JP3457576B2 - 高周波用磁性材料 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高周波用磁性材料
に係るもので、特に100MHｚ以上の高周波領域において
使用するインダクタ用に適した高周波用磁性材料に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】インダクタの使用される範囲が数百MHｚ
からGHｚ帯といった高周波領域に広がりつつある。従
来、高周波コイルにはNi−Zn系フェライトが主として用
いられているが、周波数が高くなると損失の増加などの
問題が生じる。そこで、フェロックスプレーナ等を用い
ることが検討されているが、ほとんど実用化されていな
い。また、高周波領域では非磁性体を用いて空心コイル
を構成して利用することもあるが、非磁性体を用いたの
では高いインダクタンスやＱを得ることが困難となる。

【０００３】発明者は、フェロックスプレーナの一種で
あるコバルト−バリウム−ストロンチウム系フェライト
の組成を改良し、高いμＱ積が得られ、しかも高周波領
域において使用できる磁性材料を得るために、特願平8-
82004号でコバルトの一部を銅で置換するものを提案し
た。さらに低温焼成を可能にするために特願平9-157906
号において、バリウムーストロンチウムの一部を鉛で置
換するものを提案した。これによって、銀の内部電極が
形成可能な950°Cまで焼成温度を下げることができた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、銀の融点よ
りも低い温度である950°Ｃ以下の温度で焼成可能で、
かつ透磁率の高い高周波用磁性材料を提供するものであ
る。また、環境問題に対応するために、鉛を使用せずに
低温焼成を可能にするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、六方晶の磁性
材料、すなわちフェロックスプレーナ系磁性材料のバリ
ウム−ストロンチウムの一部をビスマスで置換すること
によって、上記の課題を解決するものである。

【０００６】すなわち、本発明による高周波用磁性材料
は、一般式 （2+3X）（Co_0．6Cu_0．4）O・3（Bａ
_{0.75（1−X）／0．9}Sｒ_{0.15（１−X）／0.9}Ｂｉ_ｘ）O・
（9.8−3X／2）Fe₂O₃ で表される組成（ｘはモル）において 0.04≦ｘ≦0．14 であることに特徴を有するものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】2（Co_0．6Cu_0．4）O・3（Ba_ｘSｒ
_0．9−ｘ）O・9.8Fe₂O₃におけるバリウムとストロンチ
ウムの一部をBiで置換することによって、高周波領域に
おける透磁率を向上させることができ、それによって高
いμＱ積を得ることができる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。

【０００９】まず、本発明による高周波用磁性材料の製
造方法について説明する。材料としてCoO、CuO、Bi_２O
_３、BaCO_３、SrCO_３、Fe_２O_３を所定の組成となるよう
に秤量し、ボールミルで20時間混合した。これを1200°
Cの温度で2時間仮焼し、この仮焼物を遊星ボールミルで
粉砕した。これに、バインダー等を加えて成形し、880
−930°Cの温度で焼成して本発明による材料を得た。

【００１０】本発明による高周波用磁性材料の特性の測
定は、通常用いられる短絡同軸法により行った。焼成前
の寸法で外径25mm、内径18mm、厚さ５mmに成形してトロ
イダル状のコアを得て各種特性を測定した。測定周波数
は300MHzとした。なお、焼成温度によって特性に差が生
じるので、焼成温度ごとに各サンプルの測定結果を得
た。

【００１１】図１は、各焼成温度ごとにビスマスの置換
量を変えたサンプルの初透磁率（μ _iac）を測定した結
果を示すものである。横軸にビスマスの置換量を示し、
縦軸に初透磁率μ_iacを示してある。

【００１２】折れ線11は焼成温度を880°Cとしたものの
特性を示す。Xで表したビスマス比率が0のときの初透磁
率が2．35であったが、比率を0.04とすると初透磁率が
4.50、比率を0.06とすると初透磁率が4．23と上昇し、
比率が0．08のときは初透磁率が4．22、比率が0．1のと
きは初透磁率が3．99、比率が0.12のときは初透磁率が
3.99、比率が0．14のときは初透磁率が3．72であった。
比率を0．16とすると初透磁率が2．96と下がっている。

【００１３】折れ線12は焼成温度を910°Cとしたものの
特性を示す。Xで表したビスマス比率が0のときの初透磁
率が3．01であったが、比率を0.04とすると初透磁率が
6.06、比率を0.06とすると初透磁率が5．96、比率が0．
08のときは初透磁率が6.08と上昇し、比率が0．1のとき
は初透磁率が5.96、比率が0.12のときは初透磁率が5.4
6、比率が0．14のときは初透磁率が4.52であった。比率
を0．16とすると初透磁率が3.42と下がっている。

【００１４】折れ線13は焼成温度を930°Cとしたものの
特性を示す。Xで表したビスマス比率が0のときの初透磁
率が3．94であったが、比率を0.04とすると初透磁率が
6.23、比率を0.06とすると初透磁率が5．76と上昇し、
比率が0．08のときは初透磁率が5.49、比率が0．1のと
きは初透磁率が5.26、比率が0.12のときは初透磁率が
4．95、比率が0．14のときは初透磁率が4.21であった。
比率を0．16とすると初透磁率が3.41と添加しないとき
よりも下がっている。

【００１５】上記のように、Xで表したビスマスの比率
が0.04から0．14のときにはいずれも初透磁率が上昇し
たことが確認された。そして、焼成温度を880°Cまで下
げても従来950°Ｃ以上の温度で焼成していた素子と同
程度の特性が得られることが確認できた。

【００１６】また、ビスマスの比率を0.1としたときの
μＱ積を測定してみると、焼成温度が880°Cのとき205.
22、910°Ｃのとき226.99、930°Ｃのとき223.69といず
れもピークを示し、添加しないときよりも15％から45％
程度向上していることが確認された。

【００１7】上記のように、ビスマスの置換量が0.04か
ら0.14の範囲で、高周波領域における特性の良好な磁性
材料が得られた。そして、Baの一部をSrとBiで同時に置
換することでAgの内部導体との同時焼成が可能な、より
低い焼成温度で特性の良好な磁性材料が得られた。

【００１８】

【発明の効果】本発明によれば、100MHz以上の高周波領
域において、透磁率の大きい磁性材料が得られ、しかも
比較的大きなμＱ積を有する磁性材料が得られる。これ
によって、インダクタンスの大きい、ＵＨＦ帯からそれ
以上の周波数帯域に適したインダクタ用の磁性材料が得
られる。

【００１９】また、焼成温度を880°Ｃ程度まで下げる
ことができ、導体材料として銀を用いることも可能とな
って、電気的特性も良好なインダクタ等を得ることがで
きる。鉛を用いずに低温焼成が可能となり、環境問題に
も対応できる磁性材料が得られる。

【００２０】そのうえ、燒結密度も高くすることができ
るので、機械的強度、信頼性の面でも、特性の改善が可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による高周波用磁性材料の特性の説明
図

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平10−335133（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−167703（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01F 1/12 - 1/38

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一般式 （2+3X）（Co_0．6Cu_0．4）O・3（Bａ
   _{0.75（1−X）／0．9}Sｒ_{0.15（１−X）／0.9}Ｂｉ_ｘ）O・
   （9.8−3X／2）Fe₂O₃ で表される組成（ｘはモル）において 0.04≦ｘ≦0．14 である高周波用磁性材料。
2. 【請求項２】 一般式 （2+3X）（Co_0．6Cu_0．4）O・3（Bａ
   _{0.75（1−X）／0．9}Sｒ_{0.15（１−X）／0.9}Ｂｉ_ｘ）O・
   （9.8−3X／2）Fe₂O₃ で表される組成（ｘはモル）において 0.04≦ｘ≦0．14 である高周波インダクタ用磁性材料。