JPH0613244A - 複合化フェライトコア - Google Patents

複合化フェライトコア

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JPH0613244A
JPH0613244A JP4193321A JP19332192A JPH0613244A JP H0613244 A JPH0613244 A JP H0613244A JP 4193321 A JP4193321 A JP 4193321A JP 19332192 A JP19332192 A JP 19332192A JP H0613244 A JPH0613244 A JP H0613244A
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Ricoh Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高周波領域でかつ大電力で動作可能なトラン
ス及びインダクターに用いる複合化フエライトコアを得
る。 【構成】 1次巻線5及び二次巻線3は、絶縁スペーサ
4を介しており、各々の巻線は、通常の巻線をモールド
したものや印刷法等により形成した絶縁シート上の銅箔
等によりなる。フェライトコアは一旦焼結法によって作
製したものを2重に接合する。この際、接合には、接着
剤やフェライト微粒子を分散させた接着剤を用い接合に
際して磁束の漏れが少なくなるように構成してある。内
部のコアには高周波特性に優れたNi−Znフェライト
を用い、外側のコアには飽和磁束密度の大きなMn−Z
nフェライト7を用いている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【技術分野】本発明は、複合化フェライトコアに関し、
より詳細には、電源用トランス及びインダクターあるい
は高周波用信号用トランス及びインダクターに用いる複
合化フェライトコアに関する。例えば、EMC・EMI
用シールド材及びシールド方法に適用されるものであ
る。
【0002】
【従来技術】従来のフェライトコアの製造は、通常、セ
ラミック等と同様に焼結法によって製造され、他の製造
法によるものはなく、また単一組成のものがほとんどす
べてであった。最近、樹脂にフェライト等を分散させた
だけのものは製品としてできてきた。しかし、これもあ
くまで単一組成のもので前述のように複数の微粒子を分
散させたものはなかった。スイッチング電源等のスイッ
チング周波数の増加に従ってトランス等に高周波領域で
損失が少なく大電力で動作可能なものが求められてい
る。しかしながら、従来からある材料では原理的に高周
波に対応できるものは、大電力には向かなかった。ま
た、高周波領域での動作に伴い発生するノイズは、損失
に伴って増加し、EMC・EMI上好ましくなかった。
【0003】
【目的】本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされた
もので、高周波領域で、かつ大電力で動作可能なトラン
ス及びインダクターに用いる複合化フェライトコアを実
現すること、また低損失性にともない、低発生ノイズの
トランス及びインダクターを提供することを目的として
なされたものである。
【0004】
【構成】本発明は、上記目的を達成するために、(1)
内側にNi−Znフェライト材を設け、外側にはMn−
Znフェライトを設けること、更には、(2)前記2層
の境界に連続的な組成を有する層を設けたこと、更に
は、(3)前記Ni−Znフェライト材及びMn−Zn
フェライト材が各々微粒子をプラスチックなどの支持材
に分散させたこと、更には、(4)トランス又はインダ
クターに用いたことを特徴としたものである。以下、本
発明の実施例に基ついて説明する。
【0005】図1は、本発明による複合化フェライトコ
アの一実施例(請求項1)を説明するためのトランスの
構成図で、図(a)は断面図、図(b)は上面図であ
る。図中、1は上下コアの接合面、2は接着には接合
部、3は2次巻線、4は絶縁スペーサ、5は1次巻線、
6はNi−Zn層、7はMn−Zn層、8はフェライト
コア、9は2次巻線端、10は1次巻線端である。図1
においてはトランスの例では、1次側は10ターン、2
次側は3ターンの例を示してある。
【0006】一次巻線5及び二次巻線3は絶縁スペーサ
4を介しており、各々の巻線は通常の巻線をモールドし
たものや印刷法等により形成した絶縁シート上の銅箔等
よりなる。フェライトコア8は一旦焼結法によって作製
したものを2重に接合して構成する。この際、接合に
は、接着剤やフェライト微粒子を分散させた接着剤を用
い、接合に際して磁束の漏れが少なくなるように構成し
てある。なお、本発明においては内部のコアには高周波
特性に優れたNi−Znフェライト6を用い、外側のコ
アには飽和磁束密度の大きなMn−Znフェライト7を
用いており、Ni−Znフェライト6とMn−Znフェ
ライト7でフェライトコアを構成している。また同様の
コア構成とするために、あらかじめバインダーとMn−
Znフェライト微粒子と、バインダーとNi−Znフェ
ライト微粒子を混合したものを用いて、内側にバインダ
ーとNi−Znフェライト微粒子の混合物を置き、外側
にバインダーとMn−Znフェライトの混合物を配置し
たのち、焼成することにより製作することが可能であ
る。なお、それぞれのフェライト微粒子は仮焼成の後、
粉砕等の手段によって得られる。
【0007】例えば、3MHzを越える高周波領域にお
いて、Ni−Zn層6が磁束の流路として働き、大電力
伝送時に磁束度が高まり、Ni−Znフェライト6の飽
和磁束密度に近付いた場合にのみ外側のMn−Zn層7
に磁束が流れるようになる。磁束の集中度が内側ほど大
きいので、比較的飽和領域まで損失の少ないNi−Zn
層6が飽和領域まで磁束を担い、それより大きな磁束に
ついては、その余分な磁束だけを担い、低飽和磁束密度
においては、損失の少ないMn−Zn層7が磁束を担う
ため、各々が単独の層の場合に比べて3MHzを越える
高周波領域で、大電力伝送に伴う磁束を担うコアを実現
できる。
【0008】図2は、本発明による複数化フェライトコ
アの他の実施例(請求項2)を示す図で、図1と同様に
トランスの例を示してあり、1次側は4ターン、2次側
は1ターンの例を示してある。図中、11は上下コアの
接合面、12は2次巻線(1層1ターン)13は絶縁ス
ペーサ、14は導線、15は被覆樹脂部、16は多本平
行線(1層)、17は1次巻線(4層4ターン)、18
は境界中間層、19はMn−Zn層、20はNi−Zn
層、21はフェライトコアである。
【0009】Ni−Zn層20とMn−Zn層19が磁
気的に良好にカップリングするためには、具体的に、各
層の飽和磁束密度が緩やかに変わることと、透磁率が連
続的に変化することが必要であり、それにより、各層の
飽和磁束密度領域まで、各層間の磁束の流れがスムーズ
であるため、各層間に磁束の飽和領域がさらにできにく
く、大電力伝送にともなう磁束を担うことができる。
【0010】図3(a)〜(d)は、図2におけるフェ
ライトコアの製造工程を示す図である。図1と同様に巻
線部を形成した後、フェライトコア部は次のように形成
する。工程(a)において、Ni−Zn組成の焼結前駆
体を作製する。工程(b)において、前記工程(a)で
作製されたNi−Zn組成の外側にMn−Zn組成の焼
結前駆体を作成する。工程(c)において、前記工程
(a)で作成されたNi−Zn組成と、前記工程(b)
で作成されたMn−Zn組成を結合する。工程(d)に
おいて、結合されたNi−Zn組成とMn−Zn組成を
焼結(下部フェライトコア)して完成する。すなわち、
コアは図3(a)〜(d)に示すように、例えば上下2
分割し、内側にNi−Zn組成の焼結前駆体をおき、外
側にMn−Zn組成の焼結前駆体を配置して焼結を行な
ったものである。その際、境界領域には両者の中間的な
組成のフェライト前駆体を配置し、焼結後に両層の磁気
的カップリングが良好なように構成すると共に、両層の
膨張係数の違い等による焼結後のクラック等の発生を防
ぐようにしたものである。
【0011】図4は本発明による複数化フェライトコア
の更に他の実施例(請求項3)を示す図で、図1と同様
にトランスの例を示してあり、1次側は12ターン、2
次側は2ターンの例を示してある。図中、22は2次側
巻線(1層2ターン)、23は導体、24は絶縁性フィ
ルム、25はスパイラル型巻線(12ターン)、26は
1次巻線(3層12ターン)、27はMn−Znフェラ
イト微粒子領域、28は中間領域、29はNi−Znフ
ェライト微粒子領域、30は樹脂形成型エア、31は絶
縁スペーサである。巻線22,25にはフォトリソ法に
よって形成した絶縁フィルム上にスパイラル導体箔を用
いた例を示してある。
【0012】図5(a)〜(e)は、図4におけるフェ
ライトコアの製造工程を示す図である。工程(a)にお
いて、まず、Mn−Zn組成のフェライト微粒子を分数
させた溶媒を含んだ樹脂溶液を用意する。工程(b)に
おいて、次にNi−Zn組成のフェライト微粒子を分数
させた溶媒を含んだ樹脂溶液を用意する。工程(c)に
おいて、型を用意し、まず外側のMn−Zn組成の樹脂
溶液を注入し、固化する。工程(d)において、前記工
程(c)で固化したMn−Zn組成のフェライト樹脂を
外側の型とし、内側に新たに型を用意してNi−Zn組
成のフェライト樹脂溶液を注入する。工程(e)におい
て、前記工程(d)で注入されたNi−Zn組成のフェ
ライト樹脂溶液を固化して完成する。また、型と注入条
件を選ベば外側にMn−Znフェライト樹脂をもち、内
側にNi−Znフェライト樹脂をもち、中間層に両者の
フェライト微粒子が混ざり合った樹脂を持つコアを構成
することができる。
【0013】
【効果】以上の説明から明らかなように、本発明による
と、以下のような効果がある。 (1)請求項1に対応
する効果;例えば3MHzを越える高周波領域において
も、Ni−Zn層が磁束の流路として有効に働き、かつ
大電力伝送時に磁束度が高まり、Ni−Znフェライト
の飽和磁束密度に近付いた場合にのみ外側のMn−Zn
層に磁束が流れるようになる。磁束の集中度が内側ほど
大きいので、比較的飽和領域まで損失の少ないNi−Z
n層が飽和領域まで磁束を担い、それより大きな磁束に
ついては、その余分な磁束だけを担い、低飽和磁束密度
においては、損失の少ないMn−Zn層が磁束を担うた
め、各々が単独の層の場合に比べて3MHzを越える高
周波領域で、大電力伝送に伴う磁束を担うコアを実現で
きる。また、図に示したプレナーコア型の場合には空間
にむき出しになっている巻線部分が少ないため、漏洩磁
束が減少するなどノイズ対策の上では有効であるが、コ
アが飽和しにくい等の理由からも低ノイズ化の上で有効
である。 (2)請求項2対応する効果;さらにNi−Zn層とM
n−Zn層が磁気的に良好にカップリングするために
は、具体的に、各層の飽和磁束密度が緩やかに変わるこ
とと、透磁率が連続的に変化することが必要であり、そ
れにより、各層の飽和磁束密度領域まで、各層間の磁束
の流れがスムーズであるため、各層間に磁束の飽和領域
がさらにできにくく、大電力伝送にともなう磁束を担う
ことができ、前述と同じく、さらにコアが飽和しにくい
などの理由から低ノイズ化の上で有効なコア及びトラン
ス、インダクターを実現できる。 (3)請求項3対応する効果;前記効果の他に作製方法
の容易さがある。プラスチック等のモールド法によるの
で前記の例に比ベ、コア形状の自由度が増し、作成法の
容易さからコスト上有利となる。また適当な磁性微粒子
と分散支持材の分散率を選べるので透磁率や飽和磁束密
度の値をフェライト固有の値から別に選ぶことが可能と
なり、フェライトコアの厚みなど必要とされる磁束密度
に合わせ最適設計を行なうことができる。また、分散材
中に銅などの金属微粒子をさらに混ぜ合わせることで1
0MHzを越える領域で、さらに低漏洩磁束を実現する
コアを作製でき、低ノイズ化が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による複合化フェライトコアの一実施
例を説明するための構成図である。
【図2】 本発明による複合化フェライトコアの他の実
施例を示す図である。
【図3】 図2におけるフェライトコアの製造工程を示
す図である。
【図4】 本発明による複合化フェライトコアの更に他
の実施例を示す図である。
【図5】 図4におけるフェライトコアの製造工程を示
す図である。
【符号の説明】
1…上下コアの接合面、2…接着による接合部、3…2
次巻線、4…絶縁スペーサ、5…1次巻線、6…Ni−
Zn層、7…Mn−Zn層、8…フェライトコア、9…
2次巻線端、10…1次巻線端。
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01F 27/255

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内側にNi−Znフェライト材を設け、
    外側にはMn−Znフェライトを設けることを特徴とす
    る複合化フェライトコア。
  2. 【請求項2】 前記2層の境界に連続的な組成を有する
    層を設けたことを特徴とする請求項1記載の複合化フェ
    ライトコア。
  3. 【請求項3】 前記Ni−Znフェライト材及びMn−
    Znフェライト材が各々微粒子をプラスチックなどの支
    持材に分散させたことを特徴とする請求項1記載の複合
    化フェライトコア。
  4. 【請求項4】 トランス又はインダクターに用いたこと
    を特徴とする請求項1,2又は3記載の複合化フェライ
    トコア。
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