磁性部件、磁性部件的制造方法以及电感器元件的制作方法
【专利说明】
[0001] 本申请是以日本专利申请2014-192176(申请日：2014年9月22日）为基础，享 受该申请的优先权。本申请通过参照该申请而包含该申请的全部内容。
技术领域
[0002] 本发明的实施方式涉及磁性部件、磁性部件的制造方法以及电感器元件。
【背景技术】
[0003] 近年来，伴随着通信信息的剧增，一直在谋求电子通信设备的小型化、轻量化。与 此相伴，期望电子零部件的小型化、轻量化。
[0004] 通常的高导磁率部件是以Fe、Co为成分的金属、合金或氧化物。金属或者合金在 高频下由涡流导致的传输损耗变得显著，因此并不优选使用金属或者合金。另一方面，在使 用铁氧体所代表的氧化物的情况下，因为其是高电阻的，所以由涡流导致的损耗得以抑制。 不过，共振频率是数百MHz，因此在高频下由共振导致的传输损耗变得显著，并不优选使用 铁氧体所代表的氧化物。因此，一直寻求高频下的损耗已被抑制的绝缘性的高导磁率部件。
【发明内容】
[0005] 本发明想要解决的课题在于，提供一种通过缩小顽磁力而能够在高频下获得损耗 小、导磁率高的磁性部件及其制造方法。
[0006] 实施方式的磁性部件的特征在于，该磁性部件包括：多个磁性金属粒子，其晶格常 数相对于以1〇〇〇°C进行了热处理时的晶格常数的变化率为±1%以下；多个绝缘包覆层， 其对多个磁性金属粒子的至少一部分进行绝缘包覆并且彼此接触；以及绝缘性树脂，其配 置在多个磁性金属粒子和多个绝缘包覆层的周围。
[0007] 根据上述构成，可提供一种能够在高频下获得损耗小、导磁率高的磁性部件。
【附图说明】
[0008] 图1是第1实施方式的磁性部件的示意剖视图。
[0009] 图2A、图2B、图2C、图2D、图2E是第1实施方式的磁性部件的制造方法的示意图。
[0010] 图3是第2实施方式的磁性部件的示意剖视图。
[0011] 图4是第3实施方式的磁性部件的示意剖视图。
[0012] 图5是第4实施方式的片式电感器元件的示意图。
[0013] 图6A、图6B是第4实施方式的变压器用电感器元件的示意图。
[0014] 符号说明
[0015] 10磁性金属粒子
[0016] 12磁性金属纳米粒子
[0017] 14夹杂相
[0018] 20绝缘包覆层
[0019] 22绝缘包覆层彼此接触的部分
[0020] 24突出部
[0021] 26粒子集合体
[0022] 30绝缘性树脂
[0023] 40分散混合体
[0024] 50 成型体
[0025] 100磁性部件
[0026] 102 线圈
[0027] 104 第 1 线圈
[0028] 106 第 2 线圈
[0029] 108 电极
[0030] 200片式电感器元件
[0031] 300变压器用电感器元件
【具体实施方式】
[0032](第1实施方式）
[0033] 本实施方式的磁性部件的特征在于，该磁性部件包括：多个磁性金属粒子，其晶格 常数相对于以1000°c进行了热处理时的晶格常数的变化率为±1%以下；多个绝缘包覆 层，其对多个磁性金属粒子的至少一部分进行绝缘包覆并且彼此接触；以及绝缘性树脂，其 配置在多个磁性金属粒子和多个绝缘包覆层的周围。
[0034] 图1是本实施方式的复合材料的示意剖视图。
[0035] 磁性金属粒子10包括：从由Fe、Co以及Ni构成的第1组中选择的至少一种磁性 金属；从由Mg、Al、Si、Ca、Zr、Ti、Hf、Zn、Mn、Ba、Sr、Cr、Mo、Ag、Ga、Sc、V、Y、Nb、Pb、Cu、In、 Sn以及稀土类元素构成的第2组中选择的至少一种非磁性金属；从由B、C、Ta、W、P、N、Ga 构成的第3组中选择的至少一种添加金属。
[0036] 磁性金属是从由Fe(铁）、Co(钴）以及Ni(镍）构成的第1组选择的至少一种 金属。作为磁性金属，特别优选采用能够实现较高的饱和磁化的Fe基合金、Co基合金以及 FeCo基合金。在此，作为Fe基合金以及Co基合金，可列举出含有Ni、Μη(锰）、Cu(铜）、 Mo(钼）、Cr(络）等作为第2成分的FeNi合金、FeMn合金、FeCu合金、FeMo合金、FeCr合 金、CoNi合金、CoMn合金、CoCu合金、CoMo合金、CoCr合金。作为FeCo基合金，可列举出含 有Ni、Mn、Cu、Mo、Cr作为第2成分的合金等。上述第2成分是对提高导磁率有效的成分。
[0037] 非磁性金属是从由Mg(镁）、A1 (铝）、Si(硅）、Ca(钙）、Zr(锆）、Ti(钛）、Hf(铪）、 Zn(锌）、Μη(锰）、Ba(钡）、Sr(锶）、Cr(铬）、Mo(钼）、Ag(银）、Ga(镓）、Sc(钪）、V(钒）、 Y(钇）、Nb(铌）、Pb(铅）、Cu(铜）、In(铟）、Sn(锡）以及稀土类元素构成的第2组中选 择的至少一种金属。这些非磁性金属的氧化物的标准生成吉布斯能小且易于氧化，因此从 对磁性金属粒子10进行包覆的绝缘包覆层20的绝缘性的稳定性的观点考虑是优选的。其 中，Al、Si因为易于与作为磁性金属粒子10的主成分的Fe、Co、Ni固溶，因此从热的稳定 性的观点考虑是优选的。另外，优选上述绝缘包覆层20是含有1种以上作为磁性金属粒子 10的构成成分之一的非磁性金属的氧化物或者复合氧化物。在此，复合氧化物是指含有两 种2以上的金属离子的氧化物。
[0038] 添加金属是从由B(硼）、C(碳）、Ta(钽）、W(钨）、P(磷）、N(氮）以及Ga(镓） 构成的第3组中选择的至少一种金属。添加金属能够通过与磁性金属固溶而增大磁各向异 性。在具有大的磁各向异性的材料中，强磁性共振频率变高。在此，在强磁性共振频率附 近，磁性部件100的μ'（导磁率实数部）降低，μ"（导磁率虚数部）增加。因此，通过提 高强磁性共振频率，能够制作可在高频频带使用的材料。C和Ν因为易于与磁性金属固溶， 因此是特别优选的。此外，添加金属优选是以相对于磁性金属、非磁性金属和添加金属的合 计量为〇. 001原子％以上且25原子％以下的量含有。在小于0. 001原子％时，无法获得效 果，而若超过25原子％，则磁性金属粒子10的饱和磁化变得过小。
[0039] 优选磁性金属、非磁性金属和添加金属之中的至少2种彼此固溶。通过固溶，能够 有效地提尚磁各向异性，由此能够使尚频磁特性和机械特性提尚。在不固溶的情况下，非磁 性金属、添加金属就向磁性金属粒子10的晶界、表面偏析，无法有效地使磁各向异性、机械 特性提尚。
[0040] 磁性金属粒子10也可以是多晶粒子、单晶粒子中的任一种粒子，但优选是单晶粒 子。通过设为单晶粒子，能够在使粒子一体化时使易磁化轴一致，因此能够控制磁各向异 性，能够使尚频特性提尚。
[0041] 磁性金属粒子10的平均粒径并没有特别限定，但其最佳值由所使用的频率决定。 粒径越大，由涡流导致的损耗越大，此外，顽磁力也具有粒径依赖性。优选选择已考虑了涡 流以及顽磁力而得到的最佳粒径。例如，顽磁力也取决于材料，但其在大约20nm附近达到 最大值，优选进行在比最大值小的数值处或者比最大值大的数值处的设计，但在比最大值 大的情况下，涡流损耗变大，因此并不优选在高频下使用。优选的磁性金属粒子10的平均 粒径例如为l〇nm以上且20nm以下。
[0042] 磁性金属粒子10也可以是球状粒子，但优选纵横比大的扁平粒子或棒状粒子。若 增大纵横比，则不仅能够赋予由形状导致的磁各向异性、使导磁率的高频特性提高，而且在 使粒子一体化来制作部件时易于利用磁场进行取向。其原因在于，通过取向能够进一步提 高导磁率的高频特性。此外，若纵横比变大，则能够使成为单磁畴结构的极限粒径增大，即 使是大的粒子，导磁率的高频特性也不劣化。例如，若磁性金属粒子10为球状，则成为单磁 畴结构的极限粒径为50nm左右，但若为纵横比大的扁平粒子，则极限粒径变大。通常粒径 较大的粒子易于合成，因此从制造方面的观点考虑，纵横比大是有利的。并且，通过增大纵 横比，在使粒子一体化而制作部件时能够增大磁性金属粒子10的填充率，由此，能够增大 部件的单位体积、单位重量的饱和磁化，也能够增大导磁率。优选的磁性金属粒子10的纵 横比例如为5以上且500以下。
[0043] 磁性金属粒子10也可以是非晶形的。无论是金属单质还是合金，都还可以是与氧 化物、氮化物、碳化物等绝缘体混合的非晶形。
[0044] 多个磁性金属粒子10的晶格常数相对于以1000°C进行了热处理时的晶格常数的 变化率为±1%以