KR20170141643A - 페라이트 조성물 및 전자 부품 - Google Patents
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Abstract
저온 소결한 경우에, 수십~수백 A/m인 고자계하에서도 Q값이 높고, 자계를 높여도 Q값의 저하율이 낮은 페라이트 조성물 및 해당 조성물로 구성되는 소결체를 갖는 전자 부품을 제공하는 것을 과제로 하여, 주성분이, 산화 철을 Fe2O3 환산으로 25.0~49.8 ㏖%, 산화 동을 CuO 환산으로 5.0~14.0 ㏖%, 산화 아연을 ZnO 환산으로 0~40.0 ㏖% 함유하고, 잔부가 산화 니켈로 구성되어 있으며, 주성분에 대해 부성분으로, 산화 규소를 SiO2 환산으로 0.2~5.0 중량%, 산화 비스무트를 Bi2O3 환산으로 0.10~3.00 중량%, 산화 코발트를 Co3O4 환산으로 0.10~3.00 중량% 함유하는 것을 특징으로 하는 페라이트 조성물을 제공한다.
Description
본 발명은 적층형 인덕터 등의 제조에 적합한 페라이트 조성물과, 그 조성물로 구성되는 페라이트 소결체를 갖는 전자 부품에 관한 것이다.
스마트폰 등 휴대기기의 고성능화가 현저하게 전개되고 있다. 최근에는, NFC(Near field communication)나 비접촉 급전 등의 채용이 진행되고, 종래에 비해 높은 교류 전류가 흐르는 회로가 증가하고 있다.
또한, 전자 부품의 고밀도화에 대한 대응에 의해, 부품 소형화에 대한 요구가 여전히 강하다. 일반적으로, 인덕턴스 소자는 교류 전류를 증가하거나 소형화하면 Q값이 저하된다. 이러한 상황 때문에, 교류 전류값이 증가하거나 소형화해도 높은 Q값을 얻을 수 있는 자심(磁心)재료와 이를 이용한 인덕턴스 소자가 요구되고 있다.
한편, 특허문헌 1에는 NiCuZn계 페라이트에 SiO2, CoO를 첨가함으로써 항(抗)응력 특성을 갖는 자성재료가 개시되어 있다. 그러나, 상기 특허문헌 1의 자성재료는 1,050℃ 이상에서 소결하는 재료이다. 나아가 높은 진폭 전류에 대한 Q값이 나타나 있지 않다.
또한, 특허문헌 2에는 NiCuZn계 페라이트에 코발트 산화물을 첨가함으로써, 높은 진폭 전류에서도 자기(磁氣)손실이 적은 페라이트 재료가 개시되어 있다. 그러나, 최근에는 특허문헌 2에 개시된 페라이트 재료보다 더욱 고성능인 페라이트 재료가 요구되고 있다.
또한, 적층형 인덕터에서는 코일 도체와 페라이트층이 일체적으로 소성되는 것이 요구된다. 이를 위해, 적층형 인덕터용 페라이트 조성물은 소결 온도를 코일 도체의 융점 이하로 할 것이 요구된다.
본 발명은 이러한 실상을 감안하여 이루어진 것으로, 저온 소결이 가능하면서 고자계하에서 Q값이 높고, 높은 진폭 전류에 대한 Q값의 열화가 적은 페라이트 조성물과 소형화 가능한 전자 부품을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 페라이트 조성물은, 주성분이 산화 철을 Fe2O3 환산으로 25.0~49.8 ㏖%, 산화 동을 CuO 환산으로 5.0~14.0 ㏖%, 산화 아연을 ZnO 환산으로 0~40.0 ㏖% 함유하고, 잔부가 산화 니켈로 구성되어 있으며, 상기 주성분 100 중량%에 대해, 부성분으로 산화 규소를 SiO2 환산으로 0.2~5.0 중량%, 산화 비스무트를 Bi2O3 환산으로 0.10~3.00 중량%, 산화 코발트를 Co3O4 환산으로 0.10~3.00 중량% 함유하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 전자 부품은, 상기 페라이트 조성물로 구성되는 페라이트 소결체를 구비한다.
본 발명에 따른 페라이트 조성물은, 주성분을 구성하는 산화물의 함유량을 상기 범위로 하고, 부성분으로서 산화 규소, 산화 비스무트 및 산화 코발트를 상기 범위로 더 함유함으로써, 저온 소결이 가능해진다. 예를 들어, 내부 전극으로 이용이 가능한 Ag의 융점 이하인 900℃ 정도로 소결하는 것이 가능해진다. 또한, 본 발명에 따른 페라이트 조성물로 구성되는 페라이트 소결체는, 외부 자계를 상승시켜도 Q의 저하율이 낮으면서 Q값이 종래 제품에 비해 크고, 높은 진폭 전류에 대한 Q값의 열화가 적다.
또한, 본 발명에 따른 페라이트 조성물로 구성되는 페라이트 소결체는, 종래보다 높은 자계하에서도 Q값을 높게 할 수 있다. 즉, 예를 들어 종래의 외부 자계(1~2 A/m)에 비해 높은 외부 자계(수십~수백 A/m)하에서도, 충분히 높은 Q값을 유지하고 있다. 따라서, 본 발명에 따른 전자 부품은 종래의 페라이트 조성물로 구성되는 페라이트 소결체를 구비하는 전자 부품과 비교해, 큰 진폭의 신호에도 대응 가능하다.
또한, 본 발명에 따른 페라이트 조성물로 구성되는 페라이트 소결체는, 종래보다 높은 교류 전류를 인가해도 손실이 낮고, 높은 Q값을 갖는다. 따라서, 본 발명에 따른 페라이트 조성물을 이용함으로써 페라이트층을 박층화할 수 있어, 전자 부품의 소형화가 가능해진다.
이러한 효과를 얻을 수 있는 이유는, 주성분을 소정 범위로 하고, 또한 각 성분의 함유량을 특정 범위로 함으로써 얻어지는 복합적인 효과라고 생각된다.
한편, 본 발명에 따른 페라이트 조성물로 구성되는 페라이트 소결체는, 적층형 인덕터, 적층형 L-C 필터, 적층형 공통모드 필터, 그밖에 적층 공법에 따른 복합 전자 부품 등에 적합하다. 예를 들어, LC 복합 전자 부품, NFC 코일에도 바람직하게 사용된다. 특히, μ가 80 이하인 경우에는, 이를테면 고주파수 대역에서 이용되는 NFC 코일(예를 들어 13.56 ㎒), 고주파용 적층 파워 인덕터(예를 들어 20~200 ㎒), 혹은 적층형 비즈 등의 용도로 바람직하게 이용된다. 또한 μ가 80을 초과하는 경우에는, 적층형 파워 인덕터(예를 들어 1~20 ㎒), 소형 신호계 인덕터 등의 용도로 바람직하게 이용된다.
본 발명에 따른 페라이트 조성물로 구성되는 페라이트 소결체는, 외부 자계를 상승시켜도 Q의 저하율이 낮고 Q값이 크다. 이 페라이트 조성물로 구성되는 페라이트 소결체는, 큰 진폭의 신호하에서 특성이 악화되지 않기 때문에 전자 부품의 소형화를 도모할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 적층형 인덕터의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 LC 복합 전자 부품의 단면도이다.
도 3은 외부 자계 H=100 A/m에서의 각 시료의 μ와 Q의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 4는 외부 자계 H=200 A/m에서의 각 시료의 μ와 Q의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 5는 외부 자계 H를 변화시킨 경우에서의 각 시료의 Q의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 6의 (A)~(C)는 본 발명의 실시예에 따른 페라이트 재료에 대해 구조해석을 실시하고, Bi, Si, Co의 각각에 대한 농도분포를 나타낸 사진이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 LC 복합 전자 부품의 단면도이다.
도 3은 외부 자계 H=100 A/m에서의 각 시료의 μ와 Q의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 4는 외부 자계 H=200 A/m에서의 각 시료의 μ와 Q의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 5는 외부 자계 H를 변화시킨 경우에서의 각 시료의 Q의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 6의 (A)~(C)는 본 발명의 실시예에 따른 페라이트 재료에 대해 구조해석을 실시하고, Bi, Si, Co의 각각에 대한 농도분포를 나타낸 사진이다.
이하, 본 발명을 도면에 나타낸 실시 형태에 기초해 설명한다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 적층형 인덕터(1)는, 소자(2)와 단자 전극(3)을 갖는다. 소자(2)는 페라이트층(4)을 통해 코일 도체(5)가 3차원 나선형으로 형성된 그린의 적층체를 소성해서 얻을 수 있다. 페라이트층(4)은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 페라이트 조성물로 구성되어 있다. 소자(2)의 양끝에 단자 전극(3)을 형성하고, 인출 전극(5a, 5b)을 통해 단자 전극(3)과 접속시킴으로써 적층형 인덕터(1)를 얻을 수 있다. 소자(2)의 형상에 특별히 제한은 없으나, 통상적으로 직육면체 형상으로 한다. 또한, 그 치수도 특별히 제한은 없으며 용도에 따라 적당한 치수로 하면 된다.
코일 도체(5) 및 인출 전극(5a, 5b)의 재질로는, 특별히 제한은 없으며, Ag, Cu, Au, Al, Pd, Pd/Ag 합금 등이 사용된다. 또한, Ti 화합물, Zr 화합물, Si 화합물 등을 첨가해도 된다.
본 실시 형태에 따른 페라이트 조성물은, Ni-Cu계 페라이트 또는 Ni-Cu-Zn계 페라이트로서, 주성분으로 산화 철, 산화 동 및 산화 니켈을 함유하고, 산화 아연을 더 함유해도 된다.
주성분 100 ㏖% 중 산화 철의 함유량은 Fe2O3 환산으로 25.0~49.8 ㏖%, 바람직하게는 30.0~48.0 ㏖%, 더 바람직하게는 34.0~48.0 ㏖%이다. 산화 철의 함유량이 너무 많거나 적으면 소결성이 열화되며, 특히 저온 소결시의 소결밀도가 저하되는 경향이 있다.
주성분 100 ㏖% 중 산화 동의 함유량은 CuO 환산으로 5.0~14.0 ㏖%, 바람직하게는 7.0~12.0 ㏖%, 보다 바람직하게는 7.0~11.0 ㏖%이다. 산화 동의 함유량이 너무 적으면 소결성이 열화되며, 특히 저온 소결시의 소결밀도가 저하되는 경향이 있고, 너무 많으면 Q값이 저하되는 경향이 있다.
주성분 100 ㏖% 중 산화 아연의 함유량은 ZnO 환산으로 0~40 ㏖%이다. 즉, 주성분으로 산화 아연을 함유해도 되고 안 해도 된다. 주성분으로 산화 아연을 함유하는 경우, 바람직하게는 0.5~32.0 ㏖%, 더 바람직하게는 1.0~30.0 ㏖%이다. 산화 아연의 함유량이 너무 많으면 퀴리 온도가 저하되는 경향이 있다.
주성분의 잔부는, 산화 니켈로 구성되어 있다.
본 실시 형태에 따른 페라이트 조성물은, 상기 주성분 외에 부성분으로 산화 규소, 산화 비스무트 및 산화 코발트를 함유하고 있다.
산화 규소의 함유량은, 주성분 100 중량%에 대해 SiO2 환산으로 0.2~5.0 중량%, 바람직하게는 0.25~4.0 중량%, 보다 바람직하게는 0.5~4.0 중량%이다. 산화 규소의 함유량이 너무 적으면 Q값이 감소하고 Q의 저하율이 상승하는 경향이 있으며, 너무 많으면 소결성이 열화되고 특히, 저온 소결시의 소결밀도가 저하되는 경향이 있다.
산화 비스무트의 함유량은, 주성분 100 중량%에 대해 Bi2O3 환산으로 0.10~3.00 중량%, 바람직하게는 0.20~2.00 중량%이다. 산화 비스무트의 함유량이 너무 적으면 소결성이 열화되며, 특히 저온 소결시의 소결밀도가 저하되는 경향이 있고, 너무 많으면 Q값이 감소하고 Q의 저하율이 상승하는 경향이 있다.
산화 코발트의 함유량은, 주성분 100 중량%에 대해 Co3O4 환산으로 0.10~3.00 중량%, 바람직하게는 0.20~2.00 중량%이다. 산화 코발트의 함유량이 너무 적으면 Q값이 감소하고 Q의 저하율이 상승하는 경향이 있으며, 너무 많으면 소결성이 열화되고, 특히 저온 소결시의 소결밀도가 저하되는 경향이 있다.
본 실시 형태에 따른 페라이트 조성물에 있어서는, 주성분의 조성 범위가 상기 범위로 제어되고 있는 것 외에, 부성분으로 상기의 산화 규소, 산화 비스무트 및 산화 코발트가 모두 함유되어 있다. 그 결과, 소결 온도를 저하시킬 수 있으며, 일체 소성되는 내부 도체로서 예를 들어, Ag 등 비교적 저융점의 금속을 이용할 수 있다. 또한, 저온 소결 후의 페라이트 소결체는 Q값의 저하율이 낮고 Q값이 높은 상태를 유지한다.
한편, 산화 규소, 산화 비스무트 및 산화 코발트 중 어느 하나 이상이 함유되어 있지 않은 경우에는, 상기 효과를 충분히 얻을 수 없다. 즉, 상기 효과는 산화 규소, 산화 비스무트 및 산화 코발트가 동시에 특정량 함유된 경우에 비로소 얻을 수 있는 복합적인 효과로 볼 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 따른 페라이트 조성물은, 상기 부성분과는 별도로 Mn3O4 등의 망간산화물, 산화 지르코늄, 유리 화합물 등의 부가적인 성분을 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위에서 더 함유해도 된다. 이들 부가적인 성분의 함유량은, 특별히 제한되지 않으나 예를 들면 0.05~1.0 중량% 정도이다.
또한, 본 실시 형태에 따른 페라이트 조성물에는, 불가피한 불순물 원소의 산화물이 포함될 수 있다.
구체적으로, 불가피한 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 전이 금속 원소를 들 수 있다. 또한, 불가피한 불순물 원소의 산화물은 페라이트 조성물 중에 0.05 중량% 이하 정도라면 함유되어도 된다.
본 실시 형태에 따른 페라이트 조성물은 페라이트 입자와, 서로 이웃하는 결정 입자 사이에 존재하는 결정 입계를 갖고 있다. 결정 입자의 평균 결정입자 직경은 바람직하게는 0.2~1.5 ㎛이다.
다음으로, 본 실시 형태에 따른 페라이트 조성물의 제조방법의 일례를 설명한다. 우선, 출발원료(주성분의 원료 및 부성분의 원료)를 소정의 조성비가 되도록 칭량하고 혼합하여 원료 혼합물을 얻는다. 혼합하는 방법으로는, 예를 들어 볼 밀(ball mill)을 이용해 행하는 습식혼합이나 건식믹서를 이용해 행하는 건식혼합을 들 수 있다. 한편, 평균 입경이 0.05~1.0 ㎛인 출발원료를 이용하는 것이 바람직하다.
주성분의 원료로는, 산화 철(α-Fe2O3), 산화 동(CuO), 산화 니켈(NiO), 필요에 따라 산화 아연(ZnO), 혹은 복합산화물 등을 이용할 수 있다. 또한, 그밖에 소성에 의해 상기 산화물이나 복합산화물이 되는 각종 화합물 등을 이용할 수 있다. 소성에 의해 상기 산화물이 되는 것으로는, 예를 들어 금속 단체(單體), 탄산염, 옥살산염, 질산염, 수산화물, 할로겐화물, 유기금속화합물 등을 들 수 있다.
부성분의 원료로는, 산화 규소, 산화 비스무트 및 산화 코발트를 이용할 수 있다. 부성분의 원료가 되는 산화물에 대해서는 특별히 제한이 없으며, 복합산화물 등을 이용할 수 있다. 또한, 그밖에 소성에 의해 상기 산화물이나 복합산화물이 되는 각종 화합물 등을 이용할 수 있다. 소성에 의해 상기 산화물이 되는 것으로는, 예를 들어 금속 단체(單體), 탄산염, 옥살산염, 질산염, 수산화물, 할로겐화물, 유기금속화합물 등을 들 수 있다.
한편, 산화 코발트의 한 형태인 Co3O4는 보관이나 취급이 용이하고 공기중에서도 가수(價數)가 안정되어 있다는 점에서, 산화 코발트의 원료로 바람직하다.
다음으로, 원료 혼합물의 가소(假燒)를 실시해 가소 재료를 얻는다. 가소는, 원료의 열분해, 성분의 균질화, 페라이트 생성, 소결에 의한 초미분의 소실과 적당한 입자 크기로의 입자성장을 일으키고, 원료 혼합물을 후공정에 적합한 형태로 변환하기 위해 행해진다. 이러한 가소는, 바람직하게는 650~750℃의 온도에서 통상적으로 2~15시간 정도 행한다. 가소는 통상적으로 대기(공기)중에서 실시하나, 대기보다 산소 분압이 낮은 분위기에서 행해도 된다. 또한, 주성분 원료와 부성분 원료의 혼합은 가소 전에 행해도 되고 가소 후에 행해도 된다.
다음으로, 가소재료를 분쇄해 분쇄재료를 얻는다. 분쇄는 가소 재료의 응집을 무너뜨려서 적당한 소결성을 갖는 분체로 하기 위해 행해진다. 가소 재료가 큰 덩어리를 형성하고 있을 때는, 조(粗)분쇄를 한 후 볼 밀이나 아트라이터(attritor) 등을 이용해 습식분쇄를 한다. 습식분쇄는, 분쇄재료의 평균 입경이 바람직하게는 0.1~1.0 ㎛ 정도가 될 때까지 행한다.
얻어진 분쇄재료를 이용해, 본 실시 형태에 따른 적층형 인덕터를 제조한다. 적층형 인덕터를 제조하는 방법에 대해서는 제한이 없으나, 아래에서는 시트법을 이용하기로 한다.
우선, 얻어진 분쇄재료를 용매나 바인더 등의 첨가제와 함께 슬러리화하고 페이스트를 제조한다. 그리고, 이 페이스트를 이용해 그린 시트를 형성한다. 다음으로, 형성된 그린 시트를 소정의 형상으로 가공하고 탈바인더 공정, 소성 공정을 거쳐 본 실시 형태에 따른 적층형 인덕터를 얻는다. 소성은, 코일 도체(5) 및 인출 전극(5a, 5b)의 융점 이하의 온도에서 행한다. 예를 들어, 코일 도체(5) 및 인출 전극(5a, 5b)이 Ag(융점 962℃)인 경우, 바람직하게는 850~920℃에서 행한다. 소성 시간은 통상적으로 1~5시간 정도이다. 또한, 소성은 대기(공기)중에서 행해도 되고 대기보다 산소 분압이 낮은 분위기에서 행해도 된다. 이렇게 얻어지는 적층형 인덕터는 본 실시 형태에 따른 페라이트 조성물로 구성되어 있다.
이상, 본 발명의 실시 형태에 대해 설명했으나 본 발명은 이러한 실시 형태에 의해 하등 제한되는 것이 아니며, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태로 실시될 수 있음은 물론이다. 예를 들어, 도 2에 나타낸 LC 복합 전자 부품(10)에서의 페라이트층(4)으로서, 본 발명의 페라이트 조성물을 이용해도 된다. 한편, 도 2에서 참조부호 12로 나타낸 부분은 인덕터부이며, 참조부호 14로 나타낸 부분은 콘덴서부이다.
[실시예]
이하, 본 발명을 보다 상세한 실시예에 기초해 설명하기로 하나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않는다.
(실시예 1)
우선, 주성분의 원료로 Fe2O3, NiO, CuO, 그리고 산화 아연을 함유하는 경우에는 ZnO을 준비했다. 부성분의 원료로 SiO2, Bi2O3, Co3O4를 준비했다.
다음으로, 준비한 주성분 및 부성분의 원료 분말을, 소결체로서 표 1 및 2에 기재된 조성이 되도록 칭량한 후, 볼 밀로 16시간 습식혼합해 원료 혼합물을 제조했다.
다음으로, 얻어진 원료 혼합물을 건조한 후에 공기중, 720℃에서 4시간 가소해 가소분말로 만들었다. 가소분말을 강철제 볼 밀로 72시간 습식분쇄해 분쇄분말을 얻었다.
다음으로, 이 분쇄분말을 건조한 후에 분쇄분말 100 중량%에 바인더로서 6 wt% 농도의 폴리비닐알코올 수용액을 10.0 중량% 첨가하고 입자화해 과립으로 만들었다. 이 과립을 가압성형해 성형밀도 3.20 Mg/㎥가 되도록 도넛형(toroidal)(치수=외경 13 ㎜×내경 6 ㎜×높이 3 ㎜)의 성형체를 얻었다.
다음으로, 이들 각 성형체를 공기중, Ag의 융점(962℃) 이하인 900℃에서 2시간 소성해, 소성체로서의 토로이덜 코어 샘플을 얻었다. 또한, 샘플에 대해 아래의 특성평가를 실시했다.
소결밀도
얻어진 토로이덜 코어 샘플에 대해, 소결 후 소결체의 치수 및 중량으로부터 소결밀도를 산출했다. 본 실시예에서는 소결밀도 5.0 Mg/㎥ 이상을 양호한 것으로 했다. 또한, 소결밀도가 5.0 Mg/㎥에 달하지 않는 샘플에 대해서는, 다른 특성평가를 행할 필요가 없다고 보고, 아래의 특성평가를 생략했다.
퀴리온도
퀴리온도 측정은 JIS-C-2560-1에 의거해 실시했다. 본 실시예에서는 퀴리온도가 125℃ 이상인지 여부로 평가했다. 퀴리온도가 125℃ 미만인 샘플에 대해서는, 인덕터의 사용온도에서 문제가 있다는 이유에서 다른 특성평가를 행할 필요가 없다고 보고, 아래의 특성평가를 생략했다.
투자율(
透磁率
)μ, Q값, Q의 저하율
소결밀도 및 퀴리온도가 양호한 샘플에, 구리 와이어를 1차 측에 20회, 2차 측에 7회 감고, B-H 애널라이저(Iwatsu Test Instruments사의 B-H ANALYZER SY-8218) 및 앰프(주식회사 NF 회로설계블록의 HIGH SPEED BIPORLAR AMPLIFIER HSA 4101-IW)를 사용해, 투자율(透磁率)μ 및 Q값을 측정했다. 측정 조건은 측정 주파수 1 ㎒, 측정 온도 25℃, 외부 자계 100 A/m, 200 A/m 인가로 했다. 또한, 측정한 Q값으로부터 외부 자계를 100A/m에서 200A/m으로 상승시킨 경우의 Q의 저하율을 산출했다.
본 실시예에서는, 외부 자계를 100 A/m에서 200 A/m으로 상승시킨 경우의 Q의 저하율이 45% 이하인 것이 바람직하다. 또한, 외부 자계 100 A/m에서 μ가 80 이하인 경우 Q값이 120 이상인 것이 바람직하고, 외부 자계 200 A/m에서 μ가 80 이하인 경우 Q값이 100 이상인 것이 바람직하다. 이상의 결과를 표 1(실시예), 표 2(비교예)에 나타냈다. 또한, 퀴리온도 란이 ○인 시료는 퀴리온도가 125℃ 이상이며, ×인 시료는 퀴리온도가 125℃ 미만이다.
표 1 및 표 2로부터, 부성분인 SiO2, Bi2O3 및 Co3O4의 3종이 함유되고 또한, 주성분 및 부성분의 함유량이 본 발명의 범위 내인 경우(시료 번호 1~31)에 Q의 저하율이 양호해짐을 확인할 수 있었다. 또한, μ가 80 이하인 시료에서는, 외부 자계 100 A/m에서 Q값이 120 이상이 되고, 외부 자계 200 A/m에서 Q값이 100 이상이 되는 것이 확인되었다. 이에 대해, 주성분 및 부성분 중 어느 하나가 본 발명의 범위 밖이 되는 경우(시료 번호 41~65)에는, 소결밀도, 퀴리온도, Q의 저하율, Q값 중 어느 하나 이상이 양호 범위를 벗어나는 소결체가 얻어졌다.
또한, 표 1 및 표 2의 결과를 외부 자계별로 그래프화 한 것이 도 3(H=100 A/m) 및 도 4(H=200 A/m)이다. 도 3 및 도 4로부터 μ가 비슷한 실시예와 비교예를 비교한 경우에는, 실시예가 비교예보다 Q값이 높아진다는 것이 명확하다.
(실시예 2)
표 1의 시료 번호 28과 표 2의 시료 번호 41~43에 대해, H=100 A/m, 200 A/m 이외의 외부 자계(H=20~400 A/m)에서 Q값을 측정한 결과를 도 5에 정리했다. 외부 자계 외에는 실시예 1과 동일하게 측정했다. 한편, 시료 번호 41은 종래형의 무첨가재, 시료 번호 42는 종래형의 Co 첨가재, 시료 번호 43은 종래형의 SiBi 첨가재에 대응한다.
도 5로부터 본 발명에 따른 SiCoBi 첨가재는, 외부 자계 상승시의 Q의 저하율이 낮고, 20~400 A/m의 고자계하에서 종래형의 무첨가재, Co 첨가재, SiBi 첨가재와 비교해 Q값을 높게 유지할 수 있음을 알 수 있었다.
(실시예 3)
표 1의 시료 번호 37에 대해, STEM(히타치 초박막 평가장치 HD-2000)을 이용해 EDX 원소 맵핑 방법으로 구조해석을 실시했다. 그 결과를 도 6의 (A)~(C)에 나타냈다. 도 6의 (A)는 Bi, 도 6의 (B)는 Si, 도 6의 (C)는 Co의 농도분포를 나타낸다. 흰 부분이 각 원소의 농도가 비교적 높은 부분이다.
도 6의 (A)~(C)으로부터 본 발명에 따른 페라이트 재료는, Si 및 Bi가 페라이트 입자를 덮는 위치에 편석(偏析)된다. 이에 대해, Co는 페라이트 입자에 고용(固溶)됨으로써 페라이트 재료중에 비교적 균일하게 존재한다.
본 발명에 따른 페라이트 재료의 대진폭 전류에 대한 Q값이 향상되는 이유는 명확하지 않으나, 이같이 Si와 Bi가 동일 개소에 편석되고 Co가 비교적 균일하게 존재하는 것에 의한 상승효과일 수 있다고 생각된다.
이상으로부터, 본 발명에 따른 페라이트 재료는 Ag의 융점(962℃) 이하에서의 저온 소결이 가능하다. 또한, 본 발명에 따른 페라이트 재료를 저온 소결해 얻어지는 소결체는, 고전류하에서도 높은 특성을 갖는다. 따라서, 본 발명에 따른 페라이트 재료를 이용함으로써 전자 부품의 소형화가 가능하며, 나아가 대진폭의 신호에 대해서도 효과적인 전자 부품을 얻을 수 있다.
1…적층형 인덕터
2…소자
3…단자 전극
4…적층체
5…코일 도체
5a, 5b…인출 전극
10…LC 복합 전자 부품
12…인덕터부
14…콘덴서부
2…소자
3…단자 전극
4…적층체
5…코일 도체
5a, 5b…인출 전극
10…LC 복합 전자 부품
12…인덕터부
14…콘덴서부
Claims (1)
- 페라이트 조성물로 구성되는 페라이트 소결체, 및 Ag를 이용한 내부 전극을 가지며,
상기 페라이트 조성물은,
주성분이, 산화 철을 Fe2O3 환산으로 25.0~45.0 ㏖%, 산화 동을 CuO 환산으로 5.0~14.0 ㏖%, 산화 아연을 ZnO 환산으로 0~40.0 ㏖% 함유하며, 잔부가 산화 니켈로 구성되어 있고,
상기 주성분 100 중량%에 대해, 부성분으로, 산화 규소를 SiO2 환산으로 0.2~5.0 중량%, 산화 비스무트를 Bi2O3 환산으로 0.10~3.00 중량%, 산화 코발트를 Co3O4 환산으로 0.10~3.00 중량% 함유하며,
페라이트 입자와, 서로 이웃하는 결정 입자 사이에 존재하는 결정 입계를 갖고, 상기 결정 입자의 평균 결정입자 직경이 0.2~1.5㎛인
적층형 인덕터 전자 부품.
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Legal Events
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| A107 | Divisional application of patent | ||
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |