JP2009064896A - 巻線型電子部品 - Google Patents
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Abstract
【課題】メッキ層を形成することなく、従来のＡｇ電極と同等の剥離強度を備えた巻線型電子部品を提供する。
【解決手段】フェライトからなり、柱状の巻芯部１１ａ及びその両端に形成された鍔部１１ｂ，１１ｃを有するフェライトコア１１と、フェライトコアの巻芯部に巻回されたコイル導線１２と、鍔部の外表面に設けられたＣｕ導電層１６ａからなる少なくとも一対の端子電極１６Ａ，１６Ｂと、を備え、巻芯部に巻回されたコイル導線の両端部が端子電極に導電接続された巻線型電子部品１０であって、端子電極は、Ｃｕ粉末とガラスフリットとを含む電極ペーストをフェライトコアの外表面に塗布した後、フェライトコアを熱処理することにより形成されたものであり、フェライトコアとＣｕ導電層との界面にフェライトコアの一部とガラスフリットとの反応層を有する。これにより、従来のＡｇ電極と同等の剥離強度を備える。
【選択図】図２
【解決手段】フェライトからなり、柱状の巻芯部１１ａ及びその両端に形成された鍔部１１ｂ，１１ｃを有するフェライトコア１１と、フェライトコアの巻芯部に巻回されたコイル導線１２と、鍔部の外表面に設けられたＣｕ導電層１６ａからなる少なくとも一対の端子電極１６Ａ，１６Ｂと、を備え、巻芯部に巻回されたコイル導線の両端部が端子電極に導電接続された巻線型電子部品１０であって、端子電極は、Ｃｕ粉末とガラスフリットとを含む電極ペーストをフェライトコアの外表面に塗布した後、フェライトコアを熱処理することにより形成されたものであり、フェライトコアとＣｕ導電層との界面にフェライトコアの一部とガラスフリットとの反応層を有する。これにより、従来のＡｇ電極と同等の剥離強度を備える。
【選択図】図２
Description
本発明は、携帯型電子機器や薄型の電子機器等に用いられる巻線型電子部品に関する。
携帯型電話機やデジタルスチルカメラ等の携帯型の電子機器におけるＤＣ／ＤＣ電源の昇降圧回路用コイルや各種のフラットパネルディスプレイの周辺回路のチョークコイル等として、巻線型電子部品が用いられている。特に上記用途に向けて、所望のインダクタ特性を確保しつつ高密度実装、もしくは低背実装を可能とする小型で低背な外形寸法を有するものが要請されている。上記巻線型電子部品の一例が特許文献１に記載されている。巻線型電子部品は、フェライトコアと該フェライトコアに設けられた一対の端子電極と前記フェライトコアに巻回されるとともにその端部が前記端子電極に接続されたコイル導線とを有する。前記フェライトコアは、巻芯部と該巻芯部の上端に設けられた上鍔部と前記巻芯部の下端に設けられた下鍔部とから成る。前記一対の端子電極は、前記フェライトコアの下鍔部の底面に形成されている。該端子電極は、Ａｇを主体とする電極ペーストを前記フェライトコアの下鍔部の底面に塗布した後、該フェライトコアを例えば大気中６５０℃で熱処理してＡｇ導電層が形成される。さらに、該Ａｇ導電層の表面にＮｉメッキ層、半田メッキ（Ｓｎメッキ）層が形成される。前記コイル導線は、金属線の外周に絶縁被覆が形成されてなり、前記フェライトコアの巻芯部の周囲に巻回される。そして、該コイル導線の一方及び他方の端部は前記絶縁被膜が除去されるとともに前記メッキ層が形成された端子電極にそれぞれ半田により接続されている。
図６及び図７は、上記巻線型電子部品の一例を示す図である。図６は、前記巻線型電子部品１１０の内部構造を示す巻芯部１１１ａの中心軸を通る縦断面図である。また、図７は前記巻線型電子部品１１０に用いられるフェライトコア１１１の下鍔部１１１ｃを底面１１１Ｂ側から見た外観斜視図である。
具体的には、図６に示すように、柱状の巻芯部１１１ａ及びその上下の端に形成された鍔部１１１ｂ，１１１ｃを有するフェライトコア１１１と、該フェライトコア１１１の巻芯部１１１ａに巻回されたコイル導線１１２と、前記鍔部１１１ｃの前記巻芯部１１１ａと直交する底面１１１Ｂに設けられた端子電極１１６Ａ，１１６Ｂと、を備え、前記巻芯部１１１ａに巻回されたコイル導線１１２の両端部１１３Ａ，１１３Ｂが上記端子電極１１６Ａ，１１６Ｂに半田１１７，１１７を用いて導電接続された巻線型電子部品１１０が開示されている。
そして、上記フェライトコア１１１の鍔部１１１ｃは、図７に示すように、底面１１１Ｂに一対の溝１１５，１１５が設けられており、該溝１１５は、底部１１５ａと該底部１１５ａの幅方向の両脇に該底部１１５ａに対し傾斜して設けられた緩斜面１１５ｂ、１１５ｂとを備える。そして、上記端子電極１１６Ａ，１１６Ｂは、前記溝１１５の一方の緩斜面１１５ｂ上から溝１１５の底部１１５ａを経て他方の緩斜面１１５ｂ上に亘るように形成されている。
そして、該端子電極１１６Ａ，１１６Ｂは、図６に示すように、Ａｇを主体とする電極ペーストを前記フェライトコア１１１の下鍔部１１１ｃの底面に塗布した後、該フェライトコア１１１を例えば大気中で熱処理して形成されたＡｇ導電層１１６ａと、該Ａｇ導電層１１６ａの表面に形成されたＮｉメッキ層１１６ｂおよびＳｎメッキ層１１６ｃを有する。また、特許文献２には、上記従来の巻線型電子部品とは異なる用途の複合電子部品において、従来のＡｇ導電層に代えてＣｕ導電層を採用することが提案されている。具体的には、コアを空気中又は酸素雰囲気中で焼成し、この焼成されたコアのフランジ外面に銀、銀パラジウムまたは銅を主体とする導電ペーストを塗布して一対のリード線引出用電極を形成し、この後、前記コアをＨ２，ＣＯガス等の還元性雰囲気もしくはＮ２，Ａｒガス等の中性雰囲気で酸素濃度０．１％以下の中で焼成することにより、前記リード引き出し用電極をコアに形成するとともにコアを低抵抗化させ、さらに、前記巻線部に巻線を施すチップ型ＬＲフィルタの製造方法が提案されている。
特開２００７−２１４５２１号公報
特開平３−１０６００５号公報
上記従来の巻線型電子部品において、フェライトコアを低背化するために鍔の厚み寸法を小さくすると、上記Ａｇ導電層上にＮｉメッキ層およびＳｎメッキ層を形成する際に、鍔折れの発生が懸念される。上記メッキ層を省略するためには、Ａｇ導電層に代えて、Ａｇ−Ｐｄ導電層や、Ｃｕ導電層の採用が有望である。 しかしながら、上記特許文献２に記載されたように、例えば、コアのフランジ外面に銅を主体とする導電ペーストを塗布して一対のリード線引出用電極を形成し、この後、前記コアをＨ２，ＣＯガス等の還元性雰囲気もしくはＮ２，Ａｒガス等の中性雰囲気で酸素濃度０．１％以下の中で焼成することにより、前記リード引き出し用電極をコアに形成するとともにコアを低抵抗化させると、一対の端子電極間の絶縁性が低下するために、本発明の商品用途である電源用のチョークコイル等には用いることができないという課題があった。
本発明は、上記の点に着目したもので、メッキ層を形成することなく、Ａｇ導体層上にＮｉメッキ層、Ｓｎメッキ層を順次設けた従来のＡｇ電極と同様にコイル導線の端部を半田接続することが可能で、従来と同等の剥離強度を備えた巻線型電子部品を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明者らが鋭意検討した結果、電極ペーストと熱処理条件とを工夫することにより、メッキ層を形成することなく、従来のＡｇ電極と同様にコイル導線の端部を半田接続することが可能で、従来と同等の剥離強度を備えた新たな端子電極構造を見出し、本発明に至った。本発明の巻線型電子部品は、（１）柱状の巻芯部及びその両端に形成された鍔部を有するフェライトコアと、該フェライトコアの巻芯部に巻回されたコイル導線と、前記鍔部の外表面に設けられたＣｕ導電層からなる少なくとも一対の端子電極と、を備え、前記巻芯部に巻回されたコイル導線の両端部が前記端子電極に導電接続された巻線型電子部品において、前記端子電極は、Ｃｕ粉末とガラスフリットとを含む電極ペーストを前記フェライトコアの外表面に塗布した後、該フェライトコアを熱処理することにより形成されたものであり、上記フェライトコアとＣｕ導電層との界面に前記フェライトコアの一部とガラスフリットとの反応層を有する。（・・・以下第１の課題解決手段と称する。）
また、上記巻線型電子部品の主要な形態の一つは、上記（１）に加えてさらに、（２）上記反応層は、上記電極ペースト中に含まれるガラスフリットと、フェライトコアの一部と、が化学反応を起こし、互いに交じり合って存在する層であり、主として、フェライトとガラスとで構成される。（・・・以下第２の課題解決手段と称する。）
また、上記巻線型電子部品の形態の一つは、上記（２）に加えてさらに、（３）上記反応層は、上記フェライトコアと上記Ｃｕ導電層とをフェライトで結合する領域を有する。（・・・以下第３の課題解決手段と称する。）
また、上記巻線型電子部品の他の主要な形態の一つは、上記（１）に加えてさらに、（４）上記フェライトコアを構成するフェライトがＮｉ−Ｚｎ系フェライトであり、上記ガラスフリットが、ホウ素及び亜鉛を含むガラスフリットである。（・・・以下第４の課題解決手段と称する。）
また、上記巻線型電子部品の形態の一つは、上記（１）〜（４）のいずれかに加えてさらに、（５）上記外表面に電極ペーストを塗布した後のフェライトコアの熱処理は、酸素濃度１０ｐｐｍ以下のＮ２ガス雰囲気中で８５０〜９００℃の熱処理である。（・・・以下第５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、前記端子電極はＣｕ粉末とガラスフリットと、を含む電極ペーストを前記フェライトコアの外表面に塗布した後、該フェライトコアを熱処理することにより形成されたものであり、上記フェライトコアとＣｕ導電層との界面に前記フェライトコアの一部とガラスフリットとの反応層を有する。このため、少なくとも一対の端子電極が、メッキ層を設けることなく、Ａｇ電極と同等の剥離強度を有する。
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、上記反応層は、上記電極ペースト中のガラスフリットと、フェライトコアの一部とが化学反応を起こし、互いに交じり合って存在する層であり
、主としてフェライトとガラスとで構成される。このため、Ｃｕ導電層とフェライトコアとが強固に固着される。
、主としてフェライトとガラスとで構成される。このため、Ｃｕ導電層とフェライトコアとが強固に固着される。
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、上記反応層は、上記フェライトコアとＣｕ導電層とをフェライトで結合する領域を有する。このため、ガラスを多量に添加することなく上記Ｃｕ導電層とフェライトコアとがより強固に固着される。これにより、端子電極が良好な半田濡れ性を得ることができる。
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、上記フェライトがＮｉ−Ｚｎ系フェライトであり、上記ガラスフリットが、ホウ素及び亜鉛を含むガラスフリットである。このため、上記電極ペースト中に含まれるガラスフリットと、フェライトコアの一部と、が化学反応を起こし、互いに交じり合うことにより、主としてフェライトとガラスとで構成される反応層を生じやすい。
上記第５の課題解決手段による作用は次の通りである。すなわち、前記外表面に電極ペーストを塗布した後のフェライトコアの熱処理は、酸素濃度１０ｐｐｍ以下のＮ２ガス雰囲気中で８５０〜９００℃の熱処理である。このため、Ｃｕ導電層とフェライトコアとの界面が反応層により満たされる。
なお、上記反応層はさらに金属酸化物を含むものであってもよい。これにより、Ｃｕ導電層とフェライトコアとの固着力が高まる。
本発明の巻線型電子部品によれば、フェライトコアとＣｕ導電層との界面に反応層を有するので、メッキ層を形成することなく、従来のＡｇ電極と同様にコイル導線の端部を半田接続することが可能な端子電極を備え従来のＡｇ電極と同等の剥離強度を有する巻線型電子部品を提供することができる。本発明の上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、本発明の巻線型電子部品の第１の実施形態について、図１〜図５を参照して説明する。図１は第１の実施形態の巻線型電子部品１０の全体構造を説明するための一対の端子電極１６Ａ，１６Ｂを有する底面１１Ｂ側から見た外観斜視図である。図２は、本実施形態の巻線型電子部品１０の内部構造を説明するための図であり、図２（Ａ）は前記巻線型電子部品１０の巻芯１１ａの中心軸を通る縦断面図であり、図２（Ｂ）は前記巻線型電子部品１０の上記図２（Ａ）において破線Ｂで囲まれる領域を示す拡大断面図である。図３は、前記巻線型電子部品１０の上記図２（Ｂ）において破線Ｃで囲まれる領域を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により撮影した写真を模写し、ＥＤＸ分析結果に基づき組成毎に異なるハッチングを施した図である。また、図４は、本実施形態の巻線型電子部品１０に用いられる一対の端子電極１６Ａ，１６Ｂを形成した後の前記フェライトコア１１を下鍔部１１ｃの底面１１Ｂ側から見た外観斜視図である。図５は、基板２１の一方の主面上に実装ランド２２が形成された回路基板２０上に前記巻線型電子部品１０が実装された状態を示す要部の縦断面図である。 なお、本発明の解決手段及び効果は、上記図１〜図５に限定されるものではない。
図１〜図５に示すように、本実施形態の巻線型電子部品１０は、フェライトコア１１と、該フェライトコア１１に巻回されたコイル導線１２と、コイル導線１２の端部１３Ａ，１３Ｂが接続されるＣｕ導電層１６ａからなる一対の端子電極１６Ａ，１６Ｂと、を有し、さらに前記巻回されたコイル導線１２を覆うように磁性粉含有樹脂１８が被覆されている。
より具体的には、図２に示すように、前記フェライトコア１１は、柱状の巻芯部１１ａと該巻芯部１１ａの上端に設けられた上鍔部１１ｂと前記巻芯部１１ａの下端に設けられた下鍔部１１ｃとから成る。そして、前記フェライトコア１１の下鍔部１１ｃの前記巻芯部１１ａの中心軸と直交する底面１１Ｂには前記巻芯部１１ａの中心軸の延長線を挟んで一対の溝１５，１５が形成されている。
上記溝１５，１５は、図４に示すように、底部１５ａと、該底部１５ａの幅方向の両脇に該底部１５ａに対し傾斜して設けられた側壁１５ｃ、１５ｃと、前記底部１５ａと前記側壁１５ｃ、１５ｃとの間に設けられた緩斜面１５ｂ、１５ｂとを備える。
また、前記一対の端子電極１６Ａ，１６Ｂは、幅方向の一端側から他端側に亘るすべての領域が上記溝１５内に収容されている。そして、上記端子電極１６Ａ，１６Ｂの幅方向の縁部１６Ｅは、上記溝１５の側壁１５ｃ，１５ｃにより規制されている。
本実施形態の巻線型電子部品１０において、前記Ｃｕ導電層からなる端子電極１６Ａ，１６Ｂは、Ｃｕ粉末とガラスフリットと、を含む電極ペーストを前記フェライトコア１１の外表面に塗布した後、該フェライトコア１１を熱処理することにより形成されたものである。そして、図３に示すように、上記フェライトコア１１とＣｕ導電層１６ａとの界面に、前記フェライトコア１１の一部とガラスフリットとの反応層１６ｄを有する。また、上記反応層１６ｄは、上記電極ペースト中に含まれるガラスフリットと、フェライトコア１１の一部と、が化学反応を起こし、互いに交じり合って存在する層であり、主としてフェライトとガラスとで構成されている。また、上記反応層１６ｄ中には、上記フェライトコア１１とＣｕ導電層１６ａとを上記フェライトで結合する領域を有する。また、上記フェライトコア１１を構成するフェライトは、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライトであり、より詳細には、Ｎｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライトである。また、上記電極ペースト中のガラスフリットは、ホウ素及び亜鉛を含むガラスフリットである。また、上記反応層１６ｄ中に金属酸化物を含むものである。また、前記外表面に電極ペーストを塗布した後のフェライトコア１１の熱処理は、酸素濃度１０ｐｐｍ以下のＮ２ガス雰囲気中で８５０〜９００℃の熱処理である。
コイル導線１２は、金属線１３の外周に絶縁被覆１４が形成されてなり、前記フェライトコア１１の柱状の巻芯部１１ａの周囲に巻回されるとともに一方及び他方の端部１３Ａ，１３Ｂは前記絶縁被覆１４が除去された状態で、前記端子電極１６Ａ，１６Ｂにそれぞれ半田１７、１７により接続されている。
上記フェライトコア１１の好ましい実施形態は次の通りである。すなわち、上記フェライトコア１１としては、軟磁性材料からなることが好ましく、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライト、特にＮｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライトを主成分とする高透磁率磁性材料がより好ましい。前記磁性材料の粉末とバインダーとを混合し、造粒した後、粉末成型プレスを用いて角柱状の成形体を形成し、研削ディスクを用いてセンターレス研摩により凹部を形成してドラム形の成形体を得る。次に、得られたドラム形の成形体を８００℃前後で脱バインダー処理した後、前記磁性材料の焼結温度に応じて所定の温度で焼成することにフェライトコア１１が得られる。また、前記ドラム形の成形体は、前記角柱状の成形体の周側面にセンターレス研摩により凹部を形成して得る方法に限定するものではなく、例えば、前記と同様に造粒した後、粉末成型プレスを用いて乾式一体成型により得ることもできる。また、上記フェライトコア１１は、予めドラム形の成形体を準備して焼成する方法に限定するものではなく、例えば、前記と同様に柱状の成形体を準備した後、前記と同様に脱バインダー処理し、所定の温度で焼成した後に、角柱状の焼結磁性体の周側面にダイヤモンドホイール等を用いて凹部を切削加工により形成してもよい。
上記フェライトコア１１の巻芯部１１ａは、所定の巻回数を得るために必要なコイル導線１２の長さをより短くできるように断面が略円形もしくは円形が好ましいが、これに限定するものではなく、特に乾式一体成型によりドラム形の成形体を得る方法で作成する場合にあっては、金型の耐久性やバリ取りの容易性などを考慮して適宜変更することができる。上記フェライトコア１１の下鍔部１１ｃの外形は、高密度実装に対応して小型化をはかるために、平面視形状が略四角形もしくは四角形が好ましいが、これに限定するものではなく、多角形や略円形等であってもよい。また、上記フェライトコア１１の上鍔部１１ｂの外形は、高密度実装に対応して小型化をはかるために、前記下鍔部１１ｃに対応して類似の形状が好ましく、前記下鍔部１１ｃと同じサイズもしくは該下鍔部１１ｃよりやや小さめのサイズが好ましい。また、後述する磁性粉含有樹脂１８の上記上鍔部１１ｂ、上記下鍔部１１ｃ間への充填を容易にするために前記上鍔部１１ｂの四隅に面取り等を施すことが好ましい。
また、上記上鍔部１１ｂ及び上記下鍔部１１ｃの厚さは、低背型の巻線型電子部品１０を提供するために、それぞれ０．５ｍｍ以下が好ましい。一方、上記上鍔部１１ｂ及び上記下鍔部１１ｃの厚さの下限値は、上記フェライトコア１１における前記巻芯部１１ａからの前記上鍔部１１ｂ及び前記下鍔部１１ｃそれぞれの張り出し寸法を考慮して所定の強度を満足するように設定することが好ましい。
上記溝１５，１５の好ましい実施形態は次の通りである。すなわち、上記溝１５，１５としては、上記フェライトコア１１の下鍔部１１ｃの底面１１Ｂに少なくとも一対形成されることが好ましい。また、上記溝１５，１５は、上記巻芯部１１ａの中心軸の延長線を挟むように少なくとも一対形成されることが好ましい。上記溝１５，１５の深さは、溝１５の底部１５ａに端子電極１６Ａ，１６Ｂが形成された状態で、コイル導線１２の端部１３Ａ，１３Ｂの直径１３Ｄの一部が前記溝１５から前記底面１１Ｂの平坦面の高さ位置を越えて突出するように形成されることが好ましい。また、上記溝１５，１５の長さ方向の両端は前記下鍔部１１ｃの互いに対向する一対の外側面に達することが好ましい。また、上記溝１５，１５は、該溝１５，１５の幅方向の略中心に位置し前記下鍔部１１ｃの底面１１Ｂと略平行な底部１５ａと、該底部１５ａの幅方向の両脇に設けられ該底部１５ａに対し傾斜して設けられた側壁１５ｃ、１５ｃとを備えることが好ましい。また、上記溝１５，１５は、前記底部１５ａと前記側壁１５ｃ、１５ｃとの間に緩斜面１５ｂ、１５ｂを有することが好ましい。該緩斜面１５ｂを直角三角形の斜辺と仮定し、これを該直角三角形の底辺の長さと垂直の高さ（直高）とで規定すると、該緩斜面１５ｂの底辺の長さが該緩斜面の直高より大きいことが好ましい。また、上記底面１１Ｂへの溝１５の形成方法は、上記フェライトコア１１の製造工程において、前記角柱状の成形体を形成する際、押型の表面に予め一対の突条を設けておき、該成形体の成形と同時に形成する方法のほか、例えば、得られた角柱状の成形体の表面に切削加工を施して一対の溝を形成してもよい。
次に、上記溝１５の側壁１１ｃの好ましい実施形態は次の通りである。すなわち、上記溝１５の側壁１５ｃを直角三角形の斜辺と仮定し、これを該直角三角形の底辺の長さｗ１垂直の高さ（直高）ｈ１とで規定すると、該側壁１５ｃの直高ｈ１は該側壁１５ｃの底辺の長さｗ１より大きいことが好ましい。
また、上記側壁１５ｃ、１５ｃの直高ｈ１は、後述する端子電極１６Ａ，１６Ｂの厚み寸法より大きいことが好ましい。
また、上記側壁１５ｃ、１５ｃの底辺の長さｗ１は、後述するコイル導線１２の端部１３Ａ，１３Ｂの直径１３Ｄより小さいことが好ましい。
上記端子電極１６Ａ，１６Ｂの好ましい実施形態は次の通りである。すなわち、上記端子電極１６Ａ，１６Ｂとしては、Ｃｕ粉末と、ガラスフリットと、を含む電極ペーストを上記フェライトコア１１の下鍔部１１ｃの底面１１Ｂに塗布した後、該フェライトコア１１を熱処理することにより形成されたものであることが好ましく、上記フェライトコア１１とＣｕ導電層１６ａとの界面に前記フェライトコア１１の一部とガラスフリットとの反応層１６ｄを有することが好ましい。また、上記反応層１６ｄは、上記電極ペースト中に含まれるガラスフリットと、フェライトコア１１の一部と、が
化学反応を起こし、互いに交じり合って存在する層であることが好ましく、該反応層１６ｄは、主としてフェライトとガラスとで構成されることが好ましい。また、上記反応層１６ｄ中に、さらに、金属酸化物を含むことが好ましい。前記金属酸化物としては、例えば、ＣａＯ，ＢａＯ，ＭｇＯ，ＣｕＯ，Ｃｕ２Ｏのうちの少なくとも１種であることが好ましい。
化学反応を起こし、互いに交じり合って存在する層であることが好ましく、該反応層１６ｄは、主としてフェライトとガラスとで構成されることが好ましい。また、上記反応層１６ｄ中に、さらに、金属酸化物を含むことが好ましい。前記金属酸化物としては、例えば、ＣａＯ，ＢａＯ，ＭｇＯ，ＣｕＯ，Ｃｕ２Ｏのうちの少なくとも１種であることが好ましい。
上記電極ペーストの好ましい実施形態は次の通りである。すなわち、上記電極ペーストとしては、Ｃｕ粉末と、ガラスフリットと、を含むことが好ましく、上記ガラスフリットがホウ素及び亜鉛を含むガラスフリットであることがより好ましい。前記ガラスフリットとしては、例えば、ホウ酸亜鉛系ガラスフリット、ホウ珪酸亜鉛系ガラスフリット、ホウビスマス亜鉛系ガラスフリットのうちの少なくとも一種であることが好ましい。また、上記電極ペーストに、あらかじめ、前記金属酸化物を添加してもよい。
上記外表面に電極ペーストを塗布した後のフェライトコア１１の熱処理は、酸素濃度１０ｐｐｍ以下のＮ２ガス雰囲気中で８５０〜９００℃の熱処理であることが好ましく、酸素濃度１ｐｐｍ以下であることがより好ましい。
上記端子電極１６Ａ，１６Ｂの厚み寸法１６ｔは、上記溝１５の側壁１５ｃの直高ｈ１より小さいことが好ましい。
上記端子電極１６Ａ，１６Ｂの形成方法は、ローラー転写法やパッド転写法等の転写法、スクリーン印刷法や孔版印刷法等の印刷法のほか、スプレー法やインクジェット法等により形成してもよい。これらのうち、上記溝１５内に収容されるとともに縁部１６Ｅが上記側壁１５ｃに規制され、安定した幅寸法の端子電極を形成するためには、転写法がより好ましい。
上記において、溝１５内に収容されるとは、上記端子電極１６Ａ，１６Ｂの幅方向の縁部１６Ｅが上記溝の側壁１５ｃの前記底面１１Ｂ側の端部を越えていない状態を言う。
また、上記において、側壁１５ｃにより規制されているとは、上記端子電極１６Ａ，１６Ｂの幅方向の縁部１６Ｅが長さ方向の両端近傍を除いて、少なくとも前記側壁１５ｃ上に到達しており、且つ、該幅方向の縁部１６Ｅが前記側壁１５ｃの前記底面１１Ｂ側の端部を乗り越えていない状態を言う。
次に、上記コイル導線１２の好ましい実施形態は次の通りである。すなわち、上記コイル導線１２としては、上記フェライトコア１１の巻芯部１１ａの周囲に巻回されるものであって、金属線１３の外周にポリウレタン樹脂やポリエステル樹脂等からなる絶縁被覆１４を有することが好ましい。また、上記コイル導線１２の金属線１３は、単線に限定するものではなく、撚り線であってもよい。また、該コイル導線１２の金属線１３は円形の断面形状に限定するものではなく、例えば長方形の断面形状の平角線や正方形の断面形状の四角線等を用いることもできる。
上記コイル導線１２の端部１３Ａ，１３Ｂの直径１３Ｄは、前記溝１５の側壁１５ｃの底辺の長さｗ１より大きいことが好ましい。
上記において、半田を用いた導電接続とは、上記端子電極１６Ａ，１６Ｂと上記コイル導線１２の端部１３Ａ，１３Ｂとが半田を介して導電接続されている箇所を有すればよく、半田のみで導電接続されているものに限らない。例えば、端子電極１６Ａ、１６Ｂと上記コイル導線１２の端部１３Ａ，１３Ｂとが熱圧着により金属間結合で接合された箇所を有するとともに、該接合箇所を覆うように半田で被覆された構造であってもよい。
上記磁性粉含有樹脂１８の好ましい実施形態は次の通りである。すなわち、上記磁性粉含有樹脂１８としては、上記巻線型電子部品１０の使用温度範囲において粘弾性を有するものが好ましい。より具体的には、硬化時の物性として温度に対する剛性率の変化においてガラス状態からゴム状態に移行する過程におけるガラス転移温度が−２０℃以下の磁性粉含有樹脂が好ましく、硬化時の物性として温度に対する剛性率の変化においてガラス状態からゴム状態に移行する過程におけるガラス転移温度が−５０℃以下の磁性粉含有樹脂がより好ましい。上記磁性粉含有樹脂１８に用いる樹脂としては、シリコーン樹脂が好ましく、前記鍔部１２，１３間への磁性粉含有樹脂１８を装入する工程のリードタイムを短縮できるのでエポキシ樹脂とカルボキシル基変性プロピレングリコールとの混合樹脂がより好ましい。
次に、上記磁性粉含有樹脂１８に用いる磁性粉としては、種々の磁性粉を用いることができる。具体的には、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライトの粉末、Ｎｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライトの粉末、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライトの粉末、金属磁性粉末等のうちから選択された１種、もしくは複数種を混合して用いることが好ましい。また、上記磁性粉の粒径は、５〜２０μｍが好ましい。また、上記磁性粉含有樹脂１８中の前記磁性粉の含有量は３０〜８５ｗｔ％が好ましい。
上記フェライトコア１１の巻芯部１１ａの周囲に巻回された領域のコイル導線１２の外周上に上記磁性粉含有樹脂１８を被覆する方法としては、例えば、前記磁性粉含有樹脂１８のペーストをディスペンサーで前記コイル導線１２の外周上に吐出させ、硬化させることが好ましい。
（実施例）まず、Ｃｕからなる直径８５μｍの断面丸形の金属線１３の外周に、厚さ６μｍのポリウレタン樹脂からなる絶縁被膜１４が形成された市販のポリウレタン被覆コイル導線１２を準備した。また、フェライトコア１１は、磁性材料としてＮｉＯ＝２１．０ｍｏｌ％，ＺｎＯ＝２３．０ｍｏｌ％，ＣｕＯ＝７．０ｍｏｌ％，Ｆｅ２Ｏ３＝４９．０ｍｏｌ％の組成を有するＮｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライト材料の粉末を用い、粉末成型用の有機バインダーを混合して角柱状の成形体を作成し、研削ホイールを用いて前記成形体の周側面に凹部を形成し、８００℃で脱バインダー処理した後、１０５０℃で焼成して、上鍔部１１ｂ及び下鍔部１１ｃの外形がそれぞれ４．０ｍｍ角で、厚さがそれぞれ０．３ｍｍ、巻芯部１１ａの高さが０．４ｍｍ、巻芯部１１ａの直径が２．０ｍｍの角形のフェライトコア１１を準備した。得られたフェライトコア１１は、下鍔部１１ｃの底面１１Ｂの前記巻芯部１１ａの中心軸の延長線を挟むように、一対の溝１５が形成されている。該溝１５の寸法は、最も深い底部１５ａの幅が０．２ｍｍ、該底部１５ａの両側に設けられた緩斜面１５ｂ，１５ｂは、それぞれ底辺の長さが０．３ｍｍ、垂直の高さ（直高）が０．１ｍｍ、また、該溝１５の幅方向の両側に設けられた側壁１５ｃ，１５ｃは、それぞれ底辺の長さｗ１が０．０２ｍｍ、垂直の高さ（直高）ｈ１が０．０５ｍｍであり、前記溝１５の長さ方向の両端は、前記下鍔部１１ｃの互いに対向する一対の外側面にそれぞれ達している。次に、表１に示すように、電極ペーストとして、平均粒径３μｍのＣｕ粉末９６ｗｔ％、ガラスフリットとしてホウビスマス亜鉛系ガラスフリット３ｗｔ％、金属酸化物１ｗｔ％、および適当量のビヒクルを混合したＣｕ電極ペーストを準備した。
次に、上記溝１５に該溝の幅方向の両側の側壁１５ｃ、１５ｃに接する幅で、ローラー転写法によりＣｕ電極ペーストを塗布した後、得られたフェライトコア１１を酸素濃度１ｐｐｍのＮ２ガス雰囲気中で７００℃、７５０℃、８００℃、８５０℃、９００℃の各温度で熱処理し、一対の端子電極１６Ａ，１６Ｂを形成した。このとき、前記端子電極１６Ａ，１６Ｂの幅方向の縁部１６Ｅは、それぞれ前記溝１５の幅方向の両側の側壁１５ｃ、１５ｃに達するとともに該側壁１５ｃの前記底面１１Ｂ側の端部を乗り越えない範囲に規制されていた。次に、フラックスを含有する半田ペーストを予め孔版印刷法により前記端子電極１６Ａ，１６Ｂ上に塗布するとともに、前記フェライトコア１１の巻芯部１１ａの周囲に前記コイル導線１２を１０ターン巻回し、該コイル導線１２の両端部の前記絶縁被膜１４を山栄化学株式会社製の皮膜剥離溶剤デペント（登録商標）ＫＸを用いて剥離した。次に、上記コイル導線１２の一方の端部１３Ａ及び他方の端部１３Ｂをそれぞれ前記半田ペーストが塗布された端子電極１６Ａ，１６Ｂ上に２４０℃に加熱されたハンダ鏝により押し付け、半田を用いて導電接続した。次に、エポキシ樹脂とカルボキシル基変性プロピレングリコールとを５０：５０の重量比で混合した樹脂にＭｎ−Ｚｎ系フェライトの粉末を５０重量％、硬化剤を５重量％、溶剤を１０重量％混合して磁性粉含有樹脂のペーストを準備し、上記実施例の巻線型電子部品１０における前記巻回された領域のコイル導線１２の外周の上鍔部１１ｂと下鍔部１１ｃとの間にディスペンサーを用いて吐出させ、１５０℃で１時間加熱して硬化させ、巻線型電子部品１０を得た。上記で得られた試料Ｎｏ．４の巻線型電子部品１０について、前記フェライトコア１１の巻芯部１１ａの中心軸に沿って縦方向に切断し、断面を研磨した後、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて、図２（Ｂ）における破線Ｃで囲まれた領域を写真撮影した。次に、この写真を模写し、さらにＥＤＸ分析結果に基づき、組成毎に異なるハッチングを施して、結果を図４に示した。図４において、図の上方がフェライトコア１１であり、下方がＣｕ導電層１６ａである。そして、上記フェライトコア１１とＣｕ導電層１６ａとの界面には、上記電極ペースト中のガラスフリットと、上記フェライトコア１１の一部とが化学反応を起こし、互いに交じり合って存在する反応層１６ｄを有する。上記反応層１６ｄ内には、フェライト（１），フェライト（２）と、ガラスとが観察され、さらに、金属酸化物も観察された。上記フェライト（１）は、ＥＤＸ分析の結果、Ｃｕを含み、Ｚｎリッチのスピネル構造の（Ｎｉ，Ｚｎ）Ｆｅ２Ｏ４と判断された。また、上記フェライト２は、Ｃｕを含み、Ｆｅリッチのスピネル構造の（Ｎｉ，Ｚｎ）Ｆｅ２Ｏ４と判断された。そして、上記反応層１１ｄ内の大部分の領域において、上記フェライトコア１１と上記Ｃｕ導電層１１ａとが前記フェライト（１）、フェライト（２）の少なくとも一方を介して結合されていた。また、試料Ｎｏ．５の巻線型電子部品１０においても、同様の反応層１６ｄが確認された。次に、図５に示すように、ガラス−エポキシ樹脂基板２１上に銅箔からなる実装ランド２２が形成されたユメックス社製の剥離強度試験用の回路基板２０上にクリーム半田を印刷した後、上記で得られた巻線型電子部品１０を１２個搭載し、２４５℃でリフロー半田付け処理し、実装した。得られた巻線型電子部品実装回路基板について、図５に破線で示すように、巻線型電子部品１０をその側面から前記回路基板２０と平行に矢印方向に剥離強度試験装置の治具で加圧して、前記巻線型電子部品１０の剥離強度試験を行い、剥離モードを目視外観検査により確認して、得られた結果を表２に示した。
上記表２において、剥離モードが例えば「コア・Ｃｕ導電層界面」とは、コアとＣｕ導電層の界面において剥離したことを示す。また、試料Ｎｏ．３に示すように、剥離モードが「コア・Ｃｕ導電層界面、コア内部」とは、一部がコアとＣｕ導電層の界面において剥離し、残部がコアの内部において破断したことを示す。
（比較例）表１の試料Ｎｏ．６に示すように、上記Ｃｕ電極ペーストに代えて、平均粒径３０μｍのＡｇ粉末９６ｗｔ％、ガラスフリットとしてＢ，Ｚｎ，Ｎａ系ガラスフリット４ｗｔ％、および適当量のビヒクルを混合したＡｇ電極ペーストを準備した。次に、図７に記載の従来構造の巻線型電子部品用のフェライトコア１１１の上記溝１１５に該溝１１５の幅方向の両脇の緩斜面１１５ｂ、１１５ｂに接する幅で、ローラー転写法によりＡｇ電極ペーストを塗布した後、得られたフェライトコア１１１を大気中６５０℃で焼成し、Ａｇ導電層１１６ａを形成した。さらに、該フェライトコア１１１のＡｇ導電層１１６ａ上に、Ｎｉメッキ層１１６ｂ、Ｓｎメッキ層１１６ｃを順次形成し、端子電極１１６Ａ，１１６Ｂを有するコア１１１を得た。上記Ａｇ導電層１１６ａ上
にＮｉメッキ層１１６ｂ、Ｓｎメッキ層１１６ｃが形成された端子電極１１６Ａ，１１６Ｂを有するフェライトコア１１１を用いたこと以外は先の実施例と同様にして、試料Ｎｏ．６の比較例の巻線型電子部品１１０を準備した。また、上記比較例の巻線型電子部品１１０を上記実施例の巻線型電子部品１０と同様に図示省略した回路基板上に実装し、得られた巻線型電子部品搭載回路基板上の上記巻線型電子部品１１０の剥離強度および剥離モードを上記と同様に測定した結果を、上記表２に示した。
にＮｉメッキ層１１６ｂ、Ｓｎメッキ層１１６ｃが形成された端子電極１１６Ａ，１１６Ｂを有するフェライトコア１１１を用いたこと以外は先の実施例と同様にして、試料Ｎｏ．６の比較例の巻線型電子部品１１０を準備した。また、上記比較例の巻線型電子部品１１０を上記実施例の巻線型電子部品１０と同様に図示省略した回路基板上に実装し、得られた巻線型電子部品搭載回路基板上の上記巻線型電子部品１１０の剥離強度および剥離モードを上記と同様に測定した結果を、上記表２に示した。
表２に示されるように、Ｃｕ粉末とホウ酸亜鉛ビスマス系ガラスフリットと、Ｃｕ２Ｏと、を含むＣｕ電極ペーストをＮｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライトからなるフェライトコアの外表面に塗布し、酸素濃度１０ｐｐｍ以下のＮ２ガス雰囲気中、８５０℃、９００℃で熱処理することによりＣｕ導電層からなる端子電極を形成した本実施形態の巻線型電子部品においては、Ａｇ導電層上にＮｉメッキ層、Ｓｎメッキ層を順次形成した端子電極１１６Ａ，１１６Ｂを有する比較例の巻線型電子部品１１０と同様に、２０ｋｇまでの引っ張り力に耐えることがわかった。また、１４ｋｇを越える引っ張り力が加わった場合の剥離モードは、Ａｇ導電層１１６ａ上にＮｉメッキ層１１６ｂ、Ｓｎメッキ層１１６ｃを順次形成した端子電極１１６Ａ，１１６Ｂを有する試料Ｎｏ．６の比較例の巻線型電子部品１１０と同様に、フェライトコア１１の下鍔部１１ｃの内部破断によるものであった。以上のように、本発明の実施例の巻線型電子部品１０においては、メッキ層を形成することなく、従来のＡｇ導電層１１６ａ上にＮｉメッキ層１１６ｂ、Ｓｎメッキ層１１６ｃを順次形成した端子電極１１６Ａ，１１６Ｂを有する巻線型電子部品１１０と同等の高い剥離強度を備えることがわかった。
本発明によれば、携帯型の電子機器や薄型の電子機器等に用いられる巻線型電子部品に好適である。
１０：巻線型電子部品１１：フェライトコア１１ａ：巻芯部１１ｂ：上鍔部１１ｃ：下鍔部１１Ｂ：底面１２：コイル導線１３：金属線１３Ａ，１３Ｂ：端部１３Ｄ：端部の直径１４：絶縁被覆１５：溝１５ａ：底部１５ｂ：緩斜面１５ｃ：側壁１６Ａ，１６Ｂ：端子電極１６ａ：Ｃｕ導電層１６ｄ：反応層１６Ｗ：幅寸法１６ｔ：端子電極の厚み１７：半田１８：磁性粉含有樹脂２０：回路基板２１：基板２２：実装ランドｈ１：垂直の高さ（直高）ｗ１：底辺の長さ
Claims (5)
- 柱状の巻芯部及びその両端に形成された鍔部を有するフェライトコアと、該フェライトコアの巻芯部に巻回されたコイル導線と、前記鍔部の外表面に設けられたＣｕ導電層からなる少なくとも一対の端子電極と、を備え、前記巻芯部に巻回されたコイル導線の両端部が前記端子電極に導電接続された巻線型電子部品において、前記端子電極は、Ｃｕ粉末とガラスフリットとを含む電極ペーストを前記フェライトコアの外表面に塗布した後、該フェライトコアを熱処理することにより形成されたものであり、上記フェライトコアとＣｕ導電層との界面に前記フェライトコアの一部とガラスフリットとの反応層を有することを特徴とする巻線型電子部品。
- 上記反応層は、上記電極ペースト中に含まれるガラスフリットと、フェライトコアの一部と、が化学反応を起こし、互いに交じり合って存在する層であり、主として、フェライトとガラスとで構成されることを特徴とする請求項１記載の巻線型電子部品。
- 上記反応層は、上記フェライトコアと上記Ｃｕ導電層とを上記フェライトで結合する領域を有することを特徴とする請求項２記載の巻線型電子部品。
- 上記フェライトコアを構成するフェライトがＮｉ−Ｚｎ系フェライトであり、上記ガラスフリットが、ホウ素及び亜鉛を含むガラスフリットであることを特徴とする請求項１記載の巻線型電子部品。
- 上記外表面に電極ペーストを塗布した後のフェライトコアの熱処理は、酸素濃度１０ｐｐｍ以下のＮ２ガス雰囲気中で８５０〜９００℃の熱処理であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の巻線型電子部品。
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