JP7404744B2 - コイル部品の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、コイル部品の製造方法に関する。
コイル導体が磁性体部に埋設されたコイル部品が知られている。このようなコイル部品は、例えば、パワーインダクタ、トランス等として用いられている。
例えば、特許文献１には、内部コイル部が埋め込まれた磁性体本体と、磁性体本体の上部及び下部のうち少なくとも一つに配置された金属遮蔽シートと、を含み、金属遮蔽シートの透磁率が、金属磁性体粉末を含む磁性体本体の透磁率の１００倍以上である、コイル電子部品が開示されている。
特許文献１に記載のコイル電子部品では、内部コイル部が絶縁膜で被覆されているが、製造過程等で磁性体本体に外圧が加わると、磁性体本体中の金属磁性体粉末が、内部コイル部を被覆する絶縁膜を変形させたり突き破ったりするおそれがある。その結果、金属磁性体粉末を介して内部コイル部内での短絡が発生するおそれがある。
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、磁性体部に外圧が加わってもコイル導体内での短絡が防止されたコイル部品を提供することを目的とするものである。また、本発明は、上記コイル部品の製造方法を提供することを目的とするものである。
本発明のコイル部品は、金属磁性体粒子及び樹脂を含有する磁性体部と上記磁性体部に埋設されたコイル導体とを有する素体と、上記素体の表面に設けられ、上記コイル導体に接続された外部電極と、を備え、上記コイル導体は、絶縁膜で被覆された導線の巻回体であり、かつ、巻回軸方向において相対する第１の面及び第２の面を有し、上記コイル導体の上記第１の面において、上記導線の表面と、隣り合う上記導線の端部の隙間とのうちの少なくとも一方に、第１の樹脂部が設けられている、ことを特徴とする。
本発明のコイル部品の製造方法は、絶縁膜で被覆された導線の巻回体であり、かつ、巻回軸方向において相対する第１の面及び第２の面を有するコイル導体を、金属磁性体粒子及び樹脂を含有する磁性体部に埋設し、上記コイル導体の一部が表面に露出した素体を作製する、素体作製工程と、上記素体の表面に、上記コイル導体に接続された外部電極を形成する、外部電極形成工程と、を備え、上記素体作製工程では、上記コイル導体の上記第１の面を上記磁性体部に埋設する前に、上記コイル導体の上記第１の面において、上記導線の表面と、隣り合う上記導線の端部の隙間とのうちの少なくとも一方に、第１の樹脂部を設ける、ことを特徴とする。
本発明によれば、磁性体部に外圧が加わってもコイル導体内での短絡が防止されたコイル部品を提供できる。また、本発明によれば、上記コイル部品の製造方法を提供できる。
以下、本発明のコイル部品と本発明のコイル部品の製造方法とについて説明する。なお、本発明は、以下の構成に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更されてもよい。また、以下において記載する個々の好ましい構成を複数組み合わせたものもまた本発明である。
［コイル部品］
図１は、本発明のコイル部品の一例を示す透過斜視模式図である。図２は、図１中の線分Ａ１－Ａ２に対応する部分を示す断面模式図である。
図１は、本発明のコイル部品の一例を示す透過斜視模式図である。図２は、図１中の線分Ａ１－Ａ２に対応する部分を示す断面模式図である。
図１に示すように、コイル部品１は、素体１０と、第１の外部電極５１と、第２の外部電極５２と、を有している。
素体１０は、磁性体部２０と、コイル導体３０と、を有している。
図２に示すように、磁性体部２０は、金属磁性体粒子２１及び樹脂２２を含有している。より具体的には、磁性体部２０は、金属磁性体粒子２１が樹脂２２中に分散されたものである。
金属磁性体粒子２１としては、例えば、α鉄、鉄－ケイ素合金、鉄－ケイ素－クロム合金、鉄－ケイ素－アルミニウム合金、鉄－ニッケル合金、鉄－コバルト合金等の鉄系軟磁性粒子が挙げられる。
金属磁性体粒子２１の形態としては、良好な軟磁性を有する非晶質が好ましいが、結晶質であってもよい。
磁性体部２０中の金属磁性体粒子２１の含有量は、好ましくは７５体積％以上である。磁性体部２０中の金属磁性体粒子２１の含有量が７５体積％よりも少ない場合、磁性体部２０において、透磁率、磁束飽和密度等の磁気特性が低下することがある。また、磁性体部２０中の金属磁性体粒子２１の含有量は、好ましくは９０体積％以下である。磁性体部２０中の金属磁性体粒子２１の含有量が９０体積％よりも多い場合、樹脂２２の含有量が少なくなるため、磁性体部２０の形成時に金属磁性体粒子２１の流動性が低下し、磁性体部２０における金属磁性体粒子２１の充填密度が高まりにくくなる。その結果、磁性体部２０において、透磁率、インダクタンス等が低下することがある。
磁性体部２０中の金属磁性体粒子２１の含有量は、下記のようにして定められる。まず、素体１０の断面を３箇所で露出させ、断面の全体が入る範囲に視野及び倍率を定めた状態で、各断面毎に１枚ずつ、計３枚撮像する。そして、得られた画像毎に、金属磁性体粒子２１の占有領域と、樹脂２２の占有領域と、コイル導体３０の占有領域とを、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）、エネルギー分散型Ｘ線分析（ＥＤＸ）等の組成マッピング分析装置を用いて同定する。そして、各画像で同定された各領域について、画像解析ソフト等を用いて二値化処理で面積を算出し、各領域の合計面積に対する金属磁性体粒子２１の占有領域の面積の比率の平均値を求める。同様に、各領域の合計面積に対する樹脂２２の占有領域の面積の比率の平均値と、各領域の合計面積に対するコイル導体３０の占有領域の面積の比率の平均値とを求める。そして、各比率の３／２乗をとって合計したものを１００体積％としたときの金属磁性体粒子２１の体積比率を、磁性体部２０中の金属磁性体粒子２１の含有量と定める。なお、上述した二値化処理は、走査型電子顕微鏡の電子撮像の信号強度比、エネルギー分散型Ｘ線分析の同定元素の信号強度比を基に実行される。二値化の閾値については、信号強度比を横軸、信号強度比の頻度を縦軸とした分布をとり、二項分布が得られた場合には二項分布のピーク間の信号強度比を、単一分布が得られた場合には単一分布のピーク値の半分の値を、閾値とすることが望ましい。
樹脂２２としては、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が挙げられる。
磁性体部２０は、単層構造であってもよいし、多層構造であってもよい。例えば、磁性体部２０が図２中の点線で示した境界Ｌを有する２層構造である場合、磁性体部２０の各層間で、金属磁性体粒子２１及び樹脂２２のうちの少なくとも一方の種類が互いに異なることになる。
図１及び図２に示すように、コイル導体３０は、磁性体部２０に埋設されている。
コイル導体３０は、絶縁膜３２で被覆された導線３１の巻回体である。より具体的には、コイル導体３０は、絶縁膜３２で被覆された平角帯状の導線３１がα巻きされた、空芯状のコイル導体である。
コイル導体３０の巻回状態としては、α巻き以外に、渦巻き等が挙げられる。
導線３１の形状としては、平角帯状以外に、丸線状、角線状等が挙げられる。
導線３１の材料としては、鉄よりも電気化学的に貴な材料が好ましく、例えば、銅等の金属が挙げられる。
絶縁膜３２の材料としては、例えば、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂等の絶縁性樹脂が挙げられる。
本明細書では、特に断らない限り、コイル導体３０の構成上の説明を行う際に、導線３１が絶縁膜３２で被覆された状態を単に導線３１と言う。
コイル導体３０は、巻回軸方向（図１及び図２では、上下方向）において相対する第１の面３０Ａ及び第２の面３０Ｂと、巻回軸方向に平行な側面３０Ｃとを有している。コイル導体３０の第１の面３０Ａ、第２の面３０Ｂ、及び、側面３０Ｃは、各々、コイル導体３０の最表面で定められる。
コイル導体３０では、図２に示すように、第１の面３０Ａ及び第２の面３０Ｂを構成する導線３１の角部及び表面において、絶縁膜３２の厚みが小さくなりやすい。そのため、従来では、磁性体部２０に外圧が加わると、絶縁膜３２の厚みが小さくなりやすい導線３１の角部及び表面において、磁性体部２０中の金属磁性体粒子２１が、絶縁膜３２を変形させたり突き破ったりしやすい。これに対して、コイル部品１では、コイル導体３０の第１の面３０Ａにおいて、導線３１の表面と、隣り合う導線３１の端部の隙間とのうちの少なくとも一方に、第１の樹脂部４１が設けられている。第１の樹脂部４１がこのように設けられていることにより、コイル導体３０の第１の面３０Ａにおいて、絶縁膜３２の厚みが小さくなりやすい導線３１の角部及び表面の少なくとも一方が保護される。そのため、磁性体部２０に外圧が加わっても、第１の樹脂部４１で保護された導線３１の角部及び表面の少なくとも一方において、磁性体部２０中の金属磁性体粒子２１が、絶縁膜３２を変形させたり突き破ったりすることが防止される。その結果、磁性体部２０に外圧が加わっても、コイル導体３０内での短絡、ここでは、コイル導体３０の第１の面３０Ａでの短絡が防止される。
本明細書中、導線３１の表面には、導線３１を被覆する絶縁膜３２の表面が含まれるが、後述する融着剤３３が絶縁膜３２の表面に設けられている場合には融着剤３３の表面を含み得る。
図２に示した素体１０では、コイル導体３０の第１の面３０Ａにおいて、隣り合う導線３１の端部の隙間に第１の樹脂部４１が設けられている。図２に示したコイル導体３０では、第１の面３０Ａにおいて、隣り合う導線３１の端部の隙間が複数存在するが、第１の樹脂部４１は、図２に示すようにすべての隙間に設けられていることが好ましく、一部の隙間に設けられていてもよい。
図３は、図１中の線分Ａ１－Ａ２に対応する部分であって、図２とは異なる構成を示す断面模式図である。図３に示した素体１０では、コイル導体３０の第１の面３０Ａにおいて、導線３１の表面に第１の樹脂部４１が設けられている。図３に示したコイル導体３０では、第１の面３０Ａにおいて、導線３１の表面が複数存在するが、第１の樹脂部４１は、図３に示すようにすべての導線３１の表面に設けられていることが好ましく、一部の導線３１の表面に設けられていてもよい。
図４は、図１中の線分Ａ１－Ａ２に対応する部分であって、図２及び図３とは異なる構成を示す断面模式図である。図４に示した素体１０では、コイル導体３０の第１の面３０Ａにおいて、導線３１の表面と、隣り合う導線３１の端部の隙間とに第１の樹脂部４１が設けられている。図４に示したコイル導体３０では、第１の面３０Ａにおいて、導線３１の表面と、隣り合う導線３１の端部の隙間とが各々複数存在するが、第１の樹脂部４１は、図４に示すように、すべての導線３１の表面とすべての隙間とに設けられている、つまり、コイル導体３０の第１の面３０Ａの全体を覆っていることが好ましい。また、コイル導体３０の第１の面３０Ａにおいて、第１の樹脂部４１は、一部の導線３１の表面とすべての隙間とに設けられていてもよいし、すべての導線３１の表面と一部の隙間とに設けられていてもよいし、一部の導線３１の表面と一部の隙間とに設けられていてもよい。
第１の樹脂部４１中の樹脂としては、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が挙げられる。
磁性体部２０中の樹脂２２と第１の樹脂部４１中の樹脂とは、種類が互いに異なることが好ましい。この場合、後述するようにコイル導体３０を磁性体部２０に埋設する際に行われるプレス加工としての熱プレス加工時に、樹脂２２が流動する温度において、第１の樹脂部４１中の樹脂の貯蔵弾性率は、磁性体部２０中の樹脂２２の貯蔵弾性率よりも高いことが好ましい。これにより、熱プレス加工時に磁性体部２０に外圧が加わっても、コイル導体３０内での短絡、ここでは、コイル導体３０の第１の面３０Ａでの短絡が充分に防止される。磁性体部２０が図２中の点線で示した境界Ｌを有する２層構造である場合、磁性体部２０の各層中の樹脂２２と第１の樹脂部４１中の樹脂とは、種類が互いに異なっていてもよい。
素体１０を構成する各樹脂の種類については、図２、図３、及び、図４に示すような素体１０の断面を露出させた後、透過型電子顕微鏡－エネルギー分散型Ｘ線分析（ＴＥＭ－ＥＤＸ）で元素分析を行うことによって確認できる。
磁性体部２０中の樹脂２２と第１の樹脂部４１中の樹脂とは、種類が互いに同じであってもよい。磁性体部２０が図２中の点線で示した境界Ｌを有する２層構造である場合、磁性体部２０の一方の層中の樹脂２２と第１の樹脂部４１中の樹脂とは、種類が互いに同じであってもよい。
絶縁膜３２と第１の樹脂部４１中の樹脂とは、種類が互いに異なることが好ましい。
図２、図３、及び、図４に示すように、コイル導体３０において、導線３１は融着剤３３を介して巻回されていることが好ましい。融着剤３３は、隣り合う導線３１の絶縁膜３２の間に設けられており、導線３１の巻回状態を保持するための接着剤として機能する。融着剤３３は、コイル導体３０の第１の面３０Ａ及び第２の面３０Ｂにおいて、絶縁膜３２の表面に設けられていてもよい。
融着剤３３と第１の樹脂部４１中の樹脂とは、種類が互いに異なることが好ましい。この場合、後述するようにコイル導体３０を磁性体部２０に埋設する際に行われるプレス加工としての熱プレス加工時に、樹脂２２が流動する温度において、第１の樹脂部４１中の樹脂の貯蔵弾性率は、融着剤３３の貯蔵弾性率よりも高いことが好ましい。これにより、熱プレス加工時に磁性体部２０に外圧が加わっても、コイル導体３０内での短絡、ここでは、コイル導体３０の第１の面３０Ａでの短絡が充分に防止される。
融着剤３３の材料としては、例えば、ポリアミド樹脂等を主剤とする熱可塑性樹脂が挙げられる。
コイル導体３０の第２の面３０Ｂにおいて、導線３１の表面と、隣り合う導線３１の端部の隙間とのうちの少なくとも一方に、第２の樹脂部４２が設けられていることが好ましい。第２の樹脂部４２がこのように設けられていることにより、コイル導体３０の第２の面３０Ｂにおいて、絶縁膜３２の厚みが小さくなりやすい導線３１の角部及び表面の少なくとも一方が保護される。そのため、磁性体部２０に外圧が加わっても、第２の樹脂部４２で保護された導線３１の角部及び表面の少なくとも一方において、磁性体部２０中の金属磁性体粒子２１が、絶縁膜３２を変形させたり突き破ったりすることが防止される。その結果、磁性体部２０に外圧が加わっても、コイル導体３０内での短絡、ここでは、コイル導体３０の第２の面３０Ｂでの短絡が防止される。
図２に示した素体１０では、コイル導体３０の第２の面３０Ｂにおいて、隣り合う導線３１の端部の隙間に第２の樹脂部４２が設けられている。図２に示したコイル導体３０では、第２の面３０Ｂにおいて、隣り合う導線３１の端部の隙間が複数存在するが、第２の樹脂部４２は、図２に示すようにすべての隙間に設けられていることが好ましく、一部の隙間に設けられていてもよい。
図３に示した素体１０では、コイル導体３０の第２の面３０Ｂにおいて、導線３１の表面に第２の樹脂部４２が設けられている。図３に示したコイル導体３０では、第２の面３０Ｂにおいて、導線３１の表面が複数存在するが、第２の樹脂部４２は、図３に示すようにすべての導線３１の表面に設けられていることが好ましく、一部の導線３１の表面に設けられていてもよい。
図４に示した素体１０では、コイル導体３０の第２の面３０Ｂにおいて、導線３１の表面と、隣り合う導線３１の端部の隙間とに第２の樹脂部４２が設けられている。図４に示したコイル導体３０では、第２の面３０Ｂにおいて、導線３１の表面と、隣り合う導線３１の端部の隙間とが各々複数存在するが、第２の樹脂部４２は、図４に示すように、すべての導線３１の表面とすべての隙間とに設けられている、つまり、コイル導体３０の第２の面３０Ｂの全体を覆っていることが好ましい。また、コイル導体３０の第２の面３０Ｂにおいて、第２の樹脂部４２は、一部の導線３１の表面とすべての隙間とに設けられていてもよいし、すべての導線３１の表面と一部の隙間とに設けられていてもよいし、一部の導線３１の表面と一部の隙間とに設けられていてもよい。
第２の樹脂部４２中の樹脂としては、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が挙げられる。
磁性体部２０中の樹脂２２と第２の樹脂部４２中の樹脂とは、種類が互いに異なることが好ましい。この場合、後述するようにコイル導体３０を磁性体部２０に埋設する際に行われるプレス加工としての熱プレス加工時に、樹脂２２が流動する温度において、第２の樹脂部４２中の樹脂の貯蔵弾性率は、磁性体部２０中の樹脂２２の貯蔵弾性率よりも高いことが好ましい。これにより、熱プレス加工時に磁性体部２０に外圧が加わっても、コイル導体３０内での短絡、ここでは、コイル導体３０の第２の面３０Ｂでの短絡が充分に防止される。磁性体部２０が図２中の点線で示した境界Ｌを有する２層構造である場合、磁性体部２０の各層中の樹脂２２と第２の樹脂部４２中の樹脂とは、種類が互いに異なっていてもよい。
磁性体部２０中の樹脂２２と第２の樹脂部４２中の樹脂とは、種類が互いに同じであってもよい。磁性体部２０が図２中の点線で示した境界Ｌを有する２層構造である場合、磁性体部２０の一方の層中の樹脂２２と第２の樹脂部４２中の樹脂とは、種類が互いに同じであってもよい。
絶縁膜３２と第２の樹脂部４２中の樹脂とは、種類が互いに異なることが好ましい。
融着剤３３と第２の樹脂部４２中の樹脂とは、種類が互いに異なることが好ましい。この場合、後述するようにコイル導体３０を磁性体部２０に埋設する際に行われるプレス加工としての熱プレス加工時に、樹脂２２が流動する温度において、第２の樹脂部４２中の樹脂の貯蔵弾性率は、融着剤３３の貯蔵弾性率よりも高いことが好ましい。これにより、熱プレス加工時に磁性体部２０に外圧が加わっても、コイル導体３０内での短絡、ここでは、コイル導体３０の第２の面３０Ｂでの短絡が充分に防止される。
第１の樹脂部４１中の樹脂と第２の樹脂部４２中の樹脂とは、種類が互いに異なっていてもよいし、種類が互いに同じであってもよい。
図２、図３、及び、図４に示した素体１０では、コイル導体３０の第１の面３０Ａに第１の樹脂部４１が設けられ、かつ、コイル導体３０の第２の面３０Ｂに第２の樹脂部４２が設けられているが、コイル導体３０の第１の面３０Ａに第１の樹脂部４１が設けられ、かつ、コイル導体３０の第２の面３０Ｂに第２の樹脂部４２が設けられていなくてもよい。
コイル導体３０の側面３０Ｃには、第１の樹脂部４１及び第２の樹脂部４２のような樹脂部が設けられていないことが好ましい。第１の樹脂部４１及び第２の樹脂部４２のような樹脂部がコイル導体３０の側面３０Ｃに設けられていると、磁性体部２０において、透磁率、磁束飽和密度等の磁気特性が低下することがある。
コイル導体３０の巻回軸方向から見たとき、コイル導体３０の第１の面３０Ａと第２の面３０Ｂとの間の中央に位置し、かつ、第１の面３０Ａ及び第２の面３０Ｂの各々と相対する面内には、第１の樹脂部４１及び第２の樹脂部４２のような樹脂部が設けられていないことが好ましい。
第１の外部電極５１は、素体１０の表面に設けられ、コイル導体３０に接続されている。より具体的には、第１の外部電極５１は、素体１０の一方の端面とその端面に隣り合う４面の各一部とに延在して設けられている。また、第１の外部電極５１は、素体１０の一方の端面に露出した、コイル導体３０の一方の端部３０Ｐに接続されている。より具体的には、コイル導体３０の一方の端部３０Ｐでは導線３１が露出しており、その導線３１の露出部分と第１の外部電極５１とが接続されている。
第１の外部電極５１の材料としては、例えば、銅、ニッケル、スズ等の金属が挙げられる。
第１の外部電極５１は、単層構造であってもよいし、多層構造であってもよい。第１の外部電極５１が多層構造である場合、第１の外部電極５１は、例えば、素体１０の表面側から順に、銅を主成分とする第１のめっき被膜と、ニッケルを主成分とする第２のめっき被膜と、スズを主成分とする第３のめっき被膜とを有していてもよい。
第２の外部電極５２は、素体１０の表面に設けられ、コイル導体３０に接続されている。より具体的には、第２の外部電極５２は、素体１０の他方の端面とその端面に隣り合う４面の各一部とに延在して設けられている。また、第２の外部電極５２は、素体１０の他方の端面に露出した、コイル導体３０の他方の端部３０Ｑに接続されている。より具体的には、コイル導体３０の他方の端部３０Ｑでは導線３１が露出しており、その導線３１の露出部分と第２の外部電極５２とが接続されている。
第２の外部電極５２の材料としては、例えば、銅、ニッケル、スズ等の金属が挙げられる。
第２の外部電極５２は、単層構造であってもよいし、多層構造であってもよい。第２の外部電極５２が多層構造である場合、第２の外部電極５２は、例えば、素体１０の表面側から順に、銅を主成分とする第１のめっき被膜と、ニッケルを主成分とする第２のめっき被膜と、スズを主成分とする第３のめっき被膜とを有していてもよい。
第１の外部電極５１と第２の外部電極５２とは、材料の種類が互いに異なっていてもよいが、材料の種類が互いに同じであることが好ましい。
［コイル部品の製造方法］
本発明のコイル部品は、例えば、以下の方法で製造される。
本発明のコイル部品は、例えば、以下の方法で製造される。
＜コイル導体作製工程＞
図５は、コイル導体作製工程の一例を説明するための斜視模式図である。
図５は、コイル導体作製工程の一例を説明するための斜視模式図である。
図５に示すように、絶縁膜３２で被覆された平角帯状の導線３１をα巻きする。これにより、絶縁膜３２で被覆された導線３１の巻回体であり、空芯状の、いわゆるα巻きのコイル導体３０を作製する。コイル導体３０を作製する際には、導線３１を融着剤を介して巻回してもよい。
コイル導体３０は、巻回軸方向（図５では、上下方向）において相対する第１の面３０Ａ及び第２の面３０Ｂと、巻回軸方向に平行な側面３０Ｃとを有している。
コイル導体３０の一方の端部３０Ｐ及び他方の端部３０Ｑは、側面３０Ｃから逆向きに突出するように設けられている。コイル導体３０の一方の端部３０Ｐ及び他方の端部３０Ｑでは、導線３１が露出している。
＜磁性シート作製工程＞
図６及び図７は、磁性シート作製工程の一例を説明するための斜視模式図である。
図６及び図７は、磁性シート作製工程の一例を説明するための斜視模式図である。
まず、金属磁性体粒子及び樹脂を湿式で混合し、スラリーを調製する。そして、得られたスラリーを、ドクターブレード法等で成形加工した後、乾燥させる。これにより、図６に示すような、第１の金属磁性体粒子２１Ａが第１の樹脂２２Ａ中に分散された、第１の磁性シート２３Ａを作製する。同様に、図７に示すような、第２の金属磁性体粒子２１Ｂが第２の樹脂２２Ｂ中に分散された、第２の磁性シート２３Ｂを作製する。
第１の磁性シート２３Ａ及び第２の磁性シート２３Ｂの厚みは、各々、例えば、１００μｍ以上、３００μｍ以下である。
第１の金属磁性体粒子２１Ａとしては、平均粒径Ｄ５０が異なる複数種類の金属磁性体粒子を組み合わせて用いてもよい。これにより、後述する磁性体部２０における第１の金属磁性体粒子２１Ａの充填効率が向上しやすくなり、結果的に、高いインダクタンスが得られやすくなる。このような金属磁性体粒子の組み合わせとしては、例えば、平均粒径Ｄ５０の小さい方が１μｍ以上、２０μｍ以下であり、平均粒径Ｄ５０の大きい方が１０μｍ以上、４０μｍ以下である金属磁性体粒子の組み合わせ等が挙げられる。
第２の金属磁性体粒子２１Ｂとしては、平均粒径Ｄ５０が異なる複数種類の金属磁性体粒子を組み合わせて用いてもよい。これにより、後述する磁性体部２０における第２の金属磁性体粒子２１Ｂの充填効率が向上しやすくなり、結果的に、高いインダクタンスが得られやすくなる。このような金属磁性体粒子の組み合わせとしては、例えば、平均粒径Ｄ５０の小さい方が１μｍ以上、２０μｍ以下であり、平均粒径Ｄ５０の大きい方が１０μｍ以上、４０μｍ以下である金属磁性体粒子の組み合わせ等が挙げられる。
金属磁性体粒子の平均粒径Ｄ５０は、レーザー回折・散乱法で金属磁性体粒子の粒子径分布を測定し、それを粒子径スケールに対する積算％で表したものにおいて、積算値が５０％となる粒径として定められる。
第１の磁性シート２３Ａ中の第１の金属磁性体粒子２１Ａの含有量は、好ましくは９６重量％以上である。第１の磁性シート２３Ａ中の第１の金属磁性体粒子２１Ａの含有量が９６重量％よりも少ない場合、後述する磁性体部２０において、透磁率、磁束飽和密度等の磁気特性が低下することがある。また、第１の磁性シート２３Ａ中の第１の金属磁性体粒子２１Ａの含有量は、好ましくは９８重量％以下である。第１の磁性シート２３Ａ中の第１の金属磁性体粒子２１Ａの含有量が９８重量％よりも多い場合、第１の樹脂２２Ａの含有量が少なくなるため、後述する磁性体部２０の形成時に第１の金属磁性体粒子２１Ａの流動性が低下し、後述する磁性体部２０における第１の金属磁性体粒子２１Ａの充填密度が高まりにくくなる。その結果、後述する磁性体部２０において、透磁率、インダクタンス等が低下することがある。
同様に、第２の磁性シート２３Ｂ中の第２の金属磁性体粒子２１Ｂの含有量は、好ましくは９６重量％以上である。また、第２の磁性シート２３Ｂ中の第２の金属磁性体粒子２１Ｂの含有量は、好ましくは９８重量％以下である。
第１の金属磁性体粒子２１Ａと第２の金属磁性体粒子２１Ｂとは、種類が互いに異なっていてもよいし、種類が互いに同じであってもよい。
第１の樹脂２２Ａと第２の樹脂２２Ｂとは、種類が互いに異なっていてもよいし、種類が互いに同じであってもよい。
＜素体作製工程＞
図８、図９、図１０、図１１、図１２、及び、図１３は、素体作製工程の一例を説明するための斜視模式図である。
図８、図９、図１０、図１１、図１２、及び、図１３は、素体作製工程の一例を説明するための斜視模式図である。
まず、図８に示すように、粘着シート７０を定盤６０に貼り付ける。
定盤６０の材料としては、金属、ガラス等が挙げられる。
粘着シート７０中の粘着剤としては、例えば、アクリル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、天然ゴム系粘着剤、ウレタン系粘着剤、ポリオレフィン系粘着剤等が挙げられる。
次に、図９に示すように、コイル導体３０の第１の面３０Ａと粘着シート７０とが接するように、コイル導体３０を粘着シート７０の表面に複数配置する。
この際、コイル導体３０の第２の面３０Ｂにおいて、導線３１の表面と、隣り合う導線３１の端部の隙間とのうちの少なくとも一方に樹脂を塗布してもよい。これにより、コイル導体３０の第２の面３０Ｂを、後述するように磁性体部２０、より具体的には第１の磁性シート２３Ａに埋設する前に、図２、図３、及び、図４で例示した形態の第２の樹脂部４２を設けることができる。
次に、図１０に示すように、第１の磁性シート２３Ａをコイル導体３０の第２の面３０Ｂ側に重ねてプレス加工を行う。これにより、コイル導体３０の一部、ここでは、コイル導体３０の第２の面３０Ｂを含む部分が第１の磁性シート２３Ａに埋設された加工体８０を作製する。加工体８０を作製する際、コイル導体３０を第１の面３０Ａのみが第１の磁性シート２３Ａから露出するように埋設してもよい。
ここで、加工体８０を作製する際には、コイル導体３０の第１の面３０Ａにおいて、導線３１の表面と、隣り合う導線３１の端部の隙間とのうちの少なくとも一方に粘着シート７０中の粘着剤が転写される。よって、コイル導体３０の第１の面３０Ａを、後述するように磁性体部２０、より具体的には第２の磁性シート２３Ｂに埋設する前に、図２、図３、及び、図４で例示した形態の第１の樹脂部４１を設けることができる。
加工体８０を作製する際には、上述したプレス加工として熱プレス加工を行ってもよい。これにより、第１の磁性シート２３Ａをある程度硬化させつつ加工体８０を作製できる。熱プレス加工時の温度は、第１の磁性シート２３Ａ中の第１の樹脂２２Ａが流動する温度であることが好ましい。例えば、第１の樹脂２２Ａがエポキシ樹脂である場合、熱プレス加工時の温度は、好ましくは１００℃以上である。
加工体８０を作製する際には、上述したプレス加工としてプレス成形を行ってもよい。つまり、加工体８０を作製する際には、上述した熱プレス加工として熱プレス成形を行ってもよい。
次に、加工体８０を粘着シート７０から剥離し、図１１に示すように反転させる。
次に、図１２に示すように、第２の磁性シート２３Ｂをコイル導体３０の第１の面３０Ａ側に重ねてプレス加工を行う。これにより、コイル導体３０の第１の磁性シート２３Ａに埋設されていない部分、ここでは、コイル導体３０の第１の面３０Ａを含む部分を第２の磁性シート２３Ｂに埋設する。その結果、コイル導体３０の全体が第１の磁性シート２３Ａ及び第２の磁性シート２３Ｂの積層体である磁性体部２０に埋設された集合基体９０を作製する。
以上のように作製された集合基体９０において、磁性体部２０は、第１の磁性シート２３Ａに由来する第１の金属磁性体粒子２１Ａと、第２の磁性シート２３Ｂに由来する第２の金属磁性体粒子２１Ｂとを含有することになるが、これらの金属磁性体粒子は、図２、図３、及び、図４に示した磁性体部２０中の金属磁性体粒子２１と特に区別されない。また、磁性体部２０は、第１の磁性シート２３Ａに由来する第１の樹脂２２Ａと、第２の磁性シート２３Ｂに由来する第２の樹脂２２Ｂとを含有することになるが、これらの樹脂は、図２、図３、及び、図４に示した磁性体部２０中の樹脂２２と特に区別されない。
集合基体９０を作製する際には、上述したプレス加工として熱プレス加工を行ってもよい。これにより、第２の磁性シート２３Ｂをある程度硬化させつつ集合基体９０を作製できる。熱プレス加工時の温度は、第２の磁性シート２３Ｂ中の第２の樹脂２２Ｂが流動する温度であることが好ましい。例えば、第２の樹脂２２Ｂがエポキシ樹脂である場合、熱プレス加工時の温度は、好ましくは１００℃以上である。
集合基体９０を作製する際には、上述したプレス加工としてプレス成形を行ってもよい。つまり、集合基体９０を作製する際には、上述した熱プレス加工として熱プレス成形を行ってもよい。
その後、集合基体９０を、ダイサー等の切断具を用いて個片化する。これにより、図１３に示すような、コイル導体３０の一部が表面に露出した、ここでは、コイル導体３０の一方の端部３０Ｐが一方の端面に露出し、かつ、コイル導体３０の他方の端部３０Ｑが他方の端面に露出した素体１０を作製する。
＜外部電極形成工程＞
図１４は、外部電極形成工程の一例において用いられる、素体用の保持具を示す平面模式図である。図１５は、図１４中の保持具の側面模式図である。図１６、図１７、図１８、及び、図１９は、外部電極形成工程の一例を説明するための側面模式図である。
図１４は、外部電極形成工程の一例において用いられる、素体用の保持具を示す平面模式図である。図１５は、図１４中の保持具の側面模式図である。図１６、図１７、図１８、及び、図１９は、外部電極形成工程の一例を説明するための側面模式図である。
まず、図１４及び図１５に示すような、素体１０を保持可能な複数の穴１０１が設けられた保持具１００を準備する。
次に、素体１０を水中又は大気中でバレル研磨して面取り加工を行う。その後、素体１０を洗浄する。
次に、図１６に示すように、素体１０の一方の端部１０Ａが保持具１００から突出するように、素体１０を保持具１００の穴１０１に保持させる。その後、素体１０が保持された状態の保持具１００を導電化溶液に浸漬することにより、図１７に示すように、素体１０の一方の端部１０Ａに第１の導電層５３Ａを形成する。ここで、素体１０の一方の端部１０Ａの表面にはコイル導体３０の一方の端部３０Ｐが露出しているため、コイル導体３０の一方の端部３０Ｐは第１の導電層５３Ａに接続される。
次に、素体１０を保持具１００から取り出し、図１８に示すように、素体１０の他方の端部１０Ｂが保持具１００から突出するように、素体１０を保持具１００の穴１０１に保持させる。その後、素体１０が保持された状態の保持具１００を導電化溶液に浸漬することにより、図１９に示すように、素体１０の他方の端部１０Ｂに第２の導電層５３Ｂを形成する。ここで、素体１０の他方の端部１０Ｂの表面にはコイル導体３０の他方の端部３０Ｑが露出しているため、コイル導体３０の他方の端部３０Ｑは第２の導電層５３Ｂに接続される。
導電化溶液に含有される導電性材料としては、後述する電解めっきでめっき被膜を形成可能なものであれば特に限定されず、例えば、パラジウム、スズ、銀、これらの合金等が挙げられる。
次に、素体１０を保持具１００から取り出した後、素体１０に電解めっきを施し、第１の導電層５３Ａ及び第２の導電層５３Ｂの各表面に、例えば、第１のめっき被膜、第２のめっき被膜、及び、第３のめっき被膜を順に積層する。これにより、図１に示すような、コイル導体３０の一方の端部３０Ｐに接続された第１の外部電極５１と、コイル導体３０の他方の端部３０Ｑに接続された第２の外部電極５２と、を素体１０の表面に形成する。
以上により、本発明のコイル部品が製造される。
上述した製造方法の変形例として、素体作製工程において、粘着シート７０を用いず、凹部が設けられた金型を定盤６０の代わりに用いてもよい。より具体的には、図９に対応する工程として、コイル導体３０の第１の面３０Ａと金型とが接するように、コイル導体３０を金型の凹部に複数配置してもよい。この場合、図１１に対応する工程で、コイル導体３０の第１の面３０Ａにおいて、導線３１の表面と、隣り合う導線３１の端部の隙間とのうちの少なくとも一方に樹脂を塗布することにより、第１の樹脂部４１を設けることができる。
１ コイル部品
１０ 素体
１０Ａ 素体の一方の端部
１０Ｂ 素体の他方の端部
２０ 磁性体部
２１ 金属磁性体粒子
２１Ａ 第１の金属磁性体粒子
２１Ｂ 第２の金属磁性体粒子
２２ 樹脂
２２Ａ 第１の樹脂
２２Ｂ 第２の樹脂
２３Ａ 第１の磁性シート
２３Ｂ 第２の磁性シート
３０ コイル導体
３０Ａ コイル導体の第１の面
３０Ｂ コイル導体の第２の面
３０Ｃ コイル導体の側面
３０Ｐ コイル導体の一方の端部
３０Ｑ コイル導体の他方の端部
３１ 導線
３２ 絶縁膜
３３ 融着剤
４１ 第１の樹脂部
４２ 第２の樹脂部
５１ 第１の外部電極
５２ 第２の外部電極
５３Ａ 第１の導電層
５３Ｂ 第２の導電層
６０ 定盤
７０ 粘着シート
８０ 加工体
９０ 集合基体
１００ 保持具
１０１ 保持具の穴
Ｌ 境界
１０ 素体
１０Ａ 素体の一方の端部
１０Ｂ 素体の他方の端部
２０ 磁性体部
２１ 金属磁性体粒子
２１Ａ 第１の金属磁性体粒子
２１Ｂ 第２の金属磁性体粒子
２２ 樹脂
２２Ａ 第１の樹脂
２２Ｂ 第２の樹脂
２３Ａ 第１の磁性シート
２３Ｂ 第２の磁性シート
３０ コイル導体
３０Ａ コイル導体の第１の面
３０Ｂ コイル導体の第２の面
３０Ｃ コイル導体の側面
３０Ｐ コイル導体の一方の端部
３０Ｑ コイル導体の他方の端部
３１ 導線
３２ 絶縁膜
３３ 融着剤
４１ 第１の樹脂部
４２ 第２の樹脂部
５１ 第１の外部電極
５２ 第２の外部電極
５３Ａ 第１の導電層
５３Ｂ 第２の導電層
６０ 定盤
７０ 粘着シート
８０ 加工体
９０ 集合基体
１００ 保持具
１０１ 保持具の穴
Ｌ 境界
Claims (1)
- 絶縁膜で被覆された導線の巻回体であり、かつ、巻回軸方向において相対する第１の面及び第２の面を有するコイル導体を、金属磁性体粒子及び樹脂を含有する磁性体部に埋設し、前記コイル導体の一部が表面に露出した素体を作製する、素体作製工程と、
前記素体の表面に、前記コイル導体に接続された外部電極を形成する、外部電極形成工程と、を備え、
前記素体作製工程は、
前記コイル導体の前記第１の面と粘着シートとが接するように、前記コイル導体を前記粘着シートの表面に配置する工程と、
第１の磁性シートを前記コイル導体の前記第２の面側に重ねてプレス加工を行うことにより、前記コイル導体の一部を前記第１の磁性シートに埋設するとともに、前記コイル導体の前記第１の面において、前記導線の表面と、隣り合う前記導線の端部の隙間とのうちの少なくとも一方に、前記粘着シート中の粘着剤を転写して第１の樹脂部を設ける工程と、
前記コイル導体を前記粘着シートから剥離する工程と、
第２の磁性シートを前記コイル導体の前記第１の面側に重ねてプレス加工を行うことにより、前記コイル導体を、前記第１の磁性シート及び前記第２の磁性シートを含む前記磁性体部に埋設する工程と、を含む、ことを特徴とするコイル部品の製造方法。
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- 2020-09-21 US US17/027,625 patent/US11875929B2/en active Active
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