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    • 6. 发明专利
      TWI317955B 鎳銅鋅系肥粒鐵及使用其之電氣零件 有权
    • 鎳銅鋅系肥粒鐵及使用其之電氣零件
    • 镍铜锌系肥粒铁及使用其之电气零件
    • TWI317955B
    • 2009-12-01
    • TW095133302
    • 2006-09-08
    • TDK股份有限公司
    • 和田龍一 , 青木卓也 , 桃井博 , 高橋幸雄 , 佐藤高弘
    • H01F
    • H01F1/344 , C04B35/265 , C04B35/62655 , C04B35/62685 , C04B35/63416 , C04B2235/3279 , C04B2235/3281 , C04B2235/3284 , C04B2235/3293 , C04B2235/3298 , C04B2235/656 , H01F17/04
    • 本發明之鎳銅鋅系肥粒鐵，為主成分含有氧化鐵以Fe2O3換算為45.0~49.0莫耳%、氧化銅以CuO換算為5.0~14.0莫耳%、氧化鋅以ZnO換算為1.0~32.0莫耳%、氧化鎳以NiO換算為剩餘莫耳%所構成，相對於主成分，含有氧化鉍以Bi2O3換算為0.25~0.40重量%(但不包含0.25重量%)、氧化錫以SnO2換算為1.00~2.50重量%所構成，因此本發明旨在顯著提高直流重疊特性。 【創作特點】 為解決如此之課題，本發明之鎳銅鋅系肥粒鐵係主成分含有氧化鐵以Fe2O3換算為45.0~49.0莫耳%，氧化銅以CuO換算為5.0~14.0莫耳%，氧化鋅以ZnO換算為1.0~32.0莫耳%，氧化鎳以NiO換算為剩餘莫耳%所構成之鎳銅鋅系肥粒鐵，相對於前述主成分，含有氧化鉍以Bi2O3換算為0.25~0.40重量%(但不包含0.25重量%)，氧化錫以SnO2換算為1.00~2.50重量%所構成。
      此外，本發明係具有鎳銅鋅系肥粒鐵之電子零件；前述肥粒鐵係主成分含有氧化鐵以Fe2O3換算為45.0~49.0莫耳%，氧化銅以CuO換算為5.0~14.0莫耳%，氧化鋅以ZnO換算為1.0~32.0莫耳%，氧化鎳以NiO換算為剩餘莫耳%，相對於前述主成分，含有氧化鉍以Bi2O3換算為0.25~0.40重量%(但不包含0.25重量%)，氧化錫以SnO2換算為1.00~2.50重量%所構成。
      本發明之電子零件的較佳狀態，係具備前述電子零件之線圈導體同時，具有由前述肥粒鐵所形成之磁芯部、磁芯部形成閉磁路之層合電感或LC複合零件所構成。
      本發明之鎳銅鋅系肥粒鐵相對於所定主成分調合組成，含有氧化鉍以Bi2O3換算為0.25~0.40重量%(但不包含0.25重量%)，氧化錫以SnO2換算為1.00~2.50重量%之極狹小範圍組成，於該狹小範圍中以直流重疊特性飛躍地提高為目的。[實施本發明之最佳狀態
      以下詳細說明本發明之鎳銅鋅系肥粒鐵(氧化物磁性材料)。
      本發明之鎳銅鋅系肥粒鐵中實質之主成分為含有氧化鐵以Fe2O3換算為45.0~49.0莫耳%(最佳為47.0~48.8莫耳%)，氧化銅以CuO換算為5.0~14.0莫耳%(最佳為7.0~12莫耳%)，氧化鋅以ZnO換算為1.0~32.0莫耳%(最佳為14.0~28.0莫耳%)，氧化鎳以NiO換算為剩餘莫耳%所構成。
      再者本發明之鎳銅鋅系肥粒鐵中，相對如此主成分，副成分含有氧化鉍以Bi2O3換算多於0.25重量%、0.40重量%以下，(最佳為0.26~0.33重量%)，氧化錫以SnO2換算為1.00~2.50重量%(最佳為1.00~2.20重量%)。
      於上述主成分之組成範圍中，如果氧化鐵(Fe2O3)含有量未達45.0莫耳%，電阻率趨於降低之同時，起始透磁率μ i亦趨於下降因此不佳。另一方面，如果氧化鐵(Fe2O3)含有量超過49.0莫耳%，則會產生燒結性顯著劣化之不良狀況。
      再者，於上述主成分之組成範圍中，如果氧化銅(CuO)含有量未達5.0莫耳%，則趨於燒結性劣化之不良狀況；另一方面，如果氧化銅(CuO)含有量超過14.0莫耳%，則電阻率降低，且肥粒鐵燒結體粒邊緣部中產生明顯Cu粒之不良狀況。
      再者，上述主成分之組成範圍中，如果氧化鋅(ZnO)含有量未達1.0莫耳%，則起始透磁率μ i下降，易產生不適合作為電子零件材料之不良狀況。另一方面，如果氧化鋅(ZnO)含有量超過32.0莫耳%，則易產生居禮溫度降至100℃以下，難以實用化之不良狀況。
      此外，相對於上述主成分所含之副成分的組成範圍中，氧化鉍(Bi2O3)之含有量為0.25重量%以下時，直流重疊特性的提高並不明顯因而產生不良狀況。另一方面，氧化鉍(Bi2O3)之含有量超過0.40重量%以下時，產生異常生長之粒子因而產生磁氣特徵劣化之不良狀況。
      再者，相對於上述主成分所含之副成分的組成範圍，氧化錫(SnO2)之含有量未達1.00重量%時，直流重疊特性的提高並不明顯因而產生不良狀況。另一方面，氧化錫(SnO2)之含有量超過2.50重量時，燒結性顯著劣化因而產生不良狀況。
      本發明中相對於上述主成分，於前述副成分中可再添加Mn3O4、ZrO2等添加成分。容許之添加量範圍以不影響本發明之作用效果為限。
      本發明之肥粒鐵材料，可為實行所定加工之磁性體薄片及層合導電體薄片燒結形成之層合型電子零件，亦即，層合電感及層合LC複合零件之磁芯材料。層合型電感中，為形成線圈狀部之內部導體，準備複數枚所形成之肥粒鐵組成物薄片，亦可層疊該等後再燒結。
      此外，本發明之肥粒鐵，例如加工成為定形狀之磁芯材料，卷回必要之卷線後，製成樹脂模具(樹脂被覆)，可作為固定電感器、晶片電感器等使用。該等可作為電視、錄影機、行動電話及汽車等移動體通信機等之各種電子機械使用。磁芯形狀雖無特別限定，可為外徑、長度皆為2mm以下之圓鼓型磁芯。
      模具材料(被覆材料)所使用之樹脂，可列舉熱可塑性及熱硬化性樹脂。更具體為聚烯烴、聚酯、聚醯胺、聚碳酸酯、聚烏拉坦樹脂、酚樹脂、尿素樹脂、環氧樹脂等。模具材料鑄模之具體方法可使用浸泡、塗佈、噴附等。再者，使用射出成型、灌入成型等亦可。
      如列舉說明本發明之肥粒鐵所使用晶片電感(電子零件)之構成，該晶片電感具有如使用本發明之肥粒鐵材料形成於兩端具有大直徑邊緣之圓筒形狀的磁芯、該磁芯腹部卷回的卷線，及連接該卷線之端部及外部電器回路，且為使磁芯固定於樹脂內於磁芯兩端配置端子電極，及為覆蓋該等之外部由所形成之模具樹脂所構成。
      接著說明本發明之肥粒鐵之製造方法的一例。
      首先，於規定範圍內定量準備形成本發明肥粒鐵的主成分之原料及副成分(添加物)之原料。
      其次，將所備之原料使用球磨機等濕式混合。使其乾燥後預燒。於氧化性環境預燒，例如於空氣中進行。預燒溫度為500~900℃，預燒時間為1~20小時為佳。接著，將所得之預燒物以球磨機等粉碎為規定大小。再，本發明之肥粒鐵中，粉碎時(或粉碎後)與希望添加之副成分的原料混合。
      粉碎預燒物後，添加適當量之如聚乙烯醇等黏結劑，形成所需形狀。
      接著，燒結成形體。燒結於氧化性環境，通常於空氣中進行。燒結溫度為800~1000℃左右，燒結溫度為1~5小時左右。
      以下列舉詳細實施例以更詳盡說明本發明。
    • 本发明之镍铜锌系肥粒铁，为主成分含有氧化铁以Fe2O3换算为45.0~49.0莫耳%、氧化铜以CuO换算为5.0~14.0莫耳%、氧化锌以ZnO换算为1.0~32.0莫耳%、氧化镍以NiO换算为剩余莫耳%所构成，相对于主成分，含有氧化铋以Bi2O3换算为0.25~0.40重量%(但不包含0.25重量%)、氧化锡以SnO2换算为1.00~2.50重量%所构成，因此本发明旨在显着提高直流重叠特性。 【创作特点】 为解决如此之课题，本发明之镍铜锌系肥粒铁系主成分含有氧化铁以Fe2O3换算为45.0~49.0莫耳%，氧化铜以CuO换算为5.0~14.0莫耳%，氧化锌以ZnO换算为1.0~32.0莫耳%，氧化镍以NiO换算为剩余莫耳%所构成之镍铜锌系肥粒铁，相对于前述主成分，含有氧化铋以Bi2O3换算为0.25~0.40重量%(但不包含0.25重量%)，氧化锡以SnO2换算为1.00~2.50重量%所构成。 此外，本发明系具有镍铜锌系肥粒铁之电子零件；前述肥粒铁系主成分含有氧化铁以Fe2O3换算为45.0~49.0莫耳%，氧化铜以CuO换算为5.0~14.0莫耳%，氧化锌以ZnO换算为1.0~32.0莫耳%，氧化镍以NiO换算为剩余莫耳%，相对于前述主成分，含有氧化铋以Bi2O3换算为0.25~0.40重量%(但不包含0.25重量%)，氧化锡以SnO2换算为1.00~2.50重量%所构成。 本发明之电子零件的较佳状态，系具备前述电子零件之线圈导体同时，具有由前述肥粒铁所形成之磁芯部、磁芯部形成闭磁路之层合电感或LC复合零件所构成。 本发明之镍铜锌系肥粒铁相对于所定主成分调合组成，含有氧化铋以Bi2O3换算为0.25~0.40重量%(但不包含0.25重量%)，氧化锡以SnO2换算为1.00~2.50重量%之极狭小范围组成，于该狭小范围中以直流重叠特性飞跃地提高为目的。[实施本发明之最佳状态 以下详细说明本发明之镍铜锌系肥粒铁(氧化物磁性材料)。 本发明之镍铜锌系肥粒铁中实质之主成分为含有氧化铁以Fe2O3换算为45.0~49.0莫耳%(最佳为47.0~48.8莫耳%)，氧化铜以CuO换算为5.0~14.0莫耳%(最佳为7.0~12莫耳%)，氧化锌以ZnO换算为1.0~32.0莫耳%(最佳为14.0~28.0莫耳%)，氧化镍以NiO换算为剩余莫耳%所构成。 再者本发明之镍铜锌系肥粒铁中，相对如此主成分，副成分含有氧化铋以Bi2O3换算多于0.25重量%、0.40重量%以下，(最佳为0.26~0.33重量%)，氧化锡以SnO2换算为1.00~2.50重量%(最佳为1.00~2.20重量%)。 于上述主成分之组成范围中，如果氧化铁(Fe2O3)含有量未达45.0莫耳%，电阻率趋于降低之同时，起始透磁率μ i亦趋于下降因此不佳。另一方面，如果氧化铁(Fe2O3)含有量超过49.0莫耳%，则会产生烧结性显着劣化之不良状况。 再者，于上述主成分之组成范围中，如果氧化铜(CuO)含有量未达5.0莫耳%，则趋于烧结性劣化之不良状况；另一方面，如果氧化铜(CuO)含有量超过14.0莫耳%，则电阻率降低，且肥粒铁烧结体粒边缘部中产生明显Cu粒之不良状况。 再者，上述主成分之组成范围中，如果氧化锌(ZnO)含有量未达1.0莫耳%，则起始透磁率μ i下降，易产生不适合作为电子零件材料之不良状况。另一方面，如果氧化锌(ZnO)含有量超过32.0莫耳%，则易产生居礼温度降至100℃以下，难以实用化之不良状况。 此外，相对于上述主成分所含之副成分的组成范围中，氧化铋(Bi2O3)之含有量为0.25重量%以下时，直流重叠特性的提高并不明显因而产生不良状况。另一方面，氧化铋(Bi2O3)之含有量超过0.40重量%以下时，产生异常生长之粒子因而产生磁气特征劣化之不良状况。 再者，相对于上述主成分所含之副成分的组成范围，氧化锡(SnO2)之含有量未达1.00重量%时，直流重叠特性的提高并不明显因而产生不良状况。另一方面，氧化锡(SnO2)之含有量超过2.50重量时，烧结性显着劣化因而产生不良状况。 本发明中相对于上述主成分，于前述副成分中可再添加Mn3O4、ZrO2等添加成分。容许之添加量范围以不影响本发明之作用效果为限。 本发明之肥粒铁材料，可为实行所定加工之磁性体薄片及层合导电体薄片烧结形成之层合型电子零件，亦即，层合电感及层合LC复合零件之磁芯材料。层合型电感中，为形成线圈状部之内部导体，准备复数枚所形成之肥粒铁组成物薄片，亦可层叠该等后再烧结。 此外，本发明之肥粒铁，例如加工成为定形状之磁芯材料，卷回必要之卷线后，制成树脂模具(树脂被覆)，可作为固定电感器、芯片电感器等使用。该等可作为电视、录像机、移动电话及汽车等移动体通信机等之各种电子机械使用。磁芯形状虽无特别限定，可为外径、长度皆为2mm以下之圆鼓型磁芯。 模具材料(被覆材料)所使用之树脂，可枚举热可塑性及热硬化性树脂。更具体为聚烯烃、聚酯、聚酰胺、聚碳酸酯、聚乌拉坦树脂、酚树脂、尿素树脂、环氧树脂等。模具材料铸模之具体方法可使用浸泡、涂布、喷附等。再者，使用射出成型、灌入成型等亦可。 如枚举说明本发明之肥粒铁所使用芯片电感(电子零件)之构成，该芯片电感具有如使用本发明之肥粒铁材料形成于两端具有大直径边缘之圆筒形状的磁芯、该磁芯腹部卷回的卷线，及连接该卷线之端部及外部电器回路，且为使磁芯固定于树脂内于磁芯两端配置端子电极，及为覆盖该等之外部由所形成之模具树脂所构成。 接着说明本发明之肥粒铁之制造方法的一例。 首先，于规定范围内定量准备形成本发明肥粒铁的主成分之原料及副成分(添加物)之原料。 其次，将所备之原料使用球磨机等湿式混合。使其干燥后预烧。于氧化性环境预烧，例如于空气中进行。预烧温度为500~900℃，预烧时间为1~20小时为佳。接着，将所得之预烧物以球磨机等粉碎为规定大小。再，本发明之肥粒铁中，粉碎时(或粉碎后)与希望添加之副成分的原料混合。 粉碎预烧物后，添加适当量之如聚乙烯醇等黏结剂，形成所需形状。 接着，烧结成形体。烧结于氧化性环境，通常于空气中进行。烧结温度为800~1000℃左右，烧结温度为1~5小时左右。 以下枚举详细实施例以更详尽说明本发明。
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