JP2003209018A - フェライトコア及びこれを用いたチップインダクタ - Google Patents

フェライトコア及びこれを用いたチップインダクタ

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JP2003209018A
JP2003209018A JP2002007148A JP2002007148A JP2003209018A JP 2003209018 A JP2003209018 A JP 2003209018A JP 2002007148 A JP2002007148 A JP 2002007148A JP 2002007148 A JP2002007148 A JP 2002007148A JP 2003209018 A JP2003209018 A JP 2003209018A
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ferrite core
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chip inductor
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Chisato Ishida
千里 石田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】簡単な構造でQ値の高いチップインダクタを提
供する。 【解決手段】胴部の両端に脚部を有し、該脚部の底面に
電極を備え、前記電極が前記脚部底面の外周端部の少な
くとも一部に存在せず、且つ前記底面における前記電極
の面積割合が20〜77%であるフェライトコアを用い
てチップインダクタを構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、各種電気回路等に
使用されているフェライトコア及びこれを用いたチップ
インダクタに関する。
【0002】
【従来の技術】近年テレビ、パソコン、移動体通信機器
等の分野において、高周波化の進展とともにこれらの機
器に使用される部品も高周波化の要求が高まっている。
また、急速に需要が拡大しつつある角形コイルの分野に
おいて、小型化、軽量化、高信頼性の要求が大きくなっ
ている。この角形コイルをなすチップインダクタの構造
は、図5に示す様に逆凹形状をしたフェライトコア10
の胴部11aに導線12を巻回して巻き線を施し、脚部
11bの底面に電極13を形成して、上記導線12の両
端を電極13に接続したものである。
【0003】フェライトコア10は2〜3mm角の大き
さでアルミナ、フェライト、樹脂等から成り、導線12
は直径0.02〜0.1mm程度の銅線から成る。ま
た、電極13はAg、Ag−Pd等の厚膜ペーストや、
Mo−Mn、W等のメタライズした後、Ni,Au,S
n−Pd等をメッキして形成される。そして、図4のよ
うに上記電極13を半田で接合することにより、チップ
インダクタ22を基板20に実装することが出来る。
【0004】また、図6に示す様に、側面がH形状をし
たフェライトコア10を用いたチップインダクタも使用
されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】近年、特に携帯電話等
に使用するチップインダクタは、各周波数における信号
のS/N比を高くするために、Q値が高い事が求められ
ている。このため、チップインダクタの材質としてQ値
の高いフェライトが広く使用されている。
【0006】しかし、図5に示す従来のチップインダク
タ22をなすフェライトコア10は抵抗値が1〜100
MΩ程度と若干導電性があるため、磁束が電極13側に
流れて導体損を誘発し、Q値が低下してしまうという問
題があった。
【0007】そこで、フェライトコア10の胴部11a
をフェライトにより形成し、脚部11bを絶縁性の高い
アルミナセラミックスで形成して電極13側への磁束の
流れを防ぐため、両者を接着剤で接合した構造のチップ
インダクタが提案されている。しかし、この場合は、脚
部11bがアルミナであるためQ値が低くなり、また製
造工程で胴部11aと脚部11bとを接着する工程が必
要となるだけでなく、テスト時や使用時に高温になる
と、接着剤の軟化や胴部11aと脚部11bとの熱膨張
差によって両者の接合が剥がれやすいという問題があっ
た。
【0008】そこで、本発明は、簡単な構造でQ値の高
いチップインダクタを提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明のフェライトコア
は、胴部の両端に脚部を有し、該脚部の底面に電極を有
する逆凹型フェライトコアにおいて、前記電極が前記脚
部底面の外周端部の少なくとも一部に存在せず、且つ前
記底面における前記電極の面積割合が20〜77%であ
ることを特徴とする。
【0010】本発明のフェライトコアは、前記底面の長
手方向の長さ及び電極長さをD、D 1とし、前記底面の
長手方向と直角方向の長さ及び電極長さをW、W1とし
たとき、D1/D=0.25〜0.92、W1/W=0.
25〜0.84であることを特徴とする。
【0011】また、本発明のチップインダクタは前記フ
ェライトコアに導線を巻回するとともに、該導線の両端
を前記底面の電極に接続してなることを特徴とする。
【0012】また、本発明のチップインダクタは、Q値
の最大値が周波数5〜10MHzの範囲で得られること
を特徴とする。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明の実施形態について以下に
説明する。
【0014】本発明のフェライトコアについて図1〜3
を用いて説明する。なお、これらの図では、電極形状を
説明するために、図4のような実装時とは上下を逆にし
て示してある。本発明のフェライトコア10は胴部11
aの両端に脚部11bを有し、該脚部11bの底面に電
極13を有する逆凹型であり、電極13が脚部11bの
底面の外周端部の少なくとも一部に存在していない。且
つ前記底面における前記電極13の面積割合を20〜7
7%にすることがQ値を高くするために重要であり、好
ましくは前記面積割合を20〜50%とする。
【0015】電極13がフェライトコア10の脚部11
bの底面の外周端部の少なくとも一部に存在しない事と
するのは次の理由による。磁束は前記底面の外周端部に
集中しやすいため、電極13が前記外周端部に存在する
と、この部分で導体損が発生してQ値が低下する。した
がってQ値の低下を抑制するためには電極13がフェラ
イトコア10の脚部11bの底面の少なくとも一部に存
在しない事が重要である。本発明のフェライトコアにお
いては、磁束の集中しやすい前記底面の外周端部に電極
13が存在せず、且つ前記面積割合が20〜77%であ
るとQ値の高いフェライトコアを得る事が出来る。
【0016】また、前記面積割合が77%より大きい場
合は、電極13が外周端部に近くなるのでQ値が低下す
る。前記面積割合が20%未満の場合は、図4の電極1
3と基板20との接着強度が低下し、フェライトコア1
0が基板20から剥がれてしまうという問題点がある。
【0017】また、本発明においてQ値を向上させるた
めには、前記電極13が前記脚部11bの底面の外周端
部の長さの50%以下の範囲に存在することが好まし
い。前記電極13が前記脚部11bの底面の外周端部の
長さの50%以下の範囲に存在するとは、底面に存在す
る電極13のうち底面の外周端部に存在する電極13の
長さの和を底面の外周の長さの和で割った割合が50%
以下であることを示す。これによって特にQ値の高いフ
ェライトコアを得ることができる。
【0018】例えば、図1に示すものでは、電極13は
完全に底面の内側に存在して外周端部に存在しないた
め、上記割合は0%である。図2、3のものでは、上記
割合が50%以下となるように、電極13は底面の一方
側端部に存在している。
【0019】また、本発明のフェライトコアにおいては
フェライトコア10の脚部11bの側面に電極13を塗
布するとQ値が低下するため、前記側面に電極13が存
在しないことが望ましい。
【0020】本発明のフェライトコア10に用いるフェ
ライトは、Ni−Zn系、Ni−Zn−Cu系、Ni−
Zn−Mn系、Ni−Zn−Cu−Mn系等のフェライ
ト材料からなり、好ましくはFe23が25mol%〜
50mol%、NiOが10mol%〜55mol%、
ZnOが35mol%以下、CuOが10mol%以下
及びMnOが3mol%以下の組成比からなることが望
ましい。
【0021】更に本発明のフェライトコアの組成は、例
えばFe23が47mol%〜48.5mol%、Ni
Oが21.5mol%〜23.5mol%、ZnOが2
2mol%〜24mol%、CuOが4mol%〜6m
ol%、MnOが0.5mol%〜1.5mol%の割
合で所定のSiO2、Al23、MgO、CaOを少な
くとも1種以上含有し、好ましくはSiO2が1mol
%以下、Al23が0.5mol%以下、MgOが0.
5mol%以下、CaOが0.5mol%以下含有する
Ni−Zn−Cu−Mn系フェライトが好ましく、透磁
率については140〜200、好ましくは160〜18
0のフェライト材料で形成する。
【0022】本発明のフェライトコアは透磁率を上述し
た範囲内にすることにより特にQ値を高くする事が出来
る。
【0023】本発明のフェライトコアにおいては、前記
脚部11bの底面の長手方向の長さ及び電極13の長さ
をそれぞれD、D1とし、前記底面の長手方向と直角方
向の長さ及び電極13の長さをそれぞれW、W1とした
とき、D1/D=0.25〜0.92、W1/W=0.2
5〜0.84%であることが特にQ値を高くするために
重要である。
【0024】即ち、図1〜3に示した本発明のフェライ
トコア10の電極13は、脚部11bの底面の長手方向
の長さ及び電極13の長さをD、D1とし、前記底面の
長手方向と直角方向の長さ及び電極13の長さをW、W
1としたときD1/D=0.25〜0.92、W1/W=
0.25〜0.84の範囲内にある任意の形状からな
る。ここで、D1/D及びW1/Wが0.25より小さい
場合は接着強度が大きく向上せず、D1/Dが0.92
より大きい場合やW1/Wが0.82より大きい場合は
脚部11bの外周端部に電極が近くなるため、Q値が特
に大きく向上しない。
【0025】また、D1/D、W1/Wが前記範囲内であ
れば、電極13の形状は、例えば円形や三角形、楕円形
といった任意の形状であっても良いが、長方形や正方形
が製造上望ましい。
【0026】本発明のフェライトコアの製造方法は例え
ば以下に示す通りである。
【0027】Ni−Zn系フェライト粉末を用いて調合
し、振動ミル等で湿式混合粉砕を経て乾燥噴霧造粒装置
にて粉体を得る。得られた粉体を750℃〜900℃で
仮焼し仮焼粉を得る。得られた仮焼分にSiO2、Al2
3、MgO、CaO、Bi23、ZrO2、CoO等と
バインダーを加え、ボールミル等で湿式粉砕、混合を経
て乾式噴霧造粒装置にて造粒体を得る。得られた粉体を
圧縮成型機にて加圧してプレスすることによって、所定
の形をなす成形体を得る。次に得られた成形体を950
℃〜1200℃の温度で焼成することでフェライトコア
10を得ることができる。
【0028】得られたフェライトコア10にAgペース
トを18〜22μmの厚さでディッピングした後、電解
メッキにてNi及びSn、Pdを各2〜4μmの厚さで
メッキ処理して電極13を形成する。
【0029】本発明のチップインダクタ22は、前記フ
ェライトコア10に導線12を巻回し、該導線12の両
端を上記底面の電極13に接続してなるものである。即
ち、本発明のチップインダクタ22は、図4に示すよう
に本発明のフェライトコア10の胴部11aに導線12
を巻回し、導線12の両端を脚部11bの端面に形成し
た電極13に導出して接合してなるものである。また、
フェライトコア10に巻回する導線12の巻回数を制御
することにより所望のインダクタンスを得る事ができ、
更に電極13を基板20と接合する事により回路基板へ
の表面実装を可能にする。
【0030】また、本発明のチップインダクタ22はQ
値の最大値が周波数5〜10MHzの範囲で得られるこ
とが重要である。その理由は、周波数5〜10MHzの
範囲にQ値の最大値があることにより、Q値のばらつき
が少ないチップインダクタを得ることができるからであ
る。
【0031】
【実施例】実施例1 本発明の実施例として、図1、2及び3に示すチップイ
ンダクタ22を次の様に作製した。
【0032】Ni−Zn系のフェライト粉末を用いて調
合し振動ミルで湿式粉砕して乾燥噴霧造粒装置にて造粒
体を得た。得られた造粒体を750℃〜900℃で仮焼
した。次に、得られた仮焼粉にSiO2、Al23、M
gO、CaO、Bi23、ZrO2、CoO等とバイン
ダーを加えボールミルで湿式粉砕し乾式噴霧造粒装置に
て造粒体を得た。得られた造粒体を圧縮成形機にて加圧
してプレス成形することによって、所定の形をなす成形
体を得た。得られた成形体を950℃〜1200℃で焼
成することによって脚部11bの底面の長さDが1.9
5〜2.00mm、Wが0.48〜0.52mmのフェ
ライトコア10を得た。
【0033】次に、得られたフェライトコア10の脚部
11bの底面にAgペーストを20μmの厚みで塗布し
て電極13を形成した後、Ni及びSn−Pdメッキを
1〜5μmの厚みで施し直径0.05mmの導線12を
30回巻回し、該導線12の両端を前記底面に形成した
電極13に導出して接合した。得られたチップインダク
タ22の0.075〜30MHzの周波数範囲における
Q値をLCRメータを用いて測定した。
【0034】また、得られたチップインダクタ22を基
板20に半田付けし、基板20の面と平行な方向から加
圧器により速度5mm/sec、圧力15Nの条件で加
圧した。
【0035】その結果、表1に示したように試料No.
2〜4、7〜9及び12〜14はチップインダクタ22
と基板20とが剥離せず、しかもQ値が35〜48と高
くなった。一方、本発明の範囲外の試料No.1、5、
6及び10、11、15はQ値が低かったり、接着強度
が弱いためチップインダクタ22と基板20が剥離した
りした。
【0036】なお、表1において電極形状A、B及びC
はそれぞれ図2、3及び1のチップインダクタ22の電
極形状であることを示す。また、表1の○印はチップイ
ンダクタ22と基板20とが剥離しなかったこと、×印
はチップインダクタ22と基板20が剥離したことを表
す。
【0037】
【表1】
【0038】実施例2 実施例1と同様にフェライトコア10を作製し、脚部1
1bの底面に電極13を塗布しチップインダクタ22を
作製した。この時、底面の長手方向の電極長さD1と長
手方向と直角な方向の電極長さW1を変えて、底面にお
ける電極13の面積割合の異なるチップインダクタを作
製した。これらのチップインダクタ22をLCRメータ
ーを用いて0.075〜30MHzの周波数範囲でQ値
を測定した。また、図4に示す様にチップインダクタ2
2を基板20に半田付けし、実施例1と同様に加圧し
た。
【0039】その結果、長手方向の電極長さD1を変え
た試料No.20〜23及び22と長手方向と直角の電
極長さW1を変えた試料No.16〜19は接着強度が
低下せず、Q値が40〜54.09と実施例1より更に
高いQ値が得られた。
【0040】
【表2】
【0041】
【発明の効果】以上の様に本発明のフェライトコアを用
いることにより、電極面積と電極形状を制限することで
Q値の高いチップインダクタを提供することが出来る。
これによりテレビ、パソコン、移動体通信機の高周波機
器に充分適用することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のチップインダクタを示す斜視図であ
る。
【図2】本発明のチップインダクタを示す斜視図であ
る。
【図3】本発明のチップインダクタを示す斜視図であ
る。
【図4】本発明のチップインダクタを基板へ実装した状
態を示す斜視図である。
【図5】従来のチップインダクタを示す斜視図である。
【図6】従来のチップインダクタを示す斜視図である。
【符号の説明】
10:フェライトコア 11a:胴部 11b:脚部 12:導線 13:電極 20:基板 22:チップインダクタ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】胴部の両端に脚部を有し、該脚部の底面に
    電極を有する逆凹型フェライトコアにおいて、前記電極
    が前記底面の外周端部の少なくとも一部に存在せず、且
    つ前記底面における前記電極の面積割合が20〜77%
    であることを特徴とするフェライトコア。
  2. 【請求項2】前記底面の長手方向の長さ及び電極長さを
    それぞれD、D1とし、前記底面の長手方向と直角方向
    の長さ及び電極長さをそれぞれW、W1としたとき、D1
    /D=0.25〜0.92、W1/W=0.25〜0.
    84であることを特徴とする請求項1に記載のフェライ
    トコア。
  3. 【請求項3】請求項1、2のいずれかに記載のフェライ
    トコアに導線を巻回するとともに、該導線の両端を前記
    底面に備えた電極に接続してなるチップインダクタ。
  4. 【請求項4】Q値の最大値が周波数5〜10MHzの範
    囲で得られることを特徴とする請求項3記載のチップイ
    ンダクタ。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012119552A (ja) * 2010-12-02 2012-06-21 Tdk Corp コイル部品及び端子電極の実装構造

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