铁氧体组合物及电子零件制造技术

本发明专利技术的铁氧体组合物，包含由以Fe2O3换算的含量为63.3～65.5摩尔％的氧化铁、以ZnO换算的含量为11.6～15.8摩尔％的氧化锌、余量的氧化锰构成的主成分，其特征在于，相对于所述主成分100重量％，以SiO2换算的氧化硅含量为60～250ppm、以CaO换算的氧化钙含量为360～1000ppm、以元素换算的Pb含量为7ppm以下、以元素换算的Cd含量为7ppm以下。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及铁氧体组合物及电子零件。更详细地说，涉及使用温度或环境温度接近室温或室外温度、或接近冷冻温度，在高频而且低磁场的环境中既能够减小功率损耗而且也能够实现高饱和磁通密度的电子零件以及对该电子零件适合的铁氧体组合物。
技术介绍
近年来，各种电子设备的小型化、轻量化迅速发展，为了与其对应，越来越要求各种电子设备的电气线路上使用的电子零件实现小型化、高效率化、高频化。 例如，DC-DC变换器用的线圈磁芯向来采用Ni-Zn铁氧体。但是Ni-Zn铁氧体功率损耗比较大，因此难以应对线圈磁芯等零件的小型化、高效率化、高频化要求。对于这样的问题，考虑采用Mn-Zn铁氧体取代Ni-Zn铁氧体。向来，Mn-Zn铁氧体使用于电源变压器等，在低频而且高磁场的环境中使用。通常对作为变压器等的磁芯使用的铁氧体，要求具有在比实际使用温度区域高的温度区域磁损耗小的温度特性。这是因为在使用时变压器会因为磁损耗而发热，变压器本身的温度上升，结果进一步增大磁损耗，变压器发热变大，这样的过程反反复复，有迅速发热的危险。在电源变压器的情况下，使用温度区域通常为工作温度(例如80°C)附近的温度区域。但是，近年来使用例如含氟不活泼液体等对变压器进行冷却的情况下，其环境温度或使用温度可以是任意温度。在这种情况下，使磁损耗为最小的温度没有特别限制，只要求磁损耗的绝对值小。又，DC-DC变换器对于电子设备的节能化、小型、轻量化是有利的，与现有的变压器用途相比，使用电压也低，迅速发热的危险小。又，安装这样的DC-DC变换器的电子设备不限于在室温附近或外部气温附近的温度使用，有时候也可以在冷冻室内使用。又，如上所述，各种电子设备越来越要求驱动频率高频化(例如IMHz以上)，要求在高频区域的损耗小。又，对于变压器和使用于DC-DC变换器的零件，都越来越要求能够应对大电流。因此对使用于这样的零件中的磁芯，也要求即使在大电流下电感也不降低的优异的直流叠加特性。为了实现优异的直流叠加特性，高饱和磁通密度是必要的，特别是在其环境温度或使用温度下必须具有高饱和磁通密度。从而要求使用温度或环境温度为室温或外部空气温度附近的温度(例如0 50°C)或冷冻温度附近的温度(例如-50 0°C)，而且使在高频区域的磁损耗降低，具有高饱和磁通密度的铁氧体组合物。作为低损耗而且具有高饱和磁通密度的Mn-Zn铁氧体的例子,在例如专利文献I中提出了由52. 4 53. 7摩尔％的Fe203、7. 0 11. 5摩尔％的ZnO、余量的MnO构成主成分，特定含量的CaO、V2O5, Nb2O5, Al2O3或Bi2O3构成副成分的Mn-Zn铁氧体。但是，上述Mn-Zn铁氧体也如专利文献I所述，考虑在变压器的实际驱动温度即60°C以上而且在低频区域使用，在室温或冷冻环境，而且是在高频、低磁场的环境中使用是不适合的。专利文献I :特开2003-128458号公报
技术实现思路
本专利技术是鉴于这样的实际情况而作出的，其目的在于提供即使使用温度或环境温度为室温或外部空气温度附近(例如0 50°C )的温度或冷冻温度附近(例如_50°C 0°C )，也能够在高频而且低磁场的环境中实现减小功率损耗同时实现高饱和磁通密度的电子零件以及适合使用于该电子零件的铁氧体组合物。 为了实现上述目的，作为本专利技术的第I种的铁氧体组合物，包含由以Fe2O3换算的含量为63. 3 65. 5摩尔％的氧化铁、以ZnO换算的含量为11. 6 15. 8摩尔％的氧化锌、余量的氧化锰构成的主成分，其特征在于， 相对于所述主成分100重量％，以SiO2换算氧化硅含量为60 250ppm，以CaO换算氧化钙含量为360 lOOOppm，以元素换算Pb含量为7ppm以下，以元素换算Cd含量为7ppm以下。本专利技术的第一种，考虑在室温附近或外部空气温度附近的温度，更详细地说，在0 50°C温度范围使用，确定主成分，使磁损耗为极小的温度(Tsp)在0 50°C范围内，再将氧化硅和氧化钙等副成分的含量确定在上述特定范围内。这样能够得到保持高饱和磁通密度Bs并且在高频区域(例如IMHz以上)也能够减少功率损耗(Pcv)的铁氧体组合物。本专利技术的电子零件，具有如上所述的铁氧体组合物构成的铁氧体芯，能够在IMHz以上频率区域使用。本专利技术的第一种电子零件，由于铁氧体组合物的Tsp在0 50°C范围内，因此在作为使用温度或环境温度在室温附近或室外温度附近的零件使用的情况下能够减少功率损耗。而且本专利技术的铁氧体组合物既能减少功率损耗同时也能够实现高饱和磁通密度，因此能够使具有由该铁氧体组合物构成的铁氧体芯的电子零件节省电力。作为本专利技术的第I种电子零件，没有特别限制，可以举出例如便携式设备等使用的DC-DC变换器的线圈零件等。作为线圈零件有例如电感和扼流线圈等。又，通过将变压器冷却到表示Tsp的温度附近，也能够将本专利技术的电子零件合适地使用于变压器。作为变压器零件有例如开关用、逆变器用等电源变压器等。又，为了实现上述目的，本专利技术的第2种铁氧体组合物，包含由以Fe2O3换算的含量为62. 8 65. I摩尔％的氧化铁、以ZnO换算的含量为7. 8 11. 5摩尔％的氧化锌、余量的氧化锰构成的主成分，其特征在于， 相对于所述主成分100重量％，以SiO2换算的氧化硅含量为60 250ppm，以CaO换算的氧化钙含量为360 lOOOppm，以元素换算Pb含量为IOppm以下，以元素换算Cd含量为IOppm以下。本专利技术的第2种，考虑在冷冻环境中使用，更详细地说，考虑在_50°C (TC的温度范围使用，决定主成分，使磁损耗为极小的温度(Tsp)在_50°C (TC的温度范围内，而且使氧化硅和氧化钙等副成分的含量在上述特定范围内。这样做能够得到可将饱和磁通密度Bs保持于高密度，而且在高频区域(例如IMHz以上)也能够减小功率损耗(Pcv)的铁氧体组合物。本专利技术的电子零件，具有上面所记载的铁氧体组合物构成的铁氧体芯，在IMHz以上的频率区域使用。本专利技术的第2种电子零件，由于铁氧体组合物的Tsp处于_50°C 0°C的温度范围内，因此作为使用温度或环境温度为冷冻环境温度的零件是合适的。而且既能够减小功率损耗又能够实现高饱和磁通密度，因此能够节省电力。本专利技术的第2种电子零件虽然特别限制，可以举出在各种电子设备中使用的DC-DC变换器的线圈零件等。作为线圈零件有例如电感和扼流线圈等。又，通过将变压器冷却到表示Tsp的温度附近，也能够将本专利技术的电子零件合适地使用于变压器。作为变压器零件有例如开关用、逆变器用等电源变压器等。附图说明 图I是本专利技术一实施形态的DC-DC变换器用的铁氧体芯。具体实施例方式以下根据附图所示的实施形态对本专利技术进行说明。第I实施形态 作为本实施形态的DC-DC变换器用铁氧体芯，除了图I所示的环形(Toroidal)外，还有例如FT型、ET型、EI型、UU型、EE型、EER型、n型、鼓形、锅(pot)型、杯型等。通过在该DC-DC变换器用铁氧体芯的周围卷绕规定匝数的绕组，能够得到所希望的线圈磁芯。本实施形态的DC-DC变换器用铁氧体芯用本实施形态的铁氧体组合物构成。本实施形态的铁氧体组合物是Mn-Zn系铁氧体，主成分包含氧化铁、氧化锰本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铁氧体组合物，包含由以Fe2O3换算的含量为63.3～65.5摩尔％的氧化铁、以ZnO换算的含量为11.6～15.8摩尔％的氧化锌、余量的氧化锰构成的主成分，其特征在于，相对于所述主成分100重量％，以SiO2换算的氧化硅含量为60～250ppm，以CaO换算的氧化钙含量为360～1000ppm，以元素换算的Pb含量为7ppm以下，以元素换算的Cd含量为7ppm以下。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：伊藤守，伊藤纲，佐佐木弘胜，川口达哉，高木荣光，
申请(专利权)人：TDK株式会社，
类型：发明
国别省市：