(57)【要約】【課題】  直流重畳特性を改善したフェライト焼結体およびこれを用いた電子部品を提供する。【解決手段】  主組成が４８．５ｍｏｌ％≦Ｆｅ２Ｏ３≦５０ｍｏｌ％、１８ｍｏｌ％≦ＺｎＯ≦２４ｍｏｌ％、ＣｕＯ≦１０ｍｏｌ％（０を含まず）、残部ＮｉＯからなり、磁界４０００Ａ／ｍにおける２０℃での最大磁束密度（Ｂｍ）が４５０ｍＴ以上、保磁力（Ｈｃ）が９０Ａ／ｍ以下、また１００℃でのＢｍが３７０ｍＴ以上、Ｈｃが７５Ａ／ｍ以下であることを特徴とした。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主組成が４８．５ｍｏｌ％≦Ｆｅ２Ｏ３≦５０ｍｏｌ％、１８ｍｏｌ％≦ＺｎＯ≦２４ｍｏｌ％、ＣｕＯ≦１０ｍｏｌ％（０を含まず）、残部ＮｉＯからなり、磁界４０００Ａ／ｍにおける２０℃での最大磁束密度（Ｂｍ）が４５０ｍＴ以上、保磁力（Ｈｃ）が９０Ａ／ｍ以下、また１００℃でのＢｍが３７０ｍＴ以上、Ｈｃが７５Ａ／ｍ以下であることを特徴とするフェライト焼結体。
【請求項２】
平均結晶粒径が８〜２０μｍであることを特徴とする請求項１に記載のフェライト焼結体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高い最大磁束密度、小さい保磁力を有し重畳特性に優れたＮｉ−Ｚｎ系フェライト焼結体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、各種電子機器においてＬＳＩの高集積化、多機能化および高速化が進んでおり、それに電力を供給する電源系にも高パワーが要求されてきている。例えば、ノート型パソコンを例に挙げると、ＣＰＵの高速化、記憶装置の大容量化・高速化などにともなう多機能・高品位の流れとして、使用されるＤＣ−ＤＣコンバータにも大電流化への対応が要求される。
【０００３】
これら大電流化対応の要請は、チョークコイルには、高い電流値までインダクタンス値が低下しないことが求められ、また磁性コアには、高い電流値まで磁気飽和しにくい高い飽和磁束密度を有するものが要求される。
【０００４】
これらチョークコイル等に使用される磁性コアにはケイ素鋼やアモルファス等の金属系磁性材料とフェライトがある。金属系磁性材料はフェライトに比べて飽和磁束密度が高く、大きな電流を流しても磁気飽和しにくいという長所がある。反面、一般的に値段が高く、また低抵抗であるため高周波になると使用できないという問題がある。これに対して、フェライトは、金属系磁性材料と比較して高い抵抗値を有し、高周波でも使用可能であるとともに、価格が安いというメリットがある。かかるフェライトのうち、一般的にＭｎ−Ｚｎ系フェライトはＮｉ−Ｚｎ系フェライトと比較して飽和磁束密度が高いが、抵抗値が低い為コーティングを必要とし、価格メリットがなくなる。この為、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライトが使用される事が多かった。
【０００５】
【特許文献１】特許第３４１０２９３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
Nｉ系−Ｚｎ系フェライトの特許として（特許文献１）などが挙げられるが、これらの発明をもってしても、なお強まる大電流化対応の要請に十分応えているとは言いがたく、Ｂｍを高くするだけで直流重畳特性を改善する事は実質的に困難であった。この為、更に直流重畳特性を改善した材料および大電流対応のチョークコイルが望まれていた。
【０００７】
本発明は、かかる問題を解決し、直流重畳特性を改善したフェライト焼結体およびこれを用いた電子部品を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の発明は、主組成が４８．５ｍｏｌ％≦Ｆｅ２Ｏ３≦５０ｍｏｌ％、１８ｍｏｌ％≦ＺｎＯ≦２４ｍｏｌ％、ＣｕＯ≦１０ｍｏｌ％（０を含まず）、残部ＮｉＯからなり、磁界４０００Ａ／ｍにおける２０℃での最大磁束密度（Ｂm）が４５０ｍＴ以上、保磁力（Ｈｃ）が９０Ａ／ｍ以下、また１００℃でのBmが３７０ｍT以上、Ｈｃが７５A/ｍ以下であることを特徴とするフェライト焼結体であり、かかる発明によってチョークコイルの重畳特性を大幅に改善することができる。
【０００９】
また直流重畳特性の改善には保磁力Ｈｃを小さくすることが非常に有効である事がわかった。第２の発明は、上記第１の発明であって、平均結晶粒径が８〜２０μｍである事を特徴とするフェライト焼結体であり、かかる発明によって、２０℃、磁界４０００Ａ／ｍにおける保磁力Ｈｃを９０Ａ／ｍ以下にし、その結果チョークコイルの重畳特性を大幅に改善することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、最大磁束密度を改善し、保磁力を小さくする事で、従来に無い直流重畳特性を大幅に改善したフェライト焼結体を得ることができる。また、かかるフェライト焼結体を用いることにより、大電流に対応したチョークコイル等の電子部品の提供が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を実施例とともに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。本発明に係るフェライト焼結体は、例えば通常のＮｉ−Ｚｎ系フェライトの製造に適用される粉末冶金的方法によって製造することができる。すなわち主原料であるＦｅ２Ｏ３、ＮｉＯ、ＺｎＯ、ＣｕＯを所定の割合で秤量し、ボールミル等で混合した後仮焼し、さらにボールミル等で粉砕する。粉砕した原料粉にバインダ等を添加した後スプレードライヤー等で造粒し、成形に供する。得られた成形体を焼結してフェライト焼結体を得る。
【００１２】
次に、本発明においてフェライト焼結体および製造方法を限定した理由について説明する。本発明に係るフェライト焼結体の主成分組成は、４８．５ｍｏｌ％≦Ｆｅ２Ｏ３≦５０ｍｏｌ％、１８ｍｏｌ％≦ＺｎＯ≦２４ｍｏｌ％、ＣｕＯ≦１０ｍｏｌ％（０を含まず）、残部酸化ニッケルであるが、主成分組成をかかる範囲に限定することにより、測定磁界４０００Ａ／ｍで測定した２０℃における最大磁束密度が４５０ｍＴ以上、保磁力が９０Ａ／ｍ以下の、従来に比べて高い水準の最大磁束密度、小さい保磁力を有するフェライト焼結体を得ることができる。
Ｆｅ２Ｏ３の含有量が４８．５ｍｏｌ％未満となると、２０℃で≧４５０ｍＴ、１００℃で≧３７０ｍＴの最大磁束密度が得られない。一方、５０ｍｏｌ％を超えると、透磁率、体積抵抗率が急激に低下する。ＤＣ−ＤＣコンバータに使用されるチョークコイル用フェライト材料には、一般的に初透磁率２５０以上、体積抵抗率１０６Ω・ｍ以上が必要とされる。
また、ＺｎＯの含有量が１８ｍｏｌ％≦ＺｎＯ≦２４ｍｏｌ％の範囲を外れると初透磁率が低下する。あるいは最大磁束密度が低下する。
【００１３】
本発明の一実施例に係るフェライト磁性材料について説明する。
焼結後に表１、表２に示す組成となるようにＦｅ２Ｏ３、ＺｎＯ、ＮｉＯ、ＣｕＯの素原料を秤量し、これに水及び分散剤を加えて攪拌ミルにて混合し、乾燥後、大気中にて８５０℃にて１．５時間仮焼した。得られた粉末に水、分散剤を加えて、攪拌ミルで混合・粉砕してスラリーとした後、バインダーを加えてスプレードライヤーで乾燥、造粒した。この造粒粉を金型に充填してトロイダル形状に成形した。そして成形体を、酸素雰囲気（大気中）に調整された焼成炉内で、焼成温度１０２５〜１３００℃で２時間焼結して外径φ３０ｍｍ、内径φ２０ｍｍ、高さ８ｍｍの磁心を得た。
【００１４】
【表１】
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【００１５】
【表２】
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【００１６】
この磁心にφ０．５の被覆導線を巻線して、１００ｋＨｚでの初透磁率μi、磁界４０００Ａ／ｍにおける最大磁束密度を評価した。
【００１７】
各試料の初透磁率μｉ、磁界４０００Ａ／ｍにおける最大磁束密度Ｂｍ、保磁力Ｈｃを表３と表４に示す。なお平均結晶粒径は組成、粉砕粒径、焼成温度等によって左右されるものである。８μｍ以下では保磁力Ｈｃが大きくなり、直流重畳特性が伸びなくなる。また２０μｍ以上では異常粒成長により、飽和磁束密度の低下につながる。表３では平均結晶粒径を記載してないが、すべての実施例において平均結晶粒径は８〜２０μｍであった。
【００１８】
【表３】
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【００１９】
【表４】
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【００２０】
表３よりＦｅ２Ｏ３が４８．５ｍｏｌ％未満では最大磁束密度が不十分であり、５０ｍｏｌ％を超えると急激に初透磁率が低下することがわかる。またＺｎＯ２が１８ｍｏｌ％未満では初透磁率が低く、２４ｍｏｌ％を超えると高温での最大磁束密度が低くなることがわかる。
【００２１】
表４よりＣｕＯ量が少ないあるいは焼成温度が低いと結晶の成長が不十分で保磁力Ｈｃが大きくなる事がわかる。しかしＣｕＯが多すぎると初透磁率が低く、最大磁束密度も低下する傾向にある。試料Ｎｏ．２９、焼成温度１１２５℃の試料のＢＨカーブを図１に示す。比較例としてＮｏ．２５、焼成温度１２２５℃の試料を同時評価した。実施例では比較例に比べてＨｃが小さく、ＢＨカーブの立ち上がりが急峻であることがわかる。図２にはドラムコアを作製し直流重畳特性を測定した結果を示す。図３はそのドラムコアの形状例である。本実施例では大幅に重畳特性が改善されている事がわかる。磁界４０００Ａ／ｍ、２０℃、１００℃における最大磁束密度は比較例の方が大きいにもかかわらず、直流重畳特性は実施例の方が優れている事がわかる。これは結晶粒径を大きくする事により、Ｈｃを抑制し、ＢＨカーブの立ち上がりを急峻にした効果である。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明によれば、最大磁束密度を改善し、保磁力を小さくする事で、従来に無い直流重畳特性を大幅に改善したフェライト焼結体を得ることができる。また、かかるフェライト焼結体を用いることにより、大電流に対応したチョークコイル等の電子部品の提供が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係る実施例と比較例のBHカーブを示す図である。
【図２】（ａ）は本発明に係る実施例と比較例の２０℃における直流重畳特性を示す図であり、（ｂ）は本発明に係る実施例と比較例の１００℃における直流重畳特性を示す図である。
【図３】重畳特性を測定したコア形状である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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