JP5717044B2 - セラミック電子部品 - Google Patents

Description

本発明はセラミック電子部品に関し、より詳しくは、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライト材料を使用した積層インダクタや複合積層部品等のセラミック電子部品に関する。

従来より、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライト磁器を使用したセラミック電子部品は広く知られており、この種のフェライト材料の開発も盛んに行なわれている。

これらのセラミック電子部品うち、積層型セラミック電子部品は、磁性体部と導電部とが交互に積層された構造となっている。

そして、導電部を形成する導電性材料としては、良好な導電性を有し比較的安価なＡｇを主成分とした材料（以下、「Ａｇ系材料」という。）を使用するのが望ましく、また、生産性を考慮すると磁性体部と導体部とが同時焼成できるのが望ましい。

しかしながら、Ａｇは融点が９６２℃と低く、導電部と磁性体部とを同時焼成するためには、９００℃以下の低温で焼成できるフェライト材料が望まれる。

一方、フェライト材料を低温焼成させるためには、ＣｕＯの含有量を増量させることにより可能となるが、ＣｕＯの含有量が多くなると磁気特性の低下を招くおそれがある。

そこで、例えば特許文献１では、モル％で、Ｆｅ_２Ｏ_３が４０．０〜５１．０％、ＣｕＯが１．０〜１０．０％、ＮｉＯが３８．０〜４８．０％、およびＺｎＯが１．０〜１０．０％からなる磁性粉末にＢ_２Ｏ_３−Ｂｉ_２Ｏ_３−ＺｎＯ系ガラスを１〜２５ｗｔ％含有させた低温焼成用高周波軟磁性材料が提案されている。

この特許文献１では、所定量のＢ_２Ｏ_３−Ｂｉ_２Ｏ_３−ＺｎＯ系ガラスを磁性粉末に含有させることにより、８６０〜９００℃の低温での焼成が可能となり、これによりＡｇとの同時焼成を可能としている。

特許２９２３２６８号公報

しかしながら、特許文献１では、上述したようにＢ_２Ｏ_３−Ｂｉ_２Ｏ_３−ＺｎＯ系ガラスを磁性粉末中に含有させているため、焼成処理中にこれらのガラス成分が異常粒成長を引き起こして透磁率の低下等を招き、このため所望の磁気特性を得ることができなくなるおそれがある。

本発明はこのような事情に鑑みなされたものであって、Ａｇ系材料との同時焼成が可能な９００℃以下の低温で焼成してもフェライト磁器は異常粒成長が生じることなく、これにより焼結性や絶縁性が良好なセラミック電子部品を提供することを目的とする。

上述したようにＮｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライト材料を低温焼成させるためにはＣｕＯを増量させることにより可能となるが、ＣｕＯを増量させると磁気特性の低下を招くおそれがあることから、ＣｕＯの含有量は極力抑制するのが好ましい。

そこで、本発明者らは、Ｎｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライト材料を使用して鋭意研究を行ったところ、フェライト材料の主成分であるＦｅ_２Ｏ_３の一部を１．５〜７．５mol％の範囲でＭｎ_２Ｏ_３と置換し、かつ酸素濃度が０．１体積％以下の低酸素雰囲気で焼成することにより、ＣｕＯの含有量を１．７５〜７．０mol％に低減させても、Ａｇとの同時焼成が可能な９００℃以下の低温で焼成させることができ、これにより焼結性及び絶縁性の良好なフェライト磁器を得ることができるという知見を得た。

本発明はこのような知見に基づきなされたものであって、本発明に係るセラミック電子部品は、フェライト磁器で形成された磁性体部と、Ａｇを主成分とする導電部とを有し、前記フェライト磁器は、Ｆｅ_２Ｏ_３、Ｍｎ_２Ｏ_３、ＺｎＯ、ＣｕＯ、及びＮｉＯが、Ｆｅ_２Ｏ_３：４０〜５０ｍｏｌ％、Ｍｎ_２Ｏ_３：１．５〜７．５mol％、ＺｎＯ：０〜３５ｍｏｌ％、ＣｕＯ：１．７５〜７．０ｍｏｌ％、ＮｉＯ：残部の範囲でそれぞれ含有されると共に、前記Ｍｎ_２Ｏ_３は、前記Ｆｅ_２Ｏ_３の一部を置換する形態で含有され、前記磁性体部と前記導電部とは、酸素濃度が０．１体積％以下の焼成雰囲気で同時焼成されてなり、焼結密度が５．０ｇ／ｃｍ ^３ 以上であり、かつ比抵抗が１．０×１０ ^７ Ω・ｃｍ以上であることを特徴としている。

また、本発明のセラミック電子部品は、前記Ｍｎ_２Ｏ_３は、２〜５mol％の範囲で前記Ｆｅ_２Ｏ_３の一部と置換されていることを特徴としている。

また、本発明のセラミック電子部品は、複数の前記磁性体部と複数の前記導電部とが交互に積層されていることを特徴としている。

また、本発明のセラミック電子部品は、コイル部品であることを特徴としている。

本発明のセラミック電子部品によれば、フェライト磁器で形成された磁性体部と、Ａｇを主成分とする導電部とを有し、前記フェライト磁器は、Ｆｅ_２Ｏ_３、Ｍｎ_２Ｏ_３、ＺｎＯ、ＣｕＯ、及びＮｉＯが、Ｆｅ_２Ｏ_３：４０〜５０ｍｏｌ％、Ｍｎ_２Ｏ_３：１．５〜７．５mol％（好ましくは、２〜５ｍｏｌ％）、ＺｎＯ：０〜３５ｍｏｌ％、ＣｕＯ：１．７５〜７．０ｍｏｌ％、ＮｉＯ：残部の範囲でそれぞれ含有されると共に、前記Ｍｎ_２Ｏ_３は、前記Ｆｅ_２Ｏ_３の一部を置換する形態で含有され、前記磁性体部と前記導電部とは、酸素濃度が０．１体積％以下の焼成雰囲気で同時焼成されてなり、焼結密度が５．０ｇ／ｃｍ ^３ 以上であり、かつ比抵抗が１．０×１０ ^７ Ω・ｃｍ以上であるので、フェライト材料中にガラス成分を含んでいなくても良好な焼結性を得ることができ、９００℃以下の低温で焼成しても良好な絶縁性を確保することができる。しかも、フェライト材料中にガラス成分を含んでいないので、焼成処理中に異常粒成長が生じることもない。

したがって、Ａｇ系材料とフェライト材料とを同時焼成しても、所望の焼結性を有し、かつ比抵抗ρを向上させることができる。具体的には、焼結密度が５．０ｇ／ｃｍ^３以上の良好な焼結性を確保でき、かつ比抵抗ρがlogρで７．０以上（好ましくは、８．０以上）の良好な絶縁性を得ることができる。

また、複数の前記磁性体部と複数の前記導電部とが交互に積層されているので、絶縁性が良好でインピーダンス特性等の電気特性が良好なコイル部品等の積層型の各種セラミック電子部品を得ることができる。

本発明に係るセラミック電子部品としての積層コイル部品の一実施の形態を示す断面図である。 上記積層コイル部品の製造方法を説明するための分解斜視図である。 大気雰囲気中で焼成した場合のＣｕ含有量と焼結密度との関係を示す図である。 酸素濃度０．１体積％の雰囲気中で焼成した場合のＣｕ含有量と焼結密度との関係を示す図である。 Ｍｎ_２Ｏ_３置換量と焼結密度との関係を示す図である。 Ｍｎ_２Ｏ_３置換量と比抵抗logρとの関係を示す図である。 Ｍｎ_２Ｏ_３置換量を１．５mol％とした場合のＣｕ含有量と焼結密度との関係を示す図である。 Ｍｎ_２Ｏ_３が無添加の場合のインピーダンス特性の一例を示す図である。 Ｍｎ_２Ｏ_３置換量が３．０mol％の場合のインピーダンス特性の一例を示す図である。

次に、本発明の実施の形態を詳説する。

本発明の一実施の形態としてのフェライト磁器は、Ｆｅ_２Ｏ_３、ＺｎＯ、ＣｕＯ、及びＮｉＯを含有したＮｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライト材料で形成され、かつＦｅ_２Ｏ_３の一部が１．５〜７．５mol％の範囲でＭｎ_２Ｏ_３と置換され、酸素濃度が０．１体積％以下の低酸素雰囲気で焼成されている。

また、本実施の形態では、フェライト磁器中のＣｕＯ含有量が、１．７５〜７mol％となるように配合されている。すなわち、ＣｕＯ含有量が１．７５mol％未満になると、Ｆｅ_２Ｏ_３の一部をＭｎ_２Ｏ_３で置換しても、酸素濃度が０．１体積％以下の低酸素雰囲気では焼成させることができない。一方、ＣｕＯを７．０mol％を超えて含有させても、焼結密度が飽和して略一定値となる。

そこで、本実施の形態では、ＣｕＯ含有量を１．７５〜７mol％としている。

また、酸素濃度が０．１体積％以下の低酸素雰囲気で焼成するようにしたのは以下の理由による。

焼成時の酸素濃度を低くすることで、結晶構造中に酸素欠陥が形成され、結晶中に存在するＦｅ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎの相互拡散が促進され、低温焼結性を高めることができる。

しかしながら、焼成雰囲気の酸素濃度が０．１体積％を超えると、結晶構造中の酸素欠陥の形成が不十分となり、低温での焼成が困難になる。

そこで、本実施の形態では、酸素濃度を０．１体積％以下に雰囲気調整して焼成している。

ただし、酸素濃度が０．００１体積％未満になると、酸素欠陥が必要以上に形成され、その結果フェライト磁器が半導体化し、比抵抗ρの低下を招くおそれがある。したがって酸素濃度は０．００１体積％以上が好ましい。

また、Ｆｅ_２Ｏ_３の一部を１．５〜７．５mol％の範囲でＭｎ_２Ｏ_３と置換したのは以下の理由による。

酸素濃度が０．１体積％以下の低酸素雰囲気で焼成することにより、上述のように焼結性を向上させることができる。しかしながら、フェライト材料の主成分であるＦｅ_２Ｏ_３を酸素濃度の低い還元性雰囲気で焼成すると、Ｆｅ_２Ｏ_３がＦｅ_３Ｏ_４に還元され、その結果、比抵抗ρの低下を招き、インピーダンス等の電気特性に悪影響を及ぼすおそれがある。

そこで、本実施の形態では、Ｆｅ_２Ｏ_３の一部をＭｎ_２Ｏ_３で置換している。すなわち、Ｍｎ_２Ｏ_３−Ｍｎ_３Ｏ_４の平衡酸素分圧とＦｅ_２Ｏ_３−Ｆｅ_３Ｏ_４の平衡酸素分圧との関係から、８００℃以上の温度領域では、Ｍｎ_２Ｏ_３はＦｅ_２Ｏ_３に比べ、より高い酸素分圧で還元性雰囲気となる。したがって、酸素濃度が０．１体積％以下の低酸素雰囲気では、Ｍｎ_２Ｏ_３はＦｅ_２Ｏ_３に比べ強還元性雰囲気となり、このためＭｎ_２Ｏ_３が優先的に還元されて焼結を完了させることが可能となる。つまり、Ｍｎ_２Ｏ_３がＦｅ_２Ｏ_３に比べて優先的に還元されることから、Ｆｅ_２Ｏ_３がＦｅ_３Ｏ_４に還元される前に焼成処理を完了させることが可能となる。

そして、このようにＦｅ_２Ｏ_３の一部をＭｎ_２Ｏ_３で置換させることにより、酸素濃度が０．１体積％以下の低酸素雰囲気で焼成しても、Ｍｎ_２Ｏ_３が優先的に還元されることから、Ｆｅ_２Ｏ_３が還元される前に焼結を完了させることが可能となり、これにより比抵抗ρが低下するのを回避でき、絶縁性を向上させることが可能となる。

しかも、Ｍｎ_２Ｏ_３はスピネル合成を促進するため焼結性の向上にも寄与し、これによりＣｕＯ含有量が少なくとも１．７５mol％以上であれば、９００℃以下の低温で焼成しても緻密なフェライト磁器を得ることができる。すなわち、フェライト材料中にＭｎ_２Ｏ_３を含有させた場合、Ｍｎ_２Ｏ_３は焼成過程で低温でスピネルを合成するためフェライト磁器は緻密化する。そして、これによりＣｕＯは少なくとも１．７５mol％以上含有していれば、９００℃以下の低温で焼成しても所望の焼結密度を得ることができ、緻密なフェライト磁器を得ることが可能となる。

ただし、Ｍｎ_２Ｏ_３置換量が、１．５mol％未満になると、Ｍｎ_２Ｏ_３の含有量が過少となるため、所望の比抵抗ρを得ることができず、絶縁性を十分に向上させることができない。

一方、Ｍｎ_２Ｏ_３置換量が、７．５mol％を超えると、フェライト磁器中のＦｅ_２Ｏ_３の含有量が過少となるため、却って比抵抗ρが小さくなり、絶縁性低下を招くおそれがある。

そこで、本実施の形態では、Ｆｅ_２Ｏ_３の一部を１．５〜７．５mol％、好ましくは２〜３mol％の範囲でＭｎ_２Ｏ_３と置換している。

尚、フェライト磁器中のＦｅ_２Ｏ_３、ＺｎＯ、及びＮｉＯの各含有量は、特に限定されるものではないが、所望特性を得る観点から、通常は、Ｆｅ_２Ｏ_３：４０〜５０mol％、ＺｎＯ：０〜３５mol％、ＮｉＯ：ＣｕＯ及びＭｎ_２Ｏ_３を除いた残部となるように配合される。

このように本実施の形態では、ＣｕＯが１．７５〜７．０mol％の範囲で含有されると共に、Ｆｅ_２Ｏ_３の一部が、１．５〜７．５mol％の範囲でＭｎ_２Ｏ_３と置換され、かつ、酸素濃度が０．１体積％以下の雰囲気で焼結されてなるので、９００℃以下の低温での焼成が可能となって焼結性が向上し、比抵抗ρもlogρで７．０以上（好ましくは、８．０以上）の良好な絶縁性を有するフェライト磁器を得ることができる。しかも、フェライト磁器中にガラス成分が含まれていないので、特許文献１のように焼成処理中に異常粒成長が生じることもない。

次に、上記フェライト磁器を使用したセラミック電子部品について詳述する。

図１は、本発明に係るセラミック電子部品としての積層コイル部品の一実施の形態を示す断面図である。

この積層コイル部品は、フェライト素体１が、磁性体部２と、該磁性体部２に埋設されたＡｇ系材料からなるコイル導体（導電部）３とを有している。また、コイル導体３の両端には引出電極４ａ、４ｂが形成されると共に、フェライト素体１の両端にはＡｇ等からなる外部電極５ａ、５ｂが形成され、該外部電極５ａ、５ｂと引出電極４ａ、４ｂとが電気的に接続されている。

この積層コイル部品は以下のようにして製造することができる。

まず、セラミック素原料として、Ｆｅ_２Ｏ_３、Ｍｎ_２Ｏ_３、ＺｎＯ、ＮｉＯ、及びＣｕＯを用意し、これらセラミック素原料を所定量秤量する。

次いで、これらの秤量物を純水及びＰＳＺ（部分安定化ジルコニア）ボール等の玉石と共にポットミルに入れ、湿式で十分に混合粉砕し、蒸発乾燥させた後、８００〜９００℃の温度で所定時間仮焼する。

次いで、これらの仮焼物に、ポリビニルブチラール系等の有機バインダ、エタノール、トルエン等の有機溶剤、及びＰＳＺボールと共に、再びポットミルに投入し、十分に混合粉砕し、セラミックスラリーを作製する。

次に、ドクターブレード法等を使用して前記セラミックスラリーをシート状に成形加工し、図２に示すように、所定膜厚の磁性体セラミックグリーンシート（以下、単に「磁性体シート」という。）６ａ〜６ｈを作製する。

次いで、これらの磁性体シート６ｂ〜６ｇが互いに電気的に接続可能となるようにレーザ加工機を使用して磁性体シート６ｂ〜６ｇの所定箇所にビアホールを形成する。

次に、Ａｇ系材料を主成分としたコイル導体用導電性ペーストを用意する。そして、該導電性ペーストを使用してスクリーン印刷し、磁性体シート６ｂ〜６ｇ上にコイルパターン８ａ〜８ｆを形成し、かつ、ビアホールを前記導電性ペーストで充填しビアホール導体７ａ〜７ｅを作製する。尚、磁性体シート６ｂ及び磁性体シート６ｇに形成された各コイルパターン８ａ、８ｆには、外部電極と電気的接続が可能となるように引出部８ａ′、８ｆ′が形成されている。

次いで、コイルパターン８ａ〜８ｆの形成された磁性体シート６ｂ〜６ｇを積層し、これらをコイルパターンの形成されていない磁性体シート６ａ及び磁性体シート６ｈで挟持して圧着し、これによりコイルパターン８ａ〜８ｆがビアホール導体７ａ〜７ｅを介して接続された圧着ブロックを作製する。その後、この圧着ブロックを所定寸法に切断してセラミック積層体を作製する。

次に、このセラミック積層体を所定温度で十分に脱脂した後、酸素濃度が０．１体積％以下となるようにＮ_２−Ｏ_２の混合ガスで雰囲気調整された焼成炉に供給し、８５０〜９００℃で所定時間焼成し、これにより磁性体部２にコイル導体３が埋設されたフェライト素体１を得る。

次に、フェライト素体１の両端部に、Ａｇ等を主成分とした外部電極用導電ペーストを塗布し、乾燥させた後、７５０℃で焼き付けて外部電極５ａ、５ｂを形成し、これにより積層コイル部品が作製される。

このように本実施の形態では、磁性体部２中にＣｕＯを１．７５〜７mol％含有させると共に、Ｆｅ_２Ｏ_３の一部を所定量のＭｎ_２Ｏ_３で置換させることにより、酸素濃度が０．１体積％以下の低酸素雰囲気下、９００℃以下の低温でＡｇ系材料とフェライト材料とを同時焼成しても、Ｍｎ_２Ｏ_３が優先的に還元されることから、Ｆｅ_２Ｏ_３が還元される前に焼結を完了させることが可能となる。そしてこれにより比抵抗ρが高く絶縁性の良好なコイル部品を得ることができ、その結果、特定周波数域でピークを有する山形形状のインピーダンス特性を得ることができ、電気特性を向上させることが可能となる。

しかも、上述したように比抵抗ρが高く絶縁性が良好であるので、後工程で電解めっきを行なって外部電極５ａ、５ｂの表面にめっき皮膜を形成しても、該めっき皮膜が外部電極５ａ、５ｂからはみ出して形成されるのを抑制でき、めっき皮膜の異常成長を回避することができる。

尚、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。上記実施の形態では、本発明のフェライト磁器を積層コイル部品に使用した場合について説明したが、単板コイル部品や積層ＬＣ部品のような積層複合部品に適用できるのはいうまでもない。

次に、本発明の実施例を具体的に説明する。

〔試料の作製〕
セラミック素原料として、Ｆｅ_２Ｏ_３、ＺｎＯ、ＣｕＯ、及びＮｉＯを用意し、表１のような組成となるように、これらセラミック素原料を秤量した。次いで、これら秤量物を純水及びＰＳＺボールと共にボールミルに入れ、湿式で１６時間混合粉砕し、蒸発乾燥させた後、７５０℃の温度で２時間仮焼した。

これら仮焼物を再びボールミル内で１０時間湿式粉砕し、適量のポリビニルアルコール（有機バインダ）を添加した後、加圧プレスを使用し、外径が２０ｍｍ、内径が１２ｍｍ、厚みが１ｍｍのリング状試料を作製した。

そして、得られた各試料を大気雰囲気中、又は酸素濃度が０．１体積％に調整されたＮ_２−Ｏ_２の混合ガス雰囲気中、９００〜１０００℃の温度で２時間焼成させ、試料番号Ａ〜Ｇのリング状試料を作製した。

〔試料の評価〕
試料番号Ａ〜Ｇの各リング状試料について、アルキメデス法を使用し、焼結密度（ｇ／ｃｍ^３）を求め、焼結性を評価した。

表１は、試料番号Ａ〜Ｇの各試料のフェライト組成、焼成温度、各焼成雰囲気（大気及び酸素濃度０．１体積％）における焼結密度を示している。焼結密度が５．０ｇ／ｃｍ^３以上の試料を焼結性が良好と判断した。

表１から明らかなように、フェライト材料を大気雰囲気で焼成した場合は、Ａｇとの同時焼成が可能な９００℃で５．０ｇ／ｃｍ^３以上の焼結密度を得るためには、７．０mol％を超えるＣｕＯをフェライト組成中に含有させる必要がある。また、ＣｕＯの含有量が低下するに伴い、焼結密度が低下している。

これに対し酸素濃度が０．１体積％の低酸素雰囲気で焼成した場合は、大気雰囲気で焼成した場合に比べ、大きな焼結密度を得ることができ、焼結性が向上することが分かった。

図３及び図４は、ＣｕＯ含有量と焼結密度の関係を示した図であり、図３が大気雰囲気で焼成した場合、図４が酸素濃度０．１体積％で焼成した場合を示している。横軸はＣｕＯの含有量（mol％）、縦軸が焼結密度（ｇ／ｃｍ^３）である。図中、◇印は焼成温度９００℃、□印は焼成温度９５０℃、△印は焼成温度１０００℃をそれぞれ示している。

図３から明らかなように、大気雰囲気で焼成した場合は、ＣｕＯ含有量を減量することにより、焼結密度が低下し、焼結性が劣化することが分かる。そして、ＣｕＯ含有量が７．０mol％を超えないと、５．０ｇ／ｃｍ^３以上の焼結密度を確保できないことが分かった。

これに対し図４から明らかなように、酸素濃度０．１体積％で焼成した場合は、大気雰囲気で焼成した場合に比べ、ＣｕＯ含有量が少なくても焼結密度を大きくできることが分かった。

尚、酸素濃度０．１体積％の低酸素雰囲気下、９００℃で焼成した場合でも１．７５mol％のＣｕＯを含有させることにより、焼結密度は４．８２ｇ／ｃｍ^３となったが、後述するようにＭｎ_２Ｏ_３を含有させることにより、このＭｎ_２Ｏ_３が焼結性を向上させ、これにより焼結密度を５．０ｇ／ｃｍ^３以上とすることが可能となる。

また、ＣｕＯは７．０mol％を超えて含有させても、焼結密度は飽和し略一定になることが分かった。

以上より酸素濃度が０．１体積％の低酸素雰囲気で焼成した場合は、大気雰囲気で焼成した場合に比べ、大きな焼結密度を得ることができることが分かった。

セラミック素原料としてＦｅ_２Ｏ_３、Ｍｎ_２Ｏ_３、ＺｎＯ、ＣｕＯ、及びＮｉＯを用意した。そして、表２に示すように各セラミック素原料を秤量し、〔実施例１〕と同様の方法・手順で外径が２０ｍｍ、内径が１２ｍｍ、厚みが１ｍｍのリング状試料を作製した。また、同様に加圧プレスを使用し、直径１０ｍｍ、厚み１ｍｍの円板状試料を作製した。

そして、得られた各試料を酸素濃度が０．１体積％に調整されたＮ_２−Ｏ_２の混合ガス雰囲気中、９００℃の温度で２時間焼成させ、試料番号１〜２８の各試料を作製した。

試料番号１〜２８の各リング状試料について、アルキメデス法を使用し、焼結密度（ｇ／ｃｍ^３）を求め、焼結密度が５．０ｇ／ｃｍ^３以上を焼結性が「良好」と判断した。

また、試料番号１〜１０の各円板状試料について、両面に銀を塗布し、焼き付けて電極を形成し、直流電圧５０Ｖを印加して絶縁抵抗（ＩＲ）を測定し、この測定値と試料寸法とから比抵抗logρ（Ω・ｃｍ）を求めた。そして、比抵抗logρが７．０以上を絶縁性が「良好」と判断した。

表２は、試料番号１〜２８の各試料のフェライト組成、焼結密度、及び比抵抗logρを示している。

試料番号１〜１４は、試料中のＣｕＯ含有量を１．７５mol％とした試料である。

試料番号１は、焼結密度が４．８２ｇ／ｃｍ^３と低く、比抵抗logρも５．２と低かった。これはＭｎ_２Ｏ_３が無添加であるため、ＣｕＯ含有量を１．７５mol％に抑制した場合は、９００℃の焼成温度では所望の焼結性を得ることができず、このため比抵抗logρも低下したものと思われる。

試料番号２は、試料番号１に比べると焼結密度は向上したが、Ｍｎ_２Ｏ_３置換量が４．９４ｇ／ｃｍ^３と未だ低く、焼結性に劣るため、比抵抗logρも６．２と低かった。

試料番号３は、焼結密度は５．０５ｇ／ｃｍ^３となって焼結性は良好であったが、比抵抗logρは６．９と未だ低かった。これはＭｎ_２Ｏ_３置換量を１mol％に増量したため焼結性は向上したが、未だＭｎ_２Ｏ_３置換量が少ないため、酸素濃度０．１体積％の雰囲気下、９００℃で焼成してもＦｅ_２Ｏ_３がＦｅ_３Ｏ_４に還元され、このため比抵抗logρが低下したものと思われる。

一方、試料番号９〜１４は、焼結密度は５．１９〜５．２１ｇ／ｃｍ^３と良好であったが、比抵抗logρは４．２〜６．５と低く、しかもこの比抵抗logρはＭｎ_２Ｏ_３置換量が増量するに伴い低下することが分かった。これはＭｎ_２Ｏ_３置換量が増量するに伴い、Ｆｅ_２Ｏ_３の含有量が低下するため、比抵抗logρの低下を招いたものと思われる。

これに対し試料番号４〜８は、Ｍｎ_２Ｏ_３置換量は１．５〜７．５mol％と本発明範囲内であり、酸素濃度０．１体積％の雰囲気下、９００℃で焼成しても焼結密度は５．０９〜５．１８ｇ／ｃｍ^３となって焼結性は良好であり、かつ比抵抗logρは７．１〜９．０となって良好な絶縁性を得ることができた。特に、Ｍｎ_２Ｏ_３置換量が２〜５mol％の試料番号５〜７は、比抵抗logρが８．０〜９．０であり高い絶縁性の得られることが分かった。

試料番号１５〜２８は、試料中のＣｕＯ含有量を７．０mol％とした試料である。

試料番号１５〜２８では、ＣｕＯ含有量が７．０mol％と多いため、酸素濃度０．１体積％の雰囲気下、９００℃で焼成しても焼結密度は５．０ｇ／ｃｍ^３以上となり、良好な絶縁性の得られることが分かった。

しかしながら、試料番号１５では、比抵抗logρが４．５と低くなった。これはＭｎ_２Ｏ_３が無添加であるため、酸素濃度０．１体積％の雰囲気下、９００℃で焼成した場合、Ｆｅ_２Ｏ_３がＦｅ_３Ｏ_４に還元されるため、比抵抗logρが低下したものと思われる。

また、試料番号１６、１７は、試料番号１に比べると比抵抗logρは高くなったが、それぞれ５．６、６．６と未だ低かった。これはＭｎ_２Ｏ_３置換量が１．０％以下と未だ少なく、このため比抵抗logρを十分に向上させることができなかったものと思われる。

一方、試料番号２３〜２８は、比抵抗logρは４．１〜６．６と低く、また、試料番号９〜１４と同様の理由から、Ｍｎ_２Ｏ_３置換量が増量するに伴い、比抵抗logρは低下することが分かった。

これに対し試料番号１８〜２２は、Ｍｎ_２Ｏ_３置換量は１．５〜７．５mol％と本発明範囲内であり、酸素濃度０．１体積％の雰囲気下、９００℃で焼成しても絶縁性が良好な上に、比抵抗logρも７．２〜８．８となって良好な絶縁性を得ることができた。特に、Ｍｎ_２Ｏ_３置換量が２〜５mol％の試料番号１９〜２１は、比抵抗logρが８．１〜８．８であり高い絶縁性の得られることが分かった。

図５は試料中のＭｎ_２Ｏ_３置換量と焼結密度との関係を示す図であり、△印はＣｕＯ含有量が１．７５mol％であり、○印はＣｕＯ含有量が７．０mol％である。尚、横軸はＭｎ_２Ｏ_３置換量（mol％）、縦軸が焼結密度（ｇ／ｃｍ^３）を示している。

この図５から明らかなように、ＣｕＯ含有量が１．７５mol％の場合はＭｎ_２Ｏ_３置換量が１mol％以上の領域で焼結密度は５．０ｇ／ｃｍ^３以上となり、一方、ＣｕＯ含有量が７．０mol％の場合はＭｎ_２Ｏ_３置換量に依存することなく５．０ｇ／ｃｍ^３以上の焼結密度を確保できることが分かった。

図６は試料中のＭｎ_２Ｏ_３置換量と比抵抗logρとの関係を示す図であり、△印はＣｕＯ含有量が１．７５mol％であり、○印はＣｕＯ含有量が７．０mol％である。尚、横軸はＭｎ_２Ｏ_３置換量（mol％）、縦軸が比抵抗logρ（Ω・ｃｍ）を示している。

この図６から明らかなように比抵抗logρはＭｎ_２Ｏ_３置換量に対し山形形状を有する。すなわちＭｎ_２Ｏ_３が無添加の場合、比抵抗logρは低いがが、Ｆｅ_２Ｏ_３の一部をＭｎ_２Ｏ_３で置換させ、Ｍｎ_２Ｏ_３置換量を増加させると比抵抗logρは上昇する。そして、Ｍｎ_２Ｏ_３置換量が３mol％になると、Ｍｎ_２Ｏ_３が無添加の場合に比べ３桁以上大きくなった。また、Ｍｎ_２Ｏ_３置換量を更に増量させると、比抵抗logρは徐々に低下し、Ｍｎ_２Ｏ_３置換量が７．５mol％を超えると７．０未満となることが分かった。

セラミック素原料としてＦｅ_２Ｏ_３、Ｍｎ_２Ｏ_３、ＺｎＯ、ＣｕＯ、及びＮｉＯを用意した。そして、フェライト組成の組成比が表３となるように各セラミック素原料を秤量した以外は、〔実施例１〕と同様の方法・手順で試料番号３１〜３７の試料を作製し、焼結密度を測定した。尚、焼成雰囲気は酸素濃度０．１体積％に調整して行った。

表３は各試料の組成、及び焼結密度を示している。

この表３から明らかなように、試料番号３１は、試料中にＣｕＯが含有されていないため、焼結密度が４．６５ｇ／ｃｍ^３と低か_った。

試料番号３２は、試料番号３１に比べると焼結密度は大きくなったが、ＣｕＯ含有量が１．０mol％と少ないため、未だ４．９５ｇ／ｃｍ^３と低かった。

試料番号３３は、ＣｕＯ含有量が１．７５mol％であり、かつＭｎ_２Ｏ_３置換量が１．５mol％であるので、焼結密度は５．０９ｇ／ｃｍ^３と大きくなった。すなわち、酸素濃度０．１体積％の雰囲気下、９００℃で焼成した場合、Ｍｎ_２Ｏ_３が無添加のときは焼結密度が４．８２ｇ／ｃｍ^３となって５．０ｇ／ｃｍ^３以下であるが（表１、試料番号Ｃ参照）、Ｍｎ_２Ｏ_３置換量を１．５mol％とすることにより、焼結密度は５．０９ｇ／ｃｍ^３に上昇し、５．０ｇ／ｃｍ^３以上となった。これは１．５mol％のＭｎ_２Ｏ_３を含有させることにより、Ｍｎ_２Ｏ_３が焼結性を向上させ、これにより焼結体の緻密化が促進され、焼結密度が上昇したものと思われる。

試料番号３４は、ＣｕＯ含有量が２．５mol％であり、かつＭｎ_２Ｏ_３置換量が１．５mol％であるので、試料番号３３と同様の理由から、焼結密度は５．１２ｇ／ｃｍ^３と大きくなった。

試料番号３５、３６は、ＣｕＯ含有量がそれぞれ５．０mol％、７．０mol％であり、かつＭｎ_２Ｏ_３置換量が１．５mol％であるので、焼結密度はＣｕＯ含有量に略比例し、５．２１ｇ／ｃｍ^３、５．２３ｇ／ｃｍ^３と大きくなった。

一方、試料番号３７は、試料中のＣｕＯ含有量を９．０mol％に増量したが、焼結密度は５．２３ｇ／ｃｍ^３となって試料番号３６と同一値となり、緻密性が略飽和状態となることが分かった。

図７は試料中のＣｕＯ含有量と焼結密度との関係を示す図であり、横軸はＣｕＯ含有量（mol％）、縦軸が焼結密度（ｇ／ｃｍ^３）を示している。

この図７から明らかなようにＣｕＯ含有量を増加させるに伴い、焼結密度は大きくなり、ＣｕＯ含有量が１．７５mol％を超えると焼結密度は５．０ｇ／ｃｍ^３を超えるが、ＣｕＯ含有量が７．０mol％を超えると焼結密度は飽和して略一定値になることが分かる。

〔実施例２〕で使用した試料番号１５（Ｆｅ_２Ｏ_３：４９．０mol％、Ｍｎ_２Ｏ_３：０mol％、ＺｎＯ：２５．０mol％、ＣｕＯ：７．０mol％、ＮｉＯ：１９．０mol％）及び試料番号２０（Ｆｅ_２Ｏ_３：４６．０mol％、Ｍｎ_２Ｏ_３：３．０mol％、ＺｎＯ：２５．０mol％、ＣｕＯ：７．０mol％、ＮｉＯ：１９．０mol％）の磁性体シートを用意した。

そして、レーザ加工機を使用し、磁性体シートの所定位置にビアホールを形成した後、Ａｇ粉末、ワニス、及び有機溶剤を含有したＡｇペーストを磁性体シートの表面にスクリーン印刷し、かつ前記Ａｇペーストをビアホールに充填し、これにより所定形状のコイルパターン及びビアホール導体を形成した。

次いで、コイルパターンの形成された磁性体シートを積層した後、これらをコイルパターンの形成されていない磁性体シートで挟持し、６０℃の温度で１００ＭＰａの圧力で圧着し、圧着ブロックを作製した。そして、この圧着ブロックを所定のサイズに切断し、セラミック積層体を作製した。

次に、このセラミック積層体を加熱して十分に脱脂した。そしてその後、Ｎ_２−Ｏ_２の混合ガスにより酸素濃度を０．１体積％に制御した焼成炉にセラミック積層体を投入し、３℃／分の昇温速度で９００℃に昇温し、２時間保持して焼成し、これにより磁性体部にコイル導体が埋設されたフェライト素体を作製した。

次に、Ａｇ粉、ガラスフリット、ワニス、及び有機溶剤を含有した外部電極用導電ペーストを用意し、この外部電極用導電ペーストをフェライト素体の両端に塗布して乾燥した後、７５０℃で焼き付けて外部電極を形成し、これにより試料番号１５′、２０′の試料を作製した。尚、試料番号１５′、２０′の各試料の外径寸法は長さ：１．６ｍｍ、幅：０．８ｍｍ、厚み：０．８ｍｍであり、コイルのターン数は９．５ターンであった。

次に、試料番号１５′、２０′の各試料について、インピーダンスアナライザ（アジレント・テクノロジー社製、ＨＰ４２９１Ａ）を使用し、インピーダンス特性を測定した。

図８は試料番号１５′のインピーダンス特性を示し、図９は試料番号２０′のインピーダンス特性を示している。横軸は周波数（Ｈｚ）、縦軸はインピーダンス（Ω）である。

試料番号１５′は、Ｍｎ_２Ｏ_３を含有しておらず、比抵抗ρが低いため、図８から明らかなように、インピーダンスは最大でも３００Ω程度であり、所望の高インピーダンスを得ることはできなかった。

これに対し試料番号２０′は、Ｍｎ_２Ｏ_３の含有量は３mol％であり、Ｍｎ_２Ｏ_３を本発明範囲内で含んでいるため、比抵抗ρが大きくなり、その結果、インピーダンス特性も顕著な山形形状を有している。そして、最大で約７００Ωの高インピーダンスが得られ、特定周波数域で高いインピーダンスが得られることが分かった。

また、試料番号１５′は、比抵抗logρが４．５と低かったため、電解めっき後の外部電極表面にめっき皮膜の異常成長が認められた。

これに対し試料番号２０′は、比抵抗logρが８．８と高く良好な絶縁性を有しているので、電解めっき後の外部電極表面にめっき皮膜が異常成長することはなかった。

９００℃以下の低温で焼成しても、焼成過程で異常粒成長が生じることもなく焼結性及び絶縁性が良好なフェライト磁器を実現でき、Ａｇ系材料と同時焼成が可能なセラミック電子部品を実現する。

２ 磁性体部
３ コイル導体（導電部）

Claims (4)

1. フェライト磁器で形成された磁性体部と、Ａｇを主成分とする導電部とを有し、
   前記フェライト磁器は、Ｆｅ_２Ｏ_３、Ｍｎ_２Ｏ_３、ＺｎＯ、ＣｕＯ、及びＮｉＯが、Ｆｅ_２Ｏ_３：４０〜５０ｍｏｌ％、Ｍｎ_２Ｏ_３：１．５〜７．５mol％、ＺｎＯ：０〜３５ｍｏｌ％、ＣｕＯ：１．７５〜７．０mol％、ＮｉＯ：残部の範囲でそれぞれ含有されると共に、前記Ｍｎ_２Ｏ_３は、前記Ｆｅ_２Ｏ_３の一部を置換する形態で含有され、
   前記磁性体部と前記導電部とは、酸素素濃度が０．１体積％以下の焼成雰囲気で同時焼成されてなり、
   焼結密度が５．０ｇ／ｃｍ ^３ 以上であり、かつ比抵抗が１．０×１０ ^７ Ω・ｃｍ以上であることを特徴とするセラミック電子部品。
2. 前記Ｍｎ_２Ｏ_３は、２〜５mol％の範囲で前記Ｆｅ_２Ｏ_３の一部と置換されていることを特徴とする請求項１記載のセラミック電子部品。
3. 複数の前記磁性体部と複数の前記導電部とが交互に積層されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のセラミック電子部品。
4. コイル部品であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のセラミック電子部品。

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