JPH1197229A - 圧粉磁芯及びその製造方法 - Google Patents
圧粉磁芯及びその製造方法Info
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- JPH1197229A JPH1197229A JP9273867A JP27386797A JPH1197229A JP H1197229 A JPH1197229 A JP H1197229A JP 9273867 A JP9273867 A JP 9273867A JP 27386797 A JP27386797 A JP 27386797A JP H1197229 A JPH1197229 A JP H1197229A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高い透磁率を有するポットコア型の圧粉磁芯
及びその製造方法を提供すること。 【解決手段】 アスペクト比が５以上、短軸径が５０μ
ｍ以下である、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌを主成分とする合金粉
末にバインダーを混合した粉末を圧縮成形し、前記粉末
の長軸方向がコア磁路方向に配向しているポットコア形
状の圧粉磁芯を得る。圧縮成形の際、中芯部５もしくは
外周部６の高さが、最終製品寸法の２倍以上になるよう
にし、その後、上部を破線２０の箇所で除去する。
及びその製造方法を提供すること。 【解決手段】 アスペクト比が５以上、短軸径が５０μ
ｍ以下である、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌを主成分とする合金粉
末にバインダーを混合した粉末を圧縮成形し、前記粉末
の長軸方向がコア磁路方向に配向しているポットコア形
状の圧粉磁芯を得る。圧縮成形の際、中芯部５もしくは
外周部６の高さが、最終製品寸法の２倍以上になるよう
にし、その後、上部を破線２０の箇所で除去する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、チョークコイル等
に用いられる高性能なポットコア型の圧粉磁芯及びその
製造方法に関する。
に用いられる高性能なポットコア型の圧粉磁芯及びその
製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】高周波で用いられるチョークコイルとし
て、軟磁性フェライト磁芯や圧粉磁芯が使用されてい
る。これらのうち、フェライト磁芯は飽和磁束密度が小
さいという欠点を有している。これに対して、金属粉末
を成形して作製される圧粉磁芯は、フェライト磁芯に比
べて著しく高い飽和磁束密度を有するため、直流重畳特
性に優れているという長所を有している。
て、軟磁性フェライト磁芯や圧粉磁芯が使用されてい
る。これらのうち、フェライト磁芯は飽和磁束密度が小
さいという欠点を有している。これに対して、金属粉末
を成形して作製される圧粉磁芯は、フェライト磁芯に比
べて著しく高い飽和磁束密度を有するため、直流重畳特
性に優れているという長所を有している。
【０００３】一方、近年の電子機器における小型化要請
に伴う電子部品の小型化の要求に対し、圧粉磁芯の磁気
特性に対しても高特性化が強く望まれている。これは、
圧粉磁芯の小型化を達成しつつ、コイルのインダクタン
スは同等であることが要求されているためであり、その
ためには圧粉磁芯の透磁率の向上が必須である。
に伴う電子部品の小型化の要求に対し、圧粉磁芯の磁気
特性に対しても高特性化が強く望まれている。これは、
圧粉磁芯の小型化を達成しつつ、コイルのインダクタン
スは同等であることが要求されているためであり、その
ためには圧粉磁芯の透磁率の向上が必須である。
【０００４】材料の透磁率を向上させる方法は、大別し
て以下の二点が考えられる。 原料である素材自体の透磁率を上げる。 粉末の充填率を上げる。
て以下の二点が考えられる。 原料である素材自体の透磁率を上げる。 粉末の充填率を上げる。
【０００５】従来、透磁率を向上させる方法は、主とし
て充填率の向上に主点が置かれており、その手段とし
て、例えば、成形圧力を上げる、バインダーの条件を種
々変化させる、二つ以上の異種形状、粒度、組成等の異
なる粉末の配合等が検討されている。
て充填率の向上に主点が置かれており、その手段とし
て、例えば、成形圧力を上げる、バインダーの条件を種
々変化させる、二つ以上の異種形状、粒度、組成等の異
なる粉末の配合等が検討されている。
【０００６】さらに、近年、上記の金属粉末を用いた圧
粉磁芯において、高アスペクト比の粉末を用い、粉末の
長軸方向を磁路方向に平行に配向させることによって、
著しく高い透磁率が得られることがわかっている。
粉磁芯において、高アスペクト比の粉末を用い、粉末の
長軸方向を磁路方向に平行に配向させることによって、
著しく高い透磁率が得られることがわかっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記の高アスペクト比
を有する金属粉末を圧縮した成形体では、粉末の長軸方
向は圧縮方向と垂直に配向することがわかっている。従
って、リング形状の圧粉磁芯等を直径方向と垂直に圧縮
成形した場合には、磁路方向とほぼ平行に粉末の長軸方
向が配向するため、著しく高い実効透磁率が得られる。
を有する金属粉末を圧縮した成形体では、粉末の長軸方
向は圧縮方向と垂直に配向することがわかっている。従
って、リング形状の圧粉磁芯等を直径方向と垂直に圧縮
成形した場合には、磁路方向とほぼ平行に粉末の長軸方
向が配向するため、著しく高い実効透磁率が得られる。
【０００８】しかしながら、近年の表面実装型部品とし
て利用されるポットコアにおいては、底部では、圧縮成
形方向と垂直となる粉末の長軸の配向方向が磁路方向と
一致するため高い透磁率となるが、中芯部及び外周部で
は、磁路方向が圧縮成形方向と一致するため、圧縮成形
方向と垂直となる粉末長軸の配向方向が磁路方向と垂直
となり、きわめて低い透磁率となり、全体では、極めて
低い実効透磁率となるという欠点があった。
て利用されるポットコアにおいては、底部では、圧縮成
形方向と垂直となる粉末の長軸の配向方向が磁路方向と
一致するため高い透磁率となるが、中芯部及び外周部で
は、磁路方向が圧縮成形方向と一致するため、圧縮成形
方向と垂直となる粉末長軸の配向方向が磁路方向と垂直
となり、きわめて低い透磁率となり、全体では、極めて
低い実効透磁率となるという欠点があった。
【０００９】従って、本発明の課題は、高い透磁率を有
するポットコア型の圧粉磁芯及びその製造方法を提供す
ることにある。
するポットコア型の圧粉磁芯及びその製造方法を提供す
ることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、アスペクト比
が５以上、短軸径が５０μｍ以下である、Ｆｅ−Ｓｉ−
Ａｌを主成分とする合金粉末にバインダーを混合した粉
末を圧縮成形したポットコア形状の圧粉磁芯であって、
前記粉末の長軸方向がコア磁路方向に配向している圧粉
磁芯である。
が５以上、短軸径が５０μｍ以下である、Ｆｅ−Ｓｉ−
Ａｌを主成分とする合金粉末にバインダーを混合した粉
末を圧縮成形したポットコア形状の圧粉磁芯であって、
前記粉末の長軸方向がコア磁路方向に配向している圧粉
磁芯である。
【００１１】また、本発明は、中芯部もしくは外周部高
さが、最終製品寸法の２倍以上になるように圧縮成形
し、その後、成形体上部を除去する上記圧粉磁芯の製造
方法である。
さが、最終製品寸法の２倍以上になるように圧縮成形
し、その後、成形体上部を除去する上記圧粉磁芯の製造
方法である。
【００１２】また、本発明は、前記粉末を、底部から中
芯部及び外周部へ流動させながら圧縮成形する上記圧粉
磁芯の製造方法である。
芯部及び外周部へ流動させながら圧縮成形する上記圧粉
磁芯の製造方法である。
【００１３】本発明では、粉末の圧縮成形時に、バイン
ダと混合した粉末が、ポットコア底部から中芯部及び外
周部へ流動しながら圧縮成形される。従って、底部で
は、圧縮方向と垂直に粉末の長軸方向が配向し、中芯部
及び外周部では、圧縮方向に粉末の長軸方向が配向し、
すべての部分で、磁路方向に粉末の長軸方向を配向させ
ることができるため、全体として極めて高い実効透磁率
を得ることができる。
ダと混合した粉末が、ポットコア底部から中芯部及び外
周部へ流動しながら圧縮成形される。従って、底部で
は、圧縮方向と垂直に粉末の長軸方向が配向し、中芯部
及び外周部では、圧縮方向に粉末の長軸方向が配向し、
すべての部分で、磁路方向に粉末の長軸方向を配向させ
ることができるため、全体として極めて高い実効透磁率
を得ることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】アスペクト比が５以上４０以下、
短軸径が５０μｍ以下である、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌを主成
分とするバインダー混合粉末を用い、中芯部もしくは外
周部高さ（巻線コイル挿入部深さ）が、最終製品のポッ
トコア寸法の２倍以上になるように圧縮成形し、その
後、成形体上部を切断又は切削して、最終形状のポット
コアを得ることにより、コア磁路方向に粉末の長軸方向
を配向させ、全体として極めて高い実効透磁率を得る。
短軸径が５０μｍ以下である、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌを主成
分とするバインダー混合粉末を用い、中芯部もしくは外
周部高さ（巻線コイル挿入部深さ）が、最終製品のポッ
トコア寸法の２倍以上になるように圧縮成形し、その
後、成形体上部を切断又は切削して、最終形状のポット
コアを得ることにより、コア磁路方向に粉末の長軸方向
を配向させ、全体として極めて高い実効透磁率を得る。
【００１５】
【実施例】以下、本発明を実施例によって説明する。
【００１６】アトマイズ法にて作製されたｂａｌＦｅ−
１０ｗｔ％Ｓｉ−５ｗｔ％Ａｌ合金粉末を原料とし、ボ
ールミルを使用して粉末の扁平化処理を行った。アスペ
クト比は、約１０となるように扁平化処理を行った。次
に、これら粉末に、シリコ−ン樹脂を３ｗｔ％混合し
た。
１０ｗｔ％Ｓｉ−５ｗｔ％Ａｌ合金粉末を原料とし、ボ
ールミルを使用して粉末の扁平化処理を行った。アスペ
クト比は、約１０となるように扁平化処理を行った。次
に、これら粉末に、シリコ−ン樹脂を３ｗｔ％混合し
た。
【００１７】次に、図１（ａ）、図１（ｂ）に示す断面
形状の金型を用いて、室温で、５ｔｏｎ／ｃｍ2で成形
し、外径１０ｍｍ角、高さ９ｍｍのポットコア形状の圧
粉体を得た。ここで、ポットコア成形用金型のパンチ１
には、巻線コイル挿入部深さが、製品深さの２倍である
８ｍｍとした。また、同時に、ポットコアの蓋となる平
板状の厚さ１ｍｍの圧粉体も作製した。成形したポット
コア形状の圧粉体及び平板状の圧粉体を、恒温槽内１７
０℃で２時間、バインダの硬化処理を行った。
形状の金型を用いて、室温で、５ｔｏｎ／ｃｍ2で成形
し、外径１０ｍｍ角、高さ９ｍｍのポットコア形状の圧
粉体を得た。ここで、ポットコア成形用金型のパンチ１
には、巻線コイル挿入部深さが、製品深さの２倍である
８ｍｍとした。また、同時に、ポットコアの蓋となる平
板状の厚さ１ｍｍの圧粉体も作製した。成形したポット
コア形状の圧粉体及び平板状の圧粉体を、恒温槽内１７
０℃で２時間、バインダの硬化処理を行った。
【００１８】次に、バインダ硬化したポットコア形状の
圧粉体の上部をダイヤモンドカッターを用いて、最終製
品寸法高さである５ｍｍになるように、切断した。その
後、酸化性雰囲気である大気中で、７００℃、２時間熱
処理を行って、本発明の圧粉磁芯を得た。図３に、作製
した本発明のポットコア形状及び平板状の圧粉磁芯７，
８を示す。
圧粉体の上部をダイヤモンドカッターを用いて、最終製
品寸法高さである５ｍｍになるように、切断した。その
後、酸化性雰囲気である大気中で、７００℃、２時間熱
処理を行って、本発明の圧粉磁芯を得た。図３に、作製
した本発明のポットコア形状及び平板状の圧粉磁芯７，
８を示す。
【００１９】比較例として、実施例と同様に作製した合
金粉末に、バインダーを同様に混合し、最終製品形状の
ポットコアが得られる金型［図１（ｃ）、図１（ｄ）］
を用いて、実施例と同様、室温で、５ｔｏｎ／ｃｍ2で
成形し、外径１０ｍｍ角、高さ５ｍｍのポットコア形状
の圧粉体を得た。また、ポットコアの蓋となる平板状の
厚さ１ｍｍの圧粉体も作製した。成形したポットコア形
状の圧粉体及び平板状の圧粉体を、恒温槽内１７０℃で
２時間、バインダの硬化処理を行った。その後、酸化性
雰囲気である大気中で、７００℃、２時間熱処理を行っ
た。
金粉末に、バインダーを同様に混合し、最終製品形状の
ポットコアが得られる金型［図１（ｃ）、図１（ｄ）］
を用いて、実施例と同様、室温で、５ｔｏｎ／ｃｍ2で
成形し、外径１０ｍｍ角、高さ５ｍｍのポットコア形状
の圧粉体を得た。また、ポットコアの蓋となる平板状の
厚さ１ｍｍの圧粉体も作製した。成形したポットコア形
状の圧粉体及び平板状の圧粉体を、恒温槽内１７０℃で
２時間、バインダの硬化処理を行った。その後、酸化性
雰囲気である大気中で、７００℃、２時間熱処理を行っ
た。
【００２０】これらの圧粉磁芯の評価のため、図４に示
すコイル部品を作製した。ポットコア形状の圧粉磁芯７
に、プラスチック製のボビン１２に１２ターンの巻線１
３を施したコイルを挿入し、さらに、平板状の圧粉磁芯
８で蓋をして、これを接着剤で固定した。
すコイル部品を作製した。ポットコア形状の圧粉磁芯７
に、プラスチック製のボビン１２に１２ターンの巻線１
３を施したコイルを挿入し、さらに、平板状の圧粉磁芯
８で蓋をして、これを接着剤で固定した。
【００２１】作製したコイル部品のインダクタンスを、
ＹＨＰ製インピーダンスアナライザー４１９４Ａを用い
て測定し、コア定数から圧粉磁芯の透磁率を計算で求め
た。また、圧粉体中の粉末の配向状態を、圧粉体の断面
観察により評価した。表１に、本発明及び比較例で作製
した圧粉磁芯の透磁率を示す。
ＹＨＰ製インピーダンスアナライザー４１９４Ａを用い
て測定し、コア定数から圧粉磁芯の透磁率を計算で求め
た。また、圧粉体中の粉末の配向状態を、圧粉体の断面
観察により評価した。表１に、本発明及び比較例で作製
した圧粉磁芯の透磁率を示す。
【００２２】
【００２３】表１に示すとおり、本発明の圧粉磁芯のよ
うに、コアの磁路方向に粉末の長軸方向を配向させるこ
とにより、全体として極めて高い実効透磁率が得られる
ことがわかる。
うに、コアの磁路方向に粉末の長軸方向を配向させるこ
とにより、全体として極めて高い実効透磁率が得られる
ことがわかる。
【００２４】図２は、切断前の圧粉体中の粉末の配向状
態について、圧粉体の断面を観察した結果を模式的に示
したものである。なお、破線２０は、切断位置を示して
いる。
態について、圧粉体の断面を観察した結果を模式的に示
したものである。なお、破線２０は、切断位置を示して
いる。
【００２５】図２より、粉末をコアの中芯部５及び外周
部６に対して、流動させながら圧縮成形することによ
り、磁路方向に配向させることができることがわかる。
また、その場合にも、金型パンチ近傍（中芯部及び外周
部の上部）では、金型パンチの圧縮方向の効果が強いた
め、流動配向が乱され、圧縮方向と垂直方向（磁路方向
と垂直方向）の配向が見られる。磁路方向の配向が保た
れる範囲は、成形体の全体の厚さの約半分であり、従っ
て、圧縮成形は、最終製品深さの２倍の深さで行えばよ
いことがわかる。
部６に対して、流動させながら圧縮成形することによ
り、磁路方向に配向させることができることがわかる。
また、その場合にも、金型パンチ近傍（中芯部及び外周
部の上部）では、金型パンチの圧縮方向の効果が強いた
め、流動配向が乱され、圧縮方向と垂直方向（磁路方向
と垂直方向）の配向が見られる。磁路方向の配向が保た
れる範囲は、成形体の全体の厚さの約半分であり、従っ
て、圧縮成形は、最終製品深さの２倍の深さで行えばよ
いことがわかる。
【００２６】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、高い透磁率を有するポットコア型の圧粉磁芯及びそ
の製造方法を提供することができた。
ば、高い透磁率を有するポットコア型の圧粉磁芯及びそ
の製造方法を提供することができた。
【図１】本発明及び比較例における金型の断面形状を示
す図。図１（ａ）は、本発明における成形前の状態を示
す図。図１（ｂ）は、本発明における成形後の状態を示
す図。図１（ｃ）は、比較例における成形前の状態を示
す図。図１（ｄ）は、比較例における成形後の状態を示
す図。
す図。図１（ａ）は、本発明における成形前の状態を示
す図。図１（ｂ）は、本発明における成形後の状態を示
す図。図１（ｃ）は、比較例における成形前の状態を示
す図。図１（ｄ）は、比較例における成形後の状態を示
す図。
【図２】上部を切断前の圧粉体中の粉末の配向状態を模
式的に示した図。
式的に示した図。
【図３】最終製品形状に切断した圧粉磁芯の外観図。
【図４】コイル部品の断面図。
１、１１、２１ パンチ ２ 粉末 ３ ダイ ５ 中芯部 ６ 外周部 ７ ポットコア形状の圧粉磁芯 ８ 平板状の圧粉磁芯 １２ ボビン １３ 巻線 ２０ 破線
Claims (3)
- 【請求項１】 アスペクト比が５以上、短軸径が５０μ
ｍ以下である、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌを主成分とする合金粉
末にバインダーを混合した粉末を圧縮成形したポットコ
ア形状の圧粉磁芯であって、前記粉末の長軸方向がコア
磁路方向に配向していることを特徴とする圧粉磁芯。 - 【請求項２】 中芯部もしくは外周部高さが、最終製品
寸法の２倍以上になるように圧縮成形し、その後、成形
体上部を除去することを特徴とする請求項１記載の圧粉
磁芯の製造方法。 - 【請求項３】 前記粉末を、底部から中芯部及び外周部
へ流動させながら圧縮成形することを特徴とする請求項
１または２記載の圧粉磁芯の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9273867A JPH1197229A (ja) | 1997-09-18 | 1997-09-18 | 圧粉磁芯及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9273867A JPH1197229A (ja) | 1997-09-18 | 1997-09-18 | 圧粉磁芯及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1197229A true JPH1197229A (ja) | 1999-04-09 |
Family
ID=17533675
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9273867A Pending JPH1197229A (ja) | 1997-09-18 | 1997-09-18 | 圧粉磁芯及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1197229A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003257744A (ja) * | 2002-03-01 | 2003-09-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 磁性素子及びその製造方法並びにそれを用いた電源モジュール |
| KR100441062B1 (ko) * | 2001-08-07 | 2004-07-19 | 주식회사 디씨엔 | Ｆｅ-Ｓｉ 연자성 포트코아, 그 제조방법 및 이를 이용한 리액터 |
| JP2009009985A (ja) * | 2007-06-26 | 2009-01-15 | Sumida Corporation | コイル部品 |
| JP2011504662A (ja) * | 2008-03-11 | 2011-02-10 | チャン ソン コーポレイション | 軟磁性金属粉末が充填されたシートを用いた積層型パワーインダクタ |
| JP2020061530A (ja) * | 2018-10-12 | 2020-04-16 | 株式会社トーキン | 磁性部品及びその製造方法 |
| DE102022205831A1 (de) | 2022-06-08 | 2023-12-14 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Schaltungsträger mit einer ferromagnetischen Schicht |
-
1997
- 1997-09-18 JP JP9273867A patent/JPH1197229A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100441062B1 (ko) * | 2001-08-07 | 2004-07-19 | 주식회사 디씨엔 | Ｆｅ-Ｓｉ 연자성 포트코아, 그 제조방법 및 이를 이용한 리액터 |
| JP2003257744A (ja) * | 2002-03-01 | 2003-09-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 磁性素子及びその製造方法並びにそれを用いた電源モジュール |
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| JP2011504662A (ja) * | 2008-03-11 | 2011-02-10 | チャン ソン コーポレイション | 軟磁性金属粉末が充填されたシートを用いた積層型パワーインダクタ |
| JP2020061530A (ja) * | 2018-10-12 | 2020-04-16 | 株式会社トーキン | 磁性部品及びその製造方法 |
| DE102022205831A1 (de) | 2022-06-08 | 2023-12-14 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Schaltungsträger mit einer ferromagnetischen Schicht |
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