JP2011249836A5

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Publication number: JP2011249836A5
Application number: JP2011170349A
Authority: JP
Filing date: 2011-08-03
Publication date: 2012-06-07
Anticipated expiration: 2031-04-18

Description

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。

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、１０^５Ωｃｍ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／ｃｍ^２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／ｍｍ^２、体積抵抗率が８．０×１０^３Ωｃｍ、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／ｍｍ^２、体積抵抗率が１．４×１０^５Ωｃｍ、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／ｍｍ^２、体積抵抗率が１．４×１０^５Ωｃｍ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

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。