JP2011258737A - コイル封入圧粉コア及び前記コイル封入圧粉コアを有するデバイス、ならびに、前記コイル封入圧粉コアの製造方法、及び、前記デバイスの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 特に、従来に比べて半田付け性を向上させることが可能なコイル封入圧粉コア及びその製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】 組成式がＦｅ_{100-a-b-c-x-y-z-t}Ｎｉ_aＳｎ_bＣｒ_cＰ_xＣ_yＢ_zＳｉ_tで示され、０ａｔ％≦ａ≦１０ａｔ％、０ａｔ％≦ｂ≦３ａｔ％、０ａｔ％≦ｃ≦６ａｔ％、６．８ａｔ％≦ｘ≦１０．８ａｔ％、２．２ａｔ％≦ｙ≦９．８ａｔ％、０ａｔ％≦ｚ≦４．２ａｔ％、０ａｔ％≦ｔ≦３．９ａｔ％のＦｅ基金属ガラス合金の粉末が結着材によって固化成形されてなる圧粉コアと、圧粉コアに覆われるコイルと、コイルに接続される外部接続用の端子部とを有し、端子部は、Ｃｕ基材１５と、Ｃｕ基材の表面に形成された下地層１６と、下地層の表面に形成された表面電極層１７とを有して構成され、下地層はＮｉで形成され、表面電極層は、ＡｇあるいはＡｇ−Ｐｄで形成される。
【選択図】図３

Description

本発明は、インダクタやトランス、その他の電子部品に用いられるコイル封入圧粉コアの端子構造に関する。

電子部品等に適用されるコイル封入圧粉コアは、圧粉コアの内部にコイルを封入した構造である。コイルには端子部が電気的に接続されている。端子部は外部接続用として圧粉コアから外部に露出している。

従来では、端子部は、Ｃｕ基材の表面にＮｉ下地層を介してＳｎめっき層が形成された構造であった。Ｓｎめっき層の表面が実装基板との間で半田接合される実装面である。

圧粉コアは軟磁気特性に優れるＦｅ基金属ガラス合金（Ｆｅ基非晶質合金）を用いて成形することができる。しかしながら、Ｆｅ基金属ガラス合金特有の課題として、Ｆｅ基金属ガラス合金に必要なアニールの熱処理温度が高温であるといった課題があった。例えば下記の特許文献１に示す軟磁性合金粉末（金属ガラス合金粉末）を用いれば、従来のＦｅ基金属ガラス合金に比べて、ガラス遷移温度Ｔｇを下げることができ、最適熱処理温度を低下させることができるが、それでも約３５０℃以上の熱処理が必要となった。

熱処理は、圧粉コアをプレス成形して、端子部が接続されたコイルが前記圧粉コア内に埋設された状態で行われる。

このため端子部は高温の熱処理に曝されることになり、従来の端子構造では、Ｓｎめっき層が変質する問題があった。膜の変質は、Ｃｕが拡散し、さらには高温に曝されたＳｎめっき層が溶解して再結晶化する等が原因で生じるものと考えられる。

このように半田接合面であるＳｎめっき層が変質することで、半田付け性が劣化する問題があった。

特開２００６−３３９５２５号公報 特開２００６−１７３２０７号公報 特開２００９−１０２６８号公報 特開２００８−２８９１１１号公報 特開２００４−３４９４６８号公報

特許文献２〜５に記載された発明には、Ｃｕ／Ｎｉ／Ｓｎめっき以外の端子構造が開示されている。

しかしながらこれら特許文献は、Ｆｅ基金属ガラス合金を用いて圧粉コアを成形した際に施される高温の熱処理に対応すべく端子構造を改善した発明ではない。

そこで本発明は、上記の従来課題を解決するためのものであり、特に、従来に比べて半田付け性を向上させることが可能なコイル封入圧粉コア及びその製造方法を提供することを目的とする。

また、コイル封入圧粉コアと実装基板間を適切且つ安定して半田接合することが可能なコイル封入圧粉コアを有するデバイス及びその製造方法を提供することを目的とする。

本発明におけるコイル封入圧粉コアは、
Ｆｅ基金属ガラス合金を有して成形されてなる圧粉コアと、前記圧粉コアに覆われるコイルと、前記コイルに電気的に接続される外部接続用の端子部とを有し、
前記端子部は、Ｃｕ基材と、前記Ｃｕ基材の表面に形成された下地層と、前記下地層の表面に形成された表面電極層とを有して構成され、
前記下地層はＮｉで形成され、前記表面電極層は、ＡｇあるいはＡｇ−Ｐｄで形成されることを特徴とするものである。

また本発明におけるコイル封入圧粉コアの製造方法は、
Ｆｅ基金属ガラス合金を有して成形してなる圧粉コアと、前記圧粉コアに覆われるコイルと、前記コイルに電気的に接続される外部接続用の端子部とを有し、
前記端子部を、Ｃｕ基材と、前記Ｃｕ基材の表面に形成された下地層と、前記下地層の表面に形成された表面電極層とを有して構成し、
前記下地層をＮｉで形成し、前記表面電極層を、ＡｇあるいはＡｇ−Ｐｄで形成する工程、
前記圧粉コアを成形して、前記圧粉コア内に前記端子部が接続された前記コイルを埋設する工程、
前記圧粉コアに対して３５０℃〜４００℃の熱処理を施す工程、
を有することを特徴とするものである。

本発明では、前記圧粉コアは、組成式が、Ｆｅ_{100-a-b-c-x-y-z-t}Ｎｉ_aＳｎ_bＣｒ_cＰ_xＣ_yＢ_zＳｉ_tで示され、０ａｔ％≦ａ≦１０ａｔ％、０ａｔ％≦ｂ≦３ａｔ％、０ａｔ％≦ｃ≦６ａｔ％、６．８ａｔ％≦ｘ≦１０．８ａｔ％、２．２ａｔ％≦ｙ≦９．８ａｔ％、０ａｔ％≦ｚ≦４．２ａｔ％、０ａｔ％≦ｔ≦３．９ａｔ％であるＦｅ基金属ガラス合金の粉末を結着材により固化成形されたものであることが好適である。

本発明では上記の端子構造により、高温の熱処理が施されても、ＡｇあるいはＡｇ−Ｐｄで形成された表面電極層が変質してしまうのを表面電極層にＳｎめっきを用いた従来に比べて抑制できる。

特に、上記したＦｅ基金属ガラス合金を用いることで、圧粉コアの最適熱処理温度を３５０℃〜４００℃程度に設定することができる。そして、３５０℃〜４００℃程度の熱処理に曝された場合、従来のようにＳｎめっきを用いた場合には変質したが、本発明では、表面電極層の変質を効果的に抑制できることが後述する実験により確認されている。
以上により本発明では、従来に比べて半田付け性を向上させることが可能である。

本発明では、前記下地層の厚みは、１〜５μｍの範囲内、前記表面電極層の厚みは、３〜１０μｍの範囲内で形成されることが好ましい。

また本発明におけるコイル封入圧粉コアを有するデバイス及びその製造方法は、上記に記載されたコイル封入圧粉コアと、実装基板とを有し、前記コイル封入圧粉コアの端子部に形成された表面電極層と前記実装基板の電極間を半田接合してなることを特徴とするものである。

本発明では、上記したようにコイル封入圧粉コアの半田付け性を向上させることができ、端子部と実装基板の電極間に適切にフィレット状の半田層を形成することができる。よってコイル封入圧粉コアの端子部と実装基板の電極間を適切且つ安定して半田接合することが出来る。

本発明のコイル封入圧粉コア及びその製造方法によれば、従来に比べて半田付け性を向上させることが可能である。

また本発明のコイル封入圧粉コアを有するデバイス及びその製造方法によれば、コイル封入圧粉コアの端子部と実装基板の電極間を適切且つ安定して半田接合することが出来る。

図１は、本発明を適用したコイル封入圧粉コアの実施形態を一部透視して示す斜視図、 図２は、図１に示すコイル封入圧粉コアを実装基板上に実装した状態を示す部分正面図、 図３は、図２のＡで囲った部分の部分拡大縦断面図、 本実施形態のコイル封入圧粉コアの製造方法を示す工程図（各図は製造工程中の部分平面図を示す）。

図１は、本発明を適用したコイル封入圧粉コアの実施形態を一部透視して示す斜視図、図２は、図１に示すコイル封入圧粉コアを実装基板上に実装した状態を示す部分正面図、図３は、図２のＡで囲った部分の部分拡大縦断面図、である。

図１に示すコイル封入圧粉コア１は、圧粉コア３と、圧粉コア３に覆われる空芯コイル２と、空芯コイル２に電気的に接続される端子部４とを備えて構成される。

空芯コイル２は、絶縁被膜された導線を螺旋状に巻回して形成されたものである。空芯コイル２は、巻回部２ａと巻回部２ａから引き出された引出端部２ｂ，２ｂとを有して構成される。空芯コイル２の巻き数は必要なインダクタンスに応じて適宜設定される。

圧粉コア３は、本実施形態におけるＦｅ基金属ガラス合金（Ｆｅ基非晶質合金）の粉末が結着材により固化成形されたものである。

本実施形態におけるＦｅ基金属ガラス合金（Ｆｅ基非晶質合金）は、組成式が、Ｆｅ_{100-a-b-c-x-y-z-t}Ｎｉ_aＳｎ_bＣｒ_cＰ_xＣ_yＢ_zＳｉ_tで示され、０ａｔ％≦ａ≦１０ａｔ％、０ａｔ％≦ｂ≦３ａｔ％、０ａｔ％≦ｃ≦６ａｔ％、６．８ａｔ％≦ｘ≦１０．８ａｔ％、２．２ａｔ％≦ｙ≦９．８ａｔ％、０ａｔ％≦ｚ≦４．２ａｔ％、０ａｔ％≦ｔ≦３．９ａｔ％である。

上記のように、本実施形態のＦｅ基金属ガラス合金は、主成分としてのＦｅと、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｃｒ、Ｐ、Ｃ、Ｂ、Ｓｉ（ただし、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｃｒ、Ｂ、Ｓｉの添加は任意）とを添加してなる軟磁性合金である。

本実施形態のＦｅ基金属ガラス合金に含まれるＦｅの添加量は、上記した組成式では、（１００−ａ−ｂ−ｃ−ｘ−ｙ−ｚ−ｔ）で示され、６５．９ａｔ％〜７７．４ａｔ％程度の範囲内である。このようにＦｅ量が高いことで高い磁化を得ることができる。

Ｆｅ基金属ガラス合金に含まれるＮｉの添加量ａは、０ａｔ％〜１０ａｔ％の範囲内で規定される。Ｎｉの添加によりガラス遷移温度（Ｔｇ）を低く、且つ換算ガラス化温度（Ｔｇ／Ｔｍ）を高い値に維持できる。ここでＴｍは融点である。Ｎｉの添加量ａを１０ａｔ％程度まで大きくしても非晶質を得ることができる。ただし、Ｎｉの添加量ａが６ａｔ％を超えると、換算ガラス化温度（Ｔｇ／Ｔｍ）及び、Ｔｘ／Ｔｍ（ここでＴｘは、結晶化開始温度）が低下し、非晶質形成能が低下するので、本実施形態では、Ｎｉの添加量ａは、０ａｔ％〜６ａｔ％の範囲内であることが好ましく、さらに、４ａｔ％〜６ａｔ％の範囲内とすれば、安定して低いガラス遷移温度（Ｔｇ）と、高い換算ガラス化温度（Ｔｇ／Ｔｍ）を得ることが可能である。また高い磁化を維持できる。

Ｆｅ基金属ガラス合金に含まれるＳｎの添加量ｂは、０ａｔ％〜３ａｔ％の範囲内で規定される。Ｓｎの添加量ｂを３ａｔ％程度まで大きくしても非晶質を得ることができる。ただし、Ｓｎの添加により合金粉末中の酸素濃度が増加し、Ｓｎの添加により耐食性が低下しやすい。そのためＳｎの添加量は必要最小限に抑える。またＳｎの添加量ｂを３ａｔ％程度とするとＴｘ／Ｔｍが大きく低下し、非晶質形成能が低下することからＳｎの添加量ｂの好ましい範囲を０〜２ａｔ％に設定した。あるいは、Ｓｎの添加量ｂは１ａｔ％〜２ａｔ％の範囲内であることが高いＴｘ／Ｔｍを確保できてより好ましい。

本実施形態では、Ｆｅ基金属ガラス合金に、ＮｉとＳｎの双方を添加しないか、あるいはＮｉあるいはＳｎのどちらか一方のみを添加することが好適である。すなわち、本実施形態では、ＮｉあるいはＳｎを添加する場合には、どちらか一方のみを添加することとし、これにより、低いガラス遷移温度（Ｔｇ）、及び高い換算ガラス化温度（Ｔｇ／Ｔｍ）のみならず、磁化を高くし且つ耐食性を向上させることが可能になる。

Ｆｅ基金属ガラス合金に含まれるＣｒの添加量ｃは、０ａｔ％〜６ａｔ％の範囲内で規定される。Ｃｒは、合金に不動態化酸化皮膜を形成でき、Ｆｅ基金属ガラス合金の耐食性を向上できる。例えば、水アトマイズ法を用いてＦｅ基金属ガラス合金粉末を作製する際において、合金溶湯が直接水に触れたとき、更には水アトマイズ後のＦｅ基金属ガラス合金粉末の乾燥工程において生じる腐食部分の発生を防ぐことができる。一方、Ｃｒの添加によりガラス遷移温度（Ｔｇ）が高くなり、また飽和質量磁化σｓや飽和磁化Ｉｓが低下するので、Ｃｒの添加量ｃは必要最小限に抑えることが効果的である。特に、Ｃｒの添加量ｃを０ａｔ％〜２ａｔ％の範囲内に設定すると、ガラス遷移温度（Ｔｇ）を低く維持できるので好適である。

さらにＣｒの添加量ｃを１ａｔ％〜２ａｔ％の範囲内で調整することがより好ましい。良好な耐食性とともに、ガラス遷移温度（Ｔｇ）を低く維持でき、且つ高い磁化を維持することができる。

Ｆｅ基金属ガラス合金に含まれるＰの添加量ｘは、６．８ａｔ％〜１０．８ａｔ％の範囲内で規定される。また、Ｆｅ基金属ガラス合金に含まれるＣの添加量ｙは、２．２ａｔ％〜９．８ａｔ％の範囲内で規定される。Ｐ及びＣの添加量を上記範囲内に規定したことで非晶質を得ることが出来る。

本実施形態では、特に、Ｐの添加量ｘを８．８ａｔ％〜１０．８ａｔ％の範囲内に調整することで融点（Ｔｍ）を効果的に低くすることができ、換算ガラス化温度（Ｔｇ／Ｔｍ）を高くすることが出来る。

一般に、Ｐは半金属の中で磁化を低下させやすい元素として知られており、高い磁化を得るためには添加量はある程度少なくする必要がある。加えて、Ｐの添加量ｘを１０．８ａｔ％とすると、Ｆｅ−Ｐ−Ｃの三元合金の共晶組成（Ｆｅ_79.4Ｐ_10.8Ｃ_9.8）付近となるため、Ｐを１０．８ａｔ％を超えて添加することは融点（Ｔｍ）の上昇を招く。従って、Ｐの添加量の上限は１０．８ａｔ％とすることが望ましい。一方、上記のように融点（Ｔｍ）を効果的に低下させ、換算ガラス化温度（Ｔｇ／Ｔｍ）を高くするためには、Ｐを８．８ａｔ％以上添加することが好ましい。

また、Ｃの添加量ｙを５．８ａｔ％〜８．８ａｔ％の範囲内に調整することが好適である。これにより、効果的に、融点（Ｔｍ）を低くでき、換算ガラス化温度（Ｔｇ／Ｔｍ）を高くすることが出来、磁化を高い値で維持出来る。

Ｆｅ基金属ガラス合金に含まれるＢの添加量ｚは、０ａｔ％〜４．２ａｔ％の範囲内で規定される。また、Ｆｅ基金属ガラス合金に含まれるＳｉの添加量ｔは、０ａｔ％〜３．９ａｔ％の範囲内で規定される。これにより、非晶質を得ることが出来、またガラス遷移温度（Ｔｇ）を低く抑えることが可能である。

具体的には、Ｆｅ基金属ガラス合金のガラス遷移温度（Ｔｇ）を７４０Ｋ（ケルビン）以下に設定できる。但し、４．２ａｔ％を超えて添加すると磁化が低下するため、上限は４．２ａｔ％とすることが好ましい。

また本実施形態では、（Ｂの添加量ｚ＋Ｓｉの添加量ｔ）は、０ａｔ％〜４ａｔ％の範囲内であることが好ましい。これにより、Ｆｅ基金属ガラス合金のガラス遷移温度（Ｔｇ）を効果的に７４０Ｋ以下に設定できる。また高い磁化を維持できる。

また本実施形態では、Ｂの添加量ｚを０ａｔ％〜２ａｔ％の範囲内に設定し、また、Ｓｉの添加量ｔを０ａｔ％〜１ａｔ％の範囲内に設定することで、より効果的にガラス遷移温度（Ｔｇ）を低く出来る。さらに加えて、（Ｂの添加量ｚ＋Ｓｉの添加量ｔ）を、０ａｔ％〜２ａｔ％の範囲内とすることで、ガラス遷移温度（Ｔｇ）を７１０Ｋ以下に抑えることが出来る。

あるいは本実施形態では、Ｂの添加量ｚを、０ａｔ％〜３ａｔ％の範囲内、Ｓｉの添加量ｔを、０ａｔ％〜２ａｔ％の範囲内、及び、（Ｂの添加量ｚ＋Ｓｉの添加量ｔ）を、０ａｔ％〜３ａｔ％の範囲内とすることで、ガラス遷移温度（Ｔｇ）を７２０Ｋ以下に抑えることが出来る。

また本実施形態では、Ｓｉの添加量ｔ／（Ｓｉの添加量ｔ＋Ｐの添加量ｘ）は、０〜０．３６の範囲内であることが好ましい。またＳｉの添加量ｔ／（Ｓｉの添加量ｔ＋Ｐの添加量ｘ）は、０〜０．２５の範囲内であることがより好ましい。本実施形態では、Ｓｉの添加量ｔ／（Ｓｉの添加量ｔ＋Ｐの添加量ｘ）を上記範囲内に設定することで、より効果的に、ガラス遷移温度（Ｔｇ）を低くでき、且つ換算ガラス化温度（Ｔｇ／Ｔｍ）を高めることができる。

本実施形態のＦｅ基金属ガラス合金は、組成式が、Ｆｅ_{100-c-x-y-z-t}Ｃｒ_cＰ_xＣ_yＢ_zＳｉ_tで示され、１ａｔ％≦ｃ≦２ａｔ％、８．８ａｔ％≦ｘ≦１０．８ａｔ％、５．８ａｔ％≦ｙ≦８．８ａｔ％、１ａｔ％≦ｚ≦２ａｔ％、０ａｔ％＜ｔ≦１ａｔ％であることがより好適である。

これにより、ガラス遷移温度（Ｔｇ）を７２０Ｋ以下にでき、換算ガラス化温度（Ｔｇ／Ｔｍ）を０．５７以上にでき、飽和磁化Ｉｓを１．２５以上にでき、飽和質量磁化σｓを１７５×１０^-6Ｗｂｍ／ｋｇ以上にできる。

また本実施形態のＦｅ基金属ガラス合金は、組成式が、Ｆｅ_{100-a-c-x-y-z-t}Ｎｉ_aＣｒ_cＰ_xＣ_yＢ_zＳｉ_tで示され、４ａｔ％≦ａ≦６ａｔ％、１ａｔ％≦ｃ≦２ａｔ％、８．８ａｔ％≦ｘ≦１０．８ａｔ％、５．８ａｔ％≦ｙ≦８．８ａｔ％、１ａｔ％≦ｚ≦２ａｔ％、０ａｔ％＜ｔ≦１ａｔ％であることがより好適である。

これにより、ガラス遷移温度（Ｔｇ）を７０５Ｋ以下にでき、換算ガラス化温度（Ｔｇ／Ｔｍ）を０．５６以上にでき、飽和磁化Ｉｓを１．２５以上にでき、飽和質量磁化σｓを１７０×１０^-6Ｗｂｍ／ｋｇ以上にできる。

また本実施形態のＦｅ基金属ガラス合金は、組成式が、Ｆｅ_{100-a-c-x-y-z}Ｎｉ_aＣｒ_cＰ_xＣ_yＢ_zで示され、４ａｔ％≦ａ≦６ａｔ％、１ａｔ％≦ｃ≦２ａｔ％、８．８ａｔ％≦ｘ≦１０．８ａｔ％、５．８ａｔ％≦ｙ≦８．８ａｔ％、１ａｔ％≦ｚ≦２ａｔ％であることがより好適である。

これにより、ガラス遷移温度（Ｔｇ）を７０５Ｋ以下にでき、換算ガラス化温度（Ｔｇ／Ｔｍ）を０．５６以上にでき、飽和磁化Ｉｓを１．２５以上にでき、飽和質量磁化σｓを１７０×１０^-6Ｗｂｍ／ｋｇ以上にできる。

本実施形態では、上記の組成式から成るＦｅ基金属ガラス合金を例えば、アトマイズ法により粉末状に、あるいは液体急冷法により帯状（リボン状）に製造できる。

Ｆｅ基金属ガラス合金粉末は、略球状あるいは楕円体状等からなる。前記Ｆｅ基金属ガラス合金粉末は、コア中に多数個存在し、各Ｆｅ基金属ガラス合金粉末間が結着材（バインダー樹脂）にて絶縁された状態となっている。

また、前記結着材としては、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、シリコーンゴム、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）、アクリル樹脂等の液状又は粉末状の樹脂あるいはゴムや、水ガラス（Ｎａ₂Ｏ−ＳｉＯ₂）、酸化物ガラス粉末（Ｎａ₂Ｏ−Ｂ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂、ＰｂＯ−Ｂ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂、ＰｂＯ−ＢａＯ−ＳｉＯ₂、Ｎａ₂Ｏ−Ｂ₂Ｏ₃−ＺｎＯ、ＣａＯ−ＢａＯ−ＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃−Ｂ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂、Ｂ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂）、ゾルゲル法により生成するガラス状物質（ＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、ＺｒＯ₂、ＴｉＯ₂等を主成分とするもの）等を挙げることができる。

また潤滑剤として、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸アルミニウム等を添加してもよい。結着材の混合比は５質量％以下、潤滑剤の添加量は０．１質量％〜１質量％程度である。

図１に示すように、実装基板に対する実装面３ａに、端子部４の一部を収納するための収納凹部３０が形成されている。収納凹部３０は、実装面３ａの両側にて対向する圧粉コア３の側面３ｂ，３ｃに露出して形成されている。図１に示すように端子部４が折り曲げられて、前記端子部４の一部が、収納凹部３０内に収納される。

端子部４は、薄板状の電極プレートを折り曲げ加工して形成されたものである。端子部４は圧粉コア３の内部に埋設されて空芯コイル２の延出端部２ｂ，２ｂに電気的に接続される接続端部４０と、圧粉コア３の外面に露出し、前記圧粉コア３の側面３ｂ，３ｃから実装面３ａにかけて折り曲げ形成される第１曲折部４２ａ及び第２曲折部４２ｂとを有して構成される。

端子部４の接続端部４０と空芯コイル２の延出端部２ｂ間は、例えばスポット溶接により接合することができる。

図２に示すように図１に示す本実施形態のコイル封入圧粉コア１が、実装基板１０上に実装される。

実装基板１０には、表面に電極１１が設けられている。電極１１は、前記電極１１と一体あるいは別体の配線部に接続されている。

図２に示すようにコイル封入圧粉コア１は、実装面３ａが実装基板１０側に向けられて、コイル封入圧粉コア１の外部に露出する端子部４と実装基板１０の電極１１間が半田層１２にて接合される。

端子部４は、実装基板１０の電極１１に対向する第２曲折部４２ｂのみならず、コイル封入圧粉コア１の側面３ｂ，３ｃに第１曲折部４２ａが形成されている。このため半田が第１曲折部４２ａの表面にも十分に広がり、フィレット状の半田層１２を形成することができる。

図３に示すように、本実施形態の端子部４（第１曲折部４２ａ及び第２曲折部４２ｂ）は、Ｃｕ基材１５と、Ｃｕ基材１５の表面に形成された下地層１６と、下地層１６の表面に形成された表面電極層１７とを有して構成される。図３に示すように表面電極層１７は端子部４の最表面に位置している。よって表面電極層１７の表面が実装基板１０の電極１１との間の半田接合面となっている。

本実施形態では、下地層１６は、Ｎｉで形成される。また表面電極層１７は、ＡｇあるいはＡｇ−Ｐｄで形成される。

Ｃｕ基材１５の厚みは、２００μｍ程度である。またＣｕ基材１５の材質は特に限定されるものでないが、銅損によるコイルの効率低下を避けるため無酸素銅が好ましく適用される。

下地層１６の厚みは、１〜５μｍ程度であることが好適である。下地層１６は、ＡｇあるいはＡｇ−Ｐｄからなる表面電極層１７をめっきする際に適切に析出させ、また、Ｃｕ基材１５からの拡散等をできる限り抑制等するためのものである。下地層１６は、Ｃｕ基材１５の表面に表面電極層１７よりも薄くめっき形成される。

本実施形態では、表面電極層１７が、従来のＳｎに変えて、Ａｇ、あるいは、Ａｇ−Ｐｄで形成される。表面電極層１７をＡｇ−Ｐｄで形成する場合、Ａｇ量は８５〜９０ａｔ％程度である。

表面電極層１７は、下地層１６の表面に３〜１０μｍの範囲内の厚みで、めっき等の手段により形成される。

表面電極層１７がＡｇで形成される場合には、例えば有機キレート皮膜型の変色防止剤にて表面電極層１７の表面処理を行うことが好適である。

図１に示すように端子部４のうち接続端部４０は、圧粉コア３の内部に形成されるため、接続端部４０の表面は半田接合面を構成しない。よって接続端部４０の部分は図３に示す端子構造で形成される必要はなく例えば、Ｃｕ基材１５の単層構造であってもよい。ただし、接続端部４０の部分も含めて端子部４全体を図３に示す端子構造で形成したほうが製造工程を簡単にできる。また接続端部４０が図３に示す端子構造であっても特に問題はない。よって本実施形態では、第１曲折部４２ａ、第２曲折部４２ｂ及び接続端部４０を含めた端子部４全体を図３に示す端子構造で形成することができる。

図４は本実施形態のコイル封入圧粉コア１の製造方法を示す工程図である。各工程は部分平面図で示される。

図４（ａ）の工程では、端子部４を有する薄板状の端子電極プレート４５を用意する。図４（ａ）では、一対の端子部４しか図示されていないが、実際には複数組の端子部４を並設した端子電極プレート４５を用いることが出来る。

図４の端子電極プレート４５はＣｕ基材１５で形成されている。本実施形態では図３で示すように、Ｃｕ基材１５の片面にＮｉからなる下地層１６を薄い厚みでめっきし、更に下地層１６の表面にＡｇあるいはＡｇ−Ｐｄからなる表面電極層１７をめっき形成する。なお電解めっき、無電解めっきの別を問わない。また図１の実施形態以外の形態で、例えばＣｕ基材１５の両面が半田接合面となるように折り曲げ加工されるような場合、Ｃｕ基材１５の両面に、下地層１６及び表面電極層１７をめっき形成することが好ましい。

なお表面電極層１７をＡｇで形成する場合には、例えば有機キレート皮膜型の変色防止剤にて表面電極層１７の表面処理を行うことが好適である。

次に図４（ｂ）の工程では、空芯コイル２の延出端部２ｂ，２ｂと端子部４の接続端部４０とをスポット溶接等により接合する。

続いて図４（ｃ）の工程では、空芯コイル２の位置にて、上記したＦｅ基金属ガラス合金（Ｆｅ基非晶質合金）の粉末と結着材とを有してなる圧粉コア３をプレス成形し、空芯コイル２を圧粉コア３内に埋設する。

次に、圧粉コア３に対してアモルファス化に必要な熱処理を施す。本実施形態では、Ｆｅ基金属ガラス合金のガラス遷移温度（Ｔｇ）を低くでき、したがって圧粉コア３に対する最適熱処理温度を従来に比べて低くできる。ここで「最適熱処理温度」とは、Ｆｅ基金属ガラス合金に対して効果的に応力歪みを緩和でき、コアロスを最小限に小さくできる熱処理温度である。例えば、Ｎ₂ガス、Ａｒガス等不活性ガス雰囲気において、昇温速度を４０℃／ｍｉｎとし、所定の熱処理温度に到達したらその熱処理温度に１時間保持し、そしてコアロスＷが最も小さくなるときの前記熱処理温度を最適熱処理温度と認定する。

続いて、図４（ｃ）の状態から端子部４，４を切断した後、端子部４，４を図１に示すように折り曲げて、表面が半田接合面である第１曲折部４２ａと第２曲折部４２ｂを形成する。

その後、図２，図３に示すように、端子部４の第１曲折部４２ａ及び第２曲折部４２ｂと実装基板１０の電極１１間をリフロー工程により半田接合する。Ｐｂフリー半田接合時の加熱温度は、２４５〜２６０℃程度である。

本実施形態では、上記した、組成式が、Ｆｅ_{100-a-b-c-x-y-z-t}Ｎｉ_aＳｎ_bＣｒ_cＰ_xＣ_yＢ_zＳｉ_tで示されるＦｅ基金属ガラス合金（Ｆｅ基非晶質合金）を用いることで、圧粉コア３に対する熱処理温度を３５０℃〜４００℃程度に設定することが出来る。この熱処理温度の範囲は、Ｆｅ基金属ガラス合金の中では低い。

そして本実施形態の端子部４は、Ｃｕ基材１５の表面にＮｉからなる下地層１６を介して、ＡｇあるいはＡｇ−Ｐｄからなる表面電極層１７が形成された積層構造となっている。これにより、３５０℃〜４００℃程度の熱処理が施されても、表面電極層１７が変質してしまうのを、表面電極層にＳｎを用いた従来に比べて抑制できる。なお本実施形態でも、Ｃｕの拡散はある程度生じているものと思われる。しかしながら、表面電極層１７をＡｇあるいはＡｇ−Ｐｄで形成することで、表面電極層１７が変質するのを抑制することができ、したがって、端子部４の半田付け性を従来よりも効果的に向上させることが可能になる。

よって、図２，図３に示すように、コイル封入圧粉コア１を実装基板１０上に半田接合するとき、ＡｇあるいはＡｇ−Ｐｄからなる表面電極層１７が最表面に露出した端子部２の半田濡れ性は良好であり、端子部２と実装基板１０の電極１１間に適切にフィレット状の半田層１２を形成することができ、適切且つ安定した半田接合を行うことが可能である。

上記したように、表面電極層１７がＡｇで形成される場合、変色対策として、変色防止剤にて表面電極層１７の表面処理を行うことが好適である。あるいは、表面電極層１７をＡｇ−Ｐｄで形成することで変色を抑制することができる。

また本実施形態では表面電極層１７をＡｇあるいはＡｇ−Ｐｄで形成することで、電気や熱といった電極端子としての基本性能は特に問題がない。

またマイグレーションや製造コストについても、許容範囲内に収めることができる。
圧粉コア３の成形に使用される金属ガラス合金は、上記した組成のものに限定されない。なおその場合でも、最適熱処理温度が３５０℃〜４００℃程度となるＦｅ基金属ガラス合金を用いることが好適である。

実験では、以下に示すコイル封入圧粉コアの端子部を製造した。
（比較例１） Ｃｕ基材／下地層；Ｎｉ（１）／表面電極層；Ｓｎ（５）
（比較例２） Ｃｕ基材／下地層；Ｎｉ（７）／表面電極層；Ｓｎ（１５）
（比較例３） Ｃｕ基材／下地層；Ｎｉ（１）／表面電極層；Ａｇ−Ｓｎ（Ａｇ＝３．５ａｔ％）（５）
（実施例） Ｃｕ基材／下地層；Ｎｉ（１）／表面電極層；Ａｇ（５）
各下地層及び表面電極層を夫々、上記括弧内の厚み（単位はμｍ）にてめっき形成した。

実験では、比較例１〜３及び実施例の端子部を備えるコイル封入圧粉コアに対して、３５０℃〜４００℃の範囲内で熱処理を施し、耐熱性、半田付け性、及び、導通性を調べた。

表面電極層がＳｎ、あるいはＳｎが主体として形成された比較例１〜３では、熱処理後、端子部表面が変色してＳｎめっき層が変質していることを確認できた（表１の耐熱性欄を×とした）。

また表面電極層がＳｎ、あるいはＳｎが主体として形成された比較例１〜３に対し、実装基板との間でリフロー半田付けを行い、半田付け性及び導通性について調べた。半田接合面の９０％以上の面積に半田が広がっているかを観測したところ、比較例１〜３ではいずれも９０％を下回っており半田付け性が悪いことがわかった（半田付け性欄を×とした）。そして、比較例１〜３では、実装基板との間でフィレット状の半田層を形成することができなかった。

また、比較例１では一応、導通を得ることができた。ただ、半田付け性が悪く、複数のリフロー工程に通すと、コイル封入圧粉コアが実装基板上の所定位置から位置ずれを起こし、安定した導通性が得られないため、表１の導通性欄を△とした。なお比較例２，３については導通性の測定を行っていない。

これに対して、表面電極層をＡｇで形成した実施例では、端子部表面の変質は確認されず、また、半田付け性及び導通性にも優れることを確認できた。そして、実施例では、実装基板との間できれいなフィレット状の半田層を形成することができた（耐熱性欄、半田付け性欄、導通性欄をいずれも○とした）。

１ コイル封入圧粉コア
２ 空芯コイル
２ｂ 引出端部
３ 圧粉コア
４ 端子部
１０ 実装基板
１１ 電極
１５ Ｃｕ基板
１６ 下地層
１７ 表面電極層
４０ 接続端部
４２ａ 第１曲折部
４２ｂ 第２曲折部
４５ 端子電極プレート

Claims (8)

1. Ｆｅ基金属ガラス合金を有して成形されてなる圧粉コアと、前記圧粉コアに覆われるコイルと、前記コイルに電気的に接続される外部接続用の端子部とを有し、
   前記端子部は、Ｃｕ基材と、前記Ｃｕ基材の表面に形成された下地層と、前記下地層の表面に形成された表面電極層とを有して構成され、
   前記下地層はＮｉで形成され、前記表面電極層は、ＡｇあるいはＡｇ−Ｐｄで形成されることを特徴とするコイル封入圧粉コア。
2. 前記下地層の厚みは、１〜５μｍの範囲内、前記表面電極層の厚みは、３〜１０μｍの範囲内で形成される請求項１記載のコイル封入圧粉コア。
3. 前記圧粉コアは、組成式が、Ｆｅ_{100-a-b-c-x-y-z-t}Ｎｉ_aＳｎ_bＣｒ_cＰ_xＣ_yＢ_zＳｉ_tで示され、０ａｔ％≦ａ≦１０ａｔ％、０ａｔ％≦ｂ≦３ａｔ％、０ａｔ％≦ｃ≦６ａｔ％、６．８ａｔ％≦ｘ≦１０．８ａｔ％、２．２ａｔ％≦ｙ≦９．８ａｔ％、０ａｔ％≦ｚ≦４．２ａｔ％、０ａｔ％≦ｔ≦３．９ａｔ％であるＦｅ基金属ガラス合金の粉末が結着材によって固化成形されてなる請求項１又は２に記載のコイル封入圧粉コア。
4. 請求項１ないし３のいずれか１項に記載されたコイル封入圧粉コアと、実装基板とを有し、前記コイル封入圧粉コアの端子部に形成された表面電極層と前記実装基板の電極間が半田接合されていることを特徴とするコイル封入圧粉コアを有するデバイス。
5. Ｆｅ基金属ガラス合金を有して成形してなる圧粉コアと、前記圧粉コアに覆われるコイルと、前記コイルに電気的に接続される外部接続用の端子部とを有し、
   前記端子部を、Ｃｕ基材と、前記Ｃｕ基材の表面に形成された下地層と、前記下地層の表面に形成された表面電極層とを有して構成し、
   前記下地層をＮｉで形成し、前記表面電極層を、ＡｇあるいはＡｇ−Ｐｄで形成する工程、
   前記圧粉コアを成形して、前記圧粉コア内に前記端子部が接続された前記コイルを埋設する工程、
   前記圧粉コアに対して３５０℃〜４００℃の熱処理を施す工程、
   を有することを特徴とするコイル封入圧粉コアの製造方法。
6. 前記下地層の厚みを、１〜５μｍの範囲内、前記表面電極層の厚みを、３〜１０μｍの範囲内で形成する請求項５記載のコイル封入圧粉コアの製造方法。
7. 組成式が、Ｆｅ_{100-a-b-c-x-y-z-t}Ｎｉ_aＳｎ_bＣｒ_cＰ_xＣ_yＢ_zＳｉ_tで示され、０ａｔ％≦ａ≦１０ａｔ％、０ａｔ％≦ｂ≦３ａｔ％、０ａｔ％≦ｃ≦６ａｔ％、６．８ａｔ％≦ｘ≦１０．８ａｔ％、２．２ａｔ％≦ｙ≦９．８ａｔ％、０ａｔ％≦ｚ≦４．２ａｔ％、０ａｔ％≦ｔ≦３．９ａｔ％であるＦｅ基金属ガラス合金の粉末を結着材により固化成形して前記圧粉コアを形成する請求項５又は６に記載のコイル封入圧粉コアを有するデバイスの製造方法。
8. 請求項５ないし７のいずれか１項に記載されたコイル封入圧粉コアと、実装基板とを有し、前記コイル封入圧粉コアの端子部に形成された表面電極層と前記実装基板の電極間を半田接合することを特徴とするコイル封入圧粉コアを有するデバイスの製造方法。

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