专利名称：磁性元件及磁性元件的制造方法
技术领域：
本发明涉及使用于电感、噪声滤波器、变压器等的电子零部件的磁性元件以及磁性元件的制造方法。
背景技术：
近年来，对电子设备和电子零部件越来越要求提高性能、小型化以及提高安全性等。特别是磁性元件，往往使用于信号的传递、电源的整流等那样的使电子设备工作时的重要的用途。因此，当然除了高性能化和小型化外，也要求确保更好的安全性。
使磁性元件的性能和安全性下降，或使其发生障碍的主要原因之一是使用环境的温度变化(也称为温度负荷)。例如，像在常温那样温度负荷比较小的状态下使用磁性元件时，磁性元件的性能和安全性降低的危险也小。但是，在高温环境下使用搭载磁性元件的电子设备的情况下，或磁性元件本身安装于伴随比较大的电流的电源电路等的情况下，磁性元件的各项特性往往变得不稳定。在这样的情况下，磁性元件有可能在电路、设备中发生热失控或误动作。因此，即使是在磁性元件上加大温度负荷的情况下，也要求有稳定的温度特性。
向来，磁性元件上具有线圈和至少两个以上的磁芯。这样的磁性元件存在使磁芯之间直接接合的类型。在这种类型的磁性元件中，磁芯的端面(与磁路垂直相交的底面)之间相互接触。但是，对相互接合的端面进行微观观察时，可以看出在该端面存在研磨伤痕或磁体的烧结表面等形成的不计其数的凹凸。因此，接合的端面不是该端面完全接触，而是处于部分接触状态。因此，一旦磁性元件受到温度负荷，磁芯发生膨胀和收缩等情况时，微小的凹凸部分的接触比例发生变化，因此，各特性随温度发生变化的情况(各特性的温度特性)有恶化的问题。
为了解决上述问题，使磁芯的端面尽可能平坦是有效的方法。作为使端面平坦的方法有例如使用精密切削或研磨等，还有化学研磨等方法。在这种情况下，端面的凹凸在最小的状态下可以抑制于3微米的高低差以下。但是，上述方法要求切削机器和研磨机器有高精度，同时需要一连串的工序，加工时间也大幅度增加了。因此，由于成本和工序所花的时间上等的关系，对于磁性元件的批量生产不便采用。在这里，作为改善如上所述问题的技术，已知有例如专利文献1那样的技术。
在专利文献1所述的磁性元件中，在磁芯中形成磁路的地方的至少一处以上，利用切削或研磨等手段形成间隙，在该间隙中插入稀土类磁铁、即永磁体粉末和树脂的混合物形成的粘结磁铁。借助于此，可以谋求提高各特性的温度特性。
专利文献1特开2004-103658号公报(图5、图6)发明内容发明所要解决的问题但是，专利文献1中所公开的磁性元件中，设置能够插入粘结磁铁的间隙时，需要进行切削和研磨等工序。而且，在专利文献1所公开的磁性元件中，必须对每一个零部件进行这样的工序。因此专利文献1所公开的磁性元件的生产效率极低。又，专利文献1所公开的磁性元件中，配置发生与流入铁氧体等磁芯的磁通的方向相反方向的磁力的永久磁铁。因此，实际安装电感零件时，不仅要注意方向性，而且假如电流的输入方向变为反方向，则磁通与磁力的方向变成相同，也会发生导致温度特性变坏的影响。
本发明是依据上述情况而作出的，其目的在于，提供一种能够在温度发生变化的情况下也能够抑制各特性变化，具备稳定的温度特性的磁性元件和磁性元件的制造方法。
解决课题的手段为了解决上述存在问题，本发明的磁性元件具备通过卷绕导体形成的线圈，由磁性材料构成、同时使线圈产生的磁通通过的多个磁芯构件，以及设置于多个磁芯构件中相互对置的磁芯构件之间、同时具备非磁性且为绝缘性材料而形成的温度特性调整部件；所述温度特性调整部件与对置的磁芯构件的各对置面接触，同时该温度特性调整部件的厚度尺寸设置在大于等于3微米小于等于30微米的范围内。
在这样构成的情况下，因为在相互对置的磁芯构件之间配置有温度特性调整部件，所以利用该温度特性调整部件的存在，形成磁芯构件的端面相互与温度特性调整部件紧贴的状态。因此，能够防止接合的磁芯构件之间只有部分接触，大部分为不接触部分的情况的发生。因此能够谋求磁性元件的各特性的温度特性的稳定化。又，通过确保磁性元件各特性的温度特性的稳定化，也能够改善以同样规格制造的产品各特性的温度特性偏差。能够提高该产品的质量。又，通过将本发明的温度特性调整部件的厚度尺寸限定于大于等于3微米小于等于30微米的范围，能够对高精度的温度特性调整部件不采用精密切削、研磨以及化学研磨等方法就容易地且以低成本取得该调整部件。而且，能够抑制磁导率的下降，同时使其处于不容易发生磁饱和的状态。
又，另一发明是，在上述发明的基础上，温度特性调整部件是以陶瓷材料为成分构成的。在这样构成的情况下，温度特性调整部件可以采用薄膜形成技术形成。借助于此，与进行切削、研磨等情况相比，能够抑制工时的增加，谋求降低成本。而且能够高精度地形成温度特性调整部件。
进而，另一发明是，在上述发明的基础上，温度特性调整部件是以树脂材料为成分构成的。在这样构成的情况下，温度特性调整部件可以采用薄膜形成技术形成。借助于此，与进行切削、研磨等情况相比，能够抑制工时的增加，谋求降低成本。而且能够高精度地形成温度特性调整部件。
又，另一发明是，在上述发明的基础上，温度特性调整部件是以陶瓷材料与树脂材料混合所得的混合材料为成分构成的。在这样构成的情况下，能够在一个工序中大量生产温度特性调整部件。因此，与进行切削、研磨的情况相比，能够抑制工时数和成本的增加，同时能够以高精度的尺寸范围形成温度调整部件。因此，能够降低磁性元件的制造成本，同时能够提高温度调整部件的质量。
进而，另一发明是，在上述发明的基础上，温度特性调整部件由薄膜状固体部构成，同时该固体部的设置为与磁芯构件的各对置面紧贴的状态。在这样构成的情况下，多个磁芯构件中相互对置的磁芯构件之间设置薄膜状的固体部。因此磁芯构件相互不接触。借助于此，能够防止多个磁芯构件相互接触时只有部分接触的情况发生。因此，磁性元件即使承受温度负荷，也能够防止由于磁芯构件的膨胀和收缩引起对置面上的微小的凹凸部分的接触比例发生变化，磁性元件的各特性因温度而变化。
又，另一发明是，在上述发明的基础上，温度特性调整部件由粉末体附着形成的固体部构成，同时该固体部的设置为与磁芯构件的各对置面紧贴的状态。在这样构成的情况下，多个磁芯构件中相互对置的磁芯构件之间设置粉末体附着形成的固体部。因此磁芯构件相互不接触。借助于此，能够防止多个磁芯构件相互接触时只有部分接触的情况发生。因此，磁性元件即使承受温度负荷，也能够防止由于磁芯构件的膨胀和收缩引起对置面上的微小的凹凸部分的接触比例发生变化，磁性元件的各特性因温度而变化。
进而，本发明的磁性元件利用如下所述的制造方法制成。所述方法具备下述步骤，即在多个磁芯构件的表面上形成薄膜的薄膜形成步骤；将通过卷绕导体形成的线圈设置于磁芯构件上的线圈设置步骤；将通过薄膜形成步骤形成薄膜的磁芯构件以该薄膜露出的状态支持于至少两个或两个以上的磁芯支持夹具上的支持步骤；以处于露出状态的薄膜对置的状态，使两个或两个以上的磁芯支持夹具相互接近、按压处于对置状态的薄膜并使它们相互接近的接触步骤；以及在接触步骤之后，通过磁芯支持夹具使磁芯构件振动，使处于接触状态的薄膜之间相互熔敷的熔敷步骤。
通过采用这样的制造方法，磁性元件通过在对磁芯构件按压的状态下对磁芯构件施加振动，使形成于磁芯构件上的薄膜热熔敷。因此，在熔敷完成之后，薄膜部之间没有瑕疵地被加以固定，在磁性元件中不必为了固定各接合的磁芯构件而卷绕带子，可以减少工时。又，通过使多个磁芯构件支持于磁芯支持夹具，能够大量实施熔敷，大量生产磁性元件。因此能够减少制造工数、工数时间并且大幅度降低成本。
采用本发明，能够使磁性元件各特性的温度特性稳定化。
图1A是从侧面观察本发明第1～第3实施形态的磁性元件的结构的透视图。
图1B是从图1A中的A-A线切断情况下的正面观察的剖面图。
图2是图1A所示的磁性元件中箭头B所示的部分的放大图。
图3是本发明第2实施形态中图1A所示的磁性元件中箭头A所示部分的放大图。
图4是本发明第2实施形态中构成固体部的粉末采用最大颗粒直径为约15微米的氧化铝粉末的情况下的磁性元件的温度与电感的温度特性的关系图。
图5A表示在本发明第3实施形态中，箭头A所示部分的放大图，表示在EP磁芯的双方形成涂层部，使粉末附着于其一涂层部形成固体部的情况。
图5B表示在本发明第3实施形态中，箭头A所示部分的放大图，表示在EP磁芯的一方附着粉末，使另一方形成涂层部以形成固体部的情况。
图5C表示在本发明第3实施形态中，箭头A所示部分的放大图，表示将涂层材料与粉末混合以形成固体部的情况。
图6A是从其侧面观察本发明第4实施形态的磁性元件的结构的透视图。
图6B是从图6A中的K-K线切断情况下的正面观察时的剖面图。
图7是图6A所示的磁性元件中的箭头M所示的部分的放大图。
图8是利用超声波熔敷的磁性元件的制造工序的示意图。
符号说明10、40、60、80磁性元件12磁芯体12a、12b EP磁芯12e、12f 端面16、42、62、82固体部(对应于温度特性调整部件)42a、62c 粉末62a 涂层部84a、84b 薄膜部62b 粉末部最佳实施方式第1实施形态下面根据图1和图2对本发明第1实施形态的磁性元件10进行说明。图1是本发明第1实施形态的磁性元件10的结构图。图1A是从其侧面观察的透视图，图1B是从图1A中的A-A线切断的正面观察的剖面图。图2是图1A中的箭头B所示的部分的放大图。又，在图1A中，所谓一端侧是指右侧，所谓另一端侧是指左侧。
磁性元件10，如图1A所示，主要由左右对称的两个EP磁芯12a、12b构成的磁芯体12、EP磁芯12a与EP磁芯12b之间配置的作为温度特性调整部件的固体部16、以及设置于磁芯体12的磁芯18上卷绕的线圈20构成。还有，各EP磁芯12a、12b相当于磁芯构件。
磁芯体12通过将左右对称的EP磁芯12a、12b接合构成。这些当中，EP磁芯12a的形状如图1所示，下表面12c侧和图1A中的一端侧的端面12e形成开口地挖开为大致半圆柱状(以下将该挖开的部分称为凹部120)。而且在该凹部120中，圆柱形状的磁芯18a从另一端侧的壁面12d向一端侧的端面12e突出。还有，EP磁芯12b的形状形成与EP磁芯12a左右对称的形状。在以下的说明中，将EP磁芯12b中相当于磁芯18a的磁芯称为磁芯18b。
又，在EP磁芯12a的一端侧的端面12e与EP磁芯12b的另一端侧的端面12f之间设置厚度尺寸在大于等于3微米小于等于30微米范围的固体部16。
也就是说，相对于EP磁芯12a的端面12e和EP磁芯12b的端面12f两者，固体部16形成与其接合的状态。固体部16利用氧化铝或二氧化硅等陶瓷材料粉末、或环氧树脂或硅树脂等薄膜形成。又，固体部16只要是非磁性并且具有绝缘性的材料，则上述材料以外的材料也可以。
又，设置成薄膜状的固体部16利用使用PVD(物理气相沉积；PhysicalVapor Deposition)技术的离子镀、真空蒸镀、离子束蒸镀等蒸镀、印刷涂膜方法、静电涂布方法或静电涂膜法等形成。借助于此，固体部16以填埋端面12e、12f的微小凹凸的状态进入(参照图2)。又，在形成固体部16时也可以采用其他方法。在本实施形态中，在EP磁芯12a的端面12e上使用上述各种方法中的任意一种方法形成固体部16。而且，形成固体部16的EP磁芯12a与不形成固体部16的EP磁芯12b接合。如图2所示，在EP磁芯12a与EP磁芯12b接合的状态下，固体部16的另一端侧紧贴着端面12e，同时在固体部16的一端侧上紧贴着端面12f。又，固体部16也可以只形成于端面12f。进而可以将固体部16做成一半厚度，该一半厚度的固体部16也可以分别形成于EP磁芯12a、12b两者的端面12e、12f。
又，在磁芯体12的磁芯18上卷绕用珐琅等绝缘膜包覆的导体20a。借助于此，在磁芯18(磁芯18a、磁芯18b)的外周面上，配置使磁芯体12激发磁通的线圈20。在这里，在预先空心卷绕所希望的匝数的线圈20的空心部插通一个磁芯18a(磁芯18b)，其后将另一磁芯18b(磁芯18a)插通线圈20的空心部，使EP磁芯12a、12b相互接合，以此将线圈20安装于磁芯18。又，作为其他安装方法，有使用绕线筒构件的方法。绕线筒构件具有卷绕框架部，在该卷绕框架部两端设置有锷部。而且，在绕线筒构件上具有插通磁芯18a、18b的插通孔。在这样的绕线筒构件的卷绕框架部上卷绕线圈20，插通于EP磁芯12a、12b的磁芯18a、18b，使EP磁芯12a、12b相互接合等，线圈20就被安装于磁芯18上。
又，在使固体部16介于其间的状态下，使EP磁芯12a与EP磁芯12b接合之后，用带子卷绕磁性元件10的外周。以此将EP磁芯12a与EP磁芯12b相互固定。这样形成磁性元件10。
如上述那样构成的磁性元件10中，在EP磁芯12a与EP磁芯12b之间设置固体部16。而且，EP磁芯12a与EP磁芯12b形成相互与固体部16紧贴的状态。因此，EP磁芯12a与EP磁芯12b相互不接触，能够防止它们相互之间只有部分接触，不接触的部分比例变大的情况的发生。由于该固体部16的存在，与EP磁芯12a、12b的接合状态不可靠的(由于温度变化，端面12e、12f的微观上的凹凸接触状态发生变化)情况相比，能够谋求磁性元件10的各特性在温度方面的稳定化。又，通过确保磁性元件10的各特性在温度方面的稳定性，也能够改善以同样的规格制造的产品的各项特性的温度特性的偏差，能够提高该产品的质量。而且，通过将固体部16的尺寸范围限定在大于等于3微米小于等于30微米的范围，能够抑制磁导率的下降，同时形成不容易产生磁饱和的状态，并且能够抑制电感、阻抗等数值的下降。
又，磁性元件10中，固体部16利用陶瓷材料或树脂材料构成。因此可以采用薄膜形成技术形成固体部16，可以在一个工序中大量生产相同质量的固体部16。因此，与进行切削、研磨等加工的情况相比，能够抑制工时和成本的增加，同时能够以高精度的尺寸范围形成固体部16。因此能够降低磁性元件10的制造成本，也能够提高固体部16的质量。
又，在磁性元件10中，固体部16与EP磁芯12a、12b的端面12e、12f直接接触。因此可以认为，即使是在磁性元件10受到温度负荷(发生温度变化)使EP磁芯12a、12b发生热膨胀或发热之后的冷收缩的情况下，固体部16也能够起作用以缓和该热膨胀或发热之后的冷收缩。因此磁性元件10的温度特性稳定，能够防止磁性元件10的温度特性发生偏差。
第2实施形态下面对本发明的第2实施形态的磁性元件40进行说明。还有，在本实施形态中，磁性元件40的大概结构与图1所示的磁性元件相同，因此其说明省略。又，与第1实施形态相同的构件、相同的部分标以相同的符号同时省略或简化其说明。在第2实施形态中，由于形成与第1实施形态相同的结构，因此只对与第1实施形态不同的部分进行叙述。
图3是图1A中箭头B所示的部分的放大图。又，图4是构成作为温度特性调整部件的固体部42的粉末42a采用最大颗粒直径为约15微米的氧化铝粉末的情况下的磁性元件40的温度、与电感的温度特性的关系图。
还有，磁性元件40具有与第1实施形态的固体部16微观结构不同的固体部42。
在磁性元件40中，也与第1实施形态相同，在EP磁芯12a一端侧的端面12e与EP磁芯12b的另一端侧的端面12f之间，设置具有大于等于3微米小于等于30微米范围的厚度尺寸的固体部42。在这里，在第2实施形态中，固体部42通过使大于等于3微米小于等于30微米尺寸范围的粉末直接附着于EP磁芯12a的一端侧的端面12e与EP磁芯12b的另一端侧的端面12f构成。也就是说，在将EP磁芯12a与EP磁芯12b接合的状态下，如图3所示，固体部42形成具有直接附着于端面12e与端面12f的许多粉末42a的状态。
又，在将EP磁芯12a与EP磁芯12b接合形成磁芯体12时，使粉末42a附着于EP磁芯12a或EP磁芯12b的某一方或双方，在这样的状态下将EP磁芯12a与EP磁芯12b接合。粉末42a由例如氧化铝或二氧化硅等陶瓷材料的粉末，或环氧系树脂、硅树脂等的粉末构成。还有，粉末42a只要是非磁性且具有绝缘性的材料，则其他材料也可以。粉末42a的形状只要是最大颗粒直径在大于等于3微米小于等于30微米的范围内就没有其他特别限定。
又，粉末42a利用其自身具有的附着力(例如摩擦力等)，或通过使EP磁芯12a和EP磁芯12b带静电，附着于端面12e与端面12f。在本实施形态中，如图3所示，在将EP磁芯12a与EP磁芯12b接合的状态下，固体部42直接与端面12e、12f接触。还有，在本实施形态中，粉末42a与端面12e、12f部分接触。但是，在本实施形态中端面12e和端面12f为不直接接触，相互之间保持距离的状态。
又，在本实施形态中，将EP磁芯12a与EP磁芯12b接合，使固体部42与端面12e、12f接触之后，用带子卷绕磁性元件40的外周，以此将EP磁芯12a与EP磁芯12b相互固定。
如上述那样构成的磁性元件40中，在磁芯体12上设置使粉末42a直接附着的固体部42。而且EP磁芯12a与EP磁芯12b设置为与固体部42接触的状态。因此，EP磁芯12a与EP磁芯12b不相互接触。借助于此，能够防止EP磁芯12a与EP磁芯12b相互之间只有部分接触，不接触的部分的比例变大的事态的发生。因此，与EP磁芯12a、12b的接触状态不可靠的情况相比，能够谋求磁性元件40的温度特性的稳定化。而且，通过确保磁性元件40的温度特性的稳定化，也能够改善以相同的规格制造的产品的温度特性的偏差，提高该产品的质量。而且，通过将固体部42的尺寸范围和粉末42a的最大直径限定于大于等于3微米小于等于30微米的范围，能够抑制磁导率的下降，同时形成不容易产生磁饱和的状态，并且也能够抑制电感、阻抗等数值的下降。
又，在磁性元件40中，固体部42由以陶瓷或树脂为材料的粉末42a构成。因此，利用附着力形成粉末42a构成的固体部42，以此能够在一个工序中大量形成相同质量的固体部42。因此，与进行切削、研磨等的情况相比，能够抑制工时和成本的增加，同时能够以高精度的尺寸范围形成固体部42。因此，能够降低磁性元件40的制造成本，也能够提高固体部42的质量。
又，在磁性元件40中，固体部42与端面12e、12f直接接触。因此可以认为，即使是在磁性元件40承受温度负荷(发生温度变化)，引起EP磁芯12a、12b热膨胀或发热之后的冷收缩的情况下，固体部42也能够起作用以缓和热膨胀或发热之后的冷收缩。因此，磁性元件40的温度特性稳定，能够防止磁性元件40的温度特性发生波动。
还有，图4是构成固体部42的粉末42a采用最大颗粒直径为约15微米的粉末，同时粉末42a采用氧化铝粉末的情况下的磁性元件40的温度、与电感的温度特性的关系图。在这里，虚线表示已有的产品(磁芯之间不配置固体部42，直接接合的产品)的5个样品的试验结果，实线表示具备上述氧化铝粉末构成的固体部42的磁性元件40的5个样品的试验结果。作为该结果，已有的产品，各电感的温度特性有很大不同，特别是在温度负荷变大、20℃以上的环境下特性变得不稳定。另一方面，磁性元件40的5个样品的表示特性的曲线大致相同，质量稳定。
根据图4的结果，考察已有的产品与本发明的磁性元件40之间的差异产生的原因。在磁芯的端面上残留有研磨伤痕或磁体的烧结表面等形成的凹凸，因此，在将不具有固体部42的磁芯相互接合时，由于该凹凸的存在，形成端面之间直接接触的部分与不接触的保持有间隔的部分混合存在的状态。因此一旦磁芯发生热膨胀或发热之后的冷收缩，就会发生接触着的部分离开或本来分离开的部分发生接触的现象。而且可以认为，接触的部分/分离开的部分对于各磁体是不相同的。因此，电感的温度特性变化会发生波动。
另一方面，在磁性元件40的情况下，如图3所示，在EP磁芯12a、12b两者之间设置固体部42。因此能够防止EP磁芯12a、12b相互之间直接接触。借助于此，能够防止EP磁芯12a、12b相互之间只有部分接触的状态发生。而且可以认为，固体部42起着缓和EP磁芯12a、12b发生热膨胀或发热之后的冷收缩的作用，而且有以规定的尺寸使EP磁芯12a、12b之间保持距离的作用。又，图4上只表示出磁性元件40的电感的温度特性，但是可以认为，例如直流叠加特性、磁芯损耗或品质因数等的温度特性的稳定化也能够实现。
第3实施形态下面对本发明第3实施形态的磁性元件60进行说明。还有，在本实施形态中，磁性元件60的大概结构与图1所示的结构相同，因此其说明省略。又，与第1实施形态相同的构件、相同的部分标以相同的符号同时省略或简化其说明。
还有，第3实施形态中的磁性元件60，由于形成与第1实施形态的磁性元件60相同的结构，因此只对与第1实施形态不同的部分进行叙述。又，与第1实施形态相同的构件、相同的部分标以相同的符号同时省略或简化其说明。还有，在第3实施形态中，由于形成与第1实施形态相同的结构，因此只对不同于第1实施形态的部分进行叙述。
又，图5是图1A中箭头B所示的部分的放大图，图5A表示在EP磁芯12a、12b双方形成涂层部62a，使粉末62c附着于其一涂层部62a形成固体部62的情况；图5B表示在EP磁芯12a、12b的一方附着粉末62c，使另一方形成涂层部62a以形成固体部62的情况；图5C表示将涂层材料62a与粉末62c混合以形成固体部62的情况。又，图6A中一端侧是指右侧，另一端侧是指左侧。
磁性元件60具有与第1实施形态的固体部16和第2实施形态的固体部42微观结构不同的、作为温度特性调整部件的固体部62。
在该磁性元件60中，也与第1实施形态相同，在EP磁芯12a的一端侧的端面12e与EP磁芯12b的另一端侧的端面12f之间设置厚度尺寸在大于等于3微米小于等于30微米范围的固体部62。在这里，在本实施形态中，固体部62由涂层部62a和具有大于等于3微米小于等于30微米的尺寸范围的粉末部62b构成，分类为如下所述3种形态。
在第1种形态中，如图5A所示，在端面12e和端面12f双方形成薄膜状涂层部62a、62a。又，在形成涂层部62a、62a之后，使涂层部62a、62a的任意一方附着粉末62c，以此形成粉末部62b。又，在形成粉末部62b之后，将只形成涂层部62a的EP磁芯12a、EP磁芯12b与形成涂层部62a和粉末部62b两者的EP磁芯12b、EP磁芯12a接合，以此形成固体部62。
在第1种形态中，在将EP磁芯12a与EP磁芯12b加以接合的状态下，如图5A所示，在EP磁芯12a的端面12e和EP磁芯12b的端面12f，形成涂层部62a、62a直接接触的状态。而且，形成在涂层部62a、62a的端面附着许多粉末62c的状态。因此，端面12e和端面12f以紧贴形成固体部62的涂层部62a、62a的状态与其接触。
在第2种形态中，如图5B所示，通过使粉末62c附着在端面12e上，形成粉末部62b。其后，在端面12f上形成作为薄膜的涂层部62a。然后，通过将形成粉末部62b的EP磁芯12a和形成涂层部62a的EP磁芯12b接合，形成固体部62。如图5B所示，在第2种形态中，在将EP磁芯12a与EP磁芯12b接合的状态下，粉末部62b与端面12e直接接触，涂层部62a与端面12f直接接触。而且，形成涂层部62a中与EP磁芯12a相对的一侧的端面接触许多粉末62c的状态。
在第3种形态中，如图5C所示，首先将涂层材料与粉末62c混合，形成混合材料。涂层材料具有流动性，同时在硬化后构成涂层部62a。形成这样的混合材料之后，利用印刷涂膜方法在端面12e或端面12f中的任一方上形成该混合材料的涂膜。其后，将形成该涂膜的EP磁芯12a或EP磁芯12b与没有形成该涂膜的EP磁芯12b或EP磁芯12a接合，以此形成固体部62。如图5C所示，在第3种状态中，在EP磁芯12a与EP磁芯12b接合的状态下，固体部62直接接触端面12e和端面12f，但是该固体部62形成粉末62c混合存在于涂层部62a的状态。还有，也可以在端面12e和端面12f双方形成混合材料的涂膜，使混合材料的涂膜的厚度为一半，其后，将形成该涂膜的EP磁芯12a与EP磁芯12b接合形成固体部62。
在上述第1种形态～第3种形态中，形成固体部62的涂层部62a可以采用具有流动性的环氧树脂、丙烯酸树脂等各种树脂系材料。形成粉末部62b的粉末62c与第1和第2实施形态的情况相同，可以采用例如氧化铝或二氧化硅等陶瓷材料的粉末，或环氧树脂、硅树脂等的粉末。还有，构成固体部62的涂层部62a和粉末部62b的材料只要是非磁性而且具备绝缘性的材料，不限于上述材料，也可以是其他材料。又，涂层部62a与粉末部62b的位置关系及配置结构，只要是第1种形态～第3种形态所记载的，而且固体部62的尺寸范围在大于等于3微米小于等于30微米的范围内，就没有特别限定。
又，作为涂层部62a的薄膜，不限于采用印刷涂膜方法形成，也可以采用PVD方法、离子镀等蒸镀、静电涂布或静电涂膜法等形成。又，只要能够形成薄膜，不限于上述方法，也可以采用其他方法。又，粉末62c借助于其自身具有的附着力(例如摩擦力)，或通过使EP磁芯12a、EP磁芯12b带静电，附着于端面12e、端面12f或涂层部62a的端面上。
又，在本实施形态中，也在将EP磁芯12a与EP磁芯12b接合之后，用带子卷绕磁性元件60的外周，以此将EP磁芯12a与EP磁芯12b相互固定。
如上述那样构成的磁性元件60中，在磁芯体12上设置固体部62。又，在上述第1～第3种形态中，固体部62的侧面为涂层部62a、粉末部62b、或混合材料中的某一个，端面12e、12f与作为上述其中某一个的固体部62的侧面接触。在这种情况下，也是接合的EP磁芯12a、12b直接与固体部62的侧面接触，EP磁芯12a与EP磁芯12b相互不直接接触。因此，能够防止以往那样的EP磁芯12a与EP磁芯12b只有部分接触的情况发生。因此，与EP磁芯12a、12b的接合状态不可靠的情况相比，能够谋求磁性元件60的温度特性的稳定化。
又，通过确保磁性元件60的温度特性的稳定化，能够改善以相同规格制造的产品的温度特性的偏差，能够提高该产品的质量。而且，通过将固体部62的尺寸范围和粉末62c的最大直径限制于大于等于3微米小于等于30微米的范围，能够抑制磁导率的下降，同时形成不容易发生磁饱和的状态。而且，也能够抑制电感、阻抗等数值的下降。
又，在磁性元件60中，固体部62直接与EP磁芯12a、12b的端面12e、12f接触。因此可以认为，即使是在磁性元件60承受温度负荷(发生温度变化)、EP磁芯12a、12b发生热膨胀或发热之后的冷收缩的情况下，固体部62也能够起到缓和该热膨胀或发热之后的冷收缩的作用。因此，能够得到稳定的温度特性，能够防止磁性元件60的温度特性发生波动。
第4实施形态下面根据图6～图8对本发明第4实施形态的磁性元件80进行说明。图6表示本发明第4实施形态的磁性元件80的结构，图6A为从侧面观察的透视图，图6B是在图6A中的K-K线切断的情况从正面观察时的剖面图。图7是图6A的箭头M所示的部分的放大图。图8是利用超声波熔敷装置90制造磁性元件80的制造情况的示意图。又，与第1实施形态相同的构件、相同的部分标以相同的符号，同时省略或简化其说明。还有，在第4实施形态中，由于形成与第1实施形态相同的结构，因此，只对与第1实施形态不同的部分进行叙述。又，在图6A和图8中，一端侧是指右侧，另一端侧是指左侧。
磁性元件80具有与第1实施形态的固体部16不同的微观结构的、作为温度特性调整部件的固体部82。
又，在磁性元件80中，也与第1实施形态相同，EP磁芯12a的一端侧的端面12e和EP磁芯12b的另一端侧的端面12f之间设置具有大于等于3微米小于等于30微米的尺寸范围的间隔的固体部82。在本实施形态中，固体部82由具有大于等于3微米小于等于30微米的尺寸范围的一半厚度的薄膜部84a、84b形成。薄膜部84a、84b利用蒸镀等方法分别形成于端面12e和端面12f。
如图7所示，在本实施形态中，在将EP磁芯12a与EP磁芯12b接合的情况下，将薄膜部84a与薄膜部84b双方接合，在该接合的状态下(接触状态下)采用超声波熔敷。本实施形态中采用的超声波熔敷方法是利用超声波振动的摩擦熔敷方法。具体地说，如图7所示，在薄膜部84a与薄膜部84b接触的状态下，对EP磁芯12a与EP磁芯12b施加超声波振动。借助于该超声波振动，在薄膜部84a、84b的边界面84c上产生摩擦热，利用该摩擦热将薄膜部84a与薄膜部84b相互熔敷。借助于此，薄膜部84a与薄膜部84b以没有瑕疵的状态相互牢固连接。
在本实施形态中，形成固体部82的薄膜部84a、84b的材料都是环氧树脂，薄膜部84a、84b都利用蒸镀法形成于EP磁芯12a、12b的端面12e、12f。又，薄膜部84a、84b的形成方法不限于上述方法，也可以将例如具有规定的最大颗粒直径的氧化铝或二氧化硅等陶瓷粉末与环氧树脂或硅树脂等树脂材料的混合物用印刷涂膜法或静电涂膜法等形成；或是在上述方法以外也可以将上述材料构成的片状的固体部82夹在EP磁芯12a、12b的端面12e、12f的中间部位配置。在这种情况下，通过在按压状态下利用超声波振动产生的摩擦热，即使是在树脂材料发生使固体部82的厚度尺寸比较小的尺寸变化的情况下，陶瓷粉末也不容易发生厚度尺寸变化。因此能够维持固体部82的规定尺寸。
下面对利用超声波熔敷方法制造磁性元件80的工序进行说明。
磁性元件80利用图8所示的超声波熔敷装置90制造。超声波熔敷装置90由支持EP磁芯12a、12b用的磁芯支持夹具92a、92b、和安装于该磁芯支持夹具92a，同时使磁芯支持夹具92a在箭头表示的P-P方向上振动的超声波振子93构成。又，在磁芯支持夹具92a、92b上分别设置支持EP磁芯12a或EP磁芯12b用的磁芯支持凹部95a、95b。磁芯支持凹部95a、95b在图8中在磁芯支持夹具92a、92b中相互对置的对向面上沿水平方向分别设置3个。还有，磁芯支持凹部95a和磁芯支持凹部95b相互对置设置。还有，磁芯支持凹部95a、95b的个数不限于在磁芯支持夹具92a、92b上分别设置3个的情况，也可以设置得少于3个或多于3个。
在制造上述磁性元件80的情况下，预先在EP磁芯12a的端面12e、12f上分别利用蒸镀等方法形成薄膜部84a、84b(相当于薄膜形成步骤)。还有，卷绕的线圈20设置于EP磁芯12a、12b中的任一方(相当于线圈设置步骤)。其后，在磁芯支持凹部95a支持EP磁芯12a或EP磁芯12b，同时在磁芯支持凹部95b支持EP磁芯12a和EP磁芯12b中剩下的一个(相当于支持步骤)。然后，使EP磁芯12a与EP磁芯12b相对，再使薄膜部84a、84b相互之间在施加压力于箭头Q方向的状态下接触(相当于接触步骤)。
在这一状态下，利用超声波振子93在箭头P-P方向上施加超声波振动。借助于此，在薄膜部84a、84b相互接触的部位产生摩擦热，使薄膜部84a、84b相互熔敷(相当于熔敷步骤)。还有，本实施形态的箭头P-P方向的超声波频率为例如19.15kHz，超声波熔敷的处理时间采用0.2～0.3秒。又，在箭头Q方向施加的压力采用0.1～0.2MPa，箭头P-P方向的超声波振动的振幅采用20微米。
如上述那样构成的磁性元件80中，通过施加超声波振动使薄膜部84a、84b热熔敷。因此，在熔敷完成后，薄膜部84a和薄膜部84b没有瑕疵地完全固定。因此，在磁性元件80中，没有必要为了固定各EP磁芯12a、12b而卷绕带子，可以减少工时。也就是说，通过在超声波熔敷装置90的磁芯支持夹具92a、92b上支持多个EP磁芯12a、12b，能够实施超声波熔敷，能够大量生产磁性元件80。而且，由于超声波熔敷的处理时间短，因此可以大幅度减少制造工序数目，工序时间以及成本。
这样，由于薄膜部84a、84b相互没有瑕疵地紧贴着，因此该薄膜部84a、84b的熔敷状态稳定，而且能够在短时间内大量生产相同质量的磁性元件80。
又，在磁性元件80中，由于采用蒸镀和热熔敷，EP磁芯12a、12b与固体部82的连接状态稳定。因此，在承受温度负荷时，固体部82的尺寸不容易发生变化。因此，与利用带子固定磁性元件的情况相比，对于磁性元件80，能够提高其温度特性。
以上对本发明各实施形态进行了说明，但是本发明除此以外还可以有各种变形。以下对此进行叙述。
在上述各实施形态中，在磁性元件10、40、60、80中，将EP磁芯12a、12b加以组合作为磁芯。但是，磁芯不限于EP磁芯的组合，也可以采用U型磁芯和I型磁芯的组合、E型磁芯之间相互组合等。又，在各实施形态中，磁性元件10、40、60、80采用作为两个磁芯的EP磁芯12a、12b接合构成，但是并不限于2个，也可以是3个或3个以上其他种类的磁芯接合构成。
又，在第1实施形态中，叙述了在EP磁芯12a、12b上形成大于等于3微米小于等于30微米尺寸范围的一半厚度的固体部16的变形例。又，在第4实施形态中，具有大于等于3微米小于等于30微米尺寸范围的一半厚度的薄膜部84a、84b形成于EP磁芯12a、12b双方的端面12e、12f上。但是，并不限制于对它们采用一半的厚度，也可以是固体部16和薄膜部84a、84b的厚度比例采用3∶2或2∶1等不同的比例。
又，在第1实施形态、第3实施形态以及第4实施形态中，为了在EP磁芯12a、12b上形成固体部16或薄膜部62a、84a、84b，采用蒸镀、印刷涂膜、静电涂布或静电涂膜的方法。但是，在形成固体部16或薄膜部62a、84a、84b的情况下，不限于这些方法，也可以采用化学气相生长法、烧结法、或溅射方法等其他方法形成薄膜。
又，在第4实施形态中，超声波频率、超声波熔敷的处理时间以及加压力的数值分别为19.15kHz、0.2～0.3秒、0.1～0.2MPa。但是，并不限于这些数值，也可以使超声波频率的范围在17～21Hz、超声波熔敷处理时间为0.1～0.5秒、加压力范围为0.05～0.4MPa，将这些值再加以组合。
工业应用性本发明的磁性元件及磁性元件的制造方法可以在电感、变压器、滤波器等各种电子产品部件中使用。
权利要求
1.一种磁性元件，其特征在于，具备通过卷绕导体形成的线圈，由磁性材料构成、同时使上述线圈产生的磁通通过的多个磁芯构件，以及设置于上述多个磁芯构件中相互对置的磁芯构件之间、同时具备非磁性且为绝缘性材料而形成的温度特性调整部件；上述温度特性调整部件与对置的磁芯构件的各对置面接触，同时该温度特性调整部件的厚度尺寸设置在大于等于3微米小于等于30微米的范围内。
2.如权利要求1所述的磁性元件，其特征在于，所说的温度特性调整部件是以陶瓷材料为成分构成的。
3.如权利要求1所述的磁性元件，其特征在于，所说的温度特性调整部件是以树脂材料为成分构成的。
4.如权利要求1所述的磁性元件，其特征在于，所说的温度特性调整部件是以陶瓷材料与树脂材料混合所得的混合材料为成分构成的。
5.如权利要求1所述的磁性元件，其特征在于，所说的温度特性调整部件由薄膜状固体部构成，同时，该固体部的设置为与上述磁芯构件的各上述对置面紧贴的状态。
6.如权利要求1所述的磁性元件，其特征在于，所说的温度特性调整部件由粉末体附着形成的固体部构成，同时该固体部的设置为与上述磁芯构件的各上述对置面紧贴的状态。
7.一种磁性元件的制造方法，其特征在于，具备在多个磁芯构件的表面上形成薄膜的薄膜形成步骤；将通过卷绕导体形成的线圈设置于上述磁芯构件上的线圈设置步骤；将通过上述薄膜形成步骤形成薄膜的上述磁芯构件以该薄膜露出的状态支持于至少两个或两个以上的磁芯支持夹具上的支持步骤；以处于露出状态的上述薄膜对置的状态，使两个或两个以上的上述磁芯支持夹具相互接近，按压处于对置状态的上述薄膜并使它们相互接近的接触步骤；以及在上述接触步骤之后，通过上述磁芯支持夹具使上述磁芯构件振动，使处于接触状态的上述薄膜之间相互熔敷的熔敷步骤。
全文摘要
本发明涉及一种磁性元件，其目的在于使磁性元件的各特性有稳定的温度特性。该磁性元件具备通过卷绕导体形成的线圈(20)，由磁性材料构成、同时使线圈(20)产生的磁通通过的EP磁芯(12a、12b)，以及设置于EP磁芯(12a、12b)中相互对置的EP磁芯(12a、12b)之间、同时具备陶瓷材料或树脂材料而构成的固体部(16)；固体部(16)与相互对置的EP磁芯(12a、12b)的各对置面接触，同时该固体部(16)的厚度尺寸设置在大于等于3微米小于等于30微米的范围内。
文档编号H01F41/00GK1815641SQ20061000457
公开日2006年8月9日 申请日期2006年1月28日 优先权日2005年2月2日
发明者浦野裕一朗, 目黑文仁, 川畑良夫 申请人:胜美达集团株式会社