一种磁性元件及该磁性元件的制造方法

一种磁性元件及该磁性元件的制造方法
【专利摘要】本发明提供了一种磁性元件及该磁性元件的制造方法，使之在高温环境下也能较容易地把进入到内部的水分排出。本发明所涉及的磁性元件(10)，具有：磁芯(20)，该磁性(20)包含磁性粉末，该磁性粉末的体积占有率相对于全体积而言，为60体积百分比～80体积百分比的范围内，粘合剂树脂，该粘合剂树脂的体积占有率相对于全体积而言，为12体积百分比以上，以及空孔，该空孔的体积占有率的相对于全体积而言，为8体积百分比以上；以及线圈(30)，该线圈(30)在由导线(31)卷绕而成的同时，被埋设在上述磁芯(20)内。
【专利说明】
-种磁性元件及该磁性元件的制造方法
技术领域
[0001 ]本发明设及一种磁性元件及该磁性元件的制造方法。
【背景技术】
[0002]例如在电感等的磁性元件里，存在着如专利文献1所示类型的元件。专利文献1所 示类型的磁性元件包括空屯、线圈、W及把此空屯、线圈包裹在内的磁忍，而磁忍由磁性体粉 末和树脂混合而构成。另外，空屯、线圈的末端与端子电极电连接。
[000引在先技术文献
[0004] 专利文献
[0005] 专利文献1:日本专利申请公开公报特开2007-081305号

【发明内容】

[OOOW 要解决的技术问题
[0007]但是，在上述专利文献1中所掲示的磁性元件具有吸水性。因此，如果不对吸水性 采取措施，比如在进行260度高溫的回流焊的时候，磁性元件内部所含的水分会汽化，由此 磁忍的体积还产生膨胀，进而导致使磁忍产生裂缝等问题。特别是，在形成线圈时，如果采 用具有粘融层的导线的情况下，由于粘融层的导线富于吸水性，因此所设及的问题就变得 更加显著了。并且，如上所述，磁忍的体积膨胀，磁忍的产生裂缝的情况下，还可能发生磁性 元件的电感降低的问题。
[000引因此，特别是对于需要通过回流焊来进行组装的磁性元件而言，要求其通过MSL (湿度敏感等级，Moisture Sensitivity Level)实验，来测量产品外观和产品电感的变化 率。
[0009] 另一方面，近几年，磁性元件对于M化的要求也变得更加严格，例如在M化实验中， 就要求1级品为在外部环境中可W放置无限长时间的物品。然而，专利文献1所掲示的磁性 元件却很难达到运样的磁性元件的要求。即，根据专利文献1不能实现下述的磁性元件，其 在进行高溫回流焊时，进入内部的水分可W轻易地被所述磁性元件放出。
[0010] 本发明正是鉴于上述所设及的问题而做出的，其目的为提供一种磁性元件及该磁 性元件的制造方法，其可W即使在高溫环境下，也能轻易地放出进入内部的水分。
[0011] 技术方案
[0012] 为了解决上述课题，本发明的第1观点为提供一种磁性元件，其特征为具有:
[0013] 磁忍，该磁忍包含磁性粉末，该磁性粉末的体积占有率相对于全体积而言，为60体 积百分比~80体积百分比的范围内，粘合剂树脂，该粘合剂树脂的体积占有率相对于全体 积而言，为12体积百分比W上，W及空孔，该空孔的体积占有率的相对于全体积而言，为8体 积百分比W上，W及线圈，该线圈在由导线卷绕而成的同时，被埋设在上述磁忍内。
[0014] 另外，本发明的磁性元件的其他的方面为，在上述的发明之外还优选具有下述特 点，即，上述磁性粉末、上述粘合剂树脂、W及上述空孔的体积占有率的合计作为100体积百 分比，上述粘合剂树脂的体积占有率相对于全体积而言，为12体积百分比~32体积百分比 的范围内，上述空孔的体积占有率相对于全体积而言，为8体积百分比~28体积百分比的范 围内。
[0015] 另外，本发明的磁性元件的其他的方面为，在上述的发明之外还优选具有下述特 点，即上述粘合剂树脂是娃树脂或环氧树脂中的任意一个。
[0016] 另外，本发明的磁性元件的其他的方面为，在上述的发明之外还优选具有下述特 点，即气体透过系数为600畑13.臟/(1112?36〇?日1：111)^上。
[0017] 另外，本发明的磁性元件的其他的方面为，在上述的发明之外还优选具有下述特 点，即上述磁性粉末的体积占有率为65体积百分比~75体积百分比的范围内。
[0018] 并且，本发明的磁性元件的其他的方面为，在上述的发明之外还优选具有下述特 点，即还具有端子部，该端子部与上述线圈的末端电连接，且被安装在上述磁忍的外周表 面，同时，相对于外部的实装基板，W电连接的方式安装在外部的实装基板上。
[0019] 另外，本发明的第2观点为一种磁性元件的制造方法，其特征为，具有:混合步骤， 在该混合步骤中把磁性粉末作为分母，把粘合剂树脂作为分子时的体积占有率设定在3/20 ~8/15范围内，来添加并混合磁性粉末和粘合剂树脂W形成混合物，充填步骤，在该充填步 骤中，把线圈设置在模具的筒装部内部，并且设置与上述线圈电连接的端子部，使其呈从成 型后的磁忍露出的状态，同时，向上述模具的筒装部内部填充上述混合物，W及压缩步骤， 在该压缩步骤中压缩在上述充填步骤被填充的上述混合物来使磁忍成型，在上述压缩步骤 中，通过调整压缩上述混合物的压力，来使空孔的体积占有率相对于上述磁忍收纳在8体积 百分比~28体积百分比的范围内，并使上述磁忍成型。
[0020] 有益效果
[0021] 根据本发明，磁性元件就可W即使在高溫环境下也很容易放出进入其内部的水 分。
【附图说明】
[0022] 图1是表示本发明的一个实施例的磁性元件的组成的立体图。
[0023] 图2是表示图1中的磁性元件内部组成的透视立体图。
[0024] 图3是表示图1中的磁性元件的组成的侧面截面图。
[0025] 图4是表示在本实施例的磁忍中，磁性粉末、粘合剂树脂及空孔的体积占有率的= 元相图。
[0026] 图5是表示形成本实例的磁性元件的磁忍的模具。
[0027] 图6是表示测量气体透过系数的测量设备的组成的概略图，其一部分为用截面来 表示的侧面图。
[002引附图标记说明
[0029] 10…磁性元件，20…磁忍，30…线圈，31…导线，31a…末端，40…端子部，41…侧面 安装部，42…底面安装部，43…端子用缺口部，44…嵌入部，100…模具，101…上侧冲模， 102…下侧冲模，103…上侧冲头，104…下侧冲头，200…测量设备，201…一个模型，201a--- 导入路，20化…膨胀空间，202…另一个模型，202a…固定空间，202b…排气路，203…密封部 件，210…加压手段，211…加压气缸，212…活塞，220…气体捕捉手段，221…导入气缸， 222…活塞，P…筒装部，S…内部空间
【具体实施方式】
[0030] W下，将根据附图对设及本发明的一个实施例的磁性元件10进行说明。另外，在W 下的说明中，使用XYZ直角座标系进行说明，X方向为连结图3的端子部40的方向，图3右侧为 Xl侧，左侧为X2侧。另外，把图1中端子部40的幅宽方向作为Y方向，图1中的左手前方为Yl 侦U，右里侧为Y2侧。另外，把图1中磁性元件10的厚度方向作为Z方向，上方为Zl侧，下方为Z2 侧。
[0031] <1.关于磁性元件10组成>
[0032] 图1是表示本实施例的磁性元件10组成的立体图。图2是表示图1中的磁性元件内 部组成的透视立体图。图3是表示图1中的磁性元件的组成的侧面截面图。
[0033] 如图1-图3所示，磁性元件10包括磁忍20，线圈30，W及端子部40。在本实施例的磁 性元件10是把线圈30埋入磁忍20内部的线圈封入型磁性元件。由此，在把磁忍20压制成型 的时候，把线圈30设置在模具100(参照图5)中由上方冲模101和下方冲模102所形成的筒装 部P中，并形成把端子部40或线圈30的末端夹在上方冲模101和下方冲模之间的状态，之后， 向筒装部填充磁性粉末和粘合剂树脂的混合物，进而加压形成磁忍20。
[0034] 线圈30是由导线31卷绕而构成的。在图1~图3所表示的组成中，导线31是圆导线， 导线31的末端31a从磁忍20内部向外部突出出去。
[0035] 构成此线圈30的导线31具有如铜一样的金属导体部、覆盖此金属导体部的如搪瓷 等一样的绝缘层W及覆盖此绝缘层的粘融层。粘融层，是在通过卷绕使导线31重叠在一起 的状态下，使邻接的导线31融化、粘结在一起的部分。由此，邻接的导线31就被粘着在一起， 可W防止线圈30松散。
[0036] 另外，粘融层包括通过加热使导线31粘融在一起的类型（例如由聚酷胺系树脂所 构成的粘融层），通过酒精等溶媒的作用使导线31粘融在一起的类型(例如可溶聚酷胺系树 脂所构成的粘融层)等，不过，只要使导线31能粘融，无论使用哪个类型都可W。使用具有相 关粘融层的导线31的线圈30,由于其具有粘融层，所W与使用不具备粘融层的导线的线圈 相比较，易呈现吸水性较高的状态。
[0037] 端子部40是安装在磁忍20外表面的部分，也是电连接于外部的实装基板的部分。 因此，在端子部40具有位于磁忍20侧面的侧面安装部41，和位于磁忍20底面的底面安装部 42。另外，端子部40上还设置有端子用缺口部43。端子用缺口部43是为了定位末端31a而在 端子部40上切出的部分。在把末端的31a定位于此端子用缺口部43的状态下，把端子部40与 末端31a进行电连接。在图1至图3所表示的组成中，端子部40在磁忍20外表面，通过例如焊 锡焊或激光焊接等手法，与末端31a电连接在一起。
[0038] 另外，如图2所示，端子部40的一部分为进入磁忍20内部的嵌入部44,不过也可W 不采用具有此嵌入部44的组成。
[0039] 另外，W上只是磁性元件10组成的一个例子，也可W不采用图1~图3所表示的组 成。例如，即使是不具备粘融层的导线，其绝缘层也具有吸水性，也会产生同样的问题。另 夕h磁忍20也具有吸水性。因此，使用不存在粘融层的导线的线圈，无论是使用把线圈埋入 磁忍内部的组成的情况下，还是使用不把线圈的埋设磁忍内部的非埋入类型的磁忍的情况 下，本发明都可适用。
[0040] <2.关于磁忍20的组成>
[0041] 其次，关于磁忍20的组成将在W下进行说明。本实施例的磁忍20是混合了磁性粉 末和粘合剂树脂的混合物。
[0042] 磁性粉末具体而言是软磁性金属粉末，例如从磁特性和容易得到等的观点来看优 选Fe性金属粉末，其中可W举出，Fe-Si-Al粉末(铁侣娃合金）Je-化粉末(坡莫合金），Fe- Co粉末(坡曼德合金）,Fe-Si-Cr粉末，Fe-Si娃钢，Fe性非结晶粉末等。另外，也可W由巧中W 上的上述磁性粉末所得的混合物。
[00创运些材料中，为了得到所需的磁特性，优选采用Fe-Si-Cr粉末。另外，磁性粉末的 粒径优选扣m~30WI1。另外，不限定磁性粉末的粒子形状，可W是略呈球状，或扁平形状等， 按照使用目的选定就行了。
[0044] 另外，作为粘合剂树脂，可W举出娃树脂、环氧树脂、PES(聚酸讽)树脂、PAI(聚酷 胺亚胺)树脂，PEEK(聚酸W太酬)树脂、酪醒树脂等，不过作为粘合剂树脂也可W用此外的 树脂。其中，从容易得到和耐热性等的观点来看，优选娃树脂和环氧树脂。
[0045] 另外，在形成磁忍20的时候，磁性粉末在磁忍20里所占的体积占有率为，在把磁性 粉末、粘合剂树脂和空孔的体积合计作为100体积百分比的时候，优选其满足下面的（1)- (3)的条件。
[0046] (1)优选磁性粉末的体积占有率在60体积百分比~80体积百分比的范围内。在磁 忍20中，磁性粉末所占的比例(体积占有率)小于60体积百分比的时候，产品的电感值化S) 比判定基准值低，因而不可取。
[0047] 另外，如果磁性粉末在磁忍20中所占的比例大于80体积百分比的时候，依据后述 (2)及(3)的条件，或是粘合剂树脂的比例小于12体积百分比，或是空孔的比例小于8体积百 分比。在此情况下，磁性粉末在磁忍20里所占的比例大于80体积百分比，而且粘合剂树脂的 比例小于12体积百分比的时候，作为成形体的磁忍20的强度就下降到对其无法进行处理的 程度，所W不可取。
[004引另外，磁性粉末在磁忍20里所占的比例如果大于80体积百分比，并且空孔的所占 的比例小于8体积百分比的时候，磁忍20的外观表面就会产生裂缝，因而不可取。相关的裂 缝的发生是因为下述理由，即被粘融层和磁忍20所吸收的水分，在M化实验被加热到约260 度时，变成体积更大的蒸汽，但是此蒸汽难W被向外部放出，从而导致裂缝的发生。
[0049] 从W上的说明可知，优选磁性粉末的比例在60体积百分比~80体积百分比的范围 内。
[0050] 另外，进一步优选磁性粉末的比例在65体积百分比~75体积百分比的范围内。在 此情况下，比起磁性粉末的比例为60体积百分比的情况，产品的电感值(Ls)能增大至约1.5 倍左右。另外，粘合剂树脂和空孔里面至少一方的体积占有率，可W为比各自的容许范围内 的下限值更大的值，由此气体透过性及磁忍20的成形体的强度中的至少一方，能够变得更 加良好。
[0051] (2)在满足上述（1)的状态下，优选粘合剂树脂在磁忍20上里所占的比例为12体积 百分比~32体积百分比的范围内。粘合剂树脂在磁忍20所占的比例超过32体积百分比的 话，必然会导致磁性粉末的比例小于60体积百分比，或是空孔的比例小于8体积百分比。运 里，如果粘合剂树脂的比例超过32体积百分比，并且磁性粉末的比例小于60体积百分比，那 么上述的产品的电感值化S)就会低于基准值，因而也不可取。另外，如果粘合剂树脂的比例 超过32体积百分比，并且空孔的比例小于8体积百分比，那么上述的成形体磁忍20外观表面 就会产生裂缝，因而也不可取。此外，还会产生下述问题，即由于裂缝的发生，电感值化）的 变化率也大于容许值范围。
[0052] 另外，如果粘合剂树脂在磁忍20中所占的比例小于12体积百分比，那么如上所述， 作为成形体的磁忍20的强度就会下降到无法处理的程度，所W不可取。运不同于上述的情 况，即磁性粉末在磁忍20里所占的比例大于80体积百分比，并且粘合剂树脂的比例小于12 体积百分比的情况，而是磁性粉末在磁忍20里所占的比例即使为60体积百分比~80体积百 分比范围内，同样会导致强度降低，成为不可取的状态。
[0053] 从W上说明可知，优选粘合剂树脂的比例在12体积百分比~32体积百分比的范围 内。
[0054] (3)在满足上述的（1)和(2)的状态下，优选磁忍20中的空孔比例为8体积百分比~ 28体积百分比的范围内。如果空孔的比例小于8体积百分比，与上述同样，成形体的磁忍20 的外观表面会产生裂缝，所W不可取。另外，由于成形体的磁忍20上产生裂缝，电感值化)的 变化率就会超出容许值范围。运不同于上述的情况，即磁性粉末在磁忍20里所占的比例大 于80体积百分比，并且空孔的比例小于8体积百分比的情况，而是磁性粉末在磁忍20里所占 的比例为60体积百分比~80体积百分比，但是同样会导致强度降低，成为不可取的状态。
[0055] 另外，空孔的比例小于8体积百分比的情况下，气体透过磁忍20时的气体透过系数 就会降低，所W如上所述在磁忍20内部产生蒸汽的时候，很难把此蒸汽释放到外部。
[0056] 另外，空孔的比例超过28体积百分比的话，磁性粉末的比例就会小于60体积百分 比，或者粘合剂树脂的比例会小于12体积百分比。为此，优选空孔的比例不超过28体积百分 比。
[0057] 对上述状态进行总结，即呈现如图4所表示的状态。图4是表示在磁忍20中，磁性粉 末、粘合剂树脂及空孔的体积占有率的；元相图。在此图4中，剖面线所表示的范围内部，磁 忍20的产品电感值化S)比基准值更高。另外，气体透过系数比标准值都也高，运样就能抑制 在磁忍20外观表面产生裂缝。并且，通过抑制磁忍20外观表面的裂缝的发生，可W使电感值 (L)的变化率低于容许值的上限。另外，关于成型后的磁忍20,也能得到可W进行处理的程 度的强度。
[0058] 其次，就本实施例的磁忍20的制造方法进行说明。首先，把磁性粉末和粘合剂树脂 混合在一起，在磁性粉末表面形成粘合剂树脂涂层(Coating)(与混合步骤相对应）。运时， 根据上述的磁性粉末和粘合剂树脂的体积占有率，把磁性粉末的体积占有率作为分母，把 粘合剂树脂的体积占有率作为分子时的体积占有率比率为3/20~8/15范围内，并据此来添 加磁性粉末和粘合剂树脂来形成混合物。
[0059] 把所设及的磁性粉末和粘合剂树脂混合在一起的情况下，优选采用行星式揽拌器 (Plane化巧Mixer)等使它们均一地分散混合在一起。
[0060] 另外，事先分别用导线31卷绕形成线圈30,并且把金属板冲压形成端子部40。此 后，使接线圈30的末端与端子部40W电导通的状态来连接在一起，从而制作半成品。为此， 可W使用比如焊锡焊来连接线圈30末端和端子部40,也可W用激光焊等烙接等方式来进行 连接。其次，把上述半成品设置在模具的筒装部P内。关于模具，可W使用例如图5所表示的 组成。图5是用于形成本实施例的磁性元件10的磁忍20用的模具100。图5所表示的模具100 具有上侧冲模101、下侧冲模102、上侧冲头103、W及下侧冲头104。上侧冲模101和下侧冲模 102-起形成贯穿孔。
[0061] 在此设置之后，为了夹住端子部40或线圈30的末端，使上侧冲模101相对于下侧冲 模102下降，成为夹住端子部40的状态。此后，使下侧冲头104位于上侧冲模101和下侧冲模 102所围成的筒装部P的下侧的状态。此后，填充磁性粉末和粘合剂树脂的混合物(与充填步 骤相对应）。
[0062] 接着，从筒装部P的上侧，插入上侧冲头103,把磁性粉末加压成型（与压缩步骤相 对应）。通过调整运时的加压力，就能调整在混合物内部存在的空孔的体积占有率。本实施 例中，通过对压缩混合物时的压力的调整，可W把磁忍20内的空孔的体积占有率控制在8体 积百分比~28体积百分比的范围内来进行成型。另外，还可W采用下述其他的手法，即事先 判明筒装部P内要填充的混合物的质量，相对于此混合物，使上侧冲头103和下侧冲头104移 动至筒装部P内部的目标位置，运样也能调整空孔的体积占有率。
[0063] 运样做，就可W通过加压成型来形成可W进行处理的程度的磁忍20。另外，在此加 压成型步骤之后，还有对成型后的磁忍20进行加热的热硬化步骤。
[0064] 另外，在加压成型步骤之后（如需进行热硬化步骤的情况下为热硬化步骤之后）， 根据不同的情况还可W把端子部40与线圈30的末端一起，使其面向磁忍20底面方面进行弯 折。并且，还可W使端子部40相对于底面位于同一表面的方式来进行弯折。由此，就形成了 SMD(Surface Mount device)类型的磁性元件 10。
[0065] 其次，就本实例的磁忍20的各个实施例进行说明。
[0066] (实施例A)
[0067] 实施例A中，磁性粉末是用化-Si-Cr粉末和Fe性非结晶粉末的混合粉末，并且粘合 剂树脂是使用信越化学工业株式会社（Shin-Etsu Chemical Co. ,Ltd.)制造的KR-25U商 品名称）的娃树脂，用行星式揽拌器来把它们混合在一起而得到混合物。之后，使用模具，把 混合物加压成型，而得到具有磁忍20的磁性元件10。运时，线圈30使用了住友电气工业株式 会社（Sumitomo Electric Industries)制的融着铜线，其绝缘层材质为聚酷胺亚胺 (化Iyamide-imide)，粘融层材质为环氧系树脂，该线圈的内径为4.5mm，外径8.Omm的状态， 卷绕成16.5应。另夕h运时的磁忍20的纵向为10mm，横向为10mm，厚度为5mm。
[0068] 运时，对磁性粉末的体积占有率、娃树脂的体积占有率、W及至孔的体积占有率进 行各种各样地变更，然后进行测量。运时，测量了磁忍20的密度、气体透过系数、产品电感值 化S)等各个项目。产品电感值化S)的判定基准值是7,产品电感值化S)在7W上的为合格(表 1的O符号），产品电感值化S)比7小的情况为不合格(表1中的X符号）。另外，成形体磁忍20 的体积尺寸是用卡错测量并算出的。另外，成形体的磁忍20的重量是采用电子天平来测量 的。同样，粘合剂树脂的重量也采用电子天平来测量。
[0069] 另外，气体透过系数使用如图6所示的测量设备200来进行测量。图6是表示测量气 体透过系数的测量设备200组成的概略图，其一部分是用截面来表示的侧面图。如图6所示， 测量设备200是通过把例如2个模具201、202拼对在一起，来形成内部空间S的组成。其中一 个的模具201中设置有导入路201a、W及比此导入路201a截面积更加宽大的膨胀空间20化。 另外，在导入路201a的开口侧还连着构成加压手段210的加压211气缸。加压手段210在加压 气缸21IW外，还具有被插入到加压气缸211的活塞212,通过压入活塞212,加压气缸211内 部的空气就有可能经过导入路201a被引进内部空间S里。
[0070] 另外，在另一个模具202上还设置有固定作为实验对象的磁忍(磁忍20S)用的固定 空间202曰，进一步还设置有排气路20化。固定空间202a被设置得比膨胀空间20化更宽广。固 定空间202a还设置有例如象0型密封圈那样的一对密封部件203,在此一对密封部件203之 间挟持着实验对象的磁忍20S。另外，在排气路202b的开口侧还连接着构成气体捕捉手段 220的导入气缸221。气体捕捉手段220在导入气缸221W外，还具有插入到导入气缸221的活 塞222,根据活塞222在导入气缸221里面移动的距离，就可W计量透过实验对象的磁忍20S 的气体的量。
[0071] 另外，在测定气体透过系数的时候，要在室内环境下进行。
[0072] 运里，实施例A中，气体透过系数实验对象的磁忍20S、产品电感值化S)测量用的磁 忍、W及其他的实验(有关M化实验及成形体强度的实验）的磁忍20,形状有所差异。即，为了 进行气体透过系数的测量，为了在如测量设备200-样的专用的测量设备上进行测定，实验 对象的磁忍20S的直径是12mm，厚度为5mm，并对此进行了测量。然而，因为在有关M化实验及 成形体强度的实验中，优选具有与本实施例的磁忍20同样形状的磁忍，所W采用了与设及 本实施例的磁忍同样形状的磁忍20进行了实验。另外，关于产品电感值化S)，采用了周知的 测量方法进行了测定。
[0073] 在此实施例A中，关于气体，是用大气进行计算和计量的。另外，测量压力（与大气 压的气压差）为〇.5atm，在维持此测量压力10秒钟之内，测量被引入到导入气缸221中的气 体。气体透过系数单位用cm3 ? mm/(m2 ? sec ? atm)来表示。
[0074] 另外，对磁忍20也进行了M化实验。M化实验条件为，在125°C实验槽内保存24小时 化r)(去除水分)之后，将其放入85°C-85 %的实验槽内保存168小时化r)(吸水），然后使其 通过峰值(Peak)溫度为260度的回流炉。具体而言，测量磁忍20外观表面上所产生的裂缝的 比例(裂缝产生率），并进一步测量电感值化)的变化率。另外，表1中，裂缝产生率为0的情况 为合格(表1中的符号），裂缝产生率大于0的情况为不合格(表1中的"X"符号）。另外， 关于电感值化)的变化率，收纳在-5% W内的时候为合格(表1中的符号），而当电感值 (L)的变化率超出-5%的时候为不合格(表1中的"X"符号）。
[0075] 另外，还判定了磁忍20成形体的强度。关于此磁忍20成形体的强度，是依据是否可 W对磁忍20成形体进行处理来判定的。即，可W对磁忍20进行处理的情况为合格(表1中的 符号），很难对磁忍20进行处理的情况为不合格(表1中的"X"符号）。
[0076] 并且，根据上述的各项目，总结的结果如表1所示。另外，在表1中，关于实施例Al~ A15,如上所述，（1)磁性粉末的体积占有率为60体积百分比~80体积百分比的范围内，（2) 作为粘合剂树脂的娃树脂的体积占有率为12体积百分比~32体积百分比的范围内，（3)空 孔的体积占有率为8体积百分比~28体积百分比的范围内，运些的体积占有率都存在于图4 中剖面线所表现的区域内。另一方面，比较例CAl~CA9中的磁性粉末的体积占有率、娃树脂 的体积占有率、和空孔的体积占有率中的至少1个，存在于图4中剖面线所表示的区域外。另 夕h表1中，除了比较例CAl~CA5W外，还记述了现有例PA。现有例子PA也是存在于图4中剖 面线所表示的区域外。
[0079] 另外，在上述的表1中，对于磁忍20、20S的成形体，磁性粉末的体积占有率Al，可W 依照下述算法来计算出来。即，通过在磁忍20,20S的成形体里面的磁性粉末的重量A2来除 W磁性粉末的比重A3,从而可W得到磁性粉末的体积A4。然后，通过把此磁性粉末的体积A4 除W磁忍20、20S的体积D，就能算出磁性粉末的体积占有率Al。
[0080] 另外，粘合剂树脂的体积占有率BI,可W按照下述算法来计算出来。在把磁性粉末 添加到粘合剂树脂内的情况下，通过把上述的磁性粉末的重量A2乘W粘合剂树脂的添加量 的重量百分比B2,就能算出粘合剂树脂的重量B3。此后，通过把粘合剂树脂的重量B3除W粘 合剂树脂的比重B4，就能算出粘合剂树脂的体积B5。另外，通过把粘合剂树脂的体积B5除W 磁忍20、20S的体积D，就能算出粘合剂树脂的体积占有率Bl。
[0081] 另外，空孔的体积占有率Cl,可W按照W下算法来计算出来。即，从磁忍20、20S的 体积D中扣除磁性粉末的体积A4和粘合剂树脂的体积B5，就得到了空孔的体积C2。并且，通 过把空孔的体积C2除W磁忍20、20S的体积D，就能算出空孔的体积占有率Cl。
[0082] 从表1明显可知，实施例Al~A15满足上述（1)~(3)的全部的条件，而且，运些的产 品电感值化S)、裂缝产生率、电感值化)的变化率、成形体强度等指标全部都合格(表1中的 符号）。
[0083] 还有，气体透过系数与裂缝产生率密切相关，在实施例Al~A15中，气体透过系数 最低为681cm3 ? mm/(m2 ? sec ? atm)(实施例A15中），都超过了600cm3 ? mm/(m2 ? sec ? atm)。另一方面，空孔的体积占有率为6体积百分比的时候(在比较例CA4、CA6、CA8中），气体 透过系数最大也不过是354cm3 ? mm/(m2 ? sec ? atm)(比较例CA4中）。因此，可W认为空孔的 体积占有率为8体积百分比W上的实施例Al~A15,与空孔的体积占有率小于8体积百分比 的比较例CA4、CA6、CA8之间，存在着显著的气体透过系数的差异，此差异影响了裂缝产生 率。
[0084] 另外，在现有例PA中，空孔的体积占有率为5体积百分比，其为最小值。因此，此时 气体透过系数在表1中为最低的206cm3 ? mm/(m2 ? sec ? atm)。
[00化]运里，在表1中，比较例CA5、CA7、CA9的磁忍20的成形体强度为不合格（表1中的 "X"符号），不过，其他的项目为合格(表1中的符号）。因此，如果满足下述条件，即MSL 实验中的裂缝产生率为0,电感值化)的变化率作为容许值限度(表1为-5%) W内的时候，而 且磁忍20的成形体强度可W用其他的手法来保证(比如说附加加强材料等）的话，那么也可 W使用运些比较例CA5、CA7、CA9。
[0086] 另外，比较例CAl~CA3中，产品电感值(Ls)比基准值(表1中为7)都小，运个产品电 感值化S)在表1中为不合格。可是，其他的项目为合格(表1中的符号）。因此，如果满足 下述条件，即M化实验中的裂缝产生率为0,电感值化）的变化率作为容许值限度（表1为- 5%) W内的时候，那么在产品电感值化S)低一些也没有问题的情况下，也可W使用运些比 较例CAl~CA3。
[0087] (实施例B)
[0088] 实施例B，通过用混合Fe-Si-化合金和Fe性非结晶粉末的粉末作为磁性粉末，进一 步作为粘合剂树脂采用了日本PELNOX，LTD.公司生产的环氧树脂作为主要成分，并通过行 星式揽拌机来混合运些材料得到混合物。之后，使用模具把混合物加压成型，就得到了具有 磁忍20的磁性元件10。运时，对磁性粉末的体积占有率、环氧树脂的体积占有率、W及空孔 的体积占有率进行各种各样地变换，并进行了测量。另外，所设及的实施例B的测量项目及 判定基准都与上述的实施例A相同。另外，在实施例B中，除了粘合剂树脂为环氧树脂W外， 其他条件都与表1中的情况相同。表2展示了其结果。
[0089]表2.在环氧树脂的情况下
[0090]
[0091] 从表2可W明显得知，实施例BI~B15满足上述（I)~（3)的全部条件，并且，运些的 产品电感值化S)、裂缝产生率、电感值化)的变化率、W及成形体强度等指标全部为合格(表 2中的符号）。
[0092] 另外，关于气体透过系数，在实施例Bl~B15中气体透过系数最低也为65如1113- mm/(m2 ? sec ? atm)(在实施例B13中），超过了600cm3 ? mm/(m2 ? sec ? atm)。另一方面，空孔 的体积占有率为6体积百分比的时候（比较例CB4、CB6、CB8)，气体透过系数最大也不过是 347cm3 ? mm/(m2 ? sec ? atm)(在比较例CB6中）。由此，空孔的体积占有率为8体积百分比W 上的实施例B1~B15，与空孔的体积占有率小于8体积百分比的比较例CB4、CB6、CB8之间，存 在着显著的气体透过系数上的差已，可W认为此差异影响了裂缝产生率。
[0093] 另外，在现有例PB中，空孔的体积占有率是5体积百分比，为最小值。由此，该现有 例的气体透过系数在表2也为最低的215cm3 ? mm/(m2 ? sec ? atm)。
[0094] 从W上说明可知，从表2的实验结果可W得到与表1同样的结果。
[00M] 另外，与表1同样，比较例CB5、CB7、CB9中，磁忍20的成形体强度在表2中也为不合 格(表帥的"X"符号），不过，其他的项目为合格(表帥的符号）。因此，如果满足下述 条件，即在MSL实验中的裂缝产生率作为0,电感值化）的变化率为容许值限度（表2中为- 5%) W内，并且磁忍20的成形体强度可W用其他的手法来保证（例如附加加强材料等）的 话，那么也可W使用运些比较例CB5、CB7、CB9。
[0096] 另外，在比较例CBl~CB3中，产品电感值化S)都比基准值(表2中为7)小，此产品电 感值化S)在表2中为不合格。可是，其他的项目为合格(表2中的符号）。为此，如果满足 下述条件，即在M化实验的裂缝产生率为0,电感值化）的变化率为容许值限度（表2中为- 5%) W内，那么对于那些对产品电感值化S)不要求那么高的产品，也可W采用比较例CBl~ CB3。
[0097] 另外，从上述的表1、表2的结果来看，在实施例Al~A15W及实施例Bl~B15的气体 透过系数，在上述的测量条件下均在500cm3 ? mm/(m2 ? sec ? atm) W上，比起比较例CAl~ CA9W及比较例CBl~CB9中的气体透过系数都要高很多。另外，在实施例Al~A15 W及实施 例Bl~B15的气体透过系数全都满足在600cm3 ? mm/(m2 ? sec ? atm) W上的条件，也满足为 650cm3 ? mm/(m2 ? sec ? atm) W上的条件。另外，在实施例Al~A15中，气体透过系数的最低 值为681cm3 ? mm/(m2 ? sec ? atm),无论实施例Al~A15中的哪一个，其气体透过系数都在最 低值W上。另外，在实施例Bl~B15中，气体透过系数的最低值为654cm3 ? mm/(m2 ? sec ? atm),无论实施例BI~B15中的哪一个，其气体透过系数都在最低值W上。
[0098] 在具有如上所述的组成的磁性元件10中，磁忍20中包含有:磁性粉末，该磁性粉末 的体积占有率相对于该磁忍20的全体积而言，在60体积百分比~80体积百分比的范围内， 粘合剂树脂，该粘合剂树脂的体积占有率相对于该磁忍20全体积而言，为12体积百分比W 上，W及空孔，该空孔的体积占有率相对于磁忍20全体积而言，为8体积百分比W上。并且， 此磁忍20中还埋设着由导线31卷绕而成的线圈30。
[0099] 因此，在进行如焊锡回流焊那样的高溫周境下，就可W很容易地把进入磁忍20内 部的水分放出。由此，就可W防止磁忍20产生体积膨胀，或者磁忍裂缝产生等问题。特别是， 用具有粘融层的导线31来形成线圈30的时候，其粘融层具有很强的吸水性，磁忍20上就很 容易产生裂缝，但是使用了本发明的话，就可W良好地防止此类的裂缝等的产生。
[0100] 因此，在本实施例的磁性元件10就实现了可W达到M化实验的第1级的要求的磁性 元件，也就是说，即使无时间限制地将其放置在外部环境中，也可W毫无问题地进行焊锡回 流焊。
[0101] 另外，因为可W防止在磁忍20上发生裂缝等问题，所W也就有可能防止磁性元件 10电感值低下的问题。
[0102] 另外，在本实施例中，把磁忍20中的磁性粉末、粘合剂树脂、W及空孔的体积占有 率的合计作为100体积百分比的话，粘合剂树脂的体积占有率相对于全体积而言，为12体积 百分比~32体积百分比的范围内，而空孔的体积占有率相对于全体积而言，为8体积百分比 ~28体积百分比的范围内。因此，如实施例A及实施例B所述，产品电感值化S)比基准值更 高，还能控制磁忍20上裂缝的发生。并且，还可W降低电感值化)的变化率，又可W确保作为 成形体的磁忍20的强度。
[0103] 并且，本实施例中，粘合剂树脂为娃树脂或环氧树脂。因此，在可W确保成型后的 磁忍20的强度同时，还可W确保耐热性。特别是，因为娃树脂比环氧树脂的耐热性更出色， 所W优选用于对耐热性要求较高的车载用的电子元件上。
[0104] 另外，在本实施例中，无论是实施例A及实施例B中的任何一个磁性元件10,其气体 透过系数都在600cm3 . mm/(m2 . sec . atm)W上。因此，即使导线31的粘融层和磁忍20等吸 收水分，并在此状态下不采取任何措施就进行焊锡回流焊，也可W防止磁忍20上产生裂缝 等。
[0105]并且，在本实施例中，优选磁性粉末的体积占有率为65体积百分比~75体积百分 比的范围内。在此范围内，从实施例A及实施例B可W明显得知，比起磁性粉末的比例为60体 积百分比的情况，上述的各个实施例中的产品电感值化S)的值增大至约1.5倍左右。另外， 粘合剂树脂和空孔里面至少一方的体积占有率为比各自的容许范围的下限更大的值，由此 气体渗透性及磁忍20的成形体强度中的至少一方可W变得更好。
[0106] 并且，就本发明的磁性元件的发明而言，磁性元件10还进一步具有端子部40。即， 端子部40与末端31a电连接在一起，被安装在磁忍20外周表面，同时，相对于外部实装基板 W电连接的方式被安装在外部实装基板上。因此，可W实现磁性元件10作为SMD(表面实装） 类型，用焊锡回流焊等，可W实现磁性元件10在实装基板上的实装。
[0107] <变形例〉
[0108] W上，就本发明的一个实施例进行了说明，不过，本发明在此之外，还可W有各种 各样的变形。W下，将对此进行说明。
[0109] 在上述实施例中，磁性粉末、粘合剂树脂、W及空孔的3个要素的体积占有率的合 计等于磁忍20体积的100体积百分比（全体积）。然而，只要满足上述的条件（1)~（3)，那么 运3个要素的体积占有率的合计，可W小于100体积百分比。即，磁忍20中可W包含上述的3 个要素 W外的要素。
[0110] 另外，在上述实施例中，把磁性粉末和粘合剂树脂的混合物压缩成型，从而形成了 具有所希望的空孔率的磁忍20。然而，磁忍20也可W通过压缩成型W外的制造方法来形成。 例如，也可W混合进具有耐热性，且具有可W溶于溶媒的可溶型聚酷亚胺，并在加压成型磁 忍20之后，使用有机溶剂使溶媒可溶型聚酷亚胺溶化，运样磁忍20中就可W形成空孔。
[0111] 另外，上述的实施例中，作为磁性元件，全部是W电感为例子进行说明的。然而，作 为磁性元件，本发明还可W适用于变压器等电子元件。
【主权项】
1. 一种磁性元件，其特征为，具有： 磁芯，该磁芯包含磁性粉末，该磁性粉末的体积占有率相对于全体积而言，为60体积百 分比~80体积百分比的范围内，粘合剂树脂，该粘合剂树脂的体积占有率相对于全体积而 言，为12体积百分比以上，以及空孔，该空孔的体积占有率的相对于全体积而言，为8体积百 分比以上， 以及线圈，该线圈在由导线卷绕而成的同时，被埋设在上述磁芯内。2. 根据权利要求1所记述的磁性元件，其特征为， 上述磁性粉末、上述粘合剂树脂、以及上述空孔的体积占有率的合计作为100体积百分 比， 上述粘合剂树脂的体积占有率相对于全体积而言，为12体积百分比~32体积百分比的 范围内， 上述空孔的体积占有率相对于全体积而言，为8体积百分比~28体积百分比的范围内。3. 根据权利要求1或2所记述的磁性元件，其特征为， 上述粘合剂树脂是硅树脂或环氧树脂中的任意一个。4. 根据权利要求1至3中任意1项所记述的磁性元件，其特征为， 气体透过系数为600cm3 · mm/(m2 · sec · atm)以上。5. 根据权利要求1至4任意1项所记述的磁性元件，其特征为， 上述磁性粉末的体积占有率为65体积百分比~75体积百分比的范围内。6. 根据权利要求1至5任意1项所记述的磁性元件，其特征为， 还具有端子部，该端子部与上述线圈的末端电连接，且被安装在上述磁芯的外周表面， 同时，相对于外部的实装基板，以电连接的方式安装在外部的实装基板上。7. -种磁性元件的制造方法，其特征为，具有： 混合步骤，在该混合步骤中把磁性粉末作为分母，把粘合剂树脂作为分子时的体积占 有率设定在3/20~8/15范围内，来添加并混合磁性粉末和粘合剂树脂以形成混合物， 充填步骤，在该充填步骤中，把线圈设置在模具的筒装部内部，设置与上述线圈电连接 的端子部，使其呈从成型后的磁芯露出的状态，同时，向上述模具的筒装部内部填充上述混 合物， 以及压缩步骤，在该压缩步骤中压缩在上述充填步骤被填充的上述混合物来使磁芯成 型， 在上述压缩步骤中，通过调整压缩上述混合物的压力，来使空孔的体积占有率相对于 上述磁芯收纳在8体积百分比~28体积百分比的范围内，并使上述磁芯成型。
【文档编号】H01F27/255GK105976995SQ201610140763
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年3月11日
【发明人】中村昭彦, 川原井贡
【申请人】胜美达集团株式会社