WO2024004507A1 - 圧粉磁心及び圧粉磁心の製造方法 - Google Patents

圧粉磁心及び圧粉磁心の製造方法 Download PDF

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WO2024004507A1
WO2024004507A1 PCT/JP2023/020454 JP2023020454W WO2024004507A1 WO 2024004507 A1 WO2024004507 A1 WO 2024004507A1 JP 2023020454 W JP2023020454 W JP 2023020454W WO 2024004507 A1 WO2024004507 A1 WO 2024004507A1
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magnetic
metal
magnetic core
binder
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和希 野口
透 岩渕
一志 堀内
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パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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    • H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
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    • H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets

Definitions

  • the present disclosure relates to a powder magnetic core and a method for manufacturing the powder magnetic core.
  • a step-up/down circuit for adjusting a power supply voltage, a DC/DC converter circuit, etc. are used as a drive circuit for the electronic device.
  • These circuits use inductors such as choke coils and transformers.
  • Patent Document 1 discloses that a composite magnetic material containing a metal magnetic powder, a binder resin, and a metal soap having a melting point lower than the thermosetting temperature of the binder resin is used to improve rust prevention performance.
  • a dust core is disclosed.
  • An object of the present disclosure is to provide a powder magnetic core etc. that can achieve both magnetic properties and rust prevention performance.
  • a powder magnetic core includes: a metal magnetic powder composed of a plurality of metal magnetic particles; a binder that binds the plurality of metal magnetic particles of the metal magnetic powder; The binder contains a Cr element.
  • a method for manufacturing a powder magnetic core includes mixing a metal magnetic powder composed of a plurality of metal magnetic particles, a resin, and a metal soap, and mixing the metal magnetic powder with the metal magnetic powder. , a first step of obtaining granulated powder in which the resin and a binder containing the metal soap are mixed, and a second step of pressure-molding the obtained granulated powder, In the first step, the metal soap is liquid at 25° C. and contains Cr element.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view showing the configuration of an electrical component including a powder magnetic core according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram schematically showing a cross section of a powder magnetic core according to an embodiment.
  • FIG. 3 is a flowchart showing a method for manufacturing a dust core according to an embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram showing a cross-sectional image of the powder magnetic core in Evaluation Example 6.
  • FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the detected amount of Cr element or Zn element and the magnetic permeability ⁇ i ratio in the powder magnetic core of the evaluation example.
  • FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the detected amount of Cr element or Zn element and the magnetic permeability ⁇ 85Oe ratio in the powder magnetic core of the evaluation example.
  • FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the detected amount of Cr element or Zn element and breakdown voltage in the powder magnetic core of the evaluation example.
  • Patent Document 1 discloses that the antirust performance of a dust core can be improved by coating the portions of metal magnetic powder that are not covered with binder resin with metal soap.
  • metal magnetic powder is coated with metal soap as in Patent Document 1
  • the presence of the metal soap increases the distance between particles of the metal magnetic powder, and the magnetic properties of the powder magnetic core (for example, magnetic permeability ) decreases.
  • the inventors of the present invention have found that it is difficult to improve the antirust performance of a powder magnetic core while suppressing the deterioration of magnetic properties using conventional techniques.
  • the present disclosure provides a powder magnetic core etc. that can achieve both magnetic properties and rust prevention performance by suppressing the decline in magnetic properties such as magnetic permeability and improving rust prevention performance. .
  • Metal magnetic powder composed of a plurality of metal magnetic particles, a binder that binds the plurality of metal magnetic particles of metal magnetic powder,
  • the binder contains a Cr element.Powder magnetic core.
  • the ratio of Cr element to the total of Si element, C element, O element, N element, and Cr element in the binder is 0.20 wt% or more and 5.28 wt% or less as described in ⁇ 1> powder magnetic core.
  • a metal magnetic powder composed of a plurality of metal magnetic particles, a resin, and a metal soap are mixed, and the metal magnetic powder and a binder containing the resin and the metal soap are mixed together.
  • the ratio of the metal soap to the metal magnetic powder in the granulated powder is 0.1 wt% or more and 2.0 wt% or less.
  • the ratio of Cr element to the total of Si element, C element, O element, N element, and Cr element in the binder in the pressure-molded granulated powder is 0.
  • the granulated powder is obtained by mixing the mixture and the resin.
  • 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 an electrical component including a powder magnetic core according to an embodiment.
  • FIG. 1 shows the outline of a powder magnetic core 10, which will be described later, and also shows the inside of the powder magnetic core 10 as seen through it.
  • components such as the coil member 40 that are hidden by being buried in the powder magnetic core 10 are indicated by broken lines, to represent that they can be seen through the powder magnetic core 10.
  • the electrical component 100 includes a powder magnetic core 10, a coil member 40, a first terminal member 25, and a second terminal member 35.
  • the electrical component 100 is, for example, a rectangular parallelepiped inductor, and its approximate outer shape is determined by the shape of the powder magnetic core 10.
  • the powder magnetic core 10 can be formed into any shape by pressure molding.
  • the electrical component 100 can have an arbitrary shape depending on the shape of the powder magnetic core 10 during pressure molding. Therefore, the shape of the powder magnetic core is not limited to a rectangular parallelepiped, but may be other shapes.
  • the electrical component 100 is a passive element that stores electrical energy flowing between the first terminal member 25 and the second terminal member 35 as magnetic energy using the coil member 40.
  • an electrical component 100 will be described as one example of the use of the powder magnetic core 10, but the powder magnetic core 10 can be used simply as a magnetic material, The usage examples are not limited.
  • the powder magnetic core 10 may be used for any desired purpose that can take advantage of the characteristics of a magnetic material that has both magnetic properties and antirust performance.
  • the powder magnetic core 10 has a rectangular opposing surface on which a first terminal member 25 and a second terminal member 35 are respectively formed, and four sides of each opposing surface are defined by a top surface, a bottom surface, and two side surfaces. It is shaped like a connected rectangular prism.
  • the powder magnetic core 10 has a rectangular shape with a bottom surface and a top surface having dimensions of about 14.0 mm x 12.5 mm, and a distance from the bottom surface to the top surface of about 8.0 mm. be.
  • FIG. 2 is a diagram schematically showing a cross section of the powder magnetic core 10.
  • FIG. 2 is an enlarged view of a part of the cross section of the powder magnetic core 10. As shown in FIG.
  • the powder magnetic core 10 includes a metal magnetic powder 11 composed of a plurality of metal magnetic particles, and a bond that binds the metal magnetic particles of the metal magnetic powder 11 to each other. agent 12.
  • the metal magnetic powder 11 for example, a metal magnetic powder whose main component is Fe element is used.
  • the metal magnetic powder 11 has a higher saturation magnetic flux density than magnetic powders such as ferrite, so it is useful in use under large currents.
  • the content of Fe element in the metal magnetic powder 11 is, for example, 90.0 wt% or more. Thereby, the saturation magnetic flux density of the metal magnetic powder 11 increases, and the magnetic permeability of the powder magnetic core 10 can be increased.
  • the metal magnetic powder 11 may contain elements other than Fe element.
  • elements other than the Fe element contained in the metal magnetic powder 11 include Si (silicon) element, Al (aluminum) element, Cr (chromium) element, B (boron) element, and the like.
  • the content of Fe element in the metal magnetic powder 11 may be 99.5 wt% or more.
  • the metal magnetic powder 11 having an Fe element content of 99.5 wt% or more is made of, for example, Fe element and inevitable impurities.
  • unavoidable impurities include Mn (manganese) element, Ni (nickel) element, P (phosphorus) element, S (sulfur) element, C (carbon) element, and O (oxygen) element.
  • the method for producing the metal magnetic powder 11 is not particularly limited, and various atomization methods, various chemical methods, or various pulverization methods can be used.
  • the metal magnetic powder 11 when producing the metal magnetic powder 11 having an Fe element content of 99.5 wt% or more, a carbonyl method, a spray method, an electrolytic method, or the like is used, for example. From the viewpoint of magnetic properties, the metal magnetic powder 11 may be carbonyl iron powder produced by a carbonyl method.
  • the median diameter D50 of the metal magnetic powder 11 is, for example, 1.0 ⁇ m or more and 35 ⁇ m or less. Insulation can be ensured by configuring the median diameter D50 of the metal magnetic powder 11 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 metal magnetic powder 11 to 35 ⁇ m or less, core loss, especially eddy current loss, can be reduced in a high frequency region. In addition, the median diameter D50 of the metal magnetic powder 11 is determined by counting particles from the smallest particle size using a particle size distribution meter measured by laser diffraction scattering method, and when the integrated value becomes 50% of the total particle size. It is the diameter.
  • the binder 12 is provided so as to cover the metal magnetic powder 11.
  • the binder 12 is located between the metal magnetic particles of the metal magnetic powder 11.
  • the binder 12 is an insulating resin material whose main component is resin.
  • the binder 12 is made of, for example, resin and metal soap.
  • the binder 12 may further include a coupling agent and insulating particles (for example, inorganic particles such as talc).
  • the resin is, for example, a thermosetting resin.
  • thermosetting resins include epoxy resins, phenol resins, silicone resins, and polyimide resins.
  • the resin may be a thermoplastic resin.
  • thermoplastic resin include acrylic resin, polyethylene, polypropylene, and polystyrene.
  • the binder 12 may contain multiple types of resins.
  • the binder 12 contains the Cr element.
  • a component containing the Cr element is dispersed in the resin.
  • the Cr element exhibits the effect of improving rust prevention performance, and since the Cr element evenly attracts the metal magnetic particles and the resin, the magnetic properties of the powder magnetic core 10 are improved.
  • the Cr element contained in the binder 12 is derived from, for example, metal soap.
  • the binder 12 includes, for example, a metal soap containing the Cr element and/or a reactant of the metal soap containing the Cr element, as a component containing the Cr element.
  • the ratio of the Cr element to the total of the Si element, C element, O element, N (nitrogen) element, and Cr element in the binder 12 is, for example, 0.20 wt% or more and 5.28 wt% or less.
  • the proportion of the Cr element may be 1.08 wt% or more and 5.28 wt% or less.
  • the Si element, C element, O element, and N element are elements that are easily detected by elemental analysis, and are the main elements contained in the resin used for the general binder 12. Therefore, this ratio of the Cr element is an index indicating the content of the Cr element in the binder 12.
  • the method for measuring the proportion of Cr element in the binder 12 is not particularly limited, but for example, it is calculated based on elemental analysis between the metal magnetic particles of the metal magnetic powder 11 in an image of the cross section of the powder magnetic core 10. be done.
  • Si element, C element, O element, N element, and Cr element were measured at 15 measurement points between the metal magnetic particles of metal magnetic powder 11 in the cross-sectional image of powder magnetic core 10. is detected on a weight basis. Then, the average value of the ratio of Cr element to Si element, C element, O element, N element, and Cr element at each measurement point is calculated. This calculated value is taken as the ratio of the Cr element in the binder 12. Note that among the measurement points, if the proportion of elements other than Si element, C element, O element, N element, and Cr element in elemental analysis is high, that measurement point may be excluded from the calculation of the average value.
  • detection results at measurement points where the proportion of Fe element derived from the metal magnetic powder 11 is higher than a predetermined threshold value are excluded from the calculation of the average value.
  • the predetermined threshold value is, for example, 88.0 wt%.
  • the number of measurement points described above is an example, and the number of measurement points is not limited to 15.
  • the number of measurement points may be N (N is an integer of 10 or more, for example).
  • the image of the cross section of the powder magnetic core 10 is, for example, a scanning electron microscope (SEM) image. Detection of elements at each measurement point is performed using, for example, an energy dispersive X-ray (EDX) spectrometer. For example, using a scanning electron microscope-energy dispersive Calculate.
  • SEM scanning electron microscope
  • a method for forming the cross section of the powder magnetic core 10 As a method for forming the cross section of the powder magnetic core 10, a general method for forming a cross section in SEM image observation is used. For example, after embedding the powder magnetic core 10 in a resin or the like and cutting it, a cross section of the powder magnetic core 10 for observation is obtained by ion milling.
  • the cross-sectional image for detecting elements at each measurement point an image in which an area of, for example, 15 ⁇ m ⁇ 15 ⁇ m or more and 50 ⁇ m ⁇ 50 ⁇ m or less is photographed is used.
  • the magnification of the cross-sectional image is, for example, 1000 times or more and 7000 times or less.
  • the 15 measurement points are selected from among the metal magnetic particles of the metal magnetic powder 11 in different combinations.
  • the results at that time will not be adopted and the measurement will be carried out again.
  • the ratio of the binder 12 to the metal magnetic powder 11 is, for example, 1 wt% or more and 10 wt% or less.
  • a conductive wire which is a long conductor covered with an insulating film, is wound (winding portion), and both ends of the conductive wire are connected to the first terminal member 25 and the second terminal member 35, respectively. lead parts 20 and 30).
  • a round conducting wire with a cross-sectional diameter of about 0.65 mm is used as the conducting wire.
  • the thickness and shape of the conducting wire are not particularly limited, and round conducting wires, rectangular conducting wires having a rectangular cross section, and the like can be appropriately selected and used as long as they are thick enough to be processed by winding.
  • the winding portion is buried near the center of the powder magnetic core 10.
  • each of the opposite ends of the conducting wire extends continuously from the winding part toward the opposing surface, and protrudes to the outside of the powder magnetic core 10.
  • a part of the lead part is stretched so as to have a flat shape, and is bent along the opposing surface and the bottom surface.
  • the insulating film coating is removed from the stretched portions, allowing electrical connection to the outside.
  • the first terminal member 25 and the second terminal member 35 are made of a conductor plate made of phosphor bronze material, copper material, or the like. Each of the first terminal member 25 and the second terminal member 35 has a recessed portion near the center along the opposing surfaces, and is configured to recess into the powder magnetic core 10 . Lead parts 20 and 30 are arranged outside this recess. The lead portion 20 and the first terminal member 25 are electrically connected. The lead portion 30 and the second terminal member 35 are electrically connected. The lead parts 20 and 30 are connected to the first terminal member 25 and the second terminal member 35 by resistance welding or the like.
  • first terminal member 25 and the second terminal member 35 are bent so as to be inserted into the powder magnetic core 10, and with the bent portions inserted into the powder magnetic core 10, the first terminal member 25 and the second terminal member 35 are bent so as to be inserted into the powder magnetic core 10.
  • the terminal member 25 and the second terminal member 35 and the powder magnetic core 10 are fixed.
  • first terminal member 25 and the second terminal member 35 are bent along with the lead portions 20 and 30 along the bottom surface of the powder magnetic core 10.
  • the lead parts 20 and 30 are held by the first terminal member 25 and the second terminal member 35 and are routed around the bottom side of the electrical component 100. That is, the lead parts 20 and 30 can be directly connected to lands (not shown) of a mounting board or the like on which the electrical component 100 is mounted.
  • first terminal member 25 and the second terminal member 35 are not essential components.
  • the first terminal member 25 and the second terminal member 35 may not be provided as long as the lead parts 20 and 30 have the strength to maintain their shape by themselves.
  • the powder magnetic core 10 includes the metal magnetic powder 11 and the binder 12 containing the Cr element.
  • the binder 12 containing the Cr element covers the metal magnetic particles of the metal magnetic powder 11 and improves the corrosion resistance of the metal magnetic powder 11.
  • the Cr element in the binder 12 attracts the binder 12 and the metal magnetic particles of the metal magnetic powder 11, thereby reducing the distance between the metal magnetic particles.
  • FIG. 3 is a flowchart showing a method for manufacturing a powder magnetic core according to an embodiment.
  • step S11 the metal magnetic powder 11 and metal soap are mixed.
  • step S11 a mixture of the metal magnetic powder 11 and the metal soap is obtained.
  • step S11 the mixture does not substantially contain resin.
  • the metal soap contains the Cr element. Specifically, the metal soap is fatty acid chromium. Moreover, metal soap is liquid at 25° C. (normal temperature). That is, the melting point of the metal soap is less than 25°C. Therefore, in step S11, the metal magnetic powder 11 and liquid metal soap are mixed. Liquid metal soaps have branches in the hydrocarbon chain of the fatty acids, for example to lower the melting point. Metal soaps are produced, for example, by a direct method or a double decomposition method. The direct method is a method in which fatty acids and metal oxides or metal hydroxides are directly reacted.
  • the metathesis method is a method in which a fatty acid is reacted with a basic compound in an aqueous solution state to form a basic compound of the fatty acid, and then a metal salt containing a metal or metalloid is reacted with the fatty acid.
  • step S12 a resin is further added to the mixture obtained in step S11, and the mixture and the resin are mixed (step S12). Thereby, a granulated powder in which the metal magnetic powder 11 and the binder 12 containing resin and metal soap are mixed is obtained.
  • the resin to be mixed in step S12 is used in a state in which it has been previously dissolved in a solvent that dissolves the resin, such as isopropyl alcohol, acetone, toluene, xylene, ethanol, or methyl ethyl ketone. Note that the resin mixed in step S12 does not need to be dissolved in the solvent.
  • a solvent that dissolves the resin such as isopropyl alcohol, acetone, toluene, xylene, ethanol, or methyl ethyl ketone. Note that the resin mixed in step S12 does not need to be dissolved in the solvent.
  • step S11 After mixing the mixture obtained in step S11 with the resin, the solvent is evaporated by heating at a temperature of 65°C or higher and 150°C or lower, and the mixture is crushed to form granulated powder (composite magnetic material) with good moldability. ). Furthermore, this granulated powder may be classified to obtain a granulated powder whose particle size is aligned within a predetermined range. Thereby, moldability can be further improved.
  • steps S11 and S12 is performed using, for example, a mortar, mixer, ball mill, V-type mixer, or cross rotary.
  • step S11 and/or step S12 other materials such as a coupling agent and insulating particles may be further added and mixed as necessary.
  • step S11 and step S12 the metal magnetic powder 11, the resin, and the metal soap were mixed, and the metal magnetic powder 11 and the binder 12 containing the resin and the metal soap were mixed. Obtain granulated powder.
  • the step including step S11 and step S12 is an example of the first step.
  • the ratio of metal soap to metal magnetic powder 11 in the granulated powder (that is, the amount of metal soap added to the amount of metal magnetic powder 11 added) is, for example, 0.1 wt% or more and 2.0 wt% or less.
  • the proportion of the metal soap may be 0.5 wt% or more and 2.0 wt% or less.
  • the ratio of resin to metal magnetic powder 11 in the granulated powder (that is, the amount of resin added to the amount of metal magnetic powder 11 added) is, for example, 1 wt% or more and 10 wt% or less.
  • the metal magnetic powder 11, the resin, and the metal soap were mixed separately in step S11 and step S12, but the mixing is not limited to this. If a granulated powder in which the metal magnetic powder 11 and the binder 12 containing resin and metal soap are mixed is obtained, the procedure for mixing the metal magnetic powder 11, the resin, and the metal soap is as follows. It may be different from the above. For example, the metal magnetic powder 11, resin, and metal soap may be mixed at the same time. Further, combinations of materials different from those described above may be mixed in two or more steps.
  • Step S13 is an example of the second step.
  • pressure molding is performed with a pressure in a range of, for example, 3 ton/cm 2 or more and 7 ton/cm 2 or less.
  • the pressure-molded powder magnetic core 10 is hardened, for example, by heating. Conditions for the curing treatment are set depending on the type of resin used.
  • the ratio of the Cr element to the total of the Si element, C element, O element, N element, and Cr element in the binder 12 in the pressure-molded granulated powder is, for example, 0.20 wt% or more and 5.28 wt%. It is as follows. Thereby, the rust prevention performance can be improved while effectively suppressing the deterioration of the magnetic properties of the powder magnetic core 10.
  • the powder magnetic core 10 is produced.
  • the manufactured powder magnetic core 10 is used as part of an electrical component 100 in which a coil is embedded.
  • the granulated powder may be pressure molded together with the coil member 40.
  • the method for manufacturing powder magnetic core 10 involves mixing metal magnetic powder 11, resin, and metal soap, and mixing metal magnetic powder 11 and binder 12 containing resin and metal soap.
  • the method includes a first step (steps S11 and S12) of obtaining granulated powder mixed with granules, and a second step (step S13) of press-molding the obtained granulated powder.
  • the metal soap is liquid at 25° C. and contains Cr element.
  • the Cr element of the metal soap reacts with the metal magnetic powder 11, and the corrosion resistance of the metal magnetic powder 11 against rust can be improved. Further, since the metal soap is in a liquid state when mixed, the metal soap is easily dispersed in the resin and uniformly exists in the resin and at the interface between the resin and the metal magnetic powder 11. Therefore, the distance between the metal magnetic particles of the metal magnetic powder 11 becomes difficult to widen. As a result, even if metal soap is added, it is possible to suppress the deterioration of the magnetic properties of the manufactured powder magnetic core 10. Therefore, the manufactured dust core 10 can have both magnetic properties and rust prevention performance.
  • metal magnetic powder, resin, and metal soap were prepared.
  • metal magnetic powder a metal magnetic powder with an Fe element content of 99.5 wt% or more was used.
  • a modified silicone resin having a methyl group and a phenyl group in the side chain was dissolved in a solvent (isopropyl alcohol) in advance (concentration: 50 wt%).
  • concentration: 50 wt% concentration: 50 wt%.
  • the amount of resin added to the amount of metal magnetic powder added was 3 wt%. Note that the amount of resin added is the amount added by weight excluding the solvent.
  • fatty acid chromium which is liquid at 25° C.
  • fatty acid zinc which is solid at 25° C.
  • the amount of metal soap added relative to the amount of metal magnetic powder added was as shown in Table 2 (wt%).
  • the metal soap containing Cr element used in Evaluation Examples 2 to 7 may be referred to as "Cr metal soap”
  • the metal soap containing Zn element used in Evaluation Examples 8 to 10 may be referred to as "Cr metal soap”. It is sometimes written as "Zn metal soap”.
  • a powder magnetic core was produced without adding metal soap.
  • the produced granulated powder was pressure-molded at room temperature with a pressure of 4 ton/cm 2 , and a ring core with an outer diameter of 14.4 mm, an inner diameter of 10.3 mm, and a thickness of 4.4 mm was prepared for evaluation of magnetic permeability. Created. Further, the ring core was dried at a temperature of 150° C. for 2 hours to harden the binder, thereby producing a ring-shaped powder magnetic core.
  • the produced granulated powder was pressure-molded at room temperature with a pressure of 4 ton/ cm2 , and a plate-shaped molded body with a length of 12 mm, a width of 12 mm, and a thickness of 0.70 mm was prepared for evaluation of breakdown voltage. was created. Further, the plate-shaped molded body was dried at a temperature of 150° C. for 2 hours to harden the binder, thereby producing a plate-shaped powder magnetic core.
  • the prepared granulated powder was pressure molded at room temperature with a pressure of 4 ton/ cm2 , and was molded into a plate with a length of 12 mm, width of 12 mm, and thickness of 4.1 mm for evaluation of rust prevention performance.
  • the body was created.
  • the plate-shaped molded body was dried at a temperature of 150° C. for 2 hours to harden the binder, thereby producing a plate-shaped powder magnetic core.
  • the magnetic permeability was determined by measuring the inductance L at 0 A of the ring-shaped powder magnetic core using an LCR meter, and calculating the magnetic permeability ⁇ from the following formula (1) (measurement frequency 100 kHz).
  • the inductance L was measured under conditions where the applied magnetic field was 0 Oe and 85 Oe, and the magnetic permeability ⁇ calculated from the inductance L under each condition was defined as the magnetic permeability ⁇ i and the magnetic permeability ⁇ 85 Oe .
  • the magnetic permeability ⁇ i is also called the initial magnetic permeability.
  • ⁇ (L ⁇ le)/( ⁇ 0 ⁇ Ae ⁇ n 2 ) ...(1) Note that le is the effective magnetic path length, ⁇ 0 is the vacuum magnetic permeability, Ae is the cross-sectional area, and n is the number of turns of the measurement coil.
  • the ratio of the magnetic permeability in each evaluation example to the magnetic permeability in evaluation example 1 was calculated using the magnetic permeability in evaluation example 1 as a reference.
  • the ratio of the magnetic permeability calculated from the inductance L when the applied magnetic field is 0 Oe was defined as the magnetic permeability ⁇ i ratio
  • the ratio of the magnetic permeability calculated from the inductance L when the applied magnetic field was 85 Oe was defined as the magnetic permeability ⁇ 85 Oe ratio.
  • the magnetic permeability ⁇ i ratio in evaluation example 2 is (magnetic permeability ⁇ i in evaluation example 2)/(magnetic permeability ⁇ i in evaluation example 1)
  • the magnetic permeability ⁇ 85Oe ratio in evaluation example 2 is (evaluation Magnetic permeability ⁇ 85Oe in Example 2)/(Magnetic permeability ⁇ 85Oe in Evaluation Example 1).
  • a higher magnetic permeability ratio indicates better magnetic properties.
  • ⁇ Evaluation method of rust prevention performance In the evaluation of rust prevention performance, the produced powder magnetic core was placed in a high temperature and humidity chamber maintained at a temperature of 65°C and humidity of 90% RH, and the presence or absence of rust on the surface of the powder magnetic core was visually observed after 200 hours had elapsed. It was observed and evaluated using the following criteria. ⁇ : No rust observed ⁇ : Rust observed
  • FIG. 4 is a diagram showing a cross-sectional image of the powder magnetic core in Evaluation Example 6.
  • FIG. 4 is a SEM image of a cross section formed by the method described above.
  • the magnification of the SEM image shown in FIG. 4 is 5000 times.
  • the black area is the binder, and the white cross attached to the black area is the measurement point.
  • the positions of 15 measurement points were determined so that the measurement points were between metal magnetic particles of different metal magnetic powders. Further, the size of the area to be measured at each measurement point was 393.6 nm 2 .
  • the powder magnetic cores other than Evaluation Example 6 were also subjected to elemental analysis in the same manner.
  • the content of Cr element and the content of Zn element at each measurement point were calculated.
  • the content of Cr element at each measurement point was defined as the ratio (wt%) of Cr element to the total of Si element, C element, O element, N element, and Cr element calculated based on the elemental analysis results.
  • the content of Zn element at each measurement point was defined as the ratio (wt%) of Zn element to the total of Si element, C element, O element, N element, and Zn element calculated based on the elemental analysis results.
  • Table 1 shows the detected amount of Cr element at each measurement point in Evaluation Example 6.
  • Fe element which is considered to be derived from the metal magnetic powder present in the depth direction of the cross section, was also detected, and the detected amount of Fe element is also shown in Table 1.
  • the detected amount of Fe element at each measurement point in Table 1 is calculated based on the elemental analysis results as the ratio (wt) of Fe element to the total of Si element, C element, O element, N element, Cr element, and Fe element. %).
  • the detected amount of Cr element was also large.
  • the detection accuracy of other elements decreases due to the influence of Fe element, and in particular, Si element, C element, and O element become difficult to detect, so the detected amount of Cr element is also large. It has become. Therefore, among the 15 measurement points, data of the measurement points where the detected amount of Fe element exceeds 88.0 wt% (data of measurement points 8, 14, and 15 underlined in Table 1) was excluded. The average value of the detected amount was taken as the detected amount of Cr element in the binder in each evaluation example.
  • the average value of the detected amount of Zn excluding the data of measurement points where the detected amount of Fe element exceeds 88.0 wt% is calculated based on the binder in each evaluation example. This is the detected amount of Zn element in the sample.
  • FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the detected amount of Cr element or Zn element and the magnetic permeability ⁇ i ratio in the powder magnetic core of the evaluation example shown in Table 2.
  • FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the detected amount of Cr element or Zn element and the magnetic permeability ⁇ 85Oe ratio in the powder magnetic core of the evaluation example shown in Table 2.
  • FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the detected amount of Cr element or Zn element and breakdown voltage in the powder magnetic core of the evaluation example shown in Table 2.
  • the data of evaluation example 1 to which no metal soap was added is shown by a circle marker, and the data of evaluation examples 2 to 7 to which Cr metal soap was added are shown by square markers.
  • the data of Evaluation Examples 8 to 10 in which Zn metal soap was added are indicated by triangular markers. Moreover, the horizontal axis in FIGS. 5 to 7 indicates the detected amount of Cr element for evaluation examples 2 to 7, and the detected amount of Zn element for evaluation examples 8 to 10.
  • FIGS. 5 and 6 in the powder magnetic cores of Evaluation Examples 8 to 10 in which Zn metal soap was added, the magnetic permeability ⁇ i ratio and the permeability increased as the detected amount of Zn element increased.
  • the magnetic constant ⁇ 85 Oe ratio is decreased (indicated by the two-dot chain line in FIGS. 5 and 6).
  • the magnetic permeability ⁇ was monotonous as in Evaluation Examples 8 to 10. No decrease in i ratio and magnetic permeability ⁇ 85Oe ratio occurred.
  • the powder magnetic cores of Evaluation Examples 2 to 6 have higher magnetic permeability ⁇ i ratio and magnetic permeability ⁇ 85 Oe ratio than the powder magnetic cores of Evaluation Examples 8 to 10.
  • the detected amount of Cr element in the binder is in the range of 0.20 wt% to 5.28 wt%
  • the magnetic permeability ⁇ i ratio and the magnetic permeability ⁇ 85 Oe ratio increase as the detected amount of Cr element increases. This is because the Cr metal soap dispersed in the resin has a Cr part that has a high affinity with the metal magnetic powder and a fatty acid part that has a high affinity with the resin, so it attracts the resin and the metal magnetic powder. This is thought to be because the distance between the metal magnetic particles of the metal magnetic powder is reduced.
  • the Zn metal soap forms a film on the surface of the metal magnetic particles of the metal magnetic powder, increasing the distance between the metal magnetic particles and increasing the detected amount of Zn element. It is considered that the magnetic permeability ⁇ i ratio and the magnetic permeability ⁇ 85 Oe ratio decreased along with this.
  • the breakdown voltage increased as the detected amount of Cr element increased.
  • the breakdown voltage increases as the amount of Cr metal soap added increases. This is considered to be because the dispersibility of the resin was improved by the addition of the Cr metal soap.
  • the breakdown voltage was almost constant (indicated by the two-dot chain line in FIG. 7) regardless of the detected amount of Zn element.
  • the ratio of the metal soap containing the Cr element to the metal magnetic powder is 0.1 wt% or more and 2.0 wt% or less, and as a result, the content of the Cr element in the binder in the powder magnetic core manufactured is 0.
  • the content is .20 wt% or more and 5.28 wt% or less, the magnetic permeability increases as the detected amount of Cr element increases, and deterioration of magnetic properties can be effectively suppressed.
  • electrical components using the powder magnetic core described above 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.
  • the powder magnetic core according to the present disclosure can be applied to materials for magnetic cores of high-frequency inductors, transformers, and the like.

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Abstract

圧粉磁心は、複数の金属磁性体粒子で構成される金属磁性体粉末（１１）と、金属磁性体粉末（１１）の複数の金属磁性体粒子同士を結着する結着剤（１２）と、を含む。結着剤（１２）は、Ｃｒ元素を含む。

Description

圧粉磁心及び圧粉磁心の製造方法
　本開示は、圧粉磁心及び圧粉磁心の製造方法に関する。
　各種の電子装置には、電子装置の駆動回路として電源電圧を調整するための昇降圧回路、及び、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路等が用いられる。これらの回路には、チョークコイル及びトランス等のインダクタが使用される。
　従来、インダクタとして、直流重畳特性の優位性などから、金属磁性体粉末と結着剤とを混合して得られる複合磁性材料を加圧成型して作製される圧粉磁心を用いたインダクタが知られている。また、圧粉磁心においては、長期にわたっての特性保持及び信頼性保持の観点から防錆性能が求められる。例えば、特許文献１には、防錆性能の向上のために、金属磁性体粉末と、バインダ樹脂と、バインダ樹脂の熱硬化温度以下の融点を有する金属石鹸と、を含む複合磁性材料を用いた圧粉磁心が開示されている。
特開２０１８－４１８７２号公報
　本開示は、磁気特性と防錆性能とを両立できる圧粉磁心等を提供することを目的とする。
　本開示の一態様に係る圧粉磁心は、複数の金属磁性体粒子で構成される金属磁性体粉末と、金属磁性体粉末の前記複数の金属磁性体粒子同士を結着する結着剤と、を含み、前記結着剤は、Ｃｒ元素を含む。
　また、本開示の一態様に係る圧粉磁心の製造方法は、複数の金属磁性体粒子で構成される金属磁性体粉末と、樹脂と、金属石鹸と、を混合し、前記金属磁性体粉末と、前記樹脂及び前記金属石鹸を含む結着剤とが混合された顆粒状の造粒粉を得る第１ステップと、得られた前記造粒粉を加圧成型する第２ステップと、を含み、前記第１ステップにおいて、前記金属石鹸は、２５℃で液体状であり、かつ、Ｃｒ元素を含む。
　本開示によれば、圧粉磁心の磁気特性と防錆性能とを両立できる。
図１は、実施の形態に係る圧粉磁心を含む電気部品の構成を示す概略斜視図である。 図２は、実施の形態に係る圧粉磁心の断面を模式的に示す図である。 図３は、実施の形態に係る圧粉磁心の製造方法を示すフローチャートである。 図４は、評価例６における圧粉磁心の断面画像を示す図である。 図５は、評価例の圧粉磁心におけるＣｒ元素又はＺｎ元素の検出量と透磁率μｉ比との関係を示す図である。 図６は、評価例の圧粉磁心におけるＣｒ元素又はＺｎ元素の検出量と透磁率μ８５Ｏｅ比との関係を示す図である。 図７は、評価例の圧粉磁心におけるＣｒ元素又はＺｎ元素の検出量と破壊電圧との関係を示す図である。
　（本開示の一態様を得るに至った知見）
　近年、インダクタでは大電流への対応が求められており、直流重畳特性向上のためには、圧粉磁心に含まれる金属磁性体粉末において、より飽和磁束密度の高いＦｅ（鉄）元素の比率を上げることが効果的である。一方、金属磁性体粉末におけるＦｅ元素の比率を上げると錆が発生しやすくなるため、防錆性能が低下する。
　特許文献１では、金属磁性体粉末のバインダ樹脂で覆われていない部分を金属石鹸で被覆することで、圧粉磁心の防錆性能を向上させることができることが開示されている。しかし、特許文献１のように金属磁性体粉末を金属石鹸で被覆する場合には、金属石鹸の存在によって金属磁性体粉末の粒子同士の間隔が大きくなり、圧粉磁心の磁気特性（例えば透磁率）が低下する。このように、本願発明者らは、従来の技術においては、圧粉磁心の防錆性能を向上させつつ磁気特性の低下を抑制することが困難であることを見出した。
　そこで、本開示では、上記課題を鑑み、透磁率等の磁気特性の低下を抑制しつつ、防錆性能を向上させることで、磁気特性と防錆性能とを両立できる圧粉磁心等を提供する。
　（本開示の概要）
　以下に、本開示に係る圧粉磁心の複数の例について示す。
　＜１＞複数の金属磁性体粒子で構成される金属磁性体粉末と、
　金属磁性体粉末の前記複数の金属磁性体粒子同士を結着する結着剤と、を含み、
　前記結着剤は、Ｃｒ元素を含む
　圧粉磁心。
　＜２＞前記結着剤中の、Ｓｉ元素、Ｃ元素、Ｏ元素、Ｎ元素及びＣｒ元素の合計に対するＣｒ元素の割合は、０．２０ｗｔ％以上５．２８ｗｔ％以下である
　＜１＞に記載の圧粉磁心。
　＜３＞前記金属磁性体粉末におけるＦｅ元素の含有量は、９０．０ｗｔ％以上である
　＜１＞又は＜２＞に記載の圧粉磁心。
　＜４＞前記金属磁性体粉末におけるＦｅ元素の含有量は、９９．５ｗｔ％以上である
　＜３＞に記載の圧粉磁心。
　また、以下では、本開示に係る圧粉磁心の製造方法の複数の例について示す。
　＜５＞複数の金属磁性体粒子で構成される金属磁性体粉末と、樹脂と、金属石鹸と、を混合し、前記金属磁性体粉末と、前記樹脂及び前記金属石鹸を含む結着剤とが混合された顆粒状の造粒粉を得る第１ステップと、
　得られた前記造粒粉を加圧成型する第２ステップと、を含み、
　前記第１ステップにおいて、前記金属石鹸は、２５℃で液体状であり、かつ、Ｃｒ元素を含む
　圧粉磁心の製造方法。
　＜６＞前記第１ステップにおいて、前記造粒粉における前記金属磁性体粉末に対する前記金属石鹸の割合は、０．１ｗｔ％以上２．０ｗｔ％以下である
　＜５＞に記載の圧粉磁心の製造方法。
　＜７＞前記第２ステップにおいて、加圧成型された前記造粒粉における前記結着剤中の、Ｓｉ元素、Ｃ元素、Ｏ元素、Ｎ元素及びＣｒ元素の合計に対するＣｒ元素の割合が、０．２０ｗｔ％以上５．２８ｗｔ％以下である
　＜５＞または＜６＞に記載の圧粉磁心の製造方法。
　＜８＞前記第１ステップにおいて、前記金属磁性体粉末と前記金属石鹸とを混合した混合物を得た後に、前記混合物と前記樹脂とを混合することで前記造粒粉を得る、
　＜５＞から＜７＞のいずれか１つに記載の圧粉磁心の製造方法。
　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、ステップ及びステップ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又は簡略化する。
　また、本明細書において、平行又は直交などの要素間の関係性を示す用語、及び、矩形又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）
　［構成］
　まず、実施の形態に係る圧粉磁心の使用例としての電気部品について、図１及び図２を参照して説明する。
　図１は、実施の形態に係る圧粉磁心を含む電気部品の構成を示す概略斜視図である。図１では、後述する圧粉磁心１０の概形を示し、さらに、圧粉磁心１０の内部を透過して示している。例えば、圧粉磁心１０に埋設されることで隠れたコイル部材４０等の構成要素は、破線で示されており、圧粉磁心１０を透過して見えることを表現している。
　図１に示されるように、電気部品１００は、圧粉磁心１０と、コイル部材４０と、第１端子部材２５と、第２端子部材３５と、を備える。
　電気部品１００は、一例として、直方体のインダクタであり、圧粉磁心１０の形状によって、およその外形が決定されている。なお、圧粉磁心１０は、加圧成型によって任意の形状に形成できる。つまり、圧粉磁心１０の加圧成型時における形状によって、任意の形状の電気部品１００を実現できる。そのため、圧粉磁心の形状は直方体に限定されず、他の形状であってもよい。
　電気部品１００は、第１端子部材２５及び第２端子部材３５間を流れる電気エネルギーをコイル部材４０によって磁気エネルギーとして蓄える受動素子である。本実施の形態では、圧粉磁心１０の使用例の一つとして電気部品１００を説明するが、圧粉磁心１０は、単に磁性材料として使用することができ、本実施の形態の電気部品１００に使用例が限定されるものではない。圧粉磁心１０は、磁気特性と防錆性能とを両立する磁性材料の特性を活用可能な所望の用途に用いられてもよい。
　圧粉磁心１０は、第１端子部材２５及び第２端子部材３５がそれぞれに形成される矩形の対向面を有し、各々の対向面の４つの辺が天面、底面、及び２つの側面によって接続された略四角柱の形状である。本実施の形態では、圧粉磁心１０は、例えば、底面及び天面が１４．０ｍｍ×１２．５ｍｍ程度の寸法を有する矩形形状であり、底面から天面までの離間距離が８．０ｍｍ程度である。
　図２は、圧粉磁心１０の断面を模式的に示す図である。図２は、圧粉磁心１０の断面の一部を拡大した図である。
　図２に示されるように、圧粉磁心１０は、複数の金属磁性体粒子で構成される金属磁性体粉末１１と、金属磁性体粉末１１の複数の金属磁性体粒子同士を結着する結着剤１２と、を有する。
　金属磁性体粉末１１には、例えば、Ｆｅ元素を主成分とする金属磁性体粉末が用いられる。金属磁性体粉末１１は、フェライトなどの磁性体粉末と比較して飽和磁束密度が大きいため大電流下での使用において有用である。
　金属磁性体粉末１１におけるＦｅ元素の含有量は、例えば、９０．０ｗｔ％（重量％）以上である。これにより、金属磁性体粉末１１の飽和磁束密度が大きくなり、圧粉磁心１０の透磁率を高めることができる。
　金属磁性体粉末１１は、Ｆｅ元素以外の元素を含んでいてもよい。金属磁性体粉末１１に含まれるＦｅ元素以外の元素としては、Ｓｉ（ケイ素）元素、Ａｌ（アルミニウム）元素、Ｃｒ（クロム）元素、Ｂ（ホウ素）元素等が挙げられる。
　さらに圧粉磁心１０の透磁率を高める観点から、金属磁性体粉末１１におけるＦｅ元素の含有量は、９９．５ｗｔ％以上であってもよい。Ｆｅ元素の含有量が９９．５ｗｔ％以上である金属磁性体粉末１１は、例えば、Ｆｅ元素と不可避な不純物とからなる。不可避な不純物としては、例えば、Ｍｎ（マンガン）元素、Ｎｉ（ニッケル）元素、Ｐ（リン）元素、Ｓ（硫黄）元素、Ｃ（炭素）元素及びＯ（酸素）元素等が挙げられる。
　金属磁性体粉末１１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、各種化学的手法又は各種粉砕法を用いることが可能である。
　また、Ｆｅ元素の含有量が９９．５ｗｔ％以上である金属磁性体粉末１１を作製する場合には、例えば、カルボニル法、噴霧法又は電解法などが用いられる。磁気特性の観点から、金属磁性体粉末１１は、カルボニル法で作製されたカルボニル鉄粉であってもよい。
　金属磁性体粉末１１のメジアン径Ｄ５０は、例えば、１．０μｍ以上かつ３５μｍ以下である。粒子間での電界集中を緩和させるため、金属磁性体粉末１１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、金属磁性体粉末１１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、金属磁性体粉末１１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。
　結着剤１２は、金属磁性体粉末１１の周囲を覆うように設けられている。結着剤１２は、金属磁性体粉末１１の金属磁性体粒子同士の間に位置する。結着剤１２は、樹脂を主成分とする絶縁性の樹脂材料である。結着剤１２は、例えば、樹脂と金属石鹸とから形成される。結着剤１２は、カップリング剤及び絶縁性粒子（例えば、タルク等の無機粒子）をさらに含んでいてもよい。
　樹脂は、例えば、熱硬化性樹脂である。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、シリコーン樹脂及びポリイミド樹脂等が挙げられる。樹脂は、熱可塑性樹脂であってもよい。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、ポリプロピレン及びポリスチレン等が挙げられる。結着剤１２は、複数種類の樹脂を含んでいてもよい。
　結着剤１２は、Ｃｒ元素を含む。結着剤１２において、例えば、Ｃｒ元素を含む成分は、樹脂中に分散している。樹脂中にＣｒ元素を含む成分が分散することで、Ｃｒ元素による防錆性能向上効果を発現させつつ、Ｃｒ元素が均等に金属磁性体粒子と樹脂とを引き付けるため、圧粉磁心１０の磁気特性の低下を抑制できる。結着剤１２に含まれるＣｒ元素は、例えば、金属石鹸に由来する。結着剤１２は、例えば、Ｃｒ元素を含む成分として、Ｃｒ元素を含む金属石鹸及び／又はＣｒ元素を含む金属石鹸の反応物を含む。
　結着剤１２中のＳｉ元素、Ｃ元素、Ｏ元素、Ｎ（窒素）元素及びＣｒ元素の合計に対するＣｒ元素の割合は、例えば、０．２０ｗｔ％以上５．２８ｗｔ％以下である。これにより、効果的に圧粉磁心１０の磁気特性の低下を抑制しつつ、防錆性能を向上できる。また、圧粉磁心１０の磁気特性の低下をさらに抑制する観点から、上記Ｃｒ元素の割合は、１．０８ｗｔ％以上５．２８ｗｔ％以下であってもよい。
　Ｓｉ元素、Ｃ元素、Ｏ元素及びＮ元素は、元素分析によって検出が容易な元素であって、一般的な結着剤１２に用いられる樹脂に含まれる主要元素である。よって、このＣｒ元素の割合は、結着剤１２中のＣｒ元素の含有量を示す指標である。
　結着剤１２中のＣｒ元素の割合の測定方法は特に制限されないが、例えば、圧粉磁心１０の断面の画像における金属磁性体粉末１１の金属磁性体粒子同士の間の元素分析に基づいて算出される。
　具体的には、まず、圧粉磁心１０の断面の画像における金属磁性体粉末１１の金属磁性体粒子同士の間の１５箇所の測定点においてＳｉ元素、Ｃ元素、Ｏ元素、Ｎ元素及びＣｒ元素を重量基準で検出する。そして、各測定点におけるＳｉ元素、Ｃ元素、Ｏ元素、Ｎ元素及びＣｒ元素に対するＣｒ元素の割合の平均値を算出する。この算出した値を結着剤１２中のＣｒ元素の割合とする。なお、測定点のうち、元素分析におけるＳｉ元素、Ｃ元素、Ｏ元素、Ｎ元素及びＣｒ元素以外の元素の割合が高い場合には、その測定点は平均値の算出から除外してもよい。例えば、金属磁性体粉末１１に由来するＦｅ元素の割合が所定の閾値以上に高い測定点の検出結果を平均値の算出から除外する。所定の閾値は、例えば、８８．０ｗｔ％である。また、上記の測定点の数は一例であり、測定点は１５箇所に限られない。例えば、測定点はＮ箇所（Ｎは例えば１０以上の整数）であってもよい。
　圧粉磁心１０の断面の画像は、例えば、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ)）画像である。各測定点における元素の検出は、例えば、エネルギー分散型Ｘ線（ＥＤＸ（Ｅｎｅｒｇｙ　Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ　Ｘ－ｒａｙ））分光装置を用いて行う。例えば、走査型電子顕微鏡－エネルギー分散型Ｘ線分光法（ＳＥＭ－ＥＤＸ）を用いて、各測定点において得られたＥＤＸスペクトルの各元素に対応するピークの強度から各元素の重量基準の検出量を算出する。
　圧粉磁心１０の断面の形成方法には、一般的なＳＥＭ画像観察における断面形成方法が用いられる。例えば圧粉磁心１０を樹脂等によって包埋して切断した後、イオンミリングにより観察用の圧粉磁心１０の断面を得る。
　各測定点において元素を検出するための断面の画像には、例えば１５μｍ×１５μｍ以上５０μｍ×５０μｍ以下の領域が撮影された画像を用いる。断面の画像の拡大倍率は、例えば１０００倍以上７０００倍以下である。１５箇所の測定点は、互いに異なる組み合わせの金属磁性体粉末１１の金属磁性体粒子同士の間から選択される。また、上記のように金属磁性体粉末１１に由来するＦｅ元素の割合が所定の閾値以上に高い測定点が含まれる場合に、当該測定点が全測定点の数の半分を超えた場合には、その際の結果は採用せずに再測定を行う。
　圧粉磁心１０において、金属磁性体粉末１１に対する結着剤１２の割合は、例えば、１ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下である。
　引き続き、図１を参照しながら、コイル部材４０、第１端子部材２５及び第２端子部材３５について説明する。
　コイル部材４０は、絶縁膜によって被覆された長尺の導体である導線が巻回され（巻回部）、導線の両端が第１端子部材２５及び第２端子部材３５にそれぞれ接続されている（リード部２０及び３０）。本実施の形態では、導線として断面の直径が０．６５ｍｍ程度の丸導線を用いるものとして説明する。なお、導線の太さ及び形状に特に限定はなく、巻回加工等が可能な太さであれば、丸導線及び断面が矩形状の平角導線等を適宜選択して用いることができる。巻回部は、圧粉磁心１０の中心付近に埋設される。また、リード部２０及び３０では、導線の両端の各々が、対向面の各々へと、巻回部から対向面に向かって連続的に延び、圧粉磁心１０の外部へと突出している。ここで、リード部の一部は、偏平形状になるように展伸されており、対向面及び底面に沿うように折り曲げられている。このように展伸された箇所は、絶縁膜の被覆がはがされ、外部と電気的な接続が可能となっている。
　第１端子部材２５、及び第２端子部材３５は、リン青銅材又は銅材などの導体板からなる。第１端子部材２５、及び第２端子部材３５の各々は、対向面に沿う中央付近に凹部を有し、圧粉磁心１０内に陥入するように構成される。この凹部の外側に、リード部２０及び３０が配設される。リード部２０と第１端子部材２５とは電気的に接続される。リード部３０と第２端子部材３５とは電気的に接続される。リード部２０及び３０と、第１端子部材２５及び第２端子部材３５とは抵抗溶接などで接続されている。また、第１端子部材２５及び第２端子部材３５は、圧粉磁心１０の内部に向けて差し込まれるように折り曲げられており、当該折り曲げ箇所が圧粉磁心１０に差し込まれた状態で、第１端子部材２５及び第２端子部材３５と圧粉磁心１０とが固定されている。
　また、第１端子部材２５及び第２端子部材３５は、リード部２０及び３０とともに圧粉磁心１０の底面に沿うように折り曲げられている。これにより、リード部２０及び３０を、第１端子部材２５及び第２端子部材３５によって保持しながら電気部品１００の底下側にとりまわしている。つまり、リード部２０及び３０を、電気部品１００が実装される実装基板等のランド（図示せず）に直接接続できる。
　なお、第１端子部材２５及び第２端子部材３５は、必須の構成要素ではない。リード部２０及び３０が単独で形状を維持する強度を有していれば第１端子部材２５及び第２端子部材３５が備えられなくてもよい。
　以上のように、本実施の形態に係る圧粉磁心１０は、金属磁性体粉末１１と、Ｃｒ元素を含む結着剤１２と、を含む。これにより、Ｃｒ元素を含む結着剤１２が金属磁性体粉末１１の金属磁性体粒子を覆い、金属磁性体粉末１１の耐食性を向上させる。また、結着剤１２中のＣｒ元素が、結着剤１２と金属磁性体粉末１１の金属磁性体粒子とを引き付けて、金属磁性体粒子間の間隔を縮める。これらによって、圧粉磁心１０の磁気特性と防錆性能とを両立できる。
　［製造方法］
　次に、上記した圧粉磁心１０の製造方法の例について図３を参照して説明する。
　図３は、実施の形態に係る圧粉磁心の製造方法を示すフローチャートである。
　本実施の形態における圧粉磁心１０の製造では、まず、金属磁性体粉末１１と金属石鹸とを混合する（ステップＳ１１）。これにより、金属磁性体粉末１１と金属石鹸とを混合した混合物を得る。ステップＳ１１において、混合物には樹脂は実質的に含まれない。
　金属石鹸は、Ｃｒ元素を含む。具体的には、金属石鹸は、脂肪酸クロムである。また、金属石鹸は、２５℃（常温）で液体状である。つまり、金属石鹸の融点は、２５℃未満である。そのため、ステップＳ１１においては、金属磁性体粉末１１と液体状の金属石鹸とを混合する。液体状の金属石鹸は、例えば、融点を低下させるために、脂肪酸の炭化水素鎖に分岐を有する。金属石鹸は、例えば、直接法又は複分解法により製造される。直接法は、脂肪酸と金属酸化物又は金属水酸化物とを直接反応させる方法である。複分解法は、水溶液状態で脂肪酸に塩基性化合物を反応させて脂肪酸の塩基性化合物とし、さらに金属又は半金属を含有する金属塩を反応させる方法である。
　このように、樹脂を混合する前に金属磁性体粉末１１と液体状の金属石鹸とを混合することで、金属磁性体粉末１１の金属磁性体粒子の表面と金属石鹸の親水性部分とが反応しやすくなり、金属石鹸を効果的に機能させることができる。
　次に、ステップＳ１１で得られた混合物にさらに樹脂を加えて、当該混合物と樹脂とを混合する（ステップＳ１２）。これにより、金属磁性体粉末１１と、樹脂及び金属石鹸を含む結着剤１２とが混合された顆粒状の造粒粉を得る。
　ステップＳ１２において混合する樹脂は、例えば、イソプロピルアルコール、アセトン、トルエン、キシレン、エタノール又はメチルエチルケトン等の樹脂を溶解させる溶剤にあらかじめ溶解させた状態で用いられる。なお、ステップＳ１２において混合する樹脂は、溶剤に溶解されていなくてもよい。
　ステップＳ１１で得られた混合物と樹脂とを混合した後、６５℃以上１５０℃以下の温度で加熱することで溶剤を蒸発させ、粉砕して成形性の良い顆粒状の造粒粉（複合磁性材料）を得る。さらに、この造粒粉を分級して粒子サイズを所定範囲のサイズに揃えた造粒粉を得てもよい。これにより、成形性をより向上させることができる。
　ステップＳ１１及びステップＳ１２の混合では、例えば、乳鉢、ミキサー、ボールミル、Ｖ型混合機又はクロスロータリー等を用いて行われる。
　ステップＳ１１及び／又はステップＳ１２において、必要に応じて、カップリング剤及び絶縁性粒子等の他の材料をさらに添加して混合してもよい。
　このように、ステップＳ１１及びステップＳ１２において、金属磁性体粉末１１と、樹脂と、金属石鹸とを混合し、金属磁性体粉末１１と、樹脂及び金属石鹸を含む結着剤１２とが混合された顆粒状の造粒粉を得る。ステップＳ１１及びステップＳ１２を含むステップは、第１ステップの一例である。
　造粒粉における金属磁性体粉末１１に対する金属石鹸の割合（つまり、金属磁性体粉末１１の添加量に対する金属石鹸の添加量）は、例えば、０．１ｗｔ％以上２．０ｗｔ％以下である。これにより、効果的に圧粉磁心１０の磁気特性の低下を抑制しつつ、防錆性能を向上できる。また、圧粉磁心１０の磁気特性の低下をさらに抑制する観点から、上記金属石鹸の割合は、０．５ｗｔ％以上２．０ｗｔ％以下であってもよい。
　また、造粒粉における金属磁性体粉末１１に対する樹脂の割合（つまり、金属磁性体粉末１１の添加量に対する樹脂の添加量）は、例えば、１ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下である。
　なお、上記では、金属磁性体粉末１１と、樹脂と、金属石鹸との混合をステップＳ１１とステップＳ１２とに分けて行われたが、これに限らない。金属磁性体粉末１１と、樹脂及び金属石鹸を含む結着剤１２とが混合された顆粒状の造粒粉が得られれば、金属磁性体粉末１１と、樹脂と、金属石鹸との混合手順は上記とは異なっていてもよい。例えば、金属磁性体粉末１１と、樹脂と、金属石鹸とを一度に混合してもよい。また、上記とは異なる組み合わせの材料を２つ以上のステップに分けて混合してもよい。
　次に、ステップＳ１２で得られた造粒粉を金型に投入し、所望の形状に加圧成型を行うことで、圧粉磁心１０を得る（ステップＳ１３）。ステップＳ１３は、第２ステップの一例である。ステップＳ１３では、例えば、３ｔｏｎ／ｃｍ２以上かつ７ｔｏｎ／ｃｍ２以下の範囲の加圧力で加圧成型が行われる。また、加圧成型した圧粉磁心１０を、例えば、加熱により硬化処理を行う。硬化処理の条件は、用いられる樹脂の種類に応じて設定される。
　加圧成型された造粒粉における結着剤１２中の、Ｓｉ元素、Ｃ元素、Ｏ元素、Ｎ元素及びＣｒ元素の合計に対するＣｒ元素の割合は、例えば、０．２０ｗｔ％以上５．２８ｗｔ％以下である。これにより、効果的に圧粉磁心１０の磁気特性の低下を抑制しつつ、防錆性能を向上できる。
　これらのステップＳ１１からＳ１３により、圧粉磁心１０が作製される。作製された圧粉磁心１０は、コイルが埋設された電気部品１００の一部として用いられる。また、コイル部材４０と共に造粒粉を加圧成型してもよい。
　以上のように、圧粉磁心１０の製造方法は、金属磁性体粉末１１と、樹脂と、金属石鹸と、を混合し、金属磁性体粉末１１と、樹脂及び金属石鹸を含む結着剤１２とが混合された顆粒状の造粒粉を得る第１ステップ（ステップＳ１１及びＳ１２）と、得られた造粒粉を加圧成型する第２ステップ（ステップＳ１３）と、を含む。第１ステップにおいて、金属石鹸は、２５℃で液体状であり、かつ、Ｃｒ元素を含む。
　これにより、金属石鹸のＣｒ元素が金属磁性体粉末１１と反応して金属磁性体粉末１１の錆に対する耐食性を高めることができる。また、金属石鹸が混合される際に液体状であるため、金属石鹸が樹脂中に分散して、樹脂中及び樹脂と金属磁性体粉末１１との界面に均一に存在しやすくなる。そのため、金属磁性体粉末１１の金属磁性体粒子間の間隔が広がりにくくなる。その結果、金属石鹸が添加されても製造される圧粉磁心１０の磁気特性の低下を抑制することができる。よって、製造される圧粉磁心１０の磁気特性と防錆性能とを両立できる。
　［圧粉磁心の評価］
　次に、実施の形態に係る圧粉磁心の評価結果について説明する。具体的には、下記に示すように圧粉磁心を作製し、作製した圧粉磁心の分析及び特性評価を行った。なお、本実施の形態は下記の評価に何ら限定されるものではない。
　＜圧粉磁心の作製＞
　まず、評価に用いた圧粉磁心の作製について説明する。評価例１から評価例１０では、上記の［製造方法］で説明した製造方法により圧粉磁心を作製した。具体的な方法は以下の通りである。
　まず、金属磁性体粉末、樹脂及び金属石鹸を準備した。
　金属磁性体粉末には、Ｆｅ元素の含有量が９９．５ｗｔ％以上である金属磁性体粉末を用いた。
　樹脂には、側鎖にメチル基及びフェニル基を有する変性シリコーン樹脂をあらかじめ溶剤（イソプロピルアルコール）に溶解させたもの（濃度５０ｗｔ％）を用いた。金属磁性体粉末の添加量に対する樹脂の添加量は、３ｗｔ％とした。なお、樹脂の添加量は、溶剤を除く重量での添加量である。
　評価例２から評価例７においては、金属石鹸として２５℃で液体状である脂肪酸クロムを用いた。評価例８から評価例１０においては、金属石鹸として２５℃で固体状である脂肪酸亜鉛を用いた。金属磁性体粉末の添加量に対する金属石鹸の添加量は、表２に示される添加量（ｗｔ％）とした。以下では、評価例２から評価例７で用いたＣｒ元素を含む金属石鹸を「Ｃｒ金属石鹸」と表記する場合があり、評価例８から評価例１０で用いたＺｎ元素を含む金属石鹸を「Ｚｎ金属石鹸」と表記する場合がある。また、評価例１においては、金属石鹸を添加せずに圧粉磁心を作製した。
　これらの材料を用いて、金属磁性体粉末と金属石鹸とを混合した後、さらに樹脂を添加して混合し、混合物を加熱することで溶剤を除去して顆粒状の造粒粉を作製した。また、混合方法としては、乳鉢を用いて混合した。
　作製した造粒粉を室温下にて４ｔｏｎ／ｃｍ２の加圧力にて加圧成型を行い、透磁率の評価用として、外径１４．４ｍｍ、内径１０．３ｍｍ及び厚み４．４ｍｍのリングコアを作製した。さらに、１５０℃の温度条件でリングコアを２時間乾燥し、結着剤を硬化させることで、リング状の圧粉磁心を作製した。
　また、作製した造粒粉を室温下にて４ｔｏｎ／ｃｍ２の加圧力にて加圧成型を行い、破壊電圧の評価用として、長さ１２ｍｍ、幅１２ｍｍ及び厚み０．７０ｍｍの板状成型体を作製した。さらに、１５０℃の温度条件で板状成型体を２時間乾燥し、結着剤を硬化させることで、板状の圧粉磁心を作製した。
　また、作製した造粒粉を室温下にて４ｔｏｎ／ｃｍ２の加圧力にて加圧成型を行い、防錆性能の評価用として、長さ１２ｍｍ、幅１２ｍｍ及び厚み４．１ｍｍの板状成型体を作製した。さらに、１５０℃の温度条件で板状成型体を２時間乾燥し、結着剤を硬化させることで、板状の圧粉磁心を作製した。
　＜透磁率の算出方法＞
　透磁率は、リング状の圧粉磁心について、ＬＣＲメーターを用いて０ＡでのインダクタンスＬを測定し、下記の式（１）より透磁率μとして算出することにより求めた（測定周波数１００ｋＨｚ）。インダクタンスＬは、印加磁場が０Ｏｅ及び８５Ｏｅの条件で測定し、それぞれの条件でのインダクタンスＬから算出される透磁率μを、透磁率μｉ及び透磁率μ８５Ｏｅとした。透磁率μｉは、初透磁率とも称される。
　　μ＝（Ｌ×ｌｅ）／（μ０×Ａｅ×ｎ２）　　　・・・（１）
　なお、ｌｅは実効磁路長、μ０は真空の透磁率、Ａｅは断面積、及び、ｎは測定用コイルの巻き数をそれぞれ示す。
　また、評価例１における透磁率を基準として、評価例１における透磁率に対する各評価例における透磁率の比を算出した。印加磁場が０ＯｅでのインダクタンスＬから算出される透磁率の比を透磁率μｉ比とし、印加磁場が８５ＯｅでのインダクタンスＬから算出される透磁率の比を透磁率μ８５Ｏｅ比とした。例えば、評価例２における透磁率μｉ比は、（評価例２における透磁率μｉ）／（評価例１における透磁率μｉ）であり、評価例２における透磁率μ８５Ｏｅ比は、（評価例２における透磁率μ８５Ｏｅ）／（評価例１における透磁率μ８５Ｏｅ）である。透磁率比が高いほど磁気特性に優れていることを示す。
　＜破壊電圧の評価方法＞
　絶縁性の指標となる破壊電圧の測定では、作製した板状の圧粉磁心を、両主面に配した導電性ゴムで挟み、初期値１０ＶのＤＣ電圧を印加し、以降５Ｖ／ｍｉｎのペースで連続的に印加電圧値を上昇させ、絶縁破壊が生じた直前の印加電圧値を成型体の厚みで割った値（Ｖ／ｍｍ）を各圧粉磁心の破壊電圧値とした。破壊電圧値が高いことは、絶縁性が高いことを示す。また、絶縁性が高まることで、金属磁性体粉末の漏れ電流（その結果生じる渦電流損失）を抑制でき、磁気特性が高まる。
　＜防錆性能の評価方法＞
　防錆性能の評価では、温度６５℃、湿度９０％ＲＨで保たれた高温恒湿器に作製した圧粉磁心を入れ、２００時間経過後の圧粉磁心の表面における錆発生の有無を目視で観察し、以下の基準で評価した。
〇：錆が観察されない
×：錆が観察される
　＜元素分析＞
　作製した板状の圧粉磁心を樹脂で包埋して切断した後、イオンミリングにより観察用の断面を形成し、ＳＥＭ－ＥＤＸを用いて、形成した断面の画像に基づく圧粉磁心の元素分析を行った。具体的には、形成した断面の画像における測定点として、画像の全体に分布するように金属磁性体粉末の粒子同士の間の１５箇所（つまり結着剤が存在する箇所）を選択し、各測定点において得られたＥＤＸスペクトルから各元素を重量基準で検出した。図４は、評価例６における圧粉磁心の断面画像を示す図である。図４は、上述の方法で形成された断面のＳＥＭ画像である。図４に示されるＳＥＭ画像の拡大倍率は、５０００倍である。図４の画像中の、黒い領域が結着剤であり、黒い領域に付された白い十字部分が測定点である。図４に示されるように、互いに異なる金属磁性体粉末の金属磁性体粒子同士の間の測定点になるように１５箇所の測定点の位置を決定した。また、各測定点における測定する領域の大きさは、３９３．６ｎｍ２であった。評価例６以外の圧粉磁心についても、同様の方法で元素分析を行った。
　元素分析結果に基づいて、各測定点でのＣｒ元素の含有量及びＺｎ元素の含有量を算出した。各測定点でのＣｒ元素の含有量は、元素分析結果に基づいて算出されるＳｉ元素、Ｃ元素、Ｏ元素、Ｎ元素及びＣｒ元素の合計に対するＣｒ元素の割合（ｗｔ％）とした。各測定点でのＺｎ元素の含有量は、元素分析結果に基づいて算出されるＳｉ元素、Ｃ元素、Ｏ元素、Ｎ元素及びＺｎ元素の合計に対するＺｎ元素の割合（ｗｔ％）とした。
　表１に、評価例６における各測定点でのＣｒ元素の検出量を示す。なお、元素分析において、断面の深さ方向に存在する金属磁性体粉末に由来すると考えられるＦｅ元素も検出されており、Ｆｅ元素の検出量についても表１に示されている。表１における各測定点でのＦｅ元素の検出量は、元素分析結果に基づいて算出されるＳｉ元素、Ｃ元素、Ｏ元素、Ｎ元素、Ｃｒ元素及びＦｅ元素の合計に対するＦｅ元素の割合（ｗｔ％）とした。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１に示されるように、Ｆｅ元素の検出量が大きい測定点においては、Ｃｒ元素の検出量も大きくなる結果となった。ＥＤＸスペクトルにおいて、Ｆｅ元素の検出量が大きい場合、Ｆｅ元素の影響で他の元素の検出精度が落ち、特にＳｉ元素、Ｃ元素及びＯ元素が検出されにくくなったため、Ｃｒ元素の検出量も大きくなっている。そのため、１５点の測定点のうち、Ｆｅ元素の検出量が８８．０ｗｔ％を超える測定点のデータ（表１において下線が引かれている測定点８、１４、１５のデータ）を除いたＣｒ検出量の平均値を、各評価例における結着剤中のＣｒ元素の検出量とした。
　Ｚｎ元素の検出量についてもＣｒ元素の検出量と同様に、Ｆｅ元素の検出量が８８．０ｗｔ％を超える測定点のデータを除いたＺｎ検出量の平均値を、各評価例における結着剤中のＺｎ元素の検出量とした。
　また、評価例６以外の評価例についても、評価例６と同様の方法で結着剤中のＣｒ元素の検出量及びＺｎ元素の検出量を算出した。
　＜分析及び評価結果＞
　上記の方法により、評価例１から評価例１０までの圧粉磁心の分析及び評価を行った。結果を表２に示す。表２には、評価例１から評価例１０までの圧粉磁心における、混合した樹脂の添加量、混合した金属石鹸の種類及び添加量、結着剤中のＣｒ元素の検出量及びＺｎ元素の検出量、透磁率μｉ比、透磁率μ８５Ｏｅ比、破壊電圧、並びに、防錆性能の評価結果が示されている。
　また、図５は、表２で示される評価例の圧粉磁心におけるＣｒ元素又はＺｎ元素の検出量と透磁率μｉ比との関係を示す図である。また、図６は、表２で示される評価例の圧粉磁心におけるＣｒ元素又はＺｎ元素の検出量と透磁率μ８５Ｏｅ比との関係を示す図である。また、図７は、表２で示される評価例の圧粉磁心におけるＣｒ元素又はＺｎ元素の検出量と破壊電圧との関係を示す図である。図５から図７においては、金属石鹸が添加されていない評価例１のデータが丸のマーカで示され、Ｃｒ金属石鹸が添加された評価例２から評価例７のデータが四角のマーカで示され、Ｚｎ金属石鹸が添加された評価例８から評価例１０のデータが三角のマーカで示されている。また、図５から図７における横軸は、評価例２から評価例７に関してはＣｒ元素の検出量を示しており、評価例８から評価例１０に関してはＺｎ元素の検出量を示している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　表２に示されるように、金属石鹸を添加していない評価例１では、防錆性能の評価において、錆が観察され、錆が発生していることが分かる。一方、金属石鹸を添加した評価例２から評価例１０の圧粉磁心では、錆が観察されず、防錆性能が向上していることが分かる。評価例８から評価例１０においては、常温で固体であるＺｎ金属石鹸が金属磁性体粉末の金属磁性体粒子表面を被覆する固体被膜を形成することで防錆性能が向上していると考えられる。また、評価例２から評価例７においては、常温で液体であるＣｒ金属石鹸は、錆に対する耐食性の高いＣｒ元素が金属磁性体粉末の表面で反応し、金属磁性体粉末の防錆性能を高めていると考えられる。
　また、表２、図５及び図６に示されるように、Ｚｎ金属石鹸を添加した評価例８から評価例１０の圧粉磁心では、Ｚｎ元素の検出量の増加と共に透磁率μｉ比及び透磁率μ８５Ｏｅ比が減少している（図５及び図６において二点鎖線で示す）。これに対して、Ｃｒ金属石鹸を添加した評価例２から評価例７の圧粉磁心では、Ｃｒ元素の検出量の増加に伴って、評価例８から評価例１０のような単調な透磁率μｉ比及び透磁率μ８５Ｏｅ比の減少が生じていない。特に、評価例２から評価例６の圧粉磁心は、評価例８から評価例１０の圧粉磁心よりも、透磁率μｉ比及び透磁率μ８５Ｏｅ比が高い。結着剤中のＣｒ元素の検出量が０．２０ｗｔ％から５．２８ｗｔ％の範囲では、Ｃｒ元素の検出量の増加と共に、透磁率μｉ比及び透磁率μ８５Ｏｅ比が増加している。これは、樹脂中に分散したＣｒ金属石鹸が、金属磁性体粉末との親和性の高いＣｒ部分と、樹脂との親和性の高い脂肪酸部分とを有するため、樹脂と金属磁性体粉末とを引き付け、金属磁性体粉末の金属磁性体粒子間の間隔を縮めているためであると考えられる。一方、評価例８から評価例１０では、Ｚｎ金属石鹸が、金属磁性体粉末の金属磁性体粒子表面に被膜を形成して、金属磁性体粒子間の間隔が広がり、Ｚｎ元素の検出量の増加と共に透磁率μｉ比及び透磁率μ８５Ｏｅ比が減少したと考えられる。
　また、表２及び図７に示されるように、Ｃｒ金属石鹸を添加した評価例２から評価例７の圧粉磁心では、Ｃｒ元素の検出量の増加と共に破壊電圧が上昇している。言い換えると、Ｃｒ金属石鹸の添加量の増加と共に破壊電圧が上昇している。これはＣｒ金属石鹸の添加により樹脂の分散性が向上しているためであると考えられる。一方、Ｚｎ金属石鹸を添加した評価例８から評価例１０の圧粉磁心では、Ｚｎ元素の検出量に関わらず、破壊電圧はほぼ一定（図７において二点鎖線で示す）である。
　＜まとめ＞
　以上の圧粉磁心の分析及び評価の結果より、Ｃｒ元素を含む結着剤を用いた圧粉磁心では、錆の発生が見られず、透磁率の低下が抑制され、破壊電圧が上昇し、磁気特性と防錆性能とを両立できることが分かった。例えば、Ｃｒ元素を含む結着剤を用いた圧粉磁心がインダクタに用いられる場合には、Ｆｅ元素の含有量が９９．５ｗｔ％以上である高飽和磁束密度の金属磁性体粉末を用いても錆の発生を抑制し、高飽和磁束密度を反映した直流重畳特性を発揮できると共に、渦電流損失を低減できる。特に、金属磁性体粉末に対するＣｒ元素を含む金属石鹸の割合が０．１ｗｔ％以上２．０ｗｔ％以下であり、その結果製造される圧粉磁心における結着剤中のＣｒ元素の含有量が０．２０ｗｔ％以上５．２８ｗｔ％以下である場合には、Ｃｒ元素の検出量の増加と共に透磁率が増加し、磁気特性の低下を効果的に抑制できている。
　これに対して、金属石鹸を含まない結着剤を用いた圧粉磁心では、錆が発生し、防錆性能が低かった。また、Ｚｎ金属石鹸を含む結着剤を用いた圧粉磁心では、錆の発生が見られなかったものの、透磁率の低下が抑制できず、破壊電圧（絶縁性）も上昇しなかった。
　（その他の実施の形態等）
　以上、本開示の実施の形態に係る圧粉磁心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、上記した圧粉磁心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、一つ又は複数の態様の範囲内に含まれてもよい。
　本開示に係る圧粉磁心は、高周波用のインダクタ、トランスの磁心の材料等に適用できる。
　　１０　圧粉磁心
　　１１　金属磁性体粉末
　　１２　結着剤
　　２０、３０　リード部
　　２５　第１端子部材
　　３５　第２端子部材
　　４０　コイル部材
　１００　電気部品

Claims (8)

  1. 　複数の金属磁性体粒子で構成される金属磁性体粉末と、
    　金属磁性体粉末の前記複数の金属磁性体粒子同士を結着する結着剤と、を含み、
    　前記結着剤は、Ｃｒ元素を含む
    　圧粉磁心。
  2. 　前記結着剤中の、Ｓｉ元素、Ｃ元素、Ｏ元素、Ｎ元素及びＣｒ元素の合計に対するＣｒ元素の割合は、０．２０ｗｔ％以上５．２８ｗｔ％以下である
    　請求項１に記載の圧粉磁心。
  3. 　前記金属磁性体粉末におけるＦｅ元素の含有量は、９０．０ｗｔ％以上である
    　請求項１又は２に記載の圧粉磁心。
  4. 　前記金属磁性体粉末におけるＦｅ元素の含有量は、９９．５ｗｔ％以上である
    　請求項３に記載の圧粉磁心。
  5. 　複数の金属磁性体粒子で構成される金属磁性体粉末と、樹脂と、金属石鹸と、を混合し、前記金属磁性体粉末と、前記樹脂及び前記金属石鹸を含む結着剤とが混合された顆粒状の造粒粉を得る第１ステップと、
    　得られた前記造粒粉を加圧成型する第２ステップと、を含み、
    　前記第１ステップにおいて、前記金属石鹸は、２５℃で液体状であり、かつ、Ｃｒ元素を含む
    　圧粉磁心の製造方法。
  6. 　前記第１ステップにおいて、前記造粒粉における前記金属磁性体粉末に対する前記金属石鹸の割合は、０．１ｗｔ％以上２．０ｗｔ％以下である
    　請求項５に記載の圧粉磁心の製造方法。
  7. 　前記第２ステップにおいて、加圧成型された前記造粒粉における前記結着剤中の、Ｓｉ元素、Ｃ元素、Ｏ元素、Ｎ元素及びＣｒ元素の合計に対するＣｒ元素の割合が、０．２０ｗｔ％以上５．２８ｗｔ％以下である
    　請求項５に記載の圧粉磁心の製造方法。
  8. 　前記第１ステップにおいて、前記金属磁性体粉末と前記金属石鹸とを混合した混合物を得た後に、前記混合物と前記樹脂とを混合することで前記造粒粉を得る、
    　請求項５から７のいずれか１項に記載の圧粉磁心の製造方法。
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4602957A (en) * 1984-10-12 1986-07-29 Emi Limited Magnetic powder compacts
JPH03233908A (ja) * 1990-02-08 1991-10-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd フェライト磁性体およびその製造方法
JP2003297624A (ja) * 2002-04-02 2003-10-17 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 圧粉磁心およびその製造方法
WO2011040568A1 (ja) * 2009-09-30 2011-04-07 日立粉末冶金株式会社 圧粉磁心の製造方法
JP2013125887A (ja) * 2011-12-15 2013-06-24 Taiyo Yuden Co Ltd コイル型電子部品
JP2018041872A (ja) * 2016-09-08 2018-03-15 スミダコーポレーション株式会社 複合磁性材料、その複合磁性材料を熱硬化して得られる複合磁性成形体、その複合磁性成形体を用いて得られる電子部品、およびそれらの製造方法
WO2020145047A1 (ja) * 2019-01-08 2020-07-16 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 磁性材料の製造方法、圧粉磁心の製造方法、コイル部品の製造方法、圧粉磁心、コイル部品および造粒粉
JP2021182591A (ja) * 2020-05-19 2021-11-25 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 圧粉磁心およびその製造方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4602957A (en) * 1984-10-12 1986-07-29 Emi Limited Magnetic powder compacts
JPH03233908A (ja) * 1990-02-08 1991-10-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd フェライト磁性体およびその製造方法
JP2003297624A (ja) * 2002-04-02 2003-10-17 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 圧粉磁心およびその製造方法
WO2011040568A1 (ja) * 2009-09-30 2011-04-07 日立粉末冶金株式会社 圧粉磁心の製造方法
JP2013125887A (ja) * 2011-12-15 2013-06-24 Taiyo Yuden Co Ltd コイル型電子部品
JP2018041872A (ja) * 2016-09-08 2018-03-15 スミダコーポレーション株式会社 複合磁性材料、その複合磁性材料を熱硬化して得られる複合磁性成形体、その複合磁性成形体を用いて得られる電子部品、およびそれらの製造方法
WO2020145047A1 (ja) * 2019-01-08 2020-07-16 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 磁性材料の製造方法、圧粉磁心の製造方法、コイル部品の製造方法、圧粉磁心、コイル部品および造粒粉
JP2021182591A (ja) * 2020-05-19 2021-11-25 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 圧粉磁心およびその製造方法

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