铁氧体和电感器制造技术

提供一种铁氧体，具有高的初始导磁率、优异的抗应力特性和优异的温度特性，避免使用铅、价廉。该铁氧体可以实现树脂模制型电感器的小公差和高可靠性，不会引起环境污染。该铁氧体包括：主成分，至少包含氧化铁和氧化镍；添加物，包含氧化铋、氧化钡、氧化磷和氧化硼中的至少一种；第一辅助成分，包含氧化硅；第二辅助成分，包含氧化镁、氧化钙、氧化钡和氧化锶中的至少一种，基于主成分的添加物含量是０．５～１５ｗｔ％，基于主成分的各辅助成分含量是０．１～１０．０ｗｔ％。并提供一种使用上述铁氧体的树脂模制型电感器。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用做电感元件磁心材料的铁氧体，特别是用做树脂模制型片式电感器的磁心材料，并涉及采用上述铁氧体的电感器。近年来，在电视机、录象机和移动通信设备的领域，对树脂模制型和固定线圈的片式电感器的需求快速增长，日益要求这些部件具有小的公差和高的可靠性，以此满足对降低尺寸、减轻重量和提高精确度的要求。通常，铁氧体用做上述部件的磁心材料。但是，在树脂模制型的电感器中，因树脂模制在磁心中引起压应力，而且铁氧体的电感值随压应力而变化。因此，在树脂模制型中难以生产作为电感公差小的部件的高质量电感器。因此对铁氧体存在施加外力时其电感变化小的要求，亦即具有优异的抗应力特性。为了改善使用电感器作为部件的设备和器件的可靠性，根本的是要改善电感器本身的可靠性，特别是降低用于电感器的铁氧体的温度特性。为了满足上述要求，例如JP-A-1-179402公开了一种用于电感器的磁心，通过在包含镍作为基本成分的铁氧体氧化物材料中掺入1.5～5wt％的Bi2O3和V2O5中的至少一种，即使外应力变化时也可减少其电感变化。但是，具有上述组成的磁心的温度特性不足够好，其电感随环境温度的变化而变化。而且，JP-A-4-278502公开了一种氧化物磁性材料，通过在Ni-Cu-Zn系铁氧体中掺入3.1～30wt％的PbO和3.1～30wt％的滑石，使其机械强度得以改善。但是，由于上述组成本身包含强毒性的铅，所以存在环境污染问题。一旦在市场上提供，则将难以回收铅，这将导致广泛的环境污染。JP-A-3-91209公开了一种尖晶石结构组成的铁氧体组成，包含25～45mol％的Fe2O3、0～20mol％的ZnO、余量是NiO和CuO,NiO的摩尔比大于CuO的摩尔比，作为少量成分还包含0.1～5wt％的Bi2O3和0.05～4.0wt％的SiO2。但是，其实施例仅公开了通过如下方式获得的组成，即在38.2mol％的Fe2O3、50.3mol％的NiO、8.4mol％的ZnO和3.1mol％的CuO的基本组成中，掺入3wt％的Bi2O3和0.8wt％的SiO2。而且，在上述JP-A-3-91209的实施例中，在压力下测量电感用以确定电感的变化比。但是，上述变化比不是通过施加预定压力所获得的任意比例，而是在进行树脂模制前后获得的电感值的基础上所获得的值。因此，在1t/cm2的压力下电感变化比是否在±5％之内就有疑问。JP-A-5-326243公开了一种铁氧体材料，是通过在包含46.5～49.5mol％的Fe2O3、5.0～12.0mol％的CuO、2.0～30.0mol％的ZnO和余量的NiO的Ni-Cu-Zn系铁氧体中，掺入Co3O4、Bi2O3和SiO2与SnO2的混合物制成的，从而获得Co3O4、Bi2O3和SiO2与SnO2的混合物的以下含量Co3O4:0.05～0.60wt％Bi2O3:0.50～2.00wt％而且SiO2与SnO2的的总含量0.10～2.00wt％。此外，JP-A-8-325056公开了一种铁氧体材料，作为主成分，包含作为氧化物的如下组成50.1～56mol％的Fe2O3、30.1～35mol％的ZnO、6mol％以下的CuO、4mol％以下的MnO和余量的NiO，每100重量份上述主成分还包含0.61～2重量份的CoO和0.5～2重量份的Bi2O3。上述专利申请公开中记载的铁氧体材料包含钴，例如氧化铁的成本大约是每公斤几十日圆，但氧化钴却高达约每公斤上万日圆。因此，为了通过降低生产成本来提供较为廉价的电感器，需要开发不含钴或钴含量少但性能并不随之降低的铁氧体材料。本专利技术的目的在于提供一种铁氧体，其具有高的初始导磁率、优异的抗应力性能和优异的温度特性，无需含铅并较为廉价。本专利技术的另一目的在于利用上述铁氧体实现树脂模制型电感器的小公差和高可靠性，并避免环境污染。根据本专利技术，通过以下构成中的任意一种实现上述目的。(1)一种铁氧体，包括主成分，至少包含氧化铁和氧化镍；添加物，包含氧化铋、氧化钒、氧化磷和氧化硼中的至少一种；第一辅助成分，包含氧化硅；和第二辅助成分，包含氧化镁、氧化钙、氧化钡和氧化锶中的至少一种；其中，基于主成分的添加物的含量是0.5～15wt％，基于主成分的第一辅助成分的含量是0.1～10wt％，基于主成分的第二辅助成分的含量是0.1～10wt％，只需氧化铁是Fe2O3、氧化镍是NiO、氧化铋是Bi2O3、氧化钒是V2O5、氧化磷是P2O5、氧化硼是B2O3、氧化硅是SiO2、氧化镁是MgO、氧化钙是CaO、氧化钡是BaO、氧化锶是SrO。(2)在上述铁氧体(1)中，包含作为第一辅助成分的氧化硅和作为第二辅助成分的氧化镁，作为滑石[Mg3Si4O10(OH)2]，其含量基于主成分是0.5～8wt％。(3)在上述铁氧体(1)或(2)中，铁氧体是Ni-Cu-Zn系铁氧体。(4)在上述铁氧体(1)～(3)中的任意一种中，当施加1t/cm2的压力时电感变化比在±5％之内。(5)在上述铁氧体(1)～(4)中的任意一种中，在-20～+60℃的温度范围的初始导磁率的相对温度系数在±10ppm/℃之内。(6)在上述铁氧体(1)或(2)中，铁氧体是Ni-Cu系铁氧体。(7)在上述铁氧体(6)中，当施加0.5t/cm2的压力时电感变化比在±5％之内。(8)在上述铁氧体(6)或(7)中，在-20～+60℃的温度范围的初始导磁率的相对温度系数在±20ppm/℃之内。(9)具有由上述铁氧体(1)～(8)中的任意一种形成的磁心的电感器，该磁心是树脂模制的。图1是应用本专利技术铁氧体的片式电感器的构成例的示意图。本专利技术的铁氧体包含主成分、添加物、第一辅助成分和第二辅助成分。主成分至少包含氧化铁和氧化镍。添加物包含氧化铋、氧化钒、氧化磷和氧化硼中的一种或至少两种。第一辅助成分包含氧化硅。第二辅助成分包含氧化镁、氧化钙、氧化钡和氧化锶中的一种或至少两种。上述各成分的含量如下。基于主成分的添加物含量是0.5～15wt％，最好是0.5～5wt％，基于主成分的第一辅助成分含量是0.1～10.0wt％，基于主成分的第二辅助成分含量是0.1～10wt％。上述含量是指当各成分分别按如下方式选取时所获得的含量氧化铁是Fe2O3、氧化镍是NiO、氧化铋是Bi2O3、氧化钒是V2O5、氧化磷是P2O5、氧化硼是B2O3、氧化硅是SiO2、氧化镁是MgO、氧化钙是CaO、氧化钡是BaO、氧化锶是SrO。当各成分含量保持在上述对应的范围内时，在不掺入对环境有害的铅的情况下，可以在初始导磁率、温度特性和抗应力特性的平衡上使铁氧体得到良好改进。具体地讲，上述添加物是湿的并分布在晶界，以致铁氧体在抗应力特性上尤以得到改进。而且，随着上述添加物含量的增加，在温度特性改善上的效应得到改进。当添加物含量小于0.5wt％时，在抗应力特性的改进上几乎没有效果，温度特性劣化。当添加物含量大于15wt％时，铁氧体的特性和性能发生变化，烧结过程中烧结体会析出添加物，以致一个磁心材料会与另一个熔融或者烧结工具例如定位器会被沾污。通过掺入第一辅助成分可以改善温度特性。当第一辅助成分的含量小于0.1wt％时，在温度特性的改进上几乎没有效果。当第一辅助成分的含量超过10wt％时，初始本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铁氧体，包括：主成分，至少包含氧化铁和氧化镍；添加物，包含氧化铋、氧化钒、氧化磷和氧化硼中的至少一种；第一辅助成分，包含氧化硅；第二辅助成分，包含氧化镁、氧化钙、氧化钡和氧化锶中的至少一种； 其中，基于主成分的添加物含量是０．５～１５ｗｔ％，基于主成分的第一辅助成分含量是０．１～１０ｗｔ％，基于主成分的第二辅助成分含量是０．１～１０ｗｔ％，只需分别为，氧化铁是Ｆｅ↓［２］Ｏ↓［３］、氧化镍是ＮｉＯ、氧化铋是Ｂｉ↓［２］Ｏ↓［３］、氧化钒是Ｖ↓［２］Ｏ↓［５］、氧化磷是Ｐ↓［２］Ｏ↓［５］、氧化硼是Ｂ↓［２］Ｏ↓［３］、氧化硅是ＳｉＯ↓［２］、氧化镁是ＭｇＯ、氧化钙是ＣａＯ、氧化钡是ＢａＯ、氧化锶是ＳｒＯ。

【技术特征摘要】
JP 1998-5-29 166110/98;JP 1997-7-16 207237/971．一种铁氧体，包括主成分，至少包含氧化铁和氧化镍；添加物，包含氧化铋、氧化钒、氧化磷和氧化硼中的至少一种；第一辅助成分，包含氧化硅；第二辅助成分，包含氧化镁、氧化钙、氧化钡和氧化锶中的至少一种；其中，基于主成分的添加物含量是0.5～15wt％，基于主成分的第一辅助成分含量是0.1～10wt％，基于主成分的第二辅助成分含量是0.1～10wt％，只需分别为，氧化铁是Fe2O3、氧化镍是NiO、氧化铋是Bi2O3、氧化钒是V2O5、氧化磷是P2O5、氧化硼是B2O3、氧化硅是SiO2、氧化镁是MgO、氧化钙是CaO、氧化钡是BaO、氧化锶是SrO。2．根据权利要求1的铁氧体，其中，包含作为第一辅助成分的氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：榎户靖，横山亮，齐田仁，佐藤直义，
申请(专利权)人：TDK株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]