CN107430919B - 金属磁性材料和电子部件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及金属磁性材料。用树脂等进行接合化或用绝缘膜被覆粒子时，为了使绝缘性更可靠，需要增加磁性材料以外的绝缘材料的量，增加磁性材料以外的体积导致磁特性的劣化。在材料粒子使用Fe－Cr－Si合金，利用形成于该Fe－Cr－Si合金粒子上的仅来自原料组成的氧化物的绝缘膜时，绝缘性低，无法得到充分的强度。含浸树脂时，不但成本上升，而且缺乏制品的稳定性，因此实用性低。在由铁和硅构成的金属磁性合金粉末中添加锌。使用该磁性材料形成坯体。在坯体的内部或表面形成线圈。
Description
技术领域
本发明涉及电子电路中使用的功率电感等所使用的金属磁性材料和使用该金属磁性材料的电子部件。
背景技术
电源电路中使用的功率电感要求小型化、低损耗化、大电流应对化，为了应对这些要求，一直研究在其磁性材料中使用饱和磁通密度高的金属磁性材料。金属磁性材料具有饱和磁通密度高的优点，但其材料单质的绝缘电阻低，为了作为电子部件的磁性体使用，需要确保材料粒子彼此的绝缘。无法确保绝缘时，部件主体会导通或者材料特性劣化而制品的损失增加。
以往，在电子部件中使用金属磁性材料时，用树脂等进行接合化或者用绝缘膜被覆粒子来确保材料粒子彼此的绝缘。
例如，日本特开2010－62424号公报中记载了将用ZnO系玻璃被覆Fe－Cr－Si合金的表面而成的材料在真空、无氧、低氧分压下进行煅烧而成的电子部件。但是，在真空、无氧、低氧分压下，为了防止烧结，需要可靠地进行材料粒子的被覆，存在需要增加玻璃的添加量或者由于覆盖材料粒子而成本上升的问题。
这样，在用树脂等进行接合化或用绝缘膜被覆粒子的以往的方法中，为了使绝缘性更可靠，需要增加磁性材料以外的绝缘材料的量，存在增加磁性材料以外的体积会导致磁特性的劣化的问题。
另外，公开了材料粒子中形成仅来自原料组成的氧化物的层的技术(日本专利第4866971号公报、日本专利第5082002号公报)。该方法中，因为材料粒子使用Fe－Cr－Si合金，利用该Fe－Cr－Si合金粒子中形成的仅来自原料组成的氧化物的绝缘膜，所以磁特性的劣化小。但是，由于材料粒子使用Fe－Cr－Si合金，所以有时所形成的绝缘膜的绝缘性低或者无法得到足够的强度。
因此，也公开了粒子中形成仅来自原料组成的氧化物的层，在其中含浸树脂等方法(日本特开2012－238841号公报)。但是，含浸等方法不但成本上升，而且缺乏制品的稳定性，因此实用性低。
发明内容
电子部件用的金属磁性材料需要用最小的绝缘层将磁性粒子彼此绝缘来确保高的绝缘性。另外，绝缘膜也需要在电、机械方面是稳固的。进而，需要保持材料粒子内的组成均匀。然而，如上所述，任何以往技术多少都有未解决的问题。
本发明的一个或一个以上的实施方式提供能可靠地进行绝缘且饱和磁通密度高的金属磁性材料、以及使用该金属磁性材料的低损耗且直流叠加特性良好的电子部件。
本发明的一个或一个以上的实施方式中，在由铁和硅构成的金属磁性合金粉末中添加有锌。
另外，本发明的一个或一个以上的实施方式中，在由铁和硅构成的金属磁性合金粉末中添加有锌，通过热处理而生成有锌与金属磁性合金粉末的反应物。
进而，本发明的一个或一个以上的实施方式中，在由铁和硅构成的金属磁性合金粉末添加有锌，通过热处理而生成有锌与金属磁性合金粉末的反应物，存在基于反应物的与金属磁性合金粉末的氧化物。
进而，本发明的一个或一个以上的实施方式中，在由铁和硅构成的金属磁性合金粉末中添加有锌，通过热处理而生成有锌与金属磁性合金粉末的反应物，反应物形成在金属磁性合金粉末的表面附近。
本发明的一个或一个以上的实施方式中，使用在由铁和硅构成的金属磁性合金粉末中添加有锌的金属磁性材料来形成坯体，在坯体内生成有锌与金属磁性合金粉末的反应物，在坯体的内部或者表面形成有线圈。
另外，本发明的一个或一个以上的实施方式中，使用在由铁和硅构成的金属磁性合金粉末中添加有锌的金属磁性材料来形成坯体，在金属磁性合金粉末的表面附近析出有锌与金属磁性合金粉末的反应物，在坯体的内部或者表面形成有线圈。
进而，本发明的一个或一个以上的实施方式中，使用在由铁和硅构成的金属磁性合金粉末中添加有锌的金属磁性材料来形成坯体，通过对坯体进行热处理，在坯体内生成有锌与金属磁性合金粉末的反应物，在坯体的内部或者表面形成有线圈。
进而，本发明的一个或一个以上的实施方式中，使用在由铁和硅构成的金属磁性合金粉末中添加有锌的金属磁性材料来形成坯体，通过对坯体进行热处理，在金属磁性合金粉末的表面附近析出有锌与金属磁性合金粉末的反应物，在坯体的内部或者表面形成有线圈。
本发明的一个或一个以上的实施方式中，因为在由铁和硅构成的金属磁性合金粉末中添加了锌，所以能够用简便的方法可靠地进行绝缘，且能够提高饱和磁通密度。
另外，本发明的一个或一个以上的实施方式中，使用在由铁和硅构成的金属磁性合金粉末中添加有锌的金属磁性材料来形成坯体，在坯体内生成有锌与金属磁性合金粉末的反应物，在坯体的内部或者表面形成有线圈，因此能够制成低损耗且直流叠加特性良好的具有高强度的电子部件。
附图说明
图1是表示本发明的电子部件的实施方式的立体图。
图2是图1的分解立体图。
图3是将进行比较实验的实施例和比较例的组成和比较实验结果汇总表示的表。
图4是表示实施例2和比较例2的特性的图。
具体实施方式
本发明的一个或一个以上的实施方式中，在由铁和硅构成的金属磁性合金粉末中添加有锌。通过对其进行热处理而生成锌与金属磁性合金粉末的反应物。该反应物以与构成金属磁性合金粉末的元素的氧化物的形式存在，在金属磁性合金粉末的表面附近形成。
因此，本发明的一个或一个以上的实施方式中，通过添加锌且调整其量，能够生成来自材料粒子的原料组成以外的物质，与材料粒子中以来自原料组成的氧化物形成绝缘膜的以往的材料粒子相比能够高效地绝缘。
另外，本发明的一个或一个以上的实施方式中，通过使用在由铁和硅构成的金属磁性合金粉末中添加有锌的金属磁性材料来形成坯体。对该坯体进行热处理，从而在坯体内生成经添加的锌与金属磁性合金粉末的反应物。该反应物以与构成金属磁性合金粉末的元素的氧化物的形式存在，形成在金属磁性合金粉末的表面附近。在坯体的内部或者表面形成有线圈。
因此，本发明的一个或一个以上的实施方式中，通过添加锌且调整其量，能够生成来自材料粒子的原料组成以外的物质，与材料粒子中以来自原料组成的氧化物形成绝缘膜的以往的材料粒子相比能够高效地将金属磁性粒子彼此绝缘，并且能够将金属磁性粒子彼此牢固结合。
以下，参照图1～图4对用于实施本发明的最佳方式进行说明。
图1是表示本发明的电子部件的实施方式的立体图，图2是图1的分解立体图。
图1、图2中，10是电子部件，11是坯体，13、14是外部端子。
电子部件10是具备坯体11和外部端子13、14的层叠型的电感器。
坯体11具有金属磁性体层11A、11B、11C、11D和线圈用导体图案12A、12B、12C。
金属磁性体层11A、11B、11C、11D由在金属磁性合金粉末中添加有锌的金属磁性材料形成。金属磁性合金粉末使用由铁和硅构成的金属磁性合金(所谓的Fe－Si系金属磁性合金)的粉末。坯体11(金属磁性体层11A、11B、11C、11D)中，生成金属磁性合金粉末与经添加的锌的反应物，该反应物以与构成金属磁性合金粉末的元素的氧化物的形式在金属磁性合金粉末的表面附近形成。然后，金属磁性合金粉末以金属磁性合金粒子间具有晶界的状态将金属磁性合金粒子彼此结合，该晶界中存在含有锌的层。该含有锌的层存在于形成在2个粒子间的晶界或者存在于3个以上的粒子间的晶界，优选由锌的氧化物的层或者锌和其它元素的氧化物的层构成。另外，含有锌的层还可以进一步存在于金属磁性合金粒子的表面。在这种情况下，无需以覆盖金属磁性合金粒子的表面的整体的方式形成，也可以在金属磁性合金粒子的表面的一部分形成，或者厚度不均匀，或者其组成也不均质。
线圈用导体图案12A、12B、12C使用将银、银系、金、金系、铜、铜系等金属材料制成糊状而成的导体糊形成。
在金属磁性体层11A的表面形成有线圈用导体图案12A。该线圈用导体图案12A形成不足1圈。线圈用导体图案12A的一端被拉出到金属磁性体层11A的端面。
在金属磁性体层11B的表面形成有线圈用导体图案12B。该线圈用导体图案12B形成不足1圈。线圈用导体图案12B的一端介由金属磁性体层11B的通孔内的导体与线圈用导体图案12A的另一端连接。
在金属磁性体层11C的表面形成有线圈用导体图案12C。该线圈用导体图案12C形成不足1圈。线圈用导体图案12C的一端介由金属磁性体层11C的通孔内的导体与线圈用导体图案12B的另一端连接。另外，线圈用导体图案12C的另一端被拉出到金属磁性体层11C的端面。
在形成有该线圈用导体图案12C的金属磁性体层11C的上方形成有用于保护线圈用导体图案的金属磁性体层11D。
这样，由金属磁性体层间的线圈用导体图案12A到12C在坯体11内形成线圈图案。如图2所示，在该坯体11的两端面形成有外部端子13、14。而且，线圈用导体图案12A的一端与外部端子13连接，线圈用导体图案12C的另一端与外部端子14连接，从而在外部端子13与外部端子14间连接线圈图案。
具有这样的构成的本发明的电子部件以下述方式制造。
首先，在规定组成的Fe－Si合金的粉末中添加规定量的锌后，进行混合，进一步添加PVA(聚乙烯醇)等粘结剂。然后，将其混炼而制成糊状，得到金属磁性材料糊。另外，另外准备形成线圈用导体图案12A～12C的导体糊。将该金属磁性材料糊和导体糊交替地印刷为层状，从而得到坯体(成型体)11。对得到的坯体11在大气中以规定温度进行脱粘结剂处理和热处理，得到电子部件10。应予说明，对于外部端子13、14，例如可以在热处理后形成。在这种情况下，例如可以通过在热处理后的坯体11的两端涂布外部端子用的导体糊后，进行加热处理来设置外部端子13、14。另外，该外部端子13、14也可以通过在热处理后的坯体11的两端涂布外部端子用的导体糊后，进行煅烧处理，对经煅烧的导体实施镀覆而设置。在这种情况下，为了防止镀覆液浸入存在于坯体11的空隙，可以在存在于坯体11中的空隙中含浸树脂。
在本实施方式中，通过在构成坯体11的金属磁性体层11A～11D所使用的金属磁性材料中使用对金属磁性合金粉末添加锌而得的材料，实现了磁特性和绝缘特性的兼得。以下对该金属磁性材料举出包含比较例的比较实验来说明更具体的实施例。
图3是将进行比较实验的实施例和比较例的组成和比较实验结果汇总示出的表。
该比较实验中，在规定组成的Fe－Si合金的粉末中添加图3所示的规定量的氧化锌(ZnO)后，进行混合，进一步添加PVA(聚乙烯醇)等粘结剂，进行造粒，将其混炼，得到金属磁性材料糊，使用该金属磁性材料糊以343Mpa的压力进行加压而形成坯体(成型体)，在大气中以400℃进行脱粘结剂(脱脂)处理后，在大气中在650℃下进行热处理而形成电感器。应予说明，Fe－Si合金的粉末可以利用水雾化法、气体雾化法等雾化法、还原法、羰基法、粉碎法等各种粉末化法制造，但使用的是在其表面未进行用于形成金属氧化物的处理的粉末。即，使用了未对粉末表面进行特别的处理的Fe－Si合金的粉末本身。
不对Fe－Si合金的粉末进行任何添加的金属磁性材料(比较例1)的10MHz下的导磁率和体积电阻率低。另外，Fe－Si合金的粉末中添加了0.5wt％碳酸锂(Li2CO3)的金属磁性材料(比较例2)与比较例1相比，能够提高导磁率，但体积电阻率和耐电压与比较例1相比降低。进而，不对Fe－Si－Cr合金进行任何添加的金属磁性材料(比较例3)的体积电阻率和耐电压与比较例1相比降低。
与此相对，本发明的金属磁性材料通过在Fe－Si合金的粉末中添加0.25～1wt％的氧化锌(ZnO)，能够确保导磁率，同时提高体积电阻率和耐电压。
对于导磁率几乎相同的实施例2和比较例2，制成环形磁芯，对该环形磁芯实施200圈的卷线，测定100KHz下的直流叠加特性。图4是对于实施例2和比较例2，根据测定的电感值和环形磁芯的尺寸计算微分导磁率，表示施加磁场与微分导磁率的关系的图。
由实线表示的实施例2与由虚线表示的比较例2相比能够减小由磁场所致的导磁率的降低。
另外，用SEM－EDX观察实施例2，其结果，能够确认在金属磁性合金粒子的表面和存在于金属磁性合金粒子间的晶界层中含有Zn。由此，形成与以往的膜相比更牢固的绝缘膜，能够提高强度。
因此，本发明的电子部件的金属磁性材料的导磁率、体积电阻率和耐电压与以往的材料相比较高，因此可以提高线圈的电感值，并且可以确保高的耐电压的同时降低线圈的电阻，可得到直流叠加特性也优异的线圈。
不限于以上说明的实施方式，可以进行各种变形、变更，它们也都在本发明的范围内。
(1)实施方式中，对进行热处理的温度举出具体例进行了说明，但不限于此，进行热处理的温度可以根据金属磁性材料的组成、金属磁性材料的粒径、所需的磁特性等适当地变更。
(2)实施方式中，对通过热处理而生成锌与金属磁性合金粉末的反应物的情形进行了说明，但即使锌的一部分未反应而直接以单独的氧化物(氧化锌)的形式残留也得到相同的效果。
(3)实施方式中，金属磁性材料中添加的锌的量可以根据金属磁性材料的粒径、所需的磁特性等适当地变更。
(4)实施方式中，对在金属磁性合金粉末的表面未形成氧化物的情形进行了说明。并不局限于此，例如，也可以在金属磁性合金粉末的表面形成氧化物。金属磁性合金粉末也有时自然进行氧化或在高温的热处理中进行氧化而在其表面例如部分地或整体地自然形成来自金属磁性合金粉末的金属氧化物。本发明中，对于因来自该金属磁性合金粉末的金属氧化物所致的绝缘性，虽然不是预期的，但即便在金属磁性合金粉末的表面形成该金属氧化物也没有妨碍。
(5)实施方式中，显示了坯体中的邻接的金属磁性合金粉末彼此介由构成金属磁性合金粉末的元素与锌的反应物结合的情况，但坯体中的邻接的金属磁性合金粉末彼此不仅介由锌与金属磁性合金粉末的反应物结合，金属磁性合金粉末彼此也可以在不存在锌与金属磁性合金粉末的反应物的部分结合。
(6)金属磁性合金粉末只要为Fe－Si系金属磁性合金粉末即可，即使将组成不同、粒径不同的粉末混合也得到相同的效果。另外，即使金属磁性合金中含有制造上不可避免地混入的微量成分也得到相同的效果。
(7)坯体可以以棒状、鼓状、H状等芯的形式形成，线圈可以卷绕在该芯的外周而构成。
应予说明，实施方式和变形实施方式也可以适当地组合使用，但省略了详细的说明。另外，本发明不限定于以上说明的各实施方式。
符号说明
10 电子部件
11 坯体
11A、11B、11C、11D 金属磁性体层
12A、12B、12C 线圈用导体图案
13、14 外部端子
Claims (2)
1.一种金属磁性材料，其特征在于，在由铁和硅构成的金属磁性合金粉末中添加有锌，
通过热处理而生成有该锌与该金属磁性合金粉末的反应物，该反应物形成在该金属磁性合金粉末的表面，
邻接的金属磁性合金间具有晶界层，该晶界层含有锌，
该锌被夹在所述反应物之间而存在。
2.一种电子部件，其特征在于，使用在由铁和硅构成的金属磁性合金粉末中添加有锌的金属磁性材料来形成坯体，
在该坯体内，在所述金属磁性合金粉末的表面生成有该锌与该金属磁性合金粉末的反应物，
所述坯体中的邻接的金属磁性合金间具有晶界层，该晶界层含有锌，
该锌被夹在所述反应物之间而存在，
在该坯体的内部或者表面形成有线圈。
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004200676A (ja) * | 2002-12-04 | 2004-07-15 | Mitsubishi Materials Corp | 高密度、高強度および高磁束密度を有する複合軟磁性焼結材およびその製造方法 |
| JP2007027354A (ja) * | 2005-07-15 | 2007-02-01 | Toko Inc | 積層型電子部品及びその製造方法 |
| JP2013254917A (ja) * | 2012-06-08 | 2013-12-19 | Taiyo Yuden Co Ltd | 積層インダクタ |
| CN104395972A (zh) * | 2012-08-10 | 2015-03-04 | 株式会社村田制作所 | 磁性体组合物和线圈部件 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004221549A (ja) * | 2002-12-26 | 2004-08-05 | Mitsubishi Materials Corp | 高密度、高磁束密度および高抵抗を有する複合軟磁性焼結材の製造方法 |
| JP2004253787A (ja) * | 2003-01-30 | 2004-09-09 | Mitsubishi Materials Corp | 高強度、高磁束密度および高抵抗を有する複合軟磁性焼結材およびその製造方法 |
| JP4534523B2 (ja) * | 2004-02-25 | 2010-09-01 | パナソニック株式会社 | 複合焼結磁性材料の製造方法 |
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| JP4927983B2 (ja) * | 2010-04-09 | 2012-05-09 | 日立化成工業株式会社 | 圧粉磁心及びその製造方法 |
| JP4866971B2 (ja) | 2010-04-30 | 2012-02-01 | 太陽誘電株式会社 | コイル型電子部品およびその製造方法 |
| JP5716478B2 (ja) * | 2010-09-30 | 2015-05-13 | Tdk株式会社 | 軟磁性材料 |
| JP2012238841A (ja) | 2011-04-27 | 2012-12-06 | Taiyo Yuden Co Ltd | 磁性材料及びコイル部品 |
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| JP5913246B2 (ja) * | 2013-09-26 | 2016-04-27 | 東光株式会社 | 金属磁性材料、電子部品 |
-
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004200676A (ja) * | 2002-12-04 | 2004-07-15 | Mitsubishi Materials Corp | 高密度、高強度および高磁束密度を有する複合軟磁性焼結材およびその製造方法 |
| JP2007027354A (ja) * | 2005-07-15 | 2007-02-01 | Toko Inc | 積層型電子部品及びその製造方法 |
| JP2013254917A (ja) * | 2012-06-08 | 2013-12-19 | Taiyo Yuden Co Ltd | 積層インダクタ |
| CN104395972A (zh) * | 2012-08-10 | 2015-03-04 | 株式会社村田制作所 | 磁性体组合物和线圈部件 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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