JP3326358B2 - コイル用非磁性材料及びコイル部品 - Google Patents
コイル用非磁性材料及びコイル部品Info
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- JP3326358B2 JP3326358B2 JP12347097A JP12347097A JP3326358B2 JP 3326358 B2 JP3326358 B2 JP 3326358B2 JP 12347097 A JP12347097 A JP 12347097A JP 12347097 A JP12347097 A JP 12347097A JP 3326358 B2 JP3326358 B2 JP 3326358B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高周波領域で使用
されるコイル用コア材料、それを用いたコイルに関す
る。
されるコイル用コア材料、それを用いたコイルに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、各種電子機器の小型化、軽量化に
伴い、それらを構成する電子部品についても小型化、軽
量化が進んでいる。コイル、トランス等も例外ではなく
小型化、軽量化が進み、一方で電子機器の高周波化のた
め及び小型化、軽量化の対応のためにコイル等の高周波
化が進んでいる。特に移動体通信機器においては１００
ＭＨｚ以上の周波数帯でコイル等が使用されており、小
型で高周波領域まで動作し、高いＱ値を持つコイル等が
望まれている。
伴い、それらを構成する電子部品についても小型化、軽
量化が進んでいる。コイル、トランス等も例外ではなく
小型化、軽量化が進み、一方で電子機器の高周波化のた
め及び小型化、軽量化の対応のためにコイル等の高周波
化が進んでいる。特に移動体通信機器においては１００
ＭＨｚ以上の周波数帯でコイル等が使用されており、小
型で高周波領域まで動作し、高いＱ値を持つコイル等が
望まれている。
【０００３】その中でも積層型コイルは、導体が磁性体
で覆われていることから漏れ磁束がなくクロストークが
抑制され高密度実装に適していること、大きなインダク
タンスＬを保ちつつ小型化が可能なこと、堅牢性や信頼
性が高いこと等の特徴を有しており、近年は多岐にわた
る分野に使用されている。
で覆われていることから漏れ磁束がなくクロストークが
抑制され高密度実装に適していること、大きなインダク
タンスＬを保ちつつ小型化が可能なこと、堅牢性や信頼
性が高いこと等の特徴を有しており、近年は多岐にわた
る分野に使用されている。
【０００４】積層型コイルは、通常、磁性体層用ペース
トと内部電極層用ペーストとを圧膜技術（印刷法やドク
ターブレード法等）により積層し一体化した後、焼成
し、得られた焼結体表面に外部電極用ペーストを印刷し
焼き付けることにより製造される。そして、内部電極材
料はインダクタの品質係数Ｑに影響を及ぼすことから、
抵抗率の低いＡｇが用いられる。ここで、重要なことは
磁性体層に用いられる磁性材料は、前記のように内部電
極と同時焼成されることから少なくともＡｇの融点（約
９６０℃）以下で焼結できることが必要である。
トと内部電極層用ペーストとを圧膜技術（印刷法やドク
ターブレード法等）により積層し一体化した後、焼成
し、得られた焼結体表面に外部電極用ペーストを印刷し
焼き付けることにより製造される。そして、内部電極材
料はインダクタの品質係数Ｑに影響を及ぼすことから、
抵抗率の低いＡｇが用いられる。ここで、重要なことは
磁性体層に用いられる磁性材料は、前記のように内部電
極と同時焼成されることから少なくともＡｇの融点（約
９６０℃）以下で焼結できることが必要である。
【０００５】このような低温焼結が可能な材料として
は、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライトが一般に用いられ
る。これには例えば特開平１−１１０７０８号公報に記
載されているようなＮｉ系フェライトにホウケイ酸ガラ
スを添加することにより低温焼成、高抗折強度、低損失
及び高い品質係数Ｑを可能としたものがある。また、ガ
ラスを主成分とする非磁性体も低温焼成、低損失及び高
い品質係数Ｑを可能とする。
は、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライトが一般に用いられ
る。これには例えば特開平１−１１０７０８号公報に記
載されているようなＮｉ系フェライトにホウケイ酸ガラ
スを添加することにより低温焼成、高抗折強度、低損失
及び高い品質係数Ｑを可能としたものがある。また、ガ
ラスを主成分とする非磁性体も低温焼成、低損失及び高
い品質係数Ｑを可能とする。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記Ｎ
ｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライトを用いた積層型チップイン
ダクタは、スネークの周波数限界線付近の高周波では品
質係数Ｑが低くなり、自己共振周波数も低いので、高周
波用のインダクタとしては必ずしも適当なものとはいえ
ない。
ｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライトを用いた積層型チップイン
ダクタは、スネークの周波数限界線付近の高周波では品
質係数Ｑが低くなり、自己共振周波数も低いので、高周
波用のインダクタとしては必ずしも適当なものとはいえ
ない。
【０００７】また、ガラスを主成分とする非磁性体を用
いたものは、高周波での品質係数Ｑ等の特性は良好であ
るが、基板実装で問題となるたわみ強度が不十分である
ことや、リフローハンダ時の熱衝撃等によってクラック
が発生する等の問題がある。
いたものは、高周波での品質係数Ｑ等の特性は良好であ
るが、基板実装で問題となるたわみ強度が不十分である
ことや、リフローハンダ時の熱衝撃等によってクラック
が発生する等の問題がある。
【０００８】そこで、本発明は従来の素材に比べて高周
波領域での品質係数Ｑが高く、かつ、Ａｇの融点以下で
焼成が可能、即ち、銀と同時焼成が可能であり、強度が
高い、コイル用非磁性材料及びそれを用いたコイルを提
供するものである。
波領域での品質係数Ｑが高く、かつ、Ａｇの融点以下で
焼成が可能、即ち、銀と同時焼成が可能であり、強度が
高い、コイル用非磁性材料及びそれを用いたコイルを提
供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明者は、特願平８−
１６８４０号の明細書に、Ｆｅ2Ｏ3からなるコイル用コ
アは、その製造工程数を非常に少なくできるために、製
品コストが低いことと同時に、その材料が透磁率が限り
なく１に近く高周波領域での品質係数Ｑが高いことを開
示した。そして、この高周波特性の良好なＦｅ2Ｏ3から
なるコイル用コアについて鋭意研究を重ねた結果、Ｂｉ
を前記コイル用コアの材料に適量含有せしめることによ
り、その高周波特性は維持しつつも、焼成温度が格段に
低くなることを見いだし、この知見に基づいて本発明を
なすに至った。
１６８４０号の明細書に、Ｆｅ2Ｏ3からなるコイル用コ
アは、その製造工程数を非常に少なくできるために、製
品コストが低いことと同時に、その材料が透磁率が限り
なく１に近く高周波領域での品質係数Ｑが高いことを開
示した。そして、この高周波特性の良好なＦｅ2Ｏ3から
なるコイル用コアについて鋭意研究を重ねた結果、Ｂｉ
を前記コイル用コアの材料に適量含有せしめることによ
り、その高周波特性は維持しつつも、焼成温度が格段に
低くなることを見いだし、この知見に基づいて本発明を
なすに至った。
【００１０】具体的には、下記（１）〜（７）の構成に
より達成される。
より達成される。
【００１１】（１）Ｆｅ2Ｏ3を主成分とし、副成分とし
て少なくともＢｉを含有することを特徴とするコイル用
非磁性材料。
て少なくともＢｉを含有することを特徴とするコイル用
非磁性材料。
【００１２】（２）前記コイル用非磁性材料において、
ＢｉがＢｉ2Ｏ3換算で０．５〜１５．０ｗｔ％含有する
ことを特徴とする（１）に記載のコイル用非磁性材料。
ＢｉがＢｉ2Ｏ3換算で０．５〜１５．０ｗｔ％含有する
ことを特徴とする（１）に記載のコイル用非磁性材料。
【００１３】（３）前記コイル用非磁性材料において、
Ｂｉが粒界に存在していることを特徴とする（１）又は
（２）の何れかに記載のコイル用非磁性材料。
Ｂｉが粒界に存在していることを特徴とする（１）又は
（２）の何れかに記載のコイル用非磁性材料。
【００１４】（４）前記コイル用非磁性材料において、
Ｂｉが少なくともＢｉＦｅＯ3又はＢｉ2Ｆｅ4Ｏ9として
粒界に存在していることを特徴とする（１）〜（３）の
何れかに記載のコイル用非磁性材料。
Ｂｉが少なくともＢｉＦｅＯ3又はＢｉ2Ｆｅ4Ｏ9として
粒界に存在していることを特徴とする（１）〜（３）の
何れかに記載のコイル用非磁性材料。
【００１５】（５）非磁性体層と電極層を有する積層型
コイルであって、前記非磁性体層が（１）〜（４）の何
れかの非磁性体材料を含有することを特徴とするコイル
部品。
コイルであって、前記非磁性体層が（１）〜（４）の何
れかの非磁性体材料を含有することを特徴とするコイル
部品。
【００１６】（６）前記電極層がＡｇを主成分とするも
のであることを特徴とする（５）に記載のコイル部品。
のであることを特徴とする（５）に記載のコイル部品。
【００１７】（７）９００℃以下で焼成したことを特徴
とする（５）又は（６）の何れかに記載のコイル部品。
とする（５）又は（６）の何れかに記載のコイル部品。
【００１８】
【発明の実施の形態】本発明に係るコイル用非磁性材料
は、Ｆｅ2Ｏ3を主成分とし、副成分としてＢｉを含有す
るものである。Ｆｅ2Ｏ3は一般的に非磁性体であり電気
抵抗率が大きいために高周波領域においても好ましく使
用することができる。そして、副成分としてＢｉを含有
することにより高周波領域での特性を損なうことなく、
Ａｇと同時焼成が可能となる９００℃以下で焼成するこ
とができる。
は、Ｆｅ2Ｏ3を主成分とし、副成分としてＢｉを含有す
るものである。Ｆｅ2Ｏ3は一般的に非磁性体であり電気
抵抗率が大きいために高周波領域においても好ましく使
用することができる。そして、副成分としてＢｉを含有
することにより高周波領域での特性を損なうことなく、
Ａｇと同時焼成が可能となる９００℃以下で焼成するこ
とができる。
【００１９】また、前記コイル用非磁性材料において、
Ｂｉの含有量はＢｉ 2 Ｏ 3 換算で０．５〜１５．０ｗｔ
％、好ましくは１．０〜５．０ｗｔ％である。これは、
Ｂｉの含有量が少なすぎるとＡｇの融点以下で焼成する
ことはできるものの、必ずしも素子に用いた場合に所望
の強度や信頼性が得られないからである。一方、その含
有量が多すぎると、内部電極と反応し、内部電極の直流
抵抗Ｒが高くなり、品質係数Ｑが低下する。また、焼結
性が低下する等の問題を生ずる。
Ｂｉの含有量はＢｉ 2 Ｏ 3 換算で０．５〜１５．０ｗｔ
％、好ましくは１．０〜５．０ｗｔ％である。これは、
Ｂｉの含有量が少なすぎるとＡｇの融点以下で焼成する
ことはできるものの、必ずしも素子に用いた場合に所望
の強度や信頼性が得られないからである。一方、その含
有量が多すぎると、内部電極と反応し、内部電極の直流
抵抗Ｒが高くなり、品質係数Ｑが低下する。また、焼結
性が低下する等の問題を生ずる。
【００２０】更に、前記コイル用非磁性材料において、
Ｂｉが粒界に存在していることが必要である。これはＢ
ｉの融点は８２０℃程度と低いために、粒界において液
相反応が起こり、焼結を促進する効果があるためであ
る。よって、含有するＢｉのほとんどが粒界に存在する
ことが必要である。Ｂｉの粒内の含有量が多すぎると高
周波でのＱ値の劣化等の電気特性に影響するからであ
る。
Ｂｉが粒界に存在していることが必要である。これはＢ
ｉの融点は８２０℃程度と低いために、粒界において液
相反応が起こり、焼結を促進する効果があるためであ
る。よって、含有するＢｉのほとんどが粒界に存在する
ことが必要である。Ｂｉの粒内の含有量が多すぎると高
周波でのＱ値の劣化等の電気特性に影響するからであ
る。
【００２１】粒界でのＢｉの存在形態はＢｉＦｅＯ3又
はＢｉ2Ｆｅ4Ｏ9でありＦｅ2Ｏ3に固溶している。
はＢｉ2Ｆｅ4Ｏ9でありＦｅ2Ｏ3に固溶している。
【００２２】また、磁性、電気抵抗率、焼成温度等の特
性に影響しない程度であれば、不純物としてＳｉ、Ｐ、
Ａｌ、Ｃａ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｂ
ａ、Ｓｒ、 Ｂ、Ｐｂ、Ｗ、Ｖ等を含有してもよい。
性に影響しない程度であれば、不純物としてＳｉ、Ｐ、
Ａｌ、Ｃａ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｂ
ａ、Ｓｒ、 Ｂ、Ｐｂ、Ｗ、Ｖ等を含有してもよい。
【００２３】次に、本発明に係る非磁性材料を積層型コ
イルに用いる場合について、具体的にその製造方法につ
いて説明する。
イルに用いる場合について、具体的にその製造方法につ
いて説明する。
【００２４】（ペースト化）まず、磁性体層用ペースト
及び内部電極層用ペーストをそれぞれ製造する。
及び内部電極層用ペーストをそれぞれ製造する。
【００２５】所定量のＦｅ2Ｏ3（ヘマタイト）とＢｉ2
Ｏ3（これは、Ｂｉ成分の原料として焼成後にＢｉ2Ｏ3
になるものであれば特に制限はなく、例えば、Ｂｉ2Ｏ3
の他にＢｉ（ＯＨ）3、ＢｉＣｌ3等を用いてもよい）と
に、エチルセルロース、アクリル樹脂等のバインダー
と、テルピネオール、ブチルカルビトール等の溶媒とを
加えて、例えば３本ロールミル、ボールミル等により混
練して磁性体層用ペーストを製造する。用いる各原料粉
末の平均粒径は、通常０．１〜１０μｍ程度とする。
Ｏ3（これは、Ｂｉ成分の原料として焼成後にＢｉ2Ｏ3
になるものであれば特に制限はなく、例えば、Ｂｉ2Ｏ3
の他にＢｉ（ＯＨ）3、ＢｉＣｌ3等を用いてもよい）と
に、エチルセルロース、アクリル樹脂等のバインダー
と、テルピネオール、ブチルカルビトール等の溶媒とを
加えて、例えば３本ロールミル、ボールミル等により混
練して磁性体層用ペーストを製造する。用いる各原料粉
末の平均粒径は、通常０．１〜１０μｍ程度とする。
【００２６】この場合、ペースト中には一般に用いられ
るような種々の添加物、即ち各種ガラス、酸化物等を添
加してもよい。
るような種々の添加物、即ち各種ガラス、酸化物等を添
加してもよい。
【００２７】ここで、前記のように非磁性体原料粉末の
混合分散とバインダー、溶媒との混練を同時に行っても
良いが、予め非磁性体原料粉末を湿式混合等により混合
分散を行ない、スプレードライヤー等により乾燥させ混
合非磁性体原料粉末を作成した後に、バインダー等と混
練してペースト化しても良い。
混合分散とバインダー、溶媒との混練を同時に行っても
良いが、予め非磁性体原料粉末を湿式混合等により混合
分散を行ない、スプレードライヤー等により乾燥させ混
合非磁性体原料粉末を作成した後に、バインダー等と混
練してペースト化しても良い。
【００２８】内部電極層用ペーストは、通常、導電性粒
子とバインダーと溶剤とを含有する。
子とバインダーと溶剤とを含有する。
【００２９】導電性粒子の材質は、インダクタの品質係
数Ｑが向上する理由から、Ａｇ又はＡｇを主成分とする
合金が好適である。焼成後に金属になるものであれば金
属だけでなくこれらの酸化物等を用いてもよい。Ａｇを
主成分とする合金としては、Ａｇを９５ｗｔ％以上含む
Ａｇ−Ｐｄ、Ａｇ−Ｐｔ、Ａｇ−Ａｕ、Ａｇ−Ｃｕ等の
合金等が好ましく使用できる。
数Ｑが向上する理由から、Ａｇ又はＡｇを主成分とする
合金が好適である。焼成後に金属になるものであれば金
属だけでなくこれらの酸化物等を用いてもよい。Ａｇを
主成分とする合金としては、Ａｇを９５ｗｔ％以上含む
Ａｇ−Ｐｄ、Ａｇ−Ｐｔ、Ａｇ−Ａｕ、Ａｇ−Ｃｕ等の
合金等が好ましく使用できる。
【００３０】バインダーは、例えば、エチルセルロー
ス、アクリル樹脂、ブチラール樹脂等であり、バインダ
ーの含有量は、導電性粒子１００重量部に対して、通常
１〜５重量部程度である。
ス、アクリル樹脂、ブチラール樹脂等であり、バインダ
ーの含有量は、導電性粒子１００重量部に対して、通常
１〜５重量部程度である。
【００３１】溶剤は、例えば、テルピネオール、ブチル
カルビトール、ケロシン等の公知のものは何れも使用で
きる。また、溶剤の含有量は、導電性粒子１００重量部
に対して、通常１０〜５０重量部程度である。この他、
総計で１０重量部以下の範囲で必要に応じ、ソルビタン
脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル等の分散剤
や、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等の可塑剤や、デラミネ
ーション防止、焼結抑制等の目的で、誘電体、磁性体、
絶縁体等の各種セラミック粉体等を添加することもでき
る。
カルビトール、ケロシン等の公知のものは何れも使用で
きる。また、溶剤の含有量は、導電性粒子１００重量部
に対して、通常１０〜５０重量部程度である。この他、
総計で１０重量部以下の範囲で必要に応じ、ソルビタン
脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル等の分散剤
や、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等の可塑剤や、デラミネ
ーション防止、焼結抑制等の目的で、誘電体、磁性体、
絶縁体等の各種セラミック粉体等を添加することもでき
る。
【００３２】そして、前記導電性粒子、バインダー及び
溶剤等を混合し、例えば、３本ロールミル等で混練して
内部電極層用ペーストとする。
溶剤等を混合し、例えば、３本ロールミル等で混練して
内部電極層用ペーストとする。
【００３３】（積層）つづいて、磁性体層用ペーストと
内部電極層用ペーストとを印刷法、転写法、グリーンシ
ート法等により積層する。このとき、内部電極の巻線パ
ターン、即ち、閉磁路形状は種々のパターンとすること
ができる。また、その巻数、厚み、巻線ピッチ等も用途
に応じて適宜選択すればよく、例えば、焼成後に前記の
寸法等になるように積層する。
内部電極層用ペーストとを印刷法、転写法、グリーンシ
ート法等により積層する。このとき、内部電極の巻線パ
ターン、即ち、閉磁路形状は種々のパターンとすること
ができる。また、その巻数、厚み、巻線ピッチ等も用途
に応じて適宜選択すればよく、例えば、焼成後に前記の
寸法等になるように積層する。
【００３４】（焼成及び外部電極形成）そして、得られ
た積層体を所定の寸法に切断して焼成を行う。焼成条件
や焼成雰囲気は、磁性体や導電性粒子の材質等に応じて
適宜決定すればよいが、焼成温度は好ましくは８００℃
〜９８０℃程度、より好ましくは８５０℃〜８９０℃程
度である。焼成温度が低すぎると焼結不足となり、高す
ぎるとフェライト中に電極材料が拡散してチップの電磁
気特性を著しく悪化させるからである。また、焼成時間
は種々の条件により異なるが通常５分〜３時間程度であ
る。
た積層体を所定の寸法に切断して焼成を行う。焼成条件
や焼成雰囲気は、磁性体や導電性粒子の材質等に応じて
適宜決定すればよいが、焼成温度は好ましくは８００℃
〜９８０℃程度、より好ましくは８５０℃〜８９０℃程
度である。焼成温度が低すぎると焼結不足となり、高す
ぎるとフェライト中に電極材料が拡散してチップの電磁
気特性を著しく悪化させるからである。また、焼成時間
は種々の条件により異なるが通常５分〜３時間程度であ
る。
【００３５】更に、得られた焼成体に外部電極を形成す
る。外部電極の材質については、特に制限はなく、例え
ば、Ａｇ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ−Ｐｄ等を用いることがで
きる。外部電極の形成方法もまた、特に制限はなく、例
えば、印刷法、メッキ法、蒸着法、イオンプレーティン
グ法、スパッタ法等により形成される。外部電極の厚み
は任意であり、目的や用途に応じて適宜決定すればよい
が、通常５〜３０μｍ程度である。
る。外部電極の材質については、特に制限はなく、例え
ば、Ａｇ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ−Ｐｄ等を用いることがで
きる。外部電極の形成方法もまた、特に制限はなく、例
えば、印刷法、メッキ法、蒸着法、イオンプレーティン
グ法、スパッタ法等により形成される。外部電極の厚み
は任意であり、目的や用途に応じて適宜決定すればよい
が、通常５〜３０μｍ程度である。
【００３６】本発明に係る非磁性材料は、前記積層型チ
ップインダクタに限らず、積層型ＬＣフィルタ、巻線型
のコイル用コア等にも好適である。
ップインダクタに限らず、積層型ＬＣフィルタ、巻線型
のコイル用コア等にも好適である。
【００３７】
【実施例】以下、本発明の具体的実施例を示す。
【００３８】（試料）試料はＦｅ2Ｏ3にＢｉ2Ｏ3を０．
１、０．３、０．５、０．７、１．０、３．０、５．
０、１０．０、１５．０ｗｔ％含有するように加えてこ
れを材料とし、これにバインダーとしてＰＶＡ１２４．
３％水溶液を１０重量部加えて造粒し、下記に示す測定
条件等にあわせた所定の形状に成形し空気中で８８０℃
で焼成して作製した。
１、０．３、０．５、０．７、１．０、３．０、５．
０、１０．０、１５．０ｗｔ％含有するように加えてこ
れを材料とし、これにバインダーとしてＰＶＡ１２４．
３％水溶液を１０重量部加えて造粒し、下記に示す測定
条件等にあわせた所定の形状に成形し空気中で８８０℃
で焼成して作製した。
【００３９】また、比較のためにＢｉ成分を添加しない
試料についても作成した。この Ｂｉ成分無添加のもの
は８８０℃及び１２００℃で焼成した。
試料についても作成した。この Ｂｉ成分無添加のもの
は８８０℃及び１２００℃で焼成した。
【００４０】ここで、原料となるＦｅ2Ｏ3はＢＥＴ値の
測定を行った。ＢＥＴ値は焼結性に影響しその値が大き
ければより低温で焼成が可能となる。本実施例では表１
に示すようにほぼ同一条件で焼成を行った。ＢＥＴは流
動式比表面積自動測定装置（島津製作所製 フローソー
プ ２３００型）により測定した。
測定を行った。ＢＥＴ値は焼結性に影響しその値が大き
ければより低温で焼成が可能となる。本実施例では表１
に示すようにほぼ同一条件で焼成を行った。ＢＥＴは流
動式比表面積自動測定装置（島津製作所製 フローソー
プ ２３００型）により測定した。
【００４１】（評価）コアの材料の評価は焼成体の比抵
抗、見かけ密度、吸水率、抗折強度、ビッカース強さ
（Ｈｖ）、コイルにしたものの１００、１５０、２０
０、２８０、３３０、４３０、５００ＭＨｚのＱ値を測
定することにより行った。
抗、見かけ密度、吸水率、抗折強度、ビッカース強さ
（Ｈｖ）、コイルにしたものの１００、１５０、２０
０、２８０、３３０、４３０、５００ＭＨｚのＱ値を測
定することにより行った。
【００４２】比抵抗は直径１インチ、厚さ５ｍｍ程度の
円板に成形したものを空気中で所定の温度で焼成して、
端面にＩｎ−Ｇａ（インジウム−ガリウム）電極を施し
て印加電圧１００Ｖにおける抵抗値をＩＲメーター（Ｔ
ＯＡ社製 SUPER MEGOHM METER Model SM-5E）で測定す
ることにより求めた。
円板に成形したものを空気中で所定の温度で焼成して、
端面にＩｎ−Ｇａ（インジウム−ガリウム）電極を施し
て印加電圧１００Ｖにおける抵抗値をＩＲメーター（Ｔ
ＯＡ社製 SUPER MEGOHM METER Model SM-5E）で測定す
ることにより求めた。
【００４３】見かけ密度は焼結体の寸法から体積を求
め、その質量をこれで除算し求めた。
め、その質量をこれで除算し求めた。
【００４４】吸水率は焼結体に水を充分に含浸して吸水
重量を測定し、その重量を焼結体の乾燥重量により除算
して求めた。
重量を測定し、その重量を焼結体の乾燥重量により除算
して求めた。
【００４５】ここで、見かけ密度及び吸水率は、焼結体
の焼結性の良し悪しを見るためのものである。見かけ密
度が低いことにより焼結体内部の空孔が多くなり、素子
化した場合において高温、高湿度中で使用の場合いにこ
の空孔が原因となりショート不良等の信頼性に影響を及
ぼしたり、物理的強度が脆弱となり問題となる。
の焼結性の良し悪しを見るためのものである。見かけ密
度が低いことにより焼結体内部の空孔が多くなり、素子
化した場合において高温、高湿度中で使用の場合いにこ
の空孔が原因となりショート不良等の信頼性に影響を及
ぼしたり、物理的強度が脆弱となり問題となる。
【００４６】抗折強度は、ＪＩＳ規格に定められている
ファインセラミックスの曲げ強さ試験方法（Ｒ１６０
１）に準じて求めた。規格に定められている寸法（長さ
３８ｍｍ、巾４ｍｍ、厚さ３ｍｍ程度）に成形した試料
を用いて、３点曲げ法によりクロスヘッドの速度を０．
５ｍｍ／ｍｉｎで荷重を加え、破壊荷重を測定すること
で求めた。
ファインセラミックスの曲げ強さ試験方法（Ｒ１６０
１）に準じて求めた。規格に定められている寸法（長さ
３８ｍｍ、巾４ｍｍ、厚さ３ｍｍ程度）に成形した試料
を用いて、３点曲げ法によりクロスヘッドの速度を０．
５ｍｍ／ｍｉｎで荷重を加え、破壊荷重を測定すること
で求めた。
【００４７】ビッカース硬さ（Ｈｖ）は、ＪＩＳ Ｃ２
１４１に従い、ＪＩＳ Ｂ７７２５のビッカース硬さ試
験機に準ずる微小硬度計（島津製作所製 島津微小硬度
計 ＨＭＶ−２０００型）により、１００ｇの荷重を加
え５秒間保持したときの値とした。
１４１に従い、ＪＩＳ Ｂ７７２５のビッカース硬さ試
験機に準ずる微小硬度計（島津製作所製 島津微小硬度
計 ＨＭＶ−２０００型）により、１００ｇの荷重を加
え５秒間保持したときの値とした。
【００４８】試料のＱ値は、外径１８ｍｍ、内径１０ｍ
ｍ、高さ３．１ｍｍのトロイダル型となるように成形
し、空気中で所定温度にて焼成しワイヤーを３回巻きし
て実際にコイルを作製（コアには樹脂等の絶縁処理は施
さず）してインピーダンスアナライザ（ヒューレット・
パッカード社製ＨＰ４２９１Ａ）により測定した。
ｍ、高さ３．１ｍｍのトロイダル型となるように成形
し、空気中で所定温度にて焼成しワイヤーを３回巻きし
て実際にコイルを作製（コアには樹脂等の絶縁処理は施
さず）してインピーダンスアナライザ（ヒューレット・
パッカード社製ＨＰ４２９１Ａ）により測定した。
【００４９】（評価結果）表１にＦｅ2Ｏ3、Ｂｉを含有
したものの焼結体の比抵抗、見かけ密度、吸水率、抗折
強度、ビッカース強さ（Ｈｖ）、ＢＥＴ、コイルにした
ものの１００、１５０、２００、２８０、３３０、４３
０、５００ＭＨｚのＱ値についての結果を示す。ここ
で、比抵抗が例えば１０9と記載してある場合は、１×
１０9〜９×１０9程度の比抵抗値を意味する。
したものの焼結体の比抵抗、見かけ密度、吸水率、抗折
強度、ビッカース強さ（Ｈｖ）、ＢＥＴ、コイルにした
ものの１００、１５０、２００、２８０、３３０、４３
０、５００ＭＨｚのＱ値についての結果を示す。ここ
で、比抵抗が例えば１０9と記載してある場合は、１×
１０9〜９×１０9程度の比抵抗値を意味する。
【００５０】
【表１】 これより、本発明に係る非磁性体材料は８８０℃での低
温焼成が可能であることがわかる。特にＢｉを０．５〜
１５．０ｗｔ％含有するものの見かけ密度、吸水率は良
好な値が得られ、 その中でもＢｉを１．０〜５．０ｗ
ｔ％含有するもは１２００℃で焼成したものと比べて同
等の値であり非常に緻密化していることがわかる。ま
た、これに抗折強度、ビッカース強さ（Ｈｖ）が大きい
こと等を合わせ考えると、Ａｇと同時焼成して素子化し
た場合に高い信頼性が得られることが示唆される。ま
た、コイルの品質係数ＱもＢｉ無添加の材料と同等、周
波数によってはそれ以上の結果が得られた。
温焼成が可能であることがわかる。特にＢｉを０．５〜
１５．０ｗｔ％含有するものの見かけ密度、吸水率は良
好な値が得られ、 その中でもＢｉを１．０〜５．０ｗ
ｔ％含有するもは１２００℃で焼成したものと比べて同
等の値であり非常に緻密化していることがわかる。ま
た、これに抗折強度、ビッカース強さ（Ｈｖ）が大きい
こと等を合わせ考えると、Ａｇと同時焼成して素子化し
た場合に高い信頼性が得られることが示唆される。ま
た、コイルの品質係数ＱもＢｉ無添加の材料と同等、周
波数によってはそれ以上の結果が得られた。
【００５１】つづいて、Ｂｉの存在状態を見るために、
Ｘ線回折装置により試料Ｎｏ．４（０．３ｗｔ％）、
試料Ｎｏ．６（０．７ｗｔ％）、試料Ｎｏ．８（３．０
ｗｔ％）、試料Ｎｏ．１０（１０．０ｗｔ％）の結晶構
造を、また、 ＳＥＭ−ＥＤＳ（走査型電子顕微鏡−エ
ネルギー分散型Ｘ線装置）により試料Ｎｏ．８（３．０
ｗｔ％）の反射電子像の組成像の見た。
Ｘ線回折装置により試料Ｎｏ．４（０．３ｗｔ％）、
試料Ｎｏ．６（０．７ｗｔ％）、試料Ｎｏ．８（３．０
ｗｔ％）、試料Ｎｏ．１０（１０．０ｗｔ％）の結晶構
造を、また、 ＳＥＭ−ＥＤＳ（走査型電子顕微鏡−エ
ネルギー分散型Ｘ線装置）により試料Ｎｏ．８（３．０
ｗｔ％）の反射電子像の組成像の見た。
【００５２】図１にＸ線回折パターン、図２に反射電子
像の組成像を現すＳＥＭ写真示す。ここで、図２（ａ）
のＳＥＭ写真において、白い部分（同図（ｂ）では黒い
部分）がＢｉが存在する領域を表す。
像の組成像を現すＳＥＭ写真示す。ここで、図２（ａ）
のＳＥＭ写真において、白い部分（同図（ｂ）では黒い
部分）がＢｉが存在する領域を表す。
【００５３】これより、添加したＢｉはそのほとんどが
結晶粒界に存在し、結晶粒内にはほとんど存在していな
いことがわかる。更に、その形態は、Ｂｉ2Ｏ3ではなく
ＢｉＦｅＯ3又はＢｉ2Ｆｅ4Ｏ9でありＦｅ2Ｏ3と固溶し
ている。
結晶粒界に存在し、結晶粒内にはほとんど存在していな
いことがわかる。更に、その形態は、Ｂｉ2Ｏ3ではなく
ＢｉＦｅＯ3又はＢｉ2Ｆｅ4Ｏ9でありＦｅ2Ｏ3と固溶し
ている。
【００５４】
【発明の効果】以上のことからわかるように、本発明に
係るコイル用非磁性材料は９００℃以下で焼成が可能で
あり、抵抗率の低いＡｇを主成分とする電極と同時焼成
することができる。また、本発明に係るコイル用非磁性
材料は電気抵抗率が高いために高周波特性に優れ、特
に、Ａｇと同時焼成し素子化した場合、品質係数Ｑの高
いものを得ることができる。更に、９００℃程度の温度
でも緻密な焼結が可能であり、高強度で、高い信頼性の
素子を得ることができる。
係るコイル用非磁性材料は９００℃以下で焼成が可能で
あり、抵抗率の低いＡｇを主成分とする電極と同時焼成
することができる。また、本発明に係るコイル用非磁性
材料は電気抵抗率が高いために高周波特性に優れ、特
に、Ａｇと同時焼成し素子化した場合、品質係数Ｑの高
いものを得ることができる。更に、９００℃程度の温度
でも緻密な焼結が可能であり、高強度で、高い信頼性の
素子を得ることができる。
【図１】試料Ｎｏ．４、試料Ｎｏ．６、試料Ｎｏ．８、
試料Ｎｏ．１０についてＸ線回折パターンを示す図であ
る。
試料Ｎｏ．１０についてＸ線回折パターンを示す図であ
る。
【図２】（ａ）は結晶構造を示す図面代用写真であっ
て、試料Ｎｏ.８の研磨面の反射電子像の組成像を現す
ＳＥＭ写真である。（ｂ）はＢｉが存在する領域を示す
図である。
て、試料Ｎｏ.８の研磨面の反射電子像の組成像を現す
ＳＥＭ写真である。（ｂ）はＢｉが存在する領域を示す
図である。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平９−50929（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−77022（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−17245（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−8799（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01F 1/12 - 1/375
Claims (5)
- 【請求項１】Ｆｅ2Ｏ3を主成分とし、ＢｉをＢｉ2Ｏ3換
算で０．５〜１５．０ｗｔ％含有し、ＢｉがＢｉＦｅＯ
3又はＢｉ2Ｆｅ4Ｏ9として粒界に存在することを特徴と
するコイル用非磁性焼結体。 - 【請求項２】１００ＭＨｚ以上の周波数帯域で使用され
ることを特徴とする請求項１に記載のコイル用非磁性焼
結体。 - 【請求項３】非磁性体層と電極層を有する積層型コイル
であって、前記非磁性体層が請求項１又は２の何れかに
記載の非磁性焼結体を有することを特徴とするコイル部
品。 - 【請求項４】前記電極層がＡｇを主成分とするものであ
ることを特徴とする請求項３に記載のコイル部品。 - 【請求項５】９００℃以下で焼成することを特徴とする
請求項３又は４の何れかに記載のコイル部品の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12347097A JP3326358B2 (ja) | 1997-04-26 | 1997-04-26 | コイル用非磁性材料及びコイル部品 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12347097A JP3326358B2 (ja) | 1997-04-26 | 1997-04-26 | コイル用非磁性材料及びコイル部品 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10303012A JPH10303012A (ja) | 1998-11-13 |
| JP3326358B2 true JP3326358B2 (ja) | 2002-09-24 |
Family
ID=14861432
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12347097A Expired - Fee Related JP3326358B2 (ja) | 1997-04-26 | 1997-04-26 | コイル用非磁性材料及びコイル部品 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3326358B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5390099B2 (ja) * | 2005-11-01 | 2014-01-15 | 株式会社東芝 | 平面磁気素子 |
| JP2022059390A (ja) * | 2020-10-01 | 2022-04-13 | 株式会社村田製作所 | コイル部品およびその製造方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5918807B2 (ja) * | 1976-07-10 | 1984-05-01 | 好一郎 坂田 | 磁気コンデンサ材料 |
| JP3251370B2 (ja) * | 1992-03-31 | 2002-01-28 | ティーディーケイ株式会社 | 複合積層部品用非磁性フェライトおよび複合積層部品とその製造方法 |
| JPH0817245A (ja) * | 1994-06-30 | 1996-01-19 | Tdk Corp | 強誘電体薄膜およびその製造方法 |
| JPH0950929A (ja) * | 1995-08-04 | 1997-02-18 | Hitachi Metals Ltd | ロータリートランスの製造方法 |
-
1997
- 1997-04-26 JP JP12347097A patent/JP3326358B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10303012A (ja) | 1998-11-13 |
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|---|---|---|---|
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