JP2022526620A - Induction parts and manufacturing method of induction parts - Google Patents

Induction parts and manufacturing method of induction parts Download PDF

Info

Publication number
JP2022526620A
JP2022526620A JP2021559409A JP2021559409A JP2022526620A JP 2022526620 A JP2022526620 A JP 2022526620A JP 2021559409 A JP2021559409 A JP 2021559409A JP 2021559409 A JP2021559409 A JP 2021559409A JP 2022526620 A JP2022526620 A JP 2022526620A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
filler
total mass
induction component
induction
mass
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2021559409A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
ケスナー,シュテファン
ヘンネック,シュテファン
プルム,トーマス
ピーパー,ビトルド
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of JP2022526620A publication Critical patent/JP2022526620A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/02Casings
    • H01F27/022Encapsulation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F17/00Fixed inductances of the signal type 
    • H01F17/04Fixed inductances of the signal type  with magnetic core
    • H01F17/06Fixed inductances of the signal type  with magnetic core with core substantially closed in itself, e.g. toroid
    • H01F17/062Toroidal core with turns of coil around it
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/24Magnetic cores
    • H01F27/255Magnetic cores made from particles
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F17/00Fixed inductances of the signal type 
    • H01F17/04Fixed inductances of the signal type  with magnetic core
    • H01F2017/048Fixed inductances of the signal type  with magnetic core with encapsulating core, e.g. made of resin and magnetic powder

Abstract

本発明は、銅線巻線(3)と、銅線巻線(3)を囲む被覆材(8)とを含む誘導部品(1、10)であって、被覆材(8)が、マトリックス(5)と、少なくとも1つの第1のフィラー(6)とを含み、マトリックス(5)が、アルミナセメント、リン酸塩セメント、SiO2、MgO、および反応性アルミナ、から選択される少なくとも1つを含み、第1のフィラー(6)が、少なくとも1つの軟磁性粉末を含む、誘導部品に関する。The present invention is an induction component (1, 10) including a copper wire winding (3) and a covering material (8) surrounding the copper wire winding (3), wherein the covering material (8) is a matrix (8). 5) and at least one first filler (6), the matrix (5) comprising at least one selected from alumina cement, phosphate cement, SiO2, MgO, and reactive alumina. , The first filler (6) relates to an inductive component comprising at least one soft magnetic powder.

Description

本発明は、高電力密度の誘導部品、および非常に良好な熱伝導性にて良好なインダクタンスを有する誘導部品の製造方法に関する。 The present invention relates to an inductive component having a high power density and a method for manufacturing an inductive component having a very good thermal conductivity and a good inductance.

従来の変圧器の製造では、磁気コアが、例えば銅線巻線などの不均等な数の巻線を有する2つの導電体によって既知の方法で囲まれる。それに続いて、導電体は、巻線によって囲まれている磁気コアと、ハウジングとの間を接続する被覆材で囲まれる。変圧器の動作中、磁気コア内または巻線内で生じる損失電力は、被覆材を介してハウジングに放出される。これにより、従来の変圧器の電力密度が低下する。 In the manufacture of conventional transformers, the magnetic core is surrounded in a known manner by two conductors with an uneven number of windings, for example copper wire windings. Subsequently, the conductor is surrounded by a coating that connects between the magnetic core surrounded by the windings and the housing. During the operation of the transformer, the power loss generated in the magnetic core or winding is released to the housing through the covering material. This reduces the power density of the conventional transformer.

これに対し、請求項1に記載の本発明にかかる誘導部品は、電力密度が高いことを特徴とする。これは、誘導部品の構造構成により、高透磁率(μ=2~4または10~500)を達成することができ、その結果、漏れインダクタンスも増加させることができることによって達成され、これにより、それに加えて誘導部品の効率、ひいては電力密度を大幅に損なうことなく、共振インダクタンスを統合することも可能である。さらに、熱伝導率が高く、電力密度が非常に良好であるため、誘導部品の設置スペースを削減できる。本発明によれば、誘導部品は、銅線巻線と、銅線巻線を囲む被覆材とを含む。本発明によれば、2つ以上の銅線巻線、またはただし1つの銅線巻線と導電性材料の少なくとも1つのさらなる巻線とを使用することもできる。その際巻線の数は、誘導部品の用途によって異なる。ここで、銅線巻線は、例えば自由形状の銅線巻線とすることができ、その形状および形態は略制限されない。特に適した形状はトロイダル形状の巻線である。 On the other hand, the induction component according to the present invention according to claim 1 is characterized by having a high power density. This is achieved by being able to achieve high magnetic permeability (μ R = 2-4 or 10-500) depending on the structural configuration of the induction component, and as a result, the leakage inductance can also be increased. In addition, it is possible to integrate the resonant inductance without significantly compromising the efficiency of the induction component, and thus the power density. Furthermore, since the thermal conductivity is high and the power density is very good, the installation space for the induction component can be reduced. According to the present invention, the induction component includes a copper wire winding and a covering material surrounding the copper wire winding. According to the present invention, it is also possible to use two or more copper wire windings, but one copper wire winding and at least one additional winding of conductive material. At that time, the number of windings varies depending on the use of the induction component. Here, the copper wire winding may be, for example, a free-form copper wire winding, and the shape and form thereof are not substantially limited. A particularly suitable shape is a toroidal winding.

被覆材は、マトリックスと、少なくとも1つの第1のフィラーとを含む。つまり、第1のフィラーのみが存在しても、またはただし第1のフィラーと1つもしくは複数のさらなるフィラーとの混合物が存在してもよい。ここで、第1のフィラーと、場合によってはさらなるフィラーがマトリックスに分散され、発生する複合材によって一定の機械的安定性が得られ、マトリックスが、銅線巻線と、例えば周囲の部品とを接続する。ここで、マトリックスは、アルミナセメント、リン酸塩セメント、SiO、MgO、および反応性アルミナ、から選択される少なくとも1つを含む。これらは水で固められた化学化合物またはこれらの化合物の混合物であり、焼結されたセラミック材ではない。これにより、高透磁率での誘電率の上昇を防ぐことができると想定される。この時、インダクタンスは、マトリックスに含まれる第1のフィラーによってもたらされてもよく、第1のフィラーは、少なくとも1つの軟磁性粉末を含む。ここで、第1のフィラーは、軟磁性粉末のみ、または2つ以上の軟磁性粉末の混合物を含んでいてもよい。 The dressing comprises a matrix and at least one first filler. That is, only the first filler may be present, or a mixture of the first filler and one or more additional fillers may be present. Here, a first filler and, in some cases, additional fillers are dispersed in the matrix and the resulting composite provides some mechanical stability, where the matrix provides the copper wire winding and, for example, the surrounding components. Connecting. Here, the matrix comprises at least one selected from alumina cement, phosphate cement, SiO 2 , MgO, and reactive alumina. These are water-hardened chemical compounds or mixtures of these compounds, not sintered ceramic materials. It is assumed that this can prevent the dielectric constant from increasing at high magnetic permeability. At this time, the inductance may be provided by the first filler contained in the matrix, the first filler containing at least one soft magnetic powder. Here, the first filler may contain only the soft magnetic powder or a mixture of two or more soft magnetic powders.

誘導部品は、非常に良好な磁気特性に加えて、高い熱伝導性も有し、誘電率の損失係数が低い。例えば、本発明によって使用される被覆材の熱伝導率は5~8W/mKであり、これは、特にアルミナセメント、リン酸塩セメント、SiO、MgOまたは反応性アルミナの使用に起因する。また、この誘導部品は、従来の磁気コアなしに構成できるため、材料費および部品製造費を削減する。 Induction components have very good magnetic properties, as well as high thermal conductivity, and a low dielectric constant loss factor. For example, the thermal conductivity of the coating material used by the present invention is 5-8 W / mK, especially due to the use of alumina cement, phosphate cement, SiO 2 , MgO or reactive alumina. In addition, since this induction component can be configured without a conventional magnetic core, material cost and component manufacturing cost are reduced.

従属請求項は、本発明の好ましい改善形態を示す。 Dependent claims indicate a preferred embodiment of the invention.

誘導特性が非常に良好であるため、軟磁性粉末は、有利にはカルボニル鉄粉およびフェライト粉から選択される。つまり、カルボニル鉄粉およびフェライト粉は、それぞれ単独で、またはただし混合物の形態で使用することができる。 The soft magnetic powder is advantageously selected from carbonyl iron powder and ferrite powder because of its very good inductive properties. That is, the carbonyl iron powder and the ferrite powder can be used alone or in the form of a mixture, respectively.

さらなる有利な一改善形態によれば、被覆材は、少なくとも1つのポリマーを含む。例えば、1つまたは複数のポリマーを使用することにより、例えば収縮率または熱伝導率などの被覆材の熱特性に有利な影響を与えることができる。また、ポリマーを使用することにより、例えばハウジングなどの周囲の部品に対する被覆材の接着性を向上することができる。その際特に適したポリマーは、熱可塑性ポリマーである。 According to a further advantageous improved embodiment, the dressing comprises at least one polymer. For example, the use of one or more polymers can have a beneficial effect on the thermal properties of the coating, such as shrinkage or thermal conductivity. Further, by using the polymer, the adhesiveness of the coating material to surrounding parts such as a housing can be improved. A particularly suitable polymer in this case is a thermoplastic polymer.

好ましいポリマーは、アクリル酸エステル、エチレンおよびビニルエステルの共重合体、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステルおよびスチレンの共重合体、エチレンおよび酢酸ビニルの共重合体、ならびにメチルシリコン樹脂である。 Preferred polymers are acrylic acid esters, ethylene and vinyl ester copolymers, acrylic acid esters, methacrylic acid ester and styrene copolymers, ethylene and vinyl acetate copolymers, and methyl silicon resins.

被覆材の特性を向上させるために、被覆材は有利には少なくとも1つの第2のフィラーを含む。ここで、この第2のフィラーは、被覆材にさらなる機能性をもたらすことができる。ここで、第2のフィラーのみ、またはただし2つ以上の第2のフィラーの混合物を使用することができる。熱伝導性が非常に良好であるため、第2のフィラーはAlを含むことが好ましい。 In order to improve the properties of the dressing, the dressing preferably contains at least one second filler. Here, the second filler can provide additional functionality to the dressing. Here, only the second filler, or a mixture of two or more second fillers, can be used. The second filler preferably contains Al 2 O 3 because of its very good thermal conductivity.

良好な機械的安定性と同時に高い熱伝導性と良好な透磁率とを提供するために、被覆材の合計質量に対するマトリックスの合計質量は5~25質量%である。ここで、アルミナセメント、リン酸塩セメント、SiO、MgOまたは反応性アルミナが、最大200μmの粒子径を有する非常に微細なミクロ構造を形成しており、これがマトリックスの高い安定性と非常に良好な熱伝導性とに寄与している。 In order to provide good mechanical stability as well as high thermal conductivity and good magnetic permeability, the total mass of the matrix to the total mass of the coating is 5-25% by mass. Here, alumina cement, phosphate cement, SiO 2 , MgO or reactive alumina form a very fine microstructure with a particle size of up to 200 μm, which is very good for the high stability of the matrix. It contributes to the thermal conductivity.

被覆材の機能を最適化し、特に誘導性と熱伝導性とを向上させるために、被覆材の合計質量に対する第1および第2のフィラーの合計質量は、特に75~95質量%である。 In order to optimize the function of the dressing and particularly improve the inductivity and thermal conductivity, the total mass of the first and second fillers with respect to the total mass of the dressing is particularly 75-95% by mass.

誘導部品の誘導特性を最大化するという観点から、特に、銅線巻線に囲まれた磁気コアのない自由形状の銅線巻線を使用する場合、第1および第2のフィラーの合計質量に対する第1のフィラーの合計質量は、有利には75~95質量%である。つまり、第1のフィラーに加えて、わずかな割合の第2のフィラーのみがマトリックスに含まれ、ひいては被覆体にも含まれる。このため、軟磁性粉末の割合は非常に高い。これにより、非常に良好な透磁率が達成される。 From the standpoint of maximizing the inductive properties of the inductive component, especially when using free-form copper wire windings without a magnetic core surrounded by copper wire windings, relative to the total mass of the first and second fillers. The total mass of the first filler is advantageously 75-95 mass%. That is, in addition to the first filler, only a small proportion of the second filler is contained in the matrix and thus in the coating. Therefore, the ratio of soft magnetic powder is very high. This achieves very good magnetic permeability.

さらなる有利な一改善形態によれば、誘導部品は磁気コアを含む。したがって、銅線巻線は、磁気コアを少なくとも部分的に、または少なくとも区分で囲んでいる。磁気コアは、例えば、フェライトコアもしくはポリマーマトリックスを用いた磁性粉末コア、または焼結磁性粉末コアとすることもでき、特にフェライトコアとして構成されている。 According to a further advantageous form of improvement, the induction component comprises a magnetic core. Therefore, the copper winding encloses the magnetic core at least partially or at least in compartments. The magnetic core may be, for example, a ferrite core, a magnetic powder core using a polymer matrix, or a sintered magnetic powder core, and is particularly configured as a ferrite core.

上記の磁気コアを用いた実施形態では、第1のフィラーおよび第2のフィラーの合計質量に対する軟磁性粉末の合計質量は1~50質量%であることが好ましい。これにより、軟磁性粉末の合計質量を減らしても、誘導部品に高透磁率を提供することができる。低誘電率係数を維持しながら、漏れインダクタンスの増加および共振インダクタンスの集積化が可能である。 In the embodiment using the magnetic core described above, the total mass of the soft magnetic powder is preferably 1 to 50% by mass with respect to the total mass of the first filler and the second filler. This makes it possible to provide high magnetic permeability to the induction component even if the total mass of the soft magnetic powder is reduced. It is possible to increase the leakage inductance and integrate the resonance inductance while maintaining the low dielectric constant coefficient.

また、磁気コアを用いたこの実施形態では、被覆材の熱伝導性、ひいては誘導部品の熱伝導性の観点からも、第1のフィラーおよび第2のフィラーの合計質量に対する第2のフィラー、特にAlの合計質量は50~99質量%であると有利である。 Further, in this embodiment using the magnetic core, the second filler with respect to the total mass of the first filler and the second filler, particularly It is advantageous that the total mass of Al 2 O 3 is 50 to 99% by mass.

誘導部品、特に被覆材は、有利にはポルトランドセメントを含まない。つまり、誘導部品の製造時にポルトランドセメントは添加または使用されない。したがって、ポルトランドセメントの合計質量は、被覆材、ひいては誘導部品の合計質量に対しても略0質量%である。本発明にかかるマトリックスに比べて、ポルトランドセメントには多くの不純物が含まれているという欠点があり、これらの不純物は、耐荷重部品としては許容できるが、電子機器用途、特に誘導部品としては特性が著しく損なわれる。さらに、ポルトランドセメントは、アルミナセメント、リン酸塩セメント、SiO、MgO、または反応性アルミナに比べて熱伝導性が著しく低いが、これは、個々のマトリックス相の化学構造に起因すると考えられる。 Inductive parts, especially dressings, advantageously do not contain Portland cement. That is, no Portland cement is added or used during the manufacture of induction parts. Therefore, the total mass of Portland cement is approximately 0% by mass with respect to the total mass of the covering material and the induction component. Compared to the matrix according to the present invention, Portland cement has a drawback that it contains many impurities, and these impurities are acceptable as load-bearing parts, but have characteristics as electronic device applications, especially as induction parts. Is significantly impaired. In addition, Portland cement has significantly lower thermal conductivity than alumina cement, phosphate cement, SiO 2 , MgO, or reactive alumina, which is believed to be due to the chemical structure of the individual matrix phases.

さらに有利には、第1のフィラーと第2のフィラーは焼結されていない。これにより、生産の省エネ化に関する利点だけでなく、高透磁率および高熱伝導性に関する利点ももたらされる。 More preferably, the first filler and the second filler are not sintered. This brings not only the advantages of energy saving in production, but also the advantages of high magnetic permeability and high thermal conductivity.

誘導部品は、例えば、コイルとして構成することができ、このために、特に銅線巻線を含む。誘導性と熱伝導性とが非常に良好であるため、本発明にかかる誘導部品は、特に変圧器として構成されており、この目的のために、銅線巻線と、銅線巻線として構成することもできる少なくとも1つのさらなる導電性巻線とを含む。 The inductive component can be configured, for example, as a coil, which in particular includes copper wire windings. Due to its very good inductive and thermal conductivity, the inductive component according to the present invention is specifically configured as a transformer, and for this purpose it is configured as a copper wire winding and a copper wire winding. Also included with at least one additional conductive winding that can also be.

同様に、本発明によれば、誘導部品の製造方法についても記載されている。この方法は、スラリーを生成しながら、マトリックス材料を、少なくとも1つの第1のフィラー、水、および任意で少なくとも1つの流動化剤と混合するステップを含む。ここで、スラリーとは、固化していない、硬化していない、多かれ少なかれ流動性のある、または少なくとも成形可能な塊であると理解される。 Similarly, according to the present invention, a method for manufacturing an induction component is also described. The method comprises mixing the matrix material with at least one first filler, water, and optionally at least one fluidizing agent while producing the slurry. Here, a slurry is understood to be a non-solidified, uncured, more or less fluid, or at least formable mass.

本発明の意味での流動化剤は、例えば、変性ポリカルボン酸エーテルとすることができ、例えば、スラリーの合計質量に対して0.1~2質量%で使用することができる。 The fluidizing agent in the sense of the present invention can be, for example, a modified polycarboxylic acid ether, and can be used, for example, in an amount of 0.1 to 2% by mass based on the total mass of the slurry.

この時、マトリックス材料は、非硬化アルミナセメント、非硬化リン酸塩セメント、非硬化SiO、非硬化MgO、および非硬化反応性アルミナから選択される少なくとも1つを含む。また、第1のフィラーは、少なくとも1つの軟磁性粉末を含む。混合は、例えば適切な撹拌機で撹拌することによって行うことができる。次に、得られたスラリーを銅線巻線の周りに配置し、スラリーが銅線巻線の可能な限り全面を、ただし少なくとも銅線巻線の外周部を囲むようにする。続いて、50~150℃の範囲の温度で、水によるマトリックス材料の少なくとも部分的な硬化により、スラリーを固化する。この硬化するステップは、例えば、オーブン内で行うことができる。200℃を超える温度での焼結は行われない。硬化により、それまで使用されていた流動化剤がほとんど除去され、その後は略検出され得なくなる。 At this time, the matrix material contains at least one selected from uncured alumina cement, uncured phosphate cement, uncured SiO 2 , uncured MgO, and uncured reactive alumina. The first filler also contains at least one soft magnetic powder. Mixing can be done, for example, by stirring with a suitable stirrer. The resulting slurry is then placed around the copper winding so that the slurry surrounds as much of the copper winding as possible, but at least the outer periphery of the copper winding. Subsequently, at a temperature in the range of 50 to 150 ° C., the slurry is solidified by at least partial curing of the matrix material with water. This curing step can be performed, for example, in an oven. No sintering is performed at temperatures above 200 ° C. Curing removes most of the fluidizing agents that have been used up to that point, and is largely undetectable thereafter.

本発明によって既に上述したような、本発明の意味における被覆材が得られる。マトリックス材の硬化度合いは、水の添加量で調整できる。適切な水の量は、簡単な実験で見つけることができる。 The present invention provides a coating material in the sense of the present invention as already described above. The degree of hardening of the matrix material can be adjusted by adjusting the amount of water added. The right amount of water can be found by a simple experiment.

本発明にかかる方法は、容易かつ安価に実施可能であり、高透磁率(μ=2~4または10~500)、高漏れインダクタンス、および統合された共振インダクタンスを有する誘導部品を、誘電率をほとんどまたは全く増加させることなく製造することができる。さらに、本発明によって製造される部品は、高い熱伝導率も特徴であるため、誘導部品は高効率であり、優れた電力密度を有する。 The method according to the present invention can be easily and inexpensively carried out, and the dielectric constant of an induction component having a high magnetic permeability (μ R = 2 to 4 or 10 to 500), a high leakage inductance, and an integrated resonance inductance. Can be manufactured with little or no increase. Further, since the parts manufactured by the present invention are also characterized by high thermal conductivity, the induction parts are highly efficient and have an excellent power density.

本発明にかかる誘導部品について述べた利点、有利な効果、および改善形態は、本発明にかかる誘導部品の製造方法にも適用される。 The advantages, advantageous effects, and improved embodiments described for the induction component according to the present invention are also applied to the method for manufacturing the induction component according to the present invention.

機械的特性を向上させるために、この方法は、マトリックス材料の硬化後にアニールを行うステップをさらに含んでもよい。この時、アニールは好ましくは100~150℃の範囲の温度で行われる。 To improve the mechanical properties, this method may further include an annealing step after curing the matrix material. At this time, annealing is preferably performed at a temperature in the range of 100 to 150 ° C.

同様に、有利には、この方法は、特にフェライトコアとして構成されている磁気コアを、銅線巻線で囲むステップを含んでいてもよい。したがって、本実施形態では、銅線巻線は自由形状の銅線巻線としては存在せず、磁気コアを囲んでいる。このため、被覆材は磁気コアを囲む銅線巻線の周囲に配置され、特に銅線巻線の内部には配置されていない。 Similarly, advantageously, the method may include enclosing a magnetic core specifically configured as a ferrite core with copper wire windings. Therefore, in this embodiment, the copper wire winding does not exist as a free-form copper wire winding and surrounds the magnetic core. Therefore, the covering material is arranged around the copper wire winding surrounding the magnetic core, and is not particularly arranged inside the copper wire winding.

以下に、本発明の実施例を、添付の図面を参照して詳述する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

第1の実施形態にかかる誘導部品の断面図である。It is sectional drawing of the guide component which concerns on 1st Embodiment. 第2の実施形態にかかる誘導部品の断面図である。It is sectional drawing of the guide component which concerns on 2nd Embodiment.

図には、本発明の本質的な特徴のみを示す。その他の特徴はすべて、見易くするために省略している。また、同一の参照符号は同一の構成要素を示す。 The figure shows only the essential features of the present invention. All other features are omitted for clarity. Further, the same reference numeral indicates the same component.

図1は、第1の実施形態にかかる誘導部品1の断面図を示す。誘導部品1は、銅線巻線3に四方を囲まれた磁気コア4が配置されたハウジング2を含む。ここで、銅線巻線3は、磁気コア4に直接巻回されている。 FIG. 1 shows a cross-sectional view of the induction component 1 according to the first embodiment. The induction component 1 includes a housing 2 in which a magnetic core 4 surrounded on all sides by a copper wire winding 3 is arranged. Here, the copper wire winding 3 is directly wound around the magnetic core 4.

磁気コア4は、例えば、フェライトコアとして構成されるか、またはポリマーマトリックスを用いた磁性粉末コアとして、もしくは焼結磁性粉末コアとしても構成され、フェライトコアとして構成されることが好ましい。磁気コア4と、磁気コア4を囲む銅線巻線3とがハウジング2内に配置されている。ハウジング2と銅線巻線3との間には、銅線巻線3とハウジング2との間の接続を提供する被覆材8が配置されている。 The magnetic core 4 is preferably configured as, for example, a ferrite core, a magnetic powder core using a polymer matrix, or a sintered magnetic powder core, and is preferably configured as a ferrite core. A magnetic core 4 and a copper wire winding 3 surrounding the magnetic core 4 are arranged in the housing 2. Between the housing 2 and the copper wire winding 3, a covering material 8 that provides a connection between the copper wire winding 3 and the housing 2 is arranged.

被覆材8は、マトリックス5と、第1のフィラー6および第2のフィラー7とを含み、第1のフィラー6は、例えばカルボニル鉄粉またはフェライト粉などの軟磁性粉末であり、第2のフィラー7は、Alである。第1のフィラー6と第2のフィラー7とは、マトリックス5に分散しており、非焼結型である。 The coating material 8 contains a matrix 5 and a first filler 6 and a second filler 7. The first filler 6 is a soft magnetic powder such as carbonyl iron powder or ferrite powder, and the second filler 6 is used. 7 is Al 2 O 3 . The first filler 6 and the second filler 7 are dispersed in the matrix 5 and are non-sintered.

マトリックス5は、アルミナセメント、リン酸塩セメント、SiO、MgO、および反応性アルミナから選択される少なくとも1つを含む。これらの化合物またはこれらの化合物の混合物は、50~150℃の水で少なくとも部分的に硬化した形態で存在し、焼結されていない。したがって、マトリックス5は、最大粒径が200μmの粒子の微結晶ネットワークを形成し、微結晶ネットワークではフィラー6、7が均一に分散している。被覆材8、ひいては誘導部品1にもポルトランドセメントは含まれていない。 Matrix 5 comprises at least one selected from alumina cement, phosphate cement, SiO 2 , MgO, and reactive alumina. These compounds or mixtures of these compounds are present in at least partially cured form in water at 50-150 ° C. and are not sintered. Therefore, the matrix 5 forms a microcrystal network of particles having a maximum particle size of 200 μm, and the fillers 6 and 7 are uniformly dispersed in the microcrystal network. Portland cement is not contained in the covering material 8 and, by extension, the induction component 1.

被覆材8の合計質量に対するマトリックス5の合計質量は、5~25質量%である。 The total mass of the matrix 5 with respect to the total mass of the covering material 8 is 5 to 25% by mass.

被覆材8の合計質量に対する第1および第2のフィラー6,7の合計質量は75~95質量%であり、第1のフィラー6および第2のフィラー7の合計質量に対する第1のフィラー6、すなわち軟磁性粉末の割合は、有利には1~50質量%である。これにより、第2のフィラー7の割合が高いため、良好な磁気特性において特に高い熱伝導率が得られる。 The total mass of the first and second fillers 6 and 7 with respect to the total mass of the covering material 8 is 75 to 95% by mass, and the first filler 6 with respect to the total mass of the first filler 6 and the second filler 7. That is, the ratio of the soft magnetic powder is advantageously 1 to 50% by mass. As a result, since the proportion of the second filler 7 is high, particularly high thermal conductivity can be obtained with good magnetic properties.

誘導部品1は、被覆材8の使用により、高電力密度および高効率を特徴とする。つまり、誘導部品1は、誘電率を大幅に上げることなく、高透磁率(μ=2~4または10~500)で高い漏れインダクタンスと共振インダクタンスとを有する。さらに、被覆材8は熱伝導率が高いため、誘導部品1の電力密度をさらに高める。 The induction component 1 is characterized by high power density and high efficiency due to the use of the covering material 8. That is, the induction component 1 has a high leakage inductance and a resonance inductance with a high magnetic permeability (μ R = 2 to 4 or 10 to 500) without significantly increasing the dielectric constant. Further, since the covering material 8 has a high thermal conductivity, the power density of the induction component 1 is further increased.

図2は、第2の実施形態にかかる誘導部品10の断面図を示す。誘導部品10は、図1からの誘導部品1とは磁気コアを有していない点で異なる。したがって、銅線巻線3は、例えばキャリア上に予め作製された自由形状の銅線巻線の形態をしている。 FIG. 2 shows a cross-sectional view of the induction component 10 according to the second embodiment. The induction component 10 differs from the induction component 1 from FIG. 1 in that it does not have a magnetic core. Therefore, the copper wire winding 3 is in the form of a free-form copper wire winding prefabricated on a carrier, for example.

被覆材8の合計質量に対するマトリックス5の合計質量は、ここでも5~25質量%である。 The total mass of the matrix 5 with respect to the total mass of the covering material 8 is again 5 to 25% by mass.

被覆材8の合計質量に対する第1のフィラー6および第2のフィラー7の合計質量は75~95質量%であり、第1のフィラー6および第2のフィラー7の合計質量に対する第1のフィラー6、すなわち軟磁性粉末の割合は、図1からの誘導部品1からのマトリックスにおけるよりも高く、特に75~95質量%である。そのため、第2のフィラー7、すなわち特にAlの割合は低くなる。軟磁性粉末の割合がより高いことは、誘導部品10の磁気特性の観点から有利である。 The total mass of the first filler 6 and the second filler 7 is 75 to 95% by mass with respect to the total mass of the covering material 8, and the first filler 6 with respect to the total mass of the first filler 6 and the second filler 7 That is, the proportion of the soft magnetic powder is higher than in the matrix from the induction component 1 from FIG. 1, especially 75-95% by weight. Therefore, the proportion of the second filler 7, that is, especially Al 2 O 3 , is low. A higher proportion of soft magnetic powder is advantageous from the viewpoint of the magnetic properties of the induction component 10.

また、誘導部品10も、被覆材8を使用しているため電力密度が高く、高効率であることを特徴とする。高透磁率(μ=2~4または10~500)、ならびに高い漏れインダクタンスおよび共振インダクタンスも得られる。さらに、被覆材8は良好な熱伝導性を有しているため、誘導部品10の電力密度をさらに高める。 Further, since the guide component 10 also uses the covering material 8, it is characterized by high power density and high efficiency. High magnetic permeability (μ R = 2-4 or 10-500), as well as high leakage and resonant inductances are also obtained. Further, since the covering material 8 has good thermal conductivity, the power density of the induction component 10 is further increased.

Claims (16)

銅線巻線(3)と、前記銅線巻線(3)を囲む被覆材(8)とを含む誘導部品であって、前記被覆材(8)が、マトリックス(5)と、少なくとも1つの第1のフィラー(6)とを含み、
前記マトリックス(5)が、アルミナセメント、リン酸塩セメント、SiO、MgO、および反応性アルミナ、から選択される少なくとも1つを含み、ならびに、
前記第1のフィラー(6)が、少なくとも1つの軟磁性粉末を含む、誘導部品。
An induction component including a copper wire winding (3) and a covering material (8) surrounding the copper wire winding (3), wherein the covering material (8) includes a matrix (5) and at least one. Including the first filler (6)
The matrix (5) comprises at least one selected from alumina cement, phosphate cement, SiO 2 , MgO, and reactive alumina, and
An induction component in which the first filler (6) contains at least one soft magnetic powder.
前記軟磁性粉末が、カルボニル鉄粉およびフェライト粉から選択される、請求項1に記載の誘導部品。 The induction component according to claim 1, wherein the soft magnetic powder is selected from carbonyl iron powder and ferrite powder. 前記被覆材(8)が、少なくとも1つのポリマー、特に熱可塑性ポリマーを含む、請求項1または2に記載の誘導部品。 The induction component according to claim 1 or 2, wherein the coating material (8) contains at least one polymer, particularly a thermoplastic polymer. 少なくとも1つの第2のフィラー(7)をさらに含み、前記第2のフィラー(7)が特にAlを含む、請求項1から3のいずれか一項に記載の誘導部品。 The induction component according to any one of claims 1 to 3, further comprising at least one second filler (7), wherein the second filler (7) particularly comprises Al 2 O 3 . 前記被覆材(8)の合計質量に対する前記マトリックス(5)の合計質量が5~25質量%である、請求項1から4のいずれか一項に記載の誘導部品。 The induction component according to any one of claims 1 to 4, wherein the total mass of the matrix (5) is 5 to 25% by mass with respect to the total mass of the covering material (8). 前記被覆材(8)の合計質量に対する第1および第2のフィラー(6、7)の合計質量が75~95質量%である、請求項4または5に記載の誘導部品。 The induction component according to claim 4 or 5, wherein the total mass of the first and second fillers (6, 7) is 75 to 95% by mass with respect to the total mass of the covering material (8). 第1および第2のフィラー(6、7)の合計質量に対する第1のフィラー(6)の合計質量が75~95質量%である、請求項4から6のいずれか一項に記載の誘導部品。 The induction component according to any one of claims 4 to 6, wherein the total mass of the first filler (6) is 75 to 95% by mass with respect to the total mass of the first and second fillers (6, 7). .. 磁気コア(4)、特にフェライトコアをさらに含み、前記銅線巻線(3)が、前記磁気コア(4)を少なくとも部分的に囲む、請求項1から6のいずれか一項に記載の誘導部品。 The induction according to any one of claims 1 to 6, further comprising a magnetic core (4), particularly a ferrite core, wherein the copper wire winding (3) surrounds the magnetic core (4) at least partially. parts. 第1のフィラーおよび第2のフィラー(6、7)の合計質量に対する第1のフィラー(6)の合計質量が1~50質量%である、請求項4から6および8のいずれか一項に記載の誘導部品。 In any one of claims 4 to 6 and 8, the total mass of the first filler (6) is 1 to 50% by mass with respect to the total mass of the first filler and the second filler (6, 7). Described induction parts. 第1のフィラーおよび第2のフィラー(6、7)の合計質量に対する第2のフィラー(7)の合計質量が50~99質量%である、請求項4から6、8および9のいずれか一項に記載の誘導部品。 One of claims 4 to 6, 8 and 9, wherein the total mass of the second filler (7) is 50 to 99% by mass with respect to the total mass of the first filler and the second filler (6, 7). Induction parts as described in the section. 前記部品(1、10)がポルトランドセメントを含まない、請求項1から10のいずれか一項に記載の誘導部品。 The induction component according to any one of claims 1 to 10, wherein the components (1, 10) do not contain Portland cement. 前記第1のフィラー(6)および前記第2のフィラー(7)が焼結されていない、請求項1から11のいずれか一項に記載の誘導部品。 The induction component according to any one of claims 1 to 11, wherein the first filler (6) and the second filler (7) are not sintered. 変圧器として構成されている、請求項1から12のいずれか一項に記載の誘導部品。 The induction component according to any one of claims 1 to 12, which is configured as a transformer. スラリーを生成しながら、マトリックス材料を、少なくとも1つの第1のフィラー(6)、水、および任意で少なくとも1つの流動化剤と混合するステップであって、前記マトリックス材料が、非硬化アルミナセメント、非硬化リン酸塩セメント、非硬化SiO、非硬化MgO、および非硬化反応性アルミナから選択される少なくとも1つを含み、前記第1のフィラー(6)が、少なくとも1つの軟磁性粉末を含む、ステップと、
前記スラリーで銅線巻線(3)を囲むステップと、
50~150℃の範囲の温度で、水により前記マトリックス材料を少なくとも部分的に硬化させるステップと
を含む、誘導部品(1、10)の製造方法。
The step of mixing the matrix material with at least one first filler (6), water, and optionally at least one fluidizing agent while producing the slurry, wherein the matrix material is uncured alumina cement. Contains at least one selected from uncured phosphate cement, uncured SiO 2 , uncured MgO, and uncured reactive alumina, wherein the first filler (6) comprises at least one soft magnetic powder. , Steps and
The step of surrounding the copper wire winding (3) with the slurry,
A method of manufacturing an inductive component (1, 10) comprising a step of at least partially curing the matrix material with water at a temperature in the range of 50-150 ° C.
前記マトリックス材料の前記硬化後にアニールを行うステップをさらに含み、前記アニールが100~150℃の範囲の温度で行われる、請求項14に記載の方法。 14. The method of claim 14, further comprising an annealing after the curing of the matrix material, wherein the annealing is performed at a temperature in the range 100-150 ° C. 磁気コア(4)、特にフェライトコアを、前記銅線巻線(3)で囲むステップを含む、請求項14または15に記載の方法。
The method of claim 14 or 15, comprising enclosing the magnetic core (4), particularly the ferrite core, with the copper wire winding (3).
JP2021559409A 2019-04-08 2020-03-11 Induction parts and manufacturing method of induction parts Pending JP2022526620A (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019204950.8 2019-04-08
DE102019204950.8A DE102019204950A1 (en) 2019-04-08 2019-04-08 Inductive component and method for manufacturing an inductive component
PCT/EP2020/056424 WO2020207687A1 (en) 2019-04-08 2020-03-11 Inductive component and method for producing an inductive component

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2022526620A true JP2022526620A (en) 2022-05-25

Family

ID=69810839

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021559409A Pending JP2022526620A (en) 2019-04-08 2020-03-11 Induction parts and manufacturing method of induction parts

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP3953954A1 (en)
JP (1) JP2022526620A (en)
CN (1) CN113614862A (en)
DE (1) DE102019204950A1 (en)
WO (1) WO2020207687A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022125977A1 (en) 2021-10-07 2023-04-13 Axing Ag Winding material for electronic circuits or assemblies

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61145707A (en) * 1984-12-20 1986-07-03 Tdk Corp Magnetic head, production of magnetic head and its casting mold
JPH0264446A (en) * 1988-05-24 1990-03-05 Gte Lab Inc Gas sensor element, assembly and device
JPH0986984A (en) * 1995-09-27 1997-03-31 Hagiwara Kogyo Kk Polypropylene fiber for cement reinforcement
JP2002520844A (en) * 1998-07-10 2002-07-09 エプコス アクチエンゲゼルシャフト Magnetizable products, their use and their production
JP2005064422A (en) * 2003-08-20 2005-03-10 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd Magnetic core and its manufacturing method
JP2012069598A (en) * 2010-09-21 2012-04-05 Sumitomo Electric Ind Ltd Reactor and manufacturing method therefor
JP2012212856A (en) * 2011-03-24 2012-11-01 Sumitomo Electric Ind Ltd Composite material, core for reactor, and reactor
JP2018182203A (en) * 2017-04-19 2018-11-15 株式会社村田製作所 Coil component

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2065278B (en) * 1979-12-14 1983-10-12 Flogates Ltd Composite moulded refractory articles amd their manufacture
EP0157927B1 (en) * 1984-03-23 1989-03-22 Siemens Aktiengesellschaft Electronic component, in particular a chip inductance
US5151203A (en) * 1991-06-21 1992-09-29 Halliburton Company Composition and method for cementing a well
JP4216917B2 (en) * 1997-11-21 2009-01-28 Tdk株式会社 Chip bead element and manufacturing method thereof
DE29823969U1 (en) * 1998-07-10 2000-03-16 Epcos Ag Magnetizable product
DE102006038370A1 (en) * 2006-08-11 2008-02-14 E.G.O. Elektro-Gerätebau GmbH Coil carrier for inductors
DE102007007117A1 (en) * 2007-02-13 2008-08-21 Vogt Electronic Components Gmbh Inductive component for large power spectrum and different installation space measurements, has two inductors arranged mechanically fixed to each other in pre-determined condition and are surrounded by magnetic filling
CN105845423B (en) * 2016-06-17 2018-01-19 深圳市固电电子有限公司 Integrated inductor obtained by the preparation method and use the method for integrated inductor

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61145707A (en) * 1984-12-20 1986-07-03 Tdk Corp Magnetic head, production of magnetic head and its casting mold
JPH0264446A (en) * 1988-05-24 1990-03-05 Gte Lab Inc Gas sensor element, assembly and device
JPH0986984A (en) * 1995-09-27 1997-03-31 Hagiwara Kogyo Kk Polypropylene fiber for cement reinforcement
JP2002520844A (en) * 1998-07-10 2002-07-09 エプコス アクチエンゲゼルシャフト Magnetizable products, their use and their production
JP2005064422A (en) * 2003-08-20 2005-03-10 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd Magnetic core and its manufacturing method
JP2012069598A (en) * 2010-09-21 2012-04-05 Sumitomo Electric Ind Ltd Reactor and manufacturing method therefor
JP2012212856A (en) * 2011-03-24 2012-11-01 Sumitomo Electric Ind Ltd Composite material, core for reactor, and reactor
JP2018182203A (en) * 2017-04-19 2018-11-15 株式会社村田製作所 Coil component

Also Published As

Publication number Publication date
CN113614862A (en) 2021-11-05
WO2020207687A1 (en) 2020-10-15
EP3953954A1 (en) 2022-02-16
DE102019204950A1 (en) 2020-10-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5358562B2 (en) Method for producing composite magnetic material and composite magnetic material
JP5374537B2 (en) Soft magnetic powder, granulated powder, dust core, electromagnetic component, and method for manufacturing dust core
JP3964213B2 (en) Manufacturing method of dust core and high frequency reactor
JPWO2009128425A1 (en) Composite magnetic material and method for producing the same
TWI459411B (en) Insulation composition capable of enduring high temperature and insulation coil and magnetic device using same
RU2636653C2 (en) Optimal inductor device
JPS60107807A (en) Core
JP2005294458A (en) High-frequency composite magnetic powder material, high-frequency dust core and method for manufacturing the same
KR20010042585A (en) Composite magnetic material
JP2010272604A (en) Soft magnetic powder and dust core using the same, and inductor and method of manufacturing the same
JP2022526620A (en) Induction parts and manufacturing method of induction parts
CN1295715C (en) Powder magnetic core and HF reactor therewith
JP2007123376A (en) Compound magnetic substance and magnetic device using same, and method of manufacturing same
JP6615850B2 (en) Composite magnetic material and core manufacturing method
CN112435821B (en) High-efficiency magnetic powder core and preparation method thereof
KR20200060841A (en) Manufacturing method of a hybrid type inductor and Hybrid type inductor manufactured using the method
KR101806448B1 (en) Method of fabricating soft magnetic composite
JP3145832U (en) Composite magnetic material
JP7157946B2 (en) Method for manufacturing magnetic material, method for manufacturing powder magnetic core, and method for manufacturing coil component
JP2005136164A (en) Coil component and electronic device using it
JP2007254814A (en) Fe-Ni-BASED SOFT MAGNETIC ALLOY POWDER, GREEN COMPACT, AND COIL-SEALED DUST CORE
JP2006100292A (en) Dust core manufacturing method and dust core manufactured thereby
JP4527225B2 (en) Manufacturing method of dust core
JP2009105170A (en) Composite magnetic material, and dust core and inductor using the same
WO2020145047A1 (en) Method for manufacturing magnetic material, method for manufacturing powder magnetic core, method for manufacturing coil component, powder magnetic core, coil component, and granulated powder

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20211207

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230118

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20230119

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230411

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230713

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20231012

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20231208

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20240227