JP5644860B2 - マグネタイト含有樹脂および電子部品 - Google Patents
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Description
本発明は、マグネタイト（Ｆｅ3Ｏ4）を含有したマグネタイト含有樹脂に関する。
また、本発明は、上記マグネタイト含有樹脂がコーティングされた、コイル、ノイズフィルタなどの電子部品に関する。
さらに、本発明は、上記マグネタイト含有樹脂をコアとして用いた、コイル、ノイズフィルタなどの電子部品に関する。
従来から、フェライトなどの磁性体からなるコアに巻線を施したコイル、ノイズフィルタなどの電子部品において、巻線上に、フェライトなどからなる粉体状の磁性体を含有した樹脂をコーティングし、特性を向上させることがおこなわれている。たとえば、巻線上に磁性体を含有した樹脂をコーティングしたコイルは、疑似閉磁路となり、インダクタンス値が向上する。また、コアの強度を補強する役割もはたす。なお、巻線を施す代わりに、コアの外周面に、螺旋状の導体パターンを形成する場合もある。
また、上述のコアには、磁性体粉末を含有させた樹脂が用いられることがある。
たとえば、特許文献１（特開２００３‐２９７６４２号公報）には、芯材（コア）と、芯材に巻かれたコイルと、芯材およびコイルの外周を覆うように一体に設けられる外装材と、端子電極とからなるチップインダクタが開示されている。特許文献１のチップインダクタは、芯材および外装材として、平均粒径が１〜１０μｍの磁性材料でなる機能材料粉末を樹脂に含有させたものを用いている。そして、磁性材料として、ＭｎＺｎフェライト、ＮｉＺｎフェライト、ＭｎＭｇＺｎフェライト、ＮｉＣｕＺｎフェライト（ＮｉＺｎＣｕフェライト）、Ｂａフェライトの他、Ｆｅ2Ｏ3、Ｆｅ3Ｏ4（マグネタイト）などを用いることができることが開示されている。
ところが、マグネタイトは、一般に、残留磁束密度（Ｂｒ）が大きく、保磁力（Ｈｃ）も大きいため、磁性体としてマグネタイトを含有した樹脂を、コアとして用いたコイル、あるいはコアにコーティングしたコイルは、Ｑ値が小さくなってしまうという問題があった。そのため、現実には、このような樹脂に含有させる磁性体としては、専らフェライトが用いられており、マグネタイトが用いられていない。なお、特許文献１の実施例においても、フェライト粉末が用いられている。
しかしながら、磁性体としてフェライトを含有した樹脂を用いた場合、大きな直流重畳電流が流れると磁気飽和を起こし、インダクタンス値が急峻に低下し、回路に悪影響を及ぼすおそれがある。そこで、大きな直流重畳電流が流れても、磁気飽和を起こしにくく、インダクタンス値が低下しにくい、直流重畳特性の優れたコイルが求められている。
本発明は、上述した従来技術の問題点を解決するためになされたものである。その手段として、本発明にかかるマグネタイト含有樹脂は、樹脂と、樹脂に含有された粉体状の磁性体とを備えてなり、磁性体を、粒径Ｄ５０値が１．０μｍ未満、粒径Ｄ９０値が２．０μｍ未満で残留磁束密度が１５Ａｍ2／ｋｇ未満、保磁力が１２ｋＡ／ｍ未満のマグネタイトとし、磁性体に加えて、非磁性体を含有させ、磁性体の粒径Ｄ９０値／非磁性体の粒径Ｄ９０値で示される、磁性体と非磁性体の粒径比が、０．４以下であり、非磁性体を球状シリカとした。
なお、本出願書類において、マグネタイトの粒径について言及する場合に、マグネタイト含有樹脂に含まれるマグネタイトが凝集体である場合には、粒径は一次粒径を指す。
また、本発明にかかる電子部品は、その少なくとも一部を、上記マグネタイト含有樹脂によりコーティングした構成とした。
また、本発明にかかる別の電子部品は、上記マグネタイト含有樹脂によりコアを形成し、そのコアに巻線を巻回した構成、または、そのコアの表面にパターンを形成した構成とした。
本発明にかかるマグネタイト含有樹脂は、磁性体として、飽和磁化（Ｂｓ）の大きなマグネタイトを含有しているため、コイルなどにコーティングした場合、あるいはコイルなどのコアとして用いた場合に、大きな直流電流が流れても、磁気飽和を起こしにくく、インダクタンス値が低下しにくい。したがって、優れた直流重畳特性を得ることができる。また、マグネタイトの粒径が、上記の大きさに制御されているため、残留磁束密度（Ｂｒ）および保磁力（Ｈｃ）が小さく抑えられており、コイルなどにコーティングした場合、あるいはコイルなどのコアとして用いた場合に、Ｑ値が低下しない。また、本発明で用いるマグネタイトは粒径が小さいため、高充填させると、粒子間の樹脂層が薄くなり、マグネタイトと樹脂との熱膨張率差の影響を受けやすくなる。そのため、硬化後のマグネタイト含有樹脂にクラックが入りやすい。粒径の大きい非磁性体を含有させることにより、クラックの発生を防止することができる。シリカは、熱膨張率が低い材料であるため、硬化後のマグネタイト含有樹脂に熱衝撃が加わっても、膨張が小さく、マグネタイト含有樹脂にクラックが入りにくいからである。また、シリカの形状を球状とすれば、充填性に優れ、充填量を増やすことができ、クラックの発生を防止する効果がより大きくなるからである。さらに、球状シリカに代えて、たとえば、破砕状のシリカを用いた場合には、シリカ粒子間に磁性体を入れることが難しくなり、また、鋭い破断面を起点にして、クラックが発生するおそれがあるからである。
以下、本発明を実施するための形態について説明する。
［第１実施形態］
（マグネタイト含有樹脂）
樹脂として、たとえば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂を準備する。樹脂は、エポキシ樹脂には限定されず、ウレタン樹脂などであっても良い。
（マグネタイト含有樹脂）
樹脂として、たとえば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂を準備する。樹脂は、エポキシ樹脂には限定されず、ウレタン樹脂などであっても良い。
粉体状の磁性体として、マグネタイト（Ｆｅ3Ｏ4）を準備する。マグネタイトの粒径は、粒径Ｄ５０値が１．０μｍ未満、粒径Ｄ９０値が２．０μｍ未満のものを用いる。なお、マグネタイトと樹脂との分散性の観点からは、粒径Ｄ５０値が０．１μｍ以上であることが好ましい。ここでは、粒径Ｄ５０値が０．８１、粒径Ｄ９０値が１．６０のものを準備した。
なお、粒径は、レーザー回折法により測定した値である。具体的には、粉体をヘキサメタリン酸ナトリウム水溶液中で超音波分散した後に、（株）堀場製作所製のマイクロトラックにより測定した。
このマグネタイトの飽和磁化（Ｂｓ）は、９０Ａｍ2／Ｋｇであった。また、残留磁束密度（Ｂｒ）は１０．２Ａｍ2／Ｋｇ、保磁力（Ｈｃ）は９．８ｋＡ／ｍであった。
上記ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂４０ｗｔ％と、上記マグネタイト６０ｗｔ％とを、たとえば、プラネタリー型ミキサで、５〜８時間、撹拌し、マグネタイト含有樹脂を作製する。
なお、本実施形態においては、マグネタイト含有樹脂中におけるマグネタイトの配合比率を６０ｗｔ％としているが、磁性体の配合比率は５０〜９０ｗｔ％の範囲から選ばれることが好ましい。５０ｗｔ％未満であると、磁性体としての機能（インダクタンス値を向上させる機能など）を発揮することが困難になるからである。また、９０ｗｔ％を超えると、樹脂成分が少なくなり、脆い樹脂硬化物になるからである。
（マグネタイト含有樹脂をコーティングしたコイル）
図１に、本実施形態にかかる電子部品として、コイル１００を示す。
図１に、本実施形態にかかる電子部品として、コイル１００を示す。
コイル１００は、３ｍｍ角型のドラムコア１に、巻線２を施し、その両端を、ドラムコア１の底面に予め形成した１対の電極３、４にそれぞれ接続し、巻線２上にマグネタイト含有樹脂層５を形成した構造からなる。
ドラムコア１は、たとえば、ＮｉＺｎＣｕフェライトからなる。
巻線２は、たとえば、絶縁被膜付きのＣｕ線からなり、線径が０．２ｍｍで、ドラムコア１に１３ターン巻回されている。
電極３、４は、たとえば、Ａｇを主成分とする。
マグネタイト含有樹脂層５は、上述したマグネタイト含有樹脂を塗布し、硬化させたものである。
コイル１００は、たとえば、次の方法で製造される。
まず、ドラムコア１を準備する。具体的には、まず、ＮｉＺｎＣｕフェライトなどのフェライト仮焼粉に、バインダなどを混合し、フェライトスラリーを作製する。次に、このフェライトスラリーを、スプレードライヤーなどを用いて造粒し、フェライト造粒粉を作製する。次に、この造粒粉をプレス成形し、成形体を作製する。最後に、この成形体を、脱バインダ後、所定のプロファイルで焼成して、ドラムコア１を得る。
次に、ドラムコア１の底面に、電極３、４を形成する。具体的には、たとえば、Ａｇペーストを所定のパターンに塗布し、所定の温度で焼付ける。
次に、ドラムコア１に、巻線２を施す。そして、巻線２の両端を、電極３、４に、それぞれはんだ付けする。
次に、巻線２上に、マグネタイト含有樹脂層５を形成する。具体的には、まず、上述した本発明にかかるマグネタイト含有樹脂に、硬化剤を混ぜ込んだ上で、巻線２上に塗布する。硬化剤には、たとえば、アミン系硬化剤を用いる。また、マグネタイト含有樹脂と硬化剤との配合比率は、たとえば、マグネタイト含有樹脂１００重量部に対し、硬化剤１５重量部とする。そして最後に、マグネタイト含有樹脂を所定の温度まで加熱し、硬化させて、マグネタイト含有樹脂層５を形成して、コイル１００を完成させる。
本実施形態にかかるコイル１００のインダクタンス値およびＱ値を、ＨＰ製ＨＰ４２９１Ａを用いて測定した。インダクタンス値は４．８μＨであった。Ｑ値は３５であった。
コイル１００においては、大きなＱ値である３５を得ることができた。これは、樹脂に含有されるマグネタイトに、粒径Ｄ５０値が０．８１、粒径Ｄ９０値が１．６０のものを用いたことにより、残留磁束密度（Ｂｒ）が１０．２Ａｍ2／Ｋｇと小さくなるとともに、保磁力（Ｈｃ）が９．８ｋＡ／ｍと小さくなったことによると考えられる。
以上、第１実施形態にかかる、マグネタイト含有樹脂、それをコーティングしたコイル（電子部品）について説明した。しかしながら、本発明が上記の内容に限定されることはなく、発明の主旨に沿って、種々の変更をなすことができる。
たとえば、樹脂に含有されるマグネタイトの粒径は、粒径Ｄ５０値が１．０μｍ未満、Ｄ９０値が２．０μｍ未満であればよく、上記の各粒径には限定されない。
また、マグネタイト含有樹脂がコーティングされる電子部品は、コイルには限られず、たとえば、ノイズフィルタであっても良い。また、電子部品の構造は、コアに巻線が施されたものではなく、コアの外周面に螺旋状の導体パターンが形成されたものであっても良い。また、コアに代えて基板が用いられ、基板上に導体パターンが形成され、その上にマグネタイト含有樹脂がコーティングされたものであっても良い。
［第２実施形態］
（マグネタイト含有樹脂）
本発明のマグネタイト含有樹脂は、含有される磁性体の全てがマグネタイトである必要はなく、一部が他の磁性体に置き換えられても良い。
（マグネタイト含有樹脂）
本発明のマグネタイト含有樹脂は、含有される磁性体の全てがマグネタイトである必要はなく、一部が他の磁性体に置き換えられても良い。
第２実施形態にかかるマグネタイト含有樹脂は、含有される磁性体の半分をマグネタイト、半分をＮｉＺｎＣｕフェライトとした。
すなわち、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂４０ｗｔ％に、第１実施形態に用いたものと同じ粒径Ｄ５０値が０．８１、粒径Ｄ９０値が１．６０のマグネタイト３０ｗｔ％と、粒径Ｄ５０値が１．２４、粒径Ｄ９０値が１４．３０のＮｉＺｎＣｕフェライト３０ｗｔ％とを含有させた。
マグネタイト含有樹脂の作製方法は、第１実施形態に準じた。
（マグネタイト含有樹脂をコーティングしたコイル）
第２実施形態にかかるコイルは、マグネタイト含有樹脂層５以外の部分は、図１に示した、第１実施形態にかかるコイル１００と同じ構造からなる（図面についても図１を援用する）。
第２実施形態にかかるコイルは、マグネタイト含有樹脂層５以外の部分は、図１に示した、第１実施形態にかかるコイル１００と同じ構造からなる（図面についても図１を援用する）。
すなわち、第２実施形態にかかるコイルは、マグネタイト含有樹脂層５に、半分がマグネタイト、半分がＮｉＺｎＣｕフェライトからなる磁性体を含有した、上述した本実施形態にかかるマグネタイト含有樹脂を使用している。その他の点においては、第１実施形態にかかるコイル１００と同じ構造からなる。
第２実施形態にかかるコイルの、インダクタンス値は４．７〜４．９μＨ、Ｑ値は３１〜３２であり、いずれも良好であった。
第２実施形態においては、エポキシ樹脂に、マグネタイトとＮｉＺｎＣｕフェライトとを含有させているが、これは温度特性上、極めて望ましい。すなわち、マグネタイトはキュリー温度が５８５℃と高く、それを用いたエポキシ樹脂のインダクタンス値温度特性は正特性を示す傾向がある。これに対して、ＮｉＺｎＣｕフェライトはキュリー温度が８０〜２７０℃と低く、それを用いたエポキシ樹脂のインダクタンス値温度特性は負特性を示す傾向に調整することができる。したがって、両者を混合することにより、温度が変化しても両者が打ち消し合うようにすることができ、フラットなインダクタンス値温度特性を得ることができるからである。なお、インダクタンス値温度特性をよりフラットにするためには、両者の配合比を調整すれば良い。
［第３実施形態］
（マグネタイト含有樹脂）
第３実施形態においては、マグネタイト含有樹脂として、第１実施形態と同じものを用いた。
（マグネタイト含有樹脂）
第３実施形態においては、マグネタイト含有樹脂として、第１実施形態と同じものを用いた。
すなわち、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂４０ｗｔ％と、粒径Ｄ５０値が０．８１、粒径Ｄ９０値が１．６０、飽和磁化（Ｂｓ）が９０Ａｍ2／Ｋｇ、残留磁束密度（Ｂｒ）が１０．２Ａｍ2／Ｋｇ、保磁力（Ｈｃ）が９．８ｋＡ／ｍのマグネタイト６０ｗｔ％とが配合されたマグネタイト含有樹脂を用いた。
（マグネタイト含有樹脂をコアに用いたコイル）
図２に、本実施形態にかかる電子部品として、コイル２００を示す。
図２に、本実施形態にかかる電子部品として、コイル２００を示す。
コイル２００は、リングコア２１に、巻線２２を巻回した構造からなる。
本実施形態にかかるコイル２００は、リングコア２１に、上述したマグネタイト含有樹脂を用いたことを特徴とする。なお、コイル２００は、磁性体（マグネタイト）を含むリングコア２１に巻線２２を施したものであるため、閉磁路型のコイルである。
リングコア２１は、たとえば、内径７ｍｍ、外径１９ｍｍ、高さ２〜３ｍｍの円筒状からなる。
巻線２２は、たとえば、０．５〜１．０ｍｍの絶縁被膜付きのＣｕ線からなり、リングコア２１に、２５ターン巻回されている。
かかる構造からなるコイル２００は、たとえば、次の方法で製造される。
まず、リングコア２１を形成する。具体的には、上述したマグネタイト含有樹脂を準備し、これに硬化剤を混ぜ込む。硬化剤としては、たとえば、アミン系硬化剤を用いる。また、マグネタイト含有樹脂と硬化剤との配合比率は、たとえば、マグネタイト含有樹脂１００重量部に対し、硬化剤６５重量部とする。次に、硬化剤を混ぜ込んだマグネタイト含有樹脂を、所定の形状からなる金型内に注ぎ込み、所定の温度まで加熱し、脱泡した状態で硬化させて、リングコア２１を得る。
次に、リングコア２１に巻線２２を巻回し、コイル２００を完成させる。
完成したコイル２００のインダクタンス値およびＱ値を測定した。インダクタンス値は４．３μＨであった。Ｑ値は４３であった。
コイル２００においては、４３と大きなＱ値を得ることができた。これは、樹脂に含有されるマグネタイトに、粒径Ｄ５０値が０．８１、粒径Ｄ９０値が１．６０のものを用いたことにより、残留磁束密度（Ｂｒ）が１０．２Ａｍ2／Ｋｇと小さくなるとともに、保磁力（Ｈｃ）が９．８ｋＡ／ｍと小さくなったことによると考えられる。
［第４実施形態］
（マグネタイト含有樹脂）
本発明のマグネタイト含有樹脂は、少なくともマグネタイトを含む磁性体に加えて、非磁性体を含有するようにしても良い。
（マグネタイト含有樹脂）
本発明のマグネタイト含有樹脂は、少なくともマグネタイトを含む磁性体に加えて、非磁性体を含有するようにしても良い。
この場合には、含有される磁性体と非磁性体は、磁性体の粒径Ｄ９０値／非磁性体の粒径Ｄ９０値で表される粒径比が、０．４以下であることが好ましい。また、非磁性体は、球状シリカであることが好ましい。このようにすれば、上述したとおり、硬化後のマグネタイト含有樹脂に、クラックが入りにくいからである。
ここでは、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂１０ｗｔ％に、粒径粒径Ｄ５０値が０．８１μｍ、粒径Ｄ９０値が１．６０μｍのマグネタイト６０ｗｔ％と、粒径Ｄ５０値が６．０μｍ、粒径Ｄ９０値が１４．７μｍの球状シリカ３０ｗｔ％とを含有させた。磁性体と非磁性体との、磁性体の粒径Ｄ９０値／非磁性体の粒径Ｄ９０値で表した粒径比は、０．１１である。
マグネタイト含有樹脂の作製方法は、第１実施形態に準じた。
上記マグネタイトの飽和磁化（Ｂｓ）は９０Ａｍ2／Ｋｇ、残留磁束密度（Ｂｒ）は１０．２Ａｍ2／Ｋｇ、保磁力（Ｈｃ）は９．８ｋＡ／ｍであった。
なお、本実施形態において、少なくともマグネタイトを含む磁性体に加えて、球状シリカなどの非磁性体を含有させるのは、上述のとおり、硬化後のマグネタイト含有樹脂にクラックが入るのを防止するためであるが、非磁性体の含有は、本発明のマグネタイト含有樹脂を用いたコイルなどの電子部品が、車載用などの高温で使用される場合に、特に重要になる。
すなわち、民生用の電子部品に要求される、−４０〜８５℃、１０００サイクルといった熱衝撃試験では、球状シリカなどの非磁性体を含有しない、本発明のマグネタイト含有樹脂であっても、クラックは発生しない。
しかしながら、車載用などの高温で使用される電子部品に要求される、−４０〜１３０℃、１０００サイクルといった熱衝撃試験では、球状シリカなどの非磁性体を、磁性体と非磁性体との粒径比が所定の値になるように含有させないと、クラックが発生するおそれがある。そこで、非磁性体の追加含有に及んだものである。
したがって、非磁性体の含有は、本発明にとって必須の要素ではなく、高温での熱衝撃試験が要求される以外の用途においては、非磁性体を含有しない、本発明のマグネタイト含有樹脂で、十分に実用的に用いることができる。
（マグネタイト含有樹脂をコーティングしたコイル）
第４実施形態にかかるコイルは、マグネタイト含有樹脂層５以外の部分は、図１に示した、第１実施形態にかかるコイル１００と同じ構造からなる（図面についても図１を援用する）。
第４実施形態にかかるコイルは、マグネタイト含有樹脂層５以外の部分は、図１に示した、第１実施形態にかかるコイル１００と同じ構造からなる（図面についても図１を援用する）。
すなわち、第４実施形態にかかるコイルは、マグネタイト含有樹脂層５に、マグネタイトと、球状シリカとを含有した、上述した本実施形態にかかるマグネタイト含有樹脂を使用している。その他の点においては、第１実施形態にかかるコイル１００と同じ構造からなる。
第２実施形態にかかるコイルの、インダクタンス値は４．７〜４．９μＨ、Ｑ値は３７〜３９であり、いずれも良好であった。
第４実施形態においては、エポキシ樹脂に、磁性体（マグネタイト）に加えて、非磁性体（球状シリカ）が含有され、かつ、磁性体と非磁性体の、磁性体のＤ９０値／非磁性体の粒径Ｄ９０値で表される粒径比が、０．４以下であるため、硬化後のマグネタイト含有樹脂に、クラックが入りにくくなっている。
すなわち、粒径の小さいマグネタイトに加えて、粒径の大きい非磁性体を含有させているため、硬化後のマグネタイト含有樹脂にクラックが発生しにくい。また、その非磁性体が熱膨張率の低いシリカであるため、熱衝撃が加わっても、膨張が小さく、マグネタイト含有樹脂にクラックが入りにくい。さらに、シリカの形状が球状であるため、充填性に優れ、充填量を増やすことができ、クラックの発生を防止する効果がより大きくなっている。
本実施形態にかかるコイルに対し、熱衝撃試験を実施した。具体的には、コイルを試験槽に入れ、−４０℃〜１３０℃の温度を１０００サイクル繰り返した後、コイルを試験槽から取出し、目視でクラックの発生を確認した。１０００サイクル後においても、コイルにクラックは発生しなかった（ｎ＝１０）。
なお、本実施形態にかかるマグネタイト含有樹脂においては、磁性体として、マグネタイトを単独で用いているが、少なくとも一部がマグネタイトであれば良く、たとえば、マグネタイトの一部をＮｉＺｎＣｕフェライトに置き換えても良い。
本発明の有効性を確認するために、次の実験をおこなった。
［第１実験例］（樹脂をコーティングしたコイルの直流重畳特性）
第１実施形態にかかるコイル（１００）、第２実施形態にかかるコイル、本発明の範囲外にかかる比較例のコイルにつき、直流重畳特性を測定した。直流重畳特性は、外部ＤＣ電源で３．０Ａまで徐々に印加しながらＨＰ４２９１Ａでインダクタンス変化を測定した。
第１実施形態にかかるコイル（１００）、第２実施形態にかかるコイル、本発明の範囲外にかかる比較例のコイルにつき、直流重畳特性を測定した。直流重畳特性は、外部ＤＣ電源で３．０Ａまで徐々に印加しながらＨＰ４２９１Ａでインダクタンス変化を測定した。
図３に、各測定結果を示す。なお、図３において、実線で示すグラフが第１実施形態にかかるコイルの直流重畳特性、破線で示すグラフが第２実施形態にかかるコイルの直流重畳特性、一点鎖線で示すグラフが比較例にかかるコイルの直流重畳特性である。
マグネタイトを６０ｗｔ％含有する樹脂をコーティングした、第１実施形態にかかるコイルは、直流重畳電流１．０Ａまでインダクタンス値の減少はみられず、良好な直流重畳特性が得られている（実線）。これは、樹脂に含有させる磁性体に、飽和磁化（Ｂｓ）の大きなマグネタイト（Ｆｅ3Ｏ4）を用いたことによると考えられる。
マグネタイトを３０ｗｔ％、ＮｉＺｎＣｕフェライトを３０ｗｔ％含有する樹脂をコーティングした第２実施形態にかかるコイルは、第１実施形態にかかるコイルよりもわずかに劣るが、実用上問題のない、良好な直流重畳特性が得られている（破線）。これは、飽和磁化（Ｂｓ）の大きなマグネタイトが、コイルの磁気飽和を防いだことによると考えられる。
一方、比較例には、エポキシ樹脂４０ｗｔ％に対し、粒径Ｄ５０値が１．２４、粒径Ｄ９０値が１４．３０のＮｉＺｎＣｕフェライトが６０ｗｔ％含有された樹脂をコーティングしたコイルを用いた。比較例のコイルの他の構成については、上述した第１実施形態にかかるコイル１００と同じにした。
比較例に用いたＮｉＺｎＣｕフェライトの飽和磁化（Ｂｓ）は、５９Ａｍ2／Ｋｇであった。また、残留磁束密度（Ｂｒ）は１．５Ａｍ2／Ｋｇ、保磁力（Ｈｃ）は２．３ｋＡ／ｍであった。
比較例にかかるコイルは、直流重畳電流が流れると、その大きさに応じてインダクタンス値が低下し、直流重畳特性が悪い（一点鎖線）。これは、樹脂に含有させる磁性体に、マグネタイトに比べて飽和磁化（Ｂｓ）の小さなＮｉＺｎＣｕフェライトを用いたことによると考えられる。
なお、比較例にかかるコイルの初期のインダクタンス値は４．９μＨ、Ｑ値は２７であり、いずれも許容範囲のものであった。
［第２実験例］（樹脂をコーティングしたコイルのインダクタンス値、Ｑ値）
磁性体の含有されていない樹脂、マグネタイト以外の磁性体が含有された樹脂、本発明の範囲内のマグネタイト含有樹脂、本発明の範囲外のマグネタイト含有樹脂を、それぞれコーティングしたコイルを作製して、コイル特性（インダクタンス値、Ｑ値）を測定した。なお、本実験においては、各コイルを１０個作製し、特性はそれらの平均値をとった（第３実施例、第４実施例において同じ）。
磁性体の含有されていない樹脂、マグネタイト以外の磁性体が含有された樹脂、本発明の範囲内のマグネタイト含有樹脂、本発明の範囲外のマグネタイト含有樹脂を、それぞれコーティングしたコイルを作製して、コイル特性（インダクタンス値、Ｑ値）を測定した。なお、本実験においては、各コイルを１０個作製し、特性はそれらの平均値をとった（第３実施例、第４実施例において同じ）。
すなわち、樹脂として、磁性体の含有されていないエポキシ樹脂（試料１）、粒径の異なる２種類のＮｉＺｎＣｕフェライトがそれぞれ含有されたエポキシ樹脂（試料２、３）、粒径の異なる８種類のマグネタイトがそれぞれ含有されたエポキシ樹脂（試料４〜１１）を作製した。そして、それらの樹脂をコーティングして、図１に示すコイル１００と同じ構造のコイルを作製し、コイル特性を測定した。表１に、樹脂と磁性体粉体の配合比率、磁性体粉体の特性、コイルの特性（インダクタンス値、Ｑ値）を示す。
試料１をコーティングしたコイルは、樹脂に磁性体が含有されていないため、疑似閉磁路にはなっておらず、開磁路であり、初期のインダクタンス値が３．２μＨと小さい。
試料２、３は、マグネタイトに比べて飽和磁化（Ｂｓ）の小さなＮｉＺｎＣｕフェライトを用いているため、試料２、３をコーティングしたコイルは、直流重畳特性が悪い（図２の「比較例」のグラフを参照）。
試料９〜１１は、マグネタイトの粒径が本発明の範囲外であり、残留磁束密度（Ｂｒ）と保磁力（Ｈｃ）とが大きいため、試料９〜１１をコーティングしたコイルは、Ｑ値が１９〜２０と小さい。
本発明にかかる試料４〜８は、飽和磁化（Ｂｓ）の大きなマグネタイトを用いているため、試料４〜８をコーティングしたコイルは、直流重畳特性に優れる（図２の「第１実施形態」のグラフを参照）。また、マグネタイトの粒径Ｄ５０値が１．０μｍ未満、粒径Ｄ９０値が２．０μｍ未満であり、残留磁束密度（Ｂｒ）が１５Ａｍ2／ｋｇ未満、保磁力が１２ｋＡ／ｍ未満であるため、試料４〜８をコーティングしたコイルは、Ｑ値が３４〜３５と大きい。
［第３実験例］（樹脂でコアを形成したコイルのインダクタンス値、Ｑ値）
上述した試料１〜１１を用いて、リングコアを作製し、それらに巻線を巻回して、図２に示した第３実施形態にかかるコイル２００と同様の構造からなるコイルを作製し、コイル特性（インダクタンス値、Ｑ値）を測定した。
上述した試料１〜１１を用いて、リングコアを作製し、それらに巻線を巻回して、図２に示した第３実施形態にかかるコイル２００と同様の構造からなるコイルを作製し、コイル特性（インダクタンス値、Ｑ値）を測定した。
表２に、樹脂と磁性体粉体の配合比率、磁性体粉体の特性、コイルの特性（インダクタンス値、Ｑ値）を示す。
試料１を使用してリングコアを作製したコイルは、樹脂に磁性体が含有されていないため、閉磁路型にはなっておらず、開磁路型であり、初期のインダクタンス値が３．５μＨと小さい。
試料２、３は、マグネタイトに比べて飽和磁化（Ｂｓ）の小さなＮｉＺｎＣｕフェライトを用いているため、試料２、３を使用してリングコアを作製したコイルは、直流重畳特性が悪い。
試料９〜１１は、マグネタイトの粒径が本発明の範囲外であり、残留磁束密度（Ｂｒ）と保磁力（Ｈｃ）とが大きいため、試料９〜１１を使用してリングコアを作製したコイルは、Ｑ値が２５〜２９と小さい。
本発明にかかる試料４〜８は、飽和磁化（Ｂｓ）の大きなマグネタイトを用いているため、試料４〜８を使用してリングコアを作製したコイルは、直流重畳特性に優れる。
また、マグネタイトの粒径Ｄ５０値が１．０μｍ未満、粒径Ｄ９０値が２．０μｍ未満であり、残留磁束密度（Ｂｒ）と保磁力（Ｈｃ）とが小さいため、試料４〜８を使用してリングコアを作製したコイルコイルは、Ｑ値が４３〜５２と大きい。
［第４実験例］（球状シリカを追加含有した樹脂をコーティングしたコイルの熱衝撃試験）
磁性体（少なくとも一部にマグネタイトを含む磁性体）に加えて、非磁性体が含有されたマグネタイト含有樹脂の耐熱衝撃性を、磁性体と非磁性体の粒径比を変化させて調べた。
磁性体（少なくとも一部にマグネタイトを含む磁性体）に加えて、非磁性体が含有されたマグネタイト含有樹脂の耐熱衝撃性を、磁性体と非磁性体の粒径比を変化させて調べた。
具体的には、磁性体として、粒径Ｄ５０値が０．８１μｍ、粒径Ｄ９０値が１．６０μｍのマグネタイトと、粒径Ｄ５０値が０．９４μｍ、粒径Ｄ９０値が１．９８μｍのマグネタイトの２種類を用意し、非磁性体として、粒径Ｄ５０値が１．３０μｍ、粒径Ｄ９０値が２．００μｍの球状シリカから、粒径Ｄ５０値が７．０μｍ、粒径Ｄ９０値が１７．００μｍの球状シリカまでの７種類を用意した。
そして、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂１０ｗｔ％と、上記から選択したマグネタイト６０ｗｔ％と、上記から選択した球状シリカ３０ｗｔ％とを撹拌して、１２種類の、球状シリカを含有したマグネタイト含有樹脂を作製した（試料１２〜試料２３）。
そして、それらのマグネタイト含有樹脂をコーティングしたコイルを作製して、コイル特性（インダクタンス値、Ｑ値）を測定した。
また、これらのコイルに対し、熱衝撃試験を実施し、それぞれの耐熱衝撃性を調べた。熱衝撃試験は、コイルを試験槽に入れ、−４０℃〜１３０℃の温度を１０００サイクル繰り返した後、コイルを試験槽から取出し、目視でクラックの発生を確認した。なお、試験は、各試料につき１０個のコイルを作製しておこない、１個のコイルでもクラックが発生した場合は「クラック発生」、全てのコイルでクラックが発生しなかった場合は「クラック発生せず」とした。
表３に、試料１２〜２３の、磁性体（マグネタイト）と非磁性体（球状シリカ）の粒径比、熱衝撃試験の結果、コイルの特性（インダクタンス値、Ｑ値）などを示す。なお、磁性体と非磁性体の粒径比は、両者の粒径Ｄ９０値の比、すなわち、磁性体の粒径Ｄ９０値／非磁性体の粒径Ｄ９０値で表される粒径比を用いた。
試料１２〜１８は、粒径Ｄ９０値が１．９８のマグネタイトと、粒径Ｄ９０値が２．００〜１７．００の球状シリカを組み合わせたものであるが、粒径比が０．１２〜０．４０の試料１２〜１６をコーティングしたコイルはクラックが発生しなかったが、粒径比が０．５８の試料１７、粒径比が０．９９の試料１８をコーティングしたコイルはクラックが発生した。
また、試料１９〜２３は、粒径Ｄ９０値が１．６０のマグネタイトと、粒径Ｄ９０値が２．００〜１５．００の球状シリカを組み合わせたものであるが、粒径比が０．１１〜０．３２の試料１９〜２１をコーティングしたコイルはクラックが発生しなかったが、粒径比が０．４７の試料２２、粒径比が０．８０の試料２３をコーティングしたコイルはクラックが発生した。
以上より、磁性体の粒径Ｄ９０値／非磁性体の粒径Ｄ９０値で表される、磁性体と非磁性体との粒径比が、０．４以下であれば、耐熱衝撃性が高く、硬化後のマグネタイト含有樹脂にクラックが発生しにくいことがわかる。
１：ドラムコア
２：巻線
３、４：電極
５：マグネタイト含有樹脂層
２１：リングコア（マグネタイト含有樹脂からなるリングコア）
２２：巻線
１００：マグネタイト含有樹脂をコーティングしたコイル（電子部品）
２００：マグネタイト含有樹脂からなるコアを使用したコイル（電子部品）
２：巻線
３、４：電極
５：マグネタイト含有樹脂層
２１：リングコア（マグネタイト含有樹脂からなるリングコア）
２２：巻線
１００：マグネタイト含有樹脂をコーティングしたコイル（電子部品）
２００：マグネタイト含有樹脂からなるコアを使用したコイル（電子部品）
Claims (5)
- 樹脂と、前記樹脂に含有された粉体状の磁性体とを備えてなり、
前記磁性体が、粒径Ｄ５０値が１．０μｍ未満、粒径Ｄ９０値が２．０μｍ未満で残留磁束密度が１５Ａｍ2／ｋｇ未満、保磁力が１２ｋＡ／ｍ未満のマグネタイトであり、
前記磁性体に加えて、非磁性体が含有され、前記磁性体の粒径Ｄ９０値／前記非磁性体の粒径Ｄ９０値で表される、前記磁性体と前記非磁性体との粒径比が、０．４以下であり、
前記非磁性体が、球状シリカである、マグネタイト含有樹脂。 - 前記磁性体の含有量が、当該マグネタイト含有樹脂全体における５０〜９０ｗｔ％である、請求項１に記載されたマグネタイト含有樹脂。
- 請求項１または２に記載されたマグネタイト含有樹脂により、少なくとも一部がコーティングされた電子部品。
- 請求項１または２に記載されたマグネタイト含有樹脂により形成されたコアと、当該コアに巻回された巻線、または、当該コアの表面に形成されたパターンとを備えてなる電子部品。
- 前記電子部品が、コイルまたはノイズフィルタである、請求項３または４に記載された電子部品。
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