜25%、およびZn
Oが12〜38.5%からなる磁性粉末にB2O3−Bi2
O3−ZnO系ガラスを0.05〜15.0wt%添加
し、それを粉砕した後に乾燥する工程、乾燥した粉末に
バインダーを約1:1〜1:4添加した後、ドクターブレ
ード法によりグリーンシートをつくる工程、つくった複
数のグリーンシートを積層し、積層のシート上にAg内
部電極を印刷した後、更にグリーンシートを複数個積層
し、それを焼成する工程、および焼成した焼結体に外部
電極を形成する工程、から構成されることを特徴とする
チップ型インダクターの製造方法。 - 【請求項15】 上記磁性粉末にCoOが2.0wt%
以下、Co2O3が2.0wt%以下及びCo3O4が2.0
wt%以下の中から1種または2種以上を追加して添加
することを特徴とする請求項14記載の製造方法。 - 【請求項16】 上記ガラスはwt%で、B2O3が10
〜40%、Bi2O3が20〜40%、およびZnOが2
0〜70%の組成であることを特徴とする請求項14記
載の製造方法。 - 【請求項17】 上記ガラスはその粒度の大きさが0.
1〜10μmである粉末を用いることを特徴とする請求
項16記載の製造方法。 - 【請求項18】 上記ガラスはその粒度の大きさが0.
2〜5μmである粉末を用いることを特徴とする請求項
17記載の製造方法。 - 【請求項19】 上記仮焼は650〜880℃で行うこ
とを特徴とする請求項14記載の製造方法。 - 【請求項20】 上記焼成温度において5時間以内保持
することを特徴とする請求項14記載の製造方法。 - 【請求項21】 上記焼成温度において1〜3時間行う
ことを特徴とする請求項20記載の製造方法。 - 【請求項22】 上記焼成の際に、750〜900℃ま
での昇温過程は約10℃/分以内であり、900℃から
700℃までの冷却過程は約5℃/分以内であることを
特徴とする請求項21記載の製造方法。 - 【請求項23】 上記バインダーはPVBとマニトルが
混合しているものを用いることを特徴とする請求項14
記載の製造方法。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1996-60293 | 1996-11-30 | ||
KR1019960060293A KR100222757B1 (ko) | 1996-11-30 | 1996-11-30 | 인덕터용 연자성재료 및 이를 이용한 인덕터의 제조방법 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10163018A JPH10163018A (ja) | 1998-06-19 |
JP2837150B2 true JP2837150B2 (ja) | 1998-12-14 |
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ID=19484961
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JP9222494A Expired - Fee Related JP2837150B2 (ja) | 1996-11-30 | 1997-08-19 | インダクター用軟磁性材料およびそれを用いたインダクターの製造方法 |
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KR (1) | KR100222757B1 (ja) |
DE (1) | DE19725849C2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101315111B1 (ko) * | 2011-09-06 | 2013-10-08 | 고등기술연구원연구조합 | 폐 lcd패널의 유리를 이용한 고주파용 자성재료의 제조 방법 |
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US6191934B1 (en) * | 1998-10-02 | 2001-02-20 | Sarnoff Corporation & Co., Ltd. | High dielectric constant embedded capacitors |
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JP3508642B2 (ja) * | 1999-09-03 | 2004-03-22 | 株式会社村田製作所 | 積層型インダクタ |
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CN101555132B (zh) * | 2009-04-30 | 2012-02-29 | 上海华源磁业有限公司 | 防止坯件粘连用砂胶水及其制备与应用 |
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KR101548775B1 (ko) * | 2011-09-14 | 2015-09-01 | 삼성전기주식회사 | 니켈-아연-구리계 페라이트 조성물, 및 이를 이용한 적층형 칩 소자 |
CN113636838A (zh) * | 2021-09-15 | 2021-11-12 | 横店集团东磁股份有限公司 | 一种镍锌铁氧体材料及制备方法和应用 |
CN115010479B (zh) * | 2022-06-23 | 2023-06-30 | 横店集团东磁股份有限公司 | 一种无收缩镍铜锌铁氧体材料及其制备方法 |
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- 1996-11-30 KR KR1019960060293A patent/KR100222757B1/ko not_active IP Right Cessation
-
1997
- 1997-06-18 DE DE19725849A patent/DE19725849C2/de not_active Expired - Fee Related
- 1997-06-19 US US08/879,047 patent/US5855810A/en not_active Expired - Fee Related
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