KR20010062444A

KR20010062444A - 자성 페라이트용 분말, 자성 페라이트, 적층형 페라이트부품 및 이의 제법

Info

Publication number: KR20010062444A
Application number: KR1020000076784A
Authority: KR
Inventors: 나카노아츠유키; 나카하타이사오
Original assignee: 사토 히로시; 티디케이 가부시기가이샤
Priority date: 1999-12-16
Filing date: 2000-12-15
Publication date: 2001-07-07
Also published as: US20030104239A1; US20020089402A1; CN1303111A; CN1161797C; TW581749B; US6737012B2; US6533956B2; US20030102951A1; KR100576408B1; US20030104240A1; US6628190B2; US6658724B2

Abstract

본 발명은 Fe₂O₃40∼51 몰%, CuO 7∼30 몰%, ZnO 0.5∼35 몰% 및 MgO 5∼35 몰%를 포함하며, 입도 분포 피이크가 0.3∼1.2 ㎛에 위치하는 것을 특징으로 하는 자성 페라이트용 분말을 사용하여 생성된 적층형 페라이트 부품에 관한 것이다. 이러한 MgCuZn 페라이트는 입도 분포 피이크가 0.3∼1.2 ㎛에 위치하고, 투자율(μ)의 열화가 적어서 Ag 또는 Ag 합금과 함께 동시 소성이 가능하다. 또한, 자성 특성, 특히 응력에 대한 투자율(μ)의 열화가 적고, 저온 소성 온도, 즉 전극 소재로서 사용된 Ag 또는 Ag 합금의 융점 이하의 온도에서 소성될 수 있는 자성 페라이트를 제공하고자 한다.

Description

자성 페라이트용 분말, 자성 페라이트, 적층형 페라이트 부품 및 이의 제법{POWDER FOR MAGNETIC FERRITE, MAGNETIC FERRITE MULTILAYER FERRITE COMPONENTS AND PRODUCTION METHOD THEREOF}

본 발명은 적층형 칩 비이드 또는 적층형 칩 인덕터 등의 적층형 페라이트 칩 부품, LC 복합 적층형 부품을 대표하는 복합 적층형 부품에 사용할 수 있는 자성 페라이트 및 적층형 페라이트 부품 뿐 아니라, 이들의 제법에 관한 것이다.

적층형 칩 페라이트 부품 및 복합 적층형 부품(본 명세서에서는 "적층형 페라이트 부품"으로 칭함)는, 체적이 작고, 신뢰성이 높은 것 등으로 인해, 각종 전기 또는 전자 기기에 이용되어 왔다. 이 적층형 페라이트 부품은 일반적으로 자성 페라이트로 이루어지는 자성층용의 시이트 또는 페이스트와 내부 전극용 페이스트를 후막 적층 기법에 의해 적층시킨 후, 소성하여 얻은 소성체 표면에 외부 전극용 페이스트를 인쇄 또는 전사한 후 소성하여 제조된다. 한편, 적층시킨 후 소성하는 것을 동시 소성이라고 칭하고 있다. 내부 전극용 재료로서는 Ag 또는 Ag 합금이 저항율이 낮기 때문에 사용되고 있으며, 그리하여 자성층을 구성하는 자성 페라이트재료로서는, 동시소성이 가능한, 바꾸어 말하면 Ag 또는 Ag 합금의 융점 이하의 온도로 소성을 할 수 있는 것이 절대 조건이 된다. 따라서, 고 밀도 및 고 자성의 적층형 페라이트 부품을 얻기 위해서는, Ag 또는 Ag 합금의 융점 이하의 온도에서 자성 페라이트를 소성시킬 수 있을지가 관건이 된다.

Ag 또는 Ag 합금의 융점 이하의 온도로 소성할 수 있는 자성 페라이트로서 NiCuZn 페라이트가 알려져 있다. 즉, 미분쇄에 의해서 비표면적을 6 ㎡/g 정도 이상으로 한 분말을 이용한 NiCuZn 페라이트는, Ag의 융점(960℃) 이하의 온도로 소성할 수 있어서, 적층형 페라이트 부품에 널리 이용되고 있다. 그런데, NiCuZn 페라이트는, 자기 특성, 특히 투자율(μ)이 외부 응력 또는 열 충격에 대하여 민감하기 때문에[예컨대, 참고 문헌 "Powder and Powder Metallurgy", vol. 39 & 8, pp 612-617 (1992년)], 적층형 페라이트 부품 제조시에 후술하는 바와 같은 문제가 발생하게 된다. 즉, 제조 공정에서의 배럴 연마 및 도금 작업에 의한 응력, 자성층과 내부 전극과의 선팽창 계수차로부터 야기되는 응력, 그 외에, 베이스 기판에서의 장착시에 야기되는 응력에 의해서, 투자율(μ)이 열화되어 인덕턴스(L)가 예상치로부터 일탈되는 문제가 있다.

이러한 문제를 해결하기 위해서, 본 발명자는 2 가지의 해결 방안을 제안한 바 있다. 그중 한 방안으로는, 자성층과 내부 전극 사이의 공극을 통해 대향시키는 것을 요지로 하는 것이다(일본 특허 공개 제4-65807호 공보). 이 제안은, 자성층과 내부 전극과의 선팽창 계수차로 인해 야기되는 응력을 회피하자고 하는 것이다. 또다른 한 방안은 NiCuZn 페라이트의 결정립계에 Bi를 존재시킴으로써, 소성 후에 결정 입자에 인장 응력이 발생되어 외부 응력에 대하여 자기 특성의 감수성을 둔감하게 하는 것이다(일본 특허 공개 제10-223424호 공보). 상기의 2종의 제안은, NiCuZn 페라이트의 응력에 대한 자기 특성의 열화에 대하여서는 유효한 기법이었었다.

그런데, NiCuZn 페라이트는 그 원료인 NiO가 고가이기 때문에, 자연히 비싼재료가 된다. 따라서, NiO보다도 저렴한 Mg0, Mg(OH)₂또는 MgCO₃를 이용한 MgCuZn 페라이트가 주목받고 있으며, 여러 가지의 개량이 이루어져 왔다. 예컨대, 일본 특허 공개 제평10-324564호 공보에는, MgCuZn 페라이트에 있어서, 함유된 B(붕소)의 양을 2∼70 ppm으로 하는 것이 제안되어 있다.

그러나, 일본 특허 공개 제평10-324564호 공보의 MgCuZn 페라이트는 그 실시예에 의하면 1,200℃에서 소성되기 때문에, 이 MgCuZn 페라이트를 본 발명의 적층형 페라이트 부품에 적용하는 것은 곤란이다. 이는 Ag 또는 Ag 합금과의 동시 소성을 수행할 수 없기 때문이다.

또한, 일본 특허 제2,747,403호 공보에도 MgO를 함유하는 자성 페라이트의 개시되어 있지만, 어떠한 소성 조건에 관해서도 기재가 없고, Ag와 함께 동시 소성을 만족스럽게 수행할 수 있는 것이 아닌 것으로 판단된다.

그래서, 본 발명은 응력에 대한 자기 특성, 특히 투자율(μ)의 열화가 적고, 또한 저온 소성, 즉 전극 재료로서 이용되고 있는 Ag 또는 Ag 합금의 융점 이하에서의 소성이 가능한 자성 페라이트를 저비용으로 제조하는 방법을 제공하는 것을 과제로 한다. 또한 본 발명은 적층형 페라이트 부품 및 자성 페라이트의 제조 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.

본 발명의 자성 페라이트용 분말의 조성은 Fe₂O₃: 40∼51 몰%, CuO: 7∼30 몰%, ZnO: 0.5∼35 몰% 및 MgO: 5∼35 몰%이며, 입도 분포 피이크는 0.3∼1.2 ㎛에 위치한다. 자성 페라이트의 분말에서, MgO의 일부가 NiO로 대체될 수도 있다. 실제로, MgO 및 NiO의 총량은 5∼35 몰% 정도면 충분하다.

본 발명의 자성 페라이트용 분말의 조성은 Fe₂O₃: 40∼51 몰%, CuO: 7∼30 몰%, ZnO: 0.5∼35 몰% 및 MgO: 5∼35 몰%이며, 소성 온도는 940℃ 이하이다. 이러한 자성 페라이트에 따라서, 소성은 940℃ 이하의 온도에서 가능하며, 만족스러운 특성을 갖는 적층형 페라이트 부품을 얻을 수 있게 된다.

본 발명의 자성 페라이트는 940℃ 이하 범위내의 온도에서 소성되며, 수출율은 10% 이상이 된다. 이러한 사실은 940℃ 이하에서의 소성이 가능하다는 것을 의미한다.

본 발명의 자성 페라이트에서, 조성은 Fe₂O₃: 45∼49.8 몰%, CuO: 8∼25 몰%, ZnO: 15∼25 몰% 및 MgO: 7∼26 몰%이다.

본 발명의 적층형 페라이트 부품은 전술한 자성 페라이트를 사용하며, 자성 페라이트층과 교호 적층되어 있는 내부 전극에 전기 접속되어 있는 외부 전극을 포함하며, 상기 자성 페라이트층은 Fe₂O₃: 40∼51 몰%, CuO: 7∼30 몰%, ZnO: 0.5∼35 몰% 및 MgO: 5∼35 몰%로 이루어져 있으며, 내부 전극은 Ag 또는 Ag 합금으로 이루어져 있다.

본 발명의 적층형 페라이트 부품은 유전층과 내부 전극의 교호 적층을 포함하며, 이는 내부 전극에 전기 접속된 외부 전극을 갖는 적층형 캐패시터 부품과 일체형으로 구성될 수도 있다. 간략히 말하면, LC 복합 적층형 부품과 같은 복합 적층형 부품은 본 발명에서의 적층형 페라이트 부품으로서 형성된다.

본 발명의 적층형 페라이트 부품은 자성 페라이트층과 내부 전극층이 교호 적층되어 있으며, 이는 내부 전극에 전기 접속된 외부 전극을 포함하며, 이러한 자성 페라이트층은 자기왜 상수가 10×10^-6이하인 소성된 페라이트로 구성되며, 내부 전극은 Ag 또는 Ag 합금으로 구성된다. 이와 같은 적층형 페라이트 부품은 소성된 페라이트의 조성이 Fe₂O₃: 40∼51 몰%, CuO: 5∼30 몰%, ZnO: 0.5∼35 몰% 및 MgO: 5∼50 몰%인 MgCuZn계 페라이트인 것이 바람직하다.

본 발명의 적층형 페라이트 부품은, 인덕터 부품이 자성 페라이트층과 내부 전극층이 교호 적층되어 있으며, 캐패시터 부품이 유전층과 내부 전극이 교호 적층되어 있으며, 이는 적층형 캐패시터와 적층형 인덕터의 내부 전극에 전기 접속된 외부 전극을 포함한다. 이러한 적층형 인덕터 부품의 자성 페라이트층은 자기왜 상수가 10×10^-6이하인 소성된 MgCuZn계 페라이트로 구성되며, 내부 전극은 Ag 또는 Ag 합금으로 구성된다. 이와 같은 적층형 페라이트 부품은 소성된 MgCuZn계 페라이트의 조성이 Fe₂O₃: 45∼49.8 몰%, CuO: 7∼30 몰%, ZnO: 15∼25 몰% 및 MgO: 5∼35 몰%이다. 추가로, MgO의 일부는 NiO로 대체된다. 실질적으로 조성은 Fe₂O₃: 45∼49.8 몰%, CuO: 7∼30 몰%, ZnO: 15∼25 몰% 및 MgO+NiO: 5∼35 몰%이다.

본 발명에 의하면, 자성 페라이트의 제법은 원료 분말의 혼합 단계, 900℃ 미만의 온도에서 혼합된 원료 분말의 예비 소성 단계, 예비 소성된 물질의 분쇄 처리 단계, 분쇄 처리된 분말로부터 선택된, 입도 분포에서의 피이크가 0.3∼1.2 ㎛에 위치하는 소정 형상의 분말로 압착시키는 단계, 압착된 바디(body)의 소성 단계를 포함한다.

상기의 자기 페라이트 제법에서, 자성 페라이트는 MgCuZn계 페라이트가 될 수 있으며, 여기서 원료 분말은 Mg, Mg(OH)₂, MgCO₃, Fe₂O₃분말, CuO 분말 및 ZnO 분말 중 1종 또는 2종 이상이다. 이러한 경우, CuO 분말의 첨가량은 5∼25 몰%인 것이 바람직하다.

본 발명의 방법은 적층형 자성층 및 내부 전극을 포함하는 적층형 페라이트 부품을 생성하며, 이러한 방법은 자성 페라이트의 원료 분말을 혼합하고, 혼합된 원료 분말을 900℃ 이하의 온도에서 예비소성시키고, 예비소성된 물질을 미분쇄시키고, 미분쇄된 분말로부터 입도 분포 피이크가 0.3∼1.2 ㎛에 위치하는 분말을 선택한 후, 이어서 입도 분포 피이크가 0.3∼1.2 ㎛에 위치하는 분말을 사용하여 자성층을 형성하기 위한 시이트 또는 페이스트를 형성하는 단계, 적층형 바디를 형성하기 위해 내부 전극용 소재와 상기 시이트 또는 페이스트를 교호 적층시키는 단계, 적층체를 940℃ 이하의 온도에서 소성시키는 단계를 포함한다.

상기의 적층형 페라이트 제법에 있어서, 내부 전극용 소재는 Ag 또는 Ag 합금이 될 수 있다. 소성 온도는 870℃∼930℃인 것이 바람직하다.

도 1은 적층형 칩 인덕터 단면의 개략도를 도시한다.

도 2는 선 II-II을 따른 단면도를 도시한다.

도 3은 구체예에 의한 LC 복합부품의 단면도를 도시한다.

도 4는 MgCuZn 페라이트 및 NiCuZn 페라이트에 있어서의 투자율(μ)의 압축응력 의존도를 도시하는 그래프이다.

도 5는 MgCuZn 페라이트 및 NiCuZn 페라이트에 있어서의 투자율(μ)의 압축응력 의존도를 도시하는 그래프이다.

도 6은 자기화(densification) 특성에 대한 CuO 함량의 효과를 도시하는 그래프이다.

도 7은 실시예 3에서 측정한 입도 분포를 도시하는 그래프이다.

도 8은 자기화 특성에 대한 입도 분포에서의 피이크 위치의 효과를 도시하는 그래프이다.

도 9는 자기화 특성에 대한 예비소성 온도의 효과를 도시하는 그래프이다.

본 발명을 상세히 설명하고자 한다.

우선, 자기왜 상수가 낮을 수록, 응력에 의한 투자율(μ)의 변화가 작다는것을 참고로 한다.

MgCuZn 페라이트 및 NiCuZn 페라이트는 응력에 의한 투자율(μ)의 열화를 관찰하는데 사용하였다. 그 결과, MgCuZn 페라이트는 투자율(μ)의 변화에 있어서 NiCuZn 페라이트보다 낮은 것으로 확인되었다. 그런데, 초기 투자율(μ_i)은 하기의 수학식에 의해 정의되는 것으로 알려져 있다. 이러한 수학식에 의하면, 소재의 자기왜 상수가 적을 수록, 투자율(μ)의 열화를 억제하는 것이 더 용이한 것으로 밝혀졌다.

상기 수학식 1에서, M_s는 포화 자속 밀도, K₁는 이방성 상수, λ_s는 자기왜 상수, σ는 응력이다.

MgCuZn 페라이트 및 NiCuZn 페라이트에 대해 자기왜 상수를 비교해 보면, MgCuZn이 더 작다. 자기왜 상수가 조성에 따라 변화될 수 있기는 하나, NiCuZn 페라이트의 자기왜 상수는 10×10^-6을 초과하나, MgCuZn 페라이트의 자기왜 상수는 10×10^-6이하인 것으로 나타났다. 이로부터, MgCuZn 페라이트를 사용할 경우, 응력에 의해 투자율(μ)의 변화가 감소된다.

일본 특허 공개 제평4-65807호 공보에 개시되어 있는 바와 같은 통상의 제안에 의하면, 자성층 및 내부 전극은 내부 전극으로부터의 응력을 감소시키기 위한공극을 통해 직면해 있으나, 일본 특허 공개 제평10-223414호 공보에는 과립 경계로부터의 응력을 감소시키기 위해 결정입계에 Bi가 개입되어 있는 것으로 개시되어 있다. 간략히 말하자면, 통상적인 제안은 투자율의 열화를 방지하기 위해 상기 수학식 1의 응력(σ)의 항목을 감소시키는 것에 관한 것이다.

반대로, 본 발명은 투자율의 열화를 방지하기 위해 자기왜 상수(λ_s)가 작은 물질을 사용하기 때문에, 본 발명은 종래의 기술 사상과는 상이한 기술 사상을 토대로 하는 것임을 알 수 있다. 또한, MgCuZn 페라이트는 NiCuZn 페라이트보다 저렴한 비용으로 생성될 수 있으며, 이는 전자 장치 또는 전자 기기의 부문에서 비용 절감이라는 진보를 이룬 커다란 장점을 갖게 된다.

여기서 장해가 되는 것은 종래의 MgCuZn 페라이트를 사용하여서는 저온 소성이 곤란하다라는 점이다. 그래서, 본 발명자들은 MgCuZn 페라이트를 저온 소성하기 위한 검토를 한 바, 원료 분말의 예비 소성 온도를 낮게, 구체적으로는 850℃ 이하로 조절하는 것이 유용하다는 점을 발견하였으며, 또한, 예비 소성 후, 분쇄한 분말의 입도 분포를 조절하여 입도 분포의 피이크가 0.3∼1.2 ㎛에 위치하는 분말을 이용하는 것이 중요하다는 것을 발견하였다. 전술한 바와 같은 예비 소성 온도 및 분말의 입도 분포의 조건을 갖출 경우, 저온, 즉 940℃ 이하의 온도에서 충분한 특성을 확보하면서 MgCuZn 페라이트를 소성할 수 있는 것이 분명하다.

본 발명은 자성 페라이트로서 MgCuZn계 페라이트를 이용한다. MgCuZn계 페라이트의 구체예로서는, MgCuZn 페라이트가 있다. 이러한 MgCuZn 페라이트를 얻기 위해서는, MgO, Mg(OH)₂및 MgCO₃중 1종 또는 2종 이상, Fe₂O₃분말, CuO 분말, ZnO 분말을 원료 분말로 하여도 좋다. 이 경우의 조성(첨가량)은, 목적하는 자기 특성 및 기타의 목적에 따라 선택하면 좋지만, 기본적으로는 Fe₂O₃40∼51 몰%, CuO 5∼30 몰%, ZnO 0.5∼35 몰%, MgO, Mg(OH)₂및 MgCO₃중 1종 또는 2종 이상: 5∼50 몰%이다.

본 발명에 있어서, MgCuZn 페라이트의 Mg의 일부를 Ni로 대체할 수도 있다. 즉, 본 발명은 MgCuZn계 페라이트로서 MgNiCuZn 페라이트를 사용할 수도 있다. 이 경우에는 NiO를 원료 분말로서 첨가하지만, MgO, Mg(OH)₂및 MgCO₃1 종 또는 2종 이상과 함께 5∼50 몰%의 범위로 첨가할 수도 있다.

자성 페라이트의 자기 특성은 조성 의존성이 매우 강하여 상기 조성 범위를 벗어난 영역에서는, 투자율(μ)이나 품질 계수(Q)가 감소되며, 이러한 자성 페라이트는 적층형 페라이트 부품으로서 적합하지 않게 된다.

이하에서, 본 발명의 구체예를 설명하고자 한다.

Fe₂O₃의 함량은 투자율에 큰 영향을 준다. Fe₂O₃가 40 몰%보다 적을 경우, 투자율이 작고, 페라이트로서의 화학량론적 조성에 근접함에 따라 투자율은 상승되지만, 화학양론 조성의 피이크 이후에는 급격히 저하된다. 따라서, 상한은 51 몰%가 된다. Fe₂O₃의 함량은, 45.0∼49.8 몰%인 것이 바람직하다.

Cu0는 본 발명에 있어서 소성 온도 저감에 기여하는 화합물이다. 7 몰% 미만으로서는 940℃ 이하의 저온 소성을 수행할 수가 없게 된다. 다만, 30 몰%을 초과할 경우, 페라이트 소성 바디의 고유 저항이 저하되어 품질 계수(Q)가 열화되기 때문에 CuO의 함량은 7∼30 몰%, 바람직하게는 8∼25 몰%가 된다.

ZnO는 그 함량의 증가됨과 동시에 투자율(μ)을 향상시킬 수 있지만, 지나치게 클 경우, 큐리 온도가 100℃ 미만이 되어 전자 부품에 요구되는 온도 특성을 만족할 수 없게 된다. 따라서, ZnO의 함량은 0.5∼35 몰%, 바람직하게는 15∼25 몰%가 된다.

MgO는 자기왜 상수를 감소시키는 효과를 갖는다. 이러한 효과를 얻기 위해서는 5 몰% 이상의 함량을 사용하는 것이 필요하다. 그러나, Mg0의 함량이 증가함에 따라서 투자율(μ)이 저하되는 경향이 있기 때문에, 상한을 35 몰% 이하로 한다. 함량 범위는 7∼26 몰%가 바람직하다. 본 발명의 자성 페라이트 및 자성 페라이트용 분말의 경우, MgO의 일부는 NiO로 대체될 수도 있으며, 이러한 경우에 있어서의 첨가량은 MgO 등과 함께 총 5∼35 몰%, 바람직하게는 7∼26 몰%로 한다. MgO의 일부를 NiO로 대체하는 경우, NiO의 함량은 상기 총량의 70% 이하로 하는 것이 바람직하다. 70%를 초과할 경우에는 얻어지는 자성 페라이트의 자기왜 상수가 커지게 되며, 투자율(μ)의 열화 방지 효과를 얻기가 어렵게 되기 때문이다. 추가로, Mg(OH)₂및 MgCO₃는 MgO와 함께 사용할 수 있거나 또는 MgO 대신에 사용될 수 있다.

자성 페라이트의 자기 특성은 조성에 따라 크게 좌우되며, 전술한 조성을 벗어나는 경우, 투자율(μ) 또는 품질 계수(Q)가 작아지며, 이러한 자성 페라이트는적층형 페라이트 부품으로서는 적합하지 않게 된다.

부수적으로, 본 발명의 적층형 페라이트 부품을 생성하기 위해서는, 동시 소성이 필수적이다. 동시 소성은 940℃ 이하의 온도에서 수행하여야 하며, 내부 전극이 될 Ag 또는 Ag 합금의 융점을 고려하여야 한다. 그러므로, 소성 이전의 자성 페라이트용 분말의 분포 피이크는 1.2 ㎛ 이하에 위치하는 것이 중요하다. 본 발명자들은 MgCuZn 페라이트의 저온 소성에 대한 연구를 수행한 바, 소성 이전의 분말의 분포 피이크가 1.2 ㎛ 이하에 위치할 경우, 저온 소성은 MgCuZn 페라이트가 저온에서 소성되기가 곤란해진다는 것을 발견하였으며, 또한, 예비 소성 온도를 900℃ 이하, 바람직하게는 850℃ 이하로 조절하기에는 이러한 분포를 갖는 분말을 얻는 것이 유용하다는 점도 발견하였다. 그래서, 전술한 예비소성 온도 및 입도 분포의 조건을 제공할 경우, MgCuZn 페라이트는 940℃ 이하의 저온에서 소성될 수 있으며, 이는 충분한 물성을 얻을 수 있음이 명백하다.

본 발명의 자성 페라이트용 분말을 얻기 위해서는, 예비소성 온도가 900℃ 이하가 되어서 저온 소성이 가능하게 되어야 한다. 900℃를 초과할 경우, 예비소성된 물질이 경화되기 때문에, 저온 소성을 가능케하는 분말의 분포를 제공하기가 곤란하게 된다. 예비소성 온도는 730℃∼850℃인 것이 바람직하다.

예비 소성된 물질을 분쇄하고, 분쇄된 분말을 예비소성시켰다. 본 발명에 있어서, 입도 분포의 피이크는 0.3∼1.2 ㎛ 범위내에 위치하는 것이 중요하다. 1.2 ㎛를 초과할 경우, 저온 소성, 즉 940℃ 이하의 소성이 곤란해진다. 반대로, 1.2 ㎛ 이하의 경우, 940℃ 이하에서의 소성시에 수축율이 10% 이상 얻을 수 있어서,충분한 특성을 갖는 자성 페라이트를 얻을 수 있게 된다. 그러나, 0.3 ㎛ 미만의 경우에는 비표면적이 커지게 되며, 그리하여 적층형 페라이트 부품을 얻기 위한 페이스트 또는 시이트를 얻는 것이 곤란해진다. 입도 분포 피이크는 0.5∼1.0 ㎛에 위치하는 것이 바람직하다. 이러한 분포를 갖는 분말을 얻기 위해서, 제분 조건을 조절하여야만 하지만, 이러한 조건을 조절하는 것에 의존하지 않고서도 분쇄된 분말로부터 이러한 분포를 갖는 분말을 수집하는 것이 가능하게 된다.

본 발명의 자성 페라이트 분말로는 MgO 분말, Fe₂O₃분말, CuO 분말 및 ZnO 분말의 혼합 분말 등이 있다. MgO의 일부를 NiO로 대체할 경우, NiO 분말을 혼합한다. Mg(OH)₂또는 MgCO₃를 MgO와 함께 사용하거나 또는 MgO 대신에 사용할 경우, Mg(OH)₂또는 MgCO₃를 혼합하는 것이 충분하다. 저온 소성을 더욱 촉진시키기 위해서, 각종 유리, 예컨대 보로실리케이트 유리 또는 저융점 산화물, 예컨대 V₂O₅, Bi₂O₃, B₂O₃, WO₃또는 PbO를 첨가할 수도 있다.

그다음, 적층형 페라이트 부품의 한 구체예로는 적층형 칩 인덕터를 들 수 있다. 도 1은 적층형 칩 인덕터의 단면도를 도시하며, 도 2는 도 1의 선 II-II를 따른 단면도를 도시한다. 적층형 칩 인덕터(1)는 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 자성 페라이트층(2) 및 내부 전극(3)이 교호 적층되어 있는 적층형 구조를 갖는 칩 바디(4)로 이루어져 있으며, 칩 바디(4)의 양 에지에는 내부 전극(3)의 전기 전도를 위해 외부 전극(5)이 배치되어 있다.

본 발명의 자성 페라이트 물질은 자성 페라이트층(2)에 사용된다. 즉, 입도 분포가 0.3∼1.2 ㎛인 분말을 결합제와 용매와 혼합하여 자성 페라이트층(2)을 형성하는 페이스트를 제공한다. 이와 같은 페이스트 및 내부 전극(3)을 형성하기 위한 페이스트는 일체형의 칩 바디(4)를 생성하기 위해 교호 인쇄, 적층 및 소성 처리한다.

결합제의 경우, 에틸 셀룰로스, 아크릴 수지 또는 부티랄 수지 등과 같은 공지의 결합제를 사용할 수 있다. 용매의 경우, 공지의 터피네올, 부틸 카르비톨 또는 케로센 등을 사용할 수 있다. 결합제 및 용매의 첨가량은 제한되지는 않았다. 그러나, 결합제의 경우에는 1∼5 중량%, 용매의 경우에는 10∼50 중량%를 사용할 것을 권한다.

결합제 및 용매 이외에도, 분산제, 가소제, 유전체 및 절연체를 10 중량% 이하로 첨가할 수 있다. 분산제의 경우, 소르비탄 지방산 에스테르 또는 글리셀린 지방산 에스테르를 첨가할 수도 있다. 가소제의 경우, 디옥틸프탈레이트, 디-n-부틸 프탈레이트, 부틸 프탈릴 글리콜산 부틸을 첨가할 수도 있다.

자성 페라이트층(2)은 이를 위해 시이트로 형성될 수도 있다. 이른바, 입도 분포 피이크가 0.3∼1.2 ㎛에 위치하는 분말을, 주성분이 폴리비닐부티랄인 결합제, 슬러리를 위한 톨루엔 또는 크실렌인 용매와 혼합한다. 슬러리를 폴리에스테르 필름과 같은 필름상에 예를 들면 닥터 블레이드 기법에 의해 코팅하고, 건조시켜 자성 페라이트층(2)용 시이트를 얻을 수 있다. 시이트는 내부 전극(3)을 위한 페이스트로 교호 적층하여 소성시키며, 적층형 구조물의 칩 바디(4)를 제공할 수 있다.결합제의 함량은 제한되지는 않았으나, 1∼5 중량% 범위내를 사용할 것을 권한다. 또한, 분산제, 가소제, 유전체 및 절연체는 10 중량% 이하로 첨가할 수도 있다.

내부 전극(3)과 관련하여, 고유 저항이 작은 Ag 또는 Ag 합금, 예컨대 인덕터로서 실시 가능한 품질 계수(Q)를 제공하기 위한 Ag-Pd 합금을 사용하는 것이 바람직하나, 이에 제한된 것은 아니며, Cu, Pd 또는 이들의 합금을 사용할 수도 있을 것이다. 내부 전극(3)을 얻기 위한 페이스트는 Ag 또는 Ag 합금 또는 이들의 산화물 분말과, 결합제 및 용매를 혼합 및 혼련시킴으로써 얻는다. 결합제 및 용매의 경우, 자성 페라이트층(2)을 형성하는데 사용된 것과 동일한 것을 사용할 수도 있다. 내부 전극층(3)은 각각 타원형이며, 인접층은 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 전기 전도도를 제공하고, 폐쇄 자성 회로 코일(코일 패턴)을 이루기 위해 나선형이 될 수도 있다.

외부 전극(5)용 소재는 Ag, Ni, Cu 또는 Ag-Pd 합금과 같은 공지의 소재가 있다. 외부 전극(5)은 인쇄 기법, 도금 기법, 증착 기법, 이온 도금 기법 또는 스퍼터링 기법에 의해 이들 소재로 형성된다.

적층형 칩 인덕터(1)의 칩(4)의 외경 및 치수에는 특별한 제한은 없다. 용도에 따라서 적절히 선택한다. 일반적으로, 외부 구조는 거의 직사각형 평행6면체이며, 수치는 1.0∼4.5 ㎜×0.5∼3.2 ㎜×0.6∼1.9 ㎜이다. 전극 사이의 간격(t1) 및 자성 페라이트층(2)의 베이스의 두께(t2)는 특별하게 한정되지는 않았다. 간격(t1)은 10∼100 ㎛이고, 두께(t2)는 250∼500 ㎛이고, 또한, 내부 전극(3) 자체의 두께(t3)는 통상적으로 5∼30 ㎛이고, 코일 패턴의 피치는 10∼100 ㎛이고, 코일수는 약 1.5∼20.5 회전이다.

자성 페라이트층(2)을 위한 페이스트 또는 시이트와 내부 전극(3)용 페이스트를 교호 적층시킨 후의 소성 온도는 940℃ 이하인 것으로 측정되었다. 940℃보다 높으면, 자기 페라이트층(2) 내의 내부 전극(3)을 구성하는 물질은 확산되며, 자성 특성이 크게 감소된다. 자기 페라이트가 저온 소성에 적절할지라도, 800℃ 미만의 온도에서의 소성은 충분치 않다. 그러므로, 소성은 800℃ 이상인 것이 바람직하다. 소성 온도는 820℃∼930℃가 바람직하며, 875℃∼920℃ 범위내인 것이 더욱 바람직하다. 소성 시간은 0.05∼5 시간, 바람직하게는 0.1∼3 시간이다.

적층형 LC 복합 부품의 한 구체예인 LC 복합 부품에 대해 추가로 설명하고자 한다. 도 3은 LC 복합 성분의 단면을 도시한다. 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, LC 복합 부품(11)은 칩 캐패시터(12)와 칩 페라이트 부품(13)의 단위로 이루어져 있다.

칩 캐패시터(12)는 세라믹 유전층(21)과 내부 전극(22)이 교호 적층된 적층형 구조물을 갖는다. 세라믹 유전층(21)에는 어떠한 제한도 없으며, 공지의 현존 유전 물질을 사용할 수도 있다. 본 발명에 있어서, 저온의 소성 온도를 갖는 티탄 산화물이 바람직하며, 티탄산계 복합 산화물, 지르콘산계 복합 산화물 또는 이의 혼합물을 사용할 수도 있다. 감온되는 경우, 각종의 유리, 예컨대 보로실리케이트 유리를 첨가할 수도 있다. 내부 전극(22)으로서, 전술한 바와 같이 적층형 칩 인덕터(1)의 내부 전극(3)과 동일한 재료를 사용할 수도 있다. 내부 전극(22)은 다른 외부 전극에 대해 교호 전기 접속된다.

칩 페라이트 부품(13)은 자성 페라이트층(32) 및 전극층(33)이 교호 적층된 적층형 칩 인덕터(1)로 이루어져 있다. 이러한 구조물은 전술한 적층형 칩 인덕터(1)와 동일하다. 그러므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

적층형 칩 인덕터(1)에서 설명한 바와 같이 LC 복합 부품(11)의 외경 및 치수에 대해서는 제한되지 않았다. 따라서, 용도에 따라 적절히 선택한다. 일반적으로 외부 구조는 거의 직사각형 평행6면체이고, 치수는 1.6∼10.0 ㎜×0.8∼15.0 ㎜×1.0∼5.0 ㎜이다.

실시예

본 발명은 하기 실시예에 의해 설명될 것이다.

실시예 1

하기 표 1에 도시하는 배합 조성 및 이하 설명하는 제조 조건에 의해 자성 페라이트 재료를 제조하였다. 생성된 자성 페라이트의 투자율(μ), 응력 저항 특성, 자기왜 상수 및 밀도를 측정하였다. 투자율(μ), 자기왜 상수 및 밀도의 결과를 하기 표2에, 응력 고유 저항 특성을 도 4에 도시한다.

<제조 조건>

스테인레스 포트 및 스틸 보울 매체로 이루어지는 볼 분쇄기를 이용하여 하기 표 1에 따라서 원료 분말을 평량하고, 이를 16 시간 동안 습식 혼합(분산매는 순수한 물)하였다. 혼합 종료 후, 분무 건조기에 의해 혼합 분말을 건조시켰다. 건조후 760℃에서 10 시간 예비 소성을 수행하였다. 예비 소성후, 상기 볼 분쇄기로 66 시간 동안 상기 예비 소성된 분말을 분쇄하고, 분쇄된 분말을 소성하여 환상 형상의 소성체 및 직방체 형상의 소성체를 얻었다. 소성 온도는 900℃이고, 유지 시간은 2 시간이다.

또한, 각 특성의 측정법은 하기와 같다.

<자기왜 상수>

5×5×20 ㎜의 시료를 나루세 사이언티픽 머쉬너리 컴파니, 리미티드에서 제조한 포화 자기왜 상수 측정 장치를 이용하여 측정하였다.

<입도 분포>

입도 분포를 측정하고자 하는 분말 0.02 g을 100 ㎖의 물에 분산시킨다. 입도 분포계의 측정 경로를 세정하고, 입도 분포계의 기준을 측정한 후, 분말의 입도 분포를 측정하였다. 또한, 분말의 분산 및 입도 분포의 측정에는, 심퍼텍 인코포레이티드의 Helos System을 사용하여 측정하였다.

입도 분포 및 주파수는 레이저 회절법을 이용하여 입도 분포계의 프로그램에 의해 계산하였다.

<투자율>

환상 형상의 시료에 구리로 만든 와이어(직경 0.35 ㎜)을 20 회 권취시키고, 측정 주파수 100 ㎑, 측정 전류 0.2 ㎃에서 LCR 시험기(휴렛팩커드 인코포레이티드 제조)를 이용하여 인덕턴스를 측정하고, 하기의 수학식 2를 이용하여 투자율을 구하였다.

le: 자성 경로 길이

L: 시료의 인덕턴스

μ0: 진공의 투자율= 4π×10^-7(H/m)

Ae: 시료의 단면적

N: 코일의 권취 횟수

<응력 저항 특성>

정사각형 환상 형태를 구리로 제조된 와이어(직경 0.35 ㎜)로 20 회 권취시키고, LCR 시험기(휴렛 팩커드 인코포레이티드)에 접속시키고, 그 상태로 굴곡 저항 강도 시험기로 하중시키면서 측정 주파수 100 ㎑, 측정 전류 0.2 ㎃의 조건에서 인덕턴스의 감소율을 측정하였다. 또한, 투자율(μ)의 감소율과 비교하기 위해서, 인덕턴스의 감소율은 도 4 및 도 5 에서의 투자율(μ)의 감소율로서 도시하였다.

실시예번호	Fe₂O₃(몰%)	NiO(몰%)	MgO(몰%)	CuO(몰%)	ZnO(몰%)	페라이트유형
1	49	14.0	-	9.5	27.5	NiCuZn
2	49	21.0	-	9.0	21.0	NiCuZn
3	49	-	14.0	9.5	27.5	MgCuZn
4	49	-	21.0	9.0	21.0	MgCuZn
5	49	7.0	7.0	9.6	21.0	MgNiCuZn

실시예번호	소성 물질	적층형 페라이트 칩 인덕터
실시예번호	자기왜 상수(×10^-6)	투자율(μ)	밀도(g/㎤)	인덕턴스(μH)	품질 계수(Q)
1	12.0	279	4.91	5.6	39.0
2	18.0	107	4.81	2.5	38.5
3	3.0	240	4.64	7.2	41.0
4	3.2	104	4.75	3.2	40.7
5	7.0	260	4.78	6.2	41.0

상기한 표 1 및 표 2에 의하면, 하기와 같음을 알 수 있다.

우선, 실시예 3과 실시예 1에서는 실시예 3이 MgO를 14 몰%, 실시예 1이 NiO를 14 몰%을 첨가한 것이 상이하나, 기타의 조성은 동일하다. 양자의 자기왜 상수(λ_s)를 비교하면, 실시예 3은 3×10^-6, 실시예 1은 12×10^-6이다. 즉, MgCuZn 페라이트는 NiCuZn 페라이트에 비해서 자기왜 상수가 현저하게 작다는 것을 알 수 있다. 이것은, MgO 및 NiO를 제외한 조성이 동일한 실시예 4와 실시예 2의 자기왜 상수로부터도 이해할 수 있다.

또한, 실시예 1과 실시예 2를 비교하면, NiO 함량이 14 몰%부터 21 몰%로 증가한 것에 의해 자기왜 상수가 12×10^-6로부터 18×10^-6로 크게 변동하였다. 이에 비하여 실시예 3과 실시예 4를 비교하면 , MgO가 14 몰%부터 21 몰%로 증가하더라도, 자기왜 상수는 3×10^-6으로부터 3.2×10^-6으로 변동한 것에 지나지 않는다. 즉, Mg0은 량이 증가하더라도 기본적으로는 자기왜 상수를 크게 하지 않는 것으로 이해할 수도 있다,

실시예 5는 MgO와 동시에 NiO를 첨가한 예이지만, 실시예 1 및 실시예 2와비교하면 자기왜 상수가 작고, 또한 투자율(μ)도 양호한 값를 갖고 있다.

도 4는 실시예 3 및 실시예 1의 투자율(μ)의 응력 저항 특성을 도시하며, 도 5는 실시예 4 및 실시예 2의 투자율(μ)의 응력 저항 특성을 도시하고 있다. 도 4 및 도 5로부터, 응력 부여에 의해 투자율(μ)은 열화된다는 것을 이해할 수 있다. 그러나, 도 4로부터는, 자기왜 상수가 작은 실시예 3 (3×10^-6)은 자기왜 상수가 큰 실시예 1(12×10^-6)보다도 투자율(μ)의 열화 정도가 작다는 것을 알 수 있다. 도 5에도 동일하게 적용할 수 있다. 따라서, 응력에 의한 투자율(μ)의 열화의 정도를 감소시키기 위해서는, 자기왜 상수가 작은 MgCuZn계 페라이트를 이용하는 것이 유효한다.

다음에, 표 1의 조성을 갖는 각 분말 100 중량부에 대하여, 에틸 셀룰로오스 2.5 중량%, 테피네올 40 중량부를 첨가하고, 이를 3중 롤 분쇄기로 혼합하여 자성 페라이트층용 페이스트를 제조하였다. 한편, 평균 입경이 0.8 ㎛인 Ag 100 중량부에 대하여, 에틸 셀룰로오스 2.5 중량%, 테피네올 40 중량%를 첨가하고, 3중 롤 분쇄기로 혼합하여 내부 전극용 페이스트를 제조하였다. 상기 자성 페라이트층용 페이스트와 상기 내부 전극용 페이스트를 교호 인쇄 적층시킨 후, 900℃에서 2 시간 동안 소성시켜 도 1 및 도 2에 도시한 적층형 칩 인덕터(1)를 얻었다. 2012형 적층형 칩 인덕터(1)의 치수는 2.0 ㎜×1.2 ㎜×1.1 ㎜이며, 코일의 권취수는 4.5 회이었다. 계속해서, 상기한 적층형 칩 인덕터(1)의 에지에 외부 전극(5)을 600℃에서 소성시켰다.

얻은 적층형 칩 인덕터(1)를 측정 주파수 100 ㎑, 측정 전류 0.2 ㎃에서 LCR 시험기(휴렛 팩커드 인코포레이티드 제조)를 이용하여 인덕턴스(L) 및 품질 계수 Q를 측정하였다.

결과를 표 2에 도시한다. MgCuZn 페라이트 및 MgNiCuZn 페라이트를 이용하더라도, 종래의 NiCuZn 페라이트를 이용한 적층형 칩 인덕터(1)와 동등한 특성을 얻을 수 있었다.

실시예 2

실시예 2는 CuO에 미치는 영향을 확인하는 것을 목적으로서 수행하였다. 하기 표 3에 도시한 배합 조성으로, 실시예 1와 같은 제조 조건으로 시료를 작성하여 투자율(μ) 및 밀도를 측정하였다.

실시예번호	Fe₂O₃(몰%)	NiO(몰%)	MgO(몰%)	CuO(몰%)	ZnO(몰%)	페라이트유형
6	49	-	23.5	4.0	23.5	MgCuZn
7	49	-	21.5	8.0	21.5	MgCuZn
8	49	-	19.5	12.0	19.5	MgCuZn
9	49	-	17.5	16.0	17.5	MgCuZn
10	49	-	15.5	20.0	15.5	MgCuZn
11	49	-	13.5	24.0	13.5	MgCuZn
12	49	-	11.5	28.0	11.5	MgCuZn

실시예번호	소성 물질	적층형 페라이트 칩 인덕터	비고
실시예번호	투자율(μ)	밀도(g/㎤)	인덕턴스(μH)	품질 계수(Q)	CuO(몰%)
6	40	3.87	1.0	20.0	4.0
7	180	4.66	4.6	38.0	8.0
8	210	4.75	5.4	39.0	12.0
9	224	4.80	5.7	40.0	16.0
10	218	4.81	5.6	39.3	20.0
11	200	4.83	5.1	38.4	24.0
12	100	4.85	2.6	24.4	28.0

상기한 표 3 및 표 4로부터, CuO 량이 증가함에 따라서 투자율(μ)은 향상하지만, 24 몰%을 초과하면, 크게 저하된다는 것을 알 수 있다. 또한, CuO 함량이 4.0 몰%로서는 실용상 충분한 자기 특성를 얻을 수 없으며, 28.0 몰%가 되면 또한 자기 특성이 열화된다. 따라서, 자기 특성의 관점에서는, CuO 함량은 5 몰%∼25 몰%로 하는 것이 바람직하다.

표 3의 실시예 6(CuO: 4.0 몰%), 실시예 7(CuO: 8.0 몰%), 실시예 8 (CuO: 12.0 몰%), 실시예 9(CuO: 16.0 몰%), 실시예 11(CuO: 24.0 몰%)의 경우, 예비 소성 분쇄 분말을 소정 온도까지 가열하였을 때의 수축률(ΔL/L)을 측정하였다. 이러한 수축률은 용이한 소성의 기준이 되는 것으로, 수축률이 클수록 소성하기가 쉬운 것으로 간주할 수 있다. 결과를 도 6에 도시한다. 또한, 도 6의 선을 가열 수축곡선으로 칭한다. 도 6로부터 CuO의 증가에 따라 수축률은 커지는 것을 알 수 있다. 즉, CuO의 첨가에 의해 소성이 용이하게 수행되어 보다 저온에서의 소성이 가능해지는 것을 도시하고 있다.

실시예 9(CuO: 16.0 몰%) 및 실시예 11(CuO: 24.O 몰%)을 비교하면, CuO는 20.0 몰% 정도가 충분한 것을 알 수 있다. 반면, 실시예 6(CuO: 4.0 몰%)은 실시예 7(CuO: 8.0 몰%)에 비해서 수축률이 작다는 것부터, 저온 소성을 충분히 수행하기 위해, CuO는 7 몰% 이상, 바람직하게는 10.0 몰% 이상이 되어여만 한다.

또한, 실시예 1과 유사하게 적층형 칩 인덕터를 생성하여 실시예 1과 유사한 방법으로 인덕턴스(L) 및 품질 계수(Q)를 측정하였다. 결과를 하기 표 4에 도시한다. 또한, 적층형 칩 인덕터에서는, CuO가 8.0∼24.0 몰% 범위인 예에서 양호한 인덕턴스(L) 및 품질 계수(Q)를 얻을 수 있는 것으로 확인되었다.

실시예 3

실시예 3은 예비 소성 온도가 미치는 영향을 확인하는 것을 목적으로서 수행하였다. 하기 표 5에 도시한 배합 조성으로, 여러가지의 온도에서 예비 소성을 수행한 것을 제외하고는 실시예 1과 유사한 제조 조건(소성 온도 900℃)으로 시료를 생성하여 실시예 1과 유사한 투자율(μ) 및 밀도를 측정하였다. 하기 표 6에 매 예비 소성 온도의 투자율(μ) 및 밀도의 측정 결과를 도시한다.

실시예	Fe₂O₃(몰%)	NiO(몰%)	MgO(몰%)	CuO(몰%)	ZnO(몰%)	페라이트유형
	49	-	19.5	11.0	20.5	MgCuZn

실시예번호	예비소성온도(℃)	소성 물질	적층형 페라이트 칩 인덕터
실시예번호	예비소성온도(℃)	투자율(μ)	밀도(g/㎤)	인덕턴스(μH)	품질 계수(Q)
13	700	100	4.41	2.6	38.5
14	730	108	4.43	2.8	38.4
15	760	115	4.58	2.9	39.0
16	790	119	4.61	3.0	40.0
17	810	136	4.65	3.5	40.2
18	850	128	4.63	3.3	39.2
19	900	94	4.14	2.4	20.0

총괄적인 경향으로서는, 예비 소성 온도가 850℃인 범위까지는 예비 소성 온도가 높은 경우, 투자율(μ) 및 밀도가 높게 된다. 이것은, 예비 소성 온도의 증가와 동시에 예비 소성 효과가 발휘되는 것을 의미한다. 또한, 예비 소성 온도가 900℃ 정도로 높게 되면, 투자율(μ) 및 밀도가 저하되는 경향에 있다.

또한, 표 5에 도시한 배합 조성의 원료 분말을 850℃에서 예비 소성시킨 후, 분쇄 조건을 변경하여 도 7에 도시한 2 종의 분말을 얻었다.

이와 같은 2 종의 분말을 이용하여 입도 분포의 피이크 위치가 소성에 미치는 영향을 관찰하기 위해서, 가열 수축 곡선을 구하였다. 그 결과를 도 8에 도시한다.

입도 분포의 피이크 위치가 1.38 ㎛인 분말과 비교하여 0.62 ㎛의 분말에서 측정한 750℃∼1,000℃의 범위에서 수축률이 큰 것으로 나타났다. 수축률이 클 수록 소성의 진행이 용이하기 때문에, 입도 분포의 피이크 위치가 1.38 ㎛인 분말과 비교하여 0.62 ㎛의 분말이 소성력이 우수하는 것을 알 수 있다.

본 발명에 있어서는, 내부 전극을 형성하는 Ag 또는 Ag 합금과의 동시 소성이 가능하게 하기 위해서, 940℃ 이하의 저온에서 소성을 수행하는 것이 요구된다는 것은 전술한 바와 같다. 이에 비하여, 입도 분포의 피이크 위치가 0.62 ㎛인 분말은 940℃ 이하의 범위에서의 수축률이 1.38 ㎛의 분말에 비하여 크고, 저온 소성에 적합하다는 것을 알 수 있다.

또한, 도 6의 실시예 15 (예비 소성 온도: 760℃), 실시예 18(예비 소성 온도: 850℃) 및 실시예 19(예비 소성 온도: 900℃)의 예비 소성후의 분쇄 분말에서, 소정 온도까지 가열하였을 때의 수축률을 측정하였다. 결과를 도 9에 도시한다. 3가지의 예비 소성 온도의 중에서 850℃에서 실시예 18이 가장 수축률이 크고, 저온 소성에 적합하는 것을 알 수 있다. 예비 소성 온도가 900℃인 실시예 19는 예비 소성 분말이 너무 경화되어 분쇄가 충분히 수행되지 않았기 때문에, 수축률이 실시예 18보다도 작은 것으로 추측된다. 또한, 예비 소성 온도가 760℃인 실시예 15는 예비 소성에 의하여 스피넬의 단상 조직을 얻을 수 없기 때문에, 가열에 의한 수축률이 실시예 18보다도 떨어지는 것으로 추측된다. 또한, 별도의 검토에 따르면, 800℃ 이상의 온도로 예비 소성을 수행함으로써 스피넬 단상 조직을 얻을 수 있다는 것을 확인하였다. 따라서, 예비 소성 온도의 설정은 이 점을 고려하는 것도 중요하다.

다음에, 실시예 1과 유사하게 적층형 칩 인덕터를 생성하고, 역시 실시예 1과 유사하게 인덕턴스(L) 및 품질 계수(Q)를 측정하였다. 그 결과를 표 6에 도시한다. 예비 소성 온도가 850℃ 이하에서는 우수한 인덕턴스(L) 및 우수한 품질 계수(Q)를 얻을 수 있지만, 900℃에서는 인덕턴스(L) 및 품질 계수(Q)가 급격히 저하되는 것으로 확인되었다.

실시예 4

실시예 4는 예비소성 온도가 미치는 영향을 확인하는 것을 목적으로서 수행하였다. 표 7에 도시하는 배합 조성으로 여러가지의 온도에서 소성을 수행하는 것 이외에는 실시예 1과 유사한 제조 조건(예비 소성 온도 760℃)로 시료를 생성하여 실시예 1과 유사하게 투자율(μ) 및 밀도를 측정하였다. 매 소성 온도의 투자율(μ) 및 밀도의 측정 결과를 하기 표 8에 기재한다. 또한, 실시예 1과 유사하게 적층형 칩 인덕터를 생성하고, 실시예 1과 유사하게 인덕턴스(L) 및 품질 계수(Q)를 측정하였다. 결과를 하기 표 8에 기재한다.

실시예	Fe₂O₃(몰%)	NiO(몰%)	MgO(몰%)	CuO(몰%)	ZnO(몰%)	페라이트유형
	49.5	-	13.3	11.0	26.2	MgCuZn

실시예번호	예비소성온도(℃)	소성 물질	적층형 페라이트 칩 인덕터
실시예번호	예비소성온도(℃)	투자율(μ)	밀도(g/㎤)	인덕턴스(μH)	품질 계수(Q)
20	850	60	4.28	1.5	21.0
21	870	131	4.60	3.4	37.0
22	890	266	4.74	6.8	40.0
23	910	420	4.75	10.8	40.5
24	930	702	4.96	18.0	41.0
25	950	831	5.01	0.1	0.1

표 8에서, 소성 물질의 투자율(μ) 및 밀도는 소성 온도가 증가함에 따라 증가된다. 따라서, 이러한 결과만을 보면, 높은 소성 온도를 선택하는 것이 바람직하다고 할 수 있다. 그러나, 적층형 칩 인덕터의 인덕턴스(L), 품질 계수(Q)는 소성 온도가 950℃에서 급격히 감소되었다. 이것은 내부 전극을 구성하는 Ag가 자성 페라이트층에 확산되기 때문이다. 따라서, Ag 또는 Ag 합금을 내부 전극으로 하는 적층형 페라이트 부품를 제조하는 경우에는, 950℃ 미만의 온도에서 소성시켜야만 한다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 응력에 대한 투자율(μ)의 열화가 적고, 또한 저온 소성, 즉 전극 재료로서 이용되고 있는 Ag 또는 Ag 합금의 융점 이하에서의 소성이 가능한 자성 페라이트 및 그것을 이용한 적층형 페라이트 부품를 저비용으로 얻을 수 있다.

Claims

Fe₂O₃40∼51 몰%, CuO 7∼30 몰%, ZnO 0.5∼35 몰% 및 MgO 5∼35 몰%를 포함하며, 입도 분포 피이크가 0.3∼1.2 ㎛에 위치하는 것인 자성 페라이트용 분말.
제1항에 있어서, NiO를 추가로 포함하며, 여기서, MgO와 NiO의 총량은 5∼35 몰%인 것인 자성 페라이트용 분말.
Fe₂O₃40∼51 몰%, CuO 7∼30 몰%, ZnO 0.5∼35 몰% 및 MgO 5∼35 몰%를 포함하며, 940℃ 이하의 온도에서 소성 처리한 자성 페라이트.
제3항에 있어서, 940℃ 이하의 온도에서의 소성시의 수축율은 10% 이상인 것인 자성 페라이트.
제3항 또는 제4항에 있어서, 조성이 Fe₂O₃45∼49.8 몰%, CuO 8∼25 몰%, ZnO 15∼25 몰% 및 MgO 7∼26 몰%인 것인 자성 페라이트.
서로 교호 적층되어 있는 다수의 자성 페라이트층 및 내부 전극;

내부 전극에 전기 접속되어 있는 외부 전극을 포함하며,

여기서, 자성 페라이트층은 Fe₂O₃40∼51 몰%, CuO 7∼25 몰%, ZnO 0.5∼35 몰% 및 MgO 5∼35 몰%를 포함하는 소성된 자성 페라이트로 이루어지며, 내부 전극은 Ag 또는 Ag 합금으로 이루어지는 것인 적층형 페라이트 부품.
제6항에 있어서, 적층형 페라이트 부품는, 교호 적층되어 있는 유전층과 내부 전극, 내부 전극에 전기 접속되어 있는 외부 전극이 배치되어 있는 적층형 캐패시터 부품와 일체형으로 되어 있는 것인 적층형 페라이트 부품.
서로 교호 적층되어 있는 다수의 자성 페라이트층 및 내부 전극;

내부 전극에 전기 접속되어 있는 외부 전극을 포함하며,

여기서, 자성 페라이트층은 자기왜 상수가 10×10^-6이하인 소성된 자성 페리아트로 이루어지며, 내부 전극은 Ag 또는 Ag 합금으로 이루어지는 것인 적층형 페라이트 부품.
제8항에 있어서, 소성된 자성 페라이트층은 조성이 Fe₂O₃40∼51 몰%, CuO 5∼30 몰%, ZnO 0.5∼35 몰% 및 MgO 5∼50 몰%인 MgCuZn계 페라이트인 것인 적층형 페라이트 부품.
서로 교호 적층되어 있는 다수의 유전층 및 내부 전극을 포함하는 적층형 캐패시터 부품,

서로 교호 적층되어 있는 다수의 자성 페라이트층 및 내부 전극을 포함하는 적층형 인덕터 부품,

상기 적층형 캐패시터 부품와 적층형 인덕터 부품의 내부 전극에 전기 접속된 외부 전극을 포함하며,

여기서, 적층형 인덕터 부품의 자성 페라이트층은 자기 왜곡 상수가 10×10^-6이하인 소성된 MgCuZn계 자성 페라이트로 이루어지며, 외부 전극은 Ag 또는 Ag 합금으로 이루어져 있는 것인 일체형 적층형 페라이트 부품.
제10항에 있어서, 소성된 MgCuZn계 자성 페라이트는 조성이 Fe₂O₃45∼49.8 몰%, CuO 7∼30 몰%, ZnO 15∼25 몰% 및 MgO 5∼35 몰%인 것인 적층형 페라이트 부품.
제10항에 있어서, 소성된 MgCuZn계 자성 페라이트는 조성이 Fe₂O₃45∼49.8 몰%, CuO 7∼30 몰%, ZnO 15∼25 몰% 및 MgO+NiO 5∼35 몰%인 것인 적층형 페라이트 부품.
원료 분말을 혼합하는 단계,

900℃ 이하의 온도에서 상기 혼합된 원료 분말을 예비 소성시키는 단계,

예비 소성된 물질을 분쇄하는 단계,

분쇄된 분말로부터 선택된 입도 분포의 피이크가 0.3∼1.2 ㎛에 위치하는 소정의 형상의 분말로 압착시키는 단계,

압착 단계에서의 압착된 바디를 소성시키는 단계를 포함하는 자성 페라이트의 제조 방법.
제13항에 있어서, 상기 원료 분말은 ZnO 분말, CuO 분말, Fe₂O₃분말 및, MgO, Mg(OH)₂및 MgCO₃중 1 종 이상이고, 자성 페라이트는 MgCuZn계 페라이트인 것인 방법.
제14항에 있어서, CuO 분말의 첨가량은 5∼25 몰%인 것인 방법.
자성 페라이트용 원료 분말을 혼합하고, 900℃ 이하의 온도에서 상기 혼합된 원료 분말을 예비 소성시키며, 예비 소성된 물질을 분쇄하고, 분쇄된 분말로부터 입도 분포의 피이크가 0.3∼1.2 ㎛에 위치하는 분말을 선택하며, 입도 분포의 피이크가 0.3∼1.2 ㎛에 위치하는 분말을 사용하여 자성층을 형성하기 위한 시이트 또는 페이스트를 생성하는 것을 포함하는 적층형 페라이트 칩 부품용 원료 물질을 생성하는 단계,

적층형 바디를 형성하기 위해 내부 전극용 물질 및 상기 시이트 또는 페이스트를 교호 적층시키는 단계,

940℃ 이하의 온도에서 적층형 바디를 소성시키는 단계를 포함하는, 자성층 및 내부 전극이 적층된 적층형 페라이트 부품의 제조 방법.
제16항에 있어서, 내부 전극용 물질은 Ag 또는 Ag 합금인 것인 방법.
제16항 또는 제17항에 있어서, 소성 온도는 870℃∼930℃인 것인 방법.
제16항 내지 제18항 중 어느 하나의 항에 있어서, 원료 분말은 ZnO 분말, CuO 분말, Fe₂O₃분말, NiO 분말 및, MgO, Mg(OH)₂및 MgCO₃중 1 종 이상인 것인 방법.