JP2011088774A - 高抵抗高飽和磁束密度ＭｎＺｎＣｒＣｏフェライト - Google Patents

Abstract

【課題】比抵抗が１０^４Ωｍ以上で、初透磁率μ_ｉおよび飽和磁束密度Ｂ_ｓが高く、１０ｋＨｚから１ＭＨｚまで平坦なμ_ｉの周波数特性を有するＭｎＺｎＣｒＣｏフェライトを提供する。
【解決手段】酸化物換算でＦｅ_２Ｏ_３：４６．０〜４９．８ｍｏｌ％、ＺｎＯ：２．０〜１８．０ｍｏｌ％、Ｃｒ_２Ｏ_３：０．１〜１．５ｍｏｌ％、ＣｏＯ：０．１〜３．０ｍｏｌ％、残部がＭｎＯである基本成分組成を有し、副成分として、ＳｉＯ_２およびＣａＯを、ｍｏｌ％比で０〜４０（０は含まず）：１００〜６０（１００は含まず）で合計１００〜２５００ｍａｓｓｐｐｍを含有し、室温での印加磁場１．２ｋＡ／ｍにおける飽和磁束密度Ｂ_ｓおよび周波数１００ｋＨｚにおける初透磁率μ_ｉがＺｎＯの含有量（ｍｏｌ％）との間で所定の関係を満たし、比抵抗が１０^４Ωｍ以上である高抵抗高飽和磁束密度ＭｎＺｎＣｒＣｏフェライト。
【選択図】なし

Description

本発明は、数十ｋＨｚ〜数十ＭＨｚの高周波帯域で使用される表面実装パワーインダクタなどに用いられるＭｎＺｎＣｒＣｏフェライトコアに関し、特に、初透磁率μ_ｉおよび飽和磁束密度Ｂ_ｓが高く、かつ、比抵抗が１０^４Ωｍ以上で、１０ｋＨｚ〜１ＭＨｚまでのμ_ｉが平坦である周波数特性を有する高抵抗高飽和磁束密度ＭｎＺｎＣｒＣｏフェライトに関するものである。

表面実装パワーインダクタ用磁芯としては、従来から、電気抵抗の高いＮｉＺｎ系フェライトの低背型ドラムコアが広く用いられている。しかし、近年におけるＣＰＵ駆動電圧低下と大電流化の進行に伴って、飽和磁束密度Ｂ_ｓの低いＮｉＺｎ系フェライトでは、磁気飽和を起こし易いという問題が生じている。また、高価なＮｉ原料の使用量削減による製造コスト低減や、Ｎｉ化合物が欧州におけるＲＥＡＣＨ規制の対象となる可能性が指摘されていることなどから、ＮｉＺｎフェライトを、Ｂ_ｓの高いＭｎＺｎフェライトに置き換えることが検討されている。

表面実装パワーインダクタ用磁芯として、ＮｉＺｎフェライトコアを使用する場合には、比抵抗が１０^４Ωｍ以上と高抵抗であるため、ドラム形状のコアに直接巻線を施したり、ドラムの鍔部に直接電極端子を付けたりすることができる。しかし、ＭｎＺｎフェライトの比抵抗は１０Ωｍ以下と低いため、直接巻線を施したり、直に電極を形成したりすることは難しく、何らかの絶縁処理が必要となっていた。そのため、ＮｉＺｎフェライトコアを、そのままＭｎＺｎフェライトコアに置き換えることは、従来、困難とされていた。そこで、ＭｎＺｎフェライトの高い飽和磁束密度Ｂ_ｓと初透磁率μ_ｉを維持しつつ、ＮｉＺｎフェライト並みの比抵抗（≧１０^４Ωｍ）を有する高抵抗高飽和磁束密度のＭｎＺｎフェライトの開発が求められている。

ＭｎＺｎフェライトの比抵抗を高める技術としては、特許文献１および特許文献２に、ＭｎＺｎＣｏフェライトのＦｅ_２Ｏ_３配合量を５０ｍｏｌ％未満の鉄欠乏組成とする方法が提案されている。

特許第３４１８８２７号公報 特許第３５８８６９３号公報

上記特許文献１および２の技術によって、１０^２Ωｍ程度の比抵抗や、２ＭＨｚ程度の高周波のコアロス低減、１００ｋＨｚでの初透磁率μ_ｉの増大などの効果が得られている。しかし、フェライトコアに直接巻線を施すためには、さらに２桁以上の比抵抗の増大が必要とされる。また、コアロス低減やμ_ｉ増大に特化した上記従来技術では、昨今の表面実装インダクタ用磁芯に求められている電磁気特性、すなわち、Ｂ_ｓ≧４５０ｍＴで、比抵抗≧１０^４Ωｍであり、かつ１０ｋＨｚ〜１ＭＨｚの高周波域において高く平坦なμ_ｉの周波数特性を有するという電磁気特性を全て満たすフェライトコアを得ることはできなかった。

そこで、本発明は、従来技術が抱える上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、初透磁率μ_ｉおよび飽和磁束密度Ｂ_ｓがともに高く、比抵抗が１０^４Ωｍ以上で、しかも、１０ｋＨｚから１ＭＨｚまで平坦なμ_ｉの周波数特性を有する、表面実装インダクタ用磁芯に適した高抵抗高磁束密度ＭｎＺｎＣｒＣｏフェライトを提供することにある。

発明者らは、基本成分の中でも配合量の多いＦｅ_２Ｏ_３，ＭｎＯおよびＺｎＯの配合比を決定するために、比抵抗の高いＦｅ_２Ｏ_３＜５０ｍｏｌ％の組成域で、ＭｎＯとＺｎＯの配合比を種々に変化させてフェライトコアを製作し、それぞれの成分が飽和磁束密度Ｂ_ｓ、比抵抗、初透磁率μ_ｉに及ぼす影響を調べた。その結果、高い比抵抗の得られるＦｅ_２Ｏ_３＜５０ｍｏｌ％の組成域では、１０ｋＨｚ付近の低周波帯域においては周波数に依存しない一定のμ_ｉが得られるが、１００ｋＨｚ付近から徐々にμ_ｉが低下し始め、１ＭＨｚ程度の高周波域まで平坦なμ_ｉの周波数特性を得ることができないことがわかった。

発明者らは、μ_ｉが高周波域で低下する原因について詳細に調べた結果、Ｆｅ_２Ｏ_３＜５０ｍｏｌ％の組成域では、１００ｋＨｚを超える高周波帯域に周波数と温度に依存する損失成分ｔａｎδのピークが存在し、この影響で１００ｋＨｚを超える高周波帯域のμ_ｉ値が低下することが明らかになった。この高周波損失が発生する原因について、発明者らは以下のように推測している。Ｆｅ_２Ｏ_３＜５０ｍｏｌ％の組成域では、Ｆｅ_２Ｏ_３：５０ｍｏｌ％の化学量論組成よりもＦｅ含有量が少ないために、スピネル構造のＢサイトのＦｅ^３＋が欠乏しており、本来はＭｎ^２＋としてＢサイトに分布しているＭｎイオンの一部が電気的中性を維持するためにＭｎ^３＋となり、１００ｋＨｚを超える高周波帯域で励磁された時に、Ｍｎ^２＋−Ｍｎ^３＋間の電子の拡散現象が起こり、この結果として、周波数と温度に依存した高周波損失が発生するものと考えられる。また、通常のＦｅ_２Ｏ_３＞５０ｍｏｌ％の組成域のＭｎＺｎフェライトでは、Ｆｅ^２＋を含有するために焼結性が抑制されるが、Ｆｅ^２＋を含有しないＦｅ_２Ｏ_３＜５０ｍｏｌ％の組成域では焼結性が高過ぎるため、粗大粒を含む不均一な結晶粒径分布となり、これもμ_ｉの高周波特性を低下させる原因のひとつとなっていると推測された。

そこで、発明者らは、Ｆｅ_２Ｏ_３＜５０ｍｏｌ％の組成域におけるＭｎ^３＋の生成を抑制する方法として、Ｍｎ^３＋よりもＢサイト選択性の高いＣｒ^３＋を導入することを検討した。その結果、所定量のＣｒ_２Ｏ_３を結晶粒内に固溶させることで、高周波損失成分を大きく低減することができ、さらに、粗大結晶粒の生成が抑制されて結晶粒径分布が均一化する効果も得られ、結果として、μ_ｉの周波数特性が１ＭＨｚの高周波域まで平坦化されることを見出した。さらに、上記Ｃｒ_２Ｏ_３の効果は、Ｂ_ｓ増大効果のあるＣｏＯ、比抵抗増大効果のあるＳｉＯ_２やＣａＯ、μ_ｉ値増大効果やμ_ｉの温度特性平坦化効果のある種々の副成分や添加成分を同時に添加した場合でも得られることを見出し、本発明を完成させるに至った。

すなわち、本発明は、酸化物換算でＦｅ_２Ｏ_３：４６．０〜４９．８ｍｏｌ％、ＺｎＯ：２．０〜１８．０ｍｏｌ％、Ｃｒ_２Ｏ_３：０．１〜１．５ｍｏｌ％、ＣｏＯ：０．１〜３．０ｍｏｌ％、残部がＭｎＯである基本成分組成を有するＭｎＺｎＣｒＣｏフェライトにおいて、副成分として当該フェライトに対して、ＳｉＯ_２およびＣａＯを、ｍｏｌ％比でＳｉＯ_２：ＣａＯ＝０〜４０（０は含まず）：１００〜６０（１００は含まず）でかつ合計１００〜２５００ｍａｓｓｐｐｍを含有し、さらに、上記ＺｎＯの含有量（ｍｏｌ％）が、室温での、印加磁場１．２ｋＡ／ｍにおける飽和磁束密度Ｂ_ｓおよび周波数１００ｋＨｚにおける初透磁率μ_ｉとの間で下記（１）式および（２）式；
Ｂ_ｓ≧−０．０１６３×ＺｎＯ^３−０．１４４×ＺｎＯ^２＋６．７９×ＺｎＯ＋４３０
・・・（１）
μ_ｉ≧０．６８０×ＺｎＯ^３−１０．５×ＺｎＯ^２＋１２３×ＺｎＯ＋３０
・・・（２）
を満たし、比抵抗が１０^４Ωｍ以上であることを特徴とする高抵抗高飽和磁束密度ＭｎＺｎＣｒＣｏフェライトである。

本発明のＭｎＺｎＣｒＣｏフェライトは、上記基本成分および副成分に加えてさらに、副成分として、Ｙ_２Ｏ_３，ＺｒＯ_２，ＳｎＯ_２，ＴｉＯ_２およびＧｅＯ_２のうちから選ばれる１種または２種以上を合計で０．０５〜２．５ｍａｓｓ％を含有することを特徴とする。

本発明によれば、Ｂ_ｓおよびμ_ｉが高く、かつ比抵抗が１０^４Ωｍ以上で、しかも、１０ｋＨｚ〜１ＭＨｚにおいて平坦なμ_ｉの周波数特性を有する高抵抗高飽和磁束密度ＭｎＺｎＣｒＣｏフェライトを生産性よく、しかも低コストで製造することが可能となる。したがって、本発明のＭｎＺｎＣｒＣｏフェライトは、表面実装インダクタ用磁芯に用いて好適である。

本発明のＭｎＺｎＣｒＣｏフェライトは、基本成分組成を、Ｆｅ_２Ｏ_３：４６．０〜４９．８ｍｏｌ％、ＺｎＯ：２．０〜１８．０ｍｏｌ％、ＣｏＯ：０．１〜３．０ｍｏｌ％、Ｃｒ_２Ｏ_３：０．１〜１．５ｍｏｌ％、残部をＭｎＯとすることで、飽和磁束密度Ｂ_ｓ、比抵抗、初透磁率μ_ｉのいずれも優れた特性を有するＭｎＺｎＣｒＣｏフェライトを実現している。
以下、本発明のＭｎＺｎＣｒＣｏフェライトの基本成分組成について説明する。

Ｆｅ_２Ｏ_３：４６．０〜４９．８ｍｏｌ％
Ｆｅ_２Ｏ_３は、飽和磁束密度Ｂ_ｓおよび比抵抗に大きく影響する成分である。Ｆｅ_２Ｏ_３の配合量が４６．０ｍｏｌ％未満では、Ｂ_ｓが低下し、一方、４９．８ｍｏｌ％を超えると、比抵抗が急激に低下する。よって、Ｆｅ_２Ｏ_３は４６．０〜４９．８ｍｏｌ％の範囲とする。好ましくは４７．０〜４９．３ｍｏｌ％の範囲である。

ＺｎＯ：２．０〜１８．０ｍｏｌ％
ＺｎＯは、Ｂ_ｓ、初透磁率μ_ｉおよびキュリー温度Ｔ_ｃに大きく影響する成分である。ＺｎＯの配合量が２．０ｍｏｌ％未満では、μ_ｉ≧３００を得ることができず、一方、１８．０ｍｏｌ％を超えると、Ｂ_ｓ≧４２０ｍＴを得ることができない。また、Ｔ_ｃは、ＺｎＯの配合量が多いほど低下し、特に、ＺｎＯが１８．０ｍｏｌ％を超えると１５０℃以下となり、１００℃におけるＢ_ｓが大きく低下してしまう。よって、ＺｎＯの配合量は、２．０〜１８．０ｍｏｌ％とする。好ましくは、６〜１３ｍｏｌ％の範囲である。

また、本発明のＭｎＺｎＣｒＣｏフェライトは、ＺｎＯの含有量（ｍｏｌ％）が、室温での印加磁場１．２ｋＡ／ｍにおけるＢ_ｓ値および１０ｋＨｚ〜１ＭＨｚにおけるμ_ｉ値との関係において、下記（１）式および（２）式を満たしていることが必要である。
記
Ｂ_ｓ≧−０．０１６３×ＺｎＯ^３−０．１４４×ＺｎＯ^２＋６．７９×ＺｎＯ＋４３０
・・・（１）
μ_ｉ≧０．６８０×ＺｎＯ^３−１０．５×ＺｎＯ^２＋１２３×ＺｎＯ＋３０
・・・（２）

ここで、上記（１）式の右辺は、基本組成の異なるフェライトコアのＢ_ｓ値から導出した回帰式を表しており、実測されるＢ_ｓの値は、この右辺の値以上であることが必要である。また、上記（２）式の右辺は、基本組成の異なるフェライトコアのμ_ｉ値から導出した回帰式を表しており、実測されるμ_ｉの値は、この右辺の値以上であることが必要である。

ＣｏＯ：０．１〜３．０ｍｏｌ％
ＣｏＯは、少量添加することで、飽和磁束密度Ｂ_ｓを大きく増大させる効果がある。ＣｏＯの添加量が０．１ｍｏｌ％未満では、上記Ｂ_ｓの改善効果が小さく、一方、３．０ｍｏｌ％を超えると、０℃付近の低温におけるμ_ｉが低下するため好ましくない。よって、ＣｏＯは、０．１〜３．０ｍｏｌ％の範囲で添加する。好ましくは０．２〜２．５ｍｏｌ％の範囲である。

なお、理論上は、ＣｏＯには、添加によるＢ_ｓ増大効果は期待できない。何故なら、Ｃｏ^２＋の磁気モーメントは３μ_Ｂで、Ｍｎ^２＋の５μ_Ｂより小さいためである。しかし、発明者らの研究によれば、少量のＣｏＯの添加でＢ_ｓ増大効果が確認されている。この原因は、現時点ではまだ十分に明確となっていないが、Ｃｏ^２＋は、他の２価金属イオンと比べて著しく結晶磁気異方性が大きいため、周囲の金属イオンと磁気的に強く相互作用を及ぼしあうことで、２価金属イオンの磁気モーメントから推算するよりも高い効果が得られるものと考えられる。

Ｃｒ_２Ｏ_３：０．１〜１．５ｍｏｌ％
さらに、本発明のＭｎＺｎＣｒＣｏフェライトは、基本成分として、Ｃｒ_２Ｏ_３を０．１〜１．５ｍｏｌ％含有することで、高周波磁気損失ｔａｎδを低減して、μ_ｉの高周波特性を平坦化する効果と、結晶粒径分布を均一化して、μ_ｉ値を増大するという相乗効果が得られる。Ｃｒ_２Ｏ_３の配合量が０．１ｍｏｌ％未満では、ｔａｎδ低減効果が十分でなく、一方、Ｃｒ_２Ｏ_３の配合量が１．５ｍｏｌ％を超えると、焼結密度が低下してＢ_ｓが低下する。よって、Ｃｒ_２Ｏ_３は０．１〜１．５ｍｏｌ％の範囲とする。好ましくは、０．２〜１．０ｍｏｌ％の範囲である。

本発明のＭｎＺｎＣｒＣｏフェライトは、上述の基本成分に加えて、副成分として、ＳｉＯ_２とＣａＯを、ＳｉＯ_２：ＣａＯ＝０〜４０（０は含まず）：１００〜６０（１００は含まず）（ｍｏｌ％）の配合比で、かつ、合計で１００〜２５００ｍａｓｓｐｐｍを添加することで、６００℃以上の昇温速度≧５００℃／ｈｒ、最高温度１３００℃以上の高速連続炉で焼成しても、均一かつ緻密な結晶組織を得ることができる。したがって、ＳｉＯ_２とＣａＯを上記適正範囲で複合添加することによって、表面実装インダクタ用磁芯として好ましい電磁気特性を有するＭｎＺｎＣｒＣｏフェライトを、従来のＭｎＺｎフェライトと同様、生産性よく製造することが可能となる。

ＳｉＯ_２とＣａＯの合計添加量を１００〜２５００ｍａｓｓｐｐｍの範囲とする理由は、１００ｍａｓｓｐｐｍ未満では、高速焼成で緻密かつ均一な結晶組織を得る効果が不十分なため、Ｂ_ｓ、μ_ｉが低下する。また、添加量が少ないと、比抵抗≧１０^４Ωｍを実現することができず、コアに直接巻線や電極形成をすることができない。一方、２５００ｍａｓｓｐｐｍを超えると、異常粒が発生するようになり、μ_ｉが著しく低下するからである。好ましいＳｉＯ_２とＣａＯの合計添加量は、１０００〜２０００ｍａｓｓｐｐｍの範囲である。

また、ＳｉＯ_２とＣａＯは、配合比（ｍｏｌ％）でＳｉＯ_２：ＣａＯ＝０〜４０（０は含まず）：１００〜６０（１００は含まず）として複合添加する必要がある。ＳｉＯ_２とＣａＯが共存することで、昇温過程および焼成中に粒界に液相を生成して結晶組織を均一化する効果が得られるが、ＳｉＯ_２の比率が４０ｍｏｌ％を超えると、異常粒が発生しやすくなり、μ_ｉが劣化するからである。好ましい混合比は、ＳｉＯ_２：ＣａＯ＝５〜３０：９５〜７０（ｍｏｌ％）である。

また、本発明のＭｎＺｎＣｒＣｏフェライトは、上記基本成分および副成分に加えてさらに、副成分として、Ｙ_２Ｏ_３，ＺｒＯ_２，ＳｎＯ_２，ＴｉＯ_２およびＧｅＯ_２のうちから選ばれる１種または２種以上を合計で０．０５〜２．５ｍａｓｓ％の範囲で添加することにより、より安定して、Ｂ_ｓ、μ_ｉおよび比抵抗を改善することができる。上記副成分のうちの、Ｙ_２Ｏ_３およびＺｒＯ_２は、μ_ｉの温度特性の平坦化に効果があり、また、ＳｎＯ_２は、μ_ｉおよびＢ_ｓ増大に効果がある。また、ＴｉＯ_２は、μ_ｉの増大および周波数特性の平坦化に効果があり、ＧｅＯ_２は、比抵抗の増大に効果がある。上記の効果を発現させるためには、それぞれ０．０１ｍａｓｓ％以上でかつ、合計で０．０５ｍａｓｓ％以上添加するのが好ましい。しかし、合計添加量が２．５ｍａｓｓ％を超えると、比抵抗が１０^４Ωｍ未満に低下するため好ましくない。より好ましい合計添加量は０．１〜１．５ｍａｓｓ％の範囲である。

次に、本発明のＭｎＺｎＣｒＣｏフェライトコアの製造方法について説明する。
本発明のＭｎＺｎＣｒＣｏフェライトの製造方法は、特に限定されるものではなく、通常のフェライト製造方法を適用することができる。好ましい製造方法としては、例えば、焼成後のフェライトが本発明の基本成分組成となるようにフェライト原料であるＦｅ_２Ｏ_３，Ｍｎ_３Ｏ_４，ＭｎＣＯ_３，ＺｎＯ，ＣｏＯ，Ｃｏ_３Ｏ_４，Ｃｒ_２Ｏ_３等を秤量し、アトライターやボールミルなどの混合機を用いて湿式または乾式で十分に混合した後、８００〜１０００℃で仮焼する。その後、その仮焼粉に、要求特性に応じて本発明に適合する量の副成分を添加し、アトライターやボールミルなどの混合機を用いて湿式または乾式で混合し、粉砕して粒径０．８〜１．６μｍ程度の原料粉とする。次いで、その原料粉に、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）などの結合剤（バインダー）を添加し、スプレードライヤーや篩を用いて造粒後、その造粒粉を所定の形状の金型に充填してプレス成形する。その後、その成形体を焼成することによって、高抵抗で高飽和磁束密度のＭｎＺｎＣｒＣｏフェライトを作製することができる。なお、上記焼成は、鉄過剰組成を有する従来のＭｎＺｎフェライトと同様のヒートパターンおよび雰囲気で行うことができ、特別な条件は必要とされない。したがって、従来のＭｎＺｎフェライトと同様、高い生産性で製造することが可能である。

なお、ＣｏＯやＣｏ_３Ｏ_４，Ｃｒ_２Ｏ_３などの比較的少量の基本成分は、仮焼粉の粉砕時に、他の副成分と同時に添加してもよい。また、上記製造方法は、一般的なフェライトの製造方法と同じであるが、本発明のＭｎＺｎＣｒＣｏフェライトの製造方法は、上記方法に限定されるものではなく、例えば、成形前の原料粉の製造方法として、混合焙焼法や共沈法などの特殊な方法を用いてもよく、また、成形方法についても、プレス成形に限定されるものではなく、例えば、射出成形法、フェライトペースト印刷法、グリーンシート法などの他の成形方法を用いてもよい。

焼成後のＭｎＺｎＣｒＣｏフェライトの基本成分組成が表１に示した値となるように、基本成分の原料であるＦｅ_２Ｏ_３，ＺｎＯ，Ｍｎ_３Ｏ_４，ＣｏＯおよびＣｒ_２Ｏ_３を秤量し、これらをボールミルで湿式混合した後、９００〜９５０℃で仮焼した。次いで、上記仮焼粉に、副成分としてＳｉＯ_２およびＣａＣＯ_３を、基本成分中への不純物としての混入量とも合わせてＳｉＯ_２：１７５ｍａｓｓｐｐｍ、ＣａＯ：１２００ｍａｓｓｐｐｍとなるように添加し、ボールミルでさらに湿式で粉砕して平均粒径１．１μｍ（空気透過法にて測定）の原料粉を得た。これに、バインダーとしてＰＶＡを加え、目開き５００μｍの篩を通して造粒した後、リング型試料に成形した。その後、上記成形体を、電気炉を用いて、酸素分圧を制御した雰囲気中で１３３０℃×３時間の焼成を行い、外径３１ｍｍ×内径１９ｍｍ×高さ７ｍｍのＭｎＺｎＣｒＣｏフェライトコアを得た。

上記のようにして得たフェライトコアについて、高抵抗計（アドバンテスト社製Ｒ８３４０Ａ）を用いて、印加電圧１０Ｖで、比抵抗を測定した。また、フェライトコアに０．６ｍｍφの被覆銅線を１０回巻き、ＬＣＲメータ（アジレント・テクノロジー社製４２８４Ａおよび４２８５Ａ）を用いて、室温での１ｋＨｚ〜３０ＭＨｚにおけるμ_ｉの周波数特性を測定した。さらに、直流ＢＨアナライザー（理研電子社製）を用いて、室温での印加磁場強度１．２ｋＡ／ｍにおける飽和磁束密度Ｂ_ｓについても測定した。

上記測定の結果を表１中に併記して示した。なお、μ_ｉについては、１０ｋＨｚと１ＭＨｚの値を代表値として示した。表１から、本発明に適合した発明例のフェライトコアは、いずれも、比抵抗≧１０^４Ωｍであり、かつ、飽和磁束密度Ｂ_ｓおよび１０ｋＨｚと１ＭＨｚにおける初透磁率μ_ｉがそれぞれ下記の（１）式および（２）式の関係を満たしていることがわかる。
記
Ｂ_ｓ≧−０．０１６３×ＺｎＯ^３−０．１４４×ＺｎＯ^２＋６．７９×ＺｎＯ＋４３０
・・・（１）
μ_ｉ≧０．６８０×ＺｎＯ^３−１０．５×ＺｎＯ^２＋１２３×ＺｎＯ＋３０
・・・（２）

焼成後のＭｎＺｎＣｒＣｏフェライトの基本成分組成が、Ｆｅ_２Ｏ_３：ＺｎＯ：ＭｎＯ：ＣｏＯ：Ｃｒ_２Ｏ_３＝４７．５：９．０：４２．０：１．０：０．５（ｍｏｌ％）となるように、基本成分原料であるＦｅ_２Ｏ_３，ＺｎＯ，Ｍｎ_３Ｏ_４，ＣｏＯおよびＣｒ_２Ｏ_３を秤量し、ボールミルで湿式混合した後、９２０℃で仮焼し、次いで、副成分として、ＳｉＯ_２，ＣａＣＯ_３，Ｙ_２Ｏ_３，ＺｒＯ_２，ＳｎＯ_２，ＴｉＯ_２およびＧｅＯ_２を基本成分中の不純物量とも合わせて表２に示す含有量となるように添加した後、ボールミルで湿式粉砕して平均粒径１．２μｍ（空気透過法で測定）の原料粉を得た。次いで、この原料粉にバインダー（ＰＶＡ）を加え、目開き５００μｍの篩を通して造粒した後、リング型試料に成形した。この試料を、電気炉を用いて、酸素分圧を制御した雰囲気中で１３００℃×２時間焼成し、外径３１ｍｍ×内径１９ｍｍ×高さ７ｍｍのＭｎＺｎＣｒＣｏフェライトコアを得た。

上記のようにして得たフェライトコアについて、高抵抗計（アドバンテスト社製Ｒ８３４０Ａ）を用いて、印加電圧１０Ｖで、比抵抗を測定した。また、フェライトコアに０．６ｍｍφの被覆銅線を１０回巻き、ＬＣＲメータ（アジレント・テクノロジー社製４２８４Ａおよび４２８５Ａ）を用いて、室温での１ｋＨｚ〜３０ＭＨｚにおけるμ_ｉの周波数特性を測定した。さらに、直流ＢＨアナライザー（理研電子社製）を用いて、室温での印加磁場強度１．２ｋＡ／ｍにおける飽和磁束密度Ｂ_ｓを測定した。

上記測定の結果を表２中に併記して示した。なお、μ_ｉについては、１０ｋＨｚと１ＭＨｚの値を代表値として示した。また、基本成分であるＺｎＯの含有量（９．０ｍｏｌ％）から、Ｂ_ｓに関する（１）式の右辺の値およびμ_ｉに関する（２）式の右辺の値を求めると、それぞれ４６８ｍＴ、７８２であった。表２から、本発明に適合した発明例のフェライトコアは、いずれも、比抵抗≧１０^４Ωｍであり、かつ、飽和磁束密度Ｂ_ｓおよび初透磁率μ_ｉがそれぞれ（１）式および（２）式の関係を満たしていることがわかる。

上記実施例に示したように、本発明を適用することで、μ_ｉおよびＢ_ｓが高く、しかも、比抵抗≧１０^４Ωｍで、１０ｋＨｚ〜１ＭＨｚの周波数域で平坦なμ_ｉの周波数特性を有する、表面実装インダクタ用磁芯に適した高抵抗高飽和磁束密度ＭｎＺｎＣｒＣｏフェライトを生産性よくかつ安価に製造し得ることが確認された。

本発明のＭｎＺｎＣｒＣｏフェライトコアは、初透磁率μ_ｉおよび飽和磁束密度Ｂ_ｓが高く、比抵抗が１０^４Ωｍ以上で、１０ｋＨｚから１ＭＨｚまでのμ_ｉが平坦である周波数特性を有するので、このような周波数帯域で使用される用途に好適に用いることができる。

Claims (2)

1. 酸化物換算でＦｅ_２Ｏ_３：４６．０〜４９．８ｍｏｌ％、ＺｎＯ：２．０〜１８．０ｍｏｌ％、Ｃｒ_２Ｏ_３：０．１〜１．５ｍｏｌ％、ＣｏＯ：０．１〜３．０ｍｏｌ％、残部がＭｎＯである基本成分組成を有するＭｎＺｎＣｒＣｏフェライトにおいて、副成分として当該フェライトに対して、ＳｉＯ_２およびＣａＯを、ｍｏｌ％比でＳｉＯ_２：ＣａＯ＝０〜４０（０は含まず）：１００〜６０（１００は含まず）でかつ合計１００〜２５００ｍａｓｓｐｐｍを含有し、さらに、上記ＺｎＯの含有量（ｍｏｌ％）が、室温での、印加磁場１．２ｋＡ／ｍにおける飽和磁束密度Ｂ_ｓおよび周波数１００ｋＨｚにおける初透磁率μ_ｉとの間で下記（１）式および（２）式を満たし、比抵抗が１０^４Ωｍ以上であることを特徴とする高抵抗高飽和磁束密度ＭｎＺｎＣｒＣｏフェライト。
   記
   Ｂ_ｓ≧−０．０１６３×ＺｎＯ^３−０．１４４×ＺｎＯ^２＋６．７９×ＺｎＯ＋４３０
   ・・・（１）
   μ_ｉ≧０．６８０×ＺｎＯ^３−１０．５×ＺｎＯ^２＋１２３×ＺｎＯ＋３０
   ・・・（２）
2. 上記基本成分および副成分に加えてさらに、副成分として、Ｙ_２Ｏ_３，ＺｒＯ_２，ＳｎＯ_２，ＴｉＯ_２およびＧｅＯ_２のうちから選ばれる１種または２種以上を合計で０．０５〜２．５ｍａｓｓ％を含有することを特徴とする請求項１に記載の高抵抗高飽和磁束密度ＭｎＺｎＣｒＣｏフェライト。