JPH053112A - 酸化物磁性材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高い初透磁率と小さい温度係数とを同時に満
足させる酸化物磁性材料を得、もって、ＬＣおよびＬＲ
複合回路用インダクタンス素子の小型、高性能化を図る
こと。 【構成】 Ni−Zn−Cu系フェライトを主成分とし、これ
に副成分としてNb₂O₅ を0.2 wt％以上、0.8 wt％以下含
有させるか、Ta₂O₅ を0.3 wt％以上、1.2 wt％以下含有
させるか、もしくは、MoO₃を0.15wt％以上、1.35wt％以
下含有させるかのいずれか一成分を含有させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は大きな初透磁率（μ_i)
を持ち、かつ、初透磁率の温度係数（αμ_ir) の小さな
酸化物磁性材料に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】Ni−ZnーCu系フェライトはNi−Zn系フェ
ライトと比較して、より低い温度で焼結ができ、かつ、
高い初透磁率を有し、損失係数の極めて少ない材料であ
り、高周波磁芯用の材料として広く利用されている。特
に、低温で焼結する必要がある積層チップインダクター
用に使われている。

【０００３】このNi−Zn−Cu系フェライトとしては、例
えば特公昭５１−４８２７５号公報に記載のものが代表
的なものとして挙げられる。このNi−Zn−Cu系フェライ
トは、Fe₂O₃ 46.0 〜 49.0mol％、ZnO 20.0〜27.0 mol
％、CuO 5.0 〜7.0mol％、NiO 5.0 〜8.0mol％、MgO 10
〜15 mol％からなる組成に、Cr₂O₃ 0.3 〜2.5 wt％、V₂
O₅ 0.1〜0.6 wt％を複合添加したものであり、1050℃焼
成で初透磁率（μ_i)＝395 、20〜60℃での初透磁率の温
度係数（αμ_ir) ＝1.3ppm/ ℃の低温度係数を実現して
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】これまでのＬＣおよび
ＬＲ回路用インダクタンス素子の特性としては、高周波
数帯での低損失と小さな温度係数が要求され、その材料
の初透磁率自体はそれほど高い値は望まれていなかっ
た。ところが近年、インダクタンス素子の小型化に伴
い、高い初透磁率を持つ材料が要求されるようになって
きた。

【０００５】しかしながら、前記公報記載のフェライト
に代表される従来のNi−Zn−Cu系フェライトは、添加物
の効果により、初透磁率の温度係数を小さくすると、初
透磁率が減少するという傾向があり、その結果、高透磁
率と小さな温度係数を合わせ持つことは困難であった。

【０００６】従って、本発明は、高透磁率と小さな温度
係数を同時に実現できる磁性材料を得、もって、ＬＣお
よびＬＲ回路用インダクタンス素子の小型、高性能化を
図ることを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、前記課題を
解決するための手段として、Ni−Zn−Cu系フェライトを
主成分とし、これに副成分としてNb₂O₅ を0.2 wt％以
上、0.8 wt％以下含有させるか、Ta₂O₅ を 0.3wt％以
上、 1.2wt％以下含有させるか、もしくは、MoO₃を0.15
wt％以上、1.35wt％以下含有させるかのいずれか一成分
を含有させることにより、初透磁率を低下させることな
く、温度係数を改善できるようにしたものである。

【０００８】Ni−Zn−Cu系フェライトに副成分として含
有させるNb₂O₅ の量を 0.2wt％以上、0.8 wt％以下とし
たのは、Nb₂O₅ が 0.2wt％未満では、初透磁率の温度係
数（αμ_ir) を小さくする効果が少なく、αμ_irが 1.5
ppm/℃を上回ってしまうからである。また、Nb₂O₅ の含
有量が 0.8wt％を越えると、同時にαμ_irが 1.5ppm/℃
を越えてしまうからである。

【０００９】また、同様にTa₂O₅ の量を 0.3wt％以上、
1.2wt％以下としたのは、Ta₂O₅ が0.3wt％未満では、
初透磁率の温度係数（αμ_ir) を小さくする効果が少な
く、αμ_irが 1.5ppm/℃を上回ってしまうからである。
また、Ta₂O₅ の含有量が 1.2wt％を越えると、同時にα
μ_irが 1.5ppm/℃を越えてしまうからである。

【００１０】また、同様にMoO₃の量を0.15wt％以上、1.
35wt％以下としたのは、MoO₃が0.15wt％未満では、初透
磁率の温度係数（αμ_ir) を小さくする効果が少なく、
αμ_irが 1.5ppm/℃を上回ってしまうからである。ま
た、MoO₃の含有量が1.35wt％を越えると、同時にαμ_ir
が 1.5ppm/℃を越えてしまうからである。

【００１１】主成分であるNi−Zn−Cu系フェライトとし
ては、鉄（Fe₂O₃)が46.0〜49.0 mol％、ニッケル（NiO)
が10.0〜17.5 mol％、亜鉛（ZnO)が25.5〜33.0 mol％、
銅（CuO)が残部からなるものが用いられる。この他に主
成分にマグネシウム（MgO)を5.0mol％以下存在させても
よい。

【００１２】ここで、主成分であるNi−Zn−Cu系フェラ
イトを上記した範囲に限定した理由は、いずれもこの範
囲を外れると、初透磁率の温度係数（αμ_ir) を小さく
する効果が少ないからである。また、主成分にマグネシ
ウム（MgO)を含有させる場合においても、上記した範囲
を外れると初透磁率の温度係数（αμ_ir) を小さくする
効果が少なくなる。

【００１３】

【作用】本発明によれば、Ni−Zn−Cu系フェライトに副
成分として、Nb₂O₅ を 0.2wt％以上、 0.8wt％以下含有
させるか、Ta₂O₅ を 0.3wt％以上、 1.2wt％以下含有さ
せるか、もしくはMoO₃を0.15wt％、1.35wt％以下含有さ
せるかのいずれか一成分を含有させることにより、 500
以上の高い初透磁率（μ_i)と、 1.5ppm/℃以下の初透磁
率の温度係数（αμ_ir) が得られることになる。

【００１４】

【実施例】（実施例１） 最終組成比がFe₂O₃ 48.0 mol
％、NiO 14.0 mol％、ZnO 30.0 mol％、CuO 8.0mol％に
なるように合成した共沈フェライト乾燥粉末を600℃で
１時間仮焼した。この仮焼原料にNb₂O₅ を表１に示す割
合で加え、ポリエチレン製ポットに玉石および蒸留水と
共に投入し２４時間混合粉砕した。さらに粉砕原料に有
機バインダーを加えて２時間混合し、その後この混合物
を乾燥した。これを80メッシュの網を通して造粒し、成
形圧力1.7ton/cm²で、外径36mm、内径24mm、厚さ 6mmの
リング状に成形した。この成形体を 900℃で２時間焼成
した。得られたリング状フェライトに銅線を50回巻き、
20℃における初透磁率および−25℃〜85℃の温度範囲に
おける透磁率を測定し、初透磁率の温度係数（αμ_ir)
を求めた。その結果を表１および図１に示す。表１中、
＊印はこの発明範囲外のものである。また、初透磁率の
温度係数は、式：αμ_ir＝Δμ_i ／μ_i ²・１／ΔＴで与
えられる。式中、Δμ_i は温度範囲−25℃〜85℃におけ
るμ_i の変化量、μ_i は20℃における初透磁率の値、Δ
Ｔは−25℃〜85℃の温度幅の 110℃である。

【００１５】

【表１】

【００１６】図１から明らかなように、Nb₂O₅ の含有量
が0.2wt％未満ではαμ_irを小さくする効果が十分に得
られず、αμ_irが 1.5ppm/℃を上回り、また、Nb₂O₅ の
含有量が 0.8wt％を超えると、同様にαμ_irが 1.5ppm/
℃を上回ってしまう。

【００１７】また、＋20℃における初透磁率を示す表１
から明らかなように、Ni−Zn−Cu系フェライトにNb₂O₅
を添加することにより初透磁率は低下しておらず、初透
磁率の値は 500を上回っている。従って、ＬＣおよびＬ
Ｒ回路用インダクタンス素子を構成する場合、初透磁率
の温度係数は 1.5ppm/℃以下であることが望ましく、ま
た、初透磁率は 500以上であることが望ましいことか
ら、これらの要件を満たすためには、Nb₂O₅ の含有量を
0.2wt％以上、 0.8wt％以下にするのが好適である。

【００１８】（実施例２） 主成分の最終組成比が表２
に示す割合になるように合成した共沈フェライト乾燥粉
末を 600℃で１時間仮焼した。この仮焼原料に副成分で
あるNb₂O₅ を 0.5wt％加え、後は実施例１と同様に処理
して試料を作成した。得られた試料について＋20℃にお
ける初透磁率（μ_i)とその温度係数（αμ_ir) を求め
た。その結果を表２に示す。

【００１９】

【表２】

【００２０】表２中、試料番号に＊印を附したものは、
フェライトの主成分がFe₂O₃ 46.0〜49.0 mol％、NiO 1
0.0〜17.5 mol％、ZnO 25.5〜33.0 mol％、残部がCuO
となる組成範囲外のものであり、この場合初透磁率（μ
_i)が 500より下、あるいは初透磁率の温度係数が 1.5pp
m/℃を上回ることとなる。従って、Nb₂O₅ を含有させる
Ni−Zn−Cu系フェライトの基本組成は、前記範囲内であ
ることが好ましい。この組成範囲内であれば表２から明
らかなように、Ni−Zn−Cu系フェライトの各組成につい
てNb₂O₅ を添加することにより、初透磁率を下げること
なく初透磁率の温度特性を小さくすることが可能であ
る。

【００２１】（実施例３） 最終組成比がFe₂O₃ 48.0 m
ol％、NiO 14.0 mol％、ZnO 30.0 mol％、CuO 8.0mol％
になるように合成した共沈フェライト乾燥粉末を 600℃
で１時間仮焼した。この仮焼原料にTa₂O₅ を表１に示す
割合で加え、ポリエチレン製ポットに玉石および蒸留水
と共に投入し２４時間混合粉砕した。さらに粉砕原料に
有機バインダーを加えて２時間混合し、その後この混合
物を乾燥した。これを80メッシュの網を通して造粒し、
成形圧力1.7ton/cm²で、外径36mm、内径24mm、厚さ6mm
のリング状に成形した。この成形体を 900℃で２時間焼
成した。得られたリング状フェライトに銅線を50回巻
き、＋20℃における初透磁率および−25℃〜85℃の温度
範囲における初透磁率を測定し、初透磁率の温度係数
（αμ_ir) を求めた。その結果を表３及び図２に示す。
表３中、＊印はこの発明の範囲外のものである。また、
初透磁率の温度係数は、式：αμ_ir＝Δμ_i ／μ_i ²・１
／ΔＴで与えられる。式中、Δμ_i は温度範囲−25℃〜
85℃におけるμ_i の変化量、μ_iは20℃における初透磁
率の値、ΔＴは−25℃〜85℃の温度幅の 110℃である。

【００２２】

【表３】

【００２３】図２から明らかなように、Ta₂O₅ の含有量
が0.3wt％未満ではαμ_irを小さくする効果が十分に得
られず、αμ_irが 1.5ppm/℃を上回り、また、Ta₂O₅ の
含有量が 1.2wt％を超えると、同様にαμ_irが 1.5ppm/
℃を上回ってしまう。

【００２４】また、各フェライトについての20℃におけ
る初透磁率を示す表３から明らかなように、Ni−Zn−Cu
系フェライトにTa₂O₅ を添加することにより初透磁率は
ほとんど低下せず、初透磁率の値は 500を上回ってい
る。従って、ＬＣおよびＬＲ回路用インダクタンス素子
を構成する場合、初透磁率の温度係数は 1.5ppm/℃以下
であることが望ましく、また、初透磁率は 500以上であ
ることが望ましいことから、これらの要件を満たすため
には、Ta₂O₅ 含有量を 0.3wt％以上、 1.2wt％以下にす
るのが好適であることが判る。

【００２５】（実施例４） 主成分の最終組成比が表４
に示す割合になるように合成した共沈フェライト乾燥粉
末を 600℃で１時間仮焼した。この仮焼原料に副成分で
あるTa₂O₅ を 0.5wt％加え、後は実施例３と同様に処理
して試料を作成した。得られた試料について＋20℃にお
ける初透磁率と−25℃〜85℃の温度範囲における初透磁
率を測定し、初透磁率（μ_i)とその温度係数（αμ_ir)
を求めた。その結果を表４に示す。

【００２６】

【表４】

【００２７】表４中、試料番号に＊印を附したものは、
フェライトの主成分がFe₂O₃ 46.0〜49.0 mol％、NiO 1
0.0〜17.5 mol％、ZnO 25.5〜33.0 mol％、残部がCuO
となる組成範囲外のものであり、この場合初透磁率（μ
_i ）が 500より下、あるいは初透磁率の温度係数が 1.5
ppm/℃を上回ることとなる。従って、Ta₂O₅ を含有させ
るNi−Zn−Cu系フェライトの基本組成は、前記範囲内で
あることが好ましい。この組成範囲内であれば表４から
明らかなように、Ni−Zn−Cu系フェライトの各組成につ
いてTa₂O₅ を添加することにより、初透磁率を下げるこ
となく初透磁率の温度特性を小さくすることが可能であ
る。

【００２８】（実施例５） 最終組成比がFe₂O₃ 48.0 m
ol％、NiO 14.0 mol％、ZnO 30.0 mol％、CuO 8.0mol％
になるように合成した共沈フェライト乾燥粉末を 600℃
で１時間仮焼した。この仮焼原料にMoO₃を表５に示す割
合で加え、ポリエチレン製ポットに玉石および蒸留水と
共に投入し２４時間混合粉砕した。さらに粉砕原料に有
機バインダーを加えて２時間混合し、その後この混合物
を乾燥した。これを80メッシュの網を通して造粒し、成
形圧力1.7ton/cm²で、外径36mm、内径24mm、厚さ6mmの
リング状に成形した。この成形体を 900℃で２時間焼成
した。得られた各リング状フェライトに銅線を50回巻
き、＋20℃における初透磁率と−25℃〜85℃の温度範囲
における初透磁率を測定し、その温度範囲における初透
磁率の温度係数（αμ_ir) を求めた。その結果を表５お
よび図３に示す。表５中、＊印はこの発明の範囲外のも
のである。なお、初透磁率の温度係数は式：αμ_ir＝Δ
μ_i ／μ_i ²・１／ΔＴで与えられる。式中、Δμ_i は温
度範囲−25℃〜85℃におけるμ_i の変化量、μ_i は20℃
における初透磁率の値、ΔＴは−25℃〜85℃の温度幅の
110℃である。

【００２９】

【表５】

【００３０】図３から明らかなように、MoO₃を含有させ
ることにより初透磁率の温度係数（αμ_ir) が小さくな
るが、その含有量が0.15wt％未満ではαμ_irを小さくす
る効果が十分に得られず、αμ_irが 1.5ppm/℃を上回
り、また、MoO₃の含有量が1.35wt％を超えると、αμ_ir
が 1.5ppm/℃を上回ってしまう。

【００３１】また、＋20℃における初透磁率を示す表５
から明らかなように、Ni−Zn−Cu系フェライトにMoO₃を
添加しても初透磁率はほとんど低下しておらず、初透磁
率の値は 500を上回っている。従って、ＬＣおよびＬＲ
回路用インダクタンス素子を構成する場合、初透磁率の
温度係数は 1.5ppm/℃以下、初透磁率は 500以上である
ことが望ましいが、これらの要件を満たすためには、Mo
O₃の含有量は0.15wt％以上、1.35wt％以下が好適であ
る。

【００３２】（実施例６） 主成分の最終組成比が表６
に示す割合になるように合成した共沈フェライト乾燥粉
末を 600℃で１時間仮焼した。この仮焼原料に副成分で
あるMoO₃を 0.5wt％加え、後は実施例５と同様に処理し
て試料を作成した。得られた試料について＋20℃におけ
る初透磁率と−25℃〜85℃の温度範囲における初透磁率
を測定し、その温度範囲における初透磁率（μ_i)とその
温度係数（αμ_ir) を求めた。その結果を表６に示す。

【００３３】

【表６】

【００３４】表６中、試料番号に＊印を附したものは、
フェライトの主成分がFe₂O₃ 46.0〜49.0 mol％、NiO 1
0.0〜17.5 mol％、ZnO 25.5〜33.0 mol％、残部がCuO
となる組成範囲外のものであり、この場合初透磁率（μ
_i ）が 500より下、あるいは初透磁率の温度係数が 1.5
ppm/℃を上回ることとなる。従って、MoO₃を含有させる
Ni−Zn−Cu系フェライトの基本組成は、前記範囲内であ
ることが好ましい。この組成範囲内であれば表６から明
らかなように、Ni−Zn−Cu系フェライトの各組成につい
てMoO₃を添加することにより、初透磁率を下げることな
く初透磁率の温度特性を小さくすることが可能である。

【００３５】

【発明の効果】以上の実施例から明らかなように、この
発明によれば、Ni−Zn−Cu系フェライトに副成分として
Nb₂O₅ 、Ta₂O₅ もしくはMoO₃のいずれか一成分を含有さ
せることにより、高い初透磁率と小さい温度係数を有す
る材料が得られ、性能低下を示すことなく、ＬＣおよび
ＬＲ回路用インダクタンス素子の小型化を図ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るNi−Zn−Cu系フェライトにおける
Nb₂O₅ の含有量と初透磁率の温度係数との関係を示す図
である。

【図２】本発明に係るNi−Zn−Cu系フェライトにおける
Ta₂O₅ の含有量と初透磁率の温度係数との関係を示す図
である。

【図３】本発明に係るNi−Zn−Cu系フェライトにおける
MoO₃の含有量と初透磁率の温度係数との関係を示す図で
ある。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ni−Zn−Cu系フェライトを主成分とし、
   これに副成分としてNb₂O₅ を 0.2wt％以上、 0.8wt％以
   下含有していることを特徴とする酸化物磁性材料。
2. 【請求項２】 Ni−Zn−Cu系フェライトを主成分とし、
   これに副成分としてTa₂O₅ を 0.3wt％以上、 1.2wt％以
   下含有していることを特徴とする酸化物磁性材料。
3. 【請求項３】 Ni−Zn−Cu系フェライトを主成分とし、
   これに副成分としてMoO₃を0.15wt％以上、1.35wt％以下
   含有していることを特徴とする酸化物磁性材料。