磁性芯部件和磁性元件、以及磁性芯部件的制造方法技术

本发明专利技术提供即使是包含非晶金属粉末90质量％以上，也不会产生开裂等不良情况，能够得到充分的机械强度的磁性芯部件。其特征在于，其为将磁性粉末与热固性粘结树脂进行热固化成型而成的磁性芯部件，所述磁性粉末为选自非晶金属粉末单一成分和由绝缘材料包覆的非晶金属粉末的至少一种磁性粉末，相对于磁性粉末与热固性粘结树脂的合计量，包含磁性粉末90质量％以上且99质量％以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及感应器、变压器、天线(棒状天线)、扼流线圈、滤波器、传感器等电气设备或电子设备的磁性芯部件和磁性元件、以及磁性芯部件的制造方法。
技术介绍
近年来，在电气、电子设备的小型化、高频率化、大电流化的发展中，对磁性芯部件也要求有同样的应对。但是，现在主流的铁素体材料中，材料特性自身已经达到极限，正在探索新的磁性芯材料。例如，铁素体材料正在逐渐被替换成铁硅铝磁合金(sendust)、非晶金属等的压缩磁性材料、非晶箔带等。但是，上述压缩磁性材料的成型性差，烧成后的机械强度也低。此外，上述非晶箔带因为卷线、切割、形成间隙，所以制造成本高。因此，这些磁性材料的实用化进展缓慢。本申请人以提供使用成型性差的磁性粉末、具有多样性的形状、特性的小型且廉价的磁性芯部件的制造方法为目的，针对通过注射成型来制造具有规定的磁特性的芯部件的方法，获得了专利权(专利文献1)，其中，用绝缘材料包覆注射成型所使用的树脂组合物中包含的磁性粉末，在上述树脂组合物中对压粉成型磁性体或压粉磁石成型体中的任一种进行插入成型，压粉成型磁性体或压粉磁石成型体含有具有低于注射成型温度的熔点的粘合剂。但是，在专利文献1记载的方法中，在可注射成型的聚苯硫醚(PPS)等热塑性树脂中，应用非晶金属等磁性粉末时，可配合的磁性粉末的极限是88质量％左右。如果在其以上增加磁性粉末的配合量，则存在作为产生开裂等的芯部件不能够得到充分的机械强度的问题。另外，由于不能够增加磁性粉末的配合量，所以存在不能提高磁导率，不能实现芯部件的小型化的问题。对于使用非晶磁性薄带作为磁芯的复合磁性芯而言，作为能够确保卷线和磁芯之间的绝缘，并且能够防止非晶金属磁性薄带的由于外力所导致的裂纹、破损以及磁特性变化的噪声滤波器用电磁装置，通过在两端具有凸缘部的带凸缘的筒状的铁素体磁芯和以不超过凸缘部的高度的范围卷绕至该铁素体磁芯的筒部的非晶金属磁性薄带来构成复合磁芯、并对该复合磁芯卷绕环形(toroidal)线圈的噪声滤波器用电磁装置是已知的(专利文献2)。但是，专利文献2中所记载的噪声滤波器用电磁装置的复合磁芯存在难以对在两端具有凸缘部的带凸缘的筒状的铁素体磁芯进行压粉成型的问题。另外，其为在该铁素体磁芯上卷绕有非晶金属磁性薄带的复合磁芯，在该复合磁芯上所卷绕的线圈，与非晶金属磁性薄带不接触，常常接触铁素体磁芯而被卷绕成环形(toroidal)线圈，因此作为复合磁芯限制为可成为环形的面包圈形状等特定的形状。另外，如果想要在该复合磁芯的外周以棒状线圈的形式进行卷绕，则线圈会直接接触非晶金属磁性薄带，因此非晶金属磁性薄带容易产生裂纹，存在难以卷线、因卷绕时的应力而发生磁特性劣化的问题。另外，已知包括以下构成的软磁性复合粉末的制造方法，其着眼于用无机绝缘性材料包覆软磁性体粉末的表面的至少一部分，并在该无机绝缘性材料上熔融附着树脂材料而得到复合粉末，通过使用该复合粉末，不仅能够确保软磁性材料粉末间的电绝缘性，而且能够提高成型加工性。即，已知的软磁性复合粉末是，软磁性体粉末的表面被包含无机绝缘性材料的无机绝缘层所包覆，在该无机绝缘层的表面以部分地覆盖该软磁性体粉末的表面的方式使树脂材料熔融附着而成，上述无机绝缘性材料为0.3～6重量％、上述树脂材料为3～8重量％、而且余量包含上述软磁性粉末(专利文献3)。另外，已知如下的压粉磁芯：其为为了得到以平均粒径比较大的非晶质软磁性粉末和平均一次粒径为1μm左右以下的微小的非晶质软磁性微粉末的混合粉末为材料，且具有高磁导率的压粉磁芯，将相对于非晶质软磁性粉末混合有非晶质软磁性微粉末的混合粉末、以及粘合剂的混合物进行压缩成型而成的压粉磁芯，上述非晶质软磁性粉末以非晶质相为主，包含平均粒径为8μm以上的粒子，上述非晶质软磁性微粉末以非晶质相为主，包含平均一次粒径为0.1μm以上且1.5μm以下的球状粒子，上述非晶质软磁性微粉末相对于上述非晶质软磁性粉末的混合比率为2重量％以上且40重量％以下(专利文献4)。对绝缘覆膜处理过的非晶粉进行压缩成型而得到的压粉磁芯为与铁素体磁芯同等优良的低损失，且具有高饱和磁通密度。但是，由于在非晶粉表面实施了绝缘覆膜处理，所以磁导率变低。因此，非晶压粉磁芯的压粉密度越高，相对磁导率越显示高结果。如果使用专利文献3中记载的软磁性复合粉末，使用平均粒径50μm左右的具有正态分布上的粒度分布的绝缘覆膜处理非晶粉进行压粉成型，则即使提高成型压力，密度有一定程度上升，但是非晶粉的塑性变形性差，因此难以得到高密度制品。因此，尽管非晶粉本身的相对磁导率非常高，高达数十万左右，然而在压粉磁芯中存在相对磁导率会止于50左右的问题。如果混合专利文献4中记载的粒径不同的两种软磁性粉末，则可以发现压粉密度的一定程度的提高，但是基于以下的理由提高的效果不是充分的。如果存在非晶粉的微粒子，则在压粉成型时会侵入至成型模具的间隙(clearance)，由此成为引起模具破损等成型故障的原因。另外，如果是平均粒径不同的粉体的混合粉的情况，则难以在粉的流动时保持粒度分布状态而直接运送，因此从加料斗开始至投入模具之前，存在粒度分布变化大的问题，不能够得到可提高压粉密度且提高磁导率的非晶压粉磁芯。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特许第4763609号公报专利文献2：日本特开平5-55061号公报专利文献3：日本特许第4452240号公报专利文献4：日本特开2012-129384号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题本专利技术是针对这样的问题而完成的，目的在于提供一种即使是包含非晶金属粉末90质量％以上的磁性芯部件，成型体也不会产生开裂等不良情况，能够得到充分的机械强度的磁性芯部件和磁性元件、以及磁性芯部件的制造方法。另外，目的在于提供一种能够得到高密度、高磁导率的磁性芯部件(非晶压粉磁芯)及其制造方法。用于解决课题的方案本专利技术的磁性芯部件的特征在于，其为将磁性粉末与热固性粘结树脂进行热固化成型而成的磁性芯部件，上述磁性粉末为选自非晶金属粉末单一成分和由绝缘材料包覆的非晶金属粉末的至少一种，相对于上述磁性粉末与上述热固性粘结树脂的合计量，包含所述磁性粉末90质量％以上且99质量％以下。另外，其特征在于，上述热固性粘结树脂为通过潜伏性固化剂而固化的环氧树脂。另外，其特征在于，压粉成型磁性体和压粉磁石成型体的任一种在上述磁性粉末与上述热固性粘结树脂的复合磁性粉末中被插入成型。本专利技术的磁性元件为包含上述本专利技术的磁性芯部件以及在该磁性芯部件的周围卷绕的线圈且装入电子设备回路中的磁性元件。本专利技术的磁性芯部件的制造方法的特征在于，包含：将上述磁性体粉末与上述热固性粘结树脂在该粘结树脂的软化温度以上且不到热固化起始温度的温度下进行干式混合的混合工序；将由上述混合工序而生成的凝集饼在室温下进行粉碎而得到复合磁性粉末的粉碎工序；将上述复合磁性粉末用模具制成压缩成型体的压缩成型工序；以及在上述粘结树脂的热固化起始温度以上的温度下使上述压缩成型体热固化的固化工序。另外，其特征在于，上述压缩成型工序为：将压粉成型磁性体和压粉磁石成型体的任一种插入至所述复合磁性粉末而进行压缩成型的工序。另外，其特征在于，在上述制造方法中，上述被绝缘材料包覆的非晶金属粉末为包含具有不同的平均粒径和粒度分本文档来自技高网...

【技术保护点】
磁性芯部件，其特征在于，其为将磁性粉末与热固性粘结树脂的混合物进行热固化成型而成的磁性芯部件，所述磁性粉末为选自非晶金属粉末单一成分和由绝缘材料包覆的非晶金属粉末的至少一种磁性粉末，相对于所述磁性粉末与所述热固性粘结树脂的合计量，包含所述磁性粉末90质量％以上且99质量％以下。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.25 JP 2014-062781;2014.03.25 JP 2014-062231.磁性芯部件，其特征在于，其为将磁性粉末与热固性粘结树脂的混合物进行热固化成型而成的磁性芯部件，所述磁性粉末为选自非晶金属粉末单一成分和由绝缘材料包覆的非晶金属粉末的至少一种磁性粉末，相对于所述磁性粉末与所述热固性粘结树脂的合计量，包含所述磁性粉末90质量％以上且99质量％以下。2.如权利要求1所述的磁性芯部件，其特征在于，所述热固性粘结树脂为通过潜伏性固化剂而固化的环氧树脂。3.如权利要求1所述的磁性芯部件，其特征在于，压粉成型磁性体和压粉磁石成型体的任一种在所述混合物中被插入成型。4.磁性元件，其特征在于，其为包含磁性芯部件以及在该磁性芯部件的周围卷绕的线圈且装入电子设备回路中的磁性元件，所述磁性芯部件为权利要求1所述的磁性芯部件。5.磁性芯部件的制造方法，其特征在于，其为权利要求1所述的磁性芯部件的制造方法，包含：将所述磁性体粉末与所述热固性粘结树脂的混合物在该粘结树脂的软化温度以上且不到热固化起始温度的温度下进行干式混合的混合工序；将由所述混合工序而生成的凝集饼在室温下进行粉碎而得到复合磁性粉末的粉碎工序；将所述复合磁性粉末用模具制成压缩成型体的压缩成型工序；以及在所述粘结树脂的热固化起始温度以上的温度下使所述压缩成型体热固化的固化工序。6.如权利要求5所述的磁性芯部件的制造方法，其特征在于，所述压缩成型工序为：将压粉成型磁性体和压粉磁石成型体的任一种插入于所述复合磁性粉末而进行压缩成型的工序。7.如权利要求5所述的磁性芯部件的制造方法，其特征在于，所述非晶金属粉...

【专利技术属性】
技术研发人员：森夏比古，野田浩行，岛津英一郎，山下信好，神户祥吾，小田贵之，宫崎真二，
申请(专利权)人：NTN株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP