JP2022123530A - コイル部品の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】曲げ加工により形成され磁性基体に埋め込まれた導体部の酸化を抑制しつつ残留応力を除去することが可能な効率的なコイル部品の製造方法を提供する。【解決手段】コイル部品の製造方法は、鉄よりも小さなイオン化傾向を有する金属を主成分とする基材に曲げ加工を行うことで形成された導体部と、鉄を主成分とする複数の金属磁性粒子を有しており導体部の少なくとも一部を取り囲む素体と、を含む中間体を準備する工程Ｓ１と、中間体を第１温度で加熱することで導体部の表面を覆うように金属の酸化物を含む酸化膜を形成する第１加熱工程Ｓ２と、第１温度での加熱後に中間体を第１温度よりも高温の第２温度で加熱することにより、複数の金属磁性粒子の各々の表面に酸化鉄を含む酸化被膜を生成して素体から磁性基体を形成し、酸化膜から酸化鉄及び金属を含む絶縁性の酸化物層を形成し、導体部をアニール処理する第２加熱工程Ｓ３と、を備える。【選択図】図４
Description
本発明は、コイル部品の製造方法に関する。
特開２０１９－１５３６５０公報（特許文献１）には、磁性基体と、平板状の金属製の基材に曲げ加工を行うことで形成された導体部と、を含むコイル部品が記載されている。
平板状の金属製の基材に曲げ加工を行うことで形成される導体部のうち曲げ加工により塑性変形した部位には残留応力が生じる。このため、曲げ加工により形成された導体部を有するコイル部品は、機械的強度が低下しやすい。
コイル部品は、継続的に振動が加えられる環境で使用されることがある。例えば、自動車の電装品に使用されるコイル部品には、自動車の走行中に振動が繰り返し加えられる。コイル部品に振動が繰り返し加えられると、そのコイル部品に備えられた導体部のうち曲げ加工により塑性変形した部位に疲労によるき裂が発生しやすくなる。
金属材料から成る素材を曲げ加工して得られた加工品にアニール処理を行うことで残留応力を除去できることが従来から知られている。コイル部品に用いられる導体部は、銅や銀といった金属を主成分としているため、導体部に生じる残留応力をアニール処理により除去するためには５００℃以上の高温での加熱が必要となる。このような高温で加熱されると、導体部が酸化し、その結果、電気抵抗が高くなってしまうおそれがある。
また、導体部が埋め込まれる磁性基体の材料によっては、磁性基体に導体部を埋め込んだ後に高温によるアニール処理を行うことができない。例えば、引用文献１のコイル部品の磁性基体は、金属磁性粒子同士を結合させる樹脂製の結着材を含むため、この磁性基体が導体部の残留応力を除去可能なほどの高温で加熱されると結着材が熱分解されてしまい、金属磁性粒子間の結合が弱くなってしまう。このように、磁性基体を構成する材料によっては、導体部における残留応力を製造工程においてアニール処理により除去することが困難である。
金属材料の基材に曲げ加工及びアニール処理を行うことで残留応力が除去された金属板を準備し、この残留応力が除去された金属板を磁性基体に埋め込むことでコイル部品を製造することが考えられる。しかしながら、金属板における残留応力を除去するための追加的で独立した加熱プロセスが必要となるため、製造プロセスが非効率になるという問題がある。
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、曲げ加工により形成され磁性基体に埋め込まれた導体部の酸化を抑制しつつ残留応力を除去することが可能な効率的なコイル部品の製造方法を提供することである。
本発明の前記以外の目的は、明細書全体の記載を通じて明らかにされる。特許請求の範囲に記載される発明は、「発明を解決しようとする課題」から把握される課題以外の課題を解決するものであってもよい。
本発明の一実施形態によるコイル部品の製造方法は、鉄よりも小さなイオン化傾向を有する金属を主成分とする基材に曲げ加工を行うことで形成された導体部と、鉄を主成分とする複数の金属磁性粒子を有しており前記導体部の少なくとも一部を取り囲む素体と、を含む中間体を準備する工程と、前記中間体を第１温度で加熱することで前記導体部の表面を覆うように前記金属の酸化物を含む酸化膜を形成する第１加熱工程と、前記第１温度での加熱後に前記中間体を前記第１温度よりも高温の第２温度で加熱することにより、前記複数の金属磁性粒子の各々の表面に酸化鉄を含む酸化被膜を生成して前記素体から磁性基体を形成し、前記酸化膜から酸化鉄及び前記金属を含む絶縁性の酸化物層を形成し、前記導体部をアニール処理する第２加熱工程と、を備える。
本発明の一実施形態によるコイル部品の製造方法は、鉄よりも小さなイオン化傾向を有する金属を主成分とする基材と、鉄を主成分とする複数の金属磁性粒子を有しており前記素体の少なくとも一部を取り囲む素体と、を含む中間体を準備する工程と、前記中間体を第１温度で加熱することで前記基材の表面を覆うように前記金属の酸化物を含む酸化膜を形成する第１加熱工程と、前記第１加熱工程の後に前記基材に曲げ加工を行うことで導体部を形成する工程と、前記曲げ加工後に前記中間体を前記第１温度よりも高温の第２温度で加熱することにより、前記複数の金属磁性粒子の各々の表面に酸化鉄を含む酸化被膜を生成して前記素体から磁性基体を形成し、前記酸化膜から酸化鉄及び前記金属を含む絶縁性の酸化物層を形成し、前記導体部をアニール処理する第２加熱工程と、を備える。
本発明の一実施形態における前記第２加熱工程においては、前記酸化膜に含まれる前記金属の酸化物の少なくとも一部が還元される。
本発明の一実施形態における前記第２加熱工程においては、前記複数の金属磁性粒子の各々が隣接する金属磁性粒子と前記酸化被膜により結合することで前記基体が形成される。
本発明の一実施形態における前記第２加熱工程においては、前記第１加熱工程よりも低い酸素濃度の雰囲気中で前記中間体が加熱される。
本発明の一実施形態において、前記基材は、熱分解性の絶縁被膜により覆われており、前記絶縁被膜は、前記第１加熱工程において分解される。
本発明の一実施形態における前記準備工程は、前記基材の表面に酸化亜鉛を含有する懸濁液を塗布する工程を有する。
本発明の一実施形態における前記第２加熱工程においては、酸化亜鉛を含むように前記酸化物層が形成される。
本発明の一実施形態において、前記第１温度は、１００～３５０℃の範囲にある。
本発明の一実施形態において、前記第２温度は、６００～９００℃の範囲にある。
本発明の一実施形態において、前記第２加熱工程は、１００～２０００ｐｐｍの酸素濃度を有する雰囲気にて行われる。
本明細書に開示されている発明によれば、曲げ加工により形成され磁性基体に埋め込まれた導体部の酸化を抑制しつつ残留応力を除去することが可能なコイル部品の製造方法を提供することができる。
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じ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。以下で説明される本発明の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。以下の実施形態で説明されている諸要素が発明の解決手段に必須であるとは限らない。
図１から図３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、実装基板２ａに実装されたコイル部品１の斜視図、図２は、コイル部品１をＩ－Ｉ切断線で切断した断面図、図３は図２に示されている断面の一部を拡大した拡大断面図である。図１及び図２の各々には、互いに直交するＷ軸、Ｌ軸及びＺ軸が示されている。本明細書においては、文脈上別に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「厚さ」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。本明細書においては、Ｌ軸方向、Ｗ軸方向及びＺ軸方向を基準としてコイル部品１の構成部材の向きや配置を説明することがある。
コイル部品１は、インダクタ、トランス、フィルタ、リアクトル、及びこれら以外の様々なコイル部品に適用され得る。コイル部品１は、カップルドインダクタ、チョークコイル、及びこれら以外の様々な磁気結合型コイル部品にも適用することができる。コイル部品１の用途は、本明細書で明示されるものに限定されない。
図１及び図３に示されているように、コイル部品１は、磁性材料から形成された磁性基体１０と、この磁性基体１０に設けられた導体部２５と、導体部２５と磁性基体１０との間に設けられた酸化物層６０と、を備えている。
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、ランド部３ａ，３ｂが設けられている。コイル部品１は、導体部２５の露出部２５ｂとランド部３ａとを接合し、導体部２５の露出部２５ｃとランド部３ｂ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、サーバ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主面１０ａ、第２主面１０ｂ、第１端面１０ｃ、第２端面１０ｄ、第１側面１０ｅ、及び第２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主面１０ａと第２主面１０ｂとは互いに対向し、第１端面１０ｃと第２端面１０ｄとは互いに対向し、第１側面１０ｅと第２側面１０ｆとは互いに対向している。図１において第１主面１０ａは本体１０の上側にあるため、第１主面１０ａを「上面」と呼ぶことがある。同様に、第２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「厚さ」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。
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、磁性基体１０の長さ寸法（Ｌ軸方向の寸法）が１．０～１２．０ｍｍ、幅寸法（Ｗ軸方向の寸法）が１．０～１２．０ｍｍ、高さ寸法（Ｔ軸方向の寸法）が１．０～６．０ｍｍとなるように形成される。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ていても良い。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。
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。金属磁性粒子は、銅よりも大きなイオン化傾向を有する金属元素を含む。金属磁性粒子は、例えば、Ｆｅ－Ｃｒ－Ｓｉ系合金の粉末である。Ｆｅ及びＣｒは、銅（Ｃｕ）よりも大きなイオン化傾向を有する。金属磁性粒子用の軟磁性金属材料は、Ｆｅ－Ｃｒ－Ｓｉ系合金には限られない。金属磁性粒子用の軟磁性金属材料は、例えば、（１）合金系の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９７ｗｔ％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。金属磁性粒子におけるＳｉ及び銅より酸化しやすい金属元素の合計の含有比率は、３ｗｔ％以上とされても良く、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、所定の粒度分布に従って分布している。金属磁性粒子は、例えば、１μｍ以上１０μｍ以下の平均粒径を有する。磁性基体１０に含まれる金属磁性粒子の平均粒径は、磁性基体１０をその厚さ方向（Ｔ軸方向）に沿って切断して断面を露出させ、当該断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により１０００倍～５０００倍の倍率で撮影したＳＥＭ写真に基づいて当該断面に含まれる金属磁性粒の粒度分布を求め、この粒度分布に基づいて定められる。例えば、ＳＥＭ写真に基づいて求められた粒度分布の５０％値を金属磁性粒子の平均粒径とすることができる。磁性基体１０は、一種類の金属磁性粒子から構成されてもよく、材料及び／又は平均粒径の点で互いに異なる二種類以上の金属磁性粒子から構成されてもよい。磁性基体１０が二種類以上の金属磁性粒子から構成される場合、その二種類以上の金属磁性粒子は、互いに異なる軟磁性金属材料から構成されてもよい。例えば、磁性基体１０は、Ｆｅ－Ｃｒ－Ｓｉ系合金からなる金属磁性粒子と、Ｆｅ－Ｎｉ系合金からなる金属磁性粒子とを混合した混合粒子であってもよい。磁性基体１０が二種類以上の金属磁性粒子から構成される場合、その二種類以上の金属磁性粒子は、互いに異なる平均粒径を有していてもよい。磁性基体１０が互いに平均粒径の異なる２種類以上の金属磁性粒子を混合した混合粒子を含むことは、ＳＥＭ写真に基づいて粒度分布を作成した際に、粒度分布に現れる２つ以上のピークにより確認することができる。
導体部２５は、磁性基体１０の内部に配置された埋設部２５ａと、埋設部２５ａの一端に接続されており磁性基体１０の第１端面１０ｃに沿って延びている露出部２５ｂと、埋設部２５ａの他端に接続されており磁性基体１０の第２端面１０ｄに沿って延びている露出部２５ｃと、露出部２５ｂに接続されており磁性基体１０の下面１０ｂに沿って延びる接続部２５ｄと、露出部２５ｃに接続されており磁性基体１０の下面１０ｂに沿って延びる接続部２５ｅと、を備える。接続部２５ｄ、２５ｅは磁性基体１０の下面１０ｂに沿って延びており、コイル部品１を実装基板２ａへ実装する際に、それぞれランド３ａ、３ｂに接続される。
導体部２５は、例えば、金属製の平板形状又は線状の基材を曲げ加工することにより形成される。導体部２５は、埋設部２５ａと露出部２５ｂとの境界、埋設部２５ａと露出部２５ｃとの境界、露出部２５ｂと接続部２５ｄとの境界、及び露出部２５ｃと接続部２５ｅとの境界に、湾曲した形状の湾曲部２５ｆをそれぞれ有する。湾曲部２５ｆは、基材に曲げ加工を行うことにより形成されてもよい。
本発明に適用可能な導体部２５は、図示されている態様に限られない。露出部２５ｂ、２５ｃは、磁性基体１０から露出している限り、任意の形状をとることができ、磁性基体１０に対して任意の位置に配置され得る。導体部２５は、接続部２５ｄ、２５ｅを備えなくともよい。露出部２５ｂ、２５ｃが実装面１０ｂまで延伸していない場合や導体部２５が接続部２５ｄ、２５ｅを備えない場合には、コイル部品１は、露出部２５ｂ、２５ｃとそれぞれ接続される２つの外部電極を備えてもよい。この外部電極として、公知の外部電極が適用され得る。外部電極は、例えば、磁性基体１０の表面に導電性ペーストを塗布して下地電極を形成し、この下地電極の表面に一又は複数のめっき層を形成することにより得られる。導体部２５が接続部２５ｄ、２５ｅを備えない場合には、露出部２５ｂ及び露出部２５ｃが実装基板２ａのランド３ａ、３ｂとそれぞれ直接又は間接に接続されてもよい。
導体部２５は、鉄よりも小さなイオン化傾向を有する金属を主成分とする導電性の構造体である。本明細書における主成分とは、質量基準の含有割合が最も多い成分をいう。本明細書においては、導体部２５を構成する金属材料の主成分となる金属を「導体部２５の主成分金属」又は単に「主成分金属」という。導体部２５の主成分金属の例は、銅又は銀である。よって、導体部２５の主成分が銅の場合には、質量基準で銅の含有割合が最も高い。電気抵抗を小さくするために、導体部２５における銅又は銀の含有比率は、９０ｗｔ％以上であっても良く、９５ｗｔ%以上であっても良く、９９ｗｔ％以上であっても良く、それ以上の高い含有比率であってもよい。導体部２５は、主成分の金属以外にもＮｉ、Ｓｎ、Ｚｎ及び／又はこれら以外の元素を含むことができる。
本発明に適用可能な導体部２５の形状は、図示されている形状には限定されない。導体部２５の埋設部２５ａは、螺旋形状を有していてもよい。螺旋形状を有する埋設部２５ａは、平面視で長方形形状を有する第１主面１０ａの対角線の交点を通り第１主面１０ａに垂直な方向（Ｔ軸方向）に延びる軸線の周りに螺旋状に延伸してもよい。露出部２５ｂ、２５ｃ及び／又は接続部２５ｄ、２５ｅの形状も図示されている形状から変形可能である。図示の導体部２５は、埋設部２５ａと露出部２５ｂ、２５ｃとが互いに等しい断面形状を有している。導体部２５は、埋設部２５ａが円形又は楕円形の断面を有していていてもよい。導体部２５は、線径１．５ｍｍの直線状の線材であってもよい。露出部２５ｂ、２５ｃは、かかる線材をプレスすることで形成されてもよい。露出部２５ｂ、２５ｃは、例えば、０．１ｍｍ～０．５ｍｍの範囲の厚さを有するように形成されてもよい。
埋設部２５ａが螺旋形状を有する場合には、埋設部２５ａは、コイル軸の周りに延伸する。螺旋形状を有する埋設部２５ａは、コイル軸の周りに複数ターン巻かれてもよい。コイル軸は、Ｔ軸、Ｌ軸、又はＷ軸のいずれかに沿って延びる仮想的な軸線であってもよい。コイル軸の周りに複数ターン巻かれた埋設部２５ａの隣接するターン間には、磁性基体１０の一部が介在していてもよい。コイル軸の周りに複数ターン巻かれた埋設部２５ａの隣接するターン間には、導体部２５の主成分となる金属の酸化物を主成分とする絶縁材が介在していてもよい。
次に、図３を参照して、磁性基体１０と導体部２５の埋設部２５ａとの境界付近の微視的な構造について説明する。図３は、図２に示されているコイル部品１の断面のうち領域Ａを拡大して示す拡大断面図である。領域Ａは、導体部２５の埋設部２５ａと磁性基体１０とに跨がる領域である。図３に示されている例では、磁性基体１０は、平均粒径が互いに異なる２種類の金属磁性粒子を含んでおり、具体的には、複数の第１金属磁性粒子３１と、第１金属磁性粒子３１よりも平均粒径が小さい複数の第２金属磁性粒子３２と、を含んでいる。第１金属磁性粒子３１及び第２金属磁性粒子３２は、鉄を主成分とする軟磁性金属材料から形成されている。第１金属磁性粒子３１及び第２金属磁性粒子３２は、例えば、（１）合金系のＦｅ－Ｓｉ－Ｃｒ、Ｆｅ－Ｓｉ－ＡｌもしくはＦｅ－Ｎｉの粒子、（２）非晶質のＦｅ―Ｓｉ－Ｃｒ－Ｂ－ＣもしくはＦｅ－Ｓｉ－Ｂ－Ｃｒの粒子、又は（３）これらの混合材料の粒子であってもよい。
磁性基体１０に含まれる金属磁性粒子の表面には、その金属磁性粒子に含まれる金属元素の酸化物を含む絶縁性の酸化被膜が設けられる。図３に示されているように、第１金属磁性粒子３１の表面には酸化被膜４１が設けられ、第２金属磁性粒子３２の表面には酸化被膜４２が設けられている。酸化被膜４１、４２は、Ｆｅの酸化物を含む。酸化被膜４１、４２は、Ｆｅ以外の金属磁性粒子の構成元素の酸化物を含んでもよい。例えば、金属磁性粒子がＦｅ－Ｃｒ－Ｓｉ系合金から成る場合、その表面の酸化被膜には、Ｆｅ、Ｃｒ、及びＳｉの酸化物が含まれる。第１金属磁性粒子３１は、隣接する第１金属磁性粒子３１又は第２金属磁性粒子３２と、酸化被膜４１及び／又は酸化被膜４２を介して結合している。
導体部２５の埋設部２５ａと第１金属磁性粒子３１及び第２金属磁性粒子３２との間には、埋設部２５ａの表面を覆う酸化物層６０が配置されている。酸化物層６０は、埋設部２５ａに接していてもよい。酸化物層６０は、埋設部２５ａと第１金属磁性粒子３１及び第２金属磁性粒子３２との間の空間を閉塞するように、埋設部２５ａと第１金属磁性粒子３１及び第２金属磁性粒子３２との間に設けられる。酸化物層６０は、酸化被膜４１を介して第１金属磁性粒子３１と接しており、酸化被膜４２を介して第２金属磁性粒子３２と接している。酸化物層６０と第１金属磁性粒子３１及び／又は第２金属磁性粒子３２との間には空隙が存在していてもよい。
図示されているように、酸化物層６０は、埋設部２５ａの表面の全ての領域を覆っていてもよい。例えば、磁性基体１０をＴ軸に沿って切断して断面を露出させ、Ｌ軸方向において均等な間隔で配置された３点（５点又はそれ以上の点であってもよい）の各々において視野に埋設部２５ａの表面の一部及び磁性基体１０を含むように５０００倍の倍率で当該断面のＳＥＭ写真を撮影し、この撮影したＳＥＭ写真の各々において埋設部２５ａの表面全体が酸化物層６０によって覆われている場合に、酸化物層６０が埋設部２５ａの表面の全てを覆っていると判断することができる。このように導体部２５の埋設部２５ａの表面が酸化物層６０によって覆われており、この酸化物層６０によって埋設部２５ａと第１金属磁性粒子３１及び第２金属磁性粒子３２との間の空間を閉塞しているから、コイル部品１の使用時に使用環境における大気や大気中の水分が磁性基体１０を通って埋設部２５ａに到達することを防止又は抑制できる。
本発明の一又は複数の実施形態において、酸化物層６０は、酸化鉄及び第１金属磁性粒子３１及び第２金属磁性粒子３２の少なくとも一方に含まれる鉄以外の金属元素の酸化物を含むことができる。例えば、第１金属磁性粒子３１及び第２金属磁性粒子３２がＦｅ－Ｃｒ－Ｓｉ系合金から成る場合、酸化物層６０は、Ｆｅ及びＣｒの酸化物を含むことができる。酸化物層６０には第１金属磁性粒子３１及び第２金属磁性粒子３２の少なくとも一方に含まれる金属元素の酸化物が含まれているため、酸化物層６０の比透磁率は、従来の樹脂製（例えば、ポリイミド製）の絶縁被膜の比透磁率よりも高くなる。
本発明の一又は複数の実施形態において、酸化物層６０は、酸化鉄及び第１金属磁性粒子３１及び第２金属磁性粒子３２の少なくとも一方に含まれるＦｅ以外の金属元素の酸化物に加えて導体部２５の主成分金属の元素、例えば銅元素や銀元素を含んでもよい。銅元素は酸化物層６０において酸化銅として存在してもよく、銀元素は酸化物層６０において酸化銀として存在してもよい。
磁性基体１０の断面を５０００倍から２００００倍の倍率で撮影したＳＥＭ写真においては、酸化物層６０と導体部２５の埋設部２５ａとの境界、並びに、酸化物層６０と第１金属磁性粒子３１及び第２金属磁性粒子３２との境界は明暗差により識別可能である。酸化物層６０に第１金属磁性粒子３１及び第２金属磁性粒子３２の少なくとも一方に含まれる金属元素の酸化物が含まれていることは、磁性基体１０の断面においてエネルギー分散型Ｘ線分析（ＥＤＳ）を行うことにより確認できる。具体的には、磁性基体１０の断面のＥＤＳ分析により、酸化物層６０に第１金属磁性粒子３１及び第２金属磁性粒子３２の少なくとも一方に含まれる金属元素及び酸素元素が存在することが確認できれば、酸化物層６０が第１金属磁性粒子３１及び第２金属磁性粒子３２の少なくとも一方に含まれる金属元素の酸化物を含むことを確認できる。酸化物層６０を横断するライン（例えば、Ｔ軸方向に沿って延びるライン）に沿って磁性基体１０の断面のＥＤＳ分析により得られる各元素のマッピングデータを再構築した場合、この走査ラインにおける第１金属磁性粒子３１及び第２金属磁性粒子３２の少なくとも一方に含まれる金属元素のカウント数は、埋設部２５ａから離れるほど（第１金属磁性粒子３１及び第２金属磁性粒子３２に近づくほど）大きくなってもよい。つまり、第１金属磁性粒子３１及び第２金属磁性粒子３２の少なくとも一方に含まれる金属元素の検出強度は、埋設部２５ａから離れるほど強くなってもよい。他方、同じ走査ラインにおける導体部２５の主成分金属の検出強度は、埋設部２５ａに近づくほど強くなってもよい。
酸化物層６０は、優れた絶縁性を有する。酸化物層６０は、ヘマタイト、二酸化ケイ素、及び／又はこれら以外の絶縁性の酸化物を含有しているため、優れた絶縁性を呈する。酸化物層６０は、例えば１０8Ω・ｃｍ以上の高い比抵抗を有する。このように、導体部２５の埋設部２５ａの表面が絶縁性の酸化物層６０によって覆われているため、導体部２５と第１金属磁性粒子３１及び第２金属磁性粒子３２との間でのショートの発生を抑制することができる。つまり、コイル部品１は、優れた絶縁耐圧を有する。
上述したように、埋設部２５ａが螺旋形状を有する場合、埋設部２５ａの隣接するターン間には磁性基体１０の一部が介在していてもよい。この場合、埋設部２５ａの隣接するターン間に介在する磁性基体１０の領域と埋設部２５ａの表面との間には、酸化物層６０が設けられる。このように、隣接するターン間が絶縁性の酸化物層６０によって隔てられているため、導体部２５の異なるターンを構成する部位の間でのショートの発生を抑制でできる。このため、コイル部品１は、優れた絶縁耐圧を有する。
埋設部２５ａが螺旋形状を有する場合、埋設部２５ａの隣接するターン間には磁性基体１０ではなく、導体部２５の主成分金属を主成分とする絶縁材が介在していてもよい。この導体部２５の主成分金属を主成分とする絶縁材により、導体部２５の異なるターンを構成する部位の間でのショートの発生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おいて、酸化物層６０は、亜鉛元素を含有する。亜鉛元素は、酸化物層６０に酸化亜鉛として含有されてもよい。酸化物層６０は、例えば１．０ａｔ％以上２５ａｔ％の割合で亜鉛元素を含有する。亜鉛元素は、第１金属磁性粒子３１の酸化被膜４１及び第２金属磁性粒子３２の酸化被膜４２の少なくとも一方にも含まれ得る。一又は複数の実施形態において、酸化物層６０における亜鉛元素の含有比率（原子割合）は、酸化被膜４１における亜鉛元素の含有比率（原子割合）及び酸化被膜４２における亜鉛元素の含有比率（原子割合）よりも高い。酸化物層６０に酸化亜鉛を含有させることにより、酸化物層６０を緻密化することができる。これにより、コイル部品１の使用時に大気中の酸素や水分が埋設部２５ａに到達することをさらに抑制できる。
続いて、図４から図９を参照して、本発明の一実施形態によるコイル部品１の例示的な製造方法について説明する。図４は、本発明の一実施形態によるコイル部品１の製造工程の示すフロー図である。以下の説明では、コイル部品１が圧縮成形法により製造されることを想定する。コイル部品１は、圧縮成形法以外の方法で作製されてもよい。
まず、ステップＳ１において、中間体１００を準備する。中間体１００を準備する処理のフローを図５に示し、中間体１００の模式図を図６に示す。図６に示されているように、中間体１００は、磁性材料から構成された素体１１０と、この素体１１０に一部が埋め込まれた金属製の基材１２５と、を有する。基材１２５は、鉄よりも小さなイオン化傾向を有する金属を主成分とする金属材料から構成される。本明細書においては、基材１２５を構成する金属材料の主成分となる金属を「基材１２５の主成分金属」という。後述するように、基材１２５を折り曲げることにより導体部２５が形成されるから、基材１２５の主成分金属は、導体部２５の主成分金属と同じであってもよい。図示の実施形態では、基材１２５は、金属製の平板である。基材１２５の表面には、樹脂製の絶縁被膜が設けられてもよいし、設けられていなくともよい。基材１２５の表面のうち素体１１０内に埋め込まれる領域には、酸化亜鉛（ＺｎＯ）の粉末をアルコールに分散させた懸濁液を塗布してもよい。基材１２５の形状は平板状には限られない。基材１２５は、線状に構成されていてもよい。
図５に示されているように、中間体１００を作製するために、まずステップＳ１１において金属製の基材１２５を準備する。次に、ステップＳ１２において、基材１２５を素体１１０内に埋め込む。例えば、成形金型内に基材１２５を配置し、この基材１２５が設置された成形金型内に金属磁性粒子を含む金属磁性体ペーストを入れ、この成形金型内の金属磁性体ペーストに所定の成形圧力（例えば、５００ｋＮ～５０００ｋＮ）を加えることにより、金属磁性体ペーストが成形されて素体１１０となり、この素体１１０内に基材１２５の一部が埋め込まれる。一実施形態においては、素体１１０の見かけ密度が６．０ｇ／ｃｍ3となるように成形圧力が調整される。金属磁性体ペーストは、Ｆｅ－Ｃｒ－Ｓｉ系合金の粉末等の金属磁性粒子をバインダー樹脂及び溶剤と混練することで得られる。金属磁性粒子は、互いに粒径の異なる複数種類の金属磁性粒子を含有してもよい。バインダー樹脂は、例えば、アクリル樹脂又はそれ以外の公知の樹脂である。
次に、ステップＳ１３において、基材１２５のうち素体１１０から露出している部位を磁性基体１０の表面に沿って折り曲げることで、図７に示されているように湾曲部２５ｆを有する導体部２５が形成される。導体部２５は、湾曲部２５ｆにおいて折り曲げられている。基材１２５として平板形状の板材ではなく線状の線材が用いられる場合には、線材のうち素体１１０から露出している部位をプレスして板状に加工し、この板状に加工された部位に曲げ加工を施すことで導体部２５が形成されてもよい。以上のようにして、中間体１００が作製される。
図８に、ステップＳ１で作製された中間体１００をＴ軸に沿って切断した断面の一部の領域を拡大して示す。図８に示されている領域は、図２の領域Ａに相当する領域である。図８に示されているように、素体１１０は、複数の第１金属磁性粒子３１と、第１金属磁性粒子３１よりも小さな平均粒径を有する第２金属磁性粒子３２とを含む。隣接する金属磁性粒子の間の隙間、及び、導体部２５と金属磁性粒子との間にはバインダー樹脂４５が充填されている。図示の実施形態では、導体部２５は、樹脂製の絶縁被膜を有していないため、第１金属磁性粒子３１及び第２金属磁性粒子３２と直接に又はバインダー樹脂４５を介して接している。上述したように、導体部２５の表面は、熱分解性の樹脂から成る絶縁被膜で覆われていてもよい。この場合、導体部２５は、第１金属磁性粒子３１及び第２金属磁性粒子３２と樹脂製の絶縁被膜を介して、又は、樹脂製の絶縁被膜及びバインダー樹脂４５を介して接する。
次に、ステップＳ２において、ステップＳ１において作製された中間体１００に対して第１加熱処理を行う。具体的には、中間体１００を加熱炉に投入し、この加熱炉において例えば１００～３５０℃の大気雰囲気又は酸素雰囲気で３０分～１２０分間加熱する。この第１加熱処理により、バインダー樹脂４５は分解され、また、導体部２５のうち素体１１０に埋まっている部位の表面には、導体部２５の主成分金属の酸化物（例えば、酸化銅又は酸化銀）を含む金属酸化膜５０が形成される。導体部２５の表面が熱分解性の樹脂からなる絶縁被膜で覆われている場合には、第１加熱処理において、中間体１００は、導体部２５の表面の絶縁被膜を構成する樹脂の熱分解温度以上の温度まで加熱される。このため、導体部２５の表面の絶縁被膜は、第１加熱処理において熱分解され、導体部２５のうち素体１１０に埋まっている部位の表面に導体部２５の主成分金属を含む金属酸化膜５０が形成される。このように、導体部２５が樹脂製の絶縁被膜により覆われている場合、導体部２５の周囲の第１加熱処理前に樹脂製の絶縁被膜が存在していた領域も空隙とはならず金属酸化膜５０により閉塞される。第１加熱処理は酸素雰囲気下で行われるため、第１加熱処理においては導体部２５に含まれる主成分金属の酸化が促進され、樹脂製の絶縁被膜およびバインダー樹脂４５が分解されてできた空隙を閉塞するように導体部２５の表面に金属酸化膜５０が形成される。
既述のとおり、導体部２５の素体１１０内に埋め込まれる部位は螺旋形状を有していてもよい。表面に絶縁被膜を有する導体部２５の素体１１０内に埋め込まれる部位が螺旋形状を有する場合には、第１加熱処理によって絶縁被膜が熱分解され、熱分解前に絶縁被膜が占めていた空間は導体部２５の主成分金属の酸化物が酸化して生成された酸化物（例えば、酸化銅又は酸化銀）により充填される。言い換えると、絶縁被膜を有する導体部２５が素体１１０内に埋め込まれる場合、金属酸化膜５０は、螺旋形状を有する導体部２５の隣接するターン間にも設けられる。この隣接するターン間に介在する金属酸化膜５０により、導体部２５の隣接するターン間でのショートの発生が抑制される。
このように、第１加熱処理により、素体１１０は脱脂（脱バインダ）され、導体部２５の表面は酸化される。第１加熱処理における加熱条件は、金属酸化膜５０の厚さが０．１μｍ以上となるように適宜調節されてもよい。第１加熱処理における加熱条件は、素体１１０に含まれる金属磁性粒子が酸化してその表面に酸化被膜が形成されないように設定される。第１加熱処理における加熱温度が１００～３５０℃とされる場合には、第１金属磁性粒子３１及び第２金属磁性粒子３２は、この１００～３５０℃の加熱温度で表面に酸化被膜が形成されない材料から構成される。
ステップＳ１において導体部２５の表面に酸化亜鉛（ＺｎＯ）の懸濁液が塗布された場合には、導体部２５の表面に金属酸化膜５０が形成される際に、導体部２５の表面に存在していた酸化亜鉛が金属酸化膜５０内に取り込まれる。
図９は、ステップＳ２の第１加熱処理後の中間体１００をＴ軸に沿って切断した断面の一部の領域を拡大して示す。図示されているように、第１加熱処理においてバインダー樹脂が分解されたことにより、第１加熱処理前にバインダー樹脂４５が充填されていた領域のうち隣接する金属磁性粒子の間の隙間は空隙５５となっている。他方、導体部２５と金属磁性粒子との間に充填されていたバインダー樹脂４５も分解されているが、導体部２５と金属磁性粒子との隙間は空隙とはならず金属酸化膜５０により閉塞されている。第１加熱処理は大気中又は酸素雰囲気下で行われるため、第１加熱処理においては導体部２５に含まれる主成分金属の酸化が促進され、バインダー樹脂４５が分解されてできた空隙を閉塞するように導体部２５の表面に金属酸化膜５０が形成される。金属酸化膜５０は、導体部２５の表面のうち素体１１０と接している領域の全体を覆うように形成されてもよい。
次に、ステップＳ３において、第１加熱処理が施された中間体１００に対して第２加熱処理が行われる。第２加熱処理は、第１加熱処理よりも低い酸素濃度の低酸素濃度雰囲気中で第１加熱処理よりも高い温度で行われる。第２加熱処理により、素体１１０に含まれる第１金属磁性粒子３１及び第２金属磁性粒子３２の各々は酸化され、第１金属磁性粒子３１の表面には酸化被膜４１が形成されるとともに第２金属磁性粒子３２の表面には酸化被膜４２が形成される。
第１金属磁性粒子３１及び第２金属磁性粒子３２は、導体部２５の主成分金属よりも大きなイオン化傾向を有する金属元素を含むため、金属酸化膜５０の近傍に配置されている第１金属磁性粒子３１又は第２金属磁性粒子３２においてＦｅの酸化物や導体部２５の主成分金属よりも大きなイオン化傾向を有するＦｅ以外の金属元素の酸化物が生成される際に、金属酸化膜５０に含まれる導体部２５の主成分金属の酸化物の一部又は全部が還元される。第２加熱処理は、低酸素濃度雰囲気下で行われるため、素体１１０の内部にある金属酸化膜５０の近傍にある第１金属磁性粒子３１及び第２金属磁性粒子３２に含まれる金属元素は、導体部２５の主成分金属の酸化物から酸素を奪って酸化物となる。言い換えると、第１金属磁性粒子３１及び第２金属磁性粒子３２のうち導体部２５の近傍にあるものに対しては、酸化のために必要な酸素の少なくとも一部が雰囲気からではなく金属酸化膜５０から供給される。このように、第２加熱処理においては、金属酸化膜５０に含まれる導体部２５の主成分金属の酸化物が還元されることにより、金属酸化膜５０から酸化物層６０が形成される。酸化物層６０は、金属酸化膜５０に含まれる酸化物が還元されることで形成されるから、導体部２５の主成分金属の酸化物を主成分としていなくともよい。第２加熱処理により金属酸化膜５０に含まれる導体部２５の主成分金属の酸化物の一部だけが還元される場合には、酸化物層６０は、金属酸化膜５０に含まれていた導体部２５の主成分金属の酸化物を含む。酸化物層６０は、酸化物層６０は、第１金属磁性粒子３１及び第２金属磁性粒子３２の少なくとも一方に含まれるＦｅ及びＦｅ以外の金属元素の酸化物を含んでもよい。酸化物層６０は、第２加熱処理の前に酸化物として存在していた導体部２５の主成分金属の元素を含んでもよい。
上述したように、表面に絶縁被膜を有する導体部２５の素体１１０内に埋め込まれる部位が螺旋形状に形成されることがある。この場合には、第２加熱処理を行う前の中間体１００において、この螺旋形状を有する導体部２５の隣接するターン間に金属酸化膜５０が介在する。この螺旋形状を有する導体部２５の隣接するターン間に介在する金属酸化膜５０に含まれる導体部２５の主成分金属は、第１金属磁性粒子３１又は第２金属磁性粒子３２との距離が大きいため、第１金属磁性粒子３１又は第２金属磁性粒子３２に含まれるＦｅやＦｅ以外の金属元素により還元されにくい。このため、金属酸化膜５０のうち螺旋形状を有する導体部２５の隣接するターン間に介在する領域においては、第１金属磁性粒子３１又は第２金属磁性粒子３２に隣接している他の領域と比べて、導体部２５の主成分金属の酸化物が比較的多く残存する。第１金属磁性粒子３１又は第２金属磁性粒子３２に含まれる導体部２５の主成分金属よりも大きなイオン化傾向を有する金属元素（例えば、ＦｅやＣｒ）が熱拡散により螺旋形状を有する導体部２５の隣接するターン間にまで移動する場合には、その導体部２５の主成分金属よりも大きなイオン化傾向を有する金属元素によって螺旋形状を有する導体部２５の隣接するターン間に存在する導体部２５の主成分金属も還元され得る。このため、螺旋形状を有する導体部２５の隣接するターン間に介在する金属酸化膜５０は、第２加熱処理により部分的に酸化物層６０となっていてもよい。
ステップＳ１において導体部２５の表面に酸化亜鉛（ＺｎＯ）の懸濁液が塗布された場合には、第１金属磁性粒子３１及び第２金属磁性粒子３２の少なくとも一方に含まれる金属元素の酸化物に加えて酸化亜鉛を含むように酸化物層６０が形成される。この酸化亜鉛により第２加熱処理において生成される酸化物層６０を緻密化することができる。
第２加熱処理は、例えば、約６００～９００℃の窒素と酸素との混合雰囲気下で３０分～１２０分間行われる。混合雰囲気の酸素濃度は、１００～２０００ｐｐｍとされる。本出願人の特願２０２０－２１６３０２（２０２０年１２月２５日出願）の明細書に記載されているように、中間体１００において金属酸化膜５０と素体１１０の表面との間隔が２ｍｍ以上あれば、酸素濃度が２０００ｐｐｍの窒素と酸素との混合雰囲気下で約８００℃の温度で６０分間当該中間体１００を加熱することにより、０．５μｍの金属酸化膜５０に含まれる導体部２５の主成分金属は全て還元されることが分かった。
第２加熱処理における加熱温度を６００～９００℃の範囲とすることで、導体部２５にアニール処理を行うことができる。第２加熱処理を行う前の導体部２５の湾曲部２５ｆには、基材１２５から導体部２５を形成する際の曲げ加工により残留応力が生じている。第２加熱処理により導体部２５にアニール処理が行われるから、曲げ加工により生じた残留応力が除去される。このように、第２加熱処理では、金属磁性粒子３１、３２の表面に酸化被膜４１、４２が形成されて素体１１０から磁性基体１０が形成され、金属酸化膜５０から酸化物層６０が形成されるだけでなく、導体部２５から残留応力が除去される。つまり、素体１１０に含まれる金属磁性粒子を酸化させて磁性基体１０を形成するための加熱処理により導体部２５から残留応力を除去することができる。
金属酸化膜５０に酸化亜鉛が含有されている場合、第２加熱処理においては、この酸化亜鉛の少なくとも一部が還元される。亜鉛の融点は、第２加熱処理における加熱温度よりも低いため、第２加熱処理においては、還元された亜鉛が溶融する。金属酸化膜５０と金属磁性粒子３１及び／又は金属磁性粒子３２との間に空隙が存在する場合には、この溶融した亜鉛がその空隙に移動し、その空隙の少なくとも一部を充填することができる。これにより、第２加熱処理後に、酸化物層６０と第１金属磁性粒子３１及び／又は第２金属磁性粒子３２との間の空隙を減少させることができるので、コイル部品１の使用時に大気や大気中の水分が埋設部２５ａに到達することをさらに抑制できる。
以上のようにしてコイル部品１が作製される。コイル部品１の製造方法は、ステップＳ１～Ｓ３以外の工程を追加的に備えてもよい。例えば、熱処理工程により作製された磁性基体１０には、必要に応じてバレル研磨等の研磨処理が行われる。
図４及び図５を用いて説明したコイル部品１の製造方法には、様々な変更を行うことができる。例えば、コイル部品１の製造方法においては、ステップＳ１における中間体１００の準備のための処理を適宜変更することができる。図１０にステップＳ１における中間体１００を準備する処理の変形例を示す。図１０に記載されているように、中間体１００は、ステップＳ１１ａで準備された基材１２５にステップＳ１２ａで曲げ加工を施して導体部２５を形成し、次に、ステップＳ１３ａにおいて導体部２５を素体１１０へ埋め込むことで作製されてもよい。このように、基材１２５に対する曲げ加工は、基材１２５の基材１１０への埋め込みよりも前に行われてもよい。
また、基材１２５に対する曲げ加工とそれ以外の処理の順序を適宜変更することができる。基材１２５に対する曲げ加工は、第２加熱処理の前のいずれの時点において行われてもよい。図１１に、曲げ加工のタイミングを変更した本発明の別の実施形態による製造方法の流れを示す。図１１に示されている製造方法においては、中間体１００に対して第１加熱処理を行った後に基材１２５に対する曲げ加工が行われる。図１１は、本発明の別の実施形態におけるコイル部品１の製造方法を示す。図１１においては、基材１２５への曲げ加工が第１加熱処理の後に行われる。具体的には、まずステップＳ１０１において、磁性材料から構成された素体１１０と、この素体１１０に一部が埋め込まれた金属製の基材１２５と、を有する中間体１００を準備する。ステップＳ１０１の処理は、ステップＳ１の処理と同様に、成形金型内に基材１２５を配置し、この基材１２５が設置された成形金型内に金属磁性粒子を含む金属磁性体ペーストを入れ、この成形金型内の金属磁性体ペーストに所定の成形圧力を加えることで行われる。ステップＳ１０１により、図６に示されているように、素体１１０と、素体１１０に一部が埋め込まれた金属製の基材１２５と、を有する中間体１００が作製される。
次に、ステップＳ１０２において、ステップＳ１０１において作製された中間体１００に対して第１加熱処理を行う。ステップＳ１０２における第１加熱処理は、ステップＳ２における第１加熱処理と同様の条件で行われ得る。具体的には、ステップＳ１０１で作製された中間体１００を加熱炉に投入し、この加熱炉において例えば１００～３５０℃の大気雰囲気又は酸素雰囲気で３０分～１２０分間加熱する。このステップＳ１０２における第１加熱処理により、バインダー樹脂４５は分解され、また、基材１２５のうち素体１１０に埋まっている部位の表面には、基材１２５を構成する金属材料の主成分の金属の酸化物（酸化銅又は酸化銀）を含む金属酸化膜５０が形成される。
次に、ステップＳ１０３において、第１加熱処理が施された中間体１００に含まれる基材１２５に対して曲げ加工を施して導体部２５を作製する。この曲げ加工により、基材１２５は、図７に示すように、湾曲部２５ｆを有する導体部２５となる。
次に、ステップＳ１０３において、曲げ加工により形成された導体部２５を有する中間体１００に対して第２加熱処理が行われる。ステップＳ１０３における第２加熱処理は、ステップＳ３における第２加熱処理と同様の条件で行われ得る。具体的には、ステップＳ１０２で基材１２５に曲げ加工が行われた中間体１００に対して、第１加熱処理よりも低い酸素濃度（例えば、１００～２０００ｐｐｍの酸素濃度）の低酸素濃度雰囲気中で第１加熱処理よりも高い温度（例えば、約６００～９００℃）で加熱処理が行われる。第２加熱処理により、素体１１０に含まれる第１金属磁性粒子３１及び第２金属磁性粒子３２の各々は酸化され、第１金属磁性粒子３１の表面には酸化被膜４１が形成されるとともに第２金属磁性粒子３２の表面には酸化被膜４２が形成され、磁性基体１０が生成される。第２加熱処理においては、金属酸化膜５０に含まれる導体部２５の主成分金属の酸化物が還元されることにより、金属酸化膜５０から酸化物層６０が形成される。
ステップＳ１０４では、磁性基体１０及び酸化物層６０の生成と並行して、導体部２５をアニール処理することができる。第２加熱処理を行う前の導体部２５の湾曲部２５ｆには、基材１２５から導体部２５を形成する際の曲げ加工により残留応力が生じている。ステップＳ１０４における第２加熱処理により、導体部２５をアニール処理することができるので、導体部２５から残留応力を除去することができる。
次に、上記の実施形態による作用効果について説明する。本発明の実施形態によれば、第２温度での第２加熱工程により曲げ加工により形成された導体部２５をアニール処理することができ、これにより導体部２５から残留応力を除去することができる。このため、コイル部品１の機械的強度を高めることができる。
本発明の実施形態によれば、第２加熱工程においては、導体部２５へのアニール処理と並行して、第１金属磁性粒子３１及び第２金属磁性粒子３２を酸化して素体１１０から磁性基体１０を形成する処理も進行する。導体部２５のアニール処理を素体１１０から磁性基体１０を形成する加熱工程と別に行うと、アニール処理のための独立した加熱工程が追加されることになるから、コイル部品１の製造工程が複雑化するとともにコイル部品１の製造のためにより多くのエネルギーが必要となる。また、第１金属磁性粒子３１及び第２金属磁性粒子３２を酸化させる加熱処理に加えて導体部２５をアニール処理するための加熱を行うと、第１金属磁性粒子３１及び第２金属磁性粒子３２の酸化が進行しすぎてしまい、磁性基体１０の磁気特性が劣化するおそれがある。本発明の実施形態によれば、導体部２５へのアニール処理と素体１１０から磁性基体１０を形成する処理とが第２加熱工程において並行して進むため、上記の問題を解決又は緩和することができる。
また、第１金属磁性粒子３１及び第２金属磁性粒子３２が導体部２５の主成分金属よりも大きなイオン化傾向を有する金属（例えば、ＦｅやＣｒ）を含むため、第２加熱工程では、導体部２５を取り囲む第１金属磁性粒子３１及び第２金属磁性粒子３２が導体部２５の表面に形成されている金属酸化膜５０から酸素を奪って酸化され、また、雰囲気から供給される酸素の多くは素体１１０に埋め込まれている導体部２５に到達する前に第１金属磁性粒子３１及び第２金属磁性粒子３２によって消費されるため、導体部２５の酸化が抑制される。また、第２加熱工程は、１００～２０００ｐｐｍの酸素濃度を有する低酸素濃度雰囲気で行われるため、導体部２５への酸素の供給を制限することができる。このように、本発明の実施形態によれば、導体部２５の酸化による電気抵抗の増加を抑制することができる。
本発明の実施形態によれば、導体部２５の埋設部２５ａの表面が絶縁性の酸化物層６０によって覆われているため、導体部２５と磁性基体１０に含まれる金属磁性粒子（例えば、第１金属磁性粒子３１及び第２金属磁性粒子３２）との間でのショートを抑制することができる。
本発明の実施形態によれば、酸化物層６０によって導体部２５の埋設部２５ａの表面が覆われており、この酸化物層６０によって導体部２５と磁性基体１０を構成する金属磁性粒子との間の隙間が埋められているから、大気や大気中の水分が磁性基体１０を通過して導体部２５に到達することを抑制できる。さらに、この酸化物層６０には、金属磁性粒子に含まれる金属元素の酸化物が含まれているため、酸化物層６０の比透磁率は、従来の樹脂製の絶縁被膜よりも高い。したがって、コイル部品１においては、酸化物層６０により優れた絶縁耐圧及び耐酸化性が提供されるとともに、磁気特性の劣化も抑制されている。
本発明の一又は複数の実施形態によれば、酸化物層６０に酸化亜鉛を含有させることにより、酸化物層６０を緻密化することができる。これにより、大気や大気中の水分が導体部２５に到達することをさらに抑制できる。
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うる任意の寸法、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。
本明細書等における「第１」、「第２」、「第３」などの表記は、構成要素を識別するために付するものであり、必ずしも、数、順序、もしくはその内容を限定するものではない。また、構成要素の識別のための番号は文脈毎に用いられ、一つの文脈で用いた番号が、他の文脈で必ずしも同一の構成を示すとは限らない。また、ある番号で識別された構成要素が、他の番号で識別された構成要素の機能を兼ねることを妨げるものではない。
１ コイル部品
１０ 磁性基体
２５ 導体部
２５ａ 埋設部
２５ｂ、２５ｃ 露出部
２５ｄ、２５ｅ 接続部
２５ｆ 湾曲部
３１ 第１金属磁性粒子
３２ 第２金属磁性粒子
４１、４２ 酸化被膜
４５ バインダー樹脂
５０ 金属酸化膜
５５ 空隙
６０ 酸化物層
１２１ 基材
１０ 磁性基体
２５ 導体部
２５ａ 埋設部
２５ｂ、２５ｃ 露出部
２５ｄ、２５ｅ 接続部
２５ｆ 湾曲部
３１ 第１金属磁性粒子
３２ 第２金属磁性粒子
４１、４２ 酸化被膜
４５ バインダー樹脂
５０ 金属酸化膜
５５ 空隙
６０ 酸化物層
１２１ 基材
Claims (11)
- 鉄よりも小さなイオン化傾向を有する金属を主成分とする基材に曲げ加工を行うことで形成された導体部と、鉄を主成分とする複数の金属磁性粒子を有しており前記導体部の少なくとも一部を取り囲む素体と、を含む中間体を準備する工程と、
前記中間体を第１温度で加熱することで前記導体部の表面を覆うように前記金属の酸化物を含む酸化膜を形成する第１加熱工程と、
前記第１温度での加熱後に前記中間体を前記第１温度よりも高温の第２温度で加熱することにより、前記複数の金属磁性粒子の各々の表面に酸化鉄を含む酸化被膜を生成して前記素体から磁性基体を形成し、前記酸化膜から酸化鉄及び前記金属を含む絶縁性の酸化物層を形成し、前記導体部をアニール処理する第２加熱工程と、
を備えるコイル部品の製造方法。 - 鉄よりも小さなイオン化傾向を有する金属を主成分とする基材と、鉄を主成分とする複数の金属磁性粒子を有しており前記素体の少なくとも一部を取り囲む素体と、を含む中間体を準備する工程と、
前記中間体を第１温度で加熱することで前記基材の表面を覆うように前記金属の酸化物を含む酸化膜を形成する第１加熱工程と、
前記第１加熱工程の後に前記基材に曲げ加工を行うことで導体部を形成する工程と、
前記曲げ加工後に前記中間体を前記第１温度よりも高温の第２温度で加熱することにより、前記複数の金属磁性粒子の各々の表面に酸化鉄を含む酸化被膜を生成して前記素体から磁性基体を形成し、前記酸化膜から酸化鉄及び前記金属を含む絶縁性の酸化物層を形成し、前記導体部をアニール処理する第２加熱工程と、
を備えるコイル部品の製造方法。 - 前記第２加熱工程においては、前記酸化膜に含まれる前記金属の酸化物の少なくとも一部が還元される、
請求項１又は２に記載のコイル部品の製造方法。 - 前記第２加熱工程において、前記複数の金属磁性粒子の各々が隣接する金属磁性粒子と前記酸化被膜により結合することで前記基体が形成される、
請求項１から３のいずれか１項に記載のコイル部品の製造方法。 - 前記第２加熱工程においては、前記第１加熱工程よりも低い酸素濃度の雰囲気中で前記中間体が加熱される、
請求項１から４のいずれか１項に記載のコイル部品の製造方法。 - 前記基材は、熱分解性の絶縁被膜により覆われており、
前記絶縁被膜は、前記第１加熱工程において分解される、
請求項１から５のいずれか１項に記載のコイル部品の製造方法。 - 前記準備工程は、前記基材の表面に酸化亜鉛を含有する懸濁液を塗布する工程を有する、
請求項１から６のいずれか１項に記載のコイル部品の製造方法。 - 前記第２加熱工程において、酸化亜鉛を含むように前記酸化物層が形成される、
請求項７に記載のコイル部品の製造方法。 - 前記第１温度は、１００～３５０℃の範囲にある、
請求項１から８のいずれか１項に記載のコイル部品の製造方法。 - 前記第２温度は、６００～９００℃の範囲にある、
請求項１から９のいずれか１項に記載のコイル部品の製造方法。 - 前記第２加熱工程は、１００～２０００ｐｐｍの酸素濃度を有する雰囲気にて行われる、
請求項１から１０のいずれか１項に記載のコイル部品の製造方法。
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