JP7472490B2 - コイル装置 - Google Patents

Description

本発明は、たとえばインダクタなどとして用いられるコイル装置に関する。

各種の電子・電気機器には、インダクタなどとして用いられる多くのコイル装置が搭載されている。そのようなコイル装置の一例として、たとえば特許文献１に示すコイル装置が開発されている。この特許文献１に示すコイル装置では、一対のらせん状の導電性金属片を積層し、各金属片の内側端部同士を溶接して接続してある。

しかしながら従来のコイル装置では、各金属片が薄く扁平であるため、各金属片の内側端部同士を接続したコイル導体の強度を十分に確保することが困難である。コイル導体の強度が不十分であると、コイル導体を搬送する際、あるいはコイル導体を金型内部に配置して、磁性粉体などを含む顆粒を圧縮成型して圧粉磁心を形成する際に、各金属片に位置ずれや変形が生じる。

このような課題を解決するために、たとえば特許文献２に示すコイル装置が開発されている。しかしながら、金属板を螺旋状に切り抜き加工してコイル導体を成形するとしても、切り抜き加工には金属板の厚みの限界があり、成形後のコイル導体の厚みにも限界がある。近年では、コイル装置に用いられるコイル導体の直流抵抗のさらなる低下が望まれている。

特開２００４－３２７６２２号公報 特開２０１８－４６１１７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、十分な強度を持ち、搬送などが容易で取り扱いやすく、しかも直流抵抗が低い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、
複数の導電性板片の面相互が積層方向に電気的に接続されている積層部を持つコイル導体を有する。

本発明のコイル装置では、コイル導体が、複数の導電性板片の面相互が積層方向に電気的に接続されている積層部を有している。そのため、コイル導体の断面のアスペクト比（断面厚み／断面幅）を１に近づけることが可能となり、場合によっては、１以上にすることも可能になる。そのため、コイル導体の機械的強度が向上し、搬送が容易で取り扱いやすくなる。さらに、コイル導体を金型の内部に配置して、磁性粉体などを含む顆粒を圧縮成型して圧粉磁心を形成する際に、導電性板片の積層体に位置ずれや変形が生じ難くなり、導電性板片の積層体から成るコイル導体が互いに水平に維持される。このため、コイル装置の特性（インダクタンス特性等）のばらつきを抑えることができる。さらにまた、コイル導体の直流抵抗も低減することができる。

前記コイル導体の主要部分が封止部の内部に埋め込まれていてもよく、
好ましくは、前記封止部から飛び出している前記コイル導体のリード部の厚みは、前記積層部を構成する複数の前記導電性板片の内の一つの厚みと同等以下である。封止部から飛び出しているリード部は、たとえば封止部の外面に沿って折曲成形されることが多いことから、リード部の厚みは、折曲容易な程度に薄いことが好ましい。なお、封止部は、たとえば樹脂のみで構成されてもよいが、好ましくは磁性粉体含有樹脂で構成され、磁性コアとして機能してもよい。

好ましくは、前記封止部から飛び出している前記リード部の先端部の幅が、前記リード部の基端部の幅よりも大きい。リード部の先端部は、外部回路への実装部となることが多く、その部分の幅が広いことで、実装面積が大きくなり、実装強度が向上すると共に、電気的な接続の信頼性が向上する。

前記コイル導体を構成する複数の導電性板片の少なくとも一つは、他の導電性板片と共通する共通パターン部分と、他の導電性板片と異なる非共通パターン部分とを有していてもよい。各導電性板片の共通パターン部分は、積層方向に電気的に接続されて積層部となることができる。いずれかの導電性板片の非共通パターン部分は、たとえばリード部となったり、あるいは他の層に位置するコイル導体との接続部分となったりすることができる。

好ましくは、前記コイル導体の表面が絶縁被覆されている。導電性板片の積層体から成るコイル導体の表面が絶縁被覆されていることで、積層体が、導電性磁性粒子を含む封止体の内部に埋め込まれたとしても、異なる層間に位置するコイル導体の相互が短絡することを有効に防止することができる。なお、隣接するコイル導体相互の接続部と、外部回路との接続部となるリード部の実装部とには、絶縁被覆されていないことが好ましい。

好ましくは、前記コイル導体は、第１リード部と第１積層部とを持つ第１コイル導体と、第２リード部と第２積層部とを持つ第２コイル導体と、前記第１コイル導体の第１内端部と、前記第２コイル導体の第２内端部とを電気的に接続する接続部とを有する。導電性板片は、たとえば金属板から打ち抜き成形されて形成され、たとえば１ターン以下の巻回パターンを有する導電性板片が成形しやすく、これらの積層体で構成されるコイル導体も１ターン以下の巻回パターンを有することが多い。そのため、第１コイル導体および第２コイル導体の各内端部を接続することで、トータルでの巻回ターン数を増やすことが可能になり、インダクタンスが向上する。

前記接続部は、前記第１内端部と前記第２内端部とを直接に接続する接合部でもよく、または前記第１内端部と前記第２内端部との間に接続される接続片であってもよい。あるいは、前記接続部は、前記第１内端部と前記第２内端部との間に接続される中間コイル導体であってもよい。第１コイル導体と第２コイル導体との間に、中間コイル導体を介在させることで、トータルでの巻回ターン数を、さらに増やすことが可能になり、インダクタンスがさらに向上する。なお、中間コイル導体は、複数であってもよい。

好ましくは、前記第１積層部を構成する複数の第１導電性板片の内で、前記第２積層部に最も近い位置に積層して配置してある前記第１導電性板片に前記第１リード部が形成してあり、
前記第２積層部を構成する複数の第２導電性板片の内で、前記第１積層部に最も近い位置に積層して配置してある前記第２導電性板片に前記第２リード部が形成してあり、
前記第１リード部と前記第２リード部が、前記封止部の積層方向の中央に近い位置から外方に引き出されている。

第１リード部と第２リード部を、封止部の積層方向の中央に近い位置から外方に引き出すことで、各リード部の先端に形成される実装部から封止部の内部に形成してあるコイルパターンまでの距離を、第１リード部と第２リード部とで、実質的に同じとなる方向に近づけることができる。その結果、コイル装置のコプラナリティ（バランス）を向上させることができ、たとえばコイル装置を実装する際に、各リード部に付着するハンダの量の不均一を抑制することが容易になる。

前記第１積層部の第１断面アスペクト比と、前記第２積層部の第２断面アスペクト比とが異なっていてもよい。たとえば第１積層部の厚みと前記第２積層部の厚みとを異ならせることで、断面アスペクト比が変化し、コイル装置のインダクタンス調整が可能になる。

前記第１積層部および前記第２積層部の内の少なくとも一つが、１ターン以下の巻回パターンを有してもよく、あるいは、前記第１積層部および前記第２積層部の内の少なくとも一つが、１ターン以上の螺旋状の巻回パターンを有していてもよい。

図１は本発明の一実施形態に係るコイル装置の概略斜視図である。 図２Ａは図１に示すコイル装置のIIＡ－IIＡ線に沿う概略断面図である。 図２Ｂは図１に示すコイル装置のIIＢ－IIＢ線に沿う概略断面図である。 図３Ａは図１に示すコイル装置のコイル導体を製造する過程を示す斜視図である。 図３Ｂは本発明の他の実施形態に係るコイル装置のコイル導体を製造する 図４Ａは本発明の他の実施形態に係るコイル装置の概略斜視図である。 図４Ｂは図４Ａに示すコイル装置のIVＢ－IVＢ線に沿う概略断面図である。 図５は図４Ａに示すコイル装置のコイル導体の分解斜視図である。

以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。

第１実施形態
図１に示すように、本発明の一実施形態におけるコイル装置としてのインダクタ素子２は、たとえば電源系に用いられ、圧縮成形体としてのコア部（封止部）４と、コア部４の内部でコイルを構成するコイル導体６とを有する。コイル導体６の主要部分は、コア部４により覆われている。なお、コイル導体６の主要部分とは、コア部４から露出しているリード部１２ａ，１２ｂを除く部分である。

本実施形態では、コア部４は、上面４Ａ、４つの側面４Ｃおよび下面４Ｂを有する。コア部４の上面４Ａは、下面４Ｂに対して略平行な反実装側外面であり、４つの側面４Ｃは、これらの上面および下面に対して略垂直となっている。ただし、コア部４の形状は、特に限定されず、６面体に限らず、円柱形、楕円柱、多角柱などであってもよい。

本実施形態のインダクタ素子２のサイズは、特に限定されないが、たとえばＸ軸方向幅が１．０～２０ｍｍ、Ｙ軸方向幅が１．０～２０ｍｍ、高さが１．０～１０ｍｍである。このインダクタ素子２は、たとえばトランス、バラン、コモンモードフィルタ（コモンモードチョーク）、ＤＣ／ＤＣコンバータ等の回路素子、電源ラインにおけるチョークコイル、デカップリング素子、インピーダンスマッチングのための素子、フィルタの構成素子、アンテナ素子などとして用いることができる。

本実施形態では、コア部４は、磁性粉体およびバインダを含む顆粒を圧縮成形または射出成形して形成してある。磁性粉体としては、特に限定されないが、センダスト（Ｆｅ－Ｓｉ－Ａｌ；鉄－シリコン－アルミニウム）、Ｆｅ－Ｓｉ－Ｃｒ（鉄－シリコン－クロム）、パーマロイ（Ｆｅ－Ｎｉ）、カルボニル鉄系、カルボニルＮｉ系、アモルファス粉、ナノクリスタル粉などの金属磁性体粉が好ましく用いられる。

磁性粉体の粒径は、好ましくは０．５～５０μｍである。本実施形態では、磁性粉体は、金属磁性粒子であり、その粒子外周は、絶縁被膜してあることが好ましい。絶縁被膜としては、金属酸化物被膜、樹脂被膜、リンや亜鉛などの化成膜などが例示される。

ただし、磁性粉体としては、Ｍｎ－Ｚｎ、Ｎｉ－Ｃｕ－Ｚｎなどのフェライト磁性体粉であってもよい。バインダ樹脂としては、特に限定されないが、たとえばエポキシ樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド、ポリアミドイミド、シリコン樹脂、これらを組み合わせたものなどが例示される。

図２に示すように、コイル導体６は、Ｚ軸方向（積層方向）に配置される複数のコイル導体から成る。以下の実施形態では、２つの第１および第２コイル導体６ａおよび６ｂがＺ軸方向に接続されてコイル導体６が構成されているものとして説明するが、これに限定されない。

第１コイル導体６ａは、複数の第１導電性板片６ａ１，６ａ２の面相互が積層方向に電気的に接続されている第１積層部１１ａを持つ。また、同様に、第２コイル導体６ｂは、複数の第２導電性板片６ｂ１，６ｂ２の面相互が積層方向に電気的に接続されている積層部１１ｂを持つ。

図３Ａに示すように、第１コイル導体６ａを構成する一方の第１導電性板片６ａ１は、Ｘ軸およびＹ軸を含む二次元の平面に平行な面で、共通バターン部分７ａと、非共通パターン部分７ａ１とを有する。また、第１コイル導体６ａを構成する他方の第１導電性板片６ａ２は、Ｘ軸およびＹ軸を含む二次元の平面に平行な面で、共通バターン部分７ａのみを有する。ただし、他方の第１導電性板片６ａ２も、非共通パターン部分を有していてもよい。

一方の第１導電性板片６ａ１の共通パターン部分７ａと、他方の第１導電性板片６ａ２の共通パターン部分７ａとは、共通するパターンを有し、これらはＺ軸方向に板面同士が電気的にも接合されて図１に示す第１積層部１１ａを構成する。本実施形態では、共通パターン部分７ａは、周方向の一部が切り欠かれた四角リング形状を有し、１ターン未満の約３／４ターンの巻回数のコイルパターンを有する。

一方の第１導電性板片６ａ１の非共通パターン部分７ａ１は、他方の第１導電性板片６ａ２には無いパターンであり、他方の第１導電性板片６ａ２とは積層されずに重複しない部分であり、本実施形態では、図１に示すように、コア部４の外面で折り曲げられて第１リード部１２ａとなる。

なお、本実施形態では、Ｚ軸が、コイル導体６の巻軸に平行であると共に、導電性板片６ａ１および６ａ２が積層して接続される積層方向に平行であり、Ｘ軸は、リード部１２ａまたは１２ｂがコア部４から引き出される方向に平行であり、Ｙ軸は、Ｘ軸およびＺ軸に垂直な軸である。

また、図３Ａに示すように、第２コイル導体６ｂを構成する一方の第２導電性板片６ｂ１は、Ｘ軸およびＹ軸を含む二次元の平面に平行な面で、共通バターン部分７ｂと、非共通パターン部分７ｂ１とを有する。また、第２コイル導体６ｂを構成する他方の第２導電性板片６ｂ２は、Ｘ軸およびＹ軸を含む二次元の平面に平行な面で、共通バターン部分７ｂのみを有する。ただし、他方の第２導電性板片６ｂ２も、非共通パターン部分を有していてもよい。

一方の第２導電性板片６ｂ１の共通パターン部分７ｂと、他方の第２導電性板片６ｂ２の共通パターン部分７ｂとは、共通するパターンを有し、これらはＺ軸方向に板面同士が電気的にも接合されて図１に示す第２積層部１１ｂを構成する。本実施形態では、共通パターン部分７ｂは、周方向の一部が切り欠かれた四角リング形状を有し、１ターン未満の約３／４ターンの巻回数のコイルパターンを有する。

一方の第２導電性板片６ｂ１の非共通パターン部分７ｂ１は、他方の第２導電性板片６ｂ２には無いパターンであり、他方の第２導電性板片６ｂ２とは積層されずに重複しない部分であり、本実施形態では、図１に示すように、コア部４の外面で折り曲げられて第２リード部１２ｂとなる。本実施形態では、第１リード部１２ａと第２リード部１２ｂとは、コア部４の側面４Ｃにおいて、Ｘ軸の相互に反対側からコア部４の外部に引き出される。

本実施形態では、第１導電性板片６ａ１，６ａ２の内、リード部１２ａが形成してある第１導電性板片６ａ１と、第２導電性板片６ｂ１，６ｂ２の内、リード部１２ｂが形成してある第２導電性板片６ｂ１と、がＺ軸に沿って所定間隔で相互に向き合って配置される。その結果、図１に示すように、第１リード部１２ａと第２リード部１２ｂとが、コア部４の積層方向（Ｚ軸方向）の中央に近い位置から外方に引き出されることになる。

本実施形態では、コア部４からＸ軸の外側に飛び出している第１リード部１２ａは、その飛び出している基端部１２ａ２から側面４Ｃに沿ってＺ軸の下方向に折り曲げられ、さらに、第１リード部１２ａの先端部１２ａ１は、下面４Ｂに沿ってコア部４の内側に折り曲げてある。本実施形態では、コア部４の下面が、インダクタ装置２の実装面になり、第１リード部１２ａの先端部１２ａ１が、たとえば図示しない外部回路基板のランド部に接続される部分となる。

本実施形態では、第１リード部１２ａの先端部１２ａ１のＹ軸方向の幅は、コア部４の下面４ＢのＹ軸方向の幅と同等、またはそれ以下であることが好ましく、しかも、第１リード部１２ａの基端部１２ａ２のＹ軸方向の幅よりも大きいことが好ましい。また、第１リード部１２ａの先端部１２ａ１のＹ軸方向の幅は、コア部４の下面４Ｂのみで急に大きくなっていてもよく、あるいは、図３Ｂに示すように、第１リード部１２ａの基端部１２ａ２から先端部１２ａ１に向けて、Ｙ軸方向の幅を徐々に大きくしてもよい。

また同様に、本実施形態では、コア部４からＸ軸の外側に飛び出している第２リード部１２ｂは、その飛び出している基端部１２ｂ２から側面４Ｃに沿ってＺ軸の下方向に折り曲げられ、さらに、第２リード部１２ｂの先端部１２ｂ１は、下面４Ｂに沿ってコア部４の内側に折り曲げてある。本実施形態では、コア部４の下面が、インダクタ装置２の実装面になり、第２リード部１２ｂの先端部１２ｂ１が、たとえば図示しない外部回路基板のランド部に接続される部分となる。

本実施形態では、第２リード部１２ｂの先端部１２ｂ１のＹ軸方向の幅は、コア部４の下面４ＢのＹ軸方向の幅と同等、またはそれ以下であることが好ましく、しかも、第２リード部１２ｂの基端部１２ｂ２のＹ軸方向の幅よりも大きいことが好ましい。また、第２リード部１２ｂの先端部１２ｂ１のＹ軸方向の幅は、コア部４の下面４Ｂのみで急に大きくなっていてもよく、あるいは、図３Ｂに示すように、第２リード部１２ｂの基端部１２ｂ２から先端部１２ｂ１に向けて、Ｙ軸方向の幅を徐々に大きくしてもよい。

図３Ａおよび図３Ｂに示すように、第１リード部１２ａを有する第１導電性板片６ａ１の第１内端部８ａ１と、第２リード部１２ｂを有する第２導電性板片６ｂ１の第２内端部８ｂ１との間には、接続片９が介在してあり、その接続片９を介して、第１内端部８ａ１と第２内端部８ｂ１とは、抵抗溶接などにより接合してあり、これらは電気的に接続してある。

なお、第１内端部８ａ１と第２内端部８ｂ１とは、接続片９を用いることなく、抵抗溶接などにより直接に接合してあってもよい。また、本実施形態では、第１リード部１２ａを持つ第１導電性板片６ａ１の第１内端部８ａ１と、第１リード部１２ａを持たない第１導電性板片６ａ２の第１内端部８ａ２とは、Ｘ軸およびＹ軸の座標位置が同一である。しかしながら、第１リード部１２ａを持つ第１導電性板片６ａ１の第１内端部８ａ１は、第１リード部１２ａを持たない第１導電性板片６ａ２の第１内端部８ａ２よりもＸ軸に沿って飛び出していてもよい。また、同様に、第２リード部１２ｂを持つ第２導電性板片６ｂ１の第２内端部８ｂ１は、第２リード部１２ｂを持たない第２導電性板片６ｂ２の第２内端部８ｂ２よりもＸ軸に沿って飛び出していてもよい。その場合には、第１内端部８ａ１と第２内端部８ｂ１とを、抵抗溶接などにより接合し易くなる。

図２Ａおよび図２Ｂに示すように、本実施形態では、一方の第１導電性板片６ａ１の共通パターン部分７ａと、他方の第１導電性板片６ａ２の共通パターン部分７ａとは、Ｚ軸方向に板面同士が界面で接合してあり、両者は、電気的に接続してあり、第１積層部１１ａを構成している。

また、同様に、一方の第２導電性板片６ｂ１の共通パターン部分７ｂと、他方の第２導電性板片６ｂ２の共通パターン部分７ｂとは、Ｚ軸方向に板面同士が界面で接合してあり、両者は、電気的に接続してあり、第２積層部１１ｂを構成している。なお、金属板片などで構成してある接続片９と第１内端部８ａ１との接合、あるいは、接続片９と第２内端部８ｂ１との接合も、同様な接合手段で接合してもよい。

本実施形態では、各導電性板片６ａ１，６ａ２，６ｂ１，６ｂ２と接続片９とは、たとえば金属板片を打ち抜き成形することで形成され、図２Ｂに示す導電性板片６ａ１の板幅ｗ１と導電性板片６ａ２の板幅ｗ２は、略同一であることが好ましいが、異なっていてもよい。また、図２Ｂに示す導電性板片６ａ１の板厚みｔ１と導電性板片６ａ２の板厚みｔ２は、略同一であることが好ましいが、異なっていてもよい。

本実施形態では、導電性板片６ａ１の板厚みｔ１と導電性板片６ａ２の板厚みｔ２との合計が、第１積層部１１ａでの厚みｔ０となる。ただし、導電性板片６ａ１と導電性板片６ａ２との間にその他の導電性板片が積層されて接合してあってもよく、その場合には、それらの板片の合計厚みが、第１積層部１１ａでの厚みｔ０となる。本実施形態では、各板片６ａ１，６ａ２の幅ｗ１，ｗ２に対する各板片６ａ１，６ａ２の厚みｔ１，ｔ２の断面アスペクト比（ｔ１／ｗ１またはｔ２／ｗ２）は、各板片の成形上の理由などから、０．５以下であることが多い。しかしながら、本実施形態では、導電性板片６ａ１と導電性板片６ａ２との積層部１１ａでは、コイル導体６ａの断面アスペクト比（ｔ０／ｗ１またはｔ０／ｗ２）は、好ましくは０．８以上、さらに好ましくは１．０以上とすることができる。

また同様に、図２Ｂに示す導電性板片６ｂ１の板幅ｗ１と導電性板片６ｂ２の板幅ｗ２は、略同一であることが好ましいが、異なっていてもよい。また、図２Ｂに示す導電性板片６ｂ１の板厚みｔ１と導電性板片６ｂ２の板厚みｔ２は、略同一であることが好ましいが、異なっていてもよい。

本実施形態では、導電性板片６ｂ１の板厚みｔ１と導電性板片６ｂ２の板厚みｔ２との合計が、第２積層部１１ｂでの厚みｔ０となる。ただし、導電性板片６ｂ１と導電性板片６ｂ２との間にその他の導電性板片が積層されて接合してあってもよく、その場合には、それらの板片の合計厚みが、第２積層部１１ｂでの厚みｔ０となる。本実施形態では、各板片６ｂ１，６ｂ２の幅ｗ１，ｗ２に対する各板片６ｂ１，６ｂ２の厚みｔ１，ｔ２の断面アスペクト比（ｔ１／ｗ１またはｔ２／ｗ２）は、各板片の成形上の理由などから、０．５以下であることが多い。しかしながら、本実施形態では、導電性板片６ｂ１と導電性板片６ｂ２との積層部１１ｂでは、コイル導体６ｂの断面アスペクト比（ｔ０／ｗ１またはｔ０／ｗ２）は、コイル導体６ａの断面アスペクト比と同等な範囲内とすることができる。

また、接続片９の板幅は、導電性板片６ａ１または６ｂ１の板幅ｗ１と同等であることが好ましく、接続片９の板厚みは、導電性板片６ａ１または６ｂ１の板厚みｔ１と同等またはそれ以上でも、それ以下でもよい。また、導電性板片６ａ１の板厚みと導電性板片６ｂ１の板厚みとは、同等であることが好ましいが、異なっていてもよい。本実施形態では、導電性板片６ａ１または６ｂ１の板幅ｗ１は、好ましくは０．１～０．５ｍｍである。

図２Ａおよび図２Ｂに示すように、本実施形態では、少なくともコア部４の内部に埋め込まれている第１コイル導体６ａおよび第２コイル導体６ｂは、接続片９で接合してある部分を除き、絶縁膜１６で絶縁被覆してあることが好ましい。絶縁膜１６としては、特に限定されないが、エポキシ系樹脂やウレタン系樹脂などの熱硬化性樹脂、あるいはアクリル樹脂やオレフィン系樹脂などの熱可塑性樹脂、アクリレートラジカル重合体、エポキシカチオン重合体などの紫外線硬化樹脂、熱可塑性ポリアミド樹脂などが好ましい。

次に、図１に示すインダクタ素子２の製造方法について説明する。まず、たとえばＣｕ、Ａｌ、Ｆｅ、Ａｇ、Ａｕ、およびそれらの合金などで構成してある金属板を準備する。金属板には、たとえば、Ｓｎなどのめっき処理がなされていてもよい。

次に、金属板（金属箔含む）を、図３Ａ（または図３Ｂ）に示すような導電性板片６ａ１，６ａ２，６ｂ１，６ｂ２あるいは接続片９の形状に打抜き加工する。あるいは、レーザー加工、エッチング加工、ワイヤカット、放電加工、ドリル加工などの方法により、図３Ａ（または図３Ｂ）に示すような導電性板片６ａ１，６ａ２，６ｂ１，６ｂ２あるいは接続片９を準備してもよい。

次に、第１導電性板片６ａ１，６ａ２の共通パターン部分７ａ，７ａの板面同士、および第２導電性板片６ｂ１，６ｂ２の共通パターン部分７ｂ，７ｂの板面同士を接合する。接合のための手段としては、特に限定されないが、金属板などで構成してある導電性板片６ａ１，６ａ２（または６ｂ１，６ｂ２）が板面同士で金属拡散接合などが生じている接合手段が好ましい。たとえば抵抗溶接、熱圧着接合などが例示される。

その前後、または同時に、第１リード部１２ａを有する第１導電性板片６ａ１の第１内端部８ａ１と、第２リード部１２ｂを有する第２導電性板片６ｂ１の第２内端部８ｂ１とを、接続片９を介して（または接続片を介さずに）接合して電気的に接続する。接合のための方法は、特に限定されないが、導電性板片６ａ１，６ａ２（または６ｂ１，６ｂ２）同士の接合方法と同様な方法で接合されることができるが、その他の接合方法を用いてもよい。その他の接合方法としては、レーザ溶接法、抵抗溶接、アーク溶接法、超音波接合法、はんだ接合、導電性ペーストなどでの接合などが例示される。

次に、図２Ａおよび図２Ｂに示す絶縁膜１６を形成する。絶縁膜１６の形成は、導電性板片６ａ１，６ａ２（６ｂ１，６ｂ２）同士の接合工程と、導電性板片６ａ１，６ｂ１の内端部８ａ１，８ｂ１の接続工程を終えてから行われる。ただし、絶縁膜１６のうち、コア部４から飛び出しているリード部１２ａ，１２ｂの外面であって、外部回路基板などに接続される部分は、後工程で取り除かれることが好ましい。あるいは、絶縁膜１６のうち、コア部４から飛び出しているリード部１２ａ，１２ｂの外面であって、外部回路基板などに接続される部分をマスキングして、絶縁膜１６を形成することが好ましい。絶縁膜１６の形成方法としては、特に限定されないが、電着法、ＤＩＰ工法などが例示される。

次に、コイル導体６の主要部分を金型の内部にインサートし、リード部１２ａおよび１２ｂ等を金型から露出させ、金型内でコア部４を圧縮成形により形成する（モールド工程）。圧縮成型時には、磁性粉末とバインダ樹脂とを含む混合物を金型のキャビティ内に充填し、全体を加熱圧縮することで、図１に示すインダクタ素子２が得られる。

加熱圧縮時の加熱温度は、好ましくは５０～３００°Ｃであり、圧縮圧力は、好ましくは１～４００Ｐａである。圧縮成形するための方法としては、金型を用いてもよいし、油圧や水圧を利用してもよい。なお、圧縮成型時には、上述した混合物に代えて、樹脂のみをキャビティ内に充填してもよい。また、モールド工程を省略し、コイル導体６の主要部分を単に外装体（封止部）に入れて固定するだけでもよい。

次に、各導電性板片６ａ１，６ａ２，６ｂ１，６ｂ２などのそれぞれと一体的に形成してある図示省略してあるリードフレームなどを切断器具で切断して除去する。また、図１に示すように、コア部４から飛び出しているリード部１２ａおよび１２ｂを、コア部４の外表面に沿ってコア部４の側面４Ｃから下面４Ｂに折曲成形する（カット・フォーミング工程）。これにより、コア部４の下面４Ｂにリード部１２ａおよび１２ｂが配置される。本実施形態では、コア部４の下面４Ｂが実装面となり、コア部４の上面が反実装面となる。

本実施形態のインダクタ装置２では、コイル導体６が、複数の導電性板片６ａ１，６ａ２（または６ｂ１，６ｂ２）の面相互が積層方向（Ｚ軸）に電気的に接続されている積層部１１ａ（または１１ｂ）を有している。そのため、図２Ｂに示すように、コイル導体６ａ（または６ｂ）の断面のアスペクト比（断面厚み／断面幅）を１に近づけることが可能となり、場合によっては、１以上にすることも可能になる。そのため、コイル導体６の機械的強度が向上し、搬送が容易で取り扱いやすくなる。さらに、コイル導体６の主要部を金型の内部に配置して、磁性粉体などを含む顆粒を圧縮成型して圧粉磁心を形成する際に、導電性板片の積層体１１ａ（１１ｂ）に位置ずれや変形が生じ難くなり、導電性板片の積層体１１ａ（１１ｂ）から成るコイル導体６ａ，６ｂが互いに水平に維持される。このため、インダクタ装置２の特性（インダクタンス特性等）のばらつきを抑えることができる。さらにまた、コイル導体６の直流抵抗も低減することができる。

また本実施形態では、コア部４から飛び出しているコイル導体６のリード部１２ａ（１２ｂ）の厚みは、積層部１１ａ（１１ｂ）を構成する複数の導電性板片６ａ１，６ａ２（６ｂ１，６ｂ２）の内の一つの厚みと同等以下である。コア部４から飛び出しているリード部１２ａ（１２ｂ）は、たとえばコア部４の外面に沿って折曲成形されるから、リード部１２ａ（１２ｂ）の厚みは、折曲容易な程度に薄いことが好ましい。

また本実施形態では、コア部４から飛び出しているリード部１２ａ（１２ｂ）の先端部１２ａ１（１２ｂ１）の幅が、リード部の基端部１２ａ２（１２ｂ２）の幅よりも大きい。リード部の先端部１２ａ１（１２ｂ１）は、外部回路への実装部となることから、その部分の幅が広いことで、実装面積が大きくなり、実装強度が向上すると共に、電気的な接続の信頼性が向上する。

さらに本実施形態では、コイル導体６を構成する複数の導電性板片６ａ１，６ａ２，６ｂ１，６ｂ２の少なくとも一つは、他の導電性板片と共通する共通パターン部分７ａまたは７ｂと、他の導電性板片と異なる非共通パターン部分７ａ１または７ｂ１とを有している。各導電性板片の共通パターン部分７ａまたは７ｂは、積層方向に電気的に接続されて積層部１１ａまたは１１ｂとなることができる。いずれかの導電性板片の非共通パターン部分７ａ１または７ｂ１は、たとえばリード部１２ａまたは１２ｂとなったり、あるいは他の層に位置するコイル導体との接続部分となったりすることができる。

さらに、図２Ａおよび図２Ｂに示すように、本実施形態では、コイル導体６の主要部分の表面が絶縁膜１６で絶縁被覆されている。少なくとも導電性板片の積層体１１ａまたは１１ｂから成るコイル導体６の表面が絶縁被覆されていることで、積層体１１ａまたは１１ｂが、導電性磁性粒子を含むコア部４の内部に埋め込まれたとしても、異なる層間に位置するコイル導体６ａおよび６ｂの相互が短絡することを有効に防止することができる。

本実施形態では、コイル導体６は、第１リード部１２ａと第１積層部１１ａとを持つ第１コイル導体６ａと、第２リード部１２ｂと第２積層部１１ｂとを持つ第２コイル導体６ｂと、第１コイル導体６ａの第１内端部８ａ１と第２コイル導体６ｂの第２内端部８ｂ１とを電気的に接続する接続片９とを有する。導電性板片６ａ１，６ａ２（６ｂ１，６ｂ２）は、たとえば金属板から打ち抜き成形されて形成され、たとえば１ターン以下の巻回パターンを有する。そのため、これらの積層体で構成されるコイル導体６ａまたは６ｂも１ターン以下の巻回パターンを有することが多い。そのため、第１コイル導体６ａおよび第２コイル導体６ｂの各内端部８ａ１，８ｂ１を接続することで、トータルでの巻回ターン数を増やすことが可能になり、インダクタンスが向上する。

さらに本実施形態では、第１積層部１１ａを構成する複数の第１導電性板片６ａ１，６ａ２の内で、第２積層部１１ｂに最も近い位置に積層して配置してある第１導電性板片６ａ１に第１リード部１２ａが形成してある。また、第２積層部１１ｂを構成する複数の第２導電性板片６ｂ１，６ｂ２の内で、第１積層部１１ａに最も近い位置に積層して配置してある第２導電性板片６ｂ１に第２リード部１２ｂが形成してある。そのため、第１リード部１２ａと第２リード部１２ｂが、コア部４の側面４ＣＺ軸方向の中央に近い位置から外方に引き出されている。

第１リード部１２ａと第２リード部１２ｂを、コア部４の積層方向の中央に近い位置から外方に引き出すことで、各リード部１２ａ，１２ｂの先端部１２ａ１，１２ｂ１に形成される実装部からコア部４の内部に形成してあるコイルパターンまでの距離を、第１リード部１２ａと第２リード部１２ｂとで、実質的に同じとなる方向に近づけることができる。その結果、インダクタ装置２のコプラナリティ（バランス）を向上させることができ、たとえばインダクタ装置２を実装する際に、各リード部１２ａ，１２ｂに付着するハンダの量の不均一を抑制することが容易になる。

さらに、本実施形態では、第１積層部１１ａの第１断面アスペクト比と、第２積層部１１ｂの第２断面アスペクト比とが異なっていてもよい。たとえば第１積層部１１ａの厚みｔ０と第２積層部１１ｂの厚みｔ０とを異ならせることで、断面アスペクト比が変化し、インダクタ装置２のインダクタンス調整が可能になる。

また本実施形態では、第１導電性板片６ａ１には、リード部１２ａが一体に形成してあるとともに、第２導電性板片６ｂ１には、リード部１２ｂが一体に形成してある。リード部１２ａ，１２ｂは、コア部（封止部）４から外部に露出する部分である。これらの部分が、いずれかの導電性板片に一体成形されることで、端子片を別途接続する必要がなくなる。

なお、上述した実施形態において、図３Ａまたは図３Ｂに示すコイル導体６ａ（６ｂも同様）を構成する金属板を加工するための方法としては、打抜き加工に限らず、エッチング加工、ワイヤカット、レーザー加工、放電加工、ドリル加工などが例示される。

第２実施形態
図４Ａ、図４Ｂおよび図５に示すように、本実施形態に係るインダクタ素子１０２は、コイル導体１０６の構成が異なる以外は、第１実施形態に係るインダクタ素子２と同様である。

以下、第１実施形態と異なる部分について詳細に説明し、共通する部分の説明は省略する。また図面に示す部材において、共通する部材には共通する符号（たとえば符号の数字の一桁または二桁の数字が同じ）を付し、その説明は一部省略する。

図４Ａに示すように、本実施形態のコイル導体１０６は、Ｚ軸方向（積層方向）に配置される２つの第１および第２コイル導体１０６ａおよび１０６ｂを有する。第１コイル導体１０６ａは、複数の第１導電性板片１０６ａ１，１０６ａ２の面相互が積層方向に電気的に接続されている第１積層部１１１ａを持つ。また、同様に、第２コイル導体１０６ｂは、複数の第２導電性板片１０６ｂ１，１０６ｂ２の面相互が積層方向に電気的に接続されている積層部１１１ｂを持つ。

図５に示すように、第１コイル導体１０６ａを構成する一方の第１導電性板片１０６ａ１は、Ｘ軸およびＹ軸を含む二次元の平面に平行な面で、共通バターン部分１０７ａと、非共通パターン部分１０７ａ１，１０７ａ２とを有する。また、第１コイル導体１０６ａを構成する他方の第１導電性板片１０６ａ２は、Ｘ軸およびＹ軸を含む二次元の平面に平行な面で、共通バターン部分１０７ａのみを有する。

一方の第１導電性板片１０６ａ１の共通パターン部分１０７ａと、他方の第１導電性板片１０６ａ２の共通パターン部分１０７ａとは、共通するパターンを有し、これらはＺ軸方向に板面同士が電気的にも接合されて図４Ａに示す第１積層部１１１ａを構成する。本実施形態では、共通パターン部分１０７ａは、四角リングの螺旋形状を有し、２ターン未満で約（１＋３／４）ターンの巻回数のコイルパターンを有する。

一方の第１導電性板片１０６ａ１の外側端部に位置する非共通パターン部分１０７ａ１は、他方の第１導電性板片１０６ａ２には無いパターンであり、他方の第１導電性板片１０６ａ２とは積層されずに重複しない部分である。本実施形態では、非共通パターン部分１０７ａ１は、コア部４の外面で折り曲げられて第１リード部１１２ａとなる。また、一方の第１導電性板片１０６ａ１の第１内端部１０８ａ１に位置する非共通パターン部分１０７ａ２は、他方の第１導電性板片１０６ａ２には無いパターンであり、他方の第１導電性板片１０６ａ２とは積層されない。本実施形態では、非共通パターン部分１０７ａ２は、他の層に位置する第２導電性板片１０６ｂ１の非共通パターン部分１０７ｂ２との接続部分となる。

また、図５に示すように、第２コイル導体１０６ｂを構成する一方の第２導電性板片６ｂ１は、Ｘ軸およびＹ軸を含む二次元の平面に平行な面で、共通バターン部分１０７ｂと、非共通パターン部分１０７ｂ１，１０７ｂ２とを有する。また、第２コイル導体１０６ｂを構成する他方の第２導電性板片１０６ｂ２は、Ｘ軸およびＹ軸を含む二次元の平面に平行な面で、共通バターン部分１０７ｂのみを有する。

一方の第２導電性板片１０６ｂ１の共通パターン部分１０７ｂと、他方の第２導電性板片１０６ｂ２の共通パターン部分１０７ｂとは、共通するパターンを有し、これらはＺ軸方向に板面同士が電気的にも接合されて図１に示す第２積層部１１１ｂを構成する。本実施形態では、共通パターン部分１０７ｂは、共通パターン部分１０７ａと同様に、四角リングの螺旋形状を有し、２ターン未満で約（１＋３／４）ターンの巻回数のコイルパターンを有する。なお、共通パターン部分１０７ｂは、共通パターン部分１０７ａとは異なる巻回ターン数のコイルパターンであってもよい。

一方の第２導電性板片１０６ｂ１の非共通パターン部分１０７ｂ１は、他方の第２導電性板片１０６ｂ２には無いパターンであり、他方の第２導電性板片１０６ｂ２とは積層されずに重複しない部分である。本実施形態では、非共通パターン部分１０７ｂ１は、コア部４の外面で折り曲げられて第２リード部１１２ｂとなる。また、一方の第２導電性板片１０６ｂ１の第１内端部１０８ｂ１に位置する非共通パターン部分１０７ｂ２は、他方の第２導電性板片１０６ｂ２には無いパターンであり、他方の第２導電性板片１０６ｂ２とは積層されない。本実施形態では、非共通パターン部分１０７ｂ２は、他の層に位置する第１導電性板片１０６ａ１の非共通パターン部分１０７ａ２との接続部分となる接続凸部１０９を有する。接続凸部１０９は、第２導電性板片１０６ｂ１の第１内端部１０８ｂ１に位置する非共通パターン部分１０７ｂ２の表面から第１導電性板片１０６ａ１に向けてＺ軸方向に突出するように形成してある。

本実施形態では、第１リード部１１２ａと第２リード部１１２ｂとは、コア部４のＸ軸方向に対向する側面４Ｃにおいて、コア部４の外部に引き出される。第１導電性板片１０６ａ１，１０６ａ２の内、リード部１１２ａが形成してある第１導電性板片１０６ａ１と、第２導電性板片１０６ｂ１，１０６ｂ２の内、リード部１１２ｂが形成してある第２導電性板片１０６ｂ１と、がＺ軸に沿って所定間隔で相互に向き合って配置される。その結果、図４Ａに示すように、第１リード部１２ａと第２リード部１２ｂとが、コア部４の積層方向（Ｚ軸方向）の中央に近い位置から外方に引き出されることになる。

本実施形態では、コア部４からＸ軸の外側に飛び出している第１リード部１１２ａは、その飛び出している基端部１１２ａ２から側面４Ｃに沿ってＺ軸の下方向に折り曲げられ、さらに、第１リード部１１２ａの先端部１１２ａ１（図５参照）は、下面４Ｂに沿ってコア部４の内側に折り曲げてある。本実施形態では、コア部４の下面が、インダクタ装置１０２の実装面になり、第１リード部１１２ａの先端部１１２ａ１が、たとえば図示しない外部回路基板のランド部に接続される部分となる。

本実施形態では、第１リード部１１２ａの先端部１１２ａ１のＹ軸方向の幅は、コア部４の下面４ＢのＹ軸方向の幅に対して、１／４～３／４程度のであり、しかも、第１リード部１１２ａの基端部１１２ａ２のＹ軸方向の幅と同等である。あるいは、第１リード部１１２ａの先端部１１２ａ１のＹ軸方向の幅は、前述した第１実施形態のように構成してもよい。また同様に、本実施形態では、コア部４からＸ軸の外側に飛び出している第２リード部１１２ｂは、第１リード部１１２ａと同様な構成を有している。

図４Ｂおよび図５に示すように、第１リード部１１２ａを有する第１導電性板片１０６ａ１の第１内端部１０８ａ１と、第２リード部１１２ｂを有する第２導電性板片１０６ｂ１の第２内端部１０８ｂ１とは、いずれかの内端部１０８ａ１，１０８ｂ１に形成してある接続凸部１０９を用いた抵抗溶接などにより接合してあり、これらは電気的に接続してある。なお、第１リード部１１２ａを有する第１導電性板片１０６ａ１と、第２リード部１１２ｂを有する第２導電性板片１０６ｂ１との間の隙間は、接続凸部１０９の突出高さなどにより決定される。

本実施形態では、一方の第１導電性板片１０６ａ１の共通パターン部分１０７ａと、他方の第１導電性板片１０６ａ２の共通パターン部分１０７ａとは、Ｚ軸方向に板面同士が界面で接合してあり、両者は、電気的に接続してあり、第１積層部１１１ａを構成している。また、同様に、一方の第２導電性板片１０６ｂ１の共通パターン部分１０７ｂと、他方の第２導電性板片１０６ｂ２の共通パターン部分１０７ｂとは、Ｚ軸方向に板面同士が界面で接合してあり、両者は、電気的に接続してあり、第２積層部１１１ｂを構成している。

本実施形態では、各導電性板片１０６ａ１，１０６ａ２，１０６ｂ１，１０６ｂ２は、たとえば金属板片を打ち抜き加工またはレーザ加工することで形成され、図４Ｂに示す導電性板片１０６ａ１の板幅と導電性板片１０６ａ２の板幅は、略同一であることが好ましいが、異なっていてもよい。また、図４Ｂに示す導電性板片１０６ａ１の板厚みと導電性板片１０６ａ２の板厚みは、略同一であることが好ましいが、異なっていてもよい。また同様に、導電性板片１０６ｂ１の板幅と導電性板片１０６ｂ２の板幅は、略同一であることが好ましいが、異なっていてもよい。また、導電性板片１０６ｂ１の板厚みと導電性板片１０６ｂ２の板厚みは、略同一であることが好ましいが、異なっていてもよい。

本実施形態では、全てのコイル導体１０６ａおよび１０６ｂが、それぞれ、１ターン以上のらせん状の共通パターン１０７ａおよび１０７ｂを有するために、コイル導体１０６の巻き数を増大させることができる。また、本実施形態では、第１積層部１１１ａおよび第２積層部１１１ｂの内の少なくとも一つが、１ターン以下の巻回パターンを有してもよく、あるいは、第１積層部１１１ａおよび第２積層部１１１ｂの内の少なくとも一つが、１ターン以上の螺旋状の巻回パターンを有していてもよい。

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、上述した実施形態では、第１コイル導体６ａまたは１０６ａと第２コイル導体６ｂまたは１０６ｂとがＺ軸方向に配置されてコイル導体６または１０６が構成されているが、第１コイル導体６ａまたは１０６ａと第２コイル導体６ｂまたは１０６ｂとの間に、その他の中間コイル導体を配置して接続してもよい。中間コイル導体は、たとえばリード部１２ａまたは１２ｂを有さない共通パターン部分７ａまたは７ｂを有する第１コイル導体６ａまたは第２コイル導体６ｂなどの組み合わせなどで構成することができる。第１コイル導体と第２コイル導体との間に、中間コイル導体を介在させることで、トータルでの巻回ターン数を、さらに増やすことが可能になり、インダクタンスがさらに向上する。なお、中間コイル導体は、複数であってもよい。

また、上述した実施形態では、封止部としてのコア部４は、磁性粒子を含む磁性コアで構成してあるが、封止部としてのコア部４は、磁性粒子を含まない樹脂などの非磁性体で構成してもよい。

さらに、上述した実施形態において、コイル導体６または１０６の周囲にコア部４を配置することなく、コイル導体６または１０６を空芯コイルとして用いてもよい。また、コア部としては、コイル導体６または１０６と共に圧粉成形されたものに限らず、コイル導体６または１０６とは別に成形されたトロイダル型コアやＥＩ型コアなどを例示することができる。

２，１０２… インダクタ素子（コイル装置）
４… コア部（封止部）
４Ａ… 上面
４Ｂ… 下面
４Ｃ… 側面
６，１０６… コイル導体
６ａ，１０６ａ… 第１コイル導体
６ａ１，６ａ２，１０６ａ１，１０６ａ２… 第１導電性板片
６ｂ，１０６ｂ… 第２コイル導体
６ｂ１，６ｂ２，１０６ｂ１，１０６ｂ２… 第２導電性板片
７ａ，７ｂ，１０７ａ，１０７ｂ… 共通パターン部分
７ａ１，７ｂ１，１０７ａ１，１０７ｂ１… 非共通パターン部分
８ａ１，８ａ２，１０８ａ１，１０８ａ２… 第１内端部
８ｂ１，８ｂ２，１０８ｂ１，１０８ｂ２… 第２内端部
９… 接続片（接続部）
１０９… 接続凸部（接続部）
１０ａ… 第１外側端部
１０ｂ… 第２外側端部
１１ａ… 第１積層部
１１ｂ… 第２積層部
１２ａ，１２ｂ… リード部
１２ａ１，１２ｂ１… 先端部
１２ａ２，１２ｂ２… 基端部
１６… 絶縁膜

Claims (9)

1. 複数の導電性板片の面相互が積層方向に電気的に接続されている積層部を持つコイル導体を有し、
   前記コイル導体の主要部分が封止部の内部に埋め込まれており、
   前記コイル導体は、第１リード部と第１積層部とを持つ第１コイル導体と、第２リード部と第２積層部とを持つ第２コイル導体と、前記第１コイル導体の第１内端部と、前記第２コイル導体の第２内端部とを電気的に接続する接続部とを有し、
   前記接続部は、前記第１内端部と前記第２内端部との間に接続される接続片であり、
   前記第１積層部を構成する複数の第１導電性板片の内で、前記第２積層部に最も近い位置に積層して配置してある前記第１導電性板片に前記第１リード部が形成してあり、
   前記第２積層部を構成する複数の第２導電性板片の内で、前記第１積層部に最も近い位置に積層して配置してある前記第２導電性板片に前記第２リード部が形成してあり、
   前記第１リード部と前記第２リード部が、前記封止部の前記積層方向の中央に近い位置から外方に引き出されているコイル装置。
2. 前記接続部は、前記積層方向から見て、前記第１コイル導体および前記第２コイル導体と重なっており、前記第１コイル導体および前記第２コイル導体と重ならない位置に配置されていない請求項１に記載のコイル装置。
3. 前記封止部から飛び出している前記コイル導体のリード部の厚みは、前記積層部を構成する複数の前記導電性板片の内の一つの厚みと同等以下である請求項１または２に記載のコイル装置。
4. 前記封止部から飛び出している前記リード部の先端部の幅が、前記リード部の基端部の幅よりも大きい請求項３に記載のコイル装置。
5. 前記コイル導体を構成する複数の導電性板片の少なくとも一つは、他の導電性板片と共通する共通パターン部分と、他の導電性板片と異なる非共通パターン部分とを有する請求項１～４のいずれかに記載のコイル装置。
6. 前記コイル導体の表面が絶縁被覆されている請求項１～５のいずれかに記載のコイル装置。
7. 前記第１コイル導体により構成されるコイルの巻回パターンの延在方向に垂直な前記第１積層部の断面の第１断面アスペクト比と、前記第２コイル導体により構成されるコイルの巻回パターンの延在方向に垂直な前記第２積層部の断面の第２断面アスペクト比とが異なっている請求項１～６のいずれかに記載のコイル装置。
8. 前記第１積層部および前記第２積層部の内の少なくとも一つが、１ターン以下の巻回パターンを有する請求項１～７のいずれかに記載のコイル装置。
9. 前記第１積層部および前記第２積層部の内の少なくとも一つが、１ターン以上の螺旋状の巻回パターンを有する請求項１～８のいずれかに記載のコイル装置。

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