JP6464660B2 - Hexagonal ferrite composite magnetic body and high-frequency magnetic component using the same - Google Patents
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Description
本発明は、数GHzの高周波での使用に適した六方晶フェライト複合磁性体、及びこの六方晶フェライト複合磁性体を用いたアンテナ、インダクタ、フィルタなどの高周波磁性部品に関する。 The present invention relates to a hexagonal ferrite composite magnetic body suitable for use at a high frequency of several GHz, and a high-frequency magnetic component such as an antenna, an inductor, and a filter using the hexagonal ferrite composite magnetic body.
近年、携帯電話機や携帯情報端末等の無線通信機器に利用される周波数帯の高周波化が進行し、例えば無線LAN等で使用される2.4GHz帯など、使用される無線信号周波数はGHz帯となっている。そのため、そのようなGHz帯の高周波で使用される電子部品、例えば、インダクタ、電子機器の高周波ノイズ対策用として用いられるEMIフィルタ、無線通信機器に用いられるアンテナなどに対して、特性の改善や寸法の小型化を図る目的で、高透磁率、且つ低磁気損失な磁性材料を適用する試みがなされている。 In recent years, the frequency band used for wireless communication devices such as mobile phones and portable information terminals has been increased. For example, the 2.4 GHz band used in wireless LAN and the like, the radio signal frequency used is the GHz band. It has become. Therefore, improvement in characteristics and dimensions of electronic components used at such high frequencies in the GHz band, such as inductors, EMI filters used for high frequency noise countermeasures of electronic devices, antennas used in wireless communication devices, and the like. Attempts have been made to apply magnetic materials having high magnetic permeability and low magnetic loss in order to reduce the size of the magnetic material.
特に小型化が求められる上記の電子部品に磁性材料を適用する場合、該磁性材料は、小型、且つ複雑形状に対応可能なスクリーン印刷、射出成形、押出し成形などのプロセスで作製できることが好ましい。この場合、磁性材料の形態としては、焼結体よりも、磁性粉末と樹脂を混合して作製される複合磁性体が適している。 In particular, when a magnetic material is applied to the above-described electronic component that is required to be downsized, it is preferable that the magnetic material can be manufactured by processes such as screen printing, injection molding, and extrusion molding that are small and can cope with complicated shapes. In this case, a composite magnetic body produced by mixing magnetic powder and resin is more suitable as a form of the magnetic material than a sintered body.
GHz帯を含む高周波領域で使用可能な複合磁性体として、例えば、特許文献1には、絶縁材料で被覆されている扁平状の微粒子を含有することを特徴とする複合磁性材料、及びその製造方法について記載されている。 As a composite magnetic material that can be used in a high-frequency region including the GHz band, for example, Patent Document 1 includes a flat magnetic particle covered with an insulating material, and a method for manufacturing the same Is described.
特許文献1によると、平均粒径0.25μmのパーマロイ磁性粉末をポリオレフィン樹脂中に分散させた複合材料において、1GHzでの比透磁率μrが2.71、磁気損失tanδμが0.027となるとされている。 According to Patent Document 1, a permalloy magnetic powder having an average particle size of 0.25μm in the composite material is dispersed in the polyolefin resin, the relative permeability mu r at 1GHz is 2.71, the magnetic loss tan [delta mu is 0.027 It is supposed to be.
しかし、特許文献1は、パーマロイ粉末を樹脂中に均一に分散させることで、パーマロイ粉末の接触を抑制して、渦電流損失を低減させたものであるが、1GHzよりも高い周波数についてはtanδμの値は過大な値を取り、例えば2GHzにおいては0.1以上の値となるため、低磁気損失な軟磁性材料の適用という見地からは好ましくない。 However, Patent Document 1 discloses that permalloy powder is uniformly dispersed in a resin to suppress contact with permalloy powder and reduce eddy current loss. However, for frequencies higher than 1 GHz, tan δ μ Is an excessive value, for example, a value of 0.1 or more at 2 GHz, which is not preferable from the viewpoint of application of a soft magnetic material having a low magnetic loss.
また、特許文献2には、本出願人によりCo置換型W型六方晶フェライトを主相とする磁性酸化物が樹脂中に分散されて複合化されたことを特徴とする複合磁性材料及びアンテナ、並びに無線通信機器について記載されている。 Patent Document 2 discloses a composite magnetic material and an antenna, characterized in that a magnetic oxide having a main phase of Co-substituted W-type hexagonal ferrite is dispersed in a resin and composited by the applicant. And a wireless communication device.
この特許文献2によると、磁性酸化物としてスピネルフェライトよりも自然共鳴周波数が高周波となる六方晶フェライトを用い、さらに該磁性酸化物の粒子径を1μm以下の単磁区粒子とすることで、2GHzにおけるtanδμの値が0.01となるとしている。 According to Patent Document 2, hexagonal ferrite having a natural resonance frequency higher than that of spinel ferrite is used as a magnetic oxide, and further, the magnetic oxide has a particle size of 1 μm or less to be a single domain particle at 2 GHz. The value of tan δ μ is assumed to be 0.01.
しかし、特許文献2では、2GHzにおけるtanδμの値は小さいものの、複素透磁率の実部μ´は1.4程度であり、高透磁率な磁性材料の適用という見地から、μ´としてより高い値が望まれる。 However, in Patent Document 2, although the value of tan δ μ at 2 GHz is small, the real part μ ′ of the complex permeability is about 1.4, which is higher as μ ′ from the viewpoint of application of a high permeability magnetic material. A value is desired.
そこで、本発明はかかる事情に鑑み、GHz帯を含む高周波において低tanδμと高μ´を備える六方晶フェライト複合磁性体、及びこれを用いた高周波磁性部品を提供することを目的とする。 In view of such circumstances, an object of the present invention is to provide a hexagonal ferrite composite magnetic body having a low tan δ μ and a high μ ′ at a high frequency including a GHz band, and a high-frequency magnetic component using the same.
上記課題を解決するため、本発明の六方晶フェライト複合磁性体は、六方晶フェライトを主相とする粉末と樹脂を含む複合磁性体であって、該複合磁性体に占める前記粉末の体積比率が50vol%以上80vol%以下であり、前記粉末の平均粒子径が5μm以上150μm以下、平均結晶粒径が0.5μm以上60μm以下、格子ひずみが0.010以上10以下であることを特徴とする六方晶フェライト複合磁性体とする。 In order to solve the above problems, the hexagonal ferrite composite magnetic body of the present invention is a composite magnetic body containing a powder having a main phase of hexagonal ferrite and a resin, and the volume ratio of the powder in the composite magnetic body is It is 50 vol% or more and 80 vol% or less, the average particle size of the powder is 5 μm or more and 150 μm or less, the average crystal particle size is 0.5 μm or more and 60 μm or less, and the lattice strain is 0.010 or more and 10 or less. A ferrite composite magnetic body.
また、本発明の上記六方晶フェライトは、M型六方晶フェライトであることが好ましい。M型六方晶フェライトは他の六方晶フェライトと比較して六方晶のc軸方向の異方性磁界HAが大きいため、fr=γHA/2π(γはジャイロ磁気定数)で表される自然共鳴周波数frが高周波化し、高周波の磁気損失がより低減される。 The hexagonal ferrite of the present invention is preferably M-type hexagonal ferrite. Since M type hexagonal ferrite has a larger anisotropic magnetic field HA in the c-axis direction of hexagonal crystal than other hexagonal ferrites, it is expressed by f r = γH A / 2π (γ is a gyromagnetic constant). The natural resonance frequency fr is increased, and the high-frequency magnetic loss is further reduced.
さらに、本発明の上記M型六方晶フェライトは、MAαFe12−β(MB1−γMCγ)βO19(式中、MAはBa、Sr、及びCaからなる群より選択される少なくとも一種であり、MBは、Ti、Zr及びSnからなる群より選択される少なくとも一種であり、MCはNi、Zn、Mn、Mg、Cu及びCoからなる群より選択される少なくとも一種であり、αは0.8以上1.2以下、βは1.5以上6.0以下、γは0.48以上0.55以下である)で表されるM型六方晶フェライトであることがより好ましい。該組成のM型六方晶フェライトを用いることで、MAFe12O19で表される一般的なM型六方晶フェライトよりもHAが減少してfrが低周波されるものの、μ=4πMS/HA(MSは飽和磁化)で表される高周波での磁化回転に伴うμ´は高められる。そのため上記組成のMA、MB、MC、α、β、及びγを適宜調整することにより、低tanδμを維持しつつ、所望の周波数におけるμ´を最大限に高めることができる。 Further, the M-type hexagonal ferrite of the present invention is MA α Fe 12-β (MB 1-γ MC γ ) β O 19 (wherein MA is selected from the group consisting of Ba, Sr, and Ca) MB is at least one selected from the group consisting of Ti, Zr and Sn, MC is at least one selected from the group consisting of Ni, Zn, Mn, Mg, Cu and Co, α Is more preferably 0.8 or more and 1.2 or less, β is 1.5 or more and 6.0 or less, and γ is 0.48 or more and 0.55 or less. The use of M-type hexagonal ferrite said set adult, although f r is the low-frequency H A is reduced than typical M-type hexagonal ferrite represented by MAFe 12 O 19, μ = 4πM S Μ ′ associated with magnetization rotation at a high frequency represented by / H A (M S is saturation magnetization) is increased. Therefore, by appropriately adjusting MA, MB , MC , α, β, and γ having the above composition, it is possible to maximize μ ′ at a desired frequency while maintaining low tan δ μ .
また、本発明による高周波磁性部品は、本発明による前述の六方晶フェライト複合磁性体を用いることを特徴とし、例えば、インダクタや、ノイズ対策用として用いられるEMIフィルタ、無線通信機器に用いられるアンテナとして電子機器あるいは無線通信機器内で使用される。 The high-frequency magnetic component according to the present invention is characterized by using the above-described hexagonal ferrite composite magnetic body according to the present invention. For example, as an inductor, an EMI filter used for noise countermeasures, and an antenna used for a wireless communication device. Used in electronic devices or wireless communication devices.
本発明によれば、GHz帯の高周波において、低磁気損失と高透磁率を備えた六方晶フェライト複合磁性体、及びこれを用いた高周波磁性部品を提供することができる。本発明の六方晶フェライト複合磁性体を高周波用のインダクタ、EMIフィルタ、アンテナなどの磁性材料として適用することにより、それら電子部品の小型化、高性能化を図ることが可能となる。 According to the present invention, it is possible to provide a hexagonal ferrite composite magnetic body having low magnetic loss and high magnetic permeability at high frequencies in the GHz band, and a high-frequency magnetic component using the same. By applying the hexagonal ferrite composite magnetic material of the present invention as a magnetic material such as a high-frequency inductor, an EMI filter, or an antenna, it is possible to reduce the size and performance of these electronic components.
以下に、本発明の実施形態について説明するが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。また、下記の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。 Although embodiments of the present invention will be described below, the present invention is not limited to these embodiments. In addition, constituent elements in the following embodiments include those that can be easily assumed by those skilled in the art, those that are substantially the same, and those in a so-called equivalent range.
本実施形態の六方晶フェライト複合磁性体は、該複合磁性体に占める六方晶フェライトを主相とする粉末の体積比率が50vol%以上80vol%以下である。体積比率をそのような範囲に限定することで、六方晶フェライト複合磁性体のGHz帯の高周波における磁気特性を、高μ´、且つ低tanδμとすることが可能となる。体積比率が50vol%未満の場合、六方晶フェライトを主相とする粉末の備える磁気特性が十分に発揮されず、六方晶フェライト複合磁性体のμ´が小さくなる。一方、体積比率が80vol%よりも大きい場合、上記粉末と樹脂の混合が困難となり、複合磁性体中に空隙等の欠陥が発生するため、tanδμが増加する。 In the hexagonal ferrite composite magnetic body of the present embodiment, the volume ratio of the powder having hexagonal ferrite as the main phase in the composite magnetic body is 50 vol% or more and 80 vol% or less. By limiting the volume ratio to such a range, the magnetic characteristics of the hexagonal ferrite composite magnetic body at high frequencies in the GHz band can be made high μ ′ and low tan δ μ . When the volume ratio is less than 50 vol%, the magnetic properties provided by the powder having hexagonal ferrite as the main phase are not sufficiently exhibited, and μ ′ of the hexagonal ferrite composite magnetic body becomes small. On the other hand, when the volume ratio is larger than 80 vol%, it becomes difficult to mix the powder and the resin, and defects such as voids are generated in the composite magnetic material, so that tan δ μ increases.
本実施形態の六方晶フェライトを主相とする粉末は、製造過程のばらつき等により、Fe3O4等の異相が粉末に生成する場合があり得る。したがって、本実施形態に係る六方晶フェライトを主相とする粉末は、六方晶フェライトを主相とするが、上述したような異相を含むことも許容する。 In the powder having hexagonal ferrite as the main phase of the present embodiment, a different phase such as Fe 3 O 4 may be produced in the powder due to variations in the manufacturing process. Therefore, the powder having the hexagonal ferrite as the main phase according to the present embodiment has the hexagonal ferrite as the main phase, but also allows the inclusion of the heterogeneous phase as described above.
ただし、異相の存在に伴ってGHz帯の高周波領域におけるtanδμが増加することを防ぐため、六方晶フェライトの比率は95%以上であることが好ましい。ここで六方晶フェライトの比率とは、本実施形態に係る六方晶フェライトを主相とする粉末を構成する各相のX線回折(XRD)測定におけるメインピーク(強度が最も強いピーク)の強度の合計に対する六方晶フェライトのメインピ−ク強度の合計の割合である。 However, the hexagonal ferrite ratio is preferably 95% or more in order to prevent an increase in tan δ μ in the high frequency region of the GHz band due to the presence of the heterogeneous phase. Here, the ratio of the hexagonal ferrite is the intensity of the main peak (the peak with the strongest intensity) in the X-ray diffraction (XRD) measurement of each phase constituting the powder whose main phase is the hexagonal ferrite according to the present embodiment. It is the ratio of the total main peak strength of hexagonal ferrite to the total.
本実施形態の六方晶フェライトを主相とする粉末は、平均粒子径が5μm以上150μm以下である。平均粒子径をそのような範囲内に限定することで、上記粉末を樹脂中に十分に混合、分散させることができるため、六方晶フェライト複合磁性体のGHz帯の高周波におけるtanδμを低い値とすることができる。平均粒子径が5μm未満の場合、上記粉末を樹脂中に混合する際の粘度が著しく増加して分散が不十分となるため、tanδμが大きくなる。一方、平均粒子径が150μmよりも大きい場合、上記粉末が樹脂中で沈降して分散が不十分となるため、tanδμが大きくなる。平均粒子径は、六方晶フェライト複合磁性体中の上記粉末の粒子を走査型電子顕微鏡(SEM)にて観察し、粒子と同一の面積を持つ円の直径の長さ(Heywood径)を求め、その平均値を平均粒子径とすることができる。 The powder mainly composed of hexagonal ferrite of this embodiment has an average particle size of 5 μm or more and 150 μm or less. By limiting the average particle diameter to such a range, the above powder can be sufficiently mixed and dispersed in the resin, so that the tan δ μ at a high frequency in the GHz band of the hexagonal ferrite composite magnetic body is set to a low value. can do. When the average particle diameter is less than 5 μm, the viscosity at the time of mixing the above powder into the resin is remarkably increased and the dispersion becomes insufficient, so that tan δ μ increases. On the other hand, when the average particle diameter is larger than 150 μm, the powder settles in the resin and becomes insufficiently dispersed, and tan δ μ increases. The average particle size is obtained by observing the particles of the powder in the hexagonal ferrite composite magnetic body with a scanning electron microscope (SEM), and obtaining the length of the diameter of the circle having the same area as the particles (Heywood diameter). The average value can be used as the average particle size.
本実施形態の六方晶フェライトを主相とする粉末は、平均結晶粒径が0.5μm以上60μm以下である。平均結晶粒径をそのような範囲に限定することで、上記粉末のGHz帯の高周波における磁気特性を高μ´、且つ低tanδμとすることができるため、六方晶フェライト複合磁性体のGHz帯の高周波における磁気特性も高μ´、且つ低tanδμとすることが可能となる。平均結晶粒径が0.5μm未満の場合、粒界相の増加に伴って磁区及び磁壁も増加するため、磁壁共鳴に起因するtanδμが増加する。一方、平均結晶粒径が60μmよりも大きい場合、frのピークが低周波化してtanδμが増加する。平均結晶粒径は、六方晶フェライト複合磁性体中の上記粉末の結晶粒を走査型電子顕微鏡(SEM)にて観察し、結晶粒の面積と同一の面積を持つ円の直径の長さ(Heywood径)を求め、その平均値を平均結晶粒径とすることができる。 The powder mainly composed of hexagonal ferrite of this embodiment has an average crystal grain size of 0.5 μm or more and 60 μm or less. By limiting the average crystal grain size to such a range, the magnetic properties of the powder at high frequencies in the GHz band can be made high μ ′ and low tan δ μ , so that the hexagonal ferrite composite magnetic body has a GHz band. The magnetic characteristics at a high frequency can be high μ ′ and low tan δ μ . When the average crystal grain size is less than 0.5 μm, the domain and the domain wall increase with the increase of the grain boundary phase, and therefore tan δ μ due to the domain wall resonance increases. On the other hand, when the average crystal grain size is larger than 60 [mu] m, tan [delta mu increases peak of f r is in the low-frequency reduction. The average crystal grain size was determined by observing the crystal grains of the above powder in the hexagonal ferrite composite magnetic body with a scanning electron microscope (SEM), and the length of the diameter of the circle having the same area as the crystal grains (Heywood) The average value can be used as the average crystal grain size.
本実施形態の六方晶フェライトを主相とする粉末は、格子ひずみが0.010以上10以下である。格子ひずみをそのような範囲に限定することで、上記粉末のGHz帯の高周波における磁気特性を高μ´、且つ低tanδμとすることができ、六方晶フェライト複合磁性体のGHz帯の高周波における磁気特性も高μ´、且つ低tanδμとすることが可能となる。格子ひずみが0.010未満の場合、より高μ´とすることはできるものの、tanδμも増加する。通常格子ひずみの減少に伴い、格子欠陥が減少することでtanδμも減少することが予想される。ところが、このようにGHz帯の高周波においてtanδμが増加するのは、frピークが低周波化することが原因と考えられる。格子ひずみが10よりも大きい場合、透磁率に関係する磁化回転がひずみの影響を受けるため、tanδμは増加し、μ´は減少する。格子ひずみは、例えば、XRD測定の結果を基に、以下の[式1]で表されるHallの式を用いて測定される。
[式1]
ここでθはブラッグ回折角、βは回折ピークの半値幅、λはX線波長、ηは格子ひずみ、Dは結晶子径であり、格子ひずみは、sinθ/λを横軸、βcosθ/λを縦軸としてXRD測定の結果をプロットし、直線近似することによって得られる勾配から計算される。本実施形態で用いる六方晶フェライトを主相とする粉末においては、Dは十分に大きいため1/D≒0とし、実際には[式1]を以下の[式2]で置き換えて算出されるηを格子ひずみとすることができる。
[式2]
The powder having the main phase of hexagonal ferrite of the present embodiment has a lattice strain of 0.010 or more and 10 or less. By limiting the lattice strain to such a range, the magnetic characteristics of the powder at high frequencies in the GHz band can be made high μ ′ and low tan δ μ, and the hexagonal ferrite composite magnetic material at high frequencies in the GHz band. The magnetic characteristics can be made high μ ′ and low tan δ μ . When the lattice strain is less than 0.010, tan δ μ increases although it can be made higher μ ′ . It is expected that tan δ μ will also decrease due to the decrease in lattice defects as the lattice strain decreases. However, the reason why tan δ μ increases at high frequencies in the GHz band as described above is considered to be caused by the lower frequency of the fr peak. When the lattice strain is larger than 10, since the magnetization rotation related to the magnetic permeability is affected by the strain, tan δ μ increases and μ ′ decreases. The lattice strain is measured, for example, using the Hall equation represented by the following [Equation 1] based on the result of the XRD measurement.
[Formula 1]
Where θ is the Bragg diffraction angle, β is the half width of the diffraction peak, λ is the X-ray wavelength, η is the lattice strain, D is the crystallite diameter, and the lattice strain is sin θ / λ on the horizontal axis and β cos θ / λ. The result of XRD measurement is plotted on the vertical axis and calculated from the gradient obtained by linear approximation. In the powder having hexagonal ferrite as the main phase used in the present embodiment, D is sufficiently large, so 1 / D≈0. In practice, [Formula 1] is replaced by the following [Formula 2]. η can be a lattice strain.
[Formula 2]
また、本実施形態の六方晶フェライトは、六方晶フェライトとしてM型六方晶フェライトを用いることが好ましい。M型六方晶フェライトはHAが高い値を取るため、frが高周波化し、GHz帯のtanδμをより低い値にすることが可能となる。 The hexagonal ferrite of the present embodiment is preferably M-type hexagonal ferrite as hexagonal ferrite. Since the M-type hexagonal ferrite takes is H A high value, f r is high frequency, it is possible to the tan [delta mu GHz band to a lower value.
さらに、本実施形態の六方晶フェライトは、MAαFe12−β(MB1−γMCγ)βO19(式中、MAはBa、Sr、及びCaからなる群より選択される少なくとも一種であり、MBは、Ti、Zr及びSnからなる群より選択される少なくとも一種であり、MCはNi、Zn、Mn、Mg、Cu及びCoからなる群より選択される少なくとも一種であり、αは0.8以上1.2以下、βは1.5以上6.0以下、γは0.48以上0.55以下である)で表されるM型六方晶フェライトを用いることがより好ましい。そのような組成式で表されるM型六方晶フェライトにおいてはHAが効果的に調整されてμ´が高められるため、低tanδμを維持しつつ、μ´をより高い値とすることが可能となる。 Furthermore, the hexagonal ferrite of this embodiment is MA α Fe 12-β (MB 1-γ MC γ ) β O 19 (wherein MA is at least one selected from the group consisting of Ba, Sr, and Ca). MB is at least one selected from the group consisting of Ti, Zr and Sn, MC is at least one selected from the group consisting of Ni, Zn, Mn, Mg, Cu and Co, and α is 0 It is more preferable to use M type hexagonal ferrite represented by the following formula: 0.8 to 1.2, β is 1.5 to 6.0, and γ is 0.48 to 0.55. In the M-type hexagonal ferrite represented by such a composition formula, HA is effectively adjusted to increase μ ′ , so that μ ′ can be set to a higher value while maintaining low tan δ μ. It becomes possible.
本実施形態の六方晶フェライト複合磁性体は、樹脂中に六方晶フェライトを主相とする粉末を混合することにより作製される。上記粉末の作製方法は焼結体を粉砕して作製する他、CVD法、メカノケミカル法、または水熱合成法や共沈法などの液相合成法などにより作製したものであってもよい。焼結体を粉砕して六方晶フェライトを主相とする粉末を作製する場合、例えば、次のようなプロセスで作製することが可能である。 The hexagonal ferrite composite magnetic body of the present embodiment is produced by mixing a powder containing hexagonal ferrite as a main phase in a resin. The powder may be produced by crushing a sintered body, or may be produced by a CVD method, a mechanochemical method, or a liquid phase synthesis method such as a hydrothermal synthesis method or a coprecipitation method. When the sintered body is pulverized to produce a powder having hexagonal ferrite as a main phase, for example, it can be produced by the following process.
まず、所望の組成となるように原料となる炭酸バリウム(BaCO3)、酸化鉄(Fe2O3)等を秤量し、ボールミル等の混合手段によって所定の時間配合し、配合粉を得る。電気炉等を用いて配合粉を大気中で適宜の温度、且つ適宜の時間仮焼し、仮焼粉を得る。仮焼粉を振動ミルやボールミル等を用いて所定の時間粉砕する。得られた仮焼後の粉砕粉にPVAなどのバインダーを添加した後、スプレイドライヤー等によって造粒することにより造粒粉を得る。プレス機等を用いてこの造粒粉を所定の圧力で加圧することにより、所望の形状に成形した後、電気炉等を用いて適宜の温度、且つ適宜の時間焼成を行い焼結体を得る。焼結体を振動ミルやボールミル等を用いて所定の時間粉砕して粉末とすることで、六方晶フェライトを主相とする粉末が完成する。 First, barium carbonate (BaCO 3 ), iron oxide (Fe 2 O 3 ) and the like as raw materials are weighed so as to have a desired composition and blended for a predetermined time by a mixing means such as a ball mill to obtain a blended powder. The compounded powder is calcined in the atmosphere at an appropriate temperature and for an appropriate time using an electric furnace or the like to obtain a calcined powder. The calcined powder is pulverized for a predetermined time using a vibration mill or a ball mill. After adding a binder such as PVA to the pulverized powder after calcination, granulated powder is obtained by granulating with a spray dryer or the like. The granulated powder is pressed at a predetermined pressure using a press machine, etc., and then molded into a desired shape, and then fired at an appropriate temperature and for an appropriate time using an electric furnace to obtain a sintered body. . The sintered body is pulverized for a predetermined time using a vibration mill, a ball mill, or the like to obtain a powder, whereby a powder containing hexagonal ferrite as a main phase is completed.
上記粉末の平均粒子径は、焼結体の粉砕条件を適宜制御することにより、5μmから150μmの範囲に限定することができる。例えば、粉砕に用いる振動ミルやボールミル等のメディアの量を増やすほど、また粉砕時間を長くするほど、平均粒子径は小さくなる傾向がある。また、上記粉末の平均結晶粒径は、焼結体作製時の焼成条件を適宜制御することにより、0.5μmから60μmの範囲に限定することができる。例えば、焼成の処理温度を高くするほど、また、処理時間を長くするほど、平均結晶粒径が大きくなる傾向がある。なお、SiO2、CaCO3、及びBi2O3などの副成分を所定の量だけ添加すると、結晶成長はより促進され、且つ結晶粒径が均一化し易くなる傾向がある。さらに、上記粉末の格子ひずみは、焼結体の粉砕条件、及びアニール条件を適宜制御することにより、0.010から10の範囲に限定することができる。例えば、粉砕時間を短くするほど、またアニール温度を高く、アニール時間を長くするほど格子ひずみは小さくなる傾向がある。 The average particle diameter of the powder can be limited to a range of 5 μm to 150 μm by appropriately controlling the grinding condition of the sintered body. For example, the average particle size tends to decrease as the amount of media such as a vibration mill and a ball mill used for pulverization increases and as the pulverization time increases. The average crystal grain size of the powder can be limited to a range of 0.5 μm to 60 μm by appropriately controlling the firing conditions at the time of producing the sintered body. For example, the average crystal grain size tends to increase as the firing processing temperature is increased and the treatment time is increased. Note that when a predetermined amount of subcomponents such as SiO 2 , CaCO 3 , and Bi 2 O 3 is added, crystal growth is further promoted and the crystal grain size tends to be uniformized. Furthermore, the lattice strain of the powder can be limited to a range of 0.010 to 10 by appropriately controlling the pulverization conditions and annealing conditions of the sintered body. For example, the lattice strain tends to be smaller as the pulverization time is shorter, the annealing temperature is higher, and the annealing time is longer.
本実施形態の六方晶フェライト複合磁性体は上記粉末を、樹脂中に混合させることにより得られる。樹脂としてはエポキシ樹脂を用いるのが好ましいが、樹脂の種類はこれに限定されるものではなく、その他アクリル系樹脂等の熱硬化性樹脂、ポリアミド樹脂等の熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマー、合成ゴム、天然ゴム等を用いてもよい。また、必要に応じてカップリング剤、分散剤等の表面処理剤、熱安定剤、可塑剤等の添加剤等を用いてもよい。 The hexagonal ferrite composite magnetic body of this embodiment can be obtained by mixing the above powder into a resin. It is preferable to use an epoxy resin as the resin, but the type of resin is not limited to this, and other thermosetting resins such as acrylic resins, thermoplastic resins such as polyamide resins, thermoplastic elastomers, and synthetic rubbers. Natural rubber or the like may be used. Moreover, you may use surface treatment agents, such as a coupling agent and a dispersing agent, additives, such as a heat stabilizer and a plasticizer, as needed.
本実施形態の六方晶フェライト複合磁性体は、焼結体とは異なり、材料作製時の形状の自由度が高いため、小型、且つ複雑形状に対応可能なスクリーン印刷、射出成形、押出し成形などのプロセスを用いて作製することができる。 Unlike the sintered body, the hexagonal ferrite composite magnetic body of the present embodiment has a high degree of freedom in the shape at the time of material preparation, so it is small and can be applied to complex shapes such as screen printing, injection molding, extrusion molding, etc. It can be made using a process.
本実施形態の高周波磁性部品は、磁性材料として上記六方晶フェライト複合磁性体を用いる。上記六方晶フェライト複合磁性体は、GHz帯を含む高周波において低tanδμ、且つ高μ´となることから、高周波で使用されるインダクタ、EMIフィルタ、アンテナ等の高周波磁性部品に好適である。 The high-frequency magnetic component of this embodiment uses the hexagonal ferrite composite magnetic body as a magnetic material. Since the hexagonal ferrite composite magnetic material has a low tan δ μ and a high μ ′ at a high frequency including the GHz band, it is suitable for high-frequency magnetic parts such as inductors, EMI filters, and antennas used at a high frequency.
次に、上述した実施形態をより具体的に実施した実施例を説明するが、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。表1に、実施例、及び比較例に係るY型六方晶フェライト、W型六方晶フェライト、M型六方晶フェライト、金属、及びスピネルフェライトを粉末として用いた複合磁性体について、粉末の組成、体積比率、平均粒子径、平均結晶粒径、格子ひずみ、及び3GHzでのμ´とtanδμの評価結果を示す。
(実施例1)
実施例1として、炭酸バリウム(BaCO3)、酸化鉄(Fe2O3)、及び酸化亜鉛(ZnO)を原料とし、これらを表1に示す所定の組成となるように秤量した。秤量後の原料を湿式ボールミルで水を媒体として16時間配合した後、大気中において1200℃で2時間仮焼した。得られた仮焼粉を振動ミルで10分間乾式粉砕した後、湿式ボールミルで水を媒体として24時間粉砕し、粉砕後の粉を150℃で24時間乾燥させて粉砕粉を得た。
Example 1
As Example 1, barium carbonate (BaCO 3 ), iron oxide (Fe 2 O 3 ), and zinc oxide (ZnO) were used as raw materials and weighed so as to have a predetermined composition shown in Table 1. The weighed raw materials were blended for 16 hours with a wet ball mill using water as a medium, and then calcined in the atmosphere at 1200 ° C. for 2 hours. The obtained calcined powder was dry pulverized for 10 minutes with a vibration mill, then pulverized with water as a medium for 24 hours by a wet ball mill, and the pulverized powder was dried at 150 ° C. for 24 hours to obtain pulverized powder.
次に、粉砕粉にバインダーとしてPVAを添加して造粒し、得られた造粒粉をプレス機により100MPaの圧力で成形して成形体とした。これを大気中1250℃で10時間保持する焼成を行い、焼結体を得た。この焼結体を瑪瑙乳鉢で適度に解砕した後、振動ミルで3分間乾式粉砕し、粉砕後の粉を850℃で1時間のアニール処理をして、表1の実施例1に示す組成のY型六方晶フェライトを主相とする粉末を得た。 Next, PVA was added to the pulverized powder as a binder and granulated, and the obtained granulated powder was molded with a press at a pressure of 100 MPa to obtain a molded body. This was fired for 10 hours at 1250 ° C. in the atmosphere to obtain a sintered body. The sintered body was appropriately crushed in an agate mortar, then dry pulverized with a vibration mill for 3 minutes, and the pulverized powder was annealed at 850 ° C. for 1 hour to obtain the composition shown in Example 1 of Table 1. A Y-type hexagonal ferrite powder as a main phase was obtained.
上記粉末の平均粒子径は、上記焼結体の粉砕条件を適宜変えることにより調整することができる。例えば、振動ミルによる乾式粉砕に加えて、湿式ボールミル粉砕を行うことで平均粒子径をより細かくすることができ、粉砕時間を長くすることで平均粒子径をさらに細かくすることができる。また、上記粉末の平均結晶粒径は、焼成条件を適宜変えることにより調整することができる。例えば、焼成温度を高く、また焼成時間を長くすることで平均結晶粒径をより大きくすることができる。さらに、上記粉末の格子ひずみは、上記焼結体の粉砕条件及び粉砕後のアニール条件を適宜変えることにより調整することができる。例えば、乾式粉砕の時間を短くすることで格子ひずみの導入が抑制され、格子ひずみは小さくなる。また、アニール温度を高く、あるいはアニール時間を長くすることで格子ひずみは緩和され小さくなる。一方、振動ミルによる乾式粉砕に加えて湿式ボールミル粉砕を行い、さらにその粉砕時間を長くすることで格子ひずみの導入が促進され、格子ひずみは大きくなる。また、アニール温度が低く、アニール時間が短い場合は、格子ひずみは十分に緩和されず大きくなる。 The average particle diameter of the powder can be adjusted by appropriately changing the pulverization conditions of the sintered body. For example, in addition to dry pulverization using a vibration mill, wet ball mill pulverization can make the average particle size finer, and longer pulverization time can make the average particle size finer. Moreover, the average crystal grain size of the powder can be adjusted by appropriately changing the firing conditions. For example, the average crystal grain size can be increased by increasing the firing temperature and lengthening the firing time. Furthermore, the lattice strain of the powder can be adjusted by appropriately changing the pulverization conditions of the sintered body and the annealing conditions after pulverization. For example, by shortening the dry grinding time, the introduction of lattice strain is suppressed, and the lattice strain is reduced. Further, by increasing the annealing temperature or increasing the annealing time, the lattice strain is relaxed and reduced. On the other hand, wet ball mill pulverization is performed in addition to dry pulverization using a vibration mill, and the pulverization time is further extended to promote the introduction of lattice strain, thereby increasing the lattice strain. In addition, when the annealing temperature is low and the annealing time is short, the lattice distortion is not sufficiently relaxed and increases.
次に、表1の実施例1に示す粉末の体積比率となるように上記粉末とビスフェノールF型液状エポキシ樹脂を混合してペーストを作製した。得られたペーストを180℃で6時間保持して硬化させることにより、六方晶フェライト複合磁性体を得た。このようにして得られた実施例1の六方晶フェライト複合磁性体は、複合磁性体に占める六方晶フェライトを主相とする粉末の体積比率が50vol%から80vol%の範囲にあり、上記粉末の平均粒子径が5μmから150μm、平均結晶粒径が0.5μmから60μm、さらに格子ひずみが0.010から10の範囲にあるため、上記複合磁性体の3GHzでのμ´が1.50以上の大きい値であり、且つtanδμが0.010以下の小さい値となっている。 Next, the powder and the bisphenol F-type liquid epoxy resin were mixed so as to have the volume ratio of the powder shown in Example 1 of Table 1, to prepare a paste. The obtained paste was kept at 180 ° C. for 6 hours and cured to obtain a hexagonal ferrite composite magnetic body. The hexagonal ferrite composite magnetic body of Example 1 obtained in this way has a volume ratio of the powder containing hexagonal ferrite as the main phase in the composite magnetic body in the range of 50 vol% to 80 vol%, Since the average particle size is in the range of 5 μm to 150 μm, the average crystal particle size is in the range of 0.5 μm to 60 μm, and the lattice strain is in the range of 0.010 to 10, the μ ′ at 3 GHz of the composite magnetic material is 1.50 or more. It is a large value and tan δ μ is a small value of 0.010 or less.
(実施例2)
実施例2では、原料を炭酸バリウム(BaCO3)、酸化鉄(Fe2O3)、及び酸化コバルト(Co3O4)とし、これらを表1に示す所定の組成となるように秤量した以外は実施例1と同様の条件で、W型六方晶フェライトを主相とする粉末と樹脂を含む複合磁性体を得た。このようにして得られた実施例2の六方晶フェライト複合磁性体においても、複合磁性体に占める六方晶フェライトを主相とする粉末の体積比率が50vol%から80vol%の範囲にあり、上記粉末の平均粒子径が5μmから150μm、平均結晶粒径が0.5μmから60μm、さらに格子ひずみが0.010から10の範囲にあるため、上記複合磁性体の3GHzでのμ´が1.50以上の大きい値であり、且つtanδμが0.010以下の小さい値となっている。
(Example 2)
In Example 2, the raw materials were barium carbonate (BaCO 3 ), iron oxide (Fe 2 O 3 ), and cobalt oxide (Co 3 O 4 ), and these were weighed to have a predetermined composition shown in Table 1. Obtained a composite magnetic body containing powder and resin mainly composed of W-type hexagonal ferrite under the same conditions as in Example 1. Also in the hexagonal ferrite composite magnetic body of Example 2 obtained in this way, the volume ratio of the powder containing hexagonal ferrite as the main phase in the composite magnetic body is in the range of 50 vol% to 80 vol%, and the above powder The average particle size of the composite magnetic material is in the range of 5 μm to 150 μm, the average crystal grain size is in the range of 0.5 μm to 60 μm, and the lattice strain is in the range of 0.010 to 10; And tan δ μ is a small value of 0.010 or less.
(実施例3)
実施例3では、原料を炭酸バリウム(BaCO3)、酸化鉄(Fe2O3)、及び酸化スカンジウム(Sc2O3)とし、これらを表1に示す所定の組成となるように秤量した以外は実施例1と同様の条件で、M型六方晶フェライトを主相とする粉末と樹脂を含む複合磁性体を得た。このようにして得られた実施例3の六方晶フェライト複合磁性体は、粉末がHAの大きいM型六方晶フェライトであることから、frがより高められ、GHz帯のtanδμがより低減される。そのため、3GHzでのtanδμが0.005以下となっており、実施例1及び実施例2の値よりも小さい値となっている。
(Example 3)
In Example 3, the raw materials were barium carbonate (BaCO 3 ), iron oxide (Fe 2 O 3 ), and scandium oxide (Sc 2 O 3 ), and these were weighed so as to have a predetermined composition shown in Table 1. Obtained a composite magnetic body containing powder and resin mainly composed of M-type hexagonal ferrite under the same conditions as in Example 1. The hexagonal ferrite composite magnetic body of Example 3 obtained in this way is a M-type hexagonal ferrite with a large HA , so that fr is further increased and tan δ μ in the GHz band is further reduced. Is done. Therefore, tan δμ at 3 GHz is 0.005 or less, which is smaller than the values in the first and second embodiments.
(実施例4)
実施例4では、原料を炭酸バリウム(BaCO3)、酸化鉄(Fe2O3)、酸化チタン(TiO2)、及び酸化コバルト(Co3O4)とし、これらを表1に示す所定の組成となるように秤量した以外は実施例1と同様の条件で、M型六方晶フェライトを主相とする粉末と樹脂を含む複合磁性体を得た。このようにして得られた実施例4の六方晶フェライト複合磁性体は、粉末がMAαFe12−β(MB1−γMCγ)βO19で表されるM型六方晶フェライトであり、HAが効果的に調整されるため、GHz帯のμ´がより高められる。そのため、3GHzでのtanδμが0.005以下の十分小さい値に維持されたまま、μ´が1.60以上となっており、実施例1から実施例3の値よりも大きい値となっている。
Example 4
In Example 4, the raw materials are barium carbonate (BaCO 3 ), iron oxide (Fe 2 O 3 ), titanium oxide (TiO 2 ), and cobalt oxide (Co 3 O 4 ), and the predetermined compositions shown in Table 1 are used. A composite magnetic body containing a powder having a main phase of M-type hexagonal ferrite and a resin was obtained under the same conditions as in Example 1 except that they were weighed. The hexagonal ferrite composite magnetic material of Example 4 obtained in this way is M-type hexagonal ferrite in which the powder is represented by MA α Fe 12-β (MB 1-γ MC γ ) β O 19 , Since HA is effectively adjusted, μ ′ in the GHz band is further increased. Therefore, tan δ μ at 3 GHz is maintained at a sufficiently small value of 0.005 or less, and μ ′ is 1.60 or more, which is a value larger than the values of Example 1 to Example 3. Yes.
(実施例5)
実施例5では、原料を炭酸バリウム(BaCO3)、酸化鉄(Fe2O3)、酸化ジルコニウム(ZrO2)、及び酸化マンガン(Mn3O4)とし、これらを表1に示す所定の組成となるように秤量した以外は実施例1と同様の条件で、M型六方晶フェライトを主相とする粉末と樹脂を含む複合磁性体を得た。このようにして得られた実施例5の六方晶フェライト複合磁性体においても、粉末がMAαFe12−β(MB1−γMCγ)βO19で表されるM型六方晶フェライトであるため、3GHzでのtanδμが0.005以下の十分小さい値に維持されたまま、μ´が1.60以上の大きい値となっている。
(Example 5)
In Example 5, the raw materials are barium carbonate (BaCO 3 ), iron oxide (Fe 2 O 3 ), zirconium oxide (ZrO 2 ), and manganese oxide (Mn 3 O 4 ), and these are the predetermined compositions shown in Table 1. A composite magnetic body containing a powder having a main phase of M-type hexagonal ferrite and a resin was obtained under the same conditions as in Example 1 except that they were weighed. In this way, the hexagonal ferrite composite magnetic body of Example 5 obtained, powder is M-type hexagonal ferrite represented by MA α Fe 12-β (MB 1-γ MC γ) β O 19 Therefore, μ ′ is a large value of 1.60 or more while tan δ μ at 3 GHz is maintained at a sufficiently small value of 0.005 or less.
(実施例6から実施例11)
実施例6から実施例11では、原料を炭酸バリウム(BaCO3)、酸化鉄(Fe2O3)、酸化チタン(TiO2)、及び酸化マンガン(Mn3O4)とし、これらを表1に示す所定の組成となるように秤量した以外は実施例1と同様の条件で、M型六方晶フェライトを主相とする粉末と樹脂を含む複合磁性体を得た。このようにして得られた実施例6から実施例11の六方晶フェライト複合磁性体においても、粉末がMAαFe12−β(MB1−γMCγ)βO19で表されるM型六方晶フェライトであるため、3GHzでのtanδμが0.005以下の十分小さい値に維持されたまま、μ´が1.60以上の大きい値となっている。
(Example 6 to Example 11)
In Example 6 to Example 11, the raw materials were barium carbonate (BaCO 3 ), iron oxide (Fe 2 O 3 ), titanium oxide (TiO 2 ), and manganese oxide (Mn 3 O 4 ). A composite magnetic body containing a powder having a main phase of M-type hexagonal ferrite and a resin was obtained under the same conditions as in Example 1 except that they were weighed so as to have the predetermined composition shown. Also in the hexagonal ferrite composite magnetic body of Example 11 from Example 6 obtained in this way, M-type hexagonal powder represented by MA α Fe 12-β (MB 1-γ MC γ) β O 19 Since it is a crystal ferrite, tan δ μ at 3 GHz is maintained at a sufficiently small value of 0.005 or less, and μ ′ is a large value of 1.60 or more.
(実施例12、実施例13)
実施例12、実施例13では、原料を炭酸バリウム(BaCO3)、酸化鉄(Fe2O3)、酸化チタン(TiO2)、及び酸化マンガン(Mn3O4)とし、これらを表1に示す所定の組成となるように秤量したこと、及び粉末の体積比率をそれぞれ50vol%、80vol%に変更したこと以外は実施例1と同様の条件で、M型六方晶フェライトを主相とする粉末と樹脂を含む複合磁性体を得た。このようにして得られた実施例12、実施例13の六方晶フェライト複合磁性体においても、複合磁性体に占める六方晶フェライトを主相とする粉末の体積比率が50vol%から80vol%の範囲にあり、上記粉末の平均粒子径が5μmから150μm、平均結晶粒径が0.5μmから60μm、さらに格子ひずみが0.010から10の範囲にあり、且つ粉末がMAαFe12−β(MB1−γMCγ)βO19で表されるM型六方晶フェライトであるため、3GHzでのtanδμが0.005以下の十分小さい値に維持されたまま、μ´が1.60以上の大きい値となっている。
(Example 12, Example 13)
In Example 12 and Example 13, the raw materials are barium carbonate (BaCO 3 ), iron oxide (Fe 2 O 3 ), titanium oxide (TiO 2 ), and manganese oxide (Mn 3 O 4 ). A powder having an M-type hexagonal ferrite as a main phase under the same conditions as in Example 1 except that the powder was weighed to have a predetermined composition and the volume ratio of the powder was changed to 50 vol% and 80 vol%, respectively. And a composite magnetic material containing a resin was obtained. In the hexagonal ferrite composite magnetic bodies of Examples 12 and 13 thus obtained, the volume ratio of the powder having hexagonal ferrite as the main phase in the composite magnetic body is in the range of 50 vol% to 80 vol%. The powder has an average particle size of 5 μm to 150 μm, an average crystal particle size of 0.5 μm to 60 μm, and a lattice strain of 0.010 to 10; and the powder is MA α Fe 12-β (MB 1 -Γ MC γ ) β- type M hexagonal ferrite represented by 19 , and tan δ μ at 3 GHz is maintained at a sufficiently small value of 0.005 or less, and μ ′ is 1.60 or more. It is a value.
(実施例14)
実施例14では、原料を炭酸バリウム(BaCO3)、酸化鉄(Fe2O3)、酸化チタン(TiO2)、及び酸化マンガン(Mn3O4)とし、これらを表1に示す所定の組成となるように秤量したこと、及び焼結体の粉砕条件を振動ミルで10分間乾式粉砕した後、湿式ボールミルで水を媒体として8時間粉砕としたこと以外は実施例1と同様の条件で、M型六方晶フェライトを主相とする粉末と樹脂を含む複合磁性体を得た。このようにして得られた実施例14の六方晶フェライト複合磁性体においても、複合磁性体に占める六方晶フェライトを主相とする粉末の体積比率が50vol%から80vol%の範囲にあり、上記粉末の平均粒子径が5μmから150μm、平均結晶粒径が0.5μmから60μm、さらに格子ひずみが0.010から10の範囲にあり、且つ粉末がMAαFe12−β(MB1−γMCγ)βO19で表されるM型六方晶フェライトであるため、3GHzでのtanδμが0.005以下の十分小さい値に維持されたまま、μ´が1.60以上の大きい値となっている。
(Example 14)
In Example 14, the raw materials are barium carbonate (BaCO 3 ), iron oxide (Fe 2 O 3 ), titanium oxide (TiO 2 ), and manganese oxide (Mn 3 O 4 ), and these are the predetermined compositions shown in Table 1. In the same conditions as in Example 1, except that the pulverization conditions of the sintered body were dry pulverized with a vibration mill for 10 minutes and then pulverized with water as a medium for 8 hours using a wet ball mill. A composite magnetic body containing a powder mainly composed of M-type hexagonal ferrite and a resin was obtained. Also in the hexagonal ferrite composite magnetic body of Example 14 obtained in this way, the volume ratio of the powder containing hexagonal ferrite as the main phase in the composite magnetic body is in the range of 50 vol% to 80 vol%, and the above powder The average particle size is 5 μm to 150 μm, the average crystal particle size is 0.5 μm to 60 μm, the lattice strain is in the range of 0.010 to 10 and the powder is MA α Fe 12-β (MB 1-γ MC γ ) Since it is an M-type hexagonal ferrite represented by β O 19 , μ ′ becomes a large value of 1.60 or more while tan δ μ at 3 GHz is maintained at a sufficiently small value of 0.005 or less. Yes.
(実施例15)
実施例15では、原料を炭酸バリウム(BaCO3)、酸化鉄(Fe2O3)、酸化チタン(TiO2)、及び酸化マンガン(Mn3O4)とし、これらを表1に示す所定の組成となるように秤量したこと、及び焼結体の粉砕条件を振動ミルで1分間乾式粉砕としたこと以外は実施例1と同様の条件で、M型六方晶フェライトを主相とする粉末と樹脂を含む複合磁性体を得た。このようにして得られた実施例15の六方晶フェライト複合磁性体においても、複合磁性体に占める六方晶フェライトを主相とする粉末の体積比率が50vol%から80vol%の範囲にあり、上記粉末の平均粒子径が5μmから150μm、平均結晶粒径が0.5μmから60μm、さらに格子ひずみが0.010から10の範囲にあり、且つ粉末がMAαFe12−β(MB1−γMCγ)βO19で表されるM型六方晶フェライトであるため、3GHzでのtanδμが0.005以下の十分小さい値に維持されたまま、μ´が1.60以上の大きい値となっている。
(Example 15)
In Example 15, the raw materials are barium carbonate (BaCO 3 ), iron oxide (Fe 2 O 3 ), titanium oxide (TiO 2 ), and manganese oxide (Mn 3 O 4 ), and these are the predetermined compositions shown in Table 1. The powder and resin containing the M-type hexagonal ferrite as the main phase under the same conditions as in Example 1 except that the sintered body was weighed so that A composite magnetic body containing was obtained. Also in the hexagonal ferrite composite magnetic body of Example 15 obtained in this way, the volume ratio of the powder having hexagonal ferrite as the main phase in the composite magnetic body is in the range of 50 vol% to 80 vol%, and the powder The average particle size is 5 μm to 150 μm, the average crystal particle size is 0.5 μm to 60 μm, the lattice strain is in the range of 0.010 to 10 and the powder is MA α Fe 12-β (MB 1-γ MC γ ) Since it is an M-type hexagonal ferrite represented by β O 19 , μ ′ becomes a large value of 1.60 or more while tan δ μ at 3 GHz is maintained at a sufficiently small value of 0.005 or less. Yes.
(実施例16)
実施例16では、原料を炭酸バリウム(BaCO3)、酸化鉄(Fe2O3)、酸化チタン(TiO2)、及び酸化マンガン(Mn3O4)とし、これらを表1に示す所定の組成となるように秤量したこと、及び仮焼粉の粉砕条件を振動ミルで10分間乾式粉砕した後、湿式ボールミルで水を媒体として40時間粉砕としたこと、さらに焼成条件を大気中1200℃で10時間保持としたこと以外は実施例1と同様の条件で、M型六方晶フェライトを主相とする粉末と樹脂を含む複合磁性体を得た。このようにして得られた実施例16の六方晶フェライト複合磁性体においても、複合磁性体に占める六方晶フェライトを主相とする粉末の体積比率が50vol%から80vol%の範囲にあり、上記粉末の平均粒子径が5μmから150μm、平均結晶粒径が0.5μmから60μm、さらに格子ひずみが0.010から10の範囲にあり、且つ粉末がMAαFe12−β(MB1−γMCγ)βO19で表されるM型六方晶フェライトであるため、3GHzでのtanδμが0.005以下の十分小さい値に維持されたまま、μ´が1.60以上の大きい値となっている。
(Example 16)
In Example 16, the raw materials are barium carbonate (BaCO 3 ), iron oxide (Fe 2 O 3 ), titanium oxide (TiO 2 ), and manganese oxide (Mn 3 O 4 ), and these are the predetermined compositions shown in Table 1. And calcination conditions of the calcined powder were dry pulverized with a vibration mill for 10 minutes, and then pulverized with water as a medium for 40 hours using a wet ball mill. A composite magnetic body containing a powder having a main phase of M-type hexagonal ferrite and a resin was obtained under the same conditions as in Example 1 except that the time was maintained. Also in the hexagonal ferrite composite magnetic body of Example 16 obtained in this way, the volume ratio of the powder containing hexagonal ferrite as the main phase in the composite magnetic body is in the range of 50 vol% to 80 vol%, and the above powder The average particle size is 5 μm to 150 μm, the average crystal particle size is 0.5 μm to 60 μm, the lattice strain is in the range of 0.010 to 10 and the powder is MA α Fe 12-β (MB 1-γ MC γ ) Since it is an M-type hexagonal ferrite represented by β O 19 , μ ′ becomes a large value of 1.60 or more while tan δ μ at 3 GHz is maintained at a sufficiently small value of 0.005 or less. Yes.
(実施例17)
実施例17では、原料を炭酸バリウム(BaCO3)、酸化鉄(Fe2O3)、酸化チタン(TiO2)、及び酸化マンガン(Mn3O4)とし、これらを表1に示す所定の組成となるように秤量したこと、及び焼成条件を大気中1350℃で10時間保持としたこと以外は実施例1と同様の条件で、M型六方晶フェライトを主相とする粉末と樹脂を含む複合磁性体を得た。このようにして得られた実施例17の六方晶フェライト複合磁性体においても、複合磁性体に占める六方晶フェライトを主相とする粉末の体積比率が50vol%から80vol%の範囲にあり、上記粉末の平均粒子径が5μmから150μm、平均結晶粒径が0.5μmから60μm、さらに格子ひずみが0.010から10の範囲にあり、且つ粉末がMAαFe12−β(MB1−γMCγ)βO19で表されるM型六方晶フェライトであるため、3GHzでのtanδμが0.005以下の十分小さい値に維持されたまま、μ´が1.60以上の大きい値となっている。
(Example 17)
In Example 17, the raw materials are barium carbonate (BaCO 3 ), iron oxide (Fe 2 O 3 ), titanium oxide (TiO 2 ), and manganese oxide (Mn 3 O 4 ), and these are the predetermined compositions shown in Table 1. The composite containing the powder and the resin having the M-type hexagonal ferrite as the main phase under the same conditions as in Example 1 except that the weighing was performed at 1350 ° C. for 10 hours in the air. A magnetic material was obtained. Also in the hexagonal ferrite composite magnetic body of Example 17 obtained in this way, the volume ratio of the powder containing hexagonal ferrite as the main phase in the composite magnetic body is in the range of 50 vol% to 80 vol%, and the powder The average particle size is 5 μm to 150 μm, the average crystal particle size is 0.5 μm to 60 μm, the lattice strain is in the range of 0.010 to 10 and the powder is MA α Fe 12-β (MB 1-γ MC γ ) Since it is an M-type hexagonal ferrite represented by β O 19 , μ ′ becomes a large value of 1.60 or more while tan δ μ at 3 GHz is maintained at a sufficiently small value of 0.005 or less. Yes.
(実施例18)
実施例18では、原料を炭酸バリウム(BaCO3)、酸化鉄(Fe2O3)、酸化チタン(TiO2)、及び酸化マンガン(Mn3O4)とし、これらを表1に示す所定の組成となるように秤量したこと、及び焼結体の粉砕条件を振動ミルで2分間乾式粉砕としたこと、さらに焼結体粉砕粉のアニール条件を1000℃で2時間としたこと以外は実施例1と同様の条件で、M型六方晶フェライトを主相とする粉末と樹脂を含む複合磁性体を得た。このようにして得られた実施例18の六方晶フェライト複合磁性体においても、複合磁性体に占める六方晶フェライトを主相とする粉末の体積比率が50vol%から80vol%の範囲にあり、上記粉末の平均粒子径が5μmから150μm、平均結晶粒径が0.5μmから60μm、さらに格子ひずみが0.010から10の範囲にあり、且つ粉末がMAαFe12−β(MB1−γMCγ)βO19で表されるM型六方晶フェライトであるため、3GHzでのtanδμが0.005以下の十分小さい値に維持されたまま、μ´が1.60以上の大きい値となっている。
(Example 18)
In Example 18, the raw materials are barium carbonate (BaCO 3 ), iron oxide (Fe 2 O 3 ), titanium oxide (TiO 2 ), and manganese oxide (Mn 3 O 4 ), and these are the predetermined compositions shown in Table 1. Example 1 except that it was weighed so that the sinter and the pulverization condition of the sintered body were dry pulverization with a vibration mill for 2 minutes, and the annealing condition of the pulverized sintered powder was 1000 ° C. for 2 hours. Thus, a composite magnetic body containing a powder mainly composed of M-type hexagonal ferrite and a resin was obtained. Also in the hexagonal ferrite composite magnetic body of Example 18 obtained in this way, the volume ratio of the powder containing hexagonal ferrite as the main phase in the composite magnetic body is in the range of 50 vol% to 80 vol%, and the above powder The average particle size is 5 μm to 150 μm, the average crystal particle size is 0.5 μm to 60 μm, the lattice strain is in the range of 0.010 to 10 and the powder is MA α Fe 12-β (MB 1-γ MC γ ) Since it is an M-type hexagonal ferrite represented by β O 19 , μ ′ becomes a large value of 1.60 or more while tan δ μ at 3 GHz is maintained at a sufficiently small value of 0.005 or less. Yes.
(実施例19)
実施例19では、原料を炭酸バリウム(BaCO3)、酸化鉄(Fe2O3)、酸化チタン(TiO2)、及び酸化マンガン(Mn3O4)とし、これらを表1に示す所定の組成となるように秤量したこと、及び焼結体の粉砕条件を振動ミルで10分間乾式粉砕としたこと、さらに焼結体粉砕粉のアニールを行わなかったこと以外は実施例1と同様の条件で、M型六方晶フェライトを主相とする粉末と樹脂を含む複合磁性体を得た。このようにして得られた実施例19の六方晶フェライト複合磁性体においても、複合磁性体に占める六方晶フェライトを主相とする粉末の体積比率が50vol%から80vol%の範囲にあり、上記粉末の平均粒子径が5μmから150μm、平均結晶粒径が0.5μmから60μm、さらに格子ひずみが0.010から10の範囲にあり、且つ粉末がMAαFe12−β(MB1−γMCγ)βO19で表されるM型六方晶フェライトであるため、3GHzでのtanδμが0.005以下の十分小さい値に維持されたまま、μ´が1.60以上の大きい値となっている。
(Example 19)
In Example 19, the raw materials are barium carbonate (BaCO 3 ), iron oxide (Fe 2 O 3 ), titanium oxide (TiO 2 ), and manganese oxide (Mn 3 O 4 ), and these are the predetermined compositions shown in Table 1. The same conditions as in Example 1, except that the sintered body was pulverized for 10 minutes using a vibration mill, and the sintered body was not annealed. Thus, a composite magnetic body containing a powder mainly containing M-type hexagonal ferrite and a resin was obtained. Also in the hexagonal ferrite composite magnetic body of Example 19 obtained in this way, the volume ratio of the powder containing hexagonal ferrite as the main phase in the composite magnetic body is in the range of 50 vol% to 80 vol%, and the above powder The average particle size is 5 μm to 150 μm, the average crystal particle size is 0.5 μm to 60 μm, the lattice strain is in the range of 0.010 to 10 and the powder is MA α Fe 12-β (MB 1-γ MC γ ) Since it is an M-type hexagonal ferrite represented by β O 19 , μ ′ becomes a large value of 1.60 or more while tan δ μ at 3 GHz is maintained at a sufficiently small value of 0.005 or less. Yes.
(比較例1)
比較例1として、平均粒子径10μm、平均結晶粒径3μm、格子ひずみ0.033であるFe粉とビスフェノールF型液状エポキシ樹脂を粉末の体積比率が70vol%となるように混合してペーストを作製した。得られたペーストを180℃で6時間保持して硬化させることにより、Fe粉と樹脂を含む複合磁性体を得た。このようにして得られた比較例1の複合磁性体は、複合磁性体に占める粉末の体積比率が50vol%から80vol%の範囲にあり、上記粉末の平均粒子径が5μmから150μm、平均結晶粒径が0.5μmから60μm、さらに格子ひずみが0.010から10の範囲にあるものの、粉末の組成が六方晶フェライトではないため、frが低い値となり、上記複合磁性体の3GHzでのμ´は1.50未満の小さい値であり、且つtanδμは0.010よりも大きい値となっている。
(Comparative Example 1)
As Comparative Example 1, a paste was prepared by mixing Fe powder having an average particle size of 10 μm, an average crystal particle size of 3 μm, and a lattice strain of 0.033 and a bisphenol F-type liquid epoxy resin so that the volume ratio of the powder was 70 vol%. did. The obtained paste was cured at 180 ° C. for 6 hours to obtain a composite magnetic body containing Fe powder and resin. The composite magnetic body of Comparative Example 1 thus obtained has a powder volume ratio in the range of 50 vol% to 80 vol%, and the powder has an average particle diameter of 5 μm to 150 μm and an average crystal grain size. Although the diameter is in the range of 0.5 μm to 60 μm and the lattice strain is in the range of 0.010 to 10, the composition of the powder is not hexagonal ferrite, so the fr becomes a low value, and the composite magnetic body has a μ at 3 GHz. ′ Is a small value less than 1.50, and tan δ μ is a value larger than 0.010.
(比較例2)
比較例2として、酸化鉄(Fe2O3)、及び酸化ニッケル(NiO)を原料とし、これらを表1に示す所定の組成となるように秤量した。秤量後の原料を湿式ボールミルで水を媒体として16時間配合した後、大気中において900℃で3時間仮焼した。得られた仮焼粉を湿式ボールミルで水を媒体として16時間粉砕した後、150℃で24時間乾燥させて粉砕粉を得た。
(Comparative Example 2)
As Comparative Example 2, iron oxide (Fe 2 O 3 ) and nickel oxide (NiO) were used as raw materials, and these were weighed so as to have a predetermined composition shown in Table 1. The weighed raw materials were blended in a wet ball mill using water as a medium for 16 hours, and then calcined in the atmosphere at 900 ° C. for 3 hours. The obtained calcined powder was pulverized for 16 hours with a wet ball mill using water as a medium, and then dried at 150 ° C. for 24 hours to obtain a pulverized powder.
次に、粉砕粉にバインダーとしてPVAを添加して造粒し、得られた造粒粉をプレス機により100MPaの圧力で成形して成形体とした。これを大気中において1200℃で3時間保持する焼成を行い焼結体を得た。この焼結体を瑪瑙乳鉢で適度に解砕した後、振動ミルで3分間乾式粉砕し、粉砕後の粉を850℃で1時間のアニール処理をして、表1の比較例2に示す組成のスピネル型フェライトを主相とする粉末を得た。 Next, PVA was added to the pulverized powder as a binder and granulated, and the obtained granulated powder was molded with a press at a pressure of 100 MPa to obtain a molded body. This was fired in the atmosphere at 1200 ° C. for 3 hours to obtain a sintered body. The sintered body was appropriately crushed in an agate mortar, then dry pulverized with a vibration mill for 3 minutes, and the pulverized powder was annealed at 850 ° C. for 1 hour to obtain a composition shown in Comparative Example 2 in Table 1. A powder having a main phase of spinel type ferrite was obtained.
次に、表1の比較例2に示す粉末の体積比率となるように上記粉末とビスフェノールF型液状エポキシ樹脂を混合してペーストを作製した。得られたペーストを180℃で6時間保持して硬化させることにより、スピネル型フェライト複合磁性体を得た。このようにして得られた比較例2の複合磁性体は、複合磁性体に占める粉末の体積比率が50vol%から80vol%の範囲にあり、上記粉末の平均粒子径が5μmから150μm、平均結晶粒径が0.5μmから60μm、さらに格子ひずみが0.010から10の範囲にあるものの、粉末の組成が六方晶フェライトではないため、frが低い値となり、上記複合磁性体の3GHzでのμ´は1.50未満の小さい値であり、且つtanδμは0.010よりも大きい値となっている。 Next, the powder and the bisphenol F type liquid epoxy resin were mixed so that the volume ratio of the powder shown in Comparative Example 2 in Table 1 was obtained to prepare a paste. The obtained paste was cured by holding at 180 ° C. for 6 hours to obtain a spinel-type ferrite composite magnetic body. The composite magnetic body of Comparative Example 2 thus obtained has a powder volume ratio in the range of 50 vol% to 80 vol%, the average particle diameter of the powder is 5 μm to 150 μm, and the average crystal grains Although the diameter is in the range of 0.5 μm to 60 μm and the lattice strain is in the range of 0.010 to 10, the composition of the powder is not hexagonal ferrite, so the fr becomes a low value, and the composite magnetic body has a μ at 3 GHz. ′ Is a small value less than 1.50, and tan δ μ is a value larger than 0.010.
(比較例3、比較例4)
比較例3、比較例4では、原料を炭酸バリウム(BaCO3)、酸化鉄(Fe2O3)、酸化チタン(TiO2)、及び酸化マンガン(Mn3O4)とし、これらを表1に示す所定の組成となるように秤量したこと、及び粉末の体積比率をそれぞれ45vol%、85vol%に変更したこと以外は実施例1と同様にして、M型六方晶フェライトを主相とする粉末と樹脂を含む複合磁性体を得た。このようにして得られた比較例3、比較例4の六方晶フェライト複合磁性体は、複合磁性体に占める六方晶フェライトを主相とする粉末の体積比率が50vol%から80vol%の範囲に入っておらず、上記体積比率が50vol%よりも小さい比較例3においては、3GHzでのμ´が1.50よりも小さい値となり、上記体積比率が80vol%よりも大きい比較例4においては、3GHzでのtanδμが0.010よりも大きい値となっている。
(Comparative Example 3, Comparative Example 4)
In Comparative Example 3 and Comparative Example 4, the raw materials were barium carbonate (BaCO 3 ), iron oxide (Fe 2 O 3 ), titanium oxide (TiO 2 ), and manganese oxide (Mn 3 O 4 ). A powder containing M-type hexagonal ferrite as the main phase in the same manner as in Example 1 except that the powder was weighed to have a predetermined composition and the volume ratio of the powder was changed to 45 vol% and 85 vol%, respectively. A composite magnetic body containing a resin was obtained. In the hexagonal ferrite composite magnetic bodies of Comparative Examples 3 and 4 thus obtained, the volume ratio of the powder whose main phase is hexagonal ferrite in the composite magnetic body is in the range of 50 vol% to 80 vol%. In Comparative Example 3 where the volume ratio is smaller than 50 vol%, μ ′ at 3 GHz is smaller than 1.50, and in Comparative Example 4 where the volume ratio is larger than 80 vol%, 3 GHz. Tan δ μ at the time is a value larger than 0.010.
(比較例5)
比較例5では、原料を炭酸バリウム(BaCO3)、酸化鉄(Fe2O3)、酸化チタン(TiO2)、及び酸化マンガン(Mn3O4)とし、これらを表1に示す所定の組成となるように秤量したこと、及び焼結体の粉砕条件を振動ミルで10分間乾式粉砕した後、湿式ボールミルで水を媒体として12時間粉砕としたこと以外は実施例1と同様の条件で、M型六方晶フェライトを主相とする粉末と樹脂を含む複合磁性体を得た。このようにして得られた比較例5の六方晶フェライト複合磁性体は、上記粉末の平均粒子径が5μmよりも小さい値となっており、上記平均粒子径が5μmから150μmの範囲に入っていないため、3GHzでのtanδμが0.010よりも大きい値となっている。
(Comparative Example 5)
In Comparative Example 5, the raw materials are barium carbonate (BaCO 3 ), iron oxide (Fe 2 O 3 ), titanium oxide (TiO 2 ), and manganese oxide (Mn 3 O 4 ), and these are the predetermined compositions shown in Table 1. In the same conditions as in Example 1, except that the pulverization condition of the sintered body was dry pulverized with a vibration mill for 10 minutes and then pulverized with water as a medium for 12 hours using a wet ball mill. A composite magnetic body containing a powder mainly composed of M-type hexagonal ferrite and a resin was obtained. The hexagonal ferrite composite magnetic body of Comparative Example 5 obtained in this way has an average particle diameter of the powder smaller than 5 μm, and the average particle diameter does not fall within the range of 5 μm to 150 μm. Therefore, tan δ μ at 3 GHz is a value larger than 0.010.
(比較例6)
比較例6では、原料を炭酸バリウム(BaCO3)、酸化鉄(Fe2O3)、酸化チタン(TiO2)、及び酸化マンガン(Mn3O4)とし、これらを表1に示す所定の組成となるように秤量したこと、及び焼結体の粉砕条件を振動ミルで50秒間乾式粉砕としたこと以外は実施例1と同様の条件で、M型六方晶フェライトを主相とする粉末と樹脂を含む複合磁性体を得た。このようにして得られた比較例6の六方晶フェライト複合磁性体は、上記粉末の平均粒子径が150μmよりも大きい値となっており、上記平均粒子径が5μmから150μmの範囲に入っていないため、3GHzでのtanδμが0.010よりも大きい値となっている。
(Comparative Example 6)
In Comparative Example 6, the raw materials are barium carbonate (BaCO 3 ), iron oxide (Fe 2 O 3 ), titanium oxide (TiO 2 ), and manganese oxide (Mn 3 O 4 ), and these are the predetermined compositions shown in Table 1. The powder and resin containing the M-type hexagonal ferrite as the main phase under the same conditions as in Example 1 except that the powder was weighed so that A composite magnetic body containing was obtained. The hexagonal ferrite composite magnetic material of Comparative Example 6 obtained in this way has an average particle diameter of the powder larger than 150 μm, and the average particle diameter does not fall within the range of 5 μm to 150 μm. Therefore, tan δ μ at 3 GHz is a value larger than 0.010.
(比較例7)
比較例7では、原料を炭酸バリウム(BaCO3)、酸化鉄(Fe2O3)、酸化チタン(TiO2)、及び酸化マンガン(Mn3O4)とし、これらを表1に示す所定の組成となるように秤量したこと、及び仮焼粉の粉砕条件を振動ミルで10分間乾式粉砕した後、湿式ボールミルで水を媒体として48時間粉砕としたこと、さらに焼成条件を大気中1200℃で10時間保持としたこと以外は実施例1と同様の条件で、M型六方晶フェライトを主相とする粉末と樹脂を含む複合磁性体を得た。このようにして得られた比較例7の六方晶フェライト複合磁性体は、上記粉末の平均結晶粒径が0.5μmよりも小さい値となっており、上記平均結晶粒径が0.5μmから60μmの範囲に入っていないため、3GHzでのtanδμが0.010よりも大きい値となっている。
(Comparative Example 7)
In Comparative Example 7, the raw materials are barium carbonate (BaCO 3 ), iron oxide (Fe 2 O 3 ), titanium oxide (TiO 2 ), and manganese oxide (Mn 3 O 4 ), and these are the predetermined compositions shown in Table 1. And the calcined powder was pulverized for 10 minutes with a vibration mill and then pulverized with water as a medium for 48 hours, and the firing condition was 10 at 1200 ° C. in the atmosphere. A composite magnetic body containing a powder having a main phase of M-type hexagonal ferrite and a resin was obtained under the same conditions as in Example 1 except that the time was maintained. The thus obtained hexagonal ferrite composite magnetic material of Comparative Example 7 has an average crystal grain size smaller than 0.5 μm, and the average crystal grain size is 0.5 μm to 60 μm. Therefore, tan δ μ at 3 GHz is a value larger than 0.010.
(比較例8)
比較例8では、原料を炭酸バリウム(BaCO3)、酸化鉄(Fe2O3)、酸化チタン(TiO2)、及び酸化マンガン(Mn3O4)とし、これらを表1に示す所定の組成となるように秤量したこと、及び焼成条件を大気中1380℃で12時間保持としたこと以外は実施例1と同様の条件で、M型六方晶フェライトを主相とする粉末と樹脂を含む複合磁性体を得た。このようにして得られた比較例8の六方晶フェライト複合磁性体は、上記粉末の平均結晶粒径が60μmよりも大きい値となっており、上記平均結晶粒径が0.5μmから60μmの範囲に入っていないため、3GHzでのtanδμが0.010よりも大きい値となっている。
(Comparative Example 8)
In Comparative Example 8, the raw materials are barium carbonate (BaCO 3 ), iron oxide (Fe 2 O 3 ), titanium oxide (TiO 2 ), and manganese oxide (Mn 3 O 4 ), and these are given compositions shown in Table 1. A composite containing a powder and a resin having a main phase of M-type hexagonal ferrite under the same conditions as in Example 1 except that the measurement was performed and the firing conditions were maintained at 1380 ° C. for 12 hours in the air. A magnetic material was obtained. The hexagonal ferrite composite magnetic material of Comparative Example 8 obtained in this way had an average crystal grain size greater than 60 μm, and the average crystal grain size was in the range of 0.5 μm to 60 μm. Therefore, tan δ μ at 3 GHz is a value larger than 0.010.
(比較例9)
比較例9では、原料を炭酸バリウム(BaCO3)、酸化鉄(Fe2O3)、酸化チタン(TiO2)、及び酸化マンガン(Mn3O4)とし、これらを表1に示す所定の組成となるように秤量したこと、及び焼結体の粉砕条件を振動ミルで2分間乾式粉砕としたこと、さらに焼結体粉砕粉のアニール条件を1100℃で2時間としたこと以外は実施例1と同様の条件で、M型六方晶フェライトを主相とする粉末と樹脂を含む複合磁性体を得た。このようにして得られた比較例9の六方晶フェライト複合磁性体は、上記粉末の格子ひずみが0.010よりも小さい値となっており、上記格子ひずみが0.010から10の範囲に入っていないため、3GHzでのtanδμが0.010よりも大きい値となっている。
(Comparative Example 9)
In Comparative Example 9, the raw materials are barium carbonate (BaCO 3 ), iron oxide (Fe 2 O 3 ), titanium oxide (TiO 2 ), and manganese oxide (Mn 3 O 4 ), and these are the predetermined compositions shown in Table 1. Example 1 except that it was weighed so that the sinter was pulverized and the pulverization condition of the sintered body was dry pulverization with a vibration mill for 2 minutes, and the annealing condition of the pulverized sintered body powder was 2 hours at 1100 ° C. Thus, a composite magnetic body containing a powder mainly composed of M-type hexagonal ferrite and a resin was obtained. In the hexagonal ferrite composite magnetic material of Comparative Example 9 obtained in this way, the lattice strain of the powder is smaller than 0.010, and the lattice strain falls within the range of 0.010 to 10. Therefore, tan δ μ at 3 GHz is a value larger than 0.010.
(比較例10)
比較例10では、原料を炭酸バリウム(BaCO3)、酸化鉄(Fe2O3)、酸化チタン(TiO2)、及び酸化マンガン(Mn3O4)とし、これらを表1に示す所定の組成となるように秤量したこと、及び焼結体の粉砕条件を振動ミルで15分間乾式粉砕としたこと、さらに焼結体粉砕粉のアニールを行わなかったこと以外は実施例1と同様の条件で、M型六方晶フェライトを主相とする粉末と樹脂を含む複合磁性体を得た。このようにして得られた比較例10の六方晶フェライト複合磁性体は、上記粉末の格子ひずみが10よりも大きい値となっており、上記格子ひずみが0.010から10の範囲に入っていないため、3GHzでのtanδμが0.010よりも大きい値であり、且つμ′が1.50よりも小さい値となっている。
(Comparative Example 10)
In Comparative Example 10, the raw materials are barium carbonate (BaCO 3 ), iron oxide (Fe 2 O 3 ), titanium oxide (TiO 2 ), and manganese oxide (Mn 3 O 4 ), and these are the predetermined compositions shown in Table 1. The same conditions as in Example 1 except that the sintered body was pulverized for 15 minutes using a vibration mill and the sintered body was not annealed. Thus, a composite magnetic body containing a powder mainly containing M-type hexagonal ferrite and a resin was obtained. In the hexagonal ferrite composite magnetic material of Comparative Example 10 obtained in this way, the lattice strain of the powder is larger than 10, and the lattice strain is not in the range of 0.010 to 10. Therefore, tan δ μ at 3 GHz is a value larger than 0.010, and μ ′ is a value smaller than 1.50.
(平均粒子径、及び平均結晶粒径)
複合磁性体表面を研磨、フッ酸(濃度36%)エッチング後に走査型電子顕微鏡(SEM)(日本電子(株)製、JSM−6340F)で観察し、N=100個の粒子径、及び結晶粒径をそれぞれ平均することにより、平均粒子径、及び平均結晶粒径を求めた。その際、各粒子、及び各結晶粒それぞれの面積と同一の面積を持つ円の直径の長さをそれぞれ粒子径、及び結晶粒径とした(Heywood径)。
(Average particle size and average crystal particle size)
The surface of the composite magnetic material was polished, etched with hydrofluoric acid (concentration 36%), and observed with a scanning electron microscope (SEM) (manufactured by JEOL Ltd., JSM-6340F). N = 100 particle diameters and crystal grains The average particle diameter and the average crystal grain diameter were determined by averaging the diameters. At that time, the length of the diameter of a circle having the same area as the area of each particle and each crystal grain was defined as the particle diameter and the crystal grain diameter (Heywood diameter), respectively.
(格子ひずみ)
複合磁性体のX線回折(XRD)測定((株)リガク製、RINT−2500)を行い、2θが20°から65°の範囲で観測される回折ピークについて、それぞれブラッグ回折角θ、回折ピークの半値幅βから、格子ひずみをη=β/(2tanθ)により求め、得られた値を平均して格子ひずみとした。
(Lattice strain)
The X-ray diffraction (XRD) measurement (RINT-2500, manufactured by Rigaku Corporation) of the composite magnetic material is performed, and the diffraction peak observed in the range of 2θ between 20 ° and 65 ° is Bragg diffraction angle θ and diffraction peak, respectively. From the half-value width β, the lattice strain was obtained by η = β / (2 tan θ), and the obtained values were averaged to obtain the lattice strain.
(複素透磁率の実部μ´、及び磁気損失tanδμ)
3GHzの複素透磁率の実部μ´、及び磁気損失tanδμは、1mm×1mm×80mmの棒状に加工した試験片を使用し、ネットワークアナライザ(アジレント・テクノロジー(株)製、HP8753D)と空洞共振器((株)関東電子応用開発製)を用いた摂動法により測定した。
(Real part μ ′ of complex permeability and magnetic loss tan δ μ )
The real part μ ′ of the complex permeability of 3 GHz and the magnetic loss tan δ μ were obtained by using a test piece processed into a 1 mm × 1 mm × 80 mm rod shape, a network analyzer (manufactured by Agilent Technologies, Inc., HP8753D) and cavity resonance. Measured by a perturbation method using a vessel (manufactured by Kanto Electronics Co., Ltd.).
表1の結果から分かるように、実施例1から実施例19に係る六方晶フェライト複合磁性体は、いずれも3GHzのtanδμが0.010以下であり、且つμ´が1.50以上となっている。これらの六方晶フェライト複合磁性体は全て、複合磁性体に占める六方晶フェライトを主相とする粉末の体積比率が50vol%から80vol%の範囲にあり、上記粉末の平均粒子径が5μmから150μm、平均結晶粒径が0.5μmから60μm、さらに格子ひずみが0.010から10の範囲にある。そのため、frが十分に高いことからGHz帯のtanδμが低められ、且つ六方晶フェライトを主相とする粉末が樹脂中に十分に含まれていることから、μ´が高められたと考えられる。 As can be seen from the results in Table 1, in each of the hexagonal ferrite composite magnetic bodies according to Examples 1 to 19, tan δ μ of 3 GHz is 0.010 or less and μ ′ is 1.50 or more. ing. In all of these hexagonal ferrite composite magnetic bodies, the volume ratio of the powder mainly composed of hexagonal ferrite in the composite magnetic body is in the range of 50 vol% to 80 vol%, and the average particle diameter of the powder is 5 μm to 150 μm, The average crystal grain size is in the range of 0.5 to 60 μm, and the lattice strain is in the range of 0.010 to 10. Therefore, since fr is sufficiently high, tan δ μ in the GHz band is lowered, and since powder containing hexagonal ferrite as a main phase is sufficiently contained in the resin, μ ′ is considered to be increased. .
実施例3に係る六方晶フェライト複合磁性体は、tanδμが0.005以下の値となっており、実施例1及び実施例2に係る六方晶フェライト複合磁性体と比較して、より低いtanδμが達成されている。これは、この実施例に係る六方晶フェライト複合磁性体の粉末の組成がM型六方晶フェライトであるため、実施例1のY型六方晶フェライト及び実施例2のW型六方晶フェライトと比較してHAがより大きいことから、frがより高められたことが原因であると考えられる。 The hexagonal ferrite composite magnetic body according to Example 3 has a tan δ μ of 0.005 or less, which is lower than that of the hexagonal ferrite composite magnetic body according to Example 1 and Example 2. μ has been achieved. This is because the composition of the hexagonal ferrite composite magnetic powder according to this example is M-type hexagonal ferrite, and thus compared with the Y-type hexagonal ferrite of Example 1 and the W-type hexagonal ferrite of Example 2. since H a Gayori large Te, it is considered to be because the f r is further enhanced.
実施例4から実施例19に係る六方晶フェライト複合磁性体は、μ´が1.60以上の値となっており、実施例1から実施例3に係る六方晶フェライト複合磁性体と比較して、より高いμ´が達成されている。これは、この実施例に係る六方晶フェライト複合磁性体の粉末がMAαFe12−β(MB1−γMCγ)βO19で表されるM型六方晶フェライトであり、低いtanδμが維持されつつ、HAが効果的に調整されてμ´がより高められたことが原因であると考えられる。 The hexagonal ferrite composite magnetic bodies according to Examples 4 to 19 have a μ ′ value of 1.60 or more, compared with the hexagonal ferrite composite magnetic bodies according to Examples 1 to 3. A higher μ ′ has been achieved. This is an M-type hexagonal ferrite in which the hexagonal ferrite composite magnetic powder according to this example is represented by MA α Fe 12-β (MB 1-γ MC γ ) β O 19 , and has a low tan δ μ It is thought that this is because HA was effectively adjusted and μ ′ was further increased while being maintained.
比較例1、比較例2に係る金属、またはスピネルフェライトを主相とする粉末と樹脂を含む複合磁性体は、いずれも3GHzのtanδμが0.010よりも大きく、且つμ´が1.50未満となっている。これらの複合磁性体は、frが低い金属、またはスピネルフェライトが複合磁性体の粉末として用いられているため、3GHzまで低いtanδμと高いμ´を維持することができなかったと考えられる。 In the composite magnetic bodies containing the metal or spinel ferrite main phase powder and resin according to Comparative Example 1 and Comparative Example 2, the tan δ μ of 3 GHz is larger than 0.010 and μ ′ is 1.50. It is less than. These composite magnetic body, the metal f r is lower or spinel ferrite, is used as a powder of the composite magnetic body is believed that it was not possible to maintain a low tan [delta mu and high μ'to 3 GHz.
比較例3から比較例10に係るMAαFe12−β(MB1−γMCγ)βO19で表されるM型六方晶フェライトを主相とする粉末と樹脂を含む複合磁性体は、いずれも3GHzでのtanδμが0.010よりも大きくなっているか、またはμ´が1.50未満となっている。これらは複合磁性体に占める六方晶フェライトを主相とする粉末の体積比率が50vol%未満であること、または80vol%よりも高いこと、上記粉末の平均粒子径が5μm未満であること、または150μmよりも大きいこと、平均結晶粒径が0.5μm未満であること、または60μmよりも大きいこと、あるいは格子ひずみが0.010未満であること、または10よりも大きいことなどを理由に、3GHzまで低いtanδμ、または高いμ´のいずれかを維持することができなかったと考えられる。 A composite magnetic body including a powder having a main phase of M-type hexagonal ferrite represented by MA α Fe 12-β (MB 1-γ MC γ ) β O 19 and a resin according to Comparative Example 3 to Comparative Example 10, In either case, tan δ μ at 3 GHz is greater than 0.010, or μ ′ is less than 1.50. These are such that the volume ratio of the powder having hexagonal ferrite as the main phase in the composite magnetic body is less than 50 vol%, or higher than 80 vol%, the average particle diameter of the powder is less than 5 μm, or 150 μm Up to 3 GHz because the average grain size is less than 0.5 μm, or greater than 60 μm, or the lattice strain is less than 0.010, or greater than 10. It is believed that either low tan δ μ or high μ ′ could not be maintained.
以上説明した通り、本発明の六方晶フェライトを主相とする粉末と樹脂を含む複合磁性体は、3GHzの高い周波数で0.010以下の低いtanδμを維持しつつμ´を1.50以上とすることができる。そのため、本発明による複合磁性体を用いることにより、例えば、数GHzの高周波で使用可能なインダクタ、EMIフィルタ、アンテナなどを提供することができる。 As described above, the composite magnetic body containing the powder and resin having the main phase of the hexagonal ferrite of the present invention maintains a low tan δ μ of 0.010 or less at a high frequency of 3 GHz, and μ ′ is 1.50 or more. It can be. Therefore, by using the composite magnetic material according to the present invention, it is possible to provide an inductor, an EMI filter, an antenna and the like that can be used at a high frequency of several GHz, for example.
Claims (4)
Priority Applications (1)
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