KR101928210B1 - 페라이트 조성물, 페라이트 소결체, 전자 부품 및 칩 코일 - Google Patents

Abstract

(과제) 칩 코일에 적합하게 이용되는 페라이트 소결체를 구성하는 페라이트 조성물을 얻는다.
(해결 수단) 주성분과 부성분을 갖는 페라이트 조성물이다. 주성분이, 산화철을 Fe₂O₃ 환산으로 43.0~51.0몰%, 산화구리를 CuO 환산으로 5.0~15.0몰%, 산화아연을 ZnO 환산으로 1.0~24.9몰%, 잔부가 산화니켈로 구성되어 있다. 주성분 100중량부에 대해, 부성분으로서, 규소 화합물을 SiO₂ 환산으로 0.2~3.0중량부, 코발트 화합물을 Co₃O₄ 환산으로 3.0~8.0중량부(3.0중량부를 제외함), 비스무트 화합물을 Bi₂O₃ 환산으로 0.2~8.0중량부 함유한다.

Description

페라이트 조성물, 페라이트 소결체, 전자 부품 및 칩 코일{FERRITE COMPOSITION, FERRITE SINTERED BODY, ELECTRONIC DEVICE, AND CHIP COIL}

본 발명은, 페라이트 조성물, 페라이트 소결체, 전자 부품 및 칩 코일에 관한 것이다.

근년, 휴대 전화나 PC 등에 이용되는 주파수대가 고주파화되어 있고, 이미 수 GHz의 규격이 복수 존재한다. 이들 고주파의 신호에 대응하는 노이즈 제거 제품이 요구되고 있다. 그 대표로서 칩 코일이 예시된다.

현재, 폭넓은 온도 환경에서 적합하게 사용할 수 있는 칩 코일이 요구되고 있으며, 온도 특성 및 전기 특성이 양호한 칩 코일이 요구되고 있다.

여기서, 칩 코일의 전기 특성은 임피던스로 평가할 수 있다. 칩 코일의 임피던스 특성은, 소체 재료의 투자율과, 소체 재료의 주파수 특성에 크게 영향을 받는다. 부언하자면, 특히 고주파수에 있어서의 소체 재료의 복소 투자율의 실수부 μ'를 향상시킴으로써 임피던스 특성이 향상되고, 칩 코일의 노이즈 제거 성능이 보다 향상되게 된다.

그러나, 스뇌크(Snoek)의 한계에 따르면, 일반적으로는 주파수가 높아질수록 투자율이 저하되어, 복소 투자율의 실수부 μ'가 저하되게 된다. 따라서, 특히 고주파수로 칩 코일의 임피던스 특성을 향상시켜, 노이즈 제거 성능을 향상시키는 것이 어렵다.

또한, 스뇌크의 한계는 이하의 식 (1)에 의해 표시된다. 또한, f_r은 회전 자화 공명 주파수, μ_i는 초기 투자율, γ는 자이로 자기 상수, M_s는 포화 자화이다.

f_r(μ_i-1)=｜γ｜×(M_s/3π)…식 (1)

또, 현재, 칩 코일의 소체 재료로서, Ni-Cu-Zn계 페라이트가 이용되는 경우가 많다. Ni-Cu-Zn계 페라이트가 이용되는 경우가 많은 것은, Ni-Cu-Zn계 페라이트는 900℃ 정도에서 소성 가능한 자성체 세라믹이기 때문이다. Ni-Cu-Zn계 페라이트는 900℃ 정도에서 소성 가능하므로, 내부 전극으로서 이용하는 Ag과의 동시 소성이 가능하다.

여기서, 소체 재료에 첨가물을 첨가한 경우에는, 스뇌크의 한계 이상으로 높은 주파수까지 투자율이 유지되거나, 반대로, 스뇌크의 한계 이하의 낮은 주파수로 투자율이 저하되거나 하는 경우가 알려져 있다. 그리고, 코발트를 첨가한 Ni-Cu-Zn 페라이트가 이전부터 제안되고 있다. Ni-Cu-Zn 페라이트에 대해 코발트 첨가를 행함으로써, 자기 이방성을 향상시키고, 투자율의 주파수 특성을 향상시켜, 고주파수에 있어서의 투자율을 향상시키는 수법이 검토되고 있다.

특허문헌 1에서는, NiCuZn 페라이트에 코발트 화합물과 함께 산화비스무트등의 비스무트 화합물을 첨가하고 있다. 또한, 지르코늄 화합물을 첨가함으로써 온도 특성을 개선하고자 하고 있다.

특허문헌 2에서는, NiCuZn 페라이트에 Co₃O₄, SiO₂, Bi₂O₃를 첨가함으로써, 양호한 온도 특성 등을 얻고자 하고 있다.

특허문헌 3에서는, NiCuZn 페라이트 중의 Fe₂O₃량과 ZnO량을 비교적 적게 하고, 또한, CoO를 첨가함으로써 주파수 특성이 뛰어난 페라이트 조성물을 얻고자 하고 있다.

그러나, 특허문헌 1의 실시예에서는, 어느 정도 높은 주파수까지 투자율의 값이 유지되는지에 대해서는 기재가 없다. 또, 특허문헌 1에서는, 산화 지르코늄을 첨가한 경우에 있어서의 투자율의 온도 변화에 대해서, 20℃에서의 초기 투자율과 85℃에서의 초기 투자율의 비를 나타내고 있다. 그러나, 특허문헌 1의 실시예에 나타나 있는 20℃에서의 초기 투자율과 85℃에서의 초기 투자율의 비에서 가장 작은 것이 1.45배이다. 이 결과는, 온도 변화에 대한 초기 투자율의 변화를 억제했다고 하기에는 너무 크다.

특허문헌 2에서는, 초기 투자율의 값이 나타나 있지 않아, 주파수 특성이 불명확하다. 특허문헌 3에서는, 온도 특성이 불명확하다.

이상으로부터, 특허문헌 1~3의 NiCuZn 페라이트가 주파수 특성 및 온도 특성이 우수한지 아닌지는 불명확하다.

일본국 특허 공개 2000-252112호 공보 일본국 특허 공개 2006-206347호 공보 일본국 특허 공개 2008-300548호 공보

본 발명은, 이러한 실상을 감안하여 이루어지고, 그 목적은, 칩 코일에 적합하게 이용되는 페라이트 소결체를 구성하는 페라이트 조성물을 얻는 것이다. 칩 코일에 적합하게 이용되는 페라이트 소결체는, 구체적으로는, 온도 특성이 양호하며, 또한, 복소 투자율의 실수부 μ'가 큰 페라이트 소결체다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 페라이트 조성물은,

주성분과 부성분을 갖는 페라이트 조성물로서,

상기 주성분이, 산화철을 Fe₂O₃ 환산으로 43.0~51.0몰%, 산화구리를 CuO 환산으로 5.0~15.0몰%, 산화아연을 ZnO 환산으로 1.0~24.9몰%, 잔부가 산화니켈로 구성되고,

상기 주성분 100중량부에 대해, 상기 부성분으로서, 규소 화합물을 SiO₂ 환산으로 0.2~3.0중량부, 코발트 화합물을 Co₃O₄ 환산으로 3.0~8.0중량부(3.0중량부를 제외함), 비스무트 화합물을 Bi₂O₃ 환산으로 0.2~8.0중량부 함유하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 페라이트 소결체는, 상기 페라이트 조성물로 구성된다.

본 발명에 따른 전자 부품은, 상기 페라이트 소결체를 갖는다.

본 발명에 따른 칩 코일은, 상기 페라이트 소결체를 갖는다.

본 발명에 따른 페라이트 소결체는, 주성분을 구성하는 산화물의 함유량을 상기 범위로 하고, 또한 부성분으로서, 산화규소, 산화비스무트 및 산화코발트를 상기 범위로 함유시킴으로써, 초기 투자율 μ_i의 온도 특성을 양호하게 할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 페라이트 소결체를 이용한 전자 부품, 특히 칩 코일은 폭넓은 온도 환경에서 적합하게 사용할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 페라이트 소결체는, 특히 고주파수에 있어서의 복소 투자율의 실수부 μ'가 커져, 고주파수에 있어서의 복소 투자율의 실수부 μ'가 스뇌크의 한계를 넘어 큰 값이 되는 경우도 있다. 그 결과, 상기 페라이트 소결체를 이용한 칩 코일은, 특히 고주파수에 있어서, 임피던스가 높아져, 노이즈 제거 효과가 현저하게 향상된다.

이러한 효과가 얻어지는 이유는, 주성분을 소정 범위로 하고, 또한 각 성분의 함유량을 특정 범위로 함으로써 얻어지는 복합적인 효과라고 생각된다.

본 발명에 따른 페라이트 조성물로 구성되는 페라이트 소결체는, 특히 칩 코일에 적합하게 이용된다. 그러나, 칩 코일 이외의 전자 부품에 이용하는 것도 가능하다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 전자 부품으로서의 칩 코일의 내부 투시 사시도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 전자 부품으로서의 칩 코일의 내부 투시 사시도이다.

이하, 본 발명을 도면에 나타낸 실시형태에 의거해 설명한다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태에 따른 전자 부품으로서의 칩 코일(1)은, 세라믹층(2)과 내부 전극층(3)이 Y축방향으로 번갈아 적층되어 있는 칩 본체(4)를 갖는다.

각 내부 전극층(3)은, 사각형상 고리 또는 C자 형상 또는 コ자 형상을 갖고, 인접하는 세라믹층(2)을 관통하는 내부 전극 접속용 스루홀 전극(도시 생략) 또는 단차형상 전극에 의해 스파이럴형상으로 접속되고, 코일 도체(30)를 구성하고 있다.

칩 본체(4)의 Y축방향의 양단부에는, 각각 단자 전극(5, 5)이 형성되어 있다. 각 단자 전극(5)에는, 적층된 세라믹층(2)을 관통하는 단자 접속용 스루홀 전극(6)의 단부가 접속되어 있고, 각 단자 전극(5, 5)은, 폐자로 코일(권선 패턴)을 구성하는 코일 도체(30)의 양단에 접속된다.

본 실시형태에서는, 세라믹층(2) 및 내부 전극층(3)의 적층 방향이 Y축과 일치하고, 단자 전극(5, 5)의 단면이 X축 및 Z축에 평행하게 된다. X축, Y축 및 Z축은, 서로 수직이다. 도 1에 나타낸 칩 코일(1)에서는, 코일 도체(30)의 권회축이 Y축과 대략 일치한다.

칩 본체(4)의 외형이나 치수에는 특별히 제한은 없고, 용도에 따라서 적절히 설정할 수 있으며, 통상, 외형은 거의 직방체 형상으로 하고, 예를 들어 X축 치수는 0.15~0.8mm, Y축 치수는 0.3~1.6mm, Z축 치수는 0.1~1.0mm이다.

또, 세라믹층(2)의 전극간 두께 및 베이스 두께에는 특별히 제한은 없고, 전극간 두께(내부 전극층(3, 3)의 간격)는 3~50μm, 베이스 두께(단자 접속용 스루홀 전극(6)의 Y축방향 길이)는 5~300μm 정도로 설정할 수 있다.

본 실시형태에서는, 단자 전극(5)으로는, 특별히 한정되지 않고, 본체(4)의 외표면에 Ag이나 Pd 등을 주성분으로 하는 도전성 페이스트를 부착시킨 후에 소부(燒付)하고, 또한 전기 도금을 실시함으로써 형성된다. 전기 도금에는, Cu, Ni, Sn 등을 이용할 수 있다.

코일 도체(30)는, Ag(Ag의 합금 포함함)을 포함하며, 예를 들어 Ag 단체, Ag-Pd 합금 등으로 구성된다. 코일 도체의 부성분으로서, Zr, Fe, Mn, Ti, 및 그들의 산화물을 포함할 수 있다.

세라믹층(2)은, 본 발명의 일 실시형태에 따른 페라이트 조성물로 구성되어 있다. 이하, 페라이트 조성물에 대해서 상세하게 설명한다.

본 실시형태에 따른 페라이트 조성물은, 주성분으로서 산화철, 산화구리, 산화아연 및 산화니켈을 함유한다.

주성분 100몰% 중, 산화철의 함유량은, Fe₂O₃ 환산으로, 43.0~51.0몰%, 바람직하게는 46.1~51.0몰%, 더욱 바람직하게는 46.1~50.0몰%이다. 산화철의 함유량이 너무 적은 경우에는, 복소 투자율의 실수부 μ'가 저하되는 경향이 있다. 산화철의 함유량이 너무 많은 경우에는, 소결성이 열화되어, 소결성의 열화로 인해 비저항이 저하되는 경향이 있다.

주성분 100몰% 중, 산화구리의 함유량은, CuO 환산으로, 5.0~15.0몰%, 바람직하게는 5.0~12.0몰%, 더욱 바람직하게는 5.5~11.0몰%이다. 산화구리의 함유량이 너무 적으면, 소결성이 열화되어, 소결성의 열화로 인해 비저항이 저하되는 경향이 있다. 산화구리의 함유량이 너무 많으면, 초기 투자율 μ_i의 온도 특성이 악화되는 경향이 있다.

주성분 100몰% 중, 산화아연의 함유량은, ZnO 환산으로, 1.0~24.9몰%, 바람직하게는 2.0~22.0몰%, 더욱 바람직하게는, 2.0~17.0몰%이다. 산화아연의 함유량이 너무 적으면, 복소 투자율의 실수부 μ'가 저하되는 경향이 있다. 산화아연의 함유량이 너무 많으면, 900MHz 전후의 고주파수에서의 복소 투자율의 실수부 μ'가 저하되는 경향이 있다. 또한, 초기 투자율 μ_i의 온도 특성이 악화되는 경향이 있다.

주성분의 잔부는, 산화니켈로 구성되어 있다.

본 실시형태에 따른 페라이트 조성물은, 상기 주성분에 추가해, 부성분으로서, 산화규소, 산화코발트 및 산화비스무트를 함유하고 있다.

산화규소의 함유량은, 주성분 100중량부에 대해, SiO₂ 환산으로, 0.2~3.0중량부, 바람직하게는 0.2~2.2중량부, 더욱 바람직하게는 0.20~2.0중량부다. 산화규소의 함유량이 너무 적으면, 초기 투자율 μ_i의 온도 특성이 악화되는 경향이 있다. 산화규소의 함유량이 너무 많으면, 900MHz 전후의 고주파수에서의 복소 투자율의 실수부 μ'가 저하되는 경향이 있다.

산화코발트의 함유량은, 주성분 100중량부에 대해, Co₃O₄ 환산으로, 3.0~8.0중량부(3.0중량부를 제외함), 바람직하게는 3.1~8.0중량부, 더욱 바람직하게는 3.1~7.0중량부다. 산화코발트의 함유량이 너무 적으면, 900MHz 전후의 고주파수에서의 복소 투자율의 실수부 μ'가 저하되는 경향이 있다. 산화코발트의 함유량이 너무 많으면, 복소 투자율의 실수부 μ'가 저하되는 경향이 있다. 또한, 초기 투자율 μ_i의 온도 특성이 악화되는 경향이 있다.

산화비스무트의 함유량은, 주성분 100중량부에 대해, Bi₂O₃ 환산으로, 0.2~8.0중량부, 바람직하게는 0.3~8.0중량부, 더욱 바람직하게는 0.30~5.0중량부다. 산화비스무트의 함유량이 너무 적으면, 소결성이 열화되어, 소결성의 열화로 인해 비저항이 저하되는 경향이 있다. 산화비스무트의 함유량이 너무 많으면, 소성 중에 산화비스무트가 스며나오는 경우가 있다. 산화비스무트가 스며나온 경우와 산화비스무트가 스며나오지 않는 경우에 얻어지는 칩 코일의 특성의 편차가 커지므로, 바람직하지 않다. 또한, 비스무트 화합물의 함유량이 너무 많은 페라이트 조성물을 전자 부품에 적용하여 대량 생산하는 경우에는, 산화비스무트가 스며나오는 것으로 인해 복수의 전자 부품이 연결되어 버리는 경우가 있다. 또, 산화비스무트가 스며나오는 것으로 인해, 전자 부품이 전자 부품을 올려놓는 세터에 접착되어 버리는 경우가 있다.

또한, 각 주성분 및 각 부성분의 함유량은, 유전체 자기 조성물의 제조시에 있어서, 원료 분말의 단계에서 소성 후까지의 각 공정에서 거의 변화하지 않는다.

본 실시형태에 따른 페라이트 조성물에 있어서는, 주성분의 조성 범위가 상기 범위로 제어되고 있는 것에 추가해, 부성분으로서, 산화규소, 산화코발트 및 산화비스무트가 상기 범위 내에서 함유되어 있다. 그 결과, 소결성이 높고, 소결 후의 비저항 ρ가 높은 페라이트 조성물이 얻어진다. 또, 본 실시형태에 따른 페라이트 조성물로 구성되는 페라이트 소결체는, 초기 투자율 μ_i의 온도 특성이 양호해진다.

또한, 본 실시형태에 따른 페라이트 조성물로 구성되는 페라이트 소결체는, 복소 투자율의 실수부 μ', 특히 900MHz 전후의 고주파수에서의 복소 투자율의 실수부 μ'가 크다. 상기 페라이트 소결체의 복소 투자율의 실수부 μ'가 큼으로 인해, 상기 페라이트 소결체를 이용한 칩 코일의 임피던스가 커진다. 또한, 특히 900MHz 전후의 고주파수에서의 복소 투자율의 실수부 μ'가 크기 때문에, 특히 고주파수에서의 임피던스가 커진다.

이 결과, 본 실시형태에 따른 페라이트 조성물로 구성되는 페라이트 소결체를 이용한 칩 코일은, 페라이트 조성물의 소결성이 우수하므로 비저항이 높고, 저온 소결이 가능하다. 예를 들면 내부 전극으로서 이용되는 것이 가능한 Ag의 융점 이하인 900℃ 정도(950℃ 이하)로 소결하는 것이 가능해진다. 또, 온도 특성이 우수하다. 또한, 노이즈 제거 효과, 특히 고주파수에서의 노이즈 제거 효과가 크다.

또, 본 실시형태에 따른 페라이트 조성물은, 상기 부성분과는 별도로, 또한 Mn₃O₄ 등의 망간 산화물, 산화지르코늄, 산화주석, 산화마그네슘, 유리 화합물 등의 부가적 성분을 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위에서 함유해도 된다. 이들의 부가적 성분의 함유량은, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 0.05~1.0중량부 정도이다.

또한, 본 실시형태에 따른 페라이트 조성물에는, 불가피적 불순물 원소의 산화물이 포함될 수 있다.

구체적으로는, 불가피적 불순물 원소로는, C, S, Cl, As, Se, Br, Te, I나, Li, Na, Mg, Al, Ca, Ga, Ge, Sr, Cd, In, Sb, Ba, Pb 등의 전형 금속 원소나, Sc, Ti, V, Cr, Y, Nb, Mo, Pd, Ag, Hf, Ta 등의 천이 금속 원소를 들 수 있다. 또, 불가피적 불순물 원소의 산화물은, 페라이트 조성물 중에 0.05중량부 이하 정도면 함유되어도 된다.

본 실시형태에 따른 페라이트 조성물에 있어서의 결정입자의 평균 결정입자 직경은, 바람직하게는 0.2~1.5μm이다.

다음에, 본 실시형태에 따른 페라이트 조성물의 제조 방법의 일례를 설명한다. 우선, 출발 원료(주성분의 원료 및 부성분의 원료)를, 소정의 조성비가 되도록 칭량하여 혼합해, 원료 혼합물을 얻는다. 혼합하는 방법으로는, 예를 들면, 볼 밀을 이용하여 행하는 습식 혼합이나, 건식 믹서를 이용하여 행하는 건식 혼합을 들 수 있다. 또한, 평균 입경이 0.05~1.0μm의 출발 원료를 이용하는 것이 바람직하다.

주성분의 원료로는, 산화철(α-Fe₂O₃), 산화구리(CuO), 산화니켈(NiO), 산화아연(ZnO) 혹은 복합 산화물 등을 이용할 수 있다. 또한, 그 밖에, 소성에 의해 상기한 산화물이나 복합 산화물이 되는 각종 화합물 등을 이용할 수 있다. 소성에 의해 상기한 산화물이 되는 것으로는, 예를 들면, 금속 단체, 탄산염, 옥살산염, 질산염, 수산화물, 할로겐화물, 유기 금속 화합물 등을 들 수 있다.

부성분의 원료로는, 산화규소, 산화코발트 및 산화비스무트를 이용할 수 있다. 부성분의 원료가 되는 산화물에 대해서는 특별히 한정은 없고, 복합 산화물 등을 이용할 수 있다. 또한, 그 밖에, 소성에 의해 상기한 산화물이나 복합 산화물이 되는 각종 화합물 등을 이용할 수 있다. 소성에 의해 상기한 산화물이 되는 것으로는, 예를 들어, 금속 단체, 탄산염, 옥살산염, 질산염, 수산화물, 할로겐화물, 유기 금속 화합물 등을 들 수 있다.

또한, 산화코발트의 한 형태인 Co₃O₄는, 보관이나 취급이 용이하고, 공기 중에서도 가수가 안정되어 있으므로, 산화코발트의 원료로서 바람직하다.

다음에, 원료 혼합물의 가소결을 행하여, 가소결 재료를 얻는다. 가소결은, 원료의 열 분해, 성분의 균질화, 페라이트의 생성, 소결에 따른 초미분의 소실과 적당한 입자 사이즈로의 입자 성장을 일으켜, 원료 혼합물을 후 공정에 적합한 형태로 변환하기 위해서 행해진다. 가소결 시간 및 가소결 온도에는 특별히 제한은 없다. 가소결은, 통상, 대기(공기) 중에서 행하는데, 대기 중보다 산소 분압이 낮은 분위기에서 행해도 된다.

다음에, 가소결 재료의 분쇄를 행하여, 분쇄 재료를 얻는다. 분쇄는, 가소결 재료의 응집을 무너뜨려 적당한 소결성을 갖는 분체로 하기 위해서 행해진다. 가소결 재료가 큰 덩어리를 형성하고 있을 때에는, 조(粗)분쇄를 행하고 나서 볼 밀이나 아트리토 등을 이용하여 습식 분쇄를 행한다. 습식 분쇄는, 분쇄 재료의 평균 입경이, 바람직하게는 0.1~1.0μm 정도가 될 때까지 행한다.

또한, 상기한 분쇄 재료의 제조 방법에 있어서는, 주성분의 분말 및 부성분의 분말을 전부 혼합한 후에 가소결하고 있다. 그러나, 분쇄 재료의 제조 방법은 상기 방법으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 가소결 전에 혼합한 원료 분말 중 일부의 원료 분말에 대해서는, 가소결 전에 다른 원료 분말과 혼합시키는 대신에, 가소결 후, 가소결 재료의 분쇄시에 혼합시키는 것도 가능하다.

다음에, 얻어진 분쇄 재료를 이용하여, 본 실시형태에 따른 도 1에 나타낸 칩 코일(1)을 제조한다.

우선, 얻어진 분쇄 재료를, 용매나 바인더 등의 첨가제와 함께 슬러리화하여, 페라이트 페이스트를 제작한다. 그리고, 얻어진 페라이트 페이스트를 이용하여, Ag 등을 포함하는 내부 전극 페이스트와 번갈아 인쇄 적층한 후에 소성함으로써, 칩 본체(4)를 형성할 수 있다(인쇄법). 혹은 페라이트 페이스트를 이용하여 그린 시트를 제작하고, 그린 시트의 표면에 내부 전극 페이스트를 인쇄하고, 그들을 적층하여 소성함으로써 칩 본체(4)를 형성해도 된다(시트법). 어느 경우에나, 칩 본체를 형성한 후에, 단자 전극(5)을 소부 혹은 도금 등으로 형성하면 된다.

페라이트 페이스트 중의 바인더 및 용제의 함유량에는 제한은 없다. 예를 들면, 바인더의 함유량은 1~10중량%, 용제의 함유량은 10~50중량% 정도의 범위에서 설정할 수 있다. 또, 페이스트 중에는, 필요에 따라서 분산제, 가소제 등을 10중량% 이하의 범위로 함유시킬 수 있다. Ag 등을 포함하는 내부 전극 페이스트도 동일하게 하여 제작할 수 있다. 또, 소성 조건 등은, 특별히 한정되지 않지만, 내부 전극층에 Ag 등이 포함되는 경우에는, 소성 온도는, 바람직하게는 930℃ 이하, 더욱 바람직하게는 900℃ 이하이다.

또한, 본 발명은, 상술한 실시형태로 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 범위 내에서 다양하게 개변할 수 있다.

예를 들어, 도 2에 나타낸 칩 코일(1a)의 세라믹층(2)을 상술한 실시형태의 페라이트 조성물을 이용하여 구성해도 된다. 도 2에 나타낸 칩 코일(1a)에서는, 세라믹층(2)과 내부 전극층(3a)이 Z축방향으로 번갈아 적층되어 있는 칩 본체(4a)를 갖는다.

각 내부 전극층(3a)은, 사각형상 고리 또는 C자 형상 또는 コ자 형상을 갖고, 인접하는 세라믹층(2)을 관통하는 내부 전극 접속용 스루홀 전극(도시 생략) 또는 단차형상 전극에 의해 스파이럴형상으로 접속되고, 코일 도체(30a)를 구성하고 있다.

칩 본체(4a)의 Y축방향의 양단부에는, 각각 단자 전극(5, 5)이 형성되어 있다. 각 단자 전극(5)에는, Z축방향의 상하에 위치하는 인출 전극(6a)의 단부가 접속되어 있고, 각 단자 전극(5, 5)은, 폐자로 코일을 구성하는 코일 도체(30a)의 양단에 접속된다.

본 실시형태에서는, 세라믹층(2) 및 내부 전극층(3)의 적층 방향이 Z축과 일치해, 단자 전극(5, 5)의 단면이 X축 및 Z축에 평행하게 된다. X축, Y축 및 Z축은, 서로 수직이다. 도 2에 나타낸 칩 코일(1a)에서는, 코일 도체(30a)의 권회축이 Z축과 대략 일치한다.

도 1에 나타낸 칩 코일(1)에서는, 칩 본체(4)의 길이 방향인 Y축방향으로 코일 도체(30)의 권축이 있으므로, 도 2에 나타낸 칩 코일(1a)에 비해, 권수를 많게 하는 것이 가능하고, 높은 주파수대까지의 고임피던스화를 도모하기 쉽다는 이점을 갖는다. 도 2에 나타낸 칩 코일(1a)에 있어서, 그 밖의 구성 및 작용 효과는, 도 1에 나타낸 칩 코일(1)과 동일하다.

또한, 본 실시형태의 페라이트 조성물은, 도 1 또는 도 2에 나타낸 칩 코일 이외의 전자 부품에 이용할 수 있다. 예를 들면, 코일 도체와 함께 적층되는 세라믹층으로서 본 실시형태의 페라이트 조성물을 이용할 수 있다. 또, 칩 코일은 반드시 적층형의 칩 코일이 아니어도 되고, 권선형의 칩 코일에 본 실시형태의 페라이트 조성물을 이용할 수도 있다. 그 밖에도, 예를 들면, LC 복합 부품 등의 코일과 다른 콘덴서 등의 요소를 조합한 복합 전자 부품에 본 실시형태의 페라이트 조성물을 이용할 수도 있다. 또, 그 밖에 일반적으로 페라이트가 이용되는 전자 부품, 예를 들면 콘덴서 등에 본 실시형태의 페라이트 조성물을 이용할 수도 있다.

[실시예]

이하, 본 발명을 더욱 상세한 실시예에 의거해 설명하는데, 본 발명은 이들 실시예로 한정되지 않는다.

우선, 페라이트 조성물의 주성분의 원료로서, Fe₂O₃, NiO, CuO, ZnO를 준비했다. 부성분의 원료로서, SiO₂, Bi₂O₃, Co₃O₄를 준비했다. 또한, 출발 원료의 평균 입경은 0.1~1.0μm인 것이 바람직하다.

다음에, 준비한 주성분 원료의 분말 및 부성분 원료의 분말을, 소결체로서 표 1에 기재된 조성이 되도록 칭량했다.

칭량 후에, 준비한 주성분 원료를 볼 밀로 16시간 습식 혼합하여 원료 혼합물을 얻었다.

다음에, 얻어진 원료 혼합물을 건조한 후에, 공기 중에서 가소결하여 가소결물을 얻었다. 가소결 온도는 원료 혼합물의 조성에 따라서 500~900℃의 범위에서 적절히 선택했다. 그 후, 가소결물에 상기 부성분의 원료를 첨가하면서 볼 밀로 분쇄해 분쇄 분말을 얻었다.

다음에, 이 분쇄 분말을 건조한 후, 분쇄 분말 100중량부에, 바인더로서의 6wt% 농도의 폴리비닐알코올 수용액을 10.0중량부 첨가하여 조립(造粒)해 과립으로 했다. 이 과립을, 가압 성형하여, 토로이달 형상(치수=외경 8mm×내경 4mm×높이 2.5mm)의 성형체, 및 디스크 형상(치수=직경 12mm×높이 2mm)의 성형체를 얻었다.

다음에, 이들 각 성형체를, 공기 중에 있어서, Ag의 융점(962℃) 이하인 860~900℃에서 2시간 소성하여, 소결체로서의 토로이달 코어 샘플 및 디스크 샘플을 얻었다. 또한 얻어진 각 샘플에 대해 이하의 특성 평가를 행했다. 또한, 칭량한 원료 분말과 소성 후의 성형체에서 조성이 거의 변화하지 않은 것을 형광 X선 분석 장치에 의해 확인했다.

비저항 ρ

디스크 샘플의 양면에 In-Ga 전극을 코팅하고, 직류 저항값을 측정해, 비저항 ρ를 구했다(단위:Ω·m). 측정은 IR 미터(ADVANTEST사 제조 R8340)를 이용하여 행했다. 본 실시예에서는, 비저항 ρ는 1.00×10⁵Ω·m 이상을 양호로 했다.

복소 투자율의 실수부 μ'

토로이달 코어 샘플을, RF 임피던스/매터리얼·애널라이저(애질런트테크놀로지사 제조 E4991A) 및 테스트 픽스쳐(애질런트테크놀로지사 제조 16454A)를 사용하여, 10MHz에서의 μ' 및 900MHz에서의 μ'를 측정했다. 측정 온도 25℃로 했다. 본 실시예에서는, 10MHz에서의 μ'가 4.5 이상, 및, 900MHz에서의 μ'가 5.5 이상인 경우를 양호로 했다.

투자율의 온도 특성

토로이달 코어 샘플에 구리선 와이어를 20턴 감고, 실온(25℃)에서의 초기 투자율 μ_i 및 125℃에서의 초기 투자율 μ_i를 측정했다. 그리고, 실온에서의 초기 투자율 μ_i를 기준으로 하고, 125℃에 있어서의 초기 투자율 μ_i의 변화율을 구했다. 본 실시예에서는, μ_i의 변화율의 절대치가 100% 이하인 경우를 양호로 했다.

이상의 시험 결과를 표 1에 정리했다.

표 1로부터, 주성분 및 부성분의 함유량이 본 발명의 범위 내인 경우에 모든 특성이 양호해지는 것을 확인할 수 있었다.

Co₃O₄의 함유량이 너무 적은 경우(시료 No.4~6, 10)에는, 900MHz에서의 μ'가 저하되었다. Co₃O₄의 함유량이 너무 많은 경우(시료 No.26)에는, 초기 투자율 μ_i의 온도 특성이 악화되었다.

Bi₂O₃의 함유량이 너무 적은 경우(시료 No.27)에는, 비저항 ρ가 현저하게 저하되었다.

SiO₂의 함유량이 너무 적은 경우(시료 No.31)에는, 초기 투자율 μ_i의 온도 특성이 악화되었다. SiO₂의 함유량이 너무 많은 경우(시료 No.10, 22, 33, 34)에는, 900MHz에서의 μ'가 저하되었다.

Fe₂O₃의 함유량이 너무 적은 경우(시료 No.5, 10, 13, 34) 및 너무 많은 경우(시료 No.16)에는, 10MHz에서의 μ' 및/또는 900MHz에서의 μ'가 악화되었다. 또, Fe₂O₃의 함유량이 너무 많은 시료 No.16에서는 비저항이 현저하게 저하되었다.

CuO의 함유량이 너무 낮은 경우(시료 No.17)에는, 비저항이 현저하게 저하되었다.

1, 1a:칩 코일
2:세라믹층
3, 3a:내부 전극층
4, 4a:칩 본체
5:단자 전극
6:단자 접속용 스루홀 전극
6a:인출 전극
30, 30a:코일 도체

Claims (4)

1. 주성분과 부성분을 갖는 페라이트 조성물로서,
   상기 주성분이, 산화철을 Fe₂O₃ 환산으로 43.0~51.0몰%, 산화구리를 CuO 환산으로 5.0~15.0몰%, 산화아연을 ZnO 환산으로 1.0~24.9몰%, 잔부가 산화니켈로 구성되고,
   상기 주성분 100중량부에 대해, 상기 부성분으로서, 규소 화합물을 SiO₂ 환산으로 0.2~3.0중량부, 코발트 화합물을 Co₃O₄ 환산으로 3.1~8.0중량부, 비스무트 화합물을 Bi₂O₃ 환산으로 0.3~8.0중량부 함유하는 것을 특징으로 하는 페라이트 조성물로 구성되는 페라이트 소결체로서,
   비저항 ρ가 1.00×10⁵Ω·m 이상, 10MHz에서의 복소 투자율의 실수부 μ'가 4.5 이상, 900MHz에서의 복소 투자율의 실수부 μ'가 5.5 이상, 및, 실온에서의 초기 투자율 μ_i를 기준으로 하고, 125℃에 있어서의 초기 투자율 μ_i의 변화율의 절대치가 100% 이하인, 페라이트 소결체.
2. 제 1 항에 기재된 페라이트 소결체를 갖는 전자 부품.
3. 제 1 항에 기재된 페라이트 소결체를 갖는 칩 코일.
4. 삭제

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