(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フェライト製のＲＦ用電子部品を焼結して製造する方法において、
スピネル構造を有するフェライトにアンモニウムアルギネートを加えて焼結する方法であって、
前記フェライトに前記アンモニウムアルギネートを３ｗｔ％の重量比で秤量して混合し、水を加えつつ混合してゲルを形成するステップと、
前記ゲルを８５℃〜９５℃の温度範囲において乾燥して乾燥物を形成するステップと、
前記乾燥物を粉砕して前記アンモニウムアルギネートがコートされたフェライト粉体を生成するステップと、
前記フェライト粉体を圧縮成形するステップと、
前記圧縮成形されたフェライト粉体を焼結するステップと、
を含む、ＲＦ用電子部品を焼結して製造する方法。
【請求項２】
前記フェライトは、ＭＸＦｅ（３−Ｘ）Ｏ４の組成を有し、前記ＭはＭｇ又はＣｏのうちの少なくとも一つであり、前記Ｘは１又は２のうちの一つであるスピネルフェライトである、請求項１に記載のＲＦ用電子部品を焼結して製造する方法。
【請求項３】
前記圧縮成形するステップは、前記フェライト粉体に２〜６トンの荷重に相当する圧力を加えて圧縮する、請求項１に記載のＲＦ用電子部品を焼結して製造する方法。
【請求項４】
前記焼結するステップは、６００℃〜１４００℃の温度範囲において行われる、請求項１に記載のＲＦ用電子部品を焼結して製造する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はフェライト製のＲＦ用電子部品を焼結して製造する方法に係り、さらに詳しくは、フェライトにアンモニウムアルギネートを加えてフェライトの凝集力を向上させることで成形が容易であり、透磁損失の低減及び透磁率の向上を両立させることができるＲＦ用電子部品を焼結して製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、無線機器とは、場所に拘ることなくどこでも無線通信を通じて情報を送受信可能な機器を総称し、携帯電話、パームＰＣ又は個人用の携帯情報端末（ＰＤＡ：Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）又はハンドヘルドパソコン（ＨＰＣ：Ｈａｎｄ Ｈｅｌｄ ＰＣ）などを含む。かような無線機器には、無線にて電子情報を送受信するアンテナが設けられ、このアンテナには、情報の無線送受信のために、高周波（ＲＦ：Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）磁性素子が採用される。
【０００３】
また、電磁波（Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｅｎｅｔｉｃ Ｗａｖｅｓ）とは、電磁気波の略語であり、周期的に強度が変わる電磁気場が空間を通って伝搬していく現象のことを言う。
【０００４】
電磁波は、その周波数や波長によって、低周波、高周波又は短波、長波などに分類され、その電磁気的特性も多様であり、各種の電気・電子機器や通信機器など様々な分野において様々な用途に用いられている。
【０００５】
電磁波の人体への影響は、電子レンジや携帯電話などに用いられるマイクロ波による熱作用や、コンピュータのモニターなどから放射される有害な電磁気波が誘発する頭痛、視覚障害などの症状を指す言葉であるビデオ・ディスプレイ・ターミナル症候群（ＶＤＴ：Ｖｉｄｅｏ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｔｅｒｍｉｎａｌ Ｓｙｎｄｒｏｍｅ）など電磁波が原因であると判明した各種の症状から推察することができ、加えて、送電線路近くの住民のガン発生の増加と、携帯電話の長期使用者の脳腫瘍発病など多数の研究結果が報告されている。
【０００６】
特に、移動通信技術の発達や個人移動通信の大衆化により、携帯電話などの移動通信機器から発生する高周波数の電磁波にユーザーが無防備で露出され、かような移動通信機器の使用中に頭蓋骨部位の体温が上昇するなど人体に有害な影響を及ぼす可能性に関する研究と問題提起が絶えずなされている。
【０００７】
これにより、個人移動通信が普遍化している先進国では、電磁波が人体に有害であるという仮定下に協会や学会など民間機関において電磁波露出に対する人体保護基準を設けて勧告基準などとして適用して施行されており、一部の国では、これを強制基準として適用して施行している。
【０００８】
このように電磁波の人体有害性に関する関心と警覚心が高まるに伴い、電磁波の発生を極力抑えられる電気・電子機器や、発生された電磁波を吸収する電磁波吸収体に関する研究および開発が盛んになされており、特に、各種の電気・電子機器に取り付けることにより発生された電磁波を吸収する様々なタイプの電磁波吸収体が開発されてアンテナやモニターなどに内蔵型又は外付け型部品として適用されている。
【０００９】
電磁波吸収体の代表例としては、フェライト系の電磁吸収体が挙げられるが、フェライトとは、９００℃以下において安定性を示す体心立方結晶の鉄化合物に合金元素又は不純物が溶け込んでなる固溶体であり、主として焼結により電磁波吸収体として製造される。
【００１０】
かような焼結により製造されるフェライト電磁波吸収体は、衝撃に弱いという特性があるため、脆性破壊が起こり易いという欠点があり、粉体を金型に入れて圧力を加えて成形し且つ加熱する焼結過程で発生する収縮に起因して完製品の寸法安定性に劣るだけではなく、収縮率を考慮して金型を製作する必要があるなど成形上の難点が多く、焼結の特性から、複雑な形状の金型を適用することが困難であるため、成形性に劣るという問題点がある。
【００１１】
特に、近年、電磁波吸収体の最大の需要先が携帯電話アンテナなど各種の携帯用電気・電子機器であることに鑑みるとき、携帯時に電磁波吸収体が振動や衝撃に露出され易いため、衝撃に対する脆弱性は深刻な問題点であり、低い成形性と寸法安定性による製造コストの負担もあるため、急増する電磁波吸収体の需要を考慮するとき深刻な問題と言える。
【００１２】
加えて、一般的に、フェライトの成形過程で成形性を高めるために添加するバインダーとしては、ポリビニルアルコール(ＰＶＡ)がある。しかしながら、ＰＶＡは乾燥状態では粉砕や混合が困難であり、成形時にも不均一な成形物が形成されるという問題が発生する。この理由から、通常、溶液状態にして混合・乾燥して成形を行う方法を用いているが、これは、相対的に工程が複雑になるという問題点がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上述した問題点を解消するために、本発明の目的は、透磁損失の低減及び透磁率の向上を両立させることができる、ＲＦ用電子部品を焼結して製造する方法を提供するところにある。
【００１４】
本発明の他の目的は、フェライトの凝集力を向上させて成形体を容易に成形することができる、ＲＦ用電子部品を焼結して製造する方法を提供するところにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上述した本発明の目的を達成するために、本発明の好適な実施の形態によるフェライト製のＲＦ用電子部品を焼結して製造する方法は、前記フェライトにアンモニウムアルギネートを加えて焼結することを特徴とする。
【００１６】
このとき、前記フェライトはスピネル構造を有することが好ましく、前記アンモニウムアルギネートは前記フェライトに３ｗｔ％の重量比で加えられることが好ましい。
【００１７】
また、前記フェライトは、６００℃〜１４００℃の温度範囲において焼結することが好ましい。
【００１８】
上述した本発明の目的を達成するために、本発明の他の好適な実施の形態によるＲＦ用電子部品を焼結して製造する方法は、フェライトにアンモニウムアルギネートを３ｗｔ％の重量比で秤量して混合し、水を加えつつ混合してゲルを形成するステップと、前記ゲルを８５℃〜９５℃の温度範囲において乾燥して乾燥物を形成するステップと、前記乾燥物を粉砕して前記アンモニウムアルギネートがコートされたフェライト粉体を生成するステップと、前記フェライト粉体を圧縮成形するステップと、前記圧縮成形されたフェライト粉体を焼結するステップと、を含む。
【００１９】
このとき、前記フェライトは、ＭＸＦｅ（３−Ｘ）Ｏ４の組成を有し、前記ＭはＭｇ又はＣｏのうちの少なくとも一つであり、前記Ｘは１又は２のうちの一つであることを特徴とするスピネルフェライトであることが好ましい。
【００２０】
また、前記圧縮成形するステップは、前記フェライト粉体に２〜６トンの荷重に相当する圧力を加えて圧縮することが好ましい。
【００２１】
さらに、前記焼結するステップは、６００℃〜１４００℃の温度範囲において行われることが好ましい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、透磁損失の減少及び透磁率の増加が両立する結果、効率が上がるという効果がある。
【００２３】
また、アンモニウムアルギネートを加えてフェライトの凝集力を向上させて成形体を容易に成形することができるという効果がある。
【００２４】
さらに、これにより、フェライトの成形物の密度を相対的に均一に維持することができて、損失と透磁率を一定に維持することができるという効果がある。
【００２５】
さらに、フェライトの成形過程で添加するバインダーとして用いられるＰＶＡを使用しないことから、バインダー溶液を製造する過程を省略することができて、混合過程が簡単になり、これにより、簡単な工程によりフェライトを成形することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の好適な実施の形態によるフェライト製のＲＦ用電子部品を焼結して製造する方法を順番に示す手順図である。
【図２】従来の方法により成形されたＲＦ用電子部品の透磁率と損失を示すグラフである。
【図３】本発明の好適な実施の形態によるＲＦ用電子部品を焼結する製造する方法により製造されたＲＦ用電子部品の透磁率と損失を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図面に基づき、本発明の好適な実施の形態を詳述するが、本発明が実施の形態によって限定または制限されることはない。参考までに、以下の説明においては、構成及び機能がほとんど同様であるため同じ扱いが可能な要素に対しては同じ参照符号を付す。
【００２８】
以下、本発明の好適な実施の形態によるＲＦ用電子部品を焼結して製造する方法を説明する。
【００２９】
前記ＲＦ用電子部品を焼結して製造する方法の説明は、上述したフェライト製のＲＦ用電子部品を製造する方法を例にとって行う。
【００３０】
ここで、前記ＲＦ用電子部品は、アンモニウムアルギネートを加えて焼結するように設けられる。
【００３１】
ここで、アルギネート（Ａｌｇｉｎａｔｅ）は、海藻類とバクテリア類に多量含まれている多糖類物質であり、海藻類から抽出されたβ−１、４−Ｄ−マンヌロン酸とβ−１，４−Ｌ−グルクロン酸との重合体であり、Ｍｇを除くＣａ、Ａｌなど２価以上の金属イオンと接触すればゲル化し易い。このマンヌロン酸、グルクロン酸に存在するカルボキシル基が多価金属イオンが媒介するキレート結合によって架橋化され、人体には無害であり、常温下ではゲル化するため、微生物及び動物細胞の固定化によく用いられる。
【００３２】
また、微生物の培養においても、アルギネートは代謝活性を長時間維持して固定化物質として汎用され、固定化過程が非常に簡単であり、比較的に安価であるというメリットがある。
【００３３】
さらに、前記アンモニウムアルギネートはアルギン酸アンモニウムとも呼ばれ、白色又は薄い黄色の繊維状、粒状、顆粒状又は粉末状であり、ほとんど無色無臭であり、化学式は（Ｃ６Ｈ７Ｏ６ＮＨ４）ｎである。一般に、乳白色粉体であり、水に溶け易く、少量の水によっても高粘性のゲル状態となるという特性を有し、水に溶かすと粘稠な溶液となり、炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、リン酸ナトリウムに徐々に溶ける。
【００３４】
このとき、前記フェライトは、上述したように、約６００℃〜１４００℃において熱処理、すなわち、焼結過程を経る金属酸化物の合成体であり、金属酸化物の焼結粉体は凝集力が弱くて成形体を製造する過程で成形体が得られないため、前記アンモニウムアルギネートを加えて混合することにより、成形性を高めることができるという利点がある。
【００３５】
すなわち、前記フェライトの成形過程で添加するバインダーとしてのＰＶＡを使用しないことにより、前記バインダー溶液を製造する過程を省略することができるので、混合過程が簡単になるというメリットがあり、これにより、簡単な工程により前記フェライトを成形することができるという効果がある。
【００３６】
ここで、前記アンモニウムアルギネートは前記フェライトに３ｗｔ％の重量比で加えられ、これらは水を加えた状態で互いに混合され、前記アンモニウムアルギネートの上述した特性により、乾燥して成形することが可能となる。図１は、上述した前記フェライト製のＲＦ用電子部品を焼結して製造する方法をより具体的に説明するためのものであり、本発明の好適な実施の形態によるフェライト製のＲＦ用電子部品を焼結して製造する方法を順番に示す手順図である。
【００３７】
図１に示すように、まず、フェライトにアンモニウムアルギネートを混合し、水を加えつつ混合してゲルを形成するステップ（Ｓ１）を経る。このとき、上述したように、前記アンモニウムアルギネートは、前記フェライトに対して３ｗｔ％の重量比で秤量して混合する。
【００３８】
ここで、前記フェライトは、ＭＸＦｅ（３−Ｘ）Ｏ４の組成を有し、前記Ｍは、Ｍｇ又はＣｏのうちの少なくとも一つであり、前記Ｘは、１又は２のうちの一つであることを特徴とするスピネルフェライトである。
【００３９】
ここで、前記スピネルフェライトとは、スピネル構造を有するフェライトであり、前記スピネル構造は、尖晶石（ＭｇＡｌ２Ｏ４）のように化学式ＸＹ２Ｏ４で表わされる酸化物から見られる結晶構造であり、正スピネル構造と逆スピネル構造とに大別できるが、普通、強磁性又はフェリ磁性を示す。
【００４０】
酸素原子がほとんど面心立方最密構造を占め、Ｘ２＋は４個の酸素原子に囲まれた四面体の位置を、且つ、Ｙ３＋金属原子は６個の酸素原子に囲まれた八面体位置を占めている。これを正スピネル構造と呼ぶ。これに対し、四面体位置をＹ３＋が占め、且つ、八面体位置をＸ２＋とＹ３＋が半分ずつ占めているものを逆スピネル構造と呼ぶ。
【００４１】
いずれも単位格子中にはＸＹ２Ｏ４が８個含まれており、このような構造を有する結晶は強磁性又はフェリ磁性を示すのが一般的である。
【００４２】
次に、前記ゲルを乾燥して乾燥物を形成するステップ（Ｓ２）を経るが、前記ゲルを８５℃〜９５℃の温度範囲において乾燥することが好ましく、さらに好ましくは、９０℃の温度において前記ゲルを乾燥する。これにより、前記ゲル状態で前記フェライト及び前記アンモニウムアルギネートのみが残留し、水が除去された状態の乾燥物が生成される。
【００４３】
次に、前記乾燥物を粉砕して前記アンモニウムアルギネートがコートされたフェライト粉体を生成するステップ（Ｓ３）を経る。
【００４４】
次に、前記フェライト粉体を圧縮成形するステップ（Ｓ４）を経る。上述したように、通常のフェライトは凝集力が相対的に弱いため成形体を製造することが困難であるという問題点があるが、前記アンモニウムアルギネートにより前記フェライト粉体は成形し易くなるという利点がある。
【００４５】
このとき、前記フェライト粉体を圧縮成形するために前記フェライト粉体に２〜６トンの荷重に相当する圧力を加えて圧縮することが好ましい。
【００４６】
次に、前記圧縮成形されたフェライト粉体を焼結するステップ（Ｓ５）を経ることにより、前記ＲＦ用電子部品を焼結して製造する方法が完了する。
【００４７】
このとき、ＲＦ用電子部品のうちアンテナは、透磁損失と透磁率によって効率に多大な影響を受ける。特に、前記アンテナにおいて、損失の減少による効率の増加効果は極めて大きく現れ、且つ、透磁率の増加は短縮比を向上させることができるので、いうまでもなく、一層小型化したアンテナが製作可能となる。
【００４８】
ここで、フェライトの誘電損失と透磁損失による効率の変化を表１にまとめて示す。
【表１】
0005539994.tif 000002
【００４９】
上記表から明らかなように、誘電率と透磁率がそれぞれ１０である前記フェライトの誘電損失（Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｌｏｓｓ Ｔａｎｇｅｎｔ）及び透磁損失（Ｍａｒｇｎｅｔｉｃ Ｌｏｓｓ Ｔａｎｇｅｎｔ）による効率変化を調べてみると、それぞれの損失が増えるにつれて前記効率は減少する。
【００５０】
すなわち、前記誘電損失及び前記透磁損失を極力抑えることにより効率の増加効果は極めて大きく現れることが分かる。
【００５１】
図２および図３は、本発明の好適な実施の形態によるＲＦ用電子部品を焼結して製造する方法によって製造されたＲＦ用電子部品と、従来の方法により製造されたＲＦ用電子部品の透磁率と損失を比較して説明するためのものである。すなわち、図２は、従来の方法により成形されたＲＦ用電子部品の透磁率と損失を示すグラフであり、図３は、本発明の好適な実施の形態によるＲＦ用電子部品を焼結する製造して方法により製造されたＲＦ用電子部品の透磁率と損失を示すグラフである。参考までに、従来の方法とは、バインダーとして上述したＰＶＡを用いて成形したフェライトを指し、本発明の好適な実施の形態による方法により成形されたＲＦ用電子部品とは、アンモニウムアルギネート含有するフェライトを指す。
【００５２】
図２および図３に示すように、まず、従来の前記ＰＶＡを用いて成形したフェライトに比べて、本発明の好適な実施の形態によるフェライトは、透磁損失の低減及び透磁率の向上を両立させることができる。
【００５３】
ここで、前記透磁損失を説明する前に、まず、透磁率について簡略に説明すると、前記透磁率とは、ある物質における磁場の力（Ｈ）と磁束密度（Ｂ）との割合を意味する係数であり、文字としてはμを使用する。
【００５４】
換言すれば、磁力の流れは、磁束がいかに円滑に通過するかを示す係数である。このため、透磁率μが高いほど入ってきた磁束が一層円滑に通過することとなる。このため、外部より磁力が入ってくると、透磁率が高いほど磁化し易い。
【００５５】
要するに、磁束は電気力の電流のような意味であり、磁性体としての動作の度合いを意味し、前記ＲＦ用電子部品においては、磁性体を使用する場合があまり頻繁ではないものの、フェライトを応用する場合には透磁率の問題を分析する必要がある。
【００５６】
ここで、前記透磁損失、すなわち、図２および図３のグラフに示すＴａｎｇｅｎｔ ｄｅｌｔａは誘電体の損失特性を示す指標であり、誘電体の複素誘電率の虚数部／実数部の割合として表わされるｔａｎδはｌｏｓｓ ｔａｎｇｅｎｔと呼ばれる。
【００５７】
すなわち、上述した透磁率、すなわち、前記実数部をμ１としたとき、前記虚数部はμ２として現れ、前記損失は、前記μ１対μ２の割合で表わされる。
【００５８】
このため、本発明の好適な実施の形態によるＲＦ用電子部品は、従来の前記ＰＶＡを用いて成形したフェライトに比べて、前記透磁損失は周波数２００ＭＨｚを基準として０．０６から０．０３へと下がる。すなわち、略５０％の透磁損失を低減することができる。また、透磁率も７から９へと上げて、略３０％の増加を期待することができる。
【００５９】
以上述べたように、本発明の好適な実施の形態に基づいてＲＦ用電子部品を焼結して製造する方法を説明したが、当該技術分野における当業者であれば、特許請求の範囲に記載の本発明の思想及び領域から逸脱しない範囲内において本発明を様々に修正及び変更させることができるということが理解できるであろう。
【図１】
0005539994.tif 000003
【図２】
0005539994.tif 000004
【図３】
0005539994.tif 000005