KR20180047851A - Magnetic powder for coil component and coil component including the same - Google Patents
Magnetic powder for coil component and coil component including the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR20180047851A KR20180047851A KR1020160144637A KR20160144637A KR20180047851A KR 20180047851 A KR20180047851 A KR 20180047851A KR 1020160144637 A KR1020160144637 A KR 1020160144637A KR 20160144637 A KR20160144637 A KR 20160144637A KR 20180047851 A KR20180047851 A KR 20180047851A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- powder
- magnetic powder
- coil
- content
- coil part
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
- H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
- H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
- H01F1/12—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
- H01F1/14—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
- H01F1/147—Alloys characterised by their composition
- H01F1/14766—Fe-Si based alloys
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
- H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
- H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
- H01F1/032—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials
- H01F1/04—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials metals or alloys
- H01F1/06—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Soft Magnetic Materials (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Coils Or Transformers For Communication (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 코일 부품용 자성 분말 및 이를 포함하는 코일 부품에 관한 것이다.The present invention relates to a magnetic powder for a coil part and a coil part comprising the same.
코일 부품 중 하나인 인덕터(inductor)는 저항, 커패시터와 더불어 전자회로를 이루어 노이즈(Noise)를 제거하는 대표적인 수동소자이자 코일 부품으로써, 전자기적 특성을 이용하여 커패시터와 조합하여 특정 주파수 대역의 신호를 증폭시키는 공진회로, 필터(Filter) 회로 등의 구성에 사용된다.The inductor, which is one of the coil parts, is a passive element that is a typical passive element that removes noise by forming an electronic circuit together with a resistor and a capacitor. It is a coil part that combines with a capacitor using electromagnetic characteristics, A resonant circuit for amplification, and a filter circuit.
최근 들어, 각종 통신 디바이스 또는 디스플레이 디바이스 등 IT 디바이스의 소형화 및 박막화가 가속화되고 있는데, 이러한 IT 디바이스에 채용되는 인덕터, 캐패시터, 트랜지스터 등의 각종 소자들 또한 소형화 및 박형화하기 위한 연구가 지속적으로 이루어지고 있다. In recent years, miniaturization and thinning of IT devices such as various communication devices and display devices have been accelerated. Researches for miniaturization and thinning of various devices such as inductors, capacitors, and transistors employed in IT devices have been continuously carried out .
이러한 소형화에도 불구하고 코일 부품에 요구되는 성능은 동일 또는 점차 높아지고 있는 추세이다. 코일 부품 중 하나인 인덕터에서는 용량, 직류중첩특성 및 손실 효율 등의 특성이 중요하게 다루어진다. Despite such miniaturization, the performance required for coil components is the same or gradually increasing. Inductors, which are one of the coil components, have important characteristics such as capacity, DC superposition characteristics, and loss efficiency.
이러한, 코일 부품의 성능은 코일 부품의 바디에 사용되는 합금 파우더의 특성에 크게 영향을 받는다.Such performance of the coil part is greatly influenced by the characteristics of the alloy powder used for the body of the coil part.
따라서, 코일 부품 성능을 향상시킬 수 있는 코일 부품용 자성 분말이 필요한 실정이다.Therefore, there is a need for magnetic powder for coil parts that can improve the performance of coil parts.
본 발명의 일 목적 중 하나는, 높은 포화 자속 특성(Ms)을 가지는 코일 부품용 자성 분말 및 이를 포함하는 코일 부품을 제공하는 것에 있다. One of the objects of the present invention is to provide a magnetic powder for a coil part having a high saturation magnetic flux characteristic (Ms) and a coil part including the magnetic powder.
상술한 과제를 해결하기 위한 방법으로, 본 발명은 일 예를 통하여 코일 부품용 자성 분말을 제안하고자 하며, 구체적으로, Fe-Si-B-C-Cr 계 철계 분말을 포함하고, 상기 철계 분말은 비정질과 결정질 입자를 포함하고 있다.As a method for solving the above-mentioned problems, the present invention intends to propose a magnetic powder for a coil part through an example, and more specifically, it includes a Fe-Si-BC-Cr based iron-based powder, Crystalline particles.
상술한 과제를 해결하기 위한 방법으로, 본 발명은 다른 예를 통하여 코일 부품를 제안하고자 하며, 구체적으로, 코일 부품용 자성 분말을 포함하는 바디; 상기 바디의 내측에 배치되어 양단부가 상기 바디의 외측으로 노출되는 코일; 및 상기 바디의 외측에 배치되어 상기 코일의 단부와 각각 연결되는 외부 전극;을 포함하고, 상기 코일 부품용 자성 분말은, Fe-Si-B-C-Cr 계 철계 분말을 포함하고, 상기 철계 분말은 비정질과 결정질 입자를 포함한다.As a method for solving the above-mentioned problems, the present invention proposes a coil part through another example, and specifically, a body including a magnetic powder for a coil part; A coil disposed inside the body and having both ends exposed to the outside of the body; And an outer electrode disposed on the outer side of the body and connected to an end of the coil, wherein the magnetic powder for a coil part includes an Fe-Si-BC-Cr-based iron-based powder, And crystalline particles.
본 발명의 일 실시예에 따른 코일 부품용 자성 분말은 Fe-Si-B-C-Cr 계 철계 분말을 포함하고, 상기 철계 분말은 비정질과 결정질 입자를 포함하기 때문에 높은 포화 자속 특성(Ms)을 가질 수 있다.The magnetic powder for a coil part according to an embodiment of the present invention includes an Fe-Si-BC-Cr-based iron-based powder, and the iron-based powder contains amorphous and crystalline particles, and therefore has a high saturation flux characteristic (Ms) have.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 코일 부품은 Fe-Si-B-C-Cr 계 철계 분말을 포함하고, 상기 철계 분말은 비정질과 결정질 입자를 포함하는 코일 부품용 자성 분말을 포함하기 때문에, 높은 DC-bias 성능을 가질 수 있다.Further, since the coil component according to another embodiment of the present invention includes Fe-Si-BC-Cr based iron-based powder, and the iron-based powder includes magnetic powder for coil parts including amorphous and crystalline particles, -bias performance.
도 1은 비교예의 코일 부품용 자성 분말의 XRD(X-Ray Diffraction)를 측정한 것으로, 비정질 입자로만 이루어진 자성 분말의 XRD 시그널을 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 비교예에 따른 코일 부품용 자성 분말의 VSM(Vibrating Sample Magnetometer)을 측정한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 부품용 자성 분말의 XRD(X-Ray Diffraction)를 측정한 것으로, 비정질과 결정질 입자가 혼합된 자성 분말의 XRD 시그널을 개략적으로 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 부품용 자성 분말의 VSM(Vibrating Sample Magnetometer)을 측정한 것이다.
도 5 내지 7은 결정질 입자의 함량이 서로 다른 자성 분말의 XRD 시그널을 개략적으로 도시한 것이다.
도 8은 XRD 측정 결과 결정질 피크가 관찰되지 않는 경우의 TEM 이미지와 SAM 패턴 결과를 도시한 것이며, 도 9는 XRD 측정 결과 결정질 피크가 관찰되는 경우의 TEM 이미지와 SAD 패턴 결과를 도시한 것이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 코일 부품의 단면도를 개략적으로 도시한 것이다.FIG. 1 is a graph showing an XRD signal of a magnetic powder composed of only amorphous particles obtained by measuring XRD (X-Ray Diffraction) of a magnetic powder for a coil part of a comparative example.
2 is a measurement of VSM (Vibrating Sample Magnetometer) of a magnetic powder for a coil part according to a comparative example.
FIG. 3 is a graph showing XRD (X-Ray Diffraction) of a magnetic powder for a coil part according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a schematic view of an XRD signal of a magnetic powder in which amorphous and crystalline particles are mixed.
4 is a Vibrating Sample Magnetometer (VSM) of a magnetic powder for a coil component according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 5 to 7 schematically show an XRD signal of a magnetic powder having a different crystalline particle content.
FIG. 8 shows a TEM image and a SAM pattern result when a crystalline peak is not observed as a result of XRD measurement, and FIG. 9 shows a TEM image and a SAD pattern result when a crystalline peak is observed as an XRD measurement.
10 schematically shows a cross-sectional view of a coil part according to another embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
그러나, 본 발명의 실시 예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 예로 한정되는 것은 아니다.However, the embodiments of the present invention can be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the following embodiments.
또한, 본 발명의 실시 예는 당해 기술 분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.Further, the embodiments of the present invention are provided to more fully explain the present invention to those skilled in the art.
도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.The shape and size of elements in the drawings may be exaggerated for clarity.
또한, 각 실시 예의 도면에 나타난 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.In the drawings, like reference numerals are used to designate like elements that are functionally equivalent to the same reference numerals in the drawings.
코일 부품용 자성 분말Magnetic powder for coil parts
본 발명의 일 실시예에 따른 코일 부품용 자성 분말은 Fe-Si-B-C-Cr 계 철계 분말을 포함하고, 상기 철계 분말은 비정질과 결정질 입자를 포함한다.The magnetic powder for a coil component according to an embodiment of the present invention includes Fe-Si-B-C-Cr-based iron-based powder, and the iron-based powder includes amorphous and crystalline particles.
종래 코일 부품에 이용되는 높은 Ms 특성을 가지는 철계 분말이란 Fe의 함량은 78 ~ 84 at%이며, 포화자속밀도(Bs)는 약 1.54 ~ 1.63T 수준이고, 보자력은 100 A/m 이하 수준을 가지는 것을 의미한다.The iron-based powder having a high Ms characteristic used in conventional coil parts has an Fe content of 78 to 84 at%, a saturation magnetic flux density Bs of about 1.54 to 1.63 T, and a coercive force of less than 100 A / m .
특히, 특정한 열처리 공정이 적용된 자성 분말의 경우, 보자력이 100 A/m 이하 수준이며 분말의 입도가 D50으로 20 ~ 25 ㎛인 조건에서, 토로이달 코어를 기준으로 투자율은 1 MHz 주파수에서 32 ~ 35를 만족하고, 코어로스는 0.02T-1MHz 조건에서 550 kW/m3 이하의 특성을 만족하여야 한다.In particular, in the case of a magnetic powder to which a specific heat treatment process is applied, the magnetic permeability is from 32 to 35 at a frequency of 1 MHz under a condition that the coercive force is at a level of 100 A / m or less and the particle size of the powder is 20 to 25 탆, And the core loss should satisfy 550 kW / m 3 or less at 0.02 T-1 MHz.
높은 Fe 함량을 가지는 철계 분말의 경우, 상술한 특성을 만족하기 위해서는 X-Ray Diffraction (XRD)을 측정했을 때, 비정질 입자를 포함하고 있음이 확인되어야 한다.In the case of the iron-based powder having a high Fe content, it should be confirmed that when the X-ray diffraction (XRD) is measured, it contains amorphous particles in order to satisfy the above-mentioned characteristics.
이와 같은 비정질성을 나타내는 높은 Fe 함량을 가지는 철계 분말의 XRD 시그널은 도 1과 같이 헤일로(halo) 형태가 나타나게 된다.The XRD signal of the iron-based powder having a high Fe content showing such an amorphous state has a halo form as shown in Fig.
비정질 입자만을 포함하는 비교예의 코일 부품용 자성 분말의 Ms 특성을 VSM으로 측정하면 도 2와 같다.The Ms characteristics of the magnetic powder for a coil component of Comparative Example containing only amorphous particles are shown in Fig. 2 as VSM.
도 2에서 이용된 비교예의 코일 부품용 자성 분말은 81 at%의 Fe, 4 at%의 Si, 13at%의 B, 1 at%의 C 및 1%의 Cr 의 조성을 가지며, 도 1에서 알 수 있듯이 비정질 입자만을 포함하는 것을 알 수 있다.2, the magnetic powder for a coil part of the comparative example has a composition of 81 at% of Fe, 4 at% of Si, 13 at% of B, 1 at% of C and 1% of Cr, It can be seen that it contains only amorphous particles.
도 2를 참조하면, 비정질 입자만을 포함하는 비교예의 코일 부품용 자성 분말의 Ms는 약 172.7 emu/g 인 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 2, it can be seen that Ms of the magnetic powder for a coil part of the comparative example including only amorphous particles is about 172.7 emu / g.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 부품용 자성 분말의 XRD(X-Ray Diffraction)를 측정한 것으로, 비정질과 결정질 입자가 혼합된 자성 분말의 XRD 시그널을 개략적으로 도시한 것이다.FIG. 3 is a graph showing XRD (X-Ray Diffraction) of a magnetic powder for a coil part according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a schematic view of an XRD signal of a magnetic powder in which amorphous and crystalline particles are mixed.
XRD 및 VSM 측정에 이용된, 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 부품용 자성 분말은 81 at%의 Fe, 4 at%의 Si, 13at%의 B, 1 at%의 C 및 1%의 Cr 의 조성을 가지며, 이는 전술한 비교예의 코일 부품용 자성 분말과 동일한 조성임을 알 수 있다.The magnetic powder for coil parts used in the XRD and VSM measurement according to an embodiment of the present invention includes 81 at% of Fe, 4 at% of Si, 13 at% of B, 1 at% of C, and 1% of Cr , Which is the same composition as the magnetic powder for the coil part of the above-mentioned comparative example.
전술한 비교예와 달리, 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 부품용 자성 분말은 비정질과 결정질 입자가 혼합된 헤테로지니어스(heterogeneous) 분말이기 때문에 XRD를 측정할 때, 결정성 입자에 대한 피크(약 45 deg)가 확인되는 것을 알 수 있다.Unlike the above-described comparative example, the magnetic powder for a coil part according to an embodiment of the present invention is a heterogeneous powder mixed with amorphous and crystalline particles. Therefore, when XRD is measured, 45 deg) is confirmed.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 부품용 자성 분말은 Fe-Si-B-C-Cr 계 철계 분말을 포함하고, 상기 철계 분말은 비정질과 결정질 입자를 포함하기 때문에, XRD 시그널의 측정 결과에 있어서, 결정질 피크의 높이(h1)와 비정질 피크의 높이(h2)의 비(h1/h2)는 1 내지 1.5임을 확인할 수 있다.That is, since the magnetic powder for a coil part according to an embodiment of the present invention includes an Fe-Si-BC-Cr-based iron-based powder and the iron-based powder includes amorphous and crystalline particles, , The ratio (h1 / h2) of the height (h1) of the crystalline peak to the height (h2) of the amorphous peak is 1 to 1.5.
이 때, 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 부품용 자성 분말에서 결정질 입자가 차지하는 함량은 5 내지 6 vol% 일 수 있다.At this time, the content of the crystalline particles in the magnetic powder for a coil part according to an embodiment of the present invention may be 5 to 6 vol%.
결정질 피크의 높이(h1)와 비정질 피크의 높이(h2)의 비(h1/h2)이 1 미만인 경우에는 코어 로스가 매우 높고, Ms가 낮은 문제가 있으며, 결정질 피크의 높이(h1)와 비정질 피크의 높이(h2)의 비(h1/h2)이 1.5를 초과하는 경우에는 투자율이 낮아지며, 코어 로스도 증가하는 문제가 있다.When the ratio (h1 / h2) of the height (h1) of the crystalline peak to the height (h2) of the amorphous peak is less than 1, there is a problem that the core loss is very high and the Ms is low, and the crystal peak height h1 and the amorphous peak The ratio h1 / h2 of the height h2 of the first and the second guide plates 12 and 13 exceeds 1.5, the permeability decreases and the core loss also increases.
따라서, 결정질 피크의 높이(h1)와 비정질 피크의 높이(h2)의 비(h1/h2)가 1 내지 1.5인 경우에 낮은 코어로스 특성, 적정한 투자율 및 높은 Ms 특성을 가질 수 있다.Therefore, when the ratio (h1 / h2) of the height (h1) of the crystalline peak to the height (h2) of the amorphous peak is 1 to 1.5, it is possible to have a low core loss characteristic, a proper permeability and a high Ms characteristic.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 부품용 자성 분말의 VSM(Vibrating Sample Magnetometer)을 측정한 것이다.4 is a Vibrating Sample Magnetometer (VSM) of a magnetic powder for a coil component according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 부품용 자성 분말은 비정질과 결정질 입자가 혼합된 헤테로지니어스(heterogeneous) 분말이기 때문에, 비교예와 동일한 조성임에도 불구하고 VSM 측정 결과 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 부품용 자성 분말의 Ms는 약 182.6 emu/g 로 비교예의 코일 부품용 자성 분말의 Ms 측정값보다 약 5 내지 6 % 높은 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 4, since the magnetic powder for a coil part according to an embodiment of the present invention is a heterogeneous powder mixed with amorphous and crystalline particles, The Ms of the magnetic powder for the coil part according to an embodiment is about 182.6 emu / g, which is about 5 to 6% higher than the Ms measured value of the magnetic powder for the coil part of the comparative example.
81 at%의 Fe, 4 at%의 Si, 13at%의 B, 1 at%의 C 및 1%의 Cr 의 조성을 가지는 비정질 입자로만 이루어진 비교예의 코일 부품용 자성 분말과 비교예와 동일한 조성을 가지되 비정질과 결정질 입자가 혼합된 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 부품용 자성 분말을 마련하였다. A magnetic powder for a coil part of Comparative Example consisting of amorphous particles having a composition of 81 at% of Fe, 4 at% of Si, 13 at% of B, 1 at% of C and 1% of Cr, And magnetic particles for a coil component according to an embodiment of the present invention, which are mixed with crystalline particles.
마련된 비교예의 코일 부품용 자성 분말과 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 부품용 자성 분말은 각각 조분을 70 내지 90 wt%, 미분을 10 내지 30 wt% 포함하도록 조절하였다. The magnetic powder for the coil part of the comparative example and the magnetic powder for the coil part according to the embodiment of the present invention were adjusted so as to contain the coarse powder at 70 to 90 wt% and the fine powder at 10 to 30 wt%, respectively.
비교예의 코일 부품용 자성 분말과 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 부품용 자성 분말을 이용하여 토로이달 코어를 제조하였다.A toroidal core was produced using the magnetic powder for the coil part of the comparative example and the magnetic powder for the coil part according to one embodiment of the present invention.
비교예의 토로이달 코어와 본 발명의 일 실시예의 토로이달 코어에 대한 전자기 특성 평가를 수행한 결과 투자율, 품질계수, 코어로스 등의 전자기 특성들이 유사한 수준임을 확인할 수 있었다.As a result of evaluating the electromagnetic characteristics of the toroidal core of the comparative example and the toroidal core of the embodiment of the present invention, it was confirmed that the electromagnetic characteristics such as magnetic permeability, quality factor and core loss were similar.
하지만, 입력된 전류당 %투자율은 비교예의 토로이달 코어의 경우에는 ~87.9% 이며, 본 발명의 일 실시예의 토로이달 코어의 경우에는 ~ 90.8%로 비정질과 결정질 입자가 혼합된 경우의 토로이달 코어의 DC-bias 성능이 높은 것을 확인할 수 있었다.However, the% magnetic permeability per input current is ~ 87.9% in the case of the toroidal core of the comparative example, and ~ 90.8% in the case of the toroidal core of the embodiment of the present invention is the toroidal core when the amorphous and crystalline particles are mixed DC-bias performance was high.
본 발명의 일 실시예에 따른 코일 부품용 자성 분말은 Fe의 함량은 80 내지 81 at%이고, Si의 함량은 4 내지 8 at% 이고, B의 함량은 12 내지 14 at%이고, C의 함량은 0.15 내지 1.0 at%이며, Cr의 함량은 1 내지 1.5 at%일 수 있다.The magnetic powder for a coil part according to an embodiment of the present invention has a Fe content of 80 to 81 at%, a Si content of 4 to 8 at%, a B content of 12 to 14 at%, a C content May be 0.15 to 1.0 at%, and the Cr content may be 1 to 1.5 at%.
코일 부품은 높은 Bs 값을 요구되는데, 일반적으로 Bs가 높은 합금 파우더의 재료 설계는 Fe 원소가 풍부한 조성을 기반으로 한다.Coil components require a high Bs value, and the material design of alloying powder, which generally has a high Bs, is based on an Fe-rich composition.
Fe 원소가 풍부한 조성에 Si, B, C 등의 준금속(metalloid)계 원소를 소량 첨가하여 모합금(Ingot)을 만들고 아토마이져(atomizer) 장치를 사용해 파우더화 하게 된다. 이때, 유리질화(Glass Forming Ability; GFA)가 가능하도록 코일 부품용 자성 분말의 조성을 조절하는 것이 중요하다. A small amount of metalloid elements such as Si, B, and C is added to the composition rich in Fe element to make a mother alloy (ingot) and powdered using an atomizer device. At this time, it is important to control the composition of the magnetic powder for the coil part so as to enable glass forming ability (GFA).
본 발명의 일 실시예에 따른 코일 부품용 자성 분말은 Fe의 함량이 80 내지 81 at% 이기 때문에, 높은 Bs 값을 가지게 된다.The magnetic powder for a coil part according to an embodiment of the present invention has a high Bs value because the content of Fe is 80 to 81 at%.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 부품용 자성 분말은 Si의 함량은 4 내지 8 at%이고, B의 함량은 12 내지 14 at%이며, C의 함량은 0.15 내지 1.0 at% 이기 때문에 자성 입자의 일부가 유리질화가 가능하다.In the magnetic powder for a coil part according to an embodiment of the present invention, the content of Si is 4 to 8 at%, the content of B is 12 to 14 at%, and the content of C is 0.15 to 1.0 at% Part of the particles can be vitrified.
특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 부품용 자성 분말은 Cr의 함량이 1.0 내지 1.5 at% 포함하기 때문에 내부식성이 뛰어나고, 동시에 자기시효가 방지되며 Bs가 1.5 T이상이 구현이 가능하다.Particularly, the magnetic powder for a coil part according to an embodiment of the present invention has excellent corrosion resistance due to the content of Cr of 1.0 to 1.5 at%, prevents magnetic aging at the same time, and can realize a Bs of 1.5 T or more.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 부품용 자성 분말은 코일 부품용 자성 분말에 Cr이 1 내지 1.5 at% 첨가되어, Fe-Si-B-C-Cr 파우더의 표면에 CrOx 층이 형성되어 Fe-Si-B-C-Cr 파우더의 표면에 인산염계 코팅체로 코팅되는 경우에 Fe-Si-B-C-Cr 파우더와 인산염계 코팅체의 접합성을 현저히 향상시켜 우수한 절연 저항 특성 및 재현성을 확보할 수 있다.In the magnetic powder for a coil component according to an embodiment of the present invention, a CrO x layer is formed on the surface of the Fe-Si-BC-Cr powder by adding 1 to 1.5 at% of Cr to the magnetic powder for a coil part, -Si-BC-Cr powder is coated on the surface of the phosphate-based coating, the bonding property between the Fe-Si-BC-Cr powder and the phosphate-based coating can be remarkably improved and excellent insulation resistance characteristics and reproducibility can be ensured.
본 발명의 일 실시예에 따른 코일 부품에 포함된 철계 분말의 종횡비는 1.1 내지 1.3일 수 있다. The aspect ratio of the iron-based powder included in the coil component according to an embodiment of the present invention may be 1.1 to 1.3.
만약, 철계 분말의 종횡비가 1.1 미만이라면 코어 로스가 높아지고, Ms 값이 매우 낮아지며, 반대로 철계 분말의 종횡비가 1.3을 초과하면 낮은 투자율과 높은 코어 로스 특성을 가진다.If the aspect ratio of the iron-based powder is less than 1.1, the core loss becomes high and the Ms value becomes extremely low. On the contrary, when the aspect ratio of the iron-based powder exceeds 1.3, the magnetic permeability and core loss characteristics are low.
결론적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 부품용 자성 분말은 Fe-Si-B-C-Cr 계 철계 분말을 포함하고, 상기 철계 분말은 비정질과 결정질 입자를 포함하고 있기 때문에, 조분과 미분을 8:2 로 혼합하여 제조된 20 파이 토로이달 코어를 기준으로 1 MHz 주파수에서 투자율 32 이상, 코어로스 500 kW/m3 이하, 품질 계수 65 이상을 만족하면서, 동시에 180 emu/g 이상의 높은 Ms 측정값을 가질 수 있다는 우수한 효과가 있다.As a result, the magnetic powder for a coil component according to an embodiment of the present invention includes an Fe-Si-BC-Cr-based iron-based powder and the iron-based powder contains amorphous and crystalline particles. : 2 at a frequency of 1 MHz and a core loss of less than 500 kW / m 3 and a quality factor of 65 or more, and at the same time a high Ms measured value of 180 emu / g or more Can be obtained.
도 5 내지 7은 결정질 입자의 함량이 서로 다른 자성 분말의 XRD 시그널을 개략적으로 도시한 것이다.FIGS. 5 to 7 schematically show an XRD signal of a magnetic powder having a different crystalline particle content.
도 5는 h1/h2가 0인 경우, 도 6은 h1/h2가 1.3인 경우, 도 7은 h1/h2가 2.82인 경우의 자성분말의 XRD 시그널을 도시한 것이다.Fig. 5 shows XRD signals of the magnetic powder when h1 / h2 is 0, Fig. 6 shows h1 / h2 of 1.3, and h1 / h2 of 2.82.
도 5 내지 7의 자성 분말의 투자율(1MHz), 코어 로스, Ms를 각각 측정하였다.The permeability (1 MHz), core loss, and Ms of the magnetic powders shown in Figs. 5 to 7 were measured, respectively.
도 5와 같이 h1/h2가 1 미만인 경우, 즉 결정질 피크가 관찰되지 않는 경우의 투자율은 21.6이며, 코어 로스는 879 kW/m3, Ms는 172 emu/g인 것을 확인할 수 있다. In some cases h1 / h2 is less than 1, such as 5, that is, when the permeability of the crystalline peak is not observed was 21.6, and the core loss may be confirmed that the 879 kW / m 3, Ms is 172 emu / g.
이와 달리, 도 7과 같이 h1/h2가 1.5를 초과하는 경우에는 투자율이 17.3이며, 코어 로스는 881 kW/m3, Ms는 184.4 emu/g인 것을 확인할 수 있다. In contrast, as shown in FIG. 7, when h1 / h2 exceeds 1.5, the permeability is 17.3, the core loss is 881 kW / m 3 , and the Ms is 184.4 emu / g.
즉, h1/h2가 1 미만인 경우에는 코어로스가 높고 Ms가 낮은 문제가 있으며, h1/h2가 1.5를 초과하는 경우에는 코어로스가 높고 투자율이 낮은 문제가 있다.That is, when h1 / h2 is less than 1, core loss is high and Ms is low. When h1 / h2 exceeds 1.5, core loss is high and permeability is low.
하지만, 도 6과 같이, h1/h2가 1 내지 1.5인 경우에는 투자율은 21.5이며, 코어 로스는 717 kW/m3, Ms는 182 emu/g 로, 높은 투자율 및 Ms 값을 가지는 동시에 낮은 코어 로스를 가지는 것을 알 수 있다.However, as shown in FIG. 6, when h1 / h2 is 1 to 1.5, the permeability is 21.5, the core loss is 717 kW / m 3 and the Ms is 182 emu / g. . ≪ / RTI >
도 8은 XRD 측정 결과 결정질 피크가 관찰되지 않는 경우의 TEM 이미지와 SAM 패턴 결과를 도시한 것이며, 도 9는 XRD 측정 결과 결정질 피크가 관찰되는 경우의 TEM 이미지와 SAD 패턴 결과를 도시한 것이다.FIG. 8 shows a TEM image and a SAM pattern result when a crystalline peak is not observed as a result of XRD measurement, and FIG. 9 shows a TEM image and a SAD pattern result when a crystalline peak is observed as an XRD measurement.
도 8 및 도 9를 참조하면, XRD 측정 결과 결정질 피크가 관찰되는 경우에는 TEM 사진으로도 비정질과 결정질이 혼재되어 있음을 확인할 수 있으며, 이때 결정질의 그레인 사이즈는 약 9 내지 10 nm임을 알 수 있다.Referring to FIGS. 8 and 9, when a crystalline peak is observed as a result of XRD measurement, it can be seen that amorphous and crystalline are mixed in the TEM photograph, and the grain size of the crystalline is about 9 to 10 nm .
코일 부품Coil parts
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 코일 부품(100)의 단면도를 개략적으로 도시한 것이다.10 schematically shows a cross-sectional view of a
도 10을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 코일 부품(100)은 바디(110), 바디(110)의 내측에 배치되어 양단부가 바디(110)의 외측으로 노출되는 코일(120) 및 바디(110)의 외측에 배치되어 코일(120)의 단부와 각각 연결되는 외부 전극(130)을 포함한다.10, a
바디(110)는 자성체 시트(111)를 적층하여 형성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The
바디(110)는 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 부품용 합금 자성 분말을 포함하여 형성될 수 있다.The
본 발명의 일 실시예에 따른 코일 부품용 자성 분말은 Fe-Si-B-C-Cr 계 철계 분말을 포함하고, 상기 철계 분말은 비정질과 결정질 입자를 포함한다.The magnetic powder for a coil component according to an embodiment of the present invention includes Fe-Si-B-C-Cr-based iron-based powder, and the iron-based powder includes amorphous and crystalline particles.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 부품용 자성 분말은 Fe-Si-B-C-Cr 계 철계 분말을 포함하고, 상기 철계 분말은 비정질과 결정질 입자를 포함하기 때문에, XRD 시그널의 측정 결과에 있어서, 결정질 피크의 높이(h1)와 비정질 피크의 높이(h2)의 비(h1/h2)는 1 내지 1.5임을 확인할 수 있다.That is, since the magnetic powder for a coil part according to an embodiment of the present invention includes an Fe-Si-BC-Cr-based iron-based powder and the iron-based powder includes amorphous and crystalline particles, , The ratio (h1 / h2) of the height (h1) of the crystalline peak to the height (h2) of the amorphous peak is 1 to 1.5.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 부품용 자성 분말은 Fe의 함량은 80 내지 81 at%이고, Si의 함량은 4 내지 8 at% 이고, B의 함량은 12 내지 14 at%이고, C의 함량은 0.15 내지 1.0 at%이며, Cr의 함량은 1 내지 1.5 at%일 수 있다.In the magnetic powder for a coil component according to an embodiment of the present invention, the Fe content is 80 to 81 at%, the Si content is 4 to 8 at%, the B content is 12 to 14 at%, the C May be 0.15 to 1.0 at%, and the Cr content may be 1 to 1.5 at%.
코일 부품 제조시에 이용되는 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 부품용 자성 분말의 철계 분말은 조분과 미분을 조분을 70 내지 90 wt% 포함하고, 미분을 10 내지 30 wt% 포함할 수 있다.The iron-based powder of the magnetic powder for a coil part according to an embodiment of the present invention used in manufacturing a coil part may contain a coarse powder and a fine powder in an amount of 70 to 90 wt% and a fine powder in an amount of 10 to 30 wt%.
자성체 시트(111)를 이용하여 코일 부품을 형성하는 경우, 자성체 시트(111)에 나선형의 코일 패턴을 형성하고, 이러한 자성체 시트(111)를 적층하여 적층 방향으로 인접하는 각 코일 패턴을 도전성 비아를 통해 서로 연결하여 코일(120)을 형성할 수 있다. 코일(120)은 평면도 상에서 투사시에 코일 패턴이 서로 서로 겹쳐 고리형 궤도를 구성하게 된다.When a coil part is formed using the
코일(120)은 리드를 통해 바디(110)의 길이 방향(L)의 양 단면에 배치되는 외부 전극(130)과 전기적으로 연결된다. The
본 발명의 다른 실시예에 따른 코일 부품은 바디(110)에 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 부품용 자성 분말을 포함하기 때문에, 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 부품용 자성 분말에 대해 설명한 우수한 효과를 가질 수 있다.Since the coil component according to another embodiment of the present invention includes the magnetic powder for the coil component according to the embodiment of the present invention in the
이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims.
따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. something to do.
100: 코일 부품
110: 바디
111: 자성체 시트
120: 코일
130: 외부 전극100: Coil parts
110: Body
111: Magnetic body sheet
120: Coil
130: external electrode
Claims (12)
상기 철계 분말은 비정질과 결정질 입자를 포함하는 코일 부품용 자성 분말.
Fe-Si-BC-Cr based iron-based powder,
Wherein the iron-based powder comprises amorphous and crystalline particles.
상기 코일 부품용 자성 분말의 XRD 시그널을 측정한 결과에 있어서,
결정질 피크의 높이(h1)와 비정질 피크의 높이(h2)의 비(h1/h2)는 1 내지 1.5인 코일 부품용 자성 분말.
The method according to claim 1,
As a result of measuring the XRD signal of the magnetic powder for the coil part,
Wherein the ratio (h1 / h2) of the height (h1) of the crystalline peak to the height (h2) of the amorphous peak is 1 to 1.5.
상기 결정질 입자의 함량은 5 내지 6 vol%인 코일 부품용 자성 분말.
The method according to claim 1,
Wherein the content of the crystalline particles is 5 to 6 vol%.
상기 Fe의 함량은 80 내지 81 at%이고,
상기 Si의 함량은 4 내지 8 at% 이고,
상기 B의 함량은 12 내지 14 at%이고,
상기 C의 함량은 0.15 내지 1.0 at%이며,
상기 Cr의 함량은 1 내지 1.5 at%인 코일 부품용 자성 분말.
The method according to claim 1,
The content of Fe is 80 to 81 at%
The content of Si is 4 to 8 at%
The content of B is from 12 to 14 at%
The content of C is 0.15 to 1.0 at%
Wherein the content of Cr is 1 to 1.5 at%.
상기 코일 부품용 자성 분말은 조분을 70 내지 90 wt% 포함하고, 미분을 10 내지 30 wt% 포함하는 코일 부품용 자성 분말.
The method according to claim 1,
Wherein the magnetic powder for a coil part comprises a coarse powder in an amount of 70 to 90 wt% and a fine powder in an amount of 10 to 30 wt%.
상기 철계 분말의 종횡비는 1.1 내지 1.3인 코일 부품용 자성 분말.
The method according to claim 1,
Wherein the aspect ratio of the iron-based powder is 1.1 to 1.3.
상기 바디의 내측에 배치되어 양단부가 상기 바디의 외측으로 노출되는 코일; 및
상기 바디의 외측에 배치되어 상기 코일의 단부와 각각 연결되는 외부 전극;을 포함하고,
상기 코일 부품용 자성 분말은,
Fe-Si-B-C-Cr계 철계 분말을 포함하고,
상기 철계 분말은 비정질과 결정질 입자를 포함하고 있는 코일 부품.
A body comprising magnetic powder for coil parts;
A coil disposed inside the body and having both ends exposed to the outside of the body; And
And an external electrode disposed outside the body and connected to an end of the coil,
The magnetic powder for a coil part comprises:
Fe-Si-BC-Cr based iron-based powder,
Wherein the iron-based powder comprises amorphous and crystalline particles.
상기 코일 부품용 자성 분말의 XRD 시그널을 측정한 결과에 있어서,
결정질 피크의 높이(h1)와 비정질 피크의 높이(h2)의 비(h1/h2)는 1 내지 1.5인 코일 부품.
8. The method of claim 7,
As a result of measuring the XRD signal of the magnetic powder for the coil part,
The ratio h1 / h2 of the height (h1) of the crystalline peak to the height (h2) of the amorphous peak is 1 to 1.5.
상기 결정질 입자의 함량은 5 내지 6 vol%인 코일 부품.
8. The method of claim 7,
The content of the crystalline particles is 5 to 6 vol%.
상기 Fe의 함량은 80 내지 81 at%이고,
상기 Si의 함량은 4 내지 8 at% 이고,
상기 B의 함량은 12 내지 14 at%이고,
상기 C의 함량은 0.15 내지 1.0 at%이며,
상기 Cr의 함량은 1 내지 1.5 at%인 코일 부품.
8. The method of claim 7,
The content of Fe is 80 to 81 at%
The content of Si is 4 to 8 at%
The content of B is from 12 to 14 at%
The content of C is 0.15 to 1.0 at%
Wherein the content of Cr is 1 to 1.5 at%.
상기 코일 부품용 자성 분말은 조분을 70 내지 90 wt% 포함하고, 미분을 10 내지 30 wt% 포함하는 코일 부품.
8. The method of claim 7,
Wherein the magnetic powder for a coil part comprises a coarse powder in an amount of 70 to 90 wt% and a fine powder in an amount of 10 to 30 wt%.
상기 철계 분말의 종횡비는 1.1 내지 1.3인 코일 부품.
8. The method of claim 7,
Wherein the aspect ratio of the iron-based powder is 1.1 to 1.3.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020160144637A KR102594635B1 (en) | 2016-11-01 | 2016-11-01 | Magnetic powder for coil component and coil component including the same |
| JP2017111230A JP2018074135A (en) | 2016-11-01 | 2017-06-05 | Magnetic powder for coil components and coil component including the same |
| JP2021182471A JP7238075B2 (en) | 2016-11-01 | 2021-11-09 | Magnetic powder for coil parts and coil parts containing the same |
| JP2023031124A JP2023065575A (en) | 2016-11-01 | 2023-03-01 | Magnetic powder for coil component and coil component including the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020160144637A KR102594635B1 (en) | 2016-11-01 | 2016-11-01 | Magnetic powder for coil component and coil component including the same |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20180047851A true KR20180047851A (en) | 2018-05-10 |
| KR102594635B1 KR102594635B1 (en) | 2023-10-26 |
Family
ID=62114470
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020160144637A KR102594635B1 (en) | 2016-11-01 | 2016-11-01 | Magnetic powder for coil component and coil component including the same |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (3) | JP2018074135A (en) |
| KR (1) | KR102594635B1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010118486A (en) * | 2008-11-13 | 2010-05-27 | Nec Tokin Corp | Inductor and method of manufacturing the same |
| JP2012160726A (en) * | 2011-01-28 | 2012-08-23 | Sumida Corporation | Magnetic powder material, low-loss composite magnetic material containing magnetic powder material, and magnetic element containing low-loss composite magnetic material |
| KR20130094316A (en) | 2010-08-31 | 2013-08-23 | 메트글라스, 인코포레이티드 | Ferromagnetic amorphous alloy ribbon reduced surface defects and application thereof |
| KR20150038751A (en) | 2008-08-22 | 2015-04-08 | 아키히로 마키노 | ALLOY COMPOSITION, Fe-BASED NANOCRYSTALLINE ALLOY AND MANUFACTURING METHOD THEREFOR, AND MAGNETIC COMPONENT |
-
2016
- 2016-11-01 KR KR1020160144637A patent/KR102594635B1/en active IP Right Grant
-
2017
- 2017-06-05 JP JP2017111230A patent/JP2018074135A/en active Pending
-
2021
- 2021-11-09 JP JP2021182471A patent/JP7238075B2/en active Active
-
2023
- 2023-03-01 JP JP2023031124A patent/JP2023065575A/en active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20150038751A (en) | 2008-08-22 | 2015-04-08 | 아키히로 마키노 | ALLOY COMPOSITION, Fe-BASED NANOCRYSTALLINE ALLOY AND MANUFACTURING METHOD THEREFOR, AND MAGNETIC COMPONENT |
| JP2010118486A (en) * | 2008-11-13 | 2010-05-27 | Nec Tokin Corp | Inductor and method of manufacturing the same |
| KR20130094316A (en) | 2010-08-31 | 2013-08-23 | 메트글라스, 인코포레이티드 | Ferromagnetic amorphous alloy ribbon reduced surface defects and application thereof |
| JP2012160726A (en) * | 2011-01-28 | 2012-08-23 | Sumida Corporation | Magnetic powder material, low-loss composite magnetic material containing magnetic powder material, and magnetic element containing low-loss composite magnetic material |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP7238075B2 (en) | 2023-03-13 |
| JP2023065575A (en) | 2023-05-12 |
| JP2018074135A (en) | 2018-05-10 |
| JP2022028764A (en) | 2022-02-16 |
| KR102594635B1 (en) | 2023-10-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11814707B2 (en) | Soft magnetic powder, Fe-based nanocrystalline alloy powder, magnetic component and dust core | |
| US20080078474A1 (en) | Magnetic core using amorphous soft magnetic alloy | |
| KR101659248B1 (en) | Inductor and manufacturing method thereof | |
| EP1716946A1 (en) | Soft magnetic material and dust core | |
| WO2014126220A1 (en) | Annular magnetic core using iron-based nanocrystalline soft-magnetic alloy and magnetic component using said annular magnetic core | |
| JP7238075B2 (en) | Magnetic powder for coil parts and coil parts containing the same | |
| Raj et al. | Nanomagnetic thinfilms for advanced inductors and EMI shields in smart systems | |
| Lee et al. | Controlling properties of metal–polymer soft magnetic composites through microstructural deformation for power inductor applications | |
| CN108292549B (en) | Soft magnetic alloy | |
| JP2005109246A (en) | High frequency magnetic thin film and its manufacturing method, and magnetic element | |
| JP2011082278A (en) | Composite magnetic material | |
| KR101813388B1 (en) | Alloy powder for coil component and coil component including the same | |
| Mei et al. | Dependence of core loss on magnetization state under DC bias field for soft magnetic composites based on FeSiAl/FeSi powders | |
| US20180033541A1 (en) | Coil component and method of manufacturing the same | |
| JPH04304601A (en) | Magnetic material and induction electromagnetic apparatus | |
| WO2015140978A1 (en) | Magnetic material and device | |
| Min et al. | RF inductors with sputtered nanomagnetic films on glass substrates | |
| JPH10270253A (en) | Inductance element and lc composite element | |
| JP2007073551A (en) | Magnetic multilayer film and its manufacturing method | |
| An | Mössbauer and magnetic properties of graphene oxides coatings on Fe and FeCo powders for high frequency applications | |
| JP3638291B2 (en) | Low loss core | |
| JP2017162902A (en) | Inductor | |
| KR0153174B1 (en) | Fe-al based feeble magnetic alloy having high magnetic permeability | |
| JPH10270226A (en) | Powder-molded magnetic core and manufacture therefor | |
| JP2005303007A (en) | Soft magnetic material, dust core, and method of manufacturing soft magnetic material |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E90F | Notification of reason for final refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |