CN111128505A - 磁性体磁芯和线圈部件 - Google Patents

Abstract

本发明提供导磁率和耐电压稳定地良好的磁性体磁芯和线圈部件。磁性体磁芯具有包含金属磁性粉的含金属磁性粉树脂。金属磁性粉具有大径粉、中径粉和小径粉。大径粉的粒径为10μm以上60μm以下。中径粉的粒径为2.0μm以上且小于10μm。小径粉的粒径为0.1μm以上且小于2.0μm。大径粉、中径粉和小径粉被施加了绝缘涂层。设大径粉的平均绝缘涂层厚度为A1，中径粉的平均绝缘涂层厚度为A2，上述小径粉的平均绝缘涂层厚度为A3，A3为30nm以上100nm以下，且满足A3/A1≥1.3和A3/A2≥1.0。

Description

磁性体磁芯和线圈部件

技术领域

本发明涉及磁性体磁芯和线圈部件。

背景技术

电子设备领域中，作为电源用的电感器，大多使用表面安装型的线圈部件。表面安装型的线圈部件的具体结构之一具有应用了印刷电路基板技术的平面线圈结构。

专利文献1中，提出有具有使用粒径相互不同的两种以上的金属磁性粉制作的磁性体磁芯的线圈部件。而且，揭示了通过使用粒径相互不同的两种以上的金属磁性粉来实现提高导磁率的效果。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2017-103287号公报

发明内容

发明要解决的课题

近年来，要求具有更良好的特性的磁性体磁芯。本发明鉴于这种实际状况，其目的在于，提供导磁率和耐电压稳定地良好的磁性体磁芯和线圈部件。

用于解决课题的方法

为了达成上述目的，本发明提供一种包含金属磁性粉的磁性体磁芯，其特征在于：

上述金属磁性粉具有大径粉、中径粉和小径粉，

上述大径粉的粒径为10μm以上60μm以下，

上述中径粉的粒径为2.0μm以上且小于10μm，

上述小径粉的粒径为0.1μm以上且小于2.0μm，

上述大径粉、上述中径粉和上述小径粉被施加了绝缘涂层，

设上述大径粉的平均绝缘涂层厚度为A1，上述中径粉的平均绝缘涂层厚度为A2，上述小径粉的平均绝缘涂层厚度为A3，A3为30nm以上100nm以下，且满足A3/A1≥1.3和A3/A2≥1.0。

本发明的磁性体磁芯通过具有所述的结构，成为导磁率和耐电压稳定地良好的磁性体磁芯。

所述小径粉可以含有坡莫合金。

上述大径粉相对于上述金属磁性粉的存在比例，用上述磁性体磁芯的切断面的面积比率表示可以为39％以上86％以下。

也可以为A1≥10nm和A2≥10nm。

A3也可以为40nm以上80nm以下。

上述金属磁性粉可以含有Fe基纳米晶。

上述中径粉相对于上述金属磁性粉的存在比例，用上述磁性体磁芯的切断面的面积比率表示可以为8％以上39％以下。

上述绝缘涂层可以是包含由SiO₂构成的玻璃的覆膜或包含磷酸盐的磷酸盐转化皮膜。

作为上述金属磁性粉，可以同时包含含有纳米晶的金属磁性粉和不含纳米晶的金属磁性粉，上述含有纳米晶的金属磁性粉相对于上述金属磁性粉整体的比例用重量比表示为40wt％～90wt％。

本发明提供一种线圈部件，具有所述的磁性体磁芯和线圈。

附图说明

图1是本发明的一个实施方式的线圈部件的立体图。

图2是图1所示的线圈部件的分解立体图。

图3是沿着图1所示的III-III线的截面图。

图4A是沿着图1所示的IV-IV线的截面图。

图4B是图4A的端子电极附近的主要部分放大截面图。

图5是施加了绝缘涂层的金属磁性粉的示意图。

图6是样品No.4的大径粉的STEM图像。

图7是样品No.4的小径粉的STEM图像。

图8是表示A3/A1与μi的关系的曲线图。

图9是表示A3/A1与耐电压的关系的曲线图。

图10是表示A3/A1与μi的关系的曲线图。

图11是表示A3/A1与耐电压的关系的曲线图。

附图标记说明

2…线圈部件

4…端子电极

4a…内层

4b…外层

10…磁性体磁芯

11…绝缘基板

12、13…内部导体通路

12a、13a…连接端

12b、13b…引线用接触器

14…保护绝缘层

15…上部磁芯

15a…中脚部

15b…侧脚部

16…下部磁芯

18…通孔导体

20…被施加了绝缘涂层的金属磁性粉

20a…(被施加了绝缘涂层的)大径粉

20b…(被施加了绝缘涂层的)小径粉

22…绝缘涂层

具体实施方式

以下，基于附图所示的实施方式说明本发明。

作为本发明的线圈部件的一个实施方式，可举出图1～图4所示的线圈部件2。如图1所示，线圈部件2具有矩形平板形状的磁性体磁芯10、和分别装配于磁性体磁芯10的X轴方向的两端的一对端子电极4、4。端子电极4、4覆盖磁性体磁芯10的X轴方向端面，并且在X轴方向端面的附近，局部覆盖磁性体磁芯10的Z轴方向的上表面10a和下表面10b。另外，端子电极4、4还局部覆盖磁性体磁芯10的Y轴方向的一对侧面。

如图2所示，磁性体磁芯10由上部磁芯15和下部磁芯16构成，在该Z轴方向的中央部具有绝缘基板11。

绝缘基板11优选由使环氧树脂浸渍于玻璃布的普通的印刷基板材料构成，但没有特别限定。

另外，本实施方式中，树脂基板11的形状为矩形，但也可以是其它的形状。树脂基板11的形成方法也没有特别限制，例如通过注塑成形、刮匀涂敷法、丝网印刷等形成。

另外，在绝缘基板11的Z轴方向的上表面(一个主面)形成有由圆形螺旋状的内部导体通路12构成的内部电极图案。内部导体通路12最终成为线圈。另外，内部导体通路12的材质没有特别限制。

在螺旋状的内部导体通路12的内周端形成有连接端12a。另外，在螺旋状的内部导体通路12的外周端，以沿着磁性体磁芯10的一个X轴方向端部露出的方式形成有引线用接触器12b。

在绝缘基板11的Z轴方向的下表面(另一个主面)形成有由螺旋状的内部导体通路13构成的内部电极图案。内部导体通路13最终成为线圈。另外，内部导体通路13的材质没有特别限制。

在螺旋状的内部导体通路13的内周端形成有连接端13a。另外，在螺旋状的内部导体通路13的外周端，以沿着磁性体磁芯10的一个X轴方向端部露出的方式形成有引线用接触器13b。

如图3所示，连接端12a和连接端13a在Z轴方向上夹着绝缘基板11而形成于相反侧，在X轴方向、Y轴方向上形成于相同位置。而且，通过埋入形成于绝缘基板11的通孔11i的通孔电极18进行电连接。即，螺旋状的内部导体通路12和相同的螺旋状的内部导体通路13通过通孔电极18串联地电连接。

从绝缘基板11的上表面11a侧观察的螺旋状的内部导体通路12构成从外周端的引线用接触器12b向内周端的连接端12a逆时针旋转的螺旋。

与之相对，从绝缘基板11的上表面11a侧观察的螺旋状的内部导体通路13构成从作为内周端的连接端13a向作为外周端的引线用接触器13b逆时针旋转的螺旋。

由此，通过向螺旋状的内部导体通路12、13流通电流而产生的磁通的方向一致，且螺旋状的内部导体通路12、13中产生的磁通重叠且相互加强，能够得到较大的电感。

上部磁芯15在矩形平板状的磁芯主体的中央部具有向Z轴方向的下方突出的圆柱状的中脚部15a。另外，上部磁芯15在矩形平板状的磁芯主体的Y轴方向的两端部具有向X轴方向的下方突出的板状的侧脚部15b。

下部磁芯16具有与上部磁芯15的磁芯主体一样的矩形平板状的形状，上部磁芯15的中脚部15a和侧脚部15b分别连结于下部磁芯16的中央部和Y轴方向的端部而一体化。

此外，图2中，磁性体磁芯10分离成上部磁芯15和下部磁芯16进行描述，但它们也可以利用含金属磁性粉树脂一体化地形成。另外，形成于上部磁芯15的中脚部15a和/或侧脚部15b也可以形成于下部磁芯16。不管怎么说，磁性体磁芯10都构成完全的闭磁路，在闭磁路内不存在间隙。

如图2所示，在上部磁芯15与内部导体通路12之间介设有保护绝缘层14，使它们绝缘。另外，在下部磁芯16与内部导体通路13之间介设有矩形片状的保护绝缘层14，而使它们绝缘。在保护绝缘层14的中央部形成有圆形的贯通孔14a。另外，在绝缘基板11的中央部也形成有圆形的贯通孔11h。穿过这些贯通孔14a和11h，上部磁芯15的中脚部15a向下部磁芯16的方向延伸并与下部磁芯16的中央连结。

如图4A和图4B所示，本实施方式中，端子电极4具有与磁性体磁芯10的X轴方向端面接触的内层4a和形成于内层4a的表面的外层4b。内层4a在磁性体磁芯10的X轴方向的端面附近，还覆盖磁性体磁芯10的上表面10a和下表面10b的一部分，且外层4b覆盖其外表面。

在此，本实施方式中，磁性体磁芯10由含金属磁性粉树脂构成。含金属磁性粉树脂是金属磁性粉混入树脂而成的磁性材料。

在此，本实施方式中，在将磁性体磁芯10以任意的截面切断且观察切断面的情况下，观察到大径粉、中径粉和小径粉的三种大小的金属磁性粉。换言之，金属磁性粉具有大径粉、中径粉和小径粉。

大径粉的粒径(圆当量直径)为10μm以上60μm以下，中粒径的粒径为2.0μm以上且小于10μm，小粒径的粒径为0.1μm以上且小于2.0μm。

另外，本实施方式中，大径粉、中径粉和小径粉如图5所示那样被施加了绝缘涂层。通过对金属磁性粉施加绝缘涂层，特别是提高耐电压。其中，“施加绝缘涂层”是指，该粉末中的50％以上的粉末被施加了绝缘涂层的情况。

绝缘涂层22的材质没有特别限制，能够使用本技术领域中一般使用的绝缘涂层。优选为包含由SiO₂构成的玻璃的覆膜或包含磷酸盐的磷酸盐转化皮膜。包含坡莫合金的金属磁性粉特别优选使用包含由SiO₂构成的玻璃的覆膜。另外，施加绝缘涂层的方法是任意的，能够使用本技术领域中通常使用的方法。

本实施方式中，通过适当控制大径粉、中径粉和小径粉的绝缘涂层的厚度，能够使导磁率和耐电压稳定地良好。特别是具有使小径粉的绝缘涂层厚度比大径粉的绝缘涂层厚度大的特征。

具体而言，设大径粉的平均绝缘涂层厚度为A1，中径粉的平均绝缘涂层厚度为A2，小径粉的平均绝缘涂层厚度为A3，A3为30nm以上100nm以下，满足A3/A1≥1.3和A3/A2≥1.0。

A1和A2是任意的。也可以为A1≥10nm和A2≥10nm。

另外，A3也可以为40nm以上80nm以下。

施加了绝缘涂层的金属磁性粉的金属磁性粉的粒径为图5的d1的长度。另外，图5的d2的长度、即该金属磁性粉的绝缘涂层的最大厚度是该金属磁性粉的绝缘涂层的厚度。另外，绝缘涂层并不需要覆盖金属磁性粉的整个表面。表面的50％以上被绝缘涂层覆盖的金属磁性粉，视作被施加了绝缘涂层的金属磁性粉。

而且，本实施方式的磁性体磁芯10的A1、A2和A3的测量方法是任意的。例如，将磁性体磁芯10的任意的切断面中观察的大径粉、中径粉和小径粉的绝缘涂层厚度以倍率200000～500000倍在最少5个部位进行测量并作平均，由此能够测量。此外，图6和图7是对于实际上被施加了绝缘涂层的大径粉和小径粉，使用STEM以倍率250000倍观察的图像。

金属磁性粉的材质是任意的。例如，金属磁性粉也可以是非晶，也可以含有纳米晶。另外，金属磁性粉也可以含有坡莫合金。

特别优选大径粉和中径粉含有纳米晶。在此，纳米晶是结晶粒径为纳米级的晶体，即1nm以上100nm以下的晶体。另外，所有的大径粉也可以不含有纳米晶，但优选以单位基数计30％以上的大径粉含有纳米晶。

另外，中径粉也可以含有纳米晶，也可以以单位基数计30％以上的中径粉含有纳米晶。通过中径粉含有纳米晶，导磁率进一步提高。

此外，含有纳米晶的粉末中，通常在1粒的粉中含有大量纳米晶。即，粉的粒径与结晶粒径不同。

本实施方式中，通过大径粉含有纳米晶，磁性体磁芯的导磁率提高。另外，耐电压也不会大幅降低而适当地维持。

以下，更详细地说明纳米晶。

本实施方式的纳米晶优选为Fe基纳米晶。Fe基纳米晶是，粒径为纳米级，且Fe的晶体结构为bcc(体心立方晶格结构)的晶体。

本实施方式中，Fe基纳米晶优选平均粒径为5～30nm。这种析出Fe基纳米晶的软磁性合金的饱和磁通密度容易变高，矫顽力容易变低。

本实施方式的Fe基纳米晶的组成是任意的。例如，除了Fe之外，也可以含有M。此外，M是选自Nb、Hf、Zr、Ta、Mo、W和V的1种以上的元素。

含有Fe基纳米晶的金属磁性粉的组成是任意的。例如，

也可以是由主成分构成的软磁性合金，其主成分由最简式(Fe_(1-(α+β))X1_αX2_β)_{(1-(a+b+c+d+e+f+g))}M_aB_bP_cSi_dC_eS_fTi_g构成，软磁性合金中，

X1为选自Co和Ni的1种以上，

X2为选自Al、Mn、Ag、Zn、Sn、As、Sb、Cu、Cr、Bi、N、O和稀土元素的1种以上，

M为选自Nb、Hf、Zr、Ta、Mo、W和V的1种以上，

0.020≤a≤0.14

0.020＜b≤0.20

0≤c≤0.15

0≤d≤0.14

0≤e≤0.030

0≤f≤0.010

0≤g≤0.0010

α≥0

β≥0

0≤α+β≤0.50。

以下，详细地说明含有Fe基纳米晶的金属磁性粉的各成分。

M为选自Nb、Hf、Zr、Ta、Mo、W和V的1种以上。

M的含量(a)满足0.020≤a≤0.14。在a较小的情况下，在制造金属磁性粉时，容易产生粒径比纳米晶大的晶体。而且，金属磁性粉的电阻率容易变低，矫顽力容易变高，导磁率容易变低。在a较大的情况下，金属磁性粉的饱和磁通密度容易降低。

B的含量(b)满足0.020＜b≤0.20。在b较小的情况下，在制造金属磁性粉时，容易产生粒径比纳米晶大的晶体。而且，金属磁性粉的电阻率容易变低，矫顽力容易变高，导磁率容易变低。在b较大的情况下，金属磁性粉的饱和磁通密度容易降低。

P的含量(c)满足0≤c≤0.15。即，也可以不含有P。在c较大的情况下，金属磁性粉的饱和磁通密度容易降低。

Si的含量(d)满足0≤d≤0.14。即，也可以不含有Si。在d较大的情况下，金属磁性粉的矫顽力容易上升。

C的含量(e)满足0≤e≤0.030。即，也可以不含有C。在e较大的情况下，金属磁性粉的电阻率降低，矫顽力容易上升。

S的含量(f)满足0≤f≤0.010。即，也可以不含有S。在f较大的情况下，矫顽力容易上升。

在Ti的含量(g)满足0≤g≤0.0010。即，也可以不含有Ti。在g较大的情况下，矫顽力容易上升。

Fe的含量(1-(a+b+c+d+e+f+g))优选为0.73≤(1-(a+b+c+d+e+f+g))≤0.95。通过将(1-(a+b+c+d+e+f+g))设为上述的范围内，容易得到Fe基纳米晶。

另外，也可以将Fe的一部分用X1和/或X2置换。

X1为选自Co和Ni的1种以上。关于X1的含量，也可以为α＝0。即，也可以不含有X1。另外，将组成整体的原子数设为100at％，X1的原子数优选为40at％以下。即，优选满足0≤α{1-(a+b+c+d+e+f+g)}≤0.40。

X2为选自Al、Mn、Ag、Zn、Sn、As、Sb、Cu、Cr、Bi、N、O和稀土元素的1种以上。关于X2的含量，也可以为β＝0。即，也可以不含有X2。另外，将组成整体的原子数设为100at％，X2的原子数优选为3.0at％以下。即，优选满足0≤β{1-(a+b+c+d+e+f+g)}≤0.030。

作为将Fe置换成X1和/或X2的置换量的范围，也可以以原子数基数计设为Fe的一半以下。即，也可以设为0≤α+β≤0.50。在α+β＞0.50的情况下，难以得到Fe基纳米晶。

另外，也可以在不对特性造成较大的影响的范围内含有上述以外的元素。例如，相对于金属磁性粉100重量％，也可以含有0.1重量％以下的上述以外的元素。

本实施方式中，在磁性体磁芯10的任意的截面中，大径粉相对于金属磁性粉的存在比例也可以以面积比率计为24％以上86％以下，也可以为39％以上86％以下，也可以为39％以上81％以下。

通过将大径粉的存在比例设为上述的范围内、特别是39％以上，磁性体磁芯的导磁率提高。另外，耐电压也适当地维持。另外，大径粉的相对于存在比例的变化的导磁率的变化较小，导磁率稳定地良好。

本实施方式中，在磁性体磁芯10的任意的截面中，中径粉相对于金属磁性粉的存在比例以面积比率计也可以为8％以上39％以下，也可以为8％以上31％以下，也可以为10％以上31％以下。

本实施方式中，优选小径粉含有坡莫合金，以单位基数计30％以上的小径粉也可以含有坡莫合金。通过小径粉含有坡莫合金，导磁率进一步提高。

本实施方式中，在磁性体磁芯10的任意的截面中，小径粉相对于金属磁性粉的存在比例以面积比率也可以为7％以上35％以下，也可以为7％以上28％以下，也可以为9％以上28％以下。

此外，大径粉、中径粉和小径粉也可以全部含有纳米晶，但磁性体磁芯10中的金属磁性粉的含有率容易降低，导磁率容易降低。另外，纳米晶为高成本。因此，优选同时包含含有纳米晶的金属磁性粉和不含有纳米晶的金属磁性粉。具体而言，优选含有纳米晶的金属磁性粉的比例以重量比设为40wt％～90wt％。

本实施方式的坡莫合金是Ni-Fe系合金，且Ni含有28重量％以上，且剩余部由Fe和其它的元素构成的合金。其它的元素的含量没有特别限制，在将Ni-Fe合金设为100重量％的情况下，为8重量％以下。

此外，坡莫合金的Ni的含有率优选为40～85重量％，特别优选为75～82重量％。通过将Ni的含有率设为上述的范围内，初始导磁率提高，且磁芯损耗降低。

上述含金属磁性粉树脂中的金属磁性粉的含有率优选为90～99重量％，进一步优选为95～99重量％。如果减少金属磁性粉相对于树脂的量，则饱和磁通密度和导磁率变小，相反如果增多金属磁性粉的量，则饱和磁通密度和导磁率变大。因此，能够利用金属磁性粉的量调节饱和磁通密度和导磁率。

含金属磁性粉树脂中包含的树脂作为绝缘粘结材料发挥作用。作为树脂的材料，优选使用液态环氧树脂或粉体环氧树脂。另外，树脂的含有率优选为1～10重量％，进一步优选为1～5重量％。另外，使金属磁性粉与树脂混合时，优选使用树脂溶液得到含金属磁性粉树脂溶液。树脂溶液的溶剂没有特别限定。

以下，对线圈部件2的制造方法进行叙述。

首先，通过镀敷法在绝缘基板11形成螺旋状的内部导体通路12、13。镀敷条件没有特别限定。另外，也可以通过镀敷法以外的方法形成。

接着，在形成有内部导体通路12、13的绝缘基板11的两面形成保护绝缘层14。保护绝缘层14的形成方法没有特别限定。例如，通过将绝缘基板11浸渍于利用高沸点溶剂稀释的树脂溶解液中并干燥，能够形成保护绝缘层14。

接着，形成由图2所示的上部磁芯15和下部磁芯16的组合构成的磁性体磁芯10。为此，在形成有保护绝缘层14的绝缘基板11的表面上涂敷上述的含金属磁性粉树脂溶液。涂敷方法没有特别限定，但一般通过印刷进行涂敷。

本实施方式的金属磁性粉通过将粒度分布等相互不同的多个金属磁性粉混合来制造。在此，通过控制多个金属磁性粉的粒度分布和混合比例等，能够控制最终得到的磁性体磁芯10中的大径粉、中径粉和小径粉的截面积比率。

表示较容易控制磁性体磁芯10的大径粉、中径粉和小径粉的截面积比率的方法的一例。该方法中，最终得到的磁性体磁芯10中，分开准备主要成为大径粉的金属磁性粉、主要成为中径粉的金属磁性粉、主要成为小径粉的金属磁性粉。在该情况下，将主要成为大径粉的金属磁性粉的D50设为15～40μm，将主要成为中径粉的金属磁性粉的D50设为3.0～8.0μm，将主要成为小径粉的金属磁性粉的D50设为0.5～1.5μm，充分缩小各金属磁性粉的粒径的不均。

在各金属磁性粉的D50处于上述的范围内的情况下，能够使原料的金属磁性粉中包含的大径粉的重量比率与最终得到的磁性体磁芯10的金属磁性粉的大径粉的截面积比率之差处于大致±1％以内。例如，在大径粉的重量比率为40wt％的情况下，能够使磁性体磁芯10的任意切断面的大径粉的截面积比率处于39～41％。

优选大径粉、中径粉和小径粉为球状。本实施方式中为球状是指，具体而言，球形度为0.9以上的情况。另外，球形度能够利用图像式粒度分布计测量。

另外，对含有纳米晶(特别是Fe基纳米晶)的金属磁性粉的制造方法进行说明。含有纳米晶(特别是Fe基纳米晶)的金属磁性粉的制造方法是任意的，但从容易将含有纳米晶(特别是Fe基纳米晶)的金属磁性粉设为球状的观点来看，优选通过气体雾化法制造。

气体雾化法中，首先，准备最终得到的金属磁性粉中包含的各金属元素的纯金属，以与最终得到的金属磁性粉成为同组成的方式称重。而且，将各金属元素的纯金属溶解、混合，制作母合金。此外，上述纯金属的溶解方法没有特别限制，例如具有在腔室内进行抽真空后，通过高频加热溶解的方法。此外，母合金和最终得到的软磁性合金通常成为同组成。接着，将制作的母合金加热使其熔融，得到熔融金属(熔融金属)。熔融金属的温度没有特别限制，例如能够设为1200～1500℃。

然后，使上述熔融合金在腔室内喷射，制作金属磁性粉。金属磁性粉的粒度分布能够通过气体雾化法中通常使用的方法进行控制。此时，优选将气体喷射温度设为50～200℃，且将腔室内的蒸气压设为4hPa以下。这是为了通过后述的热处理而容易得到含有Fe基纳米晶的金属磁性粉。在该时刻，有时金属磁性粉仅由非晶质构成，有时金属磁性粉具有纳米异质结构。本实施方式中的纳米异质结构是粒径为30nm以下的纳米晶存在于非晶质中的结构。

接着，优选相对于制作的金属磁性粉进行热处理。在金属磁性粉仅由非晶质构成的情况下，必须进行热处理，但在金属磁性粉具有纳米异质结构的情况下，也可以不进行热处理。这是因为，金属磁性粉已经含有纳米晶。

例如通过以400～600℃进行热处理0.5～10分钟，能够防止各金属磁性粉彼此烧结而粗大化且促进元素的扩散，以短时间到达成热力学的平衡状态，能够除去应变和应力。其结果，容易得到含有Fe基纳米晶的金属磁性粉。此外，含有热处理后的Fe基纳米晶的金属磁性粉，有时含有非晶质，有时不含非晶质。

另外，通过热处理得到的金属磁性粉中包含的Fe基纳米晶的平均粒径的计算方法没有特别限制。例如通过使用透射电子显微镜进行观察来计算。另外，确认晶体结构为bcc(体心立方晶格结构)的方法也没有特别限制。例如能够使用X线衍射测量进行确认。

接着，使通过印刷涂敷的含金属磁性粉树脂溶液的溶剂部分挥发，形成磁性体磁芯10。

进而，提高磁性体磁芯10的密度。提高磁性体磁芯10的密度的方法没有特别限定，例如可举出冲压处理的方法。

而且，研磨磁性体磁芯10的上表面11a和下表面11b，使磁性体磁芯10与规定的厚度一致。然后，进行热固化并使树脂交联。研磨方法没有特别限定，例如可举出固定磨石的方法。另外，热固化的温度和时间没有特别限制，只要根据树脂的种类等不同适宜控制即可。

然后，将形成有磁性体磁芯10的绝缘基板11切断成单片状。切断方法没有特别限定，例如可举出切割的方法。

通过以上的方法，得到图1中表示的端子电极4形成之前的磁性体磁芯10。此外，在切断前的状态下，磁性体磁芯10在X轴方向和Y轴方向上一体地连结。

另外，切断后，对单片化的磁性体磁芯10进行蚀刻处理。作为蚀刻处理的条件，没有特别限定。

接着，准备形成内层4a的电极材料。电极材料的种类是任意的。例如可举出使与上述的含金属磁性粉树脂中使用的环氧树脂同样的环氧树脂等的热固化性树脂中含有Ag粉等导体粉的含导体粉树脂。在使用含导体粉树脂作为电极材料的情况下，在蚀刻处理的磁性体磁芯10的X轴方向的两端涂敷电极材料，通过加热使热固化性树脂固化，形成内层4a。

接着，对形成了内层4a的产品通过滚镀实施端子镀敷，形成外层4b。外层4b也可以是2层以上的多层结构。外层4b的形成方法和材质没有特别限制，通过例如在内层4a上实施镀Ni，进一步在镀Ni上实施镀Sn而能够形成。通过以上的方法能够制造线圈部件2。

本实施方式中，磁性体磁芯10由含金属磁性粉树脂构成，所以通过成为在金属磁性粉与金属磁性粉之间存在树脂，且形成了微小的间隙的状态，从而提高了饱和磁通密度。因此，能够不在上部磁芯15与下部磁芯16之间形成气隙地防止磁饱和。因此，为了形成间隙，不需要以较高的精度机械加工磁性磁芯。

另外，本实施方式的线圈部件2中，通过将基板面作为集合体形成，线圈的位置精度非常高，能够实现小型化、薄型化。另外，本实施方式中，磁性体使用金属磁性材料，直流叠加特性比铁氧体良好，所以能够省略磁隙的形成。

此外，本发明不限定于上述的实施方式，能够在本发明的范围内进行各种改变。例如，即使是图1～图4所示的线圈部件以外的方式，具有由上述的含金属磁性粉树脂覆盖的线圈的线圈部件也全部为本发明的线圈部件。

(实施例)

以下，基于实施例说明本发明。

为了评价本发明的线圈部件的含金属磁性粉树脂的特性，制作环状磁芯。以下，对环状磁芯的制作方法进行说明。

首先，为了制作环状磁芯中包含的金属磁性粉，准备金属磁性粉中包含的大径粉1、中径粉1和小径粉1。

首先，作为大径粉1和中径粉1，准备组成为Fe：79.9at％、Cu：0.1at％、Nd：7.0at％、B：10.0at％、P：3.0at％、S：0.1at％的纳米晶合金粉。此外，上述的组成将小数点第二位进行四舍五入，所以合计未成为100.0at％。

以下，对用于大径粉1和中径粉1的纳米晶合金粉的制作方法进行说明。

首先，以成为上述的合金组成的方式称重原料金属，通过高频加热溶解，制作母合金。

之后，将制作好的母合金加热使其熔融，成为1250℃的熔融状态的金属。然后，通过气体雾化法喷射上述金属，制作粉体。气体喷射温度设为150℃，腔室内的蒸气压设为3.8hPa。另外，蒸气压调节通过使用进行了露点调节的Ar气体来进行。另外，控制粒度分布以使得成为表2～表5所示的D50。

然后，对于各粉体，以500℃进行热处理5分钟，成为纳米晶合金粉。

作为小径粉1，准备坡莫合金粉(Ni含有率78.5wt％)。其中，小径粉1的D50为0.7μm。

接着，对上述的大径粉1、中径粉1和小径粉1实施了涂层。

对各金属磁性粉实施的涂层通过形成由含有SiO₂的玻璃构成的绝缘覆膜(以下，有时简称为玻璃涂层)来进行。玻璃涂层的形成通过将含有SiO₂的溶液喷雾于上述金属磁性粉来进行。此外，使玻璃涂层的平均厚度(平均绝缘涂层厚度)A1、A2和A3成为表1和表2所记载的厚度。另外，利用STEM确认到平均绝缘涂层厚度成为表1和表2所记载的厚度。

然后，以大径粉1、中径粉1和小径粉1的配合比率成为表1和表2的重量比率的方式混合，制作金属磁性粉。其中，表1和表2中，将大径粉1设为L1，将中径粉1设为M1，将小径粉1设为S1。

然后，将金属磁性粉与环氧树脂捏炼，制作含金属磁性粉树脂。上述含金属磁性粉树脂中的形成绝缘覆膜的金属磁性粉的重量比率设为97.5重量％。此外，作为环氧树脂，使用了酚醛清漆型环氧树脂。

然后，使得到的含金属磁性粉树脂充填至规定的环形状的模具中，以100℃加热5小时使溶剂部分挥发。而且，以3t/cm²的压力进行冲压处理后，利用固定磨石研磨，使厚度为0.7mm且均匀。之后以170℃热固化90分钟，使环氧树脂交联，得到环状磁芯(外径15mm，内径9mm，厚度0.7mm)。

另外，使得到的含金属磁性粉树脂充填至规定的长方体形状的模具中。通过与环状磁芯同样的方法，得到长方体磁性材料(4mm×4mm×1mm)。另外，在上述长方体磁性材料的一个4mm×4mm的面的两端设置宽度1.3mm的端子电极。端子电极间的距离为1.4mm。

接着，测量所得到的环状磁芯的大径粉2、中径粉2和小径粉2的存在比例。此外，表1和表2中，将大径粉2设为L2，将中径粉2设为M2，将小径粉2设为S2。

将所得到的环状磁芯以任意的截面切断，使用SEM以倍率1000倍、观察范围0.128mm×0.96mm观察切断面。而且，将截面中的粒径(圆当量直径)为10μm以上60μm以下的粉末设为大径粉2，将粒径为2.0μm以上且小于10μm的粉末设为中径粉2，将粒径为0.1μm以上且小于2.0μm的粉末设为小径粉2。然后，确认大径粉2、中径粉2和小径粉2的切断面的面积比率(截面积比率)。此外，该面积比率的计算中，设定相互不同的5个部位以上的观察范围，计算各个观察范围中的各粉末的面积比率，并进行平均。将结果在表1和表2中表示。

另外，对于表1和表2所记载的所有的样品，使用SEM/EDS确认到以单位基数计大径粉2的至少30％以上源自大径粉1。另外，还确认到中径粉2的至少30％以上源自中径粉1，小径粉2的至少30％以上源自小径粉1。

另外，对于各样品的切断面，使用STEM以250000倍观察，确认了大径粉2、中径粉2和小径粉2的平均绝缘涂层厚度。具体而言，从图6的大径粉20a的STEM图像和图7的小径粉20b的STEM图像那样的STEM图像，通过目视测量绝缘涂层22的厚度。对于大径粉2、中径粉2和小径粉2分别平均在5个部位测量的绝缘涂层22的厚度并测量平均绝缘涂层厚度。确认到从STEM图像测量的平均绝缘涂层厚度与表1和表2的A1、A2和A3大致一致。此外，图6为样品No.4的大径粉，图7为样品No.4的小径粉。

向上述环状磁芯卷绕线圈，并评价初始导磁率μi。将结果在表1和表2中表示。

就初始导磁率μi而言，以匝数30卷绕线圈，使用LCR测试仪以频率1MHz测量电感，根据电感来计算。本实施例中，将μi为35以上的情况设为良好，将为40以上的情况设为进一步良好，将为45以上的情况设为特别良好，将为50以上的情况设为最良好。

然后，在上述长方体磁性材料的端子电极间施加电压，测量流通2mA的电流时的电压，由此测量绝缘破坏强度。本实施例中，耐电压将650V以上设为良好。

【表1】

【表2】

表1的样品No.1～35是记载了作为A2＝20nm、A3＝40nm改变了A1的实施例和比较例的样品。另外，对于表1的各样品，在横轴记载A3/A1，将在纵轴记载了μi的曲线图在图8中表示，将在横轴记载了A3/A1且在纵轴记载了耐电压的曲线图在图9中表示。

表1所记载的所有的实施例中，μi和耐电压良好。另外，根据图8，在A3/A1≥1.3的情况下，与A3/A1＜1.3的情况相比，相对于A3/A1的变化量的μi的变化量较小。根据图9，在A3/A1≥1.3的情况下，与A3/A1＜1.3的情况相比，相对于A3/A1的变化量的耐电压的变化量较小。即，在A3/A1≥1.3的情况下，相对于A3的值的变化的特性的变化较小。

另外，根据图8，在A3/A1≥1.3的情况下，与A3/A1＜1.3的情况相比，μi显著优异。

表2的样品No.11～15、41～65是记载了作为A1＝30nm、A2＝20nm改变了A3的实施例和比较例的样品。另外，对于表2的各样品，将在横轴记载了A3/A1，且在纵轴记载了μi的曲线图在图10中表示，将在横轴记载A3/A1且在纵轴记载了耐电压的曲线图在图11中表示。

表2所记载的所有的实施例中，μi和耐电压良好。另外，根据图10，在大径粉1的重量比率为40～85wt％且为A3/A1≥1.3的情况下，与大径粉1的重量比率为40～85wt％且为A3/A1＜1.3的情况相比，大径粉1的相对于重量比率的变化的μi的变化量较小。即，在大径粉1的重量比率为40～85wt％且为A3/A1≥1.3的情况下，相对于大径粉的含有比率的变化的特性的变化较小。

另外，根据图11，在为A3/A1≥1.3的情况下，与为A3/A1＜1.3的情况相比，耐电压显著优异。

＜实验例2＞

使用上述的各实施例中使用的含金属磁性粉树脂，制作图1～图4A、图4B所记载的磁性体磁芯，并制作图1～图4A、图4B所记载的线圈部件。使用了各实施例中使用的含金属磁性粉树脂的线圈部件成为初始导磁率μi和耐电压良好的线圈部件。

Claims (10)

1.一种包含金属磁性粉的磁性体磁芯，其特征在于：

所述金属磁性粉具有大径粉、中径粉和小径粉，

所述大径粉的粒径为10μm以上60μm以下，

所述中径粉的粒径为2.0μm以上且小于10μm，

所述小径粉的粒径为0.1μm以上且小于2.0μm，

所述大径粉、所述中径粉和所述小径粉被施加了绝缘涂层，

设所述大径粉的平均绝缘涂层厚度为A1，所述中径粉的平均绝缘涂层厚度为A2，所述小径粉的平均绝缘涂层厚度为A3，A3为30nm以上100nm以下，且满足A3/A1≥1.3和A3/A2≥1.0。

2.如权利要求1所述的磁性体磁芯，其特征在于：

所述小径粉含有坡莫合金。

3.如权利要求1或2所述的磁性体磁芯，其特征在于：

所述大径粉相对于所述金属磁性粉的存在比例，用所述磁性体磁芯的切断面的面积比率表示为39％以上86％以下。

4.如权利要求1或2所述的磁性体磁芯，其特征在于：

A1≥10nm且A2≥10nm。

5.如权利要求1或2所述的磁性体磁芯，其特征在于：

A3为40nm以上80nm以下。

6.如权利要求1或2所述的磁性体磁芯，其特征在于：

所述金属磁性粉含有Fe基纳米晶。

7.如权利要求1或2所述的磁性体磁芯，其特征在于：

所述中径粉相对于所述金属磁性粉的存在比例，用所述磁性体磁芯的切断面的面积比率表示为8％以上39％以下。

8.如权利要求1或2所述的磁性体磁芯，其特征在于：

所述绝缘涂层是包含由SiO₂构成的玻璃的覆膜或包含磷酸盐的磷酸盐转化皮膜。

9.如权利要求1或2所述的磁性体磁芯，其特征在于：

作为所述金属磁性粉，同时包含含有纳米晶的金属磁性粉和不含纳米晶的金属磁性粉，所述含有纳米晶的金属磁性粉相对于所述金属磁性粉整体的比例用重量比表示为40wt％～90wt％。

10.一种线圈部件，其特征在于：

具有权利要求1～9中任一项所述的磁性体磁芯和线圈。

Images