(57)【要約】【課題】高周波領域で高い透磁率を得ることが可能で、しかもＱ値の高い磁性材料、および該磁性材料からなるコア部材を備えた、通常のスピネル型酸化物材料ではＱ値が低くて使用することができないような、１５０ＭＨｚ〜２５０ＭＨｚの周波数領域においても、Ｑ値の高いコイル部品を提供する。【解決手段】組成式（Ｂａ3-x+yＣａx）Ｃｏ2+zＦｅ24Ｏ41-δで表される磁性材料において、前記ｘ、ｙ、ｚ（モル比）が、それぞれ、０．３≦ｘ≦０．８、０．０２≦ｙ≦０．４、−０．３≦ｚ≦０．３を満たすようにする。  上記磁性材料からなるコア部材２を用いてコイル部品１とする。  さらに具体的には、巻芯部５と、該巻芯部５の軸方向端部に形成された鍔部６とを含むコア部材２の、前記巻芯部５の周りに巻線４が巻回された構成とする。【選択図】図１
2011100802.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
組成式（Ｂａ3-x+yＣａx）Ｃｏ2+zＦｅ24Ｏ41-δで表され、前記ｘ、ｙ、ｚは、モル比を示し、それぞれ、０．３≦ｘ≦０．８、０．０２≦ｙ≦０．４、−０．３≦ｚ≦０．３を満たすことを特徴とする、磁性材料。
【請求項２】
請求項１に記載の磁性材料からなるコア部材を備えていることを特徴とする、コイル部品。
【請求項３】
前記コア部材が、巻芯部と、この巻芯部の軸方向端部に形成された鍔部とを含み、
前記巻芯部の周りに巻線が巻回されていること
を特徴とする、請求項２に記載のコイル部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁性材料およびそれを用いたコイル部品に関し、詳しくは、六方晶フェライト系の磁性材料およびそれを用いて形成したコア部材を有するコイル部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の高周波化にともない、その構成部品についても高周波化への対応が求められている。
このような構成部品の中で、酸化物磁性材料からなるコア部材を備えたコイル部品においても高周波化への対応が強く求められるに至っている。
【０００３】
ところで、コイル部品のコア部材を構成する材料としては、従来、磁性体や誘電体が用いられている。そして、磁性体としては、スピネル型酸化物磁性材料が広く用いられている。
しかしながら、スピネル型酸化物磁性材料の場合、周波数がある程度以上に高くなると透磁率が急激に低下するという問題点がある。特にニッケルフェライトの場合、周波数が３００ＭＨｚを超えた付近から、透磁率の実部（μ’）が低下し、周波数が１５０ＭＨｚを超えた付近から、透磁率の虚部（μ”）が高くなり、クロスポイント周波数が６００ＭＨｚ程度となる。そのため、ニッケルフェライトは、高Ｑを必要とする場合は、１５０ＭＨｚを超える高周波領域で使用されるコイル部品のコア部材としては用いることができないという問題点がある。
【０００４】
そこで高周波領域で使用されるコイル部品においては、コア部材として、誘電体セラミックが広く用いられている。ここで、誘電体セラミックは非磁性体であることから、コイル部品において必要なインダクタンスを得るためには、コア部材を大きくするか、コア部材の周りに配置される巻線の巻回数を多くすることが必要になる。
しかしながら、コア部材を大きくした場合、製品であるコイル部品の小型化が困難になるという問題点があり、コア部材の周りへの巻線の巻回数を多くした場合、巻線抵抗が増大してコイルのＱが低下し、回路の感度が低下するなどの問題点がある。
【０００５】
そこで、磁性体でありながら、高周波領域で透磁率（実部）μ’が低下しない材料が望まれるに至っており、このような要求に応える材料として、Ｚ型六方晶フェライトが検討され、種々の提案がなされている。
【０００６】
例えば、上述のような見地から、一般式Ｂａ3Ｃｏ2Ｆｅ24Ｏ41で表される材料において、Ｂａの１／３以下をＳｒ、Ｃａ、Ｐｂにより置換した強磁性材料が提案されている(特許文献１参照)。
【０００７】
また、酸化物換算で、Ｆｅ2Ｏ3を６８〜７３ｍｏｌ％、ＭＯ（ＭはＢａ、Ｓｒ、Ｐｂの少なくとも１種）を１５〜２２ｍｏｌ％、ＣｏＯを９〜１３ｍｏｌ％、ＳｉＯ2を０．０４〜１．０ｍｏｌ％、ＣａＯを０．０４〜１．０ｍｏｌ％の範囲で含有したＺ型六方晶系酸化物磁性材料が提案されている（特許文献２参照）。
【０００８】
さらに、ＢａＯ：１０〜３０ｍｏｌ％、Ｆｅ2Ｏ3：５６〜６５ｍｏｌ％、ＭｅＯ：８〜２５ｍｐｌ％（但し、ＭｅはＺｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｎの少なくとも一種の二価の金属イオン）を主成分とし、前記主成分に対し、ＳｉＯ2を０．０５〜０．５ｗｔ％、ＣａＯを０．０５〜０．５ｗｔ％含有する軟磁性六方晶フェライトが提案されている(特許文献３参照)。
【０００９】
しかしながら、これら磁性材料はいずれも、高周波領域、特に２５０ＭＨｚ以上の高周波領域における透磁率（実部）μ’、およびＱ値（＝μ’／μ”）が必ずしも十分に要望を満たしているとは言えず、さらに高周波領域での透磁率（実部）μ’の低下が少なく、高いＱ値を有する磁性材料が求められているのが実情である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特公昭３３−７３６号公報
【特許文献２】特開平９−１１０４３２号公報
【特許文献１】特開平９−１２９４３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上記課題を解決するものであり、高周波領域で高い透磁率を得ることが可能で、しかもＱ値の高い磁性材料、および該磁性材料からなるコア部材を備えた、通常のスピネル型酸化物材料ではＱ値が低くて使用することができないような、１５０ＭＨｚ〜２５０ＭＨｚの周波数領域においても、Ｑ値の高いコイル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】
【００１２】
上記課題を解決するため、磁性材料は、
組成式（Ｂａ3-x+yＣａx）Ｃｏ2+zＦｅ24Ｏ41-δで表され、前記ｘ、ｙ、ｚは、モル比を示し、それぞれ、０．３≦ｘ≦０．８、０．０２≦ｙ≦０．４、−０．３≦ｚ≦０．３を満たすことを特徴としている。
【００１３】
また、本発明のコイル部品は、請求項１に記載の磁性材料からなるコア部材を備えていることを特徴としている。
【００１４】
また、本発明のコイル部品においては、前記コア部材が、巻芯部と、この巻芯部の軸方向端部に形成された鍔部とを含み、前記巻芯部の周りに巻線が巻回されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の磁性材料は、組成式（Ｂａ3-x+yＣａx）Ｃｏ2+zＦｅ24Ｏ41-δで表され、ｘ、ｙ、ｚが、モル比で、それぞれ、０．３≦ｘ≦０．８、０．０２≦ｙ≦０．４、−０．３≦ｚ≦０．３の条件を満たすようにしているので、高周波領域で透磁率（実部）μ’が低下せず、高いＱ値を有する磁性材料を提供することが可能になる。
【００１６】
また、本発明のコイル部品は、上述の本発明の磁性材料からなるコア部材を備えているので、通常のスピネル型酸化物材料ではＱ値が低くて使用することができないような、１５０ＭＨｚ〜２５０ＭＨｚの周波数領域においても、Ｑ値の高いコイル部品を提供することができる。
【００１７】
また、本発明のコイル部品のように、コア部材が、巻芯部と、その軸方向端部に形成された鍔部とを含み、巻芯部の周りに巻線が巻回された構成とすることにより、１５０ＭＨｚ〜２５０ＭＨｚの周波数領域においてもＱ値の高い、巻線型のコイル部品を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の磁性材料を用いて形成したコア部材の巻芯部に巻線が巻回された構造を有するコイル部品を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に本発明の実施の形態を示して、本発明の特徴とするところをさらに詳しく説明する。
【実施例１】
【００２０】
比表面積が２〜２０ｍ2／ｇの範囲にあるＢａＣＯ3、ＣａＣＯ3、Ｃｏ3Ｏ4、Ｆｅ2Ｏ3の原料粉末を、組成式（Ｂａ3-x+yＣａx）Ｃｏ2+zＦｅ24Ｏ41-δにおいて、表１に示すモル比率（フェライト組成）になるように秤量した。それから、秤量した原料粉末をボールミルで混合した後、大気中にて９００〜１３００℃の温度で１０時間仮焼して一次仮焼粉末を得た。
【００２１】
そして、これらの一次仮焼粉末をボールミルなどにより粉砕した後、大気中にて９００〜１３００℃の温度で１０時間仮焼して二次仮焼粉末（２回仮焼工程を経た仮焼粉末）を得た。
【００２２】
この二次仮焼粉末をボールミルなどにより粉砕した後、バインダーとしてＰＶＡを添加してスプレー造粒することにより造粒体を得た。それからこの造粒体をプレス成形した後、成形体を１０００〜１３００℃で焼成することにより焼結体を得た。
【００２３】
［各試料の透磁率、クロスポイントおよびＱ値の測定］
上述のようにして得た各焼結体（試料）を、ＪＩＳ規格Ｃ−２５６０−２の附属書に示されているように、外径が１０ｍｍ、内径が６ｍｍ、厚みが２ｍｍのリング形状に加工した。そして、このようにして得られるリング状焼結体（試料）について、透磁率μ’（実部）、μ”（虚部）と、クロスポイント周波数（μ’＝μ”となる周波数）を、ＪＩＳ規格Ｃ−２５６０−２にしたがって測定した。なお、各試料の透磁率μ’（実部）、μ”（虚部）の測定は、アジレント・テクノロジー社製のインピーダンスアナライザ（型番ＨＰ４２９１Ａ）を用いて行った。
【００２４】
２５０、５００ＭＨｚ、および１ＧＨｚの周波数における透磁率μ’およびクロスポイント周波数（μ’＝μ”となる周波数）の測定結果を表１に示す。
また、各試料の透磁率μ’（実部）、μ”（虚部）の値からＱ値（＝μ’／μ”）を求めた。その結果を表１に併せて示す。
【００２５】
［比抵抗の測定］
造粒体をプレス成形した後、成形体を１０００〜１３００℃で焼成することにより得た焼結体を円板状に加工して比抵抗測定用の試料を作成した。
そして、作製した各試料の端面にＩｎ−Ｇａ電極を形成し、絶縁抵抗計にて絶縁抵抗を測定し、この絶縁抵抗と試料の外形寸法とから比抵抗を求めた。各試料の比抵抗の値を表１に併せて示す。
【００２６】
【表１】
2011100802.tif 000003
【００２７】
なお、表１において、試料番号に＊を付した試料は、本発明の要件を備えていない試料である。
【００２８】
表１に示す結果から、（Ｂａ3-x+yＣａx）Ｃｏ2+zＦｅ24Ｏ41-δにおいて、Ｃａの置換量（ｘ）を増加させると、μ’、およびクロスポイント周波数は単調に増加する傾向にあり、Ｑ値、および比抵抗は置換量が０．５モル（ｘ＝０．５）付近で極大を示す（例えば、試料番号７〜１２の試料）ことが確認された。
【００２９】
ｘが０．３未満の場合（例えば、試料番号７，８の試料）、２５０ＭＨｚでのμ’の値は１０以上となるものの、２５０ＭＨｚでのＱ値は１５を下回る（試料番号７の試料ではＱ＝１０、試料番号８の試料ではＱ＝１２）結果となっており、あまり好ましくないことが確認された。
【００３０】
また、Ｃａの置換量（ｘ）が０．８を超えると、ｙおよびｚの値が本発明の要件を満たしていても（試料番号１２の試料）、２５０ＭＨｚでのμ’が５となり、７を下回るため好ましくないことが確認された。
この結果から、Ｃａの置換量（ｘ）は０．３〜０．８の範囲とすることが好ましいことがわかる。
【００３１】
また、ＢａとＣａの合計のモル数のずれを表すｙの値が０のとき、すなわち化学量論組成の場合（試料番号１〜６の試料）、ｘを０〜１．０まで変化させても、２５０ＭＨｚでのμ’が７以上、Ｑ値が１５以上を同時に満足することはできないことが確認された。
【００３２】
これに対し、ｙ＝０．１のとき、すなわちＢａとＣａの合計のモル数を化学量論組成よりも少なくしたとき（試料番号７〜１２の試料）、ｙ＝０のときに比べて、μ’、およびＱ値が高くなることが確認された。
【００３３】
また、ｙ＝０．０２〜０．４の試料番号１０，１４〜１７の試料の場合にも、ｙ＝０のときに比べて、μ’、およびＱ値が高くなることが確認された。
しかし、ｙの値が０．５にまで大きくなると（試料番号１３の試料）、逆にμ’が７未満、Ｑ値も１５未満と小さくなり、好ましくないことが確認された。
この結果から、ＢａとＣａの合計のモル数のずれを表すｙの値は、０．０２〜０．４の範囲とすることが好ましいことがわかる。
【００３４】
さらに、Ｃｏのモル数のずれを表すｚの値は、−０．３〜０．３の範囲とするのが好ましいことが確認された。ｚの値がこの範囲を超えると、μ’が７未満と小さくなったり、Ｑ値が１５未満と小さくなったりするため好ましくない（試料番号１８，２１の試料）。
【００３５】
上述のように、本発明によれば、２５０ＭＨｚでのμ’が７以上、Ｑ値が１５以上の磁性材料が得られる。したがって、本発明の磁性材料を用いることにより、スピネル型酸化物材料ではＱ値が低く使用することができない１５０ＭＨｚ〜２５０ＭＨｚの周波数領域でも、Ｑ値の高いコイル部品を提供することが可能になる。
【００３６】
また、クロスポイント周波数が１ＧＨｚ以上となる磁性材料を得ることが可能であり、このような磁性材料は、１ＧＨｚまでは透磁率の虚部に比べて実部が大きいので、コイル部品として実使用の可能な磁性材料を提供することができる。すなわち、１ＧＨｚではＱ値は当然それなりには低くなるが、１ＧＨｚまではコイルとして機能するので、例えばＱ値がそれほど高くなくても構わないような用途にはコイルとして用いることができる。なお、上述とは逆に、クロスポイント周波数が低いと、クロスポイント周波数を超えた周波数では、透磁率の虚部が大きくなり、抵抗Ｒが主体の素子になってしまい、コイルとしての機能は期待できなくなる。
【００３７】
また、コイル部品を構成する際、電極部の信頼性向上のために、電極を覆うように電解めっき処理を施すことが行われるが、磁性材料の比抵抗が低いと電極部から磁性材料部にメッキの伸びを生じてしまうが、本発明の磁性材料は、比抵抗が１０6Ωｃｍ以上と高いため、めっきの伸びを防止することができる。
【００３８】
また、比抵抗が１０6Ωｃｍ以上と高いため、コイル部品を構成した場合に、渦電流損失が小さく、コイル部品のＱ値を大きくすることができる。
【００３９】
以上のような特徴を有する磁性材料は、具体的には、例えば、図１に示すようなコイル部品に適用することができる。
このコイル部品１は、図１に示すように、巻線型コイルであり、コア部材２と、電極部３と、巻線４とを備えている。コア部材２は、巻芯部５と、巻芯部５の軸方向の両端部に形成された二つの（一対の）鍔部６とを含む。
【００４０】
巻芯部５は、例えば、軸方向に直交する断面の形状が横長の長方形であり、かつ、軸方向に平衡な方向の縦断面の形状が横長の長方形であるような直方体形状を備えている。
【００４１】
また、一対の鍔部６は、互いに対称の形状を有しており、軸方向に直交する断面の形状が、同方向の巻芯部５の断面よりも寸法の大きな長方形で、軸方向に厚みの薄い略直方体形状を有している。そして、一対の鍔部６の下部の巻芯部５との境界部には、段差部７に湾曲した面から構成されるように曲面部７０が形成されている。さらに、鍔部６の外周面の一つの面（図１では下面）には、電極部３が設けられている。
【００４２】
そして、巻線４は、上記一対の鍔部６に挟まれた領域である巻芯部５の周囲に巻回されており、巻線４の端部である引き出し部分４１が、例えば、はんだ付けなどの方法で、鍔部６の下面に配設された電極部３に接続されている。
【００４３】
本発明の磁性材料を用いて上述のような巻線型コイルを作製することにより、１５０ＭＨｚ〜２５０ＭＨｚの周波数領域でも、Ｑ値の高い、巻線型コイルを提供することが可能になる。
【００４４】
本発明は、さらにその他の点においても、上記実施例に限定されるものではなく、本発明の磁性材料の製造工程で用いられる原料粉末の種類、製造工程における焼成条件などの具体的な条件、本発明の磁性材料をコア部材として用いたコイル部品の具体的な構造などに関し、発明の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。
【符号の説明】
【００４５】
１            コイル部品（巻線型コイル）
２            コア部材
３            電極部
４            巻線
５            巻芯部
６            鍔部
７            鍔部と巻芯部の間の段差部
４１          巻線の引き出し部分
７０          曲面部
【図１】
2011100802.tif 000004