CN112750588A - 绝缘体包覆磁性合金粉末颗粒、压粉磁芯及线圈部件 - Google Patents
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Abstract
提供一种绝缘体包覆磁性合金粉末颗粒、压粉磁芯及线圈部件，其在不降低导磁率和直流绝缘耐压的前提下，降低高频区域中的颗粒间的涡流损耗。绝缘体包覆磁性合金粉末颗粒(1)的特征在于，包括：磁性合金粉末颗粒(2)；以及绝缘体(7)，包覆磁性合金粉末颗粒(2)的表面，且表面具有多个突起(5)，绝缘体(7)包括：颗粒状的第一绝缘体(3)，包含在突起(5)内；以及膜状的第二绝缘体(4)，包覆第一绝缘体(3)的表面的至少一部分。
Description
技术领域
本发明涉及绝缘体包覆磁性合金粉末颗粒、压粉磁芯及线圈部件。
背景技术
以往，已知用于电感器的磁芯等的磁性合金粉末颗粒。为了抑制在颗粒间流动的涡流，对这样的颗粒的表面实施绝缘处理。例如，在专利文献1中，公开了一种磁性材料，将软磁性合金的颗粒表面用该软磁性合金的氧化覆膜包覆。
专利文献1：日本特开2012-238828号公报
但是，在专利文献1记载的磁性材料中，在高频使用时位移电流的影响变大，为了抑制位移电流，需要增大容抗的值。容抗Xc由下述式(1)表示，下述式(1)中的电容C由下述式(2)表示。
Xc＝1/2πfC…(1)
C＝Sk/d…(2)
根据上述式(1)、(2)，为了增大容抗Xc，要减小电容C。为了减小电容C，要减小面积S或介电常数k，或者增大绝缘处理膜的膜厚d。
为了提高使用有磁性材料作为磁芯的电感器的性能，存在减小绝缘处理覆膜的膜厚d来提高导磁率的方法。但是，当减小膜厚d时，根据上述式(1)、(2)，容抗Xc变小，在电感器中流过电流时颗粒间的涡流损耗变大。当涡流损耗变大时，作为电感器的性能降低。另外，当增加膜厚d时容抗Xc变大，另一方面，导磁率降低，作为电感器的性能也容易降低。也就是说，导磁率和颗粒间的涡流损耗存在容易相反的关系。
另外，在不减小膜厚d而减小介电常数k的方法中，即使是介电常数k小的材料，介电常数也为2左右，因此，为了进一步降低介电常数k，考虑在绝缘处理膜中设置空壁的结构。但是，如果在磁性材料的金属露出的状态下形成具有空壁的绝缘处理膜，则在施加高电压时，电荷被诱导至绝缘处理膜表面，在绝缘体表面产生放电而引起绝缘破坏。即，本发明的课题在于提供一种绝缘体包覆磁性合金粉末颗粒，在不降低导磁率和直流绝缘耐压的前提下，降低高频区域中的颗粒间的涡流损耗。
发明内容
一种绝缘体包覆磁性合金粉末颗粒，其特征在于，包括：磁性合金粉末颗粒；以及绝缘体，包覆磁性合金粉末颗粒的表面，且表面具有多个突起，绝缘体包括：颗粒状的第一绝缘体，包含在突起内；以及膜状的第二绝缘体，包覆第一绝缘体的表面的至少一部分。
上述绝缘体包覆磁性合金粉末颗粒中，第二绝缘体的膜厚优选为2nm以上且20nm以下。
上述绝缘体包覆磁性合金粉末颗粒中，第二绝缘体的体积电阻率优选为1×1014Ω·cm以上且1×1017Ω·cm以下。
上述绝缘体包覆磁性合金粉末颗粒中，第一绝缘体的平均粒径优选为4nm以上且40nm以下。
上述绝缘体包覆磁性合金粉末颗粒中，第一绝缘体的相对介电常数优选为2以上且4以下。
上述绝缘体包覆磁性合金粉末颗粒中，优选在磁性合金粉末颗粒的表面积每43nm2至10000nm2中存在一个第一绝缘体。
一种压粉磁芯，其特征在于，将上述绝缘体包覆磁性合金粉末颗粒压粉而成。
一种线圈部件，其特征在于，具备上述压粉磁芯。
一种压粉磁芯，其特征在于，是将磁性合金粉末颗粒和包覆磁性合金粉末颗粒的表面的绝缘体压粉而成的压粉磁芯，绝缘体包括颗粒状的第一绝缘体和膜状的第二绝缘体，所述第二绝缘体包覆第一绝缘体的表面的至少一部分，所述压粉磁芯包含由第一绝缘体或第二绝缘体包围的空隙。
一种线圈部件，其特征在于，具备上述压粉磁芯。
附图说明
图1是表示第一实施方式所涉及的绝缘体包覆磁性合金粉末颗粒的一个颗粒的示意剖面图。
图2是表示压粉磁芯的结构的示意图。
图3是表示绝缘体包覆磁性合金粉末颗粒的制造方法的工序流程图。
图4是表示绝缘体包覆磁性合金粉末颗粒的制造方法的示例的示意图。
图5是表示第二实施方式所涉及的绝缘体包覆磁性合金粉末颗粒的一个颗粒的示意剖面图。
图6是作为第三实施方式所涉及的线圈部件的环形线圈的外观图。
图7是作为第四实施方式所涉及的线圈部件的电感器的透视立体图。
附图标记说明：
1、101…绝缘体包覆磁性合金粉末颗粒(绝缘体包覆颗粒)，2…磁性合金粉末颗粒，3…第一绝缘体，4…第二绝缘体，5…突起，7、107…绝缘体，9…空隙，10…作为线圈部件的环形线圈，11、21、100…压粉磁芯，20…作为线圈部件的电感器。
具体实施方式
1.第一实施方式
对第一实施方式所涉及的绝缘体包覆磁性合金粉末颗粒的构成进行说明。图1是表示绝缘体包覆磁性合金粉末颗粒的一个颗粒的示意剖面图。
1.1.绝缘体包覆磁性合金粉末颗粒
如图1所示，本实施方式的绝缘体包覆磁性合金粉末颗粒1包括磁性合金粉末颗粒2和绝缘体7。绝缘体7包覆磁性合金粉末颗粒2的表面且表面具有多个突起5。需要指出，在下面的说明中，有时也将绝缘体包覆磁性合金粉末颗粒1简称为绝缘体包覆颗粒1。
1.2.磁性合金粉末颗粒
磁性合金粉末颗粒2是包含软磁性材料的颗粒。作为磁性合金粉末颗粒2中包含的软磁性材料，例如可列举出，纯铁、硅钢之类的Fe-Si系合金、坡莫合金之类的Fe-Ni系合金、坡明德合金之类的Fe-Co系合金、仙台斯特合金之类的Fe-Si-Al系合金、Fe-Cr-Si系合金以及Fe-Cr-Al系合金等各种Fe系合金、各种Ni系合金、各种Co系合金等。其中，从导磁率、磁通密度等磁特性及成本等生产率的观点出发，优选使用各种Fe系合金。
软磁性材料的结晶性没有特别限定，可以是结晶质、非晶质(非结晶形态)以及微结晶质(纳米结晶质)中的任一种。在这些结晶性中，软磁性材料优选包含非晶质或微结晶质，更优选包含非晶质。由此，软磁性材料的矫顽力变小，磁滞损耗减少，使导磁率及磁通密度提高，并且在压粉时降低铁损。
作为能够形成非晶质或微结晶质的软磁性材料，例如可列举出Fe-Si-B系、Fe-Si-B-C系、Fe-Si-B-Cr-C系、Fe-Si-Cr系、Fe-B系、Fe-P-C系、Fe-Co-Si-B系、Fe-Si-B-Nb系、Fe-Zr-B系之类的Fe系合金、Ni-Si-B系、Ni-P-B系之类的Ni系合金、Co-Si-B系之类的Co系合金等。需要指出，磁性合金粉末颗粒2也可以使用多种具有不同结晶性的软磁性材料。
相对于磁性合金粉末颗粒2的总质量，软磁性材料优选包含50质量％以上，更优选为80质量％以上，进一步优选为90质量％以上。由此，磁性合金粉末颗粒2的软磁性提高。
磁性合金粉末颗粒2中，除了软磁性材料以外，还可以包含杂质、添加物。作为该添加物，例如可列举：各种金属材料、各种非金属材料、各种金属氧化物材料等。
磁性合金粉末颗粒2的平均粒径没有特别限定，例如为0.25μm以上且250.00μm以下。在此，本说明书中的平均粒径是指体积基准的粒度分布(50％)。平均粒径通过JIS Z8825中记载的动态光散射法或激光衍射法测定。具体地，例如能够采用以动态光散射法为测定原理的粒度分布仪。
作为磁性合金粉末颗粒2的制造方法，没有特别限定，例如可列举：水雾化法、气体雾化法、高速旋转水流雾化法等各种雾化法、还原法、羰基法、粉碎法等。其中，从抑制粒径的偏差而高效地制造微小颗粒的观点出发，优选采用雾化法。
1.3.绝缘体
绝缘体7包括颗粒状的第一绝缘体3和膜状的第二绝缘体4。第一绝缘体3分别包含在多个突起5内。第二绝缘体4包覆第一绝缘体3的表面的至少一部分和磁性合金粉末颗粒2的表面的一部分。详细地，第二绝缘体4包覆第一绝缘体3和磁性合金粉末颗粒2的表面中的除第一绝缘体3与磁性合金粉末颗粒2相接的区域以外的各个表面。
1.3.1.第一绝缘体
在磁性合金粉末颗粒2的表面相接有多个第一绝缘体3。第一绝缘体3为颗粒状且比磁性合金粉末颗粒2小。优选在磁性合金粉末颗粒2的表面积每43nm2至10000nm2中存在一个第一绝缘体3，更优选在上述表面积每97nm2至625nm2中存在一个第一绝缘体3。
第一绝缘体3的平均粒径为4nm以上且40nm以下，更优选为6nm以上且10nm以下。由此，绝缘体7中的突起5容易形成，并且在将绝缘体包覆颗粒1压粉时，通过突起5容易产生后述的空隙。第一绝缘体3的平均粒径能够用与磁性合金粉末颗粒2同样的方法测定。需要指出，根据第一绝缘体3的平均粒径等，能够改变突起5的形状。
第一绝缘体3的相对介电常数为2以上且4以下。第一绝缘体3的相对介电常数能够通过分析成分并基于该成分来计算出。
第一绝缘体3的体积电阻率优选为1×1014Ω·cm以上且1×1017Ω·cm以下。由此，能够提高绝缘体包覆颗粒1中的直流绝缘耐压和导磁率。第一绝缘体3的体积电阻率能够采用公知的数值或公知的测定方法。
作为第一绝缘体3的形成材料，例如可列举：氧化铝、氟化铝、结晶二氧化硅及非结晶二氧化硅之类的氧化硅、聚四氟乙烯之类的氟树脂、有机硅树脂、石蜡以及聚氨酯橡胶之类的弹性体等。第一绝缘体3使用单独一种或多种这些形成材料。
1.3.2.第二绝缘体
第二绝缘体4为膜状，且包覆磁性合金粉末颗粒2及第一绝缘体3。也就是说，包含第一绝缘体3和第二绝缘体4的绝缘体7包覆磁性合金粉末颗粒2的表面，以使磁性合金粉末颗粒2在绝缘体包覆颗粒1的表面不露出。因此，第一绝缘体3的一部分也可以不被第二绝缘体4包覆而露出于绝缘体包覆颗粒1的表面。
第二绝缘体4在包覆第一绝缘体3的区域隆起成凸状，形成绝缘体7的突起5。也就是说，突起5存在于与第一绝缘体3所对应的位置。因此，绝缘体包覆颗粒1的一个颗粒中的突起5的数量与存在于磁性合金粉末颗粒2的一个颗粒的表面的第一绝缘体3的数量对应。
第二绝缘体4的膜厚为2nm以上且20nm以下，更优选为3nm以上且5nm以下。由此，绝缘体7中的突起5容易形成，并且在将绝缘体包覆颗粒1压粉时，通过突起5容易产生后述的空隙。突起5的形状除根据第一绝缘体3的平均粒径以外，也能够根据第二绝缘体4的膜厚而改变。第二绝缘体4的膜厚能够由通过透射型电子显微镜等观察绝缘体包覆颗粒1的截面，并在五处以上测定的膜厚的平均值得知。
第二绝缘体4的体积电阻率为1×1014Ω·cm以上且1×1017Ω·cm以下。由此，能够提高绝缘体包覆颗粒1中的直流绝缘耐压和导磁率。与第一绝缘体3同样，第二绝缘体4的体积电阻率能够采用公知的数值或公知的测定方法。
作为第二绝缘体4的形成材料，例如可列举出氧化铝、结晶二氧化硅及非结晶二氧化硅之类的氧化硅、聚四氟乙烯之类的氟树脂、氟化碳、聚硅氮烷化合物及有机硅化合物之类的有机硅树脂等。需要指出，第一绝缘体3的形成材料和第二绝缘体4的形成材料可以是相同的形成材料，也可以组合使用不同的材料。
1.4.压粉磁芯
绝缘体包覆颗粒1适合用于电感器或环形线圈等线圈部件所具备的压粉磁芯。另外，绝缘体包覆颗粒1也用于天线、电磁波吸收体等除线圈部件以外的磁性元件。因此，压粉磁芯配合这些用途而成形为所希望的形状。
本实施方式所涉及的压粉磁芯100是将绝缘体包覆颗粒1及结合材料等混合成混合物，一边加热该混合物一边加压成形而制造的。即，压粉磁芯100是将绝缘体包覆颗粒1压粉而成。
下面，对压粉磁芯100内部的绝缘体包覆颗粒1的状态进行说明。图2是表示压粉磁芯的结构的示意图。需要指出，图2是示意性地例示压粉磁芯100中的三个绝缘体包覆颗粒1的状态的图。另外，在图2中，省略了绝缘体包覆颗粒1所包括的第一绝缘体3及结合材料的图示。
如图2所示，压粉磁芯100是将绝缘体包覆颗粒1压粉而成，该绝缘体包覆颗粒1包括磁性合金粉末颗粒2和包覆磁性合金粉末颗粒2的表面的绝缘体7。绝缘体7包括未图示的颗粒状的第一绝缘体3和膜状的第二绝缘体4。第二绝缘体4包覆第一绝缘体3的至少一部分。
在此，优选磁性合金粉末颗粒2的表面全部被绝缘体7包覆，但也可以存在局部未被绝缘体7包覆的区域。即使局部存在未被包覆的区域，在将磁性合金粉末颗粒2压粉时，上述区域彼此一致的机会降低，因此能够得到抑制沿面放电等所期望的效果。需要指出，包覆磁性合金粉末颗粒2的全部表面，是指通过透射型电子显微镜等观察五处以上绝缘体包覆颗粒1的截面，在观察到的视野内，第二绝缘体4和磁性合金粉末颗粒2之间未检测出剥离等缺损。
在压粉磁芯100中，通过作为压粉的加压成形，多个绝缘体包覆颗粒1聚集并凝聚。此时，各绝缘体包覆颗粒1所具备的多个突起5相互干涉，在绝缘体包覆颗粒1之间产生空隙9。即，压粉磁芯100包括由第二绝缘体4包围的空隙9。需要指出，如上所述，当第一绝缘体3露出于绝缘体包覆颗粒1的表面时，也可以包括由第一绝缘体3包围的空隙9。由于空气的介电常数约为1.00，因此在压粉磁芯100中，由于空隙9，总的介电常数降低。
以往，作为利用了空气降低介电常数的方法，探讨了用绝缘性的多孔质膜包覆磁性体而利用孔内的空气即空壁的方法，或使绝缘体颗粒附着于磁性体而利用磁性体彼此之间的空气的方法。
在使用多孔质膜的方法中，在将磁性体压粉时，通过多孔质膜抑制磁性体彼此之间的接触。但是，由于在多孔质膜的孔的底部，磁性体的表面露出，所以当施加高电压时，在相邻的磁性体彼此的孔相对的区域有时会产生放电。另外，在附着有绝缘体颗粒的磁性体中，存在未附着绝缘体颗粒的部位露出磁性体的表面的区域。因此，当磁性体彼此通过压粉而靠近时，在磁性体的表面彼此相近的区域，有时与上述同样会产生放电。这样，以往难以利用空气提高绝缘耐性。
与此相对，在绝缘体包覆颗粒1的压粉磁芯100中，除绝缘体7包覆磁性合金粉末颗粒2的表面之外，通过突起5的干涉形成空隙9。因此，在压粉磁芯100中，降低磁性合金粉末颗粒2间的介电常数的同时，提高了绝缘耐性。
在将绝缘体包覆颗粒1压粉时，应力作用于绝缘体包覆颗粒1。特别是，弯曲应力等施加于绝缘体包覆颗粒1的表面的突起5。因此，当第二绝缘体4中使用上述的形成材料时，优选以各形成材料的弯曲强度以下的压力进行压粉。据此，能够抑制突起5的破损的发生，使空隙9的形成变得容易。
下面例示第二绝缘体4的形成材料和弯曲强度的数值。各形成材料的括号内的数值为弯曲强度。氧化铝(约350MPa)、石英(约150MPa)、非晶二氧化硅(约150MPa)、聚四氟乙烯(约600MPa)。
1.5.绝缘体包覆磁性合金粉末颗粒的制造方法
对绝缘体包覆颗粒1的制造方法进行说明。图3是表示绝缘体包覆磁性合金粉末颗粒的制造方法的工序流程图。图4是表示绝缘体包覆磁性合金粉末颗粒的制造方法的示例的示意图。
如图3所示，本实施方式的绝缘体包覆颗粒1的制造方法具有工序S1～工序S3。需要指出，图3所示的工序流程只是示例，并不限定于此。
在工序S1中，对磁性合金粉末颗粒2实施预处理。详细地，在磁性合金粉末颗粒2的表面，除去有机物等附着物，并且提高该表面的润湿性。作为预处理，可列举出臭氧处理及等离子体处理等。具体地，在臭氧处理中，将磁性合金粉末颗粒2在臭氧浓度为5000ppm的气氛中暴露10分钟以上。
在等离子体处理中，大气压等离子体或真空等离子体使用He(氦)、Ar(氩)、N2(氮)、H2O(水)、O2(氧)、Ne(氖)等气体。此时，优选不使用F2(氟)及Cl2(氯)之类的对磁性合金粉末颗粒2的表面残留或蚀刻的气体。
磁性合金粉末颗粒2的表面润湿性指标使用水的接触角。工序S1的预处理后的磁性合金粉末颗粒2的表面的水的接触角为15°以下。由此，第一绝缘体3及第二绝缘体4相对于磁性合金粉末颗粒2的密合性提高。然后，进入工序S2。
在工序S2中，在磁性合金粉末颗粒2的表面形成颗粒状的第一绝缘体3。具体地，例如如图4所示，在圆筒容器30中放入磁性合金粉末颗粒2，一边使倾斜的圆筒容器30旋转，一边投入第一绝缘体3的形成材料的颗粒。通过该操作，第一绝缘体3通过静电相互作用等而附着在磁性合金粉末颗粒2的表面。
投入到圆筒容器30的第一绝缘体3的形成材料的平均粒径为上述第一绝缘体3的平均粒径。附着在磁性合金粉末颗粒2的表面的第一绝缘体3的个数在相对于上述磁性合金粉末颗粒2的表面积的数值范围内。然后，进入工序S3。
在工序S3中，在附着有第一绝缘体3的磁性合金粉末颗粒2上形成第二绝缘体4及突起5。作为第二绝缘体4及突起5的形成方法，例如可列举出ALD(Atomic LayerDeposition原子层沉积)法、溶胶凝胶法、浸渍法、热氧化法、CVD(Chemical VaporDeposition化学气相沉积)法、直接涂布法等。
当采用ALD法时，例如为了形成氧化硅作为第二绝缘体4，使用三二甲基氨基硅烷等含硅化合物。该含硅化合物使用如下物质：具备容易通过热与羟基反应的烷基或具有烷基的氨基。首先，使附着有第一绝缘体3的磁性合金粉末颗粒2与上述含硅化合物进行热反应。接着，用臭氧、水或氧等离子体使表面氧化。然后，再次从上述含硅化合物的反应开始反复实施，直到得到上述第二绝缘体4的膜厚为止。
当采用溶胶凝胶法时，例如为了形成氧化硅作为第二绝缘体4，使用原硅酸四乙酯等分子中具有两个至四个烷氧基的硅化合物。
首先，将上述硅化合物，用于反应的水以及作为催化剂的氨加入到乙醇中，制成混合液。接着，在该混合液中投入附着有第一绝缘体3的磁性合金粉末颗粒2，通过上述硅化合物中的烷氧基的水解、缩聚反应，形成第二绝缘体4，包覆磁性合金粉末颗粒2及第一绝缘体3。此时，也形成了突起5。
当采用CVD法中的等离子体CVD法时，例如为了形成氧化硅作为第二绝缘体4，使用在硅原子上附加了氢、烷基或烷氧基的硅化合物。对于附着有第一绝缘体3的磁性合金粉末颗粒2，将该硅化合物导入装置内，利用氧等离子体使其氧化，形成第二绝缘体4及突起5。或者，也可以对于附着有第一绝缘体3的磁性合金粉末颗粒2，将有机硅烷导入装置内，利用氩等离子体引起聚合反应，形成第二绝缘体4和突起5。
另外，例如为了形成氟化碳作为第二绝缘体4，对于附着有第一绝缘体3的磁性合金粉末颗粒2，将全氟碳导入装置内，利用氩等离子体形成第二绝缘体4和突起5。
作为其他的绝缘体包覆颗粒1的制造方法，可举出将作为第一绝缘体3及第二绝缘体4的形成材料的粉末颗粒撒在磁性合金粉末颗粒2上的方法。具体地，使用图4所示的工序S2的圆筒容器30，对于附着有第一绝缘体3的磁性合金粉末颗粒2，一边使圆筒容器30旋转，一边撒第二绝缘体4的形成材料的粉末。上述粉末的投入断续地实施。此时，也可以对圆筒容器30内进行加热。由此，形成突起5及第二绝缘体4，制造出绝缘体包覆颗粒1。
另外，也可以对未附着第一绝缘体3的磁性合金粉末颗粒2进行上述操作，连续地形成第一绝缘体3、第二绝缘体4以及突起5。在这种情况下，第一绝缘体3和第二绝缘体4包含相同的形成材料。
根据本实施方式，能够得到以下的效果。
能够在不降低导磁率和直流绝缘耐压的前提下，降低高频区域中的颗粒间的涡流损耗。详细地，磁性合金粉末颗粒2的表面被绝缘体7包覆。除此之外，在压粉时，在绝缘体包覆颗粒1之间各自具有的多个突起5相互干涉，绝缘体包覆颗粒1彼此不易紧密相接。因此，产生由绝缘体7包围的空隙9，空隙9作为另外的绝缘体发挥作用，因此能够降低颗粒间的涡流损耗。另外，由于磁性合金粉末颗粒2的表面被绝缘体7包覆，即使进行压粉并施加高电压，也不易在绝缘体覆盖颗粒1之间产生沿着空隙9和绝缘体7的界面的沿面放电，能够在不加厚绝缘体7中的膜厚，特别是在不加厚第二绝缘体4的膜厚的情况下，确保直流绝缘耐压。
由于绝缘体7内包含颗粒状的第一绝缘体3，因此能够以第一绝缘体3为核，容易地形成绝缘体7的多个突起5。
由于第二绝缘体4的膜厚为2nm以上，因此进一步抑制了沿面放电的发生，能够提高直流绝缘耐压。由于第二绝缘体4的膜厚为20nm以下，因此能够提高导磁率。
由于第二绝缘体4的体积电阻率为1×1014Ω·cm以上，因此进一步抑制了沿面放电的发生，能够提高直流绝缘耐压。由于第二绝缘体4的体积电阻率为1×1017Ω·cm以下，因此能够提高导磁率。
由于第一绝缘体3的平均粒径为4nm以上，因此绝缘体7的突起5的体积增大。因此，在压粉时，在绝缘体包覆颗粒1之间，绝缘体7的突起5彼此更容易干涉，产生被绝缘体7包围的空隙9。该空隙9作为另外的绝缘体发挥作用，能够进一步降低绝缘体包覆颗粒1之间的涡流损耗。
由于第一绝缘体3的平均粒径为40nm以下，所以绝缘体7的突起5的体积不会极端地增大。因此，在压粉时，绝缘体包覆颗粒1彼此不会过于分离。因此，绝缘体7和空隙9相对于磁性合金粉末颗粒2的比例不易增加，能够抑制导磁率的降低。
由于第一绝缘体3的相对介电常数为2以上且4以下，所以与由突起5形成的空隙9一起，磁性合金粉末颗粒2间的总的介电常数降低。因此，能够降低涡流损耗。
由于在磁性合金粉末颗粒2的表面积每43nm2至10000nm2中存在一个第一绝缘体3，所以在压粉时，能够通过突起5容易地产生由绝缘体7包围的空隙9。详细地，由于存在一个第一绝缘体3的磁性合金粉末颗粒2的表面积为43nm2以上，所以多个突起5不会过密，容易产生空隙9。另外，由于上述表面积为10000nm2以下，所以多个突起5不会过于稀疏。因此，容易产生空隙9，并且在压粉时突起5不易被压扁。
由于压粉磁芯100是将上述的绝缘体包覆颗粒1压粉而成，因此能够在不降低导磁率和直流绝缘耐压的前提下，降低高频区域中的绝缘体包覆颗粒1间的涡流损耗。
2.第二实施方式
2.1.绝缘体包覆磁性合金粉末颗粒
对第二实施方式所涉及的绝缘体包覆磁性合金粉末颗粒的构成进行说明。图5是表示第二实施方式所涉及的绝缘体包覆磁性合金粉末颗粒的一个颗粒的示意剖面图。需要指出，相对于第一实施方式的绝缘体包覆颗粒1，本实施方式的绝缘体包覆磁性合金粉末颗粒中绝缘体的构成不同。因此，对于与第一实施方式相同的构成部位，使用相同的符号并省略重复的说明。
如图5所示，本实施方式的绝缘体包覆磁性合金粉末颗粒101包括磁性合金粉末颗粒2和绝缘体107。绝缘体107包覆磁性合金粉末颗粒2的表面，且表面具有多个突起5。需要指出，在以下的说明中，有时也将绝缘体包覆磁性合金粉末颗粒101简称为绝缘体包覆颗粒101。
2.2.绝缘体
绝缘体107包括膜状的第三绝缘体6、颗粒状的第一绝缘体3和膜状的第二绝缘体4。即，相对于第一实施方式的绝缘体，绝缘体包覆颗粒101的不同点在于包括第三绝缘体6。
第三绝缘体6包覆磁性合金粉末颗粒2，配置在磁性合金粉末颗粒2与第一绝缘体3和第二绝缘体4之间。第一绝缘体3分别包含在多个突起5内。第二绝缘体4包覆第一绝缘体3的表面的至少一部分和第三绝缘体6的表面的一部分。详细地，第二绝缘体4包覆第一绝缘体3及第三绝缘体6的表面中的第一绝缘体3与第三绝缘体6相接的区域以外的各个表面。
2.2.1.第三绝缘体
第三绝缘体6为膜状，包覆磁性合金粉末颗粒2。也就是说，包括第三绝缘体6、第一绝缘体3以及第二绝缘体4的绝缘体107包覆磁性合金粉末颗粒2的表面，以使磁性合金粉末颗粒2不露出于绝缘体包覆颗粒101的表面。因此，第一绝缘体3的一部分也可以不被第二绝缘体4包覆而露出于绝缘体包覆颗粒101的表面。
第三绝缘体6的膜厚为2nm以上且20nm以下，更优选为3nm以上且5nm以下。能够得知第三绝缘体6的膜厚与绝缘体包覆颗粒1的第二绝缘体4的膜厚相同。另外，第三绝缘体6的体积电阻率为1×1014Ω·cm以上且1×1017Ω·cm以下。由此，能够提高绝缘体包覆颗粒101中的直流绝缘耐压和导磁率。第三绝缘体6的体积电阻率与第一绝缘体3同样，能够采用公知的数值或公知的测定方法。需要指出，第三绝缘体6可以采用与第二绝缘体4同样的形成材料及形成方法。
根据本实施方式，除了第一实施方式的效果之外，能够得到以下的效果。
由于除了第二绝缘体4之外磁性合金粉末颗粒2还被第三绝缘体6包覆，所以磁性合金粉末颗粒2更不易露出于绝缘体包覆颗粒101的表面。因此，即使进行压粉并施加高电压，在绝缘体包覆颗粒101之间也更不易发生沿面放电，能够进一步降低涡流损耗。
3.第三实施方式
作为第三实施方式所涉及的线圈部件，例示环形线圈。图6是作为第三实施方式所涉及的线圈部件的环形线圈的外观图。
如图6所示，本实施方式的环形线圈10具有环状的压粉磁芯11及卷绕于压粉磁芯11的导线12。压粉磁芯11是将第一实施方式的压粉磁芯100成形为环状的压粉磁芯。
压粉磁芯11通过将第一实施方式的绝缘体包覆颗粒1与结合材料混合成混合物，并对该混合物进行加压成形而制造的。作为结合材料，例如可列举出有机硅树脂、环氧类树脂、酚类树脂、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、磷酸镉之类的磷酸盐、硅酸钠之类的硅酸盐等无机材料。需要指出，结合材料不是必须的构成，也可以不使用结合材料而制造压粉磁芯11。
作为导线12的形成材料，只要是导电性高的材料即可，没有特别限定，例如可列举出包含Cu(铜)、Al(铝)、Ag(银)、Au(金)以及Ni(镍)等的金属材料。
虽然省略了图示，但在导线12的表面设置有具有绝缘性的表面层。通过表面层，防止了压粉磁芯11和导线12之间发生短路。表面层的形成材料可以采用具有绝缘性的公知的树脂。
压粉磁芯11的形状并不限定于环状，例如也可以是环的一部分欠缺的形状、棒状等。
根据需要，压粉磁芯11可以包括除上述实施方式的绝缘体包覆颗粒1以外的磁性合金粉末颗粒或非磁性合金粉末颗粒。当包括它们时，这些粉末颗粒和绝缘体包覆颗粒1的混合比率没有特别限定，可以任意设定。另外，也可以使用除绝缘体包覆颗粒1以外的多种上述粉末颗粒。
在本实施方式中，作为线圈部件例示了环形线圈10，但并不限定于此。作为适用绝缘体包覆颗粒1的线圈部件，除了环形线圈之外，例如还可列举出电感器、电抗器、变压器、电机、发电机等。这些线圈部件也可以具备将第二实施方式的绝缘体包覆颗粒101压粉而成的压粉磁芯来代替压粉磁芯100。
压粉磁芯100也可以用于除天线、电磁波吸收体之类的线圈部件以外的磁性元件。
根据本实施方式，能够得到以下的效果。
能够形成环形线圈10，在不降低导磁率和直流绝缘耐压的前提下，降低高频区域中的颗粒间的涡流损耗，性能提高。
4.第四实施方式
作为第四实施方式所涉及的线圈部件，例示电感器。图7是作为第四实施方式所涉及的线圈部件的电感器的透视立体图。
如图7所示，本实施方式的电感器20具备将第一实施方式的压粉磁芯100形成为大致长方体状的压粉磁芯21。在电感器20中，成形为线圈状的导线22埋设在压粉磁芯21的内部。即，电感器20以导线22通过压粉磁芯21被制模的方式而形成。
由于导线22埋设在压粉磁芯21的内部，因此在导线22和压粉磁芯21之间不易产生间隙。因此，能够抑制压粉磁芯21的磁致伸缩引起的振动，并抑制伴随振动产生噪音。另外，由于导线22埋设于压粉磁芯21而成形，因此能够容易地使电感器20小型化。
除了形状不同以外，压粉磁芯21的构成与上述实施方式的压粉磁芯11相同。压粉磁芯21也可以使用第二实施方式的绝缘体包覆颗粒101来代替第一实施方式的绝缘体包覆颗粒1。除了成形的形状不同以外，导线22的构成与上述实施方式的导线12相同。
根据本实施方式，能够得到以下的效果。
能够形成电感器20，在不降低导磁率和直流绝缘耐压的前提下，降低高频区域中的颗粒间的涡流损耗，性能提高。
5.变形例
使用上述实施方式的压粉磁芯100的线圈部件可以适用于各种电子设备。作为各种电子设备，例如可列举：笔记本型或便携型个人计算机、便携式电话、数字静物摄像机、智能手机、平板终端、包括智能手表在内的钟表、智能眼镜、HMD(头戴式显示器)等可穿戴终端、电视、摄像机、磁带录像机、汽车导航系统、寻呼机、具备通信功能的电子记事本、电子辞典、计算器、电子游戏设备、文字处理机、工作站、可视电话、防盗电视监视器、电子双筒望远镜、POS(Point Of Sale)系统终端、电子体温计、血压计、血糖计、心电图测量装置、超声波诊断装置、电子内窥镜等医疗设备、鱼群探测器、各种测量设备，搭载于车辆、飞机、船舶等的仪表类、移动终端用的基站、飞行模拟器等。通过在这些电子设备中使用上述实施方式的线圈部件，性能提高，并且容易应对小型化及高频。
使用了上述实施方式的压粉磁芯100的线圈部件也能够适用于各种移动体所具备的各种设备。作为这样的各种设备，例如可列举：无钥匙入口、防盗装置、汽车导航系统、汽车空调控制系统、ABS(防抱死制动)系统、气囊、TPMS(轮胎压力监测系统)、发动机控制系统、制动系统、混合动力汽车或电动汽车的电池监视器、车体姿势控制系统、自动驾驶系统等电子控制单元等。这些移动体所具备的各种设备通过具备上述实施方式的线圈部件，性能提高，并且容易应对小型化及高频。
下面记载从实施方式推导的内容。
一种绝缘体包覆磁性合金粉末颗粒，其特征在于，包括：磁性合金粉末颗粒和绝缘体，所述绝缘体包覆磁性合金粉末颗粒的表面且表面具有多个突起，绝缘体包括：颗粒状的第一绝缘体，包含在突起内；以及膜状的第二绝缘体，包覆第一绝缘体的表面的至少一部分。
根据该构成，能够在不降低导磁率和直流绝缘耐压的前提下，降低高频区域中的颗粒间的涡流损耗。详细地，磁性合金粉末颗粒的表面被绝缘体包覆。此外，在绝缘体包覆磁性合金粉末颗粒之间，各自具有的多个突起相互干涉，在压粉时，绝缘体包覆磁性合金粉末颗粒彼此不易紧密相接。因此，产生由绝缘体包围的空隙，空隙作为另外的绝缘体发挥作用，所以能够降低颗粒间的涡流损耗。另外，通过磁性合金粉末颗粒的表面被绝缘体包覆，即使进行压粉并施加高电压，在绝缘体包覆磁性合金粉末颗粒之间也不易发生沿着空隙与绝缘体的界面的沿面放电，能够在不加厚绝缘体中特别是第二绝缘体的膜厚的前提下确保直流绝缘耐压。
由于绝缘体内包含颗粒状的第一绝缘体，因此能够以第一绝缘体为核容易地形成绝缘体的多个突起。
上述绝缘体包覆磁性合金粉末颗粒中，第二绝缘体的膜厚优选为2nm以上且20nm以下。
根据该构成，由于第二绝缘体的膜厚为2nm以上，所以进一步抑制了沿面放电的发生，能够提高直流绝缘耐压。由于第二绝缘体的膜厚为20nm以下，所以能够提高导磁率。
上述绝缘体包覆磁性合金粉末颗粒中，第二绝缘体的体积电阻率优选为1×1014Ω·cm以上且1×1017Ω·cm以下。
根据该构成，由于第二绝缘体的体积电阻率为1×1014Ω·cm以上，所以进一步抑制了沿面放电的发生，能够提高直流绝缘耐压。由于第二绝缘体的体积电阻率为1×1017Ω·cm以下，所以能够提高导磁率。
上述绝缘体包覆磁性合金粉末颗粒中，第一绝缘体的平均粒径优选为4nm以上且40nm以下。
根据该构成，由于第一绝缘体的平均粒径为4nm以上，所以绝缘体的突起的体积增大。因此，在压粉时，在绝缘体包覆磁性合金粉末颗粒之间，绝缘体的突起彼此更容易干涉，产生被绝缘体包围的空隙。该空隙作为另外的绝缘体发挥作用，能够进一步降低绝缘体包覆磁性合金粉末颗粒之间的涡流损耗。
由于第一绝缘体的平均粒径为40nm以下，所以绝缘体的突起的体积不会极端地增大。因此，在压粉时，绝缘体包覆磁性合金粉末颗粒彼此不会过于分离。因此，绝缘体与空隙相对于磁性合金粉末颗粒的比例不易增加，能够抑制导磁率的降低。
上述绝缘体包覆磁性合金粉末颗粒中，第一绝缘体的相对介电常数优选为2以上且4以下。
根据该构成，与由突起形成的空隙一起，磁性合金粉末颗粒间的总的介电常数降低。因此，能够降低涡流损耗。
上述绝缘体包覆磁性合金粉末颗粒中，优选在磁性合金粉末颗粒的表面积每43nm2至10000nm2中存在一个第一绝缘体。
根据该构成，在压粉时，能够容易产生通过突起被绝缘体包围的空隙。详细地，由于存在一个第一绝缘体的磁性合金粉末颗粒的表面积为43nm2以上，所以多个突起不会过密，容易产生空隙。另外，由于上述表面积为10000nm2以下，所以多个突起不会过于稀疏。因此，容易产生空隙，并且在压粉时突起不易被压扁。
一种压粉磁芯，其特征在于，将上述绝缘体包覆磁性合金粉末颗粒压粉而成。
根据该构成，能够形成一种压粉磁芯，在不降低导磁率和直流绝缘耐压的前提下，降低高频区域中的颗粒间的涡流损耗。
一种线圈部件，其特征在于，具备上述压粉磁芯。
根据该构成，能够形成一种线圈部件，在不降低导磁率和直流绝缘耐压的前提下，降低高频区域中的颗粒间的涡流损耗，性能提高。
一种压粉磁芯，是将磁性合金粉末颗粒和包覆磁性合金粉末颗粒的表面的绝缘体压粉而成的压粉磁芯，其特征在于，绝缘体包括：颗粒状的第一绝缘体和包覆第一绝缘体的表面的至少一部分的膜状的第二绝缘体，所述压粉磁芯包括由第一绝缘体或第二绝缘体包围的空隙。
根据该构成，能够在不降低导磁率和直流绝缘耐压的前提下，降低高频区域中的颗粒间的涡流损耗。详细地，由第一绝缘体或第二绝缘体包围的空隙作为另外的绝缘体发挥作用，因此即使进行压粉并施加高电压，在绝缘体包覆磁性合金粉末颗粒之间也不易发生沿面放电，能够降低涡流损耗。即，能够在不加厚绝缘体中特别是第二绝缘体的膜厚的前提下，确保直流绝缘耐压。
由于直流绝缘耐压对第二绝缘体的膜厚的依赖性不高，因此能够将第二绝缘体的膜厚设定得较薄而确保导磁率。由此，能够提供一种压粉磁芯，在不降低导磁率和直流绝缘耐压的前提下，降低高频区域中的颗粒间的涡流损耗。
一种线圈部件，其特征在于，具备上述压粉磁芯。
根据该构成，能够形成一种线圈部件，在不降低导磁率和直流绝缘耐压的前提下，降低高频区域中的颗粒间的涡流损耗，性能提高。
Claims (10)
1.一种绝缘体包覆磁性合金粉末颗粒，其特征在于，包括：
磁性合金粉末颗粒；以及
绝缘体，包覆所述磁性合金粉末颗粒的表面，且表面具有多个突起，
所述绝缘体包括：
颗粒状的第一绝缘体，包含在所述突起内；以及
膜状的第二绝缘体，包覆所述第一绝缘体的表面的至少一部分。
2.根据权利要求1所述的绝缘体包覆磁性合金粉末颗粒，其特征在于，所述第二绝缘体的膜厚为2nm以上且20nm以下。
3.根据权利要求1或2所述的绝缘体包覆磁性合金粉末颗粒，其特征在于，所述第二绝缘体的体积电阻率为1×1014Ω·cm以上且1×1017Ω·cm以下。
4.根据权利要求1或2所述的绝缘体包覆磁性合金粉末颗粒，其特征在于，所述第一绝缘体的平均粒径为4nm以上且40nm以下。
5.根据权利要求1或2所述的绝缘体包覆磁性合金粉末颗粒，其特征在于，所述第一绝缘体的相对介电常数为2以上且4以下。
6.根据权利要求1或2所述的绝缘体包覆磁性合金粉末颗粒，其特征在于，在所述磁性合金粉末颗粒的表面积每43nm2至10000nm2中存在一个所述第一绝缘体。
7.一种压粉磁芯，其特征在于，将根据权利要求1至6中任一项所述的绝缘体包覆磁性合金粉末颗粒压粉而成。
8.一种线圈部件，其特征在于，具备根据权利要求7所述的压粉磁芯。
9.一种压粉磁芯，其特征在于，是将磁性合金粉末颗粒和包覆所述磁性合金粉末颗粒的表面的绝缘体压粉而成的压粉磁芯，
所述绝缘体包括颗粒状的第一绝缘体和膜状的第二绝缘体，
所述第二绝缘体包覆所述第一绝缘体的表面的至少一部分，
所述压粉磁芯包含由所述第一绝缘体或所述第二绝缘体包围的空隙。
10.一种线圈部件，其特征在于，具备根据权利要求9所述的压粉磁芯。
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