JP3644545B2 - 酸化物磁性材料 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
この発明は、チップコイル用コアなどに使用される酸化物磁性材料に関し、詳しくは、チップコイルのコアとして用いることにより、100MHz以上の高周波帯域における損失が小さく、かつ、Lの温度係数の小さいチップコイルを実現することが可能な酸化物磁性材料に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
巻線型チップコイルは、増幅回路や発振回路に使用される電子部品であり、映像機器、通信機器などの分野に広く使用されている。特に、近年、これらの機器に使用される電子回路の高精度化及び高周波数化に伴い、100MHz以上の高周波帯域におけるQの高いチップコイルが要求されるに至っている。
【0003】
また、上記のようなチップコイルでは、組み合せて用いるコンデンサのCの温度係数が−750〜0ppm/℃であることから、これを補償するためにLの温度係数が0〜750ppm/℃のものが要求されるに至っている。
【0004】
一方、高周波用チップコイル用の磁芯材料として、例えば、Ni−Mg−Cu−Biフェライトなどが見い出され、高周波帯域で高いQを保つチップコイルが実用化されるに至っている。
【0005】
しかし、このNi−Mg−Cu−Biフェライトからなるコアを用いたチップコイルは、Lの温度係数が1000〜2000ppm/℃と大きいため、Cの温度係数が−750〜0ppm/℃のコンデンサと組み合わせた場合、回路全体の温度係数が正になってしまうという問題点がある。
【0006】
したがって、100MHz以上の高周波帯域においても使用することが可能で、Lの温度係数が0〜750ppm/℃であるチップコイルを実現することができるようなチップコイル用フェライト材料は得られていないのが現状である。
【0007】
この発明は、上記問題点を解決するものであり、100MHz以上の高周波帯域においても高いQを保ち、かつ、Lの温度係数が0〜750ppm/℃と小さいチップコイルを実現することが可能な、チップコイルのコア材料として好適な酸化物磁性材料を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、発明者等は、種々の実験、検討を行い、Fe2O3,MgO,CuO,Bi2O3,及びNiOを所定の割合で配合し、これにさらにSiO2及びCo3O4を添加し、例えば1000〜1100℃程度の温度で焼成することにより、高周波帯域においても高いQを保ち、かつLの温度係数が0〜750ppm/℃と小さいチップコイルを実現することが可能な、チップコイルのコア材料として好適な酸化物磁性材料が得られることを知り、さらに実験を重ねてこの発明を完成させた。
【0009】
すなわち、この発明の酸化物磁性材料は、Fe2O3,MgO,CuO,Bi2O3及びNiOを、その含有率がそれぞれ、
Fe2O3 :45.0〜49.0mol%
MgO : 3.0〜 9.0mol%
CuO : 1.0〜 4.0mol%
Bi2O3 : 0.1〜 1.5mol%
NiO : 残部
となるような割合で含有する組成物に対して、SiO2及びCo3O4を、その含有率がそれぞれ、
SiO2 : 0.1 〜0.5 重量%
Co3O4 : 0.05〜0.35重量%
となるような割合で添加し、100MHzにおけるQが100以上、また、−25〜85℃の温度範囲におけるLの温度係数が0〜750ppm/℃であることを特徴とする。
【0010】
【実施例】
以下、実施例を示してこの発明の特徴をさらに詳しく説明する。
【0011】
[実施例1]
Fe2O3:47.5mol%
NiO :45.5mol%
MgO : 4.5mol%
CuO : 2.0mol%
Bi2O3: 0.5mol%
を含有してなるフェライト組成物に対して、表1に示すような割合でSiO2,Co3O4を添加、混合する。
【0012】
【表1】
【0013】
なお、表1において、試料番号に*印を付したものは、この発明の範囲外の比較例を示し、その他はこの発明の範囲内の実施例を示す。
【0014】
それから、得られた混合粉末を900℃で2時間仮焼し、玉石及び蒸留水とともにポリエチレン製ポットに入れて24時間混合粉砕した後、有機バインダーを加えてさらに2時間混合し、得られた混合物を乾燥した。
【0015】
次に、これをスプレードライ法で造粒した後、所定の形状(チップコイル用コアの形状)に成型し、1050℃の温度で2時間焼成してチップコイル用コアを作製した。
【0016】
そして、このチップコイル用コアに0.1mmφの導線を5回巻き回し、−25〜85℃の温度範囲で、このコイルのLの温度係数を測定した。SiO2含有率とLの温度係数との関係を図1に示す。
【0017】
通信機用のチップコイルを構成する場合、インダクタンスのQは100MHzにおいて100以上、また、Lの温度係数は0〜750ppm/℃の範囲にあることが望ましい。
【0018】
そこで、Lの温度係数について検討すると、図1から明らかなように、SiO2の添加量が0.1重量%未満のときにはLの温度係数が750ppm/℃を上回っているが、SiO2の添加量が増加するにつれてLの温度係数が小さくなることがわかる。また、SiO2の添加量が0.5重量%を越えると温度係数が負になり、目的とする用途には適さなくなる。
【0019】
したがって、SiO2の添加量は0.1〜0.5重量%の範囲にあることが望ましい。
【0020】
なお、この実施例において形成したチップコイル(コアを構成する酸化物磁性材料中のCo3O4の含有率:0.1重量%)においては、特に図示しないが、100MHzにおけるQが100以上であることが確認されている。
【0021】
[実施例2]
Fe2O3:47.5mol%
NiO :45.5mol%
MgO : 4.5mol%
CuO : 2.0mol%
Bi2O3: 0.5mol%
を含有してなるフェライト組成物に対して、表2に示すような割合でSiO2,Co3O4を添加、混合する。
【0022】
【表2】
【0023】
なお、表2において、試料番号に*印を付したものは、この発明の範囲外の比較例を示し、その他はこの発明の範囲内の実施例を示す。
【0024】
それから、得られた粉末を900℃で2時間仮焼し、玉石及び蒸留水とともにポリエチレン製ポットに入れて24時間混合粉砕した後、有機バインダーを加えてさらに2時間混合し、得られた混合物を乾燥した。
【0025】
次に、これをスプレードライ法で造粒した後、所定の形状(チップコイル用コアの形状)に成型し、1050℃の温度で2時間焼成してチップコイル用コアを作成した。
【0026】
そして、このチップコイル用コアに0.1mmφの導線を5回巻き回し、インピーダンスアナライザにより100MHzにおけるQを測定した。Co3O4含有率とQとの関係を図2に示す。
【0027】
また、−25〜85℃の温度範囲で、このコイルのLの温度係数を測定した。Co3O4含有率とLの温度係数との関係を図3に示す。
【0028】
先にも述べたように、通信機用のチップコイルを構成する場合、インダクタンスのQは100MHzにおいて100以上、また、温度係数は0〜750ppm/℃の範囲にあることが望ましい。
【0029】
そこで、▲1▼100MHzにおけるQが100以上であること、▲2▼Lの温度係数が0ppm/℃以上、750ppm/℃以下であること、の2つの要件を満たすことを好ましい酸化物磁性材料の一つの基準として、Q及びLの温度係数について検討した。
【0030】
図2から明らかなように、Co3O4の添加量が0.05重量%未満のときにはコイルのQが100を下回っているが、Co3O4の添加量が増加するにつれてQが大きくなり、Co3O4の添加量が0.05重量%を越えると100MHzにおけるQが100以上になる。
【0031】
また、図3から明らかなように、Co3O4の添加量が0.35重量%を越えると温度係数が750ppm/℃を越えてしまうため、目的とする用途には適さなくなる。
【0032】
したがって、Co3O4の添加量は0.05〜0.35重量%の範囲にあることが好ましい。
【0033】
【発明の効果】
上述のように、この発明の酸化物磁性材料は、Fe2O3,MgO,CuO,Bi2O3及びNiOを、その含有率がそれぞれ、Fe2O3:45.0〜49.0mol%,MgO:3.0〜9.0mol%,CuO:1.0〜4.0mol%,Bi2O3:0.1〜1.5mol%,NiO:残部,となるような割合で含有する組成物に対して、SiO2及びCo3O4を、その含有率がそれぞれ、SiO2:0.1〜0.5重量%,Co3O4:0.05〜0.35重量%,となるような割合で添加し、100MHzにおけるQが100以上、また、−25〜85℃の温度範囲でLの温度係数が0〜750ppm/℃であるので、チップコイルのコア材料として好適な酸化物磁性材料を得ることが可能になり、これを高周波用のチップコイル用コア材料として用いることにより、高周波帯域におけるQが大きく、かつ、Lの温度係数の小さい高周波低損失チップコイルを得ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の酸化物磁性材料からなるコアを用いたチップコイルの、コア(酸化物磁性材料)中のSiO2含有率とLの温度係数との関係を示す線図である。
【図2】この発明の酸化物磁性材料からなるコアを用いたチップコイルの、コア(酸化物磁性材料)中のCo3O4含有率とQとの関係を示す線図である。
【図3】この発明の酸化物磁性材料からなるコアを用いたチップコイルの、コア(酸化物磁性材料)中のCo3O4含有率とLの温度係数との関係を示す線図である。
Claims (1)
- Fe2O3,MgO,CuO,Bi2O3及びNiOを、その含有率がそれぞれ、
Fe2O3 :45.0〜49.0mol%
MgO : 3.0〜 9.0mol%
CuO : 1.0〜 4.0mol%
Bi2O3 : 0.1〜 1.5mol%
NiO : 残部
となるような割合で含有する組成物に対して、SiO2及びCo3O4を、その含有率がそれぞれ、
SiO2 : 0.1 〜0.5 重量%
Co3O4 : 0.05〜0.35重量%
となるような割合で添加し、100MHzにおけるQが100以上、また、−25〜85℃の温度範囲におけるLの温度係数が0〜750ppm/℃であることを特徴とする酸化物磁性材料。
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Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
JP27117792A JP3644545B2 (ja) | 1992-09-14 | 1992-09-14 | 酸化物磁性材料 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP27117792A Expired - Lifetime JP3644545B2 (ja) | 1992-09-14 | 1992-09-14 | 酸化物磁性材料 |
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- 1992-09-14 JP JP27117792A patent/JP3644545B2/ja not_active Expired - Lifetime
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1993
- 1993-09-14 US US08/120,945 patent/US5346638A/en not_active Expired - Lifetime
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