JPH0715024B2

JPH0715024B2 - 不要モ−ド抑制材料

Info

Publication number: JPH0715024B2
Application number: JP13091386A
Authority: JP
Inventors: 義和成宮; 信治岩塚
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1985-06-15
Filing date: 1986-06-05
Publication date: 1995-02-22
Anticipated expiration: 2010-02-22
Also published as: JPS6289746A

Description

【発明の詳細な説明】Ｉ発明の背景技術分野本発明は、電子機器の特に金属ケース内に発生する不要
モードを抑制する材料に関する。

先行技術とその問題点最近、電子機器、特に通信、放送用の電子機器の高周波
化が進み、その結果UHF帯以上の周波数で使用されるも
のが多くなっている。このため、電子機器の金属ケース
内での素子間の放射ノイズによる干渉や高調波によるノ
イズといった問題が大きくなっている。

このような不要モードを抑制するために、電子機器の金
属ケース内の最も効果的な部分にフェライト粉末を樹脂
またはゴムと複合化した不要モード抑制材料が装着され
ている。この場合、従来はフェライト粉末としてスピネ
ルフェライトであるMn−ZnフェライトやNi−Znフェライ
トの粉末が用いられている。

不要モードを抑制するには、材料の磁気損失を利用して
不要な輻射を吸収する方法がとられる。磁気損失は複素
比透磁率μｒ＝μｒ′−ｊμｒ″のうちμｒ″の存在に
よって生じ、磁気モーメントの自然共鳴周波数（fr）付
近でμｒ″が極大値を持つ。従って、自然共鳴周波数付
近の周波数が使用周波数範囲であることが望まれる。

しかし、スピネルフェライトではfrが4GHz以下であり、
不要モード抑制材料としては10GHz以下の周波数におい
てしか使用できない。

従って、より高周波において不要な輻射を吸収する不要
モード抑制材料の開発が望まれている。

II 発明の目的本発明の目的は、高周波、特に10GHz以上の不要モード
を抑制するのに有効であり、また組成を変えることによ
り任意の周波数の不要モードを抑制することが可能とな
る不要モード抑制材料を提供することにある。

III 発明の開示このような目的は、下記の本発明によって達成される。

すなわち、本発明は、下記式（Ａ）で示される組成を有
し、Ｗ相、Ｙ相およびＺ相の１種以上を含むフェライト
の少なくとも１種を含み、電子機器のケース内の少なく
とも一部に配置されることを特徴とする不要モード抑制
材料である。

式（Ａ）（BaO）ｘ（MeO）ｙ（Fe₂O₃）ｚ｛上記式（Ａ）において、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１、0.05≦ｘ≦
0.3、0.1≦ｙ≦0.4、0.55≦ｚ≦0.8であり、Meは金属原
子の１種もしくは２種以上の組み合わせを表わす。｝ IV 発明の具体的構成以下、本発明の具体的構成について詳細に説明する。

本発明の不要モード抑制材料は、下記式（Ａ）で示され
る組成を有するフェライトから選ばれた少なくとも１種
の粉末を含む。

式（Ａ）（BaO）ｘ（MeO）ｙ（Fe₂O₃）ｚ上記式（Ａ）において、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１、0.05≦ｘ≦0.
3、0.1≦ｙ≦0.4、0.55≦ｚ≦0.8である。

Meは金属原子の１種もしくは２種以上の組み合わせを表
わし、より具体的には、MeOは（CoO）ｗ（Me′Ｏ）_2-w
で表わされるものである。ただし、Ｏ≦ｗ≦２であり、
Me′は２価の金属イオン、Fe²⁺、Mn²⁺、Ni²⁺、Mg²⁺およ
びCu²⁺となりうる金属原子のなかから選ばれた１種もし
くは２種以上の組み合わせを表わす。

このような組成範囲とするのは、この範囲外では高周波
数領域において十分な不要モード抑制効果が得られない
からである。

第１図に本発明のフェライトの組成範囲についての３元
図を示す。

このような組成のなかでも、下記式（Ｉ）〜（Ｖ）で示
される組成を有するものが好ましい。

式（Ｉ） Cox₁Me′x₂BaFe₁₆O₂₇ 式（II） Coy₁Me′y₂Ba₂Fe₁₂O₂₂ 式（III） Me′₂Ba₂Fe₁₂O₂₂ 式（IV） Coz₁Me′z₂Ba₃Fe₂₄O₄₁ 式（Ｖ） Co₂Ba₃Fe₂₄O₄₁ 上記式（Ｉ）において、x₁＋x₂＝２、0.6≦x₁≦1.7であ
り、Me′は上記と同義である。

これらの態様としては Cox₁Znx₃Me″x₄BaFe₁₆O₂₇（ここで、x₁＋x₃＋x₄＝２、
0.6≦x₁≦1.7、x₃≦1.4、x₄≦1.3である。）； Cox₁Znx₃BaFe₁₆O₂₇（ここで、x₁＋x₃＝２、0.6≦x₁≦1.
7、x₃≦1.4である。）； Cox₁Me″x₄BaFe₁₆O₂₇（ここで、x₁＋x₄＝２、0.6≦x₁≦
1.7、x₄≦1.3である。）；が挙げられる。

ただし、Me″は２価の金属イオン、Fe²⁺、Mn²⁺、Ni²⁺、
Mg²⁺およびCu²⁺となりうる金属原子のなかから選ばれた
１種もしくは２種以上の組み合わせを表す。

上記式（II）において、y₁＋y₂＝２、ｙ≦1.6であり、M
e′は上記式（Ｉ）におけるものと同義である。

これらの態様としては、 Coy₁Zny₃Me″y₄Ba₂Fe₁₂O₂₂（ここで、y₁＋y₂＋y₄＝２、
y₁≦1.6、ｙ≦２、y₃＜２である。）； Coy₁Zny₃Ba₂Fe₁₂O₂₂（ここで、y₁＋y₃＝２、y₁≦1.6、y
₃＜２である。）； Coy₁Me″y₄Ba₂Fe₁₂O₂₂（ここで、y₁＋y₄＝２、y₁≦1.
6、y₄＜２である。）；が挙げられる。

また、Me″は上記と同義である。

上記式（IV）において、z₁＋z₂＝２、0.8≦z₁＜２であ
り、Me′は上記式（Ｉ）におけるものと同義である。

これらの態様としては、 Coz₁Znz₃Me″z₄Ba₃Fe₂₄O₄₁（ここで、z₁＋z₃＋z₄＝２、
0.8≦z₁≦２、z₃≦1.2、z₄≦1.0である。）;Coz₁Znz₃Ba
₃Fe₂₄O₄₁（ここで、z₁＋z₃＝２、0.8≦z₁＜２、z₃≦1.
2）； Coz₁Me″z₄Ba₃Fe₂₄O₄₁（ここで、z₁＋z₄＝２、0.8≦z₁
＜２、z₄≦1.0である。）；が挙げられる。

また、Me″は上記と同義である。

式（Ｉ）で示される組成を有するフェライトはＷ型であ
り、BaFe₁₆O₂₇をＷと略す。また式（II）および（III）
で示されるものはＹ型とであり、Ba₂Fe₁₂O₂₂をＹと略
す。そして式（IV）および（Ｖ）で示されるものはＺ型
であり、Ba₃Fe₂₄O₄₁をＺと略す。

本発明において好ましいとされるこのような式（Ｉ）〜
（Ｖ）で示されるＷ型、Ｙ型、Ｚ型のフェライトの組成
を前述のような範囲とするのは、高周波数領域におい
て、特に、不要モード抑制効果が良好となるからであ
る。

このような組成のフェライトは、Ｘ線回折の結果、Ｗ
相、Ｙ相およびＺ相の１つ以上を含み、これらが主相と
なっている。第１図にはＷ、Ｙ、Ｚの組成が示されてい
る。

本発明の好ましい組成範囲では、8GHz以上の周波数にお
いて不要モード抑制効果が10dB以上となる。

この好ましい組成範囲を、Ｗ型、Ｙ型およびＺ型につい
てそれぞれ第２図、第３図および第４図にCo²⁺、Zn²⁺、
Me″²⁺に関する三元図として示す。

なお、この場合において、発振器とスペクトラムアナラ
イザを直結した状態を0dBとし、発振器から信号を送
り、スペクトラムアナライザで、発振器とスペクトラム
アナライザとの間に設置した銅製ケースを通過してくる
信号の電圧を読むとることにより測定する。ケース内の
一部に装着される試料（不要モード抑制材料）は74×31
×2mmのものを用いる。

このような組成をもつフェライトのなかでも特に好まし
い例を以下に示す。

Ｗ型 Co_1.5Zn_0.5ＷＹ型 Co_0.5Zn_1.5Ｙ CoZnY Co_1.5Zn_0.5Ｙ Co_0.5Zn_1.0Mg_0.5ＹＺ型 Co₂Z このようなフェライト粉末は、六方晶のものである。そ
して、通常、平均粒径１〜50μｍ程度である。そして、
これらの晶粒体ないし破砕片として含有される。

なお、本発明においては、上記のＷ型、Ｙ型、Ｚ型のフ
ェライトのうちの１種以上を用いることが好ましいが、
α−Fe₂O₃、BaFe₁₂O₁₉（Ｍと略す）、BaFe₂O₄（Ｆと略
す）、CoFe₂O₄（Ｓと略す）等が含まれていてもよく、
これらのものが含まれることによって全体として本発明
の組成範囲を満足するものであってもよい。α−Fe
₂O₃、BaFe₂O₄は非磁性体であり、またBaFe₁₂O₁₉、CoFe₂
O₄等も特性を劣化させるので、これらの含有量は少ない
方が望ましいが、具体的にはＷ型、Ｙ型、Ｚ型のフェラ
イト１モルあたり0.2モル程度含まれていても、特性を
決定的に悪化させることはない。

また、本発明においてはMeとしてCoを主体とすることが
望ましい。具体的には式（Ａ）において0.1≦ｗ≦2.0、
特に0.5≦ｗ≦1.7の範囲であることが好ましい。

本発明の不要モード抑制材料は高分子マトリックスを含
むことが好ましい。

高分子マトリックスとしては、ゴムまたは樹脂が用いら
れる。これらのものとしては、特に制限はなく、エポキ
シ樹脂、シリコン樹脂等の各種樹脂、または各種ゴムの
１種もしくは２種以上を組み合せて用いればよい。

本発明において、フェライト粉末は高分子マトリックス
に対して30〜70体積％、好ましくは40〜60体積％の割合
で混合する。

このような割合とするのは、30体積％未満では本発明の
実効がなく、70体積％をこえると成形性、強度などが低
下するからである。

なお、高分子マトリックス中には、さらに別の導電性材
料や磁性材料のパウダー、フレーク、ファイバー等が含
まれていてもよい。

本発明の不要モード抑制材料の製造方法について述べ
る。

まず、フェライト粉末は通常、所定の原料を混合し、焼
成し、粉砕して得られる。

この場合の焼成温度としては、100〜500℃/hrの割合で
昇温し、1000〜1400℃で所定時間保ち、100〜500℃/hr
の割合で冷却する。また、焼成雰囲気としては、空気、
窒素などを用いる。

この場合、前述のように、Ｗ型、Ｙ型、Ｚ型のフェライ
トを単相あるいはＷ相、Ｙ相、Ｚ相の２または３種が混
在した組成で生成させることが好ましいが、粒子全体と
して本発明の組成の範囲内にあれば、α−Fe₂O₃、BaFe₂
O₄、BaFe₁₂O₁₉、CoFeO₄等の相が若干量、通常、Ｗ相、
Ｙ相およびＺ相の総計１モルに対し0.2モル以下含まれ
ていてもよい。

また、これらのうち、組成の異なる２種以上の粒子を用
いてもよい。この場合にも、全体として、Ｗ相、Ｙ相お
よびＺ相の総計１モルに対し、他の相は0.2モル以下で
あることが好ましい。

その後、フェライト粉末を高分子マトリックスに30〜70
体積％、好ましくは40〜60体積％の割合で混練し、成形
した後、加工する。

このような本発明の不要モード抑制材料は、各種電子材
器、例えば、衛星放送受信装置のコンバータやチューナ
等のケース内の少なくとも一部に配置される。

すなわち、高分子マトリックスと複合化されてシートと
され、金属等のケース内の所定位置等に配置されてもよ
く、あるいは塗料として、ケース内の所定位置ないし全
域に塗設されてもよい。

さらには、場合によってはケース自体を構成してもよ
い。

なお、本発明の不要モード抑制材料の厚さは、通常１〜
5mm程度とされる。

Ｖ発明の具体的作用効果本発明によれば、前記式（Ａ）で示される組成を有する
フェライトから選ばれた少なくとも１種を含むため、高
周波、特に10GHz以上の不要モードを抑制するのに有効
な不要モード抑制材料が得られる。また、フェライトの
組成を変えることにより任意の周波数における不要モー
ドを抑制することが可能となる。

VI 発明の具体的実施例以下、本発明の具体的実施例を示し、本発明をさらに詳
細に説明する。

実施例不要モード抑制材料（試料１〜５および試料ａ〜ｆ）の
製造方法について述べる。

（１）スピネルフェライト（Ni−Zn系）を含む試料
（比較）試料フェライト組成１（NiO）₃₁（ZnO）₂₀（Fe₂O₃）₄₉ 上記のような組成を有するフェライトとなるように所定
の原料を秤量し、ボールミルで湿式混合して、乾燥後に
焼成した。焼成温度としては300℃/hrの割合で昇温し、
1000℃で２時間保ち、その後300℃/hrの割合で冷却し
た。焼成雰囲気は空気中とした。

これをボールミルにて湿式で平均粒径２μｍに粉砕し、
乾燥した。

この粉末をゴムロールで、クロロプレンゴムと混練し、
熱プレスして加硫した後、切断、研磨などして加工し
た。なお、フェライト粉末はゴムに対して55体積％の割
合で混合した。

（２）Ｗ型フェライト（平均粒径９μｍ）を含む試料
（本発明）Ｉ試料フェライト組成２（BaO）（CoO）_1.5（ZnO）_0.5（Fe₂O₃）_８（Co_1.5Zn_0.5Ｗ）（１）の場合と同様にして作製した。ただし、焼成の
際、温度を1350℃で６時間保った。

（３）Ｙ型フェライト（平均粒径４μｍ）を含む試料
（本発明）II 試料フェライト組成３（BaO）_２（CoO）_0.5（ZnO）_1.5（Fe₂O₃）_６（Co_0.5Zn_1.5Ｙ）４（BaO）_２（CoO）_1.0（ZnO）_1.0（Fe₂O₃）_６（CoZnY）（１）の場合と同様にして作製した。ただし、焼成の際
温度を1200℃で12時間保った。

（４）Ｚ型フェライト（平均粒径４μｍ）を含む試料
（本発明）III 試料フェライト組成５（BaO）_３（CoO）_２（Fe₂O₃）₁₂ （Co₂Z）（３）の場合と同様にして作製した。

（５）試料（本発明）IV 試料フェライト組成ａ（BaO）₁₄（CoO）_７（ZnO）_７（Fe₂O₃）₇₂ ｂ（BaO）₁₉（CoO）_７（ZnO）_７（Fe₂O₃）₆₇ ｃ（BaO）₁₄（CoO）_9.5（ZnO）_9.5（Fe₂O₃）₆₇ ｄ（BaO）₁₆（CoO）_８（ZnO）_８（Fe₂O₃）₆₈ （１）の場合と同様に作製した。ただし、焼成の際温度
を1200℃で12時間保ち、焼成雰囲気は空気中とした。

これらの試料ａ〜ｄは平均粒径５μｍとした。

これらの試料ａ〜ｄについてＸ線回折したところ、下記
の結晶相が生じていることがわかった。

試料結晶相ａＷ相、Ｙ相、Ｚ相が混在。

ｂほぼＹ単相（若干Ｍ相が含まれる）。

ｃＹ相とＷ相とが混在（若干Ｓ相が含まれ
る）。

ｄＹ相とＷ相とが混在。

（６）スピネルフェライト（Co−Zn系）を含む試料（比
較）試料フェライト組成ｅ（CoO）₅₀（Fe₂O₃）₅₀ ｆ（CoO）₃₀（ZnO）₂₀（Fe₂O₃）₅₀ （１）の場合と同様に作製した。ただし、焼成の際温度
を1250℃で２時間保ち、焼成雰囲気は空気中とした。こ
れらの試料ｅ、ｆは平均粒径５μｍとした。

以上のように作製した試料１〜５を所定の寸法（74×31
×2mm）にし、銅製ケース（大きさ74×74×31mm）の一
部に装着した。

このケースを発振器とスペクトラムアナライザとの間に
設置し、発振器から信号を送り、スペクトラムアナライ
ザで銅製ケースを通過してくる信号の電圧を8GHz以上の
周波数において測定した。

また、銅製ケースに試料を装着しない（無装着の）場合
についても同様に測定した。

なお、上記の場合、発振器とスペクトラムアナライザを
直結した状態の透過レベルを0dBとした。

これらのうち試料１〜５の結果を、第５図、第６図、第
７図および第８図に示す。

また、試料１〜５および試料ａ〜ｆについて自然共鳴周
波数frと12.25GHzにおけるμｒ″を求めた。この結果を
表に示す。

第２図〜第８図より、本発明の試料はfrが高く、高周波
において不要モードを抑制することがわかる。またフェ
ライトの組成により、不要モードを抑制する周波数域も
変化していることもわかる。

なお、BaFe₁₂O₁₉やFeの一部をCo等で置換したＭ型フェ
ライトでは、８〜18GHzの帯域で6dB未満の不要モードの
抑制効果しかなかった。

また、表に示したように、本発明の試料２〜５およびａ
〜ｄは、frが高く、12.25GHzにおけるμｒ″も大きいこ
とから高周波において不要モードを抑制できると考えら
れる。

それに対し、従来の材料、試料１はfrが低いため高周波
における特性が悪化する。

また、本発明の組成の範囲外にある試料ｅ、ｆはfrは高
いものの、12.25GHzにおけるμｒ″が低すぎるので、高
周波において、不要モードを充分に抑制できないと考え
られる。

以上より本発明の効果は明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のフェライトの組成範囲についての３
元図である。第２図、第３図および第４図は、それぞれCox₁Znx₃Me″
x₄W（x₁＋x₃＋x₄＝２）、Coy₁Zny₃Me″y₄Y（y₁＋y₃＋y₄
＝２）、およびCoz₁Znz₃Me″z₄Z（z₁＋z₃＋z₄＝２）で
示される組成のフェライトの３元図であり、太線で囲ま
れた部分は8GHz以上の周波数において不要モード抑制効
果が10dB以上となる組成範囲を示す。第５図、第６図、第７図および第８図は、それぞれCo
_1.5Zn_0.5Ｗ、Co_0.5Zn_1.5Ｙ、CoZnY、Co₂Zを含む本発明
の不要モード抑制材料の不要モード抑制効果を周波数
（GHz）に対する透過レベル（dB）の関係として表わし
たグラフである。なおいずれの場合も比較のため無装着の場合とNi−Znフェライトを含むものの場合のグラフも同時に掲載している。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０５Ｋ 9/00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下記式（Ａ）で示される組成を有し、Ｗ
相、Ｙ相およびＺ相の１種以上を含むフェライトの少な
くとも１種を含み、電子機器のケース内の少なくとも一
部に配置されることを特徴とする不要モード抑制材料。式（Ａ）（BaO）ｘ（MeO）ｙ（Fe₂O₃）ｚ｛上記式（Ａ）において、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１、0.05≦ｘ≦
0.3、0.1≦ｙ≦0.4、0.55≦ｚ≦0.8であり、Meは金属原
子の１種もしくは２種以上の組み合わせを表わす。｝
【請求項２】前記フェライトの粉末と高分子マトリック
スとを含み、ケース内の一部に配置される特許請求の範
囲第１項に記載の不要モード抑制材料。
【請求項３】高分子マトリックスがゴムまたは樹脂であ
る特許請求の範囲第２項に記載の不要モード抑制材料。