JP2023154956A - コイル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高品質かつ高信頼性を有するコイル装置を提供すること。【解決手段】コイル装置２は、コア４と、コア４の内部に埋設される巻回部６０と、巻回部６０からコア４の底部４ａに向けて引き出される引出部６ｂとを有するコイル６と、を具備する。引出部６ｂは、コア４の底部４ａに配置される端子部６１を有し、端子部６１は、コア４の内部に埋設される埋設部６１０と、コア４から露出する露出部６１１とを有する。露出部６１１の表面には、金属層８が形成されている。【選択図】図４Ａ

Description

本発明は、コイル装置に関する。

インダクタなどとして用いられるコイル装置として、たとえば特許文献１に記載のコイル装置が知られている。特許文献１に記載のコイル装置は、コアと、コアの内部に埋設されたコイルとを有し、コアの底部にはコイルの引出部が配置されている。引出部にはメッキ処理が施されており、これにより、コアの底部に配置された引出部を実装基板に接続することが可能となっている。このように、コイルの引出部を実装基板との接続部として機能させることにより、コアの表面に端子電極（たとえば、引出部と導通する樹脂電極）を形成する工程を省略することが可能となり、コイル装置の製造容易化および製造コストの低減を図ることができる。

しかしながら、特許文献１に記載のコイル装置では、コイルの引出部とコアの底部との間に隙間が存在するため、当該隙間にメッキ液が入り込み、メッキ液の残渣が残るおそれがある。また、コイル装置を実装基板に実装するときに、当該隙間にフラックスが入り込み、引出部が腐食するおそれがある。このような事態は、コイル装置の品質および信頼性の低下を招くため、改善が望まれている。

特表２０１７－５１００７２号公報

本発明は、このような実状に鑑みてなされ、その目的は、高品質かつ高信頼性を有するコイル装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明に係るコイル装置は、
コアと、
前記コアの内部に埋設される巻回部と、前記巻回部から前記コアの底部に向けて引き出される引出部とを有するコイルと、を具備し、
前記引出部は、前記コアの底部に配置される端子部を有し、
前記端子部は、前記コアの内部に埋設される埋設部と、前記コアから露出する露出部とを有し、
前記露出部の表面には、金属層が形成されている。

本発明に係るコイル装置では、露出部の表面には、金属層が形成されている。そのため、金属層を介して、コイル装置を基板に実装することが可能である。それゆえ、金属層とは別に、コアの表面に端子電極を形成する必要がなく、コイル装置の製造容易化および製造コストの低減を図ることができる。

また、端子部は、コアの内部に埋設される埋設部と、コアから露出する露出部とを有する。端子部は、露出部として、コアから露出するため、露出部を基板との接続に寄与させることができる。また、端子部は、埋設部として、コアの内部に埋設されるため、端子部とコアの底部との間に隙間（すなわち、メッキ液やフラックス等が入り込むおそれを生じさせる空間）が存在しない。そのため、メッキ液の残渣の発生やフラックスに起因する引出部の腐食を防止することが可能であり、コイル装置の品質および信頼性の向上を図ることができる。

また、コアの内部において、埋設部がコアに固着することにより、端子部とコアとの間の固着強度を高め、端子部がコアの底部から剥離することを防止することができる。

好ましくは、前記金属層は、金属膜で構成されている。このような構成とすることにより、金属層のハンダ濡れ性を高めることが可能となり、金属層と基板との間の接続強度を飛躍的に向上させ、コイル装置の実装不良を有効に防止することができる。

前記露出部は、前記引出部の端部を構成する第１端部と、前記露出部の延在方向に沿って、前記第１端部とは反対側に位置する第２端部とを有し、前記第２端部において、前記露出部の表面には、前記コアの底部に向かって湾曲する湾曲面が形成されていてもよい。このような構成とすることにより、たとえばハンダで金属層を基板に接続する場合において、湾曲面にハンダを厚く形成することが可能となり、金属層と基板との間の接続強度を高めることができる。

前記湾曲面において、前記金属層の底面から前記コアの底部に向けて離間した位置には、前記金属層が存在していなくてもよい。このような構成とすることにより、金属層が存在しない金属層非形成部の面積に応じて、金属層のうち基板との接続に実質的に寄与する部分（有効金属層）の面積を調整することが可能となる。その結果、基板のランドパターンの面積に応じて、有効金属層の面積を調整することができる。

好ましくは、前記埋設部の厚みは、前記端子部の厚みの１／４以上１未満である。このような構成とすることにより、端子部がコアの底部から剥離することを防止することができる。また、露出部（すなわち、端子部のうち、コアから露出する部分）の厚みが相対的に小さくなるため、コイル装置の低背化を図ることができる。

前記コアは、樹脂と、磁性体とを含み、前記コアの底部には、相対的に樹脂の含有量が多い樹脂リッチ部と、相対的に磁性体の含有量が多い磁性体リッチ部とが形成されており、前記露出部は、前記磁性体リッチ部から露出していてもよい。磁性体リッチ部は、たとえばコアの底部の所定範囲（露出部が配置される部分およびその周囲）にレーザを照射し、樹脂成分を飛ばすことにより形成される。当該範囲にレーザを照射し、コアの底部に磁性体リッチ部を形成することにより、結果的に、露出部にレーザが照射され、露出部の表面の絶縁被膜（ただし、コイルが絶縁被覆ワイヤで形成されている場合）を除去することが可能となる。これにより、露出部の表面に金属層を容易に形成することが可能となり、コイル装置の製造容易化に貢献することができる。

前記磁性体リッチ部における前記コアの底部の表面粗さは、前記樹脂リッチ部における前記コアの底部の表面粗さよりも大きくてもよい。このような構成が得られるように、たとえばコアの底部の所定範囲（露出部が配置される部分およびその周囲）に、所定強度でレーザを照射することにより、上述した効果を有効に得ることができる。

好ましくは、前記コイルは、絶縁被覆された平角線を巻回してなる。平角線は、比較的、幅の広い面を有する。そのため、上記のような構成とすることにより、露出部およびその表面に形成される金属層の表面積を増大させ、金属層と基板との間の接続強度を向上させることができる。

好ましくは、前記端子部は、その延在方向の一端から他端にかけて、前記コアの底部に沿って直線状に延在している。このような構成とすることにより、コアの内部への端子部の食い込みを防止し、コアの体積の確保、およびこれによるコイル装置の磁気特性の向上を図ることができる。また、端子部の屈曲に伴うコイル装置の品質低下を防止することができる。

前記端子部の延在方向は、前記コアの側部同士が対向する第１方向、または前記コアの底部と平行な面内において前記第１方向に直交する第２方向に対して傾斜していてもよい。このような構成とすることにより、端子部の傾斜角度に応じて、埋設部の長さ（表面積）を増大させることが可能となり、埋設部とコアとの間の固着強度を高めることができる。また、端子部の傾斜角度に応じて、露出部の長さ（表面積）を増大させることが可能となり、露出部と基板との間の接続強度を向上させることができる。

前記コアの一方の側部と他方の側部とが対向する方向に関して、前記露出部と前記コアの一方の側部との間の第１距離と、前記露出部と前記コアの他方の側部との間の第２距離とは異なっていてもよい。たとえば、第２距離が第１距離よりも大きい場合、端子部とコアの他方の側部との間に、相対的に大きなスペースが形成される。その結果、当該部分において、コアの厚みを増大させ、コアにクラックが発生することを防止することができる。

前記引出部は、前記コアの内部に埋設され、前記巻回部と前記端子部とを接続する接続部を有し、前記接続部は、前記巻回部の位置から前記端子部の位置まで屈曲しており、前記コイルの巻回軸方向に関して、前記端子部と前記巻回部との間の距離は、前記接続部の屈曲部における内径よりも小さくてもよい。このような構成とすることにより、接続部に付与された屈曲形状（Ｒ形状）に関し、その曲率半径を比較的大きくすることが可能となり、当該形状の付与に際して、接続部に加わる機械的負荷を低減することができる。

前記埋設部の先端部は、凸形状を有していてもよい。このような構成とすることにより、コアの内部において、埋設部の先端部がコアに係合しやすくなり、コアと埋設部との間の固着強度を高めることができる。

前記埋設部の先端部には、テーパ面が形成されており、前記テーパ面は、前記コアの内部において、前記コアの底部から離間する方向に向かって傾斜していてもよい。このような構成とすることにより、埋設部の先端部がコアの比較的深い位置（コアの中心側）に配置され、端子部がコアの底部から剥離することを有効に防止することができる。

図１は本発明の第１実施形態に係るコイル装置の斜視図である。 図２Ａは図１に示すコイル装置を実装面側からみたときの斜視図である。 図２Ｂは図２Ａに示すコイル装置の変形例の斜視図である。 図３は図１に示すコイル装置のIII-III線に沿う断面図である。 図４Ａは図１に示すコイル装置のIVA-IVA線に沿う断面図である。 図４Ｂは図４Ａに示すコイル装置の変形例の断面図である。 図４Ｃは図４Ａに示すコイル装置の他の変形例の断面図である。 図５Ａは図４Ａに示すコイル装置の一部拡大断面図である。 図５Ｂは図４Ａに示すコイル装置の他の一部拡大断面図である。 図５Ｃは図５Ｂに示すコイル装置の変形例の一部拡大断面図である。 図６Ａは図１に示すコイル装置の製造工程を示す図である。 図６Ｂは図６Ａに示す第１層成形体を別の角度から見た図である。 図６Ｃは図６Ａに示す工程の続きの工程を示す図である。 図６Ｄは図６Ｃに示す第１層成形体を別の角度から見た図である。 図６Ｅは図６Ｃに示す工程の続きの工程を示す図である。 図６Ｆは図６Ｅに示す工程の続きの工程を示す図である。 図６Ｇは図６Ｆに示す基板を別の角度から見た図である。 図７は本発明の第２実施形態に係るコイル装置の斜視図である。 図８は図７に示すコイル装置のVIII-VIII線に沿う断面図である。

以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。

第１実施形態
図１に示すように、本発明の第１実施形態に係るコイル装置２は、たとえばインダクタとして機能し、各種の電子機器に搭載される。コイル装置２は、コア４と、コイル６と、金属層８とを有する。

コイル６は、空芯コイルであり、絶縁被覆された平角線をエッジワイズ巻きすることにより形成される。絶縁被覆としては、エポキシ変性アクリル樹脂などが用いられる。また、平角線の材質としては、銅、銀、これらを含む合金、あるいはその他の金属または合金が用いられる。コイル６は、巻回部６０と、一対の引出部６ａおよび６ｂとを有する。巻回部６０は、コア４の内部に埋設されている。巻回部６０の巻回数は、５ターンとなっているが、特に限定されず、１ターン以上であればよい。

引出部６ａはコイル６の一端部を構成しており、引出部６ｂはコイル６の他端部を構成している。引出部６ａは、巻回部６０の巻回軸方向の最上層のターン（以下、巻回部６０の上端部）からコア４の底部４ａに向けて引き出される。引出部６ｂは、巻回部６０の巻回軸方向の最下層のターン（以下、巻回部６０の下端部）からコア４の底部４ａに向けて引き出される。引出部６ａおよび６ｂの詳細な構成については後述する。

コア４は、略直方体形状を有し、第１層４１と第２層４２とを組み合わせることにより形成される。図１、図３および図４Ａ～図４Ｃでは、説明の便宜上、第１層４１と第２層４２とを別部材として明確に示しているが、実際にはこれらは渾然一体となっており、実質的に、これらの境界を識別することはできない。

コア４は、底部４ａと、側部４ｂ～４ｅと、上部４ｆとを有する。側部４ｄと側部４ｅとは第１方向に対向しており、側部４ｂと側部４ｃとは第２方向に対向しており、側部４ａと上部４ｆとは第３方向に対向している。なお、図面において、Ｘ軸は第１方向に対応しており、Ｙ軸は第２方向に対応しており、Ｚ軸は第３方向に対応している。

コア４の寸法は特に限定されないが、そのＸ軸方向幅は、たとえば１．０～７．０ｍｍであり、そのＹ軸方向幅は、たとえば１．０～７．０ｍｍであり、そのＺ軸方向幅は、たとえば０．５～５．０ｍｍである。

コア４は、磁性体と樹脂とを含む材料で形成されている。コア４を形成する磁性材料としては、フェライト粒子あるいは金属磁性体粒子等が例示される。フェライト粒子としては、Ｎｉ－Ｚｎ系フェライト、Ｍｎ－Ｚｎ系フェライト等が例示される。金属磁性体粒子としては、特に限定されないが、Ｆｅ－Ｎｉ合金粉、Ｆｅ－Ｓｉ合金粉、Ｆｅ－Ｓｉ－Ｃｒ合金粉、Ｆｅ－Ｃｏ合金粉、Ｆｅ－Ｓｉ－Ａｌ合金粉、アモルファス鉄等が例示される。コア４を形成する樹脂としては、特に限定されないが、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、その他の合成樹脂、あるいはその他の非磁性材料等が例示される。コア４は、金属磁性体の焼結体であってもよい。なお、第１層４１と第２層４２とは、同種の材料で形成されていることが好ましいが、これらは異種の材料で形成されていてもよい。

第１層４１は、支持部４１ａと、巻芯部４１ｂと、切欠部４１ｃ１～４１ｃ３と、段差部４１ｄ１および４１ｄ２（図３）とを有する。支持部４１ａは、略平板形状からなり、略十字状に形成されている。支持部４１ａの上面には、巻回部６０を載置することが可能となっている。すなわち、支持部４１ａは、主として、巻回部６０を支持する役割を果たす。支持部４１ａは、第１側方部４１ａ１と、第２側方部４１ａ２と、第３側方部４１ａ３と、第４側方部４１ａ４とを有する。

第１側方部４１ａ１は、巻芯部４１ｂよりもＸ軸正方向側に位置する部分である。第２側方部４１ａ２は、巻芯部４１ｂよりもＸ軸負方向側に位置する部分である。第３側方部４１ａ３は、巻芯部４１ｂよりもＹ軸正方向側に位置する部分である。第４側方部４１ａ４は、巻芯部４１ｂよりもＹ軸負方向側に位置する部分である。第１側方部４１ａ１および第２側方部４１ａ２は、第３側方部４１ａ３および第４側方部４１ａ４に比べて、厚みが薄くなるように形成されている。後述するように、第１側方部４１ａ１および第２側方部４１ａ２の底面には、それぞれ段差部４１ｄ１および４１ｄ２（図３）が形成されているからである。

巻芯部４１ｂは、支持部４１ａの上面に、一体的に形成されている。巻芯部４１ｂは、上方に向かって突出する円柱形状を有し、その上方から巻回部６０を挿入することが可能となっている。なお、ワイヤを巻芯部４１ｂの外周面に巻回することにより、コイル６を巻芯部４１ｂに設置してもよい。

切欠部４１ｃ１は、第１側方部４１ａ１と第３側方部４１ａ３とが略直角に交差する位置に形成されている。切欠部４１ｃ２は、第２側方部４１ａ２と第３側方部４１ａ３とが略直角に交差する位置に形成されている。切欠部４１ｃ３は、第１側方部４１ａ１と第４側方部４１ａ４とが略直角に交差する位置に形成されている。詳細な図示は省略するが、第２側方部４１ａ２と第４側方部４１ａ４とが略直角に交差する位置にも、切欠部が形成されている。これらの切欠部は、上方から見て略長方形状に切欠かれているが、他の形状に切り欠かれていてもよい。また、これらの切欠部に代えて、支持部４１ａを上下方向に貫通する貫通孔を支持部４１ａの四隅に形成してもよい。

切欠部４１ｃ１は、巻回部６０から引き出された引出部６ａを第１側方部４１ａ１の底面側に引き出すための通路としての役割を果たす。切欠部４１ｃ２は、巻回部６０から引き出された引出部６ｂを第２側方部４１ａ２の底面側に引き出すための通路としての役割を果たす。加えて、切欠部４１ｃ１～４１ｃ３は、第２層４２を構成する成形材料を支持部４１ａの上面側から底面側に流動させるための通路としての役割を果たす。

段差部４１ｄ１は、支持部４１ａの第１側方部４１ａ１の底面に形成されており、Ｙ軸方向に沿って延在している。段差部４１ｄ２（図３）は、支持部４１ａの第２側方部４１ａ２の底面に形成されており、Ｙ軸方向に沿って延在している。図３に示すように、段差部４１ｄ１には引出部６ａが配置され、段差部４１ｄ２には引出部６ｂが配置される。

段差部４１ｄ１および４１ｄ２の段差高さは、それぞれ引出部６ａおよび６ｂの厚みよりも小さくなっている。そのため、引出部６ａを段差部４１ｄ１に配置すると、引出部６ａがコア４の底部４ａから下方に突出し、引出部６ａの一部が底部４ａよりも下方に配置される。また、引出部６ｂを段差部４１ｄ２に配置すると、引出部６ｂがコア４の底部４ａから下方に突出し、引出部６ｂの一部が底部４ａよりも下方に配置される。

図１に示すように、第２層４２は、第１層４１を覆っている。より詳細には、第２層４２は、支持部４１ａの上方を覆うとともに、切欠部４１ｃ１～４１ｃ３と段差部４１ｄ１および４１ｄ２とに充填されている。なお、支持部４１ａの底面のうち、第３側方部４１ａ３および第４側方部４１ａ４の底面は、第２層４２で覆われていなくてもよい。

段差部４１ｄ１および４１ｄ２や切欠部４１ｃ１～４１ｃ３の位置において、第２層４２の底面は、支持部４１ａの底面と略面一となる。そのため、図２Ａに示すように、引出部６ａおよび６ｂの各々の一部は、第２層４２の底面（コア４の底部４ａ）から露出する。

次に、引出部６ａおよび６ｂの詳細構成について説明する。図１に示すように、引出部６ａは、端子部６１と、接続部６２とを有する。同様に、図４Ａに示すように、引出部６ｂは、端子部６１と、接続部６２とを有する。

端子部６１は、コア４の底部４ａの位置に配置されている。より詳細には、引出部６ａの端子部６１（図１）は、第１側方部４１ａ１の底面側、すなわち段差部４１ｄ１に配置されている。また、引出部６ｂの端子部６１（図４Ａ）は、第２側方部４１ａ２の底面側、すなわち段差部４１ｄ２に配置されている。

端子部６１は、Ｙ軸方向に沿って延在している。端子部６１のＹ軸負方向側の端部は、第２側方部４１ａ２のＹ軸負方向側の端部よりもＹ軸正方向側に配置されていてもよい。端子部６１は、その延在方向の一端から他端にかけて、コア４の底部４ａに沿って直線状に延在している。すなわち、端子部６１は、コア４の内部に向けて屈曲してはおらず、コア４の内部に食い込んではいない。

これにより、コア４の体積を増大させ、コイル装置２の磁気特性の向上を図ることができる。また、端子部６１の屈曲に伴うコイル装置２の品質低下を防止することができる。

端子部６１（後述する露出部６１１）とコア４の側部４ｂとの間の第１距離Ｌ１（図２Ａ）と、端子部６１（後述する露出部６１１）とコア４の側部４ｃとの間の第２距離Ｌ２（図２Ａ）とは異なっていてもよい。たとえば、第２距離Ｌ２は、第１距離Ｌ１よりも大きくてもよい。この場合、端子部６１とコア４の側部４ｃとの間に、相対的に大きなスペースが形成される。その結果、当該部分において、コア４の厚みを増大させ、コア４にクラックが発生することを防止することができる。

端子部６１は、埋設部６１０と、露出部６１１とを有する。埋設部６１０は、コア４（第２層４２）の内部に埋設されており、段差部４１ｄ２において第２層４２で覆われている。埋設部６１０の上面は、支持部４１ａの第２側方部４１ａ２の底面に固定されていてもよい。なお、図４Ａでは、引出部６ｂの端子部６１を図示しているが、引出部６ａの端子部６１の構成は引出部６ｂの端子部６１の構成と同様であるため、その詳細な説明については省略する。

図５Ａに示すように、埋設部６１０の厚みＴ１は、端子部６１の厚みＴ２よりも小さく、端子部６１の厚みＴ２の１／４以上１未満であることが好ましく、端子部６１の厚みＴ２の１／２以上４／５以下であることがさらに好ましい。

Ｔ１の範囲を上記の範囲に設定することにより、端子部６１がコア４の底部４ａから剥離することを防止することができる。また、露出部６１１（すなわち、端子部６１のうち、コア４の外側に配置される部分）の厚みが相対的に小さくなるため、コイル装置２の低背化を図ることができる。

埋設部６１０の表面は、絶縁被膜（図示略）で覆われている。上述したように、コイル６は絶縁被覆ワイヤで形成されており、埋設部６１０では、絶縁被膜が除去されずに残っている。これにより、埋設部６１０とコア４（コア４に含まれる磁性体）との間でショート不良が発生することを防止することができる。

図４Ａに示すように、露出部６１１は、コア４の外側に配置されている。露出部６１１は、コア４の底部４ａから下方に露出している。露出部６１１のＸ軸方向の幅は、埋設部６１０のＸ軸方向の幅と実質的に等しくなっている。また、露出部６１１のＹ軸方向の幅は、埋設部６１０のＹ軸方向の幅と実質的に等しくなっている。露出部６１１は、Ｙ軸方向に沿って延在しており、コア４の底部４ａ側から見て略長方形状を有する（図２Ａ参照）。

図２Ａに示すように、露出部６１１の周囲には、相対的に磁性体の含有量が多い磁性体リッチ部４ａ１が形成される。磁性体リッチ部４ａ１は、引出部６ａおよび６ｂの各々の露出部６１１の周囲に形成されている。換言すれば、露出部６１１は、磁性体リッチ部４ａ１から露出している。

また、引出部６ａの露出部６１１を取り囲む磁性体リッチ部４ａ１と、引出部６ｂの露出部６１１を取り囲む磁性体リッチ部４ａ１との間の領域には、相対的に樹脂の含有量が多い樹脂リッチ部４ａ２が形成される。樹脂リッチ部４ａ２では、磁性体リッチ部４ａ１に比べて、樹脂の含有量が多くなっている。また、磁性体リッチ部４ａ１では、樹脂リッチ部４ａ２に比べて、磁性体の含有量が多くなっている。なお、磁性体リッチ部４ａ１および樹脂リッチ部４ａ２は、コア４の底部４ａに形成されている。

磁性体リッチ部４ａ１を形成するための方法としては、レーザ照射が例示される。コア４の底部４ａの所定範囲（露出部６１１が配置される部分およびその周囲）にレーザ照射を行うことにより、露出部６１１の周囲の樹脂（コア４を構成する樹脂、あるいは金属粒子を覆う絶縁被膜）が飛ばされる。その結果、露出部６１１の周囲（レーザ照射面）では、磁性体の含有量が樹脂の含有量に比べて相対的に多くなり、磁性体リッチ部４ａ１が形成される。なお、露出部６１１の表面の絶縁被膜は、レーザ照射により除去される。

磁性体リッチ部４ａ１は、コア４の底部４ａ側から見て、略長方形状を有する。磁性体リッチ部４ａ１のＸ軸方向の幅は、引出部６ａまたは６ｂのＸ軸方向の幅よりも大きく、磁性体リッチ部４ａ１のＹ軸方向の幅は、引出部６ａまたは６ｂの露出部６１１のＹ軸方向の幅よりも大きい。

磁性体リッチ部４ａ１のＸ軸方向の幅Ｗ１と、コア４のＸ軸方向の幅Ｗ２との比Ｗ１／Ｗ２は、好ましくは１／８～１／３である。上記比Ｗ１／Ｗ２の値を上記の範囲に設定することにより、コア４における樹脂の含有量の減少に伴うコイル装置２の磁気特性の変動を回避することができる。

磁性体リッチ部４ａ１では、レーザ照射により、底部４ａの樹脂が飛ばされるため、磁性体リッチ部４ａ１におけるコア４の底部４ａの表面粗さは、樹脂リッチ部４ａ２におけるコア４の底部４ａの表面粗さよりも大きくなっている。磁性体リッチ部４ａ１における底部４ａの表面粗さ（算術平均高さ）Ｓａは、たとえば２．３～２．９μｍである。一方、樹脂リッチ部４ａ２における底部４ａの表面粗さ（算術平均高さ）Ｓａは、たとえば１．０～２．０μｍである。また、磁性体リッチ部４ａ１における底部４ａの表面粗さと、樹脂リッチ部４ａ２における底部４ａの表面粗さとの差は、たとえば０．９～１．７μｍである。

表面粗さＳａの測定においては、キーエンス社製のレーザ顕微鏡（ＶＫ－Ｘ１０００）を用い、倍率１０００倍で、磁性体リッチ部４ａ１の中央部の３か所における表面粗さの測定値を取得した。そして、これらの平均値を磁性体リッチ部４ａ１における底部４ａの表面粗さＳａの値として用いた。同様にして、樹脂リッチ部４ａ２の中央部の３か所における表面粗さの測定値を取得し、これらの平均値を樹脂リッチ部４ａ２における底部４ａの表面粗さＳａの値として用いた。

図４Ａに示すように、露出部６１１の第１端部６１１ａ（Ｙ軸負方向側の端部）の形状と、露出部６１１の第２端部６１１ｂ（Ｙ軸正方向側の端部）の形状とは異なっていてもよい。第１端部６１１ａにおいて、露出部６１１の表面は、平坦面となっている。他方で、図５Ａに示すように、第２端部６１１ｂでは、露出部６１１の表面には、コア４の底部４ａに向かって湾曲する湾曲面６１２が形成されていてもよい。

これにより、たとえばハンダで露出部６１１を実装基板に接続する場合において、湾曲面６１２にハンダを厚く形成することが可能となり、露出部６１１と実装基板との間の接続強度を高めることができる。なお、露出部６１１の表面には、湾曲面６１２に代えて、テーパ面が形成されていてもよい。

露出部６１１の厚みは、端子部６１の厚みＴ２の１／５以上１／２以下であることが好ましい。露出部６１１の厚みの範囲を上記の範囲に設定することにより、露出部６１１を実装基板に接続しやすくなる。また、コイル装置２の製造工程において、露出部６１１の表面に金属層８を形成しやすくなる。

図４Ａに示すように、接続部６２は、コア４（第２層４２）の内部に埋設されており、巻回部６０と端子部６１とを接続している。接続部６２は、屈曲形状（Ｒ形状）を有し、Ｙ軸正方向側からＹ軸負方向側に向けて、略１８０度方向転換しつつ、巻回部６０の位置から端子部６１の位置まで延在している。

より詳細には、図１および図４Ａに示すように、引出部６ａの接続部６２は、巻回部６０の上端部から、コア４の側部４ｂの近傍まで引き出されている。また、引出部６ｂの接続部６２は、巻回部６０の下端部から、コア４の側部４ｂの近傍まで引き出されている。

また、引出部６ａおよび６ｂの各々の接続部６２は、コア４の側部４ｂの近傍において、Ｚ軸方向に屈曲して、コア４の底部４ａの近傍まで引き出されている。

さらに、引出部６ａの接続部６２は、コア４の底部４ａの近傍（切欠部４１ｃ１）において、Ｙ軸方向に屈曲し、段差部４１ｄ１の近傍において端子部６１に接続される。また、引出部６ｂの接続部６２は、コア４の底部４ａの近傍（切欠部４１ｃ２）において、Ｙ軸方向に屈曲し、段差部４１ｄ２の近傍において端子部６１に接続される。

図４Ａに示すように、Ｚ軸方向に関して、端子部６１と巻回部６０との間の距離Ｌ３は、接続部６２の屈曲部（折り返し部）における内径（屈曲径）Ｌ４よりも小さくなっている。そのため、接続部６２に付与された屈曲形状に関し、その曲率半径を比較的大きくすることが可能となり、当該形状の付与に際して、接続部６２に加わる機械的負荷を低減することができる。

露出部６１１の表面には、金属層８が形成されている。金属層８は、基板に接続される部分であり、メッキ膜からなる。そのため、金属層８は、ハンダ濡れ性を有し、露出部６１１と実装基板との間の接続を補助する役割を果たす。メッキ膜としては、たとえばＳｎ，Ａｕ，Ｎｉ，Ｐｔ，Ａｇ，Ｐｄなどの金属またはこれらの合金が例示される。なお、金属層８をスパッタリングなどの方法で形成してもよい。金属層８の厚みは、好ましくは３～３０μｍである。金属層８の厚みは、端子部６１の露出部６１１の厚みよりも小さいことが好ましい。

金属層８のＹ軸方向の幅は、露出部６１１のＹ軸方向の幅と略等しくなっており、金属層８のＸ軸方向の幅は、露出部６１１のＹ軸方向の幅と略等しくなっている。すなわち、金属層８は、露出部６１１の全域を覆っていることが好ましい。ただし、図５Ａに示すように、露出部６１１の湾曲面６１２において、金属層８の底面からコア４の底部４ａに向けて離間した位置には、金属層８が存在していなくてもよい。以下、この金属層８が存在しない領域を金属層非形成部６１３と呼ぶ。

金属層非形成部６１３は、主として、金属層８の面積を調整するための役割を果たす。すなわち、露出部６１１に金属層非形成部６１３を設けることにより、金属層非形成部６１３の面積に応じて、金属層８のうち実装基板との接続に実質的に寄与する部分（有効金属層）の面積を調整することができる。その結果、実装基板のランドパターンの面積に応じて、有効金属層の面積を調整することができる。なお、金属層非形成部６１３において、露出部６１１（湾曲面６１２）の表面には絶縁被膜が形成されていてもよい。

金属層８は、露出部６１１の表面に形成されている一方で、埋設部６１０の表面には形成されていない。埋設部６１１とコア４の内部の磁性体との間でショート不良が発生することを防止するためである。

次に、コイル装置２の製造方法について説明する。本実施形態の方法では、まず、図１に示す第１層４１に対応する第１層成形体４１０（図６Ａ）と、空芯コイル状に巻回された複数のコイル６（図６Ｃ）とを準備する。

図６Ａに示すように、第１層成形体４１０は、第１層４１を複数連結した形状を有する。第１層成形体４１０は、圧粉成形や射出成形、あるいは削り出し加工などによって得ることができる。

図６Ａおよび図６Ｂに示すように、第１層成形体４１０は、支持部４１０ａと、複数の巻芯部４１０ｂと、複数の切欠部４１０ｃと、複数の段差部４１０ｄと、複数の貫通孔４１０ｅを有する。

支持部４１０ａは、支持部４１ａ（図１）を複数連結した形状を有する。切欠部４１０ｃおよび貫通孔４１０ｅは、後述するように、第２層４２０を構成する成形材料が金型の内部で流動するための通路として利用される。段差部４１０ｄは、主としてコイル６の引出部６ａおよび６ｂを配置するために利用される。

次に、図６Ｃおよび図６Ｄに示すように、コイル６を巻芯部４１０ｂに配置する。なお、巻芯部４１０ｂの外周面にワイヤ６を巻回してもよい。次に、コイル６の引出部６ａおよび６ｂを、第１層成形体４１０の底面に向けて引き出し、段差部４１０ｄに配置する。

次に、コイル６が配置された第１層成形体４１０を金型に設置する。また、引出部６ａおよび６ｂの一部が露出するように、第１層成形体４１０を第２層４２０（図６Ｅ）で覆い、第１層成形体４１０および第２層４２０からなる基板４００（図６Ｆ）を形成する。

第２層４２０を成形するための方法としては、特に限定されないが、たとえば金型の内部に第１層成形体４１０を配置して成形するインサート射出成形が用いられる。この成形によれば、図６Ａに示す切欠部４１０ｃあるいは貫通孔４１０ｅを通じて、第２層４２０を構成する成形材料が第１層成形体４１０の表面から裏面に流動し、当該成形材料を段差部４１０ｄの内部に行き渡らせることができる。なお、第２層４２０を構成する材料としては、成形時に流動性のある材料が用いられ、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂をバインダーとした複合磁性材料が用いられる。

ここで、図６Ｂに示す段差部４１０ｄの段差高さは、コイル６を構成するワイヤの厚みよりも小さくなっている。そのため、第１層成形体４１０を第２層４２０（図６Ｅ）で覆うと、図６Ｇに示すように、引出部６ａおよび６ｂの各々の一部が基板４００の底面から露出する。すなわち、この基板４００の底面から露出した部分が、図４Ａに示す端子部６１の露出部６１１となる。

次に、基板４００の底面の所定範囲に所定強度のレーザを照射し、基板４００の底面から露出した引出部６ａおよび６ｂの各々の露出部６１１の絶縁被膜を除去する。次に、図６Ｆに示す切断予定線１０Ａおよび１０Ｂに沿って、基板４００を切断し、基板４００を個片化する。これにより、図１に示すような内部に単一のコイル６が埋設されたコア４を得ることができる。

次に、個片化した複数のコア４に対して、バレル研磨を行う。次に、引出部６ａおよび６ｂの各々の露出部６１１の表面にメッキ法により金属層８を形成することにより、図１に示すコイル装置２を得ることができる。

以上で説明したように、本実施形態では、図４Ａに示すように、露出部６１１の表面に金属層８が形成されている。そのため、金属層８を介して、コイル装置２を実装基板に実装することが可能である。それゆえ、金属層８とは別に、コア４の底部４ａに端子電極を形成する必要がなく、コイル装置２の製造容易化および製造コストの低減を図ることができる。

また、端子部６１は、露出部６１１として、コア４から露出するため、露出部６１１を実装基板との接続に寄与させることができる。また、端子部６１は、埋設部６１０として、コア４の内部に埋設されるため、端子部６１とコア４の底部４ａとの間に隙間（すなわち、メッキ液やフラックス等が入り込むおそれを生じさせる空間）が存在しない。そのため、メッキ液の残渣の発生やフラックスに起因する引出部６ａおよび６ｂの腐食を防止することが可能であり、コイル装置２の品質および信頼性の向上を図ることができる。

また、コア４の内部において、埋設部６１０がコア４に固着することにより、端子部６１とコア４との間の固着強度を高め、端子部６１がコア４の底部４ａから剥離することを防止することができる。

また、コイル６は、絶縁被覆された平角線で形成されているため、露出部６１１およびその表面に形成される金属層８の表面積を増大させ、金属層８と実装基板との間の接続強度を向上させることができる。

第２実施形態
図７に示す本発明の第２実施形態に係るコイル装置２Ａは、以下に示す点を除いて、第１実施形態のコイル装置２と同様の構成を有する。図７において、第１実施形態のコイル装置２と重複する部材には、同一符号を付し、その詳細な説明については省略する。

コイル装置２Ａは、コイル６Ａを有する。コイル６Ａは、平角線をクロスワイズ巻きすることにより形成される。コイル６Ａは、巻回部６０Ａを有し、巻回部６０Ａは、上方から見て略楕円形状となるように形成されている。引出部６ａおよび６ｂは、それぞれ巻回部６０の上方および下方から、捻られるようにして、コア４の底部４ａに向けて引き出される。

図８に示すように、端子部６１の露出部６１１は、コア４の底部４ａから露出しており、露出部６１１の表面には、金属層８が形成されている。そのため、本実施形態においても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加えることができる。

上記第１実施形態において、図４Ｂに示すように、巻回部６０は、上に凸となるように湾曲していてもよい（反り返っていてもよい）。巻回部６０の湾曲度合は、巻回部６０の上端部ほど大きくなっている。また、巻回部６０の湾曲度合は、巻回部６０の下端部ほど小さくなっている。

また、図４Ｃに示すように、巻回部６０は、下に凸となるように湾曲していてもよい（反り返っていてもよい）。巻回部６０の湾曲度合は、巻回部６０の上端部ほど大きくなっている。また、巻回部６０の湾曲度合は、巻回部６０の下端部ほど小さくなっている。

上記各実施形態において、図５Ｂおよび図５Ｃに示すように、埋設部６１０の先端部は、凸形状（凸部６１０ａ）を有していてもよい。このような構成とすることにより、コア４の内部において、凸部６１０ａがコア４に係合しやすくなり、コア４と埋設部６１０との間の固着強度を高めることができる。

また、埋設部６１０の先端部（凸部６１０ａの表面）には、テーパ面６１０ｂが形成されていてもよい。テーパ面６１０ｂは、コア４の内部において、コア４の底部４ａに近づく方向に向かって傾斜していてもよい。図５Ｂに示す例では、このようなテーパ面の比重が大きくなっている。

あるいは、テーパ面６１０ｂは、コア４の内部において、コア４の底部４ａから離間する方向に向かって傾斜していてもよい。図５Ｃに示す例では、このようなテーパ面の比重が大きくなっている。この場合、埋設部６１０の先端部がコア４の比較的深い位置（コア４の中心側）に配置され、端子部６１がコア４の底部４ａから剥離することを有効に防止することができる。

上記各実施形態において、図２Ｂに示すように、端子部６１の延在方向は、コア４の第１方向または第２方向（すなわち、Ｘ軸方向またはＹ軸方向）に対して傾斜していてもよい。たとえば、端子部６１の延在方向は、Ｙ軸方向に対して、コア４のＸ軸方向の側面に近づく方向に傾斜していてもよい。あるいは、端子部６１の延在方向は、Ｙ軸方向に対して、コア４のＸ軸方向の側面から遠ざかる方向に傾斜していてもよい。

このような構成とすることにより、端子部６１の傾斜角度に応じて、埋設部６１０の長さ（表面積）を増大させることが可能となり、埋設部６１０とコア４との間の固着強度を高めることができる。また、端子部６１の傾斜角度に応じて、露出部６１１の長さ（表面積）を増大させることが可能となり、露出部６１１と実装基板との間の接続強度を向上させることができる。

上記各実施形態において、図４Ａに示す金属層非形成部６１３は必須ではなく、省略してもよい。すなわち、露出部６１１の湾曲面６１２にも金属層８を形成してもよい。また、湾曲面６１２を省略してもよい。

上記各実施形態において、図４Ａに示す端子部６１と巻回部６０との間の距離Ｌ３と、接続部６２の屈曲部における内径Ｌ４とは、略等しくてもよい。

上記各実施形態において、コア４は第１層４１と第２層４２とで構成されていたが、コア４は１つのコアで構成されていてもよい。たとえば、コイル６を金型の内部に設置するとともに、金型の内部に成形材料を充填し、これを圧縮成形することにより、コア４を形成してもよい。

２，２Ａ…コイル装置
４…コア
４ａ…底部
４ａ１…磁性体リッチ部
４ａ２…樹脂リッチ部
４１…第１層
４１ａ…支持部
４１ａ１～４１ａ４…第１側方部～第４側方部
４１ｂ…巻芯部
４１ｃ１～４１ｃ３…切欠部
４１ｄ１，４１ｄ２…段差部
４２…第２層
６，６Ａ…コイル
６ａ，６ｂ…引出部
６０，６０Ａ…巻回部
６１…端子部
６１０…埋設部
６１０ａ…凸部
６１０ｂ…テーパ面
６１１…露出部
６１２…湾曲面
６１３…金属層非形成部
６２…接続部
８…金属層
４００…基板
４１０…第１層成形体
４１０ａ…支持部
４１０ｂ…巻芯部
４１０ｃ…切欠部
４１０ｄ…段差部
４１０ｅ…貫通孔
４２０…第２層

Claims (14)

1. コアと、
   前記コアの内部に埋設される巻回部と、前記巻回部から前記コアの底部に向けて引き出される引出部とを有するコイルと、を具備し、
   前記引出部は、前記コアの底部に配置される端子部を有し、
   前記端子部は、前記コアの内部に埋設される埋設部と、前記コアから露出する露出部とを有し、
   前記露出部の表面には、金属層が形成されているコイル装置。
2. 前記金属層は、金属膜からなる請求項１に記載のコイル装置。
3. 前記露出部は、前記引出部の端部を構成する第１端部と、前記露出部の延在方向に沿って、前記第１端部とは反対側に位置する第２端部とを有し、
   前記第２端部において、前記露出部の表面には、前記コアの底部に向かって湾曲する湾曲面が形成されている請求項１または２に記載のコイル装置。
4. 前記湾曲面において、前記金属層の底面から前記コアの底部に向けて離間した位置には、前記金属層が存在していない請求項３に記載のコイル装置。
5. 前記埋設部の厚みは、前記端子部の厚みの１／４以上１未満である請求項１または２に記載のコイル装置。
6. 前記コアは、樹脂と、磁性体とを含み、
   前記コアの底部には、相対的に樹脂の含有量が多い樹脂リッチ部と、相対的に磁性体の含有量が多い磁性体リッチ部とが形成されており、
   前記露出部は、前記磁性体リッチ部から露出している請求項１または２に記載のコイル装置。
7. 前記磁性体リッチ部における前記コアの底部の表面粗さは、前記樹脂リッチ部における前記コアの底部の表面粗さよりも大きい請求項６に記載のコイル装置。
8. 前記コイルは、絶縁被覆された平角線を巻回してなる請求項１または２に記載のコイル装置。
9. 前記端子部は、その延在方向の一端から他端にかけて、前記コアの底部に沿って直線状に延在している請求項１または２に記載のコイル装置。
10. 前記端子部の延在方向は、前記コアの側部同士が対向する第１方向、または前記コアの底部と平行な面内において前記第１方向に直交する第２方向に対して傾斜している請求項１または２に記載のコイル装置。
11. 前記コアの一方の側部と他方の側部とが対向する方向に関して、前記露出部と前記コアの一方の側部との間の第１距離と、前記露出部と前記コアの他方の側部との間の第２距離とは異なっている請求項１または２に記載のコイル装置。
12. 前記引出部は、前記コアの内部に埋設され、前記巻回部と前記端子部とを接続する接続部を有し、
    前記接続部は、前記巻回部の位置から前記端子部の位置まで屈曲しており、
    前記コイルの巻回軸方向に関して、前記端子部と前記巻回部との間の距離は、前記接続部の屈曲部における内径よりも小さい請求項１または２に記載のコイル装置。
13. 前記埋設部の先端部は、凸形状を有する請求項１または２に記載のコイル装置。
14. 前記埋設部の先端部には、テーパ面が形成されており、
    前記テーパ面は、前記コアの内部において、前記コアの底部から離間する方向に向かって傾斜している請求項１３に記載のコイル装置。

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