(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
組成比が、Ｆｅ２Ｏ３換算で５９〜７２重量％、ＮｉＯ換算で７〜３１重量％、ＺｎＯ換算で１〜２３重量％、ＣｕＯ換算で０〜４重量％、ＭｎＯ換算で０〜２重量％であるＮｉ−Ｚｎ系フェライトの主成分１００重量部に対して、１〜１０．０重量部のＺｒＯ２を添加し、平均結晶粒子径が１〜１８μｍ、３点曲げ強度が１５ｋｇ／ｍｍ２以上、シャルピー衝撃試験による衝撃強度が１．５ｋｇｆ・ｃｍ／ｃｍ２以上の高強度フェライトから成り、表面に縦横方向に複数の分割溝を有することを特徴とするフェライト基板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、強度及び靱性の高いフェライト材料とこれを用いたフェライト基板及び電磁波吸収部材に関するものである。
【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。例えば、Ｆｅ２  Ｏ３  −ＺｎＯ−ＮｉＯを主成分とするＮｉ−Ｚｎ系フェライト材料を用いてフェライトコアを製造し、この巻線部にコイル線を巻回し、コイル線接続用のリードピンをフェライトコアに取り付けて半田付けした構造のインダクター素子が使用されている。
【０００３】
そして、このＮｉ−Ｚｎ系フェライトにおいて、耐熱衝撃性や、磁気特性を向上させるためにＣｕＯ，ＭｎＯ，ＣｏＯ，Ｂｉ２  Ｏ３  ，ＳｉＯ２  等の副成分を添加すれば良いことが提案されている（特開平１−１０３９５３号、特開平１−２２８１０８号、特開平２−１３７３０１号、特開平３−２１８９６２号公報等参照）。
【０００４】
また、近年、上記Ｎｉ−Ｚｎ系フェライトの新たな用途として、多数個取り用のフェライト基板や、フロッピィディスクのヘッドを磁気シールドする電磁波シールド部材等が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来のＮｉ−Ｚｎ系フェライトは、ＪＩＳＲ１６０１による３点曲げ強度が１０〜１５ｋｇ／ｍｍ２  、靱性を表すシャルピー衝撃試験による衝撃強度が１．３〜１．５ｋｇｆ・ｃｍ／ｃｍ２  と、機械的な特性が低いものであった。
【０００６】
そのため、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライトを上述したフェライト基板や電磁波シールド部材として用いると、製造工程や使用中に他部材との接触等により欠けや割れが生じやすいという問題があった。
【０００７】
また、これに代わる材料としてＭｎ−Ｚｎ系フェライトを用いることも考えられていたが、コストが高いという問題点があった。
【０００８】
そこで、本発明は、上記フェライト基板や電磁波シールド部材として好適に用いられるような、強度、靱性の高いＮｉ−Ｚｎ系フェライトを得ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライトの主成分１００重量部に対して、１〜１０．０重量部のＺｒＯ２を含有し、平均結晶粒子径を１〜１８μｍとしたことを特徴とする。
【００１０】
また本発明では、上記Ｎｉ−Ｚｎ系フェライトの主成分の組成比として、Ｆｅ２  Ｏ３  換算で５９〜７２重量％、ＮｉＯ換算で７〜３１重量％、ＺｎＯ換算で１〜２３重量％、ＣｕＯ換算で０〜４重量％、ＭｎＯ換算で０〜２重量％としたことを特徴とする。
【００１１】
即ち、本発明は、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライトにＺｒＯ２を添加することによって、このＺｒＯ２が結晶成長抑制剤として作用し、強度と靱性を高めるようにしたのである。この時、ＺｒＯ２の添加量を１〜１０重量部としたのは、１重量部未満では強度と靱性を高める効果が乏しく、一方１０重量部を超えると透磁率が著しく低くなると同時に、コスト的にも高くなるためである。
【００１２】
ただし、単にＺｒＯ２  を添加するだけでは強度や靱性を高める効果に乏しいため、本発明ではさらにＮｉ−Ｚｎ系フェライトの平均結晶粒子径を１〜１８μｍの範囲に制御する点が重要である。これは、平均結晶粒子径が１μｍ未満であると焼結不良となり、１８μｍを超えると強度、靱性が低くなるためである。そして、このような平均結晶粒子径は、上記範囲のＺｒＯ２  を含有する原料を１２００℃以下の比較的低い温度で焼成することによって得ることができる。
【００１３】
また、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライトの主成分の組成比を上記範囲とした理由は、Ｆｅ２  Ｏ３  が５９重量％未満では透磁率が低くなり、またＺｎＯが２３重量％を超えるとキュリー点が低くなり、さらにＮｉＯが３１重量％を超えると加圧安定性が悪くなるためである。
【００１４】
また、ＣｕＯとＭｎＯについては、必須成分ではないが、それぞれ４重量％以下、２重量％以下の範囲で含有することによって、応力緩和効果を高め、耐熱衝撃性を高くすることができる。
【００１５】
さらに、本発明においては、これらの成分以外の不純物を１重量％以下の範囲で含んでいても良い。
【００１６】
また、本発明は、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライトを上記の組成とすることによって、３点曲げ強度が１５ｋｇ／ｍｍ２  以上、靱性を表すシャルピー衝撃試験による衝撃強度が１．５ｋｇｆ・ｃ  ｍ／ｃ  ｍ２  以上としたことを特徴とする。
【００１７】
さらに、本発明は、上記のような高い強度と靱性を有するＮｉ−Ｚｎ系フェライトをフェライト基板に用いたことを特徴する。
【００１８】
【実施例】
以下本発明の実施例を説明する。
【００１９】
図１に示すフェライト基板１０は、本発明の高強度フェライトからなる板状体であって、その表面に縦横方向に複数の分割溝１１を形成したものである。このフェライト基板１０の表面に、厚膜印刷、薄膜印刷によって電極、電気回路をマルチプリントし、焼き付け処理後、上記分割溝１１から切り放す事によって、各種素子用部品や、面コイル等の電子部品を同時に多数個取りすることができる。
【００２０】
そして、上記フェライト基板１０の材質として、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライトを主成分とし、０．１〜１０．０重量部のＺｒＯ２を含有し、平均結晶粒子径を１〜１８μｍとした本発明の高強度フェライトを用いている。この高強度フェライトは、ＪＩＳＲ１６０１による３点曲げ強度が１５ｋｇ／ｍｍ２以上、シャルピー衝撃試験による衝撃強度が１．５ｋｇｆ・ｃｍ／ｃｍ２以上と、強度、靱性が高いことから、フェライト基板１０の製造工程上、あるいは取扱上において欠けや割れが生じることを防止できる。
【００２２】
次に、電磁波吸収部材として用いる例を図２に示すように、フロッピィディスクの磁気ヘッド部において、アーム２２に固定した磁気ヘッド２１の周囲に、本発明の高強度フェライトから成る電磁波シールド部材２０を配置してある。そして、該電磁波シールド部材２０を備えることによって、フロッピィディスクドライブ内で、モーター等から発生するノイズが、磁気ヘッド２１に入ることを防止することができる。
【００２３】
そして、フロッピィディスクの磁気ヘッド部は、その構造上、ショックに対して敏感で振動しやすい。その為、電磁波シールド部材２０も、磁気ヘッド２１と共に振動するため、何らかの強いショック（落下等）で周辺部品と接触、あるいは衝突する恐れがある。
【００２４】
しかし、電磁波シールド部材２０が、本発明の高強度フェライトから成り、ＪＩＳＲ１６０１による３点曲げ強度が１５ｋｇ／ｍｍ２  以上、シャルピー衝撃試験による衝撃強度が１．５ｋｇｆ・ｃｍ／ｃｍ２  以上と高い機械的特性を有していることから、上記周辺部品との接触、衝突時に破損する恐れはない。
【００２７】
実験例１
Ｎｉ−Ｚｎ系フェライトの主成分の組成比を、Ｆｅ２  Ｏ３  ６６．３重量％、ＮｉＯ７．８重量％、ＺｎＯ２２．０重量％、ＣｕＯ３．７重量％、ＭｎＯ０．２重量％とし、この主成分１００重量部に対するＺｒＯ２  の添加量を表１に示すように０〜１５重量部の範囲で変化させてフェライト原料を得た。
【００２８】
なお、ＺｒＯ２  の添加については、予め主成分に添加してボールミルで湿式混合し、乾燥した後、同時に仮焼する方法と、主成分のみ上記と同じ方法で仮焼し、その後に添加する方法があるが、特に差は無い。ここでは、主成分のみを仮焼した後でＺｒＯ２  を添加して、再びボールミルにて湿式粉砕した。さらに、スプレードライにより造粒し、所定形状に成形した後、酸素雰囲気、１１５０℃で焼成して、焼結体を得た。
【００２９】
得られたフェライト焼結体について、さまざまな磁気特性及び機械的特性を測定した。なお、強度はＪＩＳＲ１６０１による３点曲げ強度とし、靱性はシャルピー試験機による衝撃強度とした。結果は表１に示す通りである。
【００３０】
この結果から、本発明の範囲である１〜１０重量％以上のＺｒＯ２を添加し、平均結晶粒子径を１８μｍ以下としたものは、その曲げ強度を１５ｋｇ／ｍｍ２以上、シャルピー衝撃試験による衝撃強度を１．５ｋｇｆ・ｃｍ／ｃｍ２以上とできることがわかる。
【００３１】
【表１】
0003554050.tif 000002
【００３２】
実験例２
次に、表２に示すような各組成比の主成分に対し、ＺｒＯ２  を２重量部添加し、実験例１と同じプロセスにて焼結体を得て、磁気特性および機械的特性を測定した。結果を表３に示す。
【００３３】
いずれの組成物も、主成分の組成範囲は本発明の範囲内のものであり、得られた焼結体の曲げ強度は１５ｋｇ／ｍｍ２  以上、シャルピー試験機における衝撃強度１．５ｋｇｆ・ｃｍ／ｃｍ２  以上となっており、強度、靱性の高いフェライトが得られることがわかる。
【００３４】
【表２】
0003554050.tif 000003
【００３５】
【表３】
0003554050.tif 000004
【００３６】
実験例３
次に、主成分の組成比をＦｅ２  Ｏ３  ６６．３重量％、ＮｉＯ７．８重量％、ＺｎＯ２２．０重量％、ＣｕＯ３．７重量％、ＭｎＯ０．２重量とし、これにＺｒＯ２  を２重量部添加した原料を用い、実験例１と同じプロセスにて、焼成温度を表４に示すように１０５０〜１２５０℃の範囲で変化させて焼成した。
【００３７】
得られた焼結体について、磁気特性および機械的特性を測定した結果を表４に示す。
【００３８】
この結果より、焼成温度を１２００℃以下とすれば、平均結晶粒子径が１８μｍ以下となり、曲げ強度１５ｋｇ／ｍｍ２  以上、シャルピー試験機における衝撃強度（靱性）１．５ｋｇｆ・ｃｍ／ｃｍ２  以上とできることがわかる。
【００３９】
【表４】
0003554050.tif 000005
【００４０】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライトの主成分１００重量部に対して、０．１〜１０．０重量部のＺｒＯ２を含有し、平均結晶粒子径が１〜１８μｍとして高強度フェライトを成したことによって、強度、靱性等の機械的特性が高いフェライトを得ることができる。
【００４１】
特にこの高強度フェライトをフェライト基板や電磁波吸収部材に用いれば、製造工程や使用中に欠けや割れ等の発生を防止し、信頼性を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のフェライト基板を示す斜視図である。
【図２】高強度フェライトを用いた電磁波吸収部材の一例であるシールド部材を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０：フェライト基板
１１：分割溝
２０：電磁波シールド部材
２１：磁気ヘッド
２２：アーム
【図１】
0003554050.tif 000006
【図２】
0003554050.tif 000007