(57)【要約】【課題】直流重畳特性が良好なフェライトを提供する。【解決手段】一実施形態に係るフェライトは、主成分がＦｅ２Ｏ３、ＣａＣＯ３、Ｌａ２Ｏ３であるＭ型フェライト構造磁石（Ｃａ１−ｘ−ｙＢａｙＯ・ｎＦｅ２Ｏ３（０≦ｘ≦０．６、０≦ｙ≦１、４．６≦ｎ≦６．２））を主成分原料とし、１０００℃以下で焼成することにより、残留磁束密度（Ｂｒ）が１．８ｋＧ以上、かつ、保持力（Ｈｃ）が３．７ｋＯｅ以上であるフェライトである。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
主成分がＦｅ２Ｏ３、ＣａＣＯ３、Ｌａ２Ｏ３であるＭ型フェライト構造磁石（Ｃａ１−ｘ−ｙＢａｙＯ・ｎＦｅ２Ｏ３（０≦ｘ≦０．６、０≦ｙ≦１、４．６≦ｎ≦６．２））を主成分原料とし、１０００℃以下で焼成することにより、残留磁束密度（Ｂｒ）が１．８ｋＧ以上、かつ、保持力（Ｈｃ）が３．７ｋＯｅ以上であることを特徴とするフェライト。
【請求項２】
第１の副成分原料として、２．０〜４．０ｗｔ％のＢｉ２Ｏ３、０．２〜０．４ｗｔ％のＳｉＯ２、０．０〜０．３ｗｔ％のＬｉ２ＣＯ３
を含んだことを特徴とする請求項１に記載のフェライト。
【請求項３】
第２の副成分原料として、０．０〜１．０ｗｔ％のＢ２Ｏ３、０．０〜４．０ｗｔ％のＮａ２ＣＯ３、０．０〜２．０ｗｔ％のＣｕＯのうち少なくとも１つ
を含んだことを特徴とする請求項２に記載のフェライト。
【請求項４】
Ｃａ１−ｘ−ｙＢａｙＯ・ｎＦｅ２Ｏ３（０≦ｘ≦０．６、０≦ｙ≦１、４．６≦ｎ≦６．２）を含んだフェライトの主成分原料を仮焼成する仮焼成ステップと、
前記仮焼成ステップにより仮焼成したフェライトの主成分原料を所定粒度になるまで粉砕する粉砕ステップと、
前記粉砕ステップにより粉砕されたフェライトの主成分原料に、２．０〜４．０ｗｔ％のＢｉ２Ｏ３、０．２〜０．４ｗｔ％のＳｉＯ２、０．０〜０．３ｗｔ％のＬｉ２ＣＯ３と、０．０〜１．０ｗｔ％のＢ２Ｏ３、０．０〜４．０ｗｔ％のＮａ２ＣＯ３、０．０〜２．０ｗｔ％のＣｕＯのうち少なくとも１つと、を含んだ副成分原料を混合し、混合物を生成する混合物生成ステップと、
前記混合物生成ステップにより生成された混合物にバインダーを添加して造粒物を生成する造粒ステップと、
前記造粒ステップにより生成された造粒物を所定形状の成形物に成形する成形ステップと、
前記成形ステップにより成形された成形物を、大気中にて焼成する焼成ステップと
を含んだことを特徴とするフェライトの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フェライト及びフェライトの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
積層インダクタ等の積層チップ部品は、コイルとなる導体パターンとともに磁性体である永久磁石を内部に有し、磁性体がコイルの磁束と逆向きの磁束を発生する。積層チップ部品は、コイルの周囲が磁性体で囲まれているため、外部への磁気漏洩が少なく、比較的少ない巻数で必要なインダクタンスが得られる特徴がある。このため、積層チップ部品は、小型化、薄型化に適している。
【０００３】
その一方で、積層チップ部品は、小さなコイル電流（励磁電流）でも磁性体の磁気飽和が生じるため、直流重畳電流が低電流領域にあってもインダクタンスが大きく変動する、すなわち、直流重畳特性が悪いという問題がある。積層チップ部品は、直流重畳特性の劣化を抑制するために、磁性層の内部に、コイルによって励起された磁束を打ち消す方向に磁束を発生する永久磁石を有することで、直流重畳特性の劣化を防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−２０７２８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、積層チップ部品のさらなる小型化、高性能化が要請されているが、上述の従来技術では、積層チップ部品内部に組み込まれた磁性体の残留磁束密度及び保持力が低いために直流重畳特性が不十分であり、積層チップ部品のさらなる小型化、高性能化の要請に十分に応えることができないという問題がある。
【０００６】
本願は、上記に鑑みてなされたものであって、直流重畳特性を向上させたフェライト及びフェライトの製造方法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】
【０００７】
本願の一実施形態は、例えば、主成分がＦｅ２Ｏ３、ＣａＣＯ３、Ｌａ２Ｏ３であるＭ型フェライト構造磁石（Ｃａ１−ｘ−ｙＢａｙＯ・ｎＦｅ２Ｏ３（０≦ｘ≦０．６、０≦ｙ≦１、４．６≦ｎ≦６．２））を主成分原料とし、１０００℃以下で焼成することにより、残留磁束密度（Ｂｒ）が１．８ｋＧ以上、かつ、保持力（Ｈｃ）が３．７ｋＯｅ以上であることを特徴とするフェライトである。
【発明の効果】
【０００８】
本願の一実施形態によれば、例えば、フェライトの残留磁束密度及び保持力を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、一実施形態に係るフェライトの製造手順を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［実施形態］
実施形態に係るフェライトは、主成分原料が、１０００℃以下で焼成されたものである。また、実施形態に係るフェライトは、十分な保持力を確保するために、主成分原料に第１の副成分原料が添加されたものである。さらに、実施形態に係るフェライトは、十分な残留磁束密度を確保するために、主成分原料にさらに第２の副成分原料が添加されたものである。実施形態に係るフェライトにおいては、第１の副成分原料及び第２の副成分原料（以下、第１の副成分原料及び第２の副成分原料を、副成分原料と総称する場合がある）の種類及び添加量が最適化される。この最適化によって、適切な焼成温度で、残留磁束密度及び保持力が十分に確保された焼結体（磁性磁器組成物）が得られるとともに、その磁性磁器組成物が十分高い残留磁束密度及び保持力を有する。例えば、積層インダクタ等の積層チップ部品の内部に、実施形態に係るフェライトを適用することにより、残留磁束密度及び保持力が十分に確保されることにより優れた直流重畳特性を有して、積層チップ部品のさらなる小型化、高性能化を図ることができる。
【００１１】
実施形態の一例に係るフェライトは、主成分原料として、主成分がＦｅ２Ｏ３、ＣａＣＯ３、Ｌａ２Ｏ３であるＭ型フェライト構造磁石（Ｃａ１−ｘ−ｙＢａｙＯ・ｎＦｅ２Ｏ３（０≦ｘ≦０．６、０≦ｙ≦１、４．６≦ｎ≦６．２））を含有し、１０００℃以下で焼成され、残留磁束密度（Ｂｒ）が１．８ｋＧ以上、かつ、保持力（Ｈｃ）が３．７ｋＯｅ以上である。
【００１２】
また、実施形態の一例に係るフェライトは、主成分原料として、主成分がＦｅ２Ｏ３、ＣａＣＯ３、Ｌａ２Ｏ３であるＭ型フェライト構造磁石（Ｃａ１−ｘ−ｙＢａｙＯ・ｎＦｅ２Ｏ３（０≦ｘ≦０．６、０≦ｙ≦１、４．６≦ｎ≦６．２））を含み、第１の副成分原料として、２．０〜４．０ｗｔ％のＢｉ２Ｏ３、０．２〜０．４ｗｔ％のＳｉＯ２、０．０〜０．３ｗｔ％のＬｉ２ＣＯ３を含有する。これにより、実施形態の一例に係るフェライトは、十分な保持力を有することができる。
【００１３】
さらに、実施形態の一例に係るフェライトは、第２の副成分原料として、０．０〜１．０ｗｔ％のＢ２Ｏ３、０．０〜４．０ｗｔ％のＮａ２ＣＯ３、０．０〜２．０ｗｔ％のＣｕＯのうち少なくとも１つを含有する。これにより、実施形態の一例に係るフェライトは、十分な残留磁束密度を有することができる。
【００１４】
［一実施形態に係るフェライト焼成物の製造方法］
図１は、一実施形態に係るフェライトの製造手順を示す図である。先ず、一実施形態に係るフェライトの主成分原料を秤量する（ステップＳ０１）。例えば、一実施形態に係るフェライトの主成分原料において、ＢａＯとＦｅ２Ｏ３のモル比が１：５．６となるように主成分原料を秤量する。
【００１５】
次に、ステップＳ０１により秤量されたフェライト磁石の主成分原料を、湿式ボールミル等を用いて、例えば１時間にわたり湿式混合する（ステップＳ０２）。次に、ステップＳ０２により混合されたフェライト磁石の主成分原料の混合物を乾燥させ、乾燥後、大気中で例えば２時間にわたり９００〜１１００℃で仮焼成する（ステップＳ０３）。次に、ステップＳ０３により仮焼成されたフェライト磁石の主成分原料の混合物を、例えば振動ミルを用いて７０分間にわたり、所定粒度になるまで粉砕する（ステップＳ０４）。
【００１６】
そして、２．０〜４．０ｗｔ％のＢｉ２Ｏ３、０．２〜０．４ｗｔ％のＳｉＯ２、０．０〜０．３ｗｔ％のＬｉ２ＣＯ３（第１副成分原料）と、０．０〜１．０ｗｔ％のＢ２Ｏ３、０．０〜４．０ｗｔ％のＮａ２ＣＯ３、０．０〜２．０ｗｔ％のＣｕＯの少なくとも１種類（第２副成分原料）と、を秤量する（ステップＳ０５）。次に、ステップＳ０４により粉砕して得られた粉砕物に、ステップＳ０５により秤量されたフェライト磁石の副成分原料を十分に混合する（ステップＳ０６）。このようにして、フェライトの原料の組成が定まる。
【００１７】
次に、上述したステップＳ０１〜Ｓ０６で生成した混合物であるフェライトの原料にバインダー（ＰＶＡ溶液等）を適宜添加して、適切な大きさの粒体となるように造粒を行う（ステップＳ０７）。次に、ステップＳ０７による造粒によって得られた造粒物を、例えば金型によりトロイダル状に成形する（ステップＳ０８）。次に、ステップＳ０８による成形によって得られた成形物を、例えば９５０℃の焼成温度で３時間にわたり大気中で焼成する（ステップＳ０９）。ステップＳ０９による焼成により、フェライトの原料が焼成されたフェライトが得られる。
【実施例】
【００１８】
一実施形態に係るフェライトの主成分原料の組成及び副成分原料の添加重量比を規定するにあたり、主成分原料である主成分がＦｅ２Ｏ３、ＣａＣＯ３、Ｌａ２Ｏ３であるＭ型フェライト構造磁石（Ｃａ１−ｘ−ｙＢａｙＯ・ｎＦｅ２Ｏ３（０≦ｘ≦０．６、０≦ｙ≦１、４．６≦ｎ≦６．２））が、（ｘ，ｙ，ｎ）＝（０，１，５．６）である場合に残留磁束密度及び保持力が最良となるという知見を得た。
【００１９】
よって、下記の（表１）に示すように、主成分原料としてＢａ１Ｏ・５．６Ｆｅ２Ｏ３を含有するフェライトについて、第１副成分原料（Ｂｉ２Ｏ３、ＳｉＯ２、Ｌｉ２ＣＯ３）及び第２副成分原料（Ｂ２Ｏ３、Ｎａ２ＣＯ３、ＣｕＯ）の添加量（ｗｔ％）を変化させたときの各サンプルの残留磁束密度（Ｂｒ［ｋＧ］）、保持力（Ｈｃ［ｋＯｅ］を示す。
【００２０】
以下の実施例では、残留磁束密度が１．８ｋＧ以上、かつ、保持力が３．７ｋＯｅ以上であるサンプルを合格サンプルとし、残留磁束密度が１．８ｋＧ未満、又は、保持力が３．７ｋＯｅ未満であるサンプルを不合格サンプルとした。
【００２１】
【表１】
2018052790.tif 000002
【００２２】
すなわち、上記（表１）では、グループ４のサンプル４４、グループ５のサンプル５２、グループ６のサンプル６１〜６２、グループ７のサンプル７１〜７４、グループ８のサンプル８１〜８６、グループ９のサンプル９１〜９５、グループ１０のサンプル１０１〜１０２が合格サンプルであり、これら以外が不合格サンプル（比較例）となった。
【００２３】
先ず、第１副成分原料（Ｂｉ２Ｏ３、ＳｉＯ２、Ｌｉ２ＣＯ３）の上限及び下限を定める。
【００２４】
グループ１において、サンプル１〜６に示すように、Ｂｉ２Ｏ３のみを０．０［ｗｔ％］から逓増させても、全てのサンプル１〜６が不合格サンプルとなった。また、グループ２において、サンプル２１〜２３に示すように、ＳｉＯ２のみを０．０［ｗｔ％］から逓増させても、残留磁束密度及び保持力は変わらず、全てのサンプル３２〜２３が不合格サンプルとなった。また、グループ３において、サンプル３１〜３３に示すように、Ｌｉ２ＣＯ３のみを０から逓増させても、残留磁束密度及び保持力はほぼ変わらず、全てのサンプル３１〜３３が不合格サンプルとなった。
【００２５】
そして、Ｂｉ２Ｏ３の上限下限を決定するために、グループ４において、サンプル４１〜４５に示すように、ＳｉＯ２＝０．２［ｗｔ％］と固定し、Ｂｉ２Ｏ３を０．５［ｗｔ％］から逓増してゆくと、Ｂｉ２Ｏ３＝４．０［ｗｔ％］で合格サンプルとなり、Ｂｉ２Ｏ３＝０．５，１．０，２．０，５．０［ｗｔ％］で不合格サンプルとなった。この結果と、グループ６のサンプル６１（Ｂｉ２Ｏ３＝２．０［ｗｔ％］、ＳｉＯ２＝０．２［ｗｔ％］、Ｌｉ２ＣＯ３＝０．２［ｗｔ％］）の結果とから、Ｂｉ２Ｏ３の下限は２．０［ｗｔ％］であり、上限は４．０［ｗｔ％］であると規定できる。
【００２６】
次に、ＳｉＯ２の上限下限を決定するために、グループ５において、サンプル５１〜５３に示すように、Ｂｉ２Ｏ３＝２．０［ｗｔ％］と固定し、ＳｉＯ２のみを０．１［ｗｔ％］から逓増してゆくと、ＳｉＯ２＝０．４で合格サンプルとなった。この結果と、グループ４のサンプル４４（Ｂｉ２Ｏ３＝４．０［ｗｔ％］、ＳｉＯ２＝０．２［ｗｔ％］、Ｌｉ２ＣＯ３＝０．０［ｗｔ％］）の結果とから、ＳｉＯ２の下限は０．２［ｗｔ％］であり、上限は０．４［ｗｔ％］であると規定できる。
【００２７】
次に、Ｌｉ２ＣＯ３の上限下限を決定するために、グループ６において、サンプル６１〜６２に示すように、Ｂｉ２Ｏ３＝２．０［ｗｔ％］、ＳｉＯ２＝０．２［ｗｔ％］と固定し、Ｌｉ２ＣＯ３のみを０．２［ｗｔ％］から逓増させると、いずれのサンプルも合格サンプルとなった。この結果と、グループ４のサンプル４４（Ｂｉ２Ｏ３＝４．０［ｗｔ％］、ＳｉＯ２＝０．２［ｗｔ％］、Ｌｉ２ＣＯ３＝０．０［ｗｔ％］）の結果とから、ＳｉＯ２の下限は０．０［ｗｔ％］であり、上限は少なくとも、０．３［ｗｔ％］であると規定できる。
【００２８】
以上から、一実施形態に係るフェライトは、２．０〜４．０ｗｔ％のＢｉ２Ｏ３、０．２〜０．４ｗｔ％のＳｉＯ２、０．０〜０．３ｗｔ％のＬｉ２ＣＯ３を含むと判断できる。
【００２９】
次に、第２副成分原料（Ｂ２Ｏ３、Ｎａ２ＣＯ３、ＣｕＯ）の上限及び下限を定める。このため、グループ７〜９においては、Ｂｉ２Ｏ３＝２．０［ｗｔ％］、ＳｉＯ２＝０．２［ｗｔ％］、Ｌｉ２ＣＯ３＝０．２［ｗｔ％］と固定する。
【００３０】
先ず、グループ７において、サンプル７１〜７７に示すように、Ｂ２Ｏ３のみを０．１［ｗｔ％］から逓増させると、サンプル７１〜７４が合格サンプルとなり、サンプル７５〜７７が不合格サンプルとなった。この結果と、グループ６のサンプル６１（Ｂｉ２Ｏ３＝２．０［ｗｔ％］、ＳｉＯ２＝０．２［ｗｔ％］、Ｌｉ２ＣＯ３＝０．２［ｗｔ％］、Ｂ２Ｏ３＝０．０［ｗｔ％］）の結果とから、Ｂ２Ｏ３の下限は０．０［ｗｔ％］であり、上限は１．０［ｗｔ％］であると規定できる。
【００３１】
次に、グループ８において、サンプル８１〜８７に示すように、Ｎａ２ＣＯ３のみを０．１［ｗｔ％］から逓増させると、サンプル８１〜８６が合格サンプルとなり、サンプル８７が不合格サンプルとなる。この結果と、グループ６のサンプル６１（Ｂｉ２Ｏ３＝２．０［ｗｔ％］、ＳｉＯ２＝０．２［ｗｔ％］、Ｌｉ２ＣＯ３＝０．２［ｗｔ％］、Ｂ２Ｏ３＝０．０［ｗｔ％］、Ｎａ２ＣＯ３＝０．０［ｗｔ％］）の結果とから、Ｎａ２ＣＯ３の下限は０．０［ｗｔ％］であり、上限は４．０［ｗｔ％］であると規定できる。
【００３２】
次に、グループ９において、サンプル９１〜９７に示すように、ＣｕＯのみを０．１［ｗｔ％］から逓増させると、サンプル９１〜９５が合格サンプルとなり、サンプル９６から９７が不合格サンプルとなった。この結果と、グループ６のサンプル６１（Ｂｉ２Ｏ３＝２．０［ｗｔ％］、ＳｉＯ２＝０．２［ｗｔ％］、Ｌｉ２ＣＯ３＝０．２［ｗｔ％］、Ｂ２Ｏ３＝０．０［ｗｔ％］、Ｎａ２ＣＯ３＝０．０［ｗｔ％］、ＣｕＯ＝０．０［ｗｔ％］）の結果とから、ＣｕＯの下限は０．０［ｗｔ％］であり、上限は２．０［ｗｔ％］であると規定できる。
【００３３】
さて、グループ７〜９は、それぞれ、第２副成分原料として、Ｂ２Ｏ３、Ｎａ２ＣＯ３、ＣｕＯをそれぞれ単独で主成分原料及び第１副成分原料に添加した場合である。そこで、主成分原料及び第１副成分原料に、第２副成分原料として、Ｂ２Ｏ３、Ｎａ２ＣＯ３、ＣｕＯを混合添加した場合について検討する。
【００３４】
第２副成分原料として、Ｂ２Ｏ３を主成分原料及び第１副成分原料に単独添加すると、増量につれて残留磁束密度（Ｂｒ）は低下し、保持力（Ｈｃ）は概ね不変であった（サンプル７１〜７７参照）。また、第２副成分原料として、Ｎａ２ＣＯ３を主成分原料及び第１副成分原料に単独添加すると、増量につれて残留磁束密度（Ｂｒ）は低下し、保持力（Ｈｃ）は概ね不変であった（サンプル８１〜８７参照）。また、第２副成分原料として、ＣｕＯを主成分原料及び第１副成分原料に単独添加すると、増量につれて残留磁束密度（Ｂｒ）も保持力（Ｈｃ）も低下した（サンプル９１〜９７参照）。
【００３５】
よって、第２副成分原料として、Ｂ２Ｏ３、Ｎａ２ＣＯ３、ＣｕＯを主成分原料及び第１副成分原料に混合添加した際、各成分を最少量ずつを加えた場合及び各成分を最大量ずつを加えた場合のいずれも合格サンプルとなれば、上述の議論で定めたＢ２Ｏ３、Ｎａ２ＣＯ３、ＣｕＯの各上限下限は、混合添加時も有効であるとみなしうる。
【００３６】
そこで、グループ１０のサンプル１０１に示すように、Ｂｉ２Ｏ３＝２．０［ｗｔ％］、ＳｉＯ２＝０．２［ｗｔ％］、Ｌｉ２ＣＯ３＝０．２［ｗｔ％］、Ｂ２Ｏ３＝０．１［ｗｔ％］、Ｎａ２ＣＯ３＝０．１［ｗｔ％］、ＣｕＯ＝０．１［ｗｔ％］のとき、残留磁束密度（Ｂｒ）＝１．９［ｋＧ］、保持力（Ｈｃ）＝４．４［ｋＯｅ］となった。すなわち、サンプル１０１は、合格サンプルであった。
【００３７】
また、グループ１０のサンプル１０２に示すように、Ｂｉ２Ｏ３＝２．０［ｗｔ％］、ＳｉＯ２＝０．２［ｗｔ％］、Ｌｉ２ＣＯ３＝０．２［ｗｔ％］、Ｂ２Ｏ３＝２．０［ｗｔ％］、Ｎａ２ＣＯ３＝４．０［ｗｔ％］、ＣｕＯ＝２．０［ｗｔ％］のとき、残留磁束密度（Ｂｒ）＝１．９［ｋＧ］、保持力（Ｈｃ）＝３．９［ｋＯｅ］となった。すなわち、サンプル１０２も、合格サンプルであった。なお、サンプル１０２では、Ｂ２Ｏ３＝２．０［ｗｔ％］としているが、Ｂ２Ｏ３＝１．０［ｗｔ％］としても、サンプル７４及び７５が示すとおり、保持力Ｈｃは変わらず、残留磁束密度Ｂｒは向上すると推定されることから、Ｂｉ２Ｏ３＝２．０［ｗｔ％］、ＳｉＯ２＝０．２［ｗｔ％］、Ｌｉ２ＣＯ３＝０．２［ｗｔ％］、Ｂ２Ｏ３＝１．０［ｗｔ％］、Ｎａ２ＣＯ３＝４．０［ｗｔ％］、ＣｕＯ＝２．０［ｗｔ％］であっても、合格サンプルとなると考えられる。
【００３８】
よって、上述の議論で定めたＢ２Ｏ３、Ｎａ２ＣＯ３、ＣｕＯの各上限下限は、混合添加時も有効と判断できる。すなわち、Ｂ２Ｏ３の下限は０．０［ｗｔ％］であり、上限は１．０［ｗｔ％］であり、Ｎａ２ＣＯ３の下限は０．０［ｗｔ％］であり、上限は４．０［ｗｔ％］で、ＣｕＯの下限は０．０［ｗｔ％］であり、上限は２．０［ｗｔ％］であると規定できる。
【００３９】
なお、一実施形態に係るフェライトを積層インダクタ内に配置するには、成形の際にフェライトの原料をシート状に成形し、シート状のフェライトの原料を、シート状の磁性層とともに積層する。そして、シート状のフェライトの原料と磁性層とが積層された積層体を焼成して焼結体にするとしてもよい。
【図１】
2018052790.tif 000003