磁芯和線圈型電子部件的制作方法
【專利摘要】本發明的目的在于提供一種具有優異的強度的磁芯和線圈型電子部件。本發明所涉及的磁芯，具有由軟磁性體組合物構成的芯部、以及形成在所述芯部的表面的至少一部分的覆蓋層，所述軟磁性體組合物具有多個軟磁性合金顆粒、以及存在于所述軟磁性合金顆粒間的晶界，所述軟磁性合金顆粒是Fe-Si-Al系合金顆粒或Fe-Si-Cr系合金顆粒，在所述晶界，存在有含有Si的層。
【專利說明】磁芯和線圈型電子部件
【技術領域】
[0001]本發明涉及磁芯和線圈型電子部件。
【背景技術】
[0002]金屬磁性體與鐵氧體相比較，存在可以得到高的飽和磁通密度的優點。作為這樣的金屬磁性體，已知有Fe-S1-Al系合金或Fe-S1-Cr系合金等。
[0003]在專利文獻I中，提出了具備低成本且兼備高導磁率和磁通密度的磁性體的線圈型電子部件。
[0004]作為這樣的線圈型電子部件，可以舉出電感部件、EMC用線圈部件、變壓器部件等，近年來，作為這些電子部件的磁芯，廣泛地使用由Fe-S1-Al系合金或Fe-S1-Cr系合金構成的金屬磁性體。
[0005]特別地，將這樣的由Fe-S1-Al系合金或Fe-S1-Cr系合金構成的金屬磁性體作為可以實現向電路基板上的面安裝的小型化的線圈型電子部件的磁芯來使用的情況下，要求作為磁芯的高的強度。
[0006]現有技術文獻
[0007]專利文獻
[0008]專利文獻1:日本特開2011-249774號公報
【發明內容】
[0009]本發明有鑒于這樣的實際狀況，其目的在于提供具有優異的強度的磁芯和線圈型電子部件。
[0010]為了達到上述目的，本發明所涉及的磁芯，其特征在于，具有由軟磁性體組合物構成的芯部、以及形成在所述芯部的表面的至少一部分的覆蓋層，所述軟磁性體組合物具有多個軟磁性合金顆粒、以及存在于所述軟磁性合金顆粒間的晶界，所述軟磁性合金顆粒是Fe-S1-Al系合金顆粒或Fe-S1-Cr系合金顆粒，在所述晶界，存在有含有Si的層。
[0011]在本發明所涉及的磁芯中，構成芯部的軟磁性體組合物在軟磁性合金顆粒的晶界具有含有Si的層，此外，在芯部的表面的至少一部分形成有覆蓋層，由此能夠發揮作為磁芯的優異的強度。
[0012]優選地，其特征在于，所述含有Si的層是Si氧化物層或Si復合氧化物層。
[0013]優選地，其特征在于，所述含有Si的層還存在于所述軟磁性合金顆粒的表面。
[0014]優選地，其特征在于，存在于所述軟磁性合金顆粒的表面的含有Si的層為S1-Cr
復合氧化物層。
[0015]此外，本發明所涉及的線圈電子部件具有上述磁芯。作為線圈型電子部件沒有特別的限定，可以例示電感部件、EMC用線圈部件、變壓器部件等的電子部件。特別地，適用于可以實現向電路基板上的面安裝的小型化的線圈型電子部件。【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1是本發明的一個實施方式所涉及的磁芯的概略截面圖。
[0017]圖2是本發明的一個實施方式所涉及的磁芯的制造所使用的滾筒裝置的概略截面圖。
[0018]圖3是卷繞了線圈后的磁芯的截面圖。
[0019]圖4是圖1所示的芯部的主要部分放大截面圖。
[0020]圖5是表示進行EDS解析時的觀測點的芯部的主要部分放大截面圖。
[0021]圖6是在圖5所示的觀測點中進行EDS解析的結果。圖6 (a)是本發明的實施例所涉及的試樣I和2的解析結果，圖6 (b)是本發明的比較例所涉及的試樣3和4的解析結果。再有，縱軸是強度比，橫軸是深度。
【具體實施方式】
[0022]以下，基于附圖所示的實施方式說明本發明。
[0023]磁芯
[0024]本發明所涉及的磁芯的形狀，除了圖1所示的鼓型以外，還可以例示FT型、ET型、EI型、UU型、EE型、EER型、Π型、環型、壺型、杯型等。在本實施方式中，如圖1所示，磁體I具有鼓型芯形狀，具有在芯部2的表面全體形成有覆蓋層10的結構。
[0025]SM
[0026]芯部2具有圓柱或角柱狀的卷芯部4、以及沿著該卷芯部4的軸向一體地形成在兩側的一對凸緣部5。凸緣部5的外徑比卷芯部4的外徑大，在卷芯部4的外周形成有被凸緣部5包圍的凹部6。再者，通過將繞線30卷繞在該凹部6而做成線圈部件。
[0027]芯部2的尺寸沒有特別的限制，在本實施方式中，卷芯部4的外徑為0.6?1.2mm，卷芯部4的軸向寬度為0.3?1.0mm,凸緣部5的外徑為2.0?3.0mm,凸緣部5的厚度為
0.2?0.3mm,從凸緣部5的外周表面至卷芯部4的外周表面的深度為0.5?1.0mm。再有，凸緣部5的形狀除了圓形以外，還可以是四邊形、八邊形等。
[0028]芯部2由本實施方式所涉及的軟磁性體組合物構成。
[0029]本實施方式所涉及的軟磁性體組合物，其特征在于，具有多個軟磁性合金顆粒、以及存在于所述軟磁性合金顆粒間的晶界，所述軟磁性合金顆粒是Fe-S1-Al系合金顆粒或Fe-S1-Cr系合金顆粒，在所述晶界，存在有含有Si的層。
[0030]本實施方式所涉及的軟磁性體組合物通過滿足上述構成，從而可以得到優異的磁特性，并且即使在以比較低的成形壓成形的情況下也能夠得到作為磁芯的足夠的強度。另夕卜，在加壓成形時，能夠通過比較低的成形壓成形，因而能夠謀求對模具的負擔的進一步下降，能夠提聞生廣性。
[0031]本實施方式所涉及的軟磁性體組合物，如圖4所示，具有多個軟磁性合金顆粒21、以及存在于軟磁性合金顆粒間的晶界30。
[0032]本實施方式所涉及的含有Si的層存在于形成在2個顆粒間的晶界30或存在于3個以上的顆粒之間的晶界31(三相點等)。通過這樣的含有Si的層的存在，本實施方式所涉及的磁芯即使在以比較低的成形壓成形的情況下，也能夠得到作為磁芯的足夠的強度。此夕卜，這樣的含有Si的層通過存在于晶界而起到絕緣體的作用。[0033]本實施方式所涉及的含有Si的層優選為Si氧化物層或Si復合氧化物層。
[0034]再有，在本發明中，氧化物層和復合氧化物層是包含非晶形層(amorphouslayer )、結晶層、以及它們的混合層的寬的概念。
[0035]作為本實施方式所涉及的Si氧化物層或Si復合氧化物層沒有特別的限定，可以舉出例如含有Si的非晶形層、非晶娃(amorphous silicon)、二氧化娃、S1-Cr復合氧化物
坐寸ο
[0036]本實施方式所涉及的含有Si的層優選還存在于軟磁性合金顆粒的表面。該存在于軟磁性合金顆粒的表面的含有Si的層優選為S1-Cr復合氧化物層。S1-Cr復合氧化物層沒有特別的限定，可以舉出含有Si和Cr的非晶形層等。
[0037]本實施方式所涉及的含有Si的層優選由非晶質構成。再有，一部分也可以由結晶質構成。
[0038]本實施方式所涉及的含有Si的層的厚度優選為0.01?0.2 μ m，更優選為0.01?
0.1 μ m0
[0039]再有，含有Si的層未必需要以覆蓋軟磁性合金顆粒的表面的全體的方式形成，也可以形成在軟磁性合金顆粒的表面的一部分。另外，含有Si的層的厚度可以是不均勻的，該組成也可以不是均質的。
[0040]本實施方式所涉及的含有Si的層的有無或其厚度能夠通過后面所述的磁芯的制造方法中的、結合材的種類或其添加量、其他的添加成分、成形體的熱處理溫度和氛圍氣等來控制。
[0041]在本實施方式中，作為判斷含有Si的層是否存在于軟磁性合金顆粒的表面和晶界的方法，沒有特別的限制，例如可以通過對Si的映射圖像進行解析來判斷。以下表示具體的方法。
[0042]首先，通過使用掃描透過型電子顯微鏡(STEM)來觀察磁芯，判別軟磁性合金顆粒和晶界。具體而言，通過STEM對電介質層的截面進行攝影，得到明視野(BF)像。將該明視野像中存在于軟磁性合金顆粒與軟磁性合金顆粒之間并具有與該軟磁性合金顆粒不同的對比度的區域作為晶界。是否具有不同的對比度的判斷可以用目視來進行，也可以通過進行圖像處理的軟件等來判斷。
[0043]再有，對于Cr等的其他元素，也能夠用同樣的方法來制作并觀察映射圖像。
[0044]本實施方式所涉及的軟磁性合金顆粒的平均結晶顆粒粒徑優選為30?60 μ m。通過將平均結晶顆粒粒徑設為上述的范圍，能夠容易地實現磁芯的薄層化。
[0045]本實施方式所涉及的軟磁性合金顆粒是Fe-S1-Al系合金顆粒或Fe-S1-Cr系合金顆粒。
[0046]通過軟磁性合金顆粒滿足上述組成，本實施方式所涉及的軟磁性體組合物可以得到優異的磁特性，并且即使在以比較低的成形壓成形的情況下也能夠得到作為磁芯的足夠的強度。另外，在加壓成形時，能夠通過比較低的成形壓成形，因而能夠謀求對模具的負擔的進一步下降，能夠提高生產性。另外，通過軟磁性合金顆粒滿足上述組成，容易在界面30形成含有Si的層。
[0047]Fe-S1-Al系合金顆粒的組成沒有特別的限定，優選含有按Al換算為0.5?10.5質量％的鋁(Al)、按Si換算為4.5?14.5質量％的硅(Si)，余量由鐵(Fe)構成。[0048]軟磁性合金顆粒中余量可以僅由鐵(Fe)構成。
[0049]Fe-S1-Cr系合金顆粒的組成沒有特別的限定，優選含有按Cr換算為1.5?8質量％的鉻(Cr)、按Si換算為1.4?9質量％的硅(Si)，余量由鐵(Fe)構成。
[0050]軟磁性合金顆粒中的鉻(Cr)的含有量按Cr換算優選為1.5?8質量％，更優選為3?7質量％。若Cr的含有量過少，則存在強度和磁特性下降的趨勢；若過多，則存在強度下降的趨勢。
[0051]軟磁性合金顆粒中的硅(Si)的含有量按Si換算優選為1.4?9質量％，更優選為
4.5?8.5質量％。Si的含有量過少或過多，均存在強度和磁特性下降的趨勢。
[0052]軟磁性合金顆粒中余量可以僅由鐵(Fe)構成。
[0053]本實施方式所涉及的軟磁性體組合物除了上述軟磁性合金顆粒的構成成分以外，有時還包含碳(C)和鋅(Zn)等的成分。
[0054]再有，C被認為是來自于軟磁性體組合物的制造過程中所使用的有機化合物成分。另外，Zn被認為是來自于由壓粉成形得到軟磁性體組合物時為了減小裝置的泄壓而在模具添加的硬脂酸鋅。
[0055]本實施方式所涉及的軟磁性體組合物中的、碳(C)的含有量優選小于0.05質量％，更優選為0.01?0.04質量％。若C的含有量過多，則存在得不到作為磁芯的足夠的強度的趨勢。
[0056]本實施方式所涉及的軟磁性體組合物中的、鋅(Zn)的含有量優選為0.004?0.2質量％，更優選為0.01?0.2質量％。Zn的含有量過多或反之過少,均存在得不到作為磁芯的足夠的強度的趨勢。
[0057]再有，在本實施方式所涉及的軟磁性體組合物中，除了上述成分以外，還可以含有不可避免的雜質。
[0058]另夕卜，芯部2的熱膨脹系數根據軟磁性體組合物的組成而變化，大概為9X1(T6/°C ?10X1(T6/°C 左右。
[0059]覆蓋層
[0060]作為覆蓋層10的材質，只要是具有芯部2的熱膨脹系數以下的熱膨脹系數的材質便沒有特別的限制，例如可以例示玻璃組合物、Si02、B203、ZrO2等。再有，覆蓋層10可以由多種材質構成，也可以具有由多層所構成的層疊構造。
[0061]在本實施方式中，覆蓋層10優選由玻璃組合物構成。作為玻璃組合物，只要是以非晶質的狀態形成在芯部2的表面的組合物或者作為結晶化玻璃形成的組合物就沒有特別的限制，例如可以例示S1-B系玻璃(硼硅酸玻璃)、無堿玻璃、鉛系玻璃等。
[0062]玻璃組合物的熱膨脹系數根據玻璃組合物所含有的成分的組成或各成分的含有量等而變化。因此，玻璃組合物的熱膨脹系數有必要以成為芯部2的熱膨脹系數以下的方式適當地設定成分的組成或含有量。
[0063]覆蓋層10只要是以可以得到電力損失的改善效果的程度被覆蓋便沒有特別的限定，可以形成在芯部2的表面的至少一部分，相對于芯部2的表面積，形成有覆蓋層的比例(覆蓋率)優選為50?100%，更優選為90?100%。覆蓋率越高，則作為防止芯部2的缺口等的保護層的作用也越大。
[0064]再有，在圖1中，表示覆蓋率為100%的情況。另外，在芯部2中，若在卷繞有繞線等的部分(在本實施方式中是凹部6)附近形成有覆蓋層10，則容易得到更好的效果。
[0065]覆蓋層10的厚度只要是可以得到電力損失的改善效果的程度的厚度便沒有特別的限定，優選超過O μ m且50 μ m以下，更優選為5 μ m以上且25 μ m以下。若形成有覆蓋層10，則電力損失得以改善，但若覆蓋層過厚，由于對電力損失的改善效果的貢獻小，制造成本增加而不優選。另外，若覆蓋層具有某一程度的厚度，則能夠起到作為芯部的保護層的功能。因此，覆蓋層10的厚度優選在上述的范圍內。
[0066]此外，若覆蓋層10具有絕緣性，則即使芯部2是導電性的，也能夠確保與被卷繞的繞線的絕緣。
[0067]接著，說明作為本實施方式所涉及的磁芯的覆蓋層10由玻璃組合物構成的磁芯的制造方法的一個例子。
[0068]本實施方式所涉及的制造方法優選具有:將軟磁性體合金粉末與結合材進行混合來得到混合物的工序；在使混合物干燥而得到塊狀的干燥體后，通過將該干燥體粉碎來形成造粒粉的工序；將混合物或造粒粉成形為要制作的壓粉磁芯的形狀來得到成形體的工序；通過將所得到的成形體進行加熱而使結合材硬化并得到芯部2的工序；在所得到的芯部2形成燒成前覆蓋層的工序；以及對形成有燒成前覆蓋層的芯部2進行熱處理而形成覆蓋層10并得到磁芯的工序。
[0069]由本實施方式所涉及的制造方法得到的壓粉磁芯由上述本實施方式所涉及的軟磁性體組合物構成。
[0070]作為軟磁性體合金粉末,可以使用Fe-S1-Al系合金顆粒或Fe-S1-Cr系合金顆粒。
[0071]軟磁性合金粉末的形狀沒有特別的限制，出于維持電感直至高磁場域的觀點，優選為球狀或橢圓體狀。這些當中，出于進一步增大壓粉磁芯的強度的觀點，優選為橢圓體狀。另外，軟磁性合金粉末的平均粒徑優選為10?80 μ m,更優選為30?60 μ m。若平均粒徑過小，則有導磁率變低且作為軟磁性材料的磁特性下降的趨勢，另外，操作變難。另一方面，若平均粒徑過大，則有渦電流變大并且異常損失增大的趨勢。
[0072]軟磁性合金粉末可以由與公知的軟磁性合金粉末的調制方法同樣的方法來得到。此時，可以使用氣體霧化法、水霧化法、旋轉圓盤法來調制。在這些當中，為了容易制作具有所期望的磁特性的軟磁性合金粉末，優選為水霧化法。
[0073]作為結合材，使用包含硅酮樹脂的結合材。通過使用硅酮樹脂作為結合材，在軟磁性體組合物的晶界有效地形成有含有Si的層。由這樣的軟磁性體組合物構成的磁芯即使在以比較低的成形壓成形的情況下，也具有足夠的強度。
[0074]再有，在不妨礙本發明的效果的范圍內也可以包含其他的結合材。作為其他的結合材，可以舉出例如各種有機高分子樹脂、酚醛樹脂、環氧樹脂和水玻璃等。
[0075]結合材可以單獨使用硅酮樹脂，或者與其他的結合材組合來使用硅酮樹脂。再有，出于優選將軟磁性體組合物中的碳(C)的含有量限制為小于0.05質量％的觀點，結合材優選主要使用硅酮樹脂。若軟磁性體組合物中的C的含有量過多，則有所得到的磁芯的強度下降的趨勢。
[0076]結合材的添加量根據所需要的磁芯的特性而不同，但優選相對于100重量份的軟磁性體合金粉末，可以添加I?10重量份,更優選相對于100重量份的軟磁性體合金粉末為3?9重量份。若結合材的添加量過多，則有導磁率下降且損失變大的趨勢。另一方面，若結合材的添加量過少，則有難以確保絕緣的趨勢。
[0077]娃酮樹脂的添加量優選相對于100重量份的軟磁性體合金粉末為3?9重量份。若硅酮樹脂的添加量過少，則在軟磁性組合物的晶界難以形成含有Si的層，有作為成形品的強度下降的趨勢。
[0078]另外，所述混合物或造粒粉中，在不妨礙本發明的效果的范圍內根據需要可以添加有機溶劑。
[0079]作為有機溶劑，只要是能夠溶解結合材的溶劑便沒有特別的限定，可以舉出例如甲苯、異丙醇、丙酮、甲基乙基酮、氯仿、乙酸乙酯等的各種溶劑。
[0080]另外，在所述混合物或造粒粉中，在不妨礙本發明的效果的范圍內根據需要可以添加各種添加劑、潤滑劑、可塑劑、觸變劑等。
[0081]作為潤滑劑，可以舉出例如硬脂酸鋁、硬脂酸鋇、硬脂酸鎂、硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、以及硬脂酸鍶等。它們可以單獨使用I種或組合2種以上來使用。在這些當中，出于所謂回彈小這樣的觀點，優選使用硬脂酸鋅作為潤滑劑。
[0082]在使用潤滑劑的情況下，其添加量優選相對于100重量份的軟磁性體合金粉末為
0.1?0.9重量份,更優選相對于100重量份的軟磁性體合金粉末為0.3?0.7重量份。若潤滑劑過少，則有成形后的脫模變得困難且容易產生成形裂紋的趨勢。另一方面，若潤滑劑過多，則招致成形密度的下降，導磁率減小。
[0083]特別地，在使用硬脂酸鋅作為潤滑劑的情況下，優選調整所得到的軟磁性體組合物中的、鋅(Zn)的含有量為0.004?0.2質量％的范圍內的、添加量。若Zn的含有量過多，則有得不到作為磁芯的足夠的強度的趨勢。
[0084]作為得到混合物的方法沒有特別的限定，通過現有公知的方法，將軟磁性體合金粉末、結合材與有機溶劑進行混合來得到。再有，根據需要可以添加各種添加材。
[0085]在混合時，例如，可以使用加壓捏合機、攪拌球磨機、振動磨機、球磨機、V攪拌機等的混合機、或流動造粒機、轉動造粒機等的造粒機。
[0086]另外，作為混合處理的溫度和時間沒有特別的限定，優選在室溫下I?30分鐘左右。
[0087]作為得到造粒粉的方法沒有特別的限定，通過現有公知的方法，將混合物干燥后，將干燥后的混合物弄碎來得到。
[0088]作為干燥處理的溫度和時間，優選在室溫?200°C左右下5?60分鐘。
[0089]根據需要，可以在造粒粉中添加潤滑劑。在造粒粉中添加潤滑劑后，優選混合5?60分鐘。
[0090]作為得到成形體的方法沒有特別的限定，優選通過現有公知的方法，使用具有所期望的形狀的腔體的成形模具，在該腔體內填充混合物或造粒粉，以規定的成形溫度和規定的成形壓力將該混合物壓縮成形。
[0091]壓縮成形的成形條件沒有特別的限定，可以根據軟磁性合金粉末的形狀和尺寸或壓粉磁芯的形狀、尺寸和密度等來適當地決定。例如，通常，最大壓力為100?IOOOMPa左右，優選為400?800MPa左右，保持為最大壓力的時間為0.5秒?I分鐘左右。
[0092]在本實施方式所涉及的制造方法中，通過結合材包含硅酮系樹脂，能夠將成形壓力減小至上述最大壓力。此外，即使在這樣減小成形壓力的情況下，由于在構成磁芯的軟磁性體組合物的晶界形成有含有Si的層，因此磁芯也成為具有足夠的強度的磁芯。其結果，能夠降低制造成本，能夠提高生產性和經濟性。
[0093]再有，若成形壓力過低，則有難以謀求成形所得到的高密度化和高導磁率并且難以得到足夠的機械強度的趨勢。另一方面，若成形時的成形壓過高，則有壓力施加效果飽和的趨勢，并且有制造成本增加而生產性和經濟性受損的趨勢，另外，有成形模具容易劣化而耐久性下降的趨勢。
[0094]成形溫度沒有特別的限定，通常，優選為室溫?200°C左右。再有，有越提升成形時的成形溫度，則成形體的密度越高的趨勢，但若過高則有促進軟磁性合金顆粒的氧化且所得到的壓粉磁芯的性能劣化的趨勢，另外，制造成本增加且生產性和經濟性會受損。
[0095]將成形后所得到的成形體進行熱處理的方法，可以通過公知的方法來進行，沒有特別的限定，一般而言，優選使用退火爐在規定的溫度下將通過成形而成形為任意的形狀的成形體進行熱處理來進行。
[0096]熱處理時的處理溫度沒有特別的限定，通常，優選為600?900°C左右，更優選為700?850°C。熱處理時的處理溫度過高或過低均有得不到作為磁芯的足夠的強度的趨勢。
[0097]熱處理工序優選在含氧氛圍氣下進行。這里，含氧氛圍氣沒有特別的限定，可以舉出大氣氛圍氣(通常包含20.95%的氧)、或者與氬或氮等的不活潑氣體的混合氛圍氣等,優選為大氣氛圍氣下。通過在含氧氛圍氣下進行熱處理，能夠有效地在軟磁性體組合物的晶界形成含有Si的層。
[0098]另外，這樣所得到的芯部優選成形密度為5.50g/cm3以上。在成形密度為5.50g/cm3以上時，有高密度化了的壓粉磁芯在高導磁率、高強度、高芯電阻、低芯損耗這樣的各種性能上均優異的趨勢。
[0099]對于如下所得到的芯部2，使用圖2所示的滾筒裝置，在芯部2的表面，形成由玻璃組合物、粘合樹脂等構成的熱處理前的覆蓋層10a。
[0100]圖2所示的滾筒裝置20具有圓柱狀或角柱狀的汽缸套20a，滾筒容器22在其軸芯周圍能夠沿箭頭A方向(或其相反方向)自由旋轉地收納在滾筒裝置20的中空的內部。
[0101]在汽缸套20a，分別形成有入口管23和出口管24。干燥用氣體從入口管23進入汽缸套20a的內部，從出口管24可以排出汽缸套內部的空氣。
[0102]在滾筒容器22的內部的軸芯位置，沿著軸向配置有噴嘴25，可以從噴嘴25朝向貯存在滾筒容器22的內部的多個芯部2噴涂漿料26。滾筒容器22沿箭頭A方向旋轉，因而芯部2以圖2所示的狀態存在，通過滾筒容器22的旋轉來攪拌。
[0103]噴嘴25能夠將漿料26朝向芯部2的集合噴霧。再有，可以自由地改變來自噴嘴25的漿料的噴霧方向。另外，在汽缸套20a，連接有省略圖示的排出管，可以排出多余的漿料26。
[0104]在滾筒容器22的壁，形成有連通外部與內部的多個孔，貯存在汽缸套20a的下方的漿料26侵入到滾筒容器22的內部，能夠將芯部2浸潰在該漿料26。另外，在干燥用氣體從入口管23通過汽缸套20a而流通到出口管24時，也流通到滾筒容器22的內部。
[0105]為了形成熱處理前的覆蓋層10a，首先，將多個芯部2收納在圖2所示的滾筒容器22的內部。然后，使滾筒容器22旋轉，一邊攪拌芯部2的集合，一邊從噴嘴25噴涂漿料26，形成熱處理前的覆蓋層10a。[0106]漿料26包含通過粉碎上述的玻璃組合物而得到的玻璃粉末、粘合樹脂、以及溶齊U。此外也可以包含其他的添加物。玻璃組合物可以將構成該組合物的氧化物、鹵化物等的非氧化物等的原料混合、熔融、急速冷卻而成為非晶質。另外，作為玻璃組合物，也可以使用結晶化玻璃。在本實施方式中，使用S1-B系玻璃作為玻璃粉末。玻璃粉末的平均粒徑(中值直徑)沒有特別的限定，優選為0.1 μ m以上10 μ m以下的范圍。
[0107]漿料26所包含的粘合樹脂優選為聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯醇樹脂變性體、或它們的混合物。通過這樣做，所形成的熱處理前的覆蓋層IOa與芯部2的緊密附著性優異。
[0108]溶劑優選包含水。溶劑可以僅是水，當玻璃粉末的表面與水的接觸角大時，優選通過按一定的比例混入乙醇、異丙醇(IPA)、異丁醇(IBA)等的水溶性的醇來抑制玻璃粉末的凝聚或沉降。
[0109]噴涂到芯部2的漿料26形成覆蓋各芯部2的表面的燒成前覆蓋層10a。此時，多余的漿料26通過省略圖示的排出管而被排出。從噴嘴25噴涂漿料26的處理時間沒有特別的限定，例如為30?180分鐘左右。另外，噴射時的漿料26的溫度雖然依賴于溶劑的組成但優選為40°C以上100°C以下。在使用沸點低的溶劑的情況下，優選在上述溫度范圍內降低溫度。
[0110]接著，一邊噴射漿料26—邊同時進行熱處理前的覆蓋層IOa的干燥處理。在干燥處理中，從入口管23將干燥用氣體流入到汽缸套20a的內部，并從出口管24排出。該干燥處理所使用的干燥用氣體例如是50?100°C的空氣。噴射處理后，也可以再進行例如5?30分鐘的干燥處理。
[0111]干燥處理后，形成有熱處理前的覆蓋層IOa的芯部2從滾筒容器22取出，進行熱軟化處理。熱處理條件根據熱處理前的覆蓋層IOa所包含的玻璃粉末的軟化點等來決定。具體而言，熱處理溫度優選為600?800°C，熱處理時間為5?120分鐘。
[0112]熱處理工序優選在含氧氛圍氣下進行。這里，含氧氛圍氣沒有特別的限定，可以舉出大氣氛圍氣(通常包含20.95%的氧)、或者與氬或氮等的不活潑氣體的混合氛圍氣等。優選在大氣氛圍氣下。
[0113]熱處理后，在芯部2的表面形成有玻璃化了的覆蓋層10，得到圖1所示的鐵氧體芯
I。再有，在本實施方式中，玻璃化被定義為在連續的非晶質的個體膜成為具有與結晶相同程度的剛性的狀態。
[0114]其后，如圖3所示，在各芯部2的一個凸緣部5的端面，通過印刷、轉印、浸潰、濺射、鍍覆法等來形成由銀、鈦、鎳、鉻、銅等構成的一對端子電極32。端子電極32即使芯部2是導電性的，也由于存在覆蓋層10而被絕緣。
[0115]其后，將繞線30卷繞在卷芯部4的周圍，將該繞線的兩端分別通過熱壓接、利用超聲波或激光等的熔接、焊接法等而連接于端子電極32，完成本發明的一個實施方式所涉及的線圈部件。
[0116]在本實施方式所涉及的磁芯中，能夠發揮作為磁芯的優異的強度。另外，特別通過由玻璃組合物構成覆蓋層，能夠在芯部的表面容易地形成覆蓋層。另外，通過在芯的表面形成有由玻璃組成構成的覆蓋層，能夠提高作為磁芯的強度。另外，在玻璃組合物是絕緣性的情況下，即使芯部是導電性的，也能夠確保與卷繞的繞線等的絕緣性。
[0117]以上，對本發明的實施方式進行了說明，但本發明完全不限定于這樣的實施方式，不言而喻，在不偏離本發明的主旨的范圍內能夠以各種各樣的方式來實施。
[0118]例如，在上述的實施方式中，通過對混合物或造粒粉進行壓粉成形來制造磁芯(壓粉磁芯)，但也可以將上述混合物進行薄片狀成形并層疊來制造磁芯。另外，除了干法成形以外，也可以通過濕法成形、壓出成形等來得到成形體。
[0119]在上述的實施方式中，為了在軟磁性體組合物的晶界形成含有Si的層，使用硅酮樹脂作為結合材，但也可以替代硅酮樹脂而使用硅膠或二氧化硅顆粒等的Si含有成分作為添加劑。
[0120]另外，在上述的實施方式中，對燒成后的芯部形成熱處理前的覆蓋層，并將其進行熱處理而形成覆蓋層，但也可以同時進行芯部的燒成與覆蓋層的熱處理。通過這樣做，能夠
簡化工序。
[0121]再有，同時進行芯部的燒成與覆蓋層的熱處理時的熱處理條件可以與芯部單獨的燒成條件相同，也可以與覆蓋層的熱處理條件相同。
[0122]此外，根據需要，可以對成形體進行樹脂浸潰。由此，能夠進一步提高磁芯的強度。
[0123]另外，在上述的實施方式中，使用本實施方式所涉及的磁芯作為線圈型電子部件，但沒有特別的限制，也可以適當地用作電動機、開關電源、DC-DC轉換器、變壓器、扼流圈等的各種電子部件的磁芯。
[0124][實施例]
[0125]以下，通過實施例更詳細地說明發明，但本發明不限定于這些實施例。
[0126](實施例1)
[0127]關于試樣I
[0128][軟磁性合金粉末的調制]
[0129]首先，準備Fe單質、Cr單質和Si單質的鑄塊、厚塊(塊)或丸粒(顆粒)。接著將它們以成為Fe為88.5質量％、Cr為5質量％和Si為6.5質量％的組成的方式進行混合，收納于配置在水霧化裝置內的坩堝。接著，在不活潑氛圍氣中，使用設置在坩堝外部的工作線圈，通過高頻誘導將坩堝加熱至1600°C以上，將坩堝中的鑄塊、厚塊或丸粒熔融并混合而得到熔液。
[0130]接著，從設置在坩堝的噴嘴噴出坩堝內的熔液，與此同時，通過使高壓(50MPa)水流碰撞所噴出的熔液而進行急速冷卻，制作由Fe-S1-Cr系顆粒構成的軟磁性合金粉末(平均粒徑:50 μ m)。
[0131]通過熒光X射線分析法對所得到的軟磁性合金粉末進行組成分析的結果，能夠確認與準備的組成一致。
[0132][芯部的制作]
[0133]相對于100重量份的所得到的軟磁性合金粉末，添加6重量份的硅酮樹脂(東麗道康寧(株)制:SR2414LV)，將它們由加壓捏合機在室溫下混合30分鐘。接著，將混合物在空氣中在150°C下干燥20分鐘。在干燥后的磁性粉末中，添加相對于100重量份的這些軟磁性合金粉末為0.5重量份的硬脂酸鋅(日東化成制:zinc stearate)作為潤滑劑，通過V攪拌機混合10分鐘。
[0134]接著,將所得到的混合物成形為5mmX5mmX IOmm的角形樣品，制作成形體。再有，成形壓為600MPa。通過將加壓后的成形體在750°C下在大氣中進行熱處理60分鐘，使硅酮樹脂硬化，得到磁芯樣品。
[0135][各種評價]
[0136]〈晶界的Si含有層的確認〉
[0137]首先，切斷壓粉磁芯。對于該切斷面，通過掃描透過型電子顯微鏡(STEM)進行觀察，進行軟磁性體合金顆粒與晶界的判別。
[0138]接著，如圖5所示，在任意選擇的觀測點上，使用附屬于STEM的EDS裝置，進行EDS分析。EDS解析的結果作為概略圖表示在圖6。再有，圖6的縱軸是由測量所得到的特性X射線的強度比。
[0139]〈3點彎曲強度試驗(強度)>
[0140]對于壓粉磁芯樣品，遵照JIS R1601的規定，進行3點彎曲強度試驗。
[0141]3點彎曲強度是將試驗片置于按一定距離配置的2支點上，對支點間的中央的I點施加荷重而折斷時的最大彎曲應力(kg/mm2)。
[0142]此外，從所得到的最大彎曲應力的結果，通過下述式算出覆蓋層形成的強度的提高率。
[0143]強度的提高率(％)
[0144]=IOOX (有覆蓋層的試樣-無覆蓋層的試樣)/ (無覆蓋層的試樣)
[0145]在本實施例中，將提高率24%以上為良好。結果表示在表I。
[0146]關于試樣2
[0147]式樣2除了在與試樣I同樣得到的成形體通過以下的方法形成熱處理前的覆蓋層以外，用與試樣I同樣的方法制作磁芯樣品，進行同樣的評價。在表I和圖6表示結果。
[0148]首先，準備用于形成覆蓋層的玻璃組合物的粉末。使用S1-B系玻璃作為玻璃組合物。S1-B系玻璃，將構成玻璃成分的氧化物等的原料進行混合并熔融，其后進行急速冷卻來制作。
[0149]再有，作為覆蓋層使用的S1-B系玻璃組合物的熱膨脹系數為6X 10_6/°C。芯部和玻璃組合物的熱膨脹系數由TMA測量。
[0150]接著，制作為了形成覆蓋層而使用的漿料。首先，按規定的重量比混合所得到的玻璃組合物的粉末與PVA。此外，按規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)與溶劑，用球磨機進行混合而準備漿料。作為溶劑，使用按8: 2混合了水與乙醇的溶劑。粘合樹脂相對于漿料中的玻璃粉末的含有量為10重量％。
[0151]接著，在滾筒裝置的滾筒容器內投入成形體，在成形體的表面全體，通過使用了上述的漿料的噴射處理而形成熱處理前的覆蓋層。另外，與噴射同時地，在暖風溫度70°C下進行干燥處理。
[0152]其后，從滾筒容器取出形成有熱處理前的覆蓋層的成形體，將該成形體在750°C下熱處理I小時，得到玻璃化了的覆蓋層形成在成形體的表面全體的磁芯樣品。
[0153]覆蓋層的厚度為3?25 μ m左右。再有，覆蓋層的厚度由覆蓋層形成前后的尺寸算出。
[0154]另外，覆蓋率為98?100%左右。再有，覆蓋率通過對于20個試樣由目視進行觀察，對于覆蓋層的形成不完全的試樣，測量覆蓋面積來算出。
[0155]關于試樣3[0156]試樣3除了使用非硅酮系樹脂(長瀨化成(株)制:DENATITE XNR4338)作為粘合樹脂以外，用與試樣I同樣的方法制作磁芯樣品，進行同樣的評價。結果表示在表1和圖6。
[0157]關于試樣4
[0158]試樣4除了使用非硅酮系樹脂(長瀨化成(株)制:DENATITE XNR4338)作為粘合樹脂以外，用與試樣2同樣的方法制作磁芯樣品，進行同樣的評價。結果表示在表1和圖6。
[0159][表 I]
[0160]
【權利要求】
1.一種磁芯，其特征在于， 是具有由軟磁性體組合物構成的芯部、以及形成在所述芯部的表面的至少一部分的覆蓋層的磁芯， 所述軟磁性體組合物具有多個軟磁性合金顆粒、以及存在于所述軟磁性合金顆粒間的晶界， 所述軟磁性合金顆粒是Fe-S1-Al系合金顆粒或Fe-S1-Cr系合金顆粒， 在所述晶界，存在有含有Si的層。
2.如權利要求1所述的磁芯，其特征在于， 所述含有Si的層是Si氧化物層或Si復合氧化物層。
3.如權利要求1或2所述的磁芯，其特征在于， 所述含有Si的層還存在于所述軟磁性合金顆粒的表面。
4.如權利要求1?3中的任一項所述的磁芯，其特征在于， 存在于所述軟磁性合金顆粒的表面的含有Si的層為S1-Cr復合氧化物層。
5.一種線圈型電子部件，其特征在于， 具有權利要求1?4中的任一項所述的磁芯。
【文檔編號】C22C38/00GK103943321SQ201310641723
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2013年12月3日 優先權日:2013年1月23日
【發明者】村上睦義, 城戶修, 伊藤綱, 伊藤守, 山崎恒裕, 松野謙一郎, 佐佐木弘勝, 高木榮光, 中村和廣, 村瀬琢 申請人:Tdk株式會社