JP2024079257A - Insulated Conductor - Google Patents

Insulated Conductor Download PDF

Info

Publication number
JP2024079257A
JP2024079257A JP2022192098A JP2022192098A JP2024079257A JP 2024079257 A JP2024079257 A JP 2024079257A JP 2022192098 A JP2022192098 A JP 2022192098A JP 2022192098 A JP2022192098 A JP 2022192098A JP 2024079257 A JP2024079257 A JP 2024079257A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
insulating layer
conductor
coil
insulating
coating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2022192098A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
遼馬 中澤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TDK Corp
Original Assignee
TDK Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TDK Corp filed Critical TDK Corp
Priority to JP2022192098A priority Critical patent/JP2024079257A/en
Priority to PCT/JP2023/042789 priority patent/WO2024117197A1/en
Publication of JP2024079257A publication Critical patent/JP2024079257A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Insulated Conductors (AREA)

Abstract

【課題】高い耐熱性を有する絶縁被覆導線を提供すること。【解決手段】Cuを含む金属導体部と、金属導体部を覆う絶縁層と、を有する絶縁被覆導線である。絶縁層は、Si、Ti、および酸素を含み、絶縁層におけるSiおよびTiの合計含有量に対するTi含有量の比率が、2.5at%以上50at%以下である。【選択図】図1[Problem] To provide an insulating coated conductor having high heat resistance. [Solution] The insulating coated conductor has a metal conductor part containing Cu and an insulating layer covering the metal conductor part. The insulating layer contains Si, Ti, and oxygen, and the ratio of the Ti content to the total content of Si and Ti in the insulating layer is 2.5 at % or more and 50 at % or less. [Selected Figure] Figure 1

Description

本開示は、絶縁被覆を有する導線に関する。 This disclosure relates to a conductor having an insulating coating.

インダクタ、トランス、チョークコイルなどの電子部品では、コイルの材料として、絶縁被覆を有する導線が用いられている。このような電子部品において、導線の絶縁被覆は、コイルにおける巻線間の絶縁性を確保する役割を有する。従来の電子部品では、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、もしくは、ウレタン樹脂などの樹脂を含む絶縁被覆を設けた導線を用いることが一般的である。たとえば、特許文献1は、エポキシ樹脂を含む絶縁被覆を形成した導線を開示しており、特許文献2では、共重合ポリアミド樹脂を含む絶縁被覆を形成した導線を開示している。 In electronic components such as inductors, transformers, and choke coils, conductors with insulating coatings are used as the coil material. In such electronic components, the insulating coating of the conductors plays a role in ensuring insulation between the windings of the coil. Conventional electronic components generally use conductors with insulating coatings containing resins such as polyamide-imide resin, polyimide resin, epoxy resin, or urethane resin. For example, Patent Document 1 discloses a conductor with an insulating coating containing epoxy resin, and Patent Document 2 discloses a conductor with an insulating coating containing copolymer polyamide resin.

特許2890280号Patent No. 2890280 特開平3-089414号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-089414

本開示は、高い耐熱性を有する絶縁被覆導線を提供する。 This disclosure provides an insulated conductor with high heat resistance.

本開示の第1の観点に係る絶縁被覆導線は、
Cuを含む金属導体部と、前記金属導体部を覆う絶縁層と、を有し、
前記絶縁層が、Si、Tiおよび酸素を含み、
前記絶縁層におけるSiおよびTiの合計含有量に対するTi含有量の比率が、2.5at%以上50at%以下である。
The insulating coated conductor according to the first aspect of the present disclosure comprises:
A metal conductor portion including Cu and an insulating layer covering the metal conductor portion,
the insulating layer includes Si, Ti and oxygen;
The ratio of the Ti content to the total content of Si and Ti in the insulating layer is 2.5 at % or more and 50 at % or less.

前記絶縁層は、1μm以上220μm以下の平均厚みを有していてもよい。 The insulating layer may have an average thickness of 1 μm or more and 220 μm or less.

本開示の第2の観点に係る絶縁被覆導線は、
Cuを含む金属導体部と、前記金属導体部を覆う無機絶縁層と、を有し、
前記無機絶縁層が、SiおよびTiを含有する酸化物を含み、
前記無機絶縁層におけるSiおよびTiの合計含有量に対するTi含有量の比率が、2.5at%以上50at%以下である。
The insulating coated conductor according to the second aspect of the present disclosure comprises:
A metal conductor portion containing Cu and an inorganic insulating layer covering the metal conductor portion,
the inorganic insulating layer includes an oxide containing Si and Ti,
The ratio of the Ti content to the total content of Si and Ti in the inorganic insulating layer is 2.5 at % or more and 50 at % or less.

前記無機絶縁層は、1μm以上200μm以下の平均厚みを有していてもよい。 The inorganic insulating layer may have an average thickness of 1 μm or more and 200 μm or less.

図1は、本開示の一実施形態に係る絶縁被覆導線を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing an insulated conductor according to an embodiment of the present disclosure. 図2は、焼成後の無機絶縁層を有する絶縁被覆導線を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing an insulation-covered conductor having an inorganic insulating layer after firing. 図3は、図1および図2に示す絶縁被覆導線を用いたコイルの一例を示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing an example of a coil using the insulating coated conductor wire shown in FIGS. 1 and 2. In FIG. 図4は、図3に示すコイルを含む電子部品の一例を示す断面図である。絶縁被覆導線の変形例を示す断面図である。Fig. 4 is a cross-sectional view showing an example of an electronic component including the coil shown in Fig. 3. Fig. 5 is a cross-sectional view showing a modified example of an insulating coated conductor. 図5Aは、絶縁被覆導線の変形例を示す断面図である。FIG. 5A is a cross-sectional view showing a modified example of an insulating coated conductor. 図5Bは、絶縁被覆導線の他の変形例を示す断面図である。FIG. 5B is a cross-sectional view showing another modified example of the insulation-coated conductor. 図6は、図5Aに示す絶縁被覆導線を用いたコイルの一例を示す斜視図である。FIG. 6 is a perspective view showing an example of a coil using the insulating coated conductor shown in FIG. 5A.

以下、本開示の一実施形態を、図面を参照しつつ説明する。以下に説明する本開示の実施形態は、本開示を説明するための例示である。本開示の実施形態に係る各種構成要素、例えば数値、形状、材料、製造工程などは、技術的に問題が生じない範囲内で改変したり変更したりすることができる。また、本開示の図面に表された形状等は、実際の形状等とは必ずしも一致しない。説明のために形状等を改変している場合があるためである。 An embodiment of the present disclosure will be described below with reference to the drawings. The embodiment of the present disclosure described below is an example for explaining the present disclosure. Various components relating to the embodiment of the present disclosure, such as numerical values, shapes, materials, and manufacturing processes, can be modified or changed within the scope that does not cause technical problems. Furthermore, the shapes, etc. shown in the drawings of the present disclosure do not necessarily match the actual shapes, etc. This is because the shapes, etc. may be modified for the purpose of explanation.

本実施形態の絶縁被覆導線2は、金属導体部6と、当該金属導体部6を覆う絶縁層8と、を有する線材である。絶縁被覆導線2の断面形状は、特に限定されず、絶縁被覆導線2は、円形、楕円形、矩形、正方形、もしくは、その他多角形の断面形状を有していてもよい。たとえば、図1および図2に示す丸線状の絶縁被覆導線2では、金属導体部6が、円状の断面形状を有する。なお、図1および図2は、いずれも、絶縁被覆導線2の長手方向(Y軸方向)と直交する断面を例示しており、各図におけるX軸、Y軸、およびZ軸は相互に垂直である。 The insulated conductor 2 of this embodiment is a wire having a metal conductor portion 6 and an insulating layer 8 covering the metal conductor portion 6. The cross-sectional shape of the insulated conductor 2 is not particularly limited, and the insulated conductor 2 may have a circular, elliptical, rectangular, square, or other polygonal cross-sectional shape. For example, in the round-wire-shaped insulated conductor 2 shown in Figures 1 and 2, the metal conductor portion 6 has a circular cross-sectional shape. Note that both Figures 1 and 2 illustrate a cross section perpendicular to the longitudinal direction (Y-axis direction) of the insulated conductor 2, and the X-axis, Y-axis, and Z-axis in each figure are mutually perpendicular.

図1および図2に示すような丸線状の絶縁被覆導線2の場合、たとえば、金属導体部6の平均直径Dは、0.1mm以上1.5mm以下であることが好ましい。なお、この平均直径Dの範囲は、絶縁被覆導線2をインダクタなどのコイルに適用する場合に好適な寸法範囲を例示したものであり、金属導体部6の寸法は、いずれの用途であっても、上記の寸法範囲に必ずしも限定されない。 In the case of a round-shaped insulated conductor 2 as shown in Figures 1 and 2, for example, the average diameter D of the metal conductor portion 6 is preferably 0.1 mm or more and 1.5 mm or less. Note that this range of the average diameter D is an example of a suitable dimensional range when the insulated conductor 2 is applied to a coil such as an inductor, and the dimensions of the metal conductor portion 6 are not necessarily limited to the above dimensional range regardless of the application.

金属導体部6は、電流が流れる部位であり、絶縁被覆導線2における中心的役割を担う。そのため、金属導体部6は、金属成分で構成してあり、少なくともCuを含む。たとえば、金属導体部6は、純銅、もしくは、銅合金であってもよい。金属導体部6の詳細な組成は、特に限定されないが、Cuが、金属導体部6の少なくとも50wt%を占める主成分であることが好ましく、金属導体部6におけるCuの含有率は、70wt%以上であることがより好ましい。金属導体部6が銅合金の場合、金属導体部6には、Cuに加えて、Ag、Ni、Al、Zn、Be、Sn、および、Mnなどから選択される1種以上の元素が含まれていてもよい。金属導体部6の組成は、たとえば、エネルギー分散型X線分析(EDS)、もしくは、波長分散型X線分析(WDS)により解析することができる。 The metal conductor portion 6 is a portion through which current flows and plays a central role in the insulated conductor 2. Therefore, the metal conductor portion 6 is composed of metal components and contains at least Cu. For example, the metal conductor portion 6 may be pure copper or a copper alloy. The detailed composition of the metal conductor portion 6 is not particularly limited, but it is preferable that Cu is the main component that occupies at least 50 wt% of the metal conductor portion 6, and it is more preferable that the content of Cu in the metal conductor portion 6 is 70 wt% or more. When the metal conductor portion 6 is a copper alloy, in addition to Cu, the metal conductor portion 6 may contain one or more elements selected from Ag, Ni, Al, Zn, Be, Sn, Mn, and the like. The composition of the metal conductor portion 6 can be analyzed, for example, by energy dispersive X-ray analysis (EDS) or wavelength dispersive X-ray analysis (WDS).

絶縁層8は、金属導体部6を覆う絶縁材料からなる被覆である。金属導体部6の表面に対する絶縁層8の被覆率は、90%以上であることが好ましく、100%であることがより好ましい。当該被覆率は、絶縁被覆導線2の長手方向と直交する断面を観察することで算出すればよい。絶縁層8は、絶縁被覆導線2の最も外側に位置し、絶縁層8の表面が、絶縁被覆導線2の最表面2sを成している。 The insulating layer 8 is a coating made of an insulating material that covers the metal conductor portion 6. The coverage of the insulating layer 8 with respect to the surface of the metal conductor portion 6 is preferably 90% or more, and more preferably 100%. The coverage can be calculated by observing a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the insulating coated conductor 2. The insulating layer 8 is located on the outermost side of the insulating coated conductor 2, and the surface of the insulating layer 8 forms the outermost surface 2s of the insulating coated conductor 2.

絶縁層8の平均厚みTAveは、特に限定されない。絶縁被覆導線2をインダクタなどのコイルに適用する場合、絶縁層8の平均厚みTAveは、1μm以上220μm以下であることが好ましく、1μm以上200μm以下であることがより好ましい。インダクタなどのコイルでは、平均厚みTAveを上記の範囲に設定することで、巻線間の絶縁抵抗を高く維持しつつ、漏れ磁束の増加を抑制することができる。絶縁層8の厚みtのばらつきは、平均厚みTAveの±10%の範囲内であることが好ましく、平均厚みTAveの±5%の範囲内であることがより好ましい。換言すると、絶縁層8の厚みtの公差が、±10%の範囲内であることが好ましく、±5%の範囲内であることがより好ましい。 The average thickness T Ave of the insulating layer 8 is not particularly limited. When the insulating coated conductor 2 is applied to a coil such as an inductor, the average thickness T Ave of the insulating layer 8 is preferably 1 μm or more and 220 μm or less, and more preferably 1 μm or more and 200 μm or less. In a coil such as an inductor, by setting the average thickness T Ave in the above range, it is possible to suppress an increase in leakage flux while maintaining a high insulation resistance between the windings. The variation in the thickness t of the insulating layer 8 is preferably within a range of ±10% of the average thickness T Ave , and more preferably within a range of ±5% of the average thickness T Ave. In other words, the tolerance of the thickness t of the insulating layer 8 is preferably within a range of ±10%, and more preferably within a range of ±5%.

絶縁層8の平均厚みTAveを算出する際には、絶縁被覆導線2の断面を少なくとも10箇所、解析することが好ましく、各断面における絶縁層8の厚みtを、10箇所以上、計測することが好ましい。また、当該計測により絶縁層8の最大厚みtMAXおよび最小厚みtMINを特定し、TAve、tMAX、および、tMINに基づいて絶縁層8における厚みtの公差(%)を算出すればよい。具体的に、TAveに対するtMAXの偏差(tMAX-TAve)、および、TAveに対するtMINの偏差(tMIN-TAve)を算出し、絶対値が大きい方の偏差をTAveで割ることで、厚みの公差を算出する。つまり、「F1=(|tMAX-TAve|/TAve)×100」、および、「F2=(|tMIN-TAve|/TAve)×100」をそれぞれ算出し、F1およびF2のうち大きい方を、厚みtの公差(%)として採用する。 When calculating the average thickness T Ave of the insulating layer 8, it is preferable to analyze at least 10 cross sections of the insulation-coated conductor 2, and it is preferable to measure the thickness t of the insulating layer 8 at 10 or more cross sections. Furthermore, the maximum thickness t MAX and minimum thickness t MIN of the insulating layer 8 are identified by the measurements, and the tolerance (%) of the thickness t of the insulating layer 8 can be calculated based on T Ave , t MAX and t MIN . Specifically, the deviation of t MAX from T Ave (t MAX - T Ave ) and the deviation of t MIN from T Ave (t MIN - T Ave ) are calculated, and the deviation with the larger absolute value is divided by T Ave to calculate the thickness tolerance. That is, "F1 = (|t MAX - T Ave |/T Ave ) x 100" and "F2 = (|t MIN - T Ave |/T Ave ) x 100" are calculated, and the larger of F1 and F2 is adopted as the tolerance (%) of the thickness t.

絶縁層8は、少なくともSi、Ti、および酸素を含む。また、絶縁層8におけるSiおよびTiの合計含有量に対するTi含有量の比率(Ti/(Si+Ti))が、2.5at%以上50at%以下であり、5.0at%以上40at%以下であることがより好ましく、7.5at%以上25at%以下であることがさらに好ましい。上記のように、絶縁層8におけるTi/(Si+Ti)比率を2.5at%以上50at%以下に設定することで、絶縁層8の厚みのばらつきを小さくすることができ、かつ、高い耐熱性が得られる。 The insulating layer 8 contains at least Si, Ti, and oxygen. The ratio of the Ti content to the total content of Si and Ti in the insulating layer 8 (Ti/(Si+Ti)) is 2.5 at% or more and 50 at% or less, more preferably 5.0 at% or more and 40 at% or less, and even more preferably 7.5 at% or more and 25 at% or less. As described above, by setting the Ti/(Si+Ti) ratio in the insulating layer 8 to 2.5 at% or more and 50 at% or less, the variation in the thickness of the insulating layer 8 can be reduced and high heat resistance can be obtained.

絶縁層8は、ゾルゲル法にて形成することが好ましい。ゾルゲル法で絶縁層8を形成する場合、焼成前と、焼成後とで、金属導体部6の仕様(寸法および材質など)は変化しないが、絶縁層8の状態が変化する。本実施形態では、焼成前の絶縁層8を「未焼成絶縁層8A」と称し、焼成後の絶縁層8を「無機絶縁層8B」と称する。未焼成絶縁層8Aおよび無機絶縁層8Bは、いずれも、2.5at%≦(Ti/(Si+Ti))≦50at%を満たすが、未焼成絶縁層8Aは、有機物を含有する被覆であるのに対して、無機絶縁層8Bは、有機物を実質的に含まない酸化物の被膜である。以下、絶縁層8の形成方法の一例と共に、未焼成絶縁層8Aおよび無機絶縁層8Bの特徴について詳述する。 The insulating layer 8 is preferably formed by a sol-gel method. When the insulating layer 8 is formed by the sol-gel method, the specifications (dimensions, material, etc.) of the metal conductor portion 6 do not change before and after firing, but the state of the insulating layer 8 changes. In this embodiment, the insulating layer 8 before firing is called the "unfired insulating layer 8A", and the insulating layer 8 after firing is called the "inorganic insulating layer 8B". Both the unfired insulating layer 8A and the inorganic insulating layer 8B satisfy 2.5 at% ≦ (Ti/(Si+Ti)) ≦ 50 at%, but the unfired insulating layer 8A is a coating containing an organic substance, whereas the inorganic insulating layer 8B is an oxide coating that does not substantially contain an organic substance. Below, an example of a method for forming the insulating layer 8 and the characteristics of the unfired insulating layer 8A and the inorganic insulating layer 8B are described in detail.

ゾルゲル法で絶縁層8を形成する際には、まず、液状のSi源とTi源とを混ぜ合わせて、コーティング液を調製する。 When forming the insulating layer 8 using the sol-gel method, first, liquid Si source and Ti source are mixed together to prepare a coating liquid.

コーティング液で使用するSi源は、特に限定されないが、たとえば、アルコキシシランを用いることが好ましい。アルコキシシランとしては、モノアルコキシシラン、ジアルコキシシラン、トリアルコキシシラン、テトラアルコキシシランが例示される。モノアルコキシシランとしては、トリメチルメトキシシラン、トリメチルエトキシシラン、トリメチル(フェノキシ)シラン等が例示される。ジアルコキシシランとしては、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジイソプロピルジメトキシシラン、ジイソブチルジメトキシシラン、t-ブチルメチルジメトキシシラン、t-ブチルメチルジエトキシシラン等が例示される。トリアルコキシシランとしては、トリメトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、n-プロピルトリエトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、デシルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン等が例示される。テトラアルコキシシランとしては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン、テトライソプロポキシシラン等が例示される。Si源としては、1種類のアルコキシシランを用いてもよく、2種類以上のアルコキシシランを併用してもよい。 The Si source used in the coating liquid is not particularly limited, but it is preferable to use, for example, an alkoxysilane. Examples of alkoxysilanes include monoalkoxysilanes, dialkoxysilanes, trialkoxysilanes, and tetraalkoxysilanes. Examples of monoalkoxysilanes include trimethylmethoxysilane, trimethylethoxysilane, and trimethyl(phenoxy)silane. Examples of dialkoxysilanes include dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, diisopropyldimethoxysilane, diisobutyldimethoxysilane, t-butylmethyldimethoxysilane, and t-butylmethyldiethoxysilane. Examples of trialkoxysilanes include trimethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, methyltrimethoxysilane, n-propyltriethoxysilane, decyltrimethoxysilane, decyltriethoxysilane, and phenyltrimethoxysilane. Examples of tetraalkoxysilanes include tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetrapropoxysilane, and tetraisopropoxysilane. As the Si source, one type of alkoxysilane may be used, or two or more types of alkoxysilanes may be used in combination.

コーティング液で使用するTi源は、特に限定されないが、たとえば、チタンアルコキシド、もしくは、チタンキレートを用いることが好ましい。チタンアルコキシドとしては、チタンテトラメトキシド、チタンテトラエトキシド、チタンテトラ-n-プロポキシド、チタンテトライソプロポキシド、チタンテトラ-n-ブトキシド等が例示される。チタンキレートとしては、チタンアセチルアセトネート、チタンテトラアセチルアセトネート、チタンエチルアセトアセテート、チタンオクチレングリコレート、チタンエチルアセトアセテート、チタンラクテートアンモニウム塩、チタンラクテート、チタントリエタノールアミネート等が例示される。Ti源としては、1種類のチタンアルコキシドまたはチタンキレートを用いてもよく、2種類以上のチタンアルコキシドまたは/およびチタンキレートを用いてもよい。 The Ti source used in the coating liquid is not particularly limited, but it is preferable to use, for example, titanium alkoxide or titanium chelate. Examples of titanium alkoxides include titanium tetramethoxide, titanium tetraethoxide, titanium tetra-n-propoxide, titanium tetraisopropoxide, titanium tetra-n-butoxide, etc. Examples of titanium chelates include titanium acetylacetonate, titanium tetraacetylacetonate, titanium ethylacetoacetate, titanium octylene glycolate, titanium ethylacetoacetate, titanium lactate ammonium salt, titanium lactate, titanium triethanolamine, etc. As the Ti source, one type of titanium alkoxide or titanium chelate may be used, or two or more types of titanium alkoxides and/or titanium chelates may be used.

絶縁層8におけるTi/(Si+Ti)比は、コーティング液におけるSi源とTi源の配合比により制御すればよい。なお、コーティング液の粘性を調整するために、コーティング液には、Si源およびTi源の他に、適宜、有機溶媒を添加してもよい。この場合、使用する有機溶媒は、特に限定されない。たとえば、有機溶媒として、エタノール、n-プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、アセトン、もしくは、メチルエチルケトンを用いてもよい。 The Ti/(Si+Ti) ratio in the insulating layer 8 may be controlled by the compounding ratio of the Si source and the Ti source in the coating liquid. In order to adjust the viscosity of the coating liquid, an organic solvent may be added to the coating liquid as appropriate in addition to the Si source and the Ti source. In this case, the organic solvent used is not particularly limited. For example, ethanol, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, acetone, or methyl ethyl ketone may be used as the organic solvent.

次に、上記のコーティング液を用いて、ディップコーティング法により未焼成絶縁層8Aを形成する。具体的に、ディップコーティング法では、金属導体部6のみからなる線材を上記のコーティング液に浸し、その後、コーティング液から取り出した線材を乾燥させる。コーティング液に浸す前の金属導体部6のみからなる線材としては、公知の方法で製造した線材を準備すればよい。また、線材をコーティング液に浸漬する工程は、複数回、実施してもよい。未焼成絶縁層8Aの厚みtAは、コーティング液への浸漬時間、および、コーティング液への浸漬回数などによって制御できる。たとえば、コーティング液への1回あたりの浸漬時間は、1秒~300秒としてもよく、コーティング液への浸漬回数は、1回~10回としてもよい。 Next, the unsintered insulating layer 8A is formed by a dip coating method using the above coating liquid. Specifically, in the dip coating method, a wire consisting of only the metal conductor portion 6 is immersed in the above coating liquid, and then the wire is removed from the coating liquid and dried. As the wire consisting of only the metal conductor portion 6 before being immersed in the coating liquid, a wire manufactured by a known method may be prepared. In addition, the process of immersing the wire in the coating liquid may be performed multiple times. The thickness tA of the unsintered insulating layer 8A can be controlled by the immersion time in the coating liquid and the number of immersions in the coating liquid. For example, the immersion time in the coating liquid each time may be 1 second to 300 seconds, and the number of immersions in the coating liquid may be 1 to 10 times.

なお、浸漬工程を複数回実施する場合は、各浸漬の後に、乾燥処理を実施すればよく、乾燥処理の条件は、特に限定されない。たとえば、1回あたりの乾燥温度を50℃以上300℃未満に設定してもよく、1回あたりの熱乾燥時間を0.5時間~3時間に設定してもよい。 When the immersion process is performed multiple times, a drying process may be performed after each immersion, and the conditions for the drying process are not particularly limited. For example, the drying temperature for each process may be set to 50°C or higher and lower than 300°C, and the thermal drying time for each process may be set to 0.5 to 3 hours.

上記のディップコーティング法により、金属導体部6の表面に、未焼成絶縁層8Aが形成される。なお、未焼成絶縁層8Aの形成方法は、ディップコーティング法に限定されず、スプレーコーティング法などの他の形成方法を採用してもよい。 By the above dip coating method, an unsintered insulating layer 8A is formed on the surface of the metal conductor portion 6. Note that the method for forming the unsintered insulating layer 8A is not limited to the dip coating method, and other forming methods such as spray coating may also be used.

乾燥処理した後の未焼成絶縁層8A(図1)は、Si源およびTi源に由来する高分子化合物などの有機物を含む、乾燥ゲルの被覆である。未焼成絶縁層8Aに含まれる有機物の分子構造は、コーティング液で使用するSi源およびTi源の種類、および、乾燥の度合いなどによって変化すると考えられる。未焼成絶縁層8Aに含まれる有機物の構造解析は、困難な場合があり、分子構造は特に限定されないが、未焼成絶縁層8Aの有機物は、少なくともSiおよびTiを含む。その他に、未焼成絶縁層8Aの有機物は、有機物の一般的な構成元素であるC(炭素)、H(水素)、および、O(酸素)を含む。 After the drying process, the unfired insulating layer 8A (Figure 1) is a coating of a dry gel that contains organic matter such as polymeric compounds derived from Si and Ti sources. It is believed that the molecular structure of the organic matter contained in the unfired insulating layer 8A varies depending on the type of Si and Ti sources used in the coating liquid and the degree of drying. Structural analysis of the organic matter contained in the unfired insulating layer 8A can be difficult, and the molecular structure is not particularly limited, but the organic matter of the unfired insulating layer 8A contains at least Si and Ti. In addition, the organic matter of the unfired insulating layer 8A contains C (carbon), H (hydrogen), and O (oxygen), which are common constituent elements of organic matter.

ここで、「SiおよびTiを含む有機物」とは、分子鎖中に、Siを介する結合、および、Tiを介する結合が含まれる有機化合物を意味する。Siを介する結合としては、たとえば、Si-O、Si-H、Si-OH、Si-OR(Rは、有機官能基)などが挙げられる。同様に、Tiを介する結合としては、たとえば、Ti-O、Ti-H、Ti-OH、Ti-ORなどが挙げられる。前述のとおり、未焼成絶縁層8Aにおける有機物の構造解析は、容易ではないため、Siを介する結合、および、Tiを介する結合は、特に限定されないが、少なくともSi-OおよびTi-Oが、未焼成絶縁層8Aの有機物に含まれていると考えられる。 Here, "organic material containing Si and Ti" means an organic compound containing bonds via Si and bonds via Ti in the molecular chain. Examples of bonds via Si include Si-O, Si-H, Si-OH, and Si-OR (R is an organic functional group). Similarly, examples of bonds via Ti include Ti-O, Ti-H, Ti-OH, and Ti-OR. As mentioned above, structural analysis of the organic material in the unfired insulating layer 8A is not easy, so there are no particular limitations on the bonds via Si and the bonds via Ti, but it is believed that at least Si-O and Ti-O are contained in the organic material in the unfired insulating layer 8A.

未焼成絶縁層8Aには、有機物の一部が分解することで生じる酸化物が含まれていてもよい。つまり、未焼成絶縁層8Aは、有機物と無機物とを含む複合体であってもよい。有機物の分解により生じる酸化物としては、たとえば、SiO2、TiO2、および、Si-Ti-O(SiおよびTiを含む複合酸化物)が挙げられる。 The unsintered insulating layer 8A may contain oxides produced by the decomposition of a part of the organic material. In other words, the unsintered insulating layer 8A may be a composite material containing an organic material and an inorganic material. Examples of oxides produced by the decomposition of the organic material include SiO 2 , TiO 2 , and Si-Ti-O (complex oxide containing Si and Ti).

上述のとおり、SiおよびTiは、未焼成絶縁層8Aにおいて、高分子化合物の骨格中に存在していると考えられ、一部のSiおよびTiは、酸化物として存在していてもよい。未焼成絶縁層8AにおけるTi/(Si+Ti)比率は、2.5at%以上50at%以下であり、5.0at%以上40at%以下であることがより好ましく、7.5at%以上25at%以下であることがさらに好ましい。 As described above, Si and Ti are considered to be present in the skeleton of the polymer compound in the unsintered insulating layer 8A, and some of the Si and Ti may be present as oxides. The Ti/(Si+Ti) ratio in the unsintered insulating layer 8A is 2.5 at% to 50 at%, more preferably 5.0 at% to 40 at%, and even more preferably 7.5 at% to 25 at%.

未焼成絶縁層8AにおけるSiの含有量(at%)、Tiの含有量(at%)、および、Ti/(Si+Ti)比率は、たとえば、EDSまたはWDSを用いた点分析により算出することができる。EDSまたはWDSの点分析は、少なくとも10箇所で実施し、その平均値を算出することが好ましい。点分析で検出される元素の合計を100at%とすると、未焼成絶縁層8AにおけるSiおよびTiの合計含有量は、必ずしも限定されないが、たとえば、1at%以上10at%以下であることが好ましい。 The Si content (at %), Ti content (at %), and Ti/(Si+Ti) ratio in the unsintered insulating layer 8A can be calculated, for example, by point analysis using EDS or WDS. It is preferable to perform EDS or WDS point analysis at least 10 points and calculate the average value. If the total of the elements detected by point analysis is 100 at%, the total content of Si and Ti in the unsintered insulating layer 8A is not necessarily limited, but is preferably, for example, 1 at% or more and 10 at% or less.

未焼成絶縁層8Aは、CおよびHを含むが、これらの元素は、後述する焼成過程において消失する。未焼成絶縁層8Aに含まれる元素のうち、焼成で消失する元素の含有割合ROは、75wt%以上、90wt%以下であることが好ましい。未焼成絶縁層8Aにおける当該含有割合ROは、示差熱・熱重量同時測定装置(TG-DTA)を用いて算出すればよい。具体的に、TG-DTAによる解析では、未焼成絶縁層8Aを有する絶縁被覆導線2から採取した測定試料を、一定の昇温速度で、700℃まで加熱する。この際の測定試料の重量変化から、焼成で焼失する元素の含有割合ROを算出すればよい。 The unsintered insulating layer 8A contains C and H, but these elements are lost during the firing process described below. The content ratio RO of the elements lost during firing among the elements contained in the unsintered insulating layer 8A is preferably 75 wt% or more and 90 wt% or less. The content ratio RO in the unsintered insulating layer 8A may be calculated using a thermogravimetric and differential thermal analyzer (TG-DTA). Specifically, in the analysis using TG-DTA, a measurement sample taken from the insulating coated conductor 2 having the unsintered insulating layer 8A is heated to 700°C at a constant heating rate. The content ratio RO of the elements lost during firing may be calculated from the weight change of the measurement sample at this time.

なお、未焼成絶縁層8Aには、B、Al、Zn、P、Ta、Nb、Bi、Ba、Ca、V、Ge、および、Teから選択される1種以上の元素が含まれていてもよい。これらの元素は、コーティング液中に意図的に添加してもよいし、不純物として未焼成絶縁層8Aに含まれていてもよい。 The unsintered insulating layer 8A may contain one or more elements selected from B, Al, Zn, P, Ta, Nb, Bi, Ba, Ca, V, Ge, and Te. These elements may be intentionally added to the coating liquid, or may be contained in the unsintered insulating layer 8A as impurities.

未焼成絶縁層8Aの平均厚みT1Aveは、必ずしも限定されないが、1.5μm以上220μm以下であることが好ましい。また、未焼成絶縁層8Aの厚みtAの公差は、±10%の範囲内であることが好ましく、±5%の範囲内であることがより好ましい。 The average thickness T1 Ave of the unsintered insulating layer 8A is not necessarily limited, but is preferably 1.5 μm or more and 220 μm or less. The tolerance of the thickness tA of the unsintered insulating layer 8A is preferably within a range of ±10%, and more preferably within a range of ±5%.

未焼成絶縁層8Aを有する絶縁被覆導線2を、所定の条件で熱処理(焼成処理)し、未焼成絶縁層8Aを焼結させることで、図2に示すような無機絶縁層8Bを有する絶縁被覆導線2が得られる。熱処理の条件は、特に限定されないが、たとえば、保持温度を300℃以上900℃以下に設定することが好ましく(より好ましくは500℃以上900℃以下)、温度保持時間を0.5時間以上10時間以下に設定することが好ましい。また、熱処理は窒素などの不活性雰囲気中で行ってもよい。 The insulating coated conductor 2 having the unsintered insulating layer 8A is heat-treated (sintered) under predetermined conditions to sinter the unsintered insulating layer 8A, thereby obtaining an insulating coated conductor 2 having an inorganic insulating layer 8B as shown in FIG. 2. The conditions for the heat treatment are not particularly limited, but for example, it is preferable to set the holding temperature to 300°C or higher and 900°C or lower (more preferably 500°C or higher and 900°C or lower), and the temperature holding time to 0.5 hours or higher and 10 hours or lower. The heat treatment may also be performed in an inert atmosphere such as nitrogen.

未焼成絶縁層8AにはSiおよびTiを含む有機物が存在するが、上記の熱処理により、当該有機物が分解および酸化し、SiおよびTiを含有する酸化物の被覆が形成される。つまり、有機物中のSiおよびTiは、無機絶縁層8Bに残存し、酸化物となる。その一方で、未焼成絶縁層8Aに含まれる炭素および水素などの有機物由来の元素の大半は、未焼成絶縁層8Aが酸化または/および相変化する過程で、気化し、消失する。たとえば、未焼成絶縁層8A中の炭素は、CO2ガスとなって、絶縁層中から消失する。また、未焼成絶縁層8A中の水素は、水蒸気(H2O)となって、絶縁層中から消失する。 The unfired insulating layer 8A contains organic matter containing Si and Ti, and the organic matter is decomposed and oxidized by the heat treatment, forming a coating of oxide containing Si and Ti. That is, the Si and Ti in the organic matter remain in the inorganic insulating layer 8B and become oxides. On the other hand, most of the elements derived from the organic matter, such as carbon and hydrogen, contained in the unfired insulating layer 8A are vaporized and disappear during the process of oxidation and/or phase change of the unfired insulating layer 8A. For example, the carbon in the unfired insulating layer 8A becomes CO2 gas and disappears from the insulating layer. Also, the hydrogen in the unfired insulating layer 8A becomes water vapor ( H2O ) and disappears from the insulating layer.

上記のとおり、焼成後の無機絶縁層8Bは、少なくともSiおよびTiを含有する酸化物を含み、有機物を実質的に含まないことが好ましい。無機絶縁層8Bにおける有機物の含有量(残存量)は、TG-DTAを用いて解析することができる。具体的に、TG-DTAによる解析では、無機絶縁層8Bを有する絶縁被覆導線2から採取した測定試料を、一定の昇温速度で、700℃まで加熱する。そして、300℃~700℃の温度範囲における測定試料の重量変化から有機物の含有量を算出すればよい。たとえば、300℃での試料重量を基準として、300℃から700℃までの温度範囲における試料重量の変化率が、±3%の範囲内(つまり、-3%以上、+3%以下の範囲内)である場合は、無機絶縁層8Bが「有機物を実質的に含まない」と判断してよい。 As described above, it is preferable that the inorganic insulating layer 8B after firing contains at least an oxide containing Si and Ti, and is substantially free of organic matter. The content (remaining amount) of organic matter in the inorganic insulating layer 8B can be analyzed using TG-DTA. Specifically, in the analysis using TG-DTA, a measurement sample taken from an insulating coated conductor 2 having an inorganic insulating layer 8B is heated to 700°C at a constant heating rate. The content of organic matter can then be calculated from the weight change of the measurement sample in the temperature range of 300°C to 700°C. For example, if the rate of change in sample weight in the temperature range from 300°C to 700°C based on the sample weight at 300°C is within the range of ±3% (i.e., within the range of -3% or more and +3% or less), the inorganic insulating layer 8B may be determined to be "substantially free of organic matter."

絶縁層8におけるTi/(Si+Ti)比率は、焼成の前後で殆ど変化しないため、無機絶縁層8BにおけるTi/(Si+Ti)比率は、2.5at%以上50at%以下であり、5.0at%以上40at%以下であることがより好ましく、7.5at%以上25at%以下であることがさらに好ましい。 The Ti/(Si+Ti) ratio in the insulating layer 8 hardly changes before and after firing, so the Ti/(Si+Ti) ratio in the inorganic insulating layer 8B is 2.5 at% or more and 50 at% or less, more preferably 5.0 at% or more and 40 at% or less, and even more preferably 7.5 at% or more and 25 at% or less.

また、無機絶縁層8Bは、Si、Ti、および酸素以外のその他の元素が含まれていてもよい。その他の元素としては、たとえば、B、Al、Zn、P、Ta、Nb、Bi、Ba、Ca、V、Ge、および、Teなどが挙げられる。無機絶縁層8Bに含まれる酸素を除く元素の合計含有量を100at%とすると、無機絶縁層8BにおけるSiおよびTiの合計含有量は、70at%以上であることが好ましく、80at%以上であることがより好ましい。 The inorganic insulating layer 8B may also contain elements other than Si, Ti, and oxygen. Examples of the other elements include B, Al, Zn, P, Ta, Nb, Bi, Ba, Ca, V, Ge, and Te. If the total content of elements excluding oxygen contained in the inorganic insulating layer 8B is 100 at%, the total content of Si and Ti in the inorganic insulating layer 8B is preferably 70 at% or more, and more preferably 80 at% or more.

無機絶縁層8BにおけるSiの含有量(at%)、Tiの含有量(at%)、および、Ti/(Si+Ti)比率は、未焼成絶縁層8Aの解析と同様に、EDSまたはWDSを用いた点分析により算出することができる。EDSまたはWDSの点分析は、少なくとも10箇所で実施し、その平均値を算出することが好ましい。 The Si content (at %), Ti content (at %), and Ti/(Si+Ti) ratio in the inorganic insulating layer 8B can be calculated by point analysis using EDS or WDS, similar to the analysis of the unsintered insulating layer 8A. It is preferable to perform EDS or WDS point analysis at at least 10 points and calculate the average value.

なお、無機絶縁層8Bは、粒状物または/および繊維状物質が堆積したような様態ではなく、緻密性や均質性の高い被膜であることが好ましい。たとえば、無機絶縁層8Bでは、SiおよびTiが、局所的に偏在することなく、一様に分布していることが好ましく、Siの存在箇所とTiの存在箇所とが重複していることが好ましい。無機絶縁層8BにおけるSiおよびTiの分布は、たとえば、EDSまたはWDSを用いたマッピング分析により確認することができる。当該分析で得られるマッピング像では、測定対象元素(Si,Ti)の濃度が、検出ピーク(各測定点で検出された特性X線のピーク)の積分強度に応じた輝度として表されており、測定対象元素が偏在しているか否かを目視で確認できる。また、マッピング分析で得られる輝度もしくは積分強度のデータを母集団として、その母集団の平均値、標準偏差、および変動係数(標準偏差/平均値)などを算出することで、測定対象元素の分布を定量的に評価することができる。たとえば、無機絶縁層8Bにおいては、Si分布の変動係数、および、Ti分布の変動係数が、いずれも、0.5以下であることが好ましい。 In addition, it is preferable that the inorganic insulating layer 8B is a coating having high density and homogeneity, rather than a state in which granular and/or fibrous substances are accumulated. For example, in the inorganic insulating layer 8B, it is preferable that Si and Ti are distributed uniformly without being locally unevenly distributed, and it is preferable that the locations where Si exists and the locations where Ti exists overlap. The distribution of Si and Ti in the inorganic insulating layer 8B can be confirmed, for example, by mapping analysis using EDS or WDS. In the mapping image obtained by this analysis, the concentration of the measurement target element (Si, Ti) is expressed as a brightness corresponding to the integrated intensity of the detection peak (the peak of the characteristic X-ray detected at each measurement point), and it can be visually confirmed whether the measurement target element is unevenly distributed or not. In addition, the brightness or integrated intensity data obtained by the mapping analysis is used as a population, and the distribution of the measurement target element can be quantitatively evaluated by calculating the average value, standard deviation, and coefficient of variation (standard deviation/average value) of the population. For example, in inorganic insulating layer 8B, it is preferable that the coefficient of variation of the Si distribution and the coefficient of variation of the Ti distribution are both 0.5 or less.

上記のとおり、無機絶縁層8Bでは、SiおよびTiを含む酸化物が主相であって、当該主相が均質に分散していることが好ましい。たとえば、無機絶縁層8Bにおける主相の面積割合は、80%以上であることが好ましく、90%以上であることがより好ましい。換言すると、無機絶縁層8Bの断面において、主相以外のその他の相の合計面積割合は、20%以下であることが好ましく、10%以下であることがより好ましい。その他の相とは、SiおよびTiを含む酸化物とは組成が異なる酸化物、残留炭素などが挙げられる。なお、上述した各面積割合は、SEMや光学顕微鏡等で無機絶縁層8Bの断面を解析することで算出すればよく、断面解析時の視野範囲は、たとえば、100×100μm2~500×500μm2としてもよい。 As described above, in the inorganic insulating layer 8B, it is preferable that the oxide containing Si and Ti is the main phase, and the main phase is uniformly dispersed. For example, the area ratio of the main phase in the inorganic insulating layer 8B is preferably 80% or more, more preferably 90% or more. In other words, in the cross section of the inorganic insulating layer 8B, the total area ratio of other phases other than the main phase is preferably 20% or less, more preferably 10% or less. The other phases include oxides having a composition different from that of the oxide containing Si and Ti, residual carbon, etc. The above-mentioned area ratios may be calculated by analyzing the cross section of the inorganic insulating layer 8B with a SEM, an optical microscope, etc., and the field of view during the cross section analysis may be, for example, 100 x 100 μm 2 to 500 x 500 μm 2 .

無機絶縁層8Bの平均厚みT2Aveは、必ずしも限定されないが、1μm以上200μm以下であることが好ましい。また、未焼成絶縁層8Aの厚みtBの公差は、±10%の範囲内であることが好ましく、±5%の範囲内であることがより好ましい。 The average thickness T2 Ave of the inorganic insulating layer 8B is not necessarily limited, but is preferably 1 μm or more and 200 μm or less. The tolerance of the thickness tB of the unsintered insulating layer 8A is preferably within a range of ±10%, and more preferably within a range of ±5%.

絶縁被覆導線2の用途は、特に限定されないが、絶縁被覆導線2は、インダクタ、トランス、チョークコイルなどの電子部品用のコイルとして特に好適に用いることができる。たとえば、図3が、絶縁被覆導線2からなるコイル20を例示した斜視図である。 The application of the insulated conductor wire 2 is not particularly limited, but the insulated conductor wire 2 is particularly suitable for use as a coil for electronic components such as inductors, transformers, and choke coils. For example, FIG. 3 is a perspective view illustrating a coil 20 made of the insulated conductor wire 2.

図3のコイル20は、絶縁被覆導線2が、Z軸に沿って螺旋状に巻回してある構造を有している。図3のコイル20では、整列多層巻きの巻回方式が採用されているが、絶縁被覆導線2の巻回方式は、特に限定されない。たとえば、一層整列巻き、不均等巻き、斜行巻き、または、スペース巻きなどの巻回方式を採用してもよい。コイル20における絶縁被覆導線2の巻き数は、特に限定されず、所望のコイル特性に応じて適宜決定すればよい。たとえば、絶縁被覆導線2の巻き数は、0.5ターン~100ターンとしてもよい。また、絶縁被覆導線2が多層巻きしてある場合、巻線の層数は、特に限定されず、たとえば、2~10層としてもよい。 The coil 20 in FIG. 3 has a structure in which the insulating coated conductor wire 2 is wound in a spiral shape along the Z-axis. The coil 20 in FIG. 3 employs an aligned multi-layer winding method, but the winding method of the insulating coated conductor wire 2 is not particularly limited. For example, a winding method such as one-layer aligned winding, uneven winding, diagonal winding, or space winding may be employed. The number of turns of the insulating coated conductor wire 2 in the coil 20 is not particularly limited and may be appropriately determined according to the desired coil characteristics. For example, the number of turns of the insulating coated conductor wire 2 may be 0.5 turns to 100 turns. Furthermore, when the insulating coated conductor wire 2 is wound in multiple layers, the number of layers of the winding is not particularly limited and may be, for example, 2 to 10 layers.

コイル20では、絶縁被覆導線2の端部2e1,2e2が、それぞれ、巻回部分からX軸方向の外側に向かって引き出されている。この端部2e1,2e2には、それぞれ、図示しない外部端子が接続可能であり、端部2e1,2e2では、絶縁層8が部分的に除去されて金属導体部6が露出した領域が存在していてもよい。なお、端部2e1,2e2の形状や引出方向は、特に限定されない。 In the coil 20, the ends 2e1 and 2e2 of the insulating conductor 2 are each pulled out from the winding portion toward the outside in the X-axis direction. External terminals (not shown) can be connected to the ends 2e1 and 2e2, and the ends 2e1 and 2e2 may have an area where the insulating layer 8 is partially removed to expose the metal conductor portion 6. The shape and pull-out direction of the ends 2e1 and 2e2 are not particularly limited.

コイル20を製造する際には、絶縁層8を形成してから絶縁被覆導線2を所定の方式で巻回してもよい。もしくは、金属導体部6のみからなる線材をコイル状に巻回した後に、ディップコーティング法等により金属導体部6の表面に未焼成絶縁層8Aを形成してもよい。絶縁層8を形成してから絶縁被覆導線2を巻回する場合、絶縁層8を焼成する前に絶縁被覆導線2を巻回してもよいし、絶縁層8を焼成した後で絶縁被覆導線2を巻回してもよい。つまり、未焼成絶縁層8Aを有する絶縁被覆導線2を巻回してコイル形状を形成してもよいし、焼成後の無機絶縁層8Bを有する絶縁被覆導線2を巻回してコイル形状を形成してもよい。 When manufacturing the coil 20, the insulating layer 8 may be formed and then the insulating conductor 2 may be wound in a predetermined manner. Alternatively, a wire consisting of only the metal conductor portion 6 may be wound into a coil shape, and then an unfired insulating layer 8A may be formed on the surface of the metal conductor portion 6 by a dip coating method or the like. When the insulating layer 8 is formed and then the insulating conductor 2 is wound, the insulating conductor 2 may be wound before the insulating layer 8 is fired, or the insulating conductor 2 may be wound after the insulating layer 8 is fired. In other words, the insulating conductor 2 having the unfired insulating layer 8A may be wound to form a coil shape, or the insulating conductor 2 having the fired inorganic insulating layer 8B may be wound to form a coil shape.

図3に示すようなコイル20は、いずれも、空芯コイルとして回路に組み込んでもよいし、磁心と組み合わせて使用してもよい。コイル20を、磁心を擁する電子部品に適用する場合、非磁性材料からなるボビンに絶縁被覆導線2を巻回することでコイル20を構成し、ボビンと磁心とを組み合わせてもよい。また、コイル20の内周壁内に磁心を挿入してもよいし、磁心の外面に絶縁被覆導線2を巻回することでコイル20を構成してもよい。さらに、コイル20は、磁性粉末と樹脂とを含む圧粉磁心の内部に埋設して使用してもよい。特に、絶縁被覆導線2が高い耐熱性を有するため、コイル20は、焼結体からなる磁心の内部に埋設することができる。たとえば、図4が、コイル20を含む電子部品の一例を示す断面図である。 The coil 20 as shown in FIG. 3 may be incorporated into a circuit as an air-core coil, or may be used in combination with a magnetic core. When the coil 20 is applied to an electronic component having a magnetic core, the coil 20 may be formed by winding the insulating coated conductor 2 around a bobbin made of a non-magnetic material, and the bobbin and the magnetic core may be combined. The magnetic core may be inserted into the inner peripheral wall of the coil 20, or the coil 20 may be formed by winding the insulating coated conductor 2 around the outer surface of the magnetic core. Furthermore, the coil 20 may be used by being embedded inside a powder magnetic core containing magnetic powder and resin. In particular, since the insulating coated conductor 2 has high heat resistance, the coil 20 can be embedded inside a magnetic core made of a sintered body. For example, FIG. 4 is a cross-sectional view showing an example of an electronic component including the coil 20.

図4に示す電子部品100は、磁心40と、磁心の内部に存在するコイル20と、図示しない外部端子とを有する。磁心40は、磁性粉末の焼結体であり、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、もしくは、シリコーン樹脂のような樹脂成分を含まない。磁心40の形状および寸法は特に限定されない。また、磁心40の磁性粉末も、特に限定されず、たとえば、軟磁性金属粉末を用いることが好ましい。軟磁性金属粉末としては、たとえば、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、Fe基アモルファス合金粉、および、Fe基ナノ結晶合金粉などが挙げられる。磁性粉末の粒度は特に限定されず、たとえば、磁性粉末の平均粒径は、1μm以上100μm以下としてもよい。 The electronic component 100 shown in FIG. 4 has a magnetic core 40, a coil 20 inside the magnetic core, and an external terminal (not shown). The magnetic core 40 is a sintered body of magnetic powder and does not contain a resin component such as epoxy resin, phenol resin, or silicone resin. The shape and dimensions of the magnetic core 40 are not particularly limited. The magnetic powder of the magnetic core 40 is also not particularly limited, and it is preferable to use soft magnetic metal powder, for example. Examples of soft magnetic metal powder include Fe-Ni alloy powder, Fe-Si alloy powder, Fe-Si-Cr alloy powder, Fe-Co alloy powder, Fe-Si-Al alloy powder, Fe-based amorphous alloy powder, and Fe-based nanocrystalline alloy powder. The grain size of the magnetic powder is not particularly limited, and the average grain size of the magnetic powder may be, for example, 1 μm or more and 100 μm or less.

磁性粉末が上記のような軟磁性金属粒子で構成してある場合、各軟磁性金属粒子の表面には、金属表面の酸化による被膜や、無機化合物を含むコーティング層などの絶縁被膜が形成してあってもよい。この場合、隣接する軟磁性金属粒子が、絶縁被膜を介して互いに接しているか、Si系酸化物を含む粒界相を介して接合している。換言すれば、粒子間には樹脂などの有機物成分が介在しない。軟磁性金属粒子の表面に形成する絶縁被膜の平均厚みは、特に限定されず、たとえば、5nm以上200nm以下としてもよい。 When the magnetic powder is composed of soft magnetic metal particles as described above, the surface of each soft magnetic metal particle may be formed with an insulating coating, such as a coating formed by oxidation of the metal surface or a coating layer containing an inorganic compound. In this case, adjacent soft magnetic metal particles are in contact with each other via an insulating coating, or are joined via a grain boundary phase containing Si-based oxides. In other words, no organic components such as resins are present between the particles. The average thickness of the insulating coating formed on the surface of the soft magnetic metal particles is not particularly limited, and may be, for example, 5 nm or more and 200 nm or less.

なお、磁心40の磁性粉末は、粒子の組成、または/および、粒径が異なる2種以上の粒子群を含む混合粉であってもよい。たとえば、粒径が25μm以上であるFe-Si合金粒子と、粒径が5μm未満である純Fe粒子とを混ぜ合わせた磁性粉末を用いてもよい。 The magnetic powder of the magnetic core 40 may be a mixed powder containing two or more types of particle groups with different particle compositions and/or particle sizes. For example, a magnetic powder may be used that is a mixture of Fe-Si alloy particles with a particle size of 25 μm or more and pure Fe particles with a particle size of less than 5 μm.

電子部品100では、コイル20が、焼結体よりなる磁心40の内部に存在しており、コイル20の周囲が焼結した磁性粉末で覆われている。このように、コイル20が焼結体の内部に存在する場合、絶縁被覆導線2では、絶縁層8が、焼結後の無機絶縁層8Bとして存在する。 In the electronic component 100, the coil 20 is present inside the magnetic core 40 made of a sintered body, and the coil 20 is covered with sintered magnetic powder. In this way, when the coil 20 is present inside the sintered body, the insulating layer 8 in the insulating coated conductor 2 exists as an inorganic insulating layer 8B after sintering.

また、コイル20を構成している絶縁被覆導線2の端部2e1,2e2は、それぞれ、磁心40の内部から磁心40の外面に引き出されており、磁心40の外面に存在する外部端子に対して電気的に接続してある。端部2e1,2e2と外部端子の接続部分では、局所的に無機絶縁層8Bが除去してあり、金属導体部6と外部端子とが直に接触している。 Furthermore, the ends 2e1 and 2e2 of the insulated conductor 2 that constitutes the coil 20 are each drawn from inside the magnetic core 40 to the outer surface of the magnetic core 40 and are electrically connected to an external terminal present on the outer surface of the magnetic core 40. At the connection portions of the ends 2e1 and 2e2 and the external terminals, the inorganic insulating layer 8B has been locally removed, and the metal conductor portion 6 and the external terminals are in direct contact.

電子部品100の製造方法は特に限定されない。たとえば、磁心40はプレス成形で製造してもよい。まず、成形用金型のキャビティ内にコイル20を設置する。そして、磁性粉末とバインダとを混ぜ合わせた複合材をキャビティ内に充填し、所定の圧力でキャビティ内を加圧する。その後、コイル20が埋設してある成形体を、焼成することで、コイル20を含む焼結体として磁心40が得られる。焼成の条件は、磁性粉末が焼結する条件に設定すればよく、特に限定されない。例えば、焼成温度を500℃以上900℃以下とし、焼成時間を0.5時間~10時間としてもよい。なお、焼成の前には、脱バインダ処理を実施してもよい。 The manufacturing method of the electronic component 100 is not particularly limited. For example, the magnetic core 40 may be manufactured by press molding. First, the coil 20 is placed in the cavity of a molding die. Then, a composite material made by mixing magnetic powder and a binder is filled into the cavity, and a predetermined pressure is applied to the cavity. The compact with the coil 20 embedded therein is then fired to obtain the magnetic core 40 as a sintered body including the coil 20. The firing conditions are not particularly limited as long as they are set to conditions under which the magnetic powder can be sintered. For example, the firing temperature may be set to 500°C or higher and 900°C or lower, and the firing time may be 0.5 to 10 hours. Note that a binder removal process may be performed before firing.

なお、電子部品100の製造では、無機絶縁層8Bを有するコイル20を成形体中に埋設してもよい。もしくは、未焼成絶縁層8Aを有するコイル20を成形体中に埋設し、磁心40の焼成と同時に未焼成絶縁層8Aを焼成してもよい。生産効率の観点では、後者のように、磁心40の焼成時に絶縁層8を焼成させることが好ましい。 In addition, in the manufacture of the electronic component 100, the coil 20 having the inorganic insulating layer 8B may be embedded in the molded body. Alternatively, the coil 20 having the unsintered insulating layer 8A may be embedded in the molded body, and the unsintered insulating layer 8A may be fired simultaneously with the firing of the magnetic core 40. From the viewpoint of production efficiency, it is preferable to fire the insulating layer 8 when firing the magnetic core 40, as in the latter case.

ここで、一般に焼結体よりなる磁心は、磁性粉末と樹脂とを含む圧粉磁心よりも高密度である。そのため、磁性粉末と樹脂とを含む圧粉磁心よりも焼結体よりなる磁心の方が高透磁率であることがほとんどである。 Here, magnetic cores made of sintered bodies generally have a higher density than powder cores containing magnetic powder and resin. Therefore, magnetic cores made of sintered bodies almost always have a higher magnetic permeability than powder cores containing magnetic powder and resin.

しかし、樹脂(たとえば、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、もしくは、ウレタン樹脂など)を含む絶縁被膜を擁する従来の導線でコイルを形成した場合、上記のように磁心を焼結させると、コイル表面の絶縁被膜が焼失してしまう。もしくは、コイル表面の絶縁被膜中の樹脂が炭化することで、絶縁被膜の電気抵抗が著しく低下してしまう。その結果、コイルにおける導線間の絶縁性が損なわれ、インダクタンスが低下してしまう。これに対して、絶縁被覆導線2からなるコイル20を使用した場合、磁心40の焼成過程で絶縁層8が高い耐熱性を有する無機絶縁層8Bとなるため、磁心40を焼成した後においても、コイル20における巻線間の絶縁性を維持することができる。つまり、電子部品100においては、「高透磁率を有する焼結体よりなる磁心40」と「巻線間の絶縁性を維持したコイル20」とが両立している。その結果、電子部品100は、磁性粉末と樹脂とを含む圧粉磁心からなる電子部品よりも、高いインダクタンスを得ることができる。 However, when a coil is formed from a conventional conductor having an insulating coating containing a resin (for example, polyamide-imide resin, polyimide resin, epoxy resin, or urethane resin), the insulating coating on the coil surface is burned when the magnetic core is sintered as described above. Alternatively, the resin in the insulating coating on the coil surface is carbonized, and the electrical resistance of the insulating coating is significantly reduced. As a result, the insulation between the conductors in the coil is impaired, and the inductance is reduced. In contrast, when a coil 20 made of an insulating conductor 2 is used, the insulating layer 8 becomes an inorganic insulating layer 8B having high heat resistance during the sintering process of the magnetic core 40, so that the insulation between the windings in the coil 20 can be maintained even after the magnetic core 40 is sintered. In other words, the electronic component 100 has both a "magnetic core 40 made of a sintered body having high magnetic permeability" and a "coil 20 that maintains the insulation between the windings". As a result, the electronic component 100 can obtain a higher inductance than an electronic component made of a powder magnetic core containing magnetic powder and resin.

(実施形態のまとめ)
本実施形態の絶縁被覆導線2は、Cuを含む金属導体部6と、金属導体部6を覆う絶縁層8と、を有する。絶縁層8は、Si、Ti、および酸素を含み、絶縁層8におけるSiおよびTiの合計含有量に対するTi含有量の比率(Ti/(Si+Ti))が、2.5at%以上50at%以下である。
(Summary of the embodiment)
The insulating coated conductor 2 of the present embodiment has a metal conductor portion 6 containing Cu, and an insulating layer 8 covering the metal conductor portion 6. The insulating layer 8 contains Si, Ti, and oxygen, and the ratio of the Ti content to the total content of Si and Ti in the insulating layer 8 (Ti/(Si+Ti)) is 2.5 at % or more and 50 at % or less.

絶縁層8は、ゾルゲル法により形成され、焼成の前後で、Ti/(Si+Ti)は、殆ど変動しない。つまり、絶縁層8を焼成させた後の状態の絶縁被覆導線2は、Cuを含む金属導体部6と、金属導体部6を覆う無機絶縁層8Bと、を有する。無機絶縁層8Bは、SiおよびTiを含有する酸化物を含み、無機絶縁層8BにおけるSiおよびTiの合計含有量に対するTi含有量の比率(Ti/(Si+Ti))が、2.5at%以上50at%以下である。 The insulating layer 8 is formed by the sol-gel method, and Ti/(Si+Ti) hardly changes before and after firing. In other words, the insulated conductor 2 after firing the insulating layer 8 has a metal conductor portion 6 containing Cu and an inorganic insulating layer 8B covering the metal conductor portion 6. The inorganic insulating layer 8B contains an oxide containing Si and Ti, and the ratio of the Ti content to the total content of Si and Ti in the inorganic insulating layer 8B (Ti/(Si+Ti)) is 2.5 at% or more and 50 at% or less.

絶縁層8(8A,8B)が、2.5at%≦(Ti/(Si+Ti))≦50at%を満たすことで、絶縁層8の均一性を向上させることができる。また、絶縁層8(8A,8B)が、2.5at%≦(Ti/(Si+Ti))≦50at%を満たすことで、500℃以上の高温で加熱した後においても、絶縁層8により高い絶縁抵抗が得られる。つまり、絶縁被覆導線2が所定のTi/(Si+Ti)を満たす絶縁層8(8A,8B)有することで、高い耐熱性が得られる。 By having the insulating layer 8 (8A, 8B) satisfy 2.5 at%≦(Ti/(Si+Ti))≦50 at%, the uniformity of the insulating layer 8 can be improved. Also, by having the insulating layer 8 (8A, 8B) satisfy 2.5 at%≦(Ti/(Si+Ti))≦50 at%, the insulating layer 8 can obtain high insulation resistance even after heating at high temperatures of 500°C or higher. In other words, by having the insulating layer 8 (8A, 8B) that satisfies a specified Ti/(Si+Ti), the insulating coated conductor 2 can obtain high heat resistance.

絶縁被覆導線2では、絶縁層8の平均厚みTAveが1μm以上220μm以下であることが好ましい。特に、焼成後の無機絶縁層8Bの平均厚みT2Aveが、1μm以上200μm以下であることが好ましい。上記の平均厚みを満たすことで、絶縁被覆導線2の耐熱性がさらに向上する。また、絶縁被覆導線2をインダクタなどのコイルに適用する場合、上記の平均厚みを満たすことで、コイル断面において、導体(金属導体部6)の占積率を十分に確保することができる。その結果、漏れ磁束の増加によるインダクタンスの低下を抑制できる。 In the insulation coated conductor 2, the average thickness T Ave of the insulation layer 8 is preferably 1 μm or more and 220 μm or less. In particular, the average thickness T2 Ave of the inorganic insulating layer 8B after firing is preferably 1 μm or more and 200 μm or less. By satisfying the above average thickness, the heat resistance of the insulation coated conductor 2 is further improved. Furthermore, when the insulation coated conductor 2 is applied to a coil such as an inductor, by satisfying the above average thickness, the space factor of the conductor (metal conductor portion 6) can be sufficiently secured in the coil cross section. As a result, a decrease in inductance due to an increase in leakage flux can be suppressed.

以上、本開示の実施形態について説明してきたが、本開示は、上述した実施形態に何等限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内において種々に改変することができる。 Although the embodiments of the present disclosure have been described above, the present disclosure is in no way limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit and scope of the present disclosure.

たとえば、前述のとおり、絶縁被覆導線の断面形状は特に限定されず、図5Aに示す平角線状の絶縁被覆導線2αのように、略矩形の断面形状を有していてもよい。絶縁被覆導線2αのような平角線の場合、金属導体部6のX軸方向の幅Wx(長幅)は、たとえば、0.1mm以上2.5mm以下であることが好ましく、金属導体部6のZ軸方向の幅Wz(短幅)は、たとえば、0.1mm以上1.0mm以下であることが好ましい。上記の寸法は、絶縁被覆導線2αをインダクタなどのコイルに適用する場合に好適な範囲であって、平角線における金属導体部6の寸法は、用途に寄らず特に限定されない。 For example, as mentioned above, the cross-sectional shape of the insulated conductor is not particularly limited, and may be substantially rectangular, such as the rectangular insulated conductor 2α shown in FIG. 5A. In the case of rectangular wire such as the insulated conductor 2α, the width Wx (long width) in the X-axis direction of the metal conductor portion 6 is preferably, for example, 0.1 mm or more and 2.5 mm or less, and the width Wz (short width) in the Z-axis direction of the metal conductor portion 6 is preferably, for example, 0.1 mm or more and 1.0 mm or less. The above dimensions are within a suitable range when the insulated conductor 2α is applied to a coil such as an inductor, and the dimensions of the metal conductor portion 6 in the rectangular wire are not particularly limited regardless of the application.

図6に示すコイル20αは、図5Aに示す平角線状の絶縁被覆導線2αを用いたコイルの一例である。図6に示すように、コイル20αでは、エッジワイズ方式が採用されており、長幅(図5A示すWx)の方向がZ軸(巻回軸)と交差するように、絶縁被覆導線2αがZ軸に沿って巻回されている。平角線状の絶縁被覆導線2αを用いる場合の巻回方式は、図6に限定されず、フラットワイズ方式を採用してもよい。フラットワイズ方式の場合は、長幅(図5Aに示すWx)の方向がZ軸(巻回軸)と一致するように、絶縁被覆導線2αを巻回する。平角線状の絶縁被覆導線2αを用いる場合においても、絶縁被覆導線2αの巻き数は、特に限定されず、所望のコイル特性に応じて適宜決定すればよい。 The coil 20α shown in FIG. 6 is an example of a coil using the rectangular insulating coated conductor 2α shown in FIG. 5A. As shown in FIG. 6, the coil 20α uses an edgewise method, and the insulating coated conductor 2α is wound along the Z axis so that the direction of the long width (Wx shown in FIG. 5A) intersects with the Z axis (winding axis). The winding method when using the rectangular insulating coated conductor 2α is not limited to FIG. 6, and the flatwise method may be used. In the case of the flatwise method, the insulating coated conductor 2α is wound so that the direction of the long width (Wx shown in FIG. 5A) coincides with the Z axis (winding axis). Even when using the rectangular insulating coated conductor 2α, the number of turns of the insulating coated conductor 2α is not particularly limited and may be determined appropriately according to the desired coil characteristics.

また、金属導体部6は、組成が異なる2以上の領域を有していてもよい。たとえば、金属導体部6は、図5Bに示す絶縁被覆導線2βのように、本体部6aと、金属被覆層6bと、を有していてもよい。図5Bでは、絶縁被覆導線2βが円状の断面形状を有する丸線であるが、図5Aに示すような平角線の場合でも、金属導体部6が、本体部6aと、金属被覆層6bと、を有していてもよい。金属被覆層6bは、本体部6aを覆う金属成分からなる層であり、メッキ法や蒸着法などで形成してもよい。また、金属被覆層6bは、2種以上のメッキ層を積層した構造を有していてもよい。なお、金属導体部6が金属被覆層6bを有する場合、絶縁層8は、金属被覆層6bの表面を覆い、絶縁被覆導線2βの最も外側に位置する。金属導体部6の本体部6aと、絶縁層8との間に金属被覆層6bを形成することで、絶縁被覆導線2βの可撓性が向上する可能性がある。 The metal conductor portion 6 may have two or more regions with different compositions. For example, the metal conductor portion 6 may have a main body portion 6a and a metal coating layer 6b, as in the case of the insulating coated conductor 2β shown in FIG. 5B. In FIG. 5B, the insulating coated conductor 2β is a round wire having a circular cross-sectional shape, but even in the case of a rectangular wire as shown in FIG. 5A, the metal conductor portion 6 may have a main body portion 6a and a metal coating layer 6b. The metal coating layer 6b is a layer made of a metal component that covers the main body portion 6a, and may be formed by a plating method or a vapor deposition method. The metal coating layer 6b may have a structure in which two or more types of plating layers are laminated. In addition, when the metal conductor portion 6 has the metal coating layer 6b, the insulating layer 8 covers the surface of the metal coating layer 6b and is located on the outermost side of the insulating coated conductor 2β. By forming the metal coating layer 6b between the main body portion 6a of the metal conductor portion 6 and the insulating layer 8, the flexibility of the insulating coated conductor 2β may be improved.

図5Bに示す絶縁被覆導線2βの場合、Cuは、本体部6aまたは金属被覆層6bのいずれか一方に含まれていてもよいし、本体部6aおよび金属被覆層6bの両方に含まれていてもよい。たとえば、本体部6aを純銅もしくは銅合金とし(すなわち本体部6aの主成分をCuとし)、当該本体部6aの表面に、Ni、Cr、Al、Ag、および、Znから選択される1種以上を含む金属被覆層6bを形成してもよい。もしくは、本体部6aを純AlもしくはAl合金とし、当該本体部6aの表面にCuを含む金属被覆層6bを形成してもよい(所謂、銅被覆アルミ線)。 In the case of the insulated conductor 2β shown in FIG. 5B, Cu may be contained in either the main body 6a or the metal coating layer 6b, or in both the main body 6a and the metal coating layer 6b. For example, the main body 6a may be made of pure copper or a copper alloy (i.e., the main component of the main body 6a is Cu), and a metal coating layer 6b containing one or more selected from Ni, Cr, Al, Ag, and Zn may be formed on the surface of the main body 6a. Alternatively, the main body 6a may be made of pure Al or an Al alloy, and a metal coating layer 6b containing Cu may be formed on the surface of the main body 6a (so-called copper-coated aluminum wire).

金属被覆層6bの平均厚みは、特に限定されず、たとえば、10μm以上150μm以下としてもよい。また、本体部6aは、図1における平均直径D、もしくは、図5Aにおける幅Wx,Wzと同様の寸法を有していてもよい。 The average thickness of the metal coating layer 6b is not particularly limited and may be, for example, 10 μm or more and 150 μm or less. Furthermore, the main body portion 6a may have dimensions similar to the average diameter D in FIG. 1 or the widths Wx and Wz in FIG. 5A.

以下、本開示をさらに詳細な実施例に基づき説明するが、本開示はこれら実施例に限定されない。 The present disclosure will be explained below in more detail with reference to examples, but the present disclosure is not limited to these examples.

(実験1)
実験1では、以下に示す手順で、試料A1~試料A17に係る絶縁被覆導線を製造した。まず、Si源であるトリメトキシシラン、および、Ti源であるチタンテトラ-n-ブトキシドを準備し、これら原料を用いてコーティング液を調製した。具体的に、試料A2~試料A16では、絶縁層におけるTi/(Si+Ti)比が表1に示す値となるように、Si源およびTi源の配合比を制御した。また、試料A1のコーティング液には、Si源のみを添加し、試料A17のコーティング液には、Ti源のみを添加した。
(Experiment 1)
In experiment 1, the insulated conductors of samples A1 to A17 were manufactured by the following procedure. First, trimethoxysilane, which is a Si source, and titanium tetra-n-butoxide, which is a Ti source, were prepared, and a coating liquid was prepared using these raw materials. Specifically, for samples A2 to A16, the compounding ratio of the Si source and the Ti source was controlled so that the Ti/(Si+Ti) ratio in the insulating layer was the value shown in Table 1. In addition, only the Si source was added to the coating liquid of sample A1, and only the Ti source was added to the coating liquid of sample A17.

次に、500μmの平均直径Dを有するCu線を準備し、当該Cu線を上記のコーティング液に30秒間浸し、静置した。その後、コーティング液から取り出したCu線を、乾燥させた。乾燥処理では、保持温度を100℃に設定し、温度保持時間を30分に設定した。このコーティング液への浸漬と乾燥処理とを、3回繰り返すことで、絶縁層(未焼成絶縁層)を有する絶縁被覆導線を得た。各試料における焼成前の絶縁被覆導線について、以下に示す評価を実施した。 Next, a Cu wire having an average diameter D of 500 μm was prepared, and the Cu wire was immersed in the above coating liquid for 30 seconds and allowed to stand. The Cu wire was then removed from the coating liquid and dried. In the drying process, the holding temperature was set to 100°C, and the temperature holding time was set to 30 minutes. This immersion in the coating liquid and drying process were repeated three times to obtain an insulating coated conductor having an insulating layer (unfired insulating layer). The following evaluations were performed on the insulating coated conductor of each sample before firing.

絶縁層の平均厚みおよび厚み公差の計測
絶縁被覆導線の断面を走査型電子顕微鏡(SEM)で観察し、Cu線の表面に存在する未焼成絶縁層の厚みtAを計測した。絶縁被覆導線の断面は、各試料につき、それぞれ10箇所解析し、各断面において未焼成絶縁層の厚みtAを10箇所計測した。当該測定で得られた厚みtAのデータから、平均厚みT1Ave、最大厚みt1MAX、および、最小厚みt1MINを算出した。また、「F1=(|t1MAX-T1Ave|/T1Ave)×100」、および、「F2=(|t1MIN-T1Ave|/T1Ave)×100」をそれぞれ算出し、F1およびF2のうち大きい方を、厚みtAの公差(%)として採用した。
Measurement of the average thickness and thickness tolerance of the insulating layer <br/> The cross section of the insulating coated conductor was observed with a scanning electron microscope (SEM) to measure the thickness tA of the unsintered insulating layer present on the surface of the Cu wire. Ten cross sections of each sample of the insulating coated conductor were analyzed, and the thickness tA of the unsintered insulating layer was measured at ten points on each cross section. From the data on the thickness tA obtained by the measurement, the average thickness T1 Ave , the maximum thickness t1 MAX , and the minimum thickness t1 MIN were calculated. In addition, "F1 = (|t1 MAX - T1 Ave |/T1 Ave ) x 100" and "F2 = (|t1 MIN - T1 Ave |/T1 Ave ) x 100" were calculated, and the larger of F1 and F2 was adopted as the tolerance (%) of the thickness tA.

絶縁層の厚みの均一性については、厚み公差が±10%の範囲内である試料を良好と判定し、厚み公差が±5%の範囲内である試料を特に良好と判定した。 Regarding the uniformity of the thickness of the insulating layer, samples with a thickness tolerance within ±10% were judged to be good, and samples with a thickness tolerance within ±5% were judged to be particularly good.

絶縁層の成分分析
SEMによる断面解析時に、EDSによる点分析を実施し、未焼成絶縁層に含まれるSiの含有量(at%)およびTiの含有量(at%)を測定した。なお、点分析は、少なくとも10箇所で実施し、平均値としてSiおよびTiの含有量を算出した。そして、当該測定結果に基づいて、未焼成絶縁層におけるSiおよびTiの合計含有量に対するTi含有量の比率(Ti/(Si+Ti))を算出した。
Insulation layer component analysis During cross-sectional analysis by SEM, point analysis was performed by EDS to measure the Si content (at%) and Ti content (at%) contained in the unfired insulation layer. The point analysis was performed at least at 10 points, and the Si and Ti contents were calculated as average values. Based on the measurement results, the ratio of the Ti content to the total content of Si and Ti in the unfired insulation layer (Ti/(Si+Ti)) was calculated.

絶縁層による絶縁抵抗の測定
コーティング後、焼成前の絶縁層(未焼成絶縁層)による絶縁抵抗(Ω)を、HP製ハイレジスタンスメータ4339Bを用いて測定した。当該測定に際しては、表面の1/2に相当する未焼成絶縁層を局所的に除去した。そして、測定用端子の一方を、未焼成絶縁層を除去した箇所(すなわち金属導体部であるCuが露出している箇所)に押し当て、かつ、測定用端子の他の一方を未焼成絶縁層の表面に押し当てて、絶縁抵抗を測定した。未焼成絶縁層の絶縁抵抗については、1×107Ω以上を合格と判定した。なお、表1の絶縁抵抗の欄に示す「ND」は、絶縁抵抗が1×103Ω未満であり、絶縁抵抗が測定できなかったことを意味する。
Measurement of insulation resistance by insulating layer After coating, the insulation resistance (Ω) of the insulating layer before firing (unfired insulating layer) was measured using an HP high resistance meter 4339B. For this measurement, the unfired insulating layer equivalent to 1/2 of the surface was locally removed. Then, one of the measuring terminals was pressed against the part where the unfired insulating layer was removed (i.e., the part where the Cu metal conductor part was exposed) and the other terminal was pressed against the surface of the unfired insulating layer to measure the insulation resistance. The insulation resistance of the unfired insulating layer was judged to be 1 x 10 7 Ω or more as passing. Note that "ND" in the insulation resistance column of Table 1 means that the insulation resistance was less than 1 x 10 3 Ω and the insulation resistance could not be measured.

<絶縁層の焼成>
上記の焼成前の評価において、絶縁抵抗を計測できた試料(試料A5~試料A17)では、絶縁層を焼結させるために、絶縁被覆導線に対して熱処理(焼成処理)を施した。熱処理では、保持温度を700℃に設定し、温度保持時間を1時間に設定した。当該熱処理により絶縁層が焼結し、無機絶縁層を有する絶縁被覆導線が得られた。
<Firing of insulating layer>
In the above evaluation before firing, for the samples (samples A5 to A17) for which the insulation resistance could be measured, the insulation-covered conductor was subjected to a heat treatment (firing treatment) in order to sinter the insulating layer. In the heat treatment, the holding temperature was set to 700° C., and the temperature holding time was set to 1 hour. The heat treatment sintered the insulating layer, and an insulation-covered conductor having an inorganic insulating layer was obtained.

各試料における焼成後の絶縁被覆導線について、焼成前と同様の方法で、無機絶縁層の平均厚みおよび厚み公差の計測、無機絶縁層の成分分析、および、無機絶縁層による絶縁抵抗の測定、を実施した。また、焼成後に形成された無機絶縁層の外観を検査し、無機絶縁層におけるクラックの有無を調査した。 For the insulated conductors of each sample after firing, the average thickness and thickness tolerance of the inorganic insulating layer were measured, the components of the inorganic insulating layer were analyzed, and the insulation resistance of the inorganic insulating layer was measured using the same methods as before firing. In addition, the appearance of the inorganic insulating layer formed after firing was inspected to check for the presence or absence of cracks in the inorganic insulating layer.

耐熱性の評価
絶縁被覆導線の耐熱性は、焼成後の無機絶縁層による絶縁抵抗(Ω)、および、無機絶縁層の外観検査の結果に基づいて、評価した。具体的に、クラックが発生しておらず、かつ、絶縁抵抗が1×106Ω以上である場合、「耐熱性が良好」と判定し、クラックが発生しておらず、かつ、絶縁抵抗が1×1010Ω以上である場合、「耐熱性が特に良好」と判定した。
The heat resistance of the insulated conductor was evaluated based on the insulation resistance (Ω) of the inorganic insulating layer after firing and the results of an appearance inspection of the inorganic insulating layer. Specifically, if no cracks were present and the insulation resistance was 1× 10 Ω or more, it was judged to have "good heat resistance," and if no cracks were present and the insulation resistance was 1× 10 Ω or more, it was judged to have "particularly good heat resistance."

実験1の評価結果を、表1に示す。

Figure 2024079257000002
The evaluation results of Experiment 1 are shown in Table 1.
Figure 2024079257000002

比較例である試料A1~試料A4では、金属導体部であるCuの表面に、酸化物粒子が堆積していることが確認され、連続的な被膜は形成されていなかった。そのため、試料A1~試料A4については、被覆層の厚みを計測しなかった。試料A1~試料A4では、堆積物表面で計測した抵抗値が、金属導体部(Cu線)の抵抗値とほとんど変わらず、十分な抵抗値を有する被覆が形成されなかった。 In the comparative samples A1 to A4, it was confirmed that oxide particles had accumulated on the surface of the Cu metal conductor, and no continuous coating had been formed. Therefore, the thickness of the coating layer was not measured for samples A1 to A4. In samples A1 to A4, the resistance value measured on the deposit surface was almost the same as the resistance value of the metal conductor (Cu wire), and a coating with sufficient resistance was not formed.

また、比較例である試料A12~試料A17では、絶縁層の厚みの公差が大きく、均一性を確保できなかった。そのため、試料A12~試料A17では、焼成時に発生する熱応力が不均一化し、無機絶縁層の一部にクラックが発生した。つまり、試料A12~試料A17の絶縁被覆導線では、十分な耐熱性が得られなかった。 Furthermore, in the comparative examples, samples A12 to A17, the tolerance of the thickness of the insulating layer was large, and uniformity could not be ensured. As a result, in samples A12 to A17, the thermal stress generated during firing became non-uniform, and cracks occurred in parts of the inorganic insulating layer. In other words, the insulating coated conductors of samples A12 to A17 did not provide sufficient heat resistance.

一方、実施例である試料A5~試料A11では、焼成前および焼成後の両方で、厚みの公差が、いずれも、平均厚みの±5%の範囲内であり、均一性の高い絶縁層が形成されていることが確認できた。また、試料A5~試料A11では、700℃の熱処理後においても、高い絶縁抵抗を維持することができ、かつ、クラックの発生も抑制することができた。この結果から、絶縁被覆導線が、2.5at%≦Ti/(Si+Ti)≦50at%を満たす絶縁層を有することで、高い耐熱性が得られることが立証できた。 On the other hand, in the case of the working examples, Samples A5 to A11, the thickness tolerance was within ±5% of the average thickness both before and after firing, and it was confirmed that a highly uniform insulating layer was formed. Furthermore, Samples A5 to A11 were able to maintain high insulation resistance even after heat treatment at 700°C, and the occurrence of cracks was also suppressed. These results prove that high heat resistance can be obtained by having an insulating layer that satisfies 2.5 at% ≦ Ti/(Si + Ti) ≦ 50 at% for an insulated conductor.

(実験2)
実験2では、未焼成絶縁層の平均厚みが異なる10種類の絶縁被覆導線を製造した。実験2の試料B1~B9では、実験1の試料A6と同じコーティング液を使用し、Ti/(Si+Ti)比を5.2at%に制御した。また、各試料における未焼成絶縁層の平均厚みは、表2に示す値となるように、コーティング工程の繰り返し回数に基づいて、制御した。実験2における上記以外の製造条件は、実験1と同様とし、実験2の各試料について、実験1と同様の評価を実施した。実験2の評価結果を表2に示す。
(Experiment 2)
In Experiment 2, ten types of insulation-coated conductors with different average thicknesses of the unsintered insulating layer were manufactured. For Samples B1 to B9 in Experiment 2, the same coating liquid as for Sample A6 in Experiment 1 was used, and the Ti/(Si+Ti) ratio was controlled to 5.2 at %. The average thickness of the unsintered insulating layer in each sample was controlled based on the number of times the coating process was repeated so as to obtain the values shown in Table 2. The manufacturing conditions in Experiment 2 other than those mentioned above were the same as in Experiment 1, and each sample in Experiment 2 was evaluated in the same manner as in Experiment 1. The evaluation results of Experiment 2 are shown in Table 2.

Figure 2024079257000003
Figure 2024079257000003

表2の結果から、未焼成絶縁層の平均厚みを1μm以上220μm以下に設定することで(換言すると無機絶縁層の平均厚みを1μm以上200μm以下に設定することで)、均一で高い絶縁性を有する無機絶縁層が得られることがわかった。 The results in Table 2 show that by setting the average thickness of the unsintered insulating layer to 1 μm or more and 220 μm or less (in other words, by setting the average thickness of the inorganic insulating layer to 1 μm or more and 200 μm or less), an inorganic insulating layer with uniform and high insulating properties can be obtained.

2,2α,2β … 絶縁被覆導線
2s … 最表面
2e1,2e2 … 端部
6 … 金属導体部
6a … 本体部
6b … 金属被覆層
8 … 絶縁層
8A … 未焼成絶縁層
8B … 無機絶縁層
20,20α … コイル
100 … 電子部品
40 … 磁心
2, 2α, 2β: Insulated conductor 2s: Outermost surface 2e1, 2e2: End 6: Metal conductor 6a: Main body 6b: Metal coating layer 8: Insulating layer 8A: Unfired insulating layer 8B: Inorganic insulating layer 20, 20α: Coil 100: Electronic component 40: Magnetic core

Claims (4)

Cuを含む金属導体部と、前記金属導体部を覆う絶縁層と、を有し、
前記絶縁層が、Si、Tiおよび酸素を含み、
前記絶縁層におけるSiおよびTiの合計含有量に対するTi含有量の比率が、2.5at%以上50at%以下である絶縁被覆導線。
A metal conductor portion including Cu and an insulating layer covering the metal conductor portion,
the insulating layer includes Si, Ti, and oxygen;
The ratio of the Ti content to the total content of Si and Ti in the insulating layer is 2.5 at % or more and 50 at % or less.
前記絶縁層の平均厚みが、1μm以上220μm以下である請求項1に記載の絶縁被覆導線。 The insulated conductor according to claim 1, wherein the average thickness of the insulating layer is 1 μm or more and 220 μm or less. Cuを含む金属導体部と、前記金属導体部を覆う無機絶縁層と、を有し、
前記無機絶縁層が、SiおよびTiを含有する含む酸化物を含み、
前記無機絶縁層におけるSiおよびTiの合計含有量に対するTi含有量の比率が、2.5at%以上50at%以下である絶縁被覆導線。
A metal conductor portion containing Cu and an inorganic insulating layer covering the metal conductor portion,
the inorganic insulating layer includes an oxide containing Si and Ti,
The ratio of the Ti content to the total content of Si and Ti in the inorganic insulating layer is 2.5 at % or more and 50 at % or less.
前記無機絶縁層の平均厚みが、1μm以上200μm以下である請求項3に記載の絶縁被覆導線。 The insulated conductor according to claim 3, wherein the average thickness of the inorganic insulating layer is 1 μm or more and 200 μm or less.
JP2022192098A 2022-11-30 2022-11-30 Insulated Conductor Pending JP2024079257A (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022192098A JP2024079257A (en) 2022-11-30 2022-11-30 Insulated Conductor
PCT/JP2023/042789 WO2024117197A1 (en) 2022-11-30 2023-11-29 Insulated covered conductive wire, coil and magnetic component

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022192098A JP2024079257A (en) 2022-11-30 2022-11-30 Insulated Conductor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2024079257A true JP2024079257A (en) 2024-06-11

Family

ID=91391143

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022192098A Pending JP2024079257A (en) 2022-11-30 2022-11-30 Insulated Conductor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2024079257A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9007159B2 (en) Coil-type electronic component
US11869692B2 (en) Magnetic material, electronic component, and method for manufacturing magnetic material
EP1710815B1 (en) Powder core and method of producing thereof
US8723634B2 (en) Coil-type electronic component and its manufacturing method
US8896405B2 (en) Coil-type electronic component
CN110246651B (en) Soft magnetic metal powder, dust core, and magnetic component
JP6504288B1 (en) Soft magnetic metal powder, dust core and magnetic parts
KR102048566B1 (en) Dust Core
US10304601B2 (en) Magnetic body and coil component using the same
JP5903665B2 (en) Method for producing composite magnetic material
JP7128439B2 (en) Dust core and inductor element
JP2018037624A (en) Powder-compact magnetic core
JP7456233B2 (en) Metal magnetic particles, inductor, method for manufacturing metal magnetic particles, and method for manufacturing metal magnetic core
WO2024117197A1 (en) Insulated covered conductive wire, coil and magnetic component
JP2024079257A (en) Insulated Conductor
EP3605567B1 (en) Powder magnetic core with attached terminals and method for manufacturing the same
JP7268522B2 (en) Soft magnetic powders, magnetic cores and electronic components
JP2024079263A (en) Coils and magnetic components
TWI591658B (en) Dust core, electrical and electronic components and electrical and electronic machinery
JP7128438B2 (en) Dust core and inductor element
JP6035490B2 (en) Compact core, electrical / electronic components and electrical / electronic equipment
JP2018182202A (en) Coil component
JP6891638B2 (en) Powder magnetic core
JP7268521B2 (en) Soft magnetic powders, magnetic cores and electronic components
US11742141B2 (en) Metal magnetic particle, inductor, method for manufacturing metal magnetic particle, and method for manufacturing metal magnetic core