JP6411848B2 - Ferrite core and manufacturing method thereof - Google Patents

Ferrite core and manufacturing method thereof Download PDF

Info

Publication number
JP6411848B2
JP6411848B2 JP2014204098A JP2014204098A JP6411848B2 JP 6411848 B2 JP6411848 B2 JP 6411848B2 JP 2014204098 A JP2014204098 A JP 2014204098A JP 2014204098 A JP2014204098 A JP 2014204098A JP 6411848 B2 JP6411848 B2 JP 6411848B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
oxide
mass
less
ferrite core
terms
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.)
Active
Application number
JP2014204098A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2015091748A (en
Inventor
覚 松澤
覚 松澤
照夫 安岡
照夫 安岡
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.)
Tokin Corp
Original Assignee
Tokin 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 Tokin Corp filed Critical Tokin Corp
Priority to JP2014204098A priority Critical patent/JP6411848B2/en
Publication of JP2015091748A publication Critical patent/JP2015091748A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6411848B2 publication Critical patent/JP6411848B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Magnetic Ceramics (AREA)
  • Soft Magnetic Materials (AREA)

Description

本発明は、主にノイズフィルタ用途のインダクタ等に用いられるMnZn系のフェライトコアおよびその製造方法に関する。   The present invention relates to a MnZn-based ferrite core mainly used for inductors for noise filters and the like and a method for manufacturing the same.

大電力トランスやコイル等の分野では、数十kHz以上の高周波で駆動可能であり、かつ断面積が100mm以上の大型のフェライトコアが求められている。 In the fields of large power transformers and coils, a large ferrite core that can be driven at a high frequency of several tens of kHz or more and has a cross-sectional area of 100 mm 2 or more is required.

しかし、フェライトコアの大型化に伴い、ノイズフィルタへの適用に対する様々な問題が発生する。   However, with the increase in the size of the ferrite core, various problems for application to noise filters occur.

特許文献1では、焼成後の冷却工程中、1050〜500℃の温度域については、非酸化性雰囲気中にて5〜100℃/hの速度で冷却することで、比抵抗の平均値を1Ω・m以上とし、大型化した場合のコアロスを改善する提案がなされている。   In Patent Document 1, during the cooling step after firing, the temperature range of 1050 to 500 ° C. is cooled at a rate of 5 to 100 ° C./h in a non-oxidizing atmosphere, so that the average value of specific resistance is 1Ω.・ Proposals have been made to improve the core loss when the size is increased to m or more.

また、特許文献2では、開気孔が充分存在する状態で、かつ減圧雰囲気下で焼成することにより、脱酸素反応を充分に進行させ、大型の成形体を焼成した場合でも磁気特性を均質化する提案がなされている。   Moreover, in patent document 2, by baking in a pressure-reduced atmosphere in the state where there are enough open pores, the deoxygenation reaction is sufficiently advanced, and even when a large molded body is fired, the magnetic properties are homogenized. Proposals have been made.

特許文献3には、副成分としてSiの酸化物、Caの酸化物、Biの酸化物およびMoの酸化物を含有するMn−Zn系フェライトコアであって、フェライトコア全体にわたり、ZnOの含有量の分布を所定の範囲内とすることで、広帯域において高い初透磁率を示すフェライトコアが提案されている。   Patent Document 3 discloses a Mn—Zn ferrite core containing Si oxide, Ca oxide, Bi oxide and Mo oxide as subcomponents, and the ZnO content throughout the ferrite core. A ferrite core that exhibits a high initial permeability in a wide band has been proposed by setting the distribution of A within a predetermined range.

特開2002−134331号公報JP 2002-134331 A 特開昭53−97012号公報JP-A-53-97012 特開2006−165479号公報JP 2006-165479 A

しかし、特許文献1記載の発明は、比抵抗の平均値を1Ω・m以上とし、コアロスを低減することを目的としているため、コアロスをノイズ除去に活用するノイズフィルタ用途には適していない。   However, since the invention described in Patent Document 1 aims to reduce the core loss by setting the average value of the specific resistance to 1 Ω · m or more, it is not suitable for noise filter applications utilizing the core loss for noise removal.

また、特許文献2記載の発明は、開気孔とはどのようなものか説明がなく、その開気孔を設ける手段も開示されていないため実施可能な発明ではなく、さらに減圧雰囲気下での焼結をするためにバッチ処理となる制約を受け、量産性が低いという課題がある。   In addition, the invention described in Patent Document 2 is not a viable invention because there is no explanation of what the open pores are and the means for providing the open pores is not disclosed. Therefore, there is a problem that mass production is low due to the restriction of batch processing.

特許文献3記載の発明は、いわゆる大型のフェライトコアへの適用を想定していない。すなわち、特許文献3の発明の対象となるフェライトコアの大きさは、トロイダル形状とした場合に外径10〜45mm程度、内径5〜30mm程度、高さ5〜14mm程度とあり、実施例に開示されているトロイダルコアの、磁路に垂直な断面の面積は50mm程度であり、断面積100mm以上の大型のフェライトコアについての言及はない。 The invention described in Patent Document 3 does not assume application to a so-called large ferrite core. That is, the size of the ferrite core that is the subject of the invention of Patent Document 3 is about 10 to 45 mm in outer diameter, about 5 to 30 mm in inner diameter, and about 5 to 14 mm in height when disclosed in the examples. The toroidal core has a cross-sectional area perpendicular to the magnetic path of about 50 mm 2 , and there is no mention of a large ferrite core having a cross-sectional area of 100 mm 2 or more.

従って本発明は、適度な比抵抗と高透磁率を有することでノイズフィルタ用途に適し、量産性も高い、大型のフェライトコアおよびその製造方法を提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a large-sized ferrite core having a suitable specific resistance and high magnetic permeability and suitable for noise filter applications and having high mass productivity, and a method for manufacturing the same.

上記課題を本発明は、酸化鉄、酸化マンガン、酸化亜鉛を主成分として含み、酸化珪素、酸化カルシウム、酸化ビスマス、酸化モリブデンを副成分として含み、磁路に垂直な断面の面積が100mm以上、200mm以下であり、前記断面の中心から最も近い断面縁部までの距離が5mm以上であり、前記中心から半径150μmの範囲内における平均結晶粒径が25μm以上、60μm以下であるフェライトコアによって解決する。 In the present invention, the present invention includes iron oxide, manganese oxide, and zinc oxide as main components, and includes silicon oxide, calcium oxide, bismuth oxide, and molybdenum oxide as subcomponents, and an area of a cross section perpendicular to the magnetic path is 100 mm 2 or more. 200 mm 2 or less, a distance from the center of the cross section to the nearest cross-sectional edge is 5 mm or more, and an average crystal grain size within a range of 150 μm from the center is 25 μm or more and 60 μm or less. Solve.

ここで、断面の中心とは、断面におけるフェライトコア表面から最も遠いところであり、幾何学的重心と一致する。   Here, the center of the cross section is the farthest from the ferrite core surface in the cross section, and coincides with the geometric center of gravity.

また、本発明のフェライトコアは、比抵抗が0.10Ω・m以上、0.50Ω・m以下であることが望ましい。   The ferrite core of the present invention preferably has a specific resistance of 0.10 Ω · m or more and 0.50 Ω · m or less.

また、本発明のフェライトコアは、周波数100kHzにおける実部比透磁率が10000以上であることが望ましい。   The ferrite core of the present invention desirably has a real part relative permeability of 10,000 or more at a frequency of 100 kHz.

また、前記主成分の組成は、前記酸化鉄がFe換算で52.0mol%以上、53.5mol%以下、前記酸化マンガンがMnO換算で24.0mol%以上、26.5mol%以下、残分が前記酸化亜鉛であり、前記副成分の組成は、前記主成分に対する質量比として、前記酸化珪素がSiO換算で0.010mass%以下(0を含まず)、前記酸化カルシウムがCaO換算で0.010mass%以上、0.050mass%以下、前記酸化ビスマスがBi換算で0.010mass%以上、0.050mass%以下、前記酸化モリブデンがMoO換算で0.150mass%以下(0を含まず)であることが望ましい。 The composition of the main component, the iron oxide in terms of Fe 2 O 3 in 52.0Mol% or more, 53.5Mol% or less, wherein the manganese oxide is 24.0Mol% or more in terms of MnO, less 26.5Mol%, The balance is the zinc oxide, and the composition of the subcomponent is such that the silicon oxide is 0.010 mass% or less (excluding 0) in terms of SiO 2 and the calcium oxide is in terms of CaO as a mass ratio to the main component. 0.010 mass% or more and 0.050 mass% or less, the bismuth oxide is 0.010 mass% or more and 0.050 mass% or less in terms of Bi 2 O 3 , and the molybdenum oxide is 0.150 mass% or less in terms of MoO 3 (0 Is not included).

また、上記フェライトコアと、前記フェライトコアの少なくとも一部に巻き回されたコイルを備え、前記コイルに通電される電流の最大値が20A以上であるノイズフィルタであることが望ましい。   In addition, it is desirable that the noise filter includes the ferrite core and a coil wound around at least a part of the ferrite core, and a maximum value of a current passed through the coil is 20 A or more.

また、酸化鉄、酸化マンガン、酸化亜鉛、酸化ビスマス粉末を混合し、700℃〜900℃の大気中で1〜5時間予焼して第1の粉末を調整する工程と、前記第1の粉末に酸化珪素、酸化カルシウム、酸化モリブデン粉末を加えて粉砕し、第2の粉末を調整する工程と、前記第2の粉末に1〜2mass%の有機バインダを添加して加圧成型し、400℃〜600℃で4〜10時間脱バインダを行い、不活性化雰囲気中で1300℃〜1350℃で4〜10時間焼成するフェライトコアの製造方法であることが望ましい。   A step of mixing iron oxide, manganese oxide, zinc oxide, and bismuth oxide powder and pre-baking in the atmosphere at 700 ° C. to 900 ° C. for 1 to 5 hours to prepare the first powder; and the first powder Adding a silicon oxide, calcium oxide, and molybdenum oxide powder to pulverize, adjusting the second powder, adding 1-2 mass% of an organic binder to the second powder, and pressure-molding, 400 ° C. It is desirable to be a method for producing a ferrite core in which binder removal is performed at ˜600 ° C. for 4 to 10 hours and firing is performed at 1300 ° C. to 1350 ° C. for 4 to 10 hours in an inert atmosphere.

本発明により、主成分と副成分の配合により得られる適度な比抵抗と、均質な平均結晶粒径による高透磁率が得られることからノイズフィルタ用途に好適で、減圧下での熱処理が不要であり、バッチ処理の制約を受けないことから量産性にも優れた、大型のフェライトコアおよびその製造方法を提供することができる。   According to the present invention, an appropriate specific resistance obtained by blending the main component and the subcomponent and a high magnetic permeability with a uniform average crystal grain size can be obtained, which is suitable for noise filter applications and does not require heat treatment under reduced pressure. In addition, it is possible to provide a large-sized ferrite core excellent in mass productivity and a manufacturing method thereof because it is not subject to batch processing restrictions.

本発明におけるフェライトコアの実部比透磁率、及びインダクタの周波数特性を示す図である。It is a figure which shows the real part relative magnetic permeability of the ferrite core in this invention, and the frequency characteristic of an inductor. 本発明におけるフェライトコアの平均結晶粒径とフェライトコア断面積の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the average crystal grain diameter of the ferrite core in this invention, and a ferrite core cross-sectional area. 本発明におけるフェライトコアの平均結晶粒径とバインダ添加量の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the average crystal grain diameter of the ferrite core in this invention, and binder addition amount.

本発明は、酸化鉄、酸化マンガン、酸化亜鉛を主成分として含み、酸化珪素、酸化カルシウム、酸化ビスマス、酸化モリブデンを副成分として含み、磁路に垂直な断面の面積が100mm以上、200mm以下であり、断面の中心から最も近いフェライトコア表面までの距離が5mm以上であり、中心から半径150μmの範囲内における平均結晶粒径が25μm以上、60μm以下であるフェライトコアの実施形態を取り得る。 The present invention includes iron oxide, manganese oxide, and zinc oxide as main components, and includes silicon oxide, calcium oxide, bismuth oxide, and molybdenum oxide as auxiliary components, and has an area of a cross section perpendicular to the magnetic path of 100 mm 2 or more and 200 mm 2. Embodiments of the ferrite core in which the distance from the center of the cross section to the nearest ferrite core surface is 5 mm or more and the average crystal grain size in the range of 150 μm radius from the center is 25 μm or more and 60 μm or less can be taken. .

ここで、平均結晶粒径は、30μm以上、50μm以下であればより望ましく、40μm以下であれば、さらに望ましい。   Here, the average crystal grain size is more desirably 30 μm or more and 50 μm or less, and further desirably 40 μm or less.

また、磁路に垂直な断面の面積が124mm以上、150mm以下であれば、本発明の効果を、より好適に享受することができる。 Further, the magnetic path in the area of the cross section perpendicular 124 mm 2 or more, as long as 150 mm 2 or less, the effect of the present invention can be more preferably receive.

上記フェライトコアは、例えば、酸化鉄、酸化マンガン、酸化亜鉛、酸化ビスマス粉末を混合し、予焼した粉末に酸化珪素、酸化カルシウム、酸化モリブデン粉末を加え、従来のフェライト材を製造する場合よりも多い、予焼粉の質量に対する1〜2mass%のポリビニルアルコール等のバインダを添加して加圧成型し、焼成することで製造することができる。   The ferrite core is, for example, mixed with iron oxide, manganese oxide, zinc oxide, bismuth oxide powder, and silicon oxide, calcium oxide, molybdenum oxide powder is added to the pre-fired powder, compared with the case of manufacturing a conventional ferrite material. It can be manufactured by adding a binder such as polyvinyl alcohol having a mass of 1 to 2 mass% with respect to the mass of the pre-baked powder, followed by pressure molding and firing.

すなわち、MnZn系のフェライト材に酸化ビスマスを予焼前に添加することで結晶粒成長を促し、バインダを過剰に添加し、その他の副成分を予焼後に添加して焼成することで、結晶粒成長を阻害せずに適度な比抵抗を得ることができる。   That is, by adding bismuth oxide to the MnZn-based ferrite material before pre-baking, the crystal grain growth is promoted, the binder is added excessively, and other subcomponents are added after pre-baking and fired. An appropriate specific resistance can be obtained without inhibiting the growth.

また、平均結晶粒径を25μm以上とすることで実部、虚部比透磁率を高めつつも、平均結晶粒径を60μm以下とすることで、大きすぎる結晶粒によりフェライト材の内部までの通気孔が塞がれることを防ぐことができる。   Further, while increasing the relative permeability of the real part and the imaginary part by setting the average crystal grain size to 25 μm or more, by setting the average crystal grain size to 60 μm or less, it is possible to pass the ferrite material into the ferrite material. It is possible to prevent the pores from being blocked.

予焼前後で添加する副成分を上記の通りに適宜選択することにより、断面中央部まで均質な25μm以上、60μm以下の結晶粒径とすることができる。   By appropriately selecting the subcomponents added before and after pre-baking as described above, it is possible to obtain a crystal grain size of 25 μm or more and 60 μm or less that is homogeneous up to the center of the cross section.

これにより、磁路に垂直な断面の面積が100mm以上、200mm以下のフェライトコアであっても、100kHz以上、少なくとも300kHzまでの周波数帯域で、実部、虚部共に高い比透磁率を有するため、コイルを巻き回して、特にこのような周波数帯域において高インピーダンスのノイズフィルタとすることが可能となる。 Thereby, even in a ferrite core having a cross section perpendicular to the magnetic path of 100 mm 2 or more and 200 mm 2 or less, both the real part and the imaginary part have a high relative permeability in a frequency band of 100 kHz or more and at least 300 kHz. Therefore, it is possible to obtain a high-impedance noise filter by winding a coil, particularly in such a frequency band.

また、本発明のフェライトコアの比抵抗は、0.10Ω・m以上、0.50Ω・m以下であることが望ましく、0.15Ω・m以上、0.30Ω・m以下であれば、より望ましく、0.20Ω・m以上、0.25Ω・m以下であれば、さらに望ましい。   The specific resistance of the ferrite core of the present invention is preferably 0.10 Ω · m or more and 0.50 Ω · m or less, more preferably 0.15 Ω · m or more and 0.30 Ω · m or less. 0.20Ω · m or more and 0.25Ω · m or less is more desirable.

フェライトコア内部の渦電流発生を抑制し、100kHzよりも低い周波数帯域での実部比透磁率を高める上で、比抵抗は高いほうが望ましいが、虚部比透磁率を充分に確保するためには、比抵抗の上限を上記のように制限するのが望ましい。   In order to suppress the generation of eddy current inside the ferrite core and increase the real part relative permeability in a frequency band lower than 100 kHz, it is desirable that the specific resistance is high, but in order to sufficiently secure the imaginary part relative permeability. It is desirable to limit the upper limit of the specific resistance as described above.

コモンモードノイズフィルタ用途においては、100kHz以上、300kHz以下の範囲でのインピーダンスの高さと、100kHzまでの周波数帯域における実部透磁率μ’の高さを両立させるのが特に好ましいため、100kHzにおける実部比透磁率μ’は10000以上であることが望ましい。ここで、既に述べた、断面積の大きな、特に磁路に垂直な断面の面積が100mm以上、200mm以下となるフェライトコアの比抵抗を0.10Ω・m以上、0.50Ω・m以下とすることは、100kHz以上、300kHz以下の範囲でのインピーダンスの高さ及び100kHzにおける実部比透磁率μ’の確保に寄与する。 In common mode noise filter applications, it is particularly preferable to achieve both high impedance in the range of 100 kHz to 300 kHz and high real permeability μ ′ in the frequency band up to 100 kHz. The relative magnetic permeability μ ′ is desirably 10,000 or more. Here, the specific resistance of the ferrite core having a large cross-sectional area, especially the cross-sectional area perpendicular to the magnetic path, of 100 mm 2 or more and 200 mm 2 or less is 0.10 Ω · m or more and 0.50 Ω · m or less. This contributes to securing the high impedance in the range of 100 kHz or more and 300 kHz or less and the real relative permeability μ ′ at 100 kHz.

また、フェライトコアの主成分の組成は、酸化鉄がFe換算で52.0mol%以上、53.5mol%以下、酸化マンガンがMnO換算で24.0mol%以上、26.5mol%以下、残分が前記酸化亜鉛であり、副成分の組成は、前記主成分に対する質量比として、酸化珪素がSiO換算で0.010mass%以下(0を含まず)、酸化カルシウムがCaO換算で0.010mass%以上、0.050mass%以下、酸化ビスマスがBi換算で0.010mass%以上、0.050mass%以下、酸化モリブデンがMoO換算で0.150mass%以下(0を含まず)であることが望ましい。 The composition of the main component of the ferrite core is that iron oxide is 52.0 mol% or more and 53.5 mol% or less in terms of Fe 2 O 3 , and manganese oxide is 24.0 mol% or more and 26.5 mol% or less in terms of MnO, The remainder is the zinc oxide, and the composition of the subcomponents is 0.010 mass% or less (not including 0) of silicon oxide in terms of SiO 2 and calcium oxide in terms of CaO in terms of mass ratio with respect to the main component. 010 mass% or more and 0.050 mass% or less, bismuth oxide is 0.010 mass% or more and 0.050 mass% or less in terms of Bi 2 O 3 , and molybdenum oxide is 0.150 mass% or less (excluding 0) in terms of MoO 3. It is desirable to be.

また、フェライトコアの主成分の組成は、酸化鉄がFe換算で52.5mol%以上、53.0mol%以下、酸化マンガンがMnO換算で25.5mol%以上、26.0mol%以下、残分が前記酸化亜鉛であり、副成分の組成は、前記主成分に対する質量比として、酸化珪素がSiO換算で0.002mass%以上、0.008mass%以下、酸化カルシウムがCaO換算で0.015mass%以上、0.025mass%以下、酸化ビスマスがBi換算で0.010mass%以上、0.040mass%以下、酸化モリブデンがMoO換算で0.010mass%以上、0.100mass%以下であることが、より望ましい。 The composition of the main component of the ferrite core is that iron oxide is 52.5 mol% or more and 53.0 mol% or less in terms of Fe 2 O 3 , and manganese oxide is 25.5 mol% or more and 26.0 mol% or less in terms of MnO, The balance is the zinc oxide, and the composition of the subcomponents is 0.002 mass% or more and 0.008 mass% or less in terms of SiO 2 in terms of mass ratio to the main component, and calcium oxide is 0.002 in terms of CaO. 015 mass% or more and 0.025 mass% or less, bismuth oxide is 0.010 mass% or more and 0.040 mass% or less in terms of Bi 2 O 3 , and molybdenum oxide is 0.010 mass% or more and 0.100 mass% or less in terms of MoO 3 It is more desirable to be.

また、副成分の組成のうち、前記主成分に対する質量比として、酸化ビスマスがBi換算で0.010mass%以上、0.030mass%以下、酸化モリブデンがMoO換算で0.010mass%以上、0.080mass%以下であれば、さらに望ましい。 Moreover, as a mass ratio with respect to the said main component among compositions of a subcomponent, bismuth oxide is 0.010 mass% or more and 0.030 mass% or less in terms of Bi 2 O 3 , and molybdenum oxide is 0.010 mass% or more in terms of MoO 3. , 0.080 mass% or less is more desirable.

珪素とカルシウムの添加量は、既に述べた実部および虚部比透磁率特性を得る上で必要な比抵抗を有するフェライトコアを得るために、上記の組成範囲が望ましいものとしている。すなわち、珪素やカルシウムの添加量を減少させると比抵抗が低下し、増加させると初透磁率が低下するからである。   The addition amount of silicon and calcium is preferably within the above composition range in order to obtain a ferrite core having a specific resistance necessary for obtaining the above-described real part and imaginary part relative permeability characteristics. That is, if the addition amount of silicon or calcium is decreased, the specific resistance is decreased, and if it is increased, the initial permeability is decreased.

同様に、ビスマス、モリブデンの添加量は、本発明にとって必要な結晶粒径とするため、上記の組成範囲が望ましいものとしている。すなわち、ビスマスやモリブデンの添加量を減少させると結晶の成長を抑制し、増加させると成長を促進するからである。   Similarly, the amount of bismuth and molybdenum added is preferably in the above composition range in order to obtain the crystal grain size necessary for the present invention. That is, if the amount of bismuth or molybdenum added is reduced, crystal growth is suppressed, and if it is increased, growth is promoted.

なお、本発明におけるノイズフィルタ用途のフェライトコアでは、特に100kHz以上、少なくとも300kHzまでの周波数帯域でのノイズを減衰させるために必要な、高比透磁率と、高いインピーダンスが得られる点で、特許文献1に記載された発明とは目的が異なる。   In the ferrite core for noise filter use in the present invention, it is possible to obtain a high relative permeability and high impedance necessary for attenuating noise particularly in a frequency band of 100 kHz or more and at least 300 kHz. The object is different from the invention described in 1.

また、特許文献2に記載された技術には、開気孔が充分存在する状態とする具体的方法が開示されておらず、実施可能な発明として開示されていないが、本発明では、特許文献2で開示されなかった、その具体的方法を開示している。   In addition, the technique described in Patent Document 2 does not disclose a specific method for sufficiently providing open pores, and is not disclosed as a feasible invention. The specific method which was not disclosed in (1) is disclosed.

さらに、特許文献3に記載された技術は、磁路に垂直な断面の面積が100mm以上の大型のフェライトコアを想定せず、当然に言及もないが、本発明では、大型のフェライトコアに注目し、その実現手段を開示している。 Furthermore, the technique described in Patent Document 3 does not assume a large ferrite core having a cross-sectional area perpendicular to the magnetic path of 100 mm 2 or more, and of course, there is no mention in the present invention. It pays attention and discloses the means to realize it.

まず、Feを52.0mol%以上、52.4mol%以下、MnOを24.0mol%以上、26.0mol%以下、残部をZnOとなるように秤量し、その秤量されたものに対して0.010mass%以上、0.050mass%以下のBiを添加し、有機溶剤と共に日本コークス工業社製アトライタ(登録商標)で1時間混合した。 First, Fe 2 O 3 is weighed so that it is 52.0 mol% or more and 52.4 mol% or less, MnO is 24.0 mol% or more and 26.0 mol% or less, and the balance is ZnO. 0.02 mass% or more and 0.050 mass% or less of Bi 2 O 3 was added and mixed with an organic solvent with an Attritor (registered trademark) manufactured by Nippon Coke Industries, Ltd. for 1 hour.

混合粉末のスラリーはスプレードライヤーで乾燥後、800℃の大気中で4時間予焼し、予焼粉末を得た。   The slurry of the mixed powder was dried with a spray dryer and then pre-fired in the air at 800 ° C. for 4 hours to obtain a pre-fired powder.

予焼粉末に対して0.005mass%のSiO、0.025mass%以下のCaO、0.013mass%のMoOを添加し、有機溶剤と共にアトライタ(登録商標)で1時間粉砕を行った。 0.005 mass% of SiO 2 , 0.025 mass% or less of CaO, and 0.013 mass% of MoO 3 were added to the pre-fired powder, and pulverized with an Attritor (registered trademark) for 1 hour together with an organic solvent.

粉砕物のスラリーの有機溶剤を除く質量に対して0.6〜1.6mass%のポリビニルアルコールをバインダとして添加し、スプレードライヤーで造粒した。   0.6 to 1.6 mass% of polyvinyl alcohol was added as a binder to the mass of the pulverized slurry excluding the organic solvent, and granulated with a spray dryer.

造粒粉末は金型へ均一に充填し、1.1t/cmの加重で加圧成型を行った。 The granulated powder was uniformly filled in a mold and pressure-molded with a load of 1.1 t / cm 2 .

成型体は500℃の大気中で5時間脱バインダを行い、その後窒素雰囲気中、1320℃で9時間焼成しフェライトコアを作製した。   The molded body was debindered in the atmosphere at 500 ° C. for 5 hours and then fired in a nitrogen atmosphere at 1320 ° C. for 9 hours to prepare a ferrite core.

ここで、フェライトコアをトロイダル形状としたものにつき、上記バインダの添加量と形状及び周回方向に垂直な断面積を変えた表1の実施例1、2、及び比較例1〜4の試料を作製した。

Figure 0006411848
Here, for the ferrite core having a toroidal shape, samples of Examples 1 and 2 in Table 1 and Comparative Examples 1 to 4 in which the amount and shape of the binder added and the cross-sectional area perpendicular to the circumferential direction were changed were prepared. did.
Figure 0006411848

得られたフェライトコアに10ターンの巻線を施したインダクタを作製し、アジレント・テクノロジー株式会社製インピーダンスアナライザ4194Aにより、フェライトコアの実部比透磁率μ’、及びインダクタのインピーダンスについて、1kHz〜10MHzの周波数特性を測定した。   An inductor in which a winding of 10 turns is applied to the obtained ferrite core is manufactured, and the relative relative permeability μ ′ of the ferrite core and the impedance of the inductor are 1 kHz to 10 MHz using an impedance analyzer 4194A manufactured by Agilent Technologies, Inc. The frequency characteristics of were measured.

図1は、本発明におけるフェライトコアの実部比透磁率、及びインピーダンスの周波数特性を示す図である。   FIG. 1 is a diagram showing the real part relative permeability and frequency characteristics of impedance of the ferrite core in the present invention.

図1には実施例1と比較例1の結果が示されている。実施例1と比較例1は、コア形状が同一であるが、バインダの添加量が相違する。   FIG. 1 shows the results of Example 1 and Comparative Example 1. Example 1 and Comparative Example 1 have the same core shape, but differ in the amount of binder added.

粉砕物のスラリーの有機溶剤を除く質量に対するバインダ添加量が1.0mass%以上となる実施例1が、比較例1よりも実部比透磁率μ’及びインピーダンスが向上している。   Example 1 in which the amount of binder added to the mass of the pulverized slurry excluding the organic solvent is 1.0 mass% or more has higher real part relative permeability μ ′ and impedance than Comparative Example 1.

さらに、トロイダル形状のフェライトコアを、磁路であるトロイダル周回方向に対して垂直となるようにダイシングソーで切断し、断面を鏡面研磨し、フッ酸にてエッチングを行い、金属顕微鏡にて結晶粒を観察した。   Furthermore, the toroidal ferrite core is cut with a dicing saw so as to be perpendicular to the toroidal circumferential direction which is a magnetic path, the cross section is mirror-polished, etched with hydrofluoric acid, and crystal grains are observed with a metal microscope. Was observed.

さらに、断面の中心から半径150μmの範囲内での結晶粒径の平均値を測定した。   Furthermore, the average value of the crystal grain size within a radius of 150 μm from the center of the cross section was measured.

ここで結晶粒径とは、金属顕微鏡により撮影した写真を、画像解析して得た結晶粒の面積から求めた円相当直径のことである。   Here, the crystal grain size is a circle-equivalent diameter obtained from the area of the crystal grain obtained by image analysis of a photograph taken with a metal microscope.

また、実施例、比較例共に断面が方形となるため、対角線の交点が断面の中心となる。   Further, since the cross section of each of the example and the comparative example is a square, the intersection of the diagonal lines becomes the center of the cross section.

図2は、本発明におけるフェライトコアの平均結晶粒径とフェライトコア断面積の関係を示す図である。   FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the average crystal grain size of the ferrite core and the ferrite core cross-sectional area in the present invention.

比較例1乃至3のように、粉砕物のスラリーの有機溶剤を除く質量に対するバインダ添加量が0.8mass%の場合は、フェライトコア断面積が100mm以上になると平均結晶粒径が小さくなることを図2は示している。 As in Comparative Examples 1 to 3, when the binder addition amount relative to the mass excluding the organic solvent of the pulverized slurry is 0.8 mass%, the average crystal grain size becomes smaller when the ferrite core cross-sectional area is 100 mm 2 or more. FIG. 2 shows this.

比較例1と実施例1、2は断面積が等しい。バインダ添加量が1.0mass%未満の比較例1よりも、バインダ添加量が1.0mass%以上となる実施例2、さらにバインダ添加量が1.5mass%以上となる実施例1の平均結晶粒径が大きいことを図2は示している。   Comparative Example 1 and Examples 1 and 2 have the same cross-sectional area. Average crystal grains of Example 2 in which the binder addition amount is 1.0 mass% or more than that of Comparative Example 1 in which the binder addition amount is less than 1.0 mass%, and further, the binder addition amount is 1.5 mass% or more. FIG. 2 shows that the diameter is large.

バインダ添加量が2.0mass%を超えると、脱バインダ後の形態保持に問題が生ずる恐れがあるため、実施例1、2共にバインダ添加量は2.0mass%以下としている。   If the added amount of the binder exceeds 2.0 mass%, there is a possibility that a problem may be caused in maintaining the shape after the binder removal. Therefore, the added amount of the binder is set to 2.0 mass% or less in both the first and second embodiments.

図1と図2の結果より、バインダ添加量を1.0mass%以上、2.0mass%以下とすることで、平均結晶粒径が大きくなり、実部比透磁率μ’と、特に100kHz以上のインピーダンスが向上することがわかる。   From the results of FIG. 1 and FIG. 2, when the binder addition amount is 1.0 mass% or more and 2.0 mass% or less, the average crystal grain size is increased, and the real part relative permeability μ ′, particularly 100 kHz or more. It can be seen that the impedance is improved.

図3は、本発明におけるフェライトコアの平均結晶粒径とバインダ添加量の関係を示す図である。   FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the average grain size of the ferrite core and the amount of binder added in the present invention.

バインダ添加量が1.0mass%未満では平均結晶粒径はあまり変化せず、バインダ添加量が1.0mass%以上で平均結晶粒径が増加する傾向にあることを図3は示している。   FIG. 3 shows that the average crystal grain size does not change much when the binder addition amount is less than 1.0 mass%, and the average crystal grain size tends to increase when the binder addition amount is 1.0 mass% or more.

上述の通り、ノイズフィルタ用途に好適な磁気特性を備え、量産性に優れ、かつ従来よりも大型に成型可能なフェライトコアおよびその製造方法が得られる。   As described above, a ferrite core having magnetic properties suitable for noise filter applications, excellent in mass productivity, and capable of being molded in a larger size than before can be obtained, and a method for manufacturing the same.

以上、本発明の実施例を説明したが、本発明は、上記に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の変更や修正が可能である。   As mentioned above, although the Example of this invention was described, this invention is not limited above, The change and correction of a structure are possible in the range which does not deviate from the summary of this invention.

Claims (3)

酸化鉄、酸化マンガン、酸化亜鉛を主成分として含み、
酸化珪素、酸化カルシウム、酸化ビスマス、酸化モリブデンを副成分として含み、
前記主成分の組成は、
前記酸化鉄がFe 換算で52.0mol%以上、53.5mol%以下、
前記酸化マンガンがMnO換算で24.0mol%以上、26.5mol%以下、
残分が前記酸化亜鉛であり、
前記副成分の組成は、前記主成分に対する質量比として、
前記酸化珪素がSiO 換算で0.010mass%以下(0を含まず)、
前記酸化カルシウムがCaO換算で0.010mass%以上、0.050mass%以下、
前記酸化ビスマスがBi 換算で0.010mass%以上、0.050mass%以下、
前記酸化モリブデンがMoO 換算で0.150mass%以下(0を含まず)、
であり、
磁路に垂直な断面の面積が100mm以上、200mm以下であり、
前記断面の中心から最も近い断面縁部までの距離が5mm以上であり、
前記中心から半径150μmの範囲内における平均結晶粒径が25μm以上、60μm以下であるフェライトコアの製造方法であって、
前記酸化鉄、前記酸化マンガン、前記酸化亜鉛、前記酸化ビスマスの粉末を混合し、700℃〜900℃の大気中で1〜5時間予焼して第1の粉末を調整する工程と、前記第1の粉末に前記酸化珪素、前記酸化カルシウム、前記酸化モリブデンの粉末を加えて粉砕し、第2の粉末を調整する工程と、前記第2の粉末に1〜2mass%の有機バインダを添加して加圧成型し、400℃〜600℃で4〜10時間脱バインダを行い、1300℃〜1350℃で4〜10時間焼成する工程とを有することを特徴とするフェライトコアの製造方法。
Contains iron oxide, manganese oxide, zinc oxide as main components,
Contains silicon oxide, calcium oxide, bismuth oxide, molybdenum oxide as subcomponents,
The composition of the main component is:
The iron oxide is 52.0 mol% or more and 53.5 mol% or less in terms of Fe 2 O 3 ,
The manganese oxide is 24.0 mol% or more and 26.5 mol% or less in terms of MnO,
The balance is the zinc oxide,
The composition of the subcomponent is, as a mass ratio with respect to the main component,
The silicon oxide is 0.010 mass% or less (excluding 0) in terms of SiO 2 ;
The calcium oxide is 0.010 mass% or more and 0.050 mass% or less in terms of CaO,
The bismuth oxide is 0.010 mass% or more and 0.050 mass% or less in terms of Bi 2 O 3 ,
The molybdenum oxide is 0.150 mass% or less (excluding 0) in terms of MoO 3 ,
And
The area of the cross section perpendicular to the magnetic path is 100 mm 2 or more and 200 mm 2 or less,
The distance from the center of the cross section to the nearest cross section edge is 5 mm or more,
A method for producing a ferrite core, wherein an average crystal grain size within a radius of 150 μm from the center is 25 μm or more and 60 μm or less ,
Mixing the iron oxide, the manganese oxide, the zinc oxide, and the bismuth oxide powder, and pre-baking in the air at 700 ° C. to 900 ° C. for 1 to 5 hours to prepare the first powder; Adding the powder of silicon oxide, calcium oxide and molybdenum oxide to the powder of No. 1 and crushing to prepare a second powder; and adding 1 to 2 mass% of an organic binder to the second powder; A method for producing a ferrite core , comprising: a step of pressure forming, removing a binder at 400 ° C. to 600 ° C. for 4 to 10 hours, and firing at 1300 ° C. to 1350 ° C. for 4 to 10 hours .
比抵抗が0.10Ω・m以上、0.50Ω・m以下であることを特徴とする請求項1に記載のフェライトコアの製造方法。 2. The method for producing a ferrite core according to claim 1, wherein the specific resistance is 0.10 Ω · m or more and 0.50 Ω · m or less . 周波数100kHzにおける実部比透磁率が10000以上であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のフェライトコアの製造方法。 The method for manufacturing a ferrite core according to claim 1 or 2, wherein the real part relative permeability at a frequency of 100 kHz is 10,000 or more .
JP2014204098A 2013-10-04 2014-10-02 Ferrite core and manufacturing method thereof Active JP6411848B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014204098A JP6411848B2 (en) 2013-10-04 2014-10-02 Ferrite core and manufacturing method thereof

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013208939 2013-10-04
JP2013208939 2013-10-04
JP2014204098A JP6411848B2 (en) 2013-10-04 2014-10-02 Ferrite core and manufacturing method thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015091748A JP2015091748A (en) 2015-05-14
JP6411848B2 true JP6411848B2 (en) 2018-10-24

Family

ID=53195212

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014204098A Active JP6411848B2 (en) 2013-10-04 2014-10-02 Ferrite core and manufacturing method thereof

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6411848B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6649799B2 (en) * 2016-02-25 2020-02-19 株式会社トーキン Ferrite core and method of manufacturing ferrite core
CN110041064A (en) * 2019-04-17 2019-07-23 临沂成合信息技术有限公司 Low temperature co-fired soft ferromagnetic powder of Stacked magnetic bead high impedance value and preparation method thereof

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3142060B2 (en) * 1989-09-18 2001-03-07 株式会社東芝 Noise filter
JPH0676257B2 (en) * 1990-11-15 1994-09-28 川崎製鉄株式会社 Method for firing Mn-Zn ferrite
JPH0547540A (en) * 1991-08-12 1993-02-26 Tokin Corp Oxide calcinated power, high-permeability magnetic material using the same and manufacture thereof
JP3771941B2 (en) * 1992-02-21 2006-05-10 ソニー株式会社 Low loss ferrite manufacturing method and low loss ferrite
JP3286642B2 (en) * 1992-08-25 2002-05-27 川崎製鉄株式会社 Manufacturing method of soft ferrite
JPH10144514A (en) * 1996-11-13 1998-05-29 Tokin Corp Calcinated oxide powder, oxide magnetic material using it and their manufacture
JPH10256025A (en) * 1997-03-13 1998-09-25 Tdk Corp Manganese-zinc ferrite
JP3454472B2 (en) * 1998-09-07 2003-10-06 Tdk株式会社 Manganese-zinc ferrite and method for producing the same
JP2006165479A (en) * 2004-12-10 2006-06-22 Tdk Corp Ferrite core and line filter
JP2006182613A (en) * 2004-12-28 2006-07-13 Tdk Corp METHOD OF MANUFACTURING Mn-Zn FERRITE
JP2008094663A (en) * 2006-10-12 2008-04-24 Nec Tokin Corp MnZn FERRITE
JP5041480B2 (en) * 2007-12-19 2012-10-03 Necトーキン株式会社 MnZn ferrite

Also Published As

Publication number Publication date
JP2015091748A (en) 2015-05-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6451742B2 (en) MnZn-based ferrite and method for producing the same
JP6856064B2 (en) Manufacturing method of MnZn-based ferrite core and MnZn-based ferrite core
JP2015074570A (en) Ferrite composition and electronic component
JP6742440B2 (en) MnCoZn ferrite and method for producing the same
JP5786454B2 (en) Ferrite core and electronic components
TW201912609A (en) Mncozn ferrite and method for producing same
JP6411848B2 (en) Ferrite core and manufacturing method thereof
JP2004161593A (en) Ferritic material
JP6314758B2 (en) MnZn ferrite and MnZn ferrite large core
JP2011246343A (en) Ferrite sintered compact and noise filter equipped with the same
JP5041480B2 (en) MnZn ferrite
WO2022070634A1 (en) MnZn-BASED FERRITE AND METHOD OF MANUFACTURING SAME
JP6716191B2 (en) Ferrite core
JP6655381B2 (en) Ni-Mn-Zn ferrite material
JPWO2020189035A1 (en) MnCoZn-based ferrite and its manufacturing method
JP5716538B2 (en) Ferrite composition and electronic component
JP6380730B2 (en) Ferrite composition, ferrite core and electronic component
JP6323042B2 (en) Ferrite composition, ferrite core and electronic component
TWI692462B (en) MnCoZn series ferrite iron and its manufacturing method
JP5831255B2 (en) Ferrite composition, ferrite core and electronic component
JP2008184364A (en) Oxide magnetic material
JP2005029416A (en) Ferrite material
JP5580961B2 (en) Oxidized magnetic material and manufacturing method thereof
JPWO2019167392A1 (en) MnCoZn ferrite and method for producing the same
WO2020189035A1 (en) MnCoZn FERRITE AND METHOD FOR PRODUCING SAME

Legal Events

Date Code Title Description
RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20160108

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20170829

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20180427

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180530

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180730

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: 20180905

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180927

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6411848

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250