JP3392792B2

JP3392792B2 - 積層型フェライト部品

Info

Publication number: JP3392792B2
Application number: JP35814099A
Authority: JP
Inventors: 敦之中野; 功中畑
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1999-12-16
Filing date: 1999-12-16
Publication date: 2003-03-31
Anticipated expiration: 2019-12-16
Also published as: JP2001176718A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は積層型チップビー
ズ、積層型インダクタなどの積層型チップフェライト部
品、ＬＣ複合積層型部品を代表とする複合積層型部品に
用いられる磁性フェライトおよび積層型フェライト部品
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】積層型チップフェライト部品および複合
積層型部品（本明細書中では積層型フェライト部品と総
称する。）は、体積が小さいこと、信頼性が高いことな
どから、各種電気機器に用いられている。この積層型フ
ェライト部品は、通常、磁性フェライトからなる磁性層
用のシートまたはペーストと内部電極用のペーストとを
厚膜積層技術によって積層一体化した後、焼成し、得ら
れた焼成体表面に外部電極用ペーストを印刷または転写
した後に焼き付けて製造される。なお、積層一体化した
後に焼成することを同時焼成と呼んでいる。内部電極用
の材料としてはその低抵抗率からＡｇまたはＡｇ合金が
用いられているため、磁性層を構成する磁性フェライト
材料としては、同時焼成が可能、換言すればＡｇまたは
Ａｇ合金の融点以下の温度で焼成ができることが絶対条
件となる。したがって、高密度、高特性の積層型フェラ
イト部品を得るためには、ＡｇまたはＡｇ合金の融点以
下の温度で磁性フェライトを焼成できるかが鍵となる。

【０００３】ＡｇまたはＡｇ合金の融点以下の温度で焼
成できる磁性フェライトとしてＮｉＣｕＺｎフェライト
が知られている。つまり、微粉砕によって比表面積を６
ｍ²／ｇ程度以上とした原料粉末を用いたＮｉＣｕＺｎ
フェライトは、Ａｇの融点（９６０℃）以下の温度で焼
成できるため、積層型フェライト部品に広く用いられて
いる。ところが、ＮｉＣｕＺｎフェライトは、磁気特
性、特に透磁率μが外部応力、熱衝撃に対して敏感であ
るため（例えば、「粉体及び粉末冶金」vol.39,8号,612
-617(1992年)参照）、積層型フェライト部品製造の際に
以下のような問題を生ずる。つまり、製造過程で行われ
るバレル研磨およびメッキ作業による応力、磁性層と内
部電極との線膨張係数の差異からくる応力、さらにはプ
リント基板への実装時に生ずる応力によって、透磁率μ
が劣化し、インダクタンスＬが設計値からずれるという
問題である。この問題を解決するために、本発明者はす
でに２つの提案を行っている。１つは、磁性層と内部電
極とを空隙を介して対向させることを要旨とするもので
ある（特開平４−６５８０７号公報）。この提案は、磁
性層と内部電極との線膨張係数の差異からくる応力を回
避しようというものである。他の１つは、ＮｉＣｕＺｎ
フェライトの結晶粒界にＢｉを存在させることにより、
焼成後に結晶粒子に引張応力を生じさせ、外部応力に対
する磁気特性の感受性を鈍感にしようというものである
（特開平１０−２２３４２４号公報）。以上の２つの提
案は、ＮｉＣｕＺｎフェライトの応力に対する磁気特性
の劣化に対して有効な手法であった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ＮｉＣｕＺ
ｎフェライトは、その原料であるＮｉＯが高価であるた
め、自ずと高価な材料となってしまう。したがって、Ｎ
ｉＯよりも安価なＭｇＯ、Ｍｇ（ＯＨ）₂またはＭｇＣ
Ｏ₃を用いたＭｇＣｕＺｎフェライトが注目され、種々
の改良がなされている。例えば、特開平１０−３２４５
６４号公報では、ＭｇＣｕＺｎフェライトにおいて、含
有されるＢ（硼素）の量を２〜７０ｐｐｍとすることが
提案されている。ところが、特開平１０−３２４５６４
号公報のＭｇＣｕＺｎフェライトはその実施例によれば
１２００℃で焼成されているため、このＭｇＣｕＺｎフ
ェライトを本発明が指向する積層型フェライト部品に適
用することは困難である。電極材料であるＡｇまたはＡ
ｇ合金との同時焼成ができないからである。また、特許
第２７４７４０３号公報にもＭｇＯを含有する磁性フェ
ライトの開示があるが、焼成条件についての記載がな
く、同時焼成を満足するものではないと判断される。そ
こで本発明は、応力に対する磁気特性、特に透磁率μの
劣化が少なく、かつ低温焼成、つまり電極材料として用
いられているＡｇまたはＡｇ合金の融点以下での焼成が
可能な積層型フェライト部品の提供を課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めに、本発明は、磁性フェライト層と内部電極とが交互
に積層されるとともに、前記内部電極と電気的に接続さ
れた外部電極とを有する積層型フェライト部品であっ
て、前記磁性フェライト層は、Ｆｅ ₂ Ｏ ₃ ：４５〜５１mo
l％、ＣｕＯ：５〜３０mol％、ＺｎＯ：０．５〜３５mo
l％、ＭｇＯ：７〜５０mol％の組成を有し、磁歪定数が
１０×１０^-6以下のＭｇＣｕＺｎ系磁性フェライト焼成
体から構成され、前記内部電極はＡｇまたはＡｇ合金か
ら構成されることを特徴とする積層型フェライト部品を
提供する。この積層型フェライト部品において、磁性フ
ェライト層を磁歪定数が７×１０^-6以下の磁性フェライ
ト焼成体から構成することがより望ましい。

【０００６】また本発明によれば、磁性フェライト層と
内部電極とが交互に積層された積層インダクタ部と、誘
電体層と内部電極とが交互に積層された積層コンデンサ
部とが一体化されるとともに、前記積層インダクタ部の
内部電極および前記積層コンデンサ部の内部電極と電気
的に接続される外部電極とを有する積層型フェライト部
品であって、前記積層インダクタ部の磁性フェライト層
は、Ｆｅ ₂ Ｏ ₃ ：４５〜４９．８mol％、ＣｕＯ：７〜３
０mol％、ＺｎＯ：１５〜２５mol％、ＭｇＯ：７〜３５
mol％の組成を有し、磁歪定数が１０×１０^-6以下のＭ
ｇＣｕＺｎ系磁性フェライト焼成体から構成され、前記
外部電極はＡｇまたはＡｇ合金から構成されることを特
徴とする積層型フェライト部品が提供される。この積層
型フェライト部品において、前記積層インダクタ部の磁
性フェライト層を磁歪定数が５×１０^-6以下のＭｇＣｕ
Ｚｎ系磁性フェライト焼成体から構成することが好まし
い。また前記ＭｇＣｕＺｎ系磁性フェライト焼成体とし
て、Ｆｅ₂Ｏ₃：４５〜４９．８mol％、ＣｕＯ：７〜３
０mol％、ＺｎＯ：１５〜２５mol％、ＭｇＯ＋ＮｉＯ：
７〜３５mol％の組成とすることができる。この場合に
は、ＮｉＯの量をＭｇＯ＋ＮｉＯの７０％以下とするこ
とが有効である。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下本発明を詳細に説明する。ま
ず、本発明は、磁性フェライト層として磁歪定数が１０
×１０^-6以下の磁性フェライト焼成体を採用する。これ
は、磁歪定数が小さいフェライト透磁率μの応力による
劣化の度合いが少ないことを知見したことによる。この
事実は後述する実施例において示すこととして、ここで
は磁歪定数が小さいフェライトほど透磁率μの応力によ
る劣化の度合いが少なくなる原因について言及してお
く。本発明者は、ＭｇＣｕＺｎフェライトおよびＮｉＣ
ｕＺｎフェライトを用いて透磁率μの応力による劣化を
観察した。その結果、ＭｇＣｕＺｎフェライトのほうが
ＮｉＣｕＺｎフェライトよりも透磁率μの劣化の度合い
が少ないことを確認した。ところで、初透磁率（μｉ）
は以下の式で定義されることが知られている。この式よ
り、磁歪定数が小さい材料ほど透磁率μの劣化を抑制す
ることができるといえる。 μｉ＝ＡＭｓ²／（ａＫ₁＋ｂλ_Sσ）（Ｍｓ＝飽和磁束密度、Ｋ₁＝異方性定数、λ_S＝磁歪定数、σ＝応力）ＭｇＣｕＺｎフェライトとＮｉＣｕＺｎフェライトの磁
歪定数を比較すると、ＮｉＣｕＺｎフェライトよりＭｇ
ＣｕＺｎフェライトの方が磁歪定数が小さい。磁歪定数
は組成により変動するものの、ＮｉＣｕＺｎフェライト
の磁歪定数は１０×１０^-6を超えるのに対しＭｇＮｉＣ
ｕＺｎフェライトは１０×１０^-6以下の値を示す。この
ことがＭｇＣｕＺｎフェライトを用いると透磁率μの応
力による劣化の度合いが少なくなる原因と推察される。

【０００８】従来は、前記特開平４−６５８０７号公報
に開示されるように、内部電極からの応力を緩和するた
めに磁性層と内部電極とを空隙を介して対向させる、あ
るいは特開平１０−２２３４１４号公報のように結晶粒
界にＢｉを存在させることにより結晶粒界からの応力を
緩和するという提案がなされている。つまり、従来の提
案は、上記式中の応力項（σ）を小さくすることにより
透磁率の劣化を防止しようというものであった。以上に
対して本発明は、磁歪定数の小さい材料を用いることに
より透磁率の劣化を防止しようというものであるから、
従来とは異なる思想に基づいているということができ
る。しかも、ＭｇＣｕＺｎフェライトはＮｉＣｕＺｎフ
ェライトに比べて低コストで製造することが可能であ
り、低コスト化が一段と進む電子機器部品にとって大き
なメリットとなる。本発明において、磁歪定数は１０×
１０^-6以下であれば本発明の課題を基本的に解決するこ
とができるが、７×１０^-6以下、さらには５×１０^-6以
下の磁性フェライトを用いることが望ましい。

【０００９】ＭｇＣｕＺｎフェライトの磁歪定数は１０
×１０^-6以下となることは先に説明した通りであるが、
以下では本発明にとって好適なＭｇＣｕＺｎフェライト
の組成について説明する。Ｆｅ₂Ｏ₃の量は透磁率に大き
な影響を与える。Ｆｅ₂Ｏ₃が４０mol％より少ないと透
磁率が小さく、フェライトとしての化学量論組成に近づ
くにしたがって透磁率は上昇するが、化学量論組成をピ
ークとして急激に低下する。したがって、上限を５１mo
l％とする。望ましいＦｅ₂Ｏ₃の量は、４５〜４９．８m
ol％である。ＣｕＯは、本発明において焼成温度低減に
寄与する化合物であり、５mol％未満では９４０℃以下
の低温焼成を実現できなくなる。ただし、３０mol％を
超えるとフェライトの固有抵抗が低下して品質係数Ｑが
劣化するので５〜３０mol％とする。望ましいＣｕＯ量
は７〜３０mol％である。

【００１０】ＺｎＯは、その量の増加とともに透磁率μ
を向上させることができるが、多すぎるとキュリー温度
が１００℃以下となり、電子部品に要求される温度特性
を満足することができなくなる。したがって、ＺｎＯ量
は０．５〜３５mol％とする。望ましいＺｎＯ量は１５
〜２５mol％である。ＭｇＯは、磁性フェライトの磁歪
定数を下げる効果を有する。この効果を得るためには５
mol％以上の量とすることが必要である。しかし、Ｍｇ
Ｏの量が増加するにつれて透磁率μが低下する傾向にあ
るため５０mol％以下とする。望ましいＭｇＯの量は、
５〜３５mol％、さらに好ましくは７〜２６mol％であ
る。なお、本発明磁性フェライト用粉末および磁性フェ
ライトにおいて、ＭｇＯの一部をＮｉＯで置換すること
もできるが、その際の添加量はＭｇＯと合計で５〜５０
mol％、望ましくは７〜２６mol％とする。ＭｇＯの一部
をＮｉＯで置換する場合、ＮｉＯの量は前記合計量の７
０％以下とすることが望ましい。７０％を超えると得ら
れる磁性フェライトの磁歪定数が大きくなり、透磁率μ
の劣化防止効果を得にくくなるからである。また、Ｍｇ
Ｏとともに、またはＭｇＯに代えてＭｇ（ＯＨ）₂、Ｍ
ｇＣＯ₃を用いることもできる。磁性フェライトの磁気
特性は組成依存性が非常に強く、上記組成範囲をはずれ
た領域では、透磁率μや品質係数Ｑが小さくなり、積層
型フェライト部品として適さなくなる。

【００１１】ところで、本発明の積層型フェライト部品
を製造するためには、前記同時焼成を行う必要がある。
この同時焼成は、内部電極となるＡｇまたはＡｇ合金の
融点を考慮して９４０℃以下の低温で実行する必要があ
る。そのためには、焼成前の磁性フェライト用粉末は、
その粒度分布のピーク位置が１．２μｍ以下の範囲にあ
ることが重要である。本発明者はＭｇＣｕＺｎフェライ
トを低温焼成するための検討を行ったところ、従来には
低温焼成が困難であったＭｇＣｕＺｎフェライトを、焼
成前の粉末の粒度分布のピーク位置を１．２μｍ以下と
することにより低温焼成が可能となることを知見した。
そして、このような粒度分布の粉末を得るためには、仮
焼き温度を９００℃、望ましくは８５０℃以下と低く抑
えることが有効であることも知見した。以上の仮焼き温
度および粉末の粒度分布の条件を備えることにより、低
温、つまり９４０℃以下の温度でもＭｇＣｕＺｎフェラ
イトを十分な特性を確保しつつ焼成できることが明らか
となった。

【００１２】仮焼き温度を９００℃以下とすることによ
り、低温焼成を可能とする。望ましい仮焼き温度は７３
０〜８５０℃である。仮焼き後に仮焼き体は粉砕され、
その粉砕された粉末が焼成される。その粉末の粒度分布
を、そのピーク位置が０．３〜１．２μｍの範囲とする
ことが本発明にとって重要である。つまり、粒度分布の
ピーク位置が１．２μｍを超えると低温焼成、より具体
的には９４０℃以下の温度での焼成が困難となる。逆に
粒度分布のピーク位置が１．２μｍ以下であると、９４
０℃以下の温度での焼成における収縮率が１０％以上を
確保できるため、十分な特性を有する磁性フェライトを
得ることができる。ただし、０．３μｍ未満になると比
表面積が大きくなり、積層型フェライト部品を得るため
のペーストやシートを得ることが困難となる。望ましい
粒度分布のピーク位置は、０．５〜１．０μｍである。
なお、このような粒度分布の粉末を得るためには粉砕条
件を制御すればよいが、特に条件を制御することなく粉
砕した後の粉末からこのような粒度分布の粉末を採集す
ることもできる。

【００１３】本発明にかかる磁性フェライトを得るため
の原料粉末は、ＭｇＯ粉末、Ｆｅ₂Ｏ₃粉末、ＣｕＯ粉
末、ＺｎＯ粉末の混合粉末である。ＭｇＯの一部をＮｉ
Ｏで置換する場合には、ＮｉＯ粉末も混合される。ま
た、ＭｇＯとともに、またはＭｇＯに代えてＭｇ（Ｏ
Ｈ）₂、ＭｇＣＯ₃を用いる場合には、Ｍｇ（ＯＨ）₂、
ＭｇＣＯ₃を混合すればよい。なお、本発明の低温焼成
をより加速するために、ホウケイ酸ガラス等の各種ガラ
スや、Ｖ₂Ｏ₅、Ｂｉ₂Ｏ₃、Ｂ₂Ｏ₃、ＷＯ₃、ＰｂＯ等の
低融点酸化物を添加することもできる。

【００１４】次に、積層型フェライト部品の一形態であ
る積層型チップインダクタについて説明する。図１は積
層型チップインダクタの概略断面図、図２は図１のII−
II断面図である。図１に示すように、積層型チップイン
ダクタ１は、磁性フェライト層２および内部電極３とが
交互に積層された多層構造のチップ体４と、このチップ
体４の両端部に内部電極３と電気的に導通するように配
置した外部電極５とから構成される。磁性フェライト層
２に本発明による磁性フェライト材料を用いる。つま
り、前記粒度分布のピーク位置が０．３〜１．２μｍの
粉末を、バインダおよび溶剤とともに混練して磁性フェ
ライト層２形成用のペーストを得る。このペーストと内
部電極３形成用のペーストとを交互に印刷、積層した後
に焼成して一体のチップ体４を得る。前記バインダとし
ては、エチルセルロース、アクリル樹脂、ブチラール樹
脂等の公知のバインダを用いることができる。また、溶
剤も、テルピネオール、ブチルカルビトール、ケロシン
等の公知の溶剤を用いることができる。バインダおよび
溶剤の添加量には制限はない。ただし、バインダについ
ては１〜５質量部、溶剤については１０〜５０質量部の
範囲とすることが推奨される。バインダおよび溶剤の他
に、分散剤、可塑剤、誘電体、絶縁体等を１０質量部以
下の範囲で添加することもできる。分散剤としては、ソ
ルビタン脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステルを
添加することができる。また、可塑剤としては、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を添加することができる。

【００１５】磁性フェライト層２は、磁性フェライト層
２用シートを用いて形成することもできる。すなわち、
前記粒度分布のピーク位置が０．３〜１．２μｍの粉末
を、ポリビニルブチラールを主成分とするバインダと、
トルエン、キシレン等の溶媒とともにボールミル中で混
練してスラリを得る。このスラリを、ポリエステルフィ
ルム等のフィルム上に、例えばドクターブレード法によ
り塗布、乾燥して磁性フェライト層２用シートを得るこ
とができる。この磁性フェライト層２用シートを、内部
電極３用のペーストと交互に積層した後に、焼成すれば
多層構造のチップ体４を得ることができる。なお、バイ
ンダの量に制限はないが、１〜５質量部の範囲とするこ
とが推奨される。また、分散剤、可塑剤、誘電体、絶縁
体等を１０質量部以下の範囲で添加することもできる。

【００１６】内部電極３は、インダクタとして実用的な
品質係数Ｑを得るために抵抗率の小さいＡｇまたはＡｇ
合金、例えばＡｇ−Ｐｄ合金を用いこるとが望ましい。
しかし、これに限るものではなく、Ｃｕ、Ｐｄまたはこ
れらの合金を用いることもできる。内部電極３を得るた
めのペーストは、ＡｇまたはＡｇ合金の粉末、若しくは
これらの酸化物粉末と、バインダおよび溶剤とを混合、
混練して得ることができる。バインダおよび溶剤として
は、前記磁性フェライト層２を形成するためのペースト
に用いられていたものと同様のものを適用することがで
きる。内部電極３は、各層が長円形状をなし、隣接する
内部電極３の各層は図３に示されるように、スパイラル
状になって導通が確保されているので、閉磁路コイル
（巻線パターン）を構成する。外部電極５の材質として
は、Ａｇ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ−Ｐｄ合金といった公知の
材料を用いることができる。外部電極５は、これら材料
を印刷法、メッキ法、蒸着法、イオンプレーティング
法、スパッタ法等の各種の方法により形成することがで
きる。

【００１７】積層型チップインダクタ１のチップ体４の
外径、寸法には特に制限はない。用途に応じて適宜設定
することができる。一般的には、外形はほぼ直方体形状
であり、寸法としては１．０〜４．５ｍｍ×０．５〜
３．２ｍｍ×０．６〜１．９ｍｍの範囲のものが多い。
また、磁性フェライト層２の電極間厚さｔ１およびベー
ス厚さｔ２にも特に制限はなく、電極間厚さｔ１として
は１０〜１００μｍ、ベース厚さｔ２としては２５０〜
５００μｍ程度で設定できる。さらに内部電極３自体の
厚さｔ３としては、通常、５〜３０μｍの範囲で設定で
き、また、巻線パターンのピッチは１０〜１００μｍ、
巻数は１．５〜２０．５ターン程度とすることができ
る。

【００１８】磁性フェライト層２用のペーストまたはシ
ートと内部電極３用のペーストとを交互に積層した後の
焼成温度は、９４０℃以下とする。９４０℃を超える
と、磁性フェライト層２中に内部電極３を構成する材料
が拡散して、磁気特性を著しく低下させるおそれがある
からである。本発明の磁性フェライトが低温焼成に適し
ているとはいえ、８００℃未満の温度では焼成が不十分
となる。したがって、焼成は８００℃以上とすることが
望ましい。望ましい焼成温度は８２０〜９３０℃、さら
に望ましくは８７５〜９２０℃である。なお、焼成時間
は、０．０５〜５時間、望ましくは０．１〜３時間の範
囲で設定すればよい。

【００１９】次に、積層型ＬＣ複合部品の一実施形態で
あるＬＣ複合部品について説明する。図３はＬＣ複合部
品の概略断面図である。図３に示すように、ＬＣ複合部
品１１は、チップコンデンサ部１２とチップフェライト
部１３とを一体化したものである。チップコンデンサ部
１２は、セラミックス誘電体層２１と内部電極２２とが
交互に積層一体化された多層積層構造を有する。セラミ
ックス誘電体層２１の材質に制限はなく、従来公知の種
々の誘電体材料を用いることができる。本発明において
は、焼成温度の低い酸化チタン系誘電体が望ましいが、
チタン酸系複合酸化物、ジルコン酸系複合酸化物、ある
いはこれらの混合物を用いることができる。さらに焼成
温度を下げるために、ホウケイ酸ガラス等の各種ガラス
を添加してもよい。内部電極２２としては、先に説明し
た積層型チップインダクタ１の内部電極２と同様の材料
を用いることができる。各内部電極２２は、交互に別の
外部電極１５に電気的に接続されている。

【００２０】チップフェライト部１３は、磁性フェライ
ト層３２と電極層３３とが交互に積層した積層型チップ
インダクタ１から構成されている。この構成は先に説明
した積層型チップインダクタ１と同様である。したがっ
て、ここでの詳細な説明は省略する。ＬＣ複合部品１１
の外径、寸法に制限がないことは先に説明した積層型チ
ップインダクタ１と同様である。したがって、用途に応
じて適宜設定することができる。通常、ほぼ直方体の外
形を有し、１．６〜１０．０ｍｍ×０．８〜１５．０ｍ
ｍ×１．０〜５．０ｍｍ程度の寸法を有している。

【００２１】

【実施例】以下本発明を具体的実施例に基づき説明す
る。（実施例１）表１に示す配合組成および以下説明する製
造条件により磁性フェライト材料を製造した。焼成前の
粉末の粒度分布、および得られた磁性フェライトの透磁
率μ、抗応力特性、磁歪定数、密度を以下の条件で測定
した。透磁率μ、磁歪定数、密度の結果を表２に、抗応
力特性を図４および図５に示す。＜製造条件＞ステンレス製ポット、スチールボールメデ
ィアからなるボールミルを用いて表１に従って秤量され
た原料粉末を１６時間湿式混合（分散媒は純水）した。
混合終了後、スプレードライヤにより混合粉末を乾燥し
た。乾燥後７６０℃で１０時間仮焼きを行った。仮焼き
終了後、前記ボールミルにて６６時間仮焼き体を粉砕
し、粉砕された粉末を焼成してトロイダル形状の焼成体
および直方体形状の焼成体を得た。焼成温度は９００
℃、保持時間は２時間である。

【００２２】また、各特性の測定方法は以下の通りであ
る。＜磁歪定数＞５×５×２０ｍｍの試料を用い、成瀬科学機器（株）製
の飽和磁歪測定装置を用いて測定した。＜粒度分布＞粒度分布を測定する粉末０．０２ｇを１００ｍｌの水に
分散させる。粒度分布計の測定経路を洗浄し、粒度分布
計のリファレンスを測定後、粉末の粒度分布を測定し
た。なお、粉末の分散および粒度分布の測定には、シン
パテック（SYMPATEC）社のへロス（HELOS）システムを
用いた。粒度分布および頻度は、レーザ回折法を用い、
粒度分布計のプログラムにより計算した。＜透磁率＞トロイダル形状の試料に銅製ワイヤ（線径０．３５ｍ
ｍ）を２０ターン巻き、測定周波数１００ｋＨｚ、測定
電流０．２ｍＡでＬＣＲメータ（ヒューレットパッカー
ド（株）製）を用いてインダクタンスを測定し、下記の
式を用いて透磁率を求めた。透磁率μ＝（ｌｅ×Ｌ）／（μ₀×Ａｅ×Ｎ²）ｌｅ：磁路長Ｌ：試料のインダクタンス μ₀：真空の透磁率＝４π×１０^-7（Ｈ／ｍ）Ａｅ：
試料の断面積Ｎ：コイルの巻数＜抗応力特性＞角形トロイダル形状の試料に銅製ワイヤ（線径０．３５
ｍｍ）を２０ターン巻き、ＬＣＲメータ（ヒューレット
パッカード（株）製）に接続し、その状態で抗折強度試
験器で加重を加えつつ、測定周波数１００ｋＨｚ、測定
電流０．２ｍＡの条件でのインダクタンスの減少率を測
定した。なお、インダクタンスの減少率は透磁率μの減
少率と比例するため、図４および図５においては透磁率
μの減少率として示してある。

【００２３】

【表１】

【００２４】

【表２】

【００２５】表１及び表２より次のことが判明した。ま
ず、Ｎｏ．３とＮｏ．１とは、Ｎｏ．３がＭｇＯを１４
mol％、Ｎｏ．１がＮｉＯを１４mol％を添加する点で異
なるが、他の組成は一致している。両者の磁歪定数（λ
_s）を比べると、Ｎｏ．３は３×１０^-6、Ｎｏ．１は１
２×１０^-6である。つまり、ＭｇＣｕＺｎフェライトは
ＮｉＣｕＺｎフェライトに比べて磁歪定数が著しく小さ
いことがわかる。このことは、ＭｇＯおよびＮｉＯを除
き組成が一致するＮｏ．４とＮｏ．２の磁歪定数からも
理解できる。また、Ｎｏ．１とＮｏ．２とを比べると、
ＮｉＯ量が１４mol％から２１mol％に増えたことにより
磁歪定数が１２×１０^-6から１８×１０^-6へと大きく変
動している。これに対しＮｏ．３とＮｏ．４とを比べる
と、ＭｇＯが１４mol％から２１mol％に増えても、磁歪
定数は３×１０^-6から３．２×１０^-6へ変動したにすぎ
ない。つまり、ＭｇＯは量が増えても基本的には磁歪定
数を大きくすることはないものと解される。Ｎｏ．５は
ＭｇＯとともにＮｉＯを添加した例であるが、Ｎｏ．１
および２に比べると磁歪定数が小さく、かつ透磁率μも
良好な値を得ている。

【００２６】図４はＮｏ．３およびＮｏ．１の透磁率μ
の抗応力特性を、また図５はＮｏ．４およびＮｏ．２の
透磁率μの抗応力特性を示している。図４、図５から、
応力付与により透磁率μは劣化することが理解できる。
しかし、図４から、磁歪定数の小さいＮｏ．３（３×１
０^-6）は磁歪定数の大きいＮｏ．１（１２×１０^-6）よ
りも、透磁率μの劣化の度合いが小さいことがわかる。
図５からも同様のことが言える。したがって、応力によ
る透磁率μの劣化の度合いを低減するためには、磁歪定
数の小さいＭｇＣｕＺｎ系フェライトを用いることが有
効である。

【００２７】次に、表１の組成を有する各粉末１００質
量部に対して、エチルセルロース２．５質量部、テルピ
ネオール４０質量部を加え、３本ロールにて混練して磁
性フェライト層２用ペーストを調整した。一方、平均粒
径０．８μｍのＡｇ１００質量部に対して、エチルセル
ロース２．５質量部、テルピネオール４０質量部を加
え、３本ロールにて混練して内部電極用ペーストを調整
した。前記磁性フェライト層２用ペーストと前記内部電
極用ペーストとを交互に印刷積層した後、９００℃で２
時間の焼成を行って図１及び図２に示す積層型チップイ
ンダクタ１を得た。この２０１２タイプの積層型チップ
インダクタ１の寸法は、２．０ｍｍ×１．２ｍｍ×１．
１ｍｍであり、コイルの巻数は４．５ターンとした。次
いで、上記の積層型チップインダクタ１の端部にＡｇか
らなる外部電極を６００℃で焼き付けて形成した。得ら
れた積層型チップインダクタ１を測定周波数１００ｋＨ
ｚ、測定電流０．２ｍＡでＬＣＲメータ（ヒューレット
パッカード（株）製）を用いてインダクタンスＬおよび
品質係数Ｑを測定した。結果を表２に示す。ＭｇＣｕＺ
ｎフェライトおよびＭｇＮｉＣｕＺｎフェライトを用い
ても、従来のＮｉＣｕＺｎフェライトを用いた積層型チ
ップインダクタ１と同等の特性を得ることができた。

【００２８】（実施例２）実施例２はＣｕＯ量が及ぼす
影響を確認することを目的として行われた。表３に示す
配合組成で、実施例１と同様の製造条件で試料を作成し
て透磁率μおよび密度を測定した。透磁率μの測定条件
は実施例１と同様である。結果を表４に示す。

【００２９】

【表３】

【００３０】

【表４】

【００３１】表３及び表４より、ＣｕＯ量が増加するに
つれて透磁率μは向上するが、２４mol％を超えると大
きく低下することがわかる。また、ＣｕＯ量が４．０mo
l％では実用上十分な磁気特性が得られず、２８．０mol
％となるとやはり磁気特性が劣化する。したがって、磁
気特性の観点からは、ＣｕＯ量は５mol％以上２５mol％
以下とするのが望ましい。表３のＮｏ．６（ＣｕＯ量：
４．０mol％）、Ｎｏ．７（ＣｕＯ量：８．０mol％）、
Ｎｏ．８（ＣｕＯ量：１２．０mol％）、Ｎｏ．９（Ｃ
ｕＯ量：１６．０mol％）、Ｎｏ．１１（ＣｕＯ量：２
４．０mol％）の仮焼き後の粉砕粉末を用いて所定温度
まで加熱した際の収縮率（△Ｌ／Ｌ）を測定した。この
収縮率は、焼成のしやすさの目安となるもので、収縮率
が大きいほど焼成しやすいとみなすことができる。結果
を図６に示す。なお、図６中の線図を加熱収縮曲線と呼
ぶ。図６からＣｕＯ量の増加に伴い収縮率は大きくなる
ことがわかる。つまり、ＣｕＯの添加により焼成がしや
すくなり、より低温での焼成が可能となることを示して
いる。Ｎｏ．９（ＣｕＯ量：１６．０mol％）およびＮ
ｏ．１１（ＣｕＯ量：２４．０mol％）を比較すると、
各温度での収縮率がほぼ等しい。したがって、焼成のし
やすさの観点からは、ＣｕＯ量は２０．０mol％程度の
添加で足りるものと解される。一方、Ｎｏ．６（ＣｕＯ
量：４．０mol％）はＮｏ．７（ＣｕＯ量：８．０mol
％）に比べて収縮率が小さいことから、低温焼成を十分
に可能とするためには、ＣｕＯ量は７mol％、より望ま
しくは１０．０mol％以上の添加量とすべきである。

【００３２】また、実施例１と同様に積層チップインダ
クタを作成し、やはり実施例１と同様にインダクタンス
Ｌおよび品質係数Ｑを測定した。結果を表４に示す。積
層チップインダクタにおいても、ＣｕＯ量が８．０〜２
４．０mol％の例で良好なインダクタンスＬおよび品質
係数Ｑが得られることが確認された。

【００３３】（実施例３）実施例３は仮焼き温度が及ぼ
す影響を確認することを目的として行われた。表５に示
す配合組成で、種々の温度で仮焼きを行う以外は実施例
１と同様の製造条件（焼成温度９００℃）で試料を作
成して、実施例１と同様に透磁率μおよび密度を測定し
た。表６に、仮焼き温度毎の粒度分布のピーク位置、透
磁率μおよび密度の測定結果を示す。

【００３４】

【表５】

【００３５】

【表６】

【００３６】全体的な傾向としては、仮焼き温度が８５
０℃の範囲までは仮焼き温度が高くなると透磁率μおよ
び密度が高くなる。これは、仮焼き温度の向上とともに
仮焼きの効果が発揮されることを意味している。また、
仮焼き温度が９００℃と高くなると、透磁率μおよび密
度が低下してしまう。また、表５に示す配合組成の原料
粉末を８５０℃で仮焼きした後、粉砕条件を変えること
により図７に示す２種類の粉末を得た。この２種類の粉
末を用いて、粒度分布のピーク位置が焼成に与える影響
を観察するために、加熱収縮曲線を求めた。その結果を
図８に示す。粒度分布のピーク位置が１．３８μｍの粉
末に比べて０．６２μｍの粉末の方が測定した７５０〜
１０００℃の範囲で収縮率が大きいことがわかる。収縮
率が大きいほど焼成が進行しやすいといえるから、粒度
分布のピーク位置が１．３８μｍの粉末に比べて０．６
２μｍの粉末の方が焼成性に優れることがわかる。本発
明においては内部電極を形成するＡｇまたはＡｇ合金と
の同時焼成を可能にするために９４０℃以下の低温で焼
成することが要求されていることは前述の通りである。
これに対して、粒度分布のピーク位置が０．６２μｍの
粉末は９４０℃以下の範囲での収縮率が１．３８μｍの
粉末に比べ大きく、低温焼成に適しているといえる。

【００３７】また、表６のＮｏ．１５（仮焼き温度：７
６０℃）、Ｎｏ．１８（仮焼き温度：８５０℃）および
Ｎｏ．１９（仮焼き温度：９００℃）の仮焼き後の粉砕
粉末を用いて所定温度まで加熱した際の収縮率を測定し
た。結果を図９に示す。３つの仮焼き温度の中で８５０
℃のＮｏ．１８が最も収縮率が大きく、低温焼成に適し
ていることがわかる。仮焼き温度が９００℃のＮｏ．１
９は、仮焼き体が硬くなりすぎて粉砕が十分に行われな
かったために収縮率がＮｏ．１８よりも小さくなったも
のと推測される。また、仮焼き温度が７６０℃のＮｏ．
１５は、仮焼きによりスピネルの単相組織が得られてい
ないために加熱による収縮率がＮｏ．１８よりも劣る結
果となったものと推測される。なお、別途行った検討に
よれば、８００℃以上の温度で仮焼きを行うことにより
スピネルの単相組織を得ることができることを確認して
いる。したがって、仮焼き温度の設定はこの点を考慮す
ることも重要である。

【００３８】次に、実施例１と同様に積層チップインダ
クタを作成し、やはり実施例１と同様にインダクタンス
Ｌおよび品質係数Ｑを測定した。結果を表６に示す。仮
焼き温度が８５０℃以下では良好なインダクタンスＬお
よび品質係数Ｑが得られるが、９００℃となるとインダ
クタンスＬおよび品質係数Ｑが急激に低下することが確
認された。

【００３９】（実施例４）実施例４は焼成温度が及ぼす
影響を確認することを目的として行われた。表７に示す
配合組成で、種々の温度で焼成を行う以外は実施例１と
同様の製造条件（仮焼き温度７６０℃）で試料を作成し
て、実施例１と同様に透磁率μおよび密度を測定した。
焼成温度毎の透磁率μおよび密度の測定結果を表８に示
す。また、実施例１と同様に積層チップインダクタを作
成し、やはり実施例１と同様にインダクタンスＬおよび
品質係数Ｑを測定した。結果を表８に併せて示す。

【００４０】

【表７】

【００４１】

【表８】

【００４２】表８において、焼成体の透磁率μおよび密
度は焼成温度が高くなるにつれて向上している。したが
って、この結果だけを看れば高い焼成温度を選択するこ
とが望ましいと言うことができる。しかし、積層チップ
インダクタのインダクタンスＬ、品質係数Ｑは、焼成温
度が９５０℃において急激に低下している。これは、内
部電極を構成するＡｇが磁性フェライト層に拡散したた
めである。したがって、ＡｇまたはＡｇ合金を内部電極
とする積層型フェライト部品を製造する場合には、９５
０℃未満の温度で焼成することが必要である。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
応力に対する透磁率μの劣化が少なく、かつ低温焼成、
つまり電極材料として用いられているＡｇまたはＡｇ合
金の融点以下での焼成が可能な積層型フェライト部品を
低コストで得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態に係る積層型チップインダクタ
の概略断面図である。

【図２】図１のII−II断面図である。

【図３】本実施の形態に係るＬＣ複合部品の断面図で
ある。

【図４】ＭｇＣｕＺｎフェライトおよびＮｉＣｕＺｎ
フェライトにおける透磁率μの抗応力特性を示すグラフ
である。

【図５】ＭｇＣｕＺｎフェライトおよびＮｉＣｕＺｎ
フェライトにおける透磁率μの抗応力特性を示すグラフ
である。

【図６】ＣｕＯ量を変えた場合の熱収縮曲線を示すグ
ラフである。

【図７】実施例３で測定した粒度分布を示すグラフで
ある。

【図８】粒度分布のピーク位置を変えた場合の熱収縮
曲線を示すグラフである。

【図９】仮焼き温度を変えた場合の熱収縮曲線を示す
グラフである。

【符号の説明】

１…積層型チップインダクタ、２…磁性フェライト層、
３…内部電極、４…チップ体、５…外部電極、１１…Ｌ
Ｃ複合部品、１２…チップコンデンサ部、１３…チップ
フェライト部、１５…外部電極、２１…セラミックス誘
電体層、２２…内部電極、３２…磁性フェライト層、３
３…電極層

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】磁性フェライト層と内部電極とが交互に
積層されるとともに、前記内部電極と電気的に接続され
た外部電極とを有する積層型フェライト部品であって、前記磁性フェライト層は、Ｆｅ ₂ Ｏ ₃ ：４５〜５１mol
％、ＣｕＯ：５〜３０mol％、ＺｎＯ：０．５〜３５mol
％、ＭｇＯ：７〜５０mol％の組成を有し、磁歪定数が
１０×１０^-6以下のＭｇＣｕＺｎ系磁性フェライト焼成
体から構成され、前記内部電極はＡｇまたはＡｇ合金から構成されること
を特徴とする積層型フェライト部品。
【請求項２】前記磁性フェライト層は磁歪定数が７×
１０^-6以下の磁性フェライト焼成体から構成されること
を特徴とする請求項１に記載の積層型フェライト部品。
【請求項３】磁性フェライト層と内部電極とが交互に
積層された積層インダクタ部と、誘電体層と内部電極と
が交互に積層された積層コンデンサ部とが一体化される
とともに、前記積層インダクタ部の内部電極および前記
積層コンデンサ部の内部電極と電気的に接続される外部
電極とを有する積層型フェライト部品であって、前記積層インダクタ部の磁性フェライト層は、Ｆｅ
₂ Ｏ ₃ ：４５〜４９．８mol％、ＣｕＯ：７〜３０mol％、
ＺｎＯ：１５〜２５mol％、ＭｇＯ：７〜３５mol％の組
成を有し、磁歪定数が１０×１０^-6以下のＭｇＣｕＺｎ
系磁性フェライト焼成体から構成され、前記外部電極はＡｇまたはＡｇ合金から構成されること
を特徴とする積層型フェライト部品。
【請求項４】前記積層インダクタ部の磁性フェライト
層は磁歪定数が５×１０^-6以下のＭｇＣｕＺｎ系磁性フ
ェライト焼成体から構成される請求項３に記載の積層型
フェライト部品。
【請求項５】前記ＭｇＣｕＺｎ系磁性フェライト焼成
体は、Ｆｅ₂Ｏ₃：４５〜４９．８mol％、ＣｕＯ：７〜
３０mol％、ＺｎＯ：１５〜２５mol％、ＭｇＯ＋Ｎｉ
Ｏ：７〜３５mol％の組成を有する請求項３に記載の積
層型フェライト部品。
【請求項６】前記ＭｇＣｕＺｎ系磁性フェライト焼成
体において、ＮｉＯはＭｇＯ＋ＮｉＯの７０％以下であ
る請求項５に記載の積層型フェライト部品。