CN108364767A

CN108364767A - 软磁性材料、磁芯及电感器

Info

Publication number: CN108364767A
Application number: CN201810026596.0A
Authority: CN
Inventors: 新海芳浩; 小枝真仁; 阿部晓太朗
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2017-01-12
Filing date: 2018-01-11
Publication date: 2018-08-03
Anticipated expiration: 2038-01-11
Also published as: CN108364767B; JP2018113436A; JP7059594B2

Abstract

本发明提供一种具有较高的磁导率，且直流叠加特性也优异的软磁性材料、磁芯及电感器。软磁性材料含有软磁性金属粉末和树脂，其特征在于，所述软磁性金属粉末由颗粒群α和颗粒群β构成，在将颗粒群α的峰值强度设为IA、将颗粒群α的体积设为Vα、将颗粒群β的峰值强度设为IB、将颗粒群β的体积设为Vβ、将存在于颗粒群α和颗粒群β之间的最小值的强度设为IC时，强度比IC/IA为0.12以下，体积比Vα/Vβ为2.0以上且5.1以下。

Description

软磁性材料、磁芯及电感器

技术领域

本发明涉及软磁性材料、磁芯及电感器。

背景技术

近年来，随着电子设备的高密度安装化和高速处理化，在电感器中也要求小型化及高输出化，但由于该小型化，电感器的磁芯(由磁性材料构成的磁芯)的体积减小，因此，容易导致电感的降低和直流叠加特性(直流电流负荷时的电感)的恶化。

因此，寻求即使在小型化的情况下也不会导致电感的降低和直流叠加特性的恶化的磁芯，即高磁导率且直流叠加特性也优异的软磁性材料。

作为与现有的软磁性材料相关的发明，例如已知有专利文献1所记载的软磁性材料、磁芯及电感器。该软磁性材料是包含：具有20μm以上且50μm以下的粒径的第一软磁性金属粉末、具有1μm以上且10μm以下的粒径的第二软磁性金属粉末、和树脂的软磁性材料，其中，所述第一软磁性金属粉末和第二软磁性金属粉末分别被绝缘被覆。而且，所述第一软磁性金属粉末的质量％与所述第二软磁性金属粉末的质量％的比为A:B，并且A+B＝100，15≦A≦35且65≦B≦85。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2014-204108号公报

发明内容

发明所要解决的课题

在专利文献1的技术中，是作为微粉的具有1μm以上且10μm以下的粒径的第二软磁性金属粉末的比率比作为粗粉的具有20μm以上且50μm以下的粒径的第一软磁性金属粉末大的结构，因此，不能充分提高软磁性材料的填充率。以与专利文献1相同的结构制作磁芯，其结果，磁导率较小，对于得到能够与近年来的小型化要求对应的高的磁导率和良好的直流叠加特性来说，是不充分的。

因此，本发明是鉴于上述课题而研发的，其目的在于提供一种具有较高的磁导率，且直流叠加特性也优异的软磁性材料、磁芯及电感器。

用于解决课题的技术手段

本发明的软磁性材料含有软磁性金属粉末和树脂，其特征在于，所述软磁性金属粉末由颗粒群α和颗粒群β构成，在将颗粒群α的峰值强度设为IA、将颗粒群α的体积设为Vα、将颗粒群β的峰值强度设为IB、将颗粒群β的体积设为Vβ、将存在于颗粒群α和颗粒群β之间的最小值的强度设为IC时，强度比IC/IA为0.12以下，体积比Vα/Vβ为2.0以上且5.1以下。其中，在所述软磁性金属粉末的粒度分布中，颗粒群α为包含最大的峰值强度的颗粒群，颗粒群α的峰值粒径PA比颗粒群β的峰值粒径PB大。另外，在将颗粒群α的峰值强度按降序依次设为IA1、IA2、…、IAx(x为1以上)时，将颗粒群α的峰值强度IA设为IA1，将颗粒群α的峰值粒径PA设为PA1。在将颗粒群β的峰值强度按降序依次设为IB1、IB2、…、IBy(y为1以上)时，将颗粒群β的峰值强度IB设为IB1，将颗粒群β的峰值粒径PB设为PB1。

即，颗粒群α和颗粒群β的中间粒径的颗粒较少。因此，能够高效地向形成于颗粒群α的大粒径颗粒彼此之间的空隙填充颗粒群β的小粒径颗粒。另外，能够提高混合了颗粒群α和颗粒群β的软磁性颗粒的填充率。作为其结果，推测能够得到较高的磁导率和良好的直流叠加特性。但是，作用不限定于此。

所述颗粒群α的峰值粒径PA优选为60μm以下。通过设为该范围，推测直流叠加特性提高，成为树脂部及空隙部的分布状态难以偏析的组织状态，且试样中的组织变得均匀。但是，作用不限定于此。

构成所述颗粒群α的软磁性金属粉末优选为Fe或含有Fe的金属，并且以绝缘材料包覆。通过使用饱和磁化强度较高的Fe或含有Fe的金属，发现有磁导率变高、直流叠加特性变得良好的倾向。另外，通过包覆绝缘材料，发现有直流叠加特性变得良好的倾向。此外，这里所说的包覆是指覆盖颗粒的一部分或全部。

本发明的一个实施方式的磁芯，其特征在于，由所述软磁性材料制作。

本发明的一个实施方式的电感器，其特征在于，具备所述磁芯。

发明的效果

根据本发明，能够提供具有较高的磁导率，且直流叠加特性也优异的软磁性材料、磁芯及电感器。

附图说明

图1是表示实施例5的软磁性材料的粒度分布(频率分布)的图；

图2是表示实施例15的软磁性材料的粒度分布(频率分布)的图；

图3是表示比较例1的软磁性材料的粒度分布(频率分布)的图；

图4是表示比较例3的软磁性材料的粒度分布(频率分布)的图；

图5是用于说明薄膜电感器的内部结构的概念图；

图6是用于说明薄膜电感器的外观的概念图。

符号的说明：

1 基板

2 内部导体

3 磁性层

4 外部电极

5 元件主体

10 薄膜电感器

具体实施方式

以下，对本发明的实施方式进行说明，但本发明不限定于这些实施方式。另外，下述的实施方式中的构成要素包含本领域技术人员能够容易想到的要素、实际上相同的要素、所谓的均等范围的要素。

本实施方式的软磁性材料含有软磁性金属粉末和树脂，其特征在于，所述软磁性金属粉末由颗粒群α和颗粒群β构成，在将颗粒群α的峰值强度设为IA、将颗粒群α的体积设为Vα、将颗粒群β的峰值强度设为IB、将颗粒群β的体积设为Vβ、将存在于颗粒群α和颗粒群β之间的最小值的强度设为IC时，强度比IC/IA为0.12以下，体积比Vα/Vβ为2.0以上且5.1以下。其中，在所述软磁性金属粉末的粒度分布中，颗粒群α为包含最大的峰值强度的颗粒群，颗粒群α的峰值粒径PA比颗粒群β的峰值粒径PB大。另外，在将颗粒群α的峰值强度按降序依次设为IA1、IA2、…、IAx(x为1以上)时，将颗粒群α的峰值强度IA设为IA1，将颗粒群α的峰值粒径PA设为PA1。另外，在将颗粒群β的峰值强度按降序依次设为IB1、IB2、…、IBy(y为1以上)时，将颗粒群β的峰值强度IB设为IB1，将颗粒群β的峰值粒径PB设为PB1。而且，将具有存在于颗粒群α和颗粒群β之间的最小值的强度IC的点设为C，将其粒径设为PC。

峰A1、A2、…、Ax(x为1以上)、B1、B2、…、By(y为1以上)、及点C能够根据例如通过利用激光衍射·散射法的测定求得的体积基准的粒度分布进行判定，能够根据该峰和点算出峰值粒径PA1、PA2、…、PAx(x为1以上)、PB1、PB2、…、PBy(y为1以上)和峰值强度IA1、IA2、…、IAx(x为1以上)、IB1、IB2、…、IBy(y为1以上)、及点C的粒径PC、强度IC。另外，在该体积基准的粒度分布中，将相比PC大粒径侧设为颗粒群α，将小粒径侧设为颗粒群β，能够算出颗粒群α的体积Vα及颗粒群β的体积Vβ。

图1是表示代表性的本发明的实施方式的粒度分布的例子。图1中，Vα/Vβ为2.0以上且5.1以下，高效地向形成于颗粒群α的大粒径颗粒彼此之间的空隙填充颗粒群β的小粒径颗粒，由此，能够提高混合了颗粒群α和颗粒群β的软磁性颗粒的填充率。如图2，强度比IC/IA大于0.12时，颗粒群α与颗粒群β的中间尺寸的颗粒增加，因此，不能得到较高的填充率。另外，体积比Vα/Vβ大于5.1时，颗粒群β的小粒径颗粒不足，容易形成空隙，另外，体积比Vα/Vβ小于2.0时，颗粒群β的小粒径颗粒过量，推测这些颗粒导致填充率的降低。

强度比IC/IA更优选为0.008以上且0.08以下，进一步优选为0.01以上且0.06以下。强度比IC/IA较小时，发现有可以得到较高的填充率的倾向，但成为0.003以下时，发现填充率降低。

体积比Vα/Vβ优选为2.5以上且4.4以下，更优选为3.0以上且4.0以下。通过设为这样的结构，发现有填充率较高，抑制直流叠加特性的恶化的倾向。

颗粒群α的峰值粒径PA优选为60μm以下，峰值粒径PA变大时，发现有直流叠加特性恶化的倾向，峰值粒径PA变小时，发现有磁导率变小的倾向。从磁导率和直流叠加特性的观点来看，颗粒群α的峰值粒径PA更优选为10～60μm，进一步优选为15～60μm。用于颗粒群α的粉末的峰值粒径能够通过分级除去粗粒和微粉来调整粒度分布。

颗粒群α的颗粒能够使用通过水雾化法或气体雾化法等的雾化法制作的颗粒。通常使用气体雾化法时容易得到圆形度较高的颗粒，但即使在使用水雾化法的情况下，通过适当调整喷雾条件等，也能够得到圆形度较高的颗粒。

构成颗粒群α的软磁性金属粉末优选为Fe或含有Fe的金属(包含合金)，表面优选利用绝缘材料包覆。作为含有Fe的金属，可以举出：Fe-B-Si-Cr系、Fe-Si-Cr系、Fe-Ni-Si-Co系、及Fe-Si-B-Nb-Cu系的非晶合金。另外，作为绝缘包覆材料，能够选择：含有选自磷酸盐玻璃、MgO、CaO及ZnO中的1种或2种以上的化合物、以及由含有硼酸的水溶液或水分散液和混合硼化合物、钛醇盐类形成的氧化钛、氧化硅等任意的被膜材料。

另外，构成颗粒群α的软磁性金属粉末也可以混合多种金属的颗粒进行使用。例如，能够将由Fe构成的颗粒和利用硼化合物对由Fe-B-Si-Cr系非晶合金构成的颗粒的表面进行绝缘包覆而成的颗粒混合使用，也能够将由Fe构成的颗粒和由Fe-B-Si-Cr系非晶合金构成的颗粒的表面通过硼化合物进行绝缘包覆并混合使用。

从提高软磁性金属颗粒的填充率的观点来看，颗粒群β的峰值粒径PB优选为0.5μm～5μm，更优选为0.7μm～4μm，进一步更优选为0.7μm～2μm。用于颗粒群β的粉末的峰值粒径通过分级除去粗粒和微粉而调整粒度分布，由此，能够设为期望的峰值粒径。

颗粒群β的颗粒与颗粒群α同样地，能够使用通过水雾化法或气体雾化法等的雾化法制作的颗粒，另外，能够使用通过羰基法制作的数μm的颗粒、通过喷雾热分解法制作的亚微米的颗粒等。

构成颗粒群β的软磁性金属粉末能够使用Fe或含有Fe的金属(包含合金)，也可以是与颗粒群α不同的组成。作为含有Fe的金属，例如可以举出Fe-Ni系合金。颗粒群β与上述的颗粒群α同样地，也能够使用表面被绝缘材料包覆的颗粒。作为绝缘包覆材料，能够选择上述的材料等任意的被膜材料。

另外，构成颗粒群β的软磁性金属粉末与上述的颗粒群α同样地，也可以混合多种金属的颗粒进行使用。

本实施方式的软磁性材料通过树脂保持软磁性颗粒间的绝缘性，但通过使用对软磁性颗粒本身的颗粒表面实施了绝缘处理的粉末，能够得到更高的绝缘性和良好的直流叠加特性，即使在用作电感器的情况下，也能够得到更优选的绝缘性、耐压性及直流叠加特性。

另外，本实施方式的软磁性材料优选将颗粒群α的颗粒设为65～83wt％，将颗粒群β的颗粒设为15～30wt％，将树脂设为1.5～5wt％。通过设为该结构，能够利用树脂填埋颗粒群α的颗粒和颗粒群β的颗粒之间，能够减少空隙。

树脂例如可以举出硅酮树脂、酚醛树脂、丙烯酸树脂及环氧树脂等的各种有机高分子树脂，但不特别限定于这些树脂。这些树脂能够单独使用1种，另外，能够组合使用2种以上。另外，也可以根据需要，配合公知的固化剂或交联剂、润滑剂等。另外，也可以使用液状的树脂或溶解于有机溶剂中的树脂，但优选为液状的环氧树脂。

另一方面，本实施方式的软磁性材料优选制成能够进行印刷涂布等的膏使用，也能够根据需要，通过溶剂或分散剂等进行膏的粘度调整。

本实施方式的磁芯能够通过将含有上述软磁性材料的膏填充于任意形状的模具并进行热固化而制作。在含有溶剂等的挥发成分的情况下，能够通过使之干燥成半固化状，在进行了加压后，进一步使之热固化来进行制作。此外，在磁芯的制作中，软磁性金属粉末的粒度不会产生变化，因此，即使在磁芯的状态下，颗粒群α及颗粒群β也维持上述的软磁性材料的粒度分布。

本实施方式的磁芯能够用于薄膜电感器、层叠电感器、绕线电感器等各种类型的电感器。作为其一例，表示关于薄膜电感器的结构。图5是薄膜电感器10的元件主体5的内部结构的概念图，图6是薄膜电感器10的外观的概念图。图5的符号1是使用了能够从树脂、陶瓷、铁氧体等中任意选择的材料的基板，在其上下表面形成有由银或铜形成的螺旋状的内部导体2，上下表面的导体通过形成于基板1的通孔连接。另外，符号3是磁性层，并且是本实施方式的磁芯。图6的符号4成为与符号2的内部电极连接的外部电极，在银的基底电极的表面实施镀镍，进一步在其上实施镀锡。

接着，作为电感器的一例，说明薄膜电感器的制造方法。

在树脂基板的上下表面上，通过溅射法或光刻法形成螺旋状的内部电极。另外，将本实施方式的膏状的软磁性材料印刷于上述基板面而形成磁性层，以150～200℃的温度进行加热固化，得到形成有多个螺旋状的内部电极的母基板。在该母基板上形成多个内部电极图案，经由利用切片机的切断工序分割成各个芯片，以内部电极和外部电极容易连接的方式进行滚筒研磨等。将内部电极露出的面设为上，固定由此得到的芯片，通过溅射等的薄膜工序形成外部电极。进一步经由对外部电极表面实施镀镍、镀锡的工序，能够制作薄膜电感器。

实施例

以下，举出实施例及比较例来更详细地说明本发明，但本发明不限定于这些实施例。

作为软磁性金属粉末，准备：由通过水雾化法制作的球状的Fe-2.5质量％B-6.4质量％Si-2.1质量％Cr系非晶合金构成的、表面由磷酸盐玻璃绝缘包覆的平均粒径D50分别为72.9μm(D10：27.8μm，D90：173μm)、56.4μm(D10：21.3μm，D90：134μm)、51.8μm(D10：19.7μm，D90：124μm)、49.0μm(D10：26.5μm，D90：87.2μm)、47.5μm(D10：17.9μm，D90：113μm)、21.8μm(D10：8.2μm，D90：52.1μm)、19.6μm(D10：9.4μm，D90：30.8μm)、9.1μm(D10：3.8μm，D90：21.6μm)的粉末；通过羰基法制作的羰基铁粉且平均粒径D50分别为3.2μm(D10：1.9μm，D90：5.1μm)、1.3μm(D10：0.7μm，D90：2.0μm)的粉末；通过喷雾热分解法制作的铁粉且平均粒径D50为0.52μm(D10：0.30μm，D90：0.84μm)的粉末。

此外，上述“Fe-2.5质量％B-6.4质量％Si-2.1质量％Cr”表示将整体设为100质量％时，B为2.5质量％，Si为6.4质量％，Cr为2.1质量％，剩余部分为Fe。以下的实施例也一样。

(实施例1)

将作为颗粒群α、颗粒群β的平均粒径D50分别为9.1μm、0.52μm的粉末以重量比计为35:10进行配合，得到成为表1的峰值粒径的实施例1的软磁性金属粉末。接着，添加2.5wt％的液状的环氧树脂，添加有机溶剂，一边进行粘度调整一边充分混炼，得到实施例1的膏状的软磁性材料。然后，将膏状的软磁性材料填充于开有环形的槽的模具，使之干燥成半固化状，进行加压之后，从模具中取出，在恒温槽内进一步使之热固化，得到外径15mm、内径9mm、厚度0.7mm的环形的实施例1的磁芯。

(实施例2～4)

除了将作为颗粒群α、颗粒群β的平均粒径D50分别为21.8μm、1.3μm的粉末以重量比分别为30:10、40:10、23:10进行配合以外，通过与实施例1相同的条件，得到实施例2、3及4的软磁性粉末，软磁性材料及磁芯。

(实施例5～7、9、比较例4、5)

除了将作为颗粒群α、颗粒群β的平均粒径D50分别为47.5μm、1.3μm的粉末以重量比计分别为27:10、35:10、45:10、20:10、50:10、15:10进行配合以外，通过与实施例1相同的条件，得到实施例5、6、7、9及比较例4、5的软磁性粉末、软磁性材料及磁芯。

(实施例8)

除了将作为颗粒群α、颗粒群β的平均粒径D50分别为47.5μm、3.2μm的粉末以重量比计为40:10进行配合以外，通过与实施例1相同的条件，得到实施例8的软磁性粉末、软磁性材料及磁芯。

(实施例10)

除了将作为颗粒群α、颗粒群β的平均粒径D50分别为51.8μm、1.3μm的粉末以重量比计为33:10进行配合以外，通过与实施例1相同的条件，得到实施例10的软磁性粉末、软磁性材料及磁芯。

(实施例11)

除了将作为颗粒群α、颗粒群β的平均粒径D50分别为56.4μm、1.3μm的粉末以重量比计为33:10进行配合以外，通过与实施例1相同的条件，得到实施例11的软磁性粉末、软磁性材料及磁芯。

(实施例12)

除了将作为颗粒群α、颗粒群β的平均粒径D50分别为72.9μm、1.3μm的粉末以重量比计为40:10进行配合以外，通过与实施例1相同的条件，得到实施例12的软磁性粉末、软磁性材料及磁芯。

(实施例13、15)

除了将作为颗粒群α、颗粒群β的平均粒径D50分别为49.0μm、19.6μm、1.3μm、0.52μm的粉末以重量比计分别为27:33:12:8、33:327:12:8进行配合以外，通过与实施例1相同的条件，得到实施例13、15的软磁性粉末、软磁性材料及磁芯。

(实施例14、比较例1)

除了将作为颗粒群α、颗粒群β的平均粒径D50分别为49.0μm、19.6μm、3.2μm、1.3μm的粉末以重量比计分别为28:30:12:8、27:33:12:8进行配合以外，通过与实施例14相同的条件，得到实施例13及比较例1的软磁性粉末、软磁性材料及磁芯。

(比较例2)

除了仅使用平均粒径D50为1.3μm的粉末作为软磁性金属粉末以外，通过与实施例1相同的条件，得到比较例2的软磁性材料及磁芯。

(比较例3)

除了仅使用平均粒径D50为47.5μm的粉末作为软磁性金属粉末以外，通过与实施例1相同的条件，得到比较例3的软磁性材料及磁芯。

(实施例16)

除了以下所示的以外，通过与实施例1相同的条件，得到实施例16的软磁性金属粉末、软磁性材料及磁芯。即，实施例16中，作为颗粒群α准备由通过水雾化法制作的球状的Fe-2.5质量％B-6.4质量％Si-2.1质量％Cr系非晶合金构成的平均粒径D50为45.2μm(D10：16.9μm，D90：114.0μm)的粉末，作为颗粒群β准备通过羰基法制作的羰基铁粉且平均粒径D50为1.3μm(D10：0.7μm，D90：2.0μm)的粉末，将颗粒群α和颗粒群β以重量比计40:10进行配合。

(实施例17)

除了作为颗粒群α，使用由通过水雾化法制作的球状的Fe-2.5质量％B-6.4质量％Si-2.1质量％Cr系非晶合金构成的表面由二氧化硅绝缘包覆的平均粒径D50为23.6μm(D10：8.8μm，D90：57.0μm)的粉末以外，通过与实施例16相同的条件，得到实施例17的软磁性金属粉末、软磁性材料及磁芯。

(实施例18)

除了作为颗粒群α，使用由通过水雾化法制作的球状的Fe-6.5质量％Si-2.5质量％Cr系非晶合金构成的、表面由磷酸盐玻璃绝缘包覆的平均粒径D50为43.6μm(D10：16.2μm，D90：79.2μm)的粉末以外，通过与实施例16相同的条件得到实施例18的软磁性金属粉末、软磁性材料及磁芯。

(实施例19)

除了作为颗粒群α，使用由通过水雾化法制作的球状的Fe-44质量％Ni-2.1质量％Si-4.5质量％Co系非晶合金构成的、表面由磷酸盐玻璃绝缘包覆的平均粒径D50为23.0μm(D10：8.1μm，D90：56.7μm)的粉末以外，通过与实施例16相同的条件，得到实施例19的软磁性金属粉末、软磁性材料及磁芯。

(实施例20)

除了以下所示的以外，通过与实施例16相同的条件得到实施例20的软磁性金属粉末、软磁性材料及磁芯。即，实施例20中，作为颗粒群α，使用由通过水雾化法制作的球状的Fe-13.0质量％Si-9.0质量％B-3.0质量％Nb-1.0质量％Cu系非晶合金构成的、表面由磷酸盐玻璃绝缘包覆的平均粒径D50为21.8μm(D10：8.0μm，D90：51.9μm)的粉末，将颗粒群α和颗粒群β以重量比计为35:10进行配合。

(实施例21)

除了以下所示的以外，通过与实施例16相同的条件，得到实施例21的软磁性金属粉末、软磁性材料及磁芯。即，实施例21中，作为颗粒群α准备由通过水雾化法制作的球状的Fe-2.5质量％B-6.4质量％Si-2.1质量％Cr系非晶合金构成的、表面由磷酸盐玻璃绝缘包覆的平均粒径D50为47.5μm(D10：17.9μm，D90：113μm)的粉末，作为颗粒群β准备由通过羰基法制作的羰基铁粉构成的、表面由二氧化硅绝缘包覆的平均粒径D50为1.3μm(D10：0.8μm，D90：2.2μm)的粉末，将颗粒群α和颗粒群β以重量比计为30:10进行配合。

(实施例22)

除了作为颗粒群β使用由通过喷雾热分解法制作的Fe-50质量％Ni系合金构成的、表面由二氧化硅绝缘包覆的平均粒径D50为0.8μm(D10：0.5μm，D90：1.3μm)的粉末以外，通过与实施例21相同的条件，得到实施例22的软磁性金属粉末、软磁性材料及磁芯。

(实施例23)

除了作为颗粒群α使用由通过水雾化法制作的球状的Fe构成的、平均粒径D50为38.2μm(D10：9.4μm，D90：92.5μm)的粉末以外，通过与实施例16相同的条件，得到实施例23的软磁性金属粉末、软磁性材料及磁芯。

粒度分布测定方法、软磁性金属粉末的填充率、及环形的磁芯的磁导率、直流叠加特性的测定条件如下所示。

(粒度分布测定)

加入水、粉末、分散剂，利用均质机(日本精机公司制造)进行分散，根据利用湿式激光衍射粒径分布测定机(日机装公司制造，Microtrac MT3300EXII)求得的体积基准的粒度分布，判定峰A1、A2、…、Ax(x为1以上)、B1、B2、…、By(y为1以上)、及点C。根据该峰和点算出峰值粒径PA1、PA2、…、PAx(x为1以上)、PB1、PB2、…、PBy(y为1以上)和峰值强度(频率)IA1、IA2、…、IAx(x为1以上)、IB1、IB2、…、IBy(y为1以上)、及点C的粒径PC、强度(频率)IC。另外，在该体积基准的粒度分布中，将相比PC大粒径侧设为颗粒群α，将小粒径侧设为颗粒群β，算出颗粒群α的体积Vα及颗粒群β的体积Vβ。

此外，对于得到的软磁性材料及磁芯所包含的软磁性金属粉末，同样地进行粒度分布测定，结果得到了与用于软磁性材料及磁芯之前的软磁性金属粉末相同的粒度分布。

(软磁性金属粉末的填充率)

使用环形的磁芯通过阿基米德法测定密度，并根据各种材料的比重求得。

(磁导率的测定条件)

环形的磁芯的尺寸：外径：15mm×内径：9mm×厚度：0.7mm

测定器：E4991A(Agilent公司制造)RF阻抗/材料分析仪

测定频率：3MHz

(直流叠加特性的测定条件)

环形的磁芯的尺寸：外径：15mm×内径：9mm×厚度：0.7mm

绕组数：30圈

测定器：4284A(Agilent公司制造)精密LCR仪

高频信号的频率：100kHz

直流叠加特性根据将直流偏置电流从0A设定为10A时的电感值的降低率进行评价。

表1中表示根据粒度分布测定算出的颗粒群α、β的峰值粒径PA1、PA2、PB1、PB2、峰值强度IA、IB、最小值的强度IC、强度比IC/IA、体积比Vα/Vβ、根据环形的磁芯测定的软磁性粉末的填充率、磁导率、及电感降低率的结果。

表1的实施例1～23中，任意试样在颗粒群α和颗粒群β之间均满足强度比IC/IA为0.12以下、体积比Vα/Vβ为2.0以上且5.1以下的条件，磁导率显示超过30的较高的值。

根据表1，比较例1、4、5在颗粒群α和颗粒群β之间不满足强度比IC/IA为0.12以下、体积比Vα/Vβ为2.0以上且5.1以下的条件，软磁性金属粉末的填充率较低，磁导率也低于30。特别是如比较例2、3，仅具有颗粒群α的单一粒度分布的试样时，制成环形磁芯时的软磁性金属粉末的填充率不可能超过70vol％，3MHz时的磁导率也成为20以下。

实施例2、5、6、13、15、20、21中，强度比IC/IA为0.01以上且0.06以下，体积比Vα/Vβ为3.0以上且4.0以下，填充率超过81vol％，磁导率也显示超过39的较高的值，直流叠加特性也良好，电感降低率成为33％以下。

颗粒群α的峰值粒径PA超过60μm的实施例11、12中，如表1所示，相对磁导率显示比较高的值，但电感的降低率超过40％，直流叠加特性的恶化开始显著。但是，如果颗粒群α的峰值粒径PA为60μm以下，则成为比较良好的直流叠加特性。直流叠加特性恶化的原因推测较大是由于试样中的组织的不均匀性。推测原因是由于，颗粒群α的峰值粒径PA变大时，形成于试样内的空隙也呈现变大的倾向，成为树脂部及空隙部的分布状态容易偏析的组织状态。

此外，对于表1所示的软磁性材料的代表性的试样，将该试样的粒度分布图示于图1～4中。

图1是表示实施例5的粒度分布(频率分布)的图。颗粒群α具有比较宽的粒度分布，但颗粒群α的峰值粒径PA(52.3μm)和颗粒群β的峰值粒径PB(1.3μm)远离，因此，存在于颗粒群α和颗粒群β之间的最小值的强度IC变小，此时的软磁性金属粉末的填充率高达82.6vol％，磁导率也显示高至41.4的值。

图2是表示实施例15的粒度分布(频率分布)的图。颗粒群α具有比较宽的粒度分布，且该粒度分布具有两个峰，但颗粒群α的峰值粒径PA(52.3μm)和颗粒群β的峰值粒径PB(1.3μm)远离，因此，存在于颗粒群α和颗粒群β之间的最小值的强度IC变小，此时的软磁性金属粉末的填充率高达81.8vol％，磁导率也显示高至40.1的值。

图3是表示比较例1的粒度分布(频率分布)的图。颗粒群α具有宽的粒度分布，且该粒度分布具有两个峰，峰值粒径PA也小至18.5μm。因此，虽然使用颗粒群β的峰值粒径PB较小至3.3μm的软磁性金属粉末，但颗粒群α和颗粒群β接近，存在于颗粒群α与颗粒群β之间的最小值的强度IC变大，强度比IC/IA超过0.12。此时的软磁性金属粉末的填充率相比实施例低至74.7vol％，磁导率也是低至23.2的值。

图4是表示比较例3的粒度分布(频率分布)的图。仅颗粒群α时不具有最小值的强度IC，此时的软磁性金属粉末的填充率相比实施例低至68.8vol％，磁导率也为低至19.5的值。

产业上的可利用性

本发明的软磁性材料具有较高的磁导率且直流叠加特性也优异，因此，能够广泛地用于电感器、各种变压器等的电磁器件、及具备这些器件的各种机器、设备、系统等。

Claims

1.一种软磁性材料，其特征在于，

所述软磁性材料含有软磁性金属粉末和树脂，

所述软磁性金属粉末由颗粒群α和颗粒群β构成，在将颗粒群α的峰值强度设为IA、将颗粒群α的体积设为Vα、将颗粒群β的峰值强度设为IB、将颗粒群β的体积设为Vβ、将存在于颗粒群α和颗粒群β之间的最小值的强度设为IC时，强度比IC/IA为0.12以下，体积比Vα/Vβ为2.0以上且5.1以下，

在所述软磁性金属粉末的粒度分布中，颗粒群α为包含最大的峰值强度的颗粒群，颗粒群α的峰值粒径PA比颗粒群β的峰值粒径PB大，

在将颗粒群α的峰值强度按降序依次设为IA1、IA2、…、IAx，并且x为1以上时，将颗粒群α的峰值强度IA设为IA1，将颗粒群α的峰值粒径PA设为PA1，

在将颗粒群β的峰值强度按降序依次设为IB1、IB2、…、IBy，并且y为1以上时，将颗粒群β的峰值强度IB设为IB1，将颗粒群β的峰值粒径PB设为PB1。

2.根据权利要求1所述的软磁性材料，其特征在于，

所述颗粒群α的峰值粒径PA为60μm以下。

3.根据权利要求1或2所述的软磁性材料，其特征在于，

构成所述颗粒群α的软磁性金属粉末为Fe或含有Fe的金属，并且以绝缘材料包覆。

4.一种磁芯，其特征在于，

由权利要求1～3中任一项所述的软磁性材料制作。

5.一种电感器，其特征在于，

具备权利要求4所述的磁芯。