JPH11204360A

JPH11204360A - フェライトコアの製造方法

Info

Publication number: JPH11204360A
Application number: JP10017763A
Authority: JP
Inventors: Hideki Matsuzawa; 秀樹松沢
Original assignee: Tokin Corp
Current assignee: Tokin Corp
Priority date: 1998-01-14
Filing date: 1998-01-14
Publication date: 1999-07-30

Abstract

(57)【要約】【課題】機械的強度および耐熱衝撃性を向上させ、歩
留向上と信頼性の向上が出来るフェライトコアの製造方
法を供する。【解決手段】ドラム型コア１の圧粉成形体の表面を、
同じ組成の原料粉末のスラリーでコーティングし、成形
体表面にある欠陥部分にこのスラリーが充填され、消滅
または縮小するため、燒結上がりの圧粉成形体の表面は
平滑になり、機械的外力、および熱衝撃による応力が局
所的に集中せず、機械的強度および耐熱衝撃性が改善さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コイル等の磁芯に
用いられる焼結型のフェライトコアの製造方法に関し、
更に、詳しくは、機械的強度及び耐熱衝撃性に優れた焼
結型のフェライトコアの製造方法を提供する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子機器は、半導体の進歩による
部品点数の大幅な減少に伴い、小型化と共に、デジタル
化の推進が著しく、電子機器の高機能化と信頼性が向上
した。

【０００３】反面、機器から発生する伝導ノイズや輻射
ノイズ、あるいは雷サージや静電気等が原因となって、
デジタル機器の誤動作や機能障害を誘引するといった問
題を生じさせている。この対策は、極めて重要であり、
多くの場合、フェライトコア等を用いたインダクタンス
が多用されている。

【０００４】また、小型の要請は、半導体で置き換え難
いインダクタンス素子でも、強く望まれ、改善が進んで
いる。この要請に従って、トランスやコイル等のインダ
クタンス部品も、小型化が進み、特に、その磁芯に用い
られるフェライトコアの小型化が進んでいる。

【０００５】例えば、ノイズ対策には、ドラム型フェラ
イトコアがノイズフィルタとして使用され、電子機器の
電源装置の整流平滑回路等において、リップル電圧に発
生するノイズを除去する目的で使用されている。

【０００６】また、一般のコイルとしては、通信線路や
電子回路において、回路に直列に挿入し、特定の周波数
範囲の信号を阻止したり、並列に挿入して回路のインピ
ーダンスを損なうことなく、直流等を重畳する目的で用
いられる。

【０００７】トランスは、超薄型Ｅ型コアを用いた平面
型トランスや、超小型ポットコアを用いたトランス等が
使用されている。これらのドラム型コア、Ｅ型コア、ポ
ット型コアは、小型化されると同時に、使い方も自動巻
線機による巻線、鍔部や外周面に直接、電極の取り付け
る構造等、使い方にも変化があり、使用条件は、フェラ
イトコアに対して厳しいものになっている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】例えば、ノイズ対策に
用いられるドラム型コアの場合、巻線は、自動化により
施されているが、この際、コアの巻線が施される部分
が、巻線時のテンションにより割れが生じ、歩留が低下
することが問題となっている。

【０００９】このように、ドラム型コア、薄型Ｅ型コ
ア、超小型ポットコア等の磁芯を用いたインダクタで
は、巻線後の線の両端は、コアの端面に引き出された
上、その端面に予め設置されたリードピンに巻き付けた
り、仮固定されたりして、これら端面を溶融半田に浸漬
することにより、巻線のリードピンや外部接続用電極へ
の固定を行い、外部接続端子とすることが行われてい
る。

【００１０】上記のような半田ディップ法は、半田付け
や外部電極の形成を自動化するのに極めて有効な手段で
ある。しかし、作業の能率化のために、最近では、４０
０℃のような高温度の半田浴が用いられるようになって
いる。

【００１１】このような使用法では、フェライトが局部
的に急激に熱膨張し、ひび割れを生じるために、不良率
が高くなり、問題となっている。特に、ニッケルを含有
する高周波用焼結型フェライトコア、例えば、Ｎｉ−Ｚ
ｎフェライトコア、Ｎｉ−Ｚｎ−Ｃｕフェライト等にお
いて、この熱割れが大きな問題となっている。

【００１２】本発明の課題は、機械的強度及び耐熱衝撃
性を向上させ、歩留向上と信頼性の向上ができるフェラ
イトコアの製造方法を供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに、数々の検討を行った結果、本発明は、焼結型のフ
ェライトコアの製造において、成形工程後の圧粉成形体
の表面を同材質の原料粉末より作製したスラリー（泥
漿）でコーティング（塗布）し、これを焼結することに
より、機械的強度及び耐熱衝撃性に優れた焼結型のフェ
ライトコアが得られることを見い出したものである。

【００１４】本発明は、特に、ニッケルを含有する焼結
型のフェライトコアの機械的強度及び耐熱衝撃性を改善
するものであり、このような材料には、一般に、Ｎｉ・
Ｍ・Ｆｅ₂Ｏ₄（ＭはＺｎ，Ｃｕ等の２価の金属）で表さ
れる酸化物焼結体が含まれる。

【００１５】そして、これらのフェライトコアは、高周
波用の磁心等に広い用途を有する。例えば、Ｎｉ−Ｃｕ
−Ｚｎ系の焼結型のフェライトコアは、初透磁率１００
以上の特性を有し、実用上、多用されている。

【００１６】即ち、本発明は、粉末冶金法で、機械的強
度及び耐熱衝撃性の高い焼結型フェライトコアを粉末冶
金法で製造するフェライトコアの製造方法において、原
料粉末を圧粉成形した後、この圧粉成形体の表面に、同
原料粉末で作製したスラリーをコーティングした後、焼
結するフェライトコアの製造方法である。

【００１７】又、本発明は、原料粉末の組成にニッケル
（Ｎｉ）を含有するフェライト粉末を用いたフェライト
コアの製造方法である。

【００１８】又、本発明は、スラリーが、原料粉末、バ
インダ、及び水または有機溶媒のいずれかより構成され
るフェライトコアの製造方法である。

【００１９】又、本発明は、泥漿の濃度が、３０％から
８０％の範囲のスラリーを用いるフェライトコアの製造
方法である。

【００２０】又、本発明は、ドラム型コアを製造するフ
ェライトコアの製造方法である。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて説明する。

【００２２】圧粉成形体の表面には、成形の際に原料粉
末が金型内へ供給される時の充填の不均一さや、金型表
面についている傷等により、気孔や傷等が無数にある。
このような状態のまま焼結を行うと、焼結体には、これ
らの欠陥部分が残留してしまう。このような欠陥部分
は、機械的外力や熱衝撃性による応力が加わった時、応
力が集中しやすくなり、起点となって割れが発生する。

【００２３】また、この欠陥は、大きいものほど、応力
が集中しやすく、起点となりやすいため、大きな欠陥ほ
ど極力消滅させる必要がある。フェライトコアが小型化
されると、小さな欠陥でも、相対的に、この欠陥部分が
問題となりやすい。そのため、小型コアの強度改善で
は、小さな欠陥の解消は、特に、効果が大きい。

【００２４】圧粉成形体の表面を、同じ組成の原料粉末
のスラリーでコーティングすると、成形体表面にある欠
陥部分に、このスラリーが充填され、消滅または縮小す
るため、圧粉成形体の表面は平滑になり、機械的外力、
及び熱衝撃による応力が、局所に集中せず、機械的強度
および耐熱衝撃性が著しく改善される。

【００２５】コーティングするスラリーは、原料粉末と
有機バインダおよび有機溶媒等により構成されるのが望
ましいが、単に、原料粉末と水を混合させて使用しても
同様の効果が得られる。

【００２６】スラリーの濃度は、極端に低いと、欠陥部
分が十分に平滑にならないため、濃度はコーティングで
きる範囲で出来るだけ大きいほうが望ましく、３０〜８
０％が適当である。しかし、これに限定されるものでは
ない。フェライトの原料粉末の粒度やその分布により、
スラリーの濃度も選択される。

【００２７】また、コーティングする層の厚さは、圧粉
成形体の表面が平滑になる程度の厚さであればよく、最
大でも、焼結後の寸法規格を越えない範囲であればよ
い。

【００２８】コーティングの方法は、スプレーによる吹
き付け、その他の塗布や浸漬等のいずれの方法でもかま
わないが、層の厚さに局所的なむらが生じないよう、コ
ーティングされることが良い。特に、本発明の方法は、
小型コアに有効である。

【００２９】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図１に示す
ドラム型フェライトコアについて、説明する。

【００３０】本実施例では、Ｎｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系焼結型
のフェライトを用いる。この系のフェライトは、Ｆｅ₂
Ｏ₃：４７.０〜５０.０ｍｏｌ％、ＮｉＯ：１５〜３５
ｍｏｌ％、ＣｕＯ：１０ｍｏｌ％以下（０を含まず）、
ＺｎＯ：１０〜３３ｍｏｌ％より構成される焼結体が多
く実用化されている。ここでは、代表例として、主成分
組成をＦｅ₂Ｏ₃：４７.５ｍｏｌ％、ＮｉＯ：１５ｍｏ
ｌ％、ＣｕＯ：５.５ｍｏｌ％、ＺｎＯ：３２ｍｏｌ％
とした。

【００３１】（実施例１）図１に示す形状のドラム型コ
アの圧粉成形体を、乾式プレスにより圧粉成形して作っ
た。

【００３２】また、スラリーの作製は、上記ドラム型コ
アの作製に使用したフェライト原料粉末を用い、粉末１
００重量部に対し、ポリビニルブチラール７重量部、エ
チルセロソルブ６０重量部、ブチルフタリルグリコール
酸ブチル１.５重量部を加え、攪拌器にて攪拌して作製
した。

【００３３】このスラリーを、前記ドラム型コアの圧粉
成形体の表面にスプレーにて吹き付け、コーティングを
施した。これを乾燥後、１２００℃で２時間焼結し、ド
ラム型コアの焼結体を得た。

【００３４】このドラム型コアに、自動巻線機を使用
し、線径３ｍｍの銅線を５０回巻線した。その結果、１
００個中、割れの発生は皆無であった。また巻線後のコ
アを、表面温度４００℃の半田槽にコアの鍔部表面を３
秒間ディップした。この場合も１００個試験し、割れの
発生は皆無であった。

【００３５】（実施例２）上記の実施例１と同様のドラ
ム型コアの圧粉成形体を作製した。塗布するスラリーと
して原料粉末と純水を攪拌機にて分散させ、５０％水溶
液としたものを使用した。

【００３６】このスラリーをドラム型コアの圧粉成形体
の表面にスプレーにて吹き付け、コーティングを施し
た。これを乾燥後、１２００℃で２時間焼結し、ドラム
型コアの焼結体を得た。

【００３７】このドラム型コアに、自動巻線機を使用
し、線径３ｍｍの銅線を５０回巻線した。その結果、１
００個中、割れの発生は皆無であった。また、巻線後の
コアを、表面温度４００℃の半田槽に、そのコアの鍔部
表面を３秒間ディップした。この場合も１００個試験
し、割れの発生は皆無であった。

【００３８】（比較例）比較例として、実施例１で作製
したドラム型コアと同じ条件で圧粉成形体を作製し、ス
ラリーのコーティングは行わず、同じ条件で焼結し、ド
ラム型コアを作製した。実施例と同様の条件で巻線を行
った。その結果、１００個中、８個の割れが発生した。
また、実施例１と同様の条件で半田槽にディップを行っ
たところ、１００個中、５３個のコアに割れが発生し
た。

【００３９】（実施例３）次に、縦５０ｍｍ、横１５ｍ
ｍ、高さ６ｍｍの長方形の圧粉成形体を作製し、スラリ
ーのコーティング有、無で焼結体を作製した。

【００４０】この焼結体を用いて、３点曲げ強度試験を
行った。その結果、コーティングを施した焼結体の曲げ
強度は、試験数３０個の平均が３１０ＭＰａであり、コ
ーティングを施さなかった焼結体の曲げ強度は、試験数
３０個の平均が１５２ＭＰａであった。これより、本発
明による製造方法によると、抗折強度が著しく向上した
ことがわかった。

【００４１】以上、実施例は、Ｎｉ含有フェライト粉末
を用いた焼結型のフェライトコアについて説明したが、
Ｍｎ系やＬｉ系など他の組成のフェライトコアにあって
も同様の効果が得られた。

【００４２】

【発明の効果】以上、述べたように、本発明の製造方法
によると、機械的強度および耐熱衝撃性が著しく改善さ
れ、高温半田作業や、機械的取り扱いに適応出来る優れ
た焼結型のフェライトコアが提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例および比較例で用いたドラム型フェライ
トコアを示す図で、図１（ａ）は正面図、図１（ｂ）は
平面図。

【符号の説明】

１ドラム型コア２鍔３胴４リード引き出し溝

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】機械的強度及び耐熱衝撃性の高い焼結型
のフェライトコアを粉末冶金法で製造するフェライトコ
アの製造方法において、原料粉末を圧粉成形した後、こ
の圧粉成形体の表面に、同じ原料粉末で作製したスラリ
ーをコーティングした後、焼結することを特徴とするフ
ェライトコアの製造方法。
【請求項２】原料粉末の組成にニッケル（Ｎｉ）を含
有するフェライト粉末を用いたことを特徴とする請求項
１記載のフェライトコアの製造方法。
【請求項３】スラリーが、原料粉末、バインダ、及び
水または有機溶媒のいずれかより構成されることを特徴
とする請求項１または請求項２に記載のフェライトコア
の製造方法。
【請求項４】スラリーの濃度が３０％から８０％の範
囲であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のい
ずれかに記載のフェライトコアの製造方法。
【請求項５】ドラム型コアを製造することを特徴とす
る請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のフェライ
トコアの製造方法。