TW201703066A - 磁性體及包含其之電子零件 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種用以應對電子零件之小型化、高性能化之要求之呈現高絕緣性的新穎之磁性體。 本發明之磁性體具備包含Fe及元素L與元素M(其中，元素L為Si或Zr，元素M為除Si、Zr以外之較Fe更易氧化之金屬元素)之軟磁性合金粒子11、及該粒子11之一部分氧化而成之氧化膜，且鄰接之軟磁性合金粒子11彼此之結合之至少一部分係介隔上述氧化膜，上述氧化膜具有內膜12a及較內膜12a位於更靠外側之外膜12b，內膜12a含有元素L多於元素M，外膜12b含有元素M多於元素L。

Description

磁性體及包含其之電子零件
本發明係關於一種於線圈、電感器等電子零件中可主要用作磁芯之磁性體、及包含其之電子零件。
電感器、抗流線圈、變壓器等電子零件(即所謂線圈零件、電感零件)具有作為磁芯之磁性體、及形成於上述磁性體之內部或表面之線圈。作為磁性體之材料，一般使用有Ni-Cu-Zn系鐵氧體等鐵氧體。
近年來，對此種電子零件要求大電流化(意指額定電流之高值化)，為了滿足該要求，研究將磁性體之材料自先前之鐵氧體替換為金屬系材料。作為金屬系材料，有Fe-Cr-Si合金或Fe-Al-Si合金，材料本身之飽和磁通密度高於鐵氧體。但另一方面，材料本身之體積電阻率明顯低於先前之鐵氧體。
於專利文獻1中，揭示有使用Fe-Cr-Al系合金粉作為軟磁性材料粉之壓粉磁芯及其製造方法。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利第5626672號公報
根據電子零件之近來之小型化、高性能化之要求，期望於為了確保飽和特性而提高Fe之比率時亦維持較高之絕緣電阻。本發明之課 題在於提供該磁性體。進而，本發明之課題亦在於提供包含上述磁性體之電子零件。
本發明者等人進行了努力研究，結果完成如下之本發明。
根據本發明，提供一種磁性體，其具備包含Fe及元素L與元素M(其中，元素L為Si或Zr，元素M為除Si、Zr以外之較Fe更易氧化之金屬元素)之軟磁性合金粒子、及上述軟磁性合金粒子之一部分氧化而成氧化膜，且鄰接之軟磁性合金粒子彼此之結合之至少一部分係介隔上述氧化膜，上述氧化膜具有內膜及較內膜位於更靠外側之外膜，內膜包含元素L多於元素M，外膜包含元素M多於元素L。
又，具備含有此種磁性體之磁芯之電子零件亦為本發明之一實施態樣。
根據本發明，藉由具備內膜及外膜之至少兩種氧化膜，可獲得較高之絕緣性。於該兩種氧化膜所含之Fe之比率相對較少之情形時，可使氧化膜之厚度變薄，期待高填充。於上述元素M為Cr或Al之情形時，進而耐濕試驗中之電感特性及電阻值之變化減少。藉由使用該磁性體，可製作小型且不影響環境之電子零件。
11‧‧‧軟磁性合金粒子
12a‧‧‧內膜
12b‧‧‧外膜
圖1係模式性地表示本發明之磁性體中之氧化膜之微細構造的剖視圖。
圖2係測定三點彎曲斷裂應力之模式說明圖。
一面適當參照圖式一面對本發明進行詳細說明。但是，本發明並非限定於圖示之態樣，又，於圖式中有時強調地表現發明之特徵性之部分，故而圖式各部分中未必確保比例尺之正確性。
圖1係模式性地表示本發明之磁性體中之氧化膜之微細構造的剖視圖。於本發明中，磁性體整體上理解為原本獨立之較多軟磁性合金粒子11彼此結合而成之集合體。亦可認為磁性體係包含較多軟磁性合金粒子11之壓粉體。圖1中放大描繪出2個軟磁性合金粒子11之界面附近。於至少一部分之軟磁性合金粒子11其等周圍之至少一部分、較佳為大致整個周圍形成有氧化膜12a、12b，藉由該氧化膜12a、12b確保磁性體之絕緣性。鄰接之軟磁性合金粒子11彼此主要係介隔位於各軟磁性合金粒子11之周圍之氧化膜12a、12b進行結合，結果構成具有一定形狀之磁性體。根據本發明，鄰接之軟磁性合金粒子11之一部分亦可以金屬部分彼此地結合。於先前之磁性體中，使用有於硬化之有機樹脂之矩陣中分散有磁性粒子或數個左右之磁性粒子之結合體者、或於硬化之玻璃成分之矩陣中分散有磁性粒子或數個左右之磁性粒子之結合體者。於本發明中，較佳為實質上不存在包含有機樹脂之矩陣、以及包含玻璃成分之矩陣。
各軟磁性合金粒子11為至少包含鐵(Fe)及較鐵更易氧化之2種元素(於本發明中記載為L及M)之合金。元素L與元素M不同，均為金屬元素或Si。於元素L及M為金屬元素之情形時，典型而言，可列舉：Cr(鉻)、Al(鋁)、Zr(鋯)、Ti(鈦)等，較佳為Cr或Al。本發明之磁性體較佳為包含Si或Zr。關於使不同之2種金屬元素或Si對應於元素M及元素L之見解將於後文進行敍述。
於磁性體整體中，Fe之含有率較佳為92.5~96wt%。於上述範圍之情形時，可確保較高之體積電阻率。於磁性體整體中，元素L之含有率較佳為1.5~3wt%。於磁性體整體中，元素M之含有率較佳為2~4.5wt%。關於磁性體整體之組成，可藉由電漿發光分析算出。
作為除Fe及元素L與M以外亦可包含之元素，可列舉：Mn(錳)、Co(鈷)、Ni(鎳)、Cu(銅)、P(磷)、C(碳)等。
於構成磁性體之各軟磁性合金粒子11之至少一部分，粒子周圍之至少一部分形成有氧化膜12a、12b。氧化膜12a、12b可於磁性體之前之原料粒子的階段形成，於原料粒子之階段，可不存在氧化膜或於成形過程中極少地生成氧化膜。於對成形前之軟磁性合金粒子11實施熱處理而獲得磁性體時，較佳為軟磁性合金粒子11之表面部分發生氧化而生成氧化膜12a、12b，複數個軟磁性合金粒子11係介隔該生成之氧化膜12a、12b而結合。氧化膜12a、12b之存在可於利用掃描型穿透式電子顯微鏡(STEM)獲得之100000倍左右之拍攝圖像中以對比度(亮度)差異之形式識別。又，氧化膜12b之存在亦可於利用掃描型電子顯微鏡(SEM)獲得之10000倍左右之拍攝圖像中以對比度(亮度)差異之形式識別。藉由存在氧化膜12a、12b而確保磁性體整體之絕緣性。
如圖所示，氧化膜具有至少兩層，將更靠近軟磁性合金粒子11之層(即內側)稱為內膜12a。將較內膜12a位於更靠外側之氧化膜稱為外膜12b。於本發明中，內膜12a包含元素L多於元素M。相反地，外膜12b包含元素M多於元素L。此處，元素L為Si或Zr，元素M並非Si且亦非Zr，而為較Fe更易氧化之金屬元素。
藉由具有如上所述之內膜12a及外膜12b，可獲得絕緣性較高，且機械強度較強之磁性體。
藉由元素L為Si或Zr，可使以高比率包含元素L之內膜12a變薄，且提高填充率。又，藉由兼具外膜12b，而使電感特性及電阻值於耐濕試驗中難以發生變化。
若內膜12a過薄，則作為膜之連續性消失，而無法覆蓋軟磁性合金粒子11之表面，絕緣性減弱，若內膜12a過厚，則磁導率降低。另一方面，若外膜12b過薄，則機械強度減弱，若外膜12b過厚，則磁導率降低。較佳為，藉由使外膜12b之厚度較內膜12a之厚度厚，可同時實現機械強度及絕緣性。
為了獲得氧化膜12a、12b，可列舉如下：以使用以獲得磁性體之原料粒子中儘可能包含較少Fe之氧化物或極力不含Fe之氧化物之方式，於獲得磁性體之過程中藉由加熱處理等使合金之表面部分發生氧化等。藉由此種處理，較Fe更易氧化之金屬元素M或Si被選擇性地被氧化，結果氧化膜12a、12b中之元素L及元素M及元素相對於Fe之重量比容易變得相對大於軟磁性合金粒子11中之元素L及元素M相對於Fe之重量比。
於磁性體中軟磁性合金粒子11彼此主要係介隔氧化膜12a、12b進行結合。介隔氧化膜12a、12b之結合部22之存在例如可於大約放大至5000倍之SEM觀察圖像等中視認。藉由存在介隔氧化膜12a、12b之結合部，可實現機械強度及絕緣性之提高。較佳為遍及磁性體整體，介隔鄰接之軟磁性合金粒子11所具有之氧化膜12a、12b進行結合，但只要一部分結合，即可實現相應之機械強度及絕緣性之提高，可認為此種形態亦為本發明之一態樣。又，亦可部分地存在不介隔氧化膜12a、12b而軟磁性合金粒子11彼此結合。進而，鄰接之軟磁性合金粒子11亦可部分地具有既不存在於介隔氧化膜12a、12b之結合部，亦不存在於軟磁性合金粒子11彼此之結合部，而僅物理性地接觸或接近之形態。進而，磁性體亦可部分地具有空隙。
進而，可藉由以下方法對氧化膜12a、12b之厚度進行評價。
氧化膜之分析方法
(1)以穿過芯部之中心之方式製作掃描型電子顯微鏡(SEM)用剖面試樣。
(2)利用SEM隨機抽取、選擇由氧化膜隔開之粒子間界面。根據以下順序判定是否為軟磁性合金粒子11之界面。首先，獲取試樣之圖像，以成為100μm×100μm之格子之方式於試樣之圖像上設定座標。於座標內，僅選擇中心部分，對各座標分配編號，藉由電腦產生隨機 數，於座標內選擇1點。將所選擇之100μm×100μm之格子內每隔1μm以格子隔開。藉由電腦產生隨機數，選擇所對應之座標內之1點。確認有無格子中之軟磁性合金粒子11之界面，於不包含軟磁性合金粒子11之界面之情形時，再次產生隨機數，重新選擇格子，重複操作直至於所選擇之格子內包含軟磁性合金粒子11之界面。選擇位於所選擇之格子之內部之軟磁性合金粒子11之界面。
(3)對所選擇之軟磁性合金粒子11以垂直於穿過粒子之中心之界面之方式藉由聚焦離子束裝置(FIB)進行加工，製作薄片試樣。薄片試樣之製作方法可使用微取樣法。試樣厚度係以軟磁性合金粒子11之金屬部分計成為50~100nm之方式進行加工。試樣厚度之評價係使用如下方法：使用附屬於掃描型穿透式電子顯微鏡(STEM：日本電子股份有限公司製造之JEM-2100F)之電子能量損失分光裝置，且利用穿透電子之非彈性散射平均自由行程。將EELS測定時之半收斂角設為9mrad，將掠出角設為10mrad，使用此時之非彈性散射平均自由步驟105nm。
(4)製作試樣後，立即使用搭載有環狀暗視野檢測器及能量分散X射線分光(EDS)檢測器之STEM，藉由STEM-EDS法確認有無氧化膜，藉由STEM-高角度環狀暗視野(HAADF)法，測量氧化膜之厚度。具體而言，記載於以下項目中。STEM-EDS之測定條件係設為加速電壓200kV、電子束直徑1.0nm、解像度1nm/pix，測定時間為如Fe粒子部分之各點之於6.22keV~6.58keV之範圍內之信號強度之累計值為25計數以上。將FeKα射線+CrKα射線與OKα射線之信號強度比為0.5以上之區域評價為有氧化膜。STEM-EDS法由於會於試樣內使信號產生區域擴大，故而不適合測長。因此，測長使用下述STEM-HAADF法。STEM-HAADF法之測定條件設為電子束直徑0.7nm以下、掠入角27mrad~73mrad、倍率300000倍、像素尺寸0.35nm/像素。為了消 除雜訊之影響，將圖像中之信號強度設為1.7×106計數左右。為了使測長時之倍率一致，於拍攝之前後以相同條件對倍率校正用試樣進行拍攝，並校正游標尺。於拍攝各圖像前，將倍率提高至最大值後，降低至原先之倍率，使透鏡電流與預設值(對校正用試樣進行拍攝時之值)一致，使試樣之高度一致後進行拍攝。又，圖像拍攝係於橫穿界面之方向對電子束進行掃描而進行拍攝。
(5)關於STEM-HAADF圖像，為了減少背景之影響，將圖像中之各像素之信號強度以圖像之縱向與橫向之座標之一次函數之和(f(x)=ax+by)近似，並自圖像扣除。
(6)於STEM-HAADF像中之根據STEM-EDS圖像判斷而不含真空部且隔著氧化膜12a與氧化膜12b之金屬粒子間，製作垂直於該區域之長度1μm左右之線段，沿該線段製作圖像強度之分佈。垂直於氧化膜12b之線段係根據STEM-EDS之氧元素之信號強度，抽取氧化膜12b之位置座標，以最小平方法畫出近似直線，並以垂直於該直線之直線之形式求出。
(7)STEM-HAADF圖像之強度分佈典型的是由3種強度構成，根據強度高低依次相當於軟磁性合金粒子11、氧化膜12b、氧化膜12a。其係藉由與EDX(Energy Dispersive X-ray Detector，能量分散型X射線分析)信號之分佈進行對照而判明。更具體而言，關於分佈中之強度I(x)，利用下式轉換為標準化強度Inorm(x)，於該強度範圍內能夠進行判斷。
式：Inorm(x)=(I(x)-Imin)/(Imax-Imin)
其中，Imax係分佈中之強度最大值，Imin係分佈中之強度最小值。軟磁性合金粒子11相當於0.8<Inorm(x)≦1.0，氧化膜12b相當於0.2<Inorm(x)≦0.8，氧化膜12a相當於0.0≦Inorm(x)≦0.2。
(8)根據STEM-HAADF圖像之強度分佈求出氧化膜12a之厚度及氧 化膜12b之厚度之方法如下所述。於軟磁性合金粒子11與氧化膜12a之間，將強度成為其一半之位置設為軟磁性合金粒子11與氧化膜12a之界面。於氧化膜12b與氧化膜12a之間，將強度成為其一半之位置設為氧化膜12b與氧化膜12a之界面。求出軟磁性合金粒子11與氧化膜12a之界面及氧化膜12b與氧化膜12a之界面各界面間之距離，設為氧化膜12a之厚度。又，氧化膜12b之厚度係以氧化膜12b與氧化膜12a之界面和氧化膜12b之邊緣的距離之形式求出。進而，於氧化膜12b之外側存在Fe之氧化膜之情形時，以相同之方式特定界面，藉此可求出各者之厚度。
(9)自不同之100μm×100μm之格子之中，對合計10個粒子間界面以相同之方式進行測定，將以全部粒子測得之個別氧化膜之厚度之平均值設為試樣之氧化膜之厚度。
為了產生介隔氧化膜12a、12b之結合部，例如可列舉：於製造磁性體時在存在氧氣之環境下(例如空氣中)以下述特定溫度施加熱處理等。
上述軟磁性合金粒子11彼此之結合部之存在例如可於放大至大約5000倍之SEM觀察圖像(剖面照片)中視認。藉由存在軟磁性合金粒子11彼此之結合部，可實現磁導率之提高。
為了生成軟磁性合金粒子11彼此之結合部，例如可列舉如下：使用氧化膜較少之粒子作為原料粒子，或於用以製造磁性體之熱處理中對溫度或氧分壓以下述方式進行調節，或者對自原料粒子獲得磁性體時之成形密度進行調節等。
用作原料之磁性粒子(以下亦稱為原料粒子)之組成係由最終所獲得之磁性體中之組成反映。因此，根據最終所欲獲得之磁性體之組成，可適當選擇原料粒子之組成，其較佳之組成範圍與上述磁性體之較佳之組成範圍相同。
各原料粒子之尺寸實質上等同於最終所獲得之磁性體中之構成磁性體之粒子之尺寸。作為原料粒子之尺寸，若考慮磁導率及粒內渦電流損耗，則d50較佳為2~30μm。原料粒子之d50可藉由雷射繞射-散射之測定裝置進行測定。
用作原料之磁性粒子較佳為藉由霧化法製造。於霧化法中，於高頻熔解爐中添加成為主原材料之Fe、元素L及元素M之原料並進行熔解。此處，確認主成分之重量比。可藉由霧化法自如此所獲得之材料獲得磁性粒子。
自原料粒子獲得成形體之方法並無特別限定，可適當採取粒子成形體製造之公知之方法。以下，作為典型之製造方法，對於非加熱條件下使原料粒子成形後供至加熱處理之方法進行說明。於本發明中不限定於該製法。
於非加熱條件下使原料粒子成形時，較佳為添加有機樹脂作為黏合劑。作為有機樹脂，就熱處理後難以殘留黏合劑之方面而言，較佳為使用包含熱分解溫度為500℃以下之丙烯酸系樹脂、丁醛樹脂，乙烯系樹脂等者。亦可於成形時添加公知之潤滑劑。作為潤滑劑，可列舉有機酸鹽等，具體而言，可列舉：硬脂酸鋅、硬脂酸鈣等。潤滑劑之量相對於原料粒子100重量份較佳為0~1.5重量份。潤滑劑之量為零意指不使用潤滑劑。對原料粒子任意地添加黏合劑及/或潤滑劑並進行攪拌後，成形為所需形狀。成形時例如可列舉施加1~30t/cm2之壓力等。
對熱處理之較佳之態樣進行說明。
熱處理較佳為於氧化環境下進行。更具體而言，加熱中之氧濃度較佳為1%以上，藉此，容易生成介隔氧化膜之結合部22。氧濃度之上限並無特別限定，考慮製造成本等，可列舉空氣中之氧濃度(約21%)。關於加熱溫度，就軟磁性合金粒子11本身氧化而生成氧化膜 12a、12b，容易介隔該氧化膜12a、12b生成結合之觀點而言，較佳為600~800℃。就容易生成介隔氧化膜12a、12b之結合部22之觀點而言，加熱時間較佳為0.5~3小時。
藉由加熱而獲得之磁性體之視密度較佳為5.7~7.2g/cm3。視密度係藉由依據JIS R1620-1995之氣體置換法進行測定。視密度可主要藉由上述成形壓力進行調節。若視密度為上述範圍內，則可同時實現高磁導率及高電阻。再者，於磁性體內亦可存在空隙30。
可將如此所獲得之磁性體用作各種電子零件之磁芯。例如，亦可藉由於本發明之磁性體之周圍纏繞絕緣被覆導線而形成線圈。或者，藉由公知之方法形成包含上述原料粒子之坯片，藉由印刷等於該坯片形成特定圖案之導體漿料後，藉由積層印刷過之坯片並進行加壓而成形，繼而，於上述條件下實施熱處理，藉此亦可獲得於本發明之磁性體之內部形成線圈而成之電子零件(電感器)。此外，藉由將本發明之磁性體用作磁芯，於其內部或表面形成線圈，可獲得各種電子零件。電子零件亦可為表面安裝型或通孔安裝型等各種安裝形態，關於自磁性體獲得電子零件之方法，亦可參考下述實施例之記載，又，可適當採取電子零件之領域中之公知之製造方法。
[實施例]
以下，藉由實施例更具體地對本發明進行說明。但是，本發明並不限定於該等實施例所記載之態樣。
實施形態1
(磁性粒子)
藉由霧化法製備軟磁性合金粒子。於霧化法中將Fe、Cr、Si、Al、Zr作為原料。軟磁性合金粒子之組成如表1所記載(單位為wt%)。此處之組成係將Fe、Cr、Si、Al、Zr之合計設為100wt%，相對於該等主成分100wt%，以特定比率添加硫(S)。關於軟磁性合金粒子之組 成，藉由燃燒紅外線吸收法確認硫(S)，S以外之元素係藉由電漿發光分析進行確認。軟磁性合金粒子之平均粒徑設為10μm。
(磁性體之製造)
將該原料粒子100重量份與PVA黏合劑1.5重量份一同攪拌混合，添加作為潤滑劑之0.5重量份之硬脂酸Zn。其後，以6~12ton/cm2之成形壓力成形為用於下述各評價之形狀。此時，成形壓力係以使磁性體中之軟磁性合金粒子之填充率成為85vol%之方式進行調節。繼而，於大氣環境下(氧化環境下)，實施例11設為750℃，實施例11以外係於700℃下進行1小時熱處理，而獲得磁性體。
實施形態2
(磁性粒子)
藉由霧化法製備軟磁性合金粒子。於霧化法中將Fe、Cr、Si設為原料。軟磁性合金粒子之組成如表2所記載(單位為wt%)。
(磁性體之製造)
將該原料粒子100重量份、特定比率之氯化鐵(III)粉末與PVA黏合劑1.5重量份一同攪拌混合，添加作為潤滑劑之0.5重量份之硬脂酸Zn。關於氯化鐵(III)粉末之添加量，將Fe、Cr、Si、Al之合計設為100wt%，相對於該等主成分100wt%，以氯(Cl)成為特定比率之方式進行設定。氯化鐵(III)粉末之添加量係以FeCl3之形式如表2所記載。其後，以6~12ton/cm2之成形壓力成形為用於下述各評價之形狀。此時，成形壓力係以磁性體中之軟磁性合金粒子之填充率成為85vol%之方式進行調節。繼而，於大氣環境下(氧化環境下)中於700℃下進行1小時熱處理，而獲得磁性體。
各實施例之內膜、外膜中之元素L、元素M之含有率的關係如下所述。自STEM-EDX之元素強度圖像，抽取內膜12a及外膜12b之元素M、元素L之各K射線的強度，利用該數值比較元素L與元素M之各者之內膜與外膜之組成之大小關係。括號內之記載表示各元素之大小關係。
比較例1：內膜(無法識別)，外膜(Cr>Fe>Si)
比較例2：內膜(無法識別)，外膜(Cr>Fe>Si)
比較例3：內膜(無法識別)，外膜(Zr>Fe>Si)
比較例4：內膜(無法識別)，外膜(Zr>Fe>Si)
實施例1：內膜(Si>Fe>Cr)，外膜(Cr>Fe>Si)
實施例2：內膜(Si>Fe>Cr)，外膜(Cr>Fe>Si)
實施例3：內膜(Si>Fe>Cr)，外膜(Cr>Fe>Si)
實施例4：內膜(Zr>Al>Fe)，外膜(Al>Fe>Zr)
實施例5：內膜(Si>Ee>Cr)，外膜(Cr>Fe>Si)
實施例6：內膜(Si>Fe>Cr)，外膜(Cr>Fe>Si)
實施例7：內膜(Si>Fe>Cr)，外膜(Cr>Fe>Si)
實施例8：內膜(Si>Fe>Cr)，外膜(Cr>Fe>Si)
實施例9：內膜(Zr>Fe>Cr)，外膜(Cr>Fe>Zr)
實施例10：內膜(Zr>Fe>Cr)，外膜(Cr>Fe>Zr)
實施例11：內膜(Si>Fe>Cr)，外膜(Cr>Fe>Si)
實施例12：內膜(Si>Fe>Cr)，外膜(Cr>Fe>Si)
實施例13：內膜(Si>Fe>Cr)，外膜(Cr>Fe>Si)
實施例14：內膜(Si>Fe>Cr)，外膜(Cr>Ee>Si)
實施例15：內膜(Si>Fe>Cr)，外膜(Cr>Fe>Si)
實施例16：內膜(Si>Fe>Cr)，外膜(Cr>Fe>Si)
(評價)針對各磁性體，硫(S)係藉由燃燒紅外線吸收法確認，S以外之元素係藉由電漿發光分析對組成進行測定，確認出直接反映磁性粒子之組成。對各磁性體進行TEM(Transmission Electron Microscopy，穿透式電子顯微鏡)觀察，確認出磁性粒子係介隔氧化膜相互結合。
體積電阻率係進行基於JIS-K6911之測定。具體而言，製造外形9.5mm×厚度4.2~4.5mm之圓板狀之磁性體作為測定試樣。上述熱處理時，於圓板狀之兩底面(整個底面)藉由濺鍍形成Au膜。於Au膜之兩面施加25V(60V/cm)之電壓。根據此時之電阻值算出體積電阻率。
為了測定磁導率μ，製造外徑14mm、內徑8mm、厚度3mm之環形狀之磁性體。於該磁性體纏繞包含直徑0.3mm之胺基甲酸酯被覆銅線之線圈20圈而獲得測定用試樣。使用L鉻測定計(Agilent Technologies公司製造：4285A)，以測定頻率100kHz對磁性體之磁導率進行測定。
為了測定耐受電壓，製造外形9.5mm×厚度4.2~4.5mm之圓板狀之磁性體作為測定試樣。於上述熱處理時，藉由濺鍍而於圓板狀之兩底面(整個底面)形成Au膜。對Au膜之兩面施加電壓，進行I-V測定。緩慢提高所施加之電壓，將電流密度成為0.01A/cm2時之施加電壓視為破壞電壓。若破壞電壓未達25V則賦予等級C，若為25V以上且未達100V則賦予等級B，若為100V以上則賦予等級A。
為了評價防銹性，製造外形9.5mm×厚度4.2~4.5mm之磁性體。將該磁性體於85℃/85%之高溫多濕之條件下放置100小時。對試驗前後之磁性體之外形尺寸變化進行測定，若尺寸變化未達0.01mm則賦予等級A，若為0.01mm以上且未達0.03mm則賦予等級B，若為0.03mm以上則賦予等級C。
為了評價機械強度，對三點彎曲斷裂應力進行測定。圖2係對三點彎曲斷裂應力進行測定之模式說明圖。如圖所示般，對測定對象物測定施加荷重而使測定對象物斷裂時之荷重W。考慮彎曲力矩M及剖面二次矩I，根據下式，算出三點彎曲斷裂應力σb。
σb=(M/I)×(h/2)=3WL/2bh2
用以測定三點彎曲斷裂應力之試片係製造長50mm、寬10mm、厚4mm之板狀之磁性體作為測定試樣。
將各評價結果記載於表3。
[表3]
關於該等之結果，於比較例中體積電阻率逐漸降低。其表示內膜12a未完全地覆蓋軟磁性合金粒子11之表面，成為於厚度之測定中亦無法測定之範圍。相對於此，藉由將內膜12a設為5nm以上可提高體積電阻率，於軟磁性合金粒子11之剖面觀察中可確認其遍及粒子之整個表面。尤其是藉由將內膜12a設為厚度10nm以上，耐受電壓亦變強，可用於更廣泛之用途。又，對外膜12b亦可同樣地確認遍及內膜12a之整個外側。如此，藉由內膜12a、外膜12b覆蓋各軟磁性合金粒子11之表面，可獲得不僅絕緣、且耐鏽之氧化膜12a、12b。藉此，不受高耐濕等環境影響，不會產生電感特性之變化及電阻值之變化。但是，此處，於軟磁性合金粒子11彼此之結合之部分不存在氧化膜12a、12b，而係指該部分除外之軟磁性合金粒子11之表面。
又，於實施例3中，外膜12b之厚度相對變薄，可提高磁導率。 然而，若外膜12b變薄則容易產生強度降低。相對於此，於實施例11中對熱處理溫度進行調整，藉由將溫度設定為較高，可於外膜12b之外側形成Fe之氧化物(未圖示)。該Fe之氧化膜可於不使內膜12a、外膜12b之厚度變厚之情況下填埋磁性體中之空隙。藉此，可將磁導率維持為較高，並且可提高坯體強度。又，藉由存在Fe之氧化膜，可對溫度特性進行調整。藉由使軟磁性合金粒子11及Fe之氧化膜介隔氧化膜12a、12b而存在，可減小溫度特性之變化，能夠於較廣之溫度範圍內獲得一定之磁性特性。藉此，即便於150℃般之使用環境下亦可獲得無特性變化之磁性體。
藉由此種磁性體11，可製作可靠性較高之捲線型或積層型之線圈零件。尤其是即便提高Fe之比率以使Fe之含有率成為92.5~96wt%，並且使填充率提高，而亦確保絕緣性，藉此，可製作前所未有之小型且可應對高電流之電感器，亦可有助於電子機器之高性能化。
11‧‧‧軟磁性合金粒子
12a‧‧‧內膜
12b‧‧‧外膜

Claims (3)

  1. 一種磁性體，其具備包含Fe及元素L與元素M(其中，元素L為Si或Zr，元素M為除Si、Zr以外之較Fe更易氧化之金屬元素)之軟磁性合金粒子、及上述軟磁性合金粒子之一部分氧化而成之氧化膜，且鄰接之軟磁性合金粒子彼此之結合之至少一部分係介隔上述氧化膜，上述氧化膜具有內膜及較內膜位於更靠外側之外膜，內膜包含元素L多於元素M，外膜包含元素M多於元素L。
  2. 如請求項1之磁性體，其中上述內膜之厚度為5nm至50nm之範圍，上述外膜之厚度為100nm至150nm。
  3. 一種電子零件，其具備含有如請求項1或2之磁性體之磁芯。
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