(57)【要約】  内部導体として安価な銅を用いることができ、かつ直流重畳特性に優れた積層コイル部品を提供する。  フェライト材料から構成される磁性体部と、非磁性フェライト材料から構成される非磁性体部と、それらの内部に埋設されたコイル状の銅を主成分とする導体部を有する積層コイル部品において、非磁性体部に、少なくともＦｅ、ＭｎおよびＺｎ、任意にＣｕを含有せしめ、Ｆｅの含有量をＦｅ２Ｏ３に換算して４０．０ｍｏｌ％以上４８．５ｍｏｌ％以下とし、Ｍｎの含有量をＭｎ２Ｏ３に換算して０．５ｍｏｌ％以上９ｍｏｌ％以下とし、Ｃｕの含有量をＣｕＯに換算して８ｍｏｌ％以下とする。
2014092114.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フェライト材料から構成される磁性体部と、非磁性フェライト材料から構成される非磁性体部と、それらの内部に埋設されたコイル状の導体部を有する積層コイル部品であって、
前記導体部が、銅を含む導体から構成され、
前記非磁性体部が、少なくともＦｅ、ＭｎおよびＺｎを含有し、さらにＣｕを含んでいてもよく、
該非磁性体部において、Ｆｅの含有量がＦｅ２Ｏ３に換算して４０．０ｍｏｌ％以上４８．５ｍｏｌ％以下であり、Ｍｎの含有量がＭｎ２Ｏ３に換算して０．５ｍｏｌ％以上９ｍｏｌ％以下であり、Ｃｕの含有量がＣｕＯに換算して８ｍｏｌ％以下である
ことを特徴とする積層コイル部品。
【請求項２】
磁性体部が、少なくともＦｅ、Ｍｎ、ＮｉおよびＺｎを含有し、さらにＣｕを含んでいてもよく、
該磁性体部において、ＣｕのＣｕＯ換算含有量が５ｍｏｌ％以下であり、
ＦｅのＦｅ２Ｏ３換算含有量が２５ｍｏｌ％以上４７ｍｏｌ％以下で、かつＭｎのＭｎ２Ｏ３換算含有量が１ｍｏｌ％以上７．５ｍｏｌ％未満であるか、ＦｅのＦｅ２Ｏ３換算含有量が３５ｍｏｌ％以上４５ｍｏｌ％以下で、かつＭｎのＭｎ２Ｏ３換算含有量が７．５ｍｏｌ％以上１０ｍｏｌ％以下である
ことを特徴とする、請求項１に記載の積層コイル部品。
【請求項３】
フェライト材料から構成される磁性体部と、非磁性フェライト材料から構成される非磁性体部と、それらの内部に埋設されたコイル状の銅を含む導体部を有する積層コイル部品の製造方法であって、
Ｆｅの含有量がＦｅ２Ｏ３に換算して４０．０ｍｏｌ％以上４８．５ｍｏｌ％以下であり、Ｍｎの含有量がＭｎ２Ｏ３に換算して０．５ｍｏｌ％以上９ｍｏｌ％以下であり、Ｃｕの含有量がＣｕＯに換算して８ｍｏｌ％以下である非磁性フェライト材料から形成される非磁性体層と、フェライト材料から形成される磁性体層と、銅を含む導体層とを適宜積層して、コイル状の銅を含む導体部が埋設された積層体を得ること、および
得られた積層体を、Ｃｕ−Ｃｕ２Ｏ平衡酸素分圧以下の雰囲気で熱処理することにより焼成すること、
を含む製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層コイル部品に関し、より詳細には、磁性体部と、非磁性体部と、銅を主成分とするコイル状の導体部とを有する積層コイル部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
積層コイル部品の内部導体として銅を用いる場合、銅が酸化しないような還元雰囲気で銅導体とフェライト材料とを同時焼成する必要があるが、このような条件下で焼成すると、フェライト材料のＦｅが３価から２価に還元され、積層コイル部品の比抵抗が低下する等の問題がある。したがって、一般的に、銀を主成分とする導体が用いられてきた。しかしながら、低抵抗であることや導通性に優れていること、かつ銀よりも安価であることを考慮すると、銅を主成分とする導体を用いることが好ましい。【０００３】
特許文献１は、フェライト材料からなる磁性体部と、銅を主成分とする導体部とを有し、前記磁性体部が、３価のＦｅと少なくとも２価のＮｉを含む２価元素とを含有すると共に、前記Ｆｅの含有量が、Ｆｅ２Ｏ３に換算してモル比で２０〜４８％であり、かつ、ＦｅおよびＭｎの総計に対するＭｎの比率が、Ｍｎ２Ｏ３およびＦｅ２Ｏ３に換算してモル比で５０％未満（０％を含む）となるように、前記磁性体部が前記Ｍｎを含有していることを特徴としたセラミック電子部品を開示している。このような組成とすることにより、還元雰囲気下で銅とフェライト材料を同時焼成しても、フェライト材料の比抵抗の低下を抑制することができ、安価な銅を内部導体として使用できるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１１／１０８７０１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般的に、積層コイル部品は、小型で軽量であるものの、大きな直流電流が通電されると、磁性体が磁気飽和し、インダクタンスが低下する、すなわち直流重畳特性が劣るという難点がある。特許文献１に開示されたセラミック電子部品（積層コイル部品）は内部導体として銀よりも安価な銅を使用することができるが、直流重畳特性の観点からはその特性は十分ではないと考えられる。【０００６】
直流重畳特性を改善するためには、非磁性体層を設け、開磁路構造にすることが一般的である。このような構造とするには、磁性体層、非磁性体層および導体層を同時に焼成する必要がある。しかしながら、内部導体に銅を用いる場合に、従来の非磁性材料を還元雰囲気下で焼成すると非磁性体層の比抵抗が低くなるため、例えば、外部電極に電解めっきを施す際に、この非磁性体層にめっき成長が生じるといった問題がある。【０００７】
このように、積層コイル部品において、内部導体として安価な銅を用いることと、非磁性体層を設けて直流重畳特性を向上させることの両立は困難であった。【０００８】
本発明の目的は、内部導体として安価な銅を用いることができ、かつ直流重畳特性に優れた積層コイル部品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は、上記問題を解消すべく鋭意検討した結果、積層コイル部品の非磁性体部において、Ｆｅの含有量をＦｅ２Ｏ３に換算して４０．０ｍｏｌ％以上４８．５ｍｏｌ％以下とし、Ｍｎの含有量をＭｎ２Ｏ３に換算して０．５ｍｏｌ％以上９ｍｏｌ％以下とし、Ｃｕの含有量をＣｕＯに換算して０ｍｏｌ％以上８ｍｏｌ％以下とすることにより、内部導体として銅を用いて還元雰囲気下で焼成を行ったとしても、非磁性体部の比抵抗の低下を抑制することができ、積層コイル部品の直流重畳特性を向上させることができることを見出し、本発明に至った。【００１０】
本発明の第１の要旨によれば、フェライト材料から構成される磁性体部と、非磁性フェライト材料から構成される非磁性体部と、それらの内部に埋設されたコイル状の導体部を有する積層コイル部品であって、
前記導体部が、銅を含む導体から構成され、
前記非磁性体部が、少なくともＦｅ、ＭｎおよびＺｎを含有し、さらにＣｕを含んでいてもよく、
該非磁性体部において、Ｆｅの含有量がＦｅ２Ｏ３に換算して４０．０ｍｏｌ％以上４８．５ｍｏｌ％以下であり、Ｍｎの含有量がＭｎ２Ｏ３に換算して０．５ｍｏｌ％以上９ｍｏｌ％以下であり、Ｃｕの含有量がＣｕＯに換算して８ｍｏｌ％以下である
ことを特徴とする積層コイル部品が提供される。【００１１】
本発明の第２の要旨によれば、フェライト材料から構成される磁性体部と、非磁性フェライト材料から構成される非磁性体部と、それらの内部に埋設されたコイル状の銅を含む導体部を有する積層コイル部品の製造方法であって、
Ｆｅの含有量がＦｅ２Ｏ３に換算して４０．０ｍｏｌ％以上４８．５ｍｏｌ％以下であり、Ｍｎの含有量がＭｎ２Ｏ３に換算して０．５ｍｏｌ％以上９ｍｏｌ％以下であり、Ｃｕの含有量がＣｕＯに換算して８ｍｏｌ％以下である非磁性フェライト材料から形成される非磁性体層と、フェライト材料から形成される磁性体層と、銅を含む導体層とを適宜積層して、内部にコイル状の銅を含む導体部が埋設された積層体を得ること、および
得られた積層体を、Ｃｕ−Ｃｕ２Ｏ平衡酸素分圧以下の雰囲気で熱処理することにより焼成すること、
を含む製造方法が提供される。【００１２】
なお、本発明において、非磁性フェライト材料から構成される非磁性体部とは、使用温度で実質的に自発磁化を有さないフェライト材料から構成された部位を意味する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、積層コイル部品の非磁性体部において、Ｆｅの含有量をＦｅ２Ｏ３に換算して４０．０ｍｏｌ％以上４８．５ｍｏｌ％以下とし、Ｍｎの含有量をＭｎ２Ｏ３に換算して０．５ｍｏｌ％以上９ｍｏｌ％以下とし、Ｃｕの含有量をＣｕＯに換算して０ｍｏｌ％以上８ｍｏｌ％以下とすることにより、還元雰囲気下で焼成した場合でも該非磁性体部の比抵抗の低下が抑制され、これによって内部導体として安価な銅を用いることができ、かつ直流重畳特性に優れた積層コイル部品が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の１つの実施形態における積層コイル部品の概略斜視図である。
【図２】図１の実施形態における積層コイル部品の概略分解斜視図であって、外部電極を省略した図である。
【図３】図１の実施形態における積層コイル部品の概略断面図である。
【図４】試料番号５、９および１０の積層コイル部品の直流重畳特性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の積層コイル部品およびその製造方法について、以下、図面を参照しながら詳細に説明する。但し、本発明の積層コイル部品の構成、形状、巻回数および配置等は、図示する例に限定されないことに留意されたい。
【００１６】
図１〜図３に示すように、本実施形態の積層コイル部品１は、概略的には、それぞれ、磁性体層２（および、外層である磁性体層３）と、非磁性体層４と、導体層５とを所定の順番で積層することにより形成された、磁性体部７と、非磁性体部８と、これらの内部に埋設されたコイル状の導体部９とを有する積層体２０を含んで成る。積層体２０の外周両端面を覆うように外部電極２１および２２が設けられ得、外部電極２１および２２は、それぞれ、コイル状の導体部９の両端に位置する引出し部６ｂおよび６ａに接続され得る。
【００１７】
より詳細には、本実施形態においては、磁性体層２および非磁性体層４は、それらを貫通するビアホール１０を有し、それぞれ積層されて磁性体部７および非磁性体部８を形成する。また、磁性体層２と非磁性体層４との各間に、それぞれ導体層５が配置され、これらの導体層５は上記ビアホール１０を通ってコイル状に相互接続され、導体部９を形成する。非磁性体部８は、上記導体部９により生じる磁路を切るように積層体２０の略中央部に配置される。
【００１８】
磁性体部７は、少なくとも、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｎｉ、ＺｎおよびＣｕを含む焼結フェライトから構成され得る。非磁性体部８は、少なくとも、Ｆｅ、ＭｎおよびＺｎを含む焼結フェライトから構成され得る。導体部９は、銅を主成分として含む導体、好ましくは実質的に銅から成る導体、例えば銅の含有量が９８．０〜９９．５ｗｔ％である導体から構成される。外部電極２１および２２は、特に限定されないが、通常、銀を主成分として含む導体から成り、ニッケルおよび／またはスズなどがめっきされ得る。
【００１９】
上記した本実施形態の積層コイル部品１は、以下のようにして製造される。
【００２０】
まず、磁性体シートを準備する。磁性体シートは、例えば、Ｆｅ、Ｍｎ、ＮｉおよびＺｎ、所望によりさらにＣｕを含む磁性フェライト材料から作製される。
【００２１】
磁性フェライト材料は、Ｆｅ、Ｍｎ、ＮｉおよびＺｎ、所望によりさらにＣｕを主成分として含み、必要に応じて添加成分を更に含んでいてもよい。通常、磁性フェライト材料は、素原料として、Ｆｅ２Ｏ３、Ｍｎ２Ｏ３、ＮｉＯおよびＺｎＯ、所望によりさらにＣｕＯの粉末を所望の割合で混合および仮焼して調製され得るが、これに限定されるものではない。
【００２２】
磁性フェライト材料においては、Ｆｅ含有量（Ｆｅ２Ｏ３換算）を２５ｍｏｌ％以上４７ｍｏｌ％以下（主成分合計基準、以下も同様）とし、かつＭｎ含有量（Ｍｎ２Ｏ３換算）を１ｍｏｌ％以上７．５ｍｏｌ％未満（主成分合計基準、以下も同様）とするか、Ｆｅ含有量（Ｆｅ２Ｏ３換算）を３５ｍｏｌ％以上４５ｍｏｌ％以下とし、かつＭｎ含有量（Ｍｎ２Ｏ３換算）を７．５ｍｏｌ％以上１０ｍｏｌ％以下とすることが好ましい。このように、ＦｅをＭｎと共存させて、Ｆｅ含有量（Ｆｅ２Ｏ３換算）をＭｎ含有量（Ｍｎ２Ｏ３換算）と組み合わせて各範囲を上記の通り選択することにより、ＭｎはＦｅよりも優先的に還元されることから、フェライト材料の焼結時にＦｅが還元されることを効果的に回避でき、Ｃｕ−Ｃｕ２Ｏ平衡酸素分圧以下の酸素分圧（還元雰囲気）で焼成しても、Ｆｅが還元されることによる磁性体部の比抵抗の低下を防止することができる。
【００２３】
磁性フェライト材料におけるＺｎ含有量（ＺｎＯ換算）は、６〜３３ｍｏｌ％（主成分合計基準、以下も同様）とすることが好ましい。Ｚｎ含有量（ＺｎＯ換算）を６ｍｏｌ％以上とすることによって、例えば比透磁率３５以上の高い透磁率を得ることができ、大きなインダクタンスを取得できる。また、Ｚｎ含有量（ＺｎＯ換算）を３３ｍｏｌ％以下とすることによって、例えば１３０℃以上のキュリー点を得ることができ、高いコイル動作温度を確保することができる。
【００２４】
磁性フェライト材料は、主成分としてさらにＣｕを含んでいてもよい。磁性フェライト材料におけるＣｕ含有量（ＣｕＯ換算）は、好ましくは５ｍｏｌ％以下（主成分合計基準、以下も同様）、さらに好ましくは０．２〜５ｍｏｌ％とし得る。このように、Ｃｕ含有量（ＣｕＯ換算）を５ｍｏｌ％以下の低含有量とすることにより、フェライト材料が焼結される際の耐還元性が高まり、Ｃｕ−Ｃｕ２Ｏ平衡酸素分圧以下の酸素分圧（還元雰囲気）で焼成しても、Ｃｕ２＋がＣｕ＋に還元されることによる磁性体部の比抵抗の低下を許容可能な範囲に抑えることができる。また、Ｃｕ含有量（ＣｕＯ換算）を０．２ｍｏｌ％以上とすることにより、十分な焼結性を得ることができる。
【００２５】
磁性フェライト材料におけるＮｉ含有量（ＮｉＯ換算）は、特に限定されず、上述した他の主成分であるＦｅ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｚｎ、および存在する場合にはＣｕの残部とし得る。
【００２６】
また、上記磁性フェライト材料における添加成分としては、例えばＢｉ、Ｓｎ、Ｃｏなどが挙げられるが、これに限定されない。Ｂｉ含有量（添加量）は、主成分であるＦｅ（Ｆｅ２Ｏ３換算）、Ｍｎ（Ｍｎ２Ｏ３換算）、Ｚｎ（ＺｎＯ換算）、Ｎｉ（ＮｉＯ換算）およびＣｕ（ＣｕＯ換算）の合計１００重量部に対して、Ｂｉ２Ｏ３に換算して０．１〜１重量部とすることが好ましい。Ｂｉ（Ｂｉ２Ｏ３換算）含有量を０．１〜１重量部とすることによって、低温焼成がより促進されると共に、異常粒成長を回避することができる。Ｂｉ（Ｂｉ２Ｏ３換算）含有量が高すぎると、異常粒成長が起こり易く、異常粒成長部位にて比抵抗が低下し、外部電極形成時のめっき処理の際に、異常粒成長部位にめっきが付着するので好ましくない。また、Ｓｎ含有量（添加量）は主成分１００重量部に対して、ＳｎＯ２に換算して０．３〜１．０重量部が好ましい。この範囲でＳｎを含有させることで、直流重畳特性を一層向上させることができる。また、Ｃｏ含有量は、Ｃｏ３Ｏ４に換算して０．１〜０．８重量部が好ましい。この範囲でＣｏを含有させることで、高周波でのＱを高めることができる。
【００２７】
上記のようにして調製した磁性フェライト材料を用いて磁性体シートを準備する。例えば、フェライト材料を、バインダ樹脂および有機溶剤を含む有機ビヒクルと混合／混練し、シート状に成形することにより磁性体シートを得てよいが、これに限定されるものではない。
【００２８】
次に、非磁性体シートを準備する。非磁性体シートは、少なくともＦｅ、ＭｎおよびＺｎ、所望によりさらにＣｕを含む非磁性フェライト材料から作製される。なお、該非磁性フェライト材料には、Ｎｉは含まれない。
【００２９】
この非磁性フェライト材料は、Ｆｅ、ＭｎおよびＺｎ、所望によりさらにＣｕを主成分として含む。通常、非磁性フェライト材料は、素原料として、Ｆｅ２Ｏ３、Ｍｎ２Ｏ３およびＺｎＯ、場合によりさらにＣｕＯの粉末を所望の割合で混合および仮焼して調製され得るが、これに限定されるものではない。
【００３０】
非磁性フェライト材料におけるＭｎ含有量（Ｍｎ２Ｏ３換算）は、０．５〜９ｍｏｌ％（主成分合計基準、以下も同様）とし得る。Ｍｎ含有量（Ｍｎ２Ｏ３換算）を９ｍｏｌ％以下とすることによって、還元雰囲気下での焼成時における異相の生成を抑制することができ、磁性体化することを回避することができる。また、Ｍｎ含有量（Ｍｎ２Ｏ３換算）を０．５ｍｏｌ％以上とすることによって、Ｆｅの還元を抑制でき、非磁性体部の比抵抗の減少を抑制することができる。
【００３１】
非磁性フェライト材料におけるＦｅ含有量（Ｆｅ２Ｏ３換算）は、特に限定されないが、４０．０〜４８．５ｍｏｌ％（主成分合計基準、以下も同様）とし得る。Ｆｅ含有量（Ｆｅ２Ｏ３換算）を４８．５ｍｏｌ％以下とすることによって、Ｆｅの３価から２価への還元を抑制し、比抵抗の低下を抑制することができる。また、Ｆｅ含有量（Ｆｅ２Ｏ３換算）が４０ｍｏｌ％未満となり、Ｍｎ含有量が増加すると、室温で磁性を有するようになる。
【００３２】
また、上記した磁性体シートのフェライト材料におけるＦｅ含有量（Ｆｅ２Ｏ３換算）とＭｎ含有量（Ｍｎ２Ｏ３換算）の和と、非磁性フェライト材料におけるＦｅ含有量（Ｆｅ２Ｏ３換算）とＭｎ含有量（Ｍｎ２Ｏ３換算）の和を同程度にすることが好ましい。フェライト材料と非磁性フェライト材料におけるＦｅ含有量（Ｆｅ２Ｏ３換算）とＭｎ含有量（Ｍｎ２Ｏ３換算）の和を同じにすることにより、磁性体シートと非磁性体シートの焼結挙動の差を小さくすることができ、クラック等の欠陥を抑制することができる。
【００３３】
非磁性フェライト材料は、主成分としてさらにＣｕを含んでいてもよい。通常、Ｃｕは、素原料としてＣｕＯの粉末を所望の割合で、他の主成分と共に混合および仮焼して、非磁性フェライト材料に加えられる。非磁性フェライト材料におけるＣｕ含有量（ＣｕＯ換算）は、好ましくは８ｍｏｌ％以下（主成分合計基準、以下も同様）であり、より好ましくは０．１〜８ｍｏｌ％とし得る。Ｃｕ含有量（ＣｕＯ換算）を８ｍｏｌ％以下とすることにより、異相（ＣｕＯの相）の生成を抑制することができ、非磁性体部の比抵抗の低下を抑制することができる。また、Ｃｕ含有量（ＣｕＯ換算）を０．１ｍｏｌ％以上とすることにより、より高い焼結性を得ることができる。
【００３４】
非磁性フェライト材料におけるＺｎ含有量（ＺｎＯ換算）は、特に限定されず、上記した他の主成分であるＦｅ、Ｍｎ、および存在する場合にはＣｕの残部とし得る。
【００３５】
上記のようにして調製した非磁性フェライト材料を用いて非磁性体シートを準備する。例えば、非磁性フェライト材料を、バインダ樹脂および有機溶剤を含む有機ビヒクルと混合／混練し、シート状に成形することにより非磁性体シートを得てよいが、これに限定されるものではない。
【００３６】
別途、導体ペーストを準備する。市販で入手可能な、銅を粉末の形態で含む一般的な銅ペーストを使用できる。
【００３７】
そして、図２に示されるように、上記磁性体シート（磁性体層２に対応する）および非磁性体シート（非磁性体層４に対応する）を、銅を含む導体ペースト層（導体層５に対応する）を介して積層し、導体ペースト層が磁性体シートおよび非磁性体シートに貫通して設けられたビアホール（ビアホール１０に対応する）を通ってコイル状に相互接続され、これらが磁性体シート（磁性体層３に対応する）により挟持されている積層体（積層体２０に対応するが、未焼成積層体である）を得る。
【００３８】
上記積層体（未焼成積層体）の形成方法は、特に限定されず、シート積層法および印刷積層法などを利用して積層体を形成してよい。シート積層法による場合、磁性体シートおよび非磁性体シートに、適宜ビアホールを設けて、導体ペーストを所定のパターンで（ビアホールが設けられている場合には、ビアホールに充填しつつ）印刷して導体ペースト層を形成し、導体ペースト層が適宜形成された磁性体シートおよび非磁性体シートを積層および圧着し、所定の寸法に切断して、積層体を得ることができる。印刷積層法による場合、フェライト材料からなる磁性体ペーストを印刷して磁性体層を形成する工程（または非磁性フェライト材料からなる非磁性体ペーストを印刷して非磁性体層を形成する工程）、導体ペーストを所定のパターンで印刷して導体層を形成する工程を適宜繰り返すことで積層体を作製する。磁性体層および非磁性体層を形成する時は所定の箇所にビアホールを設け、上下の導体層が導通するようにし、最後に磁性体ペーストを印刷して磁性体層３（外層に対応する）を形成し、これを所定の寸法に切断して、積層体を得ることができる。この積層体は、複数個をマトリクス状に一度に作製した後に、ダイシング等により個々に切断して（素子分離して）個片化したものであってよいが、予め個々に作製したものであってもよい。
【００３９】
次に、上記で得られた積層体（未焼成積層体）を熱処理することにより、磁性体層、非磁性体層および導体層を焼成して、それぞれ磁性体部７、非磁性体部８および導体部９とし、積層体２０を形成する。
【００４０】
上記焼成を行う際の酸素分圧は、好ましくはＣｕ−Ｃｕ２Ｏ平衡酸素分圧以下（還元雰囲気）である。このような酸素分圧で未焼成積層体を熱処理することにより、導体部のＣｕが酸化するのを回避することができる。また、空気中で熱処理する場合よりも低温で未焼成積層体を焼結でき、例えば、焼成温度を９５０〜１０５０℃とし得る。本発明はいかなる理論によっても拘束されないが、低酸素濃度雰囲気で焼成した場合、結晶構造中に酸素欠陥が形成され、かかる酸素欠陥を介してＦｅ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎの相互拡散が促進され、低温焼結性を高めることができるものと考えられる。
【００４１】
次に、上記で得られた積層体２０の両端面を覆うように、外部電極２１および２２を形成する。外部電極２１および２２の形成は、例えば、銅の粉末をガラスなどと一緒にペースト状にしたものを所定の領域に塗布し、得られた構造体を、例えば約９００℃で熱処理して銅を焼き付け、次いでＮｉ、Ｓｎめっきを順に行うことによって実施し得る。外部電極２１および２２は、それぞれ、導体部９の両端に位置する引出し部６ｂおよび６ａに接続されている。
【００４２】
以上のようにして、本実施形態の積層コイル部品１が製造される。
【００４３】
上記積層コイル部品の非磁性体部におけるＦｅの含有量はＦｅ２Ｏ３に換算して４０．０〜４８．５ｍｏｌ％であり、Ｍｎの含有量はＭｎ２Ｏ３に換算して０．５〜９ｍｏｌ％である。このような非磁性体部とすることにより、還元雰囲気下で焼成した場合でも比抵抗の低下を抑制でき、これによって内部導体として安価な銅を用いることが可能になり、かつ直流重畳特性を向上させることが可能になる。
【００４４】
なお、磁性体部および非磁性体部における各主成分の含有量は、次のようにして求める。すなわち、複数（例えば、１０個以上）の積層コイル部品を、端面が立つように樹脂固めし、試料の長さ方向に沿って研磨し、長さ方向の約１／２の時点における研磨断面を得、研磨断面を洗浄する。非磁性体部は略中央位置（図３の領域Ａ）、磁性体部はコイルの内側でコイル中心軸付近の領域で、かつ非磁性層から少なくとも１００μｍ離間した位置（図３の領域Ｂ）を、それぞれ波長分散型Ｘ線分析法（ＷＤＸ法）を用いて各成分について定量分析し、複数の試料の測定結果の平均を算出することにより求められる。測定面積は、使用する分析機器によって異なり得、例えば、測定ビーム径で数十ｎｍ〜１μｍであるが、これに限定されない。
【００４５】
なお、磁性体部および非磁性体部の略中央部におけるＦｅ含有量（Ｆｅ２Ｏ３換算）、Ｍｎ含有量（Ｍｎ２Ｏ３換算）、Ｃｕ含有量（ＣｕＯ換算）、Ｚｎ含有量（ＺｎＯ換算）およびＮｉ含有量（ＮｉＯ換算）は、それぞれ、焼成前のフェライト材料および非磁性フェライト材料におけるＦｅ含有量（Ｆｅ２Ｏ３換算）、Ｍｎ含有量（Ｍｎ２Ｏ３換算）、Ｃｕ含有量（ＣｕＯ換算）、Ｚｎ含有量（ＺｎＯ換算）およびＮｉ含有量（ＮｉＯ換算）と実質的に相違ないと考えて差し支えない。
【００４６】
また、上記積層コイル部品は、磁性体部および非磁性体部ともにスピネル構造を有するので、層間剥離および、熱膨張係数の差異による焼成時のクラックの発生が抑制される。
【００４７】
以上、本発明の１つの実施形態について説明したが、本実施形態は種々の改変が可能である。
【００４８】
特に、上記実施形態では、非磁性体部は積層体の略中央部に１層設置されているのみであるが、これに限定されない。非磁性体部は、コイル状の導体部が生じる磁路を切るように設置されていればいずれの箇所に設置されていてもよく、また、１層以上設置されていてもよい。例えば、上記実施形態では、外層が磁性体層であるが、これを非磁性体層とすることもできる。また、磁性体層と非磁性体層とを交互に積層し、その間に導体層を設けてもよい。
【実施例】
【００４９】
（実施例）
・磁性体シートの作製
磁性体層を形成する磁性フェライト材料を得るため、Ｆｅ２Ｏ３：４４．０ｍｏｌ％、ＺｎＯ：２６．０ｍｏｌ％、ＣｕＯ：１．０ｍｏｌ％、Ｍｎ２Ｏ３：５．０ｍｏｌ％、ＮｉＯ：２４．０ｍｏｌ％の割合となるように秤量し、これら秤量物を純水およびＰＳＺ（Partial Stabilized Zirconia；部分安定化ジルコニア）ボールと共に塩化ビニル製のポットミルに入れ、湿式で４８時間混合粉砕し、蒸発乾燥させた後、７５０℃の温度で２時間仮焼した。【００５０】
これにより得られた仮焼粉を、エタノール（有機溶剤）およびＰＳＺボールと共に、再び塩化ビニル製のポットミルに投入し、２４時間混合粉砕し、さらにポリビニルブチラール系バインダ（有機バインダ）を加えて混合し、セラミックスラリーを得た。【００５１】
次に、ドクターブレード法を使用し、厚さが２５μｍとなるようにセラミックスラリーをシート状に成形し、これを縦５０ｍｍ、横５０ｍｍの大きさに打ち抜き、磁性体シートを作製した。【００５２】
・非磁性体シートの作製
非磁性体層を形成するフェライト材料を得るため、Ｆｅ２Ｏ３、ＺｎＯ、ＣｕＯおよびＭｎ２Ｏ３粉末を、表１の試料番号１〜１９に示す組成になるように秤量した。なお、試料番号３〜８および１１〜１７が本発明の実施例であり、試料番号１〜２、９〜１０および１８〜１９（表中、記号「*」を付して示す）は比較例である。【００５３】
【表１】
2014092114.tif 000003
【００５４】
ついで、試料番号１〜１９の各秤量物を、上記と同様に、純水およびＰＳＺボールと共に塩化ビニル製のポットミルに入れ、湿式で４８時間混合粉砕し、蒸発乾燥させた後、７５０℃の温度で２時間仮焼した。【００５５】
これにより得られた仮焼粉を、エタノール（有機溶剤）およびＰＳＺボールと共に、再び塩化ビニル製のポットミルに投入し、２４時間混合粉砕し、さらにポリビニルブチラール系バインダ（有機バインダ）を加えて混合し、セラミックスラリーを得た。【００５６】
次に、ドクターブレード法を使用し、厚さが２５μｍとなるようにセラミックスラリーをシート状に成形し、これを縦５０ｍｍ、横５０ｍｍの大きさに打ち抜き、非磁性体シートを作製した。【００５７】
・円盤状試料およびリング状試料の作製
上記で作製した非磁性体シートを、厚みが約０．５ｍｍになるように所定枚数積層し、これを６０℃に加熱し、１００ＭＰａの圧力で６０秒間加圧して、圧着した。【００５８】
これを直径が１０ｍｍの円盤状、および外径が２０ｍｍ、内径が１２ｍｍのリング状に金型で打ち抜いた。【００５９】
得られた円盤状の積層体およびリング状の積層体を、Ｃｕが酸化しない雰囲気下で４００℃に加熱して十分に脱脂した。次に、Ｎ２−Ｈ２−Ｈ２Ｏの混合ガスにより酸素分圧がＣｕ−Ｃｕ２Ｏ平衡酸素分圧（１．８×１０−２Ｐａ）に制御された焼成炉に、上記の円盤状の積層体およびリング状の積層体を投入し、９５０℃に昇温し、１〜５時間保持して焼成し、円盤状試料およびリング状試料を、試料番号１〜１９について作製した。【００６０】
・積層コイル部品の作製
レーザー加工機を使用し、上記で得られた磁性体シートおよび非磁性体シートの所定位置にビアホールを形成した後、Ｃｕ粉末、ワニス、および有機溶剤を含有したＣｕペーストを、磁性体シートおよび非磁性体シートの表面にスクリーン印刷し、かつ前記Ｃｕペーストをビアホールに充填し、コイルパターンを形成した。【００６１】
次いで、コイルパターンの形成された磁性体シートおよび非磁性体シートを、非磁性体シートが略中央になるように積層した後、これらをコイルパターンの形成されていない磁性体シートで挟持し、６０℃の温度で１００ＭＰａの圧力で１分間圧着し、圧着ブロックを作製した（図２参照）。そして、この圧着ブロックを所定のサイズに切断し、セラミック積層体を作製した。【００６２】
次に、得られたセラミック積層体を、Ｃｕが酸化しない雰囲気で４００℃に加熱して十分に脱脂した。次いで、Ｎ２−Ｈ２−Ｈ２Ｏの混合ガスにより酸素分圧がＣｕ−Ｃｕ２Ｏ平衡酸素分圧（１．８×１０−１Ｐａ）に制御された焼成炉にセラミック積層体を投入し、９５０℃に昇温し、１〜５時間保持して焼成して、部品素体（積層体）を作製した。【００６３】
次に、Ｃｕ粉、ガラスフリット、ワニス、および有機溶剤を含有した外部電極用導電ペーストを用意し、この外部電極用導電ペーストを、上記部品素体の両端に塗布して乾燥させた後、Ｃｕが酸化しない雰囲気で９００℃で焼き付けて、さらに電解めっきでＮｉ、Ｓｎめっきを順に行い、外部電極を形成して、図１に示されるような試料（積層コイル部品）を得た。【００６４】
以上により、試料（積層コイル部品）を、試料番号１〜１９について作製した。なお、各試料は、幅２．０ｍｍ、長さ２．５ｍｍ、厚み０．９ｍｍでターン数は１０．５ターンとした。【００６５】
・評価
（比抵抗の測定）
上記で作製した試料番号１〜１９の円盤状試料の各３０個について、両面にＡｇ電極を形成し、５０Ｖの直流電圧を印加して絶縁抵抗を測定し、試料寸法から比抵抗（Ω・ｃｍ）を計算した。各試料番号について、３０個の平均を求め、比抵抗ρ（Ω・ｃｍ）とした。結果を、対数標記（Ｌｏｇρ）として表２に示す。【００６６】
（透磁率の測定）
上記で作製した試料番号１〜１９のリング状試料の各１０個について、アジレント・テクノロジー社製の磁性体測定冶具（型番１６４５４Ａ−ｓ）に入れて、アジレント・テクノロジー社製のインピーダンスアナライザ（型番Ｅ４９９１Ａ）を用いて、１ＭＨｚで初透磁率（−）を測定した。各試料番号について、１０個の平均を求め、透磁率（初透磁率）μ（−）とした。結果を表２に併せて示す。【００６７】
（めっき成長の有無）
上記で作製した試料番号１〜１９の積層コイル部品の各試料１０個について、光学顕微鏡で外観を観察した。各試料番号について、１つでも外部電極から非磁性体層にめっきの成長が発生した試料を×とし、めっきの成長が見られなかった試料を○とした。結果を表２に併せて示す。【００６８】
（直流重畳特性）
試料番号５、試料番号９、および試料番号１０の各試料（積層コイル部品）５個について、ＪＩＳ規格（Ｃ２５６０−２）に準拠し、０〜１，５００ｍＡの直流電流を試料に重畳し、インダクタンスＬを周波数１ＭＨｚで測定した。各試料番号について、試料５個の平均を求め、インダクタンスＬとした。結果を図４に示す。【００６９】
【表２】
2014092114.tif 000004
【００７０】
上記表４から明らかなように、Ｍｎ含有量（Ｍｎ２Ｏ３換算）が０．５ｍｏｌ％未満の試料番号１および２の円盤状試料では比抵抗が低く、Ｌｏｇρ＝４未満となることが確認された。これは、Ｍｎ含有量が少な過ぎて、焼成時にＦｅが還元されることにより、比抵抗が低下したものと考えられる。その結果、試料番号１および２の積層コイル部品では、比抵抗の低い非磁性体部においてめっき成長が生じることが確認された。【００７１】
また、Ｍｎ含有量（Ｍｎ２Ｏ３換算）が９．０ｍｏｌ％を超える試料番号９および１０のリング状試料では、透磁率が１０および３１となり、磁性を有することが確認された。その結果、試料番号９および１０の積層コイル部品は、非磁性体部が磁性を有するので開磁路構造が形成できず、図４に示されるように、直流電流が重畳するとインダクタンスが大きく低下し、直流重畳特性に劣ることが確認された。【００７２】
一般的には、焼結フェライト中のＭｎ含有量が増えるに従いキュリー点が低下し、その結果、焼結フェライトの透磁率は低下すると考えられる。しかしながら、上記試験結果からは、意外にも、Ｍｎ含有量（Ｍｎ２Ｏ３換算）が９．０ｍｏｌ％を超えると、逆に透磁率が上昇することが確認された。【００７３】
本発明はいかなる理論によっても拘束されないが、還元雰囲気（低酸素雰囲気）でフェライト材料を焼成すると、Ｍｎが還元されるが、Ｍｎ含有量（Ｍｎ２Ｏ３換算）が９．０ｍｏｌ％を超えると、ＭｎＯの相や、異なるスピネル結晶相などの異相が析出し、これらの異相の影響によって透磁率が上昇すると考えられる。【００７４】
以上から、非磁性フェライト材料を還元雰囲気で焼成するには、Ｍｎ含有量（Ｍｎ２Ｏ３換算）を、０．５〜９．０ｍｏｌ％とすることが好ましいことが確認された。【００７５】
さらに、Ｃｕ含有量（ＣｕＯ換算）が８．０ｍｏｌ％を超える試料番号１８および１９のリング状試料では、良好な焼結性が得られず、比抵抗が低下し、Ｌｏｇρ＝４未満となることが確認された。その結果、試料番号１８および１９の積層コイル部品では、比抵抗の低い非磁性体部においてめっき成長が生じることが確認された。【００７６】
本発明はいかなる理論によっても拘束されないが、これは、Ｃｕ含有量（ＣｕＯ換算）が８．０ｍｏｌ％を超えると、異相（ＣｕＯの相）が生成され焼結性が低下しためと考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明によって得られる積層コイル部品は、例えば高周波回路および電源回路のインダクタやトランスなどとして、幅広く様々な用途に使用され得る。
【符号の説明】
【００７８】
１…積層コイル部品
２…磁性体層
３…磁性体層（外層）
４…非磁性体層
５…導体層
６ａ，６ｂ…引出し部
７…磁性体部
８…非磁性体部
９…導体部
１０…ビアホール
２０…積層体
２１…外部電極
２２…外部電極
【図１】
2014092114.tif 000005
【図２】
2014092114.tif 000006
【図３】
2014092114.tif 000007
【図４】
2014092114.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成28年6月24日(2016.6.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フェライト材料から構成される磁性体部と、非磁性フェライト材料から構成される非磁性体部と、それらの内部に埋設されたコイル状の導体部を有する積層コイル部品であって、
前記導体部が、銅を含む導体から構成され、
前記非磁性体部が、少なくともＦｅ、ＭｎおよびＺｎを含有し、さらにＣｕを含んでいてもよく、
該非磁性体部において、Ｆｅの含有量がＦｅ２Ｏ３に換算して４０．０ｍｏｌ％以上４８．５ｍｏｌ％以下であり、Ｍｎの含有量がＭｎ２Ｏ３に換算して０．５ｍｏｌ％以上９ｍｏｌ％以下であり、Ｃｕの含有量がＣｕＯに換算して８ｍｏｌ％以下である
ことを特徴とする積層コイル部品。
【請求項２】
磁性体部が、少なくともＦｅ、Ｍｎ、ＮｉおよびＺｎを含有し、さらにＣｕを含んでいてもよく、
該磁性体部において、ＣｕのＣｕＯ換算含有量が５ｍｏｌ％以下であり、
ＦｅのＦｅ２Ｏ３換算含有量が２５ｍｏｌ％以上４７ｍｏｌ％以下で、かつＭｎのＭｎ２Ｏ３換算含有量が１ｍｏｌ％以上７．５ｍｏｌ％未満であるか、ＦｅのＦｅ２Ｏ３換算含有量が３５ｍｏｌ％以上４５ｍｏｌ％以下で、かつＭｎのＭｎ２Ｏ３換算含有量が７．５ｍｏｌ％以上１０ｍｏｌ％以下である
ことを特徴とする、請求項１に記載の積層コイル部品。
【請求項３】
めっき層を有する外部電極をさらに有する、請求項１または２に記載の積層コイル部品。
【請求項４】
非磁性体部の比抵抗Ｌｏｇρが、４．２Ω・ｃｍ以上であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の積層コイル部品。
【請求項５】
フェライト材料から構成される磁性体部と、非磁性フェライト材料から構成される非磁性体部と、それらの内部に埋設されたコイル状の銅を含む導体部を有する積層コイル部品の製造方法であって、
Ｆｅの含有量がＦｅ２Ｏ３に換算して４０．０ｍｏｌ％以上４８．５ｍｏｌ％以下であり、Ｍｎの含有量がＭｎ２Ｏ３に換算して０．５ｍｏｌ％以上９ｍｏｌ％以下であり、Ｃｕの含有量がＣｕＯに換算して８ｍｏｌ％以下である非磁性フェライト材料から形成される非磁性体層と、フェライト材料から形成される磁性体層と、銅を含む導体層とを適宜積層して、コイル状の銅を含む導体部が埋設された積層体を得ること、および
得られた積層体を、Ｃｕ−Ｃｕ２Ｏ平衡酸素分圧以下の雰囲気で熱処理することにより焼成すること、
を含む製造方法。
【国際調査報告】
2014092114.tif 000009
2014092114.tif 000010
2014092114.tif 000011
2014092114.tif 000012