CN106045493A - 铁氧体组合物和电子部件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种铁氧体组合物和电子部件,主成分由以Fe2O3换算为26~46摩尔%的氧化铁、以CuO换算为4~14摩尔%的氧化铜、以ZnO换算为0~26摩尔%的氧化锌、以及剩余部分的以NiO换算为40.0摩尔%以上的氧化镍构成。相对于100重量份的主成分,含有以SiO2换算为0.8~10.0重量份的硅化合物、以Co3O4换算为1.0~15.0重量份的钴化合物、以及以Bi2O3换算为0.7~30.0重量份的铋化合物来作为副成分。以Co3O4换算后的钴化合物的含量除以以SiO2换算后的硅化合物的含量后的值为0.4~5.5。
Description
技术领域
本发明涉及一种适合于制造层叠型电感器等的铁氧体组合物和具有由该组合物构成的铁氧体烧结体的电子部件。
背景技术
近年来,DC-DC变换器的小型化、高频化正在进展,出现了以数十MHz~数百MHz左右的频率驱动的变换器。作为适用于小型化、高频化后的DC-DC变换器中的电感器,寻求在高频区域中也作为电感器工作的频率特性、和即使施加大电流工作几乎没有变化的直流重叠特性。
作为适用于DC-DC变换器的电感器中所用的铁氧体组合物,一直以来提出有添加了钴的NiCuZn铁氧体。研究了通过对于NiCuZn铁氧体添加钴,从而使磁各向异性提高且使导磁率的频率特性提高的方法。
然而,一直以来已知添加有钴的NiCuZn铁氧体与没有添加钴的NiCuZn铁氧体相比,烧结性降低,并且有温度特性劣化的倾向。作为克服上述的添加钴的缺点的方法,提出了以下所示的方法。
在专利文献1中,通过在NiCuZn铁氧体中添加钴化合物和氧化铋等的铋化合物,从而克服了烧结性降低。进一步,通过添加锆化合物,从而改善了温度特性。
在专利文献2中,通过在NiCuZn铁氧体中添加Co3O4、SiO2、Bi2O3从而得到高的Q值、良好的温度特性和高的抗应力特性。
在专利文献3中,通过相对地减少NiCuZn铁氧体中的Fe2O3量和ZnO量,进一步添加CoO,从而得到频率特性优异的铁氧体组合物。
然而,在专利文献1的实施例中,虽然显示了起始导磁率μi的值,但是没有记载导磁率的值能保持至哪个程度的高的频率。根据蛇形的界限,通常起始导磁率μi的值越低,则可以至越高的频率为止保持导磁率的值。然而,在添加了添加物的情况下,可以在蛇形的界限以上至高的频率为止保持导磁率,或者相反地在蛇形的界限以下的低频率下导磁率降低。因此,起始导磁率μi偏离频率特性的目标,作为频率特性的评价标准缺乏根据。因此。专利文献1的实施例中频率特性不明确。
另外,蛇形的界限由以下的式(1)表示。另外,fr为旋转磁化共振频率,μi为起始导磁率,γ为回转磁常数,Ms为饱和磁化强度。
fr(μi-1)=|γ|×(Ms/3π) 式(1)
另外,在专利文献1中,对于添加了氧化锆的情况下的导磁率的温度变化,显示了20℃下的起始导磁率与85℃下的起始导磁率的比。然而,专利文献1的实施例所示的20℃下的起始导磁率与85℃下的起始导磁率的比最小的为1.45倍。其结果,对于抑制起始导磁率相对于温度变化的变化来说过大。
另外,在专利文献2中,没有显示起始导磁率的值,并且频率特性不明确。在专利文献3中,温度特性不明确。进一步,专利文献1~3中直流重叠特性都不明确。
根据以上,不清楚专利文献1~3的NiCuZn铁氧体其频率特性、直流重叠特性以及温度特性是否全部优异。
专利文献1:日本特开2000-252112号公报
专利文献2:日本特开2006-206347号公报
专利文献3:日本特开2008-300548号公报
发明内容
本发明鉴于这样的实际情况,其目的在于提供一种能够低温烧结,并且直至数百MHz的高频为止维持导磁率,直流重叠特性和温度特性良好,并且电阻率ρ高的铁氧体组合物和使用了所述铁氧体组合物的电子部件。
为了达成上述目的,本发明所涉及的铁氧体组合物其特征在于,所述铁氧体组合物具有主成分和副成分,
所述主成分由以Fe2O3换算为26~46摩尔%的氧化铁、以CuO换算为4~14摩尔%的氧化铜、以ZnO换算为0~26摩尔%的氧化锌、以及剩余部分的以NiO换算为40.0摩尔%以上的氧化镍构成,
相对于100重量份的所述主成分,含有以SiO2换算为0.8~10.0重量份的硅化合物、以Co3O4换算为1.0~15.0重量份的钴化合物、以及以Bi2O3换算为0.7~30.0重量份的铋化合物来作为所述副成分,
以Co3O4换算后的所述钴化合物的含量除以以SiO2换算后的所述硅化合物的含量后的值为0.4~5.5。
本发明所涉及的铁氧体组合物通过将构成主成分的氧化物的含量设定为上述的范围,进一步作为副成分以上述的范围含有硅化合物、钴化合物以及铋化合物,从而能够低温烧结。例如,能够在可以用作内部电极的Ag的熔点以下的900℃左右进行烧结。另外,由本发明所涉及的铁氧体组合物构成的铁氧体烧结体其起始导磁率μi和电阻率ρ较高,并且频率特性、直流重叠特性以及温度特性全部良好。
可以得到这样的效果的理由认为是通过将主成分设定在规定范围,进一步将各成分的含量设定在特定的范围而得到的复合的效果。
本发明所涉及的电子部件具有由上述的铁氧体组合物构成的铁氧体烧结体。
另外,由本发明所涉及的铁氧体组合物构成的铁氧体烧结体适合用于层叠型电感器、层叠型L-C过滤器、层叠型共模过滤器、通过其它的层叠方法得到的复合电子部件等。也优选用于例如LC复合电子部件、NFC线圈、层叠型电感元件、层叠型变压器。
附图说明
图1是本发明的一个实施方式所涉及的层叠型电感器的截面图。
图2是本发明的一个实施方式所涉及的LC复合电子部件的截面图。
图3是NiCuZn铁氧体中的导磁率的频率特性的概略图。
符号的说明
1…层叠型电感器、2…元件、3…端子电极、4…铁氧体层、5…线圈导体、5a,5b…引出电极、10…LC复合电子部件、12…电感器部、14…电容器部。
具体实施方式
以下,基于附图所示的实施方式来说明本发明。
如图1所示,本发明的一个实施方式所涉及的层叠型电感器1具有元件2和端子电极3。元件2通过对经由铁氧体层4而三维并且螺旋状地形成了线圈导体5的生坯的层叠体进行烧成而得到。铁氧体层4由本发明的一个实施方式所涉及的铁氧体组合物构成。在元件2的两端形成端子电极3,经由引出电极5a、5b与端子电极3连接,由此可以得到层叠型电感器1。对于元件2的形状没有特别的限制,通常为长方体状。另外,对于其尺寸也没有特别的限制,只要根据用途为适当的尺寸即可。
作为线圈导体5和引出电极5a、5b的材质,没有特别的限定,可以使用Ag、Cu、Au、Al、Pd、Pd/Ag合金等。另外,也可以添加Ti化合物、Zr化合物、Si化合物等。
本实施方式所涉及的铁氧体组合物也可以为Ni-Cu系铁氧体或Ni-Cu-Zn系铁氧体,作为主成分,含有氧化铁、氧化铜以及氧化镍,进一步含有氧化锌。
100摩尔%的主成分中,氧化铁的含量以Fe2O3换算为26~46摩尔%,优选为29~46摩尔%,特别优选为32~44摩尔%。氧化铁的含量过多或过少则烧结性都会劣化,特别是倾向于低温烧结时的烧结密度降低。另外,在氧化铁过少的情况下,倾向于导磁率降低。在氧化铁过多的情况下,倾向于频率特性发生恶化,并且高频率下的品质因数Q值(某个频率下的线圈的感抗与电阻的比)降低。进一步,倾向于温度特性也发生恶化。
100摩尔%的主成分中,氧化铜的含量以CuO换算为4~14摩尔%,优选为4~12摩尔%。如果氧化铜的含量过少,则倾向于烧结性劣化,特别是低温烧结时的烧结密度降低。如果过多,则倾向于Q值降低。
100摩尔%的主成分中,氧化锌的含量以ZnO换算为0~26摩尔%。即,作为主成分可以含有氧化锌,也可以不含有氧化锌。氧化锌的含量优选为0~11摩尔%。另外,如果氧化锌的含量越多,则越倾向于起始导磁率上升。另外,起始导磁率越高则越适于电感器。如果氧化锌的含量过多,则倾向于居里温度降低。
主成分的剩余部分由氧化镍构成,所述氧化镍的含量为40.0摩尔%以上。所述氧化镍的含量优选为44.0~55.0摩尔%。
在氧化镍的含量过小的情况下,温度特性恶化。
本实施方式所涉及的铁氧体组合物,除了上述的主成分以外,含有硅化合物、钴化合物以及铋化合物来作为副成分。另外,作为各化合物的种类,除了氧化物以外,只要是烧成后成为氧化物的就没有特别的限定。
硅化合物的含量相对于100重量份的主成分以SiO2换算为0.8~10.0重量份,优选为0.8~6.0重量份。如果在特定的范围内含有硅化合物,则铁氧体组合物的温度特性提高。如果硅化合物的含量过少,则倾向于Q值减少,并且倾向于温度特性也发生恶化。如果过多,则倾向于烧结性劣化,特别是低温烧结时的烧结密度降低。
说明通过添加硅化合物从而温度特性提高的理由。氧化硅等的硅化合物与NiCuZn铁氧体颗粒相比线膨胀系数较小。即,在NiCuZn铁氧体中添加硅化合物来形成铁氧体组合物的情况下,添加后的硅化合物预先对NiCuZn铁氧体施加应力。本发明人们认为:存在由于硅化合物的存在而产生的应力,因而缓和了由温度变化而产生的应力的影响,从而温度特性提高。
铋化合物的含量相对于100重量份的主成分以Bi2O3换算为0.7~30.0重量份,优选为0.7~10.0重量份。上述的硅化合物和下述的钴化合物具有使烧结性降低的效果。相对于此,铋化合物提高烧结性,能够在900℃以下的温度下烧成。如果铋化合物的含量过少,则倾向于烧结性劣化,特别是低温烧结时的烧结密度降低。进一步,伴随着烧结性的劣化,倾向于电阻率ρ也降低。如果铋化合物的含量过多,则有铁氧体组合物中的Bi2O3在烧成中向外部渗出的情况。在将铋化合物的含量过多的铁氧体组合物适用于电子部件中并大量生产的情况下,存在由于Bi2O3的渗出而导致多个电子部件连结的情况。另外,存在由于Bi2O3的渗出而导致电子部件与搭载电子部件的固定器粘结的情况。
钴化合物的含量相对于100重量份的主成分以Co3O4换算为1.0~15.0重量份,优选为1.0~8.5重量份,更加优选为1.0~5.0重量份。如果在特定的范围内含有钴化合物,则频率特性提高。进一步,直流重叠特性也提高。即,直流电流重叠时的电感降低变小。根据钴添加物的含量,甚至有直流电流重叠时电感上升的情况。如果钴化合物的含量过少,则倾向于频率特性发生恶化,高频率下的品质因数Q值降低。进一步,倾向于电阻率ρ也降低。如果过多,则倾向于烧结性劣化,特别是低温烧结时的烧结密度降低。进一步,倾向于温度特性发生恶化。
再有,在本实施方式所涉及的铁氧体组合物中,以重量基准计Co3O4换算后的钴化合物的含量除以以重量基准计SiO2换算后的硅化合物的含量后的值(以下记为Co/Si)为0.4~5.5。Co/Si优选为1.5~5.0。
上述的Co/Si的限定显示钴化合物的含量的容许范围根据硅化合物的含量而增减。即使钴化合物的含量为15.00重量份以下,由于硅化合物的添加量少,因而,在Co/Si超过5.5的情况下也倾向于温度特性发生恶化,并且电阻率ρ降低。另外,在小于0.4的情况下,与具有同等的导磁率的样品相比,频率特性降低。
在本实施方式所涉及的铁氧体组合物中,除了将主成分的组成范围控制在上述的范围内以外,在本发明的范围内含有全部上述的硅化合物、铋化合物以及钴化合物来作为副成分。其结果,可以使烧结温度降低,作为一体烧成的内部导体可以使用例如Ag等熔点比较低的金属。再有,通过低温烧成得到的铁氧体烧结体其起始导磁率高,频率特性良好,电阻率ρ较高,直流重叠特性良好,并且温度特性良好。特别是通过钴化合物与硅化合物的相互作用从而直流重叠特性变得良好。
另外,在不含有硅化合物、铋化合物以及钴化合物中的任意一个以上的情况下、或者含量在本发明的范围外的情况下,不能充分地得到上述的效果。即,认为上述的效果是同时含有特定量的硅化合物、铋化合物以及钴化合物的情况下才得到的复合的效果。
另外,本实施方式所涉及的铁氧体组合物,与上述副成分分开,也可以进一步在不损害本发明的效果的范围内含有Mn3O4等的锰氧化物、氧化锆、氧化锡、氧化镁、玻璃化合物等的附加成分。这些附加成分的含量没有特别的限定,例如为0.05~1.0重量份左右。
特别是氧化锆的含量以ZrO2换算优选为1.0重量%以下(包含0)。
再有,可以在本实施方式所涉及的铁氧体组合物含有不可避免的杂质元素的氧化物。
具体来说,作为不可避免的杂质元素,可以列举C、S、Cl、As、Se、Br、Te、I或Li、Na、Mg、Al、Ca、Ga、Ge、Sr、Cd、In、Sb、Ba、Pb等的典型金属元素或Sc、Ti、V、Cr、Y、Nb、Mo、Pd、Ag、Hf、Ta等的过渡金属元素。另外,不可避免的杂质元素的氧化物只要在铁氧体组合物中为0.05重量%以下左右就也可以含有。
本实施方式所涉及的铁氧体组合物具有铁氧体颗粒和存在于相邻的结晶颗粒间的晶界。结晶颗粒的平均结晶粒径优选为0.2~1.5μm。
接着,对本发明的铁氧体组合物的频率特性进行说明。
本发明的铁氧体组合物的频率特性显示直至高频率是否能够保持导磁率。
为了对本发明的铁氧体组合物的频率特性进行说明,对于通常的NiCuZn铁氧体,将频率作为横轴,将复导磁率的实部μ’和虚部μ”作为纵轴,将该情况下的概略图示于图3中。
在低频率区域中,即使频率变化μ’也大致一定,μ”在0附近大致一定。如果使频率上升,并且成为特定的频率以上,则μ”显示从0上升的举动。在本申请中将μ”>0.1的频率作为μ”上升频率。
在μ”上升频率以上的频率区域中,Q值降低,难以用作电感器。因此,本发明的铁氧体组合物,μ”上升频率越高,则能够用作电感器的频率的上限越高。本发明的铁氧体组合物其μ”上升频率越高,则频率特性越良好。以下,有时将μ”上升频率记为f。
再有,通常来说起始导磁率μi越高,则μ”上升频率f越低。因此,为了使铁氧体组合物的频率特性良好,不仅需要使与由上述的μ”上升频率f的高度导出的导磁率无关的频率特性良好,还需要使相对于导磁率的相对的频率特性也良好。
本发明人们发现:根据上述的蛇形的界限的式子,f×(μi-1)作为相对于导磁率的相对的频率特性的指标是有效的。f×(μi-1)越大,则相对于导磁率的相对的频率特性越良好。
接着,说明本实施方式所涉及的铁氧体组合物的制造方法的一个例子。首先,以成为规定的组成比的方式称量起始原料(主成分的原料和副成分的原料)并进行混合,得到原料混合物。作为混合的方法,例如可以列举使用球磨机进行的湿式混合、或使用干式搅拌器进行的干式混合。另外,优选使用平均粒径为0.05~1.0μm的起始原料。
作为主成分的原料,可以使用氧化铁(α-Fe2O3)、氧化铜(CuO)、氧化镍(NiO)、根据需要的氧化锌(ZnO)、或者复合氧化物等。再有,此外,可以使用通过烧成而成为上述的氧化物或复合氧化物的各种化合物等。作为通过烧成而成为上述的氧化物的物质,例如可以列举金属单体、碳酸盐、草酸盐、硝酸盐、氢氧化物、卤化物、有机金属化合物等。
作为副成分的原料,可以使用氧化硅、氧化铋和氧化钴。对于成为副成分的原料的氧化物没有特别的限定,可以使用复合氧化物等。再有,此外,可以使用通过烧成而成为上述的氧化物或复合氧化物的各种化合物等。作为通过烧成而成为上述的氧化物的物质,例如可以列举金属单体、碳酸盐、草酸盐、硝酸盐、氢氧化物、卤化物、有机金属化合物等。
另外,作为氧化钴的一个方式的Co3O4由于容易保管或处理,并且在空气中价数也稳定,因此,优选作为氧化钴的原料。
接着,进行原料混合物的预烧,得到预烧材料。预烧是为了发生原料的热分解、成分的均质化、铁氧体的生成、由烧结导致的超微粉的消失和晶粒生长为适度的颗粒尺寸,并且将原料混合物转变为适于后续工序的形态而进行的。这样的预烧优选在500~900℃的温度下通常进行2~15小时左右。预烧通常在大气(空气)中进行,也可以在氧分压比大气中低的气氛中进行。另外,主成分的原料与副成分的原料的混合可以在预烧之前进行,也可以在预烧后进行。
接着,进行预烧材料的粉碎,得到粉碎材料。粉碎是为了将预烧材料的凝集拆散并且制成具有适度的烧结性的粉体而进行的。预烧材料形成大块时,进行粗粉碎后,再使用球磨机或磨碎机进行湿式粉碎。湿式粉碎进行至粉碎材料的平均粒径优选为0.1~1.0μm左右。
使用得到的粉碎材料来制造本实施方式所涉及的层叠型电感器。对于制造该层叠型电感器的方法没有限制,以下使用薄片法。
首先,将得到的粉碎材料与溶剂或粘结剂等的添加剂一起浆料化,制作膏体。然后,使用该膏体形成生片。接着,将所形成的生片加工成规定的形状,经过脱粘结剂工序、烧成工序,可以得到本实施方式所涉及的层叠型电感器。烧成在线圈导体5和引出电极5a、5b的熔点以下的温度下进行。例如,在线圈导体5和引出电极5a、5b为Ag(熔点962℃)的情况下,优选在850~920℃的温度下进行。烧成时间为通常1~5小时左右进行。另外,烧成可以在大气(空气)中进行,也可以在氧分压比大气中低的气氛下进行。由此得到的层叠型电感器由本实施方式所涉及的铁氧体组合物构成。
以上,对本发明的实施方式进行了说明,但是本发明丝毫没有被限定于这样的实施方式,当然可以在不脱离本发明的要点的范围内以各种实施方式进行实施。例如,作为图2所示的LC复合电子部件10中的铁氧体层4,也可以使用本发明的铁氧体组合物。另外,在图2中,符号12所示的部分为电感器部,符号14所示的部分为电容器部。
实施例
以下,基于更详细的实施例来说明本发明,但是本发明不限定于这些实施例。
首先,作为主成分的原料,准备Fe2O3、NiO、CuO、ZnO。作为副成分的原料,准备SiO2、Bi2O3、Co3O4。
接着,以作为烧结体成为表1~表5所记载的组成的方式称量准备的主成分之后,利用球磨机湿式混合16小时,得到原料混合物。
接着,将得到的原料混合物干燥之后,在空气中在500~900℃下进行预烧,制成预烧粉。使用钢铁制球磨机将预烧粉和副成分的原料粉末湿式粉碎72小时,得到粉碎粉。
接着,将该粉碎粉干燥之后,在100重量份的粉碎粉中添加作为粘结剂的6wt%浓度的聚乙烯醇水溶液10.0重量份,进行造粒,制成颗粒。对该颗粒进行加压成形,以成形密度成为3.20Mg/m3的方式得到环形形状(尺寸=外径13mm×内径6mm×高度3mm)的成形体、以及圆盘形状(尺寸=直径12mm×高度2mm)的成形体。
接着,将这些各成形体在空气中在Ag的熔点(962℃)以下即900℃下烧成2小时,得到作为烧结体的环形芯样品。进一步对样品进行以下的特性评价。将试验结果示于表1~表5中。另外,表1~表5所记载的各成分的含量为分别换算为Fe2O3、NiO、CuO、ZnO、SiO2、Co3O4、Bi2O3后的值。
起始导磁率μ
i
在环形芯样品上卷绕10匝铜线绕线,使用阻抗分析仪(AgilentTechnologies,Inc.制造的4991A)测定起始导磁率μi。作为测定条件,测定频率为1MHz,测定温度为25℃。在本实施例中,将起始导磁率μi为1.5以上的情况记为良好。
频率特性(μ”上升频率)
对于测定过起始导磁率μi的环形芯样品,一边使测定频率从1MHz开始增加一边测定μ”。将μ”超过0.1时的频率作为μ”上升频率。将μ”上升频率f为200MHz以上的情况记为频率特性良好,将250MHz以上的情况记为频率特性特别良好。
相对频率特性
相对于导磁率的相对频率特性,将f×(μi-1)为1000以上的情况记为良好。
电阻率ρ
在圆盘样品的两面涂布In-Ga电极,测定直流电阻值,求得电阻率ρ(单位:Ω·m)。测定使用IR测定仪(HEWLETT PACKARD公司制造的4329A)进行。在本实施例中,将电阻率ρ为106Ω·m以上的情况记为良好。
起始导磁率μ
i
的温度特性
将室温25℃作为基准,求得25℃~125℃下的起始导磁率μi的变化率。在本实施例中,将μi的变化率为±30%以内的情况记为良好,将±25%以内的情况记为更好。
直流重叠特性
在环形芯样品上卷绕10匝铜线绕线,测定没有施加直流电流时的电感L0和施加了4A的直流电流时的电感L。将L的变化率(%)作为100×(L-L0)/L0,将L的变化率为-20.0%以上的情况记为直流重叠特性良好。另外,在本实施例中,经常将L的变化率为正数的情况记为直流重叠特性良好。
[表1]
*为比较例
表1的样品1~8为使Co以外的全部组成在本发明的范围内相同,仅使Co的含量发生了变化的样品。
根据表1,在全部的主成分和副成分的组成在本发明的范围内的情况下(样品3~7),起始导磁率μi、频率特性、电阻率ρ、直流重叠特性、起始导磁率μi的温度特性全部良好。
相对于此,作为副成分不含有Co且仅含有Si和Bi的样品1其频率特性过低,电阻率ρ和直流重叠特性也不优选。
另外,作为副成分含有Co但是其含量过少的样品2如果与样品1相比较,则虽然改善了频率特性、电阻率ρ以及直流重叠特性,但是频率特性、电阻率ρ以及直流重叠特性依然不优选。
进一步,虽然Co的含量在本发明的范围内但是Co/Si在本发明的范围外的样品8其电阻率ρ降低,并且起始导磁率μi的温度特性发生了恶化。
[表2]
*为比较例
表2的样品9~16是使主成分和Si、Bi的含量从样品1~8变化,特别是使Si的含量从1.6重量份增加至5.5重量份,并且使Co的含量发生了变化的样品。
根据表2,在全部的主成分和副成分的组成在本发明的范围内的情况下(样品10~14),起始导磁率μi、频率特性、电阻率ρ、直流重叠特性、起始导磁率μi的温度特性全部良好。特别是在Co的含量比样品8(9.6重量份)多的样品14(12.8重量份)中也可以得到良好的特性。这由来于样品14与样品8相比较,Si的含量增加,并且Co/Si在本发明的范围内。
相对于此,作为副成分不含有Co且仅含有Si和Bi的样品9其频率特性过低,电阻率ρ也过低。
Co的含量过高的样品15、16其起始导磁率μi的温度特性都为不优选的值。
[表3]
*为比较例
表3的样品17~26是使SiO2的含量从样品6增加,并且以起始导磁率μi的值不较大地变动的方式使ZnO等成分的含量发生了变化的样品。
根据表3,在全部的主成分和副成分的组成在本发明的范围内的情况下(样品6、19~23),起始导磁率μi、频率特性、电阻率ρ、直流重叠特性、起始导磁率μi的温度特性全部良好。
相对于此,作为副成分不含有Si的样品17其起始导磁率μi的温度特性发生了显著地恶化。另外,作为副成分含有Si但是其含量过少的样品18如果与样品17相比较,则改善了起始导磁率μi的温度特性,但是起始导磁率μi的温度特性依然不优选。
主成分的组成在本发明的范围外的样品24~26其相对于导磁率的相对频率特性差。进一步,硅化合物以及Co/Si也在本发明的范围外的样品26与样品24、25相比较,其相对于导磁率的相对频率特性更差。
另外,表3的样品26b、27~30(样品27a除外)是将Si以外的组成设为与样品17相同,仅使Si的含量发生了变化的样品。另外,样品27a是使氧化锌的含量为0,使氧化镍的含量为56.0摩尔%,除此以外与样品27b相同组成的样品。
根据表3,在全部的主成分和副成分的组成在本发明的范围内的情况下(样品26b、27a、27b、28、29、30a、30b),起始导磁率μi、频率特性、电阻率ρ、直流重叠特性、起始导磁率μi的温度特性全部良好。相对于此,硅化合物的含量过高,且Co/Si过低的样品30c其相对于导磁率的相对频率特性以及电阻率差。
表4的样品31~36是将Bi以外的组成设定为与样品19相同,仅使Bi的含量发生了变化的样品。另外,对于表4的样品19、31~36,为了确认烧结性,还进行了相对密度的测定。
对于相对密度的测定,对于成形为圆盘形状而得到的烧结体,根据烧成后的烧结体的尺寸和重量算出烧结体密度,将相对于理论密度的烧结体密度作为相对密度算出。在本实施例中,将相对密度为80%以上记为良好,将90%以上记为特别良好。
根据表4,在全部的主成分和副成分的组成在本发明的范围内的情况下(样品19、33~36),起始导磁率μi、频率特性、电阻率ρ、直流重叠特性、起始导磁率μi的温度特性、相对密度(烧结性)全部良好。
相对于此,Bi的含量过少的样品31、32其相对密度和电阻率ρ变低。即,样品31、32其烧结性极端地降低。进一步,样品31、32其相对于导磁率的相对频率特性也差。
[表5]
*为比较例
表5的样品38~41是将副成分的成分设定为与样品6相同,使主成分的组成由样品6变化的样品。
根据表5,在全部的主成分和副成分的组成在本发明的范围内的情况下(样品6、38~40、40a),起始导磁率μi、频率特性、电阻率ρ、直流重叠特性、起始导磁率μi的温度特性全部良好。
相对于此,Fe的含量过大且Ni的含量过小的样品41其频率特性过低,并且起始导磁率μi的温度特性也不优选。另外,Ni的含量过小的样品40ab其起始导磁率μi的温度特性不优选。
[表6]
*为比较例
表6的样品51~59是将Co以外的全部组成设定为在本发明的范围内且相同,仅使Co的含量发生了变化的样品。
根据表6,在全部的主成分和副成分的组成在本发明的范围内的情况下(样品53~58),起始导磁率μi、频率特性、电阻率ρ、直流重叠特性、起始导磁率μi的温度特性全部良好。
相对于此,作为副成分不含有Co且仅含有Si和Bi的样品51其频率特性过低,且电阻率ρ和直流重叠特性也不优选。
另外,作为副成分含有Co但是其含量过少的样品52如果与样品51相比较,则虽然改善了频率特性、电阻率ρ和直流重叠特性,但是频率特性和直流重叠特性依然不优选。
进一步,Co的含量在本发明的范围内,但是Co/Si在本发明的范围外的样品59其电阻率ρ降低,且起始导磁率μi的温度特性发生了恶化。
[表7]
*为比较例
表7的样品61~69为将Co以外的全部组成设定在本发明的范围内且相同,仅使Co的含量发生了变化的样品。
根据表7,在全部的主成分和副成分的组成在本发明的范围内的情况下(样品64~67),起始导磁率μi、频率特性、电阻率ρ、直流重叠特性、起始导磁率μi的温度特性全部良好。
相对于此,作为副成分不含有Co且仅含有Si和Bi的样品61其频率特性过低,且直流重叠特性也不优选。
另外,作为副成分含有Co但是其含量过少的样品62、63如果与样品61相比较,则虽然改善了频率特性和直流重叠特性,但是频率特性和直流重叠特性依然不优选。
进一步,Co的含量在本发明的范围内但是Co/Si在本发明的范围外的样品68、69其起始导磁率μi的温度特性发生了恶化。
[表8]
*为比较例
表8的样品71~77为将Si和Co以外的组成设定为与样品56相同,将Co的含量以Co3O4换算设定为1.5重量份,并且使Si的含量发生了变化的样品。
根据表8,在全部的主成分和副成分的组成在本发明的范围内的情况下(样品73~76),起始导磁率μi、频率特性、电阻率ρ、直流重叠特性、起始导磁率μi的温度特性全部良好。
相对于此,作为副成分不含有Si的样品71其起始导磁率μi的温度特性发生了显著地恶化。另外,作为副成分含有Si但是其含量过少的样品72如果与样品71相比较,则虽然改善了起始导磁率μi的温度特性,但是起始导磁率μi的温度特性依然不优选。
另外,Co/Si过度变小的样品77其相对于导磁率的相对频率特性差。
表8的样品81~87为将Si以外的组成设定为与样品56相同,仅使Si的含量发生了变化的样品。另外,样品82为将氧化锌的含量设定为0,将氧化镍的含量设定为54.7摩尔%,除此以外组成与样品83相同的样品。
在全部的主成分和副成分的组成在本发明的范围内的情况下(样品82~86),起始导磁率μi、频率特性、电阻率ρ、直流重叠特性、起始导磁率μi的温度特性全部良好。
相对于此,作为副成分不含有Si的样品81其起始导磁率μi的温度特性发生了显著地恶化。
另外,Si的含量过大且Co/Si过小的样品87其相对于导磁率的相对频率特性和电阻率ρ差。
表8的样品91~98是将Si和Co以外的组成设定为与样品56相同,将Co的含量以Co3O4换算设定为4.8重量份,并且使Si的含量发生了变化的样品。
根据表8,在全部的主成分和副成分的组成在本发明的范围内的情况下(样品93~97),起始导磁率μi、频率特性、电阻率ρ、直流重叠特性、起始导磁率μi的温度特性全部良好。
相对于此,作为副成分不含有Si的样品91其起始导磁率μi的温度特性发生了显著地恶化。另外,作为副成分含有Si但是Co/Si过大的样品92如果与样品91相比较,则虽然改善了起始导磁率μi的温度特性,但是起始导磁率μi的温度特性依然不优选。
另外,Si过度变大的样品98其相对于导磁率的相对频率特性和电阻率ρ差。
表9的样品101~108是将Bi以外的组成设定为与样品56相同,仅使Bi的含量发生了变化的样品。样品111~118是将Bi以外的组成设定为与样品56相同,仅使Bi的含量发生了变化的样品。另外,对于表9的样品56、65、101~118,为了确认烧结性,还进行了相对密度的测定。
根据表9,在全部的主成分和副成分的组成在本发明的范围内的情况下(样品56、65、103~108、113~118),起始导磁率μi、频率特性、电阻率ρ、直流重叠特性、起始导磁率μi的温度特性、相对密度(烧结性)全部良好。
相对于此,Bi的含量过少的样品101、102、111、112其相对密度和电阻率ρ变低。即,样品101、102、111、112其烧结性极端地降低。进一步,样品101、102、111、112其相对于导磁率的相对频率特性也差。
对于表10的样品121~124,除了使ZrO2的含量发生了变化以外,与样品56为相同的组成。另外,对于表10的样品56、121~124,为了确认烧结性,还进行了相对密度的测定。
根据表10,在全部的主成分和副成分的组成在本发明的范围内的情况下(样品56、121~124),起始导磁率μi、频率特性、电阻率ρ、直流重叠特性、起始导磁率μi的温度特性、相对密度(烧结性)全部良好。
Claims (2)
1.一种铁氧体组合物,其特征在于,
所述铁氧体组合物具有主成分和副成分,
所述主成分由以Fe2O3换算为26~46摩尔%的氧化铁、以CuO换算为4~14摩尔%的氧化铜、以ZnO换算为0~26摩尔%的氧化锌、以及剩余部分的以NiO换算为40.0摩尔%以上的氧化镍构成,
相对于100重量份的所述主成分,含有以SiO2换算为0.8~10.0重量份的硅化合物、以Co3O4换算为1.0~15.0重量份的钴化合物、以及以Bi2O3换算为0.7~30.0重量份的铋化合物来作为所述副成分,
以Co3O4换算后的所述钴化合物的含量除以以SiO2换算后的所述硅化合物的含量后的值为0.4~5.5。
2.一种电子部件,其特征在于,
具有由权利要求1所述的铁氧体组合物构成的铁氧体烧结体。
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