フェライト組成物および電子部品
【課題】 使用温度あるいは環境温度が冷凍環境（−５０〜０℃付近）であって、高周波数かつ低磁場の環境下において、電力損失の低減と高い飽和磁束密度とを両立できる電子部品、および該電子部品に好適なフェライト組成物を提供すること。
【解決手段】 主成分が酸化鉄をＦｅ２ Ｏ３ 換算で６２．８〜６５．１モル％、酸化亜鉛をＺｎＯ換算で７．８〜１１．５モル％を含有し、残部が酸化マンガンで構成されており、前記主成分１００重量％に対して、副成分として、酸化珪素をＳｉＯ２ 換算で６０〜２５０ｐｐｍ、酸化カルシウムをＣａＯ換算で３６０〜１０００ｐｐｍを含有し、さらには前記主成分１００重量％中に、Ｐｂの含有量が１０ｐｐｍ以下、Ｃｄの含有量が１０ｐｐｍ以下であることを特徴とする。
【解決手段】 主成分が酸化鉄をＦｅ２ Ｏ３ 換算で６２．８〜６５．１モル％、酸化亜鉛をＺｎＯ換算で７．８〜１１．５モル％を含有し、残部が酸化マンガンで構成されており、前記主成分１００重量％に対して、副成分として、酸化珪素をＳｉＯ２ 換算で６０〜２５０ｐｐｍ、酸化カルシウムをＣａＯ換算で３６０〜１０００ｐｐｍを含有し、さらには前記主成分１００重量％中に、Ｐｂの含有量が１０ｐｐｍ以下、Ｃｄの含有量が１０ｐｐｍ以下であることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フェライト組成物および電子部品に関する。さらに詳しくは、使用温度あるいは環境温度が−５０〜０℃付近であって、高周波数かつ低磁場の環境下において、電力損失の低減と高い飽和磁束密度とを両立できる電子部品、および該電子部品に好適なフェライト組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、各種電子機器の小型・軽量化が急速に進み、それに対応すべく、各種電子機器の電気回路に用いられる電子部品の小型化・高効率化・高周波数化への要求が急速に高まっている。
【０００３】
たとえば、ＤＣ−ＤＣコンバータ用のコイル磁芯としては、従来Ｎｉ−Ｚｎフェライトが用いられてきた。しかしながら、Ｎｉ−Ｚｎフェライトは比較的に電力損失が大きいため、コイル磁芯等の部品の小型化・高効率化・高周波数化への対応が困難であった。
【０００４】
このような問題に対し、Ｎｉ−Ｚｎフェライトに代えて、Ｍｎ−Ｚｎフェライトを用いることが考えられる。従来、Ｍｎ−Ｚｎフェライトは、電源用トランスなどに用いられ、低周波数かつ高磁場の環境下で使用されてきた。
【０００５】
一般にトランス等の磁芯として用いられるフェライトには、実際の使用温度域よりも高い温度域において磁気損失が最小となるような温度特性を持つことが要求されてきた。これは、使用時にトランスが磁気損失により発熱しトランス自体の温度が上昇、その結果、さらに磁気損失が増大してトランスの発熱が大きくなることを繰り返す、いわゆる熱暴走を起こす危険性があったからである。電源用トランスの場合、使用温度域は、通常、動作温度（たとえば８０℃）付近の温度とされる。
【０００６】
ところが、近年、たとえば、トランスをフッ素系不活性液体等を用いて冷却した場合、その環境温度あるいは使用温度を任意の温度とすることが可能となっている。この場合、磁気損失が最小となる温度は特に制限されず、磁気損失の絶対値が小さいことのみが要求される。
【０００７】
ＤＣ−ＤＣコンバータは、電子機器の省電力化、小型・軽量化に有利であり、既存のトランス用途と比較すると、使用電圧も低く、熱暴走の危険は少ない。また、このようなＤＣ−ＤＣコンバータが実装された電子機器は、場合によっては冷凍室内で用いられることもある。また、上述したように、各種電子機器において、駆動周波数の高周波数化（たとえば１ＭＨｚ以上）が進み、高周波数領域における損失が小さいことが要求される。
【０００８】
また、トランスにおいても、ＤＣ−ＤＣコンバータに用いられる部品においても、大電流への対応が進んでいる。そのため、このような部品に用いられる磁芯には大電流でもインダクタンスが低下しない優れた直流重畳特性が要求される。優れた直流重畳特性を実現するには、高い飽和磁束密度が必須であり、特にその環境温度あるいは使用温度において高い飽和磁束密度を有することが必要となる。
【０００９】
したがって、冷凍室内で用いる場合であれば、環境温度あるいは使用温度が−５０〜０℃付近で、かつ高周波数領域での磁気損失を低下させ、高い飽和磁束密度を有するフェライト組成物が求められている。
【００１０】
低損失で高飽和磁束密度を有するＭｎ−Ｚｎフェライトの例として、たとえば、特許文献１では、主成分として、Ｆｅ２ Ｏ３ が５２．４〜５３．７モル％、ＺｎＯが７．０〜１１．５モル％、残部ＭｎＯとし、副成分として、ＣａＯと、Ｖ２ Ｏ５ と、Ｎｂ２ Ｏ５ と、Ａｌ２ Ｏ３ またはＢｉ２ Ｏ３ とを特定量含むＭｎ−Ｚｎフェライトが提案されている。
【００１１】
しかしながら、上記のＭｎ−Ｚｎフェライトは、特許文献１にも記載されているように、トランスの実駆動温度である６０℃以上、さらには低周波数領域での使用を考慮しており、冷凍環境、高周波数かつ低磁場の環境下では使用が適さない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００３−１２８４５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、このような実状に鑑みてなされ、使用温度あるいは環境温度が−５０〜０℃付近であっても、高周波数かつ低磁場の環境下において、電力損失の低減と高い飽和磁束密度とを両立できる電子部品、および該電子部品に好適なフェライト組成物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】
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明に係るフェライト組成物は、主成分が、酸化鉄をＦｅ２ Ｏ３ 換算で６２．８〜６５．１モル％、酸化亜鉛をＺｎＯ換算で７．８〜１１．５モル％を含有し、残部が酸化マンガンで構成されており、前記主成分１００重量％に対して、副成分として、酸化珪素をＳｉＯ２ 換算で６０〜２５０ｐｐｍ、酸化カルシウムをＣａＯ換算で３６０〜１０００ｐｐｍを含有し、さらには前記主成分１００重量％中に、Ｐｂの含有量が１０ｐｐｍ以下、Ｃｄの含有量が１０ｐｐｍ以下であることを特徴とする。
【００１５】
本発明では、冷凍環境での使用を考慮し、さらに詳しくは−５０〜０℃の温度範囲での使用を考慮し、磁気損失が極小となる温度（Ｔｓｐ）が−５０〜０℃の範囲となるように主成分を決定し、さらに副成分の含有量を上記の特定の範囲としている。このようにすることで飽和磁束密度Ｂｓを高く保ちつつ、高周波領域（たとえば、１ＭＨｚ以上）においても電力損失（Ｐｃｖ）を低減できるフェライト組成物を得ることができる。
【００１６】
本発明に係る電子部品は、上記に記載のフェライト組成物から構成されるフェライトコアを有し、１ＭＨｚ以上の周波数領域で使用される。
【００１７】
本発明に係る電子部品は、フェライト組成物のＴｓｐが−５０〜０℃の温度範囲にあるため、使用温度あるいは環境温度が冷凍環境である部品として好適である。しかも、電力損失の低減と高い飽和磁束密度とを両立しているため、省電力を実現することができる。
【００１８】
このような電子部品としては、特に制限されないが、各種電子機器に用いられるＤＣ−ＤＣコンバータのコイル部品などが挙げられる。コイル部品としては、インダクタやチョークコイル等が挙げられる。また、Ｔｓｐを示す温度付近までトランスを冷却することで、本発明に係る電子部品をトランスにも好適に用いることができる。トランス部品としては、スイッチング用、インバータ用等の電源トランス等が挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は本発明の一実施形態に係るＤＣ−ＤＣコンバータ用フェライトコアである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を図面に示す実施形態に基づき説明する。
【００２１】
本実施形態に係るＤＣ−ＤＣコンバータ用フェライトコアとしては、図１に示したトロイダル型のほか、ＦＴ型、ＥＴ型、ＥＩ型、ＵＵ型、ＥＥ型、ＥＥＲ型、ＵＩ型、ドラム型、ポット型、カップ型等を例示することができる。このＤＣ−ＤＣコンバータ用フェライトコアの周囲に巻き線を所定巻数だけ巻回することにより所望のコイル磁芯を得る。
【００２２】
本実施形態に係るＤＣ−ＤＣコンバータ用フェライトコアは、本実施形態に係るフェライト組成物で構成してある。
【００２３】
本実施形態に係るフェライト組成物は、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライトであり、主成分として、酸化鉄、酸化マンガンおよび酸化亜鉛を含有している。また、本実施形態に係るフェライト組成物の磁気損失が極小となる温度（Ｔｓｐ）は、−５０〜０℃の範囲にある。
【００２４】
従来、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライトにおいて、Ｔｓｐを示す温度は、結晶磁気異方性によって説明がなされていた。すなわち、結晶磁気異方性定数Ｋ１の符号が温度上昇に伴って、負から正の値に変わるＫ１＝０の温度において、磁気損失が極小値を持つと言われている。
【００２５】
また、この温度は、透磁率が極大となる、いわゆる透磁率のセカンダリーピークと一致することが知られている。上記のＫ１は、温度上昇に対して単調に増加するが、Ｆｅ２＋ は正のＫ１を持つため、Ｆｅ２＋ の量が増加すると（すなわち、Ｆｅ２ Ｏ３ 量が増加すると）、セカンダリーピークの温度は低温側に移動する。
【００２６】
上記の知見および実験結果に基づき、「電子材料シリーズ フェライト」（丸善株式会社発行、昭和６３年）の７９頁には、Ｆｅ２ Ｏ３ 量をＸモル％、ＺｎＯ量をＺモル％とした場合に、Ｔｓｐを求める式として、下記の式が記載されている。
Ｔｓｐ＝−４５．５（Ｘ＋０．２Ｚ）＋２６２０
【００２７】
また、Ｆｅ２ Ｏ３ 量を増やすことで、高い飽和磁束密度が得られやすいことが知られている。しかしながら、Ｆｅ２ Ｏ３ 量が多くなると、飽和磁束密度は、Ｆｅ２ Ｏ３ 量だけではなく、Ｆｅ２ Ｏ３ 量とＺｎＯ量との比率にも影響されると考えられる。
【００２８】
本実施形態に係るフェライト組成物のＴｓｐは−５０〜０℃の範囲にある。このようなフェライト組成物では、Ｆｅ２ Ｏ３ 量を増加させることで、Ｔｓｐを上記の範囲内とし、飽和磁束密度を高めることが考えられる。そこで、上記の式を用いてＦｅ２ Ｏ３ 量およびＺｎＯ量を決定しようとすると、たとえばＦｅ２ Ｏ３ 量が６４．４モル％で、ＺｎＯを１３．７モル％とし、残部をＭｎＯとすると、Ｔｓｐが−４００℃以下となってしまい、現実的ではない。
【００２９】
そのため、上記のＴｓｐを求める式は、Ｆｅ２ Ｏ３ 量が多い（たとえば、６３モル％以上）場合には、成り立たないと考えられる。ところが、Ｆｅ２ Ｏ３ 量が多い場合にＴｓｐを求める指標となるものが存在しないため、Ｆｅ２ Ｏ３ 量が多い場合に、１ＭＨｚ以上の高周波領域において、高い飽和磁束密度を有するフェライト組成物については、何ら知見がなかった。
【００３０】
そこで、本発明者等は鋭意実験を行い、フェライト組成物中の酸化鉄の含有量が比較的多い場合に、Ｔｓｐと酸化鉄および酸化亜鉛とが、上記の式とは異なる関係を有することを見出した。すなわち、主成分が、酸化鉄をＦｅ２ Ｏ３ 換算で６２．８〜６５．１モル％、好ましくは６４．０〜６５．１モル％、酸化亜鉛をＺｎＯ換算で７．８〜１１．５モル％、好ましくは９．０〜１１．５モル％を含有し、残部を酸化マンガンとした場合にＴｓｐが−５０〜０℃の範囲となることを本発明者等は見出した。
【００３１】
酸化鉄あるいは酸化亜鉛の含有量が少ない場合には、磁気損失が極小となる温度（Ｔｓｐ）が−５０℃未満となり、また多すぎると０℃を超える。
【００３２】
本実施形態に係るフェライト組成物は、上記の組成範囲の主成分に加え、副成分として、酸化ケイ素および酸化カルシウムを含有している。このような副成分を含有させることで、電力損失の絶対値を小さくし、かつ高い飽和磁束密度を得ることができる。
【００３３】
酸化ケイ素の含有量は、主成分１００重量％に対して、ＳｉＯ２ 換算で、６０〜２５０ｐｐｍ、好ましくは６０〜２００ｐｐｍである。酸化ケイ素の含有量が多くても少なすぎても、高周波数領域での電力損失が劣化する傾向にある。
【００３４】
酸化カルシウムの含有量は、主成分１００重量％に対して、ＣａＯ換算で、３６０〜１０００ｐｐｍ、好ましくは７３０〜１０００ｐｐｍである。酸化カルシウムの含有量が多くても少なすぎても、高周波数領域での電力損失が劣化する傾向にある。
【００３５】
また、本実施形態に係るフェライト組成物は、上記主成分および副成分の他に、ＣｄおよびＰｂを含有している。このような成分を所定の範囲に制御することにより、高周波数領域での電力損失の劣化を防止することができる。
【００３６】
Ｐｂの含有量は、主成分１００重量％中に、１０ｐｐｍ以下、好ましくは２〜５ｐｐｍである。その含有量が、主成分１００重量％中に、１０ｐｐｍを超えると、高周波数領域での電力損失が劣化する傾向にある。
【００３７】
Ｃｄの含有量は、主成分１００重量％中に、１０ｐｐｍ以下、好ましくは２〜５ｐｐｍである。その含有量が、主成分１００重量％中に、１０ｐｐｍを超えると、高周波数領域での電力損失が劣化する傾向にある。
【００３８】
ＰｂおよびＣｄは、主成分原料である酸化鉄、酸化亜鉛、酸化マンガン中に含まれることがある。主成分中のＰｂおよびＣｄの含有量が所定の範囲を超えると、高周波数領域での電力損失が劣化する傾向にあることが、本願発明者らによって見出された。そこで、本発明では、原料中のＣｄおよびＰｄの含有量を厳密に管理し、上記の範囲内となるようにする。なお、ＰｂおよびＣｄの含有量を所定の範囲に制御する方法は、特に限定されない。
【００３９】
この他、本実施形態に係るフェライト組成物には、原料中の不可避的不純物元素の酸化物が数ｐｐｍ〜数百ｐｐｍ程度含まれ得る。
【００４０】
具体的には、Ｂ、Ｃ、Ｓ、Ｃｌ、Ａｓ、Ｓｅ、Ｂｒ、Ｔｅ、Ｉや、Ｌｉ、Ｎａ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｋ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｓｒ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｂａ、Ｂｉ等の典型金属元素や、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｙ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｈｆ、Ｔａ等の遷移金属元素が挙げられる。
【００４１】
次に、本実施形態に係るフェライト組成物の製造方法の一例を説明する。
【００４２】
まず、出発原料（主成分の原料および副成分の原料）を、所定の組成比となるように秤量して混合し、原料混合物を得る。混合する方法としては、たとえば、ボールミルを用いて行う湿式混合や、乾式ミキサーを用いて行う乾式混合が挙げられる。なお、平均粒径が０．１〜３μｍの出発原料を用いることが好ましい。
【００４３】
主成分の原料としては、酸化鉄（α−Ｆｅ２ Ｏ３ ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化マンガン（Ｍｎ３ Ｏ４ ）、あるいは複合酸化物などを用いることができる。さらに、その他、焼成により上記した酸化物や複合酸化物となる各種化合物等を用いることができる。焼成により上記した酸化物になるものとしては、たとえば、金属単体、炭酸塩、シュウ酸塩、硝酸塩、水酸化物、ハロゲン化物、有機金属化合物等が挙げられる。なお、主成分中の酸化マンガンの含有量はＭｎＯ換算で計算されるが、主成分の原料としては、Ｍｎ３ Ｏ４ が好ましく用いられる。
【００４４】
副成分の原料としては、主成分の原料の場合と同様に、酸化物だけではなく複合酸化物や焼成後に酸化物となる化合物を用いればよい。酸化ケイ素（ＳｉＯ２ ）の場合には、ＳｉＯ２ を用いることが好ましい。また、酸化カルシウム（ＣａＯ）の場合には、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３ ）を用いることが好ましい。
【００４５】
なお、ＣｄおよびＰｂについては、主成分の原料である酸化鉄、酸化亜鉛および酸化マンガンに含まれる。そのため、ＣｄおよびＰｂの含有量の異なる種々の酸化鉄、酸化亜鉛および酸化マンガン原料の使用量を調整することで、ＣｄおよびＰｂの含有量を調整することができる。
【００４６】
次に、原料混合物の仮焼きを行い、仮焼き材料を得る。仮焼きは、原料の熱分解、成分の均質化、フェライトの生成、焼結による超微粉の消失と適度の粒子サイズへの粒成長を起こさせ、原料混合物を後工程に適した形態に変換するために行われる。こうした仮焼きは、好ましくは８００〜１１００℃の温度で、通常１〜３時間程度行う。仮焼きは、大気（空気）中で行ってもよく、大気中よりも酸素分圧が高い雰囲気や純酸素雰囲気で行っても良い。なお、主成分の原料と副成分の原料との混合は、仮焼きの前に行なってもよく、仮焼き後に行なってもよい。
【００４７】
次に、仮焼き材料の粉砕を行い、粉砕材料を得る。粉砕は、仮焼き材料の凝集をくずして適度の焼結性を有する粉体とするために行われる。仮焼き材料が大きい塊を形成しているときには、粗粉砕を行ってからボールミルやアトライターなどを用いて湿式粉砕を行う。湿式粉砕は、仮焼き材料の平均粒径が、好ましくは１〜２μｍ程度となるまで行う。
【００４８】
次に、粉砕材料の造粒（顆粒）を行い、造粒物を得る。造粒は、粉砕材料を適度な大きさの凝集粒子とし、成形に適した形態に変換するために行われる。こうした造粒法としては、たとえば、加圧造粒法やスプレードライ法などが挙げられる。スプレードライ法は、粉砕材料に、ポリビニルアルコールなどの通常用いられる結合剤を加えた後、スプレードライヤー中で霧化し、低温乾燥する方法である。
【００４９】
次に、造粒物を所定形状に成形し、成形体を得る。造粒物の成形としては、たとえば、乾式成形、湿式成形、押出成形などが挙げられる。乾式成形法は、造粒物を、金型に充填して圧縮加圧（プレス）することにより行う成形法である。成形体の形状は、特に限定されず、用途に応じて適宜決定すればよいが、本実施形態ではトロイダル型形状とされる。
【００５０】
次に、成形体の本焼成を行い、焼結体（本実施形態のフェライト組成物）を得る。本焼成は、多くの空隙を含んでいる成形体の粉体粒子間に、融点以下の温度で粉体が凝着する焼結を起こさせ、緻密な焼結体を得るために行われる。このような本焼成は、好ましくは９００〜１３００℃の温度で、通常２〜５時間程度行う。本焼成は、大気（空気）中で行ってもよく、大気中よりも酸素分圧が高い雰囲気で行っても良い。
【００５１】
このような工程を経て、本実施形態に係るフェライト組成物は製造される。
【００５２】
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
【００５３】
たとえば、上述した実施形態では、トロイダル型形状とするために、本焼成前に該形状に成形しているが、本焼成後に該形状に成形（加工）してもよい。
【実施例】
【００５４】
以下、本発明を、さらに詳細な実施例に基づき説明するが、本発明は、これら実施例に限定されない。
【００５５】
まず、主成分の原料として、Ｆｅ２ Ｏ３ 、ＺｎＯおよびＭｎ３ Ｏ４ を準備した。副成分の原料として、ＳｉＯ２ およびＣａＣＯ３ を準備した。
【００５６】
なお、ＣｄおよびＰｂについては、主成分の原料である酸化鉄、酸化亜鉛および酸化マンガンに含まれる。そのため、最終的に得られるサンプルが表１〜表３に記載のＣｄ量およびＰｂ量を含有するよう、ＣｄおよびＰｂの含有量の異なる種々の酸化鉄、酸化亜鉛および酸化マンガン原料の使用量を調整して準備した。
【００５７】
次に、準備した主成分の原料の粉末を秤量し、さらに、副成分の原料の粉末を表１に示す量となるように秤量した後、ボールミルで５時間湿式混合して原料混合物を得た。
【００５８】
次に、得られた原料混合物を、空気中において９５０℃で２時間仮焼して仮焼き材料とした後、ボールミルで２０時間湿式粉砕して、平均粒径が１．５μｍである粉砕材料を得た。
【００５９】
次に、この粉砕材料を乾燥した後、該粉砕材料１００重量％に、バインダーとしてのポリビニルアルコールを１．０重量％添加して造粒し、２０メッシュの篩で整粒して顆粒とした。この顆粒を１９６ＭＰａ（２ｔｏｎ／ｃｍ２ ）の圧力で加圧成形して、トロイダル形状（寸法＝外径２２ｍｍ×内径１２ｍｍ×高さ６ｍｍ）の成形体を得た。
【００６０】
次に、これら各成形体を、酸素分圧を適宜制御しながら、１２７０℃で２．５時間焼成して、焼結体としてのトロイダルコアサンプルを得た。得られたサンプルについて、蛍光Ｘ線分析を行い、フェライトコアの組成を測定した。結果を表１〜３に示す。
【００６１】
＜電力損失（Ｐｃｖ）＞
得られたトロイダルコアサンプルに、１次巻線および２次巻線を３回ずつ巻回し、１ＭＨｚ−５０ｍＴの条件において、−６０〜１０℃における電力損失を測定し、損失が最小となる温度（Ｔｓｐ）を求め、−２５℃での電力損失Ｐｃｖを算出した（単位：ｋＷ／ｍ３ ）。測定は、Ｂ−Ｈアナライザー（岩崎通信機株式会社製ＳＹ−８２１７）を用いて行った。結果を表１〜３に示す。
【００６２】
＜飽和磁束密度（Ｂｓ）＞
得られたトロイダルコアサンプルに、巻線を６０回巻回した後、Ｂ−Ｈカーブトレーサー（理研電子株式会社製Ｍｏｄｅｌ ＢＨＳ４０）を用いて２ｋＡ／ｍの磁場を印加したときの飽和磁束密度Ｂｓを−２５℃および１００℃において測定した（単位：ｍＴ）。結果を表１〜３に示す。
【００６３】
また、表１〜３には、１ＭＨｚにおけるフェライトコアの品質係数を示すＰｃｖ／Ｂｓを示した。Ｐｃｖが小さいほど、あるいは、Ｂｓが大きいほど、このＰｃｖ／Ｂｓは小さくなる。したがって、Ｐｃｖ／Ｂｓの値が小さいほど、電力損失の低減と高い飽和磁束密度とを両立できるため好ましい。本実施例では、Ｐｃｖ／Ｂｓは２．５０未満を良好とし、より好ましくは、２．４１以下である。
【００６４】
【表１】
【００６５】
【表２】
【００６６】
【表３】
【００６７】
表１より、副成分であるＳｉＯ２ およびＣａＯが同時に含有され、また原料中から含まれるＰｂおよびＣｄの含有量が本発明の範囲内にあり、かつ主組成の含有量が本発明の範囲内である場合、すなわち実施例１〜９に係る試料では、電力損失が最小となる温度（Ｔｓｐ）が−５０〜０℃の範囲内であることが確認できた。さらに、実施例１〜９に係る試料では、高周波数領域（１ＭＨｚ）における電力損失（Ｐｃｖ）が低く、しかも高い飽和磁束密度（Ｂｓ）が得られ、Ｐｃｖ／Ｂｓで表される品質係数が良好となることが確認できた。
【００６８】
これに対し、表１より、主成分組成のうち、酸化鉄Ｆｅ２ Ｏ３ あるいは酸化亜鉛をＺｎＯの含有量が本発明の範囲外となっている場合（比較例１〜４）では、品質係数Ｐｃｖ／Ｂｓが悪化する傾向が確認できた。
【００６９】
また、表２より、副成分（ＳｉＯ２ およびＣａＯ）を含有させても、Ｔｓｐは変化せず、その含有量を本発明の範囲内とすることで（実施例１０〜１４）、１ＭＨｚにおける電力損失の低減および高い飽和磁束密度を両立でき、品質係数Ｐｃｖ／Ｂｓが良好となることが確認できた。
【００７０】
これに対し、表２より、副成分である酸化ケイ素ＳｉＯ２ あるいは酸化カルシウムＣａＯの含有量が本発明の範囲外となっている場合（比較例５〜８）では、品質係数Ｐｃｖ／Ｂｓが悪化する傾向が確認できた。
【００７１】
また、表３より、Ｃｄ、Ｐｂの含有量が本発明の範囲内である場合（実施例１５〜２２）、１ＭＨｚにおける電力損失の低減および高い飽和磁束密度を両立でき、品質係数Ｐｃｖ／Ｂｓが良好となることが確認できた。
【００７２】
これに対し、表３より、ＣｄまたはＰｂが本発明の範囲外となっている場合（比較例９および１０）では、品質係数Ｐｃｖ／Ｂｓが良好な範囲とならないことが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明に係る電子部品は、使用温度域において電力損失が低減され、しかも高い飽和磁束密度が得られる。本発明に係る電子部品を携帯用機器等に用いた場合であっても、電池等の消耗が抑制でき、省電力を実現することができる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フェライト組成物および電子部品に関する。さらに詳しくは、使用温度あるいは環境温度が−５０〜０℃付近であって、高周波数かつ低磁場の環境下において、電力損失の低減と高い飽和磁束密度とを両立できる電子部品、および該電子部品に好適なフェライト組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、各種電子機器の小型・軽量化が急速に進み、それに対応すべく、各種電子機器の電気回路に用いられる電子部品の小型化・高効率化・高周波数化への要求が急速に高まっている。
【０００３】
たとえば、ＤＣ−ＤＣコンバータ用のコイル磁芯としては、従来Ｎｉ−Ｚｎフェライトが用いられてきた。しかしながら、Ｎｉ−Ｚｎフェライトは比較的に電力損失が大きいため、コイル磁芯等の部品の小型化・高効率化・高周波数化への対応が困難であった。
【０００４】
このような問題に対し、Ｎｉ−Ｚｎフェライトに代えて、Ｍｎ−Ｚｎフェライトを用いることが考えられる。従来、Ｍｎ−Ｚｎフェライトは、電源用トランスなどに用いられ、低周波数かつ高磁場の環境下で使用されてきた。
【０００５】
一般にトランス等の磁芯として用いられるフェライトには、実際の使用温度域よりも高い温度域において磁気損失が最小となるような温度特性を持つことが要求されてきた。これは、使用時にトランスが磁気損失により発熱しトランス自体の温度が上昇、その結果、さらに磁気損失が増大してトランスの発熱が大きくなることを繰り返す、いわゆる熱暴走を起こす危険性があったからである。電源用トランスの場合、使用温度域は、通常、動作温度（たとえば８０℃）付近の温度とされる。
【０００６】
ところが、近年、たとえば、トランスをフッ素系不活性液体等を用いて冷却した場合、その環境温度あるいは使用温度を任意の温度とすることが可能となっている。この場合、磁気損失が最小となる温度は特に制限されず、磁気損失の絶対値が小さいことのみが要求される。
【０００７】
ＤＣ−ＤＣコンバータは、電子機器の省電力化、小型・軽量化に有利であり、既存のトランス用途と比較すると、使用電圧も低く、熱暴走の危険は少ない。また、このようなＤＣ−ＤＣコンバータが実装された電子機器は、場合によっては冷凍室内で用いられることもある。また、上述したように、各種電子機器において、駆動周波数の高周波数化（たとえば１ＭＨｚ以上）が進み、高周波数領域における損失が小さいことが要求される。
【０００８】
また、トランスにおいても、ＤＣ−ＤＣコンバータに用いられる部品においても、大電流への対応が進んでいる。そのため、このような部品に用いられる磁芯には大電流でもインダクタンスが低下しない優れた直流重畳特性が要求される。優れた直流重畳特性を実現するには、高い飽和磁束密度が必須であり、特にその環境温度あるいは使用温度において高い飽和磁束密度を有することが必要となる。
【０００９】
したがって、冷凍室内で用いる場合であれば、環境温度あるいは使用温度が−５０〜０℃付近で、かつ高周波数領域での磁気損失を低下させ、高い飽和磁束密度を有するフェライト組成物が求められている。
【００１０】
低損失で高飽和磁束密度を有するＭｎ−Ｚｎフェライトの例として、たとえば、特許文献１では、主成分として、Ｆｅ２ Ｏ３ が５２．４〜５３．７モル％、ＺｎＯが７．０〜１１．５モル％、残部ＭｎＯとし、副成分として、ＣａＯと、Ｖ２ Ｏ５ と、Ｎｂ２ Ｏ５ と、Ａｌ２ Ｏ３ またはＢｉ２ Ｏ３ とを特定量含むＭｎ−Ｚｎフェライトが提案されている。
【００１１】
しかしながら、上記のＭｎ−Ｚｎフェライトは、特許文献１にも記載されているように、トランスの実駆動温度である６０℃以上、さらには低周波数領域での使用を考慮しており、冷凍環境、高周波数かつ低磁場の環境下では使用が適さない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００３−１２８４５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、このような実状に鑑みてなされ、使用温度あるいは環境温度が−５０〜０℃付近であっても、高周波数かつ低磁場の環境下において、電力損失の低減と高い飽和磁束密度とを両立できる電子部品、および該電子部品に好適なフェライト組成物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】
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明に係るフェライト組成物は、主成分が、酸化鉄をＦｅ２ Ｏ３ 換算で６２．８〜６５．１モル％、酸化亜鉛をＺｎＯ換算で７．８〜１１．５モル％を含有し、残部が酸化マンガンで構成されており、前記主成分１００重量％に対して、副成分として、酸化珪素をＳｉＯ２ 換算で６０〜２５０ｐｐｍ、酸化カルシウムをＣａＯ換算で３６０〜１０００ｐｐｍを含有し、さらには前記主成分１００重量％中に、Ｐｂの含有量が１０ｐｐｍ以下、Ｃｄの含有量が１０ｐｐｍ以下であることを特徴とする。
【００１５】
本発明では、冷凍環境での使用を考慮し、さらに詳しくは−５０〜０℃の温度範囲での使用を考慮し、磁気損失が極小となる温度（Ｔｓｐ）が−５０〜０℃の範囲となるように主成分を決定し、さらに副成分の含有量を上記の特定の範囲としている。このようにすることで飽和磁束密度Ｂｓを高く保ちつつ、高周波領域（たとえば、１ＭＨｚ以上）においても電力損失（Ｐｃｖ）を低減できるフェライト組成物を得ることができる。
【００１６】
本発明に係る電子部品は、上記に記載のフェライト組成物から構成されるフェライトコアを有し、１ＭＨｚ以上の周波数領域で使用される。
【００１７】
本発明に係る電子部品は、フェライト組成物のＴｓｐが−５０〜０℃の温度範囲にあるため、使用温度あるいは環境温度が冷凍環境である部品として好適である。しかも、電力損失の低減と高い飽和磁束密度とを両立しているため、省電力を実現することができる。
【００１８】
このような電子部品としては、特に制限されないが、各種電子機器に用いられるＤＣ−ＤＣコンバータのコイル部品などが挙げられる。コイル部品としては、インダクタやチョークコイル等が挙げられる。また、Ｔｓｐを示す温度付近までトランスを冷却することで、本発明に係る電子部品をトランスにも好適に用いることができる。トランス部品としては、スイッチング用、インバータ用等の電源トランス等が挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は本発明の一実施形態に係るＤＣ−ＤＣコンバータ用フェライトコアである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を図面に示す実施形態に基づき説明する。
【００２１】
本実施形態に係るＤＣ−ＤＣコンバータ用フェライトコアとしては、図１に示したトロイダル型のほか、ＦＴ型、ＥＴ型、ＥＩ型、ＵＵ型、ＥＥ型、ＥＥＲ型、ＵＩ型、ドラム型、ポット型、カップ型等を例示することができる。このＤＣ−ＤＣコンバータ用フェライトコアの周囲に巻き線を所定巻数だけ巻回することにより所望のコイル磁芯を得る。
【００２２】
本実施形態に係るＤＣ−ＤＣコンバータ用フェライトコアは、本実施形態に係るフェライト組成物で構成してある。
【００２３】
本実施形態に係るフェライト組成物は、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライトであり、主成分として、酸化鉄、酸化マンガンおよび酸化亜鉛を含有している。また、本実施形態に係るフェライト組成物の磁気損失が極小となる温度（Ｔｓｐ）は、−５０〜０℃の範囲にある。
【００２４】
従来、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライトにおいて、Ｔｓｐを示す温度は、結晶磁気異方性によって説明がなされていた。すなわち、結晶磁気異方性定数Ｋ１の符号が温度上昇に伴って、負から正の値に変わるＫ１＝０の温度において、磁気損失が極小値を持つと言われている。
【００２５】
また、この温度は、透磁率が極大となる、いわゆる透磁率のセカンダリーピークと一致することが知られている。上記のＫ１は、温度上昇に対して単調に増加するが、Ｆｅ２＋ は正のＫ１を持つため、Ｆｅ２＋ の量が増加すると（すなわち、Ｆｅ２ Ｏ３ 量が増加すると）、セカンダリーピークの温度は低温側に移動する。
【００２６】
上記の知見および実験結果に基づき、「電子材料シリーズ フェライト」（丸善株式会社発行、昭和６３年）の７９頁には、Ｆｅ２ Ｏ３ 量をＸモル％、ＺｎＯ量をＺモル％とした場合に、Ｔｓｐを求める式として、下記の式が記載されている。
Ｔｓｐ＝−４５．５（Ｘ＋０．２Ｚ）＋２６２０
【００２７】
また、Ｆｅ２ Ｏ３ 量を増やすことで、高い飽和磁束密度が得られやすいことが知られている。しかしながら、Ｆｅ２ Ｏ３ 量が多くなると、飽和磁束密度は、Ｆｅ２ Ｏ３ 量だけではなく、Ｆｅ２ Ｏ３ 量とＺｎＯ量との比率にも影響されると考えられる。
【００２８】
本実施形態に係るフェライト組成物のＴｓｐは−５０〜０℃の範囲にある。このようなフェライト組成物では、Ｆｅ２ Ｏ３ 量を増加させることで、Ｔｓｐを上記の範囲内とし、飽和磁束密度を高めることが考えられる。そこで、上記の式を用いてＦｅ２ Ｏ３ 量およびＺｎＯ量を決定しようとすると、たとえばＦｅ２ Ｏ３ 量が６４．４モル％で、ＺｎＯを１３．７モル％とし、残部をＭｎＯとすると、Ｔｓｐが−４００℃以下となってしまい、現実的ではない。
【００２９】
そのため、上記のＴｓｐを求める式は、Ｆｅ２ Ｏ３ 量が多い（たとえば、６３モル％以上）場合には、成り立たないと考えられる。ところが、Ｆｅ２ Ｏ３ 量が多い場合にＴｓｐを求める指標となるものが存在しないため、Ｆｅ２ Ｏ３ 量が多い場合に、１ＭＨｚ以上の高周波領域において、高い飽和磁束密度を有するフェライト組成物については、何ら知見がなかった。
【００３０】
そこで、本発明者等は鋭意実験を行い、フェライト組成物中の酸化鉄の含有量が比較的多い場合に、Ｔｓｐと酸化鉄および酸化亜鉛とが、上記の式とは異なる関係を有することを見出した。すなわち、主成分が、酸化鉄をＦｅ２ Ｏ３ 換算で６２．８〜６５．１モル％、好ましくは６４．０〜６５．１モル％、酸化亜鉛をＺｎＯ換算で７．８〜１１．５モル％、好ましくは９．０〜１１．５モル％を含有し、残部を酸化マンガンとした場合にＴｓｐが−５０〜０℃の範囲となることを本発明者等は見出した。
【００３１】
酸化鉄あるいは酸化亜鉛の含有量が少ない場合には、磁気損失が極小となる温度（Ｔｓｐ）が−５０℃未満となり、また多すぎると０℃を超える。
【００３２】
本実施形態に係るフェライト組成物は、上記の組成範囲の主成分に加え、副成分として、酸化ケイ素および酸化カルシウムを含有している。このような副成分を含有させることで、電力損失の絶対値を小さくし、かつ高い飽和磁束密度を得ることができる。
【００３３】
酸化ケイ素の含有量は、主成分１００重量％に対して、ＳｉＯ２ 換算で、６０〜２５０ｐｐｍ、好ましくは６０〜２００ｐｐｍである。酸化ケイ素の含有量が多くても少なすぎても、高周波数領域での電力損失が劣化する傾向にある。
【００３４】
酸化カルシウムの含有量は、主成分１００重量％に対して、ＣａＯ換算で、３６０〜１０００ｐｐｍ、好ましくは７３０〜１０００ｐｐｍである。酸化カルシウムの含有量が多くても少なすぎても、高周波数領域での電力損失が劣化する傾向にある。
【００３５】
また、本実施形態に係るフェライト組成物は、上記主成分および副成分の他に、ＣｄおよびＰｂを含有している。このような成分を所定の範囲に制御することにより、高周波数領域での電力損失の劣化を防止することができる。
【００３６】
Ｐｂの含有量は、主成分１００重量％中に、１０ｐｐｍ以下、好ましくは２〜５ｐｐｍである。その含有量が、主成分１００重量％中に、１０ｐｐｍを超えると、高周波数領域での電力損失が劣化する傾向にある。
【００３７】
Ｃｄの含有量は、主成分１００重量％中に、１０ｐｐｍ以下、好ましくは２〜５ｐｐｍである。その含有量が、主成分１００重量％中に、１０ｐｐｍを超えると、高周波数領域での電力損失が劣化する傾向にある。
【００３８】
ＰｂおよびＣｄは、主成分原料である酸化鉄、酸化亜鉛、酸化マンガン中に含まれることがある。主成分中のＰｂおよびＣｄの含有量が所定の範囲を超えると、高周波数領域での電力損失が劣化する傾向にあることが、本願発明者らによって見出された。そこで、本発明では、原料中のＣｄおよびＰｄの含有量を厳密に管理し、上記の範囲内となるようにする。なお、ＰｂおよびＣｄの含有量を所定の範囲に制御する方法は、特に限定されない。
【００３９】
この他、本実施形態に係るフェライト組成物には、原料中の不可避的不純物元素の酸化物が数ｐｐｍ〜数百ｐｐｍ程度含まれ得る。
【００４０】
具体的には、Ｂ、Ｃ、Ｓ、Ｃｌ、Ａｓ、Ｓｅ、Ｂｒ、Ｔｅ、Ｉや、Ｌｉ、Ｎａ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｋ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｓｒ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｂａ、Ｂｉ等の典型金属元素や、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｙ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｈｆ、Ｔａ等の遷移金属元素が挙げられる。
【００４１】
次に、本実施形態に係るフェライト組成物の製造方法の一例を説明する。
【００４２】
まず、出発原料（主成分の原料および副成分の原料）を、所定の組成比となるように秤量して混合し、原料混合物を得る。混合する方法としては、たとえば、ボールミルを用いて行う湿式混合や、乾式ミキサーを用いて行う乾式混合が挙げられる。なお、平均粒径が０．１〜３μｍの出発原料を用いることが好ましい。
【００４３】
主成分の原料としては、酸化鉄（α−Ｆｅ２ Ｏ３ ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化マンガン（Ｍｎ３ Ｏ４ ）、あるいは複合酸化物などを用いることができる。さらに、その他、焼成により上記した酸化物や複合酸化物となる各種化合物等を用いることができる。焼成により上記した酸化物になるものとしては、たとえば、金属単体、炭酸塩、シュウ酸塩、硝酸塩、水酸化物、ハロゲン化物、有機金属化合物等が挙げられる。なお、主成分中の酸化マンガンの含有量はＭｎＯ換算で計算されるが、主成分の原料としては、Ｍｎ３ Ｏ４ が好ましく用いられる。
【００４４】
副成分の原料としては、主成分の原料の場合と同様に、酸化物だけではなく複合酸化物や焼成後に酸化物となる化合物を用いればよい。酸化ケイ素（ＳｉＯ２ ）の場合には、ＳｉＯ２ を用いることが好ましい。また、酸化カルシウム（ＣａＯ）の場合には、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３ ）を用いることが好ましい。
【００４５】
なお、ＣｄおよびＰｂについては、主成分の原料である酸化鉄、酸化亜鉛および酸化マンガンに含まれる。そのため、ＣｄおよびＰｂの含有量の異なる種々の酸化鉄、酸化亜鉛および酸化マンガン原料の使用量を調整することで、ＣｄおよびＰｂの含有量を調整することができる。
【００４６】
次に、原料混合物の仮焼きを行い、仮焼き材料を得る。仮焼きは、原料の熱分解、成分の均質化、フェライトの生成、焼結による超微粉の消失と適度の粒子サイズへの粒成長を起こさせ、原料混合物を後工程に適した形態に変換するために行われる。こうした仮焼きは、好ましくは８００〜１１００℃の温度で、通常１〜３時間程度行う。仮焼きは、大気（空気）中で行ってもよく、大気中よりも酸素分圧が高い雰囲気や純酸素雰囲気で行っても良い。なお、主成分の原料と副成分の原料との混合は、仮焼きの前に行なってもよく、仮焼き後に行なってもよい。
【００４７】
次に、仮焼き材料の粉砕を行い、粉砕材料を得る。粉砕は、仮焼き材料の凝集をくずして適度の焼結性を有する粉体とするために行われる。仮焼き材料が大きい塊を形成しているときには、粗粉砕を行ってからボールミルやアトライターなどを用いて湿式粉砕を行う。湿式粉砕は、仮焼き材料の平均粒径が、好ましくは１〜２μｍ程度となるまで行う。
【００４８】
次に、粉砕材料の造粒（顆粒）を行い、造粒物を得る。造粒は、粉砕材料を適度な大きさの凝集粒子とし、成形に適した形態に変換するために行われる。こうした造粒法としては、たとえば、加圧造粒法やスプレードライ法などが挙げられる。スプレードライ法は、粉砕材料に、ポリビニルアルコールなどの通常用いられる結合剤を加えた後、スプレードライヤー中で霧化し、低温乾燥する方法である。
【００４９】
次に、造粒物を所定形状に成形し、成形体を得る。造粒物の成形としては、たとえば、乾式成形、湿式成形、押出成形などが挙げられる。乾式成形法は、造粒物を、金型に充填して圧縮加圧（プレス）することにより行う成形法である。成形体の形状は、特に限定されず、用途に応じて適宜決定すればよいが、本実施形態ではトロイダル型形状とされる。
【００５０】
次に、成形体の本焼成を行い、焼結体（本実施形態のフェライト組成物）を得る。本焼成は、多くの空隙を含んでいる成形体の粉体粒子間に、融点以下の温度で粉体が凝着する焼結を起こさせ、緻密な焼結体を得るために行われる。このような本焼成は、好ましくは９００〜１３００℃の温度で、通常２〜５時間程度行う。本焼成は、大気（空気）中で行ってもよく、大気中よりも酸素分圧が高い雰囲気で行っても良い。
【００５１】
このような工程を経て、本実施形態に係るフェライト組成物は製造される。
【００５２】
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
【００５３】
たとえば、上述した実施形態では、トロイダル型形状とするために、本焼成前に該形状に成形しているが、本焼成後に該形状に成形（加工）してもよい。
【実施例】
【００５４】
以下、本発明を、さらに詳細な実施例に基づき説明するが、本発明は、これら実施例に限定されない。
【００５５】
まず、主成分の原料として、Ｆｅ２ Ｏ３ 、ＺｎＯおよびＭｎ３ Ｏ４ を準備した。副成分の原料として、ＳｉＯ２ およびＣａＣＯ３ を準備した。
【００５６】
なお、ＣｄおよびＰｂについては、主成分の原料である酸化鉄、酸化亜鉛および酸化マンガンに含まれる。そのため、最終的に得られるサンプルが表１〜表３に記載のＣｄ量およびＰｂ量を含有するよう、ＣｄおよびＰｂの含有量の異なる種々の酸化鉄、酸化亜鉛および酸化マンガン原料の使用量を調整して準備した。
【００５７】
次に、準備した主成分の原料の粉末を秤量し、さらに、副成分の原料の粉末を表１に示す量となるように秤量した後、ボールミルで５時間湿式混合して原料混合物を得た。
【００５８】
次に、得られた原料混合物を、空気中において９５０℃で２時間仮焼して仮焼き材料とした後、ボールミルで２０時間湿式粉砕して、平均粒径が１．５μｍである粉砕材料を得た。
【００５９】
次に、この粉砕材料を乾燥した後、該粉砕材料１００重量％に、バインダーとしてのポリビニルアルコールを１．０重量％添加して造粒し、２０メッシュの篩で整粒して顆粒とした。この顆粒を１９６ＭＰａ（２ｔｏｎ／ｃｍ２ ）の圧力で加圧成形して、トロイダル形状（寸法＝外径２２ｍｍ×内径１２ｍｍ×高さ６ｍｍ）の成形体を得た。
【００６０】
次に、これら各成形体を、酸素分圧を適宜制御しながら、１２７０℃で２．５時間焼成して、焼結体としてのトロイダルコアサンプルを得た。得られたサンプルについて、蛍光Ｘ線分析を行い、フェライトコアの組成を測定した。結果を表１〜３に示す。
【００６１】
＜電力損失（Ｐｃｖ）＞
得られたトロイダルコアサンプルに、１次巻線および２次巻線を３回ずつ巻回し、１ＭＨｚ−５０ｍＴの条件において、−６０〜１０℃における電力損失を測定し、損失が最小となる温度（Ｔｓｐ）を求め、−２５℃での電力損失Ｐｃｖを算出した（単位：ｋＷ／ｍ３ ）。測定は、Ｂ−Ｈアナライザー（岩崎通信機株式会社製ＳＹ−８２１７）を用いて行った。結果を表１〜３に示す。
【００６２】
＜飽和磁束密度（Ｂｓ）＞
得られたトロイダルコアサンプルに、巻線を６０回巻回した後、Ｂ−Ｈカーブトレーサー（理研電子株式会社製Ｍｏｄｅｌ ＢＨＳ４０）を用いて２ｋＡ／ｍの磁場を印加したときの飽和磁束密度Ｂｓを−２５℃および１００℃において測定した（単位：ｍＴ）。結果を表１〜３に示す。
【００６３】
また、表１〜３には、１ＭＨｚにおけるフェライトコアの品質係数を示すＰｃｖ／Ｂｓを示した。Ｐｃｖが小さいほど、あるいは、Ｂｓが大きいほど、このＰｃｖ／Ｂｓは小さくなる。したがって、Ｐｃｖ／Ｂｓの値が小さいほど、電力損失の低減と高い飽和磁束密度とを両立できるため好ましい。本実施例では、Ｐｃｖ／Ｂｓは２．５０未満を良好とし、より好ましくは、２．４１以下である。
【００６４】
【表１】
【００６５】
【表２】
【００６６】
【表３】
【００６７】
表１より、副成分であるＳｉＯ２ およびＣａＯが同時に含有され、また原料中から含まれるＰｂおよびＣｄの含有量が本発明の範囲内にあり、かつ主組成の含有量が本発明の範囲内である場合、すなわち実施例１〜９に係る試料では、電力損失が最小となる温度（Ｔｓｐ）が−５０〜０℃の範囲内であることが確認できた。さらに、実施例１〜９に係る試料では、高周波数領域（１ＭＨｚ）における電力損失（Ｐｃｖ）が低く、しかも高い飽和磁束密度（Ｂｓ）が得られ、Ｐｃｖ／Ｂｓで表される品質係数が良好となることが確認できた。
【００６８】
これに対し、表１より、主成分組成のうち、酸化鉄Ｆｅ２ Ｏ３ あるいは酸化亜鉛をＺｎＯの含有量が本発明の範囲外となっている場合（比較例１〜４）では、品質係数Ｐｃｖ／Ｂｓが悪化する傾向が確認できた。
【００６９】
また、表２より、副成分（ＳｉＯ２ およびＣａＯ）を含有させても、Ｔｓｐは変化せず、その含有量を本発明の範囲内とすることで（実施例１０〜１４）、１ＭＨｚにおける電力損失の低減および高い飽和磁束密度を両立でき、品質係数Ｐｃｖ／Ｂｓが良好となることが確認できた。
【００７０】
これに対し、表２より、副成分である酸化ケイ素ＳｉＯ２ あるいは酸化カルシウムＣａＯの含有量が本発明の範囲外となっている場合（比較例５〜８）では、品質係数Ｐｃｖ／Ｂｓが悪化する傾向が確認できた。
【００７１】
また、表３より、Ｃｄ、Ｐｂの含有量が本発明の範囲内である場合（実施例１５〜２２）、１ＭＨｚにおける電力損失の低減および高い飽和磁束密度を両立でき、品質係数Ｐｃｖ／Ｂｓが良好となることが確認できた。
【００７２】
これに対し、表３より、ＣｄまたはＰｂが本発明の範囲外となっている場合（比較例９および１０）では、品質係数Ｐｃｖ／Ｂｓが良好な範囲とならないことが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明に係る電子部品は、使用温度域において電力損失が低減され、しかも高い飽和磁束密度が得られる。本発明に係る電子部品を携帯用機器等に用いた場合であっても、電池等の消耗が抑制でき、省電力を実現することができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主成分が酸化鉄をＦｅ２ Ｏ３ 換算で６２．８〜６５．１モル％、酸化亜鉛をＺｎＯ換算で７．８〜１１．５モル％を含有し、残部が酸化マンガンで構成されており、前記主成分１００重量％に対して、副成分として、酸化珪素をＳｉＯ２ 換算で６０〜２５０ｐｐｍ、酸化カルシウムをＣａＯ換算で３６０〜１０００ｐｐｍを含有し、さらには前記主成分１００重量％中に、Ｐｂの含有量が１０ｐｐｍ以下、Ｃｄの含有量が１０ｐｐｍ以下であることを特徴とするフェライト組成物。
【請求項２】
請求項１に記載のフェライト組成物から構成されるフェライトコアを有し、温度が−５０〜０℃の範囲で使用される電子部品。
【請求項３】
請求項１に記載のフェライト組成物から構成されるフェライトコアを有し、１ＭＨｚ以上の周波数領域で使用される電子部品。
【請求項１】
主成分が酸化鉄をＦｅ２ Ｏ３ 換算で６２．８〜６５．１モル％、酸化亜鉛をＺｎＯ換算で７．８〜１１．５モル％を含有し、残部が酸化マンガンで構成されており、前記主成分１００重量％に対して、副成分として、酸化珪素をＳｉＯ２ 換算で６０〜２５０ｐｐｍ、酸化カルシウムをＣａＯ換算で３６０〜１０００ｐｐｍを含有し、さらには前記主成分１００重量％中に、Ｐｂの含有量が１０ｐｐｍ以下、Ｃｄの含有量が１０ｐｐｍ以下であることを特徴とするフェライト組成物。
【請求項２】
請求項１に記載のフェライト組成物から構成されるフェライトコアを有し、温度が−５０〜０℃の範囲で使用される電子部品。
【請求項３】
請求項１に記載のフェライト組成物から構成されるフェライトコアを有し、１ＭＨｚ以上の周波数領域で使用される電子部品。
【図１】
【公開番号】特開２０１３−３５７３６（Ｐ２０１３−３５７３６Ａ）
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７５３６１（Ｐ２０１１−１７５３６１）
【出願日】平成２３年８月１０日（２０１１．８．１０）
【出願人】（０００００３０６７）ＴＤＫ株式会社 (7,238)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月１０日（２０１１．８．１０）
【出願人】（０００００３０６７）ＴＤＫ株式会社 (7,238)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]