JP2012138399A - Ferrite core and electronic component - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a ferrite core capable of achieving both reduction in power loss and a high saturation magnetic flux density in a high-frequency region and of improving a quality factor, and to provide an electronic component to which the ferrite core is applied.SOLUTION: A ferrite core has a core part composed of a ferrite composition, and a coating layer formed on at least a part of a surface of the core part. The ferrite composition contains a main component containing iron oxide, zinc oxide, and manganese oxide, and, as an accessory component, 50-300 ppm of silicon oxide in terms of SiOand 110-1120 ppm of calcium oxide in terms of CaO for the main component 100 wt.%. The Tsp of the ferrite composition, at which a magnetic loss is minimized, is in a range of 5-50°C, and satisfies the following formula (1): Tsp=21.6(X+0.52Z)-1520, and the following formula (2): X≥58.0. A thermal expansion coefficient of the coating layer is equal to or less than that of the core part.

Description

本発明は、フェライトコアおよび電子部品に係り、さらに詳しくは、使用温度が室温付近あるいは外気温付近であって、高周波領域(例えば1MHz以上)において、電力損失(Pcv)の低減と高い飽和磁束密度(Bs)とを両立でき、その結果、品質係数(Pvc/Bs)を改善することができるフェライトコアおよび該フェライトコアが適用された電子部品に関する。   The present invention relates to a ferrite core and an electronic component. More specifically, the present invention relates to a ferrite core and an electronic component. More specifically, in a high-frequency region (for example, 1 MHz or more), the operating temperature is near room temperature or near outside air temperature. (Bs) and, as a result, the ferrite core which can improve a quality factor (Pvc / Bs), and an electronic component to which the ferrite core is applied.

近年、携帯用機器等の各種電子機器の小型・軽量化が急速に進み、それに対応すべく、各種電子機器の電気回路に用いられる電子部品の小型化・高効率化・高周波数化への要求が急速に高まっている。   In recent years, various electronic devices such as portable devices have rapidly become smaller and lighter, and in order to respond to this demand, there are demands for miniaturization, higher efficiency and higher frequency of electronic components used in electric circuits of various electronic devices. Is growing rapidly.

たとえば、携帯用機器等のDC−DCコンバータ用のコイル磁芯としては、従来Ni−Znフェライトが用いられてきた。しかしながら、Ni−Znフェライトは比較的に電力損失が大きいため、コイル磁芯等の部品の小型化・高効率化・高周波数化への対応が困難であった。   For example, Ni-Zn ferrite has been conventionally used as a coil magnetic core for a DC-DC converter of a portable device or the like. However, since Ni—Zn ferrite has a relatively large power loss, it has been difficult to cope with downsizing, high efficiency, and high frequency of components such as a coil magnetic core.

このような問題に対し、Ni−Znフェライトに代えて、Mn−Znフェライトを用いることが考えられる。従来、Mn−Znフェライトは、電源用トランスなどに用いられ、低周波数かつ高磁場の環境下で使用されてきた。   For such a problem, it is conceivable to use Mn—Zn ferrite instead of Ni—Zn ferrite. Conventionally, Mn—Zn ferrite has been used in power transformers and the like, and has been used in a low frequency and high magnetic field environment.

一般にトランス等の磁芯として用いられるフェライトには、実際の使用温度域よりも高い温度域において磁気損失が最小となるような温度特性を持つことが要求されてきた。これは、使用時にトランスが磁気損失により発熱しトランス自体の温度が上昇、その結果、さらに磁気損失が増大してトランスの発熱が大きくなることを繰り返す、いわゆる熱暴走を起こす危険性があったからである。電源用トランスの場合、使用温度域は、通常、動作温度(たとえば80℃)付近の温度とされる。   In general, a ferrite used as a magnetic core of a transformer or the like has been required to have temperature characteristics that minimize magnetic loss in a temperature range higher than the actual operating temperature range. This is because there is a risk of causing a so-called thermal runaway in which the transformer heats up due to magnetic loss and the temperature of the transformer itself rises, and as a result, the magnetic loss further increases and the heat generation of the transformer increases. is there. In the case of a power transformer, the operating temperature range is usually a temperature near the operating temperature (for example, 80 ° C.).

ところが、近年、たとえば、トランスをフッ素系不活性液体等を用いて冷却した場合、その環境温度あるいは使用温度を室温以下、さらには任意の温度とすることが可能となっている。この場合、磁気損失が最小となる温度は特に制限されず、磁気損失の絶対値が小さいことのみが要求される。   However, in recent years, for example, when the transformer is cooled using a fluorine-based inert liquid or the like, it is possible to set the ambient temperature or use temperature to room temperature or lower, and further to an arbitrary temperature. In this case, the temperature at which the magnetic loss is minimized is not particularly limited, and it is only required that the absolute value of the magnetic loss is small.

一方、携帯用機器等のDC−DCコンバータ用のコイル磁芯として用いる場合、環境温度あるいは使用温度は室温付近あるいは外気温付近であり、トランスと比較すると、電圧も低く、熱暴走の危険は少ない。また、このような携帯用機器では、駆動周波数の高周波数化(たとえば1MHz以上)が進み、高周波数領域における損失が小さいことが要求される。   On the other hand, when used as a coil magnetic core for a DC-DC converter of a portable device or the like, the environmental temperature or the operating temperature is near room temperature or near the outside temperature, and the voltage is lower than that of a transformer, and there is less risk of thermal runaway. . Further, in such a portable device, it is required that the drive frequency is increased (for example, 1 MHz or more) and the loss in the high frequency region is small.

また、トランスにおいても、DC−DCコンバータのような携帯用機器に用いられる部品においても、大電流への対応が進んでいる。そのため、このような部品に用いられる磁芯には大電流でもインダクタンスが低下しない優れた直流重畳特性が要求される。優れた直流重畳特性を実現するには、高い飽和磁束密度が必須であり、特にその環境温度あるいは使用温度において高い飽和磁束密度を有することが必要となる。   Also, in transformers and parts used in portable devices such as DC-DC converters, the response to large currents is progressing. For this reason, a magnetic core used for such a component is required to have excellent direct current superposition characteristics that do not lower the inductance even with a large current. A high saturation magnetic flux density is indispensable for realizing an excellent DC superposition characteristic, and it is necessary to have a high saturation magnetic flux density particularly at the ambient temperature or the use temperature.

したがって、環境温度あるいは使用温度が室温付近あるいは外気温付近であって、高周波数領域での磁気損失を低下させ、高い飽和磁束密度を有するフェライト組成物が求められている。   Therefore, there is a demand for a ferrite composition having an ambient temperature or operating temperature near room temperature or near ambient temperature, reducing magnetic loss in a high frequency region, and having a high saturation magnetic flux density.

低損失で高飽和磁束密度を有するMn−Znフェライトの例として、たとえば、特許文献1では、主成分として、Feが52.4〜53.7モル%、ZnOが7.0〜11.5モル%、残部MnOとし、副成分として、CaOと、Vと、Nbと、AlまたはBiとを特定量含むMn−Znフェライトが提案されている。 As an example of a Mn—Zn ferrite having a low loss and a high saturation magnetic flux density, for example, in Patent Document 1, Fe 2 O 3 is 52.4 to 53.7 mol% and ZnO is 7.0 to 11 as main components. .5 mol%, and the remainder MnO, as an auxiliary component, and CaO, and V 2 O 5, and Nb 2 O 5, Al 2 O 3 or Bi 2 O 3 and a have been proposed Mn-Zn ferrite containing specified amounts Yes.

しかしながら、上記のMn−Znフェライトは、特許文献1にも記載されているように、トランスの実駆動温度である60℃以上において、低周波数領域での磁気損失が最小となる温度(Pcv min)を設定しており、室温付近かつ高周波領域では使用できないという問題があった。   However, as described in Patent Document 1, the Mn—Zn ferrite described above is a temperature (Pcv min) at which the magnetic loss in the low frequency region is minimized at 60 ° C. or more which is the actual driving temperature of the transformer. There is a problem that it cannot be used near room temperature and in a high frequency region.

また、各種用途のフェライトコアについて、コア部の表面にガラス被膜を形成することが検討されている。しかし、従来では、ガラス被膜の応力によりフェライト本来の特性が劣化するなどの影響を受け、好ましくないと考えられていた。   In addition, regarding a ferrite core for various uses, it has been studied to form a glass film on the surface of the core portion. However, conventionally, it has been considered unfavorable due to the influence of the deterioration of the original properties of ferrite due to the stress of the glass coating.

特許文献2では、コアの表面にバレルコーティング法でガラス塗膜を形成することが提案されている。しかしながら、特許文献2においては、このようなフェライトコアの特性の劣化については検討されておらず、特に電力損失(Pcv)の改善や磁束密度(Bs)の向上等については何ら考慮されていなかった。   Patent Document 2 proposes forming a glass coating film on the surface of the core by a barrel coating method. However, in Patent Document 2, such deterioration of the properties of the ferrite core has not been studied, and in particular, no consideration has been given to improvement in power loss (Pcv), increase in magnetic flux density (Bs), or the like. .

特開2003−128458号公報JP 2003-128458 A 特開2001−237135号公報JP 2001-237135 A

本発明は、このような実状に鑑みてなされ、使用温度あるいは環境温度が室温付近あるいは外気温付近であって、高周波領域(例えば1MHz以上)において、電力損失(Pcv)の低減と高い飽和磁束密度(Bs)とを両立でき、その結果、品質係数(Pvc/Bs)を改善することができるフェライトコア、および該フェライトコアを有する電子部品を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such a situation, and in a high frequency region (for example, 1 MHz or more) where the use temperature or the environmental temperature is near room temperature or near the outside air temperature, the power loss (Pcv) is reduced and the high saturation magnetic flux density. An object of the present invention is to provide a ferrite core that can achieve both (Bs) and, as a result, improve the quality factor (Pvc / Bs), and an electronic component having the ferrite core.

本願発明者らは、鋭意研究を重ねてきた結果、特定組成のMnZn系フェライト組成物をコア部とし、コア部の表面の少なくとも一部にフェライトコア部以下の熱膨張係数を有する被膜層を形成することにより、高周波領域(例えば1MHz以上)において、電力損失(Pcv)の低減と高い飽和磁束密度(Bs)とを両立でき、その結果、品質係数(Pvc/Bs)を改善することができることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies, the inventors of the present application have formed a coating layer having a thermal expansion coefficient equal to or less than that of the ferrite core portion on at least a part of the surface of the core portion with the MnZn ferrite composition having a specific composition as the core portion. By doing so, it is possible to achieve both reduction of power loss (Pcv) and high saturation magnetic flux density (Bs) in a high frequency region (for example, 1 MHz or more), and as a result, quality factor (Pvc / Bs) can be improved. The headline and the present invention were completed.

すなわち、本発明に係るフェライトコアは、
フェライト組成物で構成されるコア部と、前記コア部の表面の少なくとも一部に形成された被覆層と、を有するフェライトコアであって、
前記フェライト組成物は、酸化鉄と、酸化亜鉛と、酸化マンガンと、を含む主成分と、
前記主成分100重量%に対して、副成分として、酸化ケイ素をSiO換算で50〜300ppmと、酸化カルシウムをCaO換算で110〜1120ppmとを含有し、
前記フェライト組成物の磁気損失の極小温度Tspが5〜50℃の範囲にあり、
前記主成分における前記酸化鉄の含有量をFe換算でXモル%、前記酸化亜鉛の含有量をZnO換算でZモル%、残部を前記酸化マンガンとしたときに、前記Tsp、前記Xおよび前記Zが下記式(1)および(2)を満足し、
前記被覆層の熱膨張係数が、前記コア部の熱膨張係数以下であることを特徴とする。
Tsp=21.6(X+0.52Z)−1520…式(1)
X≧58.0…式(2)
That is, the ferrite core according to the present invention is
A ferrite core having a core part composed of a ferrite composition and a coating layer formed on at least a part of the surface of the core part,
The ferrite composition includes a main component including iron oxide, zinc oxide, and manganese oxide,
With respect to 100% by weight of the main component, as subcomponents, silicon oxide contains 50 to 300 ppm in terms of SiO 2 , and calcium oxide contains 110 to 1120 ppm in terms of CaO,
The minimum temperature Tsp of magnetic loss of the ferrite composition is in the range of 5 to 50 ° C.
When the content of the iron oxide in the main component is X mol% in terms of Fe 2 O 3 , the content of the zinc oxide is Z mol% in terms of ZnO, and the balance is the manganese oxide, the Tsp and the X And Z satisfies the following formulas (1) and (2),
The thermal expansion coefficient of the coating layer is less than or equal to the thermal expansion coefficient of the core portion.
Tsp = 21.6 (X + 0.52Z) -1520 Formula (1)
X ≧ 58.0 Formula (2)

本発明では、室温付近あるいは外気温付近での使用を考慮し、磁気損失が極小となる温度(Tsp)が5〜50℃の範囲である場合に、上記の式(1)および(2)を用いて主成分の組成を決定し、さらに副成分の含有量を上記の特定の範囲としている。このようなフェライト組成物を用いることで飽和磁束密度(Bs)を高く維持しつつ、高周波領域(たとえば、1MHz以上)においても電力損失(Pcv)を低減でき、結果として品質係数(Pcv/Bs)を改善することができる。   In the present invention, when the temperature (Tsp) at which the magnetic loss is minimized is in the range of 5 to 50 ° C. in consideration of use near room temperature or near the outside temperature, the above formulas (1) and (2) are It is used to determine the composition of the main component, and the content of the subcomponent is within the specific range. By using such a ferrite composition, it is possible to reduce power loss (Pcv) even in a high frequency region (for example, 1 MHz or more) while maintaining a high saturation magnetic flux density (Bs), resulting in a quality factor (Pcv / Bs). Can be improved.

また、本発明においては、コア部および被覆層の熱膨張係数を上記のような関係に設定することで、電力損失Pcvを改善することができる。また、被覆層はコア部の欠け等を抑制する保護層としての役割も有し、生産効率を向上させることができる。   In the present invention, the power loss Pcv can be improved by setting the thermal expansion coefficients of the core portion and the coating layer to the above relationship. In addition, the coating layer also has a role as a protective layer that suppresses chipping of the core portion and the like, and can improve production efficiency.

好ましくは、前記被覆層がガラス組成物から構成されている。このようにすることで、コア部の表面に被覆層を容易に形成することができる。また、絶縁性を有するガラス組成物をコア部表面に形成した場合には、コア部と巻回されるワイヤ等との絶縁性を高めることができる。   Preferably, the said coating layer is comprised from the glass composition. By doing in this way, a coating layer can be easily formed in the surface of a core part. Moreover, when the glass composition which has insulation is formed in the core part surface, the insulation with a wire etc. which are wound around a core part can be improved.

本発明に係る電子部品は、上記の記載のフェライト組成物から構成され、コア部および被覆層の熱膨張係数を上記のように制御されるフェライトコアを有し、1MHz以上の周波数領域で使用される。   An electronic component according to the present invention is composed of the ferrite composition described above, has a ferrite core in which the thermal expansion coefficient of the core portion and the coating layer is controlled as described above, and is used in a frequency region of 1 MHz or more. The

本発明に係る電子部品は、フェライト組成物のTspが5〜50℃の温度範囲であるために、使用温度あるいは環境温度が室温付近あるいは外気温付近にある部品として好適である。しかも、電極損失の低減と高い飽和磁束密度とを両立しているため、省電力を実現することができる。   Since the Tsp of the ferrite composition is in the temperature range of 5 to 50 ° C., the electronic component according to the present invention is suitable as a component whose use temperature or environmental temperature is near room temperature or near outside temperature. In addition, since the reduction of electrode loss and the high saturation magnetic flux density are compatible, power saving can be realized.

このような電子部品としては、特に制限されないが、携帯用機器等に用いられるDC−DCコンバータのコイル部品などが挙げられる。コイル部品としては、インダクタやチョークコイル等が挙げられる。また、Tspを示す温度付近までトランスを冷却することで、本発明に係る電子部品をトランスにも好適に用いることができる。トランス部品としては、スイッチング用、インバータ用等の電源トランス等が挙げられる。   Such electronic components are not particularly limited, and include DC-DC converter coil components used for portable devices and the like. Examples of the coil component include an inductor and a choke coil. Moreover, the electronic component according to the present invention can be suitably used for the transformer by cooling the transformer to a temperature near Tsp. Examples of transformer parts include power transformers for switching and inverters.

本発明によると、飽和磁束密度(Bs)を高く維持しつつ、高周波領域(たとえば、1MHz以上)においても電力損失(Pcv)を低減でき、結果として品質係数(Pcv/Bs)を改善することができる。   According to the present invention, while maintaining a high saturation magnetic flux density (Bs), power loss (Pcv) can be reduced even in a high frequency region (for example, 1 MHz or more), and as a result, a quality factor (Pcv / Bs) can be improved. it can.

また、特に被覆層をガラス組成物で構成することで、被覆層をコア部の表面に容易に形成することができる。また、ガラス組成物が絶縁性である場合には、コア部が導電性であっても、巻回されるワイヤ等との絶縁性を確保することができる。   Moreover, especially a coating layer can be easily formed in the surface of a core part by comprising a coating layer with a glass composition. Further, when the glass composition is insulative, it is possible to ensure insulation with a wound wire or the like even if the core part is electrically conductive.

図1は、本発明の一実施形態に係るフェライトコアの概略断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a ferrite core according to an embodiment of the present invention. 図2は、本発明の一実施形態に係るフェライトコアの製造に用いるバレル装置の概略断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a barrel device used for manufacturing a ferrite core according to an embodiment of the present invention. 図3は、コイルを巻回した後のドラムコアの断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of the drum core after winding the coil.

以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。   Hereinafter, the present invention will be described based on embodiments shown in the drawings.

フェライトコア
本発明に係るフェライトコアの形状は、図1に示したドラム型のほか、FT型、ET型、EI型、UU型、EE型、EER型、UI型、トロイダル型、ポット型、カップ型等を例示することができる。本実施形態では、図1に示すように、フェライトコア1はドラムコア形状を有しており、コア部2の表面全体に被覆層10が形成された構成を有している。
Ferrite core The ferrite core according to the present invention is not limited to the drum type shown in FIG. 1, but FT type, ET type, EI type, UU type, EE type, EER type, UI type, toroidal type, pot type, cup Examples include molds. In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the ferrite core 1 has a drum core shape, and has a configuration in which a coating layer 10 is formed on the entire surface of the core portion 2.

コア部
コア部2は、円柱または角柱状の巻芯部4と、その巻芯部4の軸方向に沿って両側に一体的に形成してある一対の鍔部5とを有する。鍔部5の外径は、巻芯部4の外径よりも大きく、巻芯部4の外周には、鍔部5にて囲まれた凹部6が形成してある。そして、その凹部6にワイヤ30を巻回することでコイル部品とされる。
The core part core part 2 has a cylindrical or prismatic core part 4 and a pair of flange parts 5 integrally formed on both sides along the axial direction of the core part 4. The outer diameter of the flange portion 5 is larger than the outer diameter of the core portion 4, and a recess 6 surrounded by the flange portion 5 is formed on the outer periphery of the core portion 4. The coil 30 is formed by winding the wire 30 around the recess 6.

コア部2の寸法は、特に制限されないが、本実施形態では、巻芯部4の外径は0.6〜1.2mmであり、巻芯部4の軸方向幅は0.3〜1.0mm、鍔部5の外径は2.0〜3.0mmであり、鍔部5の厚みは0.2〜0.3mm、鍔部5の外周表面から巻芯部4の外周表面までの深さは、0.5〜1.0mmである。なお、鍔部5の形状は、円形の他、四角形、八角形などでもよい。   Although the dimension of the core part 2 is not particularly limited, in the present embodiment, the outer diameter of the core part 4 is 0.6 to 1.2 mm, and the axial width of the core part 4 is 0.3 to 1. 0 mm, the outer diameter of the flange part 5 is 2.0 to 3.0 mm, the thickness of the flange part 5 is 0.2 to 0.3 mm, and the depth from the outer peripheral surface of the flange part 5 to the outer peripheral surface of the core part 4 The thickness is 0.5 to 1.0 mm. In addition, the shape of the collar part 5 may be a square, an octagon, etc. other than a circle.

コア部2は、本実施形態に係るフェライト組成物で構成してある。   The core part 2 is comprised with the ferrite composition which concerns on this embodiment.

本実施形態に係るフェライト組成物は、Mn−Zn系フェライトであり、主成分として、酸化鉄、酸化マンガンおよび酸化亜鉛を含有している。また、本実施形態に係るフェライト組成物の磁気損失が極小となる温度(Tsp)は、5〜50℃の範囲にある。   The ferrite composition according to this embodiment is a Mn—Zn ferrite and contains iron oxide, manganese oxide, and zinc oxide as main components. The temperature (Tsp) at which the magnetic loss of the ferrite composition according to this embodiment is minimized is in the range of 5 to 50 ° C.

従来、Mn−Zn系フェライトにおいて、Tspを示す温度は、結晶磁気異方性によって説明がなされていた。すなわち、結晶磁気異方性定数K1の符号が温度上昇に伴って、負から正の値に変わるK1=0の温度において、磁気損失が極小値を持つと言われている。   Conventionally, in Mn—Zn ferrite, the temperature showing Tsp has been explained by the magnetocrystalline anisotropy. That is, it is said that the magnetic loss has a minimum value at a temperature of K1 = 0 where the sign of the magnetocrystalline anisotropy constant K1 changes from a negative value to a positive value as the temperature rises.

また、この温度は、透磁率が極大となる、いわゆる透磁率のセカンダリーピークと一致することが知られている。上記のK1は、温度上昇に対して単調に増加するが、Fe2+は正のK1を持つため、Fe2+の量が増加すると(すなわち、Fe量が増加すると)、セカンダリーピークの温度は低温側に移動する。 Further, it is known that this temperature coincides with a so-called secondary peak of magnetic permeability where the magnetic permeability is maximized. The above K1 increases monotonously with increasing temperature, but Fe 2+ has a positive K1, so when the amount of Fe 2+ increases (ie, the amount of Fe 2 O 3 increases), the temperature of the secondary peak Moves to the low temperature side.

「電子材料シリーズ フェライト」(丸善株式会社発行、昭和63年)の79頁には、Fe量をXモル%、ZnO量をZモル%とした場合に、Tspを求める式として、下記の式が記載されている。
Tsp=−45.5(X+0.2Z)+2620
On page 79 of “Electronic Materials Series Ferrite” (published by Maruzen Co., Ltd., 1988), the following formula is used to calculate Tsp when the amount of Fe 2 O 3 is X mol% and the amount of ZnO is Z mol%. Is described.
Tsp = -45.5 (X + 0.2Z) +2620

また、Fe量を増やすことで、高い飽和磁束密度が得られやすいことが知られている。しかしながら、Fe量が多くなると、飽和磁束密度は、Fe量だけではなく、Fe量とZnO量との比率にも影響されると考えられる。 Further, it is known that a high saturation magnetic flux density can be easily obtained by increasing the amount of Fe 2 O 3 . However, when the amount of Fe 2 O 3 increases, the saturation magnetic flux density is considered to be influenced not only by the amount of Fe 2 O 3 but also by the ratio of the amount of Fe 2 O 3 and the amount of ZnO.

本実施形態に係るフェライト組成物のTspは5〜50℃の範囲にある。このようなフェライト組成物では、Fe量を増加させることで、Tspを上記の範囲内とし、電力損失を高めることが考えられる。そこで、上記の式を用いてFe量およびZnO量を決定しようとすると、たとえばTspが−200℃以下となってしまい、現実的ではない。 Tsp of the ferrite composition according to the present embodiment is in the range of 5 to 50 ° C. In such a ferrite composition, it is conceivable to increase T 2 within the above range and increase power loss by increasing the amount of Fe 2 O 3 . Therefore, if it is attempted to determine the Fe 2 O 3 content and the ZnO content using the above formula, for example, Tsp becomes −200 ° C. or less, which is not realistic.

そのため、上記のTspを求める式は、Fe量が多い(たとえば、58モル%以上)場合には、成り立たないと考えられる。ところが、Fe量が多い場合にTspを求める指標となるものが存在しないため、Fe量が多い場合に、1MHz以上の高周波領域において、高い飽和磁束密度を有するフェライト組成物については、何ら知見がなかった。 Therefore, it is considered that the above formula for obtaining Tsp does not hold when the amount of Fe 2 O 3 is large (for example, 58 mol% or more). However, since there is nothing which is an index for determining the Tsp if the amount of Fe 2 O 3 is large, if the amount of Fe 2 O 3 is large, in 1MHz or more high-frequency region, the ferrite composition having a high saturation magnetic flux density Had no knowledge.

そこで、本発明者等は鋭意実験を行い、フェライト組成物中の酸化鉄の含有量が比較的多い場合に、Tspと酸化鉄および酸化亜鉛とが、上記の式とは異なる関係を有することを見出した。すなわち、フェライト組成物中の酸化鉄の含有量をFe換算でXモル%、酸化亜鉛の含有量をZnO換算でZモル%としたときに、Tspと、XおよびZとは、下記の式(1)および式(2)を満足する。
Tsp=21.6(X+0.52Z)−1520…式(1)
X≧58.0…式(2)
Therefore, the present inventors have conducted intensive experiments and found that when the content of iron oxide in the ferrite composition is relatively large, Tsp and iron oxide and zinc oxide have a relationship different from the above formula. I found it. That is, when the content of iron oxide in the ferrite composition is X mol% in terms of Fe 2 O 3 and the content of zinc oxide is Z mol% in terms of ZnO, Tsp, X and Z are as follows: The following expressions (1) and (2) are satisfied.
Tsp = 21.6 (X + 0.52Z) -1520 Formula (1)
X ≧ 58.0 Formula (2)

したがって、本実施形態では、主成分100モル%中、酸化鉄の含有量(X)および酸化亜鉛の含有量(Z)は、FeおよびZnO換算で、上記の式(1)を満足するように決定される。なお、Xは、好ましくは58.0〜66.0モル%である。 Therefore, in this embodiment, in 100 mol% of the main component, the content (X) of iron oxide and the content (Z) of zinc oxide satisfy the above formula (1) in terms of Fe 2 O 3 and ZnO. To be decided. X is preferably 58.0 to 66.0 mol%.

酸化鉄の含有量が多い場合には、磁気損失が極小となる温度(Tsp)と、酸化鉄および酸化亜鉛の含有量と、が上記の関係式を満足するため、Tspが5〜50℃の範囲内となる最適な酸化鉄および酸化亜鉛の含有量が決定される。なお、主成分の残部は、酸化マンガンから構成される。   When the content of iron oxide is large, the temperature (Tsp) at which the magnetic loss is minimized and the content of iron oxide and zinc oxide satisfy the above relational expression, so that Tsp is 5 to 50 ° C. The optimum iron oxide and zinc oxide content that falls within the range is determined. The remainder of the main component is composed of manganese oxide.

本実施形態に係るフェライト組成物は、上記の式で算出される主成分に加え、副成分として、酸化ケイ素および酸化カルシウムを含有している。このような副成分を含有させることで、電力損失の絶対値を小さくし、かつ高い飽和磁束密度を得ることができる。   The ferrite composition according to the present embodiment contains silicon oxide and calcium oxide as subcomponents in addition to the main component calculated by the above formula. By including such a subcomponent, the absolute value of power loss can be reduced and a high saturation magnetic flux density can be obtained.

酸化ケイ素の含有量は、主成分100重量%に対して、SiO換算で、50〜300ppmである。酸化ケイ素の含有量が多くても少なすぎても、高周波数領域での電力損失が劣化する傾向にある。 The content of silicon oxide is 50 to 300 ppm in terms of SiO 2 with respect to 100% by weight of the main component. Even if the content of silicon oxide is large or too small, power loss in the high frequency region tends to deteriorate.

酸化カルシウムの含有量は、主成分100重量%に対して、CaO換算で、110〜1120ppmである。酸化カルシウムの含有量が多くても少なすぎても、高周波数領域での電力損失が劣化する傾向にある。   The content of calcium oxide is 110 to 1120 ppm in terms of CaO with respect to 100% by weight of the main component. Even if the content of calcium oxide is large or too small, power loss in the high frequency region tends to deteriorate.

なお、本実施形態に係るフェライト組成物には、不可避的不純物元素の酸化物が含まれ得る。   Note that the ferrite composition according to the present embodiment may include oxides of inevitable impurity elements.

具体的には、B、C、P、S、Cl、As、Se、Br、Te、Iや、Li、Na、Mg、Al、K、Ga、Ge、Sr、Cd、In、Sn、Sb、Ba、Pb、Bi等の典型金属元素や、Sc、Ti、V、Cr、Co、Ni、Cu、Y、Zr、Nb、Mo、Pd、Ag、Hf、Ta等の遷移金属元素が挙げられる。   Specifically, B, C, P, S, Cl, As, Se, Br, Te, I, Li, Na, Mg, Al, K, Ga, Ge, Sr, Cd, In, Sn, Sb, Typical metal elements such as Ba, Pb, and Bi, and transition metal elements such as Sc, Ti, V, Cr, Co, Ni, Cu, Y, Zr, Nb, Mo, Pd, Ag, Hf, and Ta can be given.

また、コア部2の熱膨張係数は、フェライト組成物の組成により変化するが、おおむね9×10−6/℃〜10×10−6/℃程度である。 Moreover, although the thermal expansion coefficient of the core part 2 changes with compositions of a ferrite composition, it is about 9 * 10 < -6 > / degreeC-10 * 10 < -6 > / degreeC in general.

被覆層
被覆層10の材質としては、コア部2の熱膨張係数以下である熱膨張係数を有するものであれば、特に制限されず、たとえば、ガラス組成物、SiO、B、ZrO等が例示される。なお、被覆層10は複数の材質から構成されていてもよいし、複数の層からなる積層構造を有していてもよい。
The material of the coating layer coating layer 10 is not particularly limited as long as it has a thermal expansion coefficient that is equal to or lower than the thermal expansion coefficient of the core portion 2. For example, glass composition, SiO 2 , B 2 O 3 , ZrO 2 etc. are illustrated. The covering layer 10 may be composed of a plurality of materials, or may have a laminated structure composed of a plurality of layers.

本実施形態では、被覆層10はガラス組成物から構成されることが好ましい。ガラス組成物としては、コア部2の表面に非晶質の状態で形成されるもの、あるいは結晶化ガラスとして形成されるものであれば特に制限されず、たとえば、Si−B系ガラス(ホウケイ酸ガラス)、無アルカリガラス、鉛系ガラス等が例示される。   In this embodiment, it is preferable that the coating layer 10 is comprised from a glass composition. The glass composition is not particularly limited as long as it is formed in an amorphous state on the surface of the core portion 2 or formed as crystallized glass. For example, Si-B glass (borosilicate) Glass), alkali-free glass, lead-based glass and the like.

ガラス組成物の熱膨張係数は、ガラス組成物に含有される成分の組成や、各成分の含有量等により変化する。したがって、ガラス組成物の熱膨張係数が、コア部2の熱膨張係数以下となるように、成分の組成や含有量を適切に設定する必要がある。   The thermal expansion coefficient of the glass composition varies depending on the composition of components contained in the glass composition, the content of each component, and the like. Therefore, it is necessary to appropriately set the composition and content of the components so that the thermal expansion coefficient of the glass composition is equal to or less than the thermal expansion coefficient of the core portion 2.

被覆層10は、電力損失の改善効果が得られる程度に被覆されていれば特に限定されないが、コア部2の表面の少なくとも一部に形成されていればよく、コア部2の表面積に対して、被覆層が形成される割合(被覆率)を、好ましくは50〜100%、より好ましくは90〜100%とする。被覆率が高くなるほど、コア部2の欠け等を防止する保護層としての役割も大きくなる。   The coating layer 10 is not particularly limited as long as the coating layer 10 is coated to such an extent that an effect of improving power loss is obtained, but may be formed on at least a part of the surface of the core portion 2, with respect to the surface area of the core portion 2. The ratio (coverage) at which the coating layer is formed is preferably 50 to 100%, more preferably 90 to 100%. The higher the coverage, the greater the role as a protective layer for preventing the core portion 2 from being chipped.

なお、図1では、被覆率が100%の場合を示している。また、コア部2において、ワイヤ等が巻回される部分(本実施形態では凹部6)付近に被覆層10が形成されていると、より高い効果が得られやすい。   FIG. 1 shows a case where the coverage is 100%. Moreover, if the coating layer 10 is formed in the core portion 2 in the vicinity of a portion where the wire or the like is wound (in the present embodiment, the recess 6), a higher effect is easily obtained.

被覆層10の厚みは、電力損失の改善効果が得られる程度の厚みであれば特に限定されないが、好ましくは0μm超50μm以下、より好ましくは5μm以上25μm以下である。被覆層10が形成されていれば、電力損失が改善されるが、被覆層が厚くなりすぎると、電力損失の改善効果に対する寄与が少なく、製造コストが増加するため好ましくない。また、被覆層がある程度の厚みを有していると、コア部の保護層としての機能を果たすこともできる。そのため、被覆層10の厚みは上記の範囲内であることが好ましい。   The thickness of the coating layer 10 is not particularly limited as long as the effect of improving the power loss is obtained, but is preferably more than 0 μm and 50 μm or less, more preferably 5 μm or more and 25 μm or less. If the coating layer 10 is formed, the power loss is improved. However, if the coating layer is too thick, the contribution to the improvement effect of the power loss is small and the manufacturing cost increases, which is not preferable. Moreover, when the coating layer has a certain thickness, it can also serve as a protective layer for the core portion. Therefore, the thickness of the coating layer 10 is preferably within the above range.

さらに、被覆層10が絶縁性を有していれば、コア部2が導電性であっても、巻回されるワイヤとの絶縁を確保することができる。   Furthermore, if the coating layer 10 has an insulating property, it is possible to ensure insulation from the wound wire even if the core portion 2 is conductive.

次に、本実施形態に係るフェライトコアとして、被覆層10がガラス組成物で構成されているフェライトコアの製造方法の一例を説明する。   Next, an example of the manufacturing method of the ferrite core in which the coating layer 10 is comprised with the glass composition as a ferrite core which concerns on this embodiment is demonstrated.

まず、コア部2を構成するフェライト組成物の原料を準備するため、出発原料(主成分の原料および副成分の原料)を、所定の組成比となるように秤量して混合し、原料混合物を得る。混合する方法としては、たとえば、ボールミルを用いて行う湿式混合や、乾式ミキサーを用いて行う乾式混合が挙げられる。なお、平均粒径が0.1〜3μmの出発原料を用いることが好ましい。   First, in order to prepare the raw material of the ferrite composition constituting the core part 2, the starting raw materials (main component raw material and subcomponent raw material) are weighed and mixed so as to have a predetermined composition ratio. obtain. Examples of the mixing method include wet mixing using a ball mill and dry mixing using a dry mixer. It is preferable to use a starting material having an average particle size of 0.1 to 3 μm.

主成分の原料としては、酸化鉄(α−Fe )、酸化亜鉛(ZnO)、酸化マンガン(Mn)、あるいは複合酸化物などを用いることができる。さらに、その他、焼成により上記した酸化物や複合酸化物となる各種化合物等を用いることができる。焼成により上記した酸化物になるものとしては、たとえば、金属単体、炭酸塩、シュウ酸塩、硝酸塩、水酸化物、ハロゲン化物、有機金属化合物等が挙げられる。なお、主成分中の酸化マンガンの含有量はMnO換算で計算されるが、主成分の原料としては、Mnが好ましく用いられる。 As a raw material for the main component, iron oxide (α-Fe 2 O 3 ), zinc oxide (ZnO), manganese oxide (Mn 3 O 4 ), or a composite oxide can be used. In addition, various compounds that become oxides or composite oxides by firing can be used. Examples of the oxide that becomes the above-mentioned oxide upon firing include simple metals, carbonates, oxalates, nitrates, hydroxides, halides, organometallic compounds, and the like. In addition, although the content of manganese oxide in the main component is calculated in terms of MnO, Mn 3 O 4 is preferably used as the main component material.

副成分の原料としては、主成分の原料の場合と同様に、酸化物だけではなく複合酸化物や焼成後に酸化物となる化合物を用いればよい。酸化ケイ素(SiO)の場合には、SiOを用いることが好ましい。また、酸化カルシウム(CaO)の場合には、炭酸カルシウム(CaCO)を用いることが好ましい。 As the raw material of the subcomponent, as in the case of the raw material of the main component, not only the oxide but also a composite oxide or a compound that becomes an oxide after firing may be used. In the case of silicon oxide (SiO 2 ), it is preferable to use SiO 2 . In the case of calcium oxide (CaO), it is preferable to use calcium carbonate (CaCO 3 ).

次に、原料混合物の仮焼きを行い、仮焼き材料を得る。仮焼きは、原料の熱分解、成分の均質化、フェライトの生成、焼結による超微粉の消失と適度の粒子サイズへの粒成長を起こさせ、原料混合物を後工程に適した形態に変換するために行われる。こうした仮焼きは、好ましくは800〜1100℃の温度で、通常1〜3時間程度行う。仮焼きは、大気(空気)中で行ってもよく、大気中よりも酸素分圧が高い雰囲気や純酸素雰囲気で行っても良い。なお、主成分の原料と副成分の原料との混合は、仮焼きの前に行なってもよく、仮焼き後に行なってもよい。   Next, the raw material mixture is calcined to obtain a calcined material. Calcining causes thermal decomposition of raw materials, homogenization of ingredients, formation of ferrite, disappearance of ultrafine powder due to sintering and grain growth to an appropriate particle size, and converts the raw material mixture into a form suitable for the subsequent process. Done for. Such calcination is preferably performed at a temperature of 800 to 1100 ° C. for about 1 to 3 hours. The calcination may be performed in the air (air), or may be performed in an atmosphere having a higher oxygen partial pressure or in a pure oxygen atmosphere than in the air. The mixing of the main component raw material and the subcomponent raw material may be performed before calcining or after calcining.

次に、仮焼き材料の粉砕を行い、粉砕材料を得る。粉砕は、仮焼き材料の凝集をくずして適度の焼結性を有する粉体とするために行われる。仮焼き材料が大きい塊を形成しているときには、粗粉砕を行ってからボールミルやアトライターなどを用いて湿式粉砕を行う。湿式粉砕は、仮焼き材料の平均粒径が、好ましくは1〜2μm程度となるまで行う。   Next, the calcined material is pulverized to obtain a pulverized material. The pulverization is performed in order to break down the coagulation of the calcined material to obtain a powder having appropriate sinterability. When the calcined material forms a large lump, wet pulverization is performed using a ball mill or an attritor after coarse pulverization. The wet pulverization is performed until the average particle diameter of the calcined material is preferably about 1 to 2 μm.

次に、粉砕材料の造粒(顆粒)を行い、造粒物を得る。造粒は、粉砕材料を適度な大きさの凝集粒子とし、成形に適した形態に変換するために行われる。こうした造粒法としては、たとえば、加圧造粒法やスプレードライ法などが挙げられる。スプレードライ法は、粉砕材料に、ポリビニルアルコールなどの通常用いられる結合剤を加えた後、スプレードライヤー中で霧化し、低温乾燥する方法である。   Next, the pulverized material is granulated (granular) to obtain a granulated product. The granulation is performed in order to convert the pulverized material into aggregated particles having an appropriate size and convert it into a form suitable for molding. Examples of such a granulation method include a pressure granulation method and a spray drying method. The spray drying method is a method in which a commonly used binder such as polyvinyl alcohol is added to the pulverized material, and then atomized in a spray dryer and dried at a low temperature.

次に、造粒物を所定形状に成形し、成形体を得る。造粒物の成形としては、たとえば、乾式成形、湿式成形、押出成形などが挙げられる。乾式成形法は、造粒物を、金型に充填して圧縮加圧(プレス)することにより行う成形法である。成形体の形状は、特に限定されず、用途に応じて適宜決定すればよいが、本実施形態ではドラムコア形状とされる。   Next, the granulated product is molded into a predetermined shape to obtain a molded body. Examples of the molding of the granulated product include dry molding, wet molding, and extrusion molding. The dry molding method is a molding method in which a granulated product is filled in a mold and compressed and pressed (pressed). The shape of the molded body is not particularly limited, and may be appropriately determined according to the application. In the present embodiment, the shape is a drum core shape.

次に、成形体の本焼成を行い、焼結体(コア部2)を得る。本焼成は、多くの空隙を含んでいる成形体の粉体粒子間に、融点以下の温度で粉体が凝着する焼結を起こさせ、緻密な焼結体を得るために行われる。このような本焼成は、好ましくは900〜1300℃の温度で、通常2〜5時間程度行う。本焼成は、大気(空気)中で行ってもよく、大気中よりも酸素分圧が高い雰囲気で行っても良い。   Next, the sintered body (core portion 2) is obtained by subjecting the formed body to main firing. This firing is performed in order to obtain a dense sintered body by causing sintering in which the powder adheres at a temperature below the melting point between the powder particles of the molded body containing many voids. Such firing is preferably performed at a temperature of 900 to 1300 ° C. for usually 2 to 5 hours. The main calcination may be performed in the atmosphere (air) or in an atmosphere having a higher oxygen partial pressure than in the atmosphere.

次に得られたコア部2に対して、図2に示すバレル装置を用いて、コア部2の表面に、ガラス組成物、バインダ樹脂等から構成される熱処理前の被覆層10aを形成する。   Next, with respect to the obtained core part 2, the coating layer 10a before heat processing comprised from a glass composition, binder resin, etc. is formed in the surface of the core part 2 using the barrel apparatus shown in FIG.

図2に示すバレル装置20は、円柱状または角柱状のシリンダケーシング20aを有し、その中空の内部に、バレル容器22が、その軸芯回りに矢印A方向(またはその逆方向)に回転自在に収容してある。   The barrel apparatus 20 shown in FIG. 2 has a cylindrical or prismatic cylinder casing 20a, and a barrel container 22 is rotatable in the direction of arrow A (or the opposite direction) around its axis in the hollow interior. Is housed.

ケーシング20aには、入口管23と出口管24とがそれぞれ形成してある。入口管23からは乾燥用気体がケーシング20aの内部に入り込み、出口管24からケーシング内部の空気を排出可能になっている。   An inlet pipe 23 and an outlet pipe 24 are formed in the casing 20a. The drying gas can enter the casing 20 a from the inlet pipe 23, and the air inside the casing can be discharged from the outlet pipe 24.

バレル容器22の内部における軸芯位置には、スプレーノズル25が軸方向に沿って配置してあり、ノズル25から、バレル容器22の内部に貯留してある多数のコア部2に向けてスラリー26を吹き付け可能になっている。バレル容器22は、矢印A方向に回転するために、コア部2は、図2に示すような状態で存在し、バレル容器22の回転により撹拌される。   A spray nozzle 25 is arranged along the axial direction at the axial center position in the barrel container 22, and the slurry 26 is directed from the nozzle 25 toward a number of core portions 2 stored in the barrel container 22. Can be sprayed. Since the barrel container 22 rotates in the direction of arrow A, the core portion 2 exists in the state shown in FIG. 2 and is agitated by the rotation of the barrel container 22.

ノズル25は、コア部2の集合に向けてスラリー26を噴霧することができるようになっている。なお、ノズル25からのスラリーの噴霧方向を自由に変えられるようにしても良い。また、ケーシング20aには、図示省略してある排出パイプが接続してあり、余分なスラリー26を排出可能になっている。   The nozzle 25 can spray the slurry 26 toward the assembly of the core portions 2. Note that the direction in which the slurry is sprayed from the nozzle 25 may be freely changed. Further, a discharge pipe (not shown) is connected to the casing 20a so that excess slurry 26 can be discharged.

バレル容器22の壁には、外部と内部とを連通する多数の孔が形成してあり、ケーシング20aの下方に貯留してあるスラリー26は、バレル容器22の内部にも侵入し、そのスラリー26にコア部2を浸漬することができる。また、乾燥用気体が入口管23からケーシング20aを通り出口管24へと流通する際には、バレル容器22の内部にも流通するようになっている。   The wall of the barrel container 22 is formed with a large number of holes communicating with the outside and the inside, and the slurry 26 stored below the casing 20 a also enters the inside of the barrel container 22, and the slurry 26 The core part 2 can be immersed in Further, when the drying gas flows from the inlet pipe 23 through the casing 20 a to the outlet pipe 24, the drying gas also flows inside the barrel container 22.

熱処理前の被覆層10aを形成するために、まず、コア部2を、図2に示すバレル容器22の内部に多数収容する。そして、バレル容器22を回転させ、コア部2の集合を撹拌しながら、ノズル25からスラリー26を吹き付けて、熱処理前の被覆層10aを形成する。   In order to form the coating layer 10a before the heat treatment, first, a large number of core portions 2 are accommodated in the barrel container 22 shown in FIG. Then, the barrel container 22 is rotated, and the slurry 26 is sprayed from the nozzle 25 while stirring the assembly of the core portions 2 to form the coating layer 10a before the heat treatment.

スラリー26は、上述したガラス組成物を粉砕して得られるガラス粉末と、バインダ樹脂と、溶剤とを含む。さらにその他の添加物を含んでいてもよい。ガラス組成物は、該組成物を構成する酸化物、ハロゲン化物等の非酸化物等の原料を混合、溶融し、急冷して非晶質とすればよい。また、ガラス組成物として、結晶化ガラスを用いてもよい。本実施形態では、ガラス粉末としてSi−B系ガラスを用いる。ガラス粉末の平均粒径(メジアン径)は、特に限定されないが、好ましくは、0.1μm以上10μm以下の範囲である。   The slurry 26 includes glass powder obtained by pulverizing the glass composition described above, a binder resin, and a solvent. Furthermore, other additives may be included. The glass composition may be made amorphous by mixing, melting, and rapidly cooling raw materials such as non-oxides such as oxides and halides constituting the composition. Moreover, you may use crystallized glass as a glass composition. In this embodiment, Si-B glass is used as the glass powder. The average particle diameter (median diameter) of the glass powder is not particularly limited, but is preferably in the range of 0.1 μm to 10 μm.

スラリー26に含まれるバインダ樹脂はポリビニルアルコール(PVA)、ポリビニルアルコール樹脂変性体、またはこれらの混合物であることが好ましい。このようにすることで、形成される熱処理前の被覆層10aは、コア部2との密着性に優れる。   The binder resin contained in the slurry 26 is preferably polyvinyl alcohol (PVA), a modified polyvinyl alcohol resin, or a mixture thereof. By doing in this way, the coating layer 10a before heat processing formed is excellent in adhesiveness with the core part 2. FIG.

溶剤は、水を含むことが好ましい。溶剤は水のみでもよいが、ガラス粉末の表面と水との接触角が大きいときは、エタノール、イソプロピルアルコール(IPA)、イソブチルアルコール(IBA)等の水溶性のアルコールを一定の割合で混ぜることにより、ガラス粉末の凝集や沈降を抑制することが好ましい。   The solvent preferably contains water. The solvent may be water only, but when the contact angle between the surface of the glass powder and water is large, water-soluble alcohol such as ethanol, isopropyl alcohol (IPA), isobutyl alcohol (IBA), etc. is mixed at a certain ratio. It is preferable to suppress aggregation and sedimentation of the glass powder.

コア部2に吹き付けられたスラリー26は、各コア部2の表面を覆い焼成前被覆層10aを形成する。この時、余分なスラリー26は、図示省略してある排出パイプを通して排出される。ノズル25からスラリー26を吹き付ける処理時間は、特に限定されないが、たとえば30〜180分程度である。また、スプレー時のスラリー26の温度は、溶剤の組成にもよるが40℃以上100℃以下が好ましい。沸点の低い溶剤を使用する場合は、上記温度範囲内で温度を下げることが好ましい。   The slurry 26 sprayed on the core part 2 covers the surface of each core part 2, and forms the coating layer 10a before baking. At this time, excess slurry 26 is discharged through a discharge pipe (not shown). Although the processing time which sprays the slurry 26 from the nozzle 25 is not specifically limited, For example, it is about 30 to 180 minutes. The temperature of the slurry 26 at the time of spraying is preferably 40 ° C. or more and 100 ° C. or less although it depends on the composition of the solvent. When using a solvent having a low boiling point, it is preferable to lower the temperature within the above temperature range.

次に、スラリー26をスプレーしながら同時に熱処理前の被覆層10aの乾燥処理を行う。乾燥処理では、入口管23から乾燥用気体をケーシング20aの内部に流し込み、出口管24から排出させる。この乾燥処理に用いる乾燥用気体は、たとえば温度50〜100℃の空気である。スプレー処理後、さらに乾燥処理を、たとえば5〜30分行ってもよい。   Next, while the slurry 26 is sprayed, the coating layer 10a before the heat treatment is simultaneously dried. In the drying process, a drying gas is poured into the casing 20 a from the inlet pipe 23 and discharged from the outlet pipe 24. The drying gas used for this drying treatment is, for example, air having a temperature of 50 to 100 ° C. After the spray treatment, a drying treatment may be further performed, for example, for 5 to 30 minutes.

乾燥処理後、熱処理前の被覆層10aが形成されたコア部2は、バレル容器22から取り出され、熱軟化処理される。熱処理条件は、熱処理前の被覆層10aに含まれるガラス粉末の軟化点などに応じて決定される。具体的には、熱処理温度は、好ましくは600〜800℃であり、熱処理時間は、5〜120分である。   After the drying process, the core part 2 on which the coating layer 10a before the heat treatment is formed is taken out of the barrel container 22 and subjected to a heat softening process. The heat treatment conditions are determined according to the softening point of the glass powder contained in the coating layer 10a before the heat treatment. Specifically, the heat treatment temperature is preferably 600 to 800 ° C., and the heat treatment time is 5 to 120 minutes.

Mn−Zn系フェライトの場合、熱処理は、酸素分圧0.1%以下での窒素ガス雰囲気下で焼成を行うことが好ましい。コア部2の酸化は、特性劣化の原因となるため、酸素分圧を低くすることで、酸化を防止することができるからである。   In the case of Mn—Zn ferrite, the heat treatment is preferably performed in a nitrogen gas atmosphere with an oxygen partial pressure of 0.1% or less. This is because the oxidation of the core part 2 causes deterioration of characteristics, so that the oxidation can be prevented by lowering the oxygen partial pressure.

熱処理後、コア部2の表面には、ガラス化した被覆層10が形成され、図1に示すフェライトコア1が得られる。なお、本実施形態では、ガラス化とは、連続された非晶質な個体膜で、結晶と同程度の剛性を持つ状態になることと定義される。   After the heat treatment, a vitrified coating layer 10 is formed on the surface of the core portion 2, and the ferrite core 1 shown in FIG. 1 is obtained. In the present embodiment, vitrification is defined as a continuous amorphous solid film having a rigidity comparable to that of crystals.

その後に、図3に示すように、各コア部2における一方の鍔部5の端面に、銀、チタン、ニッケル、クロム、銅などで構成された一対の端子電極32を、印刷、転写、浸漬、スパッタ、メッキ法などで形成する。端子電極32は、コア部2が導電性であっても、被覆層10が存在しているために絶縁されている。   Thereafter, as shown in FIG. 3, a pair of terminal electrodes 32 made of silver, titanium, nickel, chromium, copper, or the like is printed, transferred, or immersed on the end face of one flange 5 in each core 2. It is formed by sputtering, plating or the like. The terminal electrode 32 is insulated because the covering layer 10 exists even if the core 2 is conductive.

その後に、巻芯部4の周囲にワイヤ30を巻回し、そのワイヤの両端を、それぞれ端子電極32に熱圧着、超音波やレーザなどによる溶接、はんだ法などで接続し、本発明の一実施形態に係るコイル部品が完成する。   Thereafter, the wire 30 is wound around the core 4 and both ends of the wire are respectively connected to the terminal electrode 32 by thermocompression bonding, welding by ultrasonic waves or lasers, a soldering method, and the like. The coil component according to the form is completed.

本実施形態に係るフェライトコアでは、飽和磁束密度(Bs)を高く維持しつつ、高周波領域(たとえば、1MHz以上)においても電力損失(Pcv)を低減でき、結果として品質係数(Pcv/Bs)を改善することができる。また、特に被覆層をガラス組成物で構成することで、被覆層をコア部の表面に容易に形成することができる。また、ガラス組成物が絶縁性である場合には、コア部が導電性であっても、巻回されるワイヤ等との絶縁性を確保することができる。   In the ferrite core according to the present embodiment, the power loss (Pcv) can be reduced even in a high frequency region (for example, 1 MHz or more) while maintaining the saturation magnetic flux density (Bs) high, and as a result, the quality factor (Pcv / Bs) is reduced. Can be improved. Moreover, especially a coating layer can be easily formed in the surface of a core part by comprising a coating layer with a glass composition. Further, when the glass composition is insulative, it is possible to ensure insulation with a wound wire or the like even if the core part is electrically conductive.

本実施形態に係るフェライトコアにおいて、品質係数(Pcv/Bs)を改善することができる理由に関しては、必ずしも明らかではないが、たとえば以下のように考えることができる。   The reason why the quality factor (Pcv / Bs) can be improved in the ferrite core according to the present embodiment is not necessarily clear, but can be considered as follows, for example.

フェライトコアには、残留応力として内的な圧縮応力がすでに加えられている場合がある。このような残留応力は、フェライト組成物の焼成・冷却時の収縮に起因する応力や、焼成・冷却時におけるフェライト組成物中の成分、特にZnO成分の蒸発等により生じる応力等が原因となっていると考えられる。   In some cases, an internal compressive stress is already applied to the ferrite core as a residual stress. Such residual stress is caused by stress caused by shrinkage during firing and cooling of the ferrite composition, stress caused by evaporation of components in the ferrite composition during firing and cooling, particularly ZnO component, and the like. It is thought that there is.

そこで、コア部2の表面の少なくとも一部に、コア部2の熱膨張係数以下である熱膨張係数を有する被覆層10を形成することで、熱が加えられ、冷却される過程で、被覆層10の熱膨張がコア部2の熱膨張以下であるため、被覆層10にはコア部2の熱膨張に起因する引張応力が生じる。そして、この引張応力が、コア部2の残留応力(圧縮応力)をキャンセルするのではないかと考えられ、そのためにフェライトコアの電力損失Pcvを改善することができるのではないかと考えられる。   Therefore, by forming a coating layer 10 having a thermal expansion coefficient equal to or lower than the thermal expansion coefficient of the core portion 2 on at least a part of the surface of the core portion 2, Since the thermal expansion of 10 is less than or equal to the thermal expansion of the core part 2, tensile stress resulting from the thermal expansion of the core part 2 is generated in the coating layer 10. And it is thought that this tensile stress may cancel the residual stress (compressive stress) of the core part 2, and it is thought that the power loss Pcv of a ferrite core can be improved for that purpose.

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変することができる。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified within the scope of the present invention.

たとえば、上述の実施形態においては、焼成されたコア部に対して、熱処理前の被覆層を形成し、これを熱処理して被覆層を形成したが、コア部の焼成と被覆層の熱処理とを同時に行ってもよい。このようにすることで、工程を簡略化できる。   For example, in the above-described embodiment, the coating layer before the heat treatment is formed on the fired core portion, and the coating layer is formed by heat treatment. However, the firing of the core portion and the heat treatment of the coating layer are performed. You may do it at the same time. By doing so, the process can be simplified.

また、脱バインダ工程において、スラリーに含まれるバインダ樹脂の有機成分が揮発しやすいように、ガラス粉末の粒径を特定の範囲としてもよい。このようにすることで、熱処理前の被覆層自体の強度を高めて、熱処理前の被覆層形成時におけるコア部の欠け等を防止することができる。   In the binder removal step, the particle size of the glass powder may be set to a specific range so that the organic component of the binder resin contained in the slurry is easily volatilized. By doing in this way, the intensity | strength of the coating layer itself before heat processing can be raised, and the crack of the core part at the time of coating layer formation before heat processing can be prevented.

また、熱処理前の被覆層を形成する工程において、たとえばスラリーに含まれるバインダ樹脂の量を変化させることで、熱処理前の被覆層の表面付近の強度を、該被覆層のコア部との境界付近の強度よりも弱くなるようにしてもよい。このようにすることで、該被覆層の表面付近が犠牲膜の役割を果たし、コア部の欠け等を効果的に防止することができる。   Further, in the step of forming the coating layer before the heat treatment, for example, by changing the amount of the binder resin contained in the slurry, the strength near the surface of the coating layer before the heat treatment is increased in the vicinity of the boundary with the core portion of the coating layer. You may make it become weaker than the intensity | strength of. By doing in this way, the surface vicinity of this coating layer plays the role of a sacrificial film, and it can prevent the chip | tip of a core part etc. effectively.

さらに、熱処理前の被覆層を複数層とし、コア部に近い層に含まれるガラス組成物の軟化点よりも、該被覆層の表面側の層に含まれるガラス組成物の軟化点を高くしてもよい。そして、熱処理工程において、熱処理温度を、コア部に近い層に含まれるガラス組成物の軟化点より高く、かつ被覆層の表面側の層に含まれるガラス組成物の軟化点よりも低くする。このようにすることで、被覆層の表面側の層を犠牲膜とすることができ、コア部の欠け等を効果的に防止することができる。   Furthermore, the coating layer before heat treatment is made into a plurality of layers, and the softening point of the glass composition contained in the layer on the surface side of the coating layer is set higher than the softening point of the glass composition contained in the layer close to the core part. Also good. In the heat treatment step, the heat treatment temperature is set higher than the softening point of the glass composition included in the layer close to the core part and lower than the softening point of the glass composition included in the surface layer of the coating layer. By doing in this way, the layer of the surface side of a coating layer can be made into a sacrificial film, and the chip | tip etc. of a core part can be prevented effectively.

以下、本発明を、さらに詳細な実施例に基づき説明するが、本発明は、これら実施例に限定されない。   Hereinafter, although this invention is demonstrated based on a more detailed Example, this invention is not limited to these Examples.

実施例1
まず、主成分の原料として、Fe、ZnOおよびMnを準備した。副成分の原料として、SiOおよびCaCOを準備した。
Example 1
First, Fe 2 O 3 , ZnO, and Mn 3 O 4 were prepared as main components. SiO 2 and CaCO 3 were prepared as auxiliary component materials.

次に、準備した主成分の原料の粉末を、上記の式(1)により算出された含有量となるように秤量し、さらに、副成分の原料の粉末を表1に示す量となるように秤量した後、ボールミルで5時間湿式混合して原料混合物を得た。   Next, the prepared raw material powder is weighed so as to have the content calculated by the above formula (1), and the subcomponent raw material powder has the amount shown in Table 1. After weighing, wet mixing was performed for 5 hours with a ball mill to obtain a raw material mixture.

次に、得られた原料混合物を、空気中において950℃で2時間仮焼した後、ボールミルで20時間湿式粉砕して、平均粒径が1.5μmである粉砕材料を得た。   Next, the obtained raw material mixture was calcined in air at 950 ° C. for 2 hours, and then wet pulverized with a ball mill for 20 hours to obtain a pulverized material having an average particle diameter of 1.5 μm.

次に、この粉砕材料を乾燥した後、該粉砕材料100重量%に、バインダとしてのポリビニルアルコールを1.0重量%添加して造粒し、20メッシュの篩で整粒して顆粒とした。この顆粒を196MPa(2ton/cm)の圧力で加圧成形して、トロイダル形状(寸法=外径22mm×内径12mm×高さ6mm)の成形体を得た。 Next, this pulverized material was dried, and then granulated by adding 1.0% by weight of polyvinyl alcohol as a binder to 100% by weight of the pulverized material, and sized with a 20 mesh sieve to obtain granules. This granule was pressure-molded at a pressure of 196 MPa ( 2 ton / cm 2 ) to obtain a molded body having a toroidal shape (size = outer diameter 22 mm × inner diameter 12 mm × height 6 mm).

得られた成形体について、蛍光X線分析を行い、フェライトコアの組成を測定し、表1に示す量と一致していることを確認した。   The obtained molded body was subjected to fluorescent X-ray analysis, the composition of the ferrite core was measured, and it was confirmed that it was consistent with the amount shown in Table 1.

次に、これら各成形体を、酸素分圧を適宜制御しながら、1270℃で2.5時間焼成して、焼結体としてのコア部を得た。   Next, these molded bodies were fired at 1270 ° C. for 2.5 hours while appropriately controlling the oxygen partial pressure to obtain a core portion as a sintered body.

次に被覆層を形成するためのガラス組成物の粉末を準備した。ガラス組成物としてはSi−B系ガラスを用いた。Si−B系ガラスは、ガラス成分を構成する酸化物等の原料を混合・溶融し、その後急冷して作製した。   Next, the powder of the glass composition for forming a coating layer was prepared. Si-B glass was used as the glass composition. The Si-B glass was prepared by mixing and melting raw materials such as oxides constituting the glass component and then rapidly cooling.

本実施例では、Si−B系ガラス中の成分の組成、含有量等を変化させて、熱膨張係数を変化させたガラス組成物A〜Dを用いた。ガラス組成物Aの熱膨張係数は6×10−6/℃、ガラス組成物Bの熱膨張係数は11×10−6/℃、ガラス組成物Cの熱膨張係数は8×10−6/℃、ガラス組成物Gの熱膨張係数は10×10−6/℃であった。 In this example, glass compositions A to D in which the thermal expansion coefficient was changed by changing the composition and content of the components in the Si-B glass were used. The thermal expansion coefficient of the glass composition A is 6 × 10 −6 / ° C., the thermal expansion coefficient of the glass composition B is 11 × 10 −6 / ° C., and the thermal expansion coefficient of the glass composition C is 8 × 10 −6 / ° C. The thermal expansion coefficient of the glass composition G was 10 × 10 −6 / ° C.

なお、コア部およびガラス組成物の熱膨張係数は、TMAにより測定した。   In addition, the thermal expansion coefficient of the core part and the glass composition was measured by TMA.

次に、熱処理前の被覆層を形成するために用いられるスラリーを作製した。まず、得られたガラス組成物の粉末とPVAとを所定の重量比で混合した。さらに、得られた固形成分(ガラス粉末およびPVAの混合物)と溶剤とを所定の重量比で混合し、ボールミルで混合してスラリーを準備した。溶剤としては、水とエタノールを8:2で混合したものを用いた。スラリー中のガラス粉末に対するバインダ樹脂の含有量は10重量%であった。   Next, a slurry used to form a coating layer before heat treatment was prepared. First, the obtained glass composition powder and PVA were mixed at a predetermined weight ratio. Furthermore, the obtained solid component (a mixture of glass powder and PVA) and a solvent were mixed at a predetermined weight ratio, and mixed by a ball mill to prepare a slurry. As the solvent, a mixture of water and ethanol at 8: 2 was used. The content of the binder resin with respect to the glass powder in the slurry was 10% by weight.

次に、バレル装置のバレル容器内にコア部を投入し、コア部の表面全体に、上述したスラリーを用いたスプレー処理により、被覆層を形成した。また、スプレーと同時に、温風温度70℃で乾燥処理した。   Next, the core part was thrown into the barrel container of the barrel device, and a coating layer was formed on the entire surface of the core part by spraying using the slurry described above. At the same time as the spraying, drying was performed at a hot air temperature of 70 ° C.

その後に、バレル容器から、熱処理前の被覆層が形成されたコア部を取り出し、このコア部を750℃で1時間熱処理して、ガラス化した被覆層がコア部の表面全体に形成されたフェライトコア(トロイダル形状)を得た。   After that, the core part on which the coating layer before heat treatment was formed was taken out from the barrel container, and this core part was heat treated at 750 ° C. for 1 hour, and the vitrified coating layer was formed on the entire surface of the core part. A core (toroidal shape) was obtained.

被覆層の厚みは、3〜25μm程度であった。なお、被覆層の厚みは、被覆層形成前後の寸法より算出した。   The thickness of the coating layer was about 3 to 25 μm. The thickness of the coating layer was calculated from the dimensions before and after the coating layer was formed.

また、被覆率は、98〜100%程度であった。なお、被覆率は、20個の試料について目視により観察し、被覆層の形成が不完全であった試料について、被覆面積を測定することにより算出した。   Moreover, the coverage was about 98 to 100%. The covering rate was calculated by observing 20 samples visually and measuring the covering area of the sample in which the formation of the coating layer was incomplete.

<電力損失(Pcv)>
得られたコア部サンプルおよび被覆層形成後のフェライトコアに、1次巻線および2次巻線を3回ずつ巻回し、1MHz−50mTの条件において、0〜55℃における電力損失を測定し、損失が最小となる温度(Tsp)を求め、Tspでの電力損失Pcvを算出した(単位:kW/m)。測定は、B−Hアナライザー(岩崎通信機株式会社製SY−8217)を用いて行った。結果を表1および2に示す。
<Power loss (Pcv)>
The primary winding and the secondary winding are wound three times each on the obtained core part sample and the ferrite core after the coating layer is formed, and the power loss at 0 to 55 ° C. is measured under the condition of 1 MHz-50 mT, The temperature (Tsp) at which the loss was minimized was determined, and the power loss Pcv at Tsp was calculated (unit: kW / m 3 ). The measurement was performed using a BH analyzer (SY-8217 manufactured by Iwasaki Tsushinki Co., Ltd.). The results are shown in Tables 1 and 2.

<飽和磁束密度(Bs)>
得られたコア部サンプルおよび被覆層形成後のフェライトコアに、巻線を60回巻回した後、B−Hカーブトレーサー(理研電子株式会社製Model BHS40)を用いて2kA/mの磁場を印加したときの飽和磁束密度BsをTspにおいて測定した(単位:mT)。結果を表1および表2に示す。
<Saturation magnetic flux density (Bs)>
After winding the winding 60 times on the obtained core part sample and the ferrite core after forming the coating layer, a magnetic field of 2 kA / m was applied using a BH curve tracer (Model BHS40 manufactured by Riken Denshi Co., Ltd.). The saturation magnetic flux density Bs was measured at Tsp (unit: mT). The results are shown in Tables 1 and 2.

また、表1および表2には、高周波数領域(1MHz)におけるコア部および被覆層形成後のフェライトコアの品質係数を示すPcv/Bsを示した。Pcvが小さいほど、あるいは、Bsが大きいほど、このPcv/Bsは小さくなる。したがって、Pcv/Bsの値が小さいほど、電力損失の低減と高い飽和磁束密度とを両立できるため好ましい。また、表2では、被覆層形成後のフェライトコアのPcv/Bsは、1.0以下を良好とした。   Tables 1 and 2 show Pcv / Bs indicating the quality factor of the core portion and the ferrite core after forming the coating layer in the high frequency region (1 MHz). The smaller Pcv or the larger Bs, the smaller this Pcv / Bs. Therefore, it is preferable that the value of Pcv / Bs is smaller because a reduction in power loss and a higher saturation magnetic flux density can be achieved at the same time. Further, in Table 2, the Pcv / Bs of the ferrite core after the coating layer is formed is preferably 1.0 or less.

また、表2には、被覆層形成前のコア部サンプルの電力損失(Pcv)の値と、被覆層形成後のフェライトコアの電力損失(Pcv)の値から算出した、被覆層形成前後における電力損失(Pcv)の向上率(変化率)を示した。なお、本実施例では、向上率(変化率)が17%以上のものを良好とし、より好ましくは20%以上のものとした。   Table 2 also shows the power before and after the formation of the coating layer, calculated from the power loss (Pcv) value of the core sample before the coating layer was formed and the power loss (Pcv) value of the ferrite core after the coating layer was formed. The improvement rate (change rate) of loss (Pcv) was shown. In this example, an improvement rate (change rate) of 17% or more was considered good, more preferably 20% or more.

Figure 2012138399
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表1より、計算で求めたTspと、Pcvの測定により得られたTspと、がほぼ一致していることが確認できた。また、試料2〜5では、Tspが5〜50℃の範囲内であることが確認できた。さらに、試料2〜5では、Tspが5〜50℃の範囲内にない試料1および6に比べて、高周波数領域(1MHz)における電力損失(Pcv)が低くなることが確認できた。   From Table 1, it was confirmed that the Tsp obtained by the calculation and the Tsp obtained by the measurement of Pcv almost coincided. In Samples 2 to 5, it was confirmed that Tsp was in the range of 5 to 50 ° C. Furthermore, in samples 2 to 5, it was confirmed that the power loss (Pcv) in the high frequency region (1 MHz) was lower than those of samples 1 and 6 where Tsp was not in the range of 5 to 50 ° C.

表2の試料2a〜5aは、Tspが本願の発明の範囲内(Tspが5〜50℃の範囲内)にある試料2〜5をコア部とし、該コア部の熱膨張係数(10×10−6/℃)よりも小さい熱膨張係数(6×10−6/℃)を持つガラスAにより、該コア部の表面を被覆した。 Samples 2a to 5a in Table 2 have Samples 2 to 5 whose Tsp is within the scope of the invention of the present application (Tsp is within the range of 5 to 50 ° C.) as a core portion, and the thermal expansion coefficient (10 × 10 10) of the core portion. the glass a having a -6 / ° C.) low thermal expansion coefficient than (6 × 10 -6 / ℃) , and covers the surface of the core portion.

このような試料2a〜5aでは、被覆層を形成する前の試料2〜5に比べ、高周波数領域(1MHz)における電力損失(Pcv)が低減されていることが確認できた。すなわち、コア部サンプル(試料2〜5)に比べ、ガラスAからなる被覆層が形成されたフェライトコア(試料2a〜5a)では、高周波数領域(1MHz)における電力損失(Pcv)が20〜35%向上程度することが確認できた。   In such samples 2a to 5a, it was confirmed that the power loss (Pcv) in the high frequency region (1 MHz) was reduced as compared with the samples 2 to 5 before the coating layer was formed. That is, compared to the core part samples (samples 2 to 5), the ferrite core (samples 2a to 5a) in which the coating layer made of glass A is formed has a power loss (Pcv) in the high frequency region (1 MHz) of 20 to 35. % Improvement was confirmed.

さらに、ガラスAからなる被覆層をコア部の表面に形成する前後で、高い飽和磁束密度(Bs)が維持されており、その結果、ガラスAからなる被覆層が形成されたフェライトコア(試料2a〜5a)では、Pcv/Bsで表される品質係数が向上することが確認された。   Furthermore, before and after forming the coating layer made of glass A on the surface of the core portion, a high saturation magnetic flux density (Bs) is maintained. As a result, the ferrite core (sample 2a) in which the coating layer made of glass A is formed In ~ 5a), it was confirmed that the quality factor represented by Pcv / Bs was improved.

しかし、Tspが本願の発明の範囲内にない試料1および6をコア部として用いた場合には、ガラスAからなる被覆層をコア部の表面に形成しても、被覆層の形成の前後において、高周波数領域(1MHz)における電力損失(Pcv)の改善効果が十分に得られないことが確認できた(試料1aおよび6a)。   However, when Samples 1 and 6 whose Tsp is not within the scope of the invention of the present application are used as the core portion, even if the coating layer made of glass A is formed on the surface of the core portion, before and after the formation of the coating layer It was confirmed that the effect of improving the power loss (Pcv) in the high frequency region (1 MHz) could not be sufficiently obtained (Samples 1a and 6a).

これらの結果から、コア部を形成するフェライト組成物のTspが本願の発明の範囲内(Tspが5〜50℃の範囲内)にある場合には、コア部以下の熱膨張係数を持つ被覆層をコア部の表面に形成することにより、飽和磁束密度(Bs)を高く維持しつつ、高周波領域(たとえば、1MHz以上)においても電力損失(Pcv)を低減でき、結果として品質係数(Pcv/Bs)を改善することができることが確認できた。   From these results, when the Tsp of the ferrite composition forming the core portion is within the scope of the present invention (Tsp is within the range of 5 to 50 ° C.), the coating layer having a thermal expansion coefficient equal to or lower than that of the core portion. Is formed on the surface of the core portion, while maintaining a high saturation magnetic flux density (Bs), power loss (Pcv) can be reduced even in a high frequency region (for example, 1 MHz or more), resulting in a quality factor (Pcv / Bs). ) Could be improved.

特に、このような電力損失の改善効果は、コア部を形成するフェライト組成物のTspが本願の発明の範囲内(Tspが5〜50℃の範囲内)にある場合に顕著に現れる効果である。   In particular, such an effect of improving the power loss is an effect that appears remarkably when the Tsp of the ferrite composition forming the core portion is within the range of the present invention (Tsp is within the range of 5 to 50 ° C.). .

表2の試料1b〜6bは、試料1a〜6aで用いたガラスAに代えて、コア部よりも大きい熱膨張係数(11×10−6/℃)を持つガラスBを用いた以外は、試料1a〜6aと同様にフェライトコアを作成し、同様の評価を行った。 Samples 1b to 6b in Table 2 were samples except that instead of the glass A used in the samples 1a to 6a, a glass B having a thermal expansion coefficient (11 × 10 −6 / ° C.) larger than that of the core portion was used. Ferrite cores were prepared in the same manner as 1a to 6a, and the same evaluation was performed.

試料1b〜6bでは、コア部を形成するフェライト組成物のTspが本願の発明の範囲内にあるか否かに関係なく、ガラスBの被覆層の形成前後において、高周波数領域(1MHz)における電力損失(Pcv)の改善効果が得られず、むしろ悪化していることが確認できた。   In the samples 1b to 6b, the power in the high frequency region (1 MHz) before and after the formation of the coating layer of the glass B regardless of whether or not the Tsp of the ferrite composition forming the core portion is within the scope of the present invention. It was confirmed that the loss (Pcv) improvement effect could not be obtained but rather deteriorated.

すなわち、コア部より大きい熱膨張係数を持つ被覆層によりコア部を被覆した場合には、Tspの範囲に関係なく、被覆層の形成の前後において電力損失(Pcv)の改善効果は得られないことが確認できた。   That is, when the core part is covered with a coating layer having a thermal expansion coefficient larger than that of the core part, the effect of improving the power loss (Pcv) cannot be obtained before and after the formation of the coating layer regardless of the Tsp range. Was confirmed.

また、表2の試料4cおよび4dでは、試料4aで用いたガラスAに代えて、コア部より小さい熱膨張係数(11×10−6/℃)を持つガラスC、またはコア部と同じ熱膨張係数(10×10−6/℃)を持つガラスDを用いた以外は、試料4aと同様にフェライトコアを作成し、同様の評価を行った。 Moreover, in the samples 4c and 4d in Table 2, instead of the glass A used in the sample 4a, the glass C having a smaller thermal expansion coefficient (11 × 10 −6 / ° C.) than the core portion, or the same thermal expansion as the core portion. Except for using glass D having a coefficient (10 × 10 −6 / ° C.), a ferrite core was prepared in the same manner as Sample 4a, and the same evaluation was performed.

試料4cおよび4dでは、コア部を形成するフェライト組成物のTspが本願の発明の範囲内にある試料4のコア部サンプルを用い、コア部の熱膨張係数以下の熱膨張係数を持つ被覆層により、コア部を被覆しているため、4aと同様に、被覆層の形成前後において高周波数領域(1MHz)における電力損失(Pcv)の改善効果が得られることが確認できた。   In samples 4c and 4d, the core part sample of sample 4 in which the Tsp of the ferrite composition forming the core part is within the scope of the present invention is used, and the coating layer having a thermal expansion coefficient equal to or lower than the thermal expansion coefficient of the core part is used. Since the core portion is covered, it was confirmed that the effect of improving the power loss (Pcv) in the high frequency region (1 MHz) was obtained before and after the formation of the covering layer, as in 4a.

実施例2
コア部を形成するフェライト組成物中の副成分の含有量を表3のように変動させた以外は、実施例1の試料4(Tspが16℃)と同様にコア部となるサンプルを作成し、同様の評価を行った(試料7〜15)。結果は表3に示す。
Example 2
A sample to be the core portion was prepared in the same manner as the sample 4 of Example 1 (Tsp is 16 ° C.) except that the content of the subcomponent in the ferrite composition forming the core portion was changed as shown in Table 3. The same evaluation was performed (Samples 7 to 15). The results are shown in Table 3.

次に、表3に示すフェライト組成物をコア部とし、ガラスAまたはガラスBにより、コア部の表面に被覆層を形成したフェライトコア(トロイダル形状)を得た。得られたフェライトコアサンプルに対し、実施例2と同様の評価を行った(試料7a〜15aおよび試料7b〜15b)。結果は表4に示す。   Next, the ferrite composition shown in Table 3 was used as a core part, and a ferrite core (toroidal shape) in which a coating layer was formed on the surface of the core part with glass A or glass B was obtained. Evaluation similar to Example 2 was performed with respect to the obtained ferrite core sample (samples 7a to 15a and samples 7b to 15b). The results are shown in Table 4.

Figure 2012138399
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表3より、フェライト組成物中の副成分の含有量が本願の発明の範囲内にある試料4、8、9および12〜14では、副成分の含有量が本願の発明の範囲内にない試料7、10、11、および15に比べて、高周波数領域(1MHz)における電力損失(Pcv)が低いことが確認できた。   From Table 3, in Samples 4, 8, 9 and 12 to 14 in which the content of the subcomponent in the ferrite composition is within the scope of the present invention, the sample in which the content of the subcomponent is not within the scope of the present invention Compared to 7, 10, 11, and 15, it was confirmed that the power loss (Pcv) in the high frequency region (1 MHz) was low.

表4の試料4a、8a、9aおよび12a〜14aは、フェライト組成物中の副成分の含有量が本願の発明の範囲内にある試料2〜5をコア部とし、該コア部より小さい熱膨張係数を持つガラスAにより、該コア部の表面を被覆した。   Samples 4a, 8a, 9a, and 12a to 14a in Table 4 are samples 2 to 5 in which the content of subcomponents in the ferrite composition is within the scope of the invention of the present application, and the thermal expansion is smaller than the core portion. The surface of the core part was covered with glass A having a coefficient.

このような試料4a、8a、9aおよび12a〜14aでは、被覆層を形成する前の試料4、8、9および12〜14に比べ、高周波数領域(1MHz)における電力損失(Pcv)が低減されていることが確認できた。すなわち、コア部サンプル(試料4、8、9および12〜14)に比べ、ガラスAからなる被覆層が形成されたフェライトコア(試料4a、8a、9aおよび12a〜14a)では、高周波数領域(1MHz)における電力損失(Pcv)が25〜30%程度向上することが確認できた。   In such samples 4a, 8a, 9a and 12a to 14a, the power loss (Pcv) in the high frequency region (1 MHz) is reduced compared to the samples 4, 8, 9 and 12 to 14 before forming the coating layer. It was confirmed that That is, in the ferrite core (samples 4a, 8a, 9a, and 12a to 14a) in which the coating layer made of glass A is formed as compared with the core part samples (samples 4, 8, 9, and 12 to 14), the high frequency region ( It was confirmed that the power loss (Pcv) at 1 MHz was improved by about 25 to 30%.

さらに、ガラスAからなる被覆層をコア部の表面に形成する前後で、高い飽和磁束密度(Bs)が維持されており、その結果、ガラスAからなる被覆層が形成されたフェライトコア(試料4a、8a、9aおよび12a〜14a)では、Pcv/Bsで表される品質係数が向上することが確認された。   Furthermore, before and after forming the coating layer made of glass A on the surface of the core portion, a high saturation magnetic flux density (Bs) is maintained, and as a result, a ferrite core (sample 4a) in which the coating layer made of glass A is formed. 8a, 9a and 12a-14a), it was confirmed that the quality factor expressed by Pcv / Bs was improved.

しかし、フェライト組成物中の副成分の含有量が本願の発明の範囲内にない試料7、10、11、および15をコア部として用いた場合には、ガラスAからなる被覆層を形成しても、被覆層の形成の前後において、高周波数領域(1MHz)における電力損失(Pcv)の改善効果が十分に得られないことが確認できた(試料7a、10a、11a、および15a)。   However, when Samples 7, 10, 11, and 15 in which the content of subcomponents in the ferrite composition is not within the scope of the present invention are used as the core portion, a coating layer made of glass A is formed. It was also confirmed that the effect of improving the power loss (Pcv) in the high frequency region (1 MHz) was not sufficiently obtained before and after the formation of the coating layer (Samples 7a, 10a, 11a, and 15a).

これらの結果から、コア部を形成するフェライト組成物のフェライト組成物中の副成分の含有量が本願の発明の範囲内にある場合には、コア部以下の熱膨張係数を持つ被覆層をコア部の表面に形成することにより、飽和磁束密度(Bs)を高く維持しつつ、高周波領域(たとえば、1MHz以上)においても電力損失(Pcv)を低減でき、結果として品質係数(Pcv/Bs)を改善することができることが確認できた。   From these results, when the content of subcomponents in the ferrite composition of the ferrite composition forming the core part is within the scope of the present invention, a coating layer having a thermal expansion coefficient equal to or lower than the core part is determined as the core. By forming on the surface of the part, the power loss (Pcv) can be reduced even in a high frequency region (for example, 1 MHz or more) while maintaining a high saturation magnetic flux density (Bs), resulting in a quality factor (Pcv / Bs). It was confirmed that it could be improved.

試料7b〜15bでは、コア部を形成するフェライト組成物のフェライト組成物中の副成分の含有量が本願の発明の範囲内にあるか否かに関係なく、ガラスBの被覆層の形成前後において、高周波数領域(1MHz)における電力損失(Pcv)の改善効果が得られず、むしろ悪化していることが確認できた。   In the samples 7b to 15b, before and after the formation of the coating layer of the glass B, regardless of whether or not the content of subcomponents in the ferrite composition of the ferrite composition forming the core portion is within the scope of the present invention. It was confirmed that the improvement effect of power loss (Pcv) in the high frequency region (1 MHz) was not obtained, but rather deteriorated.

すなわち、コア部より大きい熱膨張係数を持つ被覆層によりコア部を被覆した場合には、フェライト組成物中の副成分の含有量に関係なく、被覆層の形成の前後において電力損失(Pcv)の改善効果は得られないことが確認できた。   That is, when the core part is coated with a coating layer having a thermal expansion coefficient larger than that of the core part, the power loss (Pcv) before and after the formation of the coating layer, regardless of the content of subcomponents in the ferrite composition. It was confirmed that no improvement effect was obtained.

1… フェライトコア
2… コア部
10… 被覆層
10a… 熱処理前被覆層
20… バレル装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Ferrite core 2 ... Core part 10 ... Coating layer 10a ... Coating layer 20 before heat processing ... Barrel apparatus

Claims (3)

フェライト組成物で構成されるコア部と、前記コア部の表面の少なくとも一部に形成された被覆層と、を有するフェライトコアであって、
前記フェライト組成物は、酸化鉄と、酸化亜鉛と、酸化マンガンと、を含む主成分と、
前記主成分100重量%に対して、副成分として、酸化ケイ素をSiO換算で50〜300ppmと、酸化カルシウムをCaO換算で110〜1120ppmとを含有し、
前記フェライト組成物の磁気損失の極小温度Tspが5〜50℃の範囲にあり、
前記主成分における前記酸化鉄の含有量をFe換算でXモル%、前記酸化亜鉛の含有量をZnO換算でZモル%、残部を前記酸化マンガンとしたときに、前記Tsp、前記Xおよび前記Zが下記式(1)および(2)を満足し、
前記被覆層の熱膨張係数が、前記コア部の熱膨張係数以下であることを特徴とするフェライトコア。
Tsp=21.6(X+0.52Z)−1520…式(1)
X≧58.0…式(2)
A ferrite core having a core part composed of a ferrite composition and a coating layer formed on at least a part of the surface of the core part,
The ferrite composition includes a main component including iron oxide, zinc oxide, and manganese oxide,
With respect to 100% by weight of the main component, as subcomponents, silicon oxide contains 50 to 300 ppm in terms of SiO 2 , and calcium oxide contains 110 to 1120 ppm in terms of CaO,
The minimum temperature Tsp of magnetic loss of the ferrite composition is in the range of 5 to 50 ° C.
When the content of the iron oxide in the main component is X mol% in terms of Fe 2 O 3 , the content of the zinc oxide is Z mol% in terms of ZnO, and the balance is the manganese oxide, the Tsp and the X And Z satisfies the following formulas (1) and (2),
The ferrite core, wherein a thermal expansion coefficient of the coating layer is equal to or less than a thermal expansion coefficient of the core portion.
Tsp = 21.6 (X + 0.52Z) -1520 Formula (1)
X ≧ 58.0 Formula (2)
前記被覆層がガラス組成物から構成されている請求項1に記載のフェライトコア。   The ferrite core according to claim 1, wherein the coating layer is made of a glass composition. 請求項1または2に記載のフェライトコアを有する電子部品。   An electronic component having the ferrite core according to claim 1.
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