JP3683680B2 - 高周波積層インダクタ用磁性材料 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高周波積層インダクタ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積層インダクタ用に適した高周波積層インダクタ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といった高周波領域に拡がりつつある。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ので、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、利用することも考えられているが、非磁性体を用いると高いインダクタンス及びＱを得ることが困難となる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
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号で銅を添加することを提案した。低温焼成化も計ったものであるが、十分な特性を得るためには、1200℃程度で焼成しなければならず、導体を内蔵する積層インダクタ等の用途においては同時焼成する導体材料に銀を使うことができない。
【０００４】
本発明は、上記のCo-Sr-Ba系フェライトの特性を維持したままで、銀の融点よりも低い950℃以下で焼成が可能な高周波積層インダクタ用磁性材料を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、六方晶系の磁性材料、すなわちフェロックスプレーナ系磁性材料の一部を置換して組成を改良することによって、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積層インダクタ用磁性材料は、一般式
２（Ｃｏ1-xＣｕx）Ｏ・３（Ｂａ0.5-y/2・Ｓｒ0.5-y/2・Ｐｂy）Ｏ・zＦｅ2Ｏ3で表される組成（x、y、zはモル）において
0.2≦x≦0.4
0.1≦y≦0.2
9≦z≦12
とするものである。
【０００７】
【発明の実施の態様】
２（Ｃｏ1-xＣｕx）Ｏ・３（Ｂａ0.5・Ｓｒ0.5）Ｏ・zＦｅ2Ｏ3のBaとSrをPbで置換することによって従来よりも250℃程度焼成温度を下げることができる。また、上記の範囲の置換量を選択することにより、高周波領域における透磁率を向上させることができる。また、上記組成の範囲内で高い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積層インダクタ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、PbO、BaCO3、SrCO3、Fe2O3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℃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型し、910〜1000℃の温度で２時間焼成することによって本発明による材料を得た。
【００１０】
本発明による高周波積層インダクタ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に成型し、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若干差異があるので焼成温度別にサンプルの特性を測定した。
【００１１】
以下、上記の測定結果について説明する。図１は、zを10.6としたときの各々のCoに対するCuの置換量とBa・Srに対するPbの置換量における透磁率μiacの変化を示す説明図である。yすなわちPbのモル量を横軸にとり、その時のμiacを縦軸に示したものである。Cuの置換量xごとの変化による特性の変化を示したものである。折れ線11はCuの置換量が0.4のとき、折れ線12は同じく0.2のとき、折れ線13は同じく0.1の時を示したもので、この場合は910℃で焼成したものである。なお、Cuの置換量xが0.4を超えると透磁率が極端に下がるので上限を0.4とした。
【００１２】
この場合には、焼結性の問題もあって全体的に透磁率が低いが、Pbの置換量が0.1〜0.25の範囲で、かつCuの置換量が0.2〜0.4の範囲で透磁率が若干改善されている。
【００１３】
図２は、図１と同様に、zを10.6としたときの各々のCoに対するCuの置換量とBa・Srに対するPbの置換量における透磁率μiacの変化を示す説明図である。yすなわちPbのモル量を横軸にとり、その時のμiacを縦軸に示したものである。Cuの置換量xごとの変化による特性の変化を示したものである。折れ線21はCuの置換量が0.4のとき、折れ線22は同じく0.2のとき、折れ線23は同じく0.1の時を示したもので、この場合は950℃で焼成したものである。なお、前記のようにCuの置換量xが0.4を超えると透磁率が極端に下がるので上限を0.4とした。
【００１４】
この場合には、焼結性も上記の例よりも良くなって全体的に透磁率が上がり、Pbの置換量が0.1〜0.25の範囲で、かつCuの置換量が0.2〜0.4の範囲で透磁率が改善されている。
【００１５】
図３も、図１と同様に、zを10.6としたときの各々のCoに対するCuの置換量とBa・Srに対するPbの置換量における透磁率μiacの変化を示す説明図である。yすなわちPbのモル量を横軸にとり、その時のμiacを縦軸に示したものである。Cuの置換量xごとの変化による特性の変化を示したものである。折れ線31はCuの置換量が0.4のとき、折れ線32は同じく0.2のとき、折れ線33は同じく0.1の時を示したもので、この場合は1000℃で焼成したものである。なお、前記のようにCuの置換量xが0.4を超えると透磁率が極端に下がるので上限を0.4とした。
【００１６】
この場合には、上記の２例とは傾向が異なっており、Cuの置換量が0.4のときは徐々に透磁率が下がっているが、他の場合には同様な透磁率の変化を示している。
【００１７】
なお、これよりも高い焼成温度のサンプルも作成したが、焼成温度が高くなるほど置換量が少ない範囲での透磁率が上がる傾向が見られるが、置換量が多くなると1000℃以下の焼成温度の結果とほぼ同じになっていた。
【００１８】
上記の例から、Cuの置換量は0.2〜0.4の範囲で、かつPbの置換量が0.1〜0.2の範囲で透磁率が改善されたことが確認された。なお、Pbの置換量が0.25でも効果が得られる場合もあるが、図２に示した例のように下がる幅が大きくなることがあるので0.2程度とすることが望ましい。
【００１９】
【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体材料が得られ、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、インダクタンスが大きい、ＵＨＦ帯からそれ以上の周波数帯域に適した積層インダクタ用の磁性材料が得られる。
【００２０】
また、焼成温度を950℃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積層インダクタ等を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による磁性材料の透磁率（μ）特性の説明図。
【図２】 本発明による磁性材料の透磁率（μ）特性の説明図。
【図３】 本発明による磁性材料の透磁率（μ）特性の説明図。
【発明の属する技術分野】
本発明は、高周波積層インダクタ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積層インダクタ用に適した高周波積層インダクタ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といった高周波領域に拡がりつつある。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ので、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、利用することも考えられているが、非磁性体を用いると高いインダクタンス及びＱを得ることが困難となる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
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号で銅を添加することを提案した。低温焼成化も計ったものであるが、十分な特性を得るためには、1200℃程度で焼成しなければならず、導体を内蔵する積層インダクタ等の用途においては同時焼成する導体材料に銀を使うことができない。
【０００４】
本発明は、上記のCo-Sr-Ba系フェライトの特性を維持したままで、銀の融点よりも低い950℃以下で焼成が可能な高周波積層インダクタ用磁性材料を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、六方晶系の磁性材料、すなわちフェロックスプレーナ系磁性材料の一部を置換して組成を改良することによって、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積層インダクタ用磁性材料は、一般式
２（Ｃｏ1-xＣｕx）Ｏ・３（Ｂａ0.5-y/2・Ｓｒ0.5-y/2・Ｐｂy）Ｏ・zＦｅ2Ｏ3で表される組成（x、y、zはモル）において
0.2≦x≦0.4
0.1≦y≦0.2
9≦z≦12
とするものである。
【０００７】
【発明の実施の態様】
２（Ｃｏ1-xＣｕx）Ｏ・３（Ｂａ0.5・Ｓｒ0.5）Ｏ・zＦｅ2Ｏ3のBaとSrをPbで置換することによって従来よりも250℃程度焼成温度を下げることができる。また、上記の範囲の置換量を選択することにより、高周波領域における透磁率を向上させることができる。また、上記組成の範囲内で高い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積層インダクタ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、PbO、BaCO3、SrCO3、Fe2O3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℃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型し、910〜1000℃の温度で２時間焼成することによって本発明による材料を得た。
【００１０】
本発明による高周波積層インダクタ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に成型し、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若干差異があるので焼成温度別にサンプルの特性を測定した。
【００１１】
以下、上記の測定結果について説明する。図１は、zを10.6としたときの各々のCoに対するCuの置換量とBa・Srに対するPbの置換量における透磁率μiacの変化を示す説明図である。yすなわちPbのモル量を横軸にとり、その時のμiacを縦軸に示したものである。Cuの置換量xごとの変化による特性の変化を示したものである。折れ線11はCuの置換量が0.4のとき、折れ線12は同じく0.2のとき、折れ線13は同じく0.1の時を示したもので、この場合は910℃で焼成したものである。なお、Cuの置換量xが0.4を超えると透磁率が極端に下がるので上限を0.4とした。
【００１２】
この場合には、焼結性の問題もあって全体的に透磁率が低いが、Pbの置換量が0.1〜0.25の範囲で、かつCuの置換量が0.2〜0.4の範囲で透磁率が若干改善されている。
【００１３】
図２は、図１と同様に、zを10.6としたときの各々のCoに対するCuの置換量とBa・Srに対するPbの置換量における透磁率μiacの変化を示す説明図である。yすなわちPbのモル量を横軸にとり、その時のμiacを縦軸に示したものである。Cuの置換量xごとの変化による特性の変化を示したものである。折れ線21はCuの置換量が0.4のとき、折れ線22は同じく0.2のとき、折れ線23は同じく0.1の時を示したもので、この場合は950℃で焼成したものである。なお、前記のようにCuの置換量xが0.4を超えると透磁率が極端に下がるので上限を0.4とした。
【００１４】
この場合には、焼結性も上記の例よりも良くなって全体的に透磁率が上がり、Pbの置換量が0.1〜0.25の範囲で、かつCuの置換量が0.2〜0.4の範囲で透磁率が改善されている。
【００１５】
図３も、図１と同様に、zを10.6としたときの各々のCoに対するCuの置換量とBa・Srに対するPbの置換量における透磁率μiacの変化を示す説明図である。yすなわちPbのモル量を横軸にとり、その時のμiacを縦軸に示したものである。Cuの置換量xごとの変化による特性の変化を示したものである。折れ線31はCuの置換量が0.4のとき、折れ線32は同じく0.2のとき、折れ線33は同じく0.1の時を示したもので、この場合は1000℃で焼成したものである。なお、前記のようにCuの置換量xが0.4を超えると透磁率が極端に下がるので上限を0.4とした。
【００１６】
この場合には、上記の２例とは傾向が異なっており、Cuの置換量が0.4のときは徐々に透磁率が下がっているが、他の場合には同様な透磁率の変化を示している。
【００１７】
なお、これよりも高い焼成温度のサンプルも作成したが、焼成温度が高くなるほど置換量が少ない範囲での透磁率が上がる傾向が見られるが、置換量が多くなると1000℃以下の焼成温度の結果とほぼ同じになっていた。
【００１８】
上記の例から、Cuの置換量は0.2〜0.4の範囲で、かつPbの置換量が0.1〜0.2の範囲で透磁率が改善されたことが確認された。なお、Pbの置換量が0.25でも効果が得られる場合もあるが、図２に示した例のように下がる幅が大きくなることがあるので0.2程度とすることが望ましい。
【００１９】
【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体材料が得られ、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、インダクタンスが大きい、ＵＨＦ帯からそれ以上の周波数帯域に適した積層インダクタ用の磁性材料が得られる。
【００２０】
また、焼成温度を950℃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積層インダクタ等を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による磁性材料の透磁率（μ）特性の説明図。
【図２】 本発明による磁性材料の透磁率（μ）特性の説明図。
【図３】 本発明による磁性材料の透磁率（μ）特性の説明図。
Claims (1)
- 一般式
２（Ｃｏ1-xＣｕx）Ｏ・３（Ｂａ0.5-y/2・Ｓｒ0.5-y/2・Ｐｂy）Ｏ・zＦｅ2Ｏ3で表される組成（x、y、zはモル）において
0.2≦x≦0.4
0.1≦y≦0.2
9≦z≦12
である高周波積層インダクタ用磁性材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15790697A JP3683680B2 (ja) | 1997-05-30 | 1997-05-30 | 高周波積層インダクタ用磁性材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15790697A JP3683680B2 (ja) | 1997-05-30 | 1997-05-30 | 高周波積層インダクタ用磁性材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10335133A JPH10335133A (ja) | 1998-12-18 |
| JP3683680B2 true JP3683680B2 (ja) | 2005-08-17 |
Family
ID=15660037
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15790697A Expired - Fee Related JP3683680B2 (ja) | 1997-05-30 | 1997-05-30 | 高周波積層インダクタ用磁性材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3683680B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| JP3457576B2 (ja) * | 1999-06-23 | 2003-10-20 | 修 木村 | 高周波用磁性材料 |
| JP2002252108A (ja) * | 2001-02-23 | 2002-09-06 | Osamu Kimura | 高周波用磁性材料 |
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| JP4074439B2 (ja) * | 2001-03-01 | 2008-04-09 | Ｔｄｋ株式会社 | 磁性酸化物焼結体およびこれを用いた高周波回路部品 |
| JP4074437B2 (ja) * | 2001-03-01 | 2008-04-09 | Ｔｄｋ株式会社 | 磁性酸化物焼結体およびこれを用いた高周波回路部品 |
| JP4074440B2 (ja) * | 2001-03-01 | 2008-04-09 | Ｔｄｋ株式会社 | 磁性酸化物焼結体およびこれを用いた高周波回路部品 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09110432A (ja) * | 1995-10-12 | 1997-04-28 | Tdk Corp | Ｚ型六方晶系酸化物磁性材料 |
| JP3693398B2 (ja) * | 1995-12-15 | 2005-09-07 | 松下電器産業株式会社 | セラミックス磁性体材料およびこれを用いた高周波用回路部品 |
-
1997
- 1997-05-30 JP JP15790697A patent/JP3683680B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10335133A (ja) | 1998-12-18 |
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Legal Events
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