JP2003173908A - 高周波用磁性材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子部品の使用環境が多様化しており、様々
な環境で使用することができる電子部品が望まれてい
る。そこで、本発明はフェロックスプレーナの一種であ
る亜鉛−バリウム−鉄系フェライトの組成を改良するこ
とにより、従来のものよりも広い温度範囲で電子部品の
特性の変動を小さくすることができる高周波用磁性材料
を提供するものである。 【解決手段】 ２（Ｚｎ_0.5Ｃｕ_0.5）Ｏ・２（Ｂａ_1-x
Ｓｒ_x）Ｏ・５．５Ｆｅ₂Ｏ₃において、０＜ｘ≦０．６
とした高周波用磁性材料（ただし、ｘはモル比）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高周波用磁性材料
に係るもので、特に100ＭＨｚ以上の高周波領域におい
て使用するインダクタやインピーダンス素子等の電子部
品に用いるのに適した高周波用磁性材料に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】近年、情報・通信分野ではＧＨｚ帯とい
った高周波帯域を使用する電子機器が実用化されつつあ
り、この様な電子機器に用いられる電子部品もその使用
される範囲が高周波領域に広がりつつある。従来、高周
波コイルでは、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライトが主として用い
られていた。しかしながら、この様な材料で形成された
高周波コイルは、周波数が高くなると損失が増加すると
共に、スネークの周波数限界線よりも高い周波数ではイ
ンダクタとして機能しなくなるという問題があり、高周
波領域で用いることができなかった。そのため、従来の
高周波コイルは、高周波領域で用いる場合、非磁性体を
用いて空心コイルを構成しているが、透磁率が磁性体よ
りも低いために、高いインダクタンスやＱを得ることが
困難となる。

【０００３】また、コンピューター等の電子機器におい
ては、年々、信号の処理速度が高速化され、これら高周
波帯域の信号を扱う電子機器から発生するノイズが問題
になってきている。そこで、この様なノイズを除去する
ために、これら電子機器の信号ラインにインピーダンス
素子が挿入されている。しかしながら、従来のインピー
ダンス素子は、主にＮｉ−Ｚｎ系フェライトで形成され
ているので、スネークの周波数限界線によって損失が最
高となる周波数（10ＭＨｚから100ＭＨｚ）以下の周波
数帯域ではノイズのみを除去することが可能であるが、
前述の様な高周波帯域では必要な伝送信号まで除去され
てしまい、電子機器が誤動作を起こす原因となるという
問題がある。従って、従来のインピーダンス素子は、前
述の様な高周波帯域の信号を扱う電子機器の信号ライン
に挿入することができなかった。

【０００４】この様な状況の中、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライ
トのスネークの周波数限界線よりも高い周波数において
もその透磁率を維持でき、損失が最高となる周波数がＮ
ｉ−Ｚｎ系フェライトよりも高い材料として、マグネト
プラムバイト構造を有する六方晶フェライトの一種であ
るフェロックスプレーナが注目されている。この材料
は、プラナー型の異方性磁界を有していることから、そ
のスネークの周波数限界線をＮｉ−Ｚｎ系フェライトよ
りも高くすることができる。そのため、この材料を用い
た電子部品が実用化されつつある。一方、最近の電子機
器の多機能化に伴い、電子部品の使用環境も多様化して
おり、様々な環境で使用することができる電子部品が望
まれている。例えば、コンピュータ機器においては、最
近のクロック周波数の高周波化に伴って、ＣＰＵの発熱
が100℃近い温度となる。そのため、その周辺に実装さ
れた電子部品は、この発熱の影響を受けて特性が著しく
劣化する恐れがある。また、電子機器を寒冷地等温度の
低い場所で使用する場合、電子部品は低温下に置かれる
ことになり、特性が著しく劣化する恐れがある。この様
に電子部品の置かれる環境はインダクタを例にとって見
れば−25〜85℃程度というような常温を含むかなり広い
温度範囲にわたり、この様な広い温度範囲で特性の変動
の少ない電子部品が望まれている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、フェロック
スプレーナの一種である亜鉛−バリウム−鉄系フェライ
トの組成を改良して、従来のものよりも広い温度範囲で
電子部品の特性の変動を小さくすることができる高周波
用磁性材料を提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、六方晶の磁性
材料、すなわちフェロックスプレーナ系磁性材料である
亜鉛−バリウム−鉄系フェライトの亜鉛の一部を銅で置
換し、バリウムの一部をストロンチウムで置換すること
により、上記の課題を解決するものである。

【０００７】すなわち、本発明による高周波用磁性材料
は、一般式２（Ｚｎ_0.5Ｃｕ_0.5）Ｏ・２（Ｂａ_1-xＳ
ｒ_x）Ｏ・５．５Ｆｅ₂Ｏ₃ で表される組成（ｘはモル
比）において ０＜ｘ≦０．６ であることに特徴を有するものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】亜鉛−バリウム−鉄系フェライト
（一般式：２ＺｎＯ・２ＢａＯ・６Ｆｅ₂Ｏ₃）において
亜鉛の一部を銅で置換し、バリウムの一部をストロンチ
ウムで置換することにより、広い温度範囲で温度係数を
小さくすることができる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。ま
ず、本発明による高周波用磁性材料の製造方法について
説明する。ＺｎＯ、ＣｕＯ、ＢａＣＯ₃、ＳｒＣＯ₃、Ｆ
ｅ₂Ｏ₃の原料粉末を所定の組成となるように秤量し、ボ
ールミル等を用いて所定時間混合した。これらの混合粉
末を1000℃以上の温度で仮焼し、この仮焼物をボールミ
ル等を用いて所定時間粉砕した。これに、バインダー等
を加えて成形し、フェロックスプレナー系化合物になる
ように焼成して本発明による材料を得た。

【００１０】本発明による高周波用磁性材料の特性の評
価は、焼成前の寸法で外径25ｍｍ、内径18ｍｍ、厚さ５
ｍｍのトロイダルコアを成形・焼成し、このコアに、絶
縁処理を施した銅線をコア上に均一になる様に所定回数
巻いた上で、自己共振の影響を受けない一定のインダク
タンス値を保持できる周波数において温度を変えた時の
その値を測定して行った。測定温度は、−40℃、−25
℃、常温（20℃）、85℃、125℃とした。

【００１１】図１は、測定温度ごとにストロンチウムの
置換量を変えたサンプルのインダクタンス値を測定し、
常温を基準にしたインダクタンス値の変化率を絶対値で
示したものである。横軸にストロンチウムの置換量、縦
軸に常温のインダクタンス値に対するインダクタンス値
の変化率の絶対値を示している。１は測定温度を85℃と
したときの常温を基準にしたインダクタンス値の変化率
を示す。ストロンチウムの置換量が0（すなわち、バリ
ウムがストロンチウムで置換されていない従来のもの）
のインダクタンス値の変化率が28.42％であったが、ス
トロンチウムの置換量を0.1とすると変化率が27.9％、
ストロンチウムの置換量を0.2とすると変化率が8.52％
と小さくなり、ストロンチウムの置換量が0.6のときに
変化率が3.01％と最低になった。２は測定温度を125℃
としたときの常温を基準にしたインダクタンス値の変化
率を示す。ストロンチウムの置換量が0（すなわち、バ
リウムがストロンチウムで置換されていない従来のも
の）のインダクタンス値の変化率が50.88％であった
が、ストロンチウムの置換量を0.1とすると変化率が47.
16％、ストロンチウムの置換量を0.2とすると変化率が1
0.82％と小さくなり、ストロンチウムの置換量が0.6の
ときに変化率が2.54％と最低になった。３は測定温度を
−25℃としたときの常温を基準にしたインダクタンス値
の変化率を示す。ストロンチウムの置換量が0（すなわ
ち、バリウムがストロンチウムで置換されていない従来
のもの）のインダクタンス値の変化率が−11.95％であ
ったが、ストロンチウムの置換量を0.1とすると変化率
が−11％、ストロンチウムの置換量を0.2とすると変化
率が−3.40％と小さくなり、ストロンチウムの置換量が
0.45のときに変化率が−1.63％と最低になった。４は測
定温度を−40℃としたときの常温を基準にしたインダク
タンス値の変化率を示す。ストロンチウムの置換量が0
（すなわち、バリウムがストロンチウムで置換されてい
ない従来のもの）のインダクタンス値の変化率が−12.8
％で、ストロンチウムの置換量を0.1とすると変化率が
−13.5％と一度増加するが、その後ストロンチウムの置
換量を0.2とすると変化率が−3.83％と小さくなり、ス
トロンチウムの置換量が0.45のときに変化率が−2.82％
と最低になった。

【００１２】この様に本発明のものは、常温よりも高い
温度ではストロンチウムの置換量が0.3の時に一度増加
するが、全体としてはストロンチウムの置換量が増加す
るごとに変化率が小さくなる傾向にあり、いずれの測定
温度のものもストロンチウムの置換量が0.6のときに変
化率が最低になった。また、常温よりも低い温度では、
測定温度が−40℃におけるストロンチウムの置換量が0.
1の時を除いて、ストロンチウムの置換量を増加させる
にしたがって変化率が小さくなる傾向にあり、いずれの
測定温度のものもストロンチウムの置換量が0.45のとき
に変化率が最低になった。従って、本発明のものは、ス
トロンチウムの置換量を調整することにより、インダク
タの置かれる環境の−25〜85℃を含む−25〜125℃の温
度範囲で温度係数を小さくできる。

【００１３】上記の様に、ストロンチウムの置換量が０
＜ｘ≦0.6の範囲、好ましくは０＜ｘ＜0.6の範囲、さら
に好ましくは0.1≦ｘ≦0.6の範囲、より好ましくは0.2
≦ｘ≦0.6の範囲で温度係数の小さい磁性材料が得られ
た。

【００１４】

【発明の効果】本発明によれば、広い温度範囲で温度係
数を小さくでき、これによって従来のものよりも広い温
度範囲で電子部品の特性の変動を小さくできる磁性材料
が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の高周波用磁性材料の特性の説明図で
ある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4G002 AA05 AA08 AB01 AE02 4G018 AA09 AA10 AA24 AA25 AB05 AC01 AC05 5E041 AB12 NN02

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一般式 ２（Ｚｎ_0.5Ｃｕ_0.5）Ｏ・２（Ｂａ_1-xＳｒ_x）Ｏ・５．
   ５Ｆｅ₂Ｏ₃ で表される組成（ｘはモル比）において ０＜ｘ≦０．６ であることを特徴とする高周波用磁性材料。
2. 【請求項２】 一般式 ２（Ｚｎ_0.5Ｃｕ_0.5）Ｏ・２（Ｂａ_1-xＳｒ_x）Ｏ・５．
   ５Ｆｅ₂Ｏ₃ で表される組成（ｘはモル比）において ０＜ｘ≦０．６ であることを特徴とする高周波インダクタ用磁性材料。
3. 【請求項３】 一般式 ２（Ｚｎ_0.5Ｃｕ_0.5）Ｏ・２（Ｂａ_1-xＳｒ_x）Ｏ・５．
   ５Ｆｅ₂Ｏ₃ で表される組成（ｘはモル比）において ０＜ｘ≦０．６ であることを特徴とする高周波インピーダンス素子用磁
   性材料。