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CN117690686A - 压粉磁芯、电感器和用于制造压粉磁芯的方法 - Google Patents

压粉磁芯、电感器和用于制造压粉磁芯的方法 Download PDF

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CN117690686A
CN117690686A CN202311162216.3A CN202311162216A CN117690686A CN 117690686 A CN117690686 A CN 117690686A CN 202311162216 A CN202311162216 A CN 202311162216A CN 117690686 A CN117690686 A CN 117690686A
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glass
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浦田显理
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Abstract

本发明涉及一种压粉磁芯、电感器和制造压粉磁芯的方法。根据本公开的一个方面的压粉磁芯是一种通过粘结剂层粘结磁性粉末的压粉磁芯。压粉磁芯含有88％体积以上的磁性粉末，当拍摄压粉磁芯的截面照片，且将尺寸为10000μm2的截面照片的区域划分为单位区域时，将粘结剂的截面区域的尺寸占单位区域的50％以上的一个或多个单位区域选取为特定单位区域，并且特定单位区域的数量相对比单位区域总数的百分比等于或大于0.2％、但等于或小于3.0％。

Description

压粉磁芯、电感器和用于制造压粉磁芯的方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2022年9月9日提交日本专利局的、申请号为2022-144031的日本专利申请的优先权和权益，该日本专利申请的全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本发明涉及一种压粉磁芯、电感器和用于制造压粉磁芯的方法。
背景技术
近年来，电感器已经被用于各种电子设备中。尤其是在诸如个人计算机的电子设备中使用的电感器，要求尺寸小、并且即使在大电流流过电感器时也要表现出高电感特性。日本未审专利申请公开第H10-212503号公开了一种用于制造在高频范围内磁导率降低较少的非晶软磁合金的压粉磁芯的方法。
发明内容
如上所述，要求电感器具有小尺寸并且即使在大电流流过电感器时也表现出高电感特性。特别地，由于在诸如个人计算机的电子设备中使用的电感器在高频范围(例如，750kHz-2 MHz)内使用，因此需要在高频范围内具有低损耗的电感器。
鉴于上述问题，本公开旨在提供一种能够在减小压粉磁芯和电感器的各自尺寸的情况下、在高频范围内实现低损耗的压粉磁芯、电感器和用于制造压粉磁芯的方法。
根据本公开的一个方面，压粉磁芯是其中磁性粉末通过粘结剂层粘结的压粉磁芯。压粉磁芯含有88体积％以上的磁性粉末，并且当使用扫描电子显微镜拍摄压粉磁芯的截面照片，且将尺寸为10000μm2的截面照片的区域划分为单位区域时，各单位区域具有尺寸为0.5μm×0.5μm的正方形，其中将粘结剂的截面区域的尺寸占单位区域的50％以上的一个或多个单位区域选取为特定单位区域，并且将所选取的特定单位区域的数量相对于单位区域的总数的百分比定义为粘结剂所占的区域的百分比，该粘结剂所占的区域的百分比等于或大于0.2％、但等于或小于3.0％。
根据本公开的一个方面，电感器包括上述压粉磁芯和线圈。
根据本公开的一个方面，用于制造压粉磁芯的方法包括：用低熔点玻璃涂覆磁性粉末的工艺；将涂覆有低熔点玻璃的磁性粉末用树脂材料涂覆以进行造粒的工艺；以及在造粒后、对磁性粉末进行热成形的工艺。在热成形后的压粉磁芯含有88体积％以上的磁性粉末，并且当使用扫描电子显微镜拍摄压粉磁芯的截面照片，且将尺寸为10000μm2的截面照片的区域划分为单位区域时，各单位区域具有尺寸为0.5μm×0.5μm的正方形，其中将粘结剂的截面区域的尺寸占单位区域的50％以上的一个或多个单位区域选取为特定单位区域，并且将所选取的特定单位区域的数量相对于单位区域的总数的百分比定义为粘结剂所占的区域的百分比，该粘结剂所占的区域的百分比等于或大于0.2％、但等于或小于3.0％。
根据本公开，可以提供一种能够在减小压粉磁芯和电感器的各自尺寸的情况下、在高频范围内实现低损耗的压粉磁芯、电感器和用于制造压粉磁芯的方法。
本公开的上述和其他目的、特征和优点将从下面给出的详细描述和附图更充分地被理解，这些详细描述和附图仅作为说明给出，并因此不被认为是对本公开的限制。
附图说明
图1为示出根据实施方案的电感器的一个实施例的立体图；
图2示出了根据相关技术的压粉磁芯和根据本公开的压粉磁芯的电子显微照片；
图3为示出了根据相关技术的压粉磁芯和根据本公开的压粉磁芯的微观结构的示意图；
图4为用于描述如何获得粘结剂所占的区域的百分比的图；
图5为用于描述如何获得粘结剂所占的区域的百分比的图；
图6是用于描述如何获得粘结剂所占的区域的百分比的图；
图7为用于描述根据本实施方案的用于制造压粉磁芯的方法的流程图；
图8为用于描述根据本实施方案的用于制造压粉磁芯的方法的示意图；
图9为根据本实施方案的压粉磁芯的水平截面图；
图10为根据本实施方案的压粉磁芯的水平截面图；
图11为根据本实施方案的压粉磁芯的水平截面图；
图12为根据本实施方案的压粉磁芯的水平截面图；
图13为示出了粘结剂所占的区域百分比与铁损耗之间的关系的图表；以及
图14为示出了粘结剂所占的区域百分比与比电阻之间的关系的图表。
具体实施方式
<电感器>
在下文中，将参照附图描述本公开。
图1为示出了根据本实施方案的电感器的一个实施例的立体图。如图1所示，根据本实施方案的电感器1包括压粉磁芯10_1和10_2、以及线圈13。压粉磁芯10_1包括在竖直方向上贯穿其中心的腔，压粉磁芯10_1设置成围绕线圈13的外侧。设置在线圈13内部的压粉磁芯10_2设置在线圈13的具有U形截面的凹部中。
例如，图1所示的电感器1通过将压粉磁芯10_2布置在线圈13的凹部中并从上方压配合压粉磁芯10_1而形成。因此，可以形成电感器1，该电感器包括由压粉磁芯10_1和10_2包围的线圈13。在本说明书中，压粉磁芯10_1和10_2也可以统称为压粉磁芯10。此外，图1所示的电感器1的结构仅是一个实施例，并且根据本实施方案的压粉磁芯10可以用于包括除图1所示结构以外的结构的电感器。根据本实施方案的压粉磁芯在减小它的尺寸的情况下、在高频范围内实现低损耗。下面，将详细描述根据本实施方案的压粉磁芯。
<压粉磁芯>
根据本实施方案的压粉磁芯是其中磁性粉末通过粘结剂层粘结的压粉磁芯。该压粉磁芯含有88体积％以上的磁性粉末。此外，当使用扫描电子显微镜拍摄压粉磁芯的截面照片，且将尺寸为10000μm2的截面照片的区域划分为单位区域(即，亚区域)时，各单位区域具有尺寸为0.5μm×0.5μm的正方形，其中将粘结剂的截面区域的尺寸占单位区域的50％以上的一个或多个单位区域选取为特定单位区域，并且将所选取的特定单位区域的数量相对于单位区域的总数的百分比定义为粘结剂所占的区域的百分比，该粘结剂所占的区域的百分比等于或大于0.2％、但等于或小于3.0％。利用上述结构，可以提供能够在减小其尺寸的情况下、在高频范围内实现低损耗的压粉磁芯。在本实施方案中，粘结剂所占的区域的上述百分比可以等于或大于0.2％、但等于或小于2.6％。
根据本实施方案的用于压粉磁芯的磁性粉末是含有铁元素的软磁性粉末。例如，磁性粉末的粒径等于或大于2μm、但小于或等于25μm，优选等于或大于5μm、但等于或小于15μm。在本公开中，粒径为中值直径D50。这是使用激光衍射-散射法测量的值。
在本实施方案中，可以使用金属玻璃作为磁性粉末。例如，金属玻璃可以是通过雾化方法制备的非晶金属玻璃。例如，金属玻璃可以是Fe-P-B合金、Fe-B-P-Nb-Cr合金、Fe-Si-B合金、Fe-Si-B-P合金、Fe-Si-B-P-Cr合金或Fe-Si-B-P-C合金。通过雾化法将它们粉末化，可以形成具有玻璃化转变点的金属玻璃。在本公开中，特别地，优选使用Fe-B-P-Nb-Cr系材料。通过雾化法获得的金属玻璃不限于此，并且可以是不具有玻璃转变点的金属玻璃。
此外，在本实施方案中，例如，可以使用纳米结晶粉末作为磁性粉末。例如，纳米结晶粉末可以是通过雾化法制备的粉末。例如，通过使用雾化法，将Fe-Si-B-P-C-Cu系材料、Fe-Si-B-Cu-Cr系材料、Fe-Si-B-P-Cu-Cr系材料、Fe-B-P-C-Cu系材料、Fe-Si-B-P-Cu系材料、Fe-B-P-Cu系材料或Fe-Si-B-Nb-Cu系材料粉末化，可以形成包括至少两个放热峰的纳米结晶粉末，该放热峰表示在磁性粉末的热处理过程中结晶。待使用的纳米结晶粉末(没有特别限制)优选为例如Fe-Si-B-P-Cu-Cr系材料。
在本实施方案中，磁性粉末颗粒的形状越接近球形越好。当颗粒的球形度低时，颗粒表面会形成突起。当施加成型压力时，来自周围颗粒的应力集中在突起上，导致涂层破裂，并且不能保持足够高的绝缘性，这可能导致所得到的压粉磁芯的磁性能(尤其是损耗)劣化。通过调整磁性粉末的制造条件将颗粒的球形度控制在适当的范围内，例如，用于雾化的高压水射流的水量和水压(如果采用水雾化方法)、温度和熔融材料的供应速度。具体的制造条件取决于待制造的磁性粉末的组分或所需的生产率。
在根据本实施方案的压粉磁芯中，粘结剂层包括粘结磁性粉末的颗粒的功能。粘结剂层包括低熔点玻璃和树脂材料。在本实施方案中，相对于压粉磁芯的磁性粉末的量，低熔点玻璃和树脂材料的总量小于10体积％。低熔点玻璃可以是磷酸盐系玻璃、锡磷酸盐系玻璃、硼酸盐系玻璃、硅酸盐系玻璃、硼硅酸盐系玻璃、钡硅酸盐系玻璃、铋氧化物系玻璃、锗酸盐系玻璃、钒酸盐系玻璃、铝磷酸盐系玻璃、砷酸盐系玻璃或碲化物系玻璃等。特别地，在本公开中，优选使用磷酸盐系或锡磷酸盐系低熔点玻璃。此外，相对于磁性粉末的体积，低熔点玻璃的体积百分比等于或大于0.5体积％、但等于或小于6体积％，优选等于或大于1.25体积％、但等于或小于3体积％。
此外，包括在粘结剂层中的树脂材料可以是选自包括酚醛树脂、聚酰亚胺树脂、环氧树脂和丙烯酸树脂组中的至少一种的树脂材料。此外，相对于磁性粉末的体积，树脂材料的体积百分比等于或大于0.5体积％、但等于或小于9体积％，优选等于或大于1体积％、但等于或小于5体积％。
此外，在根据本实施方案的压粉磁芯中，当使用扫描电子显微镜拍摄压粉磁芯的截面照片，且将尺寸为10000μm2的截面照片的区域划分为单位区域时，各单位区域具有尺寸为0.5μm×0.5μm的正方形，其中将粘结剂的截面区域尺寸占单位区域的50％以上的一个或多个单位区域选取为特定单位区域，并且将所选取的特定单位区域的数量相对于单位区域的总数的百分比定义为粘结剂所占的区域的百分比，该粘结剂所占的区域的百分比等于或大于0.2％、但等于或小于3.0％。由于根据本实施方案的压粉磁芯具有前述配置，因此可以在降低粘结剂层的体积百分比的情况下、保持磁性粉末的颗粒之间足够高的绝缘性，从而提高磁性粉末的填充百分比。因此，根据本实施方案的压粉磁芯可以在减小其尺寸的情况下、降低电感器在高频范围内的损耗。
图2示出了根据相关技术的压粉磁芯和根据本公开的压粉磁芯的电子显微照片。在图2所示的相关技术中，磁性粉末的填充百分比较低。另一方面，根据本发明的压粉磁芯的磁性粉末的填充百分比高于根据相关技术的压粉磁芯的磁性粉末的填充百分比。因此，即使当大电流流过电感器时，电感器也表现出高电感特性。
图3示出了根据相关技术的压粉磁芯的微观结构和根据本公开的压粉磁芯的微观结构的示意图。在图3所示的相关技术中，存在于磁性粉末121的颗粒之间的粘结剂层122的厚度是不均匀的。例如，虽然粘结剂层122的厚度在区域131中较大，但是粘结剂层122的厚度在区域132和133中较小。也就是说，在这种情况下，粘结剂的截面区域的尺寸占存在于磁性粉末121的颗粒之间的粘结剂层122中的区域的50％以上(即，粘结剂层122中的区域的百分比，诸如粘结剂层122的厚度较大的区域131)的特定单位区域的百分比很高。因此，结果是，粘结剂层122中类似于区域132和133的区域的百分比变得较高，这些区域132和133为粘结剂层122的厚度较小且磁性粉末的颗粒之间不能保持足够高的绝缘性的区域。
另一方面，在根据本公开的压粉磁芯中，存在于磁性粉末21的颗粒之间的粘结剂层22的厚度是均匀的。也就是说，粘结剂的截面区域的尺寸占存在于磁性粉末21的颗粒之间的粘结剂层22中的单位区域的50％以上(即，粘结剂层22中粘结剂层22较厚的区域的百分比)的特定单位区域的百分比很小。因此，结果是，粘结剂层22中粘结剂层22薄的区域的百分比变小，整个粘结剂层22变得均匀，结果是，可以在磁性粉末的颗粒之间保持足够高的绝缘性。作为一个实施例，根据本公开的压粉磁芯的粘结剂层22的中值厚度等于或小于0.2μm。
图4至图6为用于描述如何获得粘结剂所占的区域的百分比的图。在本实施方案中，使用以下方法获得粘结剂所占的区域的百分比。
首先，如图4所示，通过对截面微观结构具有很小的影响的方法(诸如离子切削法)来制备压粉磁芯的截面样品，并使用扫描电子显微镜(scanning electron microscope，SEM)拍摄压粉磁芯的截面照片。此时，拍摄压粉磁芯中心的截面照片。例如，拍摄具有50μm×50μm(2500μm2)尺寸的区域的截面照片。
接下来，如图4所示，将已经拍摄的截面照片的区域(50μm×50μm)划分为单位区域，各单位区域具有尺寸为0.5μm×0.5μm的正方形。换而言之，截面照片(50μm)的横向方向通过其间具有为0.5μm间隔的线来划分。此外，截面照片(50μm)的竖直方向通过其间具有为0.5μm间隔的线来划分。可以通过将50μm×50μm的截面照片划分为尺寸为0.5μm×0.5μm的正方形的单位区域来将该截面照片划分为10000个单位区域。
接下来，如图5所示，将已经划分的其中粘结剂的截面区域的尺寸占单位区域的50％以上的一个或多个单位区域选取为特定单位区域。值得注意的是，粘结剂、磁性粉末和孔隙可以通过使用SEM图像的对比度、边缘效果等彼此区分。此外，任何粘结剂都被确定为粘结剂，无论是无机粘结剂(低熔点玻璃)还是有机粘结剂(树脂材料)。此外，可以使用图像分析软件来确定粘结剂的区域占每个单位区域的百分比。
接下来，获得所选取的特定单位区域的数量相对于单位区域的总数的百分比，以作为粘结剂所占的区域的百分比。具体地，粘结剂所占的区域的百分比通过以下表达式获得。
粘结剂所占的区域的百分比＝(所选取的特定单位区域的数量/单位区域的总数)×100(％)
在图5和图6所示的实施例中，由于单位区域的总数为10000且所选取的特定单位区域的数量为197，因此，粘结剂所占的区域的百分比为(197/10000)×100＝1.97％.
在本实施方案中，待拍摄的截面照片的总尺寸被设置为10000μm2。例如，拍摄各自具有50μm×50μm(2500μm2)尺寸的四张截面照片，并且针对截面照片的每一者来获得粘结剂所占的区域的百分比，所获得的值的平均值被确定为粘结剂所占的区域的百分比。在另一实施例中，可以拍摄尺寸为100μm×100μm(10000μm2)的截面照片，该截面照片可以被划分为单位区域，各单位区域具有尺寸为0.5μm×0.5μm的正方形，结果是，可以获得粘结剂所占的区域的百分比。
在本实施方案中，粘结剂所占的区域的上述百分比等于或大于0.2％、但等于或小于3.0％，优选地等于或大于0.2％、但等于或小于2.6％，优选地等于或大于0.2％、但等于或小于2.4％，优选地等于或大于0.5％、但等于或小于1.8％，优选地等于或大于0.5％、但等于或小于1.1％，并且优选等于或大于0.5％、但等于或小于0.8％。
在本实施方案中，压粉磁芯在1MHz和50mT下的铁损耗等于或小于3300kW/m3、优选等于或小于2500kW/m3、更优选等于或小于2000kW/m3、还优选等于或小于1500kW/m3、并且最优选等于或小于1000kW/m3。
在本实施方案中，压粉磁芯的比电阻等于或大于5×104(Ωm)、优选等于或大于1×105(Ωm)、并且还优选等于或大于1×106(Ωm)。
<用于制造压粉磁芯的方法>
接下来，将描述根据本实施方案的用于制造压粉磁芯的方法。图7为用于描述根据本实施方案的用于制造压粉磁芯的方法的流程图。图8为用于描述根据本实施方案的用于制造压粉磁芯的方法的示意图。
如图7所示，在制备压粉磁芯时，首先制备磁性粉末(步骤S1)。该磁性粉末可以是上述磁性粉末。磁性粉末优选地由在400℃以上软化的磁性材料(在热成形过程中容易变形的材料)制成。例如，通过真空熔融磁性粉末的原料，然后使用水雾化法同时进行粉末化和淬火，可以获得非晶磁性粉末。如此获得的磁性粉末可以根据需要进行分类以去除异常粗化的粉末。
接下来，用低熔点玻璃涂覆磁性粉末(步骤S2)。该低熔点玻璃优选由在400℃以上软化的材料(即，在高温下软化并在热成形后用作绝缘材料和粘结材料的材料)制成。例如，低熔点玻璃可以例如是磷酸盐系玻璃。当用低熔点玻璃涂覆磁性粉末时，可以使用诸如溶胶-凝胶法的湿式薄膜形成方法，或者诸如机械化学法或溅射的干式薄膜形成方法。例如，根据机械化学法，通过在施加较强的机械能的情况下、将磁性粉末与低熔点玻璃粉混合，可以在磁性粉末的表面形成低熔点玻璃层。
作为一个实施例，将1000g磁性粉末与10g低熔点玻璃粉混合，并通过机械化学法用低熔点玻璃涂覆磁性粉末。因此，相对于磁性粉末的体积，涂覆磁性粉末的低熔点玻璃的体积百分比可以等于或大于0.5体积％、但等于或小于6体积％。
接下来，将涂覆有低熔点玻璃的磁性粉末用树脂材料涂覆以进行造粒(步骤S3)。该树脂材料可以是上述树脂材料。树脂材料优选由在约100℃时软化并且在热成形后用作绝缘材料和粘结材料的材料制成。此外，树脂材料优选是在热成形期间(在高温下)不太可能分解的材料。当用树脂材料涂覆磁性粉末时(造粒)，可以使用滚动造粒法或喷雾干燥法等。具体地，通过将溶解在有机溶剂中的树脂材料与涂覆有低熔点玻璃的磁性粉末混合并干燥所得物，可以在磁性粉末的低熔点玻璃上形成树脂层。
图8在左图中示出了造粒后的磁性粉末20。如图8所示，在造粒后的磁性粉末20中，磁性粉末21涂覆有低熔点玻璃31，进一步地，低熔点玻璃31涂覆有树脂材料32。作为一个实施例，磁性粉末21的直径为9μm，低熔点玻璃31的厚度为20nm，且树脂材料的厚度为20nm。
接下来，对在造粒后的磁性粉末进行预成形(步骤S4)。例如，可以通过将造粒后的磁性粉末放入模具中进行加压(例如，室温下500kgf/cm2)、并将压制的粉末体(即，生坯)加热到预定温度(例如，100℃-150℃)、并在不加压的情况下使压制的粉末体固化来进行预成形。当所使用的树脂材料是热固性树脂时，通过在加热期间固化树脂来形成中间成形体。当所使用的树脂材料是热塑性树脂时，通过在加热期间软化树脂并在冷却期间固化而形成中间成形体。
也就是说，如图8的中心图所示，当将造粒后的磁性粉末预成形时，磁性粉末21的颗粒(涂覆有低熔点玻璃31)通过最外层的树脂材料32彼此结合，并且形成中间成形体25。由于低熔点玻璃在预成形温度(例如，150℃)下不会软化，因此不会表现出粘结性能和流动性能。值得注意的是，可以省略预成形处理(步骤S4)。
接下来，使预成形后的中间成形体(当省略步骤S4时，为造粒后的磁性粉末)经受热成形(步骤S5)。热成形是通过在将已经预成形的中间成形体(或造粒后的磁性粉末)放入模具的状态下、在压力下加热该中间成形体(或造粒后的磁性粉末)而进行的。例如，加热温度设定如下。
当已经使用的磁性粉末是金属玻璃时，将磁性粉末经受热成形时的温度设定为等于或高于低熔点玻璃的软化温度和磁性粉末的玻璃化转变温度中的温度较高的一方、但等于或低于磁性粉末的结晶温度。通过将热成形温度设定为等于或高于低熔点玻璃的软化温度的温度，低熔点玻璃很可能随着磁性粉末的塑性变形相关联地变形，从而可以确保磁性粉末的颗粒之间的绝缘性。通过将热成形温度设定为等于或高于磁性粉末的玻璃化转变温度的温度，更有可能发生磁性粉末的塑性变形，从而可以获得磁性粉末的高填充百分比。作为一个实施例，热成形温度等于或高于450℃、但等于或低于500℃。
当已经使用的磁性粉末是纳米结晶粉末时，将磁性粉末经受热成形时的温度设置为等于或高于低熔点玻璃的软化温度和磁性粉末的第一结晶温度中的温度较高的一方、但等于或低于磁性粉末的第二结晶温度。通过将热成形温度设定为等于或高于低熔点玻璃的软化温度的温度，低熔点玻璃很可能随着磁性粉末的塑性变形相关联地变形，从而可以确保磁性粉末的颗粒之间的绝缘性。通过将热成形温度设置为第一结晶温度附近的温度，α-Fe相结晶，且同时磁性粉末的塑性变形变得更容易发生，从而可以获得磁性粉末的高填充百分比。此外，通过将热成形温度设置为等于或低于第二结晶温度，可以防止由于诸如硼化物的大量化合物相的结晶而引起的磁性能劣化。作为一个实施例，热成形温度被设定为等于或高于400℃、但等于或低于500℃的温度。此外，在本公开中，热成形温度优选等于或高于低熔点玻璃的软化温度和磁性粉末的第一结晶温度+40℃中的温度较高的一方。第一结晶温度和第二结晶温度定义如下。也就是说，具有非晶结构的磁性材料的热处理引起结晶发生不止一次。首先开始结晶的温度是第一结晶温度，且然后开始结晶的温度是第二结晶温度。更具体地，磁性粉末包括至少两个放热峰，它们在通过差示扫描量热法(differential scanning calorimetry，DSC)获得的DSC曲线的加热过程中表现出结晶。在放热峰中，最低温度侧的放热峰表示α-Fe相结晶的第一结晶温度，而下一个放热峰表示诸如硼化物等的化合物结晶的第二结晶温度。
在本实施方案中，加热温度优选地设定为上述温度范围内的温度，并且温度条件优选为使得压粉磁芯的铁损耗值变小。
此外，在该实施方案中，可以将热成形期间的加热速度设定为133℃/min或更高、优选为1000℃/min或更高、且更优选为2000℃/min或更高。如果加热速度太慢，则用于粘结剂层的树脂材料的热分解提前，从而降低了抑制低熔点玻璃的流动性能的效果，并且压粉磁芯的铁损耗变大。
在本实施方案中，加热速度如下。
(1)当执行预成形时(步骤S4)
升温速度＝(热成形温度-中间成形体的温度)/热成形时间
(2)当省略预成形时(步骤S4)
升温速度＝(热成形温度-造粒后磁性粉末的温度)/热成形时间
此外，执行热成形时的压力例如为5-10ton·f/cm2。如果压力太低，则成形体(压粉磁芯)的填充百分比变低，并且压粉磁芯的铁损耗变大。另一方面，如果压力太高，则模具磨损严重，这在成本上是不期望的。因此，压力优选设定为前述范围内的压力。
此外，热成形优选在5-90秒的范围内、并且更优选等于或小于30秒内执行。如果成形时间太短，则热量不能充分到达成形体的内部，并且不能获得足够的由于磁性粉末的软化而引起的变形量，从而成形体的填充百分比变低，并且压粉磁芯的铁损耗变大。另一方面，如果成形时间太长，则用于粘结剂层的树脂材料的热分解提前，从而降低了抑制低熔点玻璃的流动性能的效果，并且压粉磁芯的铁损耗变大。因此，热成形时间可以被设定在这样的范围内，即，热量被充分地传递到成形体的内部，完成了由于磁性粉末的软化而引起的变形，用于粘结剂层的树脂材料的热分解不会提前，并且成本不高。成形时间优选地设定为在上述范围内的时间。
作为一个实施例，热成形可以在480℃的热成形温度、8ton·f/cm2的热成形压力的条件下执行10秒的热成形时间。
在本实施方案中，热成形可以在空气气氛中执行。在这种情况下，在高度填充之前与模具接触的磁性粉末被氧化，即，只有压粉磁芯的表面被氧化。因此，增加了压粉磁芯表面的比电阻，这使得频率特性得到改善，并降低了高频范围(例如，1MHz)的铁损耗。
如图8的右图所示，在热成形后的成形体(压粉磁芯)10中，磁性粉末21的颗粒经由包括低熔点玻璃和树脂材料的粘结剂层22而彼此结合。在本实施方案中，将压粉磁芯10中包含的磁性粉末的颗粒的体积百分比设定为88体积％以上。此外，当使用扫描电子显微镜拍摄压粉磁芯的截面照片，且将尺寸为10000μm2的截面照片的区域划分为单位区域时，各单位区域具有尺寸为0.5μm×0.5μm的正方形，其中将已经划分的粘结剂的截面区域的尺寸占单位区域的50％以上的一个或多个单位区域选取为特定单位区域，并且将所选取的特定单位区域的数量相对于单位区域的总数的百分比定义为粘结剂所占的区域的百分比，该粘结剂所占的区域的百分比等于或大于0.2％、但等于或小于3.0％。因此，可以提高磁性粉末的填充百分比并保持磁性粉末的颗粒之间的足够高的绝缘性。因此，利用根据本实施方案的用于制造压粉磁芯的方法，可以制造能够在减小其尺寸的情况下、在高频范围内实现低损耗的压粉磁芯。
如背景技术中所描述的，要求电感器具有小尺寸，并且即使在大电流流过电感器时也表现出高电感特性。此外，需要在高频范围内具有低损耗的电感器。为了提供满足上述条件的电感器，需要用于电感器的压粉磁芯具有高的磁性粉末填充百分比并保持磁性粉末的颗粒之间足够高的绝缘性。然而，根据相关技术，难以在保持磁性粉末颗粒之间足够高的绝缘的情况下增加磁性粉末的填充百分比。
另一方面，在根据本实施方案的用于制造压粉磁芯的方法中，使用低熔点玻璃和树脂材料形成粘结剂层。以这种方式，通过使用低熔点玻璃和树脂材料作为粘结剂，即使当添加的粘结剂的量很少时，也可以形成具有均匀厚度的薄粘结剂层(绝缘层)。也就是说，通过在热成形温度下以混合方式使用容易流动的粘结剂组分(低熔点玻璃)和不容易流动的粘结剂组分(树脂材料)，即使在添加的粘结剂的量很小的情况下，也可以保持磁性粉末的颗粒之间足够高的绝缘性。也就是说，根据该实施方案，通过在热成形期间有意使树脂材料保持不变，可以在一定程度上抑制比磁性粉末相对更软的低熔点玻璃的流动。因此，覆盖磁性粉末的粘结剂的很大一部分即使在热成形之后也不流动并且保持在磁性粉末的颗粒上，这防止了磁性粉末的颗粒在不使用粘结剂层(绝缘层)的情况下彼此接触。
此外，在根据本实施方案的用于制造压粉磁芯的方法中，用作粘结剂的树脂材料的量较小，从而可以减少在热成形期间根据树脂材料的分解而产生的气体量。因此，可以防止由于所产生的气体而在成形体(压粉磁芯)中产生裂纹。
<压粉磁芯的尺寸>
接下来，将描述根据本实施方案的压粉磁芯的尺寸。
在本实施方案中，当压粉磁芯在竖直方向上的长度(在图1所示的实施例中，距离h)大于4.5mm时，当压粉磁芯在压粉磁芯的水平截面上由成型模具保持时，将成型模具中的距离设定为等于或小于4.5mm，将成型模具中在与压粉磁芯内部在压粉磁芯的热成形期间热量传递花费最长时间的部分延伸的方向上基本上垂直的方向上的距离设定为等于或小于4.5mm。下面，将用具体实施例描述压粉磁芯的尺寸。
例如，当压粉磁芯的水平截面的形状是图9中的压粉磁芯10_1所示的形状时(图9中所示的压粉磁芯10_1对应于图1中所示的压粉磁芯10_1)，压粉磁芯10_1在热成形期间由成型模具61保持的状态下成形。此时，热从成型模具61传递到压粉磁芯10_1，并且在压粉磁芯10_1内部的最不可能传递热的部分是由附图标记71指示的部分。在本实施方案中，将成型模具中在与压粉磁芯10_1内部中传递热量花费最长时间的部分71延伸的方向基本上垂直的方向上的距离b设定为等于或小于4.5mm。通过使压粉磁芯具有上述尺寸，在热成形期间热量可以快速传递到整个压粉磁芯10_1。
此外，例如，当压粉磁芯的水平截面的形状是如图10所示的压粉磁芯52中所示的形状(即，中心没有空腔的形状)时，压粉磁芯52在热成形期间在由成型模具62保持的状态下成形。此时，热量从成型模具62传递到压粉磁芯52，并且压粉磁芯52内部的、热量最不容易传递的部分是由附图标记72指示的部分。在本实施方案中，将成型模具中与压粉磁芯52内部中传递热量花费最长时间的部分72延伸的方向基本上垂直的方向上的距离b2设定为等于或小于4.5mm。通过使压粉磁芯具有上述尺寸，在热成形期间热量可以快速传递到整个压粉磁芯52。
此外，例如，当压粉磁芯的水平截面的形状是如图11所示的压粉磁芯53中所示的形状(即，中心具有两个空腔的形状)时，压粉磁芯53在热成形期间在由成型模具63保持的状态下成形。此时，热量从成型模具62传递到压粉磁芯52，并且压粉磁芯52内部的、热量最不容易传递的部分是由附图标记72指示的部分。在本实施方案中，将成型模具中、与压粉磁芯53内部中传递热量花费最长时间的部分73延伸的方向基本上垂直的方向上的距离b3设定为等于或小于4.5mm。通过使压粉磁芯具有上述尺寸，在热成形期间热量可以快速传递到整个压粉磁芯53。
此外，例如，当压粉磁芯的水平截面的形状是如图12所示的压粉磁芯54中所示的形状(即，E型芯)时，压粉磁芯54在热成形期间在由成型模具64保持的状态下成形。此时，热从成型模具62传递到压粉磁芯52，并且压粉磁芯52内部的、热量最不容易传递的部分是由附图标记72指示的部分。在本实施方案中，将成型模具中、在与压粉磁芯54内部中传递热量花费最长时间的部分74延伸的方向基本上垂直的方向上的距离b4设定为等于或小于4.5mm。通过使压粉磁芯具有上述尺寸，在热成形期间热量可以快速传递到整个压粉磁芯54。
值得注意的是，图9至图12中所示的配置实施例仅仅是实施例，并且根据本实施方案的压粉磁芯的尺寸也可以应用于具有其他结构的压粉磁芯。此外，例如，当压粉磁芯的水平截面的形状为圆形时，压粉磁芯54内部中传递热量花费最长时间的部分是点。在这种情况下，通过该点的圆的直径设定为4.5mm或更小。此外，在本实施方案中，压粉磁芯在竖直方向上的长度可以等于或小于4.5mm。以这种方式，当将压粉磁芯在竖直方向上的长度设置为等于或小于4.5mm时，可以将压粉磁芯的水平截面上的成型模具中的距离设定为所需的值。
如上所述，通过使根据本实施方案的压粉磁芯具有上述尺寸，在热成形期间可以容易地将热量传递到压粉磁芯。因此，可以减少热成形时间并减少树脂材料的热分解。因此，增强了抑制低熔点玻璃流动性能的效果，并且可以降低压粉磁芯的铁损耗。
[实施例]
接下来，将描述根据本公开的实施例。
<实验1>
使用上述用于制造压粉磁芯的方法制备根据实验1的样品(见图7)。根据实验1的压粉磁芯形成为环形形状，该环形形状的外径为13mm、内径为8mm、长度为5mm。具体地，首先制备磁性粉末。Fe-B-P-Nb-Cr系粉末用作磁性粉末，该粉末是粒径为9μm(中值直径D50)的金属玻璃粉末。然后，将磁性粉末与低熔点玻璃粉混合，使用机械化学法用低熔点玻璃涂覆磁性粉末。低熔点玻璃采用磷酸盐系玻璃。此时，将2.5体积％的低熔点玻璃与磁性粉末混合。
然后，将涂覆有低熔点玻璃的磁性粉末用树脂材料涂覆并造粒。表1所示的各种树脂用作树脂材料。此时，将2.5体积％的各树脂材料与磁性粉末混合。表1中的“树脂在500℃下加热的损耗”表示树脂的热重分析结果(测量条件：空气气氛，加热速率为100℃/min)，这表明加热时的损耗越小，树脂的耐热性越高。
然后，将造粒后的磁性粉末放入模具中，以500kgf/cm2下加压，然后将压制的粉末体在150℃、不加压的情况下加热并固化，从而预成形中间成形体。之后，预成形后的中间成形体在490℃下、在将其放入模具的状态下经受热成形。热成形是在空气气氛中进行的，热成形温度为490℃，热成形压力为8tonf/cm2，热成形时间为30s。此外，将加热速度设定为930℃/min。
对于如上所述制备的各样品，测量磁芯的粉末填充百分比、磁导率、铁损耗、粘结剂所占的区域的百分比和比电阻。
通过比较磁芯中含有的磁性粉末的体积与阿基米德法测得的整个磁芯的体积，得到磁芯的粉末填充百分比。磁芯中包含的磁性粉末的体积通过以下方法获得：首先从整个磁芯的重量中减去作为粘结剂添加的低熔点玻璃的重量和剩余树脂材料的重量来获得磁芯中包括的磁性粉末的重量，然后将磁性粉末的重量除以磁性粉末的真实密度。
磁导率是在1MHz的频率下使用阻抗分析仪来获得的，铁损耗通过制备具有环形形状的压粉磁芯并使用B-H分析仪(由IWATSU ELECTRIC有限公司制造)、采用双线圈法测量所制备的压粉磁芯来获得的。测量是在1MHz和50mT的正弦激励下执行的。
使用上述方法获得粘结剂所占的区域的百分比。具体地，使用SEM拍摄了压粉磁芯(50μm×50μm)(即，拍摄区域为10000μm2)的总共四张截面照片。此外，将拍摄位置设置为压粉磁芯的中心。具体地，由于根据实验1的样品具有环形形状，因此将拍摄位置设置为沿压粉磁芯的中心轴切割的切割面上的压粉磁芯的中心。
接下来，将所拍摄的各截面照片的区域(50μm×50μm)划分为单位区域，各单位区域具有尺寸为0.5μm×0.5μm的正方形。接下来，将粘结剂的截面区域的尺寸占单位区域的50％以上的一个或多个单位区域选取为特定单位区域。使用图像分析软件(ImageJ)来确定粘结剂的区域占每个单位区域的百分比。接下来，获得所选取的特定单位区域的数量相对于单位区域的总数的百分比，以作为由粘结剂所占的区域的百分比。具体地，由以下表达式获得粘结剂所占的区域的百分比。
粘结剂所占的区域的百分比＝(所选取的特定单位区域的数量/单位区域的总数)×100(％)
通过以下方法获得了比电阻。首先，制备用于测量比电阻的样品，该样品具有直径为13mm、高度为1.7mm的圆柱形。接下来，研磨圆柱体的上表面和下表面，并制备用于测量的厚度为1mm的样品。然后，在已经制备的用于测量的样品的上、下表面施用导电浆料，用铜板夹住这些样品并测量电阻值。根据这种测量方法，测量了压粉磁芯内部的比电阻。
表1显示了各样品中使用的树脂类型和各样品的测量结果。在比较例1-3中，不添加树脂，而是将添加的低熔点玻璃的量设定为5体积％。如表1所示，在酚醛树脂用作粘结剂树脂的实施例1-1、聚酰亚胺树脂用作粘结剂树脂的实施例1-2、环氧树脂用作粘结剂树脂的实施例1-3、以及丙烯酸树脂用作粘结剂树脂的实施例1-4中，铁损耗的值变得等于或小于1100，这是良好的。此外，在实施例1-1至1-4中的每一者中，粘结剂所占的区域的百分比在0.8％至1.7％的范围内。此外，比电阻在1×106至4×106(Ωm)的范围内，这是良好的。
另一方面，在硅树脂用作粘结剂树脂的比较例1-1、聚乙烯醇缩丁醛(PVB)树脂用作粘结剂树脂的比较例1-2、以及不使用树脂的比较例1-3中，铁损耗的值等于或大于5500，这是大的。此外，在比较例1-1至1-3中的每一者中，粘结剂所占的区域的百分比在3.2％至3.6％的范围内，高于实施例1-1至1-4中的百分比。此外，比较例1-1至1-3中的每一者中的比电阻也小于实施例1-1至1-4中的比电阻。
根据上述结果，可以认为，由于酚醛树脂、聚酰亚胺树脂、环氧树脂和丙烯酸树脂在抑制低熔点玻璃的流动性能方面具有很大的效果，因此它们可以优选地用作粘结剂层的树脂。
[表1]
实验
<实验2>
在实验2中，制备了改变金属玻璃粉末(磁性粉末)(中值直径D50)的粒径的压粉磁芯。在实验2中，将磷酸盐系玻璃和酚醛树脂用作粘结剂的材料。采用与实验1类似的方法制备压粉磁芯并对样品进行测量。在比较例2-1和实施例2-1中，将磷酸盐系玻璃相对于磁性粉末体积的体积百分比设定为5体积％，并且将酚醛树脂相对于磁性粉末体积的体积百分比设定为2.5体积％。在实施例2-2中，将磷酸盐系玻璃相对于磁性粉末体积的体积百分比设定为2.5体积％，将酚醛树脂相对于磁性粉末体积的体积百分比设置为2.5体积％。此外，如表2所示，由于磷酸盐系玻璃的软化温度为400℃，磁性粉末的玻璃化转变温度为480℃，并且磁性粉末的结晶温度为510℃，因此将成形温度设定为490℃。
如表2所示，在金属玻璃粉末的粒径为7μm的实施例2-1和金属玻璃粉末的粒径为9μm的实施例2-2中，铁损耗的值分别为1100和900，这都是良好的。此外，在实施例2-1中，粘结剂所占的区域的百分比为0.5％，比电阻为7×106(Ωm)，这是良好的。在实施例2-2中，粘结剂所占的区域的百分比为1.1％，比电阻为4×106(Ωm)，这是良好的。
另一方面，在金属玻璃粉末的粒径为4μm的比较例2-1中，铁损耗的值高达12000。在比较例2-2中，粘结剂所占的区域的百分比仅为0.12％，比电阻仅为6×10-1(Ωm)。可以认为，这是因为在比较例2-1中添加的粘结剂的量太少，粘结剂所占的区域的百分比变低。此外，可以认为，由于添加的粘结剂的量太小，存在于磁性粉末颗粒之间的粘结剂层太薄而不能保持绝缘，这降低了比电阻。
在实验2中磷酸盐系玻璃和酚醛树脂用作粘结剂的情况下，本发明人还进行了其中相对于磁性粉末的体积、使用5％体积的磷酸盐系玻璃和2.5体积％的聚酰亚胺树脂作为粘结剂的实验。在这种情况下，已经确认，即使当金属玻璃(磁性粉末)的粒径为2μm时，压粉磁芯的填充百分比变得等于或大于88体积％，粘结剂所占的面积的百分比等于或大于0.2％，但等于或小于3.0％。此外，铁损耗的值是950，这是良好的。
[表2]
实验2
<实验3>
在实验3中，制备改变了纳米结晶粉末(Fe-Si-B-P-Cu-Cr系磁性粉末)的粒径(中值直径D50)的压粉磁芯。在实验3中，将磷酸盐系玻璃和酚醛树脂用作粘结剂的材料。使用与实验1类似的方法制备压粉磁芯并对样品进行测量。在实施例3中，将磷酸盐系玻璃相对于磁性粉末体积的体积百分比设定为2.5体积％，且将酚醛树脂相对于磁性粉末体积的体积百分比设定为2.5体积％。此外，如表3所示，将形成温度设定为低熔点玻璃的软化温度(400℃)和磁性粉末的第一结晶温度中的温度较高的一方，与磁性粉末的第二结晶温度之间的温度。
如表3所示，在纳米结晶粉末的粒径为11μm的实施例3-1、纳米结晶粉末的粒度为14μm的实施例3-2、以及纳米结晶粉末的粒度为23μm的实施例3-3中，铁损耗的值等于或小于2,500，这是良好的。具体地，在纳米结晶粉末的粒度为11μm的实施例3-1中，铁损耗的值为860，这是非常好的。此外，在实施例3-1至3-3中的每一者中，粘结剂所占的区域的百分比在1.8％至2.4％的范围内。此外，比电阻在6×105至2×106(Ωm)的范围内，这是良好的。
[表3]
实验3
<实验4>
在实验4中，制备改变了作为粘结剂材料的磷酸盐系玻璃和酚醛树脂的共混比例的压粉磁芯。在实验4中，粒径为9μm(中值直径D50)的金属玻璃粉末用作磁性粉末。使用与实验1类似的方法制备压粉磁芯并对样品进行测量。表4示出了在每个样品中磷酸盐系玻璃和酚醛树脂的共混比例。
如表4所示，在磷酸盐系玻璃和酚醛树脂的共混比例(体积％)为2.5：2.5的实施例4-1中，铁损耗的值为900，这是良好的。此外，在实施例4-1中，粘结剂所占的区域的百分比为1.1％，比电阻为4×106(Ωm)，这是良好的。在磷酸盐系玻璃和酚醛树脂的共混比例(体积％)为2.5：5的实施例4-2中，铁损耗的值为1100，这是良好的。此外，在实施例4-2中，粘结剂所占的区域的百分比为2.6％，比电阻为3×106(Ωm)，这是良好的。
此外，在磷酸盐系玻璃和酚醛树脂的共混比例(体积％)为0：2.5(即，没有添加磷酸盐系玻璃)的实施例4-1中，铁损耗的值为14000，这是良好的。此外，在比较例4-1中，粘结剂所占的区域的百分比为0.18％，比电阻为8×101(Ωm)，这是小的。也就是说，可以认为，在比较例4-1中，没有添加作为粘结剂的低熔点玻璃，从而树脂不流动，粘结剂所占的区域的百分比变低。然而，由于粘结剂本身的量很小，磁性粉末颗粒的绝缘没有得到保证。因此，可以认为比电阻已经变低。
[表4]
实验4
<实验5>
在实验5中，制备具有圆柱形的样品，该圆柱形的外径为40mm并且其在竖直方向上的长度(厚度h)改变。在实验5中，粒经为11μm(中值直径D50)的纳米结晶粉末用作磁性粉末。此外，磷酸盐系玻璃和酚醛树脂用作粘结剂的材料。将磷酸盐系玻璃相对于磁性粉末体积的体积百分比设定为2.5体积％，将酚醛树脂相对于磁性粉末体积的体积百分比设定为2.5体积％。使用与实验1类似的方法制备压粉磁芯。此外，在实验5中，将成形温度设定为470℃。此外，在实验5中，将所制备的压粉磁芯切割成与实验1的形状(外径为13mm、内径为8mm和长度为5mm的环形形状)类似的形状，并制备用于测量的样品。然后使用与实验1的方法类似的方法测量样品。
如表5所示，每个样品的成形时间根据最小部分的厚度而变化。也就是说，随着厚度h的增加，样品的形成时间变得更长，使得热量被传递到压粉磁芯内部中传递热量花费最长时间的部分，并且热量被传递到整个压粉磁芯。更具体地，设置形成时间，使得热量在竖直方向(厚度h)上传递到压粉磁芯长度的中间部分，并且获得由于整个压粉磁芯中的磁性粉末软化而导致的足够量的变形。
如表5所示，在厚度h为1.7mm的实施例5-1、厚度h为2.5mm的实施例5-2、厚度h为3.0mm的实施例5-3、厚度h为3.5mm的实施例5-4、以及厚度h为4.5mm的实施例5-5中，铁损耗的值等于或小于2800。具体地，在厚度h为1.7mm的实施例5-1中，铁损耗的值为860，这是非常好的。此外，在实施例5-1至5-5中的每一者中，粘结剂所占的区域的百分比在1.5至2.9％的范围内。此外，在实施例5-1至5-5中的每一者中，比电阻在6×104至4×106(Ωm)的范围内，这是良好的。
另一方面，在厚度h为7mm的比较例5-1和厚度h为14mm的比较例5-2中，铁损耗的值变得大于3300。此外，在比较例5-1中，粘结剂所占的区域的百分比为3.6％，比电阻为7×10-1(Ωm)。在比较例5-2中，粘结剂所占的区域的百分比为3.3％，比电阻为2×10-2(Ωm)。以这种方式，可以认为，在比较例5-1和5-2的每一者中，粘结剂所占的区域的百分比较大，比电阻变小。
根据上述结果，可以说，在压粉磁芯的热成形过程中，压粉磁芯内部中传递热量花费最长时间的部分，即压粉磁芯在竖直方向上的长度(厚度h)优选等于或小于4.5mm。也就是说，在热成形期间，热量被快速传递到整个压粉磁芯，从而可以抑制粘结剂树脂的热分解，并且可以防止抑制低熔点玻璃的流动性能的效果的降低，并且可以获得良好的铁损耗值。此外，由于热量被快速传递到整个压粉磁芯，因此可以缩短热成形的时间，从而减少生产时间和成本。当在竖直方向上改变压粉磁芯的长度的情况下来进行了实验5的情况下，基于与上述类似的原因，也优选将成型模具中与在压粉磁芯内部中传递热量花费最长时间的部分延伸的方向基本上垂直的方向上的距离设定为等于或小于4.5mm。
[表5]
实验5
<实验6>
在实验6中，制备改变了作为粘结剂材料的低熔点玻璃的类型的样品。在实验6中，粒径为9μm(中值直径D50)、玻璃化转变温度(Tg)为480℃、结晶温度(Tx)为510℃的金属玻璃粉末用作磁性粉末。酚醛树脂用作粘结剂树脂。将各低熔点金属玻璃相对于磁性粉末的体积百分比设定为2.5体积％，将酚醛树脂相对于磁性粉末体积的体积百分比设定为2.5体积％。采用与实验1类似的方法制备压粉磁芯并对样品进行测量。
如表6所示，在磷酸盐系玻璃用作低熔点玻璃的实施例6-1、锡磷酸盐系玻璃用作低熔点玻璃的实施例6-2、以及氧化铋系玻璃用作低熔点玻璃的实施例6-3中，铁损耗的值分别为900、1600和3300。此外，实施例6-1中粘结剂所占的区域的百分比为1.1％，实施例6-2中粘结剂所占的区域的百分比为2.6％，实施例6-3中粘结剂所占的区域的百分比为2.2％。此外，实施例6-1中比电阻为4×106(Ωm)，实施例6-2中比电阻为1×106(Ωm)，以及实施例6-3中比电阻为5×105(Ωm)。
另一方面，在硼硅酸盐系玻璃用作低熔点金属玻璃的比较例6-1中，铁损耗的值高达5300。在比较例6-1中，粘结剂所占的区域的百分比为3.5％，比电阻为3×101(Ωm)。也就是说，可以认为，由于低熔点玻璃的软化温度高于比较例6-1中的成形温度，所以在热成形期间低熔点玻璃没有充分软化，并且粘结剂没有与粉末的变形相关联地变形。因此，粘结剂所占的区域的百分比变大，比电阻变低。
[表6]
实验6
图13是表示粘结剂所占的区域的百分比与铁损耗之间的关系的图表，图13是绘制上述实验1至6的结果的图表。如图13所示，实施例中粘结剂所占的区域的百分比在0.2％或更大、但3.0％或更小的范围内。在此范围内，压粉磁芯在1MHz和50mT下的铁损耗为3300kW/m3或更小。此外，在粘结剂所占的区域的百分比为0.2％或更大、但2.1％或更小的范围内，压粉磁芯在1MHz和50mT下的铁损耗变为2500kW/m3或更小。此外，在粘结剂所占的区域的百分比为0.2％或更大、但1.8％或更小的范围内，压粉磁芯在1MHz和50mT下的铁损耗变为1500kW/m3或更小。
图14是表示粘结剂所占的区域的百分比与比电阻之间的关系的图表，图14是绘制上述实验1至6的结果的图表。如图14所示，实施例中粘结剂所占的区域的百分比为0.2％或更大、但3.0％或更小。在此范围内，压粉磁芯的比电阻为5×104(Ωm)或更大。此外，在粘结剂所占的区域的百分比为0.2％或更大、但2.4％或更小的范围内，压粉磁芯的比电阻等于或大于1×105或更小。此外，在粘结剂所占的区域的百分比为0.2％或更大、但2.4％或更小的范围内，压粉磁芯的比电阻等于或大于1×106或更小。
从这样描述的公开内容可以明显地看出，本公开的实施方案可以以许多方式改变。这些改变不应被视为背离了本公开的精神和范围，并且对本领域技术人员来说显而易见的是，所有这样的修改旨在包括在所附权利要求的范围内。

Claims (20)

1.一种压粉磁芯，在所述压粉磁芯中，磁性粉末通过粘结剂层粘结，其中，
所述压粉磁芯含有88体积％以上的磁性粉末，并且
当使用扫描电子显微镜拍摄所述压粉磁芯的截面照片，且将尺寸为10000μm2的所述截面照片的区域划分为单位区域时，各单位区域具有尺寸为0.5μm×0.5μm的正方形，其中将粘结剂的截面区域的尺寸占单位区域的50％以上的一个或多个单位区域选取为特定单位区域，并且将所选取的特定单位区域的数量相对于单位区域的总数的百分比定义为所述粘结剂所占的所述区域的百分比，所述粘结剂所占的所述区域的百分比等于或大于0.2％、但等于或小于3.0％。
2.根据权利要求1所述的压粉磁芯，其中，所述粘结剂所占的所述区域的百分比等于或大于0.2％、但等于或小于2.6％。
3.根据权利要求1所述的压粉磁芯，其中，
所述磁性粉末是含有铁元素的软磁性粉末，并且
所述磁性粉末的粒径等于或大于2μm、但等于或小于25μm。
4.根据权利要求3所述的压粉磁芯，其中，所述磁性粉末为金属玻璃粉末或纳米结晶粉末。
5.根据权利要求1所述的压粉磁芯，其中，所述粘结剂层包括低熔点玻璃和树脂材料。
6.根据权利要求5所述的压粉磁芯，其中，相对于所述磁性粉末的量，所述低熔点玻璃和所述树脂材料的总量小于10体积％。
7.根据权利要求6所述的压粉磁芯，其中，相对于所述磁性粉末的体积，所述低熔点玻璃的体积百分比等于或大于0.5体积％、但等于或小于6体积％。
8.根据权利要求6所述的压粉磁芯，其中，相对于所述磁性粉末的体积，所述树脂材料的体积百分比等于或大于0.5体积％、但等于或小于9体积％。
9.根据权利要求5所述的压粉磁芯，其中，所述低熔点玻璃是磷酸盐系玻璃或锡磷酸盐系玻璃。
10.根据权利要求5所述的压粉磁芯，其中，所述树脂材料是选自包括酚醛树脂、聚酰亚胺树脂、环氧树脂和丙烯酸树脂组中的至少一种树脂材料。
11.根据权利要求1所述的压粉磁芯，其中，所述压粉磁芯在1MHz和50mT下的铁损耗等于或小于3300kW/m3。
12.根据权利要求1所述的压粉磁芯，其中，所述压粉磁芯的比电阻等于或大于5×104(Ωm)。
13.一种电感器，所述电感器包括根据权利要求1至12中任一项所述的压粉磁芯、以及线圈。
14.一种用于制造压粉磁芯的方法，所述方法包括：
用低熔点玻璃涂覆磁性粉末的工艺；
将涂覆有所述低熔点玻璃的所述磁性粉末用树脂材料涂覆以进行造粒的工艺；以及
在所述造粒后、对所述磁性粉末进行热成形的工艺，其中，
所述热成形后的所述压粉磁芯含有88体积％以上的磁性粉末，并且
当使用扫描电子显微镜拍摄所述压粉磁芯的截面照片，且将尺寸为10000μm2的所述截面照片的区域划分为单位区域时，各单位区域具有尺寸为0.5μm×0.5μm的正方形，其中将粘结剂的截面区域的尺寸占单位区域的50％以上的一个或多个单位区域选取为特定单位区域，并且将所选取的特定单位区域的数量相对于单位区域的总数的百分比定义为所述粘结剂所占的所述区域的百分比，所述粘结剂所占的所述区域的百分比等于或大于0.2％、但等于或小于3.0％。
15.根据权利要求14所述的用于制造压粉磁芯的方法，其中，
所述磁性粉末是含有铁元素的软磁性粉末，并且
所述磁性粉末的粒径等于或大于2μm、但等于或小于25μm。
16.根据权利要求14所述的用于制造压粉磁芯的方法，其中，
所述磁性粉末为金属玻璃，并且
所述磁性粉末经受热成形时的所述温度等于或高于所述低熔点玻璃的软化温度和所述磁性粉末的玻璃化转变温度中的温度较高的一方、但等于或低于所述磁性粉末的结晶温度。
17.根据权利要求14所述的用于制造压粉磁芯的方法，其中，
所述磁性粉末为纳米结晶粉末，并且
所述磁性粉末经受热成形时的所述温度等于或高于所述低熔点玻璃的软化温度和所述磁性粉末的第一结晶温度中的温度较高的一方、但等于或低于所述磁性粉末的第二结晶温度。
18.根据权利要求14所述的用于制造压粉磁芯的方法，其中，相对于所述磁性粉末的量，所述低熔点玻璃和所述树脂材料的总量小于10体积％。
19.根据权利要求14所述的用于制造压粉磁芯的方法，其中，所述低熔点玻璃是磷酸盐系玻璃或锡磷酸盐系玻璃。
20.根据权利要求14所述的用于制造压粉磁芯的方法，其中，所述树脂材料是选自包括酚醛树脂、聚酰亚胺树脂、环氧树脂和丙烯酸树脂组中的至少一种树脂材料。
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