JP2005008945A

JP2005008945A - 高周波特性に優れたＦｅおよびＦｅ−Ｎｉ系微粉末およびそれを用いた電子部品

Info

Publication number: JP2005008945A
Application number: JP2003174256A
Authority: JP
Inventors: Yoshikazu Aikawa; 芳和相川
Original assignee: Sanyo Special Steel Co Ltd
Current assignee: Sanyo Special Steel Co Ltd
Priority date: 2003-06-19
Filing date: 2003-06-19
Publication date: 2005-01-13

Abstract

【課題】高周波特性に優れたＦｅおよびＦｅ−Ｎｉ系微粉末およびそれと用いた電子部品を提供する。
【解決手段】高周波特性に優れたＦｅまたはＦｅ−Ｎｉ系金属にＳを０．０５〜５質量％添加した粉末をガスアトマイズ法により作製したことを特徴とする高周波特性に優れたＦｅおよびＦｅ−Ｎｉ系微粉末。また、圧粉コア用粉末である上記高周波特性に優れたＦｅおよびＦｅ−Ｎｉ系微粉末。さらに、上記に記載の高周波特性に優れたＦｅおよびＦｅ−Ｎｉ系微粉末を用いた電子部品。
【選択図】なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高周波特性に優れたＦｅおよびＦｅ−Ｎｉ系微粉末およびそれを用いた電子部品に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＯＡ、コンピュータ関連分野、さらには機械産業分野のメカトロニクス化および自動車のハイブリッド化に伴うコイル部品の大電流化の要求並びに電子機器の小型化に伴う小型高性能な圧粉コアが要求されている。しかして、金属軟磁性粉末を樹脂と混合して圧縮成形したコイル磁心材である圧粉コアは、従来のフェライト焼結材と比較して飽和磁束密度が大きいため、部品の小型化に有利な材料となる。この材料である圧粉コア用粉末として選ばれる材料は、良好な軟磁気特性を持つ材料で、一般的な材料としては、Ｆｅ−Ｎｉ系、Ｆｅ−Ｓｉ系、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ系等が中心で、それのより良好な軟磁性特性を有するＦｅ基軟磁性合金粉末として特開平５−３３５１２９号公報（特許文献１）のような、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｂ系Ｆｅ基軟磁性合金にＡｌを添加したものが知られている。
【０００３】
【引用文献】
（１）特許文献１（特開平５−３３５１２９号公報）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、電子材料部品に用いられるＦｅおよびＦｅ−Ｎｉ系粉末は微細かつ清浄度が求められ、そのために清浄度が得られるガスアトマイズ法を用いるものであるが、微粉末の製造が困難で、水アトマイズ法では酸素値が高く磁気特性が得られない。一方、上述したような特許文献１では、充填性が十分でない。充填性が悪いとコアに成形した際の金属部分の占有率が低くなるため、磁気特性が悪くなると言う問題がある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述したような問題を解消するべく、発明者らは鋭意開発を進めた結果、ＦｅまたはＦｅ−Ｎｉ系材料にＳを添加した粉末をガスアトマイズ法により作製すると、ＦｅまたはＦｅ−Ｎｉ系材料はＳを殆ど固溶せず、Ｆｅ−３０質量％近傍に共晶域もつ。このためガスアトマイズ法により得られた粉末は、数μｍ程度のマトリックス部がＦｅ−３０質量％の絶縁相に囲まれた組織となることを見出し、この粉末自体は数１０μｍの大きさであっても、内部は実質的に数μｍ程度のマトリックスに仕切られているため、渦電流損失が極めて小さくなり、高周波特性に優れた圧粉コアを製造することが可能となった。
【０００６】
その発明の要旨とするところは、
（１）高周波特性に優れたＦｅまたはＦｅ−Ｎｉ系金属にＳを０．０５〜５質量％添加した粉末をガスアトマイズ法により作製したことを特徴とする高周波特性に優れたＦｅおよびＦｅ−Ｎｉ系微粉末。
（２）圧粉コア用粉末である前記（１）に記載の高周波特性に優れたＦｅおよびＦｅ−Ｎｉ系微粉末。
（３）前記（１）に記載の高周波特性に優れたＦｅおよびＦｅ−Ｎｉ系微粉末を用いた電子部品である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明に係るＦｅまたはＦｅ−Ｎｉ合金粉末は、軟磁気特性に優れている。この軟磁気特性に優れた特性を生かしたＦｅまたはＦｅ−Ｎｉ合金材料を用いたものであり、上述したように、本発明に係るこのＦｅまたはＦｅ−Ｎｉ系材料は、Ｓを殆ど固溶せず、Ｆｅ−３０質量％近傍に共晶域もつものである。このためガスアトマイズ法により得られた粉末は、数μｍ程度のマトリックス部がＦｅ−３０質量％の絶縁相に囲まれた組織となる。この粉末自体はガスアトマイズままで清浄度が高く、また球形であるため充填性がよく、さらに内部は数１０μｍ程度の大きさに絶縁層で仕切られているため、渦電流の発生する面積が少なく、そのために高周波特性が良くなる。ここで、高周波特性とは、１００ＫＨｚ以上、特に５００ＫＨｚ以上のものを言う。
【０００８】
しかし、Ｓが０．０５質量％未満では絶縁層が不十分となり、高周波特性が十分良くならない。また、５質量％を超えると粉末の磁気特性が劣化することから、その範囲を０．０５〜５質量％とした。好ましくは１〜３質量％とする。
また、製造方法としては、水アトマイズ法、ガスアトマイズ法、スプレー法等があるが、本発明における製造法としてはガスアトマイズ法とした。水アトマイズ法は酸素値が高くなるため磁気特性自体が良くないからである。ガスアトマイズのガスとしてはＡｒガス、Ｎ_２ガスないしはＡｒ＋Ｎ_２ガスが望ましい。
【０００９】
ガスアトマイズ法で作製した粉末を分級して球状粉末を作製する。この球状粉末に熱硬化性樹脂、例えばＳｉ系樹脂と混合させ、この混合物を圧縮成形する圧縮成形工程と、この圧縮成形体を不活性雰囲気中、例えばＡｒ雰囲気中で樹脂硬化熱処理して成形品を得る。圧縮成形圧は高いほど金属粉末の充填率が高くなり、高透磁率、高飽和磁束密度が得られ易くなる。しかし、一方で、金属粉末を圧縮成形した場合には、圧縮歪みにより軟磁気特性の劣化が起こり、成形圧力が高いほどその劣化が起こるため、この圧縮歪みによる軟磁気特性の劣化に対しては、圧縮成形体を熱処理することにより、歪みを解放し軟磁気特性を回復させる。
【００１０】
【実施例】
以下、本発明について実施例によって具体的に説明する。
表１に示すＦｅ、Ｆｅ−Ｎｉ合金にＳの添加量を変えた材料を真空誘導溶解炉にて溶解し、ノズル径４ｍｍ、ガス圧１〜５ＭＰａのＡｒとＮ_２ガスによるガスアトマイズ法で作製した粉末を−１０６μｍに分級した球状粉末を作製した。その後Ｓｉ系樹脂を金属粉末に対して、１．５質量％混合した後成形圧力：１ＧＰａで外径１５ｍｍ、内径１０ｍｍ、高さ５ｍｍに成形後、９７３Ｋ−１ｈｒ、Ａｒ雰囲気中で樹脂硬化熱処理して成形品を得た。その結果を表１に示す。
表１に示す粉末特性評価としての粉末の保磁力（Ｈｃ）はＨｃメーターおよび、印加磁場１．８ｋｓを用いた。また、コアロスについては、巻線数：２０Ｔ、６０Ｔ、Ｂｍ：１００ｍＴ、周波数：５００ｋＨｚのものをもちいた。さらに、清浄度の分析については酸素分析で行った。
【００１１】
【表１】

【００１２】
表１に示すように、Ｎｏ．１〜８は本発明例であり、Ｎｏ．９〜１１は比較例である。比較例Ｎｏ．９は水アトマイズであるために、Ｏ_２濃度が高く、かつ、Ｓを添加しない場合であり、コアロスが大きく、保磁力（Ｈｃ）も大きい。比較例Ｎｏ．１０はＳを添加しない場合であり、そのためにコアロスが大きい。また、比較例Ｎｏ．１１はＳの添加量が低いために、比較例Ｎｏ．９と同様にコアロスが大きいことが判る。これに対し、本発明例であるＮｏ．１〜８のいずれもＯ_２濃度が低く、コアロスも低く、かつ粉特性である保磁力に優れていることがわかる。
【００１３】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明により高周波特性に優れた圧粉コア用粉末、またはその粉末を用いた電子部品を得ることが出来る工業的に極めて優れた効果を奏するものである。

Claims

高周波特性に優れたＦｅまたはＦｅ−Ｎｉ系金属にＳを０．０５〜５質量％添加した粉末をガスアトマイズ法により作製したことを特徴とする高周波特性に優れたＦｅおよびＦｅ−Ｎｉ系微粉末。
圧粉コア用粉末である請求項１に記載の高周波特性に優れたＦｅおよびＦｅ−Ｎｉ系微粉末。
請求項１に記載の高周波特性に優れたＦｅおよびＦｅ−Ｎｉ系微粉末を用いた電子部品。