JP7081575B2 - コイル部品 - Google Patents
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Description
以下、本発明のコイル部品について、図面を参照しながら詳細に説明する。
素体12は、磁性体部14と、磁性体部14に埋設されたコイル導体16とを有する。素体12は、加圧方向xに相対する第1の主面12aおよび第2の主面12bと、加圧方向xに直交する幅方向yに相対する第1の側面12cおよび第2の側面12dと、加圧方向xおよび幅方向yに直交する長さ方向zに相対する第1の端面12eおよび第2の端面12fとを有する。素体12の寸法は、特に限定されない。
磁性体部14は、金属磁性体粒子および樹脂材料を含む。
上記コイル導体16は、導電性材料を含む導線をコイル状に巻き回して形成される巻回部20と、巻回部20の一方側に引き出される第1の引出部22aと巻回部20の他方側に引き出される第2の引出部22bとを有する。
巻回部20は、2段に巻き回されて形成されている。コイル導体16は、平角導線をα巻き形状に巻き回して形成されている。平角導線の幅方向yの寸法は、15μm以上200μm以下であり、加圧方向xの寸法は、50μm以上500μmである。
第1の引出部22aは、素体12の第1の端面12eから露出して第1の露出部24aが配置され、第2の引出部22bは、素体12の第2の端面12fから露出して第2の露出部24bが配置されている。
図5は、この発明の実施の形態のコイル部品の素体の第1の変形例を示す透過斜視図である。
第1の引出部122aは、素体112の第1の主面112aに引き出され露出して第1の露出部124aが配置され、第2の引出部122bは、素体112の第1の主面112aから露出して第2の露出部124bが配置されている。
図6(a)は、この発明の実施の形態のコイル部品の素体の第2の変形例を示す透過斜視図であり、図6(b)は(a)とは異なる方向からみた透過斜視図である。
素体212は、略直方体形状に形成され、高さ方向xに相対する第1の主面212aおよび第2の主面212bと、高さ方向xに直交する幅方向yに相対する第1の側面212cおよび第2の側面212dと、高さ方向xおよび幅方向yに直交する長さ方向zに相対する第1の端面212eおよび第2の端面212fとを有する。
このように、第1の引出部222aは、素体212の第2の主面212bにフォーミングされて配置されていてもよく、第2の引出部222bは、素体212の第2の主面212bにフォーミングされて配置されていてもよい。
なお、コイル導体16を形成する導線16aの第1の露出部24aおよび第2の露出部24bのそれぞれの部分には、絶縁膜18は形成されていない。したがって、めっき処理により外部電極40を形成しやすい。また、コイル導体16と外部電極40との電気的接続における抵抗値をより小さくすることができる。
同様に、コイル導体16における導線16aの第2の引出部22bの第1の主面12aの表面26b1および第2の主面側の表面26b2に複数の凹部28がそれぞれ形成されている。そして、それら凹部28に、金属磁性体粒子14aおよび絶縁膜18が配置されている。あるいは、凹部28には、金属磁性体粒子14aのみが配置されている。このとき、凹部28に金属磁性体粒子14aが配置される場合、金属磁性体粒子14aは、第2の引出部22bの第1の主面12a側の表面26b1および第2の主面12b側の表面26b2に形成される絶縁膜18を貫通してもよく、貫通していなくてもよい。
図8に示すように、コイル導体16の第1の引出部22aおよび第2の引出部22bにおいて、素体12の両端面12e,12fに向かって絶縁膜18を有さない絶縁膜除去部30が形成されている。コイル導体16の第1の引出部22aの第1の主面12a側の表面26a1および第2の主面12b側の表面26a2に複数の凹部28がそれぞれ形成されており、それら凹部28に、金属磁性体粒子14aが配置されている。同様に、コイル導体16の第2の引出部22bの第1の主面12a側の表面26b1および第2の主面12b側の表面26b2に複数の凹部28がそれぞれ形成されており、それら凹部28に、金属磁性体粒子14aが配置されている。したがって、金属磁性体粒子14aは、絶縁膜除去部30では、凹部28に対して絶縁膜18を貫通することなく直接配置されている。
このように、絶縁膜18は、金属磁性体粒子14aによりコイル導体16の表面に凹部28を形成するときに、クッションとして作用するので、その凹部28の形成を阻害する方向に作用するが、絶縁膜18を除去することによって、コイル導体16の表面に対して容易に凹部28を形成することができる。
また、絶縁膜除去部30には、外部電極40の一部が配置されることが好ましい。これにより、コイル導体16と外部電極40との接合強度をより向上させることができる。
コイル導体16の引出部周辺の第2の変形例では、図9に示すように、コイル導体16の引出部周辺の構造の第1の変形例と同様に、コイル導体16の第1の引出部22aおよび第2の引出部22bにおいて、素体12の両端面12e,12fに向かって絶縁膜18を有さない絶縁膜除去部30が形成されている。そして、さらに、コイル導体16の第1の露出部24aおよび第2の露出部24bの素体12の両端面12e,12fに露出部分の表面において、微小な凹凸部32が形成されている。これにより、コイル導体16と外部電極40との接する表面積を増加させることができるので、コイル導体16と外部電極40との接合強度をより向上させることができる。
コイル導体16の引出部周辺の第3の変形例では、図10に示すように、コイル導体16の引出部周辺の構造の第1の変形例と同様に、コイル導体16の第1の引出部22aおよび第2の引出部22bにおいて、素体12の両端面12e,12fに向かって絶縁膜18を有さない絶縁膜除去部30が形成されている。そして、さらに、コイル導体16の第1の露出部24aおよび第2の露出部24bの素体12の両端面12e,12fに露出部分の周辺の素体12において、窪み部34が形成されている。窪み部34は、コイル導体16と磁性体部14との平均距離が、コイル導体16の第1の引出部22aおよび第2の引出部22bdが両端面12e,12fに引き出される方向に向かって大きくなるように形成されている。これにより、外部電極40が、コイル導体16の第1の露出部24aおよび第2の露出部24bの素体12の両端面12e,12fに露出部分の周辺部において形成される窪み部34に充填されるように配置させることができるので、コイル導体16と外部電極40との接合強度をよりより向上させることができる。
コイル導体16の引出部周辺の第4の変形例では、図11に示すように、コイル導体16の引出部周辺の構造の第1の変形例と同様に、コイル導体16の第1の引出部22aおよび第2の引出部22bにおいて、素体12の両端面12e,12fに向かって絶縁膜18を有さない絶縁膜除去部30が形成されている。そして、さらに、素体12の両端面12e,12f、ならびにコイル導体16の第1の露出部24aおよび第2の露出部24bの素体12の両端面12e,12fに露出部分の表面(露出面)の加圧方向xの中央部において、幅方向yに所定の幅に溝部36が形成されている。溝部36の素体12に対する深さは、5μm以上100μm以下であることが好ましい。これにより、外部電極40が、素体12の両端面12e,12f、ならびにコイル導体16の第1の露出部24aおよび第2の露出部24bの素体12の両端面12e,12fに露出部分の表面(露出面)に形成される溝部36に充填されるように配置させることができるので、コイル導体16と外部電極40との接合強度をよりより向上させることができる。
素体12の第1の端面12e側および第2の端面12f側には、外部電極40が配置される。外部電極40は、第1の外部電極40aおよび第2の外部電極40bを有する。
第2の外部電極40bは、素体12の第2の端面12fの表面に配置される。なお、第2の外部電極40bは、第2の端面12fから延伸して第1の主面12a、第2の主面12b、第1の側面12cおよび第2の側面12dのそれぞれの一部を覆うように形成されていてもよく、第2の端面12fから第2の主面12bへと延伸され、第2の端面12fと第2の主面12bのそれぞれ一部を覆うように形成されていてもよい。また、図5に示すように、コイル導体116の第2の引出部122bが第1の主面112aから露出されている場合、第2の外部電極40bは第1の主面112aの一部を覆うように形成されていてもよい。さらに、図6に示すように、コイル導体216の第2の引出部222bがフォーミングされて、第2の主面212bから露出している場合、第2の外部電極40bは、第2の主面212bの一部を覆うように形成されてもよい。この場合、第2の外部電極40bは、コイル導体16の第2の引出部22bと電気的に接続される。
また、第2の下地電極層42bは、素体12の第1の端面12eの表面に配置される。なお、第2の下地電極層42bは、第1の端面12eから延伸して第1の主面12a、第2の主面12b、第1の側面12cおよび第2の側面12dのそれぞれの一部を覆うように形成されていてもよく、第2の端面12fから延伸して、第2の主面12bのそれぞれ一部を覆うように形成されていてもよい。また、図5に示すように、コイル導体116の第2の引出部122bが第1の主面112aから露出されている場合、第2の下地電極層42bは第1の主面112aの一部を覆うように形成されていてもよい。さらに、図6に示すように、コイル導体216の第2の引出部222bがフォーミングされて第2の主面212bから露出している場合、第2の下地電極層42bは第2の主面212bの一部を覆うように形成されていてもよい。
第2のめっき層44bは、第2の下地電極層42bを覆うように配置されている。具体的には、第2のめっき層44bは、第2の端面12fに配置される第2の下地電極層42bを覆うように配置され、さらに第2の端面12fから延伸して、第1の主面12a、第2の主面12b、第1の側面12cおよび第2の側面12dに配置される第2の下地電極層42bの表面を覆うように配置されていてもよく、第2の端面12fから延伸して第2の主面12bのそれぞれ一部を覆うように配置されている第2の下地電極層42bを覆うように配置されていてもよい。また、図5に示すように、コイル導体116の第2の引出部122bが第1の主面112aから露出されている場合、第2のめっき層44bは第1の主面112aに配置される第2の下地電極層42bを覆うように形成されていてもよい。さらに、図6に示すように、コイル導体216の第2の引出部222bがフォーミングされて第2の主面212bに直接引き出される場合、第2の主面212bに配置される第2の下地電極層42bを覆うように形成されていてもよい。
第1のめっき層44aは、第1のNiめっき層46aと第1のNiめっき層46aの表面に第1のSnめっき層48aとの2層構造である。第2のめっき層44bは、第2のNiめっき層46bと第2のNiめっき層46bの表面に第2のSnめっき層48bとの2層構造である。
また、第1のSnめっき層48aおよび第2のSnめっき層48bの平均厚みは、たとえば、10μmである。
たとえば、第1の下地電極層42aおよび第2の下地電極層42bは、Ag含有の樹脂電極でもよく、スパッタによるAgスパッタ層、Cuスパッタ層あるいはTiスパッタ層により構成されていてもよい。なお、第1の下地電極層42aおよび第2の下地電極層42bが、Ag含有の樹脂電極により構成される場合には、ガラスフリットが含有されていてもよい。また、第1の下地電極層42aおよび第2の下地電極層42bがスパッタにより形成される場合、Tiスパッタ層上にCuスパッタ層が形成されるようにしてもよい。
また、第1のめっき層44aおよび第2のめっき層44bは、最外層がSnめっき層48a,48bのみにより構成されてもよい。
さらに、第1の下地電極層42aおよび第2の下地電極層42bを形成せず、素体12上に、Agめっき層やNiめっき層を形成するようにしてもよい。
本実施形態において、保護層50は、素体12の第1の端面12eに露出される第1の露出部24aおよび第2の端面12fに露出される第2の露出部24bを除く素体12の表面上に設けられている。保護層50は、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド等の電気絶縁性が高い樹脂材料から構成される。なお、本発明において、保護層50が設けられているが、これに限るものではなく、必ずしも設けられていなくてもよい。
次に、コイル部品の製造方法について説明する。
まず、金属磁性体粒子を準備する。ここで、金属磁性体粒子としては特に限定されるものではなく、例えば、α-Fe、Fe-Si、Fe-Si-Cr、Fe-Si-Al、Fe-Ni、Fe-Co等のFe系軟磁性材料粉末を使用することができる。また、金属磁性体粒子の材料形態についても、良好な軟磁性特性を有する非晶質が好ましいが特に限定されるものではなく、結晶質であってもよい。
次に、金属磁性体粒子の表面を絶縁被膜で被覆する。ここで、機械的手法で絶縁被膜を形成する場合は、金属磁性体粒子と絶縁材料粉末とを回転容器に投入し、メカノケミカル処理により粒子複合化を行い、これにより磁性体粉末の表面に絶縁被膜を被覆形成することができる。
次に、樹脂材料を準備する。樹脂材料としては、特に限定されるものではなく、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリオレフィン樹脂等を使用することができる。
次に、Cuをワイヤ導線とし、絶縁膜18で被覆された平角導線からなるα巻形状のコイル導体16を準備する。必要に応じて、コイル導体16の末端から50μmの領域の絶縁膜18を、ニッパー形状の挟みで除去する。これにより、コイル導体16の延伸方向を中心軸として環状に絶縁膜18で覆われていない部分である絶縁膜除去部30が形成される。なお、絶縁膜18の除去は、加熱による焼き飛ばしにより形成することができ、また、薬液やレーザーによる溶解であってもよい。このとき、コイル導体16の第1の引出部22aおよび第2の引出部22bに予め凹部28を設けておいてもよい。
なお、2次プレスにおいて、加圧時の圧力を調整する、または、引出部表面に予め凹部を設けておくことで、金属磁性体粒子をめり込ませるように配置させることもできる。
次に、第1の金型60および第3の金型64を離脱させ、図13(d)に示すように、集合基体74が作製された後、ダイサー等の切断具を使用し、集合基体74を切断線に沿って切断して個片化し、これによりコイル導体16の第1の露出部24aおよび第2の露出部24bが素体12の両端面から露出するようにコイル導体16が埋設された素体12を作製する。集合基体74の各素体12への分割は、ダイシングブレード、各種レーザー装置、ダイサー、各種刃物、金型を用いて行うことができる。好ましい態様において、各素体12の切断面は、バレル研磨される。
次に、素体12の第1の端面12eに第1の外部電極40aが形成され、第2の端面12fに第2の外部電極40bが形成される。
また、コイル導体16と外部電極40とが直接接合しているので、接触抵抗を低減させることができる。
すなわち、本発明の技術的思想及び目的の範囲から逸脱することなく、以上説明した実施の形態に対し、機序、形状、材質、数量、位置又は配置等に関して、様々の変更を加えることができるものであり、それらは、本発明に含まれるものである。
12、112、212 素体
12a、112a、212a 第1の主面
12b、112b、212b 第2の主面
12c、112c、212c 第1の側面
12d、112d、212d 第2の側面
12e、112e、212e 第1の端面
12f、112f、212f 第2の端面
14、114、214 磁性体部
14a 金属磁性体粒子
16、116、216 コイル導体
18 絶縁膜
20、120、220 巻回部
22a、122a、222a 第1の引出部
22b、122b、222b 第2の引出部
24a、124a 第1の露出部
24b、124b 第2の露出部
26a1、26b1 第1の表面
26a2、26b2 第2の表面
28 凹部
30 絶縁膜除去部
32 凹凸部
34 窪み部
36 溝部
40 外部電極
40a 第1の外部電極
40b 第2の外部電極
42a 第1の下地電極層
42b 第2の下地電極層
44a 第1のめっき層
44b 第2のめっき層
46a 第1のNiめっき層
46b 第2のNiめっき層
48a 第1のSnめっき層
48b 第2のSnめっき層
50 保護層
60 第1の金型
62 第2の金型
64 第3の金型
64a、64b 凸部
70a 第1の磁性体シート
70b 第2の磁性体シート
72 第1成形体
74 集合基体
x 加圧方向(高さ方向)
y 幅方向
z 長さ方向
Claims (9)
- 絶縁膜により被覆された導線が巻き回されて形成されるコイル導体と、
金属磁性体粒子と樹脂とを含有する磁性体部と、
を備えた素体と、
前記コイル導体の引出部の前記素体の表面に露出する露出面と電気的に接続されて前記素体の表面に配置された外部電極と、
を備えるコイル部品であって、
前記コイル導体の引出部における導線の表面に形成された凹部に、前記金属磁性体粒子が配置されることを特徴とする、コイル部品。 - 前記コイル導体の引出部には、前記絶縁膜を有さない絶縁膜除去部が設けられており、前記絶縁膜除去部において前記凹部が形成されて前記金属磁性体粒子が配置される、請求項1に記載のコイル部品。
- 前記絶縁膜除去部と前記外部電極とが、直接、接続されていることを特徴とする、請求項2に記載のコイル部品。
- 前記金属磁性体粒子は、絶縁被膜により被覆されていることを特徴とする、請求項1ないし請求項3のいずれかに記載のコイル部品。
- 前記外部電極と接触する前記金属磁性体粒子において、前記外部電極と接触している前記絶縁被膜の平均厚みが、前記外部電極と接触していない前記絶縁被膜の平均厚みより薄いことを特徴とする、請求項4に記載のコイル部品。
- 前記露出面の表面に凹凸部が形成されることを特徴とする、請求項1ないし請求項5のいずれかに記載のコイル部品。
- 前記露出面の周辺の前記素体に、前記コイル導体と前記磁性体部との平均距離が、前記コイル導体が前記素体の表面に引き出される方向に向かって大きくなるような窪み部が形成されることを特徴とする、請求項1ないし請求項6のいずれかに記載のコイル部品。
- 前記露出面に、深さ5μm以上100μm以下の溝部が形成されることを特徴とする、請求項1ないし請求項7のいずれかに記載のコイル部品。
- 前記外部電極はめっき電極である、請求項1ないし請求項8のいずれかに記載のコイル部品。
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