KR101598384B1 - 평면 코일 소자 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

[과제] 취급하기 용이한 수지에 의해 제조의 용이화가 도모된 평면 코일 소자 및 그 제조 방법을 제공한다.
[해결수단]
평면 코일 소자(10) 및 그 제조 방법에 있어서는, 편평상 또는 침상의 제 1 금속 자성 분말(30)을 함유하는 금속 자성 분말 함유 수지(20)에, 제 1 금속 자성 분말(30)의 평균 입자 직경(32㎛)보다도 작은 평균 입자 직경(1㎛)을 갖는 제 2 금속 자성 분말(32)이 함유되어 있기 때문에, 금속 자성 분말 함유 수지(20)의 점도가 유의적으로 저하되고 있다. 이로 인해, 코일부(19)를 둘러싸도록 도포 형성될 때에 금속 자성 분말 함유 수지(20)가 취급하기 용이하여, 평면 코일 소자(10)의 제조의 용이화가 도모되고 있다.

Description

평면 코일 소자 및 그 제조 방법{FLAT COIL ELEMENT AND METHOD OF PRODUCING THE SAME}
본 발명은 평면 코일 소자 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
종래, 표면 실장형의 평면 코일 소자가 민생용 기기, 산업용 기기 등의 전기 제품에 폭넓게 이용되고 있다. 이 중에서도 소형 휴대 기기에 있어서는, 기능의 충실화에 따라, 각각의 디바이스를 구동시키기 위해서 단일 전원으로부터 복수의 전압을 얻을 필요가 발생해 오고 있다. 그래서, 이러한 전원 용도 등에도 표면 실장형의 평면 코일 소자가 사용되고 있다.
이러한 평면 코일 소자는, 예를 들면, 하기 특허문헌 1에 개시되어 있다. 이 문헌에 개시된 평면 코일 소자는 평면 내에서 소용돌이상으로 형성된 공심(空芯) 코일에 편평상 또는 침상의 연자성 금속 분말을 수지 재료 중에 분산시켜 이루어지는 자성 시트를 적층시켜 구성되어 있다.
일본 공개특허공보 제2009-9985호
공심 코일을 편평상 또는 침상의 연자성 금속 분말을 분산시킨 페이스트상 수지로 덮는 것도 생각할 수 있지만, 연자성 금속 분말이 편평상 또는 침상인 경우에는 페이스트상 수지의 점도가 높아져 버린다. 점도가 높은 페이스트상 수지는 인쇄 등의 어느 종류의 제조 공정에 있어서 대단히 취급하기 어렵다.
본 발명은 상기의 과제를 해결하기 위해 이루어진 것이며, 취급하기 용이한 수지에 의해 제조의 용이화가 도모된 평면 코일 소자 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따르는 평면 코일 소자는 기판과, 기판 위에 형성된 평면 코일용의 도체 패턴을 갖는 코일부와, 코일부를 둘러싸도록 도포 형성되는 금속 자성 분말 함유 수지와, 금속 자성 분말 함유 수지에 함유되는 편평상 또는 침상의 제 1 금속 자성 분말과, 금속 자성 분말 함유 수지에 함유되고, 제 1 금속 자성 분말의 평균 입자 직경보다도 작은 평균 입자 직경을 갖는 제 2 금속 자성 분말을 구비한다.
이 평면 코일 소자에 있어서는 편평상 또는 침상의 제 1 금속 자성 분말을 함유하는 금속 자성 분말 함유 수지에 제 1 금속 자성 분말의 평균 입자 직경보다도 작은 평균 입자 직경을 갖는 제 2 금속 자성 분말이 함유되어 있기 때문에, 금속 자성 분말 함유 수지의 점도가 유의적으로 저하되고 있다. 이로 인해, 코일부를 둘러싸도록 도포 형성될 때에 금속 자성 분말 함유 수지가 취급하기 용이하여, 본 발명에 따르는 평면 코일 소자에 있어서는 제조의 용이화가 도모되고 있다.
본 발명에 따르는 평면 코일 소자의 제조 방법은 기판과, 기판 위에 형성된 평면 코일용의 도체 패턴을 갖는 코일부를 준비하는 공정과, 편평상 또는 침상의 제 1 금속 자성 분말과, 제 1 금속 자성 분말의 평균 입자 직경보다도 작은 평균 입자 직경을 갖는 제 2 금속 자성 분말을 함유하는 금속 자성 분말 함유 수지 페이스트를 준비하는 공정과, 금속 자성 분말 함유 수지 페이스트를 코일부를 둘러싸도록 도포하고, 경화시키는 공정을 포함한다.
이 평면 코일의 제조 방법에 있어서는 편평상 또는 침상의 제 1 금속 자성 분말을 함유하는 금속 자성 분말 함유 수지에 제 1 금속 자성 분말의 평균 입자 직경보다도 작은 평균 입자 직경을 갖는 제 2 금속 자성 분말이 함유되어 있기 때문에, 금속 자성 분말 함유 수지의 점도가 유의적으로 저하되고 있다. 이로 인해, 코일부를 둘러싸도록 도포하여 경화시키는 공정시에 금속 자성 분말 함유 수지가 취급하기 용이하여, 본 발명에 따르는 제조 방법에 의하면 평면 코일 소자의 제조의 용이화가 도모되고 있다.
또한, 제 2 금속 자성 분말의 평균 종횡비가 1.0 내지 1.5인 형태라도 좋고, 제 2 금속 자성 분말의 평균 입자 직경이 1 내지 4㎛인 형태라도 좋다.
본 발명에 의하면, 취급하기 용이한 금속 자성 분말 함유 수지에 의해 제조의 용이화가 도모된 평면 코일 소자 및 그 제조 방법이 제공된다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 따르는 평면 코일 소자의 개략사시도이다.
도 2는 도 1에 도시하는 평면 코일 소자의 분해도이다.
도 3은 도 1에 도시하는 평면 코일 소자의 III-III선 단면도이다.
도 4는 도 1에 도시하는 평면 코일 소자의 IV-IV선 단면도이다.
도 5는 금속 자성 분말의 종횡비를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 1에 도시하는 평면 코일 소자의 제조 공정을 도시한 도면이다.
도 7은 도 1에 도시하는 평면 코일 소자의 금속 자성 분말의 방향을 도시한 도면이다.
도 8은 (a) 코일부의 상하에 위치하는 금속 자성 분말 함유 수지 중에 있어서의 제 1 금속 자성 분말의 배향 상태, (b) 코일부의 자심(磁芯)부에 위치하는 금속 자성 분말 함유 수지 중에 있어서의 제 1 금속 자성 분말의 배향 상태를 도시한 모식도이다.
도 9는 평균 종횡비에 따르는 실험을 위한 샘플을 도시한 표이다.
도 10은 평균 종횡비에 따르는 실험의 결과를 도시한 (a) 표, (b) 샘플 1 내지 3의 그래프, (c) 샘플 4 내지 6의 그래프이다.
도 11은 제 2 금속 자성 분말의 평균 입자 직경에 따르는 실험의 결과를 도시한 (a) 그래프 및 (b) 표이다.
도 12는 제 2 금속 자성 분말의 평균 입자 직경에 따르는 실험의 결과를 도시한 (a) 그래프 및 (b) 표이다.
도 13은 제 2 금속 자성 분말의 평균 입자 직경에 따르는 실험의 결과를 도시한 (a) 그래프 및 (b) 표이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여, 본 발명의 적합한 실시형태에 관해서 상세하게 설명한다. 또한, 설명에 있어서, 동일 요소 또는 동일 기능을 갖는 요소에는 동일한 부호를 사용하기로 하고, 중복되는 설명은 생략한다.
우선, 본 발명의 실시형태에 따르는 평면 코일 소자의 구조에 관해서, 도 1 내지 4를 참조하면서 설명한다. 설명의 편의상, 도시와 같이 XYZ 좌표를 설정한다. 즉, 평면 코일 소자의 두께 방향을 Z 방향, 외부 단자 전극의 대면 방향을 X 방향, Z 방향과 X 방향에 직교하는 방향을 Y 방향으로 설정한다.
평면 코일 소자(10)는 직방체 형상을 나타내는 본체부(12)와, 본체부(12)의 대향하는 한 쌍의 단면(端面; 12a, 12b)을 덮도록 하여 형성된 한 쌍의 외부 단자 전극(14A, 14B)에 의해 구성되어 있다. 평면 코일 소자(10)는, 일례로서, 긴 변 2.5mm, 짧은 변 2.0mm, 높이 0.8 내지 1.0mm의 치수로 설계된다.
본체부(12)는 기판(16)과, 기판(16)의 상하 양면에 형성된 평면 공심 코일용의 도체 패턴(18A, 18B)을 갖는 코일부(19)를 포함하고 있다.
기판(16)은 비자성의 절연 재료로 구성된 평판 직사각상의 부재이다. 기판(16)의 중앙 부분에는 대략 원형의 개구(16a)가 형성되어 있다. 기판(16)으로서는 유리 크로스에 시아네이트 수지(BT(비스말레이미드·트리아진) 레진: 등록 상표)가 함침된 기판으로, 판 두께 60㎛인 것을 사용할 수 있다. 또한, BT 레진 이외에, 폴리이미드, 아라미드 등을 사용할 수도 있다. 기판(16)의 재료로서는 세라믹이나 유리를 사용할 수도 있다. 기판(16)의 재료로서는 대량 생산되고 있는 프린트 기판 재료가 바람직하며, 특히 BT 프린트 기판, FR4 프린트 기판, 또는 FR5 프린트 기판에 사용되는 수지 재료가 가장 바람직하다.
도체 패턴(18A, 18B)은 어느 것이나 평면 공심 코일이 되는 평면 소용돌이상 패턴이며, Cu 등의 도체 재료로 도금 형성되어 있다. 또한, 도체 패턴(18A, 18B)의 표면은 도시하지 않은 절연 수지에 의해 코팅되어 있다. 도체 패턴(18A, 18B)의 권선 C는, 예를 들면, 높이 80 내지 120㎛, 폭 70 내지 85㎛, 권선 간격 10 내지 15㎛로 되어 있다.
도체 패턴(18A)은 기판(16)의 상면 위에 형성되고, 도체 패턴(18B)은 기판(16)의 하면 위에 형성되어 있다. 도체 패턴(18A, 18B)은 기판(16)을 사이에 개재하여 대략 중첩되어 있고, 어느 것이나 기판(16)의 개구(16a)를 둘러싸도록 배치되어 있다. 그것에 의해, 기판(16)의 개구(16a)와 도체 패턴(18A, 18B)의 공심 부분에 의해, 코일부(19)의 관통공(자심부(21))이 구성되어 있다.
도체 패턴(18A)과 도체 패턴(18B)은 자심부(21) 근방(즉, 개구(16a) 근방)의 기판(16)에 관설(貫設)된 비아홀 도체(22)에 의해 서로 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 기판 상면의 도체 패턴(18A)은, 상면측에서 볼 때, 외측을 향하는 방향을 따라 좌회전하는 소용돌이이며, 기판 하면의 도체 패턴(18B)은, 하면측에서 볼 때, 외측을 향하는 방향을 따라 좌회전하는 소용돌이이기 때문에, 비아홀 도체(22)로 접속된 도체 패턴(18A, 18B)에는 일방향으로 전류를 흘릴 수 있다. 이러한 도체 패턴(18A, 18B)에 있어서는 일방향으로 전류를 흘렸을 때에 도체 패턴(18A)과 도체 패턴(18B)에서 전류가 흐르는 회전 방향이 동일해지기 때문에, 쌍방의 도체 패턴(18A, 18B)에서 발생하는 자속이 중첩되어 서로 강화시킨다.
또한, 본체부(12)는 코일부(19)를 둘러싸는 금속 자성 분말 함유 수지(20)를 포함하고 있다. 금속 자성 분말 함유 수지(20)의 수지 재료로서는 예를 들면 열경화성의 에폭시 수지가 사용된다. 금속 자성 분말 함유 수지(20)는 코일부(19)의 상측으로부터, 도체 패턴(18A)과 함께 기판(16)의 상면을 일체적으로 덮는 동시에, 코일부(19)의 하측으로부터, 도체 패턴(18B)과 함께 기판(16)의 하면을 일체적으로 덮고 있다. 또한, 금속 자성 분말 함유 수지(20)는 코일부(19)의 자심부(21)인 관통공에도 충전되어 있다.
금속 자성 분말 함유 수지(20)에는 제 1 금속 자성 분말(30)이 분산되어 있고, 제 1 금속 자성 분말(30)은 편평상을 나타내고 있다. 제 1 금속 자성 분말(30)은, 예를 들면, 철 니켈 합금(퍼멀로이 합금)으로 구성되어 있다. 제 1 금속 자성 분말(30)의 평균 입자 직경은 약 32㎛이며, 도 5에 도시하는 바와 같이 장직경 방향의 길이를 a, 단직경 방향의 길이를 b로 정의하면, 제 1 금속 자성 분말의 종횡비(a/b)의 평균은 2.0 내지 3.2의 범위가 되고 있다. 또한, 제 1 금속 자성 분말(30)의 형상은 침상이라도 좋다.
또한, 금속 자성 분말 함유 수지(20)에는, 제 1 금속 자성 분말(30)과는 별도로, 제 2 금속 자성 분말(32)로서, 대략 구 형상인 금속 자성 분말이 균일하게 분산되어 있다. 제 2 금속 자성 분말(32)은, 예를 들면, 카르보닐 철로 구성되어 있다. 제 2 금속 자성 분말(32)의 평균 입자 직경은 약 1㎛이고, 종횡비(a/b)는 1.0 내지 1.5의 범위이다. 제 2 금속 자성 분말(32)의 평균 입자 직경은 투자율의 관점에서는 보다 작은 편이 바람직하지만, 1㎛보다 작은 평균 입자 직경의 금속 자성 분말은 비용 등의 문제에 의해 입수가 대단히 곤란하다.
또한, 금속 자성 분말 함유 수지(20) 중의 제 1 금속 자성 분말(30) 및 제 2 금속 자성 분말(32)의 함유량은 90 내지 98wt%의 범위가 되도록 설계되어 있다. 또한, 제 1 금속 자성 분말(30)과 제 2 금속 자성 분말(32)의 혼합비가 중량비로 90/10 내지 50/50의 범위가 되도록 설계되어 있다.
한 쌍의 외부 단자 전극(14A, 14B)은 소자 탑재 기판의 회로에 접속하기 위한 전극이며, 상기한 도체 패턴(18A, 18B)에 접속되어 있다. 보다 구체적으로는, 본체부(12)의 단면(12a)을 덮는 외부 단자 전극(14A)은 그 단면(12a)에 노출되는 도체 패턴(18A)의 단부와 접속되고, 단면(12a)과 대면하는 단면(12b)을 덮는 외부 단자 전극(14B)은 그 단면(12b)에 노출되는 도체 패턴(18B)의 단부와 접속된다. 이로 인해, 외부 단자 전극(14A, 14B) 사이에 전압을 인가하면, 예를 들면, 도체 패턴(18A)으로부터 도체 패턴(18B)으로 흐르는 전류가 발생한다.
외부 단자 전극(14A, 14B)은 모두 4층 구조로 되어 있고, 본체부(12)에 가까운 순으로, Cr 스퍼터층(14a), Cu 스퍼터층(14b), Ni 도금층(14c), Sn 도금층(14d)으로 되어 있다.
이하, 상기한 평면 코일 소자(10)를 제작하는 순서에 관해서, 도 6을 참조하면서 설명한다.
평면 코일 소자(10)를 제작할 때는, 우선, 기판(16)의 상하면에 도체 패턴(18A, 18B)을 도금 형성한 코일부(19)를 준비한다(도 6(a) 참조). 도금에는 공지의 도금법을 이용할 수 있고, 전해 도금법에 의해 도체 패턴(18A, 18B)을 형성하는 경우에는, 사전에, 무전해 도금에 의해 하지층을 형성할 필요가 있다. 또한, 도체 패턴의 표면에 요철을 형성하는 조화(粗化) 처리나 산화막을 형성하는 산화 처리를 가하여, 금속 자성 분말 함유 수지(20)와의 접착 강도를 향상시키거나, 권선 C 사이에 금속 자성 분말 함유 수지 페이스트(20)가 들어가기 쉽게 하거나 해도 좋다.
그리고, 코일부(19)를 UV 테이프(24) 위에 고정시킨다(도 6(b) 참조). 또한, UV 테이프(24)는 후단의 처리에 있어서 기판(16)이 휘는 것을 억제하기 위한 것이다.
다음에, 상기의 제 1 금속 자성 분말(30) 및 제 2 금속 자성 분말(32)이 분산된 금속 자성 분말 함유 수지 페이스트(20)를 준비하고, UV 테이프(24)로 고정된 코일부(19) 위에, 마스크(26) 및 스퀴지(28)를 사용하여, 스크린 인쇄에 의해 도포한다(도 6(c) 참조). 그것에 의해, 기판(16)의 도체 패턴(18B)측의 면이 금속 자성 분말 함유 수지 페이스트(20)로 일체적으로 피복되고, 더불어, 자심부(21)의 관통공에 금속 자성 분말 함유 수지(20)가 충전된다. 금속 자성 분말 함유 수지 페이스트(20)를 도포한 후, 소정의 경화 처리를 행한다.
계속해서, 코일부(19)를 상하 반전시키는 동시에 UV 테이프(24)를 제거하고, 금속 자성 분말 함유 수지 페이스트(20)를 다시 스크린 인쇄에 의해 도포한다(도 6(d) 참조). 그것에 의해, 기판(16)의 도체 패턴(18A)측의 면도 금속 자성 분말 함유 수지 페이스트(20)로 일체적으로 덮인다. 금속 자성 분말 함유 수지 페이스트(20)를 도포한 후, 소정의 경화 처리를 행한다.
그리고, 소정의 치수가 되도록 다이싱하고(도 6(d) 참조), 마지막에, 외부 단자 전극(14A, 14B)을 스퍼터 및 도금에 의해 형성함으로써, 평면 코일 소자(10)의 제작이 완료된다.
여기에서, 금속 자성 분말 함유 수지(20)에 함유되는 제 1 금속 자성 분말(30) 및 제 2 금속 자성 분말(32)의 상태에 관해서, 도 7을 참조하면서 설명한다.
제 1 금속 자성 분말(30)은 코일부(19)의 상하에 위치하는 금속 자성 분말 함유 수지(20) 중에서는, 그 대부분이 장직경 방향이 기판(16)의 면 방향(X-Y 평면 내의 방향)을 향하고 있다. 이것은, 이 부분의 금속 자성 분말 함유 수지(20)가 상기한 스크린 인쇄시에 면 방향으로 유동하기 때문에, 그 유동 방향에 장직경 방향이 연하도록 제 1 금속 자성 분말(30)이 배향되기 때문이다.
또한, 제 1 금속 자성 분말(30)은, 코일부(19)의 자심부(21)에 위치하는 금속 자성 분말 함유 수지(20) 중에서는, 그 대부분이 장직경 방향이 기판(16)의 두께 방향(Z 방향) 및 면 방향(X-Y 평면 내의 방향)에 대해 기울어진 경사 금속 자성 분말로 되어 있다. 이것은, 이 부분의 금속 자성 분말 함유 수지(20)가 상기한 스크린 인쇄시에 코일부(19)의 자심부(21)에 들어가지만, 그 때에 완전히 두께 방향을 따라 들어가지 않고, 인쇄 방향(스퀴지(28)의 이동 방향)측으로 기울어지도록, 비스듬히 아래 방향(도 7에서는 오른쪽 아래 방향)으로 제 1 금속 자성 분말(30)의 장직경 방향이 배향되기 때문이다.
또한, 코일부(19)의 상하에 위치하는 금속 자성 분말 함유 수지(20) 중에 있어서의 제 1 금속 자성 분말의 배향 상태는, 도 8(a)의 모식도에 도시하는 바와 같이 완전히 기판(16)의 면 방향을 향하고 있는 것은 아니고, 기판(16)의 두께 방향 및 면 방향으로 기울어지고 있는 것을 포함하고 있어도 좋다. 또한, 코일부(19)의 자심부(21)에 위치하는 금속 자성 분말 함유 수지(20) 중에 있어서의 제 1 금속 자성 분말의 배향 상태는, 도 8(b)의 모식도에 도시하는 바와 같이, 완전히 기판(16)의 두께 방향 및 면 방향에 대해 기울어지고 있는 것은 아니며, 기판(16)의 두께 방향 또는 면 방향을 향하고 있는 것을 포함하고 있어도 좋다. 다만, 평면 코일 소자(10)에 있어서는, 코일부(19)의 자심부(21)에 위치하는 금속 자성 분말 함유 수지(20) 중에 있어서의 제 1 금속 자성 분말 전체에 대한 기판(16)의 두께 방향 및 면 방향으로 기울어지고 있는 경사 금속 자성 분말의 수량 비율이 코일부(19)의 상하에 위치하는 금속 자성 분말 함유 수지(20) 중에 있어서의 제 1 금속 자성 분말 전체에 대한 기판(16)의 두께 방향 및 면 방향으로 기울어지고 있는 경사 금속 자성 분말의 수량 비율보다도 커져 있어야 한다.
제 2 금속 자성 분말(32)은 금속 자성 분말 함유 수지(20) 중에 균일하게 분산되어 있다. 제 2 금속 자성 분말(32)은, 상기한 바와 같이, 그 평균 입자 직경이 제 1 금속 자성 분말(30)의 평균 입자 직경보다도 훨씬 작기(평균 입자 직경비가 1/32) 때문에, 큰 직경의 제 1 금속 자성 분말(30) 사이에도 용이하게 들어갈 수 있다.
이와 같이, 금속 자성 분말 함유 수지(20)는, 평균 입자 직경이 상이한 제 1 금속 자성 분말(30)과 제 2 금속 자성 분말(32)을 사용함으로써, 금속 자성 분말 함유 수지(20) 중에 있어서의 금속 자성 분말의 충전율이 높아지고 있어, 높은 투자율이 얻어진다. 또한, 금속 자성체를 사용함으로써, 예를 들면 페라이트를 사용한 경우보다도, 직류 중첩 특성이 우수한 평면 코일 소자를 얻을 수 있다.
상기한 평면 코일 소자(10) 및 그 제조 방법에 있어서는 편평상 또는 침상의 제 1 금속 자성 분말(30)을 함유하는 금속 자성 분말 함유 수지(20)에 제 1 금속 자성 분말(30)의 평균 입자 직경(32㎛)보다도 작은 평균 입자 직경(1㎛)을 갖는 제 2 금속 자성 분말(32)이 함유되어 있기 때문에, 금속 자성 분말 함유 수지(20)의 점도가 유의적으로 저하되고 있다. 이로 인해, 코일부(19)를 둘러싸도록 도포 형성될 때에 금속 자성 분말 함유 수지(20)가 취급하기 용이하여, 평면 코일 소자(10)의 제조의 용이화가 도모되고 있다.
(평균 종횡비)
도 9, 도 10은 제 2 금속 자성 분말(30)의 평균 종횡비에 대한 점도의 경향을 조사하기 위해서 발명자들이 행한 실험의 결과이다. 이 실험에서는, 평균 입자 직경이 상이한 3종의 제 1 금속 자성 분말(퍼멀로이) 각각에 낮은 평균 종횡비(1.2)와 높은 평균 종횡비(2.8)의 제 2 금속 자성 분말(카르보닐 철)을 가한 샘플 1 내지 6을 준비하고, 각각의 샘플에 있어서 4개의 회전수(1, 2.5, 5, 10)에 있어서의 점도를 측정하였다.
샘플은 평균 입자 직경이 32㎛이고 평균 종횡비가 2.8인 제 1 금속 자성 분말과 평균 입자 직경이 1㎛이고 평균 종횡비가 1.2인 제 2 금속 자성 분말의 조합의 샘플 1, 평균 입자 직경이 21㎛이고 평균 종횡비가 2.8인 제 1 금속 자성 분말과 평균 입자 직경이 1㎛이고 평균 종횡비가 1.2인 제 2 금속 자성 분말의 조합의 샘플 2, 평균 입자 직경이 40㎛이고 평균 종횡비가 2.8인 제 1 금속 자성 분말과 평균 입자 직경이 1㎛이고 평균 종횡비가 1.2인 제 2 금속 자성 분말의 조합의 샘플 3, 평균 입자 직경이 32㎛이고 평균 종횡비가 2.8인 제 1 금속 자성 분말과 평균 입자 직경이 1㎛이고 평균 종횡비가 2.8인 제 2 금속 자성 분말의 조합의 샘플 4, 평균 입자 직경이 21㎛이고 평균 종횡비가 2.8인 제 1 금속 자성 분말과 평균 입자 직경이 1㎛이고 평균 종횡비가 2.8인 제 2 금속 자성 분말의 조합의 샘플 5, 평균 입자 직경이 40㎛이고 평균 종횡비가 2.8인 제 1 금속 자성 분말과 평균 입자 직경이 1㎛이고 평균 종횡비가 2.8인 제 2 금속 자성 분말의 조합의 샘플 6의 6종류이다. 또한, 어느 샘플이나 금속 자성 분말 함유 수지 중의 금속 자성 분말의 함유량을 97wt%로 하고, 제 1 금속 자성 분말과 제 2 금속 자성 분말의 혼합비를 중량비로 75/25로 하였다.
도 9는 그 측정 결과를 도시한 표이다. 도 10(a)는 샘플 1 내지 3의 회전수-점도 그래프이며, 도 10(b)는 샘플 4 내지 6의 회전수-점도 그래프이다.
도 10(a), (b)의 그래프로부터, 제 2 금속 자성 분말의 종횡비가 1.2인 샘플 1 내지 3이 제 2 금속 자성 분말의 종횡비가 2.8인 샘플 4 내지 6보다도 명백하게 점도가 낮아지는 경향으로 되고 있다. 이 경향은 제 1 금속 자성 분말의 평균 입자 직경의 대소에 관계없이 나타난다.
이로 인해, 제 2 금속 자성 분말의 평균 종횡비가 작을 수록(즉, 1에 가까워질수록), 점도를 저하시키는 효과가 높다고 할 수 있다. 따라서, 점도 저하의 관점에서, 제 2 금속 자성 분말(32)의 형상이 구 형상에 가까운 것이 바람직하며, 예를 들면 평균 종횡비는 1.0 내지 1.5인 것이 바람직하다.
(제 2 금속 자성 분말의 평균 입자 직경)
도 11은 제 2 금속 자성 분말의 평균 입자 직경의 적합한 범위를 구하기 위해서 발명자들이 행한 실험의 결과이다. 이 실험에서는, 제 2 금속 자성 분말의 평균 입자 직경이 상이한 3개의 샘플(샘플 A, 샘플 B, 샘플 C)에 있어서 4개의 회전수(1, 2.5, 5, 10)에 있어서의 점도를 측정하였다.
샘플은 평균 입자 직경이 32㎛이고 평균 종횡비가 2.8인 제 1 금속 자성 분말(퍼멀로이)과 평균 입자 직경이 1㎛인 제 2 금속 자성 분말(카르보닐 철)의 조합의 샘플 A, 평균 입자 직경이 32㎛이고 평균 종횡비가 2.8인 제 1 금속 자성 분말과 평균 입자 직경이 4㎛인 제 2 금속 자성 분말의 조합의 샘플 B, 평균 입자 직경이 32㎛이고 평균 종횡비가 2.8인 제 1 금속 자성 분말과 평균 입자 직경이 7㎛인 제 2 금속 자성 분말의 조합의 샘플 C의 3종류이다. 또한, 어느 샘플이나 금속 자성 분말 함유 수지 중의 금속 자성 분말의 함유량을 97wt%로 하고, 제 1 금속 자성 분말과 제 2 금속 자성 분말의 혼합비를 중량비로 75/25로 하였다.
도 11(a)에 그 측정 결과의 그래프를 도시하고, 도 11(b)에 측정 결과의 표를 도시한다. 도 11(a), (b)의 측정 결과로부터 명백한 바와 같이, 제 2 금속 자성 분말의 평균 입자 직경이 각각 1㎛ 및 4㎛인 샘플 A 및 샘플 B에서는 실용상 충분히 낮은 점도로 되어 있고, 제 2 금속 자성 분말의 평균 입자 직경이 1 내지 4㎛의 범위이면, 점도가 유의적으로 저하되는 것을 알 수 있다.
도 12는 제 1 금속 자성 분말(30)의 평균 입자 직경을 21㎛로 하고, 상기와 같이 행한 실험의 결과이며, 역시, 동일한 회전수(1, 2.5, 5, 10)에 있어서의 점도를 측정하였다.
샘플은 평균 입자 직경이 21㎛이고 평균 종횡비가 2.8인 제 1 금속 자성 분말(퍼멀로이)과 평균 입자 직경이 1㎛인 제 2 금속 자성 분말(카르보닐 철)의 조합의 샘플 D, 평균 입자 직경이 21㎛이고 평균 종횡비가 2.8인 제 1 금속 자성 분말과 평균 입자 직경이 4㎛인 제 2 금속 자성 분말의 조합의 샘플 E, 평균 입자 직경이 21㎛이고 평균 종횡비가 2.8인 제 1 금속 자성 분말과 평균 입자 직경이 7㎛인 제 2 금속 자성 분말의 조합의 샘플 F의 3종류이다. 또한, 어느 샘플이나 금속 자성 분말 함유 수지 중의 금속 자성 분말의 함유량을 97wt%로 하고, 제 1 금속 자성 분말과 제 2 금속 자성 분말의 혼합비를 중량비로 75/25로 하였다.
도 12(a)에 그 측정 결과의 그래프를 도시하고, 도 12(b)에 측정 결과의 표를 도시한다. 도 12(a), (b)의 측정 결과로부터 명백한 바와 같이, 제 2 금속 자성 분말의 평균 입자 직경이 각각 1㎛ 및 4㎛인 샘플 D 및 샘플 E에서는 실용상 충분히 낮은 점도로 되어 있고, 제 2 금속 자성 분말의 평균 입자 직경이 1 내지 4㎛의 범위이면, 점도가 유의적으로 저하되는 것을 알 수 있다.
도 13은 제 1 금속 자성 분말(30)의 평균 입자 직경을 40㎛로 하고, 상기와 같이 행한 실험의 결과이며, 역시, 동일한 회전수(1, 2.5, 5, 10)에 있어서의 점도를 측정하였다.
샘플은 평균 입자 직경이 40㎛이고 평균 종횡비가 2.8인 제 1 금속 자성 분말(퍼멀로이)과 평균 입자 직경이 1㎛인 제 2 금속 자성 분말(카르보닐 철)의 조합의 샘플 G, 평균 입자 직경이 40㎛이고 평균 종횡비가 2.8인 제 1 금속 자성 분말과 평균 입자 직경이 4㎛인 제 2 금속 자성 분말의 조합의 샘플 H, 평균 입자 직경이 40㎛이고 평균 종횡비가 2.8인 제 1 금속 자성 분말과 평균 입자 직경이 7㎛인 제 2 금속 자성 분말의 조합의 샘플 I의 3종류이다. 또한, 어느 샘플이나 제 1 금속 자성 분말과 제 2 금속 자성 분말의 혼합비를 중량비로 75/25로 하였다.
도 13(a)에 그 측정 결과의 그래프를 도시하고, 도 13(b)에 측정 결과의 표를 도시한다. 도 13(a), (b)의 측정 결과로부터 명백한 바와 같이, 제 2 금속 자성 분말의 평균 입자 직경이 각각 1㎛ 및 4㎛인 샘플 G 및 샘플 H에서는 실용상 충분히 낮은 점도로 되어 있고, 제 2 금속 자성 분말의 평균 입자 직경이 1 내지 4㎛의 범위이면, 점도가 유의적으로 저하되는 것을 알 수 있다.
이상의 실험 결과로부터, 제 1 금속 자성 분말(30)의 평균 입자 직경의 대소에 관계없이, 제 2 금속 자성 분말의 평균 입자 직경이 1 내지 4㎛의 범위이면, 점도가 유의적으로 저하되는 것을 알 수 있었다. 따라서, 점도 저하의 관점에서, 평면 코일 소자(10)에 사용되는 제 2 금속 자성 분말(32)의 평균 입자 직경은 1 내지 4의 범위로 하고 있다.
또한, 본 발명은 상기한 실시형태로 한하지 않고, 여러가지 변형이 가능하다.
예를 들면, 제 1 금속 자성 분말의 구성 재료는 철 니켈 합금(퍼멀로이 합금) 이외에, 비정질, FeSiCr계 합금, 센더스트 등이라도 좋다. 또한, 평면 코일용의 도체 패턴은 기판의 상하 양면에 형성하는 형태가 아니고, 상하면의 한쪽에만 형성하는 형태라도 좋다.
10…평면 코일 소자
14A, 14B…외부 단자 전극
16…기판
18A, 18B…도체 패턴
19…코일부
20…금속 자성 분말 함유 수지
21…자심부
30…제 1 금속 자성 분말
32…제 2 금속 자성 분말

Claims (6)

  1. 기판과, 상기 기판 위에 형성된 평면 코일용의 도체 패턴을 갖는 코일부와,
    상기 코일부를 둘러싸도록 인쇄에 의해 도포 형성되는 금속 자성 분말 함유 수지와,
    상기 금속 자성 분말 함유 수지에 함유되는 편평상 또는 침상의 제 1 금속 자성 분말과,
    상기 금속 자성 분말 함유 수지에 함유되고, 상기 제 1 금속 자성 분말의 평균 입자 직경보다도 작은 평균 입자 직경을 갖는 구 형상의 제 2 금속 자성 분말을 구비하고,
    상기 제 1 금속 자성 분말은 평균 입자 직경이 21㎛ 이상이고,
    상기 제 2 금속 자성 분말은 평균 입자 직경이 1 내지 4㎛ 이고, 또한, 평균 종횡비가 1.0 내지 1.5인 평면 코일 소자.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 기판과, 상기 기판 위에 형성된 평면 코일용의 도체 패턴을 갖는 코일부를 준비하는 공정과,
    편평상 또는 침상의 제 1 금속 자성 분말과, 상기 제 1 금속 자성 분말의 평균 입자 직경보다도 작은 평균 입자 직경을 갖는 구 형상의 제 2 금속 자성 분말을 포함하는 금속 자성 분말 함유 수지 페이스트를 준비하는 공정과,
    상기 금속 자성 분말 함유 수지 페이스트를 상기 코일부를 둘러싸도록 인쇄에 의해 도포하고, 경화시키는 공정을 포함하고,
    상기 제 1 금속 자성 분말은 평균 입자 직경이 21㎛ 이상이고,
    상기 제 2 금속 자성 분말은 평균 입자 직경이 1 내지 4㎛ 이고, 또한, 평균 종횡비가 1.0 내지 1.5인 평면 코일 소자의 제조 방법.
  5. 삭제
  6. 삭제
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