(57)【要約】【課題】本発明は、磁性薄体を用いた磁性素子において、その直流重畳特性を向上させることを目的とする。【解決手段】そして、この目的を達成するために本発明は、磁性薄体４が、磁性材料から成るシート５を備え、シート５内には気孔６を設ける構成としたものである。  この構成により、本発明の磁性素子は、気孔６の存在により磁性薄体４の透磁率を低下させることにより、コイル８に大電流を流しても磁束が飽和せず、その結果として、高い直流重畳特性を得ることができる。【選択図】図４
2008192893.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性材料から成るシートを備え、
前記シート内には気孔を設けた
磁性薄体。
【請求項２】
シート内における気孔の含有率は３ｖｏｌ％以上、５０ｖｏｌ％以下とした
請求項１に記載の磁性薄体。
【請求項３】
磁性材料は金属磁性材料とした
請求項１に記載の磁性薄体。
【請求項４】
金属磁性材料が、
Ｆｅ、Ｆｅ−Ｓｉ系、Ｆｅ−Ｎｉ系、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｍｏ系、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ系の内
少なくとも一つから構成される
請求項３に記載の磁性薄体。
【請求項５】
請求項１〜４の内いずれかに記載の磁性薄体が積層して形成された磁性体と、
この磁性体内に流れる磁束を発生させるコイルと、
このコイルに電気的に接続された端子とを有する
磁性素子。
【請求項６】
磁性薄体間に絶縁層を設けた
請求項５に記載の磁性素子。
【請求項７】
まず金属磁性粉末と有機結着材とを混練分散してスラリーを作成し、
次に前記スラリーを用いてシート状混合物を形成し、
その後前記シート状混合物を脱媒、焼成する
磁性薄体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子機器のインダクタ、チョークコイル、トランス等に用いられる磁性素子、及びそれを構成する磁性薄体とその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来この種の磁性素子は、図１、２に示すごとく、磁性材料からなる磁性薄体が積層して形成された磁性体１と、この磁性体内に流れる磁束を発生させるコイル２と、このコイル２に電気的に接続された端子３とにより構成されていた。
【０００３】
なお、この出願に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【特許文献１】特開平１１−２１９８３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような従来の磁性素子はその直流重畳特性の低さが問題となっていた。
【０００５】
すなわち、上記従来の構成においては、コイル２に流す電流を大きくするに伴い、コイル２で発生する磁束量が大きくなり、その結果として磁性薄体内を通過することができる磁束量が飽和するため、直流重畳特性が低いことが問題となっていた。
【０００６】
そこで本発明は、このような磁性薄体を用いた磁性素子において、その直流重畳特性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そして、この目的を達成するために本発明は、磁性薄体が、磁性材料から成るシートを備え、前記シート内には気孔を設ける構成としたものである。
【発明の効果】
【０００８】
この構成により、本発明の磁性素子は、気孔の存在により磁性薄体の透磁率を低下させることにより、コイルに大電流を流しても磁束が飽和せず、その結果として、高い直流重畳特性を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１における磁性薄体及びそれを用いた磁性素子について図面を参照しながら説明する。
【００１０】
図３に示すごとく、本実施形態における磁性薄体４は、磁性材料から成るシート５を備え、このシート５内には気孔６を設ける構成としている。
【００１１】
このような気孔６を設ける構成により、この磁性薄体４の透磁率を低下させることができる。
【００１２】
次に、この磁性薄体を用いた磁性素子について説明する。
【００１３】
図４に示すごとく、本実施の形態における磁性素子は、磁性薄体４からなる積層コア７と、この積層コアに流れる磁束を発生させるコイル８と、このコイル８に電気的に接続された端子９とを備えた構成としている。
【００１４】
このような構成により、気孔６の存在により磁性薄体４の透磁率を低下させることができ、その結果として、コイル８に大電流を流しても磁束が飽和せず、高い直流重畳特性を得ることができるのである。
【００１５】
なお、磁性薄体４における気孔６の含有率は、３ｖｏｌ％以上、５０ｖｏｌ％以下とすることが望ましい。３ｖｏｌ％以上とすることにより、直流重畳特性の向上効果を確保するとともに、５０ｖｏｌ％以下とすることにより、透磁率の著しい低下を抑制することができるためである。
【００１６】
なお、シート５を構成する磁性材料には、Ｆｅ、Ｆｅ−Ｓｉ系、Ｆｅ−Ｎｉ系、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｍｏ系、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ系等の金属磁性材料を用いることが望ましい。これら金属磁性材料は、飽和磁束密度、透磁率ともに高く優れた軟磁気特性を示すものであるからである。また、Ｆｅ、Ｎｉの少なくとも一種の含有率が５０ｗｔ％以上であれば、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｓｉ、Ｍｏ、Ａｌの比率は目的とする磁気特性に応じて適宜決めればよい。
【００１７】
なお、金属磁性材料が磁性薄体４内において、磁気的に連続している構成とすることが望ましい。優れた磁気特性を得るためである。
【００１８】
なお、シート成形に用いられる金属磁性粉末の平均粒径は０．１〜１００μｍとすることが望ましい。磁性薄体の厚みとしては損失低減の点から、下記のとおり、厚みを３００μｍ以下とすることが好ましく、この厚みを実現するには少なくとも１００μｍ以下とすることが好ましい。０．１μｍ以上とすることにより、コスト削減を図ることができるためである。
【００１９】
即ち、０.１μｍより小さいと、例えばアトマイズ法により作成する場合は収率が著しく低下する、またこのような微粉の製法として、例えば溶液中での析出反応を利用した湿式法や、熱プラズマ等により蒸発凝固を利用した気相法が挙げられるが、これらの製法ではコスト高となる。
【００２０】
なお、磁性薄体４の厚みは、０．５〜３００μｍとすることが望ましい。３００μｍ以下とすることにより、渦電流の抑制が図れ、高周波域での損失増加を抑制することができるとともに、０．５μｍ以上とすることにより、磁性粉末の粒径を小さくする必要がなく、上述のとおりコスト削減を図ることができるためである。
【００２１】
なお、図５に示すごとく、磁性薄体４に絶縁層１０を設ける構成とすることが望ましい。このような構成とすることにより、渦電流が磁性薄体間を通じてコア全体で回ることを抑制することができ、高周波域での損失増加を抑制することができるためである。
【００２２】
なお、本発明に用いられる有機結着材は特に限定されるものではなく、例えばエポキシ樹脂、アクリル樹脂、ブチラール樹脂、フェノール樹脂等を用いることが可能である。好ましくは脱脂性が良好なアクリル樹脂、ブチラール樹脂である。
【００２３】
ここで、本発明の実施の形態１における磁性薄体４の製造方法について説明する。
【００２４】
まず、金属磁性粉末と有機結着材を混練分散してスラリーとする。
【００２５】
次に、得られたスラリーを用いてシート成形により、シート状混合物を形成する。
【００２６】
その後、このシート状混合物を脱媒、焼成することにより、磁性材料からなるシート５内に気孔６を有する磁性薄体４を製造することができる。
【００２７】
なお、本発明における混練分散工程は特に限定されるものではなく、例えば回転ボールミル、遊星型ボールミル等、各種ボールミルを用いることができる。また、混練分散時にシート状混合物の可塑性向上を目的とした可塑剤添加やスラリーの粘度調整を目的とした溶媒添加を行うことも可能である。
【００２８】
なお、本発明におけるシート成形工程は特に限定されるものではなく、例えば柱状のコーティングマシーン等により行うことができる。
【００２９】
なお、本発明における脱媒工程は特に限定されるものではなく、通常の脱媒炉を用いて行うことができる。脱脂条件としては用いる有機結着材により適宜決めればよく、脱脂温度としては２００〜５００℃、脱脂時間としては１〜２４時間の範囲である。
【００３０】
なお、本発明における焼成工程は特に限定されるものではなく、横型炉、箱型炉、ベルト炉等、通常の電気炉を用いて行うことができる。焼成条件は目的とする気孔率に応じて適宜定めればよく、焼成温度としては６００〜１４００℃、焼成時間としては、０．５〜４８時間の範囲である。なお、焼成雰囲気としては酸化による磁気特性劣化を防ぐため、還元雰囲気、不活性雰囲気等の非酸化性雰囲気が好ましい。
【００３１】
以下、具体的な実施例を示す。
【００３２】
（実施例１）
まず、平均粒径１８μｍの金属磁性粉と、有機結着材としてブチラール樹脂、可塑剤としてフタル酸エステル、溶媒としてメチルエチルケトンを所定量秤込み、回転式ボールミルにて混練分散を行いスラリーを作成する。
【００３３】
次に、このスラリーを用いてドクターブレード法によりシート状混合物を形成する。
【００３４】
その後、作成したシート状混合物を３００〜４００℃で３〜８時間脱脂を行う。
【００３５】
次に、８５０〜１２００℃でアルゴン雰囲気下にて１〜５時間焼成を行う。
【００３６】
このようにして、気孔率２０ｖｏｌ％、厚み６０μｍ程度の金属磁性薄体を作成した。
【００３７】
（実施例２）
まず、組成が重量％で表すと３．６Ｓｉ９６．４Ｆｅで、平均粒径２５μｍの金属磁性粉を用いて、実施例１と同様にシート状混合物を形成し、脱脂を行う。
【００３８】
次に、６７０〜１３００℃で水素雰囲気下にて１〜１２時間焼成を行う。
【００３９】
このようにして、気孔率３０ｖｏｌ％、厚み９０μｍ程度の金属磁性薄体を作成した。
【００４０】
（実施例３）
まず、組成が重量％で表すと４９Ｎｉ５１Ｆｅで、平均粒径１２μｍの金属磁性粉を用いて、実施例１と同様にしてシート状混合物を作成する。
【００４１】
次に、得られたシート状混合物を３５０℃で８時間脱脂する。
【００４２】
その後、水素雰囲気下にて１０５０℃で１時間焼成を行う。
【００４３】
このようにして、気孔率２３％、厚み３５μｍ程度の金属磁性薄体を作成した。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明の磁性素子は、高い直流重畳特性を有し、各種電気機器において有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】従来の磁性素子の外観斜視図
【図２】従来の磁性素子の断面図
【図３】本発明の実施の形態１における磁性薄体の断面図
【図４】本発明の実施の形態１における磁性素子の断面図
【図５】本発明の実施の形態１における積層コアの断面図
【符号の説明】
【００４６】
１  磁性体
２  コイル
３  端子
４  磁性薄体
５  シート
６  気孔
７  積層コア
８  コイル
９  端子
１０  絶縁層
【図１】
2008192893.tif 000003
【図２】
2008192893.tif 000004
【図３】
2008192893.tif 000005
【図４】
2008192893.tif 000006
【図５】
2008192893.tif 000007