JPH07220948A

JPH07220948A - チップインダクタンス部品およびその製造方法

Info

Publication number: JPH07220948A
Application number: JP6012472A
Authority: JP
Inventors: Ryo Kimura; 涼木村; Hajime Kawamata; 肇川又; Kunio Yamakawa; 邦雄山川; Shinji Harada; 真二原田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1994-02-04
Filing date: 1994-02-04
Publication date: 1995-08-18

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は低抵抗で優れた特性を有する小型あ
るいは薄型のチップインダクタンス部品を提供すること
を目的とする。【構成】中間に開口１ａを有する枠状の導線支持体１
と、この導線支持体１に形成した端子電極２と、この端
子電極２の形成されない部分の導線支持体１に巻回され
その端部を端子電極２に接続した導線３とで構成したも
のである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は各種電子機器に利用され
るチップインダクタンス部品およびその製造方法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】チップインダクタンス部品は各種通信機
器や民生用機器などの電子機器にコイルやトランスなど
として多用されており、近年、小型あるいは薄型のチッ
プインダクタンス部品がますます必要とされている。

【０００３】小型のチップインダクタンス部品として
は、印刷磁性層と導体を交互に積層した積層インダクタ
ンス部品（例えば、特開昭５５−９１１０３号公報）お
よび同様の構造の積層トランスなどが提案されている
が、印刷磁性層と導体、つまりフェライト磁性材料と導
体材料を同時に焼成して得るため、低温で焼結が可能な
限られたフェライト磁性材料、例えばＮｉＺｎＣｕ系フ
ェライトを用いるのが現状であるが低温焼結のため十分
な磁気特性は得られない。さらに高性能化あるいは小型
化等のために透磁率あるいは磁束密度等の磁気特性の優
れた他の磁性体、例えばＭｎＺｎ系フェライトあるいは
金属系の高透磁率材料等を用いることができない。さら
に、導体も印刷によって形成するため、導体抵抗を低く
することができない。そのため、電源用のコイルあるい
はトランスに用いる場合には、導体の損失も大きくな
る。

【０００４】一方、十分な条件で焼結したフェライト磁
性体に巻線して得られるチップインダクタンス部品で
は、フェライト磁性体を単独で十分焼成したものを使用
するため、種々の系のフェライト磁性体を用いることが
でき、優れたフェライト磁性体の磁気特性を利用するこ
とができる。しかし、巻線に用いる被覆銅線の被覆材料
の耐熱性が乏しいため、その回りを樹脂にフェライト粉
末を混入した樹脂フェライトで覆うかあるいは別のフェ
ライト磁性体を組み合わせるかのいずれかで磁気回路を
形成する必要がある。樹脂フェライトで覆う場合、コア
材が優れた特性を有していても、覆う磁性体の特性が悪
いため、優れた特性を得るのは困難である。

【０００５】例えば、大きなインダクタンスを得るため
には巻数を多くするか大きなコアを必要とする。この欠
点をなくすために別のフェライト磁性体を用いる場合で
も２つの磁性体のはめあいの調整が難しく、十分な余裕
が必要で大きなすき間が発生する。部品内に大きな無効
の空間が存在し、また２つのフェライト磁性体としての
強度を確保するためにある程度の肉厚が必要となる。そ
のため小型化あるいは薄型化には限界がある。特に、こ
のような構成は電源用に用いるインダクタンス部品に適
用されている。この場合、２つの磁性体のすき間はイン
ダクタンスおよび直流重畳特性とに密接に関係し、寸法
許容差を考慮した無駄の多い設計を余儀なくされる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このように、これまで
に種々のインダクタンス部品が提案されているが、導線
の低抵抗を活かし、小型化あるいは薄型化を可能にする
種々の磁性材料の特性を十分に発揮できるように使用し
たチップインダクタンス部品が得られていないという課
題があった。

【０００７】本発明は上記の従来の問題点を解決するも
ので、安価で低抵抗でしかも巻線しやすい導線の特徴を
維持しながら、小型化あるいは薄型化を可能にする種々
の磁性材料の十分な磁気特性をも発揮できるように使用
した高性能で、特性の可変範囲の大きいチップインダク
タンス部品を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
めに本発明は、中間に開口を有する枠状の導線支持体
と、この導線支持体に形成した端子電極と、この端子電
極の形成されない部分の導線支持体に巻回されその端部
を端子電極に接続した導体とで構成したものである。

【０００９】

【作用】本発明によれば、チップインダクタンス部品の
コイル本体、つまり電流が流れる部分を導線で構成する
ことが可能であるため、非常に低抵抗が実現でき、さら
に、安価であり、巻線加工の自動化が容易である。一
方、磁束の流れる部分、磁気回路は性能を再優先させた
材料および材料組成、最適工法を駆使して形成した磁性
体で構成すれば、磁性体を理想的な電磁気特性を発揮さ
せることが可能である。さらに閉磁路構造を実現してい
るために、外周部への特別な磁気的対策が不要となり、
小型化あるいは薄型化が可能である。磁気特性的には透
磁率、磁束密度、周波数特性を再優先して形成できるた
め、優れた特性を有する磁性層となる。

【００１０】さらには、導線支持体に非磁性体を用いる
とさらに高周波特性などの向上を図ることができる。

【００１１】

【実施例】

（実施例１）以下、本発明の一実施例のチップインダク
タンス部品について図面を参照しながら説明する。図
１，図２は本発明の第１の実施例におけるチップインダ
クタンス部品の構造を示すものである。図１，図２にお
いて、１は導線支持体、１ａは導線支持体１に設けた開
口、２は端子電極、３は導線、４はモールド樹脂であ
る。

【００１２】以上のように構成されたチップインダクタ
ンス部品について図１，図２を用いてその構成について
説明する。

【００１３】任意のチップサイズになるように加工され
た導線支持体１の中央部には巻線ができる開口１ａが設
けられている。この導線支持体１としてはチップ構造を
機械強度的に満足できるものであるならば何でも良い
が、大容量で高性能なインダクタを実現するためには透
磁率の高い磁性を有する材料が最適であり、その磁性材
料として、酸化物系のフェライト、鉄系金属あるいは合
金系のセンダスト合金、パーマロイ合金、アモルファス
合金によって構成される。

【００１４】さらに高周波領域で用いられるコイル部品
ではインダクタンスの値は低く周波数特性の伸びた性能
を有するものが望まれることから導線支持体の材料とし
て、非磁性材料を用いることができる。非磁性材料とし
ては扱い易さから、セラミック絶縁材料（アルミナ、ム
ライト、ステアタイト、フォルステライト、マグネシ
ア、ジルコニア、チタニア、あるいはこれらの複合セラ
ミック材料）、プラスチック材料（エポキシ樹脂、メラ
ミン樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド
樹脂、テフロン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチ
レンテレフタレート樹脂あるいはこれらの複合プラスチ
ック材料）、ガラスあるいはそれらの複合材料であって
も良い。

【００１５】導線支持体１は磁性体あるいは非磁性体の
いずれか一方あるいは両者の混合体ないしは複合体から
構成する。本実施例ではインダクタンス値や周波数特性
から、透磁率２００を有するＮｉ−Ｚｎフェライトを導
線支持体１として用いた。この導線支持体１を長さ：
１．６mm、幅：０．８０mm、厚み：０．４５mmに加工し
てある。この材料にて構成された導線支持体１を用いて
インダクタンス部品を構成するためには、導線３が必要
である。この導線３は最低、裸導線でも良いが操作性か
ら被覆導線を用いることが良い。本実施例では直径：２
５μｍのウレタン被覆銅線を用いている。この導線３を
所望のインダクタンス値になるように導線支持体１の開
口１ａに挿入しながら巻線を施していく原理はトロイダ
ル巻線構造となる。巻き数が多いときには複数層になっ
て巻線しても良い。

【００１６】しかしながら、図１に示すような矩形状に
なった４方向のうち、対向する２方向には端子電極２が
形成してあるのでこの端子電極２の形成された部分には
巻線はしない。端子電極２はチップ部品としての実装性
と端子強度の観点からそれらの特性を満足する形成方法
であれば何でも良い。本実施例では銀電極を５６０℃の
焼成条件にて焼き付けた構成としている。この構成法に
は導電性樹脂硬化型電極、電気メッキ電極、無電解メッ
キ電極、薄膜電極などを用いても良い。端子電極２に利
用しない残りの２方向に巻線方向が一定するように巻線
をしていくことによって磁束の連続性が得られるので巻
数に応じたインダクタンス値が得られる。本実施例では
巻き数２０ターンにて１０μＨのインダクタンス値が得
られた。

【００１７】磁性材料とは、透磁率の高い材料、軟質磁
性材料をいい、金属あるいは合金系の高透磁率材料と酸
化物系の高透磁率材料に大きく分かれる。前者には鉄、
Ｆｅ−Ｓｉ系、Ｆｅ−Ａｌ系、Ｃｏ−Ｆｅ系、センダス
ト、パーマロイあるいは非晶質合金などがある。後者に
はソフトフェライトがあり、ＭｎＺｎ系、ＮｉＺｎ系、
ＣｕＺｎ系あるいはＣｕＺｎＭｇ系などの種々のスピネ
ル型のフェライトがある。本発明の磁性材料としては導
電性であっても絶縁性であってもよいが、導線の被覆の
有無あるいは導線に接する層で限定される。強磁性ある
いはフェリ磁性を示し、透磁率が大きい軟質特性を有す
ればよい。前述した高透磁率材料はすべて溶射によって
磁性層を形成することが可能である。

【００１８】非磁性材料とは磁気的には反磁性、常磁性
あるいは反強磁性のものをいい、電気的には導電性か絶
縁性のいずれでもよい。しかし、扱いやすさからは絶縁
性が望ましい。代表的な材料としては、アルミナ、ムラ
イト、ベリリア、ステアタイト、フォルステライト、マ
グネシア、チタニア等の各種セラミックスあるいは各種
のガラスセラミックスなどがある。

【００１９】いずれの構成物も必要最低限の量で済み、
空間的にも無駄な部分が存在しない。そのためチップイ
ンダクタンス部品の小型化、薄型化あるいは低コスト化
が可能となる。

【００２０】以上のように構成されたチップインダクタ
ンス部品はコイル部品としての機能は十分果たすことが
できるが、チップ部品として考えると、現在ではチップ
マウント機の実装性の高いことが要求される。現状では
マウント機のチップ部品の搬送は真空吸着にてされるの
で、チップ部品の上部はこの真空吸着できる平坦な面精
度が要求される。本実施例の図１の構造では、真空吸着
が簡単に実施できる構造にはならない。そのため、図２
に示すごとく、チップ上面にモールド樹脂４による平坦
な面を構成することによって、真空吸着可能なチップ部
品となる。そのため本実施例ではエポキシ樹脂を射出成
型によって図１の上面にエポキシ樹脂にてモールドす
る。このモールドによってコイルの導線の位置ズレなど
を固定する効果をも有している。

【００２１】モールド樹脂４の形成方法は射出成型のみ
ならず、他の流し込み成型、塗布成型、印刷、浸漬処理
などによっても可能である。

【００２２】又、本実施例では上面のみの成型を説明し
てきたが、端子電極２を露出した状態であれば６面全部
をモールドしても良い。小型、薄型化を実現するために
は上面のみ成型するのが最適である。

【００２３】さらに、モールド樹脂を例にして説明して
きたが、そのほかにも導電性を示す材料以外で加工性に
優れた材料であれば何でも良い。たとえばセラミック材
料、ガラス材料などである。以上実施例を参照しながら
説明してきたように巻線という簡便なプロセスとフェラ
イト材料を導線支持体１として用い、この導線支持体１
に端子電極２を持たせ、導線支持体１の開口を利用して
巻線処理と端子接続を施すことによって、低コスト、小
型化あるいは薄型化に対して有利なチップインダクタン
ス部品を実現できる。

【００２４】（実施例２）以下本発明の第２の実施例に
ついて図面を参照しながら説明する。

【００２５】図３（ａ）〜（ｄ）は本発明の第２の実施
例のチップインダクタンス部品の構造概念図である。図
３において５は突起物で、１は導線支持体、２は端子電
極、３は導線で、以上は図１の構成と同様なものであ
る。図１の構成と異なる点は突起物５を形成した点であ
る。

【００２６】上記のように構成されたチップインダクタ
ンス部品について以下その特徴を説明する。

【００２７】図３（ａ）に示されるように任意のチップ
サイズになるように加工された導線支持体１の中央部に
は巻線ができる開口１ａが設けられている。この導線支
持体１としては、インダクタンス値や周波数特性から透
磁率１０００を有するセンダスト合金によって構成され
たチップインダクタンス部品である。この導線支持体１
を長さ：１．６mm、幅：０．８０mm、厚み：０．４５mm
に加工してある。

【００２８】図３（ｂ）に示すように端子電極２はチッ
プ部品としての実装性と端子強度の観点からそれらの特
性を満足する形成方法であれば何でも良いが本実施例で
はフェノール樹脂と銀粒子を混合した熱硬化型銀電極を
１５０℃の熱処理条件にて焼き付けた構成としている。
図３（ｃ）に示すようにこの端子電極２に電気的に接続
された状態にて突起物５を形成する。この突起物５の役
割は導線３を用いて巻線するときの導線３の端部をこの
突起物５に固定していくためのものである。図３（ｄ）
に示すように巻線を終了したもう一方の端部を他方の突
起物５にハンダ６にて固定して、次のコイル巻線に移る
ことができるものである。この突起物５の材質としては
導線３を巻き付けるあるいは固定するためのものである
ので何でも良いが、ハンダ付けできる金属材料が最も適
している。

【００２９】しかしながら、樹脂にて固定するあるいは
巻き付けるだけでも良いので突起物５が巻線作業に対し
て耐えられる機械的強度を有する材料であれば何でも良
い。この材料にて構成された導線支持体１を用いてチッ
プインダクタンス部品を構成するためには、導線３が必
要である。この導線３は直径：２５μｍのウレタン被覆
銅線を用いている。この導線３を所望のインダクタンス
値になるように導線支持体１の開口１ａに挿入しながら
トロイダル構造になるように巻線を施していく。巻線構
造および巻線方向は実施例１と同様である。

【００３０】以上のように構成されたチップインダクタ
ンス部品は、コイル部品としての機能は十分果たすこと
ができるとともに、実施例１にて説明したような樹脂モ
ールドを実施することによって低コスト、小型化あるい
は薄型化に対して有利なチップインダクタンス部品を実
現できる。

【００３１】（実施例３）以下本発明の第３の実施例で
あるチップインダクタンス部品について図面を参照しな
がら説明する。

【００３２】図４，図５は本発明の第３の実施例のチッ
プインダクタンス部品のモールド樹脂を形成する前と後
の斜視図である。図４において、導線支持体１として４
個の開口１ａを設けた構成とし、この開口１ａ間の連結
部１ｂに導線３を巻回し、この導線支持体１の前面と背
面の共通部１ｃの開口１ａにそれぞれ対応する位置に形
成した端子電極２に導線３の両端をハンダ６により接続
して複合チップインダクタンス部品を構成する。

【００３３】このように構成されたものを図５に示すよ
うに端子電極２の面実装に必要な部分が表出するように
モールド樹脂４を施して複合タイプのチップインダクタ
ンス部品とする。

【００３４】このように、開口１ａを複数個設けること
によってチップインダクタンス部品の複合タイプを構成
することができる。

【００３５】（実施例４）以下、本発明のチップインダ
クタンス部品の製造方法について図６を用いて説明す
る。

【００３６】図６は本発明のチップインダクタンス部品
の製造方法に関する製造工程図である。図６において、
巻線支持体を作成するために、本実施例では平均粒径：
１〜３μｍのＮｉ−Ｚｎフェライト仮焼粉を用いて、グ
リーンシートを作成するために樹脂成分としてポリビニ
ルブチラール、可塑材としてジブチルフタレート（ＤＢ
Ｐ）、有機溶剤として酢酸ブチル、トルエンを最適な組
成になるような配合比にてボールミルを用いて混合し、
フェライトスラリーを作成する。次にドクターブレード
法を用いて厚み０．５０mmのフェライトグリーンシート
を作成する。

【００３７】上記のように構成されたグリーンシートに
パンチング機にて０．３０×０．８０mmの金型を準備し
ておき、開口が形成されるように打ち抜く。次に１．６
０×０．８０mmのチップコイルに分割するためのブレー
ク溝を金型にて加工する。

【００３８】任意のチップサイズになるように加工され
たフェライトグリーンシートの上下面の所定位置に上
部、下部電極を印刷し、この印刷後脱バインダー工程
（２００〜６００℃）と焼成工程（８００〜１３５０
℃）を得てフェライト焼結体シートを得る。この焼結体
シートをブレーク溝に沿って応力をかけると溝に沿って
割っていく。このブレークされた個片の上部、下部電極
を接続するように側面に端面電極として銀電極を焼き付
けて形成する。その後、二次分割を行ってチップサイズ
個片へとブレークする。ブレークされた個片に自動巻線
機を用いて実施例１，２で説明した順序にて導線の巻
線、端子電極へのハンダ処理を行った後、樹脂モールド
を施してチップインダクタンス部品へと完成させる。

【００３９】以上のような構造に構成されたチップイン
ダクタンス部品は、量産性に優れた低コスト、小型化あ
るいは薄型化に対して有利なチップインダクタンス部品
を実現できる。

【００４０】上記実施例ではグリーンシート工法にて説
明してきたが、プレス成型法にてフェライトシートを作
成するあるいは射出成型、押し出し成型などの一般的に
セラミック板を成型する方法であれば良い。

【００４１】（実施例５）本発明の第５の実施例につい
て説明する。本実施例では添加剤としてＭｇＯ，ＳｉＯ
₂，ＣａＯを加えて純度９６％になるように配合された
アルミナ混合粉を用いて、グリーンシートを作成するた
めに樹脂成分としてメチルセルローズ、滑剤としてポリ
エチレンオキサイド、溶媒として純水を最適な組成にな
るような配合比にてニーダーにて混合し、押し出し成型
機にて厚み：０．５０mmのシート状に成型する。適当な
乾燥条件にて乾燥することによってアルミナグリーンシ
ートが得られる。

【００４２】上記のように構成されたアルミナグリーン
シートを用いて以下は実施例４と同様の方法でチップイ
ンダクタンス部品を製造する。なお、焼成工程の温度は
１３５０〜１６００℃で行う。

【００４３】以上のような構造に構成されたチップイン
ダクタンス部品は、量産性に優れた低コスト、小型化あ
るいは薄型化に対して有利な高周波用チップコイルを実
現できる。

【００４４】本実施例では２０ターンの巻き数にて２０
ｎＨのインダクタンス値が得られた。

【００４５】（実施例６）センダスト粉末を溶射材料に
用いて、全面に厚みが０．４５mmのセンダスト磁性シー
トを形成し、打ち抜き金型にて実施例１と同様な方法に
て加工した後、シート表面に絶縁層として厚み２０μｍ
のシリコン樹脂保護膜層を形成する。その後、端子電極
として導電性樹脂硬化ペイントである銀ペーストを用い
て形成する。その後、直径：２５μｍの被覆銅線をセン
ダストの貫通孔へ巻線し、端面電極にハンダ付け処理し
てチップインダクタンス部品とした。このようにして得
たインダクタの特性をこれまでと同様に測定した結果、
インダクタンスは８０μＨであった。

【００４６】センダスト粉末の替わりに、パーマロイあ
るいは鉄粉末を用いて、プラズマ溶射法でそれぞれの磁
性シートを形成したが、前記と同様に優れた電磁気特性
を示すチップインダクタンス部品であった。

【００４７】（実施例７）次に本発明の他の実施例の製
造方法について図７を用いて説明する。図７はその製造
工程図であり、フェライトグリーンシートを作成し、開
口を形成するグリーンシートの打ち抜き、ブレーク溝の
加工、上部、下部電極の印刷と焼成、一次分割までは実
施例４と同一であるが、この一次分割された複合導線支
持体に導線を連続的に巻線し、その導線の端部は上記上
部電極にハンダ処理した後二次分割して個々のチップに
分割し、その後、上部と下部電極間を接続するように側
面に端子電極を焼付けにより形成し、その後樹脂モール
ドを施してチップインダクタンス部品とする。

【００４８】この方法によれば、導線支持体の複合体の
状態で導線の巻線を連続的に行うことができて、生産性
の向上が図れることになる。

【００４９】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、枠状の導
線支持体の対向する２方向に端子電極を形成し、導体を
所定数巻線し、導体を端面電極に接続した構造とするチ
ップインダクタンス部品にすることによって、低抵抗で
小型あるいは薄型であり、低コストなチップインダクタ
ンス部品を得ることができる。また、導線支持体の構成
材料に非磁性材料を用いることで、広範囲の電磁気特性
を得ることができる。また、各種の磁性体を導線支持体
としても使用可能で、十分な磁気特性を発揮した種々の
磁性体を磁気回路の一部に用いることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のチップインダクタンス部品
の構成を示す斜視図

【図２】本発明の一実施例のチップインダクタンス部品
の構成を示す斜視図

【図３】本発明の一実施例のチップインダクタンス部品
の製造工程を示す斜視図

【図４】本発明の一実施例のチップインダクタンス部品
の斜視図

【図５】同モールド樹脂を施した状態の斜視図

【図６】本発明のチップインダクタンス部品の製造方法
の一実施例を示す製造工程図

【図７】本発明のチップインダクタンス部品の製造方法
の他の例を示す製造工程図

【符号の説明】

１導線支持体２端子電極３導線４モールド樹脂５突起物６ハンダ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者原田真二大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】中間に開口を有する枠状の導線支持体
と、この導線支持体に形成した端子電極と、この端子電
極の形成されない部分の導線支持体に巻回されその端部
を端子電極に接続した導線とからなるチップインダクタ
ンス部品。
【請求項２】導線支持体を磁性体で構成した請求項１
記載のチップインダクタンス部品。
【請求項３】導線支持体を非磁性体で構成した請求項
１記載のチップインダクタンス部品。
【請求項４】導線を巻回した導線支持体の少なくとも
端子電極を除いて外装を形成した請求項１記載のチップ
インダクタンス部品。
【請求項５】外装の少なくとも上面を平坦に形成した
請求項４記載のチップインダクタンス部品。
【請求項６】導線支持体の端子電極を形成する部分に
導線の端部を巻付ける突起物を設けた請求項１記載のチ
ップインダクタンス部品。
【請求項７】所定の厚みの導線支持体用のグリーンシ
ートを得る工程と、このグリーンシートに導線を巻回す
るための開口を形成する工程と、このグリーンシートを
個々の導線支持体に分割するためのブレーク溝を形成す
る工程と、このグリーンシートの所定位置に上部、下部
の端子電極を形成し焼成する工程と、この焼成されたも
のを一次分割し、その分割面に上記上下部の端子電極間
を接続するように端面電極を形成する工程と、個々の導
線支持体に二次分割し、この導線支持体に導線を巻回
し、その端部を端子電極に接続する工程とからなるチッ
プインダクタンス部品の製造方法。
【請求項８】所定の厚みの導線支持体用のグリーンシ
ートを得る工程と、このグリーンシートに導線を巻回す
るための開口を形成する工程と、このグリーンシートを
個々の導線支持体に分割するためのブレーク溝を形成す
る工程と、このグリーンシートの所定位置に上部、下部
の端子電極を形成し焼成する工程と、この焼成されたも
のを一次分割し導線支持体の複合体に導線を巻回しその
端部を端子電極に接続する工程と、この導線を巻回した
導線支持体の複合体を個々の導線支持体に二次分割し、
上記上部、下部の端子電極を接続するように分割面に端
子電極を形成する工程とからなるチップインダクタンス
部品の製造方法。