JP2010010425A - インダクタの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】耐久性の高いインダクタを提供する。
【解決手段】熱硬化性樹脂と粉末状の磁性体とを含む磁性粉末２２を加圧成型した磁性成型体３２にコイル２１が内蔵されたインダクタ３６の製造方法であって、磁性成型体３２を加圧成型する工程を有する製造方法を提供する。加圧成型する工程は、磁性粉末２２を、コイル２１を内蔵した状態で、コイル２１の中心軸２１ｓに沿って周囲より盛り上がった部分を含む第１の形状の成型体に加圧成型する第１の工程と、第１の形状の成型体を加圧し、盛り上がった部分が平面または凹面に成型された部分２８を含む第２の形状の成型体３２を形成する第２の工程とを含む。
【選択図】図５

Description

本発明は、インダクタの製造方法に関し、特に、コイルと磁性体とを一体成型するインダクタの製造方法に関するものである。

特許文献１には、空芯を有したコイル部と、このコイル部を内包した磁性体からなる外装部と、コイル部に接続するとともに、外装部から突出した端子とを備え、外装部は、熱硬化性樹脂を含有した結合剤と磁性粉末とを熱硬化性樹脂が完全硬化しない非加熱状態で混合するとともに加圧して成形した２個の圧粉体を、その形状をくずしながらコイル部を被覆するように再加圧成形するとともに熱硬化性樹脂が完全硬化するように加熱して成形することが記載されている。

特許文献２には、インダクタの形成において、溶接法によらないでインダクタコイルにインダクタ端子を結合させるインダクタの成形に用いるモールド及びそのモールドを用いたインダクタの形成方法が記載されている。モールドは、中空部が設けられたモールド本体部と、該モールド本体部の底部に着脱可能に固定されたモールドベース部と、コイルを挿入する挿入穴が設けられ、中空部内に挿入設置された受圧支持部とを含んで構成されている。このモールドは、インダクタ本体とインダクタ端子とを一体成型することで、インダクタ本体の内部コイルとインダクタ端子との接触面を広く設けることができる。

特開２００２−２５２１２０号公報 特開２００７−１３１７６号公報

コイルと磁性体とが一体になったインダクタは、典型的には表面実装型のデバイス（ＳＭＤ）として多種多様な用途に使用されつつある。そのため、種々の使用環境における耐久性のさらなる向上を含めた性能の向上が求められている。

コイルを内蔵した状態で、粉末状磁性体と熱硬化性樹脂とを含む磁性粉末を加圧成型した圧粉体（磁性成型体）を有するデバイス、典型的にはインダクタにおいて、コイルの空芯部を充填することにより、コアコイル化している部分の粉体の状態が耐久性を含めた性能の向上に影響を与える可能性があることを本願の発明者らは見出した。典型的には、加圧成型後にコイルの空芯部（中空部）を充填している部分にクラックの発生が見られる。この現象は、コイルに起因する反発力が作用していることが想定される。反発力の具体的な要因は、コイル自身の弾性、コイルの線を被覆している被覆材の弾性などが想定される。

本発明の一態様は、熱硬化性樹脂と粉末状の磁性体とを含む磁性粉末を加圧成型した磁性成型体と、その磁性成型体に内蔵されたコイルとを有するデバイスの製造方法であって、磁性成型体を加圧成型する工程を有する。典型的なデバイスはインダクタである。この加圧成型する工程は、以下の工程を含む。
（１）磁性粉末を、コイルを内蔵した状態で、コイルの中心軸に沿って盛り上がった部分を含む第１の形状の成型体に加圧成型する第１の工程。
（２）第１の形状の成型体を加圧し、盛り上がった部分が平面または凹面に成型された部分を含む第２の形状の成型体を形成する第２の工程。

この製造方法では、磁性成型体を加圧成型する工程を少なくとも２段階に分ける。第１の工程では、コイルの中心軸に沿って周囲より盛り上がった部分を含む第１の形状の成型体に加圧成型する。第２の工程では、第１の形状の成型体が、いったんプレス圧力が解放された後に、第２の工程において再度加圧される。第２の工程では、盛り上がった部分が平面または凹面に成型される。この工程において、成型体のコイルの空芯部を充填している部分に、再度十分な圧力が加えられる。したがって、コイルの空芯部を充填してコアコイル化している磁性粉末の充填状態を改善できる。例えば、第１の工程と第２の工程との間で、プレス圧力を解放することにより、コイルに起因する反発力が解放される。この際、成型体のコイルの空芯部の充填している状態が不十分になったとしても、第２の工程により改善できる。

第１の形状は、中心軸の一方の側に盛り上がった部分を含んでも良い。中心軸の両側に、盛り上がった部分を含む第１の形状は、第２の工程において、コイルの空芯部に充填された磁性粉末に対して圧力を加えやすいので好ましい。

さらに、加圧成型する工程は、以下の工程を含んでいても良い。
（３）第２の形状の成型体または第２の形状の成型体を加工した成型体を仮成型体とし、仮成型体と仮成型体に積層された金属粉末層とを、仮成型体から突き出たコイルの端末が金属粉末層に含まれた状態で加圧し、第３の形状の成型体を形成する第３の工程。

第１の形状の成型体を含む生成物（成型物、中間生成物）を中間体として提供することが可能である。また、第２の形状の成型体を磁性成型体として含む生成物を、デバイス、たとえば、インダクタとして提供することが可能である。また、第２の形状の成型体または第２の形状の成型体を加工した成型体を仮成型段階の仮成型体とし、さらに加圧成型を行った第３の成型体を磁性成型体として含む生成物を、デバイス、たとえば、インダクタとして提供することが可能である。第３の成型体にさらに加工を施した成型体を磁性成型体とし、その磁性成型体を含む生成物をデバイスとして提供することも可能である。さらに、この製造方法により製造される製品は、磁性成型体を含むインダクタ部を搭載したデバイス、インダクタ部に他の回路要素を搭載したデバイスなどであっても良い。

第１の工程および第２の工程は、典型的には、プレス金型を用いたプレス装置で実行される。第１の工程は、磁性粉末を、コイルの中心軸に沿った部分が凹んだプレス面を備えたプレス板により加圧することを含む。第２の工程は、コイルの中心軸に沿った部分も含めて平坦なプレス面またはコイルの中心軸に沿った部分が凸状のプレス面を備えたプレス板により加圧することを含む。

以下に図面を参照して、さらに詳細に説明する。コイルを内蔵した磁性体を含むインダクタが市場に流通している。これらのインダクタを切断すると、内部にクラックが発生しているものが多いことが分かった。

図１は、内部クラックが発生するメカニズムとして想定されるものの１つを示している。コイルを内蔵したインダクタは、圧縮成型法を用いて以下のように形成される。まず、図１（ａ）に示すように、圧縮成型（モールドプレス）用の金型１９に、コイル２１をセットし、被圧縮材である磁性粉末２２を充填する。典型的な金型１９は、磁性粉末２２を充填する中空部１１を形成するためのベース（モールドベース、コア）１２ａおよび１２ｂと、中空部１１内の磁性粉末２２に圧力を加えるためのプレス板１５ａおよび１５ｂとを備えている。この例では、中空部１１は、両端が開放された円筒形または角筒形であり、中空部１１の上下に配置されたプレス板１５ａおよび１５ｂが押型となり、磁性粉末２２に対して上下から圧力を加えて磁性粉末２２を加圧成型する。

典型的なコイル（インダクタコイル）２１は、ポリアミドイミドなどの絶縁層により被覆された銅線あるいは銅体を所定の巻数だけ巻いたものである。コイル２１の端末２１ｔは、コイル２１に対して水平または垂直な方向に伸ばされている。この例では、コイル２１の端末２１ｔは水平（左右）方向に伸ばされている。端末２１ｔを、モールドベース１２ａおよび１２ｂに挿入する、または挟み込むことにより、中空部１１の所定の位置にコイル２１を保持できる。

磁性粉末２２がインダクタを内蔵した状態で金型１９により加圧成型されることにより磁性成型体が形成される。磁性粉末２２は、熱硬化性樹脂と粉末状の磁性体とを含む。磁性粉末の一例は、特開２００６−２８３１９０号公報に記載されているものである。特開２００６−２３８１９０号公報には、磁性粉末２２の製造方法の例として、磁性導電性の金属粉末（粉末状の磁性体）の表面をＰＨＰＳ（ペルヒドロポリシラザン）溶液で被覆した後、有機系のバインダ溶液（熱硬化性樹脂）と、エポキシ機能性シラン又はアミノ機能性シランの単独又はそれらを混合したカップリング剤とを混合し、溶液を蒸発させて除去することが記載されている。この製造方法では、溶液が除去される際に酸化を招き、もって金属粉末の表面にシリカ膜が形成され、シリカ膜によって絶縁性を有する磁性粉末（絶縁磁性粉末）が形成される。

この磁性粉末２２に用いられる粉末状の磁性体（磁性導電体金属粉末）の典型的なものは平均粒度が０.５〜１０μｍの乾式カルボニル鉄粉末である。熱硬化性樹脂である有機バインダの典型的なものはフェノール樹脂及びエポキシ樹脂の混合バインダである。熱硬化性樹脂は、ウレタン樹脂、ポリイミド樹脂あるいはこれらの混合物などであっても良い。また、粉末状の磁性体は、鉄系アモルファス合金などの他の磁性体であっても良い。さらに、磁性粉末は、上記の絶縁磁性粉末の代わりに、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂などの熱硬化性樹脂を含む結合剤と、粉末状の磁性体とを含む混合物（混和物）であっても良い。

図１（ｂ）に示すように、金型１９の中空部１１に充填された磁性粉末２２に対して上下のプレス板（押型）１５ａおよび１５ｂにより０．５ＧＰａ〜２．０ＧＰａ程度の圧力（プレス圧力）Ｆを加える。さらに、図１（ｃ）に示すように、上下のプレス板１５ａおよび１５ｂを離して、磁性粉末２２が所定の形状に成型されて、成型体（圧粉体、磁性成型体）２５となった生成物をインダクタ９０として取り出す。このインダクタ９０をコイル２１の空芯部２１ｃを含む面で切断すると、成型体２５のコイル２１の空芯部２１ｃを充填し、コアコイル化している部分（中心部分）２６に亀裂（クラック）２９が発生しているケースがある。

クラック２９の発生の要因の１つは、加圧成型した後に発生する、コイル２１に起因する反発力である。この反発力により、成型体２５のコイル２１の空芯部２１ｃを充填した中心部分２６に、上下方向の引っ張り力（張力、内部応力）が作用する。コイル２１に起因する反発力の主な要因は、コイル２１の銅線を被覆する絶縁層の弾性であると考えられている。すなわち、加圧成型時に１．０ＧＰａ程度のプレス圧力により絶縁層が圧縮されて縮む。ポリアミドイミドなどの絶縁層は弾性係数の比較的大きな樹脂系の素材であることが多く、プレス圧力から解放されると絶縁層が元の状態（厚さ）に戻ろうとする。その復元力（弾性力）が内部応力となって、成型体２５の中心部分２６に作用する。

［第１の実施形態］
図２および図３に、本発明の第１の実施形態のインダクタの製造方法を示している。この製造方法は、磁性粉末２２を所定の形状に加圧成型して磁性成型体を形成する工程を、図２に示す第１の工程と、図３に示す第２の工程に分けている。図２（ａ）〜（ｃ）に示す第１の工程は、磁性粉末２２を、コイル２１を内蔵した状態で、コイル２１の中心軸２１ｓに沿って周囲より盛り上がった部分２７を含む第１の形状の成型体３１に加圧成型し、その成型体３１を含む第１の生成物３５を形成することを含む。図４に第１の生成物３５の概要を示している。

図３（ａ）〜（ｃ）に示す第２の工程は、第１の形状の成型体３１を再加圧し、盛り上がった部分２７が平面に成型された部分２８を含む第２の形状の成型体３２に形成する。そして、第２の形状の成型体３２を備えた第２の生成物であるインダクタ３６を製造する。図５に第２の生成物であるインダクタ３６の概要を示している。このインダクタ３６は、第２の形状の成型体３２を成型後、成型体３２を加熱して磁性成型体として固め、さらに成型体３２から水平方向に突き出たコイル端子２１ｔを表面実装のために下側に折り曲げて製品化している。

図２（ａ）〜（ｃ）に示した第１の工程においては、まず、図２（ａ）に示すように、圧縮成型（モールドプレス）用の金型１０ａに、コイル２１をセットし、被圧縮材である磁性粉末２２を充填する。金型１０ａは、金型１９と同様に開放型であり、磁性粉末２２を充填する角筒形の中空部１１を形成するためのベース１２ａおよび１２ｂと、中空部１１内を上下に動いて磁性粉末２２に上下方向から圧力を加えるためのプレス板（押型）１６ａおよび１６ｂとを備えている。中空部１１の上下に配置されたプレス板１６ａおよび１６ｂは、コイル２１の中心軸２１ｓに沿った部分１６ｃが、上下方向にそれぞれ凹んだ（窪んだまたは後退した）プレス面１６ｓをそれぞれ備えている。

コイル２１は、ベース１２ａおよび１２ｂに端末２１ｔをセットすることにより、中空部１１の所定の位置および高さに固定される。磁性粉末２２は、中空部１１の内部の、下側のプレス板１６ｂのプレス面１６ｓの上に、コイル２１が埋没する所定の高さ（厚み）となるまで充填される。

図２（ｂ）に示すように、上下のプレス板１６ａおよび１６ｂに圧力Ｆ１を印加し、磁性粉末２２を加圧成型する。第１の工程で加えられるプレス圧力Ｆ１は、０．５ＧＰａ〜２．０ＧＰａ程度であり、第２の工程で加えられるプレス圧力Ｆ２より小さいことが望ましい。さらに、図２（ｃ）に示すようにて、上下のプレス板１６ａおよび１６ｂを離す。これにより、磁性粉末２２が第１の形状に成型された成型体（圧粉体）３１を含む第１の生成物３５を形成できる。成型体３１には、コイル２１が内蔵（内包）されている。

この製造方法において、第１の生成物３５を金型１０ａから取り出す必要はない。参考に、図４に、第１の生成物３５を中間生成物（中間体）として取り出した概要を示している。第１の形状に成型された成型体３１は、全体はほぼ直方体である。内蔵したコイル２１の中心軸２１ｓに垂直な上下の面３１ａおよび３１ｂの輪郭は一辺が数ｍｍ〜数ｃｍ程度の正方形である。それら上下の面３１ａおよび３１ｂの、コイル２１の中心軸２１ｓに沿った中央部分２７が周囲より上下方向にそれぞれ盛り上がっている。

図３（ａ）〜（ｃ）に示す第２の工程においては、図３（ａ）に示すように、金型１０ｂにより、第１の形状に成型された成型体３１をさらに加圧する。金型１０ｂは、金型１０ａの上下のプレス板１６ａおよび１６ｂを異なる形状のプレス板（押型）１７ａおよび１７ｂに替えたものであり、第１の工程において形成した生成物３５をベース１２ａおよび１２ｂに保持した状態で、第２の工程に移行できる。プレス板１７ａおよび１７ｂは、コイル２１の中心軸２１ｓに沿った部分１７ｃも含めて平坦なプレス面１７ｓをそれぞれ備えている。

図３（ｂ）に示すように、上下のプレス板１７ａおよび１７ｂに圧力Ｆ２を印加し、第１の形状の成型体３１を加圧する。第２の工程で加えられるプレス圧力Ｆ２は、０．５ＧＰａ〜２．０ＧＰａ程度であり、第１の工程で加えられるプレス圧力Ｆ１より大きいことが望ましい。さらに、図３（ｃ）に示すように、上下のプレス板１７ａおよび１７ｂを離す。この例では、磁性粉末２２が最終的に第２の形状に成型された成型体（圧粉体）が磁性成型体３２であり、第２の工程により、磁性成型体３２を含むインダクタ（デバイス）３６を製造できる。

図５に、第２の生成物３６を、インダクタとして取り出した概要を示している。インダクタ３６は、金型１０ｂから取り出された後、あるいは金型１０ｂとともに、１２０℃〜１８０℃で２０分〜１時間、好適には１３０℃〜１４０℃で１時間程度加熱することにより、磁性成型体３２を硬化させる。磁性粉末２２が最終的に第２の形状に成型された磁性成型体３２は、全体はほぼ直方体である。内蔵したコイル２１の中心軸２１ｓに垂直となる磁性成型体３２の上下の面３２ａおよび３２ｂの輪郭は正方形であり、それら上下の面３２ａおよび３２ｂは、コイル２１の中心軸２１ｓに沿った中央部分２８も含めてほぼ平坦になっている。このインダクタ３６は、第１の工程および第２の工程を経ることにより、磁性成型体３２の中心部分２６は強く加圧されている。このため、中心部分２６におけるクラックの発生を抑制でき、高湿度、高温といった使用条件下における耐久性も含めた性能が向上されたインダクタ（デバイス）を提供できる。

図２および図３に示した製造方法では、第１の工程において、第１の形状の成型体３１を形成した段階（図２（ｃ）参照）において、成型体３１がプレス圧力から解放される。このため、成型体３１の内部に含まれるコイル２１に起因する反発力により、成型体３１の中心部分２６の密度（磁性粉末２２の充填密度）が低下し、場合によっては、コイル２１の空芯部２１ｃに対応する成型体３１の中心部分２６にクラックが発生する。

しかしながら、第２の工程において、中心軸２１ｓに沿った両側の部分２７が凸になるように成型された成型体３１を、平坦なプレス板１７ａおよび１７ｂにより再加圧して第２の形状の成型体３２にする。この工程により、成型体３１では凸になった部分２７を中心に加圧することにより、成型体の中心部分２６に集中的に圧力を加えることができる。このため、成型体３２の中心部分２６の充填密度が高くなる。したがって、コイル２１に起因する反発力により成型体の中心部分２６の密度が低下しても、それを補償できる。あるいは、成型体３２の中心部分２６の密度をさらに高めることができる。この過程で、加圧成型された磁性粉末２２の結合力を十分に高めることが可能となり、内部応力によるクラックが成型体３２の内部に発生することを抑制できる。

また、図３に示した第２の工程においては、いったん圧力が加えられた後に反発力が解放され、伸びた状態のコイル２１を内蔵した状態で、磁性粉末２２に対してさらに圧力が加えられる。したがって、第２の工程では、伸びた状態のコイル２１の隙間（銅線の間）に磁性粉末２２を侵入させることが可能であり、その状態で再度加圧（加圧成型）される。このため、第２の工程では、磁性粉末２２とコイル２１との密着性が改善される。また、第２の工程で加圧した際には、コイル２１の隙間により多くの磁性粉末２２が侵入していることによりコイル２１の収縮が抑制され、プレス圧力を解放した際に生ずる内部応力が減少する可能性がある。この点でも、磁性成型体３２を形成後に、内部応力によりクラックが発生するのを抑制できる。

なお、図３に示した第２の工程において、プレス板１７ａおよび１７ｂのプレス面１７ｓは、コイル２１の中心軸２１ｓに沿った部分１７ｃが凸状に突き出たものであっても良い。このようなプレス板１７ａおよび１７ｂを用いることにより、さらに、成型体の中心部分２６に集中して圧力を加えることができる。このようなプレス板１７ａおよび１７ｂを用いて加圧された磁性成型体３２は、上下の面３２ａおよび３２ｂの、コイル２１の中心軸２１ｓに沿った中央部分２８が凹面となるように成型される。上下の面３２ａおよび３２ｂが平面または凹面にすることにより、表面実装型のインダクタ３６を提供できる。さらに、図２に示した第１の工程において、コイル２１の中心軸２１ｓに沿って周囲より盛り上がった形状に成型するのは、中心軸２１ｓに沿った両側ではなく、一方の側であっても良い。すなわち、図４に示した第１の形状の成型体３１は、上面３１ａおよび下面３１ｂのうち、いずれか一方に凸状に盛り上がった部分２７を備えていても良い。

［第２の実施形態］
図６および図７に、本発明の第２の実施形態のインダクタの製造方法を示している。この製造方法は、磁性粉末を、コイルを内蔵した状態で所定の形状に仮成型する工程と、仮成型した成型物に表面実装用の端子となる金属粉末層を積層したのち、インダクタを一体成型する本成型する工程とを含む。

図６は、磁性粉末２２を所定の形状に仮成型する工程を示している。仮成型する工程は、磁性粉末２２を、コイル２１を内蔵した状態で、コイル２１の中心軸２１ｓに沿って周囲より盛り上がった部分を含む第１の形状の成型体６１に加圧成型する第１の工程と、成型体６１を加圧し、盛り上がった部分を平坦にした第２の形状の成型体６２を形成する第２の工程とを含む。

図６（ａ）および図６（ｂ）は仮成型の工程における第１の工程（以降、仮成型の第１の工程）を示している。図６（ａ）に示すように、圧縮成型（モールドプレス）用の金型５０ａに、コイル２１をセットし、被圧縮材である磁性粉末２２を充填する。金型５０ａは、開放型であり、磁性粉末２２を充填する角筒形の中空部５１を形成するためのベース５２と、中空部５１内の磁性粉末２２に上下方向から圧力を加えるためのプレス板（押型）５６ａおよび５６ｂとを備えている。中空部５１の上下に配置されたプレス板５６ａおよび５６ｂは、コイル２１の中心軸２１ｓに沿った部分５６ｃが、上下方向にそれぞれ凹んだ（窪んだまたは後退した）プレス面５６ｓをそれぞれ備えている。

下側のプレス板５６ｂには、コイル２１の端末（端子）２１ｔを挿入するための設定穴５６ｈが設けられている。コイル２１は端末２１ｔを下側のプレス板５６ｂの設定穴５６ｈに入れることにより、中空部５１の内部の所定の位置および高さにセットされる。磁性粉末２２は、中空部５１の内部の、下側のプレス板５６ｂのプレス面５６ｓの上に、コイル２１が埋没する所定の高さ（厚み）となるまで充填される。

図６（ｂ）に示すように、上下のプレス板５６ａおよび５６ｂに圧力Ｆ１１を印加し、磁性粉末２２を加圧成型する。この仮成型の第１の工程で加えられるプレス圧力Ｆ１１は、０．０１ＧＰａ〜０．０５ＧＰａ程度であり、以下の仮成型の第２の工程で加えられるプレス圧力Ｆ１２より小さいことが望ましい。上下のプレス板５６ａおよび５６ｂを離す。これにより、磁性粉末２２が第１の形状に成型された成型体（圧粉体）６１を含む第１の生成物（中間体）６５を形成できる。成型体６１には、コイル２１が内蔵（内包）されている。中間の生成物６５は、コイルの端子２１ｔが水平方向に延びていない点を除き、図４に示した中間の生成物３５とほぼ同様の形状となる。すなわち、第１の形状に仮成型された成型体６１は、全体はほぼ直方体であり、内蔵したコイル２１の中心軸２１ｓに垂直となる上下の面６１ａおよび６１ｂの輪郭は一辺が数ｍｍ〜数ｃｍ程度の正方形である。それら上下の面６１ａおよび６１ｂの、コイル２１の中心軸２１ｓに沿った中央部分６７が周囲より上下方向にそれぞれ盛り上がっている。

図６（ｃ）は、仮成型の工程の第２の工程（以降、仮成型の第２の工程）を示している。仮成型の第２の工程では、金型５０ｂにより、第１の形状に成型された成型体６１をさらに加圧する。金型５０ｂは、金型５０ａの上下のプレス板５６ａおよび５６ｂを異なる形状のプレス板（押型）５７ａおよび５７ｂに替えたものである。下側のプレス板５７ｂには、コイル２１の端子２１ｔを挿入するための設定穴５７ｈが設けられている。プレス板５７ａおよび５７ｂは、コイル２１の中心軸２１ｓに沿った部分５７ｃも含めて平坦なプレス面５７ｓをそれぞれ備えている。

図６（ｃ）に示す仮成型の第２の工程においては、上下のプレス板５７ａおよび５７ｂに圧力Ｆ１２を印加し、第１の形状の成型体６１を加圧する。仮成型の第２の工程で加えられるプレス圧力Ｆ１２は、０．０１ＧＰａ〜０．０５ＧＰａ程度であり、仮成型の第１の工程で加えられるプレス圧力Ｆ１１より大きいことが望ましい。上下のプレス板５７ａおよび５７ｂを離すことにより、磁性粉末２２が第２の形状に成型された成型体（圧粉体）６２を含む第２の生成物６６を形成できる。磁性粉末２２が第２の形状に仮成型された成型体６２は、全体はほぼ直方体となる。すなわち、内蔵したコイル２１の中心軸２１ｓに垂直となる上下の面６２ａおよび６２ｂの輪郭は正方形であり、それら上下の面６２ａおよび６２ｂは、コイル２１の中心軸２１ｓに沿った中央部分６８も含めてほぼ平坦になる。

この仮成型の工程において形成された成型体６２は、仮成型の第１の工程および第２の工程を経ることにより、第１の実施形態と同様に、成型体６２の中央部分（コイル２１の空芯部分を充填した部分）６２ｃに充填された磁性粉末２２は再加圧されている。このため、中心部分６２ｃにおけるクラックの発生を抑制できる。たとえば、仮成型の第１の工程において、成型体６１の内部に含まれるコイル２１に起因する反発力により、成型体６１の中央部分の密度（磁性粉末２２の充填密度）が低下してクラックが発生しても、第２の工程において再加圧することにより、中心部分６２ｃの密度を高くでき、クラックの発生し難い成型体６２を形成できる。

図７（ａ）および（ｂ）は、本成型の工程（第３の工程）を示している。本成型の工程では、金型５０ｃにより、第２の形状の成型体６２を仮成型体６３としてさらに加圧する。実際には、第２の形状の成型体６２を、金属粉末層を積層する部分（凹部）が形成されるように加工した成型体を仮成型体６３として加圧する。金型５０ｃは、金型５０ａの上下のプレス板５６ａおよび５６ｂを異なる形状のプレス板（押型）５８ａおよび５８ｂに替えたものである。プレス板５８ａおよび５８ｂは、コイル２１の中心軸２１ｓに沿った部分５８ｃも含めて平坦なプレス面５８ｓをそれぞれ備えている。

図７（ａ）に示すように、本成型の工程では、成型体６２を反転させ、コイル２１の端子２１ｔが突き出た下面６２ｂに、型押し、機械加工、エッチングなどの方法により凹みを設けて仮成型体６３とする。次に、その凹みに金属粉末を充填して金属粉末層７１を形成する。典型的な金属粉末は銅粉末である。仮成型体６３から突き出たコイル２１の端子２１ｔを曲げて金属粉末層７１に埋没させ、端末２１ｔを金属粉末層７１に含ませる。さらに、図７（ｂ）に示すように、仮成型体６３に対し、仮成型体６３に積層された金属粉末層７１とともに、０．６５ＧＰａ〜１．０ＧＰａの圧力Ｆ１３を加える。これにより、磁性粉末２２が圧縮および固化された第３の形状の成型体６４を磁性成型体として形成する。その後、磁性成型体６４を１２０℃〜１８０℃で２０分〜１時間、好適には１３０℃〜１４０℃で１時間加熱する。これにより、磁性成型体６４の硬化が図られる。

図８に、第２の実施形態の製造方法により製造されたインダクタ７５の概要を示している。このインダクタ７５は表面実装型のデバイスであり、全体が直方体で電極と一体成型された第３の形状の磁性成型体６４を有し、磁性成型体６４にコイル２１が内蔵（内包）されている。磁性成型体６４の上下の一方の面（本図では上面）６４ａの四隅に金属粉末が加圧成型された電極７６が形成されている。これらの電極７６のうち２か所の電極に、内蔵されたコイル２１の端末２１ｔが接続されている。このインダクタ７５は、他の回路素子と共に、プリント基板（プリント配線板）に搭載することにより、電源用チップなどのデバイスを製造できる。また、インダクタ７５の一方の面に、他の回路素子を含めた回路を形成することも可能であり、インダクタを含む回路を備えた表面実装型のデバイスを提供することも可能である。

なお、第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様に、仮成型の第１の工程においては、磁性粉末２２を、コイル２１の中心軸２１ｓに沿った一方の側だけが盛り上がった形状に成型しても良い。また、仮成型の第２の工程においては、コイル２１の中心軸２１ｓに沿った部分が凹んだ形状の成型体６２を形成しても良い。この場合、本成型の工程においても、仮成型体を、コイル２１の中心軸２１ｓに沿った部分が凹んだ形状になるように本成型することが望ましい。また、上記の製造方法では、金属圧縮法を用いた場合を説明しているが、たとえば、第１の工程では、金属粉末射出成型法により、盛り上がった部分を含む第１の形状の成型体を形成することも可能である。

磁性成型体の内部にクラックが発生する様子を示す図である。 第１の実施形態の製造方法の第１の工程を示す図である。 第１の実施形態の製造方法の第２の工程を示す図である。 第１の工程により製造される中間の生成物の概要を示す斜視図である。 第２の工程により製造されるインダクタの概要を示す斜視図である。 第２の実施形態の仮成型する工程を示す図である。 第２の実施形態の本成型する工程を示す図である。 インダクタの異なる例を示す斜視図である。

符号の説明

１０ａ，１０ｂ，１９，５０ａ，５０ｂ，５０ｃ…金型、１１，５１…中空部、１２ａ，１２ｂ，５２…ベース、１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂ，５６ａ，５６ｂ，５７ａ，５７ｂ，５８ａ，５８ｂ…プレス板、１６ｃ，１７ｃ，５６ｃ，５７ｃ，５８ｃ…中央部分、１６ｓ，１７ｓ，５６ｓ，５７ｓ，５８ｓ…プレス面、２１…コイル、２１ｔ…コイルの端末、２１ｃ…空芯部、２１ｓ…中心軸、２２…磁性粉末、２５，３１，３２，６１，６２，６３，６４…成型体、２６，６２ｃ…中心部分、２７，６７…盛り上がった中央部分、２８，６８…平坦な中央部分、２９…クラック、３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂ，６１ａ，６１ｂ，６２ａ，６２ｂ…成型体の面、３５，３６，６５，６６…生成物、３６，７５，９０…インダクタ、７１…金属粉末層、７６…電極

Claims (5)

1. 熱硬化性樹脂と粉末状の磁性体とを含む磁性粉末を加圧成型した磁性成型体と、前記磁性成型体に内蔵されたコイルとを有するデバイスの製造方法であって、
   前記磁性成型体を加圧成型する工程を有し、
   前記加圧成型する工程は、
   前記磁性粉末を、前記コイルを内蔵した状態で、前記コイルの中心軸に沿って盛り上がった部分を含む第１の形状の成型体に加圧成型する第１の工程と、
   前記第１の形状の成型体を加圧し、前記盛り上がった部分が平面または凹面に成型された部分を含む第２の形状の成型体を形成する第２の工程とを含む、製造方法。
2. 請求項１において、前記第１の形状は、前記中心軸の両側に、前記盛り上がった部分を含む、製造方法。
3. 請求項１または２において、
   前記加圧成型する工程は、さらに、
   前記第２の形状の成型体または前記第２の形状の成型体を加工した成型体を仮成型体とし、前記仮成型体と前記仮成型体に積層された金属粉末層とを、前記仮成型体から突き出た前記コイルの端末が前記金属粉末層に含まれた状態で加圧し、第３の形状の成型体を形成する第３の工程を含む、製造方法。
4. 請求項１ないし３のいずれかにおいて、
   前記第１の工程は、前記磁性粉末を、前記コイルの中心軸に沿った部分が凹んだプレス面を備えたプレス板により加圧することを含み、
   前記第２の工程は、前記第１の形状の成型体を、前記コイルの中心軸に沿った部分も含めて平坦なプレス面または前記コイルの中心軸に沿った部分が凸状のプレス面を備えたプレス板により加圧することを含む、製造方法。
5. 請求項１ないし４のいずれかにおいて、前記デバイスはインダクタである、製造方法。

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