KR20130122734A - 연자성 분말, 조립분, 압분 자심, 전자 부품 및 압분 자심의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 철손이 낮은 압분 자심을 얻기 위한 연자성 분말과 그 압분 자심 및 압분 자심의 제조 방법을 제공한다. 본 발명에 따른, 절연층을 갖는 복수의 연자성 입자로 이루어지는 연자성 분말은, 연자성 입자의 구성 재료의 비커스 경도(HV0.1)가 300 이상이며, 절연층이, Si와, O, 그리고 알칼리 금속 및 Mg 중 적어도 1종을 포함하는 것이다. 이러한 연자성 분말이면, 철계 합금 등의 전기 저항이 높은 재료를 이용할 수 있어, 와전류손을 저감할 수 있으며, 저철손의 압분 자심을 효율적으로 얻을 수 있다.
Description
본 발명은, 연자성 분말, 그 연자성 분말을 조립(造粒)한 조립분(造粒粉), 조립분을 이용한 압분 자심, 압분 자심을 이용한 전자 부품 및 압분 자심의 제조 방법에 관한 것이다.
종래, 리액터나 변압기, 혹은 초크 코일 등의 전자 부품의 자심으로서, 절연층을 갖는 복수의 연자성 입자로 이루어지는 연자성 분말을 가압 성형하고, 그 후 열처리를 실시한 압분 자심이 사용되고 있다. 상기 연자성 분말에는, 예컨대, 특허문헌 1에, 투자율 및 자속 밀도를 고려하여 순철로 이루어지는 연자성 입자를 이용하고, 그 표면에 실리콘 수지로 이루어지는 절연층을 형성한 것이 개시되어 있다.
압분 자심에 요구되는 특성으로서, 철손이라고 불리는 에너지 손실이 낮은 것을 들 수 있다. 철손은 대략, 히스테리시스손과 와전류손의 합으로 나타내어지고, 특히 고주파에서의 사용에 있어서 현저해진다. 철손 중 와전류손은, 연자성 입자의 재료의 전기 저항이 높을수록 감소하는 경향이 있다. 따라서, 연자성 입자의 조성을 조정하여, 전기 저항이 높은 철계 합금을 이용함으로써, 와전류손을 저감할 수 있다고 기대할 수 있다.
그러나, 일반적으로 철계 합금은 순철보다 경질이며, 철계 합금으로 이루어지는 연자성 입자에 실리콘 수지 등의 수지 재료로 이루어지는 절연층을 형성하면, 연자성 분말을 가압하였을 때, 연자성 입자가 경질이며 변형되기 어렵기 때문에, 연자성 입자끼리의 압접점에 큰 힘이 가해져, 절연층이 파손될 우려가 있다. 철손을 저감하기 위해서는, 연자성 입자끼리는 확실하게 절연되어 있는 것이 요구되기 때문에, 절연층이 파손되면, 철손의 저감은 얻을 수 없다. 따라서, 경질의 연자성 입자끼리를 확실하게 절연할 수 있는 절연층이 요구된다.
또한, 상기 압분 자심을 제조할 때에, 작업 환경 개선이나 폐기물 삭감, 취급의 용이함 등을 위해, 절연층에 실리콘 수지를 이용하지 않는 것이 요망된다. 실리콘 수지를 이용할 때에는, 실리콘 수지가 물에 용해되지 않으므로, 유기 용매가 필요해지기 때문이다.
본 발명은, 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적 중 하나는, 철손이 낮은 압분 자심을 얻기 위한 연자성 분말, 및 조립분을 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 철손이 낮은 압분 자심과, 이 압분 자심을 이용한 전자 부품을 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 철손이 낮은 압분 자심을 효율적으로 제조하는 압분 자심의 제조 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명은, 경질의 연자성 입자에 최적인 절연층의 구성을 한정함으로써 상기 목적을 달성한다.
[연자성 분말]
본 발명의 연자성 분말은, 절연층을 갖는 복수의 연자성 입자로 이루어지는 연자성 분말에 관한 것이다. 상기 연자성 입자의 구성 재료의 비커스 경도(HV0.1)가 300 이상이며, 상기 절연층은, Si와, O, 그리고 알칼리 금속 및 Mg 중 적어도 1종을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 연자성 분말의 구성에 따르면, 연자성 입자는, 그 구성 재료의 비커스 경도(HV0.1)가 300 이상인 재료이면, 철계 합금 등의 전기 저항이 높은 재료를 이용할 수 있어, 와전류손을 저감할 수 있다. 그리고, 절연층은, Si와, O, 그리고 알칼리 금속 및 Mg 중 적어도 1종을 포함함으로써, 경질이며 변형되기 어려운 절연층을 얻을 수 있다. 연자성 분말을 가압하였을 때, 경질의 연자성 입자끼리의 압접점에 큰 힘이 가해져도, 절연층도 경질이기 때문에 파손되기 어려워, 연자성 입자끼리의 절연을 충분히 확보할 수 있다. 그 결과, 본 발명의 연자성 분말로 이루어지는 압분 자심에 있어서, 저철손의 압분 자심을 얻을 수 있다.
또한, 절연층이 Al을 포함하고 있어도 좋고, 절연층 중에 Al을 포함함으로써, 절연층의 내열성의 향상을 기대할 수 있다. 이 경우, 연자성 분말을 가압 성형한 후에 고온에서 열처리를 실시하여도, 우수한 절연성을 유지할 수 있어, 저철손을 유지하는 것이 기대된다.
절연층의 적합한 구체예로서는, Si, O 및 K로 실질적으로 이루어지는 절연층이나, Si, Al, O 및 Mg로 실질적으로 이루어지는 절연층을 들 수 있다. 이들 절연층은, 우수한 절연성을 가지며, 압분 자심의 철손을 저감할 수 있다. 여기서, 실질적이란, 불가피적 불순물 등의 소량(20 질량％ 이하)의 원소를 포함하고 있어도 좋다고 하는 의미이다.
본 발명의 연자성 분말의 일 형태로서, 상기 연자성 입자는, Fe-Si-Al계 합금, Fe-Si계 합금, Fe-Al계 합금 및 Fe계 비정질 합금 중 적어도 1종으로 이루어지는 것을 들 수 있다.
상기 조성의 연자성 입자 중, 그 구성 재료의 비커스 경도(HV0.1)가 300 이상인 경질 입자를 이용하면, 그 전기 저항을 크게 할 수 있어, 와전류손을 저감할 수 있다.
상기한 연자성 분말의 일 형태로서는, 상기 절연층의 질량이 상기 연자성 입자의 질량에 대하여 0.1%~1.0％인 것을 들 수 있다.
연자성 입자의 질량에 대한 절연층의 질량의 비율은, 절연층의 두께로 환산할 수 있다. 연자성 입자의 평균 입경이 50 ㎛인 경우, 상기 비율이 0.1％이면, 절연층의 두께가 약 25 ㎚이고, 상기 비율이 1.0％이면, 절연층의 두께가 약 250 ㎚에 거의 상당한다. 상기 비율을 0.1％ 이상으로 함으로써, 연자성 입자 사이의 절연을 충분히 확보할 수 있다. 한편, 상기 비율을 1.0％ 이하로 함으로써, 연자성 분말로부터 압분 자심을 제조하였을 때에, 그 압분 자심에 있어서의 연자성 입자의 양을 충분히 확보할 수 있다.
[조립분]
본 발명의 조립분은, 가압에 의해 성형체로 되고, 이 성형체에 열처리를 실시함으로써 압분 자심이 되는 조립분에 관한 것이다. 그리고, 전술한 본 발명의 연자성 분말과, 상기 가압 후에 성형체를 보형하는 성형용 수지를 구비하고, 상기 연자성 분말과 상기 성형용 수지가 일체화되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 조립분의 구성에 따르면, 고밀도이며 연자성 입자끼리가 절연층으로 절연된 성형체를 얻을 수 있다. 성형용 수지를 첨가함으로써, 연자성 분말을 성형체로 하였을 때에, 확실하게 성형체를 보형할 수 있다.
본 발명의 조립분의 일 형태로서, 상기 성형용 수지가, 아크릴 수지인 것을 들 수 있다.
상기 성형용 수지로서 아크릴 수지를 이용함으로써, 성형 시의 변형성과, 보형 시의 기계적 강도를 얻을 수 있다.
[압분 자심]
본 발명의 압분 자심은, 복수의 연자성 입자와, 상기 연자성 입자 사이에 개재되는 절연층을 구비하는 압분 자심에 관한 것이다. 상기 연자성 입자의 구성 재료의 비커스 경도(HV0.1)가 300 이상이며, 상기 절연층은, Si와, O, 그리고 알칼리 금속 및 Mg 중 적어도 1종을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 압분 자심의 구성에 따르면, 연자성 입자가, 그 구성 재료의 비커스 경도(HV0.1)가 300 이상인 재료이면, 철계 합금 등의 전기 저항이 높은 재료를 이용할 수 있어, 와전류손을 저감할 수 있다. 절연층도 경질이며 변형되기 어렵기 때문에, 경질의 연자성 입자끼리의 압접점에 큰 힘이 가해져도, 절연층은 파손되기 어려워, 연자성 입자끼리의 절연을 충분히 확보할 수 있다. 그 결과, 본 발명의 압분 자심은, 저철손을 실현할 수 있다. 절연층의 적합한 구체예로서는, Si, O 및 K로 실질적으로 이루어지는 절연층이나, Si, Al, O 및 Mg로 실질적으로 이루어지는 절연층을 들 수 있다.
상기한 압분 자심의 일 형태로서는, 가압에 의해 성형체로 되고, 이 성형체에 열처리가 실시되어 이루어지는 압분 자심으로서, 상기 성형체가, 전술한 본 발명의 연자성 분말과, 상기 가압 후에 성형체를 보형하는 성형용 수지 분말을 구비하는 것을 들 수 있다.
상기 연자성 분말과 성형용 수지 분말을 구비함으로써, 용이하게 성형체를 얻을 수 있다.
또한, 압분 자심의 다른 일 형태로서는, 전술한 본 발명의 조립분을 가압에 의해 성형체로 만들고, 이 성형체에 열처리를 실시하여 이루어지는 것을 들 수 있다.
상기 조립분은, 연자성 분말에 있어서의 연자성 입자 상호의 응집을 억제하여, 연자성 분말의 유동성을 개선할 수 있다. 따라서, 취급이 용이하며, 성형 금형에의 편중 충전을 억제할 수 있어, 그 조립분을 가압함으로써, 고밀도이며 실질적으로 균일한 성형체를 얻을 수 있다.
[압분 자심의 제조 방법]
본 발명의 압분 자심의 제조 방법은, 절연층을 갖는 복수의 연자성 입자로 이루어지는 연자성 분말을 이용한 압분 자심의 제조 방법으로서, 다음 공정을 구비하는 것을 특징으로 한다.
(1) 비커스 경도(HV0.1)가 300 이상인 구성 재료로 이루어지는 연자성 입자를 준비하는 준비 공정
(2) 상기 연자성 입자의 표면에, Si와, O, 그리고 알칼리 금속 및 Mg 중 적어도 1종을 포함하는 절연층을 피복하는 피복 공정
(3) 상기 절연층이 피복된 복수의 연자성 입자로 이루어지는 연자성 분말과, 성형용 수지 분말을 혼합하여 혼합 분말을 형성하는 혼합 공정
(4) 상기 혼합 분말을 소정의 형상으로 가압하여 성형체로 만드는 가압 공정
(5) 상기 성형체에 열처리를 실시하여 자심용 소성체로 만드는 열처리 공정
이 제조 방법에 따르면, 본 발명의 압분 자심을 효율적으로 얻을 수 있다.
본 발명의 압분 자심의 제조 방법의 일 형태로서, 상기 (3)의 혼합 공정의 다른 방법으로서, 조립분을 형성하는 조립 공정을 구비하고, 이 조립분에 가압, 열처리를 실시하는 것을 들 수 있다. 조립 공정은, 상기 절연층이 피복된 복수의 연자성 입자로 이루어지는 연자성 분말과, 성형용 수지를 혼합하여 일체화된 조립분을 형성한다.
조립 공정을 거친 압분 자심의 제조 방법에 따르면, 고밀도이며 실질적으로 균일한 압분 자심을 얻을 수 있다.
본 발명의 압분 자심의 제조 방법의 일 형태로서, 상기 (2)의 피복 공정에 있어서, 상기 연자성 입자를 혼합하면서, 알칼리 금속 규산염의 수용액, 또는 함수(含水) 규산 마그네슘의 콜로이드 용액을 첨가함으로써, 상기 연자성 입자의 표면에 상기 절연층을 피복하는 것을 들 수 있다.
이 절연층의 피복 방법에 따르면, 연자성 입자의 표면에, Si와, O, 그리고 알칼리 금속 및 Mg 중 적어도 1종을 포함하는 절연층을 피복할 수 있다. 또한, 알칼리 금속의 규산염은 물에 용해 가능하며, 한편 Mg의 함수 규산염은 콜로이드로서 물에 용이하게 분산되기 때문에, 간편한 습식 처리로 연자성 입자의 표면에 균질한 절연층을 용이하게 형성할 수 있다.
또한, 상기한 피복 공정에 있어서 첨가하는 용액이 Al을 함유하고 있어도 좋고, 용액이 Al을 함유함으로써, Al을 함유하는 절연층을 형성할 수 있다. 예컨대, Si, O 및 K로 이루어지는 절연층을 형성하는 경우, 첨가하는 용액으로서는, 규산 칼륨의 수용액이 적합하다. 또한, Si, Al, O 및 Mg로 이루어지는 절연층을 형성하는 경우, 첨가하는 용액으로서는, Al을 함유하는 함수 규산 마그네슘의 콜로이드 용액이 적합하다.
[전자 부품]
본 발명의 전자 부품은, 전술한 본 발명의 압분 자심의 외측에 권선을 권취한 코일을 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 전자 부품의 구성에 따르면, 저철손의 압분 자심을 갖는 전자 부품으로 할 수 있다.
본 발명의 연자성 분말이나 조립분에 따르면, 저철손의 압분 자심을 얻을 수 있다.
본 발명의 압분 자심에 따르면, 저철손을 실현할 수 있다.
본 발명의 압분 자심의 제조 방법에 따르면, 저철손의 압분 자심을 효율적으로 제조할 수 있다.
본 발명의 전자 부품에 따르면, 저철손의 압분 자심을 갖는 인덕터를 구성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 압분 자심을 이용한 초크 코일의 평면도이다.
이하, 본 발명의 연자성 분말, 조립분, 압분 자심, 전자 부품을 순차적으로 설명한다.
[연자성 분말]
<구조>
본 발명의 연자성 분말은, 절연층을 갖는 복수의 연자성 입자로 이루어진다.
(연자성 입자)
연자성 입자는, 그 구성 재료의 비커스 경도(HV0.1)가 300 이상, 보다 바람직하게는 400 이상이다. 구체적으로는, Fe-Si-Al계 합금, Fe-Si계 합금, Fe-Al계 합금, 및 Fe계 비정질 합금 등을 들 수 있다. Fe-Si-Al계 합금으로서는, Si가 7 질량%~11 질량％, Al이 3 질량%~11 질량％ 함유된 것이 적합하다. Fe-Si계 합금으로서는, Si가 4.5 질량%~7 질량％ 함유된 것이 적합하다. 비커스 경도(HV0.1)는, JIS Z 2244 2009에 준하여 측정되고, 「HV0.1」은, 시험 시의 압자의 하중이 0.1 ㎏f(약 0.98 N)인 것을 나타낸다. 각 합금에 있어서의 비커스 경도(HV0.1)의 구체예는, Fe-9.5 Si-5.5 Al이 약 500, Fe-4.5 Si가 약 300, Fe-5.0 Si가 약 340, Fe계 비정질 합금이 약 700~800이다. 이러한 경도의 철계 합금은, 일반적으로 전기 저항이 높아, 와전류손을 저감할 수 있다. 특히, Fe-Si-Al계 합금은, 고경도이며, 철손이 작고, 내마모성이 우수하다. 연자성 입자는, 최대 입경이 150 ㎛ 이하이며, 평균 입경이 10 ㎛~100 ㎛인 것이 바람직하다.
(절연층)
절연층은, Si와, O, 그리고 알칼리 금속 및 Mg 중 적어도 1종을 포함하며, 연자성 입자의 외주면을 덮음으로써, 연자성 입자 사이의 절연을 확보한다. 본 발명의 절연층은, 알칼리 금속 또는 Mg의 규산염을 주성분으로 함으로써, 고경도이며 변형되기 어려워, 연자성 분말을 가압하였을 때, 경질의 연자성 입자끼리의 압접점에 큰 힘이 가해져도, 파손되기 어려우며, 연자성 입자끼리의 절연을 충분히 확보할 수 있다. 또한, 알칼리 금속의 규산염은 물에 용해 가능하며, 한편 Mg의 함수 규산염은 콜로이드로서 물에 용이하게 분산되기 때문에, 간편한 습식 처리라도 연자성 입자의 외주면에 균질한 절연층을 용이하게 형성할 수 있다. 상기 알칼리 금속의 규산염으로서는, 규산 칼륨(K2SiO3), 규산 나트륨(Na2SiO3), 규산 리튬(Li2SiO3) 등을 들 수 있다. 이들 중, 규산 나트륨(물 유리, 규산 소다라고도 불림)에 대해서는, 단독으로는 규산 칼륨 등의 규산염에 비교하여 절연성이 낮기 때문에, Al을 함유하는 것이 바람직하다. 함유하는 Al의 형태는 특별히 제한되지 않지만, 예컨대 규산 알루미늄이나 알루민산 등으로서 함유하는 형태를 들 수 있다. 규산 칼륨, 규산 리튬, 규산 마그네슘 등의 다른 규산염에 대해서는, 반드시 Al을 함유할 필요는 없지만, Al을 함유하는 경우, 절연층의 내열성을 향상시킬 수 있다. 이와 같이 절연층의 내열성을 향상시킴으로써, 절연층을 갖는 복수의 연자성 입자로 이루어지는 연자성 분말에 열처리를 실시하여도, 우수한 절연성을 유지할 수 있다. 절연층 중의 각 원소의 함유량은 각각, Si가 10 질량%~35 질량％, O가 20 질량%~70 질량％, 알칼리 금속 및 Mg의 총량이 5 질량%~30 질량％의 범위인 것이 바람직하다. 또한, 절연층이 Al을 함유하는 경우, Al의 함유량은 0 질량% 초과~20 질량％의 범위인 것이 바람직하다. 또한, 절연층은, Si, Al, O, 알칼리 금속, 및 Mg 이외의 원소를 소량 함유하여도 좋고, 그 함유량은 20 질량％ 이하인 것이 바람직하다. Si, Al, O, 알칼리 금속, 및 Mg 이외의 원소로서는, 예컨대 Fe, Ca 등을 들 수 있다.
절연층은, 그 질량이 연자성 입자의 질량에 대하여 0.1%~1.0％가 되도록 형성하는 것이 바람직하다. 이 연자성 입자의 질량에 대한 절연층의 질량의 비율은, 절연층의 두께로 개략 환산할 수 있다. 그 환산 방법은, 절연층의 체적과 연자성 입자의 표면적으로부터 구할 수 있다. 절연층의 체적은 그 구성 재료의 첨가 질량과 비중으로부터 구하고, 연자성 입자의 표면적은 그 평균 입경으로부터 구할 수 있다. 연자성 입자의 평균 입경이 50 ㎛인 경우, 상기 비율이 0.1％이면, 절연층의 두께가 약 25 ㎚이고, 상기 비율이 1.0％이면, 절연층의 두께가 약 250 ㎚에 거의 상당한다. 상기 비율을 0.1％ 이상으로 함으로써, 연자성 입자 사이의 절연을 충분히 확보할 수 있다. 한편, 상기 비율을 1.0％ 이하로 함으로써, 연자성 분말로부터 압분 자심을 제조할 때에, 그 압분 자심에 있어서의 연자성 입자의 양을 충분히 확보할 수 있다.
<제조 방법>
본 발명의 연자성 분말은, 연자성 입자를 준비하는 준비 공정과, 상기 연자성 입자의 표면에 절연층을 피복하는 피복 공정을 거쳐 얻어진다.
(준비 공정)
준비 공정에서는, 전술한 바와 같은 재료로 이루어지는 연자성 입자를 준비한다. 이 연자성 입자는, 물 아토마이즈법이나 가스 아토마이즈법 등의 아토마이즈법으로 제조된 것이 바람직하다. 물 아토마이즈법으로 제조된 연자성 입자는, 입자표면에 요철이 많기 때문에, 그 요철의 맞물림에 의해 고강도의 성형체를 얻기 쉽다. 한편, 가스 아토마이즈법으로 제조된 연자성 입자는, 그 입자 형상이 거의 구형이기 때문에, 절연 피막을 뚫고 나가는 요철이 적어 바람직하다. 또한, 아토마이즈법으로 제조된 연자성 입자를 소정의 입도로 분쇄하여 이용하여도 좋다. 연자성 입자의 표면에는, 자연 산화막이 형성되어 있어도 좋다.
(피복 공정)
피복 공정에서는, 준비 공정에서 준비한 연자성 입자의 표면에, Si와, O, 그리고 알칼리 금속 및 Mg 중 적어도 1종을 포함하는 절연층을 피복한다. 피복 공정은, 믹서 등을 이용하여 연자성 입자를 교반하거나, 또는 회전하는 용기 내에서 연자성 입자를 굴리면서, 알칼리 금속 규산염의 수용액, 또는 함수 규산 마그네슘의 콜로이드 용액을 첨가하여 혼합한다. 이들 용액은, 5 질량%~50 질량％의 농도로 하고, 연자성 입자의 질량에 대하여 용액의 고형분의 질량이 0.1%~1.0％가 되도록 한다. 믹서 또는 회전 용기의 회전수를 50 rpm~500 rpm으로 하고, 30℃~100℃의 온도에서 10분~60분 혼합하는 것이 바람직하다. 또한, 용액을 스프레이로 분무하는 것이 바람직하다. 상기한 온도에서 스프레이 분무함으로써, 분무된 용액이 연자성 입자의 표면에 부착된 후, 조속히 건조하여, 치밀한 절연층을 형성할 수 있다. 또한, 절연층에 수지를 이용하지 않기 때문에, 절연층 중의 C의 함유량은 실질적으로 제로이다. 수지를 피복하는 경우와 다르게, 절연층의 고경도화를 위해 고온에서 열처리를 행할 필요가 없어, 피복 공정 후, 다음 조립 공정을 연속적으로 실시하는 것도 가능하다. 혼합 후, 특히 믹서를 이용하여 절연층을 피복한 복수의 연자성 입자로 이루어지는 연자성 분말은, 일부의 연자성 입자끼리가 절연층을 개재하여 접합되어 있기 때문에, 이 접합을 분리하는 「풀림」을 행하는 것이 바람직하다. 이 풀림 작업은, 연자성 분말을 가볍게 체질하는 정도로 충분하다.
[조립분]
<구조>
전술한 연자성 분말은, 더 성형용 수지와 혼합되어 조립분이 된다. 이 조립분은, 연자성 분말과 성형용 수지가 일체화되어 이루어진다.
(성형용 수지)
성형용 수지는, 연자성 분말을 압축하여 성형체로 만드는 경우, 성형체를 보형하기 위한 수지이며, 열가소성 수지인 것이 바람직하다. 이 성형용 수지의 구체예로서는, 아크릴 수지나 폴리비닐알코올(PVA), 폴리비닐부티랄(PVB), 실리콘 수지, 및 파라핀이나 지방산 아미드, 지방산 에스테르 등의 왁스류 등을 들 수 있다. 특히, 아크릴 수지는, 성형 시의 변형성과, 보형 시의 기계적 강도의 양립의 관점에서 바람직하다.
<제조 방법>
(조립 공정)
조립 공정에서는, 연자성 분말과 성형용 수지를 혼합하여 조립분을 형성한다. 조립 공정은, 드라이 팬(dry pan)형 조립기 등을 이용하여 연자성 분말을 가열하면서 굴려, 물로 희석한 성형용 수지를 첨가하여 혼합한다. 이 성형용 수지는, 연자성 분말의 질량에 대하여, 0.5%~3.0％가 되도록 한다. 성형용 수지의 첨가 비율을 0.5％ 이상으로 함으로써, 성형체를 충분히 보형할 수 있고, 상기 비율을 3.0％ 이하로 함으로써, 혼합물 중의 수지량이 적량이 되어, 성형체나 압분 자심에 있어서의 연자성 분말의 양을 충분히 확보할 수 있다. 조립기의 굴림 시의 회전수를 50 rpm~500 rpm으로 하고, 30℃~100℃의 온도에서 10분~120분 혼합하여 조립하는 것이 바람직하다. 성형용 수지가 첨가된 연자성 분말은 가열에 의해 건조되어, 복수의 연자성 입자가 성형용 수지로 일체화된 조립분의 단위 입자가 구성된다. 또한, 성형용 수지를 스프레이로 분무하는 것이 바람직하다. 상기한 온도에서 스프레이 분무함으로써, 분무된 성형용 수지가 조속히 건조하여, 균질한 조립분을 형성할 수 있다. 조립기는, 피복 공정에서 사용하는 장치와 같은 것을 사용하는 것이 가능하다. 이 경우, 피복과 조립을 연속적으로 실시할 수 있어 바람직하다.
[압분 자심]
<구조>
본 발명의 압분 자심은, 복수의 연자성 입자와, 상기 연자성 입자 사이에 개재되는 절연층을 구비한다. 전술한 바와 같이, 연자성 입자는, 그 구성 재료의 비커스 경도(HV0.1)가 300 이상이며, 절연층은, Si와, O, 그리고 알칼리 금속 및 Mg 중 적어도 1종을 포함하고, 연자성 입자의 외주면을 덮음으로써, 연자성 입자 사이의 절연을 확보한다.
<제조 방법>
본 발명의 압분 자심은, 전술한 조립분을 가압에 의해 성형체로 만들고, 이 성형체에 열처리를 실시하여 얻을 수 있다. 즉, 본 발명의 압분 자심은, 상기 조립분을 소정의 형상으로 가압하여 성형체로 만드는 가압 공정과, 상기 성형체에 열처리를 실시하여 자심용 소성체로 만드는 열처리 공정을 거쳐 얻어진다.
(가압 공정)
가압 공정에서는, 조립 공정에서 얻어진 조립분을 성형 금형에 공급하고, 금형 내의 조립분을 가압하여 성형체로 만든다. 성형체의 형상은, 전자 부품의 자심의 형상에 따라 선택하면 좋다. 조립분을 가압하는 압력은, 500 ㎫~1500 ㎫로 하는 것이 바람직하다. 상기 압력을 500 ㎫ 이상으로 함으로써, 고밀도의 성형체를 얻을 수 있고, 상기 압력을 1500 ㎫ 이하로 함으로써, 연자성 입자가 실질적으로 변형되는 일이 없어, 절연층의 파손을 억제할 수 있다.
(열처리 공정)
열처리 공정에서는, 상기 가압 공정에서 얻어진 성형체에 열처리를 실시하여 자심용 소성체(압분 자심)로 만든다. 이 열처리의 가열 온도는, 400℃~1000℃로 하는 것이 바람직하다. 또한, 가열 시간은, 10분~180분으로 하는 것이 바람직하다. 열처리 전의 성형체를 구성하는 연자성 분말에는 많은 스트레인이 도입되어 있지만, 상기 조건으로 성형체를 열처리하면, 이 스트레인을 충분히 제거할 수 있다. 그 외에, 이 열처리의 분위기는, 연자성 입자, 절연층, 및 그 밖의 구성 재료나 용도 등에 따라 적절하게 선택하면 좋다.
압분 자심의 제조 방법으로서, 전술한 바와 같이, 조립 공정에서 얻은 조립분을 이용하여 압분 자심을 제조하는 것이 바람직하다. 조립분은, 연자성 분말에 있어서의 연자성 입자 상호의 응집을 억제하여, 연자성 분말의 유동성을 개선할 수 있기 때문에, 취급이 용이하며, 성형 금형에의 편중 충전을 억제할 수 있다. 따라서, 이 조립분을 가압함으로써, 고밀도이며 실질적으로 균일한 성형체나 압분 자심을 얻을 수 있다. 그러나, 조립 공정을 거치지 않고, 가압 공정과 열처리 공정을 행하여, 압분 자심을 제조하는 것도 가능하다. 예컨대, 연자성 분말과 가압 후의 성형체를 보형하는 성형용 수지 분말을 믹서 등으로 교반하면서 혼합하여 혼합 분말을 형성하고, 이 혼합 분말을 가압하여 성형체를 제조한다. 이 경우, 가압 공정에 있어서, 상기 혼합 분말을 가압하는 압력은, 조립분의 가압 시와 동일하게 500 ㎫~1500 ㎫로 하는 것이 바람직하다. 또한, 열처리도 조립분과 동일하게, 가열 온도는, 400℃~1000℃, 가열 시간은, 10분~180분으로 하는 것이 바람직하다.
[전자 부품]
본 발명의 전자 부품은, 자성 코어와 코일을 구비한다. 자성 코어는, 전술한 압분 자심으로 이루어진다. 자성 코어의 형상은, 환형, 봉형 등, E형, I형 코어 등을 들 수 있다. 코일은, 도선 표면에 절연 피복을 마련한 권선을 권취하여 구성된다. 권선의 단면 형상은, 둥근 모양이나 직사각형 등 여러 형상을 이용할 수 있다. 예컨대, 둥근 선을 나선형으로 권취하여 원통형의 코일로 만들거나, 평각선을 나선형으로 비스듬히 권취하여 각통형의 코일로 만들거나 하는 것을 들 수 있다.
이 전자 부품은, 자성 코어의 외주에 권선을 권취하여 구성하여도 좋고, 미리 나선형으로 형성한 공심 코일을 자성 코어의 외주에 끼워 넣어 구성하여도 좋다.
이 전자 부품의 구체예로서, 도 1에 나타내는 바와 같이, 환형의 자성 코어(1)와, 이 자성 코어(1)의 외주에 권선(2w)을 권취하여 형성한 코일(2)을 구비하는 초크 코일이 있다. 이 환형의 자성 코어(1)가 본 발명의 압분 자심으로 이루어진다. 그 외에, 고주파 초크 코일, 고주파 동조용 코일, 바 안테나 코일, 전원용 초크 코일, 전원 변압기, 스위칭 전원용 변압기, 리액터 등을 들 수 있다.
실시예
1
이하의 조건으로 연자성 분말의 제작, 조립, 가압, 열처리를 행하여 압분 자심의 시험편을 제작하고, 그 시험편에 대해서 자기 특성을 평가하였다.
<시료의 제작>
우선, 조성이 Fe-9.5 질량％ Si-5.5 질량％ Al의 합금이며, 가스 아토마이즈법에 의해 얻어진 연자성 입자를 준비한다. 이 합금의 비커스 경도(HV0.1)는 약 500이다. 이용한 연자성 입자의 최대 입경은 106 ㎛이며, 평균 입경은 60 ㎛이다.
다음에, 믹서를 이용하여 연자성 입자를 회전수 300 rpm으로 교반하면서, 규산 칼륨 수용액을 첨가하여 혼합한다. 이 수용액의 농도는 30 질량％이며, 연자성 입자의 질량에 대하여 수용액의 고형분의 질량이 0.4％가 되도록 첨가하였다. 혼합 시의 온도는 40℃이며, 혼합 시간은 20분으로 하였다. 혼합 후의 연자성 입자의 표면에는, Si, O 및 K로 실질적으로 이루어지는 절연층이 형성되어 있다. 이때의 절연층의 두께는 약 110 ㎚이다. 절연층 중의 각 원소의 함유량은 각각, Si: 24 질량％, O: 45 질량％, K: 17 질량％이다. 또한, 산소의 함유량은 가스 크로마토그래프 질량 분석, 다른 원소의 함유량은 고주파 플라즈마 발광 분광 분석(ICP)으로 측정하였다. 그 후, 얻어진 절연층을 갖는 연자성 입자를 체질하여 입자끼리의 접합을 푼다.
계속해서, 절연층을 피복한 연자성 입자와 성형용 수지를 혼합하여 조립분을 제작한다. 성형용 수지에는 아크릴 수지를 이용하였다. 이 아크릴 수지를, 연자성 분말의 질량에 대하여 1.0 질량％가 되도록 혼합하였다. 드라이 팬형 조립기를 이용하여 연자성 분말을 가열하면서 회전수 300 rpm으로 굴려, 물로 희석한 아크릴 수지를 스프레이로 첨가하였다. 조립 시의 온도는 40℃이며, 조립 시간은 60분으로 하였다.
얻어진 조립분을 성형 금형에 공급하고, 압축함으로써 성형체로 만든다. 이 가압 성형 시의 면압은 980 ㎫이다.
그리고, 얻어진 성형체에, 질소 분위기 하에서 800℃×1시간의 열처리를 실시하여, 표 1에 나타내는 시료 No.1의 압분 자심을 제작하였다.
얻어진 압분 자심으로 이루어지는 시험편은, 직사각형 단면의 링형으로 외경 34 ㎜, 내경 20 ㎜, 두께 5 ㎜이다.
비교품으로서, 연자성 분말에 있어서의 연자성 입자와 절연층 중 적어도 한쪽의 구성 재료를 바꾸어, 표 1에 나타내는 시료 No.2~4의 압분 자심을 제작하였다. 시료 No.2는, 연자성 입자에 Fe-9.5 질량％ Si-5.5 질량％ Al을 이용하며, 절연층에 실리콘 수지를 이용하였다. 실리콘 수지의 용매에는 유기 용매를 이용한다. 연자성 입자의 표면에 절연층을 피복하는 피복 공정에 있어서, 시료 No.1과 동일한 피복 조건(연자성 분말에 대한 실리콘 수지의 배합량이나 혼합 시의 온도나 시간)으로 실리콘 수지를 연자성 입자의 표면에 피복한 후, 180℃×1시간의 열처리를 실시하여 수지를 경화시켰다. 그 후, 얻어진 실리콘 수지를 갖는 연자성 입자를 체질하여 입자끼리의 접합을 푼다. 그 후의 조립, 가압에 대해서는 시료 No.1과 동일하다. 그리고, 얻어진 성형체에, 질소 분위기 하에서 720℃×1시간의 열처리를 실시하여, 압분 자심의 시험편을 제작하였다. 시험편의 형상에 대해서는 시료 No.1과 동일하다. 시료 No.3은, 연자성 입자에 순철분을 이용하며, 절연층에 규산 칼륨을 이용하였다. 연자성 입자의 준비 공정에 있어서, 시료 No.1과 동일한 입도로 물 아토마이즈법에 의해 얻어진 순철분을 준비하였다. 이 순철분에 의한 연자성 입자의 비커스 경도(HV0.1)는 약 80이다. 이 순철분의 표면에 절연층을 피복하는 피복 공정에 대해서는 시료 No.1과 동일하다. 그 후, 얻어진 연자성 분말을 시료 No.1과 동일한 조건으로 가압하고, 질소 분위기 하에서 420℃×1시간의 열처리를 실시하여, 압분 자심의 시험편을 제작하였다. 시험편의 형상에 대해서는 시료 No.1과 동일하다. 시료 No.4는, 연자성 입자에 순철분을 이용하며, 절연층에 실리콘 수지를 이용하였다. 순철분은 시료 No.3과 동일한 순철분을 준비하고, 실리콘 수지는 시료 No.2와 동일한 피복 공정으로 순철분의 표면에 피복하였다. 그 후의 가압, 열처리에 의한 압분 자심의 제작, 및 시험편의 형상에 대해서는 시료 No.3과 동일하다.
또한, 조성이 Fe-4.0~5.0 질량％ Si의 합금이며, 가스 아토마이즈법에 의해 얻어진 연자성 입자를 준비하였다. 연자성 입자의 입도는, 시료 No.1과 동일하게 하였다. 각 연자성 입자의 표면에, 규산 칼륨으로 이루어지는 절연층을 피복하였다. 절연층의 피복 조건, 조립, 가압, 열처리에 의한 압분 자심의 제작에 대해서는, 시료 No.1과 동일하게 행하여, 표 1에 나타내는 시료 No.5~7의 압분 자심을 제작하였다. 각 합금의 비커스 경도(HV0.1)도 아울러 표 1에 나타낸다. 압분 자심의 시험편의 형상에 대해서도 시료 No.1과 동일하다. 또한, 시료 No.5~7과 동일한 각 연자성 입자의 표면에, 실리콘 수지로 이루어지는 절연층을 피복하였다. 절연층의 피복 조건에 대해서는, 시료 No.2와 동일하게 한다. 조립, 가압에 대해서는, 시료 No.1과 동일하게 행하고, 열처리에 의한 압분 자심의 제작에 대해서는 시료 No.2와 동일하게 행하여, 표 1에 나타내는 시료 No.8~10의 압분 자심을 제작하였다. 압분 자심의 시험편의 형상에 대해서는 시료 No.1과 동일하다.
| 시료 No. | 원료 분말 | 비커스 경도 HV0.1 |
절연재 |
| 1 | Fe-9.5Si-5.5Al | 500 | 규산 칼륨 |
| 2 | Fe-9.5Si-5.5Al | 500 | 실리콘 수지 |
| 3 | Fe | 80 | 규산 칼륨 |
| 4 | Fe | 80 | 실리콘 수지 |
| 5 | Fe-4.0Si | 260 | 규산 칼륨 |
| 6 | Fe-4.5Si | 300 | 규산 칼륨 |
| 7 | Fe-5.0Si | 340 | 규산 칼륨 |
| 8 | Fe-4.0Si | 260 | 실리콘 수지 |
| 9 | Fe-4.5Si | 300 | 실리콘 수지 |
| 10 | Fe-5.0Si | 340 | 실리콘 수지 |
<평가>
전술한 바와 같이 하여 제작한 각 시료에 대해서, 자기 특성을 측정하고, 압분 자심의 평가를 행하였다. 평가 결과는, 표 2에 나타낸다.
링형의 시험편에 권선을 실시하고, 시험편의 자기 특성을 측정하기 위한 측정 부재를 제작하였다. 이 측정 부재에 대해서, 이와츠 케이소쿠 가부시키가이샤 제조 B-H/μ 애널라이저 SY-8258을 이용하여, 여기 자속 밀도(Bm): 1 kG(=0.1 T), 측정 주파수: 100 ㎑에 있어서의 철손(W1/100k(㎾/㎥)) 및 교류 초투자율(μiac)을 측정하였다. 측정 시의 온도는 실온(여기서는 25℃)이었다. 또한, 전자석을 이용하여 시험편에 10 kG(1 T)의 자장을 인가하고, 직류 BH 트레이서로 시험편의 포화 자속 밀도(Bs(T))를 측정하였다. 측정 시의 온도는 실온(여기서는 25℃)이었다.
또한, 작업 환경성에 대한 평가를 행하였다. 이 작업 환경성은, 압분 자심의 제조 과정에 있어서, 유기 용매의 사용의 유무로 판단한다. 유기 용매를 사용한 경우를 ×, 사용하지 않은 경우를 ○로 한다. 그 결과를, 표 2에 나타낸다.
| 시료 No. | W1/100k (㎾/㎥) |
μiac | BS (T) |
환경성 |
| 1 | 553 | 54 | 0.8 | ○ |
| 2 | 1747 | 62 | 0.8 | × |
| 3 | 6643 | 108 | 2.0 | ○ |
| 4 | 3454 | 130 | 2.0 | × |
| 5 | 4210 | 101 | 1.8 | ○ |
| 6 | 2496 | 95 | 1.7 | ○ |
| 7 | 1741 | 79 | 1.6 | ○ |
| 8 | 3076 | 123 | 1.8 | × |
| 9 | 2920 | 107 | 1.7 | × |
| 10 | 3016 | 90 | 1.6 | × |
<평가 결과>
표 2의 결과로부터, 연자성 입자의 구성 재료의 비커스 경도(HV0.1)가 300 이상이며, 그 연자성 입자의 구성 재료로서 동일한 조성의 합금 재료를 이용하는 경우, 절연층이 규산 칼륨으로 이루어지는 시료는, 철손(W1/100k)이 낮게 억제되고 있는 것을 알 수 있다.
연자성 입자의 구성 재료로서, 전기 저항이 높은 합금 재료를 이용하면, 와전류손(철손)을 저감할 수 있다. 그러나, 시료 No.2와 같이 경질인 연자성 입자에 실리콘 수지로 이루어지는 절연층을 피복한 경우, 시료 No.1과 같이 경질인 연자성 입자에 규산 칼륨으로 이루어지는 절연층을 피복한 경우보다 철손(W1/100k)이 높아지는 것을 알 수 있다. 경질인 연자성 입자는 변형되기 어렵기 때문에, 입자끼리의 압접점에 큰 힘이 가해진다. 따라서, 절연층에 실리콘 수지와 같은 연질이며 변형되기 쉬운 재료를 이용하면, 상기 압접점에 있어서 절연층이 파손되어, 입자끼리의 절연을 할 수 없게 되고 철손이 증대된다고 고려된다. 한편, 절연층에 규산 칼륨과 같은 경질이며 변형되기 어려운 재료를 이용하면, 상기 압접점에 큰 힘이 가해져도, 절연층도 경질이기 때문에 파손되지 않고, 입자끼리의 절연을 충분히 확보할 수 있어, 철손을 저감할 수 있다고 고려된다.
그러나, 시료 No.3과 같이 규산 칼륨으로 이루어지는 절연층을 순철분으로 이루어지는 연자성 입자에 피복한 경우, 시료 No.4와 같이 실리콘 수지로 이루어지는 절연층을 순철분으로 이루어지는 연자성 입자에 피복한 경우와 비교하면, 철손(W1/100k)이 높아져 있다. 이것은, 순철분으로 이루어지는 연자성 입자는 연질이며 변형되기 쉽고, 절연층은 경질이며 변형되기 어려우므로, 입자가 변형되어도 절연층이 그 변형에 추종하지 않기 때문에, 입자 표면으로부터 절연층이 박리되어, 입자끼리의 절연을 할 수 없게 되고 철손이 증대된다고 고려된다. 한편, 연질이며 변형되기 쉬운 연자성 입자에, 실리콘 수지를 이용하면, 입자의 변형에 절연층도 추종하기 때문에, 절연층은 파단되기 어렵다고 고려된다.
시료 No.5~시료 No.10에 있어서도, 연자성 입자의 조성을 조정하여, 비커스 경도(HV0.1)가 300 이상인 경질인 재료에, 규산 칼륨과 같은 경질이며 변형되기 어려운 재료로 이루어지는 절연층을 피복함으로써, 철손을 저감할 수 있었다. 시료 No.6과 시료 No.7에 있어서, 시료 No.1과 비교하면, 철손은 높아져 있지만, 교류 초투자율과 포화 자속 밀도는 높게 할 수 있었다.
실시예
2
다음에, 조립을 행하지 않고, 연자성 분말에 가압, 열처리를 행하여 압분 자심의 시험편을 제작하고, 그 시험편에 대해서 자기 특성을 평가하였다.
시료 No.1과 동일한, Fe-Si-Al 합금 분말을 준비하고, 규산 칼륨으로 이루어지는 절연층을 피복한다. 피복 조건은 시료 No.1과 동일하게 하였다. 다음에, 얻어진 피복층이 피복된 복수의 연자성 입자로 이루어지는 연자성 분말과 성형용 수지 분말을, 믹서를 이용하여 혼합한다. 성형용 수지 분말에는 PVA 분말을 이용하였다. PVA 분말의 첨가량은, 연자성 입자의 질량에 대하여 2.0％로 하였다. 혼합 시의 믹서의 회전수는 300 rpm으로 하고, 온도는 실온(여기서는 25℃)이며, 혼합 시간은 20분으로 하였다. 그 후, 얻어진 혼합 분말에, 시료 No.1과 동일한 조건으로 가압, 열처리를 행하고, 시료 No.11이 되는 압분 자심의 시험편을 제작하였다. 시험편의 형상은 시료 No.1과 동일하게 하였다.
얻어진 시험편에 대하여, 시료 No.1과 동일하게 자기 특성 및 환경성의 평가를 행하였다. 그 결과를, 표 3에 나타낸다.
| 시료 No. | W1/100k (㎾/㎥) |
μiac | 환경성 | BS (T) |
| 11 | 560 | 48 | ○ | 0.8 |
<평가 결과>
표 3의 결과로부터, 조립에 의해 시험편을 제작한 시료 No.1과 마찬가지로, 철손(W1/100k)이 낮게 억제되고 있는 것을 알 수 있었다.
실시예
3
우선, 조성이 Fe-9.5 질량％ Si-5.5 질량％ Al의 합금이며, 물 아토마이즈법에 의해 얻어진 연자성 입자를 소정의 입도로 분쇄한 것을 준비한다. 이 합금의 비커스 경도(HV0.1)는 약 500이다. 이용한 연자성 입자의 최대 입경은 150 ㎛이며, 평균 입경은 45 ㎛이다.
다음에, 드라이 팬형 조립기를 이용하여 연자성 입자를 가열하면서 회전수 300 rpm으로 굴려, Al을 함유하는 함수 규산 마그네슘의 콜로이드 용액을 스프레이로 첨가하여 혼합한다. 이 콜로이드 용액의 농도는 12 질량％이며, 연자성 입자의 질량에 대하여 용액의 고형분의 질량이 0.4％가 되도록 첨가하였다. 혼합 시의 온도는 40℃이며, 혼합 시간은 40분으로 하였다. 혼합 후의 연자성 입자의 표면에는, Si, Al, O 및 Mg로 실질적으로 이루어지는 절연층이 형성되어 있다. 이때의 절연층의 두께는 약 110 ㎚이다. 절연층 중의 각 원소의 함유량은 각각, Si: 19 질량％, O: 45 질량％, Al: 8 질량％, Mg: 10 질량％이다. 또한, 각 원소의 함유량은, 실시예 1과 동일하게 하여 측정하였다.
계속해서, 절연층을 피복한 연자성 입자를 드라이 팬형 조립기로 굴리면서, 물로 희석한 성형용 수지를 스프레이로 첨가하여 조립분을 제작한다. 성형용 수지에는, 아크릴 수지를 이용하였다. 이 아크릴 수지를, 연자성 분말의 질량에 대하여 1.0 질량％가 되도록 첨가하였다. 드라이 팬형 조립기의 회전수 및 온도는, 상기 절연층의 피복 공정과 동일하게 300 rpm 및 40℃로 설정하고, 조립 시간은 60분으로 하였다.
얻어진 조립분에, 실시예 1의 시료 No.1과 동일한 조건으로 가압을 행하고, 대기 분위기 하에서 700℃×1시간의 열처리를 실시하여, 시료 No.12가 되는 압분 자심의 시험편을 제작하였다. 시험편의 형상은, 실시예 1의 시료 No.1과 동일하게 하였다.
비교품으로서, 시료 No.12와 동일한 연자성 입자를 이용하며, 절연층에 실리콘 수지를 이용하여, 시료 No.13의 압분 자심의 시험편을 제작하였다. 실리콘 수지는 실시예 1의 No.2와 동일한 피복 공정으로 연자성 입자의 표면에 피복하였다. 그 후의 가압, 열처리에 의한 압분 자심의 제작도 실시예 1의 No.2와 동일하다. 시험편의 형상에 대해서는 시료 No.12와 동일하다.
| 시료 No. | W1/100k (㎾/㎥) |
μiac | 환경성 | BS (T) |
| 12 | 719 | 70 | ○ | 0.8 |
| 13 | 1892 | 81 | × | 0.8 |
<평가 결과>
표 4의 결과로부터, 연자성 입자에 Al 함유 규산 마그네슘으로 이루어지는 절연층을 피복한 시료 No.12는, 연자성 입자에 실리콘 수지로 이루어지는 절연층을 피복한 시료 No.13과 비교하여, 철손(W1/100k)이 낮게 억제되고 있는 것을 알 수 있다.
실시예
4
시료 No.1에 이용한 Fe-Si-Al 합금의 연자성 입자를 준비하고, Al을 함유하는 규산 칼륨으로 이루어지는 절연층을 피복한다. 이 예에서는, 피복 공정에 있어서 첨가하는 용액에 Al을 함유하는 규산 칼륨 수용액을 이용하였다. 이 수용액의 농도는 30 질량％이며, 연자성 입자의 질량에 대하여 용액의 고형분의 질량이 0.4％가 되도록 첨가하였다. 이외의 피복 조건은 시료 No.1과 동일하게 하였다. 얻어진 연자성 입자의 표면에는, Si, Al, O 및 K로 실질적으로 이루어지는 절연층이 형성되어 있다. 이때의 절연층의 두께는 약 110 ㎚이다. 절연층 중의 각 원소의 함유량은 각각, Si: 24 질량％, Al: 3 질량％, O: 43 질량％, K: 15 질량％이다. 또한, 각 원소의 함유량은, 실시예 1과 동일하게 하여 측정하였다. 그 후, 시료 No.1과 동일한 조건으로 조립, 가압하여, 얻어진 성형체에 질소 분위기 하에서 800℃×1시간의 열처리를 실시하여, 시료 No.14가 되는 압분 자심의 시험편을 제작하였다. 시험편의 형상은 시료 No.1과 동일하게 하였다.
얻어진 시험편에 대하여, 시료 No.1과 동일하게 자기 특성 및 환경성의 평가를 행하였다. 그 결과를, 표 5에 나타낸다.
| 시료 No. | W1/100k (㎾/㎥) |
μiac | 환경성 | BS (T) |
| 14 | 518 | 44 | ○ | 0.8 |
표 5의 결과로부터, 연자성 입자에 Al 함유 규산 칼륨으로 이루어지는 절연층을 피복한 시료 No.14는, 시료 No.1과 비교하여, 철손(W1/100k)이 낮게 억제되고 있는 것을 알 수 있다.
이상으로부터, 본 발명의 연자성 분말에 의하면, 경질인 연자성 입자끼리를 확실하게 절연할 수 있는 절연층에 의해, 저철손의 압분 자심을 얻을 수 있었다.
본 발명의 압분 자심의 제조 방법에 의하면, 절연층에 실리콘 수지 등의 수지 재료를 이용하지 않기 때문에, 수지의 열처리가 불필요하여, 제조 공정을 삭감할 수 있어 효율적이다. 실리콘 수지를 이용하지 않기 때문에, 유기 용매도 불필요하여, 환경성도 우수하다.
또한, 본 발명은, 전술한 실시예에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 적절하게 변경 가능하다.
산업상 이용가능성
본 발명의 연자성 분말, 조립분, 및 압분 자심의 제조 방법은, 각종 인덕터에 이용되는 압분 자심을 얻는 데 적합하게 이용 가능하다. 또한, 본 발명의 전자 부품은, 고주파 초크 코일, 고주파 동조용 코일, 바 안테나 코일, 전원용 초크 코일, 전원 변압기, 스위칭 전원용 변압기, 리액터 등에 적합하게 이용할 수 있다.
1 : 자성 코어 2 : 코일
2w : 권선
2w : 권선
Claims (17)
- 절연층을 갖는 복수의 연자성 입자로 이루어지는 연자성 분말로서,
상기 연자성 입자의 구성 재료의 비커스 경도(HV0.1)가 300 이상이며,
상기 절연층은, Si와, O, 그리고 알칼리 금속 및 Mg 중 적어도 1종을 포함하는 것을 특징으로 하는 연자성 분말. - 제1항에 있어서, 상기 절연층은, Al을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연자성 분말.
- 제1항에 있어서, 상기 절연층은, Si, O 및 K로 실질적으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 연자성 분말.
- 제2항에 있어서, 상기 절연층이, Si, Al, O 및 Mg로 실질적으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 연자성 분말.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연자성 입자는, Fe-Si-Al계 합금, Fe-Si계 합금, Fe-Al계 합금, 및 Fe계 비정질 합금 중 적어도 1종으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 연자성 분말.
- 가압에 의해 성형체로 되며, 이 성형체에 열처리를 실시함으로써 압분 자심이 되는 조립분(造粒粉)으로서,
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 연자성 분말과,
상기 가압 후에 성형체를 보형하는 성형용 수지를 구비하고,
상기 연자성 분말과 상기 성형용 수지가 일체화되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 조립분. - 제6항에 있어서, 상기 성형용 수지는, 아크릴 수지인 것을 특징으로 하는 조립분.
- 복수의 연자성 입자와, 상기 연자성 입자 사이에 개재되는 절연층을 구비하는 압분 자심으로서,
상기 연자성 입자의 구성 재료의 비커스 경도(HV0.1)가 300 이상이며,
상기 절연층은, Si와, O, 그리고 알칼리 금속 및 Mg 중 적어도 1종을 포함하는 것을 특징으로 하는 압분 자심. - 제8항에 있어서, 상기 절연층은, Si, O 및 K로 실질적으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 압분 자심.
- 제8항에 있어서, 상기 절연층은, Si, Al, O 및 Mg로 실질적으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 압분 자심.
- 제6항 또는 제7항에 기재된 조립분을 가압에 의해 성형체로 만들고, 이 성형체에 열처리를 실시하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 압분 자심.
- 절연층을 갖는 복수의 연자성 입자로 이루어지는 연자성 분말을 이용한 압분 자심의 제조 방법으로서,
비커스 경도(HV0.1)가 300 이상인 구성 재료로 이루어지는 연자성 입자를 준비하는 준비 공정과,
상기 연자성 입자의 표면에, Si와, O, 그리고 알칼리 금속 및 Mg 중 적어도 1종을 포함하는 절연층을 피복하는 피복 공정과,
상기 절연층이 피복된 복수의 연자성 입자로 이루어지는 연자성 분말과, 성형용 수지 분말을 혼합하여 혼합 분말을 형성하는 혼합 공정과,
상기 혼합 분말을 정해진 형상으로 가압하여 성형체로 만드는 가압 공정과,
상기 성형체에 열처리를 실시하여 자심용 소성체로 만드는 열처리 공정
을 포함하는 것을 특징으로 하는 압분 자심의 제조 방법. - 절연층을 갖는 복수의 연자성 입자로 이루어지는 연자성 분말을 이용한 압분 자심의 제조 방법으로서,
비커스 경도(HV0.1)가 300 이상인 구성 재료로 이루어지는 연자성 입자를 준비하는 준비 공정과,
상기 연자성 입자의 표면에, Si와, O, 그리고 알칼리 금속 및 Mg 중 적어도 1종을 포함하는 절연층을 피복하는 피복 공정과,
상기 절연층이 피복된 복수의 연자성 입자로 이루어지는 연자성 분말과, 성형용 수지를 혼합하여 일체화된 조립분을 형성하는 조립(造粒) 공정과,
상기 조립분을 정해진 형상으로 가압하여 성형체로 만드는 가압 공정과,
상기 성형체에 열처리를 실시하여 자심용 소성체로 만드는 열처리 공정
을 포함하는 것을 특징으로 하는 압분 자심의 제조 방법. - 제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 피복 공정에서는, 상기 연자성 입자를 혼합하면서, 알칼리 금속 규산염의 수용액, 또는 함수 규산 마그네슘의 콜로이드 용액을 첨가함으로써, 상기 연자성 입자의 표면에 상기 절연층을 피복하는 것을 특징으로 하는 압분 자심의 제조 방법.
- 제14항에 있어서, 상기 피복 공정에서 첨가하는 용액은, 규산 칼륨의 수용액인 것을 특징으로 하는 압분 자심의 제조 방법.
- 제14항에 있어서, 상기 피복 공정에서 첨가하는 용액은, Al을 함유하는 함수 규산 마그네슘의 콜로이드 용액인 것을 특징으로 하는 압분 자심의 제조 방법.
- 제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 기재된 압분 자심의 외측에 권선을 권취한 코일을 구비하는 것을 특징으로 하는 전자 부품.
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| KR20150062140A (ko) * | 2013-11-28 | 2015-06-05 | 알프스 그린 디바이스 가부시키가이샤 | 연자성 분말을 사용한 압분 코어 및 그 압분 코어의 제조 방법 |
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|---|---|---|---|---|
| JP5994124B2 (ja) * | 2012-08-01 | 2016-09-21 | アルプス・グリーンデバイス株式会社 | 複合磁性粉末及び前記複合磁性粉末を用いた圧粉磁心 |
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| JP6436082B2 (ja) * | 2013-07-17 | 2018-12-12 | 日立金属株式会社 | 圧粉磁心、これを用いたコイル部品および圧粉磁心の製造方法 |
| JP2015103719A (ja) * | 2013-11-26 | 2015-06-04 | 住友電気工業株式会社 | 圧粉磁心、コイル部品、及び圧粉磁心の製造方法 |
| KR101976300B1 (ko) * | 2015-01-22 | 2019-05-07 | 알프스 알파인 가부시키가이샤 | 압분 코어, 그 압분 코어의 제조 방법, 그 압분 코어를 구비하는 전기·전자 부품, 및 그 전기·전자 부품이 실장된 전기·전자 기기 |
| WO2016199576A1 (ja) * | 2015-06-08 | 2016-12-15 | 住友電気工業株式会社 | 造粒粉、及び造粒粉の製造方法 |
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| CN109641270A (zh) * | 2016-08-25 | 2019-04-16 | 惠而浦股份有限公司 | 用于获得软磁性复合材料(smc)的铁磁性颗粒表面的涂覆层 |
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| JP7020602B1 (ja) * | 2021-01-21 | 2022-02-16 | 昭和電工マテリアルズ株式会社 | 圧粉磁心用コンパウンド、成形体、及び圧粉磁心 |
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Family Cites Families (10)
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|---|---|---|---|---|
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| JPH08250317A (ja) * | 1995-03-13 | 1996-09-27 | Kobe Steel Ltd | 圧粉磁心及びその製造方法 |
| JP2002170707A (ja) * | 2000-12-04 | 2002-06-14 | Daido Steel Co Ltd | 高い電気抵抗をもつ圧粉磁心とその製造方法 |
| JP2003166004A (ja) * | 2001-11-30 | 2003-06-13 | Kawasaki Steel Corp | 鉄基粉末およびこれを用いた圧粉磁心 |
| EP1546438A2 (en) * | 2002-09-23 | 2005-06-29 | Elisha Holding LLC | Coating compositions for electronic components and other metal surfaces, and methods for making and using the compositions |
| JP4650073B2 (ja) * | 2005-04-15 | 2011-03-16 | 住友電気工業株式会社 | 軟磁性材料の製造方法、軟磁性材料および圧粉磁心 |
| JP4706411B2 (ja) * | 2005-09-21 | 2011-06-22 | 住友電気工業株式会社 | 軟磁性材料、圧粉磁心、軟磁性材料の製造方法、および圧粉磁心の製造方法 |
| CN102007549A (zh) * | 2008-04-15 | 2011-04-06 | 东邦亚铅株式会社 | 复合磁性材料及其制造方法 |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20150062140A (ko) * | 2013-11-28 | 2015-06-05 | 알프스 그린 디바이스 가부시키가이샤 | 연자성 분말을 사용한 압분 코어 및 그 압분 코어의 제조 방법 |
| WO2018131848A1 (ko) * | 2017-01-10 | 2018-07-19 | 엘지이노텍 주식회사 | 자성 코어 및 이를 포함하는 코일 부품 |
| US11610719B2 (en) | 2017-01-10 | 2023-03-21 | Lg Innotek Co., Ltd. | Magnetic core and coil component comprising same |
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