[发明专利]包含包括了颗粒表面涂有抗氧化金属的磁粉的粘结磁铁的磁芯

说明书

技术领域

本发明涉及用在电感元件例如用在开关电源等中的扼流圈和变流器中的磁芯(下文简称为“芯”)，尤其涉及包含用于磁偏置的永磁体的磁芯。

背景技术

在例如开关电源等中使用的扼流圈和变压器中，通常以叠加到DC分量上的AC分量施加电压。所以，需要使用在那些扼流圈和变压器中的磁芯具有良好导磁率的磁特性，使得磁芯不由于DC分量的叠加磁饱和。这种磁特性称为“DC叠加特性”或者在本领域中简称为“叠加特性”。

作为在高频带内应用领域中的磁芯，已经使用了铁磁芯和粉末(dust)磁芯。这些磁芯由于其材料的物理特性而具有个别特征。即，铁磁芯具有高内禀导磁率和低饱和磁通密度，同时粉末磁芯具有低内禀导磁率和高饱和磁通密度。因此，通常用环形的粉末磁芯。另一方面，铁磁芯具有形成有磁隙的中央腿的E型芯部分，以防止DC分量叠加造成的磁饱和。

近来，由于随着电子器件的结构更加紧凑，要求电子部件小型化，因此有磁隙的磁芯也是小型的。因此，强烈要求对于DC分量的叠加有较高导磁率的磁芯。

通常，选择具有高饱和磁化强度的磁芯即选择不由于施加的高磁场而磁饱和的磁芯是必要的。但是，饱和磁化强度不可避免地由材料确定，不能作得象希望的那样高。

作为一种解决方案，通常提出在磁芯的磁路中形成的磁隙中放置永磁体，即使磁芯磁偏置，从而取消叠加DC分量造成的DC磁通。

利用永磁体进行磁偏置是改善DC叠加特性的好解决方案。但是，这个方法由于以下原因很难引入到实际应用中。具体地说，烧结的金属磁铁的使用大大增加了磁芯的芯损耗。此外，铁氧体磁铁的使用导致不稳定的叠加特性。

例如在日本未审查的专利公开No.50-133453或JP50-133453A中公开了解决这些问题的方法。该文献使用包括有高矫顽磁力的稀土磁粉和将它们彼此混压实成一种形状的粘结剂的粘结磁铁作为磁偏置磁铁。从而，改善了DC叠加特性和磁芯温度的升高。

近来，越来越强烈地要求改善电源的电源变换效率。因此，这种需要已经变成高水平，对于扼流圈和变压器来说，难以通过测量的磁芯温度确定磁芯的好坏。所以，必然利用磁芯损耗测量装置测量的磁芯损耗数据来确定它。根据本发明人的研究，确认磁芯损耗在具有JP50-133453A中公开的电阻值的磁芯中的值下降。

发明内容

所以，本发明的第一个目的是考虑以上描述提供一种具有出色的DC叠加特性和出色的磁芯损耗特性的简单廉价的磁芯，磁芯中，在磁路中至少形成一个磁隙，包含放置在磁隙附近的磁偏置磁铁以提供从磁隙的相对端部到磁芯的磁偏置。

此外，近来要求表面安装型的线圈部件。那些线圈部件经过回焊处理以便表面安装在电路板上。在回焊处理的情况下，希望线圈部件的磁芯的磁特性不降级。此外，抗氧化稀土磁铁是不可缺少的。

本发明的第二个目的是考虑以上描述提供一种具有出色的DC叠加特性、出色的磁芯损耗特性、以及在回焊处理的条件下不影响特性的抗氧化性的简单廉价的磁芯，磁芯中，在磁路中至少形成一个磁隙，包含放置在磁隙附近的磁偏置磁铁以提供从磁隙的相对端部到磁芯的磁偏置。

而且，希望不仅磁粉具有改善的抗氧化性，而且稀土磁铁具有高电阻率。

本发明的第三个目的是考虑以上描述提供一种具有出色的DC叠加特性、出色的磁芯损耗特性、抗氧化性以及高电阻率的简单廉价的磁芯，磁芯中，在磁路中至少形成一个磁隙，包含放置在磁隙附近的磁偏置磁铁以提供从磁隙的相对端部到磁芯的磁偏置。

根据本发明的第一方面，为了实现上述第一个目的，磁芯中，在磁路中至少形成一个磁隙，包含放置在磁隙附近的磁偏置磁铁以提供从磁隙的相对端部到磁芯的磁偏置，提供包含磁偏置磁铁的磁芯，其中，磁偏置磁铁包括包含稀土磁粉和粘结剂树脂的粘结磁铁，稀土磁粉具有5kOe或更大的内禀矫顽力，300℃或更高的居里温度，2.0-50μm的平均粒径，稀土磁粉由表面有包含抗氧化金属的金属涂层的磁性粒子的聚合组成。

优选地，抗氧化金属例如可以是至少选自一组锌、铝、铋、镓、铟、镁、铅、镝、锡中的至少一种金属或其合金。

优选地，粘结磁铁在体基百分比上可以包含20％或20％以上的粘结剂树脂成分，粘结磁铁可以具有1Ω·cm或更大的电阻率。该粘结剂树脂可以是聚酰胺酰亚胺树脂。

此外，磁粉在体基百分比上最好包含0.1-10％的抗氧化金属成分。

而且，能通过在包含磁偏置磁铁的上述磁芯上缠绕一匝或多匝的至少一个绕组来获得电感部件。

此外，电感部件包括线圈、扼流圈、变压器以及包含磁芯和绕组的其他部件。