压粉磁芯及电感元件制造技术

本发明专利技术提供一种在数MHz左右的高频段，直流叠加特性优异且涡流损耗小的压粉磁芯、及使用了该压粉磁芯的电感元件。本发明专利技术的压粉磁芯，其中，所述压粉磁芯含有被绝缘的软磁性材料粉末的大颗粒及小颗粒，大颗粒及小颗粒的饱和磁通密度为1.4T以上，在以压粉磁芯的截面观察的软磁性材料粉末中，将粒径为3μm以上15μm以下的颗粒群设为大颗粒，将粒径为300nm以上900nm以下的颗粒群设为小颗粒时，该截面上的大颗粒所占的面积和小颗粒所占的面积之比为9:1～5:5。

Powder Core and Inductor Components

【技术实现步骤摘要】
压粉磁芯及电感元件
本专利技术涉及压粉磁芯及使用了压粉磁芯的电感元件。
技术介绍
近年来，电源的高频化正在进展，寻求适于数MHz左右的高频段使用的电感元件。另外，寻求使用为了小型化而直流叠加特性优异另外为了电源的高效化而涡流损耗(磁芯损耗)降低的材料的电感元件。专利文献1中公开有一种可以在高频段使用的电感元件，但在小型化时，导磁率小，直流叠加特性也不充分，另外，磁芯损耗大。专利文献2中公开有能够在高频段使用的电感元件，但导磁率小。另外，直流叠加特性及磁芯损耗未公开。因此，不能获得小型化及电源的高效化的见解。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2016-12715号公报专利文献2：日本特开2017-120924号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题本专利技术是鉴于这样的实际情况而完成的，其目的在于，提供一种在数MHz左右的高频段，直流叠加特性优异且涡流损耗小的压粉磁芯、及使用了该压粉磁芯的电感元件。用于解决问题的技术方案本专利技术人等发现，通过压粉磁芯以规定的比率含有具有规定以上的饱和磁通密度的软磁性材料粉末的大颗粒及小颗粒，在数MHz左右的高频段，直流叠加特性优异，另外涡流损耗能够降低。本申请专利技术的宗旨如下。(1)一种压粉磁芯，其中，所述压粉磁芯含有被绝缘的软磁性材料粉末的大颗粒及小颗粒，大颗粒及小颗粒的饱和磁通密度为1.4T以上，在以压粉磁芯的截面观察的软磁性材料粉末中，将平均粒径为3μm以上15μm以下的颗粒群设为大颗粒，将平均粒径为300nm以上900nm以下的颗粒群设为小颗粒时，该截面上的大颗粒所占的面积和小颗粒所占的面积之比为9:1～5:5。(2)根据(1)所述的压粉磁芯，其中，小颗粒的电阻为40μΩ·cm以上。(3)根据(1)或(2)所述的压粉磁芯，其中，小颗粒为至少含有Fe及Si的合金粉末。(4)根据(3)所述的压粉磁芯，其中，小颗粒含有选自Ni、Co及Cr中的一种以上的元素。(5)一种电感元件，其中，所述电感元件具有上述(1)～(4)中任一项所述的压粉磁芯。(6)一种压粉磁芯，其中，所述压粉磁芯含有被绝缘的软磁性材料粉末的大颗粒及小颗粒，大颗粒及小颗粒的饱和磁通密度为1.4T以上，在以压粉磁芯的截面观察的软磁性材料粉末中，将粒径为3μm以上15μm以下的颗粒群设为大颗粒，将粒径为300nm以上900nm以下的颗粒群设为小颗粒时，该截面上的大颗粒所占的面积和小颗粒所占的面积之比为9:1～5:5，小颗粒为至少含有Fe及Si的合金粉末，小颗粒的电阻为40μΩ·cm以上。(7)根据(6)所述的压粉磁芯，其中，小颗粒含有选自Ni、Co及Cr中的一种以上的元素。(8)根据(6)或(7)所述的压粉磁芯，其中，小颗粒为Fe-Si系合金、Fe-Si-Cr系合金或Fe-Ni-Si-Co系合金中的任一种。(9)一种电感元件，其中，所述电感元件具有上述(6)～(8)中任一项所述的压粉磁芯。专利技术效果根据本专利技术，能够提供一种在数MHz左右的高频段，直流叠加特性优异且涡流损耗小的压粉磁芯、及使用了该压粉磁芯的电感元件。具体实施方式以下，基于具体的实施方式说明本专利技术，但在不脱离本专利技术的宗旨的范围内允许各种改变。(压粉磁芯)构成本实施方式的压粉磁芯的软磁性材料粉末含有大颗粒和小颗粒。这种压粉磁芯适宜用作电感元件等线圈型电子部件的磁芯。例如，可以是在规定形状的压粉磁芯内部埋设有卷绕有导线的空芯线圈的线圈型电子部件，也可以是在规定形状的压粉磁芯的表面卷绕规定卷数的导线而成的线圈型电子部件。作为卷绕导线的磁芯的形状，可示例FT型、ET型、EI型、UU型、EE型、EER型、UI型、鼓型、环型、壶型、杯型等。(软质磁性材料粉末)在构成本实施方式的压粉磁芯的软磁性材料粉末中，大颗粒及小颗粒的饱和磁通密度为1.4T以上，优选为1.6T以上，更优选为1.7T以上。饱和磁通密度的上限没有特别限制。通过将饱和磁通密度设为上述范围，能够实现电感元件的小型化。此外，饱和磁通密度在大颗粒和小颗粒中可以是相同的值也可以是不同的值。在本实施方式的压粉磁芯中，在以其截面观察的软磁性材料粉末中，将粒径为3μm以上15μm以下的颗粒群设为大颗粒，将粒径为300nm以上900nm以下的颗粒群设为小颗粒时，其截面上的大颗粒所占的面积和小颗粒所占的面积之比[大颗粒:小颗粒]为9:1～5:5，优选为8.5:1.5～6.0:4.0，更优选为8.0:2.0～6.5:3.5。通过将大颗粒所占的面积和小颗粒所占的面积之比设为上述范围，获得直流叠加特性优异的压粉磁芯。此外，压粉磁芯的截面可通过SEM图像进行观察。而且，对通过该截面图像观察的软磁性材料粉末算出等效圆直径，将其作为粒径。此时，粒径不包括后述的绝缘被膜的厚度。在本实施方式中，因为软磁性材料粉末含有大颗粒及小颗粒，所以在压粉磁芯的截面上，作为软磁性材料粉末，观察粒径大的颗粒及粒径小的颗粒。特别是，在本实施方式中，其特征在于，在压粉磁芯的截面上观察作为粒径大的颗粒(大颗粒)的粒径为3μm以上15μm以下的颗粒、及作为粒径小的颗粒(小颗粒)的粒径为300nm以上900nm以下的颗粒。进而，在本实施方式中，通过在该压粉磁芯的截面上将大颗粒所占的面积和小颗粒所占的面积之比设为上述范围，获得直流叠加特性优异、且涡流损耗小的压粉磁芯。在本实施方式中，压粉磁芯的截面上的大颗粒所占的面积和小颗粒所占的面积之比与压粉磁芯中所含的大颗粒和小颗粒的重量比大致相等。因此，在本实施方式中，能够将压粉磁芯中所含的大颗粒和小颗粒的重量比作为压粉磁芯的截面上的大颗粒所占的面积和小颗粒所占的面积之比进行处理。此外，在构成本实施方式的压粉磁芯的软磁性材料粉末中，大颗粒和小颗粒的重量比为9:1～5:5，优选为8.5:1.5～6.0:4.0，更优选为8.0:2.0～6.5:3.5。在本实施方式中，小颗粒的电阻优选为40μΩ·cm以上，更优选为60μΩ·cm以上，进一步优选为70μΩ·cm以上。另外，小颗粒的电阻的上限没有特别限制。通过将小颗粒的电阻设为上述范围，能够在高频段降低涡流损耗(磁芯损耗)。小颗粒的电阻可通过调整小颗粒的组成而进行控制。在本实施方式中，小颗粒为优选含有Fe，更优选至少含有Fe及Si的合金粉末。另外，小颗粒还可以含有选自Ni、Co及Cr中的一种以上的元素。因此，作为小颗粒，例如能够使用纯铁、Fe-Si系合金、Fe-Si-Cr系合金及Fe-Ni-Si-Co系合金。另外，小颗粒也可以含有Fe-Si系合金、Fe-Si-Cr系合金或Fe-Ni-Si-Co系合金的任一种。通过小颗粒含有上述的元素，获得直流叠加特性优异的压粉磁芯。另外，在本实施方式中，大颗粒优选为至少含有Fe及Si的合金粉末。另外，大颗粒还可以含有选自Ni、Co及Cr中的一种以上的元素。因此，作为大颗粒，例如能够使用Fe-Si系合金、Fe-Si-Cr系合金及Fe-Ni-Si-Co系合金。通过大颗粒含有上述的元素，获得直流叠加特性优异的压粉磁芯。在本实施方式中，大颗粒和小颗粒可以是相同的组成也可以是不同的组成。大颗粒的制造方法没有特别限制，但例如通过雾化法(例如水雾化法、气体雾化法、高速旋转水流雾化法等)、还原法、羰基法、粉碎法等的各种粉末化法制造。优选为水雾化法。另外本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种压粉磁芯，其中，所述压粉磁芯含有被绝缘的软磁性材料粉末的大颗粒及小颗粒，大颗粒及小颗粒的饱和磁通密度为1.4T以上，在以压粉磁芯的截面观察的软磁性材料粉末中，将粒径为3μm以上15μm以下的颗粒群设为大颗粒，将粒径为300nm以上900nm以下的颗粒群设为小颗粒时，该截面上的大颗粒所占的面积和小颗粒所占的面积之比为9:1～5:5，小颗粒为至少含有Fe及Si的合金粉末，小颗粒的电阻为40μΩ·cm以上。

【技术特征摘要】
2017.12.14 JP 2017-2393131.一种压粉磁芯，其中，所述压粉磁芯含有被绝缘的软磁性材料粉末的大颗粒及小颗粒，大颗粒及小颗粒的饱和磁通密度为1.4T以上，在以压粉磁芯的截面观察的软磁性材料粉末中，将粒径为3μm以上15μm以下的颗粒群设为大颗粒，将粒径为300nm以上900nm以下的颗粒群设为小颗粒时，该截面上的大颗粒所占的面积和小颗粒所占的面积之比为9:1～5:5，小颗粒为至少含有Fe及Si的合金粉末，小颗粒的电阻为40μΩ·cm以上。2.根据权利要求1所述的压粉磁芯，其中，小颗粒含有选自Ni、Co及Cr中的一种以上的元素。3.根据权利要求1或2所述的压粉磁芯，其中，小颗粒含有Fe-Si系合金、Fe-Si-Cr系合金或Fe-Ni-Si-Co系合金中的任一种。...

【专利技术属性】
技术研发人员：茂吕英治，原田明洋，米泽祐，
申请(专利权)人：TDK株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP