本發(fā)明涉及一種將具有扁平形狀的軟磁性金屬粉末通過粘結(jié)劑成分粘結(jié)而成的軟磁性成型體。
背景技術(shù):
專利文獻(xiàn)1中公開了由這種類型的軟磁性成型體構(gòu)成的磁芯。
在先技術(shù)文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1:日本特開2013-243330號(hào)公報(bào)
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
發(fā)明所要解決的課題
專利文獻(xiàn)1所公開的磁芯(即軟磁性成型體)能夠適當(dāng)變形而容易使用。對(duì)于這樣的軟磁性成型體,期望進(jìn)一步提高其優(yōu)異的特性而用于更寬范圍的用途。
由此,本發(fā)明的目的在于提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)這種要求的軟磁性成型體。
用于解決課題的方案
本發(fā)明的一個(gè)技術(shù)方案提供一種將具有扁平形狀的軟磁性金屬粉末通過粘結(jié)劑成分粘結(jié)而成的軟磁性成型體。所述軟磁性成型體包含60體積%以上的所述軟磁性金屬粉末、和10體積%以上且30體積%以下的開細(xì)孔。所述粘結(jié)劑成分以無機(jī)氧化物作為主成分。
另外,本發(fā)明的另一技術(shù)方案提供一種包括所述軟磁性成型體的磁芯。
另外,本發(fā)明的另一技術(shù)方案提供一種包括所述軟磁性成型體的磁性片。
發(fā)明效果
本發(fā)明的軟磁性成型體包含:通過粘結(jié)劑成分粘結(jié)而成的60體積%以上的軟磁性金屬粉末、和10體積%以上且30體積%以下的開細(xì)孔。根據(jù)該構(gòu)造可以理解,本發(fā)明的軟磁性成型體內(nèi)部的空穴幾乎都是與軟磁性成型體的外部相連的開細(xì)孔。因此,本發(fā)明的軟磁性成型體與以往的軟磁性成型體相比更不易破損并且容易加工。
參照附圖并探討下述的最佳的實(shí)施方式的說明,應(yīng)當(dāng)可以準(zhǔn)確地理解本發(fā)明的目的并且更全面地理解其結(jié)構(gòu)。
附圖說明
圖1是示意性地表示本發(fā)明的實(shí)施方式的軟磁性成型體的立體圖。此處,局部放大且示意性地描繪出軟磁性成型體的剖面的一部分(由單點(diǎn)劃線包圍的部分)。
圖2是示意性地表示用于制作圖1的軟磁性成型體的料漿的一部分的剖視圖。
圖3是表示本實(shí)施方式的軟磁性成型體的剖面的一部分的圖像。
圖4是表示圖3的軟磁性成型體的另一圖像。圖像中的白色的部分是粘結(jié)劑成分(無機(jī)氧化物)。
圖5是表示由本實(shí)施方式的軟磁性成型體構(gòu)成的磁芯的立體圖。此處,用虛線描繪出磁芯的貫通孔中的隱藏部分。
圖6是表示使用了圖5的磁芯的電感元件的立體圖。此處,用虛線描繪出電感元件的線圈中的隱藏部分。
圖7是表示圖6的電感元件的線圈的立體圖。此處,用單點(diǎn)劃線描繪出線圈的貫通部與連接部之間的邊界線(假想線)。
圖8的(A)是在貫通部插入貫通孔以前的狀態(tài)下局部放大地表示圖6的磁芯的貫通孔與線圈的貫通部的立體圖。圖8的(B)是局部放大地表示圖6的磁芯的貫通孔與線圈的貫通部的側(cè)視剖視圖。
圖9的(A)是局部放大地表示圖6的磁芯的貫通孔與線圈的貫通部的俯視剖視圖。圖9的(B)是表示圖9的(A)的貫通孔以及貫通部的變形例的俯視剖視圖。圖9的(C)是表示圖9的(A)的貫通孔以及貫通部的另一變形例的俯視剖視圖。
圖10是表示圖6的電感元件的變形例的側(cè)視圖。此處,用虛線描繪出電感元件的線圈以及間隔件中的隱藏部分。
具體實(shí)施方式
能夠通過多種變形、各種方式來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明,作為一例,以下對(duì)附圖所示的特定的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)地說明。附圖以及實(shí)施方式并非將本發(fā)明限定于本文所公開的特定的方式,作為其對(duì)象還包含在本發(fā)明的技術(shù)方案所示出的范圍內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)的所有變形例、等同物、代替例。
在以下的說明中,“上”、“下”等表示位置的詞語并非表示絕對(duì)的位置,而僅表示附圖中的相對(duì)的位置。
參照?qǐng)D1,本發(fā)明的實(shí)施方式的軟磁性成型體10具有在厚度方向(上下方向)上較薄的平板形狀。軟磁性成型體10具有例如2mm左右的厚度(上下方向的尺寸)。本實(shí)施方式的軟磁性成型體10在與上下方向正交的水平面(規(guī)定面)內(nèi)具有矩形形狀。然而,本發(fā)明不局限于此。軟磁性成型體能夠形成為各種形狀。例如,軟磁性成型體可以形成為0.4mm左右的厚度的薄片狀。
參照?qǐng)D1以及圖3,軟磁性成型體10將具有扁平形狀的軟磁性金屬粉末(軟磁性金屬材料)110通過粘結(jié)體(粘結(jié)劑成分)130粘結(jié)而成。軟磁性成型體10包含:60體積%以上的軟磁性金屬粉末110、4體積%以上且30體積%以下的粘結(jié)劑成分130、10體積%以上且30體積%以下的開細(xì)孔(空穴)150、以及較少體積%的閉細(xì)孔(空穴)160。粘結(jié)劑成分130以無機(jī)氧化物作為主成分。例如,粘結(jié)劑成分130以氧化硅作為主成分。
如圖1以及圖3所示,軟磁性成型體10包含一個(gè)以上的粉末集合體100。粉末集合體100分別包含多個(gè)軟磁性金屬粉末110。根據(jù)本實(shí)施方式,軟磁性金屬粉末110可以分類成任一粉末集合體100所包含的第一軟磁性金屬粉末110F、和任一粉末集合體100均未包含的第二軟磁性金屬粉末110S。然而,軟磁性成型體10也可以不包含第二軟磁性金屬粉末110S。另外,軟磁性成型體10也可以僅包含一個(gè)粉末集合體100。
根據(jù)以上的說明可以理解,第一軟磁性金屬粉末110F與第二軟磁性金屬粉末110S由相同的軟磁性金屬材料制成,且具有相同的形狀以及特性。換言之,第一軟磁性金屬粉末110F以及第二軟磁性金屬粉末110S均為軟磁性金屬粉末110。軟磁性金屬粉末110沿著水平面取向。具體而言,軟磁性金屬粉末110分別具有略微彎曲且大致在水平面上延伸的上表面112以及下表面114。
參照?qǐng)D1以及圖4,粘結(jié)劑成分130如后文所述那樣通過對(duì)包含無機(jī)質(zhì)的粘結(jié)劑184(參照?qǐng)D2)進(jìn)行熱固化而形成。具體而言,在進(jìn)行熱固化時(shí),粘結(jié)劑184(粘結(jié)劑成分130)一邊變化為以無機(jī)氧化物作為主成分的粘結(jié)劑成分130,一邊沿著軟磁性金屬粉末110的上表面112或者下表面114局部地?cái)U(kuò)展成平面狀而形成第一粘結(jié)體130F(參照?qǐng)D4)。另外,此時(shí),粘結(jié)劑184(粘結(jié)劑成分130)局部地聚集成粒子狀而形成第二粘結(jié)體130S(參照?qǐng)D4)。換言之,第一粘結(jié)體130F擴(kuò)展成大致平面狀,第二粘結(jié)體130S聚集成大致粒子狀。
根據(jù)以上的說明可以理解,第一粘結(jié)體130F與第二粘結(jié)體130S由相同的粘結(jié)劑184(參照?qǐng)D2)制成,且具有相同的特性。換言之,第一粘結(jié)體130F以及第二粘結(jié)體130S均為粘結(jié)劑成分130。
粉末集合體100所包含的第一軟磁性金屬粉末110F的上表面112或者下表面114通過第一粘結(jié)體130F而與同一粉末集合體100所包含的其他第一軟磁性金屬粉末110F的下表面114或者上表面112粘結(jié)。第一粘結(jié)體130F比第一軟磁性金屬粉末110F薄。因此,同一粉末集合體100所包含的第一軟磁性金屬粉末110F彼此緊密接觸。換言之,粉末集合體100是通過第一粘結(jié)體130F上下連結(jié)且在軟磁性成型體10內(nèi)部以高密度聚集的軟磁性金屬粉末110的集合。
具體而言,軟磁性金屬粉末110中的彼此上下相鄰的兩個(gè)以上的軟磁性金屬粉末110作為第一軟磁性金屬粉末110F而構(gòu)成粉末集合體100。上下相鄰的兩個(gè)第一軟磁性金屬粉末110F空出比上下相鄰的第一軟磁性金屬粉末110F各自的厚度小的距離而通過第一粘結(jié)體130F以相互平行延伸的方式粘結(jié)。軟磁性成型體10由這樣形成的粉末集合體100構(gòu)成,因此能夠包含60體積%以上的軟磁性金屬粉末110。
粉末集合體100與其他粉末集合體100或者第二軟磁性金屬粉末110S在彼此之間形成開細(xì)孔150(即較大的空間),并且通過第二粘結(jié)體130S粘結(jié)。換言之,第二粘結(jié)體130S將粉末集合體100所包含的第一軟磁性金屬粉末110F與同一粉末集合體100所未包含的軟磁性金屬粉末110空出間隔而粘結(jié)。由此,在粉末集合體100與其他粉末集合體100之間形成有開細(xì)孔150。另外,在粉末集合體100與第二軟磁性金屬粉末110S之間也形成有開細(xì)孔150。
并且,第一軟磁性金屬粉末110F在與上下方向正交的方向上相互錯(cuò)開并且在上下方向上層疊。因此,在粉末集合體100所包含的第一軟磁性金屬粉末110F之間也形成有開細(xì)孔150。
軟磁性成型體10中除開細(xì)孔150以外還形成有閉細(xì)孔160。開細(xì)孔150彼此相連,且向軟磁性成型體10的外部開口(未圖示)。另一方面,閉細(xì)孔160是封閉于軟磁性成型體10的內(nèi)部的較小的空間。本實(shí)施方式的軟磁性成型體10幾乎不包含閉細(xì)孔160,而包含體積較大的開細(xì)孔150。換言之,根據(jù)本實(shí)施方式,軟磁性成型體10內(nèi)部的空穴(空間)幾乎都是開細(xì)孔150。
軟磁性成型體10基于上述的構(gòu)成要素以及構(gòu)造而具有如下的特性。
如上所述,本實(shí)施方式的軟磁性成型體10包含60體積%以上的軟磁性金屬粉末110。因此,軟磁性成型體10的磁特性提高。更具體而言,軟磁性成型體10具有0.5T以上的較高的飽和磁通密度和與鐵氧體相當(dāng)?shù)妮^高的磁導(dǎo)率。本實(shí)施方式的軟磁性成型體10不易發(fā)生磁性飽和,因此在例如作為磁芯使用的情況下,能夠使磁芯小型化。
根據(jù)本實(shí)施方式,能夠使軟磁性成型體10的1MHz的頻率下的相對(duì)磁導(dǎo)率的實(shí)數(shù)成分達(dá)到50以上。并且,能夠使1MHz的頻率下的相對(duì)磁導(dǎo)率的實(shí)數(shù)成分達(dá)到100以上。具體而言,初始磁導(dǎo)率范圍內(nèi)的相對(duì)磁導(dǎo)率的實(shí)數(shù)成分在1MHz以上的規(guī)定的頻率(XMHz)下通過磁共振而成為極大值(Y)。該規(guī)定的頻率(XMHz)以及極大值(Y)滿足X×Y≥300的條件式。因此,能夠防止渦電流損失的增大、鐵心損耗的增大以及噪聲吸收性能的降低。為了進(jìn)一步提高軟磁性成型體10的相對(duì)磁導(dǎo)率,更優(yōu)選軟磁性成型體10中包含70體積%以上的軟磁性金屬粉末110。
如前述那樣,軟磁性金屬粉末110分別與水平面平行地取向。換言之,軟磁性成型體10的易磁化軸沿著與水平面平行的方向延伸。因此,與水平面平行的方向上的去磁系數(shù)變小,能夠進(jìn)一步提高相對(duì)磁導(dǎo)率。為了提高與水平面平行的方向上的相對(duì)磁導(dǎo)率,軟磁性金屬粉末110的平均縱橫尺寸比優(yōu)選為10以上。
為了得到所需的磁特性,軟磁性金屬粉末110優(yōu)選由Fe系合金構(gòu)成。并且,軟磁性金屬粉末110優(yōu)選由Fe-Si系合金構(gòu)成。進(jìn)一步,軟磁性金屬粉末110優(yōu)選由Fe-Si-Al系合金(鐵硅鋁合金;Sendust)或者Fe-Si-Cr系合金構(gòu)成。
在軟磁性金屬粉末110包含Si以及Al的情況下,軟磁性金屬粉末110中的Si的比率優(yōu)選為3重量%以上且18重量%以下,Al的比率優(yōu)選為1重量%以上且12重量%以下。在軟磁性成型體10具有上述的組成的情況下,軟磁性成型體10的磁晶各向異性常數(shù)以及磁致伸縮常數(shù)降低,磁特性提高。
如前述那樣,軟磁性金屬粉末110分別具有扁平形狀,并且,軟磁性金屬粉末110在與水平面平行的方向上相互錯(cuò)開,且在上下方向上層疊。因此,即使假設(shè)產(chǎn)生裂紋也能夠防止裂紋惡化。特別是,斷裂不會(huì)在上下方向上惡化。根據(jù)本實(shí)施方式,可以得到例如具有2.0mm左右的厚度并且具有比作為陶瓷材料的鐵氧體更高的韌性(強(qiáng)度)的軟磁性成型體10。軟磁性成型體10與鐵氧體不同,即使受到按壓力也不易破損并且磁特性不易劣化。
如前述那樣,軟磁性金屬粉末110通過無機(jī)物即粘結(jié)劑成分130粘結(jié)。因此,軟磁性成型體10能夠承受甚至是260℃左右的高溫引起的回流。另外,軟磁性金屬粉末110通過絕緣性的粘結(jié)劑成分130粘結(jié)。因此,軟磁性成型體10具有優(yōu)異的頻率特性和10kΩ·cm以上的較高的電阻率。換言之,本實(shí)施方式的軟磁性成型體10具有良好的絕緣性。另外,在軟磁性金屬粉末110包含規(guī)定量的Si以及Al的情況下,在制作軟磁性成型體10時(shí),可以在軟磁性金屬粉末110的表面形成包含Si以及Al的鈍化膜。其結(jié)果是,軟磁性成型體10的電阻率進(jìn)一步變大。
利用軟磁性成型體10制成的磁芯具有與鐵氧體磁芯同等的電感以及電阻率,并且具有比鐵氧體磁芯更優(yōu)異的直流重疊特性。然而,當(dāng)軟磁性金屬粉末110的填充率超過85體積%時(shí),電阻率會(huì)明顯降低,在電感元件內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生較大的渦電流損失。因此,在利用軟磁性成型體10來制作磁芯的情況下,需要將軟磁性成型體10所包含的軟磁性金屬粉末110設(shè)置為85體積%以下。
并且,本實(shí)施方式的軟磁性成型體10具有比以往最高的鐵氧體更高的熱傳導(dǎo)率。綜上,根據(jù)本實(shí)施方式,能夠兼顧優(yōu)異的磁特性、較高的強(qiáng)度、良好的絕緣性以及較高的熱傳導(dǎo)率。
根據(jù)本實(shí)施方式,開細(xì)孔150遍及軟磁性成型體10整體而在通過粘結(jié)劑成分130粘結(jié)的粉末集合體100以及軟磁性金屬粉末110之間擴(kuò)展。因此,軟磁性成型體10具有彈性。具體而言,本實(shí)施方式的軟磁性成型體10的基于ISO7619-typeD的橡膠硬度為92以上且96以下。即,軟磁性成型體10具有較高的強(qiáng)度并且能夠彈性變形。
特別是,本實(shí)施方式的軟磁性成型體10因內(nèi)部包含的開細(xì)孔150與扁平形狀的軟磁性金屬粉末110本身的彈性而具有上下方向上的彈性。基于該上下方向上的彈性,軟磁性成型體10不僅容易被壓縮至規(guī)定的厚度,還容易從壓縮后的狀態(tài)恢復(fù)。
在開細(xì)孔率為10體積%以上的情況下,軟磁性成型體10具有上述的彈性,容易對(duì)軟磁性成型體10進(jìn)行各種加工。在開細(xì)孔率為30體積%以下的情況下,軟磁性成型體10能夠包含充分的軟磁性金屬粉末110。因此,軟磁性成型體10優(yōu)選如本實(shí)施方式那樣包含10體積%以上且30體積%以下的開細(xì)孔150。換言之,軟磁性成型體10所包含的開細(xì)孔150的體積比率(開細(xì)孔率)優(yōu)選為10體積%以上且30體積%以下。
軟磁性成型體10是彈性體,因此可以如以下那樣測定楊氏模量。首先,準(zhǔn)備具有寬度(w)、厚度(t)的平板狀的軟磁性成型體10。接下來,從下方對(duì)軟磁性成型體10的兩個(gè)被支承部進(jìn)行支承。此時(shí),被支承部在軟磁性成型體10的長度方向上彼此分開距離(L)。接下來,從上方以載荷(P)按壓位于被支承部之間的被按壓部。此時(shí),測定因載荷(P)產(chǎn)生的形變(δ)。眾所周知,根據(jù)上述的寬度(w)、厚度(t)、距離(L)、載荷(P)以及形變(δ)能夠計(jì)算出楊氏模量。根據(jù)本實(shí)施方式,能夠得到楊氏模量為10GPa以上且90Gpa以下的軟磁性成型體10。另外,通過主要調(diào)節(jié)軟磁性成型體10的開細(xì)孔率而能夠得到楊氏模量為20GPa以上且50Gpa以下的軟磁性成型體10。
軟磁性成型體10所包含的粘結(jié)劑成分130的體積比率的優(yōu)選范圍取決于粘結(jié)劑成分130的密度。另外,粘結(jié)劑成分130的密度根據(jù)粘結(jié)劑成分130所包含的閉細(xì)孔160的量而變化。根據(jù)本實(shí)施方式,粘結(jié)劑成分130的密度為1.3g/cc以上且2.2g/cc以下。在這種情況下,軟磁性成型體10優(yōu)選包含4體積%以上且30體積%以下的粘結(jié)劑成分130。換言之,軟磁性成型體10所包含的粘結(jié)劑成分130的體積比率優(yōu)選為4體積%以上且30體積%以下。在粘結(jié)劑成分130的體積比率小于4體積%的情況下,軟磁性成型體10不具有充分的強(qiáng)度。在粘結(jié)劑成分130的體積比率大于30體積%的情況下,無法使軟磁性金屬粉末110的體積比率為60體積%以上而使開細(xì)孔率為10體積%以上。
軟磁性成型體10的表面整體或者表面的一部分可以由樹脂或者玻璃質(zhì)覆蓋。作為樹脂,例如,使用丙烯酸系樹脂、聚烯烴系樹脂等絕緣樹脂即可。通過這種覆蓋能夠提高軟磁性成型體10的絕緣性、強(qiáng)度。另外,如前述那樣,開細(xì)孔150彼此相連,且向軟磁性成型體10的外部開口(未圖示)。樹脂或者玻璃質(zhì)能夠經(jīng)由該開口(未圖示)而浸滲于軟磁性成型體10。換言之,可以由樹脂或者玻璃質(zhì)填埋開細(xì)孔150的至少一部分。由此,能夠進(jìn)一步提高軟磁性成型體10的絕緣性、強(qiáng)度。
開細(xì)孔150也可以由與粘結(jié)劑成分130不同的無機(jī)氧化物填埋。例如,在使包含無機(jī)質(zhì)(例如,硅酮樹脂)的溶液浸滲于開細(xì)孔150的至少一部分并對(duì)軟磁性成型體10實(shí)施熱處理時(shí),溶液所含有的無機(jī)質(zhì)會(huì)氧化而形成無機(jī)氧化物。因此,開細(xì)孔150的一部分或全部由與粘結(jié)劑成分130(即,在使包含無機(jī)質(zhì)的溶液浸滲之前軟磁性成型體10所包含的無機(jī)氧化物)不同的無機(jī)氧化物填埋。在這種情況下也能夠進(jìn)一步提高軟磁性成型體10的絕緣性、強(qiáng)度。
在由樹脂、玻璃質(zhì)或者無機(jī)氧化物填埋開細(xì)孔150的大部分或者全部的情況下,存在軟磁性成型體10失去彈性的顧慮。在需要利用軟磁性成型體10的彈性的加工的情況下,也可以在對(duì)軟磁性成型體10實(shí)施了該加工后填埋開細(xì)孔150整體。
以下,參照?qǐng)D1以及圖2對(duì)軟磁性成型體10的制造方法的一例進(jìn)行說明。
首先,制作扁平形狀的軟磁性金屬粉末110。軟磁性金屬粉末110例如可以通過利用球磨機(jī)使由Fe系合金構(gòu)成的粒子狀的軟磁性金屬粉末(材料粉末)扁平化來制作。
接下來,制作由溶劑、增粘劑以及熱固性粘結(jié)劑(粘結(jié)劑184)構(gòu)成的混合物。例如可以分別使用乙醇以及聚丙烯酸酯作為溶劑以及增粘劑。例如可以使用甲基苯基系聚硅氧烷樹脂作為粘結(jié)劑184。在制作混合物時(shí),充分混合溶劑、增粘劑以及粘結(jié)劑184來制作均質(zhì)的混合物。更具體而言,例如,將混合物投入直徑150mm、液面深度150mm的容器中。例如,通過直徑長度100mm的旋轉(zhuǎn)葉片以較快的(例如,每分鐘250轉(zhuǎn)的)旋轉(zhuǎn)速度且以較長的時(shí)間(例如5小時(shí))攪拌容器中的混合物,由此能夠制作均質(zhì)的混合物。
接下來,向充分混合后的混合物中投入扁平形狀的軟磁性金屬粉末110。使含有軟磁性金屬粉末110的混合物以軟磁性金屬粉末110不均勻分布的方式混合。更具體而言,例如使攪拌混合物時(shí)的旋轉(zhuǎn)速度降至每分鐘100轉(zhuǎn)左右、或者使混合時(shí)間縮短至1小時(shí)左右,由此能夠制作形成有凝聚體182的料漿180,該凝聚體182由軟磁性金屬粉末110局部地密集而成。凝聚體182也可以通過與此不同的方法來形成。例如,也可以利用溶解度參數(shù)彼此大不相同的溶劑以及增粘劑來形成凝聚體182。
接下來,將料漿180涂敷在基板上。對(duì)涂敷后的料漿180進(jìn)行加熱而使溶劑揮發(fā),由此制作作為軟磁性成型體10的材料的預(yù)成型體。預(yù)成型體與鐵氧體不同,不由脆性材料形成,因此能夠加壓成型。
接下來,通過加壓壓縮預(yù)成型體來制作加壓后的成型體。軟磁性金屬粉末110的凝聚體182通過加壓而被壓扁,軟磁性金屬粉末110在大致水平面上取向。在高溫(例如600℃)下對(duì)加壓后的成型體進(jìn)行熱處理時(shí),能夠得到軟磁性成型體10(參照?qǐng)D1)。通常在通過加壓壓縮預(yù)成型體時(shí)會(huì)產(chǎn)生構(gòu)造變形,由此存在相對(duì)磁導(dǎo)率降低的顧慮。然而,根據(jù)本實(shí)施方式,通過上述的高溫下的熱處理使比磁導(dǎo)率恢復(fù)至較高的值。
通過上述的高溫下的熱處理,粘結(jié)劑184的有機(jī)成分分解而消失。因此,粘結(jié)劑184加熱減量而形成粘結(jié)劑成分130。更具體而言,甲基苯基系聚硅氧烷樹脂的固體成分成為由以氧化硅作為主成分的玻璃質(zhì)構(gòu)成的粘結(jié)劑成分130,從而將軟磁性金屬粉末110粘結(jié)。具體而言,凝聚體182(參照?qǐng)D2)的軟磁性金屬粉末110通過第一粘結(jié)體130F相互高密度地粘結(jié)而形成了粉末集合體100,粉末集合體100通過第二粘結(jié)體130S相互空出間隔地決定(參照?qǐng)D1)。另外,在由粘結(jié)劑184填充的部位形成有開細(xì)孔150以及閉細(xì)孔160。根據(jù)以上的說明可以理解,對(duì)制作料漿180時(shí)的粘結(jié)劑184的量、通過加壓壓縮預(yù)成型體時(shí)的壓力進(jìn)行調(diào)節(jié),由此能夠得到所期望的開細(xì)孔率。
通常,在上述的高溫下的熱處理中,成型體的溫度因部位不同而不同,因此因部位不同而導(dǎo)致熱膨脹的大小不同。另外,因部位不同而導(dǎo)致粘結(jié)劑184收縮的大小、粘結(jié)劑184分解的速度不同。因此,在加壓后的成型體的厚度較大的情況下,存在產(chǎn)生較大的內(nèi)部應(yīng)力而產(chǎn)生裂紋、剝離的顧慮。并且,在上述的高溫下的熱處理中,在成型體的內(nèi)部伴隨著粘結(jié)劑184的分解而產(chǎn)生氣體。在加壓后的成型體的厚度較大的情況下,在成型體的內(nèi)部產(chǎn)生的氣體不易向外部散出。因此,在成型體內(nèi)部,存在氣體的壓力升高而導(dǎo)致產(chǎn)生裂紋、剝離的顧慮。
另一方面,根據(jù)本實(shí)施方式,與以往不同,粘結(jié)劑184均質(zhì)地混合在混合物內(nèi),且軟磁性金屬粉末110未均質(zhì)地混合在粘結(jié)劑184內(nèi)而分散為形成凝聚體182的程度。換言之,粘結(jié)劑184在料漿180中均質(zhì)地分布,并且形成有軟磁性金屬粉末110局部地密集而成的凝聚體182。即,粘結(jié)劑184不受軟磁性金屬粉末110阻礙而均質(zhì)地分布。
因此,在高溫下的熱處理中,粘結(jié)劑184遍及料漿180整體大致同樣地分解收縮。即,遍及料漿180整體地形成有開細(xì)孔150,從而成型體內(nèi)部產(chǎn)生的氣體可以順暢地向外部散出。其結(jié)果是,根據(jù)本實(shí)施方式,無論在高溫下的熱處理中的升溫速度較快的情況下,還是在加壓后的成型體較厚的情況下,都不易產(chǎn)生裂紋、剝離。更具體而言,若加壓后的成型體的厚度為2mm以下,那么即使在上述的高溫下的熱處理中,也幾乎不會(huì)產(chǎn)生裂紋、剝離。換言之,加壓后的成型體的厚度優(yōu)選為2mm以下。加壓后的成型體的厚度更優(yōu)選為0.7mm以下。
根據(jù)本實(shí)施方式,遍及料漿180整體地形成有開細(xì)孔150,因此在大氣中進(jìn)行高溫下的熱處理的情況下,氧會(huì)到達(dá)加壓后的成型體的中心部。因此,能夠減輕因軟磁性成型體10內(nèi)部的殘?zhí)级鴮?dǎo)致電阻率降低。
如以上那樣制作的軟磁性成型體10并非鐵氧體那樣的脆性材料,因此能夠通過壓凹、打入、壓入、加強(qiáng)壓入等簡單且精度、可靠性較高的接合工藝來制作磁芯。例如,在向磁芯的孔中壓入其他構(gòu)件的情況下,磁芯的孔的周邊會(huì)彈性變形。因此,能夠防止因壓入而產(chǎn)生的應(yīng)力作用于磁芯整體而導(dǎo)致磁芯整體變形破壞。根據(jù)以上的說明可以理解,通過使用本實(shí)施方式的軟磁性成型體10,電感元件的設(shè)計(jì)自由度得到明顯提高,從而能夠制作小型且可靠性高的電感元件。
并且,本發(fā)明也能夠在磁芯、電感元件以外的磁性部件中應(yīng)用。例如,能夠利用本發(fā)明的軟磁性成型體10來制作支承天線的磁性片、用于抑制噪聲的磁性片。
以下,對(duì)利用本實(shí)施方式的軟磁性成型體10制作的磁芯以及電感元件進(jìn)行說明。
如圖5所示,本實(shí)施方式的磁芯200由具有與上下方向正交的平板形狀的軟磁性成型體10制成。軟磁性成型體10的平板形狀的厚度為2mm以下。磁芯200具有上下方向上的上表面202與下表面204。在磁芯200上形成有多個(gè)貫通孔210。貫通孔210分別具有圓柱形狀而沿上下方向貫通磁芯200。在貫通孔210上形成有內(nèi)壁212。
如圖6以及圖7所示,本實(shí)施方式的電感元件20具備磁芯200和由金屬構(gòu)成的線圈400。線圈400具有:多個(gè)過孔導(dǎo)體410、多個(gè)第一連結(jié)部(連結(jié)導(dǎo)體)420以及多個(gè)第二連結(jié)部(連結(jié)導(dǎo)體)430。過孔導(dǎo)體410分別具有貫通部412。另外,過孔導(dǎo)體410中的兩個(gè)過孔導(dǎo)體410比其他過孔導(dǎo)體410延伸得更長,除貫通部412以外還具有連接部414。貫通部412、第一連結(jié)部420以及第二連結(jié)部430以卷繞磁芯200的一部分的方式彼此相連。兩個(gè)過孔導(dǎo)體410的連接部414能夠分別與電路基板(未圖示)的信號(hào)線(未圖示)等連接。
具體而言,過孔導(dǎo)體410分別插入貫通孔210中,并分別貫通貫通孔210。由此,根據(jù)本實(shí)施方式,形成了分別由五個(gè)貫通部412構(gòu)成的兩列貫通部組。第一連結(jié)部420將一側(cè)的貫通部組的貫通部412的上端與另一側(cè)的貫通部組的貫通部412的上端連結(jié)。第二連結(jié)部430將一側(cè)的貫通部組的貫通部412的下端與另一側(cè)的貫通部組的貫通部412的下端連結(jié)。第一連結(jié)部420以及第二連結(jié)部430通過電阻焊接、超聲波焊接等各種方法牢固地固定于貫通部412,由此能夠安裝于磁芯200。
線圈400由不具有絕緣被覆的金屬(例如銅)形成。本實(shí)施方式的磁芯200具有良好的絕緣性,因此能夠與金屬制的線圈400直接接觸。然而,線圈400也可以具有絕緣被覆。
如圖8的(A)以及圖8的(B)所示,本實(shí)施方式的貫通部412具有與貫通孔210相同的圓柱形狀。然而,貫通部412的直徑Rc比貫通孔210的直徑Rh略大。本實(shí)施方式的磁芯200具有彈性,因此即使在直徑Rc比直徑Rh大的情況下,也能夠?qū)⒇炌ú?12插入貫通孔210中。另外,在貫通部412具有與直徑Rh大致相同的直徑Rc的情況下,在將貫通部412插入貫通孔210后,能夠以擠壓的方式進(jìn)行按壓來增大貫通部412的直徑。內(nèi)壁212的周邊的部位(壓入部)適度地壓縮變形。因此,在壓入部產(chǎn)生的應(yīng)力作用于磁芯200整體,防止磁芯200變形破壞。
參照?qǐng)D6以及圖8的(B),插入貫通孔210中的貫通部412以使貫通孔210的內(nèi)壁212彈性變形的方式貫穿貫通孔210。彈性變形了的內(nèi)壁212對(duì)線圈400的貫通部412施加按壓力(彈力)。因此,線圈400通過內(nèi)壁212對(duì)貫通部412(即線圈400)施加的按壓力而被磁芯200保持。
根據(jù)以上的說明可以理解,本實(shí)施方式的磁芯200容許具有比貫通孔210大的直徑的貫通部412的插入,并且,具有能夠可靠地保持插入的貫通部412程度的適度的彈性。因此,插入貫通孔210中的貫通部412無需使用粘接劑即具有拉拔耐力。換言之,磁芯200可以僅通過內(nèi)壁212的彈力(按壓力)來保持線圈400。
另外,即使在內(nèi)壁212的彈力略小的情況下,也能夠在通過貫通孔210暫時(shí)保持線圈400后,將貫通部412與貫通孔210之間通過粘結(jié)劑固定,從而可靠地保持線圈400。換言之,根據(jù)本實(shí)施方式,能夠僅通過貫通孔210來保持線圈400。
如圖9的(A)所示,本實(shí)施方式的貫通部412以及貫通孔210分別具有圓形的剖面。因此,插入貫通孔210中的貫通部412被內(nèi)壁212的整面牢固地保持。然而,只要貫通部412被內(nèi)壁212的兩個(gè)部位以上保持,貫通部412以及貫通孔210也可以分別具有圓形以外的剖面。例如,如圖9的(B)所示,也可以形成為貫通部412具有圓形的剖面,而貫通孔210具有矩形的剖面。另外,如圖9的(C)所示,也可以形成為貫通部412具有矩形的剖面,而貫通孔210具有圓形的剖面。然而,為了更可靠地保持貫通部412,優(yōu)選如本實(shí)施方式那樣構(gòu)成貫通部412以及貫通孔210。
參照?qǐng)D6,在將線圈400的連接部414固定在電路基板(未圖示)上使用時(shí),電路基板上搭載的各種電子部件(未圖示)以及電感元件20會(huì)產(chǎn)生熱。根據(jù)本實(shí)施方式,電路基板上產(chǎn)生的熱經(jīng)由線圈400的連接部414而向磁芯200的下表面204傳遞。磁芯200具有較高的熱傳導(dǎo)率,因此下表面204受到的熱與電感元件20所產(chǎn)生的熱一起有效地向上表面202傳遞,從而向電感元件20的外部散熱。即,根據(jù)本實(shí)施方式,能夠?qū)⑼ǔ?huì)產(chǎn)生大量的熱的電感元件20本身用作散熱用的構(gòu)件。
根據(jù)圖6以及圖10可以理解,電感元件20A以及磁芯200A是電感元件20以及磁芯200的變形例。電感元件20A以及磁芯200A具有與電感元件20以及磁芯200相同的構(gòu)造以及功能。以下,主要對(duì)電感元件20A以及磁芯200A與電感元件20以及磁芯200之間的不同點(diǎn)進(jìn)行說明。
如圖10所示,本實(shí)施方式的電感元件20A具備磁芯200A、線圈400以及間隔件500。磁芯200A與磁芯200同樣地通過加工軟磁性成型體10而成。
與電感元件20(參照?qǐng)D6)同樣地,第一連結(jié)部420安裝于磁芯200A的上表面202,第二連結(jié)部430安裝于磁芯200A的下表面204。在將第一連結(jié)部420以及第二連結(jié)部430安裝于磁芯200A時(shí),磁芯200A整體在上下方向上被壓縮。因此,將第一連結(jié)部420以及第二連結(jié)部430安裝于磁芯200A之后的磁芯200A的厚度(t1)比將第一連結(jié)部420以及第二連結(jié)部430安裝于磁芯200A之前的磁芯200A的厚度(t0)減少了2.5%以上且5.0%以下。另一方面,在將線圈400從磁芯200A拆下時(shí),磁芯200A的厚度(t1)恢復(fù)為接近厚度(t0)。即,磁芯200A的減少的厚度(厚度(t0)的2.5%~5.0%左右)大致復(fù)原。
當(dāng)?shù)谝贿B結(jié)部420以及第二連結(jié)部430夾住磁芯200A時(shí),上表面202以及下表面204由于磁芯200A的上下方向上的斥力而分別壓緊至第一連結(jié)部420以及第二連結(jié)部430。因此,即使在線圈400的貫通部412與貫通孔210的內(nèi)壁212之間存在間隙的情況下,也能夠保持并固定第一連結(jié)部420以及第二連結(jié)部430。
由軟磁性成型體10制成的磁芯200A不僅能夠牢固地保持線圈400,還能夠牢固地保持各種構(gòu)件。磁芯200A的這種加工性類似于能夠打釘?shù)哪静牡募庸ば裕糜诩庸ご判?00A的工序一舉變得簡單,加工的可靠性提高。
例如,在磁芯200A上形成有保持孔220。另外,間隔件500具有主體部510和被保持部520。在水平面內(nèi),主體部510遠(yuǎn)大于保持孔220,被保持部520稍大于保持孔220。這樣構(gòu)成的被保持部520與貫通部412同樣地壓入并固定于保持孔220。在將被保持部520壓入保持孔220中時(shí),主體部510的下表面與磁芯200A的上表面202接觸。主體部510在水平面內(nèi)具有較大的尺寸,因此壓入被保持部520時(shí)產(chǎn)生的碎塊的脫落得以防止。
參照?qǐng)D6以及圖10,本發(fā)明的電感元件以及磁芯可以進(jìn)行各種變形。例如,也可以使貫通部412的水平面內(nèi)的尺寸小于貫通孔210的水平面內(nèi)的尺寸。換言之,也可以不將貫通部412壓入貫通孔210中,而使貫通部412通過貫通孔210的內(nèi)部。在這種情況下,貫通部412例如通過粘接劑固定于貫通孔210中即可。另外,第一連結(jié)部420以及第二連結(jié)部430可以分別通過壓力與貫通部412接合,也可以通過釬焊與貫通部412接合。另外,也可以在磁芯中的與第一連結(jié)部420以及第二連結(jié)部430分別接觸的部位形成與第一連結(jié)部420以及第二連結(jié)部430分別對(duì)應(yīng)的凹部。由此,第一連結(jié)部420以及第二連結(jié)部430分別由磁芯更可靠地保持。
并且,磁芯可以具備分別作為磁芯而發(fā)揮功能的多個(gè)磁芯部件。更具體而言,也可以借助粘接材料層疊多個(gè)磁芯部件(例如磁芯200),由此來制作一個(gè)磁芯。如前述那樣,本實(shí)施方式的磁芯具有不易產(chǎn)生裂紋的構(gòu)造,因此能夠抑制對(duì)層疊的磁芯部件(磁芯200)進(jìn)行壓接時(shí)產(chǎn)生裂紋的情況。例如,能夠得到抑制裂紋且具有超過2mm的厚度的層疊磁芯。此時(shí),層疊的磁芯200的各自的厚度為2mm以下即可。然而,磁芯200的各自的厚度優(yōu)選為0.5mm以下。
[實(shí)施例]
以下,基于具體的示例對(duì)本發(fā)明所涉及的軟磁性成型體進(jìn)行更詳細(xì)的說明。首先,對(duì)本發(fā)明的軟磁性成型體的制法進(jìn)行說明。
(制作扁平形狀的粉末PA)
作為使軟磁性成型體具備軟磁性的材料,使用軟磁性金屬粉末。更具體而言,使用Fe-Si-Cr系合金的水霧化粉末。粉末包含3.5重量%的Si和2重量%的Cr。另外,粉末具有33μm的平均粒徑(D50)。利用球磨機(jī)使粉末扁平化。具體而言,在對(duì)粉末實(shí)施8小時(shí)的鍛造加工之后,在氮?dú)夥罩羞M(jìn)行800℃、3小時(shí)的熱處理,由此得到扁平形狀的Fe-Si-Cr粉末(以下稱為“粉末PA”。)。
(通過第一混合方法制作第一料漿)
通過第一混合方法(即以往的混合方法)混合粉末PA、溶劑、增粘劑以及熱固性粘結(jié)劑成分來制作第一料漿。具體而言,將由粉末PA、溶劑、增粘劑以及熱固性粘結(jié)劑成分構(gòu)成的混合物投入直徑150mm、液面深度150mm的容器。通過直徑長度100mm的旋轉(zhuǎn)葉片以每分鐘250轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)速度將容器內(nèi)的混合物混合5小時(shí)。使用乙醇作為溶劑。使用聚丙烯酸酯作為增粘劑。使用甲基苯基系聚硅氧烷樹脂作為熱固性粘結(jié)劑成分。聚丙烯酸酯的添加量相對(duì)于粉末PA為3重量%,甲基苯基系聚硅氧烷樹脂的固體成分的添加量相對(duì)于粉末PA為4重量%。
(制作第一預(yù)成型體)
通過模縫法(die slot method)在PET(聚對(duì)苯二甲酸乙二酯)膜上涂敷第一料漿。之后,在60℃下干燥1小時(shí)而去除溶劑,由此制成第一預(yù)成型體。
(制作第一平板)
利用沖模切割第一預(yù)成型體,從而得到長30mm、寬30mm的正方形的多片片材。將規(guī)定片數(shù)的片材層疊并放入模具中。對(duì)模具中的片材在150℃的溫度下以2MPa的成型壓力實(shí)施1小時(shí)的加壓成型,從而得到加壓成型后的成型體。此時(shí),通過改變片材的層疊片數(shù)(規(guī)定片數(shù)),從而各制作10片具有各種厚度的9種成型體。例如,具有1mm的厚度的成型體由30片左右的片材制成。對(duì)成型體在大氣中于550℃下進(jìn)行2小時(shí)的熱處理,由此各制作10片具有各種厚度的9種第一平板。通過該熱處理,增粘劑幾乎完全熱解,不在第一平板中殘留。另外,通過該熱處理,甲基苯基系聚硅氧烷樹脂的固體成分成為由以氧化硅作為主成分的玻璃質(zhì)構(gòu)成的粘結(jié)劑成分(熱處理后的粘結(jié)劑成分),從而加熱減量。在例如在大氣中于550℃下進(jìn)行1小時(shí)的熱處理的情況下,甲基苯基系聚硅氧烷樹脂的固體成分的加熱減少量為20重量%。
(通過第二混合方法制作第二料漿)
通過第二混合方法(即本發(fā)明的混合方法)混合粉末PA、溶劑、增粘劑以及熱固性粘結(jié)劑成分來制作第二料漿。具體而言,將由溶劑、增粘劑以及熱固性粘結(jié)劑成分構(gòu)成的混合物投入直徑150mm、液面深度150mm的容器。通過直徑長度100mm的旋轉(zhuǎn)葉片以每分鐘250轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)速度將容器內(nèi)的混合物混合5小時(shí)。接下來,將粉末PA投入容器。接下來,通過上述的旋轉(zhuǎn)葉片以每分鐘100轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)速度將包含粉末PA的容器內(nèi)的混合物混合1小時(shí)。溶劑、增粘劑以及熱固性粘結(jié)劑成分分別與第一料漿相同。具體而言,使用乙醇作為溶劑。使用聚丙烯酸酯作為增粘劑。使用甲基苯基系聚硅氧烷樹脂作為熱固性粘結(jié)劑成分。聚丙烯酸酯的添加量相對(duì)于粉末PA為3重量%,甲基苯基系聚硅氧烷樹脂的固體成分的添加量相對(duì)于粉末PA為4重量%。
(制作第二預(yù)成型體)
通過模縫法在PET(聚對(duì)苯二甲酸乙二酯)膜上涂敷第二料漿。之后,在60℃下干燥1小時(shí)而去除溶劑,由此制成第二預(yù)成型體。
(制作第二平板)
利用第二預(yù)成型體各制作10片具有各種厚度的9種第二平板。除了使用第二預(yù)成型體而不使用第一預(yù)成型體以外,第二平板的作成方法與第一平板的作成方法相同。從而,通過制作第二平板時(shí)的熱處理,增粘劑幾乎完全熱解,不在第二平板中殘留。另外,通過該熱處理,甲基苯基系聚硅氧烷樹脂的固體成分成為由以氧化硅作為主成分的玻璃質(zhì)構(gòu)成的粘結(jié)劑成分(熱處理后的粘結(jié)劑成分),從而加熱減量。
(測定第一平板以及第二平板的開細(xì)孔率)
通過定容膨脹法測定出第一平板以及第二平板各自的體積。使用島津制作所的真密度儀AccupycII進(jìn)行測定。通過定容膨脹法測定的平板的體積不包含平板內(nèi)存在的開細(xì)孔的體積。也通過阿基米德法測定出第一平板以及第二平板各自的體積。具體而言,使添加有微量的表面活性劑的純水浸滲于第一平板以及第二平板。接下來,測定出將浸滲有純水的第一千板以及第二平板浸漬于純水中時(shí)的浮力。根據(jù)測定出的浮力算出平板的體積。通過阿基米德法測定出的第一平板以及第二平板的體積包含第一平板以及第二平板內(nèi)存在的開細(xì)孔的體積。通過以下的式1來計(jì)算第一平板以及第二平板的開細(xì)孔率。
式1:開細(xì)孔率(%)=(1-基于定容膨脹法的測定體積/基于阿基米德法的測定體積)×100
(測定第一平板以及第二平板的內(nèi)部剝離發(fā)生率)
對(duì)第一平板以及第二平板的熱處理前的厚度與熱處理后的厚度進(jìn)行比較。在熱處理后的厚度比熱處理前的厚度增大3%以上的情況下,判斷為在熱處理中平板內(nèi)部發(fā)生了內(nèi)部剝離。將發(fā)生內(nèi)部剝離的平板相對(duì)于各種10片平板的片數(shù)設(shè)為內(nèi)部剝離發(fā)生率。
表1示出了如上述那樣測定出的開細(xì)孔率以及內(nèi)部剝離發(fā)生率。
[表1]
如表1所示,第二平板的開細(xì)孔率比第一平板大,從而加工性提高。并且,第二平板即使在厚度較大的情況下,也防止裂紋、剝離從而內(nèi)部剝離發(fā)生率較低。通過本發(fā)明的第二混合方法(本發(fā)明的混合方法)制作作為平板的材料的料漿可以得到這樣優(yōu)異的特性。即,根據(jù)本發(fā)明,在制作料漿時(shí),以產(chǎn)生扁平形狀的粉末PA的凝聚體的方式混合料漿,從而更容易加工,更不易破損,并且能夠得到更厚的平板。
以下,基于具體的示例對(duì)軟磁性成型體所包含的開細(xì)孔進(jìn)行更詳細(xì)地說明。
(制作扁平形狀的粉末PB)
作為使軟磁性成型體具備軟磁性的材料,使用軟磁性金屬粉末。更具體而言,使用Fe-Si-Al系合金(鐵硅鋁合金)的氣體噴霧粉末。粉末具有55μm的平均粒徑(D50)。利用球磨機(jī)對(duì)粉末實(shí)施8小時(shí)的鍛造加工,從而得到扁平形狀的鐵硅鋁合金粉末(以下稱為“粉末PB”。)。
(通過第三混合方法制作第三料漿)
通過與第二混合方法(本發(fā)明的混合方法)相同的第三混合方法混合粉末PB、溶劑、增粘劑以及熱固性粘結(jié)劑成分來制作第三料漿。具體而言,將由溶劑、增粘劑以及熱固性粘結(jié)劑成分構(gòu)成的混合物投入直徑150mm、液面深度150mm的容器。通過直徑長度100mm的旋轉(zhuǎn)葉片以每分鐘250轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)速度將容器內(nèi)的混合物混合5小時(shí)。接下來,將粉末PB投入容器。接下來,通過上述的旋轉(zhuǎn)葉片以每分鐘100轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)速度將包含粉末PA的容器內(nèi)的混合物混合1小時(shí)。使用乙醇作為溶劑。使用聚丙烯酸酯作為增粘劑。使用甲基苯基系聚硅氧烷樹脂作為熱固性粘結(jié)劑成分。此時(shí),作為甲基苯基系聚硅氧烷樹脂的固體成分的添加量,使用相對(duì)于粉末PB為2重量%至16重量%之間的11種值。
(制作第三預(yù)成型體)
通過模縫法在PET(聚對(duì)苯二甲酸乙二酯)膜上涂敷第二料漿。之后,在60℃下干燥1小時(shí)而去除溶劑,由此制成甲基苯基系聚硅氧烷樹脂的添加量不同的11種第三預(yù)成型體。
(制作第三平板)
利用第三預(yù)成型體各制作15片11種第三平板。具體而言,利用沖模切割第三預(yù)成型體,從而得到長10mm、寬10mm的正方形的多片片材。將甲基苯基系聚硅氧烷樹脂的添加量相同的規(guī)定片數(shù)的片材層疊并放入模具中。對(duì)模具中的片材在150℃的溫度下以2MPa的成型壓力實(shí)施1小時(shí)的加壓成型,從而得到加壓成型后的成型體。此時(shí),制成了甲基苯基系聚硅氧烷樹脂的添加量不同的11種成型體。另外,針對(duì)每個(gè)種類制作15片成型體。對(duì)成型體在氮?dú)夥罩杏?00℃下進(jìn)行1小時(shí)的熱處理,由此制成甲基苯基系聚硅氧烷樹脂的添加量不同的11種×15片第三平板。第三平板各自的厚度為1.8mm。通過該熱處理,增粘劑幾乎完全熱解,不在第一平板中殘留。另外,通過該熱處理,甲基苯基系聚硅氧烷樹脂的固體成分成為由以氧化硅作為主成分的玻璃質(zhì)構(gòu)成的粘結(jié)劑成分(熱處理后的粘結(jié)劑成分),從而加熱減量。在例如在大氣中于600℃下進(jìn)行1小時(shí)的熱處理的情況下,甲基苯基系聚硅氧烷樹脂的固體成分的加熱減量為20重量%。
(測定第三平板的開細(xì)孔率等)
與第一平板以及第二平板的測定同樣地,通過定容膨脹法測定出第三平板各自的體積。使用島津制作所的真密度儀AccupycII進(jìn)行測定。與第一平板以及第二平板的測定同樣地,也通過阿基米德法測定出第三平板各自的體積。通過前述的式1來計(jì)算第三平板的開細(xì)孔率。并且,將僅粉末PB的真密度假定為6.9g/cm3,計(jì)算粉末PB(金屬成分)的體積填充率。
(測定第三平板的內(nèi)部剝離發(fā)生率等)
對(duì)第三平板的熱處理前的厚度與熱處理后的厚度進(jìn)行比較。在熱處理后的厚度比熱處理前的厚度增大3%以上的情況下,判斷為在熱處理中第三平板內(nèi)部發(fā)生了內(nèi)部剝離。將發(fā)生內(nèi)部剝離的第三平板相對(duì)于各種15片第三平板的片數(shù)設(shè)為內(nèi)部剝離發(fā)生率。接下來,將未發(fā)生內(nèi)部剝離的第三平板以上下表面水平地延伸的狀態(tài)保持為750mm的高度。使第三平板掉落在鋼板上,測定破壞發(fā)生率。此時(shí),在第三平板因掉落而破裂從而分離成多個(gè)單片的情況下,認(rèn)為發(fā)生了破壞。例如在即使第三平板因掉落的沖擊而導(dǎo)致局部變形卻未破裂的情況下,不認(rèn)為發(fā)生了破壞。
表2示出了如上述那樣測定出的結(jié)果。
[表2]
如表2所示,在開細(xì)孔率為7.5體積%以下的情況下,在進(jìn)行熱處理時(shí)發(fā)生了內(nèi)部剝離??梢哉J(rèn)為,在開細(xì)孔率為7.5體積%以下的情況下,平板的內(nèi)部未充分包含開細(xì)孔,從而無法維持熱處理時(shí)產(chǎn)生的熱解氣體的外部排出路徑,因此發(fā)生了剝離。另外,在開細(xì)孔率為35體積%的情況下,第三平板的強(qiáng)度不充分,發(fā)生了掉落試驗(yàn)造成的破壞。另一方面,在開細(xì)孔率為9體積%以上且31體積%以下的情況下得到了良好的結(jié)果。
以上,對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行了說明,然而增粘劑、熱固性粘結(jié)劑成分等有機(jī)結(jié)合材料不限定于上述的實(shí)施例。具體的有機(jī)結(jié)合材料根據(jù)軟磁性金屬粉末而適當(dāng)選擇即可。另外,有機(jī)結(jié)合材料的添加量也根據(jù)軟磁性金屬粉末而適當(dāng)調(diào)節(jié)即可。例如,通過與軟磁性金屬粉末的表面積成比例地調(diào)節(jié)熱固性粘結(jié)劑成分的添加量,能夠得到與上述的實(shí)施例同樣的適宜的結(jié)果。
本發(fā)明以2014年3月17日向日本專利局提出的日本專利申請(qǐng)第2014-053771號(hào)為基礎(chǔ),并參照其內(nèi)容而構(gòu)成了本說明書的一部分。
對(duì)本發(fā)明的最佳的實(shí)施方式進(jìn)行了說明,然而本領(lǐng)域技術(shù)人員可知,在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)能夠?qū)?shí)施方式進(jìn)行變形,變形后的實(shí)施方式也屬于本發(fā)明的范圍。
附圖標(biāo)記說明
10 軟磁性成型體
100 粉末集合體
110 軟磁性金屬粉末(軟磁性金屬材料)
110F 第一軟磁性金屬粉末
110S 第二軟磁性金屬粉末
112 上表面
114 下表面
130 粘結(jié)體(粘結(jié)劑成分)
130F 第一粘結(jié)體
130S 第二粘結(jié)體
150 開細(xì)孔(空穴)
160 閉細(xì)孔(空穴)
180 料漿
182 凝聚體
184 粘結(jié)劑
20、20A 電感元件
200、200A 磁芯
202 上表面
204 下表面
210 貫通孔
212 內(nèi)壁
220 保持孔
400 線圈
410 過孔導(dǎo)體
412 貫通部
414 連接部
420 第一連結(jié)部(連結(jié)導(dǎo)體)
430 第二連結(jié)部(連結(jié)導(dǎo)體)
500 隔離件
510 主體部
520 被保持部