JP2018125399A - 電子部品、電子部品の製造方法及び電子モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】良好な周波数帯域と直流重畳特性とを有し、簡易に連続成型可能な電子部品を提供すること。【解決手段】本発明の電子部品は、透磁率の異なる複数のセラミック絶縁体材料からなる絶縁体部と、前記絶縁体部に埋設された中心軸をもつコイルと、前記中心軸が延在する中心軸方向の前記絶縁体部の表面に形成され、前記コイルに直接接合された外部電極と、を備え、前記絶縁体部は少なくとも、前記中心軸を含み、前記コイルの内周面の内側に位置する、高透磁率のセラミック絶縁体材料からなる第１の絶縁体と、前記コイルの内周面の外側に位置する、高透磁率のセラミック絶縁体材料からなる第３の絶縁体と、前記第１及び第３の絶縁体の間に挟まれて位置し、低透磁率のセラミック絶縁体材料からなる第２の絶縁体と、を含み、前記第２の絶縁体は前記コイルの少なくとも一部分に接することを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、電子部品、電子部品の製造方法及び電子部品モジュールに関するものであり、特に、フェライトビーズインダクタ等に代表される電子部品に関するものである。

近年の電子機器にはスイッチング電源が使用され、ＡＣ（Ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ Ｃｕｒｒｅｎｔ）ケーブルからの輻射ノイズが問題となっている。この輻射ノイズを低減させるためにフェライトビーズインダクタ等の電子部品が使用されている。

一般に、フェライトビーズインダクタ等の電子部品におけるインダクタンスの周波数特性は、自己共振周波数直前で急激にピークを示す周波数領域があることが知られている。このため通常は、このピークを示す周波数領域の手前の周波数の比較的インダクタンス変動の少ない領域を使用する。この周波数領域とピークを示す周波数領域との境界を周波数使用限界ということがある。周波数使用限界は、一義的な定義のあるものではないが、インダクタンス値が公称値より一定割合上昇した周波数として示すことができ、例えばインダクタンス値が公称値より１０％上昇した周波数とすることができる。また、インピーダンス周波数特性についてもピークを示す周波数がある。このピークを示す周波数をもって、どこまでの周波数で使用できるかの目安とすることもできる。一般に、フェライトビーズインダクタ等の電子部品は、周波数使用限界が高いものであり、より広い周波数帯域においてインピーダンスが高いものが望まれている。しかし、フェライトビーズインダクタ等の電子部品は、直流電流値の変動により周波数使用限界およびインピーダンスの周波数特性が大きく変化するため、使用可能な周波数帯域に制限が生じていた。

また、フェライトビーズインダクタ等の電子部品は、印加する直流電流値が大きくなるにつれ、磁性体の透磁率が飽和してしまう。その結果、フェライトビーズインダクタ等の電子部品のインダクタンス値が低下し、輻射ノイズの低減効果が小さくなるという問題があった。

一般に、流れる電流値とインダクタンス値との関係を直流重畳特性と呼ぶ。直流重畳特性が良いとは、（１）コイルに流れる直流電流値に対して得られるインダクタンス値が大きいこと、（２）コイルに流れる直流電流値が変動してもインダクタンス値が変化しないこと、の２つの特性の良いことをいう。直流重畳特性が悪い場合、回路の不要共振や自己発振といった問題も生じる。

後者の直流重畳特性、つまりはコイルに流れる直流電流値が変動することによるインダクタンス値の変化を改善するには、コアに透磁率の小さい磁性材料を用いれば良い。しかし、前者の直流重畳特性、つまりはコイルに流れる直流電流値に対して得られるインダクタンス値が小さくなり、ノイズの低減効果も小さくなってしまう。このようにフェライトビーズインダクタ等の電子部品は「直流電流印加時のインダクタンス値を大きく」「直流電流印加時のインダクタンス値の変化が小さく」という二律背反である特性をバランスよく両立させる事が求められている。

直流重畳特性を改善するための他の方法として、コイルの内外面に沿って周回する磁束を、磁気ギャップにて遮ることにより、磁気飽和を緩和する電子部品が提案されている。例えば、特許文献１（特開平１０−１９９７３０）で提案されている電子部品は、磁気ギャップとしてコアに空隙構造を設けている。しかしながら、粉体成型や部材組み立て等、製造上困難を伴う。このため、特許文献２（特開平８−８３７３０）のように連続した成型により製造される電子部品では、コアに空隙構造を設けることが困難であった。図１１は特許文献２で提案されている従来技術の電子部品の磁束を示す説明図である。図１１の一点鎖枠は、磁性体とコイルとの境界付近の模式拡大図である。図１１に示す電子部品は、磁性体部と、コイルと、外部電極とからなる。磁性体部は、軸芯としての高透磁率の磁性材料からなる磁性体と、外被体としての高透磁率の磁性材料からなる磁性体とからなる。図１１に示す従来技術の電子部品は、コイルの周回が全て高透磁率の磁性材料で覆われているため、コイル近傍の磁性体に磁束が集中する。このため、磁気飽和が生じやすく、直流重畳特性が悪い。さらに、図１１の一点鎖枠に示すように、コイルピッチ間には漏れ磁束が発生し、コイルによって発生する磁束を阻害するため、インダクタンス値が低下する。

そこで、積層工法を使用し、特許文献３（特開平５−４１３２３）および特許文献４（特開平９−３３０８１９）において、空隙構造の代わりに、コアの一部分を、絶縁材を含む低透磁率材料にて構成し、磁気ギャップとする積層型の電子部品が提案されている。

特開平１０−１９９７３０号公報 特開平８−８３７３０号公報 特開平５−４１３２３号公報 特開平９−３３０８１９号公報

しかしながら、特許文献３および特許文献４で提案されている電子部品は、内部導体の周回が全て低透磁率の磁性体で覆われているため、内部導体を構成する磁性体の実効透磁率が低い。このため、直流電流印加時のインダクタンス値が十分得られず、直流重畳特性をバランスよく両立したものではなかった。また、積層型の電子部品は複雑な製造工程を要し、特許文献２で提案されている押出し成型のように簡易に連続成型を行うことが困難であった。さらに、直流電流値の変動による周波数使用限界およびインピーダンスの周波数特性の変化については、全く考慮されていなかった。

本発明は、良好な周波数帯域と直流重畳特性とを有し、簡易に連続成型可能な電子部品を提供すること、を目的とする。

本発明の電子部品は、透磁率の異なる複数のセラミック絶縁体材料からなる絶縁体部と、前記絶縁体部に埋設された中心軸をもつコイルと、前記中心軸が延在する中心軸方向の前記絶縁体部の表面に形成され、前記コイルに直接接合された外部電極とを備え、前記絶縁体部は少なくとも、前記中心軸を含み、前記コイルの内周面の内側に位置する、高透磁率のセラミック絶縁体材料からなる第１の絶縁体と、前記コイルの内周面の外側に位置する、高透磁率のセラミック絶縁体材料からなる第３の絶縁体と、前記第１及び第３の絶縁体の間に挟まれて位置し、低透磁率のセラミック絶縁体材料からなる第２の絶縁体と、を含み、前記第２の絶縁体は前記コイルの少なくとも一部分に接することを特徴とする。

本発明によれば、直流電流値の変動による周波数使用限界およびインピーダンスの周波数特性の変化を抑えることができ、それにより直流電流値の変動による使用できる周波数が変動することで制限されてしまうことなく良好な周波数帯域を得ることができる。また、「直流電流印加時のインダクタンス値を大きく」、「直流電流印加時のインダクタンス値の変化が小さく」という二つの直流重畳特性をバランスよく両立することができる。さらに、コイルとコイルの中心軸が延在する中心軸方向に設けられた外部電極とが直接接合されているため、簡易に連続成型を行うことができる。

第１実施形態に係る電子部品の第１の構成を示す模式図である。 第１実施形態に係る電子部品の磁束を示す説明図である。 第１実施形態に係る電子部品の第２の構成を示す模式断面図である。 絶縁体材料にフェライトを用いた第１実施形態に係る電子部品の第２の構成を示す模式断面図である。 第２実施形態に係る電子部品の構成を示す模式断面図である。 その他の実施形態に係る電子部品の構成を示す模式断面図である。 第１実施形態に係る電子部品の製造方法の模式図である。 第２実施形態に係る電子部品の製造方法の模式図である。 従来技術および本発明の電子部品の一例におけるインダクタンスの周波数特性を示すグラフである。 従来技術および本発明の電子部品の一例におけるインピーダンスの周波数特性を示すグラフである。 従来技術の電子部品の磁束を示す説明図である。

図面を適宜参照しながら本発明を以下に詳述する。これらは非限定的な例示であり、本発明は図示された態様に限定されない。また、図面においては発明の特徴的な部分を強調して表現することがあるので、図面各部において縮尺の正確性は必ずしも担保されていない。

＜第１実施形態に係る電子部品の第１の構成＞
図１は、第１実施形態に係る電子部品の第１の構成を示す模式図である。図１（Ａ）は、第１実施形態に係る電子部品の第１の構成を示す模式斜視図である。図１（Ｂ）は、図１（Ａ）のＡ−Ａ′線（コイルの中心軸）での模式断面図である。図１（Ｃ）は図１（Ｂ）のＢ−Ｂ′線での模式断面図である。以下の説明では、本発明の対象である電子部品の具体的な実施形態の一つとしてインダクタを挙げるが、電子部品は、例えば、トランス、電源用コモンモードフィルタなどであってもよい。また、このような電子部品を備える電子モジュールもまた本発明の一実施形態である。

本発明の電子部品は、図１（Ａ）に示すように、絶縁体部１０（例えば、Ｌ：１．０〜１０．０ｍｍ、Ｗ：０．５〜１０．０ｍｍ、Ｈ：０．５〜１０．０ｍｍ）、コイル２０（例えば、線径２５〜２００μｍ）及び外部電極３０（例えば、e：０〜４．０ｍｍ）から構成される。

絶縁体部１０は、第１の絶縁体１０ａ、第２の絶縁体１０ｂおよび第３の絶縁体１０ｃから構成される。第１実施形態に係る電子部品の第１の構成では、第１の絶縁体１０ａは、コイル２０の中心軸Ａ−Ａ′を含み、コイル２０の内周面の内側に位置する。第２の絶縁体１０ｂは、第１の絶縁体１０ａと第３の絶縁体１０ｃとの間に挟まれて位置する。第３の絶縁体１０ｃは、コイル２０の内周面の外側に位置する。ここで、「内側」は電子部品におけるコイル２０の中心軸Ａ−Ａ′に近づく方向を意味し、「外側」は電子部品の外側表面に向かう方向を意味する。この構成により、コイル２０の内周面を第２の絶縁体１０ｂが覆う構造となる。つまり、第２の絶縁体１０ｂはコイル２０の少なくとも一部分に接する。コイル２０の中心軸方向に直交する方向において、第２の絶縁体１０ｂの厚みｔの平均値である平均厚みは、例えば３０〜３００μｍである。ここで平均厚みとは、コイル２０の中心軸方向に直交する方向において、２０回以上測定した厚みｔの平均値を意味する。第２の絶縁体１０ｂの平均厚みは、好適には５０μｍ以上であり、より好適には１００μｍ〜２００μｍである。

絶縁体部１０を構成するセラミック絶縁体材料としては、例えば、Ｎｉ−Ｚｎ−Ｃｕフェライトや、Ｍｎ−Ｚｎ−Ｃｕフェライト又は金属磁性材料など必要な透磁率や周波数特性に応じて、非限定的に例示される。なお、本発明においては、絶縁体の磁性特性として透磁率により規定した説明を行うが、飽和磁束密度により規定することもできる。

電子部品の絶縁体部１０を構成する第１の絶縁体１０ａおよび第３の絶縁体１０ｃは、高透磁率のセラミック絶縁体材料からなり、透磁率は５０以上である。第２の絶縁体１０ｂは、低透磁率のセラミック絶縁体材料からなり、透磁率は３０以下である。好適には、第１の絶縁体１０ａの透磁率は１００〜１５００であり、第２の絶縁体１０ｂの透磁率は３〜３０であり、第３の絶縁体１０ｃの透磁率は５０〜１５００である。第２の絶縁体１０ｂの透磁率が３より小さいと、第１の絶縁体１０ａおよび第３の絶縁体１０ｃと同時に焼成するのが困難となり、好ましくない。第２の絶縁体１０ｂの透磁率が３０より大きいと、コイル２０近傍の絶縁体に集中する磁束をバランス良く分散することができず、好ましくない。

コイル２０は導電性材料である導線を螺旋形状に形成したものである。螺旋形状は中心軸を有し、図１（Ａ）においてその中心軸を一点鎖線であるＡ−Ａ′線で示している。本実施形態では螺旋形状に巻回されているが、例えば渦巻き形状など、仕様によって様々な形状をとることができ、本実施形態に限定されない。導電性材料は従来の電子部品の電極として用いられる各種の材料を特に限定なく用いることができ、典型的には、Ａｇであり、好適には、他の金属を実質的に含まないＡｇであり、１００重量部のＡｇと５０重量部以下の他の金属との混合物や合金であってもよく、他の金属としては、Ａｕ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｐｄなどが非限定的に例示される。

外部電極３０は、コイル２０の中心軸Ａ−Ａ′が延在する中心軸方向の絶縁体部１０（絶縁体の長手方向）の両端面に設けられ、またその両端面の周囲を覆うように設けられていてもよい。外部電極３０の材料としては、従来の電子部品の外部電極３０として用いられる各種の材料を特に限定なく用いることができ、例えば、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｓｎなどが非限定的に例示される。

ここで、外部電極３０と接合されるコイル２０の両端末は、積層型の電子部品において設けられる引出線を要さない。積層型の電子部品において、引出部から端子電極への接続までの導線の引き回しは、導線に方向性があるため曲げ加工などが難しく、かつ大きなスペースを要していた。本実施形態の電子部品は、外部電極３０と螺旋形状のコイル２０とが直接接合される。このため、本実施形態の電子部品は、引出線を設けた積層型の電子部品と比較し、小型化を図りつつコイル２０のターン数を増すことができ、簡易な構成で高いインダクタンス値を得ることができる。さらに、加工する手間が省け、連続成型が容易となる。

図２は、第１実施形態に係る電子部品の磁束を示す説明図である。図２に示す電子部品は、高透磁率のセラミック絶縁体材料からなる第１の絶縁体１０ａと第３の絶縁体１０ｃとの間に、低透磁率のセラミック絶縁体材料からなる第２の絶縁体１０ｂを備える。コイル２０の内外面に沿って周回する磁束Ｄを遮るように配置された第２の絶縁体１０ｂによって、コイル２０に対してバランスよく磁束Ｄの流れる量を調整でき、コイル２０近傍の絶縁体にかかる磁束Ｄの集中を分散することができる。さらに、図２の一点鎖枠に示すように、コイル２０のピッチ間に発生する漏れ磁束Ｅが低減され、磁束の阻害によるインダクタンス値の低下が抑制される。このため、直流電流の変動による周波数使用限界およびインピーダンスの周波数特性の変化を抑えることができ、また、「直流電流印加時のインダクタンス値を大きく」、「直流電流印加時のインダクタンス値の変化が小さく」という二つの直流重畳特性をバランスよく両立することができる。第２の絶縁体１０ｂは、第１の絶縁体１０ａおよび第３の絶縁体１０ｃの透磁率の大きい方に対して、好適には３％以下であればよく、更により好適には１％以下であればよりよい。

＜第１実施形態に係る電子部品の第２の構成＞
図３（Ａ）及び（Ｂ）は、第１実施形態に係る電子部品の第２の構成を示す模式断面図である。第１実施形態に係る電子部品の第２の構成は、第１実施形態に係る電子部品の第１の構成の好適な一例である。

第１実施形態に係る電子部品の第２の構成では、第１の絶縁体１０ａは、コイル２０の中心軸Ａ−Ａ′を含み、コイル２０の内周面の内側に位置する。第２の絶縁体１０ｂは、第１の絶縁体１０ａと第３の絶縁体１０ｃとの間に挟まれて位置する。第３の絶縁体１０ｃは、コイル２０の内周面の外側およびコイル２０の外周面の内側に位置する。この構成により、コイル２０の内周面を第２の絶縁体１０ｂが覆い、かつ、コイル２０の少なくとも一部が第２の絶縁体１０ｂ内に位置することとなる。好適には、コイル２０の中心軸方向に直交する方向において、コイル２０の線径の少なくとも１０％以上が、第２の絶縁体１０ｂ内に位置する。

図４（Ａ）及び（Ｂ）は、セラミック絶縁体材料としてフェライトを用いた第１、第２及び第３の絶縁体１０ａ、１０ｂ、１０ｃを焼成により一体として形成した場合における、第１実施形態に係る電子部品の第２の構成を示す模式断面図である。図４（Ａ）及び（Ｂ）の一点鎖枠は、第１、第２及び第３の絶縁体１０ａ、１０ｂ、１０ｃとコイル２０との境界付近の模式拡大図である。

図４（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、第１、第２及び第３の絶縁体１０ａ、１０ｂ、１０ｃとの境界面に、各絶縁体の材料が混じり合う拡散領域１２ａ、１２ｂが形成される。なお、拡散領域１２ａ、１２ｂの存在は、例えば、ＳＥＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）観察像などにおいて、明確に判断することができる。セラミック絶縁体材料にフェライトを用いた第１、第２及び第３の絶縁体１０ａ、１０ｂ、１０ｃを、焼成により一体として形成した場合、図４（Ａ）に示すように、コイル２０が拡散領域１２ｂ内に位置している。このため、絶縁体部１０に占める拡散領域１２ｂの体積が、拡散領域１２ｂ内に位置しているコイル２０の体積分小さくなり、コイル２０近傍の必要な部分の透磁率を確保できる点で好適である。また、図４（Ａ）に示すように、拡散領域１２ｂを含む第２の絶縁体１０ｂがコイル２０によって完全に分断されておらず連続している場合、第２の絶縁体１０ｂの平均厚みを小さくしても欠陥とならない点で好適である。さらに、図４（Ｂ）に示すように、第２の絶縁体１０ｂと拡散領域１２ｂとの連続性がある場合、第２の絶縁体１０ｂと第３の絶縁体１０ｃとの密着性が良く、第２の絶縁体１０ｂと第３の絶縁体１０ｃとの接続が確実になされ、電子部品が耐湿環境に対応できる点で好適である。

＜第２実施形態に係る電子部品＞
図５（Ａ）は、第２実施形態に係る電子部品の構成を示す模式断面図である。図５（Ｂ）は図５（Ａ）のＣ−Ｃ′線での模式断面図である。第１実施形態に係る電子部品の構成との相違点は、コイル２０と第２の絶縁体１０ｂとの接する位置にある。第１実施形態では、コイル２０の内周面が第２の絶縁体１０ｂに覆われているが、第２実施形態では、コイル２０の外周面が第２の絶縁体１０ｂに覆われている。

第２実施形態に係る電子部品において、第１の絶縁体１０ａは、コイル２０の中心軸Ａ−Ａ′を含み、コイル２０の内周面の内側に位置し、第２の絶縁体１０ｂは、第１の絶縁体１０ａと第３の絶縁体１０ｃの間に挟まれて位置し、第３の絶縁体１０ｃは、コイル２０の外周面の外側に位置する。コイル２０の中心軸方向に直交する方向において第２の絶縁体１０ｂの平均厚みは、例えばコイル２０の線径〜３００μｍである。第２の絶縁体１０ｂの平均厚みは、好適には１００μｍ以上であり、より好適には１２０μｍ〜２００μｍである。電子部品の絶縁体部１０を構成する第１の絶縁体１０ａおよび第３の絶縁体１０ｃは、高透磁率のセラミック絶縁体材料からなり、透磁率は５０以上である。第２の絶縁体１０ｂは、低透磁率のセラミック絶縁体材料からなり、透磁率は３０以下である。好適には、第１の絶縁体１０ａの透磁率は１００〜１５００であり、第２の絶縁体１０ｂの透磁率は３〜３０であり、第３の絶縁体１０ｃの透磁率は５０〜１５００である。第２の絶縁体１０ｂの透磁率が３より小さいと、第１の絶縁体１０ａおよび第３の絶縁体１０ｃと同時に焼成するのが困難となり、好ましくない。第２の絶縁体１０ｂの透磁率が３０より大きいと、コイル２０近傍の絶縁体に集中する磁束をバランス良く分散することができず、好ましくない。第２の絶縁体１０ｂは、第１の絶縁体１０ａおよび第３の絶縁体１０ｃの透磁率の大きい方に対して、好適には３％以下であればよく、更により好適には１％以下であればよりよい。

第２実施形態に係る電子部品では、絶縁体部１０の最外に位置する外被体としての第３の絶縁体１０ｃが、第２の絶縁体１０ｂを被覆して製造される。第３の絶縁体１０ｃが、コイル２０より凹凸の小さい第２の絶縁体１０ｂを被覆するため、良好な形状を整えることができ、電子部品の寸法バラツキが少なく、形状安定性が向上する点で好適である。

さらに好適には、絶縁体部１０の材質がフェライトである場合において、絶縁体部１０を構成する第１、第２及び第３の絶縁体１０ａ、１０ｂ、１０ｃが焼成により接合する際に生じる拡散領域１２ａ、１２ｂに、コイル２０が位置していてもよい。

＜その他の実施形態に係る電子部品＞
図６は、その他の実施形態に係る電子部品の構成を示す模断面図である。図６（Ａ）及び（Ｂ）は、コイル２０の両端末においてコイル２０の内径の大きさが異なる電子部品の一例を示している。図６（Ｃ）は、複数のコイル２０からなる電子部品の一例を示している。図６（Ｄ）は、コイル２０が絶縁体部１０を構成する第１、第２及び第３の絶縁体１０ａ、１０ｂ、１０ｃ全てに接している電子部品の一例を示している。本実施形態に係る電子部品の構成は、例えば、低透磁率のセラミック絶縁体材料からなる第２の絶縁体１０ｂとコイル２０とが接する限りにおいて、適宜組み合わせてよいことなどを想定したものであり、コイル２０の内径やコイル２０の数などによって本発明の範囲を限定する趣旨ではない。

以下、実施例により本発明をより具体的に説明する。ただし、本発明はこれらの実施例に記載された態様に限定されるわけではない。

本発明の電子部品は、従来技術を適宜援用して、上述した構成となるように製造することができる。以下、非限定的な製造方法の一例を示す。

＜第１実施形態に係る電子部品の製造方法＞
図７は、第１実施形態に係る電子部品の製造方法の説明図である。

図７に示すように、結合材と透磁率が例えば９００のＮｉ−Ｚｎ−Ｃｕフェライトからなる絶縁体原料粉末とを混練機５１で混練して絶縁体原料粉末と結合材を均一化した混練材６１を１次押出成形機７１に加圧供給し、１次押出成形機７１の断面円形の出口の口金から成形された所望の、例えば０．２〜２．５ｍｍの径の第１の絶縁体１０ａである巻芯の断面円形の棒体８１を、例えば３０ｍ／分の速度で押出し、乾燥機９１で乾燥させる。

次いで、再びこの棒体８１を２次押出し成形機７２に送入する。２次押出し成形機７２には結合材と透磁率が例えば５のＮｉ−Ｚｎ−Ｃｕフェライトからなる絶縁体原料粉末とを混練機５２で混練した混練材６２を２次押出し成形機７２に加圧供給し、２次押出し成形機７２の断面円形の出口の口金から棒体８１に第２の絶縁体１０ｂが結合した断面円形の棒体８２を押出す。

ここで、図１に示す第１実施形態に係る電子部品の第１の構成のように、コイル２０が第２の絶縁体１０ｂ中に位置しない場合、この棒体８２を乾燥機９２で乾燥させた後、巻線機１００により導線２２を巻回する。一方、図３に示す第１実施形態に係る電子部品の第２の構成のように、コイル２０が第２の絶縁体１０ｂ中に位置している場合には、この棒体８２を乾燥させず、巻線機１００により導線２２を巻回する。乾燥機９２による乾燥工程を組み入れないことにより、巻線機１００のピッチなどを調整し、巻芯である棒体８２の中に導線２２を埋め込むことができる。このため、図３に示す第１実施形態に係る電子部品の第２の構成のように、コイル２０が第２の絶縁体１０ｂ中に位置する。

次いで、この導線２２を巻回した棒体８２を３次押出成形機７３に送入する。３次押出し成形機７３には結合材と透磁率が例えば９００のＮｉ−Ｚｎ−Ｃｕフェライトからなる絶縁体原料粉末とを混練機５３で混練した混練材６３を３次押出し成形機７３に加圧供給し、棒体８２を混練材６３で被覆し、断面方形の外被体８３が形成される。

次いで、焼成炉の大きさ又は、下に敷くセッタの形状に合わせて切断して、６００〜１０００℃、例えば９００℃で焼成し、個々の電子部品の寸法に合わせてカッタで切断する。切断された個々の絶縁体部１０である本体４１は、バレル粉と水とでバレル研磨して、角部にアールを付ける。その後、銀粉末と溶剤とから成る銀ペーストを本体４１の両端面およびそれに連なる外周面端部に塗布し焼き付けて外部電極３０を形成する。この時、本体４１の両端面に露出したコイル２０の端末と外部電極３０とが接続される。外部電極３０の銀層には、ニッケル・メッキと半田メッキとが施される。

＜第２実施形態に係る電子部品の製造方法＞
図８は、第２実施形態における電子部品の製造方法の説明図である。

図８に示すように、結合材と透磁率が例えば９００のＮｉ−Ｚｎ−Ｃｕフェライトからなる絶縁体原料粉末とを混練機５１で混練して絶縁体原料粉末と結合材を均一化した混練材６４を１次押出成形機７１に加圧供給し、１次押出成形機７１の断面円形の出口の口金から成形された所望の、例えば０．２〜２．５ｍｍの径の第１の絶縁体１０ａである巻芯の断面円形の棒体８４を、例えば３０ｍ／分の速度で押出し、乾燥機９１で乾燥させる。乾燥後、この棒体８４を巻線機１００により導線２２を巻回する。

次いで、この導線２２を巻回した棒体８４を２次押出し成形機７２に送入する。２次押出し成形機７２には結合材と透磁率が例えば５のＮｉ−Ｚｎ−Ｃｕフェライトからなる絶縁体原料粉末とを混練機５２で混練した混練材６５を２次押出し成形機７２に加圧供給し、２次押出し成形機７２の断面円形の出口の口金から棒体８４に第２の絶縁体１０ｂが結合した棒体８５を押出し、乾燥機９２で乾燥させる。

次いで、再びこの棒体８５を３次押出成形機７３に送入する。３次押出し成形機７３には結合材と透磁率が例えば９００のＮｉ−Ｚｎ−Ｃｕフェライトからなる絶縁体原料粉末とを混練機５３で混練した混練材６６を３次押出し成形機７３に加圧供給し、棒体８５を混練材６６で被覆し、断面方形の外被体８６が形成される。この外被体８６形成以降の工程は、上述した第１実施形態に係る電子部品の製造方法と同様であるため、記載を省略する。

上述した製造方法により、本発明の電子部品を実際に作成し、第２の絶縁体１０ｂの平均厚みを変化させたもので、インダクタタンス値、周波数使用限界およびインピーダンスのピーク点などがどのように変化するかを測定した。

電子部品の絶縁体部１０の寸法は、４．５ｍｍ×３．２ｍｍ×３．２ｍｍとした。第１の絶縁体１０ａの透磁率は９００、第２の絶縁体１０ｂの透磁は３、第３の絶縁体１０ｃの透磁率は９００とした。第２の絶縁体１０ｂの平均厚みは、コイル軸に沿ってコイル軸を通る断面を研磨し、その２０か所を光学顕微鏡を用いて測定した平均値により算出した。コイル２０の線径は１００μｍであり、コイル２０のピッチは２４０μｍとした。図９及び図１０に従来および本発明の第１実施形態に係る第１の構成の電子部品におけるインダクタンスの周波数特性およびインピーダンスの周波数特性の測定結果をそれぞれ示す。

図９は、従来および本発明の第１実施形態に係る第１の構成の電子部品におけるインダクタンスの周波数特性を示すグラフである。図９の縦軸はインダクタンス（μＨ）を示し、横軸は周波数（ＭＨｚ）を示す。図９（Ａ）は図１１に示す従来の電子部品、つまり第２の絶縁体１０ｂが設けられていない電子部品、図９（Ｂ）は第２の絶縁体１０ｂの平均厚みが５０μｍの本発明の一例の電子部品、図９（Ｃ）は第２の絶縁体１０ｂの平均厚みが１００μｍの本発明の一例の電子部品である。図９に示すように、本発明の一例の電子部品は従来の電子部品と比較し、電流値を変動させた場合でもインダクタンス値の変化が小さい。さらに、周波数使用限界が高くなり、かつ、インダクタンス値が高い。このため、本発明の電子部品は、直流電流値の変動による使用できる周波数が変動することで制限されてしまうことなく良好な周波数帯域が得られる。また、本発明の電子部品は、「直流電流印加時のインダクタンス値を大きく」、「直流電流印加時のインダクタンス値の変化が小さく」という二つの直流重畳特性をバランスよく両立されている。さらに、本発明の電子部品の第２の絶縁体１０ｂの平均厚みが大きくなるにつれ、より周波数使用限界が高くなり、電流値を変動させた場合でもインダクタンス値の変化が小さい。

図１０は、従来および本発明の第１実施形態に係る第１の構成の電子部品におけるインピーダンスの周波数特性を示すグラフである。図１０の縦軸はインピーダンス（Ω）を示し、横軸は周波数（ＭＨｚ）を示す。図１１に示す従来の電子部品、つまり第２の絶縁体１０ｂが設けられていない電子部品、図１０（Ｂ）は第２の絶縁体１０ｂの平均厚みが５０μｍの本発明の一例の電子部品、図１０（Ｃ）は第２の絶縁体１０ｂの平均厚みが１００μｍの本発明の一例の電子部品である。図１０に示すように、本発明の一例の電子部品は従来の電子部品と比較し、電流値を変動させた場合でもインピーダンスのピーク点の変化が小さい。このため、本発明の電子部品は、直流電流値の変動による使用できる周波数が変動することで制限されてしまうことなく良好な周波数帯域が得られる。また、本発明の電子部品の第２の絶縁体１０ｂの平均厚みが大きくなるにつれ、電流値を変動させた場合でもインピーダンスの変化が小さくなり、より高周波数側にインピーダンスのピーク点がシフトする。

下記に実施例及び比較例の電子部品について、以下の測定を行った。電子部品の絶縁体部１０の寸法は、４．５ｍｍ×３．２ｍｍ×３．２ｍｍとした。第１の絶縁体１０ａの透磁率は９００、第２の絶縁体１０ｂの透磁は３、第３の絶縁体１０ｃの透磁率は９００とした。第２の絶縁体の平均厚みは、コイル軸に沿ってコイル軸を通る断面を研磨し、その２０か所を光学顕微鏡を用いて測定した平均値により算出した。コイル２０の線径は１００μｍであり、コイル２０のピッチは２４０μｍとした。実施例５におけるコイルの位置（％）は、コイル２０の中心軸方向に直交する方向における第２の絶縁体１０ｂ中に位置しているコイル２０の厚み（μｍ）をコイル２０の線径１００μｍで除した値（％）の平均値である。第２の絶縁体１０ｂ中に位置しているコイル２０の厚みは、コイル軸に沿ってコイル軸を通る断面を研磨し、光学顕微鏡を用いて測定して算出した。測定はＬＣＲメータを使用し、各実施例および比較例につき、１０個測定して平均値を求めた。表１のインダクタンスは、２００ｍＡの直流電流および１０ＭＨｚの周波数でのインダクタンス値である。表１の周波数使用限界は、一義的な定義はないが、ここではインダクタンス値が公称値より１０％上昇した周波数である。表１のインピーダンスｍａｘ周波数（ＭＨｚ）は、２００ｍＡの直流電流でのインピーダンスが最大値（ピーク値）となる周波数である。

表２に、各直流電流値（２００、４００、６００および８００ｍＡ）における１０ＭＨｚの周波数でのインダクタンス値を示す。比較例が直流電流によりインダクタンス値は大きく変動するのに対し、実施例では、第２の絶縁体１０ｂの平均厚みが大きいほど、直流電流値が変化しても、インダクタンス値は大きく変動しない。このことは、直流電流値の値にかかわらず、常に安定したインダクタンスとして使用できることを示している。

表３に、各直流電流値（２００、４００、６００および８００ｍＡ）におけるインピーダンスが最大値（ピーク値）となる周波数である、インピーダンスｍａｘ周波数（ＭＨｚ）を示す。比較例が直流電流により大きく変動しさらに、直流電流値が低い時は、直流電流値が高いときに比べて、インピーダンスｍａｘ周波数が低いのに対し、実施例では、第２の絶縁体１０ｂの平均厚みが大きいほど、直流電流値が変化しても、インピーダンスｍａｘ周波数は大きく変動せず、さらに、直流電流値が低い時も、直流電流値が高いときも、インピーダンスｍａｘ周波数が高い。このことは、直流電流値の値にかかわらず、常に高い周波数まで安定して使用できることを示している。

１０ 絶縁体部
１０ａ 第１の絶縁体
１０ｂ 第２の絶縁体
１０ｃ 第３の絶縁体
２０ コイル
３０ 外部電極

Claims (9)

1. 透磁率の異なる複数のセラミック絶縁体材料からなる絶縁体部と、
   前記絶縁体部に埋設された中心軸をもつコイルと、
   前記中心軸が延在する中心軸方向の前記絶縁体部の表面に形成され、前記コイルに直接接合された外部電極と、を備え、
   前記絶縁体部は少なくとも、
   前記中心軸を含み、前記コイルの内周面の内側に位置する、高透磁率のセラミック絶縁体材料からなる第１の絶縁体と、
   前記コイルの内周面の外側に位置する、高透磁率のセラミック絶縁体材料からなる第３の絶縁体と、
   前記第１及び第３の絶縁体の間に挟まれて位置し、低透磁率のセラミック絶縁体材料からなる第２の絶縁体と、を含み、
   前記第２の絶縁体は前記コイルの少なくとも一部分に接する、電子部品。
2. 前記第３の絶縁体は、前記コイルの内周面の外側および前記コイルの外周面の内側に位置することを特徴とする、請求項１に記載の電子部品。
3. 前記第３の絶縁体は、前記コイルの外周面の外側に位置することを特徴とする、請求項１に記載の電子部品。
4. 前記中心軸方向と直交する方向において、前記第２の絶縁体の平均厚みは５０μｍ以上であることを特徴とする、請求項１〜２のいずれか１項に記載の電子部品。
5. 前記中心軸方向と直交する方向において、前記コイルの線径の少なくとも１０％以上が、前記第２の絶縁体内に位置することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の電子部品。
6. 前記中心軸方向と直交する方向において、前記第２の絶縁体の平均厚みは１００μｍ以上であることを特徴とする、請求項３に記載の電子部品。
7. 前記第２の絶縁体の透磁率が、前記第１および第３の絶縁体の透磁率の大きい方の透磁率の３％以下であることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の電子部品。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の電子部品を備える電子モジュール。
9. 絶縁体原料粉末と結合材を混練した混練材の押出し成形により巻芯を形成する工程と、
   前記巻芯に導線を巻回しコイルを形成する工程と、
   前記混練材の押出し成形により外被体を形成する工程と、
   前記巻芯および前記外被体を焼成した後、所定の長さに切断する工程と、
   前記コイルと接合する外部電極を形成する工程と、を備える、請求項１〜８のいずれか１項に記載の電子部品の製造方法。

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