(57)【要約】【課題】低温焼成が可能であると共に、高い比抵抗及び高いＱ値を兼ね備えたフェライト組成物を提供する。【解決手段】酸化鉄、酸化亜鉛、酸化マンガン及び酸化ニッケルを含有するフェライト組成物であって、酸化鉄、酸化亜鉛、酸化マンガン、酸化ニッケル及び酸化銅の含有量の合計に対し、酸化鉄の含有量がＦｅ２Ｏ３換算で４５．０〜５０．０ｍｏｌ％、酸化亜鉛の含有量がＺｎＯ換算で１５．５〜３０．０ｍｏｌ％、酸化マンガンの含有量がＭｎ２Ｏ３換算で０．１〜４．０ｍｏｌ％、酸化ニッケルが含有量はＮｉＯ換算で１４．０〜３９．４ｍｏｌ％、酸化銅の含有量がＣｕＯ換算で２．０ｍｏｌ％以下、及び酸化ホウ素の含有量がＢ２Ｏ３換算で０．１〜２．０質量％であるフェライト組成物。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化鉄、酸化亜鉛、酸化マンガン及び酸化ニッケルを含有するフェライト組成物であって、
前記酸化鉄、前記酸化亜鉛、前記酸化マンガン、前記酸化ニッケル及び酸化銅の含有量の合計に対し、
前記酸化鉄の含有量がＦｅ２Ｏ３換算で４５．０〜５０．０ｍｏｌ％、
前記酸化亜鉛の含有量がＺｎＯ換算で１５．５〜３０．０ｍｏｌ％、
前記酸化マンガンの含有量がＭｎ２Ｏ３換算で０．１〜４．０ｍｏｌ％、
前記酸化ニッケルの含有量がＮｉＯ換算で１４．０〜３９．４ｍｏｌ％、
前記酸化銅の含有量がＣｕＯ換算で２．０ｍｏｌ％以下、及び
酸化ホウ素の含有量がＢ２Ｏ３換算で０．１〜２．０質量％であるフェライト組成物。
【請求項２】
遷移金属ホウ素酸化物を０．１〜１０質量％含む請求項１に記載のフェライト組成物。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のフェライト組成物からなるフェライト焼結体。
【請求項４】
インダクタ素体及び該インダクタ素体の内部に配置された電極を有するインダクタ素子部と、バリスタ素体及び該バリスタ素体の内部に配置された電極を有するバリスタ素子部と、が積層されており、
前記インダクタ素体が請求項１又は２に記載のフェライト組成物からなる複合積層型電子部品。
【請求項５】
酸化鉄、酸化亜鉛、酸化マンガン、酸化ニッケル及び酸化銅の含有量の合計に対し、前記酸化鉄の含有量がＦｅ２Ｏ３換算で４５．０〜５０．０ｍｏｌ％、前記酸化亜鉛の含有量がＺｎＯ換算で１５．５〜３０．０ｍｏｌ％、前記酸化マンガンの含有量がＭｎ２Ｏ３換算で０．１〜４．０ｍｏｌ％、前記酸化ニッケルの含有量がＮｉＯ換算で１４．０〜３９．４ｍｏｌ％、前記酸化銅の含有量がＣｕＯ換算で２．０ｍｏｌ％以下、及び酸化ホウ素の含有量がＢ２Ｏ３換算で０．１〜２．０質量％である混合材料を仮焼して仮焼体を得る仮焼工程と、
前記仮焼体を焼成してフェライト焼結体を得る焼成工程と、を有するフェライト焼結体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はフェライト組成物、フェライト焼結体、複合積層型電子部品及びフェライト焼結体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータ機器には、ノイズの発生防止、外部からのノイズの侵入防止のために、回路基板の入出力部や回路内に積層型バリスタ、インダクタ（フェライトチップ）及びコンデンサチップ等が組み込まれている。
【０００３】
しかし、積層型バリスタ、インダクタ及びコンデンサチップ等の部品を回路基板に設けた場合、これらの部品が基板面積を多く占有してしまい、実装スペースが大きくなってしまう。また、部品点数が増えることによりコストアップしてしまう傾向がある。
【０００４】
このような問題に対応するため、各素子チップを互いに接合させた状態で一体化焼結させた複合部品を作製して回路基板に設置することによって、部品点数を減らすとともに部品をコンパクトにして実装スペースを削減することが試みられている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１では、コンデンサと、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライトを用いたインダクタとを有するＬＣ型複合部品が提案されている。
【０００５】
また、ＬＣ型複合部品として、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライトを用いたインダクタと、ＺｎＯを用いたバリスタとを一体化させたものが検討されている。ところが、このようなインダクタとバリスタとを一体化焼結すると、インダクタ素地を構成するＮｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライトに含まれるＣｕ成分がバリスタ側に拡散移行して、バリスタ特性（例えば、周波数特性）が劣化してしまう。このような現象を回避するために、Ｃｕ含有量が低減されたＺｎ系フェライトが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許２７２７５０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述のようにＺｎ系フェライトのＣｕ含有量を低減すると、インダクタの素地材料の焼結密度を向上させるためにはフェライトの焼成温度を高くする必要がある。しかしながら、インダクタの導体部がＡｇやＡｇ−Ｐｄ合金等の金属材料により形成されている場合には、焼成温度を高くすると、導体部が劣化してしまう傾向がある。そのため、Ｃｕ含有量を低減すると共に、低温焼成（例えば８００〜９４０℃程度）が可能なフェライトが求められている。
【０００８】
一方で、インダクタの素地材料として、比抵抗が高いフェライトが求められている。これは、フェライトの比抵抗が小さいと、積層チップインダクタの製造工程において不具合が生じる場合があるためである。また、インダクタの素地材料としては、複合部品の損失を低減する観点から、Ｑ値が高いフェライトが求められている。
【０００９】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、低温焼成が可能であると共に、高い比抵抗及び高いＱ値を兼ね備えたフェライト組成物及び当該フェライト組成物からなる素体を有する複合積層型電子部品を提供すること、並びに、かかるフェライト組成物からなるフェライト焼結体及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、酸化鉄、酸化亜鉛、酸化マンガン及び酸化ニッケルを含有するフェライト組成物であって、酸化鉄、酸化亜鉛、酸化マンガン、酸化ニッケル及び酸化銅の含有量の合計に対し、酸化鉄の含有量がＦｅ２Ｏ３換算で４５．０〜５０．０ｍｏｌ％、酸化亜鉛の含有量がＺｎＯ換算で１５．５〜３０．０ｍｏｌ％、酸化マンガンの含有量がＭｎ２Ｏ３換算で０．１〜４．０ｍｏｌ％、酸化ニッケルの含有量がＮｉＯ換算で１４．０〜３９．４ｍｏｌ％、酸化銅の含有量がＣｕＯ換算で２．０ｍｏｌ％以下、及び酸化ホウ素の含有量がＢ２Ｏ３換算で０．１〜２．０質量％であるフェライト組成物を提供する。
【００１１】
このようなフェライト組成物は、低温焼成が可能であると共に、高い比抵抗及び高いＱ値を兼ね備える。かかる効果が得られる理由としては、例えば次の要因が挙げられる。本発明のフェライト組成物は、酸化鉄、酸化亜鉛及び酸化ニッケルと共に酸化ホウ素を所定量含有しているため、低温焼成により十分に高い焼結密度を有する焼結体とすることができる。また、酸化鉄、酸化亜鉛及び酸化ニッケルを含む主成分において酸化マンガンが所定量含まれているため、比抵抗及びＱ値を高くすることが可能である。なお、効果が得られる理由は上述の要因に限定されるものではない。
【００１２】
また、本発明のフェライト組成物は、遷移金属ホウ素酸化物を０．１〜１０質量％含むことが好ましい。この場合、遷移金属ホウ素酸化物が焼結助剤となり、更に低温での焼成が可能である。
【００１３】
また、本発明は、上記フェライト組成物からなるフェライト焼結体を提供する。
【００１４】
本発明のフェライト焼結体は、上記特徴を有するフェライト組成物からなるため、低温焼成が可能であると共に、高い比抵抗及び高いＱ値を兼ね備える。
【００１５】
また、本発明は、インダクタ素体及び該インダクタ素体の内部に配置された電極を有するインダクタ素子部と、バリスタ素体及び該バリスタ素体の内部に配置された電極を有するバリスタ素子部と、が積層されており、インダクタ素体は上記フェライト組成物からなる複合積層型電子部品を提供する。
【００１６】
本発明の複合積層型電子部品は、インダクタ素体が上記特徴を有するフェライト組成物からなるため、低温焼成が可能であると共に、高い比抵抗及び高いＱ値を兼ね備える。また、酸化銅の含有量が十分に低減されていることにより、インダクタ素体をバリスタ素体等と一体焼成した場合に、Ｃｕ成分のバリスタ素体等への拡散を十分に低減し、バリスタ素子部におけるバリスタ特性を良好に維持することができる。
【００１７】
また、本発明は、酸化鉄、酸化亜鉛、酸化マンガン、酸化ニッケル及び酸化銅の含有量の合計に対し、酸化鉄の含有量がＦｅ２Ｏ３換算で４５．０〜５０．０ｍｏｌ％、酸化亜鉛の含有量がＺｎＯ換算で１５．５〜３０．０ｍｏｌ％、酸化マンガンの含有量がＭｎ２Ｏ３換算で０．１〜４．０ｍｏｌ％、酸化ニッケルの含有量がＮｉＯ換算で１４．０〜３９．４ｍｏｌ％、酸化銅の含有量がＣｕＯ換算で２．０ｍｏｌ％以下、及び酸化ホウ素の含有量がＢ２Ｏ３換算で０．１〜２．０質量％である混合材料を仮焼して仮焼体を得る仮焼工程と、仮焼体を焼成してフェライト焼結体を得る焼成工程と、を有するフェライト焼結体の製造方法を提供する。
【００１８】
本発明のフェライト焼結体の製造方法は、酸化鉄、酸化亜鉛及び酸化ニッケルと共に酸化ホウ素を所定量含有する混合材料を用いているため、低温焼成により十分に高い焼結密度を有する焼結体とすることができる。また、酸化鉄、酸化亜鉛及び酸化ニッケルを含む主成分において酸化マンガンが所定量含まれているため、比抵抗及びＱ値を高くすることが可能である。また、本発明のフェライト焼結体の製造方法は、仮焼工程において酸化ホウ素を混合材料と反応させるため、焼成工程までの間に、大気中の水分により仮焼体の表面に酸化ホウ素が析出することを抑制することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、低温焼成が可能であると共に、高い比抵抗及び高いＱ値を兼ね備えたフェライト組成物及び当該フェライト組成物からなる素体を有する複合積層型電子部品を提供すること、並びに、かかるフェライト組成物からなるフェライト焼結体及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態のフェライト焼結体を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態のフェライト組成物を用いた積層型フィルタをその一部を切り欠いて示す斜視図である。
【図３】図２に示す積層型フィルタの素体部分を示す分解斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態のフェライト焼結体のＸＲＤパターンを示す図である。
【図５】本発明の一実施形態のフェライト焼結体の微細構造を模式的に示す拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、場合により図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、図面の説明において、同一又は同等の要素には同一符号を用い、重複する説明を省略する。
【００２２】
本実施形態のフェライト組成物は、酸化鉄、酸化亜鉛、酸化マンガン及び酸化ニッケルを主成分として含有する。また、本実施形態のフェライト組成物は、任意成分として酸化銅を含有していてもよい。更に、本実施形態のフェライト組成物は、上記主成分の他に、副成分として酸化ホウ素を含有する。フェライト組成物の上記主成分及び酸化銅は、フェライト組成物の主相（主な結晶相）であるフェライト相を形成する。
【００２３】
酸化鉄の含有量は、酸化鉄、酸化亜鉛、酸化マンガン、酸化ニッケル及び酸化銅の含有量の合計に対して、Ｆｅ２Ｏ３換算で４５．０〜５０．０ｍｏｌ％であり、４５．５〜５０．０ｍｏｌ％であることが好ましく、４６．５〜５０．０ｍｏｌ％であることがより好ましく、４７．０〜５０．０ｍｏｌ％であることが更に好ましい。酸化鉄の含有量が５０．０ｍｏｌ％を超えると、焼結体の比抵抗が低下し、４５．０ｍｏｌ％未満であると、焼結体の焼結密度が低下する。
【００２４】
酸化亜鉛の含有量は、酸化鉄、酸化亜鉛、酸化マンガン、酸化ニッケル及び酸化銅の含有量の合計に対して、ＺｎＯ換算で１５．５〜３０．０ｍｏｌ％であり、２０．０〜３０．０ｍｏｌ％であることが好ましく、２０．５〜３０．０ｍｏｌ％であることがより好ましく、２１．５〜３０．０ｍｏｌ％であることが更に好ましい。酸化亜鉛の含有量が３０．０ｍｏｌ％を超えると、焼結体のＱ値が低下し、１５．５ｍｏｌ％未満であると、焼結体の焼結密度が低下する。
【００２５】
酸化マンガンの含有量は、酸化鉄、酸化亜鉛、酸化マンガン、酸化ニッケル及び酸化銅の含有量の合計に対して、Ｍｎ２Ｏ３換算で０．１〜４．０ｍｏｌ％であり、０．１〜３．５ｍｏｌ％であることが好ましく、０．１〜２．５ｍｏｌ％であることがより好ましく、０．１〜２．０ｍｏｌ％であることが更に好ましい。酸化マンガンの含有量が４．０ｍｏｌ％を超えると、焼結体の焼結密度が低下し、０．１ｍｏｌ％未満であると、焼結体の比抵抗が低下する。
【００２６】
酸化ニッケルの含有量は、酸化鉄、酸化亜鉛、酸化マンガン、酸化ニッケル及び酸化銅の含有量の合計に対して、ＮｉＯ換算で１４．０〜３９．４ｍｏｌ％であり、１６．０〜３８．９ｍｏｌ％であることが好ましく、２１．０〜３８．０ｍｏｌ％であることがより好ましい。酸化ニッケルの含有量が３９．４ｍｏｌ％を超えると、焼結体の焼結密度が低下し、１４．０ｍｏｌ％未満であると、焼結体のＱ値が低下する。
【００２７】
本実施形態のフェライト組成物は、酸化銅を全く含有していなくてもよい。フェライト組成物が酸化銅を含有する場合、酸化銅の含有量は、酸化鉄、酸化亜鉛、酸化マンガン、酸化ニッケル及び酸化銅の含有量の合計に対して、ＣｕＯ換算で０を超えて２．０ｍｏｌ％以下の範囲である。酸化銅の含有量は、酸化鉄、酸化亜鉛、酸化マンガン、酸化ニッケル及び酸化銅の含有量の合計に対して、ＣｕＯ換算で１．７５ｍｏｌ％以下であることが好ましく、１．２５ｍｏｌ％以下であることがより好ましく、０．７５ｍｏｌ％以下であることが更に好ましい。酸化銅の含有量が２．０ｍｏｌ％を超えると、ＥＳＤ耐量性が低下すると共に、Ｃｕ成分が後述するバリスタ積層部に拡散してバリスタ特性を低下させる。
【００２８】
酸化ホウ素の含有量は、酸化鉄、酸化亜鉛、酸化マンガン、酸化ニッケル及び酸化銅の含有量の合計に対して、Ｂ２Ｏ３換算で０．１〜２．０質量％であり、０．１〜１．５質量％であることが好ましく、０．１〜１．０質量％であることがより好ましく、０．１〜０．７５質量％であることが更に好ましい。酸化ホウ素の含有量が０．１質量％未満の場合、焼結体の焼結密度が低下し、２．０質量％を超える場合、焼結体の焼結密度が低下する。
【００２９】
本実施形態のフェライト組成物は、遷移金属ホウ素酸化物を含むことが好ましい。遷移金属ホウ素酸化物は、主相に対して異相（主相とは異なる結晶相）を形成する傾向があり、例えばＮｉ２ＦｅＢＯ５等のＮｉ−Ｆｅ−Ｂ−Ｏ系化合物が挙げられる。遷移金属ホウ素酸化物の存在は、Ｘ線回折を用いて確認することができる。
【００３０】
遷移金属ホウ素酸化物の含有量は、フェライト組成物全体に対し、０．１〜１０質量％が好ましく、１．０〜１０質量％がより好ましく、１．０〜７．０質量％が更に好ましい。遷移金属ホウ素酸化物の含有量が０．１質量％未満であると、焼結体の焼結密度が低下する傾向があり、１０質量％を超えると、焼結体の焼結密度が低下する傾向がある。遷移金属ホウ素酸化物の含有量は、走査透過型電子顕微鏡（ＳＴＥＭ）を用いて測定することができる。
【００３１】
主成分である酸化鉄、酸化亜鉛、酸化マンガン及び酸化ニッケルの含有量の合計は、焼結密度、比抵抗及びＱ値を一層優れたものとする観点から、フェライト組成物全体に対して、８５〜９９．９質量％であることが好ましく、９０〜９９質量％であることがより好ましく、９０〜９５質量％であることが更に好ましい。
【００３２】
本実施形態のフェライト組成物は、焼結されていない粉末や凝集物等の形態である組成物であってもよく、スラリーに含まれる固形分であってもよい。本実施形態のフェライト組成物は、焼結性に優れているため、８００〜９４０℃程度の低温で焼成しても十分に高い焼結密度（焼結体の密度）を有するフェライト焼結体とすることができる。そのため、例えば低温で焼結させることが求められるＡｇを導体とする積層チップインダクタの磁性体層として好適に用いることができる。
【００３３】
図１は、本実施形態のフェライト焼結体を示す斜視図である。フェライト焼結体１は、上記フェライト組成物からなる。
【００３４】
本実施形態のフェライト焼結体の焼結密度は、５．０ｇ／ｃｍ３以上であることが好ましく、５．０５ｇ／ｃｍ３以上であることがより好ましく、５．１ｇ／ｃｍ３以上であることが更に好ましい。焼結密度が５．０ｇ／ｃｍ３未満であると、透磁率が大幅に低下する傾向がある。
【００３５】
本実施形態のフェライト焼結体の比抵抗（電気抵抗率）は、０．１ＭΩ・ｍ以上であることが好ましく、０．５ＭΩ・ｍ以上であることがより好ましく、１．５ＭΩ・ｍ以上であることが更に好ましい。比抵抗が０．１ＭΩ・ｍ未満であると、積層チップインダクタの製造工程の一部である端子電極のメッキ工程において、メッキが伸び易く、積層チップインダクタの特性に不具合が生じる傾向がある。
【００３６】
次に、上記フェライト焼結体の製造方法の好適な実施形態を以下に説明する。
【００３７】
このフェライト焼結体の製造方法は、酸化鉄、酸化亜鉛、酸化マンガン、酸化ニッケル及び酸化ホウ素を含有し、必要に応じて酸化銅を含有する酸化物混合粉末を調製する準備工程と、上記酸化物混合粉末を仮焼して仮焼体を得る仮焼工程と、得られた仮焼体を粉砕して成形し、焼成してフェライト焼結体を得る焼成工程とを有する。
【００３８】
準備工程では、酸化鉄、酸化亜鉛、酸化マンガン及び酸化ニッケルと、任意成分となる酸化銅と、酸化ホウ素との各粉末を用意する。酸化鉄、酸化亜鉛、酸化マンガン、酸化ニッケル及び酸化銅の含有量の合計に対し、酸化鉄の含有量がＦｅ２Ｏ３換算で４５．０〜５０．０ｍｏｌ％、酸化亜鉛の含有量がＺｎＯ換算で１５．５〜３０．０ｍｏｌ％、酸化マンガンの含有量がＭｎ２Ｏ３換算で０．１〜４．０ｍｏｌ％、酸化ニッケルの含有量がＮｉＯ換算で１４．０〜３９．４ｍｏｌ％、酸化銅の含有量がＣｕＯ換算で２．０ｍｏｌ％以下、及び酸化ホウ素の含有量がＢ２Ｏ３換算で０．１〜２．０質量％となるように秤量し、例えばボールミルで混合して酸化物混合粉末を調製する。
【００３９】
なお、酸化ホウ素源として、酸化ホウ素粉末の代わりに、酸化ホウ素を含有するホウ素系ガラスを用いてもよい。ホウ素系ガラスとしては、一般的に市販されているものを用いることができる。ホウ素系ガラスは、通常、Ｂ２Ｏ３のほかに、ＳｉＯ２、ＺｎＯ等を含有する。酸化ホウ素源としてホウ素系ガラスを用いた場合も、低温焼成が可能であると共に、高い比抵抗及び高いＱ値を兼ね備える。
【００４０】
酸化物混合粉末に有機溶剤と有機バインダとを含む有機ビヒクルを混合して、スラリーとして混合してもよい。このようにスラリー状、すなわち湿式で混合することによって、酸化物混合粉末を均一に混合することができる。
【００４１】
仮焼工程では、準備工程で得られた酸化物混合粉末又はこれを含むスラリーを、例えば空気雰囲気中、６００〜１０００℃、１〜２０時間の条件で仮焼する。その後、仮焼体をボールミル等で粉砕して、粉砕物を得る。仮焼温度が低過ぎる場合、又は仮焼時間が短過ぎる場合には、得られるフェライト焼結体の均一性が損なわれる傾向がある。一方、仮焼温度が高過ぎる場合、又は仮焼時間が長すぎる場合には、得られる仮焼体の凝集が進んで粉砕し難くなる傾向がある。
【００４２】
焼成工程では、仮焼体の粉砕物を成形して成形体を作製し、該成形体を焼成して上記フェライト組成物からなるフェライト焼結体を得る。成形体には仮焼体の粉砕物に有機バインダ等の添加物を添加してもよい。成形体は、プレス成形等一般的な方法によって作製することができる。成形体の焼成は、焼成温度８００〜９４０℃、焼成時間１〜１０時間の条件で行うことができる。焼成温度が低すぎる場合、又は焼成時間が短過ぎる場合、高い焼結密度を有する焼結体が得られ難くなる傾向がある。一方、焼成温度が高すぎる場合、又は焼成時間が長すぎる場合、得られるフェライト焼結体の異常粒成長が発生して、機械的強度が損なわれる傾向がある。
【００４３】
本実施形態のフェライト焼結体の製造方法では、準備工程において酸化鉄、酸化亜鉛、酸化マンガン、酸化ニッケル等と共に酸化ホウ素を混合しているため、仮焼工程において酸化ホウ素と酸化鉄や酸化ニッケル等とが反応して遷移金属ホウ素酸化物が生成する傾向がある。この遷移金属ホウ素酸化物は水等の溶媒に不溶であるため、主成分に対して酸化ホウ素を仮焼工程後に添加する場合に比べて、焼成工程までの間における酸化ホウ素の溶出を抑制することができる。したがって、焼成工程における酸化ホウ素の含有量の変化を抑制することができる。更に、仮焼工程において酸化ホウ素が主成分と均一に反応することが可能となり、焼結体の組成をより均一にすることができる。
【００４４】
本発明のフェライト焼結体の製造方法は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、以下のように酸化ホウ素を仮焼工程後に添加する方法によりフェライト焼結体を製造してもよい。すなわち、酸化鉄、酸化亜鉛、酸化マンガン、酸化ニッケル及び酸化銅の含有量の合計に対し、酸化鉄の含有量がＦｅ２Ｏ３換算で４５．０〜５０．０ｍｏｌ％、酸化亜鉛の含有量がＺｎＯ換算で１５．５〜３０．０ｍｏｌ％、酸化マンガンの含有量がＭｎ２Ｏ３換算で０．１〜４．０ｍｏｌ％、酸化ニッケルの含有量がＮｉＯ換算で１４．０〜３９．４ｍｏｌ％、酸化銅の含有量がＣｕＯ換算で２．０ｍｏｌ％以下である酸化物混合粉末を調製する準備工程と、上記酸化物混合粉末を仮焼して仮焼体を得る仮焼工程と、得られた仮焼体をボールミル等で粉砕して、酸化鉄、酸化亜鉛、酸化マンガン、酸化ニッケル及び酸化銅の含有量の合計に対して酸化ホウ素をＢ２Ｏ３換算で０．１〜２．０質量％添加する添加工程と、酸化ホウ素と仮焼体の粉砕物とを混合して得られた混合粉末を成形し、焼成してフェライト焼結体を得る焼成工程と、を有する製造方法であってもよい。
【００４５】
このようにして得られるフェライト組成物からなるフェライト焼結体の組成は、通常、原料として用いた各酸化物の使用比率に一致する。上述のフェライト焼結体の製造方法によって、焼成工程における焼成温度を８００〜９４０℃程度の低温としても、高い焼結密度を有するフェライト焼結体とすることができる。このようなフェライト焼結体は、十分に高い比抵抗及び高いＱ値を兼ね備える。そのためインダクタの磁性体層として好適に用いることができる。また、バリスタ層のＥＳＤ耐量を殆ど低下させないことから、インダクタとバリスタとの複合部品のインダクタ素体として好適に用いられる。
【００４６】
次に、上述のフェライト組成物を用いて作製されたインダクタと、バリスタとの複合部品である積層型フィルタの好適な実施形態について説明する。
【００４７】
図２は、本実施形態のフェライト組成物を用いた積層型フィルタをその一部を切り欠いて示す斜視図である。図３は、図２に示す積層型フィルタの素体部分を示す分解斜視図である。積層型フィルタ（複合積層型電子部品）１００は、素体２と、入力端子電極３及び出力端子電極４と、一対のグランド端子電極５とを有する。素体２は、インダクタ積層部（インダクタ素子部）６と、バリスタ積層部（バリスタ素子部）７と、インダクタ積層部６及びバリスタ積層部７の間に介在する中間積層部（接合中間体）９とを有する。入力端子電極３及び出力端子電極４は、素体２の長手方向における両端部に配置されている。一対のグランド端子電極５は、素体２の長手方向における両側面にそれぞれ配置されている。
【００４８】
インダクタ積層部６は、複数のインダクタ層１０ａ〜１０ｉが順次積層されて形成されたインダクタ素体１０、及びインダクタ素体１０の内部に配置された導体パターン（電極）１６を有する。バリスタ積層部７は、複数のバリスタ層１１ａ〜１１ｄが順次積層されて形成されたバリスタ素体１１、及びバリスタ素体１１の内部に配置された電極１７を有する。中間積層部９は、中間層８が複数積層されて形成されている。
【００４９】
インダクタ層１０ａ〜１０ｉは、上述のフェライト焼結体からなる。このフェライト焼結体は、通常のＺｎ系フェライトよりも、酸化銅の含有量が十分に低減されているため、インダクタ積層部６からバリスタ積層部７へのＣｕ成分の拡散を十分に抑制することができる。そのため、上述のフェライト焼結体は、インダクタをバリスタと複合化しても、ＥＳＤ耐量等のバリスタ特性を十分良好に維持することができる。
【００５０】
インダクタ層１０ｂ〜１０ｉ上のそれぞれには、所望形状の導体パターン１６ａ〜１６ｈが形成されている。具体的には、インダクタ層１０ｄ、１０ｆ、１０ｈ上にはそれぞれ、コイルの略３／４ターン相当の略Ｃ字状の導体パターン１６ｃ、１６ｅ、１６ｇが形成され、インダクタ層１０ｃ、１０ｅ、１０ｇ上にはコイルの略３／４ターン相当の略Ｕ字状の導体パターン１６ｂ、１６ｄ、１６ｆが形成されている。また、インダクタ層１０ｂ、１０ｉ上には入力端子電極３及び出力端子電極４とそれぞれ接続する導体パターン（引出電極）１６ａ、１６ｈが形成されている。更に、インダクタ層１０ｂ〜１０ｈをそれぞれ貫通し、これらインダクタ層１０ｂ〜１０ｈのそれぞれに接する導体パターン間を電気的に接続するビア導体２６ａ〜２６ｇが形成されている。これにより、導体パターン（引出電極）１６ａ、１６ｈと、導体パターン１６ｂ〜１６ｇと、ビア導体２６ａ〜２６ｇとが電気的に接続された略４．５ターンのらせん状のコイル（導体部）が形成される。
【００５１】
バリスタ層１１ａ〜１１ｄは、例えば、ＺｎＯを主成分とするセラミックス材料からなる。このセラミックス材料中には、添加成分としてＰｒ、Ｂｉ、Ｃｏ、Ａｌ等を含んでいてもよい。Ｐｒに加えてＣｏを含むと、優れたバリスタ特性を有するものとなるほか、高い誘電率（ε）を有するものとなる。また、Ａｌを更に含むと低抵抗となる。また、必要に応じて他の添加物、例えば、Ｃｒ、Ｃａ、Ｓｉ、Ｋ等の元素が含まれていてもよい。
【００５２】
バリスタ積層部７のバリスタ層１１ｂ上には、グランド端子電極５と電気的に接続された略矩形状のグランド電極１７ａが形成されている。また、バリスタ層１１ｃ上には、出力端子電極４と電気的に接続された略矩形状のホット電極１７ｂが形成されている。グランド電極１７ａとホット電極１７ｂとは、互いに対向しており、積層方向から見たときにバリスタ層１１ｂを介して一部が重なり合い、バリスタ機能を発現する構成をなしている。
【００５３】
グランド電極１７ａ及びホット電極１７ｂに用いる導電材料には、バリスタ層１１ａ〜１１ｄを構成するセラミックス材料と同時焼成できる金属材料を用いる。すなわち、バリスタセラミックスの焼成温度は通常８００〜９４０℃程度であるため、その温度で融解しない金属材料を用いる。例えば、Ａｇ、Ａｇ−Ｐｄ及びこれらの合金等を好適に使用することができる。
【００５４】
中間層８は、電気絶縁性を有する絶縁材料からなり、例えば、ＺｎＯ及びＦｅ２Ｏ３を主成分とした焼結体からなる。このような材料からなる中間積層部９をインダクタ積層部６とバリスタ積層部７との間に設けることによって、これらの間におけるクロストークを抑制することができ、その結果、インダクタ積層部６がバリスタ積層部７から受ける影響、及びバリスタ積層部７がインダクタ積層部６から受ける影響を緩和することができる。
【００５５】
上述の積層構造を有する積層型フィルタ１００は、バリスタ電圧を越える高い電圧のノイズが入力側に印加された際に、バリスタ効果によって急激に流れた電流がノイズとなって通過するのを阻止することができる。
【００５６】
次に、上述した積層型フィルタ１００の製造方法について説明する。
【００５７】
上述のフェライト焼結体の製造方法における準備工程と同様にして、所定の割合で配合された酸化物混合粉末を含有する磁性体スラリーを調製する。そして、ドクターブレード法等によりＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルム上に磁性体スラリーを塗布し、例えば厚さ２０μｍ程度のインダクタグリーンシートを形成する。
【００５８】
続いて、インダクタグリーンシートの所望の位置、すなわち上述したようなビア導体２６ａ〜２６ｇが形成される予定の位置にスルーホールを形成する。スルーホールはレーザ加工機等により形成することができる。
【００５９】
続いて、スクリーン印刷法等によりインダクタグリーンシート上に導電パターン１６ａ〜１６ｈを形成する。また、インダクタグリーンシートに形成されたスルーホールに導電ペーストを充填してビア導体２６ａ〜２６ｇを形成する。導体パターン１６ａ〜１６ｈ及びビア導体２６ａ〜２６ｇの印刷等に用いる導電ペーストは、ＡｇやＡｇ−Ｐｄ合金粉末を主成分として含んでいるものを用いることができる。
【００６０】
続いて、焼成後にバリスタ層１１ａ〜１１ｄとなるバリスタ原料粉末と、有機溶剤と有機バインダとを含む有機ビヒクルとを混合したバリスタスラリーを調製する。バリスタ原料粉末は、一体焼成した後に所定組成のバリスタとなれば、その形態は特に限定するものではない。主成分であるＺｎＯに添加物として各種金属化合物、例えばＢｉ２Ｏ３、Ｐｒ６Ｏ１１、ＣｏＯ、Ｃｒ２Ｏ３及びＡｌ２Ｏ３を所定量含む混合粉末を用いることができる。また、所定組成のバリスタセラミックスを予め仮焼きして粉砕したバリスタ粉末を用いてもよい。
【００６１】
続いて、ドクターブレード法等によりＰＥＴフィルム上にバリスタスラリーを塗布し、例えば、厚さ３０μｍ程度のバリスタグリーンシートを形成する。
【００６２】
続いて、スクリーン印刷法等によりバリスタグリーンシート上に導電ペーストを用いてグランド電極１７ａ及びホット電極１７ｂを形成する。導電ペーストは、ＡｇやＡｇ−Ｐｄ合金粉末を主成分として含んでいるものを用いることができる。
【００６３】
更に、中間層８となる中間材グリーンシートを用意する。中間材グリーンシートは、例えばＺｎＯ及びＦｅ２Ｏ３を主成分とした混合粉を原料としたスラリーをドクターブレード法によってフィルム上に塗布することによって形成される。なお、焼成後の中間積層部９の厚さが十分なものとなるように、中間材グリーンシートの積層枚数を適宜調整する。
【００６４】
続いて、導体部が形成されていないインダクタグリーンシートと、所定形状の導体部が形成されたインダクタグリーンシートと、中間材グリーンシートと、グランド電極１７ａ又はホット電極１７ｂが形成されたバリスタグリーンシートと、電極が形成されていないバリスタグリーンシートとを図３に示すように順次積層し、プレスした後に所定形状に切断して、素体２のグリーン積層体を得る。その後、グリーン積層体を所定の条件（例えば、大気中で９００℃、２時間）で焼成を行い素体２が得られる。素体２は、インダクタ積層部６とバリスタ積層部７との界面付近において、インダクタ積層部６からバリスタ積層部７へのＣｕ成分の拡散はほとんどないので、バリスタ積層部７において良好なバリスタ特性が得られる。
【００６５】
続いて、素体２の長手方向における端部及び長手方向における両側面中央に導電ペーストを塗布し、所定の条件（例えば、大気中で６５０〜８００℃）で熱処理を行って端子電極を焼き付ける。導電ペーストは、Ａｇを主成分とする粉末を含むものを用いることができる。その後、端子電極表面にめっきを施し、入力端子電極３、出力端子電極４及びグランド端子電極５が形成された積層型フィルタ１００を得ることができる。なお、めっきは電解めっきが好ましく、その材料は、例えばＮｉ／Ｓｎ、Ｃｕ／Ｎｉ／Ｓｎ、Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕ、Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｇ、Ｎｉ／Ａｇ等を用いることができる。
【００６６】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではない。例えば、積層型フィルタ１００は、中間積層部９を有さず、インダクタ積層部６とバリスタ積層部７とが直接接合されていてもよい。この場合においても、インダクタ素体の酸化銅の含有量が十分に低減されていることにより、インダクタ積層部６からバリスタ積層部７へのＣｕ成分の拡散が十分に抑制されるため、バリスタ積層部７において良好なバリスタ特性を得ることができる。
【実施例】
【００６７】
以下、実施例及び比較例に基づき本発明を更に具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。
【００６８】
（製造例１〜２４）
原料粉末として、市販のＦｅ２Ｏ３粉末、ＺｎＯ粉末、Ｍｎ２Ｏ３粉末、ＮｉＯ粉末及びＣｕＯ粉末を表１〜４に示す組成となるように秤量した。また、Ｆｅ２Ｏ３粉末、ＺｎＯ粉末、Ｍｎ２Ｏ３粉末、ＮｉＯ粉末及びＣｕＯ粉末の合計に対して、Ｂ２Ｏ３粉末を表１〜４に示す質量割合となるように秤量した。なお、製造例２１、３１では、Ｂ２Ｏ３粉末を用いなかった。これらの原料粉末を鋼鉄製のボールミルを用いて４０時間湿式混合した後、乾燥することにより酸化物混合粉末を得た。得られた酸化物混合粉末を、７２０℃、１０時間の条件で仮焼した。得られた仮焼体を鋼鉄製のボールミルにて４０時間混合粉砕して、仮焼粉末を調製した。
【００６９】
次いで、調製した仮焼粉末に、バインダとしてポリビニルアルコール水溶液を添加して造粒した。こうして得られた顆粒をプレス成形して、成形密度３．１０ｇ／ｃｍ３のディスク形状（外径：１２ｍｍ、厚さ２ｍｍ）の成形体と、トロイダル形状（外径１３ｍｍ、内径６ｍｍ、高さ３ｍｍ）の成形体とを作製した。
【００７０】
製造例１〜２４の成形体を大気中、焼成温度９００℃で２時間焼成して、フェライト組成物からなるディスク形状及びトロイダル形状のフェライト焼結体を得た。製造例１〜２４のフェライト焼結体は、それぞれ、表１〜４に示すように、所定組成の成分を含有する。
【００７１】
＜フェライト焼結密度の評価＞
ディスク形状の各フェライト焼結体の質量と、外径及び厚さの測定値より求めたフェライト焼結体の体積とから、フェライト焼結密度を求めた。焼結密度が５．０ｇ／ｃｍ３以上である場合を良好なものと判断した。結果は表１〜４に示す通りであった。
【００７２】
＜比抵抗の評価＞
ディスク形状の各フェライト焼結体の厚さ方向の抵抗Ｒを、測定電圧を１０Ｖに設定して、高抵抗計（アドバンテスト製、商品名：Ｒ８３４０）を用いて測定した。抵抗Ｒの測定値から比抵抗ρ（ρ＝Ｒ×焼結体の円形部分面積／焼結体の厚さ）を算出した。比抵抗が０．１ＭΩ・ｍ以上である場合を良好なものと判断した。結果は表１〜４に示す通りであった。
【００７３】
＜初透磁率（μｉ）の評価＞
トロイダル形状の各フェライト焼結体にワイヤを２０回巻線した後、ＬＣＲメータ（ヒューレットパッカード社製、商品名：ＨＰ４２８５Ａ）を用いて、１ＭＨｚにおける初透磁率（μｉ）を測定した。結果は表１〜４に示す通りであった。
【００７４】
＜Ｑ値の評価＞
トロイダル形状の各フェライト焼結体にワイヤを２０回巻線した後、ＬＣＲメーター（ヒューレットパッカード社製、商品名：ＨＰ４２８５Ａ）を用い、各サンプルの１０ＨｚにおけるＱ値を測定した。Ｑ値が５以上である場合を良好なものと判断した。結果は表１〜４に示す通りであった。
【００７５】
＜組成及び微細構造の評価＞
遷移金属ホウ素酸化物の存在は、Ｘ線回折を用いて確認した。図４に、製造例１２のフェライト焼結体のＸＲＤパターンを示す。図４中の「○」で表記したピークに基づき、フェライト焼結体にＮｉ２ＦｅＢＯ５が含まれていることが確認された。
【００７６】
遷移金属ホウ素酸化物の含有量は以下のようにして測定した。製造例１２，２１，２３及び２４のフェライト焼結体を走査透過型電子顕微鏡（ＳＴＥＭ：日立ハイテク社製、商品名：ＨＤ−２０００）により観察し、付属のエネルギー分散型Ｘ線分光装置を用いて濃度分析を行い、ＳＴＥＭ像におけるフェライト焼結体中に存在するＮｉ−Ｚｎを含む主相（主な結晶相）と、Ｎｉ２ＦｅＢＯ５を含む異相（主相とは異なる結晶相）と、空孔部分とを識別した。
【００７７】
図５は、製造例１２のフェライト焼結体の微細構造を模式的に示す拡大断面図である。なお、図５中、Ａ〜Ｃは、それぞれ主相、異相、空孔部分をそれぞれ表している。
【００７８】
次に、図５に示すような微細構造が写し出されたＳＴＥＭの画像を用いて、主相、異相及び空孔部分の面積比を算出した。そして、主相、異相及び空孔部分が相似形であると仮定し、面積比を３／２乗することにより体積比を算出した。更に、構成元素から推定されるフェライト焼結体の理論密度（主相：５．３０ｇ／ｃｍ３、異相：５．１７ｇ／ｃｍ３）を用いて、異相の質量割合を算出した。算出した異相の質量割合を表５に示す。
【００７９】
＜バリスタのＥＳＤ耐量評価＞
まず、原料粉末として、市販のＦｅ２Ｏ３粉末、ＺｎＯ粉末、Ｍｎ２Ｏ３粉末、ＮｉＯ粉末及びＣｕＯ粉末を表６に示す組成となるように秤量し、Ｆｅ２Ｏ３粉末、ＺｎＯ粉末、Ｍｎ２Ｏ３粉末、ＮｉＯ粉末及びＣｕＯ粉末の合計に対して、Ｂ２Ｏ３粉末を表６に示す質量割合となるように秤量した。これら原料粉末と有機ビヒクルとを混合して磁性体スラリーを調製した。
【００８０】
この磁性体スラリーをドクターブレード法によりＰＥＴフィルム上に塗布し厚み２０μｍのインダクタグリーンシートを作製した。その後、インダクタグリーンシート上の所定の位置にレーザ加工機によりスルーホールを形成し、Ａｇを主成分とする導電ペーストを用いてスクリーン印刷法により所定形状の導体パターンとスルーホール中にビア導体とを形成し、導体部が形成されたインダクタグリーンシートを作製した。
【００８１】
続いて、所定量のＺｎＯ、Ｂｉ２Ｏ３、Ｐｒ６Ｏ１１、ＣｏＯ、Ｃｒ２Ｏ３及びＡｌ２Ｏ３を混合したバリスタ原料粉末と有機ビヒクルとを混合してバリスタスラリーを調製した。
【００８２】
このバリスタスラリーをドクターブレード法により、ＰＥＴフィルム上に塗布し厚み３０μｍのバリスタグリーンシートを作製した。その後、バリスタグリーンシート上にＡｇを主成分とする導電ペーストを用いてスクリーン印刷法により所定のパターンの電極を形成し、電極が形成されたバリスタグリーンシートを形成した。
【００８３】
続いて、導体部が形成されていないインダクタグリーンシート、導体部が形成されたインダクタグリーンシート、電極が形成されたバリスタグリーンシート及び電極が形成されていないバリスタシートを準備し、図３に示す順序で積層して積層型フィルタ用グリーン積層体を作製した。この積層型フィルタ用グリーン積層体を、焼成後に長さ２．０ｍｍ、幅１．２ｍｍ、厚み１．０ｍｍの直方体になるように切断して、大気中で９００℃、２時間焼成して積層型フィルタ用素体を作製した。その後、積層型フィルタ用素体の端部に銀を主成分とする導電ペーストを塗布し、大気中で６５０〜８００℃で焼成して端子電極を焼付けし、更に端子電極にＮｉ／Ｓｎ（Ｎｉ、Ｓｎの順に）電気めっきを施した。これによって、製造例２５〜３０のフェライト焼結体を備えるＥＳＤ耐量試験用のサンプル（積層型フィルタ）を作製した。
【００８４】
得られたサンプルを用いて次のとおりＥＳＤ耐量試験を行った。ＥＳＤ耐量試験では、ＩＥＣ（International  Electrotechnical  Commission）の規格ＩＥＣ６１０００−４−２に定められている静電気放電イミュニティ試験（レベル４，接触放電，試験電圧：８ｋＶ，放電回数：１０回）に基づいて測定を行った。ＥＳＤ耐量が８ｋＶ以上である場合に、ＥＳＤ耐量が十分であると判断して「Ａ」と判定し、ＥＳＤ耐量が８ｋＶ未満である場合には「Ｂ」と判定した。判断基準を８ｋＶ以上とした理由は、８ｋＶ以上であればＩＥＣ６１０００−４−２のレベル４を満たすからである。
【００８５】
また、上述の静電気放電イミュニティ試験を行う前のバリスタ電圧（Ｖ０）と後のバリスタ電圧（Ｖ１）をそれぞれ測定し、その変化幅（ΔＶ１ｍＡ（％）＝（Ｖ１−Ｖ０）／Ｖ０×１００）を求めた。バリスタ電圧の測定は、ソース−メジャーユニット（ＫＥＩＴＨＬＥＹ社製、型番：ＫＥＩＴＨＬＥＹ２０００）を用いて行い、サンプルの外部端子に印加する電圧を徐々に大きくし、サンプルに１ｍＡの電流が流れた時点の電圧の値を測定した。ＥＳＤ耐量試験の結果は表６に示すとおりであった。
【００８６】
＜酸化ホウ素添加とフェライト焼結密度との相関評価＞
製造例３１〜３３のディスク形状のフェライト焼結体を以下のように作製した。製造例３１のフェライト焼結体は、焼成工程の焼成温度を９２５℃としたことを除き、上記製造例２１と同様にして作製した。製造例３２のフェライト焼結体は、仮焼工程により得られた仮焼体をボールミル等で粉砕して、Ｆｅ２Ｏ３粉末、ＺｎＯ粉末、Ｍｎ２Ｏ３粉末、ＮｉＯ粉末及びＣｕＯ粉末の含有量の合計に対して酸化ホウ素をＢ２Ｏ３換算で１．０質量％添加・混合して得られた混合粉末を成形して焼成工程を行ったことを除き、製造例３１と同様に作製した。製造例３３のフェライト焼結体は、仮焼工程前の準備工程でＦｅ２Ｏ３粉末、ＺｎＯ粉末、Ｍｎ２Ｏ３粉末、ＮｉＯ粉末及びＣｕＯ粉末の含有量の合計に対して酸化ホウ素をＢ２Ｏ３換算で１．０質量％添加・混合したことを除き、製造例３１と同様に作製した。
【００８７】
得られた製造例３１〜３３のフェライト焼結体を用いて、フェライト焼結密度と酸化ホウ素の添加の有無及び添加手順との相関について評価した。フェライト焼結密度は、上記と同様にフェライト焼結体の質量と体積とから算出した。結果は表７に示す通りであった。
【００８８】
【表１】
2010235324.tif 000002
【００８９】
【表２】
2010235324.tif 000003
【００９０】
【表３】
2010235324.tif 000004
【００９１】
【表４】
2010235324.tif 000005
【００９２】
【表５】
2010235324.tif 000006
【００９３】
【表６】
2010235324.tif 000007
【００９４】
【表７】
2010235324.tif 000008
【００９５】
表１〜７の結果より、本発明のフェライト組成物は、低温焼成が可能であるため焼結密度を十分に高くすることが可能であり、比抵抗、透磁率及びＱ値を高水準の値にすることができた。また、バリスタと複合化した場合に、バリスタのＥＳＤ耐量を良好に維持できることが確認できた。
【符号の説明】
【００９６】
１…フェライト焼結体、６…インダクタ積層部（インダクタ素子部）、７…バリスタ積層部（バリスタ素子部）、９…中間積層部（接合中間体）、１０…インダクタ素体、１１…バリスタ素体、１６，１６ａ〜１６ｈ…導体パターン（電極）、１７，１７ａ，１７ｂ…電極、１００…積層型フィルタ（複合積層型電子部品）。
【図１】
2010235324.tif 000009
【図２】
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【図３】
2010235324.tif 000011
【図４】
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【図５】
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