磁芯和线圈型电子部件制造技术

本发明专利技术的目的在于提供一种具有优异的强度的磁芯和线圈型电子部件。本发明专利技术所涉及的磁芯，具有由软磁性体组合物构成的芯部、以及形成在所述芯部的表面的至少一部分的覆盖层，所述软磁性体组合物具有多个软磁性合金颗粒、以及存在于所述软磁性合金颗粒间的晶界，所述软磁性合金颗粒是Fe-Si-Al系合金颗粒或Fe-Si-Cr系合金颗粒，在所述晶界，存在有含有Si的层。

【技术实现步骤摘要】
磁芯和线圈型电子部件
本专利技术涉及磁芯和线圈型电子部件。
技术介绍
金属磁性体与铁氧体相比较，存在可以得到高的饱和磁通密度的优点。作为这样的金属磁性体，已知有Fe-Si-Al系合金或Fe-Si-Cr系合金等。在专利文献1中，提出了具备低成本且兼备高导磁率和磁通密度的磁性体的线圈型电子部件。作为这样的线圈型电子部件，可以举出电感部件、EMC用线圈部件、变压器部件等，近年来，作为这些电子部件的磁芯，广泛地使用由Fe-Si-Al系合金或Fe-Si-Cr系合金构成的金属磁性体。特别地，将这样的由Fe-Si-Al系合金或Fe-Si-Cr系合金构成的金属磁性体作为可以实现向电路基板上的面安装的小型化的线圈型电子部件的磁芯来使用的情况下，要求作为磁芯的高的强度。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2011-249774号公报
技术实现思路
本专利技术有鉴于这样的实际状况，其目的在于提供具有优异的强度的磁芯和线圈型电子部件。为了达到上述目的，本专利技术所涉及的磁芯，其特征在于，具有由软磁性体组合物构成的芯部、以及形成在所述芯部的表面的至少一部分的覆盖层，所述软磁性体组合物具有多个软磁性合金颗粒、以及存在于所述软磁性合金颗粒间的晶界，所述软磁性合金颗粒是Fe-Si-Al系合金颗粒或Fe-Si-Cr系合金颗粒，在所述晶界，存在有含有Si的层。在本专利技术所涉及的磁芯中，构成芯部的软磁性体组合物在软磁性合金颗粒的晶界具有含有Si的层，此外，在芯部的表面的至少一部分形成有覆盖层，由此能够发挥作为磁芯的优异的强度。优选地，其特征在于，所述含有Si的层是Si氧化物层或Si复合氧化物层。优选地，其特征在于，所述含有Si的层还存在于所述软磁性合金颗粒的表面。优选地，其特征在于，存在于所述软磁性合金颗粒的表面的含有Si的层为Si-Cr复合氧化物层。此外，本专利技术所涉及的线圈电子部件具有上述磁芯。作为线圈型电子部件没有特别的限定，可以例示电感部件、EMC用线圈部件、变压器部件等的电子部件。特别地，适用于可以实现向电路基板上的面安装的小型化的线圈型电子部件。附图说明图1是本专利技术的一个实施方式所涉及的磁芯的概略截面图。图2是本专利技术的一个实施方式所涉及的磁芯的制造所使用的滚筒装置的概略截面图。图3是卷绕了线圈后的磁芯的截面图。图4是图1所示的芯部的主要部分放大截面图。图5是表示进行EDS解析时的观测点的芯部的主要部分放大截面图。图6是在图5所示的观测点中进行EDS解析的结果。图6（a）是本专利技术的实施例所涉及的试样1和2的解析结果，图6（b）是本专利技术的比较例所涉及的试样3和4的解析结果。再有，纵轴是强度比，横轴是深度。具体实施方式以下，基于附图所示的实施方式说明本专利技术。磁芯本专利技术所涉及的磁芯的形状，除了图1所示的鼓型以外，还可以例示FT型、ET型、EI型、UU型、EE型、EER型、UI型、环型、壶型、杯型等。在本实施方式中，如图1所示，磁体1具有鼓型芯形状，具有在芯部2的表面全体形成有覆盖层10的结构。芯部芯部2具有圆柱或角柱状的卷芯部4、以及沿着该卷芯部4的轴向一体地形成在两侧的一对凸缘部5。凸缘部5的外径比卷芯部4的外径大，在卷芯部4的外周形成有被凸缘部5包围的凹部6。再者，通过将绕线30卷绕在该凹部6而做成线圈部件。芯部2的尺寸没有特别的限制，在本实施方式中，卷芯部4的外径为0.6～1.2mm，卷芯部4的轴向宽度为0.3～1.0mm，凸缘部5的外径为2.0～3.0mm，凸缘部5的厚度为0.2～0.3mm，从凸缘部5的外周表面至卷芯部4的外周表面的深度为0.5～1.0mm。再有，凸缘部5的形状除了圆形以外，还可以是四边形、八边形等。芯部2由本实施方式所涉及的软磁性体组合物构成。本实施方式所涉及的软磁性体组合物，其特征在于，具有多个软磁性合金颗粒、以及存在于所述软磁性合金颗粒间的晶界，所述软磁性合金颗粒是Fe-Si-Al系合金颗粒或Fe-Si-Cr系合金颗粒，在所述晶界，存在有含有Si的层。本实施方式所涉及的软磁性体组合物通过满足上述构成，从而可以得到优异的磁特性，并且即使在以比较低的成形压成形的情况下也能够得到作为磁芯的足够的强度。另外，在加压成形时，能够通过比较低的成形压成形，因而能够谋求对模具的负担的进一步下降，能够提高生产性。本实施方式所涉及的软磁性体组合物，如图4所示，具有多个软磁性合金颗粒21、以及存在于软磁性合金颗粒间的晶界30。本实施方式所涉及的含有Si的层存在于形成在2个颗粒间的晶界30或存在于3个以上的颗粒之间的晶界31（三相点等）。通过这样的含有Si的层的存在，本实施方式所涉及的磁芯即使在以比较低的成形压成形的情况下，也能够得到作为磁芯的足够的强度。此外，这样的含有Si的层通过存在于晶界而起到绝缘体的作用。本实施方式所涉及的含有Si的层优选为Si氧化物层或Si复合氧化物层。再有，在本专利技术中，氧化物层和复合氧化物层是包含非晶形层（amorphouslayer）、结晶层、以及它们的混合层的宽的概念。作为本实施方式所涉及的Si氧化物层或Si复合氧化物层没有特别的限定，可以举出例如含有Si的非晶形层、非晶硅（amorphoussilicon）、二氧化硅、Si-Cr复合氧化物等。本实施方式所涉及的含有Si的层优选还存在于软磁性合金颗粒的表面。该存在于软磁性合金颗粒的表面的含有Si的层优选为Si-Cr复合氧化物层。Si-Cr复合氧化物层没有特别的限定，可以举出含有Si和Cr的非晶形层等。本实施方式所涉及的含有Si的层优选由非晶质构成。再有，一部分也可以由结晶质构成。本实施方式所涉及的含有Si的层的厚度优选为0.01～0.2μm，更优选为0.01～0.1μm。再有，含有Si的层未必需要以覆盖软磁性合金颗粒的表面的全体的方式形成，也可以形成在软磁性合金颗粒的表面的一部分。另外，含有Si的层的厚度可以是不均匀的，该组成也可以不是均质的。本实施方式所涉及的含有Si的层的有无或其厚度能够通过后面所述的磁芯的制造方法中的、结合材的种类或其添加量、其他的添加成分、成形体的热处理温度和氛围气等来控制。在本实施方式中，作为判断含有Si的层是否存在于软磁性合金颗粒的表面和晶界的方法，没有特别的限制，例如可以通过对Si的映射图像进行解析来判断。以下表示具体的方法。首先，通过使用扫描透过型电子显微镜（STEM）来观察磁芯，判别软磁性合金颗粒和晶界。具体而言，通过STEM对电介质层的截面进行摄影，得到明视野（BF）像。将该明视野像中存在于软磁性合金颗粒与软磁性合金颗粒之间并具有与该软磁性合金颗粒不同的对比度的区域作为晶界。是否具有不同的对比度的判断可以用目视来进行，也可以通过进行图像处理的软件等来判断。再有，对于Cr等的其他元素，也能够用同样的方法来制作并观察映射图像。本实施方式所涉及的软磁性合金颗粒的平均结晶颗粒粒径优选为30～60μm。通过将平均结晶颗粒粒径设为上述的范围，能够容易地实现磁芯的薄层化。本实施方式所涉及的软磁性合金颗粒是Fe-Si-Al系合金颗粒或Fe-Si-Cr系合金颗粒。通过软磁性合金颗粒满足上述组成，本实施方式所涉及的软磁性体组合物可以得到优异的磁特性，并且即使在以比较低的成形压成形的情况下也能够得到作为磁芯的足够的强度。另外，在加压成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁芯，其特征在于，是具有由软磁性体组合物构成的芯部、以及形成在所述芯部的表面的至少一部分的覆盖层的磁芯，所述软磁性体组合物具有多个软磁性合金颗粒、以及存在于所述软磁性合金颗粒间的晶界，所述软磁性合金颗粒是Fe‑Si‑Al系合金颗粒或Fe‑Si‑Cr系合金颗粒，在所述晶界，存在有含有Si的层。

【技术特征摘要】
2013.01.23 JP 2013-010481;2013.01.24 JP 2013-010841.一种磁芯，其特征在于，是具有由软磁性体组合物构成的芯部、以及形成在所述芯部的表面的至少一部分的覆盖层的磁芯，所述软磁性体组合物具有多个软磁性合金颗粒、以及存在于所述软磁性合金颗粒间的晶界，所述软磁性合金颗粒是Fe-Si-Cr系合金颗粒，在所述晶界，存在...

【专利技术属性】
技术研发人员：村上睦义，城户修，伊藤纲，伊藤守，山崎恒裕，松野谦一郎，佐佐木弘胜，高木荣光，中村和广，村瀬琢，
申请(专利权)人：TDK株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP