(57)【要約】【課題】より高い透磁率およびより優れた直流重畳特性の両方を達成することができる磁性体材料およびインダクタを提供する。【解決手段】金属磁性体粒子を含む複合磁性体であって、金属磁性体粒子は、メジアン径Ｄ５０が１．３μｍ以上５．０μｍ以下の第１粒子と、第１粒子よりメジアン径Ｄ５０が大きい第２粒子とを含み、第１粒子および第２粒子は、金属磁性体材料で構成されるコア部と、コア部の表面に設けられた絶縁性被膜とを含み、第２粒子の絶縁性被膜は、平均厚みが４０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であり、第１粒子の絶縁性被膜は、第２粒子の絶縁性被膜より平均厚みが小さい、複合磁性体。【選択図】図１
2020164899.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属磁性体粒子を含む複合磁性体であって、
前記金属磁性体粒子は、メジアン径Ｄ５０が１．３μｍ以上５．０μｍ以下の第１粒子と、該第１粒子よりメジアン径Ｄ５０が大きい第２粒子とを含み、
前記第１粒子および前記第２粒子は、金属磁性体材料で構成されるコア部と、該コア部の表面に設けられた絶縁性被膜とを含み、
前記第２粒子の絶縁性被膜は、平均厚みが４０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であり、
前記第１粒子の絶縁性被膜は、前記第２粒子の絶縁性被膜より平均厚みが小さい、複合磁性体。
【請求項２】
前記第１粒子の絶縁性被膜は、平均厚みが１０ｎｍ以下である、請求項１に記載の複合磁性体。
【請求項３】
前記第１粒子と前記第２粒子との体積比率は、６：３４と６：９との間の範囲である、請求項１または２に記載の複合磁性体。
【請求項４】
前記第２粒子のメジアン径Ｄ５０は、前記第１粒子のメジアン径Ｄ５０の３．８倍以上４０倍以下である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の複合磁性体。
【請求項５】
前記第２粒子のメジアン径Ｄ５０は２０．０μｍ以上３０．０μｍ以下である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の複合磁性体。
【請求項６】
前記第１粒子のコア部は、ＦｅＳｉ系合金、ＦｅＳｉＣｒ系合金、ＦｅＳｉＡｌ系合金、ＦｅＣｏ系合金およびＦｅ系アモルファス合金からなる群から選択される少なくとも１種の合金またはＦｅで構成される、請求項１〜５のいずれか１項に記載の複合磁性体。
【請求項７】
前記第２粒子のコア部は、ＦｅＳｉ系合金、ＦｅＳｉＣｒ系合金、ＦｅＳｉＡｌ系合金、ＦｅＣｏ系合金、ＦｅＮｉ系合金およびＦｅ系アモルファス合金からなる群から選択される少なくとも１種の合金で構成される、請求項１〜６のいずれか１項に記載の複合磁性体。
【請求項８】
前記第１粒子の絶縁性被膜は、前記第２粒子の絶縁性被膜と異なる組成を有する、請求項１〜７のいずれか１項に記載の複合磁性体。
【請求項９】
前記第１粒子の絶縁性被膜および前記第２粒子の絶縁性被膜のいずれか一方はＳｉを含み、他方はＳｉを含まない、請求項８に記載の複合磁性体。
【請求項１０】
前記第１粒子の絶縁性被膜および前記第２粒子の絶縁性被膜の少なくとも一方は非磁性である、請求項１〜９のいずれか１項に記載の複合磁性体。
【請求項１１】
樹脂を更に含む、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の複合磁性体。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の複合磁性体を用いたインダクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合磁性体およびこれを用いたインダクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
インダクタ等のコイル部品の素体材料として、複合磁性体が用いられている。特許文献１には、軟磁性粉末を樹脂中に分散混合してなる磁性粉末混合樹脂材料であって、軟磁性粉末は、２つのピークを有する粒度分布を形成する多数の軟磁性粒子によって構成されており、２つのピークのうち粒度の大きい方の第１ピークの粒径を有する軟磁性粒子を第１粒子とし、２つのピークのうち粒度の小さい方の第２ピークの粒径を有する軟磁性粒子を第２粒子としたとき、第１粒子は、非磁性皮膜によって被覆されており、第２粒子は、非磁性皮膜によって被覆されていない、又は第１粒子を被覆する非磁性皮膜よりも薄い非磁性皮膜によって被覆されていることを特徴とする磁性粉末混合樹脂材料が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−１６２７６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
インダクタ等のコイル部品に求められる磁気特性として、透磁率および直流重畳特性がある。しかし、発明者らは、より高い透磁率およびより優れた直流重畳特性の両方を同時に実現することが困難であることを見出した。
【０００５】
本発明の目的は、より高い透磁率およびより優れた直流重畳特性の両方を達成することができる磁性体材料およびインダクタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、金属磁性体材料で構成される大粒子および小粒子を含む複合磁性体において、小粒子の粒径、ならびに小粒子および大粒子が有する絶縁性被膜の厚みを制御することにより、より高い透磁率およびより優れた直流重畳特性の両方を達成することができることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【０００７】
本発明の第１の要旨によれば、金属磁性体粒子を含む複合磁性体であって、
金属磁性体粒子は、メジアン径Ｄ５０が１．３μｍ以上５．０μｍ以下の第１粒子と、第１粒子よりメジアン径Ｄ５０が大きい第２粒子とを含み、
第１粒子および第２粒子は、金属磁性体材料で構成されるコア部と、コア部の表面に設けられた絶縁性被膜とを含み、
第２粒子の絶縁性被膜は、平均厚みが４０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であり、
第１粒子の絶縁性被膜は、第２粒子の絶縁性被膜より平均厚みが小さい、複合磁性体が提供される。
【０００８】
本発明の第２の要旨によれば、上述の複合磁性体を用いたインダクタが提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る複合磁性体およびインダクタは、上記特徴を有することにより、より高い透磁率およびより優れた直流重畳特性の両方を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の一の実施形態に係るインダクタの構成例である。
【図２】図２は、本発明の一の実施形態に係るインダクタの別の構成例である。
【図３】図３は、第１粒子Ａ４のＳＴＥＭ／ＥＤＸ画像である。
【図４】図４は、第２粒子Ｂ５のＳＴＥＭ／ＥＤＸ画像である。
【図５】図５は、複合磁性体で構成される成形体の断面の３００倍の反射電子画像である。
【図６】図６は、複合磁性体で構成される成形体の断面の１０００倍の反射電子画像である。
【図７】図７は、図５に示す反射電子画像の二値化画像である。
【図８】図８は、図６に示す反射電子画像の二値化画像である。
【図９】図９は、図５および６を画像解析することにより得られた粒度分布および対数正規分布のフィッティング結果である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。但し、以下に示す実施形態は例示を目的とするものであり、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
【００１２】
［複合磁性体］
本発明の一の実施形態に係る複合磁性体は、金属磁性体粒子を含む。金属磁性体粒子は、メジアン径Ｄ５０が１．３μｍ以上５．０μｍ以下の第１粒子と、第１粒子よりメジアン径Ｄ５０が大きい第２粒子とを含む。なお、本明細書において、「メジアン径Ｄ５０」は、体積基準のメジアン径を意味し、「第１粒子のメジアン径Ｄ５０」および「第２粒子のメジアン径Ｄ５０」はそれぞれ、第１粒子および第２粒子の表面に存在する絶縁性被膜の厚みを含む値である。第２粒子は、平均厚みが４０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の絶縁性被膜を有する。第１粒子は、第２粒子の絶縁性被膜より平均厚みが小さい絶縁性被膜を有する。なお、本明細書において、絶縁性被膜の「平均厚み」とは、広義には、金属磁性体粒子（第１粒子または第２粒子）の断面において複数の点で測定した絶縁性被膜の厚みの平均値を意味し、狭義には以下に説明する手順で導出した値を意味する。ＳＴＥＭ／ＥＤＸにより、金属磁性体粒子（第１粒子または第２粒子）の断面を、１個の粒子につき３視野分撮影し、それぞれのＥＤＸ画像について、絶縁性被膜の厚みを等間隔の任意の４点において設定して測定する。３個の粒子について上述の測定を行い、全ての点（３視野×４点×３個＝３６点）で測定した絶縁性被膜の厚みから求めた平均値を「平均厚み」と定義する。絶縁性被膜の厚みの解析方法の詳細については後述する。本実施形態に係る複合磁性体は、このように金属磁性体粒子の粒径および被膜の厚みを設定することにより、以下に詳述するようにより高い透磁率およびより優れた直流重畳特性の両方を達成することができる。
【００１３】
金属磁性体粒子は、第１粒子（小粒子）と、第１粒子よりメジアン径Ｄ５０が大きい第２粒子（大粒子）とを含む。本実施形態に係る複合磁性体は、小粒子と大粒子とを含むので、金属磁性体粒子の密度および充填率が高くなり、透磁率を向上させることができる。また、第１粒子（小粒子）は、後述するように第２粒子（大粒子）同士を離間させるはたらきも有する。
【００１４】
第１粒子および第２粒子は金属磁性体材料で構成されるコア部と、コア部の表面に設けられた絶縁性被膜とを含む。第１粒子および第２粒子の表面に絶縁性被膜が存在することにより、コア部同士が直接接触するのを防ぐことができ、その結果、複合磁性体の絶縁性を高くすることができる。なお、本明細書において、被膜が「絶縁性」を有するか否かは、体積抵抗率を基準として判定することができる。例えば、粉体抵抗測定器として三菱ケミカルアナリテック社製の高抵抗抵抗率計（ハイレスタ（登録商標）−ＵＸ  ＭＣＰ−ＨＴ８００）を用いて、絶縁性被膜を有する金属磁性体粒子のサンプル量を１０ｇとして、荷重２０ｋＮにおいて測定した体積抵抗率が１０６Ωｃｍ以上である場合、被膜が「絶縁性」を有すると判定することができる。
【００１５】
第２粒子の絶縁性被膜は、平均厚みが４０ｎｍ以上１００ｎｍ以下である。第２粒子の表面に存在する絶縁性被膜の厚みをこのように設定することにより、より優れた直流重畳特性と、より高い透磁率とを両立することができる。第２粒子の絶縁性被膜の厚みを制御することによってより優れた直流重畳特性とより高い透磁率とを両立することができる理由は、特定の理論に拘束されるものではないが、以下に説明するメカニズムによるものであると推測される。第２粒子に絶縁性被膜を設けることで、第２粒子を構成するコア部（金属磁性体で構成される部分）同士の間隔を空けることができる。第２粒子の絶縁性被膜の厚みが４０ｎｍ以上であると、コア部同士が離間することにより、外部磁場を印加したときに第２粒子間に発生する磁束の集中が緩和され、第２粒子における磁束密度が低下する。その結果、第２粒子内における磁気飽和が抑制され、直流重畳特性が向上し得る。また、第２粒子の絶縁性被膜の厚みが１００ｎｍ以下であると、複合磁性体における磁性体の密度を高くすることができるので、より高い透磁率およびより高いインダクタンス（Ｌ値）を達成することができる。
【００１６】
第１粒子のメジアン径Ｄ５０は、１．３μｍ以上５．０μｍ以下である。第１粒子のメジアン径Ｄ５０をこのように設定することにより、より優れた直流重畳特性と、より高い透磁率とを両立することができる。第１粒子のメジアン径Ｄ５０を制御することによってより優れた直流重畳特性とより高い透磁率とを両立することができる理由は、特定の理論に拘束されるものではないが、以下に説明するメカニズムによるものであると推測される。第１粒子のメジアン径Ｄ５０が１．３μｍ以上であると、第２粒子同士を離間させることができる。その結果、外部磁場を印加したときに複合磁性体において磁束が集中するのを抑制することができ、第２粒子における磁束密度が低下する。第２粒子は第１粒子よりも粒径が大きいので、複合磁性体の磁気特性に対する寄与が大きい。そのため、第２粒子同士を離間させることにより、複合磁性体全体の磁気飽和が緩和され、直流重畳特性を更に向上させることができる。また、第１粒子のメジアン径Ｄ５０が１．３μｍ以上であると、磁場に対する磁性体の磁化の増大を抑制することができるので、低い磁場を印加したときの磁気飽和を抑制することができる。一方、第１粒子のメジアン径Ｄ５０が５．０μｍ以下であると、複合磁性体で成形体を形成する際に金属磁性体粒子を高密度に充填することができるので、金属磁性体粒子の密度が増大し、その結果、透磁率が向上する。
【００１７】
第１粒子は、第２粒子の絶縁性被膜より平均厚みが小さい絶縁性被膜を有する。第１粒子の表面に絶縁性被膜が存在することにより、第１粒子のコア部同士が直接接触するのを防ぐことができる。コア部同士が直接接触すると、接触部において磁束が集中しやすくなる。第１粒子のコア部同士を離間させることにより、磁束の集中が緩和されるので、第１粒子における磁気飽和を抑制することができ、その結果、直流重畳特性を向上させることができる。また、第１粒子の絶縁性被膜の平均厚みが第２粒子の絶縁性被膜の平均厚みより小さいと、複合磁性体における磁性体の密度が高くなり、より高い透磁率を達成することができる。
【００１８】
第１粒子の絶縁性被膜は、平均厚みが好ましくは１０ｎｍ以下、より好ましくは３ｎｍ以上１０ｎｍ以下である。第１粒子の絶縁性被膜の平均厚みが１０ｎｍ以下、より好ましくは３ｎｍ以上１０ｎｍ以下であると、透磁率および直流重畳特性をより一層向上させることができる。
【００１９】
本実施形態に係る複合磁性体は、上述したように第１粒子および第２粒子のメジアン径Ｄ５０および絶縁性被膜厚みを制御することにより、より高い透磁率およびより優れた直流重畳特性の両方を達成することができる。
【００２０】
複合磁性体の透磁率は、インピーダンスアナライザを用いて測定することができる。複合磁性体の直流重畳特性の評価は、ＬＣＲメーターを用いて以下に説明する手順で行うことができる。まず、複合磁性体で構成されるリング状の成形体を作製し、この成形体に銅線で巻き線をする。この銅線に直流電流（例えば０〜３０Ａの直流電流）を印加してインダクタンス（Ｌ値）を取得する。Ｌ値から透磁率（μ値）を計算し、電流がゼロのときのμ値から８０％のμ値に低下したときの電流値（Ｉｓａｔ）を求める。Ｉｓａｔ、成形体の寸法および銅銭の巻回数より、μ値が８０％となる磁場（Ｈｓａｔ）を計算する。このＨｓａｔの値は直流重畳特性を評価する指標となる。Ｈｓａｔの値が大きいほど、直流重畳特性が優れている。
【００２１】
第１粒子と第２粒子との体積比率は、所望の透磁率と直流重畳特性に応じて調整することができる。好ましくは、第１粒子と第２粒子との体積比率は、６：３４と６：９との間の範囲である。第２粒子に対する第１粒子の体積比率が６／３４＝０．１８以上であると、金属磁性体粒子の充填率が増大する。一方、第２粒子に対する第１粒子の体積比率が６／９＝０．６７以下であると、複合磁性体の透磁率に対する寄与が大きい第２粒子の量が多くなる。したがって、第２粒子に対する第１粒子の体積比率を上記範囲内に設定することにより、複合磁性体の透磁率をより一層高くすることができる。
【００２２】
第２粒子のメジアン径Ｄ５０は、第１粒子のメジアン径Ｄ５０の３．８倍以上４０倍以下であることが好ましい。第２粒子のメジアン径Ｄ５０が第１粒子のメジアン径Ｄ５０の３．８倍以上であると、第２粒子間に存在する空隙に第１粒子が入り込むことにより金属磁性体粒子の充填率が更に高くなり、その結果、複合磁性体の透磁率をより一層高くすることができる。第２粒子のメジアン径Ｄ５０が第１粒子のメジアン径Ｄ５０の４０倍以下であると、複合磁性体を用いて製造した電子部品において、複合磁性体で構成される素体の絶縁性を向上させることができ、特に電子部品を小型化したときに高い絶縁性を実現することができる。電子部品を小型化した場合、素体内に存在する第２粒子のメジアン径Ｄ５０が大きすぎると、内部電極と電子部品の表面との間または内部電極と外部電極との間に第２粒子が１つのみ配置されるおそれがある。この場合、内部電極と電子部品の表面との間または内部電極と外部電極との間に複数の粒子が配置される場合と比較して、粒子表面同士が接触して形成される界面の数が減少する。粒子表面間の界面は絶縁性を発揮する機能を有するので、界面の数が減少すると素体の絶縁性を保つことができなくなるおそれがある。第２粒子のメジアン径Ｄ５０を第１粒子のメジアン径Ｄ５０の４０倍以下にすることにより、内部電極と電子部品の表面との間または内部電極と外部電極との間に第２粒子が１つのみ配置されるのを防ぐことができ、素体の絶縁性を保つことができる。
【００２３】
第２粒子のメジアン径Ｄ５０は、具体的には、２０．０μｍ以上３０．０μｍ以下であることが好ましい。第２粒子のメジアン径Ｄ５０が２０．０μｍ以上であると、第２粒子間に存在する空隙に第１粒子が入り込むことにより金属磁性体粒子の充填率が更に高くなり、その結果、複合磁性体の透磁率をより一層高くすることができる。第２粒子のメジアン径Ｄ５０が３０．０μｍ以下であると、内部電極と電子部品の表面との間または内部電極と外部電極との間に第２粒子が１つのみ配置されるのを防ぐことができ、その結果、複合磁性体を用いて製造した電子部品において、複合磁性体で構成される素体の絶縁性を向上させることができ、特に電子部品を小型化したときに高い絶縁性を実現することができる。
【００２４】
第１粒子および第２粒子のコア部を構成する金属磁性体材料の種類は特に限定されるものではなく、所望の特性および用途、ならびに表面に形成する絶縁性被膜の組成および絶縁性被膜の形成方法等に応じて適宜選択することができる。金属磁性体材料は、結晶系材料、アモルファス系材料、または結晶相（ナノ結晶相を含む）およびアモルファス相が混在する混合系材料（ナノ結晶系材料を含む）のいずれであってもよい。第１粒子および第２粒子は、同種の材料で構成されてよく、あるいは異なる種類の材料で構成されてもよい。第１粒子および第２粒子のコア部は金属磁性体材料に加えて微量の不純物を含んでよいが、好ましくは、第１粒子および第２粒子のコア部は金属磁性体材料のみからなる。
【００２５】
第１粒子および第２粒子のコア部を構成する金属磁性体材料は、例えば、ＦｅＳｉ系合金、ＦｅＳｉＣｒ系合金、ＦｅＳｉＡｌ系合金、ＦｅＳｉＢＣｕＮｂ系合金、ＦｅＳｉＣｒＮｂＢＰＣｕ系合金、ＦｅＣｏ系合金、ＦｅＣｏＶ系合金、ＦｅＮｉ系合金；Ｆｅと、Ｎｂ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｍｏ、ＷおよびＶからなる群から選択される少なくとも１種と、Ｂと、Ｓｉと、Ｃｄとを含む合金であって、ＣｏおよびＮｉの少なくとも１種ならびに／またはＡｌ、Ｍｎ、Ａｇ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｎ、Ｏおよび希土類元素からなる群から選択される少なくとも１種を更に含んでよい合金；Ｆｅと、Ｂと、Ｐと、Ｃｕとを含む合金であって、Ｓｉおよび／またはＣを更に含んでよい合金；Ｆｅと、Ｃｕと、Ｓｉと、Ｂと、Ｎｂ、Ｗ、Ｔａ、Ｚｒ、ＨｆおよびＭｏからなる群から選択される少なくとも１種とを含む合金であって、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、白金族元素、Ｓｃ、Ｙ、Ａｕ、Ｚｎ、ＳｎおよびＲｅからなる群から選択される少なくとも１種ならびに／またはＣ、Ｐ、Ｇｅ、Ｇａ、Ｓｂ、Ｉｎ、ＢｅおよびＡｓからなる群から選択される少なくとも１種を更に含んでよい合金；ならびにＦｅＳｉＣｒＢＣ系アモルファス合金およびＦｅＳｉＣｒＮｂＢＰＣｕ系アモルファス合金等のＦｅ系アモルファス合金等であってよいが、上述した材料に限定されるものではない。
【００２６】
第１粒子のコア部は、ＦｅＳｉ系合金、ＦｅＳｉＣｒ系合金、ＦｅＳｉＡｌ系合金、ＦｅＣｏ系合金およびＦｅ系アモルファス合金からなる群から選択される少なくとも１種の合金またはＦｅ（カルボニル鉄粉等）で構成されることが好ましい。また、第１粒子のコア部は、ＦｅＳｉ系合金、ＦｅＳｉＣｒ系合金、ＦｅＳｉＡｌ系合金およびＦｅＣｏ系合金からなる群から選択される少なくとも１種の合金またはＦｅ（カルボニル鉄粉等）を含む結晶系材料であってもよい。第２粒子のコア部は、ＦｅＳｉ系合金、ＦｅＳｉＣｒ系合金、ＦｅＳｉＡｌ系合金、ＦｅＣｏ系合金、ＦｅＮｉ系合金およびＦｅ系アモルファス合金からなる群から選択される少なくとも１種の合金で構成されることが好ましい。また、第２粒子のコア部は、ＦｅＳｉ系合金、ＦｅＳｉＣｒ系合金、ＦｅＳｉＡｌ系合金、ＦｅＣｏ系合金およびＦｅＮｉ系合金からなる群から選択される少なくとも１種の合金を含む結晶系材料であってもよい。
【００２７】
第１粒子および第２粒子の絶縁性被膜を構成する絶縁性材料の種類は特に限定されるものではなく、所望の特性および用途、コア部の組成、絶縁性被膜の形成方法、成形時の加熱温度（樹脂の硬化温度または焼成温度等）等に応じて適宜選択することができる。第１粒子の絶縁性被膜と第２粒子の絶縁性被膜とは、同種の材料で構成されてよく、あるいは異なる種類の材料で構成されてもよい。第１粒子の絶縁性被膜および第２粒子の絶縁性被膜は、絶縁性材料に加えて微量の不純物を含んでよいが、好ましくは、第１粒子の絶縁性被膜および第２粒子の絶縁性被膜は絶縁性材料のみからなる。
【００２８】
第１粒子の絶縁性被膜は、第２粒子の絶縁性被膜と異なる組成を有することが好ましい。第１粒子の絶縁性被膜の組成が第２粒子の絶縁性被膜の組成と異なる場合、第１粒子の表面電位と第２粒子の表面電位とが異なることになるので、第１粒子および第２粒子が凝集することなく均一に分散することができる。これにより、第２粒子（大粒子）同士の間に第１粒子（小粒子）を均一に配置することができ、その結果、直流重畳特性が更に向上し、かつ透磁率が更に高くなる。具体的には、第１粒子の絶縁性被膜および第２粒子の絶縁性被膜のいずれか一方はＳｉ（ケイ素）を含み、他方はＳｉを含まないものとすることができる。このとき、Ｓｉを含まない絶縁性被膜は、例えばＰ（リン）を含むものであってよい。このように第１粒子および第２粒子の絶縁性被膜の組成を設定することにより、直流重畳特性を更に向上させることができ、かつ透磁率を更に高くすることができる。
【００２９】
第１粒子の絶縁性被膜および第２粒子の絶縁性被膜の少なくとも一方は非磁性であることが好ましい。絶縁性被膜が非磁性であると、第２粒子間における磁束の集中をより一層効果的に緩和することができ、磁気飽和をより一層効果的に抑制することができる。その結果、直流重畳特性がより一層向上し得る。より好ましくは、第１粒子の絶縁性被膜および第２粒子の絶縁性被膜の両方が非磁性である。第１粒子の絶縁性被膜および第２粒子の絶縁性被膜の両方が非磁性材料からなる場合、直流重畳特性が更に向上し得る。
【００３０】
第１粒子および第２粒子の絶縁性被膜を構成する絶縁性材料として、例えば、シリカ、リン酸ガラス、ならびにシリコーン樹脂被膜、フェノール樹脂被膜、エポキシ樹脂被膜、ポリアミド樹脂被膜およびポリイミド樹脂被膜等の樹脂被膜等を挙げることができるが、絶縁性被膜を構成する材料は上述したものに限定されるものではない。絶縁性被膜としてリン酸ガラスを用いる場合、リン酸ガラスを代表するリン酸化合物として、リン酸カルシウム、リン酸カリウム、リン酸アンモニウム、リン酸ナトリウム、リン酸マグネシウム、リン酸アルミニウム、亜リン酸塩、次亜リン酸塩等のリン酸塩を用いることができ、なかでも、リン酸カルシウムを用いることが好ましい。
【００３１】
本実施形態に係る複合磁性体は、樹脂を更に含むことが好ましい。複合磁性体が金属磁性体粒子に加えて樹脂を含む場合、樹脂を硬化させることにより複合磁性体からなる成形体を製造することができる。複合磁性体からなる成形体は、後述するように焼成によって製造することも可能であるが、好ましくは樹脂の硬化により製造することが好ましい。樹脂の硬化温度は金属磁性体粒子の焼結温度よりも低い傾向にあるので、樹脂を用いることにより比較的低温で成形体を製造することができる。そのため、成形時の加熱温度を絶縁性被膜の融点より十分に低い温度に設定することが容易であり、加熱により絶縁性被膜が損傷を受けるのを防ぐことが容易である。また、樹脂を用いることにより、焼結に必要な添加剤が不要になるという利点もある。樹脂の種類は特に限定されるものではなく、所望の特性および用途等に応じて適宜選択することができる。樹脂は、例えば、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂、フェノール系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂およびポリフェニレンサルファイド系樹脂等であってよいが、上述の材料に限定されるものではない。樹脂の含有量は、複合磁性体全体の重量を基準として１．５重量％以上５．０重量％以下であることが好ましく、２．０重量％以上５．０重量％以下であることがより好ましい。樹脂の含有量が１．５重量％以上であると、成形体内の空隙を低減することができ、成形体の強度および耐候性を向上させることができる。この効果は、加熱成形により成形体を製造する場合に特に顕著である。樹脂の含有量が５．０重量％以下であると、成形体における樹脂の偏析を抑制することができ、また、成形金型から樹脂が滲み出してバリが発生するのを抑制することができる。その結果、より一層好適な成形体を得ることができる。
【００３２】
本実施形態に係る複合磁性体は、第１粒子、第２粒子および場合により樹脂に加えて、第１粒子および第２粒子とは異なるメジアン径Ｄ５０を有する金属磁性体粒子を１種類以上含んでもよい。ただし、複合磁性体は、金属磁性体粒子として第１粒子および第２粒子のみを含むことが好ましい。複合磁性体が樹脂を含む場合、複合磁性体は第１粒子、第２粒子および樹脂のみからなるものであってよい。複合磁性体は、潤滑剤等の添加剤を更に含んでもよい。潤滑材を添加することにより、成形時に金型からの離形が容易になり、生産性を向上させることができる。潤滑剤として、例えば、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウムおよびステアリン酸リチウム等の金属石鹸、ワックス等の長鎖炭化水素、ならびにシリコーンオイル等を用いることができる。
【００３３】
［複合磁性体の製造方法］
次に、本実施形態に係る複合磁性体の製造方法について説明する。ただし、以下に説明する方法は一例に過ぎず、本実施形態に係る複合磁性体の製造方法は以下の方法に限定されるものではない。
【００３４】
まず、第１粒子および第２粒子のコア部となる金属磁性体材料の粒子を準備する。コア部の組成については上述したとおりである。次に、第１粒子のコア部の表面および第２粒子のコア部の表面のそれぞれに、絶縁性被膜を形成する。絶縁性被膜の組成については上述したとおりである。絶縁性被膜の形成方法は特に限定されず、コア部の組成および粒径ならびに形成する絶縁性被膜の組成および厚み等にあわせて適宜選択することができる。絶縁性被膜は、例えば、メカノケミカル法またはゾルゲル法により形成してよい。このうち、メカノケミカル法は低コストであり、比較的大きい粒径を有するコア部の表面に、厚みが比較的大きい絶縁性被膜を形成するのに特に適した手法である。メカノケミカル法を用いて絶縁性被膜を形成する場合、絶縁性被膜の厚みは、絶縁性材料の添加量を制御することにより制御することができる。ゾルゲル法は、幅広い組成およびサイズのコア部に対して適用可能であり、厚みが比較的小さい絶縁性被膜を形成することができ、また、融点が比較的高い絶縁性被膜を形成することができる。ゾルゲル法を用いて絶縁性被膜を形成する場合、絶縁性被膜の厚みは、例えば、ゾルゲル反応の時間、金属アルコキシドおよび溶媒の添加量等を調整することによって制御することができる。このようにコア部の表面に絶縁性被膜を形成することにより、第１粒子および第２粒子を得ることができる。
【００３５】
得られた第１粒子および第２粒子を、所定の体積比率となるように秤量し、混合して金属磁性体粒子を得る。この金属磁性体粒子に樹脂材料を所定の割合で添加し、混合してスラリーを得る。樹脂の組成については上述したとおりである。樹脂材料としては、例えば、樹脂固形分としてエポキシ系樹脂、溶媒としてアセトンまたはグリコール系溶媒を含むワニスを用いることができる。なお、本実施形態に係る複合磁性体において、樹脂は必須成分ではない。
【００３６】
得られたスラリーをシート状に成形する。成形方法は特に限定されるものではなく、公知の方法を適宜採用することができる。例えば、ドクターブレード法により、シート厚みが所定の厚みとなるように、ＰＥＴフィルム等の基材上にスラリーを適用してシートを形成することができる。基材からシートを剥がしやすくするために、シートを乾燥させて溶媒を蒸発させる。乾燥温度および時間は、溶媒の種類および含有量等に応じて適宜設定することができる。乾燥後、基材からシートを剥がす。
【００３７】
基材から剥がしたシートを所定の形状に加工した後、複数枚積層し、加圧および加熱することにより、複合磁性体の成形体を得ることができる。一例として、リング状の成形体を形成する場合、基材から剥がしたシートを所定のサイズのリング状に加工し、複数のリング状シートをリング状の金型内に積層して成形を行う。金型による成形は、例えば、金型を８０℃および７ＭＰａの条件で１０分間加圧した後、１７０℃および４．３ＭＰａの条件で３０分間加圧することにより行ってよい。このようにして、リング状の複合磁性体の成形体を得ることができる。
【００３８】
なお、上述した製造方法においては、樹脂を加熱硬化することにより成形体の製造を行っているが、焼成により成形体の製造を行うことも可能である。この場合、樹脂は不要である。焼成により成形体の製造を行う場合、金属磁性体粒子にＰＶＡ（ポリビニルアルコール）等のバインダーを加えて混合し、金属磁性体材料ペーストを得る。この金属磁性体材料ペーストをドクターブレード法等で成形し、得られた成形体を所定の温度で焼成することにより、複合磁性体からなる成形体を得ることができる。焼成温度は、絶縁性被膜の融点より低く、かつ金属磁性体粒子の焼結が進行し得る温度に設定する。なお、焼成により成形体の製造を行う場合、第１粒子および第２粒子の絶縁性被膜はシリカ等の高融点のものであることが好ましい。
【００３９】
［絶縁性被膜の平均厚みの解析方法］
第１粒子および第２粒子の絶縁性被膜の平均厚みは、以下に説明する手順で求めることができる。絶縁性被膜の平均厚みの測定は、ＳＴＥＭ／ＥＤＸ（走査型透過電子顕微鏡／エネルギー分散型Ｘ線分析）を用いて行うことができる。まず、測定する粒子を樹脂埋めして研磨し、ＦＩＢ（集束イオンビーム）加工によりＳＴＥＭ／ＥＤＸ観察用サンプルを作製する。ＳＴＥＭ／ＥＤＸにより、倍率４００ｋ倍で絶縁性被膜に含まれる元素のＥＤＸ像を得る。１個の粒子につきＥＤＸ画像を３視野分撮影し、それぞれのＥＤＸ画像について、絶縁性被膜の厚みを、コア部の表面上で３０ｎｍの等間隔の４点において設定して測定する。３個の粒子について上述の測定を行い、全ての点（３視野×４点×３個＝３６点）で測定した絶縁性被膜の厚みから計算した平均値を絶縁性被膜の平均厚みとする。なお、第１粒子および第２粒子の絶縁性被膜の厚みは、複合磁性体で構成される成形体の断面において、上述の方法と同様の手順でＳＴＥＭ／ＥＤＸによる解析を行うことによって求めることもできる。絶縁性被膜の厚みは成形の前後でほぼ同一の値であると考えて差し支えない。
【００４０】
［第１粒子と第２粒子との体積比率およびメジアン径Ｄ５０の解析方法］
本実施形態に係る複合磁性体に含まれる第１粒子と第２粒子との体積比率、ならびに第２粒子および第１粒子のメジアン径Ｄ５０は、複合磁性体からなる成形体の断面を撮影したＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）画像を解析することにより求めることができる。
【００４１】
まず、成形体の断面をワイヤーソー等で切り出し、個片化する。ミリング装置等を用いて断面を平坦に加工した後、ＳＥＭにより３００倍像および１０００倍像の反射電子画像を５視野ずつ取得する。なお、３００倍像（低倍率画像）および１０００倍像（高倍率画像）の両方を取得する理由は、第１粒子（小粒子）の粒径および第２粒子（大粒子）の粒径の両方を精度よく解析するためである。次に、画像解析ソフトを用いて、取得したＳＥＭ画像の２値化処理を行い、粒子断面の円相当径を求める。画像解析により求めた円相当径について頻度をカウントして、ヒストグラムを得る。３００倍像と１０００倍像とでは、倍率の差に由来する頻度の差が存在する。１０００倍像における頻度を３００倍像における頻度にそろえるために、１０００倍像における頻度に（１０００／３００）の２乗を乗じる。さらに、１０００倍像のヒストグラムのばらつきが３００倍像のヒストグラムのばらつきより大きくなる粒径の値を求め、この粒径以上の粒径の頻度については３００倍像の値を採用し、この粒径より小さい粒径の頻度については１０００倍像の値を採用して、１つのヒストグラムとする。
【００４２】
ヒストグラムの頻度を体積基準の分布とするため、計量形態学に基づいて、頻度に対して粒径区間から計算した体積を乗じ、粒径で除する計算を行う（参考文献：Ｒ．Ｔ．ＤｅＨｏｆｆ、Ｆ．Ｎ．Ｒｈｉｎｅｓ著、牧島邦夫、篠原靖忠、小森尚志訳、「計量形態学」、内田老鶴圃新社、１９７２年、１６７〜２０３頁）。上述の計算は、小さい断面積の粒子ほど頻度が高く現れるとされる計量形態学の研究に基づくものである。ここで、頻度の総和が１となるように、頻度の総和により各区間の頻度を除して規格化する。
【００４３】
このようにして求めた体積基準のヒストグラムについて、２つの対数正規分布の和（第１粒子の対数正規分布および第２粒子の対数正規分布の和）でフィッティングすることにより、第１粒子および第２粒子それぞれのメジアン径Ｄ５０、ならびに第１粒子と第２粒子との体積比率（配合比率）を計算する。対数正規分布の確率密度関数は、下記の式で与えられる。
【００４４】
【数１】
2020164899.tif 000003
【００４５】
上記式において、変数ｘはデータ区間、σは分散、μは平均に対応する。この確率密度関数が第１粒子および第２粒子のそれぞれについて表現されるため、変数はそれぞれ、ｘ１、ｘ２、σ１、σ２、μ１、μ２となる。なお、各変数の末尾の１は第１粒子、２は第２粒子を意味する。さらに、第１粒子の確率密度関数と第２粒子の確率密度関数とを１つの確率密度関数として表現するために、所定の割合（ｐ１、ｐ２とする）をそれぞれの確率密度関数に乗じて和をとる。このようにして得られた、第１粒子と第２粒子とを合成した確率密度関数は、体積基準のヒストグラムとフィッティングすることができるように規格化しておく。
【００４６】
確率密度関数の変数のうち、データ区間ｘ１およびｘ２は体積基準のヒストグラムのデータ区間により与えられる。したがって、合成した確率密度関数により体積基準のヒストグラムをフィッティングするため、両者の差分が最小になるように、分散σ１およびσ２、平均μ１およびμ２、ならびに割合ｐ１およびｐ２を変数として、最小二乗法により最適化する。このように最適化した変数で与えられる第１粒子および第２粒子それぞれの確率密度関数から、規格化した密度関数を累積して０．５となるデータ区間の値を求め、第１粒子および第２粒子それぞれのメジアン径Ｄ５０を得る。さらに、最適化したｐ１とｐ２との比率から、第１粒子と第２粒子との体積基準の配合比率（体積比率）を得る。
【００４７】
上述した解析方法は、市販されているインダクタ等の製品のチップ断面から第１粒子と第２粒子との体積比率ならびに第１粒子および第２粒子のメジアン径Ｄ５０を求める場合にも適用することができる。
【００４８】
［インダクタ］
次に、本発明の一の実施形態に係るインダクタについて以下に説明する。本実施形態に係るインダクタは、本発明の複合磁性体を用いたインダクタである。本実施形態に係るインダクタは、より高い透磁率およびより優れた直流重畳特性の両方を達成することができる。インダクタの構成例を以下に例示するが、本実施形態に係るインダクタは以下の構成例に限定されるものではない。
【００４９】
図１に、本実施形態に係るインダクタの構成例を示す。図１に示す構成において、インダクタ１は、複合磁性体で構成される素体２と、素体２の表面に設けられた外部電極５と、素体２の内部に設けられたコイル導体３とを備える。
【００５０】
図１に示すインダクタ１は、例えば以下に説明する方法で製造することができる。まず、導体を巻回してコイル導体３を形成する。巻回し方式は、α巻き、ガラ巻、エッジワイズ巻または整列巻等のいずれであってもよい。
【００５１】
次に、コイル導体３に熱硬化性組成物を塗布した後、熱処理することでコイルの導体３の表面に皮膜が形成された被覆体を形成する。熱硬化性組成物の塗布は、例えばディップ塗布またはスプレー塗布で行ってよく、これらを組み合わせて行ってもよい。ディップ塗布またはスプレー塗布を行うことで、所望の塗布量に容易に調整することができる。スプレー塗布は、１回の噴霧で行ってもよく、複数回の噴霧に分けて行ってもよい。また熱硬化性組成物が塗布されたコイル導体３を熱処理することで、熱硬化性組成物に含まれる熱硬化性化合物の少なくとも一部が例えば架橋反応することで、皮膜が形成される。ここで、熱処理によって形成される皮膜は、部分的に未硬化部分を含んでいてもよく、全体が硬化されていてもよい。皮膜の硬化状態は、例えば、示差熱分析、熱重量分析等の熱分析により推定できる。
【００５２】
熱硬化性組成物の塗布および熱処理による皮膜形成は、必要に応じて複数回行ってもよい。皮膜形成を所望の回数で行うことで、より均一で所望の厚みを有する皮膜を形成することができ、耐電圧特性がより向上し得る。
【００５３】
熱硬化性組成物の塗布後であって熱処理前に、熱硬化性組成物に含まれる液媒体の少なくとも一部を除去する乾燥処理を行ってもよい。乾燥処理は熱処理とは独立して行ってもよく、連続して行ってもよい。乾燥処理は、常圧下および減圧下のいずれで行ってもよく、熱を加えてもよい。乾燥処理の温度および時間等の処理条件は、熱硬化性組成物の組成および塗布量等に応じて適宜選択することができる。
【００５４】
熱硬化性組成物の塗布量は、所望の厚みを有する硬化物が得られるように適宜調整してよい。また、熱処理の温度および時間等の処理条件は熱硬化性組成物の組成および塗布量等に応じて適宜選択することができる。例えば、コイル導体３を構成する導体が熱可塑性樹脂で被覆されている場合、熱処理の温度は８０℃以上２５０℃以下とすることができる。
【００５５】
コイル導体３に熱硬化性組成物を塗布する前に、コイル導体３の表面をアルコールおよびアセトン等の有機溶剤で洗浄してもよく、また、カップリング剤および密着性促進剤等の表面処理剤、もしくは紫外線および酵素プラズマ等のラジカルを用いて表面処理してもよい。これにより、皮膜のコイル導体３への密着性がより向上し、より良好な特性が得られる。
【００５６】
次いで、得られた被覆体を、複合磁性体で構成される素体２中に埋設し、加圧することで、コイル導体３が内部に配置された素体２を得る。被覆体を素体２中に埋設して加圧する際の条件は、当該技術分野で常用される条件を適用することができる。
【００５７】
外部電極５は、例えば、被覆体を埋設した後の素体２に形成することができる。この場合、例えば、被覆体を埋設した後の素体２の両端に、外部電極５用の導体ペーストを塗布した後、熱処理を行うことにより、外部電極５を設けることができる。また、外部電極５は、被覆体を埋設した後の素体２の両端に、外部電極５用の導体ペーストを塗布した後、焼付け処理を行い、焼付けられた導体にめっきを施すことによっても設けることができる。この場合、素体２に存在し得る空隙にめっき液が侵入するのを防止するために、素体２に存在する空隙に予め樹脂を含浸してもよい。このようにして、インダクタ１を得ることができる。
【００５８】
図２に、本実施形態に係るインダクタの別の構成例を示す。図２に示す構成において、インダクタ１０は、複合磁性体で構成される素体２０と、素体２０の表面に設けられた外部電極５０と、素体２０の内部に設けられたコイル導体３０と、外部電極５０とコイル導体３０とを電気的に接続する引出導体４０とを備える。
【００５９】
図２に示すインダクタ１０は、例えば以下に説明する方法で製造することができる。まず、第１粒子および第２粒子を準備する。この第１粒子および第２粒子にＰＶＡ（ポリビニルアルコール）等のバインダーを加えて混練し、金属磁性体材料ペーストを得る。また、コイル導体３０を形成する導体ペーストを別途用意する。この金属磁性体材料ペーストと導体ペーストとを交互に層状に印刷することにより、積層成形体を得る。この積層成形体を大気中で所定温度にて脱バインダー処理および熱処理することにより、素体２０を得る。外部電極５０は、例えば、熱処理後の素体２０に形成することができる。この場合、例えば、熱処理後の素体２０の両端に、外部電極５０用の導体ペーストを塗布した後、熱処理を行うことにより、外部電極５０を設けることができる。また、外部電極５０は、熱処理後の素体２０の両端に、外部電極５０用の導体ペーストを塗布した後、焼付け処理を行い、焼付けられた導体にめっきを施すことによっても設けることができる。この場合、素体２０に存在し得る空隙にめっき液が侵入するのを防止するために、素体２０に存在する空隙に予め樹脂を含浸してもよい。このようにして、インダクタ１０を得ることができる。
【実施例】
【００６０】
（第１粒子の準備）
第１粒子のコア部としてカルボニル鉄粉を用いた。気流分級により、メジアン径Ｄ５０がそれぞれ１．０６μｍ、１．３６μｍ、１．５６μｍ、４．５６μｍ、５．０６μｍおよび５．６μｍの粒子に分級した。分級したカルボニル鉄粉それぞれをゾルゲル処理することにより、粒子の表面にシリカの絶縁性被膜を形成した。このようにして、粒径の異なる第１粒子Ａ１〜Ａ６を得た。
【００６１】
（第２粒子の準備）
第２粒子のコア部として、メジアン径Ｄ５０が２６μｍのＦｅＳｉＣｒＢＣアモルファス粒子を用いた。メカノケミカル法により、アモルファス粒子の表面にリン酸ガラスの絶縁性被膜を形成した。リン酸ガラスの添加量を調節することにより絶縁性被膜の厚みを調整して、リン酸ガラスの絶縁性被膜の厚みが異なる第２粒子Ｂ１〜Ｂ８を得た。
【００６２】
得られた第１粒子Ａ１〜Ａ６および第２粒子Ｂ１〜Ｂ８のそれぞれについて、絶縁性被膜の平均厚みを測定した。絶縁性被膜の平均厚みの測定は、ＳＴＥＭ／ＥＤＸ（日立ハイテクノロジーズ社製ＨＤ−２３００Ａ／ＥＤＡＸ社製ＧＥＮＥＳＩＳ  ＸＭ４）を用いて行った。まず、試料を樹脂埋めして研磨し、ＦＩＢ加工によりＳＴＥＭ／ＥＤＸ観察用サンプルを作製した。ＳＴＥＭ／ＥＤＸにより、４００ｋ倍でＦｅ（鉄）元素およびＰ（リン）元素またはＳｉ（ケイ素）元素のＥＤＸ像を得た。第１粒子Ａ４および第２粒子Ｂ５のＥＤＸ画像を例として図３および４に示す。第１粒子における絶縁性被膜の平均厚み測定においては、１個の第１粒子につきＥＤＸ画像を３視野分撮影し、それぞれのＥＤＸ画像について、Ｓｉ元素で形成される絶縁性被膜の厚みを、カルボニル鉄粉表面上で３０ｎｍの等間隔の４点において設定して測定した。３個の第１粒子について上述の測定を行い、全ての点（３視野×４点×３個＝３６点）で測定した絶縁性被膜の厚みから計算した平均値を第１粒子の絶縁性被膜の平均厚みとした。第２粒子における絶縁性被膜の平均厚み測定においては、第２粒子と同様の手順によりＰ元素で形成される絶縁性被膜の厚みをアモルファス粒子表面上で測定し、平均厚みを求めた。第１粒子Ａ１〜Ａ６および第２粒子Ｂ１〜Ｂ８の絶縁性被膜の平均厚みの測定結果を表１に示す。
【００６３】
【表１】
2020164899.tif 000004
【００６４】
［実験例１］
第１粒子Ａ４と、絶縁性被膜の厚みが異なる第２粒子Ｂ１〜Ｂ８とを用いて、以下に説明する実施例１〜５および比較例１〜３の成形体を作製し、物性評価を行った。
【００６５】
（配合）
第１粒子と第２粒子との体積比率が３０：７０となるように第１粒子および第２粒子を秤量し、混合して金属磁性体粒子を得た。各実施例および比較例で用いた粒子の種類は表３に示すとおりである。樹脂固形分としてエポキシ系樹脂、溶媒としてグリコール系溶媒を含むワニスを樹脂の原料として用いた。ワニス中のワニス固形分含有量（樹脂固形分／（樹脂固形分＋溶媒））は５０重量％であった。スラリー固形分含有量（樹脂固形分／（金属磁性体粒子＋樹脂固形分＋溶媒））が４．０重量％となるように金属磁性体粒子およびワニスを秤量し、混合してスラリーを得た。
【００６６】
（シート形成）
ドクターブレード法により、シート厚みが３００μｍとなるように、ＰＥＴフィルム上にスラリーを適用してシートを形成した。シートを９５℃で６０分間乾燥させて溶媒を蒸発させた後、ＰＥＴフィルムからシートを剥がした。
【００６７】
（リング成形）
ＰＥＴフィルムから剥がしたシートを外径１３ｍｍ、内径９ｍｍのリング状に加工した。複数のリング状シートを外径１３ｍｍ、内径９ｍｍの金型内に積層して成形した。金型による成形は、金型を８０℃および７ＭＰａの条件で１０分間加圧した後、１７０℃および４．３ＭＰａの条件で３０分間加圧することにより行った。このようにして、リング状の成形体を得た。
【００６８】
（第１粒子と第２粒子との体積比率およびメジアン径Ｄ５０の導出）
成形体を構成する磁性体材料に含まれる第１粒子と第２粒子との体積比率、ならびに第２粒子および第１粒子のメジアン径Ｄ５０は、成形体の断面を撮影したＳＥＭ画像を解析することにより導出することができる。解析手法の詳細については、別途作製した試料の解析を例として以下に説明する。
【００６９】
画像解析用の試料として、第１粒子Ａ２と第２粒子Ｂ５とを体積比率１８：８２で配合し、上述の実施例１〜５および比較例１〜３と同様の手順でリング状の成形体を作製した。
【００７０】
次に、成形体の断面をワイヤーソーで切り出し、個片化した。ミリング装置（日立ハイテクノロジーズ社製ＩＭ４０００）を用いて断面を平坦に加工した後、ＳＥＭ（日立ハイテクノロジーズ社製ＳＵ１５１０）により３００倍像および１０００倍像の反射電子画像を５視野ずつ取得した。３００倍像および１０００倍像の反射電子画像をそれぞれ図５および６に示す。なお、３００倍像（低倍率画像）および１０００倍像（高倍率画像）の両方を取得した理由は、第２粒子の粒径および第１粒子の粒径の両方を精度よく解析するためである。３００倍像のみを解析した場合には、第２粒子の粒径を数多く抽出することができるが、第１粒子の粒径を精度よく定量することは困難である。一方、１０００倍像のみを解析した場合には、第１粒子の粒径を精度よく抽出することができるが、第２粒子の頻度が少ないため、第２粒子の粒径を精度よく定量することは困難である。
【００７１】
画像解析ソフト（Ａ像くん（登録商標）、旭化成エンジニアリング株式会社製）を用いて、取得したＳＥＭ画像の２値化処理を行い、粒子断面の円相当径を求めた。図５および図６の反射電子画像からスケールバーのエリアを除いて二値化して得られた二値化画像をそれぞれ、図７および８に示す。
【００７２】
次に、粒度分布のヒストグラムを得るために、データ区間を以下の表２に示すように定義した。画像解析によって求めた円相当径について、表２に示す区間で設定した範囲で頻度をカウントして、ヒストグラムを得た。カウント数は、３００倍像において２１２６３個、１０００倍像において１３６００個であった。
【００７３】
【表２】
2020164899.tif 000005
【００７４】
３００倍像と１０００倍像とでは、倍率の差に由来する頻度の差が存在する。１０００倍像における頻度を３００倍像における頻度にそろえるために、１０００倍像における頻度に（１０００／３００）の２乗を乗じた。ヒストグラムを作製する際、２０．２μｍ以上の粒径の頻度については３００倍像の値を採用し、２０．２μｍより小さい粒径の頻度については１０００倍像の値を採用して、１つのヒストグラムとした。なお、粒径２０．２μｍを境界とした理由は、この粒径以上で１０００倍像のヒストグラムのばらつきが３００倍像のヒストグラムのばらつきより大きくなったからである。
【００７５】
ヒストグラムの頻度を体積基準の分布とするため、計量形態学に基づいて、頻度に対して粒径区間から計算した体積を乗じ、粒径で除する計算を行った。ここで、頻度の総和が１となるように、頻度の総和により各区間の頻度を除して規格化した。
【００７６】
このようにして求めた体積基準のヒストグラムについて、２つの対数正規分布の和（第１粒子の対数正規分布および第２粒子の対数正規分布の和）でフィッティングすることにより、第１粒子および第２粒子それぞれのメジアン径Ｄ５０、ならびに第１粒子と第２粒子との体積比率（配合比率）を計算した。対数正規分布の確率密度関数は、下記の式で与えられる。
【００７７】
【数２】
2020164899.tif 000006
【００７８】
上記式において、変数ｘはデータ区間、σは分散、μは平均に対応する。この確率密度関数が第１粒子および第２粒子のそれぞれについて表現されるため、変数はそれぞれ、ｘ１、ｘ２、σ１、σ２、μ１、μ２となる。なお、各変数の末尾の１は第１粒子、２は第２粒子を意味する。さらに、第１粒子の確率密度関数と第２粒子の確率密度関数とを１つの確率密度関数として表現するために、所定の割合（ｐ１、ｐ２とする）をそれぞれの確率密度関数に乗じて和をとった。このようにして得られた、第１粒子と第２粒子とを合成した確率密度関数は、体積基準のヒストグラムとフィッティングすることができるように規格化しておいた。
【００７９】
確率密度関数の変数のうち、データ区間ｘ１およびｘ２は体積基準のヒストグラムのデータ区間により与えられる。したがって、合成した確率密度関数により体積基準のヒストグラムをフィッティングするために、両者の差分が最小になるように、分散σ１およびσ２、平均μ１およびμ２、ならびに割合ｐ１およびｐ２を変数として、最小二乗法により最適化した。フィッティング結果を図９に示す。このように最適化した変数で与えられる第１粒子および第２粒子それぞれの確率密度関数から、規格化した密度関数を累積して０．５となるデータ区間の値を求め、第１粒子および第２粒子それぞれのメジアン径Ｄ５０を得た。さらに、最適化したｐ１とｐ２との比率から、第１粒子と第２粒子との体積基準の配合比率（体積比率）を得た。
【００８０】
上述の解析を行った結果、第１粒子と第２粒子との体積比率は第１粒子：第２粒子＝１８：８２であり、第１粒子のメジアン径Ｄ５０は１．４μｍ、第２粒子のメジアン径Ｄ５０は２３．２μｍであった（絶縁性被膜の厚みを含む）。成形前の第１粒子および第２粒子のメジアン径Ｄ５０ならびに配合時の第１粒子と第２粒子との体積比率と、解析により得られた第１粒子および第２粒子のメジアン径Ｄ５０ならびに第１粒子と第２粒子との体積比率の値との比較より、メジアン径Ｄ５０および体積比率は成形の前後でほとんど変化せず、ほぼ同一の値が得られたことがわかった。したがって、成形体における第１粒子および第２粒子のメジアン径Ｄ５０ならびに第１粒子と第２粒子との体積比率は、第１粒子および第２粒子のコア部のメジアン径Ｄ５０ならびに配合時の第１粒子と第２粒子との体積比率と同じ値であると考えて差し支えない。
【００８１】
なお、上述した解析方法は、リング断面の解析に限定して適用されるものではなく、市販製品のチップ断面からメジアン径Ｄ５０および体積比率を計算する際にも適用することができる。
【００８２】
（評価）
実施例１〜５および比較例１〜３の成形体それぞれについて、比透磁率測定および重畳測定を行った。まず、成形したリングの寸法（内径、外径および厚み）を測定した後、比透磁率測定および重畳測定を行った。比透磁率測定はインピーダンスアナライザ（Ｋｅｙｓｉｇｈｔ社製Ｅ４９９１Ａ）を用いて行った。比透磁率測定では１ＭＨｚの値を採用した。重畳測定はＬＣＲメーター（Ｋｅｙｓｉｇｈｔ社製４２８４Ａ）を用いて行った。重畳測定は、リングに銅線で巻き線をした。銅線は直径０．３５ｍｍのものを使用し、巻回数は２４とした。銅線に０〜３０Ａの直流電流を印加してインダクタンス（Ｌ値）を取得した。Ｌ値から比透磁率（μ値）を計算し、電流がゼロのときのμ値から８０％のμ値に低下したときの電流値（Ｉｓａｔ）を得た。Ｉｓａｔ、リングの寸法および銅銭の巻回数より、μ値が８０％となる磁場（Ｈｓａｔ）を計算した。結果を表３に示す。なお、本実施例では、比透磁率が２２．０以上であればインダクタとして所望のＬ値を実現することができると判断し、Ｈｓａｔが１３．０ｋＡ／ｍ以上であればインダクタとして所望の直流重畳特性を実現することができると判断した。
【００８３】
【表３】
2020164899.tif 000007
【００８４】
表３に示す結果より、磁性体材料で構成される成形体の比透磁率は第２粒子の絶縁性被膜の厚みが小さいほど高くなり、Ｈｓａｔは第２粒子の絶縁性被膜の厚みが大きいほど大きくなる傾向にあることがわかる。第２粒子の絶縁性被膜の厚みが４０ｎｍ未満であった比較例１および２においては、比透磁率は２２．０以上の高い値であったものの、Ｈｓａｔは１３．０ｋＡ／ｍ未満であり、インダクタとして所望の直流重畳特性を満足しないものであった。一方、第２粒子の絶縁性被膜の厚みが１００ｎｍより大きい比較例３においては、Ｈｓａｔは１３．０ｋＡ／ｍ以上の高い値であったものの、比透磁率は２２．０未満であり、インダクタとして所望のＬ値を満足しないものであった。
【００８５】
これに対し、第２粒子の絶縁性被膜の厚みが４０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であった実施例１〜５においては、２２．０以上の高い比透磁率および１３．０ｋＡ／ｍ以上の高いＨｓａｔの両方を達成することができた。したがって、実施例１〜５の成形体は、インダクタとして所望のＬ値および直流重畳特性を実現するものであるといえる。
【００８６】
［実験例２］
メジアン径Ｄ５０が異なる第１粒子Ａ１〜Ａ６と、第２粒子Ｂ５とを用いて、実施例６〜８および比較例４〜５の成形体を作製し、物性評価を行った。成形体の作製は、上述の実施例１〜５および比較例１〜３と同様の手順で行った。各実施例および比較例で用いた粒子の種類は表４に示すとおりである。得られた成形体それぞれについて、上述の実施例１〜５および比較例１〜３と同様の手順で物性評価を行った。結果を表４に示す。なお、表４に示す第１粒子のメジアン径Ｄ５０は、絶縁性被膜を形成する前のカルボニル鉄粉（コア部）について測定した値であるが、表１に示すように第１粒子の絶縁性被膜の厚みはカルボニル鉄粉のメジアン径Ｄ５０の約１／１００以下と非常に小さい値であったので、絶縁性被膜を含む第１粒子のメジアン径Ｄ５０は、絶縁性被膜形成前のカルボニル鉄粉のメジアン径Ｄ５０とほぼ同じ値であると考えて差し支えない。
【００８７】
【表４】
2020164899.tif 000008
【００８８】
表４に示す結果より、磁性体材料で構成される成形体の比透磁率は第１粒子のメジアン径Ｄ５０が小さいほど高くなり、Ｈｓａｔは第１粒子のメジアン径Ｄ５０が大きいほど大きくなる傾向にあることがわかる。第１粒子のメジアン径Ｄ５０が１．３μｍ未満であった比較例４においては、比透磁率は２２．０以上の高い値であったものの、Ｈｓａｔは１３．０ｋＡ／ｍ未満であり、インダクタとして所望の直流重畳特性を満足しないものであった。一方、第１粒子のメジアン径Ｄ５０が５．０μｍより大きい比較例５においては、Ｈｓａｔは１３．０ｋＡ／ｍ以上の高い値であったものの、比透磁率は２２．０未満であり、インダクタとして所望のＬ値を満足しないものであった。
【００８９】
これに対し、第１粒子のメジアン径Ｄ５０が１．３μｍ以上５．０μｍ以下であった実施例３および６〜８においては、２２．０以上の高い比透磁率および１３．０ｋＡ／ｍ以上の高いＨｓａｔの両方を達成することができた。したがって、実施例１〜５の成形体は、インダクタとして所望のＬ値および直流重畳特性を実現するものであるといえる。
【００９０】
本発明は以下の態様を含むが、これらの態様に限定されるものではない。
（態様１）
金属磁性体粒子を含む複合磁性体であって、
金属磁性体粒子は、メジアン径Ｄ５０が１．３μｍ以上５．０μｍ以下の第１粒子と、第１粒子よりメジアン径Ｄ５０が大きい第２粒子とを含み、
前記第１粒子および前記第２粒子は、金属磁性体材料で構成されるコア部と、該コア部の表面に設けられた絶縁性被膜とを含み、
第２粒子の絶縁性被膜は、平均厚みが４０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であり、
第１粒子の絶縁性被膜は、第２粒子の絶縁性被膜より平均厚みが小さい、複合磁性体。
（態様２）
第１粒子の絶縁性被膜は、平均厚みが１０ｎｍ以下である、態様１に記載の複合磁性体。
（態様３）
第１粒子と第２粒子との体積比率は、６：３４と６：９との間の範囲である、態様１または２に記載の複合磁性体。
（態様４）
第２粒子のメジアン径Ｄ５０は、第１粒子のメジアン径Ｄ５０の３．８倍以上４０倍以下である、態様１〜３のいずれか１つに記載の複合磁性体。
（態様５）
第２粒子のメジアン径Ｄ５０は２０．０μｍ以上３０．０μｍ以下である、態様１〜４のいずれか１つに記載の複合磁性体。
（態様６）
第１粒子のコア部は、ＦｅＳｉ系合金、ＦｅＳｉＣｒ系合金、ＦｅＳｉＡｌ系合金、ＦｅＣｏ系合金およびＦｅ系アモルファス合金からなる群から選択される少なくとも１種の合金またはＦｅで構成される、態様１〜５のいずれか１つに記載の複合磁性体。
（態様７）
第２粒子のコア部は、ＦｅＳｉ系合金、ＦｅＳｉＣｒ系合金、ＦｅＳｉＡｌ系合金、ＦｅＣｏ系合金、ＦｅＮｉ系合金およびＦｅ系アモルファス合金からなる群から選択される少なくとも１種の合金で構成される、態様１〜６のいずれか１つに記載の複合磁性体。
（態様８）
第１粒子の絶縁性被膜は、第２粒子の絶縁性被膜と異なる組成を有する、態様１〜７のいずれか１つに記載の複合磁性体。
（態様９）
第１粒子の絶縁性被膜および第２粒子の絶縁性被膜のいずれか一方はＳｉを含み、他方はＳｉを含まない、態様８に記載の複合磁性体。
（態様１０）
第１粒子の絶縁性被膜および第２粒子の絶縁性被膜の少なくとも一方は非磁性である、態様１〜９のいずれか１つに記載の複合磁性体。
（態様１１）
樹脂を更に含む、態様１〜１０のいずれか１つに記載の複合磁性体。
（態様１２）
態様１〜１１のいずれか１つに記載の複合磁性体を用いたインダクタ。
【産業上の利用可能性】
【００９１】
本発明に係る複合磁性体を用いて製造される電子部品は、より高い透磁率およびより優れた直流重畳特性の両方を同時に実現することができるので、種々の用途に幅広く利用することができる。
【符号の説明】
【００９２】
１、１０  インダクタ
２、２０  素体
３、３０  コイル導体
４０  引出導体
５、５０  外部電極
【図１】
2020164899.tif 000009
【図２】
2020164899.tif 000010
【図３】
2020164899.tif 000011
【図４】
2020164899.tif 000012
【図５】
2020164899.tif 000013
【図６】
2020164899.tif 000014
【図７】
2020164899.tif 000015
【図８】
2020164899.tif 000016
【図９】
2020164899.tif 000017