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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2016-162821(P2016-162821A)
(43)【公開日】2016年9月5日
(54)【発明の名称】磁性体及びそれを含む電子部品
(51)【国際特許分類】
H01F 1/24 20060101AFI20160808BHJP
H01F 1/33 20060101ALI20160808BHJP
【ＦＩ】
H01F1/24
H01F1/33
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
【全頁数】11
(21)【出願番号】特願2015-38401(P2015-38401)
(22)【出願日】2015年2月27日
(71)【出願人】
【識別番号】000204284
【氏名又は名称】太陽誘電株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100119378
【弁理士】
【氏名又は名称】栗原 弘幸
(72)【発明者】
【氏名】棚田 淳
(72)【発明者】
【氏名】高島 賢二
(72)【発明者】
【氏名】織茂 洋子
【テーマコード（参考）】
5E041
【Ｆターム（参考）】
5E041AA11
5E041BC01
5E041CA01
5E041NN01
(57)【要約】
【課題】電子部品における小型化、高性能化の要求に応えるための、透磁率及び体積抵抗率を高い水準で併せ持つ新たな磁性体の提供。【解決手段】Ｆｅ、Ｍ（但し、ＭはＦｅより酸化し易い金属元素である。）及びＳを含む軟磁性合金粒子１１と、軟磁性合金粒子１１の一部が酸化してなる酸化膜１２と、を備え、隣接する軟磁性合金粒子１１どうしの結合の少なくとも一部は酸化膜１２を介しており、９２．５〜９６ｗｔ％のＦｅ及び０．００３〜０．０２ｗｔ％のＳを含む、磁性体１。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
Ｆｅ、Ｍ（但し、ＭはＦｅより酸化し易い金属元素である。）及びＳを含む軟磁性合金粒子と、前記軟磁性合金粒子の一部が酸化してなる酸化膜と、を備え、隣接する軟磁性合金粒子どうしの結合の少なくとも一部は前記酸化膜を介しており、９２．５〜９６ｗｔ％のＦｅ及び０．００３〜０．０２ｗｔ％のＳを含有する、磁性体。
【請求項2】
０．００５〜０．０１４ｗｔ％のＳを含有する請求項１記載の磁性体。
【請求項3】
前記ＭとしてＣｒ及び／又はＡｌを含み、ＣｒとＡｌの合計の含有率が２〜６．５ｗｔ％である請求項１又は２記載の磁性体。
【請求項4】
さらにＳｉを含み、重量基準におけるＣｒとＡｌの合計の含有量の方がＳｉの含有量よりも多い請求項３記載の磁性体。
【請求項5】
請求項１〜４のいずれか１項記載の磁性体を含有する磁心を備える電子部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明はコイル・インダクタ等の電子部品において主に磁心として用いることができる磁性体、及びそれを含む電子部品に関する。
【背景技術】
【0002】
インダクタ、チョークコイル、トランス等といった電子部品（所謂、コイル部品・インダクタンス部品）は、磁心としての磁性体と、前記磁性体の内部または表面に形成されたコイルとを有している。磁性体の材料としてＮｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライト等のフェライトが一般に用いられている。
【0003】
近年、この種の電子部品には大電流化（定格電流の高値化を意味する）が求められており、該要求を満足するために、磁性体の材料を従前のフェライトから金属系の材料に切り替えることが検討されている。金属系の材料としてはＦｅ−Ｃｒ−Ｓｉ合金やＦｅ−Ａｌ−Ｓｉ合金があり、材料自体の飽和磁束密度がフェライトに比べて高い。その反面、材料自体の体積抵抗率が従前のフェライトに比べて格段に低い。
【0004】
特許文献１には、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金粉を軟磁性材料粉として用いる圧粉磁心及びその製造方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特許第５６２６６７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
電子部品における昨今の小型化、高性能化の要求によれば、透磁率及び体積抵抗率を高い水準で併せ持つ磁性体の提供が望まれる。本発明はかかる磁性体の提供を課題とする。さらに、本発明は前記磁性体を含む電子部品の提供も課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明者らが鋭意検討した結果、以下のような本発明を完成した。本発明によれば、磁性体はＦｅ、金属元素Ｍ及びＳを含む軟磁性合金粒子と、この軟磁性合金粒子の一部が酸化してなる酸化膜と、を備える。金属元素ＭはＦｅより酸化し易い金属元素である。隣接する軟磁性合金粒子どうしの結合の少なくとも一部は酸化膜を介している。この磁性体は、９２．５〜９６ｗｔ％のＦｅを含むとともに、０．００３〜０．０２ｗｔ％、好ましくは０．００５〜０．０１４ｗｔ％のＳを含む。
【0008】
好適態様によれば、磁性体は金属元素ＭとしてＣｒ及び／又はＡｌを含む。ＣｒとＡｌの合計の含有率は好ましくは２〜６．５ｗｔ％である。より好ましくは、磁性体は、さらにＳｉを含む。好ましくは、重量基準におけるＣｒとＡｌの合計含有量の方がＳｉの含有量よりも多い。このような磁性体を含有する磁心を備える電子部品もまた本発明の一実施態様である。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、イオウの添加により低温熱処理を行うと酸化膜が薄くかつ安定になり、結果として、磁性体における高い透磁率、体積抵抗率を両立させることができた。好適態様によれば磁性体の防錆性も向上し、少量のＳｉを含有せしめることにより充填率が向上し、より広い範囲での用途の部品を作ることができる。
【発明を実施するための形態】
【0011】
図面を適宜参照しながら本発明を詳述する。但し、本発明は図示された態様に限定されるわけでなく、また、図面においては発明の特徴的な部分を強調して表現することがあるので、図面各部において縮尺の正確性は必ずしも担保されていない。
【0012】
図１は本発明の磁性体の微細構造を模式的に表す断面図である。本発明において、磁性体１は、全体としては、もともとは独立していた多数の軟磁性合金粒子１１どうしが結合してなる集合体として把握される。磁性体１は、多数の軟磁性合金粒子１１からなる圧粉体であるということもできる。少なくとも一部の軟磁性合金粒子１１にはその周囲の少なくとも一部、好ましくは概ね全体にわたって酸化膜１２が形成されていて、この酸化膜１２により磁性体１の絶縁性が確保される。隣接する軟磁性合金粒子１１どうしは、主として、それぞれの軟磁性合金粒子１１の周囲にある酸化膜１２を介して結合し（図１の符号２２参照）、結果として、一定の形状を有する磁性体１が構成される。本発明によれば、部分的には、隣接する軟磁性合金粒子１１が、符号２１で表されるように、金属部分どうしで結合していてもよい。従来の磁性体においては、硬化した有機樹脂のマトリクス中に磁性粒子又は数個程度の磁性粒子の結合体が分散しているものや、硬化したガラス成分のマトリクス中に磁性粒子又は数個程度の磁性粒子の結合体が分散しているものが用いられていた。本発明では、有機樹脂からなるマトリクスもガラス成分からなるマトリクスも、実質的に存在しないことが好ましい。
【0013】
個々の軟磁性合金粒子１１は、少なくとも鉄（Ｆｅ）と鉄より酸化しやすい金属元素（本発明ではＭと総称する。）とを少なくとも含む合金であり、さらにイオウ（Ｓ）を必須に含有する。金属元素Ｍは、典型的には、Ｃｒ（クロム）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｔｉ（チタン）などが挙げられ、好ましくは、ＣｒまたはＡｌである。軟磁性合金粒子はＳｉを含んでいてもよい。
【0014】
磁性体１において、Ｆｅの含有率は９２．５〜９６ｗｔ％である。前記範囲である場合に高い体積抵抗率が確保される。
【0015】
金属元素Ｍは鉄よりも酸化され易い金属であれば特に限定は無く、好ましくはＣｒ、Ａｌが挙げられる。好ましくは、金属元素Ｍとして磁性体にはＣｒ、Ａｌの片方又は両方が含まれる。より好ましくは、磁性体１におけるＣｒ及びＡｌの合計の含有率が２〜６．５ｗｔ％である。ここで、Ｃｒ及びＡｌの合計の含有率は、磁性体１にＣｒ又はＡｌの両方が含まれる場合にはそれらの合計の含有率であり、Ｃｒ又はＡｌの片方のみが含まれる場合には、当該含まれる元素の含有率である。前記範囲の合計の含有率である場合には、防錆性の向上が期待される。
【0016】
磁性体１には、Ｓが０．００３ｗｔ％以上、好ましくは０．００５ｗｔ％以上含まれる。磁性体１におけるＳの含有割合の上限は０．０２ｗｔ％であり、好ましくは０．０１４ｗｔ％である。Ｓの含有割合と上述したＦｅの含有割合とが同時に前記範囲を充足することにより、体積抵抗率、透磁率、更に耐電圧の三者を一挙に向上させることができ、結果的に、電子部品の小型化に寄与する。
【0017】
磁性体１には好ましくはケイ素（Ｓｉ）が含まれる。なお、Ｓｉは上述した金属元素Ｍの定義には該当しない。Ｓｉが含まれる場合における、磁性体１におけるＳｉの含有率は、好ましくは上述したＣｒとＡｌの合計の含有率より低い。別途好ましくは、Ｓｉの好ましい含有率は、１〜４ｗｔ％である。
【0018】
磁性体１の組成については、プラズマ発光分析で算出することができる。なお、Ｓの含有率については燃焼赤外吸収法により測定する。
【0019】
Ｆｅ、ＳｉおよびＭ以外に含まれていてもよい元素としてはＭｎ（マンガン）、Ｃｏ（コバルト）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｃｕ（銅）Ｐ（リン）、Ｃ（炭素）などが挙げられる。
【0020】
磁性体１を構成する個々の軟磁性合金粒子１１の少なくとも一部には、その周囲の少なくとも一部に酸化膜１２が形成されている。酸化膜１２は磁性体１を形成する前の原料粒子の段階で形成されていてもよいし、原料粒子の段階では酸化膜が存在しないか極めて少なく成形過程において酸化膜を生成させてもよい。好ましくは、酸化膜１２は軟磁性合金粒子１１それ自体の酸化物からなる。換言すると、酸化膜１２の形成のために上述の軟磁性合金粒子１１以外の材料を別途添加しないことが好ましい。成形前の軟磁性合金粒子１１に熱処理を施して磁性体１を得るときに、軟磁性合金粒子１１の表面部分が酸化して酸化膜１２が生成し、その生成した酸化膜１２を介して複数の軟磁性合金粒子１１が結合することが好ましい。酸化膜１２の存在は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）による１００００倍程度の撮影像においてコントラスト（明度）の違いとして認識することができる。酸化膜１２の存在により磁性体全体としての絶縁性が担保される。
【0021】
図２に示されるように、酸化膜１２においては、好ましくは、軟磁性合金粒子１１の表面にはＳｉの酸化膜が形成される。Ｓｉの酸化膜１２ａは軟磁性合金粒子１１の内部よりＳｉ元素を多く含んでいる。更に、Ｓｉの酸化膜１２ａはＳ量を０．００３ｗｔ％とすることで５ｎｍ、０．００５ｗｔ％で１０ｎｍ、０．０１４ｗｔ％で５０ｎｍ以下、０．００２ｗｔ％で１００ｎｍ以下とすることができる。これらの範囲とすることで、厚みが薄く、しかも金属粒子表面を覆う膜を得ることができる。
【0022】
更に、Ｓｉの酸化膜１２ａの表面には金属元素Ｍの酸化膜１２ｂが形成される。金属元素１２ｂにおいてはＦｅ元素に対する上記Ｍで表される金属元素の重量比が、軟磁性合金粒子１１に比べて大きい。金属元素の酸化膜１２ｂを得るためには、磁性体を得るための原料粒子にＦｅの酸化物がなるべく少なく含まれるかＦｅの酸化物を極力含まれないようにして、磁性体１を得る過程において加熱処理などにより合金の表面部分を酸化させることなどが挙げられる。このような処理により、Ｆｅよりも酸化しやすい金属元素Ｍが選択的に酸化されて、結果として、酸化膜１２におけるＦｅに対する金属元素Ｍの重量比が、軟磁性合金粒子１１におけるＦｅに対する金属元素Ｍの重量比よりも相対的に大きくなる。酸化膜１２においてＦｅ元素よりもＭで表される金属元素のほうが多く含まれることにより、合金粒子の過剰な酸化を抑制するという利点がある。
【0023】
磁性体１における酸化膜１２の化学組成を測定する方法は以下のとおりである。まず、磁性体１を破断するなどしてその断面を露出させる。ついで、イオンミリング等により平滑面を出し走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で撮影し、酸化膜１２の部分をエネルギー分散型Ｘ線分析（ＥＤＳ）によりＺＡＦ法で算出する。また、Ｓｉの酸化膜１２ａについては軟磁性合金粒子１１から金属粒子の結合部２２を走査型透過電子顕微鏡（ＳＴＥＭ）−ＥＤＳにより線分析により認識することができ、Ｓｉの酸化膜１２ａでは軟磁性合金粒子から検出されるＳｉ量の２倍を超える量であることでＳｉの酸化膜１２ａであると判断できる。
【0024】
磁性体１において軟磁性合金粒子１１どうしは主として金属元素Ｍの酸化膜１２ｂを介して結合する。金属元素Ｍの酸化膜１２ｂを介する結合部２２の存在は、例えば、約５０００倍に拡大したＳＥＭ観察像などにおいて、隣接する軟磁性合金粒子１１の表面にあるＳｉの酸化膜１２ａの外側に視認することができる。酸化膜１２を介する結合部２２の存在により、機械的強度と絶縁性の向上が図られる。磁性体１全体にわたり、隣接する軟磁性合金粒子１１が有する酸化膜１２を介して結合していることが好ましいが、一部でも結合していれば、相応の機械的強度と絶縁性の向上が図られ、そのような形態も本発明の一態様であるといえる。また、部分的には、符号２１で表されるように、酸化膜１２を介さずに、軟磁性合金粒子１１どうしの結合が存在していてもよい。さらに、隣接する軟磁性合金粒子１１が、酸化膜１２を介する結合部も、軟磁性合金粒子１１どうしの結合部２１もいずれも存在せず単に物理的に接触又は接近するに過ぎない形態を部分的に有していてもよい。さらに、磁性体１は部分的に空隙３０を有していてもよい。
【0025】
更に、Ｓｉの酸化膜１２ａの厚み、および金属元素Ｍの酸化膜１２ｂの厚みについては、以下の方法により評価できる。
【0026】
Ｓｉ層の分析方法（１）コアの中心を通るように走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）用の断面試料を作製する。
【0027】
（２）ＳＥＭで酸化皮膜によって隔てられた粒子間界面を無作為に抽出し、選択する。粒子界面か否かについては以下の手順で判定する。まず、試料の画像を取得し、１００μｍ×１００μｍのグリッドになるように、試料の画像上に座標を設定する。座標の内、コア部分のみを選んで、各座標に番号を割り振り、コンピューターにより乱数を発生させ、座標の内、１点を選ぶ。選んだ１００μｍ×１００μｍのグリッド内を１μｍ毎にグリッドで区切る。コンピューターにより乱数を発生させ、対応する座標の内の１点を選ぶ。グリッド中の粒子界面の有無を確認し、粒子界面が含まれない場合、再度、乱数を発生させ、グリッドを選び直し、選択したグリッド内に粒子界面が含まれるまで繰り返す。選択したグリッドの内部にある粒子界面を選択する。
【0028】
（３）粒子を粒子の中心を通る界面に垂直になるように集束イオンビーム装置（ＦＩＢ）で加工し、薄片試料を作製する。薄片試料の作製方法は、マイクロサンプリング法を用いることができる。試料厚さは、金属粒子粉部分で１００ｎｍ以下となるよう加工する。試料厚さについて、走査型透過電子顕微鏡（ＳＴＥＭ：日本電子（株）社製ＪＥＭ−２１００Ｆ）付属の電子エネルギー損失分光装置を用いた、透過電子の非弾性散乱平均自由行程を利用した方法を用いる。ＥＥＬＳ測定時の半収束角を９ｍｒａｄ、取り出し角を１０ｍｒａｄとし、この時の非弾性散乱平均自由工程１０５ｎｍを用いる。
【0029】
（４）試料作製後、直ちに、環状暗視野検出器とエネルギー分散Ｘ線分光（ＥＤＳ）検出器を搭載したＳＴＥＭを用い、ＳＴＥＭ−ＥＤＳ法でＳｉ酸化皮膜の有無を確かめ、ＳＴＥＭ−高角度環状暗視野（ＨＡＡＤＦ）法で、酸化皮膜の厚さを計測する。具体的には、次の項目で記す。ＳＴＥＭ−ＥＤＳの測定条件は、加速電圧２００ｋＶ、電子ビーム径１．０ｎｍ、解像度１ｎｍ／ｐｉｘ、Ｆｅ粒子部分の各点の６．２２ｋｅＶ〜６．５８ｋｅＶの範囲での信号強度の積算値が２５カウント以上であるような測定時間とする。ＦｅＫα線＋ＣｒＫα線とＯＫα線の信号強度比が０．５以上である領域を酸化膜であると評価する。ＳＴＥＭ−ＥＤＳ法は試料内で信号発生領域が広がるため、測長に適さない。よって、測長には、下記のＳＴＥＭ−ＨＡＡＤＦ法を用いる。ＳＴＥＭ−ＨＡＡＤＦ法の測定条件は、電子ビーム径０．７ｎｍ以下、取り込み角２７ｍｒａｄ〜７３ｍｒａｄ、倍率３０００００倍、画素サイズが０．３５ｎｍ／ピクセルとする。ノイズの影響を除くため、画像中の信号強度が１．７×１０６カウント程度であるようにする。測長時の倍率を揃えるため、撮影の前後に同条件で倍率校正用の試料を撮影し、スケールを校正する。各画像の撮影の前に、倍率を最大値まで上げたのち、元の倍率に下げ、レンズ電流を既定値（校正用試料を撮影した際の値）に合わせ、試料高さを合わせてから撮影する。また、画像撮影は、界面を横切る方向に電子線を走査して撮影する。
【0030】
（５）ＳＴＥＭ−ＨＡＡＤＦ像について、バックグラウンドの影響を減ずるため、画像中の各画素の信号強度を、画像の縦方向と横方向の座標の一次関数の和（ｆ（ｘ）＝ａｘ＋ｂｙ）で近似し、画像から差し引く。
【0031】
（６）ＳＴＥＭ−ＨＡＡＤＦ像中の、ＳＴＥＭ−ＥＤＳ像から判断して真空部を含まない、Ｓｉの酸化膜１２ａと金属元素Ｍの酸化１２ｂを挟む金属粒子間に領域に垂直な長さ１μｍ程度の線分を作成し、その線分に沿って画像強度のプロファイルを作成する。金属元素Ｍの酸化膜１２ｂに垂直な線分は、ＳＴＥＭ−ＥＤＳの酸素元素の信号強度から、金属元素Ｍの酸化膜１２ｂの位置座標を抜き出し、最小二乗法で近似直線を引き、その直線に垂直な直線として求める。
【0032】
（７）ＳＴＥＭ−ＨＡＡＤＦ像の強度プロファイルは、典型的には３種類の強度から構成され、強度の高い方から軟磁性合金粒子１１、金属元素Ｍの酸化膜１２ｂ、Ｓｉの酸化膜１２ａに相当する。これは、ＥＤＸ信号のプロファイルと対照することで判明する。より具体的には、プロファイル中の強度Ｉ（ｘ）について、次の式で規格化強度Ｉｎｏｒｍ（ｘ）に変換し、その強度範囲で判断可能である。式：Ｉｎｏｒｍ（ｘ）＝（Ｉ（ｘ）−Ｉｍｉｎ）／（Ｉｍａｘ−Ｉｍｉｎ）
ただし、Ｉｍａｘはプロファイル中の強度の最大値、Ｉｍｉｎはプロファイル中の強度の最小値である。軟磁性合金粒子１１は０．８＜Ｉｎｏｒｍ（ｘ）≦１．０、金属元素Ｍの酸化膜１２ｂは０．２＜Ｉｎｏｒｍ（ｘ）≦０．８、Ｓｉの酸化膜１２ａは０．０≦Ｉｎｏｒｍ（ｘ）≦０．２に相当する。
【0033】
（８）ＳＴＥＭ−ＨＡＡＤＦ像の強度プロファイルから、Ｓｉの酸化膜１２ａの厚さと金属元素Ｍの酸化膜１２ｂの厚さを求める方法は以下のとおりである。軟磁性合金粒子１１とＳｉの酸化膜１２ａの中間の位置で、強度がその半分となる位置を軟磁性合金粒子１１とＳｉの酸化膜１２ａの界面とする。金属元素Ｍの酸化膜１２ｂとＳｉの酸化膜１２ａの中間の位置で、強度がその半分となる位置を金属元素Ｍの酸化膜１２ｂとＳｉの酸化膜１２ａの界面とする。軟磁性合金粒子１１とＳｉの酸化膜１２ａの界面と金属元素Ｍの酸化膜１２ｂとＳｉの酸化膜１２ａの界面の間の距離をもって、Ｓｉの酸化膜１２ａの厚さとする。
【0034】
（９）異なる１００μｍ×１００μｍのグリッドの中から、計１０個の粒子間界面について同様に測定し、全ての粒子で測定した個別の酸化膜の厚さの平均値を試料の酸化膜の厚さとする。
【0035】
このように、酸化膜１２はＳｉの酸化膜１２ａと金属元素Ｍの酸化膜１２ｂで構成され、Ｓｉの酸化膜１２ａを薄く形成することで高い充填率、絶縁性、及び耐電圧を合わせ持ち、かつ金属元素Ｍの酸化膜１２ｂをＳｉの酸化膜１２ａより厚く形成することにより金属粒子どうしを結合することで、磁性体の強度を確保できる。
【0036】
酸化膜１２を介する結合部２２を生じさせるためには、例えば、磁性体１の製造の際に酸素が存在する雰囲気下（例、空気中）で後述する所定の温度にて熱処理を加えることなどが挙げられる。
【0037】
上述の、軟磁性合金粒子１１どうしの結合部２１の存在は、例えば、約５０００倍に拡大したＳＥＭ観察像（断面写真）において、視認することができる。軟磁性合金粒子１１どうしの結合部２１の存在により透磁率の向上が図られる。
【0038】
軟磁性合金粒子１１どうしの結合部２１を生成させるためには、例えば、原料粒子として酸化膜が少ない粒子を用いたり、磁性体１を製造するための熱処理において温度や酸素分圧を後述するように調節したり、原料粒子から磁性体１を得る際の充填率を調節することなどが挙げられる。
【0039】
原料として用いる軟磁性合金粒子（以下、原料粒子ともいう。）の組成は、最終的に得られる磁性体における組成に反映される。よって、最終的に得ようとする磁性体の組成に応じて、原料粒子の組成を適宜選択することができ、その好ましい組成範囲は上述した磁性体の好ましい組成範囲と同じである。
【0040】
個々の原料粒子のサイズは最終的に得られる磁性体における磁性体１を構成する粒子のサイズと実質的に等しくなる。原料粒子のサイズとしては、透磁率と粒内渦電流損を考慮すると、ｄ５０は好ましくは２〜３０μｍである。原料粒子のｄ５０はレーザー回折・散乱による測定装置により測定することができる。
【0041】
原料として用いる磁性粒子は好ましくはアトマイズ法で製造される。アトマイズ法においては、高周波溶解炉で主原材料となるＦｅ、Ｃｒ（フェロクロム）、ＳｉおよびＦｅＳ（硫化鉄）を添加して溶解する。ここで、主成分の重量比およびＳの重量比を確認する。Ｓの重量比は後述する燃焼赤外吸収法によって測定される。この結果からフィードバックして、Ｓの重量比を最終的に得ようとする重量比になるようにＦｅＳをさらに添加することにより、Ｓの量を調節する。このようにして得た材料からアトマイズ法により磁性粒子を得ることができる。
【0042】
上述の燃焼赤外吸収法においては、高周波誘導加熱炉中で純酸素を流しながら高温に加熱して測定試料を燃焼させる。燃焼によって、Ｓから得られる二酸化硫黄（ＳＯ２）を酸素気流によって搬出し、赤外線吸収法によりその量を測定する。本発明者らの確認によれば、成形後の磁性体についてもこの方法でＳの量を測定することができ、成形前後においてＳを含めた各元素の組成比は変化していなかった。成形時に熱処理を施す場合には、軟磁性合金粒子１１の一部が酸化するものと考えられるが、重量比率の変化は感知できないほどに極めて微量であった。
【0043】
原料粒子から成形体を得る方法については特に限定なく、粒子成形体製造における公知の手段を適宜取り入れることができる。以下、典型的な製造方法として原料粒子を非加熱条件下で成形した後に加熱処理に供する方法を説明する。本発明ではこの製法に限定されない。
【0044】
原料粒子を非加熱条件下で成形する際には、バインダとして有機樹脂を加えることが好ましい。有機樹脂としては熱分解温度が５００℃以下であるアクリル樹脂、ブチラール樹脂、ビニル樹脂などからなるものを用いることが、熱処理後にバインダが残りにくくなる点で好ましい。成形の際には、公知の潤滑剤を加えてもよい。潤滑剤としては、有機酸塩などが挙げられ、具体的にはステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウムなどが挙げられる。潤滑剤の量は原料粒子１００重量部に対して好ましくは０〜１．５重量部である。潤滑剤の量がゼロとは、潤滑剤を使用しないことを意味する。原料粒子に対して任意的にバインダ及び／又は潤滑剤を加えて攪拌した後に、所望の形状に成形する。成形の際には例えば１〜３０ｔ／ｃｍ２の圧力をかけることなどが挙げられる。
【0045】
熱処理の好ましい態様について説明する。熱処理は酸化雰囲気下で行うことが好ましい。より具体的には、加熱中の酸素濃度は好ましくは１％以上であり、これにより、酸化膜を介する結合部２２が生成しやすくなる。酸素濃度の上限は特に定められるものではないが、製造コスト等を考慮して空気中の酸素濃度（約２１％）を挙げることができる。加熱温度については、軟磁性合金粒子１１自体が酸化して酸化膜１２を生成し、その酸化膜１２を介して結合を生成させやすくする観点からは好ましくは６００〜８００℃である。酸化膜１２を介する結合部２２を生成させやすくする観点からは、加熱時間は好ましくは０．５〜３時間である。また、Ｓが０．００３〜０．０２ｗｔ％とすることで熱処理温度を７００以下に下げることができ、更に０．００５〜０．０１４ｗｔ％とすることで熱処理時間を０．５時間以下にすることも可能であり、熱処理を効率良くすることもできる。なお、磁性体１内には空隙３０が存在していてもよい。
【0046】
このようにして得られる磁性体１を種々の電子部品の磁心として用いることができる。例えば、本発明の磁性体の周囲に絶縁被覆導線を巻くことによりコイルを形成してもよい。あるいは、上述の原料粒子を含むグリーンシートを公知の方法で形成し、そこに所定パターンの導体ペーストを印刷等により形成した後に、印刷済みのグリーンシートを積層して加圧することにより成形し、次いで、上述の条件で熱処理を施すことで、本発明の磁性体の内部にコイルを形成してなる電子部品（インダクタ）を得ることもできる。その他、本発明の磁性体を磁心として用いて、その内部または表面にコイルを形成することによって種々の電子部品を得ることができる。電子部品は表面実装タイプやスルーホール実装タイプなど各種の実装形態のものであってよく、磁性体から電子部品を得る手段については、後述の実施例の記載を参考にすることもできるし、また、電子部品の分野における公知の製造手法を適宜取り入れることができる。
【実施例】
【0047】
以下、実施例により本発明をより具体的に説明する。ただし、本発明はこれらの実施例に記載された態様に限定されるわけではない。
【0048】
（磁性粒子）アトマイズ法にて軟磁性合金粒子を調製した。アトマイズ法においてはＦｅ、Ｃｒ（フェロクロム）、Ｓｉ、Ａｌ、ＦｅＳを原料とした。軟磁性合金粒子の組成は表１記載のとおりである（単位はｗｔ％）。ここでの組成はＦｅ、Ｃｒ、Ｓｉ、Ａｌの合計を１００ｗｔ％とし、これら主成分を１００ｗｔ％に対し、イオウ（Ｓ）を所定の割合で添加している。軟磁性合金粒子の組成については、イオウ（Ｓ）については燃焼赤外吸収法で確認し、Ｓ以外の元素はプラズマ発光分析で確認した。軟磁性合金粒子の平均粒子径は１０μｍにした。
【0049】
（磁性体の製造）この原料粒子１００重量部を、ＰＶＡバインダ１．５重量部とともに撹拌混合し、潤滑剤として０．５重量部のステアリン酸Ｚｎを添加した。その後、後述の各評価のための形状に、６〜１２ｔｏｎ／ｃｍ２の成形圧力で成形した。このとき、成形圧力は磁性体における軟磁性合金粒子の充填率が８３ｖｏｌ％になるように調節した。次いで、大気雰囲気下（酸化雰囲気下）において６５０℃にて１時間熱処理を行い、磁性体を得た。
【0050】
【表1】
【0051】
（評価）各磁性体について、イオウ（Ｓ）については燃焼赤外吸収法で確認し、Ｓ以外の元素はプラズマ発光分析で組成を測定し、磁性粒子の組成がそのまま反映されていることを確認した。
各磁性体についてＴＥＭ観察を行い、酸化膜を介して磁性粒子が互いに結合していることを確認した。
【0052】
体積抵抗率は、ＪＩＳ−Ｋ６９１１準じた測定を行った。具体的には、外形φ９．５ｍｍ×厚み４．２〜４．５ｍｍの円板状の磁性体を測定試料として製造した。上述した熱処理時に、円板状の両底面（底面の全面）にスパッタリングによりＡｕ膜を形成した。Ａｕ膜の両面に２５Ｖ（６０Ｖ／ｃｍ）の電圧を印加した。この時の抵抗値から体積抵抗率を算出した。
【0053】
透磁率μの測定のために、外径１４ｍｍ、内径８ｍｍ、厚さ３ｍｍのトロイダル状の磁性体を製造した。この磁性体に、直径０．３ｍｍのウレタン被覆銅線からなるコイルを２０ターン巻回して測定用試料を得た。Ｌクロムメーター（アジレントテクノロジー社製：４２８５Ａ）を用いて、測定周波数１００ｋＨｚにて磁性体の透磁率を測定した。
【0054】
耐電圧の測定のために、外形φ９．５ｍｍ×厚み４．２〜４．５ｍｍの円板状の磁性体を測定試料として製造した。上述した熱処理時に、円板状の両底面（底面の全面）にスパッタリングによりＡｕ膜を形成した。Ａｕ膜の両面に電圧を印加して、Ｉ−Ｖ測定を行った。印加する電圧を徐々に上げて、電流密度が０．０１Ａ／ｃｍ２となった時点での印加電圧を破壊電圧であるとみなした。破壊電圧が２５Ｖ未満であればＣ、２５Ｖ以上１００Ｖ未満であればＢ、１００Ｖ以上であればＡとしてランク付けした。
【0055】
防錆性の評価のために、外形φ９．５ｍｍ×厚み４．２〜４．５ｍｍの磁性体を製造した。この磁性体を８５℃／８５％の高温多湿の条件下で１００時間放置した。試験前後における磁性体の外形の寸法変化を測定して、寸法変化が０．０１ｍｍ未満であればＡ、０．０１ｍｍ以上０．０３ｍｍ未満であればＢ、０．０３ｍｍ以上であればＣとしてランク付けした。
【0056】
各評価結果を表２に記載する。【表2】
【符号の説明】
【0057】
１：磁性体１１：軟磁性合金粒子
１２：酸化膜 １２ａ：Ｓｉの酸化膜 １２ｂ：金属元素Ｍの酸化膜
２１：金属粒子どうしの結合部
２２：酸化膜を介する結合部
３０：空隙