(57)【要約】【課題】耐熱特性に優れた、小形・薄型化が可能な複合磁性体およびそれを用いた磁性素子並びにその製造方法を提供することを目的とするものである。【解決手段】本発明の複合磁性体およびそれを用いた磁性素子並びにその製造方法は、金属磁性体粉末と、有機樹脂とから形成された複合磁性体１であって、前記金属磁性体粉末の充填率を７０体積％以上、９０体積％以下とし、前記有機樹脂をフッ素ポリエーテル骨格を持つフッ素エラストマとした構成とする。【選択図】図１
2007123376.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属磁性体粉末と、有機樹脂とから形成された複合磁性体であって、前記金属磁性体粉末の充填率を７０体積％以上、９０体積％以下とし、前記有機樹脂を（化１）で示したフッ素ポリエーテル骨格を持つフッ素エラストマとした複合磁性体。
【化１】
2007123376.tif 000007
【請求項２】
金属磁性体粉末の表面に絶縁性被膜を形成した請求項１に記載の複合磁性体。
【請求項３】
絶縁性被膜を有機化合物および無機化合物から選択された少なくとも１つを用いて形成した請求項２に記載の複合磁性体。
【請求項４】
絶縁性被膜を有機シリコン化合物、有機チタン化合物、熱硬化性シリコン樹脂、ケイ酸系化合物および金属酸化物からなる群から選択された少なくとも１つを用いて形成した請求項３に記載の複合磁性体。
【請求項５】
金属磁性体粉末をＦｅを主成分とする金属磁性体粉末とした請求項１に記載の複合磁性体。
【請求項６】
コイルを請求項１〜５のいずれか一つに記載の複合磁性体の中に埋設した磁性素子。
【請求項７】
金属磁性体粉末に有機樹脂として未硬化状態のフッ素ポリエーテル骨格を持つフッ素エラストマを混合した後に顆粒状とする第一工程と、この顆粒とコイルを金型中に入れて加圧成形する第二工程と、加熱によって前記有機樹脂を硬化させる第三工程を含む磁性素子の製造方法。
【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、その他のインダクタンス部品に用いられる複合磁性体およびそれを用いた磁性素子並びにその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子機器の小型薄型化に伴い、これらに用いられる部品やデバイスも小型化、薄型化することが強く求められている。一方、ＣＰＵなどのＬＳＩは高集積化してきており、これに供給される電源回路には数Ａ〜数十Ａの電流が供給されることがある。従って、これらに用いられるチョークコイル等のインダクタンス部品においても、小型化の要求とともに、これに反するコイル導体の断面積を大きくして低抵抗化を実現することと、直流重畳によるインダクタンスの低下が少ないことが必要とされている。また使用周波数が高周波化しており、高周波での損失の低いことが求められている。さらに、部品のコストを安くすることが強く求められ、単純な形状の部品構成の磁性素子を簡単な工程で組み立てられることが必要となっている。
【０００３】
こうしたインダクタンス部品に使用される磁芯については、飽和磁束密度が高いほど直流重畳特性が改善され、透磁率が高いほど高いインダクタンス値が得られるが磁気飽和しやすくなることから直流重畳特性は劣化する。このため、透磁率は用途によって望ましい範囲が選択される。
【０００４】
また、電気抵抗率は高いこと、磁気損失は低いことが望まれる。
【０００５】
これらの要望に対して、実際に磁芯に使用されている磁性体材料としては、フェライト系（酸化物系）と金属磁性体系とに大別される。フェライト系は高透磁率、低飽和磁束密度、高電気抵抗、低磁気損失であり、金属磁性体系は高透磁率、高飽和磁束密度、低電気抵抗、高磁気損失である。
【０００６】
そして、実際に使用されている最も一般的なインダクタンス部品はＥＥ型やＥＩ型のフェライトコアとコイル導体とを有する磁性素子である。この磁性素子では、フェライト材料の透磁率が高く、飽和磁束密度が低いため、そのまま使用すると磁気飽和によるインダクタンス値の低下が大きく、直流重畳特性が悪くなる。そこで、直流重畳特性を改善するために、通常、フェライトコアの磁路に空隙を設け、見かけの透磁率を下げて使用されている。
【０００７】
しかし、空隙を設けると、交流で駆動した時にこの空隙部分でコアが振動してノイズ音が発生する。また、透磁率を下げても飽和磁束密度が低いままなので、直流重畳特性は金属磁性体粉末を用いた場合よりも良くない。
【０００８】
これに対して、コア材料として、フェライトよりも飽和磁束密度が大きいＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ系合金、Ｆｅ−Ｎｉ系合金等が用いられることもあるが、これらの金属系磁性材料は、電気抵抗が低いので、最近のように使用周波数が数百ｋＨｚ〜ＭＨｚと高周波数化してくると、渦電流損失が大きくなって、そのままでは使用できない。このため、エポキシ樹脂、シリコン樹脂などの有機樹脂の中に金属磁性体粉末を分散させた磁芯が開発されている。この磁芯は、コイルを内蔵化することが可能なので、磁路断面積を大きくとることができ、小形化・薄型化したインダクタンス部品を、安価に供給することに有利である（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−３２４７１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、前記従来の有機樹脂の中に金属磁性体粉末を分散させた磁芯を用いてコイルを内蔵化したインダクタンス部品は、初期段階において問題はないが、各種信頼性試験、特に高温における特性の劣化が問題となってくる。特に、例えば電装用の電子部品に用いる場合には耐熱性を満足しなければならない試験温度は１５０℃となり、このような環境下における高信頼性化が望まれている。
【００１０】
そして、前記従来の磁性素子は高温耐熱試験後（１５０℃−４０００時間）の有機樹脂の劣化による絶縁抵抗（ＤＣ５０Ｖ）が保たれないという課題を有していた。
【００１１】
本発明は、前記問題点を解決するものであり、インダクタンス部品に求められる耐熱試験後（１５０℃−４０００時間）でも十分な磁気特性とインダクタンス特性を有する複合磁性材料を用いることにより、耐熱特性に優れた、小形・薄型化が可能な複合磁性体およびそれを用いた磁性素子並びにその製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記従来の課題を解決するために、本発明は、金属磁性体粉末と、有機樹脂とから形成された複合磁性体であって、前記金属磁性体粉末の充填率を６０体積％以上、９０体積％以下とし、前記有機樹脂をフッ素ポリエーテル骨格を持つフッ素エラストマであることを特徴とする複合磁性体およびそれを用いた磁性素子並びにその製造方法である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の複合磁性体およびそれを用いた磁性素子並びにその製造方法は有機樹脂にフッ素ポリエーテル骨格を持つフッ素エラストマを用いることによって、特に耐熱特性に優れた複合磁性体が得られ、この複合磁性体を用いてコイルを内蔵化した磁性素子は耐熱性に優れるとともに、磁路断面積を有効に利用できるためにより高インダクタンスで、良好な直流重畳特性を示す磁性素子を実現することができる。さらに、有機樹脂で一体成形されているため、交流を印加してもノイズ音が発生しない。また、作製時に高い成形圧を必要とせず、作製が容易で低コストである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１における複合磁性体およびそれを用いた磁性素子並びにその製造方法について図面を参照しながら説明する。
【００１５】
まず、本実施の形態１で用いる磁芯について説明する。
【００１６】
本発明の磁芯は、軟磁気特性を有する金属磁性体合金を金属粉末にし、絶縁性結合剤である熱硬化性の有機樹脂としてフッ素ポリエーテル骨格を持つフッ素エラストマを含む複合磁性体である。
【００１７】
次に、複合磁性材料の構成材料について説明する。
【００１８】
軟磁性特性を有する金属磁性体粉末は、Ｆｅを主成分とする金属磁性体粉末が好ましい。具体的には、Ｆｅ粉、Ｆｅ−Ａｌ、Ｆｅ−Ｓｉ、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｃｒ、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ系合金や、Ｆｅ−Ｎｉ、Ｆｅ−Ｃｏ、Ｆｅ−Ｍｏ−Ｎｉ系合金等が使用できる。ただし磁性元素であるＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏ以外の副成分が増加すると、飽和磁束密度の低下や金属粉末自体の硬化が生じるため、これらの副成分は合計で１０ｗｔ％以下、より望ましくは６ｗｔ％以下が良い。
【００１９】
また、組成が１重量％≦成分Ａ≦１０重量％でかつ０．０５重量％≦酸素（Ｏ）≦０．６重量％、０．０１重量％≦マンガン（Ｍｎ）≦０．２重量％で残部が鉄（Ｆｅ）であり、成分Ａとしてシリコン（Ｓｉ）、アルミ（Ａｌ）、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、ニオブ（Ｎｂ）、カルシウム（Ｃａ）、チタン（Ｔｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）のうち、少なくとも一つを含むものを用いることが好ましい。
【００２０】
この金属磁性体粉末の製造方法としては、水アトマイズ法、ガスアトマイズ法、インゴット粉砕法等があるが、特に製造方法にはよらず、上記組成からなるものであればよい。また、その粉末形状は、球状、偏平状、多角形状いずれであってもよいが、略球状であれば、圧縮成形において、緻密な複合磁性体を得ることができる。なお、金属磁性体粉末の大きさは、その平均粒径は１μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましい。これは渦電流の低減に効果的であり、より好ましくは５０μｍ以下である。平均粒径が１μｍ未満になると、成形密度が小さくなるため、透磁率が低下して好ましくない。また、金属磁性体粉末の保磁力Ｈｃは、小さければ小さいほどコア損失が低下するが、好ましくは、１２００Ａ／ｍ以下である。
【００２１】
また、この金属磁性体粉末の表面はフェライトなどに比較して、電気抵抗が低いことから高周波特性が必要とされる用途には金属磁性体粉末の表面を絶縁体被膜で被覆することが効果的であり、これに用いる絶縁性被膜の材質としては有機化合物と無機化合物のどちらでも利用でき、有機シリコン化合物、有機チタン化合物、およびケイ酸系化合物より選ばれる少なくとも１種を含む材料で形成することが好ましい。
【００２２】
また、絶縁性被膜を有機樹脂により兼ねることもできる。
【００２３】
なお、絶縁性被膜の形成方法としては、金属磁性体粉末に有機化合物、無機化合物を添加して被覆する方法（添加被覆法）と、金属磁性体粉末自体を酸化熱処理して、その表面に酸化物被膜を形成する方法（自己酸化法）のどちらも用いることができる。ここで、有機化合物と無機化合物の併用、また添加被覆法と自己酸化法の併用が望ましい。
【００２４】
次に、絶縁性結合剤である有機樹脂は、複合磁性体全体を成形体として固め、またコイル部品とするときにはコイルを内蔵する役割と電気絶縁材料としての役割の二つを担う。この結合剤としての有機樹脂は、特に高絶縁性と高耐熱性を得るためには、（化１）で示したフッ素ポリエーテル骨格を持つフッ素エラストマを用いるのが好ましい。
【００２５】
【化１】
2007123376.tif 000003
【００２６】
このような分子構造を有するフッ素エラストマは信越化学工業（株）より商品名「ＳＩＦＥＬ」として市販されており入手することができる。
【００２７】
この樹脂材料には、用途によって一液型、二液型の液状のものがあり、さらに一成分型と二成分型のものもある。そのいずれも使用することが可能であり、適宜選択して用いることによって同様の効果を発揮することができる。
【００２８】
また、このフッ素ポリエーテル骨格を持つフッ素エラストマの末端をシリコンあるいはエポキシ樹脂で変性することによってその特徴を生かしながら種々の特性を満足するフッ素エラストマとして用いることができる。
【００２９】
また、フッ素エラストマからなる有機樹脂を混合した金属磁性体粉末は、そのまま用いて次の成形工程に移っても良いが、一旦メッシュ等を通して顆粒状に製粒した方が粉末の流動性が向上するために使用しやすい。なお、この有機樹脂の成分自体を金属磁性体粉末の絶縁性被膜として利用する場合は、前述したように、この顆粒化の段階で有機樹脂の硬化温度付近まで加熱することが望ましい。この前加熱により、有機樹脂が一旦低粘度化して金属磁性体粉末を覆い、かつ、顆粒表面の有機樹脂が半硬化状態となるため、次の成型時に金属磁性体同士の直接接触が妨げられて、高い電気抵抗が得られるようになる。
【００３０】
しかしながら、この前硬化が進展しすぎると、成型時に密度が上がりにくくなり、また、完全硬化後の機械的強度が低下する。これを防ぐためには有機樹脂の全体を２つに分け、１つをまず絶縁性被膜の形成用に混合して前硬化処理し、その後残りを混合して用いても良い。
【００３１】
以上のように、複合磁性体は、金属磁性体粉末、有機樹脂であるフッ素ポリエーテル骨格を持つフッ素エラストマから構成されることが好ましく、より好ましくは金属磁性体粉末の表面を絶縁性被膜にて被覆することが良い。
【００３２】
また、それら以外の固体粉末等の電気絶縁性材料を加えても良い。
【００３３】
次に、上記複合磁性体の製造方法について説明する。
【００３４】
金属磁性体粉末を水アトマイズ法により、組成がシリコン（Ｓｉ）＝５重量％でかつ酸素（０）＝０．１重量％、マンガン（Ｍｎ）＝０．２重量％で残部が鉄（Ｆｅ）であり、粒径（平均粒径）はアトマイズ条件を制御し、すべて１０μｍとして作製した。この金属磁性体粉末を作製する手法はどのような方法であってもよく、粒子の形状、粒度を目的によって制御できる方法であれば良い（試料Ｎｏ．１〜６）。
【００３５】
その後、得られた金属磁性体粉末の表面に絶縁性被膜の役割をする分子量１０００、５０００および８０００からなる有機シリコン化合物を金属磁性体粉末に対して０．５重量％加えて良く混合した試料を作製した（試料Ｎｏ．７〜９）。
【００３６】
そして、有機樹脂として、末端をシリコン変性したフッ素ポリエーテル骨格を持つフッ素エラストマを１０体積％となるように計算して加えて良く混合・混練することによって造粒し、その後ふるいを通して製粒した。このとき、均一に有機樹脂を分散させるために、フッ素エラストマをメタキシレンヘキサフロライドからなる溶剤を用いて１：１に希釈して添加した。
【００３７】
なお、金属磁性体粉末の表面を絶縁性被膜の役割をする有機シリコン化合物を使用したが、分子量２００〜８０００の有機系材料であれば同様の電気抵抗率増加の効果が得られる。特に、有機シリコン化合物、有機チタン化合物、およびケイ酸系化合物などが最適である。
【００３８】
また、比較のために、有機樹脂としてエポキシ樹脂（試料Ｎｏ．１）、フェノール樹脂（試料Ｎｏ．２）、シリコン樹脂（試料Ｎｏ．３）およびポリイミド樹脂（試料Ｎｏ．４）を用いて比較例とした。
【００３９】
次に、この製粒粉末を直径１０ｍｍの金型に入れ、金属磁性体粉末の充填率が８０体積％以上となるように加圧成形し、その後金型より取り出した後、１５０℃−２時間加熱処理して直径１０ｍｍ、高さ１ｍｍの円板状の試料を得た。また、このうちエポキシ樹脂（試料Ｎｏ．１）、フェノール樹脂（試料Ｎｏ．２）、シリコン樹脂（試料Ｎｏ．３）の硬化条件は１５０℃−１時間とし、ポリイミド樹脂（試料Ｎｏ．４）は１８０℃−１時間で硬化させた。
【００４０】
こうして得られたそれぞれ試料の上下面にＩｎ−Ｇａ電極を塗布成形し、これに電極を押し当てて上下面間の電気抵抗率を電圧ＤＣ５０Ｖで測定した。この円板状の試料をコイル部品として必要な耐熱信頼性試験１５０℃−４０００時間相当の熱処理をした後、上記と同様の条件で電気抵抗率を測定した。また、同様の試料を用いて、１８０℃−６時間後からの寸法変化率を測定した。この結果を（表１）に示した。
【００４１】
【表１】
2007123376.tif 000004
【００４２】
（表１）の結果より、絶縁性結合剤としてシリコン変性させたフッ素ポリエーテル骨格を持つフッ素エラストマを混ぜて加圧成形した複合磁性体の電気抵抗率がすべて４０ＭΩ・ｃｍ以上であった。ただし、絶縁性被膜を有機樹脂により兼ねることもできるが、試料Ｎｏ．７〜９の比較からわかるように金属磁性体粉末を絶縁性被膜で覆った方がより電気抵抗率をより高くすることができる。しかし、製造コストを比較すれば、絶縁性被膜を有機樹脂により兼ねた方が有利である。
【００４３】
また、これらの試料について耐溶剤性と耐ＰＣＴ特性を検討した。その評価結果を（表２）に示す。
【００４４】
【表２】
2007123376.tif 000005
【００４５】
（表２）の結果より、フッ素ポリエーテル骨格を持つフッ素エラストマを用いることによって、耐溶剤性と耐ＰＣＴ特性にも優れていることが分かる。
【００４６】
なお、金属磁性体粉末と有機樹脂との混合比は、金属磁性体粉末の所望の充填率により定めればよい。一般には、有機樹脂（体積％）≦１００−金属磁性体粉末（体積％）−絶縁性被膜（体積％）の関係が成立する。
【００４７】
有機樹脂（フッ素エラストマ）の比率は、低すぎると複合磁性体の強度が低下するので、１０体積％以上が好ましい。一方、金属磁性体粉末の充填率を７０体積％以上にするためには、有機樹脂は３０体積％以下にする必要がある。
【００４８】
そして、複合磁性体を加圧成形することにより、空隙部が無くなることによって金属磁性体粉末の充填率が高くなり、高飽和磁束密度および高透磁率を得ることができる。ここで、一般に加圧する圧力が高ければ高いほど、金属磁性体粉末の充填率が高くなるが、金属磁性体粉末には、加圧による圧縮歪みが生じる。この圧縮歪みは、金属磁性体粉末の磁性特性に影響を与え、その劣化の原因となる。そこで、圧縮歪みを解放するために、加圧成形後に熱処理を行うことで、磁気的特性が優れた複合磁性体を得ることができる。
【００４９】
（実施の形態２）
以下、本発明の実施の形態２における複合磁性体およびそれを用いた磁性素子並びにその製造方法について、図面を参照しながら説明する。
【００５０】
図１〜図４は、本実施の形態２における磁性素子の断面図であり、１は複合磁性体、２はコイル、３は端子部、４は第２の磁性体である。
【００５１】
図１では、コイル２が複合磁性体１の内部に埋設されており、図２〜図４では、さらに第２の磁性体４が複合磁性体１の内部または外部に密着した状態で配置されており、コイル２によって決定される磁路は、複合磁性体１と第２の磁性体４の両者を直列に経由する。
【００５２】
また、図１〜図３では、コイル２の内部の磁路は、チップ状の磁性素子の面に垂直方向に生じるように構成されている。一方、図４では、コイル２の内部の磁路は、チップ状の磁性素子の面に平行方向に生じるように構成されている。さらに、図１〜図３の構造では磁路断面積を大きく取りやすいが、巻き線数は増やしにくい。一方、図４の構造では磁路断面積を大きく取りにくいが、巻き線数は増やしやすい。
【００５３】
以上の図においては、３〜３０ｍｍ角前後で、厚さ１〜１０ｍｍ程度、一辺の長さ／厚さ＝２／１〜８／１程度の角板状の磁性素子を想定しているが、寸法形状はこれに限定されず、また円板状等の形状でもかまわない。さらに、複合磁性体１の形状は、金型形状によって変えることができ、第２の磁性体４を圧粉磁性体またはフェライトを用いて形成することにより、その形状にかなりの自由度を持たせることが可能であるから、より複雑な形状を作ることも容易である。また、コイル２の巻き方や導線の断面形状についても、これらに限定されず、複合磁性体１の内部にコイル２が埋め込まれており、第２の磁性体４を用いる場合には、複合磁性体１と第２の磁性体４が磁路に直列に配されている構造であれば、どんなものでもよい。また、コイル２によって決定される磁路が複合磁性体１と第２の磁性体４の両者を直列に経由することにより、合成透磁率は両者の中間的な値となり、複合磁性体１のみを用いた場合より大きくすることができ、かつコイル２の内蔵化による磁路断面積の拡大の効果は、そのまま生かされるので、より大きなインダクタンス値を有する磁性素子が得られるという効果がある。
【００５４】
次に、図１の構造の磁性素子の製造方法を説明する。図５は図１の磁性素子の作製方法を示す斜視図である。コイル１１は被覆銅線よりなるコイルである。図５の場合は２段に巻かれた丸銅線を用いている。コイル１１の端子部１２、１３は平坦に加工され、さらにコイル巻面に対して直角に折り曲げられている。
【００５５】
まず始めに、金属磁性体粉末を組成がアルミ（Ａｌ）＝７重量％でかつ酸素（Ｏ）＝０．０５重量％、マンガン（Ｍｎ）＝０．１重量％で残部が鉄（Ｆｅ）であり、水アトマイズ法により、粒径（平均粒径）はアトマイズ条件を制御し、すべて１５μｍとして作製した。得られた金属磁性体粉末の表面を絶縁性被膜の役割をする粘度が２０００の有機シリコン化合物を金属磁性体粉末に対して、０．５重量％加えて良く混合し、結着剤として、末端をシリコン変性したフッ素ポリエーテル骨格を持つフッ素エラストマを５〜４０体積％加えて良く混合・混練することによって造粒し、その後ふるいを通して製粒した。
【００５６】
この製粒粉末の一部を下パンチ金型２２を途中まで挿入した中金型２３に入れ、その表面が平坦となるようにならす。この時、上下パンチ金型２１、２２を用いて、低い圧力で仮加圧成形しても良い。
【００５７】
次に、１．０ｍｍ径の被覆銅線を用いて、内径４ｍｍの２段積みにて４．５ターン巻きのコイル１１を準備し、このコイル１１を、その端子部１２、１３が中金型２３の切り欠き部２４、２５に挿入されるようにこの金型中の製粒粉末の上に置き、さらに製粒粉末を充填して上下パンチ金型２１、２２により、充填率が７０体積％以上９０体積％以下になるように磁性素子の形状に加圧成形し、本加圧成形を行う。得られた成形体を金型よりはずし、有機樹脂を１５０℃にて２時間加熱処理して金属磁性体粉末の表面に絶縁性被膜を形成する熱処理と、添加したフッ素エラストマの熱硬化を実施した。加熱硬化させた後、端子部１２、１３の端が磁性素子の下面に回り込むように再度曲げ加工し、サイズ：１２．５×１２．５ｍｍ、厚み：３．４〜３．６ｍｍの図１に示す磁性素子を得る。
【００５８】
このコイル内蔵の磁性素子のインダクタンス（Ｌ）値を測定周波数；１００ｋＨｚ、測定電流値；２０Ａの条件にて測定した。その結果を（表３）に示す。
【００５９】
【表３】
2007123376.tif 000006
【００６０】
用途によって若干異なるが、１００ｋＨｚ以上の周波数領域で用いるためには、インダクタンス値Ｌ≧０．８μＨ、好ましくはＬ≧１．０μＨが必要となる。
【００６１】
さらに、この製粒粉末を外径１４ｍｍ、内径１０ｍｍの金型に入れ、金属磁性体粉末の充填率が６０体積％以上９０体積％以下になるように加圧成形し、その後金型より取り出した後、１５０℃にて２時間加熱処理して外径１４ｍｍ、内径１０ｍｍ、高さ３〜４ｍｍのトロイダルコアを得た。このトロイダルコアの透磁率を、測定周波数１００ｋＨｚの条件にて測定した。その結果を（表３）に示す。
【００６２】
さらに、この製粒粉末を内径１０ｍｍの金型に入れ、充填率が６０体積％以上８５体積％以下になるように加圧成形し、その後金型より取り出した後、１５０℃にて２時間加熱処理して直径１０ｍｍ、高さ１ｍｍの円板状の試料を得た。こうして得られた試料の上下面にＩｎ−Ｇａ電極を塗布成形し、これに電極を押し当てて上下面間の電気抵抗率を電圧５０Ｖで測定した。この円板状の試料をコイル部品として必要な耐熱信頼性試験１５０℃で４０００時間相当の熱処理をした後、上記と同様の条件で電気抵抗率を測定した。その結果を（表３）に示す。
【００６３】
（表３）より明らかなように、金属磁性体粉末の充填率が７０体積％以上であるとき優れたＬ値を実現できる。また、機械的強度の面からは、充填率が９０体積％以下が好ましい。金属磁性体粉末の充填率を高くすればするほど磁気特性が良くなるが実用性を考慮した機械的強度を確保するためには充填率が９０体積％以下とすることが必要である。
【００６４】
この時、端子の取り出し方法は、以上の方法に限らず、上下面に取り出してもよい。
【００６５】
また、図２〜図４の構造についても、基本的に同様の方法で作製することができる。すなわち、図２の構造では、あらかじめ第２の磁性体４にコイル２を巻いたものを用いるか、成型時にコイル２の中心に第２の磁性体４を挿入すれば良い。図３の構造については、成型時に上下パンチ金型２１、２２の当たる所に２枚の第２の磁性体４を置くか、あるいは図１の構造の磁性素子を作製した後、上下に第２の磁性体４を張り合わせても良い。図４の構造については、あらかじめ第２の磁性体４にコイル２を巻いたものを成型時に埋め込めばよい。
【００６６】
コイル２、１１の形状は丸線、平角線、箔状線など、構造と用途、必要とされるインダクタンス値や抵抗値に応じて選択すれば良い。コイル２、１１の導体の材質は、低電気抵抗が望ましいので銅または銀が用いられるが、通常銅を用いればよい。また、その表面は絶縁性樹脂で被覆されていることが望ましい。
【００６７】
第２の磁性体４には、透磁率が高く、飽和磁束密度が大きく、かつ、高周波特性に優れたものが望まれる。特に、透磁率に関しては、本発明の複合磁性体１よりも高い必要がある。実際に使用可能な材料としては、ＭｎＺｎフェライトやＮｉＺｎフェライト等のフェライト焼結体、Ｆｅ粉末、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ系合金やＦｅ−Ｎｉ系合金等の金属磁性体粉末を、ガラスなどの結着剤で固め、充填率９０体積％程度以上に緻密化したダストコアが挙げられる。このうちフェライト焼結体は、透磁率が高く、高周波特性に優れ、低コストでもあるが、飽和磁束密度は低い。ダストコアは飽和磁束密度が高く、高周波特性もある程度は確保できるが、フェライトよりも透磁率は低い。従って、用途に応じてこれらから選択すれば良いが、大電流下で使用することを考えると、飽和磁束密度の高いダストコアがより望ましい。ダストコアを用いる場合、ダストコアそれ自体は本発明の複合磁性体１に比べると電気抵抗が低いため、これがインダクタの表面、特に下面に露出している状態では使いにくく、絶縁化の必要がある場合がある。
【００６８】
この場合には、図３のように第２の磁性体４が表面に露出している構造よりも、図２のように内部に存在する構造が望ましい。なお、１つのインダクタで２種類以上の第２の磁性体４、たとえばＮｉＺｎフェライト焼結体とダストコアを組み合わせて用いてもよい。
【００６９】
本発明の複合磁性体１は、従来のダストコアとコンポジット磁性体の持つ特徴を併せ持つ。すなわち、コンポジット磁性体よりも高透磁率、高飽和磁束密度であり、ダストコアよりも高電気抵抗で、かつコイルをその内部に埋設することにより、磁路断面積を増加させることが可能で、磁性体それ自体としてダストコアやコンポジット磁性体よりも高特性である。さらに、より高透磁率の第２の磁性体４と組み合わせることによって、実効透磁率の最適化が可能であり、小型・高特性の磁性素子を得ることができる。また、その作製方法は、粉末成形のプロセスを適用し、成形時または成形後に百数十度で有機樹脂の硬化処理を行うだけで済むことから、ダストコアのように高圧で成形し、かつ特性を出すために高温でアニールする必要がなく、作製が容易で低コストである。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明にかかる複合磁性体およびそれを用いた磁性素子並びにその製造方法は、磁芯が優れた電気抵抗率を有し、かつ優れた磁気特性と優れた強度を有することで、小形化・薄型化に十分適応できる変圧器、電動機、チョーク、ノイズフィルター等の用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の実施の形態２における磁性素子の断面図
【図２】同第２の形態における磁性素子の断面図
【図３】同第３の形態における磁性素子の断面図
【図４】同第４の形態における磁性素子の断面図
【図５】磁性素子の作製方法を示す斜視図
【符号の説明】
【００７２】
１  複合磁性体
２  コイル
３  端子部
４  第２の磁性体
１１  コイル
１２、１３  端子部
２１  上パンチ金型
２２  下パンチ金型
２３  中金型
２４、２５  切り欠き部
【図１】
2007123376.tif 000008
【図２】
2007123376.tif 000009
【図３】
2007123376.tif 000010
【図４】
2007123376.tif 000011
【図５】
2007123376.tif 000012