專(zhuān)利名稱(chēng)：：平衡－不平衡變壓器用鐵心材料、鐵心及變壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及平衡-不平衡變壓器用鐵心材料、將該材料成形后通過(guò)燒制獲得的平衡-不平衡變壓器用鐵心、以及能在600MHz以上的頻帶使用的平衡-不平衡變壓器。平衡-不平衡變壓器(取BalancetoUnBalancetransformer的字頭，簡(jiǎn)稱(chēng)BALUN)是平滑地進(jìn)行不平衡電路和平衡電路的連接用的變換零件，被用于各種電子儀器、例如通信電路內(nèi)的天線部分等。而且，近年來(lái)隨著電子儀器的小型化、高頻化，電子儀器的構(gòu)成零件中與此相對(duì)應(yīng)的零件也是不可缺的，平衡-不平衡變壓器也不例外。平衡-不平衡變壓器通常是這樣制成的，即將由金屬制成的導(dǎo)線在圓環(huán)狀或螺線管狀的平衡-不平衡變壓器用鐵心上繞雙線制線圈(雙線無(wú)感線圈)構(gòu)成的。作為平衡-不平衡變壓器用鐵心，可以使用將具有導(dǎo)磁率的平衡-不平衡變壓器用鐵心材料、例如作為氧化物磁性體的尖晶石型Ni-Cu-Zn鐵氧體成形后燒成的鐵心。尖晶石型Ni-Cu-Zn鐵氧體電阻率較高，除了用作平衡-不平衡變壓器用鐵心材料外，還非常多地被用于高頻線圈等各種電子零件?？墒?，含有Ni-Cu-Zn鐵氧體的尖晶石型鐵氧體的導(dǎo)磁率具有頻率特性，在比鐵氧體開(kāi)始共振的頻率高的頻帶，導(dǎo)磁率減少，不能獲得作為作平衡-不平衡變壓器的充分的特性，存在不能適應(yīng)于平衡-不平衡變壓器的高頻化的問(wèn)題。因此，可以考慮通過(guò)降低尖晶石型鐵氧體的導(dǎo)磁率，使開(kāi)始共振的頻率向高頻側(cè)移動(dòng)，降低共振損失，制成可在高頻下使用的平衡-不平衡變壓器?？墒?，鐵氧體有稱(chēng)為“蛇形極限線”的理論，不可能將開(kāi)始共振的頻率提高到超過(guò)該極限的高頻帶，還不能實(shí)現(xiàn)在高頻帶表現(xiàn)出良好特性的平衡-不平衡變壓器。本發(fā)明的目的在于著眼于該問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)可制造能在600MHz以上的高頻帶使用的高性能的平衡-不平衡變壓器用的平衡-不平衡變壓器用鐵心材料和平衡-不平衡變壓器用鐵心、以及能在600MHz以上的高頻帶使用的平衡-不平衡變壓器。即，本發(fā)明的平衡-不平衡變壓器用鐵心材料是含有非磁性體的材料。這樣的平衡-不平衡變壓器用鐵心材料由于所含有的非磁性體沒(méi)有導(dǎo)磁率，所以不受現(xiàn)有的尖晶石型鐵氧體在高頻帶導(dǎo)磁率降低的頻率特性的影響。另外，本發(fā)明的平衡-不平衡變壓器用鐵心由將含有非磁性體的平衡-不平衡變壓器用鐵心材料成形后燒制成的燒結(jié)體構(gòu)成。這樣的平衡-不平衡變壓器用鐵心是沒(méi)有導(dǎo)磁率的電阻率高的鐵心。再者，本發(fā)明的平衡-不平衡變壓器是將線圈繞在將含有非磁性體的平衡-不平衡變壓器用鐵心材料成形后燒制成的燒結(jié)體構(gòu)成的平衡-不平衡變壓器用鐵心上而成的。這樣的平衡-不平衡變壓器在使用現(xiàn)有的尖晶石型鐵氧體的平衡-不平衡變壓器中發(fā)生特性下降的600MHz以上的高頻帶具有優(yōu)異的特性，開(kāi)辟了通向由其小型高特性化導(dǎo)致的芯片化的可能性。附圖的簡(jiǎn)單說(shuō)明圖1是表示本發(fā)明的平衡-不平衡變壓器之一例的平面圖。圖2是表示本發(fā)明的平衡-不平衡變壓器的另一例的平面圖。圖3是表示本發(fā)明的平衡-不平衡變壓器的另一例的透視圖。圖4是表示實(shí)施例中的平衡-不平衡變壓器用鐵心的形狀的透視圖。圖5是表示實(shí)施例中的插入損失的測(cè)定電路的電路圖。圖6是表示實(shí)施例中的平衡-不平衡變壓器的插入損失的測(cè)定結(jié)果的曲線圖。以下說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。平衡-不平衡變壓器用鐵心材料首先說(shuō)明本發(fā)明的平衡-不平衡變壓器用鐵心材料。本發(fā)明的平衡-不平衡變壓器用鐵心材料的特征在于含有非磁性體。作為本發(fā)明中使用的非磁性體可以舉出氧化鋁、氧化鐵、鎂橄欖石、玻璃等。在上述的非磁性體中，作為氧化鋁可以使用α-氧化鋁粉末，另外還可以使用以α-氧化鋁粉末為主要成分、含有β-氧化鋁粉末及γ-氧化鋁粉末等一種或兩種以上的材料。另外，作為氧化鐵可以使用Fe2O3粉末、Fe3O4(四氧化三鐵)粉末等一種或兩種以上的組合。這些非磁性體的平均顆粒直徑最好的0．1～30μm的范圍內(nèi)。另外，本發(fā)明的平衡-不平衡變壓器用鐵心材料也可以是與上述的非磁性體一起含有后文所述的粘合劑的材料。在此情況下，平衡-不平衡變壓器用鐵心材料中的非磁性體的含有量最好在90重量％以上。平衡-不平衡變壓器用鐵心其次說(shuō)明本發(fā)明的平衡-不平衡變壓器用鐵心。本發(fā)明的平衡-不平衡變壓器用鐵心是將上述本發(fā)明的平衡-不平衡變壓器用鐵心材料和粘合劑混合、成形為規(guī)定的形狀后，在高溫下燒制成的。作為燒結(jié)體的平衡-不平衡變壓器用鐵心的密度例如采用氧化鋁作為非磁性體時(shí)，為3．5～4．3g／cc，最好在3．8～4．0g／cc的范圍內(nèi)，采用氧化鐵作為非磁性體時(shí)，為4．2～5．3g／cc，最好在4．5～5．0g／cc的范圍內(nèi)。另外，平衡-不平衡變壓器用鐵心的導(dǎo)磁率ε最好在9～23的范圍內(nèi)。作為上述的粘合劑可以使用聚乙烯醇(PVA)、聚乙二醇(PEG)等的水溶液或水。還能使用兩種以上聚合度不同的PVA的混合物。呈水溶液時(shí)的PVA等的固態(tài)成分的比例最好在0．5～15重量％的范圍內(nèi)。這樣的粘合劑和平衡-不平衡變壓器用鐵心材料的混合比例可以這樣設(shè)定，例如將平衡-不平衡變壓器用鐵心材料的重量百分比作為100，使粘合劑的重量百分比在1～15的范圍內(nèi)。另外，粘合劑也可以在0～2．0重量％的范圍內(nèi)含有羧酸系列及磺酸系列等的分散劑一種以上。再者，如上所述，在平衡-不平衡變壓器用鐵心材料含有粘合劑的情況下，在還混合粘合劑時(shí)，將平衡-不平衡變壓器用鐵心材料中的非磁性體的重量百分比作為100，最好使粘合劑的重量百分比在1～15的范圍內(nèi)混合。本發(fā)明的平衡-不平衡變壓器用鐵心的形狀可以是圓環(huán)狀、螺線管狀、雙環(huán)狀等與現(xiàn)有的平衡-不平衡變壓器用鐵心相同的形狀。本發(fā)明的平衡-不平衡變壓器用鐵心沒(méi)有導(dǎo)磁率，電阻率在106Ω·cm以上，與采用尖晶石型Ni-Cu-Zn鐵氧體的現(xiàn)有的平衡-不平衡變壓器用鐵心相同。在平衡-不平衡變壓器用鐵心的電阻率低的情況下(104Ω·cm以下)，鐵心和線圈之間、以及鐵心的電極之間的絕緣沒(méi)有保證，這種情況不好。平衡-不平衡變壓器其次說(shuō)明本發(fā)明的平衡-不平衡變壓器。本發(fā)明的平衡-不平衡變壓器是將由金屬制成的導(dǎo)線在上述本發(fā)明的平衡-不平衡變壓器用鐵心上繞制雙線線圈(雙線無(wú)感線圈)構(gòu)成的。圖1～圖3示出了本發(fā)明的平衡-不平衡變壓器的實(shí)施形態(tài)。圖1所示的本發(fā)明的平衡-不平衡變壓器1是將雙股線3繞在圓環(huán)狀的本發(fā)明的平衡-不平衡變壓器用鐵心2上制成線圈構(gòu)成的，圖2所示的本發(fā)明的平衡-不平衡變壓器11是將同軸線13繞在圓環(huán)狀的本發(fā)明的平衡-不平衡變壓器用鐵心12上制成線圈構(gòu)成的。另外，圖3所示的本發(fā)明的平衡-不平衡變壓器21是將同軸線23如圖所示地配置在備有貫通孔22a、22b的雙環(huán)狀的本發(fā)明的平衡-不平衡變壓器用鐵心22上制成線圈構(gòu)成的。本發(fā)明的平衡-不平衡變壓器的線圈數(shù)可以根據(jù)平衡-不平衡變壓器的使用目的、平衡-不平衡變壓器用鐵心的形狀、所使用的導(dǎo)線等適當(dāng)?shù)卦O(shè)定，例如可以為1～3圈左右。實(shí)施例其次，示出本發(fā)明的具體實(shí)施例，更詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明。(平衡-不平衡變壓器用鐵心(試樣1～3)的制作)首先，使用由作為非磁性體的α-氧化鋁粉末(平均粒徑為0．5μm)構(gòu)成的平衡-不平衡變壓器用鐵心材料，調(diào)制成如下組成的糊劑，如圖4所示，利用該糊劑用兩個(gè)塊體34連接3個(gè)塊體33a、33a、33b形成E形的平衡-不平衡變壓器用鐵心32、以及盤(pán)形的試驗(yàn)片(成形壓力為1t／cm2)，在下面的表1所示的溫度下，在空氣氣氛中燒制2小時(shí)。糊劑的組成·平衡-不平衡變壓器用鐵心材料…90重量％·粘合劑量…10重量％(聚乙烯醇(クラレ(株)制PVA124)6％水溶液)測(cè)定了所得到的平衡-不平衡變壓器用鐵心(試樣1～3)的密度、介電常數(shù)及電阻率，如下表1所示。另外，用下述方法測(cè)定了介電常數(shù)和電阻率。介電常數(shù)的測(cè)定方法將In-Ga電極設(shè)在盤(pán)形的試驗(yàn)片的端面上，用LCR表(ヒュ-レットパッカ-ド公司制4275A)測(cè)定1MHz的容量，根據(jù)試樣的外形尺寸算出介電常數(shù)。電阻率的測(cè)定方法將In-Ga電極設(shè)在盤(pán)形的試驗(yàn)片的端面上，用絕緣電阻計(jì)(東亞電波工業(yè)(株)制SUPERMEGOHMMETERSM-5E)測(cè)定絕緣電阻，根據(jù)試樣的外形尺寸算出電阻率。表1<tablesid="table1"num="001"><table>試樣燒制溫度(℃)密度(g／cc)介電常數(shù)ε電阻率(Ω·cm)試樣112003．89．42×1010試樣212503．99．63×1010試樣313004．09．85×1010</table></tables>確認(rèn)了平衡-不平衡變壓器用鐵心(試樣1～3)的密度都在3．8～4．0g／cc的范圍內(nèi)，介電常數(shù)ε都在9～10的范圍內(nèi)，電阻率都在1010Ω·cm數(shù)量級(jí)。(平衡-不平衡變壓器用鐵心(試樣4～7)的制作)另外，使用由作為非磁性體的氧化鐵粉末(Fe2O3粉末，平均粒徑為0．8μm)構(gòu)成的平衡-不平衡變壓器用鐵心材料，調(diào)制成如下組成的糊劑，如圖4所示，利用該糊劑用兩個(gè)塊體34連接3個(gè)塊體33a、33a、33b形成E形的平衡-不平衡變壓器用鐵心32、以及盤(pán)形的試驗(yàn)片(成形壓力為1t／cm2)，在下面的表2所示的溫度下，在空氣氣氛中燒制2小時(shí)。糊劑的組成·平衡-不平衡變壓器用鐵心材料…90重量％·粘合劑量…10重量％(聚乙烯醇(クテし(株)制PVAl24)6％水溶液)與上述相同，測(cè)定了所得到的平衡-不平衡變壓器用鐵心(試樣4～7)的密度、介電常數(shù)及電阻率，如下表2所示。表2<tablesid="table2"num="002"><table>試樣燒制溫度(℃)密度(g／cc)介電常數(shù)ε電阻率(Ω·cm)試樣410404．517．43×108試樣510604．718．11×109試樣610804．920．75×109試樣711005．022．96×109</table></tables>確認(rèn)了平衡-不平衡變壓器用鐵心(試樣4～7)的密度都在4．5-5．0g／cc的范圍內(nèi)，介電常數(shù)ε都在17～23的范圍內(nèi)，電阻率都在107～1010Ω·cm的范圍內(nèi)。(平衡-不平衡變壓器用鐵心(比較試樣)的制作)另外，作為比較，制作了圖4所示的E形的平衡-不平衡變壓器用鐵心32(比較試樣)，即，按照氧化物的換算組成(摩爾％)，分別稱(chēng)量NiO、CuO、ZnO、Fe2O3，獲得42NiO·4CuO·6ZnO·48Fe2O3，用球磨機(jī)進(jìn)行濕式配合后，在900℃的溫度下，在空氣氣氛中暫時(shí)燒制2小時(shí)，然后，用球磨機(jī)進(jìn)行濕式粉碎，作為由尖晶石型Ni-Cu-Zn鐵氧體構(gòu)成的平衡-不平衡變壓器用鐵心材料，采用該平衡-不平衡變壓器用鐵心材料，與上述同樣地調(diào)制糊劑，制作了圖4所示的E形的平衡-不平衡變壓器用鐵心32(比較試樣)。(平衡-不平衡變壓器的制作)其次，將雙股線繞在試樣2(使用α-氧化鋁粉末)、試樣6(使用Fe2O3粉末)及比較試樣的E形平衡-不平衡變壓器用鐵心的塊體上，制成線圈(1圈)，構(gòu)成平衡-不平衡變壓器，用圖5所示的測(cè)定電路，使用網(wǎng)絡(luò)分析器(ヒェ-しットバツカ-ド公司制HP-8753)測(cè)定所制作的平衡-不平衡變壓器的插入損失，將結(jié)果示于圖6。另外，為了提高測(cè)定精度，圖5所示的測(cè)定電路將所制作的平衡-不平衡變壓器連接成兩個(gè)串聯(lián)的形式，所以圖6所示的插入損失成為2倍的值。因此，在圖6中，插入損失為-3dB的情況下，1個(gè)平衡-不平衡變壓器的插入損失變?yōu)?1．5dB，插入損失越接近0dB，平衡-不平衡變壓器的特性越好。如圖6所示，能獲得-5dB以上的插入損失的頻帶，在本發(fā)明的平衡-不平衡變壓器試樣2的情況下，為580MHz～2GHz，在平衡-不平衡變壓器試樣6的情況下，為700MHz～2．8GHz，另外，能獲得-2dB以上的插入損失的頻帶，在本發(fā)明的平衡-不平衡變壓器試樣2的情況下，為850MHz～1．4GHz，在平衡-不平衡變壓器試樣6的情況下，為1．1～2．5GHz，與比較試樣的平衡-不平衡變壓器相比，在高頻帶的插入損失大幅度地減少，已被確認(rèn)能在600Mhz以上的高頻帶使用。權(quán)利要求1．一種平衡-不平衡變壓器用鐵心材料，其特征在于含有非磁性體。2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的平衡-不平衡變壓器用鐵心材料，其特征在于上述非磁性體是氧化鋁。3．根據(jù)權(quán)利要求2所述的平衡-不平衡變壓器用鐵心材料，其特征在于氧化鋁的含量在90重量％以上。4．根據(jù)權(quán)利要求1所述的平衡-不平衡變壓器用鐵心材料，其特征在于上述非磁性體是氧化鐵。5．根據(jù)權(quán)利要求4所述的平衡-不平衡變壓器用鐵心材料，其特征在于氧化鐵的含量在90重量％以上。6．一種平衡-不平衡變壓器用鐵心，由將平衡-不平衡變壓器用鐵心材料成形后燒制而成的燒結(jié)體構(gòu)成，其特征在于平衡-不平衡變壓器用鐵心材料含有非磁性體。7．根據(jù)權(quán)利要求6所述的平衡-不平衡變壓器用鐵心，其特征在于上述非磁性體是氧化鋁。8．根據(jù)權(quán)利要求7所述的平衡-不平衡變壓器用鐵心，其特征在于氧化鋁的含量在90重量％以上。9．根據(jù)權(quán)利要求7所述的平衡-不平衡變壓器用鐵心，其特征在于燒結(jié)體的密度在3．5-4．3g／cc的范圍內(nèi)。10．根據(jù)權(quán)利要求7所述的平衡-不平衡變壓器用鐵心，其特征在于燒結(jié)體的密度在3．8～4．0g／cc的范圍內(nèi)。11．根據(jù)權(quán)利要求6所述的平衡-不平衡變壓器用鐵心，其特征在于上述非磁性體是氧化鐵。12．根據(jù)權(quán)利要求11所述的平衡-不平衡變壓器用鐵心，其特征在于氧化鐵的含量在90重量％以上。13．根據(jù)權(quán)利要求11所述的平衡-不平衡變壓器用鐵心，其特征在于燒結(jié)體的密度在4．2～5．3g／cc的范圍內(nèi)。14．根據(jù)權(quán)利要求11所述的平衡-不平衡變壓器用鐵心，其特征在于燒結(jié)體的密度在4．5～5．0g／cc的范圍內(nèi)。15．一種平衡-不平衡變壓器，將線圈繞在平衡-不平衡變壓器用鐵心上構(gòu)成，其特征在于平衡-不平衡變壓器用鐵心是由將含有非磁性體的平衡-不平衡變壓器用鐵心材料成形后燒制而成的燒結(jié)體構(gòu)成的平衡-不平衡變壓器用鐵心。16．根據(jù)權(quán)利要求15所述的平衡-不平衡變壓器，其特征在于上述非磁性體是氧化鋁。17．根據(jù)權(quán)利要求16所述的平衡-不平衡變壓器，其特征在于氧化鋁的含量在90重量％以上。18．根據(jù)權(quán)利要求16所述的平衡-不平衡變壓器，其特征在于燒結(jié)體的密度在3．5～4．3g／cc的范圍內(nèi)。19．根據(jù)權(quán)利要求16所述的平衡-不平衡變壓器，其特征在于燒結(jié)體的密度在3．8～4．0g／cc的范圍內(nèi)。20．根據(jù)權(quán)利要求16所述的平衡-不平衡變壓器，其特征在于在580MHz～2GHz的頻帶內(nèi)能獲得-5dB以上的插入損失。21．根據(jù)權(quán)利要求15所述的平衡-不平衡變壓器，其特征在于上述非磁性體是氧化鐵。22．根據(jù)權(quán)利要求21所述的平衡-不平衡變壓器，其特征在于氧化鐵的含量在90重量％以上。23．根據(jù)權(quán)利要求21所述的平衡-不平衡變壓器，其特征在于燒結(jié)體的密度在4．2～5．3g／cc的范圍內(nèi)。24．根據(jù)權(quán)利要求21所述的平衡-不平衡變壓器，其特征在于燒結(jié)體的密度在4．5～5．0g／cc的范圍內(nèi)。25．根據(jù)權(quán)利要求21所述的平衡-不平衡變壓器，其特征在于在700MHz～2．8GHz的頻帶內(nèi)能獲得-5dB以上的插入損失。全文摘要由于使平衡－不平衡變壓器用鐵心材料不具有導(dǎo)磁率、而含有非磁性體,所以即使在高頻帶也不受導(dǎo)磁率的頻率特性的影響,將這樣的平衡－不平衡變壓器用鐵心材料成形后燒制而成的平衡－不平衡變壓器用鐵心不具有導(dǎo)磁率且電阻率高,將線圈繞在該平衡－不平衡變壓器用鐵心上制成的平衡－不平衡變壓器是一種能在600Mhz以上的高頻帶使用的高性能的平衡－不平衡變壓器。文檔編號(hào)C04B35/26GK1204130SQ9811479公開(kāi)日1999年1月6日申請(qǐng)日期1998年6月17日優(yōu)先權(quán)日1997年6月17日發(fā)明者柿沼制,佐藤孝輝,伊藤綱,鬼雅広申請(qǐng)人:Tdk株式會(huì)社