JPH07211530A - 磁 心 - Google Patents

磁 心

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JPH07211530A
JPH07211530A JP6014020A JP1402094A JPH07211530A JP H07211530 A JPH07211530 A JP H07211530A JP 6014020 A JP6014020 A JP 6014020A JP 1402094 A JP1402094 A JP 1402094A JP H07211530 A JPH07211530 A JP H07211530A
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JP
Japan
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magnetic core
polymer film
thin
alloy ribbon
magnetic
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Pending
Application number
JP6014020A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshio Bizen
備前嘉雄
Katsuto Yoshizawa
吉沢克仁
Susumu Nakajima
中島晋
Shunsuke Arakawa
荒川俊介
Hirohiko Miki
三木裕彦
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.)
Proterial Ltd
Original Assignee
Hitachi Metals Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Metals Ltd filed Critical Hitachi Metals Ltd
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Publication of JPH07211530A publication Critical patent/JPH07211530A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
    • H01F1/14Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/147Alloys characterised by their composition
    • H01F1/153Amorphous metallic alloys, e.g. glassy metals
    • H01F1/15383Applying coatings thereon

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Soft Magnetic Materials (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 薄くても絶縁耐圧の高いコーティング層を有
する小型、薄型磁心の提供。 【構成】 平均粒径500オングストローム以下のbc
c−Fe固溶体結晶粒が組織の50%以上を占める軟磁
性合金薄帯を巻回してなるトロイダル磁心基体と、その
外周面を被覆するパラキシリレン重合膜またはクロロパ
ラキシリレン重合膜とからなる磁心。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はインターフェース用等の
パルストランスあるいはノイズフィルタ用チョーク等に
使用される小型、薄型の磁心に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、表面実装技術の進歩により電子機
器の小型化、薄型化、高機能化が急速に進展している。
これに伴いコイル部品にも小型、薄型で高性能な表面実
装品が強く求められている。例えばISDNのインター
フェース用パルストランスには、小型、薄型で高周波伝
送特性に優れることが要求される。すなわち、インダク
タンスが大きい、巻線間容量が小さい、入出力巻線間の
結合が高い等が要求される。また、過酷な使用環境に耐
えられるだけの十分な温度特性も必要とされる。
【0003】現在、この用途には主にフェライトが使用
され、高さ3mm程度の小型、薄型パルストランスが実用
化されている。しかし、フェライトの透磁率は高々1000
0程度と小さいため、パルストランスに用いた場合、所
定のインダクタンスを得るために巻線数が多くなり巻線
間容量が増大し、十分な伝送特性が得られないばかりで
なく、透磁率の温度特性が悪いため伝送特性が不安定と
なりやすいことや、小型、薄型で高透磁率のフェライト
を製造することが困難である等の問題があった。
【0004】近年、超微結晶軟磁性合金等に代表される
液体急冷法により作製される磁性合金薄帯を用いたトロ
イダル磁心が注目され、各種インダクタンス素子として
使用されている。
【0005】特開平2−295101号にはフェライト
に比べ透磁率の高い超微結晶軟磁性合金を用いた、IS
DNのインターフェース変成器用磁心が開示されてい
る。ここでは、液体急冷法により製造された幅6mmの
超微結晶軟磁性合金薄帯を外径14mm、内径7mm、
高さ6mmに巻回した、伝送特性に優れる磁心が開示さ
れている。しかし、磁心のインダクタンスおよび薄型化
の点で不十分である。特に薄型化に関しては、高さ1〜
2mm程度の要求がなされている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】一般に、金属磁性合金
薄帯から構成されたトロイダル磁心を用いたコイル部品
では磁心と巻線間を電気的に絶縁する必要があり、IS
DNのインターフェースパルストランス用磁心の場合、
最もきびしいヨーロッパにおける規格では4kV以上の
絶縁耐圧が要求されている。磁心と巻線間を電気的に絶
縁するためには、磁心を樹脂製のケースに収納し巻線を
施したケース品と、磁心外表面をコーティングし、巻線
を施したコーティング品が知られている。しかしなが
ら、ケース品の場合、0.2mm以下の薄肉形状のコア
ケースを作製することは事実上困難であり、機械的強度
も劣るため取扱いが難しい問題がある。一方、従来コー
ティング品としては専らエポキシ樹脂をコーティング材
として用いていたが、薄肉でピンホールのない均一なコ
ーティング膜を形成することが極めて困難であること、
また薄肉にした場合、磁心エッヂ部の肉厚が不均一で、
十分な絶縁耐圧が得られないこと等のため、高さ1〜2
mmの薄型磁心に適用することはできない。
【0007】そこで本発明は、薄くても絶縁耐圧の高い
コーティング層を有する小型、薄型磁心の提供を課題と
する。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者は前記課題を解
決するために種々のコーティング材について検討を行っ
た結果、パラキシリレン重合膜またはクロロパラキシリ
レン重合膜は、従来用いられていたエポキシ樹脂よりも
薄い膜厚であっても高い絶縁耐圧が得られることを見い
だした。すなわち本発明磁心は、平均粒径500オング
ストローム以下のbcc−Fe固溶体結晶粒が組織の5
0%以上を占める軟磁性合金薄帯を巻回してなるトロイ
ダル磁心基体と、その外表面を被覆するパラキシリレン
重合膜またはクロロパラキシリレン重合膜とからなるこ
とを特徴とする。
【0009】以下本発明を詳述する。本発明に用るパラ
キシリレン重合膜またはクロロパラキシリレン重合膜と
は、例えば米国ユニオン・カーバイド社製の熱可塑性樹
脂パリレン(商標名)があり、より具体的にはパリレン
N(ポリパラキシリレン)、パリレンC(ポリモノクロ
ロパラキシリレン)、パリレンD(ポリジクロロパラキ
シリレン)の3種がある。以上のパリレン皮膜は、米国
ユニオン・カーバイド社製のパリレン蒸着装置を用い真
空蒸着により形成することができる。パラキシリレン重
合膜またはクロロパラキシリレン重合膜は、数μmの膜
厚で4kV以上の絶縁耐圧を有する。しかも、膜中にピ
ンホールが発生することは極めてまれであり、本来有す
る絶縁耐圧を十分に保証することができる。
【0010】磁心の外表面のコーティング肉厚は5〜5
0μmの範囲が望ましい。5μm未満では磁心エッヂ部
のコーティング肉厚が不均一になるおそれがあり、50
μmで要求される絶縁耐圧は十分に満足できるからであ
る。特に10〜20μmにすることで超薄型、高インダ
クタンスで絶縁耐圧に優れる磁心が得られる。
【0011】本発明磁心の磁心基体を構成する軟磁性合
金としては、例えば、本発明者等が先に提案した特開昭
63−302504号、特開昭64−39347号、特
開平1−142049号、特開平1−149940号、
特開平1−156452号、特開平1−242755
号、特開平1−242756号等に開示される合金が適
用できる。具体的には、 (Fe1-aa100-x1-x2-x3-x4-x5-x6x1Six2x3
M’x4M”x5x6(at%) 但し、M:CoおよびNiの1種または2種 A:CuおよびAuの1種または2種 M’:Nb,Mo,Ta,Ti,Zr,Hf,V,Wの
1種または2種以上 M”:Cr,Mn,Al,白金族元素,Sc,Zn,S
n,Reの1種または2種以上 X:C,Ge,P,Gaの1種または2種以上 0≦a≦0.5,0.1≦x1≦10,0≦x2≦3
0,0≦x3≦30 0.1≦x4≦30,0≦x5≦20,0≦X6≦2
0,0≦x2+x3≦30 で表される組成を有し、平均粒径500オングストロー
ム以下のbcc−Fe固溶体結晶粒が組織の50%以上
を占める合金である。この合金のうち、パルストランス
あるいはノイズフィルタ用磁心には、特に0≦a≦0.
5,0.2≦x2≦3,10≦x2≦20,5≦x3≦
20,0.5≦x4≦10,0≦x5≦10,0≦X6
≦10,10≦x2+x3≦30の組成の合金が望まし
い。
【0012】トロイダル磁心に使用される磁性合金薄帯
の幅は、磁心の薄型化のためには3mm以下が望ましい
が、幅が0.5mm未満の薄帯を製造することは実用上
困難であるため、0.5〜3mmの範囲が好ましい。特
に0.5〜2mmの範囲が望ましい。
【0013】また、磁性合金薄帯の板厚は、液体急冷
法、例えば単ロール法により通常製造可能な5〜30μ
mの範囲が望ましく、特に10〜20μmの範囲が容易
に薄帯を製造できるため好ましい。薄帯の板厚は、例え
ば、重量換算により以下の式によって求められる。採取
する薄帯の長さは50cm程度とすることで、再現良く
板厚が求められる。平均板厚=重量/(密度×長さ×
幅)
【0014】次に本発明磁心の好適な製造方法について
説明する。先ず、単ロール法により幅0.5〜3mm、
板厚5〜30μmの非晶質合金薄帯を巻回しトロイダル
磁心を作製する。次に、非晶質合金の結晶化温度以上の
450〜650℃の温度で、10分〜20時間、アルゴ
ンガスや窒素ガス等の不活性ガス雰囲気中、あるいは真
空中で熱処理することにより、粒径500オングストロ
ーム以下の超微細なbcc−Fe結晶粒を主体とした組
織を形成させる。熱処理は無磁界中、静磁界中、回転磁
界中いずれの条件で実施しても良い。また、特に高周波
で使用する場合は、磁心を作製する際に合金薄帯表面の
少なくとも一方の面にSiO2やAl23等の層間絶縁
膜を0.1〜3μmの厚さに形成することにより磁心の
インダクタンスが一層向上するため好ましい結果が得ら
れる。次に、熱処理した磁心の外表面に上述したコーテ
ィング材を用いてコーティングを施し、本発明磁心が得
られる。
【0015】
【実施例】以下、本発明を実施例にしたがって説明する
が本発明はこれらに限定されるものではない。 (実施例)原子%でCu1%、Nb3%、Si13.5
%、B9%、残部実質的にFeからなる組成の合金溶湯
を単ロール法により急冷し、幅1mm、厚さ20μmの
非晶質合金薄帯を作製した。得られた非晶質合金薄帯を
外径10mm、内径5mmに巻回しトロイダル磁心を作
製した。次に、この磁心を窒素ガス雰囲気中で、550
℃で1h磁界をかけずに熱処理し、室温まで空冷した。
熱処理後、磁心を構成する合金薄帯の形成相および組織
を観察したところ、大部分が100〜200オンク゛ストローム
程度のbcc−Feの超微結晶粒からなっていた。得ら
れた磁心の外表面をパラキシリレン重合膜またはクロロ
パラキシリレン重合膜(ユニオンカーバイド社のパリレ
ンN,C,D)でコーティングした。コーティング肉厚
は表1に示すとおりであるが、表1には磁心エッジ部の
コーティング膜厚も記載する。また、磁心に巻線を施し
て、絶縁耐圧試験器を用いてコイルの絶縁耐圧を測定し
た。
【0016】(従来例)従来例として実施例1と同じ方
法で超微結晶軟磁性合金薄帯からなるトロイダル磁心を
作製した。得られた磁心の外表面をエポキシ系樹脂で被
覆し、肉厚0.3mm、および1.0mmのコーティン
グ層を形成したのち、実施例と同様の方法で絶縁耐圧を
測定した。結果を実施例とともに表1に示す。
【0017】
【表1】
【0018】表1に示すように、従来のエポキシ樹脂は
パリレンと同等の絶縁耐圧を得るためには1.0mm程
度の膜厚の厚いコーティングが必要であるが、本願発明
では10μmの膜厚で十分である。しかも、膜厚が薄い
にもかかわらずエッジ部にも十分コーティングがなされ
ているため、高絶縁耐圧に寄与する。
【0019】
【発明の効果】本発明によれば、絶縁耐圧に優れる超薄
型磁心が得られるため、インターフェース用等のパルス
トランスあるいはノイズフィルタ用チョーク等に使用す
ることにより、従来よりも高性能な磁心を提供すること
が可能である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 荒川俊介 埼玉県熊谷市三ヶ尻5200番地 日立金属株 式会社磁性材料研究所内 (72)発明者 三木裕彦 鳥取県鳥取市南栄町33番地12号日立フェラ イト株式会社鳥取工場内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 平均粒径500オングストローム以下の
    bcc−Fe固溶体結晶粒が組織の50%以上を占める
    軟磁性合金薄帯を巻回してなるトロイダル磁心基体と、
    その外表面を被覆するパラキシリレン重合膜またはクロ
    ロパラキシリレン重合膜とからなることを特徴とする磁
    心。
  2. 【請求項2】 パラキシリレン重合膜またはクロロパラ
    キシリレン重合膜の厚さが、5〜50μmである請求項
    1に記載の磁心。
  3. 【請求項3】 平均粒径500オングストローム以下の
    bcc−Fe固溶体結晶粒が組織の50%以上を占める
    軟磁性合金薄帯の化学組成が、 (Fe1-aa100-x1-x2-x3-x4-x5-x6x1Six2x3
    M’x4M”x5x6(at%) 但し、M:CoおよびNiの1種または2種 A:CuおよびAuの1種または2種 M’:Nb,Mo,Ta,Ti,Zr,Hf,V,Wの
    1種または2種以上 M”:Cr,Mn,Al,白金族元素,Sc,Zn,S
    n,Reの1種または2種以上 X:C,Ge,P,Gaの1種または2種以上 0≦a≦0.5,0.1≦x1≦10,0≦x2≦3
    0,0≦x3≦30 0.1≦x4≦30,0≦x5≦20,0≦X6≦2
    0,0≦x2+x3≦30 である請求項1または2に記載の磁心。
  4. 【請求項4】 軟磁性合金薄帯の幅が3mm以下である
    請求項1〜3のいずれかに記載の磁心。
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