JP4449091B2

JP4449091B2 - Magnetic ferrite materials, multilayer chip ferrite components, composite multilayer components and magnetic cores

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Publication number: JP4449091B2
Application number: JP35539598A
Authority: JP
Inventors: 敦之中野; 明徳大井
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Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1998-11-30
Filing date: 1998-11-30
Publication date: 2010-04-14
Anticipated expiration: 2018-11-30
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁性フェライト材料と、この磁性フェライト材料を磁性材料として用いる積層型チップフェライト部品や複合積層型部品等の積層型フェライト部品および磁心に関する。
【０００２】
【従来の技術】
積層型チップインダクタや積層型チップビーズ等の積層型チップフェライト部品、ＬＣ複合フィルタ等の複合積層型部品は、体積が小さいこと、堅牢性および信頼性が高いことなどから、各種電子機器に多用されている。このような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やペースト、および、内部電極用のペーストを厚膜積層技術によって積層一体化した後、焼成し、得られた燒結体表面に外部電極用ペーストを印刷ないし転写した後に焼成して製造される。この場合、磁性層に用いられる磁性フェライト材料は、内部電極用材料の融点以下での低温焼成が可能であるという点から、ＮｉＣｕＺｎフェライトやＮｉＺｎフェライトが一般に用いられている。
【０００３】
一方、近年のデジタル回路および機器、さらに情報通信分野および高周波分野の急速な展開の中、上記の積層型フェライト部品にも従来以上の電気特性、例えば、積層チップインダクタの場合は、より高いインダクタンスＬが求められ、積層チップビーズの場合は、より高い吸収特性等が求められている。また、各種フェライトコアの場合、その磁心であるフェライトに高透磁率が求められている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、積層型フェライト部品に用いられるＮｉＣｕＺｎフェライトは、Ａｇ内部電極と同時焼成されるので、その組成や焼成温度（Ａｇの融点（９６０℃）以下）、および、添加物の種類や含有量等に制限があり、所望の電磁気特性を得る手段の自由度が低く、透磁率も最高で１０００程度であり、上述の高特性に対する要請を十分に満足できるものではなかった。
【０００５】
このような問題を解消するために、本発明者らはＮｉＣｕＺｎフェライト材料やＮｉＺｎフェライト材料中のＳ成分量とＣｌ成分量とを規定することによりインダクタンスＬや品質係数Ｑを向上させた複合積層型部品を開示（特開平５−２５８９３７号）しているが、さらに、特開平５−２５８９３７号とは異なる組成範囲において、高い透磁率を有するＮｉＣｕＺｎフェライト材料が要望されている。
【０００６】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、ＮｉＣｕＺｎフェライト材料中のＳ成分とＣｌ成分との割合が透磁率に大きな影響を与えることを見出し、より高い透磁率をもつ磁性フェライト材料と磁心、より高いインダクタンスＬや高い吸収特性をもつ積層型チップフェライト部品や複合積層型部品を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明の磁性フェライト材料は、原材料を仮焼成して得た仮焼成粉を所望の形状に形成して焼成したＦｅ₂Ｏ₃、ＮｉＯ、ＣｕＯおよびＺｎＯを主成分とする磁性フェライト材料であって、Ｆｅ₂Ｏ₃、ＮｉＯ、ＣｕＯおよびＺｎＯの組成は、Ｆｅ₂Ｏ₃：４９〜５０モル％、ＮｉＯ：７〜１２モル％、ＣｕＯ：７．５〜１２．５モル％、ＺｎＯ：２８．５〜３３モル％の範囲内にあり、かつ、Ｓ成分の含有量とＣｌ成分の含有量の比（Ｓ／Ｃｌ）が０．１５〜５．０の範囲内にあり、Ｓ成分の含有量は１０〜１００ｐｐｍの範囲内、Ｃｌ成分の含有量は１０〜１００ｐｐｍの範囲内にあるような構成とした。
【０００９】
また、本発明の磁性フェライト材料は、前記仮焼成粉におけるＦｅ₂Ｏ₃、ＮｉＯ、ＣｕＯおよびＺｎＯの組成が、Ｆｅ₂Ｏ₃：４９〜５０モル％、ＮｉＯ：７〜１２モル％、ＣｕＯ：７．５〜１２．５モル％、ＺｎＯ：２８．５〜３３モル％の範囲内にあり、かつ、Ｓ成分の含有量とＣｌ成分の含有量の比（Ｓ／Ｃｌ）が０．０３〜１．５の範囲内にあり、Ｓ成分の含有量は１０〜３００ｐｐｍの範囲内、Ｃｌ成分の含有量は５０〜６００ｐｐｍの範囲内にあるような構成とした。
【００１１】
本発明の積層型チップフェライト部品は、磁性フェライト層と内部電極とを多層積層して構成される積層型チップフェライト部品であって、前記磁性フェライト層は上記のいずれかの磁性フェライト材料で構成されているものとした。
【００１２】
本発明の複合積層部品は、フェライト磁性層と内部電極とを積層して構成されるチップフェライト部を有する複合積層型部品であって、前記フェライト磁性層は上記のいずれかの磁性フェライト材料で構成されているものとした。
【００１３】
本発明の磁心は、上記のいずれかの磁性フェライト材料で構成されているものとした。
【００１４】
このような本発明では、フェライト組成およびＳ成分の含有量とＣｌ成分の含有量の比を規定することによって、焼成時の結晶粒成長が促進されて、高い透磁率を有する磁性フェライト材料や磁心が可能となり、この磁性フェライト材料を用いた積層型チップフェライト部品や複合積層型部品は、インダクタンスＬや吸収特性等の特性向上が可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態について説明する。
磁性フェライト材料
本発明の磁性フェライト材料は、原材料を仮焼成して得た仮焼成粉を所望の形状に形成して焼成したＦｅ₂ Ｏ₃ 、ＮｉＯ、ＣｕＯおよびＺｎＯを主成分とする磁性フェライト材料であり、Ｆｅ₂ Ｏ₃ 、ＮｉＯ、ＣｕＯおよびＺｎＯの組成が下記の範囲内で、かつ、Ｓ成分の含有量とＣｌ成分の含有量の比（Ｓ／Ｃｌ）が０．１５〜５．０、好ましくは０．２０〜４．３の範囲内のものである。
のものである。
【００１６】
・Ｆｅ₂ Ｏ₃ ：４９〜５０モル％、好ましくは４９．５〜４９．８モル％
・ＮｉＯ：７〜１２モル％、好ましくは７．５〜１０．０モル％
・ＣｕＯ：７．５〜１２．５モル％、好ましくは８．５〜１０．５モル％
・ＺｎＯ：２８．５〜３３モル％、好ましくは３０．７〜３２．７モル％
上述のＳ成分の含有量とＣｌ成分の含有量の比（Ｓ／Ｃｌ）は、焼成時における結晶粒成長を促進させ、微細構造を制御して透磁率を向上させるために重要であり、上記の０．１５〜５．０の範囲内となるように設定する必要がある。
【００１７】
磁性フェライト材料の磁気特性は組成依存性が非常に強く、Ｆｅ₂ Ｏ₃ 、ＮｉＯ、ＣｕＯおよびＺｎＯの組成が上記の範囲を外れた領域では、透磁率や品質係数Ｑが低く不十分なものとなる。具体的には、例えば、Ｆｅ₂ Ｏ₃ 量が少な過ぎると透磁率が小さく、化学量論組成に近づくにしたがい透磁率は上昇し、化学量論組成付近から急激に低下する。また、ＮｉＯ量の減少、あるいは、ＺｎＯ量の増加に伴って透磁率は高くなる。しかし、ＺｎＯ量が多過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できなくなる。また、ＣｕＯ量が少な過ぎると低温焼成（９３０℃以下）が困難となり、逆に多過ぎ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。このため、高い透磁率を得るには、組成を上記の範囲内で管理することが必要である。
【００１８】
また、本発明の磁性フェライト材料は、上述のように比（Ｓ／Ｃｌ）が０．１５〜５．０の範囲内であるとともに、Ｓ成分の含有量が１０〜１００ｐｐｍの範囲内、Ｃｌ成分の含有量が１０〜１００ｐｐｍの範囲内であることが好ましい。Ｓ成分の含有量とＣｌ成分の含有量が上記の範囲を外れる場合、焼成時における結晶粒成長は十分に促進されず、磁性フェライト材料の透磁率は不十分なものとなる。
【００１９】
本発明の磁性フェライト材料は、仮焼成粉におけるＳ成分の含有量とＣｌ成分の含有量の比（Ｓ／Ｃｌ）が０．０３〜１．５、好ましくは０．０５〜１．０の範囲内であることが好ましい。粉末冶金協会の学会誌（粉末および粉末冶金１９９８、４５巻、７号、Ｐ６３０−６３５）にもあるように、Ｃｌ成分はＮｉＣｕＺｎフェライトの反応に低温から関与しており、反応促進的な役割を果たしている。しかし、Ｃｌ成分量が多い原料を選択すると、Ｍｎ，Ｃｒ，Ｃｏ，Ａｌ，Ｓｉ等の不純物が多くなり、フェライトの燒結を阻害したり、また、そのフェライト材料を用いてＡｇ内部電極と同時焼成した場合、フェライト材料中へのＡｇの拡散を促進したりする悪影響がある。
【００２０】
本発明の磁性フェライト材料は、仮焼成粉におけるＳ成分の含有量とＣｌ成分の含有量の比（Ｓ／Ｃｌ）を０．０３〜１．５の範囲内で設定するとともに、Ｓ成分の含有量を１０〜３００ｐｐｍの範囲内、Ｃｌ成分の含有量を５０〜６００ｐｐｍの範囲内とすることが好ましい。Ｓ成分の含有量とＣｌ成分の含有量が上記の範囲を外れる場合、焼成時における結晶粒成長は十分に促進されず、磁性フェライト材料の透磁率は不十分なものとなる。
【００２１】
尚、本発明の磁性フェライト材料や仮焼成粉中のＳ成分は、試料を粉砕した後に焼成酸化させ、変換されたＳＯ₂ を赤外線検出器で分析することができる。また、Ｃｌ成分は、粉砕後の試料を水中で超音波分散させ、遠心分離後、濾過し、イオンクロマトグラフにて測定することができる。さらに、Ｆｅ₂ Ｏ₃ 、ＮｉＯ、ＣｕＯおよびＺｎＯ組成の分析は、ガラスビート法による蛍光Ｘ線分析で測定することができる。
積層チップフェライト部品
本発明の積層型チップフェライト部品は、磁性フェライト層と内部電極とを多層積層して構成され、磁性フェライト層を本発明の磁性フェライト材料で構成したものである。
【００２２】
図１は、本発明の積層型チップフェライト部品の一実施形態である積層型チップインダクタの一例を示す概略断面図であり、図２は平面部分断面図である。図１および図２において、積層型チップインダクタ１は、磁性フェライト層２と内部電極３とが交互に積層一体化された多層構造のチップ体４を有し、このチップ体４の端部には、内部電極３と電気的に導通する外部電極５，５が設けられている。
【００２３】
積層型チップインダクタ１を構成する磁性フェライト層２は、上述の本発明の磁性フェライト材料で構成されたものである。すなわち、本発明の磁性フェライト材料を得るための仮焼成粉をエチルセルロース等のバインダとテルピネオール、ブチルカルビトール等の溶剤とともに混練して得た磁性フェライト層用ペーストを、内部電極用ペーストと交互に印刷積層した後、焼成して形成することができる。
【００２４】
この磁性フェライト層用ペースト中のバインダおよび溶剤の含有量には制限はなく、例えば、バインダの含有量は１〜５重量％、溶剤の含有量は１０〜５０重量％程度の範囲で設定することができる。また、ペースト中には、必要に応じて各種ガラスや酸化物、分散剤、可塑剤、誘電体、絶縁体等を１０重量％以下の範囲で含有させることができる。
【００２５】
また、磁性フェライト層２は、磁性フェライト層用シートを用いて形成することもできる。すなわち、本発明の磁性フェライト材料を得るための仮焼成粉を、ポリビニルブチラールを主成分とした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得たスラリーを、ポリエステルフィルム等の上にドクターブレード法等で塗布し乾燥して磁性フェライト層用シートを得る。この磁性フェライト層用シートを、内部電極用ペーストと交互に積層した後、焼成する。尚、磁性フェライト層用シート中のバインダの含有量には制限はなく、例えば、１〜５重量％程度の範囲で設定することができる。また、磁性フェライト層用シート中には、必要に応じて各種ガラスや酸化物、分散剤、可塑剤、誘電体、絶縁体等を１０重量％以下の範囲で含有させることができる。
【００２６】
積層型チップインダクタ１を構成する内部電極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を主体とした導電材を用いて形成する。内部電極３は、各層が長円形状であり、隣接する内部電極３の各層は、図２に示されるように、スパイラル状に導通が確保されているので、内部電極３は閉磁路コイル（巻線パターン）を構成し、その両端に外部電極５，５が接続されている。
【００２７】
積層型チップインダクタ１のチップ体４の外形や寸法には特に制限はなく、用途に応じて適宜設定することができ、通常、外形はほぼ直方体形状とし、寸法は１．０〜４．５ｍｍ×０．５〜３．２ｍｍ×０．６〜１．９ｍｍ程度とすることができる。また、磁性フェライト層２の電極間厚みおよびベース厚みには特に制限はなく、電極間厚み（内部電極３，３の間隔）は１０〜１００μｍ、ベース厚みは２５０〜５００μｍ程度で設定することができる。さらに、内部電極３の厚みは、通常、５〜３０μｍの範囲で設定でき、巻線パターンのピッチは１０〜１００μｍ程度、巻数は１．５〜２０．５ターン程度とすることができる。
【００２８】
磁性フェライト層用ペーストあるいはシートと内部電極用ペーストとを交互に印刷積層した後の焼成時の温度は、８００〜９３０℃、好ましくは８５０〜９００℃とする。焼成温度が８００℃未満であると焼成不足となり、一方、９３０℃を超えるとフェライト材料中に内部電極材料が拡散して、電磁気特性を著しく低下させることがある。また、焼成時間は０．０５〜５時間、好ましくは０．１〜３時間の範囲で設定することができる。
【００２９】
尚、磁性フェライト層２中のＳ成分は、磁性フェライト層を分離し、これを粉砕した後に焼成酸化させ、変換されたＳＯ₂ を赤外線検出器で分析することができる。また、Ｃｌ成分は、粉砕後の試料を水中で超音波分散させ、遠心分離後、濾過し、イオンクロマトグラフにて測定することができる。さらに、磁性フェライト層のＦｅ₂ Ｏ₃ 、ＮｉＯ、ＣｕＯおよびＺｎＯ組成の分析は、ガラスビート法による蛍光Ｘ線分析で測定することができる。
複合積層型部品
本発明の複合積層型部品は、本発明の磁性フェライト材料で構成されたフェライト磁性層と内部電極とを積層したチップフェライト部を有するものである。
【００３０】
図３は、本発明の複合積層型部品の一実施形態であるＬＣ複合部品の一例を示す概略断面図である。図３において、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り、この端部には外部電極１５，１５が設けられている。
【００３１】
チップコンデンサ部１２は、セラミック誘電体層２１と内部電極２２とが交互に積層一体化された多層構造を有する。
【００３２】
セラミック誘電体層２１としては特に制限はなく、種々の誘電体材料を用いることができ、焼成温度が低い酸化チタン系誘電体が好ましい。また、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、これらの混合物を使用することもできる。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が含有されてもよい。
【００３３】
また、内部電極２２は、抵抗率の小さいＡｇを主体とした導電材を用いて形成されており、内部電極２２の各層は、交互に別の外部電極に接続されている。
【００３４】
チップフェライト部１３は、積層型チップインダクタであり、フェライト磁性層３２と内部電極３３とが交互に積層一体化された多層構造のチップ体である。フェライト磁性層３２は、本発明の磁性フェライト材料で構成されたものである。すなわち、本発明の磁性フェライト材料を得るための仮焼成粉を、エチルセルロース等のバインダとテルピネオール、ブチルカルビトール等の溶剤とともに混練して得たフェライト磁性層用ペーストを、内部電極用ペーストと交互に印刷積層した後、焼成して形成することができる。あるいは、本発明の磁性フェライト材料を得るための仮焼成粉を、ポリビニルブチラールを主成分とした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ーを作成し、このスラリーをポリエステルフィルム等の上にドクターブレード法等で塗布し乾燥して得たフェライト磁性層用シートを、内部電極用ペーストと交互に積層した後、焼成して形成することができる。
【００３５】
また、内部電極３３はスパイラル状に導通が確保されて閉磁路コイル（巻線パターン）を構成し、その両端は外部電極１５，１５に接続されている。この内部電極３３は、抵抗率の小さいＡｇを主体とした導電材を用いて形成される。
【００３６】
チップフェライト部１３のフェライト磁性層３２の電極間厚みおよびベース厚みには特に制限はなく、電極間厚み（内部電極３３，３３の間隔）は１０〜１００μｍ、ベース厚みは１００〜５００μｍ程度で設定することができる。さらに、内部電極３３の厚みは、通常、５〜３０μｍの範囲で設定でき、巻線パターンのピッチは１０〜４００μｍ程度、巻数は１．５〜５０．５ターン程度とすることができる。
【００３７】
本発明のＬＣ複合部品１１の外形や寸法には特に制限はなく、用途に応じて適宜設定することができ、通常、外形はほぼ直方体形状とし、寸法は１．６〜１０．０ｍｍ×０．８〜１５．０ｍｍ×１．０〜５．０ｍｍ程度とすることができる。
【００３８】
尚、フェライト磁性層３２中のＳ成分は、フェライト磁性層を分離し、これを粉砕した後に焼成酸化させ、変換されたＳＯ₂ を赤外線検出器で分析することができる。また、Ｃｌ成分は、粉砕後の試料を水中で超音波分散させ、遠心分離後、濾過し、イオンクロマトグラフにて測定することができる。さらに、フェライト磁性層のＦｅ₂ Ｏ₃ 、ＮｉＯ、ＣｕＯおよびＺｎＯ組成の分析は、ガラスビート法による蛍光Ｘ線分析で測定することができる。
磁心
本発明の磁心は、本発明の磁性フェライト材料で構成したものである。本発明の磁心を製造するためには、まず、上記の本発明の磁性フェライト材料用の原料を、磁性フェライト材料の最終組成が上記の量比となるように混合する。次に、これをスプレードライヤー等にて８０〜２００μｍ程度の径の顆粒とする。そして、これに適当なバインダ、例えば、ポリビニルアルコールを少量（例えば、０．１〜１重量％）加えて成型する。
【００３９】
次いで、この成型品を、通常、大気圧下で脱バインダのための初期焼成として４００〜５００℃の範囲内の所定温度まで、例えば６０℃／時程度の昇温速度で徐熱する。次に、８５０〜１１００℃の範囲内の所望の焼成温度まで５０〜３００℃／時の昇温速度で徐熱し、その温度で一定時間、好ましくは１時間以上保持する。
【００４０】
その後の冷却工程は、冷却速度１００〜５００℃／時で常温まで冷却する。以上の焼成方法により、高密度、かつ、高透磁率という極めて高性能な磁心が得られる。
【００４１】
尚、本発明の磁心中のＳ成分は、試料を粉砕した後に焼成酸化させ、変換されたＳＯ₂ を赤外線検出器で分析することができる。また、Ｃｌ成分は、粉砕後の試料を水中で超音波分散させ、遠心分離後、濾過し、イオンクロマトグラフにて測定することができる。さらに、磁心のＦｅ₂ Ｏ₃ 、ＮｉＯ、ＣｕＯおよびＺｎＯ組成の分析は、ガラスビート法による蛍光Ｘ線分析で測定することができる。
【００４２】
【実施例】
次に、具体的な実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。
［仮焼成粉の調製］
Ｆｅ₂ Ｏ₃ 、ＮｉＯ、ＣｕＯおよびＺｎＯの各成分を下記の製造条件で配合、仮焼成、粉砕して２１種の仮焼成粉（実施例１〜９、比較例１〜１２）を調製した。
【００４３】
製造条件
・配合及び粉砕用ポット：４インチ、ステンレスボールミルポット
・配合及び粉砕用メディア：１／８インチスチールボール８００ｇ
・配合時間：１０時間
・粉砕時間：６０時間
・仮焼成条件：７００℃、４時間
得られた２１種の仮焼成粉（実施例１〜９、比較例１〜１２）について、試料を粉砕した後に焼成酸化させ、変換されたＳＯ₂ を赤外線検出器で分析してＳ成分量を測定し、また、粉砕後の試料を水中で超音波分散させ、遠心分離後、濾過し、イオンクロマトグラフにてＣｌ成分量を測定し、比（Ｓ／Ｃｌ）を算出して下記の表１に示した。
［磁性フェライト材料の作製］
次に、各仮焼成粉（実施例１〜９、比較例１〜１２）にポリビニルアルコール６％水溶液を１０重量％添加し、トロイダル（外径１１．１ｃｍ、内径５．１ｃｍ、厚み２．４ｃｍ）に成形し、９００℃で２時間の焼成を行って磁性フェライト材料（実施例１〜９、比較例１〜１２）を得た。得られた２１種の磁性フェライト材料について、上記の仮焼成粉と同様にしてＳ成分量およびＣｌ成分量を測定し、比（Ｓ／Ｃｌ）を算出して下記の表１に示した。また、２１種の磁性フェライト材料（実施例１〜９、比較例１〜１２）について、ガラスビート法による蛍光Ｘ線分析でＦｅ₂ Ｏ₃ 、ＮｉＯ、ＣｕＯおよびＺｎＯの組成を分析して結果を下記の表１に示した。
【００４４】
さらに、得られた磁性フェライト材料（実施例１〜９、比較例１〜１２）の燒結密度、透磁率μを下記の方法で測定して、結果を下記の表１に示した。
【００４５】
透磁率μの測定方法
トロイダル形状の磁性フェライト材料に銅製ワイヤー（線径０．３５ｍｍ）を２０ターン巻き、測定周波数１００ＫＨｚ、測定電流０．５ｍＡでＬＣＲメーター（ヒューレットパッカー（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μを算出する。
【００４６】
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
［積層型チップフェライト部品の作製］
また、各仮焼成粉（実施例１〜９、比較例１〜１２）１００重量部に対して、エチルセルロース２．５重量部、テルピネオール４０重量部を加え、３本ロールにて混練して磁性フェライト層用ペーストを調製した。一方、平均粒径０．８μｍのＡｇ１００重量部に対して、エチルセルロース２．５重量部、テルピネオール４０重量部を加え、３本ロールにて混練して、内部電極用ペーストを調製した。このような磁性フェライト層用ペーストと内部電極用ペースト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および図２に示されるような積層型チップインダクタ（実施例１〜９、比較例１〜１２）を得た。これらの４５３２タイプの積層型チップインダクタの寸法は４．５ｍｍ×３．２ｍｍ×１．２ｍｍであり、巻数は９．５ターンとした。次いで、上記の積層型チップインダクタ（実施例１〜９、比較例１〜１２）の端部に外部電極を約６００℃で焼き付けて形成し、測定周波数１００ＫＨｚ、測定電流０．２ｍＡでＬＣＲメーター（ヒューレットパッカー（株）製）を用いてインダクタンスＬを測定し、結果を下記の表１に示した。
【００４７】
また、仮焼成粉（実施例５、比較例２）を用いて、上記と同様にして磁性フェライト層用ペーストを調製し、このペーストと、上記の内部電極用ペーストとを使用して、２０１２タイプの積層型チップビーズ（実施例Ａ、比較例Ａ）を得た。焼成は９００℃、２時間とし、巻数は３．５ターンとした。次いで、上記の積層型チップビーズ（実施例Ａ、比較例Ａ）の端部に外部電極を約６００℃で焼き付けて形成し、インピーダンズアナライザー（ヒューレットパッカー（株）製）を用いて測定周波数１００ＫＨｚ、測定電流０．２ｍＡでＬＣＲメーターを用いてインピーダンスＺ、リアクタンスＸ、レジスタンスＲの周波数特性を測定し、結果を図４に示した。
【００４８】
【表１】

表１に示されるように、Ｆｅ₂ Ｏ₃ 、ＮｉＯ、ＣｕＯおよびＺｎＯの組成を所定範囲に規定し、かつ、Ｓ成分の含有量とＣｌ成分の含有量の比を所定範囲内に規定する本発明の磁性フェライト材料（実施例１〜９）は、透磁率が１０００を超えるものであった。また、このような本発明の磁性フェライト材料で構成された磁性フェライト層を備える積層型チップインダクタ（実施例１〜９）は、９０以上の非常に高いインダクタンスＬを有することが確認された。さらに、本発明の磁性フェライト材料（実施例５）で構成された磁性フェライト層を備える積層型チップビーズ（実施例Ａ）は、図４に示されるように、反射成分（リアクタンス）が小さく、吸収成分（レジスタンス）が大きく、両者の交点が低周波数側にあるので、積層型チップビーズ（比較例Ａ）に比べて高い吸収特性を備えることが確認された。
【００４９】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によればフェライト組成およびＳ成分の含有量とＣｌ成分の含有量の比を所定範囲内に規定することによって、焼成時の結晶粒成長が促進され、磁性フェライト材料およびこの磁性フェライト材料で構成された磁心の透磁率が高いものとなり、このような磁性フェライト材料で構成された磁性フェライト層を備える積層型チップインダクタは、非常に高いインダクタンスＬをもち、従来品に比べ同等の取得インダクタンスＬの設計の場合、巻数が低減され、小型化や低背化が可能となり、また、本発明の磁性フェライト材料で構成された磁性フェライト層を備える積層型チップビーズは、反射成分（リアクタンス）が小さく、吸収成分（レジスタンス）が大きく、かつ、両者の交点が低周波数側にシフトするので、従来に比べて高い吸収特性を備えたものとなり、さらに、本発明の磁性フェライト材料で構成されたフェライト磁性層と内部電極とを積層したチップフェライト部を有する複合積層型部品は、高密度化、高特性化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の積層型チップフェライト部品の一実施形態である積層型チップインダクタの一例を示す概略断面図である。
【図２】図１に示される積層型チップインダクタの平面部分断面図である。
【図３】本発明の複合積層型部品の一実施形態であるＬＣ複合部品の一例を示す概略断面図である。
【図４】積層型チップビーズ（実施例Ａ、比較例Ａ）のインピーダンスＺ、リアクタンスＸ、レジスタンスＲの周波数特性を示す図である。
【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
５，５…外部電極
１１…ＬＣ複合部品
１２…チップコンデンサ部
１３…チップフェライト部
１５，１５…外部電極
２１…セラミック誘電体層
２２…内部電極
３２…フェライト磁性層
３３…内部電極[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a magnetic ferrite material, a laminated ferrite component such as a laminated chip ferrite component and a composite laminated component using the magnetic ferrite material as a magnetic material, and a magnetic core.
[0002]
[Prior art]
Multi-layer chip ferrite parts such as multi-layer chip inductors and multi-layer chip beads, and multi-layer multilayer parts such as LC composite filters are widely used in various electronic devices due to their small volume, high robustness and high reliability. ing. Such a laminated ferrite component is usually obtained by laminating and integrating a magnetic layer sheet and paste made of magnetic ferrite and an internal electrode paste by thick film lamination technology, and then firing the resulting sintered body. It is manufactured by printing or transferring an external electrode paste on the surface and then firing. In this case, as the magnetic ferrite material used for the magnetic layer, NiCuZn ferrite and NiZn ferrite are generally used because they can be fired at a low temperature below the melting point of the internal electrode material.
[0003]
On the other hand, in the recent rapid development of digital circuits and devices, and further in the information communication field and high frequency field, the above-described multilayer ferrite parts also have higher electrical characteristics, for example, higher inductance L in the case of multilayer chip inductors. In the case of laminated chip beads, higher absorption characteristics and the like are required. In the case of various ferrite cores, high permeability is required for the ferrite core.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, since NiCuZn ferrite used for multilayer ferrite parts is fired at the same time as the Ag internal electrode, its composition and firing temperature (Ag melting point (960 ° C.) or less), and the type and content of additives, etc. There is a limitation, the degree of freedom of means for obtaining desired electromagnetic characteristics is low, and the magnetic permeability is about 1000 at the maximum, which does not sufficiently satisfy the demand for the above-mentioned high characteristics.
[0005]
In order to solve such a problem, the present inventors have determined the S component amount and the Cl component amount in the NiCuZn ferrite material or the NiZn ferrite material, thereby improving the inductance L and the quality factor Q. Although a component is disclosed (Japanese Patent Laid-Open No. 5-258937), there is a demand for a NiCuZn ferrite material having a high magnetic permeability in a composition range different from that of Japanese Patent Laid-Open No. 5-258937.
[0006]
The present invention has been made in view of the circumstances as described above, and it has been found that the ratio of the S component and the Cl component in the NiCuZn ferrite material has a large effect on the magnetic permeability, and has a higher magnetic permeability. It is an object of the present invention to provide a multilayer chip ferrite component or a composite multilayer component having a ferrite material and a magnetic core, a higher inductance L, and a higher absorption characteristic.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve such an object, the magnetic ferrite material of the present invention is obtained by forming a calcined powder obtained by calcining a raw material into a desired shape and calcining it.₂O_Three, NiO, CuO and ZnO, which are magnetic ferrite materials,₂O_ThreeThe composition of NiO, CuO and ZnO is Fe₂O_Three: 49-50 mol%, NiO: 7-12 mol%, CuO: 7.5-12.5 mol%, ZnO: in the range of 28.5-33 mol%, and the content of S component Cl component content ratio (S / Cl) is in the range of 0.15 to 5.0.The S component content is in the range of 10 to 100 ppm, and the Cl component content is in the range of 10 to 100 ppm.The configuration is as follows.
[0009]
In addition, the magnetic ferrite material of the present invention includes Fe in the calcined powder.₂O_ThreeThe composition of NiO, CuO and ZnO is Fe₂O_Three: 49-50 mol%, NiO: 7-12 mol%, CuO: 7.5-12.5 mol%, ZnO: in the range of 28.5-33 mol%, and the content of S component Cl component content ratio (S / Cl) is in the range of 0.03 to 1.5.The S component content is in the range of 10 to 300 ppm, and the Cl component content is in the range of 50 to 600 ppm.The configuration is as follows.
[0011]
The multilayer chip ferrite component of the present invention is a multilayer chip ferrite component configured by laminating magnetic ferrite layers and internal electrodes in a multilayer manner, and the magnetic ferrite layer is composed of any one of the above magnetic ferrite materials. It was supposed to be.
[0012]
The composite multilayer component of the present invention is a composite multilayer component having a chip ferrite portion formed by laminating a ferrite magnetic layer and an internal electrode, and the ferrite magnetic layer is composed of any one of the above magnetic ferrite materials. It was supposed to be.
[0013]
The magnetic core of the present invention is composed of any one of the above magnetic ferrite materials.
[0014]
In the present invention, by defining the ferrite composition and the ratio of the S component content and the Cl component content, crystal grain growth during firing is promoted, and a magnetic ferrite material or magnetic core having a high magnetic permeability is promoted. The multilayer chip ferrite component and the composite multilayer component using this magnetic ferrite material can improve the characteristics such as inductance L and absorption characteristics.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below.
Magnetic ferrite material
The magnetic ferrite material of the present invention is obtained by forming a calcined powder obtained by calcining raw materials into a desired shape and calcining Fe.₂ O_Three , NiO, CuO and ZnO are magnetic ferrite materials, and Fe₂ O_Three , NiO, CuO and ZnO are within the following ranges, and the ratio of the S component content to the Cl component content (S / Cl) is 0.15 to 5.0, preferably 0.20 It is within the range of 4.3.
belongs to.
[0016]
・ Fe₂ O_Three : 49 to 50 mol%, preferably 49.5 to 49.8 mol%
NiO: 7 to 12 mol%, preferably 7.5 to 10.0 mol%
CuO: 7.5 to 12.5 mol%, preferably 8.5 to 10.5 mol%
ZnO: 28.5 to 33 mol%, preferably 30.7 to 32.7 mol%
The ratio between the S component content and the Cl component content (S / Cl) is important for promoting crystal grain growth during firing, controlling the microstructure, and improving the magnetic permeability. It is necessary to set so that it may be in the range of 0.15 to 5.0.
[0017]
The magnetic properties of magnetic ferrite materials are very strong in composition dependence.₂ O_Three In a region where the composition of NiO, CuO and ZnO is out of the above range, the magnetic permeability and quality factor Q are low and insufficient. Specifically, for example, Fe₂ O_Three If the amount is too small, the magnetic permeability is small, and the magnetic permeability increases as it approaches the stoichiometric composition, and decreases rapidly from the vicinity of the stoichiometric composition. Further, the magnetic permeability increases as the amount of NiO decreases or the amount of ZnO increases. However, if the amount of ZnO is too large, the Curie temperature becomes 100 ° C. or lower, and the temperature characteristics required for electronic parts cannot be satisfied. On the other hand, if the amount of CuO is too small, low-temperature firing (930 ° C. or less) becomes difficult. On the other hand, if the amount is too large, the specific resistance of ferrite decreases and the quality factor Q deteriorates. For this reason, in order to obtain a high magnetic permeability, it is necessary to manage the composition within the above range.
[0018]
The magnetic ferrite material of the present invention has a ratio (S / Cl) in the range of 0.15 to 5.0 as described above, and the content of S component is in the range of 10 to 100 ppm. The content of is preferably in the range of 10 to 100 ppm. When the content of the S component and the content of the Cl component are out of the above ranges, the crystal grain growth during firing is not sufficiently promoted, and the magnetic ferrite material has insufficient permeability.
[0019]
In the magnetic ferrite material of the present invention, the ratio of the S component content to the Cl component content (S / Cl) in the calcined powder is in the range of 0.03 to 1.5, preferably 0.05 to 1.0. It is preferable to be within. As described in the Journal of the Powder Metallurgy Association (powder and powder metallurgy 1998, Vol. 45, No. 7, P630-635), the Cl component is involved in the reaction of NiCuZn ferrite from a low temperature and plays a role in promoting the reaction. Plays. However, if a raw material with a large amount of Cl component is selected, impurities such as Mn, Cr, Co, Al, Si and the like increase, which inhibits the sintering of ferrite, and the ferrite material is used to co-fire with the Ag internal electrode. In this case, there is an adverse effect of promoting the diffusion of Ag into the ferrite material.
[0020]
The magnetic ferrite material of the present invention sets the ratio (S / Cl) of the content of the S component to the content of the Cl component (S / Cl) within the range of 0.03 to 1.5 in the calcined powder, and the content of the S component. The amount is preferably in the range of 10 to 300 ppm, and the Cl component content is preferably in the range of 50 to 600 ppm. When the content of the S component and the content of the Cl component are out of the above ranges, the crystal grain growth during firing is not sufficiently promoted, and the magnetic ferrite material has insufficient permeability.
[0021]
Incidentally, the S component in the magnetic ferrite material and the pre-fired powder of the present invention is obtained by pulverizing the sample, firing and oxidizing, and converting the converted SO₂ Can be analyzed with an infrared detector. The Cl component can be measured with an ion chromatograph by ultrasonically dispersing the crushed sample in water, centrifuging and filtering. Furthermore, Fe₂ O_Three , NiO, CuO and ZnO composition can be analyzed by fluorescent X-ray analysis by the glass beet method.
Multilayer chip ferrite parts
The multilayer chip ferrite component of the present invention is formed by laminating a magnetic ferrite layer and an internal electrode in multiple layers, and the magnetic ferrite layer is composed of the magnetic ferrite material of the present invention.
[0022]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a multilayer chip inductor which is an embodiment of the multilayer chip ferrite component of the present invention, and FIG. 2 is a plan partial sectional view. 1 and 2, a multilayer chip inductor 1 has a multilayer chip body 4 in which magnetic ferrite layers 2 and internal electrodes 3 are alternately laminated and integrated.

External electrodes

5 and 5 electrically connected to the internal electrode 3 are provided.
[0023]
The magnetic ferrite layer 2 constituting the multilayer chip inductor 1 is composed of the magnetic ferrite material of the present invention described above. That is, the magnetic ferrite layer paste obtained by kneading the calcined powder for obtaining the magnetic ferrite material of the present invention together with a binder such as ethyl cellulose and a solvent such as terpineol or butyl carbitol is printed alternately with the internal electrode paste. After being laminated, it can be formed by firing.
[0024]
There are no restrictions on the binder and solvent content in the magnetic ferrite layer paste. For example, the binder content should be set in the range of 1 to 5% by weight and the solvent content in the range of 10 to 50% by weight. Can do. Further, in the paste, various glasses, oxides, dispersants, plasticizers, dielectrics, insulators, and the like can be contained in the range of 10% by weight or less as necessary.
[0025]
The magnetic ferrite layer 2 can also be formed using a magnetic ferrite layer sheet. That is, a slurry obtained by kneading a calcined powder for obtaining the magnetic ferrite material of the present invention in a ball mill together with a binder mainly composed of polyvinyl butyral and a solvent such as toluene and xylene is formed on a polyester film or the like. The magnetic ferrite layer sheet is obtained by applying and drying by a doctor blade method or the like. The magnetic ferrite layer sheet is alternately laminated with the internal electrode paste, and then fired. In addition, there is no restriction | limiting in content of the binder in the sheet | seat for magnetic ferrite layers, For example, it can set in the range of about 1 to 5 weight%. In the magnetic ferrite layer sheet, various glasses, oxides, dispersants, plasticizers, dielectrics, insulators, and the like can be contained in the range of 10% by weight or less as necessary.
[0026]
The internal electrode 3 constituting the multilayer chip inductor 1 is formed using a conductive material mainly composed of Ag having a low resistivity in order to obtain a practical quality factor Q as an inductor. Each layer of the internal electrode 3 has an oval shape, and each layer of the adjacent internal electrode 3 is spirally connected as shown in FIG. 2, so that the internal electrode 3 is a closed magnetic circuit coil (winding). Line electrode), and

external electrodes

5 and 5 are connected to both ends thereof.
[0027]
The outer shape and dimensions of the chip body 4 of the multilayer chip inductor 1 are not particularly limited and can be appropriately set according to the application. Usually, the outer shape is a substantially rectangular parallelepiped shape, and the dimensions are 1.0 to 4.5 mm × It can be set to about 0.5 to 3.2 mm × 0.6 to 1.9 mm. The inter-electrode thickness and base thickness of the magnetic ferrite layer 2 are not particularly limited, and the inter-electrode thickness (interval between the internal electrodes 3 and 3) can be set to 10 to 100 μm, and the base thickness can be set to about 250 to 500 μm. . Furthermore, the thickness of the internal electrode 3 can usually be set in the range of 5 to 30 μm, the pitch of the winding pattern can be about 10 to 100 μm, and the number of turns can be about 1.5 to 20.5 turns.
[0028]
The temperature during firing after alternately laminating and laminating the magnetic ferrite layer paste or sheet and the internal electrode paste is 800 to 930 ° C, preferably 850 to 900 ° C. If the firing temperature is less than 800 ° C., the firing is insufficient. On the other hand, if the firing temperature exceeds 930 ° C., the internal electrode material may diffuse into the ferrite material and the electromagnetic characteristics may be significantly reduced. The firing time can be set in the range of 0.05 to 5 hours, preferably 0.1 to 3 hours.
[0029]
The S component in the magnetic ferrite layer 2 is separated from the magnetic ferrite layer, pulverized, fired and oxidized, and converted SO₂ Can be analyzed with an infrared detector. The Cl component can be measured with an ion chromatograph by ultrasonically dispersing the crushed sample in water, centrifuging and filtering. Furthermore, the magnetic ferrite layer Fe₂ O_Three , NiO, CuO and ZnO composition can be analyzed by fluorescent X-ray analysis by the glass beet method.
Composite laminated parts
The composite multilayer component of the present invention has a chip ferrite portion in which a ferrite magnetic layer composed of the magnetic ferrite material of the present invention and an internal electrode are laminated.
[0030]
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing an example of an LC composite component which is an embodiment of the composite laminated component of the present invention. In FIG. 3, the LC composite component 11 is obtained by integrating a chip capacitor unit 12 and a chip ferrite unit 13, and

external electrodes

15 and 15 are provided at end portions thereof.
[0031]
The chip capacitor unit 12 has a multilayer structure in which ceramic dielectric layers 21 and internal electrodes 22 are alternately stacked and integrated.
[0032]
There is no restriction | limiting in particular as the ceramic dielectric layer 21, A various dielectric material can be used and a titanium oxide type dielectric material with a low baking temperature is preferable. In addition, titanic acid-based composite oxides, zirconic acid-based composite oxides, or a mixture thereof can also be used. Furthermore, various glasses such as borosilicate glass may be contained in order to lower the firing temperature.
[0033]
The internal electrode 22 is formed using a conductive material mainly composed of Ag having a low resistivity, and each layer of the internal electrode 22 is alternately connected to another external electrode.
[0034]
The chip ferrite portion 13 is a multilayer chip inductor, and is a multilayer structure chip body in which ferrite magnetic layers 32 and internal electrodes 33 are alternately laminated and integrated. The ferrite magnetic layer 32 is composed of the magnetic ferrite material of the present invention. That is, a paste for a magnetic magnetic layer obtained by kneading a calcined powder for obtaining the magnetic ferrite material of the present invention together with a binder such as ethyl cellulose and a solvent such as terpineol or butyl carbitol, alternately with the internal electrode paste. After printing and laminating, it can be formed by firing. Alternatively, the calcined powder for obtaining the magnetic ferrite material of the present invention is kneaded in a ball mill together with a binder mainly composed of polyvinyl butyral and a solvent such as toluene and xylene, and this slurry is made into a polyester film or the like. A ferrite magnetic layer sheet obtained by applying and drying on the substrate by a doctor blade method or the like may be alternately laminated with the internal electrode paste and then fired.
[0035]
The internal electrode 33 is spirally connected to form a closed magnetic circuit coil (winding pattern), and both ends thereof are connected to the

external electrodes

15 and 15. The internal electrode 33 is formed using a conductive material mainly composed of Ag having a low resistivity.
[0036]
The inter-electrode thickness and base thickness of the ferrite magnetic layer 32 of the chip ferrite portion 13 are not particularly limited, and the inter-electrode thickness (interval between the internal electrodes 33 and 33) is set to 10 to 100 μm, and the base thickness is set to about 100 to 500 μm. be able to. Furthermore, the thickness of the internal electrode 33 can be normally set in the range of 5 to 30 μm, the pitch of the winding pattern can be about 10 to 400 μm, and the number of turns can be about 1.5 to 50.5 turns.
[0037]
The outer shape and dimensions of the LC composite component 11 of the present invention are not particularly limited, and can be appropriately set according to the application. Usually, the outer shape is substantially a rectangular parallelepiped shape, and the dimensions are 1.6 to 10.0 mm × 0.00 mm. It can be about 8 to 15.0 mm × 1.0 to 5.0 mm.
[0038]
The S component in the ferrite magnetic layer 32 is separated from the ferrite magnetic layer, pulverized, fired and oxidized, and converted SO₂ Can be analyzed with an infrared detector. The Cl component can be measured with an ion chromatograph by ultrasonically dispersing the crushed sample in water, centrifuging and filtering. Furthermore, the ferrite magnetic layer Fe₂ O_Three , NiO, CuO and ZnO composition can be analyzed by fluorescent X-ray analysis by the glass beet method.
core
The magnetic core of the present invention is composed of the magnetic ferrite material of the present invention. In order to produce the magnetic core of the present invention, first, the raw materials for the magnetic ferrite material of the present invention are mixed so that the final composition of the magnetic ferrite material has the above-mentioned quantitative ratio. Next, this is made into granules having a diameter of about 80 to 200 μm with a spray dryer or the like. Then, a small amount (for example, 0.1 to 1% by weight) of a suitable binder, for example, polyvinyl alcohol is added to this and molded.
[0039]
Subsequently, this molded article is gradually heated to a predetermined temperature within a range of 400 to 500 ° C., for example, at a temperature rising rate of about 60 ° C./hour, as an initial firing for debinding under atmospheric pressure. Next, it is gradually heated to a desired firing temperature within the range of 850 to 1100 ° C. at a temperature rising rate of 50 to 300 ° C./hour, and held at that temperature for a certain period of time, preferably 1 hour or more.
[0040]
In the subsequent cooling step, cooling is performed to room temperature at a cooling rate of 100 to 500 ° C./hour. By the above baking method, an extremely high performance magnetic core with high density and high magnetic permeability can be obtained.
[0041]
Incidentally, the S component in the magnetic core of the present invention is obtained by pulverizing the sample, firing and oxidizing, and converting the converted SO₂ Can be analyzed with an infrared detector. The Cl component can be measured with an ion chromatograph by ultrasonically dispersing the crushed sample in water, centrifuging and filtering. Furthermore, magnetic core Fe₂ O_Three , NiO, CuO and ZnO composition can be analyzed by fluorescent X-ray analysis by the glass beet method.
[0042]
【Example】
Next, the present invention will be described in more detail with specific examples.
[Preparation of pre-fired powder]
Fe₂ O_Three , NiO, CuO and ZnO were blended, pre-fired and pulverized under the following production conditions to prepare 21 pre-fired powders (Examples 1-9, Comparative Examples 1-12).
[0043]
Manufacturing conditions
-Pot for blending and grinding: 4 inch, stainless ball mill pot
・ Mixing and grinding media: 1/8 inch steel ball 800g
・ Mixing time: 10 hours
・ Crushing time: 60 hours
-Temporary firing conditions: 700 ° C, 4 hours
About the obtained 21 types of pre-fired powders (Examples 1 to 9, Comparative Examples 1 to 12), the sample was pulverized and then fired and oxidized to convert SO.₂ Is analyzed with an infrared detector to measure the amount of S component, and the pulverized sample is ultrasonically dispersed in water, centrifuged, filtered, and the amount of Cl component is measured with an ion chromatograph. S / Cl) was calculated and shown in Table 1 below.
[Production of magnetic ferrite material]
Next, 10% by weight of a 6% aqueous solution of polyvinyl alcohol was added to each calcined powder (Examples 1 to 9, Comparative Examples 1 to 12), and toroidal (outer diameter 11.1 cm, inner diameter 5.1 cm, thickness 2.4 cm). ) And fired at 900 ° C. for 2 hours to obtain magnetic ferrite materials (Examples 1 to 9, Comparative Examples 1 to 12). With respect to the obtained 21 types of magnetic ferrite materials, the S component amount and the Cl component amount were measured in the same manner as the above calcined powder, and the ratio (S / Cl) was calculated and shown in Table 1 below. Moreover, about 21 types of magnetic ferrite materials (Examples 1-9, Comparative Examples 1-12), it is Fe by fluorescent X-ray analysis by the glass beet method₂ O_Three The composition of NiO, CuO and ZnO was analyzed, and the results are shown in Table 1 below.
[0044]
Furthermore, the sintered density and magnetic permeability μ of the obtained magnetic ferrite materials (Examples 1 to 9, Comparative Examples 1 to 12) were measured by the following methods, and the results are shown in Table 1 below.
[0045]
Measuring method of permeability μ
A copper wire (wire diameter 0.35 mm) is wound around a toroidal magnetic ferrite material for 20 turns, and the inductance is measured using an LCR meter (manufactured by Hewlett-Packard) at a measurement frequency of 100 KHz and a measurement current of 0.5 mA. The magnetic permeability μ is calculated using the following formula.
[0046]
Permeability μ = (le × L) / (μ₀ × Ae × N² )
le: Magnetic path length L: Sample inductance
μ₀ : Permeability of vacuum = 4π × 10^-7(H / m)
Ae: Sample cross-sectional area N: Number of turns of coil
[Production of multilayer chip ferrite parts]
In addition, 2.5 parts by weight of ethyl cellulose and 40 parts by weight of terpineol are added to 100 parts by weight of each calcined powder (Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 to 12), and they are kneaded with three rolls and magnetic ferrite A layer paste was prepared. On the other hand, 2.5 parts by weight of ethyl cellulose and 40 parts by weight of terpineol were added to 100 parts by weight of Ag having an average particle size of 0.8 μm, and kneaded by three rolls to prepare an internal electrode paste. Such magnetic ferrite layer paste and internal electrode paste are alternately printed and laminated, and then fired at 900 ° C. for 2 hours to obtain a multilayer chip inductor as shown in FIGS. 1 and 2 (Examples 1 to 2). 9, Comparative Examples 1 to 12) were obtained. The dimensions of these 4532 type multilayer chip inductors were 4.5 mm × 3.2 mm × 1.2 mm, and the number of turns was 9.5 turns. Next, an external electrode was baked at about 600 ° C. at the end of the multilayer chip inductor (Examples 1 to 9, Comparative Examples 1 to 12), and an LCR meter (at a measurement frequency of 100 KHz and a measurement current of 0.2 mA). The inductance L was measured using Hewlett-Packard Co., Ltd., and the results are shown in Table 1 below.
[0047]
Also, using the pre-fired powder (Example 5, Comparative Example 2), a magnetic ferrite layer paste was prepared in the same manner as described above, and using this paste and the above internal electrode paste, 2012 type Multilayer chip beads (Example A, Comparative Example A) were obtained. Firing was performed at 900 ° C. for 2 hours, and the number of turns was 3.5 turns. Next, an external electrode is formed by baking at about 600 ° C. on the end of the above-mentioned multilayer chip beads (Example A, Comparative Example A), and a measurement frequency of 100 KHz using an impedance analyzer (manufactured by Hewlett Packer Co., Ltd.). The frequency characteristics of impedance Z, reactance X, and resistance R were measured using an LCR meter at a measurement current of 0.2 mA, and the results are shown in FIG.
[0048]
[Table 1]

As shown in Table 1, Fe₂ O_Three , NiO, CuO and ZnO are defined within a predetermined range, and the ratio of the S component content to the Cl component content is defined within a predetermined range (Examples 1 to 9) of the present invention The magnetic permeability exceeded 1000. Moreover, it was confirmed that the multilayer chip inductors (Examples 1 to 9) including the magnetic ferrite layer made of the magnetic ferrite material of the present invention have a very high inductance L of 90 or more. Furthermore, as shown in FIG. 4, the multilayer chip bead (Example A) including the magnetic ferrite layer composed of the magnetic ferrite material (Example 5) of the present invention has a small reflection component (reactance) and absorption. Since the component (resistance) is large and the intersection of the two is on the low frequency side, it was confirmed that it has higher absorption characteristics than the multilayer chip beads (Comparative Example A).
[0049]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, by regulating the ferrite composition and the ratio of the S component content and the Cl component content within a predetermined range, crystal grain growth during firing is promoted, and magnetic ferrite The laminated chip inductor having a magnetic ferrite layer made of such a magnetic ferrite material has a very high inductance L, and has a high permeability, and the conventional magnetic ferrite material. In the case of a design with an equivalent acquired inductance L compared to the above, the number of turns is reduced, and the size and the height can be reduced, and the multilayer chip bead including the magnetic ferrite layer made of the magnetic ferrite material of the present invention is Because the reflection component (reactance) is small, the absorption component (resistance) is large, and the intersection of both shifts to the low frequency side Compared to conventional ones, it has high absorption characteristics, and furthermore, the composite laminated part having a chip ferrite part in which a ferrite magnetic layer composed of the magnetic ferrite material of the present invention and an internal electrode are laminated has a higher density, High performance can be achieved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a multilayer chip inductor which is an embodiment of a multilayer chip ferrite component of the present invention.
FIG. 2 is a plan partial sectional view of the multilayer chip inductor shown in FIG.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing an example of an LC composite component that is an embodiment of the composite multilayer component according to the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing frequency characteristics of impedance Z, reactance X, and resistance R of laminated chip beads (Example A, Comparative Example A).
[Explanation of symbols]
1 ... Multilayer chip inductor
2. Magnetic ferrite layer
3. Internal electrode
4 ... Chip body
5, 5 ... External electrode
11 ... LC composite parts
12 ... Chip capacitor part
13 ... Chip ferrite part
15, 15 ... external electrode
21 ... Ceramic dielectric layer
22 ... Internal electrode
32 ... Ferrite magnetic layer
33 ... Internal electrode

Claims

A magnetic ferrite material mainly composed of Fe ₂ O ₃ , NiO, CuO and ZnO formed by calcining and calcining a raw material obtained by calcining raw materials,
The composition of Fe ₂ O ₃ , NiO, CuO and ZnO is as follows: Fe ₂ O ₃ : 49-50 mol%, NiO: 7-12 mol%, CuO: 7.5-12.5 mol%, ZnO: 28.5 in the range of -33 mol%, and, Ri range near the ratio in content and Cl component of the S component (S / Cl) is 0.15 to 5.0, the content of the S component magnetic ferrite material is in the range of 10-100 ppm, the content of Cl component, wherein near Rukoto the range of 10-100 ppm.

The Fe ₂ O ₃ in the calcined powder, NiO, the composition of CuO and ZnO, Fe ₂ O _3: 49~50 mol%, NiO: 7 to 12 mol%, CuO: 7.5 to 12.5 mol%, ZnO: from 28.5 to 33 in the range of mole%, and the ratio in content and Cl component of the S component (S / Cl) is Ri range near the 0.03 to 1.5, magnetic ferrite material according to claim 1, wherein the content of the S component is in the range of 10 to 300 ppm, the content of Cl component, wherein near Rukoto range of 50～600Ppm.

In the multilayer chip ferrite component composed of multiple layers of magnetic ferrite layers and internal electrodes,
A laminated chip ferrite component, wherein the magnetic ferrite layer is made of the magnetic ferrite material according to claim 1 .

In a composite laminated part having a chip ferrite part constituted by laminating a ferrite magnetic layer and an internal electrode,
3. The composite multilayer component according to claim 1, wherein the ferrite magnetic layer is made of the magnetic ferrite material according to claim 1 .

A magnetic core comprising the magnetic ferrite material according to claim 1 .