JP5129893B1 - 磁性材料およびコイル部品 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】酸化被膜12を有する金属粒子11が成形されてなる粒子成形体1からなり、金属粒子11はFe−Si−Cr系軟磁性合金からなり、粒子成形体1中の隣接する金属粒子11は、互いに隣接する金属粒子11と、それぞれが有する酸化被膜12どうしの結合によって結合されており、酸化被膜12どうしの結合22の少なくとも一部は結晶性の酸化物からなる結合22であり、好ましくは、酸化物からなる結合22の少なくとも一部は連続的に格子結合している磁性材料、ならびにこの磁性材料を素体とするコイル部品。
【選択図】図1
Description
本発明の磁性材料は酸化被膜を有する金属粒子が成形されてなる粒子成形体からなる。
前記金属粒子はFe−Si−Cr系軟磁性合金からなる。粒子成形体中の金属粒子は、互いに隣接する金属粒子と、それぞれが有する酸化被膜どうしの結合によって結合されている。この酸化被膜どうしの結合の少なくとも一部は結晶性の酸化物からなる結合であって、この結晶性の酸化物からなる結合の少なくとも一部は連続的に格子結合、より具体的には、隣接する金属粒子のそれぞれが有する酸化被膜どうしの結合における一方の金属粒子の端から他方の金属粒子の端に至る結晶格子を形成している。
別途、好適には、上記酸化被膜どうしの結合は熱処理によって生成されたものである。
本発明の別の態様によれば、上記磁性材料を素体として用いる種々のコイル部品が提供される。
本発明によれば、磁性材料は所定の粒子が成形されてなる粒子成形体からなる。本発明において、磁性材料はコイル・インダクタ等のコイル部品における磁路の役割を担う物品であり、典型的にはコイル部品におけるコアなどの形態をとる。
熱処理は酸化雰囲気下で行うことが好ましい。より具体的には、加熱中の酸素濃度は好ましくは1%以上であり、これにより、酸化被膜どうしの結合22および金属結合が両方とも生成しやすくなる。酸素濃度の上限は特に定められるものではないが、製造コスト等を考慮して空気中の酸素濃度(約21%)を挙げることができる。加熱温度については、結晶性の酸化物からなる酸化被膜12を生成して酸化被膜12どうしの連続的な格子結合を有する結合22を生成させやすくする観点からは好ましくは600℃以上であり、酸化を適度に抑制して金属結合の存在を維持して透磁率を高める観点からは好ましくは900℃以下である。加熱温度はより好ましくは700〜800℃である。酸化被膜12どうしの結合22が連続的な格子結合を形成し易くなる観点からは加熱時間は好ましくは0.5時間以上である。酸化被膜12どうしの結合22とともに金属結合も生成させやすくする観点からは、加熱時間は好ましくは0.5〜3時間である。
本実施例で製造したコイル部品の具体構造例を説明する。部品としてのコイル部品は長さが約3.2mmで、幅が約1.6mmで、高さが約0.8mmで、全体が直方体形状を成している。図2はコイル部品としての積層インダクタの模式断面図である。コイル部品40は、直方体形状の部品本体41と、部品本体41の長さ方向の両端部に設けられた1対の外部端子44、45とを有している。部品本体41は、直方体形状の粒子成形体1からなる磁性材料1と、磁性材料1によって覆われた螺旋状のコイル43とを有しており、コイル43の両端はそれぞれ対向する2つの外部端子44、45に接続している。
上記Fe−Cr−Si合金85wt%、ブチルカルビトール(溶剤)が13wt%、ポリビニルブチラール(バインダ)2wt%からなる磁性体ペーストを調製した。ドクターブレードを用いて、この磁性体ペーストをプラスチック製のベースフィルムの表面に塗工し、これを熱風乾燥機で、約80℃、約5minの条件で乾燥した。このようにしてベースフィルム上にグリーンシートを得た。このベースフィルムとグリーンシートを、カレンダーロールにて、約70℃、2000kgfの荷重で圧延した。その後、グリーンシートをカットして、磁性体層ML1〜ML6(図3を参照)に対応し、且つ、多数個取りに適合したサイズの第1〜第6シートをそれぞれ得た。
得られた積層インダクタにおけるデバイスとしての強度について、3点曲げ破断応力を測定した。高さ寸法がhであり奥行き寸法がbである測定対象物に対して高さ方向に荷重をかけて測定対象物が破断するときの荷重Wを測定した。曲げモーメントMおよび断面二次モーメントIを考慮して、以下の式から、3点曲げ破断応力σbを算出した。Lは荷重をかける面の反対側で測定対象物を支える2つの支点間の距離である。
σb=(M/I)×(h/2)=3WL/2bh2
熱処理前の強度は14kgf/mm2、熱処理後の強度は24kgf/mm2だった。
Claims (6)
- 酸化被膜を有する金属粒子が成形されてなる粒子成形体からなり、
前記金属粒子はFe−Si−Cr系軟磁性合金からなり、
前記粒子成形体中の前記金属粒子は、互いに隣接する金属粒子と、それぞれが有する酸化被膜どうしの結合によって結合されており、
前記酸化被膜どうしの結合の少なくとも一部は結晶性の酸化物からなる結合であり、
前記結晶性の酸化物からなる結合の少なくとも一部は連続的に格子結合している、
磁性材料。 - 前記結晶性の酸化物からなる結合の少なくとも一部は、隣接する金属粒子のそれぞれが有する酸化被膜どうしの結合における一方の金属粒子の端から他方の金属粒子の端に至る結晶格子からなる、請求項1記載の磁性材料。
- 前記酸化被膜どうしの結合は熱処理によって生成されたものである請求項1又は2記載の磁性材料。
- 素体の内部あるいは表面にコイルを有するコイル部品であって、
前記素体として、
酸化被膜を有する金属粒子が成形されてなる粒子成形体からなり、
前記金属粒子はFe−Si−Cr系軟磁性合金からなり、
前記粒子成形体中の前記金属粒子は、互いに隣接する金属粒子と、それぞれが有する酸化被膜どうしの結合によって結合されており、
前記酸化被膜どうしの結合の少なくとも一部は結晶性の酸化物からなる結合であり、
前記結晶性の酸化物からなる結合の少なくとも一部は連続的に格子結合している、
磁性材料を用いたコイル部品。 - 前記結晶性の酸化物からなる結合の少なくとも一部は、隣接する金属粒子のそれぞれが有する酸化被膜どうしの結合における一方の金属粒子の端から他方の金属粒子の端に至る結晶格子からなる、請求項4記載のコイル部品。
- 前記酸化被膜どうしの結合は熱処理によって生成されたものである請求項4又は5記載のコイル部品。
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