JP2011249836A5 - - Google Patents
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本発明は、これらの知見に基づいて完成に至ったものであり、以下のとおりのものである。
(1)素体の内部あるいは表面にコイルを有するコイル型電子部品であって、
素体は、鉄、ケイ素および鉄より酸化しやすい元素であるクロムを含有する軟磁性合金の粒子(「合金粒子」、「軟磁性体粒子」ともいう)群から構成され、各軟磁性合金粒子の表面には当該粒子を酸化して形成した酸化層が生成され、当該酸化層は当該合金粒子に比較してクロムを多く含み、粒子同士は当該酸化層を介して結合されおり、かつ、前記粒子同士を結合している前記酸化層は同一の相であることを特徴とするコイル型電子部品。
(2)軟磁性体粒子同士を結合する部分の酸化層の厚みは、結合に関与しない軟磁性体粒子表面の酸化層よりも厚いことを特徴とする(1)に記載のコイル型電子部品。
(3)軟磁性体粒子同士を結合する部分の酸化層の厚みは、結合に関与しない軟磁性体粒子表面の酸化層よりも薄いことを特徴とする(1)に記載のコイル型電子部品。
(4)軟磁性体粒子のうち少なくとも一部は50nm以上の厚さをもつ酸化層を有する粒子であることを特徴とする(1)または(2)に記載のコイル型電子部品。
(5)前記軟磁性合金は、クロム2〜8wt%、ケイ素1.5〜7wt%、鉄88〜96.5wt%の組成であることを特徴とする(1)から(4)のいずれかに記載のコイル型電子部品。
(6)軟磁性体粒子の算術平均粒径は、30μm以下であることを特徴とする(1)から(5)のいずれかに記載のコイル型電子部品。
(7)前記酸化層は、前記軟磁性体粒子側から見て外側に向かって、
前記鉄成分の含有量が低下し、且、前記クロムの含有量が増加する第一の酸化層と、
前記鉄成分の含有量が増加し、且、前記クロムの含有量が低下する第二の酸化層と、
をこの順番で含むことを特徴とする(1)から(6)のいずれかに記載のコイル型電子部品。
(8)前記軟磁性体粒子側から見て外側に向かって、
前記第一の酸化層にて、前記クロムの含有量について変曲点を有することを特徴とする(7)に記載のコイル型電子部品。
(9)走査型電子顕微鏡を用いたエネルギー分散型X線分析によるZAF法で算出した鉄に対するクロムのピーク強度比が前記粒子における鉄に対するクロムのピーク強度比よりも大きい酸化層であることを特徴とする(1)から(8)のいずれかに記載のコイル型電子部品。
(10)前記コイルは、その端部が前記素体の表面に形成された導体膜と電気的に接続されていることを特徴とする(1)から(9)のいずれかに記載のコイル型電子部品。
(11)前記コイルが、素体の内部に形成されたコイル導体であることを特徴とする請求項1から(10)のいずれかに記載のコイル型電子部品。
(12)コイル導体は、導体パターンであり、素体と同時に焼成された導体であることを特徴とする(11)に記載のコイル型電子部品。
(1)素体の内部あるいは表面にコイルを有するコイル型電子部品であって、
素体は、鉄、ケイ素および鉄より酸化しやすい元素であるクロムを含有する軟磁性合金の粒子(「合金粒子」、「軟磁性体粒子」ともいう)群から構成され、各軟磁性合金粒子の表面には当該粒子を酸化して形成した酸化層が生成され、当該酸化層は当該合金粒子に比較してクロムを多く含み、粒子同士は当該酸化層を介して結合されおり、かつ、前記粒子同士を結合している前記酸化層は同一の相であることを特徴とするコイル型電子部品。
(2)軟磁性体粒子同士を結合する部分の酸化層の厚みは、結合に関与しない軟磁性体粒子表面の酸化層よりも厚いことを特徴とする(1)に記載のコイル型電子部品。
(3)軟磁性体粒子同士を結合する部分の酸化層の厚みは、結合に関与しない軟磁性体粒子表面の酸化層よりも薄いことを特徴とする(1)に記載のコイル型電子部品。
(4)軟磁性体粒子のうち少なくとも一部は50nm以上の厚さをもつ酸化層を有する粒子であることを特徴とする(1)または(2)に記載のコイル型電子部品。
(5)前記軟磁性合金は、クロム2〜8wt%、ケイ素1.5〜7wt%、鉄88〜96.5wt%の組成であることを特徴とする(1)から(4)のいずれかに記載のコイル型電子部品。
(6)軟磁性体粒子の算術平均粒径は、30μm以下であることを特徴とする(1)から(5)のいずれかに記載のコイル型電子部品。
(7)前記酸化層は、前記軟磁性体粒子側から見て外側に向かって、
前記鉄成分の含有量が低下し、且、前記クロムの含有量が増加する第一の酸化層と、
前記鉄成分の含有量が増加し、且、前記クロムの含有量が低下する第二の酸化層と、
をこの順番で含むことを特徴とする(1)から(6)のいずれかに記載のコイル型電子部品。
(8)前記軟磁性体粒子側から見て外側に向かって、
前記第一の酸化層にて、前記クロムの含有量について変曲点を有することを特徴とする(7)に記載のコイル型電子部品。
(9)走査型電子顕微鏡を用いたエネルギー分散型X線分析によるZAF法で算出した鉄に対するクロムのピーク強度比が前記粒子における鉄に対するクロムのピーク強度比よりも大きい酸化層であることを特徴とする(1)から(8)のいずれかに記載のコイル型電子部品。
(10)前記コイルは、その端部が前記素体の表面に形成された導体膜と電気的に接続されていることを特徴とする(1)から(9)のいずれかに記載のコイル型電子部品。
(11)前記コイルが、素体の内部に形成されたコイル導体であることを特徴とする請求項1から(10)のいずれかに記載のコイル型電子部品。
(12)コイル導体は、導体パターンであり、素体と同時に焼成された導体であることを特徴とする(11)に記載のコイル型電子部品。
そこで、本発明では、上記組成を有する原料粒子と結合剤とを含む成形体を、酸化雰囲気中で熱処理することで粒子の表面に金属酸化物層からなる酸化層を生成させ、かつ隣接する粒子の表面の酸化層同士を結合させことで、高い強度を得るものである。得られた電子部品用軟磁性合金素体の体積抵抗率ρ V は、105Ωcm以上と大幅に向上し、素体の表面に形成された外部導体膜の焼付導体層上へのNi、Sn等の金属メッキ層をメッキ延びを生じさせることなく形成することが可能となった。
電子部品用軟磁性合金を用いた素体の磁気特性の良し悪しを判断するのに、原料粒子の充填率が80体積%となるように成形圧力を6〜12ton/cm2の間で調整して外径14mm、内径8mm、厚さ3mmのトロイダル状に成形し、大気中で熱処理を施したのち、得られた素体に直径0.3mmのウレタン被覆銅線からなるコイルを20ターン巻回して試験試料とした。飽和磁束密度Bsの測定は、振動試料型磁力計(東英工業社製:VSM)を用いて行い、透磁率μの測定は、LCRメーター(アジレントテクノロジー社製:4285A)を用いて測定周波数100kHzで測定した。飽和磁束密度Bsが、0.7T以上を良と判定した。透磁率μが20以上のものを良と判定した。
(参考例1)
原料粒子の組成比をケイ素:9.5wt%、アルミニウム:5.5wt%、鉄:85wt%とした以外は、実施例1と同様にして、評価試料を作成し、得られた測定結果及び判断結果を表1および表2に示した。
表1および表2に示すとおり、磁気特性としての飽和磁束密度Bsが0.77T、透磁率μが32で素体の強度が1.4kgf/mm2、体積抵抗率が8.0×103Ωcm、金属めっきの形成性が×、であった。体積抵抗率が低く、外部導体膜の焼付導体層上への金属メッキ層の形成を行なうことができないことがわかった。また、SEM−EDSによる分析の結果、熱処理により粒子表面に形成された金属酸化物(酸化層)により粒子同士が結合され、該酸化層は合金粒子に比較して鉄よりも酸化しやすい元素(ここではアルミニウム)が多く含む酸化物であることが確認できた。
原料粒子の組成比をケイ素:9.5wt%、アルミニウム:5.5wt%、鉄:85wt%とした以外は、実施例1と同様にして、評価試料を作成し、得られた測定結果及び判断結果を表1および表2に示した。
表1および表2に示すとおり、磁気特性としての飽和磁束密度Bsが0.77T、透磁率μが32で素体の強度が1.4kgf/mm2、体積抵抗率が8.0×103Ωcm、金属めっきの形成性が×、であった。体積抵抗率が低く、外部導体膜の焼付導体層上への金属メッキ層の形成を行なうことができないことがわかった。また、SEM−EDSによる分析の結果、熱処理により粒子表面に形成された金属酸化物(酸化層)により粒子同士が結合され、該酸化層は合金粒子に比較して鉄よりも酸化しやすい元素(ここではアルミニウム)が多く含む酸化物であることが確認できた。
(参考例2)
熱処理を行わなかったこと以外は、実施例1と同様にして、評価試料を作成し、得られた測定結果及び判断結果を表1および表2に示した。
表1および表2に示すとおり、磁気特性としての飽和磁束密度Bsが1.50T、透磁率μが35素体の強度が0.54kgf/mm2、体積抵抗率が1.4×105Ωcm、であった。尚、本参考例においては、金属メッキ層の形成性について、試料の作成および評価を省略した。SEM−EDS分析の結果、本参考例では、粒子の表面には金属酸化物からなる酸化層の生成が行われなかった。このため、体積抵抗率が実施例に比較してやや低下した。
熱処理を行わなかったこと以外は、実施例1と同様にして、評価試料を作成し、得られた測定結果及び判断結果を表1および表2に示した。
表1および表2に示すとおり、磁気特性としての飽和磁束密度Bsが1.50T、透磁率μが35素体の強度が0.54kgf/mm2、体積抵抗率が1.4×105Ωcm、であった。尚、本参考例においては、金属メッキ層の形成性について、試料の作成および評価を省略した。SEM−EDS分析の結果、本参考例では、粒子の表面には金属酸化物からなる酸化層の生成が行われなかった。このため、体積抵抗率が実施例に比較してやや低下した。
(参考例3)
大気中での処理温度を、300℃とした以外は、実施例1と同様にして、評価試料を作成し、得られた測定結果及び判断結果を表1および表2に示した。
表1および表2に示すとおり、磁気特性としての飽和磁束密度Bsが1.50T、透磁率μが35で、素体の強度が0.83kgf/mm2、体積抵抗率が1.4×105Ωcmであった。尚、本参考例においては、金属メッキ層の形成性について、試料の作成および評価を省略した。SEM−EDS分析の結果、本参考例では熱処理温度が400℃より低いために、粒子の表面には金属酸化物からなる酸化層の生成が十分に行われていないことがわかった。このため、体積抵抗率が実施例に比較してやや低下した。
大気中での処理温度を、300℃とした以外は、実施例1と同様にして、評価試料を作成し、得られた測定結果及び判断結果を表1および表2に示した。
表1および表2に示すとおり、磁気特性としての飽和磁束密度Bsが1.50T、透磁率μが35で、素体の強度が0.83kgf/mm2、体積抵抗率が1.4×105Ωcmであった。尚、本参考例においては、金属メッキ層の形成性について、試料の作成および評価を省略した。SEM−EDS分析の結果、本参考例では熱処理温度が400℃より低いために、粒子の表面には金属酸化物からなる酸化層の生成が十分に行われていないことがわかった。このため、体積抵抗率が実施例に比較してやや低下した。
Claims (12)
- 素体の内部あるいは表面にコイルを有するコイル型電子部品であって、
素体は、鉄、ケイ素および鉄より酸化しやすい元素であるクロムを含有する軟磁性合金の粒子群から構成され、各軟磁性合金粒子の表面には当該粒子を酸化して形成した酸化層が生成され、当該酸化層は当該合金粒子に比較して鉄より酸化しやすい元素を多く含み、粒子同士は当該酸化層を介して結合されており、かつ、前記粒子同士を結合している前記酸化層は同一の相であることを特徴とするコイル型電子部品。 - 軟磁性体粒子同士を結合する部分の酸化層の厚みは、結合に関与しない軟磁性体粒子表面の酸化層よりも厚いことを特徴とする請求項1に記載のコイル型電子部品。
- 軟磁性体粒子同士を結合する部分の酸化層の厚みは、結合に関与しない軟磁性体粒子表面の酸化層よりも薄いことを特徴とする請求項1に記載のコイル型電子部品。
- 軟磁性体粒子のうち少なくとも一部は50nm以上の厚さをもつ酸化層を有する粒子であることを特徴とする請求項1または2に記載のコイル型電子部品。
- 前記軟磁性合金は、クロム2〜8wt%、ケイ素1.5〜7wt%、鉄88〜96.5wt%の組成であることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載のコイル型電子部品。
- 軟磁性体粒子の算術平均粒径は、30μm以下であることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載のコイル型電子部品。
- 前記酸化層は、前記軟磁性体粒子側から見て外側に向かって、
前記鉄成分の含有量が低下し、且、前記クロムの含有量が増加する第一の酸化層と、
前記鉄成分の含有量が増加し、且、前記クロムの含有量が低下する第二の酸化層と、
をこの順番で含むことを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載のコイル型電子部品。 - 前記軟磁性体粒子側から見て外側に向かって、
前記第一の酸化層にて、前記クロムの含有量について変曲点を有することを特徴とする請求項7に記載のコイル型電子部品。 - 走査型電子顕微鏡を用いたエネルギー分散型X線分析によるZAF法で算出した鉄に対するクロムのピーク強度比が前記粒子における鉄に対するクロムのピーク強度比よりも大きい酸化層であることを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載のコイル型電子部品。
- 前記コイルは、その端部が前記素体の表面に形成された導体膜と電気的に接続されていることを特徴とする請求項1から9のいずれか1項に記載のコイル型電子部品。
- 前記コイルが、素体の内部に形成されたコイル導体であることを特徴とする請求項1から10のいずれか1項に記載のコイル型電子部品。
- コイル導体は、導体パターンであり、素体と同時に焼成された導体であることを特徴とする請求項11に記載のコイル型電子部品。
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