JP2022022650A - 金属磁性粒子を含む磁性基体及び当該磁性基体を備えるコイル部品 - Google Patents

Abstract

【課題】高周波回路に使用されるコイル部品においては、磁性基体における渦電流損失が大きくなるため、渦電流損失を抑制するために磁性基体を構成する金属磁性粒子を小径化する。【解決手段】磁性基体は、体積基準の粒度分布における最頻粒径が２μｍよりも小さく、前記粒度分布における小径側から前記最頻粒径の３０％の粒径までの累積頻度が１％以下である金属磁性粒子３２と、前記金属磁性粒子の各々の表面に設けられた絶縁性の絶縁膜４２と、を備える。【選択図】図４

Description

本明細書の開示は、金属磁性粒子を含む磁性基体、当該磁性基体を備えるコイル部品、当該コイル部品を備える回路基板、及び当該回路基板を備える電子機器に関する。

従来から、コイル部品の磁性基体の材料として、Ｆｅを含有する軟磁性金属材料から成る金属磁性粒子が用いられている。金属磁性粒子を含む従来の磁性基体は、例えば、特開２０１０－１５３６３８号公報（特許文献１）に開示されている。特許文献１には、平均粒径が１００～１４５μｍのＦｅ－３Ｓｉ合金粒子（つまり、Ｓｉ３ｗｔ％で残部がＦｅの合金粒子）と平均粒径が２０～５０μｍの純鉄粒子とを含む金属磁性粒子から構成された磁性基体（圧粉コア）が開示されている。Ｆｅ－３Ｓｉ合金粒子及び純鉄粒子はいずれも絶縁膜によって被覆されており、これにより隣接する粒子間での絶縁性が確保されている。国際公開第２０１７／０４７７６１号（特許文献２）に記載されているように、金属磁性粒子に含まれるＦｅ及びそれ以外の金属元素が酸化した酸化膜によって隣接する粒子間の絶縁性を確保することも知られている。

特開２０１０－１５３６３８号公報 国際公開第２０１７／０４７７６１号

高周波回路に使用されるコイル部品においては、磁性基体における渦電流損失が大きくなるため、渦電流損失を抑制するために磁性基体を構成する金属磁性粒子を小径化することが望まれる。例えば、１００ＭＨｚ以上の高周波帯では、渦電流損失の抑制のために、金属磁性粒子の粒径を２μｍより小さくすることが望ましい。

しかしながら、本発明者らは、体積基準の粒度分布における最頻粒径が２μｍより小さい金属磁性粒子から構成された磁性基体においては、金属磁性粒子間の絶縁性を確保することが難しいことを発見した。

本発明の目的は、上述した問題の少なくとも一部を解決又は緩和することである。本発明のより具体的な目的の一つは、金属磁性粒子から構成される磁性基体の絶縁性を向上させることである。本発明の具体的な目的の一つは、体積基準の粒径分布における最頻粒径が２μｍより小さい金属磁性粒子から構成される磁性基体の絶縁性を向上させることである。

本明細書に開示される発明の前記以外の目的は、本明細書全体を参照することにより明らかになる。本明細書に開示される発明は、前記の課題に代えて又は前記の課題に加えて、本明細書の記載から把握される前記以外の課題を解決するものであってもよい。

小径の金属磁性粒子は、製造技術における制約からブロードな粒度分布を持つ。高周波用途に適した最頻粒径が２μｍより小さい金属磁性粒子は、その最頻粒径の３０％よりも小さな粒径の微粉を多く含む。金属磁性粒子から構成される磁性基体においては、最頻粒径近傍又はそれよりも大きな粒径を有する粒子が骨格を形成し、最頻粒径の３０％以下の小さな粒径を有する粒子は、この骨格を形成する粒子の隙間に存在する。以下、説明の便宜上、磁性基体に含まれる金属磁性粒子のうち最頻粒径の３０％以下の粒径を有する粒子を「小粒子」といい、小粒子よりも大きな粒径を有する粒子を「大粒子」という。

例えば、最頻粒径の粒子が六方最密構造の格子点に配置される場合には、４つの最近接原子の中心を結んで構成される正四面体に内接する球の半径ａは、最頻粒径（直径）をＤ＝２ｒとしたときに

と表される。よって、当該正四面体に内接する球の中心から当該正四面体の頂点までの距離ｂは、

と表される。
よって、上記の正四面体に内接する球の中心から当該正四面体の頂点に中心がある最頻粒径の粒子の表面までの距離は、０．２２ｒ（＝１．２２ｒ－１ｒ）となる。よって、最頻粒径の粒子が六方最密構造の格子点に配置される場合には、その最頻粒径の粒子の間にある隙間に半径が０．２２ｒ以下（つまり、直径が０．４４ｒ（０．２２Ｄ）以下）の粒子が入り込むことができる。現実の磁性基体においては、骨格を形成する粒子の粒径は最頻粒径に統一されていないため（特に、最頻粒径よりも大きな粒径を有する粒子が骨格を形成する粒子の一部となるため）、骨格を形成する大粒子の隙間は、六方最密構造を取るように充填された最頻粒径の粒子の間の隙間よりも大きい。このため、所定の粒度分布を持つ金属磁性粒子から構成される実際の磁性基体において、直径が０．３Ｄよりも小さい粒子（つまり、最頻粒径の３０％よりも小さな粒径の小粒子）は、当該磁性基体の骨格を形成する最頻粒径近傍又はそれよりも大きな粒径を有する大粒子の隙間に入り込むことができる。このように、最頻粒径の３０％よりも小さな粒径の小粒子は、磁性基体の骨格を形成する大粒子の隙間に配置されやすい。

本発明者らは、最頻粒径が２μｍより小さい金属磁性粒子から構成される従来の磁性基体においては、導電性のＦｅ₃Ｏ₄（マグネタイト）が磁性基体の骨格を形成する大粒子の表面に形成されやすく、この比較的大径の粒子の表面におけるマグネタイトの含有比率が増えることにより磁性基体の絶縁性が劣化することを発見した。大粒子の表面にマグネタイトが形成されやすい理由は、小粒子が大きな比表面積を有していて酸化されやすいため、磁性基体の製造プロセスにおいて金属磁性粒子を加熱するときに小粒子が雰囲気中の酸素を大量に消費し、当該小粒子を取り囲む大粒子に十分に酸素が供給されなくなるためと考えられる。

本発明は、上記の新規な知見に基づいてなされたものである。本発明の一又は複数の実施形態においては、体積基準の粒度分布における最頻粒径が２μｍよりも小さい金属磁性粒子において、当該粒度分布における小径側から最頻粒径の３０％の粒径までの累積頻度を１％以下とする。本発明の一又は複数の実施形態による磁性基体は、体積基準の粒度分布における最頻粒径が２μｍよりも小さく、前記粒度分布における小径側から前記最頻粒径の３０％の粒径までの累積頻度が１％以下である金属磁性粒子と、前記金属磁性粒子の各々の表面に設けられた絶縁性の絶縁膜と、を備える。

磁性基体に含まれる金属磁性粒子の粒度分布における小径側から前記最頻粒径の３０％の粒径までの累積頻度を１％以下とすることにより、製造工程において金属磁性粒子が加熱されるときに、最頻粒径の３０％よりも小さな粒径の小粒子の酸化による酸素の消費量が抑制されるので、金属磁性粒子のうち最頻粒径の３０％より大きい粒径を有する粒子にも十分に酸素が供給される。このため、最頻粒径の３０％より大きい粒径を有する粒子の表面における導電性のマグネタイトの生成が抑制される。これにより、磁性基体の絶縁性を向上させることができる。

磁性基体の骨格を構成する大粒子の隙間に入り込む小粒子は、磁性基体における金属磁性粒子の充填率を向上させるため、通常のコイル部品の設計においては、コイル部品の透磁率を向上させるために、金属磁性粒子中に大粒子の隙間に入り込む小粒子を積極的に混合させていている。これに対して、本願発明の一又は複数の実施形態においては、金属磁性粒子における小粒子の割合を低減させることで高い絶縁性を実現している。

本発明の一又は複数の実施形態においては、磁性基体に含まれる金属磁性粒子の最頻粒径が０．３μｍ以上である。

本発明の一又は複数の実施形態においては、金属磁性粒子に含まれる隣接する２つの粒子は、その表面の絶縁膜により結合されている。

本発明の一又は複数の実施形態において、金属磁性粒子は、Ｆｅを含む合金から成る。本発明の一又は複数の実施形態における金属磁性粒子は、Ｓｉ及びＦｅより酸化しやすい金属元素の合計の含有率が８ｗｔ％以上である。

本発明の一又は複数の実施形態において、絶縁膜は、Ｓｉの酸化物及びＦｅより酸化しやすい金属元素の酸化物を含む。

本発明の一又は複数の実施形態は、上記の何れかの磁性基体と、前記磁性基体に設けられたコイル導体と、を備えるコイル部品に関する。本発明の一又は複数の実施形態は、上記のコイル部品を備える回路基板に関する。本発明の一実施形態は、上記の回路基板を備える電子機器に関する。

本発明の一又は複数の実施形態によれば、体積基準の粒径分布における最頻粒径が２μｍより小さい金属磁性粒子から構成される磁性基体の絶縁性を向上させることができる。

本発明の一実施形態によるコイル部品の斜視図である。 図１のコイル部品の分解斜視図である。 図１のＩ－Ｉ線に沿ったコイル部品の断面を模式的に示す図である。 図３に示されている磁性基体の断面の領域Ａを模式的に示す図である。 磁性基体１０に含まれる金属磁性粒子の体積基準の粒径分布を示すグラフである。 本発明の一実施形態によるコイル部品の正面図である。

以下、適宜図面を参照し、本発明の様々な実施形態を説明する。なお、複数の図面において共通する構成要素には当該複数の図面を通して同一の参照符号が付されている。各図面は、説明の便宜上、必ずしも正確な縮尺で記載されているとは限らない点に留意されたい。

図１から図４を参照して、本発明の一実施形態によるコイル部品１について説明する。図１は、本発明の一実施形態によるコイル部品１の斜視図であり、図２は、コイル部品１の分解斜視図であり、図３は、図１のＩ－Ｉ線に沿ったコイル部品１の断面を模式的に示す図であり、図４は、図３に示されているコイル部品１の断面の領域Ａを模式的に示す図である。コイル部品１は、本発明が適用されるコイル部品の一例である。図示の実施形態において、コイル部品１は、積層インダクタである。この積層インダクタは、電源ラインに組み込まれるパワーインダクタ及びそれ以外の様々なインダクタとして使用され得る。本発明は、図示されている積層インダクタ以外の様々なコイル部品、例えば、薄膜プロセスにより作成されるコイル部品及び圧縮コア（磁性基体）に導線が巻回された巻線型のコイル部品並びにこれらのコイル部品に含まれる磁性基体にも適用可能である。

図１に示されているように、本発明の一又は複数の実施形態によるコイル部品１は、磁性基体１０と、コイル軸Ａｘの周りに延びる周回部２５ａを有するコイル導体２５と、磁性基体１０の表面に設けられた外部電極２１と、磁性基体１０の表面において外部電極２１から離間した位置に設けられた外部電極２２と、を備える。

コイル部品１は、実装基板２ａに実装されている。実装基板２ａには、２つのランド部３が設けられている。コイル部品１は、外部電極２１、２２のそれぞれと実装基板２ａの対応するランド部３とを接合することで実装基板２ａに実装されている。このように、回路基板２は、コイル部品１と、このコイル部品１が実装される実装基板２ａと、を備える。回路基板２は、コイル部品１及びコイル部品１以外の様々な電子部品を備えることができる。

回路基板２は、様々な電子機器に搭載され得る。回路基板２が搭載され得る電子機器には、スマートフォン、タブレット、ゲームコンソール、自動車の電装品及びこれら以外の様々な電子機器が含まれる。コイル部品１が搭載される電子機器は、本明細書で明示されるものには限定されない。コイル部品１は、回路基板２の内部に埋め込まれる内蔵部品であってもよい。

図示の実施形態において、磁性基体１０は、おおむね直方体形状を有する。磁性基体１０は、第１の主面１０ａ、第２の主面１０ｂ、第１の端面１０ｃ、第２の端面１０ｄ、第１の側面１０ｅ、及び第２の側面１０ｆを有しており、これらの６つの面によってその外面が画定される。第１の主面１０ａと第２の主面１０ｂとは互いに対向し、第１の端面１０ｃと第２の端面１０ｄとは互いに対向し、第１の側面１０ｅと第２の側面１０ｆとは互いに対向している。図１において第１の主面１０ａは本体１０の上側にあるため、第１の主面１０ａを「上面」と呼ぶことがある。同様に、第２の主面１０ｂを「下面」と呼ぶことがある。磁気結合型コイル部品１は、第２の主面１０ｂが回路基板２と対向するように配置されるので、第２の主面１０ｂを「実装面」と呼ぶこともある。コイル部品１の上下方向に言及する際には、図１の上下方向を基準とする。本明細書においては、文脈上別に理解される場合を除き、コイル部品１の「長さ」方向、「幅」方向、及び「高さ」方向はそれぞれ、図１の「Ｌ軸」方向、「Ｗ軸」方向、及び「Ｔ軸」方向とする。Ｌ軸、Ｗ軸、及びＴ軸は互いに直交している。コイル軸Ａｘは、Ｔ方向に沿って延びている。コイル軸Ａｘは、例えば、平面視で長方形形状を有する第１の主面１０ａの対角線の交点を通り第１の主面１０ａに垂直な方向に延びる。

本発明の一又は複数の実施形態において、コイル部品１は、長さ寸法（Ｌ軸方向の寸法）が０．２～６．０ｍｍ、幅寸法（Ｗ軸方向の寸法）が０．１～４．５ｍｍ、高さ寸法（Ｔ軸方向の寸法）が０．１～４．０ｍｍとなるように形成される。これらの寸法はあくまで例示であり、本発明を適用可能なコイル部品１は、本発明の趣旨に反しない限り、任意の寸法を取ることができる。一又は複数の実施形態において、コイル部品１は、低背に形成される。例えば、コイル部品１は、その幅寸法が高さ寸法よりも大きくなるように形成される。

磁性基体１０は、磁性材料から構成される。本発明の一又は複数の実施形態において、磁性基体１０は、複数の金属磁性粒子を含む。金属磁性粒子は、軟磁性金属材料から成る粒子又は粉末である。金属磁性粒子用の軟磁性金属材料は、Ｆｅ、ＳｉおよびＦｅより酸化しやすい金属元素（例えば、Ｃｒ及びＡｌの少なくとも一方）を含み、例えば、（１）合金系のＦｅ－Ｓｉ－Ｃｒ、Ｆｅ－Ｓｉ－ＡｌもしくはＦｅ－Ｎｉ、（２）非晶質のＦｅ―Ｓｉ－Ｃｒ－Ｂ－ＣもしくはＦｅ－Ｓｉ－Ｂ－Ｃｒ、又は（３）これらの混合材料の粒子である。金属磁性粒子が合金系の材料から構成される場合には、金属磁性粒子におけるＦｅの含有比率は、８０ｗｔ％以上９２ｗｔ％未満とされてもよい。金属磁性粒子が非晶質の材料から構成される場合には、金属磁性粒子におけるＦｅの含有比率は、７２ｗｔ％以上８５ｗｔ％未満とされてもよい。Ｆｅ以外の元素（Ｓｉ及びおよびＦｅより酸化しやすい金属元素）を含有することにより金属磁性粒子内のＦｅの酸化を抑制することができる。金属磁性粒子におけるＳｉ及びＦｅより酸化しやすい金属元素の合計の含有比率は、８ｗｔ％以上とされても良く、１０ｗｔ％以上とされてもよい。

本発明の一又は複数の実施形態において、磁性基体１０に含まれる金属磁性粒子の粒径は、所定の粒度分布（「粒子径分布」又は「粒径分布」と呼ばれることもある。）に従って分布している。本発明の一又は複数の実施形態において、磁性基体１０を構成する金属磁性粒子の体積基準の粒度分布における最頻粒径は、０．３μｍ以上であり２μｍよりも小さい。当業者に明らかなように、最頻粒径は、モード径と呼ばれることもある。金属磁性粒子の体積基準粒径は、ＪＩＳ Ｚ ８８２５に従って、レーザー回折散乱法により測定される。レーザー回折・散乱装置としては、例えば、日本国京都府京都市の堀場製作所社製のレーザー回折／散乱式粒子径分布測定装置（型番：ＬＡ－９６０）を用いることができる。

磁性基体１０に含まれる金属磁性粒子のうち最頻粒径の３０％以下の粒径を有する粒子は、最頻粒径の３０％よりも大きな粒径を有する粒子の隙間に存在する。図４においては、磁性基体１０を構成する金属磁性粒子のうち最頻粒径の３０％よりも大きな粒径を有する粒子を符号３１で示し、最頻粒径の３０％以下の粒径を有する粒子を符号３２で示している。実施形態の便宜上、以下では、磁性基体１０を構成する金属磁性粒子のうち最頻粒径の３０％よりも大きな粒径を有する粒子を大粒子３１と呼び、最頻粒径の３０％以下の粒径を有する粒子を小粒子３２と呼ぶ。図示のように、大粒子３１が磁性基体１０の骨格を形成し、小粒子３２は、隣接する大粒子３１の間にある隙間に存在している。

磁性基体１０に含まれる金属磁性粒子の表面には絶縁膜が設けられる。図４に示されているように、大粒子３１の表面には絶縁膜４１が設けられ、小粒子３２の表面には絶縁膜４２が設けられている。金属磁性粒子の表面の絶縁膜は、Ｓｉが酸化した酸化膜およびＦｅより酸化しやすい金属元素が酸化した酸化膜であってもよい。金属磁性粒子の表面の絶縁膜は、例えば、金属磁性粒子の表面が酸化されることで形成される酸化膜であってもよい。金属磁性粒子の表面の絶縁膜は、金属磁性粒子の表面にコーティングされたＳｉおよびＦｅより酸化しやすい金属元素を含む薄膜が酸化して得られる酸化膜であってもよい。

本発明の一又は複数の実施形態において、磁性基体１０を構成する金属磁性粒子の体積基準の粒度分布において、小径側から最頻粒径の３０％の粒径までの累積頻度は１％以下である。言い換えると、磁性基体１０を構成する金属磁性粒子のうち最頻粒径の３０％以下の粒子（つまり、小粒子３２）が占める割合は、磁性基体１０を構成する金属磁性粒子の合計の体積を１００ｖｏｌ％としたときに１ｖｏｌ％以下である。このように、磁性基体１０に含まれる金属磁性粒子において小粒子３２の占める割合を１ｖｏｌ％以下とすることにより、製造工程において金属磁性粒子が加熱されるときに、小粒子３２による酸素の消費量が抑制されるので、大粒子３１にも十分に酸素が供給される。このため、大粒子３１の表面における導電性のマグネタイトの生成が抑制される。これにより、磁性基体１０の絶縁性を向上させることができる。磁性基体１０の全領域において金属磁性粒子の合計の体積に対する小粒子の体積が１ｖｏｌ％以下であってもよく、磁性基体１０の一部の領域において金属磁性粒子の合計の体積に対する小粒子の体積が１ｖｏｌ％以下であってもよい。

図２及び図３に示されているように、磁性基体１０は、積層された複数の磁性体層を有する。図示のように、磁性基体１０は、本体部２０、この本体部２０の上面に設けられた上部カバー層１８、この本体部２０の下面に設けられた下部カバー層１９を備えてもよい。本体部２０は、積層された磁性体層１１～１６を含む。磁性基体１０においては、図２の上から下に向かって、上部カバー層１８、磁性体層１１、磁性体層１２、磁性体層１３、磁性体層１４、磁性体層１５、磁性体層１６、磁性体層１７、下部カバー層１９の順に積層されている。

上部カバー層１８は、４枚の磁性体層１８ａ～１８ｄを含む。この上部カバー層１８においては、図２の下から上に向かって、磁性体層１８ａ、磁性体層１８ｂ、磁性体層１８ｃ、磁性体層１８ｄの順に積層されている。

下部カバー層１９は、４枚の磁性体層１９ａ～１９ｄを含む。この下部カバー層１９においては、図２の上から下に向かって、磁性体層１９ａ、磁性体層１９ｂ、磁性体層１９ｃ、磁性体層１９ｄの順に積層されている。

コイル部品１は、磁性体層１１～磁性体層１６、磁性体層１８ａ～１８ｄ、及び磁性体層１９ａ～１９ｄ以外にも、必要に応じて、任意の数の磁性体層を含むことができる。磁性体層１１～磁性体層１６、磁性体層１８ａ～１８ｄ、及び磁性体層１９ａ～１９ｄの一部は、適宜省略することができる。図３においては、磁性体層間の境界が示されているが、本発明が適用された実際のコイル部品の磁性基体１０においては磁性体層間の境界は視認できないこともある。

磁性体層１１～磁性体層１６の上面には、導体パターンＣ１１～Ｃ１６がそれぞれ形成されている。各導体パターンＣ１１～Ｃ１６は、コイル軸Ａｘの周りに延伸するように形成される。導体パターンＣ１１～Ｃ１６は、スクリーン印刷等の印刷、メッキ、エッチング、又はこれら以外の任意の公知の手法を用いて形成される。磁性体層１１～磁性体層１５の所定の位置には、ビアＶ１～Ｖ５がそれぞれ形成される。ビアＶ１～Ｖ５は、磁性体層１１～磁性体層１５の所定の位置に、磁性体層１１～磁性体層１５をＴ軸方向に貫く貫通孔を形成し、当該貫通孔に導電性材料を埋め込むことにより形成される。導体パターンＣ１１～Ｃ１６及びビアＶ１～Ｖ５は、導電性に優れた金属、例えば、Ａｇ、Ｐｄ、Ｃｕ、Ａｌ又はこれらの合金を含んでいる。図示の実施形態において、コイル軸Ａｘは、Ｔ軸方向に延伸しており、磁性体層１１～磁性体層１６の積層方向と一致する。

導体パターンＣ１１～Ｃ１６の各々は、隣接する導体パターンとビアＶ１～Ｖ５を介して電気的に接続される。このようにして接続された導体パターンＣ１１～Ｃ１６が、スパイラル状の周回部２５ａを形成する。すなわち、コイル導体２５の周回部２５ａは、導体パターンＣ１１～Ｃ１６及びビアＶ１～Ｖ５を有する。

導体パターンＣ１１のビアＶ１に接続されている端部と反対側の端部は、引出導体２５ｂ２を介して外部電極２２に接続される。導体パターンＣ１６のビアＶ５に接続されている端部と反対側の端部は、引出導体２５ｂ１を介して外部電極２１に接続される。このように、コイル導体２５は、周回部２５ａと、引出導体２５ｂ１と、引出導体２５ｂ２と、を有する。

このように、コイル導体２５は、コイル軸Ａｘの周りに延びる周回部２５ａを有しており、磁性基体１０内に配置されている。コイル導体２５は、その引出導体２５ｂ１及び引出導体２５ｂ２の端部が磁性基体１０から外に向かって露出しているが、それ以外の部分は磁性基体１０内に配置されている。

既述のとおり、本発明の一又は複数の実施形態においては、磁性基体１０の全領域において、金属磁性粒子の合計の体積に対する小粒子３２の体積比率が１ｖｏｌ％以下である。この場合、磁性基体１０を構成する磁性体層１１～１６、１８ａ～１８ｄ、及び１９ａ～１９ｄの各々において、金属磁性粒子の合計体積に対する小粒子３２の体積比率が１ｖｏｌ％以下とされる。本発明の一又は複数の実施形態においては、磁性基体１０の一部の領域において、金属磁性粒子の合計体積に対する小粒子３２の体積比率が１ｖｏｌ％以下である。例えば、導体パターンＣ１１～Ｃ１６のうち隣接する２つの導体パターンの間の領域において、その領域に含まれる金属磁性粒子全体に対する小粒子３２の体積比率が１ｖｏｌ％以下である。この場合、磁性基体１０を構成する磁性体層のうち磁性体層１１～１５の各々において、金属磁性粒子の合計体積に対する小粒子３２の体積比率が１ｖｏｌ％以下とされる。磁性体層１８ａ～１８ｄ及び磁性体層１９ａ～１９ｄの一部又は全部においては、金属磁性粒子の合計体積に対する小粒子３２の体積比率が１ｖｏｌ％より大きくてもよい。

次に、コイル部品１の製造方法の一例を説明する。本発明の一又は複数の実施形態において、コイル部品１は磁性体シートを積層するシート積層法により作製される。シート積層法によりコイル部品１を作製する場合には、まず、上部カバー層１８となる上部積層体、本体部２０となる中間積層体、及び下部カバー層１９となる下部積層体を形成する。上部積層体は磁性体層１８ａ～１８ｄとなる複数の磁性体シートを積層することによって形成され、下部積層体は磁性体層１９ａ～１９ｄとなる複数の磁性体シートを積層することによって形成され、中間積層体は磁性体層１１～１６となる複数の磁性体シートを積層することによって形成される。

磁性体シートを作製するために、金属磁性粒子を準備する。金属磁性粒子は、水アトマイズ法等の公知の手法で形成された粒子群（以下、「原料粒子」という。）を分級することで作製される。原料粒子は、体積基準の粒径分布における最頻粒径が２μｍ以下よりも小さい。次に、原料粒子から所定の粒径（例えば、５μｍ）より大きい粗粒子を除去するように原料粒子を分級する。以下、原料粒子に対して行う分級を「一次分級」と呼び、原料粒子から粗粒子が除去された粒子群を「中間粒子」と呼ぶ。中間粒子の最頻粒径は、原料粒子の最頻粒径と同じである。次に、中間粒子から最頻粒径の３０％以下の小粒子を除去するように中間粒子を分級し、磁性体シートの作製に用いられる金属磁性粒子を得る。金属磁性粒子の最頻粒径は、中間粒子の最頻粒径と同じである。二次分級の分級操作は、分級後の金属磁性粒子の体積基準の粒度分布において小径側から最頻粒径の３０％の粒径までの累積頻度が１％以下となるように行われる。以下、中間粒子に対して行う分級を「二次分級」と呼ぶ。一次分級及び二次分級には、気流分級法、沈降分級法、又はこれら以外の公知の分級法が用いられ得る。二次分級に気流分級法が用いられる場合には、気流の量や流速を調整することにより、分級後の金属磁性粒子の体積基準の粒度分布において小径側から最頻粒径の３０％の粒径までの流積粒度が１％以下とすることができる。

中間粒子及び金属磁性粒子の粒度分布が図５に示されている。図示されているとおり、中間粒子の粒度分布５１における最頻粒径は、金属磁性粒子の粒度分布５２における最頻粒径と等しい。中間粒子の粒度分布５１と金属磁性粒子の粒度分布５２とを比較すると、金属磁性粒子の粒度分布５２における最頻粒径の３０％以下の粒径の頻度が、中間粒子の粒度分布５１における最頻粒径の３０％以下の粒径の頻度よりも小さい。また、金属磁性粒子の粒度分布５２は、中間粒子の粒度分布５１よりも最頻粒径付近の頻度が高いシャープな分布である。

次に、以上のようにして得られた金属磁性粒子を樹脂と混練してスラリー（このスラリーを「金属磁性体ペースト」という。）を生成し、この金属磁性体ペーストを成型金型に入れて所定の成形圧力を加えることで磁性体シートを作製する。金属磁性粒子と混練される樹脂としては、例えば、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）樹脂、エポキシ樹脂、又は前記以外の公知の樹脂が用いられ得る。

中間積層体は、導体パターンＣ１１～Ｃ１６に対応する未焼成導体パターンが複数形成された複数の磁性体シートを積層することによって形成される。中間積層体用の磁性体シートの各々には積層方向に貫通する貫通孔が形成され、この貫通孔が形成された磁性体シートにスクリーン印刷等により導体ペーストを塗布することにより、焼成後に導体パターンＣ１１～Ｃ１６となる未焼成導体パターンが形成される。このとき、導体ペーストが磁性体シートの貫通孔内に埋め込まれ、ビアＶ１～Ｖ５となる未焼成ビアが形成される。上部積層体及び下部積層体はそれぞれ、シート準備工程で準備された磁性体シートのうち未焼成導体パターンが形成されていないものを４枚積層することによって形成される。

次に、上記のように作製された中間積層体を上下から上部積層体及び下部積層体で挟み込み、この上部積層体及び下部積層体を中間積層体に熱圧着して本体積層体を得る。次に、ダイシング機やレーザー加工機などの切断機を用いて当該本体積層体を所望のサイズに個片化することでチップ積層体が得られる。

次に、このチップ積層体を脱脂し、脱脂されたチップ積層体を加熱処理する。チップ積層体への加熱処理は、例えば４００℃～９００℃で２０分間～１２０分間行われる。脱脂と加熱処理とは同時に行われてもよい。

次に、加熱処理されたチップ積層体の表面に導体ペースト（例えば、銀ベースト）を塗布することにより、外部電極２１及び外部電極２２を形成する。以上の工程により、コイル部品１が得られる。

コイル部品１は、シート製法以外の当業者に知られている方法、例えばスラリービルド法や薄膜プロセス法により作製されてもよい。

図示されている積層インダクタは本発明が適用可能なコイル部品の例であり、本発明は積層インダクタ以外の様々な種類のコイル部品に適用され得る。例えば、本発明は、巻線型のコイル部品にも適用され得る。図６を参照して、本発明の別の実施形態によるコイル部品１０１について説明する。図６に示されているコイル部品１０１は、磁性基体１１０の周囲にコイル導体１２５（巻線１２５）が巻回された巻線型のインダクタである。図示のように、コイル部品１０１は、磁性基体１１０と、コイル導体１２５と、第１の外部電極１２１と、第２の外部電極１２２と、を備えている。磁性基体１１０は、巻芯１１１と、当該巻芯１１１の一方の端部に設けられた直方体形状のフランジ１１２ａと、当該巻芯１１１の他方の端部に設けられた直方体形状のフランジ１１２ｂとを有する。巻芯１１１には、コイル導体１２５が巻回されている。コイル導体１２５は、導電性に優れた金属材料から成る導線と、当該導線の周囲を被覆する絶縁被膜とを有する。第１の外部電極１２１は、フランジ１１２ａの下面に沿って設けられており、第２の外部電極１２２は、フランジ１１２ｂの下面に沿って設けられている。

磁性基体１１０は、磁性基体１０と同様に、体積基準の粒度分布における最頻粒径が２μｍよりも小さく前記粒度分布における小径側から前記最頻粒径の３０％の粒径までの累積頻度が１％以下である金属磁性粒子を含む磁性材料から構成される。

次に、コイル部品１０１の製造方法の例を説明する。まず、磁性基体１１０が作製される。磁性基体１１０は、まず、金属磁性粒子を樹脂と混練して混合樹脂組成物を得る。次に、この混合樹脂組成物を磁性基体１１０に対応する形状のキャビティを有する成型金型に入れ、この成型金型内の混合樹脂組成物を加熱しながら所定の成形圧力で加圧することで成形体が作製される。次に、この成形体を脱脂し、脱脂された成形体に対して、酸素濃度が１０～５０００ｐｐｍの弱酸化雰囲気で熱処理を行うことで磁性基体１１０が得られる。この熱処理における加熱時間は例えば２０分間～１２０分間とされ、加熱温度例えば２５０～８５０℃とされる。

次に、上記の熱処理工程により得られた磁性基体１１０の周りにコイル導体１２５を巻回し、このコイル導体１２５の一端を第１の外部電極１２１に接続し、他端を第２の外部電極１２２に接続する。以上により、コイル部品１０１が得られる。

コイル導体１０１の各構成要素の形状及び配置は、図６に示されたものには限られない。例えば、磁性基体１１０は、リング形状のトロイダルコアであってもよい。コイル部品１０１は、リング形状の磁性基体１１０（トロイダルコア１１０）と、磁性基体１１０の周りに巻回されたコイル導体１２５と、を備えるトロイダルコイルであってもよい。

次に、本発明の実施例について説明する。評価対象とする試料を以下のようにして作製した。まず、表１に試料番号Ａ１～Ａ８で表されている８種類の試料を作成するために、Ｆｅ―Ｓｉ－Ｃｒ（Ｓｉ：８ｗｔ％、Ｃｒ：２ｗｔ％、残部がＦｅ及び不可避不純物）の組成を有し、表１においてＡ１～Ａ８に対応付けて記載されている最頻粒径及び小粒子割合を有する８種類の金属磁性粒子を準備した。また、試料番号Ａ９～Ａ１０で表されている２種類の試料を作成するために、Ｆｅ―Ｓｉ－Ｃｒ－Ａｌ（Ｓｉ：７ｗｔ％、Ｃｒ：１．５ｗｔ％、Ａｌ：１．５ｗｔ％、残部がＦｅ及び不可避不純物）の組成を有し、表１においてＡ９～Ａ１０に対応付けて記載されている最頻粒径及び小粒子割合を有する２種類の金属磁性粒子を準備した。表１における「小粒子割合」は、Ａ１～Ａ１０のそれぞれの金属磁性粒子の体積基準の粒度分布において、小径側から最頻粒径の３０％の粒径までの累積頻度を意味する。

次に、上記の１０種類の金属磁性粒子の各々をＰＶＢ樹脂及び有機溶剤と混合して１０種類の金属磁性体ペーストを生成した。次に、この１０種類の金属磁性体ペーストを成形金型内に入れ、成形圧力を加えることで、厚さ１ｍｍの板状の成形体を１０種類作製した。

次に、この１０種類の成形体の各々を打ち抜いて、外径１０ｍｍφ、内径５ｍｍφのトロイダルコア状の成型体を作製した。次に、このトロイダルコア状の成形体を脱脂し、脱脂された成形体に対して、酸素濃度が１０００ｐｐｍの弱酸化雰囲気で、６０分間、６００℃で熱処理を行った。このようにして、試料Ａ１～Ａ１０を作製した。以上のようにして得られた試料番号Ａ１～試料番号Ａ１０のトロイダル形状の試験片の各々について、Ａｇｉｌｅｎｔ社製インピーダンスアナライザＥ４９９１Ａを用いて比透磁率を測定し、測定した各試験片の比透磁率を各々の最頻粒径及び小粒子割合とともに表１にまとめた。

また、上記の１０種類の成形体の各々を打ち抜いて、１ｃｍ四方で厚さが１ｍｍの単板を作製した。次に、この単板を脱脂し、脱脂された単板に対して、酸素濃度が１０００ｐｐｍの弱酸化雰囲気で、６０分間、６００℃で熱処理を行った。次に、この熱処理が施された単板の両面に銀ペーストを塗布して一組の電極を形成することで、試料Ｂ１～Ａ１０を作製した。試料Ｂ１～Ｂ１０は、表２に示されているように対応する試料Ａ１～Ａ１０と共通の最頻粒径及び小粒子を有しており、形状が試料Ａ１～Ａ１０と異なっている。以上のようにして得られた試料番号Ｂ１～試料番号Ｂ１０の単板の各々について、ＡＤＣＭＴ社製の高抵抗計５４５１を用いて比透磁率を測定した。また、試料番号Ｂ１～試料番号Ｂ１０の単板の各々について、電極間に加える電圧を段階的に増加させ、ショートが発生したときの電圧を計測した。このショートが発生したときの電圧を電極間の間隔で除した値を各試験片の耐電圧とした。このようにして測定した各試験片の比抵抗及び耐電圧を各々の最頻粒径及び小粒子割合とともに表２にまとめた。

表２に示されている試料Ｂ１～Ｂ４についての測定結果から、小粒子割合が１．０ｖｏｌ％以下のときに、１０⁸Ω・ｃｍ以上の高い比抵抗及び５．０Ｖ／μｍ以上の高い耐電圧を有すること、及び、小粒子割合が低いほど比抵抗及び耐電圧が高くなることが分かる。また、試料Ｂ５～Ｂ６についての測定結果から、最頻粒径が１．９μｍの場合でも、小粒子割合が１．０ｖｏｌ％以下のときに１０⁸Ω・ｃｍ以上の高い比抵抗及び２．７Ｖ／μｍの高い耐電圧が得られることが分かる。また、試料Ｂ７～Ｂ８についての測定結果から、最頻粒径が０．３μｍの場合でも、小粒子割合が１．０ｖｏｌ％以下のときに１０⁸Ω・ｃｍ以上の高い比抵抗及び６．２Ｖ／μｍの高い耐電圧が得られることが分かる。また、試料Ｂ９～Ｂ１０についての測定結果から、金属磁性粒子の組成にＡｌが含まれていても、小粒子割合が１．０ｖｏｌ％以下のときに１０⁸Ω・ｃｍ以上の高い比抵抗及び３．４Ｖ／μｍの高い耐電圧が得られることが分かる。

表１に示されている資料Ａ１～Ａ１０についての比透磁率の測定結果から、小粒子割合が小さくなっても比透磁率は低下せず、むしろ若干向上することが確認できた。

以上の測定結果から、Ｆｅ基合金から構成されており０．３μｍ以上で１．９μｍ以下の最頻粒径を有する金属磁性粒子は、小粒子割合が１．０ｖｏｌ％以下のときに、比透磁率を劣化させることなく優れた絶縁性（１０⁸Ω・ｃｍ以上の高い比抵抗）を実現できることが分かった。金属磁性粒子の最頻粒径が大きくなっても、小粒子割合を低くする（具体的には、１．０ｖｏｌ％以下とする）ことで小粒子による過剰な酸素の消費を抑制するという機序は変わらないから、比透磁率を劣化させることなく優れた絶縁性を実現するという効果は、高周波帯での使用に適した最頻粒径が２μｍの金属磁性粒子においても実現できると考えられる。

次に、上記の実施形態による作用効果について説明する。本発明の一又は複数の実施形態によれば、磁性基体１０又は１１０に含まれる金属磁性粒子において小粒子３２の占める割合を１ｖｏｌ％以下とすることにより、製造工程での金属磁性粒子の加熱時に小粒子３２による酸素の消費量が抑制して大粒子３１にも十分に酸素を供給することができる。このため、大粒子３１の表面における導電性のマグネタイトの生成が抑制される。これにより、磁性基体１０、１１０の絶縁性を向上させることができる。

磁性基体１０、１１０の製造工程における金属磁性粒子の加熱時には、比表面積が大きい小粒子３２の酸化が進みやすい。このため、加熱処理完了時には、小粒子３２に含まれる磁気特性を発揮する元素（例えば、Ｆｅ）の多くが酸化されてしまい、小粒子３２は磁気特性を有しないかほとんど有しなくなる。このため、小粒子３２の占める割合を１ｖｏｌ％以下とし、その結果、磁性基体１０、１１０における金属磁性粒子の充填率が下がっても、小粒子３２の占める割合が１ｖｏｌ％以上の場合と比べて比透磁率は劣化しないと考えられる。よって、本発明の一又は複数の実施形態によれば、磁性基体１０、１１０の透磁率を劣化させることなく絶縁性を向上させることができる。また、小粒子３２の磁気特性は、大粒子３１と比べて経年変化が大きい。磁性基体１０又は１１０に含まれる金属磁性粒子において小粒子３２の占める割合を１ｖｏｌ％以下にすることにより、磁性基体１０、１１０において経年変化を生じやすい粒子の存在比率を低くすることができるので、磁性基体１０、１１０の磁気特性の劣化を抑制することができる。

本発明の一又は複数の実施形態によれば、金属磁性粒子の最頻粒径が２μｍ以下であるため、高い周波数特性を有する磁性基体１０、１１０が得られる。例えば、上述したトロイダル形状の試料において、金属磁性粒子の最頻粒径が１．９μｍの場合には比透磁率の虚数成分の立ち上がり周波数は４０ＭＨｚ程度であったが、金属磁性粒子の最頻粒径が０．９μｍの場合には比透磁率の虚数成分の立ち上がり周波数はより高い周波数帯域である３００ＭＨｚ程度であった。

本発明の一又は複数の実施形態によれば、金属磁性粒子全体の質量に占めるＦｅの含有比率が９２ｗｔ％未満であるため、最頻粒径の３０％以下の粒径を有する小粒子の酸化をさらに抑制することができる。これにより、大粒子３１の表面に導電性のマグネタイトが形成されることをさらに抑制することができる。本発明の一又は複数の実施形態によれば、金属磁性粒子全体の質量に占めるＦｅの含有比率を８０ｗｔ％以上とすることで優れた磁気飽和特性が得られる。

本発明の一又は複数の実施形態によれば、金属磁性粒子の最頻粒径が２μｍ以下であるため、金属磁性粒子とコイル導体２５、１２５との間での浮遊容量を抑制することができる。

本明細書で説明された各構成要素の寸法、材料、及び配置は、実施形態中で明示的に説明されたものに限定されず、この各構成要素は、本発明の範囲に含まれ得る任意の寸法、材料、及び配置を有するように変形することができる。また、本明細書において明示的に説明していない構成要素を、説明した実施形態に付加することもできるし、各実施形態において説明した構成要素の一部を省略することもできる。

１、１０１ コイル部品
１０、１１０ 磁性体部
２１、２２、１２１、１２２ 外部電極
２５ コイル導体
３１ 大粒子
３２ 小粒子
４１、４２ 絶縁膜
Ａｘ コイル軸

本明細書の開示は、金属磁性粒子を含む磁性基体、当該磁性基体を備えるコイル部品、当該コイル部品を備える回路基板、及び当該回路基板を備える電子機器に関する。

従来から、コイル部品の磁性基体の材料として、Ｆｅを含有する軟磁性金属材料から成る金属磁性粒子が用いられている。金属磁性粒子を含む従来の磁性基体は、例えば、特開２０１０－１５３６３８号公報（特許文献１）に開示されている。特許文献１には、平均粒径が１００～１４５μｍのＦｅ－３Ｓｉ合金粒子（つまり、Ｓｉ３ｗｔ％で残部がＦｅの合金粒子）と平均粒径が２０～５０μｍの純鉄粒子とを含む金属磁性粒子から構成された磁性基体（圧粉コア）が開示されている。Ｆｅ－３Ｓｉ合金粒子及び純鉄粒子はいずれも絶縁膜によって被覆されており、これにより隣接する粒子間での絶縁性が確保されている。国際公開第２０１７／０４７７６１号（特許文献２）に記載されているように、金属磁性粒子に含まれるＦｅ及びそれ以外の金属元素が酸化した酸化膜によって隣接する粒子間の絶縁性を確保することも知られている。

特開２０１０－１５３６３８号公報 国際公開第２０１７／０４７７６１号

高周波回路に使用されるコイル部品においては、磁性基体における渦電流損失が大きくなるため、渦電流損失を抑制するために磁性基体を構成する金属磁性粒子を小径化することが望まれる。例えば、１００ＭＨｚ以上の高周波帯では、渦電流損失の抑制のために、金属磁性粒子の粒径を２μｍより小さくすることが望ましい。

しかしながら、本発明者らは、体積基準の粒度分布における最頻粒径が２μｍより小さい金属磁性粒子から構成された磁性基体においては、金属磁性粒子間の絶縁性を確保することが難しいことを発見した。

本発明の目的は、上述した問題の少なくとも一部を解決又は緩和することである。本発明のより具体的な目的の一つは、金属磁性粒子から構成される磁性基体の絶縁性を向上させることである。本発明の具体的な目的の一つは、体積基準の粒径分布における最頻粒径が２μｍより小さい金属磁性粒子から構成される磁性基体の絶縁性を向上させることである。

本明細書に開示される発明の前記以外の目的は、本明細書全体を参照することにより明らかになる。本明細書に開示される発明は、前記の課題に代えて又は前記の課題に加えて、本明細書の記載から把握される前記以外の課題を解決するものであってもよい。

小径の金属磁性粒子は、製造技術における制約からブロードな粒度分布を持つ。高周波用途に適した最頻粒径が２μｍより小さい金属磁性粒子は、その最頻粒径の３０％よりも小さな粒径の微粉を多く含む。金属磁性粒子から構成される磁性基体においては、最頻粒径近傍又はそれよりも大きな粒径を有する粒子が骨格を形成し、最頻粒径の３０％以下の
小さな粒径を有する粒子は、この骨格を形成する粒子の隙間に存在する。以下、説明の便宜上、磁性基体に含まれる金属磁性粒子のうち最頻粒径の３０％以下の粒径を有する粒子を「小粒子」といい、小粒子よりも大きな粒径を有する粒子を「大粒子」という。

例えば、最頻粒径の粒子が六方最密構造の格子点に配置される場合には、４つの最近接粒子の中心を結んで構成される正四面体に内接する球の半径ａは、最頻粒径（直径）をＤ＝２ｒとしたときに

と表される。よって、当該正四面体に内接する球の中心から当該正四面体の頂点までの距離ｂは、

と表される。
よって、上記の正四面体に内接する球の中心から当該正四面体の頂点に中心がある最頻粒径の粒子の表面までの距離は、０．２２ｒ（＝１．２２ｒ－１ｒ）となる。よって、最頻粒径の粒子が六方最密構造の格子点に配置される場合には、その最頻粒径の粒子の間にある隙間に半径が０．２２ｒ以下（つまり、直径が０．４４ｒ（０．２２Ｄ）以下）の粒子が入り込むことができる。現実の磁性基体においては、骨格を形成する粒子の粒径は最頻粒径に統一されていないため（特に、最頻粒径よりも大きな粒径を有する粒子が骨格を形成する粒子の一部となるため）、骨格を形成する大粒子の隙間は、六方最密構造を取るように充填された最頻粒径の粒子の間の隙間よりも大きい。このため、所定の粒度分布を持つ金属磁性粒子から構成される実際の磁性基体において、直径が０．３Ｄよりも小さい粒子（つまり、最頻粒径の３０％よりも小さな粒径の小粒子）は、当該磁性基体の骨格を形成する最頻粒径近傍又はそれよりも大きな粒径を有する大粒子の隙間に入り込むことができる。このように、最頻粒径の３０％よりも小さな粒径の小粒子は、磁性基体の骨格を形成する大粒子の隙間に配置されやすい。

本発明者らは、最頻粒径が２μｍより小さい金属磁性粒子から構成される従来の磁性基体においては、導電性のＦｅ₃Ｏ₄（マグネタイト）が磁性基体の骨格を形成する大粒子の表面に形成されやすく、この比較的大径の粒子の表面におけるマグネタイトの含有比率が増えることにより磁性基体の絶縁性が劣化することを発見した。大粒子の表面にマグネタイトが形成されやすい理由は、小粒子が大きな比表面積を有していて酸化されやすいため、磁性基体の製造プロセスにおいて金属磁性粒子を加熱するときに小粒子が雰囲気中の酸素を大量に消費し、当該小粒子を取り囲む大粒子に十分に酸素が供給されなくなるためと考えられる。

本発明は、上記の新規な知見に基づいてなされたものである。本発明の一又は複数の実施形態においては、体積基準の粒度分布における最頻粒径が２μｍよりも小さい金属磁性粒子において、当該粒度分布における小径側から最頻粒径の３０％の粒径までの累積頻度を１％以下とする。本発明の一又は複数の実施形態による磁性基体は、体積基準の粒度分布における最頻粒径が２μｍよりも小さく、前記粒度分布における小径側から前記最頻粒径の３０％の粒径までの累積頻度が１％以下である金属磁性粒子と、前記金属磁性粒子の各々の表面に設けられた絶縁性の絶縁膜と、を備える。

磁性基体に含まれる金属磁性粒子の粒度分布における小径側から前記最頻粒径の３０％の粒径までの累積頻度を１％以下とすることにより、製造工程において金属磁性粒子が加熱されるときに、最頻粒径の３０％よりも小さな粒径の小粒子の酸化による酸素の消費量が抑制されるので、金属磁性粒子のうち最頻粒径の３０％より大きい粒径を有する粒子にも十分に酸素が供給される。このため、最頻粒径の３０％より大きい粒径を有する粒子の表面における導電性のマグネタイトの生成が抑制される。これにより、磁性基体の絶縁性を向上させることができる。

磁性基体の骨格を構成する大粒子の隙間に入り込む小粒子は、磁性基体における金属磁性粒子の充填率を向上させるため、通常のコイル部品の設計においては、コイル部品の透磁率を向上させるために、金属磁性粒子中に大粒子の隙間に入り込む小粒子を積極的に混合させていている。これに対して、本願発明の一又は複数の実施形態においては、金属磁性粒子における小粒子の割合を低減させることで高い絶縁性を実現している。

本発明の一又は複数の実施形態においては、磁性基体に含まれる金属磁性粒子の最頻粒径が０．３μｍ以上である。

本発明の一又は複数の実施形態においては、金属磁性粒子に含まれる隣接する２つの粒子は、その表面の絶縁膜により結合されている。

本発明の一又は複数の実施形態において、金属磁性粒子は、Ｆｅを含む合金から成る。本発明の一又は複数の実施形態における金属磁性粒子は、Ｓｉ及びＦｅより酸化しやすい金属元素の合計の含有率が８ｗｔ％以上である。

本発明の一又は複数の実施形態において、絶縁膜は、Ｓｉの酸化物及びＦｅより酸化しやすい金属元素の酸化物を含む。

本発明の一又は複数の実施形態は、上記の何れかの磁性基体と、前記磁性基体に設けられたコイル導体と、を備えるコイル部品に関する。本発明の一又は複数の実施形態は、上記のコイル部品を備える回路基板に関する。本発明の一実施形態は、上記の回路基板を備える電子機器に関する。

本発明の一又は複数の実施形態によれば、体積基準の粒径分布における最頻粒径が２μｍより小さい金属磁性粒子から構成される磁性基体の絶縁性を向上させることができる。

本発明の一実施形態によるコイル部品の斜視図である。 図１のコイル部品の分解斜視図である。 図１のＩ－Ｉ線に沿ったコイル部品の断面を模式的に示す図である。 図３に示されている磁性基体の断面の領域Ａを模式的に示す図である。 磁性基体１０に含まれる金属磁性粒子の体積基準の粒径分布を示すグラフである。 本発明の一実施形態によるコイル部品の正面図である。

以下、適宜図面を参照し、本発明の様々な実施形態を説明する。なお、複数の図面において共通する構成要素には当該複数の図面を通して同一の参照符号が付されている。各図面は、説明の便宜上、必ずしも正確な縮尺で記載されているとは限らない点に留意されたい。

図１から図４を参照して、本発明の一実施形態によるコイル部品１について説明する。図１は、本発明の一実施形態によるコイル部品１の斜視図であり、図２は、コイル部品１の分解斜視図であり、図３は、図１のＩ－Ｉ線に沿ったコイル部品１の断面を模式的に示す図であり、図４は、図３に示されているコイル部品１の断面の領域Ａを模式的に示す図である。コイル部品１は、本発明が適用されるコイル部品の一例である。図示の実施形態において、コイル部品１は、積層インダクタである。この積層インダクタは、電源ラインに組み込まれるパワーインダクタ及びそれ以外の様々なインダクタとして使用され得る。本発明は、図示されている積層インダクタ以外の様々なコイル部品、例えば、薄膜プロセスにより作成されるコイル部品及び圧縮コア（磁性基体）に導線が巻回された巻線型のコイル部品並びにこれらのコイル部品に含まれる磁性基体にも適用可能である。

図１および図３に示されているように、本発明の一又は複数の実施形態によるコイル部品１は、磁性基体１０と、コイル軸Ａｘの周りに延びる周回部２５ａを有するコイル導体２５と、磁性基体１０の表面に設けられた外部電極２１と、磁性基体１０の表面において外部電極２１から離間した位置に設けられた外部電極２２と、を備える。

コイル部品１は、実装基板２ａに実装されている。実装基板２ａには、２つのランド部３が設けられている。コイル部品１は、外部電極２１、２２のそれぞれと実装基板２ａの対応するランド部３とを接合することで実装基板２ａに実装されている。このように、回路基板２は、コイル部品１と、このコイル部品１が実装される実装基板２ａと、を備える。回路基板２は、コイル部品１及びコイル部品１以外の様々な電子部品を備えることができる。

回路基板２は、様々な電子機器に搭載され得る。回路基板２が搭載され得る電子機器には、スマートフォン、タブレット、ゲームコンソール、自動車の電装品及びこれら以外の様々な電子機器が含まれる。コイル部品１が搭載される電子機器は、本明細書で明示されるものには限定されない。コイル部品１は、回路基板２の内部に埋め込まれる内蔵部品であってもよい。

図示の実施形態において、磁性基体１０は、おおむね直方体形状を有する。磁性基体１０は、第１の主面１０ａ、第２の主面１０ｂ、第１の端面１０ｃ、第２の端面１０ｄ、第１の側面１０ｅ、及び第２の側面１０ｆを有しており、これらの６つの面によってその外面が画定される。第１の主面１０ａと第２の主面１０ｂとは互いに対向し、第１の端面１０ｃと第２の端面１０ｄとは互いに対向し、第１の側面１０ｅと第２の側面１０ｆとは互いに対向している。図１において第１の主面１０ａは磁性基体１０の上側にあるため、第１の主面１０ａを「上面」と呼ぶことがある。同様に、第２の主面１０ｂを「下面」と呼ぶことがある。磁気結合型コイル部品１は、第２の主面１０ｂが実装基板２ａと対向するように配置されるので、第２の主面１０ｂを「実装面」と呼ぶこともある。コイル部品１の上下方向に言及する際には、図１の上下方向を基準とする。本明細書においては、文脈上別に理解される場合を除き、コイル部品１の「長さ」方向、「幅」方向、及び「高さ」方向はそれぞれ、図１の「Ｌ軸」方向、「Ｗ軸」方向、及び「Ｔ軸」方向とする。Ｌ軸、Ｗ軸、及びＴ軸は互いに直交している。コイル軸Ａｘは、Ｔ方向に沿って延びている。コイル軸Ａｘは、例えば、平面視で長方形形状を有する第１の主面１０ａの対角線の交点を通り第１の主面１０ａに垂直な方向に延びる。

本発明の一又は複数の実施形態において、コイル部品１は、長さ寸法（Ｌ軸方向の寸法）が０．２～６．０ｍｍ、幅寸法（Ｗ軸方向の寸法）が０．１～４．５ｍｍ、高さ寸法（Ｔ軸方向の寸法）が０．１～４．０ｍｍとなるように形成される。これらの寸法はあくまで例示であり、本発明を適用可能なコイル部品１は、本発明の趣旨に反しない限り、任意
の寸法を取ることができる。一又は複数の実施形態において、コイル部品１は、低背に形成される。例えば、コイル部品１は、その幅寸法が高さ寸法よりも大きくなるように形成される。

磁性基体１０は、磁性材料から構成される。本発明の一又は複数の実施形態において、磁性基体１０は、複数の金属磁性粒子を含む。金属磁性粒子は、軟磁性金属材料から成る粒子又は粉末である。金属磁性粒子用の軟磁性金属材料は、Ｆｅ、ＳｉおよびＦｅより酸化しやすい金属元素（例えば、Ｃｒ及びＡｌの少なくとも一方）を含み、例えば、（１）合金系のＦｅ－Ｓｉ－Ｃｒ、Ｆｅ－Ｓｉ－ＡｌもしくはＦｅ－Ｎｉ、（２）非晶質のＦｅ―Ｓｉ－Ｃｒ－Ｂ－ＣもしくはＦｅ－Ｓｉ－Ｂ－Ｃｒ、又は（３）これらの混合材料の粒子である。金属磁性粒子が合金系の材料から構成される場合には、金属磁性粒子におけるＦｅの含有比率は、８０ｗｔ％以上９２ｗｔ％未満とされてもよい。金属磁性粒子が非晶質の材料から構成される場合には、金属磁性粒子におけるＦｅの含有比率は、７２ｗｔ％以上８５ｗｔ％未満とされてもよい。Ｆｅ以外の元素（Ｓｉ及びおよびＦｅより酸化しやすい金属元素）を含有することにより金属磁性粒子内のＦｅの酸化を抑制することができる。金属磁性粒子におけるＳｉ及びＦｅより酸化しやすい金属元素の合計の含有比率は、８ｗｔ％以上とされても良く、１０ｗｔ％以上とされてもよい。

本発明の一又は複数の実施形態において、磁性基体１０に含まれる金属磁性粒子の粒径は、所定の粒度分布（「粒子径分布」又は「粒径分布」と呼ばれることもある。）に従って分布している。本発明の一又は複数の実施形態において、磁性基体１０を構成する金属磁性粒子の体積基準の粒度分布における最頻粒径は、０．３μｍ以上であり２μｍよりも小さい。当業者に明らかなように、最頻粒径は、モード径と呼ばれることもある。金属磁性粒子の体積基準粒径は、ＪＩＳ Ｚ ８８２５に従って、レーザー回折散乱法により測定される。レーザー回折・散乱装置としては、例えば、日本国京都府京都市の堀場製作所社製のレーザー回折／散乱式粒子径分布測定装置（型番：ＬＡ－９６０）を用いることができる。

磁性基体１０に含まれる金属磁性粒子のうち最頻粒径の３０％以下の粒径を有する粒子は、最頻粒径の３０％よりも大きな粒径を有する粒子の隙間に存在する。図４においては、磁性基体１０を構成する金属磁性粒子のうち最頻粒径の３０％よりも大きな粒径を有する粒子を符号３１で示し、最頻粒径の３０％以下の粒径を有する粒子を符号３２で示している。実施形態の便宜上、以下では、磁性基体１０を構成する金属磁性粒子のうち最頻粒径の３０％よりも大きな粒径を有する粒子を大粒子３１と呼び、最頻粒径の３０％以下の粒径を有する粒子を小粒子３２と呼ぶ。図示のように、大粒子３１が磁性基体１０の骨格を形成し、小粒子３２は、隣接する大粒子３１の間にある隙間に存在している。

磁性基体１０に含まれる金属磁性粒子の表面には絶縁膜が設けられる。図４に示されているように、大粒子３１の表面には絶縁膜４１が設けられ、小粒子３２の表面には絶縁膜４２が設けられている。金属磁性粒子の表面の絶縁膜は、Ｓｉが酸化した酸化膜およびＦｅより酸化しやすい金属元素が酸化した酸化膜であってもよい。金属磁性粒子の表面の絶縁膜は、例えば、金属磁性粒子の表面が酸化されることで形成される酸化膜であってもよい。金属磁性粒子の表面の絶縁膜は、金属磁性粒子の表面にコーティングされたＳｉおよびＦｅより酸化しやすい金属元素を含む薄膜が酸化して得られる酸化膜であってもよい。

本発明の一又は複数の実施形態において、磁性基体１０を構成する金属磁性粒子の体積基準の粒度分布において、小径側から最頻粒径の３０％の粒径までの累積頻度は１％以下である。言い換えると、磁性基体１０を構成する金属磁性粒子のうち最頻粒径の３０％以下の粒子（つまり、小粒子３２）が占める割合は、磁性基体１０を構成する金属磁性粒子の合計の体積を１００ｖｏｌ％としたときに１ｖｏｌ％以下である。このように、磁性基
体１０に含まれる金属磁性粒子において小粒子３２の占める割合を１ｖｏｌ％以下とすることにより、製造工程において金属磁性粒子が加熱されるときに、小粒子３２による酸素の消費量が抑制されるので、大粒子３１にも十分に酸素が供給される。このため、大粒子３１の表面における導電性のマグネタイトの生成が抑制される。これにより、磁性基体１０の絶縁性を向上させることができる。磁性基体１０の全領域において金属磁性粒子の合計の体積に対する小粒子の体積が１ｖｏｌ％以下であってもよく、磁性基体１０の一部の領域において金属磁性粒子の合計の体積に対する小粒子の体積が１ｖｏｌ％以下であってもよい。

図２及び図３に示されているように、磁性基体１０は、積層された複数の磁性体層を有する。図示のように、磁性基体１０は、本体部２０、この本体部２０の上面に設けられた上部カバー層１８、この本体部２０の下面に設けられた下部カバー層１９を備えてもよい。本体部２０は、積層された磁性体層１１～１６を含む。磁性基体１０においては、図２の上から下に向かって、上部カバー層１８、磁性体層１１、磁性体層１２、磁性体層１３、磁性体層１４、磁性体層１５、磁性体層１６、磁性体層１７、下部カバー層１９の順に積層されている。

上部カバー層１８は、４枚の磁性体層１８ａ～１８ｄを含む。この上部カバー層１８においては、図２の下から上に向かって、磁性体層１８ａ、磁性体層１８ｂ、磁性体層１８ｃ、磁性体層１８ｄの順に積層されている。

下部カバー層１９は、４枚の磁性体層１９ａ～１９ｄを含む。この下部カバー層１９においては、図２の上から下に向かって、磁性体層１９ａ、磁性体層１９ｂ、磁性体層１９ｃ、磁性体層１９ｄの順に積層されている。

コイル部品１は、磁性体層１１～磁性体層１６、磁性体層１８ａ～１８ｄ、及び磁性体層１９ａ～１９ｄ以外にも、必要に応じて、任意の数の磁性体層を含むことができる。磁性体層１１～磁性体層１６、磁性体層１８ａ～１８ｄ、及び磁性体層１９ａ～１９ｄの一部は、適宜省略することができる。図３においては、磁性体層間の境界が示されているが、本発明が適用された実際のコイル部品の磁性基体１０においては磁性体層間の境界は視認できないこともある。

磁性体層１１～磁性体層１６の上面には、導体パターンＣ１１～Ｃ１６がそれぞれ形成されている。各導体パターンＣ１１～Ｃ１６は、コイル軸Ａｘの周りに延伸するように形成される。導体パターンＣ１１～Ｃ１６は、スクリーン印刷等の印刷、メッキ、エッチング、又はこれら以外の任意の公知の手法を用いて形成される。磁性体層１１～磁性体層１５の所定の位置には、ビアＶ１～Ｖ５がそれぞれ形成される。ビアＶ１～Ｖ５は、磁性体層１１～磁性体層１５の所定の位置に、磁性体層１１～磁性体層１５をＴ軸方向に貫く貫通孔を形成し、当該貫通孔に導電性材料を埋め込むことにより形成される。導体パターンＣ１１～Ｃ１６及びビアＶ１～Ｖ５は、導電性に優れた金属、例えば、Ａｇ、Ｐｄ、Ｃｕ、Ａｌ又はこれらの合金を含んでいる。図示の実施形態において、コイル軸Ａｘは、Ｔ軸方向に延伸しており、磁性体層１１～磁性体層１６の積層方向と一致する。

導体パターンＣ１１～Ｃ１６の各々は、隣接する導体パターンとビアＶ１～Ｖ５を介して電気的に接続される。このようにして接続された導体パターンＣ１１～Ｃ１６が、スパイラル状の周回部２５ａを形成する。すなわち、コイル導体２５の周回部２５ａは、導体パターンＣ１１～Ｃ１６及びビアＶ１～Ｖ５を有する。

導体パターンＣ１１のビアＶ１に接続されている端部と反対側の端部は、引出導体２５ｂ２を介して外部電極２２に接続される。導体パターンＣ１６のビアＶ５に接続されてい
る端部と反対側の端部は、引出導体２５ｂ１を介して外部電極２１に接続される。このように、コイル導体２５は、周回部２５ａと、引出導体２５ｂ１と、引出導体２５ｂ２と、を有する。

このように、コイル導体２５は、コイル軸Ａｘの周りに延びる周回部２５ａを有しており、磁性基体１０内に配置されている。コイル導体２５は、その引出導体２５ｂ１及び引出導体２５ｂ２の端部が磁性基体１０から外に向かって露出しているが、それ以外の部分は磁性基体１０内に配置されている。

既述のとおり、本発明の一又は複数の実施形態においては、磁性基体１０の全領域において、金属磁性粒子の合計の体積に対する小粒子３２の体積比率が１ｖｏｌ％以下である。この場合、磁性基体１０を構成する磁性体層１１～１６、１８ａ～１８ｄ、及び１９ａ～１９ｄの各々において、金属磁性粒子の合計体積に対する小粒子３２の体積比率が１ｖｏｌ％以下とされる。本発明の一又は複数の実施形態においては、磁性基体１０の一部の領域において、金属磁性粒子の合計体積に対する小粒子３２の体積比率が１ｖｏｌ％以下である。例えば、導体パターンＣ１１～Ｃ１６のうち隣接する２つの導体パターンの間の領域において、その領域に含まれる金属磁性粒子全体に対する小粒子３２の体積比率が１ｖｏｌ％以下である。この場合、磁性基体１０を構成する磁性体層のうち磁性体層１１～１５の各々において、金属磁性粒子の合計体積に対する小粒子３２の体積比率が１ｖｏｌ％以下とされる。磁性体層１８ａ～１８ｄ及び磁性体層１９ａ～１９ｄの一部又は全部においては、金属磁性粒子の合計体積に対する小粒子３２の体積比率が１ｖｏｌ％より大きくてもよい。

次に、コイル部品１の製造方法の一例を説明する。本発明の一又は複数の実施形態において、コイル部品１は磁性体シートを積層するシート積層法により作製される。シート積層法によりコイル部品１を作製する場合には、まず、上部カバー層１８となる上部積層体、本体部２０となる中間積層体、及び下部カバー層１９となる下部積層体を形成する。上部積層体は磁性体層１８ａ～１８ｄとなる複数の磁性体シートを積層することによって形成され、下部積層体は磁性体層１９ａ～１９ｄとなる複数の磁性体シートを積層することによって形成され、中間積層体は磁性体層１１～１６となる複数の磁性体シートを積層することによって形成される。

磁性体シートを作製するために、金属磁性粒子を準備する。金属磁性粒子は、水アトマイズ法等の公知の手法で形成された粒子群（以下、「原料粒子」という。）を分級することで作製される。原料粒子は、体積基準の粒径分布における最頻粒径が２μｍ以下よりも小さい。次に、原料粒子から所定の粒径（例えば、５μｍ）より大きい粗粒子を除去するように原料粒子を分級する。以下、原料粒子に対して行う分級を「一次分級」と呼び、原料粒子から粗粒子が除去された粒子群を「中間粒子」と呼ぶ。中間粒子の最頻粒径は、原料粒子の最頻粒径と同じである。次に、中間粒子から最頻粒径の３０％以下の小粒子を除去するように中間粒子を分級し、磁性体シートの作製に用いられる金属磁性粒子を得る。金属磁性粒子の最頻粒径は、中間粒子の最頻粒径と同じである。二次分級の分級操作は、分級後の金属磁性粒子の体積基準の粒度分布において小径側から最頻粒径の３０％の粒径までの累積頻度が１％以下となるように行われる。以下、中間粒子に対して行う分級を「二次分級」と呼ぶ。一次分級及び二次分級には、気流分級法、沈降分級法、又はこれら以外の公知の分級法が用いられ得る。二次分級に気流分級法が用いられる場合には、気流の量や流速を調整することにより、分級後の金属磁性粒子の体積基準の粒度分布において小径側から最頻粒径の３０％の粒径までの累積頻度が１％以下とすることができる。

中間粒子及び金属磁性粒子の粒度分布が図５に示されている。図示されているとおり、中間粒子の粒度分布５１における最頻粒径は、金属磁性粒子の粒度分布５２における最頻
粒径と等しい。中間粒子の粒度分布５１と金属磁性粒子の粒度分布５２とを比較すると、金属磁性粒子の粒度分布５２における最頻粒径の３０％以下の粒径の頻度が、中間粒子の粒度分布５１における最頻粒径の３０％以下の粒径の頻度よりも小さい。また、金属磁性粒子の粒度分布５２は、中間粒子の粒度分布５１よりも最頻粒径付近の頻度が高いシャープな分布である。

次に、以上のようにして得られた金属磁性粒子を樹脂と混練してスラリー（このスラリーを「金属磁性体ペースト」という。）を生成し、この金属磁性体ペーストを成型金型に入れて所定の成形圧力を加えることで磁性体シートを作製する。金属磁性粒子と混練される樹脂としては、例えば、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）樹脂、エポキシ樹脂、又は前記以外の公知の樹脂が用いられ得る。

中間積層体は、導体パターンＣ１１～Ｃ１６に対応する未焼成導体パターンが複数形成された複数の磁性体シートを積層することによって形成される。中間積層体用の磁性体シートの各々には積層方向に貫通する貫通孔が形成され、この貫通孔が形成された磁性体シートにスクリーン印刷等により導体ペーストを塗布することにより、焼成後に導体パターンＣ１１～Ｃ１６となる未焼成導体パターンが形成される。このとき、導体ペーストが磁性体シートの貫通孔内に埋め込まれ、ビアＶ１～Ｖ５となる未焼成ビアが形成される。上部積層体及び下部積層体はそれぞれ、シート準備工程で準備された磁性体シートのうち未焼成導体パターンが形成されていないものを４枚積層することによって形成される。

次に、上記のように作製された中間積層体を上下から上部積層体及び下部積層体で挟み込み、この上部積層体及び下部積層体を中間積層体に熱圧着して本体積層体を得る。次に、ダイシング機やレーザー加工機などの切断機を用いて当該本体積層体を所望のサイズに個片化することでチップ積層体が得られる。

次に、このチップ積層体を脱脂し、脱脂されたチップ積層体を加熱処理する。チップ積層体への加熱処理は、例えば４００℃～９００℃で２０分間～１２０分間行われる。脱脂と加熱処理とは同時に行われてもよい。

次に、加熱処理されたチップ積層体の表面に導体ペースト（例えば、銀ベースト）を塗布することにより、外部電極２１及び外部電極２２を形成する。以上の工程により、コイル部品１が得られる。

コイル部品１は、シート製法以外の当業者に知られている方法、例えばスラリービルド法や薄膜プロセス法により作製されてもよい。

図示されている積層インダクタは本発明が適用可能なコイル部品の例であり、本発明は積層インダクタ以外の様々な種類のコイル部品に適用され得る。例えば、本発明は、巻線型のコイル部品にも適用され得る。図６を参照して、本発明の別の実施形態によるコイル部品１０１について説明する。図６に示されているコイル部品１０１は、磁性基体１１０の周囲にコイル導体１２５（巻線１２５）が巻回された巻線型のインダクタである。図示のように、コイル部品１０１は、磁性基体１１０と、コイル導体１２５と、第１の外部電極１２１と、第２の外部電極１２２と、を備えている。磁性基体１１０は、巻芯１１１と、当該巻芯１１１の一方の端部に設けられた直方体形状のフランジ１１２ａと、当該巻芯１１１の他方の端部に設けられた直方体形状のフランジ１１２ｂとを有する。巻芯１１１には、コイル導体１２５が巻回されている。コイル導体１２５は、導電性に優れた金属材料から成る導線と、当該導線の周囲を被覆する絶縁被膜とを有する。第１の外部電極１２１は、フランジ１１２ａの下面に沿って設けられており、第２の外部電極１２２は、フランジ１１２ｂの下面に沿って設けられている。

磁性基体１１０は、磁性基体１０と同様に、体積基準の粒度分布における最頻粒径が２μｍよりも小さく前記粒度分布における小径側から前記最頻粒径の３０％の粒径までの累積頻度が１％以下である金属磁性粒子を含む磁性材料から構成される。

次に、コイル部品１０１の製造方法の例を説明する。まず、磁性基体１１０が作製される。磁性基体１１０は、まず、金属磁性粒子を樹脂と混練して混合樹脂組成物を得る。次に、この混合樹脂組成物を磁性基体１１０に対応する形状のキャビティを有する成型金型に入れ、この成型金型内の混合樹脂組成物を加熱しながら所定の成形圧力で加圧することで成形体が作製される。次に、この成形体を脱脂し、脱脂された成形体に対して、酸素濃度が１０～５０００ｐｐｍの弱酸化雰囲気で熱処理を行うことで磁性基体１１０が得られる。この熱処理における加熱時間は例えば２０分間～１２０分間とされ、加熱温度例えば２５０～８５０℃とされる。

次に、上記の熱処理工程により得られた磁性基体１１０の周りにコイル導体１２５を巻回し、このコイル導体１２５の一端を第１の外部電極１２１に接続し、他端を第２の外部電極１２２に接続する。以上により、コイル部品１０１が得られる。

コイル導体１０１の各構成要素の形状及び配置は、図６に示されたものには限られない。例えば、磁性基体１１０は、リング形状のトロイダルコアであってもよい。コイル部品１０１は、リング形状の磁性基体１１０（トロイダルコア１１０）と、磁性基体１１０の周りに巻回されたコイル導体１２５と、を備えるトロイダルコイルであってもよい。

次に、本発明の実施例について説明する。評価対象とする試料を以下のようにして作製した。まず、表１に試料番号Ａ１～Ａ８で表されている８種類の試料を作成するために、Ｆｅ―Ｓｉ－Ｃｒ（Ｓｉ：８ｗｔ％、Ｃｒ：２ｗｔ％、残部がＦｅ及び不可避不純物）の組成を有し、表１においてＡ１～Ａ８に対応付けて記載されている最頻粒径及び小粒子割合を有する８種類の金属磁性粒子を準備した。また、試料番号Ａ９～Ａ１０で表されている２種類の試料を作成するために、Ｆｅ―Ｓｉ－Ｃｒ－Ａｌ（Ｓｉ：７ｗｔ％、Ｃｒ：１．５ｗｔ％、Ａｌ：１．５ｗｔ％、残部がＦｅ及び不可避不純物）の組成を有し、表１においてＡ９～Ａ１０に対応付けて記載されている最頻粒径及び小粒子割合を有する２種類の金属磁性粒子を準備した。表１における「小粒子割合」は、Ａ１～Ａ１０のそれぞれの金属磁性粒子の体積基準の粒度分布において、小径側から最頻粒径の３０％の粒径までの累積頻度を意味する。

次に、上記の１０種類の金属磁性粒子の各々をＰＶＢ樹脂及び有機溶剤と混合して１０種類の金属磁性体ペーストを生成した。次に、この１０種類の金属磁性体ペーストを成形金型内に入れ、成形圧力を加えることで、厚さ１ｍｍの板状の成形体を１０種類作製した。

次に、この１０種類の成形体の各々を打ち抜いて、外径１０ｍｍφ、内径５ｍｍφのトロイダルコア状の成型体を作製した。次に、このトロイダルコア状の成形体を脱脂し、脱脂された成形体に対して、酸素濃度が１０００ｐｐｍの弱酸化雰囲気で、６０分間、６００℃で熱処理を行った。このようにして、試料Ａ１～Ａ１０を作製した。以上のようにして得られた試料番号Ａ１～試料番号Ａ１０のトロイダル形状の試験片の各々について、Ａｇｉｌｅｎｔ社製インピーダンスアナライザＥ４９９１Ａを用いて比透磁率を測定し、測定した各試験片の比透磁率を各々の最頻粒径及び小粒子割合とともに表１にまとめた。

また、上記の１０種類の成形体の各々を打ち抜いて、１ｃｍ四方で厚さが１ｍｍの単板を作製した。次に、この単板を脱脂し、脱脂された単板に対して、酸素濃度が１０００ｐｐｍの弱酸化雰囲気で、６０分間、６００℃で熱処理を行った。次に、この熱処理が施された単板の両面に銀ペーストを塗布して一組の電極を形成することで、試料Ｂ１～Ｂ１０を作製した。試料Ｂ１～Ｂ１０は、表２に示されているように対応する試料Ａ１～Ａ１０と共通の最頻粒径及び小粒子を有しており、形状が試料Ａ１～Ａ１０と異なっている。以上のようにして得られた試料番号Ｂ１～試料番号Ｂ１０の単板の各々について、ＡＤＣＭＴ社製の高抵抗計５４５１を用いて比抵抗を測定した。また、試料番号Ｂ１～試料番号Ｂ１０の単板の各々について、電極間に加える電圧を段階的に増加させ、ショートが発生したときの電圧を計測した。このショートが発生したときの電圧を電極間の間隔で除した値を各試験片の耐電圧とした。このようにして測定した各試験片の比抵抗及び耐電圧を各々の最頻粒径及び小粒子割合とともに表２にまとめた。

表２に示されている試料Ｂ１～Ｂ４についての測定結果から、小粒子割合が１．０ｖｏｌ％以下のときに、１０⁸Ω・ｃｍ以上の高い比抵抗及び５．０Ｖ／μｍ以上の高い耐電
圧を有すること、及び、小粒子割合が低いほど比抵抗及び耐電圧が高くなることが分かる。また、試料Ｂ５～Ｂ６についての測定結果から、最頻粒径が１．９μｍの場合でも、小粒子割合が１．０ｖｏｌ％以下のときに１０⁸Ω・ｃｍ以上の高い比抵抗及び２．７Ｖ／
μｍの高い耐電圧が得られることが分かる。また、試料Ｂ７～Ｂ８についての測定結果から、最頻粒径が０．３μｍの場合でも、小粒子割合が１．０ｖｏｌ％以下のときに１０⁸
Ω・ｃｍ以上の高い比抵抗及び６．２Ｖ／μｍの高い耐電圧が得られることが分かる。また、試料Ｂ９～Ｂ１０についての測定結果から、金属磁性粒子の組成にＡｌが含まれていても、小粒子割合が１．０ｖｏｌ％以下のときに１０⁸Ω・ｃｍ以上の高い比抵抗及び３
．４Ｖ／μｍの高い耐電圧が得られることが分かる。

表１に示されている資料Ａ１～Ａ１０についての比透磁率の測定結果から、小粒子割合が小さくなっても比透磁率は低下せず、むしろ若干向上することが確認できた。

以上の測定結果から、Ｆｅ基合金から構成されており０．３μｍ以上で１．９μｍ以下の最頻粒径を有する金属磁性粒子は、小粒子割合が１．０ｖｏｌ％以下のときに、比透磁率を劣化させることなく優れた絶縁性（１０⁸Ω・ｃｍ以上の高い比抵抗）を実現できる
ことが分かった。金属磁性粒子の最頻粒径が大きくなっても、小粒子割合を低くする（具体的には、１．０ｖｏｌ％以下とする）ことで小粒子による過剰な酸素の消費を抑制するという機序は変わらないから、比透磁率を劣化させることなく優れた絶縁性を実現するという効果は、高周波帯での使用に適した最頻粒径が２μｍの金属磁性粒子においても実現できると考えられる。

次に、上記の実施形態による作用効果について説明する。本発明の一又は複数の実施形態によれば、磁性基体１０又は１１０に含まれる金属磁性粒子において小粒子３２の占める割合を１ｖｏｌ％以下とすることにより、製造工程での金属磁性粒子の加熱時に小粒子３２による酸素の消費量が抑制して大粒子３１にも十分に酸素を供給することができる。このため、大粒子３１の表面における導電性のマグネタイトの生成が抑制される。これにより、磁性基体１０、１１０の絶縁性を向上させることができる。

磁性基体１０、１１０の製造工程における金属磁性粒子の加熱時には、比表面積が大きい小粒子３２の酸化が進みやすい。このため、加熱処理完了時には、小粒子３２に含まれ
る磁気特性を発揮する元素（例えば、Ｆｅ）の多くが酸化されてしまい、小粒子３２は磁気特性を有しないかほとんど有しなくなる。このため、小粒子３２の占める割合を１ｖｏｌ％以下とし、その結果、磁性基体１０、１１０における金属磁性粒子の充填率が下がっても、小粒子３２の占める割合が１ｖｏｌ％以上の場合と比べて比透磁率は劣化しないと考えられる。よって、本発明の一又は複数の実施形態によれば、磁性基体１０、１１０の透磁率を劣化させることなく絶縁性を向上させることができる。また、小粒子３２の磁気特性は、大粒子３１と比べて経年変化が大きい。磁性基体１０又は１１０に含まれる金属磁性粒子において小粒子３２の占める割合を１ｖｏｌ％以下にすることにより、磁性基体１０、１１０において経年変化を生じやすい粒子の存在比率を低くすることができるので、磁性基体１０、１１０の磁気特性の劣化を抑制することができる。

本発明の一又は複数の実施形態によれば、金属磁性粒子の最頻粒径が２μｍ以下であるため、高い周波数特性を有する磁性基体１０、１１０が得られる。例えば、上述したトロイダル形状の試料において、金属磁性粒子の最頻粒径が１．９μｍの場合には比透磁率の虚数成分の立ち上がり周波数は４０ＭＨｚ程度であったが、金属磁性粒子の最頻粒径が０．９μｍの場合には比透磁率の虚数成分の立ち上がり周波数はより高い周波数帯域である３００ＭＨｚ程度であった。

本発明の一又は複数の実施形態によれば、金属磁性粒子全体の質量に占めるＦｅの含有比率が９２ｗｔ％未満であるため、最頻粒径の３０％以下の粒径を有する小粒子の酸化をさらに抑制することができる。これにより、大粒子３１の表面に導電性のマグネタイトが形成されることをさらに抑制することができる。本発明の一又は複数の実施形態によれば、金属磁性粒子全体の質量に占めるＦｅの含有比率を８０ｗｔ％以上とすることで優れた磁気飽和特性が得られる。

本発明の一又は複数の実施形態によれば、金属磁性粒子の最頻粒径が２μｍ以下であるため、金属磁性粒子とコイル導体２５、１２５との間での浮遊容量を抑制することができる。

本明細書で説明された各構成要素の寸法、材料、及び配置は、実施形態中で明示的に説明されたものに限定されず、この各構成要素は、本発明の範囲に含まれ得る任意の寸法、材料、及び配置を有するように変形することができる。また、本明細書において明示的に説明していない構成要素を、説明した実施形態に付加することもできるし、各実施形態において説明した構成要素の一部を省略することもできる。

１、１０１ コイル部品
１０、１１０ 磁性体部
２１、２２、１２１、１２２ 外部電極
２５ コイル導体
３１ 大粒子
３２ 小粒子
４１、４２ 絶縁膜
Ａｘ コイル軸

Claims (9)

1. 体積基準の粒度分布における最頻粒径が２μｍよりも小さく、前記粒度分布における小径側から前記最頻粒径の３０％の粒径までの累積頻度が１％以下である金属磁性粒子と、
   前記金属磁性粒子の各々の表面に設けられた絶縁性の絶縁膜と、
   を備える磁性基体。
2. 前記最頻粒径が０．３μｍ以上である、
   請求項１に記載の磁性基体。
3. 前記金属磁性粒子に含まれる隣接する２つの粒子は、前記絶縁膜により結合されている、
   請求項１又は２に記載の磁性基体。
4. 前記金属磁性粒子は、Ｆｅを含む合金から成る、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の磁性基体。
5. 前記金属磁性粒子は、Ｓｉ及びＦｅより酸化しやすい金属元素の合計の含有率が８ｗｔ％以上である、
   請求項３に記載の磁性基体。
6. 前記絶縁膜は、Ｓｉの酸化物及びＦｅより酸化しやすい金属元素の酸化物を含む、請求項１から５のいずれか1項に記載の磁性基体。
7. 請求項１から６のいずれか１項に記載の磁性基体と、
   前記磁性基体に設けられたコイル導体と、
   を備えるコイル部品。
8. 請求項７に記載のコイル部品を備える回路基板。
9. 請求項８に記載の回路基板を備える電子機器。

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