JP6086011B2

JP6086011B2 - 積層型コイル部品の製造方法

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Publication number: JP6086011B2
Application number: JP2013069761A
Authority: JP
Inventors: 智之安久; 啓一猿渡
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2013-03-28
Filing date: 2013-03-28
Publication date: 2017-03-01
Anticipated expiration: 2033-03-28
Also published as: JP2014189485A

Description

本発明は、フェライト仮焼粉末およびフェライト仮焼粉末を用いて作製した積層型コイル部品、ならびに、フェライト仮焼粉末の製造方法および積層型コイル部品の製造方法に関する。

図２に示すとおり、積層型コイル部品１０は、磁性体部１１と、磁性体部１１の内部に設けられるコイル状の内部導体部１２と、を有する。磁性体部１１の外形は略直方体である。磁性体部１１の長手方向の両端には、外部電極１３がそれぞれ設けられる。この外部電極１３は、磁性体部１１の長手方向の両端に引き出された内部導体部１２と電気的に接続される。積層型コイル部品１０をたとえば１ＭＨｚ〜１ＧＨｚの周波数領域のノイズを吸収するのに使用する場合は、積層型コイル部品１０はこの周波数領域で大きなインピーダンスを得ることのできるものであることが望ましい。

一般に、積層型コイル部品１０は、フェライトなどの磁性材料を含む磁性体部１１と導電性材料を含む内部導体部１２とにより構成され、磁性体部１１と内部導体部１２とで線膨張係数が異なる。そのため、積層型コイル部品１０の製造工程の一つである焼成後の冷却工程において、内部導体部１２の周辺にある磁性体部１１に応力歪みが発生することがある。また、積層型コイル部品１０を回路基板へ実装する際のリフロー処理などで、積層型コイル部品１０が加熱または冷却されたり、外部応力が付与されたりして、前述した応力歪みがさらに大きくなることもある。これにより、積層型コイル部品１０から得られるインピーダンスが低下してしまう。インピーダンスが低下するという問題を解決するためには、積層型コイル部品１０の磁性体部１１にもたらされる応力歪みを軽減することが有効である。

この応力歪みを軽減する手段が、たとえば特許文献１（特開２００５−３８９０４号公報）に開示されている。特許文献１には、複数のセラミック層と複数の内部電極とを積み重ねたセラミック積層体を備え、複数のセラミック層は空孔を含み、セラミック積層体の最外層に配置されているセラミック層の空孔率が残りのセラミック層の空孔率より小さい構造をした積層型コイル部品が記載されている。ここで、セラミック層の空孔率が小さいとは、単位体積あたりの磁性材料の割合が多く、磁性体部の密度が大きいことを意味し、セラミック層の空孔率が大きいとは、単位体積あたりの磁性材料の割合が少なく、磁性体部の密度が小さいことを意味する。

したがって、先行文献１に記載された積層型コイル部品は、内部導体部の周辺にある磁性体部の密度は小さく、内部導体部から離れた外側の磁性体部の密度が大きい構造をしている。内部導体部の周辺にある磁性体部の密度が小さければ、磁性体部に発生する内部応力を吸収することができ、応力歪みを軽減できる。そのため、積層型コイル部品から得られるインピーダンスが低下しにくい。

特開２００５−３８９０４号公報

しかし、先行文献１に記載された積層型コイル部品では、内部導体部の周辺にある磁性体部において空孔が多いため、単位体積あたりの磁性体材料の割合が小さい。そのため、磁性体部の密度が小さくなり、磁性体部における透磁率が低くなる。すなわち、先行文献１に記載された積層型コイル部品は、応力歪みによるインピーダンスの低下は起きにくいが、元々のインピーダンスが小さくなってしまうという問題がある。

本発明の目的は、応力歪みを軽減するとともに、大きなインピーダンスを得ることのできる積層型コイル部品およびその製造方法を提供することである。

また、本発明の別の局面における目的は、積層型コイル部品の磁性体部の材料に関するものであり、焼成後の密度が小さいにもかかわらず、高い透磁率を得ることのできるフェライト仮焼粉末およびその製造方法を提供することである。

本発明の第１の局面に係るフェライト仮焼粉末は、少なくとも元素としてのＦｅ、ＮｉおよびＺｎを含み、Ｎｉは、スピネル構造の一部を構成するＮｉＯとして存在するものと、スピネル構造に変化していないＮｉＯとして存在するものとを有し、フェライト仮焼粉末１重量部においてスピネル構造に変化していないＮｉＯの量をＮＳとし、フェライト仮焼粉末１重量部におけるＮｉＯの合計量をＷｎとしたとき、ＮＳ／Ｗｎで表されるスピネル構造に変化していないＮｉＯの比率Ｒｎｓが０．４９以上であることを特徴とする。

本発明の第２の局面に係る積層型コイル部品は、磁性材料を含む磁性体部と、磁性体部の内部に設けられるコイル状の内部導体部と、を備えたものであって、磁性体部は、本発明の第１の局面に係るフェライト仮焼粉末が焼成されることにより形成されたものである。

本発明の第３の局面に係るフェライト仮焼粉末の製造方法は、本発明の第１の局面に係るフェライト仮焼粉末を製造するための方法であって、少なくともＦｅ₂Ｏ₃、ＮｉＯおよびＺｎＯを含む粉末状の混合物を作製する混合物作製工程と、混合物を１００℃／分以上１０００℃／分以下の昇温速度で仮焼する仮焼工程と、を備える。

本発明の第４の局面に係る積層型コイル部品の製造方法は、本発明の第３の局面により作製されたフェライト仮焼粉末に対し、樹脂を混合することにより磁性体スラリーを作製するスラリー作製工程と、磁性体スラリーをシート状に成形することによりグリーンシートを成形するシート成形工程と、グリーンシート上にコイルパターンを形成するコイルパターン形成工程と、コイルパターンの形成されたグリーンシートを複数積層することにより積層体を形成する積層体形成工程と、積層体を焼成する焼成工程と、を備える。

本発明の第１の局面では、フェライト仮焼粉末において、スピネル構造に変化していないＮｉＯの比率Ｒｎｓを０．４９以上とした。このフェライト仮焼粉末を用いることにより、後述する実施例によって明らかにされるように、密度が小さく、透磁率の高い磁性部品を得ることができる。

本発明の第２の局面では、第１の局面によるフェライト仮焼粉末を材料として、積層型コイル部品の磁性体部を構成した。これによれば、応力歪みを軽減するとともに、大きなインピーダンスを有する積層型コイル部品を得ることができる。

本発明の第３の局面では、フェライト仮焼粉末を作製する際の昇温速度を１００℃／分以上１０００℃／分以下にすることとした。この製造方法により作製したフェライト仮焼粉末を用いることにより、後述する実施例によって明らかにされるように、密度が小さく、透磁率の高い磁性部品を得ることができる。

本発明の第４の局面では、第３の局面により作製されたフェライト仮焼粉末により、積層型コイル部品の磁性体部を作製することとした。これによれば、応力歪みを軽減するとともに、大きなインピーダンスを有する積層型コイル部品を得ることができる。

図１（Ａ）は比較例に係るフェライト仮焼粉末のＸ線回折パターンであり、図１（Ｂ）は本発明に係るフェライト仮焼粉末のＸ線回折パターンである。積層型コイル部品１０の一般的な構造を示す斜視図である。非スピネル型ＮｉＯの比率Ｒｎｓの求め方を示した説明図である。フェライト仮焼粉末の焼結過程および収縮率を説明するための概念図である。

前述したように、図２に示した積層型コイル部品１０は、磁性材料を含む磁性体部１１と、磁性体部１１の内部に設けられるコイル状の内部導体部１２と、を有する。磁性体部１１の外形は略直方体である。磁性体部１１の長手方向の両端には、外部電極１３がそれぞれ設けられる。この外部電極１３は、磁性体部１１の長手方向の両端に引き出された内部導体部１２と電気的に接続される。

積層型コイル部品１０として大きなインピーダンスを得るためには、磁性体部１１の透磁率を高めることが有効であり、また、磁性体部１１の密度を小さくして、応力歪みを軽減することが有効である。したがって、所望の大きな値のインピーダンスを得るためには、磁性体部１１をどのような性状とするかが重要となってくる。

一般に、磁性体部１１はフェライト仮焼粉末を焼成することにより形成される。フェライト仮焼粉末は、Ｆｅ₂Ｏ₃、ＮｉＯ、ＺｎＯを含む粉末状の混合物を仮焼することにより作製される。そして、仮焼の際に、フェライト仮焼粉末中のＮｉＯの大部分がスピネル構造（本実施形態においては、結晶構造の組成式が（Ｎｉ、Ｚｎ）Ｏ・Ｆｅ₂Ｏ₃であるもの）に変化する。

今回、発明者らは、仮焼の際に、混合物のうちのＮｉＯの全てをスピネル構造に変化させるのではなく、意図的に、ある程度の割合でスピネル構造に変化していないＮｉＯが残存するようにフェライト仮焼粉末を作製した。そして、このフェライト仮焼粉末を用いることにより、焼成後の密度が小さく、かつ高い透磁率を得ることのできる磁性部品（フェライトビーズ）を作製した。また、このフェライト仮焼粉末を用いることにより、応力歪みを軽減するとともに、かつ大きなインピーダンスを得ることのできる積層型コイル部品１０を作製した。

本実施形態に係るフェライト仮焼粉末は、少なくとも元素としてのＦｅ、ＮｉおよびＺｎを含み、Ｎｉは、スピネル構造の一部を構成するＮｉＯとして存在するものと、スピネル構造に変化していないＮｉＯとして存在するものとを有し、かつ、スピネル構造に変化していないＮｉＯの比率Ｒｎｓ（数式１参照）が０．４９以上であることを特徴とする。これにより、前述したような磁性部品および積層型コイル部品１０を確実に作製することができる。

Ｒｎｓ＝ＮＳ／Ｗｎ・・・（数式１）
Ｓ：フェライト仮焼粉末１重量部においてスピネル構造の一部を構成するＮｉＯの量（ＮｉＯ換算量）
ＮＳ：フェライト仮焼粉末１重量部においてスピネル構造に変化していないＮｉＯの量
Ｗｎ：フェライト仮焼粉末１重量部におけるＮｉＯの合計量（Ｓ＋ＮＳ）
以下、実施例１において、フェライト仮焼粉末およびその製造方法を説明するとともに、数式１におけるＲｎｓの導出過程を示す。また、実施例２において、積層型コイル部品１０およびその製造方法を説明する。

（フェライト仮焼粉末およびその製造方法）
フェライト仮焼粉末は、少なくともＦｅ、ＮｉおよびＺｎを含む。なお、ここでいうＦｅ、ＮｉおよびＺｎは、元素としてのＦｅ、ＮｉおよびＺｎを表し、Ｆｅ化合物やＮｉ化合物やＺｎ化合物を含む場合がある。

実施例１では、はじめに、Ｆｅ₂Ｏ₃、ＣｕＯ、ＮｉＯ、ＺｎＯのそれぞれの粉末を準備し、Ｆｅ₂Ｏ₃：４８．０ｍｏｌ％（６５．０５重量％）、ＣｕＯ：８．２５ｍｏｌ％（５．５７重量％）、ＮｉＯ：１４．７５ｍｏｌ％（９．３５重量％）、ＺｎＯ：２９．０ｍｏｌ％（２０．０３重量％）という割合となるように調合した。なお、括弧内の数値は割合を重量％で示した場合の値である。調合によりできた粉末を主成分１００重量部とし、これに対し、ＳｎＯ₂が０．６０重量部、１２重量％ＳｉＯ₂−６０重量％ＺｎＯ−２８重量％Ｂ₂Ｏ₃の組成からなるガラス粉末が０．３０重量部、となるようにそれぞれ添加し、粉末状の混合物を作製した。

この混合物を純水およびＰＳＺ（部分安定化ジルコニア）ボールとともにボールミルに入れ、４８時間かけて混合粉砕した。混合粉砕によりできた粉砕物からＰＳＺボールおよび水分を除去した後、表１に示した昇温速度の条件で、７００℃となるまで加熱した。そして、約１０分にわたり同じ温度を保持し、仮焼を終了した。これにより、材料番号１〜６に示すフェライト仮焼粉末を作製した。表１において、材料番号３〜６が本発明に係るフェライト仮焼粉末であり、材料番号１、２がその比較例である。

そして、材料番号１〜６に示すフェライト仮焼粉に対して、Ｘ線回折装置（リガク社製Ｍｉｎｉｆｌｅｘ２ＣｏＫα線仕様）、およびＸ線検出器（リガク社製Ｄ／ｔｅＸＵｌｔｒａ）を用いてＸ線回析を行なった。そのＸ線回折に基づく分析結果を表２に示す。

ここで、表２に示した分析結果を説明する前に、発明者らが行なった、フェライト仮焼粉末のＸ線回折について説明する。図１（Ａ）は材料番号１に係るフェライト仮焼粉末のＸ線回折パターンであり、図１（Ｂ）は材料番号５に係るフェライト仮焼粉末のＸ線回折パターンである。

これらの図において、２θ＝４１．２°付近の強度は、フェライト仮焼粉末のスピネル相（３１１：ミラー指数を示す。以下同じ）による回折ピークである。２θ＝４１．２°付近の回折ピークの強度が他の回折ピークより大きいということは、仮焼前のそれぞれの粉末の大部分が、仮焼されることによりスピネル構造に変化していることを示す。

また、２θ＝５０．７°付近の強度は、フェライト仮焼粉末のＮｉＯ相（２００）の回折ピークである。図１（Ａ）および図１（Ｂ）を比較した場合、図１（Ａ）では、２θ＝５０．７°付近の回折ピークが見られないのに対し、図１（Ｂ）では、２θ＝５０．７°付近の回折ピークが有る。

材料番号１に係るフェライト仮焼粉末では仮焼前の状態のＮｉＯが存在せず、仮焼前のＮｉＯの全てが、スピネル構造の一部を構成するＮｉＯ（以下、「スピネル型ＮｉＯ」と呼ぶ）として存在している。それに対し、材料番号５に係るフェライト仮焼粉末では、スピネル構造に変化していないＮｉＯ(以下、「非スピネル型ＮｉＯ」と呼ぶ)が存在している。

フェライト仮焼粉末において非スピネル型ＮｉＯの量（数式１におけるＮＳ）を求めるため、まず、ＮｉＯ相にあたる回折ピークの強度比Ｒｐ（以下、ＮｉＯ相強度比Ｒｐと呼ぶ）を数式２で示すように定義した。

Ｒｐ＝Ｐｎ／（Ｐｓ＋Ｐｎ＋Ｐｆ＋Ｐｚ）・・・（数式２）
Ｐｎ：ＮｉＯ相（２００）にあたる２θ＝５０．７°付近の回折ピークの強度（ＮｉＯ相強度）
Ｐｓ：スピネル相（３１１）にあたる２θ＝４１．２°付近の回折ピークの強度（スピネル相強度）
Ｐｆ：Ｆｅ₂Ｏ₃相（１０４）にあたる２θ＝３８．５°付近の回折ピークの強度（Ｆｅ₂Ｏ₃相強度）
Ｐｚ：ＺｎＯ相（１０１）にあたる２θ＝４２．１°付近の回折ピークの強度（ＺｎＯ相強度）
表２に戻って、フェライト仮焼粉末のＸ線回折の分析結果を説明する。表２には、材料番号１〜６のＸ線回折パターンから読み取ったＦｅ₂Ｏ₃相強度Ｐｆ、スピネル相強度Ｐｆ、ＺｎＯ相強度Ｐｚ、ＮｉＯ相強度Ｐｎが示されている。また、数式２に基づいて算出されたＮｉＯ相強度比Ｒｐが示されている。

ＮｉＯ相強度比Ｒｐは、セラミック仮焼粉末中における非スピネル型ＮｉＯの割合を示す。ＮｉＯ相強度比Ｒｐが大きいほど非スピネル型ＮｉＯの量ＮＳが多い。単位当たり量で考えれば、ＮｉＯ相強度比Ｒｐの値は、セラミック仮焼粉末１重量部における非スピネル型ＮｉＯの量ＮＳの値に等しいので、ＮｉＯ相強度比Ｒｐを非スピネル型ＮｉＯの量ＮＳに置き換えることができる。すなわち、Ｒｐ＝ＮＳという関係が成り立つ。

一方で、フェライト仮焼粉末に対して波長分散型蛍光Ｘ線分析法（ＷＤ−ＸＲＦ）により組成分析を行うことにより、フェライト仮焼粉末１重量部におけるＮｉＯの合計量Ｗｎ（重量部）を求めた。波長分散型蛍光Ｘ線分析法によれば、スピネル型ＮｉＯの量Ｓと、非スピネル型ＮｉＯの量ＮＳと、を合わせたＮｉＯの合計量Ｗｎを求めることができる。すなわち、Ｗｎ＝Ｓ＋ＮＳという関係がある。

図３は、数式１で示した非スピネル型ＮｉＯの比率Ｒｎｓの求め方を示した説明図である。非スピネル型ＮｉＯの比率Ｒｎｓとは、ＮｉＯの合計量に対するスピネル構造に変化していないＮｉＯの量の比率である。図３に示すように、Ｘ線回折によりＮｉＯ相強度比Ｒｐが求められ、波長分散型蛍光Ｘ線分析法によりＮｉＯの合計量Ｗｎが求められる。そして、ＮｉＯ相強度比Ｒｐを非スピネル型ＮｉＯの量ＮＳに置き換えた上で、非スピネル型ＮｉＯの量ＮＳをＮｉＯの合計量Ｗｎ（＝Ｓ＋ＮＳ）で除することにより、仮焼後における非スピネル型ＮｉＯの比率Ｒｎｓが求められる。これにより求めた結果を表３に示す。

表３に示した非スピネル型ＮｉＯの量ＮＳは、材料番号１〜６のそれぞれのＮｉＯ相強度比Ｒｐの値をそのまま置き換えたものである。これらの非スピネル型ＮｉＯの量ＮＳを、ＮｉＯの合計量Ｗｎで除算することにより、非スピネル型ＮｉＯの比率Ｒｎｓを算出した。なお、ＮｉＯの合計量Ｗｎの値は、調合組成である仮焼前の混合物のＮｉＯ量（重量部）の値とほぼ一致するので、ＮｉＯの合計量Ｗｎを、仮焼前の混合物のＮｉＯ量とみなすことができる。実施例１では、仮焼前の混合物のＮｉＯ量が９．３５重量％であるので、ＮｉＯの合計量Ｗｎ＝０．０９３５として計算した。

表３において、非スピネル型ＮｉＯの比率Ｒｎｓは、たとえば、材料番号２ではＲｎｓ＝０．１５であり、材料番号３ではＲｎｓ＝０．４９である。これらのＲｎｓの値の違いが、完成品である磁性部品の密度、および透磁率に影響を与える。

次に、フェライト仮焼粉末を用いて作製される磁性部品、および磁性部品の製造過程について説明する。

前述した製造方法により得られたフェライト仮焼粉末を、純水、およびＰＳＺボールとともにボールミルに入れ、フェライト仮焼粉末の比表面積（ＳＳＡ）が７．５ｍ²／ｇになるまで粉砕した。次に、粉砕後の粉末に対して有機バインダ（アクリル系バインダ）などを加えて混合した後、ドクターブレード法により厚さ２５μｍのグリーンシートを作製した。このグリーンシートを所定枚数積み重ね、温度６０℃、圧力１００ＭＰａの条件で圧着した後、金型で打ち抜いてリング状の成形体とした。そして、リング状の成形体を温度４００℃にて脱脂した後、昇温速度５℃／分で８６０℃まで昇温し、さらに同じ温度で２時間保持して、焼成処理を終了した。これにより、リング状の磁性部品（フェライトビーズ）を作製した。磁性部品の寸法は、厚み０．５ｍｍ、外径２０ｍｍ、内径１２ｍｍである。また、これとは別に、焼成温度をたとえば８６５℃、８７０℃、８７５℃、・・・、９２０℃というように５℃ごとに異ならせて焼成した磁性部品をそれぞれ作製した。

それぞれの磁性部品に対してアルキメデス法を用いて密度を測定した。その中から、密度が４．９ｇ／ｃｍ³、または、４．６／ｃｍ³である磁性部品を選定した。なお、密度４．９ｇ／ｃｍ³、または、４．６／ｃｍ³という値は、製造ロット内の度数分布における平均的な値である。一般的な磁性部品の密度は５．０ｇ／ｃｍ³以上であるのに対し、今回の磁性部品の密度は、それよりも小さい。

次に、選定した磁性部品について、周波数１ＭＨｚにおける初透磁率μｉを測定した。この測定には、アジレント・テクノロジー社製の磁性体測定治具（型番１６４５４Ａ−Ｓ）およびインピーダンスアナライザ（型番Ｅ４９９１Ａ）を用いた。測定結果を表４に示す。表４において、材料番号３〜６が本発明に係るフェライト仮焼粉末を用いた磁性部品であり、材料番号１、２がその比較例である。

表４に示すとおり、磁性部品の密度が４．９ｇ／ｃｍ³である場合、材料番号１、２の初透磁率μｉが２１０であるのに対し、材料番号３〜６の初透磁率μｉは２４０〜２８５であった。すなわち、本発明に係るフェライト仮焼粉末を用いた磁性部品は、比較例に比べて１５〜３６％高い初透磁率μｉを得ることができた。また、磁性部品の密度が４．６ｇ／ｃｍ³である場合、材料番号１、２の初透磁率μｉが１５０であるのに対し、材料番号３〜６の初透磁率μｉは１９０〜２３０であった。すなわち、本発明に係るフェライト仮焼粉末を用いた磁性部品は、比較例に比べて２７〜５３％高い初透磁率μｉを得ることができた。

図４を参照しながら、実施例１において、焼成後の密度が小さく、初透磁率μｉの高い磁性部品を作製できる理由について説明する。その理由は、仮焼前の混合物中に調合されたＮｉＯのうちの一部が、仮焼後のフェライト仮焼粉末においてもスピネル構造に変化していない状態で残存しているからである。フェライト仮焼粉末の中に非スピネル型ＮｉＯが残存していると、フェライト仮焼粉末を焼結させて磁性部品とするときに、付与される熱量のうちの一部が、スピネル構造への変化のために使われる。そのため、図４に示すように、フェライト仮焼粉末の焼結の進行を比較例よりも遅らすことができ、その分、焼結する際の収縮を抑制できる。その結果、磁性部品の密度を小さくできる。加えて、焼結の進行が遅れると、図４に示すように、フェライト仮焼粉末の焼成温度を比較例よりも高く設定できる。焼成温度を高く設定することにより、フェライト仮焼粉末の焼結過程において粒成長が促進され、磁性部品の初透磁率μｉを高くできる。なお、焼成温度を高くすることにより焼結する際の収縮は進行するが、適度な時間に焼成処理を終了することにより、比較例とほぼ同じ小さな密度の磁性部品を得ることができる。

このように、フェライト仮焼粉末に、ある程度の割合でスピネル構造に変化していないＮｉＯを残存させることにより、焼成後の磁性部品の密度を小さくするとともに、初透磁率μｉを高くできることができる。本発明に係る実施例１で示すように、非スピネル型ＮｉＯの比率Ｒｎｓが０．４９以上であるフェライト仮焼粉末を用いることにより、所望の性状を有する磁性部品を得ることができる。

また、フェライト仮焼粉末における非スピネル型ＮｉＯの比率Ｒｎｓは、好ましくは０．４９以上０．９８以下であり、さらに好ましくは０．４９以上０．８０以下である。非スピネル型ＮｉＯの比率Ｒｎｓが大きすぎると、磁性部品を作製するための焼成時間が長くなるからである。なお、非スピネル型ＮｉＯの比率Ｒｎｓは、数式１および数式２により求めることができる。

また、フェライト仮焼粉末を作製する際の昇温速度を１００℃／分以上１０００℃／分以下にすることで、仮焼後の非スピネル型ＮｉＯの比率Ｒｎｓを適切な値とすることができる。この昇温速度により作製されたフェライト仮焼粉末を用いて磁性部品を作製すると、磁性部品の密度を小さくするとともに、初透磁率μｉを高くできる。

さらに好ましくは、フェライト仮焼粉末を作製する際の昇温速度を、１００℃／分以上５００℃／分以下とすることである。昇温速度が速すぎると、非スピネル型ＮｉＯとして残存している比率も大きくなりすぎ、磁性部品を作製するための焼成時間が長くなるからである。

（積層型コイル部品およびその製造方法）
実施例２は、実施例１に示した材料番号５のフェライト仮焼粉末を用いて積層型コイル部品１０を作製した例を示す。また、比較例として材料番号１のフェライト仮焼粉末を用いて積層型コイル部品１０を作製した例も示す。

まず、材料番号１および材料番号５に示したフェライト仮焼粉末に対し、有機バインダなどを混合することにより磁性体スラリーを作製した。次に磁性体スラリーをシート状に成形することによりグリーンシートを成形した。そして、それぞれのグリーンシートの所定の位置にレーザ加工機を使用してビアホールを形成した。一方で、銀粉末、ワニスおよび有機溶剤を混合することにより導電ペーストを作製した。この導電ペーストをグリーンシートの表面にスクリーン印刷機で印刷するとともに、ビアホールを充填した。これにより、グリーンシート上に所定形状のコイルパターンを形成した。

コイルパターンの形成されたグリーンシートを複数積層し、さらに積層方向の両側から、コイルパターンの形成されていないグリーンシートをそれぞれ積層し、シート積層体を作製した。その後、シート積層体を温度６０℃、圧力１００ＭＰａの条件で圧着して積層体ブロックを作製し、これを所定サイズに切断することにより、積層体部品を作製した。

積層体部品を、大気中で４００℃に加熱して脱脂した後、大気中で昇温速度５℃／分の条件で、表５に示した焼成温度までそれぞれ昇温した。そして、さらに同じ温度で２時間保持して、焼成処理を終了した。これにより、磁性体部１１に内部導体部１２を含んだ積層体部品を作製した。

一方で、銀粉末、ガラスフリット、ワニスおよび有機溶剤を含有した外部電極用導電ペーストを作製した。この外部電極用導電ペーストを、積層体部品の両端に塗布して乾燥させた後、７５０℃で焼き付けて、外部電極１３を形成した。これにより、図２に示すような積層型コイル部品１０を得た。積層コイル部品１０の外径寸法は、長さＬ：１．０ｍｍ、幅Ｗ：０．５ｍｍ、厚みＴ：０．５ｍｍであり、内部導体部１２のコイルのターン数は１０．５ターンであった。

ここで、材料番号５のフェライト仮焼粉末を温度８８５℃にて焼成し、磁性体部１１の密度が４．６ｇ／ｃｍ³である積層型コイル部品１０を部品番号Ｓ１とし、材料番号５のフェライト仮焼粉末を温度８９５℃にて焼成し、磁性体部１１の密度が４．９ｇ／ｃｍ³である積層型コイル部品１０を部品番号Ｓ２とした。また比較例として、材料番号１のフェライト仮焼粉末を温度８８０℃にて焼成し、磁性体部１１の密度が４．６ｇ／ｃｍ³である積層型コイル部品１０を部品番号Ｍ１とし、材料番号１のフェライト仮焼粉末を温度９１０℃で焼成し、磁性体部１１の密度が４．９ｇ／ｃｍ³である積層型コイル部品１０を部品番号Ｍ２とした。

部品番号Ｓ１，Ｓ２，Ｍ１，Ｍ２をそれぞれ５０個作製し、それぞれの部品番号について、周波数１００ＭＨｚにおけるインピーダンスＺを測定した。この測定には、アジレント・テクノロジー社製のインピーダンスアナライザ（型番Ｅ４９９１Ａ）を用いた。表５に、それぞれの部品番号に対して得られたインピーダンスＺの平均値を示す。なお、表５には、実施例１で示した磁性部品の密度および初透磁率μｉを、磁性体部１１単体の密度および初透磁率μｉとみなして記した。

部品番号Ｓ１、Ｓ２は、磁性体部１１の密度が小さく、初透磁率μｉも高いので、大きなインピーダンスを得ることができた。これに対し、部品番号Ｍ２では、初透磁率μｉは高いのに、得られるインピーダンスＺが低下した。その要因としては、磁性体部１１の密度が大きく、磁性体部１１の内部に応力歪みが発生したためと考えられる。また、部品番号Ｍ１では、磁性体部１１の密度は小さいが、同じ密度の部品番号Ｓ１に比べると、初透磁率μｉが小さいので、得られるインピーダンスＺが小さくなった。

このように、実施例１で示したフェライト仮焼粉末を用いることにより、焼成後の密度が小さく、かつ高い透磁率を得ることのできる磁性体部１１を備えた積層型コイル部品１０を作製できる。これにより、応力歪みを軽減するとともに、かつ大きなインピーダンスを得ることのできる積層型コイル部品１０を得ることができる。

なお、実施例２では、材料番号５を用いて作製した積層型コイル部品１０しか例示していないが、材料番号３、４、６を用いて作製した積層型コイル部品においてもインピーダンスＺが約１１００Ωとなることを確認している。

前述したそれぞれの実施例は、特許請求の範囲に記載された発明を限定するものでなく、技術的思想の同一性が認められる範囲で種々の変形が可能である。たとえば、積層型コイル部品は、インダクタを含む単体部品に限られず、インダクタの他にコンデンサや抵抗を含む複合部品であってもよい。また、積層型コイル部品は、内部導体部の周辺にある磁性体部の密度が小さく、内部導体部から離れた外側の磁性体部の密度が大きい構造であってもよい。

１０：積層型コイル部品
１１：磁性体部
１２：内部導体部
１３：外部電極

Claims

磁性材料を含む磁性体部と、前記磁性体部の内部に設けられるコイル状の内部導体部と、を備える積層型コイル部品の製造方法であって、
少なくともＦｅ _２Ｏ _３、ＮｉＯおよびＺｎＯを含む粉末状の混合物を作製する混合物作製工程と、
前記混合物を１００℃／分以上１０００℃／分以下の昇温速度で仮焼することによりフェライト仮焼粉末を作製する仮焼工程と、
前記フェライト仮焼粉末に対し、有機バインダを混合することにより磁性体スラリーを作製するスラリー作製工程と、
前記磁性体スラリーをシート状に成形することによりグリーンシートを成形するシート成形工程と、
前記グリーンシート上にコイルパターンを形成するコイルパターン形成工程と、
前記コイルパターンの形成された前記グリーンシートを複数積層することにより積層体を形成する積層体形成工程と、
前記積層体を焼成することにより前記磁性体部を形成する焼成工程と、を備え、
前記フェライト仮焼粉末は、少なくとも元素としてのＦｅ、ＮｉおよびＺｎを含み、
Ｎｉは、スピネル構造の一部を構成するＮｉＯとして存在するものと、スピネル構造に変化していないＮｉＯとして存在するものとを有し、
前記フェライト仮焼粉末１重量部においてスピネル構造に変化していないＮｉＯの量をＮＳとし、フェライト仮焼粉末１重量部におけるＮｉＯの合計量をＷｎとしたとき、ＮＳ／Ｗｎで表されるスピネル構造に変化していないＮｉＯの比率Ｒｎｓが０．４９以上であることを特徴とする、積層型コイル部品の製造方法。