JP2004319636A

JP2004319636A - 樹脂モールド電子部品用酸化物磁性材料

Info

Publication number: JP2004319636A
Application number: JP2003109336A
Authority: JP
Inventors: Katsuyuki Kiguchi; 勝之城口; Tokukazu Koyuhara; 徳和小湯原
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 2003-04-14
Filing date: 2003-04-14
Publication date: 2004-11-11

Abstract

【課題】樹脂モールドによる磁気特性の劣化が少なく、直流電流を重畳した場合に透磁率の変化が少ない樹脂モールド電子部品用酸化物磁性材料を提供する。
【解決手段】主成分がＦｅ_２Ｏ_３５１．５ｍｏｌ％〜５２．５ｍｏｌ％、ＺｎＯ１６．０ｍｏｌ％〜２１．０ｍｏｌ％、残部ＭｎＯであり、副成分として、ＣａＣＯ_３を２００ｐｐｍ〜１４００ｐｐｍ、Ｖ_２Ｏ_５を２００ｐｐｍ〜２０００ｐｐｍ、ＳｉＯ_２を１５０ｐｐｍ以下（０を含む）、Ｃｏ_３Ｏ_４を３０００ｐｐｍ以下（０を含む）を含有することを特徴とした。
【選択図】なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｍｎ−Ｚｎフェライトからなり、チョークコイル、パルストランスなどの磁性部品に使用される酸化物磁性材料に関し、特には樹脂モールドされる磁性部品に好適な酸化物磁性材料に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子、電気機器の小型化、高性能化に伴い、それに組み込まれるチョークコイル、パルストランスなどの電子部品にも特性改善の要求が高まっている。この電子部品にはＭｎ−Ｚｎフェライトが用いられるが、Ｍｎ−Ｚｎフェライトは初透磁率が温度に依存することから、これを組み込んだ電子部品の使用温度が変化すると、必然的に磁気特性が変動してしまう問題があり、広い温度範囲にわたって初透磁率がなるべく増減しないように工夫することが必要となる。そこで、特許文献１のような初透磁率の温度変化が小さいＭｎ−Ｚｎフェライトが提案されている。このＭｎ−Ｚｎフェライトは、Ｆｅ_２Ｏ_３が５２．５〜５３．０ｍｏｌ％、ＺｎＯが２２〜２５ｍｏｌ％、残ＭｎＯで、初透磁率μｉが温度−２０〜１００℃の範囲で８０００以上であり、かつその変化率が７０％以内という特性を具備するものである。
【０００３】
【特許文献１】特開平６−２６３４４７
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記電子部品においては、Ｍｎ−Ｚｎフェライトの固定、保護、漏電防止のため、或いはその損失による熱を放熱するように、熱伝導の良い樹脂でモールドすることが行われている。通常ここで用いられる樹脂は固化する過程で収縮を伴う体積変化を生じ、電子部品を構成するＭｎ−Ｚｎフェライトに応力を作用させ、磁気特性を著しく劣化させる。また、前記電子部品のＭｎ−Ｚｎフェライトでは、直流電流を重畳した場合に透磁率の変化が少ないことが必要とされる。直流重畳特性はＭｎ−Ｚｎフェライトの飽和磁束密度Ｂｓと関連し、飽和磁束密度Ｂｓの大きな物ほど直流重畳特性は良好である。しかしながら、前記樹脂の収縮に伴う応力による磁気特性の劣化により、必要とされる直流重畳特性が得られないといった問題があった。このような問題に対する解決の方法については特許文献１には記載されていない。
そこで本発明は、樹脂モールドによる磁気特性の劣化が少なく、直流電流を重畳した場合に透磁率の変化の変化が少ない樹脂モールド電子部品用酸化物磁性材料を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、主成分がＦｅ_２Ｏ_３５１．５ｍｏｌ％〜５２．５ｍｏｌ％、ＺｎＯ１６．０ｍｏｌ％〜２１．０ｍｏｌ％、残部ＭｎＯであり、副成分として、ＣａＣＯ_３を２００ｐｐｍ〜１４００ｐｐｍ、Ｖ_２Ｏ_５を２００ｐｐｍ〜２０００ｐｐｍ、ＳｉＯ_２を１５０ｐｐｍ以下（０を含む）、Ｃｏ_３Ｏ_４を３０００ｐｐｍ以下（０を含む）を含有する樹脂モールド電子部品用酸化物磁性材料である。
Ｍｎ−Ｚｎフェライトでは、初透磁率、飽和磁束密度は主成分に大きく影響される。Ｍｎ−Ｚｎフェライトの初透磁率の温度特性は、２つの極大が現れることが良く知られているが、本発明においては、Ｆｅ_２Ｏ_３が５２．５ｍｏｌ％を超える場合には、初透磁率のセカンダリーピーク（Ｔｓ）が高温側に移動して、室温以下で所望の初透磁率が得られない場合があり、５１．５ｍｏｌ％未満では初透磁率のセカンダリーピーク（Ｔｓ）が低温側に移動して７０℃以上で所望の初透磁率が得られない場合があり、５１．５ｍｏｌ％〜５２．５ｍｏｌ％とするのが好ましい。
なお、直流重畳特性の観点から飽和磁束密度は４３０ｍＴ以上であるのが好ましい。また初透磁率は、使用される環境下で少なくとも２０００以上であるのが好ましい。
また、ＺｎＯが１６．０ｍｏｌ％未満だと所望の初透磁率が得られない場合があり、また、ＺｎＯが増加すると初透磁率は増加するが、２１．０ｍｏｌ％を超えると高温環境下（７０℃）で飽和磁束密度が低下するため直流重畳特性も劣化する。
【０００６】
副成分として、ＳｉをＣａとともに添加すると比抵抗を増加させることが出来好ましい。その添加量は、ＳｉＯ_２換算で１５０ｐｐｍを超えるとＭｎ−Ｚｎフェライトが異常焼結する場合があり、１５０ｐｐｍ以下（０を含む）とするのが好ましい。
【０００７】
ＣａはＳｉとともに添加すると比抵抗を増加させるとともに、ＣａとともにＶを添加することで、Ｍｎ−Ｚｎフェライトに応力が作用し、直流が重畳する環境下で、初透磁率の劣化を抑制するように機能する。その添加量はＣａＣＯ_３換算で２００ｐｐｍ〜１４００ｐｐｍとするのが好ましい。ＣａＣＯ_３換算で２００ｐｐｍ未満であると、応力が作用する環境下での初透磁率の劣化抑制の効果が少なく、また１４００ｐｐｍを超える場合には、初透磁率が徐々に減少し、初透磁率が２０００未満となるからである。
【０００８】
ＶはＣａとともに添加することでＭｎ−Ｚｎフェライトに応力が作用し、直流が重畳するする環境下で、初透磁率の劣化を抑制するように機能する。その添加量はＶ_２Ｏ_５換算で２００ｐｐｍ〜２０００ｐｐｍとするのが好ましい。Ｖ_２Ｏ_５換算で２００ｐｐｍ未満であると、応力が作用する環境下での初透磁率の劣化抑制の効果が少なく、また２０００ｐｐｍを超える場合には、初透磁率が徐々に減少し、初透磁率が２０００未満となるからである。
【０００９】
Ｃｏは応力が作用する環境下での初透磁率の劣化抑制には寄与しないが、初透磁率の温度特性を平坦化する。ここで平坦化とは０℃〜７０℃の間での初透磁率の最大値と最小値の差分を初透磁率の最小値で除したとき、その数値（初透磁率の変化率）が小さいことを意味する。Ｍｎ−Ｚｎフェライトが用いられる磁性部品において求められる初透磁率の変化率に応じてＣｏを適宜添加するが、Ｃｏを添加すると初透磁率が徐々に減少するので、その添加量はＣｏ_３Ｏ_４換算で３０００ｐｐｍ以下（０を含む）とするのが好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施例に係る樹脂モールド電子部品用酸化物磁性材料（Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト）について説明する。
Ｍｎ−Ｚｎ系フェライトとして、主成分のＦｅ_２Ｏ_３、ＺｎＯ、ＭｎＯ焼結後に表１に示す組成となるように所定量秤量し、これに水及び分散剤を加えて攪拌ミルにて混合し、乾燥後、大気中にて９００℃にて１．５時間仮焼した。得られた粉末に表１に示す組成となるように副成分を所定量秤量し、これに水、分散剤を加えて、攪拌ミルで混合・粉砕してスラリーとした。
これにバインダーを加えてスプレードライヤーで乾燥、造粒した。この造粒粉を金型に充填してトロイダル形状に成形した。そして成形体を、酸素分圧が１〜２％に調整された焼成炉内で、焼成温度１４００℃で５時間焼結して外径φ１０ｍｍ、内径φ６ｍｍ、高さ３ｍｍの磁心とした。
【００１１】
【表１】

【００１２】
この磁心にφ０．１２の被覆導線を用いて１５ターン巻線し、直流重畳特性を評価した。測定条件は周波数１００ｋＨｚ、直流電流４０ｍＡ、磁界換算で３０Ａ／ｍとした。さらに磁心に所定の応力が作用するように図１に示す加圧簡易治具３０に配置し、磁心１の外周部を定盤２５とテンションメータの板状先端部１５とで挟持した。前記定盤２５は磁心１の径方向に移動するように構成されており、定盤２５を上下させてテンションメータ２０で確認しながら、磁心の径方向に所定の外力を与えた場合についても直流重畳特性を評価した。その結果を表２に示す。なお、表２において比較例については試料Ｎｏに括弧を付して示した。
本実施例によれば、磁心に外力を作用させた状態で直流電流を重畳した場合に、透磁率の変化が少なかった。また、本発明に係る磁心を硬化型エポキシ樹脂でモールドしたところ、本実施例と同様に直流重畳しても透磁率の変化の変化が少ないことを確認した。
【００１３】
【表２】

【００１４】
【発明の効果】
本発明によれば樹脂モールドによる磁気特性の劣化が少なく、直流重畳した場合に透磁率の変化の変化が少ない樹脂モールド電子部品用酸化物磁性材料を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】磁心に外力を加える際に用いた加圧簡易治具の説明図である。
【符号の説明】
１磁心
１０巻線
１５テンションメータの先端部
２０テンションメータ
２５定盤
３０加圧簡易治具

Claims

主成分がＦｅ_２Ｏ_３５１．５ｍｏｌ％〜５２．５ｍｏｌ％、ＺｎＯ１６．０ｍｏｌ％〜２１．０ｍｏｌ％、残部ＭｎＯであり、副成分として、ＣａＣＯ_３を２００ｐｐｍ〜１４００ｐｐｍ、Ｖ_２Ｏ_５を２００ｐｐｍ〜２０００ｐｐｍ、ＳｉＯ_２を１５０ｐｐｍ以下（０を含む）、Ｃｏ_３Ｏ_４を３０００ｐｐｍ以下（０を含む）を含有することを特徴とする樹脂モールド電子部品用酸化物磁性材料。