[发明专利]压粉磁芯的制造方法、压粉磁芯以及线圈部件

说明书

技术领域

本发明涉及一种使用软磁性材料粉构成的压粉磁芯的制造方法、压粉磁芯以及在压粉磁芯的周围卷装线圈而构成的线圈部件。

背景技术

以往以来，在家电设备、工业设备、车辆等各种各样的用途中，使用着感应器、变换器、扼流圈等线圈部件。线圈部件由磁芯(磁心：magnetic core)和在该磁芯的周围卷绕的线圈构成。作为该磁芯，广泛利用着磁性特性、形状自由度、价格优异的铁氧体(ferrite)。

近年来，随着电子设备等的电源装置向小型化的推进，对小型、低高度且大电流下也能够使用的线圈部件的要求越来越强烈，相比于铁氧体，更趋向采用使用了饱和磁通密度更高的金属系磁性粉末的压粉磁芯。作为金属系磁性粉末，例如，可使用Fe-Si系、Fe-Ni系等的磁性合金粉末。对于线圈部件而言，除了在加压成型而得到的压粉磁芯的周围卷装线圈的一般的结构以外，为了满足小型、低高度的要求，还可以采用线圈和磁性粉末一体地加压成型的结构(线圈封入结构)。

对Fe-Si系、Fe-Ni系等的磁性合金粉末实施压密化而得到的压粉磁芯，虽然其饱和磁通密度高，但由于是合金粉末，因此电阻率低。为此，在合金粉末表面形成绝缘性被覆之后实施成型等采用提高磁性合金粉末间绝缘性的方法。专利文献1公开了作为磁性粉末使用了Fe-Cr-Al系的磁性粉末的例子，该磁性粉末能够自我生成成为绝缘性被覆的高电阻物质。专利文献1中，通过氧化处理磁性粉末，在磁性粉末的表面生成高电阻的氧化薄膜，并对所述磁性粉末实施放电等离子烧结而使其固化成型，由此获得压粉磁芯。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005-220438号公报

发明内容

发明要解决的课题

当采用于线圈封入结构的压粉磁芯的情况下，即使如上所述地提高了磁性合金粉末的绝缘性，成型时若对线圈施加高的压力，则会容易导致导线间短路。一方面，作为线圈部件，当采用在加压成型而得到的小型的压粉磁芯上卷装线圈的结构时，压粉磁芯的强度不足而在卷线时压粉磁芯容易破损。为了提高压粉磁芯的强度则需要大的压力，但是存在着用于产生高压的装置大型化、模具容易破损等的制造设备上的问题。因此，实际所获得的压粉磁芯的强度受到局限。

一方面，专利文献1所述的构成虽不需要如上所述的高压，但是，其是需要复杂的设备和较多时间的制法，且在磁性粉末的氧化处理后需要用于粉碎凝聚的粉末的工序，从而工序变得繁琐。另外，所得到的磁性粉末成型体是高密度烧结的烧结体，因此，特别是在高频率领域中可能会导致铁损(core loss)劣化。

本发明就是鉴于上述问题而完成的，其目的在于，提供一种即便是基于简单的加压成型的制造方法也能够获得高强度的压粉磁芯的压粉磁芯的制造方法，还提供一种即便是采用简单的加压成型的制造方法也能够获得高的强度的压粉磁芯以及线圈部件。

解决课题所用的方法

本发明的压粉磁芯的制造方法，是使用软磁性材料粉的压粉磁芯的制造方法，其特征在于，具有：

第一工序，混合软磁性材料粉和粘合剂；

第二工序，对经过所述第一工序获得的混合物实施加压成型；以及

第三工序，对经过所述第二工序获得的成型体实施热处理，

所述软磁性材料粉是含有Fe、Cr和Al的Fe-Cr-Al系合金粉，

通过所述热处理，在所述软磁性材料粉的表面形成氧化物层，以质量比计算时，该氧化物层的Al相对于Fe、Cr和Al之和的比率比内部的合金相高。

通过使用含有Fe、Cr和Al的合金粉，即便在低成型压力下也能够获得高的占积率和压粉磁芯强度。而且，通过成型后的热处理能够在软磁性材料粉表面形成Al比率高的氧化物层，因此，绝缘性被覆的形成也变得简单。即，根据本发明的压粉磁芯的制造方法，通过简单的制造方法能够提供强度等优异的压粉磁芯。

另外，所述压粉磁芯的制造方法中，优选所述软磁性材料粉的Cr含量为2.5～7.0质量％，Al含量为3.0质量％～7.0质量％。

另外，所述压粉磁芯的制造方法中，经过所述热处理的压粉磁芯中软磁性材料粉的占积率优选在80％～90％的范围内。

此外，所述压粉磁芯的制造方法中，所述软磁性材料粉的中值粒径(median size)d50优选为30μm以下。

此外，所述压粉磁芯的制造方法中，优选所述加压成型时的成型压力为1.0GPa以下，并且，经过所述热处理的压粉磁芯中的软磁性材料粉的占积率为83％以上。