JPH0692679A - 軟磁性ガラス材料 - Google Patents

軟磁性ガラス材料

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JPH0692679A
JPH0692679A JP4270949A JP27094992A JPH0692679A JP H0692679 A JPH0692679 A JP H0692679A JP 4270949 A JP4270949 A JP 4270949A JP 27094992 A JP27094992 A JP 27094992A JP H0692679 A JPH0692679 A JP H0692679A
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JP
Japan
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glass
soft magnetic
magnetic
core
ferrite
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Application number
JP4270949A
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English (en)
Inventor
Hiromitsu Fujii
博満 藤井
Masaharu Yamamoto
雅春 山本
Atsuo Hiroi
淳雄 弘井
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Hitachi Metals Ltd
Original Assignee
Sumitomo Special Metals Co Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
    • H01F1/34Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials non-metallic substances, e.g. ferrites
    • H01F1/36Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials non-metallic substances, e.g. ferrites in the form of particles
    • H01F1/37Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials non-metallic substances, e.g. ferrites in the form of particles in a bonding agent

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)
  • Magnetic Heads (AREA)
  • Soft Magnetic Materials (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 トランスコアや磁気ヘッドコアなどの製造に
おける固着、封着に際し、磁気回路に用いる高透磁率材
料が有する本来の特性を損なうことなく、また作業性よ
く接着できる固着、封着材料の提供。 【構成】 低融点ガラスに、これとの反応性に極めて乏
しくガラスを結晶化させないスピネル系フェライト、ガ
ーネット系フェライト、六方晶プレーナ型フェライト等
の軟磁性材料を分散、混合する。 【効果】 適用した磁気回路の磁気抵抗を著しく低減さ
せ、当該磁気回路を用いた各種デバイスの品質を改良で
きる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、トランスコアや磁気
ヘッドコア等の各種の軟磁性コアの固着に使用するガラ
ス材料の改良に係り、低融点ガラスに軟磁性材料を分
散、混合して、適用した磁気回路の磁気抵抗を著しく低
減させ、当該磁気回路を用いた各種デバイスの品質を改
良できる軟磁性ガラス材料に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、トランスコアや磁気ヘッドコアの
製造において、例えば、EコアとIコアの固着やヘッド
コアとバックコアの固着には、樹脂や有機系接着剤ある
いはガラス等が用いられていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】一般に樹脂、有機系接
着剤、ガラスは略常磁性体であり、その透磁率μ′は小
さく1に近いため、磁気回路を構成する磁芯部分の透磁
率が大きくても、形成する磁気回路中の主要部にこれら
の材料が介在すると磁気抵抗が著しく大きくなり、デバ
イスとしての品質を損なうことがある。
【0004】従って、デバイスとしての目標特性を設定
する際には、樹脂や有機系接着剤あるいはガラス等の固
着、封着材料による磁気抵抗を考慮した上でデバイス本
体の設計をしなければならず、磁芯部分に用いる高透磁
率材料が有する本来の特性を100%発揮できない場合
がある。
【0005】また、少しでも磁気抵抗を抑えるために、
樹脂や有機系接着剤あるいはガラス等の占有する層を極
力薄くしなければならず、そのために接着強度が低下し
たり作業性が悪くなるなどの問題があった。
【0006】一方で、有機系接着剤にフェライト等の軟
磁性粉(フィラー)を混合して透磁率を向上させるとい
う方法も提案されているが、接着剤へフィラーを混合す
ると接着剤の粘度が高くなり作業性を悪化させ、また母
材が接着剤でありその大半を占めるので使用上限温度が
制限されるという問題があった。
【0007】この発明は、トランスコアや磁気ヘッドコ
アなどの製造における固着、封着に際し、磁気回路に用
いる高透磁率材料が有する本来の特性を損なうことな
く、また作業性よく接着できる固着、封着材料の提供を
目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】発明者は、トランスコア
や磁気ヘッドコアなどに最適の固着、封着材料を目的
に、各種デバイスに用いる磁気回路を形成する軟磁性コ
アの接着に用いる各種ガラスについて種々検討した結
果、所要組成のガラスに特定量の軟磁性粉末を混合する
ことにより、デバイスの品質を損なうことがなく、均一
でかつ結晶化しない接着層を得ることができるガラス材
料が得られることを知見し、この発明を完成した。
【0009】すなわち、この発明は、低融点ガラスに軟
磁性材料を分散、混合してなり、非結晶性であることを
特徴とする軟磁性ガラス材料である。また、この発明
は、上記構成において、低融点ガラスと軟磁性材料の混
合物中に占める軟磁性材料の体積比が10vol%〜6
0vol%であることを特徴とする軟磁性ガラス材料で
ある。
【0010】低融点ガラス この発明に用いる低融点ガラスとしては、軟化点が35
0℃〜500℃の鉛系ガラスなどが適用でき、特に下記
する組成ならびに重量比の範囲を満足する低融点ガラス
が好ましい。PbO 77.0%〜84.0%、B23
7.0%〜13.0%、ZnO 0.5%〜5.0
%、SiO2 0.5%〜5.0%、Al23 0%〜
5.0%、SnO2 0%〜1.5%、ROの1種また
は2種以上0〜2.0%(但しRはBa,Sr,Ca,
Mgで2種以上を添加する場合はその合計量が0〜2.
0%)、R’2Oの1種または2種以上0〜1.0%
(但しR’はLi,Na,K,Rb,Csで2種以上を
添加する場合はその合計量が0〜1.0%)
【0011】上記組成からなる低融点ガラスは、軟化点
が350℃〜400℃と低く、封着や溶着などの接着用
として用いる際の作業温度が400℃〜500℃と低い
ために作業性が良好であり、また接着対象物に悪影響を
及ぼさない点で優れているとともに、フェライト等の軟
磁性材料との反応性が極めて乏しく、ガラスが結晶化し
ないという特徴を有し、またガラスが低融点であるため
に比較的低温の溶解状態において軟磁性材料を分散、混
合しやすく、さらに低温で分散、混合できるため軟磁性
材料との反応性をより一層抑制することができる。
【0012】以下に好ましい低融点ガラスの組成限定理
由を説明する。主成分であるPbOは、ガラスの軟化点
を著しく下げ、また粘性を下げる効果があるが、77.
0重量%未満では軟化点が高くなって接着温度が高くな
るので好ましくなく、また84.0重量%を越えるとガ
ラス製造時に失透したり接着時の再加熱により結晶化し
たり、また接着時の流動性が悪くなるため、77.0重
量%〜84.0重量%が好ましい範囲である。
【0013】B23はガラスを安定化するためにもちい
るが、7.0重量%未満ではガラス製造時に失透したり
接着時の再加熱により結晶化したり、また接着時の流動
性が悪くなるため好ましくなく、13.0重量%を越え
ると軟化点が高くなって接着温度が高くなるので好まし
くない。よって7.0重量%〜13.0重量%が好まし
い範囲である。
【0014】ZnOはガラスの軟化点を下げるものであ
るが、PbOと同様に0.5重量%未満では軟化点が高
くなり接着温度が高くなるため好ましくなく、5.0重
量%を越えるとガラス製造時に失透したり、接着時の再
加熱により結晶化したり、接着時の流動性が悪くなるの
で、0.5重量%〜5.0重量%が好ましい範囲であ
る。
【0015】SiO2もまたガラスを安定化するもので
あるが、さらに耐酸性の向上に効果があって、0.5重
量%未満ではガラス製造時に失透したり接着時の再加熱
により結晶化するため好ましくなく、5.0重量%を越
えると軟化点が高くなり、流動性が悪くなるので0.5
重量%〜5.0重量%が好ましい範囲である。
【0016】上記の主成分となる組成のほかに、ガラス
の結晶化を抑制するために、Al23、SnO2を添加
することも効果的であるが、Al23、SnO2ともに
多量の添加は融点が高くなり、接着温度が上昇するの
で、Al23は5.0重量%以下、SnO2は1.5重
量%以下を添加することが好ましい。
【0017】また、ガラスの融点や軟化点を下げるため
に、RO(RはBa,Sr,Ca,Mgの1種または2
種以上)、R’2O(R’はLi,Na,K,Rb,C
sの1種または2種以上。)を添加することも効果的で
あるが、RO、R’2Oともに必要以上の含有は、ガラ
ス製造時に失透したり接着時の再加熱により結晶化して
しまうため、ROは2.0重量%以下(2種以上を添加
する場合はその合計量が2.0重量%以下)、R’2
は1.0重量%以下(2種以上を添加する場合はその合
計量が1.0重量%以下)を添加することが好ましい。
【0018】さらに、上記の組成に、CuO,Bi
23,V25,TeO2の添加することは、ガラスの融
点を下げて低温での接着が可能となる効果を有するが、
多量の添加はガラス製造時に失透したり接着時の再加熱
により結晶化したり、また接着時の流動性が悪くなるた
め好ましくない。
【0019】軟磁性材料 この発明に用いる軟磁性材料としては、Ni−Znフェ
ライト、Ni−Cu−Mg−Znフェライト等のスピネ
ル系フェライト、YIG等のガーネット系フェライト、
Ba−Co系六方晶プレーナ型フェライト等が好まし
く、またはそれらに多種の添加物を含む系も有効であ
る。また、上記の軟磁性材料において、フェライト化率
が95%以上のもの、さらに大気中高温安定型であるも
のが特に好ましい。
【0020】この発明に用いる軟磁性材料は、所要組成
のガラスを溶解し、該ガラスが完全に溶融状態にあると
きに分散、混合するが、ガラスとの分散効率を向上させ
るためには軟磁性材料を10μm以下の粉末にして混合
することが好ましく、混合する粉末が10μmを越える
と分散状態が悪くなり、固着時に接着層の厚みにバラツ
キが生じ、均一な接着層を得ることができなくなるばか
りでなく、透磁率も小さくなってしまうので好ましくな
い。
【0021】また、軟磁性材料を分散、混合する際の溶
融温度は、ガラスの組成により種々異なるが、完全にガ
ラスが溶融された状態で行なうことが好ましく、上述し
た好ましい組成の低融点ガラスの場合は約700℃以上
が好ましい。700℃未満ではガラスの粘性が大きく、
軟磁性材料の均一な分散、混合ができなくなることがあ
るためである。
【0022】この発明の軟磁性ガラスにおいて、低融点
ガラスと軟磁性材料の混合比は、溶製後の混合物に占め
る軟磁性材料の体積比が10vol%〜60vol%が
好ましい。すなわち、軟磁性材料の体積比が10vol
%未満では、得られる軟磁性ガラスの透磁率(μ)が小
さくなり、また60vol%を越えると均一な分散、混
合ができなくなり、接着層の厚みにバラツキが生じるた
めである。
【0023】この発明の軟磁性ガラスは、例えば各種デ
バイスに用いる磁気回路を形成する軟磁性磁芯を固着す
る際の接着剤として用いる場合には、軟磁性ガラスを所
定粒度に粉砕して粉末化した後、バインダー、シンナー
等と混合してペースト状態にして使用したり、あるいは
粒状やシート状にして用いることができ、その形状や粉
末化した際の粒度等は使用の目的や用途に応じて適宜選
定するとよく、特に粉末や粒状にする場合には、軟磁性
材料が低融点ガラスに包まれた形態にすることが望まし
い。
【0024】
【作用】この発明の軟磁性ガラスは、低融点ガラスと軟
磁性材料の各々が相互に反応することがない組成及び材
質を種々検討した結果、知見したもので、詳述すると、
PbO 77.0%〜84.0%、B23 7.0%〜
13.0%、ZnO 0.5%〜5.0%、SiO2
0.5%〜5.0%、Al23 0%〜5.0%、Sn
2 0%〜1.5%、ROの1種または2種以上0〜
2.0%(但しRはBa,Sr,Ca,Mgで2種以上
を添加する場合はその合計量が0〜2.0%)、R’2
Oの1種または2種以上0〜1.0%(但しR’はL
i,Na,K,Rb,Csで2種以上を添加する場合は
その合計量が0〜1.0%)からなる組成の低融点ガラ
スは、スピネル系フェライト、ガーネット系フェライ
ト、Ba−Co系六方晶プレーナ型フェライト等の軟磁
性材料との反応性に極めて乏しく、また軟磁性材料自体
も高温まで化学的に安定で、かつ反応性に乏しく、さら
にガラスが低融点であるために比較的低温(700℃程
度)において粘度が低く、軟磁性材料を分散、混合しや
すい状態を実現することが可能であり、さらに低温で分
散、混合できるため、反応性をより一層抑制することが
できるのである。
【0025】すなわち、この発明は、ガラスの結晶化を
招来することなく、かつバラツキがなく均一な接着層を
得ることができる安定なガラス材料を提供できるガラス
組成と軟磁性材料、またその組合せを知見したものであ
る。
【0026】
【実施例】
実施例1 表1の試料番号1〜5に示す組成のガラスに、各々軟磁
性材料としてNi−Znフェライトを体積比で40vo
l%分散、混合させたこの発明の軟磁性ガラスを作製し
た。各々の軟磁性ガラスの特性を表1の試料番号1〜5
に示す。なお、熱膨張係数は測定範囲を30℃〜300
℃、昇温速度を10℃/mimとした時の測定値であ
り、また誘電率、透磁率は測定周波数が10MHzであ
った。
【0027】表1から明らかなように、本発明の軟磁性
ガラスは、ガラスの軟化点が低いことから接着の作業性
が向上し、また熱膨張係数や誘電率も良好であり、特に
透磁率が軟磁性材料を含まない従来のガラス(μ=1)
に比べて格段に高いことから、例えば各種デバイスに用
いる磁気回路を形成する軟磁性磁芯を固着する際の接着
剤に用いた場合においても、磁芯部分に用いる高透磁率
材料が有する本来の特性を十分発揮することができ、デ
バイスの品質を損なうことがない。
【0028】実施例2 ガラス組成が、PbO 83.0wt%、B23
2.0wt%、ZnO4.0wt%、SiO2 0.8
wt%、SnO2 0.2wt%からなり、溶製後の混
合物に占める軟磁性材料としてNi−Znフェライトの
体積比を10vol%、20vol%、30vol%、
50vol%、60vol%に変えた軟磁性ガラスを作
製した。各々の軟磁性ガラスの特性を表1の試料番号6
〜10に示す。なお、熱膨張係数は測定範囲を30℃〜
300℃、昇温速度を10℃/mimとした時の測定値
であり、また誘電率、透磁率は測定周波数が10MHz
であった。
【0029】表1から明らかなように、本発明の軟磁性
ガラスは、軟磁性材料の含有量を増加させることにより
透磁率が一層高くなるにもかかわらず、ガラスの軟化点
はほとんど上昇せず、また熱膨張係数や誘電率も良好で
あった。また、上記の軟磁性ガラスをそれぞれ粉砕して
350mesh以下の粉末となし、該粉末とバインダー
とを混合してペーストを作製し、該ペーストを磁気ヘッ
ドコアのヘッドコア部とバックコア部の接着剤に用いて
磁気ヘッドコアを作製した。
【0030】得られた磁気ヘッドコアの接着層を確認し
たところ、全範囲の軟磁性ガラス層の厚みにバラツキが
なく均一な接着層を有し、かつ接着層による磁気抵抗も
著しく低減されていたが、試料番号10の軟磁性ガラス
については、部分的に軟磁性材料の塊が見られた。
【0031】
【表1】
【0032】
【発明の効果】この発明の軟磁性ガラス材料は、相互に
反応することがない所要組成のガラスと特定量の軟磁性
粉末を分散、混合することにより、例えば各種デバイス
の磁気回路を形成する各々の軟磁性磁芯を固着する際の
接着剤として用いた場合、軟磁性ガラス材料が高透磁率
を有するため、磁気回路の磁気抵抗を著しく低減させて
磁芯部分に用いる高透磁率材料が有する本来の特性を十
分発揮することができ、デバイスの品質を損なうことが
ない。また、相互に反応することがないガラスと軟磁性
粉末を用いるので、ガラスの結晶化を招来することな
く、さらにガラスが低融点であるために比較的低温にお
いて軟磁性材料を十分に分散、混合できるため、バラツ
キがなく均一な接着層を得ることができる。
───────────────────────────────────────────────────── 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 1/34 A

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 低融点ガラスに軟磁性材料を分散、混合
    してなり、非結晶性であることを特徴とする軟磁性ガラ
    ス材料。
  2. 【請求項2】 低融点ガラスと軟磁性材料の混合物中に
    占める軟磁性材料の体積比が10vol%〜60vol
    %であることを特徴とする請求項1記載の軟磁性ガラス
    材料。
JP4270949A 1992-09-14 1992-09-14 軟磁性ガラス材料 Pending JPH0692679A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011079718A (ja) * 2009-10-09 2011-04-21 Nippon Electric Glass Co Ltd ビスマス系非鉛ガラス及び複合材料
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