JP2013133263A - Ferrite magnetic material and production method thereof, ferrite fired body using the same and antenna module - Google Patents

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伸明 永井
Hiroharu Nishimura
弘治 西村
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浩治 安村
Akio Hidaka
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a ferrite magnetic material which has proper and stable commuication performance in the RFID system and the NFC system for mobile terminals inserted with the ferrite fired body in between the reader/writer communication spiral antenna and the metal surface of the mobile terminal housing cell, to provide a production method thereof, and to provide a ferrite fired body using the same and an antenna module.SOLUTION: The ferrite magnetic material includes 100 pts.wt. of a major component comprising 46.7-48.7 mol% of FeO, 19.3-21.3 mol% of NiO, 10.05-12.05 mol% of CuO and 19.95-21.95 mol% of ZnO; and at least 0.2-1.2 pt.wt. of the compound: (1-X)CoO-XFeO(provided that X: 0.48-0.54 mol) and 0.5-1.5 pt.wt. of CuO as minor components, wherein at least one of the major component and the minor components is a solid solution having a spinel type crystalline structure.

Description

本発明は、リーダー/ライター交信用スパイラルアンテナより成る携帯端末用RFIDシステムやNFCシステムにおいて、RFIDアンテナやNFCアンテナの背面に磁界に影響する金属や電界物質が存在しても、背面に低ロス(高Q値)の磁性体を用いることで通信機能を向上させる磁性体を検討し、背面の磁界の影響物体(渦電流発生)に対して、影響を遮蔽するためのフェライト磁性材料及びその製造方法、それを用いたフェライト焼成体並びにアンテナモジュールに関するものである。   The present invention is an RFID system or NFC system for a portable terminal comprising a reader / writer exchange spiral antenna, and even if there is a metal or electric field substance that affects a magnetic field on the back surface of the RFID antenna or NFC antenna, low loss ( A magnetic material that improves the communication function by using a magnetic material having a high Q value), a ferrite magnetic material for shielding the influence of an object affected by a magnetic field on the back surface (generation of eddy current), and a method for manufacturing the same The present invention relates to a sintered ferrite body and an antenna module using the same.

すなわち、RFIDシステムやNFCシステムにおいて、良好な通信性能を確保するために、RFIDアンテナやNFCアンテナと携帯端末筐体セルの金属面との間に薄板状のフェライト焼成体が挿入されている。本発明は、携帯端末用RFIDシステムやNFCシステムにおいて、良好でしかも安定した通信性能を取得するために必要なフェライト磁性材料及びその製造方法、それを用いたフェライト焼成体並びにアンテナモジュールに関するものである。   That is, in the RFID system and the NFC system, a thin plate-like ferrite fired body is inserted between the RFID antenna or the NFC antenna and the metal surface of the mobile terminal housing cell in order to ensure good communication performance. The present invention relates to a ferrite magnetic material necessary for obtaining good and stable communication performance in a portable terminal RFID system and an NFC system, a manufacturing method thereof, a ferrite sintered body using the ferrite magnetic material, and an antenna module. .

ユビキタス社会を支えるRFIDは、さまざまな分野で実用化が進み、その一例として非接触ICカード機能の携帯電話への搭載がある。携帯電話に搭載されている非接触ICカード機能は、13.56MHzで電磁誘導を利用して通信を行っており、内部に設けられたコイル状のアンテナと他の金属製部品の間に磁性体などの部材を実装し、渦電流損などの悪影響を抑え、所望の通信性能を実現しているが、さらなる通信性能の向上と小型・薄型化が望まれている。   RFID that supports the ubiquitous society has been put into practical use in various fields, and one example is the mounting of a contactless IC card function on a mobile phone. The non-contact IC card function mounted on the mobile phone performs communication using electromagnetic induction at 13.56 MHz, and a magnetic substance is provided between the coiled antenna provided inside and other metal parts. In order to achieve the desired communication performance by suppressing adverse effects such as eddy current loss, further improvement in communication performance and reduction in size and thickness are desired.

例えば、リーダー/ライター交信用スパイラルアンテナより成る13.56MHz帯RFIDシステム(ICタグ、ICカードによる無線通信)は、ICタグを薄い樹脂製カードに組み込んだ構造体としてコンビニエンスストア仕様電子マネーカードや携帯端末に適用されている。そして、次の展開として13.56MHz帯NFCシステムに搭載する取り組みが本格化してきた。   For example, a 13.56 MHz band RFID system (IC tag, wireless communication using an IC card) comprising a reader / writer spiral antenna is used as a structure in which an IC tag is incorporated into a thin resin card, as a convenience store specification electronic money card or mobile phone. Applied to the terminal. And as a next development, efforts to install in 13.56 MHz band NFC system have been in full swing.

13.56MHz帯RFIDシステムやNFCシステムは、リーダー/ライターと無線タグの双方に備えられたスパイラルアンテナ間に生じる電磁誘導で電力供給と交信を行っている。   The 13.56 MHz band RFID system and the NFC system perform power supply and communication by electromagnetic induction generated between spiral antennas provided in both the reader / writer and the wireless tag.

しかしながら、当該13.56MHz帯RFIDシステムを携帯端末に搭載するべく多方面において検討が成されていたが、薄い樹脂製カードに組み込む場合と異なり、携帯端末の交信用スパイラルアンテナの近傍に位置する筐体セルの金属面により、その通信性能が著しく損なわれていた。すなわち、スパイラルアンテナに発生した磁束が金属面を貫通すると、ファラデーの法則により磁束を軸とした渦電流が金属面に流れるが、その回転方向はスパイラルアンテナを流れる電流の向きと反対の向きに流れる。つまり、スパイラルアンテナに発生した磁束が金属面に発生した渦電流による反対方向の磁束により打ち消されるためRFIDシステムの通信性能が大きく減衰していた。   However, various studies have been made to mount the 13.56 MHz band RFID system on a mobile terminal, but unlike a case where it is incorporated into a thin resin card, a housing located near the communication spiral antenna of the mobile terminal. The communication performance was significantly impaired by the metal surface of the body cell. That is, when the magnetic flux generated in the spiral antenna penetrates the metal surface, eddy current centering on the magnetic flux flows through the metal surface according to Faraday's law, but the direction of rotation flows in the direction opposite to the direction of the current flowing through the spiral antenna. . That is, since the magnetic flux generated in the spiral antenna is canceled by the magnetic flux in the opposite direction due to the eddy current generated on the metal surface, the communication performance of the RFID system is greatly attenuated.

そこで、このような事態を未然防止するためにフェライト等の透磁率を有する磁性材料が適用されている。すなわち、スパイラルアンテナと筐体セルの金属面との間に透磁率を有する磁性材料を挿入することにより、スパイラルアンテナに発生した磁束が金属面を貫通する前に当該磁性材料により磁束を集束させて金属面での渦電流の発生を抑制するものである。   Therefore, in order to prevent such a situation, a magnetic material having permeability such as ferrite is applied. That is, by inserting a magnetic material having a magnetic permeability between the spiral antenna and the metal surface of the housing cell, the magnetic material focuses the magnetic flux before the magnetic flux generated in the spiral antenna penetrates the metal surface. This suppresses the generation of eddy currents on the metal surface.

例えば、(特許文献1)にはリーダー/ライターと金属面との間にフレキシブル状の磁性体を配した非接触型ICカードリーダ/ライターが開示されている。これによると、金属面による上記不具合を抑制するためにフレキシブル状の磁性体を適用してICカードリーダ/ライターの安定した読み取りと書き込みを確保している。一方、(特許文献2)には、フェライト材料としてFe、NiO、及びZnOからなるNi−Zn系フェライト粉末においてSiOを含有したフェライト粉末が開示されており、当該フェライト粉末を1100〜1300℃で焼成したフェライト焼成体をインダクタンス素子へ適用する例が記載されている。 For example, (Patent Document 1) discloses a non-contact type IC card reader / writer in which a flexible magnetic material is disposed between a reader / writer and a metal surface. According to this, in order to suppress the above problems caused by the metal surface, a flexible magnetic material is applied to ensure stable reading and writing of the IC card reader / writer. On the other hand, (Patent Document 2) discloses a ferrite powder containing SiO 2 in a Ni—Zn-based ferrite powder composed of Fe 2 O 3 , NiO, and ZnO as a ferrite material. An example in which a sintered ferrite body fired at 1300 ° C. is applied to an inductance element is described.

また、RFIDアンテナやNFCアンテナの通信性能を向上させるためには、先に述べたようにスパイラルアンテナと筐体セルの金属面との間に高透磁率、高Q値の磁性材料を挿入する必要がある。磁性材料のQ値を向上させるものとして(特許文献3)には、酸化鉄、酸化亜鉛、酸化ニッケルおよび酸化銅を主成分とする磁性フェライト材料に、酸化ビスマス、酸化コバルトを添加したものが開示されており、Q値を向上させてインダクタンス素子へ適用する例が開示されている。   In order to improve the communication performance of the RFID antenna and the NFC antenna, it is necessary to insert a magnetic material having a high magnetic permeability and a high Q value between the spiral antenna and the metal surface of the casing cell as described above. There is. As a method for improving the Q value of a magnetic material (Patent Document 3), a magnetic ferrite material mainly composed of iron oxide, zinc oxide, nickel oxide and copper oxide is added with bismuth oxide and cobalt oxide. An example in which the Q value is improved and applied to an inductance element is disclosed.

さらに、(特許文献4)には、アンテナモジュールの通信性能を向上させるために、透磁率を高くしながら渦電流損失を低減させるものとして、Fe、NiO、ZnO、CuOにCoOを含有させたフェライト材料、及びそれを用いて透磁率とQ値の積を300以上としたアンテナモジュール用磁芯部材が開示されている。 Furthermore, (Patent Document 4) contains CoO in Fe 2 O 3 , NiO, ZnO, and CuO as an element that reduces eddy current loss while increasing the permeability in order to improve the communication performance of the antenna module. There is disclosed a ferrite material and an antenna module magnetic core member having a product of permeability and Q value of 300 or more using the ferrite material.

特開2002−298095号公報JP 2002-298095 A 特開2007−145703号公報JP 2007-145703 A 特開2001−348226号公報JP 2001-348226 A 特開2005−340759号公報JP 2005-340759 A

しかしながら、上記した従来のフレキシブル状の磁性体や、フェライト磁性材料及びそれにより製造したフェライト焼成体や部材等は、透磁率やQ値の向上を意図したものであるが、副成分や添加物の均一な分散性や選択的反応性と通信性能との関係を考慮して設計されたものであるとは言い難いものであった。すなわち、製造における必然誤差因子等の工程上制御しえない要因により焼成体等の微細構造、透磁率及びQ値が変動し、その結果場合によっては通信性能やその他の性能が低下する可能性があった。そして、フェライト磁性材料の組成や製造条件、製造方法、フェライト焼成体の組織及び微細構造により通信性能が変動する可能性があった。   However, the above-mentioned conventional flexible magnetic body, ferrite magnetic material, and sintered ferrite body and member produced thereby are intended to improve the magnetic permeability and Q value. It was hard to say that it was designed in consideration of the relationship between uniform dispersibility, selective reactivity and communication performance. That is, the fine structure of the fired body, the magnetic permeability, and the Q value fluctuate due to factors that cannot be controlled in the process, such as inevitably error factors in manufacturing, and as a result, communication performance and other performances may be degraded. there were. The communication performance may vary depending on the composition and manufacturing conditions of the ferrite magnetic material, the manufacturing method, the structure and the microstructure of the sintered ferrite body.

また、NFCやRFIDの高性能化高機能化に対応するためには、高レベルの通信性能を取得する必要があり、従来レベルの透磁率やQ値をさらに向上させる必要があった。   Further, in order to cope with higher performance and higher functionality of NFC and RFID, it is necessary to acquire a high level of communication performance, and it is necessary to further improve the conventional level of magnetic permeability and Q value.

例えば、(特許文献1)に開示されているフレキシブルシート状の磁性体は、軟磁性体粉末を有機結合材で練り固めたものをシート状にしたフェライトコンポジットであるが、この場合有機結合材のマトリックス中に軟磁性体粉末が分散された微細構造となるため、高い透磁率が得られない。従って、当該フレキシブルシート状の磁性体を携帯端末用RFIDシステムやNFCシステムに適用した場合、スパイラルアンテナに発生した磁束の集束効果が十分ではなく、金属筐体による渦電流損失が大きく、良好な通信性能が取得できない懸念があった。   For example, a flexible sheet-like magnetic body disclosed in (Patent Document 1) is a ferrite composite in which a soft magnetic powder is kneaded with an organic binder to form a sheet. A high magnetic permeability cannot be obtained due to the fine structure in which soft magnetic powder is dispersed in the matrix. Therefore, when the flexible sheet-like magnetic material is applied to an RFID system for mobile terminals or an NFC system, the effect of converging the magnetic flux generated in the spiral antenna is not sufficient, the eddy current loss due to the metal casing is large, and good communication There was concern that performance could not be acquired.

(特許文献2)に開示されているフェライト焼成体は、Fe、NiO、及びZnOからなるNi−Zn系フェライト粉末にSiOを含有させたものを成形してグリーンシートにした後、1100〜1300℃で焼成したものであり、SiO添加と高い焼成温度により焼結が進行して結晶粒子が大きく成長した緻密質な微細構造を有する高透磁率の焼成体となる。従って、当該焼成体を携帯端末用RFIDシステムやNFCシステムに適用した場合、過度に成長した結晶粒子から成る緻密質微細構造のために高い透磁率が取得されるものの、13.56MHzの高周波帯域において導電率が高くなると同時に、焼成体自体の渦電流損失が高くなりQ値が低下して、スパイラルアンテナに発生した磁束の集束効果が発揮されず、パワーロスが顕著になり上記同様十分な通信性能が取得できない恐れがあった。 After the ferrite sintered body disclosed in (Patent Document 2) is formed into a green sheet by forming a Ni-Zn ferrite powder composed of Fe 2 O 3 , NiO, and ZnO and containing SiO 2 into a green sheet, The sintered body is fired at 1100 to 1300 ° C., and becomes a high permeability fired body having a dense microstructure in which the crystal grains are greatly grown by the progress of sintering due to the addition of SiO 2 and a high firing temperature. Therefore, when the fired body is applied to an RFID system for portable terminals or an NFC system, a high magnetic permeability is obtained due to a dense fine structure composed of excessively grown crystal particles, but in a high frequency band of 13.56 MHz. At the same time as the conductivity increases, the eddy current loss of the fired body itself increases, the Q value decreases, the effect of converging the magnetic flux generated in the spiral antenna is not exhibited, the power loss becomes significant, and sufficient communication performance as described above is achieved. There was a fear that it could not be acquired.

また、(特許文献3)に開示されている磁性フェライト材料は、Fe、ZnO、NiO、及びCuOより成る主成分に対して、副成分としてBiを2wt%未満、Coを0.1wt%未満添加したものである。しかしながら、その製造方法において、上記主成分と副成分の混合物の一括仮焼方式であるためQ値改善効果や焼成温度低下効果のある副成分の選択的反応性が大きく損なわれるため、高透磁率を維持しながら十分なQ値向上を図ることが困難であった。 The magnetic ferrite material disclosed in (Patent Document 3), Fe 2 O 3, ZnO, NiO, and with respect to the main component consisting of CuO, less than the Bi 2 O 3 as an auxiliary component 2 wt%, Co 3 O 4 is added less than 0.1 wt%. However, in the manufacturing method, the selective calcining method of the mixture of the main component and the subcomponent described above is used, and the selective reactivity of the subcomponent having the effect of improving the Q value and the firing temperature is greatly impaired. It was difficult to improve the Q value while maintaining the above.

さらに、(特許文献4)に開示されているフェライト材料は、Feを47.0〜49.8モル%、NiOを16.0〜33.0モル%、ZnOを11.0〜25.0モル%、CuOを7.0〜12.0モル%含むバルク状フェライトであり、これに適宜CoOを0.1〜1.0wt%含ませている。 Furthermore, the ferrite material disclosed in (Patent Document 4) includes 47.0 to 49.8 mol% of Fe 2 O 3 , 16.0 to 33.0 mol% of NiO, and 11.0 to 25 of ZnO. This is a bulk ferrite containing 0.0 mol% and 7.0 to 12.0 mol% of CuO, and 0.1 to 1.0 wt% of CoO is appropriately contained therein.

高透磁率を維持しながら十分なQ値向上を図るためのポイントはCoOの添加であるが、上記同様にCoOの選択的反応性と通信性能との関係を十分考慮したものではなく、材料プロセス上、改善の余地があった。   The point for achieving a sufficient Q value improvement while maintaining high magnetic permeability is the addition of CoO. However, as described above, the relationship between the selective reactivity of CoO and the communication performance is not fully considered, and the material process There was room for improvement.

この様に従来の技術は、高周波帯域での透磁率とQ値の向上を意図したものであるが、通信性能向上の必須成分である添加剤の均一分散性、選択的反応性等を考慮した材料設計ではなかった。同時に、NFCやRFIDの高性能化高機能化に対応するためには、主成分や副成分より成る材料組成系において、改善の余地が十分あった。   As described above, the conventional technique is intended to improve the permeability and Q value in the high frequency band, but considers the uniform dispersibility, selective reactivity, and the like of the additive, which are essential components for improving the communication performance. It was not a material design. At the same time, in order to cope with high performance and high performance of NFC and RFID, there is sufficient room for improvement in the material composition system composed of main components and subcomponents.

また、従来の技術におけるフェライト焼成体を携帯端末用RFIDシステムやNFCシステムに適用する場合において、所定のフェライト材料組成より構成される焼成体の微細構造と通信性能との関連が詳細に把握されていなかった。すなわち、スパイラルアンテナと携帯端末筐体セルの金属面との間にフェライト焼成体を挿入して構成されるRFIDシステムやNFCシステムにおいて、最大の通信性能が発現されるフェライト焼成体の微細構造が確立されていなかった。   In addition, when applying the sintered ferrite body in the prior art to RFID systems for mobile terminals and NFC systems, the relationship between the fine structure of the sintered body composed of a predetermined ferrite material composition and communication performance has been grasped in detail. There wasn't. In other words, in the RFID system and NFC system configured by inserting a ferrite fired body between the spiral antenna and the metal surface of the mobile terminal housing cell, the microstructure of the ferrite fired body that achieves the maximum communication performance is established. Was not.

そこで、本発明は以上のような課題を解決するものであり、リーダー/ライター交信用スパイラルアンテナと携帯端末筐体セルの金属面との間にフェライト焼成体を挿入した携帯端末用RFIDシステムやNFCシステムにおいて、良好でしかも安定した通信性能が発現されるフェライト磁性材料及びその製造方法、それを用いたフェライト焼成体並びにアンテナモジュールを提供することを目的とする。   Therefore, the present invention solves the above-described problems. An RFID system or NFC for portable terminals in which a sintered ferrite body is inserted between a reader / writer exchange spiral antenna and a metal surface of a portable terminal housing cell. It is an object of the present invention to provide a ferrite magnetic material that exhibits good and stable communication performance in a system, a method for producing the same, a fired ferrite body using the ferrite magnetic material, and an antenna module.

この目的を達成するために、本発明のフェライト磁性材料は、46.7〜48.7モル%のFe、19.3〜21.3モル%のNiO、10.05〜12.05モル%のCuO、19.95〜21.95モル%のZnOより成る主成分100重量部に対して、少なくとも副成分として化合物(1−X)Co・XFe(但しX:0.48〜0.54モル)を0.2〜1.2重量部、CuOを0.5〜1.5重量部、それぞれ含むものであり、前記主成分、及び前記副成分のうち少なくとも1つ以上がスピネル型結晶構造の固溶体であることを特徴とするものである。また、本発明のフェライト磁性材料の製造方法は、46.7〜48.7モル%のFe、19.3〜21.3モル%のNiO、10.05〜12.05モル%のCuO、19.95〜21.95モル%のZnOより成る混合物を所定の温度で仮焼することにより主成分粉末を作製する工程と、XFeと(1−X)Co(但しX:0.48〜0.54モル)の混合物を所定の温度で仮焼することにより副成分粉末を作製する工程と、前記主成分粉末100重量部に対して前記副成分粉末を0.2〜1.2重量部、CuOを0.5〜1.5重量部、それぞれ配合した後混合する工程を順次行うものであり、前記主成分粉末、及び前記副成分粉末のうち少なくとも1つ以上がスピネル型結晶構造の固溶体であることを特徴とするものである。これにより、高透磁率を維持しながらQ値を向上させるための必須成分であるCoOの選択的反応性が達成される。 To this end, the ferrite magnetic material of the present invention, from 46.7 to 48.7 mol% of Fe 2 O 3, 19.3~21.3 mol% of NiO, 10.05 to 12.05 The compound (1-X) Co 2 O 3 .XFe 2 O 3 (provided X: at least as an accessory component) with respect to 100 parts by weight of the main component consisting of mol% CuO and 19.95 to 21.95 mol% ZnO 0.48 to 0.54 mol) is contained in an amount of 0.2 to 1.2 parts by weight, and CuO is contained in an amount of 0.5 to 1.5 parts by weight, and at least one of the main component and the subcomponents. One or more is a solid solution having a spinel crystal structure. A method of manufacturing a ferrite magnetic material of the present invention, from 46.7 to 48.7 mol% of Fe 2 O 3, 19.3~21.3 mol% of NiO, of 10.05 to 12.05 mol% A step of preparing a main component powder by calcining a mixture of CuO and 19.95 to 21.95 mol% of ZnO at a predetermined temperature, XFe 2 O 3 and (1-X) Co 2 O 3 ( Wherein X: 0.48 to 0.54 mol) is calcined at a predetermined temperature to produce a subcomponent powder, and the subcomponent powder is added in an amount of 0.1% to 100 parts by weight of the main component powder. 2 to 1.2 parts by weight, CuO 0.5 to 1.5 parts by weight, each of which is mixed and then sequentially mixed, and at least one of the main component powder and the subcomponent powder Is a solid solution with a spinel crystal structure It is intended to. Thereby, selective reactivity of CoO which is an essential component for improving the Q value while maintaining high magnetic permeability is achieved.

すなわち、一般的なソフトフェライト材料の場合、一般式MO・Fe(但し、Feは、50モル%以下、Mは2価の金属)で表示されるスピネル型結晶構造を有している。正八面体構造の中心に位置する3価のFe3+においては、平衡式Fe3++e−⇔・Fe2+により、電子が動き易い状態にあり、通信性能を左右するQ値の低下を招く可能性がある。そこで、Fe3+とイオン半径が近いCo2+を固溶させることにより、Co2+がFe3+に置換して正八面体構造の中心位置に入り込み、上記の電子交換反応を抑制してQ値の向上を図るものである。特に、本発明は、CoOとFeとを予め選択的に反応させた副成分である化合物(1−X)Co・XFe(但しX:0.48〜0.54モル)を適用することにより、正八面体構造の中心位置においてCo2+によるFe3+の置換を確実に発生させてフェライト磁性材料の性能改善を図るものである。 That is, a general soft ferrite material has a spinel crystal structure represented by the general formula MO · Fe 2 O 3 (where Fe 2 O 3 is 50 mol% or less and M is a divalent metal). doing. In the trivalent Fe 3+ located at the center of the regular octahedral structure, the balanced equation Fe 3+ + e−⇔ · Fe 2+ causes the electrons to move easily, which may lead to a decrease in the Q value that affects the communication performance. is there. Therefore, by Fe 3+ and ionic radius to solid solution close Co 2+, enter Co 2+ is substituted with Fe 3+ in the center position of the octahedral structure, an improvement in Q value by suppressing the electron exchange reaction of the above It is intended. In particular, the present invention relates to a compound (1-X) Co 2 O 3 .XFe 2 O 3 (where X is 0.48 to 0.8.0) which is a subcomponent obtained by selectively reacting CoO and Fe 2 O 3 in advance. 54 mol), the substitution of Fe 3+ with Co 2+ is surely generated at the center position of the regular octahedral structure to improve the performance of the ferrite magnetic material.

一方、仮焼なしの主成分混合物や副成分を適用した場合、均一なスピネル型結晶構造の固溶体が形成され難くなり、またCoOの選択的反応性が達成され難くなる。したがって、透磁率が小さく、しかもQ値が低い、Feの単相であるヘマタイト相が生成したフェライト焼成体となるため、良好な通信性能が取得されない。 On the other hand, when a main component mixture and subcomponents without calcining are applied, it is difficult to form a solid solution having a uniform spinel crystal structure, and it is difficult to achieve selective reactivity of CoO. Therefore, since the ferrite sintered body having a small permeability and a low Q value and a hematite phase that is a single phase of Fe 2 O 3 is generated, good communication performance cannot be obtained.

さらに、上記フェライト磁性材料により製造されるフェライト焼成体は、その微細構造が粒成長進行中の結晶粒子と数μm以下の空孔よりなることを特徴とするものであり、これにより、フェライト焼結体を備えたアンテナモジュールの通信周波数13.56MHzにおいて高い透磁率を維持しながら高Q値で、しかも透磁率の温度変化率が小さいフェライト焼成体が得られ、透磁率とQ値の積は10000以上となる。そして、当該フェライト焼成体をRFIDシステムや、NFCシステムに適用することにより13.56MHzにおける通信距離が110mmを超える良好で安定した通信性能を有するアンテナモジュールが得られる。   Further, the ferrite sintered body manufactured from the above ferrite magnetic material is characterized in that the microstructure is composed of crystal grains in the process of grain growth and pores of several μm or less, and thus, sintered ferrite. A ferrite fired body having a high Q value and a small temperature change rate of the magnetic permeability is obtained while maintaining a high magnetic permeability at a communication frequency of 13.56 MHz of the antenna module including the body, and the product of the magnetic permeability and the Q value is 10,000. That's it. And the antenna module which has the favorable and stable communication performance in which the communication distance in 13.56 MHz exceeds 110 mm by applying the said ferrite sintered compact to RFID system or NFC system.

以上の様に本発明によれば、透磁率が高く、良好なQ値を有するフェライト磁性材料及びその製造方法を提供するものである。当該フェライト磁性材料により製造したフェライト焼成体を、リーダー/ライター交信用スパイラルアンテナと携帯端末筐体セルの金属面との間に挿入した携帯端末用RFIDシステムやNFCシステムに適用することにより良好な通信性能を有するアンテナモジュールが実現できる。   As described above, according to the present invention, a ferrite magnetic material having a high magnetic permeability and a good Q value and a method for producing the same are provided. Good communication by applying the ferrite sintered body manufactured from the ferrite magnetic material to the RFID system or NFC system for portable terminals inserted between the reader / writer exchange spiral antenna and the metal surface of the portable terminal housing cell An antenna module having performance can be realized.

フェライト磁性材料の製造方法を示す図Diagram showing the manufacturing method of ferrite magnetic material Fe−Co系副成分仮焼生成物の粉末X線回折図Powder X-ray diffraction pattern of Fe 2 O 3 —Co 2 O 3 -based auxiliary component calcined product フェライト磁性材料の粉末X線回折図Powder X-ray diffraction pattern of ferrite magnetic material フェライト焼成体の焼成温度に対する微細構造を示す図The figure which shows the fine structure with respect to the firing temperature of the ferrite sintered body フェライト焼成体を搭載していないRF−IDシステムの概略図Schematic diagram of an RF-ID system without a ferrite sintered body フェライト焼成体を搭載したRF−IDシステムの概略図Schematic diagram of an RF-ID system with a sintered ferrite body フェライト焼成体を搭載したNFCシステムの断面斜視図Cross-sectional perspective view of NFC system equipped with sintered ferrite

本発明のフェライト磁性材料は、46.7〜48.7モル%のFe、19.3〜21.3モル%のNiO、10.05〜12.05モル%のCuO、19.95〜21.95モル%のZnOより成る主成分100重量部に対して、少なくとも副成分として化合物(1−X)Co・XFe(但しX:0.48〜0.54モル)を0.2〜1.2重量部、CuOを0.5〜1.5重量部、それぞれ含むものである。(表1)は、本発明のフェライト磁性材料を得るために検討した組成表であり、(表2)は各々の組成に対する特性を示している。※印を付したRunNo.は、本発明の範囲内のフェライト磁性材料である。 The ferrite magnetic material of the present invention, from 46.7 to 48.7 mol% of Fe 2 O 3, 19.3~21.3 mol% of NiO, 10.05-12.05 mol% of CuO, 19.95 The compound (1-X) Co 2 O 3 .XFe 2 O 3 (provided that X is 0.48 to 0.54 mol) as at least a secondary component with respect to 100 parts by weight of the main component composed of 21.95 mol% of ZnO. ) 0.2 to 1.2 parts by weight and CuO 0.5 to 1.5 parts by weight. (Table 1) is a composition table studied for obtaining the ferrite magnetic material of the present invention, and (Table 2) shows characteristics for each composition. RunNo. Is a ferrite magnetic material within the scope of the present invention.

以下、(表1)および(表2)のRunNo.1〜30について説明する。RunNo.1〜5において、主成分を構成するFeが48.7モル%を超えると、透磁率は高くなるがQ値の低下が大きく、13.56MHzでの通信距離が短くなり、透磁率の温度変化率が大きくなり、一方、46.7モル%未満になると、透磁率が小さくなり、いずれも好ましくない。RunNo.6〜9において、NiOが21.3モル%を超えると、Q値の低下が著しく通信距離が短くなり、一方、19.3モル%未満になると、透磁率の温度変化率は小さくなるが、透磁率、Q値ともに低下傾向にあり、通信距離が短くなり、いずれも好ましくない。RunNo.10〜13において、CuOが12.05モル%を超えると、透磁率、Q値ともに小さくなり、通信距離が短くなる傾向にあり、一方、10.05モル%未満になると、同様に透磁率、Q値ともに低下傾向にあり、いずれも好ましくない。RunNo.14〜17において、ZnOが21.95モル%を超えると、透磁率の温度変化率は小さくなるが、Q値の低下が著しく、一方、19.95モル%未満になると、透磁率は高くなるが、透磁率の温度変化率が大きくなり、Q値が低下して、通信距離が短くなり、いずれも好ましくない。 Hereinafter, the Run No. in (Table 1) and (Table 2). 1 to 30 will be described. RunNo. 1 to 5, when Fe 2 O 3 constituting the main component exceeds 48.7 mol%, the magnetic permeability is increased, but the Q value is greatly decreased, the communication distance at 13.56 MHz is shortened, and the magnetic permeability is increased. On the other hand, when the temperature change rate is less than 46.7 mol%, the magnetic permeability decreases, which is not preferable. RunNo. In 6-9, when NiO exceeds 21.3 mol%, the Q value is significantly reduced, and the communication distance is shortened. On the other hand, when NiO is less than 19.3 mol%, the temperature change rate of the magnetic permeability becomes small. Both the magnetic permeability and the Q value tend to decrease, and the communication distance becomes short. RunNo. 10-13, when CuO exceeds 12.05 mol%, both the magnetic permeability and the Q value tend to be small and the communication distance tends to be short. On the other hand, when CuO is less than 10.05 mol%, the magnetic permeability, Both Q values tend to decrease, both of which are not preferred. RunNo. In 14-17, when ZnO exceeds 21.95 mol%, the temperature change rate of the magnetic permeability decreases, but the Q value decreases remarkably, whereas when it becomes less than 19.95 mol%, the magnetic permeability increases. However, the temperature change rate of the magnetic permeability increases, the Q value decreases, and the communication distance becomes shorter.

RunNo.26〜30において、副成分を構成する化合物(1−X)Co・XFe(但しX:0.48〜0.54モル)の分率Xが0.54モルを超えると、透磁率、Q値ともに低下傾向にあり、通信距離が短くなり、一方、0.48モル未満になると、透磁率が低下して、いずれも好ましくない。RunNo.18〜21において、主成分100重量部に対する化合物(1−X)Co・XFe(但しX:0.48〜0.54モル)の添加量が1.2重量部を超えると、透磁率、Q値ともに低下傾向にあり、通信距離が短くなり、一方、0.2重量部未満になると、Q値が大きく低下して、通信距離が大幅に短くなり、いずれも好ましくない。RunNo.22〜25において、主成分100重量部に対するCuOの添加量が1.5重量部を超えると、Q値が低下し、一方、0.5重量部未満になると、透磁率、Q値ともに低下傾向にあり、通信距離が短くなり、いずれも好ましくない。 RunNo. 26 to 30, when the fraction X of the compound (1-X) Co 2 O 3 .XFe 2 O 3 (provided that X is 0.48 to 0.54 mol) constituting the subcomponent exceeds 0.54 mol Both the magnetic permeability and the Q value tend to decrease, and the communication distance is shortened. On the other hand, when it is less than 0.48 mol, the magnetic permeability is decreased, which is not preferable. RunNo. 18-21, the addition amount of the compound (1-X) Co 2 O 3 .XFe 2 O 3 (provided that X is 0.48 to 0.54 mol) exceeds 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the main component. Both the permeability and the Q value tend to decrease, and the communication distance becomes shorter. On the other hand, when the amount is less than 0.2 parts by weight, the Q value is greatly reduced and the communication distance is greatly shortened. . RunNo. In 22 to 25, when the amount of CuO added to 100 parts by weight of the main component exceeds 1.5 parts by weight, the Q value decreases, whereas when it is less than 0.5 parts by weight, both the magnetic permeability and the Q value tend to decrease. Therefore, the communication distance is shortened, which is not preferable.

また、本発明のフェライト磁性材料において、46.7〜48.7モル%のFe、19.3〜21.3モル%のNiO、10.05〜12.05モル%のCuO、19.95〜21.95モル%のZnOより成る主成分は、スピネル型結晶構造の固溶体であることが好ましく、副成分としての(1−X)Co・XFe(但しX:0.48〜0.54モル)は、CoとFeの混合物ではなく、化合物であることが必須条件であり、スピネル型結晶構造の固溶体であることが好ましい。FeとCoの化合物生成が不十分であり、未反応分が少量でも残存していると、本発明の意図するフェライト材料は得られない。ここで、副成分粉末を構成するCoは、その一部がCoOであっても差し支えなく、上記同様のスピネル型結晶構造の固溶体が得られるため、本発明の意図するフェライト磁性材料となる。 In the ferrite magnetic material of the present invention, 46.7 to 48.7 mol% Fe 2 O 3 , 19.3 to 21.3 mol% NiO, 10.05 to 12.05 mol% CuO, 19 The main component comprising .95 to 21.95 mol% of ZnO is preferably a solid solution having a spinel crystal structure, and (1-X) Co 2 O 3 .XFe 2 O 3 (provided that X: 0.48 to 0.54 mol) is not a mixture of Co 2 O 3 and Fe 2 O 3 but a compound, and is preferably a solid solution having a spinel crystal structure. If the formation of the compound of Fe 2 O 3 and Co 2 O 3 is insufficient and a small amount of unreacted components remains, the ferrite material intended by the present invention cannot be obtained. Here, Co 2 O 3 constituting the subcomponent powder may be partially CoO, and a solid solution having the same spinel crystal structure as described above can be obtained. Become.

図1は、フェライト磁性材料の製造方法を示す図である。本発明のフェライト磁性材料の製造方法について、そのフローを図1に示した。これによると、前記組成より成る主成分の仮焼生成物、前記組成より成る副成分の仮焼生成物、及びCuOを共に混合することによりフェライト磁性材料を作製するものである。   FIG. 1 is a diagram showing a method for manufacturing a ferrite magnetic material. The flow of the method for producing a ferrite magnetic material of the present invention is shown in FIG. According to this, the ferrite magnetic material is prepared by mixing together the calcined product of the main component composed of the above composition, the calcined product of the subcomponent composed of the above composition, and CuO.

図2は、Fe−Co系副成分仮焼生成物の粉末X線回折図である。図3は、フェライト磁性材料の粉末X線回折図である。副成分の仮焼生成物と、作製したフェライト磁性材料の粉末X線回折図を図2と図3にそれぞれ示した。図2によると、FeとCoの副成分混合物の仮焼により形成されたCo−Fe系のスピネル型固溶体の回折ピークが析出していた。また、図3によると、作製したフェライト磁性材料は、(Ni・Zn・Cu)Feのスピネル型固溶体の結晶相により構成されていた。一方、(表1)および(表2)のRunNo.31〜42は、副成分としての(1−X)Co・XFe(但しX:0.48〜0.54モル)を仮焼なしのCoとFeの混合物として適用したものである。ここで、仮焼なしのRunNo.31〜42の組成は、仮焼有りのRunNo.2、4、7、8、11、12、15、16、19、20、23、24と同一である。これより明らかな様に、仮焼なしのRunNo.31〜42の組成は、仮焼有りに比べて、透磁率、Q値ともに低下傾向にあり、通信距離が短く、好ましいものではなかった。 FIG. 2 is a powder X-ray diffraction pattern of the Fe 2 O 3 —Co 2 O 3 -based auxiliary component calcined product. FIG. 3 is a powder X-ray diffraction diagram of the ferrite magnetic material. The powder X-ray diffraction patterns of the calcined product of the subcomponent and the produced ferrite magnetic material are shown in FIGS. 2 and 3, respectively. According to FIG. 2, a diffraction peak of a Co 2 O 3 —Fe 2 O 4 spinel solid solution formed by calcining a mixture of subcomponents of Fe 2 O 3 and Co 2 O 3 was precipitated. Further, according to FIG. 3, the produced ferrite magnetic material was constituted by a crystal phase of a spinel solid solution of (Ni · Zn · Cu) Fe 2 O 4 . On the other hand, the Run No. in (Table 1) and (Table 2). 31-42 is as subcomponent (1-X) Co 2 O 3 · XFe 2 O 3 ( where X: .48 to .54 moles) Co 2 O 3 of the no calcination and Fe 2 O 3 Applied as a mixture. Here, RunNo. The compositions of Nos. 31 to 42 are based on RunNo. 2, 4, 7, 8, 11, 12, 15, 16, 19, 20, 23, 24. As is clear from this, RunNo. The compositions of Nos. 31 to 42 were not preferable because both the magnetic permeability and the Q value tended to be lower than those with calcining, and the communication distance was short.

本発明のフェライト焼成体は、上記した本発明の範囲内のフェライト磁性材料により得られるものであり、その微細構造は粒成長進行中の結晶粒子と数μm以下(0.5〜2μm程度)の空孔より成り、好ましくは、前記粒成長進行中の結晶粒子がスピネル型結晶構造の固溶体である。   The ferrite sintered body of the present invention is obtained by the ferrite magnetic material within the scope of the present invention described above, and its microstructure is less than a few μm (about 0.5 to 2 μm) with the crystal grains during grain growth. Preferably, the crystal grains in the progress of grain growth are solid solutions having a spinel crystal structure.

図4は、フェライト焼成体の焼成温度に対する微細構造を示す図である。図4に、RunNo.3の47.7モル%のFe、20.30モル%のNiO、11.05モル%のCuO、20.90モル%のZnOより成る主成分100重量部に対して、少なくとも副成分として化合物0.49Co・0.51Feを0.65重量部、CuOを1.0重量部、それぞれ含む組成を有するフェライト磁性材料により作製された成形体を焼成した場合の焼成温度と微細構造との関係を示した。なお、微細構造は、各焼成体の破断面を走査型電子顕微鏡で撮影したものである。図4において、本発明のフェライト焼成体は、910〜1000℃の焼成温度で焼成した微細構造を有するものである。すなわち、粒成長進行中の結晶粒子と数μm以下の空孔より成るものである。図4において、880℃の温度で焼成した微細構造を有するフェライト焼成体は、透磁率発現の要因となる結晶粒子の成長がなく、そのために透磁率が小さく、Q値も小さく、良好な通信性能が得られない。さらに、機械的強度の小さいものとなり、製造の組み立て工程においてフェライト焼成体に割れやカケ等の不具合が発生する。また、1020℃の温度で焼成した微細構造を有するフェライト焼成体は、粗大な結晶粒子が発生しており、結晶粒子の成長が完了して飽和された状態にあり、透磁率は大きいが、Q値の低下が著しく、高周波帯での導電率が増加するため十分な磁束の集束効果が得られず、RFIDシステムやNFCシステムにおいて、良好な通信性能が得られるものではない。935℃の温度で焼成した焼成体の粉末X線回折図によると、図3に示したフェライト磁性材料と同様の典型的な(Ni・Zn・Cu)Feのスピネル型固溶体の単一相を形成しており、これにより、格段の通信性能の向上が図れるものである。 FIG. 4 is a diagram showing a microstructure with respect to the firing temperature of the ferrite fired body. In FIG. 3 by weight of 47.7 mol% Fe 2 O 3 , 20.30 mol% NiO, 11.05 mol% CuO, 20.90 mol% ZnO Firing when a molded body made of a ferrite magnetic material having a composition containing compound 0.49 Co 2 O 3 .0.51 Fe 2 O 3 0.65 parts by weight and CuO 1.0 parts by weight is used. The relationship between temperature and microstructure was shown. The fine structure is obtained by photographing the fracture surface of each fired body with a scanning electron microscope. In FIG. 4, the ferrite fired body of the present invention has a fine structure fired at a firing temperature of 910 to 1000 ° C. That is, it consists of crystal grains in progress of grain growth and pores of several μm or less. In FIG. 4, the ferrite sintered body having a fine structure fired at a temperature of 880 ° C. has no growth of crystal grains causing the magnetic permeability, and therefore has a low magnetic permeability, a small Q value, and good communication performance. Cannot be obtained. Further, the mechanical strength is low, and defects such as cracks and chipping occur in the sintered ferrite body in the manufacturing assembly process. In addition, the sintered ferrite body having a fine structure fired at a temperature of 1020 ° C. has generated coarse crystal particles, is in a saturated state after the growth of crystal particles is completed, and has a high magnetic permeability. The value is remarkably lowered, and the conductivity in the high frequency band is increased, so that a sufficient magnetic flux focusing effect cannot be obtained, and good communication performance cannot be obtained in the RFID system or the NFC system. According to the powder X-ray diffraction pattern of the fired body fired at a temperature of 935 ° C., a single spinel solid solution of typical (Ni · Zn · Cu) Fe 2 O 4 similar to the ferrite magnetic material shown in FIG. A phase is formed, and thereby, the communication performance can be remarkably improved.

本発明のフェライト焼成体を、リーダー/ライター交信用スパイラルアンテナと携帯端末筐体セルの金属面との間に挿入した携帯端末用RFIDシステムやNFCシステムにより、良好な通信性能を有するアンテナモジュールが実現できる。   An antenna module having good communication performance is realized by the RFID system or NFC system for portable terminals in which the sintered ferrite body of the present invention is inserted between the reader / writer exchange spiral antenna and the metal surface of the portable terminal housing cell. it can.

図5は、フェライト焼成体を搭載していないRF−IDシステムの概略図である。図6は、フェライト焼成体を搭載したRF−IDシステムの概略図である。   FIG. 5 is a schematic view of an RF-ID system not equipped with a sintered ferrite body. FIG. 6 is a schematic view of an RF-ID system equipped with a sintered ferrite body.

すなわち、図5及び図6は、リーダー/ライター交信用スパイラルアンテナ52、62より成る携帯端末用RF−IDシステムの概略図である。携帯端末筐体セル51と交信用スパイラルアンテナ52により構成された図5のRFーIDシステムにおいて、交信用スパイラルアンテナ52に侵入する磁束53は携帯端末筐体セル51の金属表面に発生した渦電流による反対方向の磁束54により打ち消されて通信機能が大きく減衰する。これに対して、図6の携帯端末用RF−IDシステムは、リーダー/ライター交信用スパイラルアンテナ62と携帯端末筐体セル61の金属面との間にフェライト焼成体64が挿入されたものである。これにより、交信用スパイラルアンテナ62に侵入する磁束63が当該フェライト焼成体64により集束されて携帯端末筐体セル61の金属表面の渦電流が抑制されるものである。本発明の携帯端末用RF−IDシステムは、前記フェライト焼成体64の微細構造を、図4の焼成温度と微細構造との関係において、910〜1000℃の焼成温度で焼成した微細構造としたものである。これにより、良好な通信性能を有するアンテナモジュールが実現できるものである。   That is, FIGS. 5 and 6 are schematic views of the RF-ID system for portable terminals including the reader / writer exchange spiral antennas 52 and 62. In the RF-ID system of FIG. 5 configured by the mobile terminal housing cell 51 and the communication spiral antenna 52, the magnetic flux 53 entering the communication spiral antenna 52 is an eddy current generated on the metal surface of the mobile terminal housing cell 51. The communication function is greatly attenuated by cancellation by the magnetic flux 54 in the opposite direction. On the other hand, the RF-ID system for mobile terminals in FIG. 6 is one in which a sintered ferrite body 64 is inserted between the reader / writer exchange spiral antenna 62 and the metal surface of the mobile terminal housing cell 61. . As a result, the magnetic flux 63 entering the communication spiral antenna 62 is focused by the ferrite fired body 64, and the eddy current on the metal surface of the mobile terminal housing cell 61 is suppressed. The RF-ID system for portable terminals according to the present invention has a fine structure in which the fine structure of the ferrite fired body 64 is fired at a firing temperature of 910 to 1000 ° C. in the relationship between the firing temperature and the fine structure of FIG. It is. Thereby, an antenna module having good communication performance can be realized.

次に本発明の具体例を説明する。   Next, specific examples of the present invention will be described.

(実施例1)
実施例1においては、本発明のフェライト磁性材料、およびその製造方法について述べる。
Example 1
In Example 1, the ferrite magnetic material of the present invention and the manufacturing method thereof will be described.

(表1)において、※印を付したRunNo.は本発明の範囲内のフェライト磁性材料である。また、図1は、フェライト磁性材料の製造方法を示す図である。すなわち、出発原材料として酸化鉄Feが46.7〜48.7モル%、酸化ニッケルNiOが19.3〜21.3モル%、酸化銅CuOが10.05〜12.05モル%、酸化亜鉛ZnOが19.95〜21.95モル%の比率になるように、電子天秤を使用して各々秤量した後、ボールミル等を使用して所定時間混合した。混合は湿式で実施して、混合媒体としてはジルコニア球やステンレス球等を適用した。混合物のスラリーを110〜130℃の温度で乾燥した後、解砕して800〜910℃の温度で仮焼することにより主成分粉末を作製した。仮焼には、ロータリーキルン、連続式トンネル炉、バッチ式箱型炉等が適用できる。仮焼の条件は、主成分粉末の反応性を左右するものであり、最終のフェライト磁性材料におけるスピネル型結晶構造の固溶体生成を完璧なものにするために、工程条件の厳密な管理が必要となる。 In Table 1, the RunNo. Is a ferrite magnetic material within the scope of the present invention. Moreover, FIG. 1 is a figure which shows the manufacturing method of a ferrite magnetic material. That is, as a starting raw material, iron oxide Fe 2 O 3 is 46.7 to 48.7 mol%, nickel oxide NiO is 19.3 to 21.3 mol%, copper oxide CuO is 10.05 to 12.05 mol%, Each zinc oxide ZnO was weighed using an electronic balance so that the ratio was 19.95 to 21.95 mol%, and then mixed for a predetermined time using a ball mill or the like. Mixing was performed wet, and zirconia spheres, stainless spheres, etc. were applied as the mixing medium. The slurry of the mixture was dried at a temperature of 110 to 130 ° C., then pulverized and calcined at a temperature of 800 to 910 ° C. to prepare a main component powder. A rotary kiln, a continuous tunnel furnace, a batch type box furnace, or the like can be applied to the calcination. The calcination conditions affect the reactivity of the main component powder, and strict control of process conditions is necessary to complete the formation of a solid solution with a spinel crystal structure in the final ferrite magnetic material. Become.

一方、上記した主成分粉末の製造方法と同様の方法により酸化鉄Feが0.48〜0.54モル、酸化コバルトCoが0.52〜0.46モルの比率より成る副成分粉末を作製した。すなわち、所定の比率より成るFeとCoの混合物を作製した後、700〜900℃の温度で仮焼して、粉砕することにより副成分粉末を作製した。図2にその粉末X線回折図を示した。副成分粉末も主成分粉末と同様に、FeとCoが仮焼中に固相反応して形成されたスピネル型結晶構造の固溶体であり、未反応分は確認されなかった。 On the other hand, iron oxide Fe 2 O 3 has a ratio of 0.48 to 0.54 mol and cobalt oxide Co 2 O 3 has a ratio of 0.52 to 0.46 mol by the same method as the manufacturing method of the main component powder described above. A minor component powder was prepared. That is, a mixture of Fe 2 O 3 and Co 2 O 3 having a predetermined ratio was prepared, calcined at a temperature of 700 to 900 ° C., and pulverized to prepare an auxiliary component powder. FIG. 2 shows the powder X-ray diffraction pattern. Similar to the main component powder, the subcomponent powder is a solid solution having a spinel crystal structure formed by solid phase reaction of Fe 2 O 3 and Co 2 O 3 during calcination, and no unreacted component was confirmed. .

次に、前記主成分粉末の100重量部に対して、前記副成分粉末を0.2〜1.2重量部、添加剤としての酸化銅CuOを0.5〜1.5重量部、電子天秤を使用して各々秤量した後、アトラクションミルやボールミル等で湿式での混合粉砕を実施した。ここでの混合粉砕は、最終粉末であるフェライト磁性材料の粒度分布、平均粒子径、およびBETの比表面積を制御するものであり、後工程の条件や製品性能を左右する重要な操作である。なお、目的とする粒子径を得るために、場合によっては数十時間の混合粉砕を実施することもある。そして、混合粉砕した後のスラリーを110〜130℃の温度で乾燥した後、乾燥塊状物を解砕することにより、本発明のフェライト磁性材料を得た。   Next, 0.2 to 1.2 parts by weight of the subcomponent powder, 0.5 to 1.5 parts by weight of copper oxide CuO as an additive, and electronic balance with respect to 100 parts by weight of the main component powder. Then, each was weighed, and then wet mixed and pulverized with an attraction mill, a ball mill or the like. Here, the mixing and pulverization controls the particle size distribution, average particle size, and BET specific surface area of the ferrite magnetic material that is the final powder, and is an important operation that influences the conditions and product performance of the post-process. In some cases, mixed pulverization may be performed for several tens of hours in order to obtain a target particle size. And after drying the slurry after mixing and pulverizing at the temperature of 110-130 degreeC, the ferrite magnetic material of this invention was obtained by crushing a dried lump.

作製した本発明のフェライト磁性材料の粉末X線回折図を図3示した。すなわち、仮焼中に出発原材料同士の固相反応が進行してスピネル型結晶構造の固溶体が形成されていた。また、得られた本発明のフェライト磁性材料は、レーザ回折散乱法による粒度分布測定によると、0.5〜1.6μmの平均粒子径を有していた。また、窒素ガス吸着法によるBETの比表面積測定によると、3.000〜5.500m/gの値を有していた。 The powder X-ray diffraction pattern of the produced ferrite magnetic material of the present invention is shown in FIG. That is, a solid-state reaction between the starting raw materials progressed during calcination to form a solid solution having a spinel crystal structure. The obtained ferrite magnetic material of the present invention had an average particle diameter of 0.5 to 1.6 μm according to the particle size distribution measurement by the laser diffraction scattering method. Moreover, according to the specific surface area measurement of BET by a nitrogen gas adsorption method, it had a value of 3.000-5.500 m 2 / g.

以上の様に、本発明のフェライト磁性材料は、その製造方法においてモル比率の限定されたFe、NiO、CuO、ZnOより成る主成分粉末、およびモル比率の限定されたCo、Feより成る副成分粉末をそれぞれ仮焼して反応させたものであり、前記主成分、及び前記副成分のうち少なくとも1つ以上をスピネル型結晶構造の固溶体としたものである。 As described above, the ferrite magnetic material of the present invention has a main component powder composed of Fe 2 O 3 , NiO, CuO, ZnO whose molar ratio is limited in the manufacturing method thereof, and Co 2 O 3 whose molar ratio is limited. , Fe 2 O 3 subcomponent powders are calcined and reacted, and at least one of the main component and subcomponent is a solid solution having a spinel crystal structure.

(実施例2)
実施例2においては、(表1)の組成表に基づいて作製されたフェライト磁性材料より成るフェライト焼成体について、その製造方法、および透磁率、Q値等の磁気特性評価について述べる。
(Example 2)
In Example 2, a method for manufacturing a ferrite sintered body made of a ferrite magnetic material manufactured based on the composition table of (Table 1) and evaluation of magnetic properties such as magnetic permeability and Q value will be described.

(表1)の組成表に基づいて、実施例1に記載の方法により作製されたフェライト磁性材料の100重量部に対して、ポリビニルブチラール系樹脂を4.0〜6.0重量部、フタル酸エステル系の可塑剤を3.5〜6.0重量部及び有機溶剤を40〜60重量部の割合で配合した後、専用のミルで混合してスラリーを作製した。作製したスラリーの粘度は20℃で1500〜2500Pa・secであり、シート成形用として適切な粘度を有していた。なお、ポリビニルブチラール系樹脂、フタル酸エステル系の可塑剤、および有機溶剤の重量は、出発原材料のロット間変動、仮焼における固相反応状態の変動、混合粉砕後の平均粒子径の変動、および次工程における成形シートの設定厚み等により、前記した範囲内で適宜加減できるものである。   Based on the composition table of (Table 1), 4.0 to 6.0 parts by weight of polyvinyl butyral resin with respect to 100 parts by weight of the ferrite magnetic material produced by the method described in Example 1, phthalic acid After blending 3.5 to 6.0 parts by weight of an ester plasticizer and 40 to 60 parts by weight of an organic solvent, the mixture was mixed by a dedicated mill to prepare a slurry. The viscosity of the produced slurry was 1500-2500 Pa · sec at 20 ° C., and had an appropriate viscosity for sheet molding. The weights of the polyvinyl butyral resin, the phthalate ester plasticizer, and the organic solvent are the lot-to-lot fluctuations of the starting raw materials, the fluctuation of the solid-phase reaction state in the calcining, the fluctuation of the average particle diameter after mixing and grinding, and It can be appropriately adjusted within the above-mentioned range depending on the set thickness of the molded sheet in the next step.

次に、フェライト磁性材料より成るスラリーをPETフィルム上に製膜して50〜300μmの厚みを有するグリーンシートを作製した。すなわち、粘度が調整されたスラリーを塗工機に供給しながら、ローラー間のギャップとライン速度を調節してPETフィルム上に製膜、乾燥した後、巻き上げてグリーンシートを作製した。ローラー間のギャップを調節することによりグリーンシートの厚みは50〜300μmに制御できるものである。また、グリーンシート同士の積層密着性に影響を及ぼす乾燥温度は、60〜90℃に調節した。ライン速度は作製するグリーンシートの表面状態や乾燥状態に応じて調節する必要があり、0.5〜2.0m/minの範囲内で制御した。スラリー粘度と、グリーンシートの厚み、ライン速度、及び乾燥温度のバランスが悪くなると、作製されたグリーンシートの表面に亀裂が発生するため、適切な制御が必要となる。   Next, a slurry made of a ferrite magnetic material was formed on a PET film to produce a green sheet having a thickness of 50 to 300 μm. That is, while supplying the slurry whose viscosity was adjusted to the coating machine, the gap between the rollers and the line speed were adjusted to form a film on the PET film, dried, and then rolled up to produce a green sheet. The thickness of the green sheet can be controlled to 50 to 300 μm by adjusting the gap between the rollers. Moreover, the drying temperature which affects the lamination | stacking adhesiveness of green sheets was adjusted to 60-90 degreeC. The line speed needs to be adjusted according to the surface state and dry state of the green sheet to be produced, and is controlled within the range of 0.5 to 2.0 m / min. When the balance between the slurry viscosity, the thickness of the green sheet, the line speed, and the drying temperature is deteriorated, cracks are generated on the surface of the produced green sheet, and thus appropriate control is required.

次に積層体作製工程において、上記グリーンシートをラミネート機により所定の層数に積層した。すなわち、PETフィルム上に製膜したグリーンシートをラミネート機の加温ローラー圧着により2〜6層に積層して所定の厚みを有する積層体を作製した。加温ローラーの表面温度は、前記ポリビニルブチラール系樹脂のガラス転移温度よりも高い100〜120℃に制御して、良好な積層密着性を確保した。   Next, in the laminate manufacturing process, the green sheets were laminated in a predetermined number of layers by a laminator. That is, the green sheet formed on the PET film was laminated in 2 to 6 layers by heating roller pressure bonding of a laminating machine to produce a laminate having a predetermined thickness. The surface temperature of the heating roller was controlled to 100 to 120 ° C., which was higher than the glass transition temperature of the polyvinyl butyral resin, to ensure good lamination adhesion.

次に切断工程において、積層したグリーンシートを所定の形状に切断した。すなわち、積層したグリーンシートをRFIDやNFCの交信用スパイラルアンテナの形状に適合するように設計された専用の金型を用いて打ち抜き切断して所定の形状と厚みを有する成形体を作製した。グリーンシートが良好な積層密着性を有しているため、当該工程において層間剥離等の不具合は発生しなかった。なお、最終製品の品種構成上、積層の必要性がない品番の場合、成形したグリーンシートを積層工程を経由せずに所定の形状に切断するものである。   Next, in the cutting step, the laminated green sheets were cut into a predetermined shape. That is, the laminated green sheet was punched and cut using a special mold designed to fit the shape of the RFID or NFC contact spiral antenna to produce a molded body having a predetermined shape and thickness. Since the green sheet has good lamination adhesion, problems such as delamination did not occur in this process. In the case of a product number that does not require lamination due to the type configuration of the final product, the formed green sheet is cut into a predetermined shape without going through the lamination process.

次に、所定の形状を有する成形体をサヤ詰めした後、脱脂及び焼成してフェライト焼成体を作製した。フェライト焼成体は、30〜250μmの厚みを有していた。すなわち、フェライト磁性材料より成る成形体をアルミナ質の薄板上にサヤ詰めした後、ポリビニルブチラール系樹脂及びフタル酸エステル系の可塑剤を燃焼させるため脱脂を実施した。脱脂の条件は、350〜600℃であり、良好な脱脂を実現するためには、炉内に打ち込む空気の量と排ガスブロワーの排気量をバランスさせる必要がある。また、急激な昇温は、最終焼成体の亀裂の原因となるため避ける必要がある。次に、本焼成炉により930℃(910〜1000℃が好ましい)の最高温度で焼成してフェライト焼成体を作製した。脱脂、及び本焼成は、連続式トンネル炉、バッチ式箱型炉、ベルト式トンネル炉等により実施した。通常、脱脂と本焼成は同一炉により連続して実施するが、脱脂と本焼成を別々の炉で実施しても差し支えない。なお、焼成の最高温度に関して、最終製品の品種構成上、目標とする品番により適宜加減できる。さらに、焼成炉の構造や披焼成体の量等により適宜調節が必要となる。   Next, a compact having a predetermined shape was packed in a sheath, and then degreased and fired to prepare a ferrite fired body. The sintered ferrite body had a thickness of 30 to 250 μm. That is, after a compact made of a ferrite magnetic material was packed on an alumina thin plate, degreasing was carried out to burn a polyvinyl butyral resin and a phthalate ester plasticizer. The degreasing conditions are 350 to 600 ° C., and in order to achieve good degreasing, it is necessary to balance the amount of air driven into the furnace and the exhaust amount of the exhaust gas blower. Further, a rapid temperature rise needs to be avoided because it causes cracks in the final fired body. Next, it fired at the maximum temperature of 930 degreeC (910-1000 degreeC is preferable) with this baking furnace, and produced the ferrite sintered compact. Degreasing and main firing were carried out in a continuous tunnel furnace, batch-type box furnace, belt-type tunnel furnace or the like. Usually, degreasing and main baking are continuously performed in the same furnace, but degreasing and main baking may be performed in separate furnaces. Note that the maximum firing temperature can be appropriately adjusted depending on the target product number in the final product type configuration. Further, appropriate adjustment is required depending on the structure of the firing furnace, the amount of the fired body, and the like.

図4に走査型電子顕微鏡により撮影したフェライト焼成体の破断面の一例を示した。930℃の最高温度で焼成した本実施例のフェライト焼成体は、粒成長進行中の結晶粒子と数μm以下の空孔より形成されていた。また、本実施例のフェライト焼成体の粉末X線回折によると、主結晶相が(Ni・Zn・Cu)Fe系のスピネル型固溶体である単一相を形成していた。 FIG. 4 shows an example of a fracture surface of a sintered ferrite body taken with a scanning electron microscope. The ferrite sintered body of this example, which was fired at the maximum temperature of 930 ° C., was formed from crystal grains in progress of grain growth and pores of several μm or less. Further, according to the powder X-ray diffraction of the ferrite sintered body of the present embodiment, to form a main crystalline phase (Ni · Zn · Cu) single phase is a spinel solid solution of Fe 2 O 4 system.

次に、(表1)の組成表に基づいて作製した各々のフェライト焼成体について、磁気特性としてその透磁率、Q値(損失係数の逆数)、及び透磁率の温度変化率を測定した。まず、100〜110μmの厚みを有するフェライト焼成体について、形状を保護するため、その両面に耐水性のテープを貼り付けた後、焼成体にフレキシブル性を持たせるためブレイク加工した。そして、ピナクル金型を用いて外径が22mm、内径が13mmのトロイダル体を作製した。トロイダル体に直径が0.25mmの銅線をスパイラル状に20ターン巻きつけて、磁気特性測定用の供試体とした。ヒューレットパッカード社製LCRメータを使用して、13.56MHzでのL値(リアクタンス)とQ値を測定して、L値により換算して透磁率を求めた。透磁率の温度変化率は、恒温槽中に放置した供試体とLCRメータとを専用ケーブルで接続して、−40℃〜100℃の温度範囲でのL値を測定して求めた。L値を透磁率に換算した後、20℃の透磁率を基準として20〜100℃の変化率を求めた。一連の磁気特性の結果を(表2)に示した。   Next, the magnetic permeability, Q value (reciprocal of loss coefficient), and temperature change rate of magnetic permeability were measured for each sintered ferrite body produced based on the composition table of (Table 1). First, in order to protect the shape of the ferrite fired body having a thickness of 100 to 110 μm, a water-resistant tape was applied to both surfaces thereof, and then subjected to a break process in order to give the fired body flexibility. Then, a toroidal body having an outer diameter of 22 mm and an inner diameter of 13 mm was produced using a pinnacle mold. A copper wire having a diameter of 0.25 mm was spirally wound around the toroidal body for 20 turns to obtain a specimen for measuring magnetic properties. Using an LCR meter manufactured by Hewlett-Packard Company, the L value (reactance) and Q value at 13.56 MHz were measured, and converted into the L value to obtain the magnetic permeability. The temperature change rate of the magnetic permeability was obtained by measuring the L value in the temperature range of −40 ° C. to 100 ° C. by connecting the specimen left in the thermostat and the LCR meter with a dedicated cable. After converting the L value into the magnetic permeability, the rate of change of 20 to 100 ° C. was determined based on the magnetic permeability of 20 ° C. The results of a series of magnetic properties are shown in (Table 2).

これによると、RunNo.に※印を付した本発明の範囲内のフェライト磁性材料より成るフェライト焼成体は、通信性能の指標となる透磁率とQ値の積(μ×Q)が10000以上と高く、また透磁率の温度変化率が安定していた。   According to this, RunNo. The ferrite sintered body made of a ferrite magnetic material within the scope of the present invention marked with * has a high product of permeability and Q value (μ × Q), which is an index of communication performance, as high as 10,000 or more. The rate of temperature change was stable.

以上のように、本発明のフェライト焼成体は、実施例1に記載の製造方法により作製されたフェライト磁性材料より成るものであり、スピネル型結晶構造の固溶体である結晶粒子が粒成長進行中である微細構造を有するものである。そして、良好な磁気特性を有するものであり、13.56MHzにおける透磁率とQ値の積が10000以上を有していた。   As described above, the sintered ferrite body of the present invention is made of the ferrite magnetic material produced by the manufacturing method described in Example 1, and the crystal grains, which are solid solutions having a spinel crystal structure, are in the process of grain growth. It has a certain fine structure. And it had a favorable magnetic characteristic, and the product of the magnetic permeability in 13.56 MHz and Q value had 10,000 or more.

(実施例3)
本発明のフェライト磁性材料より成るフェライト焼成体は、主として非接触でデータの通信を行うRFIDシステム、もしくはNFCシステムにおけるアンテナモジュールにおいて良好な通信性能を得るために適用されるものである。
(Example 3)
The ferrite sintered body made of the ferrite magnetic material of the present invention is mainly applied to obtain good communication performance in an RFID module that performs data communication without contact or an antenna module in an NFC system.

図7は、フェライト焼成体を搭載したNFCシステムの断面斜視図である。これによると、NFCアンテナ73とNFCシステム筐体セル72との間にフェライト焼成体74が挿入された構成となる。   FIG. 7 is a cross-sectional perspective view of an NFC system equipped with a ferrite sintered body. According to this, the sintered ferrite body 74 is inserted between the NFC antenna 73 and the NFC system casing cell 72.

図7と類似の構成により通信機能を測定した。すなわち、(表1)の組成表に基づいて実施例2において作製した100〜110μmの厚みを有するフェライト焼成体について、その形状を保護するために両面に耐水性のテープを貼り付けた後、フレキシブル性を持たせるためブレイク加工した。そして、ピナクル金型により、30mm×25mmの寸法を有する長方形を打ち抜いて通信機能測定用の供試体とした。供試体の一方の面に筐体セルに見立てた銅版を、そして他方の面にNFCシステム用のスパイラルアンテナを貼り付けて測定用のタグとした。タグとNFC用リーダー/ライターとの間でアンテナモジュールを構成して13.56MHzの共振周波数における通信距離を測定した。測定結果を(表2)に示した。   The communication function was measured with a configuration similar to FIG. That is, the ferrite fired body having a thickness of 100 to 110 μm produced in Example 2 based on the composition table of (Table 1) was bonded with water-resistant tape on both sides in order to protect the shape, and then flexible. A break was made to give it a character. A pinnacle mold was used to punch out a rectangle having a size of 30 mm × 25 mm to obtain a test piece for communication function measurement. A copper plate that looks like a casing cell was attached to one side of the specimen, and a spiral antenna for an NFC system was attached to the other side to form a measurement tag. An antenna module was configured between the tag and the NFC reader / writer, and the communication distance at a resonance frequency of 13.56 MHz was measured. The measurement results are shown in (Table 2).

これによると、RunNo.に※印を付した本発明の範囲内のフェライト磁性材料より成るフェライト焼成体で構成されたアンテナモジュールは、110mm以上の通信距離を有しており、実施例2において測定した透磁率とQ値の積(μ×Q)と正の相関があった。   According to this, RunNo. The antenna module composed of a ferrite sintered body made of a ferrite magnetic material within the scope of the present invention marked with * has a communication distance of 110 mm or more, and the permeability and Q value measured in Example 2 There was a positive correlation with the product of (μ × Q).

以上の様に、本発明のアンテナモジュールは高い透磁率とQ値の積(μ×Q)を有するフェライト焼成体により構成されるものであり、良好な通信性能を有するRFIDシステム、もしくはNFCシステムを実現できる。   As described above, the antenna module of the present invention is composed of a sintered ferrite body having a product of high magnetic permeability and Q value (μ × Q), and an RFID system or NFC system having good communication performance is provided. realizable.

(比較例)
比較例においては、酸化鉄Feが0.51モル、酸化コバルトCoが0.49モルの比率より成る副成分粉末が、スピネル型結晶構造の固溶体ではなく、単なる混合物である場合について述べる。
(Comparative example)
In the comparative example, the subcomponent powder having a ratio of 0.51 mol of iron oxide Fe 2 O 3 and 0.49 mol of cobalt oxide Co 2 O 3 is not a solid solution having a spinel crystal structure but a simple mixture. Describe the case.

すなわち、(表3)の組成表に基づいて、実施例1に記載した方法でRunNo.31〜42の組成に対応したフェライト磁性材料を作製した。特に、実施例1と異なる点は、酸化鉄Feが0.51モル、酸化コバルトCoが0.49モルの比率より成る副成分粉末について、仮焼による固相反応によりスピネル型結晶構造の固溶体を形成することなく、単なる混合物として適用したことである。すなわち、(表3)のRunNo.31〜42の組成より成るフェライト磁性材料は、(表1)のRunNo.2、4、7、8、11、12、15、16、19、20、23、24と同組成であり、副成分を単なる混合物としたものである。次に、作製したRunNo.31〜42の組成を有するフェライト磁性材料を用いて、実施例2と同様の製造方法でフェライト焼成体を作製した後、磁気特性としてその透磁率、Q値(損失係数の逆数)、及び透磁率の温度変化率を測定した。 That is, based on the composition table shown in (Table 3), the RunNo. Ferrite magnetic materials corresponding to the compositions of 31 to 42 were produced. In particular, the difference from Example 1 was that spinel was formed by a solid-state reaction by calcining with respect to a subcomponent powder having a ratio of 0.51 mol of iron oxide Fe 2 O 3 and 0.49 mol of cobalt oxide Co 2 O 3. It was applied as a mere mixture without forming a solid solution of the type crystal structure. That is, in RunNo. Ferrite magnetic materials having the compositions of 31 to 42 are listed in Run No. of (Table 1). It has the same composition as 2, 4, 7, 8, 11, 12, 15, 16, 19, 20, 23, 24, and the auxiliary component is a simple mixture. Next, the produced RunNo. Using a ferrite magnetic material having a composition of 31 to 42, a ferrite fired body was produced by the same manufacturing method as in Example 2, and then its magnetic properties, magnetic permeability, Q value (reciprocal of loss factor), and magnetic permeability The temperature change rate of was measured.

一連の磁気特性の結果を(表4)のRunNo.31〜42に示した。そして、組成は同じであるが仮焼による固相反応によりスピネル型結晶構造の固溶体を形成した結果である(表2)のRunNo.2、4、7、8、11、12、15、16、19、20、23、24と比較した。それによると、副成分を混合物の形態で適用した本比較例のフェライト焼成体は、副成分をスピネル型結晶構造の固溶体として適用した実施例2のフェライト焼成体に比べて、特にQ値が低下したために通信性能の指標となる透磁率とQ値の積(μ×Q)が低くなり、概ね10000以下であった。   A series of magnetic characteristics results are shown in Run No. of (Table 4). 31 to 42. And, the composition is the same, but a solid solution having a spinel crystal structure is formed by a solid-phase reaction by calcination (Table 2). 2, 4, 7, 8, 11, 12, 15, 16, 19, 20, 23, 24. According to this, the ferrite fired body of this comparative example in which the subcomponent was applied in the form of a mixture had a particularly lower Q value than the ferrite fired body of Example 2 in which the subcomponent was applied as a solid solution having a spinel crystal structure. Therefore, the product (μ × Q) of permeability and Q value, which is an index of communication performance, is low, and is generally about 10,000 or less.

次に、実施例3と同様の方法で、RunNo.31〜42のフェライト磁性材料より成る各々のフェライト焼成体を用いて測定用のタグを試作した後、13.56MHzの共振周波数でリーダー/ライターとの通信距離を測定した。その結果を(表4)に示した。これによると、透磁率とQ値の積(μ×Q)と連動しており、(表2)のRunNo.2、4、7、8、11、12、15、16、19、20、23、24の結果と比べて、通信距離が短く110mm以下であった。   Next, in the same manner as in Example 3, RunNo. A prototype tag for measurement was made using each of the sintered ferrite bodies made of 31 to 42 ferrite magnetic material, and the communication distance with the reader / writer was measured at a resonance frequency of 13.56 MHz. The results are shown in (Table 4). According to this, it is linked with the product of permeability and Q value (μ × Q). Compared with the results of 2, 4, 7, 8, 11, 12, 15, 16, 19, 20, 23, and 24, the communication distance was 110 mm or shorter.

以上の様に、本発明の磁性材料において、FeとCoより成る副成分粉末の形態がスピネル型結晶構造の固溶体ではなく、単なる混合物である場合、透磁率とQ値の積(μ×Q)が小さく、通信距離が短くなり、本発明の意図する結果は得られなかった。 As described above, in the magnetic material of the present invention, when the form of the subcomponent powder composed of Fe 2 O 3 and Co 2 O 3 is not a solid solution having a spinel crystal structure but a simple mixture, the permeability and Q value are The product (μ × Q) is small, the communication distance is shortened, and the intended result of the present invention cannot be obtained.

本発明のフェライト磁性材料及びその製造方法、それを用いたフェライト焼成体並びにアンテナモジュールは、フェライト磁性材料組成とその製造方法、それによるフェライト焼成体の形態を規定したものであり、良好な通信性能を得ることができるため、特にリーダー/ライター交信用スパイラルアンテナより成る携帯端末用RFIDシステムやNFCシステムに有用である。   The ferrite magnetic material and the manufacturing method thereof, the ferrite fired body using the ferrite magnetic material, and the antenna module according to the present invention specify the composition of the ferrite magnetic material, the manufacturing method thereof, and the form of the ferrite fired body thereby, and have good communication performance. Therefore, the present invention is particularly useful for an RFID system for portable terminals and an NFC system comprising a reader / writer exchange spiral antenna.

51,61 携帯端末筐体セル
52,62 交信用スパイラルアンテナ
53,63 交信用スパイラルアンテナに侵入する磁束
54 渦電流による反対方向の磁束
64 フェライト焼成体
72 NFCシステム筐体セル
73 NFCアンテナ
74 フェライト焼成体
51, 61 Mobile terminal housing cell 52, 62 Communication spiral antenna 53, 63 Magnetic flux entering the communication spiral antenna 54 Magnetic flux in the opposite direction due to eddy current 64 Ferrite fired body 72 NFC system housing cell 73 NFC antenna 74 Ferrite firing body

Claims (7)

46.7〜48.7モル%のFe、19.3〜21.3モル%のNiO、10.05〜12.05モル%のCuO、19.95〜21.95モル%のZnOより成る主成分100重量部に対して、少なくとも副成分として化合物(1−X)Co・XFe(但しX:0.48〜0.54モル)を0.2〜1.2重量部、CuOを0.5〜1.5重量部、それぞれ含むことを特徴とするフェライト磁性材料。 46.7 to 48.7 mol% of Fe 2 O 3, 19.3~21.3 mol% of NiO, 10.05-12.05 mol% of CuO, 19.95 to 21.95 mol% of ZnO The compound (1-X) Co 2 O 3 .XFe 2 O 3 (where X is 0.48 to 0.54 mol) as at least a subcomponent is added to 0.2 to 1.100 parts by weight of the main component. A ferrite magnetic material comprising 2 parts by weight and 0.5 to 1.5 parts by weight of CuO. 46.7〜48.7モル%のFe、19.3〜21.3モル%のNiO、10.05〜12.05モル%のCuO、19.95〜21.95モル%のZnOより成る主成分100重量部に対して、少なくとも副成分として化合物(1−X)Co・XFe(但しX:0.48〜0.54モル)を0.2〜1.2重量部、CuOを0.5〜1.5重量部、それぞれ含み、前記主成分、及び前記副成分のうち少なくとも1つ以上がスピネル型結晶構造の固溶体であることを特徴とする請求項1記載のフェライト磁性材料。 46.7 to 48.7 mol% of Fe 2 O 3, 19.3~21.3 mol% of NiO, 10.05-12.05 mol% of CuO, 19.95 to 21.95 mol% of ZnO The compound (1-X) Co 2 O 3 .XFe 2 O 3 (where X is 0.48 to 0.54 mol) as at least a subcomponent is added to 0.2 to 1.100 parts by weight of the main component. 2. The composition according to claim 1, comprising 2 parts by weight and 0.5 to 1.5 parts by weight of CuO, wherein at least one of the main component and the subcomponent is a solid solution having a spinel crystal structure. The ferrite magnetic material described. 46.7〜48.7モル%のFe、19.3〜21.3モル%のNiO、10.05〜12.05モル%のCuO、19.95〜21.95モル%のZnOより成る混合物を所定の温度で仮焼することにより主成分粉末を作製する工程と、XFeと(1−X)Co(但しX:0.48〜0.54モル)の混合物を所定の温度で仮焼することにより副成分粉末を作製する工程と、前記主成分粉末100重量部に対して前記副成分粉末を0.2〜1.2重量部、CuOを0.5〜1.5重量部、それぞれ配合した後混合する工程を順次行うことを特徴とするフェライト磁性材料の製造方法。 46.7 to 48.7 mol% of Fe 2 O 3, 19.3~21.3 mol% of NiO, 10.05-12.05 mol% of CuO, 19.95 to 21.95 mol% of ZnO A step of preparing a main component powder by calcining a mixture comprising a predetermined temperature, XFe 2 O 3 and (1-X) Co 2 O 3 (where X is 0.48 to 0.54 mol). A step of producing a subcomponent powder by calcining the mixture at a predetermined temperature, and 0.2 to 1.2 parts by weight of the subcomponent powder and 0.5% of CuO with respect to 100 parts by weight of the main component powder. A method for producing a ferrite magnetic material, wherein the step of mixing after mixing 1.5 parts by weight is performed sequentially. 46.7〜48.7モル%のFe、19.3〜21.3モル%のNiO、10.05〜12.05モル%のCuO、19.95〜21.95モル%のZnOより成る混合物を所定の温度で仮焼することにより主成分粉末を作製する工程と、XFeと(1−X)Co(但しX:0.48〜0.54モル)の混合物を所定の温度で仮焼することにより副成分粉末を作製する工程と、前記主成分粉末100重量部に対して前記副成分粉末を0.2〜1.2重量部、CuOを0.5〜1.5重量部、それぞれ配合した後混合する工程を備え、前記主成分粉末、及び前記副成分粉末のうち少なくとも1つ以上がスピネル型結晶構造の固溶体であることを特徴とする請求項3記載のフェライト磁性材料の製造方法。 46.7 to 48.7 mol% of Fe 2 O 3, 19.3~21.3 mol% of NiO, 10.05-12.05 mol% of CuO, 19.95 to 21.95 mol% of ZnO A step of preparing a main component powder by calcining a mixture comprising a predetermined temperature, XFe 2 O 3 and (1-X) Co 2 O 3 (where X is 0.48 to 0.54 mol). A step of producing a subcomponent powder by calcining the mixture at a predetermined temperature, and 0.2 to 1.2 parts by weight of the subcomponent powder and 0.5% of CuO with respect to 100 parts by weight of the main component powder. 4. The method of claim 3, further comprising a step of mixing after mixing 1.5 parts by weight, wherein at least one of the main component powder and the subcomponent powder is a solid solution having a spinel crystal structure. The manufacturing method of the ferrite magnetic material of description. 46.7〜48.7モル%のFe、19.3〜21.3モル%のNiO、10.05〜12.05モル%のCuO、19.95〜21.95モル%のZnOより成る主成分100重量部に対して、少なくとも副成分として化合物(1−X)Co・XFe(但しX:0.48〜0.54モル)を0.2〜1.2重量部、CuOを0.5〜1.5重量部、それぞれ含み、
粒成長進行中の結晶粒子と数μm以下の空孔を有する微細構造を備えることを特徴とするフェライト焼成体。
46.7 to 48.7 mol% of Fe 2 O 3, 19.3~21.3 mol% of NiO, 10.05-12.05 mol% of CuO, 19.95 to 21.95 mol% of ZnO The compound (1-X) Co 2 O 3 .XFe 2 O 3 (where X is 0.48 to 0.54 mol) as at least a subcomponent is added to 0.2 to 1.100 parts by weight of the main component. 2 parts by weight, each containing 0.5 to 1.5 parts by weight of CuO,
A ferrite sintered body comprising a fine structure having crystal grains in progress of grain growth and pores of several μm or less.
46.7〜48.7モル%のFe、19.3〜21.3モル%のNiO、10.05〜12.05モル%のCuO、19.95〜21.95モル%のZnOより成る主成分100重量部に対して、少なくとも副成分として化合物(1−X)Co・XFe(但しX:0.48〜0.54モル)を0.2〜1.2重量部、CuOを0.5〜1.5重量部、それぞれ含み、前記粒成長進行中の結晶粒子がスピネル型結晶構造の固溶体であることを特徴とする請求項5記載のフェライト焼成体。 46.7 to 48.7 mol% of Fe 2 O 3, 19.3~21.3 mol% of NiO, 10.05-12.05 mol% of CuO, 19.95 to 21.95 mol% of ZnO The compound (1-X) Co 2 O 3 .XFe 2 O 3 (where X is 0.48 to 0.54 mol) as at least a subcomponent is added to 0.2 to 1.100 parts by weight of the main component. 6. The ferrite sintered body according to claim 5, wherein the crystal grains containing 2 parts by weight and 0.5 to 1.5 parts by weight of CuO are solid solutions having a spinel crystal structure. 非接触でデータの通信を行うRFIDシステム、もしくはNFCシステムにおけるアンテナモジュールにおいて、アンテナモジュールに設置された磁性部材が、請求項5または6記載のいずれかのフェライト焼成体により形成されたものであることを特徴とするアンテナモジュール。 In the antenna system in the RFID system or NFC system that performs data communication without contact, the magnetic member installed in the antenna module is formed of the ferrite sintered body according to any one of claims 5 and 6. An antenna module characterized by
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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015064693A1 (en) 2013-10-31 2015-05-07 戸田工業株式会社 Ferrite sintered body, ferrite sintered plate, and ferrite sintered sheet
JP2015117173A (en) * 2013-12-20 2015-06-25 Tdk株式会社 Ferrite composition, ferrite plate, member for antenna element and antenna element
JP2016037445A (en) * 2014-08-05 2016-03-22 スカイワークス ソリューションズ, インコーポレイテッドSkyworks Solutions, Inc. Composition, rf device, modified nickel zinc ferrite composition and method for fine tuning nickel-zinc ferrite material
JP2016094319A (en) * 2014-11-17 2016-05-26 Tdk株式会社 Ferrite composition, ferrite plate, member for antenna element and antenna element
US9536645B2 (en) 2013-10-16 2017-01-03 Tdk Corporation Ferrite composition and electronic component
CN106952828A (en) * 2017-03-28 2017-07-14 青岛大学 A kind of preparation method of p-type metal oxide thin-film transistor
WO2019150936A1 (en) * 2018-01-31 2019-08-08 戸田工業株式会社 Ni-zn-cu ferrite powder, electronic component, antenna, and rf tag
US10483619B2 (en) 2010-09-22 2019-11-19 Skyworks Solutions, Inc. Modified Ni—Zn ferrites for radiofrequency applications
CN110540422A (en) * 2019-08-22 2019-12-06 江门江益磁材有限公司 Nickel-copper-zinc ferrite powder and preparation method and application thereof
CN116283265A (en) * 2023-04-14 2023-06-23 电子科技大学 Low-temperature sintered NiCuZn power ferrite and preparation method thereof

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11088435B2 (en) 2010-09-22 2021-08-10 Skyworks Solutions, Inc. Modified Ni—Zn ferrites for radiofrequency applications
US10483619B2 (en) 2010-09-22 2019-11-19 Skyworks Solutions, Inc. Modified Ni—Zn ferrites for radiofrequency applications
US9536645B2 (en) 2013-10-16 2017-01-03 Tdk Corporation Ferrite composition and electronic component
US10128029B2 (en) 2013-10-31 2018-11-13 Toda Kogyo Corp. Ferrite ceramics, ferrite sintered plate and ferrite sintered sheet
KR20160079787A (en) 2013-10-31 2016-07-06 도다 고교 가부시끼가이샤 Ferrite sintered body, ferrite sintered plate, and ferrite sintered sheet
WO2015064693A1 (en) 2013-10-31 2015-05-07 戸田工業株式会社 Ferrite sintered body, ferrite sintered plate, and ferrite sintered sheet
US9793608B2 (en) 2013-12-20 2017-10-17 Tdk Corporation Ferrite composition, ferrite plate, member for antenna element, and antenna element
JP2015117173A (en) * 2013-12-20 2015-06-25 Tdk株式会社 Ferrite composition, ferrite plate, member for antenna element and antenna element
JP2016037445A (en) * 2014-08-05 2016-03-22 スカイワークス ソリューションズ, インコーポレイテッドSkyworks Solutions, Inc. Composition, rf device, modified nickel zinc ferrite composition and method for fine tuning nickel-zinc ferrite material
JP2016094319A (en) * 2014-11-17 2016-05-26 Tdk株式会社 Ferrite composition, ferrite plate, member for antenna element and antenna element
CN106952828A (en) * 2017-03-28 2017-07-14 青岛大学 A kind of preparation method of p-type metal oxide thin-film transistor
WO2019150936A1 (en) * 2018-01-31 2019-08-08 戸田工業株式会社 Ni-zn-cu ferrite powder, electronic component, antenna, and rf tag
JPWO2019150936A1 (en) * 2018-01-31 2021-02-25 戸田工業株式会社 Ni-Zn-Cu-based ferrite powder, electronic components, antennas and RF tags
JP7224574B2 (en) 2018-01-31 2023-02-20 戸田工業株式会社 Ni-Zn-Cu ferrite powder, electronic parts, antennas and RF tags
CN110540422A (en) * 2019-08-22 2019-12-06 江门江益磁材有限公司 Nickel-copper-zinc ferrite powder and preparation method and application thereof
CN116283265A (en) * 2023-04-14 2023-06-23 电子科技大学 Low-temperature sintered NiCuZn power ferrite and preparation method thereof

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