[发明专利]复合磁性材料及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及电子设备的电感器、扼流线圈、变压器等所使用的复合磁性体。

背景技术

伴随着近年来的电气·电子设备的小型化，对于磁性体也要求小型且高效率。作为现有的磁性体，例如有高频电路所使用的扼流线圈中使用了铁氧体粉末的铁氧体磁芯和作为金属磁性粉末的成形体的压粉磁芯。

其中，铁氧体磁芯存在饱和磁通密度小、直流叠加特性差这样的缺点。因此，在现有的铁氧体磁芯中，为了确保直流叠加特性而在相对于磁路垂直的方向上设置数百μm的间隙，以防止直流叠加时的电感L值的降低。但是，这样的宽间隙会成为拍音(beat sound)的发生源。此外，从间隙发生的漏磁通特别会在高频频带给线圈造成铜耗的显著增加。

相对于此，成形金属磁性粉末而制作的压粉磁芯，与铁氧体磁芯相比，具有大得多的饱和磁通密度，可以说在小型化上有利。另外，与铁氧体磁芯不同，其能够无间隙地使用，因此由拍音、漏磁通造成的铜耗小。

然而，就导磁率和铁损而言，不能说压粉磁芯比铁氧体磁芯更优异。特别是在扼流线圈、电感器所使用的压粉磁芯中，铁损大的部分，铁芯的温度上升变大，难以实现小型化。另外，压粉磁芯为了提高其磁特性，需要提高成形密度，在其制造时通常需要5ton/cm²以上的成形压力，根据制品情况或需要10ton/cm²以上的成形压力。

压粉磁芯的铁损，通常由磁滞损耗和涡流损耗构成。在金属材料中，因为其固有电阻值低，所以面对磁场的变化，涡电流以抑制其变化的方式流动，因此涡流损耗成为问题。涡流损耗与频率的平方和涡电流流动的范围的平方成比例增大。因此，通过用绝缘材料被覆金属磁性粉末的表面，可以将涡电流流动的范围从遍及金属磁性粉末粒子间的铁芯整体，抑制在仅限于金属磁性粉末粒子内。由此，能够降低涡流损耗。

另一方面，就磁滞损耗而言，因为压粉磁芯被以高压力成形，所以大量的加工应变被导入磁性体，导磁率降低，磁滞损耗增大。为了对此加以避免，会在压粉磁芯的成形后，根据需要实施用于释放应变的热处理。一般在金属材料中，应变的释放是在熔点的1/2以上的温度下发生的现象。因此，在富铁组成的合金中，为了充分释放应变，至少需要在600℃以上、优选在700℃以上进行热处理。

即，在压粉磁芯中，重要的是在确保金属磁性粉末间的绝缘性这一状态下，实现高温热处理。

但是，作为现有压粉磁芯的绝缘粘合剂所使用的环氧树脂、酚醛树脂、氯乙烯树脂等大部分有机类树脂，其耐热性低。因此，若为了释放压粉磁芯的应变而实施高温热处理，则现有的绝缘粘合剂被热分解，因此不能使用。

对此，提出了一种使用例如聚硅氧烷树脂作为绝缘粘合剂的方法(例如专利文献1)。

但是，例如在专利文献1所提出的技术中，耐热温度为500℃～600℃左右，实现更高温度下的热处理很困难。

现有技术文献

专利文献1：日本特开平6-29114号公报

发明内容

本发明提供一种复合磁性材料，其可以进行高温热处理，实现优异的软磁特性。

本发明是一种复合磁性材料，其中，含有近球状的金属磁性粉末、介于金属磁性粉末之间的扁平状的无机绝缘物、和粘结材料，金属磁性粉末的长宽比为3以下，并且无机绝缘物的长宽比为2以上且具有解理性。

另外，一种复合磁性材料的制造方法，其中，包括如下工序：在近球状的金属磁性粉末中添加混合分散扁平状的无机绝缘物的工序、添加粘结材料并进行混匀分散的工序、边粉碎无机绝缘物边加压成形为成形体的工序、和对成形体进行热处理的工序，金属磁性粉末的长宽比为3以下，并且无机绝缘物的长宽比为4以上且具有解理性。

本发明的复合磁性材料，通过使耐热性优异的无机绝缘物介于金属磁性粉末之间，从而充分确保高温热处理时的金属磁性粉末间的绝缘性，能够实现具有优异的磁特性的复合磁性材料。另外，无机绝缘物为扁平状且具有解理性，滑润性优异，并且断裂强度低，在加压成形时可以轻易粉碎。因此，可以实现所述金属磁性粉末的高填充化，并且可以确实地使所述无机绝缘物介于所述金属磁性粉末之间，可以进行高温热处理，能够实现优异的复合磁性材料。

具体实施方式

以下，对本发明的实施方式的复合磁性材料及其制造方法进行说明。

首先，对本实施方式中的复合磁性材料所使用的无机绝缘物进行说明。