JP6079951B2 - フェライト系磁性体、その製造方法および該フェライト系磁性体を用いた電子部品 - Google Patents
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Description
Ni,Cu,Znを含むNiCuZn系フェライトを主成分とし、
アルカリ金属およびアルカリ土類金属の少なくとも一方とSiとを含み、
平均結晶粒径が0.01〜1.0μmの範囲にあり、
前記アルカリ金属および前記アルカリ土類金属の少なくとも一方と前記Siとを含む結晶相であって、Li 2 SiO 3 、Li 2 Si 2 O 5 、Li 2 ZnSiO 4 、BaSi 2 O 5 、Ba 4 Si 6 O 16 、BaAl 2 Si 2 O 8 、BaCuSi 2 O 6 、BaCuSi 4 O 10 、BaCu 2 Si 2 O 7 、BaCuSi 2 O 6 、Ba 2 FeSi 2 O 7 からなる群より選ばれる少なくとも1種である結晶相が析出しており、
主成分である前記NiCuZn系フェライトは、44.0〜47.0mol%のFe 2 O 3 、40.0〜44.0mol%のNiO、1.0〜10.0mol%のZnO、および残りの成分であるCuOを含むこと
を特徴としている。
平均結晶粒径の範囲を0.05〜0.45μmの範囲とすることにより、250MHzでの透磁率μ’(実部)を4以上、Qを70以上とすることができる。
なお、Qは、透磁率μ’(実部)と、μ”(虚部)の比(Q=μ’/μ”)である。
(a)Ni,Cu,Znを含むNiCuZn系フェライト系材料と、アルカリ金属およびアルカリ土類金属の少なくとも一方とSiとを含む材料と、を含有する配合原料を所定の形状に成形して成形体を得る成形工程と、
(b)前記成形体を焼成する焼成工程と
を備えていることを特徴としている。
例えば、巻線型コイルの巻線コア、インダクタの磁性体、UHFアンテナのアンテナ本体などを本発明のフェライト系磁性体を用いて形成することにより、高周波帯域で好適に使用することが可能な巻線型コイル、インダクタ、アンテナなどを提供することが可能になる。
その結果、上述のような特徴を有する本発明のフェライト系磁性体を確実に製造することが可能になる。
まず、フェライト原料として、Fe2O3,NiO,CuO,およびZnOの酸化物原料粉末を準備した。
そして、これらの酸化物原料粉末を、
Fe2O3=46mol%、
NiO =44mol%、
CuO =8mol%、
ZnO =2mol%
となるように秤量し、ビーズミルにて、湿式で混合・粉砕を行った後、スプレー乾燥機で乾燥・造粒した。それから、造粒体を大気中にて、600〜900℃で仮焼することにより仮焼粉を得た。
そして、アトライターで湿式混合粉砕を行った後、スプレー乾燥機で乾燥・造粒し、造粒粉末を作製した。
(a)焼成後のサイズが、外径:8mm、内径:4mm、厚み:2mmのリング形状の磁器
(b)焼成後のサイズが、外径:10mm、厚み:1mmの円板形状の磁器
(c)図1に示すような長さL:1.0mm、幅W:0.5mm、高さT:0.5mmの巻線型コイル用のフェライトコア
の3種類の磁器(試料)を作製した。
上記(a)のリング状の磁器を、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)にセットし、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)を用いて透磁率μ’(実部)、μ”(虚部)の測定を行った。
また、各試料の透磁率μ’(実部)、μ”(虚部)の値からQ値(=μ’/μ”)を求めた。
また、上記(b)の円板形状の試料について、表裏の両主面に対向電極を形成し、これら電極間に直流電圧50Vを印加して絶縁抵抗(IR)を測定し、この測定値と試料寸法から比抵抗logρv(Ω・cm)を求めた。
また、上記(c)の巻線型コイル用のフェライトコアの焼結体については、乳鉢で粉砕し、X線回折(CuKα線)を行って結晶構造解析を行った。
図3に試料番号1の試料のX線回折結果を示す。
図4に試料番号3の試料のX線回折結果を示す。
図5に試料番号6の試料のX線回折結果を示す。
図6に試料番号9の試料のX線回折結果を示す。
図7に試料番号12の試料のX線回折結果を示す。
図8に試料番号16の試料のX線回折結果を示す。
図9に試料番号19の試料のX線回折結果を示す。
なお、図3〜図9において、●印を付けたピークはスピネル結晶相による回折ピークを示している。
得られた巻線型コイルについて、前述のインピーダンスアナライザ(型番E4991A)を用いて、インピーダンスZを測定し、コイルのQを下記の式より算出した。
Q=インピーダンスの虚数成分/インピーダンスの実数成分
また、ガラスDを25重量%の割合で添加した試料番号15の試料の場合、結晶粒径が0.004μmと非常に小さくなり、超常磁性体(μ’=1)となってしまい、本発明のフェライト系磁性体の範囲外となることが確認された。
(a)比抵抗logρvを8以上とし、
(b)周波数250MHzでの透磁率μ’を2以上、Qを20以上とし、
(c)透磁率μ’の温度特性を1000ppm/℃以下とし、
(d)コイルのQピーク周波数を80MHz以上とする
ことが可能になることが確認できた。
1a フェライトコアの巻芯部
2a、2b 鍔部
4 コイル用巻線(軟銅線)
6a,6b 外部電極
Claims (5)
- Ni,Cu,Znを含むNiCuZn系フェライトを主成分とし、
アルカリ金属およびアルカリ土類金属の少なくとも一方とSiとを含み、
平均結晶粒径が0.01〜1.0μmの範囲にあり、
前記アルカリ金属および前記アルカリ土類金属の少なくとも一方と前記Siとを含む結晶相であって、Li 2 SiO 3 、Li 2 Si 2 O 5 、Li 2 ZnSiO 4 、BaSi 2 O 5 、Ba 4 Si 6 O 16 、BaAl 2 Si 2 O 8 、BaCuSi 2 O 6 、BaCuSi 4 O 10 、BaCu 2 Si 2 O 7 、BaCuSi 2 O 6 、Ba 2 FeSi 2 O 7 からなる群より選ばれる少なくとも1種である結晶相が析出しており、
主成分である前記NiCuZn系フェライトは、44.0〜47.0mol%のFe 2 O 3 、40.0〜44.0mol%のNiO、1.0〜10.0mol%のZnO、および残りの成分であるCuOを含むこと
を特徴とするフェライト系磁性体。 - 前記平均結晶粒径が0.05〜0.45μmの範囲にあることを特徴とする請求項1記載のフェライト系磁性体。
- 請求項1または2に記載のフェライト系磁性体の製造方法であって、
(a)Ni,Cu,Znを含むNiCuZn系フェライト系材料と、アルカリ金属およびアルカリ土類金属の少なくとも一方とSiとを含む材料と、を含有する配合原料を所定の形状に成形して成形体を得る成形工程と、
(b)前記成形体を焼成する焼成工程と
を備えていることを特徴とするフェライト系磁性体の製造方法。 - 請求項1または2記載のフェライト系磁性体が用いられていることを特徴とする電子部品。
- 巻線コイル、インダクタ、およびアンテナからなる群より選ばれるいずれか1種であることを特徴とする請求項4記載の電子部品。
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