JP6699378B2 - コイル部品 - Google Patents

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Description

本発明はワイヤ及びその製造方法に関し、特に、高周波信号の伝送に適したワイヤ及びその製造方法に関する。また、本発明はこのようなワイヤを用いたコイル部品に関する。
通常、高周波コイル部品などに用いられるワイヤとしては、芯線の外周が絶縁皮膜で覆われた被覆導線が用いられる。これに対し、特許文献１には、絶縁皮膜の外周をさらに別の導体で覆った同軸状のワイヤが開示されている。特許文献１に記載されたワイヤは、絶縁皮膜上に外周導体が直接形成された構成を有している。
特開２００４−１５３０７９号公報
しかしながら、絶縁皮膜上に均一な外周導体を直接形成することは非常に難しいという問題があった。また、特許文献１に記載されたワイヤは、芯線と外周導体をそれぞれ別の信号経路として利用していることから、芯線部分の高周波特性（特に、高周波帯域における交流抵抗）については、通常の被覆導線を用いた場合と変わりがなかった。
したがって、本発明の目的は、製造が容易な同軸状のワイヤを提供することである。
また、本発明の他の目的は、同軸状のワイヤを用いることにより高周波帯域における交流抵抗が改善されたコイル部品を提供することである。
本発明によるワイヤは、導体からなる芯線と、前記芯線の外周を覆う絶縁皮膜と、前記絶縁皮膜の外周を覆い、無電解めっきの反応開始点となる触媒を含む触媒吸着皮膜と、前記触媒吸着皮膜の外周を覆う外周導体と、を備えることを特徴とする。
また、本発明によるワイヤの製造方法は、導体からなる芯線の外周が絶縁皮膜で覆われた被覆導線を用意し、前記被覆導線の外周に触媒吸着皮膜を形成する工程と、前記触媒吸着皮膜に吸着された触媒を反応開始点として無電解めっきを行うことにより、前記触媒吸着皮膜の外周に外周導体を形成する工程と、を備えることを特徴とする。
本発明によれば、絶縁皮膜の外周に触媒吸着皮膜が設けられていることから、無電解めっきを行うことにより、厚さの均一な外周導体を容易に形成することができる。
本発明において、前記触媒吸着皮膜はポリピロールを含むことが好ましい。これによれば、触媒としてパラジウムを吸着させることが可能となる。
本発明によるコイル部品は、巻芯部と、前記巻芯部に巻回された上記のワイヤと、前記ワイヤの一端に位置する前記芯線及び前記外周導体が共通に接続された第１の端子電極と、前記ワイヤの他端に位置する前記芯線及び前記外周導体が共通に接続された第２の端子電極と、を備えることを特徴とする。
本発明によれば、芯線と外周導体を短絡して使用していることから、表皮効果によって高周波帯域における交流抵抗を大幅に低減することが可能となる。
本発明において、前記ワイヤは、隣接するターンが前記巻芯部上において離間するよう巻回されていることが好ましい。これによれば、外周導体の表面に十分な絶縁皮膜を設けることなく、隣接するターン間における短絡を防止することが可能となる。
このように、本発明によれば同軸状のワイヤを容易に製造することが可能となる。また、高周波帯域における交流抵抗が改善されたコイル部品を提供することも可能となる。
図１は、本発明の好ましい実施形態によるワイヤＷの構造を説明するための断面図である。 図２は、ワイヤＷの製造方法を説明するための工程図である。 図３は、ワイヤＷを用いたコイル部品１０の構成を示す略斜視図である。
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。
図１は、本発明の好ましい実施形態によるワイヤＷの構造を説明するための断面図である。
図１に示すように、本実施形態によるワイヤＷは、導体からなる芯線１と、芯線１の外周を覆う絶縁皮膜２と、絶縁皮膜２の外周を覆う触媒吸着皮膜３と、触媒吸着皮膜３の外周を覆う外周導体４からなる４層構造を有している。
芯線１は銅（Ｃｕ）などの良導体からなる細線であり、その表面が絶縁皮膜２で覆われている。芯線１の径は、例えば２０μｍ〜１００μｍ程度である。絶縁皮膜２は、イミド変性ポリウレタンなどの絶縁材料からなる。通常のワイヤは、これら芯線１と絶縁皮膜２からなる被覆導線であるが、本実施形態によるワイヤＷは、絶縁皮膜２の外周が触媒吸着皮膜３で覆われており、さらに触媒吸着皮膜３の外周が外周導体４で覆われている。
触媒吸着皮膜３は、無電解めっきの反応開始点となる触媒を含む樹脂からなる。特に限定されるものではないが、触媒吸着皮膜３の材料としては、ポリピロールを用いることが好ましい。触媒吸着皮膜３の材料としてポリピロールを用いれば、無電解めっきの反応開始点となる触媒として、パラジウムを吸着させることができる。
外周導体４は、触媒吸着皮膜３の外周を覆うめっき層であり、その膜厚は例えば１．０μｍ〜５．０μｍ程度である。外周導体４の材料としては銅（Ｃｕ）を用いることが好ましく、その表面に防錆被覆や絶縁皮膜を施しても構わない。このように、本実施形態によるワイヤＷは、芯線１と外周導体４を含む同軸構造を有している。
次に、本実施形態によるワイヤＷの製造方法について説明する。
まず、図２（ａ）に示す被覆導線Ｗ０を用意する。被覆導線Ｗ０は、芯線１の外周が絶縁皮膜２で覆われた構造を有しており、高周波コイルなどのワイヤとして一般的に用いられるものである。後述するように、本実施形態によるワイヤＷは芯線１と外周導体４を共通導体として用いることが好ましく、このような用途においては、芯線１と外周導体４との間の絶縁性を十分に確保する必要性が低いことから、絶縁皮膜２の膜厚は一般的な被覆導線における絶縁皮膜２の膜厚よりも薄くても構わない。
次に、図２（ｂ）に示すように、被覆導線Ｗ０の外周に触媒吸着皮膜３を形成する。上述の通り、触媒吸着皮膜３の材料としてはポリピロールを用いることが好ましく、この場合、無電解めっきの反応開始点となる触媒としてパラジウムを吸着させておく。触媒の吸着は、触媒吸着皮膜３の形成前に置ける原料状態で行っても構わないし、触媒吸着皮膜３を形成した後に行っても構わない。また、触媒吸着皮膜３の材料としてポリピロールを用いる場合であっても、物性を調整するために他の樹脂材料などを添加しても構わない。
そして、触媒吸着皮膜３に吸着された触媒を反応開始点として無電解めっきを行う。これにより、触媒吸着皮膜３の外周には、ほぼ均一な膜厚を有するめっき層が形成される。このめっき層をそのまま外周導体４として用いても構わないし、めっき層を下地導体としてさらに電解めっきを行うことにより、めっき厚を増大させたものを外周導体４として用いても構わない。
以上の工程により、本実施形態によるワイヤＷが完成する。このように、本実施形態によるワイヤＷの製造工程においては、触媒吸着皮膜３を利用して外周導体４をめっき形成していることから、均一な膜厚を有する外周導体４を容易に形成することが可能となる。
図３は、本実施形態によるワイヤＷを用いたコイル部品１０の構成を示す略斜視図である。
図３に示すコイル部品１０は、第１及び第２の鍔部２１，２２とこれらを接続する巻芯部２３からなるドラム型のコア２０と、コア２０の巻芯部に巻回されたワイヤＷとを備える。コア２０は、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライトなど比較的透磁率の高い磁性材料によって構成され、第１及び第２の鍔部２１，２２と巻芯部２３が一体化された構造を有している。
図３に示すように、第１及び第２の鍔部２１，２２には、それぞれ第１及び第２の端子電極３１，３２が形成されている。第１及び第２の端子電極３１，３２は、導電性ペーストなどを用いて第１及び第２の鍔部２１，２２の表面に直接形成された導体であっても構わないし、第１及び第２の鍔部２１，２２に取り付けられた端子金具であっても構わない。
そして、第１の端子電極３１にはワイヤＷの一端が継線され、第２の端子電極３２にはワイヤＷの他端が継線されている。ここで、第１の端子電極３１には、ワイヤＷの一端に位置する芯線１及び外周導体４が共通に接続され、第２の端子電極３２には、ワイヤＷの他端に位置する芯線１及び外周導体４が共通に接続される。つまり、本実施形態においては、芯線１と外周導体４にそれぞれ別個の信号を与えるのではなく、芯線１と外周導体４を並列配線として利用し、同一の信号を与えている。
外周導体４は膜厚が例えば１μｍ〜５μｍ程度と薄いことから、芯線１と比べると直流抵抗が高く、このため、芯線１と外周導体４を並列接続しても芯線１のみの直流抵抗に比べて大きく低下することはない。しかしながら、高周波帯域においては表皮効果が生じることから、表面積の大きい外周導体４の交流抵抗は非常に低くなる。これにより、芯線１と外周導体４を並列接続すると、芯線１のみの交流抵抗に比べて大幅（約１／２）に低下する。ここで、芯線１のみによって同様の交流抵抗を得るためには、芯線１の径を大幅（約２倍）に増大させる必要があるが、本実施形態においては、芯線１と外周導体４を並列接続していることから、芯線１の径を増大させることなく、交流抵抗を大幅に低下させることが可能となる。
尚、芯線１と外周導体４を同じ端子電極に共通接続するためには、ワイヤＷの一端及び他端を対応する端子電極に熱圧着又はレーザー溶接すればよい。これにより、加熱された部分においては、芯線１と外周導体４との間に存在する絶縁皮膜２及び触媒吸着皮膜３が溶融・変性するため、継線部分において芯線１と外周導体４が短絡され、それぞれ対応する端子電極３１又は３２に共通接続されることになる。
ワイヤＷの最外層を構成する外周導体４は、表面がそのまま露出していても構わないし、表面に絶縁皮膜が設けられていても構わない。外周導体４の表面がそのまま露出している場合は、図３に示すように、隣接するターン間が巻芯部２３上において互いに離間するよう、スペースを空けて巻回する必要がある。これにより、隣接するターン間における外周導体４の短絡が防止されるので、所望のコイル特性を得ることが可能となる。尚、外周導体４の表面が絶縁皮膜で覆われている場合であっても、隣接するターン間を離間させて巻回すれば、絶縁皮膜の膜厚が非常に薄い場合や絶縁性が不十分な場合であっても、隣接するターン間における短絡を確実に防止することができる。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
例えば、図３に示すコイル部品１０は、ワイヤＷを１本のみ用いた２端子型のインダクタンス素子であるが、本発明によるワイヤの用途がこれに限定されるものではなく、コモンモードフィルタなど、ワイヤを複数本用いたコイル部品に用いることも可能である。
１ 芯線
２ 絶縁皮膜
３ 触媒吸着皮膜
４ 外周導体
１０ コイル部品
２０ コア
２１，２２ 鍔部
２３ 巻芯部
３１，３２ 端子電極
Ｗ ワイヤ
Ｗ０ 被覆導線

Claims (3)

  1. 巻芯部と、
    前記巻芯部に巻回され、導体からなる芯線と、前記芯線の外周を覆う絶縁皮膜と、前記絶縁皮膜の外周を覆い、無電解めっきの反応開始点となる触媒を含む触媒吸着皮膜と、前記触媒吸着皮膜の外周を覆う外周導体とを備えるワイヤと、
    前記ワイヤの一端に位置する前記芯線及び前記外周導体が共通に接続された第１の端子電極と、
    前記ワイヤの他端に位置する前記芯線及び前記外周導体が共通に接続された第２の端子電極と、を備えることを特徴とするコイル部品。
  2. 前記ワイヤは、隣接するターンが前記巻芯部上において離間するよう巻回されていることを特徴とする請求項１に記載のコイル部品。
  3. 前記触媒吸着皮膜がポリピロールを含むことを特徴とする請求項１又は２に記載のコイル部品。
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