專利名稱：：低損耗鐵氧體及使用它的電子部件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及在高頻帶為低損耗、在應(yīng)力下特性變動也很少的可以低溫?zé)Y(jié)的鐵氧體，以及用其構(gòu)成電感器(inductor)的電子部件。
背景技術(shù)：
：各種移動型電子設(shè)備(移動電話、移動信息終端PDA、筆記本型個人電腦、DVD播放器、CD播放器、MD播放器、數(shù)碼相機(jī)、數(shù)碼攝像機(jī)等)，具有多個DC/DC轉(zhuǎn)換器(converter)作為將內(nèi)置電池的電壓轉(zhuǎn)換為工作電壓的電力轉(zhuǎn)換裝置。例如在筆記本型個人電腦中，DC/DC轉(zhuǎn)換器配置在DSP(DigitaSignalProcessor)、MPU(MicroProcessingUnit)等的傍邊。作為DC/DC轉(zhuǎn)換器的一個例子，圖16表示了一種降壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器，其是在印刷電路板上，作為分立電路(discretecircuit)配置輸入電容器(condenser)Cin、輸出電容器Cout、輸出電感器Lout及包括開關(guān)元件和控制電路的半導(dǎo)體集成電路IC而構(gòu)成。基于來自控制電路的控制信號切換開關(guān)元件，由此能夠從直流輸入電壓Vin得到由Vout=Ton/(Ton+Toff)XVin(其中，Ton表示開關(guān)元件ON的時(shí)間，Toff表示OFF的時(shí)間)表示的輸出電壓Vout。即使輸入電壓Vin變動，通過調(diào)整Ton和Toff的比率，仍能夠得到穩(wěn)定的輸出電壓Vout。由進(jìn)行電流能量的蓄積和釋放的輸出電感器Lout、和進(jìn)行電壓能量的蓄積和釋放的輸出電容器Cout構(gòu)成的LC電路，作為用于輸出直流電壓的濾波電路(平滑電路)發(fā)揮作用。作為輸出電感器Lout現(xiàn)在被廣泛使用的是，如圖18及19所示的這種在磁芯220上巻繞有導(dǎo)線230的繞線型。在磁芯220中，使用的是可以直接繞線的Ni-Zn系鐵氧體、Ni-Cu-Zn系鐵氧體等高阻抗的鐵氧體。構(gòu)成DSP和MPU的LSI(LargeScaleIntegration)的工作電壓，為了實(shí)現(xiàn)電池的長壽命化而正在日益降低，其被降至2.5V，甚至1.8V。由于這樣的工作電壓的降低，與DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出電壓的變動(擾動)相對應(yīng)的LSI側(cè)的電壓容限(margin)減少，容易受到噪聲的影響。為了抑制波動，DC/DC轉(zhuǎn)換器的切換頻率從現(xiàn)有的500kHz提高到1MHz以上，設(shè)計(jì)達(dá)到520MHz的IC。對應(yīng)切換的高頻化，輸出電感器Lout所要求的電感(inductance)降低，因此電感器的小型化成為可能，能夠使電源回路小型化。但是，切換的高頻化因在開關(guān)元件和電感器上發(fā)生的損耗而成為轉(zhuǎn)換效率降低的要因。電感器造成的電力損失，在低頻下是導(dǎo)體線路的直流阻抗和輸出電流為支配性的，但在高頻下卻不能忽視交流阻抗(導(dǎo)體線路的交流阻抗和鐵氧體的磁芯損耗)。因此，為了使超過5MHz的高頻，特別是在lOMHz左右切換的DC/DC轉(zhuǎn)換器高效率地工作，構(gòu)成電感器的鐵氧體的磁芯損耗降低成為重要的課題。鐵氧體的磁芯損耗取決于磁滯損耗、渦流損耗和殘留損耗。這些損耗己知依賴于鐵氧體的矯頑磁力、飽和磁化、磁疇壁共振等的磁力特性和晶粒直徑、比阻抗等。對于電感器還要求對應(yīng)力穩(wěn)定性(對于應(yīng)力，電感的變動小，損耗的增加少的性質(zhì))。應(yīng)力由于如下原因而產(chǎn)生與印刷電路板的線膨脹系數(shù)差、印刷電路板的變形、用樹脂密封電感器時(shí)的樹脂的硬化、積層電感器的情況下同時(shí)燒結(jié)的內(nèi)部導(dǎo)體和鐵氧體的收縮差、外部端子所形成的鍍敷皮膜等。此外，DC/DC轉(zhuǎn)換器被曝露在半導(dǎo)體集成電路IC等的熱量之下，因此就要求其中所使用的電感器在使用溫度下發(fā)揮出穩(wěn)定的特性(電感隨溫度的變動小)。作為對應(yīng)力穩(wěn)定性及溫度特性得到了改善的鐵氧體，特開平0.5-326243號公開有一種Ni-Cu-Zn系鐵氧體，其主成分含有46.549.5mol。/o的Fe203、5.012.0mol。/。的CuO和2.030.0mol。/o的ZnO，余量由NiO構(gòu)成，相對于該主成分100質(zhì)量°/。而添加有如下的副成分0.050.6質(zhì)量°/。的Co304、0.52質(zhì)量％的Bb03及合計(jì)0.12質(zhì)量％的Si02和Sn02。但是，該Ni-Cu-Zn系鐵氧體雖然含有Sn02和Co304，卻因?yàn)榇罅亢腥埸c(diǎn)為82(TC的Bb03達(dá)0.52質(zhì)量°/。作為燒結(jié)助劑，所以具有3pm以上的平均晶粒直徑，在高頻下的磁芯損耗及其相對溫度系數(shù)a^大。特開2002-255637號公開有一種磁性氧化物陶瓷，其主成分含有45.049.5mol。/o的Fe203、1.030.0molo/o的ZnO和8.012.0molo/o的CuO，以及余量NiO，且相對于該主成分100質(zhì)量％，將Sn氧化物換算為Sn02而含有1.53.0重量部、將Co氧化物換算為0)304而含有0.020.20重量部、將Bi氧化物換算為Bi2O3而含有0.45重量部以下。然而，不僅一25"+85X:間的起始磁導(dǎo)率的溫度系數(shù)大至土550ppm/t:，而且，因?yàn)閷n氧化物換算為Sn02大量含有達(dá)1.5重量部以上，所以存在高頻下的磁芯損耗大這樣的問題。
發(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明的目的在于，提供一種可在比Ag的熔點(diǎn)低的溫度下進(jìn)行燒結(jié)而在10Mhz的高頻下也為低損耗且在應(yīng)力下特性變動也少的鐵氧體，以及使用該鐵氧體的電子部件。本發(fā)明的低損耗鐵氧體，其中，作為主成分，含有46.549.5mol。/。的Fe203;1726mol。/o的ZnO;412mol。/。的CuO;0.2mol。/。以上且低于1.2mol"/。的CoO和余量NiO，并相對于所述主成分100質(zhì)量％，含有以Sn02換算為0.031.4質(zhì)量°/。的Sn，且平均晶粒直徑為0.72.5nm。本發(fā)明的低損耗鐵氧體，優(yōu)選相對于所述主成分100質(zhì)量％，還含有以￥205換算為0.2質(zhì)量％以下的V和/或以Mii304換算為1質(zhì)量％以下的Mn。更優(yōu)選V的含量以￥205換算低于0,1質(zhì)量％。本發(fā)明的低損耗鐵氧體，在10MHz的頻率和20mT的工作磁通密度Bm下，具有5000kW/n^的以下磁芯損耗。另外本發(fā)明的低損耗鐵氧體，在12(TC的4000A/m的磁場下具有290mT以上的飽和磁通密度。在本發(fā)明的低損耗鐵氧體中，一4(TC+2(TC下的起始磁導(dǎo)率的相對溫度系數(shù)amrl和+2(TC+80'C下的起始磁導(dǎo)率m2的相對溫度系數(shù)叫12均為正值，優(yōu)選為+35ppm以下。本發(fā)明的電子部件，其中，具有由上述低損耗鐵氧體構(gòu)成的磁芯，和巻繞在所述磁芯上的線圈。本發(fā)明的一個實(shí)施方式的電子部件，通過將由上述低損耗鐵氧體構(gòu)成的多個層的積層體、與形成于所述積層體內(nèi)的線圈狀電極進(jìn)行一體燒結(jié)而成。本發(fā)明的另一實(shí)施方式的電子部件，通過將積層體和形成于所述積層體內(nèi)的線圈狀電極進(jìn)行一體燒結(jié)而成，該積層體由低損耗鐵氧體形成的多個層及至少1個非磁性層構(gòu)成，該低損耗鐵氧體是:作為主成分含有Fe203、ZnO、CuO、CoO和NiO,并且作為副成分含有SnO，一40。C+2(TC下的起始磁導(dǎo)率^的相對溫度系數(shù)a^,和+20'C+8(rC下的起始磁導(dǎo)率化的相對溫度系數(shù)(xjL^均為+10ppm+35ppm;該非磁性層由居里溫度為一5(TC以下的Zn鐵氧體構(gòu)成，所述非磁性層作為磁隙發(fā)揮功能。在該電子部件中，優(yōu)選上述低損耗鐵氧體的磁芯損耗在lOMHz的頻率和20mT的工作磁通密度Bm下為5000kW/m3以下。在本發(fā)明的電子部件中，優(yōu)選包括開關(guān)元件的半導(dǎo)體器件被裝配在所述積層體的表面電極上。本發(fā)明的低損耗鐵氧體，可以在Ag的熔點(diǎn)(960°C)以下進(jìn)行燒結(jié)，即使在lOMHz的高頻下仍為低損耗，并且在有應(yīng)力作用的環(huán)境下其特性變動也很少。因此，使用本發(fā)明的低損耗鐵氧體的積層電感器等的電子部件在高頻下表示出優(yōu)異的Q值。圖1(a)是表示使用了本發(fā)明的低損耗鐵氧體的積層電感器的外觀的立體圖。圖1(b)是表示構(gòu)成圖1(a)的積層電感器的復(fù)合片的分解剖面圖。圖l(c)是表示圖l(a)的積層電感器的內(nèi)部構(gòu)造的剖面圖。圖1(d)是圖1(c)的A-A剖面圖。圖2是表示使用了本發(fā)明的低損耗鐵氧體的DC/DC轉(zhuǎn)換器的外觀的立體圖。圖3是表示CoO量與起始磁導(dǎo)率a的關(guān)系的曲線圖。圖4是表示CoO量與起始磁導(dǎo)率^的相對溫度系數(shù)的關(guān)系的曲線圖。圖5是表示CoO量與起始磁導(dǎo)率pi2的相對溫度系數(shù)(x^2的關(guān)系的曲線圖。圖6是表示CoO量與磁芯損耗Pcv的關(guān)系的曲線圖。圖7是表示Sn02量與起始磁導(dǎo)率w的關(guān)系的曲線圖。圖8是表示Sn02量與起始磁導(dǎo)率|iU的相對溫度系數(shù)aiaH的關(guān)系的曲線圖。圖9是表示Sn02量與起始磁導(dǎo)率ni2的相對溫度系數(shù)a|iir2的關(guān)系的曲線圖。圖10是表示SnO2量與磁芯損耗Pcv的關(guān)系的曲線圖。圖11是表示V205量與磁芯損耗PCV的關(guān)系的曲線圖。圖12是表示在Sn量不同的鐵氧體中，電感隨應(yīng)力的變化率的曲線圖。圖13是表示在Sn量不同的鐵氧體中，磁芯損耗隨應(yīng)力的變化率的曲線圖。圖14是表示在使用了試樣1(本發(fā)明的范圍外)和試樣6(本發(fā)明的范圍內(nèi))的鐵氧體的積層電感器中，品質(zhì)系數(shù)Q的頻率特性的曲線圖。圖15是表示使用了本發(fā)明低損耗鐵氧體的積層電感器的隨溫度的電感變化率的曲線圖。圖16是表示DC/DC轉(zhuǎn)換器的等效電路的圖。圖17是表示由試樣14(本發(fā)明的范圍內(nèi))和試樣25(本發(fā)明的范圍外)的鐵氧體的積層電感器構(gòu)成的DC/DC轉(zhuǎn)換器的DC/DC轉(zhuǎn)換效率特性的曲線圖。圖18是表示在鐵氧體磁芯上進(jìn)行了繞線的電感器的一例的剖面圖。圖19是表示在鐵氧體磁芯上進(jìn)行了繞線的電感器的另一例的立體圖。具體實(shí)施例方式低損耗鐵氧體(A)組成(1)主成分本發(fā)明的低損耗鐵氧體(Ni-Cu-Zn系鐵氧體)，作為主成分含有46.549,5mol。/o的Fe203;1726mol。/。的ZnO;412mol。/。的CuO;0.2mol。/o以上、低于1.2mol。/。的CoO和余量NiO。Fe203低于46.5mol。/。時(shí)，磁芯損耗Pcv大，另外得不到充分的磁導(dǎo)率。另一方面，F(xiàn)e203超過49.5mol。/。時(shí)，無法在Ag的熔點(diǎn)(960°C)以下的溫度下充分燒結(jié)，鐵氧體的磁力特性和機(jī)械的強(qiáng)度低。Fe203優(yōu)選的含量為4749mol%。ZnO低于17moP/。時(shí)，起始磁導(dǎo)率^的相對溫度系數(shù)a^大，磁導(dǎo)率低。另一方面，ZnO超過26mol。/。時(shí)，磁芯損耗Pcv大。ZnO的優(yōu)選含量為1723mol%。CuO低于4mol。/。時(shí)，燒結(jié)性低，得到的鐵氧體的磁導(dǎo)率低，磁芯損耗Pcv大。另一方面，若超過12mol%，則磁芯損耗急劇變大。CuO的優(yōu)選含量為4.510mol%。CoO是有助于高頻下的磁芯損耗降低的元素。因此，若CoO低于0.2mol%，則磁芯損耗Pcv大。另一方面，若在1.2mol。/。以上，則相對溫度系數(shù)a^變大。0)2+具有正的結(jié)晶磁各向異性常數(shù)，而Ni-Zn系鐵氧體具有負(fù)的磁各向異性常數(shù)，因此若Co在Ni-Zn系鐵氧體中固溶，則磁各向異性常數(shù)降低，高頻下的磁芯損耗也降低。但是，若CoO量為1.2mol%以上，則一4(TC+80。C下的起始磁導(dǎo)率&的相對溫度系數(shù)c^r比+35ppm/。C大。若相對溫度系數(shù)超過+35ppmTC，則作為電感器等電子部件時(shí)的電感的溫度變化過大。CoO的優(yōu)選含量為0.25l.lmol%。NiO是主成分的余量。為了得到期望的磁導(dǎo)率，并且防止120。C下的飽和磁通密度Bs的降低，優(yōu)選使NiO/CuO的摩爾比為0.84.5。(2)副成分本發(fā)明的低損耗鐵氧體，相對于主成分100質(zhì)量％，含有以Sn02換算為0.031.4質(zhì)量％的Sn作為副成分。為了低損耗化，作為其他副成分，也可以含有以V20s換算為低于0.2質(zhì)量％的V禾n/以Mn304換算為1質(zhì)量n/。以下的Mn。通過Sn的添加，鐵氧體的飽和磁通密度Bs降低，矯頑磁力Hc增力口。Sn作為穩(wěn)定的4價(jià)離子在晶粒內(nèi)固溶，使晶格應(yīng)變降低，由此減小飽和磁致伸縮常數(shù)"和磁各向異性常數(shù)Kp而且還抑制對于應(yīng)力的電感的變化和磁芯損耗的增加。根據(jù)溫度的上升，飽和磁通密度Bs和磁各向異性常數(shù)K,減小，但通過添加以Sn02換算為1.4質(zhì)量n/。以下的Sn，能夠調(diào)整磁各向異性常數(shù)Kp而且能夠降低磁芯損耗和相對溫度系數(shù)ot^。若Sn02超過1.4質(zhì)量％，則磁芯損耗增加，若進(jìn)一步增加，則阻礙燒結(jié)。低于0.03質(zhì)量％時(shí)，得不到Sn02的充分的添加效果。Sn的優(yōu)選添加量以Sn02換算為0.251.2質(zhì)量％。本發(fā)明的低損耗鐵氧體，優(yōu)選含有以V205換算為0.2質(zhì)量％以下的V。V進(jìn)入晶界使起始磁導(dǎo)率w的相對溫度系數(shù)ai^降低。另外，如果以V205換算V低于0.1質(zhì)量n/。，也具有降低磁芯損耗的效果。V是低熔點(diǎn)金屬，會促進(jìn)燒結(jié)，因此若在0.1質(zhì)量％以上，磁芯損耗Pcv增加。因此，優(yōu)選V205的添加量為0.08質(zhì)量％以下。本發(fā)明的低損耗鐵氧體，優(yōu)選還含有以Mri304換算為1質(zhì)量％以下的Mn。通過Mn的添加，晶格應(yīng)變降低，起始磁導(dǎo)率^增加，B-H回線(loop)的線形性得到改善，局部磁滯回線(minorloop)的矯頑磁力Hc降低，磁滯損耗降低。但是，在10MHz下的磁芯損耗中，在磁滯損耗的比例小的比例下，有電感的應(yīng)力特性惡化的傾向。因此，鑒于起始磁導(dǎo)率h的提高及其相對溫度系數(shù)a^降低的效果，優(yōu)選Mn304的添加量為1質(zhì)量％以下。(3)其他成分本發(fā)明的低損耗鐵氧體，也可以以CaO換算還含有Ca為1.5質(zhì)量％以下，和以Si02換算含有Si為1.5質(zhì)量％以下。其分別抑制晶粒的成長，帶來磁導(dǎo)率的降低和比阻抗的增大。為了緩和因Sn添加帶來的燒結(jié)性的降低，也可以含有少量的Bi，但是，若以Bi2O3換算含有超過0.3質(zhì)量％的Bi，則平均晶粒直徑會超過2.5pm而不為優(yōu)選。優(yōu)選Na、S、Cl、P、W、B等不可避免的雜質(zhì)盡可能少，工業(yè)上的允許范圍為合計(jì)0.05質(zhì)量％以下。特別是若使Cl低于5ppm，使P低于8ppm，則有利于低損耗化。主成分和副成分的定量，能夠借助熒光X射線和ICP發(fā)光光譜分析法進(jìn)行。先通過熒光X射線分析進(jìn)行含有元素的定性分析，再通過將含有元素與標(biāo)準(zhǔn)試樣進(jìn)行比較的檢量線法進(jìn)行定量。(B)組織和特性本發(fā)明的低損耗鐵氧體具有0.72.5pm的平均晶粒直徑。若平均晶粒直徑為2.5pm以下，則渦流損耗降低，由于磁疇壁的減少，殘留損耗降低，5MHz以上的高頻下的磁芯損耗降低。但是，若平均晶粒直徑低于0.7pm，則晶界作為磁疇壁的釘扎點(diǎn)起作用，容易發(fā)生磁導(dǎo)率的降低及磁芯損耗的增加。若平均晶粒直徑超過2.5pm，則渦流損耗及殘留損耗的影響變大，高頻(10MHz)下的損耗的增加顯著。為了使平均晶粒直徑為2.5|im以下，優(yōu)選使供燒結(jié)的鐵氧體預(yù)燒粉的BET比表面積為610mVg。BET比表面積越大，反應(yīng)活性越提高，因此利用低的燒結(jié)溫度致密化便得到促進(jìn)。若鐵氧體預(yù)燒粉的BET比表面積為610m2/g，則即使以960。C以下的低燒結(jié)溫度，也能夠得到晶粒直徑小而均一致密的鐵氧體。若鐵氧體預(yù)燒粉的BET比表面積低于6m2/g，則有鐵氧體燒結(jié)體的平均晶粒直徑超過3pm的情況。若BET比表面積超過10m2/g，則鐵氧體預(yù)燒粉容易凝集，另外容易吸附水分。因此，若生成以聚乙烯醇縮丁醛(polyvinylbutyral)等水溶性樹脂為粘合劑的漿料，則成為凝集結(jié)構(gòu)，得到空隙多的生片(greensheet)。因此，鐵氧體預(yù)燒粉的BET比表面積優(yōu)選為68m2/g。鐵氧體的起始磁導(dǎo)率A由下式定義『Bs2/(ak,+b入scj)(其中，Bs是飽和磁通密度，k,是磁各向異性常數(shù)，入s是磁致伸縮常數(shù)，(J是應(yīng)力，a和b是常數(shù)。)。通常Ni-Cii-Zn系鐵氧體具有負(fù)的磁致伸縮常數(shù)，因此起始磁導(dǎo)率iii根據(jù)壓縮應(yīng)力增加，經(jīng)極大值而減少，但是，本發(fā)明的低損耗鐵氧體因?yàn)閷?dǎo)入有Co，所以起始磁導(dǎo)率^根據(jù)壓縮應(yīng)力逐漸減少。這一傾向通過Sn的添加而得到改善。作為鐵氧體需要的起始磁導(dǎo)率^根據(jù)所使用的頻率、作為電感器時(shí)是否設(shè)置磁隙等條件而適宜設(shè)定，但為了改善直流重疊特性，在磁氣回路中設(shè)有磁隙的電感器的情況下，實(shí)效磁導(dǎo)率降低，因此優(yōu)選70以上的起始磁導(dǎo)率|ii。電子部件圖1(a)1(d)顯示，作為使用了本發(fā)明的低損耗鐵氧體的電子部件，在內(nèi)部具有線圈的積層電感器10a。利用低損耗鐵氧體，通過刮板法(doctorblademethod)等形成生片21，在之上用Ag或其合金等的導(dǎo)體膏形成線圈狀導(dǎo)體圖案30，再根據(jù)需要印刷鐵氧體膏漿22和/或非磁性膏漿23后加以層疊，進(jìn)行一體性地?zé)Y(jié)。在得到的積層體2內(nèi)有線圈狀導(dǎo)體圖案30連接，形成線圈3。在連接于線圈3的兩端的導(dǎo)線露出側(cè)面形成外部端子40a、40b，由此能夠制作積層電感器10a。由非磁性膏漿23構(gòu)成的層有至少1層即可。在具有磁隙的電子部件中，磁隙優(yōu)選采用居里溫度Tc為一5(TC以下的Zn鐵氧體(非磁性鐵氧體)。在本發(fā)明的Ni-Cu-Zn系鐵氧體層和Zn鐵氧體層的境界，由于燒結(jié)而產(chǎn)生構(gòu)成元素的相互擴(kuò)散。特別是Zn鐵氧體層含有相對多的Zn，因此Zn向Ni-Cu-Zn系鐵氧體層擴(kuò)散，Zn鐵氧體層中的Zn量減少。通過兩層的境界部的EPMA分析(ElectronProbeMicroanalysis),確認(rèn)到有Zn的含量連續(xù)變化的境界層的形成。境界層的居里溫度Tc根據(jù)Zn量而連續(xù)性地變化，因此隨著溫度上升，正好能夠獲得電子部件所形成的磁隙擴(kuò)大這樣的舉動。其結(jié)果是，起始磁導(dǎo)率h的相對溫度系數(shù)a^的影響降低，電感相對于溫度的變化變小。優(yōu)選境界層的厚度約550pm左右。境界層的厚度根據(jù)燒成溫度及其剖面(profile)、磁隙的數(shù)量等進(jìn)行調(diào)整。圖2表示的是作為電子部件的另一例，在內(nèi)置有電感器的積層基板10b的表面電極上、安裝半導(dǎo)體電路部件IC和電容器Cin、Cout并與內(nèi)置的電感器電連接的DC/DC轉(zhuǎn)換器模塊。另外，也可以在內(nèi)置電容器的積層基板上安裝電感器和半導(dǎo)體集成電路部件IC來作為模塊。通過以下的實(shí)施例更詳細(xì)地說明本發(fā)明，但本發(fā)明不受其限定。實(shí)施例1以表1所示的比例，將Fe203、ZnO、CuO和NiO的主成分以及Sn02、V205、Mri304和Bi203的副成分進(jìn)行濕式混合后，加以干燥，以800。C預(yù)燒2小時(shí)，將得到的預(yù)燒粉與離子交換水一起投入球磨機(jī)中，粉碎約20分鐘直至BET比表面積成為6.5mVg。在預(yù)燒粉中添加聚乙烯醇(polyvinylalcohol),經(jīng)噴霧干燥法進(jìn)行顆?；蟪尚危?00。C的溫度在大氣中燒結(jié)2小時(shí)，制作外徑8mm，內(nèi)徑4mm及厚度2mm的環(huán)狀試樣，和外徑尺寸8mmX8mm，內(nèi)徑尺寸4mmX4mm及厚度2mm的矩形環(huán)狀試樣。<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>注帶*的試樣為本發(fā)明的范圍外(比較例)。根據(jù)下述方法，測定各試樣的密度、平均晶粒直徑、起始磁導(dǎo)率&及其相對溫度系數(shù)(4w、飽和磁通密度Bs、殘留磁通密度Br、矯頑磁力Hc及磁芯損耗Pcv。(1)密度根據(jù)環(huán)狀的試樣的尺寸和重量計(jì)算密度。(2)平均晶粒直徑在環(huán)狀試樣的自由燒成面(表面)的電子顯微鏡照片(10,000倍)上描繪任意長度L,的直線，計(jì)測存在于該直線上的粒子的數(shù)量Np計(jì)算長度L,除以粒子數(shù)N,的值L,/N,。就多條直線求得L,/N,并進(jìn)行平均，作為平均晶粒直徑。(3)起始磁導(dǎo)率)ii在環(huán)狀的試樣上纏繞7匝銅線制作電感器，使用LCR儀以lMHz的頻率及l(fā)mA的電流，在+20'C下測定電感L，由下式計(jì)算起始磁導(dǎo)率w。jar(leXL)/()ioXAeXN2)(其中，le是磁路長度，L是電感，^o是真空的磁導(dǎo)率47uX10^(H/m)，Ae是試樣的截面積，N是線圈的匝數(shù)。)(4)起始磁導(dǎo)率^的相對溫度系數(shù)(x^起始磁導(dǎo)率A的相對溫度系數(shù)cxiiiT由下式表達(dá)。(其中，T,和T2是測定溫度，^是溫度T,下的起始磁導(dǎo)率，)li2是溫度T2下的起始磁導(dǎo)率。)對于在電子恒溫槽下在一40'C+8(rC所調(diào)整的試樣，測定起始磁導(dǎo)率A。一40。C+2(TC下的相對溫度系數(shù)(xi^的情況，T產(chǎn)+20。C，T2=—40。C，^為+20。C下的起始磁導(dǎo)率，^為一4(TC下的起始磁導(dǎo)率。另夕卜，+20。C+8(TC下的相對溫度系數(shù)叫ir2的情況，T尸+2(TC，T2=+80°C，n"為+20"c下的起始磁導(dǎo)率，^為+8(Tc下的起始磁導(dǎo)率。(5)飽和磁通密度Bs利用B-H分析儀，在4000A/m的磁場中以10kHz的頻率，求得各環(huán)狀試樣的磁滯的主回路(majorloop)。根據(jù)該磁滯回線，在"^0。C和+120'C下測定飽和磁通密度Bs。(6)殘留磁通密度Br根據(jù)上述磁滯回線求得殘留磁通密度Br。(7)矯頑磁力Hc根據(jù)上述磁滯回線求得矯頑磁力Hc。(8)磁芯損耗Pcv在環(huán)狀試樣上一次側(cè)和二次側(cè)均纏繞5匝銅線，以25'C、lOMHz和20mT的條件測定Pcv。<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>磁通密度Bs增加，矯頑磁力He降低，起始磁導(dǎo)率^增加。若比較試樣l5，則磁芯損耗Pcv在Fe203為47.5mol。/。時(shí)(試樣4)最低。若Fe203量超過49.5mol%(試樣9)，則燒結(jié)性、飽和磁通密度Bs及起始磁導(dǎo)率^降低，矯頑磁力Hc增加。在試樣1016中，使ZnO量與NiO量平衡變化。若基于ZnO的NiO的置換量增加，則飽和磁通密度Bs增加，矯頑磁力Hc降低，起始磁導(dǎo)率A增加。若ZnO量增加，則磁芯損耗Pcv增加。若ZnO量超過23.0mo1。/。，則磁芯Pcv大大增加。在試樣1721中，使CuO量與NiO量平衡變化。若置換Ni的一部分的Cu量少，則晶粒直徑變小，與之相應(yīng)的是磁芯損耗Pcv降低，而起始磁導(dǎo)率^也降低。在表l所示的組成中未見密度的降低，燒結(jié)性得到確保。但是，若CuO為3.0mol%，則燒結(jié)性降低，無法使鐵氧體致密化，起始磁導(dǎo)率^和飽和磁通密度Bs顯著降低，矯頑磁力Hc和磁芯損耗Pcv增加。圖3圖6分別表示，在試樣2736的鐵氧體中，CoO量與起始磁導(dǎo)率A及其相對溫度系數(shù)叫w、叩i2，以及與磁芯損耗Pcv的關(guān)系。若CoO量增加，則起始磁導(dǎo)率Mi降低，但其相對溫度系數(shù)o^n、ct^增加，另外磁芯損耗Pcv顯著降低。圖7圖10分別表示，在試樣3742的鐵氧體中，Sn02量與起始磁導(dǎo)率^及其相對溫度系數(shù)叫w、oc|ii2，以及與磁芯損耗Pcv的關(guān)系。若Sn02量增加，則起始磁導(dǎo)率A稍有降低，且相對溫度系數(shù)叫d、叫2大大降低。磁芯損耗Pcv在Sn02量為規(guī)定的水平(0.5質(zhì)量％)時(shí)極小。圖11表示在試樣4851的鐵氧體中，V20s量與磁芯損耗Pcv的關(guān)系。可知通過V205的添加，磁芯損耗Pcv降低10%左右。另外通過Mn304的添加，起始磁導(dǎo)率^增加。還有，含有81205達(dá)0.5質(zhì)量％的試樣55，具有平均晶粒直徑為3(Him左右的晶粒和平均晶粒直徑為lpm左右的晶粒混合的組織，表示了顯著高的磁芯損耗Pcv。在各矩形環(huán)狀試樣1、22、38、40、42、50上纏繞12匝銅線，配置在具有張力計(jì)的加壓夾具上。對于試樣1、22、38、40、42，在以室溫沿一軸向施加壓縮力的情況和不施加的情況下，連續(xù)地測定lMHz的頻率和1mA的電流下的電感。另外，對于試樣38、40、42、50，在以室溫沿一軸向施加壓縮力的情況和不施加的情況下，連續(xù)地測定10MHz的頻率和20mT的工作磁通密度Bm下的磁芯損耗Pcv。根據(jù)下式計(jì)算電感和磁芯損耗的變化率。(1)電感的變化率LR(2)LR=(L,—L0)/L0X100(%)L1:在一軸向上壓縮時(shí)的電感。Lo:在一軸不壓縮時(shí)的電感。(2)磁芯損耗的變化率CRCr-(Pcv,—Pcvo)/PcvoX100(%)Pcv1:在一軸向上壓縮時(shí)的10MHz的頻率和20mT下的磁芯損耗。Pcvq:在一軸不壓縮時(shí)的10MHz的頻率和20mT下的磁芯損耗。圖12表示電感的對應(yīng)力穩(wěn)定性，圖13表示磁芯損耗的對應(yīng)力穩(wěn)定性。隨著Sn量變多，對于應(yīng)力的電感和磁芯損耗的變化率降低。實(shí)施例2根據(jù)下述步驟制作圖1(a)1(d)所示的積層電感器10a。首先，將試樣1、6各鐵氧體粉末與以聚乙烯醇縮丁醛為主成分的粘合劑和乙醇一起用球磨機(jī)粉碎，調(diào)整所得到的漿料的粘度后，以刮板法涂布在聚酯薄膜(polyesterfilm)上，制作干燥厚度為30|im的生片21。在5片生片21上分別以Ag膏形成厚30pm的多個大致1匝的線圈狀導(dǎo)體圖案30，制作第一帶有線圈狀導(dǎo)體圖案的薄片。另外在1片生片21上以Ag膏形成厚30pm的多個大致0.5匝的線圈狀導(dǎo)體圖案30，制作第二個帶有線圈狀導(dǎo)體圖案的薄片。為了降低直流電阻而需要使線圈狀導(dǎo)體圖案30的厚度為20pm以上，但是在設(shè)有線圈狀導(dǎo)體圖案30的區(qū)域和未設(shè)置的區(qū)域落差變大，生片21的壓接不充分，容易發(fā)生分層剝離。因此如圖l(b)所示，在4片第一帶有線圈狀導(dǎo)體圖案薄片的各個表面中，在沒有形成線圈狀導(dǎo)體圖案30的區(qū)域，印刷鐵氧體膏漿22達(dá)到與線圈狀導(dǎo)體圖案30大致相等的厚度，制作帶線圈狀導(dǎo)體圖案復(fù)合片20a。另外剩余的1片第一帶有線圈狀導(dǎo)體圖案薄片的表面中，在線圈狀導(dǎo)體圖案30的外側(cè)和內(nèi)側(cè)的區(qū)域，分別印刷鐵氧體膏漿22和磁隙層用非磁性陶瓷膏漿23并達(dá)到與線圈狀導(dǎo)體圖案30大致相等的厚度，以作帶有線圈狀導(dǎo)體圖案/磁隙層的復(fù)合片20b。此外，在第二帶有線圈狀導(dǎo)體圖案薄片的表面中，在沒有形成線圈狀導(dǎo)體圖案30的區(qū)域，印刷鐵氧體膏漿22達(dá)到與線圈狀導(dǎo)體圖案30大致相等的厚度，以制作帶有線圈狀導(dǎo)體圖案的復(fù)合片20a，。鐵氧體膏漿22由與上述相同的鐵氧體粉末、乙基纖維素(ethylcellulose)和溶劑構(gòu)成，非磁性陶瓷膏漿23由Zr02粉末、乙基纖維素和溶劑構(gòu)成。如圖1(b)和1(c)所示，在多個鐵氧體生片21之間，以使帶有線圈狀導(dǎo)體圖案/磁隙層的復(fù)合片20b大體位于中間的方式，將4片帶有圈狀導(dǎo)體圖案復(fù)合片20a、1片帶有線圈狀導(dǎo)體圖案/磁隙層的復(fù)合片20b和1片帶有線圈狀導(dǎo)體圖案的復(fù)合片20a'加以層疊。還有，在具有線圈狀導(dǎo)體圖案30的薄片21之中的最上和最下的薄片21、21上，分別在線圈狀導(dǎo)體圖案30的端部和側(cè)面之間由Ag膏形成有導(dǎo)線32a、32b。如圖1(d)所示，各薄片21之中相當(dāng)于線圈狀導(dǎo)體圖案30的一端的位置設(shè)有通孔(viahole)31a，因此通過在通孔31a中填充Ag膏來連接相鄰的薄片21、21的線圈狀導(dǎo)體圖案30、30，從而形成線圈3。將得到的積層體進(jìn)行切割，使燒結(jié)后的尺寸成為2.0mmXL2mmXl.Omm，脫粘合劑后，在大氣中以90(TC燒結(jié)3個小時(shí)。如圖1(d)所示，在導(dǎo)線32a、32b露出的側(cè)面涂面Ag膏，以60(TC烘焙，由此形成外部端子40a、40b。如此制作在積層體2內(nèi)置有5.5匝的線圈3的積層電感器10a。試樣1和6的積層電感器10a的品質(zhì)系數(shù)Q的頻率特性表示在圖14中。試樣6的積層電感器在超過lMHz的頻率下具有高的品質(zhì)系數(shù)，其峰值在10MHz以上。實(shí)施例3制作積層電感器，使用試樣6的鐵氧體粉末，非磁性陶瓷膏漿中使用居里溫度Tc為一60。C以下的Zn鐵氧體(具有由48.5mol。/。的Fe203、42.7moP/。的ZnO和8.8mol。/。的CuO構(gòu)成的組成)，除此以外均與實(shí)施例2一樣。將積層電感器配置在恒溫槽中，在一4(TC+140'C下連續(xù)地測定lMHz的頻率和lmA的電流下的電感，根據(jù)下式計(jì)算電感的變化率LK(2)LR=(LTn—LT20)/LT20X100(%)LTn:n'C時(shí)的電感。L:2(TC時(shí)的電感。電感的變化率LK的溫度特性表示在圖15中。圖15還表示由實(shí)施例2得到的積層電感器的溫度特性。由圖15可知，若作為磁隙使用Zn鐵氧體，則因溫度造成的電感的變化被降低。在積層電感器的積層方向切割面中，對包含磁隙的區(qū)域進(jìn)行EPMA分析時(shí)，在磁隙的兩側(cè)確認(rèn)到有Zn的含量連續(xù)變化的境界層的層形。境界層的厚度大約15pm，包含兩境界層的磁隙的厚度大約為50jiim。實(shí)施例4使用試樣14和25的各鐵氧體粉末，與實(shí)施例2相同地制作積層電感器10a。將各積層電感器10a裝入到圖16所示的降壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器(切換頻率fs:8MHz，輸入電壓Vin:3.6V，輸出電壓Vout:1.8V)中，測定DC/DC轉(zhuǎn)換效率。其結(jié)果表示在圖17中。由圖17可知，本發(fā)明的范圍內(nèi)的試樣14表示出比本發(fā)明的范圍外的試樣25高的DC/DC轉(zhuǎn)換效率。這被認(rèn)為是由于試樣14為低損耗的緣故。作為以上電子部件舉例說出了積層電感器，但本發(fā)明并不限定于此，而是能夠變更為不脫離本發(fā)明的技術(shù)思想的各種形態(tài)。例如如圖2所示，也可以在內(nèi)置電感器的積層基板10b的裝配電極上，裝配半導(dǎo)體集成電路部件IC和電容器Cin、Cout，作為與電感器電連接而成的DC/DC轉(zhuǎn)換器模塊。另外也可以在內(nèi)置電容器的基板上，裝配積層電感器和半導(dǎo)體集成電路部件IC來作為模塊。另外，關(guān)于層積電感器的制造方法，除了片材成形法以外，還能夠使用鐵氧體膏漿印刷法。權(quán)利要求1.一種低損耗鐵氧體，其特征在于，作為主成分，含有46.5～49.5mol％的Fe2O3；17～26mol％的ZnO；4～12mol％的CuO；0.2mol％以上且低于1.2mol％的CoO和余量NiO，并相對于所述主成分100質(zhì)量％而含有以SnO2換算為0.03～1.4質(zhì)量％的Sn，且平均晶粒直徑為0.7～2.5μm。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低損耗鐵氧體，其特征在于，相對于所述主成分100質(zhì)量。/。，還含有以V2O5換算為0.2質(zhì)量Q/。以下的V禾n/或以Mn304換算為1質(zhì)量n/。以下的Mn。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低損耗鐵氧體，其特征在于，V的含量以丫205換算低于0.1質(zhì)量％。4.根據(jù)權(quán)利要求13中任一項(xiàng)所述的低損耗鐵氧體，其特征在于，在10MHz的頻率和20mT的工作磁通密度Bm下具有5000kW/m3以下的磁芯損耗。5.根據(jù)權(quán)利要求14中任一項(xiàng)所述的低損耗鐵氧體，其特征在于，在12(TC及4000AAn的磁場下，具有290mT以上的飽和磁通密度。6.根據(jù)權(quán)利要求15中任一項(xiàng)所述的低損耗鐵氧體，其特征在于，一40。C+20。C下的起始磁導(dǎo)率^的相對溫度系數(shù)叫in和+20。C+8(TC下的起始磁導(dǎo)率fe的相對溫度系數(shù)a&2均為正值，且為+35ppm以下。7.—種電子部件，其特征在于，具有由權(quán)利要求16中任一項(xiàng)所述的低損耗鐵氧體構(gòu)成的磁芯、及巻繞在所述磁芯上的線圈。8.—種電子部件，其特征在于，通過將由權(quán)利要求16中任一項(xiàng)所述的低損耗鐵氧體構(gòu)成的多個層的積層體、與形成于所述積層體內(nèi)的線圈狀電極進(jìn)行一體燒結(jié)而成。9.一種電子部件，其特征在于，通過將積層體和形成于所述積層體內(nèi)的線圈狀電極進(jìn)行一體燒結(jié)而成，該積層體由低損耗鐵氧體形成的多個層及至少1個非磁性層構(gòu)成，該低損耗鐵氧體是作為主成分含有Fe203、ZnO、CuO、CoO和NiO，并且作為副成分含有SnO，—40。C+20。C下的起始磁導(dǎo)率^的相對溫度系數(shù)c^n和+2(TC+8(TC下的起始磁導(dǎo)率ni2的相對溫度系數(shù)叩ir2均為+10ppm+35ppm;該非磁性層由居里溫度為一50°C以下的Zn鐵氧體構(gòu)成，所述非磁性層作為磁隙發(fā)揮功能。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電子部件，其特征在于，所述低損耗鐵氧體的磁芯損耗在lOMHz的頻率和20mT的工作磁通密度Bm下為5000kW/m3以下。11.根據(jù)權(quán)利要求810中任一項(xiàng)所述的電子部件，其特征在于，包含開關(guān)元件的半導(dǎo)體器件被裝配在所述積層體的表面電極上。全文摘要一種低損耗鐵氧體，和將由該低損耗鐵氧體構(gòu)成的多個層與形成于所述積層體內(nèi)的線圈狀電極進(jìn)行一體燒結(jié)而成的電子部件，該低損耗鐵氧體，作為主成分含有46.5～49.5mol％的Fe₂O₃；17～26mol％的ZnO；4～12mol％的CuO；0.2mol％以上、低于1.2mol％的CoO；和余量NiO，并且相對于所述主成分100質(zhì)量％，含有以SnO₂換算為0.03～1.4質(zhì)量％的Sn，平均晶粒直徑為0.7～2.5μm。文檔編號C04B35/30GK101652336SQ200880011628公開日2010年2月17日申請日期2008年4月16日優(yōu)先權(quán)日2007年4月17日發(fā)明者橘武司,田中智申請人:日立金屬株式會社