JP6967418B2 - 磁性材料、および積層チップ部品 - Google Patents
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xwt%のフェライトとywt%の金属磁性体とが混合されているとともに、添加剤として、前記フェライトと前記金属磁性体との合計質量に対してewt%のガラスとfwt%の炭酸リチウムを含み、
前記フェライトは、amol%のFe2O3と、bmol%のZnOと、cmol%のCuOと、dmol%のNiOを含むNi系フェライトであり、
前記金属磁性体はFeSiCr合金であり、
a+b+c+d=100、
40≦a≦45、
0<b≦30、
0<c≦15、
0.2≦e≦0.3、
0.02≦f≦0.03
x+y=100、
40≦x≦60、
であることを特徴とする磁性材料としている。
前記磁性層は、磁性材料からなる焼結体であり、
前記導電体は銀であり、
前記磁性材料は、xwt%のフェライトとywt%の金属磁性体とが混合されているとともに、添加剤として、前記フェライトと前記金属磁性体との合計質量に対してewt%のガラスとfwt%の炭酸リチウムを含み、
前記フェライトは、amol%のFe2O3と、bmol%のZnOと、cmol%のCuOと、dmol%のNiOを含むNi系フェライトであるであり、
前記金属磁性体はFeSiCr合金であり、
a+b+c+d=100、
40≦a≦45、
0<b≦30、
0<c≦15、
0.2≦e≦0.3、
0.02≦f≦0.03
x+y=100、
40≦x≦60、
であることを特徴とする積層チップ部品としている。
電子回路に実装されるインダクタには、小型化に適した積層インダクタが用いられることが多い。積層インダクタは、磁性材料からなる磁性層と電極パターンが形成された電極層とが層状に積層された構造を有する。積層インダクタの作製手順としては、まず、厚膜技術を用いて磁性層となるペースト状の磁性材料をシート状に成形し、そのシート上に電極層となる電極パターンを形成する。次に、電極パターンが形成されたシート状の磁性材料を順次積層して得た積層体を焼成する。そして、外部の電子回路に接続される外部電極を形成するために、焼成によって得られた焼結体の表面に塗布した導電性ペーストを焼き付ける。
本発明の実施例に係る磁性材料の特性を評価するために、フェライトと金属磁性体の割合、フェライトの組成、添加剤の添加量が異なる各種磁性材料を作製するとともに、その磁性材料を焼成してなる焼結体をサンプルとした。そして、各サンプルの磁気特性を測定した。
本発明の実施例に係る磁性材料の主な特徴は、フェライトに金属磁性体が混合されていることで、フェライトにおける直流重畳特性が改善されている点にある。そこで、まず、金属磁性体を含まない磁性材料を用いて作製したサンプルと、フェライトに金属磁性体を混合した磁性材料を用いたサンプルとを作製し、直流重畳特性を改善することができる磁性材料の作製条件を確認した。ここでは、図1に示した手順において、フェライトの原料を秤量して混合する工程(s1)で、Fe、Zn、Ni、およびCuの割合(mol%)をサンプルに応じて変えるとともに、金属磁性体の混合工程(s4)では、フェライトが60wt%、金属磁性体が40wt%となるように調整した。また、金属磁性体の混合工程(s4)を省略して磁性体としてフェライトのみを含んだサンプルも作製した。なお、添加剤の添加工程(s5)では、この工程(s5)の前までの工程で得たフェライトの原料からなる粉体材料、あるいはフェライトの原料と金属磁性体からなる粉体材料の質量を100wt%として、各種添加剤をサンプルに応じた質量比(wt%)で添加した。なお、ここでは、ガラスを0.2wt%、LiCO3を0.02wt%添加した。
表1に示したサンプル1〜8において、Feの割合が46mol%のフェライトと金属磁性体とを60wt%と40wt%の質量比で混合した磁性材料では、直流重畳特性に改善が見られなかった。そこで、フェライト中のFeを45mol%以下としつつ、フェライトの組成やフェライトと金属磁性体との混合割合が異なる各種磁性材料を用いたサンプルを作製し、各サンプルの磁気特性を測定した。そして、サンプルの作製条件と磁気特性との関係を調べた。
本発明の実施例に係る磁性材料は、フェライトの直流重畳特性を金属磁性体で補強するとともに、金属磁性体の渦電流損失をフェライトによって抑制するものである。さらに、成形が難しい金属磁性体に成形が容易なフェライトを混合したものである。そこで、金属磁性体のみからなる磁性材料と、本発明の実施例に係る磁性材料の成形容易性や焼結性について検討した。
金属磁性体は高い飽和磁束密度Bmを有するものの、抵抗が低く、渦電流損失を低減させることが難しかった。そのため、従来の磁性材料では、金属磁性体に絶縁体であるガラスを混合したり、金属磁性体の粉体表面に酸化皮膜を形成したりしていた。しかし、ガラスや酸化皮膜は、非磁性体である。そのため従来の磁性材料を用いたインダクタでは、インダクタンスLの特性を向上させることが難しかった。
本発明の実施例に係る磁性材料は、積層インダクタの磁性層に適用するのに好ましい特性を有するものであるが、当然のことながら、磁性体を用いた様々な電子部品や部材に適用することができる。
s4 金属磁性体混合工程、s5 添加剤添加工程、s6 造粒工程、s7 成形工程、s8 焼成工程
Claims (2)
- 焼結用の磁性材料であって、
xwt%のフェライトとywt%の金属磁性体とが混合されているとともに、添加剤として、前記フェライトと前記金属磁性体との合計質量に対してewt%のガラスとfwt%の炭酸リチウムを含み、
前記フェライトは、amol%のFe2O3と、bmol%のZnOと、cmol%のCuOと、dmol%のNiOを含むNi系フェライトであり、
前記金属磁性体はFeSiCr合金であり、
a+b+c+d=100、
40≦a≦45、
0<b≦30、
0<c≦15、
0.2≦e≦0.3、
0.02≦f≦0.03
x+y=100、
40≦x≦60、
であることを特徴とする磁性材料。 - 電気絶縁性の磁性層と、導電体からなる電極パターンが形成された電極層とが層状に積層されてなる積層チップ部品であって、
前記磁性層は、磁性材料からなる焼結体であり、
前記導電体は銀であり、
前記磁性材料は、xwt%のフェライトとywt%の金属磁性体とが混合されているとともに、添加剤として、前記フェライトと前記金属磁性体との合計質量に対してewt%のガラスとfwt%の炭酸リチウムを含み、
前記フェライトは、amol%のFe2O3と、bmol%のZnOと、cmol%のCuOと、dmol%のNiOを含むNi系フェライトであるであり、
前記金属磁性体はFeSiCr合金であり、
a+b+c+d=100、
40≦a≦45、
0<b≦30、
0<c≦15、
0.2≦e≦0.3、
0.02≦f≦0.03
x+y=100、
40≦x≦60、
であることを特徴とする積層チップ部品。
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JP2017194228A JP6967418B2 (ja) | 2017-10-04 | 2017-10-04 | 磁性材料、および積層チップ部品 |
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JP2017194228A JP6967418B2 (ja) | 2017-10-04 | 2017-10-04 | 磁性材料、および積層チップ部品 |
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