JP2023079193A - コイル部品 - Google Patents

Abstract

【課題】本体の破壊なしに厚さの小さいコイル部品の本体の形成が可能なコイル部品を提供する。【解決手段】本発明の一側面によるコイル部品は、第１金属磁性粒子を含むモールド部、及び上記モールド部の一面上に配置され、第２金属磁性粒子を含むカバー部を含む本体と、上記モールド部の一面と上記カバー部との間に配置されて上記本体内に埋設されたコイル部と、を含み、上記第１及び第２金属磁性粒子のうち少なくとも一つは、それぞれの粒径の中央値が互いに異なる第１～第３粒子を含む。【選択図】図１

Description

本発明はコイル部品に関するものである。

現在のパワーインダクタの開発方向は、低い抵抗、高い直流バイアス（ＤＣ－ｂｉａｓ）特性、高い効率特性を実現することである。このため、パワーインダクタの本体に使用される金属磁性粒子は、微細化、高充填化、低損失化を実現できるように開発が進められている。高い効率特性を実現するために、材料的にパウダーのサイズを減少させる方向と材料自体の保磁力を下げて損失を減らす方向で開発されている。

特に巻線パワーインダクタの場合、モールド成形時に高圧で圧着し、本体に使用されるパウダーの塑性変形を利用して高充填化によって透磁率を確保する技術が適用されている。当該技術を使用する製品の構造は、高圧で成形されたコア部とコイル部の配置後に相対的に低圧で成形されたカバー部、又は低圧で成形されたコア部とコイル部の配置後に相対的に高圧で成形されたカバー部の２種類の層が使用される。この場合、コア部とカバー部の材料が異なってもよい。

特開２０１６－３２０５０号公報

本発明の目的は、本体の破壊なしに厚さの小さいコイル部品の本体の形成が可能なコイル部品を提供することである。

本発明の他の目的は、低い圧力でも本体の形成が可能なコイル部品を提供することである。
また、本発明の他の目的は、低い圧力でも本体内の磁性粒子の充填率を確保可能なコイル部品を提供することである。

上記目的を達成するためになされた本発明によるコイル部品は、第１金属磁性粒子を含むモールド部、及び上記モールド部の一面上に配置され、第２金属磁性粒子を含むカバー部を含む本体と、上記モールド部の一面と上記カバー部との間に配置されて上記本体内に埋設されたコイル部と、を有し、上記第１及び第２金属磁性粒子のうち少なくとも一つは、それぞれの粒径の中央値が互いに異なる第１～第３粒子を含むことを特徴とする。

本発明の他の一側面によると、第１金属磁性粒子を含むモールド部、及び上記モールド部の一面上に配置され、第２金属磁性粒子を含むカバー部を含む本体と、上記モールド部の一面と上記カバー部との間に配置されて上記本体内に埋設されたコイル部と、を有し、上記第１及び第２金属磁性粒子のうち一つは、それぞれの粒径の中央値が互いに異なる第１～第３粒子を含み、他の一つは上記第１及び第２粒子を含むコイル部品が提供される。

本発明に係るコイル部品によれば、本体の破壊なしに厚さの小さいコイル部品の本体の形成が可能なコイル部品を提供することができる。

本発明の他の一効果として、低い圧力でも本体の形成が可能なコイル部品を提供することができる。

本発明の他の一効果として、低い圧力でも本体内の磁性粒子の充填率を確保可能なコイル部品を提供することができる。

本発明の第１実施形態によるコイル部品を概略的に示す図である。 図１の分解斜視図である。 第１実施形態によるコイル部品を図１のＩ－Ｉ’線に沿って切断した断面図である。 本発明の第２実施形態によるコイル部品を図１のＩ－Ｉ’線に沿って切断した断面図である。 本発明の第１及び第２実施形態に適用される金属磁性粒子を拡大して示す拡大断面図である。 本発明の第３実施形態によるコイル部品を概略的に示す図である。 本発明の第４実施形態によるコイル部品を概略的に示す図である。

本明細書で使用される用語は、単に特定の実施形態を説明するために使用されるものであり、本発明を限定しようとする意図ではない。単数の表現は、文脈上明らかに特に断らない限り、複数の表現を含む。本明細書において、「含む」又は「有する」などの用語は、明細書上に記載の特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品、又はこれらを組み合わせたものが存在することを指定するものであり、一つ又はそれ以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部品、又はこれらを組み合わせたものの存在又は付加の可能性を予め排除しないことを理解すべきである。そして、明細書全体において、「上に」とは、対象部分の上又は下に位置することを意味するものであり、必ずしも重力方向を基準に上側に位置することを意味するものではない。

なお、「結合」とは、各構成要素間の接触関係において、各構成要素間に物理的に直接接触する場合のみを意味するものではなく、他の構成が各構成要素の間に介在して、その異なる構成に構成要素がそれぞれ接触している場合まで包括する概念として使用するものとする。

図面に示される各構成の大きさ及び厚さは説明の便宜上、任意に示されているため、本発明は必ずしも示されたものに限定されない。図面において、Ｘ方向は第１方向又は長さ方向、Ｙ方向は第２方向又は幅方向、Ｚ方向は第３方向又は厚さ方向と定義することができる。

以下では、添付の図面を参照して本発明の実施形態によるコイル部品を詳細に説明し、添付の図面を参照して説明するにあたり、同一又は対応する構成要素については同一の図面番号を付与し、これに対する重複する説明は省略する。

電子機器には様々な種類の電子部品が用いられるが、このような電子部品の間にはノイズ除去等を目的として様々な種類のコイル部品が適切に用いられることがある。すなわち、電子機器においてコイル部品は、パワーインダクタ（Ｐｏｗｅｒ Ｉｎｄｕｃｔｏｒ）、高周波インダクタ（ＨＦ Ｉｎｄｕｃｔｏｒ）、通常のビーズ（Ｇｅｎｅｒａｌ Ｂｅａｄ）、高周波用ビーズ（ＧＨｚ Ｂｅａｄ）、共通モードフィルタ（Ｃｏｍｍｏｎ Ｍｏｄｅ Ｆｉｌｔｅｒ）などで用いることができる。

［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態によるコイル部品を概略的に示す図であり、図２は、図１の分解斜視図であり、図３は、第１実施形態によるコイル部品を図１のＩ－Ｉ’線に沿って切断した断面図である。図１～図３を参照すると、本発明の第１実施形態によるコイル部品１０００は、モールド部１００、コイル部３００、カバー部２００及び収容溝ｈ１、ｈ２を含み、外部電極（４００、５００）をさらに含む。

本体Ｂは、本実施形態によるコイル部品１０００の外観をなし、内部にコイル部３００を埋設する。本体Ｂは、モールド部１００とカバー部２００とを含む。モールド部１００はコア１２０を含むことができる。本体Ｂは、全体的に六面体の形状に形成されてもよい。

本体Ｂは、図１及び図２を基準にして、長さ方向Ｘに互いに対向する第１面１０１と第２面１０２、幅方向Ｙに互いに対向する第３面１０３と第４面１０４、及び厚さ方向Ｚに対向する第５面１０５と第６面１０６を含む。本体Ｂの第１～第４面１０１、１０２、１０３、１０４のそれぞれは、本体Ｂの第５面１０５と第６面１０６とを連結する本体Ｂの壁面に該当する。以下において、本体Ｂの両端面は本体Ｂの第１面１０１及び第２面１０２を意味し、本体Ｂの両側面は本体Ｂの第３面１０３及び第４面１０４を意味することができる。

本体Ｂは、例示的に、後述する外部電極（４００、５００）が形成された本実施形態によるコイル部品１０００が２．０ｍｍの長さ、１．２ｍｍの幅、及び０．６ｍｍの厚さを有するように形成されてもよいが、これに限定されるものではない。

一方、本体Ｂは、モールド部１００とカバー部２００とを含むが、カバー部２００は、図１を基準にして、モールド部１００の上部に配置されてモールド部１００の下面を除くすべての表面を囲む。したがって、本体Ｂの第１～第５面１０１、１０２、１０３、１０４、１０５はカバー部２００によって形成され、本体Ｂの第６面１０６はモールド部１００とカバー部２００によって形成される。

モールド部１００は、互いに対向した一面及び他面を有する。モールド部１００の一面は、モールド部１００の下面に該当する面であって、後述する収容溝（ｈ１、ｈ２）が配置される一領域を意味する。後述するように、収容溝（ｈ１、ｈ２）はモールド部１００の内部に加工されるため、収容溝（ｈ１、ｈ２）の底面は、モールド部１００の一面と他面との間の領域に配置され得る。モールド部１００は、支持部１１０とコア１２０とを含む。コア１２０は、コイル部３００を貫通する形態で支持部１１０の他面の中央部に配置される。上記の理由から、本明細書上において、モールド部１００の一面及び他面は、それぞれ支持部１１０の一面及び他面と同じ意味で使用される。

モールド部１００は、モールド部１００を形成するための金型に第１金属磁性粒子１０を充填して形成してもよい。または、モールド部１００は、金型に第１金属磁性粒子１０と絶縁樹脂とを含む複合物質を充填することによって形成してもよい。

コイル部３００は本体Ｂに埋設され、コイル部品１０００の特性を発現する。例えば、本実施形態のコイル部品１０００がパワーインダクタとして活用される場合、コイル部３００は、電場を磁場として保存して出力電圧を維持することにより電子機器の電源を安定させる役割を果たすことができる。

コイル部３００は、モールド部１００の他面に配置される。具体的に、コイル部３００は、コア１２０を中心に巻回された形態で、支持部１１０の他面に配置される。コイル部３００は空芯コイルであり、平角コイルで構成されてもよい。コイル部３００は、表面が絶縁物質で被覆された銅ワイヤーなどの金属ワイヤーをスパイラル（ｓｐｉｒａｌ）状に巻き付けて形成することができる。

コイル部３００は複数の層で構成されてもよい。コイル部３００のそれぞれの層は平面螺旋状に形成され、複数のターン（ｔｕｒｎ）数を有することができる。すなわち、コイル部３００は、モールド部１００の一面の中央部から外側に最内側ターンＴ１、少なくとも一つの中間ターンＴ２、及び最外側ターンＴ３を形成することができる。

カバー部２００は、モールド部１００及びコイル部３００上に配置されてもよい。カバー部２００は、モールド部１００及びコイル部３００をカバーする。カバー部２００は、モールド部１００の支持部１１０とコア１２０及びコイル部３００上に配置された後に押圧されてモールド部１００に結合されてもよい。

モールド部１００とカバー部２００のうち少なくとも一つは金属磁性粒子を含む。本発明において金属磁性粒子とは、第１及び第２金属磁性粒子１０、２０の両方を含む意味として解釈することができる。本発明の一実施形態の場合、モールド部１００及びカバー部２００はそれぞれ第１及び第２金属磁性粒子１０、２０を含む。

第１及び第２金属磁性粒子１０、２０は、鉄（Ｆｅ）、シリコン（Ｓｉ）、クロム（Ｃｒ）、コバルト（Ｃｏ）、モリブデン（Ｍｏ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニオブ（Ｎｂ）、銅（Ｃｕ）及びニッケル（Ｎｉ）からなる群から選択されたいずれか一つ以上を含むことができる。例えば、第１及び第２金属磁性粒子１０、２０は、純鉄粉末、Ｆｅ－Ｓｉ系合金粉末、Ｆｅ－Ｓｉ－Ａｌ系合金粉末、Ｆｅ－Ｎｉ系合金粉末、Ｆｅ－Ｎｉ－Ｍｏ系合金粉末、Ｆｅ－Ｎｉ－Ｍｏ－Ｃｕ系合金粉末、Ｆｅ－Ｃｏ系合金粉末、Ｆｅ－Ｎｉ－Ｃｏ系合金粉末、Ｆｅ－Ｃｒ系合金粉末、Ｆｅ－Ｃｒ－Ｓｉ系合金粉末、Ｆｅ－Ｓｉ－Ｃｕ－Ｎｂ系合金粉末、Ｆｅ－Ｎｉ－Ｃｒ系合金粉末、Ｆｅ－Ｃｒ－Ａｌ系合金粉末のうち少なくとも一つ以上であってもよい。

第１及び第２金属磁性粒子１０、２０は非晶質又は結晶質であってもよい。例えば、金属磁性粒子は、Ｆｅ－Ｓｉ－Ｂ－Ｃｒ系非晶質合金粉末であってもよいが、必ずしもこれに限定されるものではない。

第１及び第２金属磁性粒子１０、２０のうち少なくとも一つは、それぞれの粒径の中央値が互いに異なる第１～第３粒子を含むことができる。例えば、第１実施形態によるコイル部品１０００において、第２金属磁性粒子２０は、それぞれの粒径の中央値が互いに異なる第１～第３粒子２１、２２、２３を含むことができる。これに対し、第１金属磁性粒子１０は、それぞれの粒径の中央値が互いに異なる第１及び第２粒子１１、１２を含むことができる。

本発明において、それぞれの第１粒子（１１、２１）、第２粒子（１２、２２）及び第３粒子（１３、２３）の粒径とは、特に断らない限り、それぞれの粒子を均等な間隔の複数の平面に切断した複数の断面において測定した各粒径の平均値を意味する。例えば、本発明において粒径の平均値は、コイル部品１０００、及び後述するコイル部品２０００の中心を通るＸＺ方向の断面に対して、Ｘ方向の等間隔の１０箇所を走査電子顕微鏡（ＳＥＭ、Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）で撮影した後、画像分析プログラム（Ｌｅｉｃａ Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍ社のＬＡＳ Ｘ Ｇｒａｉｎ Ｅｘｐｅｒｔ）を用いて計算した粒径の平均値を意味することができる。

一方、本発明において、第１及び第２金属磁性粒子１０、２０は、球形又はほぼ球形に近い形状であってもよいが、これに限定されない。したがって、第１及び第２金属磁性粒子１０、２０が球形を維持しない任意の形状である場合、上述した粒径は後述するフェレ径（Ｆｅｒｅｔ Ｄｉａｍｅｔｅｒ）で代替して解釈することができる。

フェレ径は、キャリパー直径（ｃａｌｉｐｅｒ ｄｉａｍｅｔｅｒ）としても公知されており、フェレ径は、一部固定された方向に平行な、粒子プロファイルの対向する面上の２つの接線間の距離を意味する。また、最大フェレ径（Ｆｍａｘ）は、一部固定された方向の粒子投影体に対する接線対の間の最大距離を意味する。

本発明において、第１及び第２金属磁性粒子１０、２０が球形を維持しないため、粒径の定義が不明である場合、上述した第１及び第２金属磁性粒子１０、２０の粒径に関する説明は、第１及び第２金属磁性粒子１０、２０のフェレ径で代替して解釈することができる。

また、粒径の平均値もフェレ径の平均値で代替して解釈することができる。
例えば、本発明においてフェレ径の平均値は、コイル部品（１０００、２０００）の中心を通るＸＺ方向の断面に対して、Ｘ方向の等間隔の１０箇所を走査電子顕微鏡（ＳＥＭ、Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）で撮影した後、画像分析プログラム（Ｌｅｉｃａ Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍ社のＬＡＳ Ｘ Ｇｒａｉｎ Ｅｘｐｅｒｔ）を用いて計算したフェレ径の平均値を意味することができる。

モールド部１００とカバー部２００のうち少なくとも一つは、３種類以上の金属磁性粒子を含むことができる。一例として、本発明の第１実施形態の場合、カバー部２００の第２金属磁性粒子２０は３種類の金属磁性粒子（２１、２２、２３）を含み、モールド部１００の第１金属磁性粒子１０は２種類の金属磁性粒子（１１、１２）を含む。ただし、これに限定されず、モールド部１００及びカバー部２００が共に３種類以上の金属磁性粒子を含むこともできる。

ここで、金属磁性粒子が異なる種類とは、金属磁性粒子が粒径、組成、結晶性及び形状のうちいずれか一つで互いに区別されることを意味し、本発明の第１実施形態におけるコイル部品の場合、第１及び第２金属磁性粒子１０、２０内部の第１粒子（１１、２１）、第２粒子（１２、２２）、及び第３粒子２３が粒径によって互いに区別されることを意味する。

絶縁樹脂は、エポキシ（ｅｐｏｘｙ）、ポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）、液晶ポリマー（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｐｏｌｙｍｅｒ）などを単独又は混合して含むことができるが、これに限定されるものではない。

第１及び第２収容溝ｈ１、ｈ２は、モールド部１００の一面に互いに離隔して形成され、第１及び第２収容溝ｈ１、ｈ２には後述するコイル部３００の両端部が配置される。例として、図３を参照すると、第１及び第２収容溝ｈ１、ｈ２は、モールド部１００の一面にそれぞれ形成され、長さ方向Ｘに沿って互いに離隔する。第１及び第２収容溝ｈ１、ｈ２は、モールド部１００の一面のうちコア１２０に対応する領域の外側に配置されてもよいが、これに限定されない。

第１及び第２収容溝ｈ１、ｈ２のそれぞれは、モールド部１００の一面において一方向に沿って延長されるように形成されてもよいが、コイル部３００の両端部を効果的に露出させることができる構造であれば、限定されない形態で形成することができる。

本発明の一実施形態において、本体Ｂは、モールド部１００及びカバー部２００を含む領域であるため、本体Ｂの一面は、モールド部１００及びカバー部２００を含む領域の一面を意味する。コイル部３００は、外部に引き出される第１及び第２引出部３３１、３３２を含み、第１引出部は第１収容溝ｈ１に、第２引出部は第２収容溝ｈ２にそれぞれ互いに離隔するように配置される。第１及び第２収容溝ｈ１、ｈ２は、コイル部３００の両端部を外部電極（４００、５００）に引き出す領域であるため、第１及び第２外部電極４００、５００にそれぞれ対応するように互いに離隔して本体Ｂの一面に形成される。

一例として、貫通溝（Ｈ１、Ｈ２）は、モールド部１００を形成する際に金型により形成することができ、第１及び第２収容溝ｈ１、ｈ２は、金属磁性粒子を含む磁性シートを積層及び圧着してカバー部２００を形成する工程でモールド部１００に形成することができる。モールド部１００を形成するための金型には、貫通溝（Ｈ１、Ｈ２）に対応する突出部が形成され、金型の形状に対応する形態で製造されるモールド部１００に貫通溝（Ｈ１、Ｈ２）が形成される。また、第１及び第２収容溝ｈ１、ｈ２は、モールド部１００を形成するための工程では形成されず、モールド部１００上にカバー部２００を形成するための工程で形成され得る。すなわち、モールド部１００の貫通溝（Ｈ１、Ｈ２）を介してモールド部１００の一面に突出配置されているコイル部の３００の両端部は、上記磁性シート圧着工程においてモールド部１００の内側に埋め込まれる。これにより、モールド部１００の一面に第１及び第２収容溝ｈ１、ｈ２を形成することができる。または、第１及び第２収容溝ｈ１、ｈ２及び貫通溝（Ｈ１、Ｈ２）は、金型を用いてモールド部１００を形成する工程で形成されてもよい。この場合、モールド部１００の形成に用いられる金型には、第１及び第２収容溝ｈ１、ｈ２及び貫通溝（Ｈ１、Ｈ２）に対応する突出部が形成されてもよい。

図２を参照すると、コイル部３００の両端部は、それぞれモールド部１００の一面を貫通して第１及び第２収容溝ｈ１、ｈ２のそれぞれに配置されてもよい。コイル部３００の端部が収容溝（ｈ１、ｈ２）に配置される形態は限定されないため、第１及び第２収容溝ｈ１、ｈ２の幅は貫通溝（Ｈ１、Ｈ２）の幅と同一であってもよく、異なってもよい。

コイル部３００の両端部は、モールド部１００の一面、すなわち、本体Ｂの第６面１０６に露出する。モールド部１００の一面に露出したコイル部３００の両端部は、本体Ｂの第６面１０６に互いに離隔するように形成された第１及び第２収容溝ｈ１、ｈ２に配置される。

図２及び図３を参照すると、コイル部３００の両端部は、モールド部１００の支持部１１０を貫通して支持部１１０の一面に露出することができる。具体的には図示していないが、コイル部３００の両端部は、コイル部３００の巻線の厚さと同一であるため、コイル部３００の巻線の厚さに該当する分だけ支持部１１０の一面に突出した形態であってもよい。しかし、後述する外部電極（４００、５００）を形成するためのめっきレジストの開口部を研磨する過程で上記突出した端部も共に研磨される可能性があるため、支持部１１０の一面に露出したコイル部３００の端部は実質的にコイル部３００の巻線の厚さより小さい可能性がある。

一方、上記第１及び第２金属磁性粒子１０、２０は、絶縁樹脂内に複数個配置されることができ、第１及び第２金属磁性粒子１０、２０のうち少なくとも一つは互いに異なる平均粒径を有する第１～第３粒子（１１、２１）、（１２、２２）、（１３、２３）を含むことができる。

一方、第１粒子（１１、２１）は粒径が５μｍ～６１μｍの粒子、第２粒子（１２、２２）は粒径が０．６μｍ～４．５μｍの粒子、第３粒子（１３、２３）は粒径が１０ｎｍ～９００ｎｍの粒子を意味することができる。粒径はこれに限らず、第１粒子（１１、２１）は粒径が５μｍ～６１μｍの粒子、第２粒子（１２、２２）は粒径が０．９μｍ～４．５μｍの粒子、第３粒子（１３、２３）は粒径が１０ｎｍ～８００ｎｍの粒子であってもよい。また、第１粒子（１１、２１）は粗粉、第２粒子（１２、２２）は微粉、第３粒子（１３、２３）は超微粉であってもよく、第１粒子（１１、２１）の粒径の中央値をＤ１、第２粒子（１２、２２）の粒径の中央値をＤ２、第３粒子（１３、２３）の粒径の中央値をＤ３とするとき、Ｄ１＞Ｄ２＞Ｄ３の関係式を満たすことができる。

ここで、中央値Ｄ１、Ｄ２、及びＤ３は、複数の第１粒子（１１、２１）、第２粒子（１２、２２）及び第３粒子（１３、２３）の粒径を測定した後、大きさの順に整列したときに最も中央に位置する値を意味することができ、粒度分析の分野におけるｄ５０を意味する。ｄ５０とは、累積百分率が５０％に達したときの当該粒径を意味し、中間粒径ともいう。ここで、Ｄ１は５μｍ～３５μｍ、Ｄ２は１μｍ～４μｍ、Ｄ３は１０ｎｍ～９００ｎｍであってもよいが、これに限定されるものではない。

第１粒子（１１、２１）は、Ｆｅ成分の非晶質を含むことができ、例えば、Ｆｅ系非晶質合金を含むことができる。具体的に、第１粒子（１１、２１）は、鉄（Ｆｅ）、シリコン（Ｓｉ）、クロム（Ｃｒ）、ホウ素（Ｂ）及びニッケル（Ｎｉ）からなる群から選択されたいずれか一つ以上を含むことができる。例えば、Ｆｅ－Ｓｉ－Ｂ－Ｃｒ系非晶質金属であってもよいが、必ずしもこれに限定されるものではない。一方、第１粒子（１１、２１）は、場合に応じて、後述する第２粒子（１２、２２）及び第３粒子（１３、２３）のように結晶質を含んでもよい。第２粒子（１２、２２）及び第３粒子（１３、２３）は、上述した金属磁性粒子の材料のうち、Ｆｅ成分の結晶質、例えば、純鉄、カルボニル鉄粉末（ＣＩＰ：Ｃａｒｂｏｎｙｌ Ｉｒｏｎ Ｐｏｗｄｅｒ）を含んでもよい。

一方、超微粉である第３粒子（１３、２３）の場合、超微粉の大きさを有するように製造する工程の途中で、第３粒子（１３、２３）の内部にＦｅ_３Ｏ_４が含まれてもよい。第３粒子（１３、２３）が磁性体であるＦｅ_３Ｏ_４を含むため、第３粒子（１３、２３）をさらに含む３成分系構成において磁性特性を向上することができる。

図３を参照すると、第１実施形態によるコイル部品１０００を図１のＩ－Ｉ’線に沿って切断した断面図が示される。図３を参照すると、本発明の第１実施形態によるコイル部品１０００の場合、モールド部１００内に含まれた第１金属磁性粒子１０は、２種類の金属磁性粒子（１１、１２）を含み、カバー部２００内に含まれた第２金属磁性粒子２０は、３種類の金属磁性粒子（２１、２２、２３）を含む。すなわち、カバー部２００の第２金属磁性粒子２０には３成分系が適用され、モールド部１００の第１金属磁性粒子１０には２成分系が適用され得る。

図３の第１実施形態によると、モールド部１００は第１及び第２粒子１１、１２を含み、カバー部２００は第１～第３粒子２１、２２、２３を含むことができる。コイル部品１０００全体の厚さを薄くするための試みとして、カバー部２００の厚さを減少させる場合、圧着圧力を高めると、工程中に薄い厚さのカバー部２００が破損することがある。したがって、カバー部２００の厚さが減少するにつれてカバー部２００に加わる圧力も減少する必要があるが、この場合、カバー部２００内で金属磁性粒子の未充填不良が発生する可能性がある。

上記表１の実験に基づくデータは、同じ圧力が加わった場合、２成分系の金属磁性粒子を含む場合及び３成分系の金属磁性粒子を含む場合、充填率が異なる結果を示す。結果として、３成分系を使用するとき、同じ圧力下で金属磁性粒子の充填率が向上することができ、それによって透磁率も増加することがわかる。

本発明の第１実施形態によるコイル部品１０００の場合、カバー部２００内の第２金属磁性粒子２０が第１～第３粒子２１、２２、２３を含む３成分系構造を有することにより、より低い圧力を加えてもカバー部２００内の金属磁性粒子が十分な含量で充填され得る。

また、カバー部２００内の金属磁性粒子が第３粒子２３を含む３成分系構造を有し、第３粒子２３は磁性体であるＦｅ_３Ｏ_４を含むため、第３粒子２３をさらに含むカバー部２００における磁性特性が向上し、高い透磁率を確保することができる。したがって、モールド部１００側には相対的に高い圧力を、カバー部２００側には相対的に低い圧力を加えても、所望のサイズの薄い厚さを有するコイル部品１０００を高い充填率及び透磁率が確保された状態で、製造することができる。

一方、上述したように第３粒子２３はＦｅ_３Ｏ_４を含むことができるため、第１実施形態によるコイル部品１０００ではカバー部２００内でＦｅ_３Ｏ_４が検出され得る。

外部電極（４００、５００）は、本体Ｂの一面、すなわち、第６面１０６に互いに離隔して配置することができる。具体的に、外部電極（４００、５００）は、モールド部１００の一面上に互いに離隔して配置され、第１及び第２収容溝ｈ１、ｈ２に配置されたコイル部３００の両端部とそれぞれ接続される。

第１及び第２収容溝ｈ１、ｈ２の底面に沿ってコイル部３００の両端部が配置され、コイル部３００の両端部に沿って外部電極（４００、５００）が塗布されるため、外部電極は、第１及び第２収容溝ｈ１、ｈ２の形態に対応するように形成することができる。一例として、銀（Ａｇ）等の導電性粉末を含む導電性樹脂を第１及び第２収容溝ｈ１、ｈ２上に塗布して外部電極（４００、５００）を形成することができる。

外部電極（４００、５００）は、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、錫（Ｓｎ）、金（Ａｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、鉛（Ｐｂ）、クロム（Ｃｒ）、チタン（Ｔｉ）、又はこれらの合金などの導電性物質で形成されてもよいが、これらに限定されるものではない。

外部電極（４００、５００）は、単層又は複数層の構造で形成されてもよい。本実施形態によると、外部電極（４００、５００）は、コイル部３００の両端部に接触接続される第１層と、第１層をカバーする第２層とを含むことができる。一例として、第１層は、銀（Ａｇ）粉末を含む導電性樹脂で形成されてもよいが、これに限定されず、銅（Ｃｕ）を含む先めっき層によって形成されてもよい。具体的には示していないが、第２層は第１層上に配置されて第１層をカバーすることができる。第２層はニッケル（Ｎｉ）及び／又は錫（Ｓｎ）を含むことができる。第２層は電解めっきで形成されてもよいが、これに限定されるものではない。

一方、本実施形態によるコイル部品１０００は、コイル部３００の表面を覆う絶縁層１３０をさらに含むことができる。絶縁層１３０を形成する方式には限定はないが、例えば、パリレン樹脂等をコイル部３００の表面に化学気相蒸着することにより形成することができ、スクリーン印刷法、フォトレジスト（ｐｈｏｔｏ ｒｅｓｉｓｔ、ＰＲ）の露光、現像による工程、スプレー（ｓｐｒａｙ）塗布、ディッピング（ｄｉｐｐｉｎｇ）工程など公知の方法で形成することができる。

絶縁層１３０は、薄膜で形成可能なものであれば、特に限定はないが、例えば、フォトレジスト（ＰＲ）、エポキシ（ｅｐｏｘｙ）系樹脂などを含んで形成することができる。一方、図示してはいないが、本実施形態によるコイル部品１０００は、本体Ｂの第６面１０６のうち外部電極（４００、５００）が配置された領域を除く領域に追加絶縁層をさらに含むことができる。追加絶縁層は、電解めっきで外部電極（４００、５００）を形成する際にめっきレジストとして用いることができるが、これに限定されるものではない。また、追加絶縁層は、本体Ｂの第１～第５面１０１、１０２、１０３、１０４、１０５のうち少なくとも一部に配置されて、他の電子部品と外部電極（４００、５００）間の電気的ショートを防止することができる。

一方、図１～図３には、貫通溝（Ｈ１、Ｈ２）がモールド部１００の内側においてモールド部１００を貫通することを示しているが、これは例示的なものに過ぎない。すなわち、本実施形態の変形例として、貫通溝（Ｈ１、Ｈ２）は、モールド部１００の側面に形成され、モールド部１００の一面に配置された第１及び第２収容溝ｈ１、ｈ２と連通することができる。このような場合、コイル部３００の両端部は、モールド部１００の側面とモールド部１００の一面に沿って配置されてもよい。

［第２実施形態］
図４は、本発明の第２実施形態によるコイル部品２０００を図１のＩ－Ｉ’線に沿って切断した断面図である。なお、コイル部品２０００はコイル部品１０００と同じ外形であるので切断位置は図１を代用している。図４を参照すると、本発明の第２実施形態によるコイル部品２０００は、本発明の第１実施形態によるコイル部品１０００と比較して、モールド部１００及びカバー部２００内の金属磁性粒子の構造が異なる。したがって、本実施形態を説明するにあたり、本発明の第１実施形態と比較して差異のある、金属磁性粒子の構造についてのみ説明する。本実施形態の残りの構成には、本発明の第１実施形態における説明をそのまま適用することができる。

図４を参照すると、第２実施形態によるコイル部品２０００において、モールド部１００内の第１金属磁性粒子１０は、それぞれの粒径の中央値が互いに異なる第１～第３粒子１１、１２、１３を含むことができる。これに対し、カバー部２００内の第２金属磁性粒子２０は、それぞれの粒径の中央値が互いに異なる第１及び第２粒子２１、２２を含むことができる。

第２実施形態によるコイル部品２０００の場合、モールド部１００内の第１金属磁性粒子１０は、互いに異なる平均粒径を有する第１～第３粒子１１、１２、１３を含む３成分系で構成されてもよく、カバー部２００内の第２金属磁性粒子２０は、互いに異なる平均粒径を有する第１及び第２粒子２１、２２を含む２成分系で構成されてもよい。

第１～第３粒子（１１、２１）、（１２、２２）、（１３、２３）及びその粒径に関する説明は、第１実施形態１０００における説明をそのまま適用することができる。第２実施形態によるコイル部品２０００の場合、コイル部３００のターン（ｔｕｒｎ）数の増加によりコア１２０の面積が小さくなると、コア１２０及びモールド部１００の破損により高い圧着圧力が確保できないという問題を事前に防止することができる。

すなわち、モールド部１００に第１～第３粒子１１、１２、１３を含む３成分系を適用することにより、より低い圧力によってもモールド部１００内の金属磁性粒子が十分な含量で充填され、高い充填率を確保することができる。また、モールド部１００内の金属磁性粒子が第３粒子１３を含む３成分系構造を有し、第３粒子１３は磁性体であるＦｅ_３Ｏ_４を含むため、第３粒子１３をさらに含むモールド部１００における磁性特性が向上し、透磁率を確保することができる。

したがって、カバー部２００側には相対的に高い圧力を、モールド部１００側には相対的に低い圧力を加えても、所望のサイズの薄い厚さを有するコイル部品２０００を高い充填率及び透磁率が確保された状態で、製造することができる。

一方、上述したように、第３粒子１３はＦｅ_３Ｏ_４を含むことができるため、第２実施形態によるコイル部品２０００では、モールド部１００内でＦｅ_３Ｏ_４が検出され得る。その他、残りの重複する構成については、本発明の第１実施形態における説明をそのまま適用することができる。

図５は、本発明の第１及び第２実施形態に適用される金属磁性粒子を拡大して示す拡大断面図である。図５に示すように、金属磁性粒子は、その表面がコーティングされてコーティング膜１１Ｐ、２１Ｐ、１２Ｐ、２２Ｐ、１３Ｐ、２３Ｐが形成され、電流の漏れを防止し、金属磁性粒子をより完全に絶縁させるとともに金属磁性粒子を保護することができる。第１及び第２実施形態によるコイル部品１０００、２０００における第１～第３粒子（１１、２１）、（１２、２２）、（１３、２３）は、図５に示すように、表面に第１～第３コーティング膜（１１Ｐ、２１Ｐ）、（１２Ｐ、２２Ｐ）、（１３Ｐ、２３Ｐ）が形成されていてもよい。

第１～第３コーティング膜（１１Ｐ、２１Ｐ）、（１２Ｐ、２２Ｐ）、（１３Ｐ、２３Ｐ）は、第１～第３粒子（１１、２１）、（１２、２２）、（１３、２３）のそれぞれを酸化処理して形成された膜であってもよい。したがって、第１～第３粒子（１１、２１）、（１２、２２）、（１３、２３）が鉄ベース系合金粒子である場合、上記第１～第３コーティング膜（１１Ｐ、２１Ｐ）、（１２Ｐ、２２Ｐ）、（１３Ｐ、２３Ｐ）は、Ｆｅ系酸化物を含むことができる。また、第１～第３コーティング膜（１１Ｐ、２１Ｐ）、（１２Ｐ、２２Ｐ）、（１３Ｐ、２３Ｐ）は、コイル部品（１０００、２０００）の磁性特性への寄与度を高めるために、リン酸塩（ｐｈｏｓｐｈａｔｅ）等を使用することが好ましい。他の例として、上記リン酸塩以外にも磁性特性の寄与効果が期待できるＦｅ_２Ｏ_３、あるいはＮｉＺｎＣｕフェライト、ＮｉＺｎフェライト等を使用することができる。他にも、ＭｇＯ又はＡｌ_２Ｏ_３などの酸化物も使用可能である。例えば、第１粒子（１１、２１）及び第２粒子（１２、２２）の表面に形成された第１及び第２コーティング膜（１１Ｐ、２１Ｐ）、（１２Ｐ、２２Ｐ）は、ＦｅＯ又はＦｅ_２Ｏ_３等の材料からなる膜であってもよい。

これに対し、上述した第３粒子（１３、２３）の場合、内部にＦｅ_３Ｏ_４を含むことができ、それにより第３粒子（１３、２３）の表面に形成された第３コーティング膜（１３Ｐ、２３Ｐ）の場合、ＦｅＯ又はＦｅ_２Ｏ_３のほかにもＦｅ_３Ｏ_４を含むことができる。また、第１～第３コーティング膜（１１Ｐ、２１Ｐ）、（１２Ｐ、２２Ｐ）、（１３Ｐ、２３Ｐ）は、磁性特性効果を極大化するためにＮｉ、Ｃｕ、Ｚｎなどの金属イオンで一部置換されたフェライトを使用する膜であってもよい。

一方、上述した第１～第３粒子（１１、２１）、（１２、２２）、（１３、２３）のそれぞれの粒径は、第１～第３コーティング膜（１１Ｐ、２１Ｐ）、（１２Ｐ、２２Ｐ）、（１３Ｐ、２３Ｐ）の厚さを含む数値を意味することができる。

［第３実施形態］
図６は、本発明の第３実施形態によるコイル部品を概略的に示す図である。本発明の第３実施形態によるコイル部品３０００は、第１及び第２実施形態によるコイル部品１０００、２０００に比べてコイル部３００が本体Ｂの外部に引き出される方式が異なる。そこで、以下の第３実施形態に関する説明では、第１実施形態と異なる構成のみを説明し、その他、残りの重複する構成については、第１実施形態における説明を同様に適用することができる。

本発明の第３実施形態によるコイル部品３０００の支持部１１０には、巻線コイル３００の第１及び第２引出部３３１、３３２を収容することができるように第１及び第２引出部３３１、３３２と対応する形状に形成された第１及び第２収容溝ｈ１、ｈ２を含むことができる。

第３実施形態によるコイル部品３０００は、第１及び第２実施形態によるコイル部品１０００、２０００に比べて、第１及び第２収容溝ｈ１、ｈ２の位置が異なる。第３実施形態によるコイル部品３０００において、第１及び第２収容溝ｈ１、ｈ２は、それぞれ支持部１１０の一側面において厚さ方向（Ｔ方向）に沿って形成され、支持部１１０の他面１０６において幅方向（Ｗ方向）に延長されて形成されることができる。第１及び第２収容溝ｈ１、ｈ２は、長さ方向（Ｌ方向）に互いに並んで配置されてもよい。したがって、カバー部２００に磁性物質が含まれた場合、カバー部２００の磁性物質と同じ成分が第１及び第２収容溝ｈ１、ｈ２内に配置されてもよい。

第１及び第２引出部３３１、３３２は、それぞれ支持部１１０の第１及び第２収容溝ｈ１、ｈ２に沿って収容され、一端は巻回部に連結され、他端は本体Ｂの第６面１０６に露出して第１及び第２外部電極４００、５００とそれぞれ接続される。その他、残りの重複する構成については、第１及び第２実施形態によるコイル部品１０００、２０００における説明を同様に適用することができる。

図７は、本発明の第４実施形態によるコイル部品を概略的に示す図である。第４実施形態によるコイル部品４０００の支持部１１０には、別途の収容溝が形成されていなくてもよい。そこで、巻線コイル３００の第１及び第２引出部３３１、３３２は、それぞれ本体Ｂの互いに対向する側面に露出することができる。例えば、第１引出部３３１は本体Ｂの第１面１０１に、第２引出部３３２は本体Ｂの第２面１０２に露出して、それぞれ第１及び第２外部電極４００、５００と接続され得る。その他、残りの重複する構成については、第３実施形態によるコイル部品３０００における説明を同様に適用することができる。

以上のように、本発明の一実施形態について説明したが、当該技術分野において通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された本発明の思想から逸脱しない範囲内で、構成要素の付加、変更又は削除等により本発明を様々に修正及び変更することができ、これも本発明の権利範囲に含まれると言える。

１００ モールド部
１１０ 支持部
１２０ コア
１３０ 絶縁層
２００ カバー部
１０、２０ 第１及び第２金属磁性粒子
１１、２１ 第１粒子
１２、２２ 第２粒子
１３、２３ 第３粒子
１１Ｐ、２１Ｐ、１２Ｐ、２２Ｐ、１３Ｐ、２３Ｐ コーティング膜
３００ コイル部
４００、５００ 外部電極
Ｂ 本体
Ｈ１、Ｈ２ 第１及び第２貫通溝
ｈ１、ｈ２ 第１及び第２収容溝
Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３ コイル部の各ターン（ｔｕｒｎ）
１０００、２０００、３０００、４０００ コイル部品

Claims (18)

1. 第１金属磁性粒子を含むモールド部、及び前記モールド部の一面上に配置され、第２金属磁性粒子を含むカバー部を含む本体と、
   前記モールド部の一面と前記カバー部との間に配置されて前記本体内に埋設されたコイル部と、を有し、
   前記第１及び第２金属磁性粒子のうち少なくとも一つは、それぞれの粒径の中央値（ｄ５０）が互いに異なる第１～第３粒子を含むことを特徴とするコイル部品。
2. 前記第１粒子の粒径の中央値（ｄ５０）をＤ１、
   前記第２粒子の粒径の中央値（ｄ５０）をＤ２、
   前記第３粒子の粒径の中央値（ｄ５０）をＤ３とするとき、Ｄ１＞Ｄ２＞Ｄ３を満たすことを特徴とする請求項１に記載のコイル部品。
3. 前記第１金属磁性粒子は前記第１～第３粒子を含み、
   前記第２金属磁性粒子は前記第１及び第２粒子を含むことを特徴とする請求項２に記載のコイル部品。
4. 前記第２金属磁性粒子は前記第１～第３粒子を含み、
   前記第１金属磁性粒子は前記第１及び第２粒子を含むことを特徴とする請求項２に記載のコイル部品。
5. 前記第１粒子はＦｅ成分の非晶質を含むことを特徴とする請求項２に記載のコイル部品。
6. 前記第２及び第３粒子は、Ｆｅ成分の結晶質を含むことを特徴とする請求項５に記載のコイル部品。
7. 前記第２及び第３粒子は、Ｆｅ成分の結晶質を含むことを特徴とする請求項３に記載のコイル部品。
8. 前記第２及び第３粒子は、Ｆｅ成分の結晶質を含むことを特徴とする請求項４に記載のコイル部品。
9. 前記第３粒子は内部にＦｅ_３Ｏ_４を含むことを特徴とする請求項６に記載のコイル部品。
10. 前記第１粒子の粒径は５μｍ～６１μｍであり、
    前記第２粒子の粒径は０．６μｍ～４．５μｍであり、
    前記第３粒子の粒径は１０ｎｍ～９００ｎｍであることを特徴とする請求項２に記載のコイル部品。
11. 前記Ｄ１は５μｍ～３５μｍであり、
    前記Ｄ２は１μｍ～４μｍであり、
    前記Ｄ３は１０ｎｍ～９００ｎｍであることを特徴とする請求項２に記載のコイル部品。
12. 前記第１～第３粒子の表面にそれぞれコーティングされた第１～第３コーティング膜をさらに含むことを特徴とする請求項９に記載のコイル部品。
13. 前記第１及び第２コーティング膜はＦｅ_２Ｏ_３を含み、
    前記第３コーティング膜はＦｅ_３Ｏ_４を含むことを特徴とする請求項１２に記載のコイル部品。
14. 前記本体の外面上に配置されて、前記コイル部と電気的に接続された外部電極をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載のコイル部品。
15. 前記コイル部の複数のターン（ｔｕｒｎ）のそれぞれの表面を覆う絶縁層をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載のコイル部品。
16. 第１金属磁性粒子を含むモールド部、及び前記モールド部の一面上に配置され、第２金属磁性粒子を含むカバー部を含む本体と、
    前記モールド部の一面と前記カバー部との間に配置されて前記本体内に埋設されたコイル部と、を有し、
    前記第１及び第２金属磁性粒子のうち少なくとも一つは、粒径が５μｍ～６１μｍの第１粒子、粒径が０．６μｍ～４．５μｍの第２粒子、及び粒径が１０ｎｍ～９００ｎｍの第３粒子を含むことを特徴とするコイル部品。
17. 前記第１～第３粒子は、それぞれの粒径の中央値（ｄ５０）が互いに異なり、
    前記第１及び第２金属磁性粒子のうち一つは前記第１～第３粒子を含み、他の一つは前記第１及び第２粒子を含むことを特徴とする請求項１６に記載のコイル部品。
18. 前記第３粒子は内部にＦｅ_３Ｏ_４を含むことを特徴とする請求項１７に記載のコイル部品。
    
    

Images