JP6464785B2 - コイル装置 - Google Patents

Description

本発明は、コイル装置に関し、特に、電子機器中の電源平滑回路向けチョークコイルなどのように、電源用インダクタンスなどとして好ましく用いられるコイル装置に関する。

電源用インダクタンスなどとして好ましく用いられるコイル装置としては、たとえば特許文献１に示すコイル装置が提案されている。このコイル装置によれば、直流重畳特性が良く、磁気ギャップを形成する必要がない高性能なコイル装置を提供することができる。

最近では、このようなコイル装置が、携帯電話やモバイル機器などの携帯型電子機器に用いられ、携帯型電子機器の小型化および薄型化がさらに進み、コイル装置の小型化および薄型化もさらに求められている。また、コイル装置の小型化および薄型化と共に、携帯型電子機器の使用環境に応じた信頼性の向上なども求められている。

たとえば携帯型電子機器の多機能化や充電量向上のために、定格電流は大きいものが要求され、定格電流の増大に伴う発熱量の増大、また実装密度増加に伴う高温動作が予想される。このため、コイル部品として、熱負荷が繰り返し加わった後でも、従来に比べて直流電流の変化率が少なく、高い信頼性を持つコイル装置が求められている。また携帯型電子機器に用いられるために、コイル装置としては、落下衝撃などに対する信頼性の向上も望まれている。

特開２０１２−８９７６５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、熱負荷が繰り返し加わった後でも直流電流の変化率が少なく、高い信頼性を持つ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、
絶縁基板と、
前記絶縁基板の少なくとも一方の主面にスパイラル状に形成された内部導体通路と、
磁性粉含有樹脂からなり、前記絶縁基板の一方の主面と他方の主面とを覆うコア素体と、
前記コア素体の外面に形成され、前記内部導体通路の両端部に形成してある一対のリード用コンタクトにそれぞれ接続される少なくとも一対の端子電極と、を有するコイル装置であって、
それぞれの前記端子電極が、前記コア素体に接触する内層と、前記内層の表面に形成される外層とを有し、
前記内層が導体粉含有樹脂で構成してあり、
前記磁性粉含有樹脂と前記導体粉含有樹脂との熱膨張係数差が１４ｐｐｍ以下であることを特徴とする。

本発明者等は、熱負荷が繰り返し加わった後でも直流電流の変化率が少なく、高い信頼性を持つコイル装置について鋭意検討した結果、磁性粉含有樹脂と導体粉含有樹脂との熱膨張係数差を１４ｐｐｍ以下にすることで、本発明の目的を達成することができることを見出し、本発明を完成させるに至った。

好ましくは、前記リード用コンタクトが前記コア素体の端面から前記内層の内部に突き出している。このような構成にすることで、直流抵抗（ＲＤＣ）のバラツキを低減することができると共に、端子電極の角部における端子電極の厚みが薄くならず、端子電極とコア素体との固着強度が向上する。

好ましくは、前記内層を構成する導体粉含有樹脂に含まれる導体粉が、球状粉と扁平状粉とを有し、前記導体粉含有樹脂に含まれる前記球状粉の含有量をαとし、前記導体粉含有樹脂に含まれる前記扁平状粉の含有量をβとした場合に、α/βが２〜３の範囲内である。このような構成にすることで、端子電極とコア素体との固着強度が向上すると共に、端子電極の抵抗を低減することが可能になる。

本発明の一実施形態に係るコイル装置の斜視図である。 図２は図１に示すコイル装置の分解斜視図である。 図３は図１に示すIII−III線に沿う断面図である。 図４は図１に示すIV−IV線に沿う断面図である。 図５は図４に示す端子電極付近の要部拡大断面図である。 図６は本発明の一実施例に係るコイル装置の作用効果を示すグラフである。 図７Ａは本発明の一実施例に係るコイル装置の別の作用効果を示すグラフである。 図７Ｂは本発明の一実施例に係るコイル装置のさらに別の作用効果を示すグラフである。 図８Ａは本発明の一実施例に係るコイル装置のさらに別の作用効果を示すグラフである。 図８Ｂは本発明の一実施例に係るコイル装置のさらに別の作用効果を示すグラフである。

以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。
図１に示すコイル装置２は、矩形平板形状のコア素体１０と、コア素体１０のＸ軸方向の両端にそれぞれ装着してある一対の端子電極４，４とを有する。端子電極４，４は、コア素体１０のＸ軸方向端面を覆うと共に、Ｘ軸方向端面の近くで、コア素体１０のＺ軸方向の上面１０ａと下面１０ｂとを一部覆っている。

図２に示すように、コア素体１０は、上部コア１５と下部コア１６とからなり、そのＺ軸方向の中央部に、絶縁基板１１を有する。絶縁基板１１は、後述するスパイラル状の内部導体通路１２，１３を形成するための下地面となる。

上部コア１５は、矩形平板状のコア本体の中央部に、Ｚ軸方向の下方に向けて突出する円柱状の中脚部１５ａを有する。また、上部コア１５は、矩形平板状のコア本体のＹ軸方向の両端部に、Ｘ軸方向の下方に向けて突出する板状の側脚部１５ｂを有する。

下部コア１６は、上部コア１５のコア本体と同様な矩形平板状の形状を有し、上部コア１５の中脚部１５ａと側脚部１５ｂとが、それぞれ下部コア１６の中央部およびＹ軸方向の端部に連結されて一体化される。なお、図２では、コア素体１０が、上部コア１５と下部コア１６とに分離されて描かれているが、これらは、金属磁性粉含有樹脂により一体化されて形成されても良い。また、上部コア１５に形成してある中脚部１５ａおよび／または側脚部１５ｂは、下部コア１６に形成されていても良い。いずれにしても、コア素体１０は、完全な閉磁路を構成してあり、閉磁路内にギャップは存在しない。

本実施形態では、コア素体１０は、金属磁性粉含有樹脂で構成してある。金属磁性粉含有樹脂とは、樹脂に金属磁性粉が混入されてなる磁性材料である。金属磁性粉としては、特に限定されず、パーマロイ、鉄、センダスト、Fe-Si-Cr系合金、Fe-Si-Cr系アモルファス合金などが例示されるが、Fe-Si-Cr系アモルファス合金を用いることが好ましい。具体的には、第１の金属磁性粉として平均粒径が好ましくは１０〜５０μｍ、さらに好ましくは１０〜３０μｍであるFe-Si-Cr系アモルファス合金を用い、第２の金属磁性粉として平均粒径が好ましくは１〜１０μｍ、さらに好ましくは１〜６μｍであるカルボニル鉄を用い、これらを所定の比率、例えば７０：３０〜８０：２０、好ましくは７５：２５の重量比で含む金属磁性粉を用いることが好ましい。

金属磁性粉の含有率は９０〜９９重量％であることが好ましい。樹脂に対して金属磁性粉の量を少なくすれば飽和磁束密度は小さくなり、逆に金属磁性粉の量を多めにすれば飽和磁束密度は大きくなるので、金属磁性粉の量だけで飽和磁束密度を調整することができる。

本実施形態では、粒径が異なる２種類、又は３〜４種類の金属磁性粉を用いることが好ましく、その場合には、低加圧又は非加圧成形下において高密度な磁性コアを成形することができ、高透磁率且つ低損失な磁性コアを実現することができる。

金属磁性粉含有樹脂に含まれる樹脂は絶縁結着材として機能する。樹脂の材料としては液状エポキシ樹脂又は粉体エポキシ樹脂を用いることが好ましい。また、樹脂の含有率は１〜１０重量％であることが好ましい。

上部コア１５および下部コア１６の厚さは同一であることが好ましく、合計厚さＴ（図３参照）は０．３〜１．２ｍｍ程度に薄くすることができる。ただし、上部コア１５および下部コア１６の合計厚さＴが薄すぎると、部品の機械的強度のみならずコイルのインダクタンスが低下するおそれがある。

図において、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸は、相互に垂直であり、本実施形態では、Ｘ軸が、一対の端子電極４，４が相互に向かい合う方向であり、Ｙ軸が、端子電極４，４の長手方向であり、Ｚ軸が、コア素体１０の上面１０ａおよび下面１０ｂに垂直な方向である。

図２に示すように、絶縁基板１１のＺ軸方向の上面（一方の主面）には、円形スパイラル状の内部導体通路１２から成る内部電極パターンが形成してある。

スパイラル状の内部導体通路１２の内周端には、接続端１２ａが形成してある。また、スパイラル状の内部導体通路１２の外周端には、コア素体１０の一方のＸ軸方向端部に沿って露出するようにリード用コンタクト１２ｂが形成してある。

絶縁基板１１のＺ軸方向の下面（他方の主面）には、スパイラル状の内部導体通路１３から成る内部電極パターンが形成してある。

スパイラル状の内部導体通路１３の内周端には、接続端１３ａが形成してある。また、スパイラル状の内部導体通路１３の外周端には、コア素体１０の一方のＸ軸方向端部に沿って露出するようにリード用コンタクト１３ｂが形成してある。

接続端１２ａと接続端１３ａとは、絶縁基板１１を挟んで、同じ位置に形成してあり、図３に示すように、絶縁基板１１に形成してあるスルーホール１１ｉに埋め込まれているスルーホール電極１８を通して電気的に接続してある。すなわち、スパイラル状の内部導体通路１２と、同じくスパイラル状の内部導体通路１３とは、スルーホール電極１８を通して電気的に接続してある。

スパイラル状の内部導体通路１２，１３は、Ｚ軸方向から見て概略的に重なり合っているが、完全には一致していなくてよい。すなわち、絶縁基板１１の上面１１ａ側から見たスパイラル状の内部導体通路１２は、外周端のリード用コンタクト１２ｂから内周端の接続端１２ａに向かって反時計回りのスパイラルを構成している。

これに対して、絶縁基板１１の上面１１ａ側から見たスパイラル状の内部導体通路１３は、内周端である接続端１３ａから外周端であるリード用コンタクト１３ｂに向かって反時計回りのスパイラルを構成している。これにより、スパイラル状の内部導体通路１２，１３に電流が流れることによって生じる磁束の方向が一致し、スパイラル状の内部導体通路１２，１３で発生する磁束は重畳して強め合い、大きなインダクタンスを得ることができる。

図２に示すように、上部コア１５と内部導体通路１２との間には、保護絶縁層１４が介在してあり、これらは絶縁されている。また、下部コア１６と内部導体通路１３との間には、矩形シート状の保護絶縁層１４が介在してあり、これらは絶縁されている。保護絶縁層１４の中央部には、円形の貫通孔１４ａが形成してある。また、絶縁基板１１の中央部にも、円形の貫通孔１１ｈが形成してある。これらの貫通孔１４ａおよび１１ｈを通して、上部コア１５の中脚部１５ａが下部コア１６の方向に延びて下部コア１６の中央と連結してある。

なお、スパイラル状の内部導体通路１２と、同じくスパイラル状の内部導体通路１３とは、その中央部に、貫通孔１４ａおよび１１ｈよりも大きな空間を有している。

図４および図５に示すように、本実施形態では、端子電極４が、コア素体１０のＸ軸方向端面に接触する内層４ａと、内層４ａの表面に形成される外層４ｂとを有する。内層４ａは、コア素体１０のＸ軸方向の端面近くで、コア素体１０の上面１０ａおよび下面１０ｂの一部も覆っており、その外表面を外層４ｂが覆っている。

図５に示すように、リード用コンタクト１３ｂがコア素体１０のＸ軸方向の端面から所定の突き出し長さｄで端子電極４の内部に突き出して端子電極４に接続するように形成してある。突き出し長さｄは、０より大きく、好ましくは（１）〜１０μｍである。図７Ａに示すように、突き出し長さｄを大きくするほど、直流抵抗（ＲＤＣ）のばらつき（％）が小さくなるが、１０μｍを超えると、ばらつき低減の効果が少なくなる。そのため、上記範囲が好ましい。

また図７Ｂに示すように、突き出し長さｄが０を超えると、図５に示す端子電極４の角部における端子電極４の厚みｔｅを急激に大きくすることができる。端子電極４の角部における端子電極４の厚みｔｅを厚く保つことで、端子電極４とコア素体１０との固着強度が向上する。ただし、突き出し長さｄが１０μｍを超えると、端子電極４の厚みｔｅを厚く保つ効果が少なくなるので、上記範囲が好ましい。

また、図５には図示されていないが、図４に示すように、Ｘ軸方向の反対側に位置する端子電極４では、リード用コンタクト１２ｂがコア素体１０のＸ軸方向の端面から所定の突き出し長さｄ（図５参照）で端子電極４のの内部に突き出して端子電極４に接続するように形成してある。他方の端子電極４は、上側の内部導体通路１２に対してのみ接続される。そのため一方の端子電極４と他方の端子電極４との間には、２つのスパイラル状の内部導体通路１２および１３が直列に接続される。

本実施形態では、絶縁基板１１は、ガラスクロスにエポキシ樹脂を含浸させた一般的なプリント基板材料であることが好ましく、例えばＢＴ基材、ＦＲ４基材、ＦＲ５基材等を用いることができるが、これに限定されず、ガラス基材、セラミック基材、ポリイミド基材、フェライト基材などでもよい。

絶縁基板１１として、プリント基板材料を用いた場合には、スパイラル状の内部導体通路１２，１３を、いわゆる薄膜工法におけるスパッタリングではなく、めっきにより形成できる。このため、内部導体通路１２，１３を構成する導体の厚さを十分に厚くすることができる。

また、浮遊容量の増大を回避するため、絶縁基板１１の誘電率は、７以下（ε≦７）であることが好ましいが、特に限定されるものではない。また、本実施形態では、樹脂基板１１の形状が、コイル装置の外形に合わせて矩形であるが、その他の形状であっても良い。樹脂基板１１の厚みは、内部導体通路１２および１３間での絶縁が確保される程度に薄いことが好ましく、特に限定されないが、好ましくは１０〜１００μｍである。樹脂基板１１は、たとえば射出成形、ドクターブレード法、スクリーン印刷などにより形成される。

絶縁基板１１の上面１１ａおよび下面１１ｂにそれぞれ形成される内部導体通路１２および内部導体通路１３は、たとえば次のようにしてめっき法により形成される。めっきにより形成することで、そのアスペクト比を高くすることができ、断面積が比較的大きく直流抵抗が小さなコイル装置を実現することができる。

まず、金属箔（たとえば導電率が高く加工も容易な銅箔）が上面１１ａおよび下面１１ｂに形成してある絶縁基板１１を準備し、その金属箔を所定厚み（たとえば３〜５μｍ）までエッチングして金属箔の厚みを薄くする。この金属箔は、次工程でのめっき種膜となる。

その前後に、図３に示すスルーホール１１ｉを絶縁基板１１にドリル加工などで形成する。金属箔およびスルーホール１１ｉが形成してある絶縁基板１１の両面にレジスト膜をラミネートし、回路パターンのスペースとなる部分を露光により感光させる。現像液により未感光部分を溶解（現像）させ、回路パターンのスペース部分のみを残したレジストパターンを金属箔の表面に形成する。

次に、レジストパターンが形成された絶縁基板１１を電気めっきにて、レジストパターンが形成されていない部位にめっきを析出させることで、回路の導体配線となる部分（内部導体通路１２，１３となる部分）が形成される。めっきの膜厚は、次工程でエッチングされる量を予め想定し、めっき種膜のエッチング後に、たとえば所定厚みとなるように調整した膜厚で形成する。

次に、レジストが形成してある絶縁基板１１を、レジスト剥離液に浸し、残っているレジストを剥離する。さらに、絶縁基板１１を、めっき種膜のエッチング液にてエッチングし、めっきされていない部分のめっき種膜を除去する。

次に、めっき膜が形成してある絶縁基板１１を電気めっきにてめっき膜を厚くする。その状態で、図２に示す絶縁基板１１の上面１１ａおよび下面１１ｂに、所定膜厚の内部導体通路１２，１３が形成される。同時に、図３に示すスルーホール電極１８も形成される。

次に、これらの内部導体通路１２，１３が形成された絶縁基板の両面に、保護絶縁層１４を形成するために、絶縁基板１１を、たとえば所定濃度で高沸点溶剤にて希釈した樹脂溶解液に浸漬させ乾燥させる。このようにして所定厚みの保護絶縁層１４が形成される。

次に、図２に示す上部コア１５および下部コア１６の組合せからなるコア素体１０を形成するために、保護絶縁層１４が形成してある絶縁基板１１の表面に、磁性材料を印刷にて塗布する。磁性材料としては、たとえば主金属磁性材量と微粉末金属磁性材料を所定割合で混練したペースト材を、樹脂溶液と混練したペーストを使用する。金属磁性材料の粒径は大きくなることで実行透磁率が向上する。

なお、印刷により形成された磁性材料は、溶剤分を揮発させ、たとえばプレス処理にてコア素体１０の密度を向上させる。また、コア素体１０の上面１１ａおよび下面１１ｂを、たとえば固定砥石にて研削し、コア素体１０を所定の厚みにそろえる。その後、熱硬化させて樹脂を架橋させて、コア素体１０が得られる。

その後に、コア素体１０が形成された絶縁基板１１を、たとえばダイシングなどにより個片状に切断すれば、図１で示される端子電極４が形成される前のコア素体１０が得られる。なお、切断前の状態では、コア素体１０は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に一体的に連結されている。切断後には、個片化されたコア素体１０に、エッチング処理を行う。エッチング処理の条件としては、特に限定されない。

このエッチング処理の目的は、コア素体１０に含まれてダイシングにより引き伸ばされた金属粒子を除去し、コア素体１０の表面の絶縁性を高めて端子めっきの析出を抑制することである。また、その目的は、図５に示すように、リード用コンタクト１３ｂ（１２ｂも同様）のＸ軸方向端部をコア素体１０のＸ軸方向端部から所定の突き出し長さｄで突出させ、端子電極４との電気的な接続を確実にさせることにある。

突き出し長さｄは、図７Ａに示すように、０より大であれば電気的な接続に関しては、ＲＤＣが４％以下、好ましくは３％以下で安定している。しかし、突き出し長さｄが０以下であればで接触抵抗が増大し、電気的な接続のばらつきが大きくなる。これは、端子電極４の内層４ａを形成するための電極材塗布工程がＤＩＰ浸漬で処理されるため、ＤＩＰで浸漬されるときに気泡を抱き込み易く、またその気泡が逃げにくいために発生してしまうことによると考えられる。

また、ＤＩＰで形成される電極エッジ部の厚みｔｅ（図５参照）についても、突き出し長さｄが０より大きければ、図７Ｂに示すように、厚みｔｅが９μｍ以上確保されており、固着強度も強い。しかし、突き出し長さｄが０以下であれば固着強度が弱くなり、落下試験にて脱落してしまう不良が確認された。

次に、エッチング処理されたコア素体１０のＸ軸方向の両端に、浸漬法（ＤＩＰ）にて電極材を塗布して内層４ａを形成する。電極材としては、磁性材料を固着している成分と同様に、たとえばエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂にＡｇ粉などの導体粉を所定の含有量で混練したペースト材である。

内層４ａを構成する導体粉含有樹脂に含まれる導体粉（たとえばＡｇ粉）は、球状粉と扁平状粉とを有し、導体粉含有樹脂に含まれる球状粉の含有量をαとし、導体粉含有樹脂に含まれる前記扁平状粉の含有量をβとした場合に、α/βが、好ましくは２〜３の範囲内である。このような構成にすることで、端子電極４とコア素体１０との固着強度が向上すると共に、端子電極４の抵抗を低減することが可能になる。

なお、球状粉及び扁平粉の平均粒径は、レーザー解析散乱法により測定される。なお、扁平粉とは、粉の縦横比（アスペクト比）が２以上のものを意味し、球状粉とは、粉の外径が円に近いものを意味し、アスペクト比が２より小さく１に近いものを意味する。

ＤＩＰ浸漬方法は、電極材表面をスキージにて平滑にし、電極厚み分を浸漬させて塗布する。過剰に塗布された部分は金属表面に接触させて除去する。

次に、内層４ａとなる電極ペーストが塗布された製品に端子めっきをバレルめっきにて外層４ｂを形成する。外層４ｂを形成するための端子めっきとしては、単一めっき膜でも多層めっき膜でも良く、たとえばＮｉ膜とＳｎ膜を形成する。

本実施形態では、図５に示すコア素体１０を構成する磁性粉含有樹脂と、内層４ａを構成する導体粉含有樹脂との熱膨張係数差を１４ｐｐｍ以下にすることで、熱負荷が繰り返し加わった後でも直流電流の変化率が少なく、高い信頼性を持つコイル装置を実現することができる。

また、図５に示すように、リード用コンタクト１２ｂ（１２ｃ，１３ｂ，１３ｃも同様）がコア素体１０のＸ軸方向端面から内層４ａの内部に突き出している。このような構成にすることで、直流抵抗（ＲＤＣ）のバラツキを低減することができると共に、端子電極４の角部における端子電極の厚みｔｅが薄くならず、端子電極４とコア素体１０との固着強度が向上する。

さらに本実施形態では、内層４ａを構成する導体粉含有樹脂に含まれる導体粉が、球状粉と扁平状粉とを有し、導体粉含有樹脂に含まれる球状粉の含有量をαとし、導体粉含有樹脂に含まれる扁平状粉の含有量をβとした場合に、α/βが２〜３の範囲内である。このような構成にすることで、端子電極４とコア素体１０との固着強度が向上すると共に、端子電極４の抵抗を低減することが可能になる。

さらにまた、本実施形態のコイル装置２では、コア素体１０の外表面の表面粗さが１３０μｍ以下である。このような構成にすることで、コア素体１０の表面抵抗を上げることが可能であり、端子電極４，４間の短絡などを有効に防止することができる。

また本実施形態では、コア素体１０を金属磁性粉含有樹脂で構成した場合には、金属磁性粉の間に樹脂が存在し、微小なギャップが形成された状態となることによって飽和磁束密度が高められる。このため、上部コア１５と下部コア１６との間にエアギャップを形成することなく磁気飽和を防止することができる。したがって、ギャップを形成するために磁性コアを高い精度で機械加工する必要はない。

さらに本実施形態によるコイル装置２では、スパイラル状の内部導体通路１２，１３を覆う磁性体が樹脂モールドであり、寸法加工精度が非常に高く、また基板面に集合体として形成することでコイルの位置精度が非常に高く、小型化、薄型化が可能である。さらに本実施形態では、磁性体には金属磁性材料を用いており、フェライトよりも直流重畳特性がよいので、磁気ギャップの形成を省略することができる。

さらに本実施形態に係るコイル装置２は、定格電流の増大に伴う発熱、実装密度増加に伴う高温動作、人体（ポケット等）環境に近い、多湿環境での使用（温度４０度付近、湿度６０％〜９０％）において、特に効果を発揮する。

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、本発明の範囲内で種々に改変することができる。

たとえば、絶縁基板１１の片側表面にのみスパイラル状の内部導体通路１２または１３を形成しても良い。また上述した実施形態では、スパイラル状の内部導体通路１２および１３を直列に接続したが、並列に接続するように内部導体パターンを形成しても良い。また、コア素体１０の外面に形成する端子電極４は、３つ以上であっても良い。

以下、本発明を、さらに詳細な実施例に基づき説明するが、本発明は、これら実施例に限定されない。
実施例１

まず、銅箔が上面１１ａおよび下面１１ｂに形成してある絶縁基板１１を準備した。絶縁基板１１の寸法は、２．５×２．０×０．０６ｍｍであった。絶縁基板１１に形成してあった銅箔を所定厚み（たとえば３〜５μｍ）までエッチングして銅箔の厚みを薄くした。この銅箔は、次工程でのめっき種膜となる。

その前後に、図３に示すスルーホール１１ｉを絶縁基板１１にドリル加工などで形成した。銅箔およびスルーホール１１ｉが形成してある絶縁基板１１の両面にレジスト膜をラミネートし、回路パターンのスペースとなる部分を露光により感光させた。現像液により未感光部分を溶解（現像）させ、回路パターンのスペース部分のみを残したレジストパターンを銅箔の表面に形成した。

次に、レジストパターンが形成された絶縁基板１１を電気めっきにて、レジストパターンが形成されていない部位にめっきを析出させることで、回路の導体配線となる部分（内部導体通路１２，１３となる部分）を形成した。めっきの膜厚は、次工程でエッチングされる量を予め想定し、めっき種膜のエッチング後に、１０μｍの厚みとなるように調整した膜厚を形成するため１３μｍ以上の膜厚を形成した。

次に、レジストが形成してある絶縁基板１１を、レジスト剥離液に浸し、残っているレジストを剥離した。さらに、絶縁基板１１を、めっき種膜のエッチング液にてエッチングし、めっきされていない部分のめっき種膜を除去した。

次に、めっき膜が形成してある絶縁基板１１を電気めっきにてめっき膜を厚くした。その状態で、図２に示す絶縁基板１１の上面１１ａおよび下面１１ｂに、所定膜厚の内部導体通路１２，１３が形成されることを確認した。同時に、図３に示すスルーホール電極１８も形成されることを確認した。内部導体通路１２，１３の幅は７０μｍであり、高さは１２０μｍ、ピッチは１０μｍであった。

次に、これらの内部導体通路１２，１３が形成された絶縁基板の両面に、保護絶縁層１４を形成するために、絶縁基板１１を、溶剤にて希釈したエポキシ溶解液に浸漬させ乾燥させた。このようにして所定厚みの保護絶縁層１４を形成した。

次に、図２に示す上部コア１５および下部コア１６の組合せからなるコア素体１０を形成するために、保護絶縁層１４が形成してある絶縁基板１１の表面に、磁性材料を印刷にて塗布した。磁性材料としては、たとえば主金属磁性材と微粉末金属磁性材とを３：１で混練したペースト材を、エポキシ樹脂と混練したペーストを使用した。金属磁性粉の比率は、９７重量％とし、主金属磁性粉の平均粒径は３０μｍであり、微粉末金属磁性粉の平均粒径は１〜４μｍとした。主金属磁性材としてはFe-Si-Cr系アモルファス合金を用い、微粉末金属磁性材としてはカルボニル鉄を用いた。

なお、印刷により形成された磁性材料ペーストは、たとえば１００℃および５時間で溶剤分を揮発させ、プレス処理にてコア素体１０の密度を向上させた。また、コア素体１０の上面１１ａおよび下面１１ｂを、たとえば固定砥石にて研削し、コア素体１０を所定の厚みにそろえた。その後、１７０℃および９０分にて熱硬化させてエポキシ樹脂を架橋させて、コア素体１０が得られた。コア素体１５の線膨張係数をＴＭＡ分析（ＪＩＳ７１９７）で測定したところ、１５ppmであった。

その後に、コア素体１０が形成された絶縁基板１１を、たとえばダイシングなどにより個片状に切断して、図１で示される端子電極４が形成される前のコア素体１０が得られた。なお、切断前の状態では、コア素体１０は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に一体的に連結されていた。

切断後には、個片化されたコア素体１０に、エッチング処理を行った。エッチング処理は、エッチング液への浸漬により処理した。この浸漬処理後に、図５に示す突き出し長さを測定したところ、ｄ＝５．０μｍであった。

次に、エッチング処理されたコア素体１０のＸ軸方向の両端に、浸漬法（ＤＩＰ）にて電極材を塗布して内層４ａを形成した。電極材としては、磁性材料を固着している成分と同様に、たとえばエポキシ樹脂にＡｇ粉を８４ｗｔ％混練したペースト材であった。Ａｇ粉としては、球状粉と扁平粉とを、球状粉／扁平粉の重量割合が、たとえば２．３であるものを使用した。Ａｇ粉の平均粒径は、球状粉が１μｍであり、扁平粉が１０μｍとした。

ＤＩＰ浸漬方法を採用した。この方法では、電極材表面をスキージにて平滑にし、電極厚み分を浸漬させて塗布した。過剰に塗布された部分は金属表面に接触させて除去した。内層４ａの線膨張係数をＴＭＡ分析（ＪＩＳ７１９７）で測定したところ、２５ｐｐｍであった。

次に、内層４ａとなる電極ペーストが塗布された製品に端子めっきをバレルめっきにて外層４ｂを形成した。外層４ｂを形成するための端子めっきとして、Ｎｉ膜１μｍとＳｎ膜３μｍを形成し、端子電極４を形成し，図１〜図５に示すコイル装置２のサンプルを得た。コイル装置２のサイズは、２．５ｍｍ×２．０ｍｍ×１．０ｍｍであった。

実施例２
内層６ａを構成する電極材のＡｇ含有量を変化させ、線膨張係数を変えた電極材を用いた以外は、実施例１と同様にして、コイル装置のサンプルを作製した。これらのコイル装置のサンプルに関して、コア素体１０と内層４ａとの線膨張差（内層４ａの線膨張係数−磁性体から成るコア素体１０の線膨張係数）を求めた。また、これらのサンプルに関して、ヒートサイクル試験を行い、試験前後における直流電流ＲＤＣの変化率を求めた。結果を図６に示す。

なお、ヒートサイクルの試験条件は、低温域が−４０°Ｃであり、そのキープ時間が３０分であり、高温域が８５°Ｃであり、そのキープ時間が３０分であり、それらの低温域と高温域との１サイクルが７０分であり、トータル試験時間が１０００時間であった。

図６に示すように、線膨張係数の差が１５ｐｐｍ以上になると、ＲＤＣ変化率が大きくなることが確認された。また、線膨張係数の差が１５ｐｐｍ以上のコイル装置のサンプルに、８５℃・８５％湿度にて断続的に電流負荷を加えた信頼性試験にて、端子電極４とリード用コンタクト１２ｂ，１３ｂとで剥離されるモードが確認された。これは、線膨張係数の差が大きいとき、湿度による膨潤と熱的な負荷で各素材が動く現象が発現した場合、動く量の差が大きいため、応力差異が大きくなり発生したものと考えられる。

コア素体１０と内層４ａとの線膨張差（内層４ａの線膨張係数−磁性体から成るコア素体１０の線膨張係数）は１４ｐｐｍ以下であることが望ましいことが確認された。

実施例３
個片化されたコア素体１０に行うエッチング処理条件（エッチング処理時間）を変化させて、図７Ａおよび図７Ｂに示すようにｄを変化させた以外は、実施例１と同様にして、コイル装置のサンプルを作製した。これらのコイル装置のサンプルに関して、ＲＤＣのばらつきと（％）と、図５に示す電極エッジ部の厚みｔｅとを測定した。

なお、リード用コンタクト１２ｂ，１３ｂの端部が凹んだ状態は、磁性材料から成るコア素体１０にエポキシ樹脂を塗布しエッチングされないようにし、リード用コンタクト１２ｂ，１３ｂのＣｕをエッチングして作製した。

突き出し長さｄは、図７Ａに示すように、０より大であれば電気的な接続に関しては、ＲＤＣが４％以下、好ましくは３％以下で安定していることが確認できた。しかし、突き出し長さｄが０以下であればで接触抵抗が増大し、電気的な接続のばらつきが大きくなることが確認された。これは、端子電極４の内層４ａを形成するための電極材塗布工程がＤＩＰ浸漬で処理されるため、ＤＩＰで浸漬されるときに気泡を抱き込み易く、またその気泡が逃げにくいために発生してしまうことによると考えられる。

また、図７Ｂに示すように、ＤＩＰで形成される電極エッジ部の厚みｔｅ（図５参照）についても、突き出し長さｄが０より大きければ、厚みｔｅが９μｍ以上確保されており、固着強度も強いことが確認された。しかし、突き出し長さｄが０以下であれば固着強度が弱くなり、落下試験にて脱落してしまう不良が確認された。

実施例４
内層４ａを構成する導体粉含有樹脂に含まれるＡｇ粉における球状粉の含有量をαとし、導体粉含有樹脂に含まれる扁平状粉の含有量をβとした場合に、α/βを変化させた以外は、実施例１と同様にして、コイル装置のサンプルを作製した。これらのコイル装置のサンプルに関して、コア素体１０に対する端子電極４の固着強度と、電極抵抗成分（ｍΩ）とを測定した。

固着強度の測定は、以下の方法により行った。すなわち、実装基板へコイル装置をはんだ付けし、ロードセルにてコイル装置を実装基板と平行に押したときに、コイル装置が実装基板から剥がれたときの力を測定した。

また、電極抵抗成分（ｍΩ）の測定は、以下の方法により行った。すなわち、端子電極に直流抵抗計のプローブを当てて測定した。

図８Ａに示すように、α／βが３を超えると、固着強度が低下し、図示はしないが、α／βが４以上となると落下試験にて脱落する不良が発生してくることが確認された。さらに、図８Ｂに示すように、α／βが２より小さい、または３より大きい場合、電気抵抗が増大し通電不良となることが確認された。上記結果より、内層４ａを構成する導体粉含有樹脂に含まれる球状粉と偏平粉の比率α／βは、２以上３以下であることが望ましいことが確認された。

２… コイル装置
４… 端子電極
４ａ… 内層
４ｂ… 外層
１０… コア素体
１１… 絶縁基板
１２，１３… 内部導体通路
１２ａ，１３ａ… 接続端
１２ｂ，１３ｂ… リード用コンタクト
１４… 保護絶縁層
１５… 上部コア
１５ａ… 中脚部
１５ｂ… 側脚部
１６… 下部コア
１８… スルーホール導体

Claims (2)

1. 絶縁基板と、
   前記絶縁基板の少なくとも一方の主面にスパイラル状に形成された内部導体通路と、
   磁性粉含有樹脂からなり、前記絶縁基板の一方の主面と他方の主面とを覆うコア素体と、前記コア素体の外面に形成され、前記内部導体通路の両端部に形成してある一対のリード用コンタクトにそれぞれ接続される少なくとも一対の端子電極と、を有するコイル装置であって、
   それぞれの前記端子電極が、前記コア素体に接触する内層と、前記内層の表面に形成される外層とを有し、
   前記内層が導体粉含有樹脂で構成してあり、
   前記磁性粉含有樹脂と前記導体粉含有樹脂との熱膨張係数差が１４ｐｐｍ以下であり、
   前記リード用コンタクトが前記コア素体の端面から前記内層の内部に突き出していることを特徴とするコイル装置。
2. 絶縁基板と、
   前記絶縁基板の少なくとも一方の主面にスパイラル状に形成された内部導体通路と、
   磁性粉含有樹脂からなり、前記絶縁基板の一方の主面と他方の主面とを覆うコア素体と、前記コア素体の外面に形成され、前記内部導体通路の両端部に形成してある一対のリード用コンタクトにそれぞれ接続される少なくとも一対の端子電極と、を有するコイル装置であって、
   それぞれの前記端子電極が、前記コア素体に接触する内層と、前記内層の表面に形成される外層とを有し、
   前記内層が導体粉含有樹脂で構成してあり、
   前記磁性粉含有樹脂と前記導体粉含有樹脂との熱膨張係数差が１４ｐｐｍ以下であり、
   前記内層を構成する導体粉含有樹脂に含まれる導体粉が、球状粉と扁平状粉とを有し、前記導体粉含有樹脂に含まれる前記球状粉の含有量をαとし、前記導体粉含有樹脂に含まれる前記扁平状粉の含有量をβとした場合に、α/βが２〜３の範囲内であることを特徴とするコイル装置。

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