CN109585115B - 绝缘物包覆软磁性粉末、压粉磁芯、磁性元件、电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供绝缘物包覆软磁性粉末、压粉磁芯、磁性元件、电子设备。绝缘物包覆软磁性粉末在高温下的绝缘性高，压粉磁芯、磁性元件及电子设备在高温下的可靠性高。绝缘物包覆软磁性粉末的特征在于，具有包含软磁性材料的芯部和设于所述芯部的表面且包含以Bi₂O₃为主成分的玻璃材料的绝缘层，并且，所述绝缘层中的碱金属的含有率在5摩尔％以下。另外，所述玻璃材料优选还包含ZnO以及B₂O₃中至少一方。另外，所述玻璃材料优选Bi₂O₃的含有率在40摩尔％以上80摩尔％以下。

Description

绝缘物包覆软磁性粉末、压粉磁芯、磁性元件、电子设备

技术领域

本发明涉及绝缘物包覆软磁性粉末、压粉磁芯、磁性元件、电子设备以及移动体。

背景技术

近年来，笔记本型电脑等移动设备的小型化、轻量化正在推进，为兼顾小型化和高性能化，开关电源的高频化是有必要的。目前，开关电源的驱动频率已高频化至几百kHz以上，但与此同时，对于内置在移动设备中的扼流线圈、电感器等磁性元件，也需要使其应对高频化。

但是，在这些磁性元件的驱动频率被高频化的情况下，在各磁性元件所具备的磁芯中，产生由涡电流引起的焦耳损耗(涡流损耗)显著增大的问题。

为了解决这样的问题，例如在专利文献1中公开了一种使用以玻璃将软磁性粉末的粒子间绝缘的金属磁性材料形成的层叠型电感器。在专利文献1所记载的层叠型电感器中，使用含有Bi₂O₃的玻璃，由此，即使实施800℃～900℃这样高温下的热处理，也能够提高电阻率。由此，可获得绝缘性良好的层叠型电感器。

专利文献1：日本特开2008-226960号公报

然而，近年来，电感器的使用环境越来越严峻，例如也设想在汽车的发动机室内使用。但是，发动机室内是长时间连续高温的环境。因此，在专利文献1所记载的电感器中，存在绝缘性逐渐降低的问题。其结果是，电感器的涡流损耗增加，并且容易发生端子间的短路。

发明内容

本发明的目的在于提供高温下的绝缘性高的绝缘物包覆软磁性粉末、以及高温下的可靠性高的压粉磁芯、磁性元件、电子设备以及移动体。

上述目的通过下述的本发明来达成。

本发明的绝缘物包覆软磁性粉末的特征在于，具有包含软磁性材料的芯部和设于所述芯部的表面且包含以Bi₂O₃为主成分的玻璃材料的绝缘层，所述绝缘层中的碱金属的含有率为5摩尔％以下。

由此，可获得高温下的绝缘性高的绝缘物包覆软磁性粉末。

在本发明的绝缘物包覆软磁性粉末中，优选的是，所述玻璃材料还包含ZnO及B₂O₃中至少一方。

通过包含ZnO，能够进一步提高玻璃材料的电阻，并能提高玻璃材料的机械强度。另外，通过包含B₂O₃，能够使玻璃材料的玻璃化变得容易。即，能够抑制玻璃材料的结晶化，抑制与此相伴的不良情况、例如产生绝缘层的凹凸、降低电阻等不良情况的发生。

在本发明的绝缘物包覆软磁性粉末中，优选的是，所述玻璃材料中，Bi₂O₃的含有率在40摩尔％以上80摩尔％以下。

由此，能够一面充分提高高温下的绝缘性，一面还一并享有添加副成分所带来的效果。即，能够兼有由主成分带来的效果和由副成分带来的效果。

在本发明的绝缘物包覆软磁性粉末中，优选的是，平均粒径在1μm以上50μm以下。

由此，能够缩短涡电流流经的路径，因此可获得能够充分抑制在粒子内产生的涡流损耗的绝缘物包覆软磁性粒子。另外，由于平均粒径适度地小，因此能够提高进行了压粉时的填充性。其结果是，能够提高压粉磁芯的填充密度，提高压粉磁芯的饱和磁通密度、导磁率。

本发明的压粉磁芯的特征在于，包括本发明的绝缘物包覆软磁性粉末。

由此，可获得高温下的可靠性高的压粉磁芯。

本发明的磁性元件的特征在于，具备本发明的压粉磁芯。

由此，可获得高温下的可靠性高的磁性元件。

本发明的电子设备的特征在于，具备本发明的磁性元件。

由此，可获得可靠性高的电子设备。

本发明的移动体的特征在于，具备本发明的磁性元件。

由此，可获得可靠性高的移动体。

附图说明

图1是表示本发明的绝缘物包覆软磁性粉末的实施方式的一粒子的纵剖视图。

图2是表示粉末包覆装置的结构的纵剖视图。

图3是表示粉末包覆装置的结构的纵剖视图。

图4是表示应用了第一实施方式涉及的磁性元件的扼流线圈的示意图(平面图)。

图5是表示应用了第二实施方式涉及的磁性元件的扼流线圈的示意图(透视立体图)。

图6是表示应用了具备实施方式涉及的磁性元件的电子设备的移动型(或笔记本型)个人计算机的结构的立体图。

图7是表示应用了具备实施方式涉及的磁性元件的电子设备的智能电话的结构的平面图。

图8是表示应用了具备实施方式涉及的磁性元件的电子设备的数码相机的结构的立体图。

图9是表示应用了具备实施方式涉及的磁性元件的移动体的汽车的立体图。

附图标记说明

1…绝缘物包覆软磁性粒子、2…芯部、3…绝缘层、10…扼流线圈、11…压粉磁芯、12…导线、20…扼流线圈、21…压粉磁芯、22…导线、30…绝缘粒子、100…显示部、101…粉末包覆装置、110…容器、120…臂、130…旋转轴、140…凿子、150…刮刀、1000…磁性元件、1100…个人计算机、1102…键盘、1104…主体部、1106…显示单元、1200…智能电话、1202…操作按钮、1204…听筒、1206…话筒、1300…数码相机、1302…壳体、1304…受光单元、1306…快门按钮、1308…存储器、1312…视频信号输出端子、1314…输入/输出端子、1430…电视监视器、1440…个人计算机、1500…汽车

具体实施方式

以下，基于附图所示的优选实施方式来详细说明本发明的绝缘物包覆软磁性粉末、压粉磁芯、磁性元件、电子设备以及移动体。

[绝缘物包覆软磁性粉末]

首先，对本实施方式涉及的绝缘物包覆软磁性粉末进行说明。

图1是表示本发明的绝缘物包覆软磁性粉末的实施方式的一粒子的纵剖视图。需要注意的是，在以下的说明中，也将绝缘物包覆软磁性粉末的一粒子称为“绝缘物包覆软磁性粒子”。

图1所示的绝缘物包覆软磁性粒子1具有包含软磁性材料的粒子状的芯部2、以及覆盖芯部2的表面的绝缘层3。并且，本实施方式涉及的绝缘物包覆软磁性粉末中，绝缘层3包含以Bi₂O₃为主成分的玻璃材料，绝缘层3中的碱金属的含有率在5摩尔％以下。

在这样的绝缘物包覆软磁性粒子1中，通过使表面由绝缘层3覆盖，由此，可确保粒子间的绝缘性。因此，通过将这样的绝缘物包覆软磁性粒子1成型为规定的形状，能够制造可实现涡流损耗小的磁性元件的压粉磁芯。

特别是，通过使绝缘层3包含以Bi₂O₃为主成分的玻璃材料，并且绝缘层3中的碱金属的含有率在5摩尔％以下，由此，即使被长时间放置于高温下也能够抑制绝缘性的降低，即使在高温下也具有高的绝缘性。因此，根据这样的绝缘物包覆软磁性粒子1，能够实现高温下的可靠性高的压粉磁芯以及磁性元件。

以下，对制造图1所示的绝缘物包覆软磁性粒子1的方法的一例进行详述。

这样的一例的制造方法是使粒径比芯部2小的绝缘性材料的粒子(以下简称为“绝缘粒子”。)机械地结合于芯部2的方法。结合的绝缘粒子形成绝缘层3，可获得绝缘物包覆软磁性粒子1。

图2以及图3是分别表示粉末包覆装置的结构的纵剖视图。

[1]首先，准备芯部2以及绝缘粒子30(参照图2)。

芯部2是包含软磁性材料的粒子。优选的是，软磁性材料为主材料，也可以包含有杂质。

作为这样的软磁性材料，例如除了纯铁、硅钢(Fe-Si类合金)、坡莫合金(Fe-Ni类合金)、坡明德合金(Fe-Co类合金)、铝硅铁粉那样的Fe-Si-Al类合金、Fe-Cr-Si类合金等各种Fe类合金之外，还可列举出各种Ni类合金、各种Co类合金、各种非晶质合金等。其中，从导磁率、磁通密度等磁特性、成本等生产率的角度出发，优选使用各种Fe类合金。

这样的芯部2可以通过任何方法来制造，例如通过雾化法(例如水雾化法、气体雾化法、高速旋转水流雾化法等)、还原法、羰基法、粉碎法等各种粉末化法来制造。

其中，芯部2优选使用通过雾化法而制得的芯部。根据雾化法，能够高效地制造非常微小的粉末。另外，所获得的的粉末的各粒子的形状接近正球体，因此，产生芯部2的容易滚动性提高、如后所述地容易均匀地形成绝缘层3等效果。

另一方面，绝缘粒子30是包含绝缘性材料的粒子。

在本实施方式中，作为该绝缘性材料，使用以Bi₂O₃为主成分的玻璃材料。主成分是指占据玻璃材料的成分(例如玻璃形成氧化物)中含有率(摩尔％)最高的成分。因此，在本实施方式涉及的玻璃材料中，Bi₂O₃的含有率最高。

玻璃材料中的Bi₂O₃的含有率优选为40摩尔％以上80摩尔％以下，更优选为45摩尔％以上75摩尔％以下，进一步优选为50摩尔％以上70摩尔％以下。通过将含有率设定为这样的范围内，能够一面充分提高高温下的绝缘性，一面还一并享有通过添加后述的副成分而带来的效果。即，能够兼有主成分所带来的效果和副成分所带来的效果。

另外，这样的玻璃材料也可以包含含有率比主成分小的副成分。作为副成分，例如可列举出B₂O₃、SiO₂、Al₂O₃、ZnO、SnO、P₂O₅、PbO、Li₂O、Na₂O、K₂O、MgO、CaO、SrO、BaO、Gd₂O₃、Y₂O₃、La₂O₃、Yb₂O₃等。

需要注意的是，副成分是指含有率(摩尔％)次于主成分的成分。

其中，优选玻璃材料还包含ZnO及B₂O₃中至少一方。即，优选副成分是ZnO及B₂O₃中至少一方。

通过包含ZnO，能够进一步提高玻璃材料的电阻，并且能够提高玻璃材料的机械强度。其结果是，能够一面进一步提高前述的绝缘物包覆软磁性粒子1在高温下的绝缘性，一面还能抑制伴随着粒子之间的接触而产生的绝缘层3的缺损等。于是，可获得能够实现高温下的可靠性更高的压粉磁芯等的绝缘物包覆软磁性粒子1。

另外，通过包含B₂O₃，能够使玻璃材料的玻璃化变得容易。即，能够抑制玻璃材料的结晶化，抑制与此相伴的不良情况、例如产生绝缘层3的凹凸、降低电阻等不良情况的发生。其结果是，可获得高温下的绝缘性特别高、且即使粒子之间碰撞也不易对绝缘层3造成不良影响的绝缘物包覆软磁性粒子1。于是，可获得能够实现高温下的可靠性更高的压粉磁芯等的绝缘物包覆软磁性粒子1。

需要注意的是，ZnO以及B₂O₃不易使上述各自的效果彼此妨碍。因此，通过使玻璃材料包含ZnO和B₂O₃双方，能够获得具有上述各个效果的良好的玻璃材料。

玻璃材料中的ZnO的含有率优选根据Bi₂O₃的含有率而适当设定。具体而言，ZnO的含有率优选为Bi₂O₃的含有率的10摩尔％以上90摩尔％以下，更优选为15摩尔％以上70摩尔％以下，进一步优选为25摩尔％以上50摩尔％以下。通过设定为这样的范围，能够无损前述的Bi₂O₃的效果地充分享有ZnO的效果。

即，当ZnO的含有率小于所述下限值时，由于主成分的含有率、其它副成分的组成、含有率等而有可能导致ZnO的效果基本不会显现。另一方面，当ZnO的含有率超过所述上限值时，Bi₂O₃的效果有可能受到损害。

另外，玻璃材料中的B₂O₃的含有率也优选根据Bi₂O₃的含有率而适当设定。具体而言，B₂O₃的含有率优选为Bi₂O₃的含有率的10摩尔％以上90摩尔％以下，更优选为15摩尔％以上70摩尔％以下，进一步优选为25摩尔％以上50摩尔％以下。通过设定为这样的范围，能够无损前述的Bi₂O₃的效果地充分享有B₂O₃的效果。

即，当B₂O₃的含有率低于所述下限值时，由于主成分的含有率、其它副成分的组成、含有率等而有可能导致B₂O₃的效果基本不会显现。另一方面，当B₂O₃的含有率超过所述上限值时，Bi₂O₃的效果有可能受到损害。

另外，在玻璃材料包含ZnO和B₂O₃双方的情况下，B₂O₃的含有率(摩尔％)相对于ZnO的含有率(摩尔％)的比例优选为0.5以上且小于1.3，更优选为0.7以上1.1以下，进一步优选为0.8以上1.05以下。通过设定为这样的比例，能够实现ZnO的效果和B₂O₃的效果的平衡。其结果是，可获得高温下的绝缘性特别高、且绝缘层3的机械强度也充分高的绝缘物包覆软磁性粒子1。

需要注意的是，本实施方式涉及的玻璃材料也可以以比副成分少的含有率包含SiO₂及Al₂O₃中至少一方(第三成分)。由此，实现玻璃化、绝缘性以及绝缘层3的机械强度的平衡，可获得特性稳定的绝缘物包覆软磁性粒子1。

需要注意的是，上述的“比副成分少的含有率”是指，SiO₂的含有率(摩尔％)以及Al₂O₃的含有率(摩尔％)分别比ZnO的含有率(摩尔％)和B₂O₃的含有率(摩尔％)中的小的一方还小。

SiO₂的含有率不特别限定，但优选为0.05摩尔％以上10摩尔％以下，更优选为0.1摩尔％以上8摩尔％以下。

另外，Al₂O₃的含有率不特别限定，但优选为0.05摩尔％以上5摩尔％以下，更优选为0.1摩尔％以上3摩尔％以下。

通过将这些含有率设定为所述范围内，能够使前述的玻璃化、绝缘性以及绝缘层3的机械强度的平衡进一步最佳化。

需要注意的是，本实施方式涉及的玻璃材料也可以包含主成分、副成分以及第三成分以外的成分，作为该成分，例如从前面作为副成分叙述的成分中适当选择进行使用。

另一方面，P₂O₅的含有率优选小于0.5摩尔％，更优选为0.1摩尔％以下。由此，能够抑制玻璃材料的吸湿性。因此，能够避免伴随着吸湿而产生的绝缘性降低，可获得绝缘性更加良好的绝缘物包覆软磁性粒子1。

需要注意的是，上述的各成分的含有率例如通过感应耦合高频等离子体发光分光法(ICP)进行测定。

另外，玻璃材料的软化点优选为650℃以下，更优选为250℃以上600℃以下，进一步优选为300℃以上500℃以下。通过使玻璃材料的软化点处于所述范围内，从而即使在高温下也可抑制绝缘层3的变质。由此，可获得即使在高温下绝缘性也良好的绝缘物包覆软磁性粒子1。

需要注意的是，玻璃材料的软化点通过JIS R 3103-1中规定的软化点的测定方法来进行测定。

另外，在绝缘粒子30中，除了玻璃材料以外，也可以添加不会损害玻璃材料的特性的程度的陶瓷材料、硅材料等非导电性无机材料。这种情况下的添加量例如设为10质量％以下左右。

另外，绝缘粒子30的平均粒径不特别限定，优选为0.3μm以上20μm以下，更优选为0.5μm以上15μm以下，进一步优选为0.8μm以上10μm以下。通过将绝缘粒子30的平均粒径设定为所述范围内，在后述的工序中使绝缘粒子30机械性地结合于芯部2时，能够有效地对绝缘粒子30施加压力。其结果是，容易形成良好地紧贴于芯部2的绝缘层3。

需要注意的是，绝缘粒子30的平均粒径是通过激光衍射方式的粒度分布测定装置在体积基准的累计分布中从小径侧起累积50％时的粒径。

[2]接下来，使绝缘粒子30机械性地结合于芯部2。由此，在芯部2的表面形成绝缘层3，得到绝缘物包覆软磁性粒子1。

该机械性的结合是通过以高压力将绝缘粒子30按压于芯部2的表面而产生的。具体而言，使用图2以及图3所示那样的粉末包覆装置101产生上述机械性结合来制造绝缘物包覆软磁性粒子1。

作为使芯部2及绝缘粒子30产生机械性压缩和摩擦作用的装置，可列举出锤磨机、盘磨机、辊磨机、球磨机、行星式磨机、喷磨机等各种粉碎机、Angmill(注册商标)、高速椭圆型混合机、Mix Muller(注册商标)、Jacobson磨机、Mechanofusion(注册商标)，Hybridization(注册商标)等各种摩擦混合机等，此处，作为一例，对具有容器110和在其内侧沿着容器的内壁旋转的凿子140的图2及图3所示的粉末包覆装置101(摩擦混合机)进行说明。这样的粉末包覆装置101能高效地产生绝缘粒子30与芯部2的机械性结合。

粉末包覆装置101具有呈圆筒状的容器110和在其内部沿着径向设置的棒状的臂120。

容器110由不锈钢等金属材料构成，对投入其内部的芯部2及绝缘粒子30的混合物施加机械性压缩和摩擦作用。

另外，在臂120的长边方向的中心插通有旋转轴130，臂120设置成以该旋转轴130为旋转中心自由旋转。需要注意的是，旋转轴130设置成与容器110的中心轴一致。

另外，在臂120的一端部设置有凿子140。该凿子140呈具有凸状的弯曲面和与其相对的平面的鱼糕(Kamaboko)状，弯曲面面向容器110的内壁、且被设置成该弯曲面与容器110的间隔距离为规定长度。由此，凿子140能够随着臂120的旋转一面与容器110的内壁维持一定距离，一面沿着内壁进行旋转。

另外，在臂120的另一端部设置有刮刀150。该刮刀150为板状的部件，与凿子140同样地设置成刮刀150与容器110的间隔距离为规定长度。由此，刮刀150能够随着臂120的旋转刮削容器110的内壁附近。

需要注意的是，旋转轴130与设置于容器110的外部的未图示的旋转驱动装置连接，由此能够使臂120旋转。

另外，容器110在粉末包覆装置101的驱动过程中能够维持封闭状态，能够将内部维持为减压(真空)状态或以各种气体置换后的状态。需要注意的是，优选容器110中以氮气、氩气等不活泼气体进行了置换。

接下来，对使用粉末包覆装置101制造绝缘物包覆软磁性粒子1的方法进行说明。

首先，将芯部2和绝缘粒子30投入到容器110内。接着，封闭容器110，并使臂120旋转。

在此，图2示出凿子140位于上方、而刮刀150位于下方时的粉末包覆装置101的状态，另一方面，图3示出凿子140位于下方、而刮刀150位于上方时的粉末包覆装置101的状态。

利用刮刀150如图2所示地铲起芯部2及绝缘粒子30。由此，芯部2及绝缘粒子30与臂120的旋转一道地被提到上方、之后落下而被搅拌。

另一方面，如图3所示，当凿子140下降时，芯部2及绝缘粒子30进入到凿子140与容器110之间的间隙，它们与臂120的旋转一道地从凿子140受到压缩作用和摩擦作用。

通过高速地重复这些搅拌和压缩摩擦作用，从而绝缘粒子30结合于芯部2的表面。该结合认为是通过各种机制而产生的，作为其中之一，可列举出通过机械性压缩而引起的粒子表面之间的融合。于是，粒径小的绝缘粒子30以多个聚集而覆盖芯部2的表面的方式结合，最终，结合的绝缘粒子30彼此连结而形成包覆芯部2的表面的绝缘层3。这样地制造出绝缘物包覆软磁性粒子1。需要注意的是，在所形成的绝缘层3中，绝缘粒子30多为大致维持作为粒子的原型的状态。因此，绝缘层3不会局部变薄，易于成为均匀的厚度。

臂120的转速根据投入到容器110内的粉末的量而略微不同，优选为1分钟300转～1200转左右。

另外，凿子140对粉末进行压缩时的按压力根据凿子140的大小而不同，作为一例，优选为30N～500N左右。

这样形成的绝缘层3是使绝缘粒子30机械性地结合于芯部2的表面而得到的，因此，不依赖于芯部2的表面的状态，紧贴性非常高。因此，能够长期地防止绝缘层3的剥离，能够长期地维持绝缘物包覆软磁性粒子1在高温下的绝缘性。

另外，如上所述的绝缘层3的成膜与使用了水溶液的涂布法不同，能够在干燥环境下进行，而且还能在不活泼气体气氛中进行。因此，消除了成膜工艺中水分等介于芯部2与绝缘层3之间的可能性，能够进一步提高绝缘物包覆软磁性粒子1的长期耐久性。

进一步地，即使在芯部2的表面附着有异物、钝化膜等而阻碍绝缘层3的成膜的情况下，也能够通过压缩摩擦作用去除异物等或破坏钝化膜。由此，能够更可靠地将绝缘层3成膜。

另外，通过使用软化点处于上述范围内的材料作为构成绝缘粒子30的玻璃材料，由此，随着上述压缩摩擦作用，能够使绝缘粒子30的表面软化，并使绝缘粒子30无间隙地结合于芯部2的表面。由此，在绝缘层3与芯部2之间不易产生间隙，可获得长期耐久性及绝缘性优异的绝缘物包覆软磁性粒子1。

这样形成的绝缘层3的平均膜厚优选为芯部2的平均粒径的0.1％～20％左右，更优选为0.3％～10％左右。若绝缘层3的平均膜厚处于所述范围内，则绝缘物包覆软磁性粒子1(绝缘物包覆软磁性粉末)具有充分的绝缘性，并且，在对该绝缘物包覆软磁性粒子1的集合物进行加压、成型而制造压粉磁芯的情况下，防止压粉磁芯的密度显著降低，其结果是，能够防止压粉磁芯的导磁率以及磁通密度显著降低。即，可获得能够制造涡流损耗小、且导磁率及磁通密度优异的压粉磁芯的绝缘物包覆软磁性粒子1。

需要注意的是，绝缘层3的平均厚度能够根据在绝缘物包覆软磁性粒子1的制造时所使用的绝缘粒子30的量与芯部2的量而计算求出。

另外，这样获得的绝缘物包覆软磁性粒子1的绝缘层3中的碱金属的含有率为5摩尔％以下。

这样的绝缘物包覆软磁性粒子1即使长时间放置在高温下时也能够抑制绝缘层3的绝缘性降低。因此，根据这样的绝缘物包覆软磁性粒子1，能够实现高温下的可靠性高的压粉磁芯及磁性元件。

需要注意的是，绝缘层3中的碱金属的含有率优选为1摩尔％以下，更优选为0.5摩尔％以下。

另一方面，碱金属的含有率的下限值不需要特别设定，从绝缘物包覆软磁性粒子1的个体差异的抑制等角度出发，设为0.001摩尔％以上。

需要注意的是，通过使用碱金属的含有率低的粒子作为绝缘粒子30、或充分清洗芯部2、粉末包覆装置101的容器110等，从而能够使绝缘层3中的碱金属的含有率降低。

另外，绝缘层3中的碱金属的含有率例如通过感应耦合高频等离子体发光分光法(ICP)进行测定。此时，也可以根据需要实施将绝缘层3从绝缘物包覆软磁性粒子1上刮掉等前处理(绝缘层3的分离处理)。

需要注意的是，作为碱金属，可列举出Li、Na、K、Rb、Cs以及Fr。并且，碱金属的含有率是指这六种元素的含有率(摩尔比)的总和。

需要注意的是，也可以根据需要对这样获得的绝缘物包覆软磁性粒子1进行分级。作为分级的方法，例如可列举出如筛分分级、惯性分级、离心分级那样的干式分级、如沉降分级那样的湿式分级等。

另外，也可以在投入到粉末包覆装置101中之前，通过搅拌机或混合机等对芯部2以及绝缘粒子30进行搅拌(混合)。

另外，作为绝缘物包覆软磁性粒子1的集合物的粉末在压粉后的状态、即作为粉末压坯时的体积电阻率优选为1[kΩ·cm]以上500[kΩ·cm]以下，更优选为5[kΩ·cm]以上300[kΩ·cm]以下，进一步优选为10[kΩ·cm]以上200[kΩ·cm]以下。这样的体积电阻率是不使用追加的绝缘材料而实现的，因此，基于的是绝缘物包覆软磁性粒子1彼此之间的绝缘性本身。因此，若使用实现这样的体积电阻率的绝缘物包覆软磁性粒子1，则绝缘物包覆软磁性粒子1彼此之间被充分绝缘，因此，能够减少追加的绝缘材料的使用量，相应地，能够使压粉磁芯等中的软磁性粉末的比率最大化。其结果是，能够实现高度兼顾了高的磁特性和低损耗的压粉磁芯。

需要注意的是，上述的体积电阻率是如下测定的值。

首先，将测定对象的绝缘物包覆软磁性粉末0.8g填充到氧化铝制的圆筒中。然后，在圆筒的上下配置黄铜制的电极。

接着，一面使用数字测力计以10MPa的压力对上下的电极间进行加压，一面使用数字万用表对上下的电极间的电阻进行测定。

然后，将测定出的电阻、加压时的电极间距离、以及圆筒的内部的横截面积代入下述的计算式，从而算出体积电阻率。

体积电阻率[kΩ·cm]＝电阻[kΩ]×筒的内部的横截面积[cm²]/电极间距离[cm]

需要注意的是，在将圆筒的内径设为2r[cm]时，能够通过πr²[cm²]求出圆筒的内部的横截面积。

绝缘物包覆软磁性粒子1的平均粒径优选为1μm以上50μm以下，更优选为3μm以上30μm以下。通过使用这样的平均粒径的绝缘物包覆软磁性粒子1，能够缩短涡电流流经的路径，因此可获得能够充分抑制在粒子内产生的涡流损耗的绝缘物包覆软磁性粒子1。另外，由于平均粒径适度地小，因此能够提高进行了压粉时的填充性。其结果是，能够提高压粉磁芯的填充密度，提高压粉磁芯的饱和磁通密度、导磁率。

需要注意的是，绝缘物包覆软磁性粒子1的平均粒径是通过激光衍射方式的粒度分布测定装置在体积基准的累计分布中从小径侧开始累积50％时的粒径。

[压粉磁芯以及磁性元件]

接下来，对本实施方式涉及的压粉磁芯和本实施方式涉及的磁性元件进行说明。

本实施方式涉及的磁性元件可应用于扼流线圈、电感器、噪声滤波器、电抗器、变压器、电动机、致动器、天线、电磁波吸收体、电磁阀、发电机这样的具备磁芯的各种磁性元件。此外，本实施方式涉及的压粉磁芯可应用于这些磁性元件所具备的磁芯。

在下文中，作为磁性元件的一个例子，以两种扼流线圈为代表进行说明。

<第一实施方式>

首先，对应用了第一实施方式涉及的磁性元件的扼流线圈进行说明。

图4是表示应用了第一实施方式涉及的磁性元件的扼流线圈的示意图(平面图)。

图4所示的扼流线圈10具有：环状(环形)的压粉磁芯11和卷绕在该压粉磁芯11上的导线12。这样的扼流线圈10通常被称为环形线圈。

压粉磁芯11是将包含前述的绝缘物包覆软磁性粒子1的绝缘物包覆软磁性粉末、粘合剂(粘结剂)以及有机溶剂混合，将得到的混合物供至成型模具，并进行加压、成型而得到的。即，压粉磁芯11包括本实施方式涉及的绝缘物包覆软磁性粉末。由于这样的压粉磁芯11的导磁率高，所以实现了磁特性的提高。另外，由于绝缘物包覆软磁性粉末的矫顽力低，因此，实现了低铁损化。其结果是，在将压粉磁芯11安装在电子设备等上时，能够降低电子设备等的功耗、或实现高性能化，能够有助于提高电子设备等在高温下的可靠性。

另外，如上所述，作为磁性元件的一例的扼流线圈10具备压粉磁芯11。由此，扼流线圈10实现了高性能化和低铁损化。其结果，当将扼流线圈10安装在电子设备等中时，能够降低电子设备等的功耗、或实现高性能化，能够有助于提高电子设备等在高温下的可靠性。

作为用于制造压粉磁芯11的粘合剂的构成材料，例如可列举有机硅类树脂、环氧类树脂、酚醛类树脂、聚酰胺类树脂、聚酰亚胺类树脂、聚苯硫醚类树脂等有机材料；磷酸镁、磷酸钙、磷酸锌、磷酸锰、磷酸镉这样的磷酸盐、硅酸钠这样的硅酸盐(水玻璃)等无机材料等，特别优选热固化性聚酰亚胺或环氧类树脂。这些树脂材料通过加热容易固化，并且耐热性优异。因此，能够提高压粉磁芯11的制造容易度和耐热性。

需要注意的是，粘合剂根据需要使用即可，也可以省略。即使这样的情况下，在绝缘物包覆软磁性粉末中，也可实现粒子间的绝缘，因此能够抑制伴随着粒子间的导通而产生损耗。

另外，粘合剂相对于绝缘物包覆软磁性粉末的比例根据要制造的压粉磁芯11的目标饱和磁通密度、机械特性、容许的涡流损耗等而略微不同，优选为0.5质量％以上5质量％以下左右，更优选为1质量％以上3质量％以下左右。由此，能够一面使绝缘物包覆软磁性粉末的各粒子之间充分地粘接，一面获得饱和磁通密度、导磁率等磁特性优异的压粉磁芯11。

另外，作为有机溶剂，只要可溶解粘合剂即可，没有特别限定，例如可列举出甲苯、异丙醇、丙酮、甲乙酮、氯仿、乙酸乙酯等各种溶剂。

需要注意的是，在所述混合物中，也可以根据需要以任意的目的添加各种添加剂。

另一方面，作为导线12的构成材料，可列举出导电性高的材料，例如可列举出包括Cu、Al、Ag、Au、Ni等的金属材料。

需要注意的是，优选在导线12的表面具备具有绝缘性的表面层。由此，能够可靠地防止压粉磁芯11与导线12的短路。作为这样的表面层的构成材料，例如可列举出各种树脂材料等。

接下来，对扼流线圈10的制造方法进行说明。

首先，将绝缘物包覆软磁性粉末、粘合剂、各种添加剂和有机溶剂混合，得到混合物。

接着，使混合物干燥而得到块状的干燥体后，通过将该干燥体粉碎而形成造粒粉末。

接下来，将该造粒粉末成型为要制造的压粉磁芯的形状，得到成型体。

作为这种情况下的成型方法，不特别限定，例如可列举出压制成型、挤压成型、注塑成型等方法。需要注意的是，该成型体的形状尺寸预估对以后的成型体进行了加热时的收缩量而确定。另外，压制成型时的成型压力设为1t/cm²(98MPa)以上10t/cm²(981MPa)以下左右。

接下来，通过对所得到的成型体进行加热，从而使粘合剂固化，得到压粉磁芯11。此时，加热温度根据粘合剂的组成等而略有不同，但在粘合剂由有机材料构成的情况下，优选设为100℃以上500℃以下左右，更优选设为120℃以上250℃以下左右。另外，加热时间根据加热温度而不同，设为0.5小时以上5小时以下左右。

通过以上，可得到对本实施方式涉及的绝缘物包覆软磁性粉末进行加压、成型而得的压粉磁芯11、以及沿着这样的压粉磁芯11的外周面缠绕导线12而成的扼流线圈10。

需要注意的是，压粉磁芯11的形状不限定于图4所示的环状，例如也可以是环的局部缺损的形状，还可以是棒状。

另外，在压粉磁芯11中，也可以根据需要而包括前述的实施方式涉及的绝缘物包覆软磁性粉末以外的软磁性粉末。

<第二实施方式>

接下来，对应用了第二实施方式涉及的磁性元件的扼流线圈进行说明。

图5是表示应用了第二实施方式涉及的磁性元件的扼流线圈的示意图(透视立体图)。

以下，对应用了第二实施方式的扼流线圈进行说明，在以下的说明中，围绕与应用了第一实施方式的扼流线圈的不同点进行说明，对于同样的事项则省略其说明。

图5所示的扼流线圈20是将成型为线圈状的导线22埋设于压粉磁芯21的内部而成的。即，扼流线圈20是以压粉磁芯21对导线22进行模制而成的。

这样的方式的扼流线圈20容易形成得比较小型。并且，在制造这样的小型的扼流线圈20时，通过使用饱和磁通密度以及导磁率大、且损耗小的压粉磁芯21，从而即使是小型的，也能够获得可应对大电流的低损耗、低发热的扼流线圈20。

另外，由于导线22埋设于压粉磁芯21的内部，所以不易在导线22与压粉磁芯21之间产生间隙。因此，能够抑制由压粉磁芯21的磁致伸缩引起的振动，还能够抑制伴随该振动而产生的噪音。

在制造以上那样的扼流线圈20的情况下，首先，在成型模具的腔内配置导线22，并以包含绝缘物包覆软磁性粉末的造粒粉末填充腔内。即，以包含导线22的方式填充造粒粉末。

接下来，对于造粒粉末，与导线22一道地进行加压，得到成型体。

接着，与所述第一实施方式同样地，对该成型体实施热处理。由此，使粘合剂固化，得到压粉磁芯21以及扼流线圈20。

需要注意的是，在压粉磁芯21中，也可以根据需要而包括前述实施方式涉及的绝缘物包覆软磁性粉末以外的软磁性粉末。

[电子设备]

接下来，基于图6～图8对具备本实施方式涉及的磁性元件的电子设备(本实施方式涉及的电子设备)进行详细说明。

图6是示出应用了具备实施方式涉及的磁性元件的电子设备的移动型(或笔记本型)个人计算机的构成的立体图。在该图中，个人计算机1100由具备键盘1102的主体部1104和具备显示部100的显示单元1106构成，显示单元1106经由铰链结构部以可旋转的方式支承于主体部1104。在这样的个人计算机1100中例如内置有用于开关电源的扼流线圈、电感器、电动机等磁性元件1000。

图7是示出应用了具备实施方式涉及的磁性元件的电子设备的智能电话的构成的平面图。在该图中，智能电话1200具备多个操作按钮1202、听筒1204以及话筒1206，在操作按钮1202与听筒1204之间配置有显示部100。在这样的智能电话1200中例如内置有电感器、噪声滤波器、电动机等磁性元件1000。

图8是示出应用了具备实施方式涉及的磁性元件的电子设备的数码相机的构成的立体图。需要注意的是，在该图中还简要示出了与外部设备的连接。数码相机1300利用CCD(Charge Coupled Device：电荷耦合器件)等摄像元件对被拍摄体的光学图像进行光电转换，并生成摄像信号(图像信号)。

在数码相机1300的壳体(主体)1302的背面设置有显示部100，构成为基于CCD的摄像信号显示拍摄到的图像，显示部100作为将被拍摄体显示为电子图像的取景器而发挥作用。另外，在壳体1302的正面侧(图中背面侧)设置有包括光学透镜(摄像光学系统)、CCD等的受光单元1304。

当摄影者确认在显示部100上显示的被拍摄体图像，并按下快门按钮1306时，该时间点的CCD的摄像信号被传送并存储在存储器1308中。此外，在该数码相机1300中，在壳体1302的侧面设置有视频信号输出端子1312和用于数据通信的输入/输出端子1314。并且，如图所示，根据需要，分别在视频信号输出端子1312上连接有电视监视器1430，在用于数据通信的输入/输出端子1314上连接有个人计算机1440。进而，构成为存储在存储器1308中的摄像信号通过规定的操作而被输出到电视监视器1430、个人计算机1440。在这样的数码相机1300中例如也内置有电感器、噪声滤波器等磁性元件1000。

这样的电子设备具备前述的磁性元件。因此，具有优异的可靠性。

需要注意的是，本实施方式涉及的电子设备除了能够应用于图6的个人计算机(移动型个人计算机)、图7的智能电话、图8的数码相机之外，还能够应用于例如便携式电话、平板终端、钟表、喷墨式喷出装置(例如喷墨打印机)、膝上型个人计算机、电视机、摄像机、录像机、车辆导航装置、寻呼器、电子记事本(也包括带通信功能)、电子辞典、计算器、电子游戏设备、文字处理器、工作站、可视电话、防盗用电视监视器、电子双筒望远镜、POS终端、医疗设备(例如电子体温计、血压计、血糖仪、心电图计测装置、超声波诊断装置、电子内窥镜)、鱼群探测器、各种测量设备、计量仪器类(例如车辆、飞机、船舶的计量仪器类)、移动体控制设备类(例如汽车驱动用控制设备等)、飞行模拟器等。

[移动体]

接下来，基于图9对具备本实施方式涉及的磁性元件的移动体(本实施方式涉及的移动体)进行说明。

图9是示出应用了具备实施方式涉及的磁性元件的移动体的汽车的立体图。

在汽车1500中内置有磁性元件1000。具体而言，磁性元件1000例如内置于汽车导航系统、防抱死系统(ABS)、发动机控制单元、混合动力汽车或电动车的电池控制单元、车身姿势控制系统、自动驾驶系统那样的电子控制单元(ECU：electronic control unit)、驱动用电动机、发电机、空调单元等各种汽车部件。

这样的移动体具备前述的磁性元件。因此，具有优异的可靠性。

需要注意的是，本实施方式涉及的移动体除了能够应用于图9所示的汽车之外，例如还能够应用于两轮车、自行车、航空器、直升机、无人机、船舶、潜水艇、铁道、火箭、宇宙飞船等。

以上，基于优选的实施方式对本发明进行了说明，但本发明不限定于此，各部的结构能够替换为具有同样的功能的任意的结构。

另外，本发明中，也可以在上述实施方式中附加任意的结构物。

另外，在前述的实施方式中，作为本发明的绝缘物包覆软磁性粉末的用途例，列举压粉磁芯进行了说明，但用途例不限定于此，例如也可以是磁屏蔽板、磁头等磁性装置。

另外，压粉磁芯、磁性元件的形状也不限定于图示的形状，可以是任何形状。

[实施例]

接下来，对本发明的具体的实施例进行说明。

1.绝缘物包覆软磁性粉末的制造

(实施例1)

首先，准备了通过水雾化法而制造出的Fe-3.5Si-4.5Cr类合金的金属粉末(金属粒子)。该金属粉末是以4.5质量％的比例包含Cr、以3.5质量％的比例包含Si的Fe基合金粉末。需要注意的是，该金属粉末的平均粒径为10μm。

另一方面，准备了包含ZnO以及B₂O₃的Bi₂O₃类玻璃材料的粉末。该粉末的平均粒径为3μm，玻璃材料的软化点为350℃。

接下来，将这些金属粉末和玻璃粉末投入摩擦混合机，使其产生机械性的压缩摩擦作用。由此，使玻璃粉末结合于金属粒子的表面，得到绝缘物包覆软磁性粉末。

需要注意的是，通过计算求出的绝缘层的平均厚度为10nm。

(实施例2～8)

除了将玻璃材料的条件如表1所示进行了变更以外，与实施例1同样地得到了绝缘物包覆软磁性粉末。

(比较例1、2)

除了将玻璃材料的条件如表1所示进行了变更以外，与实施例1同样地得到了绝缘物包覆软磁性粉末。

(参考例)

除了省略了绝缘层的形成以外，与实施例1同样地得到了绝缘物包覆软磁性粉末。

2.绝缘物包覆软磁性粉末的评价

2.1高温下的电阻的测定

将各实施例、各比较例以及参考例的绝缘物包覆软磁性粉末2g填充到内径8mm的氧化铝制的圆筒型容器中。并且，在容器的上下配置了黄铜制的电极。

接下来，对容器、电极、绝缘物包覆软磁性粉末进行加热，使其升温至150℃。

接下来，使用数字测力计在上下的电极间施加40kg/cm²的压力。

接下来，保持施加载荷的状态，在上下的电极间施加电压100V，使用数字万用表对电极间的电阻进行了测定。

接下来，随着时间经过，反复测定了电极间的电阻。

于是，从加热开始到1小时后、20小时后、90小时后、以及720小时后的电阻如表1所示。

2.2绝缘破坏电压的测定

将各实施例，各比较例以及参考例的绝缘物包覆软磁性粉末2g填充到内径8mm的氧化铝制的圆筒型容器中。并且，在容器的上下配置了黄铜制的电极。

接下来，使用数字测力计在上下的电极间施加40kg/cm²的压力。

接下来，保持施加载荷的状态，在常温(25℃)下，在上下的电极间施加两秒钟的电压50V，使用数字万用表对电极间的电阻进行了测定。

接下来，在使电压升压至100V以后，施加2秒钟，再次对电极间的电阻进行了测定。

之后，边使电压按照200V、250V、300V……这样每次升压50V，边反复测定了电极间的电阻。于是，反复进行升压以及测定直至发生绝缘破坏。

需要注意的是，在即使将电压升压至1000V也没有发生绝缘破坏的情况下，在该时间点结束测定。

分别将粉末变为新的粉末，各进行了三次以上的测定，将最小的测定值示于表1。

根据表1可以确认，各实施例的绝缘物包覆软磁性粉末与各比较例及参考例的绝缘物包覆软磁性粉末相比，即使在高温下绝缘性也良好。另外，关于绝缘破坏电压，也良好。

Claims (6)

1.一种绝缘物包覆软磁性粉末，其特征在于，具有：

包含软磁性材料的芯部；以及

绝缘层，所述绝缘层设于所述芯部的表面，包含具有Bi₂O₃、ZnO及B₂O₃的玻璃材料，

在所述玻璃材料中，Bi₂O₃的含有率在40摩尔％以上80摩尔％以下，ZnO/Bi₂O₃的摩尔比为0.10以上0.90以下，B₂O₃/ZnO的摩尔比为0.5以上且小于1.3，

所述绝缘层中的碱金属的含有率在0.001摩尔％以上至5摩尔％以下。

2.根据权利要求1所述的绝缘物包覆软磁性粉末，其特征在于，

所述绝缘物包覆软磁性粉末的平均粒径在1μm以上50μm以下。

3.一种压粉磁芯，其特征在于，

包括权利要求1或2所述的绝缘物包覆软磁性粉末。

4.一种磁性元件，其特征在于，

具备权利要求3所述的压粉磁芯。

5.一种电子设备，其特征在于，

具备权利要求4所述的磁性元件。

6.一种移动体，其特征在于，

具备权利要求4所述的磁性元件。

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