JP2020170785A - Composite magnetic material and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複合磁性体及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a composite magnetic material and a method for producing the same.
特許文献１は、複合磁性体とコイルとを備えるインダクタを開示している。複合磁性体は、扁平形状を有する軟磁性金属粉末をバインダ成分によって結着させて構成されている。複合磁性体には、厚み方向において複合磁性体を貫通する貫通部が形成されている。貫通部は、コイルを構成するピンを挿入する孔部と孔部に接続されたギャップ部とを含む。特許文献１において、複合磁性体への貫通部の形成は、フライス盤を用いて行われている。 Patent Document 1 discloses an inductor including a composite magnetic material and a coil. The composite magnetic material is formed by binding soft magnetic metal powder having a flat shape with a binder component. The composite magnetic material is formed with a penetrating portion that penetrates the composite magnetic material in the thickness direction. The penetration portion includes a hole portion into which a pin constituting the coil is inserted and a gap portion connected to the hole portion. In Patent Document 1, the penetrating portion to the composite magnetic material is formed by using a milling machine.
特許文献１のインダクタに用いられる複合磁性体は、軟磁性金属粉末を高密度に有している。これら軟磁性金属粉末は、それぞれ絶縁被膜で覆われており、互いに電気的に絶縁されている。ところが、貫通部付近の軟磁性金属粉末は、フライス盤を用いて貫通部を形成する際に切削され変形する。その結果、軟磁性金属粉末が互いに導通し、貫通部の内壁面の電気抵抗値が低下する可能性がある。また、軟磁性金属粉末が互いに導通するに至らない場合でも、貫通部の内壁面の面内方向における耐電圧が低下し、インダクタの使用中にコイルが短絡する虞がある。 The composite magnetic material used for the inductor of Patent Document 1 has a high density of soft magnetic metal powder. Each of these soft magnetic metal powders is covered with an insulating film and is electrically insulated from each other. However, the soft magnetic metal powder near the penetrating portion is cut and deformed when the penetrating portion is formed by using a milling machine. As a result, the soft magnetic metal powders may conduct with each other, and the electric resistance value of the inner wall surface of the penetrating portion may decrease. Further, even when the soft magnetic metal powders do not conduct with each other, the withstand voltage in the in-plane direction of the inner wall surface of the penetrating portion decreases, and the coil may be short-circuited during the use of the inductor.
そこで、本発明は、貫通部における内壁面の面内方向における耐電圧を向上させた複合磁性体及びその製造方法を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a composite magnetic material having an improved withstand voltage in the in-plane direction of the inner wall surface of the penetrating portion and a method for producing the same.
本発明は、第１の複合磁性体として、扁平状の軟磁性金属粉末をバインダ成分により結着させた複合磁性体であって、
前記複合磁性体を貫く貫通部が形成されており、
前記貫通部の内壁面の表面粗さは５μｍ以上である
複合磁性体を提供する。
The present invention is a composite magnetic material obtained by binding flat soft magnetic metal powder with a binder component as the first composite magnetic material.
A penetrating portion penetrating the composite magnetic material is formed.
Provided is a composite magnetic material having a surface roughness of an inner wall surface of the penetrating portion of 5 μm or more.
また、本発明は、第２の複合磁性体として、第１の複合磁性体であって、
前記複合磁性体は、磁気コアとして用いられるものであり、
前記貫通部は、貫通導体を保持する孔であり、
前記内壁面は、前記孔の内周面である
複合磁性体を提供する。
Further, the present invention is the first composite magnetic material as the second composite magnetic material.
The composite magnetic material is used as a magnetic core and is used.
The penetrating portion is a hole for holding a penetrating conductor.
The inner wall surface provides a composite magnetic material which is an inner peripheral surface of the hole.
また、本発明は、第３の複合磁性体として、第２の複合磁性体であって、
前記貫通部は、前記貫通導体を保持する孔と、前記孔に接続されたギャップであり、
前記内壁面は、前記孔の内周面及び前記ギャップの互いに対向する側壁面である
複合磁性体を提供する。
Further, the present invention is a second composite magnetic material as the third composite magnetic material.
The penetrating portion is a hole for holding the penetrating conductor and a gap connected to the hole.
The inner wall surface provides a composite magnetic material which is an inner peripheral surface of the hole and a side wall surface of the gap facing each other.
また、本発明は、第４の複合磁性体として、第１から第３の複合磁性体のいずれかであって、
前記複合磁性体は、６０体積％以上の軟磁性金属粉末と、４体積％以上３０体積％以下の前記バインダ成分と、１０体積％以上３０体積％以下の細孔とを含んでいる
複合磁性体を提供する。
Further, the present invention is any one of the first to third composite magnetic materials as the fourth composite magnetic material.
The composite magnetic material is a composite magnetic material containing 60% by volume or more of soft magnetic metal powder, 4% by volume or more and 30% by volume or less of the binder component, and 10% by volume or more and 30% by volume or less of pores. I will provide a.
また、本発明は、第５の複合磁性体として、第１から第４の複合磁性体のいずれかであって、
前記貫通部は、貫通方向に沿って見たとき、閉じた形状を有している
複合磁性体を提供する。
Further, the present invention is any one of the first to fourth composite magnetic materials as the fifth composite magnetic material.
The penetrating portion provides a composite magnetic material having a closed shape when viewed along the penetrating direction.
また、本発明は、第１から第５の複合磁性体のいずれかと、コイルとを備えるインダクタであって、
前記コイルは、前記複合磁性体の一対の主面の一方に設けられた第１導体と、前記複合磁性体の主面の他方に設けられた第２導体と、前記貫通部内に配置され、前記第１導体と前記第２導体とを接続する貫通導体と、を備える
インダクタを提供する。
Further, the present invention is an inductor including any one of the first to fifth composite magnetic materials and a coil.
The coil is arranged in the penetrating portion with a first conductor provided on one of the pair of main surfaces of the composite magnetic material and a second conductor provided on the other side of the main surface of the composite magnetic material. Provided is an inductor comprising a through conductor connecting the first conductor and the second conductor.
さらに、本発明は、扁平状の軟磁性金属粉末をバインダ成分により結着させた複合磁性体の製造方法であって、
前記軟磁性金属粉末と前記バインダ成分を含むバインダとを混合した混合物から成形体を形成し、
ビッカース硬度が１２ＨＶ１以上５５ＨＶ１以下となるように、前記成形体を熱硬化させて熱硬化体を形成し、
前記熱硬化体に打ち抜き加工を施して、前記熱硬化体を貫通する貫通部を形成する
複合磁性体の製造方法を提供する。
Further, the present invention is a method for producing a composite magnetic material in which flat soft magnetic metal powder is bound by a binder component.
A molded product is formed from a mixture of the soft magnetic metal powder and the binder containing the binder component.
The molded product was thermoset to form a thermosetting body so that the Vickers hardness was 12 HV1 or more and 55 HV1 or less.
Provided is a method for producing a composite magnetic material in which a thermosetting body is punched to form a penetrating portion penetrating the thermosetting body.
貫通部の内壁面の表面粗さを５μｍ以上としたことで、内壁面の面内方向において、所望の耐電圧を有する複合磁性体を提供することができる。 By setting the surface roughness of the inner wall surface of the penetrating portion to 5 μm or more, it is possible to provide a composite magnetic material having a desired withstand voltage in the in-plane direction of the inner wall surface.
図１を参照すると、本発明の一実施の形態による磁気コア１０は、矩形の板状形状を有している。磁気コア１０は、軟磁性金属粉末（図示せず）をバインダ成分（図示せず）により結着させた複合磁性体からなる。磁気コア１０は、コイル（図示せず）と組み合わされ、インダクタ（図示せず）を構成する。磁気コア１０は、一体成形構造であるため、組立ばらつきがなく、インダクタを構成する際の取り扱いも容易である。
Referring to FIG. 1, the
図１に示されるように、磁気コア１０には、厚み方向において複合磁性体を貫通する貫通部１２が形成されている。貫通部１２は、複数の孔部（孔）２１と、これら孔部２１に接続されたギャップ部２３とを有している。貫通部１２は、貫通方向（厚み方向）に沿って見たとき、閉じた形状を有している。本実施の形態において、厚み方向はＺ方向である。
As shown in FIG. 1, the
図１に示されるように、本実施の形態において、孔部２１の数は四つである。孔部２１は、コイル（図示せず）を構成する貫通導体（図示せず）を保持するためのものである。貫通導体は、孔部２１（貫通部１２）内に配置され、例えば、磁気コア（複合磁性体）１０の一対の主面の一方に設けられた第１導体（図示せず）と、磁気コア１０の主面の他方に設けられた第２導体（図示せず）とを接続する。第１導体及び第２導体は、貫通導体とともにコイル（の一部）を構成する。
As shown in FIG. 1, in the present embodiment, the number of
また、本実施の形態において、ギャップ部２３は、図１に示されるように、孔部２１間に接続された二つの第１ギャップ部（ギャップ）３１と、二つの第１ギャップ部３１間に接続された第２ギャップ部（ギャップ）３３とを有している。第１ギャップ部３１は、孔部２１に貫通導体を挿入する際に孔部２１の変形を容易にするとともに、磁気ギャップとして機能する。第２ギャップ部３３は、磁気ギャップとして機能する。
Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 1, the
但し、本発明は、上述した図１に示される形態に限られない。孔部２１の数及びその配置、ギャップ部２３の数、形状及び配置は、求められるインダクタの特性等に応じて決定される。例えば、本実施の形態において、第１ギャップ部３１の内壁面は曲面であるが、平面であってもよい。また、第２ギャップ部３３は、第１ギャップ部３１間を接続しているが、図２に示されるように、第２ギャップ部（中足ギャップ）３３に代えて第１ギャップ部３１の夫々から磁気コア１０Ａの縁に向かって延びる二つの第２ギャップ部（外足ギャップ）３３Ａを形成してもよい。換言すると、貫通部１２は、貫通方向に沿って見たとき開いた形状を有していてもよい。しかしながら、中足ギャップは、漏洩磁束がないという点で、漏洩磁束を生じる外足ギャップに比べて優れている。また、中足ギャップを持つ磁気コア１０を用いたインダクタは、外足ギャップを持つ磁気コア１０Ａを用いたインダクタに比べて周辺導体の影響を受けにくいという特長もある。なお、ギャップ部２３は、必要に応じて設けられるものであって必須ではない。
However, the present invention is not limited to the form shown in FIG. 1 described above. The number and arrangement of the
次に、図３を参照して、磁気コア１０の製造方法について説明する。まず、扁平化された軟磁性金属粉末を製造する（ステップＳ３０１）。詳しくは、Ｆｅ系合金を原料とし、アトマイズ法等の方法により、軟磁性金属粉末を得る。続いて、得られた軟磁性金属粉末をボールミル等の扁平化装置を用いて扁平化する。Ｆｅ系合金として、Ｆｅ−Ｓｉ系合金が好ましく、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ系合金（センダスト(登録商標)）又はＦｅ−Ｓｉ−Ｃｒ系合金がより好ましい。また、軟磁性金属粉末として、アモルファス相を主相とするものやその一部をナノ結晶化させたものを用いてもよい。
Next, a method of manufacturing the
次に、扁平化した軟磁性金属粉末に、バインダと溶剤とを秤量して混合し、さらに必要に応じて増粘剤を秤量して混合し、混合物（磁性塗料）を作製する（ステップＳ３０２）。バインダとして、無機酸化物を主成分とするものを用いることが好ましい。無機酸化物を主成分とするバインダとして、例えばメチル系シリコーンレジンやメチルフェニル系シリコーンレジン等を用いることができる。続いて、ドクターブレード法やダイスロット法等を用いて磁性塗料を基板上に塗布（印刷）し、加熱乾燥させて予備成形体（グリーンシート）を得る（ステップＳ３０３）。 Next, the binder and the solvent are weighed and mixed with the flattened soft magnetic metal powder, and if necessary, the thickener is weighed and mixed to prepare a mixture (magnetic paint) (step S302). .. It is preferable to use a binder containing an inorganic oxide as a main component. As the binder containing an inorganic oxide as a main component, for example, a methyl-based silicone resin, a methylphenyl-based silicone resin, or the like can be used. Subsequently, a magnetic paint is applied (printed) on the substrate by using a doctor blade method, a die slot method, or the like, and heat-dried to obtain a preformed body (green sheet) (step S303).
次に、得られた予備成形体を適当なサイズに切断し、切断後のシートを１枚もしくは複数枚積層して積層体とする（ステップＳ３０４）。ここで、適当なサイズは、例えば、複数の磁気コア１０（図１参照）を二次元に配列したのに等しいサイズである。 Next, the obtained preformed body is cut to an appropriate size, and one or more sheets after cutting are laminated to form a laminated body (step S304). Here, an appropriate size is, for example, a size equivalent to a plurality of magnetic cores 10 (see FIG. 1) arranged in two dimensions.
次に、積層体を加圧成形して成形体を得る（ステップＳ３０５）。続いて、得られた成形体を所定の加熱条件で加熱して熱硬化させ、熱硬化体を得る（ステップＳ３０６）。 Next, the laminated body is pressure-molded to obtain a molded body (step S305). Subsequently, the obtained molded product is heated under predetermined heating conditions and thermoset to obtain a thermosetting body (step S306).
ステップＳ３０６において、成形体の熱硬化は、ビッカース硬度が１２ＨＶ１以上５５ＨＶ１以下となるように行う。加熱条件は、実験に基づいて決定することができる。熱硬化体のビッカース硬度は、成形体を熱硬化させる際の加熱温度に依存するのみならず、成形体を形成する際（ステップＳ３０５）の加圧力にも依存する。したがって、加熱条件は、成形体を形成する際の加圧力を考慮して決定する。詳しくは、成形体を形成する際の加圧力と成形体を熱硬化させる際の加熱温度との様々な組み合わせを用いて複数の試料（熱硬化体）を製作し、それらのビッカース硬度を測定した結果に基づいて加熱条件を決定する。 In step S306, the molded product is thermoset so that the Vickers hardness is 12 HV1 or more and 55 HV1 or less. The heating conditions can be determined experimentally. The Vickers hardness of the thermosetting body depends not only on the heating temperature when the molded body is thermoset, but also on the pressing force when forming the molded body (step S305). Therefore, the heating conditions are determined in consideration of the pressing force when forming the molded product. Specifically, a plurality of samples (thermosetting bodies) were produced using various combinations of the pressing force for forming the molded body and the heating temperature for thermosetting the molded body, and their Vickers hardness was measured. The heating conditions are determined based on the results.
ビッカース硬度の測定は以下のように行う。まず、図４に示されるように、正四角錘ダイヤモンド４１を試料（熱硬化体）４３に押し付ける。詳しくは、押圧力Ｆ＝１ｋｇｆで１０秒間、試料４３の表面４５に正四角錘ダイヤモンド４１を押し付ける。次に、試料４３の表面４５に形成された圧痕４７の対角線長ｄ１及びｄ２を測定し、対角線平均長ｄ＝（ｄ１＋ｄ２）／２を計算する。同一の試料４３に対して複数回の測定を行い、得られた複数の対角線平均長ｄの平均値を用いてもよい。得られた対角線平均長ｄを用いて、ビッカース硬度ＨＶ≒１．８５４４×Ｆ（ｋｇｆ）／ｄ２（ｍｍ２）を計算する。この結果に基づいて、ビッカース硬度が１２ＨＶ１以上５５ＨＶ１以下となる熱硬化条件を決定する。
The Vickers hardness is measured as follows. First, as shown in FIG. 4, the
再び、図３を参照すると、次に、打ち抜き加工により、厚み方向において熱硬化体を貫通する貫通部１２（図１参照）を形成する（ステップＳ３０７）。熱硬化体のビッカース硬度が１２ＨＶ１より低いと、形成された貫通部１２がその形状を維持できない。例えば、第２ギャップ部３３（図１参照）の横方向の幅が縮小し、最悪の場合、第２ギャップ部３３が潰れる。なお、本実施の形態において、横方向はＹ方向である。また、本実施の形態において、熱硬化体のビッカース硬度が５５ＨＶ１より高いと、打ち抜き加工を行ったときに、熱硬化体に亀裂等の損傷が発生する。本実施の形態において、熱硬化体は、そのビッカース硬度が１２ＨＶ１以上５５ＨＶ１以下なので打ち抜き加工が可能であり、打ち抜き加工による損傷の発生がなく、また、加工後に貫通部１２の形状を維持することが可能である。しかも、打ち抜き加工は、フライス加工等の他の加工法に比べて加工に要する時間が短いので、貫通部１２を効率よく形成することができる。
With reference to FIG. 3 again, next, a penetrating portion 12 (see FIG. 1) penetrating the thermosetting body in the thickness direction is formed by punching (step S307). If the Vickers hardness of the thermosetting body is lower than 12HV1, the formed penetrating
次に、複数の磁気コア１０（図１参照）にそれぞれ対応するように熱硬化体を切り分ける（ステップＳ３０８）。また、必要に応じて、切り分けられた熱硬化体の研磨や洗浄を行う。なお、ステップ３０８は、ステップ３０７と同時に予め実施しておいてもよい。その後、切り分けられた熱硬化体の焼成を行う（ステップＳ３０９）。この焼成により、バインダの有機成分が分解して失われ、焼結体内部に細孔が形成される。また、バインダの無機成分（バインダ成分）は残存し、軟磁性金属粉同士を結着させる。より詳しくは、例えば焼結体は、６０体積％以上の軟磁性金属粉末と、４体積％以上３０体積％以下のバインダ成分と、１０体積％以上３０体積％以下の細孔を含んでいる。こうして、軟磁性金属粉末をバインダ成分により結着させた磁気コア１０（複合磁性体）が完成する。完成した磁気コア１０は、細孔の存在により弾性を有し、応力による特性劣化が少ない。また、この磁気コア１０は、焼成による収縮が極めて小さいため、寸法精度が高い。
Next, the thermosetting body is cut so as to correspond to each of the plurality of magnetic cores 10 (see FIG. 1) (step S308). In addition, if necessary, the carved thermosetting body is polished and washed. Note that step 308 may be performed in advance at the same time as step 307. Then, the carved thermosetting body is fired (step S309). By this firing, the organic component of the binder is decomposed and lost, and pores are formed inside the sintered body. In addition, the inorganic component (binder component) of the binder remains, and the soft magnetic metal powders are bound to each other. More specifically, for example, the sintered body contains 60% by volume or more of soft magnetic metal powder, 4% by volume or more and 30% by volume or less of a binder component, and 10% by volume or more and 30% by volume or less of pores. In this way, the magnetic core 10 (composite magnetic material) in which the soft magnetic metal powder is bound by the binder component is completed. The completed
以下、本実施の形態において、貫通部１２（図１参照）の形成を打ち抜き加工によって行う理由について説明する。 Hereinafter, in the present embodiment, the reason why the penetrating portion 12 (see FIG. 1) is formed by punching will be described.
貫通部１２（図１参照）を形成する方法として、ダイシング、フライス加工、ドリル加工及び打ち抜き加工がある。ダイシング、フライス加工及びドリル加工は、いずれも加工対象物を切削加工するものであるのに対して、打ち抜き加工は、パンチ及びダイを用いて加工対象物に剪断力を加えるものである。これらの方法を用いて形成された貫通部１２の内壁面１２１の表面状態の相違を調べるため、貫通部１２の内壁面１２１の面内方向における耐電圧試験を行った。試料は、貫通部１２の形成工程を除いて同一の製造工程により製造した。貫通部１２の形成は、ダイシング、フライス加工及び打ち抜き加工により行った。また、上述した製造工程に加えて、貫通部１２の内壁面１２１を試料の外側へ露出させる切断工程を実施した。試料の厚みは、１．１５ｍｍであった。
Methods for forming the penetrating portion 12 (see FIG. 1) include dicing, milling, drilling, and punching. Dicing, milling and drilling all cut the object to be machined, whereas punching is to apply shearing force to the object to be machined using a punch and a die. In order to investigate the difference in the surface state of the
上述したように、貫通部１２（図１参照）には、孔部２１とギャップ部２３とがある。貫通部１２が孔部２１の場合、その内壁面１２１は内周面、すなわち曲面である。一方、ギャップ部２３の内壁面１２１は、互いに対向する一対の側壁面である。側壁面は、曲面又は平面である。本実施の形態において、第１ギャップ部３１の側壁面は曲面であり、第２ギャップ部３３の側壁面は平面である。いずれにせよ、連続する孔部２１の内壁面１２１とギャップ部２３の内壁面１２１とは、形成方法が同一であれば、その形状によらずに同一の表面状態を有すると考えられる。したがって、本実施の形態において、耐電圧試験は、第２ギャップ部３３の内壁面１２１（平面）の一方に対して行った。
As described above, the penetrating portion 12 (see FIG. 1) has a
貫通部１２（図１参照）の内壁面１２１の面内方向における耐電圧試験には、図５に示されるような試験装置を用いた。図５に示される試験装置は、互いに平行に配置された二本の銅線５１に、測定器５３を接続したものである。銅線５１として直径０．３ｍｍのものを用い、銅線５１間の距離は５ｍｍとした。測定器５３として、菊水電子工業製の絶縁抵抗試験機ＴＯＳ７２００を用いた。測定は、温度８５℃、湿度８５％の条件下で１０００時間置いた試料５５を銅線５１に押し付けて行った。貫通部１２の内壁面１２１を銅線５１に接触させ、その状態で銅線５１間に電圧を１秒間印加して抵抗値を測定した。印加電圧を段階的に増加させ、測定を繰り返した。測定結果を表１及び図６に示す。
A test apparatus as shown in FIG. 5 was used for the withstand voltage test in the in-plane direction of the
表１から理解されるように、ダイシングにより形成された貫通部１２の内壁面１２１（試料Ｎｏ．０１〜０５）の抵抗値は、測定器５３（図５参照）の測定限界値（０．３ＭΩ）以下であり、耐電圧を測定することができなかった。また、フライス加工による貫通部１２の内壁面１２１（試料Ｎｏ．１１〜１５）の抵抗値は、表１及び図６から理解されるように、印加電圧１０Ｖにおいて５００ＭΩ以下であり、耐電圧は１００Ｖを下回っていた。一方、打ち抜き加工による貫通部１２の内壁面１２１（試料Ｎｏ．２１〜２５）の抵抗値は、印加電圧１０Ｖにおいて７００ＭΩを超えており、耐電圧は１００Ｖを上回っていた。このように、打ち抜き加工による貫通部１２の内壁面１２１の抵抗値は、他の加工方法により形成された貫通部１２の内壁面１２１の抵抗値よりも総じて高い。
As can be understood from Table 1, the resistance value of the inner wall surface 121 (Sample Nos. 01 to 05) of the penetrating
表１の結果に基づいて、各試料５５の貫通部１２の内壁面１２１の表面抵抗率ρｓを求めた。表面抵抗率の式：表面抵抗率ρｓ＝抵抗Ｒ＊幅Ｗ／長さＬ、に基づいて、表面抵抗率ρｓ＝測定抵抗値Ｒ×厚み（＝１．１５ｍｍ）／長さ（＝５ｍｍ）として求めた。その結果を表２に示す。
Based on the results in Table 1, the surface resistivity ρs of the
表２に示される結果から、フライス加工により貫通部１２を形成した試料Ｎｏ．１１〜Ｎｏ．１５のうち耐電圧の高いもの三つを選択し、表面抵抗率ρｓの平均値を求めた。同様に、表２に示される結果から、打ち抜き加工により貫通部１２を形成した試料Ｎｏ．２１〜Ｎｏ．２５のうち耐電圧の高いもの三つを選択し、表面抵抗率ρｓの平均値を求めた。その結果を表３及び図７に示す。
From the results shown in Table 2, the sample No. 1 in which the penetrating
表３及び図７から理解されるように、打ち抜き加工による貫通部１２の内壁面１２１の表面抵抗率ρｓは、フライス加工による貫通部１２の内壁面１２１の表面抵抗率よりも一桁高い。このように、打ち抜き加工により形成された貫通部１２の内壁面１２１は、高い表面抵抗率ρｓを有しているので、貫通部１２を形成した後に、内壁面１２１の表面抵抗率を高めるための処理を行う必要がない。
As can be seen from Table 3 and FIG. 7, the surface resistivity ρs of the
次に、貫通部１２の形成方法の違いによる貫通部１２の内壁面１２１の表面粗さの相違について調べた。貫通部１２の形成方法として、ダイシング、フライス加工、ドリル加工及び打ち抜き加工を用いた。試料は、耐電圧試験の場合と同様に作成した。本実施の形態における表面粗さは、以下のように定義した。
Next, the difference in surface roughness of the
図８に示されるように、試料８０の厚み方向に平行で且つ貫通部１２の内壁面１２１と直交する切断面に対して測定区間を設定する。詳しくは、表層に近い９０μｍ（＝３０μ×３）の二つの部分を測定対象から外し、残りの部分を測定対象とする。そして、測定対象部分に対して、試料８０の厚み方向において夫々が所定の長さを有する複数の測定区間を設定する。より詳しくは、試料８０の厚み方向において、各測定区間の長さが３０μｍとなるように複数の測定区間を設定する。この設定は、互いに隣り合う測定区間が、部分的に重なり合うように行ってもよい。設定された各測定区間において、横方向に最も突出している部分（Max）と最も凹んでいる部分（Min）との間の距離（Max-Min）を測定し、区間値とする。そして、各試料８０について測定した全ての区間値の平均値を求める。こうして求めた平均値を、貫通部１２の内壁面１２１の表面粗さと定義した。
As shown in FIG. 8, the measurement section is set for the cut surface parallel to the thickness direction of the
ダイシング、フライス加工、ドリル加工及び打ち抜き加工の夫々により貫通部１２を形成した試料８０について、貫通部１２の内壁面１２１の区間値を測定した結果を表４に示す。表４は、厚み９７０μｍ（＝１．１５ｍｍ−９０μ×２）の測定対象部分に対して、互いに隣り合う測定区間が部分的に重なり合うように３８個の測定区間を設定した結果を示している。また、測定した区間値の度数分布を表５及び図９に示す。さらに、測定した区間値の標準偏差σ及び平均値（表面粗さ）を表６に示す。加えて、抜き打ち加工により貫通部１２を形成した厚み０．４ｍｍの試料について測定した区間値、及びその標準偏差σと平均値とを表７に示す。表７は、厚み２２０μｍ（＝０．４ｍｍ−９０μ×２）の測定対象部分に対して、互いに隣り合う測定区間が部分的に重なり合うように１６個の測定区間を設定した結果を示している。
Table 4 shows the results of measuring the section values of the
表４、表５及び図９から理解されるように、打ち抜き加工により形成された貫通部１２の区間値は、他の方法により形成された貫通部１２の区間値よりも総じて大きい。換言すると、打ち抜き加工により形成された貫通部１２の内壁面１２１の表面は、他の方法により形成された貫通部１２の内壁面１２１の表面よりも粗いといえる。これは、表６に示される結果からも明らかである。即ち、打ち抜き加工による貫通部１２の内壁面１２１の区間値の標準偏差σ及び平均値（表面粗さ）は、他の加工法による貫通部１２の内壁面１２１の区間値の標準偏差σ及び平均値（表面粗さ）よりも、夫々大きい。なお、表７から理解されるように、試料８０の厚みが薄い場合も、打ち抜き加工による貫通部１２の内壁面１２１の表面状態は比較的粗いといえる。
As can be seen from Tables 4, 5 and 9, the section value of the penetrating
上述した耐電圧試験の結果と表面粗さの測定結果から、貫通部１２の内壁面１２１の粗さが粗いほど耐電圧が高いと推測される。そこで、耐電圧試験の対象であった試料のうちフライス加工及び打ち抜き加工により貫通部１２を形成した試料（試料Ｎｏ．１１〜Ｎｏ．１５及び試料Ｎｏ．２１〜Ｎｏ．２５）についても、内壁面１２１の表面粗さを測定した。測定した表面粗さと耐電圧との関係を、表８及び図１０に示す。
From the results of the withstand voltage test and the measurement result of the surface roughness described above, it is estimated that the coarser the roughness of the
表８及び図１０から理解されるように、表面粗さと耐電圧との間には、概ね比例関係が認められる。そして、耐電圧１００（Ｖ）以上を実現するには、表面粗さが５μｍ以上あればよいことがわかる。よって、本実施の形態では、貫通部１２の形成方法として、打ち抜き加工を採用し、貫通部１２の内壁面１２１の表面粗さが５μｍ以上となるようにする。換言すると、貫通部１２の形成方法として打ち抜き加工を採用することにより、形成される貫通部１２の内壁面１２１の表面粗さを５μｍとすることができる。これにより、貫通部１２の内壁面１２１の面内方向の抵抗値（表面抵抗率）を高め、耐電圧を高めることができる。その結果、磁気コア１０（図１参照）がコイル（図示せず）と組み合わされたとき、コイルが貫通部１２の内壁面１２１を介して短絡することを防止することができる。
As can be seen from Table 8 and FIG. 10, there is a roughly proportional relationship between the surface roughness and the withstand voltage. Then, it can be seen that the surface roughness should be 5 μm or more in order to realize the withstand voltage of 100 (V) or more. Therefore, in the present embodiment, a punching process is adopted as a method for forming the penetrating
以上、本発明について実施の形態を掲げて説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の変形・変更が可能である。例えば、上記実施の形態では、第１ギャップ部３１は夫々二つの孔部２１接続しているが、各孔部２１に夫々独立したギャップ部を接続するようにしてもよい。この場合、第２ギャップ部３３は形成されない。
Although the present invention has been described above with the embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and changes can be made without departing from the gist of the present invention. For example, in the above embodiment, the
１０，１０Ａ 磁気コア（複合磁性体）
１２ 貫通部
１２１ 内壁面
２１ 孔部
２３ ギャップ部
３１ 第１ギャップ部
３３，３３Ａ 第２ギャップ部
４１ 正四角錘ダイヤモンド
４３ 試料
４５ 表面
４７ 圧痕
５１ 銅線
５３ 測定器
５５，８０ 試料（磁気コア）
10,10A magnetic core (composite magnetic material)
12
Claims (7)
前記複合磁性体を貫く貫通部が形成されており、
前記貫通部の内壁面の表面粗さは５μｍ以上である
複合磁性体。 It is a composite magnetic material in which flat soft magnetic metal powder is bound by a binder component.
A penetrating portion penetrating the composite magnetic material is formed.
A composite magnetic material having a surface roughness of 5 μm or more on the inner wall surface of the penetrating portion.
前記複合磁性体は、磁気コアとして用いられるものであり、
前記貫通部は、貫通導体を保持する孔であり、
前記内壁面は、前記孔の内周面である
複合磁性体。 The composite magnetic material according to claim 1.
The composite magnetic material is used as a magnetic core and is used.
The penetrating portion is a hole for holding a penetrating conductor.
The inner wall surface is a composite magnetic material which is an inner peripheral surface of the hole.
前記貫通部は、前記貫通導体を保持する孔と、前記孔に接続されたギャップであり、
前記内壁面は、前記孔の内周面及び前記ギャップの互いに対向する側壁面である
複合磁性体。 The composite magnetic material according to claim 2.
The penetrating portion is a hole for holding the penetrating conductor and a gap connected to the hole.
The inner wall surface is a composite magnetic material which is an inner peripheral surface of the hole and a side wall surface of the gap facing each other.
前記複合磁性体は、６０体積％以上の軟磁性金属粉末と、４体積％以上３０体積％以下の前記バインダ成分と、１０体積％以上３０体積％以下の細孔とを含んでいる
複合磁性体。 The composite magnetic material according to any one of claims 1 to 3.
The composite magnetic material is a composite magnetic material containing 60% by volume or more of soft magnetic metal powder, 4% by volume or more and 30% by volume or less of the binder component, and 10% by volume or more and 30% by volume or less of pores. ..
前記貫通部は、貫通方向に沿って見たとき、閉じた形状を有している
複合磁性体。 The composite magnetic material according to any one of claims 1 to 4.
The penetrating portion is a composite magnetic material having a closed shape when viewed along the penetrating direction.
前記コイルは、前記複合磁性体の一対の主面の一方に設けられた第１導体と、前記複合磁性体の主面の他方に設けられた第２導体と、前記貫通部内に配置され、前記第１導体と前記第２導体とを接続する貫通導体と、を備える
インダクタ。 An inductor comprising the composite magnetic material according to any one of claims 1 to 5 and a coil.
The coil is arranged in the penetrating portion with a first conductor provided on one of the pair of main surfaces of the composite magnetic material and a second conductor provided on the other side of the main surface of the composite magnetic material. An inductor comprising a through conductor connecting the first conductor and the second conductor.
前記軟磁性金属粉末と前記バインダ成分を含むバインダとを混合した混合物から成形体を形成し、
ビッカース硬度が１２ＨＶ１以上５５ＨＶ１以下となるように、前記成形体を熱硬化させて熱硬化体を形成し、
前記熱硬化体に打ち抜き加工を施して、前記熱硬化体を貫通する貫通部を形成する
複合磁性体の製造方法。 It is a method for producing a composite magnetic material in which flat soft magnetic metal powder is bound by a binder component.
A molded product is formed from a mixture of the soft magnetic metal powder and the binder containing the binder component.
The molded product was thermoset to form a thermosetting body so that the Vickers hardness was 12 HV1 or more and 55 HV1 or less.
A method for producing a composite magnetic material, in which the thermosetting body is punched to form a penetrating portion penetrating the thermosetting body.
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