JP2018019033A - コイル部品及びその製造方法 - Google Patents
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上記磁性体部は、鉄、シリコン、並びに、クロム及びアルミニウムの少なくとも一方を含む合金部と、上記合金部を覆う酸化物膜と、を有し、上記合金部の表面に部分的にリン酸塩化合物が存在している軟磁性合金粒子で構成されている。
上記磁性体部では、上記軟磁性合金粒子同士が上記酸化物膜において互いに結合している。
上記コイル部は、上記磁性体部の内部又は表面に設けられている。
この構成では、磁性体部にリン酸塩処理が施されることにより、磁性体部を構成する軟磁性合金粒子の表面における合金部が露出した部分にリン酸塩化合物が存在している。これにより、コイル部品における磁性体部の良好な絶縁性が確保される。
上記合金部は、88wt%以上の鉄を含有してもよい。
これらの構成では、磁性体部の表面における絶縁性をより確実に確保するとともに、リン酸塩化合物が過剰に析出することを防止することができる。
この構成では、磁性体部の表面のみならず内部における絶縁性をより確実に確保することできる。
この場合、上記磁性体部における上記ポアの比率は、JIS規格「JIS−R1634」に準拠した開気孔率で1%以上5%以下であってもよい。
この構成では、酸化物膜が安定し、良好な機械的強度及び透磁率を両立することができる。
上記第1酸化物膜は、クロム及びアルミニウムの少なくとも一方を含む酸化物を主成分としてもよい。
上記第2酸化物膜は、鉄と、クロム及びアルミニウムの少なくとも一方とを含む酸化物を主成分とし、上記第1酸化物膜よりも厚くてもよい。
上記酸化物膜は、凹凸形状を有してもよい。
これらの構成では、軟磁性合金粒子の表面に酸化物膜を形成することにより、磁性体部における絶縁性が得られる。
この構成では、軟磁性合金粒子の間に樹脂を配置することにより、磁性体部における更に高い絶縁性が得られる。
この構成では、積層型のコイル部品において、磁性体部の絶縁性を確保することができる。
上記ガラスマーカは、ナトリウムの濃度が0.4at%未満であり、マグネシウムの濃度が0.4at%未満であり、カリウムの濃度が1.0at%未満であり、コバルト及び錫を含まなくてもよい。
上記ガラスマーカでは、ガラス転移点が550℃以上であり、軟化点が700℃以上であってもよい。
これらの構成では、磁性体部の表面にガラスマーカを設けることにより、実装時などにおいてコイル部品の向きを容易に判別可能となる。ガラスマーカを上記のようなガラスで形成することにより、リン酸塩処理によってガラスマーカが消失することを防止することができる。
コイル部品の製造方法では、鉄、シリコン、及びクロムを含む軟磁性合金粒子を用いて上記磁性体部が形成される。
そして、上記磁性体部のポアに処理液を浸透させることにより上記磁性体部にリン酸塩処理が施される。
上記リン酸塩処理には、リン酸マンガンを用いてもよい。
これらの構成では、磁性体部の表面及び内部において絶縁性が確保されたコイル部品を製造することができる。
図1,2は、本発明の一実施形態に係るコイル部品10を示す図である。図1は、コイル部品10の斜視図である。図2は、コイル部品10の図1のA−A線に沿った断面図である。コイル部品10は、積層構造を有する積層インダクタとして構成される。コイル部品10は、本体部11と、第1外部電極14と、第2外部電極15と、を有する。
図4は、コイル部品10の製造方法を示すフローチャートである。図5〜7は、製造過程のコイル部品10の磁性体部12の表面付近を模式的に示す部分断面図である。
以下、コイル部品10の製造方法について、図4のフローチャートに沿って、図5〜7を適宜参照しながら説明する。
なお、図5〜7(及び後述の図9,10)は、説明の便宜上、等しい形状の軟磁性合金粒子Gが整列している状態を模式的に示している。しかし、実際の磁性体部12は、様々な形状の各軟磁性合金粒子Gの集合体として構成される。
ステップS01では、軟磁性合金粒子で構成された磁性シートを作製する。磁性シートを作製するためには、まず磁性ペーストが用意される。磁性ペーストは、ベースフィルムに塗工される。ベースフィルムとしては、例えば、PETなどの樹脂で形成されたフィルムを用いることができる。
ステップS02では、ステップS01で得られた磁性シートに、図3に示す磁性体層ML1〜ML6のビアV1〜V6に対応する貫通孔を形成する。磁性シートへの貫通孔の形成には、例えば、打ち抜き加工機やレーザ加工機などの穿孔機が用いられる。なお、磁性体層MLU,ML7,MLDに対応する磁性シートには貫通孔形成工程を実施しない。
ステップS03では、ステップS01で貫通孔が形成された磁性シートに、図3に示す磁性体層ML1〜ML7の導体パターンC11〜C17に対応するパターンで導体ペーストを印刷する。磁性体層ML1〜ML6に導体ペーストを印刷する際には、ステップS02で形成された貫通孔に導体ペーストを充填する。
ステップS04では、磁性体層MLU,ML1〜ML7,MLDに対応する磁性シートを図3に示す順序で積み重ねて熱圧着することにより積層体を作製する。磁性シートの搬送には、例えば吸着搬送機を用いることができる。また、磁性シートの熱圧着には、各種プレス機を用いることができる。
ステップS05では、ステップS04で得られた積層体を、コイル部品10の本体部11のサイズに切り分けることにより個片化する。これにより、未焼成の本体部11が得られる。積層体の個片化には、例えば、ダイシング機やレーザ加工機などの切断機を用いることができる。
ステップS06では、ステップS05で得られた未焼成の本体部11を、大気などの酸化性雰囲気中で焼成する。未焼成の本体部11の焼成には、各種焼成炉のような加熱処理機を用いることができる。焼成工程には、以下に説明する脱脂プロセス及び酸化物膜形成プロセスが含まれる。
ステップS07では、ステップS06で得られた本体部11にバレル研磨を施す。バレル研磨は、例えば、複数の本体部11をコンパウンド及び水とともにバレル容器に封入し、バレル容器に運動を与えることにより実施可能である。これにより、本体部11の角部や稜部が良好に面取りされる。
ステップS08では、ステップS07で得られた本体部11に、図1,2に示す外部電極14,15の下地層を形成する。下地層形成工程では、本体部11の外部電極14,15が設けられる長手方向の両端部に導体ペーストを焼き付ける。下地層形成工程には、以下に説明する塗布プロセス及び焼き付けプロセスが含まれる。
ステップS09では、ステップS08で外部電極14,15の下地層が形成された本体部11にリン酸塩処理を施す。リン酸塩処理は、Feの防錆処理として一般的に用いられる。一方、本実施形態では、リン酸塩処理により磁性体部12の表面における絶縁性を向上させる。このような目的のリン酸塩処理は一般的に知られていない。
この一方で、軟磁性合金粒子が樹脂中に分散した一般的な構成の磁性体部には、ポア(特にオープンポア)が形成されないため、リン酸塩処理によって磁性体部の内部の絶縁性を向上させることは困難である。
ステップS10では、ステップS09に引き続き、樹脂含浸処理を施す。樹脂含浸処理工程は、磁性体部12のポアPに樹脂材料を充填するために行う。なお、樹脂含浸処理工程において磁性体部12に含浸させる樹脂材料は、磁性体部12における絶縁性を得るために軟磁性合金粒子同士を離間させるものではない。
ステップS11では、ステップS10に引き続いて、ステップS03で本体部11に形成された下地層にめっき処理を行う。これにより、下地層にめっき膜が形成され、外部電極14,15が完成する。めっき処理は、一般的なNi(ニッケル)やSn(錫)などの電気メッキにより行うことができる。めっき膜は、単層であっても複層であってもよい。
コイル部品10の製造方法の各ステップの順番は、必要に応じて入れ替えても構わない。一例として、上記実施形態ではリン酸塩処理工程(ステップS09)の後に樹脂含浸処理工程(ステップS10)を実施したが、図8に示すように、リン酸塩処理工程(ステップS09)の前に樹脂含浸処理工程(ステップS10)を実施してもよい。
この一方で、図8に示す本変形例のように、リン酸塩処理工程を樹脂含浸処理工程より後に行う構成には、樹脂含浸処理工程の拭き取りプロセスで形成された露出部Dをリン酸塩処理によって絶縁することができるというメリットがある。
図11は、ガラスマーカMが設けられたコイル部品10の斜視図である。ガラスマーカMは、コイル部品10の実装時などに、コイル部品10のX軸、Y軸、及びZ軸方向の向きを容易に判別可能とするために設けられる。図11に示す例では、ガラスマーカMが本体部11のZ軸方向上面に設けられているが、ガラスマーカMの配置はこれに限定されない。
4.1 サンプルの作製
リン酸塩処理による効果を確かめるために、磁性体部12の表面のPの濃度が異なるコイル部品10のサンプル1〜6を作製し、評価を行った。サンプル1〜6は、上記のコイル部品10の製造方法に沿って作製した。リン酸塩処理以外のサンプル1〜6の作製条件は共通とした。
サンプル2には、磁性体部12の表面のPの濃度が0.5at%となる条件でリン酸塩処理を行った。
サンプル3には、磁性体部12の表面のPの濃度が2.7at%となる条件でリン酸塩処理を行った。
サンプル4には、磁性体部12の表面のPの濃度が3.3at%となる条件でリン酸塩処理を行った。
サンプル5には、磁性体部12の表面のPの濃度が4.8at%となる条件でリン酸塩処理を行った。
サンプル6には、磁性体部12の表面のPの濃度が5.0at%となる条件でリン酸塩処理を行った。
サンプル1〜6について、(1)静電気耐圧、(2)めっき延び不良率、及び(3)半田濡れ性の3項目について評価を行った。
静電気耐圧試験としては、JEITA規格「ED4701 300−2」に準拠した人体モデル(HBM:Human Body Model)試験を行った。試験条件としては、放電容量を100pFとし、放電抵抗を1.5kΩとし、パルス印加数を両極各3回とした。各サンプル1〜6について各試験電圧ごとに10個ずつ試験を行った。
各サンプル1〜6それぞれ1000個について、外部電極14,15を観察し、コイル部品10の長手方向において外部電極14,15の寸法の30%以上の長さのめっき延びが発生しているものをめっき延び不良と判定した。そして、各サンプル1〜6についてめっき延び不良率を算出した。
各サンプル1〜6を235℃及び260℃の半田槽にディップすることにより、各サンプル1〜6の外部電極14,15上に半田を形成した。サンプル1〜6のうち、半田が形成された外部電極14,15において、半田が外部電極14,15の全領域を覆っているものを合格(A)と判定し、半田に不連続な部分が存在するものを不合格(B)と判定した。
サンプル1〜6についての評価結果を表1に示す。
リン酸塩処理を行ったサンプル2〜6では高い静電気耐圧が得られ、サンプル3〜6では特に高い静電気耐圧が得られた。
一方、リン酸塩処理を行っていないサンプル1では、静電気耐圧が低かった。この結果から、サンプル1では、磁性体部12の表面における絶縁性が不十分であり、静電気によって損傷を受けやすいものと考えられる。
リン酸塩処理を行ったサンプル2〜6では、いずれもメッキ延び不良を1%以下に抑えることができた。
一方、リン酸塩処理を行っていないサンプル1では、メッキ延伸不良が3%発生した。この結果から、サンプル1では、磁性体部12の表面における絶縁性が不十分であるものと考えられる。
サンプル1〜5では、いずれも半田濡れ性が合格となった。
一方、リン酸塩処理を磁性体部12の表面のPの濃度が5.0at%となる条件で行ったサンプル6では、半田濡れ性が不合格となった。この結果から、サンプル6では、リン酸塩処理が過剰であり、外部電極14,15の下地層に析出したリン酸塩化合物によってめっき膜の形成が阻害されたものと考えられる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態にのみ限定されるものではなく種々変更を加え得ることは勿論である。
11…本体部
12…磁性体部
13…コイル部
14,15…外部電極
G…軟磁性合金粒子
G1…Fe合金部
G2…第1酸化物膜
G3…第2酸化物膜
P…ポア
D…露出部
F…樹脂材料
S…リン酸塩化合物
Claims (16)
- 鉄、シリコン、並びに、クロム及びアルミニウムの少なくとも一方を含む合金部と、前記合金部を覆う酸化物膜と、を有し、前記合金部の表面に部分的にリン酸塩化合物が存在している軟磁性合金粒子で構成され、前記軟磁性合金粒子同士が前記酸化物膜において互いに結合している磁性体部と、
前記磁性体部の内部又は表面に設けられたコイル部と、
を具備するコイル部品。 - 請求項1に記載のコイル部品であって、
前記磁性体部の表面のリンの濃度が0.5at%以上5.0at%未満である
コイル部品。 - 請求項2に記載のコイル部品であって、
前記磁性体部の表面及び内部にある前記軟磁性合金粒子の表面に部分的に前記リン酸塩化合物が存在している
コイル部品。 - 請求項1から3のいずれか1項に記載のコイル部品であって、
前記合金部は、88wt%以上の鉄を含有する
コイル部品。 - 請求項1から4のいずれか1項に記載のコイル部品であって、
前記磁性体部はポアを有し、
前記磁性体部における前記ポアの比率は、JIS規格「JIS−R1634」に準拠した開気孔率で1%以上5%以下である
コイル部品。 - 請求項1から5のいずれか1項に記載のコイル部品であって、
前記酸化物膜は、第1酸化物膜と、前記第1酸化物膜の外側に形成された第2酸化物膜と、を含む複層構造を有する
コイル部品。 - 請求項6に記載のコイル部品であって、
前記第1酸化物膜は、クロム及びアルミニウムの少なくとも一方を含む酸化物を主成分とする
コイル部品。 - 請求項6又は7に記載のコイル部品であって、
前記第2酸化物膜は、鉄と、クロム及びアルミニウムの少なくとも一方とを含む酸化物を主成分とし、前記第1酸化物膜よりも厚い
コイル部品。 - 請求項1から8のいずれか1項に記載のコイル部品であって、
前記酸化物膜は、凹凸形状を有する
コイル部品。 - 請求項1から9のいずれか1項に記載のコイル部品であって、
前記磁性体部は、前記軟磁性合金粒子の間に配置された樹脂を含む
コイル部品。 - 請求項1から10のいずれか1項に記載のコイル部品であって、
複数の磁性体層が積層された構成を有し、前記コイル部が前記磁性体部の内部に設けられている
コイル部品。 - 請求項1から11のいずれか1項に記載のコイル部品であって、
前記磁性体部の表面に設けられたガラスマーカを更に具備し、
前記ガラスマーカは、ホウ珪酸ガラスを主成分とする
コイル部品。 - 請求項12に記載のコイル部品であって、
前記ガラスマーカは、ナトリウムの濃度が0.4at%未満であり、マグネシウムの濃度が0.4at%未満であり、カリウムの濃度が1.0at%未満であり、コバルト及び錫を含まない
コイル部品。 - 請求項12又は13に記載のコイル部品であって、
前記ガラスマーカでは、ガラス転移点が550℃以上であり、軟化点が700℃以上である
コイル部品。 - 磁性体部と、前記磁性体部の内部又は表面に設けられたコイル部と、を具備するコイル部品の製造方法であって、
鉄、シリコン、及びクロムを含む軟磁性合金粒子を用いて前記磁性体部を形成し、
前記磁性体部のポアに処理液を浸透させることにより前記磁性体部にリン酸塩処理を施す
コイル部品の製造方法。 - 請求項15に記載のコイル部品の製造方法であって、
前記リン酸塩処理には、リン酸マンガンを用いる
コイル部品の製造方法。
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A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
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C21 | Notice of transfer of a case for reconsideration by examiners before appeal proceedings |
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A912 | Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board |
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C211 | Notice of termination of reconsideration by examiners before appeal proceedings |
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C22 | Notice of designation (change) of administrative judge |
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C23 | Notice of termination of proceedings |
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C03 | Trial/appeal decision taken |
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C30A | Notification sent |
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