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TWI591659B - Dust core, electrical and electronic components and electrical and electronic machinery - Google Patents

Dust core, electrical and electronic components and electrical and electronic machinery Download PDF

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TWI591659B
TWI591659B TW104128711A TW104128711A TWI591659B TW I591659 B TWI591659 B TW I591659B TW 104128711 A TW104128711 A TW 104128711A TW 104128711 A TW104128711 A TW 104128711A TW I591659 B TWI591659 B TW I591659B
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powder core
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TW104128711A
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TW201616523A (zh
Inventor
Takao Mizushima
Yutaka Yamamoto
Akio Hanada
Original Assignee
Alps Electric Co Ltd
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Publication date
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Description

壓粉芯部、電氣電子零件及電氣電子機器
本發明係關於一種使用軟磁性粉末之壓粉芯部、具備該壓粉芯部之電器電子零件及安裝有該電器電子零件之電器電子機器。
用作電感元件、電抗器、變壓器或扼流圈等電器電子零件之構成元件之壓粉芯部可藉由將大量軟磁性粉末與樹脂等一併壓粉成形，對所獲得之成形體熱處理而獲得。下述專利文獻1中揭示壓粉芯部之一例。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2012-212853號公報
藉由上述製造方法而獲得之壓粉芯部為軟磁性粉末與樹脂系材料之複合體，壓粉芯部中之軟磁性粉末通常即便於大氣中，只要達到300℃左右之前，則為熱穩定。然而，若壓粉芯部被加熱至該程度之溫度，則樹脂系材料之熱劣化顯著化，壓粉芯部之磁特性發生變化。
作為評價此種壓粉芯部之熱穩定性之尺度之一，可列舉對壓粉芯部進行於大氣中250℃之環境下放置1000小時之加熱試驗(本說明書中，無說明之「加熱試驗」意指該加熱試驗)之情形之磁芯損耗之變化率。本說明書中，將使用在加熱試驗之前測定之壓粉芯部之磁芯損 耗Pc0(單位：kW/m3)及在加熱試驗後測定之壓粉芯部之磁芯損耗Pc1(單位kW/m3)，根據下述式定義之磁芯損耗之變化率△Pc(單位：%)較小稱作壓粉芯部之「耐熱性優異」。
△Pc=(Pc1-Pc0)/Pc0×100
本發明之目的在於提供一種耐熱性優異之壓粉芯部、具備該壓粉芯部之電器電子零件及安裝有該電器電子零件之電器電子機器。
為了解決上述問題，本發明者等人進行研究，結果獲得如下見解：關於位於壓粉芯部中之鄰接之2個軟磁性粉末之間，與該等之固著及絕緣相關之樹脂系材料，藉由使軟磁性粉末間之存在狀態最佳化，可獲得耐熱性優異之壓粉芯部。
作為一態樣，基於上述見解而完成之本發明提供一種壓粉芯部，其特徵係具備軟磁性粉末、及絕緣性之樹脂系材料者，且賦予上述樹脂系材料之樹脂含有丙烯酸系樹脂，於上述壓粉芯部之相鄰2種上述軟磁性粉末形成之間隙之至少一部分填充上述樹脂系材料而成之間隙區域具有上述2種軟磁性粉末之相隔距離為30nm以下者，於上述相隔距離為30nm以下之間隙區域內，具備藉由不部分填充上述樹脂系材料而劃分形成之空孔。
關於上述壓粉芯部，上述空孔之存在密度作為基於上述間隙區域之剖面觀察之測定而獲得之值，較佳為1.0個/μm以上，更佳為1.3個以上。
上述壓粉芯部較佳為含有P。有藉由壓粉芯部含有P，壓粉芯部之間隙區域之空孔之存在密度升高之情形。尤其可認為藉由構成壓粉芯部之軟磁性粉末含有P，此種空孔之存在密度升高。
上述壓粉芯部具備之上述軟磁性粉末亦可具有包含非晶質之部分。
上述壓粉芯部具備之上述軟磁性粉末較佳為係Fe基非晶質合金，含有Ni 0原子%以上且10原子%以下、Sn 0原子%以上且3原子%以下、Cr 0原子%以上且6原子%以下、P 3.0原子%以上且11原子%以下、C 1.0原子%以上且10原子%以下、B 0原子%以上且9原子%以下、及Si 0原子%以上且6原子%以下。有藉由軟磁性粉末含有P，壓粉芯部之間隙區域之空孔之存在密度升高之情形。
上述壓粉芯部亦可為藉由將含有上述軟磁性粉末及樹脂之組合物加壓成形獲得成形體，將所獲得之上述成形體加熱而獲得者。
於該情形時，上述成形體之加熱較佳為包括氧化性環境下之加熱及其後之非氧化性環境下之加熱。又，上述組合物亦可含有無機系成分，上述無機系成分較佳為含有P。有藉由無機成分含有P，壓粉芯部之間隙區域之空孔之存在密度升高之情形。
作為另一態樣，本發明提供一種電器電子零件，其係具備上述壓粉芯部、線圈及與上述線圈之各端部連接之連接端子之電器電子零件，且上述壓粉芯部之至少一部分配置為位於經由上述連接端子在上述線圈流過電流時因上述電流而產生之感應磁場內。
作為進而另一態樣，本發明提供一種電器電子機器，其係安裝有上述電器電子零件之電器電子機器，且上述電器電子零件利用上述連接端子與基板連接。
上述發明之壓粉芯部之耐熱性優異。又，根據本發明，提供一種具備該壓粉芯部之電器電子零件及安裝有該電器電子零件之電器電子機器。
1‧‧‧壓粉芯部
2‧‧‧被覆導線
2a‧‧‧線圈
2b、2c‧‧‧被覆導線2之端部
2d、2e‧‧‧線圈2a之端部
3‧‧‧壓粉芯部
3a‧‧‧壓粉芯部3之安裝面
3b、3c‧‧‧壓粉芯部3之側面
4‧‧‧端子部
5‧‧‧空芯線圈
5a‧‧‧空芯線圈5之捲繞部
5b‧‧‧空芯線圈5之引出端部
10‧‧‧環形磁芯之電感器部
20‧‧‧電感元件
30‧‧‧收納凹部
40‧‧‧連接端部
42a‧‧‧第1彎曲部
42b‧‧‧第2彎曲部
100‧‧‧安裝基板
110‧‧‧焊盤部
120‧‧‧焊錫層
C‧‧‧空孔
G‧‧‧間隙區域
M、M1、M2‧‧‧軟磁性粉末
R‧‧‧樹脂系材料
圖1係概念性地表示本發明之一實施形態之壓粉芯部之形狀的立體圖。
圖2係表示本發明之一實施形態之壓粉芯部之剖面觀察結果的圖。
圖3a係表示藉由對本發明之一實施形態之壓粉芯部進行剖面觀察而觀察間隙區域之結果的圖。
圖3b係以圖3a之白虛線包圍之區域之放大圖。
圖4係概念性地表示作為具備本發明之一實施形態之壓粉芯部之電器電子零件之環形磁芯之電感器部之形狀的立體圖。
圖5係透視作為具備本發明之另一實施形態之壓粉芯部之電器電子零件之電感元件之整體構成之一部分而表示的立體圖。
圖6係表示將圖5所示之電感元件安裝於安裝基板上之狀態的部分前視圖。
圖7係表示藉由對由比較例1製造之壓粉芯部進行剖面觀察而觀察間隙區域之結果的圖。
以下，就本發明之實施形態詳細進行說明。
1.壓粉芯部
關於圖1所示之本發明之一實施形態之壓粉芯部1，其外觀為環狀，如圖2、3所示，具備軟磁性粉末M、及含有基於丙烯酸系樹脂之成分之絕緣性之樹脂系材料R。
(1)空孔之存在密度
關於本發明之一實施形態之壓粉芯部1，如圖3所示，於壓粉芯部1之相鄰2種軟磁性粉末M1、M2形成之間隙之至少一部分填充樹脂系材料而成之間隙區域G具有2種軟磁性粉末M1、M2之相隔距離為30nm以下者，於該相隔距離為30nm以下之間隙區域G具備空孔C。該空孔C之存在密度作為藉由基於間隙區域G之剖面觀察之測定而獲得之值，較佳為1.0個/μm以上。
本說明書中，相隔距離為30nm以下之間隙區域G之空孔C之存在密度定義為如下般求出之值。首先，將壓粉芯部切斷、研磨，獲得觀察用剖面。使用掃描型電子顯微鏡觀察該觀察用剖面，選擇相鄰而配置之間隙之長度相對較大之(作為具體例，列舉間隙之長度為1μm以上之情形)2種軟磁性粉末M1、M2。軟磁性粉末M1、M2所形成之間隙之中，測定作為由樹脂系材料填充至少一部分之區域之間隙區域G的長度，並且任意地測定10處間隙區域G之寬度，將該等測定值之平均設為軟磁性粉末M1、M2之相隔距離。其次，以30,000倍之放大倍率觀察間隙區域G，計數藉由於間隙區域G內部分性不填充樹脂系材料而劃分形成之空孔C之個數。空孔C之有無之確認使用50,000倍之觀察圖像。基於該等測定，求出間隙區域G之空孔C之每1μm之個數。對以同一組成於同一條件下製造之複數個壓粉芯部進行以上測定，將相隔距離為30nm以下之間隙區域G之空孔C之每1μm之個數之平均值設為壓粉芯部之間隙區域G之空孔C之存在密度(單位：個/μm)。再者，關於不存在相隔距離成為30nm以下之間隙區域G之壓粉芯部，相隔距離為30nm以下之間隙區域G之空孔C之存在密度設為0個/μm。於空孔C之存在密度為0個/μm之情形時，設為間隙區域G不具備空孔。
具備上述空孔C，較佳為空孔C之存在密度為1.0個/μm以上之本發明之一實施形態之壓粉芯部1之耐熱性優異。若使用上述△Pc說明該方面，則關於本發明之一實施形態之壓粉芯部，可將△Pc設為20%以下，較佳例中，亦可將△Pc設為10%以下，更佳例中，亦可將△Pc設為5%以下。
壓粉芯部之空孔C之存在密度與耐熱性之關係並未明瞭，關於供於在大氣中250℃之環境下放置之加熱試驗之壓粉芯部，由於軟磁性粉末體積膨脹，故而可產生使間隙區域G之體積降低之力。又，樹脂 系材料亦有因加熱而機械特性變化或產生組成之變化之可能性。此種加熱試驗中產生之變化可成為於壓粉芯部內之軟磁性粉末產生應力應變之原因。於如本發明之一實施形態之壓粉芯部1般，具備空孔C，較佳為空孔C之存在密度為1.0個/μm以上之情形時，有因該空孔C之體積變動(例如收縮)，壓粉芯部1內之軟磁性粉末產生之應力被緩和，結果上，壓粉芯部1內之軟磁性粉末變得不易於蓄積應變之可能性。
就進一步穩定地提高壓粉芯部1之耐熱性之觀點而言，空孔C之存在密度較佳為1.3個/μm以上，更佳為1.6個/μm以上。空孔C之存在密度之上限，就提高耐熱性之觀點而言，並不限定。於空孔C之存在密度過高之情形時，擔心壓粉芯部1之力學強度之降低等。
較佳情形為本發明之一實施形態之壓粉芯部1含有P(磷)。理由並不確定，但藉由壓粉芯部1含有P(磷)，即便軟磁性粉末M1、M2之相隔距離為30nm以下，為較窄之情形時，亦易於獲得間隙區域G之空孔C之存在密度變高之傾向。有壓粉芯部1所含之P(磷)對位於間隙區域G之樹脂系材料R之物性或組成造成影響，有助於間隙區域G之空孔C之存在密度提高之可能性。使壓粉芯部1含有P(磷)之方法並無限定。可使軟磁性粉末M含有P(磷)，亦可於壓粉芯部1之製造過程中使用磷酸玻璃等含磷物質。尤佳為使軟磁性粉末M含有P。
(2)軟磁性粉末
構成本發明之一實施形態之壓粉芯部1具備之軟磁性粉末M之材料並無限定。作為此種材料，例示結晶質磁性材料及非晶質磁性材料以及具有結晶質部分及非晶質部分之材料。構成軟磁性粉末M之材料可為一種，亦可為複數種。於軟磁性粉末M包含複數種材料之情形時，各構成材料之組成及調配比率無限定。
關於結晶質磁性材料，只要滿足為結晶質(可藉由通常之X射線 繞射測定，獲得以可特定出材料種類之程度具有明確之峰之繞射光譜)、及為軟磁性體，則不限定具體之種類。作為結晶質磁性材料之具體例，可列舉：Fe-Si-Cr系合金、Fe-Ni系合金、Fe-Co系合金、Fe-V系合金、Fe-Al系合金、Fe-Si系合金、Fe-Si-Al系合金、羰基鐵及純鐵。尤其為了提高間隙區域G之空孔C之存在密度，較佳為於該等結晶質磁性材料含有P。
關於非晶質磁性材料，只要滿足為非晶質(可藉由通常之X射線繞射測定，獲得以可特定出材料種類之程度具有明確之峰之繞射光譜)、及為軟磁性體，則不限定具體之種類。作為非晶質磁性材料之具體例，可列舉：Fe-P-C-B-Si系合金、Fe-Si-B系合金、Fe-P-C系合金及Co-Fe-Si-B系合金。尤其為了提高間隙區域G之空孔C之存在密度，較佳為該等非晶質磁性材料含有P。
作為非晶質磁性材料之進而具體之例，可列舉組成式以Fe100at%-a-b-c-x-y-z-tNiaSnbCrcPxCyBzSit所表示，0at%≦a≦10at%、0at%≦b≦3at%、0at%≦c≦6at%、6.8at%≦x≦10.8at%、2.2at%≦y≦9.8at%、0at%≦z≦4.2at%、0at%≦t≦7at%之Fe基非晶質合金。上述組成式中，Ni、Sn、Cr、B及Si為任意添加元素。
上述Fe基非晶質合金之各元素之較佳添加量範圍如下所述。Ni之添加量a較佳為設為0at%以上且6at%以下，更佳為設為0at%以上且4at%以下。Sn之添加量b較佳為設為0at%以上且2at%以下，更佳為設為1at%以上且2at%以下。Cr之添加量c較佳為設為0at%以上且2at%以下，更佳為設為1at%以上且2at%以下。就提高壓粉芯部1之空隙C之存在密度之觀點而言，P之添加量x較佳為設為8.8at%以上。C之添加量y較佳為設為5.8at%以上且8.8at%以下。B之添加量z較佳為設為0at%以上且3at%以下，更佳為設為0at%以上且2at%以下。Si之添加量t較佳為設為0at%以上且6at%以下，更佳為設為0at%以上 且2at%以下。
具有結晶質部分及非晶質部分之材料可為結晶質磁性材料與非晶質磁性材料之混合體，亦可為具有非晶質相及結晶質相之材料。作為後者之材料，例示作為Fe基合金，且藉由含有Nb、Cu、Si等促進結晶析出之元素，結晶質之子相於非結晶質之母相中分散析出者。
本發明之一實施形態之壓粉芯部1含有之軟磁性粉末M之形狀並無限定。軟磁性粉末M之形狀可為球狀，亦可為非球狀。於為非球狀之情形時，可為扁平形狀、鱗片狀、橢球狀、液滴狀、針狀之類的具有形狀各向異性之形狀，亦可為不具有特別之形狀各向異性之不定形。
軟磁性粉末M之形狀可為於製造軟磁性粉末M之階段(列舉霧化法作為具體例)所獲得之形狀，亦可為藉由將所製造之軟磁性粉末M二次加工(列舉利用磨碎機等之扁平加工作為具體例)而獲得之形狀。作為前者之形狀，例示球狀、橢球狀、液滴狀、針狀等，作為後者之形狀，例示扁平形狀、鱗片狀。
本發明之一實施形態之壓粉芯部1所含之軟磁性粉末M之粒徑並不限定。若藉由平均粒徑D50(藉由雷射繞射散射法測定之軟磁性粉末M之粒徑之體積分佈之體積累積值為50%時之粒徑)規定該粒徑，則通常設為1μm至20μm之範圍。就提高操作性之觀點、提高壓粉芯部1之軟磁性粉末M之填充密度之觀點等而言，軟磁性粉末M之平均粒徑D50較佳為設為2μm以上且15μm以下，更佳為設為3μm以上且10μm以下，尤佳為設為4μm以上且7μm以下。
本發明之一實施形態之壓粉芯部1之軟磁性粉末M之含量並不限定。根據用途考慮樹脂系材料之組成、製造步驟等而適當設定。
(3)樹脂系材料
本發明之一實施形態之壓粉芯部1具備之樹脂系材料R為絕緣 性，賦予該材料之樹脂含有丙烯酸系樹脂。本說明書中，所謂「樹脂系材料R」，意指含有樹脂及/或基於樹脂之成分(例示樹脂之至少一部分組成變化之成分，樹脂之(部分)熱分解物作為一具體例)之材料，關於本實施形態之樹脂系材料R，賦予樹脂系材料R之樹脂含有丙烯酸系樹脂。
丙烯酸系樹脂只要含有基於丙烯酸及其衍生物之至少一者之結構單元即可，可為均聚物，亦可為共聚物。作為丙烯酸之衍生物，可例示丙烯酸酯、甲基丙烯酸及其酯、丙烯醯胺等。於丙烯酸系樹脂為共聚物之情形時，該共聚物可含有基於丙烯酸及其衍生物之至少一者之結構單元以外之結構單元，賦予該結構單元之化合物之種類並無限定。作為該化合物之具體例，可列舉乙烯等烯烴、乙酸乙烯酯等乙烯酯等。丙烯酸系樹脂亦可具有交聯結構。該情形之交聯劑並無限定，可例示聚異氰酸酯化合物等。
賦予樹脂系材料之樹脂亦可含有丙烯酸系樹脂以外之樹脂。作為此種樹脂，可例示：聚矽氧樹脂、環氧樹脂、酚樹脂、脲樹脂、三聚氰胺樹脂等。
如圖3所示，樹脂系材料R位於壓粉芯部1內之相鄰軟磁性粉末M1、M2之間等，使軟磁性粉末M1、M2固著且絕緣，有助於壓粉芯部1之形狀及絕緣性之維持。一般而言，若將壓粉芯部供於加熱試驗，則擔心樹脂系材料之上述固著功能及/或絕緣功能降低，關於本發明之一實施形態之壓粉芯部1，如上述般適當地控制空隙C之存在密度，故而加熱試驗後磁特性不易於降低。
(4)壓粉芯部之製造方法
本發明之一實施形態之壓粉芯部1之製造方法並無限定。若列舉該製造方法之一例，可藉由將含有軟磁性粉末及樹脂之組合物加壓成形，將所獲得之成形體加熱，而獲得壓粉芯部1。
該製造方法中，加壓條件及加熱條件根據壓粉芯部所要求之機械特性或磁特性、組合物之組成等而適當設定。作為加熱條件之一例，可列舉進行氧化性環境下之加熱及非氧化性環境下之加熱。如上所述，本發明之一實施形態之壓粉芯部1具備含有基於丙烯酸系樹脂之成分的樹脂系材料R，故而成為上述加壓成形之對象之組合物含有丙烯酸系樹脂。為了可使由含有丙烯酸系樹脂之組合物獲得可提高空隙C之存在密度之較佳樹脂系材料R變得容易，加熱條件較佳為含有氧化性環境下之加熱，其溫度較佳為設為300℃以上且400℃以下，更佳為設為355℃以上且400℃以下，尤佳為設為360℃以上且400℃以下。又，就藉由加壓成形而更穩定地緩和施加於軟磁性粉末M之應變之觀點而言，較佳為進行400℃以上之加熱，於該情形時，較佳為以壓粉芯部1可適當地具備樹脂系材料R之方式進行非氧化性環境下之加熱。因此，於進行氧化性環境下之加熱及非氧化性環境下之加熱之情形時，較佳為於氧化性環境下以300℃以上且400℃以下進行加熱，其後，於非氧化性環境下進行400℃以上之加熱。
加壓成形之上述組合物亦可含有軟磁性粉末及樹脂以外之成分。作為此種成分，可例示玻璃等無機系成分、金屬皂等潤滑劑等。亦有可藉由使組合物含有含P(磷)成分(例如磷酸玻璃)，提高壓粉芯部1之間隙區域G之空隙C之存在密度之情形。組合物之製備方法並無限定。可僅將構成組合物之材料混練而獲得，亦可將含有構成組合物之材料之漿料乾燥、粉碎而形成造粒粉。
2.電器電子零件
本發明之一實施形態之電器電子零件具備上述本發明之一實施形態之壓粉芯部1、線圈及與該線圈之各端部連接之連接端子。此處，壓粉芯部1之至少一部分配置為位於經由連接端子在線圈流過電流時因該電流而產生之感應磁場內。
作為此種電器電子零件之一例，可列舉圖4所示之環形磁芯之電感器部10。環形磁芯之電感器部10具備藉由對環狀之壓粉芯部1捲繞被覆導線2而形成之線圈2a。於位於包含經捲繞之被覆導線2之線圈2a與被覆導線2之端部2b、2c之間之導線之部分，可定義線圈2a之端部2d、2e。如此，關於本實施形態之電器電子零件，構成線圈之構件及構成連接端子之構件亦可包含相同之構件。
本發明之一實施形態之電器電子零件具備具有與上述本發明之一實施形態之壓粉芯部1不同形狀之壓粉芯部。作為此種電器電子零件之具體例，可列舉圖5所示之電感元件20。圖5係透視本發明之一實施形態之電感元件20之整體構成之一部分而表示之立體圖。圖5中，電感元件20之下表面(安裝面)以朝上之姿勢表示。圖6係表示將圖5所示之電感元件20安裝於安裝基板10上之狀態的部分前視圖。
圖5所示之電感元件20具備壓粉芯部3、作為埋入至壓粉芯部3之內部之線圈之空芯線圈5、及作為藉由熔接與空芯線圈5電性連接之連接端子之一對端子部4而構成。
空芯線圈5係將經絕緣被膜之導線捲繞為螺旋狀而形成者。空芯線圈5具有捲繞部5a、及自捲繞部5a引出之引出端部5b、5b而構成。空芯線圈5之捲繞數根據所需之電感而適當設定。
如圖5所示，壓粉芯部3中，於相對於安裝基板之安裝面3a形成用以收納端子部4之一部分之收納凹部30。收納凹部30形成於安裝面3a之兩側，朝著壓粉芯部3之側面3b、3c解放而形成。自壓粉芯部3之側面3b、3c突出之端子部4之一部分朝著安裝面3a而彎曲，收納於收納凹部30之內部。
端子部4以薄板狀之Cu基材形成。端子部4埋設於壓粉芯部3之內部，具有與空芯線圈5之引出端部5b、5b電性連接之連接端部40、及露出於壓粉芯部3之外表面且自上述壓粉芯部3之側面3b、3c朝著安裝 面3a依次彎曲形成之第1彎曲部42a及第2彎曲部42b而構成。連接端部40為熔接於空芯線圈5之熔接部。第1彎曲部42a及第2彎曲部42b為對於安裝基板100焊錫接合之焊錫接合部。焊錫接合部意指端子部4中之自壓粉芯部3露出之部分，至少朝著壓粉芯部3之外側之表面。
端子部4之連接端部40及空芯線圈5之引出端部5b藉由電阻熔接而接合。
如圖6所示，電感元件20安裝於安裝基板100上。
於安裝基板100之表面形成與外部電路導通之導體圖案，根據該導體圖案之一部分，形成用以安裝電感元件20之一對焊盤部110。
如圖6所示，電感元件20中，安裝面3a朝著安裝基板100側，自壓粉芯部3露出於外部之第1彎曲部42a及第2彎曲部42b於與安裝基板100之焊盤部110之間利用焊錫層120接合。
關於焊接步驟，於印刷步驟中對焊盤部110塗佈糊狀之焊錫後，使第2彎曲部42b面對焊盤部110，安裝電感元件20，焊錫於加熱步驟中熔融。如圖5及圖6所示，第2彎曲部42b與安裝基板100之焊盤部110對向，第1彎曲部42a露出於電感元件20之側面3b、3c，故而圓角狀之焊錫層120固著於焊盤部110，並且於作為焊錫接合部之第2彎曲部42b及第1彎曲部42a兩者之表面充分地擴散並固著。
作為以上說明之環形磁芯之電感器部10、電感元件20以外之電器電子零件之例，可列舉電抗器或變壓器。
3.電器電子機器
本發明之一實施形態之電器電子機器為安裝有具備上述本發明之一實施形態之壓粉芯部之電器電子零件。作為此種電器電子機器，例示具備電源切換電路、電壓升降電路、平流電路等之電源裝置或小型可攜式通訊機器等。
於此種電器電子機器為車載用途之情形時，強烈要求即便於高 溫之環境下長期放置，動作穩定性亦優異。為了應對此種要求，關於組入至電器電子機器之各電器電子零件，即便於高溫之環境下長期放置動作穩定性亦優異設為必要。如上述般，本發明之一實施形態之電器電子零件具備耐熱性優異之壓粉芯部，故而安裝有該零件之電器電子機器容易應用於車載用途。
以上說明之實施形態係為了使本發明之理解容易而記載者，並非為了限定本發明而記載。因此，上述實施形態所揭示之各要素之主旨亦包含屬於本發明之技術範圍之全部設計變更或均等物。
[實施例]
以下，利用實施例等進一步具體地說明本發明，但本發明之範圍並不限定於該等實施例等。
(實施例1)
使用水霧化法，將以成為Fe74.43at%Cr1.96at%P9.04at%C2.16at%B7.54at%Si4.87at%之組成之方式稱量而獲得之非晶質軟磁性粉末作為軟磁性粉末，進行製作。所獲得之軟磁性粉末之粒度分佈係使用日機裝公司製造之「Microtrac粒度分佈測定裝置MT3300EX」以體積分佈進行測定。其結果是，作為體積分佈中成為50%之粒徑之平均粒徑(D50)為10.6μm。
將上述軟磁性粉末100質量份、丙烯酸系樹脂1.7質量份、包含磷酸玻璃之無機系成分0.6質量份及包含硬脂酸鋅之潤滑劑0.3質量份加以混合而獲得漿料。
將所獲得之漿料於乾燥後粉碎，使用網眼300μm之篩網及850μm之篩網，將300μm以下之微細粉末及850μm以上之粗大粉末去除，獲得造粒粉。
將所獲得之造粒粉填充至模具，以面壓1.8GPa進行加壓成形，獲得具有環形狀之成形體。將所獲得之成形體於大氣(氧化性環境)中 以360℃加熱10小時，其後，以於氮氣環境(非氧化性環境)下以470℃加熱1小時之條件進行熱處理，獲得具有外徑20mm×內徑12mm×厚度7mm之環形狀之壓粉芯部。
(比較例1)
除於漿料之製備時不調配磷酸玻璃及將熱處理之條件設為於氮氣環境(非氧化性環境)下以470℃加熱1小時以外，進行與實施例1相同之操作，獲得壓粉芯部。
(比較例2)
除將軟磁性粉末之種類變更為Fe-Si-B-Cr系非晶質(平均粒徑(D50)：50μm)以外，進行與實施例1相同之操作，獲得壓粉芯部。又，該Fe-Si-B-Cr系非晶質合金為無P之添加者。
(試驗例1)空孔之存在密度之測定
對於由實施例1製作之15個壓粉芯部、由比較例1製作之13個壓粉芯部及由比較例2製作之3個壓粉芯部，分別切斷、研磨，獲得觀察剖面。使用掃描電子顯微鏡觀察該觀察剖面，選擇相鄰地配置，且間隙之長度相對較大之2種軟磁性粉末。測定於軟磁性粉末形成之間隙之中，作為由樹脂系材料填充至少一部分之區域之間隙區域之長度。又，任意測定10處間隙區域之寬度，將該等測定值之平均設為軟磁性粉末之相隔距離。繼而，以30,000倍之放大倍率觀察間隙區域，計數藉由於間隙區域內部分性不填充樹脂系材料而劃分形成之空孔之個數。空孔之有無之確認使用50,000倍之觀察圖像。基於該等測定，確認間隙區域是否存在空孔，並且計數於存在空孔之情形時間隙區域之空孔之每1μm之個數。於空孔之每1μm之個數為0個之情形時，判定間隙區域不具備空孔。將測定結果示於表1。又，將由實施例1製造之壓粉芯部之觀察圖像示於圖3，將由比較例1製造之壓粉芯部之觀察圖像示於圖7。如圖3所示，於由實施例1製造之壓粉芯部中，易於在間 隙區域測定出空隙，如圖7所示，於由比較例1製造之壓粉芯部中，不易於在間隙區域測定出空隙。
如表1所示，求出實施例1之相隔距離為30nm以下之8個壓粉芯部(試樣編號1-6至1-12、1-14及1-15)之間隙區域之空孔之每1μm之個數之平均值，將所獲得之1.9個/μm設為實施例1之空孔之存在密度。
如表1所示，求出比較例1之相隔距離為30nm以下之5個壓粉芯部(試樣編號2-2至2-4、2-6及2-11)之間隙區域之空孔之每1μm之個數之平均值，將所獲得之0個/μm設為比較例1之空孔之存在密度。
由於比較例2之壓粉芯部不存在相隔距離成為30nm以下之間隙區域，故而比較例2之空孔之存在密度設為0個/μm。
(試驗例2)耐熱性之評價
對由實施例及比較例製作之具有環狀形狀之壓粉芯部實施銅線之捲線，使用BH分析儀(岩崎通信機公司製造「SY-8217」)，以頻率100kHz、最大磁通密度100mT之條件測定磁芯損耗Pc0(單位：kW/m3)。
對於捲有銅線之壓粉芯部，進行於大氣中250℃之環境下放置1000小時之加熱試驗。於加熱試驗後，以上述條件測定磁芯損耗 Pc1(單位：kW/m3)。基於下述式，算出磁芯損耗之變化率△Pc(單位：%)。
△Pc=(Pc1-Pc0)/Pc0×100
將磁芯損耗之測定結果及磁芯損耗之變化率與空孔之存在密度一併示於表2。
如表2所示，存在空孔且其存在密度為1.0個/μm以上之實施例1之壓粉芯部之磁芯損耗之變化率△Pc較小，耐熱性優異。與此相對，空孔之存在密度為0個/μm判定為間隙區域不具備空孔之比較例1、2之壓粉芯部之磁芯損耗之變化率△Pc較大，耐熱性較差，磁芯損耗自身亦與實施例1相比成為較高值。
如此，可認為實施例1之壓粉芯部之△Pc變小之原因在於：由於空孔之存在，伴隨加熱產生之壓粉芯部內之軟磁性粉末產生之應力適當地緩和，軟磁性粉末不易於蓄積應變。又，理由雖未確定，推測由於存在於軟磁性粉末或磷酸玻璃之P，助長大氣中之熱處理時樹脂系材料之空孔之生成。
[產業上之可利用性]
本發明之壓粉芯部作為具備電源切換電路、電壓升降電路、平流電路等之電源裝置，尤其車載用途之電源裝置、或小型可攜式通訊機器等較佳。
1‧‧‧壓粉芯部

Claims (12)

  1. 一種壓粉芯部，其特徵係具備軟磁性粉末、及絕緣性之樹脂系材料者，且賦予上述樹脂系材料之樹脂含有丙烯酸系樹脂，於上述壓粉芯部之相鄰2種上述軟磁性粉末形成之間隙之至少一部分填充上述樹脂系材料而成之間隙區域具有上述2種軟磁性粉末之相隔距離為30nm以下者，於上述相隔距離為30nm以下之間隙區域內，具備藉由部分不填充上述樹脂系材料而劃分形成之空孔。
  2. 如請求項1之壓粉芯部，其中上述空孔之存在密度作為藉由基於上述間隙區域之剖面觀察之測定而獲得之值，為1.0個/μm以上。
  3. 如請求項1或2之壓粉芯部，其含有P。
  4. 如請求項1或2之壓粉芯部，其中上述軟磁性粉末含有P。
  5. 如請求項1或2之壓粉芯部，其中上述軟磁性粉末具有包含非晶質之部分。
  6. 如請求項1或2之壓粉芯部，其中上述軟磁性粉末為Fe基非晶質合金，且含有Ni 0原子%以上且10原子%以下、Sn 0原子%以上且3原子%以下、Cr 0原子%以上且6原子%以下、P 3.0原子%以上且11原子%以下、C 1.0原子%以上且10原子%以下、B 0原子%以上且9原子%以下、及Si 0原子%以上且6原子%以下。
  7. 如請求項1或2之壓粉芯部，其中上述壓粉芯部為藉由將含有上述軟磁性粉末及樹脂之組合物加壓成形獲得成形體，將所獲得之上述成形體加熱而獲得者。
  8. 如請求項7之壓粉芯部，其中上述成形體之加熱包括氧化性環境下之加熱及其後之非氧化性環境下之加熱。
  9. 如請求項7之壓粉芯部，其中上述組合物含有無機系成分。
  10. 如請求項9之壓粉芯部，其中上述無機系成分含有P。
  11. 一種電器電子零件，其係具備如請求項1或2之壓粉芯部、線圈及與上述線圈之各端部連接之連接端子之電器電子零件，且上述壓粉芯部之至少一部分配置為位於經由上述連接端子在上述線圈流過電流時因上述電流而產生之感應磁場內。
  12. 一種電器電子機器，其係安裝有如請求項11之電器電子零件之電器電子機器，且上述電器電子零件利用上述連接端子與基板連接。
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