WO2023189569A1 - 磁性粉末および複合磁性体 - Google Patents

磁性粉末および複合磁性体 Download PDF

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WO2023189569A1
WO2023189569A1 PCT/JP2023/009975 JP2023009975W WO2023189569A1 WO 2023189569 A1 WO2023189569 A1 WO 2023189569A1 JP 2023009975 W JP2023009975 W JP 2023009975W WO 2023189569 A1 WO2023189569 A1 WO 2023189569A1
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magnetic
magnetic particles
resin
resin layer
composite
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PCT/JP2023/009975
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English (en)
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佳奈子 杉村
淳一 小谷
Original Assignee
パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12—Magnets 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
    • H01F1/14—Magnets 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
    • H01F1/20—Magnets 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 in the form of particles, e.g. powder
    • H01F1/22—Magnets 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 in the form of particles, e.g. powder pressed, sintered, or bound together
    • H01F1/24—Magnets 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 in the form of particles, e.g. powder pressed, sintered, or bound together the particles being insulated
    • H01F1/26—Magnets 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 in the form of particles, e.g. powder pressed, sintered, or bound together the particles being insulated by macromolecular organic substances

Definitions

  • the present disclosure relates to a magnetic powder and a composite magnetic material containing the magnetic powder.
  • magnetic powder has been used as a magnetic material for magnetic cores of inductors and transformers.
  • magnetic cores using these magnetic materials include composite magnetic bodies obtained by compression molding magnetic materials.
  • a composite magnetic material has a high saturation magnetic flux density and is a magnetic core that is advantageous for downsizing components such as inductors and transformers.
  • composite magnetic materials can be molded using molds, there is a high degree of freedom in the shape of the magnetic core.Also, even complex shapes can be manufactured with high precision through a simple process, so their usefulness is enhanced. Attention has been paid.
  • Patent Document 1 discloses a composite magnetic material using iron-based soft magnetic powder composed of magnetic particles whose surfaces are treated with an inorganic insulation coating.
  • Composite magnetic materials are required to have improved withstand voltage in order to miniaturize inductors, transformers, etc. Improving withstand voltage means increasing the maximum voltage that can be applied to the composite magnetic material without causing dielectric breakdown.
  • an inorganic material is used for the insulating coating as in Patent Document 1
  • cracks may occur in the insulating coating due to compression during molding of the composite magnetic material, and if cracks occur, dielectric breakdown is likely to occur. Voltage drops.
  • simply providing an insulating film containing such an inorganic material may not be sufficient to improve the withstand voltage.
  • the present disclosure aims to improve the withstand voltage of a composite magnetic material.
  • a magnetic powder according to one aspect of the present disclosure is a magnetic powder composed of magnetic particles, and the magnetic particles include metal magnetic particles, a non-magnetic resin layer covering the surface of the metal magnetic particles, and the non-magnetic resin layer. and an inorganic insulating material layer covering the magnetic resin layer.
  • a composite magnetic body includes the magnetic powder and a non-magnetic resin member that binds together the magnetic particles of the magnetic powder.
  • the withstand voltage of the composite magnetic material can be improved.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view showing the configuration of a coil component according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing the configuration of the coil component according to the embodiment.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing the internal structure of the composite magnetic material according to the embodiment.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing cracks formed in the magnetic particles according to the embodiment.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing cracks formed in the magnetic particles according to the embodiment.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing cracks formed in the magnetic particles according to the embodiment.
  • FIG. 7 is a flowchart showing the manufacturing process of the coil component according to the embodiment.
  • FIG. 8 is a flowchart showing a coating process according to the embodiment.
  • FIG. 9 is a flowchart showing the granulated powder manufacturing process according to the embodiment.
  • FIG. 10 is a flowchart showing the core manufacturing and coil assembly steps according to the embodiment.
  • FIG. 11 is a diagram showing an analytical model including magnetic particles according to a comparative example.
  • FIG. 12 is a diagram showing another analytical model including magnetic particles according to a comparative example.
  • FIG. 13 is a diagram showing an analytical model including magnetic particles according to the embodiment.
  • FIG. 14 is a diagram showing another analytical model including magnetic particles according to the embodiment.
  • FIG. 15 is a diagram showing yet another analytical model including magnetic particles according to the embodiment.
  • FIG. 16 is a diagram showing an example of an electric field analysis result.
  • FIG. 17 is a diagram showing another example of the electric field analysis results.
  • each figure is a schematic diagram and is not necessarily strictly illustrated. Therefore, for example, the scales and the like in each figure do not necessarily match. Further, in each figure, substantially the same configurations are denoted by the same reference numerals, and overlapping explanations will be omitted or simplified.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view showing the configuration of a coil component 10 according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing the configuration of the coil component 10 according to this embodiment.
  • FIG. 2 shows a cross section taken along line II-II in FIG.
  • the coil component 10 includes a composite magnetic body 12 and a coil member 23.
  • the coil component 10 includes a composite magnetic body 12 that is a magnetic core made of a magnetic material containing magnetic powder, and a coil member 23 disposed inside the composite magnetic body 12.
  • Coil component 10 is, for example, an inductor.
  • the composite magnetic body 12 has a cylindrical core portion 12a near the center when viewed from above.
  • a coil member 23 is arranged around the cylindrical core portion 12a of the composite magnetic body 12.
  • the coil member 23 has a winding part 23a in which a conductor is wound a plurality of times, and a wiring part 23b formed on the outside of the composite magnetic body 12.
  • the core portion 12a of the composite magnetic body 12 is arranged as a winding axis of the wound conductor of the winding portion 23a.
  • the conductor is made of copper, for example.
  • the conductor is constructed of a material that will not be destroyed by the heat applied during the formation of the coil component 10.
  • the winding portion 23a of the coil member 23 is buried within the composite magnetic body 12, and the wiring portion 23b is arranged outside the composite magnetic body 12.
  • the coil member 23 is formed integrally with the composite magnetic body 12, for example.
  • the coil member 23 may be formed separately from the composite magnetic body 12, and the composite magnetic body 12 and the coil member 23 may be assembled together.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing the internal structure of the composite magnetic body 12.
  • FIG. 3 schematically shows a range including two magnetic particles 5 in the internal cross section of the composite magnetic body 12. As shown in FIG.
  • the composite magnetic body 12 includes a magnetic powder made up of magnetic particles 5 and a non-magnetic resin member 4 that binds the magnetic particles 5 of the magnetic powder to each other. Further, the composite magnetic body 12 may further include a coupling agent for improving the dispersibility of the magnetic powder and modifying the surface of the magnetic powder, and an organic metal soap as a lubricant.
  • the coupling agent include silane coupling agents, titanium coupling agents, titanium alkoxides, and titanium chelates.
  • metal soaps include zinc stearate, calcium stearate, magnesium stearate, and barium stearate.
  • the non-magnetic resin member 4 binds the magnetic particles 5 of the magnetic powder together.
  • the shape of the composite magnetic body 12 is maintained by the non-magnetic resin member 4.
  • the non-magnetic resin member 4 is made of an insulating resin material.
  • the resin material constituting the non-magnetic resin member 4 is, for example, a thermosetting resin.
  • the resin material constituting the non-magnetic resin member 4 may be a thermoplastic resin. Examples of thermosetting resins include epoxy resins, phenol resins, silicone resins, and polyimides. Examples of the thermoplastic resin include acrylic resin, polyethylene, polypropylene, and polystyrene.
  • the relative dielectric constant of the non-magnetic resin member 4 is, for example, 1.5 or more and 10 or less.
  • the weight of the non-magnetic resin member 4 is, for example, 1% or more and 10% or less of the weight of the magnetic powder.
  • the magnetic powder is a powder containing a large number of magnetic particles 5, and is dispersed in the composite magnetic body 12.
  • the surface of each magnetic particle 5 is covered with a non-magnetic resin member 4.
  • the non-magnetic resin members 4 covering the surfaces of adjacent magnetic particles 5 are bonded to each other. That is, the non-magnetic resin member 4 is placed between the magnetic particles 5, and the magnetic particles 5 are insulated from each other.
  • the median diameter D50 of the magnetic particles 5 constituting the magnetic powder is, for example, 5 ⁇ m or more and 35 ⁇ m or less. Insulating properties can be ensured by configuring the median diameter D50 of the magnetic powder to be small in order to alleviate electric field concentration between particles. Moreover, by setting the above median diameter D50, a high filling rate and handling properties can be ensured. Further, by setting the median diameter D50 of the magnetic powder to 35 ⁇ m or less, it is possible to reduce core loss, particularly eddy current loss, in a high frequency region. In addition, the median diameter D50 of the magnetic powder is the particle diameter when the particle size is counted from the smallest particle size using a particle size distribution meter measured by laser diffraction scattering method and the integrated value is 50% of the total. .
  • the magnetic particles 5 include metal magnetic particles 1, a non-magnetic resin layer 3 covering the surface of the metal magnetic particles 1, and an inorganic insulating material layer 2 covering the non-magnetic resin layer 3.
  • the magnetic particles 5 are arranged in the order of the metal magnetic particles 1, the nonmagnetic resin layer 3, and the inorganic insulating material layer 2 from the center toward the outside, and the outermost surface of the magnetic particles 5 is the inorganic insulating material layer 2.
  • the metal magnetic particles 1 are, for example, metal soft magnetic particles containing iron.
  • Examples of the material of the metal magnetic particles 1 include pure iron, Fe-Si-Al alloy, Fe-Si alloy, Fe-Si-Cr alloy, Fe-Ni alloy, Fe-Co alloy, and amorphous alloy. and nanocrystalline alloys.
  • the method for producing the metal magnetic particles 1 according to this embodiment is not particularly limited, and various atomization methods, various chemical methods, or various pulverization methods can be used.
  • the nonmagnetic resin layer 3 covers the entire surface of the metal magnetic particles 1 and is in contact with the metal magnetic particles 1.
  • the nonmagnetic resin layer 3 is arranged between the metal magnetic particles 1 and the inorganic insulating material layer 2.
  • the thickness of the nonmagnetic resin layer 3 is, for example, 1 nm or more and 30 nm or less.
  • the non-magnetic resin layer 3 is made of an insulating resin material.
  • the resin material constituting the non-magnetic resin layer 3 is, for example, a thermosetting resin or a thermoplastic resin.
  • thermosetting resins include epoxy resins, phenol resins, silicone resins, and polyimides.
  • thermoplastic resin include acrylic resin, polyethylene, polypropylene, and polystyrene.
  • the relative dielectric constant of the nonmagnetic resin layer 3 is, for example, 1.5 or more and 10 or less.
  • the inorganic insulating material layer 2 covers the entire outer surface of the non-magnetic resin layer 3 and is in contact with the non-magnetic resin layer 3.
  • the inorganic insulating material layer 2 is located between the nonmagnetic resin layer 3 and the nonmagnetic resin member 4.
  • the outer surface of the inorganic insulating material layer 2 is in contact with the nonmagnetic resin member 4.
  • the thickness of the inorganic insulating material layer 2 is, for example, 1 nm or more and 30 nm or less.
  • the inorganic insulating material layer 2 is made of an insulating inorganic material.
  • the resin material constituting the inorganic insulating material layer 2 include metal oxides such as silicon oxide.
  • the relative dielectric constant of the inorganic insulating material layer 2 is, for example, 3 or more and 12 or less.
  • the relationship between the thickness and dielectric constant of the nonmagnetic resin layer 3 and the nonmagnetic resin member 4 will be explained.
  • the relative permittivity of the nonmagnetic resin layer 3 is assumed to be ⁇ 3, and the relative permittivity of the nonmagnetic resin member 4 is assumed to be ⁇ 4.
  • the thickness of the non-magnetic resin layer 3 is t3, and the thickness of the thinnest portion of the non-magnetic resin member 4 located between adjacent magnetic particles 5 is t4.
  • t4 is the shortest distance between adjacent magnetic particles 5. Note that if there is a distribution in t3 and t4 within the composite magnetic body 12, t3 and t4 are average values of thicknesses at multiple locations measured using a cross-sectional photograph of a predetermined area.
  • the relationship between the thicknesses of the nonmagnetic resin layer 3 and the nonmagnetic resin member 4 satisfies t3 ⁇ 0.76 ⁇ t4.
  • the relationship between the thickness and dielectric constant of the non-magnetic resin layer 3 and the non-magnetic resin member 4 satisfies t3 ⁇ 0.45 ⁇ t4 and ⁇ 3 ⁇ 4.
  • the relationship between the dielectric constants of the non-magnetic resin layer 3 and the non-magnetic resin member 4 satisfies ⁇ 3 ⁇ 4.
  • the maximum electric field applied to the composite magnetic body 12 can be reduced. Therefore, the withstand voltage of the composite magnetic body 12 can be improved. Details of this effect will be described later.
  • cracks 2a are formed in the inorganic insulating material layer 2 of the magnetic particles 5.
  • the crack 2a shown in FIG. 4 is a void, and is filled with air, for example.
  • the withstand voltage of the composite magnetic body 12 decreases.
  • the metal magnetic particles 1 since the non-magnetic resin layer 3 exists between the metal magnetic particles 1 and the inorganic insulating material layer 2, even if a crack 2a occurs in the inorganic insulating material layer 2, the metal magnetic particles 1 It is possible to prevent them from coming into contact with each other, and the withstand voltage of the composite magnetic body 12 can be improved.
  • the cracks 2a constitute the non-magnetic resin layer 3, as shown in FIG. It can be filled with a resin material. Thereby, electric field concentration in the crack 2a can be further alleviated.
  • the crack 2a may be filled with a resin material constituting the non-magnetic resin member 4.
  • the crack 2a may be filled with both the resin material forming the non-magnetic resin layer 3 and the resin material forming the non-magnetic resin member 4.
  • a void may be provided in a part of the crack 2a filled with the resin material.
  • the magnetic powder in the composite magnetic body 12 may be composed only of the magnetic particles 5 in which the cracks 2a shown in FIG. 3 are not formed, or the magnetic particles 5 in which the cracks 2a shown in FIGS.
  • the magnetic particles 5 may include at least one of the magnetic particles 5.
  • the magnetic powder in which the cracks 2a shown in FIG. 4 to 6 are formed the magnetic powder in which the cracks 2a shown in FIG.
  • the particles 5 and one or more of the magnetic particles 5 having cracks 2a shown in FIGS. 4 to 6 may coexist.
  • the magnetic powder may be composed of only one or more of the magnetic particles 5 shown in FIGS. 4 to 6 in which cracks 2a are formed.
  • a plurality of cracks 2a may be formed in one magnetic particle 5.
  • the magnetic powder according to this embodiment is composed of magnetic particles 5.
  • the magnetic particles 5 include metal magnetic particles 1 , a nonmagnetic resin layer 3 covering the surface of the metal magnetic particles 1 , and an inorganic insulating material layer 2 covering the nonmagnetic resin layer 3 .
  • the composite magnetic body 12 according to the present embodiment includes magnetic powder and a non-magnetic resin member 4 that binds together the magnetic particles 5 of the magnetic powder.
  • the insulation between the magnetic particles 5 can be improved by the inorganic insulating material layer 2 and the nonmagnetic resin layer 3. Further, even if cracks 2a are formed in the inorganic insulating material layer 2 due to molding pressure etc. when forming the composite magnetic material 12, the inorganic insulating material layer 2 is formed so as to cover the non-magnetic resin layer 3. Therefore, it is possible to prevent the metal magnetic particles 1 from coming into contact with each other and reducing the insulation between the magnetic particles 5. Therefore, the withstand voltage of the composite magnetic body 12 can be improved.
  • FIG. 7 is a flowchart showing the manufacturing process of the coil component 10 according to this embodiment.
  • the manufacturing process of the coil component 10 includes, for example, a coating process (step S10), a granulated powder manufacturing process (step S20), and a core manufacturing and coil assembly process (step S30).
  • a coating process magnetic powder composed of magnetic particles 5 is produced.
  • a magnetic material constituting the composite magnetic body 12 is generated.
  • a composite magnetic body 12 formed from a magnetic material and a coil member 23 are formed, and the composite magnetic body 12 and coil member 23 are assembled to complete the coil component 10. Note that a case will be described below in which a thermosetting resin is used as the material of the nonmagnetic resin member 4.
  • FIG. 8 is a flowchart showing the coating process according to this embodiment.
  • a nonmagnetic resin layer 3 is formed on the surface of the metal magnetic particles 1 (step S11).
  • a resin solution is applied to the surface of the metal magnetic particles 1 by mixing metal powder composed of the metal magnetic particles 1, a resin material that is a raw material for the non-magnetic resin layer 3, and an organic solvent. Forms a film.
  • the organic solvent is removed by heat treatment, thereby forming the non-magnetic resin layer 3 covering the surface of the metal magnetic particles 1.
  • the inorganic insulating material layer 2 covering the nonmagnetic resin layer 3 is formed (step S12).
  • the powder composed of the metal magnetic particles 1 on which the non-magnetic resin layer 3 formed in step S12, a metal alkoxide such as tetraethoxysilane (TEOS), and water are mixed with ammonia.
  • the reaction is carried out in the presence of a basic catalyst such as water in an organic solvent in which the nonmagnetic resin layer 3 is insoluble.
  • a basic catalyst such as water in an organic solvent in which the nonmagnetic resin layer 3 is insoluble.
  • an acid catalyst such as hydrochloric acid or acetic acid may be used instead of a base catalyst.
  • the inorganic insulating material layer 2 may be formed using a thin film deposition process or the like.
  • FIG. 9 is a flowchart showing the granulated powder manufacturing process according to the present embodiment.
  • the magnetic powder produced in the coating process a resin material serving as a raw material for the non-magnetic resin member 4, and an organic solvent are kneaded and dispersed (step S21).
  • step S21 the organic solvent, magnetic powder, and resin material.
  • other materials such as an organic metal soap and a coupling agent may be further added and kneaded and dispersed as needed.
  • toluene, xylene, ethanol, methyl ethyl ketone, etc. are used as the organic solvent.
  • Kneading and dispersion are performed by placing weighed materials such as magnetic powder, resin material, and organic solvent in a container, and mixing and dispersing them with a rotating ball mill.
  • the higher the mixing ratio of the resin material to the magnetic powder the larger the thickness t4 described above can be, and the thickness t4 can be adjusted by adjusting the mixing ratio of the magnetic powder and the resin material.
  • the relative dielectric constant ⁇ 4 of the non-magnetic resin member 4 can be adjusted depending on the type of resin material that is the raw material of the non-magnetic resin member 4.
  • the above kneading and dispersion are performed, for example, at room temperature.
  • the kneading and dispersion are not limited to kneading and dispersing using a rotary ball mill, but may be other kneading and dispersion methods.
  • step S22 After kneading and dispersing the magnetic powder, resin material, and organic solvent, granulation and drying are performed (step S22). Specifically, the mixture generated in step S21 is heat-treated at a predetermined temperature. By this heat treatment, the organic solvent is removed from the mixture, and granulated powder composed of magnetic powder and resin material is obtained.
  • the predetermined temperature is set at a temperature at which the organic solvent can be removed, for example, depending on the boiling point of the organic solvent. Further, when the resin material constituting the non-magnetic resin layer 3 is a thermosetting resin, the predetermined temperature is set, for example, to be lower than the curing temperature of the thermosetting resin. That is, the subsequent steps are performed while the resin material constituting the nonmagnetic resin layer 3 is in an uncured state.
  • the predetermined temperature is, for example, 65°C or more and 150°C or less. Note that the thermosetting resin constituting the nonmagnetic resin layer 3 may be cured in step S22.
  • step S22 the granulated powder granulated in step S22 is further pulverized to form powder, and the pulverized granulated powder is classified into predetermined particle sizes (step S23). As a result, a magnetic material made of granulated powder is obtained.
  • FIG. 10 is a flowchart showing the core manufacturing and coil assembly steps according to this embodiment.
  • the coil member 23 is formed (step S31).
  • the coil member 23 forms a wound portion 23a by winding a conductor made of metal such as copper a predetermined number of times. Note that a pre-formed coil member 23 may be prepared instead of step S31.
  • the composite magnetic body 12 is molded (step S32).
  • a magnetic material manufactured in the granulated powder manufacturing process is used as the material for the composite magnetic body 12.
  • the magnetic material classified in the granulated powder manufacturing process is put into a mold.
  • the coil member 23 and the magnetic material are placed in a molding die so that the magnetic material covers the coil member 23 except for the end of the conductor winding portion 23a.
  • uniaxial molding is performed at a molding pressure of, for example, 0.1 ton/cm 2 or more and 15 ton/cm 2 or less to produce a molded body.
  • the molding pressure may be 4.5 ton/cm 2 or more and 15 ton/cm 2 or less.
  • the shape of the molded body is, for example, the shape of the composite magnetic body 12 shown in FIGS. 1 and 2. Note that the shape of the molded body is not limited to this, and may be other shapes. Alternatively, instead of putting the coil member 23 into a mold, a molded body made of a magnetic material that takes the shape of the composite magnetic body 12 when assembled is formed, and the molded body and the coil member 23 are assembled. good.
  • the molded body is thermosetted (step S33).
  • Thermal curing of the molded body is performed, for example, at a temperature of 100° C. or higher and 300° C. or lower at a predetermined oxygen partial pressure.
  • the thermosetting resin constituting the nonmagnetic resin layer 3 and the nonmagnetic resin member 4 is cured.
  • an atmosphere-controlled electric furnace is used for thermosetting the molded body. Note that other methods may be used for thermosetting the molded body.
  • a wiring portion 23b disposed outside the composite magnetic body 12 may be connected to the end of the winding portion 23a of the coil member 23.
  • the coil component 10 including the composite magnetic body 12 and the coil member 23 is completed.
  • an analytical model of a composite magnetic body including a magnetic powder made up of magnetic particles 5 according to the embodiment, and an analytical model of a composite magnetic body including a magnetic powder made up of magnetic particles 5X according to a comparative example are used.
  • the relationship between the thickness t3 of the non-magnetic resin layer 3 and the thickness t4 of the non-magnetic resin member 4, and the relationship between the relative permittivity ⁇ 3 of the non-magnetic resin layer 3 and the relative permittivity ⁇ 4 of the non-magnetic resin member 4 are Electric field analysis was performed under various conditions.
  • the relationship between the thickness t3 of the non-magnetic resin layer 3 and the thickness t4 of the non-magnetic resin member 4, which can effectively improve the withstand voltage of the composite magnetic material, and the relative dielectric constant of the non-magnetic resin layer 3 was determined.
  • FIG. 11 is a diagram showing an analytical model including magnetic particles 5X according to a comparative example.
  • FIG. 12 is a diagram showing another analytical model including magnetic particles 5X according to a comparative example.
  • FIG. 13 is a diagram showing an analytical model including magnetic particles 5 according to the embodiment.
  • FIG. 14 is a diagram showing another analytical model including the magnetic particles 5 according to the embodiment.
  • FIG. 15 is a diagram showing still another analytical model including magnetic particles 5 according to the embodiment.
  • model A1, model A2, model B1, model B2, and model B3 two magnetic particles 5 or 5X are arranged between two electrodes 8 along the direction in which the electrodes 8 are arranged.
  • the magnetic particles 5 or 5X are covered with a non-magnetic resin member 4.
  • a non-magnetic resin member 4 is arranged between the electrode 8 and the magnetic particle 5 or 5X, and between two magnetic particles 5 or 5X.
  • the magnetic particles 5X according to the comparative example are magnetic particles without the non-magnetic resin layer 3, and are composed of metal magnetic particles 1 and an inorganic insulating material layer 2 directly covering the surface of the metal magnetic particles 1.
  • model A1 is a model including magnetic particles 5X according to the comparative example.
  • model A1 no cracks 2a are formed in the inorganic insulating material layer 2 of the magnetic particles 5X.
  • model A2 is a model that includes magnetic particles 5X according to the comparative example.
  • cracks 2a having voids inside are formed in the inorganic insulating material layer 2 of the magnetic particles 5X.
  • model B1 is a model including magnetic particles 5 according to the embodiment.
  • model B1 no cracks 2a are formed in the inorganic insulating material layer 2 of the magnetic particles 5.
  • model B2 is a model including magnetic particles 5 according to the embodiment.
  • cracks 2a having voids inside are formed in the inorganic insulating material layer 2 of the magnetic particles 5.
  • model B3 is a model including magnetic particles 5 according to the embodiment.
  • cracks 2a filled with the resin material of the non-magnetic resin layer 3 are formed in the inorganic insulating material layer 2 of the magnetic particles 5.
  • the electric field analysis was performed using Femtet (registered trademark) manufactured by Murata Software Co., Ltd., and the voltage was set so that the electric field applied between the two electrodes 8 was 20 V/mm.
  • the simulation results of electric field distribution were output.
  • model B1 provided with non-magnetic resin layer 3 has a smaller electric field overall. That is, the maximum electric field of model B1 is smaller than the maximum electric field of model A1.
  • the electric field in the inorganic insulating material layer 2 is equivalent to model A1 shown in FIG.
  • the electric field in the internal gap is larger than in other parts.
  • the electric field in the gap inside the crack 2a is larger than in other parts, but the electric field in the gap inside the crack 2a is higher than in model A2. It's also small.
  • model B3 in which the crack 2a is filled with the resin material of the nonmagnetic resin layer 3, the electric field inside the crack 2a is lower than that in model B2.
  • the maximum electric field in each analytical model shown in FIG. 17 decreases in the order of model A2, model B2, and model B3. As the maximum electric field becomes smaller, dielectric breakdown becomes less likely to occur, so the withstand voltage of the composite magnetic material improves.
  • the two analytical models for calculating the maximum electric field ratio are (1) model A1 and model B1 (B1/A1), (2) model A2 and model B1 (B1/A2), and (3) model A2. and (4) model A2 and model B3 (B3/A2).
  • model A1 and model B1 B1/A1
  • model A2 and model B1 B1/A2
  • model A2 and model B3 B3/A2
  • magnetic particles 5X and magnetic particles 5 in which no cracks 2a are formed are compared.
  • (2) to (4) are magnetic particles 5X with cracks 2a formed, magnetic particles 5 without cracks 2a, magnetic particles 5 with void cracks 2a, and cracks formed. 2a is compared with each of the magnetic particles 5 filled with the resin material of the non-magnetic resin layer 3.
  • the calculation of the maximum electric field ratio was performed at three comparison locations: the nonmagnetic resin member 4, the inorganic insulating material layer 2, and all the constituent elements.
  • the comparison location was the non-magnetic resin member 4 or the inorganic insulating material layer 2
  • the maximum electric field ratio was calculated based on the maximum electric field only in the non-magnetic resin member 4 or the inorganic insulating material layer 2.
  • the comparison points were all the constituent elements, the maximum electric field ratio was calculated based on the maximum electric field in the entire area of the analytical model.
  • the maximum electric field ratio is less than 1 at all comparison points of the non-magnetic resin member 4, inorganic insulating material layer 2, and all constituent elements ⁇ : The maximum electric field ratio is less than 1 in comparison of all constituent elements ⁇ : Comparison of all constituent elements The maximum electric field ratio is 1 or more at
  • Table 2 shows the results of an electric field analysis performed while changing the thickness t3 and dielectric constant ⁇ 3 of the nonmagnetic resin layer 3 from condition C1 to condition F3.
  • Table 3 shows the results of an electric field analysis performed while changing the thickness t3 and dielectric constant ⁇ 3 of the nonmagnetic resin layer 3 from condition E1 to condition H3. Note that in Table 3, the results from condition E1 to condition F3 are the same as the results shown in Table 2.
  • the withstand voltage evaluation is “ ⁇ ” or “ ⁇ ”, and the It can be seen that the withstand voltage of the composite magnetic material using the magnetic particles 5 according to the form is improved. Furthermore, when ⁇ 3 ⁇ 4 and t3 is 4.5 nm or more, that is, when t3 ⁇ 0.45 ⁇ t4, the withstand voltage evaluation is “ ⁇ ” and the embodiment It can be seen that the withstand voltage of the composite magnetic material using such magnetic particles 5 is further improved.
  • the above analysis results are just an example and do not limit the scope of the present disclosure.
  • the electric field analysis result is an analytical model in which the maximum electric field ratio is 1 or more
  • the presence of the nonmagnetic resin layer 3 suppresses contact between the metal magnetic particles 1, and the magnetic particles 5
  • the withstand voltage of the composite magnetic material can be improved more than when using the magnetic particles 5X according to the comparative example.
  • electrical components using the above-described composite magnetic material are also included in the present disclosure.
  • the electrical components include inductance components such as high-frequency reactors, inductors, and transformers.
  • a power supply device including the above-described electrical components is also included in the present disclosure.
  • Metal magnetic particles Inorganic insulating material layer 2a Cracks 3 Non-magnetic resin layer 4 Non-magnetic resin member 5 Magnetic particles 8 Electrode 10 Coil component 12 Composite magnetic material 12a Core portion 23 Coil member 23a Winding portion 23b Wiring portion

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Abstract

磁性粉末は、磁性粒子（５）で構成される。磁性粒子（５）は、金属磁性粒子（１）と、金属磁性粒子（１）の表面を被覆する非磁性樹脂層（３）と、非磁性樹脂層（３）を被覆する無機絶縁材層（２）と、を備える。

Description

磁性粉末および複合磁性体
　本開示は、磁性粉末および磁性粉末を含む複合磁性体に関する。
　従来、インダクタおよび変圧器の磁心向けの磁性材料として、磁性粉末が用いられている。これらの磁性材料を用いた磁心として、例えば磁性材料を圧縮成形した複合磁性体がある。複合磁性体は、高い飽和磁束密度を有し、インダクタおよび変圧器等の部品を小型化するのに有利な磁心である。また、複合磁性体は金型を用いた成形が可能なため、磁心の形状の自由度が高く、また、複雑な形状であっても簡便な工程で高精度に製造できることから、その有用性が注目されている。
　例えば、特許文献１では、表面が無機絶縁被膜処理された磁性粒子で構成される鉄系軟磁性体粉末を用いた複合磁性体が開示されている。
国際公開第２０１６／０４３２９５号
　複合磁性体では、インダクタおよび変圧器等の小型化のために耐電圧を向上することが求められる。耐電圧を向上するとは、複合磁性体に絶縁破壊を引き起こすことなく印加できる電圧の最大値を高めることである。耐電圧を向上させるためには磁性粉末の磁性粒子間における絶縁性を高めることが重要である。例えば、磁性粉末の粒子表面に絶縁被膜を形成することで、磁性粉末の粒子間における絶縁性を高めることができる。しかし、特許文献１のように、絶縁被膜に無機材料を用いると、複合磁性体の成形時の圧縮で絶縁被膜にクラックが発生する場合があり、クラックが発生すると絶縁破壊が生じやすくなるため耐電圧が低下する。また、このような無機材料を含む絶縁被膜を設けるだけでは耐電圧の向上が不十分な場合がある。
　本開示は、上述した課題に鑑み、複合磁性体の耐電圧を向上させることを目的とする。
　本開示の一態様に係る磁性粉末は、磁性粒子で構成される磁性粉末であって、前記磁性粒子は、金属磁性粒子と、前記金属磁性粒子の表面を被覆する非磁性樹脂層と、前記非磁性樹脂層を被覆する無機絶縁材層と、を備える。
　本開示の一態様に係る複合磁性体は、上記磁性粉末と、前記磁性粉末の前記磁性粒子同士の間を結着する非磁性樹脂部材と、を備える。
　本開示によれば、複合磁性体の耐電圧を向上できる。
図１は、実施の形態に係るコイル部品の構成を示す概略斜視図である。 図２は、実施の形態に係るコイル部品の構成を示す断面図である。 図３は、実施の形態に係る複合磁性体の内部構成を示す断面図である。 図４は、実施の形態に係る磁性粒子に形成されるクラックを示す断面図である。 図５は、実施の形態に係る磁性粒子に形成されるクラックを示す断面図である。 図６は、実施の形態に係る磁性粒子に形成されるクラックを示す断面図である。 図７は、実施の形態に係るコイル部品の製造工程を示すフローチャートである。 図８は、実施の形態に係る被膜工程を示すフローチャートである。 図９は、実施の形態に係る造粒粉製造工程を示すフローチャートである。 図１０は、実施の形態に係るコア製造およびコイル組み立て工程を示すフローチャートである。 図１１は、比較例に係る磁性粒子を含む解析モデルを示す図である。 図１２は、比較例に係る磁性粒子を含む別の解析モデルを示す図である。 図１３は、実施の形態に係る磁性粒子を含む解析モデルを示す図である。 図１４は、実施の形態に係る磁性粒子を含む別の解析モデルを示す図である。 図１５は、実施の形態に係る磁性粒子を含むさらに別の解析モデルを示す図である。 図１６は、電場解析結果の一例を示す図である。 図１７は、電場解析結果の別の一例を示す図である。
　以下、実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。
　なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本開示の一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置、接続形態、ステップ（工程）およびステップ（工程）の順序等は一例であり、本開示を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
　また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。したがって、例えば、各図において縮尺などは必ずしも一致しない。また、各図において、実質的に同一の構成については同一の符号を付しており、重複する説明は省略または簡略化する。
　また、本明細書において、平行または直交などの要素間の関係性を示す用語、および、矩形または直方体などの要素の形状を示す用語、ならびに、数値範囲は、厳格な意味のみを表す表現ではなく、実質的に同等な範囲、例えば数％程度の差異をも含むことを意味する表現である。
　（実施の形態）
　以下、実施の形態に係る磁性粉末、当該磁性粉末を備える複合磁性体および当該複合磁性体を備えるコイル部品について説明する。
　［１－１．コイル部品の構成］
　図１は、本実施の形態に係るコイル部品１０の構成を示す概略斜視図である。図２は、本実施の形態に係るコイル部品１０の構成を示す断面図である。図２は、図１におけるＩＩ－ＩＩ線における断面を示している。
　図１および図２に示されるように、コイル部品１０は、複合磁性体１２と、コイル部材２３とを備える。具体的には、コイル部品１０は、磁性粉末を含む磁性材料で形成された磁性コアである複合磁性体１２と、複合磁性体１２の内側に配置されたコイル部材２３とで構成されている。コイル部品１０は、例えば、インダクタである。
　複合磁性体１２は、平面視したときの中央付近に、円柱状の芯部１２ａを有する。複合磁性体１２の円柱状の芯部１２ａの周囲には、コイル部材２３が配置されている。
　コイル部材２３は、導体が複数回巻き回された巻き回し部２３ａと、複合磁性体１２の外側に形成された配線部２３ｂとを有する。巻き回し部２３ａの巻き回された導体の巻回軸として複合磁性体１２の芯部１２ａが配置されている。導体は、例えば銅で構成されている。導体は、コイル部品１０の形成時に加えられた熱により破壊されない材料で構成されている。
　コイル部材２３の巻き回し部２３ａは複合磁性体１２内に埋められており、配線部２３ｂは複合磁性体１２の外側に配置されている。コイル部材２３は、例えば、複合磁性体１２と一体に形成される。コイル部材２３は、複合磁性体１２とは別体で形成されて、複合磁性体１２とコイル部材２３とが組み立てられてもよい。
　ここで、複合磁性体１２の内部構成について説明する。図３は、複合磁性体１２の内部構成を示す断面図である。図３には、複合磁性体１２の内部断面のうち、磁性粒子５を２つ含む範囲が模式的に示されている。
　図３に示されるように、複合磁性体１２は、磁性粒子５で構成される磁性粉末と、磁性粉末の磁性粒子５同士を結着する非磁性樹脂部材４とを備える。また、複合磁性体１２は、磁性粉末の分散性向上および磁性粉末の表面改質のためのカップリング剤、および、潤滑剤として有機金属石鹸をさらに含んでいてもよい。カップリング剤としては、例えば、シランカップリング剤、チタン系カップリング剤、チタンアルコキシドおよびチタンキレート等が挙げられる。金属石鹸としては、例えば、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウムおよびステアリン酸バリウム等が挙げられる。
　非磁性樹脂部材４は、磁性粉末の磁性粒子５同士の間を結着する。非磁性樹脂部材４により複合磁性体１２の形状が保持される。非磁性樹脂部材４は絶縁性の樹脂材料で構成される。非磁性樹脂部材４を構成する樹脂材料は、例えば、熱硬化性樹脂である。非磁性樹脂部材４を構成する樹脂材料は、熱可塑性樹脂であってもよい。熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂およびポリイミド等が挙げられる。熱可塑性樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレンおよびポリスチレン等が挙げられる。
　非磁性樹脂部材４の比誘電率は、例えば、１．５以上１０以下である。
　非磁性樹脂部材４の重量は、例えば、磁性粉末の重量に対して、１％以上１０％以下である。
　磁性粉末は、多数の磁性粒子５を含む粉末であり、複合磁性体１２中に分散している。各磁性粒子５の表面は非磁性樹脂部材４で覆われている。近接する各磁性粒子５の表面を覆う非磁性樹脂部材４は互いに結着している。つまり、磁性粒子５の間には非磁性樹脂部材４が配置され、磁性粒子５は互いに絶縁されている。
　磁性粉末を構成する磁性粒子５のメジアン径Ｄ５０は、例えば、５μｍ以上３５μｍ以下である。粒子間での電界集中を緩和させるため、磁性粉末のメジアン径Ｄ５０を小さく構成することにより絶縁性を確保できる。また、上記のメジアン径Ｄ５０とすることにより、高い充填率とハンドリング性とを確保することができる。また、磁性粉末のメジアン径Ｄ５０を３５μｍ以下とすることにより、高周波領域においてコアロスを小さく、特に渦電流損失を小さくすることができる。なお、磁性粉末のメジアン径Ｄ５０は、レーザー回折散乱法により測定された粒度分布計にて粒径が小さなものからカウントしていき、積算値が全体の５０％となったときの粒子径である。
　磁性粒子５は、金属磁性粒子１と、金属磁性粒子１の表面を被覆する非磁性樹脂層３と、非磁性樹脂層３を被覆する無機絶縁材層２とを備える。磁性粒子５は、中心から外側に向かって、金属磁性粒子１、非磁性樹脂層３および無機絶縁材層２の順で並んでおり、磁性粒子５の最表面は無機絶縁材層２である。
　金属磁性粒子１は、例えば、鉄を含む金属軟磁性粒子である。金属磁性粒子１の材料としては、例えば、純鉄、Ｆｅ－Ｓｉ－Ａｌ系合金、Ｆｅ－Ｓｉ系合金、Ｆｅ－Ｓｉ－Ｃｒ系合金、Ｆｅ－Ｎｉ系合金、Ｆｅ－Ｃｏ系合金、アモルファス合金およびナノ結晶合金等が挙げられる。
　本実施の形態に係る金属磁性粒子１の作製方法は、特に限定されるものでなく、各種アトマイズ法、各種化学的手法または各種粉砕法を用いることが可能である。
　非磁性樹脂層３は、例えば、金属磁性粒子１の表面の全てを覆い、金属磁性粒子１に接している。非磁性樹脂層３は、金属磁性粒子１と無機絶縁材層２との間に配置される。非磁性樹脂層３の厚みは、例えば、１ｎｍ以上３０ｎｍ以下である。
　非磁性樹脂層３は絶縁性の樹脂材料で構成される。非磁性樹脂層３を構成する樹脂材料は、例えば、熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂である。熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂およびポリイミド等が挙げられる。熱可塑性樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレンおよびポリスチレン等が挙げられる。
　非磁性樹脂層３の比誘電率は、例えば、１．５以上１０以下である。
　無機絶縁材層２は、例えば、非磁性樹脂層３の外側の表面の全面を覆い、非磁性樹脂層３に接している。無機絶縁材層２は、非磁性樹脂層３と非磁性樹脂部材４との間に位置する。無機絶縁材層２は、外側表面が非磁性樹脂部材４に接している。無機絶縁材層２の厚みは、例えば、１ｎｍ以上３０ｎｍ以下である。
　無機絶縁材層２は、絶縁性の無機材料で構成される。無機絶縁材層２を構成する樹脂材料としては、例えば、酸化ケイ素等の金属酸化物が挙げられる。
　無機絶縁材層２の比誘電率は、例えば、３以上１２以下である。
　ここで、非磁性樹脂層３および非磁性樹脂部材４の厚みおよび比誘電率の関係について説明する。以下では、非磁性樹脂層３の比誘電率をε３とし、非磁性樹脂部材４の比誘電率をε４とする。また、図３に示されるように、非磁性樹脂層３の厚みをｔ３とし、隣り合う磁性粒子５の間に位置する非磁性樹脂部材４の最も薄い部分の厚みをｔ４とする。ｔ４は、隣り合う磁性粒子５の間の最短距離であるとも言える。なお、複合磁性体１２内においてｔ３およびｔ４に分布がある場合には、ｔ３およびｔ４は、所定の面積の断面写真等を用いて測定した複数個所の厚みの平均値である。
　例えば、非磁性樹脂層３および非磁性樹脂部材４の厚みの関係は、ｔ３≧０．７６×ｔ４を満たす。
　また、例えば、非磁性樹脂層３および非磁性樹脂部材４の厚みおよび比誘電率の関係は、ｔ３≧０．４５×ｔ４、かつ、ε３≧ε４を満たす。
　また、例えば、非磁性樹脂層３および非磁性樹脂部材４の比誘電率の関係は、ε３≧ε４を満たす。
　複合磁性体１２において、上記のいずれかの関係が満たされることで、複合磁性体１２に電圧が印加された場合に、複合磁性体１２にかかる最大電界を低下させることができる。よって、複合磁性体１２の耐電圧を向上できる。この効果の詳細については後述する。
　［１－２．複合磁性体中での磁性粒子の存在形態］
　次に、複合磁性体中での磁性粒子５の存在形態について説明する。磁性粒子５の無機絶縁材層２は、樹脂材料と比べて割れやすい無機材料で構成されるため、無機絶縁材層２には複合磁性体１２の形成時の圧縮等によってクラックが形成される場合がある。図４から図６は、本実施の形態に係る磁性粒子５に形成されるクラックを示す断面図である。
　図４に示されるように、例えば、磁性粒子５の無機絶縁材層２には、クラック２ａが形成される。図４に示されるクラック２ａは、空隙となっており、例えば、空気で充填されている。クラック２ａが発生した場合に、クラック２ａを介して金属磁性粒子１が接触すると、複合磁性体１２の耐電圧が低下する。本実施の形態においては、金属磁性粒子１と無機絶縁材層２との間に非磁性樹脂層３が存在することで、無機絶縁材層２にクラック２ａが発生しても、金属磁性粒子１同士が接触することを抑制でき、複合磁性体１２の耐電圧を向上できる。また、空隙となっているクラック２ａには、複合磁性体１２に電圧が印加された場合に電界が集中しやすいが、金属磁性粒子１と無機絶縁材層２との間に非磁性樹脂層３が存在することで、クラック２ａにおける電界集中を緩和できる。
　また、本実施の形態においては、磁性粒子５は、無機絶縁材層２の内側に非磁性樹脂層３を備えるため、図５に示されるように、クラック２ａは、非磁性樹脂層３を構成する樹脂材料で充填されうる。これにより、クラック２ａにおける電界集中をより緩和することができる。なお、図６に示されるように、クラック２ａは、非磁性樹脂部材４を構成する樹脂材料で充填されていてもよい。また、クラック２ａには、非磁性樹脂層３を構成する樹脂材料および非磁性樹脂部材４を構成する樹脂材料の両方が充填されていてもよい。また、樹脂材料が充填されているクラック２ａの一部に空隙が設けられていてもよい。
　クラック２ａが形成されるか否か、および、形成されたクラック２ａが図４から図６のいずれの状態であるかは、複合磁性体１２を構成する材料の特性および複合磁性体１２を形成する際の圧縮の成形圧等によって異なる。そのため、複合磁性体１２における磁性粉末は、図３に示されるようなクラック２ａが形成されていない磁性粒子５のみで構成されていてもよく、図４から図６で示されるクラック２ａが形成された磁性粒子５の少なくともいずれかを含んでいてもよい。複合磁性体１２における磁性粉末が図４から図６で示されるクラック２ａが形成された磁性粒子５の少なくともいずれかを含む場合、磁性粉末では、図３で示されるクラック２ａが形成されていない磁性粒子５と、図４から図６で示されるクラック２ａが形成された磁性粒子５のうちの１つ以上とが混在していてもよい。また、磁性粉末は、図４から図６で示されるクラック２ａが形成された磁性粒子５のうちの１つ以上のみで構成されていてもよい。また、１つの磁性粒子５に対して、複数のクラック２ａが形成されていてもよい。
　以上説明したように、本実施の形態に係る磁性粉末は、磁性粒子５で構成される磁性粉末である。磁性粒子５は、金属磁性粒子１と、金属磁性粒子１の表面を被覆する非磁性樹脂層３と、非磁性樹脂層３を被覆する無機絶縁材層２と、を備える。また、本実施の形態に係る複合磁性体１２は、磁性粉末と、磁性粉末の磁性粒子５同士の間を結着する非磁性樹脂部材４と、を備える。
　このような構成により、無機絶縁材層２および非磁性樹脂層３によって、磁性粒子５間における絶縁性を高めることができる。また、複合磁性体１２を形成する際の成形圧等によってクラック２ａが無機絶縁材層２に形成される場合でも、非磁性樹脂層３を被覆するように無機絶縁材層２が形成されているため、金属磁性粒子１同士が接触して、磁性粒子５間における絶縁性が低下することを抑制できる。よって、複合磁性体１２の耐電圧を向上することができる。
　［１－３．磁性粉末、磁性材料およびコイル部品の製造方法］
　以下、本実施の形態に係る磁性粉末、磁性材料およびコイル部品の製造方法について説明する。図７は、本実施の形態に係るコイル部品１０の製造工程を示すフローチャートである。
　図７に示されるように、本実施の形態に係るコイル部品１０の製造工程は、例えば、被膜工程（ステップＳ１０）と、造粒粉製造工程（ステップＳ２０）と、コア製造およびコイル組み立て工程（ステップＳ３０）とを含む。被膜工程では、磁性粒子５で構成される磁性粉末を生成する。造粒粉製造工程では、複合磁性体１２を構成する磁性材料を生成する。コア製造工程では、磁性材料を成形した複合磁性体１２と、コイル部材２３と、を形成し、複合磁性体１２とコイル部材２３とを組み立てることによりコイル部品１０を完成させる。なお、以下では非磁性樹脂部材４の材料として熱硬化性樹脂が用いられる場合について説明する。
　図８は、本実施の形態に係る被膜工程を示すフローチャートである。図８に示されるように、被膜工程では、はじめに、金属磁性粒子１の表面に非磁性樹脂層３を形成する（ステップＳ１１）。具体的には、例えば、金属磁性粒子１で構成される金属粉末と、非磁性樹脂層３の原料となる樹脂材料と、有機溶剤とを混合することで、金属磁性粒子１の表面に樹脂溶液被膜を形成する。その後、熱処理により有機溶剤を除去することで、金属磁性粒子１の表面を被覆する非磁性樹脂層３が形成される。金属粉末に対する樹脂材料の混合比率が高いほど非磁性樹脂層３の厚みｔ３を大きくすることができ、金属粉末と樹脂材料との混合比率を調整することにより、厚みｔ３を調整可能である。また、上記の非磁性樹脂層３の形成の操作を繰り返し行うことで、非磁性樹脂層３の厚みｔ３を大きくしてもよい。また、非磁性樹脂層３の比誘電率ε３は、非磁性樹脂層３の原料となる樹脂材料の種類により調整可能である。
　金属磁性粒子１の表面に非磁性樹脂層３を形成した後、非磁性樹脂層３を被覆する無機絶縁材層２を形成する（ステップＳ１２）。具体的には、例えば、ステップＳ１２で生成された非磁性樹脂層３が形成された金属磁性粒子１で構成される粉末と、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）等の金属アルコキシドと、水とを、アンモニア水等の塩基触媒存在下、非磁性樹脂層３が不溶の有機溶剤中で反応させる。これにより、加水分解したＴＥＯＳが重合し、非磁性樹脂層３上に無機絶縁材層２として酸化ケイ素膜が生成する。なお、上記反応では、塩基触媒の代わりに、塩酸または酢酸等の酸触媒を用いてもよい。また、無機絶縁材層２は、薄膜堆積プロセス等を用いて形成してもよい。
　以上の工程を経て、磁性粒子５で構成される磁性粉末が得られる。
　図９は、本実施の形態に係る造粒粉製造工程を示すフローチャートである。図９に示されるように、造粒粉製造工程では、はじめに、被膜工程で生成した磁性粉末と、非磁性樹脂部材４の原料となる樹脂材料と、有機溶剤とを混錬および分散させる（ステップＳ２１）。これにより、有機溶剤と、磁性粉末と、樹脂材料と、を含む混合物を生成する。また、ステップＳ２１において、必要に応じて、有機金属石鹸およびカップリング剤等の他の材料をさらに添加して混錬および分散させてもよい。有機溶剤には、例えばトルエン、キシレン、エタノール、メチルエチルケトン等が用いられる。
　混錬および分散は、秤量した磁性粉末、樹脂材料および有機溶剤等の材料を容器に入れ、回転ボールミルで混合し分散させることにより行われる。磁性粉末に対する樹脂材料の混合比率が高いほど上述した厚みｔ４を大きくすることができ、磁性粉末と樹脂材料との混合比率を調整することにより、厚みｔ４を調整可能である。また、非磁性樹脂部材４の比誘電率ε４は、非磁性樹脂部材４の原料となる樹脂材料の種類により調整可能である。
　上記の混錬および分散は、例えば、常温にて行われる。混錬および分散は、回転ボールミルを用いた混錬および分散に限らず、他の混錬および分散方法であってもよい。
　磁性粉末、樹脂材料および有機溶剤を混錬および分散させた後、造粒および乾燥を行う（ステップＳ２２）。具体的には、ステップＳ２１にて生成された混合物を、所定の温度で熱処理する。この熱処理によって、混合物から有機溶剤が除去され、磁性粉末および樹脂材料によって構成された造粒粉が得られる。
　所定の温度は、例えば、有機溶剤の沸点に応じて、有機溶剤を除去できる温度で設定される。また、非磁性樹脂層３を構成する樹脂材料が熱硬化性樹脂である場合、所定の温度は、例えば、熱硬化性樹脂の硬化温度未満に設定される。つまり、非磁性樹脂層３を構成する樹脂材料が未硬化の状態で、以降の工程が行われる。所定の温度は、例えば、６５℃以上１５０℃以下である。なお、ステップＳ２２において非磁性樹脂層３を構成する熱硬化性樹脂が硬化してもよい。
　次に、ステップＳ２２にて造粒された造粒粉をさらに粉砕して粉末を形成し、粉末化された造粒粉を所定の粒径ごとに分級する（ステップＳ２３）。これにより、造粒粉からなる磁性材料が得られる。
　図１０は、本実施の形態に係るコア製造およびコイル組み立て工程を示すフローチャートである。図１０に示されるように、はじめにコイル部材２３を形成する（ステップＳ３１）。コイル部材２３は、例えば銅等の金属からなる導体を所定回数巻き回すことにより、巻き回し部２３ａを形成する。なお、ステップＳ３１の代わりにあらかじめ形成されたコイル部材２３を準備してもよい。
　次に、複合磁性体１２を成形する（ステップＳ３２）。複合磁性体１２の材料としては、造粒粉製造工程において製造された磁性材料を用いる。まず、造粒粉製造工程において分級された磁性材料を成形用金型に入れる。このとき、例えば、コイル部材２３の導体の巻き回し部２３ａの端部以外が磁性材料に覆われるように、コイル部材２３と磁性材料とを成形用金型に入れる。
　続けて、例えば、０．１ｔｏｎ／ｃｍ２以上１５ｔｏｎ／ｃｍ２以下の成形圧で一軸成形を行い、成形体を作製する。成形圧は、４．５ｔｏｎ／ｃｍ２以上１５ｔｏｎ／ｃｍ２以下であってもよい。成形圧を高くするほど、上記の厚みｔ４を小さくすることができ、成形圧によって厚みｔ４を調整可能である。また、上記の厚みｔ４は非磁性樹脂部材４の原料となる樹脂材料の添加量によっても調整可能である。
　成形体の形状は、例えば、図１および図２に示した複合磁性体１２の形状である。なお、成形体の形状は、これに限らず、他の形状としてもよい。また、コイル部材２３を成形用金型に入れずに、組み立てることで複合磁性体１２の形状になるような磁性材料からなる成形体を形成して、成形体とコイル部材２３とを組み立ててもよい。
　さらに、成形体を熱硬化する（ステップＳ３３）。成形体の熱硬化は、例えば、所定の酸素分圧において、例えば１００℃以上３００℃以下の温度の範囲で行われる。これにより、例えば、非磁性樹脂層３および非磁性樹脂部材４を構成する熱硬化性樹脂が硬化する。成形体の熱硬化には、例えば雰囲気制御電気炉を用いる。なお、成形体の熱硬化には、他の方法を用いてもよい。
　さらに、成形体の熱硬化の後、コイル部材２３の巻き回し部２３ａの端部に、複合磁性体１２の外側に配置される配線部２３ｂを接続してもよい。
　以上の工程を経ることにより、複合磁性体１２とコイル部材２３とを備えるコイル部品１０が完成する。
　［２．複合磁性体の電場解析］
　次に、実施の形態に係る磁性粒子５で構成された磁性粉末を備える複合磁性体の電場解析結果について説明する。
　電場解析では、実施の形態に係る磁性粒子５で構成された磁性粉末を備える複合磁性体の解析モデル、および、比較例に係る磁性粒子５Ｘで構成された磁性粉末を備える複合磁性体の解析モデルを用いた。また、非磁性樹脂層３の厚みｔ３と非磁性樹脂部材４の厚みｔ４との関係、および、非磁性樹脂層３の比誘電率ε３と非磁性樹脂部材４の比誘電率ε４との関係を変えた各種条件で電場解析を行った。また、電場解析によって、効果的に複合磁性体の耐電圧を向上できる非磁性樹脂層３の厚みｔ３と非磁性樹脂部材４の厚みｔ４との関係、および、非磁性樹脂層３の比誘電率ε３と非磁性樹脂部材４の比誘電率ε４との関係を決定した。
　［２－１．解析モデル］
　まず、電場解析に用いた解析モデルについて説明する。図１１は、比較例に係る磁性粒子５Ｘを含む解析モデルを示す図である。図１２は、比較例に係る磁性粒子５Ｘを含む別の解析モデルを示す図である。図１３は、実施の形態に係る磁性粒子５を含む解析モデルを示す図である。図１４は、実施の形態に係る磁性粒子５を含む別の解析モデルを示す図である。図１５は、実施の形態に係る磁性粒子５を含むさらに別の解析モデルを示す図である。
　図１１から図１５に示されるように、電場解析では、モデルＡ１、モデルＡ２、モデルＢ１、モデルＢ２およびモデルＢ３の５種類の二次元解析モデルを用いた。各解析モデルでは、２つの磁性粒子５または５Ｘが、２つの電極８の間に、電極８が並ぶ方向に沿って並んでいる。また、各解析モデルでは、磁性粒子５または５Ｘが非磁性樹脂部材４で覆われている。さらに、各解析モデルでは、電極８と磁性粒子５または５Ｘとの間、および、２つの磁性粒子５または５Ｘの間には非磁性樹脂部材４が配置されている。比較例に係る磁性粒子５Ｘは、非磁性樹脂層３を備えない磁性粒子であり、金属磁性粒子１と、金属磁性粒子１の表面を直接被覆する無機絶縁材層２とで構成される。
　図１１に示されるように、モデルＡ１は、比較例に係る磁性粒子５Ｘを含むモデルである。モデルＡ１においては、磁性粒子５Ｘの無機絶縁材層２にはクラック２ａが形成されていない。
　図１２に示されるように、モデルＡ２は、比較例に係る磁性粒子５Ｘを含むモデルである。モデルＡ２においては、磁性粒子５Ｘの無機絶縁材層２には内部が空隙であるクラック２ａが形成されている。
　図１３に示されるように、モデルＢ１は、実施の形態に係る磁性粒子５を含むモデルである。モデルＢ１においては、磁性粒子５の無機絶縁材層２にはクラック２ａが形成されていない。
　図１４に示されるように、モデルＢ２は、実施の形態に係る磁性粒子５を含むモデルである。モデルＢ２においては、磁性粒子５の無機絶縁材層２には内部が空隙であるクラック２ａが形成されている。
　図１５に示されるように、モデルＢ３は、実施の形態に係る磁性粒子５を含むモデルである。モデルＢ３においては、磁性粒子５の無機絶縁材層２には、非磁性樹脂層３の樹脂材料が充填されたクラック２ａが形成されている。
　［２－２．電場解析方法］
　電場解析では、非磁性樹脂層３の厚みｔ３および比誘電率ε３以外の数値は固定し、非磁性樹脂層３の厚みｔ３および比誘電率ε３の数値を変更して、各解析モデルでの電界分布を比較した。固定した数値は表１に示す通りである。なお、金属磁性粒子１および電極８は、完全導体であるとして解析を行った。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　電場解析は、ムラタソフトウェア（株）製のＦｅｍｔｅｔ（登録商標）を用いて行い、２つの電極８の間に印加される電界が２０Ｖ／ｍｍとなるように電圧を設定して、各解析モデルの電界分布のシミュレーション結果を出力させた。
　図１６および図１７は、電場解析結果の一例を示す図である。図１６および図１７には、後述する条件Ｅ２（ｔ３＝ｔ４、ε３＝ε４）での、２つの磁性粒子５または５Ｘの間付近の電場解析結果が示されている。図１６および図１７では、色の薄い箇所ほど電界が大きいことを示している。
　図１６に示されるように、モデルＡ１とモデルＢ１とを比較すると、非磁性樹脂層３が設けられたモデルＢ１の方が、全体的に電界が小さくなっている。つまり、モデルＢ１の最大電界は、モデルＡ１の最大電界よりも小さい。また、図１７に示されるように、無機絶縁材層２にクラック２ａが形成されたモデルＡ２では、無機絶縁材層２における電界は、図１６に示されるモデルＡ１と同等であるが、クラック２ａ内部の空隙部分の電界は他の部分よりも大きくなっている。モデルＡ２と同様に、非磁性樹脂層３が設けられたモデルＢ２でもクラック２ａ内部の空隙部分の電界が他の部分よりも大きくなっているが、クラック２ａ内部の空隙部分の電界はモデルＡ２よりも小さい。また、クラック２ａに非磁性樹脂層３の樹脂材料が充填されたモデルＢ３では、クラック２ａ内部の電界がモデルＢ２よりもさらに下がっている。このように、図１７に示される各解析モデルにおける最大電界は、モデルＡ２、モデルＢ２およびモデルＢ３の順で小さくなっている。最大電界が小さくなると絶縁破壊が生じにくくなるため、複合磁性体の耐電圧は向上する。
　以下の電場解析結果の説明では、図１６および図１７に示されるような電界分布を定量化するため、各解析モデルでの解析結果において、比較例に係る磁性粒子５Ｘを含む解析モデル（モデルＡ１、Ａ２）に対する実施の形態に係る磁性粒子５を含む解析モデル（モデルＢ１、Ｂ２、Ｂ３）の最大電界比率を算出した。そのため、最大電界比率が１よりも小さいと、実施の形態に係る解析モデルの方が、比較例に係る解析モデルよりも最大電界が小さくなり、複合磁性体の耐電圧を向上できていると言える。
　具体的に、最大電界比率を算出する２つの解析モデルとしては、（１）モデルＡ１とモデルＢ１（Ｂ１／Ａ１）、（２）モデルＡ２とモデルＢ１（Ｂ１／Ａ２）、（３）モデルＡ２とモデルＢ２（Ｂ２／Ａ２）、および、（４）モデルＡ２とモデルＢ３（Ｂ３／Ａ２）の４つの組み合わせを選択した。（１）の組み合わせでは、それぞれクラック２ａが形成されていない磁性粒子５Ｘと磁性粒子５とを比較している。（２）から（４）は、クラック２ａが形成された磁性粒子５Ｘと、クラック２ａが形成されていない磁性粒子５、空隙のクラック２ａが形成されている磁性粒子５、および、形成されたクラック２ａに非磁性樹脂層３の樹脂材料が充填されている磁性粒子５のそれぞれとを比較している。
　また、最大電界比率の算出は、非磁性樹脂部材４、無機絶縁材層２および全構成要素の３通りの比較箇所で行った。例えば、比較箇所が非磁性樹脂部材４または無機絶縁材層２である場合、非磁性樹脂部材４または無機絶縁材層２のみにおける最大電界に基づいて、最大電界比率を算出した。また、比較箇所が全構成要素である場合、解析モデル全域における最大電界に基づいて、最大電界比率を算出した。
　また、実施の形態に係る磁性粒子５を用いた複合磁性体の耐電圧を向上できているか否かの評価としては、以下の指標で行った。
◎：非磁性樹脂部材４、無機絶縁材層２および全構成要素の全ての比較箇所において最大電界比率が１未満
〇：全構成要素の比較において最大電界比率が１未満
×：全構成要素の比較において最大電界比率が１以上
　［２－３．電場解析結果］
　まず、非磁性樹脂層３の厚みｔ３および比誘電率ε３を条件Ｃ１から条件Ｆ３まで変えて電場解析を行った結果を表２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　表２に示されるように、厚みの項目においてｔ３が７．６ｎｍ以上である場合、つまり、ｔ３≧０．７６×ｔ４である場合には、耐電圧の評価が「◎」であり、実施の形態に係る磁性粒子５を用いた複合磁性体の耐電圧が向上していることがわかる。
　次に、非磁性樹脂層３の厚みｔ３および比誘電率ε３を条件Ｅ１から条件Ｈ３まで変えて電場解析を行った結果を表３に示す。なお、表３において、条件Ｅ１から条件Ｆ３までの結果は表２で示される結果と同じである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　表３に示されるように、比誘電率の項目において、ε３が４以上である場合、つまり、ε３≧ε４である場合には、耐電圧の評価が「○」または「◎」であり、実施の形態に係る磁性粒子５を用いた複合磁性体の耐電圧が向上していることがわかる。さらに、ε３≧ε４であり、かつ、ｔ３が４．５ｎｍ以上である場合、つまり、ｔ３≧０．４５×ｔ４である場合には、耐電圧の評価が「◎」であり、実施の形態に係る磁性粒子５を用いた複合磁性体の耐電圧がさらに向上していることがわかる。
　以上の結果から、（ｉ）ｔ３≧０．７６×ｔ４、（ｉｉ）ｔ３≧０．４５×ｔ４、かつ、ε３≧ε４、および、（ｉｉｉ）ε３≧ε４のいずれかが満たされることで、複合磁性体の耐電圧を向上できることがわかった。特に、（ｉ）ｔ３≧０．７６×ｔ４、および、（ｉｉ）ｔ３≧０．４５×ｔ４、かつ、ε３≧ε４のいずれかが満たされることで、複合磁性体の耐電圧をより向上できることがわかった。
　なお、上記解析結果は、一例であり、本開示の範囲を限定するものではない。例えば、電場解析結果において最大電界比率が１以上になる解析モデルであっても、実際には、非磁性樹脂層３が存在することで、金属磁性粒子１同士の接触が抑制され、磁性粒子５を用いることで、比較例に係る磁性粒子５Ｘを用いた場合よりも、複合磁性体の耐電圧が向上されうる。
　（その他の実施の形態等）
　以上、本開示の実施の形態に係る磁性粉末および複合磁性体等について説明したが、本開示は、この実施の形態に限定されるものではない。
　例えば、上記した複合磁性体を用いた電気部品についても、本開示に含まれる。電気部品としては、例えば、高周波用のリアクトル、インダクタ、トランス等のインダクタンス部品等が挙げられる。また、上述した電気部品を備えた電源装置についても、本開示に含まれる。
　また、本開示は、上記実施の形態に限定されるものではない。本開示の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、一つまたは複数の態様の範囲内に含まれてもよい。
　１　金属磁性粒子
　２　無機絶縁材層
　２ａ　クラック
　３　非磁性樹脂層
　４　非磁性樹脂部材
　５　磁性粒子
　８　電極
　１０　コイル部品
　１２　複合磁性体
　１２ａ　芯部
　２３　コイル部材
　２３ａ　巻き回し部
　２３ｂ　配線部

Claims (6)

  1. 　磁性粒子で構成される磁性粉末であって、
    　前記磁性粒子は、
    　金属磁性粒子と、
    　前記金属磁性粒子の表面を被覆する非磁性樹脂層と、
    　前記非磁性樹脂層を被覆する無機絶縁材層と、を備える、
    　磁性粉末。
  2. 　請求項１に記載の磁性粉末と、
    　前記磁性粉末の前記磁性粒子同士の間を結着する非磁性樹脂部材と、を備える、
    　複合磁性体。
  3. 　前記非磁性樹脂層の厚みをｔ３とし、前記磁性粉末のうちの隣り合う前記磁性粒子の間に位置する前記非磁性樹脂部材の最も薄い部分の厚みをｔ４とした場合に、
    　ｔ３≧０．７６×ｔ４
    　が満たされる、
    　請求項２に記載の複合磁性体。
  4. 　前記非磁性樹脂層の厚みをｔ３とし、前記磁性粉末のうちの隣り合う２つの前記磁性粒子の間に位置する前記非磁性樹脂部材の最も薄い部分の厚みをｔ４とし、前記非磁性樹脂層の比誘電率をε３とし、前記非磁性樹脂部材の比誘電率をε４とした場合に、
    　ｔ３≧０．４５×ｔ４、かつ、ε３≧ε４
    　が満たされる、
    　請求項２に記載の複合磁性体。
  5. 　前記非磁性樹脂層の比誘電率をε３とし、前記非磁性樹脂部材の比誘電率をε４とした場合に、
    　ε３≧ε４
    　が満たされる、
    　請求項２に記載の複合磁性体。
  6. 　前記無機絶縁材層にはクラックが形成されており、
    　前記クラックの少なくとも一部は、前記非磁性樹脂層を構成する樹脂材料で充填されている、
    　請求項２から５のいずれか１項に記載の複合磁性体。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013138159A (ja) * 2011-12-28 2013-07-11 Diamet:Kk 複合軟磁性材料及びその製造方法
JP2017135342A (ja) * 2016-01-29 2017-08-03 Ntn株式会社 アモルファス磁性コアおよび磁性素子、ならびに磁性コアの製造方法
JP2021022609A (ja) * 2019-07-25 2021-02-18 セイコーエプソン株式会社 磁性粉末、磁性粉末の製造方法、圧粉磁心およびコイル部品

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013138159A (ja) * 2011-12-28 2013-07-11 Diamet:Kk 複合軟磁性材料及びその製造方法
JP2017135342A (ja) * 2016-01-29 2017-08-03 Ntn株式会社 アモルファス磁性コアおよび磁性素子、ならびに磁性コアの製造方法
JP2021022609A (ja) * 2019-07-25 2021-02-18 セイコーエプソン株式会社 磁性粉末、磁性粉末の製造方法、圧粉磁心およびコイル部品

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