磁性体及其制造方法、以及线圈部件和电路板技术

本发明专利技术涉及磁性体及其制造方法、以及线圈部件和电路板。本发明专利技术的磁性体是软磁性合金的颗粒彼此通过氧化物层结合而成，上述软磁性合金是作为构成元素含有1质量％～5.5质量％的Si、合计0.2质量％～4质量％的Cr和Al、或Cr、或Al，剩余部分为Fe和不可避免的杂质的合金，上述氧化物层除了Si以外还含有Cr和Al的至少一者，且Fe、Si、Cr和Al中以质量为基准含Si最多。本发明专利技术能够提供具有高的导磁率的磁性体。

【技术实现步骤摘要】
磁性体及其制造方法、以及线圈部件和电路板
本专利技术涉及磁性体及其制造方法、以及使用了磁性体的线圈部件和装载有该线圈部件的电路板。
技术介绍
近年来，在用于通过大电流等的线圈部件中，除了小型化以外还要求大电流化。为了实现大电流化，需要使用对电流不容易磁饱和的磁性材料来构成磁芯，所以作为磁性材料，替代铁氧体系而使用铁系的金属磁性材料。一般而言，用于线圈部件的铁芯的磁性体由粉末状的软磁性材料制造。关于粉末状的软磁性金属材料，由于构成粉末的各个颗粒自身的绝缘电阻低，所以为了赋予绝缘性，多用绝缘膜覆盖构成它的各颗粒的表面来使用。例如在专利文献1中，报告了：将Fe-1％Si微粒化合金颗粒在氮气中混入水蒸气而形成相对湿度100％(常温)的非常低氧浓度的气氛中在450℃进行2小时氧化反应，结果在颗粒表面形成了膜厚5nm的SiO2氧化膜。另外，在由软磁性金属粉末制造磁性体时，在将软磁性金属粉末形成规定形状后，为了使颗粒彼此结合来提高强度，或者为了在颗粒表面形成绝缘膜或使已形成的绝缘膜生长来将颗粒间电绝缘，有时对成型体进行热处理。例如在专利文献1中报告了：将在颗粒表面形成了SiO2膜的软磁性合金粉末的成型体在氮—5％氢混合气体中用加湿器混入水蒸气而形成相对湿度100％的气氛气体中，以450℃维持规定时间而进行了氧化反应之后，再进行升温至880℃保持规定时间的处理。另外，在专利文献2中报告了：将用包含钛醇盐类和硅醇盐类的处理液对颗粒表面进行了涂敷而成的软磁性合金粉末的成型体在氩气气氛下以850℃进行了热处理。而且，在专利文献3中报告了：将表面配置有Si化合物的Fe-Si-Cr类软磁性合金粉末的成型体在大气中以700℃进行了1小时热处理。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2006-49625号公报专利文献2：日本特开2018-182040号公报专利文献3：日本特开2015-126047号公报
技术实现思路
专利技术要解决的技术问题作为获得导磁率等磁特性优越的磁性体的方法，可以举出提高磁性体的软磁性材料的填充率的方法。但是，作为软磁性材料使用金属的情况下，如上所述，需要形成绝缘膜来将软磁性金属的颗粒间电绝缘，所以绝缘膜的体积量的软磁性金属的填充率会降低。特别是在绝缘膜的电绝缘性低的情况下，需要将其形成得较厚，所以金属颗粒间的距离变大，存在磁特性降低的问题。作为获得导磁率等磁特性优越的磁性体的方法，已知有提高磁性体中的含Fe比例的方法，但是含Fe比例高的软磁性金属，存在会因Fe在大气中氧化而导致磁特性降低的问题。于是，本专利技术的目的在于解决上述问题点，提供一种具有高的导磁率的磁性体。用于解决技术问题的技术方案本专利技术人为了解决上述问题点进行了各种研讨，发现使构成磁性体的软磁性合金具有Fe含量较多的特定组成，并且将该合金的颗粒彼此通过具有特定组成的氧化物层结合，从而能够解决该问题点，从而完成了本专利技术。即，为了解决上述技术问题，本专利技术的第1实施方式是一种软磁性合金的颗粒彼此通过氧化物层结合而成的磁性体，其特征在于：上述软磁性合金是作为构成元素含有1质量％～5.5质量％的Si、合计0.2质量％～4质量％的Cr和Al、或Cr、或Al，剩余部分为Fe和不可避免的杂质的合金，上述氧化物层除了Si以外还含有Cr和Al的至少一者，且Fe、Si、Cr和Al中以质量为基准含Si最多。另外，本专利技术的第2实施方式是一种磁性体的制造方法，其包括：准备软磁性合金粉末的步骤，其中该软磁性合金粉末作为构成元素含有1质量％～5.5质量％的Si、合计0.2质量％～4质量％的Cr和Al、或Cr、或Al，剩余部分为Fe和不可避免的杂质，并且Si的含量比Cr、或Al、或Cr和Al的合计多；使该软磁性合金粉末成型来获得成型体的步骤；以及将该成型体在氧浓度为10ppm～800ppm的气氛中以500℃～900℃的温度进行热处理而在软磁性合金的颗粒表面形成氧化物层，通过该氧化物层将软磁性合金的颗粒彼此结合的步骤。另外，本专利技术的第3实施方式是通过在上述磁性体的周围卷绕导体而成的线圈部件，本专利技术的第4实施方式是装载有该线圈部件的电路板。专利技术效果依照本专利技术，能够提供具有高的导磁率的磁性体。附图说明图1是表示实施例1的磁性体的、扫描型透射电子显微镜(STEM)的氧化物层的结构确认结果的示意图。图2是沿图1中的A-A’的线分析结果。附图标记说明1软磁性合金颗粒2氧化物层21Si富集区域A-A’进行了线分析的部位具体实施方式以下，参照附图，对本专利技术的结构和作用效果，结合技术思想进行说明。但是，对于作用机理包括推测，其正确与否并不限制本专利技术。此外，对于以下的实施方式的构成要素中表示最上位概念的独立权利要求中没有记载的构成要素，作为任意的构成要素进行说明。另外，数值范围的记载(将2个数值用“～”连接的记载)，是指也包括作为下限和上限记载的数值。(磁性体)本专利技术的第1实施方式的磁性体(以下，有时简称为“第1实施方式”)的特征在于，软磁性合金的颗粒彼此通过氧化物层结合，上述软磁性合金是作为构成元素含有1质量％～5.5质量％的Si、合计0.2质量％～4质量％的Cr和Al、或Cr、或Al，剩余部分为Fe和不可避免的杂质的合金，该不可避免的杂质包含氧、氢、氮及不可避免的金属元素杂质，上述氧化物层除了Si以外还含有Cr和Al的至少一者，且Fe、Si、Cr和Al中以质量为基准含Si最多。第1实施方式的软磁性合金含有1质量％～5.5质量％的Si。软磁性合金含有1质量％以上的Si，由此电阻变高，能够抑制涡电流导致的磁特性的降低。Si的含量优选为1.5质量％以上，更优选为2质量％以上。另一方面，Si的含量为5.5质量％以下，由此Fe的含量变多，磁性体的导磁率变高。Si的含量优选为5质量％以下，更优选为4.5质量％以下。另外，第1实施方式的软磁性合金含有合计0.2质量％～4质量％的Cr和Al、或Cr、或Al。软磁性合金含有合计0.2质量％以上的Cr和Al、或Cr、或Al，由此耐氧化性优越。另一方面，Cr、或Al、或Cr和Al的含量合计为4质量％以下，由此能够抑制这些元素的偏析，并且Fe的含量变多，磁性体的导磁率变高。为了得到更高的导磁率，优选Cr、或Al、或Cr和Al的含量的合计为2质量％以下。在软磁性合金含有Cr的情况下，出于获得更优越的耐氧化性的观点，优选其含量为0.5质量％以上。在软磁性合金含有Al的情况下，出于抑制其偏析的观点，优选其含量为1质量％以下。第1实施方式的软磁性合金中的Fe的含量对磁性体的导磁率具有较大影响，所以优选在能够获得所希望的绝缘性和耐氧化性的范围内尽可能多。优选的Fe的含量为94质量％以上，更优选为95质量％以上，进一步优选为96质量％以上。第1实施方式中，具有上述组成的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磁性体，其是软磁性合金的颗粒彼此通过氧化物层结合而成的，该磁性体的特征在于：/n所述软磁性合金是作为构成元素含有1质量％～5.5质量％的Si、合计0.2质量％～4质量％的Cr和Al、或Cr、或Al，剩余部分为Fe和不可避免的杂质的合金，/n所述氧化物层除了Si以外还含有Cr和Al的至少一者，并且Fe、Si、Cr和Al中以质量为基准含Si最多。/n

【技术特征摘要】
20190228 JP 2019-0369381.一种磁性体，其是软磁性合金的颗粒彼此通过氧化物层结合而成的，该磁性体的特征在于：
所述软磁性合金是作为构成元素含有1质量％～5.5质量％的Si、合计0.2质量％～4质量％的Cr和Al、或Cr、或Al，剩余部分为Fe和不可避免的杂质的合金，
所述氧化物层除了Si以外还含有Cr和Al的至少一者，并且Fe、Si、Cr和Al中以质量为基准含Si最多。


2.如权利要求1所述的磁性体，其特征在于：
所述软磁性合金中的Cr的含量为0.5质量％以上。


3.如权利要求1或2所述的磁性体，其特征在于：
所述软磁性合金中的Al的含量为1质量％以下。


4.如权利要求1～3中任一项所述的磁性体，其特征在于：
所述氧化物层具有Si富集区域，所述氧化物层在该Si富集区域与所述软磁性合金接触，其中，所述Si富集区域含有Fe、Cr和Al中以质量为基准含量仅次于Si的元素的3倍以上的Si。


5.一种磁性体的制造方法，其特征在于，包括：
准备软磁性合金粉末的步骤，其中，该软磁性合金粉末作为构成元素含有1质量...

【专利技术属性】
技术研发人员：织茂洋子，竹冈伸介，
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