KR100302071B1 - Method for preparing soft magnetic ferrite - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A method for preparing soft magnetic ferrite is provided to have a plastic temperature lower than the melting point of Ag by suitably controlling the components and content of start material and additive, as well as to have the electromagnetic properties of permeability;150-270 and Q;220-260 at 500MHz when plasticized for 3 hours at 890 deg.C. CONSTITUTION: The soft magnetic ferrite is prepared by breaking, calcining, forming and plasticizing start material comprising Fe2O3 and MO. The start material consists of Fe2O3 of 49.0-49.6 mol%, NiO of 10.0-12.0 mol%, ZnO of 25.0-28.0 mol% and CuO of 12.0-16.0 mol%. In addition, the start material is calcined and broken, and then at least one selected from a group consisting of CuO of 0.5-5.0 wt.%, SiO2 of 500-1000 ppm, CoO of 0.1-1.0 wt.%, Co2O3 of 0.1-1.0 wt.%, Co3O4 of 0.1-1.0 wt.%, Bi2O3 of 0.3-0.75 wt.%, V2O5 of 0.3-1.0 wt.% and ZnO of 0.5-5.0 wt.% are added to the broken calcination powder.

Description

연자성 페라이트의 제조방법Manufacturing method of soft magnetic ferrite

제1(a)도 및 제1(b)도는 발명예(A) 및 비교예(1)의 주파수 변화에 따른 Q 값의 변화를 나타낸 그래프.1 (a) and 1 (b) are graphs showing the change in Q value according to the frequency change of Inventive Example (A) and Comparative Example (1).

제2(a)도 및 제2(b)도는 발명예(A) 및 비교예(1)의 주파수 변화에 따른 Ls 값 변화를 나타낸 그래프.2 (a) and 2 (b) are graphs showing changes in Ls values according to frequency changes in Inventive Example (A) and Comparative Example (1).

제3도는 본 실시예에 적용된 열처리 곡선.3 is a heat treatment curve applied to this embodiment.

[발명의 목적][Purpose of invention]

[발명이 속하는 기술분야 및 그 분야의 종래기술][Technical field to which the invention belongs and the prior art in that field]

본 발명은 표면실장부품(이하, “SMD”라 한다)의 일종인 칩인덕터에 사용되는 연자성 페라이트의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 1000℃ 이하의 온도에서 소성이 가능할 뿐만 아니라 고주파 대역에서 인덕터용 코일에서 요구되는 높은 Q 값을 갖는 Fe-Ni-Cu-Zn 계 연자성 페라이트의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing soft magnetic ferrite used in a chip inductor, which is a kind of surface mount component (hereinafter referred to as "SMD"), and more specifically, can be fired at a temperature of 1000 ° C or lower, The present invention relates to a method for manufacturing a Fe-Ni-Cu-Zn soft magnetic ferrite having a high Q value required for a coil for an inductor in a band.

최근 전자부품에 있어서 소형 경박화의 일환으로 부품의 SMD 화가 급속히 진행되고 있으며, 그 분야는 콘덴서, 저항, 코일등과 같은 단순부품에서 부터 복합부품에 까지 적용되어 실용화되고 있다.Recently, as part of miniaturization and thinning of electronic components, SMD is rapidly progressing, and its field has been applied to simple parts such as capacitors, resistors, coils, and the like.

이와같은 SMD 전자부품들중, 칩 인덕터는 전자기 회로에서 높은 손실과 우수한 노이즈 제거특성으로 인하여 각종 전자회로에 적용되고 있다. 그 적용분야는 휴대용 전화기, 사무자동화(OA), 마이콤 가전기기, 자동차 콘트롤러, A/V 시스템등으로 그 범위는 매우 광범위하다.Among such SMD electronic components, chip inductors are applied to various electronic circuits due to high loss and excellent noise rejection characteristics in electromagnetic circuits. Applications include cellular phones, office automation (OA), microcomputer appliances, automotive controllers, and A / V systems.

칩인덕터의 구조는 입출력 단자인 양 단자를 연결하는 내부전극이 자성체 내부에서 원형의 자로장을 형성시키는 형태이며, 이때 발생되는 인덕턴스를 이용하여 특정주파수에의 노이즈를 제거한다.The structure of the chip inductor is a form in which internal electrodes connecting both terminals, which are input / output terminals, form a circular magnetic field inside the magnetic material. The inductance generated at this time removes noise at a specific frequency.

상기와 같은 구조를 갖는 칩인덕터는 일반적으로 내부전극으로는 고주파 대역에서 손실이 적은 Ag 페이스트(Paste)를, 외부의 자성체로는 연자성 페라이트를 사용한다. 때문에 칩인덕터를 제품화하여 목적하는 특성을 얻기 위한 최종 단계인 소성은 내부전극인 Ag 페이스트의 손상이 없고 외부의 자성체인 연자성 페라이트가 전자기적 특성을 충분히 발휘할 수 있는 조건에서 행해져야 한다.The chip inductor having the above structure generally uses Ag paste having low loss in the high frequency band as the internal electrode and soft magnetic ferrite as the external magnetic material. Therefore, firing, which is the final step to commercialize the chip inductor and obtain the desired characteristics, should be performed under the condition that the soft magnetic ferrite, which is the external magnetic material, can exhibit the electromagnetic characteristics without damage to the Ag paste, the internal electrode.

즉, 칩인덕터가 목적하는 전자기적 특성을 갖도록 제품화하기 위해서는 내부 전극인 Ag(순도 100%)의 용융점보다 40-50℃ 이하의 온도 범위에서 칩인덕터를 소성해야만 한다는 것이며, 이때 외부의 자성체인 연자성 페라이트 또한 충분한 스피넬화가 진행되어 목적하는 전자기적 특성을 가질 수 있어야만 한다는 것이다.In other words, in order to commercialize the chip inductor to have the desired electromagnetic characteristics, the chip inductor must be fired at a temperature in the range of 40-50 ° C. or lower than the melting point of the internal electrode Ag (100% purity). Magnetic ferrite must also have sufficient spinelization to be able to have the desired electromagnetic properties.

그러나 기존에 개발되거나 제안되어 사용되어지는 연자성 페라이트는 기본 소성온도가 1050-1350℃ 범위이기 때문에 칩인덕터에 사용하였을 경우에는 다음과 같은 문제점이 있어, 칩인덕터에 적용이 곤란하다.However, the soft magnetic ferrite that has been developed or proposed in the past has the following problems when used in the chip inductor because the basic firing temperature is in the range of 1050-1350 ° C., and thus it is difficult to apply to the chip inductor.

소성온도가 1050-1350℃범위인 연자성 페라이트를 사용하여 칩인덕터를 제조할 경우에는 칩인덕터의 최적소성온도범위인 910-920℃ 에서 완전소성이 어려워 내부전극을 Ag-Pd 성분으로 하고 있다. 그리고 내부 전극으로 Ag 만을 단독으로 사용 가능한 경우에는 주파수 대비 전자기적 특성이 낮아 내부전극의 권선수가 증가한다. 뿐만 아니라 고주파수에서 높은 Q 값을 얻기가 어렵다.When the chip inductor is manufactured using soft magnetic ferrite having a firing temperature in the range of 1050-1350 ° C., the internal electrode is made of Ag-Pd because it is difficult to be completely fired at the optimum firing temperature range of the chip inductor at 910-920 ° C. In addition, when only Ag is used as the internal electrode, the number of turns of the internal electrode increases because of low electromagnetic characteristics compared to the frequency. In addition, it is difficult to obtain high Q values at high frequencies.

따라서 Ag의 융점보다 40-50℃ 이하의 온도범위에서 소성 가능한 연자성 페라이트에 대한 연구를 행한 결과, 현재에는 주로 기존의 소성온도가 1050-1350℃ 범위인 연자성 페라이트에 소성 촉진제를 첨가하여 소성온도를 900-950℃ 범위로 낮춘 상태에서 칩인덕터에 적용하여 사용하고 있다.Therefore, as a result of research on soft magnetic ferrite that can be fired at a temperature range of 40-50 ° C. or lower than the melting point of Ag, firing accelerators are mainly added to soft magnetic ferrite having a conventional firing temperature of 1050-1350 ° C. It is applied to chip inductor with the temperature lowered to 900-950 ℃.

그러나 상기와 같이 소성촉진제를 첨가하여 연자성 페라이트의 소성 온도를 낮추게 되면 연자성 페라이트가 가지고 있는 원래의 전자기적 특성이 50-60% 정도(투자율:30-40%, Q:60-70%) 저하되는 단점이 있다. 이는 상기 소성 촉진제가 소성 반응을 촉진시키는 과정에서 부분적인 결정입자의 조대화를 유발하기 때문이다.However, if the firing temperature of the soft magnetic ferrite is lowered by adding the firing accelerator as described above, the original electromagnetic properties of the soft magnetic ferrite are about 50-60% (permeability: 30-40%, Q: 60-70%). There is a disadvantage of deterioration. This is because the calcination promoter causes coarsening of the partial crystal grains in the process of promoting the calcination reaction.

따라서, 소성 촉진제를 첨가하여 소성온도를 낮춘 연자성 페라이트의 경우, 전자기적 특성의 변화가 너무 심하여 그 적용 범위가 극히 제한되고 있다.Therefore, in the case of soft magnetic ferrite in which the firing accelerator is added to lower the firing temperature, the change in the electromagnetic characteristics is too severe, and the application range thereof is extremely limited.

아울러 최근에는 전자부품의 다양화에 따라 동일한 부품들 일지라도 그것이 사용되는 주파수 밴드가 각각 틀리므로 각각의 주파수 밴드에 알맞는 특성을 나타내는 연자성페라이트가 요구되고 있는 추세이다.In addition, in recent years, even if the same components are different according to the diversification of electronic components, the soft magnetic ferrite that shows the characteristics suitable for each frequency band is required.

[발명이 이루고자 하는 기술적 과제][Technical problem to be achieved]

이에, 본 발명자는 상기한 종래 연자성 페라이트의 문제점을 해결하여 저온에서의 소성이 가능할 뿐만 아니라 사용하고자 하는 각각의 주파수 밴드에서 우수한 전자기적 특성을 나타낼 수 있는 연자성 페라이트를 제공하고자 연구와 실험을 행한 결과, 연자성 페라이트의 소성온도 및 전자기적 특성이 각 성분들의 함량 및 조성비, 특히 재료학적으로 각 성분들의 조성비가 0.02몰% 만 틀려도 크게 영향을 받는다는 사실을 확인하고, 이에 근거하여 본 발명을 제안하게 되었다.Accordingly, the present inventors have conducted research and experiments to solve the problems of the conventional soft magnetic ferrites to provide soft magnetic ferrites that can be fired at low temperatures and exhibit excellent electromagnetic characteristics in each frequency band to be used. As a result, it was confirmed that the firing temperature and the electromagnetic characteristics of the soft magnetic ferrite were greatly influenced even if the composition ratio of each component was changed by 0.02 mol%. Proposed.

본 발명은 연자성 페라이트의 출발재료의 성분 및 그 함량, 그리고 첨가제를 적절히 제어하므로서 소성온도가 내부전극인 Ag의 융점보다 낮을 뿐만 아니라 890℃ 에서 3시간 소성시 500KHz의 주파수에서 투자율:150-270, Q:220-260의 전자기적 특성을 갖는 연자성 페라이트를 제조하는 방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.According to the present invention, the firing temperature is lower than the melting point of Ag, an internal electrode, and the magnetic permeability at a frequency of 500 KHz at 890 ° C. for 3 hours by appropriately controlling the components, contents, and additives of the starting material of the soft magnetic ferrite. To provide a method for producing a soft magnetic ferrite having electromagnetic characteristics of Q: 220-260.

[발명의 구성][Configuration of Invention]

본 발명은 철산화물(Fe2O3)과 필요에 따른 금속산화물(MO)로 조성되는 출발 재료를 파쇄, 하소, 파쇄, 성형 및 소성하는 것을 포함하여 이루어지는 연자성 페라이트의 제조방법에 있어서, 상기 출발재료가 Fe2O3:49.0-49.6몰%, NiO:10.0-12.0몰%, ZnO:25.0-28.0몰% 및 CuO:12.0-16.0몰%로 조성되고, 하소하여 파쇄한 후 이 파쇄된 하소분말에 첨가제로 상기 출발재료의 전체중량에 대하여, CuO:0.5-5.0%, SiO2:500-1000ppm, CoO:0.1-1.0%, Co2O3:0.1-1.0%, Co3O4:0.1-1.0%, Bi2O3:0.3-0.75%, V2O5:0.3-1.0% 및 ZnO:0.5-5.0%로 이루어지는 그룹중 선택된 1종 또는 2종 이상을 첨가하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 연자성 페라이트의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing soft magnetic ferrite comprising crushing, calcining, crushing, shaping and firing a starting material composed of iron oxide (Fe 2 O 3 ) and metal oxide (MO) as required. The starting material is composed of Fe 2 O 3 : 49.0-49.6 mol%, NiO: 10.0-12.0 mol%, ZnO: 25.0-28.0 mol% and CuO: 12.0-16.0 mol%, which is calcined by crushing and then the crushed calcined With respect to the total weight of the starting material as an additive to the powder, CuO: 0.5-5.0%, SiO 2 : 500-1000ppm, CoO: 0.1-1.0%, Co 2 O 3 : 0.1-1.0%, Co 3 O 4 : 0.1 -1.0%, Bi 2 O 3 : 0.3-0.75%, V 2 O 5 : 0.3-1.0% and ZnO: 0.5-5.0% of the selected one or more selected from the group consisting of It relates to a method for producing magnetic ferrite.

이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 철산화물(Fe2O3)과 필요에 따른 금속산화물(MO)로 조성되는 출발재료를 상기와 같이 조성함이 바람직하며, 그 이유는 다음과 같다.In order to achieve the above object, in the present invention, it is preferable to prepare a starting material composed of iron oxide (Fe 2 O 3 ) and metal oxide (MO) as needed, and the reason is as follows.

Fe2O3은 연자성 페라이트의 주성분으로서 스피넬(Spinel)격자를 구성하는 모재이며, 이중 Fe+3이온은 결정내의 전자확산을 유도하여 자벽의 이동에 영향을 줄뿐만 아니라 역스피넬 구조를 가짐으로써 강자성을 띄게 하는 역할을 하는 성분으로, 그 함량이 49.0몰%(이하, ‘%’라 한다) 이하일 경우에는 Q 특성이 급격히 저하되는 문제점이 있으며, 49.6% 이상일 경우에는 재료의 경도(hardness)가 저하되는 문제점이 있기 때문에 Fe2O3의 함량은 49.0-49.6%로 제한함이 바람직하다.Fe 2 O 3 is the main component of soft magnetic ferrite, which is composed of spinel lattice. Among these, Fe + 3 ions induce electron diffusion in the crystals, which not only affect the movement of the magnetic wall but also have inverse spinel structure. If the content is 49.0 mol% or less (hereinafter, referred to as '%'), the Q property is sharply deteriorated. If the content is 49.6% or more, the hardness of the material is high. Since there is a problem of deterioration, the content of Fe 2 O 3 is preferably limited to 49.0-49.6%.

NiO는 Fe+3[Ni+2·Fe2 +3O4) 역스피넬 자기모멘트 구조를 형성시킴으로 고주파 특성을 향상시키는 성분으로서, 그 함량이 10.0% 이하일 경우에는 Q 값이 저하되며 소성시 소재의 결정결함인 공극(pore)이 발생되는 문제점이 있으며, 12.0% 이상일 경우에는 Q 밴드의 고주파 이동으로 소성온도의 증가 및 재료의 경도의 급격 증가로 가공성이 저하되는 문제점이 있기 때문에, NiO 의 함량은 10.0-12.0%로 제한 함이 바람직하다.NiO is a component that improves high frequency characteristics by forming Fe +3 (Ni +2 · Fe 2 +3 O 4 ) reverse spinel magnetic moment structure. When the content is less than 10.0%, NiO decreases and Porosity, which is a crystal defect, is generated, and in the case of 12.0% or more, since the workability is deteriorated due to the increase in the firing temperature and the rapid increase in the hardness of the material due to the high frequency movement of the Q band, the NiO content is It is desirable to limit it to 10.0-12.0%.

ZnO는 Fe+3[Zn+2·Fe2 +3O4) 정스피넬 자기 모멘트 구조로써, 그 함량이 25.0%이하일 경우에는 투자율의 감소 및 Q 특성저하의 문제점이 있으며, 28.0% 이상일 경우에는 소성온도 증가 및 Tc 온도저하의 문제점이 있기 때문에, ZnO의 함량은 25.0-28.0%로 제한함이 바람직하다.ZnO is a Fe +3 (Zn +2 · Fe 2 +3 O 4 ) positive spinel magnetic moment structure. When the content is less than 25.0%, ZnO has a problem of decrease of permeability and Q characteristic. Since there is a problem of temperature increase and Tc temperature drop, the content of ZnO is preferably limited to 25.0-28.0%.

CuO는 Fe+3[Cu+2·Fe2 +3O4) 구조로써, 소결을 촉진하는 역할을 하는 성분으로서, 그 함량이 12.0% 이하일 경우에는 소성온도의 상승 및 소결밀도 저하의 문제점이 있으며, 16.0% 이상일 경우에는 입계간 석출등으로 투자율 및 Q 값 저하의 문제점이 있기 때문에, CuO의 함량은 12.0-16.0%로 제한함이 바람직하다.CuO is a Fe +3 [Cu +2 · Fe 2 +3 O 4 ) structure, and is a component that promotes sintering. When the content is 12.0% or less, there is a problem of increasing the firing temperature and decreasing the sintering density. , 16.0% or more, there is a problem of lowering the permeability and Q value due to precipitation between grain boundaries, it is preferable to limit the content of CuO to 12.0-16.0%.

본 발명에서는 출발재료를 상기와 같이 조성한 후, 통상의 방법으로 연자성 페라이트를 제조하게 되는데 이를 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.In the present invention, after the starting material is prepared as described above, soft magnetic ferrite is manufactured by a conventional method, which will be described in more detail.

상기 출발재료와 (순수+볼)간의 무게비를 1:5로 유지한 상태에서 4-5시간 볼밀을 실시하여 분산입도가 0.05-0.1㎛수준이 되도록 한 다음 350-400℃의 건조 오븐에서 수분을 완전히 제거하고 10-2Omm 정도의 크기로 분쇄한다.The ball mill was carried out for 4-5 hours while maintaining the weight ratio between the starting material and (pure + ball) at 1: 5 so that the dispersed particle size was 0.05-0.1 μm and then the water was dried in a drying oven at 350-400 ° C. Remove it completely and grind to the size of 10-20mm.

이와같이 분쇄된 분말을 Al2O3또는 지르콘 주발에 장약한 후 전기로에서 최종 소성(본소성)보다 50-100℃ 정도 낮은 온도에서 자성체의 스피넬화가 80-90% 정도 이루어지도록 산화분위기 하에서 하소한다.The powder pulverized in this way is charged with Al 2 O 3 or zircon, and then calcined under an oxidizing atmosphere such that the spinelation of the magnetic material is performed at a temperature of about 50-100 ° C. lower than the final firing (main firing) in an electric furnace.

하소완료된 자성체를 미반응 산화물의 혼합을 촉진하고 입자크기를 감소시키기 위해 다시 파쇄한다. 이때, 파쇄입도는 0.5-1㎛ 정도가 바람직하다.The calcined magnetic body is crushed again to promote mixing of unreacted oxides and to reduce particle size. At this time, the fracture particle size is preferably about 0.5-1 μm.

상기 파쇄된 분말을 건조하고 체분리하여 입도를 균일화시킨 다음 바인더(결합제)를 첨가하여 과립화하고 성형 및 최종 소성하여 연자성 페라이트를 제조한다.The crushed powder is dried and sieved to equalize the particle size, and then granulated by adding a binder (binder), molded and finally calcined to produce soft magnetic ferrite.

한편, 본발명에서는 연자성 페라이트의 전자기적 특성 및 최종소성시 결정립 입자들간의 반응도를 향상시키기 위하여 하소완료된 분말에 첨가제로 상기 출발재료의 전체중량에 대하여, CuO:0.5-5.0%, SiO2:500-1000ppm, CoO:0.1-1.0%, Co2O3:0.1-1.0%, Co3O4:0.1-1.0%, Bi2O3:0.3-0.75%, V2O5:0.3-1.0% 및 ZnO:0.5-5.0%로 이루어지는 그룹중 선택된 1종 또는 2종 이상을 첨가하여 혼합 분쇄후, 상기한 방법으로 연자성 페라이트를 제조할 수도 있다.On the other hand, in the present invention, in order to improve the electromagnetic properties of the soft magnetic ferrite and the reactivity between the grains in the final firing, as an additive to the calcined powder, CuO: 0.5-5.0%, SiO 2 : 500-1000 ppm, CoO: 0.1-1.0%, Co 2 O 3 : 0.1-1.0%, Co 3 O 4 : 0.1-1.0%, Bi 2 O 3 : 0.3-0.75%, V 2 O 5 : 0.3-1.0% And ZnO: 0.5-5.0% by adding one or two or more selected from the group consisting of, after the mixed grinding, soft magnetic ferrite may be prepared by the above-described method.

상기한 첨가제는 출발재료인 Fe2O3, NiO, CuO 및 ZnO의 화합물이 최종소성 단계에서 결정화될때 결정입자 표면의 반응도를 증가시키는 촉매의 역할을 한다.The additive serves as a catalyst to increase the reactivity of the crystal grain surface when the compounds of the starting materials Fe 2 O 3 , NiO, CuO and ZnO are crystallized in the final firing step.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples.

[실시예 1]Example 1

하기표 1과 같은 조성을 갖도록 출발재료를 정량하였다.Starting materials were quantified to have a composition as shown in Table 1 below.

[표 1]TABLE 1

상기 표 1과 같이 정량된 출발재료를 (순수+볼)과의 무게비를 1:5로 유지한 상태에서 3시간 불밀을 실시하여 분산입도가 0.1-l㎛ 수준이 되도록 습식파쇄 하였다. 이와같이 습식 파쇄되어 혼합된 원료를 200-500℃의 건조오븐에서 수분을 완전히 제거한 후 2-5mm의 크기로 분쇄하여 주발에 장약하고 750℃ 온도의 산화분위기의 전기로에서 3시간 하소시켰다.The starting material quantified as shown in Table 1 was subjected to inconsistency for 3 hours while maintaining the weight ratio with (pure + ball) at 1: 5, and wet crushed to have a dispersion particle size of 0.1-l μm. The wet crushed and mixed raw materials were completely removed from the dry oven at 200-500 ° C., and then crushed to a size of 2-5 mm, charged to the main bowl, and calcined in an electric furnace at an oxidizing atmosphere at a temperature of 750 ° C. for 3 hours.

하소완료된 분말자성체를 습식볼밀하여 0.5-1㎛의 입도로 분쇄하고 건조한 다음 100메쉬의 체로 입도를 균일화시키고 결합제로 5% PVA(poly vinyl alchol) 용액을 8중량% 첨가하여 과립화 시켰다. 이어 과립화된 분말에 성형 윤활제인 스테리아산-Zn 을 첨가하여 5kg/°cm2의 성형압력 및 2.9-3.3g/cc의 성형밀도로 환형트로이달 코아를 성형한 후 제3도와 같은 온도구배를 갖는 전기로에 장입하여 소성하였다.The calcined powder magnetic material was pulverized into a wet ball mill to a particle size of 0.5-1 μm and dried, and then granulated by 100 mesh sieve, and granulated by adding 8% by weight of 5% PVA (poly vinyl alchol) solution as a binder. Then, by adding the molding lubricant steriaic acid-Zn to the granulated powder to form a cyclic troidal core with a molding pressure of 5kg / ° cm 2 and a molding density of 2.9-3.3g / cc, the temperature gradient as shown in FIG. It was charged into an electric furnace having and fired.

상기와 같이 소성이 완료된 시편에 에나멜 동선(0.6PAI)을 20회 권선하여 10KHz-40MHz의 주파수 범위에서 Q 값을 측정하여 제1도에, Ls 값을 측정하여 제2도에 나타내었다.As described above, the enamelled copper wire (0.6PAI) was wound 20 times on the finished specimen as described above, and the Q value was measured in the frequency range of 10KHz-40MHz.

제1도에 나타난 바와같이, 본 발명의 범위를 만족하는 발명예(A)의 경우 200-800KHz의 주파수 대역에서 210-240의 Q 값을 나타냄을 알 수 있다. 이에 반하여 본 발명의 범위를 만족하지 못하는 비교예(1)의 경우 상기 주파수 대역에서 상기한 Q 값을 얻을 수 없음을 알 수 있다.As shown in FIG. 1, in the case of Inventive Example (A) satisfying the scope of the present invention, it can be seen that the Q value of 210-240 is shown in the frequency band of 200-800KHz. On the contrary, in the case of the comparative example (1) which does not satisfy the scope of the present invention, it can be seen that the above Q value cannot be obtained in the frequency band.

또한, 제2도에 나타낸 인덕턴스값인 Ls 값을 이용하여 하기식에 의해 주파수 변화에 따른 투자율을 구하였다.In addition, the permeability according to the frequency change was calculated by the following equation using the Ls value, which is the inductance value shown in FIG.

(여기서, Ls: 인덕턴스값, 1:자로장, A:자로단면적, N:코일권선수, μo:투자율)(Ls: inductance value, 1: magnetic field, A: magnetic cross-section area, N: coil winding player, μ o : permeability)

그 결과, 본 발명의 범위를 만족하는 발명예(A)의 경우, 200-800KMz의 고주파 대역에서 본 발명의 범위를 벗어하는 비교예(1)의 경우에 비하여 상기 주파수 대역에서 우수한 투자율 값을 얻을 수 있음을 알 수 있다.As a result, in the case of Inventive Example (A) satisfying the scope of the present invention, an excellent permeability value was obtained in the frequency band as compared with the case of Comparative Example (1) outside the scope of the present invention in the high frequency band of 200-800KMz. It can be seen that.

[실시예 2]Example 2

최종 소성온도의 변화에 따른 연자성 페라이트의 자기적 특성변화를 확인하기 위해 상기 실시예 1의 발명예(A)의 연자성 페라이트를, 다른 조건은 상기 실시예 1의 조건과 동일하게 유지한채 하기표 2와 같이 소성온도만을 변화시켜가면서 최종 소성한 후 시편에 에나멜동선(0.6PAI)을 20회 권선하여 500KHz의 주파수에서 전자기적 특성을 측정하고 그 결과를 하기표 2에 나타내었다.In order to confirm the change in the magnetic properties of the soft magnetic ferrite according to the change of the final firing temperature, the soft magnetic ferrite of Inventive Example (A) of Example 1 was maintained while keeping the other conditions the same as those of Example 1 As shown in Table 2, after the final firing while only changing the firing temperature, the enamelled copper wire (0.6PAI) was wound 20 times to measure the electromagnetic characteristics at a frequency of 500 KHz and the results are shown in Table 2 below.

[표 2]TABLE 2

상기 표 2 에서 알수있는 바와같이, 소성온도가 내부전극인 Ag 100%의 융점보다 40-50℃ 낮은 범위에 속하는 경우(890, 900℃) Q 값이 240-260, 투자율:150-170의 범위로 목적하는 전자기적 특성값(Q 값 및 투자율) 범위를 만족함에 반하여, 소성온도가 이보다 낮은 경우(870℃)에는 연자성 페라이트의 스피넬화가 충분히 진행되지 못하여 전자기적 특성중 투자율이 열화되고, 소성온도가 높을 경우(950℃)에는 전자기적 특성중 전자기적 특성을 급격히 열화되어 목적하는 Q 값을 얻을 수 없음을 알 수 있다.As can be seen in Table 2, when the firing temperature is in the range of 40-50 ℃ lower than the melting point of Ag 100% of the internal electrode (890, 900 ℃) Q value 240-260, permeability: 150-170 range While the desired electromagnetic characteristic values (Q value and permeability) range are satisfied, when the firing temperature is lower than this (870 ° C), the spinelization of the soft magnetic ferrite does not proceed sufficiently and the permeability of the electromagnetic characteristics deteriorates and When the temperature is high (950 ℃) it can be seen that the electromagnetic Q of the electromagnetic characteristics is rapidly deteriorated to obtain the desired Q value.

[실시예 3]Example 3

첨가제의 첨가에 따른 자기적 특성변화 및 반응도 변화를 확인하기 위하여 상기 실시예 1의 방법으로 제조되는 연자성 페라이트중 발명예(A)를 하소하고 분쇄한 다음, 하기표 3과 같이 첨가제를 첨가하여 본 발명의 연자성 페라이트를 제조한 후, 500KHz에서 전자기적 특성(Q 값 및 투자율)을 측정하고, 그 결과를 하기표 3에 나타내었다.In order to confirm the magnetic property change and the reactivity change according to the addition of the additive, calcining and pulverizing Inventive Example (A) in the soft magnetic ferrite prepared by the method of Example 1, and then adding the additive as shown in Table 3 below. After preparing the soft magnetic ferrite of the present invention, the electromagnetic properties (Q value and permeability) were measured at 500 KHz, and the results are shown in Table 3 below.

[표 3]TABLE 3

상기 표 3에서 알 수 있는 바와같이, 본 발명의 범위를 만족하는 발명예(A1-A4)의 경우 본 발명의 범위를 만족하지 못하는 비교예(1a-1b)의 경우에 비하여 전자기적 특성중 Q 값이 보다 우수함을 알 수 있다.As can be seen from Table 3, in the case of Inventive Examples (A1-A4) satisfying the scope of the present invention, Q of the electromagnetic characteristics compared to the case of Comparative Examples (1a-1b) that do not satisfy the scope of the present invention It can be seen that the value is better.

이와같이 첨가제를 첨가할 경우 그 특성이 보다 우수하게 나타나는 것은 첨가제가 최종소성시 결정입자들간 표면의 반응도를 증가시켜 주는 촉매 역할을 하기 때문으로 추정된다.It is presumed that the better properties when the additive is added are because the additive acts as a catalyst to increase the reactivity of the surface between the crystal grains during final firing.

[발명의 효과][Effects of the Invention]

상술한 바와같이, 본 발명은 연자성 페라이트의 제조시 출발재료의 성분 및 그 함량을 적절히 제어하고 첨가제를 적절히 투입하므로서, 소성온도가 1000℃ 이하이며 칩인덕터에 적용시 내부전극인 Ag의 융점보다 낮은 온도에서의 최종소성이 가능하며, 890℃에서 3시간 소성시 500KHz의 주파수에서 220-260의 Q 값 및 150-270의 투자율 값을 갖는 연자성 페라이트의 제조가 가능하다. 뿐만 아니라 칩인덕터에 적용시 저온소성이 가능하므로 기존의 귀금속(Ag-Pb 합금) 내부전극이 Ag 단독으로 대체됨으로써 제조원가 감소의 효과가 있다.As described above, the present invention controls the components and contents of the starting material in the preparation of the soft magnetic ferrite and injects the additives appropriately, so that the firing temperature is 1000 ° C. or less and the melting point of the internal electrode Ag when applied to the chip inductor. Final firing at low temperatures is possible, and soft magnetic ferrites with Q values of 220-260 and permeability values of 150-270 can be produced at a frequency of 500 KHz for three hours firing at 890 ° C. In addition, since low-temperature firing is possible when applied to a chip inductor, the existing precious metal (Ag-Pb alloy) internal electrode is replaced with Ag alone, thereby reducing the manufacturing cost.

Claims (1)

철산화물(Fe2O3)과 필요에 따른 금속산화물(MO)로 조성되는 출발재료를 파쇄, 하소, 파쇄, 성형 및 소성하는 것을 포함하여 이루어지는 연자성 페라이트의 제조방법에 있어서, 상기 출발재료가 몰%로, Fe2O3:49.0-49.6%, NiO:10.0-12.0%, ZnO:25.0-28.0% 및 CuO:12.0-16.0%로 조성되고, 하소하여 파쇄한 후 이 파쇄된 하소분말에 첨가제로 상기 출발재료의 전체 중량에 대하여 CuO:0.5-5.0%, SiO2:500-1000ppm, CoO:0.1-1.0%, Co2O3:0.1-1.0%, Co3O4:0.1-1.0%, Bi2O3:0.3-0.75%, V2O5:0.3-1.O% 및 ZnO:0.5-5.0%로 이루어지는 그룹중 선택된 1종 또는 2종 이상을 첨가하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 연자성 페라이트의 제조방법.In the method for producing soft magnetic ferrite comprising crushing, calcining, crushing, shaping and firing a starting material composed of iron oxide (Fe 2 O 3 ) and metal oxide (MO) as required, the starting material is In mole%, Fe 2 O 3 : 49.0-49.6%, NiO: 10.0-12.0%, ZnO: 25.0-28.0% and CuO: 12.0-16.0%, calcined and crushed and then added to the crushed calcined powder CuO: 0.5-5.0%, SiO 2 : 500-1000ppm, CoO: 0.1-1.0%, Co 2 O 3 : 0.1-1.0%, Co 3 O 4 : 0.1-1.0%, based on the total weight of the starting material Soft magnetic ferrite characterized by adding one or two or more selected from the group consisting of Bi 2 O 3 : 0.3-0.75%, V 2 O 5 : 0.3-1.O% and ZnO: 0.5-5.0% Manufacturing method.
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