JP2006032907A - 高周波用磁心及びそれを用いたインダクタンス部品 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 高周波用磁心1は、合金組成式が(Fe1−aCoa)100−x−y−z−q−r(M1−pM’p)xTyBzCqAlr(但し、0≦a≦0.50、0≦p≦0.5、2原子%≦x≦5原子%、8原子%≦y≦12原子%、12原子%≦z≦17原子%、0.1原子%≦q≦1.0原子%、0.2原子%≦r≦2.0原子%とし、且つ25≦(x+y+z+q+r)≦30、MをZr,Nb,Ta,Hf,Mo,Ti,V,Cr,Wから選ばれた1種以上とし、M’をZn,Sn,R(RはYを含む希土類金属)から選ばれた1種以上とし、TをSi,Pから選ばれた1種以上とする)で表わされる軟磁性金属ガラス粉末に対し、質量比で10%以下のバインダを混合した混合物を成形することで得られる成形体からなる。インダクタンス部品101,102は、この高周波用磁心1に巻線3を施してなる。
【選択図】 図1
Description
先ず、粉末作製工程として、Fe,Si,B,Nb,Al,C及びその置換元素の純金属元素材料、または必要に応じて各種母合金を所定の組成になるように秤量し、これらを用いて一般的な水アトマイズ法により各種軟磁性合金粉末を作製した。但し、ミッシュメタルは混合希土類金属であって、ここではLa30%,Ce50%,Nd15%,その他希土類元素残部のものを使用した。
(Fe0.8Co0.2)73Si9B14.5Nb2Al1.0C0.5の組成を有する合金粉末を水アトマイズ法で作製した。得られた粉末を75μm以下に分級し、XRDの測定を行いガラス相特有のブロードなピークを確認した。
例28では、Fe72Si9B14.5Nb3Al1.0C0.5の組成を有する合金粉末を水アトマイズ法により粉末作製した後、得られた粉末を粒径が75μm以下のものに分級してからXRDの測定を行い、ガラス相特有のブロードなピークを確認した。
例27のうち試料No.12を用いて、各種の磁心材料とインダクタンス特性を測定した。また、同一の合金粉末と製造工程で作製した磁心を500℃で0.5時間窒素雰囲気中で熱処理した試料のインダクタンス特性についても下記表4に示した。ただし、インダクタンス値は規格化のため透磁率を求め比較した。比較した磁心材料はセンダスト,6.5%珪素鋼,鉄系アモルファスである。
例30では、先の例28にあっての試料No.12に該当する材料を用いてインダクタンス部品を作製し、又同じ合金粉末と製造工程とにより作製した高周波用磁心を500℃で0.5時間窒素雰囲気中で熱処理したもの、更に比較としてセンダスト,6.5%珪素鋼,Fe系アモルファスによる磁心材料でそれぞれ作製したインダクタンス部品(図4に示したように磁路の一部にギャップを持つ形態を含む)について、直流磁気特性による磁束密度(at1.6×104A/m)、直流の比抵抗Ωcm、インダクタンス値の規格化のため透磁率、コアロス(20kHz,0.1T)を測定したところ、下記表5に示されるような結果となった。
例31では、Fe72Si9B14.5Nb3Al1.0C0.5の組成を有する合金粉末を水アトマイズ法により粉末作製した後、得られた粉末を粒径が45μm以下のものに分級してからXRDの測定を行い、ガラス相特有のブロードなピークを確認した。
例32では、Fe73.5−q−rSi9B14.5Nb3CqAlrの合金組成において、qとrの比率を種々変化させた合金粉末を水アトマイズ法により製造する事によって、下記表7に示すようなアスペクト比を有する粉末を作製した後、得られた粉末を粒径が45μm以下のものに分級してからXRDの測定を行い、ガラス相特有のブロードなピークを確認した。又、DSCにて熱分析を行い、ガラス遷移温度及び結晶化温度の測定を行い、過冷却温度範囲ΔTxが35Kであることを確認した。
先ず、粉末作製工程として、Fe72.0Si9B14.5Nb3C0.5Al1.0の組成になるように秤量し、これらを用いて高圧水アトマイズ法により中心粒径の異なる軟磁性合金の微粉末を作製した。
2 ギャップ
3 巻線
3a,3b 引き出し部分
5 引き出し部分
6 巻線
7 高周波磁心
8 磁性体
101,102,103 インダクタンス部品
Claims (20)
- 合金組成式が(Fe1−aCoa)100−x−y−z−q−r(M1−pM’p)xTyBzCqAlr(但し、0≦a≦0.50、0≦p≦0.5、2原子%≦x≦5原子%、8原子%≦y≦12原子%、12原子%≦z≦17原子%、0.1原子%≦q≦1.0原子%、0.2原子%≦r≦2.0原子%とし、且つ25≦(x+y+z+q+r)≦30、MをZr,Nb,Ta,Hf,Mo,Ti,V,Cr,Wから選ばれた1種以上とし、M’をZn,Sn,R(RはYを含む希土類金属)から選ばれた1種以上とし、TをSi,Pから選ばれた1種以上とする)で表わされる軟磁性金属ガラス粉末に対し、質量比で10%以下のバインダを混合した混合物を成形することで得られる成形体を特徴とする高周波用磁心。
- 請求項1に記載の高周波用磁心において、前記成形体の粉末充填率が50%以上で1.6×104A/mの磁界を印可した時の磁束密度が0.5T以上であり,且つ比抵抗が1×104Ωcm以上であることを特徴とする高周波用磁心。
- 請求項1に記載の高周波用磁心において、前記成形体は、前記軟磁性金属ガラス粉末に対して前記バインダを質量比で5%以下混合した混合物を金型で圧縮成形することで得られるもので、該成形体の粉末充填率が70%以上で1.6×104A/mの磁界を印加したときの磁束密度が0.70T以上であり、且つ比抵抗が1Ωcm以上であることを特徴とする高周波用磁心。
- 請求項1に記載の高周波用磁心において、前記成形体は、前記軟磁性金属ガラス粉末に対して前記バインダを質量比で3%以下混合した混合物を該バインダの軟化点以上の温度条件下の金型で圧縮成形することで得られるもので、該成形体の粉末充填率が80%以上で1.6×104A/mの磁界を印加したときの磁束密度が0.9T以上で、且つ比抵抗が0.1Ωcm以上であることを特徴とする高周波用磁心。
- 請求項1に記載の高周波用磁心において、前記成形体は、前記軟磁性金属ガラス粉末に対して前記バインダを質量比で1%以下混合した混合物を該軟磁性金属ガラス粉末の過冷却液体領域の温度で圧縮成形することで得られるもので、該成形体の粉末充填率が90%以上で1.6×104A/mの磁界を印加したときの磁束密度が1.0T以上で、且つ比抵抗が0.01Ωcm以上であることを特徴とする高周波用磁心。
- 請求項1〜5の内のいずれか1つに記載の高周波用磁心において、前記軟磁性金属ガラス粉末は、水アトマイズ法又はガスアトマイズ法で作製され、少なくとも粒子の50%以上が10μm以上であることを特徴とする高周波用磁心。
- 請求項1〜6の内のいずれか1つに記載の高周波用磁心において、前記軟磁性金属ガラス粉末の中心粒径よりも細かい中心粒径であって、かつ硬度が低い軟磁性合金粉末を体積比で5%〜50%添加した事を特徴とする高周波用磁心。
- 請求項1から7の内のいずれか1つに記載の高周波用磁心において、前記軟磁性金属ガラス粉末のアスペクト比(長軸/短軸)が実質的に1〜2であることを特徴とする高周波用磁心。
- 請求項1〜8の内のいずれか1つに記載の高周波用磁心において、前記成形体は、成形後に合金粉末のキュリー点以上で熱処理され、且つ該合金粉末の粒子間の介在物の少なくとも一部にSiO2を含有することを特徴とする高周波用磁心。
- 請求項1〜9の内のいずれか1つに記載の高周波用磁心に対して巻線を少なくとも巻回数で1ターン以上巻回して成ることを特徴とするインダクタンス部品。
- 請求項10に記載のインダクタンス部品において、前記高周波用磁心の磁路の一部にギャップが設けられていることを特徴とするインダクタンス部品。
- 請求項1に記載の高周波用磁心において、前記軟磁性金属ガラス粉末は、最大粒径が篩径で45μm以下で中心粒径が30μm以下であることを特徴とする高周波用磁心。
- 請求項12に記載の高周波用磁心において、前記軟磁性金属ガラス粉末の中心粒径よりも細かい中心粒径、かつ硬度が小さい軟磁性合金粉末を体積比で5%〜50%添加した事を特徴とする高周波用磁心。
- 請求項12または13に記載の高周波用磁心において、前記軟磁性金属ガラス粉末のアスペクト比(長軸/短軸)が実質的に1〜2であることを特徴とする高周波用磁心。
- 請求項12〜14の内のいずれか1つに記載の高周波磁心において、粉末充填率が50%以上で500kHz以上におけるQ(1/tanδ)のピーク値が40以上であることを特徴とする高周波用磁心。
- 請求項12〜15の内のいずれか1つに記載の高周波磁心において、前記軟磁性金属ガラス粉末は、粉末最大粒径が篩径で45μm以下で中心粒径が20μm以下であって、前記高周波磁心の1MHz以上におけるQ(1/tanδ)のピーク値が50以上であることを特徴とする高周波用磁心。
- 請求項12〜16の内のいずれか1つに記載の高周波用磁心に対して巻線を少なくとも巻回数で1ターン以上巻回して成ることを特徴とするインダクタンス部品。
- 請求項12〜16の内のいずれか1つに記載の高周波用磁心において、巻線コイルが磁性体内に封じ込まれているとともに加圧成形を施されて一体化してあることを特徴とするインダクタンス部品。
- 請求項12〜16の内のいずれか1つに記載の高周波用磁心において、前記成形体は、少なくとも1ターンの巻線コイルを構成し、前記巻線コイルが磁性体内に封じ込まれ、加圧成形を施されて一体化されていることを特徴とするインダクタンス部品。
- 請求項17〜19の内のいずれか1つに記載のインダクタンス部品において、600℃以下で熱処理してなることを特徴とするインダクタンス部品。
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