CN104810124A - 电子部件以及电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种具有由成型体形成的部分的电子部件及电子设备，该成型体包含具有磁性的粉粒体，即使电子部件的尺寸小，成型体部分的绝缘性以及磁特性也很出色。电子部件具备由成型体形成的部分，且端子间距离为4mm以下，且所述成型体包含具有磁性的粉粒体以及基于粘合剂的成分，在该电子部件中，由成型体形成的部分中根据下述式(1)定义的空隙参数P1为0.3以上且0.8以下，P1＝Rv/(Rv+Rb)(1)，其中，Rv是由成型体形成的部分的成型加工后的空隙率，Rb是由成型体形成的部分的成型加工后的基于粘合剂的成分所占的体积率，Rv、Rb的单位是体积％。

Description

电子部件以及电子设备
技术领域
本发明涉及具备由包含具有磁性的粉粒体的成型体形成的部分的电子部件以及安装了该电子部件的电子设备。
背景技术
便携式电子设备正急速地推进从移动电话置换为小型且具有多功能的智能手机。在这样的多功能型的便携式电子设备中，通过一次充电来延长可使用的时间从而提高利用者的便利性是非常紧迫的课题。作为该课题的解决手段之一，可列举以下手段：增加电子设备所具备的电源供给电路数量，通过根据与该电路连接的各个设备/单元的动作来控制这些电路的动作(作为具体例子之一，可列举在不使用显示元件时停止与该显示元件连接的电源供给电路的动作)，从而减少电子设备的耗电。若电源供给电路增加，则也会需要大量用于噪声抑制、整流、平滑的电感元件(例如参照专利文献1)。由于这样的理由，在便携式电子设备中所使用的电感元件的数量有增大的趋势。
但是，便携式电子设备的尺寸自然地有限制，所以要求减小使用数量增大的电感元件的尺寸。具体来说，对于电感元件所具备的配置于两个端子间的芯部来说，要求维持绝缘性以使在芯部内不通电，有时会将电感元件小型化至两个端子间的距离(在本说明书中，将相向配置的两个端子间的距离称为“端子间距离”)为4mm以下的程度。
专利文献1：JP特开2006-13066号公报
电感元件的芯部通常由包含具有磁性的粉粒体的成型体形成(在本说明书中，还将电子部件中由上述成型体形成的部分称为“成型体部分”)。在电感元件这样被小型化的情况下，为了使电感元件具有适当的直流叠加特性，优选使用饱和磁通密度高的合金系磁性粉粒体来形成成型体部分(芯部)，同时提高成型体部分(芯部)的磁导率。
一般，电感元件的小型化是通过提高开关电源的开关频率来实现的，但是为此需要减小电感元件的芯部损耗。此外，同样地，在使电感元件在高频下工作时，也优选提高影响芯部损耗的电感元件的成型体部分(芯部)的比电阻来提高成型体部分(芯部)的绝缘性。进一步，鉴于使用高密度安装技术来安装电感元件，成型体部分(芯部)的强度需要保持能够供其实用的程度。
从抑制成型体部分(芯部)的绝缘性和强度的降低的观点出发，通过增加粘合剂量等来提高在构成成型体部分(芯部)的成型体内相互最靠近的粉粒体间的绝缘性和结合性是有效的。但是，该观点存在以下问题，即，若增加对包含粉粒体的原材料进行成型时的粘合剂量，则有时会产生得到的成型体部分(芯部)的芯部损耗的劣化、磁导率的降低。
以上的问题不限于电感元件，对于具有由包含磁性体的粉粒体的成型体形成的部分的其他电子部件来说，也会伴随小型化而产生同样的问题。
发明内容
本发明鉴于上述情况而完成，其目的在于，提供一种具有由包含具有磁性的粉粒体的成型体形成的部分(成型体部分)且尺寸小的电子部件，该电子部件保持成型体部分的强度和绝缘性且磁特性出色。
为了解决上述课题而提供的本发明的一形式是一种电子部件，具备由包含具有磁性的粉粒体以及粘合剂系成分的成型体形成的部分，且端子间距离为4mm以下，其中，由所述成型体形成的部分中根据下述式(i)定义的空隙参数P1为0.3以上且0.8以下。
P1＝Rv/(Rv+Rb)   (i)
在此，Rv(单位：体积％)是由所述成型体形成的部分的成型加工后的空隙率，Rb(单位：体积％)是由所述成型体形成的部分的成型加工后的所述粘合剂系成分所占的体积率。
由于空隙参数P1处于上述范围内，所以在成型体部分中具有磁性的粉粒体所占的区域以外的区域之中，有可能存在适量的粘合剂系成分，能够在不显著损害成型体部分的机械特性(强度)和绝缘性的情况下，得到磁特性出色的电子部件。
优选上述电子部件中，相对于由与包含具有磁性的粉粒体的成型体所形成的部分相同的材质形成的部件，将测量电极间距离设为2～4mm，基于施加15V的直流电压而测量到的电阻值计算出的比电阻为10kΩ·m以上。
上述电子部件也可以是将包含具有磁性的所述粉粒体的成型体所形成的部分作为芯部的电感元件。
优选上述电子部件的由成型体形成的部分在频率为100kHz时的相对磁导率为20以上。
上述电子部件的由成型体形成的部分在频率为100kHz、最大磁通密度为100mT的条件下测量到的芯部损耗可以为1500kW/m3以下，在频率为100kHz、最大磁通密度为50mT的条件下测量到的芯部损耗可以为120kW/m3以下。
关于上述电子部件的由成型体形成的部分，可以在每次对包含具有磁性的所述粉粒体以及粘合剂的原材料进行成型时，通过使所述粘合剂相对于所述原材料的含有量发生变化，从而调整所述空隙参数P1。这样，容易调整空隙参数P1。
优选在使用二次电子显微镜将加速电压设为1.5kV从而在观察倍率3000倍下观察上述电子部件的由成型体形成的部分的成型加工后的表面时，观察图像的粉状体的判定率为15％以上且50％以下。上述判定率在与空隙参数P1具有比例关系时能够相近似。
优选上述电子部件的由成型体形成的部分所包含的具有磁性的所述粉粒体具有根据下述式(ii)示出的粒度分布。
(D90-D10)/D50≤2.0   (ii)
在此，D10、D50以及D90分别是使用激光衍射散射式粒度分布测量装置测量到的粉粒体的粒度分布中与累计值10体积％相对应的粒径(单位：μm)、与累计值50体积％相对应的粒径(单位：μm)以及与累计值90体积％相对应的粒径(单位：μm)。
在满足上述关系的情况下，具有磁性的粉粒体彼此之间难以发生接触，容易提高绝缘性。
本发明的另一形式是安装了上述电子部件的电子设备。如上所述，本发明涉及的电子部件即使尺寸小，成型品部分的机械特性和绝缘性也不易降低。由此，很难发生破损等问题，并且也很难发生绝缘破坏的问题。因此，安装了本发明的电子部件的电子设备即使被小型化也很难发生电子部件引起的不良，动作稳定性出色。
发明效果
上述发明涉及的电子部件由于将成型品部分的空隙参数P1控制在适当的范围内，所以即便电子部件的尺寸比现有技术中的电子部件小，成型品部分其绝缘性都出色且磁特性出色，且径向抗压强度也能够在实用方面维持得足够强。
附图说明
图1是对本发明的一实施方式涉及的电感元件的整体结构进行部分透视来示出的立体图。
图2是表示将图1所示的电感元件安装在安装基板上的状态的部分主视图。
图3是表示基于本实施例的结果的比电阻与空隙率之间的关系的曲线图。
图4是表示基于本实施例的结果的相对磁导率与空隙率之间的关系的曲线图。
图5是表示基于本实施例的结果的芯部损耗与空隙率之间的关系的曲线图。
图6是表示基于本实施例的结果的径向抗压强度与空隙率之间的关系的曲线图。
图7是表示基于本实施例的结果的比电阻的相对值与空隙参数P1之间的关系的曲线图。
图8是表示基于本实施例的结果的相对磁导率与空隙参数P1之间的关系的曲线图。
图9是表示基于本实施例的结果的芯部损耗的相对值与空隙参数P1之间的关系的曲线图。
图10是表示基于本实施例的结果的径向抗压强度与空隙参数P1之间的关系的曲线图。
图11是表示本实施例涉及的具有磁性的粉粒体(软磁性粉末)的粒度分布(累计值)的曲线图。
图12是表示基于本实施例的结果的具有磁性的粉粒体(软磁性粉末)的判定率与空隙参数P1之间的关系的曲线图。
具体实施方式
以下，关于本发明的实施方式，以电子部件是图1及图2所示的电感元件的情况作为具体例子来进行说明。
1.电感元件
图1是对本发明的一实施方式涉及的电感元件1的整体结构进行部分透视来示出的立体图。在图1中，以电感元件1的下表面(安装面)朝上的姿势示出。图2是表示将图1所示的电感元件1安装在安装基板10上的状态的部分主视图。
图1所示的电感元件1具备：压粉芯部3、埋入到压粉芯部3的内部的作为线圈的空芯线圈2以及通过焊接而与空芯线圈2电连接的一对端子部4。
空芯线圈2通过将绝缘覆膜后的导线卷绕为螺旋状而形成。空芯线圈2具有卷绕部2a和从卷绕部2a引出的引出端部2b、2b。空芯线圈2的匝数可根据所需的电感来适当设定。
如图1所示，在压粉芯部3中，在与安装基板相对的安装面3a形成有用于容纳端子部4的一部分的容纳凹部30。容纳凹部30形成在安装面3a的两侧，且形成为向压粉芯部3的侧面3b、3c开放。从压粉芯部3的侧面3b、3c突出的端子部4的一部分朝向安装面3a被弯曲，被容纳于容纳凹部30的内部。
端子部4由薄板状的Cu基材形成。端子部4具有：埋设于压粉芯部3的内部且与空芯线圈2的引出端部2b、2b电连接的连接端部40；露出于压粉芯部3的外表面、且从所述压粉芯部3的侧面3b、3c横跨安装面3a而依次被弯曲形成的第1弯曲部42a以及第2弯曲部42b。连接端部40是被焊接到空芯线圈2上的焊接部。第1弯曲部42a和第2弯曲部42b是与安装基板10焊料接合的焊料接合部。焊料接合部是端子部4之中从压粉芯部3露出的部分，意味着至少朝向压粉芯部3的外侧的表面。
端子部4的连接端部40与空芯线圈2的引出端部2b通过电阻焊接而被接合。
如图2所示，电感元件1安装在安装基板10上。
在安装基板10的表面形成与外部电路导通的导体图案，由该导体图案的一部分形成用于安装电感元件1的一对焊盘部11。
如图2所示，在电感元件1中，安装面3a朝向安装基板10侧，从压粉芯部3露出到外部的第1弯曲部42a和第2弯曲部42b在与安装基板10的焊盘部11之间是通过焊料层12接合的。
焊接工序是：通过印刷工序对焊盘部11涂敷膏状的焊料之后，以第2弯曲部42b与焊盘部11相对置的方式安装电感元件1，并通过加热工序来使焊料熔化。如图1和图2所示，第2弯曲部42b与安装基板10的焊盘部11相对置，由于第1弯曲部42a在电感元件1的侧面3b、3c露出，所以角状焊料层12坚固地固定于焊盘部11，并且坚固地固定于作为焊料接合部的第2弯曲部42b和第1弯曲部42a这两者的表面的足够宽的部位。
在图1以及图2所示的电感元件1中，相当于对置配置的端子的部分是两个第1弯曲部42a。图1以及图2所示的电感元件1中的端子间距离成为两个第1弯曲部42a之间的距离。这相当于压粉芯部3的侧面3b与侧面3c之间的距离。即，在图1以及图2所示的电感元件1中，端子间距离由压粉芯部3的形状决定。
2.成型体部分
本发明的一实施方式涉及的电感元件1具备包含粉粒体的成型体所形成的部分(成型体部分)，其中粉粒体具有磁性。在图1所示的电感元件1中，压粉芯部3相当于成型体部分。
并不限定成型体部分(压粉芯部3)所含有的具有磁性的粉粒体的组成。作为这样的粉粒体的具体例子，可列举含有软磁性材料的软磁性粉末。作为软磁性粉末的具体例子，可列举Fe基非晶质合金粉末、Fe-Ni系合金粉、Fe-Si系合金粉末、纯铁粉末(高纯度铁粉)等软磁性合金粉末、铁酸盐等氧化物软磁性粉末等。作为Fe基非晶质合金的一种的Fe-P-C-B-Si系非晶质合金的组成可由Fe100-a-b-c-x-y-z-tNiaSnbCrcPxCyBzSit来表示，优选0at％≤a≤10at％，0at％≤b≤3at％，0at％≤c≤6at％，3.0at％≤x≤10.8at％，2.0at％≤y≤9.8at％，0at％≤z≤8.0at％，0at％≤t≤5.0at％。
具有磁性的粉粒体可以仅由磁性材料构成，也可以是磁性材料与该材料以外的材料的混合体。作为这时的具体例子，可列举使用树脂系材料将由合金系磁性材料形成的粉状体粒化而得到的颗粒粉。
不限定具有磁性的粉粒体的粒径。基本上，存在具有磁性的粉粒体的粒径越小则成型性越高的趋势，但是若该粒径过于小，则容易出现凝聚的问题，或者容易出现氧化等与化学稳定性相关的问题。因此，具有磁性的粉粒体的平均粒径优选是1μm以上且100μm以下，更优选是2μm以上且50μm以下，更加优选是3μm以上且25μm以下，特别优选是5μm以上且15μm以下。在本说明书中，所谓粉粒体的“平均粒径”是指，使用激光衍射散射式粒度分布测量装置测量到的粉粒体的粒度分布中与累计值50体积％相对应的粒径(中值粒径D50)。
不限定用于形成成型体部分(压粉芯部3)的制造方法。用于形成成型体部分(压粉芯部3)的原材料(在本说明书中，无预告的“原材料”是指用于形成成型体部分(压粉芯部3)的原材料)可以含有粘合剂，通过该粘合剂、来源于粘合剂的成分(在本说明书中，也有时将它们总称为“粘合剂系成分”)，结合靠近的具有磁性的粉粒体彼此。
作为粘合剂的具体例子，可列举：环氧树脂、硅酮树脂(silicone resin)、硅橡胶、酚醛树脂、尿素树脂(urea resin)、三聚氰胺甲醛树脂(melamineresin)、PVA(聚乙烯醇)、丙烯酸类树脂(acrylic resin)等液状或粉末状的树脂、橡胶等有机系材料；水玻璃(Na2O-SiO2)、氧化物玻璃粉末(Na2O-B2O3-SiO2、PbO-B2O3-SiO2、PbO-BaO-SiO2、Na2O-B2O3-ZnO、CaO-BaO-SiO2、Al2O3-B2O3-SiO2、B2O3-SiO2)、采用溶胶凝胶法生成的玻璃状物质(以SiO2、Al2O3、ZrO2、TiO2等作为主成分的物质)等无机系材料等。粘合剂可以是有机系材料与无机系材料的混合体。粘合剂可以由一种材料构成，也可以是多种材料的混合体。
在原材料含有粘合剂的情况下，不限定其含有量。将成型体部分(压粉芯部3)适当设定为具有期望的特性即可。
以对具有磁性的粉粒体的流动性进行调整等为目的，原材料可以含有硬脂酸锌、硬脂酸铝等作为润滑剂。在原材料含有润滑剂的情况下，不限定其含有量。将成型体部分(压粉芯部3)适当设定为具有期望的特性即可。
3.空隙率
有时优选本发明的一实施方式涉及的电子部件(电感元件1)的成型体部分(压粉芯部3)其接下来定义的空隙率是5体积％以上且30体积％以下。
在本说明书中，所谓空隙率(单位：％)是指，在成型体部分(压粉芯部3)中被定义为不存在固体物质的部分的空隙部的体积相对于成型体部分整体的体积的百分率。构成成型体部分(压粉芯部3)的固体物质包括具有磁性的粉粒体。在原材料含有上述粘合剂等具有磁性的粉粒体以外的成分的情况下，粘合剂系成分等也包含在上述的固体物质中。
不限定空隙率的导出方法。可以基于成型体部分(压粉芯部3)的组成以及成型体的形状测量结果来导出空隙率。或者，也可以基于对成型体部分(压粉芯部3)的表面、断面、剖面等进行观察而得到的结果来导出空隙率。
通过将空隙率调整为5体积％以上且30体积％以下，能够提高本发明的一实施方式涉及的电子部件(电感元件1)的成型体部分(压粉芯部3)的绝缘性以及磁特性，但是并不清楚其理由。若空隙率变高，则能够观察到本发明的一实施方式涉及的电子部件(电感元件1)的成型体部分(压粉芯部3)中的磁导率、芯部损耗等磁特性提高的趋势，所以因空隙率高，有可能成为成型体部分内的具有磁性的粉粒体中产生的内部应力(作为具体例子，可列举因成型时的加压而引起的内部应力、因磁致伸缩引起的内部应力)容易被缓和的状态。此外，若空隙率变高，则能够观察到成型体部分(压粉芯部3)的绝缘性降低的趋势。
本发明的一实施方式涉及的电子部件(电感元件1)的成型体部分(压粉芯部3)的空隙率优选是10体积％以上且28体积％以下，更优选是12体积％以上且27体积％以下，特别优选是15体积％以上且26体积％以下。若空隙率变得过于高，则有时也会表现出成型体部分(压粉芯部3)的机械强度降低的趋势。
4.空隙参数P1
在本说明书中，所谓“空隙参数P1”可根据下述式(1)来定义。空隙参数P1是表示在成型加工后的成型体部分、即成型制造物中具有磁性的粉粒体所占的区域以外的区域中，存在多少程度的空隙部分的参数。
P1＝Rv/(Rv+Rb)   (1)
在此，Rv(单位：体积％)是本发明的一实施方式涉及的电子部件(电感元件1)的成型体部分(压粉芯部3)中成型加工后的(成型制造物的)空隙率。Rb(单位：体积％)是本发明的一实施方式涉及的电子部件(电感元件1)中成型体部分(压粉芯部3)的成型加工后的(成型制造物的)粘合剂系成分所占的体积率(以下，也将该体积率称为“粘合剂含有率”)。即使是对成型加工后的成型体部分(成型制造物)进行使粘合剂系成分的组成有变动这样的热处理，也能够通过使用该热处理之前的状态下的粘合剂含有率Rb而计算出的空隙参数P1，对本发明的一实施方式涉及的电子部件(电感元件1)、其成型体部分(压粉芯部3)的特性进行规定。另外，关于本发明的一实施方式涉及的电子部件(电感元件1)的成型体部分(压粉芯部3)，也可以不对成型加工后的成型制造物实施特别的热处理。
不限定粘合剂含有率的求取方法。在成型体部分(压粉芯部3)的组成清楚的情况下，能够根据基于该组成的信息以及容积的测量结果等，求取粘合剂含有率。即使在成型体部分(压粉芯部3)的组成不清楚的情况下，也能够通过加热等手段，从成型体部分(压粉芯部3)中去除粘合剂系成分，并基于此时的质量变化等来求取粘合剂含有率。
本发明的一实施方式涉及的电子部件(电感元件1)中，基于上述定义的空隙参数P1是0.3以上且0.8以下。由于空隙参数P1是0.3以上，所以能够提高本发明的一实施方式涉及的电子部件(电感元件1)的成型体部分(压粉芯部3)的磁特性以及绝缘性。从更稳定地提高本发明的一实施方式涉及的电子部件(电感元件1)的成型体部分(压粉芯部3)的磁特性以及绝缘性的观点出发，空隙参数P1有时优选是0.45以上，有时更优选是0.5以上，有时进一步优选是0.55以上，有时特别优选是0.6以上。由于空隙参数P1是0.8以下，所以能够抑制本发明的一实施方式涉及的电子部件(电感元件1)的成型体部分(压粉芯部3)的机械特性、绝缘性的显著降低。从适当地确保本发明的一实施方式涉及的电子部件(电感元件1)的成型体部分(压粉芯部3)的机械特性(强度)的观点出发，空隙参数P1有时优选是0.75以下，有时优选是0.7以下。
成型体部分(压粉芯部3)的空隙参数P1若与基于成型体部分(压粉芯部3)的表面观察而计算出的粉状体的判定率具有比例关系，则能够相近似。若空隙参数P1增加，则在成型体部分(压粉芯部3)中具有磁性的粉粒体所占的区域以外的区域中，存在粘合剂系成分的可能性会降低。因此，具有磁性的粉粒体容易露出，对成型体部分(压粉芯部3)进行表面观察时，认为观察到具有磁性的粉粒体的可能性变高。
5.磁特性
本发明的一实施方式涉及的电子部件可以是电感元件。在本发明的一实施方式涉及的电子部件是电感元件的情况下(具体例子是电感元件1)，优选电感元件所具备的芯部(具体例子是压粉芯部3)在频率为100kHz时的相对磁导率是20以上。此外，优选在频率为100kHz、最大磁通密度为100mT的条件下测量到的芯部损耗是1500kW/m3以下。或者，优选在频率为100kHz、最大磁通密度为50mT的条件下测量到的芯部损耗是120kW/m3以下。由于芯部具有这样的磁特性，所以本发明的一实施方式涉及的电子部件能够有效地起到电感元件的作用。从能够使本发明的一实施方式涉及的电子部件有效地起到电感元件的作用的观点出发，电感元件所具备的芯部在频率为100MHz时的相对磁导率优选是22以上，特别优选是25以上。从同样的观点出发，电感元件所具备的芯部在频率为100kHz、最大磁通密度为100mT的条件下测量到的芯部损耗优选是1500kW/m3以下，特别优选是800kW/m3以下。或者，电感元件所具备的芯部在频率为100kHz、最大磁通密度为50mT的条件下测量到的芯部损耗优选是100kW/m3以下，特别优选是90kW/m3以下。
6.形状、电特性
本发明的一实施方式涉及的电子部件的端子间距离是4mm以下。如上所述，若端子间距离变小，则位于端子间的成型体部分的直流电阻(绝缘电阻)容易降低。若该电阻值变低，则影响对电子部件所要求的特性的可能性变高。例如，在电子部件是电感元件的情况下，由于成型体部分(芯部)的直流电阻(绝缘电阻)降低，所以很难实现噪声抑制、整流、平滑这样的对电感元件所要求的功能的可能性变高。但是，本发明的一实施方式涉及的电子部件(电感元件1)中，成型体部分(芯部3)的空隙参数P1处于上述范围，所以其比电阻很难降低，成型体部分(芯部3)的绝缘性出色。因此，本发明的一实施方式涉及的电子部件(电感元件1)即使在尺寸小的情况下，也能够适当地实现所要求的功能。
本发明的一实施方式涉及的电子部件(电感元件1)的端子间距离可以是3mm以下，也可以是2mm以下。不限定本发明的一实施方式涉及的电子部件(电感元件1)的端子间距离的下限。该端子间距离优选是100μm以上，更优选是500μm以上，特别优选是1mm以上。
在本说明书中，成型体部分的比电阻是指，相对于由与成型体部分相同的材质形成的部件，将测量电极间距离设为2～4mm，基于施加15V的直流电压而测量到的电阻值所计算出的值(单位：kΩ·m或者MΩ·m)。电子部件通常在数V至数10V程度被驱动，所以作为用于进行绝缘性评价的施加电压，15V左右是适当的。
本发明的一实施方式涉及的电子部件(电感元件1)的成型体部分(压粉芯部3)的比电阻优选是10kΩ·m以上，更优选是15kΩ·m以上，特别优选是20kΩ·m以上。
能够通过对本发明的一实施方式涉及的电子部件(电感元件1)的成型体部分(压粉芯部3)所包含的具有磁性的粉粒体的粒度分布进行调整，从而使成型体部分(压粉芯部3)的比电阻发生变化。例如，在具有由下述式(2)所示的粒度分布的情况下，能够提高比电阻。认为由下述式(2)所示的P2越小，粒径的分布幅度相对于平均粒径就越狭窄，具有磁性的粉粒体的相互接触的程度变低。
P2＝(D90-D10)/D50≤2.0   (2)
在此，D10、D50以及D90分别是使用激光衍射散射式粒度分布测量装置测量到的粉粒体的粒度分布中、与累计值(累積頻度)10体积％相对应的粒径(单位：μm)、与累计值50体积％相对应的粒径(单位：μm，即，平均粒径)以及与累计值90体积％相对应的粒径(单位：μm)。
从提高比电阻的观点出发，由上述式(2)所示的P2优选是1.7以下，更优选是1.5以下，特别优选是1.3以下。有时也会因P2变低，而使得比电阻显著增大。具体来说，有时会成为1GΩ·m左右或者该值以上。
7.机械特性的控制方法
不限定本发明的一实施方式涉及的电子部件(电感元件1)的成型体部分(压粉芯部3)的空隙率、空隙参数P1的控制方法。能够通过使成型体部分(压粉芯部3)的制造过程发生变化，从而控制上述空隙率、空隙参数P1。
以下，将通过具备对包含粉粒体和粘合剂的原材料进行加压成型的工序的制造方法来制造成型体部分(压粉芯部3)的情况作为具体例子，说明通过制造过程来控制成型体部分(压粉芯部3)的空隙率、空隙参数P1的方法，其中，上述粉粒体具有磁性。
作为上述控制方法之一，可列举使原材料所含有的粘合剂的组成、原材料中的粘合剂的含有量发生变化的方法。通过使含有量发生变化，能够影响从原材料得到的成型体的粘合剂系成分的含有量、性质，从而使成型体部分(压粉芯部3)的空隙率、空隙参数P1发生变化。通过该方法，增加原材料中的粘合剂的含有量，从而能够降低空隙率、空隙参数P1。其中，空隙率、空隙参数P1的具体的数值及其变化的程度随着粘合剂的种类、其他要因而发生变动。
作为上述控制方法的另外一种方法，可列举以下方法：对原材料进行加压成型后，实施去除基于粘合剂的成分、即粘合剂系成分的一部分的去除处理，从而使成型体部分(压粉芯部3)的空隙率发生变化。根据该方法，若空隙率变高，则成型体部分(压粉芯部3)中的粘合剂系成分的含有量相对降低，空隙参数P1变高。
作为去除处理，例如有加热处理、溶解处理、基于能量线(energy line)的照射的分解处理等。
在通过加热处理来进行去除处理的情况下，优选适当地设定粘合剂的热物性(作为具体例子，可列举热塑性、热硬化性、通过混合这些性质的材料而得到的复合特性等)、加热温度与粘合剂的分解温度之间的关系等。加热处理的条件(加热温度、加热时间等)只要能够去除粘合剂系成分即可，不进行限定。以缓和对原材料进行加压成型而得到的成型制造物所含有的具有磁性的粉粒体的应力等作为目的，对成型制造物进行热处理而得到成型体部分(压粉芯部3)的情况下，从提高生产效率的观点出发，进行该热处理来进行上述去除处理中的一种、即加热处理是优选的。在通过加热处理来进行去除处理的情况下，成型体部分(压粉芯部3)中含有的粘合剂系成分也可以包含粘合剂的加热残渣。
作为通过溶解处理来进行去除处理时的具体例子，只要使成型制造物与能够溶解粘合剂系成分的液体接触即可。作为该接触方法，可例示浸漬、喷射等。
作为通过基于能量线的照射的分解处理来进行去除处理时的具体例子，可例示对成型制造物照射微波、紫外线、X射线、电子线、激光等。红外线的照射有时能够取得与上述加热处理实质上相同的效果。
作为上述控制方法的另外一种方法，可列举以下方法：使构成成型体部分的成型体的制造条件发生变化，从而使成型体部分(压粉芯部3)的空隙率、空隙参数P1发生变化。具体来说，作为可变更的条件，可列举加压成型条件(加压力、加压时间等)、进一步进行热处理时的加热条件(加热温度、加热时间等)等。
在每次对成型体部分(压粉芯部3)的空隙率、空隙参数P1进行控制时，可以单独使用上述的方法，也可以将多个方法(也包括上述方法以外的方法)组合起来使用。
8.电子部件
本发明的一实施方式涉及的电子设备安装了本发明的一实施方式涉及的电子部件(电感元件1)。本发明的一实施方式涉及的电子部件(电感元件1)由于即使尺寸小，成型品部分(压粉芯部3)的机械特性、绝缘性也不会容易降低，所以在制造成型体部分时、作为电子部件来制造时、安装于电子设备时、进一步作为电子设备来使用时等，都很难发生破损等问题，并且也很难发生绝缘破坏的问题。因此，安装了本发明涉及的电子部件的电子设备由于安装了尺寸小的电子部件，所以能够使电子设备小型化、轻量化。并且，即使在这样小型化、轻量化的情况下，很难发生电子部件引起的不良，动作稳定性出色。
以上说明的实施方式是为了容易理解本发明而记载的实施方式，并不是为了限定本发明而记载的。因此，在上述实施方式中公开的各要素的宗旨是也包括属于本发明的技术范围内的所有设计变更、均等物。
【实施例】
以下，通过实施例量进一步具体地说明本发明，但是本发明的范围并不限于这些实施例等。
实施例1
(实施例1-1)
使用水雾化法，将以成为由Fe74.43at％Cr1.96at％P9.04at％C2.16at％B7.54at％Si4.87at％构成的组成的方式称量而得到的非晶质软磁性粉末制作成软磁性粉末。所得到的软磁性粉末的粒度分布使用日机装社制“microtrac粒度分布测量装置MT3300EX”以体积分布进行测量。其结果，平均粒径(D50)是10.6μm。
将上述的软磁性粉末的100质量部分、含有包含酚醛清漆环氧树脂的树脂系材料的粘合剂的2质量部分以及由硬脂酸锌形成的润滑剂的0.3质量部分混合到作为溶媒的水中，得到作为芯部的原材料的浆料(slurry)。
将得到的浆料干燥之后进行粉碎，使用孔径为300μm的筛子以及孔径为850μm的筛子，去除300μm以下的微细粉末以及850μm以上的粗大的粉末，由此得到造粒粉。
将通过上述方法得到的造粒粉填充到模具中，在模具温度为150℃、以表面压力25MPa进行35分钟的加压的条件下加压成型，在降压之后，在150℃的环境下保持5个小时，由此得到成型制造物。
将得到的成型制造物放置于氮气流环境的炉内，进行以下热处理：将炉内温度从室温(23℃)以升温速度40℃/分加热到372℃，在该温度下保持60分钟，之后在炉内冷却至室温。由此，得到外径为20mm、内径为12mm、厚度为4mm的圆环状的芯部。
(实施例1-2至1-5)
通过实施与实施例1-1相同的制造方法但在实施例1-1的浆料调制中如下那样变更了粘合剂的调配量的制造方法，制造了如表1所示那样空隙率以及空隙参数P1与在实施例1-1中制造的芯部不同的芯部。
实施例1-2：3质量部分
实施例1-3：4质量部分
实施例1-4：5质量部分
实施例1-5：6质量部分
另外，关于在实施例中制造出的芯部，使用根据芯部的形状测量而求取的芯部的体积V、软磁性粉末的密度ρ1及质量m1以及粘合剂系成分的密度ρ2及质量ρ2，基于下述式，计算出空隙率Rv(单位：％)。
Rv＝{1-(m1/ρ1+m2/ρ2)/V}×100
在每次进行上述计算时，假设润滑剂在热处理中已全部挥发。
关于在实施例1中制造出的芯部，与上述的空隙率Rv同样地，基于下述式，计算出粘合剂系成分的体积含有率Rb(单位：％)。
Rb＝(m2/ρ2)/V×100
使用粘合剂系成分所占的体积率Rb以及空隙率Rv，基于下述式，计算出空隙参数P1。
P1＝Rv/(Rv+Rb)
空隙参数P1表示空隙部在作为成型加工后的成型体部分的芯部中软磁性粉末所占据的区域以外的区域之中所占的比例。
实施例2
(实施例2-1)
将与实施例1同样地调制出的软磁性粉末的100质量部分、含有树脂系材料的粘合剂的2质量部分以及由硬脂酸锌形成的润滑剂的0.3质量部分混合到作为溶媒的水中，得到作为芯部的原材料的浆料，其中，所述树脂系材料包含作为热塑性树脂的丙烯酸系树脂以及作为热硬化性树脂的酚醛系树脂。
将得到的浆料干燥之后进行粉碎，使用孔径为300μm的筛子以及孔径为850μm的筛子，去除300μm以下的微细粉末以及850μm以上的粗大粉末，得到造粒粉。
将通过上述方法得到的造粒粉填充到模具中，在模具温度为23℃、以表面压力1.5GPa进行加压的条件下加压成型，得到成型制造物。
将得到的成型制造物放置于氮气流环境的炉内，进行以下热处理：将炉内温度从室温(23℃)以升温速度40℃/分加热到372℃，在该温度下保持60分钟，之后，在炉内冷却至室温。由此，得到外径为20mm、内径为12mm、厚度为2mm的圆环状的芯部。在得到的芯部中作为粘合剂系成分而包含着粘合剂的加热残渣。
(实施例2-2至2-13)
通过实施与实施例2-1相同的制造方法但进行了下述变化中至少一种变化的制造方法，从而制造出如表2所示那样空隙率与在实施例2-1中制造的芯部不同的芯部，其中，上述变化是：使作为原材料的浆料中的粘合剂含有量发生变化；使粘合剂的组成发生变化；以及使成型表面压力发生变化。
以下，总结各实施例中的制造条件的变更点。
实施例2-2至2-4：变更了实施例2-1的粘合剂含有量。
实施例2-5至2-7：针对实施例2-2至2-4分别变更了粘合剂组成。
实施例2-8：变更了实施例2-1的成型表面压力。
实施例2-9以及2-10：变更了实施例2-8的粘合剂含有量。
实施例2-11至2-15：针对实施例2-8分别变更了粘合剂组成(实施例2-14的条件与实施例2-8的条件相同)。
实施例2-16至2-19：针对实施例2-12至2-15分别变更了粘合剂所含有的热塑性树脂种类。
实施例2-20：将粘合剂变更为由在实施例2-16至2-19中使用的种类的热塑性树脂形成的粘合剂。
(实施例3-1)
与实施例1相同，但是将调制成平均粒径为5～6μm的非晶质软磁性粉末所形成的软磁性粉末的100质量部分、含有包含70质量％的作为热塑性树脂的丙烯酸系树脂以及30质量％的作为热硬化性树脂的酚醛系树脂的树脂系材料的粘合剂的2质量部分、以及由硬脂酸锌形成的润滑剂的0.3质量部分混合到作为溶媒的水中，得到作为芯部的原材料的浆料。
将得到的浆料干燥之后进行粉碎，使用孔径为300μm的筛子以及孔径为850μm的筛子，去除300μm以下的微细粉末以及850μm以上的粗大粉末，得到造粒粉。
将通过上述方法得到的造粒粉填充到模具中，在模具温度为23℃、表面压力1GPa下进行加压的条件下加压成型，得到成型制造物。在本实施例中，计算出上述成型制造物(热处理前的芯部)的空隙参数P1，作为成型加工后的成型体部分。
将得到的成型制造物放置于氮气流环境的炉内，进行以下热处理：将炉内温度从室温(23℃)以升温速度40℃/分加热到372℃，在该温度下保持17分钟，之后，在炉内冷却至室温。由此，得到外径为20mm、内径为12.7mm、厚度为3mm的圆环状的芯部。在得到的芯部的粘合剂系成分中含有粘合剂的加热残渣。
(实施例3-2至3-5)
通过实施与实施例3-1相同但是改变了作为原材料的浆料中的粘合剂含有量的制造方法，从而制造出如表3所示那样空隙率以及空隙参数P1与在实施例3-1中制造的芯部不同的芯部。
(试验例1)比电阻的导出
基于在通过实施例制造出的芯部的厚度方向(2～4mm)上施加15V的直流电压而测量到的电阻值，计算出比电阻(单位：kΩ·m或者MΩ·m)。计算结果如表1至表3所示。此外，根据表1得到的比电阻与空隙率之间的关系如图3所示。针对实施例1以及实施例3，根据在各实施例中得到的比电阻的最大值来对相应实施例的其他比电阻的值进行归一化后得到的相对值(比电阻的相对值)与空隙参数P1之间的关系如图7所示。
(试验例2)磁特性的测量
针对通过实施例制造出的芯部，使用阻抗分析仪(HP社制“4192A”)来测量频率为100kHz时的相对磁导率(单位：无量纲)，使用BH分析仪(岩崎通信机社制“SY-8217”)在频率为100kHz、最大磁通密度为100mT(实施例1以及实施例2)或者50mT(实施例3)的条件下，测量芯部损耗(单位：kW/m3)。这些测量结果如表1至表3所示。此外，根据表1的测量结果得到的相对磁导率与空隙率之间的关系如图4所示，根据同一表1的测量结果得到的芯部损耗与空隙率之间的关系如图5所示。根据表1以及表3的测量结果得到的相对磁导率与空隙参数P1之间的关系如图8所示。针对实施例1以及实施例3，根据在各实施例中得到的芯部损耗的最大值对该实施例的其他芯部损耗的值进行归一化后得到的相对值(芯部损耗的相对值)与空隙参数P1之间的关系如图9所示。
(试验例3)径向抗压强度的测量
针对在实施例1以及实施例3中制作出的芯部，通过以JIS Z2507：2000为依据的试验方法来测量，求取径向抗压强度(单位：N/mm2)。求取到的径向抗压强度如表1所示。此外，表1所示的径向抗压强度与空隙率之间的关系如图6所示。表1以及表3所示的径向抗压强度与空隙参数P1之间的关系如图10所示。
【表1】
【表2】
【表3】
(试验例4)软磁性粉末的粒度分布
针对由通过与在实施例1中使用的非晶质软磁性粉末相同的制造方法制造出的非晶质软磁性粉末形成的软磁性粉末以及在实施例3中使用的软磁性粉末，分别使用日机装社制“microtrac粒度分布测量装置MT3300EX”以体积分布测量了粒度分布。各实施例涉及的软磁性粉末的粒径的累积频度(累计值)与粒径之间的关系如图11所示。基于根据这些测量而得到的D10、D50及D90以及上述式(2)计算出的P2如表4所示。
【表4】
D10 D50 D90 P2
实施倒1 4.7 12.0 33.0 2.4
实施倒3 3.1 5.20 8.5 1.0
(试验例5)芯部表面的观察以及粉状体判定率的测量
针对通过实施例1以及实施例3制造出的芯部，使用二次电子显微镜，将加速电压设为1.5kV并在倍率3000倍下观察成型加工后的状态(对于实施例3来说是热处理前的状态)的表面。对得到的观察图像以自动解析模式应用了图像处理软件(Keyence社制“XG Vision Editor(4.2.0041)”)，该图像处理软件进行粉状体的轮廓检测来求取图像内的粉状体的面积率作为判定率(单位：％)。在绘制出所得到的结果(判定率)与空隙参数P1之间的关系时，能够以比例关系相近似，其比例系数是54(图12)。
根据实施例1得到如下的认识。
·通过使空隙率发生变化，能够控制芯部的电特性、磁特性以及机械特性(表1以及图3至图6)。
·通过将空隙率设定为30％以下，能够将芯部的比电阻设为10kΩ·m以上(表1以及图3)。
·通过将空隙率设定为5％以上，能够将芯部的相对磁导率设为20以上(表1以及图4)。
·若空隙参数P1变小，即，芯部的软磁性粉末以外的区域中空隙部所占的比例变小，则径向抗压强度会增强且比电阻会得以提高，但是芯部损耗、相对磁导率会恶化，所以为了以更好的平衡调整这些量，调整该空隙参数P1是有效的。
根据实施例2得到如下的认识。
·通过使制造过程中的各种因子发生变化来调整空隙率，从而能够控制芯部的电特性以及磁特性(表2)。
根据实施例1以及实施例3得到如下的认识。
·通过使空隙参数P1发生变化，能够控制芯部的电特性、磁特性以及机械特性(表3以及图7至图10)。
·通过将空隙参数P1设定为0.3以上，能够将芯部的相对磁导率设为20以上(表3以及图8)。
·通过将空隙参数P1设定为0.8以下，更优选地设定为0.75以下，能够将芯部的径向抗压强度设为7MPa以上。通过进一步优选地将空隙参数P1设为0.7以下，能够将芯部的径向抗压强度设为15MPa以上(表3以及图10)。
·通过将空隙参数P1设定为0.3以上，能够降低比电阻、芯部损耗，若将空隙参数P1设定为0.45以上，优选设定为0.5以上，更优选设定为0.55以上，进一步优选设定为0.6以上，则能够使比电阻、芯部损耗更稳定地降低(表3以及图7及9)。空隙参数P1下的比电阻、芯部损耗是否降低的阈值有可能会受到芯部中含有的粘合剂系成分的组成的影响。
也能够得到如下的认识。
·通过变更软磁性粉末的粒度分布，能够使比电阻的值发生变动(表1、表3、表4以及图11)。具体来说，通过使用粒度分布幅度相对狭窄的软磁性粉末，能够显著地增大比电阻的值。
·观察芯部的成型加工后的状态的表面，进行粉状体的轮廓检测而得到的粉状体的判定率与空隙参数P1有比例关系(图12)。因此，基于作为空隙参数P1的良好的范围、即0.3至0.8的范围，若上述粉状体的判定率处于15％至50％的范围内，则能够得到电特性、磁特性以及机械特性出色的芯部。
工业上的可利用性
本发明的电子部件适合作为在移动电话、智能手机、笔记本电脑等的电源供给电路中使用的电感元件等。
符号说明：
1     电感元件
2     空芯线圈(线圈)
3     压粉芯部
4     端子部
10    安装基板
12    焊料层
40    连接端部(焊接部)
42a   第1弯曲部(焊料接合部)
42b   第2弯曲部(焊料接合部)

Claims (10)

1.一种电子部件，具备由成型体形成的部分，且端子间距离为4mm以下，所述成型体包含具有磁性的粉粒体以及粘合剂系成分，其中，
由所述成型体形成的部分中由下述式(1)定义的空隙参数P1为0.3以上且0.8以下，
P1＝Rv/(Rv+Rb)         (1)，
其中，Rv是由所述成型体形成的部分的成型加工后的空隙率，Rb是由所述成型体形成的部分的成型加工后的所述粘合剂系成分所占的体积率，Rv、Rb的单位是体积％。
2.根据权利要求1所述的电子部件，其中，
相对于由与由包含具有磁性的所述粉粒体的成型体形成的部分相同的材质形成的部件，将测量电极间距离设为2～4mm，基于施加15V的直流电压而测量到的电阻值所计算出的比电阻是10kΩ·m以上。
3.根据权利要求1或2所述的电子部件，其中，
所述电子部件是电感元件，该电感元件将由包含具有磁性的所述粉粒体的成型体形成的部分作为芯部。
4.根据权利要求3所述的电子部件，其中，
由所述成型体形成的部分在频率为100kHz时的相对磁导率为20以上。
5.根据权利要求3所述的电子部件，其中，
由所述成型体形成的部分在频率为100kHz、最大磁通密度为100mT的条件下测量到的芯部损耗为1500kW/m3以下。
6.根据权利要求3所述的电子部件，其中，
由所述成型体形成的部分在频率为100kHz、最大磁通密度为50mT的条件下测量到的芯部损耗为120kW/m3以下。
7.根据权利要求1所述的电子部件，其中，
在由所述成型体形成的部分中，在每次对包含具有磁性的所述粉粒体以及粘合剂的原材料进行成型时，通过使所述粘合剂相对于所述原材料的含有量发生变化，从而调整了所述空隙参数P1。
8.根据权利要求1所述的电子部件，其中，
在使用二次电子显微镜将加速电压设为1.5kV且在观察倍率3000倍下观察由所述成型体形成的部分的成型加工后的表面时，观察图像的粉状体的判定率为15％以上且50％以下。
9.根据权利要求1所述的电子部件，其中，
由所述成型体形成的部分所包含的具有磁性的所述粉粒体具有由下述式(2)示出的粒度分布，
(D90-D10)/D50≤2.0     (2)，
其中，D10、D50以及D90分别是使用激光衍射散射式粒度分布测量装置测量到的粉粒体的粒度分布中与累计值10体积％相对应的粒径、与累计值50体积％相对应的粒径以及与累计值90体积％相对应的粒径，其中，上述粒径的单位是μm。
10.一种电子设备，安装了权利要求1所述的电子部件。
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