KR100423961B1

KR100423961B1 - 자성 산화물 소결체 및 이것을 이용한 고주파 회로부품

Info

Publication number: KR100423961B1
Application number: KR10-2001-7016331A
Authority: KR
Inventors: 우메다히데노부; 무라세다쿠
Original assignee: 티디케이가부시기가이샤
Priority date: 2001-03-01
Filing date: 2001-08-03
Publication date: 2004-03-22
Also published as: US6660179B2; US20030052299A1; TW572864B; CN1232471C; EP1364927A1; CN1426383A; WO2002070432A1; KR20020091756A; DE60136223D1; EP1364927B1; EP1364927A4

Abstract

Y형 육방정 페라이트로 80%이상 점유되어 이루어지는 자성산화물 소결체로서, 그 자성산화물 소결체는, 주성분으로서 산화코발트, 산화구리, 산화철, 및 AO(AO는, BaO 또는 SrO의 적어도 1종)을 소정의 몰% 함유시키고, 더욱 바람직하게는 주성분으로서 MO(MO는, NiO, ZnO, MgO의 적어도 1종)을 소정의 몰% 함유시키고, 부성분으로서 산화비스무트(Bi₂O₃), 붕규산 유리, 붕규산 아연유리 또는 비스무트유리를 소정 중량% 함유시켜서 이루어지도록 구성하고 있으므로, 수백 MHz∼GHz과 같은 고주파대역까지 자기특성이 양호하여 사용가능하고, 또한 Y형 육방정 페라이트 이외의 이상을 가능한 함유하지않고 1000℃이하 특히, 900℃부근에서 소성가능한 자성산화물 소결체 및 이것을 이용한 고주파 회로부품을 제공할 수가 있다.

Description

자성 산화물 소결체 및 이것을 이용한 고주파 회로부품{SINTERED BODY AND HIGH-FREQUENCY CIRCUIT COMPONENT}

(1) 근래, 전자 기기의 소형화나 고주파화에 따라서, 고주파 대역에 있어서 높은 인덕턴스, 임피던스를 가지는 전자 부품의 수요가 높아지고 있다. 소형으로 높은 인덕턴스, 임피던스를 얻기 위해서는, 이른바 인쇄공법이나 시트공법에 의하여 자성체 중에 도전체를 내장한 적층구조의 코일을 제작하는 것이 바람직하다.

적층구조로 함으로써 코일의 감는 수를 많이 할 수 있고, 구조도 폐쇄 자로(磁路)가 되기 때문에 높은 인덕턴스, 임피던스를 얻을 수 있다.

소결체에 내장되는 도전체 재료로서는, 전기 저항율, 융점, 비용 등의 점을 고려하여 일반적으로 은(Ag)이 많이 사용되고 있다. 은의 융점은 1000℃이하이기 때문에, 적층 구조용의 자성체 재료로서는, 종래부터 일반적으로, 900℃의 소성에서도 높은 소결밀도를 얻을 수 있는 NiZn계 페라이트가 사용되어 왔다.

그러나, NiZn계 페라이트는 자기 이방성이 낮기 때문에 수백 MHz의 주파수에서 자연 공명을 일으켜버려서, GHz의 주파수 대역에서 사용할 수가 없었다.

고주파 사양으로서, 비자성체를 이용한 공심 코일이 사용되는 일도 있지만, 비자성체를 이용하면 높은 인덕턴스나 임피던스를 얻는 것이 곤란해진다.

한편, 육방정 페라이트는, 육각판상 결정의 면내방향과 이 면에 수직인 방향에서는 자기적 이방성이 다르기 때문에, 자연 공명을 일으키기어렵고, GHz의 주파수 대역까지 높은 투자율(透磁率)을 갖는다는 특징을 가지고 있다. 그러나, 이것은, 소망하는 소결밀도나 자기특성을 얻기 위해서는 소성온도를 높게 할 필요가 있다.

지금까지 생성온도가 높은 육방정 페라이트에 있어서, 저융점 산화물을 이용함으로써 Ag의 융점 이하에서 소성한다는 시도도 이루어지고 있는데, 연자성상(軟磁性相) 생성율이 낮아, 육방정 페라이트의 자기 특성을 충분히 발휘하는 것은 곤란하였다.

본원에 관련된 유사한 선행 기술의 하나에 특개평 9-167703호 공보가 있다. 당해 공보에서는, Z형 육방정 페라이트(Ba, Sr, Pb)₃(Co_1-ｘCu_ｘ)₂Fe₂₄O₄₂를 중심으로 검토가 이루어지고, 저온 소성을 시도하기 위해서 V₂O₅, Cu0, Bi₂O₃, Mo0₃, WO₃, Pb0의 첨가를 행하고 있다.

또, 당해 공보에 있어서는 주요상이, M형, Y형, W형, X형, U형의 육방정 페라이트의 저온 소성에 관해서도 보고가 이루어지고 있다. 특히, 구체적인 실시예에서 개시되어 있는 주요상을 Y형으로 하는 것, 즉(Ba)₂(Co_1-ｘCu_ｘ)₂Fe₁₂O₂₂에 관해서는, Y형 육방정 페라이트의 점유율의 기재가 없어, 분명하지 않지만, 가소성(假燒成)온도가 700℃로 매우 낮기때문에 점유율은 기껏해야 50%정도, 첨가물을 가하면 그 점유율은 더욱 저하하고, 본원과 같이 80%를 초과하는 것이 아니라고 할 수 있다. 그 때문에, 얻어지는 자기 특성은 결코 만족스러운 것이 아니다.

즉, 당해 공보에 있어서의 조성 및 물질의 첨가는, 저온 소결을 가능하게 하지만, 가소성 온도의 검토가 충분히 이루어지고 있지 않고, 소결후에 있어서의 연자성상의 생성율이 낮기때문에 소성후의 자기 특성을 충분히 발휘할 수가 없다. 그 때문에, 높은 인덕턴스나 임피던스를 얻는 것이 곤란하다는 문제가 있다고 할 수 있다.

또, 당해 공보에 있어서의 Cu0의 함유량도 본원과 비교하여 적고, 첨가물의 효과를 고려했다고 하여도 900℃정도의 소성에서 Y형 육방정 페라이트의 생성율을 높여서, 높은 특성을 얻을 수 없다는 문제가 있었다.

(2) 상기(1)에 나타낸 바와 같은 문제점에 더하여, 또한 해결해야 할 이하의 문제점이 있다. 즉, 종래의 이른바 Y형 육방정 페라이트의 전기 저항율은, 높아도 고작 1×10⁵Ω·ｍ 정도까지이고, 또 고특성을 얻기 위해서 Cu나 Zｎ등으로 치환한 것에 관해서는, 그 전기 저항율이 1×10⁴Ω·ｍ정도이고, 이들의 값은, 전자부품재료에서 구해지는 전기저항율 1×10⁵Ω·ｍ를 초과하는 값과 비교하면 낮다고 하지 않을 수 없다.

또한, 육방정 페라이트는 스피넬형 페라이트에 비교하여 유전율이 높기 때문에, 인덕터에 발생하는 기생 용량이 커져버려서, 인덕터가 자기 공진을 일으키기쉽고, 인덕턴스 및 임피던스가 낮아져 버리는 등의 문제가 있었다.

(3) 상기(1)에 나타낸 바와 같은 문제점을 어느 정도 해결하기에 이르렀다고 하여도, 본 출원에 관한 기술분야에 있어서는, 더한층 자기 특성 등의 개선이 요망되고 있고, 특히 고주파 대역에 있어서의 투자율의 향상을 더욱 도모하는 것이 요망된다.

고주파 대역에 있어서의 투자율을 더욱 향상시킴으로써, 예를 들면, (ｉ)인덕턴스 부품으로서 이용한 경우에, 보다 높은 인덕턴스를 얻을 수 있고, 또 (ⅱ)노이즈 필터 부품으로서 이용한 경우에, 높은 임피던스특성을 얻을 수 있다.

(4) 상기(3)에 나타낸 바와 같은 문제점에 더하여, 더욱 해결해야 할 이하의 문제점이 있다. 즉, 종래의 이른바 Y형 육방정 페라이트의 전기 저항율은, 높아도 고작 1×10⁵Ω·ｍ 정도까지이고, 또 고특성을 얻기 위해서 Cu나 Zｎ등으로 치환한 것에 관해서는, 그 전기 저항율이 1×10⁴Ω·ｍ정도로, 이들의 값은, 전자 부품 재료에서 구해지는 전기저항율 1×10⁵Ω·ｍ를 초과하는 값과 비교하면 낮다고 하지 않을 수 없다.

또한, 육방정 페라이트는 스피넬형 페라이트에 비교하여 유전율이 높기 때문에, 인덕터에 발생하는 기생 용량이 커져 버려서, 인덕터가 자기 공진을 일으키기 쉽고, 인덕턴스 및 임피던스가 낮아져 버리는 등의 문제가 있었다.

(발명의 개시)

이와 같은 상기 각각의 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해서 본 발명은 창안된 것이다. 즉, 상기(1)의 종래 기술의 문제에 대응하여, 본 발명의 제 1그룹의 발명은 창안된 것으로서, 그 목적은, 수백 MHz∼GHz와 같은 고주파 대역까지 자기 특성이 양호하여 사용가능하며, 또한 Y형 육방정 페라이트 이외의 이상(異相)을 가능한 포함하지 않고 1000℃ 이하 특히, 900℃부근에서 소성가능한 자성 산화물 소결체 및 이것을 이용한 고주파 회로 부품을 제공하는 것에 있다. 이와 같은 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은, Y형 육방정 페라이트로 80%이상 점유되어 이루어지는 자성 산화물 소결체로서, 그 자성 산화물 소결체는, 주성분으로서 산화 코발트를 Co0 환산으로 3∼15몰%, 산화구리를 Cu0 환산으로 5.5∼17몰%, 산화철을 Fe₂O₃환산으로 57∼61몰%, 잔부를 AO(AO는, Ba0 또는 Sr0 중 적어도 1종)로서 함유하고, 부성분으로서 산화비스무트(Bi₂O₃)를 0.5∼7wt% 함유하여 이루어지도록 구성된다. 또, 본 발명은, 자성 산화물 소결체 중에 도전체가 매설된 구조를 구비하는 고주파 회로부품으로서, 상기 자성 산화물 소결체는, Y형 육방정 페라이트로 80%이상 점유되고, 또한, 그 자성 산화물 소결체는, 주성분으로서 산화 코발트를 Co0 환산으로 3∼15몰%, 산화구리를 Cu0 환산으로 5.5∼17몰%, 산화철을 Fe₂O₃환산으로 57∼61몰%, 잔부를 AO(AO는, Ba0 또는 Sr0 중 적어도 1종)로서 함유하고, 부성분으로서 산화비스무트(Bi₂O₃)를 0.5∼7wt% 함유하여 이루어지도록 구성된다.

상기(2)의 종래 기술의 문제에 대응하여, 본 발명의 제2 그룹의 발명은 창안된 것으로서, 그 목적은, 1000℃ 이하 특히, 900℃ 부근에서 소성가능하며, 전기 저항율이 높고, 유전율이 낮은, Y형 육방정 페라이트를 주성분 페라이트로 하는 자성 산화물 소결체 및 이것을 이용한 고주파 회로부품을 제공하는 것에 있다. 이와 같은 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은, Y형 육방정 페라이트로 80%이상 점유되어 이루어지는 자성 산화물 소결체로서, 그 자성 산화물 소결체는, 주성분으로서 산화 코발트를 Co0 환산으로 3∼15몰%, 산화구리를 Cu0환산으로 5∼17몰%, 산화철을 Fe₂O₃환산으로 57∼61몰%, 잔부를 AO(AO는, Ba0 또는 Sr0의 적어도 1종)로서 함유하고, 부성분으로서 붕규산 유리, 붕규산 아연유리 또는 비스무트유리를 0.6∼7wt% 함유하여 이루어지도록 구성된다. 또, 본 발명은, 자성 산화물 소결체 중에 도전체가 매설된 구조를 구비하는 고주파 회로부품으로서, 상기 자성 산화물 소결체는, Y형 육방정 페라이트로 80%이상 점유되고, 또한, 그 자성 산화물 소결체는, 주성분으로서 산화 코발트를 Co0 환산으로 3∼15몰%, 산화구리를 Cu0 환산으로 5∼17몰%, 산화철을 Fe₂O₃환산으로 57∼61몰%, 잔부를 AO(AO는, Ba0 또는 Sr0의 적어도 1종)로서 함유하고, 부성분으로서 붕규산 유리, 붕규산 아연유리 또는 비스무트유리를 0.6∼7wt% 함유하여 이루어지도록 구성된다.

상기(3)의 종래 기술의 문제에 대응하여, 본 발명의 제3 그룹의 발명은 창안된 것으로서, 그 목적은, 수백 MHz∼GHz와 같은 고주파 대역까지 투자율 특성이 매우 양호하고, 또한 Y형 육방정 페라이트 이외의 이상을 가능한 한 포함하지 않고 1000℃이하 특히, 900℃ 부근에서 소성 가능한 자성 산화물 소결체 및 이것을 이용한 고주파 회로부품을 제공하는 것에 있다. 이러한 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은, Y형 육방정 페라이트로 80% 이상 점유되어 이루어지는 자성 산화물 소결체로서, 그 자성 산화물 소결체는, 주성분으로서 산화 코발트를 Co0 환산으로 3∼15몰%, 산화구리를 Cu0 환산으로 5∼17몰%, 산화철을 Fe₂O₃환산으로 57∼61몰%, M0를 0∼15wt%(M0는, NiO, ZnO, MgO의 적어도 1종이고, M0의 함유율 0은 제외한다), 잔부를 AO(AO는, Ba0 또는 Sr0의 적어도 1종)로서 함유하고, 부성분으로서 산화비스무트(Bi₂O₃)를 0.5∼7wt% 함유하여 이루어지도록 구성된다. 또, 본 발명은, 자성 산화물 소결체 중에 도전체가 매설된 구조를 구비하는 고주파 회로부품으로서, 상기 자성 산화물 소결체는, Y형 육방정 페라이트로 80% 이상 점유되고, 또한, 그 자성 산화물 소결체는, 주성분으로서 산화 코발트를 Co0 환산으로 3∼15몰%, 산화구리를 Cu0 환산으로 5∼17몰%, 산화철을 Fe₂O₃환산으로 57∼61몰%, M0를 0∼15wt%(M0는, NiO, ZnO, MgO의 적어도 1종이고, M0의 함유율 0은 제외한다), 잔부를 AO(AO는, Ba0 또는 Sr0의 적어도 1종)로서 함유하고, 부성분으로서 산화 비스무트(Bi₂O₃)를 0.5∼7wt% 함유하여 이루어지도록 구성된다.

상기(4)의 종래 기술의 문제에 대응하여, 본 발명의 제4 그룹의 발명은 창안된 것으로서, 그 목적은, 1000℃ 이하 특히, 900℃부근에서 소성가능하고, 고주파 대역에서의 투자율 특성이 좋고, 전기 저항율이 높으며, 유전율이 낮은, Y형 육방정 페라이트를 주성분 페라이트로 하는 자성 산화물 소결체 및 이것을 이용한 고주파 회로부품을 제공하는 것에 있다. 이와 같은 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은, Y형 육방정 페라이트로 80% 이상 점유되어 이루어지는 자성 산화물 소결체로서, 그 자성 산화물 소결체는, 주성분으로서 산화 코발트를 Co0 환산으로3∼15몰%, 산화구리를 Cu0 환산으로 5∼17몰%, 산화철을 Fe₂O₃환산으로 57∼61몰%, M0를 0∼15wt%(M0는, NiO, ZnO, MgO의 적어도 1종이고, M0의 함유율 0은 제외한다), 잔부를 AO(AO는, Ba0 또는 Sr0의 적어도 1종)로서 함유하고, 부성분으로서 붕규산 유리, 붕규산 아연유리 또는 비스무트 유리를 0.6∼7wt% 함유하여 이루어지도록 구성된다. 또, 본 발명은, 자성 산화물 소결체 중에 도전체가 매설된 구조를 구비하는 고주파 회로부품으로서, 상기 자성 산화물 소결체는, 주성분으로서 산화 코발트를 Co0 환산으로 3∼15몰%, 산화구리를 Cu0 환산으로 5∼17몰%, 산화철을 Fe₂O₃환산으로 57∼61몰%, M0를 0∼15wt%(M0는, NiO, ZnO, MgO의 적어도 1종이고, M0의 함유율 0은 제외한다), 잔부를 AO(AO는, Ba0 또는 Sr0의 적어도 1종)로서 함유하고, 부성분으로서 붕규산 유리, 붕규산 아연유리 또는 비스무트 유리를 0.6∼7wt% 함유하여 이루어지도록 구성된다.

본 발명은, 고주파 회로부품용으로 사용되는 자성 산화물 소결체 및 그것을 이용한 고주파 회로부품에 관한 것이다.

도 1은, 실시예에서 사용한 인덕턴스 소자(고주파 회로부품)의 개략도면이다.

(발명을 실시하기 위한 최량의 형태)

이하, 본 발명의 자성 산화물 소결체에 관하여 상세히 설명한다.

(1)제1의 발명 그룹에 관한 설명

본 발명의 제1의 발명 그룹에 있어서의 자성 산화물 소결체는 세라믹 소결체이기때문에 통상의 세라믹 제작 프로세스로 제조할 수가 있다.

본 발명의 제1의 발명 그룹에 있어서의 자성 산화물 소결체는, 주성분으로서 산화코발트를 Co0 환산으로 3∼15몰%(바람직하게는, 5∼10몰%), 산화구리를 Cu0 환산으로 5.5∼17몰%(바람직하게는, 10∼15몰%), 산화철을 Fe₂O₃환산으로 57∼61몰%(바람직하게는, 59∼60몰%), 잔부를 AO(AO는, Ba0 또는 Sr0의 적어도 1종)로서 함유하고 있다. AO의 형태는, Ba0 또는 Sr0의 단독 형태, 또는 Ba0와 Sr0의 혼재형태이다.

또, 본 발명의 자성 산화물 소결체는, 부성분으로서 산화 비스무트 Bi₂O₃을 0.5∼7wt%(바람직하게는 0.6∼5wt%)함유하고 있다.

이와 같은 산화 비스무트 Bi₂O₃은, 후술하는 실시예에서도 알 수 있듯이 첨가시에 당해 산화물의 형태로 혼입되고, 소결후도 일반적으로 당해 산화물의 형태로 잔존한다.

상기 주성분의 함유비율에 있어서, Co0가 3몰%미만이 되면, 예를 들면 2GHz에 있어서의 투자율이 저하된다 예를 들면 2.0미만)는 문제가 생기는 경향이 있고, Co0가 15몰%를 초과하면, 예를 들면 500MHz에 있어서의 투자율이 저하된다(예를 들면 2.0미만)는 문제가 생기는 경향이 있다.

또, Cu0가 5.5몰%미만이 되면, 가소성 온도가 1000℃를 초과한다는 문제가 생기는 경향이 있고, Cu0가 17몰%를 초과하면, 투자율이 저하된다(예를 들면 2.0미만)는 문제가 생기는 경향이 있다.

또, Fe₂O₃이 57몰% 미만이 되거나, Fe₂O₃이 61몰%을 초과하거나 하면 투자율이 저하된다는 문제가 생기는 경향이 있다.

상기의 부성분의 함유비율에 있어서, 상기 Bi₂O₃의 함유량이 0.5wt%미만이 되면, 1000℃ 이하의 소성에서 이론 밀도의 90% 이상을 얻을 수 없게 된다는 문제가 생기는 경향이 있고, 상기 Bi₂O₃의 함유량이 7wt%를 초과하면, 투자율이 저하된다는 문제가 생기는 경향이 있다.

이러한　Bi₂O₃부성분의 첨가는, 특히, 상기의 Cu0 양의 함유와 함께 저온 소결을 현저히 실현시킬 수가 있다. 자기특성 향상의 상승효과도 있다. 소성 온도가 낮아지면, 저렴하고 전기 저항이 낮은 Ag와 같은　저융점의 전극 재료를 내장한 형태로 동시 소성하여, 전극 일체형의 폐쇄 자로 구성의 소자를 용이하게 제조할 수 있다. 이와 같이 하여 제조된 소자는, 예를 들면, 소형으로 또한 높은 Q값을 갖는 인덕터, 또는 소형으로 고주파대의 특히 특정 주파수에서의 임피던스가 큰 노이즈필터 등의 고주파소자(고주파 회로부품)로서 이용된다.

또한 본 발명에 있어서의 자성 산화물 소결체는, 그 80%이상, 특히 바람직하게는, 90% 이상이 Y형 육방정 페라이트로 형성되어 있다. 여기서 말하는「%」는, 엑스선 회절강도의 메인 피크비로부터 산출한 것이다.

Y형 육방정 페라이트의 점유비율이 80% 미만이 되면, 고주파에서 높은 투자율을 얻을 수 없게 된다는 문제가 생긴다. 이것에 의해, 높은 인덕턴스나 임피던스를 갖는 고주파 회로부품을 얻는 것이 곤란해진다.

은(Ag)과 같은 저융점 전극재료와 동시 소성하는 경우, 본 소성 온도가 낮아지기때문에, 소결후의 Y형 육방정 페라이트를 80%이상으로 하기 위해서는, 가소성시에 Y형 육방정 페라이트를 80%이상 생성해 둘 필요가 있다. 조성에 따라 다르지만, 850℃ 부근에서 BaFe₁₂O₁₉및 BaFe₂O₄의 분해가 시작되고, Y형 육방정 페라이트의 생성이 시작된다.

그러나, BaFe₁₂O₁₉및 BaFe₂O₄의 분해가 충분히 진행되지 않으면 Y형 육방정 페라이트의 생성이 진행되지 않는다. 따라서, Y형 육방정 페라이트를 80%이상으로 하기 위해서, 가소성 온도를 850℃이상, 특히, 850∼1000℃로 할 필요가 있다. 또한, Cu0양을 5.5∼17몰% 함유시키는 것이 필요하게 된다. 가소성 온도가 850℃ 미만이 되거나, Cu0 양이 상기의 범위를 벗어나면, 80%를 초과하는 Y형 육방정 페라이트의 생성이 곤란해진다. 또, 가소성 온도가 1000℃를 초과하여 너무 높아지면, 미세한 분쇄분말을 얻을 수 없게 되어 버린다. 미세한 분쇄분말의 제작은, 저온 소성에는 매우 중요한 기술이다.

이와 같은　관점에서, 상술과 같이 가소성 온도를 850∼1000℃에 있어서, Y형 육방정 페라이트의 생성율을 높게 하기 위해서는, 주성분으로서의 상기 Cu0양을 5.5∼17몰% 함유시키는 것이 필요하게 된다.

이와 같은 본 발명에 있어서의 자성 산화 소결체는, 자성 산화물 소결체 중에 도전체가 매설된 구조를 구비하는 고주파 회로부품, 예를 들면, 임피더, 인덕터로서 사용된다.

이하, 구체적 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.

(실험예 1-I)

(실시예 샘플 및 비교예 샘플의 제작)

소결후의 조성이 하기 표 1에 나타낸 바와 같은 조성이 되도록 각 원료를 칭량하여, 강철제 볼밀에서 15시간 습식 혼합하였다. 다음에, 이 혼합분말을 대기중, 표 1에 기재된 온도에서 2시간 가소성하였다. 이어서, 표 1에 나타내는 바와 같이 부성분으로서 Bi₂O₃을 소정량 첨가한 후, 철강제 볼 밀로 15시간 분쇄하였다.

이와 같이 하여 얻어진 육방정 페라이트 분말을 입자로 만들어, 100MPa의 압력으로 소망하는 형상으로 성형하였다.

이 성형체를 대기중, 표 1에 나타내는 소성 온도에서 2시간 소결하였다. 육방정 페라이트 소결체의 조성은 하기 표 1에 나타내는 바와 같고, 이들의 각 샘플에 관하여, 밀도, 및 25℃에 있어서의 주파수 500MHz　 및 2GHz의 투자율을 각각 측정하여 표 1에 나타내었다. 투자율은 주파수 500MHz　및 2GHz의 주파수에 있어서, 각각 2.0 이상의 값을 목표로 하고 있다.

또한, Y형 육방정 페라이트에 의한 점유율은, 소결체의 분쇄분말을 이용하여, X선 회절 피크의 강도비로부터 산출하였다.

(실험예 1-II)

다음에, 본 발명의 자성체를 이용하여 임피던스 소자를 제작하였다. 즉, 소결후의 조성이 상기 표 1의 실시예 7 샘플에 나타낸 바와 같은 조성이 되도록 각 원료를 칭량하여, 강철제 볼밀에서 15시간 습식 혼합하였다. 다음에, 이 혼합분말을 대기중, 950℃에서 2시간 가소성하였다. 이어서, 부성분으로서 Bi₂O₃을 5wt% 첨가한 후, 철강제 볼밀로 15시간 분쇄하였다.

이 가소성 분말에 유기 바인더를 혼합하고, 닥터 블레이드법에 의해 균일한 그린 시트를 형성하였다.

비교를 위해서 NiCuZn계 스피넬 페라이트분말(NiO=45몰%, Cu0=5몰%, ZnO=1.5몰%, Fe₂O₃=48몰%, Co0=0.5몰%)을 이용하여 제작한 그린 시트도 준비했다.

한편, 은을 혼합하여 이루어지는 도전성 페이스트를 준비하고, 앞의 그린시트위에 코일을 스파이럴형상으로 이루어지도록 적층하였다. 두께 방향으로 압력을 가하여 압착하고, 자성체에 전극이 샌드위치된 그린시트 적층체를 제작하였다. 이것을 930℃에서 2시간 소성하였다. 얻어진 소결체 측면의 내부 도전체의 위치에 은페이스트를 도포하고, 외부 전극을 땜질하여, 도 1에 개략적으로 도시되는 임피던스소자(고주파 회로부품)로 하였다. 또한, 도 1은 소자 내부 구조의 이해를 용이하게 하기위해서 모델도로서 도시되어 있다. 도 1에 있어서, 부호 11은 인너콘덕터(Ag 코일)이고, 부호 10은 터미널 콘덕터이고, 부호 20은 페라이트를 나타내고 있다.

이와 같이 하여 얻어진 임피던스 소자의 임피던스 및 투자율을 주파수 2GHz에서 측정한 바, 종래의 NiCuZn계 스피넬 페라이트에서는 임피던스가 135Ω(투자율은 1.2)였던 것에 대하여, 본 발명에서는 임피던스가 208Ω (투자율은 3.7)으로 약 54% 이상 개선되어 있었다.

상기의 결과로부터 본 발명의 제1의 발명 그룹에 있어서의 효과는 분명하다. 즉, 본 발명은, Y형 육방정 페라이트로 80%이상 점유되어 이루어지는 자성 산화물 소결체로서, 그 자성 산화물 소결체는, 주성분으로서 산화 코발트를 Co0환산으로 3∼15몰%, 산화구리를 Cu0 환산으로 5.5∼17몰%, 산화철을 Fe₂O₃환산으로 57∼61몰%, 잔부를 AO(AO는, Ba0 또는 Sr0의 적어도 1종)로서 함유하고, 부성분으로서 산화 비스무트(Bi₂O₃)를 0.5∼7wt%를 함유하여 이루어지도록 구성되어 있으므로, 수백 MHz∼GHz와 같은 고주파 대역까지 자기 특성이 양호하여 사용 가능하고, 또한 Y형 육방정 페라이트이외의 이상을 가능한 한 포함하지 않고 1000℃이하 특히, 900℃ 부근에서 소성가능한 자성 산화물 소결체 및 이것을 이용한 고주파 회로부품을 제공할 수가 있다.

(2)제2의 발명 그룹에 관한 설명

본 발명의 제2의 발명 그룹에 있어서의 자성 산화물 소결체는 세라믹 소결체이기 때문에 통상의 세라믹제작 프로세스로 제조할 수가 있다.

본 발명의 제2의 발명 그룹에 있어서의 자성 산화물 소결체는, 주성분으로서 산화 코발트를 Co0환산으로 3∼15몰%(바람직하게는, 3∼5몰%), 산화구리를 Cu0환산으로 5∼17몰%(바람직하게는, 5.5∼10몰%), 산화철을 Fe₂O₃환산으로 57∼61몰%(바람직하게는, 59∼60몰%), 잔부를 AO(AO는, Ba0 또는 Sr0의 적어도 1종)로서 포함하고 있다. AO의 형태는, Ba0 또는 Sr0의 단독 형태, 또는 Ba0와 Sr0의 혼재형태이다.

또, 본 발명의 자성 산화물 소결체는, 부성분으로서 붕규산 유리, 붕 규산아연유리 또는 비스무트 유리를 0.6∼7wt%(바람직하게는 0.6∼5wt%)함유하고 있다.

붕규산 유리란, 일반적으로 B₂O₃, SiO₂를 함유하는 유리를 나타내고, 붕규산 아연유리란, 일반적으로 B₂O₃, SiO₂, ZnO를 함유하는 유리를 나타내고, 비스무트 유리란, 일반적으로 Bi₂O₃을 함유하는 유리를 나타낸다. 이들의 각 유리의 정의에 있어서 상기의 각 성분이 주성분일 필요는 없다.

이들의 부성분의 유리의 함유형태로서는, 붕규산 유리, 붕규산 아연유리 및 비스무트 유리 중의 1종을 단독으로 이용해도 좋고, 또, 이들 중의 2종 또는 3종을 혼합하여 이용해도 좋다. 2종 이상을 혼합하여 이용하는 경우에는, 혼합한 총계 중량%가 상기의 범위에 들어가도록 하면 좋다.

이와 같은 유리를 첨가함으로써, 고전기 저항율화(전기 저항율을 높게 하는 것)및 저유전율화(유전율을 낮게 하는 것)를 얻을 수가 있다. 따라서, 이와 같은 본원 소정의 유리의 첨가에 의해, 고주파 회로부품으로서의 예를 들면, 적층 부품재료에 필요한 1×10⁵Ω·ｍ 이상의 전기 저항율이 얻어진다. 또한, 본원 소정의 유리의 첨가에 의해, 유전율을 저감시키는 효과도 발현되고, 본 발명 소결체를 고주파 부품으로서 이용한 경우, 높은 주파수에 있어서 높은 임피던스를 얻는 것이나, 임피던스의 광대역화에 효과가 있다.

또한, 이들의 유리첨가는 첨가시에 있어서의 상태가 유리인　것이 필요하다. 소성 후, 이용한 유리 성분은, 유리 상태의 유무를 불문하고 소성체 중에 존재한다.

이들의 유리 중에서는, 특히, 붕규산 아연유리나 붕규산 유리가 고전기 저항율, 저유전율을 보다　효과적으로 실현시키기 위해 바람직하다. 또, 동일한 유리 첨가량에서 비교한 경우, 90%이상의 상대 밀도가 얻어지는 온도를 내릴 수 있다는 관점에서는, 특히, 비스무트유리가 바람직하다.

상기 주성분의 함유 비율에 있어서, Co0가 3몰% 미만이 되면, 예를 들면 2GHz에 있어서의 투자율이 저하된다(예를 들면 2.0미만)는 문제가 생기는 경향이 있고, Co0가 15몰%를 초과하면, 예를 들면 500MHz에 있어서의 투자율이 저하된다(예를 들면 2.0미만)는 문제가 생기는 경향이 있다.

또, Cu0가 5몰% 미만이 되면, 가소성 온도가 1000℃를 초과한다는 문제가 생기는 경향이 있고, Cu0가 17몰%를 초과하면, 투자율이 저하된다(예를 들면 2.0이하)는 문제가 생기는 경향이 있다.

또, Fe₂O₃이 57몰%미만이 되거나, Fe₂O₃가 61몰%을 초과하거나 하면 투자율이 저하된다는 문제가 생기는 경향이 있다.

상기의 부성분의 함유 비율에 있어서, 상기 소정의 유리의 함유량이 0.6wt%미만이 되면, 1000℃이하의 소성에서 이론 밀도의 90% 이상을 얻을 수 없게 된다는 문제가 생기는 경향이 있고, 상기 유리의 함유량이 7wt%를 초과하면, 투자율이 저하된다는 문제가 생기는 경향이 있다.

이와 같은 유리 부성분의 첨가는, 특히, 상기의 Cu0양의 함유와 함께 저온 소결을 현저하게 실현시킬 수가 있다. 소성 온도가 낮아지면, 저렴하고 전기 저항이 낮은 Ag와 같은　저융점의 전극 재료를 내장한 형태로 동시 소성하여, 전극 일체형의 폐쇄 자로 구성의 소자를 용이하게 제조할 수 있다. 이와 같이 하여 제조된 소자는, 예를 들면, 소형으로 또한 높은 Q값을 갖는 인덕터, 또는 소형으로 고주파대의 특히 특정 주파수에서의 임피던스가 큰 노이즈 필터 등의 고주파 소자(고주파 회로부품)로서 이용된다.

은(Ag)과 같은 저융점 전극재료와 동시 소성하는 경우, 본 소성 온도가 낮아지기 때문에, 소결후의 Y형 육방정 페라이트를 80% 이상으로 하기 위해서는, 가소성시에 Y형 육방정 페라이트를 80% 이상 생성해 둘 필요가 있다. 조성에 따라서 다르지만, 850℃부근에서 BaFe₁₂O₁₉및 BaFe₂O₄의 분해가 시작되고, Y형 육방정 페라이트의 생성이 시작된다. 그러나, BaFe₁₂O₁₉및 BaFe₂O₄의 분해가 충분히 진행되지 않으면 Y형 육방정 페라이트의 생성이 진행되지 않는다. 따라서, Y형 육방정 페라이트를 80%이상으로 하기 위해서, 가소성 온도를 850℃이상, 특히, 850℃∼1000℃로 할 필요가 있다. 또한, Cu0양을 바람직하게는 5.5∼17몰% 함유시킬 필요가 있다. 가소성 온도가 850℃미만이 되거나, Cu0양이 소정량 존재하지 않으면, 80%를 초과하는 Y형 육방정 페라이트의 생성이 곤란해진다. 또 가소성 온도가 1000℃를 초과하여 너무 높아지면, 미세한 분쇄분말을 얻을 수 없다. 미세한 분쇄분말의 제작은, 저온소성에는 매우 중요한 기술이다.

이와 같은 관점에서, 상술한 바와 같이 가소성 온도를 850∼1000℃에 있어서, Y형 육방정 페라이트의 생성율을 높게 하기 위해서는, 주성분으로서의 상기 Cu0양을 바람직하게는 5.5∼17몰% 함유시키는 것이 필요하게 된다.

(실험예 2-I)

(실시예 및 비교예 샘플의 제작)

소결후의 조성이 하기 표 2에 나타낸 바와 같은 조성이 되도록 각 원료를 칭량하여, 강철제 볼밀에서 15시간 습식 혼합하였다. 다음에, 이 혼합분말을 대기중, 표 2에 기재된 온도에서 2시간 가소성하였다. 이어서, 표 2에 나타낸 바와 같이 소정의 유리를 소정량 첨가한 후, 철강제 볼밀로 15시간 분쇄하였다.

이와 같이 하여 얻어진 육방정 페라이트분말을 입자로 만들어, 100MPa의 압력으로 소망하는 형상으로 성형하였다.

이 성형체를 대기중, 표 2에 나타내는 온도에서 2시간 소결하였다. 육방정 페라이트 소결체의 조성은 하기 표 2에 나타낸 바와 같고, 이들의 각 샘플에 관하여, 25℃에서의 주파수 500MHz　및 2GHz의 투자율, 및 전기 저항율, 유전율을 각각 측정하여 표 2에 나타내었다. 투자율은 주파수 500MHz 및 2GHz의 주파수에 있어서,2.0 이상의 값을 목표로 하고 있다. 또, 전기 저항율은 1×10⁵Ω·ｍ의 값을 목표로 하고 있다. 유전율은 낮으면 낮을수록 좋다. 덧붙여서 말하면, 후술의 실험 결과로부터, 전기 저항율이 1×10⁵Ω·ｍ의 값을 초과하고 있으면 유전율은 30 이하의 낮은 값을 나타내고 있다.

또한, Y형 육방정 페라이트에 의한 점유율은, 소결체의 분쇄분말을 이용하여, X선 회절피크의 강도비로부터 산출하였다.

(실험예 2-II)

상기 실시예 2-I에 있어서의 실시예 2-I-6 샘플의 주성분에 있어서, 첨가성분의 종류 및 첨가량을 하기 표 3에 나타내는 바와 같이 바꾸어 각종 샘플을 제작하였다. 이들의 샘플에 관하여, 90% 이상의 상대밀도(이론밀도 100에 대해서)가 얻어지는 온도를 측정하였다.

결과를 하기 표 3에 나타내었다. 나타내었다.

(실험예 2-III)

다음에, 본 발명의 자성체를 이용하여 인덕턴스 소자를 제작하였다. 즉, 소결후의 조성이 상기 표 2의 실시예 2-I-6 샘플의 주성분에 나타낸 바와 같은 조성이 되도록 각 원료를 칭량하여, 강철제 볼밀에서 15시간 습식 혼합하였다. 다음에, 이 혼합분말을 대기중, 950℃에서 2시간 가소성하였다. 이어서, 부성분으로서 비스무트유리를 5wt% 첨가한 후, 철강제 볼밀로 15시간 분쇄하였다.

이 가소성분말에 유기 바인더를 혼합하여, 닥터 블레이드법에 의해 균일한 그린시트를 형성하였다.

비교를 위해서 NiZn계 스피넬 페라이트분말(NiO=45몰%, CuO=5몰%, ZnO=1.5몰%, Fe₂O₃=48몰%, Co0=0.5몰%)을 이용하여 제작한 그린 시트도 준비했다.

한편, 은을 혼합하여 이루어지는 도전성 페이스트를 준비하고, 앞의 그린 시트위에 코일을 스파이럴형상이 되도록 적층하였다. 두께방향으로 압력을 가하여 압착하고, 자성체에 전극이 샌드위치된 그린시트 적층체를 제작하였다. 이것을 930℃에서 2시간 소성하였다. 얻어진 소결체의 측면의 내부 도전체의 위치에 은페이스트를 도포하고, 외부 전극을 땜질하여, 도 1에 개략적으로 도시되는 임피던스소자(고주파 회로부품)로 하였다. 또한, 도 1은 소자 내부구조의 이해를 용이하게 하기위해서 모델도로서 도시되어 있다. 도 1에 있어서, 부호 11은 인너콘덕터(Ag코일)이고, 부호 10은 터미널 콘덕터이고, 부호 20은 페라이트를 나타내고 있다.

얻어진 인덕턴스 소자의 임피던스 및 투자율을 2GHz에서 측정한 바, 본 발명에서는 임피던스가 208Ω(투자율은 3.7)이 얻어졌다. 덧붙여서 말하면, NiCuZn 페라이트의 임피던스는 135Ω(투자율 1.2)였다.

상기의 결과로부터 본 발명의 제2의 발명 그룹에 있어서의 효과는 분명하다. 즉, 본 발명은, Y형 육방정 페라이트로 80%이상 점유되어 이루어지는 자성 산화물 소결체로서, 그 자성 산화물 소결체는, 주성분으로서 산화 코발트를 Co0환산으로 3∼15몰%, 산화구리를 Cu0 환산으로 5∼17몰%, 산화철을 Fe₂O₃환산으로 57∼61몰%, 잔부를 AO(AO는, Ba0 또는 Sr0의 적어도 1종)로서 함유하고, 부성분으로서 붕 규산유리, 붕규산 아연유리 또는 비스무트 유리를 0.6∼7wt% 함유하여 이루어지도록 구성되어 있으므로, 1000℃이하 특히, 900℃ 부근에서 소성 가능하며, 전기 저항율이 높고, 유전율이 낮은, Y형 육방정 페라이트를 주성분 페라이트로 하는 자성 산화물 소결체 및 이것을 이용한 고주파 회로 부품을 제공할 수가 있다.

(3)제3의 발명 그룹에 관한 설명

본 발명의 제3의 발명 그룹에 있어서의 자성 산화물 소결체는 세라믹 소결체이기 때문에 통상의 세라믹 제작 프로세스로 제조할 수가 있다.

본 발명의 제3의 발명 그룹에 있어서의 자성 산화물 소결체는, 주성분으로서 산화코발트를 Co0 환산으로 3∼15몰%(바람직하게는, 3∼5몰%), 산화구리를 Cu0 환산으로 5∼17몰%(바람직하게는, 5.5∼10몰%), 산화철을 Fe₂O₃환산으로 57∼61몰%(바람직하게는, 59∼60몰%), M0를 0∼15wt%, 바람직하게는 1∼15wt%, 특히 바람직하게는 5∼15wt%(M0는, NiO, ZnO, MgO 중 적어도 1종이고, M0의 함유율 0은 제외한다), 잔부를 AO(AO는, Ba0 또는 Sr0의 적어도 1종)로서 함유하고 있다. MO의 형태는, NiO, ZnO, 또는 MgO의 단독 형태, 또는 적어도 2종 이상의 혼재형태이다. 2종 이상을 혼합하여 사용하는 경우에는, 혼합한 총계몰%가 상기의 범위에 들어가도록 하면 좋다. AO의 형태는, Ba0 또는 SrO의 단독 형태, 또는 Ba0와 Sr0의 혼재 형태이다.

또, 본 발명의 자성 산화물 소결체는, 부성분으로서 산화 비스무트 Bi₂O₃을 0.5∼7wt%(바람직하게는 0.6∼5wt%), 함유하고 있다.

이와 같은 산화 비스무트Bi₂O₃은, 후술하는 실시예에서도 알 수 있는 바와 같이 첨가시에 당해 산화물의 형태로 혼입되어, 소결후도 일반적으로 당해 산화물의 형태로 잔존한다.

상기 주성분의 함유 비율에 있어서, Co0가 3몰%미만이 되면, 예를 들면 2GHz에 있어서의 투자율이 저하된다(예를 들면 2.0미만)는 문제점이 생기는 경향이 있고, Co0가 15몰%를 초과하면, 예를 들면 500MHz에 있어서의 투자율이 저하된다(예를 들면 2.0미만)는 문제가 생기는 경향이 있다.

또, Cu0가 5몰%미만이 되면, 가소성 온도가 1000℃를 초과한다는 문제가 생기는 경향이 있고, Cu0가 17몰%를 초과하면, 투자율이 저하된다(예를 들면 2.0미만)는 문제가 생기는 경향이 있다.

또, Fe₂O₃가 57몰%미만이 되거나, Fe₂O₃가 61몰%를 초과하거나 하면 투자율이 저하된다는 문제가 생기는 경향이 있다.

상기의 부성분의 함유 비율에 있어서, 상기 Bi₂O₃의 함유량이 0.5wt%미만이 되면, 1000℃이하의 소성에서 이론밀도의 90% 이상을 얻을 수 없게 된다는 문제가 생기는 경향이 있고, 상기 Bi₂O₃의 함유량이 7wt%를 초과하면, 투자율이 저하된다는 문제가 생기는 경향이 있다. 이와 같은 Bi₂O₃부성분의 첨가는, 특히, 상기의 Cu0양의 함유와 아울러 저온 소결을 현저하게 실현시킬 수가 있다. 자기 특성 향상의 상승효과도 있다. 소성 온도가 낮아지면, 저렴하고 전기 저항이 낮은 Ag와 같은　저융점의 전극 재료를 내장한 형태로 동시 소성하여, 전극 일체형의 폐쇄 자로 구성의 소자를 용이하게 제조할 수 있다.

이와 같이 하여 제조된 소자는, 예를 들면, 소형으로 또한 높은 Q값을 갖는 인덕터, 또는 소형으로 고주파대의 특히 특정 주파수에서의 임피던스가 큰 노이즈 필터 등의 고주파 소자(고주파 회로부품)로서 이용된다.

M0로서 ZnO를 이용하여, 이것을 0∼15wt%(함유율 0은 제외한다)함유시킨 경우에는, 투자율을 현격히 향상시킬 수가 있고, 고주파 회로 부품을 제작했을 때의 고임피던스화(높은 임피던스를 얻는 것) 및 임피던스의 광대역화에 특히 바람직한 효과를 발휘한다. 또, M0로서 Ni0나 MgO를 이용하여, 0∼15wt%(함유율 0은 제외한다)함유시킨 경우에는, 투자율을 향상시키는 것은 물론, 공명 주파수를 높게 하는 효과가 있다. 따라서, 고주파 회로부품으로서, 높은 임피던스와 임피던스의 대역을 제어하는 데에 특히 바람직한 효과를 발휘한다.

또한 본 발명에서의 자성 산화물 소결체는, 그 80%이상, 특히 바람직하게는, 90% 이상이 Y형 육방정 페라이트로 형성되어 있다. 여기서 말하는「%」는, 엑스선 회절강도의 메인 피크비로부터 산출한 것이다.

Y형 육방정 페라이트의 점유 비율이 80% 미만이 되면, 고주파에 있어서 높은 투자율을 얻을 수 없게 된다는 문제가 생긴다. 이것에 의해, 높은 인덕턴스나 임피던스를 갖는 고주파 회로부품을 얻는 것이 곤란해진다.

은(Ag)과 같은 저융점 전극재료와 동시 소성하는 경우, 본 소성 온도가 낮아지기때문에, 소결후의 Y형 육방정 페라이트를 80%이상으로 하기 위해서는, 가소성시에 Y형 육방정 페라이트를 80% 이상 생성해 둘 필요가 있다. 조성에 따라서 다르지만, 850℃ 부근에서 BaFe₁₂O₁₉및 BaFe₂O₄분해가 시작되고, Y형 육방정 페라이트의 생성이 시작된다.

그러나, BaFe₁₂O₁₉및 BaFe₂O₄의 분해가 충분히 진행되지 않으면 Y형 육방정 페라이트의 생성이 진행되지 않는다. 따라서, Y형 육방정 페라이트를 80%이상으로 하기 위해서, 가소성 온도를 850℃이상, 특히, 850∼1000℃로 할 필요가 있다. 또한, Cu0양을, 바람직하게는 5.5∼17몰% 함유시키는 것이 필요하게 된다. 가소성 온도가 850℃미만이 되거나, Cu0양이 상기의 범위를 벗어나면, 80%를 초과하는 Y형 육방정 페라이트의 생성이 곤란해진다. 또, 가소성 온도가 1000℃를 초과하여 너무 높아지면, 미세한 분쇄분말을 얻을 수 없게 되어 버린다. 미세한 분쇄분말의 제작은, 저온 소성에는 매우 중요한 기술이다.

이와 같은 관점에서, 상술한 바와 같이 가소성 온도를 850∼1000℃에서, Y형 육방정 페라이트의 생성율을 높게 하기 위해서는, 주성분으로서의 상기 Cu0양을, 바람직하게는 5.5∼17몰% 함유시키는 것이 필요하게 된다.

(실험예 3-I)

(실시예 샘플 및 비교예 샘플의 제작)

소결후의 조성이 하기 표 4에 나타낸 바와 같은 조성이 되도록 각 원료를 칭량하여, 강철제 볼밀에서 15시간 습식 혼합하였다. 다음에, 이 혼합분말을 대기중, 표 4에 기재된 온도에서 2시간 가소성하였다. 이어서, 표 4에 나타낸 바와 같이 부성분으로서 Bi₂O₃을 소정량 첨가한 후, 철강제 볼밀로 15시간 분쇄하였다.

이 성형체를 대기중, 표 4에 나타내는 온도에서 2시간 소결하였다. 육방정 페라이트 소결체의 조성은 하기 표 4에 나타낸 바와 같고, 이들의 각 샘플에 관하여, 25℃에서의 주파수 500MHz　및 2GHz의 투자율을 각각 측정하여 표 4에 나타내었다. 투자율은 주파수 500MHz의 주파수에 있어서 2.5이상, 및 2GHz의 주파수에 있어서, 2.0 이상의 값을 목표로 하고 있다.

(실험예 3-II)

다음에, 본 발명의 자성체를 이용하여 인덕턴스 소자를 제작하였다. 즉, 소결후의 조성이 상기 표 4의 실시예 3-11 샘플에 나타낸 바와 같은 조성이 되도록각 원료를 칭량하여, 강철제 볼밀에서 15시간 습식 혼합하였다. 다음에, 이 혼합분말을 대기중, 950℃에서 2시간 가소성하였다. 이어서, 부성분으로서 Bi₂O₃을 5wt% 첨가한 후, 철강제 볼밀로 15시간 분쇄하였다.

비교를 위해 NiCuZn계 스피넬 페라이트 분말(NiO=45몰%, Cu0=5몰%, ZnO=1.5몰%, Fe₂O₃=48몰%, Co0=0.5몰%)을 이용하여 제작한 그린시트도 준비했다.

한편, 은을 혼합하여 이루어지는 도전성 페이스트를 준비하고, 앞의 그린 시트위에 코일을 스파이럴형상이 되도록 적층하였다. 두께방향으로 압력을 가하여 압착하고, 자성체에 전극이 샌드위치된 그린시트 적층체를 제작하였다. 이것을 930℃에서 2시간 소성하였다. 얻어진 소결체의 측면의 내부 도전체의 위치에 은페이스트를 도포하고, 외부 전극을 땜질하여, 도 1에 개략적으로 나타내는 임피던스소자(고주파 회로부품)로 하였다. 또한, 도 1은 소자 내부 구조의 이해를 용이하게 하기 위해서 모델도로서 도시되어 있다. 도 1에 있어서, 부호 11은 인너콘덕터(Ag코일)이고, 부호 10은 터미널 콘덕터이고, 부호 20은 페라이트를 나타내고 있다.

얻어진 임피던스 소자의 임피던스 및 투자율을 2GHz에서 측정한 바, 본 발명에서는 임피던스가 236Ω(투자율은 4.2)라는 매우 우수한 특성이 얻어졌다. 이것에 대하여 종래의 NiCuZn 페라이트의 임피던스는 135Ω(투자율 1.2)였다.

상기의 결과에서 본 발명의 제3의 발명 그룹에 있어서의 효과는 분명하다.즉, 본 발명은, Y형 육방정 페라이트로 80% 이상 점유되어 이루어지는 자성 산화물 소결체로서, 그 자성 산화물 소결체는, 주성분으로서 산화 코발트를 Co0환산으로 3∼15몰%, 산화구리를 Cu0 환산으로 5∼17몰%, 산화철을 Fe₂O₃환산으로 57∼61몰%, M0를 0∼15wt%(M0는, NiO, ZnO, MgO의 적어도 1종이고, M0의 함유율 0은 제외한다), 잔부를 AO(AO는, Ba0 또는 Sr0의 적어도 1종)로서 함유하고, 부성분으로서 산화 비스무트(Bi₂O₃)를 0.5∼7wt%를 함유하여 이루어지도록 구성되어 있으므로, 수백 MHz∼GHz와 같은　고주파 대역까지 매우 자기 특성이 양호하고, 또한 Y형 육방정 페라이트 이외의 이상을 가능한 한 포함하지 않고 1000℃이하 특히, 900℃부근에서 소성 가능한 자성 산화물 소결체 및 이것을 이용한 고주파 회로 부품을 제공할 수가 있다.

(4)제4의 발명 그룹에 관한 설명

본 발명의 제4의 발명 그룹에 있어서의 자성 산화물 소결체는 세라믹 소결체이기때문에 통상의 세라믹 제작 프로세스로 제조할 수가 있다.

본 발명의 제4의 발명 그룹에 있어서의 자성 산화물 소결체는, 주성분으로서 산화코발트를 Co0 환산으로 3∼15몰%(바람직하게는, 3∼5몰%), 산화구리를 Cu0 환산으로 5∼17몰%(바람직하게는, 5.5∼10몰%), 산화철을 Fe₂O₃환산으로 57∼61몰%(바람직하게는, 59∼60몰%), M0를 0∼15wt%, 바람직하게는 1∼15wt%, 특히 바람직하게는 5∼15wt%(M0는, NiO, ZnO, MgO의 적어도 1종이고, M0의 함유율 0은 제외한다), 잔부를 AO(AO는, Ba0 또는 Sr0의 적어도 1종)로서 함유하고 있다.

M0의 형태는, NiO, ZnO, 또는 MgO의 단독 형태, 또는 적어도 2종 이상의 혼재 형태이다. 2종 이상을 혼합하여 이용하는 경우에는, 혼합한 총계 몰%가 상기의 범위에 들어가도록 하면 좋다.

AO의 형태는, Ba0 또는 Sr0의 단독 형태, 또는 Ba0와 Sr0의 혼재 형태이다.

또, 본 발명의 자성 산화물 소결체는, 부성분으로서 붕규산 유리, 붕규산 아연유리 또는 비스무트 유리를 0.6∼7wt%(바람직하게는 0.6∼5wt%)함유하고 있다.

붕규산 유리란, 일반적으로 B₂O₃, SiO₂를 함유하는 유리를 나타내고, 붕규산 아연유리란, 일반적으로, B₂O₃, SiO_2,ZnO를 함유하는 유리를 나타내고, 비스무트 유리란, 일반적으로 Bi₂O₃을 함유하는 유리를 나타낸다. 이들의 각 유리의 정의에 있어서 상기의 각 성분이 주성분일 필요는 없다.

이들의 부성분의 유리의 함유 형태로서는, 붕규산 유리, 붕규산 아연유리 및 비스무트 유리중의 1종을 단독으로 이용해도 좋고, 또, 이들 중의 2종 또는 3종을 혼합하여 이용해도 좋다. 2종 이상을 혼합하여 이용하는 경우에는, 혼합한 총계 중량%가 상기의 범위에 들어가도록 하면 좋다. 이러한 유리를 첨가함으로써, 고전기 저항율화(전기 저항율을 높게 하는 것) 및 저유전율화(유전율을 낮게 하는 것)를 얻을 수가 있다. 따라서, 이와 같은 본원 소정의 유리의 첨가에 의해서, 고주파 회로부품으로서의 예를 들면, 적층 부품 재료에 필요한 1×10⁵Ω·ｍ 이상의 전기 저항율이 얻어진다.

또한, 본원 소정의 유리의 첨가에 의해, 유전율을 저감시키는 효과도 발현되고, 본 발명 소결체를 고주파 부품으로서 이용한 경우, 높은 주파수에 있어서 높은 임피던스를 얻는 것이나, 임피던스의 광대역화에 효과가 있다. 또한, 이들의 유리 첨가는 첨가시에 있어서의 상태가 유리인　것이 필요하다. 소성 후, 사용한 유리성분은, 유리 상태의 유무를 불문하고 소성체 중에 존재한다.

이들의 유리 중에서는, 특히, 붕규산 아연유리나 붕규산 유리가 고 저항율, 저유전율을 보다　효과적으로 실현시키기위해 바람직하다. 또, 동일한 유리 첨가량에서 비교한 경우, 90%이상의 상대 밀도가 얻어지는 온도를 내릴 수 있다는 관점에서는, 특히, 비스무트 유리가 바람직하다.

상기 주성분의 함유 비율에 있어서, Co0가 3몰%미만이 되면, 예를 들면 2GHz에 있어서의 투자율이 저하된다(예를 들면 2.0미만)는 문제가 생기는 경향이 있고, Co0가 15몰%를 초과하면, 투자율이 저하된다(예를 들면 500MHz에 있어서의 투자율이 2.5미만이 되거나, 2GHz에 있어서의 투자율이 2.0미만이 되거나 한다)는 문제가 생기는 경향이 있다.

또, Cu0가 5몰%미만이 되면, 가소성 온도가 1000℃를 초과한다는 문제가 생기는 경향이 있고, Cu0가 17몰%를 초과하면, 2GHz에 있어서의 투자율이 저하된다는 문제가 생기는 경향이 있다.

또, Fe₂O₃가 57몰% 미만이 되거나, Fe₂O₃가 61몰%를 초과하거나 하면 투자율이 저하된다는 문제가 생기는 경향이 있다.

상기의 부성분의 함유 비율에 있어서, 상기 소정의 유리의 함유량이 0.6wt%미만이 되면, 1000℃ 이하의 소성에서 이론밀도의 90%이상을 얻을 수 없게 된다는 문제가 생기는 경향이 있고, 상기 유리의 함유량이 7wt%를 초과하면, 투자율이 저하된다는 문제가 생기는 경향이 있다.

이와 같은 유리 부성분의 첨가는, 특히, 상기의 Cu0양의 함유와 아울러 저온 소결을 현저히 실현시킬 수가 있다. 소성온도가 낮아지면, 저렴하고 전기저항이 낮은 Ag와 같은　저융점의 전극 재료를 내장한 형태로 동시 소성하여, 전극 일체형의 폐쇄 자로 구성의 소자를 용이하게 제조할 수 있다. 이와 같이 하여 제조된 소자는, 예를 들면, 소형으로 또한 높은 Q값을 갖는 인덕터, 또는 소형으로 고주파대의 특히 특정 주파수에서의 임피던스가 큰 노이즈 필터 등의 고주파 소자(고주파 회로부품)로서 이용된다.

M0로서 ZnO를 이용하고, 이것을 0∼15wt%(함유율 0은 제외한다)함유시킨 경우에는, 투자율을 현격히 향상시킬 수가 있고, 고주파 회로부품을 제작했을 때의 고임피던스화(높은 임피던스를 얻는 것)및 임피던스의 광대역화에 특히 바람직한 효과를 발휘한다. 또, M0로서 Ni0나 MgO를 이용하여, 0∼15wt%(함유율 0은 제외한다)함유시킨 경우에는, 투자율을 향상시키는 것은 물론, 공명 주파수를 높게 하는 효과가 있다. 따라서, 고주파 회로부품으로서, 높은 임피던스와 임피던스의 대역을 제어하는 데에 특히 바람직한 효과를 발휘한다.

은(Ag)과 같은 저융점 전극 재료와 동시 소성하는 경우, 본 소성 온도가 낮아지기때문에, 소결후의 Y형 육방정 페라이트를 80% 이상으로 하기 위해서는, 가소성시에 Y형 육방정 페라이트를 80% 이상 생성해 둘 필요가 있다. 조성에 따라서 다르지만, 850℃부근에서 BaFe₁₂O₁₉및 BaFe₂O₄의 분해가 시작되고, Y형 육방정 페라이트의 생성이 시작된다. 그러나, BaFe₁₂O₁₉및 BaFe₂O₄의 분해가 충분히 진행되지 않으면 Y형 육방정 페라이트의 생성이 진행되지 않는다. 따라서, Y형 육방정 페라이트를 80%이상으로 하기 위해서, 가소성 온도를 850℃이상 특히, 850℃∼1000℃로 할 필요가 있다. 또한, Cu0양을 바람직하게는 5.5∼17몰% 함유시킬 필요가 있다. 가소성 온도가 850℃ 미만이 되거나, Cu0양이 소정량 존재하지 않으면, 80%를 초과하는 Y형 육방정 페라이트의 생성이 곤란해진다. 또 가소성 온도가 1000℃를 초과하여 너무 높아지면, 미세한 분쇄분말을 얻을 수 없다. 미세한 분쇄분말의 제작은, 저온 소성에는 매우 중요한 기술이다.

이와 같은 관점에서, 상술과 같이 가소성 온도를 850∼1000℃에 있어서, Y형 육방정 페라이트의 생성율을 높게 하기 위해서는, 주성분으로서의 상기 Cu0양을 바람직하게는 5.5∼17몰% 함유시키는 것이 필요하게 된다.

이와 같은 본 발명에 있어서의 자성 산화 소결체는, 자성 산화물 소결체중에 도전체가 매설된 구조를 구비하는 고주파 회로부품, 예를 들면, 임피더, 인덕터로서 사용된다.

(실험예 4-I)

(실시예 및 비교예 샘플의 제작)

소결후의 조성이 하기 표 5에 나타낸 바와 같은 조성이 되도록 각 원료를 칭량하여, 강철제 볼밀에서 15시간 습식 혼합하였다. 다음에, 이 혼합분말을 대기중, 표 5에 기재된 온도에서 2시간 가소성하였다. 이어서, 표 5에 나타낸 바와 같이 소정의 유리를 소정량 첨가한 후, 철강제 볼밀로 15시간 분쇄하였다.

이와 같이 하여 얻어진 육방정 페라이트분말을 입자로 제조하여, 100MPa의 압력으로 소망하는 형상으로 성형하였다.

이 성형체를 대기중, 표 5에 나타내는 온도에서 2시간 소결하였다. 육방정 페라이트 소결체의 조성은 하기 표 5에 나타낸 바와 같고, 이들의 각 샘플에 관하여, 25℃에 있어서의 주파수 500MHz　및 2GHz의 투자율, 및 전기 저항율, 유전율을 각각 측정하여 표 6에 나타내었다.

투자율은 주파수 500MHz의 주파수에 있어서 2.5 이상의 값을, 또 2GHz의 주파수에서 2.0이상의 값을 각각 목표로 하고 있다. 또, 전기 저항율은 1×10⁵Ω·ｍ의 값을 목표로 하고 있다. 유전율은 낮으면 낮을 수록 좋다. 덧붙여 말하면, 후술의 실험 결과로부터, 전기 저항율이 1×10⁵Ω·ｍ의 값을 초과하고 있으면 유전율은 30 이하의 낮은 값을 나타내고 있다.

(실험예 4-II)

상기 실시예 4-Ⅰ에 있어서의 실시예 4-I-2 샘플의 주성분에 있어서, 첨가성분의 종류 및 첨가량을 하기 표 7에 나타낸 바와 같이 바꾸어 각종의 샘플을 제작하였다. 이들의 샘플에 관하여, 90%이상의 상대밀도(이론밀도 100에 대해서)가 얻어지는 온도를 측정하였다.

결과를 하기 표 7에 나타내었다.

(실험예 4-III)

다음에, 본 발명의 자성체를 이용하여 임피던스 소자를 제작하였다. 즉, 소결후의 조성이 상기 표 5의 실시예 4-I-2 샘플의 주성분에 나타낸 바와 같은 조성이 되도록 각 원료를 칭량하여, 강철제 볼밀에서 15시간 습식 혼합하였다. 다음에, 이 혼합분말을 대기중, 950℃에서 2시간 가소성하였다. 이어서, 부성분으로서 비스무트 유리를 5wt% 첨가한 후, 철강제 볼밀로 15시간 분쇄하였다.

이 가소성 분말에 유기 바인더를 혼합하여, 닥터 블레이드법에 의해 균일한 그린시트를 형성하였다.

비교를 위해서 NiCuZn계 스피넬 페라이트 분말(NiO=45몰%, Cu0=5몰%, ZnO=1.5몰%, Fe₂O₃=48몰%, Co0=0.5몰%)을 이용하여 제작한 그린 시트도 준비했다.

한편, 은을 혼합하여 이루어지는 도전성 페이스트를 준비하고, 앞의 그린 시트위에 코일을 스파이럴형상이 되도록 적층하였다. 두께방향으로 압력을 가하여 압착하고, 자성체에 전극이 샌드위치된 그린 시트 적층체를 제작하였다. 이것을 930℃에서 2시간 소성하였다. 얻어진 소결체의 측면의 내부 도전체의 위치에 은페이스트를 도포하고, 외부 전극을 땜질하여, 도 1에 개략적으로 도시되는 임피던스소자(고주파 회로부품)로 하였다. 또한, 도 1은 소자 내부 구조의 이해를 용이하게 하기위해 모델도로서 도시되어 있다. 도 1에 있어서, 부호 11은 인너콘덕터(Ag코일)이고, 부호 10은 터미널 콘덕터이고, 부호 20은 페라이트를 나타내고 있다.

상기의 결과로부터 본 발명의 제4의 발명 그룹에 있어서의 효과는 분명하다. 즉, 본 발명은, Y형 육방정 페라이트로 80%이상 점유되어 이루어지는 자성 산화물 소결체로서, 그 자성 산화물 소결체는, 주성분으로서 산화 코발트를 Co0환산으로 3∼15몰%, 산화구리를 Cu0 환산으로 5∼17몰%, 산화철을 Fe₂O₃환산으로 57∼61몰%, M0를 0∼15wt%(M0는, NiO, ZnO, MgO의 적어도 1종이고, M0의 함유율 0은 제외한다), 잔부를 AO(AO는, Ba0 또는 Sr0의 적어도 1종)로서 함유하고, 부성분으로서 붕규산 유리, 붕규산 아연유리 또는 비스무트 유리를 0.6∼7wt% 함유하여 이루어지도록 구성되어 있기 때문에, 1000℃ 이하 특히, 900℃부근에서 소성 가능하고, 고주파 대역에서의 투자율 특성이 좋고, 전기 저항율이 높으며, 유전율이 낮은, Y형 육방정 페라이트를 주성분 페라이트로 하는 자성 산화물 소결체 및 이것을 이용한 고주파 회로부품을 제공할 수가 있다.

본 발명에 있어서의 자성산화 소결체는, 자성산화물 소결체중에 도전체가 매설된 구조를 구비하는 고주파 회로부품, 예를 들면, 임피더, 인덕터로서 사용된다.

Claims

Y형 육방정 페라이트로 80% 이상 점유되어 이루어지는 자성 산화물 소결체로서,

그 자성 산화물 소결체는, 주성분으로서 산화 코발트를 Co0 환산으로 3∼15몰%, 산화구리를 Cu0 환산으로 5.5∼17몰%, 산화철을 Fe₂O₃환산으로 57∼61몰%, 잔부를 AO(AO는, Ba0 또는 Sr0의 적어도 1종)로서 함유하고,

부성분으로서 산화 비스무트(Bi₂O₃)를 0.5∼7wt% 함유하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자성 산화물 소결체.
제 1 항에 있어서, 상기 자성 산화물 소결체의 제조에 있어서의 가소성 온도가 850℃∼1000℃인　것을 특징으로 하는 자성 산화물 소결체.
자성 산화물 소결체중에 도전체가 매설된 구조를 구비하는 고주파 회로부품으로서,

상기 자성 산화물 소결체는, Y형 육방정 페라이트로 80%이상 점유되고, 또한, 그 자성 산화물 소결체는, 주성분으로서 산화 코발트를 Co0 환산으로 3∼15몰%, 산화구리를 Cu0 환산으로 5.5∼17몰%, 산화철을 Fe₂O₃환산으로 57∼61몰%, 잔부를 AO(AO는, Ba0 또는 Sr0의 적어도 1종)로서 함유하고,

부성분으로서 산화 비스무트(Bi₂O₃)를 0.5∼7wt% 함유하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고주파 회로부품.
제 3 항에 있어서, 상기 자성 산화물 소결체의 제조에 있어서의 가소성 온도가 850℃∼1000℃인　것을 특징으로 하는 고주파 회로부품.
제 3 항에 있어서, 상기 도전체가 은(Ag)을 주성분으로 하는 것을 특징으로 하는 고주파 회로부품.
Y형 육방정 페라이트로 80% 이상 점유되어 이루어지는 자성 산화물 소결체로서,

그 자성 산화물 소결체는, 주성분으로서 산화 코발트를 Co0 환산으로 3∼15몰%, 산화구리를 Cu0 환산으로 5∼17몰%, 산화철을 Fe₂O₃환산으로 57∼61몰%, 잔부를 AO(AO는, Ba0 또는 Sr0의 적어도 1종)로서 함유하고,

부성분으로서 붕규산 유리, 붕규산 아연유리 또는 비스무트 유리를 0.6∼7wt% 함유하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자성 산화물 소결체.
제 6 항에 있어서, 상기 자성 산화물 소결체의 제조에 있어서의 가소성 온도가 850℃∼1000℃인　것을 특징으로 하는 자성 산화물 소결체.
자성 산화물 소결체중에 도전체가 매설된 구조를 구비하는 고주파 회로부품으로서,

상기 자성 산화물 소결체는, Y형 육방정 페라이트로 80% 이상 점유되고, 또한, 그 자성 산화물 소결체는, 주성분으로서 산화 코발트를 Co0 환산으로 3∼15몰%, 산화구리를 Cu0 환산으로 5∼17몰%, 산화철을 Fe₂O₃환산으로 57∼61몰%, 잔부를 AO(AO는, Ba0 또는 Sr0의 적어도 1종)로서 함유하고,

부성분으로서 붕규산 유리, 붕규산 아연유리 또는 비스무트 유리를 0.6∼7wt% 함유하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고주파 회로부품.
제 8 항에 있어서, 상기 자성 산화물 소결체의 제조에 있어서의 가소성 온도가 850℃∼1000℃인　것을 특징으로 하는 고주파 회로부품.
제 8 항에 있어서, 상기 도전체가 은(Ag)을 주성분으로 하는 것을 특징으로 하는 고주파 회로부품.
Y형 육방정 페라이트로 80% 이상 점유되어 이루어지는 자성 산화물 소결체로서,

그 자성 산화물 소결체는, 주성분으로서 산화 코발트를 Co0 환산으로 3∼15몰%, 산화구리를 Cu0 환산으로 5∼17몰%, 산화철을 Fe₂O₃환산으로 57∼61몰%, M0를 0∼15몰%(M0는, Ni0, ZnO, MgO의 적어도 1종이고, M0의 함유율 0은 제외한다), 잔부를 AO(AO는, Ba0 또는 SrO의 적어도 1종)로서 함유하고,

부성분으로서 산화 비스무트(Bi₂O₃)를 0.5∼7wt% 함유하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자성 산화물 소결체.
제 11 항에 있어서, 상기 자성 산화물 소결체의 제조에 있어서의 가소성 온도가 850℃∼1000℃인　것을 특징으로 하는 자성 산화물 소결체.
자성 산화물 소결체중에 도전체가 매설된 구조를 구비하는 고주파 회로부품으로서,

상기 자성 산화물 소결체는, Y형 육방정 페라이트로 80% 이상 점유되고, 또한, 그 자성 산화물 소결체는, 주성분으로서 산화 코발트를 Co0 환산으로 3∼15몰%, 산화구리를 Cｕ0 환산으로 5∼17몰%, 산화철을 Fe₂O₃환산으로 57∼61몰%, M0를 0∼15몰%(M0는, NiO, ZnO, MgO의 적어도 1종이고, M0의 함유율 0은 제외한다), 잔부를 AO(AO는, Ba0 또는 SrO의 적어도 1종)로서 함유하고,

부성분으로서 산화 비스무트(Bi₂O₃)를 0.5∼7wt% 함유하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고주파 회로부품.
제 13 항에 있어서, 상기 자성 산화물 소결체의 제조에 있어서의 가소성 온도가 850℃∼1000℃인 것을 특징으로 하는 고주파 회로부품.
제 13 항에 있어서, 상기 도전체가 은(Ag)을 주성분으로 하는 것을 특징으로 하는 고주파 회로부품.
Y형 육방정 페라이트로 80% 이상 점유되어 이루어지는 자성 산화물 소결체로서,

그 자성 산화물 소결체는, 주성분으로서 산화 코발트를 Co0 환산으로 3∼15몰%, 산화구리를 Cu0 환산으로 5∼17몰%, 산화철을 Fe₂O₃환산으로 57∼61몰%, M0를 0∼15몰%(M0는, NiO, ZnO, MgO의 적어도 1종이고, M0의 함유율 0은 제외한다), 잔부를 AO(AO는, Ba0 또는 SrO의 적어도 1종)로서 함유하고,

부성분으로서 붕규산 유리, 붕규산 아연유리 또는 비스무트 유리를 0.6∼7wt% 함유하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자성 산화물 소결체.
제 16 항에 있어서, 상기 자성 산화물 소결체의 제조에 있어서의 가소성 온도가 850℃∼1000℃인　것을 특징으로 하는 자성 산화물 소결체.
자성 산화물 소결체 중에 도전체가 매설된 구조를 구비하는 고주파 회로부품으로서,

상기 자성 산화물 소결체는, 주성분으로서 산화 코발트를 Co0 환산으로 3∼15몰%, 산화구리를 Cu0 환산으로 5∼17몰%, 산화철을 Fe₂O₃환산으로 57∼61몰%, M0를 0∼15몰%(M0는, NiO, ZnO, MgO의 적어도 1종이고, M0의 함유율 0은 제외한다), 잔부를 AO(AO는, Ba0 또는 Sr0의 적어도 1종)로서 함유하고,

부성분으로서 붕규산 유리, 붕규산 아연유리 또는 비스무트 유리를 0.6∼7wt% 함유하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고주파 회로부품.
제 18 항에 있어서, 상기 자성 산화물 소결체의 제조에 있어서의 가소성 온도가 850℃∼1000℃인　것을 특징으로 하는 고주파 회로부품.
제 18 항에 있어서, 상기 도전체가 은(Ag)을 주성분으로 하는 것을 특징으로 하는 고주파 회로부품.