KR20190079687A

KR20190079687A - 압분 코어, 그 압분 코어의 제조 방법, 그 압분 코어를 구비하는 전기·전자 부품, 및 그 전기·전자 부품이 실장된 전기·전자 기기

Info

Publication number: KR20190079687A
Application number: KR1020197018252A
Authority: KR
Inventors: 사토시 마루야마; 마사오 마츠이
Original assignee: 알프스 알파인 가부시키가이샤
Priority date: 2017-01-31
Filing date: 2017-09-29
Publication date: 2019-07-05
Also published as: TW201830417A; CN110199364A; EP3579254B1; TWI652700B; KR102069475B1; EP3579254A1; US20190333665A1; US11482356B2; CN110199364B; EP3579254A4; WO2018142666A1

Abstract

(과제) 고온 환경하에서 사용되어도 자기 특성이 변화되기 어렵고, 기계 특성도 우수한 압분 코어로서, 연자성 분말을 포함하는 성형체 (1B) 와, 성형체 (1B) 의 외장 코트를 구비하는 압분 코어 (1) 로서, 외장 코트는, 폴리에테르술폰을 함유하는 압분 코어 (1) 가 제공된다. 그 압분 코어 (1) 의 제조 방법, 그 압분 코어 (1) 를 구비하는 전기·전자 부품, 및 그 전기·전자 부품이 실장된 전기·전자 기기도 제공된다.

Description

압분 코어, 그 압분 코어의 제조 방법, 그 압분 코어를 구비하는 전기·전자 부품, 및 그 전기·전자 부품이 실장된 전기·전자 기기

본 발명은, 압분 코어, 그 압분 코어의 제조 방법, 그 압분 코어를 구비하는 전기·전자 부품, 및 그 전기·전자 부품이 실장된 전기·전자 기기에 관한 것이다.

데이터 센터의 서버 내의 전원 회로, 하이브리드 자동차 등의 승압 회로, 발전, 변전 설비 등의 전기·전자 기기에는, 리액터, 트랜스, 초크 코일 등의 전기·전자 부품이 사용되고 있다. 이러한 전기·전자 부품에는, 자성 부재로서 압분 코어가 사용되는 경우가 있다. 이러한 압분 코어는, 다수의 연자성 분말을 압분 성형하고, 얻어진 성형 제조물을 열처리하여 얻어지는 성형체를 구비한다.

압분 코어는 상기와 같이 연자성 분말의 성형체이기 때문에, 기계적 강도를 높이는 관점에서 외장 코트를 구비하는 경우가 있다. 이 점에 관해, 특허문헌 1 에는, 연자성 금속 분말을 비자성 재료로 결합한 인덕터용 복합 자성 재료로서, 상기 비자성 재료는, 상기 연자성 금속 분말에 첨가 혼합된 성형 보조제와, 상기 연자성 금속 분말·성형 보조제 성형체를 열처리한 후에 결합재로서 그 연자성 금속 분말·성형 보조제 성형체에 함침된 함침 수지를 갖고, 상기 함침 수지는 대기압하에서의 열경화 온도가 180 ℃ 이상인 것을 특징으로 하는 복합 자성 재료가 개시되어 있다.

일본 실용신안등록공보 제3145832호

상기 압분 코어를 갖는 전기·전자 부품을 구비하는 전기·전자 기기의 사용 환경은 다양하고, 외기온이 높은, 발열 부품의 근방에 위치하는, 등의 이유에 의해, 압분 코어가 100 ℃ 가까운 환경에서 사용되는 경우가 있다. 이와 같은 고온의 환경에서 사용되면, 압분 코어를 구성하는 재료가 열변성되는 경우가 있다. 재료의 변성이 압분 코어의 자기 특성, 특히 코어 로스를 변화시키면, 압분 코어로부터의 발열량이 증가하여, 압분 코어의 열변성을 조장하는 경우도 있다. 이와 같은 고온 환경하에서 사용된 것에 기초하는 압분 코어의 자기 특성의 변화는, 압분 코어를 갖는 전기·전자 부품의 동작 안정성에 영향을 주는 것이 우려된다. 따라서, 상기 고온 환경하에서 사용되어도, 자기 특성이 변화되기 어려운 압분 코어가 요구되고 있다. 또, 상기 고온 환경하에서 사용된 경우에, 압분 코어의 기계적 강도가 적절한 범위 내로 유지되는 것도 요구되고 있다.

본 발명은, 고온 환경하에서 사용되어도 자기 특성이 변화되기 어렵고, 기계 특성도 우수한 압분 코어, 그 압분 코어의 제조 방법, 그 압분 코어를 구비하는 전기·전자 부품, 및 그 전기·전자 부품이 실장된 전기·전자 기기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해서 제공되는 본 발명의 일 양태는, 연자성 분말을 포함하는 성형체와, 상기 성형체의 외장 코트를 구비하는 압분 코어로서, 상기 외장 코트는, 폴리에테르술폰 (Polyethersulfone) 을 함유하는 것을 특징으로 하는 압분 코어이다.

폴리에테르술폰을 함유하는 외장 코트를 구비하는 본 발명에 관련된 압분 코어는, 종래 사용되고 있던 실리콘계의 수지 (특히 메틸페닐실리콘 수지) 를 함유하는 외장 코트를 구비하는 압분 코어에 비해, 고온 환경 (구체적으로는 250 ℃ 의 환경) 에 장시간 (구체적으로는 100 시간 이상) 놓인 경우에도, 응력 발생하기 어렵기 때문에, 자기 특성, 특히 코어 로스가 변화되기 어렵다. 또한, 고온 환경하에 장시간 놓인 경우에도, 실용적인 기계적 강도를 유지하는 것이 가능하다.

상기 본 발명에 관련된 압분 코어에 있어서, 상기 연자성 분말은, 철계 재료 및 니켈계 재료의 적어도 일방의 분말을 함유하고 있어도 된다.

상기 본 발명에 관련된 압분 코어에 있어서, 상기 연자성 분말은, 결정질 자성 재료의 분말을 함유해도 된다. 상기 본 발명에 관련된 압분 코어에 있어서, 상기 연자성 분말은, 비정질 자성 재료의 분말을 함유해도 된다. 상기 본 발명에 관련된 압분 코어에 있어서, 상기 연자성 분말은, 나노 결정 자성 재료의 분말을 함유해도 된다. 또, 상기 연자성 분말은, 상기 결정질 자성 재료, 상기 비정질 자성 재료, 상기 나노 결정 자성 재료에서 선택되는 2 종 이상을 혼합한 것이어도 된다.

상기 본 발명에 관련된 압분 코어에 있어서, 상기 성형체는, 상기 연자성 분말과 결착 성분을 구비하고, 상기 결착 성분은, 수지계 재료를 포함하는 바인더 성분의 열분해 잔사로 이루어지는 것이어도 된다. 본 발명에 관련된 압분 코어가 구비하는 성형체가 상기 열분해 잔사를 구비하는 경우에는, 성형체 내부에 공극이 발생하기 쉽다. 본 발명에 관련된 압분 코어는, 이 공극을 메우도록 폴리에테르술폰 수지가 위치할 수 있으므로, 경도를 높일 수 있다. 일반의 열경화성 수지를 사용한 경우, 외장 코트 형성시 또는 고온 환경하에 있어서 수지가 경화되어 응력이 발생함으로써 압분 코어를 형성하는 연자성 분말이 응력을 받고, 자기 특성이 열화된다. 열가소성 수지인 폴리에테르술폰 수지를 사용함으로써, 고온 환경하에 있어서의 경화에서 기인되는 응력 변화를 회피할 수 있다. 또, 일반적인 열가소성 수지에서는, 고온 환경하에서의 강도 저하를 일으키지만, 내열성이 높은 폴리에테르술폰 수지를 사용함으로써, 이 종류의 강도 저하를 회피할 수 있다.

본 발명의 다른 일 양태는, 상기 본 발명에 관련된 압분 코어의 제조 방법으로서, 상기 연자성 분말과 상기 바인더 성분을 구비하는 혼합물의 가압 성형을 포함하는 성형 처리에 의해 성형 제조물을 얻는 성형 공정, 상기 성형 공정에 의해 얻어진 성형 제조물을 가열하여, 상기 연자성 분말과 상기 바인더 성분의 열분해 잔사로 이루어지는 결착 성분을 구비하는 상기 성형체를 얻는 가열 처리 공정, 및 폴리에테르술폰 및 용제를 포함하는 액상 조성물을 상기 성형체와 접촉시키고, 상기 성형체의 표면을 포함하는 영역에 상기 액상 조성물의 도막을 형성하고, 상기 도막을 건조시켜 용제를 휘발시키고, 폴리에테르술폰을 포함하는 외장 코트를 형성하는 외장 코트 형성 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 압분 코어의 제조 방법이다. 상기 방법에 의하면, 바인더 성분의 열분해 잔사로 이루어지는 결착 성분을 함유하는 압분 코어를 효율적으로 제조하는 것이 가능하다.

본 발명의 다른 일 양태는, 상기 본 발명에 관련된 압분 코어, 코일 및 상기 코일의 각각의 단부 (端部) 에 접속된 접속 단자를 구비하는 전기·전자 부품으로서, 상기 압분 코어의 적어도 일부는, 상기 접속 단자를 통하여 상기 코일에 전류를 흘렸을 때에 상기 전류에 의해 발생한 유도 자계 내에 위치하도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 전기·전자 부품이다.

본 발명의 또 다른 일 양태는, 상기 본 발명에 관련된 전기·전자 부품을 구비하는 것을 특징으로 하는 전기·전자 기기이다.

본 발명에 관련된 압분 코어는, 고온 환경 (구체적으로는 250 ℃ 의 환경) 에 장시간 (구체적으로는 100 시간 이상) 놓인 경우에도, 자기 특성, 특히 코어 로스가 변화되기 어렵다. 또한, 고온 환경하에 장시간 놓인 경우에도, 실용적인 기계적 강도를 유지하는 것이 가능하다. 따라서, 본 발명에 관련된 압분 코어는, 고온 환경하에서 사용되어도 자기 특성이 변화되기 어렵고, 기계 특성도 우수하다. 또, 본 발명에 의하면, 상기 압분 코어를 구비하는 전기·전자 부품, 및 그 전기·전자 부품이 실장된 전기·전자 기기가 제공된다.

도 1 은 본 발명의 일 실시형태에 관련된 압분 코어의 형상을 개념적으로 나타내는 사시도이다.
도 2(a) 는 본 발명의 일 실시형태에 관련된 압분 코어를 제조하기 위한 성형 공정 후, 열처리 공정 전의 성형 제조물의 내부의 모식도, (b) 는 본 발명의 일 실시형태에 관련된 압분 코어를 제조하기 위한 열처리 공정 후, 외장 코트 공정 전의 성형체의 내부의 모식도, 및 (c) 는 본 발명의 일 실시형태에 관련된 압분 코어를 제조하기 위한 외장 코트 공정 후의 압분 코어의 내부의 모식도이다.
도 3 은 조립분 (造粒粉) 을 제조하는 방법의 일례에 있어서 사용되는 스프레이 드라이어 장치 및 그 동작을 개념적으로 나타내는 도면이다.
도 4 는 본 발명의 일 실시형태에 관련된 압분 코어를 구비하는 전자 부품인 토로이달 코어의 형상을 개념적으로 나타내는 사시도이다.

이하, 본 발명의 실시형태에 대해 상세하게 설명한다.

1. 압분 코어

도 1 에 나타내는 본 발명의 일 실시형태에 관련된 압분 코어 (1) 는, 그 외관이 링상으로서, 연자성 분말을 포함하는 성형체와, 성형체의 외장 코트를 구비한다. 본 발명의 일 실시형태에 관련된 압분 코어 (1) 는, 외장 코트가 폴리에테르술폰을 함유한다. 한정되지 않은 일례로서, 연자성 분말을, 압분 코어 (1) 에 함유되는 다른 재료 (동종의 재료인 경우도 있으면, 이종의 재료인 경우도 있다.) 에 대해 결착시키는 결착 성분을 함유한다. 또한, 압분 코어 (1) 의 외관은 링상에 한정되지 않고, 예를 들어 EE 형, EI 형, EER 형, PQ 형, I 형, 혹은 코일을 압분 코어의 내부에 봉입한 것 등이 있다.

(1) 성형체

(1-1) 연자성 분말

본 발명의 일 실시형태에 관련된 압분 코어 (1) 의 성형체가 포함하는 연자성 분말은, 철을 함유하는 철계 재료 및 니켈을 함유하는 니켈계 재료의 적어도 일방의 분말을 함유하고 있어도 된다.

본 발명의 일 실시형태에 관련된 압분 코어 (1) 의 성형체가 포함하는 연자성 분말은, 결정질 자성 재료의 분말을 함유해도 된다. 본 명세서에 있어서, 「결정질 자성 재료」란, 그 조직이 결정질로 이루어지는 것으로서, 강자성체, 특히 연자성체인 재료를 의미한다. 본 발명의 일 실시형태에 관련된 압분 코어 (1) 의 성형체가 포함하는 연자성 분말은, 결정질 자성 재료의 분말로 이루어지는 것이어도 된다. 결정질 자성 재료의 구체예로서, Fe-Si-Cr 계 합금, Fe-Ni 계 합금, Ni-Fe 계 합금, Fe-Co 계 합금, Fe-V 계 합금, Fe-Al 계 합금, Fe-Si 계 합금, Fe-Si-Al 계 합금, 카르보닐철 및 순철을 들 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에 관련된 압분 코어 (1) 의 성형체가 포함하는 연자성 분말은, 비정질 자성 재료의 분말을 함유해도 된다. 본 명세서에 있어서, 「비정질 자성 재료」란, 조직 중의 비정질의 부분의 체적이 전체의 50 ％ 초과로서, 강자성체, 특히 연자성체인 재료를 의미한다. 본 발명의 일 실시형태에 관련된 압분 코어 (1) 의 성형체가 포함하는 연자성 분말은, 비정질 자성 재료의 분말로 이루어지는 것이어도 된다. 비정질 자성 재료의 구체예로서, Fe-Si-B 계 합금, Fe-P-C 계 합금 및 Co-Fe-Si-B 계 합금을 들 수 있다. 상기 비정질 자성 재료는 1 종류의 재료로 구성되어 있어도 되고 복수 종류의 재료로 구성되어 있어도 된다. 비정질 자성 재료의 분말을 구성하는 자성 재료는, 상기 재료로 이루어지는 군에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상의 재료인 것이 바람직하고, 이들 중에서도, Fe-P-C 계 합금을 함유하는 것이 바람직하고, Fe-P-C 계 합금으로 이루어지는 것이 보다 바람직하다. 단, Fe-P-C 계 합금의 경우, 자왜가 높기 때문에, 응력을 받으면 자기 특성이 현저하게 열화된다. 이 경우, 나중에 설명하는 외장 코트로서, 본 발명의 폴리에테르술폰 수지를 사용하면, 특히 고온 환경하에서 외장 코트로부터 응력을 받기 어려워져, 효과적이다.

또한, 상기 비정질 자성 재료의 Fe-P-C 계 합금의 구체예로서, 조성식이, Fe_{100at％-a-b-c-x-y-z-t}Ni_aSn_bCr_cP_xC_yB_zSi_t로 나타나고, 0 at％ ≤ a ≤ 10 at％, 0 at％ ≤ b ≤ 3 at％, 0 at％ ≤ c ≤ 6 at％, 6.8 at％ ≤ x ≤ 13.0 at％, 2.2 at％ ≤ y ≤ 13.0 at％, 0 at％ ≤ z ≤ 9.0 at％, 0 at％ ≤ t ≤ 7 at％ 인 Fe 기 비정질 합금을 들 수 있다. 상기 조성식에 있어서, Ni, Sn, Cr, B 및 Si 는 임의 첨가 원소이다.

Ni 의 첨가량 a 는, 0 at％ 이상 7 at％ 이하로 하는 것이 바람직하고, 4 at％ 이상 6.5 at％ 이하로 하는 것이 보다 바람직하다. Sn 의 첨가량 b 는, 0 at％ 이상 2 at％ 이하로 하는 것이 바람직하고, 0 at％ 이상 1 at％ 이하로 하는 것이 보다 바람직하다. Cr 의 첨가량 c 는, 0 at％ 이상 2.5 at％ 이하로 하는 것이 바람직하고, 1.5 at％ 이상 2.5 at％ 이하로 하는 것이 보다 바람직하다. P 의 첨가량 x 는, 8.8 at％ 이상으로 하는 것이 바람직한 경우도 있다. C 의 첨가량 y 는, 2.2 at％ 이상 9.8 at％ 이하로 하는 것이 바람직한 경우도 있다. B 의 첨가량 z 는, 0 at％ 이상 8.0 at％ 이하로 하는 것이 바람직하고, 0 at％ 이상 2 at％ 이하로 하는 것이 보다 바람직하다. Si 의 첨가량 t 는, 0 at％ 이상 6 at％ 이하로 하는 것이 바람직하고, 0 at％ 이상 2 at％ 이하로 하는 것이 보다 바람직하다.

본 발명의 일 실시형태에 관련된 압분 코어 (1) 의 성형체가 포함하는 연자성 분말은, 나노 결정 자성 재료의 분말을 함유해도 된다. 본 명세서에 있어서, 「나노 결정 자성 재료」란, 평균 결정 입경이 수 ㎚ ∼ 수십 ㎚ 의 결정립이 조직의 적어도 50 ％ 를 초과하는 부분에 균일하게 석출되어 이루어지는 나노 결정 조직을 갖고, 강자성체, 특히 연자성체인 재료를 의미한다. 나노 결정 자성 재료는, 나노 결정립 이외의 조직이 비정질이어도 되고, 모두가 나노 결정 조직이어도 된다. 본 발명의 일 실시형태에 관련된 압분 코어 (1) 의 성형체가 포함하는 연자성 분말은, 나노 결정 자성 재료의 분말로 이루어지는 것이어도 된다. 나노 결정 자성 재료의 구체예로서 Fe-Cu-M (여기서, M 은, Nb, Zr, Ti, V, Mo, Hf, Ta, W 에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상의 금속 원소)-Si-B 계 합금, Fe-M-B 계 합금, Fe-Cu-M-B 계 합금 등을 들 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에 관련된 압분 코어 (1) 의 성형체가 포함하는 연자성 분말은, 1 종류의 분말로 구성되어 있어도 되고, 복수 종류의 혼합체여도 된다. 이 혼합체의 구체예로서, 결정질 자성 재료, 비정질 자성 재료, 나노 결정 자성 재료 중 2 종 이상을 혼합한 것을 들 수 있다. 더욱 구체적으로는, 예를 들어 본 발명의 일 실시형태에 관련된 압분 코어 (1) 의 성형체가 포함하는 연자성 분말은, 결정질 자성 재료의 분말과 비정질 자성 재료의 분말의 혼합체여도 되고, 비정질 자성 재료의 분말로서, 그 일부가 나노 결정 자성 재료의 분말이어도 된다.

본 발명의 일 실시형태에 관련된 압분 코어 (1) 가 함유하는 연자성 분말의 형상은 한정되지 않는다. 연자성 분말의 형상은 구상이어도 되고 비구상이어도 된다. 비구상인 경우에는, 인편상, 타원 구상, 액적상, 침상 등의 형상 이방성을 갖는 형상이어도 되고, 특별한 형상 이방성을 갖지 않는 부정형이어도 된다. 부정형의 연자성 분말의 예로서, 구상의 연자성 분말의 복수가, 서로 접하여 결합되어 있거나, 다른 연자성 분말에 부분적으로 매몰되도록 결합되어 있거나 하는 경우를 들 수 있다. 이와 같은 부정형의 연자성 분말은, 연자성 분말이 카르보닐철의 분말인 경우에 관찰되기 쉽다.

연자성 분말의 형상은, 연자성 분말을 제조하는 단계에서 얻어진 형상이어도 되고, 제조된 연자성 분말을 2 차 가공함으로써 얻어진 형상이어도 된다. 전자의 형상으로는, 구상, 타원 구상, 액적상, 침상 등이 예시되고, 후자의 형상으로는, 인편상이 예시된다.

본 발명의 일 실시형태에 관련된 압분 코어 (1) 가 함유하는 연자성 분말의 입경은 한정되지 않는다. 이러한 입경을, 메디안경 (D50) (레이저 회절 산란법에 의해 측정된 연자성 분말의 입경의 체적 분포에 있어서의 체적 누적값이 50 ％ 일 때의 입경) 에 의해 규정하면, 통상, 1 ㎛ 내지 45 ㎛ 의 범위가 된다. 취급성을 높이는 관점, 압분 코어 (1) 의 성형체에 있어서의 연자성 분말의 충전 밀도를 높이는 관점 등에서, 연자성 분말의 메디안경 (D50) 은, 2 ㎛ 이상 30 ㎛ 이하로 하는 것이 바람직하고, 3 ㎛ 이상 15 ㎛ 이하로 하는 것이 보다 바람직하고, 4 ㎛ 이상 13 ㎛ 이하로 하는 것이 특히 바람직하다.

(1-2) 결착 성분

결착 성분은, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 압분 코어 (1) 에 함유되는 연자성 분말을 고정시키는 것에 기여하는 재료인 한, 그 조성은 한정되지 않는다. 결착 성분을 구성하는 재료로서, 수지 재료 및 수지 재료의 열분해 잔사 (본 명세서에 있어서, 이들을 「수지 재료에 기초하는 성분」이라고 총칭한다.) 등의 유기계의 재료, 무기계의 재료 등이 예시된다. 이 열분해 잔사는 예를 들어 압분 코어 중의 연자성 분말의 변형 제거를 위한, 후술하는 열처리를 실시한 후에 형성되는 것이다. 수지 재료로서, 아크릴 수지, 실리콘 수지, 에폭시 수지, 페놀 수지, 우레아 수지, 멜라민 수지 등이 예시된다. 무기계의 재료로 이루어지는 결착 성분은 물유리 등 유리계 재료가 예시된다. 결착 성분은 1 종류의 재료로 구성되어 있어도 되고, 복수의 재료로 구성되어 있어도 된다. 결착 성분은 유기계의 재료와 무기계의 재료의 혼합체여도 된다.

결착 성분으로서 통상, 절연성의 재료가 사용된다. 이로써, 압분 코어 (1) 로서의 절연성을 높이는 것이 가능해진다.

본 발명의 일 실시형태에 관련된 압분 코어 (1) 의 성형체는, 구체적인 일례로서, 연자성 분말과 바인더 성분을 포함하는 혼합물의 가압 성형을 포함하는 성형 처리를 구비하는 제조 방법에 의해 제조된 것이다. 본 명세서에 있어서, 「바인더 성분」이란 결착 성분을 제공하는 성분으로서, 바인더 성분은, 결착 성분으로 이루어지는 경우도 있으면, 결착 성분과 상이한 재료인 경우도 있다.

바인더 성분이 결착 성분과 상이한 경우의 구체예로서, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 압분 코어 (1) 의 성형체가 구비하는 결착 성분이, 수지계 재료를 포함하는 바인더 성분의 열분해 잔사로 이루어지는 경우를 들 수 있다. 이 열분해 잔사의 생성에 있어서, 바인더 성분의 일부는 분해·휘발된다. 이 때문에, 압분 코어 (1) 가 구비하는 성형체가 상기 열분해 잔사를 구비하는 경우에는, 성형체 내에, 구체적으로는, 성형체에 있어서의 최근위에 위치하는 연자성 분말끼리의 사이에 공극이 생기는 경우가 있다.

이 점을 도 2 를 사용하여 설명한다. 도 2(a) 는 본 발명의 일 실시형태에 관련된 압분 코어를 제조하기 위한 성형 공정 후, 열처리 공정 전의 성형 제조물의 내부의 모식도이고, 도 2(b) 는 본 발명의 일 실시형태에 관련된 압분 코어를 제조하기 위한 열처리 공정 후이고, 도 2(c) 는 본 발명의 일 실시형태에 관련된 압분 코어를 제조하기 위한 외장 코트 공정 후의 압분 코어의 내부의 모식도이다. 도 2(a) 에 나타내는 바와 같이, 성형 공정을 거쳐 얻어진 성형 제조물 (1A) 에 있어서, 연자성 분말 (MM) 은 수지계 재료를 포함하는 바인더 성분 (BM) 에 의해 결착·고정되어 있다. 이 성형 제조물 (1A) 에 대해 열처리 공정을 실시하면, 도 2(b) 에 나타내는 바와 같이, 바인더 성분 (BM) 의 분해·휘발에 의해 열분해 잔사 (TDM) 가 생성되고, 성형체 (1B) 의 연자성 분말 (MM) 은 열분해 잔사 (TDM) 에 의해 결착·고정된다. 이 때문에, 성형체 (1B) 에서는, 성형 제조물 (1A) 에 비해, 공극 (PR) 의 체적이 증가한다. 또한, 도 2(b) 에 있어서의 열처리 공정이란, 예를 들어 상기 서술한 변형 제거를 위한 어닐 공정이다.

이와 같은 경우에도, 성형체 (1B) 에 대해 외장 코트 공정을 포함하는 공정을 실시함으로써 제조되는 본 발명에 관련된 압분 코어 (1) 에서는, 도 2(c) 에 나타내는 바와 같이, 이 공극 (PR) 의 적어도 일부를 메우도록 폴리에테르술폰을 함유하는 외장 코트를 구성하는 재료 (외장 코트재) (CRM) 가 위치할 수 있다. 이 때문에, 압분 코어 (1) 에서는, 공극 (PR) 의 체적이 적어짐과 함께 연자성 분말 (MM) 은 열분해 잔사 (TDM) 및 외장 코트재 (CRM) 에 의해 결착·고정되고, 기계적 강도의 보강이 이루어진다. 또, 외장 코트재 (CRM) 가 코팅 후에 열경화의 필요가 없는 폴리에테르술폰을 사용하고 있으므로, 외장 코트 후의 열경화에 의한 응력이 압분 코어 (1) 에 부여되지 않는다. 이 때문에, 외장 코트 공정에 의해 얻어진 압분 코어 (1) 의 자기 특성이 유지 혹은 향상된다. 또, 외장 코트재 (CRM) 가 열변성이 적은 폴리에테르술폰을 사용하고 있으므로, 압분 코어 (1) 가 고온 환경하에 놓여져도, 외장 코트재 (CRM) 의 열변성이나 연자성 분말 (MM) 의 산화에서 기인되는 압분 코어 (1) 의 자기 특성의 열화가 억제된다.

(2) 외장 코트

본 발명의 일 실시형태에 관련된 압분 코어 (1) 는, 외장 코트를 구비한다. 외장 코트는, 성형체 (1B) 의 기계적 강도의 향상 등을 목적으로 하여, 성형체 (1B) 의 적어도 일부를 덮도록 형성되는 층이다. 성형체 (1B) 는, 연자성 분말 (MM) 을 포함하는 혼합물을 가압 성형하는 것을 포함하여 형성되는 것이기 때문에, 그 표면은, 연자성 분말 (MM) 에서 유래되는 요철을 갖고 있는 경우가 있다. 또, 혼합물이 바인더 성분 (BM) 을 포함하는 경우로서, 성형체 (1B) 가 바인더 성분 (BM) 의 열분해 잔사 (TDM) 를 포함하는 경우에는, 상기와 같이, 성형체 (1B) 는 공극 (PR) 을 갖는 경우가 있다. 이러한 경우에는, 외장 코트를 구성하는 재료는, 성형체 (1B) 의 표면뿐만 아니라, 표면으로부터 어느 정도 내부에 들어간 영역까지 존재하고 있어도 된다. 즉, 외장 코트는, 성형체 (1B) 에 대해 함침 구조를 갖고 있어도 된다.

본 발명의 일 실시형태에 관련된 압분 코어 (1) 가 구비하는 외장 코트는, 폴리에테르술폰을 함유한다. 이러한 외장 코트의 한정되지 않은 제조 방법의 일례는 다음과 같다. 먼저, 폴리에테르술폰 및 용제를 포함하는 액상 조성물을 조제한다. 액상 조성물에 있어서의 폴리에테르술폰의 농도는 한정되지 않지만, 조제의 용이성 (폴리에테르술폰의 용해 용이성), 취급성 (점도) 및 성형체 (1B) 에 형성되는 도막 두께를 적절한 범위로 하는 것을 고려하면, 액상 조성물에 있어서의 폴리에테르술폰의 농도는, 1 질량％ 이상 40 질량％ 이하로 하는 것이 바람직하고, 5 질량％ 이상 20 질량％ 이하로 하는 것이 보다 바람직하다. 용제의 종류는, 폴리에테르술폰을 용해할 수 있는 한, 임의이다. N-메틸피롤리돈, 메틸에틸케톤, 아세트산부틸 등의 비프로톤성 극성 용제와 자일렌, 톨루엔 등의 방향족계 용제의 혼합 용제가 바람직한 경우가 있다. 액상 조성물은, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 한, 폴리에테르술폰 이외의 수지나 필러를 함유하고 있어도 된다. 이하의 설명에서는, 액상 조성물이 고형분으로서 폴리에테르술폰만을 함유하는 경우를 구체예로 한다.

다음으로, 조제한 액상 조성물과 상기 성형체 (1B) 를 접촉시키고, 성형체 (1B) 의 표면을 포함하는 영역에 액상 조성물의 도막을 형성한다. 접촉 방법은 임의이다. 가장 간이적으로는, 액상 조성물 중에 소정 시간 (예를 들어 5 분간 내지 30 분간) 성형체 (1B) 를 침지시키면 된다. 혹은, 액상 조성물을 성형체 (1B) 에 분무해도 된다. 액상 조성물과 성형체 (1B) 를 접촉시킬 때의 분위기를 감압으로 해도 된다. 액상 조성물의 도포량이나 접촉에 의해 형성되는 도막의 두께는 임의이다. 상기와 같이 성형체 (1B) 는 공극 (PR) 을 가지므로, 감압 분위기에 있어서 접촉시키거나, 액상 조성물의 점도를 저하시키거나 함으로써, 액상 조성물이 성형체 (1B) 의 내부에 함침되기 쉬워진다.

계속해서, 성형체 (1B) 에 형성된 도막을 건조시켜 용제를 휘발시킨다. 건조 온도 및 시간은 용제의 종류에 따라 적절히 설정된다. 한정되지 않은 예시를 실시하면, 60 ℃ ∼ 170 ℃ 에서, 20 분 내지 5 시간 정도이다. 단계적인 가열을 실시하는 것이 바람직한 경우가 있다.

본 발명의 일 실시형태에 관련된 압분 코어 (1) 가 구비하는 외장 코트는, 폴리에테르술폰을 포함하고, 바람직한 일 형태에서는 폴리에테르술폰으로 이루어지므로, 압분 코어 (1) 가 250 ℃ 의 환경하에 놓인 경우에도, 자기 특성의 변화가 발생하기 어렵다. 구체적으로는, 상기 환경하에 200 시간 놓인 경우의 코어 로스의 상승률을 5 ％ 이하로 하는 것이 가능하다. 또, 상기 환경하에 200 시간 놓인 경우의 비투자율의 저하율을 5 ％ 이하로 하는 것 (변화율을 -5 ％ 이상으로 하는 것) 이 가능하다.

본 발명의 일 실시형태에 관련된 압분 코어 (1) 가 구비하는 외장 코트는, 폴리에테르술폰을 포함하고, 바람직한 일 형태에서는 폴리에테르술폰으로 이루어지므로, 압분 코어 (1) 가 250 ℃ 의 환경하에 놓인 경우에도, 기계적 강도의 저하가 발생하기 어렵다. 구체적으로는, 초기의 압환 강도를 20 ㎫ 이상으로 함과 함께, 상기 환경하에 200 시간 놓인 경우에도 압환 강도를 20 ㎫ 이상으로 하는 것이 가능하다.

(3) 압분 코어의 제조 방법

상기 본 발명의 일 실시형태에 관련된 압분 코어 (1) 의 제조 방법은 특별히 한정되지 않지만, 다음에 설명하는 제조 방법을 채용하면, 압분 코어 (1) 를 보다 효율적으로 제조하는 것이 실현된다.

본 발명의 일 실시형태에 관련된 압분 코어 (1) 의 제조 방법은, 다음에 설명하는, 성형 공정 및 외장 코트 공정을 구비하고, 추가로 열처리 공정을 구비하고 있어도 된다.

(3-1) 성형 공정

먼저, 연자성 분말 (MM) 및 바인더 성분 (BM) 을 포함하는 혼합물을 준비한다. 이 혼합물의 가압 성형을 포함하는 성형 처리에 의해 성형 제조물을 얻을 수 있다. 가압 조건은 한정되지 않고, 바인더 성분 (BM) 의 조성 등에 기초하여 적절히 결정된다. 예를 들어, 바인더 성분 (BM) 이 열경화성의 수지로 이루어지는 경우에는, 가압과 함께 가열하여, 금형 내에서 수지의 경화 반응을 진행시키는 것이 바람직하다. 한편, 압축 성형의 경우에는, 가압력이 높지만, 가열은 필요 조건이 되지 않고, 단시간의 가압이 된다.

이하, 혼합물이 조립분으로서, 압축 성형을 실시하는 경우에 대해, 약간 상세하게 설명한다. 조립분은 취급성이 우수하므로, 성형 시간이 짧고 생산성이 우수한 압축 성형 공정의 작업성을 향상시킬 수 있다.

(3-1-1) 조립분

조립분은, 연자성 분말 (MM) 및 바인더 성분 (BM) 을 함유한다. 조립분에 있어서의 바인더 성분 (BM) 의 함유량은 특별히 한정되지 않는다. 이러한 함유량이 과도하게 낮은 경우에는, 바인더 성분 (BM) 이 연자성 분말 (MM) 을 유지하기 어려워진다. 또, 바인더 성분 (BM) 의 함유량이 과도하게 낮은 경우에는, 열처리 공정을 거쳐 얻어진 압분 코어 (1) 중에서, 바인더 성분 (BM) 의 열분해 잔사 (TDM) 로 이루어지는 결착 성분이, 복수의 연자성 분말 (MM) 을 서로 다른 것으로부터 절연하기 어려워진다. 한편, 상기 바인더 성분 (BM) 의 함유량이 과도하게 높은 경우에는, 열처리 공정을 거쳐 얻어진 압분 코어 (1) 에 함유되는 결착 성분의 함유량이 높아지기 쉽다. 압분 코어 (1) 중의 결착 성분의 함유량이 높아지면, 연자성 분말 (MM) 이 결착 성분으로부터 받는 응력의 영향에 의해 압분 코어 (1) 의 자기 특성이 저하되기 쉬워진다. 그러므로, 조립분 중의 바인더 성분 (BM) 의 함유량은, 조립분 전체에 대해, 0.5 질량％ 이상 5.0 질량％ 이하가 되는 양으로 하는 것이 바람직하다. 압분 코어 (1) 의 자기 특성이 저하될 가능성을 보다 안정적으로 저감시키는 관점에서, 조립분 중의 바인더 성분 (BM) 의 함유량은, 조립분 전체에 대해, 0.5 질량％ 이상 3.5 질량％ 이하가 되는 양으로 하는 것이 바람직하고, 0.6 질량％ 이상 3.0 질량％ 이하가 되는 양으로 하는 것이 보다 바람직하다.

조립분은, 상기 연자성 분말 (MM) 및 바인더 성분 (BM) 이외의 재료를 함유해도 된다. 그러한 재료로서, 윤활제, 실란 커플링제, 절연성의 필러 등이 예시된다. 윤활제를 함유시키는 경우에 있어서, 그 종류는 특별히 한정되지 않는다. 유기계의 윤활제여도 되고, 무기계의 윤활제여도 된다. 유기계의 윤활제의 구체예로서, 스테아르산 아연, 스테아르산 알루미늄 등의 금속 비누를 들 수 있다. 이러한 유기계의 윤활제는, 열처리 공정에 있어서 기화되고, 압분 코어 (1) 에는 거의 잔류하고 있지 않다고 생각된다.

조립분의 제조 방법은 특별히 한정되지 않는다. 상기 조립분을 제공하는 성분을 그대로 혼련하고, 얻어진 혼련물을 공지된 방법으로 분쇄하는 등 조립분을 얻어도 되고, 상기 성분에 용제 (용매·분산매, 물을 일례로서 들 수 있다.) 를 첨가하여 이루어지는 슬러리를 조제하고, 이 슬러리를 건조시켜 분쇄함으로써 조립분을 얻어도 된다. 분쇄 후에 체질이나 분급을 실시하여, 조립분의 입도 분포를 제어해도 된다.

상기 슬러리로부터 조립분을 얻는 방법의 일례로서, 스프레이 드라이어를 사용하는 방법을 들 수 있다. 도 3 에 나타내는 바와 같이, 스프레이 드라이어 장치 (200) 내에는 회전자 (201) 가 형성되고, 장치 상부로부터 슬러리 (S) 를 회전자 (201) 를 향하여 주입한다. 회전자 (201) 는 소정의 회전수에 의해 회전하고 있고, 스프레이 드라이어 장치 (200) 내부의 챔버에서 슬러리 (S) 를 원심력에 의해 소적상 (小滴狀) 으로서 분무한다. 또한 스프레이 드라이어 장치 (200) 내부의 챔버에 열풍을 도입하고, 이로써 소적상의 슬러리 (S) 에 함유되는 분산매 (물) 를, 소적 형상을 유지한 채로 휘발시킨다. 그 결과, 슬러리 (S) 로부터 조립분 (P) 이 형성된다. 이 조립분 (P) 을 장치 (200) 의 하부로부터 회수한다.

회전자 (201) 의 회전수, 스프레이 드라이어 장치 (200) 내에 도입하는 열풍 온도, 챔버 하부의 온도 등 각 파라미터는 적절히 설정하면 된다. 이들 파라미터의 설정 범위의 구체예로서, 회전자 (201) 의 회전수로서 4000 ∼ 6000 rpm, 스프레이 드라이어 장치 (200) 내에 도입하는 열풍 온도로서 130 ∼ 170 ℃, 챔버 하부의 온도로서 80 ∼ 90 ℃ 를 들 수 있다. 또 챔버 내의 분위기 및 그 압력도 적절히 설정하면 된다. 일례로서, 챔버 내를 에어 (공기) 분위기로서, 그 압력을 대기압과의 차압으로 2 ㎜H₂O (약 0.02 ㎪) 로 하는 것을 들 수 있다. 얻어진 조립분 (P) 의 입도 분포를 체질 등에 의해 더욱 제어해도 된다.

(3-1-2) 가압 조건

압축 성형에 있어서의 가압 조건은 특별히 한정되지 않는다. 조립분의 조성, 성형품의 형상 등을 고려하여 적절히 설정하면 된다. 조립분을 압축 성형할 때의 가압력이 과도하게 낮은 경우에는, 성형품의 기계적 강도가 저하된다. 이 때문에, 성형품의 취급성이 저하되는, 성형품으로부터 얻어진 압분 코어 (1) 의 기계적 강도가 저하되는 등의 문제가 발생하기 쉬워진다. 또, 압분 코어 (1) 의 자기 특성이 저하되거나 절연성이 저하되거나 하는 경우도 있다. 한편, 조립분을 압축 성형할 때의 가압력이 과도하게 높은 경우에는, 그 압력에 견딜 수 있는 성형 금형을 제조하는 것이 곤란해진다.

압축 가압 공정이 압분 코어 (1) 의 기계 특성이나 자기 특성에 악영향을 줄 가능성을 보다 안정적으로 저감시키고, 공업적으로 대량 생산을 용이하게 실시하는 관점에서, 조립분을 압축 성형할 때의 가압력은, 0.3 GPa 이상 2 GPa 이하로 하는 것이 바람직한 경우가 있고, 0.5 GPa 이상 2 GPa 이하로 하는 것이 보다 바람직한 경우가 있고, 0.5 GPa 이상 1.8 GPa 이하로 하는 것이 특히 바람직한 경우가 있다.

압축 성형에서는, 가열하면서 가압을 실시해도 되고, 상온에서 가압을 실시해도 된다.

(3-2) 열처리 공정

성형 공정에 의해 얻어진 성형 제조물이 본 실시형태에 관련된 압분 코어 (1) 가 구비하는 성형체 (1B) 여도 되고, 다음에 설명하는 바와 같이 성형 제조물에 대해 열처리 공정을 실시하여 성형체 (1B) 를 얻어도 된다. 이와 같은 열처리 공정은, 어닐 공정이라고도 칭해진다.

열처리 공정에서는, 상기 성형 공정에 의해 얻어진 성형 제조물을 가열함으로써, 연자성 분말 (MM) 사이의 거리를 수정하는 것에 의한 자기 특성의 조정 및 성형 공정에 있어서 연자성 분말 (MM) 에 부여된 변형을 완화시켜 자기 특성의 조정을 실시하여, 성형체 (1B) 를 얻는다.

열처리 공정은 상기와 같이 성형체 (1B) 의 자기 특성의 조정이 목적이기 때문에, 열처리 온도 등의 열처리 조건은, 성형체 (1B) 의 자기 특성이 가장 양호해지도록 설정된다. 열처리 조건을 설정하는 방법의 일례로서, 성형 제조물의 가열 온도를 변화시키고, 승온 속도 및 가열 온도에서의 유지 시간 등 다른 조건은 일정하게 하는 것을 들 수 있다.

열처리 조건을 설정할 때의 성형체 (1B) 의 자기 특성의 평가 기준은 특별히 한정되지 않는다. 평가 항목의 구체예로서 성형체 (1B) 의 코어 로스를 들 수 있다. 이 경우에는, 성형체 (1B) 의 코어 로스가 최저가 되도록 성형 제조물의 가열 온도를 설정하면 된다. 코어 로스의 측정 조건은 적절히 설정되고, 일례로서, 주파수 100 kHz, 최대 자속 밀도 100 mT 로 하는 조건을 들 수 있다.

열처리시의 분위기는 특별히 한정되지 않는다. 산화성 분위기의 경우에는, 바인더 성분 (BM) 의 열분해가 과도하게 진행될 가능성이나, 연자성 분말 (MM) 의 산화가 진행될 가능성이 높아지므로, 질소, 아르곤 등의 불활성 분위기나, 수소 등의 환원성 분위기에서 열처리를 실시하는 것이 바람직하다.

(3-3) 외장 코트 공정

상기 성형 공정에 의해 얻어진 성형 제조물로 이루어지는 성형체 (1B), 또는 성형 제조물에 대해 상기 열처리 공정에 의해 얻어진 성형체 (1B) 에 대해, 폴리에테르술폰을 포함하는 외장 코트를 실시한다. 그 제조 방법의 일례는 전술한 바와 같으므로 여기서는 기재를 생략한다.

2. 전기·전자 부품

본 발명의 일 실시형태에 관련된 전기·전자 부품은, 상기 본 발명의 일 실시형태에 관련된 압분 코어를 구비한다. 구체적으로는, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 전기·전자 부품은, 압분 코어, 코일 및 이 코일의 각각의 단부에 접속된 접속 단자를 구비한다. 여기서, 압분 코어의 적어도 일부는, 접속 단자를 통하여 코일에 전류를 흘렸을 때에 이 전류에 의해 발생한 유도 자계 내에 위치하도록 배치되어 있다.

이와 같은 전기·전자 부품의 일례로서, 도 4 에 나타내는 토로이달 코일 (10) 을 들 수 있다. 토로이달 코일 (10) 은, 링상의 압분 코어 (1) 에, 피복 도전선 (2) 을 권회함으로써 형성된 코일 (2a) 을 구비한다. 권회된 피복 도전선 (2) 으로 이루어지는 코일 (2a) 과 피복 도전선 (2) 의 단부 (2b, 2c) 사이에 위치하는 도전선의 부분에 있어서, 코일 (2a) 의 단부 (2d, 2e) 를 정의할 수 있다. 이와 같이, 본 실시형태에 관련된 전기·전자 부품은, 코일을 구성하는 부재와 접속 단자를 구성하는 부재가 동일한 부재로 구성되어 있어도 된다. 또, 상기와 같은 링상의 압분 코어 (1) 에 한정되지 않고, 예를 들어 EE 형, EI 형, EER 형, PQ 형, I 형의 압분 코어에 코일 권선을 실시한 것, 혹은 코일을 압분 코어의 내부에 봉입한 것 등을 들 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에 관련된 전기·전자 부품은, 상기 본 발명의 일 실시형태에 관련된 압분 코어를 구비하므로, 전기·전자 부품이 고온 환경 (구체적으로는 250 ℃ 의 환경) 에 장시간 (구체적으로는 100 시간 이상) 놓인 경우에도, 압분 코어의 자기 특성의 변화에 기초하는 전기·전자 부품의 특성의 열화가 발생하기 어렵다. 또, 상기 환경에 장시간 놓여도 압분 코어가 실용적인 기계적 강도를 유지할 수 있기 때문에, 압분 코어를 사용한 전기·전자 부품의 제조 과정, 이러한 전기·전자 부품을 전기·전자 기기의 일부로서 실장하거나 장착하거나 하는 과정, 얻어진 전기·전자 기기의 사용시에 있어서, 다른 부품과의 충돌 등의 외부로부터의 기계적 부하나, 급격한 온도 변화에서 기인되는 열응력 등이 발생해도, 전기·전자 부품이 파손되는 문제가 발생하기 어렵다.

본 발명의 일 실시형태에 관련된 전기·전자 부품으로서, 상기 토로이달 코일 (10) 외에, 리액터, 트랜스, 초크 코일 등이 예시된다.

3. 전기·전자 기기

본 발명의 일 실시형태에 관련된 전기·전자 기기는, 상기 본 발명의 일 실시형태에 관련된 압분 코어를 구비하는 전기·전자 부품을 구비한다. 구체적으로는, 상기 전기·전자 부품이 실장된 것이나, 상기 전기·전자 부품이 장착된 것이 예시된다. 그러한 전기·전자 기기의 추가적인 구체예로서, 전압 승강압 회로, 평활 회로, DC-DC 컨버터, AC-DC 컨버터 등을 구비한 스위칭 전원 장치나 태양광 발전 등에 사용되는 파워 컨트롤 유닛 등을 들 수 있다.

이러한 본 발명의 일 실시형태에 관련된 전기·전자 부품은, 상기 본 발명의 일 실시형태에 관련된 압분 코어를 구비하는 전기·전자 부품을 구비하므로, 고온 환경 (구체적으로는 250 ℃ 의 환경) 에 장시간 (구체적으로는 100 시간 이상) 놓인 경우에도, 압분 코어의 자기 특성의 저하나 파손에서 기인되는 동작 불량을 발생시키기 어렵다. 따라서, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 전기·전자 부품은, 신뢰성이 우수하다.

이상 설명한 실시형태는, 본 발명의 이해를 용이하게 하기 위해서 기재된 것으로서, 본 발명을 한정하기 위해서 기재된 것은 아니다. 따라서, 상기 실시형태에 개시된 각 요소는, 본 발명의 기술적 범위에 속하는 모든 설계 변경이나 균등물도 포함하는 취지이다.

실시예

이하, 실시예 등에 의해 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명의 범위는 이들 실시예 등으로 한정되는 것은 아니다.

(실시예 1)

(1) Fe 기 비정질 합금 분말의 제조

물 아토마이즈법을 사용하여, Fe_74.3at％Cr_1.56at％P_8.78at％C_2.62at％B_7.57at％Si_4.19at％ 인 조성이 되도록 칭량하여 얻어진 비정질 자성 재료의 분말을 연자성 분말 (MM) 로서 제조하였다. 얻어진 연자성 분말 (MM) 의 입도 분포는, 마이크로 트랙 입도 분포 측정 장치 (닛키소사 제조 「MT3300EX」) 를 사용하여 체적 분포로 측정하였다. 그 결과, 체적 분포에 있어서의 체적 누적값이 50 ％ 일 때의 입경 체적 분포에 있어서 50 ％ 가 되는 입도인 메디안경 (D50) 은 11 ㎛ 였다.

(2) 조립분의 제조

상기 연자성 분말 (MM) 을 96.0 ∼ 99.3 질량부, 아크릴계 수지로 이루어지는 절연성 결착재를 0.5 ∼ 2.0 질량부, 실란 커플링제 0.1 ∼ 1.0 질량％ 및 스테아르산 아연으로 이루어지는 윤활제 0.1 ∼ 1.0 질량부를 적절히 조정하여 혼합하고, 물을 용제로 하는 슬러리를 준비하였다.

얻어진 슬러리를 스프레이 드라이어 장치 (프리스사 제조 「D350AT-24HOP」) 로 분무 건조시켜 조립분을 얻었다. 얻어진 조립분의 입도 분포는 레이저 회절 산란법 입도 분포 측정 장치 (벡크만·쿨터사 제조 「LS 13 320」) 를 사용하여 체적 분포에 의해 측정하였다. 그 결과, 측정된 조립분의 입경의 체적 분포에 있어서의 체적 누적값이 50 ％ 일 때의 입경 체적 분포에 있어서 50 ％ 가 되는 입도인 메디안경 (D50) 은 85 ㎛ 였다.

(3) 압축 성형

얻어진 조립분을 금형에 충전하고, 면압 0.5 ∼ 2 ㎬ 로 가압 성형하여, 외경 20 ㎜ × 내경 12.8 ㎜ × 두께 6.8 ㎜ 의 링 형상을 갖는 성형 제조물을 얻었다.

(4) 열처리

얻어진 성형체 (1B) 를, 질소 기류 분위기의 노 내에 재치 (載置) 하고, 노 내 온도를, 실온 (23 ℃) 에서 승온 속도 10 ℃/분으로 최적 코어 열처리 온도인 300 ∼ 500 ℃ 까지 가열하고, 이 온도에서 1 시간 유지하고, 그 후, 노 내에서 실온까지 냉각시키는 열처리를 실시하고, 성형체 (1B) 를 얻었다.

(5) 외장 코트

폴리에테르술폰 (스미토모 화학사 제조 「5003PS」를, N-메틸피롤리돈 (NMP) 과 자일렌의 혼합 용제 (용량비로, NMP : 자일렌 = 2 : 1) 로 용해하고, 폴리에테르술폰의 농도가 10 질량％ 인 액상 조성물을 조제하였다.

얻어진 액상 조성물 중에, 상기 성형체 (1B) 를 15 분간 침지시켰다. 그 후, 성형체 (1B) 를 액상 조성물 중으로부터 꺼내고, 80 ℃ 에서 30 분간, 그 후 150 ℃ 에서 1 시간, 250 ℃ 에서 1 시간 건조시키고, 성형체 (1B) 의 표면에 액상 조성물의 도막을 형성하고, 성형체 (1B) 상에 외장 코트를 구비하는 압분 코어를 얻었다.

(실시예 2) 액상 조성물을 조제할 때에, 종류가 상이한 폴리에테르술폰 (스미토모 화학사 제조 「4100P」를, NMP 와 자일렌의 혼합 용제 (용량비로, NMP : 자일렌 = 2 : 1) 로 용해하고, 폴리에테르술폰의 농도가 10 질량％ 인 액상 조성물을 조제한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여, 압분 코어를 얻었다.

(실시예 3)

실시예 1 과 동일하게 하여, 성형체 (1B) 를 얻었다. 열경화성 폴리이미드 (우베 흥산사 제조 「UPIA-AT」) 를, NMP 용제로서 희석하여, 열경화 폴리이미드의 농도가 10 질량％ 인 액상 조성물을 조제하였다. 얻어진 액상 조성물 중에, 상기 성형체 (1B) 를 15 분간 침지시켰다. 그 후, 성형체 (1B) 를 액상 조성물 중으로부터 꺼내고, 80 ℃ 에서 30 분간, 그 후 150 ℃ 에서 1 시간 건조시켜, 성형체 (1B) 의 표면에 액상 조성물의 도막을 형성하였다. 이 도막을 구비한 성형체 (1B) 를 350 ℃ 에서 1 시간 가열하여, 성형체 (1B) 상에 외장 코트를 구비하는 압분 코어를 얻었다.

(실시예 4)

실시예 1 과 동일하게 하여, 성형체 (1B) 를 얻었다. 폴리아미드이미드 (DIC 사 제조 「V-8000BM」) 와 비스페놀 A 형 에폭시 수지 (DIC 사 제조 「850-S」) 를 당량 배합한 것을 시클로헥사논을 용제로서 희석하고, 고형분 농도가 12 질량％ 인 액상 조성물을 조제하였다. 얻어진 액상 조성물 중에, 상기 성형체 (1B) 를 15 분간 침지시켰다. 그 후, 성형체 (1B) 를 액상 조성물 중으로부터 꺼내고, 100 ℃ 에서 1 시간 건조시켜, 성형체 (1B) 의 표면에 액상 조성물의 도막을 형성하였다. 이 도막을 구비한 성형체 (1B) 를 200 ℃ 에서 1 시간 가열하여, 성형체 (1B) 상에 외장 코트를 구비하는 압분 코어를 얻었다.

(실시예 5)

액상 조성물을 조제할 때에, 폴리에테르술폰 대신에, 메틸페닐실리콘 (신에츠 화학사 제조 「KR-271」) 을, 자일렌을 용제로서 희석하여, 메틸페닐실리콘의 농도가 20 질량％ 인 액상 조성물을 조제한 것 이외에는, 실시예 4 와 동일하게 하여, 압분 코어를 얻었다.

(참고예 1)

실시예 1 과 동일하게 하여 얻은 성형체 (1B) 로 이루어지는 압분 코어를 얻었다. 즉, 참고예 1 에 관련된 압분 코어는, 외장 코트를 가지지 않는 것이었다.

(시험예 1) 비투자율 및 그 변화율의 측정

실시예 및 참고예에 의해 제조한 압분 코어에 구리선의 권선을 실시하여 토로이달 코어를 얻었다. 이 토로이달 코어에 대해, 임피던스 애널라이저 (HP 사 제조 「4192A」) 를 사용하여, 주파수 100 kHz 일 때의 비투자율을 측정하였다. 이 비투자율을 「초기 비투자율 (μ₀)」이라고 한다.

실시예 및 비교예에 의해 제조한 압분 코어를 250 ℃ 의 환경에 200 시간 정치 (靜置) 시키고, 정치 후의 압분 코어에 대해, 상기 요령으로 비투자율을 측정하였다. 이 비투자율을 「가열 후 비투자율 (μ₁)」이라고 한다.

하기 식에서 비투자율의 변화율 (Rμ) (단위 : ％) 을 구하였다.

Rμ = (μ₁ - μ₀)/μ₀× 100

초기 비투자율 (μ₀) 및 가열 후 비투자율 (μ₁) 그리고 비투자율의 변화율 (Rμ) 을 표 1 에 나타낸다. 또한, 표 1 에는, 실시예에 있어서 사용한 액상 조성물의 수지종 및 농도 (단위 : 질량％) 를 나타냈다.

(시험예 2) 코어 로스 및 그 변화율의 측정

실시예 및 참고예에 의해 제조한 압분 코어에 구리선의 권선을 실시하여 토로이달 코어를 얻었다. 이 토로이달 코어에 대해, BH 애널라이저 (이와사키 통신기사 제조 「SY-8218」) 를 사용하여, 주파수 100 kHz, 최대 자속 밀도 100 mT 의 조건에서 코어 로스 (PCV) 를 측정하였다. 이 코어 로스를 「초기 코어 로스 (W₀)」(단위 : kW/㎥) 라고 한다.

실시예 및 비교예에 의해 제조한 압분 코어를 250 ℃ 의 환경에 200 시간 정치시키고, 정치 후의 압분 코어에 대해, 상기 요령으로 코어 로스를 측정하였다. 이 코어 로스를 「가열 후 코어 로스 (W₁)」(단위 : kW/㎥) 라고 한다.

하기 식에서 코어 로스의 변화율 (RW) (단위 : ％) 을 구하였다.

RW = (W₁- W₀)/W₀× 100

초기 코어 로스 (W₀) 및 가열 후 코어 로스 (W₁) 그리고 코어 로스의 변화율 (RW) 을 표 1 에 나타냈다.

(시험예 3) 압환 강도 및 그 변화율의 측정

실시예 및 참고예에 의해 제조한 압분 코어를, JIS Z 2507 : 2000 에 준거한 시험 방법에 의해 측정하여, 초기 압환 강도 (S₀) (단위 : ㎫) 를 구하였다.

실시예 및 비교예에 의해 별도 제조한 압분 코어를, 250 ℃ 의 환경에 200 시간 정치시키고, 정치 후의 압분 코어에 대해, JIS Z 2507 : 2000 에 준거한 시험 방법에 의해 측정하여, 가열 후 압환 강도 (S₁) (단위 : ㎫) 를 구하였다.

하기 식에서 압환 강도의 변화율 (RS) (단위 : ％) 을 구하였다.

RS = (S₁ - S₀)/S₀× 100

초기 압환 강도 (S₀) 및 가열 후 압환 강도 (S₁) 그리고 압환 강도의 변화율 (RS) 을 표 1 에 나타냈다.

표 1 에 나타내는 바와 같이, 본 발명예에 관련된 압분 코어는, 250 ℃ 의 환경하에 200 시간 놓인 후에도, 비투자율의 변화율은 -5 ％ 이상 (저하율로서 5 ％ 이하) 이고, 코어 로스의 변화율은 ±1 ％ 이내이고, 또한 압환 강도는 가열 후에 있어서도 20 ㎫ 이상이었다.

이것에 대해, 비교예 (실시예 3 내지 실시예 5) 에 관련된 압분 코어는, 비투자율의 저하율이 5 ％ 이하, 코어 로스의 증가율이 5 ％ 이하, 및 초기 압환 강도 또는 가열 후 압환 강도의 적어도 일방이 20 ㎫ 이상의 어느 것도 만족할 수 없고, 자기 특성 및 기계적 강도의 쌍방에 대해 특히 우수한 특성을 가질 수는 없었다.

산업상 이용가능성

본 발명의 압분 코어를 사용한 전자 부품은, 하이브리드 자동차 등의 승압 회로나, 발전, 변전 설비에 사용되는 리액터, 트랜스나 초크 코일 등으로서 바람직하게 사용될 수 있다.

1 : 압분 코어
1A : 성형 제조물
1B : 성형체
MM : 연자성 분말
BM : 바인더 성분
TDM : 열분해 잔사
PR : 공극
CRM : 외장 코트재
10 : 토로이달 코일
2 : 피복 도전선
2a : 코일
2b, 2c : 피복 도전선 (2) 의 단부
2d, 2e : 코일 (2a) 의 단부
200 : 스프레이 드라이어 장치
201 : 회전자
S : 슬러리
P : 조립분

Claims

연자성 분말을 포함하는 성형체와, 상기 성형체의 외장 코트를 구비하는 압분 코어로서,
상기 외장 코트는, 폴리에테르술폰을 함유하는 것을 특징으로 하는 압분 코어.
제 1 항에 있어서,
상기 연자성 분말은, 철계 재료 및 니켈계 재료의 적어도 일방의 분말을 함유하는, 압분 코어.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 연자성 분말은, 결정질 자성 재료의 분말을 함유하는, 압분 코어.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 연자성 분말은, 비정질 자성 재료의 분말을 함유하는, 압분 코어.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 연자성 분말은 나노 결정 자성 재료의 분말을 함유하는, 압분 코어.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 연자성 분말은, 상기 결정질 자성 재료, 상기 비정질 자성 재료, 상기 나노 결정 자성 재료 중 2 종 이상을 혼합한 것인, 압분 코어.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 성형체는, 상기 연자성 분말과 결착 성분을 구비하고, 상기 결착 성분은, 수지계 재료를 포함하는 바인더 성분의 열분해 잔사로 이루어지는, 압분 코어.
제 7 항에 기재된 압분 코어의 제조 방법으로서,
상기 연자성 분말과 상기 바인더 성분을 구비하는 혼합물의 가압 성형을 포함하는 성형 처리에 의해 성형 제조물을 얻는 성형 공정,
상기 성형 공정에 의해 얻어진 성형 제조물을 가열하여, 상기 연자성 분말과 상기 바인더 성분의 열분해 잔사로 이루어지는 결착 성분을 구비하는 상기 성형체를 얻는 가열 처리 공정, 및
폴리에테르술폰 및 용제를 포함하는 액상 조성물을 상기 성형체와 접촉시키고, 상기 성형체의 표면을 포함하는 영역에 상기 액상 조성물의 도막을 형성하고, 상기 도막을 건조시켜 용제를 휘발시키고, 폴리에테르술폰을 포함하는 외장 코트를 형성하는 외장 코트 형성 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 압분 코어의 제조 방법.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 기재된 압분 코어, 코일 및 상기 코일의 각각의 단부에 접속된 접속 단자를 구비하는 전기·전자 부품으로서,
상기 압분 코어의 적어도 일부는, 상기 접속 단자를 통하여 상기 코일에 전류를 흘렸을 때에 상기 전류에 의해 발생한 유도 자계 내에 위치하도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 전기·전자 부품.
제 9 항에 기재된 전기·전자 부품을 구비하는 것을 특징으로 하는 전기·전자 기기.