JP2011216866A - Method of manufacturing coil embedded type inductor - Google Patents

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Katsuyuki Takeuchi
勝之 竹内
Natsuki Shimokawa
夏己 下河
Shuichi Ozawa
修一 小澤
Kazuyuki Mizuno
和幸 水野
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inductor which has a closed magnetic path structure and is excellent in DC superposition characteristics.SOLUTION: The coil embedded type inductor is constituted by arranging a first magnetic body 31 in a cylindrical coil 10 made of a wire which has an insulating coating layer 20 and is shaped in a nearly rectangular shape, surrounding its periphery with a nonmagnetic body 32, further surrounding the whole with a second magnetic body 33 and a third magnetic body 34, and forming an external electrode layer 40 at an outer peripheral part. Parts between coil strands are closed with the nonmagnetic body 32 and the end of the magnetic body 31 arranged in the coil is covered with a nonmagnetic body 32, and since the loop of magnetic flux generated by the coil is completely blocked by the nonmagnetic body 32, DC superposition characteristics of the inductor are improved. Further, the nonmagnetic body 32 is surrounded with the magnetic bodies 33 and 34, and the inductor has the closed magnetic path structure.

Description

本発明は、コイル埋設型インダクタの製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a coil-buried inductor.

パワーインダクタには、直流重畳特性の向上が望まれている。ここで、パワーインダクタには、大まかに、巻線型インダクタと積層型インダクタとの2つのタイプがある。例えば、巻線型インダクタが特許文献1に開示されており、積層型インダクタが特許文献2および特許文献3に開示されている。   A power inductor is desired to have improved direct current superposition characteristics. Here, there are roughly two types of power inductors, a wound inductor and a laminated inductor. For example, a wound inductor is disclosed in Patent Document 1, and a multilayer inductor is disclosed in Patent Document 2 and Patent Document 3.

ところで、巻線型インダクタは、一般的に、開磁路構造になっている。このため、巻線型インダクタでは、磁気飽和が生じづらいことから直流重畳特性は高いが、コイルによって発生される磁束がインダクタの外部に漏れやすい。一方、積層型インダクタは、一般的に、閉磁路構造になっている。このため、積層型インダクタでは、コイルによって発生される磁束はインダクタの外部に漏れづらいが、磁気飽和が生じやすいことから直流重畳特性が低い。   Incidentally, the wire-wound inductor generally has an open magnetic circuit structure. For this reason, in a wire-wound inductor, since magnetic saturation is difficult to occur, the direct current superposition characteristic is high, but the magnetic flux generated by the coil tends to leak to the outside of the inductor. On the other hand, the multilayer inductor generally has a closed magnetic circuit structure. For this reason, in the multilayer inductor, the magnetic flux generated by the coil is difficult to leak to the outside of the inductor, but since the magnetic saturation is likely to occur, the DC superposition characteristic is low.

また、巻線型インダクタでは、上述したように、磁束がインダクタの外部に漏れやすく、この外部に漏れた磁束がインダクタ周辺に配置される素子に悪影響を及ぼしかねない。そこで、磁束がインダクタの外部に漏れることを防止する方法として、特許文献1に記載されているように、ゲルキャスト法によってコイル周りに磁性体を形成することによってインダクタを閉磁路構造とするという方法がある。しかしながら、この場合、磁気飽和が生じやすくなり、直流重畳特性が低下してしまう。   Further, in the wound inductor, as described above, the magnetic flux easily leaks to the outside of the inductor, and the magnetic flux leaked to the outside may adversely affect elements arranged around the inductor. Therefore, as a method for preventing magnetic flux from leaking to the outside of the inductor, as described in Patent Document 1, a method of forming a magnetic body around the coil by a gel cast method to make the inductor a closed magnetic circuit structure. There is. However, in this case, magnetic saturation is likely to occur, and the DC superimposition characteristics are degraded.

一方、積層型インダクタでは、上述したように、磁気飽和が生じやすいことから直流重畳特性が低い。そこで、直流重畳特性を向上させる方法として、特許文献2および特許文献3に記載されているように、コイルの中心軸線に対して垂直な方向に巻線間を通るように延在する非磁性体層を磁性体部分に形成するという方法がある。すなわち、特許文献2および特許文献3は、インダクタの外部への磁束の漏れを防止することができる閉磁路構造のインダクタにおいて、磁性体部分に非磁性体層を形成すれば、直流重畳特性を向上させることができることを示唆している。   On the other hand, the multilayer inductor has low DC superposition characteristics because magnetic saturation is likely to occur as described above. Therefore, as a method for improving the DC superposition characteristics, as described in Patent Document 2 and Patent Document 3, a non-magnetic material that extends between the windings in a direction perpendicular to the central axis of the coil There is a method of forming a layer on the magnetic part. That is, Patent Document 2 and Patent Document 3 improve DC superposition characteristics if a non-magnetic layer is formed in a magnetic part in an inductor having a closed magnetic circuit structure that can prevent magnetic flux leakage to the outside of the inductor. Suggests that you can.

したがって、閉磁路構造とされた巻線型インダクタにおいて、上述したような非磁性体層を磁性体部分に形成すれば、インダクタの外部への磁束の漏れを防止しつつ高い直流重畳特性を得ることができると考えられる。   Therefore, in a wound inductor having a closed magnetic circuit structure, if the non-magnetic layer as described above is formed in the magnetic part, high DC superposition characteristics can be obtained while preventing leakage of magnetic flux to the outside of the inductor. It is considered possible.

しかしながら、特許文献2および特許文献3に記載されている積層型インダクタのように、複数のフェライト(磁性体)シートを積層させることによってインダクタを製造する場合には、上述したような非磁性体層を形成することは比較的容易である。しかしながら、上述したような非磁性体層を巻線型インダクタに形成することは非常に困難である。   However, in the case of manufacturing an inductor by laminating a plurality of ferrite (magnetic material) sheets as in the multilayer inductor described in Patent Document 2 and Patent Document 3, the nonmagnetic material layer described above is used. Is relatively easy to form. However, it is very difficult to form a nonmagnetic layer as described above in a wound inductor.

特開平11−121234号公報JP-A-11-121234 特開2001−44037号公報JP 2001-44037 A 特許4304019号明細書Japanese Patent No. 4304019

そこで、本発明の目的は、閉磁路構造であり且つ直流重畳特性が良好なインダクタを提供することにある。   Therefore, an object of the present invention is to provide an inductor having a closed magnetic circuit structure and good DC superimposition characteristics.

本願の1番目の発明は、導電性を備えた巻線型のコイルを有するコイル埋設型インダクタであって、非磁性体が前記コイルおよび該コイル内部に配置された磁性体を取り囲んでおり、更に該非磁性体を取り囲む磁性体が配置されているコイル埋設型インダクタである。   A first invention of the present application is a coil-embedded inductor having a winding type coil having conductivity, wherein a non-magnetic body surrounds the coil and the magnetic body disposed inside the coil, and A coil-embedded inductor in which a magnetic body surrounding the magnetic body is disposed.

この発明によれば、コイル素線間を非磁性体によって塞ぐと共にコイル内部に配置された磁性体の端部を非磁性体によって覆うことになり、コイルによって発生される磁束のループが非磁性体によって完全に遮断されるので、インダクタの直流重畳特性が向上する。また、非磁性体を磁性体によって取り囲むことになり、インダクタが閉磁路構造となる。   According to the present invention, the coil wires are closed by the non-magnetic material, and the end of the magnetic material disposed inside the coil is covered by the non-magnetic material, so that the magnetic flux loop generated by the coil is non-magnetic. Therefore, the direct current superimposition characteristic of the inductor is improved. Further, the non-magnetic material is surrounded by the magnetic material, and the inductor has a closed magnetic circuit structure.

本願の2番目の発明では、本願の1番目の発明に係るコイル埋設型インダクタであり、前記コイル素線が5μm〜40μmの厚みを有する非磁性体によって被覆されている。   A second invention of the present application is a coil-embedded inductor according to the first invention of the present application, wherein the coil wire is covered with a non-magnetic material having a thickness of 5 μm to 40 μm.

この発明によれば、コイル内部に配置されている磁性体のコイル中心軸線に対して垂直な断面の面積が大きくなり、磁束が増えることから、インダクタンスを大きくすることができる。   According to the present invention, the area of the cross section perpendicular to the coil central axis of the magnetic material arranged inside the coil is increased, and the magnetic flux is increased, so that the inductance can be increased.

本願の3番目の発明は、本願の1または2番目の発明に係るコイル埋設型インダクタであり、前記コイル内部に配置されている磁性体の外周面が前記コイル素線間に沿って延在する凸部を有する。   A third invention of the present application is a coil-embedded inductor according to the first or second invention of the present application, and an outer peripheral surface of a magnetic body arranged inside the coil extends along the coil wires. Has a convex part.

この発明によれば、更に、コイル内部に配置されている磁性体のコイル中心軸線に対して垂直な断面の面積がより大きくなり、磁束が増えることから、インダクタンスを大きくすることができる。   According to the present invention, the area of the cross section perpendicular to the coil central axis of the magnetic material disposed inside the coil is further increased and the magnetic flux is increased, so that the inductance can be increased.

本願の4番目の発明は、本願の3番目の発明に係るコイル埋設型インダクタであり、前記コイル内部に配置されている磁性体の側面の凸部が前記コイル素線間まで突出している。   A fourth invention of the present application is a coil-embedded inductor according to the third invention of the present application, and a convex portion on a side surface of a magnetic body arranged inside the coil protrudes between the coil strands.

この発明によれば、更に、コイル内部に配置されている磁性体のコイル中心軸線に対して垂直な断面の面積がさらに大きくなり、磁束が増えることから、インダクタンスを大きくすることができる。   According to the present invention, the area of the cross section perpendicular to the coil central axis of the magnetic material disposed inside the coil is further increased, and the magnetic flux is increased, so that the inductance can be increased.

本願の5番目の発明は、本願の1〜4番目の発明のいずれか1つに係るコイル埋設型インダクタであり、前記コイルの外周面を覆う非磁性体の外周面が前記コイルの中心軸線を中心とした略平坦な円筒面である。   A fifth invention of the present application is a coil-embedded inductor according to any one of the first to fourth inventions of the present application, wherein an outer peripheral surface of a non-magnetic material covering the outer peripheral surface of the coil has a central axis of the coil. It is a substantially flat cylindrical surface with a center.

この発明によれば、コイルの外周面近傍の磁性体を磁束が均一に通過するので、インダクタンスおよび直流重畳特性のバラツキが少なくなる。   According to this invention, since the magnetic flux passes uniformly through the magnetic body in the vicinity of the outer peripheral surface of the coil, variations in inductance and DC superposition characteristics are reduced.

本発明の実施形態のインダクタの斜視図である。It is a perspective view of the inductor of the embodiment of the present invention. 図1の線II−IIに沿った断面図である。It is sectional drawing along line II-II of FIG. 本発明の実施形態のインダクタのコイルを示した斜視図である。It is the perspective view which showed the coil of the inductor of embodiment of this invention. 本発明の実施形態のインダクタのコイルを示した側面図である。It is the side view which showed the coil of the inductor of embodiment of this invention. 本発明の実施形態のインダクタのコイルの素線部分を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the strand part of the coil of the inductor of embodiment of this invention. 本発明の実施形態のインダクタのコイルの素線部分およびその周辺を示した拡大図である。It is the enlarged view which showed the strand part of the coil of the inductor of embodiment of this invention, and its periphery. 本発明の別の実施形態のインダクタのコイルの素線部分およびその周辺を示した拡大図である。It is the enlarged view which showed the strand part of the coil of the inductor of another embodiment of this invention, and its periphery. 本発明のさらに別の実施形態のインダクタのコイルの素線部分およびその周辺を示した拡大図である。It is the enlarged view which showed the strand part of the coil of the inductor of the further another embodiment of this invention, and its periphery. (A)は本発明の実施例および比較例1〜3の直流重畳特性とインダクタンスとを示した図であり、(B)は(A)のインダクタンスのレンジを変えて実施例および比較例2、3の直流重畳特性とインダクタンスとを示した図である。(A) is the figure which showed the DC superimposition characteristic and inductance of the Example of this invention and Comparative Examples 1-3, (B) changed the range of the inductance of (A), and Example and Comparative Example 2, 3 is a diagram showing a DC superposition characteristic and an inductance of FIG. 図9の比較例1のコイル埋設型インダクタの断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view of a coil-buried type inductor of Comparative Example 1 in FIG. 9. 図9の比較例2の積層型インダクタの断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view of the multilayer inductor of Comparative Example 2 in FIG. 9. 図9の比較例3の積層型インダクタの断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view of the multilayer inductor of Comparative Example 3 in FIG. 9. 本発明の実施形態のインダクタのコイルの素線部分を示した拡大図である。It is the enlarged view which showed the strand part of the coil of the inductor of embodiment of this invention. 本発明の実施形態において、コイルに配置された絶縁被覆層によって画成されるコア空間に第1磁性体用スラリーが配置された様子を示した拡大図である。In embodiment of this invention, it is the enlarged view which showed a mode that the slurry for 1st magnetic bodies was arrange | positioned in the core space defined by the insulating coating layer arrange | positioned at the coil. 本発明の実施形態において、非磁性体用スラリーを配置する工程を示した図である。In embodiment of this invention, it is the figure which showed the process of arrange | positioning the slurry for nonmagnetic materials. 本発明の実施形態において、非磁性体用スラリーが配設された様子を示した拡大図である。In embodiment of this invention, it is the enlarged view which showed a mode that the slurry for nonmagnetic materials was arrange | positioned. 本発明の実施形態において、第3磁性体用成形体を作成するために使用される成形型を示した斜視図である。It is the perspective view which showed the shaping | molding die used in order to produce the molded object for 3rd magnetic bodies in embodiment of this invention. 本発明の実施形態において、第3磁性体用成形体を作成する工程を示した図である。In embodiment of this invention, it is the figure which showed the process of producing the molded object for 3rd magnetic bodies. 本発明の実施形態において、非磁性体用スラリーが第3磁性体用スラリーに載置された様子を示した図である。In embodiment of this invention, it is the figure which showed a mode that the slurry for nonmagnetic bodies was mounted in the slurry for 3rd magnetic bodies. 本発明の実施形態において、第2磁性体用スラリーが配置された様子を示した図である。In embodiment of this invention, it is the figure which showed a mode that the slurry for 2nd magnetic bodies was arrange | positioned. 本発明の実施形態において、第3磁性体用成形体によって第2磁性体用スラリーが押圧された様子を示した図である。In embodiment of this invention, it is the figure which showed a mode that the slurry for 2nd magnetic bodies was pressed by the molded object for 3rd magnetic bodies. 本発明の実施形態において、非磁性体用スラリーおよび第2磁性体用スラリーが硬化せしめられて非磁性体用成形体および第2磁性体用成形体とされた様子を示した図である。In embodiment of this invention, it is the figure which showed a mode that the slurry for nonmagnetic bodies and the slurry for 2nd magnetic bodies were hardened, and it was set as the molded object for nonmagnetic bodies, and the molded object for 2nd magnetic bodies. 本発明の実施形態において、第1磁性体用成形体〜第3磁性体用成形体および非磁性体用スラリーが焼成されて第1磁性体〜第3磁性体および非磁性体とされた様子を示した図である。In the embodiment of the present invention, the first magnetic body molded body to the third magnetic body molded body and the nonmagnetic body slurry are fired to form the first magnetic body to the third magnetic body and the nonmagnetic body. FIG. 本発明の実施形態において、外部電極層が配置された様子を示した図である。In an embodiment of the present invention, it is a figure showing signs that an external electrode layer is arranged. 本発明の実施形態において、コイル埋設型インダクタを製造する工程のフローチャートを示した図である。In embodiment of this invention, it is the figure which showed the flowchart of the process of manufacturing a coil embedding type | mold inductor.

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図1および図2に、本発明のコイル埋設型インダクタの実施形態が示されている。図1は、コイル埋設型インダクタの斜視図であり、図2は、コイル埋設型インダクタの縦断面図である。図1および図2において、1はコイル埋設型インダクタ、10はコイル、20は絶縁被覆層、31はセラミック焼結体からなる第1磁性体、32はセラミック焼結体からなる非磁性体、33はセラミック焼結体からなる第2磁性体、34はセラミック焼結体からなる第3磁性体、40は外部電極層をそれぞれ示している。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 and 2 show an embodiment of a coil-buried inductor according to the present invention. FIG. 1 is a perspective view of a coil embedded type inductor, and FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the coil embedded type inductor. 1 and 2, 1 is a coil-embedded inductor, 10 is a coil, 20 is an insulation coating layer, 31 is a first magnetic body made of a ceramic sintered body, 32 is a non-magnetic body made of a ceramic sintered body, 33 Denotes a second magnetic body made of a ceramic sintered body, 34 denotes a third magnetic body made of a ceramic sintered body, and 40 denotes an external electrode layer.

図3および図4に示されているように、コイル10は、螺旋状に一定のピッチPで巻かれた(巻回された)線材からなるコイルである。また、図2を参照すると判るように、コイル10の線材の断面形状は、略矩形である。なお、以下、コイル10の線材の両端には、参照符号「10E」を付し、この両端を「コイル端部」と称し、コイル端部10E以外の部分には、参照符号「10W」を付し、この部分10Wを「コイル素線部分」と称することとする。   As shown in FIGS. 3 and 4, the coil 10 is a coil made of a wire wound (wound) in a spiral shape at a constant pitch P. As can be seen from FIG. 2, the cross-sectional shape of the wire of the coil 10 is substantially rectangular. In the following description, both ends of the wire rod of the coil 10 are denoted by reference numeral “10E”, both ends are referred to as “coil end portions”, and portions other than the coil end portion 10E are denoted by reference numerals “10W”. The portion 10W is referred to as a “coil wire portion”.

また、図5を参照すると判るように、コイル素線部分10Wの中心軸線(以下この素線部分の中心軸線を「コイル中心軸線」という)Cに対して略垂直な方向のコイル素線部分10Wの幅WTは、コイル中心軸線Cに対して平行な方向のコイル素線部分10Wの幅WLよりも広く、好ましくは、1.2倍以上、より好ましくは、2.0倍以上、さらに好ましくは、6.0倍以上である。また、コイル10は、例えば、銀(Ag)、銅(Cu)、白金(Pt)、金(Au)などの導電性のある金属からなる線材から形成され、或いは、これら銀、銅、白金、金などの導電性のある金属の少なくとも1つを含む合金からなる線材から形成される。   Further, as can be seen with reference to FIG. 5, the coil strand portion 10 </ b> W in a direction substantially perpendicular to the center axis of the coil strand portion 10 </ b> W (hereinafter, the center axis of the strand portion is referred to as “coil center axis”). Is wider than the width WL of the coil wire portion 10W in the direction parallel to the coil center axis C, preferably 1.2 times or more, more preferably 2.0 times or more, and still more preferably. , 6.0 times or more. In addition, the coil 10 is formed from a wire made of a conductive metal such as silver (Ag), copper (Cu), platinum (Pt), gold (Au), or these silver, copper, platinum, It is formed from a wire made of an alloy containing at least one conductive metal such as gold.

絶縁被覆層20は、図2に示されているように、コイル10の線材を覆うように塗布されており、磁性を有していない。したがって、絶縁被覆層20は、非磁性体であるとも言える。因みに、絶縁被覆層20は、SiO(すなわち、シリカ)の粒子を含む樹脂から形成され、この樹脂は焼成後焼失する。含まれる粒子としては、SiO以外にAlやMgOなどの無機酸化物の粒子でも良い。 As shown in FIG. 2, the insulating coating layer 20 is applied so as to cover the wire of the coil 10 and does not have magnetism. Therefore, it can be said that the insulating coating layer 20 is a nonmagnetic material. Incidentally, the insulating coating layer 20 is formed of a resin containing particles of SiO 2 (that is, silica), and this resin is burned out after firing. The particles contained may be inorganic oxide particles such as Al 2 O 3 and MgO in addition to SiO 2 .

また、絶縁被覆層20は、絶縁性を有していることから、コイル素線部分10W同士が接触して短絡することを防止する。   Moreover, since the insulating coating layer 20 has insulating properties, the coil wire portions 10W are prevented from coming into contact with each other and short-circuiting.

さらに、詳細は後述するが、第1磁性体31および非磁性体32を形成するために第1磁性体31を構成する第1磁性体用成形体および非磁性体32を構成する非磁性体用成形体が高温環境に晒されると、コイル10も高温環境に晒される。このとき、コイル10が第1磁性体31または非磁性体32に直接接するように構成されていると、コイル10の金属材料が第1磁性体31または非磁性体32の気孔内に拡散して流れ込み、これによって、インダクタ全体としての電気特性が悪化してしまう可能性がある。しかしながら、本実施形態では、コイル10が高温環境に晒されたとしても、絶縁被覆層20(特に、シリカ)は、金属材料が第1磁性体31および非磁性体32の気孔内に拡散して流れ込むことを防止し、インダクタの電気特性の悪化を抑制する。   Furthermore, although mentioned later for details, in order to form the 1st magnetic body 31 and the nonmagnetic body 32, the molded object for 1st magnetic bodies which comprises the 1st magnetic body 31, and the nonmagnetic body which comprises the nonmagnetic body 32 When the molded body is exposed to a high temperature environment, the coil 10 is also exposed to the high temperature environment. At this time, if the coil 10 is configured to be in direct contact with the first magnetic body 31 or the nonmagnetic body 32, the metal material of the coil 10 diffuses into the pores of the first magnetic body 31 or the nonmagnetic body 32. As a result, the electrical characteristics of the inductor as a whole may be deteriorated. However, in this embodiment, even if the coil 10 is exposed to a high temperature environment, the insulating coating layer 20 (particularly silica) diffuses the metal material into the pores of the first magnetic body 31 and the nonmagnetic body 32. This prevents inflow and suppresses deterioration of the electrical characteristics of the inductor.

第1磁性体31は、図2に示されているように、コイル10の円筒内面であるコイル内周面(厳密には、絶縁被覆層20の内周面20in)によって画成される空間であって、コイル中心軸線Cを中心とする略円柱形の空間(以下この空間を「コア空間」という)内に配置されている。また、第1磁性体31は、その気孔率が予め定められた気孔率となるように予め定められた粒径のセラミック粉末を主成分とするセラミックスラリーを焼成することによって形成される。   As shown in FIG. 2, the first magnetic body 31 is a space defined by a coil inner peripheral surface (strictly speaking, an inner peripheral surface 20 in of the insulating coating layer 20) that is a cylindrical inner surface of the coil 10. Therefore, the space is arranged in a substantially cylindrical space (hereinafter referred to as “core space”) centered on the coil center axis C. The first magnetic body 31 is formed by firing a ceramic slurry whose main component is ceramic powder having a predetermined particle size so that the porosity thereof becomes a predetermined porosity.

非磁性体32は、図2および図6に示されているように、コイル素線部分10W(および、絶縁被覆層20)と第1磁性体31とを取り囲んでいる。また、非磁性体32は、その気孔率が予め定められた気孔率となるように予め定められた粒径のセラミック粉末を主成分とするセラミックスラリーを焼成することによって形成される。   As shown in FIGS. 2 and 6, the nonmagnetic material 32 surrounds the coil wire portion 10 </ b> W (and the insulating coating layer 20) and the first magnetic material 31. Further, the non-magnetic body 32 is formed by firing a ceramic slurry whose main component is ceramic powder having a predetermined particle size so that the porosity thereof becomes a predetermined porosity.

また、図6を参照すると判るように、非磁性体32の外周面32outは、平坦な円筒面である。一方、コイル内周面上に配置されている絶縁被覆層20の内周面20inは、隣り合うコイル素線部分10W間に向かってコイル内周面のところまで窪んだ部分を有し、第1磁性体31の外周面は、この窪んだ部分に入りこむように隣り合うコイル素線部分10W間に向かってコイル内周面のところまで突出する凸部を有する。なお、上記窪んだ部分は、コイル素線部分10W間に沿って螺旋状に連続的に延在し、したがって、上記凸部もコイル素線部分10W間に沿って螺旋状に連続的に延在する。   As can be seen from FIG. 6, the outer peripheral surface 32 out of the nonmagnetic material 32 is a flat cylindrical surface. On the other hand, the inner peripheral surface 20in of the insulating coating layer 20 disposed on the inner peripheral surface of the coil has a portion that is recessed to the inner peripheral surface of the coil toward the space between the adjacent coil wire portions 10W. The outer peripheral surface of the magnetic body 31 has a convex portion that protrudes to the inner peripheral surface of the coil between adjacent coil wire portions 10W so as to enter the recessed portion. In addition, the said recessed part is continuously extended helically along the coil strand part 10W, Therefore, the said convex part is also extended continuously spirally between the coil strand parts 10W. To do.

また、図7に示されているように、絶縁被覆層20の内周面20inの窪んだ部分が、コイル内周面を越えてコイル素線部分10W間まで窪んでいてもよい。すなわち、第1磁性体31の外周面の凸部が、コイル内周面を越えてコイル素線部分10W間まで突出していてもよい。   Further, as shown in FIG. 7, the recessed portion of the inner peripheral surface 20 in of the insulating coating layer 20 may be recessed between the coil wire portion 10 </ b> W beyond the coil inner peripheral surface. That is, the convex part of the outer peripheral surface of the first magnetic body 31 may protrude from the coil inner peripheral surface to between the coil strand portions 10W.

なお、本実施形態のコイル埋設型インダクタは、8つのコイル素線部分10Wを有する。また、コイル中心軸線Cに平行な方向におけるコイル素線部分10Wの厚みは、例えば、50μmである。また、絶縁被覆層20の厚みは、例えば、5μm〜40μmである。したがって、コイル内周面に配置される絶縁被覆層の厚み(図6〜図8に示されている厚みWN)も、5〜40μmである。また、コイル端面側に配置された非磁性体32の厚みは、例えば、50μm〜60μmである。また、コイル10の線材を覆う際の絶縁被覆層20を構成するSiO粒子の粒径は、例えば、0.5μmであり、その体積%は、例えば、10体積%〜40体積%である(焼成後、樹脂は焼失する)。 Note that the coil-embedded inductor of this embodiment has eight coil wire portions 10W. Moreover, the thickness of the coil strand portion 10W in the direction parallel to the coil center axis C is, for example, 50 μm. Moreover, the thickness of the insulating coating layer 20 is, for example, 5 μm to 40 μm. Therefore, the thickness of the insulating coating layer disposed on the inner peripheral surface of the coil (thickness WN shown in FIGS. 6 to 8) is also 5 to 40 μm. Moreover, the thickness of the non-magnetic body 32 arrange | positioned at the coil end surface side is 50 micrometers-60 micrometers, for example. The particle size of the SiO 2 particles constituting the insulating coating layer 20 when covering the wire of the coil 10 is, for example, 0.5 [mu] m, the volume% is, for example, 10 vol% to 40 vol% ( After firing, the resin burns away).

第2磁性体33は、非磁性体32の外周面32outを包囲するように配置されている。また、第2磁性体33は、その気孔率が予め定められた気孔率となるように予め定められた粒径のセラミック粉末を主成分とするセラミックスラリーを焼成することによって形成される。   The 2nd magnetic body 33 is arrange | positioned so that the outer peripheral surface 32out of the nonmagnetic body 32 may be surrounded. Further, the second magnetic body 33 is formed by firing a ceramic slurry whose main component is ceramic powder having a predetermined particle size so that the porosity thereof becomes a predetermined porosity.

第3磁性体34は、比較的薄い略矩形のプレートの形状を有し、コイル中心軸線Cに対して平行な方向において非磁性体32および第2磁性体33の両側に、コイル中心軸線Cに対して垂直な方向に非磁性体32と第2磁性体33とを覆うように延在するように配置されている。また、第3磁性体34は、その気孔率が予め定められた気孔率となるように予め定められた粒径のセラミック粉体を主成分とするセラミックスラリーを焼成することによって形成される。   The third magnetic body 34 has a relatively thin, substantially rectangular plate shape. The third magnetic body 34 is located on both sides of the nonmagnetic body 32 and the second magnetic body 33 in the direction parallel to the coil center axis C. The non-magnetic body 32 and the second magnetic body 33 are arranged so as to cover the non-magnetic body 32 and the second magnetic body 33 in a direction perpendicular thereto. The third magnetic body 34 is formed by firing a ceramic slurry whose main component is ceramic powder having a predetermined particle size so that the porosity thereof becomes a predetermined porosity.

また、コイル端部10Eは、コイル中心軸線Cに対して略垂直な方向に延び、コイル中心軸線Cに対して平行に延在する第2磁性体33の外壁面33out1、33out2から突出している。   The coil end portion 10E extends in a direction substantially perpendicular to the coil center axis C and protrudes from outer wall surfaces 33out1 and 33out2 of the second magnetic body 33 extending in parallel to the coil center axis C.

外部電極層40は、コイル端部10Eに接触するように第2磁性体33の外壁面33out1および33out2上に配置されている。また、外部電極層40は、導電性を有し、例えば、銀(Ag)などの金属粉末を含む流動性のある材料(すなわち、ペースト)を固化させることによって形成される。   The external electrode layer 40 is disposed on the outer wall surfaces 33out1 and 33out2 of the second magnetic body 33 so as to be in contact with the coil end portion 10E. Further, the external electrode layer 40 has conductivity and is formed by solidifying a fluid material (that is, paste) containing metal powder such as silver (Ag), for example.

図示されているコイル埋設型インダクタ1では、コイル10を介して一方の外部電極層40と他方の外部電極層40との間で導通がとれる。   In the illustrated coil-embedded inductor 1, conduction is established between one external electrode layer 40 and the other external electrode layer 40 via the coil 10.

なお、コイル中心軸線Cに対して垂直な第1磁性体31の断面の面積をできるだけ大きくし、インダクタンスを大きくするという観点では、絶縁被覆層20の内周面20inが上記窪んだ部分を有することによって、第1磁性体31の外周面が上記凸部を有することがより好ましいが、図8に示されているように、絶縁被覆層20の内周面20inが上記窪んだ部分を有していない平坦な円筒面であり、したがって、第1磁性体31の外周面が上記凸部を有していない場合であっても、比較的良好なインダクタンス特性および直流重畳特性が得られる。   From the viewpoint of increasing the cross-sectional area of the first magnetic body 31 perpendicular to the coil center axis C as much as possible and increasing the inductance, the inner peripheral surface 20in of the insulating coating layer 20 has the recessed portion. Therefore, it is more preferable that the outer peripheral surface of the first magnetic body 31 has the convex portion. However, as shown in FIG. 8, the inner peripheral surface 20in of the insulating coating layer 20 has the recessed portion. Therefore, even if the outer peripheral surface of the first magnetic body 31 does not have the convex portion, relatively good inductance characteristics and direct current superimposition characteristics can be obtained.

また、図9(A)に、本発明の考え方を採用して製造された実施例としてのコイル埋設型インダクタ、図10に示されている比較例1としてのコイル埋設型インダクタ、図11に示されている比較例2としての積層型インダクタ、および、図12に示されている比較例3としての積層型インダクタのインダクタンスおよび直流重畳特性が示されている。なお、図9(B)は、図9(A)と同様の図であって、インダクタンスのレンジを変えた図であり、図9(A)の実施例および比較例2、3のインダクタのインダクタンスおよび直流重畳特性を示したものである。   Further, FIG. 9A shows a coil buried type inductor as an example manufactured by adopting the concept of the present invention, a coil buried type inductor as a comparative example 1 shown in FIG. 10, and FIG. Inductance and DC superposition characteristics of the multilayer inductor as Comparative Example 2 and the multilayer inductor as Comparative Example 3 shown in FIG. 12 are shown. FIG. 9B is a diagram similar to FIG. 9A, in which the inductance range is changed, and the inductances of the inductors of the example of FIG. 9A and the comparative examples 2 and 3 are shown. The DC superposition characteristics are also shown.

また、図9の実施例は、絶縁被覆層20の内周面の形状が図8に示されている形状(すなわち、窪んだ部分を有していない平坦な円筒面の形状)とされ、コイル内周面上に配置された絶縁被覆層20の厚みWNが40μmである場合のコイル埋設型インダクタである。また、直流重畳特性、すなわち、直流重畳電流値は、LCRメーター(アジレントテクノロジー社の4285A)を用い、直流電流を印加したときのインダクタンスの変化が初期値に対して30%減少したときの電流値とした。   Further, in the embodiment of FIG. 9, the shape of the inner peripheral surface of the insulating coating layer 20 is the shape shown in FIG. 8 (that is, the shape of a flat cylindrical surface having no recessed portion), and the coil This is a coil-buried inductor when the thickness WN of the insulating coating layer 20 disposed on the inner peripheral surface is 40 μm. Also, the DC superposition characteristics, that is, the DC superposition current value is the current value when the change in inductance when a direct current is applied using an LCR meter (Agilent Technology 4285A) is reduced by 30% from the initial value. It was.

また、図9の比較例1のインダクタは、図10に示されているように、実施例のコイル素線部分の数と同じ数のコイル素線部分10WXを備えた巻線型のコイル10Xを有するコイル埋設型インダクタ1Xであって、隣り合うコイル素線部分10WX間に絶縁被覆層ではなく磁性体部分61が配置されているインダクタである。なお、図10において、62は外部電極層である。   Moreover, the inductor of the comparative example 1 of FIG. 9 has the winding type coil 10X provided with the same number of coil strand part 10WX as the number of the coil strand part of an Example, as FIG. 10 shows. The coil-embedded inductor 1X is an inductor in which a magnetic part 61 is disposed between adjacent coil element parts 10WX instead of an insulating coating layer. In FIG. 10, reference numeral 62 denotes an external electrode layer.

また、図9の比較例2のインダクタは、図11に示されているように、実施例のコイル素線部分の数と同じ数のコイル素線部分10WXを備えたコイル10Xを有する積層型インダクタ1Xであって、隣り合うコイル素線部分10WX間を通るようにコイル中心軸線CXに対して垂直な方向に延在する非磁性体層60が磁性体部分61内に設けられているインダクタである。そして、このインダクタでは、3つの非磁性体層60が設けられており、各非磁性体層60は、隣り合うコイル素線部分10WX間が隙間なく埋まるように設けられている。なお、図11において、62は外部電極層である。   Further, as shown in FIG. 11, the inductor of the comparative example 2 of FIG. 9 is a multilayer inductor having a coil 10X having the same number of coil wire portions 10WX as the number of coil wire portions of the embodiment. An inductor in which a nonmagnetic layer 60 extending in a direction perpendicular to the coil center axis CX so as to pass between adjacent coil element portions 10WX is provided in the magnetic portion 61. . In this inductor, three nonmagnetic layers 60 are provided, and each nonmagnetic layer 60 is provided so that the adjacent coil wire portions 10WX are filled without a gap. In FIG. 11, 62 is an external electrode layer.

また、図9の比較例3のインダクタは、図12に示されているように、実施例のコイル素線部分の数と同じ数のコイル素線部分10WXを備えたコイル10Xを有する積層型インダクタ1Xであって、隣り合うコイル素線部分10WX間を通るようにコイル中心軸線CXに対して垂直な方向に延在する非磁性体層60が磁性体部分61内に設けられているインダクタである。そして、このインダクタでは、3つの非磁性体層60が設けられており、各非磁性体層60は、隣り合うコイル素線部分10WX間の一部領域に延在し且つ各非磁性体層60とそれに隣接するコイル素線部分10WXとの間に磁性体部分61が存在するように設けられている。なお、図12において、62は外部電極層である。   Further, as shown in FIG. 12, the inductor of the comparative example 3 of FIG. 9 is a multilayer inductor having a coil 10X having the same number of coil wire portions 10WX as the number of coil wire portions of the embodiment. An inductor in which a nonmagnetic layer 60 extending in a direction perpendicular to the coil center axis CX so as to pass between adjacent coil element portions 10WX is provided in the magnetic portion 61. . In this inductor, three nonmagnetic layers 60 are provided, and each nonmagnetic layer 60 extends to a partial region between adjacent coil wire portions 10WX and each nonmagnetic layer 60. And a coil portion 10WX adjacent thereto are provided so that a magnetic portion 61 exists. In FIG. 12, reference numeral 62 denotes an external electrode layer.

図9を参照すると、明らかに、実施例の直流重畳特性(すなわち、直流重畳電流値)は、比較例1〜3の直流重畳特性に比べて高いことが判る。これは、実施例のインダクタが確実な閉磁路構造となっているからである。また、コイル端面側にのみ、或いは、コイル素線部分10W周りのみ非磁性体で覆われている場合、磁束が漏れてしまうが、実施例のように非磁性体が配置されていれば、磁束が漏れることがないので、より良い直流重畳特性およびインダクタンス特性が得られる。   Referring to FIG. 9, it can be clearly seen that the DC superimposition characteristics (that is, the DC superimposition current value) of the example are higher than the DC superposition characteristics of Comparative Examples 1 to 3. This is because the inductor of the embodiment has a reliable closed magnetic circuit structure. In addition, when only the coil end face side or only around the coil wire portion 10W is covered with the nonmagnetic material, the magnetic flux leaks, but if the nonmagnetic material is arranged as in the embodiment, the magnetic flux Therefore, better direct current superimposition characteristics and inductance characteristics can be obtained.

また、下の表1に、本発明の考え方を採用して製造されたコイル埋設型インダクタのインダクタンス特性であって、絶縁被覆層20の内周面の形状と同絶縁被覆層20の厚みWNとに応じたインダクタンス特性が示されている。   Table 1 below shows the inductance characteristics of the coil-embedded inductor manufactured by adopting the concept of the present invention, and shows the shape of the inner peripheral surface of the insulating coating layer 20 and the thickness WN of the insulating coating layer 20. Inductance characteristics corresponding to are shown.

表1の比較例1−1、比較例1−2、および、実施例1〜4は、絶縁被覆層20の内周面の形状が図8に示されている形状(すなわち、窪んだ部分を有していない平坦な円筒面の形状)とされた場合のコイル埋設型インダクタである。また、表1の実施例5は、絶縁被覆層20の内周面の形状が図6に示されている形状(すなわち、コイル内周面と略面一のところまで窪んだ部分を有する形状)とされた場合のコイル埋設型インダクタである。さらに、表1の実施例6は、絶縁被覆層20の内周面の形状が図7に示されている形状(すなわち、コイル内周面を越えてコイル素線部分10W間まで窪んだ部分を有する形状)とされた場合のコイル埋設型インダクタである。   In Comparative Example 1-1, Comparative Example 1-2, and Examples 1-4 in Table 1, the shape of the inner peripheral surface of the insulating coating layer 20 is the shape shown in FIG. This is a coil-embedded inductor in the case of a flat cylindrical surface shape that does not have. Further, in Example 5 of Table 1, the shape of the inner peripheral surface of the insulating coating layer 20 is the shape shown in FIG. 6 (that is, the shape having a portion that is substantially flush with the inner peripheral surface of the coil). It is a coil-buried type inductor. Furthermore, in Example 6 of Table 1, the shape of the inner peripheral surface of the insulating coating layer 20 is the shape shown in FIG. 7 (that is, the portion recessed beyond the coil inner peripheral surface and between the coil strand portions 10W). A coil-embedded inductor in a case where

また、表1の比較例1−1、比較例1−2、および、実施例1〜6は、それぞれ、絶縁被覆層20の厚みWNが0μm(厳密には、「0」ではなく、極めて「0」に近い値)、50μm、5μm、10μm、20μm、40μm、40μm、および、40μmであるコイル埋設型インダクタである。   Further, in Comparative Example 1-1, Comparative Example 1-2, and Examples 1 to 6 in Table 1, the thickness WN of the insulating coating layer 20 is 0 μm (strictly, not “0” but extremely “ Coil-embedded inductors having values close to 0), 50 μm, 5 μm, 10 μm, 20 μm, 40 μm, 40 μm, and 40 μm.

また、表1において、インダクタンス低下率は、比較例1−1のインダクタンスを基準とした値である。このため、比較例1−1のインダクタンス低下率は、「0」と表示されている。

Figure 2011216866
Further, in Table 1, the inductance reduction rate is a value based on the inductance of Comparative Example 1-1. For this reason, the inductance reduction rate of Comparative Example 1-1 is displayed as “0”.
Figure 2011216866

表1から判るように、比較例1−2では、比較例1−1のインダクタンスに対するインダクタンスの低下率が20%と比較的大きかった。   As can be seen from Table 1, in Comparative Example 1-2, the rate of decrease in inductance with respect to the inductance of Comparative Example 1-1 was relatively large at 20%.

一方、表1から判るように、実施例1〜6では、比較例1−1のインダクタンスに対するインダクタンスの低下率が1.1%〜7.0%と比較的小さかった。   On the other hand, as can be seen from Table 1, in Examples 1 to 6, the reduction rate of the inductance with respect to the inductance of Comparative Example 1-1 was relatively small, 1.1% to 7.0%.

このことから、本発明の考え方を採用してコイル埋設型インダクタを製造する場合、絶縁被覆層20の内周面の形状に係わらず、絶縁被覆層20の厚みWNが5μm〜40μmであれば、比較的高いインダクタンスが得られることが判る。したがって、本発明の考え方を採用してコイル埋設型インダクタを製造する場合、絶縁被覆層20の厚みWNが5μm〜40μmであることが好ましい。   From this, when manufacturing the coil buried type inductor by adopting the idea of the present invention, regardless of the shape of the inner peripheral surface of the insulating coating layer 20, if the thickness WN of the insulating coating layer 20 is 5 μm to 40 μm, It can be seen that a relatively high inductance can be obtained. Therefore, when the coil buried type inductor is manufactured by adopting the concept of the present invention, the thickness WN of the insulating coating layer 20 is preferably 5 μm to 40 μm.

次に、上述した本発明の実施形態のコイル埋設型インダクタを製造する方法の一例について説明する。まず、本例の方法では、コイル10を形成するために、横断面矩形の導電性を有する線材が準備される。   Next, an example of a method for manufacturing the above-described coil-embedded inductor according to the embodiment of the present invention will be described. First, in the method of this example, in order to form the coil 10, a conductive wire having a rectangular cross section is prepared.

次いで、斯くして準備された線材の外壁面に樹脂とシリカとからなる絶縁被覆層20が塗布される。   Next, the insulating coating layer 20 made of resin and silica is applied to the outer wall surface of the wire thus prepared.

次いで、斯くして絶縁被覆層20が塗布された線材が巻回され、図13に示されているように、コイル10が形成される。   Next, the wire thus coated with the insulating coating layer 20 is wound, and the coil 10 is formed as shown in FIG.

一方、これとは別に、第1磁性体31〜第3磁性体34を形成するために使用されるセラミックスラリー(以下このセラミックスラリーを「磁性体用スラリー」という)が以下のようにして準備される。   On the other hand, a ceramic slurry used for forming the first magnetic body 31 to the third magnetic body 34 (hereinafter referred to as “slurry for magnetic body”) is prepared as follows. The

本発明では磁性体として、Mn−Zn系、Ni−Zn系、Ni−Cu−Zn系などのフェライト系磁性体が用いられる。特に、Ni−Cu−Zn系フェライトが、コイルの材質が溶融しない温度で焼成することができ好適である。主成分の組成としては、Fe、NiO、CuO、ZnOの合計を100mol%として、Fe:47〜49mol%、ZnO:9〜36mol%、NiO:8〜32mol%、CuO:7〜12mol%、であることが好ましい。この範囲を外れると、焼結体の緻密化度が低下したり、インダクタとしての所望の特性を満たさなかったりする。Ni−Cu−Zn系フェライトには、必要に応じてMn、Co、Cr、Bi等の酸化物が含まれていてもよい。また、Ni−Cu−Zn系フェライト中には、ZrやSi、P、Sなどの不可避的に混入する不純物が含まれていてもよい。
まず始めに、当該磁性体用スラリーの原料粉末であるFe粉末、ZnO粉末、NiO粉末、CuO粉末、および、MnO粉末がそれぞれ所定量だけ秤量される。本例では、Fe粉末が47.5mol%、ZnO粉末が27.3mol%、NiO粉末が16.3mol%、CuO粉末が8.7mol%、そして、MnO粉末が0.2mol%となるように、各原料粉末が秤量される。
In the present invention, ferrite magnetic materials such as Mn—Zn, Ni—Zn, and Ni—Cu—Zn are used as magnetic materials. In particular, Ni—Cu—Zn-based ferrite is preferable because it can be fired at a temperature at which the coil material does not melt. As the composition of the main components, the total of Fe 2 O 3 , NiO, CuO and ZnO is 100 mol%, Fe 2 O 3 : 47 to 49 mol%, ZnO: 9 to 36 mol%, NiO: 8 to 32 mol%, CuO: It is preferable that it is 7-12 mol%. If it is out of this range, the degree of densification of the sintered body will decrease, or the desired characteristics as an inductor may not be satisfied. The Ni—Cu—Zn based ferrite may contain oxides such as Mn, Co, Cr, and Bi as necessary. In addition, the Ni—Cu—Zn based ferrite may contain impurities inevitably mixed such as Zr, Si, P, and S.
First, Fe 2 O 3 powder, ZnO powder, NiO powder, CuO powder, and MnO 2 powder, which are raw material powders of the magnetic material slurry, are weighed by a predetermined amount. In this example, Fe 2 O 3 powder is 47.5 mol%, ZnO powder is 27.3 mol%, NiO powder is 16.3 mol%, CuO powder is 8.7 mol%, and MnO 2 powder is 0.2 mol%. Thus, each raw material powder is weighed.

次いで、これら秤量された原料粉末がジルコニアボールおよびイオン交換水と共にポリポットに入れられ、ボールミル法によって予め定められた時間に亘って湿式混合され、これによって、スラリーが得られる。ここで、予め定められた時間は、例えば、5時間である。   Next, these weighed raw material powders are put in a polypot together with zirconia balls and ion-exchanged water, and wet-mixed for a predetermined time by a ball mill method, whereby a slurry is obtained. Here, the predetermined time is, for example, 5 hours.

次いで、斯くして得られたスラリーが乾燥機によって乾燥され、その後、ふるいにかけられ、これによって、粉末が得られる。   The slurry thus obtained is then dried by a dryer and then sieved, whereby a powder is obtained.

次いで、斯くして得られた粉末が予め定められた温度の環境下で予め定められた時間に亘って仮焼される。ここで、予め定められた温度は、例えば、600℃〜800℃(本実施形態では、760℃)である。また、予め定められた時間は、例えば、2時間である。また、粉末を取り巻く環境の温度は、例えば、200℃/hの昇温速度でもって上記予め定められた温度まで上昇せしめられ、例えば、200℃/hの降温速度でもって上記予め定められた温度から下降せしめられる。   Subsequently, the powder thus obtained is calcined for a predetermined time in an environment of a predetermined temperature. Here, the predetermined temperature is, for example, 600 ° C. to 800 ° C. (in this embodiment, 760 ° C.). The predetermined time is, for example, 2 hours. Further, the temperature of the environment surrounding the powder is raised to the above-mentioned predetermined temperature, for example, at a temperature rising rate of 200 ° C./h, for example, the above-mentioned predetermined temperature at a temperature decreasing rate of 200 ° C./h. It is lowered from.

次いで、斯くして焼成された粉末がジルコニアボールおよびイオン交換水と共にポリポットに入れられ、予め定められた時間に亘って湿式粉砕され、これによって、スラリーが得られる。ここで、予め定められた時間は、例えば、10時間〜80時間(本実施形態では、60時間)である。   Next, the powder thus fired is put into a polypot together with zirconia balls and ion-exchanged water, and wet pulverized for a predetermined time, whereby a slurry is obtained. Here, the predetermined time is, for example, 10 hours to 80 hours (60 hours in the present embodiment).

次いで、斯くして得られたスラリーが乾燥機によって乾燥され、その後、ふるいにかけられ、これによって、フェライト粉末が得られる。   The slurry thus obtained is then dried by a dryer and then sieved, thereby obtaining a ferrite powder.

次いで、斯くして得られたフェライト粉末に、公知の樹脂、分散媒、分散剤等が加えられ磁性体用スラリーが得られるが、本発明ではゲルキャスト法が好適に用いられる。ゲルキャスト法は、型のキャビティ内にセラミック粉末を主成分とするスラリーを流し込み、このスラリーを型内で固化させつつ架橋させ、セラミック成形体を作製する方法である。このゲルキャスト法によれば、スラリーが固化しつつ架橋せしめられる過程において、硬化収縮や乾燥収縮が殆ど生じないので、コイルがあっても、クラックの無い精密な形状とすることができる。
フェライト粉末と溶剤と分散媒と分散剤とがそれぞれ所定量だけ秤量され、これらとジルコニアボールとがポリポットに入れられ、ボールミル法によって湿式混合が行われ、これによって、フェライトスラリーが得られる。
Next, a known resin, dispersion medium, dispersant and the like are added to the ferrite powder thus obtained to obtain a magnetic slurry. In the present invention, the gel casting method is preferably used. The gel cast method is a method for producing a ceramic molded body by pouring a slurry containing ceramic powder as a main component into a mold cavity and crosslinking the slurry while solidifying in the mold. According to this gel casting method, curing shrinkage and drying shrinkage hardly occur in the process in which the slurry is cross-linked while solidifying, so that a precise shape without cracks can be obtained even if there is a coil.
Ferrite powder, a solvent, a dispersion medium, and a dispersant are weighed in predetermined amounts, and these and zirconia balls are put in a polypot and wet-mixed by a ball mill method, whereby a ferrite slurry is obtained.

次いで、斯くして得られたフェライトスラリーとゲル化剤と触媒と硬化剤とがそれぞれ所定量だけ秤量され、これらがミキサーによって攪拌され、これによって、磁性体用スラリーが得られる。   Subsequently, the ferrite slurry, the gelling agent, the catalyst, and the curing agent thus obtained are weighed by a predetermined amount, respectively, and stirred by a mixer, thereby obtaining a magnetic slurry.

一方、これとは別に、非磁性体32を形成するために使用されるセラミックスラリー(以下このセラミックスラリーを「非磁性体用スラリー」という)が以下のようにして準備される。   On the other hand, a ceramic slurry (hereinafter referred to as “slurry for nonmagnetic material”) used for forming the nonmagnetic material 32 is prepared as follows.

非磁性体の組成としては、主成分がFe、CuO、ZnOであり、これらの合計を100mol%として、Fe:47〜50mol%、ZnO:32〜40mol%、CuO:10〜20mol%、であることが好適である。
まず始めに、当該非磁性体用スラリーの原料粉末であるFe粉末、ZnO粉末、CuO粉末、および、MnO粉末がそれぞれ所定量だけ秤量される。本例では、Fe粉末が49.2mol%、ZnO粉末が37.3mol%、CuO粉末が13.2mol%、そして、MnO粉末が0.3mol%となるように、各原料粉末が秤量される。
As the composition of the non-magnetic material, the main components are Fe 2 O 3 , CuO and ZnO, and the total of these is 100 mol%, Fe 2 O 3 : 47 to 50 mol%, ZnO: 32 to 40 mol%, CuO: 10 It is preferable that it is ˜20 mol%.
First, Fe 2 O 3 powder, ZnO powder, CuO powder, and MnO 2 powder, which are raw material powders of the non-magnetic slurry, are weighed by a predetermined amount. In this example, each raw material powder is 49.2 mol% Fe 2 O 3 powder, 37.3 mol% ZnO powder, 13.2 mol% CuO powder, and 0.3 mol% MnO 2 powder. Weighed.

そして、以降、上述した磁性体用スラリーを得る手順と同じ手順によって非磁性体用スラリーが得られる。なお、非磁性体用スラリーを得る場合、上述した磁性体用スラリーを得る手順において、焼成された粉末がジルコニアボールおよびイオン交換水と共にポリポットに入れられ、予め定められた時間に亘って湿式粉砕されるときの予め定められた時間は、例えば、10時間〜80時間であるが、本実施形態では、20時間である。   Thereafter, the non-magnetic slurry is obtained by the same procedure as that for obtaining the magnetic slurry described above. In the case of obtaining a slurry for non-magnetic material, in the above-described procedure for obtaining a slurry for magnetic material, the fired powder is put into a polypot together with zirconia balls and ion-exchanged water, and wet pulverized for a predetermined time. The predetermined time at the time is 10 hours to 80 hours, for example, but is 20 hours in this embodiment.

さて、図13に示されているようにコイル10が形成された後、図14に示されているように、絶縁被覆層20の内周面20inによって画成されるコア空間を満たすように、上述したようにして準備された磁性体用スラリーが配置され、磁性体用スラリー31Sが形成される。なお、この磁性体用スラリー31Sは、セラミック成形体を経て、最終的に、第1磁性体31となることから、以下、この磁性体用スラリーを「第1磁性体用スラリー」と称することとする。   Now, after the coil 10 is formed as shown in FIG. 13, as shown in FIG. 14, so as to fill the core space defined by the inner peripheral surface 20in of the insulating coating layer 20, The magnetic material slurry prepared as described above is arranged to form the magnetic material slurry 31S. In addition, since this magnetic slurry 31S finally becomes the first magnetic body 31 after passing through the ceramic molded body, hereinafter, this magnetic body slurry is referred to as "first magnetic body slurry". To do.

次いで、第1磁性体用スラリー31Sをコア空間内に備えたコイル10が予め定められた時間に亘って放置されることによって、第1磁性体用スラリー31Sがゲル化し、その後、固化し、これによって、セラミック成形体31Cとなる。ここで、予め定められた時間は、10時間〜30時間(本実施形態では、15時間)である。なお、このセラミック成形体31Cは、最終的に、第1磁性体31となることから、以下、このセラミック成形体を「第1磁性体用成形体」と称することとする。   Next, the coil 10 provided with the first magnetic material slurry 31S in the core space is allowed to stand for a predetermined time, whereby the first magnetic material slurry 31S is gelled and then solidified. Thus, the ceramic molded body 31C is obtained. Here, the predetermined time is 10 hours to 30 hours (15 hours in the present embodiment). Since this ceramic molded body 31C eventually becomes the first magnetic body 31, hereinafter, this ceramic molded body will be referred to as a “first magnetic body molded body”.

次いで、第1磁性体用成形体31Cを内部に備えたコイル10が、図15に示されているように、上述したようにして準備された非磁性体用スラリー内に含浸される。斯くして、図16に示されているように、コイル素線部分10W(および、絶縁被覆層20)と第1磁性体用成形体31Cとを覆うように、非磁性体用スラリー32Sが配置される。   Next, the coil 10 provided with the first magnetic body molded body 31C is impregnated in the non-magnetic slurry prepared as described above, as shown in FIG. Thus, as shown in FIG. 16, the non-magnetic slurry 32S is disposed so as to cover the coil wire portion 10W (and the insulating coating layer 20) and the first magnetic molded body 31C. Is done.

一方、これとは別に、最終的に第3磁性体34となるプレート状の2枚のセラミック成形体が以下のようにして作成される。   On the other hand, two plate-shaped ceramic molded bodies that finally become the third magnetic body 34 are produced as follows.

すなわち、図17に示されているように、直方体のプレート状のステンレス(例えば、ジュラルミン等のアルミニウム合金)製の第1成形型51および第2成形型52が準備される。次いで、互いに対向する第1成形型51の表面51Sおよび第2成形型52の表面52S(以下これら表面を「成形面」という)に離型剤が塗布されることによって、これら成形面51Sおよび52S上に非付着性の被膜が形成される。   That is, as shown in FIG. 17, a first molding die 51 and a second molding die 52 made of rectangular parallelepiped plate-like stainless steel (for example, aluminum alloy such as duralumin) are prepared. Next, a mold release agent is applied to the surface 51S of the first mold 51 and the surface 52S of the second mold 52 (hereinafter, these surfaces are referred to as “molded surfaces”) facing each other, whereby these mold surfaces 51S and 52S. A non-adhesive film is formed on top.

なお、これら非付着性の被膜は、成形面51Sおよび52S上に成形された第3磁性体用成形体を当該成形面51Sおよび52Sから引き離しやすくするために形成されるものである。また、これら非付着性の被膜には、例えば、フッ素樹脂、シリコン樹脂、フッ素油、シリコン油、めっき、CVD、PVD等による種々の被膜が用いられる。なお、フッ素樹脂、シリコン樹脂、フッ素油、シリコン油が上記非付着性の被膜の材料として用いられる場合、スプレー、ディッピング等によって上記非付着性の被膜が形成される。   These non-adhesive films are formed in order to easily separate the third magnetic body molded body formed on the molding surfaces 51S and 52S from the molding surfaces 51S and 52S. For these non-adhesive coatings, various coatings made of, for example, fluorine resin, silicon resin, fluorine oil, silicon oil, plating, CVD, PVD, or the like are used. When fluororesin, silicon resin, fluorine oil, or silicon oil is used as the material for the non-adhesive film, the non-adhesive film is formed by spraying, dipping, or the like.

次いで、図18(A)に示されているように、第1成形型51と第2成形型52とがこれら成形型間にスペーサ53が挟まれると共に第1成形型51の成形面51Sと第2成形型52の成形面52Sとが互いに向き合うようにセットされる。   Next, as shown in FIG. 18A, the first molding die 51 and the second molding die 52 have the spacer 53 sandwiched between these molding dies and the molding surface 51S of the first molding die 51 and the first molding die 51S. The two molding dies 52 are set so that the molding surface 52S faces each other.

なお、ここでは、第1成形型51の成形面51Sと第2成形型52の成形面52Sとの間の距離が最終的に形成される第3磁性体34の厚みに相当するようにスペーサ53の寸法が設定されている。また、第1成形型51と第2成形型52とスペーサ53によって画成される空間54は、最終的に得ようとしている第3磁性体34の形状と一致する形状とされる。   Here, the spacer 53 is set such that the distance between the molding surface 51S of the first molding die 51 and the molding surface 52S of the second molding die 52 corresponds to the thickness of the third magnetic body 34 to be finally formed. The dimensions are set. The space 54 defined by the first mold 51, the second mold 52, and the spacer 53 has a shape that matches the shape of the third magnetic body 34 that is finally obtained.

次いで、図18(B)に示されているように、第1成形型51と第2成形型52とスペーサ53とによって画成された空間54内に、上述したように準備された磁性体用スラリーが充填され、磁性体用スラリー34Sが形成される。なお、この磁性体用スラリー34Sは、セラミック成形体を経て、最終的に、第3磁性体34となることから、以下、この磁性体用スラリーを「第3磁性体用スラリー」と称することとする。   Next, as shown in FIG. 18B, in the space 54 defined by the first mold 51, the second mold 52, and the spacer 53, the magnetic body prepared as described above is used. The slurry is filled to form a magnetic material slurry 34S. The magnetic material slurry 34S passes through the ceramic molded body and finally becomes the third magnetic material 34. Hereinafter, this magnetic material slurry is referred to as "third magnetic material slurry". To do.

次いで、図18(C)に示されているように、空間54内に充填された第3磁性体用スラリー34Sが予め定められた時間に亘って放置されることによって、第3磁性体用スラリー34Sが固化(すなわち、硬化)し、これによって、セラミック成形体34Cが形成される。ここで、予め定められた時間は、10時間〜30時間(本実施形態では、15時間)である。なお、このセラミック成形体34Cは、最終的に、第3磁性体34となることから、以下、このセラミック成形体を「第3磁性体用成形体」と称することとする。   Next, as shown in FIG. 18C, the third magnetic substance slurry 34S filled in the space 54 is allowed to stand for a predetermined time, whereby a third magnetic substance slurry is obtained. 34S is solidified (that is, hardened), thereby forming a ceramic molded body 34C. Here, the predetermined time is 10 hours to 30 hours (15 hours in the present embodiment). Since this ceramic molded body 34C eventually becomes the third magnetic body 34, hereinafter, this ceramic molded body will be referred to as a “third magnetic body molded body”.

次いで、図18(D)に示されているように、斯くして形成された第3磁性体用成形体34Cから第1成形型51、第2成形型52、および、スペーサ53が外される。   Next, as shown in FIG. 18D, the first molding die 51, the second molding die 52, and the spacer 53 are removed from the thus-formed third magnetic body molded body 34C. .

次いで、図19に示されているように、図16に示されている絶縁被覆層20によって被覆されているコイル10と第1磁性体用成形体31Cとを内包する非磁性体用スラリー32Sが1枚の第3磁性体用成形体34C上に載置される。   Next, as shown in FIG. 19, a non-magnetic slurry 32S containing the coil 10 covered with the insulating coating layer 20 shown in FIG. 16 and the first magnetic molded body 31C is formed. It is placed on one third magnetic body molded body 34C.

次いで、図20に示されているように、少なくとも、非磁性体用スラリー32Sの外周面32outを覆うように、上述したようにして準備された磁性体用スラリーが配置され、磁性体用スラリー33Sが形成される。なお、この磁性体用スラリー33Sは、セラミック成形体を経て、最終的に、第2磁性体33となることから、以下、この磁性体用スラリーを「第2磁性体用スラリー」と称することとする。   Next, as shown in FIG. 20, the magnetic material slurry prepared as described above is disposed so as to cover at least the outer peripheral surface 32out of the nonmagnetic material slurry 32S, and the magnetic material slurry 33S. Is formed. The magnetic material slurry 33S passes through the ceramic molded body and finally becomes the second magnetic material 33. Therefore, this magnetic material slurry is hereinafter referred to as "second magnetic material slurry". To do.

次いで、図21(A)に示されているように、図面において上方から第2磁性体用スラリー33Sがもう一方の第3磁性体用成形体34Cによって押圧される。そして、図21(B)に示されているように、第3磁性体用成形体34Cが第2磁性体用スラリー33Sと非磁性体用スラリー32Sとの上に配置される。   Next, as shown in FIG. 21A, the second magnetic substance slurry 33S is pressed by the other third magnetic substance molded body 34C from above in the drawing. Then, as shown in FIG. 21B, the third magnetic body molded body 34C is disposed on the second magnetic body slurry 33S and the nonmagnetic body slurry 32S.

次いで、非磁性体用スラリー32Sと第2磁性体用スラリー33Sとが予め定められた時間に亘って放置されることによって、スラリー32Sおよび33Sが固化(すなわち、硬化)し、これによって、図22に示されているように、セラミック成形体32Cおよび33Cが形成される。ここで、予め定められた時間は、10時間〜30時間(本実施形態では、15時間)である。なお、これらセラミック成形体32Cおよび33Cは、最終的に、それぞれ、非磁性体32および第2磁性体33となることから、以下、これらセラミック成形体をそれぞれ「非磁性体用成形体」および「第2磁性体用成形体」と称することとする。   Next, the non-magnetic slurry 32S and the second magnetic slurry 33S are allowed to stand for a predetermined time, so that the slurries 32S and 33S are solidified (that is, hardened). As shown in FIG. 5, ceramic molded bodies 32C and 33C are formed. Here, the predetermined time is 10 hours to 30 hours (15 hours in the present embodiment). Since these ceramic molded bodies 32C and 33C will eventually become the non-magnetic body 32 and the second magnetic body 33, respectively, these ceramic molded bodies are hereinafter referred to as "non-magnetic body molded bodies" and " It will be referred to as a “second magnetic body molded body”.

次いで、第1磁性体用成形体31C〜第3磁性体用成形体34Cと非磁性体用成形体32Cとが予め定められた温度の環境下で予め定められた時間に亘って焼成され、これによって、図23に示されているように、第1磁性体31〜第3磁性体34、および、非磁性体32が得られる。ここで、予め定められた温度は、40℃/hの昇温速度でもって200℃まで上昇せしめられ、200℃の温度で5時間維持され、次いで、30℃/hの昇温速度でもって500℃まで上昇せしめられ、500℃の温度で5時間保持され、次いで、2000℃/hの昇温速度でもって900℃まで上昇せしめられ、900℃の温度で2時間保持され、290℃の降温速度でもって30℃まで下降せしめられる。   Next, the first magnetic body molded body 31C to the third magnetic body molded body 34C and the non-magnetic body molded body 32C are fired for a predetermined time in an environment of a predetermined temperature. Thus, as shown in FIG. 23, the first magnetic body 31 to the third magnetic body 34 and the non-magnetic body 32 are obtained. Here, the predetermined temperature is raised to 200 ° C. at a temperature increase rate of 40 ° C./h, maintained at a temperature of 200 ° C. for 5 hours, and then 500 ° C. at a temperature increase rate of 30 ° C./h. The temperature was raised to 900C and held at a temperature of 500 ° C for 5 hours, then raised to 900 ° C with a rate of temperature increase of 2000 ° C / h, held at a temperature of 900 ° C for 2 hours, and a rate of temperature decrease of 290 ° C Therefore, it can be lowered to 30 ° C.

最後に、図24に示されているように、外部電極層40がコイル端部10Eに接触するように第2磁性体33の外壁面33out1および33out2上に配置される。斯くして、上述した本発明の実施形態のコイル埋設型インダクタが得られる。   Finally, as shown in FIG. 24, the external electrode layer 40 is disposed on the outer wall surfaces 33out1 and 33out2 of the second magnetic body 33 so as to contact the coil end portion 10E. Thus, the coil-embedded inductor according to the embodiment of the present invention described above is obtained.

以上説明した本実施形態のコイル埋設型インダクタの製造方法のフローを簡単にまとめると、図25に示されているようになる。   The flow of the manufacturing method of the coil-embedded inductor according to this embodiment described above can be summarized as shown in FIG.

すなわち、ステップ100に示されているように、磁性体用スラリーが作成される。一方、ステップ112に示されているように、非磁性体用スラリーが作成される。   That is, as shown in step 100, a magnetic slurry is prepared. On the other hand, as shown in step 112, a non-magnetic slurry is produced.

また、ステップ101に示されているように、ステップ100で作成された磁性体用スラリーを使用して第3磁性体用成形体34Cが作成される。   Further, as shown in step 101, the third magnetic body molded body 34C is created using the magnetic body slurry created in step 100.

また、ステップ102に示されているように、コイル10が作成される。次いで、ステップ103に示されているように、ステップ102で作成されたコイル10の外壁面上に塗布された絶縁被覆層20によって画成されるコア空間内に、ステップ100で作成された磁性体用スラリーが充填されることによって、第1磁性体用スラリー31Sが配置される。次いで、ステップ104に示されているように、ステップ103で配置された第1磁性体用スラリー31Sが硬化せしめられることによって、第1磁性体用成形体31Cが形成される。   In addition, as shown in step 102, the coil 10 is created. Next, as shown in step 103, the magnetic material created in step 100 is formed in the core space defined by the insulating coating layer 20 applied on the outer wall surface of the coil 10 created in step 102. The first magnetic material slurry 31S is arranged by being filled with the slurry for use. Next, as shown in step 104, the first magnetic body slurry 31 </ b> S disposed in step 103 is cured to form the first magnetic body molded body 31 </ b> C.

次いで、ステップ105に示されているように、ステップ104で得られたコイル10と第1磁性体用成形体31Cとの組立体がステップ112で作成された非磁性体用スラリーに含浸されることによって、コイル素線部分10W(および、絶縁被覆層20)と第1磁性体用成形体31Cとを包囲するように、非磁性体用スラリー32Sが配置される。   Next, as shown in step 105, the assembly of the coil 10 and the first magnetic molded body 31 </ b> C obtained in step 104 is impregnated with the nonmagnetic slurry produced in step 112. Thus, the non-magnetic slurry 32S is arranged so as to surround the coil wire portion 10W (and the insulating coating layer 20) and the first magnetic molded body 31C.

次いで、ステップ106に示されているように、ステップ105で得られたコイル10がステップ101で作成された第3磁性体用成形体34C上に載置される。   Next, as shown in step 106, the coil 10 obtained in step 105 is placed on the third magnetic body molded body 34 </ b> C created in step 101.

次いで、ステップ107に示されているように、ステップ106で第3磁性体用成形体34C上に載置された非磁性体用スラリー32Sを包囲するように、ステップ100で作成された磁性体用スラリーが配置されることによって、第2磁性体用スラリー33Sが形成される。   Next, as shown in step 107, the magnetic material prepared in step 100 so as to surround the non-magnetic material slurry 32 </ b> S placed on the third magnetic material molded body 34 </ b> C in step 106. By disposing the slurry, the second magnetic material slurry 33S is formed.

次いで、ステップ108に示されているように、ステップ107で形成された第2磁性体用スラリー33Sがステップ101で作成された第3磁性体用成形体34Cによって押圧される。   Next, as shown in step 108, the second magnetic substance slurry 33 </ b> S formed in step 107 is pressed by the third magnetic substance molded body 34 </ b> C created in step 101.

次いで、ステップ109に示されているように、非磁性体用スラリー32Sおよび第2磁性体用スラリー33Sが硬化せしめられることによって、非磁性体用成形体32Cおよび第2磁性体用成形体33Cが形成される。   Next, as shown in step 109, the non-magnetic body slurry 32S and the second magnetic body slurry 33S are cured, whereby the non-magnetic body molded body 32C and the second magnetic body molded body 33C are formed. It is formed.

次いで、ステップ110に示されているように、第1磁性体用成形体31C〜第3磁性体用成形体34Cおよび非磁性体用成形体32Cが焼成されることによって、第1磁性体31〜第3磁性体34および非磁性体32が形成される。   Next, as shown in Step 110, the first magnetic body 31C to the third magnetic body 34C and the nonmagnetic body 32C are fired to fire the first magnetic bodies 31C to 31C. A third magnetic body 34 and a non-magnetic body 32 are formed.

次いで、ステップ111に示されているように、第2磁性体用成形体33を覆うように外部電極層40が配置されることによって、コイル埋設型インダクタが得られる。   Next, as shown in step 111, the external electrode layer 40 is disposed so as to cover the second magnetic body molded body 33, whereby a coil-embedded inductor is obtained.

1…コイル埋設型インダクタ、10…コイル、10W…コイル素線部分、20…絶縁被覆層、31…第1磁性体、32…非磁性体、33…第2磁性体、34…第3磁性体、40…外部電極層   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Coil buried type inductor, 10 ... Coil, 10W ... Coil strand part, 20 ... Insulation coating layer, 31 ... 1st magnetic body, 32 ... Nonmagnetic body, 33 ... 2nd magnetic body, 34 ... 3rd magnetic body 40 ... External electrode layer

Claims (5)

導電性を備えた巻線型のコイルを有するコイル埋設型インダクタであって、非磁性体が前記コイルおよび該コイル内部に配置された磁性体を取り囲んでおり、更に該非磁性体を取り囲む磁性体が配置されているコイル埋設型インダクタ。   A coil-embedded inductor having a winding type coil having conductivity, wherein a non-magnetic body surrounds the coil and the magnetic body disposed inside the coil, and a magnetic body surrounding the non-magnetic body is further disposed. The coil buried type inductor. 前記コイル素線が5μm〜40μmの厚みを有する非磁性体によって被覆されている請求項1に記載のコイル埋設型インダクタ。   The coil-embedded inductor according to claim 1, wherein the coil wire is covered with a nonmagnetic material having a thickness of 5 μm to 40 μm. 前記コイル内部に配置されている磁性体の外周面が前記コイル素線間に沿って延びる凸部を有する請求項1または2に記載のコイル埋設型インダクタ。   3. The coil-embedded inductor according to claim 1, wherein an outer peripheral surface of a magnetic body disposed inside the coil has a convex portion extending along the coil wire. 4. 前記コイル内部に配置されている磁性体の側面の凸部が前記コイル素線間まで突出している請求項3に記載のコイル埋設型インダクタ。   4. The coil-embedded inductor according to claim 3, wherein a convex portion on a side surface of the magnetic body disposed inside the coil protrudes between the coil strands. 前記コイルの外周面を覆う非磁性体の外周面が前記コイルの中心軸線を中心とした略平坦な円筒面である請求項1〜4のいずれか1つに記載のインダクタ。   The inductor according to any one of claims 1 to 4, wherein an outer peripheral surface of a nonmagnetic material covering the outer peripheral surface of the coil is a substantially flat cylindrical surface centering on a central axis of the coil.
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