JPH0917638A

JPH0917638A - 磁性体コアとインダクタ及びこれらの製造方法

Info

Publication number: JPH0917638A
Application number: JP7187928A
Authority: JP
Inventors: Masataka Obara; 將孝小原
Original assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Current assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Priority date: 1995-07-01
Filing date: 1995-07-01
Publication date: 1997-01-17

Abstract

(57)【要約】【目的】衝撃等の外力を受けてもＬ値が低下し難い磁
性体コアとインダクタ及びこれらの製造方法を提供する
ことを目的とする。【構成】インダクタの磁芯（磁性体コア）を形成して
いるフェライト焼結体の表面に該焼結体の粒界に沿う溝
を設けた。この磁性体コアは、所定の形状に成形したフ
ェライト原料を焼結させ、該焼結によって得られた焼結
体の表面を酸又はアルカリによって腐食させ、粒界に沿
う溝を該焼結体の表面に形成させることにより製造する
ことができる。この腐食処理を行なう磁性体コアは表面
に歪を有しているものでもよいし、歪を有していないも
のでもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はコイルや変成器な
どの磁心に使用されているフェライト製の磁性体コアと
インダクタ及びこれらの製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】磁性体コアの材料として使用されている
フェライトとしては、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト、Ｎｉ−
Ｚｎ系フェライト又はＣｕ−Ｚｎ系フェライト等が知ら
れている。これらのフェライトの中で、Ｍｎ−Ｚｎ系フ
ェライトは大きな飽和磁気を持っており、初透磁率も大
きいなど、コイルや変成器の磁心として特性が優れてい
るので、多く使用されている。

【０００３】フェライトからなる磁性体コアの製造方法
としては種々のものが知られているが、工業的には次に
説明する乾式法によって製造されている。

【０００４】まず、製造する磁性体コアのフェライト組
成に応じて原料を調製し、これらを充分に混合させる。
混合は乾式ミキサーでも行なえるが、ボールミルを用い
た湿式の方が良く混合できるので、通常はこちらの方で
行なわれる。この混合によって得られた原料混合物は乾
燥させてから８００〜９００℃程度の温度で仮焼させ
る。この仮焼は後の工程における反応を円滑に進めさせ
るために行なわれる。

【０００５】次に、この仮焼によって得られた仮焼物を
微粉砕し、これにポリビニルアルコール等の結合剤を加
えて充分に混合し、これをスプレードライヤ中に強制的
に噴霧させ、低温で乾燥させてフェライトの顆粒を得
る。フェライトはこの操作により流動性の良い球状の顆
粒になり、次の成形工程における成形性が良くなる。

【０００６】次に、このフェライトの顆粒を金型に入
れ、高圧を加えて成型し、所望の形状の成形体を得る。
そして、この成形体を多数、耐火物製の入れ物（以下、
匣鉢という）に入れ、この匣鉢を焼成炉内に入れ、１２
００〜１４００℃程度の高温で焼成する。成形体はこの
高温の焼成によって焼結し、磁性体コアになる。

【０００７】次に、焼成炉からこの磁性体コアを匣鉢と
ともに取り出し、匣鉢から網製のバットに空ける。この
とき、磁性体コアの一部を抜き取り、インダクタンス値
（以下、Ｌ値という。）を測定する。このＬ値の測定
は、その後の工程を進める上での目安になる。

【０００８】次に、磁性体コアを網製のバットごと超音
波洗浄器内に入れ、超音波洗浄して磁性体コアの表面の
不純物を洗浄除去する。超音波洗浄が終わった磁性体コ
アは乾燥させ、コイルを巻回してインダクタとする。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、磁性体コア
又はインダクタは衝撃等の外力を受けることによってＬ
値が低下し易く、例えば焼成後に磁性体コアを匣鉢から
網製のバットに空けたり、超音波洗浄をした場合、相互
の衝突や超音波等により、焼成直後のＬ値より１〜２割
程度低下してしまうという問題点があった。

【００１０】この発明は、衝撃等の外力を受けてもＬ値
が低下し難い磁性体コアとインダクタ及びこれらの製造
方法を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、請求項１記載の発明は、フェライトの焼結体からな
る磁性体の表面に粒界に沿う溝を設けた。

【００１２】ここで、フェライトとしては、Ｍｎ−Ｚｎ
系フェライト、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライト又はＣｕ−Ｚｎ
系フェライトを挙げることができるが、これは例示であ
り、これら以外のフェライトを除外するものではない。
また、焼結体の粒界に沿って形成する溝の深さは１〜１
００μｍの範囲が好ましい。溝の深さが１μｍ未満では
効果が少なく、１００μｍを越えると焼結体の抗折強度
が劣化するという不都合があるからである。

【００１３】また、上記問題点を解決するため、請求項
４記載の発明は、フェライトの焼結体からなる磁性体
と、該磁性体の表面又は内部に設けられたコイルとを備
えたインダクタにおいて、該磁性体の表面に粒界に沿う
溝を設けた。

【００１４】ここで、フェライトとしては、Ｍｎ−Ｚｎ
系フェライト、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライト又はＣｕ−Ｚｎ
系フェライトを挙げることができるが、これは例示であ
り、これら以外のフェライトを除外するものではない。
また、焼結体の粒界に沿って形成する溝の深さは１〜１
００μｍの範囲が好ましい。溝の深さが１μｍ未満では
効果が少なく、１００μｍを越えると焼結体の抗折強度
が劣化するという不都合があるからである。

【００１５】なお、インダクタには、磁性体コアにコイ
ルを巻回したもののみならず、積層タイプのチップイン
ダクタも含むものである。

【００１６】また、上記問題点を解決するため、請求項
７記載の発明は、所定の形状に成形したフェライト原料
を焼結させてなる磁性体コアの製造方法において、該焼
結によって得られた焼結体の表面を酸又はアルカリで腐
食させて、粒界に沿う溝を該焼結体の表面に形成させ
た。

【００１７】ここで、フェライト原料としては、Ｍｎ−
Ｚｎ系フェライト原料、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライト原料又
はＣｕ−Ｚｎ系フェライト原料を挙げることができる
が、これは例示であり、これら以外のフェライト原料を
除外するものではない。

【００１８】また、酸で腐食させる前の前記焼結体とし
ては、表面が内部応力によって歪んでいないものでもよ
いし、焼成後の衝突等によって表面が内部応力によって
歪でいるもの、すなわちＬ値の低下しているものであっ
てもよい。更に、焼結体の粒界に沿って形成する溝の深
さは１〜１００μｍの範囲が好ましい。溝の深さが１μ
ｍ未満では効果が少なく、１００μｍを越えると焼結体
の抗折強度が劣化するという不都合があるからである。

【００１９】なお、焼結体の表面を腐食させる酸として
は、例えば塩酸、硫酸、硝酸又はこれらの混酸を使用す
ることができるが、焼結体の表面に溝を形成できるもの
であればこれら以外の酸を使用してもよい。また、焼結
体の表面を腐食させるアルカリとしては、例えば水酸化
ナトリウム、水酸化カリウムを使用することができる
が、焼結体の表面に溝を形成できるものであればこれら
以外のアルカリを使用してもよい。

【００２０】また、上記問題点を解決するため、請求項
１２記載の発明は、フェライト原料を所定の形状に焼結
させるとともに、該焼結によって得られた焼結体の表面
又は内部にコイルを設けてなるインダクタの製造方法に
おいて、該焼結体の表面を酸又はアルカリで腐食させ
て、該焼結体の表面に粒界に沿う溝を形成させた。

【００２１】ここで、フェライト原料としては、Ｍｎ−
Ｚｎ系フェライト原料、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライト原料又
はＣｕ−Ｚｎ系フェライト原料を挙げることができる
が、これは例示であり、これら以外のフェライト原料を
除外するものではない。

【００２２】また、酸で腐食させる前の前記焼結体とし
ては、表面が内部応力によって歪んでいないものでもよ
いし、焼成後の衝突等によって表面が内部応力によって
歪でいるもの、すなわちＬ値の低下しているものであっ
てもよい。更に、焼結体の粒界に沿って形成する溝の深
さは１〜１００μｍの範囲が好ましい。溝の深さが１μ
ｍ未満では効果が少なく、１００μｍを越えると焼結体
の抗折強度が劣化するという不都合があるからである。

【００２３】また、焼結体の表面を腐食させる酸として
は、例えば塩酸、硫酸、硝酸又はこれらの混酸を使用す
ることができるが、焼結体の表面に溝を形成できるもの
であればこれら以外の酸を使用してもよい。また、焼結
体の表面を腐食させるアルカリとしては、例えば水酸化
ナトリウム、水酸化カリウムを使用することができる
が、焼結体の表面に溝を形成できるものであればこれら
以外のアルカリを使用してもよい。

【００２４】なお、インダクタには、磁性体コアにコイ
ルを巻回したもののみならず、積層タイプのチップイン
ダクタも含むものである。

【００２５】

【実施例】

実施例１まず、磁性体コアの原料粉末として、表１に示す量のＦ
ｅ₂ Ｏ₃ ，ＭｎＯ₂ ，ＺｎＯを秤量し、これらを水とと
もにボールミル内に入れ、４時間混合してスラリー状の
原料混合物を得た。

【００２６】

【表１】

【００２７】次に、このスラリー状の原料混合物を熱風
乾燥機内に入れ、１５０℃で１０時間乾燥させ、乾燥状
態の原料混合物を得た。そして、この乾燥状態の原料混
合物を仮焼炉内に入れ、９００℃で２時間仮焼して仮焼
物を得た。

【００２８】次に、この仮焼物を微粉砕し、これにポリ
ビニルアルコール等の結合剤を加えて混合し、スラリー
状になったものをスプレードライヤ中で強制的に霧化
し、低温乾燥させてフェライトの顆粒を得た。

【００２９】次に、このフェライトの顆粒を金型内に入
れ、圧力１トン／ｃｍ² て成形し、磁性体コアの成形体
を多数得た。

【００３０】次に、この成形体を多数、匣鉢に入れ、こ
の匣鉢を焼成炉内に入れ、酸素分圧２％の酸化性雰囲気
中において１３５０℃で３時間焼成し、その後、Ｎ₂ 雰
囲気中において冷却した。成形体はこの焼成によって焼
結し、フェライト製の磁性体コアになった。

【００３１】次に、焼成炉から磁性体コアを匣鉢ととも
に取り出し、匣鉢から１００個の磁性体コアを抜き取
り、そのＬ値を測定したところ、図１に示す通りとなっ
た。

【００３２】また、これらの磁性体コアの１つについ
て、その表面の状態を電子顕微鏡で観察したところ、図
２及び図３に示す通り、多数の結晶粒１２によって磁性
体コア１０が形成されているのが観察された。

【００３３】次に、磁性体コアを匣鉢から網製のバット
内に空け、バット内の磁性体コア１００個を濃度１８wt
％、温度７０℃の塩酸水溶液に入れ、５分間浸漬し、取
り出して充分に水洗し、その後、乾燥させた。そして、
これらの磁性体コアから１００個を抜き取り、そのＬ値
を測定したところ、図１に示す通りであった。

【００３４】また、これらの磁性体コアの１つについ
て、その表面の状態を電子顕微鏡で観察したところ、図
４及び図５に示す通り、結晶粒１２の粒界に沿って溝１
４が形成されているのが観察された。

【００３５】次に、酸洗浄した磁性体コアをバレル研磨
装置内に入れて１０分間研磨した。そして、これらの磁
性体コアから１００個を抜き取り、そのＬ値を測定した
ところ、Ｌ値は図１に示す通りであった。

【００３６】次に、バレル研磨した磁性体コアを超音波
洗浄装置内に入れて５分間超音波洗浄した。そして、こ
れらの磁性体コアから１００個を抜き取り、そのＬ値を
測定したところ、Ｌ値は図１に示す通りであった。

【００３７】比較例１酸洗浄しなかった他は実施例１と同様にして磁性体コア
を製造し、焼成直後、匣鉢空け後、バレル研磨後、超音
波洗浄後における磁性体コアのＬ値を各々測定したとこ
ろ、磁性体コアのＬ値は図６に示す通りであった。

【００３８】実施例１及び比較例１から、図１に示す通
り、実施例１の磁性体コアのＬ値は比較例１の磁性体コ
アのＬ値よりも常に大きいことがわかる。

【００３９】実施例２実施例１と同様にして酸洗浄後の磁性体コアを製造し、
この磁性体コアをバレル研磨装置内に入れ、０分、１０
分，２０分，３０分，４０分，５０分，６０分と研磨
し、各研磨時間ごとに磁性体コアを抜き出してそのＬ値
を測定したところ、図７に示す通りとなった。

【００４０】比較例２酸洗浄をしなかった他は実施例２と同様にしてバレル研
磨の実験をしたところ、各研磨時間ごとのＬ値は図７に
示す通りとなった。

【００４１】実施例２及び比較例２から、図７に示す通
り、実施例２に係る磁性体コアは比較例２による磁性体
コアよりバレル研磨の衝撃によるＬ値の低下が少ないこ
とがわかる。

【００４２】実施例３実施例１と同様にして匣鉢空けした磁性体コアを製造
し、この磁性体コアを１０分間バレル研磨した後に超音
波洗浄し、更に、濃度１８wt％、温度７０℃の塩酸水溶
液に入れ、５分間浸漬し、取り出して充分に水洗し、そ
の後、乾燥させた。そして、この磁性体コアのＬ値を測
定したところ、Ｌ値は図８に示す通りであった。

【００４３】比較例３実施例１で得られた焼成直後の磁性体コアのＬ値、匣鉢
空け直後の磁性体コアのＬ値、バレル研磨直後の磁性体
コア、超音波洗浄直後の磁性体コアのＬ値を各々測定し
たところ、図８に示す通りであった。

【００４４】実施例３及び比較例３から、図８に示す通
り、実施例３に係る磁性体コアのＬ値は比較例３に係る
磁性体コアのＬ値と比較して、焼成直後のＬ値までほゞ
回復していることがわかる。

【００４５】実施例４磁性体コアの表面を腐食させる腐食液として、濃度２０
wt% 、温度８０℃の水酸化ナトリウム水溶液を使用した
他は実施例１と同様の条件で実験をしたところ、実施例
１と同様の結果が得られた。

【００４６】実施例５積層チップインダクタを濃度１８wt％、温度７０℃の塩
酸水溶液に入れ、５分間浸漬し、取り出して充分に水洗
し、その後、乾燥させた。そして、この積層チップイン
ダクタのＬ値について実施例１〜４と同様の実験をした
ところ、実施例１〜４と同様の結果が得られた。

【００４７】

【発明の効果】請求項１〜１６記載の発明によれば、表
面に衝突等の外力が加えられてもＬ値が低下し難い磁性
体コア又はインダクタを提供することができるという効
果がある。

【００４８】更に、請求項９，１４記載の発明によれ
ば、Ｌ値が低下した磁性体コア又はインダクタのＬ値を
回復させることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の各工程における磁性体コアのＬ値の
変化を示すグラフである。

【図２】比較例１の各工程における磁性体コアのＬ値の
変化を示すグラフである。

【図３】実施例１に係る磁性体コアのうちで、焼成直後
の磁性体コアの表面を正面側から電子顕微鏡で見た状態
を模式的に示す説明図である。

【図４】実施例１に係る磁性体コアのうちで、焼成直後
の磁性体コアの表面を断面側から電子顕微鏡で見た状態
を模式的に示す説明図である。

【図５】実施例１に係る磁性体コアのうちで、酸腐食し
た磁性体コアの表面を正面側から電子顕微鏡で見た状態
を模式的に示す説明図である。

【図６】実施例１に係る磁性体コアのうちで、酸腐食し
た磁性体コアの表面を断面側から電子顕微鏡で見た状態
を模式的に示す説明図である。

【図７】実施例２及び比較例２についてバレル研磨の時
間とＬ値との関係を示したグラフである。

【図８】実施例３及び比較例３について、各工程におけ
る磁性体コアのＬ値の変化を示すグラフである。

【符号の説明】

１０磁性体コア１２結晶粒１４溝

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】フェライトの焼結体からなる磁性体から
なり、該磁性体は粒界に沿う溝を表面に有していること
を特徴とする磁性体コア。
【請求項２】前記フェライトがＭｎ−Ｚｎ系フェライ
ト、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライト又はＣｕ−Ｚｎ系フェライ
トであることを特徴とする請求項１記載の磁性体コア。
【請求項３】前記溝の深さが１〜１００μｍであるこ
とを特徴とする請求項１又は２記載の磁性体コア。
【請求項４】フェライトの焼結体からなる磁性体と、
該磁性体の表面又は内部に設けられたコイルとを備え、
該磁性体は粒界に沿う溝を表面に有していることを特徴
とするインダクタ。
【請求項５】前記フェライトがＭｎ−Ｚｎ系フェライ
ト、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライト又はＣｕ−Ｚｎ系フェライ
トであることを特徴とする請求項４記載のインダクタ。
【請求項６】前記溝の深さが１〜１００μｍであるこ
とを特徴とする請求項４又は５記載のインダクタ。
【請求項７】フェライト原料を所定の形状に成形して
焼結させてなる磁性体コアの製造方法において、該焼結
によって得られた磁性体の表面を酸又はアルカリで腐食
させて、粒界に沿う溝を該磁性体の表面に形成させたこ
とを特徴とする磁性体コアの製造方法。
【請求項８】前記磁性体が表面に歪を有していないこ
とを特徴とする請求項７記載の磁性体コアの製造方法。
【請求項９】前記磁性体が表面に歪を有していること
を特徴とする請求項７記載の磁性体コアの製造方法。
【請求項１０】前記フェライト原料がＭｎ−Ｚｎ系フ
ェライト原料、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライト原料又はＣｕ−
Ｚｎ系フェライト原料であることを特徴とする請求項７
〜９記載の磁性体コアの製造方法。
【請求項１１】前記溝の深さが１〜１００μｍである
ことを特徴とする請求項７〜１０記載の磁性体コアの製
造方法。
【請求項１２】フェライトの焼結体からなる磁性体の
表面又は内部にコイルを設けてなるインダクタの製造方
法において、該磁性体の表面の粒界近傍を酸又はアルカ
リで腐食させて、粒界に沿う溝を該磁性体の表面に形成
させたことを特徴とするインダクタの製造方法。
【請求項１３】前記磁性体が表面に歪を有していない
ことを特徴とする請求項１２記載のインダクタの製造方
法。
【請求項１４】前記磁性体が表面に歪を有しているこ
とを特徴とする請求項１２記載のインダクタの製造方
法。
【請求項１５】前記フェライトがＭｎ−Ｚｎ系フェラ
イト、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライト又はＣｕ−Ｚｎ系フェラ
イトであることを特徴とする請求項１２〜１４記載のイ
ンダクタの製造方法。
【請求項１６】前記溝の深さが１〜１００μｍである
ことを特徴とする請求項１２〜１５記載のインダクタの
製造方法。