JPH05226140A - フェライト磁性体およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高度な寸法精度を有し、かつ製造プロセスが
簡易で低コストでありながら磁気特性にも優れ、さらに
高湿度雰囲気下での信頼性に優れているフェライト磁性
体を得る。 【構成】 フェライト化が十分進んだ高結晶性フェライ
ト磁性粉体９とガラス粉体と樹脂粉体との混合物を加熱
加圧成形で樹脂結着型のフェライト−ガラス成形物を作
成後、ガラスの軟化点以上で加熱処理して樹脂成分を消
失させると共にフェライト磁性粉体９をガラス剤１０で
結着した多孔質成形物を得、さらにこの多孔質成形物に
低吸湿性樹脂１１を含浸させてフェライト磁性体を形成
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は磁気応用部品を始めとす
る電子部品・電子材料に用いられるフェライト磁性体と
その製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のフェライト磁性体成形物には、焼
結型、樹脂結着型、ガラス結着型がある。焼結型フェラ
イト磁性体成形物を作る場合は、所定の配合で原料を配
合し、適当な条件で仮焼成して仮焼粉を作成し、これを
造粒、成形した後、仮焼成温度より高温で本焼成する事
によって得られる。

【０００３】この焼結型フェライト磁性体の微細構造の
模式図を図３に示す。図３において、１は結晶粒、２は
粒界、３は粒界空隙である。この焼結型フェライト磁性
体の欠点は、上記仮焼粉成形物を本焼成工程で焼結させ
る際、必ず大きな収縮を生じることである。このため焼
結型フェライト磁性体は高度な寸法精度が要求される電
子部品用途には、機械後加工が不可欠で、コスト上昇の
要因となっている。

【０００４】樹脂結着型フェライト磁性体成形物を作る
場合は、フェライト粉体と樹脂粉体を適当に配合した
後、溶融させながら射出成形、圧縮成形、トランスファ
ー成形等で成形物を得る。この樹脂結着型フェライト磁
性体の微細構造の模式図を図４に示す。図４において、
４は高結晶性フェライト磁性粉体、５は樹脂材である。
この樹脂結着型フェライト磁性体の欠点は、成形物中に
占めるフェライトの含有率が低いものしか得られないた
め、磁気特性、特に透磁率が低くなることである。

【０００５】ガラス結着型フェライト磁性体成形物を作
る場合には、フェライト化が十分に進んだ高結晶性フェ
ライト粉体とガラス粉体と樹脂粉体を適当に配合し、こ
れを加熱または（かつ）加圧成形で樹脂結着型のフェラ
イト−ガラス成形物を作成した後、ガラスの軟化点以上
で加熱処理してガラスを溶融させると共に樹脂成分を焼
失させて得られる。

【０００６】このガラス結着型フェライト磁性体の微細
構造の模式図を図５に示す。図５において、６は高結晶
性フェライト磁性粉体、７は結着ガラス、８は空隙であ
る。このガラス結着型フェライト磁性体は、図５に示し
たように多くの空隙を有する多孔質成形物である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ガラス結着型フェライ
ト磁性体は、一発成形で高寸法精度の成形物が得られら
れること、フェライト含有率が高いため焼結型フェライ
ト磁性体並の磁気特性が得られることなどの優れた点を
持つ反面、高湿度雰囲気や特殊な環境下におかれた場
合、フェライト中やガラス中の金属成分が溶出し、強度
低下や腐食現象を起こす。例えばロータリートランスの
ようにフェライト磁性体成形物を金属シャフトに接着し
て用いる場合、フェライトとシャフト金属間に生じる接
触電位差や、接着剤に含まれるイオン性不純物の作用に
よって、フェライトやガラス中の金属成分が系外に溶出
してシャフトの腐食やフェライト磁性体成形物のクラッ
クが発生する。本発明の目的は、ガラス結着型フェライ
ト磁性体の優れた点を生かし、上記した問題点も解消さ
せることのできるフェライト磁性体とその製造方法を提
供するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明はフェライト粉体
とガラスとからなる多孔質フェライト成形物に低吸湿性
樹脂を含浸させてなるフェライト磁性体を提供する。

【０００９】また本発明の製造方法は、フェライト化が
十分進んだ高結晶性フェライト磁性粉体とガラス粉体と
樹脂粉体との混合物を加熱または加圧成形で樹脂結着型
のフェライト−ガラス成形物を作成後、ガラスの軟化点
以上で加熱処理して樹脂成分を消失させると共にフェラ
イトをガラスで結着した多孔質成形物を得、さらにこの
多孔質成形物に低吸湿性樹脂を含浸させることを特徴と
するフェライト磁性体の製造方法を提供する。

【００１０】

【作用】本発明のフェライト磁性体は、加熱処理後に生
じる空隙を低吸湿性樹脂で被覆できるため、水分や電解
質の透過が抑制されフェライト磁性体中の金属成分の溶
出を消失させることができ、どのような条件下で使用し
ても腐食やクラックなどのない高品位で高信頼性を持つ
フェライト磁性体成形物が得られる。

【００１１】また本発明におけるフェライト磁性体は使
用するフェライト磁性粉体自体を高温焼成により既に完
全に近いところまで結晶化を進めているので、後のより
低温の成形結着用樹脂の焼失と結着用ガラスの溶融させ
るための成形物加熱処理では、高結晶性フェライト磁性
粉体間焼結がほとんど起こらず、結果的に成形物中の空
隙率が加熱処理前後であまり変化しないため、成形金型
寸法に近い高寸法精度でかつ磁気特性にも優れた多孔質
なフェライト磁性体成形物が得られる。

【００１２】

【実施例】本発明におけるフェライト磁性体は、図１に
示すように高結晶性フェライト磁性粉体９をこの高結晶
性フェライト磁性粉体９の焼成温度以下で軟化溶融する
ガラス材１０で結着しこれを低吸湿性樹脂１１で被覆し
た構成とするものである。

【００１３】具体的には、高結晶性フェライト磁性粉体
９とガラス粉体１０と結着用樹脂粉体（図示せず）をよ
く混合し、この混合物を加熱しながら加圧成形した後、
この成形物を加熱処理し樹脂分を焼失させ、高結晶性フ
ェライト磁性粉体９間に混在する上記ガラス粉体１０を
軟化溶融させることにより、高結晶性フェライト磁性粉
体９をガラス材１０で結着させた多孔質のフェライト磁
性体成形物を得、さらにこの成形物に低吸湿性樹脂１１
を含浸させ、成形物表面に樹脂被覆を形成させたもので
ある。なお図４において１２は空隙である。

【００１４】ここで使用する高結晶性フェライト磁性粉
体９は高温焼成によって十分にフェライト反応化したも
のであって、通常は１０００℃以上で焼成したものが好
ましい。またフェライト磁性粉体９の粒径は約５０〜２
００μｍ程度が適しているが、さらにフェライトの充填
密度（成形密度）を上げるために、できるだけ空隙１２
を減らす目的で粒径が小さい微粉体を組み合せて用いる
こともできる。

【００１５】フェライト磁性体９を成形する時に用いる
結着用樹脂は、基本的にフェライトの結晶化温度以下で
焼失するものであれば制限はない。また結着用樹脂量は
０．５〜３０wt％が良く、０．５％より少ないと高結晶
性フェライト磁性粉体の結着効果が小さく機械的強度が
確保できない。一方、３０％より多い樹脂量では、結着
力は十分に強くなるが非磁性量が増すためにフェライト
磁性体としての磁気特性が著しく悪化して好ましくな
い。

【００１６】次に高結晶性フェライト磁性粉体９を結着
するガラス粉体１０の軟化温度は高結晶性フェライト磁
性粉体９の焼成温度以下であれば良いが、本発明による
フェライト磁性体の応用を考えると耐熱性の観点から下
限は３００℃以上であることが望ましい。高結晶性フェ
ライト磁性粉体９に加えるガラス粉体１０の量は０．１
〜３０wt％が良く、０．１％より少ないと高結晶性フェ
ライト磁性粉体９の結着効果が小さく機械的強度が確保
出来ない。一方、３０％より多いガラス量では、結着力
は十分に強くなるが非磁性量が増すためにフェライト磁
性体としての磁気特性が著しく悪化して好ましくない。

【００１７】高結晶性フェライト磁性粉体９とガラス粉
体１０の混合成形物の加熱処理は、ガラスの溶融浸透を
主な目的とするものであるから、熱処理の保持時間およ
び昇降温に要する時間を含めて３時間以下でも可能であ
る。熱処理温度は基本的にはガラスの軟化温度より上で
あればよい。

【００１８】ガラスで結着されたフェライト磁性体成形
物に含浸する樹脂１１としては、下記の特性を満足すれ
ば基本的に種類に制限はない。

【００１９】１）低吸湿性であること （吸湿性が高い場合、金属成分の溶出抑制が弱まると共
に樹脂自身の吸湿膨張によってフェライト磁性体成形物
が破壊される） ２イオン性不純物が少ないこと ３）フェライト磁性体成形物に対し良好な密着性を有す
ること ４）柔軟性を有すること （仮に若干吸湿したとしても、フェライト磁性体成形物
に与える力が低下する。 また含浸樹脂皮膜のクラッ
ク破壊も抑制される）これらの特性を満足する樹脂で特
に望ましいものは、例えば、シリコーン樹脂、変性シリ
コーン樹脂（一部にシリコーン結合を有するもの）、ブ
タジェン樹脂、変性ブタジェン樹脂（一部にブタジェン
結合を有するもの）が挙げられる。

【００２０】また、含浸の作業性を考えた場合、樹脂粘
度あるいは樹脂溶液（ワニス）粘度がフェライト磁性体
成形物の空隙に十分浸透できる低粘度であることが望ま
しい。

【００２１】また、樹脂液を含浸後乾燥処理して皮膜化
させる方法については、ラッカーワニスのような溶剤揮
散のみで皮膜化するもの、加熱や電磁放射によって反応
固化するものなどが考えられ、いずれの方法でも適用可
能である。

【００２２】含浸方法については浸積するだけでもでき
るが、さらに効率よく含浸させるため、超音波含浸、真
空含浸などが適用できる。

【００２３】（実施例１）Ｆe₂Ｏ₃ ５０mol％、ＮiＯ
１０mol％、ＣuＯ ９mol％、ＺnＯ ３１mol％から
なる１３２０℃で充分結晶化させた平均粒径７０μｍの
Ｎi−Ｚn−Ｃu系フェライト磁性粉体を用意した。

【００２４】この磁性粉体９２wt％、エピコート１００
１（シェル社製）とジシアンジアミドからなるエポキシ
樹脂粉体５wt％、粒径１μｍのホウケイ酸ガラス粉体３
wt％を混合後、１７０℃、１８０kg/cm²の圧力下で、図
２に示した円筒型ロータリートランス用コア（１３、１
４）の型に成形した。図２において１３は固定側コア、
１４は回転側コア、１５はコイル巻装用凹溝、１６はシ
ョートリング巻装用凹溝、１７はコイル、１８はショー
トリング、１９はステータシリンダー（アルミ）、２０
はロータシリンダー（アルミ）、２１は接着剤である。

【００２５】この成形物を１２００℃、６０分間熱処理
して樹脂分を焼失させると共に、ホウケイ酸ガラスを溶
融させた。ここでコア成形物１３、１４の形状は熱処理
前と変わらないがコアの内部構造は図５のようにフェラ
イト粉体をガラス溶融結着させてなる多孔質のガラス結
着型フェライト磁性体成形物になっている。

【００２６】さらにこれを平均分子量５５００のシリコ
ーン変性ポリエステルのカルビトール溶液（固形分２０
％）に超音波をかけながら１分間浸漬、引上後１５０
℃、３０分で乾燥させた。この時点でコア成形物は、形
状に変化はないが、内部構造は図１に示すように成形物
内部の空隙を樹脂皮膜が覆うフェライト磁性体成形物に
なっている。

【００２７】次に図２に示すように、凹溝１５、１６に
コイル１７あるいはショートリング１８を巻装し、固定
側コア１３はステータシリンダー（アルミ）１９に、回
転側コア１４はロータシリンダー（アルミ）２０に接着
させた上で、２個のコアを組合せてロータリトランスを
得た。

【００２８】（実施例２）実施例１と同じ原料、同じ方
法でガラス結着型の円筒型ロータリートランス用フェラ
イトコア成形物１３、１４を作成した。

【００２９】コア成形物を(11)平均分子量３１００のエ
ポキシ化１、２−ポリブタジエン４９％、(12)ターシャ
ルブチルパーオキシベンゾエート１％、(13)インホロン
５０％の溶液に浸漬後、０．１mmＨg以下の減圧下に５
分間保持し真空含浸を行い、さらにこれを引き上げて１
６０℃ ６０minで乾燥した。このフェライトコア成形
物に実施例１と同じようにコイル１７及びショートリン
グ１８を巻装し、固定側コア１３をステータシリンダー
（アルミ）１９に、回転側コア１４をロータシリンダー （アルミ）２０に接着しロータリートランスを得た。

【００３０】（比較例１）実施例１と同じようにして、
ガラス結着型の円筒型ロータリートランス用フェライト
コア成形物１３、１４を作成し、樹脂含浸を行なわずに
コアにコイル１７及びショートリング１８を巻装し、固
定側コア１３はステータシリンダー（アルミ）１９に、
回転側コア１４はロータシリンダー（アルミ）２０に接
着してロータリートランスを得た。

【００３１】（比較例２）実施例と同じようにしてガラ
ス結着型の円筒型ロータリートランス用フェライトコア
成形物１３、１４を作成し、含浸樹脂には市販のアクリ
ル系含浸剤（ダイキャスト、焼結体穴埋用）を用い、１
分間の超音波含浸後、メーカ推奨の乾燥条件（６０℃5h
r）で固化させ、さらに前例と同じようにしてコアにコ
イル１７及びショートリング１８を巻装し、固定側コア
１３はステータシリンダー（アルミ）１９に、回転側コ
ア１４はロータシリンダー（アルミ）２０に接着してロ
ータリートランスを得た。

【００３２】（比較例３）実施例１と同組成のフェライ
ト磁性粉体を１０００℃で仮焼成し粉砕して平均粒径７
０μの仮焼粉を得る。この仮焼粉を、１３２０℃ ２０
００kg/cm² ３hrで図２に示したような円筒型ロータリ
ートランス用フェライトコア１３、１４に焼結成形し
た。このコアに前例と同じようにしてコイル１７及びシ
ョートリング１８を巻装し、固定側コア１３はステータ
シリンダー（アルミ）１９に、回転側コア１４はロータ
シリンダー（アルミ）２０に接着してロータリートラン
スを得た。

【００３３】（比較例４）実施例１と同組成の１３２０
℃で十分結晶化させた平均粒径７０μのフェライト粉体
９０wt％ エピコート１００１とジシアンジアミドから
なるエポキシ樹脂１０wt％を混合し、１７０℃ ２００
０kg/cm²の圧力で、図２に示したような円筒型ロータリ
ートランス用フェライトコア１３、１４を作成した。こ
のコアに前例と同じようにしてコイル１７及びショート
リング１８を巻装し、固定側コア１３はステータシリン
ダー（アルミ）１９に、回転側コア１４はロータシリン
ダー（アルミ）２０に接着してロータリートランスを得
た。実施例１と２及び比較例１、２、３、４の評価結果
を（表１）に示す。

【００３４】

【表１】

【００３５】焼結型フェライト磁性体（比較例３）は収
縮率が大きく機械後加工を要し、樹脂結着型フェライト
磁性体（比較例４）は磁気特性が低い。従来のガラス結
着型フェライト磁性体（比較例１）と通常の含浸樹脂を
用いたフェライト磁性体（比較例２）は耐湿信頼性が低
い。比較例２のフェライト磁性体の耐湿性が乏しい理由
は、市販の含浸樹脂の吸湿率（表２参照）が２．５％と
高く、本発明によるフェライト磁性体に用いられる含浸
樹脂の吸湿率（実施例１では０．３％実施例２では０．
５％）と比べて吸湿による樹脂膨張が大きいためと考え
られる。

【００３６】

【表２】

【００３７】

【発明の効果】本発明によれば高度な寸法精度を有し、
かつ製造プロセスが簡易で低コストでありながら磁気特
性にも優れ、さらに高湿度雰囲気下での信頼性に優れて
いるフェライト磁性体が得られる。したがって本発明
は、各種磁気応用電子部品を始めとする電子部品・材料
に優れた効果を発揮するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるフェライト磁性体の構造模式図

【図２】本発明によるフェライト磁性体を用いた円筒型
ロータリートランスの断面図

【図３】焼結型フェライト磁性体の構造模式図

【図４】樹脂結着型フェライト磁性体の構造模式図

【図５】ガラス結着型フェライト磁性体の構造模式図

【符号の説明】

９ フェライト磁性粉体 １０ ガラス材 １１ 低吸湿性樹脂

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 桜井 渡 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】フェライト粉体とガラスとからなる多孔質
   フェライト成形物に低吸湿性樹脂を含浸させてなるフェ
   ライト磁性体。
2. 【請求項２】含浸する樹脂がシリコーン樹脂または変性
   シリコーン樹脂、あるいはブタジェン樹脂または変性ブ
   タジェンである特許請求項１のフェライト磁性体。
3. 【請求項３】フェライト化が十分進んだ高結晶性フェラ
   イト磁性粉体とガラス粉体と樹脂粉体との混合物を加熱
   または加圧成形で樹脂結着型のフェライト−ガラス成形
   物を作成後、ガラスの軟化点以上で加熱処理して樹脂成
   分を消失させると共にフェライトをガラスで結着した多
   孔質成形物を得、さらにこの多孔質成形物に低吸湿性樹
   脂を含浸させることを特徴とするフェライト磁性体の製
   造方法。