磁性材料介绍
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TAI-TECH Advanced Electronics Co., Ltd.
NO. 1, YOU 4TH ROAD, YOUTH INDUSTRIAL DISTRICT, YANG-MEI, TAO-YUAN HSIEN, TAIWAN, R.O.C.
磁性材料之種類
硬磁 ◙ 軟磁 ◙ 磁記錄 ◙ 磁光
TAI-TECH Advanced Electronics Co., Ltd.
NO. 1, YOU 4TH ROAD, YOUTH INDUSTRIAL DISTRICT, YANG-MEI, TAO-YUAN HSIEN, TAIWAN, R.O.C.
軟磁材料
軟磁材料區分： 1.金屬系列材料 ----- 電阻係數小， 低頻使用。 2.壓粉系列材料 ----- 電阻係數小， 中低頻使用。
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軟磁鐵氧體的應用
特性 用途 通信用線圈 頻率 (MHz) 0.001~1 鐵氧體種類 錳鋅,鎳鋅 形 茶壺形 狀 要求磁特性 低損失,溫度係數,安定度
生產二處處長：黃紹雄 hshwung@tai-tech.com.tw 日期:2009年02月20日
目錄
1.前言
2.磁性材料種類簡介
3.軟磁技術簡介
4.軟磁元件未來發展方向 5.軟磁相關測試標準 6.軟磁鐵芯製程簡介
TAI-TECH Advanced Electronics Co., Ltd.
NO. 1, YOU 4TH ROAD, YOUTH INDUSTRIAL DISTRICT, YANG-MEI, TAO-YUAN HSIEN, TAIWAN, R.O.C.
Ni-Zn系(鎳鋅)
I、 μ> 1000
：使用於1至300MHz之寬頻帶 變壓器，或濾波器等。 II、μ= 500~1000 ：使用於頻率在5~300MHz間之 大功率變壓器、偏向軛、濾波器等。 III、μ= 160~490 ：用於中波到長波段之天線棒， 500kHz~5MHz之功率變壓器， 峰化線圈等。 IV、μ= 70~150 ：短波用天線棒，2~20MHz之電 感，2~30MHz之功率變壓器等。 V、 μ= 35~65 ： 10~40MHz左右之電感 VI、μ= 12~30 ：20~60MHz左右之電感 VII、μ< 10 ：30MHz以上之電感
TAI-TECH Advanced Electronics Co., Ltd.
NO. 1, YOU 4TH ROAD, YOUTH INDUSTRIAL DISTRICT, YANG-MEI, TAO-YUAN HSIEN, TAIWAN, R.O.C.
Mn-Zn系(錳鋅)
I、 μ= 500~2500 ：適用至200kHz之電感，最高至 2MHz。如天線棒。 II、μ= 1.5k~10k ：適用於寬頻帶變壓器及低功率脈 波變壓器，使用頻率在1MHz以下。 III、μ= 1k~3k ：高功率、高飽和磁束密度之FBT 、 偏向軛及功率變壓器，頻率範圍於 100kHz左右。
由來
軟磁鐵芯的發明，始於19世紀末，研究的人非常少。 日本約在1932年，由加藤和武井兩位先生在東京工 業大學，發明了實用的軟磁鐵芯，因為使用Ferrite 為高周波的通信工業沒有多大進步，銷路很有限， 研究就中斷，由於通信技術的進步，Ferrite的應用 領域被開發，以荷蘭的飛利浦公司為中心，研究有 了很大的進步，但是，TDK隨後在市川設立中央研 究所，致力於磁性材料的研究，現在，不但在日本， 在世界上也是有名的Ferrite 製造者。
導磁率,低損失,安定度 高導磁率,高飽和磁束密度
低損失,安定度,電感值可變 高導磁率 低磁損,高飽和磁束密度 低磁損,高飽和磁束密度 高密度,高飽和磁束密度 高密度,高飽和磁束密度 尺寸精度,低磁損
0.015~0.065 錳鋅 0.025~0.5 0.001~10 0.001~10 錳鋅 錳鋅 錳鋅,鎳鋅
◙
TAI-TECH Advanced Electronics Co., Ltd.
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硬磁材料
硬磁材料區分：
1.金屬磁石-----鋁鎳鈷、 鐵鉻鈷 2.稀土類磁石—釤鈷、釹鐵硼 3.鐵氧磁石-----鋇系、鍶系 4.複合磁石-----鐵氧、釤鈷
磁性材料介紹
TAI-TECH Advanced Electronics Co., Ltd.
NO. 1, YOU 4TH ROAD, YOUTH INDUSTRIAL DISTRICT, YANG-MEI, TAO-YUAN HSIEN, TAIWAN, R.O.C. TEL: +886-3-4641148 FAX: +886-3-4643565 http://www.tai-tech.com.tw
◆
Mg-Zn 系(鎂鋅) Mn-Zn 系(錳鋅)
◆N
◆
TAI-TECH Advanced Electronics Co., Ltd.
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3.氧化物系列材料--- 電阻係數大， 中高頻使用。
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磁光記錄媒體
磁光記錄媒體材料區分： 1.單晶體材料---以柘榴石系為主 2.多晶體材料---以錳鉍系為主
3.非晶材料------以稀土-過渡合金為代表
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軟磁材料分類
分 類 名 電磁軟鐵(Iron) 矽鋼(Silicon Steel) 金 坡莫合金(Permalloy) 屬 超級坡莫合金 鐵 (Supermalloy) 芯 鈷鐵合金(Permendur) 非晶質合金 (Amorphous) 錳鋅系鐵氧體 Mn-Zn Ferrite 鎳鋅系鐵氧體 Ni-Zn Ferrite 銅鎂鋅系鐵氧體 Cu-Mg-Zn Ferrite 稱 材 料 導磁率 ~150 ~1800 ~20000 ~100000 ~800 ~100000 Bs(高斯) 21400 20000 16000 7800 24500 15000 fmax ~500kHz ~10kHz ~30kHz ~30kHz ~30kHz ~1MHz 特 點 高導磁率 高磁束密度 低電阻 宜低頻使用
天線用線圈 通信用變壓器
中週波變壓器 脈沖變壓器 馳緩式變壓器 交換式變壓器 錄影機磁頭 電腦用磁頭 偏向軛
0.1~300 0.4~20
~1 0.001~0.1
鎳鋅,鎂銅鋅 鎳鋅,鎂銅鋅
鎳鋅,鎳銅鋅 錳鋅
圓棒形,平板形 茶壺形,E形
線軸形,螺絲形 圓環形,E形 U形 E形,茶壺形 U形 U形 喇叭形,圓環形
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氧化物材料
鐵氧磁體(Ferrite)
◆C
u-Zn 系(銅鋅) i -Zn 系(鎳鋅)
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表面粘著元件之電感
SMD電感
(a)
源自文库(b)
(c)
Fe Si-Fe Ni-Fe Ni-Fe Co-Fe Fe(Ni,Co)
氧 化 物 鐵 芯
Mn,Zn,Fe
Ni,Zn,Fe
1000~18000
15~1000
~5000
~3000
~1MHz
~100MHz
低導磁率 高磁束密度 低損失 宜中高頻使用
Cu,Mg,Zn,Fe
~10
~2000
~200MHz
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0.015~0.065 錳鋅,錳鎂鋅
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鐵芯的形狀
前言 磁性材料是從民生到高科技產業，從電 子產品到醫療技術所依賴的基礎，也與 我們的日常生活息息相關，涵蓋例如變 壓器、磁浮列車、音響、…等產品，到 二十世紀末期磁性技術突飛猛進，例如 超高能量永久磁石(釹鐵硼)、高溫超導 、超巨磁電阻、…等於十幾年內繽紛登 場。因此磁性技術可以說是我國產業升 級不可或缺的憑藉之一!
磁記錄材料
磁記錄材料區分： 1.磁性粉末---水平記錄、垂直記錄 2.磁性薄膜---水平磁化膜、垂直磁化膜
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軟磁元件未來發展方向
方 向
小型化之考量
產
品
主 要 效 果
1.高頻化 2.薄型化產品 3.高密度 4.低磁漏,低雜訊
1.高電感量 2.高頻化 3.低損失化 4.降低銅損,增加繞線空間 1.降低磁漏 2.雜訊濾波 3.磁場遮蔽 1.提高效率 2.穩定品質
1.超薄型鐵芯 2.印刷線圈 3.SMD變壓器 4.SMD電感器
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技術來源
1.TDK材料技術為底,自行研發Mn-Zn,Ni-Zn粉末,Bead,Inductor粉末
表 面 粘 著 元 件 ( S M D ) 之 電 感 有 三 種 型 態：
(a) 繞 線 型，無 磁 蔽 的 線 圈
(b) 繞 線 型，有 磁 蔽 的 線 圈 (c) 積 層 型 線 圈
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2.工研院工材所合作關係 1996~1997 軟磁鐵芯錳鋅製程技術移轉 1997~1998 積層晶片磁珠製程技術提昇輔導 1998~1999 高頻晶片電感製程技術移轉 1999~2000 積層晶片電源模組製程技術移轉 2000~2001 積層晶片高導磁率材料配方技術移轉 2003~2004 鎳鋅耐大電流電感材料配方技術移轉 2004~2005 金屬鐵芯材料製程技術移轉 2006~2007 綠色無鉛晶片材料技術移轉
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磁性材料之種類
硬磁 ◙ 軟磁 ◙ 磁記錄 ◙ 磁光
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軟磁材料
軟磁材料區分： 1.金屬系列材料 ----- 電阻係數小， 低頻使用。 2.壓粉系列材料 ----- 電阻係數小， 中低頻使用。
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軟磁鐵氧體的應用
特性 用途 通信用線圈 頻率 (MHz) 0.001~1 鐵氧體種類 錳鋅,鎳鋅 形 茶壺形 狀 要求磁特性 低損失,溫度係數,安定度
生產二處處長：黃紹雄 hshwung@tai-tech.com.tw 日期:2009年02月20日
目錄
1.前言
2.磁性材料種類簡介
3.軟磁技術簡介
4.軟磁元件未來發展方向 5.軟磁相關測試標準 6.軟磁鐵芯製程簡介
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Ni-Zn系(鎳鋅)
I、 μ> 1000
：使用於1至300MHz之寬頻帶 變壓器，或濾波器等。 II、μ= 500~1000 ：使用於頻率在5~300MHz間之 大功率變壓器、偏向軛、濾波器等。 III、μ= 160~490 ：用於中波到長波段之天線棒， 500kHz~5MHz之功率變壓器， 峰化線圈等。 IV、μ= 70~150 ：短波用天線棒，2~20MHz之電 感，2~30MHz之功率變壓器等。 V、 μ= 35~65 ： 10~40MHz左右之電感 VI、μ= 12~30 ：20~60MHz左右之電感 VII、μ< 10 ：30MHz以上之電感
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Mn-Zn系(錳鋅)
I、 μ= 500~2500 ：適用至200kHz之電感，最高至 2MHz。如天線棒。 II、μ= 1.5k~10k ：適用於寬頻帶變壓器及低功率脈 波變壓器，使用頻率在1MHz以下。 III、μ= 1k~3k ：高功率、高飽和磁束密度之FBT 、 偏向軛及功率變壓器，頻率範圍於 100kHz左右。
由來
軟磁鐵芯的發明，始於19世紀末，研究的人非常少。 日本約在1932年，由加藤和武井兩位先生在東京工 業大學，發明了實用的軟磁鐵芯，因為使用Ferrite 為高周波的通信工業沒有多大進步，銷路很有限， 研究就中斷，由於通信技術的進步，Ferrite的應用 領域被開發，以荷蘭的飛利浦公司為中心，研究有 了很大的進步，但是，TDK隨後在市川設立中央研 究所，致力於磁性材料的研究，現在，不但在日本， 在世界上也是有名的Ferrite 製造者。
導磁率,低損失,安定度 高導磁率,高飽和磁束密度
低損失,安定度,電感值可變 高導磁率 低磁損,高飽和磁束密度 低磁損,高飽和磁束密度 高密度,高飽和磁束密度 高密度,高飽和磁束密度 尺寸精度,低磁損
0.015~0.065 錳鋅 0.025~0.5 0.001~10 0.001~10 錳鋅 錳鋅 錳鋅,鎳鋅
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硬磁材料
硬磁材料區分：
1.金屬磁石-----鋁鎳鈷、 鐵鉻鈷 2.稀土類磁石—釤鈷、釹鐵硼 3.鐵氧磁石-----鋇系、鍶系 4.複合磁石-----鐵氧、釤鈷
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◆
Mg-Zn 系(鎂鋅) Mn-Zn 系(錳鋅)
◆N
◆
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3.氧化物系列材料--- 電阻係數大， 中高頻使用。
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磁光記錄媒體
磁光記錄媒體材料區分： 1.單晶體材料---以柘榴石系為主 2.多晶體材料---以錳鉍系為主
3.非晶材料------以稀土-過渡合金為代表
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軟磁材料分類
分 類 名 電磁軟鐵(Iron) 矽鋼(Silicon Steel) 金 坡莫合金(Permalloy) 屬 超級坡莫合金 鐵 (Supermalloy) 芯 鈷鐵合金(Permendur) 非晶質合金 (Amorphous) 錳鋅系鐵氧體 Mn-Zn Ferrite 鎳鋅系鐵氧體 Ni-Zn Ferrite 銅鎂鋅系鐵氧體 Cu-Mg-Zn Ferrite 稱 材 料 導磁率 ~150 ~1800 ~20000 ~100000 ~800 ~100000 Bs(高斯) 21400 20000 16000 7800 24500 15000 fmax ~500kHz ~10kHz ~30kHz ~30kHz ~30kHz ~1MHz 特 點 高導磁率 高磁束密度 低電阻 宜低頻使用
天線用線圈 通信用變壓器
中週波變壓器 脈沖變壓器 馳緩式變壓器 交換式變壓器 錄影機磁頭 電腦用磁頭 偏向軛
0.1~300 0.4~20
~1 0.001~0.1
鎳鋅,鎂銅鋅 鎳鋅,鎂銅鋅
鎳鋅,鎳銅鋅 錳鋅
圓棒形,平板形 茶壺形,E形
線軸形,螺絲形 圓環形,E形 U形 E形,茶壺形 U形 U形 喇叭形,圓環形
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氧化物材料
鐵氧磁體(Ferrite)
◆C
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表面粘著元件之電感
SMD電感
(a)
源自文库(b)
(c)
Fe Si-Fe Ni-Fe Ni-Fe Co-Fe Fe(Ni,Co)
氧 化 物 鐵 芯
Mn,Zn,Fe
Ni,Zn,Fe
1000~18000
15~1000
~5000
~3000
~1MHz
~100MHz
低導磁率 高磁束密度 低損失 宜中高頻使用
Cu,Mg,Zn,Fe
~10
~2000
~200MHz
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0.015~0.065 錳鋅,錳鎂鋅
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鐵芯的形狀
前言 磁性材料是從民生到高科技產業，從電 子產品到醫療技術所依賴的基礎，也與 我們的日常生活息息相關，涵蓋例如變 壓器、磁浮列車、音響、…等產品，到 二十世紀末期磁性技術突飛猛進，例如 超高能量永久磁石(釹鐵硼)、高溫超導 、超巨磁電阻、…等於十幾年內繽紛登 場。因此磁性技術可以說是我國產業升 級不可或缺的憑藉之一!
磁記錄材料
磁記錄材料區分： 1.磁性粉末---水平記錄、垂直記錄 2.磁性薄膜---水平磁化膜、垂直磁化膜
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軟磁元件未來發展方向
方 向
小型化之考量
產
品
主 要 效 果
1.高頻化 2.薄型化產品 3.高密度 4.低磁漏,低雜訊
1.高電感量 2.高頻化 3.低損失化 4.降低銅損,增加繞線空間 1.降低磁漏 2.雜訊濾波 3.磁場遮蔽 1.提高效率 2.穩定品質
1.超薄型鐵芯 2.印刷線圈 3.SMD變壓器 4.SMD電感器
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技術來源
1.TDK材料技術為底,自行研發Mn-Zn,Ni-Zn粉末,Bead,Inductor粉末
表 面 粘 著 元 件 ( S M D ) 之 電 感 有 三 種 型 態：
(a) 繞 線 型，無 磁 蔽 的 線 圈
(b) 繞 線 型，有 磁 蔽 的 線 圈 (c) 積 層 型 線 圈
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2.工研院工材所合作關係 1996~1997 軟磁鐵芯錳鋅製程技術移轉 1997~1998 積層晶片磁珠製程技術提昇輔導 1998~1999 高頻晶片電感製程技術移轉 1999~2000 積層晶片電源模組製程技術移轉 2000~2001 積層晶片高導磁率材料配方技術移轉 2003~2004 鎳鋅耐大電流電感材料配方技術移轉 2004~2005 金屬鐵芯材料製程技術移轉 2006~2007 綠色無鉛晶片材料技術移轉