JP4668404B2 - 磁性材料とその磁性材料を用いたコイル部品 - Google Patents
磁性材料とその磁性材料を用いたコイル部品 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は磁性材料、特にＮｉＣｕＺｎＭｇ系フェライト材料に係り、また、この磁性材料を用いたコイル部品、特に高周波用コイル部品に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、各種電子機器の小型化、軽量化に伴い、それらを構成する電子部品についても小型化、軽量化が進んでおり、コイル部品、トランス等も例外ではない。また、電子機器の高周波化も進んでおり、特に移動体通信機器においては、１０ＭＨｚ以上の周波数帯でコイル部品等が使用されており、このため、小型で高周波領域まで動作し、高いＱ値をもつコイル部品が望まれている。
【０００３】
高周波用コイル部品としては、磁性材料からなるコイル用のコアにワイヤを巻き付けたコイル部品が主に使用される。使用するコアは、磁性材料にバインダーを加えて造粒した後に所定の形状に形成、加工し、これを空気中で８５０〜１３００℃程度で焼成したもの（焼成後に加工する場合もある）であり、これにＡｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｆｅ，Ｐｔ，Ｓｎ，Ｎｉ，Ｐｂ，Ａｌ，Ｃｏ、または、これらの合金等からなるワイヤを巻き付けてコイル部品が作製される。
【０００４】
高周波用コイル部品においては、磁性体層（コア）の比抵抗が高いことが要求される。すなわち、コアにワイヤを用いて巻線を施す際に、比抵抗が低ければボビン等の絶縁物が必要となり、コイル部品の小型化の障害となる。また、めっきによりコアに電極を形成する場合に、コアの比抵抗が低いと、めっきの信頼性が低下し、さらに、コアの素地までめっきされるおそれがあり、コイル部品としての信頼性も著しく低下する。
【０００５】
そこで、高周波用コイル部品に用いるコアを構成するための磁性材料として、ＮｉＣｕＺｎ系フェライトが一般に用いられる。その理由は、このＮｉＣｕＺｎ系フェライトが立方晶の結晶構造であり、比抵抗が高く、一般に透磁率を有しており、非磁性体をコアとして用いたコイル部品や空芯コイル部品と同等のインダクタンスを得るのであれば、これらに比べて巻線数を減らすことができるので、素子の小型化に有利であり、また、高周波領域まで高いＱ値を得ることができるという特徴を有している。
【０００６】
また、インダクタンスについては、一般に磁性材料は温度特性（温度変動によりインダクタンスが変化する）を有する。このことから、磁性材料を用いたコイル部品は、使用環境によりインダクタンスの値が影響されることになり、温度に対するインダクタンスの変化が小さいことがコイル部品として望まれている。
【０００７】
また、磁性材料を用いたコイル部品においては、磁性材料に加わる外部からの応力に対し、インダクタンスの変化が少ないことが望ましい。近年、フェライトからなるコアにワイヤにより巻線を施し、耐熱性樹脂によりモールド処理したコイル部品が実用化されている。この耐熱性樹脂は、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に加わる。このようにコアに応力が加わることで、インダクタンスが減少し、コイル部品としての信頼性が低下する。
【０００８】
樹脂モールドタイプのコイル部品を構成するフェライトコアが、樹脂からの圧縮応力の影響を受けないことを目的として、特許第２６７９７１６号公報には、Ｆｅ2Ｏ3：４６．５〜４９．５モル％、ＣｕＯ：５〜１０モル％、ＺｎＯ：２〜３０モル％、および、残部酸化ニッケルからなるＮｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライト材料に、Ｃｏ3Ｏ4：０．０５〜２．０重量％、Ｂｉ2Ｏ3：３〜５重量％、ＳｉＯ2：０．１〜２．０重量％添加したフェライトコア焼成用材料が開示されている。また、特開平４−３２３８０６号公報には、結晶組織の平均粒径が２０〜６０μｍである耐熱衝撃フェライト材料が開示されている。さらに、特開平９−２６３４４３号公報には、Ｆｅ2Ｏ3：３８〜４４モル％、ＮｉＯ：４７〜５３モル％、ＣｕＯ：０．１〜２モル％、ＭｇＯ：５〜９モル％からなる主成分１００重量部に、Ｂｉ2Ｏ3：５〜９重量部、ＳｉＯ2：５〜９重量部、ＺｒＯ2：０．５〜１．５重量部を添加したフェライト材料が開示されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、磁性材料を用いたコイル部品の品質を量る因子として、品質係数：Ｑ値が挙げられる。コイル部品のリアクタンス成分と交流抵抗成分の位相角をθ（ｄｅｇ）とすると、９０（ｄｅｇ）−θ（ｄｅｇ）で表される損失角δ（ｄｅｇ）を用いて表される損失：ｔａｎδの逆数であり、Ｑ＝１／ｔａｎδで表される。したがって、コイル部品としての信頼性および性能の向上には、損失を低下させること、すなわち、Ｑ値の向上が望まれる。
【００１０】
しかし、上記の特許第２６７９７１６号公報には、１０ＭＨｚ以下のＱ値に関する記載と、樹脂モールド前後におけるＱの変化率が小さい旨の記載はあるが、１０ＭＨｚを超える高周波領域におけるＱ値に関する記載はなく、１０ＭＨｚを超える高周波領域でのＱ値は小さく、高周波用コイル部材に用いるフェライト材料としては、不充分なものであった。
【００１１】
また、特開平４−３２３８０６号公報に開示された耐熱衝撃フェライト材料は、結晶組織の平均粒径が２０〜６０μｍと大きいため、温度変動に伴う透磁率変化が大きなものであった。
さらに、特開平９−２６３４４３号公報に開示されたフェライト材料は、高周波領域におけるＱ値が大きいものの、温度変動に伴う透磁率変化が大きなものであった。
【００１２】
本発明は、上記のような実情に鑑みてなされたものであり、温度によるインダクタンス変化や物理的強度変化、および、圧縮応力に対するインダクタンス変化が従来の磁性材料に比べて遜色なく、かつ、高周波領域において品質係数であるＱ値が充分に高い磁性材料と、高周波用のコイル部品を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明の磁性材料は、主成分が酸化鉄、酸化銅、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、および、酸化ニッケルからなり、該主成分における酸化鉄の含有量がＦｅ2Ｏ3換算で４５．０〜５１．０モル％の範囲、酸化銅の含有量がＣｕＯ換算で０．５〜１５．０モル％の範囲、酸化亜鉛の含有量がＺｎＯ換算で１．０〜３１．０モル％の範囲、酸化マグネシウムの含有量がＭｇＯ換算で０．１〜５．０モル％の範囲であって、残部が酸化ニッケルであり、副成分が酸化コバルト、酸化ビスマスおよび酸化ケイ素からなり、前記主成分に対して酸化コバルトをＣｏ3Ｏ4換算で０．０５〜１．０重量％の範囲、酸化ビスマスをＢｉ2Ｏ3換算で０．５〜７．０重量％の範囲、酸化ケイ素をＳｉＯ2換算で０．２〜３．０重量％の範囲で含有するような構成とした。
また、本発明のコイル部品は、上記の磁性材料からなるコアにワイヤを巻き付けてなるような構成とした。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
本発明は、主成分として磁性材料に含有させる酸化マグネシウムの含有量を検討した結果、所定の範囲の酸化マグネシウム含有量において高周波領域のＱ値が高く、かつ、温度によるインダクタンス変化や物理的強度変化、および、圧縮応力に対するインダクタンス変化が従来の磁性材料に比べて遜色ない磁性材料が得られることを見出してなされたものである。
【００１５】
すなわち、本発明のフェライト材料は、主成分に占める酸化鉄の含有量がＦｅ2Ｏ3換算で４５．０〜５１．０モル％、好ましくは４６．０〜４９．５モル％の範囲、酸化銅の含有量がＣｕＯ換算で０．５〜１５．０モル％、好ましくは１．０〜１４．０モル％の範囲、酸化亜鉛の含有量がＺｎＯ換算で０〜３３．０モル％、好ましくは１．０〜３１．０モル％の範囲、酸化マグネシウムの含有量がＭｇＯ換算で０．１〜５．０モル％、好ましくは１．０〜４．０モル％の範囲であり、残部は酸化ニッケル（好ましくはＮｉＯ換算で１０．０〜５１．０モル％の範囲）である。さらに、この主成分に対して副成分として酸化コバルトをＣｏ3Ｏ4換算で０．０５〜１．０重量％、好ましくは０．１〜０．８重量％の範囲、酸化ビスマスをＢｉ2Ｏ3換算で０．５〜７．０重量％、好ましくは０．８〜６．０重量％の範囲、酸化ケイ素をＳｉＯ2換算で０〜５．０重量％、好ましくは０．２〜３．０重量％の範囲で含有するものである。そして、本発明のコイル部材は、上記の本発明の磁性材料からなるコアを備えるものである。
【００１６】
尚、本発明の磁性材料は、透磁率、見かけ密度、Ｑ値、温度によるインダクタンス変化、圧縮応力に対するインダクタンス変化等の特性に影響を及ぼさない程度であれば、不純物として、Ｐ，Ａｌ，Ｂ，Ｍｎ，Ｂａ，Ｓｒ，Ｐｂ，Ｗ，Ｖ，Ｍｏ等を含有してもよい。
【００１７】
次に、本発明の磁性材料の組成の各成分範囲の限定理由を説明する。
（酸化鉄の含有量）
Ｆｅ2Ｏ3が４５．０モル％未満であると、見かけ密度に低下がみられる。一方、Ｆｅ2Ｏ3が化学量論組成を超えた範囲から、空気中の焼成ではＦｅ3Ｏ4の析出によって見かけ密度の低下およびコアとしての比抵抗の低下が始まる。このＦｅ3Ｏ4の析出が顕著になるのは、分析機器の精度にもよるが、Ｆｅ2Ｏ3が５１モル％を超えた範囲からである。
【００１８】
（酸化銅の含有量）
見かけ密度は、コアの物理的強度に大きく影響する。そこで、実用上問題がない値以上の物理的強度を得る必要があるが、一般にＭｇ−Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系のフェライトにおいては、見かけ密度５．０ｇ／ｃｍ3以上が物理的強度においても問題がないとされる。この見かけ密度を管理する上で、主成分において最も大きな要因となるのがＣｕＯ量である。このＣｕＯ量が増加することにより、低温焼成での見かけ密度を向上させることができ、ＣｕＯが０．５モル％未満であると、充分な低温焼結性が得られない。また、ＣｕＯが１５．０モル％を超えると、コアの比抵抗が低くなり好ましくない。
【００１９】
（酸化亜鉛）
初透磁率は、使用する周波数により適宜決定すればよいが、初透磁率を管理する上で最も大きな要因となるのがＺｎＯ量である。所望の初透磁率が低い場合はＺｎＯ量を０とし、より高い初透磁率を得たい場合は漸次ＺｎＯ量を増加させることができる。但し、ＺｎＯ量が３３．０モル％を超えると、１０ＭＨｚを超える高周波領域においてＱ値の低下が起こり、さらに、キュリー点が低くなることから、ＺｎＯの含有量は実用上３３．０モル％が上限である。
【００２０】
（酸化マグネシウム）
高周波領域でのＱ値の制御を行う上で要因となるのがＭｇＯ量である。主成分におけるＭｇＯ量を０．１モル％以上で増加させることにより、徐々にであるが初透磁率が低下し、高周波領域においてのＱ特性が向上する。但し、ＭｇＯが０．１モル％未満であると、Ｑ値が向上せず、また、 ＭｇＯが５．０モル％を超えると、温度変化による透磁率変化が大きくなり好ましくない。
【００２１】
（酸化ニッケル）
本発明の磁性材料では、主成分の残部としてＮｉＯを含有するものとするが、これは諸特性を他の成分により調整し、その結果、残部とするものである。ＮｉＯを含有していない場合、コアの比抵抗が低下を来たし好ましくない。
【００２２】
（副成分である酸化コバルト）
ＭｇＯとともにＱ値の向上の要因となるのがＣｏ3Ｏ4であるが、主成分に対する含有量が０．０５重量％未満であると、Ｑ値が低くなり、１．０重量％を超えると、温度変動によるインダクタンス変化が著しく大きくなり好ましくない。
【００２３】
（副成分である酸化ビスマス）
Ｂｉ2Ｏ3の含有量が増加することにより、低温での焼成において焼結体密度が向上する。これは、主成分として用いるＣｕＯと同様であるが、ＣｕＯ量の増加により初透磁率やＱ値の低下が生じる場合、適宜Ｂｉ2Ｏ3量を調整することにより、５ｇ／ｃｍ3以上の見かけ密度を得ることが可能となる。Ｂｉ2Ｏ3が０．５重量％未満であると、低温焼結性が悪く、７．０重量％を超えると、仮焼において粒成長が進みすぎ、次工程での粉砕が困難となり、本焼成での緻密化に支障を来たす。
【００２４】
（副成分である酸化ケイ素）
物理的強度を向上させ、温度変動によるインダクタンス変化を減少させる大きな要因となるのがＳｉＯ2量であり、５．０重量％を超えると、低温焼結性が悪くなり好ましくない。
【００２５】
上述のような本発明の磁性材料は、以下のようにして製造することができる。まず、焼成後の組成が上記の範囲となるように秤量した酸化鉄、酸化銅、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化ニッケル、酸化コバルト、酸化ビスマス、酸化ケイ素を含有した原材料を、ボールミル、サンドミル、振動ミル、湿式メディア攪拌型ミル等を用いて混合粉砕した後、湿式の場合は乾燥し、仮焼きを行う。その後、ボールミル、サンドミル、振動ミル、湿式メディア攪拌型ミル等を用いて粉砕し、湿式の場合は更に乾燥して、磁性材料を得ることができる。
【００２６】
また、本発明のコイル部品は、本発明の磁性材料の粉体にバインダーを加え、造粒した後に所望の形状に成形加工し、空気中で焼成（例えば、８５０〜１３００℃）して作製したコアに、Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｐｔ，Ｓｎ，Ｎｉ，Ｐｂ，Ａｌ，Ｃｏ等の金属、あるいは、これらの合金等からなるワイヤを巻き付けて製造することができる。尚、コアの加工は焼成後に行ってもよい。
【００２７】
【実施例】
次に、具体的な実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。
【００２８】
［実施例１］
磁性材料の作製
まず、主成分としてＦｅ2Ｏ3、ＣｕＯ、ＺｎＯ、ＭｇＯおよびＮｉＯを下記の表１に示される量比（モル％）となるように秤量し、この主成分組成に対して、Ｃｏ3Ｏ4、Ｂｉ2Ｏ3、ＳｉＯ2を下記の表１に示す量比（重量％）となるように秤量した。尚、ＭｇＯは水酸化マグネシウム（ＭｇＯＨ）として添加した。
【００２９】
次に、これらの原料をボールミルで５時間湿式混合した。その後、得られた原料混合粉末を空気中７５０〜９００℃で２時間仮焼し、この仮焼成粉をボールミルにて比表面積が３ｍ2／ｇとなるように混合粉砕し、磁性材料（試料１〜１７、比較試料１〜５）を得た。
尚、比表面積は、（株）島津製作所製流動式比表面積自動測定装置 フローソーブ２３００型でＢＥＴ一点法により測定した。
【００３０】
試料１〜６については、Ｍｇ−Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系のフェライト材料に、副成分としてＣｏ3Ｏ4とＢｉ2Ｏ3を含有する磁性材料とした。また、試料７〜１５については、Ｍｇ−Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系のフェライト材料に、副成分としてＣｏ3Ｏ4とＢｉ2Ｏ3およびＳｉＯ2を含有する磁性材料とした。さらに、試料１６，１７については、特許第２６７９７１６号公報に開示されている実施例において、本発明のＭｇＯの含有範囲内となるようにＮｉＯと置換する形でＭｇＯを主成分に含有させた磁性材料とした。
【００３１】
一方、比較試料については、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系のフェライト材料に、副成分としてＣｏ3Ｏ4とＢｉ2Ｏ3およびＳｉＯ2を含有する磁性材料とした。特に、比較試料１については試料７、比較試料２については試料１０、比較試料３については試料１３のそれぞれから、ＭｇＯをＮｉＯで置換して、ＭｇＯを主成分に含有しない磁性材料とした。また、比較試料４、５は、特許第２６７９７１６号公報に開示されている実施例と同様とした。
【００３２】
【表１】
【００３３】
評価用試料の作製
得られた各磁性材料（試料１〜１７、比較試料１〜５）１００重量部に、バインダーとして、鹸化度９８．５、重合度２４００のポリビニルアルコール（クラレ（株）製ＰＶＡ１２４）の３重量％水溶液を１０重量部添加して造粒した。こうして得られた顆粒を用いて、後述の測定条件等に合わせて所定の形状に成形し、空気中で８６０〜１０２０℃で焼成してコアを作製した。
【００３４】
磁性材料の評価
上記の各磁性材料（試料１〜１７、比較試料１〜５）のコアについて、下記の測定方法により、見かけ密度、初透磁率、品質係数であるＱ値、温度変動によるインダクタンス変化、抗折強度、および、外部応力に対するインダクタンス変化を測定して、下記の表２〜６に示した。
【００３５】
（見かけ密度の測定）
空気中で所定の温度（８６０℃、９００℃、９４０℃、９８０℃、１０００℃、１０２０℃の６種）で焼成し、得られた焼結体の寸法から体積を求め、その質量を体積で除して見かけ密度を求め、下記の表２に示した。ここで、見かけ密度は、焼結体の焼結性の良し悪しを判断するためのものである。見かけ密度が低いことにより焼結体内部の空孔が多くなり、素子化した場合において、高い温湿度での使用で、上記空孔が原因となりショート不良等を発生して信頼性に影響を及ぼしたり、物理的強度が脆弱となり問題となる。このような問題を生じない程度の見かけ密度は、一般に５ｇ／ｃｍ3以上である。
【００３６】
（初透磁率の測定）
表２に示した見かけ密度が使用上問題ないと考えられる５ｇ／ｃｍ3であるコアを用いて測定を行った。測定は、まず、外径１８ｍｍ、内径１０ｍｍ、高さ３．１ｍｍのトロイダル型コアとなるように成形し、空気中で所定温度（各試料において、見かけ密度が５ｇ／ｃｍ3となる温度）にて焼成して得たコアに、ワイヤを２０回巻線してコイル部品を作製した。このコイル部品について、インピーダンスアナライザー（ヒューレットパッカード社製４２９１Ａ）により、磁界を０．４Ａ／ｍ印加し、１００ｋＨｚのインダクタンスを測定し形状から得られた定数から算出した。測定結果は下記の表３に示した。
【００３７】
（品質係数であるＱ値の測定）
初透磁率を測定するために使用したトロイダル型コアを用い、ワイヤを３回巻線してコイル部品を作製した。次に、このコイル部品について、インピーダンスアナライザー（ヒューレットパッカード社製４２９１Ａ）により、磁界を０．４Ａ／ｍ印加し、１、２、４、８、１０、２０、４０、６０、８０、１００、１５０、２００、２８０、３３０ＭＨｚの各周波数において測定した。結果は下記の表４に示した。
【００３８】
（温度変動によるインダクタンス変化の測定）
初透磁率を測定するために使用したトロイダル型コアを用い、ワイヤを２０回巻線してコイル部品を作製した。次に、このコイル部品について、インピーダンスアナライザー（ヒューレットパッカード社製４２９１Ａ）により、磁界を０．４Ａ／ｍ印加し、コイル部品を２０℃に設定した恒温槽に載置し、１００ｋＨｚでのインダクタンスを測定して基準値とした。次に、恒温槽内を−２０℃、および、８０℃の各温度に設定し、それぞれの温度における１００ｋＨｚでのインダクタンスを測定し、上記の基準値に対する変化率を求めた。インダクタンスの変化はコイル部品の信頼性に大きく影響を及ぼす。一般に、コイル部品として、この変化率が小さいことが望ましく、上記の温度範囲（２０℃⇒−２０℃、２０℃⇒８０℃）では、その変化率が±５％以内であることが望ましい。
【００３９】
（抗折強度の測定）
ＪＩＳ規格に定められているファインセラミックスの曲げ強度試験方法（Ｒ１６０１）に準じて求めた。すなわち、ＪＩＳ規格に定められている寸法（長さ３８ｍｍ、幅４ｍｍ、厚さ３ｍｍ程度）に成形し、空気中で見かけ密度が５ｇ／ｃｍ3となるように焼成した試料を用いて、荷重（強度）試験器（AIKOH ENGINEERING社製Model 1311,1012）により、クロスヘッドの速度を０．５ｍｍ／分として荷重を加え、破壊荷重を測定することで求めた。抗折強度もコイル部品の信頼性に大きく影響し、一般に９８ＭＰａ以上の抗折強度があれば問題ないとされる。
【００４０】
（外部応力に対するインダクタンス変化の測定）
幅と厚さがともに１０ｍｍ、高さ５０ｍｍ程度の角棒型となるように成形し、その後、空気中で見かけ密度が５ｇ／ｃｍ3となるように焼成し、ワイヤを１４回巻線した試料を作製し、これに電流を０．５ｍＡ印加して、荷重（強度）試験器（AIKOH ENGINEERING社製Model 1311,1012）により、高さ方向に、幅×厚さの断面積に対し、５段階（９．８、１９．６、２９．４、３９．２、４９．０ＭＰａ）の強度で加重し、無加重のインダクタンスを基準にインダクタンスの変化率を求めた。この特性は、耐熱性樹脂によりモールド処理したコイル部品の信頼性に大きく影響する。一般に、このインダクタンスの変化率は小さいことが望ましく、使用する耐熱性樹脂にもよるが、上記の５段階で加重した全ての段階で±５％以内となることが望ましい。
【００４１】
評価結果
（見かけ密度について）
見かけ密度は、上述したように、焼結体の焼結性の良し悪しを判断するためのものである。見かけ密度が低いことにより焼結体内部の空孔が多くなり、素子化した場合において、高い温湿度での使用により上記空孔が原因となりショート不良等を発生して信頼性に影響を及ぼしたり、物理的強度が脆弱となり問題となる。このような問題を生じない程度の見かけ密度は、一般に５ｇ／ｃｍ3以上であるが、この見かけ密度が得られる温度は各試料により異なり、下記の表２に示されるように、試料１〜６においては、ＭｇＯの含有量による差はなく、ＣｕＯの含有量に依存するものであった。
【００４２】
また、試料７〜９の比較、試料１０〜１２の比較、試料１３〜１５の比較をすると、Ｆｅ2Ｏ3の一部、およびＮｉＯの一部をＭｇＯで置換し、さらに、ＭｇＯ含有量を増加することにより、低温での焼結性が向上した。
【００４３】
また、試料１と試料７、試料２と試料１０、試料３と試料１３とを、それぞれ比較すると、ＳｉＯ2を含有することにより、５ｇ／ｃｍ3以上の見かけ密度が得られる焼成温度が高温側に移行した。
【００４４】
さらに、試料７と比較試料１、試料１０と比較試料２、試料１３と比較試料３とを、それぞれ比較すると、ＮｉＯの一部をＭｇＯで置換することにより、低温での焼結性が向上した。
また、特許第２６７９７１６号公報に開示されている実施例に相当する比較試料４および比較試料５と、これらのＮｉＯの一部をＭｇＯで置換した試料１６および試料１７とをそれぞれ比較すると、比較試料４に対して試料１６は低温焼結性が向上しており、比較試料５に対して試料１７は同等の焼結性を有するものであった。
【００４５】
【表２】
【００４６】
（初透磁率について）
初透磁率は、使用する周波数に合わせて、適宜組成を設定することにより、変更可能であるが、同等の見かけ密度（５ｇ／ｃｍ3）では、下記の表３に示されるように、試料１〜１７、比較試料１〜５において有意的な差はない。
【００４７】
また、特許第２６７９７１６号公報に開示されている実施例に相当する比較試料４および比較試料５と、これらのＮｉＯの一部をＭｇＯで置換した試料１６および試料１７とをそれぞれ比較すると、比較試料４に対して試料１６、および、比較試料５に対して試料１７は、同等の初透磁率を有するものであった。
【００４８】
【表３】
【００４９】
（Ｑ値について）
スピネル型フェライトの透磁率と周波数にはスヌーク（Ｓｎｏｅｋ）の限界線が成り立ち、コイル形状および巻線数とそのパターンを同等とした場合、透磁率の異なる材料をコイルに使用することにより、適用する周波数を変えることが可能となる。上記のスヌークの限界線からも分かる通り、周波数が高周波になることにより透磁率が減少する。この透磁率の減少が生じる周波数は、透磁率の大小により異なるが、一般にはスヌークの周波数限界線に沿って透磁率が減少する。そして、この透磁率の減少が生じる周波数より更に低い周波数でＱ値の減少が生じる。すなわち、Ｑ値の大小を比較するうえでは、同等の透磁率において比較する必要がある。そこで、後述するＱ値については、上述したように、ほぼ同等の透磁率が得られたサンプルで比較している。
【００５０】
下記の表４に示すように、試料７と比較試料１、試料１０と比較試料２、試料１３と比較試料３とを、それぞれ比較すると、これらは初透磁率には有意的な差は見られなかったが、Ｑ値に関しては、ＮｉＯの一部をＭｇＯで置換することによる効果が確認された。すなわち、２ＭＨｚまではそれぞれ同等のＱ値を有するものの、それ以上の周波数において差が顕著に現われ、１００ＭＨｚにおいて、各試料７，１０，１３は、対応する各比較試料１，２，３の３〜５倍程度のＱ値を示した。
【００５１】
また、試料７〜９の比較、試料１０〜１２の比較、試料１３〜１５の比較をすると、Ｆｅ2Ｏ3の一部、およびＮｉＯの一部をＭｇＯで置換し、さらに、ＭｇＯ含有量を増加させても、ＣｕＯ含有量が同一のグループ内では、略同等のＱ値が得られることが明らかとなった。上記の３グループのなかで、試料１０〜１２のグループが、１５０ＭＨｚおよび２００ＭＨｚの高周波領域でのＱ値が最も高いものであった。
【００５２】
また、試料１，２と試料７、試料３，４と試料１０、試料５，６と試料１３とを、それぞれ比較すると、ＳｉＯ2を含有した試料７，１０，１３においてＱ値がより高いものであった。
【００５３】
但し、比較試料１と試料１，２、比較試料２と試料３，４、比較試料３と試料５，６とを、それぞれ比較すると、ＳｉＯ2を含有せずとも、主成分にＭｇＯを含有することによりＱ値が向上することが明らかとなった。
【００５４】
さらに、特許第２６７９７１６号公報に開示されている実施例に相当する比較試料４および比較試料５と、これらのＮｉＯの一部をＭｇＯで置換した試料１６および試料１７とを比較すると、２０ＭＨｚまでは同等のＱ値を有するが、４０ＭＨｚを超える周波数において顕著な差が現れた。すなわち、初透磁率が比較的低い比較試料４と試料１６との比較では、１００ＭＨｚにおいて、試料１６は約２倍のＱ値を示した。また、比較試料５と試料１７との比較では、４０〜１００ＭＨｚにおいて、試料１７は２倍以上のＱ値を示した。
【００５５】
【表４】
【００５６】
（温度変動によるインダクタンス変化について）
下記の表５に示されるように、同等の見かけ密度（５ｇ／ｃｍ3）において、試料７と比較試料１、試料１０と比較試料２、試料１３と比較試料３とを、それぞれ比較すると、ＮｉＯの一部をＭｇＯで置換しても初透磁率には有意的な差は見られず、温度変動によるインダクタンスの変化率も同等であり、その変化率は±５％以内であった。
【００５７】
また、試料７〜９の比較、試料１０〜１２の比較、試料１３〜１５の比較をすると、Ｆｅ2Ｏ3の一部、およびＮｉＯの一部をＭｇＯで置換し、さらに、ＭｇＯ含有量を増加することにより、インダクタンスの変化率が増加するものの、いずれも±５％以内の変化率であった。
【００５８】
また、試料１，２と試料７、試料３，４と試料１０、試料５，６と試料１３とを、それぞれ比較すると、ＳｉＯ2を含有した試料７，１０，１３においてインダクタンスの変化率が小さく良好であった。
【００５９】
さらに、特許第２６７９７１６号公報に開示されている実施例に相当する比較試料４および比較試料５と、これらのＮｉＯの一部をＭｇＯで置換した試料１６および試料１７とをそれぞれ比較すると、ＭｇＯの含有によって、試料１６，１７では、ぞれそれ僅かながら変化率が増大するが、いずれも±１％を切る良好な値であった。
【００６０】
【表５】
【００６１】
（抗折強度について）
下記の表６に示されるように、同等の見かけ密度（５ｇ／ｃｍ3）において、試料７と比較試料１、試料１０と比較試料２、試料１３と比較試料３とを、それぞれ比較すると、ＮｉＯの一部をＭｇＯで置換しても初透磁率には有意的な差は見られず、抗折強度も同等であった。
【００６２】
また、試料７〜９間の比較、試料１０〜１２間の比較、試料１３〜１５間の比較をすると、Ｆｅ2Ｏ3の一部、およびＮｉＯの一部をＭｇＯで置換し、さらに、ＭｇＯ含有量を増加することにより、抗折強度が減少するものの、使用上問題ないとされる９８ＭＰａを超える抗折強度が得られた。
【００６３】
また、試料１，２と試料７、試料３，４と試料１０、試料５，６と試料１３とを、それぞれ比較すると、ＳｉＯ2を含有した試料７，１０，１３においてより良好な抗折強度が得られた。
【００６４】
さらに、特許第２６７９７１６号公報に開示されている実施例に相当する比較試料４および比較試料５と、これらのＮｉＯの一部をＭｇＯで置換した試料１６および試料１７とをそれぞれ比較すると、ＭｇＯの含有によっても、同等の抗折強度が得られることが明らかとなった。
【００６５】
【表６】
【００６６】
（外部応力に対するインダクタンス変化について）
下記の表７に示されるように、同等の見かけ密度（５ｇ／ｃｍ3）において、試料７と比較試料１、試料１０と比較試料２、試料１３と比較試料３とを、それぞれ比較すると、ＮｉＯの一部をＭｇＯで置換しても初透磁率には有意的な差は見られず、外部応力によるインダクタンスの変化率も同等であり、その変化率は±５％以内であった。
【００６７】
また、試料７〜９の比較、試料１０〜１２の比較、試料１３〜１５の比較をすると、Ｆｅ2Ｏ3の一部、およびＮｉＯの一部をＭｇＯで置換し、さらに、ＭｇＯ含有量を増加することにより、外部応力によるインダクタンスの変化率が増加するものの、いずれも±２％以内の変化率であった。
【００６８】
また、試料１，２と試料７、試料３，４と試料１０、試料５，６と試料１３とを、それぞれ比較すると、ＳｉＯ2を含有した試料７，１０，１３は、外部応力によるインダクタンスの変化率が小さく良好であった。
【００６９】
さらに、特許第２６７９７１６号公報に開示されている実施例に相当する比較試料４および比較試料５と、これらのＮｉＯの一部をＭｇＯで置換した試料１６および試料１７とを比較すると、外部応力によるインダクタンスの変化率は、ＭｇＯの含有によってもほぼ同等のものであった。
【００７０】
【表７】
【００７１】
［実施例２］
磁性材料の作製
まず、主成分としてＦｅ2Ｏ3、ＣｕＯ、ＺｎＯ、ＭｇＯおよびＮｉＯを下記の表８に示される量比（モル％）となるように秤量し、この主成分組成に対して、Ｃｏ3Ｏ4、Ｂｉ2Ｏ3、ＳｉＯ2を下記の表８に示す量比（重量％）となるように秤量した。尚、ＭｇＯは水酸化マグネシウム（ＭｇＯＨ）として添加した。
【００７２】
次に、これらの原料をボールミルで５時間湿式混合した。その後、得られた原料混合粉末を空気中７５０〜９００℃で２時間仮焼し、この仮焼成粉をボールミルにて比表面積が３ｍ2／ｇとなるように混合粉砕し、磁性材料（試料１〜２３、比較試料１〜１１）を得た。
尚、比表面積は、（株）島津製作所製流動式比表面積自動測定装置 フローソーブ２３００型でＢＥＴ一点法により測定した。
【００７３】
【表８】
【００７４】
評価用試料の作製
得られた各磁性材料（試料１〜２３、比較試料１〜１１）１００重量部に、バインダーとして、鹸化度９８．５、重合度２４００のポリビニルアルコール（クラレ（株）製ＰＶＡ１２４）の３重量％水溶液を１０重量部添加して造粒した。こうして得られた顆粒を用いて、後述の測定条件等に合わせて所定の形状に成形し、空気中で８６０〜１０２０℃で焼成してコアを作製した。
【００７５】
磁性材料の評価
上記の各磁性材料（試料１〜２３、比較試料１〜１１）のコアについて、実施例１と同様の測定方法により、見かけ密度、初透磁率、品質係数であるＱ値、温度変動によるインダクタンス変化、抗折強度、および、外部応力に対するインダクタンス変化を測定した。
【００７６】
評価結果
試料１〜５は、Ｆｅ2 Ｏ3 含有量を本発明の規定範囲内で変化させ、比較試料１，２はＦｅ2 Ｏ3 含有量が本発明から外れるものとした。見かけ密度が５ｇ／ｃｍ3である試料１〜５は、初透磁率が１５、１５、１７、１８、１６であり、１０〜１５０ＭＨｚにおいて充分なＱ値をもち、また、温度変動によるインダクタンスの変化率が±５％を切り、抗折強度が使用上問題ないとされる９８ＭＰａを超え、外部応力に対するインダクタンスの変化率が±５％を切るものであった。一方、比較試料１，２は、低温焼結性が悪く、見かけ密度５ｇ／ｃｍ3となる焼成温度として比較試料１は１０６０℃、比較試料２は１１５０℃が必要であった。
【００７７】
試料６〜８はＣｕＯ 含有量を本発明の規定範囲内で変化させ、比較試料３，４はＣｕＯ 含有量が本発明から外れるものとした。見かけ密度が５ｇ／ｃｍ3である試料６〜８は、初透磁率が１５、１６、１６であり、１０〜１５０ＭＨｚにおいて充分なＱ値をもち、また、温度変動によるインダクタンスの変化率が±５％を切り、抗折強度として使用上問題ないとされる９８ＭＰａを超える値が得られ、外部応力に対するインダクタンスの変化率が±２％を切るものであった。一方、比較試料３は、低温焼結性が悪く、見かけ密度５ｇ／ｃｍ3となる焼成温度として１１００℃が必要であった。また、比較試料４は、温度変動によるインダクタンスの変化率が６％を超えるものであった。
【００７８】
試料９〜１２はＺｎＯ 含有量を本発明の規定範囲内で変化させ、比較試料５はＺｎＯ 含有量が本発明から外れるものとした。見かけ密度が５ｇ／ｃｍ3である試料９〜１２は、初透磁率が８、１０、４０、６０であり、試料９，１０においては１０〜１５０ＭＨｚにおいて充分なＱ値をもち、試料１１，１２においては１〜２０ＭＨｚにおいて充分なＱ値が得られた。また、温度変動によるインダクタンスの変化率が±５％を切り、抗折強度が使用上問題ないとされる９８ＭＰａを超える値であり、外部応力に対するインダクタンスの変化率が±２％を切るものであった。一方、比較試料５は、２０ＭＨｚ以上の高周波領域においてＱ値が１０以下となった。
【００７９】
また、試料１３〜１６はＭｇＯ 含有量を本発明の規定範囲内で変化させ、比較試料６はＭｇＯ 含有量が本発明から外れるものとした。見かけ密度が５ｇ／ｃｍ3である試料１３〜１６は、初透磁率が１７、１７、１７、１６であり、１０〜１５０ＭＨｚにおいて充分なＱ値をもち、また、温度変動によるインダクタンスの変化率が±５％を切り、抗折強度が使用上問題ないとされる９８ＭＰａを超える値であり、外部応力に対するインダクタンスの変化率が±５％を切るものであった。一方、比較試料６は、温度変動によるインダクタンスの変化率が７％を超え、さらに、外部応力に対するインダクタンスの変化率も７％を超えるものであった。
【００８０】
また、試料１７，１８は副成分としてのＣｏ3Ｏ4 含有量を本発明の規定範囲内で変化させ、比較試料７，８はＣｏ3Ｏ4 含有量が本発明から外れるものとした。見かけ密度が５ｇ／ｃｍ3である試料１７，１８は、初透磁率が２０、１５であり、試料１７は１０〜１００ＭＨｚにおいて充分なＱ値をもち、試料１８は１０〜２００ＭＨｚにおいて充分なＱ値が得られた。また、温度変動によるインダクタンスの変化率が±５％を切り、抗折強度として使用上問題ないとされる９８ＭＰａを超える値が得られ、外部応力に対するインダクタンスの変化率が±５％を切るものであった。一方、比較試料７は、１００ＭＨｚ以上の高周波領域においてＱ値が１０以下であり、比較試料８は、温度変動によるインダクタンスの変化率が８％を超えるものであった。さらに、外部応力に対するインダクタンスの変化率も７％を超えるものであった。
【００８１】
また、試料１９〜２１は副成分としてのＢｉ2Ｏ3 含有量を本発明の規定範囲内で変化させ、比較試料９，１０はＢｉ2Ｏ3 含有量が本発明から外れるものとした。見かけ密度が５ｇ／ｃｍ3である試料１９〜２１は、初透磁率が１８、１７、１５であり、１０〜１５０ＭＨｚにおいて充分なＱ値をもち、また、温度変動によるインダクタンスの変化率が±５％を切り、抗折強度として使用上問題ないとされる９８ＭＰａを超える値が得られ、外部応力に対するインダクタンスの変化率が±５％を切るものであった。一方、比較試料９は、低温焼結性が悪く、見かけ密度５ｇ／ｃｍ3となる焼成温度として、１０６０℃が必要であった。また、比較試料１０は、仮焼において粒成長が急激に進み、ボールミルの粉砕においては、１ｃｍ程度の粗粒が残り、次工程以降の成形が困難であった。
【００８２】
さらに、試料２２，２３は副成分としてのＳｉＯ2 含有量を本発明の規定範囲内で変化させ、比較試料１１はＳｉＯ2 含有量が本発明から外れるものとした。見かけ密度が５ｇ／ｃｍ3である試料２２，２３は、初透磁率が１２、９であり、１０〜１５０ＭＨｚにおいて充分なＱ値をもち、また、温度変動によるインダクタンスの変化率が±５％を切り、抗折強度として使用上問題ないとされる９８ＭＰａを超える値が得られ、外部応力に対するインダクタンスの変化率が±５％を切るものであった。一方、比較試料１１は、低温焼結性が悪く、見かけ密度５ｇ／ｃｍ3となる焼成温度として、１０６０℃が必要であった。
【００８３】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、主成分である酸化鉄、酸化銅、酸化亜鉛、酸化マグネシウムおよび酸化ニッケルの含有量、ならびに、副成分である酸化コバルト、酸化ビスマスおよび酸化ケイ素の含有量を所定の範囲とすることにより、高周波領域において品質係数であるＱ値が充分に高く、かつ、温度変動によるインダクタンス変化や物理的強度変化が少なく、また、圧縮応力に対するインダクタンス変化が少ない磁性材料が得られ、本発明の磁性材料からなるコアは抗折強度が高く、このコアを備えるコイル部品は、高周波領域において高い信頼性と優れた性能を発現する。
【発明の属する技術分野】
本発明は磁性材料、特にＮｉＣｕＺｎＭｇ系フェライト材料に係り、また、この磁性材料を用いたコイル部品、特に高周波用コイル部品に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、各種電子機器の小型化、軽量化に伴い、それらを構成する電子部品についても小型化、軽量化が進んでおり、コイル部品、トランス等も例外ではない。また、電子機器の高周波化も進んでおり、特に移動体通信機器においては、１０ＭＨｚ以上の周波数帯でコイル部品等が使用されており、このため、小型で高周波領域まで動作し、高いＱ値をもつコイル部品が望まれている。
【０００３】
高周波用コイル部品としては、磁性材料からなるコイル用のコアにワイヤを巻き付けたコイル部品が主に使用される。使用するコアは、磁性材料にバインダーを加えて造粒した後に所定の形状に形成、加工し、これを空気中で８５０〜１３００℃程度で焼成したもの（焼成後に加工する場合もある）であり、これにＡｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｆｅ，Ｐｔ，Ｓｎ，Ｎｉ，Ｐｂ，Ａｌ，Ｃｏ、または、これらの合金等からなるワイヤを巻き付けてコイル部品が作製される。
【０００４】
高周波用コイル部品においては、磁性体層（コア）の比抵抗が高いことが要求される。すなわち、コアにワイヤを用いて巻線を施す際に、比抵抗が低ければボビン等の絶縁物が必要となり、コイル部品の小型化の障害となる。また、めっきによりコアに電極を形成する場合に、コアの比抵抗が低いと、めっきの信頼性が低下し、さらに、コアの素地までめっきされるおそれがあり、コイル部品としての信頼性も著しく低下する。
【０００５】
そこで、高周波用コイル部品に用いるコアを構成するための磁性材料として、ＮｉＣｕＺｎ系フェライトが一般に用いられる。その理由は、このＮｉＣｕＺｎ系フェライトが立方晶の結晶構造であり、比抵抗が高く、一般に透磁率を有しており、非磁性体をコアとして用いたコイル部品や空芯コイル部品と同等のインダクタンスを得るのであれば、これらに比べて巻線数を減らすことができるので、素子の小型化に有利であり、また、高周波領域まで高いＱ値を得ることができるという特徴を有している。
【０００６】
また、インダクタンスについては、一般に磁性材料は温度特性（温度変動によりインダクタンスが変化する）を有する。このことから、磁性材料を用いたコイル部品は、使用環境によりインダクタンスの値が影響されることになり、温度に対するインダクタンスの変化が小さいことがコイル部品として望まれている。
【０００７】
また、磁性材料を用いたコイル部品においては、磁性材料に加わる外部からの応力に対し、インダクタンスの変化が少ないことが望ましい。近年、フェライトからなるコアにワイヤにより巻線を施し、耐熱性樹脂によりモールド処理したコイル部品が実用化されている。この耐熱性樹脂は、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に加わる。このようにコアに応力が加わることで、インダクタンスが減少し、コイル部品としての信頼性が低下する。
【０００８】
樹脂モールドタイプのコイル部品を構成するフェライトコアが、樹脂からの圧縮応力の影響を受けないことを目的として、特許第２６７９７１６号公報には、Ｆｅ2Ｏ3：４６．５〜４９．５モル％、ＣｕＯ：５〜１０モル％、ＺｎＯ：２〜３０モル％、および、残部酸化ニッケルからなるＮｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライト材料に、Ｃｏ3Ｏ4：０．０５〜２．０重量％、Ｂｉ2Ｏ3：３〜５重量％、ＳｉＯ2：０．１〜２．０重量％添加したフェライトコア焼成用材料が開示されている。また、特開平４−３２３８０６号公報には、結晶組織の平均粒径が２０〜６０μｍである耐熱衝撃フェライト材料が開示されている。さらに、特開平９−２６３４４３号公報には、Ｆｅ2Ｏ3：３８〜４４モル％、ＮｉＯ：４７〜５３モル％、ＣｕＯ：０．１〜２モル％、ＭｇＯ：５〜９モル％からなる主成分１００重量部に、Ｂｉ2Ｏ3：５〜９重量部、ＳｉＯ2：５〜９重量部、ＺｒＯ2：０．５〜１．５重量部を添加したフェライト材料が開示されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、磁性材料を用いたコイル部品の品質を量る因子として、品質係数：Ｑ値が挙げられる。コイル部品のリアクタンス成分と交流抵抗成分の位相角をθ（ｄｅｇ）とすると、９０（ｄｅｇ）−θ（ｄｅｇ）で表される損失角δ（ｄｅｇ）を用いて表される損失：ｔａｎδの逆数であり、Ｑ＝１／ｔａｎδで表される。したがって、コイル部品としての信頼性および性能の向上には、損失を低下させること、すなわち、Ｑ値の向上が望まれる。
【００１０】
しかし、上記の特許第２６７９７１６号公報には、１０ＭＨｚ以下のＱ値に関する記載と、樹脂モールド前後におけるＱの変化率が小さい旨の記載はあるが、１０ＭＨｚを超える高周波領域におけるＱ値に関する記載はなく、１０ＭＨｚを超える高周波領域でのＱ値は小さく、高周波用コイル部材に用いるフェライト材料としては、不充分なものであった。
【００１１】
また、特開平４−３２３８０６号公報に開示された耐熱衝撃フェライト材料は、結晶組織の平均粒径が２０〜６０μｍと大きいため、温度変動に伴う透磁率変化が大きなものであった。
さらに、特開平９−２６３４４３号公報に開示されたフェライト材料は、高周波領域におけるＱ値が大きいものの、温度変動に伴う透磁率変化が大きなものであった。
【００１２】
本発明は、上記のような実情に鑑みてなされたものであり、温度によるインダクタンス変化や物理的強度変化、および、圧縮応力に対するインダクタンス変化が従来の磁性材料に比べて遜色なく、かつ、高周波領域において品質係数であるＱ値が充分に高い磁性材料と、高周波用のコイル部品を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明の磁性材料は、主成分が酸化鉄、酸化銅、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、および、酸化ニッケルからなり、該主成分における酸化鉄の含有量がＦｅ2Ｏ3換算で４５．０〜５１．０モル％の範囲、酸化銅の含有量がＣｕＯ換算で０．５〜１５．０モル％の範囲、酸化亜鉛の含有量がＺｎＯ換算で１．０〜３１．０モル％の範囲、酸化マグネシウムの含有量がＭｇＯ換算で０．１〜５．０モル％の範囲であって、残部が酸化ニッケルであり、副成分が酸化コバルト、酸化ビスマスおよび酸化ケイ素からなり、前記主成分に対して酸化コバルトをＣｏ3Ｏ4換算で０．０５〜１．０重量％の範囲、酸化ビスマスをＢｉ2Ｏ3換算で０．５〜７．０重量％の範囲、酸化ケイ素をＳｉＯ2換算で０．２〜３．０重量％の範囲で含有するような構成とした。
また、本発明のコイル部品は、上記の磁性材料からなるコアにワイヤを巻き付けてなるような構成とした。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
本発明は、主成分として磁性材料に含有させる酸化マグネシウムの含有量を検討した結果、所定の範囲の酸化マグネシウム含有量において高周波領域のＱ値が高く、かつ、温度によるインダクタンス変化や物理的強度変化、および、圧縮応力に対するインダクタンス変化が従来の磁性材料に比べて遜色ない磁性材料が得られることを見出してなされたものである。
【００１５】
すなわち、本発明のフェライト材料は、主成分に占める酸化鉄の含有量がＦｅ2Ｏ3換算で４５．０〜５１．０モル％、好ましくは４６．０〜４９．５モル％の範囲、酸化銅の含有量がＣｕＯ換算で０．５〜１５．０モル％、好ましくは１．０〜１４．０モル％の範囲、酸化亜鉛の含有量がＺｎＯ換算で０〜３３．０モル％、好ましくは１．０〜３１．０モル％の範囲、酸化マグネシウムの含有量がＭｇＯ換算で０．１〜５．０モル％、好ましくは１．０〜４．０モル％の範囲であり、残部は酸化ニッケル（好ましくはＮｉＯ換算で１０．０〜５１．０モル％の範囲）である。さらに、この主成分に対して副成分として酸化コバルトをＣｏ3Ｏ4換算で０．０５〜１．０重量％、好ましくは０．１〜０．８重量％の範囲、酸化ビスマスをＢｉ2Ｏ3換算で０．５〜７．０重量％、好ましくは０．８〜６．０重量％の範囲、酸化ケイ素をＳｉＯ2換算で０〜５．０重量％、好ましくは０．２〜３．０重量％の範囲で含有するものである。そして、本発明のコイル部材は、上記の本発明の磁性材料からなるコアを備えるものである。
【００１６】
尚、本発明の磁性材料は、透磁率、見かけ密度、Ｑ値、温度によるインダクタンス変化、圧縮応力に対するインダクタンス変化等の特性に影響を及ぼさない程度であれば、不純物として、Ｐ，Ａｌ，Ｂ，Ｍｎ，Ｂａ，Ｓｒ，Ｐｂ，Ｗ，Ｖ，Ｍｏ等を含有してもよい。
【００１７】
次に、本発明の磁性材料の組成の各成分範囲の限定理由を説明する。
（酸化鉄の含有量）
Ｆｅ2Ｏ3が４５．０モル％未満であると、見かけ密度に低下がみられる。一方、Ｆｅ2Ｏ3が化学量論組成を超えた範囲から、空気中の焼成ではＦｅ3Ｏ4の析出によって見かけ密度の低下およびコアとしての比抵抗の低下が始まる。このＦｅ3Ｏ4の析出が顕著になるのは、分析機器の精度にもよるが、Ｆｅ2Ｏ3が５１モル％を超えた範囲からである。
【００１８】
（酸化銅の含有量）
見かけ密度は、コアの物理的強度に大きく影響する。そこで、実用上問題がない値以上の物理的強度を得る必要があるが、一般にＭｇ−Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系のフェライトにおいては、見かけ密度５．０ｇ／ｃｍ3以上が物理的強度においても問題がないとされる。この見かけ密度を管理する上で、主成分において最も大きな要因となるのがＣｕＯ量である。このＣｕＯ量が増加することにより、低温焼成での見かけ密度を向上させることができ、ＣｕＯが０．５モル％未満であると、充分な低温焼結性が得られない。また、ＣｕＯが１５．０モル％を超えると、コアの比抵抗が低くなり好ましくない。
【００１９】
（酸化亜鉛）
初透磁率は、使用する周波数により適宜決定すればよいが、初透磁率を管理する上で最も大きな要因となるのがＺｎＯ量である。所望の初透磁率が低い場合はＺｎＯ量を０とし、より高い初透磁率を得たい場合は漸次ＺｎＯ量を増加させることができる。但し、ＺｎＯ量が３３．０モル％を超えると、１０ＭＨｚを超える高周波領域においてＱ値の低下が起こり、さらに、キュリー点が低くなることから、ＺｎＯの含有量は実用上３３．０モル％が上限である。
【００２０】
（酸化マグネシウム）
高周波領域でのＱ値の制御を行う上で要因となるのがＭｇＯ量である。主成分におけるＭｇＯ量を０．１モル％以上で増加させることにより、徐々にであるが初透磁率が低下し、高周波領域においてのＱ特性が向上する。但し、ＭｇＯが０．１モル％未満であると、Ｑ値が向上せず、また、 ＭｇＯが５．０モル％を超えると、温度変化による透磁率変化が大きくなり好ましくない。
【００２１】
（酸化ニッケル）
本発明の磁性材料では、主成分の残部としてＮｉＯを含有するものとするが、これは諸特性を他の成分により調整し、その結果、残部とするものである。ＮｉＯを含有していない場合、コアの比抵抗が低下を来たし好ましくない。
【００２２】
（副成分である酸化コバルト）
ＭｇＯとともにＱ値の向上の要因となるのがＣｏ3Ｏ4であるが、主成分に対する含有量が０．０５重量％未満であると、Ｑ値が低くなり、１．０重量％を超えると、温度変動によるインダクタンス変化が著しく大きくなり好ましくない。
【００２３】
（副成分である酸化ビスマス）
Ｂｉ2Ｏ3の含有量が増加することにより、低温での焼成において焼結体密度が向上する。これは、主成分として用いるＣｕＯと同様であるが、ＣｕＯ量の増加により初透磁率やＱ値の低下が生じる場合、適宜Ｂｉ2Ｏ3量を調整することにより、５ｇ／ｃｍ3以上の見かけ密度を得ることが可能となる。Ｂｉ2Ｏ3が０．５重量％未満であると、低温焼結性が悪く、７．０重量％を超えると、仮焼において粒成長が進みすぎ、次工程での粉砕が困難となり、本焼成での緻密化に支障を来たす。
【００２４】
（副成分である酸化ケイ素）
物理的強度を向上させ、温度変動によるインダクタンス変化を減少させる大きな要因となるのがＳｉＯ2量であり、５．０重量％を超えると、低温焼結性が悪くなり好ましくない。
【００２５】
上述のような本発明の磁性材料は、以下のようにして製造することができる。まず、焼成後の組成が上記の範囲となるように秤量した酸化鉄、酸化銅、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化ニッケル、酸化コバルト、酸化ビスマス、酸化ケイ素を含有した原材料を、ボールミル、サンドミル、振動ミル、湿式メディア攪拌型ミル等を用いて混合粉砕した後、湿式の場合は乾燥し、仮焼きを行う。その後、ボールミル、サンドミル、振動ミル、湿式メディア攪拌型ミル等を用いて粉砕し、湿式の場合は更に乾燥して、磁性材料を得ることができる。
【００２６】
また、本発明のコイル部品は、本発明の磁性材料の粉体にバインダーを加え、造粒した後に所望の形状に成形加工し、空気中で焼成（例えば、８５０〜１３００℃）して作製したコアに、Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｐｔ，Ｓｎ，Ｎｉ，Ｐｂ，Ａｌ，Ｃｏ等の金属、あるいは、これらの合金等からなるワイヤを巻き付けて製造することができる。尚、コアの加工は焼成後に行ってもよい。
【００２７】
【実施例】
次に、具体的な実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。
【００２８】
［実施例１］
磁性材料の作製
まず、主成分としてＦｅ2Ｏ3、ＣｕＯ、ＺｎＯ、ＭｇＯおよびＮｉＯを下記の表１に示される量比（モル％）となるように秤量し、この主成分組成に対して、Ｃｏ3Ｏ4、Ｂｉ2Ｏ3、ＳｉＯ2を下記の表１に示す量比（重量％）となるように秤量した。尚、ＭｇＯは水酸化マグネシウム（ＭｇＯＨ）として添加した。
【００２９】
次に、これらの原料をボールミルで５時間湿式混合した。その後、得られた原料混合粉末を空気中７５０〜９００℃で２時間仮焼し、この仮焼成粉をボールミルにて比表面積が３ｍ2／ｇとなるように混合粉砕し、磁性材料（試料１〜１７、比較試料１〜５）を得た。
尚、比表面積は、（株）島津製作所製流動式比表面積自動測定装置 フローソーブ２３００型でＢＥＴ一点法により測定した。
【００３０】
試料１〜６については、Ｍｇ−Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系のフェライト材料に、副成分としてＣｏ3Ｏ4とＢｉ2Ｏ3を含有する磁性材料とした。また、試料７〜１５については、Ｍｇ−Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系のフェライト材料に、副成分としてＣｏ3Ｏ4とＢｉ2Ｏ3およびＳｉＯ2を含有する磁性材料とした。さらに、試料１６，１７については、特許第２６７９７１６号公報に開示されている実施例において、本発明のＭｇＯの含有範囲内となるようにＮｉＯと置換する形でＭｇＯを主成分に含有させた磁性材料とした。
【００３１】
一方、比較試料については、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系のフェライト材料に、副成分としてＣｏ3Ｏ4とＢｉ2Ｏ3およびＳｉＯ2を含有する磁性材料とした。特に、比較試料１については試料７、比較試料２については試料１０、比較試料３については試料１３のそれぞれから、ＭｇＯをＮｉＯで置換して、ＭｇＯを主成分に含有しない磁性材料とした。また、比較試料４、５は、特許第２６７９７１６号公報に開示されている実施例と同様とした。
【００３２】
【表１】
評価用試料の作製
得られた各磁性材料（試料１〜１７、比較試料１〜５）１００重量部に、バインダーとして、鹸化度９８．５、重合度２４００のポリビニルアルコール（クラレ（株）製ＰＶＡ１２４）の３重量％水溶液を１０重量部添加して造粒した。こうして得られた顆粒を用いて、後述の測定条件等に合わせて所定の形状に成形し、空気中で８６０〜１０２０℃で焼成してコアを作製した。
【００３４】
磁性材料の評価
上記の各磁性材料（試料１〜１７、比較試料１〜５）のコアについて、下記の測定方法により、見かけ密度、初透磁率、品質係数であるＱ値、温度変動によるインダクタンス変化、抗折強度、および、外部応力に対するインダクタンス変化を測定して、下記の表２〜６に示した。
【００３５】
（見かけ密度の測定）
空気中で所定の温度（８６０℃、９００℃、９４０℃、９８０℃、１０００℃、１０２０℃の６種）で焼成し、得られた焼結体の寸法から体積を求め、その質量を体積で除して見かけ密度を求め、下記の表２に示した。ここで、見かけ密度は、焼結体の焼結性の良し悪しを判断するためのものである。見かけ密度が低いことにより焼結体内部の空孔が多くなり、素子化した場合において、高い温湿度での使用で、上記空孔が原因となりショート不良等を発生して信頼性に影響を及ぼしたり、物理的強度が脆弱となり問題となる。このような問題を生じない程度の見かけ密度は、一般に５ｇ／ｃｍ3以上である。
【００３６】
（初透磁率の測定）
表２に示した見かけ密度が使用上問題ないと考えられる５ｇ／ｃｍ3であるコアを用いて測定を行った。測定は、まず、外径１８ｍｍ、内径１０ｍｍ、高さ３．１ｍｍのトロイダル型コアとなるように成形し、空気中で所定温度（各試料において、見かけ密度が５ｇ／ｃｍ3となる温度）にて焼成して得たコアに、ワイヤを２０回巻線してコイル部品を作製した。このコイル部品について、インピーダンスアナライザー（ヒューレットパッカード社製４２９１Ａ）により、磁界を０．４Ａ／ｍ印加し、１００ｋＨｚのインダクタンスを測定し形状から得られた定数から算出した。測定結果は下記の表３に示した。
【００３７】
（品質係数であるＱ値の測定）
初透磁率を測定するために使用したトロイダル型コアを用い、ワイヤを３回巻線してコイル部品を作製した。次に、このコイル部品について、インピーダンスアナライザー（ヒューレットパッカード社製４２９１Ａ）により、磁界を０．４Ａ／ｍ印加し、１、２、４、８、１０、２０、４０、６０、８０、１００、１５０、２００、２８０、３３０ＭＨｚの各周波数において測定した。結果は下記の表４に示した。
【００３８】
（温度変動によるインダクタンス変化の測定）
初透磁率を測定するために使用したトロイダル型コアを用い、ワイヤを２０回巻線してコイル部品を作製した。次に、このコイル部品について、インピーダンスアナライザー（ヒューレットパッカード社製４２９１Ａ）により、磁界を０．４Ａ／ｍ印加し、コイル部品を２０℃に設定した恒温槽に載置し、１００ｋＨｚでのインダクタンスを測定して基準値とした。次に、恒温槽内を−２０℃、および、８０℃の各温度に設定し、それぞれの温度における１００ｋＨｚでのインダクタンスを測定し、上記の基準値に対する変化率を求めた。インダクタンスの変化はコイル部品の信頼性に大きく影響を及ぼす。一般に、コイル部品として、この変化率が小さいことが望ましく、上記の温度範囲（２０℃⇒−２０℃、２０℃⇒８０℃）では、その変化率が±５％以内であることが望ましい。
【００３９】
（抗折強度の測定）
ＪＩＳ規格に定められているファインセラミックスの曲げ強度試験方法（Ｒ１６０１）に準じて求めた。すなわち、ＪＩＳ規格に定められている寸法（長さ３８ｍｍ、幅４ｍｍ、厚さ３ｍｍ程度）に成形し、空気中で見かけ密度が５ｇ／ｃｍ3となるように焼成した試料を用いて、荷重（強度）試験器（AIKOH ENGINEERING社製Model 1311,1012）により、クロスヘッドの速度を０．５ｍｍ／分として荷重を加え、破壊荷重を測定することで求めた。抗折強度もコイル部品の信頼性に大きく影響し、一般に９８ＭＰａ以上の抗折強度があれば問題ないとされる。
【００４０】
（外部応力に対するインダクタンス変化の測定）
幅と厚さがともに１０ｍｍ、高さ５０ｍｍ程度の角棒型となるように成形し、その後、空気中で見かけ密度が５ｇ／ｃｍ3となるように焼成し、ワイヤを１４回巻線した試料を作製し、これに電流を０．５ｍＡ印加して、荷重（強度）試験器（AIKOH ENGINEERING社製Model 1311,1012）により、高さ方向に、幅×厚さの断面積に対し、５段階（９．８、１９．６、２９．４、３９．２、４９．０ＭＰａ）の強度で加重し、無加重のインダクタンスを基準にインダクタンスの変化率を求めた。この特性は、耐熱性樹脂によりモールド処理したコイル部品の信頼性に大きく影響する。一般に、このインダクタンスの変化率は小さいことが望ましく、使用する耐熱性樹脂にもよるが、上記の５段階で加重した全ての段階で±５％以内となることが望ましい。
【００４１】
評価結果
（見かけ密度について）
見かけ密度は、上述したように、焼結体の焼結性の良し悪しを判断するためのものである。見かけ密度が低いことにより焼結体内部の空孔が多くなり、素子化した場合において、高い温湿度での使用により上記空孔が原因となりショート不良等を発生して信頼性に影響を及ぼしたり、物理的強度が脆弱となり問題となる。このような問題を生じない程度の見かけ密度は、一般に５ｇ／ｃｍ3以上であるが、この見かけ密度が得られる温度は各試料により異なり、下記の表２に示されるように、試料１〜６においては、ＭｇＯの含有量による差はなく、ＣｕＯの含有量に依存するものであった。
【００４２】
また、試料７〜９の比較、試料１０〜１２の比較、試料１３〜１５の比較をすると、Ｆｅ2Ｏ3の一部、およびＮｉＯの一部をＭｇＯで置換し、さらに、ＭｇＯ含有量を増加することにより、低温での焼結性が向上した。
【００４３】
また、試料１と試料７、試料２と試料１０、試料３と試料１３とを、それぞれ比較すると、ＳｉＯ2を含有することにより、５ｇ／ｃｍ3以上の見かけ密度が得られる焼成温度が高温側に移行した。
【００４４】
さらに、試料７と比較試料１、試料１０と比較試料２、試料１３と比較試料３とを、それぞれ比較すると、ＮｉＯの一部をＭｇＯで置換することにより、低温での焼結性が向上した。
また、特許第２６７９７１６号公報に開示されている実施例に相当する比較試料４および比較試料５と、これらのＮｉＯの一部をＭｇＯで置換した試料１６および試料１７とをそれぞれ比較すると、比較試料４に対して試料１６は低温焼結性が向上しており、比較試料５に対して試料１７は同等の焼結性を有するものであった。
【００４５】
【表２】
（初透磁率について）
初透磁率は、使用する周波数に合わせて、適宜組成を設定することにより、変更可能であるが、同等の見かけ密度（５ｇ／ｃｍ3）では、下記の表３に示されるように、試料１〜１７、比較試料１〜５において有意的な差はない。
【００４７】
また、特許第２６７９７１６号公報に開示されている実施例に相当する比較試料４および比較試料５と、これらのＮｉＯの一部をＭｇＯで置換した試料１６および試料１７とをそれぞれ比較すると、比較試料４に対して試料１６、および、比較試料５に対して試料１７は、同等の初透磁率を有するものであった。
【００４８】
【表３】
（Ｑ値について）
スピネル型フェライトの透磁率と周波数にはスヌーク（Ｓｎｏｅｋ）の限界線が成り立ち、コイル形状および巻線数とそのパターンを同等とした場合、透磁率の異なる材料をコイルに使用することにより、適用する周波数を変えることが可能となる。上記のスヌークの限界線からも分かる通り、周波数が高周波になることにより透磁率が減少する。この透磁率の減少が生じる周波数は、透磁率の大小により異なるが、一般にはスヌークの周波数限界線に沿って透磁率が減少する。そして、この透磁率の減少が生じる周波数より更に低い周波数でＱ値の減少が生じる。すなわち、Ｑ値の大小を比較するうえでは、同等の透磁率において比較する必要がある。そこで、後述するＱ値については、上述したように、ほぼ同等の透磁率が得られたサンプルで比較している。
【００５０】
下記の表４に示すように、試料７と比較試料１、試料１０と比較試料２、試料１３と比較試料３とを、それぞれ比較すると、これらは初透磁率には有意的な差は見られなかったが、Ｑ値に関しては、ＮｉＯの一部をＭｇＯで置換することによる効果が確認された。すなわち、２ＭＨｚまではそれぞれ同等のＱ値を有するものの、それ以上の周波数において差が顕著に現われ、１００ＭＨｚにおいて、各試料７，１０，１３は、対応する各比較試料１，２，３の３〜５倍程度のＱ値を示した。
【００５１】
また、試料７〜９の比較、試料１０〜１２の比較、試料１３〜１５の比較をすると、Ｆｅ2Ｏ3の一部、およびＮｉＯの一部をＭｇＯで置換し、さらに、ＭｇＯ含有量を増加させても、ＣｕＯ含有量が同一のグループ内では、略同等のＱ値が得られることが明らかとなった。上記の３グループのなかで、試料１０〜１２のグループが、１５０ＭＨｚおよび２００ＭＨｚの高周波領域でのＱ値が最も高いものであった。
【００５２】
また、試料１，２と試料７、試料３，４と試料１０、試料５，６と試料１３とを、それぞれ比較すると、ＳｉＯ2を含有した試料７，１０，１３においてＱ値がより高いものであった。
【００５３】
但し、比較試料１と試料１，２、比較試料２と試料３，４、比較試料３と試料５，６とを、それぞれ比較すると、ＳｉＯ2を含有せずとも、主成分にＭｇＯを含有することによりＱ値が向上することが明らかとなった。
【００５４】
さらに、特許第２６７９７１６号公報に開示されている実施例に相当する比較試料４および比較試料５と、これらのＮｉＯの一部をＭｇＯで置換した試料１６および試料１７とを比較すると、２０ＭＨｚまでは同等のＱ値を有するが、４０ＭＨｚを超える周波数において顕著な差が現れた。すなわち、初透磁率が比較的低い比較試料４と試料１６との比較では、１００ＭＨｚにおいて、試料１６は約２倍のＱ値を示した。また、比較試料５と試料１７との比較では、４０〜１００ＭＨｚにおいて、試料１７は２倍以上のＱ値を示した。
【００５５】
【表４】
（温度変動によるインダクタンス変化について）
下記の表５に示されるように、同等の見かけ密度（５ｇ／ｃｍ3）において、試料７と比較試料１、試料１０と比較試料２、試料１３と比較試料３とを、それぞれ比較すると、ＮｉＯの一部をＭｇＯで置換しても初透磁率には有意的な差は見られず、温度変動によるインダクタンスの変化率も同等であり、その変化率は±５％以内であった。
【００５７】
また、試料７〜９の比較、試料１０〜１２の比較、試料１３〜１５の比較をすると、Ｆｅ2Ｏ3の一部、およびＮｉＯの一部をＭｇＯで置換し、さらに、ＭｇＯ含有量を増加することにより、インダクタンスの変化率が増加するものの、いずれも±５％以内の変化率であった。
【００５８】
また、試料１，２と試料７、試料３，４と試料１０、試料５，６と試料１３とを、それぞれ比較すると、ＳｉＯ2を含有した試料７，１０，１３においてインダクタンスの変化率が小さく良好であった。
【００５９】
さらに、特許第２６７９７１６号公報に開示されている実施例に相当する比較試料４および比較試料５と、これらのＮｉＯの一部をＭｇＯで置換した試料１６および試料１７とをそれぞれ比較すると、ＭｇＯの含有によって、試料１６，１７では、ぞれそれ僅かながら変化率が増大するが、いずれも±１％を切る良好な値であった。
【００６０】
【表５】
（抗折強度について）
下記の表６に示されるように、同等の見かけ密度（５ｇ／ｃｍ3）において、試料７と比較試料１、試料１０と比較試料２、試料１３と比較試料３とを、それぞれ比較すると、ＮｉＯの一部をＭｇＯで置換しても初透磁率には有意的な差は見られず、抗折強度も同等であった。
【００６２】
また、試料７〜９間の比較、試料１０〜１２間の比較、試料１３〜１５間の比較をすると、Ｆｅ2Ｏ3の一部、およびＮｉＯの一部をＭｇＯで置換し、さらに、ＭｇＯ含有量を増加することにより、抗折強度が減少するものの、使用上問題ないとされる９８ＭＰａを超える抗折強度が得られた。
【００６３】
また、試料１，２と試料７、試料３，４と試料１０、試料５，６と試料１３とを、それぞれ比較すると、ＳｉＯ2を含有した試料７，１０，１３においてより良好な抗折強度が得られた。
【００６４】
さらに、特許第２６７９７１６号公報に開示されている実施例に相当する比較試料４および比較試料５と、これらのＮｉＯの一部をＭｇＯで置換した試料１６および試料１７とをそれぞれ比較すると、ＭｇＯの含有によっても、同等の抗折強度が得られることが明らかとなった。
【００６５】
【表６】
（外部応力に対するインダクタンス変化について）
下記の表７に示されるように、同等の見かけ密度（５ｇ／ｃｍ3）において、試料７と比較試料１、試料１０と比較試料２、試料１３と比較試料３とを、それぞれ比較すると、ＮｉＯの一部をＭｇＯで置換しても初透磁率には有意的な差は見られず、外部応力によるインダクタンスの変化率も同等であり、その変化率は±５％以内であった。
【００６７】
また、試料７〜９の比較、試料１０〜１２の比較、試料１３〜１５の比較をすると、Ｆｅ2Ｏ3の一部、およびＮｉＯの一部をＭｇＯで置換し、さらに、ＭｇＯ含有量を増加することにより、外部応力によるインダクタンスの変化率が増加するものの、いずれも±２％以内の変化率であった。
【００６８】
また、試料１，２と試料７、試料３，４と試料１０、試料５，６と試料１３とを、それぞれ比較すると、ＳｉＯ2を含有した試料７，１０，１３は、外部応力によるインダクタンスの変化率が小さく良好であった。
【００６９】
さらに、特許第２６７９７１６号公報に開示されている実施例に相当する比較試料４および比較試料５と、これらのＮｉＯの一部をＭｇＯで置換した試料１６および試料１７とを比較すると、外部応力によるインダクタンスの変化率は、ＭｇＯの含有によってもほぼ同等のものであった。
【００７０】
【表７】
［実施例２］
磁性材料の作製
まず、主成分としてＦｅ2Ｏ3、ＣｕＯ、ＺｎＯ、ＭｇＯおよびＮｉＯを下記の表８に示される量比（モル％）となるように秤量し、この主成分組成に対して、Ｃｏ3Ｏ4、Ｂｉ2Ｏ3、ＳｉＯ2を下記の表８に示す量比（重量％）となるように秤量した。尚、ＭｇＯは水酸化マグネシウム（ＭｇＯＨ）として添加した。
【００７２】
次に、これらの原料をボールミルで５時間湿式混合した。その後、得られた原料混合粉末を空気中７５０〜９００℃で２時間仮焼し、この仮焼成粉をボールミルにて比表面積が３ｍ2／ｇとなるように混合粉砕し、磁性材料（試料１〜２３、比較試料１〜１１）を得た。
尚、比表面積は、（株）島津製作所製流動式比表面積自動測定装置 フローソーブ２３００型でＢＥＴ一点法により測定した。
【００７３】
【表８】
評価用試料の作製
得られた各磁性材料（試料１〜２３、比較試料１〜１１）１００重量部に、バインダーとして、鹸化度９８．５、重合度２４００のポリビニルアルコール（クラレ（株）製ＰＶＡ１２４）の３重量％水溶液を１０重量部添加して造粒した。こうして得られた顆粒を用いて、後述の測定条件等に合わせて所定の形状に成形し、空気中で８６０〜１０２０℃で焼成してコアを作製した。
【００７５】
磁性材料の評価
上記の各磁性材料（試料１〜２３、比較試料１〜１１）のコアについて、実施例１と同様の測定方法により、見かけ密度、初透磁率、品質係数であるＱ値、温度変動によるインダクタンス変化、抗折強度、および、外部応力に対するインダクタンス変化を測定した。
【００７６】
評価結果
試料１〜５は、Ｆｅ2 Ｏ3 含有量を本発明の規定範囲内で変化させ、比較試料１，２はＦｅ2 Ｏ3 含有量が本発明から外れるものとした。見かけ密度が５ｇ／ｃｍ3である試料１〜５は、初透磁率が１５、１５、１７、１８、１６であり、１０〜１５０ＭＨｚにおいて充分なＱ値をもち、また、温度変動によるインダクタンスの変化率が±５％を切り、抗折強度が使用上問題ないとされる９８ＭＰａを超え、外部応力に対するインダクタンスの変化率が±５％を切るものであった。一方、比較試料１，２は、低温焼結性が悪く、見かけ密度５ｇ／ｃｍ3となる焼成温度として比較試料１は１０６０℃、比較試料２は１１５０℃が必要であった。
【００７７】
試料６〜８はＣｕＯ 含有量を本発明の規定範囲内で変化させ、比較試料３，４はＣｕＯ 含有量が本発明から外れるものとした。見かけ密度が５ｇ／ｃｍ3である試料６〜８は、初透磁率が１５、１６、１６であり、１０〜１５０ＭＨｚにおいて充分なＱ値をもち、また、温度変動によるインダクタンスの変化率が±５％を切り、抗折強度として使用上問題ないとされる９８ＭＰａを超える値が得られ、外部応力に対するインダクタンスの変化率が±２％を切るものであった。一方、比較試料３は、低温焼結性が悪く、見かけ密度５ｇ／ｃｍ3となる焼成温度として１１００℃が必要であった。また、比較試料４は、温度変動によるインダクタンスの変化率が６％を超えるものであった。
【００７８】
試料９〜１２はＺｎＯ 含有量を本発明の規定範囲内で変化させ、比較試料５はＺｎＯ 含有量が本発明から外れるものとした。見かけ密度が５ｇ／ｃｍ3である試料９〜１２は、初透磁率が８、１０、４０、６０であり、試料９，１０においては１０〜１５０ＭＨｚにおいて充分なＱ値をもち、試料１１，１２においては１〜２０ＭＨｚにおいて充分なＱ値が得られた。また、温度変動によるインダクタンスの変化率が±５％を切り、抗折強度が使用上問題ないとされる９８ＭＰａを超える値であり、外部応力に対するインダクタンスの変化率が±２％を切るものであった。一方、比較試料５は、２０ＭＨｚ以上の高周波領域においてＱ値が１０以下となった。
【００７９】
また、試料１３〜１６はＭｇＯ 含有量を本発明の規定範囲内で変化させ、比較試料６はＭｇＯ 含有量が本発明から外れるものとした。見かけ密度が５ｇ／ｃｍ3である試料１３〜１６は、初透磁率が１７、１７、１７、１６であり、１０〜１５０ＭＨｚにおいて充分なＱ値をもち、また、温度変動によるインダクタンスの変化率が±５％を切り、抗折強度が使用上問題ないとされる９８ＭＰａを超える値であり、外部応力に対するインダクタンスの変化率が±５％を切るものであった。一方、比較試料６は、温度変動によるインダクタンスの変化率が７％を超え、さらに、外部応力に対するインダクタンスの変化率も７％を超えるものであった。
【００８０】
また、試料１７，１８は副成分としてのＣｏ3Ｏ4 含有量を本発明の規定範囲内で変化させ、比較試料７，８はＣｏ3Ｏ4 含有量が本発明から外れるものとした。見かけ密度が５ｇ／ｃｍ3である試料１７，１８は、初透磁率が２０、１５であり、試料１７は１０〜１００ＭＨｚにおいて充分なＱ値をもち、試料１８は１０〜２００ＭＨｚにおいて充分なＱ値が得られた。また、温度変動によるインダクタンスの変化率が±５％を切り、抗折強度として使用上問題ないとされる９８ＭＰａを超える値が得られ、外部応力に対するインダクタンスの変化率が±５％を切るものであった。一方、比較試料７は、１００ＭＨｚ以上の高周波領域においてＱ値が１０以下であり、比較試料８は、温度変動によるインダクタンスの変化率が８％を超えるものであった。さらに、外部応力に対するインダクタンスの変化率も７％を超えるものであった。
【００８１】
また、試料１９〜２１は副成分としてのＢｉ2Ｏ3 含有量を本発明の規定範囲内で変化させ、比較試料９，１０はＢｉ2Ｏ3 含有量が本発明から外れるものとした。見かけ密度が５ｇ／ｃｍ3である試料１９〜２１は、初透磁率が１８、１７、１５であり、１０〜１５０ＭＨｚにおいて充分なＱ値をもち、また、温度変動によるインダクタンスの変化率が±５％を切り、抗折強度として使用上問題ないとされる９８ＭＰａを超える値が得られ、外部応力に対するインダクタンスの変化率が±５％を切るものであった。一方、比較試料９は、低温焼結性が悪く、見かけ密度５ｇ／ｃｍ3となる焼成温度として、１０６０℃が必要であった。また、比較試料１０は、仮焼において粒成長が急激に進み、ボールミルの粉砕においては、１ｃｍ程度の粗粒が残り、次工程以降の成形が困難であった。
【００８２】
さらに、試料２２，２３は副成分としてのＳｉＯ2 含有量を本発明の規定範囲内で変化させ、比較試料１１はＳｉＯ2 含有量が本発明から外れるものとした。見かけ密度が５ｇ／ｃｍ3である試料２２，２３は、初透磁率が１２、９であり、１０〜１５０ＭＨｚにおいて充分なＱ値をもち、また、温度変動によるインダクタンスの変化率が±５％を切り、抗折強度として使用上問題ないとされる９８ＭＰａを超える値が得られ、外部応力に対するインダクタンスの変化率が±５％を切るものであった。一方、比較試料１１は、低温焼結性が悪く、見かけ密度５ｇ／ｃｍ3となる焼成温度として、１０６０℃が必要であった。
【００８３】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、主成分である酸化鉄、酸化銅、酸化亜鉛、酸化マグネシウムおよび酸化ニッケルの含有量、ならびに、副成分である酸化コバルト、酸化ビスマスおよび酸化ケイ素の含有量を所定の範囲とすることにより、高周波領域において品質係数であるＱ値が充分に高く、かつ、温度変動によるインダクタンス変化や物理的強度変化が少なく、また、圧縮応力に対するインダクタンス変化が少ない磁性材料が得られ、本発明の磁性材料からなるコアは抗折強度が高く、このコアを備えるコイル部品は、高周波領域において高い信頼性と優れた性能を発現する。
Claims (2)
- 主成分が酸化鉄、酸化銅、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、および、酸化ニッケルからなり、該主成分における酸化鉄の含有量がＦｅ2Ｏ3換算で４５．０〜５１．０モル％の範囲、酸化銅の含有量がＣｕＯ換算で０．５〜１５．０モル％の範囲、酸化亜鉛の含有量がＺｎＯ換算で１．０〜３１．０モル％の範囲、酸化マグネシウムの含有量がＭｇＯ換算で０．１〜５．０モル％の範囲であって、残部が酸化ニッケルであり、副成分が酸化コバルト、酸化ビスマスおよび酸化ケイ素からなり、前記主成分に対して酸化コバルトをＣｏ3Ｏ4換算で０．０５〜１．０重量％の範囲、酸化ビスマスをＢｉ2Ｏ3換算で０．５〜７．０重量％の範囲、酸化ケイ素をＳｉＯ2換算で０．２〜３．０重量％の範囲で含有することを特徴とする磁性材料。
- 請求項１に記載の磁性材料からなるコアにワイヤを巻き付けてなることを特徴とするコイル部品。
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