[发明专利]复合磁性材料的制造方法及复合磁性材料

说明书

技术领域

本发明涉及适用于电子元件的电源电路等的在金属系软磁合金复合材料上进行了绕线的电感器的制造方法，尤其涉及用于制造当作磁特性优异的铁芯使用的如压粉铁芯这样的复合磁性材料的方法以及用其制造的复合磁性材料。

背景技术

近年来，伴随着电气、电子设备的小型化、节省电力化，对电感器等的电子元件也越来越要求小型化、高效化。用于电气、电子电路的电感器大多是使用铁氧体铁芯(ferrite core)，但最近开始使用与铁氧体相比饱和磁通密度大、直流叠加特性优异的，将软磁金属粉末挤压成形的压粉铁芯。

但是，软磁金属粉末是良导体金属，所以固有电阻低，因此涡流损耗大，无法直接使用。作为其对策，例如在《强磁性体的物理(下)》，近角聪信著、1984年7月25日第3版、株式会社裳华房发行、第8章、375页中，为了提高绝缘性及耐电压，通过在软磁金属粉末中添加非磁性结合材料而在软磁金属粉末的表面形成绝缘层。此时，为了获得高绝缘性、高耐电压而必须增加非磁性结合材料的添加量。

但是，如果增加非磁性结合材料的添加量，就会出现软磁金属粉末表面的绝缘层变厚，导磁率、磁损耗(铁芯损耗)等磁特性下降的问题。作为其对策，提出了用水玻璃等的玻璃体覆盖软磁金属粉末表面的方法。

但是，为压粉铁芯时，是用高压进行挤压成形的，所以会出现铁粉的加工变形，使磁特性劣化，因此为了除去该加工变形而在高温下实施热处理。但是，如果在高温下实施热处理，则由于软磁金属粉末和玻璃的润湿性差，在软磁金属粉末表面上熔融的玻璃呈粒状而在结构中孤立，出现软磁金属粉末的表面不被玻璃所覆盖的部分，所以存在不能确保所需绝缘性及耐电压的问题点。另一方面，如果将热处理温度降低至使玻璃在软磁金属粉末表面不成为粒状，则无法除去因挤压成形而产生的加工变形，导磁率及铁芯损耗等的磁特性会下降。

发明内容

如果为了确保高绝缘性及高耐电压而单纯地增加非磁性结合材料的添加量，则形成于软磁金属粉末粒子上的绝缘层将会变厚，由此导磁率及铁芯损耗等的磁特性发生劣化。此外，虽然减少非磁性结合材料的添加量则导磁率变高，但无法以包入软磁金属粉末表面的方式形成绝缘层，所以变成绝缘性及耐电压低。

本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于提供一种在确保高绝缘性及高耐电压的同时具有高导磁率及低铁芯损耗的复合磁性材料的制造方法，以及由其制造的复合磁性材料。

本发明人等为了一边确保绝缘性、耐电压(电特性)，一边得到高导磁率及低铁芯损耗(磁特性)，在探讨了各种软磁材料的组合的同时，对混合方法等也进行了深入研究，其结果完成了以下所述的本发明。即，在本发明中其构成为，向软磁金属粉末混合具有绝缘性的层状化合物，通过热处理在软磁金属粉末的表面形成具有绝缘性的层状化合物绝缘层的复合磁性材料。通过加入作为形成绝缘层的材料的具有绝缘性的层状化合物，从而在与软磁金属粉末混合时，使层状化合物在结构上发生层间剥离变成薄板状粉末而附着于软磁金属粉末表面。由此在挤压成形中能获得充分的成形密度，所以能够确保导磁率及铁芯损耗这样的磁特性。进一步地，通过成形后的热处理，以使有机硅树脂分解而形成的氧化硅、从水玻璃中释放结晶水而形成的硅酸钠等这样的陶瓷相，与层状化合物一起覆盖金属粒子的外周，能够得到薄膜的绝缘层。该绝缘层是由氧化物或氮化物构成的，因此在挤压成形后即使在高温下进行热处理也不破坏绝缘层。通过以上，上述复合磁性材料将变成能够确保绝缘性及耐电压。本发明基于该见解，如下所述地进行的。

本发明的复合磁性材料的制造方法，其特征在于，在将软磁金属粉末以非磁性结合材料进行了结合的电感器用复合磁性材料的制造方法中，(a)所述非磁性结合材料包含具有绝缘性的层状化合物，混合所述非磁性结合材料和所述软磁金属粉末；(b)将所述混合物成形为所需的形状；(c)将所述成形体在规定条件下进行热处理，在该软磁金属粉末的表面形成由所述绝缘性层状化合物组成的薄绝缘层。

并且，本发明的复合磁性材料是将软磁金属粉末以非磁性结合材料进行了结合的电感器用复合磁性材料，其特征在于，所述软磁金属粉末的构成粒子的外周被具有绝缘性的层状化合物所覆盖。

根据本发明，能够改善导磁率及铁芯损耗等的磁特性，能够得到绝缘性、耐电压优异的高可靠性的复合磁性材料压粉铁芯。

如果使用以本发明方法得到的复合磁性材料，即使导线直接接触到压粉铁芯上也能够防止短路等不良情况。根据本发明，将不再需要用于隔离压粉铁芯和绕线导体的壳、绕线管，可使电感器小型化。

附图说明