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公開番号2024084759
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-06-25
出願番号2024040080,2020058368
出願日2024-03-14,2020-03-27
発明の名称金属磁性体コア及びインダクタ
出願人株式会社村田製作所
代理人弁理士法人WisePlus
主分類H01F 1/147 20060101AFI20240618BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】絶縁性及び直流重畳特性に優れた金属磁性粒子及びインダクタ、絶縁性及び直流重畳特性に優れた金属磁性粒子を得ることのできる金属磁性粒子の製造方法、並びに、絶縁性及び直流重畳特性に優れた金属磁性体コアを得ることのできる金属磁性体コアの製造方法を提供すること。
【解決手段】 Fe及びSiを含む合金粒子(10)の表面に、酸化物層が設けられた金属磁性粒子(1)であって、上記酸化物層は、上記合金粒子側から第1酸化物層(20)、第2酸化物層(30)及び第3酸化物層(40)を有し、走査型透過電子顕微鏡-エネルギー分散型X線分析を用いた元素含有量のライン分析において、上記第1酸化物層(20)は、Si量が極大値をとる層であり、上記第2酸化物層(30)は、Fe量が極大値をとる層であり、上記第3酸化物層(40)は、Si量が極大値をとる層である、ことを特徴とする金属磁性粒子(1)。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
Ｆｅ及びＳｉを含む合金粒子の表面に、酸化物層が設けられた金属磁性粒子であって、
前記酸化物層は、前記合金粒子側から第１酸化物層、第２酸化物層及び第３酸化物層を有し、
走査型透過電子顕微鏡－エネルギー分散型Ｘ線分析を用いた元素含有量のライン分析において、
前記第１酸化物層は、Ｓｉ量が極大値をとる層であり、
前記第２酸化物層は、Ｆｅ量が極大値をとる層であり、
前記第３酸化物層は、Ｓｉ量が極大値をとる層である、ことを特徴とする金属磁性粒子。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記合金粒子におけるＳｉの重量割合は、前記Ｆｅ及び前記Ｓｉの合計重量１００重量部に対して、１．５重量部以上、８．０重量部以下である請求項１に記載の金属磁性粒子。
【請求項３】
前記合金粒子が、前記Ｆｅ及び前記Ｓｉの合計重量１００重量部に対して１．０重量部未満のＣｒを含有する請求項１又は２に記載の金属磁性粒子。
【請求項４】
前記酸化物層は、さらに、前記第３酸化物層の表面に設けられる第４酸化物層を有し、
走査型透過電子顕微鏡－エネルギー分散型Ｘ線分析を用いた元素含有量のライン分析において、
前記第４酸化物層は、Ｆｅ量が極大値をとる層である、請求項１～３のいずれか１項に記載の金属磁性粒子。
【請求項５】
請求項１～４のいずれか１項に記載の金属磁性粒子を備えることを特徴とするインダクタ。
【請求項６】
Ｆｅ及びＳｉを含む合金粒子の表面に前記合金粒子側からＳｉ酸化膜、Ｆｅ酸化膜を有する原料粒子とＳｉアルコキシド及びアルコールとを混合する工程、
前記Ｓｉアルコキシドを加水分解して乾燥することにより、酸化ケイ素を含む被覆膜が形成された被覆膜形成粒子を形成する工程、
前記被覆膜形成粒子を酸化雰囲気中で熱処理することにより、前記合金粒子の表面に酸化物層を形成する工程、を含み、
前記被覆膜の平均厚さが、１０ｎｍ以上、３０ｎｍ以下であり、
前記熱処理の温度が、７５０℃以上、８５０℃以下であることを特徴とする金属磁性粒子の製造方法。
【請求項７】
前記Ｓｉアルコキシドは、テトラエトキシシランである請求項６に記載の金属磁性粒子の製造方法。
【請求項８】
Ｆｅ及びＳｉを含む合金粒子の表面に前記合金粒子側からＳｉ酸化膜、Ｆｅ酸化膜を有する原料粒子とＳｉアルコキシド及びアルコールとを混合する工程、
前記Ｓｉアルコキシドを加水分解して乾燥することにより、酸化ケイ素を含む被覆膜が形成された被覆膜形成粒子を形成する工程、
前記被覆膜形成粒子を成形する成形工程、
前記被覆膜形成粒子の成形体を酸化雰囲気中で熱処理することにより、前記合金粒子の表面に酸化物層を形成する工程、を含み、
前記被覆膜の平均厚さが、１０ｎｍ以上、３０ｎｍ以下であり、
前記熱処理の温度が、７５０℃以上、８５０℃以下であることを特徴とする金属磁性体コアの製造方法。
【請求項９】
前記成形工程は、前記被覆膜形成粒子を含むグリーンシートを積層及び加圧する工程を有する請求項８に記載の金属磁性体コアの製造方法。
【請求項１０】
前記成形工程は、前記被覆膜形成粒子を含むペーストを印刷及び乾燥する工程を有する請求項８に記載の金属磁性体コアの製造方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属磁性粒子、インダクタ、金属磁性粒子の製造方法及び金属磁性体コアの製造方法に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
電源回路で使用されるパワーインダクタは、小型化、低損失化、大電流対応化が要求されており、これらの要求に対応すべく、その磁性材料に飽和磁束密度の高い金属磁性粒子を使用する事が検討されている。金属磁性粒子は飽和磁束密度が高いという利点があるが、材料単体の絶縁抵抗が低いため、電子部品の磁性体として使用する為には、金属磁性粒子同士の絶縁を確保する必要がある。このため、金属磁性粒子の絶縁性を向上させる方法が種々検討されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、金属磁性粒子の表面をガラス等の絶縁膜でコートする方法が開示されている。また、特許文献２には、金属磁性粒子の表面に、材料由来の酸化物層を形成する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特許第５０８２００２号
特許第４８６６９７１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載された方法では、ガラス等の絶縁膜を金属磁性粒子の表面に均一に形成することができず、膜厚の薄い箇所が絶縁破壊の起点となってしまうという問題があった。
また、特許文献２に記載された方法では、原料由来の酸化物層が潜在的に欠陥を含むため、絶縁信頼性が充分でないという問題があった。また、特許文献２に記載された金属磁性材料は、原料粒子の酸化の進行を防ぐために、高い温度で熱処理することができないという問題もあった。
【０００６】
本発明は、絶縁性及び直流重畳特性に優れた金属磁性粒子及びインダクタ、絶縁性及び直流重畳特性に優れた金属磁性粒子を得ることのできる金属磁性粒子の製造方法、並びに、絶縁性及び直流重畳特性に優れた金属磁性体コアを得ることのできる金属磁性体コアの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の金属磁性粒子は、Ｆｅ及びＳｉを含む合金粒子の表面に、酸化物層が設けられた金属磁性粒子であって、上記酸化物層は、上記合金粒子側から第１酸化物層、第２酸化物層及び第３酸化物層を有し、走査型透過電子顕微鏡－エネルギー分散型Ｘ線分析を用いた元素含有量のライン分析において、上記第１酸化物層は、Ｓｉ量が極大値をとる層であり、上記第２酸化物層は、Ｆｅ量が極大値をとる層であり、上記第３酸化物層は、Ｓｉ量が極大値をとる層である、ことを特徴とする。
【０００８】
本発明のインダクタは、本発明の金属磁性粒子を備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明の金属磁性粒子の製造方法は、Ｆｅ及びＳｉを含む合金粒子の表面に上記合金粒子側からＳｉ酸化膜、Ｆｅ酸化膜を有する原料粒子とＳｉアルコキシド及びアルコールとを混合する工程、上記Ｓｉアルコキシドを加水分解して乾燥することにより、酸化ケイ素を含む被覆膜が形成された被覆膜形成粒子を形成する工程、上記被覆膜形成粒子を酸化雰囲気中で熱処理することにより、上記合金粒子の表面に酸化物層を形成する工程、を含み、上記被覆膜の平均厚さが、１０ｎｍ以上、３０ｎｍ以下であり、上記熱処理の温度が、７５０℃以上、８５０℃以下であることを特徴とする。
【００１０】
本発明の金属磁性体コアの製造方法は、Ｆｅ及びＳｉを含む合金粒子の表面に上記合金粒子側からＳｉ酸化膜、Ｆｅ酸化膜を有する原料粒子とＳｉアルコキシド及びアルコールとを混合する工程、上記Ｓｉアルコキシドを加水分解して乾燥することにより、酸化ケイ素を含む被覆膜が形成された被覆膜形成粒子を形成する工程、上記被覆膜形成粒子を成形する成形工程、上記被覆膜形成粒子の成形体を酸化雰囲気中で熱処理することにより、上記合金粒子の表面に酸化物層を形成する工程、を含み、上記被覆膜の平均厚さが、１０ｎｍ以上、３０ｎｍ以下であり、上記熱処理の温度が、７５０℃以上、８５０℃以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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