JP7426818B2 - 磁性体の製造方法及び磁性体を含むコイル部品 - Google Patents
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Description
不可避不純物の例としては、B、C、S、Cl、Se、Br、Te、Iや、Li、Na、Mg、Al、K、Ga、Ge、Sr、In、Sn、Sb、Ba、Pb、Bi等の典型元素、並びにSc、Ti、V、Cr、Y、Nb、Mo、Pd、Ag、Cd、Hf、Ta等の遷移元素が挙げられる。
<磁性体及びコイル部品の作製>
まず、原料粉末として、Mnを0.20質量%含有するFe2O3、ZnO、CuO及びNiOを準備した。次いで、これらの原料粉末を、Fe2O3が66.2質量%(49mol%)、ZnOが15.8質量%(23mol%)、CuOが4.7質量%(7mol%)、及びNiOが13.3質量%(21mol%)となるように秤量し、湿式ミルにて混合を行った。次いで、分散媒を蒸発させて除去して得た混合粉末を、大気雰囲気中、800℃で2時間熱処理して仮焼粉末を得た。次いで、得られた仮焼粉末を、BET比表面積が2.0~3.0m2/gの範囲となるように解砕した。次いで、解砕後の仮焼粉末に分散媒としての蒸留水及びバインダとしてPVA(ポリビニルアルコール)を添加し、スプレードライヤーにて噴霧乾燥して造粒粉を得た。次いで、得られた造粒粉を金型内に供給し、10MPaの圧力で一軸圧縮成形してトロイダル形状の成形体を得た。次いで、得られた成形体を大気雰囲気中、1100℃にて1時間焼成し、外形25mm×内径12mm×厚み15mmの磁性体を得た。最後に、得られた磁性体に導線を20ターン巻回して、実施例1に係るコイル部品を得た。
得られたコイル部品について、測定装置としてインピーダンスアナライザ(キーサイト・テクノロジーズ・インク製、E4990A)を用い、室温にて、OSCレベル500mV、周波数1MHzの条件で、比透磁率の測定を行った。得られた比透磁率は450であった。
前述のコイル部品について、LCRメーター(キーサイト・テクノロジーズ・インク製、E4980A)を用い、室温にて、OSCレベル20mA、周波数100kHzの条件で、電流を0Aから徐々に増加させながらインダクタンス測定を行った。そして、インダクタンスが電流0Aの状態から30%低下した際の電流値を、直流重畳特性とした。この電流値が大きいほど、直流重畳特性に優れたコイル部品といえる。得られた直流重畳特性は、515mAであった。
また、同装置を用い、電流を0Aとした状態で、コイル部品の温度を室温(25℃)から150℃まで昇温してインダクタンスを測定した。そして、室温から150℃までのインダクタンスの変化率((L150℃-L25℃)/L 25℃×100%)を、インダクタンスの温度依存性とした。ここで、L25℃は室温(25℃)でのインダクタンスの測定値を、L150℃は150℃でのインダクタンスの測定値を、それぞれ意味する。得られたインダクタンスの温度依存性は、65%であった。
原料として使用するFe2O3粉末をそれぞれ、Mn含有量が0.25質量%のもの(実施例2)、0.30質量%のもの(実施例3)、0.40質量%のもの(実施例4)、0.50質量%のもの(実施例5)、0.60質量%のもの(実施例6)、0.70質量%のもの(実施例7)、0.80質量%のもの(実施例8)、及び0.85質量%のもの(実施例9)に変更した以外は実施例1と同様の手順にて、実施例2~9に係るコイル部品をそれぞれ作製した。
得られたコイル部品について、実施例1と同様の方法で透磁率、直流重畳特性及びインダクタンスの温度依存性を測定した。結果をまとめて後掲の表1及び図1~3にそれぞれ示す。
原料として使用するFe2O3粉末をそれぞれ、Mn含有量が0.15質量%のもの(比較例1)及び0.90質量%のもの(比較例2)に変更した以外は実施例1と同様の手順にて、比較例1~2に係るコイル部品をそれぞれ作製した。
一般的にNi-Zn系フェライト材料の合成に用いられる、電子部品用途のFe2O3原料粉末には、Mn含有量の極力少ないものが用いられる。これは、Mnが、Mn-Zn系フェライトを生成して部分的な絶縁抵抗率の低下を招く有害成分と考えられていることによる。こうしたFe2O3原料粉末は、理論的には、Mn含有量が0.001質量%未満という、Mnがほとんど含有されていない水準にまで純度を向上することもできるが、実際の製造に用いる場合には、コスト等を勘案して、Mn含有量が0.15質量%程度のものが用いられている。このためここで説明する比較例1、並びに後述する比較例3~8では、Fe2O3原料粉として、このMn含有量が0.15質量%のものを用いた。また、ここで説明する比較例2では、許容されるMn含有量の上限値を確認するために、Mn含有量が0.90質量%のFe原料粉を用いた。得られたコイル部品について、実施例1と同様の方法で透磁率、直流重畳特性及びインダクタンスの温度依存性を測定した。結果をまとめて後掲の表1及び図1~図3にそれぞれ示す。
原料粉末に、添加材としてさらにMn3O4粉末を使用して、混合粉末ないしNi-Zn系フェライト材料に含まれるMnの総量を、実施例1、3~6及び8にそれぞれ一致させた以外は比較例1と同様の手順にて、比較例3~8に係るコイル部品をそれぞれ作製した。すなわち、Ni-Zn系フェライト材料におけるMnの総量は、比較例3が実施例1に一致し、比較例4が実施例3に一致し、比較例5が実施例4に一致し、比較例6が実施例5に一致し、比較例7が実施例6に一致し、比較例8が実施例8に一致する。
得られたコイル部品について、実施例1と同様の方法で透磁率、直流重畳特性及びインダクタンスの温度依存性を測定した。結果をまとめて後掲の表1及び図1~図3にそれぞれ示す。
Claims (3)
- Fe、Ni、Zn及びCuを、Fe 2 O 3 、ZnO、NiO及びCuO換算で、
Fe 2 O 3 58.9~66.9質量%、
ZnO 9.5~25.4質量%、
NiO 8.6~23.6質量%、
CuO 0.6~ 8.6質量%
の割合で含むフェライト材料から作られる磁性体の製造方法であって、
原料粉末として、Mn含有量が0.40質量%~0.85質量%である酸化鉄粉末を用いる
ことを特徴とする、磁性体の製造方法。 - 所期の量のMnを含むFe2O3粉末を原料として使用する以外に別途Mnを添加しない、請求項1に記載の磁性体の製造方法。
- 請求項1又は2に記載の磁性体の製造方法で得られた磁性体と導体とを組み合わせるコイル部品の製造方法。
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