CN107210119A - 压粉磁芯、该压粉磁芯的制造方法、具备该压粉磁芯的电气/电子元件、以及安装有该电气/电子元件的电气/电子设备 - Google Patents

压粉磁芯、该压粉磁芯的制造方法、具备该压粉磁芯的电气/电子元件、以及安装有该电气/电子元件的电气/电子设备 Download PDF

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Abstract

本发明提供压粉磁芯，作为即便在高温环境下使用磁特性也难以变化、机械特性也优异的压粉磁芯，具备包含软磁性粉末的成形体、以及所述成形体的外装涂层，其中，所述外装涂层含有聚酰胺酰亚胺改性环氧树脂。本发明还提供该压粉磁芯的制造方法、具备该压粉磁芯的电气/电子元件、以及安装有该电气/电子元件的电气/电子设备。

Description

压粉磁芯、该压粉磁芯的制造方法、具备该压粉磁芯的电气/ 电子元件、以及安装有该电气/电子元件的电气/电子设备
技术领域
本发明涉及压粉磁芯、该压粉磁芯的制造方法、具备该压粉磁芯的电气/电子元件、以及安装有该电气/电子元件的电气/电子设备。
背景技术
在数据中心的服务器内的电源电路、混合动力汽车等的升压电路、发电、变电设备等的电气/电子设备中使用电抗器、变压器、扼流圈等电气/电子元件。在这样的电气/电子元件中有时使用压粉磁芯作为磁性部件。对大量软磁性粉末进行压粉成形，并对所获得的成形体进行热处理，由此能够获得这种压粉磁芯。
压粉磁芯是如上所述的软磁性粉末的成形体，因此，从提高机械强度的观点出发，存在具备外装涂层的情况。关于这一点，在专利文献1中公开了一种复合磁性材料，其特征在于，是通过非磁性材料将软磁性金属粉末结合而成的感应用复合磁性材料，所述非磁性材料具有：添加混合于所述软磁性金属粉末的成形助剂、以及在对所述软磁性金属粉末·成形助剂成形体进行热处理后作为结合材料浸渍于该软磁性金属粉末·成形助剂成形体的浸渍树脂，所述浸渍树脂的大气压下的热固化温度为180℃以上。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：实用新型注册第3145832号公报
发明内容
发明要解决的课题
具备具有上述压粉磁芯的电气/电子元件的电气/电子设备的使用环境各种各样，由于外部气温高、位于发热元件的附近等的理由，存在压粉磁芯在接近100℃的环境下使用的情况。如果在这样的高温的环境下使用，则构成压粉磁芯的材料有时发生热改性。如果材料的改性使压粉磁芯的磁特性、尤其是磁芯损耗变化，则来自压粉磁芯的发热量增加，有可能会促进压粉磁芯的热改性。基于在这样的高温环境下使用的压粉磁芯的磁特性的变化有可能会对具有压粉磁芯的电气/电子元件的动作稳定性造成影响。因而，谋求即便在上述的高温环境下使用，磁特性也难以变化的压粉磁芯。此外，也谋求在上述的高温环境下使用的情况下，将压粉磁芯的机械强度维持在适当的范围内。
本发明的目的在于提供一种即便在高温环境下使用、磁特性也难以变化，且机械特性也优异的压粉磁芯、该压粉磁芯的制造方法、具备该压粉磁芯的电气/电子元件、以及安装有该电气/电子元件的电气/电子设备。
用于解决课题的方案
为了解决上述课题而提供的本发明的一方式提供一种压粉磁芯，其具备包含软磁性粉末的成形体、以及所述成形体的外装涂层，其特征在于，所述外装涂层含有聚酰胺酰亚胺改性环氧树脂(在本说明书中，有时将这种树脂简称为“PAI-Ep树脂”。)。
具备含有PAI-Ep树脂的外装涂层的本发明所涉及的压粉磁芯与以往使用的具备含有硅酮系的树脂(尤其是甲基苯基硅酮树脂)的外装涂层的压粉磁芯相比，即便在高温环境(具体而言为250℃的环境)下长时间(具体而言为100小时以上)放置的情况下，磁特性、尤其是磁芯损耗也难以变化。而且，即便在高温环境下长时间放置的情况下，也能够维持实用的机械强度。
在上述的本发明所涉及的压粉磁芯中，所述软磁性粉末也可以含有铁系材料以及镍系材料中的至少一方的粉末。在铁系材料、镍系材料中包含比较容易氧化的材料，还存在当在高温环境下放置时该氧化变得显著的情况。即便在本发明所涉及的压粉磁芯的成形体所含的软磁性粉末含有这样的容易氧化的材料的粉末的情况下，由于本发明所涉及的压粉磁芯具备含有PAI-Ep树脂的外装涂层，因此也难以产生磁特性的变化。
在上述的本发明所涉及的压粉磁芯中，所述软磁性粉末也可以含有晶体磁性材料的粉末。在上述的本发明所涉及的压粉磁芯中，所述软磁性粉末也可以含有非晶体磁性材料的粉末。在上述的本发明所涉及的压粉磁芯中，所述软磁性粉末也可以含有纳米晶磁性材料的粉末。另外，所述软磁性粉末也可以是将从所述晶体磁性材料、所述非晶体磁性材料、所述纳米晶磁性材料中选出的两种以上混合而成的粉末。
在上述的本发明所涉及的压粉磁芯中，所述成形体也可以具备所述软磁性粉末以及粘结成分，所述粘结成分由包含树脂系材料的粘合剂成分的热分解剩余物构成。在本发明所涉及的压粉磁芯所具备的成形体具备上述的热分解剩余物的情况下，容易在成形体内部产生空隙。本发明所涉及的压粉磁芯能够将PAI-Ep树脂设置成掩埋该空隙，因此，难以产生因构成软磁性粉末的材料的氧化而引起的压粉磁芯的磁特性的变化。
本发明的另一方式提供一种压粉磁芯的制造方法，是上述的本发明所涉及的压粉磁芯的制造方法，其特征在于，具备：成形工序，在所述成形工序中，通过包括具备所述软磁性粉末与所述粘合剂成分的混合物的加压成形的成形处理来获得成形制造物；加热处理工序，在所述加热处理工序中，对通过所述成形工序获得的成形制造物进行加热，获得具备所述软磁性粉末与由所述粘合剂成分的热分解剩余物构成的粘结成分的所述成形体；以及外装涂层形成工序，在所述外装涂层形成工序中，使包含聚酰胺酰亚胺树脂及其前驱体中的至少一方以及环氧化合物在内的液状组成物与所述成形体接触，在包括所述成形体的表面在内的区域形成基于所述液状组成物的层，使基于所述液状组成物的层所含的所述环氧化合物所具有的环氧基的反应进行，形成包含聚酰胺酰亚胺改性环氧树脂的外装涂层。根据上述的方法，能够有效地制造含有由粘合剂成分的热分解剩余物构成的粘结成分的压粉磁芯。
本发明的又一方式提供一种电气/电子元件，其具备上述的本发明所涉及的压粉磁芯、线圈以及与所述线圈的各个端部连接的连接端子，其特征在于，所述压粉磁芯的至少一部分被配置成，当经由所述连接端子在所述线圈流动电流时位于由所述电流产生的感应磁场内。
本发明的再一方式提供一种电气/电子设备，其特征在于，具备上述的本发明所涉及的电气/电子元件。
发明效果
本发明所涉及的压粉磁芯即便在高温环境(具体而言为250℃的环境)下长时间(具体而言为100小时以上)放置的情况下，磁特性、尤其是磁芯损耗也难以变化。而且，即便在高温环境下长时间放置的情况下，也能够维持实用的机械强度。因而，本发明所涉及的压粉磁芯即便在高温环境下使用，磁特性也难以变化，机械特性也优异。此外，根据本发明，提供具备上述的压粉磁芯的电气/电子元件、以及安装有该电气/电子元件的电气/电子设备。
附图说明
图1是示意性地示出本发明的一实施方式所涉及的压粉磁芯的形状的立体图。
图2是示意性地示出在制造造粒粉的方法的一例中使用的喷雾式干燥机装置及其动作的图。
图3是示意性地示出具备本发明的一实施方式所涉及的压粉磁芯的电子元件亦即环形磁芯的形状的立体图。
图4是示出实施例的相对磁导率的变化率(单位：％)的加热时间依赖性的曲线图。
图5是示出实施例的磁芯损耗的变化率(单位：％)的加热时间依赖性的曲线图。
图6是示出实施例的压环强度的加热前后的测定结果的曲线图。
具体实施方式
以下，对本发明的实施方式进行详细说明。
1.压粉磁芯
图1所示的本发明的一实施方式所涉及的压粉磁芯1的外观为环状，具备包含软磁性粉末的成形体、以及成形体的外装涂层。本发明的一实施方式所涉及的压粉磁芯1的外装涂层含有PAI-Ep树脂。作为未作限定的一例，含有使软磁性粉末相对于压粉磁芯1所含有的其他材料(既存在为相同种类的材料的情况，又存在是不同种类的材料的情况。)粘结的粘结成分。
(1)成形体
(1-1)软磁性粉末
本发明的一实施方式所涉及的压粉磁芯1的成形体所含的软磁性粉末也可以包含含有铁的铁系材料以及含有镍的镍系材料中的至少一方的粉末。在铁系材料、镍系材料中也存在容易氧化的材料。本发明的一实施方式所涉及的压粉磁芯1的成形体所含的软磁性粉末即便在含有这样的容易氧化的材料的情况下，如后所述，由于本发明的一实施方式所涉及的压粉磁芯1具备含有PAI-Ep树脂的外装涂层，因此也难以产生软磁性粉末的氧化。因此，也难以产生因这种软磁性粉末的氧化而引起的压粉磁芯1的磁特性的变化。该软磁性粉末的氧化的抑制可能是获得如下压粉磁芯的理由之一，该压粉磁芯通过具备含有PAI-Ep树脂的外装涂层，从而即便在高温环境下使用，磁特性也难以变化。
本发明的一实施方式所涉及的压粉磁芯1的成形体所含的软磁性粉末也可以含有晶体磁性材料的粉末。在本说明书中，“晶体磁性材料”意味着其组织由晶体构成的强磁性体、尤其是软磁性体的材料。本发明的一实施方式所涉及的压粉磁芯1的成形体所含的软磁性粉末也可以由晶体磁性材料的粉末构成。作为晶体磁性材料的具体例，可举出Fe-Si-Cr系合金、Fe-Ni系合金、Ni-Fe系合金、Fe-Co系合金、Fe-V系合金、Fe-Al系合金、Fe-Si系合金、Fe-Si-Al系合金、羰基铁以及纯铁。
本发明的一实施方式所涉及的压粉磁芯1的成形体所含的软磁性粉末也可以含有非晶体磁性材料的粉末。在本说明书中，“非晶体磁性材料”意味着组织中的非晶体的部分的体积超过整体的50％的强磁性体、尤其是软磁性体的材料。本发明的一实施方式所涉及的压粉磁芯1的成形体所含的软磁性粉末也可以由非晶体磁性材料的粉末构成。作为非晶体磁性材料的具体例，可举出Fe-Si-B系合金、Fe-P-C系合金以及Co-Fe-Si-B系合金。上述的非晶体磁性材料可以由一个种类的材料构成，也可以由多个种类的材料构成。构成非晶体磁性材料的粉末的磁性材料优选为从由上述材料构成的组中选出的一种或者两种以上的材料，其中，优选含有Fe-P-C系合金，更优选由Fe-P-C系合金构成。
需要说明的是，作为上述非晶体磁性材料的Fe-P-C系合金的具体例，可举出组成式由Fe100at％-a-b-c-x-y-z-tNiaSnbCrcPxCyBzSit表示、0at％≤a≤10at％、0at％≤b≤3at％、0at％≤c≤6at％、6.8at％≤x≤13.0at％、2.2at％≤y≤13.0at％、0at％≤z≤9.0at％、0at％≤t≤7at％的Fe基非晶体合金。在上述的组成式中，Ni、Sn、Cr、B以及Si为任意添加元素。
Ni的添加量a优选为0at％以上7at％以下，更优选为4at％以上6.5at％以下。Sn的添加量b优选为0at％以上2at％以下，更优选为0at％以上1at％以下。Cr的添加量c优选为0at％以上2.5at％以下，更优选为1.5at％以上2.5at％以下。也存在P的添加量x优选为8.8at％以上的情况。也存在C的添加量y优选为2.2at％以上9.8at％以下的情况。B的添加量z优选为0at％以上8.0at％以下，更优选为0at％以上2at％以下。Si的添加量t优选为0at％以上6at％以下，更优选为0at％以上2at％以下。
本发明的一实施方式所涉及的压粉磁芯1的成形体所含的软磁性粉末也可以含有纳米晶磁性材料的粉末。在本说明书中，“纳米晶磁性材料”意味着具有平均结晶粒径为几nm～几十nm的结晶粒在超过组织的至少50％的部分均匀地析出而形成的纳米晶组织的强磁性体、尤其是软磁性体的材料。纳米晶磁性材料的纳米晶粒以外的组织可以是非晶体，也可以全部都是纳米晶组织。本发明的一实施方式所涉及的压粉磁芯1的成形体所含的软磁性粉末也可以由纳米晶磁性材料的粉末构成。作为纳米晶磁性材料的具体例，可举出Fe-Cu-M(此处，M为选自Nb、Zr、Ti、V、Mo、Hf、Ta、W的一种或者两种以上的金属元素)-Si-B系合金、Fe-M-B系合金、Fe-Cu-M-B系合金等。
本发明的一实施方式所涉及的压粉磁芯1的成形体所含的软磁性粉末可以由一个种类的粉末构成，也可以为多个种类的混合体。作为该混合体的具体例，举出将晶体磁性材料、非晶体磁性材料、纳米晶磁性材料中的两种以上混合而成的混合体。更具体而言，例如，本发明的一实施方式所涉及的压粉磁芯1的成形体所含的软磁性粉末可以为晶体磁性材料的粉末与非晶体磁性材料的粉末的混合体，也可以为非晶体磁性材料的粉末，且其一部分为纳米晶磁性材料的粉末。
本发明的一实施方式所涉及的压粉磁芯1所含有的软磁性粉末的形状不受限定。软磁性粉末的形状可以为球状，也可以为非球状。在为非球状的情况下，可以为鳞片状、椭圆球状、液滴状、针状这样的具有形状各向异性的形状，也可以为不具有特别的形状各向异性的不定形。作为不定形的软磁性粉末的例子，可举出多个球状的软磁性粉末相互接触地结合、或者以局部埋没于其他软磁性粉末的方式结合的情况。在软磁性粉末为羰基铁的粉末的情况下，容易观察这样的不定形的软磁性粉末。
软磁性粉末的形状可以为在制造软磁性粉末的阶段获得的形状，也可以为对制造出的软磁性粉末进行二次加工而获得的形状。作为前者的形状，例示球状、椭圆球状、液滴状、针状等，作为后者的形状，例示鳞片状。
本发明的一实施方式所涉及的压粉磁芯1所含有的软磁性粉末的粒径不受限定。如果通过中值粒径D50(通过激光衍射散射法测定的软磁性粉末的粒径的体积分布中的体积累计值为50％时的粒径)规定这种粒径，则通常为1μm到45μm的范围。从提高处理性的观点、提高压粉磁芯1的成形体中的软磁性粉末的填充密度的观点等出发，软磁性粉末的平均粒径D50优选为2μm以上30μm以下，更优选为3μm以上15μm以下，尤其优选为4μm以上13μm以下。
(1-2)粘结成分
粘结成分只要为有助于固定本发明的一实施方式所涉及的压粉磁芯1中含有的软磁性粉末的材料，其组成便无限定。作为构成粘结成分的材料，例示树脂材料以及树脂材料的热分解剩余物(在本说明书中，将这些统称为“基于树脂材料的成分”。)等的有机系的材料、无机系的材料等。作为树脂材料，例示丙烯树脂、硅酮树脂、环氧树脂、酚醛树脂、尿素树脂、蜜胺树脂等。作为由无机系的材料构成的粘结成分，例示硅酸钠等玻璃系材料。粘结成分可以由一个种类的材料构成，也可以由多个材料构成。粘结成分也可以是有机系的材料与无机系的材料的混合体。
作为粘结成分，通常使用绝缘性的材料。由此，能够提高作为压粉磁芯1的绝缘性。
对于本发明的一实施方式所涉及的压粉磁芯1的成形体，作为具体的一例，通过具备成形处理的制造方法制造，该成形处理包括包含软磁性粉末与粘合剂成分在内的混合物的加压成形。在本说明书中，“粘合剂成分”是赋予粘结成分的成分，既存在粘合剂成分由粘结成分构成的情况，也存在粘合剂成分是与粘结成分不同的材料的情况。
作为粘合剂成分与粘结成分不同的情况的具体例，可举出本发明的一实施方式所涉及的压粉磁芯1的成形体所具备的粘结成分由包含树脂系材料的粘合剂成分的热分解剩余物构成的情况。当生成该热分解剩余物时，粘合剂成分的一部分分解并挥发。因此，在压粉磁芯1所具备的成形体具备上述的热分解剩余物的情况下，在成形体内、具体而言在成形体中的位于最近位置的软磁性粉末彼此之间有时产生空隙。即便在这样的情况下，由于本发明所涉及的压粉磁芯1将含有PAI-Ep树脂的外装涂层设置成掩埋该空隙的至少一部分，所以也难以产生因构成软磁性粉末的材料的氧化而引起的压粉磁芯的磁特性的变化。
(2)外装涂层
在本发明的一实施方式所涉及的压粉磁芯1具备外装涂层。外装涂层是以成形体的机械强度的提高等为目的而设置成覆盖成形体的至少一部分的层。包括对包含软磁性粉末的混合物进行加压成形而形成成形体，因此，存在其表面具有因软磁性粉末而引起的凹凸的情况。此外，在混合物包含粘合剂成分的情况且成形体包含粘合剂成分的热分解剩余物的情况下，如上所述，有时成形体具有空隙。在这种情况下，构成外装涂层的材料不仅存在于成形体的表面，而且存在于从表面进入内部一定程度的区域。即，外装层也可以相对于成形体具有浸渍构造。
本发明的一实施方式所涉及的压粉磁芯1所具备的外装涂层含有PAI-Ep树脂。这种外装涂层的不受限定的制造方法的一例如下所述。首先，使包含聚酰胺酰亚胺树脂及其前驱体的至少一方以及环氧化合物的液状组成物与成形体接触，在包括成形体的表面在内的区域形成基于上述的液状组成物的层。对基于该液状组成物的层进行加热等，使环氧化合物所含的环氧基的反应进行，形成由包含聚酰胺酰亚胺树脂与环氧化合物的反应物亦即PAI-Ep树脂的层构成的外装涂层。
上述的液状组成物处于环氧基的反应进行前的状态，因此，粘度比较低，容易浸透到成形体内。因而，通过上述的制造方法制造的包含PAI-Ep树脂的外装涂层容易具有相对于成形体的浸渍构造。外装涂层中的相对于成形体浸渍的部分起到增粘效果，提高外装涂层相对于成形体的密接性。此外，液状组成物浸透到成形体的内部，由此，构成成形体的软磁性粉末中的、被液状组成物直接或者间接地覆盖的软磁性粉末变多。因此，构成本发明的一实施方式所涉及的压粉磁芯1的软磁性粉末容易被构成外装涂层的材料直接或者间接地覆盖。因此，本发明的一实施方式所涉及的压粉磁芯1即便在放置于高温环境下的情况下，也难以产生因氧化而引起的磁特性的变化。
此处，仅从抑制氧化的观点出发，存在聚酰亚胺树脂等具有与PAI-Ep树脂相同或者较之以上的功能的材料。但是，这样的材料如聚酰亚胺树脂那样，与PAI-Ep树脂相比玻化转变点高的情况较多。因此，在作为通过具备固化液状组成物的工序的制造方法形成的外装涂层的材料使用的情况下，固化时所需的加热温度变高。该加热温度高意味着到室温为止的冷却温度幅度宽广。因此，当使用聚酰亚胺树脂形成外装涂层时，构成外装涂层的材料的收缩的程度变大，容易在软磁性粉末产生应变。在残留于软磁性粉末的应变量多的情况下，容易变得难以提高压粉磁芯1的磁特性。
在PAI-Ep树脂由包含聚酰胺酰亚胺树脂及其前驱体中的至少一方以及环氧化合物的液状组成物构成的情况下，只要聚酰胺酰亚胺树脂的具体构造(分子量、侧链的构造等)具有能够与环氧基反应的羧酸基，便无限定。有时也优选具有相对于溶剂的可溶性。
上述的液状组成物所含的环氧化合物的种类并无限定。只要具有至少两个以上环氧基即可。作为环氧化合物，能够例示双酚A型的环氧化合物、双酚F型的环氧化合物、联苯型的环氧化合物等的在两末端具有环氧基的化合物、萘环型的环氧化合物、邻甲酚酚醛型的环氧化合物、具有基于二环戊二烯的构成单位的环氧化合物等的具有多个环氧基的低聚物型的化合物等。其中，有时优选环氧化合物由从如下的组中选出的一种以上的化合物构成，该组由双酚A型的环氧化合物以及二环戊二烯型的环氧化合物构成。
上述的液状组成物中的、聚酰胺酰亚胺树脂及其前驱体中的至少一方的含有量与环氧化合物的含有量之间的关系不受限定。只要考虑由聚酰胺酰亚胺树脂及其前驱体中的至少一方形成的聚酰胺酰亚胺树脂的羧酸当量、以及环氧化合物的环氧当量进行设定即可。通常，以聚酰胺酰亚胺树脂中的全部的羧酸基与环氧化合物中的全部的环氧基反应的方式进行配合。
本发明的一实施方式所涉及的压粉磁芯1所具备的外装涂层包含PAI-Ep树脂，在优选的一个方式中由PAI-Ep树脂构成，因此，即便在将压粉磁芯1放置于250℃的环境下的情况下，也难以产生磁特性的变化。具体而言，能够将在上述的环境下放置200小时的情况下的磁芯损耗的上升率设为30％以下。此外，能够将在上述的环境下放置200小时的情况下的相对磁导率的降低率设为14％以下(将变化率设为-14％以上)。
本发明的一实施方式所涉及的压粉磁芯1所具备的外装涂层包含PAI-Ep树脂，在优选的一个方式中由PAI-Ep树脂构成，因此，即便在将压粉磁芯1放置于250℃的环境下的情况下，也难以产生机械强度的降低。具体而言，即便在上述的环境下放置200小时的情况下，也能够将压环强度设为20MPa的程度或者20MPa以上。
(3)压粉磁芯的制造方法
上述的本发明的一实施方式所涉及的压粉磁芯1的制造方法并无特别限定，但如果采用如下说明的制造方法，则能够更有效地制造压粉磁芯1。
本发明的一实施方式所涉及的压粉磁芯1的制造方法具备如下说明的成形工序以及外装涂层工序，也可以进一步具备热处理工序。
(3-1)成形工序
首先，准备包含软磁性粉末以及粘合剂成分的混合物。能够通过包括该混合物的加压成形的成形处理获得成形制造物。加压条件并无限定，能够基于粘合剂成分的组成等适当决定。例如，在粘合剂成分由热固化性的树脂构成的情况下，优选在加压的同时加热，在模具内使树脂的固化反应进行。另一方面，在压缩成形的情况下，虽然加压力高，但是加热不成为必要条件，成为短时间的加压。
以下，对混合物为造粒粉且进行压缩成形的情况稍加进行详细说明。造粒粉的处理性优异，因此，能够提高成形时间短且生产性优异的压缩成形工序的作业性。
(3-1-1)造粒粉
造粒粉含有软磁性粉末以及粘合剂成分。造粒粉中的粘合剂成分的含有量并无特别限定。在这种含有量过低的情况下，粘合剂成分难以保持软磁性粉末。此外，在粘合剂成分的含有量过低的情况下，在经过热处理工序获得的压粉磁芯1中，由粘合剂成分的热分解剩余物构成的粘结成分难以使多个软磁性粉末相互绝缘。另一方面，在上述的粘合剂成分的含有量过高的情况下，经过热处理工序获得的压粉磁芯1所含有的粘结成分的含有量容易变高。如果压粉磁芯1中的粘结成分的含有量变高，则因软磁性粉末从粘结成分受到的应力的影响而导致压粉磁芯1的磁特性容易降低。因此，造粒粉中的粘合剂成分的含有量优选相对于造粒粉整体为0.5质量％以上5.0质量％以下的量。从更加稳定地减少压粉磁芯1的磁特性降低的可能性的观点出发，造粒粉中的粘合剂成分的含有量优选相对于造粒粉整体为1.0质量％以上3.5质量％以下的量，更优选为1.2质量％以上3.0质量％以下的量。
造粒粉也可以含有上述的软磁性粉末以及粘合剂成分以外的材料。作为这样的材料，例示出润滑剂、硅烷偶联剂、绝缘性的填料等。在含有润滑剂的情况下，其种类并无特别限定。可以是有机系的润滑剂，也可以是无机系的润滑剂。作为有机系的润滑剂的具体例，可举出硬脂酸锌、硬脂酸铝等的金属皂。认为这样的有机系的润滑剂在热处理工序中气化而几乎不残留于压粉磁芯1。
造粒粉的制造方法并无特别限定。可以将赋予上述的造粒粉的成分直接混匀，通过公知的方法粉碎所获得的混匀物等，由此获得造粒粉，也可以制备在上述的成分中添加溶剂(作为一例可举出溶媒·分散媒、水。)而形成的浆料，使该浆料干燥后粉碎，由此获得造粒粉。也可以在粉碎后进行筛选、分级，对造粒粉的粒度分布进行控制。
作为从上述的浆料获得造粒粉的方法的一例，可举出使用喷雾式干燥机的方法。如图2所示，在喷雾式干燥机装置200内设置有转子201，从装置上部朝向转子201注入浆料S。转子201以规定的转速旋转，在喷雾式干燥机装置200内部的腔室中借助离心力使浆料S以小液滴状喷雾。进而，朝喷雾式干燥机装置200内部的腔室导入热风，由此，使小液滴状的浆料S所含有的分散媒(水)在维持小液滴形状的状态下挥发。其结果是，从浆料S形成造粒粉P。从装置200的下部回收该造粒粉P。
只要适当设定转子201的转速、朝喷雾式干燥机装置200内导入的热风温度、腔室下部的温度等各参数即可。作为这些参数的设定范围的具体例，可举出作为转子201的转速设定为4000～6000rpm，作为朝喷雾式干燥机装置200内导入的热风温度设定为130～170℃，作为腔室下部的温度设定为80～90℃。此外，腔室内的气氛及其压力也只要适当设定即可。作为一例，可举出将腔室内形成为气体(空气)气氛，将其压力与大气压的差压设定为2mmH2O(约0.02kPa)。也可以通过筛选等进一步对所获得的造粒粉P的粒度分布进行控制。
(3-1-2)加压条件
压缩成形的加压条件并无特别限定。只要考虑造粒粉的组成、成形品的形状等而适当设定即可。在对造粒粉进行压缩成形时的加压力过低的情况下，成形品的机械强度降低。因此，容易产生成形品的处理性降低、从成形品获得的压粉磁芯1的机械强度降低之类的问题。此外，也存在压粉磁芯1的磁特性降低或者绝缘性降低的情况。另一方面，在对造粒粉进行压缩成形时的加压力过高的情况下，难以制作能够耐受其压力的成形模具。
从能够更稳定地减小压缩加压工序对压粉磁芯1的机械特性、磁特性造成恶劣影响的可能性、且在工业上容易进行大量生产的观点出发，有时优选将对造粒粉进行压缩成形时的加压力设为0.3GPa以上2GPa以下，有时更优选为0.5GPa以上2GPa以下，有时特别优选为0.5GPa以上1.8GPa以下。
在压缩成形中，可以一边进行加热一边进行加压，也可以在常温下进行加压。
(3-2)热处理工序
通过成形工序获得的成形制造物可以是本实施方式所涉及的压粉磁芯1所具备的成形体，也可以如以下说明那样对成形制造物实施热处理工序而获得成形体。
在热处理工序中，对通过上述的成形工序获得的成形制造物进行加热，由此，通过修正软磁性粉末间的距离进行磁特性的调整、以及使在成形工序中施加于软磁性粉末的应变缓和而进行磁特性的调整，获得成形体。
热处理工序如上所述以成形体的磁特性的调整为目的，因此，将热处理温度等的热处理条件设定为使得成形体的磁特性成为最好。作为设定热处理条件的方法的一例，可举出使成形制造物的加热温度变化，而使升温速度以及加热温度下的保持时间等其他条件一定。
设定热处理条件时的成形体的磁特性的评价标准并无特别限定。作为评价项目的具体例，能够举出成形体的磁芯损耗。在该情况下，只要将成形制造物的加热温度设定为使得成形体的磁芯损耗最低即可。能够适当设定磁芯损耗的测定条件，作为一例，可举出频率100kHz、最大磁通密度100mT的条件。
热处理时的气氛并无特别限定。在氧化性气氛的情况下，粘合剂成分的热分解过度进行的可能性、软磁性粉末的氧化进行的可能性高，因此，优选在氮、氩等不活性气氛、氢等还原性气氛下进行热处理。
(3-3)外装涂层工序
对由通过上述的成形工序获得的成形制造物构成的成形体、或者相对于成形制造物而通过上述的热处理工序获得的成形体，实施包含PAI-Ep树脂的外装涂层。
具体而言，使包含聚酰胺酰亚胺树脂及其前驱体中的至少一方、以及环氧化合物的液状组成物与成形体接触，在包括成形体的表面在内的区域形成基于上述的液状组成物的层。对基于该液状组成物的层进行加热等，使环氧化合物所含的环氧基的反应进行，形成由包含聚酰胺酰亚胺树脂与环氧化合物的反应物亦即PAI-Ep树脂在内的层构成的外装涂层。
上述的液状组成物所含的聚酰胺酰亚胺树脂及其前驱体中的至少一方以及环氧化合物如上所述，因此省略说明。上述的液状组成物也可以含有溶剂。溶剂只要能够实现适当溶解液状组成物所含的成分的至少一部分、且在使用时适当地挥发，其种类便无限定。作为溶剂的具体例，可举出乙酸丁酯等酯系物质，甲乙酮等酮系的物质等。考虑液状组成物整体的粘度等设定溶剂的使用量。
用于从基于上述的液状组成物的层形成外装涂层的条件根据上述的液状组成物的组成而适当设定。当举出不受限定的例子时，在80℃～120℃左右的温度下保持10分钟～30分钟左右而使溶剂挥发，进而在150℃～250℃左右的温度下保持20分钟～2小时左右而使环氧基的反应进行，由此能够获得包含PAI-Ep树脂的外装涂层。
3.电气/电子元件
本发明的一实施方式所涉及的电气/电子元件具备上述的本发明的一实施方式所涉及的压粉磁芯。具体而言，本发明的一实施方式所涉及的电气/电子元件具备压粉磁芯、线圈以及与该线圈的各个端部连接的连接端子。此处，压粉磁芯的至少一部分被配置成，当经由连接端子在线圈流动电流时位于由该电流产生的感应磁场内。
作为这样的电气/电子元件的一例，可举出图3所示的环形线圈10。环形线圈10具备通过在环状的压粉磁芯1卷绕包覆导电线2而形成的线圈2a。在位于由卷绕的包覆导电线2构成的线圈2a与包覆导电线2的端部2b、2c之间的导电线的部分中，能够定义线圈2a的端部2d、2e。这样，本实施方式所涉及的电气/电子元件的构成线圈的部件和构成连接端子的部件可以由相同的部件构成。
本发明的一实施方式所涉及的电气/电子元件具备上述的本发明的一实施方式所涉及的压粉磁芯，因此，即便电气/电子元件在高温环境(具体而言为250℃的环境)下长时间(具体而言为100小时以上)放置的情况下，也难以产生因压粉磁芯的磁特性的变化而引起的电气/电子元件的特性的劣化。此外，即便在上述的环境下长时间放置，压粉磁芯也能够维持实用的机械强度，因此，在使用了压粉磁芯的电气/电子元件的制造过程中、将这种电气/电子元件作为电气/电子设备的一部分安装或组装的过程中，在使用所获得的电气/电子设备时，即便产生与其他构件的碰撞等的来自外部的机械负载、或因急剧的温度变化而引起的热应力等，也难以产生电气/电子元件破损的不良情况。
作为本发明的一实施方式所涉及的电气/电子元件，除了上述的环形磁芯10之外，还能够例示电抗器、变压器、扼流圈等。
4.电气/电子设备
本发明的一实施方式所涉及的电气/电子设备具备具有上述的本发明的一实施方式所涉及的压粉磁芯的电气/电子元件。具体而言，可举出安装有上述的电气/电子元件的电气/电子设备、组装有上述的电气/电子元件的电气/电子设备。作为这样的电气/电子设备的进一步的具体例，可举出在具备电压升降压电路、平滑电路、DC-DC转换器，AC-DC转换器等的开关电源装置、太阳能发电等中使用的功率控制单元等。
这样的本发明的一实施方式所涉及的电气/电子元件具备具有上述的本发明的一实施方式所涉及的压粉磁芯的电气/电子元件，因此，即便在高温环境(具体而言为250℃的环境)下长时间(具体而言为100小时以上)放置的情况下，也难以产生因压粉磁芯的磁特性的降低、破损而引起的动作不良。因而，本发明的一实施方式所涉及的电气/电子元件的信赖性优异。
以上说明的实施方式是为了容易理解本发明而记载的，并不是为了限定本发明而记载的。因而，上述实施方式所公开的各要素意图也包括属于本发明的技术范围内的全部的设计变更、等同物。
实施例
以下，通过实施例等对本发明进行更具体的说明，但本发明的范围并不限定于这些实施例等。
(实施例1)
(1)Fe基非晶体合金粉末的制作
使用水雾化法，制作以成为Fe74.3at％Cr1.56at％P8.78at％C2.62at％B7.57at％Si4.19at％的组成的方式进行称量而获得的非晶体磁性材料的粉末来作为软磁性粉末。使用日机装株式会社制造的“微轨迹粒度分布测定装置MT3300EX”以体积分布的方式测定所获得的软磁性粉末的粒度分布。其结果是，在体积分布中为50％的粒径亦即中值粒径D50为11μm。
(2)造粒粉的制作
准备包括98.3质量部的上述的软磁性粉末、1.4质量部的由丙烯系树脂构成的绝缘性粘结材、以及0.3质量部的由硬脂酸锌构成的润滑剂且将水作为溶剂的浆料。
将所获得的浆料干燥后粉碎，使用网眼300μm的筛子以及850μm的筛子除去300μm以下的微细粉末以及850μm以上的粗大粉末，由此获得造粒粉。
(3)压缩成形
将所获得的造粒粉填充到模具，以面压0.5～2GPa进行加压成形，获得具有外径20mm×内径12.8mm×厚度6.8mm的环形状的成形制造物。
(4)热处理
将所获得的成形体载置于氮气流气氛的炉内，进行将炉内温度从室温(23℃)以升温速度10℃/分加热至最佳磁芯热处理温度亦即300～500℃，并以该温度保持1小时，之后在炉内进行冷却至室温的热处理，获得成形体。
(5)外装涂层
准备使聚酰胺酰亚胺树脂(羧酸当量：1255g/eq)与双酚A型环氧树脂(环氧当量：189g/eq)溶解于溶剂的液状组成物(粘度：1～10mPa·s)。将聚酰胺酰亚胺树脂的含有量以及双酚A型环氧树脂的含有量设定为使得聚酰胺酰亚胺树脂中的羧酸基的数量与双酚A型环氧树脂中的环氧基的数量相等。
使上述的成形体在所获得的液状组成物中浸渍15分钟。之后，从液状组成物中取出成形体，并以70℃干燥30分钟，随后以100℃干燥30分钟，在成形体的表面形成液状组成物的涂膜。将具备该涂膜的成形体以170℃加热1小时，获得在成形体上具备外装涂层的压粉磁芯。
(实施例2)
在制备液状组成物时，除了代替双酚A型环氧树脂，而使用具有基于二环戊二烯的构成单位的环氧化合物(环氧当量：265g/eq)获得粘度为1～10mPa·s的液状组成物之外，与实施例1相同地获得压粉磁芯。
(实施例3)
在制备液状组成物时，除了代替双酚A型环氧树脂，而使用邻甲酚酚醛型的环氧化合物(环氧当量：210g/eq)获得粘度为1～10mPa·s的液状组成物之外，与实施例1相同地获得压粉磁芯。
(比较例1)
与实施例1相同地获得成形体。将甲基苯基系硅酮树脂溶解于溶剂，制备出粘度为1～10mPa·s的液状组成物。使上述的成形体在所获得的液状组成物中浸渍15分钟。之后从液状组成物中取出成形体，在常温下干燥60分钟，在成形体的表面形成液状组成物的涂膜。将具备该涂膜的成形体以250℃加热1小时，获得在成形体上具备外装涂层的压粉磁芯。
(比较例2)
与实施例1相同地获得成形体。将环氧改性硅酮树脂溶解于溶剂，制备出粘度为1～10mPa·s的液状组成物。使上述的成形体在所获得的液状组成物中浸渍15分钟。之后从液状组成物中取出成形体，以70℃干燥30分钟，在成形体的表面形成液状组成物的涂膜。将具备该涂膜的成形体以170℃加热1小时，获得在成形体上具备外装涂层的压粉磁芯。
(试验例1)相对磁导率的变化率的测定
对通过实施例以及比较例制作的压粉磁芯实施铜线的卷绕而获得环形磁芯。对于该环形磁芯，使用阻抗分析器(HP公司制“4192A”)测定出频率100kHz时的相对磁导率。将该相对磁导率称作“初始相对磁导率μ0”。将通过实施例以及比较例制作的压粉磁芯在250℃的环境下静置规定时间，对于静置后的压粉磁芯，按照上述的要点测定出相对磁导率。将该相对磁导率称作“加热后相对磁导率μ1”。
通过下述式求出相对磁导率的变化率Rμ(单位：％)。
Rμ＝(μ1-μ0)/μ0×100
将以不同的加热时间测定相对磁导率的变化率Rμ而得的结果示于表1以及图4。
【表1】
加热时间 24小时 100小时 200小时
实施例1 -3.5％ -7.6％ -12.8％
实施例2 -3.6％ -6.6％ -11.2％
实施例3 -4.2％ -6.5％ -11.0％
比较例1 -5.4％ -10.5％ -14.7％
比较例2 -2.8％ -8.4％ -12.8％
(试验例2)磁芯损耗的变化率的测定
在通过实施例以及比较例制作的压粉磁芯实施铜线的卷绕而获得环形磁芯。对于该环形磁芯，使用BH分析器(岩崎通信机株式会社制“SY-8218”)在频率100kHz、最大磁通密度100mT的条件下测定出磁芯损耗。将该磁芯损耗称作“初始磁芯损耗W0”。
将通过实施例以及比较例制作的压粉磁芯在250℃的环境下静置规定时间，对于静置后的压粉磁芯，按照上述的要点测定出磁芯损耗。将该磁芯损耗称作“加热后磁芯损耗W1”。
通过下述式求出相对磁导率的降低率RW(单位：％)。
RW＝(W1-W0)/W0×100
将以不同的加热时间测定相对磁导率的变化率RW而得的结果示于表2以及图5。
【表2】
加热时间 1小时 10小时 24小时 100小时 200小时
实施例1 16.5％ 20.5％ 17.4％ 15.8％ 26.2％
实施例2 13.8％ 29.3％ 24.7％ 15.5％ 25.2％
实施例3 10.3％ 28.7％ 31.3％ 19.7％ 26.1％
比较例1 8.3％ 27.4％ 39.2％ 55.8％ 63.4％
比较例2 13.1％ 1.8％ 0.0％ 16.7％ 34.7％
(试验例3)压环强度的测定
利用基于JIS Z2507：2000的试验方法测定通过实施例以及比较例制作的压粉磁芯，求出加热前压环强度(单位：MPa)。
将通过实施例以及比较例另行制作的压粉磁芯在250℃的环境下静置200小时，对于静置后的压粉磁芯，通过基于JIS Z2507：2000的试验方法进行测定，求出加热后压环强度(单位：MPa)。
将加热前压环强度以及加热后压环强度的测定结果示于表3以及图6。
【表3】
如表1至3以及图4至6所示，本实施例所涉及的压粉磁芯即便在250℃的环境下放置200小时后，相对磁导率的降低率也为13％以下，磁芯损耗的増加率也为30％以下，且压环强度也为20MPa以上。但是，比较例所涉及的压粉磁芯的相对磁导率的降低率超过13％，磁芯损耗的増加率超过30％，压环强度不足20MPa，无法维持对于磁特性以及机械强度的双方都优异的特性。
产业上的可利用性
使用了本发明的压粉磁芯的电子元件能够作为在混合动力汽车等的升压电路、发电、变电设备中使用的电抗器、变压器、扼流圈等而适当使用。
附图标记说明：
1：压粉磁芯；
10：环形线圈；
2：包覆导电线；
2a：线圈；
2b、2c：包覆导电线2的端部；
2d、2e：线圈2a的端部；
200：喷雾式干燥机装置；
201：转子；
S：浆料；
P：造粒粉。

Claims (10)

1.一种压粉磁芯，其具备包含软磁性粉末的成形体、以及所述成形体的外装涂层，其特征在于，
所述外装涂层含有聚酰胺酰亚胺改性环氧树脂。
2.根据权利要求1所述的压粉磁芯，其中，
所述软磁性粉末含有铁系材料以及镍系材料中的至少一方的粉末。
3.根据权利要求1或2所述的压粉磁芯，其中，
所述软磁性粉末含有晶体磁性材料的粉末。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的压粉磁芯，其中，
所述软磁性粉末含有非晶体磁性材料的粉末。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的压粉磁芯，其中，
所述所述软磁性粉末含有纳米晶磁性材料的粉末。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的压粉磁芯，其中，
所述软磁性粉末是将所述晶体磁性材料、所述非晶体磁性材料、所述纳米晶磁性材料中的两种以上混合而成的粉末。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的压粉磁芯，其中，
所述成形体具备所述软磁性粉末以及粘结成分，所述粘结成分由包含树脂系材料的粘合剂成分的热分解剩余物构成。
8.一种压粉磁芯的制造方法，其是权利要求7所述的压粉磁芯的制造方法，其特征在于，具备：
成形工序，在所述成形工序中，通过包括混合物的加压成形的成形处理来获得成形制造物，该混合物具备所述软磁性粉末与所述粘合剂成分；
加热处理工序，在所述加热处理工序中，对通过所述成形工序获得的成形制造物进行加热，获得具备所述软磁性粉末与由所述粘合剂成分的热分解剩余物构成的粘结成分的所述成形体；以及
外装涂层形成工序，在所述外装涂层形成工序中，使包含聚酰胺酰亚胺树脂及其前驱体中的至少一方以及环氧化合物在内的液状组成物与所述成形体接触，在包括所述成形体的表面在内的区域形成基于所述液状组成物的层，使基于所述液状组成物的层所含的所述环氧化合物所具有的环氧基的反应进行，形成包含聚酰胺酰亚胺改性环氧树脂的外装涂层。
9.一种电气/电子元件，其具备权利要求1至7中任一项所述的压粉磁芯、线圈以及与所述线圈的各个端部连接的连接端子，其特征在于，
所述压粉磁芯的至少一部分被配置成，当经由所述连接端子在所述线圈流动电流时位于由所述电流产生的感应磁场内。
10.一种电气/电子设备，其特征在于，
具备权利要求9所述的电气/电子元件。
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