JP6477429B2 - コイル部品 - Google Patents

Description

本発明は、コイル部品に関する。

従来、導線を巻回して形成されたコイルが金属磁性体粉末および樹脂を含むコア部に内包された、インピーダンス素子およびインダクタンス素子等のコイル部品（コンポジットコイル）が知られている。

例えば、特許文献１には、導線を巻回してコイルを形成し、主に金属磁性粉粉末と樹脂とからなる封止材を用いて、コイルを内包し、且つ、コイルの両端部の少なくとも一部がその表面上に露出するようにコア部を形成し、コア部の外部電極を形成する部分の少なくとも一部の表面の平滑度をその周囲の表面の平滑度よりも低下させ、コア部にコイルと導通する外部電極を形成したことを特徴とする面実装インダクタの製造方法が記載されている。

特開２０１４−２２５５９０号公報

金属磁性体粉末および樹脂を含むコア部は、熱伝導率が小さい傾向にある。これは、金属磁性体の熱伝導率が比較的小さいことに起因する。コア部の熱伝導率が小さいと、コイルの発熱（いわゆる銅損）および／またはコア部に含まれる金属磁性体粉末の発熱（いわゆる鉄損）の際に外部に熱を放出しにくく、コイル部品の温度が高くなってしまう傾向にある。コイル部品の温度上昇は、コイル部品の近傍に設けられるＩＣ等の誤動作および／またはコイル部品を備える電子機器自体の発熱につながりやすい。従って、コイル部品の放熱性を向上させることが求められる。

一方、コイル部品は高いインダクタンス値（Ｌ値）を有することが求められている。

本発明の目的は、優れた放熱特性および高いインダクタンス値を有するコイル部品およびその製造方法を提供することにある。

本発明者は、上述の課題を解決すべく鋭意検討した結果、金属磁性体−樹脂コンポジットと、金属磁性体−樹脂コンポジットよりも高い熱伝導率を有する放熱性樹脂コンポジットとをコイル部品内において特定の位置に配置することにより、コイル部品の放熱特性を向上させることができ、同時に高いインダクタンス値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。

本発明の第１の要旨によれば、コイル部と、
コイル部を埋設するコア部と、
コア部の端面においてコイル部の一端と接続する第１の外部電極と、
コア部の端面においてコイル部の他端と接続する第２の外部電極と
を含むコイル部品であって、
コア部は、金属磁性体−樹脂コンポジットと、金属磁性体−樹脂コンポジットよりも高い熱伝導率を有する放熱性樹脂コンポジットとを含み、
放熱性樹脂コンポジットは、コイル部の外周部を囲むように配置され、コイル部の外周部と、コア部の端面とを少なくとも一部において接続し、
金属磁性体−樹脂コンポジットは、コイル部の芯部、上部および下部に配置され、更に、コア部の少なくとも１つのコーナー部において上部と下部とを接続する接続部に配置される、コイル部品が提供される。

本発明の第２の要旨によれば、上述のコイル部品の製造方法であって、
コイル部を位置決めする第１の位置決めピンと、接続部を位置決めする第２の位置決めピンとを表面に備える成形金型を準備する工程、
コイル部を第１の位置決めピンに挿入する工程、
コイル部の上から放熱性樹脂コンポジットシートを加熱圧着して、コイル部の外周部を囲むように放熱性樹脂コンポジットを配置する工程、
第１の位置決めピンおよび第２の位置決めピンを下方に引き込みながら、コイル部の上から金属磁性体−樹脂コンポジットシートを加熱圧着して、コイル部の芯部、上部および接続部に金属磁性体−樹脂コンポジットを配置する工程、
コイル部の下部に更に金属磁性体−樹脂コンポジットシートを加熱圧着した後、ブロック加工してブロック構造体を得る工程、
ブロック構造体を所定の大きさにカットし、コイル部の両端が端面において露出したコア部を形成する工程、ならびに
コイル部の一端と接続する第１の外部電極と、コイル部の他端と接続する第２の外部電極とを、コア部の端面に形成する工程
を含む、コイル部品の製造方法が提供される。

本発明に係るコイル部品は、上記特徴を有することにより、優れた放熱特性および高いインダクタンス値を有する。また、本発明に係るコイル部品の製造方法は、上記特徴を有することにより、優れた放熱特性および高いインダクタンス値を有するコイル部品を製造することができる。

本発明の一の実施形態に係るコイル部品の斜視図である。 本発明の一の実施形態におけるコイル部の斜視図である。 図１に示すコイル部品におけるコア部の透過斜視図である。 図１に示すコイル部品の垂直方向における概略断面図である。 図１に示すコイル部品の水平方向における概略断面図である。 図１に示すコイル部品の透過斜視図である。 図５に示すコイル部品のＡ−Ａ面における概略断面図である。 本発明の一の実施形態に係るコイル部品の第１の変形例の水平方向における概略断面図である。 本発明の一の実施形態に係るコイル部品の第２の変形例の水平方向における概略断面図である。 本発明の一の実施形態に係るコイル部品の第３の変形例の透過斜視図である。 本発明の一の実施形態に係るコイル部品の第４の変形例の透過斜視図である。 本発明の一の実施形態に係るコイル部品の第５の変形例の透過斜視図である。 本発明の一の実施形態に係るコイル部品の第５の変形例の斜視図である。 本発明の一の実施形態に係るコイル部品の製造方法の一例を説明する図である。 本発明の一の実施形態に係るコイル部品の製造方法の一例を説明する図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。但し、以下に示す実施形態は例示を目的とするものであり、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。以下に説明する構成要素の寸法、材質、形状、相対的配置等は、特定的な記載がない限りは本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。また、各図面が示す構成要素の大きさ、形状、位置関係等は説明を明確にするため誇張していることがある。

［コイル部品］
本発明の一の実施形態に係るコイル部品を、図１〜７に示す。本実施形態に係るコイル部品１は、導線が巻回されたコイル部２と、コイル部２を埋設するコア部３と、コア部３の端面においてコイル部２の一端と接続する第１の外部電極６１と、コア部３の端面においてコイル部２の他端と接続する第２の外部電極６２とを含む。

コイル部２は、コイル状の導体であればよい。コイル部２は、例えば、銅線を巻回することにより形成される。導線は、円形の断面形状を有する丸線または矩形の断面形状を有する平角線等であってよい。導線として平角線を用いた場合、丸線を用いた場合と比較してコイル部２の断面積中に占める導体の断面積の比率を大きくすることができ、コイル部品１の小型化と高性能化とを両立することができるので好ましい。導線は、図２に示すように、α巻きにより巻回されることが好ましい。導線をα巻きにより巻回することで、コイル部品１の小型化および高いインダクタンス値とを両立することができる。あるいは、コイル部２は、金属箔をコイル状にパターニングすることにより形成されてよい。あるいは、コイル部２は、金属ペーストをコイル状に印刷あるいは塗布することにより形成されてもよい。

上述のコイル部２は、コア部３に埋設される。本実施形態において、コイル部２は図３に示すようにコア部３に埋設され、コア部３の端面においてコイル部２の両端が露出している。コア部３は、金属磁性体の粉末および樹脂を含む金属磁性体−樹脂コンポジット４と、金属磁性体−樹脂コンポジット４よりも高い熱伝導率を有する放熱性樹脂コンポジット５とを含む。金属磁性体−樹脂コンポジット４に含まれる金属磁性体は、フェライトよりも高い飽和磁束密度を有し、優れた直流重畳特性を有するという利点を有する。

放熱性樹脂コンポジット５は、コイル部２の外周部を囲むように配置され、コイル部２の外周部と、コア部３の端面とを少なくとも一部において接続する。換言すれば、放熱性樹脂コンポジット５の一部は、図１に示すようにコア部３の端面に露出している。本実施形態において、放熱性樹脂コンポジット５は、図４〜７に示すようにコイル部２の外周部を囲むように配置され、コイル部２の外周部とコア部３の両側面とを接続している。放熱性樹脂コンポジット５は、金属磁性体−樹脂コンポジット４よりも高い熱伝導率を有する。

コイル部品１に電流を印加すると、コイル部２の発熱（銅損）および金属磁性体粉末の発熱（鉄損）が生じる。これらの発熱によりコイル部品１の温度が上昇すると、コイル部品の近傍に設けられるＩＣ等の誤動作および／またはコイル部品を備える電子機器自体の発熱につながりやすい。本実施形態に係るコイル部品１において、比較的熱伝導率の高い放熱性樹脂コンポジット５が上述のように配置されることにより、コイル部２の発熱（銅損）および金属磁性体粉末の発熱（鉄損）を、放熱性樹脂コンポジット５を介して、コア部３の端面から外部に放出することができる。その結果、コイル部品１は優れた放熱特性を達成することができる。金属磁性体はフェライトと比較して電気抵抗が小さいので、損失が大きい傾向にある。そのため、放熱特性の向上により得られる効果は、金属磁性体を用いた本発明に係るコイル部品において特に顕著である。

放熱性樹脂コンポジット５は、フィラーおよび樹脂を含む。放熱性樹脂コンポジット５は、熱伝導率が比較的大きいフィラー、例えば熱伝導率が１０Ｗ／ｍＫ以上のフィラーを含むことが好ましい。具体的には、アルミナ（酸化アルミニウム）等の金属酸化物、窒化アルミニウム、窒化ケイ素等の金属窒化物およびＣＮＴ（カーボンナノチューブ）からなる群から選択される１以上のフィラーを用いることができる。放熱性樹脂コンポジットは、上述のフィラーに加えて、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、ポリイミド樹脂等の熱硬化性樹脂またはポリエチレン、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルフィド）等の熱可塑性樹脂を含んでよい。放熱性樹脂コンポジット５は、エポキシ樹脂を含むことが好ましい。一方、射出成形によりコア部３を形成する場合、放熱性樹脂コンポジット５は熱可塑性樹脂を含んでもよい。

放熱性樹脂コンポジットにおけるフィラーの含有量は、放熱性樹脂コンポジットの熱伝導率が金属磁性体−樹脂コンポジットの熱伝導率より大きくなる量であれば特に限定されるものではなく、使用するフィラーおよび樹脂の種類に応じて適宜調節することができる。例えば、フィラーとしてアルミナを使用し、樹脂としてエポキシ樹脂を使用する場合、放熱性樹脂コンポジットにおけるフィラーの含有量は、５０体積％以上９０体積％以下であることが好ましい。フィラー含有量が５０体積％以上であると、コイル部品の放熱特性をより一層向上させることができる。フィラー含有量が９０体積％以下であると、加工性を向上することができる。放熱性樹脂コンポジットにおけるフィラーの含有量は、６５体積％以上７５体積％以下であることがより好ましい。放熱性樹脂コンポジットにおけるフィラーの含有量がこの範囲にあると、コイル部品の放熱性と放熱性樹脂コンポジットを形成する際の加工性とを両立することができる。

金属磁性体−樹脂コンポジット４は、金属磁性体の粉末および樹脂を含む。金属磁性体−樹脂コンポジット４は、図４に示すように、コイル部２の芯部４１、上部４２および下部４３に配置される。金属磁性体−樹脂コンポジット４は更に、コア部３の少なくとも１つのコーナー部において上部４２と下部４３とを接続する接続部に配置される。本実施形態に係るコイル部品１において、金属磁性体−樹脂コンポジット４は、図５〜７に示すように、コア部３の４つのコーナー部において上部４２と下部４３とを接続する接続部４４に配置される。

本実施形態に係るコイル部品１は、金属磁性体−樹脂コンポジット４が上述のように配置されているので、コイル部品１に電流を印加したときに、図７に示すように、磁束が磁心（芯部４１）からコイル部２の上部４２（または下部４３）を通ってコア部３のコーナー部に達した後、接続部４４を通り、次いでコイル部２の下部４３（または上部４２）を通って磁心（芯部４１）へと戻ることができる。図７において、コイル部品１を通る磁束の流れ（磁気回路）を矢印で示す。このように、磁気回路が放熱性樹脂コンポジット５によって遮断されないように金属磁性体−樹脂コンポジット４を連続的に配置することにより、高いインダクタンス値（Ｌ値）を得ることができる。その結果、コイル部品１は、高い放熱特性と高いＬ値とを両立することができる。

金属磁性体−樹脂コンポジット４は、図５および６に示すように、コア部３の４つのコーナー部において上部４２と下部４３とを接続する接続部４４に配置されることが好ましい。金属磁性体−樹脂コンポジット４を４つのコーナー部（即ち４つの接続部４４）に配置することにより、コイル部品１の放熱特性およびインダクタンス値を向上させるとともに、コイル部品１の小型化を達成することができる。尤も、接続部の個数は４つに限定されるものではなく、コア部３は、任意の個数の接続部４４に金属磁性体−樹脂コンポジット４を配置してよい。

金属磁性体−樹脂コンポジット４が配置される芯部４１の水平方向における断面積と、接続部４４の水平方向における断面積との差が小さいほど、コイル部品１に流れる磁束が妨げられにくくなり、コイル部品１の特性が向上し得る。そのため、芯部４１の水平方向における断面積と、接続部４４の水平方向における断面積との差が小さくなるように各断面積の値を設定することが好ましい。具体的には、芯部４１の水平方向における断面積に対する、接続部４４の水平方向における断面積の比率は、１００％以上１２０％以下であることが好ましい。芯部４１の水平方向における断面積に対する、接続部４４の水平方向における断面積の比率を１００％以上にすることにより、コイル部品の放熱性を向上できる。芯部４１の水平方向における断面積に対する、接続部４４の水平方向における断面積の比率を１２０％以下にすることにより、磁束を効率よく接続部４４に通すことができる。芯部４１の水平方向における断面積に対する、接続部４４の水平方向における断面積の比率は、１００％以上１１０％以下であることがより好ましい。接続部の水平方向における断面積は、より好ましくは、芯部の水平方向における断面積と実質的に同一である。金属磁性体−樹脂コンポジットが２以上の接続部に配置される場合、２以上の接続部の水平方向における断面積の合計が上述の数値範囲内であることが好ましい。

金属磁性体−樹脂コンポジット４において使用可能な金属磁性体の粉末は特に限定されるものではなく、用途に応じて適宜選択することができる。金属磁性体−樹脂コンポジット４に含まれる金属磁性体の粉末は、ＦｅあるいはＦｅを含むアモルファスの粉末であればよく、例えば、金属磁性体−樹脂コンポジット４は、Ｆｅ、ＦｅＳｉＣｒ合金、ＦｅＳｉ合金およびＦｅＳｉＣｒＢアモルファスからなる群から選択される１以上の金属磁性体の粉末を含んでよい。金属磁性体の粉末の粒径は、特に限定されないが、金属磁性体の粉末は、粒度分布の異なる２つ以上の粉末の混合物であってもよい。つまり、金属磁性体の粉末の粒度分布は２つ以上のピークを有してもよい。金属磁性体の粉末の粒度分布が２つ以上のピークを有することにより、金属磁性体−樹脂コンポジット４中の金属磁性体の粉末の含量を向上することができる。

金属磁性体−樹脂コンポジット４において使用可能な樹脂は、特に限定されるものではなく、用途に応じて適宜選択することができる。金属磁性体−樹脂コンポジット４は、例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂およびポリイミド樹脂等の熱硬化性樹脂またはポリエチレンおよびＰＰＳ（ポリフェニレンスルフィド）等の熱可塑性樹脂を含んでよい。金属磁性体−樹脂コンポジット４は、エポキシ樹脂を含むことが好ましい。一方、射出成形によりコア部３を形成する場合、金属磁性体−樹脂コンポジット４は熱可塑性樹脂を含んでもよい。

金属磁性体−樹脂コンポジット４における金属磁性体の粉末の含有量は、５０体積％以上９５体積％以下であることが好ましい。金属磁性体の粉末の含有量が多いほど、コイル部品１のインダクタンス値をより一層高くすることができる。金属磁性体の粉末の含有量が９５体積％以下であると、加工性に優れる。

コイル部２の芯部４１、上部４２および下部４３ならびに上部４２と下部４３との接続部４４に配置される金属磁性体−樹脂コンポジットは、それぞれ異なる組成を有してよく、同じ組成を有してもよい。コイル部２の芯部４１、上部４２および下部４３ならびに上部４２と下部４３との接続部４４に配置される金属磁性体−樹脂コンポジットは、一体成形してよく、個別に成形してもよい。

本実施形態に係るコイル部品１における外部電極（第１の外部電極６１および第２の外部電極６２）の配置を図１、４および５に示す。第１の外部電極６１は、コア部３の端面においてコイル部２の一端と接続する。第２の外部電極６２は、コア部３の端面においてコイル部２の他端と接続する。第１の外部電極６１および第２の外部電極６２は、図１、４および５に示すようにコア部３の異なる端面に配置されてよく、後述の図１０（ｂ）に示すようにコア部３の同じ端面に配置されてもよい。

次に、本実施形態に係るコイル部品１の変形例について図面を参照して以下に説明する。なお、以下に説明する変形例については、上述した構成と共通する事項についての記述を省略し、異なる点についてのみ説明する。特に、同様の構成による同様の作用効果については以下の変形例においては逐次言及しないが、特段の説明がない限り、上述の構成と同様の作用効果を奏するものとする。

本実施形態に係るコイル部品１の第１の変形例を図８（ａ）に示す。図８（ａ）に示すように、金属磁性体−樹脂コンポジットは、コア部３の２つのコーナー部に配置される２つの接続部４４に配置されてよい。このように金属磁性体−樹脂コンポジットを配置した場合であっても、放熱性樹脂コンポジット５によりコイル部２とコア部３の端面とを接続することにより放熱特性を向上させることができ、かつ放熱性樹脂コンポジット５により磁路が遮断されないように金属磁性体−樹脂コンポジットを配置することができる。なお、本変形例において、２つの接続部４４はコア部３の対向するコーナー部に配置されているが、２つの接続部４４をコア部３の隣り合うコーナー部に配置してもよい。あるいは、コア部３の３つのコーナー部においてコイル部２の上部４２に配置される金属磁性体−樹脂コンポジットと下部４３に配置される金属磁性体−樹脂コンポジットとを接続する３つの接続部に、金属磁性体−樹脂コンポジットを更に配置してもよい。

本実施形態に係るコイル部品１の第２の変形例を図８（ｂ）に示す。接続部４４の水平方向における断面形状は、図８（ｂ）に示すような矩形であってもよい。尤も、接続部の水平方向における断面形状は図５に示す扇形および図８（ｂ）に示す矩形に限定されるものではなく、コイル部２の上部４２に配置される金属磁性体−樹脂コンポジットと、コイル部２の下部４３に配置される金属磁性体−樹脂コンポジットとの間の磁路を確保し得るように、かつ、放熱性樹脂コンポジット５が、コイル部２の外周部とコア部３の端面とを少なくとも一部において接続し得るように配置される限りにおいて、任意の形状を有してよい。コア部３が２以上の接続部を含む場合、各接続部の水平方向における断面形状および断面積はそれぞれ異なってよく、同じであってもよい。

本実施形態に係るコイル部品の第３の変形例を図９（ａ）に示す。図９（ａ）に示すコイル部品１において、放熱性樹脂コンポジットは、コイル部（図示せず）とコア部３の２つの端面とを接続している。即ち、放熱性樹脂コンポジットは、コア部の２つの端面において露出している（一方の端面における露出部分を図９（ａ）において符号５で示す）。図９（ａ）に示すように、コア部３の端面のうち、放熱性樹脂コンポジット５によってコイル部２の外周部と接続されている端面を含む少なくとも１つの端面に、放熱性部材５１が更に配置されてよい。放熱性部材５１は、上述の放熱性樹脂コンポジットで構成される。図９（ａ）に示す構成において、コア部３の端面のうち、放熱性樹脂コンポジットによってコイル部の外周部と接続されている２つの端面に放熱性部材５１が配置されている。このように放熱性部材５１を配置することにより、コイル部品１の放熱特性を更に向上させることができる。

本実施形態に係るコイル部品の第４の変形例を図９（ｂ）に示す。図９（ｂ）に示すコイル部品は、コア部３の端面のうち、放熱性樹脂コンポジットによってコイル部の外周部と接続されている２つの端面およびコア部３の上面の合計３面に放熱性部材５２が配置されている点で、図９（ａ）に示す第３の変形例と異なる。このように放熱性部材５２を配置することにより、コイル部品１の放熱特性をより一層向上させることができる。

上述した放熱性部材の配置は、図９（ａ）および（ｂ）に示す変形例に限定されるものではなく、例えば、コア部３の端面のうち、放熱性樹脂コンポジットによってコイル部の外周部と接続されている一方の端面のみに放熱性部材を配置してもよい。また、放熱性部材は、図９（ａ）および（ｂ）に示すようにコア部３の端面全体に配置することが放熱特性向上の点で好ましいが、コア部３の端面において露出している放熱性樹脂コンポジット５と放熱性部材とが接する構成であれば、コア部３の端面の一部のみに配置してもよい。

本実施形態に係るコイル部品の第５の変形例を図１０（ａ）および（ｂ）に示す。第５の変形例に係るコイル部品１は、図１０（ａ）に示すように、コイル部２の両端がコア部３の同一の端面において露出している点で、コイル部２の両端がコア部３の異なる端面において露出している図３に示す構成と異なる。第５の変形例に係るコイル部品１は、コイル部２の両端がコア部３の同一の端面において露出しているので、図１０（ｂ）に示すように、第１の外部電極６１および第２の外部電極６２をコア部３の同一の端面に配置することができる。なお、図１０（ａ）に示すコア部３の透過斜視図において、コア部３に含まれる金属磁性体−樹脂コンポジットおよび放熱性樹脂コンポジットの配置は省略しているが、第５の変形例に係るコイル部品においても、上述した構成例と同様に金属磁性体−樹脂コンポジットおよび放熱性樹脂コンポジットを配置することができ、それにより、優れた放熱特性および高いインダクタンス値を得ることができる。

［コイル部品の製造方法］
次に、本発明の一の実施形態に係るコイル部品の製造方法を、図１１および１２を参照して以下に説明する。尤も、以下に説明する製造方法は一例に過ぎず、本発明に係るコイル部品の製造方法は、以下に説明する方法に限定されるものではない。

一の実施形態において、コイル部品の製造方法は、位置決めピンを備える成形金型を準備する工程と、コイル部を位置決めピンに挿入する工程と、放熱性樹脂コンポジットを配置する工程と、コイル部の芯部、上部および接続部に金属磁性体−樹脂コンポジットを配置する工程と、コイル部の下部に金属磁性体−樹脂コンポジットを形成する工程と、コア部を形成する工程と、外部電極を形成する工程とを含む。

まず、コイル部２を位置決めする第１の位置決めピン７１と、接続部４４を位置決めする第２の位置決めピン７２とを表面に備える成形金型７０を準備する。図１１に、コイル部２を挿入した状態の成形金型７０の平面図を示す。第１の位置決めピン７１および第２の位置決めピン７２の形状および配置は、使用するコイル部２の形状、接続部の配置および形状等に応じて適宜設定することができる。第１の位置決めピン７１および第２の位置決めピン７２は、成形金型７０に対して上下に移動可能であるように構成される。

この成形金型７０の第１の位置決めピン７１に、図１１に示すようにコイル部２を挿入する。

次いで、図１２（ａ）に示すように、コイル部２の上から放熱性樹脂コンポジットシート５００を加熱圧着して、図１２（ｂ）に示すように、コイル部２の外周部を囲むように放熱性樹脂コンポジット５を配置する。放熱性樹脂コンポジットシート５００は、所定量のフィラー、樹脂および溶剤を混合し、スラリーを形成したのち、スラリーをドクターブレード等でフィルムに塗布し乾燥することにより作製することができる。

次に、図１２（ｃ）に示す様に、第１の位置決めピン７１および第２の位置決めピン７２を下方に引き込みながら、コイル部２の上から金属磁性体−樹脂コンポジットシート４００を加熱圧着して、図１２（ｄ）に示すように、コイル部２の芯部、上部および接続部（図示せず）に金属磁性体−樹脂コンポジット４を配置する。金属磁性体−樹脂コンポジットシート４００は、所定量の金属磁性体の粉末、樹脂および溶剤を混合し、スラリーを形成したのち、スラリーをドクターブレード等でフィルムに塗布し乾燥することにより作製することができる。

次に、図１２（ｅ）および（ｆ）に示すように、コイル部２の下部に更に金属磁性体−樹脂コンポジットシート４００を加熱圧着してブロック構造体を得る。

このようにして得られたブロック構造体を所定の大きさにカットし、コイル部２の両端が端面において露出したコア部３を形成する。

次いで、コイル部２の一端と接続する第１の外部電極６１と、コイル部２の他端と接続する第２の外部電極６２とを、コア部３の端面に形成する。外部電極の形成方法は特に限定されるものではなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、第１の外部電極６１および第２の外部電極６２は、導電性樹脂ペーストをコア部の端面に塗布して、熱硬化することにより形成されてよい。導電性樹脂ペーストは、金属粉と樹脂とを混合することにより作製することができる。あるいは、第１の外部電極および第２の外部電極は、ＮｉＣｒ合金のスパッタまたはＮｉめっきにより形成されてもよい。第１の外部電極上には、さらに、金属膜（例えば、銀膜やＳｎめっき膜）あるいは合金膜が形成されていてもよい。第２の外部電極上には、さらに、金属膜（例えば、銀膜やＳｎめっき膜）あるいは合金膜が形成されていてもよい。

このようにして、本実施形態に係るコイル部品１を製造することができる。

以下に説明する手順で、実施例１および２ならびに比較例１のコイル部品を作製した。まず、下記の表１に示す組成を有するコンポジット１〜３を調製した。コンポジット１（金属磁性体−樹脂コンポジット）は、メジアン径（Ｄ_５０）が２０μｍのＦｅＳｉＣｒ合金およびエポキシ樹脂を表１に示す割合で混合することにより調製した。コンポジット２および３（放熱性樹脂コンポジット）は、アルミナおよびエポキシ樹脂を表１に示す割合で混合することにより調製した。コンポジット１〜３の熱伝導率を表１に示す。熱伝導率は、レーザーフラッシュ法にて測定した。

［実施例１］
以下に説明する手順で実施例１のコイル部品を作製した。まず、コイル部を位置決めする第１の位置決めピンと、接続部を位置決めする第２の位置決めピンとを表面に備える成形金型を準備し、コイル部を第１の位置決めピンに挿入した。コンポジット２を用いて作製した放熱性樹脂コンポジットシートをコイル部の上から加熱圧着して、コイル部の外周部を囲むように放熱性樹脂コンポジットを配置した。次いで、第１の位置決めピンおよび第２の位置決めピンを下方に引き込みながら、コンポジット１を用いて作製した金属磁性体−樹脂コンポジットシートをコイル部の上から加熱圧着して、コイル部の芯部、上部および接続部に金属磁性体−樹脂コンポジットを配置した。更に、コンポジット１を用いて作製した金属磁性体−樹脂コンポジットシートをコイル部の下部に加熱圧着してブロック構造体を得た。このブロック構造体を所定の大きさにカットして、コイル部の両端が端面において露出したコア部を形成した。そして、コイル部の一端と接続する第１の外部電極と、コイル部の他端と接続する第２の外部電極とを、コア部の端面に形成した。このようにして、図１〜６に示す構造を有するコイル部品を得た。

［実施例２］
コンポジット２の代わりにコンポジット３を用いた以外は実施例１と同様の手順で、実施例２のコイル部品を作製した。

［比較例１］
以下に説明する手順で比較例１のコイル部品を作製した。比較例１のコイル部品は、放熱性樹脂コンポジットを含まないコイル部品である。まず、金属磁性粉と樹脂とを表１の組成の通り含む金属磁性体−樹脂コンポジットシートを準備した。次に、金型にコイル部を配置し、コイル部に金属磁性体−樹脂コンポジットシートを重ねて、加熱圧着した。次に、金型から、コイル部と一体となった金属磁性体−樹脂コンポジットシートを取り出し、金属磁性体−樹脂コンポジットシートからコイルが露出した面に別の金属磁性体−樹脂コンポジットシートを置いて加熱圧着することにより、ブロック構造体を形成した。このブロック構造体を所定の大きさにカットして、コイル部の両端が端面において露出したコア部を形成した。そして、コイル部の一端と接続する第１の外部電極と、コイル部の他端と接続する第２の外部電極とを、コア部の端面に形成した。このようにして、比較例１のコイル部品を得た。

次に、実施例１および２ならびに比較例１のコイル部品のインダクタンスＬの値および直流抵抗Ｒｄｃの値を測定した。インダクタンスＬの測定結果を表２に示す。表２に示すように、実施例１および２ならびに比較例１のコイル部品のインダクタンスＬはいずれも約３．３μｍＨであり、同程度のインダクタンス値を有した。また、実施例１および２ならびに比較例１のコイル部品の直流抵抗Ｒｄｃの値はいずれも０．２４Ωであった。以上の結果より、放熱性樹脂コンポジットを備えた実施例１および２のコイル部品は、放熱性樹脂コンポジットを有しない比較例１と同様の高いインダクタンス値を達成できたことがわかる。

次いで、実施例１および２ならびに比較例１のコイル部品に電流重畳して、コイル部の温度が周囲温度（２０℃）を基準として４０℃上昇したときの電流値（ΔＴ＝４０℃における電流）を測定した。結果を表２に示す。

表２より、放熱性樹脂コンポジットを備える実施例１および２のコイル部品において、ΔＴ＝４０℃における電流値は、放熱性樹脂コンポジットを有しない比較例１における電流値と比較して高い値となったことがわかる。この結果より、コイル部の外周部とコア部の端面とを少なくとも部分的に接続する放熱性樹脂コンポジットを設けることにより、コイル部品の放熱特性が向上し、コイル部における温度上昇を抑制することができたことがわかる。更に、実施例１と実施例２との比較より、放熱性樹脂コンポジットにおけるフィラー（アルミナ）の含有量が７５体積％であった実施例２のコイル部品は、フィラーの含有量が６５体積％であった実施例１のコイル部品と比較してΔＴ＝４０℃における電流値が高く、従って、コイル部の温度上昇がより一層抑制されたことがわかる。

本発明に係るコイル部品は、優れた放熱特性と高いインダクタンス値とを両立することができ、インピーダンス素子およびインダクタンス素子等の幅広い用途に好適に用いることができる。

１ コイル部品
２ コイル部
３ コア部
４ 金属磁性体−樹脂コンポジット
４１ 芯部
４２ 上部
４３ 下部
４４ 接続部
４００ 金属磁性体−樹脂コンポジットシート
５ 放熱性樹脂コンポジット
５１ 放熱性部材
５２ 放熱性部材
５００ 放熱性樹脂コンポジットシート
６１ 第１の外部電極
６２ 第２の外部電極
７０ 成形金型
７１ 第１の位置決めピン
７２ 第２の位置決めピン

Claims (7)

1. コイル部と、
   前記コイル部を埋設するコア部と、
   前記コア部の端面において前記コイル部の一端と接続する第１の外部電極と、
   前記コア部の端面において前記コイル部の他端と接続する第２の外部電極と
   を含むコイル部品であって、
   前記コア部は、金属磁性体−樹脂コンポジットと、該金属磁性体−樹脂コンポジットよりも高い熱伝導率を有する放熱性樹脂コンポジットとを含み、
   前記放熱性樹脂コンポジットは、前記コイル部の外周部を囲むように配置され、前記コイル部の外周部と、前記コア部の端面とを少なくとも一部において接続し、
   前記金属磁性体−樹脂コンポジットは、前記コイル部の芯部、上部および下部に配置され、更に、前記コア部の少なくとも１つのコーナー部において前記上部と前記下部とを接続する接続部に配置され、
   前記コア部の端面のうち、前記放熱性樹脂コンポジットによって前記コイル部の外周部と接続されている端面を含む少なくとも１つの端面に、放熱性部材が更に配置される、コイル部品。
2. 前記放熱性樹脂コンポジットが、アルミナおよび窒化アルミニウムからなる群から選択される１以上のフィラーと、エポキシ樹脂およびウレタン樹脂からなる群から選択される１以上の樹脂とを含む、請求項１に記載のコイル部品。
3. 前記放熱性樹脂コンポジットにおける前記フィラーの含有量が、５０体積％以上９０体積％以下である、請求項２に記載のコイル部品。
4. 前記接続部の水平方向における断面積が、前記芯部の水平方向における断面積の１００％以上１２０％以下である、請求項１〜３のいずれか１項に記載のコイル部品。
5. 前記金属磁性体−樹脂コンポジットが、Ｆｅ、ＦｅＳｉＣｒ合金、ＦｅＳｉ合金およびＦｅＳｉＣｒＢアモルファスからなる群から選択される１以上の金属磁性体の粉末と、エポキシ樹脂およびウレタン樹脂からなる群から選択される熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂とを含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載のコイル部品。
6. 前記金属磁性体−樹脂コンポジットが、前記コア部の４つのコーナー部において前記上部と前記下部とを接続する接続部に配置される、請求項１〜５のいずれか１項に記載のコイル部品。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載のコイル部品の製造方法であって、
   前記コイル部を位置決めする第１の位置決めピンと、前記接続部を位置決めする第２の位置決めピンとを表面に備える成形金型を準備する工程、
   前記コイル部を前記第１の位置決めピンに挿入する工程、
   前記コイル部の上から放熱性樹脂コンポジットシートを加熱圧着して、前記コイル部の外周部を囲むように放熱性樹脂コンポジットを配置する工程、
   前記第１の位置決めピンおよび第２の位置決めピンを下方に引き込みながら、前記コイル部の上から金属磁性体−樹脂コンポジットシートを加熱圧着して、前記コイル部の芯部、上部および接続部に金属磁性体−樹脂コンポジットを配置する工程、
   前記コイル部の下部に更に金属磁性体−樹脂コンポジットシートを加熱圧着しブロック構造体を得る工程、
   前記ブロック構造体を所定の大きさにカットし、前記コイル部の両端が端面において露出したコア部を形成する工程、ならびに
   前記コイル部の一端と接続する第１の外部電極と、前記コイル部の他端と接続する第２の外部電極とを、前記コア部の端面に形成する工程
   を含む、方法。

Images