压粉磁芯及磁性元件制造技术

本发明专利技术提供一种压粉磁芯，其由粘合剂和金属磁性粉的复合体构成。粘合剂含有具有下述化学式所表示的醚骨架的环氧树脂。

【技术实现步骤摘要】
压粉磁芯及磁性元件
本专利技术涉及对金属磁性粒子进行压缩成型而成的压粉磁芯及在该压粉磁芯中内置有线圈的磁性元件。
技术介绍
近年来，如以智能手机、平板电脑领域为代表的电气设备的小型化和高功能化正在不断发展。随之，磁芯的小型化及高性能化的要求变高。另外，即使在汽车领域中，汽车的电子化也快速地发展。随之，汽车用的电气部件的小型化和高功能化的要求变高。作为与电子设备的高功能化对应的小型且高性能的磁芯的材料技术，可以举出软磁性金属材料的采用。一般而言，作为电感器、电抗器等磁应用电子部件用的磁芯，可以使用通过烧结软磁性铁氧体粒子而制成的烧结(铁氧体)磁芯及将由软磁性金属材料构成的金属磁性粒子进行压缩成型而制作的压粉磁芯。在此，金属磁性粒子与软磁性铁氧体粒子相比具有显著更高的饱和磁通密度。因此，压粉磁芯比烧结(铁氧体)磁芯利于小型化。另外，对金属磁性粒子进行压缩成型而制成的压粉磁芯即使叠加较大的直流电流，也难以达到磁饱和。因此，也有利于在电子设备的高功能化中为必须的磁芯的大电流化对应。但是，金属磁性粒子与铁氧体粒子相比电阻率较小，因此，涡流造成的损耗变大。因此，对金属磁性粒子进行压缩成型而形成的压粉磁芯的发热损耗也较大。即，使用了压粉磁芯的电子设备随着高频化的发展，能量损耗变大。根据以上，在电子设备中使用压粉磁芯与电子设备的节能化的趋势相反。另外，压粉磁芯与烧结(铁氧体)磁芯不同，粒子间的接合并非通过烧结而形成。因此，作为电子部件，难以确保必要的磁芯强度，也寻求提高粒子间的接合强度的接合方法。为了降低金属磁性粒子的涡流引起的损耗，并确保磁芯强度，通常在金属磁性粒子上设置有机或无机的绝缘层，进一步利用被称为粘合剂的有机或无机的绝缘性粘接剂进行了包覆之后，进行通过压缩成型、接合及加热等的固化，制造压粉磁芯。在此，为了达成压粉磁芯的小型化、高性能化，提高每单位体积的金属磁性粒子的填充率即磁芯密度是重要的。通过提高磁芯密度，可以高相对磁导率化。作为通过提高磁芯密度来提高导磁率等各种特性的方法，专利文献1中记载了对在表面的整个面或一部分具备铁氧化物的纯铁粉的表面包覆绝缘层，进一步在绝缘层上包覆硅酮树脂的方法。另外，专利文献2中记载有在金属磁性粒子间存在润滑剂的方法。但是，专利文献1、2所记载的压粉磁芯中，耐电压成为课题。特别是在将压粉磁芯用于线圈内置型磁性元件的情况下，提高耐电压是非常重要的。专利文献3中记载了利用使压粉磁芯中的粘合剂增量的方法、增厚金属磁性粒子表面的绝缘层的方法或在金属粒子间存在绝缘性的填料的方法实现耐电压的提高。但是，使用了这些方法的压粉磁芯的导磁率均大幅降低。而且，由于导磁率降低，从而磁性元件的电感降低。专利文献1：日本特开2006-233295号公报专利文献2：日本特开2011-29605号公报专利文献3：国际公开第2010/103709号公报
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高导磁率及高耐电压的压粉磁芯、及具备该压粉磁芯的线圈内置型的磁性元件。用于解决课题的技术手段本专利技术者们在最适于线圈内置型磁性元件即电感器等磁应用电子部件的压粉磁芯的研究中，着眼于压粉磁芯中的粘合剂。详细研究了各种粘合剂的组成、化学结构及物性，结果发现，通过使用含有特定种类的环氧树脂的粘合剂，可以得到高导磁率且高耐电压的压粉磁芯。进一步，发现该压粉磁芯在线圈内置型磁性元件即电感器等磁应用电子部件中是有用的。本专利技术的压粉磁芯，其特征在于，所述压粉磁芯含有粘合剂和金属磁性粉，所述粘合剂含有具有下述化学式所表示的醚骨架的环氧树脂。本专利技术的压粉磁芯中，所述金属磁性粉优选包含Fe-Ni系、Fe-Si-Al系、Fe-Si系、Fe-Si-Cr系、Fe系中的至少1种以上的金属磁性粉。所述金属磁性粉的平均粒径优选为1～80μm。所述金属磁性粉的填充率优选为60～90体积％。本专利技术的磁性元件是在所述压粉磁芯内内置有线圈的磁性元件。根据本专利技术，可以提供一种高导磁率、高耐电压的压粉磁芯和使用了该压粉磁芯的磁性元件。进一步，可以提供由该磁性元件构成的小型、高功能、高可靠性的电感器等电子部件。另外，通过本专利技术，可以生产小型、高特性且高可靠性的压粉磁芯，通过使将该压粉磁芯用作线圈内置型磁性元件的电感器等磁应用电子部件广泛流通，可以实现平板电脑、智能手机等的小型、高功能化，市场扩大，并作为产业进行成长。另外，也可以广泛适用于不可缺少较高的可靠性的汽车及面向社会基础设施等的用途中，因此，这些市场也扩大，并作为产业进行成长。附图说明图1是加压前的压粉磁芯前体的放大示意图。图2是加压后的压粉磁芯前体的放大示意图。图3是压粉磁芯的放大示意图。图4a是本专利技术一个实施方式所涉及的绕线(线圈)内置型电感器的外观立体图。图4b是内置于图4a所示的电感器的绕线(线圈)的立体图。符号说明：1a压粉磁芯前体(加压前)1b压粉磁芯前体(加压后)1c压粉磁芯2金属磁性粉末3粘合剂4粒子10线圈内置型磁性元件11压粉磁芯部12线圈具体实施方式以下，使用附图所示的实施方式来详细地说明本专利技术。但是，本专利技术不限定于本实施方式。另外，本实施方式中的压粉磁芯是将由软磁性金属材料构成的含有金属磁性粒子的金属磁性粉进行压缩成型而制成的磁芯。图1中表示本实施方式所涉及的压粉磁芯前体1a的放大示意图。压粉磁芯前体1a包含由金属磁性粒子2及粘合剂3构成的颗粒4。颗粒4通过将金属磁性粒子2和粘合剂3混合并进行一体化而制造。在此，粘合剂3至少含有具有下述化学式所表示的醚骨架的环氧树脂。在此，对具有上述化学式所表示的醚骨架的环氧树脂进行说明。上述醚骨架具有将两个苯环醚结合而成的部分及将苯环和环氧基醚结合而成的部分。上述醚骨架中的苯环在对位的碳上结合了醚键的氧原子，在其它碳上结合了氢原子。具有上述化学式所表示的醚骨架的环氧树脂是使上述的醚骨架聚合而得到的环氧树脂。图2中表示从箭头方向对压粉磁芯前体1a进行加压后的压粉磁芯前体1b的放大示意图。如图2所示，压粉磁芯前体1b从压粉磁芯前体1a改变金属磁性粒子2的排列。即，通过加压使金属磁性粒子2再排列。此外，在本申请中，粒子的再排列是指粒子通过加压而移动，粒子接近成最密填充状态。压粉磁芯前体1a所含的粘合剂3由软质的未固化或半固化的环氧树脂构成。是由于在加压时容易使金属磁性粒子2再排列。本实施方式所涉及的压粉磁芯前体1a的粘合剂3必须含有具有上述化学式所表示的醚骨架的环氧树脂。在压粉磁芯前体1a的粘合剂3含有包含下述化学式1所表示的醚骨架的化学结构的环氧树脂的情况下，压粉磁芯前体1b的粘合剂3也含有具有醚骨架的环氧树脂。在压粉磁芯用前体1a中使用了含有具有上述化学式所表示的醚骨架的环氧树脂的粘合剂的情况下，如果与仅使用不含有具有上述化学式所表示的醚骨架的环氧树脂的粘合剂的情况相比，则通过加压，可以容易且高效率地引起金属磁性粒子2的再排列。而且，可以以高密度赋予高导磁率的压粉磁芯前体1b。认为产生以上现象是由于具有醚骨架的环氧树脂如金属磁性粒子间的润滑剂那样发挥作用。此外，关于用于粘合剂中的环氧树脂，也可以将具有上述化学式所表示的醚骨架的环氧树脂与不具有上述化学式所表示的醚骨架的环氧树脂或环氧树脂以外的树脂一起使用。具有上述化学式所表示的醚骨架的环氧树脂相对于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压粉磁芯，其特征在于，所述压粉磁芯含有粘合剂和金属磁性粉，所述粘合剂含有具有下述化学式所表示的醚骨架的环氧树脂，

【技术特征摘要】
2015.12.08 JP 2015-2393701.一种压粉磁芯，其特征在于，所述压粉磁芯含有粘合剂和金属磁性粉，所述粘合剂含有具有下述化学式所表示的醚骨架的环氧树脂，2.根据权利要求1所述的压粉磁芯，其中，所述金属磁性粉包含Fe-Ni系、Fe-Si-Al系、Fe-Si系、Fe-Si-Cr系、Fe系中的至少1...

【专利技术属性】
技术研发人员：关淳一，
申请(专利权)人：TDK株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP