KR20020064653A

KR20020064653A - 페라이트 재료

Info

Publication number: KR20020064653A
Application number: KR1020017016338A
Authority: KR
Inventors: 아오키다쿠야; 이토고; 사쿠라이분고; 다카하시유키오; 시마자키다츠야; 우메다히데노부; 오오이아키노리
Original assignee: 티디케이가부시기가이샤
Priority date: 2000-08-21
Filing date: 2001-08-03
Publication date: 2002-08-09
Also published as: DE60137550D1; WO2002016268A1; CN1196651C; TW538018B; CN1269766C; DE60129568T2; CN1388794A; HK1055287A1; DE60134683D1; US6736990B2; CN1537824A; KR100455510B1; EP1314697A1; EP1314697A4; US20020175311A1; EP1314697B1; EP1666422B1; EP1666421B1; DE60129568D1; EP1666421A1

Abstract

주성분으로서 소정량의 산화철, 산화구리, 산화아연, 및 산화니켈을 함유하는 NiCuZn계의 페라이트재료이고, 부성분으로서, 소정량의 산화비스무트, 산화규소, 산화마그네슘, 산화코발트를 함유하도록 구성하고 있으므로, 매우 온도특성이 양호(온도변화에 대한 투자율의 변화율이 작다)하고, 품질계수Q가 높고, 고강도의 NiCuZn계 페라이트재료를 제공할 수가 있다.

Description

페라이트 재료{FERRITE MATERIAL}

(1) 근래, 텔레비전, 비디오레코더, 이동체 통신기 등의 분야에서, 수지 몰드타입의 칩 인덕터나 고정코일 등의 부품의 수요가 급속히 확대되고 있다. 이러한분야에 있어서의 제품에는, 소형, 경량, 고정밀도 등의 기능이 요구되고, 이것에 수반하여 상기 부품에 대한, 협공차화(狹公差化)·고신뢰성화에 대한 요구가 커지고 있다.

그런데 이들 부품의 코어 재료에는, 일반적으로 페라이트가 사용되고 있다. 수지 몰드타입의 인덕터 부품에서는, 수지몰드에 의하여 코어에 압축응력이 생기고, 이 압축응력의 값에 따라서, 페라이트는, 인덕턴스값이 변화한다. 따라서, 수지 몰드타입의 인덕터 부품에서는, 인덕턴스 공차가 작은 고품질의 부품을 얻는 것이 곤란해진다.

이 때문에, 외력이 가해진 경우 인덕턴스 변화가 작은, 즉, 항응력 특성이 양호한 페라이트가 요망되고 있다. 또, 인덕턴스 부품을 이용하는 기기의 신뢰성을 높게 하기 위해서는, 인덕턴스 부품 자체의 신뢰성을 높이는 것, 구체적으로는, 인덕턴스 부품에 이용하는 페라이트 온도특성을 작게 하는 것이 중요하다.

이와 같은 요구에 따라서, 종래부터 이 분야에 있어서의 각종　개량 기술의 제안이 이루어지고 있다. 즉, 특개평 5-326243호 공보에는, Co₃O₄를 0.05∼0.60wt%, Bi₂O₃을 0.5∼2wt%, SiO₂와 SnO₂의 합계량을 0.10∼2.00wt% 첨가한 NiCuZn계 페라이트의 제안이 이루어지고 있다. 그러나 이것은, ZnO의 함유량이 적기때문에 200이상의 높은 초기 투자율을 얻을 수 없다.

또, JP특허 제267916호 공보에는, Co₃O₄를 0.05∼0.60wt%, Bi₂O₃을 3∼5wt%, SiO₂를 0.10∼2.00wt% 첨가한 NiCuZn계 페라이트의 제안이 이루어지고 있다. 그러나, 이것에 있어서도 역시, ZnO의 함유량이 적기 때문에 200 이상의 높은 초기 투자율을 얻을 수 없다.

또, 특개평 1-103953호 공보에는, Bi₂O₃을 0.05∼2wt%, SiO₂를 0∼1wt% 첨가함과 동시에, MgO나 Mn산화물을 첨가한 NiZn계 페라이트의 제안이 이루어지고 있다. 이것은, 내열 충격성의 개선은 보이지만, 온도 특성이 충분하다고는 할 수 없다.

또, 특개평 1-228108호 공보에는, 응력 완화 구조를 구성시키기 위해서 SiO₂를 0.03wt%이하, MnO를 0.1wt%이하, Bi₂O₃을 0.1wt%이하, MgO를 0.1wt%이하 첨가한 NiCuZn계 페라이트의 제안이 이루어지고 있다. 그러나, 이것은, Bi₂O₃의 첨가량이 적기 때문에 항응력 특성이 충분하다고는 할 수 없다.

또, 특개평 8-325056호 공보에는, 하중이 가해졌을 때의 인덕턴스의 변동을 매우 작게 하고 게다가 고주파에서의 Q값을 높게 하기 위해, 첨가 조성으로서 CoO, Bi₂O₃, SiO₂를 첨가한 Ni-Zn계 페라이트 재료가 개시되어 있다.

그러나, 당해 공보에 개시된 실시예에 보이는 바와 같이, 그 실시예의 주 조성은, 본원 발명의 주 조성범위를 벗어나 있고, 또, 첨가 조성으로서 본원의 MgO를 함유하는 것이 아니다. 그 때문에, 품질 계수Q의 값이 낮아져 버리는 경향이 있다.

또, 종래의 Bi₂O₃을 첨가한 초기 투자율이 높은 NiCuZn 페라이트에 있어서는 입경이 크기 때문에, 저온도계수에서 Q가 높고 고강도의 페라이트 부품을 얻을 수가 없었다.

(2) 상술한 바와 같이, 근래, 텔레비전, 비디오레코더, 이동체 통신기 등의 분야에서, 수지 몰드타입의 칩 인덕터나 고정코일 등의 부품의 수요가 급속히 확대되고 있다. 이와 같은 분야에 있어서의 제품에는, 소형, 경량, 고정밀도 등의 기능이 요구되고, 이것에 수반하여 상기 부품에 대한, 협공차화·고신뢰성화에 대한 요구가 커지고 있다.

그런데 이들 부품의 코어 재료에는, 일반적으로 페라이트가 사용되고 있다. 수지 몰드타입의 인덕터 부품에서는, 수지 몰드에 의하여 코어에 압축응력이 생기고, 이 압축응력의 값에 따라서, 페라이트는, 인덕턴스값이 변화한다. 따라서, 수지 몰드타입의 인덕터 부품에서는, 인덕턴스 공차가 작은 고품질의 부품을 얻는 것이 곤란해진다.

이러한 요구에 따라서, 종래부터 이 분야에 있어서의 각종 개량 기술의 제안이 이루어지고 있다. 즉, 특개평 5-326243호 공보에는, Co₃O₄를 0.05∼0.60wt%, Bi₂O₃을 0.5∼2wt%, SiO₂와 SnO₂의 합계량을 0.10∼2.00wt% 첨가한 NiCuZn계 페라이트의 제안이 이루어지고 있다. 그러나 이것은, 항응력특성의 개선은 보이지만, Q가낮고, 온도 특성도 충분하다고는 할 수 없다.

또, JP특허 제267916호 공보에는, Co₃O₄를 0.05∼0.60wt%, Bi₂O₃을 3∼5wt%, SiO₂를 0.10∼2.00wt% 첨가한 NiCuZn계 페라이트의 제안이 이루어지고 있다. 그러나, 이것에 있어서도 역시, 온도 특성은 충분하다고는 할 수 없고 품질 계수Q의 값도 낮다.

또, 특개평 1-103953호 공보에는, Bi₂O₃을 0.05∼2wt%, SiO₂를 0∼1wt% 첨가함과 동시에, MgO나 Mn 산화물을 첨가한 NiZn계 페라이트의 제안이 이루어지고 있다. 이것은, 내열 충격성의 개선은 보이지만, 역시 온도 특성이 충분하다고는 할 수 없고 품질 계수Q의 값도 낮다.

또, 특개평 1-228108호 공보에는, 응력완화구조를 구성시키기 위해서 SiO₂를 0.03wt%이하, MnO를 0.1wt%이하, Bi₂O₃를 0.1wt%이하, MgO를 0.1wt%이하 첨가한 NiCuZn계 페라이트의 제안이 이루어지고 있다. 그러나, 이것은, Bi₂O₃의 첨가량이 적기 때문에 강도를 충분히 취할 수 없고, 또, 충분한 온도 특성을 얻을 수 없다.

또, 특개평 8-325056호 공보에는, 하중이 가해졌을 때의 인덕턴스의 변동을 매우 작게 하고 게다가 고주파에서의 Q값을 높게 하기 위해서, 첨가 조성으로서 CoO, Bi₂O₃, SiO₂를 첨가한 Ni-Zn계 페라이트 재료가 개시되어 있다.

그러나, 당해 공보에 개시된 실시예에 보여지듯이, 그 실시예의 주 조성은, 본원 발명의 주 조성범위를 벗어나 있고, 또, 첨가 조성으로서 본원의 MgO를 함유하는 것은 아니다. 그 때문에, 품질 계수Q의 값이 낮아져 버리는 경향이 있다.

(3) 니켈계의 페라이트 재료(예를 들면, NiCuZn계 페라이트, NiCu계 페라이트, Ni계 페라이트)는, 인덕터 소자로서 널리 사용되고 있다. 한편, 근래의 정보통신분야나 고주파분야의 급속한 전개 중에서, 수지 몰드타입의 인덕터 소자 등에 대한 성능 향상의 요청이 높아지고 있다.

수지 몰드타입의 인덕터 소자에서는, 페라이트 재료를 수지로 몰드하지만, 수지 경화시에 페라이트 재료에 압축 응력이 가해진다. 페라이트 재료는 압축 응력의 크기에 따라서 인덕턴스 값이 변화하기 때문에, 수지몰드 타입의 인덕터 소자에서는, 압축 응력에 대하여 인덕턴스 변화가 적은, 항 응력 특성이 우수한 페라이트 재료가 요망되고 있다. 또, 인덕터 소자의 성능 향상에 있어서는, 온도 변동에 따른 투자율 변화가 완만한 것, 품질 계수인　Q값이 사용 주파수 대역에서 큰 것이 요망된다.

이러한 요구에 따르기 위해서, 특허 제2679716호 공보, 특개평 5-326243호 공보 등에는, 산화 코발트, 산화 비스무트, 산화 규소를 첨가한 NiCuZn계 페라이트 재료가 개시되어 있다. 또, 특개평 1-103953호 공보에는, 산화 비스무트와 산화 규소를 첨가하여 내열 충격성을 향상시킨 NiZn계 페라이트 재료가 개시되고, 특개평 1-228108호 공보에는, 산화규소, 산화망간, 산화 비스무트, 산화 마그네슘을 첨가하여 응력 완화구조를 구비한 NiCuZn계 페라이트 재료가 개시되어 있다. 또한, 특개평 4-323806호 공보에는, 결정조직의 평균입경이 20∼60㎛인　내열충격 페라이트 재료가 개시되고, 특개평 8-325056호 공보에는, 산화규소를 2.1∼10.0중량% 첨가한NiCuZn계 페라이트 재료가 개시되어 있다.

그러나, 상기의 특허 제2679716호 공보 및 특개평 5-326243호 공보에 개시되는 NiCuZn계 페라이트 재료는, 산화아연 함유량이 2∼30몰%로 적기때문에, 높은 초기 투자율μi를 얻을 수 없는 것이었다. 또, 특개평 1-103953호 공보에 개시되는 NiZn계 페라이트 재료는, 산화 코발트의 첨가가 없기 때문에, 온도 변동에 따른 투자율 변화가 큰 것이고, 특개평 1-228108호 공보에 개시되는 NiCuZn계 페라이트 재료는, 산화 비스무트의 첨가량이 0.1중량% 이하로 적기때문에, 항응력특성이 충분한 것은 아니었다. 또한, 특개평 4-323806호 공보에 개시된 내열충격 페라이트 재료는, 결정 조직의 평균 입경이 20∼60㎛으로 크기때문에, 온도변동에 따른 투자율 변화가 큰 것이고, 특개평 8-325056호 공보에 개시되는 NiCuZn계 페라이트 재료는, 산화규소의 첨가량이 많기 때문에, 온도변동에 따른 투자율 변화가 큰 것이었다.

이 때문에, 높은 초기 투자율을 가지며, 항응력 특성이 뛰어나고, 온도 계수의 절대값이 낮은 페라이트 재료가 요망되고 있다.

본 발명의 제1그룹 발명은, 초기 투자율 μi≥ 200의 특성을 구비하여 이루어지는 NiCuZn계 페라이트 재료에 관한 것으로, 특히, 온도 특성이 양호하며, 품질 계수Q가 높고, 고강도인 특성이 얻어지는 페라이트 재료에 관한 것이다. 본 발명의 페라이트 재료는, 예를 들면, 수지 몰드타입의 페라이트 부품 등에 적합하게 사용할 수 있다.

또, 본 발명의 제2그룹 발명은, 초기 투자율 μi≤100의 특성을 구비하여 이루어지는 NiCuZn계 페라이트 재료에 관한 것으로, 특히, 온도 특성이 양호하며, 품질 계수Q가 높고, 고강도의 특성이 얻어지는 페라이트 재료에 관한 것이다. 본 발명의 페라이트 재료는, 예를 들면, 수지 몰드타입의 페라이트 부품 등에 적합하게 사용할 수 있다.

또, 본 발명의 제3그룹 발명은, 상기와 같이, NiCuZn계 페라이트 재료에 관한 것으로, 특히 수지 몰드타입의 페라이트 부품에 사용되는 페라이트 재료에 관한 것이다.

(발명의 개시)

이와 같은 상기 각각의 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해서 본 발명은 창안된 것이다.

즉, 상기(1)의 종래 기술의 문제에 대응하여, 본 발명의 제1그룹발명은 창안된 것으로서, 그 목적은, 상기(1)의 문제점을 해결하고, 200이상의 높은 초기 투자율을 가지면서 온도 특성이 양호하고, 품질 계수Q 값이 높고, 고강도인 NiCuZn계페라이트 재료를 제공하는 것에 있다.

이와 같은 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은, 주성분으로서 산화철을 Fe₂O₃환산으로 47.0∼50.0몰%, 산화망간을 Mn₂O₃환산으로 0.3∼1.5몰%, 산화구리를 CuO환산으로 2.0∼8.0몰%, 산화 아연을 ZnO 환산으로 30.1∼33.0몰%, 산화니켈(NiO)이 잔부 몰% 함유되어 구성되는 NiCuZn계의 페라이트 재료로서, 이 주성분에 대하여, 산화 비스무트가 Bi₂O₃환산으로 0.5∼6.0중량%, 산화 규소가 SiO₂환산으로 0.1∼2.0중량%, 산화 마그네슘이 MgO 환산으로 0.05∼1.0중량% 첨가되어 이루어지도록 구성된다.

또, 본 발명은, 주성분으로서 산화철이 Fe₂O₃환산으로 47.0∼50.0몰%, 산화망간이 Mn₂O₃환산으로 0.3∼1.5몰%, 산화구리가 CuO환산으로 2.0∼8.0몰%, 산화아연이 ZnO환산으로 30.1∼33.0몰%, 산화니켈(NiO)이 잔부 몰% 함유되어 구성되는 NiCuZn계의 페라이트 재료로서, 이 주성분에 대하여, 산화 비스무트가 Bi₂O₃환산으로 0.5∼6.0중량%, 활석(talc)이 0.15∼3.2중량% 첨가되어 이루어지도록 구성된다.

또, 본 발명은, 초기 투자율 μi≥ 200의 특성을 구비하여 이루어지도록 구성된다.

또, 상기(2)의 종래 기술의 문제에 대응하여, 본 발명의 제2그룹 발명은 창안된 것으로서, 그 목적은, 상기(2)의 문제점을 해결하고, 외력이 가해져도 인덕턴스 변화가 매우 작고 항응력 특성이 우수하며, 게다가 온도 특성이 작고, 또한 품질 계수Q 값이 우수한 NiCuZn계 페라이트 재료를 제공하는 것에 있다.

이와 같은 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은, 주성분으로서 산화철을 Fe₂O₃환산으로 47.0∼50.0몰%, 산화망간을 Mn₂O₃환산으로 0.01∼3.0몰%, 산화구리를 CuO환산으로 0.5∼4.9몰%, 산화아연을 ZnO환산으로 1.0∼23.0몰%, 산화니켈을 NiO 환산으로 잔부 몰% 함유되어 구성되는 NiCuZn계의 페라이트 재료로서, 이 주성분에 대하여, 산화 코발트를 CoO 환산으로 0.02∼1.0중량%, 산화 비스무트를 Bi₂O₃환산으로 0.5∼10.0중량%, 산화 규소를 SiO₂환산으로 0.1∼2.0중량%, 산화 마그네슘을 MgO 환산으로 0.05∼1.0중량% 첨가되어 이루어지도록 구성된다.

또, 본 발명은, 주성분으로서 산화철을 Fe₂O₃환산으로 47.0∼50.0몰%, 산화망간을 Mn₂O₃환산으로 0.01∼3.0몰%, 산화구리를 CuO환산으로 0.5∼4.9몰%, 산화아연을 ZnO 환산으로 1.0∼23.0몰%, 산화니켈을 NiO 환산으로 잔부 몰% 함유되어 구성되는 NiCuZn계의 페라이트 재료로서, 이 주성분에 대하여, 산화 코발트를 CoO 환산으로 0.02∼1.0중량%, 산화 비스무트를 Bi₂O₃환산으로 0.5∼10.0중량%, 활석(talc)이 0.15∼3.2중량% 첨가되어 이루어지도록 구성된다.

또, 본 발명은, 초기 투자율 μi≤100의 특성을 구비하여 이루어지도록 구성된다.

또, 상기(3)의 종래 기술의 문제에 대응하여, 본 발명의 제3그룹 발명은 창안된 것으로서, 그 목적은, 높은 초기 투자율을 가지며, 항응력 특성이 우수하여압축응력에 대한 인덕턴스 변화가 적고, 투자율의 온도 변화가 완만하며, 동시에, 저렴한 페라이트 재료를 제공하는 것에 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 페라이트 재료는, 산화철, 산화구리, 산화아연 및 산화니켈을 주성분으로 하는 페라이트 재료로서, 산화철의 함유량이 Fe₂O₃환산으로 46.0∼49.0몰%의 범위, 산화구리의 함유량이 CuO 환산으로 4.0∼11.0몰%의 범위, 산화 아연의 함유량이 ZnO 환산으로 30.1∼33.0몰%의 범위, 및, 잔부 산화 니켈을 함유하고, 주성분에 대하여 부성분으로서 산화 코발트를 CoO 환산으로 0.005∼0.03중량%의 범위, 산화 비스무트를 Bi₂O₃환산으로 0.1∼0.5중량%의 범위, 산화규소를 SiO₂환산으로 0.1∼0.6중량%의 범위, 산화 마그네슘을 MgO환산으로 0.05∼1.0중량%의 범위로 함유하는 구성으로 하였다.

또, 본 발명의 페라이트 재료는, 산화철, 산화구리, 산화아연 및 산화니켈을 주성분으로 하는 페라이트 재료로서, 산화철의 함유량이 Fe₂O₃환산으로 46.0∼49.0몰%의 범위, 산화구리의 함유량이 CuO 환산으로 4.0∼11.0몰%의 범위, 산화아연의 함유량이 ZnO 환산으로 30.1∼33.0몰%의 범위, 및, 잔부 산화니켈을 함유하고, 주성분에 대하여 부성분으로서 산화코발트를 CoO 환산으로 0.005∼0.03중량%의 범위, 산화 비스무트를 Bi₂O₃환산으로 0.1∼0.5중량%의 범위, 활석을 0.1∼2.0중량%의 범위로 함유하는 구성으로 하였다.

그리고, 상기 페라이트 재료는, 주파수 100kHz에 있어서의 초기 투자율이200 이상인 구성으로 하였다.

또, 상기 페라이트 재료는, 초기 투자율의 상대온도 계수가 ±5(ppm/℃)이내인　구성으로 하였다.

또한, 상기 페라이트 재료는, 98MPa의 압력으로 가압했을 때의 인덕턴스의 변화율이 ±5%이내인　구성으로 하였다.

(발명을 실시하기위한 최량의 형태)

이하, 본 발명의 실시 형태에 관하여 상세히 설명한다.

(1)제1발명 그룹의 발명에 관한 설명

이하, 본 발명의 페라이트 재료에 관하여 상세히 설명한다. 본 발명의 페라이트 재료는, NiCuZn계의 페라이트 재료로서, 그 실질적인 주성분은, 산화철을 Fe₂O₃환산으로 47.0∼50.0몰%(특히 바람직하게는, 47.5∼49.5몰%), 산화 망간을 Mn₂O₃환산으로 0.3∼1.5몰%(특히 바람직하게는, 0.3∼1.2몰%), 산화구리를 CuO환산으로 2.0∼8.0몰%(특히 바람직하게는, 3.0∼7.0몰%), 산화아연을 ZnO 환산으로 30.1∼33.0몰%(특히 바람직하게는, 30.1∼32.0몰%), 산화 니켈을 NiO 환산으로 잔부 몰%함유되어 구성된다.

또한 본 발명의 페라이트 재료에 있어서는, 이와 같은 주성분에 대하여, 산화 비스무트를 Bi₂O₃환산으로 0.5∼6.0중량%(특히 바람직하게는, 0.5∼5.0중량%), 산화규소를 SiO₂환산으로 0.1∼2.0중량%(특히 바람직하게는, 0.15∼1.5중량%), 산화망간을 MgO 환산으로 0.05∼1.0중량%(특히 바람직하게는, 0.05∼0.8중량%)첨가된다.

활석은, 소결성분으로서 Si와 Mg를 일정한 비율로 함유하여 이루어지기때문에, 상기의 SiO₂와 MgO의 첨가를 활석으로 치환할 수가 있다. 그 경우, 상기의 SiO₂와 MgO의 첨가의 첨가량 범위를 만족시키기 위해서는, 활석이 0.15∼3.2중량% 첨가된다.

상기의 조성 범위에 있어서 Fe₂O₃이 47몰% 미만이 되면, 초기 투자율이 낮아진다는 문제가 생기고, 또, Fe₂O₃이 50.0몰%을 초과하면, 품질계수Q가 저하되어 버린다는 문제가 생긴다. Mn₂O₃이 0.3몰% 미만이 되면 초기 투자율이 낮아진다는 문제가 생기고, 또, Mn₂O₃이 1.5몰%을 초과하면, 품질계수Q가 저하되어 버린다는 문제가 생긴다. CuO가 2.0몰%미만이 되면 초기 투자율이 낮아진다는 문제가 생기고, 또, CuO가 8.0몰%을 초과하면, 품질 계수Q가 저하되어 버린다는 문제가 생긴다.

ZnO가 30.1몰% 미만이 되면 초기 투자율이 낮아진다는 문제가 생기고, 또, 33.0몰%을 초과하면 퀴리점이 낮아진다는 문제가 생기는 경향이 있다.

Bi₂O₃이 0.5중량% 미만이 되면 소결밀도가 낮아지기 때문에 소결체의 강도가 작아진다는 문제가 생기고, Bi₂O₃이 6.0중량%을 초과하면, 품질계수Q가 낮아지는 경향이 있다.

SiO₂가 0.1중량% 미만이 되면, 품질 계수Q의 값이 저하되는 경향이 있다.또, SiO₂가 2.0중량%을 초과하면, 초기 투자율이 낮아져 버리는 경향이 있다.

MgO가 0.05중량% 미만이 되면 품질 계수Q의 값이 저하되는 경향이 있다.

또, MgO가 2.0중량%을 초과하면 초기 투자율이 낮아져 버리는 경향이 있다.

상기 SiO₂와 MgO를 활석으로 치환하여 언급하면, 활석의 함유량이 0.15중량%미만이 되면, 품질 계수Q의 값이 저하되는 경향이 있고, 또, 3.2중량%을 초과하면, 초기 투자율이 낮아져 버리는 경향이 있다.

본 발명에 있어서는, 상기 주성분에 대하여, 또한 CoO를 첨가 성분으로서, 0.02∼0.6중량% 첨가할 수가 있다. 특히 바람직하게는, 0.05∼0.5중량% 첨가된다. CoO는, 주로, 품질 계수Q의 향상을 목적으로 첨가되지만, 첨가량이 너무 많아져서 0.6중량%를 초과하면 초기 투자율이 저하되어 버린다.

이와 같은 본 발명의 NiCuZn계 페라이트 재료는, 초기 투자율 μi가 200이상의 특성을 구비하여 이루어지는 페라이트 재료에 관한 것으로, 예를 들면, 주로, 0.1∼2.0MHz대에 있어서, 높은 Q가 필요한 동조용 코일 등 용도에 적합하게 사용된다.

본 발명의 페라이트 재료는, 예를 들면, 소정 형상의 코어재로 성형 가공되고, 필요한 권선이 감겨진 후, 수지몰드(수지피복)되고, 고정 인덕터, 칩 인덕터 등으로서 사용된다. 이들은, 예를 들면, 텔레비전, 비디오레코더, 휴대 전화나 자동차 전화 등의 이동체 통신기 등의 각종 전자 기기로서 사용된다. 코어의 형상은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면, 외경, 길이, 모두 2mm 이하의 드럼형코어를 예시할 수 있다.

몰드재(피복재)로서 사용되는 수지로서는, 열가소성이나 열경화성 수지를 예시할 수 있다. 보다 구체적으로는, 폴리올레핀, 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리카보네이트, 폴리우레탄, 페놀수지, 요소수지, 에폭시수지 등을 예시할 수 있다. 몰드재를 몰드하는 구체적 수단으로서는, 딥, 도포, 분사 등을 이용할 수가 있다. 나아가서는, 사출성형, 캐스팅성형 등을 이용하여도 좋다.

본 발명의 페라이트 재료를 이용한 칩 인덕터의 구성을 예시하면, 당해 칩 인덕터는, 예를 들면, 본 발명의 페라이트 재료를 이용하여 양단에 직경이 큰 칼라를 구비하는 원통체 형상으로 성형한 코어와, 이 코어의 통부에 감겨진 권선과, 이 권선의 단부와 외부 전기회로를 접속하고, 또한 코어를 수지내에 고정하기 위한 코어 양단에 배치된 단자 전극과, 이들의 외부를 덮도록 형성된 몰드 수지를 구비하여 구성된다.

다음에, 본 발명의 페라이트 재료를 이용한 페라이트의 제조 방법의 일례에 관하여 설명한다.

우선, 주성분의 원료와 첨가물의 원료가 본 발명의 소정 범위내가 되도록 소정량 배합하여 혼합물로 한다.

이어서, 혼합물을 가소성(假燒成)한다. 가소성은 산화성 분위기 중, 예를 들면, 공기중에서 행하여진다. 가소성온도는, 800∼1000℃, 가소성시간은 1∼3시간으로 하는 것이 바람직하다. 이어서, 얻어진 가소성물을 볼 밀 등에 의하여 소정의 크기로 분쇄한다. 또한, 이 분쇄시에, 첨가물의 원료를 첨가하여 혼합하도록 하여도 좋다. 또, 첨가물의 원료는, 가소성 전에 그 일부를 첨가하고, 잔부를 가소성 후에 첨가하도록 하여도 좋다.

가소성물을 분쇄한 후, 예를 들면 폴리비닐 알코올 등의 적당한 바인더를 적당량 첨가하여, 소망하는 형상으로 성형한다.

이어서, 성형체를 소성한다. 소성은, 산화성 분위기 중, 통상은, 공기중에서 행하여진다. 소성 온도는 950∼1100℃ 정도이고, 소성시간은 2∼5시간 정도가 된다.

이하, 구체적 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.

(실험예 Ｉ)

주성분으로서 Fe₂O₃, Mn₂O₃, NiO, CuO, 및 ZnO；첨가 성분으로서 CoO(필요에 따라서 첨가), Bi₂O₃, 및 활석, 또는 활석 대신에 SiO₂, 및 MgO를 하기 표1에 나타낸 바와 같이 소정량 배합한 후, 볼 밀로 16시간정도 혼합하였다. 또한, 표1에 있어서의 첨가성분은 주성분에 대한 중량% 표시이다.

또한 이들의 혼합분말을 공기중 900℃에서 2시간 가소성한 후, 볼 밀로 16시간, 혼합 분쇄하였다. 얻어진 페라이트분말에 6% 폴리비닐알코올 용액을 10중량% 첨가하고, 입자로 만들어, 98MPa의 압력으로 가압 성형하여 치수가 50mm×5mm×4mm의 각형 성형체와, 외경 20mm, 내경 10mm, 높이 5mm의 통형상체를, 각각 성형하였다. 이와 같이 성형한 성형체를 대기중에서 소성온도 1080℃에서 2시간 소성하고,페라이트로 이루어지는 각형 코어 샘플 및 토로이달 코어 샘플을 얻었다.

이들의 각 샘플에 관하여, (1)상대 온도 계수(αμir), (2)100kHz에 있어서의 초기 투자율(μi), (3)500kHz에 있어서의 Q값, 및 (4)소결체의 강도를 측정하였다.

또한, 상기(1)∼(4)의 측정은 이하의 요령으로 행하였다.

(1)상대 온도 계수(αμir), 및 (2)100kHz에 있어서의 초기 투자율(μi)

토로이달 코어 샘플에 와이어를 20회 감은 후, LCR미터로 인덕턴스값 등을 측정하고, -20℃∼＋60℃에 있어서의 상대 온도 계수(αμir) 및 100kHz에 있어서의 초기 투자율(μi)을 구하였다.

상대 온도 계수(αμir)는, 2점의 온도간에서의 초기 투자율의 변화율을 나타내는 값으로, 예를 들면, 온도T₁일 때의 초기 투자율을 μi₁으로 하고, 온도 T₂일 때의 초기 투자율을 μi₂로 했을 때, 온도 범위 T₁∼T₂에 있어서의 αμir는,

αμir=(μi₂-μi₁)/μi₁ ²(T₂-T₁)으로 표시된다.

(3)500kHz에 있어서의 Q값

토로이달 코어 샘플에 와이어를 20회 감은 후, 500kHz의 주파수에서 LCR 미터로 Q값을 측정하였다.

(4)강도

각형 코어 샘플을 이용하여 3점 굽힘강도를 측정하였다.

결과를 하기 표 1에 나타내었다.

상기의 결과로부터 본 발명의 효과는 분명하다. 즉, 본 발명은, 주성분으로서 산화철을 Fe₂O₃환산으로 47.0∼50.0몰%, 산화망간을 Mn₂O₃환산으로0.3∼1.5몰%, 산화구리를 CuO 환산으로 2.0∼8.0몰%, 산화아연을 ZnO 환산으로 30.1∼33.0몰%, 산화 니켈(NiO)이 잔부 몰% 함유되어 구성되는 NiCuZn계의 페라이트 재료로서, 이 주성분에 대하여, 산화 비스무트를 Bi₂O₃환산으로 0.5∼6.0중량%, 산화규소를 SiO₂환산으로 0.1∼2.0중량% 산화 마그네슘을 MgO환산으로 0.05∼1.0중량% 첨가되어 이루어지도록 구성되어 있기 때문에, 매우 온도특성이 양호(온도 변화에 대한 투자율의 변화율이 작다)하고, 품질 계수Q가 높고, 고강도의 NiCuZn계 페라이트 재료를 얻을 수 있다.

(2)제2발명 그룹의 발명에 관한 설명

이하, 본 발명의 페라이트 재료에 관하여 상세히 설명한다. 본 발명의 페라이트 재료는, NiCuZn계의 페라이트 재료로서, 그 실질적인 주성분은, 산화철이 Fe₂O₃환산으로 47.0∼50.0몰%(특히 바람직하게는, 47.5∼49.5몰%), 산화망간이 Mn₂O₃환산으로 0.01∼3.0몰%(특히 바람직하게는, 0.1∼2.5몰%), 산화구리가 CuO환산으로 0.5∼4.9몰%(특히 바람직하게는, 1.0∼4.9몰%), 산화아연이 ZnO 환산으로 1.0∼23.0몰%(특히 바람직하게는, 1.0∼22.0몰%), 산화니켈이 NiO 환산으로 잔부 몰% 함유되어 구성된다.

또한 본 발명의 페라이트 재료에 있어서는, 이와 같은 주성분에 대하여, 산화코발트를 CoO 환산으로 0.02∼1.0중량%(특히 바람직하게는, 0.1∼0.9중량%), 산화 비스무트를 Bi₂O₃환산으로 0.5∼10.0중량%(특히 바람직하게는, 0.7∼8.0중량%),산화 규소를 SiO₂환산으로 0.1∼2.0중량%(특히 바람직하게는, 0.12∼2.0중량%), 산화 마그네슘을 MgO환산으로 0.05∼1.0중량%(특히 바람직하게는, 0.05∼0.9중량%)첨가된다.

활석은, 소결성분으로서 Si와 Mg를 일정한 비율로 함유하여 이루어지기때문에, 상기의 SiO₂와 MgO의 첨가를 활석으로 치환할 수가 있다. 그 경우, 상기의 SiO₂와 MgO의 첨가의 첨가량 범위를 만족하기 위해서는, 활석이 0.15∼3.2중량% 첨가된다.

상기의 조성 범위에 있어서 Fe₂O₃이 47몰% 미만이 되면, 투자율의 온도변화가 커진다는 문제가 생기고, 또, Fe₂O₃이 50.0몰%를 초과하면, 품질 계수Q가 저하되어 버린다는 문제가 생긴다. 상기의 소정량의 Mn₂O₃이 함유됨으로써 품질 계수Q의 값의 향상이 도모된다. 단, Mn₂O₃의 첨가량이 너무 많아져 상기의 3.0몰%를 초과하면 반대로 품질 계수Q의 값이 저하되어 간다는 문제가 생긴다.

CuO가 4.9몰%를 초과하면, 이상 입자성장이 생기기 쉬워져서 품질 계수Q 값이 저하되어 버리고, 또, CuO가 0.5몰%미만이 되면, 투자율의 온도 변화가 커져 버린다는 문제가 생기는 경향이 있다.

ZnO가 23.0몰%를 초과하거나, ZnO가 1.0몰% 미만이 되면 품질계수Q의 값이 저하된다는 문제가 생기는 경향이 있다.

CoO는, 주로 품질 계수Q의 향상 및 온도 특성을 제어하기 위해서 첨가되지만, 첨가량이 너무 많아져서 1.0중량%를 초과하면 급격하게 투자율의 온도변화가 커져 버리는 경향이 있다. 또 첨가량이 너무 적어져서 0.02중량% 미만이 되면 투자율의 온도 변화의 감소효과를 그다지 볼 수 없게 되어버린다.

Bi₂O₃이 0.5중량%미만이 되면 소결밀도가 낮아지기때문에 소결체의 강도가 작아진다는 문제가 생기고, Bi₂O₃이 10.0중량%를 초과하면, 투자율의 온도 변화가 커져 버리는 경향이 있다.

SiO₂가 0.1중량%미만이 되면, 투자율의 온도 변화가 커져버리는 경향이 있다. 또, SiO₂가 2.0중량%를 초과하면, 품질 계수Q의 값이 저하되는 경향이 있다.

MgO가 0.05중량% 미만이 되면 품질 계수Q의 값이 저하되는 경향이 있다. 또, 투자율의 온도 변화가 커져 버리는 경향이 있다. 한편, MgO가 1.0중량%를 초과하면 투자율의 온도 변화가 커져 버리는 경향이 있다.

상기 SiO₂와 MgO의 함유량에 상관이 있는 활석에 관하여 언급하면, 활석의 함유량이 0.15중량% 미만이 되면, 투자율의 온도 변화가 커져버리는 경향이 있다. 또, 3.2중량%를 초과하면, 품질 계수Q의 값이 저하되는 경향이 있다. 또, 투자율의 온도 변화가 커져 버리는 경향이 있다.

이와 같은 본 발명의 NiCuZn계 페라이트 재료는, 초기 투자율 μi≤100의 특성을 구비하여 이루어지는 페라이트 재료에 관한 것으로, 예를 들면, 주로, 0.5∼250MHz 대에서 높은 Q가 필요한 동조용 코일 등의 용도에 적합하게 사용된다.

본 발명의 페라이트 재료는, 예를 들면, 소정 형상의 코어재로 성형 가공되고, 필요한 권선이 감겨진 후, 수지몰드(수지피복)되고, 고정 인덕터, 칩 인덕터 등으로서 사용된다. 이들은, 예를 들면, 텔레비전, 비디오레코더, 휴대전화나 자동차 전화 등의 이동체 통신기 등의 각종 전자 기기로서 사용된다. 코어의 형상은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면, 외경, 길이, 모두 2mm 이하의 드럼형 코어를 예시할 수 있다.

본 발명의 페라이트 재료를 이용한 칩 인덕터의 구성을 예시하면, 당해 칩 인덕터는, 예를 들면, 본 발명의 페라이트 재료를 이용하여 양단에 직경이 큰 칼라를 구비하는 원통체 형상으로 성형한 코어와, 이 코어의 통부에 감겨진 권선과, 이 권선의 단부와 외부 전기 회로를 접속하고, 또한 코어를 수지내에 고정하기 위한 코어 양단에 배치된 단자전극과, 이들의 외부를 덮도록 형성된 몰드수지를 구비하여 구성된다.

이어서, 혼합물을 가소성한다. 가소성은 산화성 분위기 중, 예를 들면, 공기중에서 행하여진다. 가소성온도는, 800∼1000℃, 가소성시간은 1∼3시간으로 하는 것이 바람직하다. 이어서, 얻어진 가소성물을 볼 밀 등에 의하여 소정의 크기로 분쇄한다. 또한, 이 분쇄시에, 첨가물의 원료를 첨가하여 혼합하도록 하여도 좋다. 또, 첨가물의 원료는, 가소성 전에 그 일부를 첨가하고, 잔부를 가소성 후에 첨가하도록 하여도 좋다.

이어서, 성형체를 소성한다. 소성은, 산화성 분위기 중, 통상은, 공기중에서 행하여진다. 소성온도는 950∼1100℃ 정도에서, 소성시간은 2∼5시간 정도가 된다.

(실험예 Ⅱ)

주성분으로서 Fe₂O₃, Mn₂O₃, NiO, CuO, 및 ZnO；첨가 성분으로서 CoO, Bi₂O₃, 및 활석, 또는 활석 대신에 SiO₂, 및 MgO를 하기 표1에 나타낸 바와 같이 소정량 배합한 후, 볼 밀로 16시간 정도 혼합하였다. 또한, 표1에 있어서 첨가 성분은 주성분에 대한 중량% 표시이다.

또한 이들의 혼합분말을 공기 중 900℃에서 2시간 가소성한 후, 볼 밀로 16시간, 혼합분쇄하였다. 얻어진 페라이트분말에 6% 폴리비닐알코올용액을 10중량%첨가하여, 입자로 만들고, 98MPa의 압력으로 가압 성형하여 치수가 50mm×5mm×4mm의 각형 성형체와, 외경20mm, 내경 10mm, 높이 5mm의 통형상체를, 각각 성형하였다. 이와 같이 성형한 성형체를 대기중에서 소성온도 1030℃에서 2시간 소성하여, 페라이트로 이루어지는 각형 코어 샘플 및 토로이달 코어 샘플을 얻었다.

이들의 각 샘플에 관하여, (1)상대 온도 계수(αμir), (2)100kHz에 있어서의 초기 투자율(μi), (3)2MHz에 있어서의 Q 값, (4)소결체의 강도를 측정하였다.

또한, 상기(1)∼(4)의 측정은 이하의 요령으로 행하였다.

(1)상대 온도 계수(αμir), 및 (2) 100kHz에 있어서의 초기 투자율(μi)

토로이달 코어 샘플에 와이어를 20회 감은 후, LCR미터로 인덕턴스값 등을 측정하고, -20℃∼＋60℃에 있어서의 상대 온도 계수(αμir)및 100kHz에 있어서의 초기 투자율(μi)을 구하였다.

αμir=(μi₂-μi₁)/μi₁ ²(T₂-T₁)으로 표시된다.

(3)2MHz에 있어서의 Q값

토로이달 코어 샘플에 와이어를 20회 감은 후, 2MHz의 주파수에 서 LCR 미터로 Q값을 측정하였다.

(4)강도

각형 코어 샘플을 이용하여 3점 굽힘강도를 측정하였다.

결과를 하기 표 2에 나타내었다.

상기의 결과로부터 본 발명의 효과는 분명하다. 즉, 본 발명은, 주성분으로서 산화철을 Fe₂O₃환산으로 47.0∼50.0몰%, 산화망간을 Mn₂O₃환산으로0.01∼3.0몰%, 산화구리를 CuO환산으로 0.5∼4.9몰%, 산화아연을 ZnO환산으로 1.0∼23.0몰%, 산화 니켈을 NiO환산으로 잔부 몰% 함유되어 구성되는 NiCuZn계의 페라이트 재료로서, 이 주성분에 대해서, 산화 코발트를 CoO 환산으로 0.02∼1.0중량%, 산화 비스무트를 Bi₂O₃환산으로 0.5∼10.0중량%, 산화규소를 SiO₂환산으로 0.1∼2.0중량%, 산화 마그네슘을 MgO 환산으로 0.05∼1.0중량% 첨가되어 구성된다. 또는, 주성분으로서 산화철을 Fe₂O₃환산으로 47.0∼50.0몰%, 산화망간을 Mn₂O₃환산으로 0.01∼3.0몰%, 산화구리를 CuO환산으로 0.5∼4.9몰%, 산화아연을 ZnO환산으로 1.0∼23.0몰%, 산화니켈을 NiO 환산으로 잔부 몰% 함유되어 구성되는 NiCuZn계의 페라이트 재료로서, 이 주성분에 대하여, 산화코발트를 CoO환산으로 0.02∼1.0중량%, 산화 비스무트를 Bi₂O₃환산으로 0.5∼10.0중량%, 활석이 0.15∼3.2중량% 첨가되어 구성되어 있기때문에, 매우 온도 특성이 양호(온도 변화에 대한 투자율의 변화율이 작다)하고, 품질 계수Q가 높고, 고강도의 NiCuZn계 페라이트 재료를 얻을 수 있다.

(3)제3발명 그룹의 발명에 관한 설명

이하, 본 발명의 실시의 형태에 관하여 설명한다.

본 발명은, NiCuZn계의 페라이트 재료의 주성분인　산화철, 산화구리, 산화아연 및 산화니켈의 함유량, 및 부성분인 산화코발트, 산화 비스무트와, 산화규소 및 산화 마그네슘, 또는, 활석의 함유량을 검토한 결과, 소정 범위의 함유량에 있어서 높은 초기 투자율μi를 가지며, 항응력 특성이 우수하여 압축응력에 대한 인덕턴스 변화가 적고, 온도 변동에 따른 투자율 변화가 완만한 페라이트 재료를 얻을 수 있었다.

즉, 본 발명의 페라이트 재료는, 산화철의 함유량이 Fe₂O₃환산으로 46.0∼49.0몰%, 바람직하게는 46.5∼49.0몰%의 범위, 산화구리의 함유량이 CuO 환산으로 4.0∼11.0몰%, 바람직하게는 5.0∼9.0몰%의 범위, 산화아연의 함유량이 ZnO 환산으로 30.1∼33.0몰%, 바람직하게는 30.1∼32.0몰%의 범위이고, 잔부는 산화니켈을 함유(바람직하게는 NiO 환산으로 7.0∼20.0몰%의 범위)하는 것이다. 또한, 이 주성분에 대하여 부성분으로서 산화 코발트를 CoO 환산으로 0.005∼0.03중량%, 바람직하게는 0.005∼0.025중량%의 범위, 산화 비스무트를 Bi₂O₃환산으로 0.1∼0.5중량%, 바람직하게는 0.1∼0.45중량%의 범위, 산화규소를 SiO₂환산으로 0.1∼0.6중량%, 바람직하게는 0.1∼0.5중량%의 범위, 산화 마그네슘을 MgO 환산으로 0.05∼1.0중량%, 바람직하게는 0.05∼0.8중량%의 범위로 함유하는 것이다. 또, 부성분의 산화규소와 산화 마그네슘의 첨가 형태로서 활석의 형태로 첨가하여도 좋다. 활석의 첨가량은 주성분에 대해서 0.1∼2.0중량%, 바람직하게는 0.15∼1.8중량%의 범위이다.

이러한 본 발명의 페라이트 재료는, 주파수 100kHz에서의 초기 투자율μi가 200이상으로 높은 것이다.

또, 본 발명의 페라이트 재료는, 초기 투자율의 상대 온도 계수αμir의 절대값이 작은 것이다. 이 상대 온도 계수αμir는, 2점의 온도간에서의 초기 투자율의 변화율을 나타내는 값으로, 예를 들면, 온도 T₁일 때의 초기 투자율 μi₁으로 하고, 온도 T₂일때의 초기 투자율 μi₂로 했을 때, 온도 범위 T₁∼T₂에 있어서의 상대 온도 계수αμir는, 하기식으로 표시된다. 또한, 초기 투자율μi₁의 측정 주파수는 100kHz로 한다.

αμir=[(μi₂-μi₁)/μi₁ ²]×[ 1/(T₂-T₁)]

본 발명의 페라이트 재료는, 20∼60℃에 있어서의 초기 투자율의 상대 온도 계수αμir를 ±5(ppm／℃)이내로 할 수가 있다. 이와 같이 상대 온도 계수αμir가 작으면, 초기 투자율이 온도에 의한 영향을 받기 어려워져서, 인덕터소자로 사용한 경우, 신뢰성이 향상한다.

또, 본 발명의 페라이트 재료는, 압축 응력에 대한 인덕턴스 변화가 적고, 항응력 특성이 양호하다. 예를 들면, 98MPa의 압력으로 일축 가압했을 때의 인덕턴스 변화율△L/L×100이, ±5%이내이다. 또한, L은 가압전의 인덕턴스이고, △L은 가압에 의한 인덕턴스 변화량이다. 본 발명의 페라이트 재료는, 이와 같이 항응력 특성이 양호하기 때문에, 수지몰드에 따른 인덕턴스 변화를 저감할 수 있고, 고정밀도의 전기기기의 제조를 가능하게 한다.

본 발명의 주성분인　산화철의 함유량이 46.0몰%미만이면, 초기 투자율μi가 저하되고, 49.0몰%를 초과하면, 품질 계수인　Q값이 저하하게 되어 바람직하지 않다. 그리고, 이 Q값을 개선하기 위해서, 산화 코발트의 필요 함유량이 증대하게 되어, 제조 비용의 면에서도 바람직하지 않다. 또, 산화구리의 함유량이 4.0몰%미만이면, 온도 변동에 따른 투자율 변화가 커지고, 11.0몰%를 초과하면, Q값이 낮아져 바람직하지 않다. 또, 산화아연의 함유량이 30.1몰%미만이면, 항응력 특성이 나빠지고, 33.0몰%를 초과하면, 퀴리점이 120℃미만이 되어 실용상 문제가 있다.

또, 부성분인　산화 코발트의 주성분에 대한 함유량이 0.005중량% 미만이면, Q값이 낮아지고, 0.03중량%를 초과하면, 항응력 특성이 나빠져 바람직하지 않다. 부성분인　산화 비스무트의 주성분에 대한 함유량이 0.1중량% 미만이면, 항응력 특성이 나빠지고, 0.5중량%를 초과하면, 온도변동에 의한 투자율 변화가 커져서 바람직하지 않다. 또, 부성분인　산화 규소의 주성분에 대한 함유량이 0.1중량%미만이면, 항응력특성이 나빠지고, 0.6중량%를 초과하면, Q값이 저하되어 바람직하지 않다. 또한, 부성분인 산화 마그네슘의 주성분에 대한 함유량이 0.05중량% 미만이면, 항응력특성이 나빠지고, 1.0중량%를 초과하면, 온도 변동에 의한 투자율 변화가 커져서 바람직하지 않다. 또, 부성분의 산화규소와 산화 마그네슘 대신에 사용하는 활석의 주성분에 대한 함유량이 0.1중량% 미만이면, 항응력특성이 나빠지고, 2.0중량%를 초과하면, 초기 투자율μi가 저하되어 바람직하지 않다.

상술과 같은 본 발명의 페라이트 재료는, 소성후의 조성이 상기의 범위가 되도록 산화철, 산화구리, 산화아연, 산화니켈, 산화코발트, 산화 비스무트와, 산화규소, 산화 마그네슘, 또는, 활석을 함유한 원재료를 가소성하고, 이 가소성분말을 소망하는 형상으로 형성하여 소성(예를 들면, 1000∼1100℃)함으로써 제조할 수가 있다.

다음에, 구체적인 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.

(실험예 Ⅲ)

페라이트 재료의 제작

우선, 주성분으로서 Fe₂O₃, CuO, ZnO 및 NiO를 하기의 표3에 나타내는 양비(몰%)가 되도록 칭량하고, 이 주성분 조성에 대하여, Bi₂O_3,CoO, SiO₂, MgO, 활석을 표3에 나타내는 양비(중량%)가 되도록 칭량하였다. 다음에, 이들의 원료를 강철제의 볼 밀로 16시간 습식 혼합하였다. 그 후, 얻어진 혼합분말을 900℃에서 2시간 가소성하여, 이 가소성분말을 강철제의 볼 밀로 16시간 혼합 분쇄하였다.

이어서, 얻어진 각 분쇄분말에, 바인더로서 폴리비닐알코올 6% 수용액을 10중량% 첨가하여 입자로 만들었다. 이와 같이 하여 얻어진 과립을 이용하여, 98MPa의 압력으로, 각기둥 샘플(폭 7mm, 두께 7mm, 길이 35mm)과 토로이달형상 샘플(외경 20mm, 내경 10mm, 높이 5mm)을 프레스 성형하였다. 다음에, 이 성형체를 공기 분위기하 1000∼1100℃에서 2시간 소성하여 페라이트 재료(시료 1∼35)를 얻었다. 또한, 최종 조성을 형광 X선 분광법에 의해 측정한 바, 배합 조성에 대응하는 것이었다.

(페라이트 재료의 평가)

상기의 각 페라이트 재료(시료 1∼35)에 관하여, 초기 투자율 μi, 초기 투자율의 상대 온도 계수αμir, 항응력특성, 품질 계수인　Q값, 및, 퀴리점Tｃ를 하기와 같이 측정하여, 결과를 하기의 표3에 나타내었다.

(초기 투자율 및 초기 투자율의 상대 온도 계수의 측정)

얻어진 토로이달 형상의 각 페라이트 재료에 와이어를 20회 권선한 후, LCR 미터(휴렛 팩커드사제 HP4192)로 100kHz에 있어서의 초기 투자율μi를 측정하고, 하기의 식으로 20∼60℃에 있어서의 상대 온도 계수αμir를 산출하였다.

αμir=[(μi₂-μi₁)/μi₁ ²]×[ 1/(T₂-T₁)]

(μi₁＝온도 T₁일 때의 초기 투자율)

(μi₂＝온도 T₂일 때의 초기 투자율)

(항응력특성의 측정)

얻어진 각기둥 샘플의 중앙부에 와이어를 20회 권선한 후, 이것에 일정 속도로 일축 압축력을 인가하고, 이 때의 인덕턴스값을 LCR 미터(휴렛 팩커드사제 HP4285A)로 연속적으로 측정하여, 얻어진 측정값으로부터 인덕턴스 변화율을 산출하였다. 1ｔ/㎠의 일축 압축력을 인가했을 때의 인덕턴스 변화율(△L/L×100)을 표3에 나타내었다.

(품질 계수인　Q값의 측정)

얻어진 토로이달 형상의 각 페라이트 재료에 와이어를 20회 권선한 후, LCR 미터(휴렛 팩커드사제 HP4192A)로 100kHz에 있어서의 Q값을 측정하였다.

표3에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 페라이트 재료인　시료 2∼4, 시료 7, 8, 시료 11, 시료 14, 15, 시료 18, 19, 시료 22∼24, 시료 27∼29, 시료 32∼34는, 주성분으로서 Fe₂O₃을 46.0∼49.0몰%의 범위로 함유하고, CuO를 4.0∼11.0몰%의 범위로 함유하고, ZnO를 30.1∼33.0몰%의 범위로 함유하고, 잔부로서 NiO를 각각 함유하고, 주성분에 대하여 부성분으로서 CoO를 0.005∼0.03중량%의 범위로 함유하고, Bi₂O₃을 0.1∼1.0중량%의 범위로 함유하고, SiO₂를 0.1∼0.6중량%의 범위로 함유하고, MgO를 0.05∼1.0중량%로 함유하는 것이고, 또, 부성분의 SiO₂와 MgO 대신에 활석을 0.1∼2.0중량%의 범위로 함유하는 것으로서, 주파수 100kHz에 있어서의 초기 투자율μi가 200이상이고, 초기 투자율의 상대 온도 계수αμir가 ±5(ppｍ/℃)이내이고, 98MPa의 압력으로 가압했을 때의 인덕턴스의 변화율이 ±5%이내이고, 100kHz에 있어서의 Q값이 100이상이고, 퀴리점이 120℃이상인　것이 확인되었다.

한편, 상기 이외의 시료에서는, 주파수 100kHz에 있어서의 초기 투자율 μi가 200이상, 초기 투자율의 상대 온도 계수 αμir가 ±5(ppm/℃)이내, 98MPa의 압력으로 가압했을 때의 인덕턴스의 변화율이 ±5%이내, 100kHz에 있어서의 Q값이 100이상, 퀴리점이 120℃이상인 것의 적어도 1가지가 달성되지 않는 것이었다.

이상 상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 주성분인　산화철, 산화구리, 산화아연 및 산화니켈의 함유량, 및 부성분인　산화 코발트, 산화 비스무트와, 산화규소 및 산화 마그네슘, 또는 활석의 함유량을 소정의 범위로 함으로써, 초기 투자율이 높고, 온도 변동에 의한 투자율 변화가 완만하고, 또한, 압축 응력에 대한 인덕턴스 변화가 적은 고항응력 특성의 페라이트 재료를 얻을 수 있고, 또, 온도 변동에 따른 투자율 변화를 완만하게 할 목적으로 함유하는 매우 고가의 재료인　산화 코발트의 함유량이 현격히 적기 때문에, 저렴한 페라이트 재료가 가능하게 된다.

본 발명의 페라이트 재료는, 예를 들면, 소정 형상의 코어재로 성형 가공되고, 필요한 권선이 감겨진 후, 수지몰드(수지피복)되고, 고정 인덕터, 칩 인덕터 등으로서 사용된다. 이들은, 예를 들면, 텔레비전, 비디오레코더, 휴대전화나 자동차 전화 등의 이동체 통신기 등의 각종 전자 기기로서 사용된다.

Claims

주성분으로서 산화철이 Fe₂O₃환산으로 47.0∼50.0몰%, 산화망간이 Mn₂O₃환산으로 0.3∼1.5몰%, 산화구리가 CuO 환산으로 2.0∼8.0몰%, 산화아연이 ZnO 환산으로 30.1∼33.0몰%, 산화니켈이 NiO 환산으로 잔부 몰% 함유되어 구성되는 NiCuZn계의 페라이트 재료로서,

이 주성분에 대하여, 산화 비스무트가 Bi₂O₃환산으로 0.5∼6.0중량%, 산화규소가 SiO₂환산으로 0.1∼2.0중량%, 산화 마그네슘이 MgO환산으로 0.05∼1.0중량% 첨가되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 페라이트 재료.
제 1 항에 있어서, 상기 주성분에 대하여, 또한 산화 코발트가 CoO 환산으로 0.02∼0.6중량% 첨가되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 페라이트 재료.
주성분으로서 산화철이 Fe₂O₃환산으로 47.0∼50.0몰%, 산화망간이 Mn₂O₃환산으로 0.3∼1.5몰%, 산화구리가 CuO 환산으로 2.0∼8.0몰%, 산화아연이 ZnO 환산으로 30.1∼33.0몰%, 산화니켈이 NiO 환산으로 잔부 몰% 함유되어 구성되는 NiCuZn계의 페라이트 재료로서,

이 주성분에 대하여, 산화 비스무트가 Bi₂O₃환산으로 0.5∼6.0중량%, 활석이0.15∼3.2중량% 첨가되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 페라이트 재료.
제 3 항에 있어서, 상기 주성분에 대하여, 또한 산화 코발트가 CoO 환산으로 0.02∼0.6중량% 첨가되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 페라이트 재료.
제 1 항에 있어서, 초기 투자율 μi≥ 200의 특성을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 페라이트 재료.
제 3 항에 있어서, 초기 투자율 μi≥200의 특성을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 페라이트 재료.
NiCuZn계의 페라이트 재료를 가지고 이루어지는 전자부품으로서, 상기 페라이트 재료는, 주성분으로서 산화철이 Fe₂O₃환산으로 47.0∼50.0몰%, 산화망간이 Mn₂O₃환산으로 0.3∼1.5몰%, 산화구리가 CuO 환산으로 2.0∼8.0몰%, 산화아연이 ZnO 환산으로 30.1∼33.0몰%, 산화니켈이 NiO 환산으로 잔부 몰% 함유되고,

이 주성분에 대하여, 산화 비스무트가 Bi₂O₃환산으로 0.5∼6.0중량%, 산화규소가 SiO₂환산으로 0.1∼2.0중량%, 산화 마그네슘이 MgO환산으로 0.05∼1.0중량% 첨가되어 이루어지는 페라이트 재료인 것을 특징으로 하는 전자 부품.
NiCuZn계의 페라이트 재료를 가지고 이루어지는 전자 부품으로서, 상기 페라이트 재료는, 주성분으로서 산화철이 Fe₂O₃환산으로 47.0∼50.0몰%, 산화망간이 Mn₂O₃환산으로 0.3∼1.5몰%, 산화구리가 CuO 환산으로 2.0∼8.0몰%, 산화아연이 ZnO 환산으로 30.1∼33.0몰%, 산화니켈이 NiO 환산으로 잔부 몰% 함유되고,

이 주성분에 대하여, 산화 비스무트가 Bi₂O₃환산으로 0.5∼6.0중량%, 활석이 0.15∼3.2중량% 첨가되어 이루어지는 페라이트 재료인　것을 특징으로 하는 전자 부품.
주성분으로서 산화철이 Fe₂O₃환산으로 47.0∼50.0몰%, 산화망간이 Mn₂O₃환산으로 0.01∼3.0몰%, 산화구리가 CuO 환산으로 0.5∼4.9몰%, 산화아연이 ZnO환산으로 1.0∼23.0몰%, 산화니켈이 NiO환산으로 잔부 몰% 함유되어 구성되는 NiCuZn계의 페라이트 재료로서,

이 주성분에 대하여, 산화 코발트가 CoO 환산으로 0.02∼1.0중량%, 산화 비스무트가 Bi₂O₃환산으로 0.5∼10.0중량%, 산화규소가 SiO₂환산으로 0.1∼2.0중량%, 산화 마그네슘이 MgO 환산으로 0.05∼1.0중량% 첨가되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 페라이트 재료.
주성분으로서 산화철이 Fe₂O₃환산으로 47.0∼50.0몰%, 산화망간이 Mn₂O₃환산으로 0.01∼3.0몰%, 산화구리가 CuO 환산으로 0.5∼4.9몰%, 산화아연이 ZnO 환산으로 1.0∼23.0몰%, 산화니켈이 NiO 환산으로 잔부 몰% 함유되어 구성되는 NiCuZn계의 페라이트 재료로서,

이 주성분에 대하여, 산화 코발트가 CoO 환산으로 0.02∼1.0중량%, 산화 비스무트가 Bi₂O₃환산으로 0.5∼10.0중량%, 활석이 0.15∼3.2중량% 첨가되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 페라이트 재료.
제 9 항에 있어서, 초기 투자율 μi≤100의 특성을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 페라이트 재료.
제 10 항에 있어서, 초기 투자율 μi≤100의 특성을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 페라이트 재료.
NiCuZn계의 페라이트 재료를 가지고 이루어지는 전자 부품으로서,

상기 페라이트 재료는, 주성분으로서 산화철이 Fe₂O₃환산으로 47.0∼50.0몰%, 산화망간이 Mn₂O₃환산으로 0.01∼3.0몰%, 산화구리가 CuO 환산으로 0.5∼4.9몰%, 산화아연이 ZnO 환산으로 1.0∼23.0몰%, 산화니켈이 NiO 환산으로 잔부 몰% 함유되고,

이 주성분에 대하여, 산화 코발트가 CoO 환산으로 0.02∼1.0중량%, 산화 비스무트가 Bi₂O₃환산으로 0.5∼10.0중량%, 산화규소가 SiO₂환산으로 0.1∼2.0중량%, 산화 마그네슘이 MgO 환산으로 0.05∼1.0중량% 첨가되어 이루어지는 페라이트 재료인　 것을 특징으로 하는 전자 부품.
NiCuZn계의 페라이트 재료를 가지고 이루어지는 전자 부품으로서,

상기 페라이트 재료는, 주성분으로서 산화철이 Fe₂O₃환산으로 47.0∼50.0몰%, 산화망간이 Mn₂O₃환산으로 0.01∼3.0몰%, 산화구리가 CuO 환산으로 0.5∼4.9몰%, 산화아연이 ZnO 환산으로 1.0∼23.0몰%, 산화니켈이 NiO 환산으로 잔부 몰% 함유되고,

이 주성분에 대하여, 산화 코발트가 CoO 환산으로 0.02∼1.0중량%, 산화 비스무트가 Bi₂O₃환산으로 0.5∼10.0중량%, 활석이 0.15∼3.2중량% 첨가되어 이루어지는 페라이트 재료인 것을 특징으로 하는 전자부품.
산화철, 산화구리, 산화아연 및 산화니켈을 주성분으로 하는 페라이트 재료로서,

산화철의 함유량이 Fe₂O₃환산으로 46.0∼49.0몰%의 범위, 산화구리의 함유량이 CuO 환산으로 4.0∼11.0몰%의 범위, 산화아연의 함유량이 ZnO환산으로 30.1∼33.0몰%의 범위, 및 잔부 산화니켈을 함유하고,

상기 주성분에 대하여 부성분으로서 산화 코발트를 CoO 환산으로 0.005∼0.03중량%의 범위, 산화 비스무트를 Bi₂O₃환산으로 0.1∼0.5중량%의 범위, 산화규소를 SiO₂환산으로 0.1∼0.6중량%의 범위, 산화마그네슘을 MgO 환산으로 0.05∼1.0중량%의 범위로 함유하는 것을 특징으로 하는 페라이트 재료.
산화철, 산화구리, 산화아연 및 산화니켈을 주성분으로 하는 페라이트 재료로서,

산화철의 함유량이 Fe₂O₃환산으로 46.0∼49.0몰%의 범위, 산화구리의 함유량이 CuO 환산으로 4.0∼11.0몰%의 범위, 산화아연의 함유량이 ZnO 환산으로 30.1∼33.0몰%의 범위, 및 잔부 산화니켈을 함유하고,

이 주성분에 대하여 부성분으로서 산화 코발트를 CoO 환산으로 0.005∼0.03중량%의 범위, 산화 비스무트를 Bi₂O₃환산으로 0.1∼0.5중량%의 범위, 활석을 0.1∼2.0중량%의 범위로 함유하는 것을 특징으로 하는 페라이트 재료.
제 15 항에 있어서, 주파수 100kHz에 있어서의 초기 투자율이 200 이상인　것을 특징으로 하는 페라이트 재료.
제 16 항에 있어서, 주파수 100kHz에 있어서의 초기 투자율이 200 이상인　것을 특징으로 하는 페라이트 재료.
제 15 항에 있어서, 초기 투자율의 상대 온도 계수가 ±5(ppm/℃)이내인　것을 특징으로 하는 페라이트 재료.
제 16 항에 있어서, 초기 투자율의 상대 온도 계수가 ±5(ppm/℃)이내인　것을 특징으로 하는 페라이트 재료.
제 15 항에 있어서, 98MPa의 압력으로 가압했을 때의 인덕턴스의 변화율이 ±5%이내인　것을 특징으로 하는 페라이트 재료.
제 16 항에 있어서, 98MPa의 압력으로 가압했을 때의 인덕턴스의 변화율이 ±5%이내인 것을 특징으로 하는 페라이트 재료.
NiCuZn계의 페라이트 재료를 가지고 이루어지는 전자 부품으로서,

상기 페라이트 재료는, 주성분으로서 산화철의 함유량이 Fe₂O₃환산으로 46.0∼49.0몰%의 범위, 산화구리의 함유량이 CuO 환산으로 4.0∼11.0몰%의 범위, 산화아연의 함유량이 ZnO 환산으로 30.1∼33.0몰%의 범위, 및 잔부 산화니켈을 함유하고,

이 주성분에 대하여, 부성분으로서 산화 코발트를 CoO 환산으로 0.005∼0.03중량%의 범위, 산화 비스무트를 Bi₂O₃환산으로 0.1∼0.5중량%의 범위, 산화규소를 SiO₂환산으로 0.1∼0.6중량%의 범위, 산화마그네슘을 MgO 환산으로 0.05∼1.0중량%의 범위로 함유하는 페라이트 재료인　것을 특징으로 하는 전자 부품.
NiCuZn계의 페라이트 재료를 가지고 이루어지는 전자 부품으로서,

상기 페라이트 재료는, 주성분으로서 산화철의 함유량이 Fe₂O₃환산으로 46.0∼49.0몰%의 범위, 산화구리의 함유량이 CuO 환산으로 4.0∼11.0몰%의 범위, 산화아연의 함유량이 ZnO 환산으로 30.1∼33.0몰%의 범위, 및 잔부 산화니켈을 함유하고,

이 주성분에 대하여, 부성분으로서 산화 코발트를 CoO 환산으로 0.005∼0.03중량%의 범위, 산화 비스무트를 Bi₂O₃환산으로 0.1∼0.5중량%의 범위, 활석을 0.1∼2.0중량%의 범위로 함유하는 페라이트 재료인 것을 특징으로 하는 전자 부품.