(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の積層された磁性体層を一体焼結させて得られた積層体を備え、前記積層体の内部には、Ａｇを含む内部導体が形成され、前記内部導体および前記磁性体層によって、複数のインダクタンス素子、またはインダクタンス素子およびキャパシタンス素子が構成されている、積層電子部品であって、
前記磁性体層は、４５〜５０モル％のＦｅ2Ｏ3、０〜３３モル％のＺｎＯおよび６〜２０モル％のＣｕＯを含むとともに、残部をＮｉＯとする、主成分と、Ｍｎとを含む組成を有し、前記組成中において、前記Ｍｎは、ＭｎＯに換算して０．０１〜２．０重量％含有する（ただし、前記組成中において、Ｌｉは含まない。）、積層電子部品。
【請求項２】
前記内部導体は、複数のインダクタンス導体を備え、前記積層体の外表面上には、複数の前記インダクタンス導体の各々の両端部にそれぞれ電気的に接続される、複数の外部端子電極が設けられている、請求項１に記載の積層電子部品。
【請求項３】
前記内部導体は、インダクタンス導体および互いに対向する少なくとも１対のコンデンサ電極を備える、請求項１または２に記載の積層電子部品。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、積層電子部品に関するもので、特に、複数の積層された磁性体層を一体焼結させて得られた積層体を備え、積層体の内部には、複数のインダクタンス素子、またはインダクタンス素子およびキャパシタンス素子が構成されている、積層電子部品に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
各種フェライト材料は、優れた電気的特性を有しているため、各種磁芯材料として、あるいは積層インダクタ等の積層電子部品を構成するための材料として用いられている。
【０００３】
特に、積層インダクタ等の積層電子部品においては、内部導体の材料として銀または銀を主成分とするものが一般に用いられているので、積層電子部品に備える積層体を構成する磁性体層は、内部導体に含まれるＡｇとの同時焼成が可能であることが求められ、そのため、磁性体層を構成するフェライト材料としては、Ａｇの融点（９６０℃）以下の温度で焼結し得るＮｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライト材料が一般に用いられている。
【０００４】
このＮｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライト材料をもって構成した複数の積層された磁性体層とＡｇを含む内部導体とを同時焼成して得られた積層インダクタ等の積層電子部品は、内部導体が磁性体で覆われていることから、漏れ磁束がなく、かつクロストークが抑制され、そのため、高密度実装に適していること、堅牢性が高いこと、等の長所を有していて、したがって、多岐にわたる分野で使用されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
近年、各種電子機器の小型軽量化、高性能化、多機能化に伴い、これら電子機器において用いられる電子部品においても、小型化、高性能化が要求されるとともに、その性能を保証するための高い信頼性が必要とされる。
【０００６】
特に、信頼性に関しては、各種電子機器が様々な環境下で使用されることを想定して、たとえば、高温、高湿中においても、その特性を維持できることが重要となってきている。
【０００７】
しかしながら、高密度実装を可能とするため、たとえば、複数のインダクタンス素子、またはインダクタンス素子およびキャパシタンス素子の双方を構成している積層電子部品のように、電位差が生じ得る構造を有する積層電子部品において、従来のフェライト材料を用いたとき、上述のような高温、高湿といった過酷な環境下で使用した場合に、内部導体のマイグレーションが生じやすくなったり、絶縁抵抗の低下がもたらされやすくなったりするといった問題に遭遇することがある。
【０００８】
そこで、この発明の目的は、上述のような問題を解決し得る積層電子部品を提供しようとすることである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明は、複数の積層された磁性体層を一体焼結させて得られた積層体を備え、この積層体の内部には、Ａｇを含む内部導体が形成され、これら内部導体および磁性体層によって、複数のインダクタンス素子、またはインダクタンス素子およびキャパシタンス素子が構成されている、積層電子部品に向けられるものであって、上述した技術的課題を解決するため、簡単に言えば、磁性体層の組成の主成分となるＮｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライトに対して特定量のＭｎを含有させたことを特徴とするものである。
【００１０】
より詳細には、磁性体層は、４５〜５０モル％のＦｅ2Ｏ3、０〜３３モル％のＺｎＯおよび６〜２０モル％のＣｕＯを含むとともに、残部をＮｉＯとする、主成分と、Ｍｎとを含む組成を有し、この組成中において、Ｍｎは、ＭｎＯに換算して０．０１〜２．０重量％含有する（ただし、前記組成中において、Ｌｉは含まない。）ことを特徴としている。
【００１２】
この発明に係る積層電子部品の具体的構造については種々の形態があり得るが、たとえば、内部導体が、複数のインダクタンス導体を備え、積層体の外表面上には、複数のインダクタンス導体の各々の両端部にそれぞれ電気的に接続される、複数の外部端子電極が設けられている、積層電子部品に適用されたり、あるいは、内部導体が、インダクタンス導体および互いに対向する少なくとも１対のコンデンサ電極を備える、積層電子部品に適用されたりすることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明の一実施形態による積層電子部品としてのインダクタアレイ１の外観を示す斜視図である。インダクタアレイ１は、積層体２を備えている。図２は、図１に示した積層体２の内部構造を示す平面図であり、積層体２を構成する複数の磁性体層３の間の特定の界面に沿う断面を表わしている。
【００１４】
積層体２は、図２に示すような複数の磁性体層３を積層し、これらを一体焼結させて得られたものである。
【００１５】
インダクタアレイ１は、複数のインダクタンス素子を構成するもので、その積層体２の内部には、内部導体としてのインダクタンス導体４、５、６および７が形成されている。これらインダクタンス導体４〜７は、積層体２の内部において、磁性体層３の間の界面に沿って、略直線状にかつ互いに平行に延びている。
【００１６】
また、積層体２の外表面上には、上述したインダクタンス導体４〜７の各々の両端部にそれぞれ電気的に接続されるように、外部端子電極８、９、１０、１１、１２、１３、１４および１５が設けられている。
【００１７】
図３は、この発明の他の実施形態による積層電子部品としてのＬＣフィルタ２１の外観を示す斜視図である。図４は、図３に示したＬＣフィルタ２１の等価回路図である。図３に示すように、ＬＣフィルタ２１は、積層体２２を備えている。図５は、積層体２２の断面図である。
【００１８】
図４に示すように、このＬＣフィルタ２１は、インダクタンス素子２３ならびに２つのキャパシタンス素子２４および２５を構成するものである。
【００１９】
積層体２２は、図５に示すように、複数の積層された磁性体層２６を一体焼結させて得られたものである。
【００２０】
積層体２２の内部には、内部導体としてのインダクタンス導体２７が形成される。インダクタンス導体２７は、図５に示すように、複数の磁性体層２６にわたって延びるように形成され、図示した導体膜と図示しないビアホール導体とが連なることによって、全体としてコイル状の形態をなしている。このインダクタンス導体２７およびこれに関連する磁性体層２６によって、前述したインダクタンス素子２３が与えられる。
【００２１】
また、積層体２２の内部には、内部導体としての少なくとも１対のコンデンサ電極２８、２９、３０および３１が形成される。これらコンデンサ電極２８〜３１ならびに関連の磁性体層２６によって、前述したキャパシタンス素子２４および２５が与えられる。
【００２２】
より詳細には、コンデンサ電極２９および３０の双方に共通してコンデンサ電極２８および３１がそれぞれ対向しており、一方のキャパシタンス素子２４は、コンデンサ電極２９とコンデンサ電極２８および３１との対向によって与えられ、他方のキャパシタンス素子２５は、コンデンサ電極３０とコンデンサ電極２８および３１との対向によって与えられる。
【００２３】
また、図３に示すように、積層体２２の外表面上であって、互いに対向する端部上には、それぞれ、外部端子電極３２および３３が設けられる。また、積層体２２の外表面上であって、互いに対向する側面の少なくとも一方の一部上には、外部端子電極３４が設けられる。この実施形態では、外部端子電極３４は、互いに対向する２つの側面上にそれぞれ設けられている。
【００２４】
前述したインダクタンス導体２７の一方端およびコンデンサ電極２９は、外部端子電極３２に電気的に接続される。また、インダクタンス導体２７の他方端およびコンデンサ電極３０は、外部端子電極３３に電気的に接続される。また、コンデンサ電極２８および３１は、ともに、外部端子電極３４に電気的に接続される。
【００２５】
このようにして、図４に示す等価回路が、ＬＣフィルタ２１によって与えられる。
【００２６】
以上のように説明したインダクタアレイ１およびＬＣフィルタ２１にそれぞれ備える積層体２および２２を構成する磁性体層３および２６において、次のような組成が採用される。
【００２７】
すなわち、磁性体層３および２６の組成は、まず、主成分として、Ｆｅ2 Ｏ3 、ＣｕＯおよびＮｉＯを含み、必要に応じて、ＺｎＯを含んでいる。より詳細には、主成分は、４５〜５０モル％のＦｅ2 Ｏ3 、０〜３３モル％（０モル％を含む。）のＺｎＯおよび６〜２０モル％のＣｕＯを含むとともに、残部をＮｉＯとしている。
【００２８】
Ｆｅ2 Ｏ3 の含有率が、４５モル％未満であると、透磁率が小さくなり、逆に、５０モル％を超えると、焼結不足を招く。なお、Ｆｅ2 Ｏ3 の含有率は、４７．５〜４９．８モル％であることがより好ましい。
【００２９】
ＺｎＯの含有率が、３３モル％を超えると、キュリー温度が１００℃以下となり、実使用温度範囲において磁気特性の低下を引き起こす。なお、ＺｎＯの含有率は、０〜３１．０モル％であることがより好ましい。
【００３０】
ＣｕＯの含有率が６モル％未満であると、焼結不足となり、逆に、２０モル％を超えると、品質係数Ｑが小さくなる。なお、ＣｕＯの含有率は、６．０〜１６．０モル％であることがより好ましい。
【００３１】
また、磁性体層３および２６の組成には、上述した主成分に加えて、Ｍｎが添加されていることを特徴としている。このＭｎは、組成中において、ＭｎＯに換算して０．０１〜２．０重量％含有するようにされる。Ｍｎの含有率がこの範囲を外れると、初期の絶縁抵抗および所定時間経過後の絶縁抵抗の低下を招いてしまう。
【００３２】
上述したインダクタアレイ１およびＬＣフィルタ２１において、内部導体としてのインダクタンス導体４〜７および２７ならびにコンデンサ電極２８〜３１のための導電成分としては、ＡｇまたはＡｇを主成分とするものが有利に用いられる。
【００３３】
このように、インダクタンス導体４〜７および２７ならびにコンデンサ電極２８〜３１においてＡｇを用いる場合、これらとの同時焼成を可能とするため、積層体２および２２を得るための焼成工程において、その温度は、通常、８５０〜９５０℃程度に設定される。そのため、磁性体層３および２６は、このような焼成温度において、十分な焼結性が得られる組成でなければ、所望の磁気特性が得られず、また、信頼性を低下させてしまう。
【００３４】
これに関して、磁性体層３および２６の組成を前述のように選ぶことにより、たとえば８５０〜９５０℃といった焼成温度であっても、良好な焼結性が得られ、また、インダクタンス導体４〜７および２７ならびにコンデンサ電極２８〜３１に含まれるＡｇのマイグレーションを生じにくくすることができる。
【００３５】
そのため、初期および所定の時間の経過後において、図１および図２に示したインダクタアレイ１にあっては、複数のインダクタンス導体４〜７間での絶縁抵抗、図３ないし図５に示したＬＣフィルタ２１にあっては、インダクタンス導体２７とコンデンサ電極２８〜３１との間ならびにコンデンサ電極２８〜３１相互間での絶縁抵抗を高く保つことができ、インダクタアレイ１およびＬＣフィルタ２１の信頼性を高めることができる。
【００３６】
なお、この発明は、図示したインダクタアレイ１またはＬＣフィルタ２１のような積層電子部品に限らず、複数の積層された磁性体層を一体焼結させて得られた積層体を備え、この積層体の内部に、内部導体が形成され、内部導体および磁性体層によって、複数のインダクタンス素子、またはインダクタンス素子およびキャパシタンス素子が構成されている、積層電子部品であれば、どのような構造の積層電子部品に対しても適用することができる。
【００３７】
以下に、この発明による効果を確認するために実施した実験例について説明する。
【００３８】
【実験例】
１．試料の作製
主成分としてのＦｅ2 Ｏ3 、ＺｎＯ、ＣｕＯおよびＮｉＯの各酸化物原料粉末を秤量したものに、ＭｎＯ粉末を添加し、ボールミルにて２０時間の湿式混合を行ない、乾燥後、７５０℃で仮焼成を行なった。次いで、この仮焼材をボールミルにて２４時間湿式粉砕し、バインダを加えてスラリー化し、ドクターブレード法によりフェライトグリーンシートを作製した。
【００３９】
次に、このフェライトグリーンシートを用いて、図１および図２に示すインダクタアレイ１と実質的に同様の構造を有するインダクタアレイ、および通常の積層コンデンサをそれぞれ作製した。
【００４０】
すなわち、インダクタアレイにあっては、Ａｇを導電成分とする複数のインダクタンス導体を、フェライトグリーンシート上に印刷により形成し、このフェライトグリーンシート上に、インダクタンス導体を形成していないフェライトグリーンシートを積層し、圧着することによって、生の積層体を作製した。次いで、この生の積層体を、所定の大きさにカットした後、９２０℃で２時間焼成し、それによって焼結後の積層体を得た。次いで、この積層体の外表面上に外部端子電極を形成し、それによって複数のインダクタンス素子を有するインダクタアレイを作製した。
【００４１】
他方、積層コンデンサにあっては、複数のフェライトグリーンシートの各々上に、Ａｇを導電成分とするコンデンサ電極を印刷により形成し、これらを積層するとともに、その上下に、コンデンサ電極を形成していないフェライトグリーンシートを積層し、これらを圧着することによって、生の成形体を作製した。次いで、この生の積層体を所定の大きさにカットし、９２０℃で２時間焼成することによって、焼結後の積層体を得た。次いで、この積層体の外表面上に、外部端子電極を形成し、試料となる積層コンデンサを作製した。
【００４２】
２．信頼性試験
上述した各試料に係るインダクタアレイおよび積層コンデンサの各々について、耐湿負荷試験（温度８５℃；相対湿度８５％；印加電界強度２ｋＶ／ｍｍ）、および高温負荷試験（温度１２５℃；印加電界強度２ｋＶ／ｍｍ）を実施し、０〜２０００時間の間のいくつかの時点での絶縁抵抗を求めた。
【００４３】
なお、インダクタアレイについては、隣り合う２つのインダクタンス導体の間に上述した電界を印加し、また、積層コンデンサについては、対向するコンデンサ電極間に上述した電界を印加した。また、絶縁抵抗については、上述のように電界が印加されたインダクタンス導体間またはコンデンサ電極間についての絶縁抵抗を、同一の電界を印加しながら測定した。
【００４４】
３．実験例１
前述したフェライトグリーンシートに含まれる磁性体材料として、主成分が、４９．０モル％のＦｅ2 Ｏ3 と２９．０モル％のＺｎＯと９．０モル％のＣｕＯと１３モル％のＮｉＯとからなり、かつＭｎＯを０．００５〜３．０重量％の範囲の含有率をもって含有させた種々の組成のものを用いた。
【００４５】
（実施例１〜６ならびに比較例１および２）
インダクタアレイに係る各試料について、耐湿負荷試験による絶縁抵抗の評価結果を表１に、高温負荷試験による絶縁抵抗の評価結果を表２にそれぞれ示している。
【００４６】
【表１】
0003758464.tif 000002
【００４７】
【表２】
0003758464.tif 000003
【００４８】
表１および表２からわかるように、ＭｎＯの含有率が０．０１〜２．０重量％の範囲内にある実施例１〜６によれば、高温多湿下での絶縁抵抗の低下が抑制され、そのため、絶縁信頼性に優れたインダクタアレイを得ることができる。
【００４９】
（実施例７〜１２ならびに比較例３および４）
積層コンデンサに係る各試料について、耐湿負荷試験による絶縁抵抗の評価結果を表３に、高温負荷試験による絶縁抵抗の評価結果を表４にそれぞれ示している。
【００５０】
【表３】
0003758464.tif 000004
【００５１】
【表４】
0003758464.tif 000005
【００５２】
表３および表４からわかるように、ＭｎＯの含有率が０．０１〜２．０重量％の範囲内にある実施例７〜１２によれば、高温多湿下での絶縁抵抗の低下が抑制され、そのため、絶縁信頼性に優れた積層コンデンサを得ることができる。
【００５３】
４．実験例２
前述したフェライトグリーンシートに含まれる磁性体材料として、主成分が、４７．０モル％のＦｅ2 Ｏ3 と１２．０モル％のＺｎＯと１２．０モル％のＣｕＯと２９モル％のＮｉＯとからなり、かつＭｎＯを０．００５〜３．０重量％の範囲の含有率をもって含有させた種々の組成のものを用いた。
【００５４】
（実施例１３〜１８ならびに比較例５および６）
インダクタアレイに係る各試料について、耐湿負荷試験による絶縁抵抗の評価結果を表５に、高温負荷試験による絶縁抵抗の評価結果を表６にそれぞれ示している。
【００５５】
【表５】
0003758464.tif 000006
【００５６】
【表６】
0003758464.tif 000007
【００５７】
表５および表６からわかるように、ＭｎＯの含有率が０．０１〜２．０重量％の範囲内にある実施例１３〜１８によれば、高温多湿下での絶縁抵抗の低下が抑制され、そのため、絶縁信頼性に優れたインダクタアレイを得ることができる。
【００５８】
（実施例１９〜２４ならびに比較例７および８）
積層コンデンサに係る各試料について、耐湿負荷試験による絶縁抵抗の評価結果を表７に、高温負荷試験による絶縁抵抗の評価結果を表８にそれぞれ示している。
【００５９】
【表７】
0003758464.tif 000008
【００６０】
【表８】
0003758464.tif 000009
【００６１】
表７および表８からわかるように、ＭｎＯの含有率が０．０１〜２．０重量％の範囲内にある実施例１９〜２４によれば、高温多湿下での絶縁抵抗の低下が抑制され、そのため、絶縁信頼性に優れた積層コンデンサを得ることができる。
【００６２】
なお、上述した実験例では、インダクタンス素子とキャパシタンス素子との間での絶縁抵抗の低下については評価しなかったが、この実験例における複数のインダクタンス導体の間での絶縁抵抗または複数のコンデンサ電極の間での絶縁抵抗の場合と実質的に同様の評価結果が得られることは容易に理解できるところである。
【００６３】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、磁性体層の組成において、Ｍｎを、ＭｎＯに換算して０．０１〜２．０重量％含有させているので、内部導体においてＡｇが用いられても、そのマイグレーションが生じにくく、また、Ａｇを含む内部導体との同時焼成を可能とする焼成温度によっても、良好な焼結状態が得られ、その結果、高温かつ高湿下での信頼性に優れた、積層電子部品を得ることができる。
【００６４】
したがって、この発明は、複数のインダクタンス素子を備える積層電子部品、たとえば、内部導体が、複数のインダクタンス導体を備え、積層体の外表面上に、複数のインダクタンス導体の各々の両端部にそれぞれ電気的に接続される複数の外部端子電極が設けられている、積層電子部品に対して、あるいは、インダクタンス素子およびキャパシタンス素子が構成されている積層電子部品、たとえば、内部導体がインダクタンス導体および互いに対向する少なくとも１対のコンデンサ電極を備える、積層電子部品に対して、有利に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態による積層電子部品としてのインダクタアレイ１の外観を示す斜視図である。
【図２】図１に示したインダクタアレイ１に備える積層体２の内部構造を示す平面図であり、積層体２を構成する複数の磁性体層３の間の特定の界面に沿う断面を表わしている。
【図３】この発明の他の実施形態による積層電子部品としてのＬＣフィルタ２１の外観を示す斜視図である。
【図４】図３に示したＬＣフィルタ２１の等価回路図である。
【図５】図３に示したＬＣフィルタ２１に備える積層体２２の断面図である。
【符号の説明】
１  インダクタアレイ
２，２２  積層体
３，２６  磁性体層
４〜７，２７  インダクタンス導体
８〜１５，３２〜３４  外部端子電極
２１  ＬＣフィルタ
２３  インダクタンス素子
２４，２５  キャパシタンス素子
２８〜３１  コンデンサ電極
【図１】
0003758464.tif 000010
【図２】
0003758464.tif 000011
【図３】
0003758464.tif 000012
【図４】
0003758464.tif 000013
【図５】
0003758464.tif 000014