JP2003077733A

JP2003077733A - チップビーズインダクタ

Info

Publication number: JP2003077733A
Application number: JP2001262322A
Authority: JP
Inventors: Nobuhito Oshima; 序人大島
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2001-08-30
Filing date: 2001-08-30
Publication date: 2003-03-14

Abstract

(57)【要約】【課題】線状導体間の磁気抵抗を小さく抑えてインピ
ーダンスの大きな大電流用のチップビーズインダクタを
提供する。【解決手段】フェライト粉末等の磁性体粉末とＰＰＳ
（ポリフェニレンサルファイド）樹脂等の樹脂とを混練
してコーティング材料１７を形成しておき、このコーテ
ィング材料１７を断面角形の線状導体１５の表面に被覆
してコーティングしておく。このコーティング材料によ
り表面を覆われた線状導体１５を密に巻き回してコイル
１３を形成し、当該コイル１３を磁性体粉末と樹脂から
なる樹脂成形部１４内に埋設している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、チップビーズイン
ダクタに関し、特に、大電流を流すノイズ対策用チップ
ビーズインダクタに関する。

【０００２】

【背景技術】図１は従来の大電流用のチップビーズイン
ダクタ１の断面図である。従来のチップビーズインダク
タ１にあっては、断面が円状又は楕円状をした線状導体
（線材）２を密に巻き回して円筒状のコイル３を形成し
た後、このコイル３を成形金型のキャビティ内にセット
しておき、フェライト粉末が混練された樹脂をキャビテ
ィ内に注入して樹脂成形部４を成形し、樹脂成形部４内
にコイル３を埋設させている。このチップビーズインダ
クタは、線状導体２が断面円形であるため、巻回後の保
形性が悪く、取り扱い性にも劣るものであった。

【０００３】そこで、このようなチップビーズインダク
タとしては、線状導体の保形性向上および製品の電流容
量を向上させることを目的として、断面が角形をした線
状導体を用いたものも提案されている。

【０００４】しかし、断面が円形の線状導体２を用いた
場合には、図２に示すように、コイル３の線状導体２と
線状導体２とが接するぎりぎりの箇所まで、フェライト
粉末が混練された樹脂（樹脂成形部４）が入り込んでい
るのに対し、断面が角形をした線状導体２を密巻きにし
た場合には、図３に示すように、コイル３の線状導体２
と線状導体２とが接していて線状導体２間にはフェライ
ト粉末が混練された樹脂（樹脂成形部４）は入り込まな
い。このため、断面角形の線状導体を密巻きにしたチッ
プビーズインダクタでは、隣接する線状導体間の磁気抵
抗が極端に大きくなってしまい、結果としてチップビー
ズインダクタのインダクタンス又はインピーダンスが大
幅に低下してしまう問題があった。

【０００５】本発明は上記の従来例の問題点に鑑みてな
されたものであり、その目的とするところは、線状導体
間の磁気抵抗を小さく抑えることができる大電流用のチ
ップビーズインダクタを提供することにある。

【０００６】

【発明の開示】本発明にかかるチップビーズインダクタ
は、磁性体粉末と樹脂からなるコーティング材料により
表面を被覆された断面角形の線状導体を巻き回してコイ
ルを形成し、当該コイルを磁性体粉末と樹脂からなる樹
脂成形部内に埋設したことを特徴としている。ここで、
磁性体粉末とは、フェライト等の強磁性体の粉末であ
る。また、樹脂はＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイ
ド）樹脂等であるが、これに限るものではない。線状導
体を被覆するコーティング材料に用いられる磁性体粉末
及び樹脂と、樹脂成形部を構成する磁性体粉末及び樹脂
とは、同じ種類であってもよく、異なる種類のものであ
ってもよい。

【０００７】また、線状導体は、絶縁被膜処理済みの線
状導体であってもよく、絶縁被膜処理されていない線状
導体であってもよい。前者の場合には、線状導体の絶縁
被膜層の上から磁性体粉末と樹脂からなるコーティング
材料で被覆することになり、後者の場合には、線状導体
上に直接コーティング材料を被覆することになる。

【０００８】しかして、本発明のチップビーズインダク
タによれば、断面が角形をした線状導体を用いてコイル
を形成しているので、コイルを密に巻いて大電流用のチ
ップビーズインダクタを得ることができる。また、製造
工程におけるコイルの保形性も良好になる。しかも、本
発明のチップビーズインダクタでは、線状導体の表面を
磁性体粉末と樹脂からなるコーティング材料で被覆して
いるので、この線状導体を密に巻き回してコイルを形成
しても、隣接する線状導体どうしが密着することがな
く、隣接する線状導体どうしの間にはコーティング材料
中の磁性体粉末が必ず入り込んでいる。この結果、隣接
線状導体間の磁気抵抗を小さく抑えることができ、チッ
プビーズインダクタのインダクタンスもインピーダンス
も大きな値に保つことができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】（第１の実施形態）図４は本発明
の一実施形態によるチップビーズインダクタ１１の構造
を示す断面図である。このチップビーズインダクタ１１
にあっては、断面が角形をした線材１２を密に巻き回し
て円筒状のコイル１３を形成した後、このコイル１３を
樹脂成形部１４内にインサート成形して樹脂成形部１４
内に埋設させている。樹脂成形部１４を成形するための
成形用樹脂は、フェライト粉末等の磁性体粉末とＰＰＳ
（ポリフェニレンサルファイド）樹脂等の樹脂を混練し
て樹脂中に磁性体粉末を分散させたものである。

【００１０】図５（ａ）は上記線材１２の一例を示す拡
大断面図であって、銅線等の線状導体１５の外周面をポ
リアミドイミド絶縁被膜やエナメル被膜等の絶縁被膜１
６でコーティングしたものである。さらに、絶縁被膜１
６の上から線材１２の全長にわたってコーティング材料
１７で被覆している。コーティング材料１７は、フェラ
イト粉末等の磁性体粉末とＰＰＳ樹脂等の樹脂を混練し
て樹脂中に磁性体粉末を分散させたものである。従っ
て、通常は、コーティング材料１７としては、樹脂成形
部１４を成形するための成形用樹脂をそのまま用いても
よいが、成形用樹脂とは異なる磁性体粉末や樹脂を用い
てもよく、また成形用樹脂とは磁性体粉末の分散密度を
異ならせてあってもよい。

【００１１】また、図５（ｂ）は上記線材１２の別な例
を示す拡大断面図であって、絶縁被膜を形成されていな
い銅線等の裸の線状導体１５を直接コーティング材料１
７で被覆している。このコーティング材料１７も、通常
は、樹脂成形部１４を成形するための成形用樹脂をその
まま用いてもよいが、成形用樹脂とは異なる磁性体粉末
や樹脂を用いてもよく、また成形用樹脂とは磁性体粉末
の分散密度を異ならせてあってもよい。このような絶縁
被膜なしの線状導体１５を用いれば、コストを安価にす
ることができる。

【００１２】本発明のチップビーズインダクタ１１にあ
っては、このように断面角形の上記線材１２を用いてい
るので、コイル１３を巻いたときの保形性が良好で、成
形時などにおいてコイル１３が崩れにくくなる。しか
も、コイル１３を形成するために上記線材１２を密に巻
いても線状導体１５どうしが密着することがなくなり、
線状導体１５間にコーティング材料１７の磁性体粉末が
介在することになる。この結果、隣接する線状導体１５
間の磁気抵抗を小さく抑えることができ、チップビーズ
インダクタ１１のインダクタンスやインピーダンスを大
きな値に保つことができる。

【００１３】図６（ａ）は比較的薄くコーティング材料
１７で被覆した線材１２を用いてコイル１３を巻いた場
合を表し、図６（ｂ）は比較的厚くコーティング材料１
７で被覆した線材１２を用いてコイル１３を巻いた場合
を表している。コーティング材料１７の被覆厚を大きく
するほど、線状導体１５間に介在する磁性体粉末を含有
する層の厚みが大きくなるので、磁気抵抗を小さくして
インピーダンスを大きくできる。しかし、あまりコーテ
ィング材料１７の厚みを厚くし過ぎると、コイル状に巻
きにくくなったり、被覆厚のバラツキが大きくなったり
するので、コーティング材料１７の被覆厚（膜厚）は約
２０μｍ以下が適している。

【００１４】次に、上記のようなチップビーズインダク
タ１１の成形工程を図７（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）に従
って説明する。成形金型２１は、チップビーズインダク
タ１１の外形と同じキャビティ２２を有しており、キャ
ビティ２２内の中心部には円柱状をした金属製の保持ピ
ン２３を挿入できるようになっている。そして、図７
（ａ）に示すように、成形金型２１のキャビティ２２内
に保持ピン２３を突出させた後、ほぼ保持ピン２３の直
径に合わせて巻き回されたコイル１３を保持ピン２３の
外周に装着させる。これにより、コイル１３はキャビテ
ィ２２内で保持ピン２３によって固定される。ついで、
キャビティ２２の外周部などに設けられたゲート口（図
示せず）からキャビティ２２内に成形用樹脂２４を射出
（１次射出）させると、図７（ｂ）に示すように、コイ
ル１３の外周部に樹脂成形部１４の一部を成形される。

【００１５】この後、図７（ｃ）に示すように、保持ピ
ン２３を下死点まで下降させ、コイル１３の中心領域に
空間をあける。このとき、コイル１３はその外周側の成
形用樹脂２４によって保形されているので、崩れること
なく保持される。ついで、図７（ｄ）に示すように、キ
ャビティ２２の中心部に設けられたゲート口２５から、
コイル１３の内側へ成形用樹脂２４を射出（２次射出）
させ、コイル１３の内側にも成形用樹脂２４を充填させ
て樹脂成形部１４を成形する。

【００１６】図８（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は、チップ
ビーズインダクタ１１の異なる成形方法を示している。
この方法では、図８（ａ）に示すように、コイル１３を
保持させるための保持ピン２３を予め成形用樹脂２４に
よって円柱状に成形している。ついで、図８（ｂ）に示
すように、巻き回されたコイル１３を保持ピン２３の外
周に装着し、コイル１３を保持させた保持ピン２３を図
８（ｃ）のように成形金型２１のキャビティ２２内の中
心に固定する。この後、キャビティ２２の外周部などに
設けられたゲート口２６からキャビティ２２内に成形用
樹脂２４を射出させると、図８（ｄ）に示すように、成
形用樹脂２４で成形された保持ピン２３とキャビティ２
２内に射出された成形用樹脂２４が一体となって１回の
射出で樹脂成形部１４が成形され、樹脂成形部１４内に
コイル１３が埋め込まれてチップビーズインダクタ１１
が成形される。

【００１７】

【実施例】次に、本発明のサンプルと比較例のサンプル
とを製作して比較した結果を説明する。

【００１８】（実施例１）まず、フェライト粉末とＰＰ
Ｓ樹脂とを８５：１５の重量比の割合で混練してコーテ
ィング材料を作製した。ついで、０.２ｍｍ×０.２ｍｍ
の断面角形のポリアミドイミド絶縁被膜銅線を用意し、
その絶縁被膜銅線を前記コーティング材料で被覆した。
このとき、コーティング材料の被覆厚を変化させて次の
表１に示すサンプル１〜５の線材を作製した。

【００１９】

【表１】

【００２０】また、直径０.２ｍｍの断面円形のポリア
ミドイミド絶縁被膜銅線を用意し、これに前記コーティ
ング材料を被覆しないものをサンプル６の線材とした。

【００２１】ついで、サンプル１〜６の線材をそれぞれ
内径約１.８ｍｍで密に巻き回してコイルにした。

【００２２】次に、以下のようにして樹脂成形部を射出
成形すると共に樹脂成形部内に各コイルをインサート成
形した（図７参照）。すなわち、可動式の保持ピン（外
径約１.８ｍｍ）を成形金型中に突出させておき、これ
にサンプル１〜６のコイルを装着し、成形金型の両サイ
ドの１カ所ないし数カ所からコイルの外側のキャビティ
内にフェライト粉末と樹脂を混練した成形用樹脂を射出
成形し、樹脂成形部のうちコイルよりも外側の部分だけ
を成形した。ついで、保持ピンを成形金型の下死点まで
下降させ、コイルの内側に前記成形用樹脂を射出成形
し、コイルを樹脂成形部内に埋め込んだ。なお、ここで
は成形用樹脂として上記コーティング材料と同じものを
用いた。

【００２３】この後、成形された各サンプル１〜６の成
形品を成形金型からイジェクトピンで突き出して排出
し、成形品のゲート部をカット処理し、サンドブラスト
で成形品の端面を研磨してコイルの端を樹脂成形部から
露出させると共に露出部分で絶縁被膜銅線の絶縁被膜を
除去した。

【００２４】ついで、成形品（チップビーズインダク
タ）の全面に例えば無電解Ｎｉメッキを施し、外部電極
として残したい部分にレジスト剤を塗布して覆い、レジ
スト剤を硬化させた。そして、この成形品を硝酸中に浸
漬して無電解Ｎｉメッキをエッチングし、無電解Ｎｉメ
ッキの露出部分を除去した。こうして成形品の表面に外
部電極を形成し終わったら、水酸化ナトリウム水溶液中
でレジスト剤を洗い流した。

【００２５】上記のようにして外部電極の下地部分を無
電解Ｎｉメッキによって形成した後、この下地部分の上
にＮｉ、Ｃｕ、Ｓｎの順に電解メッキを施し、チップビ
ーズインダクタの表面に外部電極を形成した。なお、外
部電極の形成は、既知の種々の手段が用い得る。

【００２６】上記のようにしてサンプル１〜６の絶縁被
膜銅線を用いてチップビーズインダクタを製作した後、
各サンプルのインダクタンス、電流容量、コイル変形に
よる設備停止率を測定した。この測定結果を次の表２に
示す。ここで、コイル変形による設備停止率とは、線状
導体をコイル状に巻く工程やコイルを樹脂成形部にイン
サート成形する工程において、コイルの変形のためにチ
ップビーズインダクタ製造工程を停止させたチップビー
ズインダクタの割合である。

【００２７】

【表２】

【００２８】表２に示されているように、断面円形の絶
縁被膜銅線を用いたサンプル６のチップビーズインダク
タ（従来例）では、インダクタンスの値は比較的大きい
が、電流容量が低い欠点があり、また、成形工程及びそ
の前工程におけるコイルの変形による設備停止の割合が
非常に大きいという問題があった。また、コーティング
材料で被覆されていない断面角形の絶縁被膜銅線を用い
たサンプル１のチップビーズインダクタ（比較例）で
は、コイル間の磁気抵抗が大幅に増加してインダクタン
スが大幅に低下してしまうという欠点があった。

【００２９】これに対し、コーティング材料で被覆した
断面角形の絶縁被膜銅線を用いたサンプル２〜５のチッ
プビーズインダクタ（本発明実施例）では、設備停止の
問題もなく、電流容量の値も大きく、しかも、インダク
タンスの値もサンプル６のチップビーズインダクタに近
い値を得ることができた。これは、線状導体に塗布した
フェライト粉末含有のコーティング材料の被覆厚みが厚
いほど、コイルの線状導体間の磁気抵抗を低下させるこ
とができ、それによってインダクタンスが向上している
ことを意味している。

【００３０】（実施例２）フェライト粉末とＰＰＳ樹脂
とを８５：１５の重量比の割合で混練してコーティング
材料を作製した。ついで、０.２ｍｍ×０.２ｍｍの断面
角形の銅線を用意し、その銅線に前記コーティング材料
を塗布した。ただし、ここで用いた銅線は、絶縁被膜の
形成されていない被覆なしの銅線である。このとき、コ
ーティング材料の被覆厚を変化させて次の表１に示すサ
ンプル７〜１０の線材を作製した。

【００３１】

【表３】

【００３２】また、直径０.２ｍｍの断面円形のポリア
ミドイミド絶縁被膜銅線を用意し、これに前記コーティ
ング材料を被覆しないものをサンプル１１の線材（つま
り、サンプル６と同じもの）とした。

【００３３】ついで、サンプル７〜１１の線材をそれぞ
れ内径約１.８ｍｍで密に巻き回してコイルにした。

【００３４】これ以降の工程については、実施例１の工
程と同じ工程であるので、説明を省略する。実施例１と
同様の工程を経てサンプル７〜１１のチップビーズイン
ダクタを製作した後、各サンプル７〜１１のインダクタ
ンス、電流容量、コイル変形による設備停止率を測定し
た。この測定結果を次の表４に示す。

【００３５】

【表４】

【００３６】表４に示す測定結果は、表２に示した測定
結果と同じであって、絶縁被膜の有無に関係なく、コー
ティング材料の厚みが同じであれば同じ測定結果が得ら
れた。すなわち、断面円形の絶縁被膜銅線を用いたサン
プル１１のチップビーズインダクタ（従来例）では、イ
ンダクタンスの値は比較的大きいが、電流容量が低い欠
点があり、また、成形工程及びその前工程におけるコイ
ルの変形による設備停止の割合が非常に大きいという問
題があった。

【００３７】これに対し、被覆なしの断面角形の銅線を
用いたサンプル７〜１０のチップビーズインダクタ（本
発明実施例）では、設備停止の問題もなく、電流容量の
値も大きく、しかも、インダクタンスの値もサンプル１
１のチップビーズインダクタに近い値を得ることができ
た。さらに、この実施例では、被覆なしの銅線を用いて
いるので、線状導体の絶縁被膜処理が不要となり、同等
の特性を安価に達成することができる。

【００３８】

【発明の効果】本発明のチップビーズインダクタによれ
ば、断面角形の線状導体を用いているので、製造工程に
おけるコイルの保形性が良好となり、製造工程における
設備停止率を極めて低くすることができる。しかも、線
状導体の表面を磁性体粉末と樹脂からなるコーティング
材料で被覆しているので、この線状導体を密に巻き回し
てコイルを形成しても、隣接する線状導体どうしが密着
することがなく、隣接する線状導体どうしの間にはコー
ティング材料中の磁性体粉末が入り込んでいるので、隣
接線状導体間の磁気抵抗を小さく抑えることができ、チ
ップビーズインダクタのインダクタンスもインピーダン
スも大きな値に保つことができる。さらに、電流容量も
大きな値にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の大電流用のチップビーズインダクタを示
す断面図である。

【図２】断面が円形の線状導体を用いたチップビーズイ
ンダクタの一部を拡大して示す断面図である。

【図３】断面が角形の線状導体を用いたチップビーズイ
ンダクタの一部を拡大して示す断面図である。

【図４】本発明の一実施形態によるチップビーズインダ
クタの構造を示す断面図である。

【図５】（ａ）（ｂ）は、いずれも同上のチップビーズ
インダクタに用いられている線材の拡大断面図である。

【図６】（ａ）は比較的薄くコーティング材料を被覆し
た線材を用いてコイルを巻いたチップビーズインダクタ
の一部を示す拡大断面図、（ｂ）は比較的厚くコーティ
ング材料を被覆した線材を用いてコイルを巻いたチップ
ビーズインダクタの一部を示す拡大断面図である。

【図７】（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は、本発明にかかる
チップビーズインダクタの成形工程を説明する図であ
る。

【図８】（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は、本発明にかかる
チップビーズインダクタの異なる成形方法を説明する図
である。

【符号の説明】

１１チップビーズインダクタ１２線材１３コイル１４樹脂成形部１５線状導体１６絶縁被膜１７コーティング材料

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁性体粉末と樹脂からなるコーティング
材料により表面を被覆された断面角形の線状導体を巻き
回してコイルを形成し、当該コイルを磁性体粉末と樹脂
からなる樹脂成形部内に埋設したことを特徴とするチッ
プビーズインダクタ。
【請求項２】前記線状導体は、絶縁被膜処理済みの線
状導体であることを特徴とする、請求項１に記載のチッ
プビーズインダクタ。
【請求項３】前記線状導体は、絶縁被膜処理されてい
ない線状導体であることを特徴とする、請求項１に記載
のチップビーズインダクタ。