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JP3300838B2 - Oxide magnetic material for inductor and its manufacturing method - Google Patents
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JP3300838B2 - Oxide magnetic material for inductor and its manufacturing method - Google Patents

Oxide magnetic material for inductor and its manufacturing method

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JP3300838B2
JP3300838B2 JP33427892A JP33427892A JP3300838B2 JP 3300838 B2 JP3300838 B2 JP 3300838B2 JP 33427892 A JP33427892 A JP 33427892A JP 33427892 A JP33427892 A JP 33427892A JP 3300838 B2 JP3300838 B2 JP 3300838B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は,酸化物磁性材料に関
し,詳しくは,低温焼成が可能な酸化物軟磁性材料とそ
の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an oxide magnetic material, and more particularly to an oxide soft magnetic material which can be fired at a low temperature and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来,酸化物磁性材料は,金属材料に比
べ電気抵抗が高いことから,高周波用材料として使用さ
れてきている。中でも,スピネル型フェライトは,優れ
た軟磁性を示し,かつ安価な原料を使用し,粉末冶金法
により容易に焼結体が得られることから,最も頻繁に高
周波用材料として使用されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, oxide magnetic materials have been used as high frequency materials because of their higher electrical resistance than metal materials. Among them, spinel-type ferrite is most frequently used as a high frequency material because it exhibits excellent soft magnetism, uses an inexpensive raw material, and can easily obtain a sintered body by powder metallurgy.

【0003】近年,これら高周波用材料を使用した装置
は,高周波化により,小型軽量化が著しく進行してい
る。
In recent years, devices using these high-frequency materials have been significantly reduced in size and weight due to higher frequencies.

【0004】したがって,これらの装置に使用されるイ
ンダクタンス素子も小型軽量化が要求されてきている。
加えて,自動装着がより容易となる形状に素子を製造す
る必要が生じている。このような素子は,いわゆる表面
実装部品と呼ばれている。
[0004] Therefore, the inductance elements used in these devices are also required to be reduced in size and weight.
In addition, there has been a need to manufacture devices in a shape that makes automatic mounting easier. Such an element is called a so-called surface mount component.

【0005】したがって,これらインダクタンス素子の
構成も,従来のようなバルキーな素子に比べ著しく微細
であることが必要となっている。
Therefore, it is necessary that the configuration of these inductance elements is significantly finer than that of a conventional bulky element.

【0006】この様な表面実装部品の有用な製造法のひ
とつに,各構成材料の粉末を分散したスラリーを使用
し,印刷等によって各回路を構成した成形体を,焼成し
て,インダクタンス素子を形成する方法がある。この方
法の場合,電気導体部と磁性フェライト部が独立して形
成されている。
One of the useful methods for manufacturing such a surface mount component is to use a slurry in which powders of the respective constituent materials are dispersed, sinter a molded body in which each circuit is formed by printing or the like, and form an inductance element. There is a method of forming. In this method, the electric conductor and the magnetic ferrite are formed independently.

【0007】従来から使用されているフェライト粉末成
形体の焼結温度は,1050〜1400℃である。した
がって,これらの粉末を使用した場合,それらの焼結温
度に対して,導体部は焼結しており,かつ破断せず,磁
性フェライト部への拡散も抑制されていなければならな
い。
[0007] The sintering temperature of a conventionally used ferrite powder compact is 1050 to 1400 ° C. Therefore, when these powders are used, the conductor portion must be sintered and not broken at the sintering temperature, and diffusion into the magnetic ferrite portion must be suppressed.

【0008】また,磁性フェライト部と電気導体部を接
触して構成する場合,磁性フェライト部を構成するフェ
ライト材料は高電気抵抗体となる必要がある。
Further, when the magnetic ferrite portion and the electric conductor portion are configured to be in contact with each other, the ferrite material constituting the magnetic ferrite portion needs to be a high electric resistor.

【0009】以上のことから,高周波用インダクタンス
素子の磁性フェライト部及び電気導体部の各材料を選択
すると,磁性フェライト部用の材料としてはNi系フェ
ライトが,電気導体部としてはAg−Pd合金が有用で
あると判断できる。
From the above, when each material of the magnetic ferrite portion and the electric conductor portion of the high-frequency inductance element is selected, Ni-based ferrite is used as the material for the magnetic ferrite portion, and an Ag-Pd alloy is used as the electric conductor portion. Can be determined to be useful.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら,上記高
周波用インダクタンス素子の電気導体部に用いるAg−
Pd合金において,Pdは極めて高価であり,かつ電気
抵抗が増加するので,含有量を減少させることが望まし
い。したがって,Agのみで電気導体部を構成すること
ができれば,工業上極めて有用となる。
However, the Ag-conductor used for the electric conductor of the high-frequency inductance element has a disadvantage.
In a Pd alloy, Pd is extremely expensive and increases the electric resistance. Therefore, it is desirable to reduce the content of Pd. Therefore, if the electric conductor portion can be constituted only by Ag, it will be extremely useful industrially.

【0011】ところで,Ag単独で電気導体部を焼結に
よって構成するには,磁性フェライト部のフェライト材
料の焼結温度を900℃以下とする必要がある。この時
のフェライト材料の焼結状態は,素子の特性(インダク
タンス,インピーダンス等)が環境によって変化するこ
とは好ましくないので,吸水性のない状態とすること,
すなわち,フェライト焼結体中に存在する空孔が閉孔状
態であることが好ましい。
In order to form the electric conductor portion by sintering Ag alone, the sintering temperature of the ferrite material of the magnetic ferrite portion needs to be 900 ° C. or less. The sintered state of the ferrite material at this time should be a state without water absorption because it is not preferable that the characteristics (inductance, impedance, etc.) of the element change with the environment.
That is, it is preferable that the pores present in the ferrite sintered body be in a closed state.

【0012】他方,この閉孔状態になると,焼結体の機
械的強度が向上したり,焼結温度によるインダクタンス
の変化量も減少するといった利点もある。
On the other hand, in the closed state, there are advantages that the mechanical strength of the sintered body is improved and the amount of change in inductance due to the sintering temperature is reduced.

【0013】以上については,素子の特性上の問題につ
いてのみ述べたが,低温で焼結が可能となることは,焼
結エネルギーを著しく低減できるばかりでなく,焼結設
備費も大幅に低減できることになり,工業上極めて有用
となる。
In the above, only the problem on the characteristics of the element has been described. The fact that sintering can be performed at a low temperature means that not only the sintering energy can be significantly reduced but also the sintering equipment cost can be significantly reduced. And is extremely useful industrially.

【0014】また,前述の素子において,Ag導体部と
磁性フェライト部の夫々の材料を一体焼結するために,
各材料の界面では反応が生ずる。そのため,Ag導体部
の電気抵抗が変動することになり,インダクタ素子やイ
ンピーダンス素子としての特性値がばらつく原因とな
る。
Further, in the above-described device, in order to integrally sinter the respective materials of the Ag conductor portion and the magnetic ferrite portion,
Reaction occurs at the interface between the materials. For this reason, the electrical resistance of the Ag conductor portion fluctuates, which causes variations in the characteristic values of the inductor element and the impedance element.

【0015】したがって,このAg導体部の電気抵抗の
ばらつきの減少は,素子の品質を向上することになり,
工業上極めて有益となる。
Therefore, the reduction in the variation in the electric resistance of the Ag conductor portion improves the quality of the element,
It is extremely useful in industry.

【0016】そこで,本発明の技術的課題は,低温焼結
により機械的強度の向上と焼結温度によるインダクタン
スの変化量も減少するとともに素子の品質を向上させる
ことができるインダクタ用酸化物磁性材料とその製造方
法を提供することにある。
Accordingly, a technical problem of the present invention is to provide an oxide magnetic material for an inductor which can improve the mechanical strength by low-temperature sintering, reduce the change in inductance due to the sintering temperature, and improve the quality of the element. And a method of manufacturing the same.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】本発明者らは,種々検討
を重ねた結果,Ni,Cu,Zn,Feの酸化物を主成
分として含有するスピネル型フェライト焼結体におい
て,化学組成比をa(Ni(1−x)・Cu)O・b
ZnO・cFeとし,ここで,a+b+c=10
0,0.15≦x≦0.70,0≦b≦37,35≦c
≦49.5とし,このフェライト材料に酸化ジルコニウ
ム(ZrO)を0.1〜0.3wt%含有することに
より,900℃以下の焼結温度でも吸水性のないフェラ
イト焼結体が製造でき,しかもAg導体と一体焼結して
インダクタを形成する際,導体の電気抵抗のばらつきを
減少できることを発見した。
The present inventors have made various studies and found that the chemical composition ratio of a spinel-type ferrite sintered body containing oxides of Ni, Cu, Zn, and Fe as main components is determined. a (Ni (1-x) · Cu x) O · b
ZnO · cFe 2 O 3 , where a + b + c = 10
0, 0.15 ≦ x ≦ 0.70, 0 ≦ b ≦ 37, 35 ≦ c
≦ 49.5 and, by having 0.1 to 0.3% containing zirconium oxide (ZrO 2) in the ferrite material can be produced ferrite sintered body is no water absorption in 900 ° C. below the sintering temperature, In addition, it has been found that when an inductor is formed by sintering integrally with an Ag conductor, variations in the electrical resistance of the conductor can be reduced.

【0018】本発明によれば、インダクタに用いられる
Ni,Cu,Zn,Feの酸化物を主成分として含有す
るスピネル型フェライト焼結体において,化学組成比
が,a(Ni(1−x)・Cu)O・bZnO・cF
(ここで,a+b+c=100,0.15≦x
≦0.70,0≦b≦37,35≦c≦49.5)で示
され酸化物磁性材料に、更に,酸化ジルコニウム(Zr
)を0.1〜0.3wt%含有することを特徴とす
インダクタ用酸化物磁性材料が得られる。
According to the present invention, in a spinel-type ferrite sintered body containing an oxide of Ni, Cu, Zn or Fe as a main component used for an inductor , the chemical composition ratio is a (Ni (1-x)・ Cu x ) O ・ bZnO ・ cF
e 2 O 3 (where a + b + c = 100, 0.15 ≦ x
≦ 0.70, 0 ≦ b ≦ 37, 35 ≦ c ≦ 49.5), and zirconium oxide (Zr
Inductor oxide magnetic material, characterized in that O 2) and having containing 0.1 to 0.3 wt% is obtained.

【0019】[0019]

【0020】本発明によれば、インダクタに用いられる
Ni,Cu,Zn,Feの酸化物を主成分として含有す
るスピネル型フェライト焼結体を粉末冶金法によって製
造する方法において,前記焼結体は、化学組成比がa
(Ni(1−x)・Cu)O・bZnO・cFe
(ここで,a+b+c=100,0.15≦x≦0.
70,0≦b≦37,35≦c≦49.5)で表される
基本成分に、更に、添加物として酸化ジルコニウム(Z
rO )を0.1〜0.3wt%含有するように成形用
粉末を混合するとともに,当該成形用粉末中に含まれる
5μmを越える粒子の混在比を5vol%以下の範囲と
なるように調整することを特徴とするインダクタ用酸化
物磁性材料の製造方法が得られる。
According to the present invention, in a method for producing a spinel-type ferrite sintered body mainly containing an oxide of Ni, Cu, Zn, Fe used for an inductor by powder metallurgy, the sintered body is And the chemical composition ratio is a
(Ni (1-x) · Cu x) O · bZnO · cFe 2 O
3 (where a + b + c = 100, 0.15 ≦ x ≦ 0.
70, 0 ≦ b ≦ 37, 35 ≦ c ≦ 49.5), and further, zirconium oxide (Z
rO 2 ) in an amount of 0.1 to 0.3 wt% , and the mixture ratio of particles exceeding 5 μm contained in the molding powder is adjusted to be in a range of 5 vol% or less. Thus, a method for producing an oxide magnetic material for an inductor is obtained.

【0021】ここで,本発明のフェライト材料に関する
各範囲を設定する基準として,次に示す様な特性を設定
した。
Here, the following characteristics were set as criteria for setting each range relating to the ferrite material of the present invention.

【0022】まず,吸水性については,焼結体の密度d
iとそのフェライト材のX線密度dx(X線回折より求
めた格子定数とフェライト元素の構成組成より求めた密
度,空孔が零に相当する。)との比が90%以上では,
フェライト焼結体は非吸水性となることが確認されてい
る。
First, regarding the water absorption, the density d of the sintered body
When the ratio between i and the X-ray density dx of the ferrite material (corresponding to the lattice constant determined by X-ray diffraction and the density determined from the composition of the ferrite element and the number of vacancies to be zero) is 90% or more,
It has been confirmed that the ferrite sintered body becomes non-water absorbing.

【0023】また,フェライト材料の電気絶縁性とし
て,直流比抵抗ρDCは1×107 Ω・cm以上が望まし
い。
As the electrical insulation of the ferrite material, it is desirable that the DC specific resistance ρ DC is 1 × 10 7 Ω · cm or more.

【0024】また,軟磁性材料としては,インダクタン
スを高くとるためには比透磁率μが高い方が望ましい
が,これは使用周波数帯によって,それぞれ要求される
値が異なる。したがってμは任意な値をとれることも極
めて有用な条件となるので,ここでは特に規定しないこ
とにした。
As the soft magnetic material, it is desirable that the relative magnetic permeability μ be high in order to obtain a high inductance, but the required value differs depending on the frequency band used. Therefore, it is extremely useful condition that μ can take an arbitrary value, so that it is not specified here.

【0025】また,軟磁性材料の損失係数tanδは小
さいほど良いことになるが,本発明ではtanδが顕著
に増加しない領域を有用な範囲に設定した。また,本発
明では,μ及びtanδは100kHzにて評価するこ
とにした。
Although the smaller the loss coefficient tan δ of the soft magnetic material is, the better it is, the present invention sets a region where tan δ does not increase remarkably to a useful range. In the present invention, μ and tan δ are evaluated at 100 kHz.

【0026】また,本発明では,di/dxを評価する
圧粉体の成形条件として,成形圧力を一般的な1ton
/cm2 とした。
In the present invention, as a molding condition of a green compact for evaluating di / dx, a molding pressure is a general 1 ton.
/ Cm 2 .

【0027】ここで,本発明のフェライト材料の化学組
成比において,xの範囲を0.15〜0.70としたの
は,xが0.15以上では,di/dxが90%以上,
ρDCが107 Ω・cm以上を示し,一方,xが0.70
を越えるとtanδが著しく増加する傾向を示すからで
ある。
Here, in the chemical composition ratio of the ferrite material of the present invention, the range of x is set to 0.15 to 0.70 because when x is 0.15 or more, di / dx is 90% or more,
ρ DC is 10 7 Ω · cm or more, while x is 0.70
Is exceeded, tan δ tends to increase significantly.

【0028】また,本発明のフェライト材料の化学組成
比において,bを0〜37としたのは,bが37以下で
di/dxが90%以上を示し,bの増加によりμが著
しく向上するからである。
The reason why b is set to 0 to 37 in the chemical composition ratio of the ferrite material of the present invention is that b is 37 or less and di / dx is 90% or more, and μ is remarkably improved by increasing b. Because.

【0029】また,本発明のフェライト材料の化学組成
比において,cを35〜49.5としたのは,cが4
9.5以下でdi/dxが90%以上を示し,cが35
以下でtanδが著しく増加する傾向を示すからであ
る。
Further, in the chemical composition ratio of the ferrite material of the present invention, c is set to 35 to 49.5 because c is 4
When 9.5 or less, di / dx indicates 90% or more, and c is 35.
This is because tan δ tends to significantly increase below.

【0030】また,本発明においてフェライト材料に含
有するZrOの含有量を0.1〜0.3wt%とした
のは,0.1wt%以上のZrOを含有することによ
りフェライト材と一体焼結したAg導体の電気抵抗のば
らつきが減少するが,0.3wt%を越えるZrO
含有ではフェライト材の焼結性が低下し,di/dxが
92%以下となるからである。
In the present invention, the content of ZrO 2 contained in the ferrite material is set to 0.1 to 0.3 wt% because the content of ZrO 2 of 0.1 wt% or more is integrated with the ferrite material. Although the variation in the electric resistance of the sintered Ag conductor is reduced, when the content of ZrO 2 exceeds 0.3 wt %, the sinterability of the ferrite material is reduced, and di / dx is reduced.
This is because it becomes 92 % or less.

【0031】また,本発明の酸化物磁性材料の製造方法
において,成形用粉末中に占める5μm以上の粒子の混
在比が5vol%以下と限定したのは,この範囲内で,
di/dxが90%以上となるからである。
In the method for producing an oxide magnetic material of the present invention, the mixing ratio of particles having a size of 5 μm or more in the molding powder is limited to 5 vol% or less.
This is because di / dx becomes 90% or more.

【0032】以上の特性の範囲は900℃焼結で得た試
料で実施したものであり,フェライト材のρDCは本発明
の設定範囲では,全て107 Ω・cm以上となってい
る。
The above characteristic ranges were obtained from samples obtained by sintering at 900 ° C., and the ρ DC of the ferrite material was 10 7 Ω · cm or more in the setting range of the present invention.

【0033】尚,成形圧力を増加して成形すれば,di
/dxは向上するものであるが,本発明では,一般的な
成形条件であることが工業的に有用になると判断したの
で,成形圧力増加の効果を含めた範囲には,特に限定さ
れるものではない。
If the molding pressure is increased to increase the molding pressure, di
/ Dx is improved, but in the present invention, it is determined that the general molding conditions are industrially useful, so that the range including the effect of increasing the molding pressure is particularly limited. is not.

【0034】[0034]

【実施例】以下,本発明の実施例について説明する。Embodiments of the present invention will be described below.

【0035】(実施例1)化学組成比が28(Ni0.7
・Cu0.3 )O・25ZnO・47Fe2 3 となるよ
うに,酸化鉄(α−Fe2 3 )と酸化ニッケル(Ni
O)と酸化第2銅(CuO)及び酸化亜鉛(ZnO)の
粉末を原料とし,これに対し,酸化ジルコニウム(Zr
2 )の添加量が0,0.1,0.2,0.3,0.
4,0.5wt%となるように平均粒径約0.2μmの
粉末を秤量し,ステンレス製ボールミルにて20時間湿
式混合した。
Example 1 The chemical composition ratio was 28 (Ni 0.7
.Cu 0.3 ) O.25ZnO.47Fe 2 O 3 so that iron oxide (α-Fe 2 O 3 ) and nickel oxide (Ni
O), cupric oxide (CuO) and zinc oxide (ZnO) powders as raw materials, and zirconium oxide (Zr
O 2 ) is 0, 0.1, 0.2, 0.3, 0.
Powder having an average particle size of about 0.2 μm was weighed so as to be 4,0.5 wt%, and was wet-mixed with a stainless steel ball mill for 20 hours.

【0036】次に,これら原料混合粉末を800℃で大
気中にて2時間仮焼した後,ボールミルにて3時間湿式
粉砕し,成形用粉末とした。これら粉末の比表面積をB
ET法にて測定したところ,約3m2 /gであった。
Next, the raw material mixed powder was calcined at 800 ° C. in the air for 2 hours, and then wet-pulverized in a ball mill for 3 hours to obtain a molding powder. The specific surface area of these powders is B
It was about 3 m 2 / g when measured by the ET method.

【0037】次に,これら粉砕粉末にPVAを3wt%
湿式混合した後,成形圧1ton/cm2 で長さ30m
mで幅5mmで厚さ1mmの板状に成形した。
Next, 3% by weight of PVA was added to these pulverized powders.
After wet mixing, molding pressure 1 ton / cm 2 and length 30m
m, a width of 5 mm and a thickness of 1 mm.

【0038】次に,この成形体の板面に,市販されてい
る銀ペースト(粉末粒度3μm以下)をシルクスクリー
ン印刷にて,幅400μm,厚さ40μmで,成形体の
幅方向に30本印刷した。
Next, a commercially available silver paste (powder particle size: 3 μm or less) was printed on the plate surface of this molded product by silk screen printing at a width of 400 μm and a thickness of 40 μm, and 30 pieces were printed in the width direction of the molded product. did.

【0039】次に,この印刷面を別のフェライト成形体
で覆い,大気中,徐熱,炉冷にて,900℃で2時間保
持し,焼結した。
Next, the printed surface was covered with another ferrite molded body, kept at 900 ° C. for 2 hours in the air, gradually heated, and cooled in a furnace, and sintered.

【0040】次に,これら成形体内部に形成された銀導
体の直流抵抗を測定した。その結果を図1に示す。
Next, the direct current resistance of the silver conductor formed inside these compacts was measured. The result is shown in FIG.

【0041】図1に示すように,ZrO2 の添加により
銀導体の直流電気抵抗のバラツキ(σn-1 )は著しく減
少している。また,直流電気抵抗の平均値(バーR)も
明らかに減少している。したがって,Ni−Cu−Zn
系フェライトにZrO2 を含有することにより,インダ
クタの品質は著しく向上することがわかる。
As shown in FIG. 1, the variation of the direct current electrical resistance of the silver conductive by the addition of ZrO 2n-1) is significantly reduced. Also, the average value (bar R) of the DC electric resistance is clearly reduced. Therefore, Ni-Cu-Zn
It can be seen that the inclusion of ZrO 2 in the system ferrite significantly improves the quality of the inductor.

【0042】(実施例2)実施例1で得たバインダー混
合成形用粉末を使用し,成形圧1ton/cm2で外径
約20mm,内径約12mm,高さ約8mmの成形体と
なるように,金型を使用して圧縮成形した。次に,これ
ら成形体を,大気中,徐熱,炉冷にて,900℃で2時
間保持し,焼結した。
(Example 2) Using the binder mixed and molded powder obtained in Example 1, a molded body having an outer diameter of about 20 mm, an inner diameter of about 12 mm, and a height of about 8 mm was obtained at a molding pressure of 1 ton / cm 2. And compression molding using a mold. Next, these compacts were sintered at 900 ° C. for 2 hours in the atmosphere, gradually heated, and cooled in a furnace.

【0043】次に,これら焼結体に直径0.26mmの
絶縁被覆銅線を10回巻線した後,YHP社製インピー
ダンスアナライザーを用いて100kHzでの比透磁率
μと損失係数tanδを測定した。また,フェライト焼
結体の直流比抵抗ρDCは試料上下底面を約1mm研削し
た後,ブリッヂを用いて測定した。また,焼結体の密度
比di/dxは,焼結体の密度diをアルキメデス法で
測定し,一方dxをX線回折法より求めた格子定数とフ
ェライトの原子比より算出した値(X線密度)より求め
ている。その結果を図2に示す。
Next, an insulated copper wire having a diameter of 0.26 mm was wound around the sintered body 10 times, and then the relative permeability μ and the loss coefficient tan δ at 100 kHz were measured using an impedance analyzer manufactured by YHP. . The DC specific resistance ρ DC of the ferrite sintered body was measured using a bridge after grinding the upper and lower bottom surfaces of the sample by about 1 mm. The density ratio di / dx of the sintered body is a value obtained by measuring the density di of the sintered body by the Archimedes method, while calculating dx from the lattice constant obtained by the X-ray diffraction method and the atomic ratio of ferrite (X-ray Density). The result is shown in FIG.

【0044】図2で示すように,ZrO添加量が0.
1wt%以上0.3wt%以下でdi/dxが9%以
上を示している。μ,tanδ,ρDCはインダクタン
ス用材料として問題となる値は示していない。したがっ
て,フェライト材に含有されるZrO0.1wt%
以上0.3wt%以下とする必要がある。
As shown in FIG. 2, the amount of ZrO 2 added was 0.
The di / dx is 9 2 % or more when the content is 1 wt% or more and 0.3 wt% or less. μ, tan δ, and ρDC do not show values that are problematic as inductance materials. Therefore, the content of ZrO 2 in the ferrite material is 0.1 wt%.
It is necessary to be at least 0.3 wt% .

【0045】したがって,実施例1及び2から,フェラ
イト材に含有するZrO0.1〜0.3wt%の
囲が工業的に有用であるといえる。
Therefore, from Examples 1 and 2, it can be said that ZrO 2 contained in the ferrite material is industrially useful in the range of 0.1 to 0.3 wt% .

【0046】以上の実施例1及び2から判るように,N
i,Cu,Zn,Feの酸化物を主成分とする低温焼結
可能なスピネル型フェライト材料に,酸化ジルコニウム
(ZrO2 )を0〜0.35wt%(0を含まず)含有
することにより,銀導体との一体焼成による品質が優れ
た低温焼結可能な軟磁性酸化物磁性材料を工業的に有用
に製造することができる。また,酸化ジルコニウムの含
有は,必ずしもZrO2 の型で添加することが必須では
なく,他のジルコニウム化合物であっても仮焼や焼結の
過程で酸化ジルコニウムと形成し,フェライト材料中に
本発明の範囲の量が含有されるのであれば本発明の範囲
にある。
As can be seen from the first and second embodiments, N
A low-temperature sinterable spinel-type ferrite material containing i, Cu, Zn, and Fe oxides as main components contains zirconium oxide (ZrO 2 ) in an amount of 0 to 0.35 wt% (excluding 0), It is possible to industrially usefully produce a soft magnetic oxide magnetic material having excellent quality by sintering integrally with a silver conductor and capable of being sintered at a low temperature. It is not essential to add zirconium oxide in the form of ZrO 2 , and even if other zirconium compounds are formed, they are formed with zirconium oxide in the process of calcination or sintering, and the present invention is incorporated into a ferrite material. It is within the scope of the present invention if an amount in the range is contained.

【0047】また,例えば,混合や粉砕の媒体として酸
化ジルコニウムを使用し,条件を選定することによって
もフェライト中のZrO2 含有量の調整が可能となる。
したがって,この製法であっても本発明の範囲となる。
Also, for example, by using zirconium oxide as a medium for mixing and pulverization and selecting conditions, the ZrO 2 content in ferrite can be adjusted.
Therefore, even this manufacturing method falls within the scope of the present invention.

【0048】(実施例3)化学組成比が28(Ni0.7
・Cu0.3 )O・25ZnO・47Fe2 3 となるよ
うに,酸化鉄(α−Fe2 3 )と酸化ニッケル(Ni
O)と酸化第2銅(CuO)及び酸化亜鉛(ZnO)を
原料とし,ボールミルにてエタノールを分散媒として,
2時間湿式混合した。次に,これら原料粉末を大気中に
て820℃で4時間仮焼した後,ボールミルにて0.5
〜5.0時間湿式粉砕し,下記に示した8種類の成形用
粉末を作製し,粉末の粒度分布をレーザ回折式測定装置
にて測定した。その結果,これら粉末中に占める粒径が
5μmを越える粒子の混在比が0,1.7,3.1,
4.6,6.0,7.4,8.8,10.7vol%と
なっていた。また,これら粉末の比表面積をBET法に
て測定したところ,1.6〜2.7m2 /gの範囲にあ
った。
Example 3 The chemical composition ratio was 28 (Ni 0.7
.Cu 0.3 ) O.25ZnO.47Fe 2 O 3 so that iron oxide (α-Fe 2 O 3 ) and nickel oxide (Ni
O), cupric oxide (CuO) and zinc oxide (ZnO) as raw materials, and a ball mill using ethanol as a dispersion medium.
Wet mixed for 2 hours. Next, these raw material powders were calcined at 820 ° C. for 4 hours in the air, and then 0.5 mm in a ball mill.
Wet pulverization was performed for up to 5.0 hours to produce eight types of molding powders shown below, and the particle size distribution of the powders was measured with a laser diffraction measuring apparatus. As a result, the mixing ratio of particles having a particle size exceeding 5 μm in these powders was 0, 1.7, 3.1,
4.6, 6.0, 7.4, 8.8, and 10.7 vol%. The specific surface area of these powders measured by the BET method was in the range of 1.6 to 2.7 m 2 / g.

【0049】次に,これら粉砕粉末にPVAを1wt%
湿式混合した後,成形圧1ton/cm2 で外径約20
mm,内径約12mm,高さ約8mmの成形体となるよ
うに,金型を使用して圧縮成形した。次に,これら成形
体を大気中,徐熱,炉冷にて,900℃で2時間保持
し,焼結した。
Next, 1% by weight of PVA was added to these pulverized powders.
After wet mixing, the outer diameter is about 20 at a molding pressure of 1 ton / cm 2.
It was compression molded using a mold so as to obtain a molded body having a size of about 12 mm, an inner diameter of about 12 mm and a height of about 8 mm. Next, these compacts were sintered at 900 ° C. for 2 hours in the atmosphere, gradually heated and furnace cooled.

【0050】次に,これら焼結体に直径0.26mmの
絶縁被覆銅線を10回巻線した後,YHP社製インピー
ダンスアナラザーを用いて,100kHzでの比透磁率
μと損失係数tanδを測定した。また,フェライト焼
結体の直流比抵抗ρDCは試料上下底面を約1mm研削し
た後,ブリッヂを用いて測定した。また,焼結体の密度
比di/dxは,焼結体の密度diをアルキメデス法で
測定し,一方dxをX線回折より求めた格子定数とフェ
ライトの原子比より算出した値(X線密度)とにより求
めている。その結果を図3に示す。
Next, after winding the sintered body with an insulated copper wire having a diameter of 0.26 mm ten times, the relative permeability μ and the loss coefficient tan δ at 100 kHz were measured using an impedance analyzer manufactured by YHP. It was measured. The DC specific resistance ρ DC of the ferrite sintered body was measured using a bridge after grinding the upper and lower bottom surfaces of the sample by about 1 mm. The density ratio di / dx of the sintered body is a value obtained by measuring the density di of the sintered body by the Archimedes method, and calculating dx from the lattice constant obtained by X-ray diffraction and the atomic ratio of ferrite (X-ray density ). The result is shown in FIG.

【0051】図3から粉末中に占める5μm以上の粒子
の混在比が5vol%以下で,di/dxが90%以上
となり,また,ρDCは107 Ω・cm以上で,tanδ
は,10×10-3前後であり,著しい変化は見られな
い。したがって,5vol%以下の範囲が有用であるこ
とが判る。
FIG. 3 shows that when the mixing ratio of particles having a particle size of 5 μm or more in the powder is 5 vol% or less, di / dx is 90% or more, ρ DC is 10 7 Ω · cm or more, and tan δ
Is around 10 × 10 −3 and no remarkable change is observed. Therefore, it is understood that the range of 5 vol% or less is useful.

【0052】以上の実施例3で説明したように,Ni,
Cu,Zn,Feの酸化物を主成分としして含有するス
ピネル型フェライト焼結体において,成形用粉末中に占
める5μmを越える粒子の混在比を5vol%以下の範
囲とすることで低温焼結特性の優れた軟磁性酸化物磁性
材料を工業的に有用に製造することができる。また,粉
末の仮焼,成形体の焼結を大気中で行なっているが,焼
結における生成物がスピネル型フェライトであれば,成
形用粉末の製法が,共沈法,噴霧焙焼法等を適用して
も,焼成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。また,粉末の混
合,粉砕においても,ボールミルのみに限定されるもの
でなく,媒体を円板やピン等で撹拌する方法等であって
もよい。また,圧粉体の製法についても特に限定される
ものでない。
As described in the third embodiment, Ni,
In a sintered spinel-type ferrite containing an oxide of Cu, Zn, or Fe as a main component, low-temperature sintering is performed by setting the mixing ratio of particles exceeding 5 μm in the molding powder to 5 vol% or less. A soft magnetic oxide magnetic material having excellent characteristics can be industrially usefully produced. In addition, the powder is calcined and the compact is sintered in the air. If the product of sintering is spinel ferrite, the method of producing the compacting powder is coprecipitation, spray roasting, etc. Even if is applied, whether the sintering atmosphere is oxidizing or reducing compared to the atmosphere, it is within the scope of the present invention. Also, the mixing and pulverization of the powder is not limited to the ball mill alone, but may be a method of stirring the medium with a disk, a pin or the like. Also, the method for producing the compact is not particularly limited.

【0053】尚,以上述べた実施例1,2及び3では化
学組成比が28(Ni0.7 ・Cu0. 3 )O・25ZnO
・47Fe2 3 についてのみ述べたが,前述している
通りa(Ni(1-x) ・Cux )O・bZnO・cFe2
3 において,a+b+c=100とし,0.15≦x
≦0.70,0≦b≦37,35≦c≦49.5の組成
範囲であれば成立するものである。また,実施例1,2
及び3においては,原料粉末として酸化物を使用してい
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,Feを主成分と
して含有しているスピネル型フェライトであれば,他の
元素を含有したとしては本発明の範囲に含まれる。
[0053] The above in Examples 1, 2 and 3 mentioned chemical composition ratio of 28 (Ni 0.7 · Cu 0. 3 ) O · 25ZnO
Although only 47 Fe 2 O 3 was described, as described above, a (Ni (1-x) .Cu x ) O.bZnO.cFe 2
In O 3 , a + b + c = 100, and 0.15 ≦ x
This is true if the composition ranges of ≦ 0.70, 0 ≦ b ≦ 37, and 35 ≦ c ≦ 49.5. Examples 1 and 2
In (3) and (3), oxides are used as raw material powders, but are not necessarily limited to these oxides.
Those skilled in the art can easily understand that the present invention is within the scope of the present invention as long as the sintered body constitutes a spinel type ferrite. In addition, any spinel-type ferrite containing Ni, Cu, Zn, and Fe as main components is included in the scope of the present invention as containing other elements.

【0054】[0054]

【発明の効果】以上説明したように,本発明によれば,
低温焼結によって機械的強度の向上と焼結温度によるイ
ンダクタンスの変化量も減少するとともに素子の品質向
上することができるという種々の利点を有する低温焼結
が可能なインダクタ用低温焼結酸化物磁性材料とその製
造方法を提供することができる。
As described above, according to the present invention,
Low-temperature sintering oxide magnet for low-temperature sintering, which has various advantages that low-temperature sintering can improve mechanical strength, reduce the amount of inductance change due to sintering temperature, and improve element quality. Materials and methods for their manufacture can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施例1において,ZrO2 添加量と
フェライト焼結体中のAg導体の直流電気抵抗値(平均
値バーR,標準編差σn-1 )を示した図である。
FIG. 1 is a view showing the amount of ZrO 2 added and the DC electric resistance (average value R, standard deviation σ n-1 ) of an Ag conductor in a ferrite sintered body in Example 1 of the present invention. .

【図2】本発明の実施例2において,ZrO2 添加量と
フェライト焼結体特性(μ,tanδ,ρDC,di/d
x)の関係を示した図である。
FIG. 2 shows the amount of ZrO 2 added and the characteristics of a ferrite sintered body (μ, tan δ, ρ DC , di / d) in Example 2 of the present invention.
It is the figure which showed the relationship of x).

【図3】本発明の実施例3において,成形用粉末中に占
める5μmを越える粒子の混在比(vol%)と,焼結
体特性(μ,tanδ,ρDC,di/dx)の関係を示
した図である。
FIG. 3 shows the relationship between the mixture ratio (vol%) of particles exceeding 5 μm in the molding powder and the characteristics of the sintered body (μ, tan δ, ρ DC , di / dx) in Example 3 of the present invention. FIG.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−130607(JP,A) 特開 昭64−47007(JP,A) 特開 昭59−217624(JP,A) 特開 昭63−158811(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01F 1/12 - 1/375 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-4-130607 (JP, A) JP-A-64-47007 (JP, A) JP-A-59-217624 (JP, A) JP-A-63-1987 158811 (JP, A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) H01F 1/12-1/375

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 インダクタに用いられるNi,Cu,Z
n,Feの酸化物を主成分として含有するスピネル型フ
ェライト焼結体において,化学組成比が,a(Ni
(1−x)・Cu)O・bZnO・cFe(こ
こで,a+b+c=100,0.15≦x≦0.70,
0≦b≦37,35≦c≦49.5)で示され酸化物磁
性材料に、更に,酸化ジルコニウム(ZrO)を0.
1〜0.3wt%含有することを特徴とするインダクタ
酸化物磁性材料。
1. Ni, Cu, Z used for an inductor.
In a spinel type ferrite sintered body containing an oxide of n and Fe as a main component, the chemical composition ratio is a (Ni
(1-x) · Cu x ) O · bZnO · cFe 2 O 3 ( where, a + b + c = 100,0.15 ≦ x ≦ 0.70,
0 ≦ b ≦ 37, 35 ≦ c ≦ 49.5), and zirconium oxide (ZrO 2 ) is further added to the oxide magnetic material .
Inductor characterized in that it comprises 1 to 0.3 wt% free
For oxide magnetic materials.
【請求項2】 インダクタに用いられるNi,Cu,Z
n,Feの酸化物を主成分として含有するスピネル型フ
ェライト焼結体を粉末冶金法によって製造する方法にお
いて, 前記焼結体は、化学組成比がa(Ni(1−x)・Cu
)O・bZnO・cFe(ここで,a+b+c
=100,0.15≦x≦0.70,0≦b≦37,3
5≦c≦49.5)で表される基本成分に、更に、添加
物として酸化ジルコニウム(ZrO )を0.1〜0.
3wt%含有するように成形用粉末を混合するととも
に,当該成形用粉末中に含まれる5μmを越える粒子の
混在比を5vol%以下の範囲となるように調整するこ
とを特徴とするインダクタ用酸化物磁性材料の製造方
法。
2. Ni, Cu, Z used for an inductor.
In a method for producing a spinel ferrite sintered body containing an oxide of n and Fe as a main component by a powder metallurgy method, the sintered body has a chemical composition ratio of a (Ni (1-x) .Cu
x ) O.bZnO.cFe 2 O 3 (where a + b + c
= 100,0.15 ≦ x ≦ 0.70,0 ≦ b ≦ 37,3
The basic component represented by 5 ≦ c ≦ 49.5), further additives
0.1 to 0 zirconium oxide (ZrO 2) as the object.
An oxide for inductors , wherein a powder for molding is mixed so as to contain 3 wt%, and a mixture ratio of particles exceeding 5 μm contained in the powder for molding is adjusted to be in a range of 5 vol% or less. Manufacturing method of magnetic material.
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