JP2002104873A - フェライト材料およびこれを用いたフェライト基板並びに電磁波吸収部材 - Google Patents
フェライト材料およびこれを用いたフェライト基板並びに電磁波吸収部材Info
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Abstract
の透磁率が1600以上、且つ焼結性に優れたフェライ
ト材料を得る。 【解決手段】Fe2O3が60〜70重量%、NiOが7
〜15重量%、ZnOが15〜25重量%、CuOが0
〜5%重量%、MnOがで0〜3重量%からなる主成分
100重量部に対して、SiO2、Al2O3、CaO、
MgOおよびCr2O3を各々0.01〜1重量部、Zr
O2を0.001〜1重量部含有するフェライト材料と
する。
Description
フェライト材料およびこれを用いたフェライト基板並び
に電磁波吸収部材に関するものである。
のフェライト材料は、インダクタ−・変圧器・電磁磁石
・ノイズ除去等のコアとして幅広く使用されている。
等、携帯機器の小型・薄型化の進展と共に、これらの携
帯機器に使用される部品の小型・薄型化に伴い高強度の
フェライト材料が求められている。
な用途として、分割溝を有する多数個取り用のフェライ
ト基板や、フロッピーディスクのヘッドを磁気シールド
する電磁波シールド部材が提案されている。
の強度を向上させるためにFe2O3−NiO−ZnO−
CuO−MnO−ZrO2系フェライトが提案されてい
る(特開平8−157253号公報参照)。
−Zn系フェライト材料は、透磁率が低く、また、JI
SR1601による3点曲げ強度が98〜147MPa
と機械的な強度が低いものであった。
上述したフェライト基板や電磁波シールド部材として用
いると、製造工程や使用中に他部材との接触、落下衝撃
等により欠けや割れが生じやすく、また、透磁率が低い
ため高周波での電磁波シールドの効果が十分得られない
という問題があった。
系フェライト材料を用いる事も考えられていたが、コス
トが高いという問題点があった。
電磁波シールド部材として好適に用いられる透磁率と強
度の高いNi−Zn系フェライト材料を得ることを課題
とする。
結果、次の手段により上述の課題を解決できることを見
出した。
がFe2O3換算で60〜70重量%、NiがNiO換算
で7〜15重量%、ZnがZnO換算で15〜25重量
%、CuがCuO換算で0〜5%重量%、MnがMnO
換算で0〜3重量%からなる主成分100重量部に対し
て、Si、Al、Ca、MgおよびCrをそれぞれSi
O2、Al2O3、CaO、MgOおよびCr2O3換算で
各々0.01〜1重量%、ZrをZrO2換算で0.0
01〜1重量%含有することを特徴とする。
孔率を10体積%以下、平均気孔径を3.5μm以下、
最大気孔径を25μm以下としたことを特徴とする。
ライト材料をフェライト基板や電磁波吸収部材に用いる
ことを特徴とする。
て遮断するためのシールド部材や、あるいは電磁波を吸
収して発熱する部材である。
がFe2O3換算で60〜70重量%、NiがNiO換算
で7〜15重量%、ZnがZnO換算で15〜25重量
%、CuがCuO換算で0〜5%重量%、MnがMnO
換算で0〜3重量%からなる主成分100重量部に対し
て、Si、Al、Ca、MgおよびCrをそれぞれSi
O2、Al2O3、CaO、MgOおよびCr2O3換算で
各々0.01〜1重量%、ZrをZrO2換算で0.0
01〜1重量%含有したものである。
の主成分の組成比を上記範囲とした理由は以下の通りで
ある。
したのは、60重量%未満では透磁率が低くなり、70
重量%を超えると焼結性が低下し透磁率が低くなるから
である。
たのは、7重量%未満ではQ値が低くなり、15重量%
を超えると透磁率が低くなるからである。
%としたのは、15重量%未満では透磁率が低くなり、
25重量%を超えると強度と透磁率が低くが低下Q値と
キュリー点が低くなるからである。
したのは、CuOが5重量%を超えると曲げ強度が低く
なるからである。
したのは、MnOが3重量%を超えると透磁率が低くな
るからである。
上記主成分に対し、SiO2、Al2O3、ZrO2、Ca
O、MgO、Cr2O3を上述の範囲で含有する事によっ
て、これらが焼結助剤、気孔低減作用、結晶サイズの制
御作用をなし、透磁率と曲げ強度を高めることができ
る。
i、Al、Ca、MgおよびCrをそれぞれSiO2、
Al2O3、CaO、MgOおよびCr2O3換算で各々
0.01〜1重量%、ZrをZrO2換算で0.001
〜1重量%含有する理由は以下の通りである。
含有するのは、0.01重量%未満では強度が低下し、
1重量%を超えると透磁率が低下するためである。
重量%含有するのは0.01重量%以下では強度が低下
し、1重量%を超えると透磁率が低下するためである。
量%含有するのは、CaOが0.01重量%未満では曲
げ強度が低下し、1重量%を超えると焼結性が低下し透
磁率が低くなるためである。
量%含有するのは、MgOが0.01重量%未満では曲
げ強度が低下し、1重量%を超えると焼結性が低下して
透磁率が低くなるためである。
重量%含有するのは、0.01重量%未満では曲げ強度
が低下し、1重量%を超えると透磁率が低下するからで
ある。
ることにより極端な粒成長を抑制し焼結密度を高くし
て、強度を高くすることができる。ZrをZrO2換算
で0.001〜1重量%含有するのは、0.001重量
%未満では曲げ強度が低下し、1重量%を超えると透磁
率が低下するからである。
め、本発明のフェライト材料は気孔率を10%以下、平
均気孔径を3.5μm以下、最大気孔径を25μm以下
に制御する事が好ましい。気孔率が10%より多くなっ
たり、または平均気孔径が3.5μmよりも大きく且つ
最大気孔径が25μmより大きくなると気孔が破壊源と
なるため曲げ強度の向上が著しくなく、また、気孔が多
くなることにより透磁率の向上が著しくないからであ
る。
アルキメデス法によって求める。
径および最大気孔径は、例えば次の様に求める。フェラ
イト磁器を研磨し、鏡面を出した後、鏡面部のSEM写真
等を撮り、この写真中にある気孔の平均気孔径、最大気
孔径を求める。
平均気孔径、最大気孔径を上述の範囲とする事によって
1MHz付近での透磁率が1600以上、JISR16
01による3点曲げ強度が150MPa以上のフェライ
ト材料を得ることができる。
の通りである。
O、MnOをボールミルで混合した後、750〜100
0℃で仮焼し、得られた仮焼粉体にSiO2、Al
2O3、CaO、MgOおよびCr2O3、ZrO2を添加
しボールミルにて粉砕した後、所定のバインダーを加え
て造粒し、周知の成型方法で成型する。この成形体を9
00〜1250℃で焼成し本発明のフェライト材料を製
造する。
O2、Y2O3、P2O5、WO3、PbO、K2O等を合計
で1重量%以下の範囲で含んでも良い。
ェライト基板や電磁波吸収部材にについて説明する。
明のフェライト材料からなる板状体であって、その表面
に縦横方向に複数の分割溝11を形成したものである。
フェライト基板10の表面に電気回路を厚膜印刷後焼付
けたり、薄膜蒸着等により電気回路を形成した後、分割
溝11から切り離すことによって、各種素子用部品や、
面コイル等の電子部品を同時に多数個取りすることがで
きる。
して本発明のフェライト材料を用いることにより、フェ
ライト基板10の製造工程上、あるいは取扱い上におい
て欠けや割れを防止することができる。
多数個取りのものを示したが、この他の一般的な回路基
板や各種基板にも適用することができる。
図2に示す。図2において、フロピーディスクの磁気ヘ
ッド部において、アーム22に固定した磁気ヘッド21
の周囲に本発明のフェライト材料からなる電磁波シール
ド部材20を配置してある。そして、該電磁波シールド
部材20を備えることによって、フロッピーディスクド
ライブ内で、モーター等から発生するノイズが、磁気ヘ
ッド21に入ることを防止することができる。
の構造上、ショックに対して敏感で振動しやすい。その
ため、電磁波シールド部材20も磁気ヘッド21と共に
振動するため、何らかの強いショック(落下等)で周辺
部品と接触、あるいは衝突し破損する恐れがある。そこ
で、電磁波シールド部材20を機械的強度の高い本発明
のフェライト材料とすることによって上記破損等の問題
を防止することができる。
ルド部材の例を示したが、この他に電磁波吸収により発
熱する性質を利用して、例えば電子レンジの調理等に用
いることもできる。
00〜960℃で仮焼した。得られた仮焼粉体にSiO
2、Al2O3、CaO、MgO、Cr2O3、およびZr
O2をそれぞれ0.3重量%添加、混合し、ボールミル
にて粉砕した後、所定のバインダーを加えて造粒し、圧
縮成型して図3に示すトロイダルコア1の形状に成形
し、この成形体を950〜1200℃で焼成し、これに
よって試料No1〜15を作製した。
1200℃以下でも焼結する場合を○とし、1200℃
を超える温度にまで高める事で焼結する場合を×とし
た。得られた焼結体をトロイダルコア1とし、これに線
径0.2mmの被膜銅線を7ターン巻き付け、1MHz
での初透磁率をLCRメータにて測定した。曲げ強度は
JISR1601の規格に従って測定を行った。
より、本発明の範囲外の試料No.1〜8は透磁率が低
かったり、曲げ強度が低かったり、あるいは焼結性が悪
いものであった。
9〜15は、焼結性が良好で、透磁率が1600以上と
高く、曲げ強度が150MPa以上と優れた特性が得ら
れた。
8重量%、ZnOを22重量%に固定し、副成分を表2
に示すように幾通りにも変化させ、その他の条件は実施
例1と同様にしてトロイダルコア1の形状の試料No.
16〜50を得た。得られた焼結体に対して、実施例1
と同様にして1MHzの透磁率、曲げ強度、焼結性を評
価したところ、表2に示す様な結果が得られた。
試料No.37〜50は透磁率が低かったり、強度が低
かったり、あるいは焼結性が悪いものであった。
16〜36は透磁率1600以上、曲げ強度150MP
a以上が得られ、焼結性も良好であった。
重量%、ZnOを22重量%に固定し、800〜960
℃で仮焼し、得られた仮焼粉体にSiO2、Al2O3、
CaO、MgO、Cr2O3、およびZrO2をそれぞれ
0.4重量%添加、混合し、ボールミルにて粉砕した
後、所定のバインダーを加えて造粒し、圧縮成型して成
形し、この成形体を950〜1200℃で焼成し、気孔
率を変化させた試料を作製し、各試料の曲げ強度を測定
した。
以下の試料No.51〜56は200MPa以上と特に
高い曲げ強度が得られた。また、各試料の透磁率は全て
1600以上であった。
重量%、ZnOを22重量%に固定し、800〜960
℃で仮焼し、得られた仮焼粉体にSiO2、Al2O3、
CaO、MgO、Cr2O3、およびZrO2をそれぞれ
0.1重量%添加、混合し、ボールミルにて粉砕した
後、所定のバインダーを加えて造粒、成形し、この成形
体を1050〜1200℃の焼成温度範囲内でキープ時
間を0.5〜4時間の範囲内で変化させることにより、
平均気孔径と最大気孔径を変化させて本発明の範囲内の
試料を作製し、その曲げ強度を測定した。
3.5μm以下、最大気孔径が25μm以下の試料N
o.60〜65は曲げ強度が200MPa以上と特に高
い曲げ強度が得られた。また、各試料の透磁率は全て1
600以上であった。
e2O3換算で60〜70重量%、NiがNiO換算で7
〜15重量%、ZnがZnO換算で15〜25重量%、
CuがCuO換算で0〜5%重量%、MnがMnO換算
で0〜3重量%からなる主成分100重量部に対して、
Si、Al、Ca、MgおよびCrをそれぞれSi
O2、Al2O3、CaO、MgOおよびCr2O3換算で
各々0.01〜1重量部、ZrをZrO2換算で0.0
01〜1重量部含有するフェライト材料とすることによ
って、透磁率が高く、機械的強度が高い優れたフェライ
ト材料を製造することができる。このフェライト材料は
フェライト基板や電磁波吸収部材等へ適用することがで
き、高周波で使用される部品の電磁波ノイズ低減等に大
きく貢献することができる。
板を示す斜視図である。
材の一例である電磁波シールド部材を示す斜視図であ
る。
アを示す図である。
Claims (5)
- 【請求項1】FeがFe2O3換算で60〜70重量%、
NiがNiO換算で7〜15重量%、ZnがZnO換算
で15〜25重量%、CuがCuO換算で0〜5%重量
%、MnがMnO換算で0〜3重量%からなる主成分1
00重量部に対して、Si、Al、Ca、MgおよびC
rをそれぞれSiO2、Al2O3、CaO、MgOおよ
びCr2O3換算で各々0.01〜1重量部、ZrをZr
O2換算で0.001〜1重量部含有することを特徴と
するフェライト材料。 - 【請求項2】気孔率が10体積%以下であることを特徴
とする請求項1に記載のフェライト材料。 - 【請求項3】平均気孔径が3.5μm以下、最大気孔径
が25μm以下であることを特徴とする請求項1または
2のいずれかに記載のフェライト材料。 - 【請求項4】請求項1〜3のいずれかに記載のフェライ
ト材料を用いたフェライト基板。 - 【請求項5】請求項1〜3のいずれかに記載のフェライ
ト材料を用いた電磁波吸収部材。
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