JP2004039855A

JP2004039855A - Mn-Zn FERRITE CORE, TRANSFORMER, AND CHOKE COIL

Info

Publication number: JP2004039855A
Application number: JP2002194750A
Authority: JP
Inventors: Akira Fujita; 藤田　　明; Satoshi Goto; 後藤　聡志
Original assignee: JFE Chemical Corp
Current assignee: JFE Chemical Corp
Priority date: 2002-07-03
Filing date: 2002-07-03
Publication date: 2004-02-05

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a transformer and a choke coil high in electrical insulation and low in heat generation by improving electrical insulation characteristics of an Mn-Zn ferrite core. <P>SOLUTION: The Mn-Zn ferrite core comprises 52-56 mol% of Fe<SB>2</SB>O<SB>3</SB>, 4-14 mol% of ZnO, and MnO that substantially accounts for the rest. However, it also contains 0.0050-0.0200 mass% of SiO<SB>2</SB>and 0.0200-0.2000 mass% of CaO. Its surface is covered by an epoxy resin. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電源回路や平滑回路等に用いられる、高い電気絶縁性を有し、かつ発熱の少ないトランスならびにチョークコイルに供するＭｎーＺｎ系フェライトコアに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
さて、フェライトと称される酸化物磁性材料のうち、Ｍｎ−Ｚｎ　系フェライトやＮｉ−Ｚｎ　系フェライト等に代表される、軟質磁性材料は、電子機器の電源部分や、ノイズ対策部品として用いられる重要な磁性材料である。
【０００３】
近年、電子機器の高密度化の要請が強くなるに伴って、磁性部品の小型化が進んでいる。また、使用周波数も高周波数化が進んでおり、１ＭＨｚ程度までの周波数域で駆動されることが多くなってきている。１ＭＨｚ程度までの周波数域で使用する場合、Ｍｎ−Ｚｎ　系フェライトとＮｉ−Ｚｎ　系フェライトとを比較すると、損失がＭｎ−Ｚｎ系フェライトの方が低いために、Ｍｎ−Ｚｎ　系フェライトが使われることが主流になっている。また、飽和磁束密度もＭｎ−Ｚｎ　系フェライトの方が高いために有利である。
【０００４】
ただし、Ｎｉ−Ｚｎ　系フェライトは高抵抗であることが特徴であり、直に巻線を施せるという利点がある。一方、Ｍｎ−Ｚｎ　フェライトは抵抗が低いことから、これをトランス等に用いる場合には、プラスチック製のボビンに巻線を施し、それをＥ型コア等で挟み込んで使用している。したがって、トランスの占める体積は当然大きくなるため、直に巻線を施せるＮｉ−Ｚｎ　系フェライトの方が、磁性部品の小型化においては有利である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
かような背景の下、Ｍｎ−Ｚｎ　フエライトの特性を活かしつつ、直に巻線を施して小型化を図るために、Ｍｎ−Ｚｎ　系フェライトの表面に電気的に高低抗な絶縁層を形成することが、種々提案されている。たとえば、特開平６−２７５４２０号公報には、金属酸化物を表面に濃化させて、高電気抵抗表面層を形成する方法が、また特開２０００−３４０４１９号公報には、焼成中に炭酸ガスおよび水蒸気により雰囲気調整する方法が、提案されている。しかしながら、前者の方法は、高い温度での熱処理が必要であるためコスト的に不利であり、また酸化被膜形成のためには、酸化雰囲気での処理が必要であるため、フェライト自体の損失特性が劣化するおそれがある。また、後者の方法は、表面電気抵抗がやや低い傾向が見られるといった問題があった。
【０００６】
一方、電子機器の小型化が進むにつれて、部品の集積度も高まり、発熱の問題も深刻になってきている。トランスやチョークコイルの場合、コア磁心の損失による鉄損と巻線抵抗による銅損とから熱が発生する。この鉄損の低減には、コアの組成選択や結晶組織を改善することが有効であり、一方銅損の低減は、巻き数を減らすか、線径の大きい銅線を使うことが有効である。しかし、両者ともに、限界あるいは制約条件があり、発生した熱をいかに効率良く逃がすかが重要になってくる。
【０００７】
ここで、Ｍｎ−Ｚｎ　系フェライトをトランス等に用いる場合は、先に述べたように、プラスチック製のボビンに巻線を施し、それをＥ型コア等で挟み込んで使用している。このＥ型コアの中脚に相当する部分とボビンとの間にはすき間があり、この空間を占めている空気層により熱が放散されにくい環境になっている。
【０００８】
小型化の要請から、電子部品の小型化はもちろんのこと、部品の高集積化により放熱性を高めることが必要とされている。このため、磁性部品であるトランスやチョークコイルに関しても、ボビンを使用せずに小型化し、かつ放熱効率の良いものが望まれていた。
【０００９】
そこで、この発明は、Ｍｎ−Ｚｎ　系フェライトコアにおける電気絶縁性を改善することによって、高い電気絶縁性を有し、かつ発熱の少ないトランスならびにチョークコイルの提供を実現しようとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
発明者らは、上記の要請に応えるべく、ボビンを使用せずにＭｎ−Ｚｎ　系フェライトの特にＥ型コアに直に巻線を施すための方途について鋭意究明したところ、Ｍｎ−Ｚｎ　系フェライトコアの絶縁被膜としてエポキシ樹脂を用いることが、磁心の放熱性を高める上で有利であることを見出し、この発明を完成するに到った。
【００１１】
すなわち、この発明の要旨構成は、次のとおりである。
（１）Ｆｅ_２Ｏ_３　：５２〜５６　ｍｏｌ％およびＺｎＯ　：４　〜１４　ｍｏｌ％を含み、残部が実質的にＭｎＯ　からなる基本成分中に、ＳｉＯ_２：０．００５０〜０．０２００質量％およびＣａＯ　：０．０２００〜０．２０００質量％を含有する、ＭｎーＺｎ系フェライトコアであって、その表面をエポキシ樹脂にて被覆して成ることを特徴とするＭｎーＺｎ系フェライトコア。
【００１２】
（２）エポキシ樹脂にて被覆されるコアが、Ｅ型であることを特徴とする請求項１に記載のＭｎーＺｎ系フェライトコア。
【００１３】
（３）上記（１）または（２）に記載のＭｎーＺｎ系フェライトコアに、直接巻線を施したことを特徴とするトランス。
【００１４】
（４）上記（３）に記載のトランスに、シリコン系樹脂のモールドを施して成ることを特徴とするトランス。
【００１５】
（５）上記（１）または（２）に記載のＭｎーＺｎ系フェライトコアに、直接巻線を施したことを特徴とするチョークコイル。
【００１６】
（６）上記（５）に記載のチョークコイルに、シリコン系樹脂のモールドを施して成ることを特徴とするチョークコイル。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明のＭｎーＺｎ系フェライトコアについて、まずＭｎ−Ｚｎ　系フェライトの成分組成から順に説明する。
Ｆｅ_２Ｏ_３　：５２〜５６　ｍｏｌ％
基本成分におけるＦｅ_２Ｏ_３　量が５２　ｍｏｌ％以下では飽和磁束密度が低下するため、下限を５２　ｍｏｌ％とした。一方、多すぎると損失が最小となる温度が低下し、動作温度である８０〜１００　℃付近での損失値が大きくなるため、上限を５６　ｍｏｌ％とした。
【００１８】
ＺｎＯ　：４　〜１４　ｍｏｌ％
ＺｎＯ　量が１４　ｍｏｌ％をこえると、室温での飽和磁束密度が小さくなるだけでなく、キュリー温度が低下するため、温度上昇につれて飽和磁束密度の低下をもたらし、１００　℃付近における飽和磁束密度は急激に下がる。したがってＺｎＯ　量の上限は、１４　ｍｏｌ％とする。また、ＺｎＯ　量が４　ｍｏｌ％未満になると、通常の焼成条件では焼結体密度を高めにくくなるため、４　ｍｏｌ％を下限とする。
【００１９】
なお、基本成分における残部は、実質的にＭｎＯ　であり、この基本成分の組成は、コア自体の発熱となる鉄損を低くするための限定である。従って、損失特性以外の特性を重視する場合は、この基本成分組成に他の磁性元素を加えることもできる。例えば、１００　℃での飽和磁束密度を高めるには、ＮｉＯ　を０．５　〜１０　ｍｏｌ％含有させても良い。また、損失の温度変化を小さくしたい場合には、ＣｏＯ　を０．０５〜０．８ｍｏｌ％含有させても良い。
【００２０】
以上は基本成分に関するものであるが、この基本成分にＳｉＯ_２、ＣａＯ　を添加することにより、焼結体密度を高めることができる。また、これらの添加物は、粒界相を高抵抗化して低損失化に寄与する。先に述べたように、発熱を小さくするためにも鉄損は低い方が望ましい。
【００２１】
すなわち、ＳｉＯ_２は焼結促進の効果があり、添加効果を引き出すためには０．００５０質量％以上必要であり、一方多すぎると異常粒成長を起こすため、上限を０．０２００質量％とする。ただし、この上限付近の添加量では焼結温度を下げる等の考慮が必要である。
【００２２】
また、ＣａＯ　は、ＳｉＯ_２とともに粒界を高抵抗化して損失を小さくする。しかしながら、０．０２００質量％未満ではその効果が見られず、一方０．２０００質量％を越えると焼結性に問題があるため、０．２０００質量％以下とした。
【００２３】
さらに、これら添加成分にスピネルを形成しない、Ｔａ_２Ｏ_５，　ＺｒＯ_２，　Ｎｂ_２Ｏ_５，　Ｖ_２Ｏ_５，　ＨｆＯ_２，　ＴｉＯ_２およびＳｎＯ_２の１種または２種以上を微量添加することにより、損失の小さいＭｎ−Ｚｎ　系フェライトとすることができるため、これらの微量添加成分を０．１　質量％以下で含めてもよい。
【００２４】
次に、上記の成分組成に成るＭｎ−Ｚｎ　系フェライトの焼結体コアを、エポキシ樹脂で被覆することが肝要である。すなわち、樹脂によって電気絶縁性を付与することが重要であり、この樹脂には、粉体塗装やスプレー塗装などにより比較的容易に薄い被膜を形成することが可能であり、かつ熱伝導率の高いエポキシ樹脂が有利である。
【００２５】
ここで、樹脂の厚みは、絶縁を十分なものにするために３０μｍ以上とすることが好ましい。ただし、厚すぎるとＭｎ−Ｚｎ　系フェライト焼結体に応力が加わるため１０００μｍ以下であることが好ましい。なお、エポキシ樹脂を被覆する方法については、前述の粉体塗装やスプレー塗装などの方法が利用できる。この場合は被膜のための処理温度を２００　℃以下にすることができるため、Ｍｎ−Ｚｎ　系フェライトの特性を劣化させることなく高抵抗の絶縁層を形成できる。
【００２６】
なお、エポキシ樹脂としては、市販されている、いずれのエポキシ樹脂をも用いることができる。
【００２７】
かくして、エポキシ被膜で被覆されたＭｎ−Ｚｎ　系フェライトコアは、電気絶縁が図られているため、該コアに直に巻線を行って、トランスまたはチョークコイルとすることができる。この巻線は、例えばポリウレタン被覆線やネオマール線などを用い、例えばＥ型コアを組み合わせて固定した後に直接施しても良いが、工程的に時間がかかる場合は、予め空芯コイル状のものを作製しておき、ボビンと同様にして、それをＥ型コアで挟んでも良い。この空芯状コイルの線径が細く形状が安定しにくい場合は、接着剤や樹脂で固定する方法を採用しても良い。あるいは、巻線を施したＥ型コアの中脚部分の表面をさらにエポキシ樹脂で塗装して、巻線部分を固着させてもよい。
【００２８】
なお、この時点でＥ型コアはすでに組み合わされ固定されているが、さらに固定用のテープとしてポリイミド系の材質のものを用いれば、そのままの被覆も処理温度１８０　℃以下であれば可能である。巻線の固定により線材やコア被覆材の剥離を防止することもできる。
【００２９】
さらに、巻線を施したトランスやチョークコイルを、熱伝導率が高く放熱性のよいシリコン系樹脂でモールドすることが有利である。シリコン系樹脂でモールドする場合、コアと巻線との間に空気層を残さないことが肝要である。ここで、シリコン系樹脂は、その多くが液状タイプであって比較的粘性が高いため、コア自体に薄く被覆するのは困難であるが、巻線したコアごとモールドする場合には、巻線が動かないように確実に固定できるため有利である。また、モールドした場合でも、フェライト焼結体やコアにかかる応力が低い点においても、シリコン系樹脂は適している。
【００３０】
さて、従来、Ｍｎ−Ｚｎ　系フェライトコアに巻線する場合に使用していた、ボビンは、大抵フェノール樹脂製のものが多く、この樹脂の熱伝導率はおおよそ０．４Ｗ／ｍＫ　であるが、今回、被覆材として用いるエポキシ樹脂は、０．５　〜０．８Ｗ／ｍＫ　であり、シリコン系樹脂もおおよそ０．６Ｗ／ｍＫ　であるため、空気の熱伝導率が０．０２４Ｗ／ｍＫであることを考慮すると、ボビンを使用する場合に比べて、格段に熱伝導が高くなる。
【００３１】
なお、シリコン系樹脂としては、市販されている、いずれのシリコン系樹脂をも用いることができる。
【００３２】
また、このエポキシ樹脂で被覆し、またはさらにモールドした、トランスまたはチョークコイルの一部を金属放熱板と接触させた構造にすることにより、さらに放熱性を高めることができる。
【００３３】
【実施例】
［実施例１］
最終組成として、Ｆｅ_２Ｏ_３　：ＭｎＯ　：ＺｎＯ　が、５４：３６：１０のモル比の主成分組成となるように成分の原料酸化物を配合したのち、ボールミルを用いて湿式混合し、その後乾燥した。この混合粉を、大気雰囲気で９５０　℃および３時間で仮焼した。この仮焼粉に対し、ＳｉＯ_２：０．０１質量％およびＣａＣＯ_３　：　０．１５質量％を添加し、再度ボールミルを用いて湿式混合粉砕して乾燥させた。この粉末に、ポリビニルアルコール５質量％水溶液を１０質量％加えた後、造粒した粉末を、ＪＩＳ　Ｃ２５１４規格のＦＥＥＲ２５．５Ａ　の形状となるよう成形し、酸素分圧を制御した窒素・空気混合ガス中で１３３０℃、３　時間の焼成を行った。
【００３４】
このようにして得られた焼結体に表１に示す塗装方法にて、エポキシ樹脂を被覆した。絶縁性の評価として、被覆したコアの厚み（Ｃ寸方向）を両側から５００Ｖを加えて抵抗値を測定した。コアの脚先部分の合わせ面を研削して平面出しをした後、２　個のＥコアを組み合わせた中脚部分の外周を、０．６ｍｍ　φのポリウレタン被覆線で１８ターン巻き、６０Ｈｚ、３０００Ｖ　の交流電圧を１分間印加して、放電の有無を調べた。その結果を表１に示すように、エポキシ樹脂を被覆したコアでは、放電は発生しなかった。
【００３５】
【表１】

【００３６】
［実施例２］
実施例１で作製したコアを、その中脚部に１次３ターン、２次３ターンの巻線を施し、周波数１００ｋＨｚ、最大磁束密度２００ｍＴ　の正弦波で駆動した際、中脚の付け根の点に熱電対を付け温度上昇を測定した。また、巻線後のコアをシリコン樹脂でコア全体をモールドし、最終的に長さ２８ｍｍ×２０ｍｍ×ｌ０ｍｍの直方体とした。先に温度を測定した点に相当する部分に孔を開けて、駆動条件を同じにして温度上昇を測定した。また、比較のため、被覆を施さないコアについて、同じ巻線を施したボビンを用いた場合についても温度上昇を測定した。その結果を表２に示すように、被覆したコアは、ボビンを用いた場合に比べて温度上昇が少なく、モールドすることにより、さらに温度上昇を抑えることができた。
【００３７】
【表２】

【００３８】
【発明の効果】
この発明によれば、電源回路や平滑回路等に用いられる、高い電気絶縁性を有し、かつ発熱の少ないトランスならびにチョークコイルを、Ｍｎ−Ｚｎ　系フェライトコアによって提供することができる。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a Mn-Zn ferrite core used for a power supply circuit, a smoothing circuit, and the like, which has high electrical insulation and generates less heat, and is used for a transformer and a choke coil.
[0002]
[Prior art]
Among oxide magnetic materials called ferrites, soft magnetic materials represented by Mn-Zn-based ferrites and Ni-Zn-based ferrites are important for power supply parts of electronic devices and noise suppression parts. Magnetic material.
[0003]
In recent years, as the demand for higher density of electronic devices has increased, the size of magnetic components has been reduced. In addition, the operating frequency has been increasing, and the driving frequency has been increasing up to about 1 MHz. When used in the frequency range up to about 1 MHz, Mn-Zn-based ferrite is used because the loss of Mn-Zn-based ferrite is lower than that of Ni-Zn-based ferrite. Has become mainstream. In addition, the saturation magnetic flux density is advantageous because the Mn-Zn based ferrite is higher.
[0004]
However, Ni—Zn-based ferrite is characterized by having high resistance, and has an advantage that it can be wound directly. On the other hand, since Mn-Zn ferrite has a low resistance, when it is used for a transformer or the like, a winding is applied to a plastic bobbin, and the bobbin is sandwiched between E-shaped cores or the like. Therefore, since the volume occupied by the transformer naturally increases, the Ni—Zn-based ferrite, which can be directly wound, is advantageous in reducing the size of the magnetic component.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
Under such a background, an insulating layer having high electrical resistance is formed on the surface of the Mn-Zn-based ferrite in order to reduce the size by directly winding while utilizing the characteristics of Mn-Zn ferrite. Various proposals have been made. For example, JP-A-6-275420 discloses a method of forming a high electric resistance surface layer by concentrating a metal oxide on the surface, and JP-A-2000-340419 discloses a method of forming carbon dioxide gas during firing. A method of adjusting the atmosphere with water vapor has been proposed. However, the former method is disadvantageous in terms of cost because it requires heat treatment at a high temperature, and requires treatment in an oxidizing atmosphere to form an oxide film. There is a risk of deterioration. The latter method has a problem that the surface electric resistance tends to be slightly lower.
[0006]
On the other hand, as electronic devices have become smaller, the degree of integration of components has increased, and the problem of heat generation has become more serious. In the case of a transformer or a choke coil, heat is generated from iron loss due to core core loss and copper loss due to winding resistance. In order to reduce this iron loss, it is effective to select the composition of the core and improve the crystal structure, while to reduce the copper loss, it is effective to reduce the number of turns or use a copper wire having a large wire diameter. . However, both have limitations or restrictions, and it is important to efficiently release the generated heat.
[0007]
Here, when the Mn-Zn-based ferrite is used for a transformer or the like, as described above, a winding is applied to a plastic bobbin, and the bobbin is sandwiched between E-shaped cores or the like. There is a gap between the portion corresponding to the middle leg of the E-shaped core and the bobbin, and an environment in which heat is hardly dissipated by the air layer occupying this space is provided.
[0008]
Due to the demand for miniaturization, it is necessary not only to reduce the size of electronic components, but also to enhance the heat dissipation by increasing the integration of components. For this reason, there has been a demand for a transformer and a choke coil, which are magnetic components, to be reduced in size without using a bobbin and to have good heat radiation efficiency.
[0009]
Accordingly, an object of the present invention is to improve the electrical insulation of a Mn-Zn-based ferrite core to realize a transformer and a choke coil having high electrical insulation and low heat generation.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to meet the above demand, the present inventors have intensively studied a method of directly winding a Mn-Zn based ferrite without using a bobbin, in particular, an E-shaped core. It has been found that the use of an epoxy resin as the insulating film is advantageous in enhancing the heat dissipation of the magnetic core, and the present invention has been completed.
[0011]
That is, the gist configuration of the present invention is as follows.
_{_{(1) Fe 2 O 3:}} 52~56 mol% and ZnO: it includes 4 to 14 mol%, the basic component and the balance being substantially _MnO, SiO 2: 0.0050~0.0200 wt% and A Mn-Zn-based ferrite core containing CaO: 0.0200 to 0.2000 mass%, the surface of which is coated with an epoxy resin.
[0012]
(2) The Mn-Zn ferrite core according to claim 1, wherein the core coated with the epoxy resin is an E-type.
[0013]
(3) A transformer in which a Mn-Zn ferrite core according to (1) or (2) is directly wound.
[0014]
(4) A transformer characterized in that the transformer according to (3) is molded with a silicone resin.
[0015]
(5) A choke coil obtained by directly winding the Mn-Zn ferrite core according to (1) or (2).
[0016]
(6) A choke coil according to (5), wherein the choke coil is formed by molding a silicone resin.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the Mn-Zn ferrite core of the present invention will be described in order from the component composition of the Mn-Zn ferrite.
Fe ₂ O _3: 52~56 mol%
When the amount of Fe ₂ O ₃ in the basic component is 52 mol% or less, the saturation magnetic flux density decreases. Therefore, the lower limit is set to 52 mol%. On the other hand, if the amount is too large, the temperature at which the loss is minimized decreases, and the loss value near the operating temperature of 80 to 100 ° C. increases, so the upper limit is set to 56 mol%.
[0018]
ZnO: 4 to 14 mol%
If the amount of ZnO exceeds 14 mol%, not only does the saturation magnetic flux density at room temperature decrease, but also the Curie temperature decreases, so that the saturation magnetic flux density decreases as the temperature increases, and the saturation magnetic flux density at around 100 ° C. sharply increases. Down to. Therefore, the upper limit of the amount of ZnO is set to 14 mol%. If the amount of ZnO is less than 4 mol%, it is difficult to increase the density of the sintered body under normal firing conditions, so the lower limit is 4 mol%.
[0019]
The balance of the basic component is substantially MnO 2, and the composition of the basic component is a limitation for reducing iron loss, which is heat generation of the core itself. Therefore, when characteristics other than the loss characteristics are emphasized, other magnetic elements can be added to the basic component composition. For example, to increase the saturation magnetic flux density at 100 ° C., NiO 2 may be contained at 0.5 to 10 mol%. When it is desired to reduce the temperature change of the loss, CoO 2 may be contained at 0.05 to 0.8 mol%.
[0020]
Although the above description relates to the basic component, the density of the sintered body can be increased by adding SiO ₂ and CaO to the basic component. Further, these additives increase the resistance of the grain boundary phase and contribute to lower loss. As described above, it is desirable that the iron loss be low in order to reduce heat generation.
[0021]
That is, SiO ₂ has an effect of accelerating sintering, and 0.0050% by mass or more is required to bring out the effect of addition. On the other hand, if it is too much, abnormal grain growth occurs, so the upper limit is made 0.0200% by mass. . However, it is necessary to consider, for example, lowering the sintering temperature with the addition amount near this upper limit.
[0022]
In addition, CaO ₂ increases the resistance of the grain boundaries together with SiO ₂ to reduce the loss. However, if the content is less than 0.0200% by mass, the effect is not seen. On the other hand, if it exceeds 0.2000% by mass, there is a problem in sinterability.
[0023]
Further, by adding a trace amount of one or more of Ta ₂ O ₅ , ZrO ₂ , Nb ₂ O _5, V ₂ O ₅ , HfO ₂ , TiO ₂ and SnO ₂ which do not form spinel to these additional components. In addition, since the Mn-Zn-based ferrite having a small loss can be obtained, these trace added components may be included in an amount of 0.1% by mass or less.
[0024]
Next, it is important to coat the sintered core of the Mn-Zn-based ferrite having the above-mentioned composition with an epoxy resin. That is, it is important to provide electrical insulation with a resin, and it is possible to relatively easily form a thin film on the resin by powder coating or spray coating, and to have a high thermal conductivity. Epoxy resins are advantageous.
[0025]
Here, the thickness of the resin is preferably 30 μm or more in order to provide sufficient insulation. However, if the thickness is too large, stress is applied to the Mn—Zn-based ferrite sintered body, so that the thickness is preferably 1000 μm or less. As the method of coating the epoxy resin, the above-described methods such as powder coating and spray coating can be used. In this case, since the processing temperature for the coating can be set to 200 ° C. or lower, a high-resistance insulating layer can be formed without deteriorating the characteristics of the Mn—Zn-based ferrite.
[0026]
As the epoxy resin, any commercially available epoxy resin can be used.
[0027]
Thus, since the Mn-Zn-based ferrite core covered with the epoxy film is electrically insulated, it can be wound directly on the core to form a transformer or a choke coil. This winding may be applied directly after fixing using, for example, an E-shaped core by using, for example, a polyurethane-coated wire or a Neomar wire, but if it takes time in the process, an air-core coil-shaped wire may be used in advance. It may be prepared and sandwiched between E-shaped cores in the same manner as the bobbin. When the wire diameter of the air-core coil is small and the shape is difficult to stabilize, a method of fixing with an adhesive or a resin may be adopted. Alternatively, the surface of the middle leg portion of the E-shaped core on which the winding is applied may be further coated with epoxy resin to fix the winding portion.
[0028]
At this point, the E-shaped core has already been assembled and fixed, but if a polyimide-based material is used as the fixing tape, the coating can be performed as it is at a processing temperature of 180 ° C. or lower. By fixing the winding, peeling of the wire or the core covering material can be prevented.
[0029]
Further, it is advantageous to mold the wound transformer or choke coil with a silicon resin having high heat conductivity and good heat dissipation. When molding with a silicone resin, it is important that no air layer is left between the core and the winding. Here, most of the silicon-based resin is a liquid type and has relatively high viscosity, so it is difficult to coat the core itself in a thin manner. This is advantageous because it can be securely fixed so as not to move. Further, even when molded, the silicon-based resin is suitable in that the stress applied to the ferrite sintered body and the core is low.
[0030]
By the way, bobbins conventionally used for winding on a Mn-Zn-based ferrite core are often made of phenol resin, and the thermal conductivity of this resin is about 0.4 W / mK. In this case, the epoxy resin used as the coating material is 0.5 to 0.8 W / mK, and the silicon-based resin is approximately 0.6 W / mK. Therefore, the thermal conductivity of the air is 0.024 W / mK. In consideration of the above, heat conduction is significantly higher than in the case of using a bobbin.
[0031]
As the silicon-based resin, any commercially available silicon-based resin can be used.
[0032]
Further, by adopting a structure in which a part of the transformer or the choke coil, which is covered or further molded with the epoxy resin, is brought into contact with the metal radiating plate, the heat radiation can be further enhanced.
[0033]
【Example】
[Example 1]
As the final composition, the raw material oxides are mixed so that Fe ₂ O ₃ : MnO: ZnO becomes the main component composition in a molar ratio of 54:36:10, then wet-mixed using a ball mill, and then dried. did. This mixed powder was calcined in an air atmosphere at 950 ° C. and 3 hours. SiO ₂ : 0.01% by mass and CaCO ₃ : 0.15% by mass were added to the calcined powder, and the mixture was wet-mixed and pulverized again using a ball mill and dried. After adding a 10% by mass of a 5% by mass aqueous solution of polyvinyl alcohol to this powder, the granulated powder is formed into a shape of FEER25.5A according to JIS C2514 standard, and a nitrogen / air mixed gas with controlled oxygen partial pressure. Calcination was performed at 1330 ° C. for 3 hours.
[0034]
The sintered body obtained in this manner was coated with an epoxy resin by the coating method shown in Table 1. As the evaluation of the insulating property, the resistance value was measured by applying 500 V from both sides to the thickness (C dimension direction) of the coated core. After grinding the mating surface of the leg portion of the core to make it flat, the outer periphery of the middle leg portion combining the two E-cores is wound 18 turns with a 0.6 mm φ polyurethane-coated wire at 60 Hz and 3000 V. An AC voltage was applied for one minute, and the presence or absence of discharge was examined. As shown in Table 1, no discharge occurred in the core coated with the epoxy resin.
[0035]
[Table 1]

[0036]
[Example 2]
When the core produced in Example 1 is wound with three primary turns and two secondary turns on the middle leg and driven by a sine wave having a frequency of 100 kHz and a maximum magnetic flux density of 200 mT, a point at the base of the middle leg is obtained. A thermocouple was attached to the sample and the temperature rise was measured. Further, the core after the winding was molded entirely with a silicone resin to finally form a rectangular parallelepiped having a length of 28 mm × 20 mm × 10 mm. A hole was made in a portion corresponding to the point at which the temperature was previously measured, and the temperature rise was measured under the same driving conditions. For comparison, the temperature rise was also measured for a core without coating, using a bobbin with the same winding. As shown in Table 2, the temperature of the coated core was smaller than that of the case where the bobbin was used, and the temperature increase could be further suppressed by molding.
[0037]
[Table 2]

[0038]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to provide a transformer and a choke coil having high electrical insulation and low heat generation, which are used for a power supply circuit, a smoothing circuit, and the like, by using a Mn-Zn-based ferrite core.

Claims

Fe ₂ O _3: 52~56 mol% and ZnO: 4 ~14 mol%
Wherein the balance is substantially the same as MnO 2,
SiO ₂ : 0.0050 to 0.0200% by mass and CaO: 0.0200 to 0.2000% by mass
A Mn-Zn-based ferrite core, characterized in that the surface thereof is coated with an epoxy resin.

The Mn-Zn ferrite core according to claim 1, wherein the core coated with the epoxy resin is an E type.

A transformer, wherein the Mn-Zn ferrite core according to claim 1 or 2 is directly wound.

4. A transformer according to claim 3, wherein the transformer is formed by molding a silicone resin.

A choke coil obtained by directly winding the Mn-Zn ferrite core according to claim 1 or 2.

A choke coil according to claim 5, wherein the choke coil is formed by molding a silicone resin.