(57)【要約】【課題】安定した特性を有する焼結フェライトシートを効率よく製造することができる手段を提供する。【解決手段】Ｆｅ２Ｏ３を４０〜６０ｍｏｌ％、ＮｉＯを１０〜２５ｍｏｌ％、ＺｎＯを１５〜３０ｍｏｌ％、ＣｕＯを５〜２０ｍｏｌ％と、粒成長抑制剤とを含み、粒成長抑制剤としては、Ｖ２Ｏ５、Ｂ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ３から選択される１つを０．０１〜０．５ｍｏｌ％とする。このような組成を採用することによって焼成時の過剰な粒成長を抑制し、平均結晶粒径を０．５〜１０μｍに抑える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｆｅ２Ｏ３を４０〜６０ｍｏｌ％と、ＮｉＯを１０〜２５ｍｏｌ％と、ＺｎＯを１５〜３０ｍｏｌ％と、ＣｕＯを５〜２０ｍｏｌ％と、粒成長抑制剤とを含み、平均結晶粒径が０．５〜１０μｍの焼結フェライトシート。
【請求項２】
前記粒成長抑制剤は、Ｖ２Ｏ５、Ｂ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ３から選択される１つを少なくとも含む請求項１記載の焼結フェライトシート。
【請求項３】
前記粒成長抑制剤の含有量が０．０１〜０．５ｍｏｌ％である請求項１又は２記載の焼結フェライトシート。
【請求項４】
見かけ厚みが、実厚みの１０倍以下である請求項１乃至３記載の焼結フェライトシート。
【請求項５】
シート面積が２００００ｍｍ２以上である請求項１乃至４のいずれか１項に記載の焼結フェライトシート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話、スマートフォン、タブレット、非接触ＩＣカード等に搭載され、電磁波遮蔽又は電磁波吸収のために用いられる焼結フェライトシートに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電子機器に搭載されるトランス、チョークコイル、インダクタなどの電子部品材料として、酸化鉄を主成分とした様々な組成の磁性体材料が研究されてきており、その小型化、特性向上、効率改善がなされてきている。近年、そのような磁性体材料は、電磁波遮蔽又は電磁波吸収効果を目的として携帯電話、スマートフォン、タブレット、非接触ＩＣカード等にも搭載されるようになり、薄板形状やシート形状といった形状で、焼結フェライトシートとして利用されている。
【０００３】
そして、そのような焼結フェライトシートの製造方法として、特開２００８−２５２０８９号公報に開示されているように、焼成前のフェライト成形シートの表面粗さを適切な範囲に制御することによって、離型処理をしなくても焼成時にフェライトシート同士が固着しないようにすることができる。
【０００４】
また、このような焼結フェライトシートは、通常、割れやすい性質（脆性）があるため、容易に割れることのない取り扱いやすい製品が求められている。そこで、特開２０１１−２１１３３７号公報に開示された発明のように、柔軟性を持たせるために、可撓性のフィルムを貼着した焼結フェライトシートをブレイクして、ランダムな小片に分割した焼結フェライトシートが利用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２５２０８９号公報
【特許文献２】特開２０１１−２１１３３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示された方法、例えば、サンドブラストによる粗面加工では加工バラツキを避けることができないため、表面粗さを所定の値に安定して制御することは非常に困難である。したがって、フェライト成形シートの一部が部分的に所定の表面粗さに制御されていない場合、その部分において焼成時にフェライトシートの固着が生じることとなり、焼成後に割れてしまったり、不良品となったりするため、効率の良い製造方法とはいえない。
【０００７】
しかも、フェライト成形シートの一方の面だけが所定の表面粗さに調整されていても、他方の面同士を重ね合わせて焼成すると、焼結フェライトシート同士が固着してしまうのである。一般的なドクターブレード法によって得られるフェライト成形シートは、その表裏面、すなわち、スラリーを塗工するときにフィルムに接するフィルム面と、フィルムに接しない開放面とでは、その表面状態が全く異なるものであるため、どちらの面の表面粗さを制御するかによって、固着したり固着しなかったりといったバラツキが生じる。
【０００８】
また、薄板形状の焼結フェライトシートは、その面積に対する厚みの比率が非常に小さいため、焼成時において面方向の収縮にバラツキが生じやすくなるため、焼成後にきれいな平面状の基板を得ることができなくなり、いわゆる反りやうねりが発生するという問題が生じる。この問題は、焼結フェライトシートの大きさが大きくなるほど顕著になる。
【０００９】
さらに、焼結フェライトシートに柔軟性を持たせるために、ランダムな小片にブレイクすると、その小片形状がランダムであるがゆえに焼結フェライトシートの特性にバラツキが生じてしまうという問題が生じる。
【００１０】
したがって本発明は、上述した問題が生じることなく、安定した特性を有する焼結フェライトシートを効率よく製造することができる手段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】
【００１１】
本発明者らは、鋭意研究した結果、以下のような焼結フェライトシートを得ることによって、上述した問題を解決できることを見出した。
【００１２】
すなわち、Ｆｅ２Ｏ３を４０〜６０ｍｏｌ％、ＮｉＯを１０〜２５ｍｏｌ％、ＺｎＯを１５〜３０ｍｏｌ％、ＣｕＯを５〜２０ｍｏｌ％と、粒成長抑制剤とを含み、平均結晶粒径が０．５〜１０μｍの焼結フェライトシートとすれば、焼成したときに固着しない焼結フェライトシートが得られる。
【００１３】
前記粒成長抑制剤は、Ｖ２Ｏ５、Ｂ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ３から選択される１つを少なくとも含むものとすれば、粒成長を抑制することができる。
【００１４】
前記粒成長抑制剤の含有量を０．０１〜０．５ｍｏｌ％とすれば、粒成長の程度を最適にして、焼成したときのフェライトシートの固着を抑制することができる。
【００１５】
上記の手段を採用することにより、見かけ厚みが、実厚みの１０倍以下である、反りやうねりが小さい焼結フェライトシートを得ることができる。
【００１６】
また、シート面積が２００００ｍｍ２以上である大型の焼結フェライトシートを得ることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によると、焼結フェライトシートを重ねて焼いても固着することなく、反りやうねりの発生を抑制することができるという効果があり、さらにランダムにブレイクしても特性がバラつかないという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の製造工程を示した図。
【図２】焼結フェライトシートの実厚み及び見かけ厚みを説明した断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、具体的な実施例を示しながら本発明をさらに詳細に説明する。本発明は、図１に示したように、８工程からなっており、それぞれの工程について以下に説明する。
【００２０】
原料配合工程（第１工程）では、Ｆｅ２Ｏ３を４０〜６０ｍｏｌ％、ＮｉＯを１０〜２５ｍｏｌ％、ＺｎＯを１５〜３０ｍｏｌ％、ＣｕＯを５〜２０ｍｏｌ％、粒成長抑制剤を０．０１〜０．５ｍｏｌ％の範囲となるように原料粉末を秤量し、これをボールミル等の混合手段により湿式混合した後、乾燥させて混合原料を得る。なお、損失（μ”）を改善する目的で、Ｃｏ３Ｏ４を５ｍｏｌ％以内で添加してもよい。
【００２１】
粒成長抑制剤としては、フェライト成形体を焼成したときに収縮が始まる温度よりも融点が低い材料が望ましい。たとえば、Ｖ２Ｏ５、Ｂ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ３など、又はこれらの組み合わせや、これらのうちの１つを含む化合物であることが望ましい。
【００２２】
仮焼工程（第２工程）では、第１工程で得られた混合原料６００〜８５０℃で０．５〜５時間の仮焼を行い、仮焼粉末を得る。
【００２３】
スラリー化工程（第３工程）では、第２工程で得られた仮焼粉末に、有機溶剤、バインダー、可塑剤、分散剤その他必要なものを混合してスラリーを得る。このとき、混合時間を調整して、比表面積が３．０〜１０．０ｍ２／ｇとなるようにするのが望ましい。
【００２４】
シート成形工程（第４工程）では、第３工程で得られたスラリーをドクターブレードなどによりシート化して３０〜１０００μｍ程度の厚みのフェライトグリーンシートを得る。このとき、スラリーを塗工するフィルムとして、凹凸を有するフィルムを使用すると、その凹凸が転写されたフェライトグリーンシートが得られる。
【００２５】
フェライト成形工程（第５工程）では、第４工程で得られたフェライトグリーンシートを所定のサイズに切断して、焼成炉に投入することができる形状およびサイズに加工されたフェライト成形体を得る。なお、本工程において規則的な分割溝を入れておくと、後述するブレイク工程（第８工程）において、規則的な小片に分割されたブレイクシートを得ることもできる。
【００２６】
焼成工程（第６工程）では、第５工程で得られたフェライト成形体を、アルミナやジルコニアなどセッターに乗せて焼成する。このとき、フェライト成形体を２〜１００枚重ねて焼成することにより、焼成炉のスペースを有効に利用することができて好ましい。ただし、重ねる枚数を多くしすぎると、一番下に置いたフェライト成形体が、その上に積み重ねたフェライト成形体の重さによって押しつぶされて固着してしまう虞が生じる。重ねて焼成することができる枚数の上限は、フェライト成形体の面積や厚みなどの条件によって変化するので、必要に応じて調整する。焼成は、８８０〜９６０℃で０．５〜５時間の焼成を行い、焼結フェライトシートを得る。８８０℃よりも低い温度で焼成すると十分に緻密化させることができず、また、９６０℃よりも高い温度で焼成すると、重ねたフェライト成形体が固着してしまう虞が生じる。これは、粒成長抑制剤の効果が得られる範囲を超えた温度で焼成したためである。
【００２７】
フィルム貼着工程（第７工程）では、第６工程で得られた焼結フェライトシートの一方の面又は両面に接着剤や両面テープなどを介して、可撓性フィルムを貼着し、フィルム貼着フェライトシートを得る。フィルムを貼着することによって、次のブレイク工程で焼結フェライトシートをブレイクしても、小片がバラバラになることなく、シート形状を維持しておくことができる。
【００２８】
ブレイク工程（第８工程）では、第７工程で得られたフィルム貼着フェライトシートにローラーをあてることによって、脆性材料である焼結フェライトシートのみがランダムに割れて多数の小片に分割される。一方、フィルムは可撓性を有しているため割れたり破れたりすることがない。したがって、焼結フェライトシートのみを割ることができるので、小片がバラバラになることを防ぐことができる。
【００２９】
なお、シート成形工程（第４工程）において、フェライト成形体に規則的な凹凸を転写しておくと、ブレイク時にその規則的な凹凸を基点として規則的に焼結フェライトシートが割れるため、ランダムではなく規則的な小片が得られる。したがって、例えば、意図した以上に細かく多数の小片に分割されてしまい特性が劣化してしまうといった虞がなくなるので、割れ方による特性のバラツキを抑えることができ、安定した特性を有する焼結フェライトシートを得ることができる。
【００３０】
次に、本発明の作用効果について説明する。本発明は、粒成長抑制剤を添加して、粒成長を抑制することにより、フェライト成形体を重ねて焼成しても固着することを防止することができる。しかも、原料配合工程（第１工程）において、十分均一になるように混合しておけば、従来技術のように部分的にフェライト成形体が固着してしまう虞はない。
【００３１】
ここで焼結の原理を簡単に説明しておくと、焼結とは、高温下において粒子の集合体が癒着を起こして成長していく現象であり、その成長過程において粒子間に存在している気孔がなくなっていくため、フェライト成形体は収縮していくのである。フェライト成形体を重ねて焼成するときに、接触するフェライト成形体の粒子同士が癒着を起こして粒成長すると、その場所において焼結フェライトシートの固着が生じるのである。
【００３２】
したがって、接触するフェライト成形体の粒子同士の癒着が起こらないようにすれば、焼結フェライトシートの固着を抑制することができる。そこで、本発明では、粒成長抑制剤を添加することにより、粒成長抑制剤をフェライト粒子の表面に層として形成させて、互いに接触するフェライト粒子間における癒着や物質の移動を抑制し、その結果、粒成長を遅らせることができる。粒成長抑制剤としては、Ｖ２Ｏ５、Ｂ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ３などを使用することができ、その添加量を０．０１〜０．５ｍｏｌ％とすることによりフェライト成形体の固着を防止することができる。添加量が０．０１ｍｏｌ％よりも少ないと、粒成長を十分に抑制することができないため、フェライト成形体が固着してしまう。０．５ｍｏｌ％よりも多いと、磁性体の損失が大きくなり好ましくない。また、凹凸を有するフェライト成形体を使用することによって、フェライト成形体の粒子同士が接触する点を減少させることができるため、さらに固着しにくくなる。
【００３３】
粒成長抑制剤の添加効果として、上記のような固着を防止すると同時に、反り又はうねりを抑制することもできる。一般に、薄板状のセラミックを焼成すると、局所的な原料の不均一に起因して、収縮時に反りやうねりが生じる。そして、薄板状セラミックの面積が大きくなるほど、セラミック全体の収縮が大きくなるため、反りやうねりの発生が顕著になる
【００３４】
本発明によると、粒成長抑制剤を添加したことにより、焼成時の温度上昇に対する急激な収縮を抑制することができるため、反りやうねりの小さい焼結フェライトシートを得ることができる。すなわち、見かけ厚みが、実厚みの１０倍以下である焼結フェライトシートを得ることができる。なお、実厚みとは、焼結フェライトシートの実際の厚みであり、見かけ厚みとは、図２に示したように、平面上に焼結フェライトシートを載置したときの最大高さのことをいう。実厚みや見かけ厚みは、マイクロメーターやノギスなどで採寸することができる。
【００３５】
また、本発明によると、反りやうねりを抑制することができるので、従来よりも面積が大きな焼結フェライトシートであっても反りやうねりが生じにくいため、２００００ｍｍ２以上の面積を有する大型の焼結フェライトシートであっても、見かけ厚みが、実厚みの１０倍以下である焼結フェライトシートを得ることができる。
【００３６】
以上、本発明の詳細について、実施例を示しながら説明してきたが、ここで示したのは本発明の具体的な実施形態であり、その技術思想を踏まえた上で、発明の効果を著しく損なわない限度において、前記実施形態の一部を変更して実施することが可能であることが理解されるべきである。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明によると、薄板状のフェライトシートが用いられる電子機器、携帯電話、スマートフォン、タブレットなどの分野に幅広く利用することができる。
【図１】
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【図２】
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