JP2008053670A - ドラム型コアを用いたインダクタ及びドラム型コアを用いたインダクタの製造方法 - Google Patents

ドラム型コアを用いたインダクタ及びドラム型コアを用いたインダクタの製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】 小型・薄型の面実装型インダクタのインダクタンス値の向上を図る。
【解決手段】 巻軸１２ｃとこの両端にそれぞれ設けられた板状の一対の鍔１２ａ，１２ｂとを有する焼結磁性体からなるドラム型コア１２と、巻軸に巻回されたコイル導体１３と、を有するドラム型コアを用いたインダクタ１０であって、
コイル導体の外周上には樹脂と磁性粉とを含有するシート状の複合磁性体１１で被覆されており、シート状の複合磁性体は少なくともドラム型コア１２の一対の鍔１２ａ，１２ｂの互いに対向する内面１２ａ１，１２ｂ１を除きコイル導体の外周１３ａ上に接着されている。従って、ドラム型磁性コアと複合磁性体との接着面に起因する残留応力や内部応力の発生が抑制され、高いインダクタンス値を有する面実装型インダクタを提供することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、高いインダクタンス値が得られるドラム型コアを用いたインダクタ及びドラム型コアを用いたインダクタの製造方法に関する。
各種電子機器に用いられるドラム型コアを用いたインダクタは、電子機器の小型化・薄型化等の要望に応えるために、巻回されたコイル導体の外周を磁性体で被覆したものが一般的である。例えば特許文献１（第１の背景技術）には、図１３に示されるように、空芯状に巻回されたコイルワイヤ１１３を一対のリードフレーム１１６ａ、１１６ｂに跨るように載置し、コイルワイヤ１１３の始端および終端をそれぞれ前記リードフレーム１１６ａ，１１６ｂに導電接続するとともに、磁性粉末と樹脂とを含有する磁性粉末成形材料１１１を前記コイルワイヤ１１３の周りに圧着成形してインダクタ本体１１０を形成するものが提案されている。また、特許文献２（第２の背景技術）には、図１４に示されるように、フェライト焼結体等からなる磁性部材２１２ａ，２１２ｂ，２１２ｃ（２２２ａ，２２２ｂ，２２２ｃ）をドラム型に配置するとともに、棒状の磁性部材２１２ｃ（２２２ｃ）にコイル導体２１３（２２３）を巻回しコンポジット磁性部材２１１（２２１）で埋設した磁気素子２１０（２２０）等が提案されている。
特開平９−１２０９２６号公報 特開２００１−１８５４２１号公報
近年、各種電子機器の小型化、薄型化の傾向が強まっており、これらの電子機器に用いるドラム型コアを用いた小型・薄型のドラム型コアを用いたインダクタが要望されている。しかしながら、樹脂と磁性粉とを含む複合磁性材料においては該複合磁性材料の見かけの透磁率μ’が１０前後しか得られないにもかかわらず、上記第１の背景技術のインダクタ１１０においては、前記空芯状のワイヤコイル１１３の周囲がその内周を含めて前記のように低い透磁率の磁性粉末成形材料１１１によって取り囲まれているので、ワイヤコイルの巻回数を多くしないと高いインダクタンス値が得られないという課題があった。
また、上記第２の背景技術の磁気素子２１０においては、金属磁性粉末および熱硬化性樹脂を含むコンポジット磁性部材２１１とドラム型のコアの鍔に相当する磁性部材２１２とが接着されている。このため、磁性部材２１１中の樹脂の硬化に起因して、磁性部材２１２の内部に大きな残留応力が発生してしまう。このように残留応力が存在すると、磁性部材２１２の見かけの透磁率μ’が低下して高いインダクタンス値が得られないという課題があった。また、前記コンポジット磁性部材２１１とフェライト焼結体等の磁性部材２１２とで線膨張係数に差があるので、リフロー半田付けやヒートサイクル試験の際に生じる内部応力と前記残留応力とが重なって、磁性部材２１２にクラックが発生しやすいという課題があった。
本発明の目的は、上記課題を解決して、高いインダクタンス値が得られるドラム型コアを用いたインダクタを提供することにある。さらに具体的には、樹脂と磁性粉とを含有する複合磁性体と焼結磁性体からなるドラム型コアとの併用に起因してドラム型コアに残留応力が生じるのを防止して、インダクタンス値の低下が生じにくいドラム型コアを用いたインダクタを提供することにある。
前記目的を達成するため、本発明のドラム型コアを用いたインダクタは、
（１）巻軸と該巻軸の両端にそれぞれ設けられた板状の一対の鍔とを有する焼結磁性体からなるドラム型コアと、前記巻軸に巻回されたコイル導体と、を有するドラム型コアを用いたインダクタにおいて、
前記コイル導体の外周上には樹脂と磁性粉とを含有するシート状の複合磁性体で被覆されており、該シート状の複合磁性体は少なくとも前記ドラム型コアの一対の鍔の互いに対向する内面を除きコイル導体の外周上に接着されていることを特徴とする。（・・・以下第１の課題解決手段と称する。）
また、上記ドラム型コアを用いたインダクタの主要な形態の一つは、
（２）前記シート状の複合磁性体はその一方の主面に形成された接着剤層により前記巻回されたコイル導体の外周上に接着されているものである。（・・・以下第２の課題解決手段と称する。）
また、本発明のドラム型コアを用いたインダクタの製造方法は、
（３）巻軸と該巻軸の両端にそれぞれ設けられた板状の一対の鍔とを有する焼結磁性体からなるドラム型コアを準備し、該ドラム型コアの巻軸にコイル導体を巻回し、シート状の複合磁性体を前記ドラム型コアの一対の鍔の互いに対向する内面に接しないように前記巻回されたコイル導体の外周に接着するものである。（・・・以下第３の課題解決手段と称する。）
また、上記ドラム型コアを用いたインダクタの製造方法の主要な形態の一つは、
（４）巻軸と該巻軸の両端にそれぞれ設けられた板状の一対の鍔とを有する焼結磁性体からなるドラム型コアを準備し、該ドラム型コアの巻軸にコイル導体を巻回し、一方の主面の少なくとも前記ドラム型コアの一対の鍔の互いに対向する内面と接する領域を除く選択された領域に接着剤層を形成したシート状の複合磁性体を前記巻回されたコイル導体の外周に接着するものである。（・・・以下第４の課題解決手段と称する。）
上記第１の課題解決手段による作用は次の通りである。すなわち、
前記巻回されたコイル導体の外周上には樹脂と磁性粉とを含有するシート状の複合磁性体で被覆されており、該シート状の複合磁性体は少なくとも前記ドラム型コアの一対の鍔の互いに対向する内面を除きコイル導体の外周上に接着されているので、複合磁性体を構成する樹脂や複合磁性体を接着する接着剤に収縮が生じても、ドラム型コアの最も磁束が集中しやすい鍔と巻軸とが接する部分に残留応力が発生するのが抑制される。
また、前記巻回されたコイル導体の外周上には樹脂と磁性粉とを含有するシート状の複合磁性体で被覆されており、該シート状の複合磁性体は少なくとも前記ドラム型コアの一対の鍔の互いに対向する内面を除きコイル導体の外周上に接着されているので、焼結磁性体からなるドラム型コアと複合磁性体との線膨張係数の差があったとしても、焼結磁性体からなるドラム型コアの最も磁束が集中しやすい鍔と巻軸とが接する部分にリフロー半田付けやヒートサイクル試験の際に内部応力が生じるのが抑制される。
上記第２の課題解決手段による作用は次の通りである。
すなわち、前記シート状の複合磁性体はその一方の主面に形成された接着剤層により前記巻回されたコイル導体の外周上に接着されているので、熱衝撃や外部からの機械的衝撃が前記接着剤層により緩和され、ドラム型コアが前記衝撃から保護される。
上記第３の課題解決手段による作用は次の通りである。
すなわち、巻軸と該巻軸の両端にそれぞれ設けられた板状の一対の鍔とを有する焼結磁性体からなるドラム型コアを準備し、該ドラム型コアの巻軸にコイル導体を巻回し、シート状の複合磁性体を前記ドラム型コアの一対の鍔の互いに対向する内面に接しないように前記巻回されたコイル導体の外周に接着するので、複合磁性体中の樹脂の硬化収縮等に起因する残留応力等の発生が抑制されたドラム型コアを用いたインダクタを容易に提供することができる。
上記第４の課題解決手段による作用は次の通りである。
すなわち、巻軸と該巻軸の両端にそれぞれ設けられた板状の一対の鍔とを有する焼結磁性体からなるドラム型コアを準備し、該ドラム型コアの巻軸にコイル導体を巻回し、一方の主面の少なくとも前記ドラム型コアの一対の鍔の互いに対向する内面と接する領域を除く選択された領域に接着剤層を形成したシート状の複合磁性体を前記巻回されたコイル導体の外周に接着するので、特別に意識することなく前記巻回されたコイル導体の外周に前記シート状の複合磁性体を接着することにより該シート状の複合磁性体が前記鍔の対向する内面に接着されないドラム型コアを用いたインダクタを提供することができる。
本発明のドラム型コアを用いたインダクタによれば、シート状の複合磁性体及び／又はシート状の複合磁性体を接着する樹脂の硬化に起因するドラム型コアの鍔と巻軸とが接する部分への残留応力の発生や、焼結磁性体からなるドラム型コアと複合磁性体との線膨張係数の差があったとしても、焼結磁性体からなるドラム型コアの最も磁束が集中しやすい鍔と巻軸とが接する部分にリフロー半田付けやヒートサイクル試験の際に内部応力が生じるのが抑制され、焼結磁性体からなるドラム型コアの見かけの透磁率μの低下によるインダクタのインダクタンス値の低下が防止され、高いインダクタンス値を有するドラム型コアを用いたインダクタを提供することができる。
また、本発明のドラム型コアを用いたインダクタの製造方法によれば、ドラム型コアの見かけ透磁率μの低下によるインダクタのインダクタンス値の低下が生じにくいドラム型コアを用いたインダクタを提供することができる。
本発明の前記目的とそれ以外の目的、構成特徴、作用効果は、以下の説明と添付図面によって明らかとなろう。
以下、本発明のドラム型コアを用いたインダクタの第１の実施形態について、図１〜図３を参照して説明する。図１は第１の実施形態のドラム型コアを用いたインダクタの内部構造を説明するための断面図であり、図１（Ａ）は前記ドラム型コアの巻軸の中心線を通る縦方向の断面図、図１（Ｂ）は巻軸と直交する縦方向の断面図である。図２は、前記実施形態のインダクタに用いるドラム型コアの巻軸に巻線を巻回した状態の内部構造を説明するための断面図であり、図２（Ａ）は前記ドラム型コアの巻軸の中心線を通る縦方向の断面図、図１（Ｂ）は巻軸と直交する縦方向の断面図である。図３は前記実施形態のドラム型コアを用いたインダクタの製造プロセスの一例を示すフローチャートである。
図１及び図２に示すように、本実施形態のドラム型コアを用いたインダクタ１０は、巻軸１２ｃと該巻軸１２ｃの両端にそれぞれ設けられた板状の一対の鍔１２ａ，１２ｂとを有する焼結磁性体からなるドラム型コア１２と、前記巻軸１２ｃに巻回されたコイル導体１３と、を有するドラム型コアを用いたインダクタ１０であって、
前記コイル導体１３の外周上には樹脂と磁性粉とを含有するシート状の複合磁性体１１で被覆されており、該シート状の複合磁性体１１は少なくとも前記ドラム型コア１２の一対の鍔１２ａ，１２ｂの互いに対向する内面１２ａ１，１２ｂ１を除きコイル導体１３の外周１３ａ上に接着されているものである。
次に、上記ドラム型コア１２の好ましい実施形態は次の通りである。すなわち、上記ドラム型コア１２としては焼結磁性体からなるものを用いることができ、焼結磁性体としては、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライト、Ｎｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライト等の絶縁性フェライトが好ましいがこれに限定するものではなく、他の公知の焼結磁性体を用いることができる。
次に、上記コイル導体１３の好ましい実施形態は次の通りである。すなわち、上記コイル導体１３としては絶縁被覆導線を用いることができ、具体的には、ポリウレタン被覆銅線、ポリエステル被覆銅線等が好ましいがこれに限定するものではなく他の絶縁被覆導線を用いることができる。また、前記絶縁被覆導線の外周にさらに自己融着層を備えた自己融着線を用いることもできる。
次に、上記複合磁性体１１の好ましい実施形態は次の通りである。すなわち、上記複合磁性体としては以下に示す磁性粉と樹脂とを含有するものを用いることができ、また、必要により例えば前記磁性粉と樹脂との濡れ性を向上させる目的でカップリング材等をさらに含有するものであってもよい。
前記複合磁性体１１の物性としては、磁性粉末やその他の無機充填材等のフィラー添加量７０ｖｏｌ％において１８０°曲げ試験で破断することなくかつガラス転移温度（Ｔｇ）≦１０℃・貯蔵剛性率Ｇ’≦１×１０８Ｐａ（ａｔ Ｔｇ以上）・破断伸び率３０％以上を満足することが必要であり、より好ましくは、常温にてゴム弾性を有し、磁性粉末やその他の無機充填材等のフィラーを高充填率（例えば９２ｗｔ％）で充填したときにも１８０℃曲げに耐えられる屈曲性（可撓性）を有するものを用いることができる。また、耐熱性能としては、リフロー半田付け温度（２６０℃）・ヒートサイクル試験温度（−５５℃〜＋１２５１℃）に耐えうるものが好ましい。
次に、前記複合磁性体１１に用いられる磁性粉の好ましい実施形態は次の通りである。すなわち、前記磁性粉としては前記ドラム型コアに用いられる焼結磁性体と同様の焼結磁性材料の粉末のほか、Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ合金（通称：センダスト）その他の公知の各種金属磁性粉末を用いることができる。
次に、前記複合磁性体１１に用いられる樹脂の好ましい実施形態は次の通りである。すなわち、前記樹脂の組成としては、合成ゴム（塩素化ＰＥ・ＥＰＤＭ・シリコーンゴム・フッ素ゴム・エピクロルヒドリンゴム・アクリルゴム・ニトリルゴム・ＥＶＡ・ポリイソブチレンゴム）もしくは熱硬化性樹脂（ＰＰＧ変性エポキシ・ポリサルファイド変性エポキシ・ポリウレタン・アクリル・ＰＶＢ）＋フタル酸エステル・アジピン酸エステル・脂肪族２塩基酸エステル等の可塑剤を適宜配合させゴム弾性を得た樹脂等が好ましい。
次に、上記シート状の複合磁性体１１の好ましい実施形態としては次の通りである。すなわち、上記シート状の複合磁性体１１としては前記磁性粉と前記樹脂とを３本ロール等で混練した後、熱プレスもしくはカレンダー処理等を施してシート状に成形するか、前記磁性粉と前記樹脂に溶媒を加えて一旦ペースト状にした後にロールコータ等でシート化し、前記と同様に熱プレスもしくはカレンダー処理等を施してシート状に成形することができる。前記シート状の複合磁性体１１の厚み寸法は５〜５００μｍが好ましく、前記シート状の複合磁性体１１の厚みバラツキはＲ２０μｍ以内とすることが好ましい。また、幅寸法は前記ドラム型コア１２のコイル導体１３が巻回される巻軸１２ｃの長さ寸法と同等もしくはそれ以下が好ましく、前記ドラム型コア１２の鍔１２ａ，１２ｂの内面１２ａ１，１２ｂ１と前記シート状の複合磁性体１１の端面１１ａ，１１ｂとのギャップ寸法は０〜１７０μとすることが好ましい。
次に、上記シート状の複合磁性体１１の接着に用いる接着剤１４の好ましい実施形態は次の通りである。すなわち、上記接着剤１４の組成としてはエポキシ樹脂・ニトリル樹脂・シリコーン樹脂・アクリル系 共重合樹脂・飽和・不飽和ポリエステル樹脂・ポリビニルブチラール樹脂等、加熱・圧着時に粘接着機構を発現できる樹脂を選択することが好ましい。また、前記接着剤１４の物性値としては、貯蔵剛性率１×１０８Ｐａ以下（２５℃）、残留応力５０ｇｆ／ｍｍ２以下（２５℃）を満足するものが好ましい。
次に、図３は、本実施形態のドラム型コアを用いたインダクタの製造方法の好ましい実施形態の一例を示すフローチャートであり、焼結磁性体からなるドラム型コア１２を準備し、該コア１２の巻軸１２ｃの外周にコイル導体１３を巻回したのち、前記巻回されたコイル導体１３の外周１３ａに接着剤１４を塗布し、さらにシート状の複合磁性体１１を巻き付け、前記接着剤１４を硬化させて前記巻回されたコイル導体１３の外周１３ａに前記シート状の複合磁性体１１を接着することにより、前記巻回されたコイル導体１３の外周１３ａに複合磁性体１１を被覆するものである。
具体的には、巻軸１２ｃと該巻軸１２ｃの両端にそれぞれ設けられた板状の一対の鍔１２ａ，１２ｂとを有する焼結磁性体からなるドラム型コア１２を準備し、該ドラム型コア１２の巻軸１２ｃにコイル導体１３を巻回し、シート状の複合磁性体１１を前記ドラム型コア１２の一対の鍔１２ａ、１２ｂの互いに対向する内面１２ａ１，１２ｂ１に接しないように前記巻回されたコイル導体１３の外周１３ａに接着するものである。
また、上記シート状の複合磁性体１１は、その一方の主面に予め前記接着剤１４を塗布した後、前記ドラム型コア１２の巻軸１２ｃに巻回されたコイル導体１３の外周１３ａに巻きつけてもよい。
また、前記接着剤１４の代わりに、加熱溶融により自己融着性を発現する樹脂を使用してもよく、これに用いられる樹脂としては、Ｂステージ硬化型エポキシ樹脂があげられる。形成方法としては、予め前記自己融着性を発現する樹脂をシート状に成形した後、コイル導体１３の外周１３ａに巻き付け、もしくは押し出し成形機等から成形された連続シートを予め前記コイル導体１３の外周１３ａに巻き付け、もしくは予め前記自己融着性を発現する樹脂を前記シート状の複合磁性体１１の一方の主面に接着剤層として形成し、前記シート状の複合磁性体１１を前記コイル導体１３の外周１３ａの巻き付け、加熱により融着させてもよい。
（実施例）
ドラム型コアの準備：Ｎｉ−Ｚｎ系フェライトの焼結磁性体からなり、巻軸の両端に設けられた鍔の外形が１．２ｍｍ×１．２ｍｍで、巻軸方向の長さ寸法が２．０ｍｍのドラム型コアを２０個準備した。
電極形成：鍔の端面にＡｇ焼付型ペーストを塗布し、所定の温度で焼付してコイル導体の始端及び終端を導電接続するための一対の電極を形成した。
コイル導体を巻回：得られたドラム型コアに、コイル導体としてΦ７５μｍのポリウレタン被覆銅線をそれぞれ３９ターン巻回するとともに、前記コイル導体の両端を前記電極にそれぞれ熱圧着により導電接続した。
シート状の複合磁性体（複合磁性体シート）準備：スチレンブタジエンゴムに可塑剤としてＤＭＰ（ジメチルフタレート）を配合・混練したのち架橋材としてＰＯ（パーオキサイト）を配合し、磁性粉として偏平センダスト粉を７０ｖｏｌ％添加して混合した後混合ロールにて混練し、ホットプレス成形し、加硫キュアして厚み１５０μｍのシート状の複合磁性体を得た。次に、該シート状の複合磁性体の一方の主面に粘着材層として厚み１０μｍのアクリル系共重合樹脂を塗工し、乾燥及びアフターキュアして前記ドラム型コアを用いたインダクタ用複合磁性体シートを得た。
シート状の複合磁性体巻き付け：前記ドラム型コアの巻軸に巻回されたコイル導体の外周に前記ドラム型コアの鍔の内面とのギャップが１０μｍとなるように前記で得られたシート状の複合磁性体を所定の幅にカットし、１周巻き付け、接着した。
比較例：上記シート状の複合磁性体の代わりに前記ドラム型コアのつばの内面とのギャップを有しない幅のシート状の複合磁性体を用いたこと以外は上記と同様にしてシート状の複合磁性体を１周巻き付け、接着した。
上記で得られたドラム型コアを用いたインダクタ試料各１０個ついて、アジレントテクノロジー社製のＬＣＲメータ（ＨＰ４２８５Ａ）でインダクタンス値を測定した結果、前記シート状の複合磁性体を前記ドラム型コアの内面とギャップを設けて巻きつけた試料のインダクタンス値の平均値は８．５μＨであったのに対し、比較例の前記シート状の複合磁性体を前記ドラム型コアの内面とギャップを設けずに巻きつけた試料のインダクタンス値の平均値は７．６μＨであり、ギャップを設けて巻きつけた本実施形態のほうがギャップを設けずに巻きつけた比較例に比べてインダクタンス値が１２％向上していることが確認された。
以上のように、本発明の第１実施形態のドラム型コアを用いたインダクタは、前記コイル導体１３の外周１３ａ上には樹脂と磁性粉とを含有するシート状の複合磁性体１１で被覆されており、該シート状の複合磁性体１１は少なくとも前記ドラム型コア１２の一対の鍔１２ａ，１２ｂの互いに対向する内面１２ａ１，１２ｂ１を除きコイル導体１３の外周１３ａ上に接着されているので、前記ドラム型コア１２の内部の残留応力が低減され、従来に比して高いインダクタンス値を得ることができる。
次に、本発明のドラム型コアを用いたインダクタの第２の実施形態について、図４〜図６を参照して説明する。図４は第２の実施形態のドラム型コアを用いたインダクタ２０の内部構造を説明するための断面図であり、図４（Ａ）は前記ドラム型コア２２の巻軸２２ｃの中心線を通る縦方向の断面図、図４（Ｂ）は巻軸２２ｃと直交する縦方向の断面図である。図５は前記実施形態のドラム型コアを用いたインダクタ２０の製造プロセスの一例を示すフローチャートである。図６は前記実施形態のドラム型コアを用いたインダクタ２０に用いられる複合磁性体シート２５の内部構造を示す厚み方向の断面図である。
図４に示すように、本実施形態のドラム型コアを用いたインダクタ２０は、巻軸２２ｃと該巻軸２２ｃの両端にそれぞれ設けられた板状の一対の鍔２２ａ，２２ｂとを有する焼結磁性体からなるドラム型コア２２と、前記巻軸２２ｃに巻回されたコイル導体２３と、を有するドラム型コアを用いたインダクタ２０であって、前記コイル導体２３の外周２３ａ上には樹脂と磁性粉とを含有するシート状の複合磁性体２１で被覆されており、該シート状の複合磁性体２１は少なくとも前記ドラム型コア２２の一対の鍔２２ａ，２２ｂの互いに対向する内面２２ａ１，２２ｂ１を除きコイル導体２３の外周２３ａ上に接着されているものである。
また、本実施形態のドラム型コアを用いたインダクタ２０は、前記シート状の複合磁性体２１はその一方の主面に接着剤層２４が形成された複合磁性体シート２５からなり、前記巻回されたコイル導体２３の外周２３ａ上に接着されているものである。
より具体的には、前記シート状の複合磁性体２１の一方の主面に接着剤層２４が形成された複合磁性体シート２５が前記巻回されたコイル導体２３の外周に４周に亘って巻き付けられ、接着剤層２４により接着されている。
本実施形態と先の第１の実施形態とで異なる点は、本実施形態のドラム型コアを用いたインダクタに用いられるシート状の複合磁性体２１の一方の主面に接着剤層２４が形成されて複合磁性体シート２５が構成されており、前記第１の実施形態に用いられた複合磁性体１１より厚みが薄く形成されており、本実施形態においては、巻回されたコイル導体２３の外周に４周にわたって巻き付けられ、接着されている。また、本実施形態に用いる複合磁性体シート２５は、図６に示すように、シート状の複合磁性体２１の幅と接着剤層２４の幅とが同一に形成されており、先の第１の実施形態と同様に前記ドラム型コア２２の鍔２２ａ，２２ｂの互いに対向する内面２２ａ１，２２ｂ１に接しないように、ギャップを有するように所定の幅にカットされて前記巻回されたコイル導体２３の外周２３ａ上に巻きつけられ、接着されている。
次に、上記シート状の複合磁性体２１の一方の主面に形成される接着剤層２４の組成の好ましい実施形態は次の通りである。すなわち、上記接着剤２４の組成としてはエポキシ樹脂・ニトリル樹脂・シリコーン樹脂・アクリル系 共重合樹脂・飽和・不飽和ポリエステル樹脂・ポリビニルブチラール樹脂等、加熱・圧着時に粘接着機構を発現できる樹脂を選択することが好ましい。また、前記接着剤１４の物性値としては、貯蔵剛性率１×１０８Ｐａ以下（２５℃）、残留応力５０ｇｆ／ｍｍ２以下（２５℃）を満足するものが好ましい。
尚、上記粘接着機構とは、感圧（粘着）接着機構を指し、接触過程では粘着剤としての性質を持ち、破壊過程では接着剤に近い大きな力が得られるものを言う。
次に、上記シート状の複合磁性体２１の一方の主面に予め接着剤層２４を形成した複合磁性体シート２５の好ましい実施形態は次の通りである。すなわち、前記接着剤層２４の厚み寸法は５〜１００μｍが好ましい。また、前記接着剤層２４の幅は前記シート状の複合磁性体２１の幅寸法の５０〜１００％とすることが好ましい。また、前記接着剤層２４の幅が前記シート状の複合磁性体２１の幅より小さい場合には、前記シート状複合磁性体２１の中央寄りに帯状に連続して設けることにより前記ドラム型コア２２の鍔２２ａ，２２ｂの内面と前記シート状の複合磁性体２１の端面２１ａ，２１ｂとのギャップ寸法が０または非常に小さいときであっても、前記ドラム型コア２２の鍔２２ａ，２２ｂの内面２２ａ１，２２ｂ１に接着されるのを防止することができる。また、前記接着剤層２４はシート状の複合磁性体２１の長さ方向に沿って一本の帯状に形成するのが容易であるが、これに限定するものではなく、幅方向に複数条に分割形成してもよく、また、前記シート状の複合磁性体２１の表面に予め溝状に連続する凹部を設け、該凹部内に前記接着剤層の厚みの一部または全部が収容されるようにしてもよい。また、幅寸法の全部または選択された領域に複数のドット状に分散形成してもよく、また、前記シート状の複合磁性体の長さ方向に断続して形成してもよい。
次にドラム型コアを用いたインダクタの製造方法の第２の実施形態について、図５を用いて説明する。本実施形態のドラム型コアを用いたインダクタの製造方法は、巻軸２２ｃと該巻軸２２ｃの両端にそれぞれ設けられた板状の一対の鍔２２ａ，２２ｂを有する焼結磁性体からなるドラム型コア２２を準備し、該ドラム型コア２２の巻軸２２ｃにコイル導体２３を巻回し、一方の主面に接着剤層２４を形成した複合磁性体シート２５を前記ドラム型コア２２の一対の鍔２２ａ，２２ｂの互いに対向する内面２２ａ１，２２ｂ１に接しないように前記巻回されたコイル導体２３の外周２３ａに接着するものである。
次に、本発明のドラム型コアを用いたインダクタの第３の実施形態について、図７〜図９を参照して説明する。図７は第３の実施形態のドラム型コアを用いたインダクタ３０の内部構造を説明するための図であり、前記ドラム型コア３２の巻軸３２ｃの中心線を通る縦方向の断面図である。図８は前記実施形態のドラム型コアを用いたインダクタ３０の製造プロセスの一例を示すフローチャートである。図９は前記実施形態のドラム型コアを用いたインダクタ３０に用いられる複合磁性体シート３５の内部構造を示す厚み方向の断面図である。
図７に示すように、本実施形態のドラム型コアを用いたインダクタ３０は、巻軸３２ｃと該巻軸３２ｃの両端にそれぞれ設けられた板状の一対の鍔３２ａ，３２ｂとを有する焼結磁性体からなるドラム型コア３２と、該巻軸３２ｃに巻回されたコイル導体３３と、を有するドラム型コアを用いたインダクタ３０であって、前記コイル導体３３の外周３３ａ上には樹脂と磁性粉とを含有するシート状の複合磁性体３１で被覆されており、該シート状の複合磁性体３１は少なくとも前記ドラム型コア３２の一対の鍔３２ａ，３２ｂの互いに対向する内面３２ａ１，３２ｂａを除きコイル導体３３の外周３３ａ上に接着されているものである。
より具体的には、前記シート状の複合磁性体３１の一方の主面に接着剤層３４が形成された複合磁性体シート３５が前記巻回されたコイル導体３３の外周３３ａ上に４周に亘って巻き付けられ、接着剤層３４により接着されているものである。
本実施形態と先の第２の実施形態とで異なる点は、本実施形態のドラム型コアを用いたインダクタに用いられるシート状の複合磁性体３１には、図９に示すように、一方の主面の選択された領域に幅広の溝状の凹部３１ｃが設けられ、該凹部３１ｃ内に厚み寸法の一部が収容されるように接着剤層３４が形成されて複合磁性体シート３５が構成されており、前記第２の実施形態に用いられた複合磁性体シート２５よりもさらに厚みが薄く形成されている。尚、本実施形態においては、図９に示すように、接着剤層３４はその端面３４ａ，３４ｂがシート状の複合磁性体３１の幅寸法の端面よりも内側に位置してシート状の複合磁性体３１の一方の主面の選択された領域のみに接着剤層３４が形成されているので、前記シート状の複合磁性体３１の端面３１ａ，３１ｂが前記ドラム型コア３２の鍔３２ａ，３２ｂの互いに対向する一対の内面に接するようにギャップをほぼ０にして前記巻回されたコイル導体３３の外周３３ａ上に巻き付けられ接着されていても、前記ドラム型コア３２の鍔３２ａ，３２ｂの内面３２ａ１，３２ｂ１と前記シート状の複合磁性体３１の端面３１ａ，３１ｂとが接着されることがない。
また、本発明の第３の実施形態のドラム型コアを用いたインダクタ３０の製造方法は、巻軸３２ｃと該巻軸３２ｃの両端にそれぞれ設けられた板状の一対の鍔３２ａ，３２ｂとを有する焼結磁性体からなるドラム型コア３２を準備し、該ドラム型コア３２の巻軸３２ｃにコイル導体３３を巻回し、一方の主面の少なくとも前記ドラム型コア３３の一対の鍔３２ａ，３２ｂの互いに対向する内面と接する領域を除く選択された領域に接着剤層３４を形成したシート状の複合磁性体３１を前記巻回されたコイル導体３３の外周３３ａに接着するものである。
また、前記シート状の複合磁性体３１として、一方の主面の選択された領域のみに接着剤層３４が形成された複合磁性体シート３５を用いるものである。
次に、本発明のドラム型コアを用いたインダクタの第４の実施形態および他の変形例について、図１０及び図１１を参照して説明する。図１０は第４の実施形態のドラム型コアを用いたインダクタ４０の内部構造を説明するための前記ドラム型コアの巻軸４２ｃの中心を通る縦方向の断面図である。図１１は、前記実施形態のドラム型コアを用いたインダクタに用いられる複合磁性体シートの一例および変形例を示す図である。
図１０に示すように、本実施形態のドラム型コアを用いたインダクタ４０は、巻軸４２ｃと該巻軸４２ｃの両端にそれぞれ設けられた板状の一対の鍔４２ａ，４２ｂとを有する焼結磁性体からなるドラム型コア４２と、該巻軸４２ｃに巻回されたコイル導体４３と、を有するドラム型コア４２を用いたインダクタ４０において、
前記コイル導体４３の外周４３ａ上には樹脂と磁性粉とを含有するシート状の複合磁性体４１で被覆されており、該シート状の複合磁性体４１は少なくとも前記ドラム型コア４２の一対の鍔４２ａ，４２ｂの互いに対向する内面４２ａ１，４２ｂ１を除きコイル導体４３の外周４３ａ上に接着されていることを特徴とする。
また、本実施形態のドラム型コアを用いたインダクタ４０は、前記シート状の複合磁性体４１はその一方の主面に形成された接着剤層４４により前記巻回されたコイル導体４３の外周４３ａ上に接着されているものである。
具体的には、巻軸４２ｃが実装面に対して縦方向に配置された縦型のドラム型コア４２と、該コア４２の巻軸４２ｃに巻回されたコイル導体４３と、前記巻回されたコイル導体４３の外周４３ａ上に２．４周巻きつけられ、接着剤層４４により接着されたシート状の複合磁性体４１とを有する。
本実施形態と先の第４の実施形態とで異なる点は、本実施形態のドラム型コアを用いたインダクタ４０に用いられるシート状の複合磁性体４１には前記第３の実施形態に示されるような凹部が設けられておらず、平坦に形成された主面上に接着剤層４４が形成されて複合磁性体シート４５が構成されている。そして、巻回されたコイル導体の外周に２．４周にわたって巻き付けられ、接着されている。本実施形態においては、図１１（Ａ）に示すように、シート状の複合磁性体４１の一方の主面の選択された領域のみに接着剤層４４が形成されているので、前記シート状の複合磁性体４１の端面が前記ドラム型コアの鍔の内面に接するようにギャップをほぼ０にして巻き付けられ、接着されても、前記ドラム型コア４２の鍔４２ａ，４２ｂの内面４２ａ１，４２ｂ１と前記シート状の複合磁性体４１の端面４１ａ１，４１ｂ１とが接着されることがない。
尚、本実施形態においては、縦型のドラム型コアを用いているので、コイル導体の外周のシート状の複合磁性体が巻き付けられ、接着される部分は、電子部品自動マウント装置等を用いて回路基板上に搭載する際に、部品の吸着保持や位置決めに影響しない領域であるため、シート状の複合磁性体の巻き付け量を任意に調整することができる。これにより、残留応力や内部応力等の変動要因を伴うことなく、任意のインダクタンス値を有するドラム型コアを用いたインダクタを容易に製造することができ、従来よりもインダクタンス値が狭公差のドラム型コアを用いたインダクタを提供することができる。
（実施例）ドラム型コアの準備：Ｎｉ−Ｚｎ系フェライトの焼結磁性体からなり、巻軸の両端に設けられた鍔の互いに対向する部分の外形が１．８ｍｍ×１．８ｍｍで、巻軸方向の長さ寸法が２．５ｍｍのドラム型コアを４０個準備した。
電極形成：鍔の端面にＡｇ焼付型ペーストを塗布し、所定の温度で焼付してコイル導体の始端及び終端を導電接続するための一対の電極を形成した。
コイル導体を巻回：得られたドラム型コアに、コイル導体としてΦ７５μｍのポリウレタン被覆銅線をそれぞれ３０ターン巻回するとともに、前記コイル導体の両端を前記電極にそれぞれ熱圧着により導電接続した。
前記実施形態１の実施例と同様にして厚み５０μｍのシート状の複合磁性体を得た。次に、該シート状の複合磁性体の一方の主面に粘着材層として厚み１０μｍのアクリル系共重合樹脂を塗工し、乾燥及びアフターキュアして前記ドラム型コアを用いたインダクタ用複合磁性体シートを得た。
シート状の複合磁性体巻き付け：前記ドラム型コアの巻軸に巻回されたコイル導体の外周に前記ドラム型コアの鍔の内面とのギャップが１０μｍとなるように前記で得られたシート状の複合磁性体をそれぞれ１．４周、２．４周、３．４周、４．４周巻き付け、接着した試料を各１０個準備した。
上記で得られた各１０個のドラム型コアを用いたインダクタ試料について、アジレントテクノロジー社製のＬＣＲメータ（ＨＰ４２８５Ａ）でインダクタンス値を測定した結果、各１０個のドラム型コアを用いたインダクタのインダクタンスの平均値は、シート状の複合磁性体の巻き数が１．４周で８．４μＨ，２．４周で９．９μＨ、３．４周で１１．３μＨ，４．４周で１２．６μＨであり、シート状の複合磁性体の巻き数が増すに面実装インダクタのインダクタンス値が増加することが確認された。
次に、前記ドラム型コアを用いたインダクタ用複合磁性体シートの変形例について図１１（Ｂ）〜（Ｄ）を参照して説明する。上記実施形態の複合磁性体シートはいずれも、接着剤層がシート状の複合磁性体の長さ方向に沿って一本の帯状に形成されたものであったが、これに限定するものではなく、図１１（Ｂ）に示すように、シート状の複合磁性体５１の幅方向に接着剤層５４を複数条に分割形成してもよく、また、図１１（Ｃ）に示すように、接着剤層６４を前記シート状の複合磁性体６１の長さ方向に断続して形成してもよい。また、図１１（Ｄ）に示すように、シート状の複合磁性体７１の幅寸法の全部または選択された領域に接着剤層７４ａ〜７４ｃを複数のドット状に分散形成してもよい。
尚、本発明の各実施形態のドラム型コアを用いたインダクタにおいては、予めシート状に成形された複合磁性体をコイル導体の外周に巻き付け・接着により被覆するので、シート状の複合磁性体の幅および接着剤層の幅を調整することにより、ドラム型コアの鍔の内面に接着しないように被覆することができる。
また、図示省略したが、前記シート状複合磁性体の幅および／または接着剤層の幅を長さ方向で変更してもよく、例えば、シート状の複合磁性体の長さ方向の終端に近づくに従って前記シート状複合磁性体の幅および／または接着剤層の幅が暫時減少するようにしてもよく、これによれば、ドラム型コアの鍔の内面に誤って接着されてしまうことを防止することができる。
また、本発明の各実施形態のドラム型コアを用いたインダクタにおいては、予めシート状に成形された複合磁性体をコイル導体の外周に巻き付け・接着により被覆するので、複合磁性体中に添加する磁性粉及びその他フィラーの充填率を、従来の巻回されたコイル導体の外周にインジェクションモールド法やペースト塗布法等により直接形成する場合に比べて高い値にすることができ、複合磁性体中の樹脂の含有量を削減することができるので、この視点からも、残留応力を低減する効果が得られる。具体的には、従来のペースト塗布法においては、フィラーの含有率は８２ｗｔ％程度が上限であったのに対し、シート状に成形するため９２ｗｔ％程度に増加させることができる。これにより、具体的には、フィラーとして粒径１〜１００μｍ、Ｄ５０％＝２０μｍのＮｉ−Ｚｎ系フェライト粉を用いた場合、複合磁性体の見かけ透磁率μ’が従来の７が１２になり、７１％アップする。また、粒径１０〜１００μｍの偏平センダストを用いた場合には、複合磁性体の見かけ透磁率μ’が従来の２２が５２になり、１３６％アップする。
また、フィラーの含有率の増加に伴って、複合磁性体のみかけ透磁率μを増加させることができるため、その分だけドラム型コアに巻回するコイル導体の巻回数を削減しても従来と同等のインダクタンス値を得ることができ、コイル導体長の短縮によりコイルの等価直列抵抗Ｒｄｃを従来に比べて低減することができる。具体的には、上記粒径１０〜１００μｍの偏平センダストを用いた場合には、複合磁性体の見かけ透磁率μ’が従来の２２が５２になり、Ｒｄｃが３４％減少する。
また、本発明の各実施形態のドラム型コアを用いたインダクタにおいては、予めシート状に成形された複合磁性体をコイル導体の外周に巻き付け・接着により被覆するので、コイル導体を被覆する複合磁性体の体積を前記シート状の複合磁性体の巻き付け回数の選択により、所望のインダクタンス値をバラツキ少なく得ることができる。具体的には、粒径１０〜１００μｍの偏平センダストを用いた場合には、複合磁性体の見かけ透磁率μ’が２２のとき、従来のペースト塗布法によるインダクタンスバラツキが従来±５％であったのに対し、本発明では±１％に低減することができる。
尚、上記第３及び第４の各実施形態においては、シート状の複合磁性体の一方の主面の選択された領域に接着剤層を形成した複合磁性体シートを用いたが、これに限定するものではなく、種々変更が可能である。
次に、図１２を用いて本発明のドラム型コアを用いたインダクタに用いられる複合磁性体シートの他の変形例について説明する。図１２は上記複合磁性体シートの変形例を示す断面図である。本変形例の複合磁性体シートは、図１２に示すように、シート状の絶縁性基体８１’の一方の主面の選択された領域に自己融着性を有する樹脂と磁性粉とを含有する複合磁性体兼接着剤層８４’を設けた複合磁性体シート８５を前記各実施形態における複合磁性体シートの代わりに用いることができる。これによれば、ドラム型コアの鍔の内面とシート状の絶縁性基体８１’の端面８１’ａ，８１’ｂとのギャップ寸法が０または非常に小さいときであっても、前記複合磁性体兼接着剤層８４’が前記ドラム型コアの鍔の内面に接着されるのを防止することができる。
また、ドラム型コアのいずれか一方の鍔の内面とシート状の絶縁性基体８１’の端面８１’ａ，８１’ｂとのギャップ寸法が０または非常に小さいときには、ドラム型コアの鍔の互いに対向する内面間の距離に比べて複合磁性体兼接着剤層８４’の幅が小さいときであっても、前記ドラム型コアの巻軸に巻回されたコイル導体の外周上の所定の位置に前記複合磁性体兼接着剤層を配置することができ、前記複合磁性体兼接着剤層の配置バラツキに伴うインダクタのインダクタンス値バラツキの発生を防止することができる。
また、前記ドラム型コアの巻軸に巻回されたコイル導体の外周上の前記複合磁性体兼接着剤層を配置する位置を調整することにより、インダクタのインダクタンス値を調整することができる。
本発明によれば、小型・薄型の各種電子機器に用いられるドラム型コアを用いたインダクタに好適である。
本発明のドラム型コアを用いたインダクタの第１の実施形態の内部構造を示す断面図である。 前記第１の実施形態に用いられるドラム型コアの巻軸に巻線を巻回した状態の内部構造を説明するための断面図である。 前記第１の実施形態のドラム型コアを用いたインダクタの製造方法の一例を示すフローチャートである。 本発明のドラム型コアを用いたインダクタの第２の実施形態の内部構造を示す断面図である。 前記第２の実施形態のドラム型コアを用いたインダクタの製造方法の一例を示すフローチャートである。 前記第２の実施形態のドラム型コアを用いたインダクタに用いられる複合磁性体シートの一例を示す断面図である。 本発明のドラム型コアを用いたインダクタの第３の実施形態の内部構造を示す断面図である。 前記第３の実施形態のドラム型コアを用いたインダクタの製造方法の一例を示すフローチャートである。 前記第３の実施形態のドラム型コアを用いたインダクタに用いられる複合磁性体シートの一例を示す断面図である。 本発明のドラム型コアを用いたインダクタの第４の実施形態の内部構造を示す断面図である。 前記第４の実施形態のドラム型コアを用いたインダクタに用いられる複合磁性体シートの一例および変形例を示す図である。 本発明のドラム型コアを用いたインダクタに用いられる複合磁性体シートの変形例を示す図である。 背景技術の一例を示す断面図である。 背景技術の他の例を示す断面図である。
符号の説明
１０：ドラム型コアを用いたインダクタ
１１：複合磁性体
１１ａ，１１ｂ：シート状の複合磁性体の端面
１２：ドラム型コア
１２ａ，１２ｂ：鍔
１２ｃ：巻軸
１３：コイル導体
１３ａ：コイル導体の外周
１４：接着剤層
１５：複合磁性体シート
１６ａ，１６ｂ：端子電極
２０：ドラム型コアを用いたインダクタ
２１：複合磁性体
２１ａ，２１ｂ：シート状の複合磁性体の端面
２２：ドラム型コア
２２ａ，２２ｂ：鍔
２２ｃ：巻軸
２３：コイル導体
２３ａ：コイル導体の外周
２４：接着剤層
２５：複合磁性体シート
２６ａ，２６ｂ：端子電極
３０：ドラム型コアを用いたインダクタ
３１：複合磁性体
３１ａ，３１ｂ：シート状の複合磁性体の端面
３２：ドラム型コア
３２ａ，３２ｂ：鍔
３２ｃ：巻軸
３３：コイル導体
３３ａ：コイル導体の外周
３４：接着剤層
３５：複合磁性体シート
３６ａ，３６ｂ：端子電極
４０：ドラム型コアを用いたインダクタ
４１：複合磁性体
４１ａ，４１ｂ：シート状の複合磁性体の端面
４２：ドラム型コア
４２ａ，４２ｂ：鍔
４２ｃ：巻軸
４３：コイル導体
４３ａ：コイル導体の外周
４４：接着剤層
４５：複合磁性体シート
４６ａ，４６ｂ：端子電極
５１：複合磁性体
５１ａ，５１ｂ：シート状の複合磁性体の端面
５４：接着剤層
５５：複合磁性体シート
６１：複合磁性体
６１ａ，６１ｂ：シート状の複合磁性体の端面
６４：接着剤層
６５：複合磁性体シート
７１：複合磁性体
７１ａ，７１ｂ：シート状の複合磁性体の端面
７４：接着剤層
７５：複合磁性体シート
８１’：シート状の絶縁性基体
８１’ａ，８１’ｂ：シート状の絶縁性基体の端面
８４’：複合磁性体兼接着剤層
８５：複合磁性体シート

Claims (4)

  1. 巻軸と該巻軸の両端にそれぞれ設けられた板状の一対の鍔とを有する焼結磁性体からなるドラム型コアと、前記巻軸に巻回されたコイル導体と、を有するドラム型コアを用いたインダクタにおいて、
    前記コイル導体の外周上には樹脂と磁性粉とを含有するシート状の複合磁性体で被覆されており、該シート状の複合磁性体は少なくとも前記ドラム型コアの一対の鍔の互いに対向する内面を除きコイル導体の外周上に接着されていることを特徴とするドラム型コアを用いたインダクタ。
  2. 前記シート状の複合磁性体はその一方の主面に形成された接着剤層により前記巻回されたコイル導体の外周上に接着されていることを特徴とする請求項１記載のドラム型コアを用いたインダクタ。
  3. 巻軸と該巻軸の両端にそれぞれ設けられた板状の一対の鍔とを有する焼結磁性体からなるドラム型コアを準備し、該ドラム型コアの巻軸にコイル導体を巻回し、シート状の複合磁性体を前記ドラム型コアの一対の鍔の互いに対向する内面に接しないように前記巻回されたコイル導体の外周に接着することを特徴とするドラム型コアを用いたインダクタの製造方法。
  4. 巻軸と該巻軸の両端にそれぞれ設けられた板状の一対の鍔とを有する焼結磁性体からなるドラム型コアを準備し、該ドラム型コアの巻軸にコイル導体を巻回し、一方の主面の少なくとも前記ドラム型コアの一対の鍔の互いに対向する内面と接する領域を除く選択された領域に接着剤層を形成したシート状の複合磁性体を前記巻回されたコイル導体の外周に接着することを特徴とするドラム型コアを用いたインダクタの製造方法。
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