JP2010232224A - 絶縁物被覆軟磁性粉末、圧粉磁心および磁性素子 - Google Patents
絶縁物被覆軟磁性粉末、圧粉磁心および磁性素子 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010232224A JP2010232224A JP2009075206A JP2009075206A JP2010232224A JP 2010232224 A JP2010232224 A JP 2010232224A JP 2009075206 A JP2009075206 A JP 2009075206A JP 2009075206 A JP2009075206 A JP 2009075206A JP 2010232224 A JP2010232224 A JP 2010232224A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- soft magnetic
- insulator
- core
- powder
- magnetic powder
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000006247 magnetic powder Substances 0.000 title claims abstract description 90
- 239000000428 dust Substances 0.000 title claims abstract description 73
- 239000012212 insulator Substances 0.000 title claims abstract description 52
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims abstract description 27
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 114
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 113
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 claims abstract description 101
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 claims abstract description 50
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 40
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 38
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 31
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 27
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 23
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 17
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 17
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 17
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 12
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000009692 water atomization Methods 0.000 claims description 9
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 claims description 8
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 8
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical group [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 claims description 4
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 4
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 abstract 1
- 239000011246 composite particle Substances 0.000 description 47
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 37
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 26
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- 235000011007 phosphoric acid Nutrition 0.000 description 18
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 17
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 15
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 14
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 14
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 13
- 230000009471 action Effects 0.000 description 11
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 11
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 9
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 9
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 9
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 9
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 9
- 239000005365 phosphate glass Substances 0.000 description 8
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 6
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 6
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 6
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 6
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 239000005385 borate glass Substances 0.000 description 5
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 description 5
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 5
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 5
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 4
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 4
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 4
- 229910000976 Electrical steel Inorganic materials 0.000 description 3
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 241000221535 Pucciniales Species 0.000 description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 3
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 3
- 239000002612 dispersion medium Substances 0.000 description 3
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 3
- 229910000889 permalloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 229910000702 sendust Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 3
- QCDWFXQBSFUVSP-UHFFFAOYSA-N 2-phenoxyethanol Chemical compound OCCOC1=CC=CC=C1 QCDWFXQBSFUVSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910019819 Cr—Si Inorganic materials 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 2
- -1 acid (H 2 BO 3 ) Chemical compound 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000002915 carbonyl group Chemical group [*:2]C([*:1])=O 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 2
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 2
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 2
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 2
- LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N haloperidol Chemical compound C1CC(O)(C=2C=CC(Cl)=CC=2)CCN1CCCC(=O)C1=CC=C(F)C=C1 LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 2
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HTUMBQDCCIXGCV-UHFFFAOYSA-N lead oxide Chemical compound [O-2].[Pb+2] HTUMBQDCCIXGCV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 2
- 229960005323 phenoxyethanol Drugs 0.000 description 2
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 2
- 239000009719 polyimide resin Substances 0.000 description 2
- 229920002050 silicone resin Polymers 0.000 description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- WUOACPNHFRMFPN-SECBINFHSA-N (S)-(-)-alpha-terpineol Chemical compound CC1=CC[C@@H](C(C)(C)O)CC1 WUOACPNHFRMFPN-SECBINFHSA-N 0.000 description 1
- GDXHBFHOEYVPED-UHFFFAOYSA-N 1-(2-butoxyethoxy)butane Chemical compound CCCCOCCOCCCC GDXHBFHOEYVPED-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VXQBJTKSVGFQOL-UHFFFAOYSA-N 2-(2-butoxyethoxy)ethyl acetate Chemical compound CCCCOCCOCCOC(C)=O VXQBJTKSVGFQOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZNQVEEAIQZEUHB-UHFFFAOYSA-N 2-ethoxyethanol Chemical compound CCOCCO ZNQVEEAIQZEUHB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001856 Ethyl cellulose Substances 0.000 description 1
- ZZSNKZQZMQGXPY-UHFFFAOYSA-N Ethyl cellulose Chemical compound CCOCC1OC(OC)C(OCC)C(OCC)C1OC1C(O)C(O)C(OC)C(CO)O1 ZZSNKZQZMQGXPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910017061 Fe Co Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017082 Fe-Si Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017133 Fe—Si Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001030 Iron–nickel alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 description 1
- 239000000020 Nitrocellulose Substances 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004734 Polyphenylene sulfide Substances 0.000 description 1
- 229910002796 Si–Al Inorganic materials 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- FJWGYAHXMCUOOM-QHOUIDNNSA-N [(2s,3r,4s,5r,6r)-2-[(2r,3r,4s,5r,6s)-4,5-dinitrooxy-2-(nitrooxymethyl)-6-[(2r,3r,4s,5r,6s)-4,5,6-trinitrooxy-2-(nitrooxymethyl)oxan-3-yl]oxyoxan-3-yl]oxy-3,5-dinitrooxy-6-(nitrooxymethyl)oxan-4-yl] nitrate Chemical compound O([C@@H]1O[C@@H]([C@H]([C@H](O[N+]([O-])=O)[C@H]1O[N+]([O-])=O)O[C@H]1[C@@H]([C@@H](O[N+]([O-])=O)[C@H](O[N+]([O-])=O)[C@@H](CO[N+]([O-])=O)O1)O[N+]([O-])=O)CO[N+](=O)[O-])[C@@H]1[C@@H](CO[N+]([O-])=O)O[C@@H](O[N+]([O-])=O)[C@H](O[N+]([O-])=O)[C@H]1O[N+]([O-])=O FJWGYAHXMCUOOM-QHOUIDNNSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 1
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 1
- OVKDFILSBMEKLT-UHFFFAOYSA-N alpha-Terpineol Natural products CC(=C)C1(O)CCC(C)=CC1 OVKDFILSBMEKLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940088601 alpha-terpineol Drugs 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005354 aluminosilicate glass Substances 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000005388 borosilicate glass Substances 0.000 description 1
- NRGIRRZWCDKDMV-UHFFFAOYSA-H cadmium(2+);diphosphate Chemical compound [Cd+2].[Cd+2].[Cd+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O NRGIRRZWCDKDMV-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 239000001506 calcium phosphate Substances 0.000 description 1
- 229910000389 calcium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011010 calcium phosphates Nutrition 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000006837 decompression Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 210000003298 dental enamel Anatomy 0.000 description 1
- XPPKVPWEQAFLFU-UHFFFAOYSA-N diphosphoric acid Chemical compound OP(O)(=O)OP(O)(O)=O XPPKVPWEQAFLFU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000010332 dry classification Methods 0.000 description 1
- 230000005674 electromagnetic induction Effects 0.000 description 1
- 229960004756 ethanol Drugs 0.000 description 1
- 229920001249 ethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 235000019325 ethyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000009689 gas atomisation Methods 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 238000009396 hybridization Methods 0.000 description 1
- CPSYWNLKRDURMG-UHFFFAOYSA-L hydron;manganese(2+);phosphate Chemical compound [Mn+2].OP([O-])([O-])=O CPSYWNLKRDURMG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 239000005355 lead glass Substances 0.000 description 1
- 229910000464 lead oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- GVALZJMUIHGIMD-UHFFFAOYSA-H magnesium phosphate Chemical compound [Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O GVALZJMUIHGIMD-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 239000004137 magnesium phosphate Substances 0.000 description 1
- 229910000157 magnesium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229960002261 magnesium phosphate Drugs 0.000 description 1
- 235000010994 magnesium phosphates Nutrition 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229920001220 nitrocellulos Polymers 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 1
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- 229920002037 poly(vinyl butyral) polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920006122 polyamide resin Polymers 0.000 description 1
- 229920000069 polyphenylene sulfide Polymers 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 1
- 229940005657 pyrophosphoric acid Drugs 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 238000007873 sieving Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 1
- QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H tricalcium bis(phosphate) Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- LSGOVYNHVSXFFJ-UHFFFAOYSA-N vanadate(3-) Chemical compound [O-][V]([O-])([O-])=O LSGOVYNHVSXFFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 1
- 238000010333 wet classification Methods 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
- LRXTYHSAJDENHV-UHFFFAOYSA-H zinc phosphate Chemical compound [Zn+2].[Zn+2].[Zn+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O LRXTYHSAJDENHV-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 229910000165 zinc phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
- Soft Magnetic Materials (AREA)
Abstract
【解決手段】複合粒子1は、軟磁性材料で構成された粒子状のコア部2と、コア部2を覆うように設けられた第1の絶縁性材料で構成された第1の被覆層31と、第1の被覆層31を覆うように設けられた第2の絶縁性材料で構成された第2の被覆層32とを有し、第1の被覆層31は、コア部2に対して、コア部2より小径の第1の絶縁性材料の粒子を機械的に固着させて形成されたものであり、第2の被覆層32は、第2の絶縁性材料の溶液または分散液を、第1の被覆層31の表面に塗布して塗布膜を形成し、この塗布膜を乾燥して形成されたものである。
【選択図】図1
Description
このように、モバイル機器の小型化および高性能化を図るためには、スイッチング電源の高周波数化が必要となる。このため、スイッチング電源の駆動周波数は、数100kHz程度まで高周波数化が進んでいる。また、それに伴い、モバイル機器に内蔵されたチョークコイルやインダクター等の各種磁性素子の駆動周波数も高周波数化への対応が必要となる。
しかしながら、これらの磁性素子の駆動周波数が高周波数化した場合、各磁性素子が備える磁心において、渦電流によるジュール損失(渦電流損失)が著しく増大するという問題が発生する。
ところが、このような圧粉磁心においては、混合物を高い圧力で加圧・成形した際に、軟磁性粉末の粒子同士間に存在するバインダーが断ち切れてしまい、この粒子間の絶縁性が低下するという問題が知られている。かかる問題が生じると、渦電流損失を低減することが困難になる。
例えば、特許文献1には、粒径20〜100μmの磁性粉と、シリカ系ゾルを主体とする無機結合剤とを混合したのち、加熱して、前記磁性粉の表面を前記シリカ系ゾルの膜で被覆し、次いで、得られた磁性粉を成形したのち、得られた成形体を焼結することを特徴とする圧粉磁心の製造方法が提案されている。
また、特に、磁性粉が構成成分としてクロムやアルミニウム等を含んでいる場合、磁性粉の表面には化学的に安定な不働態被膜が形成されているため、磁性粉とシリカゾル系の膜との密着性がさらに低下する。
本発明の絶縁物被覆軟磁性粉末は、軟磁性材料で構成された粒子状のコア部と、該コア部を覆うように設けられた第1の絶縁性材料で構成された第1の被覆層と、該第1の被覆層を覆うように設けられた第2の絶縁性材料で構成された第2の被覆層とを有し、
前記第1の被覆層は、前記コア部に対して、前記コア部より小径の前記第1の絶縁性材料の粒子を機械的に固着させて形成されたものであり、
前記第2の被覆層は、前記第2の絶縁性材料の溶液または分散液を、前記第1の被覆層の表面に塗布して塗布膜を形成し、該塗布膜を乾燥して形成されたものであることを特徴とする。
これにより、表面を絶縁物で被覆してなり、長期にわたって渦電流損失が小さい圧粉磁心を製造可能な絶縁物被覆軟磁性粉末が得られる。
これにより、有機系材料に比べて化学的安定性および絶縁性に優れており、長期にわたって高い絶縁性を維持し得る第1の被覆層が得られる。
本発明の絶縁物被覆軟磁性粉末では、前記ガラス材料の軟化点は、100〜500℃であることが好ましい。
これにより、コア部に対して第1の絶縁性材料の粒子を機械的に固着させる際に、第1の絶縁性材料の粒子の表面が軟化し、この粒子をコア部の表面に隙間なく固着させることができる。その結果、第1の被覆層とコア部との間に隙間が生じず、長期耐久性および磁気特性に優れた絶縁物被覆軟磁性粉末が得られる。
これらの水溶液は、粘性が低く、流動性が高いことから、第1の被覆層の表面に凹凸、亀裂、孔等があったとしても、これらに浸透して塞ぐことができる。このため、複合粒子の絶縁性をより高めることができる。
これにより、第1の被覆層と第2の被覆層との間の親和性が向上し、両者の密着性が高くなる。その結果、第1の被覆層と第2の被覆層との間の剥離が防止され、複合粒子を用いて圧粉磁心を製造した場合、層間の水分の浸入が防止され、圧粉磁心の変質・劣化が確実に防止される。
本発明の絶縁物被覆軟磁性粉末では、前記共通の構成成分は、リンまたはホウ素であることが好ましい。
これにより、第1の被覆層と第2の被覆層との間には、特に高い密着性が得られる。
これにより、コア部の流動性が高くなり、コア部の転動容易性が高くなる。その結果、コア部表面の全体にわたって第1の絶縁性材料の粒子を均一に固着させ、均一な第1の被覆層を成膜することができる。
これにより、コア部の流動性が高くなり、コア部の転動容易性がより高くなる。その結果、コア部表面の全体にわたって第1の絶縁性材料の粒子を均一に固着させ、より均一な第1の被覆層を成膜することができる。
これにより、当該絶縁物被覆軟磁性粉末を用いて圧粉磁心を製造した場合に、粉末の充填性が低下するのを防止しつつ、渦電流が流れる経路を特に短くすることができる。このため、渦電流損失が小さく、かつ透磁率および機械的特性に優れた圧粉磁心を製造することができる。
これにより、当該絶縁物被覆軟磁性粉末は、十分な絶縁性を有するとともに、この粉末を用いて圧粉磁心を製造した場合には、その圧粉磁心の透磁率および磁束密度が著しく低下するのを防止することができる。
本発明の絶縁物被覆軟磁性粉末では、前記軟磁性材料は、Fe系合金であることが好ましい。
これにより、透磁率、磁束密度等の磁気特性や、コスト等の生産性に優れた絶縁物被覆軟磁性粉末が得られる。
これにより、極めて微小な粉末を効率よく製造することができる。また、得られる粉末の各粒子の形状が真球に近くなるため、コア部の転動容易性が向上し、コア部表面の全体にわたって第1の絶縁性材料の粒子を均一に固着させ、均一な第1の被覆層を成膜することができる。
これにより、コア部に対する第1の絶縁性材料の粒子の機械的な固着を効率よく生じさせることができる。
これにより、第1の被覆層は、部分的に薄くなったりすることなく、均一な厚さになり易い。さらに、第1の被覆層の表面には絶縁性材料の粒子の形状を反映した多数の凹凸が形成される。
これにより、長期にわたって低損失の圧粉磁心が得られる。
本発明の磁性素子は、本発明の圧粉磁心を備えたことを特徴とする。
これにより、長期にわたって低損失の磁性素子が得られる。
[絶縁物被覆軟磁性粉末]
まず、本発明の絶縁物被覆軟磁性粉末について説明する。
図1は、本発明の絶縁物被覆軟磁性粉末の一粒子の実施形態を示す縦断面図である。
このような絶縁物被覆軟磁性粉末では、表面が被覆層3で覆われていることにより、粒子間の絶縁性が確保されている。このため、このような複合粒子1をバインダーとともに所定の形状に加圧・成形することにより、例えば長期にわたって渦電流損失が小さい圧粉磁心を製造することができる。
また、被覆層3は、図1に示すように、コア部2の表面を覆う第1の被覆層31と、第1の被覆層31を覆う第2の被覆層32とで構成されている。
この製造方法は、コア部2に対して、それより粒径の小さい第1の絶縁性材料の粒子(以下、省略して「絶縁粒子」という。)を機械的に固着させて、第1の被覆層31を形成し、次いで、第1の被覆層31を覆うように、第2の絶縁性材料の分散液を塗布し、これを乾燥して第2の被覆層32を形成する方法である。
[1]まず、コア部2および絶縁粒子30を用意する。
コア部2は、軟磁性材料で構成された金属粉末の一粒子である。
かかる軟磁性材料としては、例えば、純鉄、ケイ素鋼(Fe−Si系合金)、パーマロイ(Fe−Ni系合金)、パーメンジュール(Fe−Co系合金)、センダストのようなFe−Si−Al系合金、Fe−Cr−Si系合金等の各種Fe系合金の他、各種Ni系合金、各種Co系合金、各種アモルファス合金などが挙げられる。このうち、透磁率、磁束密度等の磁気特性や、コスト等の生産性の観点から、各種Fe系合金が好ましく用いられる。
また、パーマロイは、Niを35〜82質量%程度の割合で含むFe系の軟磁性材料である。パーマロイは、前述の範囲内でFeとNiとの組成比を設定したり、添加物を加えたりすることによって、種々の軟磁気特性をもたらすことができるが、全体として透磁率および磁束密度が高い。このため、コア部2の透磁率および磁束密度を高めることができる。
また、Fe−Si−Al系合金としては、特に、Siを5〜11質量%程度の割合で含み、かつAlを3〜8質量%程度の割合で含むセンダストが好ましく用いられる。センダストは、透磁率が高く、かつ硬度が高いため、コア部2の透磁率および硬度の向上を図ることができる。
このうち、コア部2には、アトマイズ法により製造されたものが好ましく用いられる。アトマイズ法によれば、極めて微小な粉末を効率よく製造することができる。また、得られる粉末の各粒子の形状が真球に近くなるため、コア部2の転動容易性が向上し、後述するような効果が生じる。
かかる第1の絶縁性材料としては、無機系の絶縁性材料が挙げられ、例えば、ケイ酸ソーダガラス、ホウケイ酸ガラス、鉛ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウ酸塩ガラス、リン酸塩ガラス、硫酸塩ガラス、バナジン酸塩ガラスのような各種ガラス材料等を主成分とする材料が挙げられる。このようなガラス材料は、化学的安定性および絶縁性に優れていることから、長期にわたって高い絶縁性を維持し得る第1の被覆層31を形成することができる。このうち、好ましく用いられるガラス材料は、その軟化点が650℃以下のものであり、より好ましく用いられるガラス材料は、その軟化点が100〜500℃程度のものである。
軟化点が100〜500℃程度のガラス材料としては、例えば、酸化鉛を含有するホウ酸塩系ガラス(PbO・B2O3)や、これに酸化亜鉛または酸化ケイ素を混合した三元系ガラス材料、酸化スズを含有するリン酸塩系ガラス(SnO・P2O5)等が挙げられる。
この機械的な固着は、コア部2の表面に絶縁粒子30を高い圧力で押圧することで生じる。具体的には、複合粒子1は、図2に示すような粉末被覆装置100を用いて上述した機械的な固着を生じさせることで製造される。
図2は、粉末被覆装置の構成を示す縦断面図である。なお、以下の説明では、図2中の上側を「上」、下側を「下」という。
容器110は、ステンレス鋼等の金属材料で構成され、その内部に投入されたコア部2および絶縁粒子30の混合物に対して、機械的な圧縮と摩擦作用とを与える。
また、アーム120の長手方向の中心には回転軸130が挿通されており、アーム120は、この回転軸130を回転中心として回転自在に設けられている。なお、回転軸130は、容器110の中心軸と一致するように設けられている。
また、容器110は、粉末被覆装置100の駆動中、封止状態を維持することができ、内部を減圧(真空)状態または各種ガスで置換した状態を維持することができる。なお、好ましくは、容器110中は窒素、アルゴン等の不活性ガスで置換される。
まず、コア部2と絶縁粒子30とを容器110内に投入する。次いで、容器110を封止し、アーム120を回転させる。
ここで、図2(a)は、チップ140が上方に位置し、スクレーパー150が下方に位置するときの粉末被覆装置100の状態を示しており、一方、図2(b)は、チップ140が下方に位置し、スクレーパー150が上方に位置するときの粉末被覆装置100の状態を示している。
一方、図2(b)に示すように、チップ140が降下すると、チップ140と容器110との隙間に、コア部2および絶縁粒子30が侵入し、これらはアーム120の回転とともにチップ140から圧縮作用と摩擦作用とを受ける。
アーム120の回転数は、容器110内に投入される粉末の量に応じて若干異なるものの、1分間に300〜1200回程度とするのが好ましい。
また、チップ140が粉末を圧縮する際の押圧力は、チップ140の大きさによって異なるが、一例として30〜500N程度であるのが好ましい。
円形度=(コア部2の投影像の面積と同じ面積の真円の周長)/(コア部2の投影像の周長)
なお、上記投影像とは、コア部2の形状を平面上に投影した二次元投影像である。
なお、コア部2の円形度が前記下限値を下回った場合、コア部2の転動容易性が低下し、均一な第1の被覆層31を成膜することができないおそれがある。
また、このように円形度の高いコア部2は、例えば前述したような各種アトマイズ法により製造することが可能である。
この回転に伴って、コア部2の表面の全体にわたって均一な圧縮摩擦作用が生じ、その結果、コア部2の表面全体に均一な第1の被覆層31を成膜することができる。
さらに、第1の被覆層31は、コア部2の表面に絶縁粒子30を機械的に固着させたものであるため、コア部2の表面の状態によらず、密着性が極めて高い。このため、第1の被覆層31の剥離を長期にわたって防止することができる。
さらには、コア部2の表面に異物や不働態被膜等が付着していて、第1の被覆層31の成膜が阻害される場合でも、圧縮摩擦作用により異物等を除去したり、不働態被膜を破壊することができる。これにより、第1の被覆層31を確実に成膜することができる。
具体的には、コア部2の真密度に対するタップ密度の割合は、45%以上であるのが好ましく、55%以上であるのがより好ましい。このようなコア部2は、流動性が比較的高いと言えるため、結果的に転動容易性の高いものとなる。
なお、上記範囲は、前述した圧縮摩擦作用により、絶縁粒子30に対して圧縮力が確実に伝達されるために適した粒径であり、かつ、圧縮摩耗作用の下では、コア部2に比べて著しく大きな粒径の複合粒子1は製造できないということに基づく範囲である。
なお、本発明において、「平均粒径」とは、対象となる粉末の粒度分布において、体積の累積で50%の部分に分布する粉末の粒径を指す。
なお、粉末被覆装置100に投入する前に、コア部2および絶縁粒子30を撹拌機または混合機等により、撹拌(混合)するようにしてもよい。
第2の被覆層32は、第2の絶縁性材料を溶媒に溶解してなる溶液、または、第2の絶縁性材料を分散媒に分散してなる分散液(以下、「溶液または分散液」を省略して「溶液」と言う。)を、第1の被覆層3の表面に塗布し、得られた塗布膜を乾燥することにより形成される。
また、溶媒または分散媒には、エチルセルロース、ニトロセルロース、ブチラール樹脂等の樹脂成分が添加されていてもよい。
また、複合粒子1の質量に対する第2の絶縁性材料の比率(固形分質量の比率)は、0.1〜5%程度であるのが好ましく、0.5〜3%程度であるのがより好ましい。これにより、第1の被覆層31の表面を均一に被覆するとともに、十分な絶縁特性を有する第2の被覆層32が得られる。
なお、第1の被覆層31の表面に溶液を塗布する方法としては、例えば、第1の被覆層31を形成したコア部2を溶液中に浸漬する方法、溶液を噴霧する方法等が挙げられる。
加熱する場合、加熱温度は、50〜300℃程度であるのが好ましく、100〜200℃程度であるのがより好ましい。
また、必要に応じて、さらに高い温度で加熱することにより、溶液中のガラス成分を焼成するようにしてもよい。
この場合の焼成条件は、ガラス成分の種類によって異なるものの、300〜600℃程度であるのが好ましい。
得られた第2の被覆層32の平均厚さは、0.01〜5μm程度であるのが好ましく、0.05〜1μm程度であるのがより好ましい。
ここで、第1の絶縁性材料および第2の絶縁性材料は、互いに共通の構成成分を含んでいることが好ましい。これにより、第1の被覆層31と第2の被覆層32との間の親和性が向上し、両者の密着性が高くなる。その結果、第1の被覆層31と第2の被覆層32との間の剥離が防止され、複合粒子1を用いて圧粉磁心を製造した場合、層間の水分の浸入が防止され、圧粉磁心の変質・劣化が確実に防止される。
具体例としては、第1の絶縁性材料がリン酸塩系ガラスまたはホウ酸塩系ガラスであり、第2の絶縁性材料がリン酸またはホウ酸である場合等が挙げられる。
また、第2の被覆層32は、塗布法により形成されるため、表面張力を利用して第1の被覆層31の表面全体を均一に覆うことができ、層が途中で途切れたり、孔が開いたりする等の不具合が生じ難い。このため、複合粒子1の絶縁性を確実に維持するとともに、コア部2側に水分が浸入するのを確実に防止することができる。
なお、このようにして得られた複合粒子1に対し、必要に応じて、分級を行ってもよい。分級の方法としては、例えば、ふるい分け分級、慣性分級、遠心分級のような乾式分級、沈降分級のような湿式分級等が挙げられる。
本発明の磁性素子は、チョークコイル、インダクター、ノイズフィルター、リアクトル、モーター、発電機のように、磁心を備えた各種磁性素子(電磁気部品)に適用可能である。すなわち、本発明の圧粉磁心は、これらの磁性素子が備える磁心に適用可能である。
<第1実施形態>
まず、本発明の磁性素子の第1実施形態を適用したチョークコイルについて説明する。
図3は、チョークコイルの構成を示す模式図(平面図)である。
図3に示すチョークコイル10は、リング状(トロイダル形状)の圧粉磁心11と、この圧粉磁心11に巻き回された導線12とを有する。このようなチョークコイル10は、一般に、トロイダルコイルと称される。
圧粉磁心11の作製に用いられるバインダーの構成材料としては、例えば、シリコーン系樹脂、エポキシ系樹脂、フェノール系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリフェニレンサルファイド系樹脂等の有機バインダー、リン酸マグネシウム、リン酸カルシウム、リン酸亜鉛、リン酸マンガン、リン酸カドミウムのようなリン酸塩、ケイ酸ナトリウムのようなケイ酸塩(水ガラス)等の無機バインダー等が挙げられるが、特に、熱硬化性ポリイミドまたはエポキシ系樹脂が好ましい。これらの樹脂材料は、加熱されることによって容易に硬化するとともに、耐熱性に優れたものである。したがって、圧粉磁心11の製造容易性および耐熱性を高めることができる。
なお、前記混合物中には、必要に応じて、任意の目的で各種添加剤を添加するようにしてもよい。
以上のようなバインダーにより、複合粒子1の集合物は、成形時の形状を保持し、圧粉磁心11として機能する。
また、このジュール損失は、圧粉磁心11の発熱を招くこととなるため、ジュール損失を抑えることにより、チョークコイル10の発熱量を減らすこともできる。
なお、導線12の表面に、絶縁性を有する表面層を備えているのが好ましい。これにより、圧粉磁心11と導線12との短絡をより確実に防止することができる。
かかる表面層の構成材料としては、例えば、エナメル等の各種樹脂材料等が挙げられる。
まず、複合粒子1と、バインダーと、各種添加剤と、有機溶媒とを混合し、混合物を得る。
次いで、得られた混合物を乾燥させて塊状の乾燥体を得た後、この乾燥体を粉砕することにより、造粒粉を形成する。
この場合の成形方法としては、特に限定されないが、例えば、プレス成形、押出成形、射出成形等の方法が挙げられる。
なお、この成形体の形状寸法は、以後の成形体を加熱した際の収縮分を見込んで決定される。
このときの加熱温度は、バインダーの組成等に応じて若干異なるものの、バインダーが有機バインダーで構成されている場合、好ましくは100〜250℃程度とされ、より好ましくは120〜200℃程度とされる。
また、加熱時間は、加熱温度に応じて異なるものの、0.5〜5時間程度とされる。
このようにして得られた圧粉磁心(本発明の圧粉磁心)11は、低損失で、耐久性の高いものとなる。このため、かかる圧粉磁心11の外周面に沿って導線12を巻き回してなるチョークコイル(本発明の磁性素子)10は、優れた高周波数特性を長期にわたって維持することができる。また、チョークコイル10の小型化や定格電流の増大を図ることができ、発熱量の低減を容易に実現することができる。
まず、本発明の磁性素子の第2実施形態を適用したチョークコイルについて説明する。
図4は、チョークコイルの構成を示す模式図(透過斜視図)である。
以下、第2実施形態にかかるチョークコイルについて説明するが、それぞれ、前記第1実施形態にかかるチョークコイルとの相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
このような形態のチョークコイル20は、比較的小型かつ薄型のものが容易に得られる。そして、このような小型のチョークコイル20を製造する場合、透磁率および磁束密度が高く、かつ、損失の小さい圧粉磁心21が、その作用・効果をより有効に発揮する。すなわち、より小型であるにもかかわらず、大電流に対応可能な低損失・低発熱のチョークコイル20が得られる。
以上のような本実施形態にかかるチョークコイル20を製造する場合、まず、成形型のキャビティ内に導線22を配置するとともに、キャビティ内を複合粒子1で充填する。すなわち、導線22を包含するように、複合粒子1を充填する。
次に、導線22とともに、複合粒子1およびバインダーを加圧して成形体を得る。
次いで、前記第1実施形態と同様に、この成形体に熱処理を施す。これにより、チョークコイル20が得られる。
例えば、前記実施形態では、本発明の磁性素子としてチョークコイルを例に説明したが、圧粉磁心を備える他の磁性素子においても、上記と同様の作用・効果が得られる。
1.圧粉磁心および磁性素子の製造
(実施例1)
[1]まず、水アトマイズ法により製造されたFe−Cr−Si系合金の軟磁性粉末(コア部)を用意した。この軟磁性粉末は、Crを4.5質量%、Siを3.5質量%の割合でそれぞれ含むFe基合金粉末である。なお、この軟磁性粉末の粉末特性は以下のとおりである。
・平均粒径 :12μm
・投影像の円形度 :0.94
・タップ密度 :4.3g/cm3
・真密度 :7.6g/cm3
・真密度に対するタップ密度の割合:57%
・保磁力 :14.2Oe(1130A/m)
・質量磁化率 :190emu/g(3×10−6Hm2/kg)
また、酸化スズを含むリン酸塩系ガラスの粉末(絶縁粒子)を用意した。この粉末は、SnO−P2O5−MgO系ガラス(SnO:62モル%、P2O5:33モル%、MgO:5モル%)の粉末である。
<ガラス粉末の粉末特性>
・平均粒径 :3μm
・ガラス材料の軟化点 :404℃
また、リン酸塩系ガラス粉末の平均粒径は、軟磁性粉末の平均粒径の25%であった。
なお、得られた第1の被覆層の平均厚さは2μmであり、第1の被覆層の平均厚さの軟磁性粉末の平均粒径に対する割合は17%であった。
[4]次に、第1の被覆層を形成した軟磁性粉末に、オルトリン酸水溶液を噴霧した。その後、軟磁性粉末を100℃で乾燥させ、第1の被覆層の表面にオルトリン酸からなる第2の被覆層を形成した。これにより、複合粒子(本発明の絶縁物被覆軟磁性粉末)を得た。なお、第2の被覆層の平均厚さは1μmであった。
[6]次に、得られた混合物を撹拌したのち、温度60℃で1時間加熱して乾燥させ、塊状の乾燥体を得た。次いで、この乾燥体を目開き500μmのふるいにかけ、乾燥体を粉砕して造粒粉末を得た。
<成形条件>
・成形方法 :プレス成形
・成形体の形状:リング状
・成形体の寸法:外径28mm、内径14mm、厚さ5mm
・成形圧力 :6t/cm2(588MPa)
[9]次に、次に、得られた圧粉磁心を用い、以下の作製条件に基づいて、図3に示すチョークコイル(磁性素子)を作製した。
<コイル作製条件>
・導線の構成材料:Cu
・導線の線径 :0.5mm
・巻き数(透磁率測定時):7ターン
・巻き数(鉄損測定時) :1次側30ターン、2次側30ターン
以下に示す粉末特性のガラス粉末を用いるようにした以外は、前記実施例1と同様にして圧粉磁心およびチョークコイルを作製した。なお、以下に示す粉末特性は、実施例1との相違点である。
<ガラス粉末の粉末特性>
・平均粒径 :5μm
・軟磁性粉末の平均粒径に対するガラス粉末の平均粒径の割合:42%
以下に示す粉末特性のガラス粉末を用いるようにした以外は、前記実施例1と同様にして圧粉磁心およびチョークコイルを作製した。なお、以下に示す粉末特性は、実施例1との相違点である。
<ガラス粉末の粉末特性>
・平均粒径 :7μm
・軟磁性粉末の平均粒径に対するガラス粉末の平均粒径の割合:58%
水アトマイズ法における条件を変更することにより得られた、以下の粉末特性の軟磁性粉末を用いるようにした以外は、前記実施例2と同様にして圧粉磁心およびチョークコイルを作製した。なお、以下に示す粉末特性は、実施例2との相違点である。
<軟磁性粉末の粉末特性>
・投影像の円形度 :0.92
水アトマイズ法における条件を変更することにより得られた、以下の粉末特性の軟磁性粉末を用いるようにした以外は、前記実施例2と同様にして圧粉磁心およびチョークコイルを作製した。なお、以下に示す粉末特性は、実施例2との相違点である。
<軟磁性粉末の粉末特性>
・投影像の円形度 :0.90
・タップ密度 :4.2g/cm3
・真密度に対するタップ密度の割合:55%
以下に示す粉末特性のガラス粉末を用いるようにした以外は、前記実施例5と同様にして圧粉磁心およびチョークコイルを作製した。なお、以下に示す粉末特性は、実施例5との相違点である。
<ガラス粉末の粉末特性>
・平均粒径 :7μm
リン酸水溶液を噴霧する方法に代えて、第1の被覆層を形成した軟磁性粉末を、ホウ酸水溶液中に浸漬するようにした以外は、前記実施例6と同様にして圧粉磁心およびチョークコイルを作製した。
(実施例8)
リン酸水溶液に代えて、リン酸塩系ガラスの分散液を噴霧するようにした以外は、前記実施例6と同様にして圧粉磁心およびチョークコイルを作製した。
以下に示す粉末特性のガラス粉末を用いるとともに、リン酸水溶液に代えてホウ酸水溶液を用いるようにした以外は、前記実施例5と同様にして圧粉磁心およびチョークコイルを作製した。なお、以下に示す粉末特性は、実施例5との相違点である。
<ガラス粉末の粉末特性>
・組成 :ホウ酸塩系ガラス
・ガラス材料の軟化点 :600℃
ホウ酸水溶液に代えて、リン酸水溶液を用いるようにした以外は、前記実施例9と同様にして圧粉磁心およびチョークコイルを作製した。
(実施例11)
ホウ酸水溶液に代えて、ホウ酸塩系ガラスの分散液を噴霧するようにした以外は、前記実施例9と同様にして圧粉磁心およびチョークコイルを作製した。
以下に示す粉末特性のガラス粉末を用いるようにした以外は、前記実施例5と同様にして圧粉磁心およびチョークコイルを作製した。なお、以下に示す粉末特性は、実施例5との相違点である。
<ガラス粉末の粉末特性>
・組成 :ケイ酸ソーダ
・ガラス材料の軟化点 :650℃
リン酸水溶液に代えて、シリコーン樹脂の溶液を用いるようにした以外は、前記実施例12と同様にして圧粉磁心およびチョークコイルを作製した。
(実施例14)
リン酸水溶液に代えて、ケイ酸ソーダの分散液を噴霧するようにした以外は、前記実施例12と同様にして圧粉磁心およびチョークコイルを作製した。
水アトマイズ法における条件を変更することにより得られた、以下の粉末特性の軟磁性粉末を用いるとともに、第2の被覆層の成膜を省略するようにした以外は、前記実施例2と同様にして圧粉磁心およびチョークコイルを作製した。なお、以下に示す粉末特性は、実施例2との相違点である。
<軟磁性粉末の粉末特性>
・投影像の円形度 :0.86
・タップ密度 :4.0g/cm3
・真密度に対するタップ密度の割合:52%
水アトマイズ法における条件を変更することにより得られた、以下の粉末特性の軟磁性粉末を用いるとともに、第2の被覆層の成膜を省略するようにした以外は、前記実施例2と同様にして圧粉磁心およびチョークコイルを作製した。なお、以下に示す粉末特性は、実施例2との相違点である。
<軟磁性粉末の粉末特性>
・投影像の円形度 :0.78
・タップ密度 :3.7g/cm3
・真密度に対するタップ密度の割合:49%
カルボニル反応法により製造された、以下の粉末特性の軟磁性粉末を用いるとともに、第2の被覆層の成膜を省略するようにした以外は、前記実施例2と同様にして圧粉磁心およびチョークコイルを作製した。なお、以下に示す粉末特性は、実施例2との相違点である。
<軟磁性粉末の粉末特性>
・投影像の円形度 :0.67
・タップ密度 :3.0g/cm3
・真密度に対するタップ密度の割合:39%
まず、水中に軟磁性粉末を分散させ、懸濁液を得た。次いで、この懸濁液に水ガラス(ケイ酸ソーダ)を添加し、撹拌した。なお、水ガラスの添加量は、軟磁性粉末に対して1質量%とした。
その後、得られた懸濁液を濾過・水洗・乾燥することにより、軟磁性粉末が水ガラスの被膜で被覆されてなる複合粒子が得られた(浸漬法)。得られた複合粒子における水ガラスの被膜の平均厚さは、約2μmであった。
次いで、この複合粒子を用い、前記実施例1と同様にして圧粉磁心およびチョークコイルを作製した。
ケイ酸ソーダに代えて、軟磁性粉末の懸濁液中にリン酸を添加するようにした以外は、比較例4と同様にして圧粉磁心およびチョークコイルを作製した。
(比較例6)
複合粒子の被覆層の成膜を省略した以外は、前記実施例1と同様にして圧粉磁心およびチョークコイルを作製した。
2.1 絶縁抵抗値の測定・評価
各実施例および各比較例で得られた圧粉磁心について、それぞれの直流電圧100V〜800V印加時の絶縁抵抗値を、絶縁耐圧測定機(KIKUSUI ELECTRONICS製、TOS9000)を使用して測定した。そして、測定した絶縁抵抗値を、以下の評価基準にしたがって相対的に評価した。なお、測定機の端子間距離は5mmとした。
◎:絶縁抵抗値が特に高い(1GΩ以上)
○:絶縁抵抗値がやや高い(500MΩ以上1GΩ未満)
△:絶縁抵抗値がやや低い(100MΩ以上500MΩ未満)
×:絶縁抵抗値が特に低い(100MΩ未満)
各実施例および各比較例で得られたチョークコイルについて、それぞれの損失(コアロス)および透磁率を以下の測定条件に基づいて測定した。
<測定条件>
・測定周波数 :10〜200kHz
・最大磁束密度:50mT
・測定装置 :交流磁気特性測定装置(岩通計株式会社製、B−HアナライザSY8258)
そして、得られた損失および透磁率を、それぞれ、以下の評価基準にしたがって相対的に評価した。
×:透磁率が低く、かつ、損失が大きいもの
△:透磁率が高いが損失が大きいもの、または、透磁率が低いが損失が小さいもの
○:透磁率が高く、かつ、損失が小さいもの
◎:上記○のうち、透磁率が特に高いか、または、損失が特に小さいもの
各実施例および各比較例で得られたチョークコイルについて、それぞれの高温高湿環境下での絶縁抵抗値の変化を測定(加速試験)することにより、チョークコイルの耐食性・安定性を評価した。
なお、加速試験は恒温恒湿機(大研理化学器械株式会社製)で行い、試験環境は、以下の駆動環境に示すように、温度85℃、湿度90%とした。絶縁抵抗値の測定は、絶縁耐圧測定機(KIKUSUI ELECTRONICS製、TOS9000)を使用し、100V印加時の絶縁抵抗値を測定した。そして、加速試験前(駆動開始直後)の初期の絶縁抵抗値R0と、100日(2400時間)経過後の絶縁抵抗値R100とをそれぞれ測定した。
<チョークコイルの駆動環境>
・温度 :80℃
・湿度 :90%R.H.
・圧力 :2気圧(203kPa)
<絶縁抵抗値の評価基準>
◎:R100が90以上100以下である
○:R100が70以上90未満である
△:R100が50以上70未満である
×:R100が50未満である
<外観の評価基準>
◎:錆が全く認められない
○:1〜10個の点状の錆が認められる
△:11〜50個の点状の錆が認められる
×:50個以上の点状の錆、または、1個以上の面状の錆が認められる
<耐食性の総合評価基準>
◎:絶縁抵抗値と外観の両方が◎
○:絶縁抵抗値と外観の両方が○、または、一方が○で他方が◎
△:絶縁抵抗値と外観の両方が△、または、一方が△で他方が◎か○
×:絶縁抵抗値と外観の少なくとも一方が×
以上、2.1〜2.3の測定結果を表1に示す。
これに対し、各比較例で得られたチョークコイルは、それぞれ、磁気特性または耐食性のいずれか一方または双方が劣っていた。
Claims (16)
- 軟磁性材料で構成された粒子状のコア部と、該コア部を覆うように設けられた第1の絶縁性材料で構成された第1の被覆層と、該第1の被覆層を覆うように設けられた第2の絶縁性材料で構成された第2の被覆層とを有し、
前記第1の被覆層は、前記コア部に対して、前記コア部より小径の前記第1の絶縁性材料の粒子を機械的に固着させて形成されたものであり、
前記第2の被覆層は、前記第2の絶縁性材料の溶液または分散液を、前記第1の被覆層の表面に塗布して塗布膜を形成し、該塗布膜を乾燥して形成されたものであることを特徴とする絶縁物被覆軟磁性粉末。 - 前記第1の絶縁性材料は、無機材料である請求項1に記載の絶縁物被覆軟磁性粉末。
- 前記ガラス材料の軟化点は、100〜500℃である請求項2に記載の絶縁物被覆軟磁性粉末。
- 前記第2の絶縁性材料は、リン酸またはホウ酸である請求項1ないし3のいずれかに記載の絶縁物被覆軟磁性粉末。
- 前記第1の絶縁性材料および前記第2の絶縁性材料は、互いに共通の構成成分を含んでいる請求項1ないし4のいずれかに記載の絶縁物被覆軟磁性粉末。
- 前記共通の構成成分は、リンまたはホウ素である請求項5に記載の絶縁物被覆軟磁性粉末。
- 前記コア部は、その投影像について下記式で定義される円形度の平均値が、0.8〜1である請求項1ないし6のいずれかに記載の絶縁物被覆軟磁性粉末。
- 前記コア部のタップ密度は、前記コア部の真密度に対して、45%以上である請求項1ないし7のいずれかに記載の絶縁物被覆軟磁性粉末。
- 前記コア部の平均粒径は、3〜50μmである請求項1ないし8のいずれかに記載の絶縁物被覆軟磁性粉末。
- 前記絶縁性材料の粒子の平均粒径は、前記コア部の平均粒径の1〜60%である請求項1ないし9のいずれかに記載の絶縁物被覆軟磁性粉末。
- 前記軟磁性材料は、Fe系合金である請求項1ないし10のいずれかに記載の絶縁物被覆軟磁性粉末。
- 前記コア部は、水アトマイズ法により製造されたものである請求項1ないし11のいずれかに記載の絶縁物被覆軟磁性粉末。
- 前記機械的な固着は、前記コア部と前記絶縁性材料の粒子との混合物を、同一の容器内で、加圧しつつ撹拌することにより行われたものである請求項1ないし12のいずれかに記載の絶縁物被覆軟磁性粉末。
- 前記第1の被覆層は、前記絶縁性材料の粒子がその原型を維持しつつ、該粒子の表面が、前記コア部の表面に融合してなるものである請求項1ないし13のいずれかに記載の絶縁物被覆軟磁性粉末。
- 請求項1ないし14のいずれかに記載の絶縁物被覆軟磁性粉末とバインダーとの混合物を、加圧・成形して成形体を得た後、該成形体中の前記バインダーを硬化させてなることを特徴とする圧粉磁心。
- 請求項15に記載の圧粉磁心を備えたことを特徴とする磁性素子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009075206A JP5293326B2 (ja) | 2009-03-25 | 2009-03-25 | 絶縁物被覆軟磁性粉末、造粒粉、絶縁物被覆軟磁性粉末の製造方法、圧粉磁心および磁性素子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009075206A JP5293326B2 (ja) | 2009-03-25 | 2009-03-25 | 絶縁物被覆軟磁性粉末、造粒粉、絶縁物被覆軟磁性粉末の製造方法、圧粉磁心および磁性素子 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010232224A true JP2010232224A (ja) | 2010-10-14 |
JP2010232224A5 JP2010232224A5 (ja) | 2012-05-17 |
JP5293326B2 JP5293326B2 (ja) | 2013-09-18 |
Family
ID=43047819
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009075206A Active JP5293326B2 (ja) | 2009-03-25 | 2009-03-25 | 絶縁物被覆軟磁性粉末、造粒粉、絶縁物被覆軟磁性粉末の製造方法、圧粉磁心および磁性素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5293326B2 (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013033966A (ja) * | 2011-08-01 | 2013-02-14 | Samsung Electro-Mechanics Co Ltd | 金属磁性粉末、前記金属磁性粉末を含む磁性層材料、及び磁性層材料を用いた磁性層を含む積層型チップ部品 |
CN104759619A (zh) * | 2015-01-16 | 2015-07-08 | 横店集团东磁股份有限公司 | 一种金属磁粉绝缘处理及制备金属磁粉芯的方法 |
US20160276074A1 (en) * | 2015-03-19 | 2016-09-22 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Magnetic powder, and manufacturing method thereof |
KR20170014790A (ko) * | 2015-07-31 | 2017-02-08 | 삼성전기주식회사 | 자성 분말 및 이를 포함하는 코일 전자부품 |
US9767956B2 (en) | 2012-11-20 | 2017-09-19 | Seiko Epson Corporation | Composite particle of soft-magnetic metallic material, method for producing composite particle, powder core, magnetic element, and portable electronic device |
CN113113203A (zh) * | 2020-01-09 | 2021-07-13 | 三星电机株式会社 | 磁性粉末 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10212503A (ja) * | 1996-11-26 | 1998-08-11 | Kubota Corp | 非晶質軟磁性合金粉末成形体及びその製造方法 |
JP2002105502A (ja) * | 2000-09-26 | 2002-04-10 | Kubota Corp | 軟質磁性金属粉末および粉末集合体並びに圧縮成形体 |
JP2006283166A (ja) * | 2005-04-04 | 2006-10-19 | Jfe Steel Kk | 圧粉磁芯用被覆鉄基粉末および圧粉磁芯 |
WO2009034710A1 (ja) * | 2007-09-11 | 2009-03-19 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | リアクトル用コアとその製造方法およびリアクトル |
-
2009
- 2009-03-25 JP JP2009075206A patent/JP5293326B2/ja active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10212503A (ja) * | 1996-11-26 | 1998-08-11 | Kubota Corp | 非晶質軟磁性合金粉末成形体及びその製造方法 |
JP2002105502A (ja) * | 2000-09-26 | 2002-04-10 | Kubota Corp | 軟質磁性金属粉末および粉末集合体並びに圧縮成形体 |
JP2006283166A (ja) * | 2005-04-04 | 2006-10-19 | Jfe Steel Kk | 圧粉磁芯用被覆鉄基粉末および圧粉磁芯 |
WO2009034710A1 (ja) * | 2007-09-11 | 2009-03-19 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | リアクトル用コアとその製造方法およびリアクトル |
Cited By (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013033966A (ja) * | 2011-08-01 | 2013-02-14 | Samsung Electro-Mechanics Co Ltd | 金属磁性粉末、前記金属磁性粉末を含む磁性層材料、及び磁性層材料を用いた磁性層を含む積層型チップ部品 |
US9767956B2 (en) | 2012-11-20 | 2017-09-19 | Seiko Epson Corporation | Composite particle of soft-magnetic metallic material, method for producing composite particle, powder core, magnetic element, and portable electronic device |
CN104759619A (zh) * | 2015-01-16 | 2015-07-08 | 横店集团东磁股份有限公司 | 一种金属磁粉绝缘处理及制备金属磁粉芯的方法 |
US10161049B2 (en) * | 2015-03-19 | 2018-12-25 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Magnetic powder, and manufacturing method thereof |
US20160276074A1 (en) * | 2015-03-19 | 2016-09-22 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Magnetic powder, and manufacturing method thereof |
KR20160112480A (ko) * | 2015-03-19 | 2016-09-28 | 삼성전기주식회사 | 자성 분말, 그 제조방법 및 이를 포함하는 코일 전자부품 |
US11225720B2 (en) | 2015-03-19 | 2022-01-18 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Magnetic powder, and manufacturing method thereof |
KR102118493B1 (ko) * | 2015-03-19 | 2020-06-03 | 삼성전기주식회사 | 자성 분말, 그 제조방법 및 이를 포함하는 코일 전자부품 |
KR20170014790A (ko) * | 2015-07-31 | 2017-02-08 | 삼성전기주식회사 | 자성 분말 및 이를 포함하는 코일 전자부품 |
KR102105390B1 (ko) * | 2015-07-31 | 2020-04-28 | 삼성전기주식회사 | 자성 분말 및 이를 포함하는 코일 전자부품 |
US9892833B2 (en) | 2015-07-31 | 2018-02-13 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Magnetic powder and coil electronic component containing the same |
JP2017034228A (ja) * | 2015-07-31 | 2017-02-09 | サムソン エレクトロ−メカニックス カンパニーリミテッド. | 磁性粉末及びそれを含むコイル電子部品 |
CN113113203A (zh) * | 2020-01-09 | 2021-07-13 | 三星电机株式会社 | 磁性粉末 |
KR20210090029A (ko) * | 2020-01-09 | 2021-07-19 | 삼성전기주식회사 | 자성 분말 및 자성 분말을 포함하는 코일 부품 |
KR102335425B1 (ko) * | 2020-01-09 | 2021-12-06 | 삼성전기주식회사 | 자성 분말 및 자성 분말을 포함하는 코일 부품 |
US11581114B2 (en) | 2020-01-09 | 2023-02-14 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Magnetic powder and coil component comprising the same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5293326B2 (ja) | 2013-09-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5381220B2 (ja) | 絶縁物被覆軟磁性粉末、圧粉磁心および磁性素子 | |
JP5293326B2 (ja) | 絶縁物被覆軟磁性粉末、造粒粉、絶縁物被覆軟磁性粉末の製造方法、圧粉磁心および磁性素子 | |
JP4775293B2 (ja) | 軟磁性粉末、圧粉磁心および磁性素子 | |
US7887647B2 (en) | Soft magnetic material and dust core produced therefrom | |
JP4723442B2 (ja) | 圧粉磁心および圧粉磁心用の鉄基粉末 | |
JP6089430B2 (ja) | 軟磁性粉末、圧粉磁心および磁性素子 | |
EP0844623B1 (en) | Pressed body of amorphous magnetically soft alloy powder and process for producing same | |
JP2009088496A (ja) | 酸化物被覆軟磁性粉末の製造方法、酸化物被覆軟磁性粉末、圧粉磁心および磁性素子 | |
US20180043431A1 (en) | Magnetic core powder, dust core, and method for producing magnetic core powder | |
JP2009088502A (ja) | 酸化物被覆軟磁性粉末の製造方法、酸化物被覆軟磁性粉末、圧粉磁心および磁性素子 | |
JP7003543B2 (ja) | 絶縁物被覆軟磁性粉末、圧粉磁心、磁性素子、電子機器および移動体 | |
JP2012230948A (ja) | 磁心用粉末、圧粉磁心およびその製造方法 | |
JP5841705B2 (ja) | アトマイズ軟磁性粉末、圧粉磁心および磁性素子 | |
JP2019160943A (ja) | 軟磁性金属粉末、圧粉磁心および磁性部品 | |
JP2019160944A (ja) | 軟磁性金属粉末、圧粉磁心および磁性部品 | |
JP2015132010A (ja) | 絶縁コーティング層を有するパワーインダクタ用非晶質合金粉末及びその製造方法 | |
JP5140042B2 (ja) | 圧粉磁心およびその製造方法 | |
JP5381219B2 (ja) | 絶縁物被覆軟磁性粉末、圧粉磁心および磁性素子 | |
JP2012049203A (ja) | 圧粉磁心、磁心用粉末およびそれらの製造方法 | |
JP2017041507A (ja) | 圧粉コア、当該圧粉コアを備える電子・電気部品、および当該電子・電気部品が実装された電子・電気機器 | |
JP2011151252A (ja) | 電子部品 | |
JP2009164402A (ja) | 圧粉磁心の製造方法 | |
JP2011049568A (ja) | 圧粉磁心および磁性素子 | |
JP4166460B2 (ja) | 複合磁性材料およびそれを用いた磁性素子とその製造方法 | |
JP2001155914A (ja) | 高周波用圧粉磁心およびその製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120323 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20120323 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120830 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120904 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20121101 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130514 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130527 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5293326 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |