CN104756204B - 铁氧体烧结板和铁氧体烧结片 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及Ni‑Zn‑Cu‑Co铁氧体烧结板和铁氧体烧结片，该铁氧体烧结板的特征在于，以氧化物换算，组成为45～50mol％的Fe2O3、10～25mol％的NiO、15～36mol％的ZnO、2～14mol％的CuO、0.1～3.5mol％的CoO，该铁氧体烧结片的特征在于，在该铁氧体烧结板的表面设有槽，还设有粘接层和/或保护层。本发明的铁氧体烧结片能够在导磁率中维持μ″较小并增大μ′。

Description

铁氧体烧结板和铁氧体烧结片
技术领域
本发明涉及铁氧体烧结板及在该铁氧体烧结板的表面设有粘接层和/或保护层的铁氧体烧结片。
背景技术
在便携电话、智能手机等通信设备上，搭载有如NFC(近距离无线通信)或支付系统这样能够使用平面状线圈天线进行信息的收发的系统。为了提高其收发灵敏度，进行与平面状线圈天线接近地配置软磁性片的设计(专利文献1、2、3)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2005-15293号公报
专利文献2：日本特开2008-252089号公报
专利文献3：日本特开2006-174223号公报
发明内容
发明所要解决的课题
为了通信设备的小型化、高功能化，要求进一步提高平面状线圈天线的收发灵敏度，为此，需要通过增大软磁性片的导磁率的实数部 (μ′)而增大天线的电感并通过减小导磁率的虚数部(μ″)而减小天线的损失。
作为软磁性片所使用的铁氧体烧结片在收发频率为13.56MHz时，具有若增大μ′，则μ″也增大的特性，实际上使用μ′约100、μ″约5的铁氧体烧结片。
因此，本发明的技术性课题在于提供一种维持μ″较小并增大μ′的铁氧体烧结片。
用于解决课题的方法
上述技术课题能够通过如下所述的本发明来实现。
即，本发明为一种Ni-Zn-Cu-Co铁氧体烧结板，其特征在于，以氧化物换算，组成为45～50mol％的Fe2O3、10～25mol％的NiO、15～ 36mol％的ZnO、2～14mol％的CuO、0.1～3.5mol％的CoO(本发明1)。
另外，本发明为一种铁氧体烧结片，在本发明1所述的铁氧体烧结板的一个表面设有粘接层，在相反侧的表面设有保护层(本发明2)。
另外，本发明为在本发明1所述的铁氧体烧结板的两面设有粘接层的铁氧体烧结片(本发明3)。
另外，本发明为在本发明1所述的铁氧体烧结板的两面设有保护层的铁氧体烧结片(本发明4)。
另外，本发明为在本发明2～4中任一项所述的铁氧体烧结片中在铁氧体烧结板的至少一个表面形成有至少一个槽的铁氧体烧结片(本发明5)。
另外，本发明为在本发明2～4中任一项所述的铁氧体烧结片中铁氧体烧结板被分割成小片状的铁氧体烧结片(本发明6)。
发明的效果
本发明的铁氧体烧结板和铁氧体烧结片的μ′大而μ″小，因此，适于在NFC等系统中作为提高收发灵敏度的部件。
具体实施方式
如下所述更详细地说明本发明的构成。
首先，对本发明的Ni-Zn-Cu-Co铁氧体进行阐述。
本发明的Ni-Zn-Cu-Co铁氧体的组成以氧化物换算，为45～ 50mol％的Fe2O3、10～25mol％的NiO、15～36mol％的ZnO、2～14mol％的CuO、0.1～3.5mol％的CoO。
本发明的Ni-Zn-Cu-Co铁氧体中Fe2O3的组成低于45mol％时，μ′减小。超过50mol％时，变得无法烧结。更优选Fe2O3的组成为46～ 49.8mol％。
本发明的Ni-Zn-Cu-Co铁氧体中NiO的组成低于10mol％时，μ″增大。超过25mol％时，μ′减小。更优选NiO的组成为11～23mol％。
本发明的Ni-Zn-Cu-Co铁氧体中ZnO的组成低于15mol％时，μ′减小。超过36mol％时，μ″增大。更优选ZnO的组成为18～33mol％。
本发明的Ni-Zn-Cu-Co铁氧体中CuO的组成低于2mol％时，变得无法烧结。超过14mol％时，μ″增大。更优选CuO的组成为3～12mol％。
本发明的Ni-Zn-Cu-Co铁氧体中CoO的组成低于0.1mol％时，μ″增大。超过3.5mol％时，μ′减小。优选CoO的组成为0.12～3.3mol％，更优选为0.3～3.0mol％，更加优选0.5～1.45mol％。
本发明的Ni-Zn-Cu-Co铁氧体中Ni/(Fe2O3)比优选为20～ 55mol％，更优选为22～55mol％。另外，Zn/(Fe2O3)比优选为30～ 75mol％，更优选为31～65mol％。另外，Cu/(Fe2O3)比优选为4.0～ 31.0mol％，更优选为10～31.0mol％，更加优选为19～30.5mol％。另外，Co/(Fe2O3)比优选为0.2～7.5mol％，更优选为0.3～3.0mol％。
本发明的铁氧体烧结板的厚度优选为0.01～1mm。更优选为0.02～ 1mm，更加优选为0.03～0.5mm。本发明的铁氧体烧结板基本上不塑性变形。
能够在包含本发明的Ni-Zn-Cu-Co铁氧体的铁氧体烧结板的至少一个表面设置粘接层。粘接层的厚度优选为0.001～0.1mm。
能够在包含本发明的Ni-Zn-Cu-Co铁氧体的铁氧体烧结板的至少一个表面设置保护层。保护层的厚度优选为0.001～0.1mm。
本发明的铁氧体烧结片的μ′优选为80～300。更优选为90～290，更加优选为110～280。
本发明的铁氧体烧结片的μ″优选0.05～15。更优选为0.06～10。更加优选为0.07～5.0。
作为本发明的粘接层，可以列举双面粘接带。作为双面粘接带，没有特别限制，可以使用公知的双面粘接带。另外，作为粘接层，也可以是在铁氧体烧结板的一个面顺次叠层粘接层、弯曲性且伸缩性的膜或片材、粘接层和脱模片而形成的层。
关于本发明的保护层，通过设置该层，能够提高对分割铁氧体烧结板时的落粉的可靠性和耐久性。作为该保护层，只要是在使铁氧体烧结片弯曲的情况下不会断裂地延伸的树脂即可，没有特别限制，可以例示PET膜等。
本发明的铁氧体烧结片，为了与弯曲的部分密合并贴附、且为了防止使用时破裂，也可以事先以设置于铁氧体烧结板的至少一个表面的至少一个槽为起点，使铁氧体烧结板可分割地构成。上述槽即可以连续地形成，也可以断续地形成，另外，也能够通过形成大量微小的凹部代替槽。希望槽的剖面为U字型或V字型。
本发明的铁氧体烧结片，为了与弯曲的部分密合并贴附、且为了防止使用时破裂，优选事先将铁氧体烧结板分割为小片状。例如，也可以事先将设置于铁氧体烧结板的至少一个表面的至少一个槽作为起点将铁氧体烧结板分割，或不形成槽就将铁氧体烧结板分割成小片状的方法的任一种。
铁氧体烧结板通过槽分为任意大小的三角形、四边形、多边形或它们的组合。例如，三角形、四边形、多边形的一边的长度通常为1～ 12mm，在被附着物的粘接面为曲面时，优选为1mm以上且为其曲率半径的1/3以下，更优选为1mm以上且1/4以下。形成槽后，在槽以外的部位不会不定形地破裂，平面就不用说了，也能够与圆柱状的侧曲面及多少具有凹凸的面密合或实质上密合。
铁氧体烧结板上所形成的槽的开口部的宽度通常优选为250μm以下，更优选为1～150μm。开口部的宽度超过250μm时，铁氧体烧结板的导磁率的降低增大，故而不优选。另外，槽的深度通常为铁氧体烧结板的厚度的1/20～3/5。另外，厚度为0.1mm～0.2mm的薄的烧结铁氧体板的情况下，槽的深度优选为烧结铁氧体板的厚度的1/20～1/4，更优选为1/20～1/6。
下面，对本发明的铁氧体烧结板和铁氧体烧结片的制造方法进行阐述。
首先，将以规定的组成比率混合构成铁氧体的各元素的氧化物、碳酸盐、氢氧化物、草酸盐等原料而得到的原料混合物、或者在水溶液中使各元素沉淀而得到的沉淀物在大气中在700～900℃的温度范围进行1～20小时预烧制，之后进行粉碎，由此，获得铁氧体粉末。
将所得到的铁氧体粉末与粘合剂树脂混合后，通过粉末压缩成型法、注射成型法、压延法、挤压法等将铁氧体板成型，根据需要进行脱脂处理，之后进行烧结处理，能够制造铁氧体烧结板。另外，将铁氧体粉末、粘合剂树脂和溶剂混合后，用刮刀等涂布在膜或片上，得到生片，根据需要进行脱脂处理后，对所得到的生片进行烧结处理，能够制造铁氧体烧结板。另外，也可以叠层多片所得到的生片叠层。
根据需要，在铁氧体烧结板形成槽的情况下，能够在铁氧体板的成型中、成型后或烧结处理后形成槽。例如，用粉末压缩成型法或注射成型法进行成型的情况下，优选在成型中形成，用压延法或挤压法成型的情况下，优选在成型后且烧结前形成，经由生片制造烧结铁氧体板的情况下，优选在生片上形成。
脱脂处理通常以150～500℃的温度进行。烧结温度通常为850～1100℃，优选为860～1050℃，更优选为875～905℃。烧结时间通常为30～180分钟，优选为30～120分钟。烧结温度低于850℃时，颗粒的烧结变得困难，所得到的烧结铁氧体板的强度不能说是足够的。另外，若烧结温度超过1100℃，则进行颗粒的成长，故而不优选。烧结时间小于30分钟时，颗粒的烧结变得困难，所得到的烧结铁氧体板的强度不能说是足够的。另外，由于烧结时间为180分钟时，颗粒的烧结充分进行，因此不需要超过180分钟。
接着，对于所得到的铁氧体烧结板的表面，根据需要，设置粘接材料层，例如双面粘接带。粘接材料层能够形成于铁氧体烧结板的单面或两面。
另外，对于所得到的铁氧体烧结板的表面，根据需要设置保护层。保护层可以形成于铁氧体烧结板的一个面或两面。保护层的形成如下进行：将构成保护层的树脂的膜或片材，根据需要经由粘接剂粘接于烧结铁氧体板的表面，或将含有构成保护层的树脂的涂料涂布于烧结铁氧体板的表面。通过形成保护层，可以防止铁氧体烧结板的落粉。
另外，在本发明中，能够在铁氧体烧结板的一个表面形成粘接层，在另一个表面形成保护层。
在将铁氧体烧结板沿着槽进行分割的情况下，形成粘接层和/或保护层后，通过辊进行分割即可。
＜作用＞
在本发明中，最重要的点是包含特定的组成的Ni-Zn-Cu-Co铁氧体的铁氧体烧结板或铁氧体烧结片的μ′高而μ″低这一事实。
实施例
本发明的代表性的实施方式如下所述。
对于Ni-Zn-Cu-Co铁氧体的组成，使用萤光X射线分析装置3530 (理学电机工业(株)制)进行了测定。
对于铁氧体烧结板和铁氧体烧结片的厚度，使用千分尺进行了测定。
对于铁氧体烧结板和铁氧体烧结片的导磁率，将冲裁成外径20mm、内径10mm的环使用阻抗/材料分析器E4991A(Agilent Technologies (株)制)以13.56MHz的频率进行了测定。
实施例1：
秤量各氧化物原料，使得Ni-Zn-Cu-Co铁氧体的组成为规定的组成，使用球磨机进行20小时湿式混合后，将混合浆料进行过滤、干燥，得到原料混合粉末。将该原料混合粉末在730℃进行3小时烧制，用球磨机粉碎所得到的预烧制物，得到本发明的Ni-Zn-Cu-Co铁氧体粉末。
相对于所得到的Ni-Zn-Cu-Co铁氧体粉末100重量份，作为结合材料添加聚乙烯醇缩丁醛8重量份、作为可塑剂添加邻苯二甲酸苄基正丁酯3重量份、作为溶剂添加3甲基-3甲氧基-1丁醇50重量份后，充分混合得到浆料。利用刮刀式涂料器在PET膜上涂布该浆料而形成涂膜后，通过干燥，得到厚度400μm的生片。
在该生片的表面使用刀尖为V字型的刀模形成深度100μm的槽，以3mm间隔形成格子状。
将所得到的生片在400℃进行脱脂后，在1010℃进行2小时烧结，由此，得到Ni-Zn-Cu-Co铁氧体烧结板。该铁氧体烧结板的组成为： Fe2O3为49.41mol％、NiO为10.17mol％、ZnO为35.21mol％、CuO为 2.09mol％、CoO为3.12mol％，厚度为328μm。
在所得到的铁氧体烧结板的一个表面贴附PET膜，在另一个表面贴附双面带，得到铁氧体烧结片。厚度为390μm。
将所得到的铁氧体烧结片分割后的13.56MHz时的μ′为93，μ″为0.09。
实施例2：
秤量各氧化物原料，使得Ni-Zn-Cu-Co铁氧体的组成为规定的组成，使用球磨机进行20小时湿式混合后，将混合浆料进行过滤、干燥，得到原料混合粉末。将该原料混合粉末在870℃进行3小时烧制，用球磨机粉碎所得到的预烧制物，得到本发明的Ni-Zn-Cu-Co铁氧体粉末。
相对于所得到的Ni-Zn-Cu-Co铁氧体粉末100重量份，作为结合材料添加聚乙烯醇缩丁醛8重量份、作为可塑剂添加邻苯二甲酸苄基正丁酯3重量份、作为溶剂添加3甲基-3甲氧基-1丁醇50重量份后，充分混合得到浆料。利用刮刀式涂料器在PET膜上涂布该浆料而形成涂膜后，通过干燥，得到厚度45μm的生片。
在该生片的表面使用刀尖为U字型的刀模形成深度20μm的槽，以3mm间隔形成格子状。
将所得到的生片在400℃进行脱脂后，在870℃进行2小时烧结，由此，得到Ni-Zn-Cu-Co铁氧体烧结板。该铁氧体烧结板的组成为： Fe2O3为45.93mol％、NiO为24.91mol％、ZnO为15.03mol％、CuO为 13.98mol％、CoO为0.15mol％，厚度为39μm。
在所得到的铁氧体烧结板的一个表面贴附PET膜，在另一个表面贴附双面带，得到铁氧体烧结片。厚度为59μm。
将所得到的铁氧体烧结片分割后的13.56MHz时的μ′为272，μ″为 4.9。
实施例3：
秤量各氧化物原料，使得Ni-Zn-Cu-Co铁氧体的组成为规定的组成，使用球磨机进行20小时湿式混合后，将混合浆料进行过滤、干燥，得到原料混合粉末。将该原料混合粉末在810℃进行3小时烧制，用球磨机粉碎所得到的预烧制物，得到本发明的Ni-Zn-Cu-Co铁氧体粉末。
相对于所得到的Ni-Zn-Cu-Co铁氧体粉末100重量份，作为结合材料添加聚乙烯醇缩丁醛8重量份，作为可塑剂添加邻苯二甲酸苄基正丁酯3重量份、作为溶剂添加3甲基-3甲氧基-1丁醇50重量份后，充分混合得到浆料。利用刮刀式涂料器在PET膜上涂布该浆料而形成涂膜后，通过干燥，得到厚度245μm的生片。
在该生片的表面使用刀尖为V字型的刀模形成深度50μm的槽，以3mm间隔形成格子状。
将所得到的生片在400℃进行脱脂后，在910℃进行2小时烧结，由此，得到Ni-Zn-Cu-Co铁氧体烧结板。该铁氧体烧结板的组成为： Fe2O3为48.29mol％、NiO为11.26mol％、ZnO为29.43mol％、CuO为 9.78mol％、CoO为1.25mol％，厚度为206μm。
在所得到的铁氧体烧结板的一个表面贴附PET膜，另表面贴附双面带，得到铁氧体烧结片。厚度为249μm。
将所得到的铁氧体烧结片分割后的13.56MHz时的μ′为182，μ"为 3.6。
从上述实施例可知，本发明的铁氧体烧结板或铁氧体烧结片的μ′高而μ″低，因此最适合作为提高收发灵敏度的部件。
实施例4～7：
除了使组成和烧制温度进行各种变化以外，与实施例1同样地操作，得到铁氧体烧结片。
比较例1：
秤量各氧化物原料，使得Ni-Zn-Cu铁氧体的组成为规定的组成，使用球磨机进行20小时湿式混合后，将混合浆料进行过滤、干燥，得到原料混合粉末。将该原料混合粉末在780℃进行3小时烧制，用球磨机粉碎所得到的预烧制物，得到Ni-Zn-Cu铁氧体粉末。
相对于所得到的Ni-Zn-Cu铁氧体粉末100重量份，作为结合材料添加聚乙烯醇缩丁醛8重量份、作为可塑剂添加邻苯二甲酸苄基正丁酯3重量份、作为溶剂添加3甲基-3甲氧基-1丁醇50重量份后，充分混合得到浆料。通过刮刀式涂料器在PET膜上涂布该浆料而形成涂膜后，通过干燥，得到厚度203μm的生片。
在该生片的表面使用刀尖为V字型的刀模形成深度80μm的槽，以3mm间隔形成格子状。
将所得到的生片在400℃进行脱脂后，在900℃进行2小时烧结，由此，得到Ni-Zn-Cu铁氧体烧结板。该铁氧体烧结板的组成为：Fe2O3为48.02mol％、NiO为18.04mol％、ZnO为25.96mol％、CuO为 7.98mol％，厚度为172μm。
在所得到的铁氧体烧结板的一个表面贴附PET膜，在另一个表面贴附双面带，得到铁氧体烧结片。厚度为211μm。
将所得到的铁氧体烧结片分割后的13.56MHz的μ′为193，μ″为 54.2。
在表1中表示实施例1～7及比较例1所得到的铁氧体烧结板的各特性。
[表1]
产业上的可利用性
本发明的铁氧体烧结板和铁氧体烧结片的μ′大而μ″小，因此，适于在NFC等系统中作为提高收发灵敏度的部件。

Claims (7)

1.一种铁氧体烧结片，其特征在于：
由Ni-Zn-Cu-Co铁氧体烧结板、粘接层和保护层构成，
所述Ni-Zn-Cu-Co铁氧体烧结板以氧化物换算，组成为由45～50mol％的Fe2O3、10～25mol％的NiO、15～36mol％的ZnO、2～14mol％的CuO和0.1～3.5mol％的CoO构成，摩尔比Zn/(Fe2O3)为30～75％，
在所述铁氧体烧结板的一个表面设有所述粘接层，在相反侧的表面设有所述保护层，
所述铁氧体烧结板的厚度为0.01～1mm，
所述铁氧体烧结片的μ′为80～300，μ″为0.05～15。
2.一种铁氧体烧结片，其特征在于：
由Ni-Zn-Cu-Co铁氧体烧结板和分别设置在所述铁氧体烧结板的两面的粘接层构成，
所述Ni-Zn-Cu-Co铁氧体烧结板以氧化物换算，组成为由45～50mol％的Fe2O3、10～25mol％的NiO、15～36mol％的ZnO、2～14mol％的CuO和0.1～3.5mol％的CoO构成，摩尔比Zn/(Fe2O3)为30～75％，
所述铁氧体烧结板的厚度为0.01～1mm，
所述铁氧体烧结片的μ′为80～300，μ″为0.05～15。
3.一种铁氧体烧结片，其特征在于：
由Ni-Zn-Cu-Co铁氧体烧结板和分别设置在所述铁氧体烧结板的两面的保护层构成，
所述Ni-Zn-Cu-Co铁氧体烧结板以氧化物换算，组成为由45～50mol％的Fe2O3、10～25mol％的NiO、15～36mol％的ZnO、2～14mol％的CuO和0.1～3.5mol％的CoO构成，摩尔比Zn/(Fe2O3)为30～75％，
所述铁氧体烧结板的厚度为0.01～1mm，
所述铁氧体烧结片的μ′为80～300，μ″为0.05～15。
4.如权利要求1所述的铁氧体烧结片，其特征在于：
所述保护层由树脂构成。
5.如权利要求3所述的铁氧体烧结片，其特征在于：
所述保护层由树脂构成。
6.如权利要求1～5中任一项所述的铁氧体烧结片，其特征在于：
在铁氧体烧结板的至少一个表面形成有至少一个槽。
7.如权利要求1～5中任一项所述的铁氧体烧结片，其特征在于：
铁氧体烧结板被分割成小片状。
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