复合颗粒、磁芯和电子部件

文档序号:171073 发布日期:2021-10-29 浏览:30次 >En<

阅读说明:本技术 复合颗粒、磁芯和电子部件 (Composite particle, magnetic core, and electronic component ) 是由 山下保英 寺尾耕太郎 桥本晋亮 于 2021-04-26 设计创作,主要内容包括:本发明提供一种直流重叠特性和耐压高、且抑制高温环境下的耐压的降低的电感元件等电子部件、该电子部件中使用的磁芯和构成该磁芯的复合颗粒。复合颗粒具有:大颗粒,其具有磁性;小颗粒,其直接或间接地附着于大颗粒的表面且平均粒径比大颗粒小;相互缓冲膜,其至少覆盖位于绕大颗粒周围存在的小颗粒之间的大颗粒的表面。将大颗粒的平均粒径设为R、将小颗粒的平均粒径设为r、且将相互缓冲膜的平均厚度设为t时,(r/R)为0.0012以上且0.025以下,(t/r)为大于0且0.7以下,r为12nm以上且100nm以下。(The invention provides an electronic component such as an inductance component, which has high DC superposition characteristics and high withstand voltage and suppresses the decrease of withstand voltage under high-temperature environment, a magnetic core used in the electronic component, and composite particles constituting the magnetic core. The composite particle has: large particles having magnetic properties; small particles which are directly or indirectly attached to the surface of the large particles and have a smaller average particle size than the large particles; and a mutual buffer film covering at least the surface of the large particles positioned between the small particles existing around the large particles. When the average particle size of the large particles is R, the average particle size of the small particles is R, and the average thickness of the buffer films is t, (R/R) is 0.0012 to 0.025 inclusive, (t/R) is greater than 0 to 0.7 inclusive, and R is 12nm to 100nm inclusive.)

复合颗粒、磁芯和电子部件

技术领域

本发明涉及电感元件等电子部件,并且涉及电子部件中使用的磁芯和构成磁芯的复合颗粒。

背景技术

在电感元件等电子部件中使用将磁性颗粒和粘合剂进行压缩成型而得到的磁芯。特别是为了给金属磁性颗粒赋予防锈性和绝缘性,在金属磁性颗粒的表面实施厚度为10~100nm左右的涂层。

例如,在专利文献1中,在Fe系的软磁性粉末颗粒的表面形成有磷酸盐包覆层,且在其外侧形成有二氧化硅系绝缘被膜。

另外,专利文献2的软磁性粉体具有:粉体主体部,其包含Fe,且还包含Al或Si等;Al或Si等的氧化物被膜;B的氧化物被膜。

但是,存在如下的课题:具有使用具有现有的被膜的磁性颗粒制造的磁芯的电子部件,其直流重叠特性和耐压不充分,并且在高温环境下的耐压的降低显著。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2017-188678号公报

专利文献2:日本特开2009-10180号公报

发明内容

发明所要解决的课题

本发明是鉴于上述实际情况而研发的,目的在于提供直流重叠特性和耐压高且抑制高温环境下的耐压的降低的电感元件等电子部件、该电子部件中使用的磁芯和构成该磁芯的复合颗粒。

用于解决课题的技术方案

为了实现上述目的,本发明的复合颗粒,其具有:

大颗粒,其具有磁性;

小颗粒,其直接或间接地附着于上述大颗粒的表面且平均粒径比上述大颗粒小;和

相互缓冲膜,其至少覆盖位于绕上述大颗粒周围存在的小颗粒之间的上述大颗粒的表面,

将上述大颗粒的平均粒径设为R、将上述小颗粒的平均粒径设为r、且将上述相互缓冲膜的平均厚度设为t时,

(r/R)为0.0012以上且0.025以下,

(t/r)为大于0且0.7以下,

上述r为12nm以上且100nm以下。

本发明人发现,通过本发明的复合颗粒为上述的结构,具有使用该复合颗粒成型的磁芯的电感元件等电子部件的直流重叠特性和耐压高,并且磁导率也高,抑制高温环境下的耐压的降低。

认为通过本发明的复合颗粒为上述那样的结构,即使以高压进行成型,大颗粒彼此也难以接触。这是因为小颗粒在大颗粒之间发挥作为间隔体的作用。由此,认为能够在大颗粒间构成规定的距离,并将大颗粒间的距离设为一定以上。认为通过将大颗粒间的距离构成为一定以上,即使以高压进行成型,也能够防止大颗粒彼此接触,防止体积电阻率的降低并提高耐压。

另外,通过防止大颗粒彼此接触,能够防止磁场集中,由此能够防止磁饱和的产生。由此,认为提高直流重叠特性。

而且,认为通过大颗粒的表面被相互缓冲膜覆盖,在成型时,能够防止大颗粒的表面的小颗粒沿着大颗粒的表面移动。由此,认为在以高压进行成型的情况下,进一步提高小颗粒在大颗粒之间作为间隔体发挥作用的可靠性。另外,认为通过大颗粒的表面被相互缓冲膜覆盖,进一步防止磁场集中,因此,进一步提高直流重叠特性。

另外,本发明的复合颗粒通过为上述那样的结构,能够以较高压进行成型。因此,能够提高磁导率。

而且,在本发明中,通过将相互缓冲膜的平均厚度设为规定的范围内,也能够确保高的磁导率,能够降低制造成本。

另外,在本发明中,能够利用小颗粒将大颗粒间的距离构成为一定以上,因此,能够抑制高温环境下的耐压的降低。

本发明的复合颗粒优选上述小颗粒具有非磁性和绝缘性。

在本发明的复合颗粒中,上述小颗粒可以包含选自氧化钛、氧化铝、氧化镁、氧化锌、氧化铋、氧化钇、氧化钙、氧化硅和铁氧体中的至少一种。

本发明的复合颗粒的上述小颗粒可以为SiO2颗粒。

SiO2颗粒具有廉价之类的优点。另外,SiO2颗粒具有从数nm到数100nm的粒度的阵容。而且,SiO2颗粒存在粒度分布较窄的倾向,因此,在颗粒间可成为均匀的间隔体。

本发明的复合颗粒优选相互缓冲膜具有非磁性和绝缘性。

在本发明的成型体中,上述相互缓冲膜可以通过组合了金属醇盐的前体和非金属醇盐的任一方或双方的溶胶凝胶反应而得到。

本发明的复合颗粒的上述相互缓冲膜可以为四乙氧基硅烷(TEOS)。

在本发明中,通过相互缓冲膜为TEOS,能够进一步提高耐压。另外,TEOS具有材料成本廉价之类的优点。而且,通过使用TEOS作为相互缓冲膜,能够通过温度、时间或TEOS的加料量调整相互缓冲膜的厚度。

本发明的磁芯,具有能够观察到上述复合颗粒的截面或表面。

本发明的电子部件,具有上述复合颗粒。

附图说明

图1是本发明的一个实施方式的复合颗粒的示意截面图。

图2是本发明的一个实施方式的电感元件的截面图。

图3是本发明的一个实施方式的磁芯的示意截面图。

具体实施方式

[第一实施方式]

<复合颗粒>

如图1所示,在本实施方式的复合颗粒12中,在大颗粒14的表面直接或间接地附着有平均粒径比大颗粒14小的小颗粒16。即,小颗粒16可以直接附着于大颗粒14的表面,小颗粒16也可以隔着后述的相互缓冲膜18间接地附着于大颗粒14的表面,其它的小颗粒16也可以隔着1个以上的小颗粒16附着于大颗粒14的表面。

另外,在本实施方式中,相互缓冲膜18至少覆盖位于绕大颗粒14周围存在的小颗粒16之间的大颗粒14的表面。此外,相互缓冲膜18可以覆盖位于绕大颗粒14周围存在的小颗粒16之间的大颗粒14的表面、且还覆盖小颗粒16的表面。

<大颗粒>

本实施方式中的大颗粒14具有磁性。本实施方式中的大颗粒14优选为金属磁性颗粒或铁氧体颗粒,更优选为金属磁性颗粒,进一步优选包含Fe。

作为包含Fe的金属磁性颗粒,具体而言,可例示:纯铁、羰基Fe、Fe系合金、Fe-Si系合金、Fe-Al系合金、Fe-Ni系合金、Fe-Si-Al系合金、Fe-Si-Cr系合金、Fe-Co系合金、Fe系非晶合金、Fe系纳米结晶合金等。

作为铁氧体颗粒,可举出Ni-Cu系等铁氧体颗粒。

另外,在本实施方式中,作为大颗粒14,可以使用材质相同的多个大颗粒14,也可以材质不同的多个大颗粒14混合存在而构成。例如,可以混合使用作为大颗粒14的多个Fe系合金颗粒和作为大颗粒14的多个Fe-Si系合金颗粒。

本实施方式的大颗粒14的平均粒径(R)优选为400nm以上且100000nm以下,更优选为3000nm以上且30000nm以下。当大颗粒14的平均粒径(R)较大时,成为磁导率更高的倾向。

在大颗粒14由2种以上不同的材质的大颗粒14构成的情况下,只要由某种材质构成的大颗粒14的平均粒径和与由另一材质构成的大颗粒14的各平均粒径成为上述范围内即可,但它们可以不同。

此外,不同的材质可例示构成金属或合金的元素不同的情况或即使构成的元素相同、其组成不同的情况等。

<小颗粒>

本实施方式中的小颗粒16比大颗粒14小。在本实施方式中,将大颗粒14的平均粒径设为R、将附着于该大颗粒14的小颗粒16的平均粒径设为r时,(r/R)为0.0012以上且0.025以下,优选为0.002以上且0.015以下。

另外,小颗粒16的平均粒径(r)为12nm~100nm,优选为12nm~60nm。

在复合颗粒12的截面中,将大颗粒14的圆周的长度设为L,如图1所示,将大颗粒14的圆周上相邻的2个小颗粒16的间隔设为a1、a2……。在该情况下,将小颗粒16相对于大颗粒14的包覆率表示为{L-(a1+a2……)}/L。在本实施方式中,小颗粒16相对于大颗粒14的包覆率优选为30%以上且100%以下。

附着于大颗粒14的小颗粒16的数没有特别限定。在大颗粒14的大致直径部分观察复合颗粒12的截面的情况下,优选观察到6个以上的小颗粒16,更优选观察到12个以上。

在本实施方式中,小颗粒16的材质没有特别限定,但优选具有非磁性和绝缘性,更优选为例如SiO2颗粒、TiO2颗粒、Al2O3颗粒、SnO2颗粒、MgO颗粒、Bi2O3颗粒、Y2O3颗粒和/或CaO颗粒等的由金属氧化物或铁氧体构成的颗粒,进一步优选为SiO2颗粒。

另外,在本实施方式中,作为小颗粒16,可以使用材质相同的多个小颗粒16,也可以使用材质不同的多个小颗粒16混合存在的小颗粒。

此外,本实施方式的小颗粒16的D90优选比大颗粒14的D10小。

在此,D10是指从粒径小的一方起计数、累积频率成为10%的颗粒的粒径。

另外,D90是指从粒径小的一方起计数、累积频率成为90%的颗粒的粒径。

此外,大颗粒14的D10能够利用激光衍射式粒度分布测定机HELOS(株式会社日本Laser)等粒度分布测定机来测定。另外,小颗粒16的D90能够利用湿式粒度分布测定机Zetasizer Nano ZS(Spectris株式会社)等来测定。

在小颗粒16由2种以上的不同的材质的小颗粒16构成的情况下,由某种材质构成的小颗粒16的平均粒径和由另一材质构成的小颗粒16的平均粒径可以不同。

<相互缓冲膜>

在本实施方式中,相互缓冲膜18至少覆盖位于绕大颗粒14周围存在的小颗粒16之间的大颗粒14的表面。

在本实施方式中,将小颗粒16的平均粒径设为r、且将相互缓冲膜18的平均厚度设为t时,(t/r)大于0且0.7以下,优选为0.1以上且0.5以下。

本实施方式的相互缓冲膜18的材质没有特别限定,但优选具有非磁性和绝缘性,更优选能够对大颗粒14赋予防锈性。本实施方式的相互缓冲膜18优选由溶胶凝胶法生成,优选通过组合了金属醇盐的前体和非金属醇盐的任一方或双方的溶胶凝胶反应得到。

作为金属醇盐的前体,可举出铝酸、钛酸和锆酸,作为非金属醇盐,使用烷氧基硅烷类或烷氧基硼酸盐等,例如可举出四甲氧基硅烷(TMOS:Tetramethoxysilane)和四乙氧基硅烷(TEOS:Tetraethoxysilane)等。作为烷氧基硅烷类的烷氧基,可使用乙基、甲氧基、丙氧基、丁氧基或其它的长链烃烷氧基。

本实施方式的相互缓冲膜18的材质,具体而言,可例示例如TEOS、氧化镁、玻璃、树脂、或者磷酸锌、磷酸钙或磷酸铁等磷酸盐。本实施方式的相互缓冲膜18的材质优选为TEOS。由此,能够进一步提高耐压。

本实施方式的相互缓冲膜18的平均厚度(t)优选比0nm厚且70nm以下,更优选为5nm以上且20nm以下。此外,相互缓冲膜18的平均厚度优选比小颗粒16的平均粒径小。成为相互缓冲膜18的厚度越薄、磁导率越高的倾向,能够降低制造成本。

例如在相互缓冲膜18为TEOS的情况下,相互缓冲膜18的平均厚度能够通过改变大颗粒14和后述的相互缓冲膜原料液的反应时间和反应温度、或改变相互缓冲膜原料液中的TEOS的浓度而调整。

<电感元件>

本实施方式中的复合颗粒12能够作为例如构成图2所示的电感元件2的磁芯6的颗粒使用。如图2所示,本发明的一个实施方式的电感元件2具有绕组部4和磁芯6。在绕组部4中,导体5卷绕成线圈状。磁芯6由颗粒和粘合剂构成。

如图3所示,磁芯6通过将例如复合颗粒12和粘合剂20进行压缩而成型。这种磁芯6通过大颗粒14彼此经由粘合剂20进行结合,而固定成规定的形状。此外,在图3中,为了简化,未图示相互缓冲膜18,但在图3的复合颗粒12中,相互缓冲膜18也至少覆盖位于绕大颗粒14周围存在的小颗粒16之间的大颗粒14的表面。

此外,在本实施方式中,只要磁芯6的至少一部分(例如磁芯6的中心部6a1)由例如图1所示的规定的复合颗粒12构成即可。

优选的是,将构成磁芯6的至少一部分(例如磁芯6的中心部6a1)的颗粒、其它颗粒和粘合剂20的合计量设为100质量%时,图1所示的规定的复合颗粒12为10质量%以上且99.5质量%以下。

在此,作为其它颗粒,是指规定的复合颗粒12和粘合剂20以外的颗粒,是指组成与规定的复合颗粒12不同的颗粒、未形成相互缓冲膜18的颗粒等。作为其它颗粒的例子,可使用纯铁、羰基Fe、Fe系合金、Fe-Si系合金、Fe-Al系合金、Fe-Ni系合金、Fe-Si-Al系合金、Fe-Si-Cr系合金、Fe-Co系合金、Fe系非晶合金、Fe系纳米结晶合金等。

作为成为构成磁芯6的粘合剂20的树脂,能够使用公知的树脂。具体而言,可例示:环氧树脂、苯酚树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺酰亚胺树脂、硅树脂、三聚氰胺树脂、脲醛树脂、呋喃树脂、醇酸树脂、不饱和聚酯树脂、邻苯二甲酸二烯丙酯树脂等,优选为环氧树脂。另外,成为构成磁芯6的粘合剂的树脂可以是热固性树脂,也可以是热塑性树脂,但优选为热固性树脂。

本实施方式的复合颗粒12通过为上述那样的结构,即使以高压进行成型,大颗粒14彼此也难以接触。如图3所示,这是因为比大颗粒14小的1个以上的小颗粒16作为间隔体存在于大颗粒14彼此之间。由此,能够在大颗粒14间形成规定的距离,且能够将大颗粒14间的距离设为一定以上。

此外,“粒径比大颗粒14小的1个以上的小颗粒16作为间隔体存在于大颗粒14彼此之间”是指:存在直接或间接地附着于相邻的2个大颗粒14之中的一个大颗粒14的表面、并且也直接或间接地附着于另一个大颗粒14的表面的1个以上的小颗粒16。除此之外,还是指:存在直接或间接地附着于相邻的2个大颗粒14之中的一个大颗粒14的表面、并且还隔着其它的小颗粒16直接或间接地附着于另一个大颗粒14的表面的1个以上的小颗粒16。

例如,在图3中,在由虚线包围的间隔体区域22中,粒径比大颗粒14小的小颗粒16作为间隔体存在于大颗粒14彼此之间。

而且,如图1所示,大颗粒14的表面被相互缓冲膜18覆盖,由此,在成型时,能够防止大颗粒14的表面的小颗粒16沿着大颗粒14的表面移动。由此,在以高压成型的情况下,能够进一步提高小颗粒16在大颗粒14之间作为间隔体发挥作用的可靠性。本实施方式的相互缓冲膜18优选连续地覆盖大颗粒14和小颗粒16各自的表面,但不一定需要连续。

如图3所示,通过比大颗粒14小的小颗粒16作为间隔体存在于大颗粒14彼此之间,能够在大颗粒14间形成规定的距离,并将大颗粒14间的距离保持成一定以上。因此,即使以高压进行成型,大颗粒14彼此也难以接触,因此能够防止多个大颗粒成为集合体,体积电阻率变高,耐压变高。

另外,通过防止大颗粒彼此接触,能够防止磁场集中,由此,能够防止磁饱和的产生。由此,认为提高直流重叠特性。

另外,如上所述,在本实施方式的复合颗粒12中,附着于大颗粒14的表面的小颗粒16和相互缓冲膜18难以剥离,因此能够进一步防止磁场集中,并进一步抑制磁饱和的产生。其结果是,使用了这种复合颗粒12的磁芯6成为直流重叠特性更高的倾向。

而且,通过改变附着于大颗粒14的表面的小颗粒16的平均粒径,能够按照目标且恒定地保持大颗粒14之间的距离。其结果是,能够得到期望的直流重叠特性、耐压和磁导率,能够稳定地调整作为产品特性的直流重叠特性、耐压和磁导率。

另外,本实施方式的复合颗粒12通过为上述那样的结构,能够以较高压进行成型。因此,能够提高磁导率。

而且,通过将相互缓冲膜18的平均厚度设为规定的范围内,也能够确保高的磁导率,能够降低制造成本。

另外,在本实施方式中,利用小颗粒16,大颗粒14间的距离成为一定以上,因此能够抑制高温环境下的耐压的降低。例如电感元件2在车载用途中要求耐热温度为150℃以上。与此相对,具有能够观察到本实施方式的复合颗粒12的截面或表面的电感元件2如上所述,即使在高温环境下,也能够抑制耐压的降低,因此能够适用于耐热温度为150℃以上的车载用途。

<复合颗粒的制造方法>

准备大颗粒14和小颗粒16,使小颗粒16附着于大颗粒14的表面。使小颗粒16附着于大颗粒14的表面的方法没有特别限定,例如可以通过静电吸附使小颗粒16附着于大颗粒14的表面,也可以通过机械化学法使小颗粒16附着于大颗粒14的表面,也可以通过在大颗粒14表面利用合成析出小颗粒16的方法使小颗粒16附着于大颗粒14的表面,也可以经由树脂等有机材料使小颗粒16附着于大颗粒14。

在本实施方式中,优选通过静电吸附使小颗粒16附着于大颗粒14的表面。这是因为,在静电吸附的情况下,能够通过低能量使小颗粒16附着于大颗粒14的表面。与机械化学法相比,静电吸附能够通过低能量使小颗粒16附着于大颗粒14的表面,因此难以产生颗粒的应变,因此能够减小磁芯损失。另外,在静电吸附中,使大颗粒14和小颗粒16分别带相反的电荷之后进行吸附,因此还具有容易控制附着于大颗粒14的小颗粒16的量之类的优点。

接着,在附着有小颗粒16的大颗粒14上形成相互缓冲膜18。形成相互缓冲膜18的方法没有特别限定,例如在溶解了构成相互缓冲膜18的化合物或其前体等的溶液中浸渍附着有小颗粒16的大颗粒14,或者将该溶液向附着有小颗粒16的大颗粒14进行喷雾。接着,对附着有该溶液的大颗粒14和小颗粒16进行热处理等。由此,能够在大颗粒14及小颗粒16上形成相互缓冲膜18。

具体而言,通过下述的方法能够在大颗粒14及小颗粒16上形成相互缓冲膜18。首先,混合附着有小颗粒16的大颗粒14和相互缓冲膜原料液。

在此,相互缓冲膜原料液是包含构成相互缓冲膜18的成分的液体。在本实施方式中,例如在相互缓冲膜18为TEOS的情况下,能够将包含TEOS、水、乙醇和盐酸的液作为相互缓冲膜原料液。

将附着有小颗粒16的大颗粒14和相互缓冲膜原料液的混合液在密闭压力容器内加热,通过溶胶凝胶反应得到TEOS的湿润凝胶。加热温度没有特别限定,但例如为20℃~80℃。加热时间也没有特别限定,为5小时~10小时。将TEOS的湿润凝胶以65℃~75℃进一步加热5~24小时,得到干燥凝胶体即复合颗粒12。

<磁芯的制造方法>

在本实施方式中,使用上述的复合颗粒12制造磁芯6。

如图2所示,将上述的复合颗粒12和将导体(电线)5卷绕规定次数而形成的空心线圈充填于模具内,进行压缩成型,得到将线圈埋设于内部的成型体。压缩方法没有特别限定,可以从一方向进行压缩,也可以通过WIP(温等静压;Warm Isostatic Press)、CIP(冷等静压;Cold Isostatic Press)等各向同性地压缩,但优选各向同性地压缩。由此,能够实现大颗粒14和小颗粒16的再排列和内部组织的高密度化。

对所得到的成型体进行热处理,由此,固定大颗粒14和小颗粒16,得到埋设有线圈的规定形状的磁芯6。这种磁芯6在其内部埋设有线圈,因此,作为电感元件2等的线圈型电子部件发挥作用。

[第二实施方式]

本实施方式除了以下所示的以外,其余与第一实施方式的复合颗粒12同样。虽然未图示,但在本实施方式中,在大颗粒14的表面的至少一部分具有涂层。本实施方式的大颗粒14,在图2所示的磁芯6的制造工序中,通过具有涂层,能够防止氧化。另外,通过具有涂层,能够对大颗粒14的表面赋予具有非磁性和绝缘性的层,其结果是,能够提高磁特性(直流重叠特性和耐压)。

涂层的材质没有特别限定,可举出:TEOS、氧化镁、玻璃、树脂、或者磷酸锌、磷酸钙或磷酸铁等的磷酸盐,优选为TEOS。由此能够更高地维持耐压。

覆盖大颗粒14的表面的涂层只要覆盖大颗粒14的表面的至少一部分即可,但优选覆盖表面的全部。而且,涂层可以连续地覆盖大颗粒14的表面,也可以间断地覆盖大颗粒14的表面。

此外,所有的大颗粒14不具有涂层也可以,例如可以50%以上的大颗粒14具有涂层。

如本实施方式这样,在大颗粒14具有涂层的情况下,在第一实施方式中作为大颗粒14的平均粒径(R)记载的值被理解为在大颗粒14的粒径中包含涂层。

同样,如本实施方式这样,在大颗粒14具有涂层的情况下,在第一实施方式中作为大颗粒14的D10记载的内容被理解为在大颗粒14的粒径中包含涂层。

作为在大颗粒14的表面形成涂层的方法,没有特别限定,能够采用公知的方法。例如,通过对大颗粒14进行湿式处理,能够形成涂层。

具体而言,在溶解了构成涂层的化合物或其前体等的溶液中浸渍大颗粒14,或者将该溶液喷雾至大颗粒14。接着,对附着有该溶液的大颗粒14进行热处理等。由此能够在大颗粒14形成涂层。

通过本实施方式的复合颗粒12为上述那样的结构,即使由于大颗粒彼此接触被压迫、变形而造成涂层剥离、在涂层中产生龟裂,大颗粒14彼此也难以接触。如图3所示,这是因为比大颗粒14小的小颗粒16作为间隔体存在于大颗粒14彼此之间。由此,能够在大颗粒14间形成规定的距离,且能够将大颗粒14间的距离设为一定以上。

这样,由于能够防止具有绝缘性的涂层的剥离和龟裂,所以能够进一步防止体积电阻率的降低,能够进一步提高耐压。

另外,涂层作为非磁性层发挥作用,由此使直流重叠特性更良好。在本实施方式中,由于能够防止涂层的剥离和龟裂,所以成为直流重叠特性更高的倾向。

另外,在本实施方式中,在高温环境下,由于大颗粒14与涂层的线膨胀系数的不同,假定即使在涂层产生剥离或龟裂,也能够利用小颗粒16使大颗粒14间的距离为一定以上,因此,能够抑制耐压的降低。

[第三实施方式]

本实施方式除了下述所示的以外,其余与第一实施方式同样。即,在第一实施方式中,使用了TEOS作为相互缓冲膜18,但在本实施方式中,相互缓冲膜18为树脂。在本实施方式中形成相互缓冲膜的方法没有特别限定。在本实施方式中形成相互缓冲膜的方法的一个例子如下所述。

将附着有小颗粒16的大颗粒14和溶解有树脂的树脂可溶性溶液混合,生成第一溶液。

接着,向第一溶液中添加树脂不溶性溶液,生成第二溶液。在此,树脂不溶性溶液是对于在前面的工序中溶解的树脂为不溶、并且对于树脂可溶性溶液为可溶的溶液。

通过向第一溶液中添加树脂不溶性溶液而生成第二溶液,从而树脂可溶性溶液溶解于树脂不溶性溶液中。因此,能够使溶解于树脂可溶性溶液的树脂作为相互缓冲膜18析出。

接着,干燥第二溶液。由此,析出的相互缓冲膜18(树脂)附着于大颗粒14的表面,能够得到相互缓冲膜18(树脂)附着于大颗粒14的表面的复合颗粒12。

以上,对本发明的实施方式进行了说明,但本发明丝毫不限定于上述的实施方式,可以在本发明的范围内以各种方式改变。

例如在上述中,作为电感元件2,如图2所示,表示了在规定形状的磁芯6的内部埋设有卷绕导体5而成的空芯线圈的构造,但其构造没有特别限定,只要是在规定形状的磁芯的表面卷绕有导体的构造即可。

另外,作为磁芯的形状,能够例示:FT型、ET型、EI型、UU型、EE型、EER型、UI型、鼓型、环型、壶型、杯型等。

另外,在上述中说明了磁芯6中所使用的复合颗粒12,但本发明的复合颗粒12的用途不限于磁芯6,能够用于包含颗粒的其它电子部件等,例如能够用于使用电介质膏或电极膏等形成的电子部件、包含磁性粉末的磁体、锂离子电池和全固体型锂电池、或者磁屏蔽片。

在将本实施方式的复合颗粒12用作电介质膏的电介质颗粒的情况下,作为大颗粒14的材质,例如可举出钛酸钡、钛酸钙、钛酸锶等,作为小颗粒16的材质,可举出硅、稀土元素、碱土金属等。

在将本实施方式的复合颗粒12用作电极膏的电极颗粒的情况下,作为大颗粒14的材质,可举出例如Ni、Cu、Ag、Au或它们的合金、以及碳等。

实施例

以下,使用实施例对发明进行更详细地说明,但本发明不限定于这些实施例。

(实施例1)

准备小颗粒16通过静电吸附而附着于表面的大颗粒14。

大颗粒14的材质为Fe,平均粒径为4000nm。

小颗粒16的材质为SiO2,平均粒径如表1所记载。

接着,准备包含TEOS、水、乙醇和盐酸的相互缓冲膜原料液,并与附着有小颗粒16的大颗粒14混合。

在此,小颗粒16的平均粒径r和相互缓冲膜的厚度t的比率即(t/r)如表1所记载,调整相互缓冲膜18的厚度。具体而言,通过调整相互缓冲膜原料液的添加量、后述的加热温度和加热时间,来调整相互缓冲膜18的厚度。

将附着有小颗粒16的大颗粒14和相互缓冲膜原料液的混合液在密闭压力容器内进行加热,得到TEOS的湿润凝胶。加热温度设为50℃,加热时间设为8小时。将TEOS的湿润凝胶以约100℃进一步加热1周,得到复合颗粒12。

以环氧树脂的固体成分相对于100质量份这样得到的复合颗粒12成为3质量份的方式称重环氧树脂,将复合颗粒12和环氧树脂混合并搅拌,生成颗粒。

将所得到的颗粒充填于规定的环形状的模具内,以成型压力6t/cm2的压力进行加压,得到磁芯的成型体。将制作的磁芯的成型体以200℃在大气中进行热固化处理4小时,得到环芯(外径17mm,内径10mm)。

在环芯上以匝数32卷绕铜线,制作样品。

对所得到的样品,从0开始施加直流电流,将相对于电流0时的电感(μH)降低至80%时流通的电流的值(安培)设为Idc1,并利用Idc1的数值进行评价。将Idc1为30.0A以上的情况评价为“A”,将Idc1为20.0A以上且低于30.0A的情况评价为“B”,将Idc1低于20.0A的情况评价为“C”。将结果示于表2中。

使用KEYSIGHT制DC POWER SUPPLY和LCR测量仪向所得到的样品的端子电极间施加电压,将流通0.5mA的电流时的电压设为耐压。将耐压超过2.0kV的情况评价为“A”,将耐压为1kV以上且低于2.0kV的情况评价为“B”,将耐压低于1kV的情况评价为“C”。将结果示于表2中。

对于所得到的样品,利用LCR测量仪(HP株式会社制造LCR428A)测定磁导率。将磁导率为25以上的情况评价为“A”,将磁导率为20以上且低于25的情况评价为“B”,将磁导率低于20的情况评价为“C”。将结果示于表2中。

切断所得到的样品。利用扫描型透射电子显微镜(STEM)观察其切断面的磁芯6的部分,测定相互缓冲膜18的平均厚度(t),结果为30nm。另外,相同截面中的小颗粒16相对于大颗粒14的平均包覆率为50%。

[表1]

[表2]

(实施例2)

除了将大颗粒14的平均粒径设为10000nm、且将小颗粒16的平均粒径设为表3所记载那样以外,其余与实施例1同样地进行,制作样品,并测定直流重叠特性、耐压和磁导率。将结果示于表4中。

[表3]

[表4]

根据表1~表4能够确认,在(r/R)为0.0012以上且0.025以下、(t/r)为大于0且0.7以下、r为12nm以上且100nm以下的情况下(试样编号3~7和13~16),磁导率比r为200nm以上、(r/R)为0.030以上的情况(试样编号1、2和11)良好。

根据表1~表4能够确认,在(r/R)为0.0012以上且0.025以下、(t/r)为大于0且0.7以下、r为12nm以上且100nm以下的情况下(试样编号3~7和13~16),耐压比r为9nm以下、(t/r)为0.889以上的情况(试样编号8和17)良好。

(实施例3)

将大颗粒14的平均粒径(R)设为4000nm、使小颗粒16和相互缓冲膜18的平均厚度(t)如表5和表7那样变化。此外,相互缓冲膜18的平均厚度通过改变相互缓冲膜原料液相对于大颗粒14的反应时间而调整。除此以外,其余与实施例1同样地制作样品。关于所得到的样品,与实施例1同样地测定相互缓冲膜18的厚度和磁导率。

而且,对于所得到的样品,与实施例1同样地测定加热前(室温的气氛)的耐压和加热后(气氛温度175℃)的耐压。此外,将样品以175℃放置48小时以上后,返回至室温,并在室温气氛下测定加热后的耐压。在本发明中,加热前的耐压为2.0kV以上、加热后的耐压为1kV以上的情况评价为“A”,加热前的耐压为1.8kV以上且低于2.0kV、加热后的耐压为1kV以上的情况评价为“B”,加热后的耐压低于1kV的情况评价为“C”。将结果示于在表6和表8中。

[表5]

[表6]

[表7]

[表8]

根据表5~表8能够确认,在(r/R)为0.0012以上且0.025以下、(t/r)为大于0且0.7以下、r为12nm以上且100nm以下的情况下(试样编号22~26、42~49),磁导率比r为200nm的情况(试样编号21)和(t/r)为0.83的情况(试样编号41)高。

另外,根据表5~表8能够确认,在(r/R)为0.0012以上且0.025以下、(t/r)为大于0且0.7以下、r为12nm以上且100nm以下的情况下(试样编号22~26、42~49),与r为9nm以下的情况(试样编号27~35)、(t/r)为0的情况(试样编号50)相比,可抑制高温环境下的耐压的降低。

符号说明

2电感元件;4绕组部;5导体;6磁芯;6a1磁芯的中心部;12复合颗粒;14大颗粒;16小颗粒;18相互缓冲膜;20树脂;22间隔体区域。

19页详细技术资料下载
上一篇:一种医用注射器针头装配设备
下一篇:成型体、磁芯和电子部件

网友询问留言

已有0条留言

还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!

精彩留言,会给你点赞!