(57)【要約】【課題】所望する特性を備えたフェライト材料を、より確実に得ることができる製造方法を提供する。【解決手段】少なくともＦｅ２０３を含む酸化物原料を混合、仮焼して、仮焼粉を得る工程を設ける。前記仮焼粉を粉砕、焼成する工程を設ける。前記仮焼粉のＭｓ合成度｛（仮焼粉飽和磁化／焼結体飽和磁化）×１００｝を２０％〜７０％の範囲内とし、前記仮焼粉の比表面積を５．０ｍ２／ｇ〜１４．０ｍ２／ｇの範囲内とする。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともＦｅ２０３を含む酸化物原料を混合、仮焼して、仮焼粉を得る工程と、前記仮焼粉を粉砕、焼成する工程とを備え、
前記仮焼粉のＭｓ合成度｛（仮焼粉飽和磁化／焼結体飽和磁化）×１００｝を２０％〜７０％の範囲内とし、
前記仮焼粉の比表面積を５．０ｍ２／ｇ〜１４．０ｍ２／ｇの範囲内とすることを特徴とする、フェライト材料の製造方法。
【請求項２】
上記酸化物原料は、さらに、少なくともＮｉＯ、ＣｕＯ及びＺｎＯを含む、請求項１記載のフェライト材料の製造方法。
【請求項３】
上記酸化物原料は、Ｆｅ２０３を４８．０〜４９．８モル％、ＺｎＯを２０．０〜３４．０モル％、ＣｕＯを６．０〜２０．０モル％、ＮｉＯを残部として含む、請求項２記載のフェライト材料の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フェライト材料、特に、チップインダクタ用として好適な、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系のフェライト材料の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、インダクタ部品は、電子機器の電気回路用ノイズフィルタとして使用されてきた。そして、小型化、高密度実装化に対応するため、もれ磁束が少なく、かつ、占有面積が小さい、フェライトセラミック（コア）内に内部導体を備えた構造のチップインダクタが提案され、実用化されてきた。
【０００３】
このチップインダクタは、例えば、複数のフェライト材料層と、その層間に形成した導体材料層とを同時焼成して得られる。通常、チップインダクタのフェライト材料としては、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎフェライト材料が、また、導体材料としては電気伝導度の大きいＡｇが用いられてきた。
【０００４】
例えば特許文献１には、少なくとも鉄化合物、ニッケル化合物、銅化合物および亜鉛化合物を混合した後、仮焼し、その後粉砕する工程を備えたＮｌ−Ｃｕ−Ｚｎフェフイト材料の製造方法において、前記鉄化合物として比表面積が８．５ｍ２／ｇ以上の粉体を用い、混合後の粉体の比表面積を８．０ｍ２／ｇ以上とし、仮焼後の粉体の比表面積を５．０ｍ２／ｇ以上とし、粉砕後の粉体の比表面積を６．０ｍ２／ｇ以上とするとともに、仮焼後のスピネル合成度を８５〜９８％とする、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎフェライト材料の製造方法が記載されている。
【０００５】
上記製造方法においては、前記鉄化合物は、湿式法で合成されたα−Ｆｅ２Ｏ３であり、前記Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎフェライト材料は、Ｆｅ２Ｏ３が４８．０〜４９．８モル％、ＺｎＯが２０．０〜３４．０モル％、ＣｕＯが６．０〜２０．０モル％、ＮｉＯが残部、からなることも開示されている。
【０００６】
例えば特許文献２では、少なくとも鉄化合物、ニッケル化合物、銅化合物および亜鉛化合物を混合した後、仮焼し、その後粉砕する工程を備えたＮｌ−Ｃｕ−Ｚｎフェフイト材料の製造方法において、前記鉄化合物として比表面積が８．５ｍ２／ｇ以上の粉体を用い、前記ニッケル化合物および亜鉛化合物としてそれぞれ比表面積が８．０ｍ２／ｇ以上の粉体を用い、混合後の粉体の比表面積を１０．０ｍ２／ｇ以上とし仮焼後の粉体の比表面積を６．０ｍ２／ｇ以上、粉砕後の粉体の比表面積を８．０ｍ２／ｇ以上とするとともに、仮焼後のスピネル合成度を９０〜９５％とするＮｉ−Ｃｕ−Ｚｎフェライト材料の製造方法が記載されている。
【０００７】
上記製造方法には、前記鉄化合物はα−Ｆｅ２Ｏ３であり、前記ニッケル化合物はＮｉＯであり、前記亜鉛化合物はＺｎであること、前記α−Ｆｅ２Ｏ３、ＮｉＯおよびＺｎＯのうち少なくとも１種は共に湿式法で合成されたものであることも開示されている。
【０００８】
さらに、上記製造方法には、前記Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎフェライト材料が、Ｆｅ２Ｏ３が４８．０〜４９．８モル％、ＺｎＯが２０．０〜３４．０モル％、ＣｕＯが６．０〜２０．０モル％、ＮｉＯが残部、からなることも開示されている。
【０００９】
【特許文献１】
特開２０００−１０９３２４号公報（公開日：２０００年４月１８日）
【００１０】
【特許文献２】
特開２０００−１０９３２５号公報（公開日：２０００年４月１８日）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の各特許文献１および２においては、仮焼後のスピネル合成度は、
Ｉｓｐ３１１／（ＩＦｅ１０４＋Ｉｓｐ３１１）×１００（％）
で示され、８５〜９５％の高いスピネル合成度で規定されている。この範囲では、図６に示すように、スピネル合成度は素原料の分散性の変化に対してほとんど影響を受けない。素原料の分散性を向上させると、固溶しにくいＮｉＯ、ＣｕＯがより低温から固溶し始める。上記フェライト材料の物性の制御には、ＮｉＯ、ＣｕＯの固溶量の制御は重要である。この変化がＸ線によるスピネル合成度の測定では、上記固溶量を的確に把握しにくいことがあった。
【００１２】
したがって、ＮｉＯ、ＣｕＯの固溶度も加味した仮焼度を示す、新たな指標が必要で、種々な指標を検討したところ、測定誤差を考慮した場合、仮焼温度、分散性の変化に対し、スピネル合成度はほとんど変化しないのに対し、Ｍｓ合成度は大きく変化していることがわかった。
【００１３】
すなわち、飽和磁化で評価すると、上記スピネル合成度が８５％以上の範囲においても、素原料の分散性の変化に応じた固溶度の変化に対して、上記飽和磁化が大きく変化して、上記固溶度の変化を上記飽和磁化の変化に基づいて、より的確に把握できることを発明者らは見出し、本発明を完成した。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明のフェライト材料の製造方法は、以上の課題を解決するために、少なくともＦｅ２０３を含む酸化物原料を混合、仮焼して、仮焼粉を得る工程と、前記仮焼粉を粉砕、焼成する工程とを備え、前記仮焼粉のＭｓ合成度｛（仮焼粉飽和磁化／焼結体飽和磁化）×１００｝を２０％〜７０％の範囲内とし、前記仮焼粉の比表面積を５．０ｍ２／ｇ〜１４．０ｍ２／ｇの範囲内とすることを特徴としている。
【００１５】
上記の、フェライト材料の製造方法では、上記酸化物原料は、さらに、少なくともＮｉＯ、ＣｕＯ及びＺｎＯを含む、ことが望ましい。上記のフェライト材料の製造方法においては、上記酸化物原料は、Ｆｅ２０３を４８．０〜４９．８モル％、ＺｎＯを２０．０〜３４．０モル％、ＣｕＯを６．０〜２０．０モル％、ＮｉＯを残部として含む、ことが好ましい。
【００１６】
上記方法によれば、指標として仮焼粉のＭｓ合成度を用い、上記Ｍｓ合成度を２０％〜７０％の範囲内とし、前記仮焼粉の比表面積を５．０ｍ２／ｇ〜１４．０ｍ２／ｇの範囲内とすることで、少なくともＦｅ２０３を含む酸化物原料の分散性を、より的確に把握できて上記酸化物原料の固溶度の変化も、より確実に把握できるから、所望する規格のフェライトをより正確に得ることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の各実施例、および本発明を説明するための各比較例について図１ないし図５に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【００１８】
（実施例１）
Ｆｅ２Ｏ３（比表面積：１５ｍ２／ｇ）が４８．７モル（ｍｏｌ）％、ＺｎＯ（比表面積：３０ｍ２／ｇ）が２６．９モル％、ＣｕＯ（比表面積：１０ｍ２／ｇ）が１０．５モル％、残りがＮｉＯ（比表面積：３０ｍ２／ｇ）となるように酸化物原料を秤量し、これに水を加え、ボールミルで１５時間撹拌した（高分散）後、スプレー式乾燥機により乾燥し、混合粉末を得た。
【００１９】
次に、この混合粉末を７００℃で２時間仮焼し、仮焼粉を得た。この仮焼粉をボールミルで湿式粉砕した。得られた粉砕後の粉体にバインダーを加えて、乾燥、造粒し、プレス成形で直径２０ｍｍ、内径１０ｍｍ、高さ２ｍｍのトロイダルリングに成形した。これを８７０℃で２時間焼成して、フェライト材料からなる焼結体を得た。
【００２０】
上記工程中、仮焼後の粉体についてＢＥＴ法により比表面積を測定した。また、仮焼後の粉体及び焼結体について、振動試料型磁束計を使用して、磁場強度１Ｔにおける飽和磁化をそれぞれ測定し、Ｍｓ合成度（＝仮焼粉飽和磁化／焼結体飽和磁化×１００（％〕）を求めた。焼結体飽和磁化は、主としてフェライトの組成によって変化する。そのため、組成毎に焼結体飽和磁化を把握しておくことが可能であり、仮焼粉を得た時点でＭｓ合成度を求めることができる。
【００２１】
次に、得られた焼結体について、アルキメデス法で密度を求め、理論密度に対する相対密度（％表示）を焼結密度として算出した。また、インピーダンスアナライザにより初透磁率を測定した。
【００２２】
得られた焼結体の各物性値を以下の表１に示した。
【００２３】
【表１】
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【００２４】
本実施例１では、８７０℃焼成において、高焼結密度（相対密度９５％以上）及び高透磁率（１０００以上）を備えた焼結体を得る事ができた。これは、素原料の十分な粉砕混合により、非常に高分散かつ微粉の原料が作製されていることに起因すると思料される。
【００２５】
すなわち、素原料が高分散かつ微粉であると、合成の上で律速となるＮｉＯ及びＣｕｏの固溶がより速やかに進行し、低温で合成度の高い微粒仮焼粉が得られる。このような微粒仮焼粉では、Ｘ線によるスピネル合成度は１００％となり、合成度の指標として意味を成さない。
【００２６】
しかし、Ｍｓ合成度で評価すると、焼結体の飽和磁化に非常に近いレベルまで合成が進行していることが分かり、指標として有効であることがわかる。高合成度でありながら、高い比表面積をもつ仮焼粉が得らたため、焼結に対する反応性が非常に高くなり高焼結密度、高透磁率が得られた。
【００２７】
（実施例２）
実施例１における素原料の混合粉末に対する仮焼温度７００℃に代えて、本実施例２では、実施例１における素原料の混合粉末を７３０℃で仮焼して、他は実施例１と同様に操作して焼結体を得、その焼結体を実施例１と同様に評価した。
【００２８】
得られた焼結体の各物性値を以下の表２に示した。
【００２９】
【表２】
2005029403.tif 000003
【００３０】
本実施例２では、前記の実施例１と同様の効果を有していた。
【００３１】
（比較例１）
実施例１における素原料を６２０℃で仮焼して、同様の評価をした。得られた焼結体の各物性値を以下の表３に示した。
【００３２】
【表３】
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【００３３】
本比較例１では、８７０℃焼成において、焼結密度９５％以上、及び透磁率１０００以上を得ることができなかった。
【００３４】
（比較例２）
実施例１における素原料を７５０℃で仮焼して、同様の評価をした。得られた焼結体の各物性値を以下の表４に示した。
【００３５】
【表４】
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【００３６】
本比較例２では、８７０℃焼成において、焼結密度９５％以上、及び透磁率１０００以上を得ることができなかった。
【００３７】
（比較例３）
実施例１における素原料を６００℃で仮焼して、同様の評価をした。得られた焼結体の各物性値を以下の表５に示した。
【００３８】
【表５】
2005029403.tif 000006
【００３９】
本比較例３では、８７０℃焼成において、焼結密度９５％以上、及び透磁率１０００以上を得ることができなかった。
【００４０】
（実施例３）
Ｆｅ２Ｏ３（比表面積：１０ｍ２／ｇ）が４８．７モル％、ＺｎＯ（比表面積：２０ｍ２／ｇ）が２６．９モル％、ＣｕＯ（比表面積：５ｍ２／ｇ）が１０．５モル％、残りがＮｉＯ（比表面積：１５ｍ２／ｇ）となるように酸化物原料を秤量し、これに水を加え、ボールミルで５時間撹拌した（低分散）。その後６８０℃で仮焼し、他は実施例１と同様に操作し、同様に評価を行った。得られた焼結体の各物性値を以下の表６に示した。
【００４１】
【表６】
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【００４２】
本実施例３では、実施例１と同様の効果を有していることがわかる。
【００４３】
（実施例４）
実施例３において、仮焼温度を７５０℃にして、他は実施例３と同様に操作して、同様の評価を行った。得られた焼結体の各物性値を以下の表７に示した。
【００４４】
【表７】
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【００４５】
本実施例４においても、実施例１と同様の効果を有していることがわかる。
【００４６】
（比較例４）
実施例３において、仮焼温度を６７０℃にして、他は同様に操作して、同様の評価を行った。得られた焼結体の各物性値を以下の表８に示した。
【００４７】
【表８】
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【００４８】
本比較例４では、８７０℃焼成において、焼結密度９５％以上、及び透磁率１０００以上を得ることができなかった。
【００４９】
（比較例５）
実施例３において、仮焼温度を７７０℃にして、他は同様に操作して、同様の評価を行った。得られた焼結体の各物性値を以下の表９に示した。
【００５０】
【表９】
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【００５１】
本比較例５では、８７０℃焼成において、焼結密度９５％以上、及び透磁率１０００以上を得ることができなかった。
【００５２】
以下の、表１０および表１１、図１ないし図５により、上記各実施例１ないし４、並びに各比較例１ないし５の各組成、操作条件、測定された各物性値をまとめて示す。
【００５３】
【表１０】
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【００５４】
【表１１】
2005029403.tif 000012
【００５５】
以下に、Ｍｓ合成度について説明すると、Ｍｓ合成度は素原料の、（１）  粒径、（２）  分散性、（３）  仮焼温度によって変化させることが可能である。（１）  粒径が小さいほど、合成が進みやすくなり、Ｍｓ合成度が高くなる。（２）  分散性が高いほど、合成が進みやすくなり、Ｍｓ合成度が高くなる。（３）  仮焼温度が高いほど、合成が進みやすくなり、Ｍｓ合成度が高くなる。
【００５６】
このように素原料の分散性を高めるには、撹拌能力の高いボールミルを使用する、混合時間を長くするなどの手段が挙げられる。仮焼粉の比表面積は素原料の、（ａ）  粒径、（ｂ）  仮焼温度によって変化させることが可能である。（ａ）  粒径が小さいほど、同じ温度で仮焼しても、比表面積の大きい（粒径の小さい）仮焼粉が得られる。（ｂ）  仮焼温度が高いほど、粒成長して、比表面積の小さい（粒径の大きい）仮焼粉が得られる。
【００５７】
【発明の効果】
本発明のフェライト材料の製造方法は、以上のように、少なくともＦｅ２０３を含む酸化物原料を混合、仮焼して、仮焼粉を得る工程と、前記仮焼粉を粉砕、焼成する工程とを備え、前記仮焼粉のＭｓ合成度｛（仮焼粉飽和磁化／焼結体飽和磁化）×１００｝を２０％〜７０％の範囲内とし、前記仮焼粉の比表面積を５．０ｍ２／ｇ〜１４．０ｍ２／ｇの範囲内とする方法である。
【００５８】
それゆえ、上記方法は、仮焼粉のＭｓ合成度を２０％〜７０％の範囲内とし、前記仮焼粉の比表面積を５．０ｍ２／ｇ〜１４．０ｍ２／ｇの範囲内とすることで、所望する規格のフェライト材料をより正確に得ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のフェライト材料の製造方法における、酸化物原料に微粒粉および粗粒粉をそれぞれ用いた際の、仮焼温度とＭｓ合成度との関係を示すグラフである。
【図２】上記製造方法における、酸化物原料に微粒粉および粗粒粉をそれぞれ用いた際の、仮焼温度とスピネル合成度との関係を示すグラフである。
【図３】上記製造方法における、酸化物原料に微粒粉および粗粒粉をそれぞれ用いた際の、仮焼温度と仮焼粉の比表面積（ＳＳＡ）との関係を示すグラフである。
【図４】上記製造方法における、酸化物原料に微粒粉および粗粒粉をそれぞれ用いた際の、仮焼温度と相対密度との関係を示すグラフである。
【図５】上記製造方法における、酸化物原料に微粒粉および粗粒粉をそれぞれ用いた際の、仮焼温度と透磁率（μｉ）との関係を示すグラフである。
【図６】フェライト材料の製造方法における、酸化物原料に微粒粉（高分散）および粗粒粉（低分散）をそれぞれ用いた際の、仮焼温度とＭｓ合成度およびスピネル合成度との関係をそれぞれ示すグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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