(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｙ型六方晶フェライトで８０％以上占有されてなる磁性酸化物焼結体であって、
該磁性酸化物焼結体は、主成分として酸化コバルトをＣｏＯ換算で３〜１５モル％、酸化銅をＣｕＯ換算で５．５〜１７モル％、酸化鉄をＦｅ2Ｏ3換算で５７〜６１モル％、残部をＡＯ（ＡＯは、ＢａＯまたはＳｒＯの少なくとも１種）として含み、
副成分として酸化ビスマス（Ｂｉ2Ｏ3）を０．５〜７ｗｔ％を含有し、
５００ＭＨｚおよび２ＧＨｚの周波数における透磁率が２．０以上の物性を備えてなることを特徴とする磁性酸化物焼結体。
【請求項２】
前記磁性酸化物焼結体の製造における仮焼温度が８５０℃〜１０００℃である請求項１に記載の磁性酸化物焼結体。
【請求項３】
磁性酸化物焼結体中に導電体が埋設された構造を備える高周波回路部品であって、
前記磁性酸化物焼結体は、Ｙ型六方晶フェライトで８０％以上占有され、かつ、
該磁性酸化物焼結体は、主成分として酸化コバルトをＣｏＯ換算で３〜１５モル％、酸化銅をＣｕＯ換算で５．５〜１７モル％、酸化鉄をＦｅ2Ｏ3換算で５７〜６１モル％、残部をＡＯ（ＡＯは、ＢａＯまたはＳｒＯの少なくとも１種）として含み、
副成分として酸化ビスマス（Ｂｉ2Ｏ3）を０．５〜７ｗｔ％を含有し、
５００ＭＨｚおよび２ＧＨｚの周波数における透磁率が２．０以上の物性を備えてなることを特徴とする高周波回路部品。
【請求項４】
前記磁性酸化物焼結体の製造における仮焼温度が８５０℃〜１０００℃である請求項３に記載の高周波回路部品。
【請求項５】
前記導電体が銀（Ａｇ）を主成分とする請求項３または請求項４に記載の高周波回路部品。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高周波回路部品用に使用される磁性酸化物焼結体およびそれを用いた高周波回路部品に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子機器の小型化や高周波化に伴い、高周波帯域において高いインダクタンス、インピーダンスを持つ電子部品の需要が高まっている。小型で高いインダクタンス、インピーダンスを得るためには、いわゆる印刷工法やシート工法によって磁性体中に導電体を内蔵した積層構造のコイルを作製することが望ましい。
積層構造とすることでコイルの巻数を多くすることができ、構造も閉磁路となるため高いインダクタンス、インピーダンスが得られる。
【０００３】
焼結体に内蔵される導電体材料としては、電気抵抗率、融点、コストなどの点を考慮して一般に銀（Ａｇ）が多く用いられている。銀の融点は１０００℃以下であるため，積層構造用の磁性体材料としては、従来より一般に、９００℃の焼成でも高い焼結密度が得られるＮｉＺｎ系フェライトが用いられてきた。
【０００４】
しかしながら、ＮｉＺｎ系フェライトは磁気異方性が低いために数百ＭＨｚの周波数で自然共鳴を起こしてしまい、ＧＨｚの周波数帯域で使用することができなかった。
【０００５】
高周波仕様として、非磁性体を用いた空心コイルが用いられることもあるが、非磁性体を用いると高いインダクタンスやインピーダンスを得ることが困難になる。
【０００６】
この一方で六方晶フェライトは、六角板状結晶の面内方向とこの面に垂直な方向とでは磁気的異方性が異なっているため、自然共鳴を起こしにくく、ＧＨｚの周波数帯域まで高い透磁率を持つという特徴をもっている。しかしながら、このものは、所望の焼結密度や磁気特性を得るためには焼成温度を高くする必要がある。
【０００７】
これまで生成温度の高い六方晶フェライトにおいて、低融点酸化物を用いることでＡｇの融点以下で焼成するという試みもなされているが、軟磁性相生成率が低く、六方晶フェライトの磁気特性を十分に発揮することは困難であった。
【０００８】
本願に関連する類似の先行技術の一つに特開平９−１６７７０３号公報がある。当該公報では、Ｚ型六方晶フェライト（Ｂａ，Ｓｒ，Ｐｂ）3（Ｃｏ1-xＣｕx）2Ｆｅ24Ｏ42を中心に検討がなされ、低温焼成を試みるためにＶ2Ｏ5，ＣｕＯ，Ｂｉ2Ｏ3，ＭｏＯ3，ＷＯ3，ＰｂＯの添加を行っている。
【０００９】
また、当該公報においては主要相が、Ｍ型、Ｙ型、Ｗ型、Ｘ型、Ｕ型の六方晶フェライトの低温焼成についても報告がなされている。特に、具体的な実施例で開示されている主要相をＹ型とするもの、すなわち（Ｂａ）2（Ｃｏ1-XＣｕx）2Ｆｅ12Ｏ22については、Ｙ型六方晶フェライトの占有率の記載がなく、不明であるものの、仮焼温度が７００℃と極めて低いために占有率はたかだか５０％程度、添加物を加えればその占有率はさらに低下し、本願のごとく８０％を超えるものではないと言える。そのため、得られる磁気特性は決して満足のいくものではない。すなわち、当該公報における組成および物質の添加は、低温焼結を可能にするが、仮焼き温度の検討が十分になされておらず、焼結後における軟磁性相の生成率が低いために焼成後の磁気特性を十分に発揮することができない。そのため、高いインダクタンスやインピーダンスを得ることが困難であるという問題があると言える。
【００１０】
また、当該公報におけるＣｕＯの含有量も本願と比べて少なく、添加物の効果を考慮したとしても９００℃程度の焼成でＹ型六方晶フェライトの生成率を高めて、高い特性を得ることができないという問題があった。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
このような実状のもとに本発明は創案されたものであり、その目的は、上記の課題を解決し、数百ＭＨｚ〜ＧＨｚといった高周波帯域まで磁気特性が良好で使用可能であり、かつＹ型六方晶フェライト以外の異相をできるだけ含まず１０００℃以下特に、９００℃付近で焼成可能である磁性酸化物焼結体およびこれを用いた高周波回路部品を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決するために、本発明は、Ｙ型六方晶フェライトで８０％以上占有されてなる磁性酸化物焼結体であって、該磁性酸化物焼結体は、主成分として酸化コバルトをＣｏＯ換算で３〜１５モル％、酸化銅をＣｕＯ換算で５．５〜１７モル％、酸化鉄をＦｅ2Ｏ3換算で５７〜６１モル％、残部をＡＯ（ＡＯは、ＢａＯまたはＳｒＯの少なくとも１種）として含み、副成分として酸化ビスマス（Ｂｉ2Ｏ3）を０．５〜７ｗｔ％を含有し、５００ＭＨｚおよび２ＧＨｚの周波数における透磁率が２．０以上の物性を備えてなるように構成される。
【００１３】
また、本発明は、磁性酸化物焼結体中に導電体が埋設された構造を備える高周波回路部品であって、前記磁性酸化物焼結体は、Ｙ型六方晶フェライトで８０％以上占有され、かつ、該磁性酸化物焼結体は、主成分として酸化コバルトをＣｏＯ換算で３〜１５モル％、酸化銅をＣｕＯ換算で５．５〜１７モル％、酸化鉄をＦｅ2Ｏ3換算で５７〜６１モル％、残部をＡＯ（ＡＯは、ＢａＯまたはＳｒＯの少なくとも１種）として含み、副成分として酸化ビスマス（Ｂｉ2Ｏ3）を０．５〜７ｗｔ％を含有し、５００ＭＨｚおよび２ＧＨｚの周波数における透磁率が２．０以上の物性を備えてなるように構成される。
【００１４】
また、本発明の好ましい態様として、前記磁性酸化物焼結体の製造における仮焼温度は、８５０℃〜１０００℃として構成される。
【００１５】
また、本発明の高周波回路部品の好ましい態様として、前記導電体は、銀（Ａｇ）を主成分としてなるように構成される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の磁性酸化物焼結体について詳細に説明する。
【００１７】
本発明の磁性酸化物焼結体はセラミック焼結体であるために通常のセラミック作製プロセスで製造することができる。
【００１８】
本発明の磁性酸化物焼結体は、主成分として酸化コバルトをＣｏＯ換算で３〜１５モル％（好ましくは、５〜１０モル％）、酸化銅をＣｕＯ換算で５．５〜１７モル％（好ましくは、１０〜１５モル％）、酸化鉄をＦｅ2Ｏ3換算で５７〜６１モル％（好ましくは、５９〜６０モル％）、残部をＡＯ（ＡＯは、ＢａＯまたはＳｒＯの少なくとも１種）として含んでいる。ＡＯの形態は、ＢａＯあるいはＳｒＯの単独形態、またはＢａＯとＳｒＯの混在形態である。
【００１９】
また、本発明の磁性酸化物焼結体は、副成分として酸化ビスマスＢｉ2Ｏ3を０．５〜７ｗｔ％（好ましくは０．６〜５ｗｔ％）、含有している。
【００２０】
このような酸化ビスマスＢｉ2Ｏ3は、後述する実施例からもわかるように添加時に当該酸化物の形態で混入され、焼結後も一般に当該酸化物の形態で残存する。
上記主成分の含有割合において、ＣｏＯが３モル％未満となると、例えば２ＧＨｚにおける透磁率が低下する（例えば２．０未満）という不都合が生じる傾向にあり、ＣｏＯが１５モル％を超えると、例えば５００ＭＨｚにおける透磁率が低下する（例えば２．０未満）という不都合が生じる傾向にある。
【００２１】
また、ＣｕＯが５．５モル％未満となると、仮焼き温度が１０００℃を超えるという不都合が生じる傾向にあり、ＣｕＯが１７モル％を超えると、透磁率が低下する（例えば２．０未満）という不都合が生じる傾向にある。
【００２２】
また、Ｆｅ2Ｏ3が５７モル％未満となったり、Ｆｅ2Ｏ3が６１モル％を超えたりすると透磁率が低下するという不都合が生じる傾向にある。
【００２３】
上記の副成分の含有割合において、上記Ｂｉ2Ｏ3の含有量が０．５ｗｔ％未満となると、１０００℃以下の焼成で理論密度の９０％以上が得られなくなるという不都合が生じる傾向にあり、上記Ｂｉ2Ｏ3の含有量が７ｗｔ％を超えると、透磁率が低下するという不都合が生じる傾向にある。
【００２４】
このようなＢｉ2Ｏ3副成分の添加は、特に、上記のＣｕＯ量の含有と相俟って低温焼結を顕著に実現させることができる。磁気特性向上の相乗効果もある。焼成温度が低くなると、安価で電気抵抗の低いＡｇのような低融点の電極材料を内蔵した形で同時焼成し、電極一体型の閉磁路構成の素子を容易に製造できる。このようにして製造された素子は、例えば、小型でかつ高いＱ値を持つインダクタ、あるいは小型で高周波帯の特に特定周波数でのインピーダンスが大きいノイズフィルター等の高周波素子（高周波回路部品）として利用される。
【００２５】
さらに本発明における磁性酸化物焼結体は、その８０％以上、特に好ましくは、９０％以上がＹ型六方晶フェライトで形成されている。ここに言う「％」は、エックス線回折強度のメインピーク比から算出したものである。
【００２６】
Ｙ型六方晶フェライトの占有割合が８０％未満となると、高周波において高い透磁率を得ることができくなるという不都合が生じる。これにより、高いインダクタンスやインピーダンスを持つ高周波回路部品を得ることが困難となる。
【００２７】
銀（Ａｇ）のような低融点電極材料と同時焼成する場合、本焼成温度が低くなるため、焼結後のＹ型六方晶フェライトを８０％以上とするためには、仮焼時にＹ型六方晶フェライトを８０％以上生成しておく必要がある。組成によって異なるが、８５０℃付近からＢａＦｅ12Ｏ19およびＢａＦｅ2Ｏ4の分解が始まり、Ｙ型六方晶フェライトの生成が始まる。
【００２８】
しかしながら、ＢａＦｅ12Ｏ19およびＢａＦｅ2Ｏ4の分解が十分に進まなければＹ型六方晶フェライトの生成が進まない。従って、Ｙ型六方晶フェライトを８０％以上とするために、仮焼温度を８５０℃以上、特に、８５０〜１０００℃とする必要がある。さらに、ＣｕＯ量を５．５〜１７モル％含有させることが必要となる。仮焼温度が８５０℃未満となったり、ＣｕＯ量が上記の範囲を外れると、８０％を超えるＹ型六方晶フェライトの生成が困難となる。また、仮焼き温度が１０００℃を超えて高くなり過ぎると、細かい粉砕粉が得られなくなってしまう。細かい粉砕粉の作製は、低温焼成には極めて重要な技術である。
【００２９】
このような観点から、上述のごとく仮焼温度を８５０〜１０００℃において、Ｙ型六方晶フェライトの生成率を高くするためには、主成分としての前記ＣｕＯ量を５．５〜１７モル％含有させることが必要となる。
【００３０】
このような本発明における磁性酸化焼結体は、磁性酸化物焼結体中に導電体が埋設された構造を備える高周波回路部品、例えば、インピーダ、インダクタとして用いられる。
【００３１】
【実施例】
以下、具体的実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明する。
【００３２】
[実験例Ｉ]
（実施例サンプルおよび比較例サンプルの作製）
焼結後の組成が下記表１に示すような組成となるように各原料を秤量し、鋼鉄製ボールミルで１５時間湿式混合した。次に、この混合粉を大気中、表１に記載された温度で２時間仮焼きした。次いで、表１に示されるごとく副成分としてＢｉ2Ｏ3を所定量添加した後、鉄鋼製ボールミルで１５時間粉砕した。
【００３３】
このようにして得られた六方晶フェライト粉を造粒して、１００ＭＰａの圧力で所望の形状に成形した。
【００３４】
この成形体を大気中、表１に示される焼成温度で２時間焼結した。六方晶フェライト焼結体の組成は下記表１に示すとおりであり、これらの各サンプルについて、密度、並びに２５℃における周波数５００ＭＨｚおよび２ＧＨｚの透磁率をそれぞれ測定して表１に示した。透磁率は周波数５００ＭＨｚおよび２ＧＨｚの周波数において、それぞれ２．０以上の値を目標としている。
【００３５】
なお、Ｙ型六方晶フェライトによる占有率は、焼結体の粉砕粉を用いて、Ｘ線回折ピークの強度比より算出した。
【００３６】
【表１】
0004074437.tif 000002
【００３７】
[実験例II]
次に、本発明の磁性体を用いてインピーダンス素子を作製した。すなわち、焼結後の組成が上記表１の実施例７サンプルに示されるような組成となるように各原料を秤量し、鋼鉄製ボールミルで１５時間湿式混合した。次に、この混合粉を大気中、９５０℃で２時間仮焼きした。次いで、副成分としてＢｉ2Ｏ3を５ｗｔ％添加した後、鉄鋼製ボールミルで１５時間粉砕した。
【００３８】
この仮焼き粉末に有機バインダーを混合し、ドクターブレード法により均一なグリーンシートを形成した。
【００３９】
比較のためにＮｉＣｕＺｎ系スピネルフェライト粉末（ＮｉＯ＝４５モル％、ＣｕＯ＝５モル％、ＺｎＯ＝１．５モル％、Ｆｅ2Ｏ3＝４８モル％、ＣｏＯ＝０．５モル％）を用いて作製したグリーンシートも準備した。
【００４０】
この一方で、銀を混合してなる導電性ペーストを用意し、先のグリーンシート上にコイルをスパイラル状となるように積層した。厚み方向に圧力を加えて圧着し、磁性体に電極がサンドイッチされたグリーンシート積層体を作製した。これを９３０℃で２時間焼成した。得られた焼結体の側面の内部導電体の位置に銀ペーストを塗布し、外部電極を焼き付け、図１に概略的に示されるインピーダンス素子（高周波回路部品）とした。なお、図１は素子内部構造の理解を容易にするためにモデル図として描かれている。図１において、符号１１はインナーコンダクタ（Ａｇコイル）であり、符号１０はターミナルコンダクタであり、符号２０はフェライトを示している。
【００４１】
このようにして得られたインピーダンス素子のインピーダンスおよび透磁率を周波数２ＧＨｚで測定したところ、従来のＮｉＣｕＺｎ系スピネルフェライトではインピーダンスが１３５Ω（透磁率は１．２）であったのに対して、本発明のものではインピーダンスが２０８Ω（透磁率は３．７）と約５４％以上改善されていた。
【００４２】
【発明の効果】
上記の結果より本発明の効果は明らかである。すなわち、本発明は、Ｙ型六方晶フェライトで８０％以上占有されてなる磁性酸化物焼結体であって、該磁性酸化物焼結体は、主成分として酸化コバルトをＣｏＯ換算で３〜１５モル％、酸化銅をＣｕＯ換算で５．５〜１７モル％、酸化鉄をＦｅ2Ｏ3換算で５７〜６１モル％、残部をＡＯ（ＡＯは、ＢａＯまたはＳｒＯの少なくとも１種）として含み、副成分として酸化ビスマス（Ｂｉ2Ｏ3）を０．５〜７ｗｔ％を含有してなるように構成されているので、数百ＭＨｚ〜ＧＨｚといった高周波帯域まで磁気特性が良好で使用可能であり、かつＹ型六方晶フェライト以外の異相をできるだけ含まず１０００℃以下特に、９００℃付近で焼成可能である磁性酸化物焼結体およびこれを用いた高周波回路部品を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例で用いたインダクタンス素子（高周波回路部品）の概略図面である。
【符号の説明】
１０…ターミナルコンダクタ
１１…インナーコンダクタ
２０…フェライト
【図１】
0004074437.tif 000003