JP2019080060A - インダクタ成形用樹脂組成物および一体型インダクタ - Google Patents
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Abstract
Description
しかしながら、特許文献1に記載の加圧成型に用いる磁性材料においては、成形時における流動性について検討がなされていない。
本発明者の知見によれば、加圧成型に用いる磁性材料をそのままトランスファー成型に適用したとしても、成形温度における流動性を適切に制御しない場合、磁性体粉末の充填率を高めると磁性材料の流動性が過度に低くなり、成形性が低下する恐れがある。
一方で、成形温度における流動性を高くし過ぎると、成形時に金型から樹脂漏れが発しし、製造安定性が低下する恐れがあることが判明した。
そこで、このような知見に基づきさらに鋭意研究したところ、高充填の金属フィラーを含有するインダクタ成形用樹脂組成物において、成形温度における溶融粘度を所定の数値範囲内とすることにより、樹脂組成物における成形性とともに製造安定性を高められることを見出し、本発明を完成するに至った。
空芯コイルのコイル内部に充填された磁性コアと前記空芯コイルを封止する外装部材が一体成形された一体型インダクタを成形するためのインダクタ成形用樹脂組成物であって、
熱硬化性樹脂と、
磁性体粉末と、
前記磁性体粉末の含有量が、当該インダクタ成形用樹脂組成物の固形分全体に対して、50質量%以上であり、
当該インダクタ成形用樹脂組成物の、175℃における溶融粘度が1Pa・s以上1000Pa・s以下である、インダクタ成形用樹脂組成物が提供される。
空芯コイルと、
前記空芯コイルのコイル内部に充填された磁性コアと、
前記空芯コイルを封止する外装部材と、を備えており、
前記磁性コアと前記外装部材とが、上記インダクタ成形用樹脂組成物の硬化物で一体成形された、一体型インダクタが提供される。
本発明者の知見によれば、磁性体粉末の充填率を高めると、流動性が過度に低下し、未充填の発生などの成形性が低下する恐れがあることが判明した。反対に、流動性が過度に高い場合には、金型からの樹脂漏れなどの製造安定性の低下や、磁性体粉末の沈降に起因した磁気特性のバラツキが生じる恐れがあることが判明した。
このような知見に基づきさらに鋭意研究したところ、高充填の磁性体粉末を含有するインダクタ成形用樹脂組成物において、成形温度における溶融粘度を所定の数値範囲内とすることにより、磁性コアと外装部材が一体成形された一体型インダクにおいて、成形性とともに製造安定性に優れたインダクタ成形用樹脂組成物を実現できることが判明した。
上記熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ビスマレイミド樹脂、ユリア(尿素)樹脂、メラミン樹脂、ポリウレタン樹脂、シアネートエステル樹脂、シリコーン樹脂、オキセタン樹脂(オキセタン化合物)、(メタ)アクリレート樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ベンゾオキサジン樹脂等が挙げられる。これらを単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。
また、上記熱硬化性樹脂がエポキシ樹脂を含む場合、硬化剤として、例えば脂肪族ポリアミン、芳香族ポリアミン、芳香族ジアミン、ジシアミンジアミドのようなアミン化合物、脂環族酸無水物、芳香族酸無水物のような酸無水物、ノボラック型フェノール樹脂のようなポリフェノール化合物(フェノール系硬化剤)、イミダゾール化合物等を用いることができる。
また、熱硬化性樹脂がマレイミド樹脂を含む場合、硬化剤としては例えばイミダゾール化合物を用いることができる。
これらを単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。
芳香族ジアミンとしては、一分子中に、1つ以上の芳香環構造と2つのアミノ基(−NH2)を有する化合物であれば、特に限定なく用いることができる。芳香族ジアミンとして好ましくは、アミノ基が芳香環に直結している構造を有するものである。
具体的には、芳香族ジアミンの融点は、好ましくは160℃以下、より好ましくは150℃以下、さらに好ましくは140℃以下である。
芳香族ジアミンの融点の下限値は特にないが、例えば60℃以上、好ましくは70℃以上、より好ましくは80℃以上である。
なお、芳香族ジアミンとして市販品を用いる場合、融点についてはカタログ値を採用することができる。
本実施形態の樹脂組成物は、典型的には粒状やタブレット状に調製される。その調製のやりやすさや、調製により得られた粒状またはタブレット状の樹脂組成物の取り扱い性の観点などから、芳香族ジアミン(および、場合によっては芳香族ジアミン以外のアミン化合物)は、常温で固体であることが好ましい。
Xは、複数存在する場合はそれぞれ独立に、単結合、直鎖または分岐のアルキレン基、エーテル基、カルボニル基、エステル基およびこれらのうち2以上が連結された基からなる群より選択されるいずれかの基であり、
Yは、単結合、直鎖または分岐のアルキレン基、エーテル基、カルボニル基、エステル基およびこれらのうち2以上が連結された基からなる群より選択されるいずれかの基であり、
R1、R2およびR3は、複数存在する場合はそれぞれ独立に、1価の有機基、ヒドロキシル基またはハロゲン原子であり、
k、lおよびmは、それぞれ独立に、0〜4の整数であり、
nは、0以上の整数である。
なお、XおよびYの一部または全部が分岐のアルキレン基であることにより、芳香族ジアミンの骨格を適度に剛直とすることができる。このことは、上述の「融点」を適切とすることとも関連すると考えられる。また、芳香族ジアミンの骨格が適度に剛直であることで、硬化物(磁性部材)の耐熱性の一層の向上、機械強度の向上などの効果も得られると考えられる。
アルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基などが挙げられる。
アルケニル基としては、例えばアリル基、ペンテニル基、ビニル基などが挙げられる。
アルキニル基としては、例えばエチニル基などが挙げられる。
アルキリデン基としては、例えばメチリデン基、エチリデン基などが挙げられる。
アリール基としては、例えばトリル基、キシリル基、フェニル基、ナフチル基、アントラセニル基が挙げられる。
アラルキル基としては、例えばベンジル基、フェネチル基などが挙げられる。
アルカリル基としては、例えばトリル基、キシリル基などが挙げられる。
シクロアルキル基としては、例えばアダマンチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基などが挙げられる。
アルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、s−ブトキシ基、イソブトキシ基、t−ブトキシ基、n−ペンチルオキシ基、ネオペンチルオキシ基、n−ヘキシルオキシ基などが挙げられる。
ヘテロ環基としては、例えばエポキシ基、オキセタニル基などが挙げられる。
R1、R2およびR3の1価の有機基の総炭素数は、それぞれ、例えば1〜30、好ましくは1〜20、より好ましくは1〜10、特に好ましくは1〜6である。
一態様として、k、lおよびmは、全て0である。つまり、一態様として、一般式(AM)中のベンゼン環の全ては、アミノ基以外の原子団により置換されていない。
nは、好ましくは0〜3、より好ましくは0〜2である。
樹脂組成物中の芳香族ジアミンの量は、樹脂組成物全体を基準として、例えば0.1〜20質量%、好ましくは0.5〜10質量%である。
また、樹脂組成物中の芳香族ジアミンの量は、樹脂組成物全体を基準として、例えば1〜30体積%、好ましくは5〜25体積%である。このような数値範囲とすることにより、成形性および機械的特性を向上させることができる。
具体的には、芳香族ジアミンが有するアミノ基のモル数に対する、エポキシ樹脂が有するエポキシ基のモル数の比(つまり、エポキシ樹脂が有するエポキシ基のモル数/芳香族ジアミンが有するアミノ基のモル数)が、好ましくは1〜3、より好ましくは1.5〜2.5、さらに好ましくは1.7〜2.3である。
1つのアミノ基(−NH2)は、2つのエポキシ基と反応しうる。よって、上述の比が2前後となるようにエポキシ樹脂と芳香族ジアミンの量比を調整することで、硬化時のアミノ基とエポキシ基の架橋構造がより密とすることができると考えられる。そして、硬化物(磁性部材)のガラス転移温度を高め、耐熱性を高めることができると考えられる。
なお、上述の比は、組成物中に含まれるエポキシ樹脂のエポキシ当量またはエポキシ価、エポキシ樹脂の分子量(これらは通常エポキシ樹脂のカタログに示されている)、芳香族ジアミンの分子量などから計算して求めることができる。
本実施形態の樹脂組成物は、磁性体粉末を含むことができる。
上記磁性体粉末は、鉄基粒子と当該鉄基粒子と異なる微小粒子とを有する混合粉末で構成することができる。
上記鉄基粒子に含まれる第1粒子は、軟磁性を示し、鉄の含有率が85質量%以上である粒子(軟磁性鉄高含有粒子)を用いることができる。この鉄基粒子は第1粒子および第2粒子を含むことができる。これらを単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。
構成材料の組成が異なるとは、構成元素の含有率が1質量%以上異なる状態をいう。
*−O−X−R ・・・(1)
[式中、Rは、有機基を表し、Xは、Si、Ti、Al、またはZrであり、*は、第1粒子または第2粒子を構成する原子の1つである。]
本実施形態の樹脂組成物は、軟磁性を示し、粒子径が3μm以下である微小粒子を含むことができる。
本実施形態の樹脂組成物は、非磁性を示す非磁性体粉末を含むことができる。
上記硬化促進剤としては、例えば、熱硬化性樹脂の架橋反応を促進させるものであればよく、たとえば有機ホスフィン、テトラ置換ホスホニウム化合物、ホスホベタイン化合物、ホスフィン化合物とキノン化合物との付加物、ホスホニウム化合物とシラン化合物との付加物等のリン原子含有化合物;2−メチルイミダゾール等のイミダゾール類(イミダゾール系硬化促進剤);1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン−7、ベンジルジメチルアミン等が例示されるアミジンや3級アミン、前記アミジンやアミンの4級塩等の窒素原子含有化合物から選択される1種類または2種類以上を含むことができる。
上記離型剤としては、たとえばカルナバワックス等の天然ワックス、モンタン酸エステルワックスや酸化ポリエチレンワックス等の合成ワックス、ステアリン酸亜鉛等の高級脂肪酸およびその金属塩類、ならびにパラフィン等が挙げられる。これらを単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。
上記低応力剤としては、ポリブタジエン化合物、アクリロニトリルブタジエン共重合化合物、シリコーンオイル、シリコーンゴム等のシリコーン化合物が挙げられる。これらを単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。
上記カップリング剤としては、上述の表面処理に用いたカップリング剤を用いることができるが、例えば、シラン系カップリング剤、チタン系カップリング剤、ジルコニア系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤等が挙げられる。
本実施形態の樹脂組成物は、上述した成分以外のその他の成分を含んでいてもよい。
その他の成分としては、例えば、密着助剤、着色剤、酸化防止剤、耐食剤、染料、顔料、難燃剤等が挙げられる。
一方で、上記ゲル化時間の上限値は、例えば、300秒以下であり、好ましくは240秒以下であり、より好ましくは220秒以下である。ゲル化時間を上記上限値以下とすることにより、詳細なメカニズムは定かではないが、成形中における磁性体粉末の偏在化を抑制できると考えられるため、比透磁率にバラツキが生じることを抑制し、磁気特性を高めることが可能である。また、タクトタイムを向上させ、生産性を高めることが可能である。このため、本実施形態の樹脂組成物は、既存のトランスファー成形プロセスへの適合性が高いものとすることができる。
まず、第1粒子にプラズマ処理を施す。このとき、第1粒子の表面に対して均一にプラズマ処理を施すことが好ましい。これにより、第1粒子の表面を活性化させ、カップリング剤を効率よく反応させることができる。均一にプラズマ処理を施すには、例えば、第1粒子を空中に分散させてプラズマ処理する方法が挙げられる。
次に、工程(i)でプラズマ処理が施された直後の第1粒子と上記カップリング剤とを反応させる。この方法としては、例えば、工程(i)でプラズマ処理が施された直後の第1粒子をカップリング剤の希釈溶液に浸漬したり、第1粒子にカップリング剤を直接噴霧したりする方法が挙げられる。これにより、反応がより進行し易くなり、第1粒子の表面をより改質し易くなる。なお、プラズマ処理が施された直後とは、プラズマ処理を施してから0〜24時間の範囲をいう。
図1(a)は、構造体100の上面からみた構造体の概要を示す。図1(b)は、図1(a)におけるA−A’断面視における断面図を示す。
各実施例、および各比較例のそれぞれについて、次のようにして樹脂組成物を調製した。まず、表2に示す原料成分およびその配合比率に従い、各原料成分をミキサーにより混合した。次いで、得られた混合物をロール混練した後、冷却、粉砕して、打錠成形することでタブレット状の樹脂組成物を得た。
・エポキシ樹脂1:エポキシ樹脂(三菱化学(株)製、トリスフェニルメタン型エポキシ樹脂、E1032H60、室温25℃で固形)
・エポキシ樹脂2:エポキシ樹脂(三菱化学(株)製、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、YL6810、室温25℃で固形)
・エポキシ樹脂3:ビフェニルアラルキル型構造を含むエポキシ樹脂(日本化薬(株)製、NC3000、25℃で固形)
・フェノール樹脂1:ノボラック型フェノール樹脂(住友ベークライト(株)製、PR−HF−3、室温25℃で固形)
・芳香族ジアミン1:2,2’−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン(セイカ株式会社製、BAPP、25℃で固形、融点128℃)
・芳香族ジアミン2:1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン(セイカ株式会社製、TPE−R、25℃で固体、融点116℃)
・離型剤1:合成ワックス(クラリアントケミカルズ(株)製、エステルワックスWE−4)
(硬化促進剤)
・イミダゾール系硬化促進剤1:イミダゾール系硬化促進剤(四国化成工業(株)製、キュアゾール2PZ−PW)
・鉄基粒子1:アモルファス磁性粉(エプソンアトミックス(株)製、KUAMET6B2、平均粒子径50μm、球形度0.85)
・鉄基粒子2:合金鋼粉末(大同特殊鋼(株)製、DAPMSC5、平均粒子径10μm、球形度0.80)
・鉄基粒子3:アモルファス磁性粉(エプソンアトミックス(株)製、KUAMET6B2(鉄基粒子1とは分級の篩の目が異なるもの)、平均粒子径25μm、球形度0.88)
微小粒子1:カルボニル鉄粉(BASF社製、CIP−HQ、平均粒子径2μm、球形度0.90)
・非磁性粒子1:シリカ(SO−25R、アドマテックス(株)製、平均粒子径0.5μm、球形度0.92)
・非磁性粒子2:シリカ(SO−32R、アドマテックス(株)製、平均粒子径1.5μm、球形度0.93)
実施例4において、磁性体粉末の含有量は、樹脂組成物の固形分全体に対して78体積%であり、鉄基粒子の含有量は、樹脂組成物の固形分全体に対して70体積%である。実施例5において、磁性体粉末の含有量は、樹脂組成物の固形分全体に対して78体積%であり、鉄基粒子の含有量は、樹脂組成物の固形分全体に対して70体積%である。実施例6において、磁性体粉末の含有量は、樹脂組成物の固形分全体に対して78体積%であり、鉄基粒子の含有量は、樹脂組成物の固形分全体に対して65体積%である。
比較例1において、磁性体粉末の含有量は、樹脂組成物の固形分全体に対して50体積%であり、鉄基粒子の含有量は、樹脂組成物の固形分全体に対して41体積%であり、微小粒子の含有量は、樹脂組成物の固形分全体に対して9体積%である。比較例2において、磁性体粉末の含有量は、樹脂組成物の固形分全体に対して78体積%であり、鉄基粒子の含有量は、樹脂組成物の固形分全体に対して55体積%であり、微小粒子の含有量は、樹脂組成物の固形分全体に対して23体積%である。
上記実施例・比較例で得られた樹脂組成物について、以下の評価項目に基づいて評価を行った。評価結果を表2,3に示す。表3中の「−」は未測定を示す。
直径0.5mm、長さ10mmのダイスを装着した高化式フローテスター((株)島津製作所社製CFT−500D)を使用し、測定温度175℃、荷重40kgfの条件下で、得られた樹脂組成物を投入して測定した最低粘度の、3回の平均値を175℃における溶融粘度(Pa・s)とした。評価結果を表2に示す。
ゲル化時間は、以下のようにして求めた。175℃に設定したホットプレート上に、得られた樹脂組成物3gを置いてゲル化するまでの時間を測定してゲル化時間(秒)とした。評価結果を表2に示す。
得られた樹脂組成物を低圧トランスファー成形機(コータキ精機(株)製「KTS−30」)を用いて、金型温度175℃、注入圧力9.8MPa、硬化時間120秒間で注入成形し、小構造:15mm×4mm×4mmおよび、大構造:50mm×50mm×10mmのそれぞれの成形品を作製し、得られた成形品の外観を目視で確認し、下記の評価基準に基づいて、材料未充填の有無を確認した。評価結果を表2に示す。
<成形性の評価基準>
上記の成形品を3個作製し、3個の成形品における材料未充填の有無を評価した。
○:3個中3個の成形品に材料未充填がない
△:3個中1個あるいは2個の成形品に材料未充填がある
×:3個中3個の成形品に材料未充填がある
得られた樹脂組成物を低圧トランスファー成形機(コータキ精機(株)製「KTS−30」)を用いて、金型温度175℃、注入圧力9.8MPa、硬化時間120秒間で注入成形し、小構造:15mm×4mm×4mmおよび大構造:50mm×50mm×10mmの成形品を作製し、成形後の金型を目視で確認し、下記の評価基準に基づいて、樹脂漏れの有無を確認した。評価結果を表2に示す。
<成形時の金型からの樹脂漏れ評価基準>
○:小構造および大構造の成形時に、金型上に樹脂漏れがない
×:小構造および大構造の成形時に、金型上に樹脂漏れがある
また、比較例2において、鉄基粒子3を100wt%に対して、他の成分(エポキシ樹脂1,フェノール樹脂1,硬化促進剤1の合計)2.5wt%を配合したものを比較例3とし、比較例2において、鉄基粒子2を100wt%に対して、他の成分(エポキシ樹脂1,フェノール樹脂1,硬化促進剤1の合計)2.5wt%を配合したものを比較例4とした。これらの比較例3、4のいずれも、測定温度175℃においてフローしないため、高化式フローテスターを用いて溶融粘度を算出できなかったため、比較例2よりも溶融粘度が高いものに相当すると判断した。
得られた樹脂組成物を低圧トランスファー成形機(コータキ精機(株)製「KTS−30」)を用いて、金型温度175℃、注入圧力9.8MPa、硬化時間120秒間で注入成形し、15mm×4mm×4mmの成形品を得た。次いで、得られた成形品を175℃、4時間で後硬化して試験片を作製した。そして、得られた試験片に対して、熱機械分析装置(セイコーインスツル社製、TMA100)を用いて、測定温度範囲0℃〜400℃、昇温速度5℃/分の条件下で、ガラス転移温度(℃)、25−70℃における平均線膨張係数α1(ppm/℃)、270−290℃における平均線膨張係数α2(ppm/℃)を測定した。評価結果を表3に示す。
得られた樹脂組成物を用いて、低圧トランスファー成形機(コータキ精機(株)製「KTS−30」)を用いて金型温度175℃、注入圧力9.8MPa、硬化時間120秒の条件で作製した試験片に対して、JIS K 6911に準じて、寸法収縮率の測定を行った。このとき、熱機械分析測定前の縦方向の長さを基準長L0とし、試験片を175℃で4時間保持したとき基準長L0からの熱膨張量をL1としたとき、寸法収縮率をL1/L0×100とした。評価結果を表3に示す。
得られた樹脂組成物を低圧トランスファー成形機(コータキ精機(株)製「KTS−30」)を用いて、金型温度175℃、注入圧力9.8MPa、硬化時間120秒間で注入成形し、50mm×10mm×1mmの成形品を得た。次いで、得られた成形品を175℃、4時間で後硬化して試験片を作製した。そして、得られた試験片に対して、熱機械分析装置(セイコーインスツル社製、DMA100)を用いて、測定温度範囲0℃〜300℃、昇温速度5℃/分、周波数10Hzの条件下での動的粘弾性測定により、tanδのピーク値における温度(℃)、25℃における貯蔵弾性率(GPa)、150℃における貯蔵弾性率(GPa)を測定した。評価結果を表3に示す。
得られた樹脂組成物を低圧トランスファー成形機(コータキ精機(株)製「KTS−30」)を用いて、金型温度175℃、注入圧力9.8MPa、硬化時間120秒間で注入成形し、幅10mm、厚み4mm、長さ80mmの成形品を得た。次いで、得られた成形品を175℃、4時間で後硬化して試験片を作製した。そして得られた試験片の25℃における曲げ強度(MPa)をJIS K 6911に準拠して測定した。評価結果を表3に示す。
得られた樹脂組成物を低圧トランスファー成形機(コータキ精機(株)製「KTS−30」)を用いて、金型温度175℃、注入圧力9.8MPa、硬化時間120秒間で注入成形し、幅10mm、厚み4mm、長さ80mmの成形品を得た。次いで、得られた成形品を175℃、4時間で後硬化して試験片を作製した。そして得られた試験片の25℃における曲げ弾性率(GPa)をJIS K 6911に準拠して測定した。評価結果を表3に示す。
得られた樹脂組成物を低圧トランスファー成形装置(コータキ精機(株)製「KTS−30」)を用いて、金型温度175℃、注入圧力9.8MPa、硬化時間120秒間で注入成形し、直径50mmΦ×厚さ4mmの成形品を得た。次いで、得られた成形品を175℃、4時間で後硬化して試験片を作製した。そして得られた試験片を100℃、24時間で煮沸処理して、下記の式で算出される吸水率(wt%)を測定した。評価結果を表3に示す。
吸水率=(煮沸処理後の試験片の重量増加分/煮沸処理前の試験片の重量)×100
得られた樹脂組成物を低圧トランスファー成形機(コータキ精機(株)製「KTS−30」)を用いて、金型温度175℃、注入圧力9.8MPa、硬化時間120秒間で注入成形し、幅10mm、厚み1mm、長さ10mmの成形品を得た。次いで、得られた成形品を175℃、4時間で後硬化して試験片を作製した。そしてレーザーフラッシュ法を用いて、得られた試験片の厚み方向における熱伝導率(W/mk)を測定した。評価結果を表3に示す。
得られた樹脂組成物を低圧トランスファー成形機(コータキ精機(株)製「KTS−30」)を用いて、金型温度175℃、注入圧力9.8MPa、硬化時間120秒間で注入成形し、外径27mmΦ、内径15mmΦ、厚み3mmのリング状成形品を得た。次いで、得られた成形品を175℃、4時間で後硬化して、リング状試験片を作製した。得られたリング状試験片に対してBHカーブトレーサを用いて、励起磁束密度Bm:50mT、測定周波数:50kHzにおけるヒステリシス損Wh(kW/m3)及び渦電流損We(kW/m3)を測定し、ヒステリシス損Wh+渦電流損Weを鉄損(kW/m3)として算出した。評価結果を表3に示す。
実施例1〜6の樹脂組成物は、比較例2の樹脂組成物と比べて、大構造における成形性に優れることが判明した。ここで、上記成形性の評価項目において、大構造は、車載用リアクトル等のコイルにおいて、大型の磁性コアや外装部材における成形性を評価する指標、小構造は、半導体パッケージを封止する小型の封止部材における成形性を評価する指標を表す。詳細なメカニズムは定かでないが、溶融粘度が高すぎる比較例2において、成形材料の流動距離が短くなるため、成形サイズに制約が生じ、結果として、大構造の成形過程においても未充填が発生するものと考えられる。
また、実施例1〜6の樹脂組成物は、機械的強度、耐吸水性、高温環境下における特性、低磁気損失性などのリアクトル(コイル)における、磁性コアおよび外装部材の要求特性を備えるものであることが分かった。したがって、実施例1〜6の樹脂組成物(インダクタ成形用樹脂組成物)により、空芯コイルのコイル内部に充填された磁性コアと空芯コイルを封止する外装部材が一体成形(トランスファー成型)することにより、製造安定性とともに、低磁気損失や機械的強度に優れた構造体(一体型インダクタ)が得られることが分かった。また、実施例1〜6の樹脂組成物を用いたトランスファー成形において、線径:1.6mmφの丸線の空芯コイルに変形は生じないことが判明した。
10 コイル
20 磁性コア
30 外装部材
Claims (25)
- 空芯コイルのコイル内部に充填された磁性コアと前記空芯コイルを封止する外装部材が一体成形された一体型インダクタを成形するためのインダクタ成形用樹脂組成物であって、
熱硬化性樹脂と、
磁性体粉末と、
前記磁性体粉末の含有量が、当該インダクタ成形用樹脂組成物の固形分全体に対して、50質量%以上であり、
当該インダクタ成形用樹脂組成物の、175℃における溶融粘度が1Pa・s以上1000Pa・s以下である、インダクタ成形用樹脂組成物。 - 請求項1に記載のインダクタ成形用樹脂組成物であって、
当該インダクタ成形用樹脂組成物の硬化物のガラス転移温度が、120℃以上300℃以下である、インダクタ成形用樹脂組成物。 - 請求項1または2に記載のインダクタ成形用樹脂組成物であって、
当該インダクタ成形用樹脂組成物の硬化物の、室温25℃から70℃の範囲における平均線膨張係数α1が、30ppm/℃以下である、インダクタ成形用樹脂組成物。 - 請求項1から3のいずれか1項に記載のインダクタ成形用樹脂組成物であって、
当該インダクタ成形用樹脂組成物の硬化物の、270℃から290℃の範囲における平均線膨張係数α2が、20ppm/℃以上80ppm/℃以下である、インダクタ成形用樹脂組成物。 - 請求項1から4のいずれか1項に記載のインダクタ成形用樹脂組成物であって、
当該インダクタ成形用樹脂組成物の硬化物において、熱機械分析測定前の縦方向の長さを基準長L0とし、前記硬化物を175℃で4時間保持したときの前記基準長L0からの熱膨張量をL1としたとき、L1/L0×100で示される寸法収縮率が、1%以下である、インダクタ成形用樹脂組成物。 - 請求項1から5のいずれか1項に記載のインダクタ成形用樹脂組成物であって、
当該インダクタ成形用樹脂組成物の硬化物の、周波数10Hzの動的粘弾性測定で得られるTanδのピーク温度が、120℃以上300℃以下である、インダクタ成形用樹脂組成物。 - 請求項1から6のいずれか1項に記載のインダクタ成形用樹脂組成物であって、
当該インダクタ成形用樹脂組成物の硬化物の、室温25℃における貯蔵弾性率E25が、10GPa以上100GPa以下である、インダクタ成形用樹脂組成物。 - 請求項1から7のいずれか1項に記載のインダクタ成形用樹脂組成物であって、
当該インダクタ成形用樹脂組成物の硬化物の、室温25℃における曲げ強度が、70MPa以上1000MPa以下である、インダクタ成形用樹脂組成物。 - 請求項1から8のいずれか1項に記載のインダクタ成形用樹脂組成物であって、
当該インダクタ成形用樹脂組成物の硬化物の、室温25℃における曲げ弾性率が、10GPa以上100GPa以下である、インダクタ成形用樹脂組成物。 - 請求項1から9のいずれか1項に記載のインダクタ成形用樹脂組成物であって、
当該インダクタ成形用樹脂組成物の硬化物の、100℃の熱水に24時間浸漬させたときの吸水率が、1wt%以下である、インダクタ成形用樹脂組成物。 - 請求項1から10のいずれか1項に記載のインダクタ成形用樹脂組成物であって、
当該インダクタ成形用樹脂組成物の硬化物と銅との、室温25℃における線膨張係数の差が、10ppm/℃以下である、インダクタ成形用樹脂組成物。 - 請求項1から11のいずれか1項に記載のインダクタ成形用樹脂組成物であって、
前記熱硬化性樹脂が、エポキシ樹脂を含む、インダクタ成形用樹脂組成物。 - 請求項1から12のいずれか1項に記載のインダクタ成形用樹脂組成物であって、
前記熱硬化性樹脂の硬化剤を含む、インダクタ成形用樹脂組成物。 - 請求項13に記載のインダクタ成形用樹脂組成物であって、
前記硬化剤が、フェノール系硬化剤または芳香族ジアミンを含む、インダクタ成形用樹脂組成物。 - 請求項1から14のいずれか1項に記載のインダクタ成形用樹脂組成物であって、
離型剤を含む、インダクタ成形用樹脂組成物。 - 請求項1から15のいずれか1項に記載のインダクタ成形用樹脂組成物であって、
前記磁性体粉末が、平均粒子径が互いに異なる2種の粒子を含む、インダクタ成形用樹脂組成物。 - 請求項1から16のいずれか1項に記載のインダクタ成形用樹脂組成物であって、
前記磁性体粉末の含有量が、当該インダクタ成形用樹脂組成物の固形分全体に対して、90質量%以上である、インダクタ成形用樹脂組成物。 - 請求項1から17のいずれか1項に記載のインダクタ成形用樹脂組成物であって、
前記磁性体粉末が、平均粒子径が3μm以下である微小粒子を含む、インダクタ成形用樹脂組成物。 - 請求項18に記載のインダクタ成形用樹脂組成物であって、
前記微小粒子の含有量は、前記磁性体粉末全体に対して、1質量%以上40質量%以下である、インダクタ成形用樹脂組成物。 - 請求項1から19のいずれか1項に記載のインダクタ成形用樹脂組成物であって、
前記磁性体粉末が、3μm超180μm以下の平均粒子径であり、鉄の含有率が85質量%以上である鉄基粒子を含む、インダクタ成形用樹脂組成物。 - 請求項1から20のいずれか1項に記載のインダクタ成形用樹脂組成物であって、
前記磁性体粉末が、球状粒子を含む、インダクタ成形用樹脂組成物。 - 請求項1から21のいずれか1項に記載のインダクタ成形用樹脂組成物であって、
低応力剤を含む、インダクタ成形用樹脂組成物。 - 請求項1から22のいずれか1項に記載のインダクタ成形用樹脂組成物であって、
カップリング剤を含む、インダクタ成形用樹脂組成物。 - 請求項1から23のいずれか1項に記載のインダクタ成形用樹脂組成物であって、
トランスファー成形に用いる、インダクタ成形用樹脂組成物。 - 空芯コイルと、
前記空芯コイルのコイル内部に充填された磁性コアと、
前記空芯コイルを封止する外装部材と、を備えており、
前記磁性コアと前記外装部材とが、請求項1から24のいずれか1項に記載のインダクタ成形用樹脂組成物の硬化物で一体成形された、一体型インダクタ。
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