JP3570825B2

JP3570825B2 - Ferrite core

Info

Publication number: JP3570825B2
Application number: JP22951296A
Authority: JP
Inventors: 英博竹之下
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1996-08-30
Filing date: 1996-08-30
Publication date: 2004-09-29
Anticipated expiration: 2016-08-30
Also published as: JPH1072252A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、メッキを施す製品に使用するためのメッキ用フェライト材料に関する。
【０００２】
【従来の技術】
フェライト材料はインダクター素子等として広く使用されている。特にマルチメディアの発展に伴い、高周波領域で使えるＱ値の高いフェライトを用いたチップインダクターの必要性は増すばかりである。
【０００３】
このチップインダクターを製造する場合は、図１に示すように、フェライトコア１の端面にＡｇペーストを印刷した後、Ｎｉ等のメッキを施して電極２を形成する。その後、フェライトコア１に巻き線を施した後、巻き線の端部を上記電極２に接続することによってチップインダクターを得ることができる。
【０００４】
上記フェライトコアを成すフェライト材料としては、Ｆｅ_２Ｏ_３、ＮｉＯ、ＺｎＯを主成分とするＮｉ−Ｚｎ系フェライト材料が用いられている。そして、このフェライト材料において、Ｑ値や透磁率を高くしたり、温度変化に伴う特性の変化率を小さくしたり、焼結性を向上すること等を目的として、さまざまな添加成分を加えることが行われている。
【０００５】
例えば、上記主成分に対し３〜１２モル％程度のＣｕＯを添加することによって、焼結性を向上させることが行われている（特開平１−１０３９５３号、１−２２８１０８号、３−２１８９６２号、４−３２３８０６号、４−３２５４５８号、５−３２６３４３号公報等参照）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のようなＮｉ−Ｚｎ系フェライト材料からなるフェライトコア１にＮｉ等のメッキを施すと、図１（Ｂ）に示すように、メッキが滲んでしまい、Ａｇペーストを塗布した所定の範囲以上にメッキが形成されてしまうという問題点があった。そのため、フェライトコアの端面に形成する複数の電極２が、メッキの滲みによって繋がってしまうという不都合があった。
【０００７】
また、上記フェライト材料は温度特性が悪く、温度変化に伴う特性の変化率が大きいという問題もあった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、金属メッキが施された電極を有するフェライトコアであって、酸化物換算で４５〜５５モル％のＦｅ_２Ｏ_３と、２０〜３５モル％のＺｎＯと、１０〜３５モル％のＮｉＯからなる主成分１００モル％に対して、添加成分としてＣｕＯを２モル％以下、Ｂｉ_２Ｏ_３を０．５〜５モル％含有するメッキ用フェライト材料で形成されたことを特徴とするフェライトコアである。
【０００９】
即ち、上述したメッキの滲み現象について種々実験を行った結果、フェライト材料中に添加するＣｕ成分が原因であることを見出した。つまり、一般にＮｉ等のメッキはＡｇペースト等の導電性のある部分に形成されるが、フェライト材料中にＣｕ成分が多く含まれていると導通の原因となり、メッキがフェライト材料の上にも形成されやすくなり、メッキ滲みが生じるのである。また、温度特性の変化についてもＣｕ成分を多く含むことが原因であることがわかった。
【００１０】
そこで、ＣｕＯを減らせば上記のメッキ滲みの問題を解消できるが、この場合は焼結性が低下するという問題が生じる。これに対し、本発明では、ＣｕＯを減らす代わりにＢｉ_２Ｏ_３を添加することによって、メッキ滲みを防止し、温度特性を向上するとともに焼結性を向上できることを見出した。
【００１１】
ここで、Ｂｉ_２Ｏ_３の添加量は０．５〜５モル％とするが、これは０．５モル％未満では焼結性が悪く、一方５モル％を超えるとＱ値が低下するためである。
【００１２】
また、ＣｕＯの含有量は主成分１００モル％に対して、２モル％以下とするが、これは２モル％を超えると、上述したようにメッキ滲みが発生し、温度特性が悪化するためである。
【００１３】
さらに、主成分の組成比を上記範囲とした理由は以下の通りである。まず、Ｆｅ_２Ｏ_３が４５モル％未満では高透磁率が得られなく、一方Ｆｅ_２Ｏ_３が５５モル％を超えると温度特性が悪化し、Ｑ値が低下する。また、ＺｎＯが２０モル％未満では高透磁率が得られず、３５モル％を超えるとＱ値が低下してしまう。さらに、ＮｉＯが１０モル％未満ではＱ値が低下し、３５モル％を超えると高透磁率が得られない。
【００１４】
また、上記主成分及び添加成分以外の成分としては、ＭｎＯを０．１５重量％以下、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＭｇＯ、ＣａＯ、Ｋ_２Ｏ、Ｓ等をそれぞれ０．０５重量％以下の範囲で含んでいても良い。
【００１５】
以上のような本発明のフェライト材料の製造方法は、上記組成範囲となるように各原料を調合し、ボールミル等で粉砕混合した後、スプレードライヤー等で造粒し、得られた粉体をプレス成形によって所定形状に成形し、必要に応じて切削加工を施した後、９５０〜１１５０℃の範囲で焼成することによって得ることができる。
【００１６】
そして、上記本発明のフェライト材料を用いて、図１に示すようなボビン状のフェライトコア１を形成すれば、端面にＡｇペーストを印刷してＮｉ等のメッキを施して電極２を形成する際に、メッキの滲みがなく、電極２同士が繋がってしまうという不都合を防止できる。
【００１７】
また、本発明のフェライト材料は、図１に示すようなボビン状に限らず、トロイダルコアとすることもできる。
【００１８】
さらに、本発明においてメッキ用フェライト材料とは、Ｎｉ、Ｎｉ−Ｓｎ等の金属のメッキを施すような製品に用いるフェライト材料のことである。メッキを施すような製品としては、具体的に、表面実装用のインダクター、電源用トランス等があり、本発明のフェライト材料はこれらの用途に好適に用いることができる。
【００１９】
【実施例】
以下本発明の実施例を説明する。
【００２０】
Ｆｅ_２Ｏ_３、ＮｉＯ、ＺｎＯ、ＣｕＯの成分を表１に示す割合となるように秤量し、振動ミルにて混合した後８００〜９００℃で仮焼した。この仮焼粉末に、表１に示す割合でＢｉ_２Ｏ_３を添加し、ボールミルにて粉砕した後、バインダーを加えて造粒し、トロイダルコア及びボビン状コアの形状に成形し、９５０〜１１５０℃で焼成した。
【００２１】
トロイダルコアに直径０．２ｍｍの被膜銅線を７回巻いて、１００ｋＨｚでの透磁率μ、１ＭＨｚでのＱ値、相対温度係数αμを測定した。なお、相対温度係数αμは−２５〜８０℃の間の透磁率μを測定し、Δμ／（μ・ΔＴ）により求めた。また、ボビン状コアに対して、図１に示すように端面にＡｇペーストを印刷した後、Ｎｉのメッキを施し、メッキ滲みの有無を観察した。これらの結果は表２に示す通りである。
【００２２】
この結果より、ＣｕＯが３モル％を超えるもの（Ｎｏ．１〜３）では、メッキ滲みが発生した。またＢｉ_２Ｏ_３が０．５モル％未満のもの（Ｎｏ．４）では焼結性が悪く、焼成温度が１３００℃と高かった。また、主成分の組成が本発明の範囲外であるもの（Ｎｏ．８〜１３）では、透磁率が低いか、Ｑ値が低いか、相対温度係数が大きい等の不都合があった。
【００２３】
これらに対し、本発明実施例（Ｎｏ．６、７、１４〜１６）では、透磁率が５００以上、Ｑ値が１８以上と高く、相対温度係数が１４×１０^−６／℃以下と小さく、しかもメッキ滲みは観察されず、優れた結果を示した。
【００２４】
【表１】

【００２５】
【表２】

【００26】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、酸化物換算で４５〜５５モル％のＦｅ_２Ｏ_３と、２０〜３５モル％のＺｎＯと、１０〜３５モル％のＮｉＯからなる主成分１００モル％に対して、０．５〜５モル％のＢｉ_２Ｏ_３を添加するとともに、ＣｕＯの含有量を２モル％以下としてメッキ用フェライト材料を構成したことによって、メッキ滲みがなく、温度特性の優れたフェライト材料を得ることができる。
【００２７】
したがって、このフェライト材料を用いて、フェライトコア等のメッキを施す用途に用いれば、メッキ滲みがないことから所定位置に良好にメッキを施すことができ、歩留りを向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は本発明のフェライト材料を用いたフェライトコアを示す斜視図、（Ｂ）はフェライトコアの端面図である。
【符号の説明】
１：フェライトコア
２：電極[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a ferrite material for plating for use in products to be plated.
[0002]
[Prior art]
Ferrite materials are widely used as inductor elements and the like. In particular, with the development of multimedia, the necessity of a chip inductor using a ferrite having a high Q value that can be used in a high frequency region is only increasing.
[0003]
When manufacturing this chip inductor, an electrode 2 is formed by printing an Ag paste on the end face of the ferrite core 1 and then plating it with Ni or the like, as shown in FIG. Thereafter, after winding the ferrite core 1, the end of the winding is connected to the electrode 2 to obtain a chip inductor.
[0004]
As the ferrite material forming the ferrite core, a Ni—Zn ferrite material containing Fe ₂ O ₃ , NiO, and ZnO as main components is used. In this ferrite material, it is possible to add various additional components for the purpose of increasing the Q value and the magnetic permeability, decreasing the rate of change of the property due to temperature change, and improving the sinterability. Is being done.
[0005]
For example, sinterability is improved by adding about 3 to 12 mol% of CuO to the above-mentioned main component (Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 1-103953, 1-228108, 3-218962). , 4-323806, 4-325458, 5-326343, etc.).
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the ferrite core 1 made of the above-described Ni—Zn-based ferrite material is plated with Ni or the like, the plating bleeds as shown in FIG. As described above, there is a problem that plating is formed. For this reason, there has been a disadvantage that the plurality of electrodes 2 formed on the end face of the ferrite core are connected due to plating bleeding.
[0007]
In addition, the ferrite material has a problem that the temperature characteristics are poor and the rate of change of the characteristics with a temperature change is large.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The present invention relates to a ferrite core having a metal-plated electrode, comprising 45 to 55 mol% of Fe ₂ O ₃ , 20 to 35 mol% of ZnO, and 10 to 35 mol% of oxide in terms of oxide. A ferrite formed of a ferrite material for plating containing 2 mol% or less of CuO and 0.5 to 5 mol% of Bi ₂ O ₃ as additive components with respect to 100 mol% of a main component composed of NiO. The core.
[0009]
That is, as a result of conducting various experiments on the bleeding phenomenon of the plating described above, it was found that the cause was the Cu component added to the ferrite material. In other words, generally, plating of Ni or the like is formed on a conductive portion such as Ag paste, but when a ferrite material contains a large amount of Cu component, conduction is caused, and plating is formed on the ferrite material. It is easy to cause plating bleeding. It was also found that the change in the temperature characteristics was caused by a large amount of the Cu component.
[0010]
Therefore, the problem of plating bleeding can be solved by reducing CuO, but in this case, there is a problem that sinterability is reduced. On the other hand, in the present invention, it has been found that by adding Bi ₂ O ₃ instead of reducing CuO, plating bleeding can be prevented, temperature characteristics can be improved, and sinterability can be improved.
[0011]
Here, Bi ₂ O ₃ is added in an amount of 0.5 to 5 mol%. If it is less than 0.5 mol%, the sinterability is poor, and if it exceeds 5 mol%, the Q value decreases. It is.
[0012]
Further, the content of CuO is set to 2 mol% or less based on 100 mol% of the main component. However, if it exceeds 2 mol%, plating bleeding occurs as described above, and the temperature characteristics deteriorate. is there.
[0013]
Further, the reason why the composition ratio of the main component is set in the above range is as follows. First, if Fe ₂ O ₃ is less than 45 mol%, high magnetic permeability cannot be obtained, while if Fe ₂ O ₃ exceeds 55 mol%, the temperature characteristics deteriorate and the Q value decreases. If ZnO is less than 20 mol%, high magnetic permeability cannot be obtained, and if it exceeds 35 mol%, the Q value decreases. Further, when NiO is less than 10 mol%, the Q value decreases, and when it exceeds 35 mol%, a high magnetic permeability cannot be obtained.
[0014]
In addition, as components other than the main component and the additional components, MnO is 0.15% by weight or less, and SiO ₂ , Al ₂ O ₃ , MgO, CaO, K ₂ O, and S are each 0.05% by weight or less. It may be included in the range.
[0015]
As described above, the method for producing a ferrite material of the present invention is as follows. It can be obtained by forming into a predetermined shape by molding, performing cutting if necessary, and then firing in the range of 950 to 1150 ° C.
[0016]
When the bobbin-shaped ferrite core 1 as shown in FIG. 1 is formed by using the ferrite material of the present invention, an electrode 2 is formed by printing an Ag paste on an end face and plating the same with Ni or the like. In addition, there is no bleeding of the plating and the inconvenience that the electrodes 2 are connected to each other can be prevented.
[0017]
Further, the ferrite material of the present invention is not limited to the bobbin shape as shown in FIG. 1, but may be a toroidal core.
[0018]
Further, in the present invention, the ferrite material for plating is a ferrite material used for a product to be plated with a metal such as Ni or Ni-Sn. Specific examples of products to be plated include surface mount inductors and power transformers, and the ferrite material of the present invention can be suitably used for these applications.
[0019]
【Example】
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
[0020]
Components of Fe ₂ O ₃ , NiO, ZnO, and CuO were weighed so as to have the ratios shown in Table 1, mixed with a vibration mill, and then calcined at 800 to 900 ° C. This calcined powder was added Bi ₂ O ₃ in a proportion shown in Table 1, was pulverized in a ball mill, granulated by adding a binder and molded into the shape of a toroidal core and a bobbin-like core, 950 to 1150 Fired at ℃.
[0021]
A coated copper wire having a diameter of 0.2 mm was wound around the toroidal core seven times, and the magnetic permeability μ at 100 kHz, the Q value at 1 MHz, and the relative temperature coefficient αμ were measured. The relative temperature coefficient αμ was determined by measuring the magnetic permeability μ between −25 ° C. and 80 ° C., and calculating Δμ / (μ · ΔT). Moreover, after printing the Ag paste on the end face of the bobbin-shaped core as shown in FIG. 1, Ni plating was performed, and the presence or absence of plating blur was observed. These results are as shown in Table 2.
[0022]
From this result, plating bleeding occurred when the content of CuO exceeded 3 mol% (Nos. 1 to 3). In the case where Bi ₂ O ₃ was less than 0.5 mol% (No. 4), the sinterability was poor and the firing temperature was as high as 1300 ° C. In addition, when the composition of the main component was out of the range of the present invention (Nos. 8 to 13), there were inconveniences such as low magnetic permeability, low Q value, and large relative temperature coefficient.
[0023]
On the other hand, in Examples of the present invention (Nos. 6, 7, 14 to 16), the magnetic permeability was as high as 500 or more, the Q value was as high as 18 or more, and the relative temperature coefficient was as small as 14 × 10 ⁻⁶ / ° C. or less. Moreover, no plating bleeding was observed, showing excellent results.
[0024]
[Table 1]

[0025]
[Table 2]

[0086]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, 100 to 100 mol% of a main component composed of 45 to 55 mol% of Fe ₂ O ₃ , 20 to 35 mol% of ZnO, and 10 to 35 mol% of NiO in terms of oxide. In contrast, 0.5 to 5 mol% of Bi ₂ O ₃ was added, and the content of CuO was set to 2 mol% or less to constitute the ferrite material for plating. Ferrite material can be obtained.
[0027]
Therefore, if this ferrite material is used for plating a ferrite core or the like, plating can be satisfactorily performed at a predetermined position since plating bleeding does not occur, and the yield can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a perspective view showing a ferrite core using a ferrite material of the present invention, and FIG. 1B is an end view of the ferrite core.
[Explanation of symbols]
1: ferrite core 2: electrode

Claims

A ferrite core having an electrode metal-plated, and _Fe 2 _{O 3} 45 to 55 mol% in terms of oxide, and 20 to 35 mol% of ZnO, a main consisting of 10 to 35 mol% of NiO A ferrite core comprising a ferrite material for plating containing, as additive components, 2 mol% or less of CuO and 0.5 to 5 mol% of Bi ₂ O ₃ with respect to 100 mol% of components.