磁芯和线圈型电子部件的制作方法
【专利摘要】本发明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。
【专利说明】磁芯和线圈型电子部件
【技术领域】
[0001]本发明涉及磁芯和线圈型电子部件。
【背景技术】
[0002]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-S1-Al系合金或Fe-S1-Cr系合金等。
[0003]在专利文献I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。
[0004]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-S1-Al系合金或Fe-S1-Cr系合金构成的金属磁性体。
[0005]特别地，将这样的由Fe-S1-Al系合金或Fe-S1-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。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1:日本特开2011-249774号公报
【发明内容】
[0009]本发明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。
[0010]为了达到上述目的，本发明所涉及的磁芯，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-S1-Al系合金颗粒或Fe-S1-Cr系合金颗粒，在所述晶界，存在有含有Si的层。
[0011]在本发明所涉及的磁芯中，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。
[0012]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。
[0013]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。
[0014]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S1-Cr
复合氧化物层。
[0015]此外，本发明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。【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是本发明的一个实施方式所涉及的磁芯的概略截面图。
[0017]图2是本发明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。
[0018]图3是卷绕了线圈后的磁芯的截面图。
[0019]图4是图1所示的芯部的主要部分放大截面图。
[0020]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。
[0021]图6是在图5所示的观测点中进行EDS解析的结果。图6 (a)是本发明的实施例所涉及的试样I和2的解析结果，图6 (b)是本发明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】
[0022]以下，基于附图所示的实施方式说明本发明。
[0023]磁芯
[0024]本发明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、Π型、环型、壶型、杯型等。在本实施方式中，如图1所示，磁体I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。
[0025]SM
[0026]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。
[0027]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。
[0028]芯部2由本实施方式所涉及的软磁性体组合物构成。
[0029]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-S1-Al系合金颗粒或Fe-S1-Cr系合金颗粒，在所述晶界，存在有含有Si的层。
[0030]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。另夕卜，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，能够提闻生广性。
[0031]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。
[0032]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。此夕卜，这样的含有Si的层通过存在于晶界而起到绝缘体的作用。[0033]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。
[0034]再有，在本发明中，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。
[0035]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、非晶娃(amorphous silicon)、二氧化娃、S1-Cr复合氧化物
坐寸ο
[0036]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S1-Cr复合氧化物层。S1-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。
[0037]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。
[0038]本实施方式所涉及的含有Si的层的厚度优选为0.01?0.2 μ m，更优选为0.01?
0.1 μ m0
[0039]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。
[0040]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。
[0041]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。
[0042]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。
[0043]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。
[0044]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?60 μ m。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。
[0045]本实施方式所涉及的软磁性合金颗粒是Fe-S1-Al系合金颗粒或Fe-S1-Cr系合金颗粒。
[0046]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。另外，通过软磁性合金颗粒满足上述组成，容易在界面30形成含有Si的层。
[0047]Fe-S1-Al系合金颗粒的组成没有特别的限定，优选含有按Al换算为0.5?10.5质量％的铝(Al)、按Si换算为4.5?14.5质量％的硅(Si)，余量由铁(Fe)构成。[0048]软磁性合金颗粒中余量可以仅由铁(Fe)构成。
[0049]Fe-S1-Cr系合金颗粒的组成没有特别的限定，优选含有按Cr换算为1.5?8质量％的铬(Cr)、按Si换算为1.4?9质量％的硅(Si)，余量由铁(Fe)构成。
[0050]软磁性合金颗粒中的铬(Cr)的含有量按Cr换算优选为1.5?8质量％，更优选为3?7质量％。若Cr的含有量过少，则存在强度和磁特性下降的趋势；若过多，则存在强度下降的趋势。
[0051]软磁性合金颗粒中的硅(Si)的含有量按Si换算优选为1.4?9质量％，更优选为
4.5?8.5质量％。Si的含有量过少或过多，均存在强度和磁特性下降的趋势。
[0052]软磁性合金颗粒中余量可以仅由铁(Fe)构成。
[0053]本实施方式所涉及的软磁性体组合物除了上述软磁性合金颗粒的构成成分以外，有时还包含碳(C)和锌(Zn)等的成分。
[0054]再有，C被认为是来自于软磁性体组合物的制造过程中所使用的有机化合物成分。另外，Zn被认为是来自于由压粉成形得到软磁性体组合物时为了减小装置的泄压而在模具添加的硬脂酸锌。
[0055]本实施方式所涉及的软磁性体组合物中的、碳(C)的含有量优选小于0.05质量％，更优选为0.01?0.04质量％。若C的含有量过多，则存在得不到作为磁芯的足够的强度的趋势。
[0056]本实施方式所涉及的软磁性体组合物中的、锌(Zn)的含有量优选为0.004?0.2质量％，更优选为0.01?0.2质量％。Zn的含有量过多或反之过少,均存在得不到作为磁芯的足够的强度的趋势。
[0057]再有，在本实施方式所涉及的软磁性体组合物中，除了上述成分以外，还可以含有不可避免的杂质。
[0058]另夕卜，芯部2的热膨胀系数根据软磁性体组合物的组成而变化，大概为9X1(T6/°C ?10X1(T6/°C 左右。
[0059]覆盖层
[0060]作为覆盖层10的材质，只要是具有芯部2的热膨胀系数以下的热膨胀系数的材质便没有特别的限制，例如可以例示玻璃组合物、Si02、B203、ZrO2等。再有，覆盖层10可以由多种材质构成，也可以具有由多层所构成的层叠构造。
[0061]在本实施方式中，覆盖层10优选由玻璃组合物构成。作为玻璃组合物，只要是以非晶质的状态形成在芯部2的表面的组合物或者作为结晶化玻璃形成的组合物就没有特别的限制，例如可以例示S1-B系玻璃(硼硅酸玻璃)、无碱玻璃、铅系玻璃等。
[0062]玻璃组合物的热膨胀系数根据玻璃组合物所含有的成分的组成或各成分的含有量等而变化。因此，玻璃组合物的热膨胀系数有必要以成为芯部2的热膨胀系数以下的方式适当地设定成分的组成或含有量。
[0063]覆盖层10只要是以可以得到电力损失的改善效果的程度被覆盖便没有特别的限定，可以形成在芯部2的表面的至少一部分，相对于芯部2的表面积，形成有覆盖层的比例(覆盖率)优选为50?100%，更优选为90?100%。覆盖率越高，则作为防止芯部2的缺口等的保护层的作用也越大。
[0064]再有，在图1中，表示覆盖率为100%的情况。另外，在芯部2中，若在卷绕有绕线等的部分(在本实施方式中是凹部6)附近形成有覆盖层10，则容易得到更好的效果。
[0065]覆盖层10的厚度只要是可以得到电力损失的改善效果的程度的厚度便没有特别的限定，优选超过O μ m且50 μ m以下，更优选为5 μ m以上且25 μ m以下。若形成有覆盖层10，则电力损失得以改善，但若覆盖层过厚，由于对电力损失的改善效果的贡献小，制造成本增加而不优选。另外，若覆盖层具有某一程度的厚度，则能够起到作为芯部的保护层的功能。因此，覆盖层10的厚度优选在上述的范围内。
[0066]此外，若覆盖层10具有绝缘性，则即使芯部2是导电性的，也能够确保与被卷绕的绕线的绝缘。
[0067]接着，说明作为本实施方式所涉及的磁芯的覆盖层10由玻璃组合物构成的磁芯的制造方法的一个例子。
[0068]本实施方式所涉及的制造方法优选具有:将软磁性体合金粉末与结合材进行混合来得到混合物的工序；在使混合物干燥而得到块状的干燥体后，通过将该干燥体粉碎来形成造粒粉的工序；将混合物或造粒粉成形为要制作的压粉磁芯的形状来得到成形体的工序；通过将所得到的成形体进行加热而使结合材硬化并得到芯部2的工序；在所得到的芯部2形成烧成前覆盖层的工序；以及对形成有烧成前覆盖层的芯部2进行热处理而形成覆盖层10并得到磁芯的工序。
[0069]由本实施方式所涉及的制造方法得到的压粉磁芯由上述本实施方式所涉及的软磁性体组合物构成。
[0070]作为软磁性体合金粉末,可以使用Fe-S1-Al系合金颗粒或Fe-S1-Cr系合金颗粒。
[0071]软磁性合金粉末的形状没有特别的限制，出于维持电感直至高磁场域的观点，优选为球状或椭圆体状。这些当中，出于进一步增大压粉磁芯的强度的观点，优选为椭圆体状。另外，软磁性合金粉末的平均粒径优选为10?80 μ m,更优选为30?60 μ m。若平均粒径过小，则有导磁率变低且作为软磁性材料的磁特性下降的趋势，另外，操作变难。另一方面，若平均粒径过大，则有涡电流变大并且异常损失增大的趋势。
[0072]软磁性合金粉末可以由与公知的软磁性合金粉末的调制方法同样的方法来得到。此时，可以使用气体雾化法、水雾化法、旋转圆盘法来调制。在这些当中，为了容易制作具有所期望的磁特性的软磁性合金粉末，优选为水雾化法。
[0073]作为结合材，使用包含硅酮树脂的结合材。通过使用硅酮树脂作为结合材，在软磁性体组合物的晶界有效地形成有含有Si的层。由这样的软磁性体组合物构成的磁芯即使在以比较低的成形压成形的情况下，也具有足够的强度。
[0074]再有，在不妨碍本发明的效果的范围内也可以包含其他的结合材。作为其他的结合材，可以举出例如各种有机高分子树脂、酚醛树脂、环氧树脂和水玻璃等。
[0075]结合材可以单独使用硅酮树脂，或者与其他的结合材组合来使用硅酮树脂。再有，出于优选将软磁性体组合物中的碳(C)的含有量限制为小于0.05质量％的观点，结合材优选主要使用硅酮树脂。若软磁性体组合物中的C的含有量过多，则有所得到的磁芯的强度下降的趋势。
[0076]结合材的添加量根据所需要的磁芯的特性而不同，但优选相对于100重量份的软磁性体合金粉末，可以添加I?10重量份,更优选相对于100重量份的软磁性体合金粉末为3?9重量份。若结合材的添加量过多，则有导磁率下降且损失变大的趋势。另一方面，若结合材的添加量过少，则有难以确保绝缘的趋势。
[0077]娃酮树脂的添加量优选相对于100重量份的软磁性体合金粉末为3?9重量份。若硅酮树脂的添加量过少，则在软磁性组合物的晶界难以形成含有Si的层，有作为成形品的强度下降的趋势。
[0078]另外，所述混合物或造粒粉中，在不妨碍本发明的效果的范围内根据需要可以添加有机溶剂。
[0079]作为有机溶剂，只要是能够溶解结合材的溶剂便没有特别的限定，可以举出例如甲苯、异丙醇、丙酮、甲基乙基酮、氯仿、乙酸乙酯等的各种溶剂。
[0080]另外，在所述混合物或造粒粉中，在不妨碍本发明的效果的范围内根据需要可以添加各种添加剂、润滑剂、可塑剂、触变剂等。
[0081]作为润滑剂，可以举出例如硬脂酸铝、硬脂酸钡、硬脂酸镁、硬脂酸钙、硬脂酸锌、以及硬脂酸锶等。它们可以单独使用I种或组合2种以上来使用。在这些当中，出于所谓回弹小这样的观点，优选使用硬脂酸锌作为润滑剂。
[0082]在使用润滑剂的情况下，其添加量优选相对于100重量份的软磁性体合金粉末为
0.1?0.9重量份,更优选相对于100重量份的软磁性体合金粉末为0.3?0.7重量份。若润滑剂过少，则有成形后的脱模变得困难且容易产生成形裂纹的趋势。另一方面，若润滑剂过多，则招致成形密度的下降，导磁率减小。
[0083]特别地，在使用硬脂酸锌作为润滑剂的情况下，优选调整所得到的软磁性体组合物中的、锌(Zn)的含有量为0.004?0.2质量％的范围内的、添加量。若Zn的含有量过多，则有得不到作为磁芯的足够的强度的趋势。
[0084]作为得到混合物的方法没有特别的限定，通过现有公知的方法，将软磁性体合金粉末、结合材与有机溶剂进行混合来得到。再有，根据需要可以添加各种添加材。
[0085]在混合时，例如，可以使用加压捏合机、搅拌球磨机、振动磨机、球磨机、V搅拌机等的混合机、或流动造粒机、转动造粒机等的造粒机。
[0086]另外，作为混合处理的温度和时间没有特别的限定，优选在室温下I?30分钟左右。
[0087]作为得到造粒粉的方法没有特别的限定，通过现有公知的方法，将混合物干燥后，将干燥后的混合物弄碎来得到。
[0088]作为干燥处理的温度和时间，优选在室温?200°C左右下5?60分钟。
[0089]根据需要，可以在造粒粉中添加润滑剂。在造粒粉中添加润滑剂后，优选混合5?60分钟。
[0090]作为得到成形体的方法没有特别的限定，优选通过现有公知的方法，使用具有所期望的形状的腔体的成形模具，在该腔体内填充混合物或造粒粉，以规定的成形温度和规定的成形压力将该混合物压缩成形。
[0091]压缩成形的成形条件没有特别的限定，可以根据软磁性合金粉末的形状和尺寸或压粉磁芯的形状、尺寸和密度等来适当地决定。例如，通常，最大压力为100?IOOOMPa左右，优选为400?800MPa左右，保持为最大压力的时间为0.5秒?I分钟左右。
[0092]在本实施方式所涉及的制造方法中，通过结合材包含硅酮系树脂，能够将成形压力减小至上述最大压力。此外，即使在这样减小成形压力的情况下，由于在构成磁芯的软磁性体组合物的晶界形成有含有Si的层，因此磁芯也成为具有足够的强度的磁芯。其结果，能够降低制造成本，能够提高生产性和经济性。
[0093]再有，若成形压力过低，则有难以谋求成形所得到的高密度化和高导磁率并且难以得到足够的机械强度的趋势。另一方面，若成形时的成形压过高，则有压力施加效果饱和的趋势，并且有制造成本增加而生产性和经济性受损的趋势，另外，有成形模具容易劣化而耐久性下降的趋势。
[0094]成形温度没有特别的限定，通常，优选为室温?200°C左右。再有，有越提升成形时的成形温度，则成形体的密度越高的趋势，但若过高则有促进软磁性合金颗粒的氧化且所得到的压粉磁芯的性能劣化的趋势，另外，制造成本增加且生产性和经济性会受损。
[0095]将成形后所得到的成形体进行热处理的方法，可以通过公知的方法来进行，没有特别的限定，一般而言，优选使用退火炉在规定的温度下将通过成形而成形为任意的形状的成形体进行热处理来进行。
[0096]热处理时的处理温度没有特别的限定，通常，优选为600?900°C左右，更优选为700?850°C。热处理时的处理温度过高或过低均有得不到作为磁芯的足够的强度的趋势。
[0097]热处理工序优选在含氧氛围气下进行。这里，含氧氛围气没有特别的限定，可以举出大气氛围气(通常包含20.95%的氧)、或者与氩或氮等的不活泼气体的混合氛围气等,优选为大气氛围气下。通过在含氧氛围气下进行热处理，能够有效地在软磁性体组合物的晶界形成含有Si的层。
[0098]另外，这样所得到的芯部优选成形密度为5.50g/cm3以上。在成形密度为5.50g/cm3以上时，有高密度化了的压粉磁芯在高导磁率、高强度、高芯电阻、低芯损耗这样的各种性能上均优异的趋势。
[0099]对于如下所得到的芯部2，使用图2所示的滚筒装置，在芯部2的表面，形成由玻璃组合物、粘合树脂等构成的热处理前的覆盖层10a。
[0100]图2所示的滚筒装置20具有圆柱状或角柱状的汽缸套20a，滚筒容器22在其轴芯周围能够沿箭头A方向(或其相反方向)自由旋转地收纳在滚筒装置20的中空的内部。
[0101]在汽缸套20a，分别形成有入口管23和出口管24。干燥用气体从入口管23进入汽缸套20a的内部，从出口管24可以排出汽缸套内部的空气。
[0102]在滚筒容器22的内部的轴芯位置，沿着轴向配置有喷嘴25，可以从喷嘴25朝向贮存在滚筒容器22的内部的多个芯部2喷涂浆料26。滚筒容器22沿箭头A方向旋转，因而芯部2以图2所示的状态存在，通过滚筒容器22的旋转来搅拌。
[0103]喷嘴25能够将浆料26朝向芯部2的集合喷雾。再有，可以自由地改变来自喷嘴25的浆料的喷雾方向。另外，在汽缸套20a，连接有省略图示的排出管，可以排出多余的浆料26。
[0104]在滚筒容器22的壁，形成有连通外部与内部的多个孔，贮存在汽缸套20a的下方的浆料26侵入到滚筒容器22的内部，能够将芯部2浸溃在该浆料26。另外，在干燥用气体从入口管23通过汽缸套20a而流通到出口管24时，也流通到滚筒容器22的内部。
[0105]为了形成热处理前的覆盖层10a，首先，将多个芯部2收纳在图2所示的滚筒容器22的内部。然后，使滚筒容器22旋转，一边搅拌芯部2的集合，一边从喷嘴25喷涂浆料26，形成热处理前的覆盖层10a。[0106]浆料26包含通过粉碎上述的玻璃组合物而得到的玻璃粉末、粘合树脂、以及溶齐U。此外也可以包含其他的添加物。玻璃组合物可以将构成该组合物的氧化物、卤化物等的非氧化物等的原料混合、熔融、急速冷却而成为非晶质。另外，作为玻璃组合物，也可以使用结晶化玻璃。在本实施方式中，使用S1-B系玻璃作为玻璃粉末。玻璃粉末的平均粒径(中值直径)没有特别的限定，优选为0.1 μ m以上10 μ m以下的范围。
[0107]浆料26所包含的粘合树脂优选为聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯醇树脂变性体、或它们的混合物。通过这样做，所形成的热处理前的覆盖层IOa与芯部2的紧密附着性优异。
[0108]溶剂优选包含水。溶剂可以仅是水，当玻璃粉末的表面与水的接触角大时，优选通过按一定的比例混入乙醇、异丙醇(IPA)、异丁醇(IBA)等的水溶性的醇来抑制玻璃粉末的凝聚或沉降。
[0109]喷涂到芯部2的浆料26形成覆盖各芯部2的表面的烧成前覆盖层10a。此时，多余的浆料26通过省略图示的排出管而被排出。从喷嘴25喷涂浆料26的处理时间没有特别的限定，例如为30?180分钟左右。另外，喷射时的浆料26的温度虽然依赖于溶剂的组成但优选为40°C以上100°C以下。在使用沸点低的溶剂的情况下，优选在上述温度范围内降低温度。
[0110]接着，一边喷射浆料26—边同时进行热处理前的覆盖层IOa的干燥处理。在干燥处理中，从入口管23将干燥用气体流入到汽缸套20a的内部，并从出口管24排出。该干燥处理所使用的干燥用气体例如是50?100°C的空气。喷射处理后，也可以再进行例如5?30分钟的干燥处理。
[0111]干燥处理后，形成有热处理前的覆盖层IOa的芯部2从滚筒容器22取出，进行热软化处理。热处理条件根据热处理前的覆盖层IOa所包含的玻璃粉末的软化点等来决定。具体而言，热处理温度优选为600?800°C，热处理时间为5?120分钟。
[0112]热处理工序优选在含氧氛围气下进行。这里，含氧氛围气没有特别的限定，可以举出大气氛围气(通常包含20.95%的氧)、或者与氩或氮等的不活泼气体的混合氛围气等。优选在大气氛围气下。
[0113]热处理后，在芯部2的表面形成有玻璃化了的覆盖层10，得到图1所示的铁氧体芯
I。再有，在本实施方式中，玻璃化被定义为在连续的非晶质的个体膜成为具有与结晶相同程度的刚性的状态。
[0114]其后，如图3所示，在各芯部2的一个凸缘部5的端面，通过印刷、转印、浸溃、溅射、镀覆法等来形成由银、钛、镍、铬、铜等构成的一对端子电极32。端子电极32即使芯部2是导电性的，也由于存在覆盖层10而被绝缘。
[0115]其后，将绕线30卷绕在卷芯部4的周围，将该绕线的两端分别通过热压接、利用超声波或激光等的熔接、焊接法等而连接于端子电极32，完成本发明的一个实施方式所涉及的线圈部件。
[0116]在本实施方式所涉及的磁芯中，能够发挥作为磁芯的优异的强度。另外，特别通过由玻璃组合物构成覆盖层，能够在芯部的表面容易地形成覆盖层。另外，通过在芯的表面形成有由玻璃组成构成的覆盖层，能够提高作为磁芯的强度。另外，在玻璃组合物是绝缘性的情况下，即使芯部是导电性的，也能够确保与卷绕的绕线等的绝缘性。
[0117]以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明完全不限定于这样的实施方式，不言而喻，在不偏离本发明的主旨的范围内能够以各种各样的方式来实施。
[0118]例如，在上述的实施方式中，通过对混合物或造粒粉进行压粉成形来制造磁芯(压粉磁芯)，但也可以将上述混合物进行薄片状成形并层叠来制造磁芯。另外，除了干法成形以外，也可以通过湿法成形、压出成形等来得到成形体。
[0119]在上述的实施方式中，为了在软磁性体组合物的晶界形成含有Si的层，使用硅酮树脂作为结合材，但也可以替代硅酮树脂而使用硅胶或二氧化硅颗粒等的Si含有成分作为添加剂。
[0120]另外，在上述的实施方式中，对烧成后的芯部形成热处理前的覆盖层，并将其进行热处理而形成覆盖层，但也可以同时进行芯部的烧成与覆盖层的热处理。通过这样做，能够
简化工序。
[0121]再有，同时进行芯部的烧成与覆盖层的热处理时的热处理条件可以与芯部单独的烧成条件相同，也可以与覆盖层的热处理条件相同。
[0122]此外，根据需要，可以对成形体进行树脂浸溃。由此，能够进一步提高磁芯的强度。
[0123]另外，在上述的实施方式中，使用本实施方式所涉及的磁芯作为线圈型电子部件，但没有特别的限制，也可以适当地用作电动机、开关电源、DC-DC转换器、变压器、扼流圈等的各种电子部件的磁芯。
[0124][实施例]
[0125]以下，通过实施例更详细地说明发明，但本发明不限定于这些实施例。
[0126](实施例1)
[0127]关于试样I
[0128][软磁性合金粉末的调制]
[0129]首先，准备Fe单质、Cr单质和Si单质的铸块、厚块(块)或丸粒(颗粒)。接着将它们以成为Fe为88.5质量％、Cr为5质量％和Si为6.5质量％的组成的方式进行混合，收纳于配置在水雾化装置内的坩埚。接着，在不活泼氛围气中，使用设置在坩埚外部的工作线圈，通过高频诱导将坩埚加热至1600°C以上，将坩埚中的铸块、厚块或丸粒熔融并混合而得到熔液。
[0130]接着，从设置在坩埚的喷嘴喷出坩埚内的熔液，与此同时，通过使高压(50MPa)水流碰撞所喷出的熔液而进行急速冷却，制作由Fe-S1-Cr系颗粒构成的软磁性合金粉末(平均粒径:50 μ m)。
[0131]通过荧光X射线分析法对所得到的软磁性合金粉末进行组成分析的结果，能够确认与准备的组成一致。
[0132][芯部的制作]
[0133]相对于100重量份的所得到的软磁性合金粉末，添加6重量份的硅酮树脂(东丽道康宁(株)制:SR2414LV)，将它们由加压捏合机在室温下混合30分钟。接着，将混合物在空气中在150°C下干燥20分钟。在干燥后的磁性粉末中，添加相对于100重量份的这些软磁性合金粉末为0.5重量份的硬脂酸锌(日东化成制:zinc stearate)作为润滑剂，通过V搅拌机混合10分钟。
[0134]接着,将所得到的混合物成形为5mmX5mmX IOmm的角形样品，制作成形体。再有，成形压为600MPa。通过将加压后的成形体在750°C下在大气中进行热处理60分钟，使硅酮树脂硬化，得到磁芯样品。
[0135][各种评价]
[0136]〈晶界的Si含有层的确认〉
[0137]首先，切断压粉磁芯。对于该切断面，通过扫描透过型电子显微镜(STEM)进行观察，进行软磁性体合金颗粒与晶界的判别。
[0138]接着，如图5所示，在任意选择的观测点上，使用附属于STEM的EDS装置，进行EDS分析。EDS解析的结果作为概略图表示在图6。再有，图6的纵轴是由测量所得到的特性X射线的强度比。
[0139]〈3点弯曲强度试验(强度)>
[0140]对于压粉磁芯样品，遵照JIS R1601的规定，进行3点弯曲强度试验。
[0141]3点弯曲强度是将试验片置于按一定距离配置的2支点上，对支点间的中央的I点施加荷重而折断时的最大弯曲应力(kg/mm2)。
[0142]此外，从所得到的最大弯曲应力的结果，通过下述式算出覆盖层形成的强度的提高率。
[0143]强度的提高率(％)
[0144]=IOOX (有覆盖层的试样-无覆盖层的试样)/ (无覆盖层的试样)
[0145]在本实施例中，将提高率24%以上为良好。结果表示在表I。
[0146]关于试样2
[0147]式样2除了在与试样I同样得到的成形体通过以下的方法形成热处理前的覆盖层以外，用与试样I同样的方法制作磁芯样品，进行同样的评价。在表I和图6表示结果。
[0148]首先，准备用于形成覆盖层的玻璃组合物的粉末。使用S1-B系玻璃作为玻璃组合物。S1-B系玻璃，将构成玻璃成分的氧化物等的原料进行混合并熔融，其后进行急速冷却来制作。
[0149]再有，作为覆盖层使用的S1-B系玻璃组合物的热膨胀系数为6X 10_6/°C。芯部和玻璃组合物的热膨胀系数由TMA测量。
[0150]接着，制作为了形成覆盖层而使用的浆料。首先，按规定的重量比混合所得到的玻璃组合物的粉末与PVA。此外，按规定的重量比混合所得到的固形成分(玻璃粉末和PVA的混合物)与溶剂，用球磨机进行混合而准备浆料。作为溶剂，使用按8: 2混合了水与乙醇的溶剂。粘合树脂相对于浆料中的玻璃粉末的含有量为10重量％。
[0151]接着，在滚筒装置的滚筒容器内投入成形体，在成形体的表面全体，通过使用了上述的浆料的喷射处理而形成热处理前的覆盖层。另外，与喷射同时地，在暖风温度70°C下进行干燥处理。
[0152]其后，从滚筒容器取出形成有热处理前的覆盖层的成形体，将该成形体在750°C下热处理I小时，得到玻璃化了的覆盖层形成在成形体的表面全体的磁芯样品。
[0153]覆盖层的厚度为3?25 μ m左右。再有，覆盖层的厚度由覆盖层形成前后的尺寸算出。
[0154]另外，覆盖率为98?100%左右。再有，覆盖率通过对于20个试样由目视进行观察，对于覆盖层的形成不完全的试样，测量覆盖面积来算出。
[0155]关于试样3[0156]试样3除了使用非硅酮系树脂(长濑化成(株)制:DENATITE XNR4338)作为粘合树脂以外，用与试样I同样的方法制作磁芯样品，进行同样的评价。结果表示在表1和图6。
[0157]关于试样4
[0158]试样4除了使用非硅酮系树脂(长濑化成(株)制:DENATITE XNR4338)作为粘合树脂以外，用与试样2同样的方法制作磁芯样品，进行同样的评价。结果表示在表1和图6。
[0159][表 I]
[0160]
【权利要求】
1.一种磁芯，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-S1-Al系合金颗粒或Fe-S1-Cr系合金颗粒， 在所述晶界，存在有含有Si的层。
2.如权利要求1所述的磁芯，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。
3.如权利要求1或2所述的磁芯，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。
4.如权利要求1?3中的任一项所述的磁芯，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S1-Cr复合氧化物层。
5.一种线圈型电子部件，其特征在于， 具有权利要求1?4中的任一项所述的磁芯。
【文档编号】C22C38/00GK103943321SQ201310641723
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2013年12月3日 优先权日:2013年1月23日
【发明者】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 申请人:Tdk株式会社