鐵氧體燒結(jié)體和使用了鐵氧體燒結(jié)體的電子部件以及電源裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及適于變壓器或扼流圈等的磁芯且高強(qiáng)度的鐵氧體燒結(jié)體。另外，本發(fā) 明涉及使用了這樣的鐵氧體燒結(jié)體的電子部件。另外，本發(fā)明涉及使用了這種電子部件的 電源裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，電子設(shè)備的小型化和高效率化不斷發(fā)展，電源裝置等所使用的電子部件 也強(qiáng)烈要求小型化、高效率化。為了小型化、高效率化，對(duì)于線圈或變壓器等電子部件所使 用的鐵氧體燒結(jié)體要求低損耗特性。
[0003] 以往，鐵氧體燒結(jié)體為了使其磁特性成為優(yōu)異的低損耗特性，而以在燒結(jié)后不殘 留應(yīng)變的方式進(jìn)行制造。原因在于，如果在燒結(jié)后應(yīng)變殘留，則由于該殘留應(yīng)變，在鐵氧體 燒結(jié)體產(chǎn)生殘留應(yīng)力而引起導(dǎo)磁率的降低或磁損耗增加這樣的磁特性的惡化。
[0004] 例如，在專利文獻(xiàn)1所記載的低損耗氧化物磁性材料中，通過控制燒成工序的冷 卻速度來減少殘留應(yīng)力并減小磁損耗。另外，例如在專利文獻(xiàn)2所記載的軟鐵氧體的制造 方法中，在鐵氧體成型體的燒成時(shí)，在成型體與陶瓷制敷板之間散布有氧化鋅等粉末。由此 阻止來自鐵氧體的脫鋅反應(yīng)，改善由于尖晶石相的晶格常數(shù)的收縮而產(chǎn)生的拉伸殘留應(yīng)力 引起的磁特性的劣化。另外，例如在專利文獻(xiàn)3所記載的鐵氧體芯中，通過用由玻璃組合物 構(gòu)成的被膜層覆蓋芯部的表面，從而利用芯部與包覆層的熱膨脹系數(shù)之差降低殘留應(yīng)力而 改善初始導(dǎo)磁率。此外，記載了能夠通過被膜層發(fā)揮犧牲膜的作用來有效地防止芯部的破 損等。
[0005] 如專利文獻(xiàn)1、2、3所示，到目前為止，為了不使鐵氧體燒結(jié)體的磁特性惡化，強(qiáng)烈 要求消除由于殘留應(yīng)變而產(chǎn)生的殘留應(yīng)力。
[0006] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0007] 專利文獻(xiàn)
[0008] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開2007-204349號(hào)公報(bào)
[0009] 專利文獻(xiàn)2 :日本專利第2833722號(hào)公報(bào)
[0010] 專利文獻(xiàn)3 :日本專利第5195669號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 發(fā)明所要解決的技術(shù)問題
[0012] 如專利文獻(xiàn)1、2、3所示，到目前為止，認(rèn)為在鐵氧體燒結(jié)體所殘留的應(yīng)變即由于 殘留應(yīng)變產(chǎn)生的殘留應(yīng)力是不需要的，因而盡努力最大限度消除。
[0013] 在專利文獻(xiàn)1所記載的低損耗磁性材料的情況下，以不在燒結(jié)后產(chǎn)生殘留應(yīng)力的 方式規(guī)定了燒成工序。在專利文獻(xiàn)2所記載的軟鐵氧體的制造方法中，通過阻止鐵氧體的 脫鋅反應(yīng)，從而改善了所產(chǎn)生的殘留應(yīng)力所引起的磁特性的劣化。但是，在上述專利文獻(xiàn)1、 2中，對(duì)鐵氧體燒結(jié)體的強(qiáng)度（抗應(yīng)力）與殘留于鐵氧體燒結(jié)體的應(yīng)變的關(guān)聯(lián)性沒有作任何 考慮。在線圈或變壓器等電子部件所使用的鐵氧體燒結(jié)體中，有許多用樹脂等覆蓋整體的 燒結(jié)體或粘接一部分的燒結(jié)體，或者用金屬零件等固定的燒結(jié)體等恒定地接受外部應(yīng)力那 樣的燒結(jié)體。出于這樣的背景，要求高強(qiáng)度的鐵氧體燒結(jié)體。
[0014]另外，在專利文獻(xiàn)3所記載的鐵氧體芯中，記載了通過附有包覆層來緩和芯的殘 留應(yīng)力并改善初始導(dǎo)磁率，而且通過被膜層發(fā)揮犧牲膜的作用能夠有效地防止芯部的破損 等。關(guān)于專利文獻(xiàn)3,由于通過具有被膜層來防止破損等，因此認(rèn)為強(qiáng)度提高。但是，即使通 過具有被膜層來例如提高強(qiáng)度，燒結(jié)體本身的強(qiáng)度（抗應(yīng)力）也不會(huì)提高，而且具有涂布由 玻璃組合物構(gòu)成的被膜層這樣的做法帶來成本增加的不利情況。另外，雖然提到了強(qiáng)度，但 是關(guān)于抗應(yīng)力并沒有呈現(xiàn)任何數(shù)據(jù)。
[0015] 另外，如專利文獻(xiàn)2、3中所示，到目前為止，努力消除殘留在從鐵氧體燒結(jié)體的最 表面起數(shù)百Um的應(yīng)變所致的殘留應(yīng)力。
[0016] 例如，專利文獻(xiàn)2中所示的，記載了從鐵氧體燒結(jié)體的最表面起引起脫鋅反應(yīng)而 磁特性劣化，相對(duì)于此，通過除去從鐵氧體燒結(jié)體的最表面起約250ym來改善鐵損。在此， 應(yīng)變所涉及的層讀取為250ym。
[0017] 專利文獻(xiàn)3中也同樣記載了認(rèn)為殘留應(yīng)力的原因?yàn)殍F氧體組合物的燒成、冷卻時(shí) 的收縮所引起的應(yīng)力或由于燒成、冷卻時(shí)的鐵氧體組合物中的成分特別是ZnO成分的蒸發(fā) 等產(chǎn)生的應(yīng)力等。在專利文獻(xiàn)3中，并沒有提到鐵氧體燒結(jié)體的表面，但如上述所示，如從 特別是提到ZnO成分的蒸發(fā)是原因的點(diǎn)（與專利文獻(xiàn)2同樣）或?qū)嵤┓绞街幸孕静?的凸 緣部5的厚度為0. 2~0. 3_的地方也知道，專利文獻(xiàn)2同樣地，假定應(yīng)變所涉及的層最多 為數(shù)百ym左右。在此，由于凸緣部的最大厚度為0.3mm，因此假定最大為0.15mm(150iim) 是清楚的。
[0018] 在專利文獻(xiàn)1中，也有如果在燒結(jié)工序的冷卻過程中未控制在適當(dāng)?shù)难醴謮?、適 當(dāng)?shù)睦鋮s速度，則燒結(jié)體表面或者過氧化或者過還原，或者晶界相過厚，或者不形成晶界 相，但是與專利文獻(xiàn)2、3同樣地不難想象提到殘留在從鐵氧體燒結(jié)體的最表面起數(shù)百ym 的應(yīng)力。
[0019] 如上述所示，到目前為止，認(rèn)為應(yīng)變是存在從鐵氧體燒結(jié)體的最表面到數(shù)百ym 的"組成等不均勻的層"所產(chǎn)生的不必要的應(yīng)變。但是，本發(fā)明人等著眼于應(yīng)變與鐵氧體燒 結(jié)體的強(qiáng)度的關(guān)系，測(cè)定使應(yīng)變變化后的鐵氧體燒結(jié)體的強(qiáng)度后，發(fā)現(xiàn)應(yīng)變對(duì)鐵氧體燒結(jié) 體的強(qiáng)度造成影響。此外，由如上述的專利文獻(xiàn)1、2、3所示那樣的現(xiàn)有的制法制作的結(jié)果， 發(fā)現(xiàn)該應(yīng)變不是殘留于最表面的應(yīng)變，而是殘留于從鐵氧體燒結(jié)體的最表面起數(shù)百ym以 上的內(nèi)部的應(yīng)變。
[0020] 本發(fā)明有鑒于上述而作出的發(fā)明，其目的在于提供一種高強(qiáng)度的鐵氧體燒結(jié)體。 另外，本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種使用了這樣的鐵氧體燒結(jié)體的強(qiáng)度優(yōu)異的電子部 件。另外，本發(fā)明的又一個(gè)目的在于提供一種使用了這種電子部件的具有高可靠性的電源 裝置。
[0021] 解決技術(shù)問題的手段
[0022] 本發(fā)明人等為了達(dá)到上述目的而進(jìn)行了銳意研宄。其結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過將現(xiàn)有認(rèn)為 不需要的應(yīng)變附加在從含有Co的Mn-Zn系鐵氧體燒結(jié)體的最表面起由現(xiàn)有的制法形成的 "組成等不均勻的層"（數(shù)百ym:例如脫鋅層的話為250ym)以上的范圍，能夠改善含有Co的Mn-Zn系鐵氧體燒結(jié)體的強(qiáng)度，從而完成本發(fā)明。
[0023]在此，就"組成等不均勻的層"進(jìn)行說明。組成等不均勻的層是指，與鐵氧體燒結(jié) 體的最內(nèi)部即中心部相比較，組成、價(jià)數(shù)、晶界相厚度或粒徑等其中之一變化的"存在于從 鐵氧體燒結(jié)體的最表面起數(shù)百ym的層"，其是通過產(chǎn)生殘留應(yīng)力而使磁特性劣化的原因的 層。眾所周知，該層通過機(jī)械研磨或化學(xué)研磨除去從而恢復(fù)磁特性。本發(fā)明人等根據(jù)ICP 分析和磁特性的恢復(fù)情況估計(jì)上述層的厚度后，最大不足300ym。即，這里所說的由現(xiàn)有的 制法形成的"組成等不均勻的層"是指從鐵氧體燒結(jié)體的最表面起不足300ym的層。
[0024] 為了解決上述技術(shù)而達(dá)到目的，本發(fā)明所涉及的鐵氧體燒結(jié)體，其特征在于，是含 有Co的Mn-Zn系鐵氧體燒結(jié)體，在從所述含有Co的Mn-Zn系鐵氧體燒結(jié)體的最表面向內(nèi) 部，直至包含最表面的燒結(jié)體厚度的三分之一的范圍附加有壓縮應(yīng)變。根據(jù)該鐵氧體燒結(jié) 體，通過壓縮應(yīng)變附加于從所述含有Co的Mn-Zn系鐵氧體燒結(jié)體的最表面向內(nèi)部直至包含 最表面的燒結(jié)體厚度的三分之一的范圍，能夠改善所述含有Co的Mn-Zn系鐵氧體燒結(jié)體的 抗折力。其結(jié)果，能夠改善鐵氧體燒結(jié)體的強(qiáng)度。
[0025] 另外，以往在磁損耗的評(píng)價(jià)中并未考慮勵(lì)磁波形。一般而言，磁損耗的評(píng)價(jià)由正弦 波勵(lì)磁進(jìn)行，在上述專利文獻(xiàn)1、2、3中，對(duì)勵(lì)磁波形均沒有任何考慮、記載。即，由于上述專 利文獻(xiàn)1、2、3中有記載的殘留應(yīng)變而劣化的磁特性這樣的特性是由正弦波勵(lì)磁測(cè)定的特 性。但是，在實(shí)際的產(chǎn)品的電路中，勵(lì)磁波形并不是正弦波，幾乎都是以矩形波勵(lì)磁進(jìn)行動(dòng) 作。本發(fā)明人等著眼于矩形波勵(lì)磁進(jìn)行的測(cè)定對(duì)于更好地再現(xiàn)實(shí)際搭載于實(shí)際設(shè)備的狀態(tài) 是重要的，除了本發(fā)明的應(yīng)變附加所引起的強(qiáng)度增加以外，還就矩形波勵(lì)磁所致的磁損耗 的變化重復(fù)進(jìn)行了銳意研宄。其結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過令構(gòu)成所述含有Co的Mn-Zn系鐵氧體燒結(jié) 體的成分為適當(dāng)?shù)姆秶?、或者附加的?yīng)變量為適當(dāng)?shù)姆秶?，從而除了本發(fā)明的第一個(gè)目的 即強(qiáng)度增加以外，還能夠抑制矩形波勵(lì)磁所致的損耗。
[0026] S卩，在本發(fā)明中，優(yōu)選地，所述含有Co的Mn-Zn系鐵氧體燒結(jié)體的主成分在分別換 算成氧化物時(shí)由51~54摩爾％的？620 3、6~16摩爾％的2]1〇、余量的MnO構(gòu)成，相對(duì)于所述 主成分的所述氧化物的合計(jì)質(zhì)量1質(zhì)量份，如果換算成C〇0,則含有100X10_6~4000X10 _6 質(zhì)量份的Co作為副成分。根據(jù)該鐵氧體燒結(jié)體，通過令構(gòu)成所述含有Co的Mn-Zn系鐵氧 體燒結(jié)體的成分為適當(dāng)?shù)姆秶?，從而能夠在可以得到低損耗特性的范圍中改善燒結(jié)體的強(qiáng) 度。其結(jié)果，能夠提供低損耗且強(qiáng)度得到改善的優(yōu)異的鐵氧體燒結(jié)體。
[0027] 另外，在本發(fā)明中，附加的壓縮應(yīng)變優(yōu)選為3. 5~102ye。通過令附加的壓縮應(yīng) 變?yōu)檫@樣的范圍，從而除了本發(fā)明的效果即強(qiáng)度增加以外，還能夠抑制矩形波勵(lì)磁下的磁 損耗的大幅增加的鐵氧體燒結(jié)體。
[0028] 本發(fā)明是一種電子部件，其特征在于，使用了所述含有Co的Mn-Zn系鐵氧體燒結(jié) 體。通過使用所述含有Co的Mn-Zn系鐵氧體燒結(jié)體，從而能夠提供強(qiáng)度優(yōu)異的電子部件。
[0029]本發(fā)明是一種電源裝置，其特征在于，具備所述電子部件。根