KR20110066149A

KR20110066149A - 페라이트 부착체 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20110066149A
Application number: KR1020117006568A
Authority: KR
Inventors: 코이치 콘도; 히로시 오노; 유키히로 누마타
Original assignee: 엔이씨 도낀 가부시끼가이샤
Priority date: 2008-09-25
Filing date: 2009-07-29
Publication date: 2011-06-16
Also published as: CN102159749B; JP4410838B1; US20110183130A1; WO2010035383A1; JP2010100928A; KR101596476B1; CN102159749A

Abstract

본 발명은, 기체(3)와 그 기체(3)에 부착된 페라이트막을 구비하는 페라이트 부착체를 제조하는 제조 방법을 제공한다. 이 제조 방법은, 기체(3)의 이면측에 100㎛ 이상의 스페이스를 둔 상태로 기체(3)를 지지하고, 적어도 제1철 이온을 포함하는 반응액과 적어도 산화제를 포함하는 산화액을 반응액 노즐(1) 및 산화액 노즐(2)로부터 기체(3)의 표면측으로 공급하고, 반응액과 상기 산화액에 대하여 중력이외에 기인하는 2∼150m/s²의 가속도를 가한다.

Description

페라이트 부착체 및 그 제조 방법{FERRITE-COATED BODY AND PROCESS FOR PRODUCTION THEREOF}

본 발명은, 기체(基體)에 페라이트막, 특히 스피넬형 페라이트막을 부착하여 이루어지는 페라이트 부착체와, 페라이트 부착체의 제조 방법에 관한 것이다.

페라이트 도금법은, 양질의 페라이트막을 제공하는 것이며, 예컨대 특허문헌 1에 개시되어 있다. 특허문헌 1의 페라이트 도금법은 : 적어도 제1철 이온을 포함하는 특정 수용액을 준비하는 스텝과 ; 기체의 표면을 특정 수용액에 접촉시켜서, Ｆｅ²⁺이온 또는 Ｆｅ²⁺이온과 다른 수산화금속 이온을 기체의 표면에 흡착시키는 스텝과 ; 흡착한 Ｆｅ²⁺이온을 산화시킴으로써 Ｆｅ³⁺이온을 얻고, Ｆｅ³⁺이온과 특정 수용액중의 수산화금속 이온으로 페라이트 결정화 반응을 일으키게 하여, 기체의 표면에 페라이트막을 형성하는 스텝; 을 구비하고 있다.

이 페라이트 도금법에 따르면, 기체가 수용액에 대하여 내성(耐性)을 가지고 있는 한, 모든 기체를 이용할 수 있다. 또한, 페라이트 도금법은 수용액을 통한 반응에 근거하고 있기 때문에, 비교적 저온(상온(常溫)∼수용액의 비점(沸點) 이하)에서 스피넬형의 페라이트막을 생성할 수 있다. 따라서, 페라이트 도금법은, 다른 페라이트막 형성 기술과 비교하여, 기체에 대한 한정이 적다고 하는 점에서 우수하다.

페라이트 도금법과 관련된 문헌으로서는, 특허문헌 2 ∼ 특허문헌 4가 있다. 특허문헌 2는, 형성된 페라이트막의 균질화 및 페라이트막의 형성 공정에 있어서의 반응 속도의 향상을 꾀하는 기술을 개시하고 있다. 특허문헌 3은, 기체표면에 계면활성을 부여해서 다양한 기체에 대하여 페라이트막을 형성하고자 하는 기술을 개시하고 있다. 특허문헌 4는, 페라이트막의 형성 속도의 향상에 관한 기술을 개시하고 있다.

[특허문헌 1] 일본 특허 제1475891호(특공소 63-15990호)공보

[특허문헌 2] 일본 특허 제1868730호(특공평 5-58252호)공보

[특허문헌 3] 일본 특개소 61-030674호 공보

[특허문헌 4] 일본 특개평 02-166311호 공보

상술한 페라이트 도금법에 있어서, 페라이트막은 기체표면을 기점(基点)으로 한 결정 성장에 의해 형성된다. 이 때문에, 적절하게 형성된 페라이트막은, 기체표면의 법선 방향과 대략 평행한 방향으로 장축을 따르도록 하여 설치된 기둥형상(柱狀) 결정의 집합체가 된다.

그렇지만, 페라이트막의 형성시에 잔여분의 수용액 등을 기체로부터 확실히 제거하지 않으면 액체덩어리가 발생한다. 이러한 액체덩어리가 생기면, 균질한 기둥형상결정의 집합체로서의 페라이트막을 얻는 것은 곤란하게 된다. 특히, 반도체장치용의 리드프레임 등과 같은 삼차원 형상의 기체의 경우, 액체덩어리가 생기기 쉽고, 따라서, 균질한 페라이트막을 얻는 것은 곤란하다.

따라서, 본 발명은, 페라이트 도금법에 기초한 페라이트막 부착체의 제조 방법이며 균질한 페라이트막을 가지는 페라이트막 부착체의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은, 상기 페라이트막 부착체의 제조 방법에 의해 제조된 페라이트막 부착체를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 측면은, 기체(基體)와 상기 기체에 부착된 페라이트막을 구비하는 페라이트 부착체를 제조하는 제조 방법을 제공한다. 이 제조 방법은, 상기 기체의 이면측(裏側)에 100㎛ 이상의 스페이스를 둔 상태로 상기 기체를 지지하고, 적어도 제1철 이온을 포함하는 반응액과 적어도 산화제를 포함하는 산화액을 상기 기체의 표면측(表側)에 공급하며, 상기 반응액과 상기 산화액에 대하여 중력 이외에 기인하는 2∼150m/s²의 가속도를 가하는 공정을 구비하고 있다.

본 발명의 다른 측면은, 삼차원 형상의 기체와 상기 기체에 부착된 페라이트막을 구비하는 페라이트 부착체로서, 상기 페라이트막의 평균 막두께(x)와 막두께의 표준편차(σ)의 비(σ/x)가 1 이하인 페라이트 부착체를 제공한다.

기체를 받침대(台) 등으로부터 100㎛ 이상 떼어놓고 또한 기체에 공급되는 반응액과 산화액에 중력 이외에 기인하는 2∼150m/s²의 가속도를 가한 상태에서 페라이트막의 기둥형상결정을 성장시키는 것으로 하였기 때문에, 액체덩어리의 발생을 방지할 수 있어, 균질한 페라이트막을 얻을 수 있다.

도 1은, 본 발명의 실시형태에 의한 페라이트막 부착체의 제조 방법에 있어서 사용한 막 형성(成膜) 장치를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 2는, 본 발명의 실시형태에 의한 페라이트막 부착체의 기체를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 3은, 응용예에 의한 페라이트막 부착체의 제조 방법을 모식적으로 나타내는 도면이다.

본 발명의 실시형태에 의한 기체와 그 기체에 부착된 페라이트막을 구비하는 부착체의 제조 방법은, 도 1에 나타내는 바와 같은 막 형성(成膜)장치를 이용한다.

도시된 막 형성장치는, 기체(3)에 대하여 페라이트막을 형성하기 위한 장치이며, 반응액 노즐(1)과, 산화액 노즐(2)과, 지지 부재(4)와, 받침대(회전 테이블) (5)을 구비하고 있다. 회전 테이블(5)은, 그 축의 주위로 회전가능한 테이블이다. 지지 부재(4)는, 회전 테이블(5) 위에 설치되고 있으며, 기체(3)의 이면측과 회전 테이블(5)의 사이에 100㎛ 이상의 스페이스를 둔 상태로 기체(3)를 지지하기 위한 것이다. 이 지지 부재(4)는, 기체(3)를 지지한 상태에서, 회전 테이블(5)의 회전에 따라 이동한다. 즉, 기체(3)는, 회전 테이블(5)의 회전에 따라 이동한다. 반응액 노즐(1)은, 적어도 제1철 이온을 포함하는 반응액을 회전 테이블(5) 측을 향해서 공급하기 위한 것이고, 회전 테이블(5)의 상방에 고정되어 있다. 산화액 노즐(2)은, 적어도 산화제를 포함하는 산화액을 회전 테이블(5) 측을 향해서 공급하기 위한 것이고, 회전 테이블(5)의 상방에 고정되어 있다. 도시된 막 형성장치에 있어서, 반응액 노즐(1)은, 정지 상태에 있는 회전 테이블(5)의 한쪽의 하프 영역 위에 위치하고 있고, 산화액 노즐(2)은, 정지 상태에 있는 회전 테이블(5)의 다른 쪽의 하프 영역 상에 위치하고 있다. 한편, 도시된 막 형성장치에 있어서, 반응액 노즐(1) 및 산화액 노즐(2)은, 각각 회전 테이블(5)에 대하여 직교하는 방향을 중심으로 분무하는 것이다. 다시 말해, 반응액 노즐(1) 및 산화액 노즐(2)로부터 분무되는 반응액 및 산화액의 분무방향의 중심선은, 기체(3)의 표면과 직교하는 방향을 따르고 있다. 그렇지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것이 아니고, 기체(3) 및/또는 반응액 노즐(1) 및 산화액 노즐(2)을 경사지게 함으로써, 기체(3)의 표면과 비스듬하게 교차(斜交)하는 방향으로 반응액 및 산화액을 분무하는 것으로 해도 좋다.

기체(3)를 지지 부재(4)에 지지시킨 상태로, 반응액 노즐(1)로부터 반응액을 공급하고 또한 산화액 노즐(2)로부터 산화액을 공급하면서 회전 테이블(5)을 회전시키면, 기체(3)에는 반응액과 산화액이 교대로 공급되게 된다. 그 결과, 기체(3)는 페라이트도금된다. 즉, 기체(3) 위에는 페라이트 도금법 베이스의 페라이트막이 형성된다.

본 실시형태에 있어서의 회전 테이블(5)의 회전 스피드는, 기체(3) 위에 공급된 반응액과 산화액이 원심력에 기인하는 2∼150m/s²의 가속도를 받도록 설정된다. 이에 따라서, 여분의 반응액과 산화액은 바람직하지 못한 「액체덩어리」를 형성하지 않고 기체(3)의 표면측에서 이면측 등으로 이동한다. 특히, 기체(3)가 좁은 갭(隙間)을 가지고 있다고 해도, 본 실시형태에 있어서는, 여분의 반응액과 산화액은, 바람직하지 못한 「액체덩어리」를 형성하지 않고, 원활하게(smoothly) 흐른다. 이와 같이, 본 실시형태에 따르면, 이상적인 상태하에서 페라이트 도금법을 구현화할 수 있기 때문에, 균질(均質)한 페라이트막을 얻을 수 있다. 또한, 여분의 반응액과 산화액이 기체(3)의 이면측으로도 돌아 들어가기 때문에, 반응액과 산화액이 직접 공급된 기체(3)의 표면측 이외의 장소에도 페라이트막을 형성할 수 있다.

상술한 실시형태에 있어서, 반응액과 산화액에 가해지는 가속도는 회전 테이블(5)의 회전에 따른 원심력에 기인하는 것이었다. 그렇지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것이 아니다. 반응액과 산화액에 가해지는 가속도는, 의도적으로 가해진 가속도(즉, 중력 이외의 가속도)이며, 또한, 2∼150m/s²의 크기를 가지고 있으면 좋다. 예를 들면, 다른 가속도를 가하는 수단으로서는, 기체(3)에 진동을 가하는 것 등이 있다.

본 실시형태에 있어서, 반응액과 산화액의 기체(3)에 대한 공급과 가속도를 가하는 것은, 실질적으로 동시에 행해진다. 그렇지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것이 아니다. 여분의 반응액과 산화액을 제거할 수 있는 것이라면, 반응액과 산화액의 공급 직후에 가속도를 가하는 것으로 해도 좋고, 반응액의 공급, 가속도의 공급, 산화액의 공급, 가속도의 공급이라고 하는 사이클을 반복하여 실행하는 것으로 해도 좋다.

여분의 반응액과 산화액의 흐름을 보다 원활한 것으로 하여, 액체덩어리의 형성 방지를 확실한 것으로 하기 위해서는, 기체(3)의 형상 및 크기에 이하와 같은 한정을 가하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 단일 도체와 같이 기체(3)가 봉형상(棒狀)의 부위를 가지고 있는 경우, 그 봉형상 부위의 최대폭 및 최대높이 양쪽 모두 5mm 이하인 것이 바람직하다. 또한, 예컨대, 도 2에 나타내는 빗살형상의 배선 패턴과 같이 기체(3)가 갭을 두고 설치된 복수의 봉형상 부위를 가지고 있는 경우에는, 각 봉형상의 부위의 최대폭(W) 및 최대높이(H) 양쪽 모두 5mm 이하이며, 또한, 갭(S)이 100㎛ 이상인 것이 바람직하다.

게다가, 상술한 바와 같이 기체(3)의 표면측에 대하여 페라이트막을 직접 형성한 후, 기체(3)를 뒤집고, 기체의 이면측(3)에 대하여 같은 방법에 의해 페라이트막을 직접 형성하는 것으로 해도 좋다. 예를 들면, 도 3에 나타내는 바와 같이, 기체(3)의 상면에 반응액과 산화액을 공급하면서 적절한 가속도를 가함으로써 균질한 페라이트막(페라이트 도금)(6)을 형성하고, 그 후, 기체(3)를 뒤집어, 기체(3)의 하면에 반응액과 산화액을 공급하면서 적절한 가속도를 가함으로써 균질한 페라이트막(페라이트 도금)을 형성하는 것으로 해도 좋다.

본 실시형태에 의해 형성된 페라이트막(페라이트 도금)은, 장축 및 단축을 가지는 복수의 기둥형상결정을 이상적으로 배열하여 이루어지는 것이다. 상세하게는, 복수의 기둥형상결정은, 장축이 기체(3)의 표면의 법선방향(즉, 페라이트막의 막두께 방향)을 따르도록 하여 배열되고, 또 서로 자기적으로 결합되어 있다. 특히, 상면과 측면과 같이 인접하는 두 개의 면에 형성된 페라이트막끼리도 서로 자기적으로 결합되어 있다. 또한, 기둥형상결정의 장축(a)은 0.1∼10㎛이며, 단축(b)은 0.01∼1㎛이다. 게다가, 페라이트막의 평균 막두께(x)와 막두께의 표준편차(σ)의 비(σ/x)는 1 이하이다.

페라이트 부착체의 특성평가를 위해, 이하의 표에 나타내는 바와 같은 다양한 조건하에서 페라이트 부착체를 형성했다. 여기서, 실시예 1∼4는 각각 본 실시형태에 의한 조건하에서 제조된 페라이트 부착체이며, 비교예 1∼5는 각각 본 실시형태에 의한 조건이 아닌 조건하에서 제조된 페라이트 부착체이다.

페라이트 부착체의 제조에는, 도 1에 나타내는 상술한 막 형성장치를 이용했다. 기체(3)는, 구리합금으로 이루어지는 것으로, 도 3에 나타내는 것과 같은 구조로 하였다. 여기서, 기체(3)의 봉형상 부위의 길이(L)는 30mm로 했다. 실시예 1∼4 및 비교예 1∼5의 각각을 위한 기체(3)의 봉형상 부위의 높이(H) 및 폭(W) 및 봉형상 부위 간의 갭(선간(線間) 거리)(S)는, 표에 나타낸 대로이다.

전(前)처리로서, 이 기체(3)를 지지 부재(4) 위에 설치하고, 회전 테이블(5)을 회전시킨 상태로, 탈산소(脫酸素) 이온교환수를 공급하면서 90℃까지 가열했다. 그 다음에, 막 형성장치 내에 질소 가스를 도입하고, 탈산소 분위기를 형성했다.

그 후, 반응액을 반응액 노즐(1)로부터 기체(3) 위에 공급하는 스텝과, 산화액을 산화액 노즐(2)로부터 기체(3)에 공급하는 스텝을 회전 테이블(5)을 회전시킨 상태로 행하였다. 다시 말해, 반응액을 공급하는 스텝과, 산화액을 공급하는 스텝을 교대로 또한 반복하여 행하였다. 반응액과 산화액의 공급시의 유량은, 모두 40ml/ｍｉｎ으로 하였다. 여기서, 반응액은, ＦｅＣｌ₂-4H₂O, ＮｉＣｌ₂-6H₂O, ＺｎＣｌ₂을 탈산소 이온교환수 중에 녹여서 형성했다. 한편, 산화액은, ＮａＮｏ₂과 ＣＨ₃ＣＯＯＮＨ₄을 탈산소 이온교환수 중에 녹여서 형성했다. 반응액 및 산화액은, 예컨대, ＵＳ2009-0047507A1호나 ＵＳ2007-0231614A1호 등을 참조해서 형성해도 좋다.

반응액 및 산화액을 기체(3)에 공급할 때에는, 회전 테이블(5)을 표에 기재된 회전수로 회전시키며, 반응액 및 산화액에 대하여 동표에 기재된 가속도를 가하였다. 한편, 실시예 2에 있어서는, 도 3에 나타낸 바와 같이 하여, 기체(3)의 상면에 페라이트막(6)을 형성한 후, 기체(3)를 뒤집고, 하면에도 페라이트막(6)을 형성했다. 이때, 기체(3)와 회전 테이블(5) 간의 사이에는, 200㎛의 공간을 마련하였다.

상기 공정의 결과로서, 흑색의 페라이트막(6)이 기체(3) 위에 형성되었다. 이와 같이 하여 형성된 페라이트 부착체에 대해서, 여러가지 해석을 행하였다. 구체적으로는, 페라이트막의 화학조성은, 유전결합 플라즈마 발광 분광(ＩＣＰＳ)법에 의해 평가했다. 막두께의 측정과 같은 구조해석에는, 주사형 전자현미경(ＳＥＭ)을 사용했다. 각 페라이트막의 투자율은, 실디드루프코일(shielded loop coil)법에 근거한 투자율계(透磁率計)를 이용해서 측정했다. ＩＣＰＳ법에 의한 평가의 결과, 어느 페라이트 부착체에 있어서의 페라이트막의 평균적인 조성도 Ｎｉ_0.2Ｚｎ_0.3Ｆｅ_2.5O₄이었다. 그 밖의 해석 결과는, 상술한 표에 나타낸다.

표의 내용으로부터 명확한 바와 같이, 실시예 1∼4의 페라이트 부착체에 있어서의 페라이트막은, 장축 및 단축을 가지는 복수의 기둥형상결정을 자기결합하여 이루어지는 것으로, 각 기둥형상결정의 장축은 페라이트막의 막두께 방향(즉, 기체(3)의 표면의 법선방향)을 따르고 있다. 기둥형상결정의 장축(a)의 길이가 0.1∼10㎛의 범위에 있으며, 단축(b)의 길이가 0.01∼1㎛이고, 또한 페라이트막의 평균 막두께(x)와 막두께의 표준편차(σ)의 비(σ/x)는 1 이하이다. 이 때문에, 페라이트막의 투자율의 실수부(μ′)의 평균치는 10 이상으로 되어 있다. 이에 대하여, 비교예 1∼5의 페라이트 부착체에 있어서는, 페라이트막의 투자율의 실수부(μ′)의 평균치는 10보다 작다. 이와 같이, 본 실시형태에 따르면, 뛰어난 자기특성을 가지는 페라이트막을 가지는 페라이트 부착체를 얻을 수 있다.

(산업상의 이용 가능성)

본 발명에 의한 페라이트 부착체는, 인덕턴트 소자, 임피던스 소자, 자기 헤드, 마이크로파소자, 자왜(磁歪)소자, 및 전자간섭 억제체 등의 고주파 자기디바이스에 있어서 이용할 수 있다. 여기서, 전자간섭 억제체는, 고주파영역에 있어서 불필요 전자파의 간섭에 의해 발생되는 전자장해를 억제하기 위한 것이다.

1 반응액 노즐
2 산화액 노즐
3 기체(基體)
4 지지 부재
5 받침대(台)(회전 테이블)
6 페라이트막

Claims

기체(基體)와 상기 기체에 부착된 페라이트 막을 구비하는 페라이트 부착체를 제조하는 제조 방법으로서,
상기 기체의 이면측에 100㎛ 이상의 스페이스를 둔 상태로 상기 기체를 지지하고,
적어도 제1철 이온을 포함하는 반응액과 적어도 산화제를 포함하는 산화액을 상기 기체의 표면측에 공급하며,
상기 반응액과 상기 산화액에 대하여 중력 이외에 기인하는 2∼150m/s²의 가속도를 가하는, 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 기체의 지지는, 받침대(台) 위에 지지 부재를 배치하고, 상기 받침대와 상기 기체의 사이에 상기 스페이스를 확보한 상태로 상기 지지 부재에 의해 상기 기체를 지지함으로써 행해지는, 제조 방법.
제2항에 있어서,
상기 가속도는, 상기 받침대를 회전시킴으로써 발생하는 원심력에 기인하는 것인, 제조 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 가속도는, 상기 기체에 진동을 부여함으로써 발생하는 것인, 제조 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기체는, 봉(棒)형상의 부위를 가지고 있고,
상기 봉형상의 부위는, 5mm 이하의 최대폭을 가지는 동시에 5mm 이하의 최대높이를 가지고 있는, 제조 방법.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기체는, 갭을 두고 설치된 복수의 봉형상의 부위를 가지고 있고,
상기 봉형상의 부위의 각각은, 5mm 이하의 최대폭을 가지는 동시에 5mm 이하의 최대높이를 가지고 있으며,
상기 갭은 100㎛ 이상인, 제조 방법.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기체의 상기 표면측에 대하여 상기 반응액과 상기 산화액을 직접 공급하고 또한 상기 가속도를 가하여 페라이트 막을 직접 형성한 후, 상기 기체의 상기 이면측에 대하여 상기 반응액과 상기 산화액을 직접 공급하고 또한 상기 가속도를 가하여 페라이트 막을 직접 형성하는, 제조 방법.
삼차원 형상의 기체와 상기 기체에 부착된 페라이트 막을 구비하는 페라이트 부착체로서, 상기 페라이트 막의 평균 막두께(x)와 막두께의 표준편차(σ)의 비(σ/x)가 1 이하인 페라이트 부착체.
제8항에 있어서,
상기 기체는, 적어도 인접하는 2개의 면을 구비하고 있고,
상기 페라이트 막은, 상기 2개의 면 각각의 위에 직접 형성되어 있으며,
상기 2개의 면 위에 형성된 상기 페라이트 막은, 서로 자기적으로 결합되어 있는, 페라이트 부착체.
제8항 또는 제9항에 있어서,
상기 기체는, 봉형상의 부위를 가지고 있고,
상기 봉형상의 부위는, 5mm 이하의 최대폭을 가지는 동시에 5mm 이하의 최대높이를 가지고 있는, 페라이트 부착체.
제8항 또는 제9항에 있어서,
상기 기체는, 갭을 두고 설치된 복수의 봉형상의 부위를 가지고 있고,
상기 봉형상의 부위의 각각은, 5mm 이하의 최대폭을 가지는 동시에 5mm 이하의 최대높이를 가지고 있으며,
상기 갭은 100㎛ 이상인, 페라이트 부착체.
제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 페라이트 막은, 장축 및 단축을 가지고 또한 상기 장축을 상기 페라이트 막의 막두께 방향을 따르도록 하여 나란히 늘어서게 되는 복수의 기둥(柱)형상결정으로 이루어지며,
상기 기둥형상 결정의 상기 장축은 0.1∼10㎛이고, 상기 단축은 0.01∼1㎛인, 페라이트 부착체.