JP2016143759A - Coil device - Google Patents

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畠山 豊
Yutaka Hatakeyama
豊 畠山
淳 赤川
Atsushi Akagawa
淳 赤川
佐藤 雅典
Masanori Sato
雅典 佐藤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a coil device capable of improving magnetic characteristics even when a size becomes compact.SOLUTION: The coil device includes: a core element body constituted of a composite magnetic material composed of a synthetic resin 22, in which metal magnetic particles 20 are dispersed; an internal conductor embedded inside the core element body; and a terminal electrode formed on an external surface of the core element body, and connected to the internal conductor. At a cutting plane 10c of the core element body, the metal magnetic particles 20 are cut. On the metal magnetic particles 20, striped cut marks 20a are formed.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、金属磁性体粒子が合成樹脂の内部に分散してある複合磁性体で構成してあるコア素体を有するコイル装置に関する。   The present invention relates to a coil device having a core body made of a composite magnetic body in which metal magnetic particles are dispersed inside a synthetic resin.

比較的に小さなコイル装置を多量に製造する場合には、たとえば特許文献1に示すように、個々のチップ状に細かくするための切断工程を必要とする。しかしながら、金属磁性体粒子が合成樹脂の内部に分散してある複合磁性体を個々のチップ状に切断する際に、従来では、切断面において、金属粒子の脱落や金属粒子の脱落などが生じていた。その原因としては、合成樹脂と金属粒子との切断のし易さが異なることを考慮していなかったためであると考えられる。   When a relatively small coil device is manufactured in large quantities, for example, as shown in Patent Document 1, a cutting process for making the chip into individual chips is required. However, when cutting a composite magnetic material in which metal magnetic particles are dispersed inside a synthetic resin into individual chips, conventionally, metal particles have fallen off or metal particles have fallen off at the cut surface. It was. This is probably because the synthetic resin and the metal particles were not considered to be easily cut.

特に、コイル装置のサイズの小型化と共に、切断面における金属粒子の脱落や金属粒子の脱落などが問題になってきている。本発明者等の新たな知見によれば、切断面において、金属粒子の脱落が生じると、コイル装置としての磁気特性(特にL値)が劣化する。また、切断面において、金属粒子の延びが生じると、端子電極をメッキにより形成する際に、メッキの延びが生じて耐電圧特性が劣化するおそれがある。   In particular, with the reduction in the size of the coil device, dropping of metal particles and dropping of metal particles at the cut surface has become a problem. According to the new knowledge of the present inventors, when metal particles fall off on the cut surface, the magnetic characteristics (particularly L value) of the coil device deteriorate. Further, if the metal particles extend on the cut surface, the plating may be extended when the terminal electrode is formed by plating, and the withstand voltage characteristic may be deteriorated.

特開2014−11467号公報JP 2014-11467 A

本発明は、このような実状に鑑みてなされ、その目的は、サイズが小型化しても磁気特性の向上を図ることができるコイル装置を提供することである。   The present invention has been made in view of such a situation, and an object thereof is to provide a coil device capable of improving magnetic characteristics even when the size is reduced.

上記目的を達成するために、本発明に係るコイル装置は、
金属磁性体粒子が分散してある合成樹脂から成る複合磁性体で構成してあるコア素体と、
前記コア素体の内部に埋設してあり、印刷工法または薄膜工法で形成された内部導体と、
前記コア素体の外表面に形成され、前記内部導体に接続する端子電極と、を有するコイル装置であって、
前記コア素体の切断面では、前記金属磁性体粒子が切断されており、当該金属磁性体粒子には、縞状の切断跡が形成してあることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a coil device according to the present invention comprises:
A core body made of a composite magnetic body made of a synthetic resin in which metal magnetic particles are dispersed;
Embedded in the core body, and an internal conductor formed by a printing method or a thin film method; and
A coil device having a terminal electrode formed on an outer surface of the core body and connected to the inner conductor,
The metal magnetic particles are cut at the cut surface of the core body, and striped cut marks are formed on the metal magnetic particles.

本発明に係るコイル装置のコア素体の切断面では、金属磁性体粒子が切断されており、当該金属磁性体粒子には、縞状の切断跡が形成してある。このことは、コア素体の切断面では、金属磁性体粒子を脱落させることなく切断されていることを示している。また、金属磁性体粒子に縞状の切断跡が形成してあることは、金属磁性体粒子が、ほとんど延びることなく切断されていることを示している。すなわち、本発明に係るコイル装置は、切断面において、金属磁性体粒子の脱落がなく、金属磁性体粒子の延びも少なく、磁気特性(特にL値)の劣化が少なく、耐電圧特性にも優れている。   In the cut surface of the core body of the coil device according to the present invention, the metal magnetic particles are cut, and striped cut marks are formed on the metal magnetic particles. This indicates that the cut surface of the core body is cut without dropping the metal magnetic particles. In addition, the formation of striped cut traces on the metal magnetic particles indicates that the metal magnetic particles are cut almost without extending. That is, the coil device according to the present invention has no drop of the metal magnetic particles, little extension of the metal magnetic particles, little deterioration of magnetic characteristics (particularly L value), and excellent withstand voltage characteristics at the cut surface. ing.

好ましくは、前記コア素体の切断面の表面粗さRyが、30μm以下である。コア素体の切断面の表面粗さRyが所定値以下であることで、磁気特性(特にL値)の劣化が少なく、耐電圧特性にも優れているコイル装置を実現することができる。   Preferably, the surface roughness Ry of the cut surface of the core body is 30 μm or less. When the surface roughness Ry of the cut surface of the core body is equal to or less than a predetermined value, it is possible to realize a coil device that is less deteriorated in magnetic characteristics (particularly L value) and excellent in withstand voltage characteristics.

前記コア素体の切断面は、たとえば前記コア素体の対向する側面に対応している。   The cut surface of the core element body corresponds to, for example, opposite side surfaces of the core element body.

図1は本発明の一実施形態に係るコイル装置の斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of a coil device according to an embodiment of the present invention. 図2は図1に示すコイル装置の分解斜視図である。FIG. 2 is an exploded perspective view of the coil device shown in FIG. 図3は図1に示すIII−III線に沿う断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III shown in FIG. 図4は図1に示すIV−IV線に沿う断面図である。4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV shown in FIG. 図5(A)は図1に示すコイル装置の切断表面を拡大して示す概略図、図5(B)は従来例に係るコイル装置の切断表面を拡大して示す概略図である。FIG. 5A is an enlarged schematic view showing the cutting surface of the coil device shown in FIG. 1, and FIG. 5B is an enlarged schematic view showing the cutting surface of the coil device according to the conventional example. 図6(A)は図5(A)に示すコイル装置の切断表面の横断面図、図6(B)は図5(B)に示すコイル装置の切断表面の横断面図である。6A is a cross-sectional view of the cut surface of the coil device shown in FIG. 5A, and FIG. 6B is a cross-sectional view of the cut surface of the coil device shown in FIG. 5B. 図7(1)〜図7(3)はコア素体の集合体を切断する工程を示す概略断面図である。7 (1) to 7 (3) are schematic cross-sectional views illustrating a process of cutting the core body assembly. 図8は図7に示すコア素体を切断する際にワイヤーソーに作用する加圧力の時間変化とワーク対象としてのコア素体の移動速度の時間変化を示すグラフである。FIG. 8 is a graph showing the time change of the pressure applied to the wire saw when cutting the core element shown in FIG. 7 and the time change of the moving speed of the core element as a workpiece.

以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。
図1に示すコイル装置2は、矩形平板形状のコア素体10と、コア素体10のX軸方向の両端にそれぞれ装着してある一対の端子電極4,4とを有する。コア素体10は、4つの側面10a〜10dと、X軸方向に対向する二つの端面10eおよび10fを有する。端子電極4,4は、コア素体10のX軸方向端面10e,10fを覆うと共に、X軸方向端面10e,10fの近くで、コア素体10のZ軸方向の上面10aと下面10bとを一部覆っている。
Hereinafter, the present invention will be described based on embodiments shown in the drawings.
A coil device 2 shown in FIG. 1 includes a rectangular plate-shaped core element body 10 and a pair of terminal electrodes 4 and 4 attached to both ends of the core element body 10 in the X-axis direction. The core body 10 has four side surfaces 10a to 10d and two end surfaces 10e and 10f facing each other in the X-axis direction. The terminal electrodes 4, 4 cover the X-axis direction end faces 10 e, 10 f of the core element body 10, and close the Z-axis direction upper surface 10 a and the lower surface 10 b of the core element body 10 near the X-axis direction end faces 10 e, 10 f. Some are covered.

コア素体10の縦(X軸)、横(Y軸)および高さ(Z軸)の寸法は、特に限定されないが、本実施形態では、これらの寸法が小さい場合に特に効果が大きい。   The vertical (X-axis), horizontal (Y-axis) and height (Z-axis) dimensions of the core body 10 are not particularly limited, but in the present embodiment, the effect is particularly great when these dimensions are small.

図2に示すように、コア素体10は、上部コア15と下部コア16とからなり、そのZ軸方向の中央部に、絶縁基板11を有する。絶縁基板11は、後述するスパイラル状の内部導体通路12,13を形成するための下地面となる。   As shown in FIG. 2, the core body 10 includes an upper core 15 and a lower core 16, and has an insulating substrate 11 at the center in the Z-axis direction. The insulating substrate 11 serves as a lower ground for forming spiral inner conductor passages 12 and 13 to be described later.

上部コア15は、矩形平板状のコア本体の中央部に、Z軸方向の下方に向けて突出する円柱状の中脚部15aを有する。また、上部コア15は、矩形平板状のコア本体のY軸方向の両端部に、X軸方向の下方に向けて突出する板状の側脚部15bを有する。   The upper core 15 has a columnar middle leg portion 15a that protrudes downward in the Z-axis direction at the center of a rectangular flat core body. The upper core 15 has plate-like side legs 15b that protrude downward in the X-axis direction at both ends in the Y-axis direction of the rectangular flat core body.

下部コア16は、上部コア15のコア本体と同様な矩形平板状の形状を有し、上部コア15の中脚部15aと側脚部15bとが、それぞれ下部コア16の中央部およびY軸方向の端部に連結されて一体化される。なお、図2では、コア素体10が、上部コア15と下部コア16とに分離されて描かれているが、これらは、金属磁性粉含有樹脂により一体化されて形成されても良い。また、上部コア15に形成してある中脚部15aおよび/または側脚部15bは、下部コア16に形成されていても良い。いずれにしても、コア素体10は、完全な閉磁路を構成してあり、閉磁路内にギャップは存在しない。   The lower core 16 has a rectangular flat plate shape similar to the core body of the upper core 15, and the middle leg portion 15 a and the side leg portion 15 b of the upper core 15 are respectively in the center portion and the Y-axis direction of the lower core 16. It is connected and integrated with the end of the. In FIG. 2, the core body 10 is depicted as being separated into an upper core 15 and a lower core 16, but these may be integrally formed with a metal magnetic powder-containing resin. Further, the middle leg portion 15 a and / or the side leg portion 15 b formed on the upper core 15 may be formed on the lower core 16. In any case, the core body 10 forms a complete closed magnetic circuit, and no gap exists in the closed magnetic circuit.

本実施形態では、コア素体10は、金属磁性粉含有樹脂で構成してある。金属磁性粉含有樹脂とは、樹脂に金属磁性粉が混入されてなる磁性材料である。金属磁性粉としては、特に限定されず、たとえばFe−Ni合金粉、Fe−Si合金粉、Fe−Si−Cr合金粉、アモルファスFe粉などが例示されるが、パーマアロイ系材料を用いることが好ましい。具体的には、第1の金属磁性粉として平均粒径が好ましくは10〜50μmであるPb−Ni−Co合金を用い、第2の金属磁性粉として平均粒径が好ましくは1〜10μmμmであるカルボニル鉄を用い、これらを所定の比率、例えば70:30〜80:20、好ましくは75:25の重量比で含む金属磁性粉を用いることが好ましい。   In the present embodiment, the core body 10 is made of a metal magnetic powder-containing resin. The metal magnetic powder-containing resin is a magnetic material in which metal magnetic powder is mixed into the resin. The metal magnetic powder is not particularly limited, and examples thereof include Fe—Ni alloy powder, Fe—Si alloy powder, Fe—Si—Cr alloy powder, and amorphous Fe powder. preferable. Specifically, a Pb—Ni—Co alloy having an average particle diameter of preferably 10 to 50 μm is used as the first metal magnetic powder, and an average particle diameter of preferably 1 to 10 μm μm as the second metal magnetic powder. It is preferable to use metal magnetic powder containing carbonyl iron and containing these in a predetermined ratio, for example, 70:30 to 80:20, preferably 75:25.

金属磁性粉の含有率は90〜98重量%であることが好ましい。樹脂に対して金属磁性粉の量を少なくすれば飽和磁束密度は小さくなり、逆に金属磁性粉の量を多めにすれば飽和磁束密度は大きくなるので、金属磁性粉の量だけで飽和磁束密度を調整することができる。   The content of the metal magnetic powder is preferably 90 to 98% by weight. If the amount of metal magnetic powder is reduced relative to the resin, the saturation magnetic flux density decreases. Conversely, if the amount of metal magnetic powder is increased, the saturation magnetic flux density increases. Can be adjusted.

本実施形態では、粒径が異なる2種類の金属磁性粉を用いることが好ましく、その場合には、低加圧又は非加圧成形下において高密度な磁性コアを成形することができ、高透磁率且つ低損失な磁性コアを実現することができる。   In the present embodiment, it is preferable to use two types of metal magnetic powders having different particle sizes. In this case, a high-density magnetic core can be formed under low pressure or non-pressure forming, A magnetic core with low magnetic loss and low loss can be realized.

金属磁性粉含有樹脂に含まれる樹脂は絶縁結着材として機能する。樹脂の材料としては液状エポキシ樹脂又は粉体エポキシ樹脂を用いることが好ましい。また、樹脂の含有率は2〜10重量%であることが好ましい。   The resin contained in the metal magnetic powder-containing resin functions as an insulating binder. As the resin material, liquid epoxy resin or powder epoxy resin is preferably used. The resin content is preferably 2 to 10% by weight.

上部コア15および下部コア16の厚さは同一であることが好ましく、合計厚さT(図3参照)は0.3〜1.2mm程度に薄くすることができる。ただし、上部コア15および下部コア16の合計厚さTが薄すぎると、部品の機械的強度のみならずコイルのインダクタンスが低下するおそれがある。   The upper core 15 and the lower core 16 preferably have the same thickness, and the total thickness T (see FIG. 3) can be reduced to about 0.3 to 1.2 mm. However, if the total thickness T of the upper core 15 and the lower core 16 is too thin, not only the mechanical strength of the parts but also the coil inductance may be reduced.

図において、X軸、Y軸およびZ軸は、相互に垂直であり、本実施形態では、X軸が、一対の端子電極4,4が相互に向かい合う方向であり、Y軸が、端子電極4,4の長手方向であり、Z軸が、コア素体10の上面10aおよび下面10bに垂直な方向である。   In the figure, the X axis, the Y axis, and the Z axis are perpendicular to each other. In this embodiment, the X axis is a direction in which the pair of terminal electrodes 4 and 4 face each other, and the Y axis is the terminal electrode 4. , 4 and the Z axis is a direction perpendicular to the upper surface 10 a and the lower surface 10 b of the core body 10.

図2に示すように、絶縁基板11のZ軸方向の上面(一方の主面)には、円形スパイラル状の内部導体通路12とダミー内部導体12cとから成る内部電極パターンが形成してある。内部導体通路12とダミー内部導体12cとは、絶縁基板11の上面で絶縁されている。   As shown in FIG. 2, on the upper surface (one main surface) of the insulating substrate 11 in the Z-axis direction, an internal electrode pattern including a circular spiral internal conductor passage 12 and a dummy internal conductor 12c is formed. The inner conductor passage 12 and the dummy inner conductor 12 c are insulated on the upper surface of the insulating substrate 11.

スパイラル状の内部導体通路12の内周端には、接続端12aが形成してある。また、スパイラル状の内部導体通路12の外周端には、コア素体10の一方のX軸方向端部に沿って露出するようにリード用コンタクト12bが形成してある。ダミー内部導体12cは、内部導体通路12とは絶縁されているが、リード用コンタクト12bの形状に類似する形状で、コア素体10の他方のX軸方向端部に沿って露出するように形成してある。   A connection end 12 a is formed at the inner peripheral end of the spiral inner conductor passage 12. A lead contact 12 b is formed at the outer peripheral end of the spiral inner conductor passage 12 so as to be exposed along one end of the core body 10 in the X-axis direction. The dummy inner conductor 12c is insulated from the inner conductor passage 12, but has a shape similar to the shape of the lead contact 12b and is formed so as to be exposed along the other end in the X-axis direction of the core body 10. It is.

絶縁基板11のZ軸方向の下面(他方の主面)には、スパイラル状の内部導体通路13とダミー内部導体13cとから成る内部電極パターンが形成してある。内部導体通路13とダミー内部導体13cとは、絶縁基板11の下面で絶縁されている。   On the lower surface (the other main surface) in the Z-axis direction of the insulating substrate 11, an internal electrode pattern including a spiral internal conductor passage 13 and a dummy internal conductor 13 c is formed. The internal conductor passage 13 and the dummy internal conductor 13 c are insulated on the lower surface of the insulating substrate 11.

スパイラル状の内部導体通路13の内周端には、接続端13aが形成してある。また、スパイラル状の内部導体通路13の外周端には、コア素体10の一方のX軸方向端部に沿って露出するようにリード用コンタクト13bが形成してある。ダミー内部導体13cは、内部導体通路13とは絶縁されているが、リード用コンタクト13bの形状に類似する形状で、コア素体10の他方のX軸方向端部に沿って露出するように形成してある。   A connection end 13 a is formed at the inner peripheral end of the spiral inner conductor passage 13. A lead contact 13 b is formed at the outer peripheral end of the spiral inner conductor passage 13 so as to be exposed along one end of the core element body 10 in the X-axis direction. The dummy inner conductor 13c is insulated from the inner conductor passage 13, but has a shape similar to the shape of the lead contact 13b and is formed so as to be exposed along the other end in the X-axis direction of the core body 10. It is.

本実施形態では、ダミー内部導体13cは、ダミー内部導体12cに対してX軸方向の反対側に形成してあり、リード用コンタクト13bがリード用コンタクト12bとX軸方向の反対側に形成してある。接続端12aと接続端13aとは、絶縁基板11を挟んで、同じ位置に形成してあり、図3に示すように、絶縁基板11に形成してあるスルーホール11iに埋め込まれているスルーホール電極18を通して電気的に接続してある。すなわち、スパイラル状の内部導体通路12と、同じくスパイラル状の内部導体通路13とは、スルーホール電極18を通して電気的に接続してある。   In this embodiment, the dummy inner conductor 13c is formed on the opposite side in the X axis direction with respect to the dummy inner conductor 12c, and the lead contact 13b is formed on the opposite side in the X axis direction from the lead contact 12b. is there. The connection end 12a and the connection end 13a are formed at the same position with the insulating substrate 11 in between, and as shown in FIG. 3, the through hole embedded in the through hole 11i formed in the insulating substrate 11 It is electrically connected through the electrode 18. That is, the spiral inner conductor passage 12 and the spiral inner conductor passage 13 are electrically connected through the through-hole electrode 18.

スパイラル状の内部導体通路12,13は、Z軸方向から見て概略的に重なり合っているが、完全には一致していなくてよい。すなわち、絶縁基板11の上面11a側から見たスパイラル状の内部導体通路12は、外周端のリード用コンタクト12bから内周端の接続端12aに向かって反時計回りのスパイラルを構成している。   The spiral inner conductor passages 12 and 13 substantially overlap with each other when viewed from the Z-axis direction, but may not completely coincide with each other. That is, the spiral inner conductor passage 12 as viewed from the upper surface 11a side of the insulating substrate 11 forms a counterclockwise spiral from the lead contact 12b at the outer peripheral end toward the connection end 12a at the inner peripheral end.

これに対して、絶縁基板11の上面11a側から見たスパイラル状の内部導体通路13は、内周端である接続端13aから外周端であるリード用コンタクト13bに向かって反時計回りのスパイラルを構成している。これにより、スパイラル状の内部導体通路12,13に電流が流れることによって生じる磁束の方向が一致し、スパイラル状の内部導体通路12,13で発生する磁束は重畳して強め合い、大きなインダクタンスを得ることができる。   On the other hand, the spiral inner conductor passage 13 viewed from the upper surface 11a side of the insulating substrate 11 forms a counterclockwise spiral from the connection end 13a which is the inner peripheral end toward the lead contact 13b which is the outer peripheral end. It is composed. As a result, the directions of the magnetic flux generated by the current flowing through the spiral inner conductor passages 12 and 13 coincide with each other, and the magnetic fluxes generated in the spiral inner conductor passages 12 and 13 are superimposed and strengthened to obtain a large inductance. be able to.

図2に示すように、上部コア15と内部導体通路12(ダミー内部導体12cも同じ)との間には、矩形シート状の保護絶縁層14が介在してあり、これらは絶縁されている。また、下部コア16と内部導体通路13(ダミー内部導体13cも同じ)との間には、矩形シート状の保護絶縁層14が介在してあり、これらは絶縁されている。保護絶縁層14の中央部には、円形の貫通孔14aが形成してある。また、絶縁基板11の中央部にも、円形の貫通孔11hが形成してある。これらの貫通孔14aおよび11hを通して、上部コア15の中脚部15aが下部コア16の方向に延びて下部コア16の中央と連結してある。   As shown in FIG. 2, a rectangular sheet-like protective insulating layer 14 is interposed between the upper core 15 and the inner conductor passage 12 (the dummy inner conductor 12c is the same), and these are insulated. A rectangular sheet-like protective insulating layer 14 is interposed between the lower core 16 and the inner conductor passage 13 (the same applies to the dummy inner conductor 13c), and these are insulated. A circular through hole 14 a is formed in the central portion of the protective insulating layer 14. A circular through hole 11 h is also formed in the central portion of the insulating substrate 11. Through these through holes 14 a and 11 h, the middle leg portion 15 a of the upper core 15 extends in the direction of the lower core 16 and is connected to the center of the lower core 16.

なお、スパイラル状のスパイラル状の内部導体通路12と、同じくスパイラル状の内部導体通路13とは、その中央部に、貫通孔14aおよび11hよりも大きな空間を有している。   The spiral inner conductor passage 12 and the spiral inner conductor passage 13 have a space larger than the through holes 14a and 11h at the center thereof.

本実施形態では、端子電極4は、単層で構成しても良いが、たとえばコア素体10のX軸方向端面に接触する内層と、内層の表面に形成される外層とを有してもよい。内層は、コア素体10のX軸方向の端面近くで、コア素体10の上面10aおよび下面10bの一部も覆っており、その外表面を外層が覆っている。   In the present embodiment, the terminal electrode 4 may be composed of a single layer, but may have, for example, an inner layer in contact with the end surface in the X-axis direction of the core body 10 and an outer layer formed on the surface of the inner layer. Good. The inner layer is near the end surface of the core element body 10 in the X-axis direction, and also covers a part of the upper surface 10a and the lower surface 10b of the core element body 10, and the outer layer covers the outer surface.

図4では、リードコンタクト13bの他に、ダミー内部導体12cも端子電極4の内層4aに電気的に接続されるが、ダミー内部導体12cは、スパイラル状の内部導体通路12とは接続されていないため、一方の端子電極4は、下側の内部導体通路13に対してのみ接続される。   In FIG. 4, in addition to the lead contact 13 b, the dummy inner conductor 12 c is also electrically connected to the inner layer 4 a of the terminal electrode 4, but the dummy inner conductor 12 c is not connected to the spiral inner conductor passage 12. Therefore, one terminal electrode 4 is connected only to the lower internal conductor passage 13.

また、図4に示すように、X軸方向の反対側に位置する端子電極4では、リード用コンタクト12bが端子電極4に接続するように形成してある。ダミー内部導体13cも端子電極4に電気的に接続されるが、ダミー内部導体13cは、スパイラル状の内部導体通路13とは接続されていないため、他方の端子電極4は、上側の内部導体通路12に対してのみ接続される。そのため一方の端子電極4と他方の端子電極4との間には、2つのスパイラル状の内部導体通路12および13が直列に接続される。   As shown in FIG. 4, in the terminal electrode 4 positioned on the opposite side in the X-axis direction, the lead contact 12 b is formed so as to be connected to the terminal electrode 4. The dummy inner conductor 13c is also electrically connected to the terminal electrode 4. However, since the dummy inner conductor 13c is not connected to the spiral inner conductor passage 13, the other terminal electrode 4 is connected to the upper inner conductor passage. 12 is connected only. Therefore, two spiral internal conductor passages 12 and 13 are connected in series between one terminal electrode 4 and the other terminal electrode 4.

本実施形態では、絶縁基板11は、ガラスクロスにエポキシ樹脂を含浸させた一般的なプリント基板材料であることが好ましく、例えばBT基材、FR4基材、FR5基材等を用いることができるが、これに限定されず、CEM3基材、XPC基材などの樹脂基板でもよい。   In this embodiment, the insulating substrate 11 is preferably a general printed circuit board material in which a glass cloth is impregnated with an epoxy resin. For example, a BT base material, an FR4 base material, an FR5 base material, or the like can be used. Without being limited thereto, a resin substrate such as a CEM3 base material or an XPC base material may be used.

絶縁基板11として、プリント基板材料を用いた場合には、スパイラル状の内部導体通路12,13を、いわゆる薄膜工法におけるスパッタリングではなく、めっきにより形成できる。このため、内部導体通路12,13を構成する導体の厚さを十分に厚くすることができる。   When a printed board material is used as the insulating substrate 11, the spiral inner conductor passages 12 and 13 can be formed by plating instead of sputtering in a so-called thin film construction method. For this reason, the thickness of the conductor which comprises the internal conductor channel | paths 12 and 13 can be made thick enough.

本実施形態では、コア素体10のY軸方向に対向する一対の側面10c,10dが切断面で構成してあり、コイル装置2の外面に露出してある。図5(A)および図6(A)に示すように、切断面である側面10c(側面10dも同様、以下同じ)では、樹脂22中の金属磁性体粒子20が切断されており、当該金属磁性体粒子20には、縞状の切断跡20aが形成してある。縞状の切断跡20aにおける縞の間隔は、特に限定されないが、たとえば1〜10μm程度であり、粒子20の粒径に比較して十分に小さい。   In the present embodiment, a pair of side surfaces 10 c and 10 d facing the Y-axis direction of the core body 10 are configured by a cut surface and exposed to the outer surface of the coil device 2. As shown in FIGS. 5 (A) and 6 (A), the metal magnetic particles 20 in the resin 22 are cut at the side surface 10c (the same applies to the side surface 10d), which is a cut surface. The magnetic particles 20 are formed with striped cut traces 20a. The interval between the stripes in the striped cut trace 20 a is not particularly limited, but is about 1 to 10 μm, for example, and is sufficiently smaller than the particle size of the particles 20.

そして、コア素体10の切断面である側面10cの表面粗さRyは、30μm以下、さらに好ましくは10μm以下である。コア素体10の切断面の表面粗さRyが所定値以下であることで、磁気特性(特にL値)の劣化が少なく、耐電圧特性にも優れているコイル装置を実現することができる。   And the surface roughness Ry of the side surface 10c which is a cut surface of the core element | base_body 10 is 30 micrometers or less, More preferably, it is 10 micrometers or less. When the surface roughness Ry of the cut surface of the core body 10 is equal to or less than a predetermined value, a coil device having little deterioration in magnetic characteristics (particularly L value) and excellent in withstand voltage characteristics can be realized.

次に、本実施形態のコイル装置2の製造方法について説明する。   Next, the manufacturing method of the coil apparatus 2 of this embodiment is demonstrated.

まず、図2〜図4に示す絶縁基板11を準備する。絶縁基板11としては、浮遊容量の増大を回避するため、絶縁基板11の誘電率は、7以下(ε≦7)であることが好ましいが、特に限定されるものではない。また、本実施形態では、樹脂基板11の形状が、コイル装置の外形に合わせて矩形であるが、その他の形状であっても良い。樹脂基板11の厚みは、内部導体通路12および13間での絶縁が確保される程度に薄いことが好ましく、特に限定されないが、好ましくは40〜100μmである。樹脂基板11は、たとえば射出成形、圧縮成形、直圧成形、コンプレッション成形などにより形成される。   First, the insulating substrate 11 shown in FIGS. 2 to 4 is prepared. In order to avoid an increase in stray capacitance, the insulating substrate 11 preferably has a dielectric constant of 7 or less (ε ≦ 7), but is not particularly limited. In the present embodiment, the shape of the resin substrate 11 is rectangular according to the outer shape of the coil device, but may be other shapes. The thickness of the resin substrate 11 is preferably thin enough to ensure insulation between the internal conductor passages 12 and 13, and is not particularly limited, but is preferably 40 to 100 μm. The resin substrate 11 is formed by, for example, injection molding, compression molding, direct pressure molding, compression molding, or the like.

絶縁基板11の上面11aおよび下面11bにそれぞれ形成される内部導体通路12(ダミー内部導体12cも同じ)および内部導体通路13(ダミー内部導体13cも同じ)は、たとえば次のようにしてめっき法により形成される。めっきにより形成することで、そのアスペクト比を高くすることができ、断面積が比較的大きく直流抵抗が小さなコイル装置を実現することができる。   The inner conductor passage 12 (the same for the dummy inner conductor 12c) and the inner conductor passage 13 (the same for the dummy inner conductor 13c) respectively formed on the upper surface 11a and the lower surface 11b of the insulating substrate 11 are formed, for example, by plating as follows. It is formed. By forming by plating, the aspect ratio can be increased, and a coil device having a relatively large cross-sectional area and a small DC resistance can be realized.

まず、金属箔(たとえば導電率が高く加工も容易な銅箔)が上面11aおよび下面11bに形成してある絶縁基板11を準備し、その金属箔を所定厚み(たとえば3〜5μm)までエッチングして金属箔の厚みを薄くする。この金属箔は、次工程でのめっき種膜となる。   First, an insulating substrate 11 having a metal foil (for example, a copper foil having high conductivity and easy to process) formed on the upper surface 11a and the lower surface 11b is prepared, and the metal foil is etched to a predetermined thickness (for example, 3 to 5 μm). Reduce the thickness of the metal foil. This metal foil becomes a plating seed film in the next step.

その前後に、図3に示すスルーホール11iを絶縁基板11にドリル加工などで形成する。金属箔およびスルーホール11iが形成してある絶縁基板11の両面にレジスト膜をラミネートし、回路パターンのスペースとなる部分を露光により感光させる。現像液(たとえば炭酸ナトリウム1%溶液)により未感光部分を溶解(現像)させ、回路パターンのスペース部分のみを残したレジストパターンを金属箔の表面に形成する。   Before and after that, the through hole 11i shown in FIG. 3 is formed in the insulating substrate 11 by drilling or the like. A resist film is laminated on both surfaces of the insulating substrate 11 on which the metal foil and the through hole 11i are formed, and a portion that becomes a space of the circuit pattern is exposed by exposure. The unexposed portion is dissolved (developed) with a developer (for example, 1% sodium carbonate solution) to form a resist pattern on the surface of the metal foil, leaving only the space portion of the circuit pattern.

次に、レジストパターンが形成された絶縁基板11を電気めっきにて、レジストパターンが形成されていない部位にめっきを析出させることで、回路の導体配線となる部分(内部導体通路12,13やダミー内部導体12c,13cとなる部分)が形成される。めっきの膜厚は、次工程でエッチングされる量を予め想定し、めっき種膜のエッチング後に、たとえば所定厚みとなるように調整した膜厚で形成する。   Next, the insulating substrate 11 on which the resist pattern is formed is electroplated to deposit a portion on the portion where the resist pattern is not formed, so that a portion to be a conductor wiring of the circuit (internal conductor passages 12, 13 and dummy) A portion to be the inner conductors 12c and 13c) is formed. The thickness of the plating is assumed to be the amount to be etched in the next step in advance, and is formed with a thickness adjusted, for example, to a predetermined thickness after etching of the plating seed film.

次に、レジストが形成してある絶縁基板11を、レジスト剥離液に浸し、残っているレジストを剥離する。さらに、絶縁基板11を、めっき種膜のエッチング液にてエッチングし、めっきされていない部分のめっき種膜を除去する。   Next, the insulating substrate 11 on which the resist is formed is immersed in a resist stripping solution, and the remaining resist is stripped. Furthermore, the insulating substrate 11 is etched with a plating seed film etching solution to remove the plating seed film in a portion that is not plated.

次に、めっき膜が形成してある絶縁基板11を電気めっきにてめっき膜を厚くする(HAPめっき法)。その状態で、図2に示す絶縁基板11の上面11aおよび下面11bに、所定膜厚の内部導体通路12,13およびダミー内部導体12c,13cが形成される。同時に、図3に示すスルーホール電極18も形成される。   Next, the insulating substrate 11 on which the plating film is formed is thickened by electroplating (HAP plating method). In this state, internal conductor passages 12 and 13 and dummy internal conductors 12c and 13c having a predetermined thickness are formed on the upper surface 11a and the lower surface 11b of the insulating substrate 11 shown in FIG. At the same time, the through-hole electrode 18 shown in FIG. 3 is also formed.

次に、これらの内部導体通路12,13およびダミー内部導体12c,13cが形成された絶縁基板の両面に、保護絶縁層14を形成するために、絶縁基板11を、たとえば所定濃度で高沸点溶剤にて希釈した樹脂溶解液に浸漬させ乾燥させる。このようにして所定厚みの保護絶縁層14が形成される。   Next, in order to form the protective insulating layer 14 on both surfaces of the insulating substrate on which the inner conductor passages 12 and 13 and the dummy inner conductors 12c and 13c are formed, the insulating substrate 11 is made of a high-boiling solvent at a predetermined concentration, for example. Immerse in a resin solution diluted with, and dry. In this way, the protective insulating layer 14 having a predetermined thickness is formed.

次に、図2に示す上部コア15および下部コア16の組合せからなるコア素体10を形成するために、保護絶縁層14が形成してある絶縁基板11の表面に、磁性材料を印刷にて塗布する。磁性材料としては、たとえば主金属磁性材量と微粉末金属磁性材料を所定割合で混練したペースト材を、樹脂溶液と混練したペーストを使用する。金属磁性材料の粒径は大きくなることで実行透磁率が向上するが、形成されたコア素体10の表面粗さも大きくなってしまう。   Next, in order to form the core body 10 composed of the combination of the upper core 15 and the lower core 16 shown in FIG. 2, a magnetic material is printed on the surface of the insulating substrate 11 on which the protective insulating layer 14 is formed. Apply. As the magnetic material, for example, a paste obtained by kneading a paste material obtained by kneading a main metal magnetic material amount and a fine powder metal magnetic material at a predetermined ratio with a resin solution is used. Although the effective magnetic permeability is improved by increasing the particle diameter of the metal magnetic material, the surface roughness of the formed core body 10 is also increased.

なお、印刷により形成された磁性材料は、溶剤分を揮発させ、たとえば水圧プレス処理(WIP処理)にてコア素体10の密度を向上させる。また、コア素体10の上面11aおよび下面11bを、たとえば固定砥石にて研削し、コア素体10を所定の厚みにそろえる。その後、熱硬化させて樹脂を架橋させて、コア素体10が得られる。   Note that the magnetic material formed by printing volatilizes the solvent, and improves the density of the core body 10 by, for example, a hydraulic press process (WIP process). Further, the upper surface 11a and the lower surface 11b of the core body 10 are ground with, for example, a fixed grindstone, and the core body 10 is made to have a predetermined thickness. Thereafter, the core body 10 is obtained by thermosetting and cross-linking the resin.

その後に、コア素体10が形成された絶縁基板11を、たとえばダイシングなどにより個片状に切断すれば、図1で示される端子電極4が形成される前のコア素体10が得られる。なお、切断前の状態では、コア素体10は、X軸方向およびY軸方向に一体的に連結されているコア素体10の集合体である。   Thereafter, if the insulating substrate 11 on which the core body 10 is formed is cut into individual pieces by, for example, dicing, the core body 10 before the terminal electrode 4 shown in FIG. 1 is formed is obtained. In addition, in the state before cutting, the core element body 10 is an aggregate of the core element bodies 10 that are integrally connected in the X-axis direction and the Y-axis direction.

本実施形態では、図1に示すコア素体10において、X軸方向に対向する一対の端面10e,10fと、Y軸方向に対向する一対の側面10c,10dとが、コア素体10の製造過程における切断面となる。コア素体10におけるZ軸方向に対向する一対の側面10a,10bは、切断面ではない自然な成形面となる。   In the present embodiment, in the core body 10 shown in FIG. 1, the pair of end faces 10 e and 10 f facing in the X-axis direction and the pair of side faces 10 c and 10 d facing in the Y-axis direction are used to manufacture the core body 10. It becomes a cut surface in the process. The pair of side surfaces 10a and 10b facing the Z-axis direction in the core body 10 are natural molded surfaces that are not cut surfaces.

本実施形態では、図7に示すように、コア素体の集合体40を切断してコア素体10を得る際には、線速が500〜2000m/minのダイヤモンド電着ワイヤ30を用いて行う。しかも、電着ワイヤ30による切断に際しては、図8に示すように、電着ワイヤ30に作用する加工圧力Pが、切断時間軸tに沿って略一定になるように切断する。   In the present embodiment, as shown in FIG. 7, when the core body 10 is obtained by cutting the core body assembly 40, the diamond electrodeposited wire 30 having a linear velocity of 500 to 2000 m / min is used. Do. Moreover, when the electrodeposition wire 30 is cut, the cutting pressure P acting on the electrodeposition wire 30 is cut so as to be substantially constant along the cutting time axis t as shown in FIG.

そのため、図7に示す切断対象のワークであるコア素体の集合体40を保持して電着ワイヤ30に向けて移動させる支持台32の移動速度Sは、図8に示すように切断時間軸tに沿って変化する。すなわち、ワイヤ30が柔らかい部分を切断しているときには、移動速度Sが早くなり、硬い部分を切断する際には、切断速度が遅くなり、加工圧力Pが、切断時間軸tに沿って略一定になるように切断する。   Therefore, the moving speed S of the support base 32 that holds and moves the core body assembly 40 that is the workpiece to be cut shown in FIG. 7 toward the electrodeposition wire 30 has a cutting time axis as shown in FIG. It changes along t. That is, when the wire 30 is cutting a soft part, the moving speed S is high, and when cutting a hard part, the cutting speed is low, and the processing pressure P is substantially constant along the cutting time axis t. Cut so that

本実施形態では、そのような切断の結果として、図5(A)および図6(A)に示すように、切断面である側面10cでは、金属磁性体粒子20が切断されており、当該金属磁性体粒子20には、縞状の切断跡20aが形成してある。   In the present embodiment, as a result of such cutting, as shown in FIGS. 5 (A) and 6 (A), the metal magnetic particles 20 are cut on the side surface 10c, which is the cut surface, and the metal The magnetic particles 20 are formed with striped cut traces 20a.

そして、コア素体10の切断面である側面10cの表面粗さRyは、30μm以下である。コア素体の切断面の表面粗さRyが所定値以下であることで、磁気特性(特にL値)の劣化が少なく、耐電圧特性にも優れているコイル装置を実現することができる。   And surface roughness Ry of the side surface 10c which is a cut surface of the core element | base_body 10 is 30 micrometers or less. When the surface roughness Ry of the cut surface of the core body is equal to or less than a predetermined value, it is possible to realize a coil device that is less deteriorated in magnetic characteristics (particularly L value) and excellent in withstand voltage characteristics.

これに対して、従来の切断方法では、図8に示す加工圧力Pを一定ではなく、切断速度Sを略一定にしていたため、図5(B)および図6(B)に示すような切断面になっていた。なお、切断速度Sを略一定で切断とは、図7(1)において、集合体100をワイヤ30に向けて矢印方向に一定速度で移動させて切断することである。   On the other hand, in the conventional cutting method, the processing pressure P shown in FIG. 8 is not constant, and the cutting speed S is substantially constant, so that the cutting surfaces as shown in FIGS. 5 (B) and 6 (B). It was. In addition, cutting with the cutting speed S being substantially constant means that the assembly 100 is moved toward the wire 30 at a constant speed in the direction of the arrow in FIG.

図5(B)および図6(B)に示すように、従来のコイル装置における切断面10c’では、たとえば金属磁性体粒子20が脱落してしまい凹み24が形成されたり、粒子20が切断されずに残っていたりするために、切断面10c’における表面粗さRyは、10μmより大きくなっていた。そのため、磁気特性(特にL値)の劣化が大きかった。また、図示省略するが、切断面において、金属粒子の延びが生じる場合があり、そのために、耐電圧特性が劣化するおそれがあった。   As shown in FIGS. 5B and 6B, on the cut surface 10c ′ in the conventional coil device, for example, the metal magnetic particles 20 are dropped and a dent 24 is formed, or the particles 20 are cut. Therefore, the surface roughness Ry at the cut surface 10c ′ was larger than 10 μm. Therefore, the deterioration of the magnetic characteristics (particularly L value) was large. Although not shown in the drawing, the metal particles may extend on the cut surface, which may deteriorate the withstand voltage characteristics.

本実施形態に係るコイル装置2のコア素体10の切断面である側面10cおよび10dでは、金属磁性体粒子20が切断されており、当該金属磁性体粒子20には、縞状の切断跡20aが形成してある。このことは、コア素体10の切断面では、金属磁性体粒子20を脱落させることなく切断されていることを示している。また、金属磁性体粒子20に縞状の切断跡が形成してあることは、金属磁性体粒子20が、ほとんど延びることなく切断されていることを示している。すなわち、本発明に係るコイル装置は、切断面において、金属磁性体粒子20の脱落がなく、金属磁性体粒子20の延びも少なく、磁気特性(特にL値)の劣化が少なく、耐電圧特性にも優れている。   In the side surfaces 10c and 10d that are cut surfaces of the core body 10 of the coil device 2 according to the present embodiment, the metal magnetic particles 20 are cut, and the metal magnetic particles 20 have a striped cut trace 20a. Is formed. This indicates that the cut surface of the core body 10 is cut without dropping the metal magnetic particles 20. In addition, the fact that the striped cut traces are formed on the metal magnetic particles 20 indicates that the metal magnetic particles 20 are cut almost without extending. That is, in the coil device according to the present invention, the metal magnetic particles 20 are not dropped on the cut surface, the metal magnetic particles 20 are hardly extended, the magnetic characteristics (particularly L value) are less deteriorated, and the withstand voltage characteristics are improved. Is also excellent.

図7に示すコア素体の集合体を切断した後には、個片化されたコア素体10に、必要に応じてエッチング処理を行う。エッチング処理の条件としては、特に限定されない。   After the core element assembly shown in FIG. 7 is cut, the separated core element 10 is subjected to an etching process as necessary. The conditions for the etching process are not particularly limited.

次に、エッチング処理されたコア素体10のX軸方向の両端に、浸漬法(DIP)にて電極材を塗布して内層を形成する。電極材としては、磁性材料を固着している成分と同様に、たとえばエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂にAg粉などの導体粉を所定の含有量で混練したペースト材である。   Next, an electrode material is applied to both ends in the X-axis direction of the core body 10 that has been subjected to the etching process by an immersion method (DIP) to form an inner layer. The electrode material is a paste material in which a conductor powder such as Ag powder is kneaded with a predetermined content, for example, in a thermosetting resin such as an epoxy resin, in the same manner as the component fixing the magnetic material.

内層を構成する導体粉含有樹脂に含まれる導体粉(たとえばAg粉)は、球状粉と扁平状粉とを有し、導体粉含有樹脂に含まれる球状粉の含有量をαとし、導体粉含有樹脂に含まれる前記扁平状粉の含有量をβとした場合に、α/βが、好ましくは2〜3の範囲内である。このような構成にすることで、端子電極4とコア素体10との固着強度が向上すると共に、端子電極4の抵抗を低減することが可能になる。   The conductor powder (for example, Ag powder) contained in the conductor powder-containing resin constituting the inner layer has spherical powder and flat powder, the content of the spherical powder contained in the conductor powder-containing resin is α, and the conductor powder contains When the content of the flat powder contained in the resin is β, α / β is preferably in the range of 2-3. With such a configuration, the fixing strength between the terminal electrode 4 and the core body 10 is improved, and the resistance of the terminal electrode 4 can be reduced.

次に、内層となる電極ペーストが塗布された製品に端子めっきをバレルめっきにて外層を形成する。外層を形成するための端子めっきとしては、単一めっき膜でも多層めっき膜でも良く、たとえばNi膜とSn膜を形成する。このようにして端子電極4が形成されて、図1に示すコイル装置2が得られる。   Next, the outer layer is formed by terminal plating on the product coated with the electrode paste as the inner layer by barrel plating. The terminal plating for forming the outer layer may be a single plating film or a multilayer plating film. For example, a Ni film and a Sn film are formed. Thus, the terminal electrode 4 is formed and the coil apparatus 2 shown in FIG. 1 is obtained.

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変することができる。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified within the scope of the present invention.

たとえば、絶縁基板11の片側表面にのみスパイラル状の内部導体通路12または13を形成しても良い。また上述した実施形態では、スパイラル状の内部導体通路12および13を直列に接続したが、並列に接続するように内部導体パターンを形成しても良い。また、コア素体10の外面に形成する端子電極4は、3つ以上であっても良い。さらに、内部導体通路12(ダミー内部導体12cも同じ)および内部導体通路13(ダミー内部導体13cも同じ)は、薄膜法ではなく、印刷法により形成することも可能である。   For example, the spiral inner conductor passage 12 or 13 may be formed only on one surface of the insulating substrate 11. In the above-described embodiment, the spiral inner conductor passages 12 and 13 are connected in series. However, the inner conductor pattern may be formed so as to be connected in parallel. Further, the number of terminal electrodes 4 formed on the outer surface of the core body 10 may be three or more. Furthermore, the inner conductor passage 12 (the same for the dummy inner conductor 12c) and the inner conductor passage 13 (the same for the dummy inner conductor 13c) can be formed by a printing method instead of the thin film method.

さらに、上述した実施形態では、切断面を電着ワイヤ30により形成したが、本発明では、電着ワイヤ30に限らず、電鋳ワイヤ、ダイヤモンドコーティングワイヤ、分散めっきワイヤなどを用いて、加工圧力を略一定にして切断しても良い。   Furthermore, in the above-described embodiment, the cut surface is formed by the electrodeposited wire 30, but in the present invention, the processing pressure is not limited to the electrodeposited wire 30, and an electroformed wire, a diamond coating wire, a dispersion plating wire, or the like is used. You may cut | disconnect by making substantially constant.

2… コイル装置
4… 端子電極
10… コア素体
11… 絶縁基板
12,13… 内部導体通路
12a,13a… 接続端
12b,13b… リード用コンタクト
12c,13c… ダミー内部導体
14… 保護絶縁層
15… 上部コア
15a… 中脚部
15b… 側脚部
16… 下部コア
18… スルーホール導体
20… 金属磁性体粒子
20a… 切断痕
22… 樹脂
30… 電着ワイヤ
40… 集合体
2 ... Coil device 4 ... Terminal electrode 10 ... Core element 11 ... Insulating substrate 12, 13 ... Internal conductor passages 12a, 13a ... Connection ends 12b, 13b ... Lead contacts 12c, 13c ... Dummy internal conductor 14 ... Protective insulating layer 15 ... Upper core 15a ... Middle leg 15b ... Side leg 16 ... Lower core 18 ... Through-hole conductor 20 ... Metal magnetic particles 20a ... Cutting marks 22 ... Resin 30 ... Electrodeposited wire 40 ... Aggregate

Claims (3)

金属磁性体粒子が分散してある合成樹脂から成る複合磁性体で構成してあるコア素体と、
前記コア素体の内部に埋設してあり、印刷工法または薄膜工法で形成された内部導体と、
前記コア素体の外表面に形成され、前記内部導体に接続する端子電極と、を有するコイル装置であって、
前記コア素体の切断面では、前記金属磁性体粒子が切断されており、当該金属磁性体粒子には、縞状の切断跡が形成してあることを特徴とするコイル装置。
A core body made of a composite magnetic body made of a synthetic resin in which metal magnetic particles are dispersed;
Embedded in the core body, and an internal conductor formed by a printing method or a thin film method; and
A coil device having a terminal electrode formed on an outer surface of the core body and connected to the inner conductor,
The coil device is characterized in that the metal magnetic particles are cut at a cut surface of the core body, and the metal magnetic particles are formed with striped cut traces.
前記コア素体の切断面の表面粗さRyが、30μm以下である請求項1に記載のコイル装置。   The coil device according to claim 1, wherein a surface roughness Ry of a cut surface of the core body is 30 µm or less. 前記コア素体の切断面が、前記コア素体の対向する側面に対応する請求項1または2に記載のコイル装置。   The coil device according to claim 1 or 2, wherein a cut surface of the core element body corresponds to an opposite side surface of the core element body.
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