JPH10101410A

JPH10101410A - フェライト材料

Info

Publication number: JPH10101410A
Application number: JP8258160A
Authority: JP
Inventors: Toshitaka Kuramoto; 俊孝藏本
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1996-09-30
Filing date: 1996-09-30
Publication date: 1998-04-21
Anticipated expiration: 2016-09-30
Also published as: JP3550258B2

Abstract

(57)【要約】【課題】他の特性を維持したまま、温度特性の優れたフ
ェライト材料を得る。【解決手段】酸化物換算で、４５〜５０モル％のＦｅ₂
Ｏ₃と、２８〜３３モル％のＺｎＯと、１２〜１７モル
％のＮｉＯと、３〜８モル％のＣｕＯを主成分とし、こ
れら主成分１００重量部に対し、１．７重量部以下のＣ
ａＯと、０．０５〜０．５重量部のＡｌ₂Ｏ₃を含有す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は温度特性の優れたフ
ェライト材料に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】Ｎｉ−Ｚｎ系のフェライト材料は、イン
ダクター素子のコアとして使用され、特に近年、携帯電
話やノート型パソコン等に広く使用されている。

【０００３】例えば、Ｆｅ₂Ｏ₃−ＺｎＯ−ＮｉＯを主
成分とするＮｉ−Ｚｎ系フェライト材料を用いてフェラ
イトコアを作製し、この巻線部にコイル線を巻回してイ
ンダクター素子としている。

【０００４】このようなインダクター素子は種々な環境
で使用されるが、特に温度に関する環境変化に対する耐
性は重要である。即ち、温度は季節、雰囲気等によって
大きく変化するため、温度変化に対してインダクタンス
Ｌ又は透磁率μが安定したフェライト材料が求められて
いる。

【０００５】

【課題を解決するための手段】ところが、従来、一般的
に用いられるＮｉ−Ｚｎ系フェライトでは、インダクタ
ンスＬ又は透磁率μの温度係数は±５００ｐｐｍ／℃以
上と、温度変化に伴う特性値の変化が大きいものであっ
た。

【０００６】一方、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライトに各種添加
物を加えることによって、特性を高めることも提案され
ているが（特開昭４９−２０９２号、４９−２０９３
号、特公昭５２−２７３５８号公報等参照）、いずれも
上記問題を解決するものではなかった。

【０００７】そこで、本発明は、上記温度係数が±５０
０ｐｐｍ／℃以内であるような温度特性に優れたフェラ
イト材料を得ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明のフェライト材料
は、酸化物換算で、４５〜５０モル％のＦｅ₂Ｏ₃と、
２８〜３３モル％のＺｎＯと、１２〜１７モル％のＮｉ
Ｏと、３〜８モル％のＣｕＯを主成分とし、これら主成
分１００重量部に対して、１．７重量部以下のＣａＯと
０．０５〜０．５重量部のＡｌ₂Ｏ₃を含有することを
特徴とする。

【０００９】即ち、本発明は、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライト
において、主成分の組成比を上記範囲とし、かつＣａＯ
とＡｌ₂Ｏ₃を添加することによって、温度特性に優れ
たフェライト材料を得るようにした。

【００１０】また、本発明は、上記フェライト材料にお
いて、−２０〜２０℃及び２０〜８０℃のそれぞれ温度
範囲における透磁率の温度係数が、±５００ｐｐｍ／℃
以内であることを特徴とする。

【００１１】即ち、本発明では、温度特性を評価する際
に、−２０〜２０℃の低温域及び２０〜８０℃の高温域
のそれぞれの温度範囲における透磁率の温度係数を求
め、これが共に±５００ｐｐｍ／℃以内であるようにす
れば、実用的に優れた温度特性を有することを見出し
た。

【００１２】本発明において、主成分の組成比を上記範
囲とした理由は以下の通りである。Ｆｅ₂Ｏ₃を４５〜
５０モル％としたのは、Ｆｅ₂Ｏ₃が４５モル％未満で
は透磁率μが低下し温度特性が悪くなるためであり、５
０モル％を超えるとＱ値が低下するためである。ＺｎＯ
を２８〜３３モル％としたのは、２８モル％未満では透
磁率μが低下し、３３モル％を超えるとキューリー点が
下がるためである。ＮｉＯを１２〜１７モル％としたの
は、１２モル％未満ではキュリー温度が下がり、１７モ
ル％を超えると透磁率が低下するためである。ＣｕＯを
３〜８モル％としたのは、３モル％未満では焼結性が低
下し、８モル％を超えると焼結体中に液相が生成して粒
成長が起こりやすくなり、Ｑ値が低下してしまうためで
ある。

【００１３】なお、この他にＭｎＯを含むこともできる
が、０．３モル％以下とすることが好ましい。これは、
０．３モル％を超えると焼結体中に液相が生成して粒成
長が起こりやすくなり、Ｑ値が低下してしまうためであ
る。

【００１４】これら主成分に対しＣａＯとＡｌ₂Ｏ₃を
添加することによって、温度特性を向上させる作用を成
す。ここで、上記主成分１００重量部に対し、ＣａＯを
１．７重量部以下としたのは、１．７重量部を超えると
−２０〜２０℃の低温域における温度特性が悪くなるた
めである。また、後述するＡｌ₂Ｏ₃を多く含有させれ
ばＣａＯは含有しなくても良いが、好ましくはＣａＯの
含有量は０．６重量部以上が良い。

【００１５】さらに、Ａｌ₂Ｏ₃を０．０５〜０．５重
量部としたのは、０．０５重量部未満または０．５重量
部を超えると、−２０〜２０℃の低温域及び２０〜８０
℃の高温域における温度特性が悪くなるためである。

【００１６】なお、本発明のフェライト材料は、これら
の成分以外にＳｉＯ₂、ＭｇＯ、Ｋ₂Ｏ、Ｓ等をそれぞ
れ０．１重量部以下の範囲で含んでいても良い。

【００１７】本発明のフェライト材料の製造方法は、上
記範囲となるように主成分の各原料を調合し、振動ミル
等で粉砕混合した後、８００〜９００℃で仮焼し、この
仮焼粉体をボールミルで粉砕した後、所定のバインダー
を加えて造粒し、得られた粉体をプレス成形にて所定形
状に成形し、９５０〜１２５０℃の範囲で焼成すること
によって得られる。

【００１８】また、本発明のフェライト材料は、特にＬ
Ｃ回路等に使用されるインダクター素子用のコアとして
好適に用いることができる。

【００１９】ここでコアとしては、図１（ａ）に示すよ
うなリング状のトロイダルコア１、あるいは図１（ｂ）
に示すようなボビン状コア２とすれば良く、それぞれ巻
き線部１ａ、２ａに巻き線を施すことによって、インダ
クター素子とすることができる。

【００２０】

【実施例】実施例１４８．５モル％のＦｅ₂Ｏ₃と、３０．５モル％のＺｎ
Ｏと、１４．７モル％のＮｉＯと、５．７モル％のＣｕ
Ｏと、０．２４モル％のＭｎＯから成る主成分１００重
量部に対して、Ａｌ₂Ｏ₃とＣａＯの添加量を表１に示
すように種々に変化させて各原料を調合した。

【００２１】得られた原料を振動ミルで混合した後、８
００〜９００℃で仮焼した。この仮焼粉体をボールミル
にて粉砕し、所定のバインダーを加えて造粒した後、圧
縮成形してリング状に成形した。この成形体を１１００
℃で焼成することによって、図１（ａ）に示すトロイダ
ルコア１を得た。なお寸法は、外径１３．０ｍｍ、内径
８．０ｍｍ、厚み２．３ｍｍとした。

【００２２】このトロイダルコア１に線径０．２ｍｍの
被膜銅線を７ターン巻き付けて、ＬＣＲメータ（ＨＰ社
製４２８５Ａ）を用いて、周波数１００ｋＨｚと１．５
ＭＨｚにおいて透磁率μ、ｔａｎδ／μ、及び温度係数
を測定した。温度係数は、−２０〜２０℃の低温域と２
０〜８０℃の高温域のそれぞれの温度範囲にて、透磁率
μの差Δμ、温度差ΔＴとしたとき、温度係数＝Δμ／μ・ΔＴにより求めた。

【００２３】結果は表１に示す通りである。この結果よ
り、Ａｌ₂Ｏ₃、ＣａＯを含有しないか、またはその含
有量が本発明の範囲外のもの（Ｎｏ．１、４、７）では
低温域または高温域のいずれかにおいて温度係数が±５
００ｐｐｍ／℃の範囲外となっている。

【００２４】これに対し、Ａｌ₂Ｏ₃を０．０５〜０．
５重量％、ＣａＯを１．７重量％以下とした本発明の範
囲内のもの（Ｎｏ．２、３、５、６、８）は、透磁率μ
やｔａｎδ／μの特性値を維持したままで、低温域と高
温域の両方で温度係数が±５００ｐｐｍ／℃の範囲内と
なり、温度特性が優れていることがわかる。なお、Ｎ
ｏ．３、５に示すように、ＣａＯの含有量が０％でも温
度係数を本発明の範囲内とすることができるが、Ｎｏ．
２、６、８に示すようにＣａＯを０．６重量％以上含有
することによって、特に低温域での温度特性を向上でき
る。

【００２５】

【表１】

【００２６】実施例２次に、Ｆｅ₂Ｏ₃、ＮｉＯ、ＺｎＯ、ＣｕＯ、ＭｎＯの
主成分を表２に示す組成比となるように調合し、これら
１００重量％に対し、Ａｌ₂Ｏ₃０．２重量部、ＣａＯ
０．６重量部を添加した。

【００２７】これらの原料を用いて、実施例１と同様の
実験を行った。

【００２８】結果は表３に示す通りである。この結果よ
り、主成分の組成比が本発明の範囲外のもの（Ｎｏ．
４、５、８、９、１２、１３、１６、１７、２０）では
低温域または高温域のいずれかにおいて温度係数が±５
００ｐｐｍ／℃の範囲外となっている。

【００２９】これに対し、主成分の組成比が本発明の範
囲内であるもの（Ｎｏ．１〜３、６、７、１０、１１、
１４、１５、１８、１９）は、透磁率μやｔａｎδ／μ
の特性値を維持したままで、低温域と高温域の両方で温
度係数が±５００ｐｐｍ／℃の範囲内となり、温度特性
が優れていることがわかる。

【００３０】

【表２】

【００３１】

【表３】

【００３２】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、酸化物換
算で、４５〜５０モル％のＦｅ₂Ｏ₃と、２８〜３３モ
ル％のＺｎＯと、１２〜１７モル％のＮｉＯと、３〜８
モル％のＣｕＯを主成分とし、これら主成分１００重量
部に対し、１．７重量部以下のＣａＯと、０．０５〜
０．５重量部のＡｌ₂Ｏ₃を含有することによって、他
の特性を維持したまま、温度特性を優れたものとでき
る。

【００３３】また、本発明によれば、上記フェライト材
料における、−２０〜２０℃及び２０〜８０℃のそれぞ
れの温度範囲における透磁率の温度係数を±５００ｐｐ
ｍ／℃以内としたことによって、特に温度特性に優れた
フェライト材料とすることができる。

【００３４】そのため、本発明のフェライト材料を用い
てインダクター素子を形成すれば、温度変化による特性
値の変化が極めて少ない高性能のインダクター素子を提
供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）（ｂ）は本発明のフェライトコアを示す
斜視図である。

【符号の説明】

１：トロイダルコア２：ボビン状コア

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】酸化物換算で、４５〜５０モル％のＦｅ₂
Ｏ₃と、２８〜３３モル％のＺｎＯと、１２〜１７モル
％のＮｉＯと、３〜８モル％のＣｕＯを主成分とし、こ
れら主成分１００重量部に対して、１．７重量部以下の
ＣａＯと０．０５〜０．５重量部のＡｌ₂Ｏ₃を含有す
ることを特徴とするフェライト材料。
【請求項２】−２０〜２０℃及び２０〜８０℃のそれぞ
れの温度範囲における透磁率の温度係数が、±５００ｐ
ｐｍ／℃以内であることを特徴とする請求項１記載のフ
ェライト材料。