JP3147496B2

JP3147496B2 - フェライト材料

Info

Publication number: JP3147496B2
Application number: JP15877892A
Authority: JP
Inventors: 英一前田; 基西井; 義文山中; 良博西永
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1992-05-25
Filing date: 1992-05-25
Publication date: 2001-03-19
Anticipated expiration: 2016-03-19
Also published as: JPH05326243A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、フェライト材料に関
し、詳しくは、樹脂モールド処理時の樹脂の収縮などの
応力の影響を受けることが少なく、積層フェライト部品
や型物（成型）フェライト部品に使用するのに適したフ
ェライト材料に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、例えば、図４に示すように、積層
フェライト素子１ａ（フェライト層と内部電極層を交互
に積層し、各内部電極層を接続することによりフェライ
ト積層体の内部にコイルを形成した素子）の両端に外部
電極２ａ，２ｂを配設した積層フェライト部品（積層コ
イル部品）１が実用化されている。

【０００３】また、図５に示すように、フェライト材料
を成型してなるフェライトコア４を用いた成型フェライ
ト部品（成型コイル部品）３が実用化されるに至ってい
る。この成型フェライト部品３は、磁芯となるフェライ
トコア４を備えており、フェライトコア４には導線５が
巻かれている。そして、導線５が巻かれたフェライトコ
ア４は耐熱性の樹脂６により一体にモールドされてい
る。また、樹脂６の外側には、端子７が導出されてお
り、この端子７はフェライトコア４に巻かれた導線５と
電気的に接続している。

【０００４】さらに、図６に示すように、上記成型フェ
ライト部品３（図５）のフェライトコア４の代りに、図
４の積層フェライト部品１と同様の積層フェライト部品
（積層コイル部品）９と積層コンデンサ部品１２を、耐
熱性の樹脂８で一体にモールドした複合フェライト部品
（ＬＣ複合部品）１４が実用化されるに至っている。こ
の複合フェライト部品（ＬＣ複合部品）１４において
は、樹脂８の外側に端子１０，１１及び１３が導出され
ており、端子１０は積層コイル部品９の一方の外部電極
９ａと、端子１１は積層コンデンサ部品１２の一方の外
部電極１２ａと、さらに、端子１３は積層コイル部品９
及び積層コンデンサ部品１２の他方の外部電極９ｂ，１
２ｂと電気的に接続している。図７に、この複合フェラ
イト部品（ＬＣ複合部品）１４の回路構成を示す。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の成型
フェライト部品３（図５）及び複合フェライト部品１４
（図６）においては、モールド用の樹脂６，８が硬化す
る過程で収縮し、このときに生じる応力がフェライトコ
ア４や積層コイル部品９（のフェライトコア１５（図
６））に及ぶ。そして、この収縮応力によりフェライト
コア４，１５のコア定数が変動し、製品の特性が変動す
るという問題点がある。

【０００６】図８及び図９は、樹脂モールド処理の前後
（すなわち、モールド用の樹脂６，８の硬化の前後）に
おけるコア定数の変化の状態を示す図であり、図８は、
樹脂６，８の樹脂モールド処理前のインダクタンスＬ値
とＱ値の周波数特性を示し、図９は、モールド処理後の
Ｌ値及びＱ値の周波数特性を示す。なお、図８及び図９
において、△でプロットした点を結んだ線は、０．２５
Ｖの入力信号が与えられたときのＬ値及びＱ値を示し、
○でプロットされた点を結んだ線は、１．０Ｖの入力信
号が与えられたときのＬ値及びＱ値を示している。

【０００７】図８及び図９に示すように、樹脂モールド
処理後のＬ値及びＱ値は、モールド処理前のＬ値及びＱ
値よりも低下している。また、図９に示すように、樹脂
モールド後においては、入力信号が０．２５Ｖから１．
０Ｖに上がるとＬ値及びＱ値のそれぞれの周波数特性が
大きく変化している。

【０００８】さらに、樹脂モールドすることにより形成
される上記の成型フェライト部品３（図５）や複合フェ
ライト部品１４（図６）においては、外部環境（温度や
湿度など）の変化により、モールド用の樹脂６，８が膨
脹あるいは収縮し、このときに生じる応力がフェライト
コア４，１５に及び、Ｌ値及びＱ値が変動するという問
題点がある。

【０００９】また、図５に示すような成形フェライト部
品３や、図６に示すような複合フェライト部品１４を用
いる回路においては、その回路定数が常に変動すること
になり、回路の信頼性が低いという問題点がある。

【００１０】また、このような問題点を解決するため
に、モールド用の樹脂として、低応力樹脂を用いたり、
フェライトコアの周囲を緩衝材でコーティングする方法
も提案されているが、これらの方法は、材料費の上昇や
製造工程の複雑化を招き、製品のコストを押上げるとい
う問題点がある。

【００１１】この発明は、上記の問題点を解決するもの
であり、モールド用の樹脂の硬化時などに生じる応力の
影響を受けにくいフェライトコアを、複雑な製造工程を
必要とすることなく製造することが可能なフェライト材
料を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明のフェライト材料は、Ｆｅ₂Ｏ₃，ＣｕＯ，
ＺｎＯ，及びＮｉＯを、Ｆｅ₂Ｏ₃：４６．５〜４９．５mol％ＣｕＯ：５．０〜１２．０mol％ＺｎＯ：２．０〜３０．０mol％ＮｉＯ：残部の割合で含有するＮｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライト材料に
対して、Ｃｏ₃Ｏ₄，Ｂｉ₂Ｏ₃，ＳｉＯ₂，及びＳｎＯ
₂を、その含有率が、Ｃｏ₃Ｏ₄ ：０．０５〜０．６０重量％Ｂｉ₂Ｏ₃ ：０．５０〜２．００重量％ＳｉＯ₂とＳｎＯ₂の合計量：０．１０〜２．００重量％（但し、ＳｉＯ ₂ 、ＳｎＯ ₂ のどちらか一方が０重量％で
ある場合を除く）となるような割合で配合したことを特
徴とする。

【００１３】次に、この発明のフェライト材料の主成分
であるＮｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライト材料を構成する各
成分の含有割合と、添加成分であるＣｏ₃Ｏ₄，Ｂｉ
₂Ｏ₃，ＳｉＯ₂，及びＳｎＯ₂の配合割合について説明す
る。

【００１４】Ｆｅ₂Ｏ₃については、その含有率が４６．
５mol％未満になるとＱ値が低下するという問題点があ
り、また、４９．５mol％を越えると焼結性が劣化し、
フェライトコアの強度が低下するとともに、磁場劣化現
象が著しくなり実用的でなくなる。したがって、Ｆｅ₂
Ｏ₃の含有率は４６．５〜４９．５mol％の範囲にあるこ
とが好ましい。

【００１５】ＣｕＯは、比較的低温で焼成を行うことを
可能にするとともに、高密度のフェライトコアを得るこ
とを主たる目的として添加されるものである。ＣｕＯの
含有率が５．０mol％未満になると実用性のある強度を
得ることができず、また、１２．０mol％を越えると異
常焼結が起こり、磁器特性が劣化するので、磁器特性が
良好で特に強度の高いフェライトコアを得るためには、
ＣｕＯを５．０〜１２．０mol％の範囲で含有させるこ
とが好ましい。

【００１６】ＺｎＯは、フェライトコアの透磁率を調整
するために用いられる。すなわち、ＺｎＯは残りのＮｉ
Ｏの量を調整するために添加されるものであり、ＮｉＯ
の含有率が８．５〜４６．５mol％になるように添加さ
れる。したがって、その含有率は２．０〜３０．０mol
％の範囲となる。

【００１７】なお、ＮｉＯについては、その含有率が
８．５mol％未満になるとＱ値が低下し、４６．５mol％
を越えると焼結性が極端に低下するため、上記のように
８．５〜４６．５mol％の割合で含有させることが好ま
しい。

【００１８】添加成分であるＣｏ₃Ｏ₄については、その
含有率が０．０５重量％未満になるとＱ値が低下し、一
様な正の温度特性（温度係数）を有する初透磁率を得る
ことができず、また、０．６０重量％を越えるとＬ値の
温度係数の小さい材料を得ることができなくなるばかり
でなく、樹脂モールド処理後の諸特性が劣化して実用的
でなくなるため、Ｃｏ₃Ｏ₄の含有率は０．０５〜０．６
０重量％の範囲にあることが好ましい。

【００１９】Ｂｉ₂Ｏ₃については、含有率が０．５０重
量％未満になると樹脂モールド処理後の諸特性が劣化
し、また、２．００重量％を越えるとＱ値が低下するた
め、その含有率は０．５０〜２．００重量％の範囲にあ
ることが好ましい。

【００２０】ＳｉＯ₂とＳｎＯ₂については、その含有率
（両者を合わせた合計含有率）が０．１０重量％未満に
なると樹脂モールド処理後の諸特性が劣化し、また、
２．００重量％を越えると焼結性が劣化して、コア強度
が低下するため、ＳｉＯ₂とＳｎＯ₂の合計含有率は０．
１０〜２．００重量％の範囲にあることが好ましい。な
お、ＳｉＯ₂とＳｎＯ₂は、両方が共存することが必要で
あり、両者の割合は、ＳｉＯ₂／ＳｎＯ₂＝０．３〜３
（モル比）の範囲にあることが好ましい。

【００２１】

【発明の効果】この発明のフェライト材料は、上述のよ
うな組成を有しており、これを成形、焼成することによ
り、樹脂モールド処理工程における樹脂の収縮応力の影
響を殆ど受けず、樹脂モールド処理の前後においてＬ値
及びＱ値が殆ど変化しない、信頼性の高いフェライトコ
アを得ることができる。

【００２２】また、この発明のフェライト材料を用いて
形成したフェライトコアを有するコイルは、樹脂モール
ド処理後におけるコイルへの入力信号が変化しても、Ｌ
値及びＱ値の周波数特性が殆ど変化しないため、入力信
号特性が大幅に改善されたコイルを得ることができる。
また、Ｌ値の温度係数が小さく、一様に正であるため、
この発明のフェライト材料からなるフェライトコアを有
するコイルを用いて回路を構成する場合、負の温度特性
を有するコンデンサと容易に組合せることが可能にな
り、設計の自由度が向上する。さらに、フェライトコア
が樹脂モールドされた状態で、外部環境の変化により樹
脂に膨脹もしくは収縮が生じた場合にも、コイルのＬ値
及びＱ値が殆ど変化しないため、回路の信頼性を向上さ
せることができる。

【００２３】また、モールド処理用の樹脂として低応力
樹脂を用いたり、フェライトコアの周囲を緩衝材でコー
ティングしたりする必要がなくなるため、樹脂モールド
することにより製造されるフェライト部品の製造コスト
を低減することができる。

【００２４】

【実施例】以下に、この発明の実施例を比較例とともに
示して、発明の特徴をさらに詳しく説明する。

【００２５】Ｆｅ₂Ｏ₃，ＣｕＯ，ＺｎＯ，ＮｉＯ，Ｃｏ
₃Ｏ₄，Ｂｉ₂Ｏ₃，ＳｉＯ₂及びＳｎＯ₂を以下の割合にな
るように秤取する。

【００２６】［実施例１］主成分フェライト材料：９７．８０重量％（組成比率）Ｆｅ₂Ｏ₃：４７．５mol％ＣｕＯ：１２．０mol％ＺｎＯ：２．０mol％ＮｉＯ：３８．５mol％Ｃｏ₃Ｏ₄ ：０．２０重量％Ｂｉ₂Ｏ₃ ：１．００重量％ＳｉＯ₂ ：０．５０重量％ＳｎＯ₂ ：０．５０重量％

【００２７】［実施例２］主成分フェライト材料：９７．９５重量％（組成比率）Ｆｅ₂Ｏ₃：４７．５mol％ＣｕＯ：１０．０mol％ＺｎＯ：１５．５mol％ＮｉＯ：２７．０mol％Ｃｏ₃Ｏ₄ ：０．０５重量％Ｂｉ₂Ｏ₃ ：１．００重量％ＳｉＯ₂ ：０．５０重量％ＳｎＯ₂ ：０．５０重量％

【００２８】［比較例１］主成分フェライト材料：９９．５０重量％（組成比率）Ｆｅ₂Ｏ₃：４７．０mol％ＣｕＯ：５．５mol％ＺｎＯ：８．５mol％ＮｉＯ：３９．０mol％Ｃｏ₃Ｏ₄ ：０．５０重量％

【００２９】［比較例２］主成分フェライト材料：９９．９０重量％（組成比率）Ｆｅ₂Ｏ₃：４７．６mol％ＣｕＯ：６．０mol％ＺｎＯ：２８．６mol％ＮｉＯ：１７．９mol％Ｃｏ₃Ｏ₄ ：０．１０重量％

【００３０】それから、上記の実施例１，２及び比較例
１，２の粉体を大気中にて７５０〜８５０℃の温度で２
時間仮焼した。そして、この仮焼粉末を用いて、図５に
示すような成型フェライト部品３のフェライトコア４を
成形し、この成形体を９００〜１０００℃で焼成した。

【００３１】次に、このフェライトコアを用いてコイル
を作製し、それぞれのコイルについて樹脂モールド処理
の前後における、Ｌ値及びＱ値の変化率、すなわち「Ｌ
変化率」、「Ｑ変化率」を調べるとともに、「信号入力
の変化に対するＬ値及びＱ値の周波数特性の変化の大き
さ（入力信号特性）」を調べた。その結果を表１に示
す。

【００３２】

【表１】

【００３３】表１より、「Ｌ変化率」、「Ｑ変化率」、
及び「信号入力に対するＬ値及びＱ値の周波数特性の変
化の大きさ（入力信号特性）」の各項目を総合的に判断
した場合、実施例１，２のフェライト材料からなるフェ
ライトコアを用いたコイルの特性は、比較例１，２のフ
ェライト材料からなるフェライトコアを用いたコイルの
それよりも大幅に改善されていることがわかる。

【００３４】また、比較例１，２にかかるコイルにおい
ては、樹脂モールド処理後の初期の諸特性が相当に劣化
しているのに対して、実施例１，２のフェライト材料か
らなるフェライトコアを用いたコイルにおいては、樹脂
モールド処理後の初期の諸特性の劣化が殆ど生じていな
いことがわかる。

【００３５】また、図１，２は、上記実施例２のフェラ
イト材料からなるフェライトコアを用いて構成したコイ
ルの樹脂モールド処理の前後におけるＬ値及びＱ値の各
々の周波数特性を示している。なお、図１及び図２にお
いて、△でプロットした点を結んだ線は、０．２５Ｖの
入力信号が与えられた場合のＬ値及びＱ値の周波数特性
を示し、○でプロットされた点を結んだ線は、１．０Ｖ
の入力信号が与えられた場合のＬ値及びＱ値の周波数特
性を示している。

【００３６】また、前述の図８，９は、上記比較例２に
かかるフェライトコアを用いて構成したコイルの樹脂モ
ールド処理の前後におけるＬ値及びＱ値の周波数特性を
示す図である。

【００３７】図１，２、及び図８，９より、実施例２に
かかるコイルは、比較例２にかかるコイルに比べて樹脂
モールド処理後のＬ値及びＱ値の変化が極めて少なく、
また、入力信号の変化によるＬ値及びＱ値の周波数特性
の変化が非常に少ないことがわかる。

【００３８】また、図３は、上記実施例１，２、及び比
較例１，２のフェライト材料からなるフェライトコアを
用いて構成したコイルのＬ値の温度特性を示す図であ
る。第３図より、実施例１，２にかかるコイルは、比較
例１，２にかかるコイルに比べて、温度係数が極めて小
さく、かつ、一様な正の温度特性を有していることがわ
かる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例にかかるフェライト材料か
らなるフェライトコアを用いて構成したコイルの樹脂モ
ールド処理前のＬ値及びＱ値の周波数特性を示す図であ
る。

【図２】この発明の一実施例にかかるフェライト材料か
らなるフェライトコアを用いて構成したコイルの樹脂モ
ールド処理後のＬ値及びＱ値の周波数特性を示す図であ
る。

【図３】この発明の実施例１，２、及び比較例１，２に
かかるフェライト材料からなるフェライトコアを用いて
構成したコイルのＬ値の温度特性を示す図である。

【図４】積層フェライト部品である積層コイル部品の外
観形状を示す斜視図である。

【図５】樹脂モールドすることにより形成された成型フ
ェライト部品を示す一部破断斜視図である。

【図６】樹脂モールドすることにより形成された複合フ
ェライト部品（ＬＣ複合部品）を示す斜視図である。

【図７】図６のＬＣ複合部品の回路構成を示す図であ
る。

【図８】従来のフェライト材料からなるフェライトコア
を用いて構成したコイルの樹脂モールド処理前のＬ値及
びＱ値の周波数特性を示す図である。

【図９】従来のフェライト材料からなるフェライトコア
を用いて構成したコイルの樹脂モールド処理後のＬ値及
びＱ値の周波数特性を示す図である。

【符号の説明】

４，１５フェライトコア

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者西永良博京都府長岡京市天神二丁目26番10号株式会社村田製作所内 (56)参考文献特開平１−101609（ＪＰ，Ａ) 特開平３−218962（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01F 1/34 C01G 49/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｆｅ₂Ｏ₃，ＣｕＯ，ＺｎＯ，及びＮｉＯ
を、Ｆｅ₂Ｏ₃：４６．５〜４９．５mol％ＣｕＯ：５．０〜１２．０mol％ＺｎＯ：２．０〜３０．０mol％ＮｉＯ：残部の割合で含有するＮｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライト材料に
対して、Ｃｏ₃Ｏ₄，Ｂｉ₂Ｏ₃，ＳｉＯ₂，及びＳｎＯ
₂を、その含有率が、Ｃｏ₃Ｏ₄ ：０．０５〜０．６０重量％Ｂｉ₂Ｏ₃ ：０．５０〜２．００重量％ＳｉＯ₂とＳｎＯ₂の合計量：０．１０〜２．００重量％（但し、ＳｉＯ ₂ 、ＳｎＯ ₂ のどちらか一方が０重量％で
ある場合を除く）となるような割合で配合したことを特
徴とするフェライト材料。