JP2002164223A - Magnetic core having magnet for magnetic bias, and inductance component using the same - Google Patents

Magnetic core having magnet for magnetic bias, and inductance component using the same

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JP2002164223A
JP2002164223A JP2000363174A JP2000363174A JP2002164223A JP 2002164223 A JP2002164223 A JP 2002164223A JP 2000363174 A JP2000363174 A JP 2000363174A JP 2000363174 A JP2000363174 A JP 2000363174A JP 2002164223 A JP2002164223 A JP 2002164223A
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magnet
magnetic
core
magnetic core
powder
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Japanese (ja)
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Masayoshi Ishii
政義 石井
Teruhiko Fujiwara
照彦 藤原
Haruki Hoshi
晴輝 保志
Keita Isotani
桂太 磯谷
Toru Ito
透 伊藤
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Tokin Corp
Original Assignee
Tokin Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a magnetic core of an inductance component, with which a core loss in the magnetic core including a permanent magnet for magnetic bias can be reduced and surface mounting can be performed by reflow, without the risk of deteriorating the characteristics due to heat. SOLUTION: As a permanent magnet for providing magnetic bias for a magnetic core of an inductance component, a bonded magnet composed of a rare earth magnetic powder having an intrinsic coercive force of 10 kOe or higher, a Tc of 500 deg.C or higher and an average powder grain size of 2.0-50 μm and a binder resin is used. An oxidation preventing layer, such as a nitride layer, carbide layer, oxide layer or the like, is formed only on the surface of the rare earth magnetic powder. Consequently, an oxidation-resistant magnetic core can be obtained, in which a proper DC-superimposing characteristics can be obtained and moreover deterioration in core loss characteristics does not occur.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、スイッチ
ング電源などに用いられるチョークコイルやトランス等
のインダクタンス部品の磁気コア(以下、単に「コア」
とも呼ぶ。)に関するものであり、特に、磁気バイアス
用の永久磁石を備えた磁気コアに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic core (hereinafter simply referred to as "core") for an inductance component such as a choke coil or a transformer used in a switching power supply or the like.
Also called. In particular, the present invention relates to a magnetic core having a permanent magnet for magnetic bias.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、例えばスイッチング電源など
に用いられるチョークコイル及びトランスにおいては、
通常、交流成分が直流成分に重畳した状態で電圧が印加
される。したがって、これらチョークコイルやトランス
に用いる磁気コアは、この直流重畳に対して磁気飽和し
ない透磁率特性(この特性を「直流重畳特性」と呼ぶ)
の良好なことが求められている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a choke coil and a transformer used for a switching power supply or the like, for example,
Usually, a voltage is applied in a state where an AC component is superimposed on a DC component. Therefore, the magnetic cores used in these choke coils and transformers do not have magnetic saturation with respect to the DC superposition (this characteristic is called “DC superposition characteristic”).
Is required to be good.

【0003】高周波用の磁気コアとしてはフェライト磁
気コアや圧粉磁気コアが使用されているが、フェライト
磁気コアは初透磁率が高く飽和磁束密度が小さく、圧粉
磁気コアは初透磁率が低く飽和磁束密度が高い、という
材料物性に由来した特徴がある。従って、圧粉磁気コア
はトロイダル形状で用いられることが多い。他方、フェ
ライト磁気コアの場合には、例えばE型コアの中足に磁
気空隙(磁気ギャップ)を形成して直流重畳により磁気
飽和することを避けることが行われている。
[0003] Ferrite magnetic cores and powder magnetic cores are used as high-frequency magnetic cores. Ferrite magnetic cores have a high initial permeability and a small saturation magnetic flux density, and powder magnetic cores have a low initial magnetic permeability. There is a characteristic derived from the material properties such as high saturation magnetic flux density. Therefore, the dust magnetic core is often used in a toroidal shape. On the other hand, in the case of a ferrite magnetic core, for example, a magnetic gap (magnetic gap) is formed in the middle foot of the E-shaped core to avoid magnetic saturation due to DC superposition.

【0004】しかし、近年の電子機器の小型化要請に伴
う電子部品の小型化の要求により、磁気コアの磁気ギャ
ップも小さくせざるを得ず、直流重畳に対してより高い
透磁率の磁気コアが強く求められている。
However, with the demand for miniaturization of electronic components in accordance with the recent demand for miniaturization of electronic equipment, the magnetic gap of the magnetic core has to be reduced, and a magnetic core having a higher magnetic permeability for DC superposition is required. Strongly required.

【0005】この要求に対しては、一般に、飽和磁化の
高い磁気コアを選択する事、つまり高磁界で磁気飽和し
ない磁気コアの選択が必須とされている。しかし、飽和
磁化は材料の組成で必然的に決まるものであり、無限に
高く出来るものではない。
In order to meet this requirement, it is generally necessary to select a magnetic core having a high saturation magnetization, that is, a magnetic core which does not become magnetically saturated in a high magnetic field. However, the saturation magnetization is inevitably determined by the composition of the material, and cannot be increased infinitely.

【0006】その解決手段として、磁気コアの磁路に設
けた磁気ギャップに永久磁石を配置し、直流重畳による
直流磁界を打ち消す事、すなわち、磁気コアに磁気バイ
アスを与えることが古くから提案されている。
As a solution, it has long been proposed to dispose a permanent magnet in a magnetic gap provided in a magnetic path of a magnetic core to cancel a DC magnetic field due to DC superposition, that is, to apply a magnetic bias to the magnetic core. I have.

【0007】この永久磁石を用いた磁気バイアス方法
は、直流重畳特性を向上させるには優れた方法である
が、一方で金属焼結磁石を用いると磁気コアのコアロス
の増大が著しく、またフェライト磁石を用いると重畳特
性が安定しないなどとても実用に耐え得るものではなか
った。
[0007] The magnetic bias method using a permanent magnet is an excellent method for improving the direct current superposition characteristics. On the other hand, when a sintered metal magnet is used, the core loss of the magnetic core is remarkably increased. However, the use of the compound did not endure the practical use, for example, the superposition characteristics were unstable.

【0008】これらを解決する手段として、例えば特開
昭50−133453号公報は、磁気バイアス用永久磁
石として保磁力の高い希土類磁石粉末とバインダーとを
混合し圧縮成形したボンド磁石を用いること、これによ
り、直流重畳特性およびコアの温度上昇が改善されたこ
とを開示している。
As means for solving these problems, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 50-133453 discloses a method of using a bonded magnet obtained by mixing a rare earth magnet powder having a high coercive force and a binder and compressing and molding the same as a permanent magnet for magnetic bias. Discloses that the DC bias characteristics and the temperature rise of the core are improved.

【0009】しかし近年、電源に対する電力変換効率向
上の要求はますます厳しくなっており、チョークコイル
用及びトランス用の磁気コアについても単にコア温度を
測定するだけでは優劣が判断不能なレベルとなってい
る。そのため、コアロス測定装置による測定結果の判断
が不可欠であり、実際本発明者等が検討を行った結果、
特開昭50―133453号公報に示された抵抗率の値
ではコアロス特性が劣化する事が明らかになった。
However, in recent years, the demand for improving the power conversion efficiency of a power supply has become more and more severe, and the magnetic cores for choke coils and transformers are at a level where it is impossible to determine the superiority or inferiority simply by measuring the core temperature. I have. Therefore, it is indispensable to judge the measurement result by the core loss measurement device, and as a result of the actual examination by the present inventors,
It has been clarified that the core loss characteristics are degraded at the resistivity values disclosed in JP-A-50-133453.

【0010】また近年、表面実装タイプのコイルが所望
されているが、表面実装のためにはコイルはリフローは
んだ処理に付される。このリフロー条件で、コイルの磁
気コアの特性が劣化しない事が望まれる。また、耐酸化
性の希土類磁石が必須である。
In recent years, a surface mount type coil has been desired. For the surface mount, the coil is subjected to reflow soldering. It is desired that the characteristics of the magnetic core of the coil do not deteriorate under the reflow conditions. In addition, an oxidation-resistant rare earth magnet is essential.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、磁路
の少なくとも1箇所以上にギャップを有する磁気コア
に、該ギャップ両端から磁気バイアスを供給するため
に、該ギャップ近傍に永久磁石を配してなる磁気バイア
ス用磁石を有する磁気コアにおいて、上記を考慮して、
優れた直流重畳特性と、コアロス特性と、リフロー条件
でも特性に影響を受けず、耐酸化性を有する磁気コアを
容易かつ安価に提供する事である。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a magnetic core having a gap at at least one position in a magnetic path, in which a permanent magnet is arranged near the gap in order to supply a magnetic bias from both ends of the gap. In consideration of the above, in a magnetic core having a magnetic bias magnet
An object of the present invention is to provide a magnetic core having excellent oxidation resistance and excellent resistance to oxidation even under reflow conditions, which is excellent in direct current superposition characteristics, core loss characteristics, and oxidation resistance.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明は、磁路の少なく
とも1箇所以上にギャップを有する磁気コアに、該ギャ
ップ両端から磁気バイアスを供給するために、該ギャッ
プ近傍に永久磁石を配してなる磁気バイアス用磁石を有
する磁気コアにおける上記課題を解決するために、前記
永久磁石が、10kOe以上の固有保磁力及び500℃
以上のキュリー温度を持つ粉末平均粒径が2.5〜50
μmの希土類磁石粉末とバインダー用樹脂とからなるボ
ンド磁石であり、該ボンド磁石は、その希土類磁石粉末
の表面にのみリフロー時の酸化を抑制する酸化抑制層が
形成されていることを特徴とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, a permanent magnet is arranged near a magnetic core having a gap in at least one position of a magnetic path in order to supply a magnetic bias from both ends of the gap. In order to solve the above-mentioned problem in the magnetic core having the magnetic bias magnet, the permanent magnet has a specific coercive force of 10 kOe or more and 500 ° C.
The powder having the above Curie temperature has an average particle size of 2.5 to 50.
A bond magnet comprising a rare-earth magnet powder having a thickness of μm and a resin for a binder, wherein the bond magnet has an oxidation suppression layer formed on only the surface of the rare-earth magnet powder to suppress oxidation during reflow. Things.

【0013】前記酸化抑制層は、例えば、窒化物層、炭
化物層、酸化物層の中から選択された少なくとも一層で
あることが好ましい。
It is preferable that the oxidation suppressing layer is at least one selected from, for example, a nitride layer, a carbide layer, and an oxide layer.

【0014】本発明のある実施態様によれば、前記ボン
ド磁石は、前記バインダー用樹脂を体積比で20%以上
含有し、比抵抗が1Ωcm以上であることを特徴とす
る。
According to an embodiment of the present invention, the bond magnet contains the binder resin in a volume ratio of 20% or more, and has a specific resistance of 1 Ωcm or more.

【0015】前記した本発明の磁気バイアス用磁石を有
する磁気コアに、1ターン以上の巻線を少なくともひと
つ施すことによって、所要のインダクタンス部品を得る
ことができる。
The required inductance component can be obtained by applying at least one winding of one or more turns to the magnetic core having the magnetic bias magnet of the present invention.

【0016】なお、インダクタンス部品とは、コイル、
チョークコイル、トランス、その他一般に磁心と巻き線
とを必須とした部品を含むものとする。
The inductance component is a coil,
The components include a choke coil, a transformer, and other components that generally require a magnetic core and a winding.

【0017】[0017]

【作用】本発明者らは、前記課題を達成するべく挿入す
る永久磁石について検討した結果、磁石の比抵抗が1Ω
cm以上で固有保磁力Hcが10kOe以上の永久磁石
を使用した時、優れた直流重畳特性が得られ、しかもコ
アロス特性の劣化が生じない磁気コアを形成できる事を
発見した。これは、優れた直流重畳特性を得るのに必要
な磁石特性はエネルギー積よりもむしろ固有保磁力であ
り、従って比抵抗の高い永久磁石を使用しても固有保磁
力が高ければ充分に高い直流重畳特性が得られる事を見
出したことによる。
The present inventors have studied a permanent magnet to be inserted in order to achieve the above object, and found that the specific resistance of the magnet is 1Ω.
It has been discovered that when a permanent magnet having a specific coercive force Hc of 10 kOe or more is used at a height of 10 cm or more, an excellent DC superposition characteristic can be obtained, and a magnetic core without deterioration of the core loss characteristic can be formed. This is because the magnet characteristics necessary for obtaining excellent DC superimposition characteristics are not the product of energy but the intrinsic coercive force, and therefore, even if a permanent magnet with a high specific resistance is used, if the intrinsic coercive force is high, the DC characteristics are sufficiently high. This is because they have found that superimposition characteristics can be obtained.

【0018】比抵抗が高くしかも固有保磁力が高い磁石
は、一般的には希土類磁石粉末をバインダーとともに混
合して成形した希土類ボンド磁石で得られるが、保磁力
の高い磁石粉末であればどのような組成のものでも可能
である。
A magnet having a high specific resistance and a high intrinsic coercive force can be generally obtained by a rare earth bonded magnet formed by mixing a rare earth magnet powder with a binder, and any magnet powder having a high coercive force can be obtained. It is possible to use a composition having a suitable composition.

【0019】希土類磁石粉末の種類はSmCo系、Nd
FeB系、SmFeN系とあるが、リフロー条件及び耐
酸化性を考慮すると、キュリー温度が500℃以上、保
磁力が10kOe以上の磁石が必要であり、現状ではS
Co17系磁石に限定される。さらに、ボンド磁石
の耐酸化性の向上について種々検討をした結果、磁石粉
末の表面にのみ窒化物層、炭化物層、酸化物層等の酸化
抑制層を形成させることにより耐酸化性が向上し、リフ
ロー後も優れた直流重畳特性が得られることを発見し
た。
The type of rare earth magnet powder is SmCo type, Nd
There are FeB type and SmFeN type. Considering reflow conditions and oxidation resistance, a magnet having a Curie temperature of 500 ° C. or more and a coercive force of 10 kOe or more is required.
It is limited to m 2 Co 17- based magnet. Furthermore, as a result of various studies on the improvement of the oxidation resistance of the bonded magnet, the oxidation resistance is improved by forming an oxidation suppression layer such as a nitride layer, a carbide layer, and an oxide layer only on the surface of the magnet powder, It has been found that excellent DC bias characteristics can be obtained even after reflow.

【0020】チョークコイル用及びトランス用磁気コア
としては、軟磁気特性を有する材料であればなんでも有
効であるが、一般的にはMnZn系又はNiZn系フェ
ライト、圧粉磁気コア、珪素鋼板、アモルファス等が用
いられる。また、磁気コアの形状についても特に制限が
あるわけではなく、トロイダルコア、EEコア、EIコ
ア等あらゆる形状の磁気コアに本発明の適用が可能であ
る。これらコアの磁路の少なくとも1箇所以上にギャッ
プを設け、そのギャップに永久磁石を挿入する。
As the magnetic core for the choke coil and the transformer, any material having soft magnetic properties is effective, but in general, MnZn or NiZn ferrite, dust magnetic core, silicon steel sheet, amorphous, etc. Is used. There is no particular limitation on the shape of the magnetic core, and the present invention can be applied to magnetic cores of any shape such as a toroidal core, an EE core, and an EI core. A gap is provided in at least one portion of the magnetic path of these cores, and a permanent magnet is inserted into the gap.

【0021】ギャップ長に特に制限はないがギャップ長
が狭すぎると直流重畳特性が劣化し、またギャップ長が
広すぎると透磁率が低下しすぎるので、おのずから挿入
するギャップ長は決まってくる。
The gap length is not particularly limited, but if the gap length is too narrow, the DC superposition characteristics deteriorate, and if the gap length is too wide, the magnetic permeability is too low, so the gap length to be inserted naturally is determined.

【0022】次にギャップに挿入される永久磁石に対す
る要求特性は、固有保磁力については10KOe以下で
は磁気コアに印加される直流磁界によって保磁力が消失
するのでそれ以上の保磁力が必要であり、また比抵抗は
大きいほど良いが1Ω・cm以上であればコアロス劣化
の大きな要因にはならない。また、粉末の平均最大粒径
が50μm以上になるとコアロス特性が劣化するので、
粉末の最大粒径は50μm以下である事が望ましく、最
小粒径が2.5μm以下になると粉末熱処理及びリフロ
ー時に粉末の酸化による磁化の減少が顕著になるため
2.5μm以上の粒径が必要である。ここで、粉末表面
にのみ窒化物層、炭化物層、酸化物層を形成させること
により、リフロー後のボンド磁石の耐酸化性を向上させ
る事が出来、耐酸化性と高特性が両立した磁気コアが得
られる。
Next, the required characteristics of the permanent magnet inserted into the gap are as follows. When the intrinsic coercive force is 10 KOe or less, the coercive force disappears due to the DC magnetic field applied to the magnetic core, so that a higher coercive force is required. The larger the specific resistance is, the better. However, if it is 1 Ω · cm or more, it does not become a major factor of core loss deterioration. Also, if the average maximum particle diameter of the powder is 50 μm or more, the core loss characteristics are deteriorated.
The maximum particle size of the powder is desirably 50 μm or less, and if the minimum particle size is 2.5 μm or less, the reduction in magnetization due to oxidation of the powder during powder heat treatment and reflow becomes remarkable, so that a particle size of 2.5 μm or more is required. It is. Here, by forming a nitride layer, a carbide layer, and an oxide layer only on the powder surface, the oxidation resistance of the bonded magnet after reflow can be improved, and the magnetic core having both oxidation resistance and high characteristics can be obtained. Is obtained.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態とし
て、図面や表等を参照し、具体的な磁気コアの作製につ
いて説明すると共にその測定データ等を示す。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, as an embodiment of the present invention, referring to the drawings, tables and the like, a specific production of a magnetic core will be described, and measurement data thereof will be shown.

【0024】(第1の実施の形態)本発明の第1の実施
の形態による磁気コアは、磁気バイアス用永久磁石とし
て、SmCo17系ボンド磁石を用いた。詳述する
と、ボンド磁石の原料として、平均粒径約5μm程度の
SmCo17系磁石粉末を用いた。このSmCo
17系磁石粉末のごく表面に薄い酸化物層を形成するた
め、低酸素雰囲気中で熱処理を行った。このとき希土類
系粉末の場合、熱処理時の酸素は特性劣化を招く恐れが
あるため、熱処理の条件としては、雰囲気をロータリポ
ンプのみの真空状態、1×10−1〜1×10−3Torr
程度が望ましく、真空引きの後、不活性ガス(例えば、
Ar,N,H等)を封入しても良い。この条件で磁気特
性の劣化を最小限に抑えられ、粉末のごく表面に薄い酸
化物層を形成できる。
(First embodiment) First embodiment of the present invention
The magnetic core according to the above form is a permanent magnet for magnetic bias.
And Sm2Co17A system bond magnet was used. Elaborate
And a material having an average particle size of about 5 μm
Sm2Co17A system magnet powder was used. This Sm2Co
17To form a thin oxide layer on the very surface of the base magnet powder
Therefore, heat treatment was performed in a low oxygen atmosphere. At this time rare earth
In the case of system powder, oxygen during heat treatment may cause characteristic deterioration.
Therefore, the condition of heat treatment is
Vacuum only pump, 1 × 10-1~ 1 × 10-3Torr
The degree is desirable, and after evacuation, an inert gas (for example,
Ar, N, H, etc.). Under these conditions, the magnetic characteristics
Deterioration of properties is minimized, and a thin acid
Oxide layer can be formed.

【0025】上記条件の中から、本第1の実施の形態で
は、次の条件を選択してボンド磁石を作製した。すなわ
ち、ボンド磁石の原料として約5μm程度のSmCo
17系磁石粉末を所定の熱処理用ボードに入れ、500
℃で2時間熱処理を施した。雰囲気はロータリポンプの
みで1×10−2Torrまで真空に引き、その後、不活性
ガスとしてArを封入して行った。その後粉末をAr中
で除冷し、粉末を取り出した。出来た粉末と、バインダ
ーとしてエポキシ樹脂を40vol%混合した後、無磁
場中で金型成形する事により各ボンド磁石を作製した。
この時のボンド磁石の比抵抗は約10〜30Ω・cmで
あった。
From the above conditions, in the first embodiment, the following conditions were selected to produce a bonded magnet. That is, about 5 μm of Sm 2 Co
The 17- series magnet powder was put into a predetermined heat treatment board, and 500
Heat treatment was performed at 2 ° C. for 2 hours. The atmosphere was evacuated to 1 × 10 −2 Torr using only a rotary pump, and then Ar was sealed as an inert gas. Thereafter, the powder was cooled in Ar and the powder was taken out. Each of the bonded magnets was produced by mixing the resulting powder with 40 vol% of an epoxy resin as a binder, and then performing mold molding without a magnetic field.
At this time, the specific resistance of the bonded magnet was about 10 to 30 Ω · cm.

【0026】次にこれら各SmCo17ボンド磁石
を、図1に示すフェライトコアであるEEコア2の中央
磁脚と同じ断面形状でかつ高さ1.5mmの形状に加工
し、パルス着磁機を用いて4Tの磁場で着磁を行った。
Next, each of these Sm 2 Co 17 bonded magnets was processed into a shape having the same cross-sectional shape as the center magnetic leg of the EE core 2 which is a ferrite core shown in FIG. Magnetization was performed with a magnetic field of 4T using a machine.

【0027】次に一般的なMnZn系フェライト材で作
成された、磁路長7.5cm、実効断面積0.74cm
のEEコア2(図1)の中央脚に1.5mmの磁気ギ
ャップを形成した。そのギャップ部に上記作製したSm
Co17ボンド磁石1を挿入配置し、図1(a)に示
すように、磁気コアを作製した。同図において、1がボ
ンド磁石、2がフェライトコア(EEコア)である。
Next, a magnetic path length of 7.5 cm and an effective area of 0.74 cm made of a general MnZn ferrite material.
A 1.5 mm magnetic gap was formed in the center leg of the EE core 2 (FIG. 1). In the gap, the Sm prepared above was used.
A 2 Co 17 bonded magnet 1 was inserted and arranged to produce a magnetic core as shown in FIG. In the figure, 1 is a bond magnet, and 2 is a ferrite core (EE core).

【0028】次に、このように作製された磁気コアに、
図1(b)に示すように、コイル3を巻き線してインダ
クタンス部品を得た。このコイル3に、交流(100k
Hz)と直流とを重畳して印加し、LCRメーターで直
流重畳特性を測定し、コア定数(コア寸法)とコイル3
の巻線数から実効透磁率μを計算した。重畳した直流に
よる印加直流磁界Hmの変化と実効透磁率μの変化を図
2に黒塗り丸印で示す。測定が終わった試料をリフロー
炉の条件である270℃の恒温槽で1時間保持し、常温
まで冷却し、2時間放置後、上記と同様にLCRメータ
ーで測定した直流重畳特性を、同じく、図2に白抜き丸
印で示す。
Next, the magnetic core manufactured as described above includes:
As shown in FIG. 1B, the coil 3 was wound to obtain an inductance component. An alternating current (100 k
Hz) and DC are superimposed and applied, and the DC superimposition characteristic is measured by an LCR meter, and the core constant (core dimension) and the coil 3 are measured.
Was calculated from the number of windings. Changes in the applied DC magnetic field Hm and changes in the effective magnetic permeability μ due to the superimposed DC are shown by black circles in FIG. After the measurement, the sample was held in a constant temperature bath at 270 ° C., which is the condition of a reflow furnace, for 1 hour, cooled to room temperature, and left for 2 hours. 2 is indicated by a white circle.

【0029】また、比較例として、上記SmCo17
系磁石粉末に表面酸化処理を行わなかったボンド磁石
も、上記と同様に作成し、測定した結果を、同じく図2
に示す。図2において、黒塗り三角印は、粉末に処理を
行わない場合の直流重畳特性を示し、白抜き三角印は、
粉末に処理を行わないで、リフローした後の直流重畳特
性を示す。
As a comparative example, the above Sm 2 Co 17
A bonded magnet in which the surface magnetizing powder was not subjected to a surface oxidation treatment was also prepared and measured in the same manner as above, and the measurement results were also shown in FIG.
Shown in In FIG. 2, black triangles indicate DC superimposition characteristics when the powder is not processed, and white triangles indicate
9 shows a DC superimposition characteristic after reflowing without treating a powder.

【0030】図2から、表面酸化処理を行わなかった試
料に比較して、表面酸化処理を行った試料は、リフロー
後でも、直流重畳特性の劣化が少ないことがわかる。ま
た、磁石の減磁率についても、表面酸化処理を施した試
料の方が、表面酸化処理を施さない試料に比べて、劣化
が少なかった。これは、表面に出来た酸化層がリフロー
時の酸化を抑制したためであると考えられる。
FIG. 2 shows that the sample subjected to the surface oxidation treatment has less deterioration of the DC superposition characteristics even after reflowing than the sample not subjected to the surface oxidation treatment. Also, regarding the demagnetization rate of the magnet, the sample subjected to the surface oxidation treatment was less deteriorated than the sample not subjected to the surface oxidation treatment. This is considered to be because the oxide layer formed on the surface suppressed oxidation during reflow.

【0031】また、上記実施の形態では、熱処理による
表面酸化処理について述べたが、表面酸化処理方法はこ
れに限定されることはなく、酸処理などでも出来ること
は当業者であれば容易に推察できるだろう。
Further, in the above embodiment, the surface oxidation treatment by heat treatment was described, but the surface oxidation treatment method is not limited to this, and those skilled in the art can easily presume that acid treatment or the like can be performed. I can do it.

【0032】(第2の実施の形態)本発明の第2の実施
の形態による磁気コアでも、上記第1の実施の形態と同
様に、磁気バイアス用永久磁石として、SmCo17
系ボンド磁石を用いた。詳述すると、ボンド磁石の原料
として、上記第1の実施の形態と同様の、平均粒径約5
μm程度のSmCo17系磁石粉末を用いた。本第2
の実施の形態では、このSmCo17系磁石粉末のご
く表面に薄い窒化物層を形成するため、1atmのアン
モニア中において1時間熱処理を施した。その後、常温
まで除冷した。このようにして出来た粉末と、バインダ
ーとしてエポキシ樹脂を40vol%混合した後、無磁
場中で金型成形する事により各ボンド磁石を作製した。
この時のボンド磁石の比抵抗は約10〜30Ω・cmで
あった。
(Second Embodiment) In the magnetic core according to the second embodiment of the present invention, as in the first embodiment, Sm 2 Co 17 is used as a permanent magnet for magnetic bias.
A system bond magnet was used. More specifically, as a raw material for the bonded magnet, an average particle size of about 5 as in the first embodiment is used.
Sm 2 Co 17- based magnet powder of about μm was used. Book second
In the first embodiment, a heat treatment was performed for 1 hour in 1 atm of ammonia in order to form a thin nitride layer on the very surface of the Sm 2 Co 17- based magnet powder. Then, it was cooled to room temperature. Each of the bonded magnets was manufactured by mixing the powder thus obtained and an epoxy resin as a binder in an amount of 40 vol%, and then performing mold molding without a magnetic field.
At this time, the specific resistance of the bonded magnet was about 10 to 30 Ω · cm.

【0033】次に、上記第1の実施の形態と同様に着磁
を行い、上記第1の実施の形態と同様に、EEコア2
(図1)の中央脚に形成したギャップ部に上記作製した
SmCo17ボンド磁石1を挿入配置し、図1(a)
に示すように、磁気コアを作製した。
Next, magnetization is performed in the same manner as in the first embodiment, and the EE core 2 is formed in the same manner as in the first embodiment.
The above-prepared Sm 2 Co 17 bonded magnet 1 was inserted and arranged in the gap formed in the central leg of FIG. 1 (FIG. 1), and FIG.
As shown in (1), a magnetic core was produced.

【0034】次に、このように作製された磁気コアに、
図1(b)に示すように、コイル3を巻き線してインダ
クタンス部品を得た。このコイル3に、交流(100k
Hz)と直流とを重畳して印加し、LCRメーターで直
流重畳特性を測定し、コア定数とコイル3の巻線数から
実効透磁率μを計算した。重畳した直流による印加直流
磁界Hmの変化と実効透磁率μの変化を図3に黒塗り丸
印で示す。測定が終わった試料をリフロー炉の条件であ
る270℃の恒温槽で1時間保持し、常温まで冷却し、
2時間放置後、上記と同様にLCRメーターで測定した
直流重畳特性を、同じく、図3に白抜き丸印で示す。
Next, the magnetic core thus manufactured is
As shown in FIG. 1B, the coil 3 was wound to obtain an inductance component. An alternating current (100 k
Hz) and DC were superimposed and applied, the DC superposition characteristics were measured with an LCR meter, and the effective magnetic permeability μ was calculated from the core constant and the number of turns of the coil 3. Changes in the applied DC magnetic field Hm and changes in the effective magnetic permeability μ due to the superimposed DC are shown by black circles in FIG. The sample after measurement is kept in a constant temperature bath at 270 ° C., which is the condition of a reflow furnace, for 1 hour, cooled to room temperature,
After standing for 2 hours, the DC superposition characteristics measured by the LCR meter in the same manner as above are similarly shown by white circles in FIG.

【0035】また、比較例として、上記SmCo17
系磁石粉末に表面窒化処理を行わなかったボンド磁石
も、上記と同様に作成し、測定した結果を、同じく図3
に示す。図3において、黒塗り三角印は、粉末に処理を
行わない場合の直流重畳特性を示し、白抜き三角印は、
粉末に処理を行わないで、リフローした後の直流重畳特
性を示す。
As a comparative example, the Sm 2 Co 17
A bonded magnet in which surface nitriding was not performed on the base magnet powder was also prepared and measured in the same manner as above, and the measurement results were also shown in FIG.
Shown in In FIG. 3, black triangles indicate DC superimposition characteristics when the powder is not treated, and white triangles indicate
9 shows a DC superimposition characteristic after reflowing without treating a powder.

【0036】また、本第2の実施の形態と比較例との磁
石単体のリフロー前後でのフラックスの減磁率を測定し
た。結果を下記表1に示す。
Further, the flux demagnetization ratios of the magnets of the second embodiment and the comparative example before and after reflow were measured. The results are shown in Table 1 below.

【0037】[0037]

【表1】 [Table 1]

【0038】図3から、表面窒化処理を行わなかった試
料に比較して、表面窒化処理を行った試料は、リフロー
後でも、直流重畳特性の劣化が少ないことがわかる。ま
た、表1より、磁石の減磁率についても、表面窒化処理
を施した試料の方が、表面窒化処理を施さない試料に比
べて、劣化が少なかった。これも、上記第1の実施の形
態と同様に、表面に出来た窒化層がリフロー時の酸化を
抑制したためであると考えられる。
FIG. 3 shows that the sample subjected to the surface nitriding treatment has less deterioration of the DC bias characteristics even after reflowing than the sample not subjected to the surface nitriding treatment. Also, from Table 1, with respect to the demagnetization rate of the magnet, the sample subjected to the surface nitriding treatment showed less deterioration than the sample not subjected to the surface nitriding treatment. This is considered to be because the nitrided layer formed on the surface suppressed oxidation during reflow, similarly to the first embodiment.

【0039】また、本第2の実施の形態では、アンモニ
ア中熱処理による表面窒化処理について述べたが、表面
窒化処理方法はこれに限定されることはなく、窒素中熱
処理、硝酸塩浴処理などでも出来ることは当業者であれ
ば容易に推察できるだろう。
In the second embodiment, surface nitriding by heat treatment in ammonia has been described. However, the method of surface nitriding is not limited to this, and heat treatment in nitrogen, nitrate bath treatment, or the like can be used. This can be easily inferred by those skilled in the art.

【0040】(第3の実施の形態)本発明の第3の実施
の形態では、上記第1の実施の形態において使用した表
面酸化処理粉末と比較例で使用した表面処理無粉末を用
いて、10vol%、20vol%、30vol%、4
0vol%のエポキシ樹脂を混合し、金型成形でボンド
磁石を作製した。
(Third Embodiment) In a third embodiment of the present invention, the surface oxidized powder used in the first embodiment and the surface-untreated powder used in the comparative example are used. 10 vol%, 20 vol%, 30 vol%, 4
0 vol% of an epoxy resin was mixed, and a bonded magnet was produced by molding.

【0041】次に、上記第1の実施の形態と同様の形状
に加工し、パルス着磁を行い、リフロー前後のフラック
スについて測定し、リフロー後の減磁率を計算した。そ
の結果を表2に示す。
Next, it was processed into the same shape as in the first embodiment, pulse-magnetized, the flux before and after reflow was measured, and the demagnetization rate after reflow was calculated. Table 2 shows the results.

【0042】[0042]

【表2】 [Table 2]

【0043】表2より、表面酸化処理した粉末では、バ
インダーが20vol%で減磁率が少ないことがわか
る。また、直流重畳特性についても、上記第1の実施の
形態と同様の方法で測定したが、表面酸化処理した粉末
ではリフロー後も良好な結果であった。以上より、表面
酸化処理した粉末を使用した場合は、20vol%以上
のバインダー量で良好な結果が得られることがわかっ
た。
From Table 2, it can be seen that in the powder subjected to the surface oxidation treatment, the binder was 20 vol% and the demagnetization rate was small. The direct current superposition characteristics were also measured by the same method as in the first embodiment, but the powder subjected to the surface oxidation treatment showed good results even after reflow. From the above, it was found that when the powder subjected to the surface oxidation treatment was used, good results were obtained with a binder amount of 20 vol% or more.

【0044】尚、本発明は上述した実施の形態に限定さ
れず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変更・
変形が可能である。例えば、上述した実施の形態では、
表面酸化処理、表面窒化処理について例示したが、一酸
化炭素中、二酸化炭素中、炭化物と混合しての熱処理等
による、表面炭化処理についても同様に効果がある。ま
た、リフロー時の酸化を抑制する酸化抑制層として、窒
化物層、炭化物層、酸化物層以外のものを使用しても良
いのは勿論である。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and changes can be made without departing from the spirit of the present invention.
Deformation is possible. For example, in the above-described embodiment,
Although the surface oxidation treatment and the surface nitridation treatment have been exemplified, the same effect can be obtained for the surface carbonization treatment by heat treatment in carbon monoxide, carbon dioxide, or a mixture with a carbide. Further, as a matter of course, a material other than the nitride layer, the carbide layer and the oxide layer may be used as the oxidation suppressing layer for suppressing the oxidation during the reflow.

【0045】[0045]

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、磁路
の少なくとも1箇所以上にギャップを有する磁気コアで
あって、ギャップ両端から磁気バイアスを供給するため
にギャップに磁気バイアス用磁石を有する磁気コアにお
いて、磁気バイアス用磁石を、固有保磁力が10kOe
以上、キュリー温度Tcが500℃以上で、粉末平均粒
径が2.5〜50μmの希土類磁石粉末で、その粉末表
面にのみ窒化物層、炭化物層、酸化物層等の酸化抑制層
が形成されている希土類磁石粉末とバインダー用樹脂と
からなるボンド磁石で構成することにより、リフロー後
も熱減磁が少ない優れた直流重畳特性を持つ磁気コアを
得ることができる。
As described above, according to the present invention, a magnetic core having a gap at at least one position in a magnetic path, and a magnet for a magnetic bias in the gap for supplying a magnetic bias from both ends of the gap. In the magnetic core, the magnet for the magnetic bias has an intrinsic coercive force of 10 kOe.
As described above, a rare earth magnet powder having a Curie temperature Tc of 500 ° C. or more and a powder average particle size of 2.5 to 50 μm, and an oxidation suppression layer such as a nitride layer, a carbide layer, and an oxide layer is formed only on the surface of the powder. By using a bonded magnet made of the rare earth magnet powder and the binder resin, it is possible to obtain a magnetic core having excellent DC superposition characteristics with little thermal demagnetization even after reflow.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態による磁気コアを示す斜視
図及びそれを用いたチョークコイルを示す断面図であ
る。
FIG. 1 is a perspective view showing a magnetic core according to an embodiment of the present invention and a sectional view showing a choke coil using the same.

【図2】本発明の第1の実施の形態により表面酸化処理
された磁性粉末を使用したボンド磁石と、表面処理がさ
れない磁性粉末を使用したボンド磁石とを、それぞれ磁
気バイアス用磁石としてフェライトコアに挿入してなる
磁気コアのリフロー前後での直流重畳特性の変化を示す
測定データである。
FIG. 2 shows a bonded magnet using a magnetic powder subjected to a surface oxidation treatment according to the first embodiment of the present invention and a bonded magnet using a magnetic powder not subjected to a surface treatment, each of which is a ferrite core as a magnetic bias magnet. 6 is measurement data showing a change in DC superimposition characteristics before and after reflow of a magnetic core inserted in FIG.

【図3】本発明の第2の実施の形態により表面窒化処理
された磁性粉末を使用したボンド磁石と、表面処理がさ
れない磁性粉末を使用したボンド磁石とを、磁気バイア
ス用磁石としてフェライトコアに挿入してなる磁気コア
のリフロー前後での直流重畳特性の変化を示す測定デー
タである。
FIG. 3 shows a bond magnet using a magnetic powder subjected to surface nitridation according to the second embodiment of the present invention and a bond magnet using a magnetic powder not subjected to surface treatment applied to a ferrite core as a magnet for magnetic bias. It is measurement data showing a change in DC superimposition characteristics before and after reflow of an inserted magnetic core.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 磁気バイアス用磁石 2 フェライトコア(EEコア) 3 コイル DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Magnet for magnetic bias 2 Ferrite core (EE core) 3 Coil

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 保志 晴輝 宮城県仙台市太白区郡山六丁目7番1号 株式会社トーキン内 (72)発明者 磯谷 桂太 宮城県仙台市太白区郡山六丁目7番1号 株式会社トーキン内 (72)発明者 伊藤 透 宮城県仙台市太白区郡山六丁目7番1号 株式会社トーキン内 Fターム(参考) 5E040 AA03 AA06 BB03 CA01 HB11 HB14 HB17 NN12 NN18  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Haruki Hashi 6-7-1, Koriyama, Taishiro-ku, Sendai, Miyagi Prefecture Tokinnai Co., Ltd. (72) Keita Isoya 7-7-1, Koriyama, Tashiro-ku, Sendai, Miyagi Prefecture No. Tokinnai Co., Ltd. (72) Inventor Toru Ito 6-7-1, Koriyama, Taishiro-ku, Sendai-shi, Miyagi F-term (reference) 5E040 AA03 AA06 BB03 CA01 HB11 HB14 HB17 NN12 NN18

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 磁路の少なくとも1箇所以上にギャップ
を有する磁気コアであって、該ギャップ両端から磁気バ
イアスを供給するために前記ギャップに磁気バイアス用
磁石を有する磁気コアにおいて、 前記磁気バイアス用磁石が、10kOe以上の固有保磁
力及び500℃以上のキュリー温度を持つ粉末平均粒径
が2.5〜50μmの希土類磁石粉末とバインダー用樹
脂とからなるボンド磁石であり、該ボンド磁石は、その
希土類磁石粉末の表面にのみリフロー時の酸化を抑制す
る酸化抑制層が形成されていることを特徴とする磁気バ
イアス用磁石を有する磁気コア。
1. A magnetic core having a gap at at least one position in a magnetic path, the magnetic core having a magnetic bias magnet in the gap for supplying a magnetic bias from both ends of the gap. The magnet is a bonded magnet comprising a rare earth magnet powder having a specific coercive force of 10 kOe or more and a Curie temperature of 500 ° C. or more and a resin having an average particle diameter of 2.5 to 50 μm and a binder resin, and the bonded magnet is formed of A magnetic core having a magnet for magnetic bias, wherein an oxidation suppressing layer for suppressing oxidation during reflow is formed only on the surface of a rare earth magnet powder.
【請求項2】 請求項1に記載の磁気バイアス用磁石を
有する磁気コアにおいて、前記酸化抑制層が、窒化物
層、炭化物層、および酸化物層の中から選択された少な
くとも一層であることを特徴とする磁気バイアス用磁石
を有する磁気コア。
2. The magnetic core having the magnet for magnetic bias according to claim 1, wherein the oxidation suppressing layer is at least one selected from a nitride layer, a carbide layer, and an oxide layer. A magnetic core having a magnetic bias magnet.
【請求項3】 請求項1又は請求項2に記載の磁気バイ
アス用磁石を有する磁気コアにおいて、前記ボンド磁石
は、前記バインダー用樹脂を体積比で20%以上含有
し、比抵抗が1Ωcm以上であることを特徴とする磁気
バイアス用磁石を有する磁気コア。
3. The magnetic core having the magnet for magnetic bias according to claim 1, wherein the bond magnet contains the binder resin in a volume ratio of 20% or more, and has a specific resistance of 1 Ωcm or more. A magnetic core having a magnetic bias magnet.
【請求項4】 請求項1から3のいずれか1つに記載の
磁気バイアス用磁石を有する磁気コアに、1ターン以上
の巻線を少なくとも一つ施してあることを特徴とするイ
ンダクタンス部品。
4. An inductance component, wherein at least one winding of one or more turns is applied to a magnetic core having the magnet for magnetic bias according to claim 1.
【請求項5】 磁路の少なくとも1箇所以上にギャップ
を有する磁気コアに対して、該ギャップ両端から磁気バ
イアスを供給するために前記ギャップに挿入される磁気
バイアス用磁石において、 10kOe以上の固有保磁力及び500℃以上のキュリ
ー温度を持つ粉末平均粒径が2.5〜50μmの希土類
磁石粉末とバインダー用樹脂とからなるボンド磁石を有
し、 該ボンド磁石は、その希土類磁石粉末の表面にのみリフ
ロー時の酸化を抑制する酸化抑制層が形成されているこ
とを特徴とする磁気バイアス用磁石。
5. A magnet for magnetic bias having a gap at at least one position of a magnetic path and inserted into the gap to supply a magnetic bias from both ends of the gap, wherein a specific protection of 10 kOe or more is provided. A bonded magnet comprising a rare earth magnet powder having a magnetic force and a Curie temperature of 500 ° C. or more and a powder average particle diameter of 2.5 to 50 μm and a binder resin, wherein the bonded magnet is provided only on the surface of the rare earth magnet powder. A magnet for magnetic bias, wherein an oxidation suppression layer for suppressing oxidation during reflow is formed.
【請求項6】 請求項5に記載の磁気バイアス用磁石に
おいて、前記酸化抑制層が、窒化物層、炭化物層、およ
び酸化物層の中から選択された少なくとも一層であるこ
とを特徴とする磁気バイアス用磁石。
6. The magnetic biasing magnet according to claim 5, wherein the oxidation suppressing layer is at least one layer selected from a nitride layer, a carbide layer, and an oxide layer. Bias magnet.
【請求項7】 請求項5又は請求項6に記載の磁気バイ
アス用磁石において、前記ボンド磁石は、前記バインダ
ー用樹脂を体積比で20%以上含有し、比抵抗が1Ωc
m以上であることを特徴とする磁気バイアス用磁石。
7. The magnet for magnetic bias according to claim 5, wherein the bond magnet contains the binder resin in a volume ratio of 20% or more, and has a specific resistance of 1Ωc.
m or more.
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US6621398B2 (en) * 2000-11-28 2003-09-16 Nec Tokin Corporation Magnetic core comprising a bond magnet including magnetic powder whose particle's surface is coated with oxidation-resistant metal
JP2010263093A (en) * 2009-05-08 2010-11-18 Hitachi Ltd Permanent magnet material

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