TWI221618B - Ni-Zn ferrite low temperature sintered leadfree flux composition - Google Patents

Ni-Zn ferrite low temperature sintered leadfree flux composition Download PDF

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Description

1221618
<發明所屬之技術領域> 人本發明是有關於鎳鋅鐵氧磁體低溫燒結無鉛助融劑組 口物’ $別是指一種不使用含鉛成份物質，而可有效降低 鎳鋅成份之鐵氧磁體燒結溫度的添加組合物者。 <先刖技術> 、按含錄辞成份之鐵氧磁體係一種廣泛應用於晶片型 ，感之鐵芯材料，其主要成份包含··三氧化二鐵（Fe2 03 )、 氣化錄（NiO)、氧化鋅（ZnO)、氧化銅（CuO)、氧化I古 (Co〇)等粉末’藉由高溫燒結方式成型；而基於設備投資 及製造成本之考量，一般生產時，多會於上述基礎成份中 添加含船之氧化物（Pb〇)，其可行之成份比例係：三氧化 一，（Fe2 03 ，重量比約為55 %〜75 % )、氧化鎳（NiO， 重1比約為3 %〜22 % )、氧化辞（Zn〇 ，重量比約為 ^ %〜22 % )、氧化銅（Cu〇 ，重量比約為！ ％〜8 % )、 乳化鈷（C〇0 ，重量比約為〇· 1 %〜3 % )等基礎成份粉末 加入氧化鉛（Pb〇 ，重量比約為丨· 5 %〜8 % )，藉以降低 其燒結溫度’由原先燒結溫度大約12〇〇降至9〇〇它左右 ，而其氧化鉛（PbO)含量與燒結溫度之相對關係，則如第 1圖所示。 然而，隨著世界上環保之潮流，各國對於含毒物質或ψ 材料之使用已愈來愈謹慎，而前述氧化鉛（pb〇)本身即係 一有毒物質，容易對人體及環境造成污染，因此，在鎳辞 鐵氧磁體燒結製程中，如何能在不降低電氣特性（初導磁 率值由25//1〜80〇//i)之前題下，研發出不含鉛成份之
1221618
降低燒結溫度的添加物，以達到對生產線上作業者之人體 保護及避免環境污染，乃為相關業者當前重要課題之一。 有鑑於習見含鉛成份之鎳辞鐵氧磁體燒結添加物有上 述之缺點’發明人乃針對該些缺點研究改進之道，終於有 本發明產生。 …' 〈發明内容〉 本發明旨在提供一種鎳鋅鐵氧磁體低溫燒結無鉛助融 劑組合物，其至少係由氧化鋅（Zn0)、二氧化矽（Si〇2)、 三氧化二硼（，〇3)、三氧化二鉍（Bi2〇3)、三氧化二鋁2 (Al2〇3)、二氧化二鉀（κ2〇3)、氧化鋇（Ba〇)、氧化鋅（Zn〇) 、氧化鈉（NaJ)、氧化鈣（Ca0)、氧化鎂（Mg〇)等其中部 份成份相互組合，以〇· 05 %〜1〇 %之重量百分比添加於三 氧化二鐵（Fe2 03.)、、氧作鎳（Ni〇)、氧化鋅（ZnO)、氧化^ (juO)、氧化鈷（Co0)等鎳鋅鐵氧磁體基礎原料粉末中， 藉：有效降低燒結溫度，其可完全取代傳統含鉛成份之 ^，添加物，避免錯之毒性對人體產生傷害且同時防止 環彡兄污染’此為本發明之主要目的。 L磁體低溫燒結無鉛助融劑組 :之前題下，降低燒結溫度約 >及降低生產成本之功效， 應用原理、作用與功效，則 可得到完全的瞭解： 依本發明之此種鎳辞鐵肩 合物，其可在不降低電氣特个 3 0 0 C ’藉以達到減少設備投 此為本發明之另一目的。 至於本發明之詳細構造、 參照下列依附圖所作之說明艮丨 <實施方式>
1221618 五、發明說明（3) ---—----- 沾私^ ?1圖所示’其為習見含錯之錄辞鐵氧磁體低溫燒 二_1浏含罝與燒結溫度對照關係，上述含鉛成份之鎳鋅 2體其主要構成以及其缺失，已如述，此處不再 重複敘述。 ^ 2圖係本發明鎳鋅鐵氧磁體無鉛助融劑第一組合成 =只施例之添加比例及燒結溫度圖，由該圖’所示，在本實 靶例中’遠助融劑主要包括：二氧化矽（s丨〇2，重量比約 為4。0 %〜70 % )、三氧化二硼（B2〇3，重量比約為5 %〜 3〇 % )、氧化鋅（ZnO ，重量比約為5 %〜3〇 % )等成份 ’其分別以0 · 0 5 %〜1 0 %之重量百分比添加於三氧化二鐵 (Fe〗03)、氧化鎳（Ni〇)、氧化鋅（Zn〇)、氧化銅（Cu〇) 、氧化始（C〇0)等鎳辞鐵氧磁體基礎原料粉末中，可將燒 結溫度由大約1.200。(：降低至885。(：（約降低315 °C)。 第3圖係本發明錄鋅鐵氧磁體無錯助融劑第二組合成 份實施例之添加比例及燒結溫度圖，在本實施例中，該助 融劑係以二氧化一錢（B “ 〇3)為主要成份，，其以〇 · 〇 5 %〜 1 0 %之重量百分比分別添加於上述鎳鋅鐵氧磁體基礎原料 粉末中，可將燒結溫度由大約1 2 0 0 °C降低至9 1 5。(：（約降 低285 °C )。 第4圖係本發明鎳鋅鐵氧磁體無鉛助融劑第三組合成 份實施例之添加比例及燒結溫度圖，在本實施例中，該助 融劑主要包括··二氧化矽（S i 02，重量比約為5 5 %〜7 0 % )、三氧化二硼（B2 03，重量比約為1 〇 %〜2 5 % )、三氧 化二鋁（A 12 03 ，重量比約為5 %〜2 0 % )等成份，其分
W9：07005.ptd 第7頁 1221618 五、發明說明（4) a別以0 · 0 5 %〜1 〇 %之重量百分比添加於上述鎳鋅鐵氧磁體 基礎原料粉末中，可將燒結溫度由9 4 5 °C降低至9 0 0 °C (约 降低4 5 °C )。 第5圖係本發明鎳辞鐵氧磁體無錯助融劑第四組合成 份實施例之添加比例及燒結溫度圖，在本實施例中，該助 融劑主要包括：二氧化矽（Si02，重量比約為55 %〜70 %
)、三氧化二鉀（K2〇3，重量比約為5 %〜1 〇 % )、氧化 鋇（BaO ，重量比約為1〇 %〜25 % )、氧化鈉（Na20，重 量比約為5 %〜1〇 % )等成份，其分別以〇. 05 %〜10 %之 重量百分比添加於上述鎳鋅鐵氧磁體基礎原料粉末中，可 將燒結溫度由大約1 2 〇 〇 °c降低至9 0 7 °C (約降低2 9 3 °C )。 第6圖係本發明鎳辞鐵氧磁體無鉛助融劑第五組合成 份實施例之添加比例及燒結溫度圖，在本實施例中，該助 融劑主要包括：二氧化矽（S i 〇2，重量比約為5 5 %〜7 0' % )、三氧化二硼（B2〇3，重量比約為10 %〜25 % )、氧化 納（NaJ，重量比約為5 %〜2〇 % )等各成份，其分別以 0 · 0 5 %〜1 0 %之重量百分比添加於上述鎳鋅鐵氧磁體基礎
原料粉末中，可將燒結溫度由大約12〇〇 °c降低至895 °C ( 約降低305 t )。 第7圖係本發明鎳鋅鐵氧磁體無鉛助融劑第六組合成 份實施例之添加比例及燒結溫度圖，在本實施例中，該助 融劑主要包括：氧化鋅（Zn〇 ，重量比約為5 5 %〜7 0 % ) 、三氧化二硼（B2〇3，重量比約為1〇 %〜25 % )、氧化鈉 (Na2 0，重量比約為5 %〜2 〇 % )等成份，其分別以〇 · 0 5
W9207005.ptd
第8頁 618 、發明說明（5) %〜 〜1 0 %之重量百分比添加於上述鎳鋅鐵氧磁體基礎原料 伞刀末中，可將燒結溫度由大約1 2 0 0 °C降低至8 9 0 °C (約降 低21〇〇C ) 〇 、 第8圖係本發明鎳鋅鐵氧磁體無鉛助融劑第七組合成 份實施例之添加比例及燒結溫度圖，在本實施例中，該助 ㈣劑主要包括··二氧化;5夕（Si〇2，重量比約為55 %〜7〇 % )、氧化鋇（BaO ，重量比約為10%〜25%)、氧化鈣（ Ca〇 ’重量比約為5 %〜20 % )等成份，其分別以〇· 05 % 〜1 0 %之重量百分比添加於上述鎳鋅鐵氧磁體基礎原料粉 末中，可將燒結溫度由大約12〇〇。(：降低至885。〇 (約降低 31 5 0C ) 〇 —第9圖係本發明鎳鋅鐵氧磁體無鉛助融劑第六組合成 份實施例之添加比例及燒結溫度圖，在本實施例中，該助 融劑主，包括：二氧化矽（Si〇2，重量比約為55 %〜7〇 % )、二氧化二硼（B2〇3，重量比約為1〇 %〜25 % )、氧化 儀（Mg〇 ’重量比約為5 %〜20%)等各成份，其分別以 0 · 0 5 %〜1 0 %之重量百分比添加於上述鎳鋅鐵氧磁體基礎 原料粉末中’可將燒結溫度由大約丨2 〇 〇降低至8 9 2艺 (約降低3 0 8 °C ) 〇 由上所述可知，本發明之鎳鋅鐵氧磁體低溫燒結無鉛 助融劑組合物確實具有可完全取代傳統含鉛燒結添加物並 有效降低燒結溫度之功效，確已具有產業上之利用性、新 穎性及進步性。 准、上所述者，僅為本發明之一較佳實施例而已，並
1221618 五、發明說明（6) 非用來限定本發明實施之範圍。即凡依本發明申請專利範 圍所作之均等變化與修飾，皆為本發明專利範圍所涵蓋。 i W9207005.ptd 第10頁 1221618 圖式簡單說明 <圖示簡單說明> 第1圖係習見含鉛之鎳鋅鐵氧磁體低溫燒結助融劑含量 與燒結溫度對照圖。 第2圖係本發明鎳辞鐵氧磁體無鉛助融劑第一組合成份 實施例之添加比例及燒結溫度圖。 第3圖係本發明鎳鋅鐵氧磁體無鉛助融劑第二組合成份 實施例之添加比例及燒結溫度圖。 第4圖係本發明鎳鋅鐵氧磁體無鉛助融劑第三組合成份 實施例之添加比例及燒結溫度圖。 第5圖係本發明鎳鋅鐵氧磁體無鉛助融劑第四組合成份 實施例之添加比例及燒結溫度圖。 第6圖係本發明鎳鋅鐵氧磁體無鉛助融劑第五組合成份 實施例之添加比例及燒結溫度圖。 第7圖係本發明鎳鋅鐵氧磁體無鉛助融劑第六組合成份 實施例之添加比例及燒結溫度圖。 第8圖係本發明鎳鋅鐵氧磁體無鉛助融劑第七組合成份 實施例之添加比例及燒結溫度圖。 第9圖係本發明鎳鋅鐵氧磁體無鉛助融劑第八組合成份 實施例之添加比例及燒結溫度圖。
W9207005.ptd 第11頁

Claims (1)

1221618 、， ） __________________ 六、申請專利範圍 ---— 1 · 了種鎳鋅鐵氧磁體低溫燒結無鉛助融劑組合物，其主要 係由·二氧化矽（Si%)、三氧化二硼（B203)以及至少一 添加物組成，使其以0·05 %〜10%之重量百分比添加於 二氧化二鐵（Fe2 03 )、氧化鎳（Nio)、氧化鋅（Zn〇)、氧化 銅（CuO)、氧化鈷（c〇0)等鎳鋅鐵氧磁體基礎原料粉末中 ’藉以有效降低燒結溫度者。 2·如申請專利範圍第i項所述之鎳辞鐵氧磁體低溫燒結無 鉛助融劑組合物，其中該添加物係氧化辞（Zn〇)者。 3 ·如申4專利範圍第2項所述之鎳鋅鐵氧磁體低溫燒結無 鉛助融劑組合物，其中各成份之重量組成比例如下： 二氧化矽（Si 02 ) : 40 % 〜70 % 三氧化二硼（B2〇3) : 5 %〜30 % 氧化鋅（ZnO) ·· 5 % 〜30 %。 4.如申磧專利範圍第i項所述之鎳鋅鐵氧磁體低溫燒結無 鉛助融劑組合物，其中該添加物係三氧化二鋁（Ah%)者 5.如申請專利範圍第4項所述之鎳鋅鐵氧磁體低溫燒結無 鉛助融劑組合物，其中各成份之重量組成比例如下： 二氧化矽（Si02) ·· 40 % 〜70 %
三氧化二硼（6203 ):5 %〜30% 三氧化二鋁（A 12 03 ) : 5 %〜2 0 %。 6·如申請專利範圍第i項所述之鎳鋅鐵氧磁體低溫燒結無 鉛助融劑組合物，其中該添加物係氧化鈉（Na2〇)者。 7.如申請專利範圍第6項所述之鎳鋅鐵氧磁體‘溫燒結無
W9207005.ptd
1221618
錯助融劑組合物，其中各成份 二氧切（Si02):㈣〜^之重量組成比例如下： 二氧化二硼（8203 ):5 %〜30% 氧化鈉（Na20) : 5 % 〜20 %。 丨·如申請專利範圍第1項所述之鎳錄 妒肋％為丨知入从 甘士斗 辞鐵虱磁體低溫燒結益 丨·如申請專利範圍第8項所述之鋅錄猶片二^/ )者 銘助融劑組合物，其中各成份之重 … 一备儿“ ^ · a、 里里組成比例如下： 一氧化矽（S102 ) ·· 4 0 % 〜7 0 % 三氧化二硼（B2〇3) : 5 %〜30% 氧化鎖（MgO) : 5 %〜20%。 10· 一種鎳辞鐵氧磁體低溫燒結無鉛助融劑組合物，其主 要係由··氧化鈉（NhO)以及至少二種添加物組成，、使 其以0.05%〜10%之重量百分比添加於三氧化二鐵、 (Fe2〇3)、氧化鎳（NiO)、氧化鋅（ZnO)、氧化銅（Cu〇) 、氧化鈷（C〇0)等鎳鋅鐵氧磁體基礎原料粉末中，藉 以有效降低燒結溫度者。 曰 11·如申請專利範圍第1 〇項所述之鎳鋅鐵氧磁體低溫燒結 無鉛助融劑組合物，其中各添加物分別係氧化辞（Zn〇 )、三氧化二硼（B2〇3)者。 12·如申請專利範圍第丨丨項所述之鎳鋅鐵氧磁體低溫燒結 無錯助融劑組合物，其中各成份之重量組成比例如下
氧化鈉（Na20) : 5 %〜20 %
1221618 六'申請專利範圍 氧化鋅（ZnO) ·· 55 % 〜70 % 三氧化二硼（B2〇3) :10%〜25%。 13·如申請專利範圍第10項所述之鎳鋅鐵氧磁體低溫燒結 無敍助融劑組合物，其中各添加物分別係二氧化石夕 (Si02)、三氧化二鉀（k2 03 )、氧化鋇（BaO)者。 1 4·如申請專利範圍第11項所述之鎳鋅鐵氧磁體低溫燒結 無錯助融劑組合物，其中各成份之重量組成比例如下 氣化納（^20):5%〜1〇% 二氧化矽（Si 02 ) : 55 % 〜70 % 三氧化二鉀（K203 ) : 5 %〜1〇 % 氧化鋇（BaO) : 10 % 〜25 %。
16· 17· 種錄辞鐵氧磁體低溫燒結無錯助融劑組合物，立主 要係由：二氧化矽（Si%)以及至少二種添加物組成， 使其以0.05%〜10%之重量百分比添加於三氧化二鐵(Fe203 )、氧化鎳（Ni〇)、氧化鋅（Zn〇)、氧化銅（qo、） 氧化始（C 〇 0 )、等鎳鋅鐵氧磁體基礎原料粉末中、，藉 以有效降低燒結溫度者。 如申請專利範圍第1 5項所述之鎳鋅鐵氧磁體低溫燒結 無鉛助融劑組合物，其中各添加物分別係氧化鋇（Ba〇 )、氧化約（CaO)者。 如申請專利範圍第1 6項所述之鎳鋅鐵氧磁體低溫燒結 無鉛助融劑組合物，其中各成份之重量組成比例如下
V·
1221618 、申請專利範圍 二氧化矽（Si 02 ) : 55 % 〜70 % 氧化鋇（BaO) : 10 %〜25 % 18. 氧化鈣（CaO) ·· 5 % 〜20 %。 一種鎳鋅鐵氧磁體低溫燒結無鉛助融劑組合物，其係 以，氧化二鉍（Bi2 03 )為主要成份，使其以0.05 %〜 1〇 %之重量百分比添加於三氧化二鐵（Fe2 03 )、氧化 ==10)、氧化鋅（ZnO)、氧化銅（Cu0)、氧化鈷（C〇0) 鐵氧磁體基礎原料粉末中，藉以有效降低燒結 /M. 〇
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