(57)【要約】【課題】  高いＱを維持しつつインダクタンスの相対温度係数を改善し、かつＰｂＯを含有しない添加成分及び添加物量を選択した酸化物磁性材料を提供する。【解決手段】  高周波帯で使用する酸化物磁性材料であって、酸化物換算で、Ｆｅ２Ｏ３を１０〜５０ｍｏｌ％，ＣｕＯを０〜８ｍｏｌ％（０を含まず），ＮｉＯを３７〜８９．５ｍｏｌ％，ＣｏＯを０．５〜２ｍｏｌ％及びＡｌ２Ｏ３を０〜５ｍｏｌ％（０を含まず）を主成分として含有し、かつ、Ｂｉ２Ｏ３を５〜１５ｗｔ％、ＳｉＯ２を０．３〜３ｗｔ％を添加成分として含有する。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波帯で使用される酸化物磁性材料であって、酸化物換算で、Ｆｅ２Ｏ３を１０〜５０ｍｏｌ％，ＣｕＯを０〜８ｍｏｌ％（０を含まず），ＮｉＯを３７〜８９．５ｍｏｌ％，ＣｏＯを０．５〜２ｍｏｌ％及びＡｌ２Ｏ３を０〜５ｍｏｌ％（０を含まず）を主成分として含有し、かつ、Ｂｉ２Ｏ３を５〜１５ｗｔ％、ＳｉＯ２を０．３〜３ｗｔ％を添加成分として含有することを特徴とする酸化物磁性材料。
【請求項２】
請求項１に記載の酸化物磁性材料であって、インダクタンスの相対温度係数（αμｉｒ）が１５０ｐｐｍ／℃以下であることを特徴とする酸化物磁性材料。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の酸化物磁性材料からなる磁心を用いたことを特徴とするアンテナコイル。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の酸化物磁性材料からなる磁心を用いたことを特徴とするインダクタンス素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器に用いられる酸化物磁性材料に関するものであり、例えば、需要が高水準にあるページャー（ポケベル）等のような、２００〜５００ＭＨｚの高周波帯で使用される電子機器用のアンテナコイルやインダクタンス素子に用いられる磁心に適した酸化物磁性材料に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の磁心を構成するための酸化物磁性材料としては、例えば特開昭６３−１６９００５号公報に開示されているような２００ＭＨｚ以上の高周波帯で用いられる酸化物磁性材料がある。この酸化物磁性材料は、電子機器の帯域フィルター等のインダクタンス素子用磁心に使われている。
【０００３】
また、例えばページャーに用いられるアンテナコイルとしては、通常はループアンテナ（空心コイル）が使用されている。しかし、このようなループアンテナはＱが高いという長所はあるが、インダクタンス等の特性を調整することが困難であり、また、振動等の外力によりインダクタンス等の特性が変動しやすいという短所がある。更に、インダクタンスを増大させるためには巻線の巻回数を増大させる必要があり、そのため全体として大形化するという欠点もある。
【０００４】
これに対して、前記特開昭６３−１６９００５号公報に開示されているような酸化物磁性材料からなる磁心入りのコイルをアンテナコイルとして用いる場合、インダクタンスの調整が容易であり、小形化に適当であるという利点はあるが、Ｑが低いという欠点がある。
【０００５】
このアンテナコイル用磁心材料のＱの改善は、特開平８−３３９９１３号公報に開示されている。この特開平８−３３９９１３号公報によれば、高いＱを達成することが可能である。しかしながら、高いＱが得られるという利点があるが、インダクタンスの相対温度係数（温度変化率と同意語：以下相対温度係数と記載する）が大きいという欠点がある。
【０００６】
更に、このＱ及びインダクタンスの相対温度係数の改善は、特開平１０−２８４３１５号公報に開示されている。この特開平１０−２８４３１５号公報によれば、Ｑが高く、インダクタンスの相対温度係数が比較的小さい酸化物磁性材料が得られている。しかしながら、インダクタンスの相対温度係数は２００ｐｐｍ／℃とまだ大きい。
【０００７】
更に、上記の酸化物磁性材料には添加物としてＰｂＯ（酸化鉛）が含有されている。このＰｂＯは、ＩＳＯ１４００１において環境負荷物質（自主管理対象化学物質）として環境への影響が大きく、使用削減を求められている物質の一つである。環境問題においては製造者の供給責任問題が重要視される中、今後の酸化物磁性材料は「ＰｂＯの含有率ゼロ」が課題となっている。
【０００８】
このように、従来の特開平１０−２８４３１５号公報では、Ｑは改善されているがインダクタンスの相対温度係数がまだ大きく、アンテナコイル等の高周波インダクタに用いるのにはまだ改善が必要である。また、ＰｂＯの含有による環境への影響が問題である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来、ページャーのような電子機器にはループアンテナが用いられているが、これにはＱが高いという利点はあるけれども全体として大形化する傾向がある。また、特開平８−３３９９１３号公報に記載されている酸化物磁性材料からなる磁心を用いたコイルでは、インダクタンスが高いので小型化が可能であり、Ｑも大きくなるが、インダクタンスの相対温度係数が大きいという課題がある。また、特開平１０−２８４３１５号公報に記載されている酸化物磁性材料からなる磁心を用いたのコイルでは、Ｑが大きく、インダクタンスの相対温度係数も改善されているが、このインダクタンスの相対温度係数は２００ｐｐｍ／℃とまだ大きい。更に、ＰｂＯの含有による環境への影響が問題である。
【００１０】
インダクタンスの相対温度係数が大きいと、温度変化によりインダクタンスが大きく変化するので、たとえばアンテナコイル等に使用した場合には同調周波数や感度が不安定となる。
【００１１】
本発明はこのような課題を解決することを目的とするものであって、高いＱを維持しつつインダクタンスの相対温度係数を改善し、かつＰｂＯを含有しない添加成分及び添加物量を選択した酸化物磁性材料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】
本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、以下の諸事項を特徴とするものである。
【００１３】
第１の発明は、高周波帯で使用される酸化物磁性材料であって、酸化物換算で、Ｆｅ２Ｏ３を１０〜５０ｍｏｌ％，ＣｕＯを０〜８ｍｏｌ％（０を含まず），ＮｉＯを３７〜８９．５ｍｏｌ％，ＣｏＯを０．５〜２ｍｏｌ％及びＡｌ２Ｏ３を０〜５ｍｏｌ％（０を含まず）を主成分として含有し、かつ、Ｂｉ２Ｏ３を５〜１５ｗｔ％、ＳｉＯ２を０．３〜３ｗｔ％を添加成分として含有することを特徴とする酸化物磁性材料である。
【００１４】
また第２の発明は、第１の発明の酸化物磁性材料であって、インダクタンスの相対温度係数が１５０ｐｐｍ／℃以下であることを特徴とする酸化物磁性材料である。
【００１５】
また第３の発明は、第１又は第２の発明の酸化物磁性材料からなる磁心を用いたことを特徴とするアンテナコイルである。
【００１６】
また第４の発明は、第１又は第２の発明の酸化物磁性材料からなる磁心を用いたことを特徴とするインダクタンス素子である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明における酸化物磁性材料により、１００ＭＨｚ以上の高周波領域で所望の高いＱと安定した温度特性を得ることができる。また、本発明における酸化物磁性材料はＰｂＯを含有して居らず、環境への影響が少ない，環境負荷物質を削減した酸化物磁性材料を得ることができる。
さらに、本発明における酸化物磁性材料を用いて、ページャー等の電子機器用アンテナコイルやインダクタンス素子を構成すれば、所望の高いＱを得ることが可能となりコイルの小型化を実現でき、かつインダクタンスの温度変化が少なく同調周波数や感度を安定化できるという効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明に係わる酸化物磁性材料は、添加成分の原料としてＰｂＯを用いずＢｉ２Ｏ３を用いている。このことは、環境負荷物質の低減のためである。本発明に係る酸化物磁性材料によれば、２００〜５００ＭＨｚの周波数帯で高いＱを維持しつつインダクタンスの相対温度係数を改善できる。
【００１９】
また、アンテナコイルおよびインダクタンス素子に第１又は第２の酸化物磁性材料からなる磁心を用いているために、高周波数帯において高いＱを維持しつつインダクタンスの相対温度係数を改善できる。
【００２０】
本発明において、主成分を限定した理由は、以下の通りである。
Ｆｅ２Ｏ３が１０ｍｏｌ％未満であるとインダクタンスが低下し、製品が大型化し、実用上好ましくない。また５０ｍｏｌ％を越えると比抵抗、焼結密度、インダクタンス等の電磁気特性及び物性が低下すると共に、インダクタンスの相対温度係数が増大する。このため、１０〜５０ｍｏｌ％が好ましい。更に好ましくは１０〜４５ｍｏｌ％の範囲である。
【００２１】
ＣｕＯを加えることにより、焼成温度を低下することが可能となるが、８ｍｏｌ％を超えるとＱが低下し、かつ、インダクタンスの相対温度係数が増大する。このため、０（０を含まず）〜８ｍｏｌ％が好ましい。更に好ましくは、１〜６ｍｏｌ％の範囲であり、更に好ましくは、１〜４ｍｏｌ％の範囲である。
【００２２】
ＣｏＯは高周波におけるＱの改善効果に有効であるが、２ｍｏｌ％を超えると、インダクタンスの相対温度係数が増大し、０．５ｍｏｌ％未満では高周波のＱ改善効果が少ない。このため、０．５ｍｏｌ％から２ｍｏｌ％が好ましい。
【００２３】
Ａｌ２Ｏ３はインダクタンスの相対温度係数の低減に有効な成分として用いることができる。しかし、５ｍｏｌ％を超えると、焼結密度が低下する。このため、０（０を含まず）〜５ｍｏｌ％が好ましい。
【００２４】
本発明において、添加物を限定した理由は、以下の通りである。
Ｂｉ２Ｏ３は焼結促進と高周波のＱ改善を目的として添加するが、５ｗｔ％未満では焼結促進の効果が少なく、１５ｗｔ％を超すと、焼結促進効果が激しくなり、逆にＱが低下する。このため、５〜１５ｗｔ％が好ましい。
【００２５】
ＳｉＯ２はインダクタンスの相対温度係数低減を目的として添加することができる。しかし、０．３ｗｔ％未満では低減効果が少なく、３ｗｔ％を超えると焼結性が低下する。このため、０．３ｗｔ％〜３ｗｔ％が好ましい。
【実施例１】
【００２６】
Ｆｅ２Ｏ３，ＮｉＯ，ＣｕＯ，Ｃｏ３Ｏ４，Ａｌ２Ｏ３を所望の組成となるように、かつ、添加物としてＢｉ２Ｏ３を１０ｗｔ％，ＳｉＯ２を０．６ｗｔ％秤量して混合する。これを（８００〜１０００℃のような）所定の温度で（２時間程度の）所要時間で仮焼成し、その後アトライターで粉砕した後、バインダーを加えて顆粒状に造粒する。この顆粒を外径３５ｍｍ，内径２３．３ｍｍ，高さ１１．７ｍｍのトロイダル状コアと外径８．４ｍｍ，内径１．８ｍｍ，高さ６ｍｍの円筒状コアに圧縮成形して、（９５０〜１０５０℃のような）所定の温度で（２時間程度の）所要時間の焼成を行い、試料を作製した。
【００２７】
このようにして得られた前記円筒状コアに、１Ｔ銅線を貫通して端子電極を両端に施しコイルを作製し、インピーダンス・アナライザーを用いて同軸法にて３００ＭＨｚにおけるＱを測定した。さらに、前記トロイダルコアに銅線（０．５５ｍｍφ）を２０Ｔｓ巻線してコイルを作製し、該コイルを恒温槽内に設置し１ＭＨｚ・２０℃〜６０℃におけるインダクタンスの相対温度係数（αμｉｒ）を共振法にてインピーダンス・アナライザーを用いて測定した。代表的な結果とＦｅ２Ｏ３をパラメータとしたデータを表１に示す。
【００２８】
【表１】
2007145714.tif 000002
【実施例２】
【００２９】
後述［Ａ］に示す主成分原料及び添加成分原料について、Ｆｅ２Ｏ３，ＮｉＯ，ＣｕＯ，Ｃｏ３Ｏ４，Ａｌ２Ｏ３を所望の組成となるように、かつ、添加物としてＢｉ２Ｏ３，ＳｉＯ２を所望の添加量となるように秤量して混合する。これを（８００〜１０００℃のような）所定の温度で（２時間程度の）所要時間で仮焼成し、その後アトライターで粉砕した後、バインダーを加えて顆粒状に造粒する。この顆粒を外径３５ｍｍ，内径２３．３ｍｍ，高さ１１．７ｍｍのトロイダル状コアと外径８．４ｍｍ，内径１．８ｍｍ，高さ６ｍｍの円筒状コアに圧縮成形して、（９５０〜１０５０℃のような）所定の温度で（２時間程度の）所要時間の焼成を行い、試料を作製した。
【００３０】
［Ａ］主成分組成として
Ｆｅ２Ｏ３：４４ｍｏｌ％，ＣｏＯ：０〜３ｍｏｌ％，ＣｕＯ：０〜８ｍｏｌ％，Ａｌ２Ｏ３：０〜６ｍｏｌ％，ＮｉＯ：残部（ｍｏｌ％）
添加成分として
Ｂｉ２Ｏ３：１〜２０ｗｔ％，ＳｉＯ２：０〜３ｗｔ％と変化させた。
【００３１】
得られた前記円筒状コアに、１Ｔ銅線を貴通して端子電極を両端に施しコイルを作製し、インピーダンス・アナライザーを用いて同軸法にて３００ＭＨｚにおけるＱを測定した。さらに、前記トロイダルコアに銅線（０．５５ｍｍφ）を２０Ｔｓ巻線してコイルを作製し、該コイルを恒温槽内に設置し１ＭＨｚ・２０℃〜６０℃におけるインダクタンスの相対温度係数（αμｉｒ）を共振法にてインピーダンス・アナライザーを用いて測定した。
【００３２】
図１はＣｏＯの含有量をパラメータとしてＣｕＯ：２ｍｏｌ％，Ａｌ２Ｏ３：０ｍｏｌ％，Ｂｉ２Ｏ３：１０ｗｔ％，ＳｉＯ２：０．６ｗｔ％、としたときの３００ＭＨｚにおけるＱおよび１ＭＨｚにおけるインダクタンスの相対温度係数を示すグラフであり、実線がＱの変化を、破線がインダクタンスの相対温度係数の変化を表すグラフである。
【００３３】
ＣｏＯは０．５ｍｏｌ％〜２ｍｏｌ％であればＱも高くインダクタンスの相対温度係数も１５０ｐｐｍ／℃以下となり、目的である高いＱと小さなインダクタンスの相対温度係数を備えた酸化物磁性材料を得ることができる。
【００３４】
図２はＣｕＯの含有量をパラメータとして、ＣｏＯ：１ｍｏｌ％，Ａｌ２Ｏ３：０ｍｏｌ％，Ｂｉ２Ｏ３：１０ｗｔ％，ＳｉＯ２：２ｗｔ％、としたときの３００ＭＨｚにおけるＱおよび１ＭＨｚにおけるインダクタンスの相対温度係数を示すグラフであり、実線がＱの変化を、破線がインダクタンスの相対温度係数の変化を表すグラフである。
【００３５】
ＣｕＯは０ｍｏｌ％（０を含まず）〜８ｍｏｌ％であればＱも高く、インダクタンスの相対温度係数も１５０ｐｐｍ／℃以下となる。
【００３６】
図３はＡｌ２Ｏ３の含有量をパラメータとして、ＣｏＯ：１ｍｏｌ％，ＣｕＯ：２ｍｏｌ％，Ｂｉ２Ｏ３：１０ｗｔ％，ＳｉＯ２：０．６ｗｔ％、としたときの３００ＭＨｚにおけるＱおよび１ＭＨｚにおけるインダクタンスの相対温度係数を示すグラフであり、実線がＱの変化を、破線がインダクタンスの相対温度係数の変化を表すグラフである。
【００３７】
Ａｌ２Ｏ３は０ｍｏｌ％（０を含まず）〜５ｍｏｌ％であればＱも高く、インダクタンスの相対温度係数も１５０ｐｐｍ／℃以下となる。
【００３８】
図４はＢｉ２Ｏ３の含有量をパラメータとして、ＣｏＯ：１ｍｏｌ％，ＣｕＯ：２ｍｏｌ％，Ａｌ２Ｏ３：０ｍｏｌ％，ＳｉＯ２：０．６ｗｔ％、としたときの３００ＭＨｚにおけるＱおよび１ＭＨｚにおけるインダクタンスの相対温度係数を示すグラフであり、実線がＱの変化を、破線がインダクタンスの相対温度係数の変化を表すグラフである。
【００３９】
Ｂｉ２Ｏ３は５ｗｔ％〜１５ｗｔ％であればＱも高く、インダクタンスの相対温度係数も１５０ｐｐｍ／℃以下となる。尚、Ｂｉ２Ｏ３は５ｗｔ％未満であると、焼結促進効果が少なく好ましくない。
【００４０】
図５はＳｉＯ２の含有量をパラメータとして、ＣｏＯ：１ｍｏｌ％，ＣｕＯ：２ｍｏｌ％，Ａｌ２Ｏ３：０ｍｏｌ％，Ｂｉ２Ｏ３：１０ｗｔ％、としたときの３００ＭＨｚにおけるＱおよび１ＭＨｚにおけるインダクタンスの相対温度係数を示すグラフであり、実線がＱの変化を、破線がインダクタンスの相対温度係数の変化を表すグラフである。
【００４１】
ＳｉＯ２を添加することにより、インダクタンスの相対温度係数を著しく低減させることができ、０．３ｗｔ％〜３ｗｔ％であればＱも高い。
【００４２】
以上のように、本発明における酸化物磁性材料によれば、１００ＭＨｚ以上の高周波帯におけるＱが高く、インダクタンスの相対温度係数も小さい（１５０ｐｐｍ／℃以下）酸化物磁性材料を得ることができる。また、従来材のような添加物としてＰｂＯを用いてなく、環境へも配慮した酸化物磁性材料である。
なお、原料中に含まれるＣａ，Ｓｉ，Ｐ，Ｓ，Ｃｌ，Ｐｂ等の不可避微量成分は含まれることを許されるものとする。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明における酸化物磁性材料からなるコアを用いて、ページャー等の電子機器用のアンテナコイルやインダクタンス素子を構成したところ、所望の高いＱと安定した温度特性を実現することができた。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明に係る酸化物磁性材料の特性をＣｏＯをパラメータとしたグラフである
【図２】本発明に係る酸化物磁性材料の特性をＣｕＯをパラメータとしたグラフである
【図３】本発明に係る酸化物磁性材料の特性をＡｌ２Ｏ３をパラメータとしたグラフである。
【図４】本発明に係る酸化物磁性材料の特性をＢｉ２Ｏ３をパラメータとしたグラフである。
【図５】本発明に係る酸化物磁性材料の特性をＳｉＯ２をパラメータとしたグラフである。
【図１】
2007145714.tif 000003
【図２】
2007145714.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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