铁氧体组合物、电子部件和电源装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种铁氧体组合物，含有主成分和副成分，其中，主成分由以Fe2O3换算为51.0～53.5摩尔％的氧化铁、以ZnO换算为7～14摩尔％的氧化锌和作为余量的氧化锰构成，相对于上述主成分100质量份，作为副成分含有以CoO换算为0.09～0.27质量份的钴、以TiO2换算为0.13～0.45质量份的钛、以CaCO3换算为0.06～0.25质量份的钙和以Nb2O5换算为0.015～0.045质量份的铌。的铌。

【技术实现步骤摘要】
铁氧体组合物、电子部件和电源装置


[0001]本专利技术涉及一种铁氧体组合物和含有该铁氧体组合物的电子部件以及电源装置。

技术介绍

[0002]近年来，随着电子设备的小型化与高功率化的进展，对用于电源装置等中的电子部件也有小型化和高功率化的强烈需求。要求线圈、变压器等电子部件中所使用的铁氧体烧结体具有低损耗特性，以实现小型化和高功率化。
[0003]通常，铁氧体组合物的磁芯损耗Pcv包括磁滞损耗Phv、涡流损耗Pev和剩余损耗(residual loss)Prv，涡流损耗Pev受磁芯(core)尺寸及形状的影响而有较大变化。在迄今为止的技术中，不能抑制磁芯的尺寸及形状的不同所带来的涡流损耗Pev的变化，在实际制作铁氧体磁芯中，在很多情况下都达不到设计值。
[0004]在专利文献1中，通过对使得磁各向异性和磁致伸缩减小的主成分的调节、对能够得到足够电阻率的副成分的调节、对不可避免的杂质量的控制，实现了300kHz
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100mT、100℃条件下的低损耗化。
[0005]另外，在专利文献2中，主要侧重于防止变压器的热失控，通过同时添加CoO和TiO2，实现了120℃以上时的损耗降低。
[0006]另外，在专利文献3中，利用同时添加了CoO和TiO2的组合物，实现了100～300kHz下的损耗降低。
[0007]但是，在专利文献1～专利文献3中，并未研究磁芯形状不同所导致的涡流损耗的变化。
[0008]现有技术文献
[0009]专利文献
[0010]专利文献1：日本第6730545号专利公报
[0011]专利文献2：日本第5786322号专利公报
[0012]专利文献3：日本特开2004
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35372号公报

技术实现思路

[0013]专利技术想要解决的技术问题
[0014]本专利技术是鉴于上述实际情况而完成的，其目的在于，提供一种能够降低由磁芯尺寸或形状的不同所带来的涡流损耗的变化的铁氧体组合物、采用了该铁氧体组合物的电子部件和使用了该电子部件的电源装置。
[0015]解决技术问题的手段
[0016]为了达成上述目的，本专利技术的铁氧体组合物含有主成分和副成分，上述主成分由以Fe2O3换算为51.0～53.5摩尔％的氧化铁、以ZnO换算为7～14摩尔％的氧化锌、和作为余量的氧化锰构成，
[0017]相对于上述主成分100质量份，作为上述副成分含有以CoO换算为0.09～0.27质量
份的钴、以TiO2换算为0.13～0.45质量份的钛、以CaCO3换算为0.06～0.25质量份的钙、和以Nb2O5换算为0.015～0.045质量份的铌。
[0018]通常，基于磁路截面积较小的磁芯的特性进行产品设计。但是，在实际产品中，磁路截面积往往较大，且形状复杂、磁路截面积往往不均匀。因此，产品设计阶段的性能与实际产品的性能有可能不匹配。相比之下，根据本专利技术的铁氧体组合物，通过具有上述组成，能够降低磁芯形状或尺寸差异所导致的涡流损耗的变化，即，能够抑制磁芯形状或尺寸差异所导致的涡流损耗的变化。
[0019]本专利技术的铁氧体组合物，在电感器、变压器、扼流圈、电抗器、天线、非接触式供电用线圈等各种电子部件中，可用作该电子部件所包含的磁芯或磁性片材(非接触式供电用、电磁波吸收体、噪声滤波器等)。特别是本专利技术的铁氧体组合物优选用作电源用变压器的磁芯，该电源用变压器可以通过集成到例如EV(Electric Vehicle：电动运输工具)、PHV(Plug
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in Hybrid Vehicle：插电式混合动力汽车)或通勤工具(车辆)等中使用的车载用开关电源装置、家庭用或工业用电气设备的电源装置、或计算机设备的电源装置等中进行利用。
具体实施方式
[0020]下面详细说明本专利技术的实施方式。
[0021]本实施方式的铁氧体组合物可以是烧结体等可知、块状形态、粉末状形态、或薄膜状形态，其形态没有特别限定。而且，本实施方式的铁氧体组合物具有主成分和副成分。主成分由氧化铁、氧化锌和氧化锰构成。另一方面，作为副成分，至少包括钴(Co)、钛(Ti)、钙(Ca)和铌(Nb)。
[0022]首先，说明主成分的组成。当以全体主成分为100摩尔％时，氧化铁的含有率的作为基准的范围，按照Fe2O3换算为51.0～53.5摩尔％，优选为51.25～52.8摩尔％。氧化锌的含有率的作为基准的范围，按照ZnO换算为7～14摩尔％，优选为8.6～12摩尔％。此外，氧化锰的含有率，通过确定作为其它主成分的氧化铁的含有率和氧化锌的含有率，作为主成分中的余量来确定。
[0023]上述主成分在铁氧体组合物的截面中，构成具有尖晶石型晶体结构的主成分颗粒。在此，尖晶石型晶体结构以化学计量组成式AB2O4表示，Mn和Zn进入A位，Fe进入B位。在本实施方式中，尖晶石结构的主成分颗粒的以当量圆直径计的平均粒径优选为6～18μm、更优选为8～14μm。另外，主成分颗粒的平均粒径可以通过SEM(扫描型电子显微镜)或STEM(扫描透射型电子显微镜)等观察铁氧体组合物的截面，并通过对所得截面照片进行图像分析来测量。
[0024]另一方面，关于副成分的含有率，以相对于上述主成分100质量份的比率(即外标量)表示。在本实施方式中，Co的含有率的作为基准的范围，按照CoO换算为0.09～0.27质量份、优选为0.13～0.27质量份、更优选为0.21～0.27质量份。另外，Ti的含有率的作为基准的范围，按照TiO2换算为0.13～0.45质量份、优选为0.13～0.35质量份、更优选为0.13～0.225质量份。另外，Ca的含有率的作为基准的范围，按照CaCO3换算为0.06～0.25质量份、更优选为0.07～0.21质量份。此外，Nb的含有率的作为基准的范围，按照Nb2O5换算为0.015～0.045质量份。
[0025]铁氧体组合物内部中的各副成分的存在形态没有特别限定。例如，各副成分可以固溶于主成分颗粒中，也可以作为氧化物、复合氧化物、碳酸盐等各种化合物的形态存在于主成分颗粒的晶界中。
[0026]更具体而言，认为Co和Ti主要固溶于主成分颗粒中，尖晶石晶格中的Fe的一部分被固溶的Co或Ti取代。特别地，通过同时添加Co和Ti，不是尖晶石晶格的A位点、而是B位点的Fe易于被Co或Ti取代。认为当尖晶石晶格的Fe被Co或Ti取代后，磁各向异性常数的温度依存性减小，结果使得磁损耗的温度依存性也减小。
[0027]另一方面，认为Ca主要以化合物的形态存在于主成分颗粒的晶界中，并且还固溶于主成分颗粒的晶界附近。认为通过使Ca以上述形态存在，提高了铁氧体组合物的烧结性，并且提高了晶界电阻。另外，认为Nb有助于铁氧体组合物的结晶组织的均匀化。
[0028]另外，本实施方式的铁氧体组合物优选实质上不含Zr。在本实施方式中，所谓“实质上不含Zr”是指Zr的含有率相对于主成分100质量份，按本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铁氧体组合物，其中，含有主成分和副成分，所述主成分由以Fe2O3换算为51.0～53.5摩尔％的氧化铁、以ZnO换算为7～14摩尔％的氧化锌、和作为余量的氧化锰构成，相对于所述主成分100质量份，作为所述副成分，含有以CoO换算为0.09～0.27质量份的钴、以TiO2...

【专利技术属性】
技术研发人员：氏家彻，森健太郎，
申请(专利权)人：TDK株式会社，
类型：发明
国别省市：