CN111971762A - 磁芯及其制造方法以及线圈部件 - Google Patents

磁芯及其制造方法以及线圈部件 Download PDF

Info

Publication number
CN111971762A
CN111971762A CN201980014417.4A CN201980014417A CN111971762A CN 111971762 A CN111971762 A CN 111971762A CN 201980014417 A CN201980014417 A CN 201980014417A CN 111971762 A CN111971762 A CN 111971762A
Authority
CN
China
Prior art keywords
soft magnetic
magnetic
magnetic core
coil component
chipping
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201980014417.4A
Other languages
English (en)
Inventor
中畑功
松元裕之
广瀬修
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TDK Corp
Original Assignee
TDK Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TDK Corp filed Critical TDK Corp
Publication of CN111971762A publication Critical patent/CN111971762A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
    • H01F1/14—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/147—Alloys characterised by their composition
    • H01F1/153—Amorphous metallic alloys, e.g. glassy metals
    • H01F1/15308—Amorphous metallic alloys, e.g. glassy metals based on Fe/Ni
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
    • H01F1/14—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/147—Alloys characterised by their composition
    • H01F1/153—Amorphous metallic alloys, e.g. glassy metals
    • H01F1/15333—Amorphous metallic alloys, e.g. glassy metals containing nanocrystallites, e.g. obtained by annealing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
    • H01F1/14—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/147—Alloys characterised by their composition
    • H01F1/153—Amorphous metallic alloys, e.g. glassy metals
    • H01F1/15358—Making agglomerates therefrom, e.g. by pressing
    • H01F1/15366—Making agglomerates therefrom, e.g. by pressing using a binder
    • H01F1/15375—Making agglomerates therefrom, e.g. by pressing using a binder using polymers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/24—Magnetic cores
    • H01F27/25—Magnetic cores made from strips or ribbons
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F3/00—Cores, Yokes, or armatures
    • H01F3/04—Cores, Yokes, or armatures made from strips or ribbons
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H01F41/0206—Manufacturing of magnetic cores by mechanical means
    • H01F41/0213—Manufacturing of magnetic circuits made from strip(s) or ribbon(s)
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H01F41/0206—Manufacturing of magnetic cores by mechanical means
    • H01F41/0213—Manufacturing of magnetic circuits made from strip(s) or ribbon(s)
    • H01F41/0226—Manufacturing of magnetic circuits made from strip(s) or ribbon(s) from amorphous ribbons
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/32—Composite [nonstructural laminate] of inorganic material having metal-compound-containing layer and having defined magnetic layer

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Soft Magnetic Materials (AREA)
  • Coils Or Transformers For Communication (AREA)
  • Manufacturing Cores, Coils, And Magnets (AREA)

Abstract

【技术问题】提供一种生产性优良、具有稳定的磁特性且易于使用的磁芯。【技术手段】本发明的磁芯(10)为包含导体的线圈部件用的磁芯，由被分割为小片的多个软磁性薄带层叠而成。

Description

磁芯及其制造方法以及线圈部件
技术领域
本发明涉及磁芯及其制造方法以及线圈部件。
背景技术
伴随着近年的功率器件的小型化，希望将功率器件之中的占有较多空间的变压器、线圈更加小型化。作为变压器、线圈用的磁芯的材料，一般多使用铁氧体。
在将变压器、线圈等小型化时，需要增大驱动时的最大磁通密度。然而，由于铁氧体的饱和磁通密度并不是很大，因此照原样使用铁氧体时小型化存在限度。作为饱和磁通密度大的材料，可举出Fe-Si系材料、非晶系材料、金属玻璃系材料、纳米结晶系等的金属软磁性体(例如参照专利文献1)。作为使用金属软磁性体而形成的磁芯，可举出将金属软磁性体的粉末通过压力成型而得的压粉磁芯、将金属软磁性体的薄带卷绕成为环状的形状等而得的卷绕磁芯、将金属软磁性体的薄带层叠而得的叠层磁芯等。并且，为了将这些磁芯小型化，还需要将饱和磁通密度高的磁性材料以高占空系数填充于某种限定了的磁芯体积内。
压粉磁芯是将金属的软磁性体粉末填充于模具内，并通过施加压力而成型，为了提高占空系数而需要为高的压力，特别是Fe基非晶系、金属玻璃系、纳米结晶系等的材料的粉体较硬，成型需要非常高的压力，为了制作占空系数高的磁芯，具有耗费非常大的成本的问题。
卷绕磁芯是将以成为所希望长度、宽度的方式加工了的金属软磁性的薄带卷绕来制作的。虽然此方法能够获得较高占空系数的磁芯，但磁芯的形状限制为可通过卷绕来应对的形状。而且，一般而言，为了去除非晶系的磁性薄带的加工应变，或是为了使纳米结晶系的磁性薄带中的微结晶析出，而进行热处理。通过该热处理，虽然磁性薄带的磁特性提升但变得非常脆，特别是在构成卷绕磁芯的情况下，有变得容易破损，变得难以使用的问题。
作为其他的磁芯，具有通过将多个磁性薄带冲裁，并将这些薄带在厚度方向上层叠而制作的叠层磁芯。叠层磁芯能够获得与卷绕磁芯同样高的占空系数，而且相对于卷绕磁芯有较高的形状自由度，除了功率器件用的磁性部件之外，也可以用于马达的转子或定子等。但是，金属薄带特别是热处理前的非晶系、纳米结晶系的磁性薄带，具有硬而难以冲裁为所希望的形状，并且冲裁模具的消耗严重的问题。而且，由于冲裁时所施加的应力，会使磁性薄带的切断面产生磁特性劣化，为了使该劣化回复而需要进行热处理，但是在进行了热处理的情况下，具有上述那样的由于磁性薄带变脆而变得难以使用的问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平11-74108号公报。
发明内容
发明所要解决的技术问题
本发明是鉴于上述问题而完全的，其目的为提供一种生产性优良、具有稳定的磁特性且易于使用的磁芯及其制造方法，以及具有该磁芯的线圈部件。
用于解决问题的技术手段
本发明为了解决上述技术问题，提供了以下技术手段。
(1)本发明的一方式的磁芯，为包含导体的线圈部件用的磁芯，由被分割为小片的多个软磁性薄带层叠而成。
(2)在上述(1)所记载的磁芯中，优选所述软磁性薄带以平均裂缝间隔为0.015mm以上且1mm以下的方式被分割为小片。
(3)在上述(1)或(2)所记载的磁芯中，优选磁性材料的占空系数为70％以上且99.5％以下。
(4)本发明的一方式的线圈部件，优选通过在上述(1)～(3)中任一项所记载的磁芯上卷绕线圈而形成。
(5)本发明的一方式的磁芯的制造方法，是上述(1)～(3)中任一项所记载的磁芯的制造方法，其包括：热处理步骤，对多个软磁性薄带进行热处理；粘接层形成步骤，在经热处理后的多个所述软磁性薄带各自的主面上形成粘接层；小片化处理步骤，将形成有所述粘接层的多个所述软磁性薄带分别进行小片化处理；冲裁步骤，将经小片化处理后的多个所述软磁性薄带分别冲裁为规定的形状；和层叠步骤，将经小片化处理后的多个所述软磁性薄带彼此经由所述粘接层在厚度方向上层叠。
发明效果
本发明的构成磁芯的软磁性薄带，虽然由硬的材料构成，但被分割为多个小片，与未分割的情况相比能够用较弱的力来冲裁。因此，本发明的磁芯容易加工为所希望的形状，生产性优良。
一般而言，当对软磁性薄带进行冲裁时，被冲裁的部分与剩余的部分因切断而产生应力，该应力传递至软磁性薄带的剩余的部分而使磁特性劣化。但是，由于本发明的软磁性薄带被小片化，产生应力的切断面附近的部分与其他部分物理上分离，因此该应力不会传递至切断面附近以外的大部分，能够将应力所致的伤害抑制为最小限度。因此，本发明的软磁性薄带不会受到冲裁所致的影响，具有稳定的磁特性。
本发明的磁芯由于经由薄的粘接层而将软磁性薄带层叠多层，由此成为磁性体材料的占空系数高的结构且是强固的，因此易于使用。
本发明的磁芯由于由多个软磁性薄带层叠而成，因此电流路径在层叠方向上的多个部位被分断。并且，本发明的磁芯由于将各个软磁性薄带小片化，因此电流路径在与层叠方向交叉的方向上的多个部位也被分断。因此，本发明的线圈部件的交流磁场中的伴随磁通变化而产生的涡电流的路径在所有的方向被分断，能够大幅降低涡电流损失。
附图说明
图1是本发明的一实施方式的线圈部件的平面图(上侧)以及截面图(下侧)。
图2是构成图1的线圈部件的磁芯的截面示意图。
图3是用于说明“平均裂缝间隔”的计算方法的图。
图4是本发明的变形例1的线圈部件的平面图。
图5是本发明的变形例2的线圈部件的平面图。
图6A是本发明的变形例3的线圈部件的平面图。
图6B是本发明的变形例3的线圈部件的平面图。
具体实施方式
以下，对本发明一边适当参照附图一边进行详细说明。以下的说明所使用的附图，具有为了使本发明的特征容易理解而适当地将特征部分放大表示的情况，且各构成要素的尺寸比例也存在与实际不同的情况。以下说明中所例示的材料、尺寸仅为一例，本发明并不限定于这些，能够在达成本发明效果的范围内适当变更并实施。
[线圈部件]
对本发明的一实施方式的磁芯10以及线圈部件100的结构进行说明。图1的上侧为从圆筒状的磁芯10的中心轴C的延长方向上的一侧所见的线圈部件100的平面图。图1的下侧为用包含中心轴C的面B来剖切的情况下的线圈部件100的截面图。比截面更靠里侧的部分的图示予以省略。
磁芯10用于包含导体的线圈部件(变压器、扼流圈、磁传感器等)，由被分割为小片的多个软磁性薄带10a、10b、……层叠而成。此处所示的线圈部件100通过在磁芯10的周围卷绕螺旋状等的线圈20而形成。线圈20的形状、尺寸、数量等，可因线圈部件100的用途而改变。可以使用如图1所示的具有贯通孔的一体的磁芯，也可以使用如后述变形例3那样的通过组合多个部件而形成贯通孔的磁芯。
[磁芯]
图2是将图1所示的磁芯10的截面中的由虚线围成的区域R所包含的部分放大并明示其具体结构的图。磁芯10由在厚度方向上层叠的多个软磁性薄带M(10a～10j)和被夹在相邻的软磁性薄带间的粘接层S(2a～2i)构成。磁芯10可以在其层叠方向的一端侧以及另一端侧分别具备保护膜3a、3b。本发明的磁芯与通常的磁芯同样地具有磁芯用软磁性薄带和粘接层作为主要构件，但在能够达成本发明的效果的范围内也可含有其他的构成要素。
通过具有粘接层S，能够抑制分割后的小片的脱落。作为粘接层S的材料，可使用公知的材料，例如可举出在PET膜基材的表面涂敷由丙烯酸系粘接剂、硅酮树脂、丁二烯树脂等构成的粘接剂或热熔胶等而形成。此外，作为基材，除了PET膜之外，可举出聚酰亚胺膜、聚酯膜、聚苯硫醚(PPS)膜、聚丙烯(PP)膜、聚四氟乙烯(PTFE)那样的氟树脂膜等的树脂膜等。此外，也可以在热处理后的软磁性薄带的主面直接涂敷丙烯酸树脂等，将其作为粘接层。
图2例示了磁芯10具有多个软磁性薄带的情况，但所具有的软磁性薄带也可为1张。在本发明的磁芯所具有的软磁性薄带为多个的情况下，全部为本发明的磁芯用软磁性薄带的情况效果最大。
作为本发明的磁芯的制造方法，可使用公知的方法。
[软磁性薄带]
软磁性薄带10具有多个裂缝，通过这些裂缝而被分割为多个小片。在本说明书中，“平均裂缝间隔”定义为：在通过裂缝而被分割并小片化的区域中画有线段时，与线段交叉的裂缝数除以线段的长度而得的值。
参照图3所示的具体例子，对“平均裂缝间隔”的计算方法进行说明。图3中的数字为将裂缝与线段的交叉点依序计数的数字。图3所示的例子为4mm×4mm的正方形的磁芯用软磁性薄带，进行小片化处理而产生有裂缝。图中裂缝以实线表示，且线段以虚线表示。
线段为在正方形的磁芯用软磁性薄带的一方向(图中的横向)上延伸的线段，在与该方向垂直的方向(图中的纵向)上平行且等间隔地画有10条线段。此时，计数与线段交叉的裂缝的数量，作为与线段交叉的裂缝的总数，该总数除以线段的总长度而得到平均裂缝间隔。用计算式表示时为如下的式(1)。
平均裂缝间隔[mm]＝(线段的总长度)/(与线段交叉的裂缝的总数)……(1)
当将图3所示的例子带入计算式(1)时，与线段交叉的裂缝的总数为46个，线段的总长为40mm，平均裂缝间隔为40/46[mm]，约为0.87mm。
由于平均裂缝间隔依所选择的区域而变化，优选以多个区域计算并取其平均值。此外，优选预先确定选择区域的方法。例如，如本实施方式那样，使用环状的软磁性薄带10的情况下，在计算平均裂缝间隔时，作为要选择的区域，能够以包含环状区域的中央线A的方式进行选择。
优选各个软磁性薄带以平均裂缝间隔成为0.015mm以上且1mm以下的方式被分割为小片。平均裂缝间隔如小于0.015mm，则软磁性薄带的磁导率变得过低，作为磁芯的性能变低。此外，平均裂缝间隔如大于1mm，则难以用较弱的力进行冲裁，冲裁时在切断面产生的应力所及的范围变广，小片化所产生的效果变得薄弱。
作为磁芯用软磁性薄带的材料，例如可使用非晶合金、微晶合金、磁透合金、由纳米异质结构构成的合金等的磁性合金等的公知材料。非晶系合金例如是Fe基非晶软磁性材料、Co基非晶软磁性材料等，此外，微晶合金例如是Fe基纳米结晶软磁性材料等。此外，纳米异质结构是指微晶存在于非晶中的结构。
Fe基纳米结晶软磁性材料的组成，由组成式(Fe(1-(α+β))X1αX2β)(1-(a+b+c+d+e+f))MaBbPcSidCeSf构成，
X1为选自由Co和Ni构成的组中的1种以上，
X2为选自由Al、Mn、Ag、Zn、Sn、As、Sb、Cu、Cr、Bi、N、O和稀土元素构成的组中的1种以上，
M为选自由Nb、Hf、Zr、Ta、Mo、V和W构成的组中的1种以上，
0≤a≤0.140
0.020＜b≤0.200
0≤c≤0.150
0≤d≤0.180
0≤e≤0.040
0≤f≤0.030
α≥0
β≥0
0≤α+β≤0.50，
a、c、d中的1者以上优选大于0。
磁芯中所占的磁性材料的体积比率(占空系数)优选为70％以上且99.5％以下。在各个软磁性薄带中，当磁性材料的占空系数大于70％时，能够充分提高饱和磁通密度，能够作为磁芯有效地加以利用。此外，当磁性材料的占空系数小于99.5％时，则难以引起破损，作为磁芯的使用变得容易。
图1例示了磁芯为圆筒状，但磁芯的形状并没有特别的限制，例如也可使用接下来所示的形状。
(变形例1)
图4表示本实施方式的变形例1的线圈部件110的结构。磁芯10为矩形筒状。线圈部件110是在包围磁芯10的贯通孔H的侧壁中的2个部位，沿着贯通孔H的周向卷绕螺旋状等的线圈20而形成的。图4的上侧为从矩形筒状的磁芯10的中心轴C的延长方向上的一侧所见的线圈部件110的平面图。图4的下侧为用包含中心轴C的面来剖切的情况下的线圈部件110的截面图。比截面更靠里侧的部分的图示予以省略。与本实施方式相同的部位，虽然形状不同，但标注相同的附图标记。在变形例1的结构中，也能够获得与上述实施方式同样的效果。
(变形例2)
图5表示本实施方式的变形例2的线圈部件120的结构。磁性线圈10为在内部具有分隔部10A的矩形筒状。分隔部10A将矩形筒的内部分割为2个部分。线圈部件110是在分隔部10A卷绕螺旋状等的线圈20而形成的。图5的上侧为从矩形筒状的部分的中心轴C的延长方向上的一侧所见的线圈部件110的平面图。图5的下侧为用包含中心轴C的面来剖切的情况下的线圈部件110的截面图。比截面更靠里侧的部分的图示予以省略。与本实施方式相同的部位，虽然形状不同，但标注相同的附图标记。在变形例2的结构中，也能够获得与上述实施方式同样的效果。
(变形例3)
图6A、图6B表示本实施方式的变形列3的线圈部件130的结构。本例的磁芯10与变形例2同样为在内部具有分隔部10A的矩形筒状，并且在2个部分10B、10C具有可分割的结构。图6B是未分割状态的磁性线圈10的平面图，图6A为分割了的一侧的部分10B的平面图以及截面图。关于分割了的各部分的形状，并不限定于此处所示的形状。与本实施方式相同的部位，虽然形状不同，但标注相同的附图标记。在变形例3的结构中，也能够获得与上述实施方式同样的效果。
[磁芯的制造方法]
本实施方式的磁芯的制造方法，主要具有热处理步骤、粘接层形成步骤、小片化步骤、冲裁步骤、层叠步骤。对各步骤的概要进行说明。
(热处理步骤)
准备上述的多个软磁性薄带，进行热处理。处理温度大致为400℃以上且700℃以下的范围，可根据软磁性薄带的材料来确定。通过该热处理，软磁性薄带脆化，成为能进行小片化的状态。在软磁性薄带的材料为Fe基纳米结晶系材料的情况下，通过该热处理，会在软磁性薄带析出纳米结晶。此外，在软磁性薄带的材料为Fe基非晶系材料的情况，通过该热处理，能够去除软磁性薄带中的残留应变。
(粘接层形成步骤)
在经热处理后的软磁性薄带上分别如上所述形成粘接层。粘接层的形成可使用公知的方法进行。例如是通过对软磁性薄带涂敷薄的含树脂的溶液，并使溶剂干燥，从而形成粘接层的方法。此外，也有在软磁性薄带贴附双面胶带，将其作为粘接层的方法。作为该情况下的双面胶带，例如可使用在PET(聚对苯二甲酸乙二酯)膜的两面涂敷粘接剂的胶带。
(小片化处理步骤)
将形成有粘接层的多个软磁性薄带，以平均裂缝间隔为上述范围的方式分别分割为多个小片(小片化处理)。通过形成有粘接层，能够防止分割了的小片散落。也就是说，小片化处理后的软磁性薄带虽然分割为多个小片，但任意的小片的位置都经由粘接层固定，作为整体而维持小片化处理前的形状。
小片化处理可使用公知的方法，也就是，施加外力而将其分割的方法。作为施加外力而将其分割的方法，已知有例如用模具按压切割的方法，通过轧辊来折弯的方法等。在使用这些方法时，也具有使用在模具或辊上设置有预先确定的凹凸图案的模具或辊的情况。
(冲裁步骤)
将经小片化后的多个软磁性薄带与粘接层共同冲裁为规定的形状。本实施方式例示了将中央冲裁为圆形的情况。冲裁例如能够在具有规定形状的冲模与面板之间夹着软磁性薄带，从面板侧向冲模侧或是从冲模侧向面板侧加压以进行。
(层叠步骤)
经冲裁后的多个软磁性薄带彼此经由粘接层在厚度方向上重叠并层叠，由此能够得到本实施方式的磁芯。另外，冲裁步骤与层叠步骤的顺序也可以颠倒。
如上所述，本实施方式的线圈部件100的磁芯10用的软磁性薄带M，虽然由硬的材料构成，但被分割为多个小片，与未分割的情况相比能够用较弱的力来冲裁。因此，本实施方式的磁芯10容易加工为所希望的形状，生产性优良。
一般而言，当对软磁性薄带进行冲裁时，被冲裁的部分与剩余的部分因切断而产生应力，该应力传递至软磁性薄带的剩余的部分而使磁特性劣化。但是，本实施方式的软磁性薄带M被小片化，产生应力的切断面附近的部分与其他部分物理上分离，因此该应力不会传递至切断面附近以外的大部分，能够将应力所致的伤害抑制为最小限度。因此，本实施方式的软磁性薄带M不会受到冲裁所致的影响，具有稳定的磁特性。
本实施方式的磁芯10由于通过将软磁性薄带层叠多层而成为磁性体材料的占空系数高的结构且是强固的，因此易于使用。
本实施方式的磁芯10由于由多个软磁性薄带M层叠而成，因此电流路径在层叠方向T上的多个部位被分断。并且，本实施方式的磁芯10由于将各个软磁性薄带M小片化，因此电流路径在与层叠方向T交叉的方向上的多个部位也被分断。因此，本实施方式的线圈部件100的交流磁场中的伴随着磁通变化而产生的涡电流的路径在所有的方向被分断，能够大幅降低涡电流损失。
【实施例】
[实施例1]
1.磁芯的制作
(1)首先，在预先经570℃热处理的厚度约20μm的Fe基纳米结晶软磁性薄带涂敷树脂溶液。然后，使溶剂干燥，在软磁性薄带的两面分别形成1～2μm程度的粘接层，以制作具有粘接层的磁性薄片。
(2)接着，对所制作的磁性薄片以平均裂缝间隔成为0.17mm的方式来调整小片化尺寸，进行小片化处理，以制作小片化磁性薄片。
(3)接着，将该小片化磁性薄片进行冲裁成环状(外径18mm，内径10mm)。该冲裁是将小片化磁性薄片夹于冲模与面板之间，从面板侧向冲模侧加压以进行。
(4)接着，将经冲裁后的小片化磁性薄片以成为高度约5mm的方式贴合多片并层叠，而形成磁芯。所得的磁芯的占空系数约为85％。依照相同的工序，进一步制作30个相同结构的磁芯。
2.评价
(1)线圈的电感Ls
对所得的各个磁芯，如图1所示的沿圆周方向卷绕线圈以形成30个线圈部件，使用LCR测量计分别测量100kHz下的线圈的电感。
(2)cv值(标准偏差/平均值)
对于所测量出的30个线圈的电感，计算cv值。
[实施例2]
除了对磁性薄片以平均裂缝间隔成为0.5mm的方式进行小片化处理以外，与实施例1同样地制作实施例2的磁芯并进行评价。
[实施例3]
除了对磁性薄片以平均裂缝间隔成为0.015mm的方式进行小片化处理以外，与实施例1同样地制作实施例3的磁芯并进行评价。
[实施例4]
除了对磁性薄片以平均裂缝间隔成为0.01mm的方式进行小片化处理以外，与实施例1同样地制作实施例4的磁芯并进行评价。
[实施例5]
除了对磁性薄片以平均裂缝间隔成为0.75mm的方式进行小片化处理以外，与实施例1同样地制作实施例5的磁芯并进行评价。
[实施例6]
除了使用Fe基非晶软磁性材料构成的软磁性薄带作为软磁性薄带以外，与实施例1同样地制作实施例6的磁芯并进行评价。
[实施例7]
除了对磁性薄片以平均裂缝间隔成为1mm的方式进行小片化处理以外，与实施例1同样地制作实施例7的磁芯并进行评价。
[实施例8]
除了对磁性薄片以平均裂缝间隔成为2mm的方式进行小片化处理以外，与实施例1同样地制作实施例8的磁芯并进行评价。
[比较例1]
对未进行上述热处理以及小片化处理的磁性薄片进行与实施例1同样的评价。关于除热处理以及小片化处理以外的处理，与实施例1同样地进行。
[比较例2]
对未进行上述小片化处理的磁性薄片进行与实施例1相同的评价。关于除小片化处理以外的处理，与实施例1同样地进行。
表1中汇总了实施例1～8、比较例1、2的测量结果以及评价结果。由于实施例1～8的任一者的情况下都对软磁性薄片小片化，因此能够用较弱的力来进行冲裁。此外，由于实施例1～8的任一者的情况下，冲裁时的截面附近所产生的应力都难以传递至内部，因此能够抑制磁特性的劣化(电感Ls的降低)。特别是，平均裂缝间隔为0.015mm以上且1mm以下的范围，能够将电感的cv值抑制得较低。
比较例1由于软磁性薄带未经热处理以及小片化处理，因此难以用与实施例1～8同样的力来进行冲裁，无法测量电感。比较例2通过进行热处理而能够用与实施例1～8同样的力来进行冲裁，但由于未进行小片化处理，因此冲裁所产生的应力传递至软磁性薄带的广范围，而使电感的cv值恶化。
【表1】
Figure GDA0002718895400000121
[实施例9]
作为软磁性薄带，除了调节粘接层的厚度以使占空系数为98％以外，与实施例1同样地制作实施例9的磁芯并进行评价。
[比较例3]
制作与实施例1相同的材料、相同的尺寸构成的圆筒状的磁芯，作为比较例3。该磁芯并不是由多个软磁性薄带层叠而成的，而是通过将软磁性薄带卷绕以制作的磁芯。对此，进行与实施例1同样的评价。
表2中汇总了实施例8、9、比较例3的测量结果以及评价结果。实施例8、9的叠层磁芯能够获得高电感，且能够将cv值抑制得较小。而比较例3的卷绕磁芯与实施例8、9相比电感低，且cv值变大。这被认为是相较于叠层磁芯，由于卷绕磁芯是将软磁性薄带卷绕为圆筒状而容易产生间隙，占空系数变低，此外，容易受到卷绕时的偏差的影响，而使cv值变大。
【表2】
Figure GDA0002718895400000122
附图标记的说明
100、110、120：线圈部件
10：磁芯
20：线圈
3a、3b：保护膜
A：中央线
C：中心轴
H：贯通孔
M(10a～10j)：软磁性薄带
R：区域
S(2a～2i)：粘接层
T：层叠方向

Claims (5)

1.一种磁芯，其为包含导体的线圈部件用的磁芯，其特征在于：
由被分割为小片的多个软磁性薄带层叠而成。
2.如权利要求1所记载的磁芯，其特征在于：
所述软磁性薄带以平均裂缝间隔为0.015mm以上且1mm以下的方式被分割为小片。
3.如权利要求1或2所记载的磁芯，其特征在于：
磁性材料的占空系数为70％以上且99.5％以下。
4.一种线圈部件，其特征在于：
通过在权利要求1～3中任一项所记载的磁芯上卷绕线圈而形成。
5.一种磁芯的制造方法，其是权利要求1～3中任一项所记载的磁芯的制造方法，其特征在于，包括：
热处理步骤，对多个软磁性薄带进行热处理；
粘接层形成步骤，在经热处理后的多个所述软磁性薄带各自的主面上形成粘接层；
小片化处理步骤，将形成有所述粘接层的多个所述软磁性薄带分别进行小片化处理；
冲裁步骤，将经小片化处理后的多个所述软磁性薄带分别冲裁为规定的形状；和
层叠步骤，将经小片化处理后的多个所述软磁性薄带彼此经由所述粘接层在厚度方向上层叠。
CN201980014417.4A 2018-03-02 2019-03-01 磁芯及其制造方法以及线圈部件 Pending CN111971762A (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018-037526 2018-03-02
JP2018037526 2018-03-02
JP2018158585 2018-08-27
JP2018-158585 2018-08-27
PCT/JP2019/008125 WO2019168158A1 (ja) 2018-03-02 2019-03-01 磁性コアとその製造方法、およびコイル部品

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111971762A true CN111971762A (zh) 2020-11-20

Family

ID=67806275

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201980014417.4A Pending CN111971762A (zh) 2018-03-02 2019-03-01 磁芯及其制造方法以及线圈部件
CN201980016693.4A Active CN111801752B (zh) 2018-03-02 2019-03-01 磁性芯及其制造方法和线圈部件

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201980016693.4A Active CN111801752B (zh) 2018-03-02 2019-03-01 磁性芯及其制造方法和线圈部件

Country Status (5)

Country Link
US (2) US20210035726A1 (zh)
JP (3) JP7467329B2 (zh)
CN (2) CN111971762A (zh)
TW (2) TWI684647B (zh)
WO (2) WO2019168159A1 (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7334425B2 (ja) * 2019-02-28 2023-08-29 Tdk株式会社 コイル部品
JP2020141041A (ja) * 2019-02-28 2020-09-03 Tdk株式会社 コイル部品
JP7400578B2 (ja) * 2020-03-24 2023-12-19 Tdk株式会社 合金薄帯および磁性コア
JP2021163772A (ja) * 2020-03-30 2021-10-11 北川工業株式会社 積層コア及びノイズフィルタ
JP7428098B2 (ja) 2020-07-31 2024-02-06 Tdk株式会社 インダクタ部品及びこれを用いたｄｃｄｃコンバータ

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2568018B2 (ja) * 1992-03-16 1996-12-25 株式会社日立製作所 積層偏向電磁石及びその製造方法
JPH05335154A (ja) * 1992-05-29 1993-12-17 Mitsui Petrochem Ind Ltd 磁心及びその製造方法
JP3772778B2 (ja) * 2001-03-30 2006-05-10 三菱マテリアル株式会社 アンテナコイル及びそれを用いた識別タグ、リーダライタ装置、リーダ装置及びライタ装置
JP4836749B2 (ja) * 2006-10-30 2011-12-14 株式会社東芝 磁性シートの製造方法
JP2008196006A (ja) * 2007-02-13 2008-08-28 Hitachi Metals Ltd Ｆｅ基ナノ結晶軟磁性合金、アモルファス合金薄帯およびＦｅ基ナノ結晶軟磁性合金の製造方法並びに磁性部品
JP2010114824A (ja) * 2008-11-10 2010-05-20 Nec Tokin Corp コイルアンテナ磁芯、コイルアンテナ、コイルアンテナモジュール
CN102388503B (zh) * 2008-12-22 2015-06-17 株式会社东芝 天线磁心及其制造方法、以及使用该天线磁心的天线和检测系统
WO2013095036A1 (ko) 2011-12-21 2013-06-27 주식회사 아모센스 무선 충전기용 자기장 차폐시트 및 그의 제조방법과 이를 이용한 무선충전기용 수신장치
JP2011134959A (ja) 2009-12-25 2011-07-07 Hitachi Metals Ltd 磁性シート
DE102010001710A1 (de) 2010-02-09 2011-08-11 Robert Bosch GmbH, 70469 Verfahren zur Vorhersage der Dauer eines zukünftigen Zeitintervalls
JP6080094B2 (ja) * 2011-08-31 2017-02-15 日立金属株式会社 巻磁心およびこれを用いた磁性部品
EP2733230B1 (en) * 2011-10-03 2017-12-20 Hitachi Metals, Ltd. Thin strip of alloy containing initial ultrafine crystals and method for cutting same, and thin strip of nanocrystalline soft-magnetic alloy and magnetic part employing same
WO2013115616A1 (ko) * 2012-02-03 2013-08-08 주식회사 아모센스 디지타이저용 자기장 차폐시트 및 그의 제조방법과 이를 이용한 휴대 단말기기
DE112013001401T8 (de) * 2012-03-15 2015-02-26 Hitachi Metals, Ltd. Band aus amorpher legierung
JP2015028985A (ja) * 2013-07-30 2015-02-12 Tdk株式会社 軟磁性体組成物およびその製造方法、磁芯、並びに、コイル型電子部品
JP6327835B2 (ja) * 2013-11-05 2018-05-23 株式会社トーキン 積層磁性体、積層磁心およびその製造方法
JP2016003366A (ja) * 2014-06-17 2016-01-12 Ｎｅｃトーキン株式会社 軟磁性合金粉末並びにそれを用いた圧粉磁芯及びその製造方法
WO2015194895A1 (ko) * 2014-06-19 2015-12-23 주식회사 아모그린텍 저주파 안테나, 그의 제조방법 및 이를 이용한 키레스 엔트리 시스템
CN104900383B (zh) * 2015-04-27 2017-04-19 安泰科技股份有限公司 无线充电用单/多层导磁片及其制备方法
KR102371776B1 (ko) * 2015-10-02 2022-03-08 주식회사 아모센스 무선전력 송수신용 안테나 코어, 이를 포함하는 모듈 및 전자기기
CN105336465B (zh) * 2015-10-27 2017-06-13 安泰科技股份有限公司 一种无线充电和近场通讯用复合导磁片及其制备方法
CN105632678B (zh) * 2015-12-31 2017-07-28 安泰科技股份有限公司 一种非接触式充电用柔性导磁薄片及其制备方法
JP2018049921A (ja) * 2016-09-21 2018-03-29 株式会社トーキン 積層磁心及びその製造方法
JP6160759B1 (ja) * 2016-10-31 2017-07-12 Tdk株式会社 軟磁性合金および磁性部品

Also Published As

Publication number Publication date
US20210005364A1 (en) 2021-01-07
TW201938812A (zh) 2019-10-01
JP7467329B2 (ja) 2024-04-15
WO2019168159A1 (ja) 2019-09-06
TWI684647B (zh) 2020-02-11
JPWO2019168159A1 (ja) 2021-03-04
CN111801752A (zh) 2020-10-20
TWI707372B (zh) 2020-10-11
JP7318635B2 (ja) 2023-08-01
JPWO2019168158A1 (ja) 2021-03-04
CN111801752B (zh) 2024-03-19
WO2019168158A1 (ja) 2019-09-06
JP2023098924A (ja) 2023-07-11
TW201939533A (zh) 2019-10-01
US20210035726A1 (en) 2021-02-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111971762A (zh) 磁芯及其制造方法以及线圈部件
EP1240700B1 (en) Bulk amorphous metal magnetic components for electric motors
JP4836749B2 (ja) 磁性シートの製造方法
EP1127359B1 (en) Bulk amorphous metal magnetic components
EP2996119A1 (en) Flexible magnetic core, antenna with flexible magnetic core and method for producing a flexible magnetic core
JP5843124B2 (ja) コアの製造方法
CN108666107B (zh) 磁芯用软磁性薄带、磁芯、线圈单元及无线电力传送单元
WO2002011158A2 (en) Bulk metal magnetic component
JP2018056336A (ja) 積層体及び複合積磁心
JP2004356468A (ja) 積層磁気コアおよび磁性部品
KR102596935B1 (ko) 적층 블록 코어, 적층 블록, 및 적층 블록의 제조 방법
JP2003045724A (ja) リアクトル
JP2005039143A (ja) 小型巻線機器および小型巻線機器に使用される磁気コア並びに小型巻線機器の製造方法
EP0938106A1 (en) Coil
WO2024043283A1 (ja) シート状磁性部材
JP2020092139A (ja) ステータコア、モータ、およびステータコアの製造方法
JP7255452B2 (ja) 合金薄帯片およびその製造方法
KR20180058572A (ko) 변류기용 코어 및 이의 제조 방법
JP2009253543A (ja) 積層アンテナ
JP5010672B2 (ja) 変圧器および変圧システム
US20130076475A1 (en) Magnetic core and forming method thereof
JP2023144882A (ja) 磁性シート、巻体状磁性シート、及び多層磁性シート
JPS5911609A (ja) 積層鉄心の製造方法
JP2021072306A (ja) 筒状コアの製作法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination