JP2679716B2 - Ferrite core firing material - Google Patents

Ferrite core firing material

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JP2679716B2 JP2015345A JP1534590A JP2679716B2 JP 2679716 B2 JP2679716 B2 JP 2679716B2 JP 2015345 A JP2015345 A JP 2015345A JP 1534590 A JP1534590 A JP 1534590A JP 2679716 B2 JP2679716 B2 JP 2679716B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、焼結されたフェライトコアを得るため焼
成に付される、フェライトコア焼成用材料に関するもの
で、特に、その組成の改良に関するものである。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a material for firing a ferrite core, which is subjected to firing to obtain a sintered ferrite core, and more particularly to an improvement in its composition. Is.

[従来の技術] 最近、第1図に示すようなコイル1が実用化されてい
る。コイル1は、磁芯となるべきフェライトコア2を備
え、フェライトコア2には、線材3が巻かれている。こ
のようなコア2は、耐熱性樹脂4によりモールド処理さ
れる。なお、第1図において、耐熱性樹脂4の外形の一
部が破線で示され、それによって、樹脂4内に配置され
るコア2等が見えるようにされている。樹脂4の外部に
は、端子5が導出される。端子5は、線材3と電気的に
接続される。
[Prior Art] Recently, a coil 1 as shown in FIG. 1 has been put into practical use. The coil 1 includes a ferrite core 2 to be a magnetic core, and the ferrite core 2 is wound with a wire 3. Such a core 2 is molded with a heat resistant resin 4. In FIG. 1, a part of the outer shape of the heat resistant resin 4 is shown by a broken line so that the core 2 and the like arranged in the resin 4 can be seen. The terminal 5 is led out of the resin 4. The terminal 5 is electrically connected to the wire rod 3.

第2図には、第1図に示したフェライトコア2が単独
で示されている。フェライトコア2は、円形のフランジ
を有しているが、第3図に示すような角形のフランジを
備えるフェライトコア2aが用いられてもよい。
In FIG. 2, the ferrite core 2 shown in FIG. 1 is shown alone. The ferrite core 2 has a circular flange, but a ferrite core 2a having a square flange as shown in FIG. 3 may be used.

[発明が解決しようとする課題] 上述した耐熱性樹脂4は、その硬化時において収縮を
生じ、それによって応力がコア2に及ぼされる。従来、
フェライトコア2は、Ni−Zn系またはNi−Zn−Cu系フェ
ライトから構成されるが、このような材料からなるコア
2においては、樹脂4の硬化時に生じる応力により、コ
ア常数が変化することがわかっている。このことを、第
6図および第7図を参照して説明する。
[Problems to be Solved by the Invention] The above-mentioned heat-resistant resin 4 contracts when it is cured, whereby stress is exerted on the core 2. Conventionally,
The ferrite core 2 is composed of Ni-Zn-based or Ni-Zn-Cu-based ferrite. In the core 2 made of such a material, the core constant may change due to the stress generated when the resin 4 is cured. know. This will be described with reference to FIGS. 6 and 7.

第6図および第7図は、それぞれ、インダクタンス
(L)値およびQ値の周波数特性を示す図であり、
“△”でプロットされた折線が0.25Vの入力信号が与え
られた場合を示し、“○”でプロットされた折線が1.0V
の入力信号が与えられた場合を示している。また、第6
図は、第1図に示した耐熱性樹脂4によるモールド処理
前の状態でのL値およびQ値を示し、第7図は、耐熱性
樹脂4によるモールド処理後の状態でのL値およびQ値
を示している。
FIG. 6 and FIG. 7 are diagrams showing frequency characteristics of the inductance (L) value and the Q value, respectively.
The polygonal line plotted with “△” shows the case where an input signal of 0.25V is given, and the polygonal line plotted with “○” is 1.0V.
The case where the input signal of is given is shown. Also, the sixth
FIG. 7 shows the L value and Q value before the mold treatment with the heat resistant resin 4 shown in FIG. 1, and FIG. 7 shows the L value and Q value after the mold treatment with the heat resistant resin 4. Indicates the value.

第6図および第7図を比較すればわかるように、初期
のL値およびQ値については、樹脂4によるモールド処
理後のものが、モールド処理前のものに比べて、低下し
ている。また、第7図からわかるように、樹脂4による
モールド処理後のものでは、入力信号が0.25Vから1.0V
に上がると、L値およびQ値のそれぞれの周波数特性が
大きく変化してしまう。
As can be seen by comparing FIGS. 6 and 7, the initial L value and Q value after the mold treatment with the resin 4 are lower than those before the mold treatment. Also, as can be seen from FIG. 7, the input signal after molding with resin 4 is from 0.25V to 1.0V.
If it goes up, the frequency characteristics of the L value and the Q value will change greatly.

また、耐熱性樹脂4によるモールド処理後において
は、外部環境(温度、湿度)の変化により、樹脂4の膨
張または収縮が生じ、これによって、コア2に応力が及
ぼされる。このことも原因となって、従来のフェライト
材料からなるコア2を備えるコイル1では、L値および
Q値が不所望にも変動する。したがって、このようなコ
イル1を用いた回路の回路常数が常に変動することにな
り、回路の信頼性に欠けるという問題に遭遇する。
Further, after the molding process with the heat resistant resin 4, the resin 4 expands or contracts due to the change of the external environment (temperature, humidity), and the stress is exerted on the core 2. This also causes the L value and Q value to change undesirably in the coil 1 including the core 2 made of a conventional ferrite material. Therefore, the circuit constant of such a circuit using the coil 1 constantly fluctuates, and the problem of lack of circuit reliability is encountered.

このような問題を防ぐため、従来は、耐熱性樹脂4と
して低応力樹脂を用いたり、フェライトコア2のまわり
に緩衝材をコーティングすることも行なわれていたが、
これでは、樹脂材料費および工程の増加等で、コストア
ップが避けられないという別の問題に遭遇することにな
る。
In order to prevent such a problem, conventionally, a low stress resin is used as the heat resistant resin 4, or a buffer material is coated around the ferrite core 2.
This causes another problem that the cost increase cannot be avoided due to an increase in the resin material cost and the process.

それゆえに、この発明の目的は、上述したような問題
を解消し得る、フェライトコア焼成用材料を提供しよう
とすることである。
Therefore, an object of the present invention is to provide a ferrite core firing material that can solve the above-mentioned problems.

[課題を解決するための手段] この発明は、焼成によって得られるフェライトコアの
ための焼成用材料を提供しようとするもので、このフェ
ライトコア焼成用材料は、上述した技術的課題を解決す
るため、Fe2O346.5〜49.5モル%、CuO5〜10モル%、ZnO
2〜30モル%、および残部NiOからなる、Ni−Zn−Cu系フ
ェライト材料に、Co3O40.05〜0.60重量%、Bi2O33〜5
重量%、およびSiO20.10〜2.0重量%を添加したもので
あることを特徴としている。上述した組成の各成分範囲
の限定理由は、次のとおりである。
[Means for Solving the Problem] The present invention is intended to provide a firing material for a ferrite core obtained by firing, and the ferrite core firing material is for solving the above-mentioned technical problem. , Fe 2 O 3 46.5 to 49.5 mol%, CuO 5 to 10 mol%, ZnO
2-30 mol%, and the balance being NiO, the Ni-Zn-Cu ferrite material, Co 3 O 4 0.05 to 0.60 wt%, Bi 2 O 3 3 to 5
%, And SiO 2 0.10 to 2.0% by weight are added. The reasons for limiting the range of each component of the above-described composition are as follows.

A.主成分について (1)Fe2O3 これが、46.5モル%未満であると、Q値が劣化すると
いう問題があり、49.5モル%を越えると、焼結性が劣化
し、コアの強度が低下するとともに、磁場劣化現象が著
しく、実用的でなくなる。
A. Main components (1) Fe 2 O 3 If this content is less than 46.5 mol%, the Q value will deteriorate, and if it exceeds 49.5 mol%, the sinterability will deteriorate and the strength of the core will decrease. As the magnetic field deteriorates, the phenomenon of magnetic field deterioration becomes significant, making it impractical.

(2)CuO これを、5〜10モル%含有させることにより、比較的
低温で焼成を行なうことができ、また、高密度のコアを
得ることができるため、強度が向上する。また、このた
め、磁気特性の良好な、特にQ値の高いコアを得ること
ができる。CuOが5モル%未満であると、Q値が低下す
る。また、CuOが10モル%を越えると、CuFeO2等の異相
が生じ、磁気特性が劣化する。
(2) CuO By containing this in an amount of 5 to 10 mol%, firing can be performed at a relatively low temperature and a high-density core can be obtained, so that the strength is improved. Further, for this reason, it is possible to obtain a core having good magnetic properties, particularly a high Q value. If the CuO content is less than 5 mol%, the Q value decreases. On the other hand, if CuO exceeds 10 mol%, a different phase such as CuFeO 2 is generated and the magnetic properties are deteriorated.

(3)ZnO ZnOは、コアの透磁率を調整するために用いられる。
これは、残りのNiOの量を調整するためのものであり、
結果として、NiOを10.5〜46.5モル%含有させる。NiOの
量が、10.5モル%未満であると、Q値が低下し、46.5モ
ル%を越えると、焼結性が極端に劣化し、コアの強度が
低下する。
(3) ZnO ZnO is used to adjust the magnetic permeability of the core.
This is to adjust the amount of remaining NiO,
As a result, NiO is contained at 10.5 to 46.5 mol%. When the amount of NiO is less than 10.5 mol%, the Q value is lowered, and when it exceeds 46.5 mol%, the sinterability is extremely deteriorated and the strength of the core is lowered.

B.添加物について (4)Co3O4 これが、0.05重量%未満であると、Q値が劣化し、一
様な正の温度係数を有する初透磁率を与えることができ
ない。他方、0.6重量%を越えると、L値の温度係数の
小さなものができなくなるばかりでなく、樹脂モールド
処理後の諸特性が劣化し、著しく実用的でなくなる。
B. Additives (4) Co 3 O 4 If this is less than 0.05% by weight, the Q value deteriorates, and it is not possible to provide an initial magnetic permeability having a uniform positive temperature coefficient. On the other hand, if it exceeds 0.6% by weight, not only one having a small temperature coefficient of L value cannot be formed, but also various properties after resin molding are deteriorated, which is not practically practical.

(5)Bi2O3 これが、5重量%を越えると、Q値が低下し、3重量
%未満であると、樹脂モールド処理後の諸特性が劣化
し、実用的でなくなる。
(5) Bi 2 O 3 When it exceeds 5% by weight, the Q value is lowered, and when it is less than 3% by weight, various properties after resin molding treatment deteriorate and it becomes unpractical.

(6)SiO2 これが、2.0重量%を越えると、焼結性が劣化し、コ
アの強度が低下する。他方、0.10重量%未満になると、
樹脂モールド処理後の諸特性が劣化して、実用的でなく
なる。
(6) SiO 2 If this content exceeds 2.0% by weight, the sinterability deteriorates and the strength of the core decreases. On the other hand, if it is less than 0.10% by weight,
After the resin molding process, the various properties deteriorate and become impractical.

[発明の効果] この発明に係るフェライトコア焼成用材料を焼結して
なるフェライトコアによれば、次のような効果を奏する
ことができる。
[Effect of the Invention] According to the ferrite core obtained by sintering the material for firing a ferrite core according to the present invention, the following effects can be achieved.

まず、この発明に係る焼成用材料から得られたフェラ
イトコアは、樹脂モールド処理による樹脂からの応力の
影響をほとんど受けない。そのため、モールド処理前お
よび処理後の間で、L値およびQ値がほとんど変化しな
いため、高い信頼性を有するフェライトコアを提供する
ことができる。
First, the ferrite core obtained from the firing material according to the present invention is hardly affected by the stress from the resin due to the resin molding process. Therefore, the L value and the Q value hardly change before and after the molding process, so that a ferrite core having high reliability can be provided.

また、樹脂モールド処理後におけるコイルへの入力信
号の変化に応じて、L値とQ値との各周波数特性があま
り変化しない。そのため、入力信号特性が大幅に改善さ
れたコイルを得ることができる。
Further, the frequency characteristics of the L value and the Q value do not change so much in accordance with the change of the input signal to the coil after the resin molding process. Therefore, it is possible to obtain a coil with greatly improved input signal characteristics.

また、L値の温度特性が小さく、一様に正である。し
たがって、この発明に係るフェライトコアを用いて構成
されたコイルは、たとえば、負の温度特性を持つコンデ
ンサと容易に組合わせることができる。
Further, the temperature characteristic of the L value is small and is uniformly positive. Therefore, the coil formed by using the ferrite core according to the present invention can be easily combined with, for example, a capacitor having a negative temperature characteristic.

また、フェライトコアが樹脂モールド処理された状態
で、外部環境の変化により樹脂に膨張または収縮が生じ
ても、それに伴ってコイルのL値およびQ値がほとんど
変動しないので、コイルを用いた回路の信頼性を高める
ことができる。
Further, even if the resin expands or contracts due to changes in the external environment while the ferrite core is resin-molded, the L value and Q value of the coil hardly fluctuate accordingly, so that the circuit using the coil The reliability can be increased.

また、モールド処理のために低応力樹脂を用いたり、
フェライトコアのまわりに緩衝材をコーティングするこ
とが不用となるので、これらの対策をとる場合に遭遇す
るコストアップをなくすことができる。
In addition, low stress resin is used for mold processing,
Since it is unnecessary to coat the ferrite core with a cushioning material, it is possible to eliminate the cost increase encountered when these measures are taken.

[実施例] 以下の組成となるように秤量した粉体を用意した。[Example] A powder was weighed so as to have the following composition.

(実施例1) Fe2O3:NiO:ZnO:CuO =47.5:35.0:9.5:8.0モル% Co3O4=0.20重量% Bi2O3=5.0重量% SiO2=2.0重量% (実施例2) Fe2O3:NiO:ZnO:CuO =47.5:16.0:28.5:8.0モル% Co3O4=0.10重量% Bi2O3=5.0重量% SiO2=0.50重量% (比較例A) Fe2O3:NiO:ZnO:CuO =47.0:39.0:8.5:5.5モル% Co3O4=0.55重量% (比較例B) Fe2O3:NiO:ZnO:CuO =47.6:17.9:28.6:6.0モル% Co3O4=0.08重量% 上記のようにそれぞれ秤量した各粉体を混合し、大気
中にて750℃〜850℃の温度で2時間仮焼し、それによっ
て粉砕された原料を造粒した後、第2図に示すようなコ
ア2となるべき成形体を成形して、この成形体を、950
℃〜1050℃で焼成して、フェライトコア2を得た。
(Example 1) Fe 2 O 3: NiO : ZnO: CuO = 47.5: 35.0: 9.5: 8.0 mol% Co 3 O 4 = 0.20 wt% Bi 2 O 3 = 5.0 wt% SiO 2 = 2.0 wt% (Example 2) Fe 2 O 3 : NiO: ZnO: CuO = 47.5: 16.0: 28.5: 8.0 mol% Co 3 O 4 = 0.10 wt% Bi 2 O 3 = 5.0 wt% SiO 2 = 0.50 wt% (Comparative Example A) Fe 2 O 3 : NiO: ZnO: CuO = 47.0: 39.0: 8.5: 5.5 mol% Co 3 O 4 = 0.55 wt% (Comparative Example B) Fe 2 O 3 : NiO: ZnO: CuO = 47.6: 17.9: 28.6: 6.0 Mol% Co 3 O 4 = 0.08% by weight The powders weighed as described above are mixed and calcined in the atmosphere at a temperature of 750 ° C to 850 ° C for 2 hours to produce a crushed raw material. After granulating, a molded body to be the core 2 as shown in FIG. 2 is molded, and this molded body is 950
The ferrite core 2 was obtained by firing at 1050C to 1050C.

このようにして得られたフェライトコアの各々を用い
てコイルを作製し、それぞれのコイルについて、樹脂モ
ールド処理前に対する樹脂モールド処理後のL値および
Q値の変化率、すなわち「L変化率」および「Q変化
率」、ならびに、樹脂モールド処理後における信号入力
の変化に対するL値およびQ値の周波数特性の変化の大
きさ、すなわち「入力信号特性」を、それぞれ評価し
た。その結果が、以下の表に示されている。
A coil was produced using each of the ferrite cores obtained in this way, and for each coil, the rate of change of the L value and the Q value after the resin molding treatment with respect to that before the resin molding treatment, that is, “L change rate” and The "Q change rate" and the magnitude of the change in the frequency characteristics of the L value and the Q value with respect to the change in the signal input after the resin molding treatment, that is, the "input signal characteristic" were evaluated. The results are shown in the table below.

上記の表によれば、実施例1および2は、比較例Aお
よびBに比べて、「L変化率」、「Q変化率」、および
「入力信号特性」のすべてについて大幅に改善されてい
ることがわかる。また、実施例1および2に係るフェラ
イトコアによれば、樹脂モールド処理を施しても、比較
例AおよびBに比べて、コイルの初期の諸特性の劣化が
ほとんどないことがわかる。
According to the above table, Examples 1 and 2 are greatly improved in all of the “L change rate”, “Q change rate”, and “Input signal characteristic”, as compared with Comparative Examples A and B. I understand. Further, according to the ferrite cores according to Examples 1 and 2, it can be seen that even if the resin molding treatment is performed, the initial characteristics of the coil are hardly deteriorated as compared with Comparative Examples A and B.

第4図および第5図は、上述した実施例2に係るフェ
ライトコアを用いて構成したコイルのL値およびQ値の
各々の周波数特性を示している。また、前述した第6図
および第7図は、上述の比較例Bに係るフェライトコア
を用いて構成したコイルのL値およびQ値の各々の周波
数特性を示している。第4図および第6図は、互いに対
応しており、それぞれ、樹脂モールド処理前の特性を示
している。他方、第5図および第7図は、互いに対応し
ており、それぞれ、樹脂モールド処理後の特性を示して
いる。これらの図面からわかるように、実施例2による
ものは、比較例Bによるものに比べて、樹脂モールド処
理したときのL値およびQ値の変化が非常に少なく、ま
た、入力信号の変化によるL値およびQ値のそれぞれの
周波数特性の変化が非常に少ない。
FIG. 4 and FIG. 5 show respective frequency characteristics of the L value and the Q value of the coil configured by using the ferrite core according to the above-described second embodiment. Further, FIGS. 6 and 7 described above show the respective frequency characteristics of the L value and the Q value of the coil configured by using the ferrite core according to the comparative example B described above. 4 and 6 correspond to each other and show the characteristics before the resin molding process, respectively. On the other hand, FIG. 5 and FIG. 7 correspond to each other and show the characteristics after the resin molding process, respectively. As can be seen from these drawings, the sample according to Example 2 has a very small change in the L value and the Q value when resin-molded, as compared with the sample according to Comparative Example B. The change in the frequency characteristics of the Q value and the Q value is very small.

第8図は、上述した実施例1および2ならびに比較例
AおよびBのそれぞれによるフェライトコアを用いて構
成したコイルのL値の温度特性を示している。第8図か
らわかるように、実施例1および2によるものは、比較
例AおよびBによるものに比べて、温度係数が各段に小
さく、また、一様な正の特性を有している。
FIG. 8 shows the temperature characteristics of the L value of the coils formed by using the ferrite cores of Examples 1 and 2 and Comparative Examples A and B described above. As can be seen from FIG. 8, the temperature coefficient of Examples 1 and 2 is much smaller than that of Comparative Examples A and B, and the temperature coefficient is uniform and positive.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は、この発明に係る焼成用材料により得られるフ
ェライトコア2を備えるコイル1を示す一部破断斜視図
である。第2図は、第1図に示したフェライトコア2を
単独で示す斜視図である。第3図は、フェライトコア2a
の他の例を示す斜視図である。第4図および第5図は、
それぞれ、この発明による実施例2に基づいて得られた
コイルのL値およびQ値の各々の周波数特性を示す図で
あり、第4図は、樹脂モールド処理前の特性を示し、第
5図は、樹脂モールド処理後の特性を示す。第6図およ
び第7図は、それぞれ、比較例Bに基づいて得られたコ
イルのL値およびQ値の各々の周波数特性を示す図であ
り、第6図は、樹脂モールド処理前の特性を示し、第7
図は、樹脂モールド処理後の特性を示す。第8図は、実
施例1および2ならびに比較例AおよびBに基づいて得
られたコイルの各々のL値の温度特性を示す図である。 図において、2,2aはフェライトコアである。
FIG. 1 is a partially cutaway perspective view showing a coil 1 including a ferrite core 2 obtained from a firing material according to the present invention. FIG. 2 is a perspective view showing the ferrite core 2 shown in FIG. 1 alone. Fig. 3 shows ferrite core 2a
It is a perspective view which shows the other example of. 4 and 5 show
FIG. 4 is a diagram showing respective frequency characteristics of L value and Q value of a coil obtained based on Example 2 according to the present invention, FIG. 4 shows characteristics before resin molding, and FIG. The characteristics after resin molding are shown. FIG. 6 and FIG. 7 are diagrams showing the frequency characteristics of the L value and the Q value of the coil obtained based on Comparative Example B, respectively, and FIG. 6 shows the characteristics before the resin molding process. Show, 7th
The figure shows the characteristics after resin molding. FIG. 8 is a diagram showing the temperature characteristics of the L value of each of the coils obtained based on Examples 1 and 2 and Comparative Examples A and B. In the figure, 2 and 2a are ferrite cores.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−101609(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-1-101609 (JP, A)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】Fe2O346.5〜49.5モル%、CuO5〜10モル
%、ZnO2〜30モル%、および残部NiOからなる、Ni−Zn
−Cu系フェライト材料に、Co3O40.05〜0.60重量%、Bi2
O33〜5重量%、およびSiO20.10〜2.0重量%を添加し
た、フェライトコア焼成用材料。
1. Ni-Zn consisting of Fe 2 O 3 46.5 to 49.5 mol%, CuO 5 to 10 mol%, ZnO 2 to 30 mol%, and the balance NiO.
− Cu-based ferrite material, Co 3 O 4 0.05 to 0.60 wt%, Bi 2
A material for firing a ferrite core, to which 3 to 5% by weight of O 3 and 0.10 to 2.0% by weight of SiO 2 are added.
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