磁性体和包括它的电子部件制造技术

本发明专利技术提供一种磁性体和包括它的电子部件。磁性体为用于实现电子部件的小型化、高性能化的要求的、呈现高绝缘性的新的磁性体。该磁性体包括：含有Fe、元素L和元素M的软磁性合金颗粒(11)，其中，元素L是Si或Zr，元素M是Si、Zr以外的比Fe易于氧化的金属元素；和上述颗粒(11)的一部分氧化而成的氧化膜，相邻的软磁性合金颗粒(11)彼此的结合的至少一部分是通过上述氧化膜进行的，上述氧化膜具有内膜(12a)和位于比内膜(12a)靠外侧的外膜(12b)，内膜(12a)含有的元素L比元素M多，外膜(12b)含有的元素M比元素L多。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及能够在线圈、电感器等电子部件中主要用作磁芯的磁性体和包括它的电子部件。
技术介绍
电感器、扼流线圈、变压器等电子部件(所谓的线圈部件、电感部件)具有作为磁芯的磁性体和在上述磁性体的内部或表面形成的线圈。作为磁性体的材料，一般使用Ni-Cu-Zn类铁氧体等铁氧体。近年来，对这种电子部件要求大电流化(是指额定电流值的提高)，为了满足该要求，对将磁性体的材料从以往的铁氧体更换为金属类的材料进行了研究。作为金属类的材料，有Fe-Cr-Si合金或Fe-Al-Si合金，材料自身的饱和磁通密度比铁氧体高。相反，材料自身的体积电阻率与以往的铁氧体相比非常低。专利文献1中公开了使用Fe-Cr-Al类合金粉作为软磁性材料粉的压粉磁芯及其制造方法。现有技术文献专利文献1：日本特许第5626672号公报
技术实现思路
根据电子部件的近来的小型化、高性能化的要求，为了确保饱和特性，要求在提高Fe的比率时也可以维持高绝缘电阻。本专利技术的课题在于提供这样的磁性体。并且，本专利技术的课题也在于提供包括上述磁性体的电子部件。本专利技术人等进行了努力研究，结果完成了以下的本专利技术。根据本专利技术，提供一种磁性体，其包括：含有Fe、元素L和元素M的软磁性合金颗粒，其中，元素L是Si或Zr，元素M是Si、Zr以外的比Fe易于氧化的金属元素；和所述软磁性合金颗粒的一部分氧化
而成的氧化膜，相邻的软磁性合金颗粒彼此的结合的至少一部分是通过所述氧化膜进行的，所述氧化膜具有内膜和位于比内膜靠外侧的外膜，内膜含有的元素L比元素M多，外膜含有的元素M比元素L多。具备含有这样的磁性体的磁芯的电子部件也是本专利技术的一个实施方式。根据本专利技术，通过具有内膜和外膜这样的至少两种氧化膜，可以获得高绝缘性。这两种氧化膜中含有的Fe的比率相对较少的情况下，能够使氧化膜的厚度变薄，可以期待高填充。上述元素M是Cr或Al的情况下，进一部，耐湿试验中的电感特性和电阻值的变化减少。通过使用该磁性体，能够制造小型且不受环境影响的电子部件。附图说明图1是示意性地表示本专利技术的磁性体中的氧化膜的微细结构的截面图。图2是三点弯曲断裂应力的测定的示意性的说明图。符号说明11：软磁性合金颗粒12a：内膜12b：外膜具体实施方式适当参考附图详细叙述本专利技术。但是，本专利技术不限定于图示的方式，另外，因为在附图中存在强调表现专利技术的特征性的部分的情况，所以在附图各部分中并不一定保证比例尺的正确性。图1是示意性地表示本专利技术的磁性体中的氧化膜的微细结构的截面图。本专利技术中，磁性体整体上可以认为是原本独立的多个软磁性合金颗粒11彼此结合而成的集合体。磁性体也能够认为是由多个软磁性合金颗粒11构成的压坯(压粉体)。图1中对2个软磁性合金颗粒11的界面附近进行了放大描绘。对于至少一部分软磁性合金颗粒11，在其周围的至少一部分、优选在大致整体形成氧化膜12a、12b，通过该氧化膜12a、12b确保磁性体的绝缘性。相邻的软磁性合金颗粒11彼
此主要通过位于各个软磁性合金颗粒11的周围的氧化膜12a、12b结合，结果，构成具有一定的形状的磁性体。根据本专利技术，相邻的软磁性合金颗粒11也可以部分地通过金属部分彼此结合。在现有的磁性体中，使用在固化后的有机树脂的基体中分散有磁性颗粒或数个程度的磁性颗粒的结合体的磁性体，或者在固化了的玻璃成分的基体中分散有磁性颗粒或数个程度的磁性颗粒的结合体的磁性体。本专利技术中，优选实质上不存在由有机树脂构成的基体和由玻璃成分构成的基体。各个软磁性合金颗粒11是至少含有铁(Fe)和比铁易于氧化的2种元素(本专利技术中记为L和M)的合金。元素L与元素M不同，都是金属元素或Si。元素L和M是金属元素的情况下，典型而言，可以列举Cr(铬)、Al(铝)、Zr(锆)、Ti(钛)等，优选为Cr或Al。优选本专利技术的磁性体中含有Si或Zr。使不同的2种金属元素或Si与元素M和元素L对应的理论在后文中叙述。在磁性体整体中，优选Fe的含有率是92.5～96wt％。是上述范围的情况下可以确保较高的体积电阻率。在磁性体整体中，优选元素L的含有率是1.5～3wt％。在磁性体整体中，优选元素M的含有率是2～4.5wt％。对于磁性体整体的组成，能够通过等离子体发光光谱分析(Plasma emission spectrometry)计算。作为Fe以及元素L和M以外也可以含有的元素，可以列举Mn(锰)、Co(钴)、Ni(镍)、Cu(铜)、P(磷)、C(碳)等。在构成磁性体的各个软磁性合金颗粒11的至少一部分中，在其周围的至少一部分形成有氧化膜12a、12b。氧化膜12a、12b可以在形成磁性体之前的原料颗粒的阶段形成，也可以在原料颗粒的阶段氧化膜不存在或非常少而在成形过程中生成氧化膜。优选对成形前的软磁性合金颗粒11施加热处理得到磁性体时，软磁性合金颗粒11的表面部分氧化生成氧化膜12a、12b，多个软磁性合金颗粒11通过该生成的氧化膜12a、12b进行结合。氧化膜12a、12b的存在能够在扫描透射电子显微镜(STEM)的100000倍程度的拍摄影像中用对比度(亮度)的不同进行识别。另外，氧化膜12b的存在，能够在扫描电子显微镜(SEM)的10000倍程度的拍摄影像中用对比度(亮度)的不同进行识别。通过氧化膜12a、12b的存在可以保证磁性体整体的绝缘性。如图所示，氧化膜至少具有两层，将靠近软磁性合金颗粒11的层(即内侧)称为内膜12a。将位于比内膜12a靠外侧的氧化膜称为外膜12b。本专利技术中，内膜12a含有的元素L比元素M多。相反，外膜12b含有的元素M比元素L多。此处，元素L是Si或Zr，元素M为既不是Si也不是Zr的比Fe易于氧化的金属元素。通过具有上述这样的内膜12a和外膜12b，能够得到绝缘性高、且机械强度强的磁性体。因为元素L是Si或Zr，所以能够使以高比率含有元素L的内膜12a变薄，能够提高填充率。另外，因为同时具有外膜12b，所以在耐湿试验中，电感特性和电阻值不易发生变化。内膜12a过薄时作为膜的连续性消失，不能够覆盖软磁性合金颗粒11的表面，绝缘性减弱，而内膜12a过厚时磁导率降低。另一方面，外膜12b过薄时机械强度减弱，而外膜12b过厚时磁导率降低。优选通过使外膜12b的厚度比内膜12a的厚度厚，能够同时兼顾机械强度和绝缘性。为了得到氧化膜12a、12b，可以列举使用于获得磁性体的原料颗粒中尽可能少地含有Fe的氧化物或者尽可能不含有Fe的氧化物，在获得磁性体的过程中通过加热处理等使合金的表面部分氧化等。通过这样的处理，比Fe易于氧化的金属元素M或Si被选择性地氧化，结果，氧化膜12a、12b中的元素L和元素M相对于Fe的重量比，易于比软磁性合金颗粒11中的元素L和元素M相对于Fe的重量比相对大。在磁性体中，软磁性合金颗粒11彼此主要通过氧化膜12a、12b结合。通过氧化膜12a、12b的结合部22的存在，例如能够从放大至约5000倍的SEM观察像等中观察到。由于通过氧化膜12a、12b的结合部的存在，可以实现机械强度和绝缘性的提高。优选在磁性体整体中，优选相邻的软磁性合金颗粒11通过所具有的氧化膜12a、12b进行结合，但即使在一部分进行结合，也可以实现相应的机械强度和绝缘性的提高，这样的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁性体，其特征在于：包括：含有Fe、元素L和元素M的软磁性合金颗粒，其中，元素L是Si或Zr，元素M是Si、Zr以外的比Fe易于氧化的金属元素；和所述软磁性合金颗粒的一部分氧化而成的氧化膜，相邻的软磁性合金颗粒彼此的结合的至少一部分是通过所述氧化膜进行的，所述氧化膜具有内膜和位于比内膜靠外侧的外膜，内膜含有的元素L比元素M多，外膜含有的元素M比元素L多。

【技术特征摘要】
2015.03.31 JP 2015-0736921.一种磁性体，其特征在于：包括：含有Fe、元素L和元素M的软磁性合金颗粒，其中，元素L是Si或Zr，元素M是Si、Zr以外的比Fe易于氧化的金属元素；和所述软磁性合金颗粒的一部分氧化而成的氧化膜，相邻的软磁性合金颗粒彼此的结合的至...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙穣，竹冈伸介，织茂洋子，岩崎誉志纪，大竹健二，
申请(专利权)人：太阳诱电株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP