JPH0620859A - 高周波用磁気素子の製造方法 - Google Patents

高周波用磁気素子の製造方法

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JPH0620859A
JPH0620859A JP17688192A JP17688192A JPH0620859A JP H0620859 A JPH0620859 A JP H0620859A JP 17688192 A JP17688192 A JP 17688192A JP 17688192 A JP17688192 A JP 17688192A JP H0620859 A JPH0620859 A JP H0620859A
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JP
Japan
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magnetic element
high frequency
ferrite powder
thermoplastic resin
ferrite
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JP17688192A
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Inventor
Tadakuni Sato
忠邦 佐藤
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Tokin Corp
Original Assignee
Tokin Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 フェライト粉末を焼結することなく高周波用
磁気素子を製造する。 【構成】 粒子径が10nm以上7μm以下の軟磁性ス
ピネル型フェライト粉末と熱可塑性樹脂との複合材料を
表面に装着した良導体線材(例えば、銅線)を形成した
後、これを熱可塑性樹脂の軟化する温度で配線処理した
後、圧縮成形して高周波用磁気素子を製造する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高周波で用いられる軟
磁性材料を使用した磁気素子の製造方法に関するもので
ある。ここで、磁気素子とは、磁気を発生したり、磁気
を利用する素子のことをいう。具体的には、磁気素子
は、インダクタや変成器等である。
【0002】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】従
来、この種の磁気素子に使用する軟磁性材料は、透磁率
(μ)が高周波でも高い値を示す必要がある。この要求
を満たす軟磁性材料として、従来から、電気抵抗が比較
的高い値を有しているスピネル型フェライト材料が用い
られている。しかしながら、このスピネル型フェライト
材料は、硬くて脆いので、加工が極めて困難である。
【0003】したがって、この種のスピネル型フェライ
ト材料の製法は、フェライト粉末を、目的形状に近いも
のが得られるように成形した後、焼結して製品を得る粉
末冶金法が殆どであった。一般に、このような製法によ
って得られるフェライト焼結体は、次のようにして製造
する。すなわち、 1000℃〜1400℃範囲の高温で焼結する。 焼結収縮により変形が生じるため、焼結体に加工を施
して製品とすることが多い。
【0004】しかしながら、このような製法は次に述べ
るような大きな欠点となる。すなわち、に関して、多
大なエネルギの消費と高価な設備費用を伴う。に関し
て、困難な加工を実施することによる加工費用の増大と
材料の損失を伴う。
【0005】また、上記の欠点を緩和する製法として、
次に述べるような製法が実用化されている。低温で焼成
可能なフェライト粉末と導体とを厚膜印刷した後、一体
焼結して、磁気素子を形成する。
【0006】しかしながら、この製法は、以下の欠点を
有する。すなわち、フェライトとして、低温で焼成で
き、かつ電気的絶縁性を示す程度に高い電気抵抗をもつ
ものが必要である。この結果、このような性質を満足す
るフェライトは、その組成や粒度が極めて限定される。
加えて、磁気素子を製造するために印刷工程が複雑とな
る。また、このようにして製造された磁気素子には、大
きな電力を供給することができない。
【0007】以上説明したように、焼結工程を含む通常
のフェライト製造は、不都合な面が多々生じている。
【0008】したがって、本発明の目的は、フェライト
粉末を焼結する必要がない、高周波用磁気素子の製造方
法を提供することにある。
【0009】本発明の他の目的は、焼結による収縮変形
がなく、後加工を必要としない、高周波用磁気素子の製
造方法を提供することにある。
【0010】本発明のさらに他の目的は、焼結エネルギ
を必要としないため、省エネルギ化できる、高周波用磁
気素子の製造方法を提供することにある。
【0011】本発明のもっと他の目的は、高価な焼結設
備を必要としない、高周波用磁気素子の製造方法を提供
することにある。
【0012】本発明の別の目的は、線径を自由に選択で
きる、高周波用磁気素子の製造方法を提供することにあ
る。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明による高周波用磁
気素子の製造方法は、粒子径が10nm以上7μm以下
の軟磁性スピネル型フェライト粉末と熱可塑性樹脂との
複合材料を表面に装着した良導体線材を形成する工程
と、この形成したフェライト複合体被膜良導体線材を熱
可塑性樹脂の軟化する温度で配線処理する工程と、この
配線処理したものを圧縮成形して、高周波用磁気素子を
得る工程と、を含む。
【0014】上記良導体線材は銅線であることが好まし
い。
【0015】
【作用】本発明者は、種々検討を重ねた結果、これに使
用される磁性材料としては、粒子径が10nm以上7μ
m以下のスピネル型軟磁性フェライト粉末が有用である
ことを発見した。このスピネル型軟磁性フェライト粉末
を成形することにより、高周波特性の良好な軟磁性材料
が得られている。
【0016】スピネル型軟磁性フェライト粉末の粒子径
を7μm以下としたのは、次の理由による。すなわち、
その粒子径が7μm以上では磁性材料の損失が明らかに
大きくなるためである。尚、ここでは、磁性材料の損失
は、10MHzでの損失係数tanδ10MHz のことをい
うものとする。
【0017】一方、スピネル型軟磁性フェライト粉末の
粒子径を10nm以上としたのは、、次の理由による。
すなわち、その粒子径が10nm以下では、フェライト
粉末粒子が常磁性的挙動を示し、軟磁性が明らかに低下
することが知られているためである。
【0018】本発明者は、次に、このフェライト粉末を
使用した磁気素子の形成法を種々検討した。この検討し
た結果、次に述べるように、磁気素子を製造する方法が
工業上極めて有用であることがわかった。すなわち、前
述のスピネル型軟磁性フェライト粉末と熱可塑性プラス
チックの複合材料を表面に装着した銅線を形成する。そ
の後、この形成した銅線を樹脂の軟化する温度で配線処
理する。そして、この配線処理したものを圧縮成形し
て、磁気素子を製造する。
【0019】フェライト粉末に熱可塑性樹脂を混合する
のは、次の理由による。熱可塑性樹脂が、フェライト
粉末の結着、及び素子の保形材として必要である。熱
可塑性樹脂は、それ自体、高い電気抵抗を示す。このた
め、フェライト材料の電気抵抗が必ずしも高い必要がな
い。その結果、材料選択の範囲が極めて広くなる。熱
可塑性樹脂を使用するため、熱可塑性樹脂が軟化可塑性
を示す温度で処理することにより、配線や形成等の加工
を容易に実施することができる。
【0020】また、良導体線材として銅線を使用するこ
とにより、必要に応じた線径を適宜選択できる。したが
って、導体容量による素子の制限がない。
【0021】以上述べた特長は、高周波用インダクタや
高周波用トランス等の高周波用磁気素子の形成を容易に
する。したがって、本発明の高周波用磁気素子の製造方
法は、工業上極めて有益な方法である。
【0022】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
【0023】(実施例1)化学組成比が15NiO・6
CuO・31ZnO・48Fe2 3 となるように、酸
化ニッケル(NiO)と酸化第2銅(CuO)と酸化亜
鉛(ZnO)と酸化鉄(α−Fe2 3 )とを原料と
し、ボールミルにて湿式混合した。この後、この湿式混
合した材料を大気中にて900℃で焼成した。その後、
この焼成したものをボールミルで湿式粉砕し、平均粒径
が約0.5μmのスピネル型軟磁性フェライト粉末を得
た。
【0024】次に、このスピネル型軟磁性フェライト粉
末に対し、30vol%のポリエチレンを混練した。そ
の後、直径0.3μmの絶縁被膜銅線が中芯となり、表
面被膜層の厚みが約0.3μmのフェライト粉末とポリ
エチレンとの複合材料となるように、押出し成形した。
【0025】次に、このフェライト複合体被膜銅線を約
100℃にて、外径約2.5μmになるように5回巻線
した。その後、内径3mmの金型を使用し、圧力30k
g/cm2 で、コイルの長手方向に圧縮成型し、インダ
クタを得た。
【0026】最後に、YHP製インピーダンス・アナラ
イザを用いて、この製造したインダクタに50μAの電
流で、1MHz〜100MHzの周波数帯で、インダク
タンス(L)の周波数特性を測定した。
【0027】その結果を図1に示す。図1から明らかな
ように、実施例1で製造されたインダクタは、約300
MHzまでインダクタンスが減少しない。従って、この
インダクタは、高周波用インダクタとして使用できるこ
とがわかる。
【0028】(実施例2)上記実施例1と同様にして、
実施例1で使用した原料をボールミルにて湿式混合した
材料を、1000℃で焼成して、平均粒径が約3μmの
スピネル型軟磁性フェライト粉末を使用し、フェライト
複合材被覆銅線を得た。このフェライト複合材被覆銅線
を約100℃にて、らせん状に10回巻線した。その
後、金型を用いて、圧力30kg/cm2 で、外径1
3.5mmの円板状に成形し、スパイラル形のインダク
タを得た。
【0029】次に、上記実施例1と同様にして、この製
造したインダクタのインダクタンス(L)の周波数特性
を測定した。
【0030】その結果を図2に示す。図2から明らかな
ように、実施例2で製造されたインダクタは、約50M
Hzまでインダクタンスが減少しない。従って、このイ
ンダクタも、高周波用インダクタとして使用できること
がわかる。
【0031】(実施例3)上記実施例1で作製したフェ
ライト複合材被覆銅線を約100℃にて、つづら折れ状
に5ピッチとなるように配列した。その後、この配列し
たものを、金型を用いて、約10mmの角板状に、圧力
20kg/cm2 で成形し、つづら折れ型のインダクタ
を得た。
【0032】最後に、上記実施例1と同様にして、この
製造したインダクタのインダクタンス(L)の周波数特
性を測定した。
【0033】その結果を図3に示す。図3から明らかな
ように、実施例3で製造されたインダクタは、約500
MHzまでインダクタンスが減少しない。従って、この
インダクタも、高周波用インダクタとして使用できるこ
とがわかる。
【0034】(実施例4)四三酸化マンガン(Mn3
4 )と酸化亜鉛(ZnO)と酸化鉄(α−Fe23
とを原料とし、ボールミルにて湿式混合した。この後、
この湿式混合した材料を、実施例1と同様にして、12
00℃で窒素中で焼成して、化学組成比が28MnO・
18ZnO・54Fe2 3 となるスピネル型軟磁性フ
ェライト粉末を作製した。
【0035】このスピネル型軟磁性フェライト粉末を使
用して、実施例1と同様にして、フェライト複合体被膜
銅線を作製した。次に、このフェライト複合体被膜銅線
を使用し、1次側導線部と2次側導線部とが、それぞ
れ、交互に5回ずつ巻数になるように、実施例1と同様
にして巻線した後成形し、トランスを形成した。
【0036】最後に、この製造したトランスに対して、
10MHzにおいて、1次側に電力を入力したところ、
2次側に出力が得られた。したがって、トランスとして
も構成することが可能であることがわかる。
【0037】以上の実施例からわかるように、粉末の粒
子径が10nm以上7μm以下のスピネル型軟磁性フェ
ライト粉末と熱可塑性樹脂との複合材料を表面に装着し
た良導体線材を形成した後、これを熱可塑性樹脂の軟化
する温度で配線処理した後、圧縮成形することにより、
高周波用インダクタや高周波用トランスなどの高周波用
磁気素子を実現できる。
【0038】上述した実施例では、スピネル型軟磁性フ
ェライト粉末として、化学組成比が15NiO・6Cu
O・31ZnO・48Fe2 3 のものと、28MnO
・18ZnO・54Fe2 3 のものについて述べてい
るが、本発明はこれら組成系、組成値にのみ限定される
ものでない。したがって、軟磁性を示すスピネル型フェ
ライト粉末であれば、その組成や製法に関係なく、本発
明の範囲に含まれることは、当業者であれば容易に理解
できる。
【0039】また、上述した実施例では、良導体線材へ
のフェライト複合材装着手法として、押出し成形法のみ
について述べている。しかしながら、本発明は、この手
法に限定されるものでなく、良導体線材にフェライト複
合材を装着できる手法であれば良い。例えば、フェライ
ト複合材の線と良導体線材を圧着する方法や、フェライ
ト複合材のシートや薄帯等を良導体線材に巻き付ける方
法でも良い。換言すれば、磁気素子形成前に、良導体線
材とフェライト複合材が同時に配線処理できる状態であ
れば良い。
【0040】また、フェライト粉末と複合化する熱可塑
性樹脂として、上述した実施例ではポリエチレンのみに
ついて述べている。しかし、本発明で使用する熱可塑性
樹脂としてはこれにのみ限定されるものでなく、配線処
理が樹脂の軟化を利用して容易に実行できる熱可塑性樹
脂であれば良い。例えば、熱可塑性樹脂として、ポリプ
ロピレン、ポリアミド樹脂、ポリアセタール、ポリエス
テル樹脂、ふっ素樹脂、塩化ビニル、ポリスチレン、メ
タクリル酸樹脂、ポリカーボネート等を使用できる。
【0041】また、上記実施例では、磁気素子の成形法
として、湿間での一軸方向の圧縮成形機を使用した成形
法について述べている。しかし、本発明では、成形法は
これに限定されず、多軸方向や圧延法等であっても成形
により、良導体線材の破損がなく、磁気素子の確保がよ
り、強固になるものであれば良い。さらに、成形の際
に、フェライト粉末複合材やその他の補強材を付加して
成形しても、本発明の範囲にあることは明らかである。
【0042】さらに、本発明では、良導体線材として銅
線を使用しているが、他の良導体線材を使用しても良い
のは勿論である。
【0043】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、粒子径が
10nm以上7μm以下の軟磁性スピネル型フェライト
粉末と熱可塑性樹脂との複合材料を表面に装着した良導
体線材を形成した後、これを熱可塑性樹脂の軟化する温
度で配線処理した後、圧縮成形して高周波用磁気素子を
製造している。すなわち、本発明による高周波用磁気素
子の製法では、フェライト粉末を焼結することがないの
で、以下に述べるような効果を奏する。 焼結による収縮変形がなく、後加工を必要とない。 焼結エネルギを必要としないため、省エネルギ化でき
る。 高価な焼結設備を必要としない。 銅線等の良導体線材を使用しているため、線径を自由
に選択でき、大電力用にも対応できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1によって製造されたコイル状
インダクタのインダクタンス(L)と測定周波数(f)
との関係を示す周波数特性図である。
【図2】本発明の実施例2によって製造されたスパイラ
ル型インダクタのインダクタンス(L)と測定周波数
(f)との関係を示す周波数特性図である。
【図3】本発明の実施例3によって製造されたつづら折
れ型インダクタのインダクタンス(L)と測定周波数
(f)との関係を示す周波数特性図である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 粒子径が10nm以上7μm以下の軟磁
    性スピネル型フェライト粉末と熱可塑性樹脂との複合材
    料を表面に装着した良導体線材を形成する工程と、 該形成したフェライト複合体被膜良導体線材を前記熱可
    塑性樹脂の軟化する温度で配線処理する工程と、 該配線処理したものを圧縮成形して、高周波用磁気素子
    を得る工程と、 を含む高周波用磁気素子の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記良導体線材が銅線である、請求項1
    記載の高周波用磁気素子の製造方法。
JP17688192A 1992-07-03 1992-07-03 高周波用磁気素子の製造方法 Pending JPH0620859A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19754887A1 (de) * 1997-12-10 1999-06-24 Vollmer Werke Maschf Verfahren und Vorrichtung zum funkenerosiven Abrichten einer Schleifscheibe

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Effective date: 20000823