JPH0897026A - 酸化物磁性材料及びそれを用いたインダクタ - Google Patents

酸化物磁性材料及びそれを用いたインダクタ

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JPH0897026A
JPH0897026A JP6258956A JP25895694A JPH0897026A JP H0897026 A JPH0897026 A JP H0897026A JP 6258956 A JP6258956 A JP 6258956A JP 25895694 A JP25895694 A JP 25895694A JP H0897026 A JPH0897026 A JP H0897026A
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JP
Japan
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magnetic material
inductor
inductance
oxide magnetic
ferrite
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JP6258956A
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Hajime Daigaku
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Tokin Corp
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Tokin Corp
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
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    • H01F1/36Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials non-metallic substances, e.g. ferrites in the form of particles
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 酸化物磁性材料と樹脂からなるモールド型イ
ンダクタで多層化処理を行うことなしにインダクタンス
の温度変化及びばらつきの小さいインダクタを提供する
こと。 【構成】 酸化物磁性材料の主成分の組成比が一般式a
[Ni(1-x)・CuX]O・bZnO・dV25・cFe
23で表わされ、かつa+b+c+d=100、0.1
≦x≦0.8、0≦b≦35、32≦c≦48、0.1≦
d≦0.5である磁芯用酸化物磁性材料とからなる磁芯
をつくり、この磁芯に絶縁被覆銅線を巻き回して、樹脂
でモールドしたインダクタとする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、各種の電子部品に使用
される酸化物磁性材料、特に、スピネル型フェライト磁
性材料及びそれを使用したインダクタに関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の磁芯となる軟磁性材料に
は、金属材料に比べ電気抵抗が高く、周波数特性が優れ
ていることから、Mn−Zn系フェライト、Ni−Zn
系フェライト、及びMn−Mg−Zn系フェライトで代
表されるようなスピネル型フェライト磁性材料が使用さ
れてきた。これらのスピネル型フェライトは、特に、周
波数による制約がない場合、より高い透磁率を有する材
料が有用とされる。スピネル型フェライトの中でも、特
に、Mn−Zn系フェライトは、高い磁束密度と高い透
磁率が得られるために、最も使用に供されてきていると
いえる。しかしながら、この材料は、直流比抵抗ρDC
約1×103Ω・cmと電気抵抗があまり大きくなく、
また、適用周波数帯も500kHz程度が上限である。
【0003】現在、これらインダクタの使用される領域
では、高周波化、小型化、軽量化が急速に進行し、その
ため、インダクタス素子は、表面実装化が進展してい
る。
【0004】従って、この種の軟磁性材料は、高能率
化、省力化の要請に対応せざるを得ない状況にある。例
えば、インダクタの製造方法においては、絶縁処理を施
すよりも絶縁性の高い材料が要求される。それは、イン
ダクタの巻線時等において、絶縁皮膜が破損するために
発生するインダクタンスのばらつきを小さく押さえるこ
とができるからである。
【0005】そこで、スピネル型フェライトの中でもN
i系フェライトを使用することにより、高周波化への適
用及び、軟磁性材料の高抵抗化が可能となり、この種の
フェライト磁性材料が、いわゆるチップインダクタとし
て工業化されてきている。このチップインダクタのひと
つに、フェライト磁性材料に電気導体を巻線した後、樹
脂をモールドして構成されるモールド型インダクタがあ
る。
【0006】又、これらのフェライト磁性材料と樹脂を
複合化して成形されるインダクタとしては、インダクタ
ンスの温度変化が零であるか、または正であるものを用
いるため、フェライトは透磁率の温度係数が零、もしく
は正の材料が使用されている。
【0007】しかしながら、インダクタの磁芯材料とし
て、透磁率の温度係数が正を示すフェライトを使用する
と、このようなモールド型インダクタでは、複合した樹
脂とフェライト間での熱膨張係数の差によってフェライ
トに発生する応力のために、素子のインダクタンスの変
動が著しく大きくなるといった欠点を生じている。
【0008】現在では、この変動を小さくするために、
樹脂を多層化する方法により、フェライトに加わる応力
の変化を減少し、素子のインダクタンスの変動幅を小さ
くする工夫がなされている。しかしながら、この方法は
処理工程が多くなるため、製造上は好ましくない。従っ
て、これらのことから、工業的には、フェライト磁性材
料に対し、例えば、樹脂を直接モールドする等、直接的
に複合化し、かつインダクタのインダクタンスの変化を
小さくできる製法は、極めて有益である。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、スピネル型
フェライトと樹脂を複合化してインダクタを形成する際
に、多層化処理を行うことなしに、インダクタンスの温
度変化及びばらつきの小さいインダクタを提供すること
を目的とするものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明者は、種々検討を
重ねた結果、インダクタンスの温度変化を改善する方法
として、フェライト材料の組成比を、次の一般式で示さ
れるようにすることが極めて有効であることがわかっ
た。
【0011】本発明によれば、Ni,Cu,Zn,V,
Feの酸化物を主成分とする酸化物磁性材料において、
主成分の組成比が一般式a[Ni(1-x)・Cux]O・b
ZnO・dV25・cFe23で表わされ、かつa+b
+c+d=100,0.1≦x≦0.8,0≦b≦35,
32≦c≦48,0.1≦d≦0.5であることを特徴と
する酸化物磁性材料が得られる。
【0012】また、本発明によれば、前述した酸化物磁
性材料と樹脂を複合化して構成されるモールド型インダ
クタにおいて、前記酸化物磁性材料からなる磁芯に絶縁
被覆銅線を巻回して樹脂でモールドすることを特徴とす
るインダクタが得られる。
【0013】
【作用】本発明によるNi,Cu,Zn,V,Feの酸
化物を主成分とするスピネル型フェライト酸化物磁性材
料であって、主成分の組成比が一般式a[Ni(1-x)
Cux]O・bZnO・dV25・cFe23で表わさ
れ、かつa+b+c+d=100、0.1≦x≦0.8、
0≦b≦35、32≦c≦48、0.1≦d≦0.5であ
る磁芯用酸化物磁性材料を用いて、樹脂と複合化するこ
とによりモールド型インダクタを作製し、インダクタン
スの変化及びばらつきを調査したところ、樹脂モールド
型インダクタのインダクタンスの温度変化を著しく低減
できることを見い出した。
【0014】ここで、本発明において、インダクタンス
の温度変化が低減される原因は、組成比の制御によりフ
ェライト磁性材料の熱膨張係数、あるいは磁歪等によっ
て発生する応力が緩和され、インダクタンスの変動幅が
小さくなったためと考える。
【0015】上述の組成比の一般式において、0.1≦
x≦0.8,0≦b≦35,32≦c≦48,0.1≦d
≦0.5としたのは、この範囲を越えるとインダクタン
スの変動幅が著しく大きくなるからである。
【0016】また、32≦c≦48としたのは、48を
越えると、インダクタンスの変動幅が大きくなり、32
を下回ると、インダクタのQ(Qの値が大きい程損失が
小さく、高性能となる)が著しく小さくなるためであ
る。
【0017】主成分の組成比を限定し、透磁率の温度変
化が負となるNi系フェライトである酸化物磁性材料を
得て、これに樹脂をモールドしてインダクタとする。こ
のインダクタは、インダクタンスの温度変化が小さくな
る。これは、フェライト自身の負の温度変化により、フ
ェライトと樹脂との間での熱膨張係数の差により、フェ
ライトに発生する応力に関係する透磁率の変化を緩和で
きるためと推察される。
【0018】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を用いて
説明する。
【0019】(実施例1)酸化鉄(a−Fe23)、酸
化ニッケル(NiO)、酸化第二銅(CuO)及び酸化
亜鉛(ZnO)を原料とし、化学組成比が、23[Ni
(1-x)・Cux]O・30ZnO・0.3V25・47F
23で表わされ、xが0、0.1、0.2、0.3、0.
4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0と変化
され、それぞれの組成となるように酸化鉄(a−Fe2
3)と酸化ニッケル(NiO)と酸化第二銅(Cu
O)と酸化亜鉛(ZnO)及び五酸化バナジウム(V2
5)を秤量し、ボールミルにて20時間湿式混合し
た。
【0020】次に、これら原料粉末を大気中800℃で
2時間仮焼した後、ボールミルにて3時間粉砕した。
【0021】次に、これら粉砕粉末にPVAを1wt%
加え、湿式混合し成形用粉末とした。この粉末を成形圧
2ton/cm2で、縦約1.5mm、横約1.5mm、
長さ約10mmの直方体状の成形体となるように金型を
使用し圧縮成形した。得られた成形体を大気中、徐熱、
炉冷にて1000℃で4時間保持し焼結した。
【0022】次に、これら焼結体に直径30μmの絶縁
被覆銅線を50回巻線した後、150℃でエポキシ系樹
脂を射出成形し、形状が縦2mm、横2mm、長さ0.
5mmの直方体状のモールド型マイクロインダクタンス
素子を作製した。
【0023】次に、このマイクロインダクタンス素子に
1MHzで0.1mAの電流を流し、YHP製インピー
ダンスアナライザーを使用して、−20℃から80℃の
範囲でインダクタンスの温度変化率△LTを測定した。
【0024】尚、本文中に示した△LTは、−20℃か
ら80℃の範囲におけるLの変動幅を20℃におけるL
で標準化したものである。
【0025】その結果を図1に示す。図1に示すよう
に、xが0.1〜0.8の範囲でインダクタンスの温度変
化率△LTが著しく小さいことがわかる。
【0026】(実施例2)化学組成比以外は実施例1と
同様な手順で焼結体を作製した。化学組成比は、(53
−b)(Ni0.7・Cu0.3)O・bZnO・0.3V2
5・47Fe23とし、b=0、5、10、15、2
0、25、30、35、40と変化させた。実施例1と
同様な手順で縦1.5mm、横1.5mm、長さ10mm
の直方体状の焼結体を得た後、直径30μmの絶縁被覆
銅線を50回巻線し、150℃でエポキシ系樹脂を射出
成形し、形状が縦2mm、横2mm、長さ0.5mmの
直方体状のモールド型マイクロインダクタンス素子を作
製した。
【0027】次に、この得られたマイクロインダクタン
ス素子に1MHzで0.1mAの電流を流し、YHP製
インピーダンスアナライザーを使用して、−20℃から
80℃の範囲でインダクタンスの温度変化率△LTを測
定した。
【0028】その結果を図2に示す。図2に示すように
bが35を上回ると、インダクタンスの温度変化率△L
Tが著しく大きくなることがわかる。
【0029】(実施例3)実施例1と同様な手順で焼結
体を作製した。化学組成比は(23−d)(Ni0.7
Cu0.3)O・30ZnO・dV25・47Fe23
し、d=0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.
5、0.6と変化させた。また実施例1と同様な手順で
縦1.5mm、横1.5mm、長さ10mmの直方体状
の焼結体を得た後、直径30μmの絶縁被覆銅線を50
回巻線し、150℃でエポキシ系樹脂を射出成形し、形
状が縦2mm、横2mm、長さ10.5mmの直方体状
のモールド型マイクロインダクタンス素子を作製した。
【0030】次に、1MHzで0.1mAの電流を流
し、YHP製インピーダンスアナライザーを使用して、
−20℃から80℃におけるインダクタンスの温度変化
率△LTを測定した。
【0031】その結果を図3に示す。図3に示すように
dが0.1から0.5の範囲を越えると、インダクタンス
の温度変化率△LTが著しく大きくなることがわかる。
【0032】(実施例4)実施例1と同様な手順で焼結
体を作製した。化学組成比は(70−c)(Ni0.7
Cu0.3)O・3OZnO・0.3V25・cFe23
し、c=31、32、33、34、45、46、47、
48、49と変化させ、縦1.5mm、横1.5mm、長
さ10.5mmの立方体状の焼結体を得た後、直径30
μmの絶縁被覆導線を50回巻線し、150℃でエポキ
シ系樹脂を射出成形し、形状が縦2mm、横2mm、長
さ10.5mmの直方体状のモールド型マイクロインダ
クタンス素子を作製した。
【0033】次に、1MHzで0.1mAの電流を流
し、YHP製インピーダンスアナライザーを使用して、
−20℃から80℃におけるインダクタンスの温度変化
率△LTを測定した。また、この時、Qも求めた。
【0034】その結果を図4に示す。図4に示すよう
に、cが48以下では、インダクタンスの温度変化率△
Tが小さいことがわかる。一方、Qはcが32を下回
ると著しく低下することがわかる。
【0035】尚、上述した本発明の実施例では、Ni
O、CuO、α−Fe23、ZnO、V25を原料とし
て使用したフェライト焼結体についてのみ述べている
が、必ずしもこれら酸化物に限定されるものでなく、焼
結体がスピネル型フェライトを構成するものであれば、
本発明の範囲にあることは当業者であれば容易に理解で
きる。また、Ni、Cu、Zn、V、Feを主成分とし
て含有するスピネル型フェライトであれば、Co,M
n,Ca,Cr,Al,Ti等の添加物を含有しても、
又、原料に含まれる不純物を含有しても、本発明の範囲
にある。
【0036】また、粉末の予備焼成及び成形体の焼結を
大気中で行っているが、焼結における生成物がスピネル
系フェライトであれば、成形用粉末の製法が、予備焼成
なし、共沈法、水熱合成法、噴霧培焼法等を適用して
も、焼結雰囲気が大気中に比べ酸化性であっても、還元
性であっても本発明の範囲にある。又、成形体の成形法
についても、特に上記実施例に限定されるものでない。
【0037】
【発明の効果】以上の本発明の実施例1〜4からわかる
ように、Ni、Cu、Zn、V、Feの酸化物を主成分
とするスピネル型フェライト酸化物磁性材料の化学組成
比が一般式a[Ni(1-x)・Cux]0・bZn0・dV
25・cFe23で表わされ、かつa+b+c+d=1
00、0.1≦x≦0.8、0≦b≦35、32≦c≦
48、0.1≦d≦0.5とする磁芯用酸化物磁性材料
を得ることによって、インダクタンスの温度変化及びば
らつきが小さいインダクタを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1におけるCuOの組成比Xにおけるイ
ンダクタンスの温度変化率△LTを示す図。
【図2】実施例2におけるZnOの組成比bにおけるイ
ンダクタンスの温度変化率△LTを示す図。
【図3】実施例3におけるV25の組成比dにおけるイ
ンダクタンスの温度変化率△LTを示す図。
【図4】実施例4におけるFe23の組成比cにおける
インダクタンスの温度変化率△LT、及びQを示す図。
───────────────────────────────────────────────────── 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 H01F 17/04 L 4230−5E

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Ni,Cu,Zn,V,Feの酸化物を
    主成分とする酸化物磁性材料において、主成分比が一般
    式a[Ni(1-x)・Cux]O・bZnO・dV25・c
    Fe23で表わされ、かつa+b+c+d=100,
    0.1≦x≦0.8,0≦b≦35,32≦c≦48,
    0.1≦d≦0.5であることを特徴とする酸化物磁性材
    料。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の酸化物磁性材料と樹脂を
    複合化して構成されるモールド型インダクタにおいて、
    前記酸化物磁性材料からなる磁芯に、絶縁皮覆銅線を巻
    回して樹脂でモールドすることを特徴とするインダク
    タ。
JP6258956A 1994-09-27 1994-09-27 酸化物磁性材料及びそれを用いたインダクタ Pending JPH0897026A (ja)

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