JP4107667B2 - Ferrite material and inductor element - Google Patents

Ferrite material and inductor element Download PDF

Info

Publication number
JP4107667B2
JP4107667B2 JP2004177292A JP2004177292A JP4107667B2 JP 4107667 B2 JP4107667 B2 JP 4107667B2 JP 2004177292 A JP2004177292 A JP 2004177292A JP 2004177292 A JP2004177292 A JP 2004177292A JP 4107667 B2 JP4107667 B2 JP 4107667B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
αμir
ferrite material
value
initial permeability
mol
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP2004177292A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2005097085A (en
Inventor
卓也 青木
健作 朝倉
琢 村瀬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TDK Corp
Original Assignee
TDK Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TDK Corp filed Critical TDK Corp
Priority to JP2004177292A priority Critical patent/JP4107667B2/en
Priority to TW093122124A priority patent/TWI303073B/en
Priority to KR1020040063191A priority patent/KR100617494B1/en
Priority to US10/931,299 priority patent/US7034649B2/en
Priority to CNB2004100751825A priority patent/CN100339335C/en
Priority to EP04020904A priority patent/EP1512668B1/en
Priority to DE602004025886T priority patent/DE602004025886D1/en
Publication of JP2005097085A publication Critical patent/JP2005097085A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4107667B2 publication Critical patent/JP4107667B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Compounds Of Iron (AREA)
  • Magnetic Ceramics (AREA)
  • Soft Magnetic Materials (AREA)

Description

本発明は、高い品質係数(以下、Q値)を有し、かつ広い温度範囲で透磁率の変化が少ない、つまり温度係数の絶対値が小さいフェライト材料に関するものである。   The present invention relates to a ferrite material having a high quality factor (hereinafter referred to as Q value) and a small change in magnetic permeability over a wide temperature range, that is, a small absolute value of the temperature coefficient.

これまで、Q値が高くかつ低温度係数を示すフェライト材料として特許文献1に開示されたものが知られている。このフェライト材料は、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であって、酸化鉄の含有量がFe23換算で40〜46モル%の範囲、酸化亜鉛の含有量がZnO換算で25.1〜30モル%の範囲、酸化ニッケルの含有量がNiO換算で10〜25モル%の範囲、および、残部酸化銅を含有し、主成分に対して副成分として酸化ビスマスをBi23換算で2重量%未満の範囲、酸化コバルトをCo34換算で0.1重量%以下の範囲で含有することを特徴としている。 Until now, what was disclosed by patent document 1 is known as a ferrite material with a high Q value and showing a low temperature coefficient. The ferrite material, iron oxide, zinc oxide, a magnetic ferrite material mainly composed of nickel oxide and copper oxide, 40 to 46 mole% of the range the content of iron oxide in terms of Fe 2 O 3, zinc oxide Content of 20.1-30 mol% in terms of ZnO, content of nickel oxide in the range of 10-25 mol% in terms of NiO, and the balance copper oxide, the subcomponent for the main component And bismuth oxide in a range of less than 2% by weight in terms of Bi 2 O 3 and cobalt oxide in a range of 0.1% by weight or less in terms of Co 3 O 4 .

特開2001−348226号公報JP 2001-348226 A

特許文献1のフェライト材料は、上記の組成を採用することにより、初透磁率の相対温度係数(以下、αμir)の絶対値が5ppm/℃以下、周波数1MHzにおけるQ値が100以上という特性を得ることを可能にしている。ところが、特許文献1のαμirは、20〜60℃における値であり、より広範囲な温度域、例えば−40〜160℃において絶対値で3ppm/℃以下という低αμirを示し、かつ高いQ値を得ることはできなかった。
本発明は、このような技術的課題に基づいてなされたもので、高いQ値を有するとともに、−40〜160℃という広範囲な温度域においてαμirの絶対値が小さいフェライト材料の提供を課題とする。
By adopting the above composition, the ferrite material of Patent Document 1 has the characteristics that the absolute value of the relative temperature coefficient of initial permeability (hereinafter, αμir) is 5 ppm / ° C. or less and the Q value at a frequency of 1 MHz is 100 or more. Making it possible. However, αμir in Patent Document 1 is a value at 20 to 60 ° C., shows a low αμir of 3 ppm / ° C. or less in absolute value in a wider temperature range, for example, −40 to 160 ° C., and obtains a high Q value. I couldn't.
The present invention has been made based on such a technical problem, and an object thereof is to provide a ferrite material having a high Q value and a small absolute value of αμir in a wide temperature range of −40 to 160 ° C. .

かかる目的のもと、本発明はFe:45.5〜48mol%、CuO:5〜10mol%、ZnO:26〜29.5mol%、残部実質的にNiOの主成分に対して副成分として酸化コバルトをCoO換算で0.005〜0.045wt%の範囲で含有するフェライト材料により前記課題を解決した。
本発明のフェライト材料は、αμir−40〜20の絶対値及びαμir20〜160の絶対値がともに3ppm/℃以下、100kHzにおけるQ値が170以上という特性を有する。なお、αμir−40〜20及びαμir20〜160は、以下に従って求められるものとする。
αμir−40〜20=[(μi20−μi−40)/μi−40 ]×[1/(T20−T−40)]
αμir20〜160=[(μi160−μi20)/μi20 ]×[1/(T160−T20)]
μi−40:−40℃における初透磁率
μi20:20℃における初透磁率
μi160:160℃における初透磁率
For this purpose, the present invention provides Fe 2 O 3 : 45.5 to 48 mol%, CuO: 5 to 10 mol%, ZnO: 26 to 29.5 mol%, and the balance is substantially the main component of NiO. The above problems have been solved by a ferrite material containing cobalt oxide as a component in the range of 0.005 to 0.045 wt% in terms of CoO.
Ferrite material of the present invention are both 3 ppm / ° C. the absolute value of the absolute value and Arufamyuir 20 to 160 of αμir -40~20 below, Q values at 100kHz has the property that over 170. Note that αμir -40 to 20 and αμir 20 to 160 are obtained according to the following.
αμir -40~20 = [(μi 20 -μi -40) / μi -40 2] × [1 / (T 20 -T -40)]
αμir 20~160 = [(μi 160 -μi 20) / μi 20 2] × [1 / (T 160 -T 20)]
μi −40 : initial permeability at −40 ° C. μi 20 : initial permeability at 20 ° C. μi 160 : initial permeability at 160 ° C.

また、本発明のフェライト材料は、曲げ強度が20kgf/mm以上、抗応力特性の絶対値が5%以下という特性を得ることができる。ただし、曲げ強度はJIS R1601により測定される値、抗応力特性は以下に従って求められる値とする。
抗応力特性=(L−L)/L×100(%)
:一軸圧縮力(1ton/cm)印加時のインダクタンス値
:一軸圧縮力(1ton/cm)印加なしのインダクタンス値
本発明によるフェライト材料は抗応力特性が優れることから、Fe:45.5〜48mol%、CuO:5〜10mol%、ZnO:26〜29.5mol%、残部実質的にNiOの主成分に対して副成分として酸化コバルトをCoO換算で0.005〜0.045wt%の範囲で含有し、αμir −40〜20 の絶対値及びαμir 20〜160 の絶対値が3ppm/℃以下、100kHzにおける品質係数(Q値)が170以上であるフェライト材料と、フェライト材料を被覆する樹脂モールドとを備えるインダクタ素子を提供することができる。
In addition, the ferrite material of the present invention can obtain the characteristics that the bending strength is 20 kgf / mm 2 or more and the absolute value of the anti-stress characteristic is 5% or less. However, the bending strength is a value measured according to JIS R1601, and the anti-stress characteristic is a value determined according to the following.
Anti-stress characteristics = (L 1 −L 0 ) / L 0 × 100 (%)
L 1 : Inductance value when uniaxial compression force ( 1 ton / cm 2 ) is applied L 0 : Inductance value without application of uniaxial compression force (1 ton / cm 2 ) Since the ferrite material according to the present invention has excellent anti-stress characteristics, Fe 2 O 3: 45.5~48mol%, CuO: 5~10mol%, ZnO: 26~ 29.5 mol%, cobalt oxide as a sub-component relative to the main component of the balance substantially being NiO in terms of CoO 0.005 contained in the range of ~0.045Wt%, a ferrite material having the absolute value of the absolute value and Arufamyuir 20 to 160 of αμir -40~20 is 3 ppm / ° C. or less, the quality factor (Q value) at 100kHz is 170 or more, An inductor element including a resin mold that covers a ferrite material can be provided.

本発明によれば、高いQ値を有するとともに、−40〜160℃という広範囲な温度域においてαμirの絶対値が小さいフェライト材料が提供される。   According to the present invention, a ferrite material having a high Q value and a small absolute value of αμir in a wide temperature range of −40 to 160 ° C. is provided.

以下、本発明によるフェライト材料の組成限定理由について説明する。
本発明のフェライト材料の主成分を構成するFe23の含有量が45.5mol%未満だとQ値が低く、キュリー点(以下、Tc)も低くなる。一方、Fe23の含有量が48mol%を超えるとαμirが大きくなる。したがって、本発明ではFe23の含有量を45.5〜48mol%とする。望ましいFe23の含有量は46〜47.8mol%、さらに望ましいFe23の含有量は46.5〜47.5mol%である。
Hereinafter, the reasons for limiting the composition of the ferrite material according to the present invention will be described.
When the content of Fe 2 O 3 constituting the main component of the ferrite material of the present invention is less than 45.5 mol%, the Q value is low and the Curie point (hereinafter, Tc) is also low. On the other hand, the content of Fe 2 O 3 is αμir increases exceeds 48 mol%. Accordingly, the present invention is a 45.5~48Mol% content of Fe 2 O 3. The desirable Fe 2 O 3 content is 46 to 47.8 mol%, and the more desirable Fe 2 O 3 content is 46.5 to 47.5 mol%.

本発明のフェライト材料の主成分を構成するCuOの含有量が5mol%未満だとQ値が低くなるとともに、抗応力特性が大きくなる。一方、CuOの含有量が10mol%を超えるとαμirが大きくなる。したがって、本発明ではCuOの含有量を5〜10mol%とする。望ましいCuOの含有量は5.5〜10mol%、さらに望ましいCuOの含有量は6〜9.5mol%である。   When the content of CuO constituting the main component of the ferrite material of the present invention is less than 5 mol%, the Q value decreases and the antistress characteristics increase. On the other hand, when the CuO content exceeds 10 mol%, αμir increases. Therefore, in this invention, content of CuO shall be 5-10 mol%. The desirable CuO content is 5.5 to 10 mol%, and the more desirable CuO content is 6 to 9.5 mol%.

本発明のフェライト材料の主成分を構成するZnOの含有量が26mol%未満だとαμirが大きくなる。一方、ZnOの含有量が30mol%を超えるとTcが低くなる。したがって、本発明ではZnOの含有量を26〜30mol%とする。望ましいZnOの含有量は26.5〜29.5mol%、さらに望ましいZnOの含有量は27〜29mol%である。
本発明のフェライト材料の主成分の残部が実質的にNiOである。
When the content of ZnO constituting the main component of the ferrite material of the present invention is less than 26 mol%, αμir increases. On the other hand, when the ZnO content exceeds 30 mol%, Tc decreases. Therefore, in this invention, content of ZnO shall be 26-30 mol%. A desirable ZnO content is 26.5 to 29.5 mol%, and a more desirable ZnO content is 27 to 29 mol%.
The balance of the main component of the ferrite material of the present invention is substantially NiO.

本発明のフェライト材料は、上記の主成分に対して酸化コバルトをCoO換算で0.005〜0.045wt%含有する。CoOは高いQ値及び低いαμirを得るために重要な成分であり、0.005wt%未満だとQ値が低くなり、0.045wt%を超えるとαμirが大きくなる。望ましいCoOの含有量は0.01〜0.03wt%、さらに望ましいCoOの含有量は0.015〜0.025wt%である。   The ferrite material of the present invention contains 0.005 to 0.045 wt% of cobalt oxide in terms of CoO with respect to the above main component. CoO is an important component for obtaining a high Q value and a low αμir. If it is less than 0.005 wt%, the Q value decreases, and if it exceeds 0.045 wt%, αμir increases. The desirable CoO content is 0.01 to 0.03 wt%, and the more desirable CoO content is 0.015 to 0.025 wt%.

以上の組成を有するフェライト材料は、100kHzにおけるQ値が170以上を示すとともに、αμir-4020及びαμir20160が絶対値で3ppm/℃以下という低い値を示す。
ところで、αμirは一般に以下の通り定義される。
αμir=[(μi2−μi1)/μi1 2]×[1/(T2−T1)]
μi1:温度T1のときの初透磁率
μi2:温度T2のときの初透磁率
本発明は、−40〜160℃の温度範囲において低いαμirを得ることを目的としているが、本発明のフェライト材料は室温近傍でμi(初透磁率)にピークが存在している。そのため、μi1を−40℃の初透磁率、μi2を160℃の初透磁率としてαμirを求めると、当該ピーク位置において初透磁率の温度係数が大きくなったとしても、それが反映されないおそれがある。そこで本発明では、−40〜20℃、20℃〜160℃の2つの温度範囲に分けてαμirを求め、その両者が3ppm/℃以下であることを要件としている。
The ferrite material having the above composition exhibits a Q value at 100 kHz of 170 or more, and αμir −40 to 20 and αμir 20 to 160 have a low absolute value of 3 ppm / ° C. or less.
Incidentally, αμir is generally defined as follows.
αμir = [(μi 2 −μi 1 ) / μi 1 2 ] × [1 / (T 2 −T 1 )]
μi 1 : Initial permeability at temperature T 1 μi 2 : Initial permeability at temperature T 2 The present invention aims to obtain a low αμir in the temperature range of −40 to 160 ° C. This ferrite material has a peak in μi (initial permeability) near room temperature. Therefore, when αμir is obtained by setting μi 1 as an initial permeability of −40 ° C. and μi 2 as an initial permeability of 160 ° C., even if the temperature coefficient of the initial permeability increases at the peak position, it may not be reflected. There is. Therefore, in the present invention, αμir is obtained by dividing into two temperature ranges of −40 to 20 ° C. and 20 ° C. to 160 ° C., and both are required to be 3 ppm / ° C. or less.

また、本発明のフェライト材料は、以上の組成を採用することにより、Tcを160℃以上とすることができる。高温度環境下における使用を確保する上でTcが高いことが要求され、本発明では180℃以上、さらには200℃以上のTcを得ることができる。
さらに、本発明のフェライト材料は、機械的強度も優れている。具体的には、20kgf/mm2以上の3点曲げ強度を有している。なお、3点曲げ強度は角型サンプルを用いてJIS R1601に従って測定される値である。
Further, the ferrite material of the present invention can have a Tc of 160 ° C. or higher by adopting the above composition. A high Tc is required to ensure use in a high temperature environment, and in the present invention, a Tc of 180 ° C. or higher, or 200 ° C. or higher can be obtained.
Furthermore, the ferrite material of the present invention is also excellent in mechanical strength. Specifically, it has a three-point bending strength of 20 kgf / mm 2 or more. The three-point bending strength is a value measured according to JIS R1601 using a square sample.

さらに、本発明のフェライト材料は抗応力特性の絶対値を5%以下にすることができる。ここで、抗応力特性とは、圧縮応力に対するフェライト材料のインダクタンス値の変化の程度を言う。樹脂モールドタイプのインダクタ素子ではフェライト材料を樹脂モールドするが、樹脂硬化時にフェライト材料に圧縮応力が加わる。フェライト材料は圧縮応力の大きさに応じてインダクタンス値が変化するため、樹脂モールドタイプのインダクタンス素子では圧縮応力に対してインダクタンスの変化の少ない、抗応力に優れたフェライト材料であることが望まれる。絶対値で5%以下の抗応力特性を有している本発明のフェライト材料は、この要請に応え樹脂モールドタイプのインダクタ素子用フェライト材料として用いることができる。本発明のフェライト材料は、抗応力特性の絶対値を4%以下、さらには3%以下とすることができる。抗応力特性の具体的な算出方法は以下の通りである。
角型サンプルにワイヤを20回巻線した後、これに一定速度で一軸圧縮力を印加し、このときのインダクタンス値を連続的に測定し、得られた測定値からインダクタンス変化率を算出する。このときの一軸圧縮応力は1ton/cm2とし、インダクタンス変化率は以下の式により求める。
(L1−L0)/L0×100(%)
1:一軸圧縮力印加時のインダクタンス値
0:一軸圧縮力印加なしのインダクタンス値
Furthermore, the ferrite material of the present invention can make the absolute value of the antistress characteristic 5% or less. Here, the anti-stress characteristic refers to the degree of change in the inductance value of the ferrite material with respect to the compressive stress. In a resin mold type inductor element, a ferrite material is resin-molded, and compressive stress is applied to the ferrite material when the resin is cured. Since the inductance value of the ferrite material changes according to the magnitude of the compressive stress, it is desired that the resin mold type inductance element is a ferrite material having a small resistance change with respect to the compressive stress and excellent in the antistress. The ferrite material of the present invention having an anti-stress characteristic of 5% or less in absolute value can be used as a resin mold type ferrite material for an inductor element in response to this requirement. In the ferrite material of the present invention, the absolute value of the anti-stress characteristic can be 4% or less, further 3% or less. A specific calculation method of the anti-stress characteristic is as follows.
After winding a wire around a square sample 20 times, a uniaxial compressive force is applied thereto at a constant speed, the inductance value at this time is continuously measured, and the inductance change rate is calculated from the obtained measurement value. At this time, the uniaxial compressive stress is 1 ton / cm 2 , and the inductance change rate is obtained by the following equation.
(L 1 −L 0 ) / L 0 × 100 (%)
L 1 : Inductance value when uniaxial compression force is applied L 0 : Inductance value without application of uniaxial compression force

次に、本発明によるフェライト材料の好適な製造方法を工程順に説明する。
主成分をなす原料粉末として、例えば、Fe23粉末、CuO粉末、ZnO粉末およびNiO粉末を用意する。これらの主成分をなす粉末に加えて、副成分をなすCoO粉末を用意する。
用意する各原料粉末の粒径は0.1〜10μmの範囲で適宜選択すればよい。また、用意された原料粉末は例えばボールミルを用いて湿式混合する。混合は、ボールミルの運転条件にも左右されるが、20時間程度行なえば均一な混合状態を得ることができる。なお、副成分であるCoOの添加は湿式混合時に限らず、後述する仮焼き粉の粉砕時であっても同様の効果を得ることができる。
なお、本発明では、上述の主成分の原料に限らず、2種以上の金属を含む複合酸化物の粉末を主成分の原料としてもよい。例えば、塩化鉄、塩化Niを含有する水溶液を酸化培焼することによりFe、Niを含む複合酸化物の粉末が得られる。この粉末とZnO粉末を混合して主成分原料としてもよい。このような場合には、後述する仮焼きは不要である。
Next, the suitable manufacturing method of the ferrite material by this invention is demonstrated in order of a process.
For example, an Fe 2 O 3 powder, a CuO powder, a ZnO powder, and a NiO powder are prepared as raw material powders that constitute the main component. In addition to these main component powders, a CoO powder component is prepared.
What is necessary is just to select the particle diameter of each raw material powder to prepare suitably in the range of 0.1-10 micrometers. The prepared raw material powder is wet-mixed using, for example, a ball mill. The mixing depends on the operating conditions of the ball mill, but a uniform mixed state can be obtained if it is carried out for about 20 hours. The addition of CoO, which is a subcomponent, is not limited to wet mixing, and the same effect can be obtained even when calcining calcined powder described later.
In the present invention, not only the above-mentioned main component materials, but also a composite oxide powder containing two or more metals may be used as the main component materials. For example, a complex oxide powder containing Fe and Ni can be obtained by oxidizing and baking an aqueous solution containing iron chloride and Ni chloride. This powder and ZnO powder may be mixed and used as a main component material. In such a case, calcining described later is unnecessary.

原料粉末を混合した後、仮焼きを行なう。仮焼きは、保持温度を700〜950℃の範囲とし、また、雰囲気を大気とすればよい。仮焼き後に、仮焼き粉は例えば平均粒径0.5〜2.0μm程度まで粉砕される。   After mixing the raw material powder, calcining is performed. In the calcining, the holding temperature may be in the range of 700 to 950 ° C., and the atmosphere may be air. After calcining, the calcined powder is pulverized to an average particle size of about 0.5 to 2.0 μm, for example.

主成分および副成分からなる粉砕粉末は、後の成形工程を円滑に実行するために顆粒に造粒することが望ましい。粉砕粉末に適当な結合材、例えばポリビニルアルコール(PVA)を少量添加し、これをスプレードライヤで噴霧、乾燥することにより顆粒を得ることができる。得られる顆粒の粒径は60〜200μm程度とすることが望ましい。   It is desirable that the pulverized powder composed of the main component and the subcomponent is granulated into granules in order to smoothly perform the subsequent molding process. Granules can be obtained by adding a small amount of a suitable binder such as polyvinyl alcohol (PVA) to the pulverized powder, and spraying and drying it with a spray dryer. The particle size of the obtained granules is desirably about 60 to 200 μm.

得られた顆粒は、例えば所定形状の金型を有するプレスを用いて所望の形状に成形され、この成形体は焼成工程に供される。焼成における保持温度は、900〜1150℃、望ましくは950〜1100℃の範囲とすればよい。また、焼成は大気中で行えばよい。   The obtained granule is formed into a desired shape using, for example, a press having a mold having a predetermined shape, and this formed body is subjected to a firing step. The holding temperature in the firing may be 900 to 1150 ° C, preferably 950 to 1100 ° C. Moreover, what is necessary is just to perform baking in air | atmosphere.

以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説明する。
主成分組成としてFe23粉末、ZnO粉末、NiO粉末およびCuO粉末を表1に示される最終組成(mol%)となるように秤量し、この主成分組成に対してCoOを表1に示す量(wt%)だけ加えた。
次に、これらの原料を鋼鉄製のボールミルを用いて湿式混合し、得られた混合粉末を900℃で2時間仮焼きし、この仮焼き粉を鋼鉄製のボールミルにて混合粉砕した。得られた粉砕粉末は、平均粒径が0.5μmであった。
Hereinafter, the present invention will be described based on specific examples.
Fe 2 O 3 powder, ZnO powder, NiO powder and CuO powder as the main component composition are weighed so as to have the final composition (mol%) shown in Table 1, and CoO is shown in Table 1 for this main component composition. Only the amount (wt%) was added.
Next, these raw materials were wet-mixed using a steel ball mill, and the obtained mixed powder was calcined at 900 ° C. for 2 hours, and the calcined powder was mixed and ground in a steel ball mill. The obtained pulverized powder had an average particle size of 0.5 μm.

次いで、得られた各仮焼き粉に、バインダとしてポリビニルアルコール水溶液を添加して造粒した。こうして得られた平均粒径70μmの顆粒を用いて、電磁気特性評価用のトロイダル形状試料(外径20mm、内径10mm、高さ5mm)、および、機械的強度評価用の角柱試料(幅5mm、厚さ4mm、長さ50mm)をプレス成形により得た。なお、成形密度が3.20Mg/m3となるように成形した。成形体を大気中、1020℃で2時間焼成し、表1に示す試料No.1〜21を得た。 Subsequently, the obtained calcined powder was granulated by adding an aqueous polyvinyl alcohol solution as a binder. Using the granules having an average particle diameter of 70 μm thus obtained, a toroidal sample for evaluating electromagnetic properties (outer diameter 20 mm, inner diameter 10 mm, height 5 mm) and a prismatic sample for evaluating mechanical strength (width 5 mm, thickness) 4 mm in length and 50 mm in length) was obtained by press molding. In addition, it shape | molded so that a shaping | molding density might be 3.20Mg / m < 3 >. The molded body was fired at 1020 ° C. for 2 hours in the air, and sample No. 1-21 were obtained.

得られたトロイダル形状の試料にワイヤを20回巻線した後、インピーダンスアナライザ(横河ヒューレットパッカード社製4192A)にて100kHzにおける透磁率を測定した。この測定結果に基づくμi、αμir-4020及びαμir20160を表1に示してある。なお、図1は、試料No.3のμiの温度特性(−40〜160℃)を示すグラフである。図1より室温近傍でμiがピークをも持つことがわかる。ちなみに、−40℃と160℃の初透磁率(μi)から求めた相対温度係数(αμir)は−0.2ppm/℃である。
また、得られたトロイダル形状の試料にワイヤを20回巻線した後、上述のインピーダンスアナライザにて100kHzにおけるR値を測定し、式:R/2πfL=1/QよりQ値を求めた。その結果を表1に示す。
さらに、得られたトロイダル形状の試料についてTcを測定した。Tcの測定には、熱分析装置(真空理工社製TA7000)を用いた。その結果を表1に示す。
After winding the wire 20 times on the obtained toroidal sample, the permeability at 100 kHz was measured with an impedance analyzer (Yokawa Hewlett-Packard 4192A). Table 1 shows μi, αμir −40 to 20, and αμir 20 to 160 based on the measurement results. Note that FIG. It is a graph which shows the temperature characteristic (-40-160 degreeC) of 3 of μi. FIG. 1 shows that μi also has a peak near room temperature. Incidentally, the relative temperature coefficient (αμir) obtained from the initial permeability (μi) at −40 ° C. and 160 ° C. is −0.2 ppm / ° C.
Further, after winding the wire 20 times on the obtained toroidal sample, the R value at 100 kHz was measured with the impedance analyzer described above, and the Q value was obtained from the formula: R / 2πfL = 1 / Q. The results are shown in Table 1.
Further, Tc was measured for the obtained toroidal sample. For the measurement of Tc, a thermal analyzer (TA7000 manufactured by Vacuum Riko Co., Ltd.) was used. The results are shown in Table 1.

次に、得られた角柱試料を用いて3点曲げ強度及び抗応力特性を測定した。その結果も表1に示した。   Next, the three-point bending strength and the anti-stress characteristic were measured using the obtained prism sample. The results are also shown in Table 1.

Figure 0004107667
Figure 0004107667

表1に示すように、Fe23:45.5〜48.0mol%、CuO:5.0〜9.0mol%、ZnO:26.0〜30.0mol%、残部実質的にNiOの主成分に対して副成分としてCoO:0.005〜0.045wt%の範囲で含有する試料(No.2〜4、6〜9、11〜13、16〜18)は、−40〜20℃及び20〜160℃におけるαμirが3ppm/℃以下、Q値が170以上、Tcが160℃以上の特性を有している。加えて、これら試料は、20kgf/mm2以上の曲げ強度及び5%以下の抗応力特性を有している。 As shown in Table 1, Fe 2 O 3: 45.5~48.0mol %, CuO: 5.0~9.0mol%, ZnO: 26.0~30.0mol%, balance substantially Lord NiO Samples (No. 2-4, 6-9, 11-13, 16-18) contained in the range of CoO: 0.005 to 0.045 wt% as subcomponents with respect to the components are -40 to 20 ° C and Αμir at 20 to 160 ° C. is 3 ppm / ° C. or less, Q value is 170 or more, and Tc is 160 ° C. or more. In addition, these samples have a 20 kgf / mm 2 or more flexural strength and 5% or less of the anti-stress properties.

以上を前提にして試料No.1〜5を参照すると、Fe23が45.4mol%と少ないと品質係数(Q値)が170未満となることがわかる。また逆にFe23が48.1mol%と多くなると、αμir-4020が3ppm/℃を超えてしまう。
また、試料No.6〜11を参照すると、ZnOが25.5mol%と少ないとαμir-4020が3ppm/℃を超えてしまう。逆に、ZnOが30.5mol%Tcが160℃未満と低くなることがわかる。
さらに、試料No.12〜16を参照すると、CuOが4.9mol%と少ないとQ値が170未満と低い値を示すとともに、抗応力特性が−5.1%と低下することがわかる。また逆にCuOが11.0mol%と多くなると、αμir-4020が3ppm/℃を超えるとともにQ値が170未満となることがわかる。
さらにまた、試料No.17〜21を参照すると、CoOを添加しないとQ値が170未満の低い値を示す。しかし、CoOの添加量が0.05wt%と多くなるとαμir-4020が3ppm/℃を超えることがわかる。
以上の通りであるが、本発明は主成分及び副成分の組成範囲を適切に設定することにより高いQ値及び−40〜160℃という広い温度範囲で温度係数の絶対値を小さくすることを可能としている。
Based on the above, sample no. Referring to 1 to 5, it can be seen that the quality factor (Q value) is less than 170 when Fe 2 O 3 is as small as 45.4 mol%. Further, when Fe 2 O 3 increases the 48.1Mol% Conversely, αμir -40 ~ 20 exceeds the 3 ppm / ° C..
Sample No. Referring to 6-11, and ZnO is small and 25.5mol% αμir -40 ~ 20 exceeds the 3 ppm / ° C.. Conversely, it can be seen that the ZnO 30.5 mol% Tc is as low as less than 160 ° C.
Furthermore, sample no. With reference to 12 to 16, it can be seen that when CuO is as low as 4.9 mol%, the Q value is as low as 170 and the anti-stress characteristic is reduced to −5.1%. Conversely, when CuO increases to 11.0 mol%, it can be seen that αμir −40 to 20 exceeds 3 ppm / ° C. and the Q value is less than 170.
Furthermore, sample no. Referring to 17 to 21, the Q value is a low value of less than 170 unless CoO is added. However, when the amount of CoO added is increased and 0.05wt% αμir -40 ~ 20 is seen to be greater than 3 ppm / ° C..
As described above, the present invention makes it possible to reduce the absolute value of the temperature coefficient in a wide temperature range of -40 to 160 ° C. by appropriately setting the composition range of the main component and the subcomponent. It is said.

表1の試料No.3について求めた初透磁率(μi)の温度特性を示すグラフである。Sample No. in Table 1 3 is a graph showing temperature characteristics of initial permeability (μi) obtained for 3;

Claims (4)

Fe:45.5〜48mol%、CuO:5〜10mol%、ZnO:26〜29.5mol%、残部実質的にNiOの主成分に対して副成分として酸化コバルトをCoO換算で0.005〜0.045wt%の範囲で含有
αμir −40〜20 の絶対値及びαμir 20〜160 の絶対値が3ppm/℃以下、100kHzにおける品質係数(Q値)が170以上であることを特徴とするフェライト材料。
ただし、
αμir −40〜20 =[(μi 20 −μi −40 )/μi −40 ]×[1/(T 20 −T −40 )]
αμir 20〜160 =[(μi 160 −μi 20 )/μi 20 ]×[1/(T 160 −T 20 )]
μi −40 :−40℃における初透磁率
μi 20 :20℃における初透磁率
μi 160 :160℃における初透磁率
Fe 2 O 3: 45.5~48mol%, CuO: 5~10mol%, ZnO: 26~ 29.5 mol%, 0 cobalt oxide in terms of CoO as a sub-component relative to the main component of the balance substantially being NiO contain in the range of .005~0.045wt%,
A ferrite material having an absolute value of αμir −40 to 20 and an absolute value of αμir 20 to 160 of 3 ppm / ° C. or less and a quality factor (Q value) at 100 kHz of 170 or more.
However,
αμir -40~20 = [(μi 20 -μi -40) / μi -40 2] × [1 / (T 20 -T -40)]
αμir 20~160 = [(μi 160 -μi 20) / μi 20 2] × [1 / (T 160 -T 20)]
μi −40 : Initial permeability at −40 ° C.
μi 20 : Initial permeability at 20 ° C.
μi 160 : Initial permeability at 160 ° C.
曲げ強度が20kgf/mm以上、抗応力特性の絶対値が5%以下であることを特徴とする請求項に記載のフェライト材料。
ただし、曲げ強度はJIS R1601により測定される値、
抗応力特性=(L−L)/L×100(%)
:一軸圧縮力(1ton/cm)印加時のインダクタンス値
:一軸圧縮力(1ton/cm)印加なしのインダクタンス値
2. The ferrite material according to claim 1 , wherein the ferrite material has a bending strength of 20 kgf / mm 2 or more and an absolute value of anti-stress characteristics of 5% or less.
However, the bending strength is a value measured according to JIS R1601,
Anti-stress characteristics = (L 1 −L 0 ) / L 0 × 100 (%)
L 1 : Inductance value when uniaxial compressive force ( 1 ton / cm 2 ) is applied L 0 : Inductance value without applying uniaxial compressive force (1 ton / cm 2 )
前記フェライト材料のキュリー点は160℃以上であることを特徴とする請求項1または2に記載のフェライト材料。The ferrite material according to claim 1, wherein the ferrite material has a Curie point of 160 ° C. or higher. Fe:45.5〜48mol%、CuO:5〜10mol%、ZnO:26〜29.5mol%、残部実質的にNiOの主成分に対して副成分として酸化コバルトをCoO換算で0.005〜0.045wt%の範囲で含有するフェライト材料と、
前記フェライト材料を被覆する樹脂モールドと、
を備え
前記フェライト材料は、αμir −40〜20 の絶対値及びαμir 20〜160 の絶対値が3ppm/℃以下、100kHzにおける品質係数(Q値)が170以上であることを特徴とするインダクタ素子。
ただし、
αμir −40〜20 =[(μi 20 −μi −40 )/μi −40 ]×[1/(T 20 −T −40 )]
αμir 20〜160 =[(μi 160 −μi 20 )/μi 20 ]×[1/(T 160 −T 20 )]
μi −40 :−40℃における初透磁率
μi 20 :20℃における初透磁率
μi 160 :160℃における初透磁率
Fe 2 O 3: 45.5~48mol%, CuO: 5~10mol%, ZnO: 26~ 29.5 mol%, 0 cobalt oxide in terms of CoO as a sub-component relative to the main component of the balance substantially being NiO A ferrite material contained in a range of 0.005 to 0.045 wt%;
A resin mold for coating the ferrite material;
Equipped with a,
The ferrite element has an absolute value of αμir −40 to 20, an absolute value of αμir 20 to 160 of 3 ppm / ° C. or less, and a quality factor (Q value) at 100 kHz of 170 or more.
However,
αμir -40~20 = [(μi 20 -μi -40) / μi -40 2] × [1 / (T 20 -T -40)]
αμir 20~160 = [(μi 160 -μi 20) / μi 20 2] × [1 / (T 160 -T 20)]
μi −40 : Initial permeability at −40 ° C.
μi 20 : Initial permeability at 20 ° C.
μi 160 : Initial permeability at 160 ° C.
JP2004177292A 2003-09-03 2004-06-15 Ferrite material and inductor element Expired - Lifetime JP4107667B2 (en)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004177292A JP4107667B2 (en) 2003-09-03 2004-06-15 Ferrite material and inductor element
TW093122124A TWI303073B (en) 2003-09-03 2004-07-23 Ferrite material, ferrite sintered body, and inductor
KR1020040063191A KR100617494B1 (en) 2003-09-03 2004-08-11 Ferrite Material, Ferrite Sintering Material and Inductor Device
US10/931,299 US7034649B2 (en) 2003-09-03 2004-08-31 Ferrite material, ferrite sintered body, and inductor
CNB2004100751825A CN100339335C (en) 2003-09-03 2004-09-02 Ferrite material, ferrite sintered body, and inductor
EP04020904A EP1512668B1 (en) 2003-09-03 2004-09-02 Ferrite material, ferrite sintered body, and inductor
DE602004025886T DE602004025886D1 (en) 2003-09-03 2004-09-02 Ferritic material, sintered ferritic body and inductor

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003311813 2003-09-03
JP2004177292A JP4107667B2 (en) 2003-09-03 2004-06-15 Ferrite material and inductor element

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2005097085A JP2005097085A (en) 2005-04-14
JP4107667B2 true JP4107667B2 (en) 2008-06-25

Family

ID=34467591

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004177292A Expired - Lifetime JP4107667B2 (en) 2003-09-03 2004-06-15 Ferrite material and inductor element

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4107667B2 (en)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2234126B1 (en) 2007-12-25 2019-09-04 Hitachi Metals, Ltd. Multilayer inductor and power converter comprising it
JP5580961B2 (en) * 2010-07-15 2014-08-27 Fdk株式会社 Oxidized magnetic material and manufacturing method thereof
JP5637152B2 (en) * 2012-01-20 2014-12-10 Tdk株式会社 Ferrite sintered body and electronic parts
JP5765250B2 (en) * 2012-01-20 2015-08-19 Tdk株式会社 Ferrite sintered body and electronic parts
US11380994B2 (en) 2017-06-13 2022-07-05 Hitachi Metals, Ltd. Coil device and antenna
CN115073157B (en) * 2022-06-16 2023-05-26 安徽锦华氧化锌有限公司 Preparation method of ferrite powder containing zinc oxide, magnesium and zinc

Also Published As

Publication number Publication date
JP2005097085A (en) 2005-04-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW543044B (en) Magnetic material and inductor
JP4488051B2 (en) Radio wave absorber
JP4823531B2 (en) Magnetic oxide material
JP4488078B2 (en) Radio wave absorber
JP4532401B2 (en) NiCuZn-based ferrite and electronic component using the same
JP4752934B2 (en) Radio wave absorber and manufacturing method thereof
CN106915956A (en) MnZnLi based ferrites, magnetic core and transformer
JP3971766B2 (en) Ferrite material and electronic parts using the same
JP2016060656A (en) Ferrite composition for electromagnetic wave absorber and electromagnetic wave absorber
JP3635016B2 (en) Ferrite material
US7034649B2 (en) Ferrite material, ferrite sintered body, and inductor
JP4107667B2 (en) Ferrite material and inductor element
JP3907642B2 (en) Ferrite material and method for producing ferrite material
JP4668404B2 (en) Magnetic material and coil parts using the magnetic material
JP2005132715A (en) Ni-Cu-Zn SYSTEM FERRITE MATERIAL AND ITS MANUFACTURING METHOD
JP5871017B2 (en) Wire-wound coil component having a magnetic material and a core formed using the same
JP2007269503A (en) Ni-Cu-Zn BASED FERRITE MATERIAL AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME
JP4183187B2 (en) Ferrite sintered body
JP2004296865A (en) Ferrite core for winding chip inductor, manufacturing method thereof, and winding chip inductor
JP5240312B2 (en) Ferrite composition for radio wave absorber and ferrite core for radio wave absorber
JP2006232647A (en) Ni-Cu-Zn-BASED FERRITE MATERIAL AND ITS PRODUCTION METHOD
JP3947343B2 (en) Magnetic ferrite material
JP4384346B2 (en) Ni-Cu-Zn ferrite magnetic material
JP2010215453A (en) NiCuZn FERRITE
JP4102673B2 (en) Ferrite

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20050225

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20070612

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20071219

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080208

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20080326

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20080331

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110411

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4107667

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110411

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120411

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130411

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140411

Year of fee payment: 6