KR102214223B1

KR102214223B1 - 코일 부품

Info

Publication number: KR102214223B1
Application number: KR1020190002797A
Authority: KR
Inventors: 스기야마 미끼또; 오다하라 미츠루; 이시다 다꾸야; 오오이 히데아끼; 가와찌 다까오
Original assignee: 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼
Priority date: 2018-01-16
Filing date: 2019-01-09
Publication date: 2021-02-08
Also published as: CN110047639A; TWI671768B; JP6743833B2; KR20190087305A; US11322292B2; TW201933388A; US20190221357A1; JP2019125689A; CN110047639B

Abstract

외부 전극 간의 전기적 단락 및 도금 불량이 억제되고, 또한 인덕턴스가 향상된 코일 부품을 제공한다. 미가공체와, 미가공체에 매설된 코일 도체와, 미가공체의 표면에 설치된 외부 전극을 포함하는 코일 부품으로서, 미가공체는, 구형 금속 자성 재료를 포함하는 제1 자성체층과, 편평 금속 자성 재료를 포함하는 제2 자성체층 및 제3 자성체층을 포함하며, 코일 도체의 적어도 권회부는, 코일 도체의 축 방향에 있어서 제2 자성체층과 제3 자성체층의 사이에 위치하고, 상술한 축에 직교하는 방향에 있어서, 제2 자성체층 및 제3 자성체층의 폭이, 코일 도체의 권회부의 외경 이상이며, 제2 자성체층 및 제3 자성체층에 포함되는 편평 금속 자성 재료는, 편평 금속 자성 재료의 편평면이 코일 도체의 축에 대해서 직교하도록 배향되고, 제2 자성체층 및 제3 자성체층과 외부 전극의 사이에, 제1 자성체층이 존재하는, 코일 부품.

Description

코일 부품{COIL COMPONENT}

본 발명은, 코일 부품에 관한 것이다.

종래, 초크코일 등의 코일 부품에 있어서, 보다 높은 투자율을 실현하고, 보다 높은 인덕턴스를 취득할 것을 목적으로 하여, 편평 형상의 자성 재료가 사용되고 있다.

특허문헌 1에는, 적어도 권선과, 자심과, 전극으로 이루어지는 전자 부품에 있어서, 자심이 표면에 산화피막을 갖는 편평 형상 및/또는 바늘 형상의 연자성체 분말과 유기 결합제로 이루어지는 복합 자성체층인 것을 특징으로 하는 전자 부품이 개시되어 있다.

특허문헌 2에는, 연자성 금속 재료로 구성되는 자성체부와, 자성체부에 매설된 코일 도체와, 자성체부의 대향하는 측면에 설치된 한 쌍의 외부 전극을 포함하여 이루어지는 코일형 전자 부품으로서, 자성체부의 측면부의 적어도 일부가, 편평율이 0.50 이상인 편평 연자성 금속 재료를 포함하고, 이 편평 연자성 금속 재료가 코일 축 방향으로 배향되어 있는 것을 특징으로 하는 코일형 전자 부품이 개시되어 있다.

일본 특허공개 평9-306715호 공보 일본 특허공개 제2015-88522호 공보

그러나, 본 발명자들의 검토에 의해, 편평 형상의 자성 재료를 사용한 자성체층의 비저항이 낮은 것이 요인으로 되어, 외부 전극 간의 전기적 단락이나 외부 전극 형성 시의 도금 신장(spread) 등의 도금 불량이 발생할 수 있다는 문제가 있음을 알게 되었다.

본 발명의 목적은, 외부 전극 간의 전기적 단락 및 도금 불량이 억제되고, 또한 인덕턴스가 향상된 코일 부품을 제공하는 데 있다.

본 발명자들은, 편평 금속 자성 재료를 포함하는 자성체층을 코일 도체의 상하에 배치하고, 또한 편평 금속 자성 재료를 포함하는 자성체층과 외부 전극의 사이에 구형 금속 자성 재료를 포함하는 자성체층을 형성함으로써, 외부 전극 간의 전기적 단락 및 외부 전극 형성 시의 도금 신장 등의 도금 불량을 억제할 수 있으며, 또한 인덕턴스가 향상될 수 있음을 알아내어, 본 발명을 완성시키기에 이르렀다.

본 발명의 하나의 요지에 의하면, 미가공체(body)와, 미가공체에 매설된 코일 도체와, 미가공체의 표면에 설치된 외부 전극을 포함하는 코일 부품으로서,

미가공체는, 구형 금속 자성 재료를 포함하는 제1 자성체층과, 편평 금속 자성 재료를 포함하는 제2 자성체층 및 제3 자성체층을 포함하고,

코일 도체의 적어도 권회부는, 코일 도체의 축 방향에 있어서 제2 자성체층과 제3 자성체층의 사이에 위치하고,

상술한 축에 직교하는 방향에 있어서, 제2 자성체층 및 제3 자성체층의 폭이, 코일 도체의 권회부의 외경 이상이며,

제2 자성체층 및 제3 자성체층에 포함되는 편평 금속 자성 재료는, 편평 금속 자성 재료의 편평면이 코일 도체의 축에 대해서 직교하도록 배향되고,

제2 자성체층 및 제3 자성체층과 외부 전극의 사이에, 제1 자성체층이 존재하는, 코일 부품이 제공된다.

본 발명에 따른 코일 부품은, 상기 특징을 구비함으로써, 외부 전극 간의 전기적 단락 및 도금 불량이 억제되고, 또한 인덕턴스가 향상된다.

도 1은, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 코일 부품을 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는, 외부 전극을 생략한, 도 1에 도시한 코일 부품의 투과 사시도이다.
도 3은, 도 1에 도시한 코일 부품의, LT면에 평행한 절단면을 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 4는, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 코일 부품의 제1 변형예를 나타내는 단면도이다.
도 5는, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 코일 부품의 제2 변형예를 나타내는 단면도이다.
도 6은, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 코일 부품의 제3 변형예를 나타내는 단면도이다.
도 7은, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 코일 부품의 제4 변형예를 나타내는 단면도이다.
도 8은, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 코일 부품의 제5 변형예를 나타내는 단면도이다.
도 9는, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 코일 부품의 제6 변형예를 나타내는 단면도이다.
도 10은, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 코일 부품의 제7 변형예를 나타내는 단면도이다.
도 11은, 시뮬레이션에 사용한 모델의 개략도와 시뮬레이션으로 구한 인덕턴스값을 나타내는 그래프이다.
도 12는, 자성 재료의 충전율과 비저항의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 13은, 편평 금속 자성 재료를 포함하는 자성체층과 미가공체의 상면 사이의 거리와, 외부 전극 간의 절연 저항과의 관계를 나타내는 그래프이다.

이하, 본 발명의 실시 형태에 따른 코일 부품에 대하여, 도면을 참조하면서 상세히 설명한다. 단, 본 발명에 따른 코일 부품 및 각 구성 요소의 형상 및 배치 등은, 이하에 설명하는 실시 형태 및 도시된 구성으로 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 일 실시 형태에 따른 코일 부품(1)의 사시도를 도 1에 모식적으로 나타내고, 코일 부품(1)의 미가공체(2)의 투과 사시도를 도 2에 도시하고, 코일 부품(1)의 단면도를 도 3에 도시한다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시 형태의 코일 부품(1)은, 대략 직육면체 형상을 갖고 있다. 코일 부품(1)은, 개략적으로는 미가공체(2)와, 미가공체(2)에 매설된 코일 도체(3)와, 미가공체(2)의 표면에 설치된 외부 전극(4 및 5)을 포함한다. 미가공체(2)에 있어서, 도 3에 있어서의 도면 좌우측의 면을 「단부면」이라고 칭하고, 도면 상측의 면을 「상면」이라고 칭하고, 도면 하측의 면을 「하면」이라고 칭하고, 도면 전방측의 면을 「전면」이라고 칭하며, 도면 안쪽의 면을 「배면」이라고 부른다. 또한, 단부면, 전면 및 배면은, 단순히 「측면」이라고도 부른다. 미가공체(2)는, 구형 금속 자성 재료를 포함하는 제1 자성체층과, 편평 금속 자성 재료를 포함하는 제2 자성체층 및 제3 자성체층을 포함한다. 미가공체(2)의 내부에는, 코일 도체(3)가 매설되어 있다. 여기서, 코일 도체(3)에 있어서, 권선의 권회 방향을 따른 면을 코일 도체(3)의 「측면」이라고 칭하고, 권선의 두께 방향을 따른 면을 코일 도체(3)의 「단부면」이라고 부른다. 본 실시 형태에 있어서, 코일 도체(3)의 최외층에 있는 평각선의 주 표면에 의해 구성되는, 코일 도체(3)의 축에 평행한 면이 측면(18)이며, 각 층의 평각선의 측면에 의해 구성되는, 코일 도체(3)의 축에 수직인 면이 단부면(16, 17)이다. 또한, 외부 전극(4 및 5)은 각각, 미가공체(2)의 표면(양 단부면(23 및 24))에 설치된다. 도 1 내지 3에 도시한 구성에 있어서, 외부 전극(4 및 5)은 각각, 미가공체(2)의 단부면(23, 24)으로부터, 하면(26)의 일부에까지 연장되어 있다. 즉, 외부 전극(4 및 5)은 L자 전극이다. 무엇보다도, 본 실시 형태에 따른 코일 부품(1)에 있어서, 외부 전극(4 및 5)의 형상 및 배치는 도 1 및 3에 도시한 것으로 한정되지 않는다. 코일 도체(3)의 양단(말단(14 및 15))은 각각, 미가공체(2)의 단부면(23, 24)에 있어서 외부 전극(4 및 5)에 전기적으로 접속되어 있다.

본 명세서에 있어서, 코일 부품(1)의 길이를 「L」, 폭을 「W」, 두께(높이)를 「T」라고 부른다(도 1 및 도 2를 참조). 본 명세서에 있어서, 미가공체(2)의 전면(21) 및 배면(22)에 평행한 면을 「LT면」, 단부면(23, 24)에 평행한 면을 「WT면」, 상면(25) 및 하면(26)에 평행한 면을 「LW면」이라고 부른다.

본 실시 형태에 따른 코일 부품(1)에 있어서, 미가공체(2)는, 구형 금속 자성 재료를 포함하는 제1 자성체층(6)과, 편평 금속 자성 재료를 포함하는 제2 자성체층(71) 및 제3 자성체층(72)을 포함한다.

(제1 자성체층)

제1 자성체층(6)은, 구형 금속 자성 재료를 포함하며, 또한 편평 금속 자성 재료를 포함하지 않는다. 제1 자성체층(6)이 편평 금속 자성 재료를 포함하지 않음으로써, 외부 전극 간의 전기적 단락 및 도금 불량을 억제할 수 있다. 또한, 본 명세서에 있어서, 「구형」이란, 금속 자성 재료의 긴 직경 a와 짧은 직경 b의 비로 정의되는 애스펙트비(a/b)가 1 이상 10 이하인 것을 의미하고, 「편평」이란, 금속 자성 재료의 애스펙트비(a/b)가 50 이상 150 이하인 것을 의미한다. 제1 자성체층(6)은, 구형 금속 자성 재료 외에, 수지 재료를 포함한다. 제1 자성체층(6)은, 구형 금속 자성 재료 및 수지 재료의 컴포지트 재료로 구성되어도 된다. 제1 자성체층(6)은, 비투자율이 15 이상, 바람직하게는 20 이상, 보다 바람직하게는 30 이상이다.

구형 금속 자성 재료를 구성하는 금속 자성 재료로서는, 자성을 갖는 것이면 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어, 철, 코발트, 니켈 혹은 가돌리늄 또는 이들의 1종 또는 2종 이상을 포함하는 합금을 들 수 있다. 바람직하게는, 금속 자성 재료는, 철 또는 철합금이다. 철은, 철 바로 그 자체여도 되며, 철 유도체, 예를 들어 착체여도 된다. 이러한 철 유도체로서는, 특별히 한정되지 않지만, 철과 CO의 착체인 카르보닐 철, 바람직하게는 펜타카르보닐 철을 들 수 있다. 특히, 양파껍질 구조(입자의 중심으로부터 동심구상의 층을 형성하고 있는 구조)의 하드 그레이드의 카르보닐 철(예를 들어, BASF사 제조의 하드 그레이드의 카르보닐 철)이 바람직하다. 철합금으로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 Fe-Ni계 합금, Fe-Si-Al계 합금, Fe-Si계 합금, Fe-Co계 합금, Fe-Cr계 합금, Fe-Cr-Al계 합금, Fe-Cr-Si계 합금, 각종 Fe기 아몰퍼스 합금, 각종 Fe기 나노 결정 합금 등을 들 수 있다. 상기 합금은, 다른 부성분으로서 B, C 등을 더 포함하고 있어도 된다. 부성분의 함유량은, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 0.1중량％ 이상 5.0중량％ 이하, 바람직하게는 0.5중량％ 이상 3.0중량％ 이하일 수 있다. 상기 금속 자성 재료는 1종만이어도, 2종 이상이어도 된다.

바람직한 양태에 있어서, 구형 금속 자성 재료는, 바람직하게는 0.5㎛ 이상 10㎛ 이하, 보다 바람직하게는 1㎛ 이상 5㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 1㎛ 이상 3㎛ 이하의 평균 입경을 갖는다. 구형 금속 자성 재료의 평균 입경을 0.5㎛ 이상으로 함으로써, 구형 금속 자성 재료의 취급이 용이해진다. 또한, 구형 금속 자성 재료의 평균 입경을 10㎛ 이하로 함으로써, 구형 금속 자성 재료의 충전율을 보다 크게 하는 것이 가능하게 되어, 제1 자성체층(6)의 자기적 특성이 향상된다.

본 명세서에 있어서, 「평균 입경」이란, 자성체층의 단면의 SEM(주사형 전자 현미경) 화상에 있어서의 입자의 원 상당 직경의 평균을 의미한다. 예를 들어, 평균 입경은, 코일 부품(1)을 절단해서 얻어진 단면에 대하여, 복수 개소(예를 들어 5군데)의 영역(예를 들어 130㎛×100㎛)을 SEM으로 촬영하고, 이 SEM 화상을 화상 해석 소프트웨어(예를 들어, 아사히 가세이 엔지니어링사 제조, A조쿤(A-ZO KUN)(등록상표))을 사용해서 해석하여, 500개 이상의 구형 금속 자성 재료에 대하여 원 상당 직경을 구하고, 그 평균을 산출함으로써 얻을 수 있다.

구형 금속 자성 재료의 표면은, 절연 재료의 피막(이하, 단순히 「절연 피막」이라고도 함)으로 덮여 있어도 된다. 이 경우, 구형 금속 자성 재료의 표면은, 구형 금속 자성 재료 간의 절연성을 높일 수 있을 정도로 절연 피막으로 덮여 있으면 된다. 즉, 구형 금속 자성 재료의 표면은, 구형 금속 자성 재료의 표면 일부만 절연 피막으로 덮여 있어도 되며, 전체면이 덮여 있어도 된다. 또한, 절연 피막의 형상은, 특별히 한정되지 않으며 그물눈 형상이어도, 층 형상이어도 된다. 바람직한 양태에 있어서, 구형 금속 자성 재료는, 그 표면의 30％ 이상, 바람직하게는 60％ 이상, 보다 바람직하게는 80％ 이상, 더욱 바람직하게는 90％ 이상, 특히 바람직하게는 100％의 영역이 절연 피막에 의해 덮인다. 구형 금속 자성 재료의 표면을 절연 피막으로 덮음으로써, 제1 자성체층(6) 내부의 비저항을 높게 할 수 있다.

절연 피막의 두께는, 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 1㎚ 이상 100㎚ 이하, 보다 바람직하게는 3㎚ 이상 50㎚ 이하, 더욱 바람직하게는 5㎚ 이상 30㎚ 이하, 예를 들어 10㎚ 이상 30㎚ 이하 또는 5㎚ 이상 20㎚ 이하일 수 있다. 절연 피막의 두께를 보다 크게 함으로써, 제1 자성체층(6)의 비저항을 보다 높게 할 수 있다. 또한, 절연 피막의 두께를 보다 작게 함으로써, 제1 자성체층(6) 중의 구형 금속 자성 재료의 양을 보다 많게 할 수 있고, 제1 자성체층(6)의 자기적 특성이 향상되어, 제1 자성체층(6)의 소형화를 도모하는 것이 용이해진다.

제1 자성체층(6)에 포함되는 수지 재료로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 에폭시 수지, 페놀 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리이미드 수지, 폴리올레핀 수지 등의 열경화성 수지를 들 수 있다. 제1 자성체층(6)은, 수지 재료를 1종류만 포함해도 되며, 혹은 2종류 이상의 수지 재료를 포함해도 된다.

상기 양태에 있어서, 제1 자성체층(6)에 있어서의 구형 금속 자성 재료의 함유량은, 제1 자성체층(6) 전체에 대해서, 바람직하게는 70중량％ 이상, 보다 바람직하게는 80중량％ 이상, 더욱 바람직하게는 90중량％ 이상일 수 있다. 또한, 제1 자성체층(6)에 있어서의 구형 금속 자성 재료의 함유량의 상한은 특별히 한정되지 않지만, 제1 자성체층(6) 전체에 대해서, 바람직하게는 99.5중량％ 이하일 수 있다.

제1 자성체층(6)에 있어서의 구형 금속 자성 재료의 충전율은, 바람직하게는 40％ 이상, 보다 바람직하게는 50％ 이상, 더욱 바람직하게는 60％ 이상, 보다 더 바람직하게는 70％ 이상일 수 있다. 또한, 제1 자성체층(6)에 있어서의 구형 금속 자성 재료의 충전율의 상한은 특별히 한정되지 않지만, 당해 충전율은, 95％ 이하, 90％ 이하, 85％ 이하, 80％ 이하일 수 있다. 제1 자성체층(6)에 있어서의 구형 금속 자성 재료의 충전율을 높게 함으로써, 제1 자성체층(6)의 투자율이 높아지게 되고, 보다 높은 인덕턴스를 얻는 것이 가능해진다.

본 명세서에 있어서, 「충전율」이란, 자성체층의 단면의 SEM 화상에 있어서의 입자가 차지하는 면적의 비율을 의미한다. 예를 들어, 충전율은, 코일 부품(1)을 와이어소우(메이와포시스사 제조 DWS3032-4)로 제품 중앙부 부근을 절단하고, LT면의 대략 중앙부가 노출되도록 한다. 얻어진 단면에 대해서, 이온 밀링을 행하고(예를 들어, 히타치 하이테크사 제조 이온 밀링 장치 IM4000), 절단에 의한 늘어짐을 제거하고, 관찰용 단면을 얻는다. 단면의 복수 개소(예를 들어 5군데)의 소정의 영역(예를 들어 130㎛×100㎛)을 SEM으로 촬영하고, 이 SEM 화상을 화상 해석 소프트웨어(예를 들어, 아사히 가세이 엔지니어링사 제조, A조쿤(등록상표))를 사용하여 해석하고, 영역 중에 있어서의 구형 금속 자성 재료가 차지하는 면적의 비율을 구함으로써 얻을 수 있다.

하나의 양태에 있어서, 제1 자성체층(6)은, 다른 물질 입자를 더 포함하고 있어도 된다. 다른 물질의 입자를 포함시킴으로써, 자성체층을 제조할 때의 유동성을 조정할 수 있다.

(제2 자성체층 및 제3 자성체층)

제2 자성체층(71) 및 제3 자성체층(72)은, 편평 금속 자성 재료를 포함한다. 제2 자성체층(71) 및 제3 자성체층(72)은, 편평 금속 자성 재료 외에, 구형 금속 자성 재료를 포함해도 된다. 제2 자성체층(71) 및 제3 자성체층(72)은, 편평 금속 자성 재료 외에, 수지 재료를 포함한다. 제2 자성체층(71) 및 제3 자성체층(72)은, 편평 금속 자성 재료 및 수지 재료의 컴포지트 재료로 구성되어도 된다. 제2 자성체층(71) 및 제3 자성체층(72)은, 비투자율이 40 이상, 바람직하게는 60 이상, 보다 바람직하게는 80 이상이다.

편평 금속 자성 재료를 구성하는 금속 자성 재료는, 자성을 갖는 것이면 특별히 한정되지 않고, 제1 자성체층(6)에 포함되는 구형 금속 자성 재료를 구성하는 금속 자성 재료로서 상술한 재료와 마찬가지의 것이어도 된다. 제2 자성체층(71) 및 제3 자성체층(72)에 포함되는 편평 금속 자성 재료는, 제2 자성체층(71) 및 제3 자성체층(72)에 포함되는 구형 금속 자성 재료와 동일한 조성을 가져도 되며, 서로 다른 조성을 가져도 된다.

바람직한 양태에 있어서, 편평 금속 자성 재료는, 바람직하게는 1㎛ 이상 200㎛ 이하, 보다 바람직하게는 5㎛ 이상 100㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 10㎛ 이상 70㎛ 이하의 평균 입경을 갖는다. 편평 금속 자성 재료의 평균 입경을 10㎛ 이상으로 함으로써, 편평 금속 자성 재료의 취급이 용이해진다. 또한, 편평 금속 자성 재료의 평균 입경을 70㎛ 이하로 함으로써, 편평 금속 자성 재료의 충전율을 보다 크게 하는 것이 가능해지고, 자성체층의 자기적 특성이 향상된다. 또한, 짧은 직경의 길이는 0.12㎛ 이상 7㎛ 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.12㎛ 이상 5㎛ 이하이다. 긴 직경의 길이는 30㎛ 이상 200㎛ 이하가 바람직하며, 예를 들어 40㎛ 이상 90㎛ 이하이다.

제2 자성체층(71) 및 제3 자성체층(72)에 포함되는 편평 금속 자성 재료의 표면은 절연 피막에 의해 덮여 있어도 된다. 편평 금속 자성 재료의 표면에 형성되는 절연 피막의 형상 및 두께는, 상술한 구형 금속 자성 재료의 표면에 절연 피막이 형성되는 경우, 그 절연 피막과 마찬가지의 것이어도 된다. 또한, 절연 피막을 형성하지 않는 쪽이 투자율은 높아지지만, 비저항은 낮아지기 때문에, 단락이나 도금 불량이 일어나기 쉬워지는 경향이 있다. 이에 반하여, 본 실시 형태에 따른 코일 부품은, 편평 금속 자성 재료를 포함하는 자성체층(제2 자성체층(71) 및 제3 자성체층(72))과 외부 전극의 사이에, 구형 금속 자성 재료를 포함하는 자성체층(제1 자성체층(6))이 존재함으로써, 단락이나 도금 불량의 발생을 억제할 수 있다. 그 때문에, 절연 피막을 형성하지 않는 편평 금속 자성 재료를 사용해서 투자율을 높게 함과 동시에, 단락이나 도금 불량의 발생을 억제할 수 있다.

제2 자성체층(71) 및 제3 자성체층(72)에 포함되는 수지 재료는 특별히 한정되는 것이 아니라, 제1 자성체층(6)에 포함되는 수지 재료로서 상술한 재료와 마찬가지의 것이어도 된다. 제2 자성체층(71) 및 제3 자성체층(72)에 포함되는 수지 재료는, 제1 자성체층(6)에 포함되는 수지 재료와 동일한 조성을 가져도 되고, 서로 다른 조성을 가져도 된다.

상기 양태에 있어서, 제2 자성체층(71) 및 제3 자성체층(72) 각각에 있어서의 편평 금속 자성 재료의 함유량은, 제2 자성체층(71) 및 제3 자성체층(72) 각각의 전체에 대해서, 바람직하게는 70중량％ 이상, 보다 바람직하게는 80중량％ 이상, 더욱 바람직하게는 90중량％ 이상일 수 있다. 또한, 제2 자성체층(71) 및 제3 자성체층(72)에 있어서의 편평 금속 자성 재료의 함유량의 상한은 특별히 한정되지 않지만, 제2 자성체층(71) 및 제3 자성체층(72) 각각의 전체에 대해서, 바람직하게는 99.5중량％ 이하일 수 있다.

제2 자성체층(71) 및 제3 자성체층(72) 각각에 있어서의 편평 금속 자성 재료의 충전율은, 바람직하게는 30％ 이상, 보다 바람직하게는 50％ 이상, 더욱 바람직하게는 60％ 이상, 보다 더욱 바람직하게는 70％ 이상일 수 있다. 또한, 제2 자성체층(71) 및 제3 자성체층(72)의 각각에 있어서의 편평 금속 자성 재료의 충전율 상한은 특별히 한정되지 않지만, 당해 충전률은 80％ 이하, 75％ 이하, 70％ 이하, 65％ 이하일 수 있다. 제2 자성체층(71) 및 제3 자성체층(72)에 있어서의 편평 금속 자성 재료의 충전율을 높게 함으로써, 제2 자성체층(71) 및 제3 자성체층(72)의 투자율이 높아져서, 보다 높은 인덕턴스를 얻는 것이 가능해진다.

하나의 양태에 있어서, 제2 자성체층(71) 및 제3 자성체층(72)은, 다른 물질 입자를 더 포함하고 있어도 된다. 다른 물질의 입자를 포함시킴으로써, 자성체층을 제조할 때의 유동성을 조정할 수 있다.

또한, 제2 자성체층(71)과 제3 자성체층은, 동일한 조성을 가져도 되고, 서로 상이한 조성을 가져도 된다.

제2 자성체층(71) 및 제3 자성체층(72)은, 코일 도체(3)의 적어도 권회부가 코일 도체(3)의 축 방향에 있어서 제2 자성체층(71)과 제3 자성체층(72)의 사이에 위치하도록 배치된다. 제2 자성체층(71) 및 제3 자성체층(72)에 포함되는 편평 금속 자성 재료는, 편평 금속 자성 재료의 편평면이 코일 도체(3)의 축에 대해서 직교하도록 배향되어 있다. 편평 금속 자성 재료는, 형상 이방성에 의해 편평면 내 방향의 투자율이 커진다. 여기서, 「편평면」이란, 편평 금속 자성 재료의 긴 직경을 포함하는 면을 의미한다. 제2 자성체층(71) 및 제3 자성체층(72)에 있어서, 편평 금속 자성 재료의 편평면이 코일 도체(3)의 축에 대해서 직교하도록 배향되어 있음으로써, 편평 금속 자성 재료의 편평면은, 제2 자성체층(71) 및 제3 자성체층(72)을 통과하는 자속과 평행하게 된다. 이와 같이 투자율이 높은 편평면 방향이 자속과 평행하게 됨으로써, 코일 부품의 인덕턴스를 향상시킬 수 있다. 상술한 바와 같이, 편평 금속 자성 재료의 애스펙트비는 50 이상 150 이하이다. 애스펙트비가 상기 범위 내이면, 투자율을 높게 할 수 있어, 높은 인덕턴스값을 달성할 수 있다.

본 실시 형태에 따른 코일 부품(1)에 있어서, 제2 자성체층(71) 및 제3 자성체층(72)과, 외부 전극(4, 5)의 사이에, 제1 자성체층(6)이 존재한다. 제1 자성체층(6)은, 구형 금속 자석성 재료를 포함하며, 또한 편평 금속 자성 재료를 포함하지 않는다. 구형 금속 자성 재료를 포함하는 자성체층은, 편평 금속 자성 재료를 포함하는 자성체층과 비교해서 비저항이 높아지는 경향이 있다. 그 때문에, 제2 자성체층(71) 및 제3 자성체층(72)과, 외부 전극(4, 5)이 접촉하면, 외부 전극 간의 전기적 단락이나 도금 불량이 발생하기 쉬워질 우려가 있다. 이에 반하여, 본 실시 형태에 따른 코일 부품(1)에 있어서는, 제2 자성체층(71) 및 제3 자성체층(72)과, 외부 전극(4, 5)의 사이에 비저항이 낮은 구형 금속 자성 재료를 포함하는 제1 자성체층(6)이 존재함으로써, 외부 전극(4, 5)과, 제2 자성체층(71) 및 제3 자성체층(72)이 직접 접촉하지 않게 된다. 이와 같이 외부 전극(4, 5)과, 제2 자성체층(71) 및 제3 자성체층(72)을 이격해서 배치함으로써, 외부 전극 간의 전기적 단락이나 외부 전극 형성 시의 도금 신장 등의 도금 불량의 발생을 억제할 수 있다.

코일 도체(3)의 축에 직교하는 방향에 있어서, 제2 자성체층(71) 및 제3 자성체층(72)의 폭은, 코일 도체(3)의 권회부의 외경 이상이다. 여기서, 「권회부의 외경」이란, 코일 도체(3)의 측면(18)으로 구성되는 코일 도체(3)의 권회부의 외주의 직경을 의미한다. 도 3에 도시한 바와 같이, 코일 도체(3)의 축에 직교하는 방향에 있어서, 제2 자성체층(71) 및 제3 자성체층(72)의 폭은, 코일 도체(3)의 권회부의 외경과 동일한 것이 바람직하다. 이와 같이 제2 자성체층(71) 및 제3 자성체층(72)을 배치함으로써, 미가공체(2)의 상면(25)측 및 하면(26)측에 있어서의, 코일 도체(3) 근방의 자속 밀도가 집중되는 영역에 효율적으로 편평 금속 자성 재료를 배치할 수 있어, 효율적으로 인덕턴스 향상 효과를 얻을 수 있다.

본 실시 형태에 따른 코일 부품(1)에 있어서, 미가공체(2)의, 코일 도체(3)의 축에 직교하는 표면(즉 상면(25) 및 하면(26))의 적어도 하나가, 제1 자성체층(6)으로 구성되는 것이 바람직하다. 이와 같은 구성에 의해, 편평 금속 자성 재료를 포함하는 제2 자성체층(71) 및 제3 자성체층(72)과 외부 전극(4, 5)을 충분히 이격해서 배치할 수 있고, 외부 전극 간의 전기적 단락 및 도금 불량의 발생을 보다 한층 효과적으로 억제할 수 있다. 도 3에 도시한 구성에 있어서는, 미가공체(2)의, 코일 도체(3)의 축에 직교하는 표면(상면(25) 및 하면(26))의 양쪽이, 제1 자성체층(6)으로 구성되어 있다. 이 구성에 의해, 외부 전극 간의 전기적인 단락 및 도금 불량을 더욱 억제할 수 있다.

본 실시 형태에 따른 코일 부품(1)에 있어서, 제2 자성체층(71) 및 제3 자성체층(72)의 적어도 한쪽은, 미가공체(2)의 내부에 형성되는 것이 바람직하다. 이와 같은 구성에 의해, 편평 금속 자성 재료를 포함하는 제2 자성체층(71) 및 제3 자성체층(72)과 외부 전극(4, 5)을 충분히 이격해서 배치할 수 있어, 외부 전극 간의 전기적 단락 및 도금 불량의 발생을 보다 한층 효과적으로 억제할 수 있다. 도 3에 도시한 구성에 있어서는, 제2 자성체층(71) 및 제3 자성체층(72)의 양쪽이 미가공체(2)의 내부에 형성되어 있다. 이 구성에 의해, 외부 전극 간의 전기적 단락 및 도금 불량을 더욱 억제할 수 있다.

바람직하게는, 도 3에 도시한 바와 같이, 제2 자성체층(71) 및 제3 자성체층(72)은 미가공체(2)의 내부에 형성되고, 미가공체(2)의 표면 전체가 제1 자성체층(6)으로 구성된다. 이와 같은 구성에 의해, 비저항이 낮은 제2 자성체층 및 제3 자성체층이 미가공체(2)의 표면에 노출되지 않으므로, 외부 전극(4, 5)과 제2 자성체층 및 제3 자성체층의 이격 거리를 충분히 확보할 수 있어, 외부 전극 간의 전기적 단락 및 도금 불량의 발생을 더욱 효과적으로 억제할 수 있다.

도 3에 도시한 구성에 있어서는, 제2 자성체층(71) 및 제3 자성체층(72)의 양쪽이 미가공체(2)의 내부에 형성되고, 또한 코일 도체(3)의 축에 직교하는 방향에 있어서, 제2 자성체층(71) 및 제3 자성체층(72)의 폭은, 코일 도체(3)의 권회부의 외경과 동일하다. 도 3에 도시한 구성은, 보다 효율적으로 인덕턴스 향상 효과를 얻을 수 있음과 함께, 외부 전극 간의 전기적 단락 및 도금 불량의 발생을 보다 효과적으로 억제할 수 있다.

도 3에 도시한 바와 같이, 제2 자성체층(71)은 코일 도체(3)의 단부면(16)과 접촉하도록 배치되는 것이 바람직하다. 마찬가지로, 제3 자성체층(72)은, 코일 도체(3)의 단부면(17)과 접촉하도록 배치되는 것이 바람직하다. 이와 같은 배치에 의해, 코일 도체(3) 근방의 자속 밀도가 집중되는 영역에 효율적으로 편평 금속 자성 재료를 배치할 수 있어, 보다 한층 효율적으로 인덕턴스 향상 효과를 얻을 수 있다.

바람직한 양태에 의하면, 코일 도체(3)의 축 방향에 있어서, 제2 자성체층(71) 및 제3 자성체층(72)의 외측에 제1 자성체층(6)이 존재한다. 이 경우, 제2 자성체층(71) 및 제3 자성체층(72)의 외측에 존재하는 제1 자성체층(6)의 두께는, 바람직하게는 20㎛ 이상, 보다 바람직하게는 80㎛ 이상이며, 바람직하게는 140㎛ 이하이다. 또한, 도 3에 있어서, 제2 자성체층(71)의 외측에 존재하는 제1 자성체층(6)의 두께를 예로서 부호 「T」로 나타낸다. 제2 자성체층(71) 및 제3 자성체층(72)의 외측에 존재하는 제1 자성체층(6)의 두께를 20㎛ 이상, 보다 바람직하게는 80㎛ 이상으로 함으로써 외부 전극이 설치되는 미가공체(2)의 표면에 있어서의 비저항값을 높게 할 수 있어, 외부 전극 간의 단락 및 도금 불량의 발생을 보다 한층 효과적으로 억제할 수 있다. 또한, 제2 자성체층(71) 및 제3 자성체층(72)의 외측에 존재하는 제1 자성체층(6)의 두께를 140㎛ 이하로 함으로써, 외부 전극 간의 단락 및 도금 불량의 발생을 억제하면서, 코일 부품(1)을 소형화할 수 있다.

(코일 도체)

코일 도체(3)는 미가공체(2)에 매설되어 있으며, 코일 도체(3)의 적어도 권회부는, 코일 도체(3)의 축 방향에 있어서 제2 자성체층(71)과 제3 자성체층(72)의 사이에 위치한다. 본 실시 형태에 있어서, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 코일 도체(3)는, 축이 미가공체(2)의 상하 방향을 향하도록 배치된다. 코일 도체(3)는, 그 양쪽 말단(14, 15)이, 미가공체(2)의 단부면(23, 24)으로 인출되고, 외부 전극(4, 5)에 전기적으로 접속되어 있다.

코일 도체(3)를 구성하는 도전성 재료로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 금, 은, 구리, 팔라듐, 니켈 등을 들 수 있다. 바람직하게는, 도전성 재료는 구리이다. 코일 도체(3)는, 도전성 재료를 1종류만 포함해도 되며, 혹은 2종류 이상 포함해도 된다.

코일 도체(3)는, 도선이나, 도전 페이스트, 도전성 재료의 박 등으로 형성할 수 있지만, 도선으로 형성한 쪽이 코일 부품(1)의 직류 저항을 내릴 수 있어서 바람직하다. 도선은, 둥근선이어도, 평각선이어도 되지만, 바람직하게는 평각선이다. 평각선을 이용함으로써, 도선을 간극 없이 권회하는 것이 용이해진다.

하나의 양태에 있어서, 코일 도체(3)를 형성하는 도선은, 절연성 물질로 피복되어 있는 것이 바람직하다. 코일 도체(3)를 형성하는 도선을 절연성 물질로 피복함으로써, 코일 도체와 자성체층의 절연을 보다 확실하게 할 수 있어, 코일 부품(1)의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 또한, 당연히, 도선의 외부 전극(4, 5)에 접속되는 부분에는 절연성 물질은 존재하지 않고, 도선이 노출되어 있다.

상술한 절연성 물질로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 폴리우레탄 수지, 폴리에스테르 수지, 에폭시 수지, 폴리아미드이미드 수지를 들 수 있으며, 바람직하게는 폴리아미드이미드 수지이다.

코일 도체(3)는, 어느 쪽의 타입의 코일 도체도 사용할 수 있지만, 예를 들어 α 권선, 에지 와이즈 권선, 소용돌이(스파이럴), 나선 감기 등의 코일 도체를 사용할 수 있다. 코일 도체(3)를 도선으로 형성하는 경우, α 권선이나 에지 와이즈 권선이 부품의 소형화의 관점에서 바람직하다. 도 2에 도시한 코일 부품(1)에 있어서, 코일 도체(3)는 α 권선의 코일 도체이다. 바람직한 양태에 있어서, 코일 도체(3)는, 평각선을 α 감기한 코일 도체일 수 있다.

하나의 양태에 있어서, 코일 도체(3)는, 미가공체의 상면(25)으로부터 한쪽의 단부면(16)까지의 거리와, 하면(26)으로부터 다른 쪽의 단부면(17)까지의 거리가 동등해지도록 배치된다. 이에 의해 미가공체 전체가 보다 균등하게 인덕턴스에 기여하고, 전체로서의 인덕턴스가 향상된다.

(외부 전극)

외부 전극(4, 5)은 각각, 미가공체(2)의 표면에 설치되고, 코일 도체(3)의 말단(14, 15)에 전기적으로 접속된다.

하나의 양태에 있어서, 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 외부 전극(4, 5)은 각각, 코일 부품(1)의 미가공체(2)의 단부면(23 및 24), 및 하면(26)의 일부에 L자 전극(이면 전극)으로서 형성된다. 다른 양태에 있어서, 외부 전극(4, 5)은, 코일 부품(1)의 미가공체(2)의 하면(26)의 일부에만 형성된 저면 전극이어도 된다. 외부 전극(4, 5)을 미가공체(2)의 표면에 L자 전극 또는 저면 전극으로서 형성함으로써, 코일 부품을 기판 등에 실장할 때, 상방에 위치하는 다른 부품, 예를 들어 하우징, 실드 등과 단락하는 것을 방지할 수 있다.

또 다른 양태에 있어서, 외부 전극(4, 5)은, 코일 부품(1)의 미가공체(2)의 단부면(23, 24), 및 전면(21), 배면(22), 상면(25), 하면(26)의 일부에 5면 전극으로서 형성되어도 된다.

외부 전극(4, 5)은 도전성 재료, 바람직하게는 Au, Ag, Pd, Ni, Sn 및 Cu로부터 선택되는 1종 또는 그 이상의 금속 재료로 구성된다.

외부 전극(4, 5)은 단층이어도 되고, 다층이어도 된다. 하나의 양태에 있어서, 외부 전극(4, 5)이 다층인 경우, 외부 전극(4, 5)은 Ag 또는 Pd를 포함하는 층, Ni를 포함하는 층, 또는 Sn을 포함하는 층을 포함할 수 있다. 바람직한 양태에 있어서, 외부 전극(4, 5)은 Ag 또는 Pd를 포함하는 층, Ni를 포함하는 층, 및 Sn을 포함하는 층으로 이루어진다. 바람직하게는, 상술한 각 층은, 코일 도체(3)측으로부터, Ag 또는 Pd를 포함하는 층, Ni를 포함하는 층, Sn을 포함하는 층의 순서로 형성된다. 바람직하게는, Ag 또는 Pd를 포함하는 층은 Ag 페이스트 또는 Pd 페이스트를 베이킹한 층(즉, 열경화한 층)이며, Ni를 포함하는 층 및 Sn을 포함하는 층은 도금층일 수 있다.

외부 전극(4, 5)의 두께는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 1㎛ 이상 20㎛ 이하, 바람직하게는 5㎛ 이상 10㎛ 이하일 수 있다.

다른 양태에 있어서, 코일 부품(1)은 외부 전극(4, 5)을 제외하고, 보호층에 의해 덮여 있어도 된다. 보호층을 형성함으로써, 기판 등에 실장할 때, 다른 전자 부품과 단락하는 것을 방지할 수 있다.

보호층을 구성하는 절연성 재료로서는, 예를 들어 아크릴 수지, 에폭시 수지, 폴리이미드 수지 등의 전기 절연성이 높은 수지 재료를 들 수 있다.

(코일 부품의 제조 방법)

다음으로, 코일 부품(1)의 제조 방법에 대하여 설명한다. 우선, 금형에 코일 도체를 복수 배치한다. 이어서, 이들 코일 도체 위에, 제1 자성체층의 시트를 겹치고, 이어서, 1차 프레스를 행한다. 1차 프레스에 의해, 코일 도체의 측면이 제1 자성체층의 시트 중에 매립되고, 코일 도체(3)의 내부에 제1 자성체층의 일부가 충전된다.

다음으로, 1차 프레스에 의해 얻어진 코일 도체가 매립된 시트를 금형으로부터 떼어내고, 이어서, 코일 도체의 한쪽의 단부면이 노출된 면에, 제2 자성체층의 시트를 겹치고, 또한 그 위에 제1 자성체층의 시트를 겹쳐서 2차 프레스를 행한다. 그 후, 코일 도체의 다른 쪽의 단부면이 노출한 면에, 제3 자성체층의 시트를 겹치고, 또한 그 위에 제1 자성체층의 시트를 겹쳐서 3차 프레스를 행한다. 이에 의해, 복수의 미가공체가 포함되는 집합 코일 기판이 얻어진다. 상술한 제1 자성체층의 시트, 제2 자성체층의 시트 및 제3 자성체층의 시트는, 3차 프레스에 의해 일체로 되고, 코일 부품(1)의 미가공체(2)를 형성한다.

또한, 제2 자성체층의 시트 및 제3 자성체층의 시트에 있어서, 편평 금속 자성 재료의 배향은, 공지된 방법을 적절히 채용함으로써 제어할 수 있다. 예를 들어, 용융된 수지 재료 및 편평 금속 자성 재료의 혼합물을 시트 형상으로 성형하고, 시트의 주면에 대해서 평행한 방향의 전단력을 가함으로써, 편평 금속 자성 재료의 편평면을 시트의 주면에 대해서 평행한 방향으로 배향시킬 수 있다. 상술한 방법에 있어서, 전단력에 추가하여 자장을 인가함으로써, 편평 금속 자성 재료의 배향을 제어해도 된다.

다음으로, 3차 프레스에 의해 얻어진 집합 코일 기판을, 각각의 미가공체로 분할한다. 얻어진 미가공체가 대향하는 단부면(23, 24)의 각각에는, 코일 도체(3)의 말단(14, 15)이 노출되어 있다.

다음으로, 미가공체(2)의 소정의 개소에, 외부 전극(4, 5)을, 예를 들어 도금 처리, 바람직하게는 전해 도금 처리에 의해 형성한다.

바람직한 양태에 있어서, 도금 처리는, 외부 전극을 형성하는 개소에 대응하는 미가공체 표면에 레이저를 조사한 후에 행해진다. 미가공체 표면에 레이저를 조사함으로써, 자성체층을 구성하는 수지 재료의 적어도 일부가 제거되고, 금속 자성 재료가 노출된다. 이에 의해, 미가공체 표면의 전기 저항이 작아져서, 도금을 형성하기 쉬워진다.

이에 의해 본 실시 형태에 따른 코일 부품(1)이 제조된다.

또한, 본 실시 형태에 따른 코일 부품의 제조 방법은, 상술한 제조 방법으로 한정되지 않고, 상술한 제조 방법의 일부를 변경한 방법이나, 다른 방법에 의해서도 제조할 수 있다.

(제1 변형예)

다음으로, 본 발명의 실시 형태에 따른 코일 부품(1)의 변형예에 대하여 이하에 설명한다. 도 4는, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 코일 부품의 제1 변형예를 나타내는 단면도이다. 본 변형예는, 제2 자성체층(71) 및 제3 자성체층(72)과, 코일 도체(3)의 사이에, 제1 자성체층(6)이 존재하는 점에서 도 3에 도시한 구성과 상이하다. 도 4에 도시한 바와 같이 제2 자성체층(71) 및 제3 자성체층(72)과 코일 도체(3)가 이격하고 있는 경우에도, 도 3에 도시한 구성과 마찬가지로, 외부 전극 간의 전기적 단락 및 도금 불량이 억제되며, 또한 인덕턴스가 향상된다.

(제2 변형예)

도 5는, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 코일 부품의 제2 변형예를 나타내는 단면도이다. 본 변형예는, 제2 자성체층(71) 및 제3 자성체층(72)의 폭이, 코일 도체(3)의 권회부의 외경보다 큰 점에서 도 3에 도시한 구성과 상이하다. 이와 같은 구성에 의해서도, 외부 전극 간의 전기적 단락 및 도금 불량이 억제되고, 또한 인덕턴스가 향상된다. 또한, 도 5에 있어서, 제2 자성체층(71) 및 제3 자성체층(72)은 각각, 코일 도체의 단부면(16, 17)과 접촉하고 있지만, 제2 자성체층(71) 및 제3 자성체층(72)과, 코일 도체(3)의 사이에, 제1 자성체층(6)이 존재해도 된다.

(제3 변형예)

도 6은, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 코일 부품의 제3 변형예를 나타내는 단면도이다. 본 변형예는, 미가공체(2)의, 코일 도체(3)의 축에 직교하는 표면 중, 외부 전극이 설치되어 있지 않은 면이, 제2 자성체층(71) 또는 제3 자성체층(72)으로 구성되는 점에서, 도 3에 도시한 구성과 상이하다. 도 6에 있어서는, 외부 전극이 설치되어 있지 않은 미가공체(2)의 상면(25)이, 제2 자성체층(71)으로 구성되어 있다. 도 6 에 도시한 바와 같이 외부 전극(4, 5)이 L자 전극인 경우, 외부 전극이 설치되어 있지 않은 면을, 편평 금속 자성 재료를 포함하는 자성체층으로 구성해도, 편평 금속 자성 재료를 포함하는 자성체층과 외부 전극이 이격하고 있으므로, 외부 전극 간의 절연 저항을 확보할 수 있다. 본 변형예는, 코일 부품의 제조가 용이하고, 또한 더욱 큰 인덕턴스 향상 효과를 기대할 수 있다는 이점을 갖는다. 또한, 도 6에 있어서, 제2 자성체층(71) 및 제3 자성체층(72)은 각각, 코일 도체의 단부면(16, 17)과 접촉하고 있지만, 제2 자성체층(71) 및 제3 자성체층(72)과, 코일 도체(3)의 사이에, 제1 자성체층(6)이 존재해도 된다. 또한, 본 변형예에서는, 제3 자성체층(72)의 폭이 코일 도체(3)의 권회부의 외경보다 크지만, 제3 자성체층(72)의 폭은 코일 도체(3)의 권회부의 외경과 동일해도 된다.

(제4 변형예)

도 7은, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 코일 부품의 제4 변형예를 나타내는 단면도이다. 본 변형예는, 미가공체(2)의, 코일 도체(3)의 축에 직교하는 표면 중, 외부 전극이 설치되어 있지 않은 면이, 제2 자성체층(71) 또는 제3 자성체층(72)으로 구성되는 점에서, 도 3에 도시한 구성과 상이하다. 도 7에 있어서는, 외부 전극이 설치되어 있지 않은 미가공체(2)의 상면(25)이, 제2 자성체층(71)으로 구성되어 있으며, 또한, 미가공체(2)의 양 단부면(23, 24)에 있어서 제2 자성체층(71) 및 제3 자성체층(72)이 노출되어 있다. 본 변형예에 있어서, 외부 전극(4, 5)은 저면 전극이다. 외부 전극으로서 저면 전극을 사용하는 경우, 미가공체(2)의 외부 전극(4, 5)을 설치하는 면(미가공체(2)의 하면(26))만을 편평 금속 자성 재료를 포함하지 않는 제1 자성체층(6)으로 구성함으로써, 외부 전극(4, 5)과, 제2 자성체층(71) 및 제3 자성체층(72)을 충분히 이격해서 배치할 수 있어, 외부 전극 간의 전기적 단락 및 도금 불량의 발생을 충분히 억제할 수 있다. 본 변형예는, 코일 부품의 제조가 용이하고, 또한 더욱 큰 인덕턴스 향상 효과를 기대할 수 있다는 이점을 갖는다. 또한, 도 7에 있어서, 제2 자성체층(71) 및 제3 자성체층(72)은 각각, 코일 도체의 단부면(16, 17)과 접촉하고 있지만, 제2 자성체층(71) 및 제3 자성체층(72)과, 코일 도체(3)의 사이에, 제1 자성체층(6)이 존재해도 된다.

(제5 변형예)

도 8은, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 코일 부품의 제5 변형예를 나타내는 단면도이다. 본 변형예는, 제2 자성체층(71) 및 제3 자성체층(72)이, 코일 도체(3)의 축 방향에 있어서 코일 도체(3)와 겹치는 부분에만 설치되는 점에서, 도 3에 도시한 구성과 상이하다. 본 변형예는, 자속 밀도가 집중되는 코일 도체(3)의 양 단부면의 근방 영역에만 편평 금속 자성 재료를 배치함으로써, 효율적으로 인덕턴스 향상 효과를 얻을 수 있다는 이점을 갖는다. 또한, 도 8에 있어서, 제2 자성체층(71) 및 제3 자성체층(72)은 각각, 코일 도체의 단부면(16, 17)과 접촉하고 있지만, 제2 자성체층(71) 및 제3 자성체층(72)과, 코일 도체(3)의 사이에, 제1 자성체층(6)이 존재해도 된다.

(제6 변형예)

도 9는, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 코일 부품의 제6 변형예를 나타내는 단면도이다. 본 변형예는, 미가공체(2)가, 코일 도체(3)의 권회부의 외측을 둘러싸는 제4 자성체층(73)을 더 포함하는 점에서 제5 변형예와 상이하다. 또한, 제4 자성체층(73)은, 예를 들어 도 3 내지 7, 10에 도시된 변형예에 더 형성해도 된다. 제4 자성체층(73)은 편평 금속 자성 재료를 포함하고, 제4 자성체층(73)에 포함되는 편평 금속 자성 재료는, 편평 금속 자성 재료의 편평면이 코일 도체(3)의 축에 대해서 평행하도록 배향되어 있으며, 제4 자성체층(73)과 외부 전극(4 및 5)의 사이에, 제1 자성체층(6)이 존재한다. 제4 자성체층(73)에 있어서 편평 금속 자성 재료를 이와 같이 배향시킴으로써, 제4 자성체층(73) 내의 편평 금속 자성 재료의 편평면은, 제4 자성체층(73)을 통과하는 자속과 평행하게 된다. 제4 자성체층(73)을 설치함으로써, 코일 부품(1)의 인덕턴스를 더욱 향상시킬 수 있다. 또한, 제4 자성체층(73)과 외부 전극(4 및 5)의 사이에 제1 자성체층(6)이 존재함으로써, 외부 전극 간의 절연 저항을 확보할 수 있다. 또한, 도 9에 도시한 구성에 있어서, 제4 자성체층(73)은 미가공체(2)의 표면에 노출되어 있지 않지만, 제4 자성체층(73)과 외부 전극(4 및 5) 사이의 이격 거리가 충분히 확보되어 있는 한, 제4 자성체층(73)은 미가공체(2)의 표면에 노출되어도 된다.

(제7 변형예)

도 10은, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 코일 부품의 제7 변형예를 나타내는 단면도이다. 본 변형예는, 미가공체(2)가, 코일 도체(3)의 권회부의 내측에 충전된 제5 자성체층(74)을 더 포함하는 점에서, 도 3에 도시한 구성과 상이하다. 또한, 제5 자성체층(74)은, 예를 들어 도 4 내지 9에 도시된 변형예에 더 형성해도 된다. 제5 자성체층(74)은 편평 금속 자성 재료를 포함하고, 제5 자성체층(74)에 포함되는 편평 금속 자성 재료는, 편평 금속 자성 재료의 편평면이 코일 도체(3)의 축에 대해서 평행하도록 배향되어 있으며, 제5 자성체층(74)과 외부 전극(4 및 5)의 사이에, 제1 자성체층(6)이 존재한다. 제5 자성체층(74)에 있어서 편평 금속 자성 재료를 이와 같이 배향시킴으로써, 제5 자성체층(74) 내의 편평 금속 자성 재료의 편평면은, 제5 자성체층(74)을 통과하는 자속과 평행하게 된다. 제5 자성체층(74)을 형성함으로써, 코일 부품(1)의 인덕턴스를 더욱 향상시킬 수 있다. 또한, 제5 자성체층(74)과 외부 전극(4 및 5)의 사이에 제1 자성체층(6)이 존재함으로써, 외부 전극 간의 절연 저항을 확보할 수 있다. 또한 본 변형예에서는, 제2 자성체층(71) 및 제 3 자성체층(72)의 폭이 코일 도체(3)의 권회부의 외경과 동일하게 되어 있지만, 제2 자성체층(71) 및 제3 자성체층(72)의 폭은 코일 도체(3)의 권회부의 외경보다도 커도 되며, 작아도 된다. 예를 들어, 코일 도체(3)의 축 방향으로부터 평면에서 보았을 때, 제2 자성체층(71) 및 제3 자성체층(72)의 L 방향의 폭이 코일 도체(3)의 권회부의 L 방향의 외경보다도 크고, 코일 도체(3)의 권회부의 내측에서 볼 때, 제2 자성체층(71) 및 제 3 자성체층(72)의 L 방향의 단부가 코일 도체의 측면(18)보다도 외측에 위치해도 된다. 또한, 제2 자성체층(71) 및 제3 자성체층(72)의 폭은 코일 도체(3)의 권회부의 외경보다도 작고, 제2 자성체층(71) 및 제3 자성체층(72)이, 코일 도체(3)의 축 방향에 있어서 코일 도체(3) 와 겹치는 부분에만 형성되어 있어도 된다.

다음으로, 본 발명의 실시 형태에 따른 코일 부품이 발휘하는 작용 효과에 대하여 더욱 상세히 설명한다. 편평 금속 자성 재료는, 그 편평도가 높아질수록, 형상 이방성에 의해 편평면 내 방향의 투자율이 커진다. 그러나, 편평 금속 자성 재료의 편평도가 높아질수록, 편평면에 대해서 수직인 방향의 투자율은 작아진다. 일반적으로, 입자의 투자율은, 그 형상에 의해 결정되는 반자계 계수에 반비례한다. 여기서, 편평 금속 자성 재료의 편평면이 xy면 내에 있으며, 편평면에 수직인 방향이 z축 방향에 있는 경우를 생각한다. 이 경우, 편평면 내 방향의 반자계 계수(Nd_x, Nd_y)는, 편평도(애스펙트비)가 커짐에 따라서 작아진다. 한편, 편평면에 수직인 방향의 반자계 계수(Nd_z)는, 편평도(애스펙트비)가 커짐에 따라서 커진다. 예를 들어, 애스펙트비가 100인 편평 금속 자성 재료에 있어서, 편평면 내 방향의 실효부 투자율은, 구형의 자성 재료의 실효부 투자율과 비교해서 약 5배로 향상된다. 이때, 편평 금속 자성 재료의 Nd_x 및 Nd_y는, 구형의 자성 재료의 1/5 정도로 저하된다. 한편, 각 방향의 반자계 계수는 Nd_z+Nd_y+Nd_z=1의 관계를 만족시킨다. 따라서, 편평 금속 자성 재료의 Nd_z는, 구형의 자성 재료와 비교해서 3.5배 정도로 증가한다. 즉, 편평 금속 자성 재료의 수직 방향의 투자율은, 구형의 자성 재료 약 3/10배로 된다.

편평 금속 자성 재료를 코일 부품에 사용하는 경우, 코일의 여자 자계가 편평 금속 자성 재료의 편평면에 대해서 수직으로 인가되는 부분도 존재할 수 있다. 그 때문에, 편평 금속 자성 재료의 배치에 따라서는, 원하는 인덕턴스 향상의 효과를 얻지 못하는 경우가 있을 수 있다.

그래서, 편평 금속 자성 재료의 적합한 배치에 대하여, 이하에 설명하는 유한 요소법 전자계 시뮬레이션에 의해 검토를 행하였다. 검토에 사용한 모델의 개략도를 도 11의 (A) 내지 (D)에 나타내고, 각 모델에 대하여 시뮬레이션으로 구한 인덕턴스를 도 11의 (E)에 나타낸다. 또한, 도 11의 (D)에 도시한 구조는, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 도 3에 도시한 코일 부품의 구조와 마찬가지의 것이다.

상술한 편평 금속 자성 재료의 편평면에 대해서 수직인 방향의 투자율을 고려하면, 도 11의 (B)의 구조에서는, 구형의 자성 재료를 사용한 (A)의 구조와 비교하여, 인덕턴스는 오히려 저하되었다. 이것은, 코일의 내부 및 외측에 있어서의 자계의 방향이, 편평면에 대해서 수직인 방향, 즉 투자율이 낮은 방향이기 때문이다. 이러한 점에서, (B)의 구조는, 편평 금속 자성 재료의 배치로서 적절하지 않음을 알 수 있다.

한편, 도 11의 (C) 및 (D)의 구조에 대해서는, 구형의 자성 재료를 사용한 (A)의 구조와 비교하여, 높은 인덕턴스 향상 효과를 확인할 수 있었다. 이 중, (C)의 구조는, 미가공체의 상면 및 하면의 양쪽이, 비저항값이 낮은 편평 금속 자성 재료를 포함하는 자성체층으로 구성되어 있으므로, 미가공체의 내전압성이 저하되고, 외부 전극 간의 전기적 단락의 가능성이 높아진다는 문제가 있다. 이에 반하여, (D)의 구조는, 미가공체의 표면 전체가, 비저항값이 높은 구형 금속 자성 재료를 포함하는 자성체층으로 구성되어 있으므로, 편평 금속 자성 재료를 포함하는 층과, 외부 전극과의 전기적 접촉(전기 회로를 형성하는 접촉)을 회피할 수 있다. 바꾸어 말하면, 본 실시 형태에 따른 (D)의 구조에 의하면, 미가공체의 상면 및 하면의 양쪽이 편평 금속 자성 재료를 포함하는 층으로 구성되는 (C)의 구조와 동등한 높은 인덕턴스를 달성하면서, (C)의 구조보다도 외부 전극 간의 전기적 단락 및 도금 불량의 발생이 억제된 코일 부품을 실현할 수 있다.

이하, 본 실시 형태에 따른 코일 부품의 구체적인 구성예를 사용하여, 본 실시 형태에 따른 코일 부품의 절연성 향상 효과에 대하여 설명한다.

도 12는, 자성 재료의 충전율과 비저항과의 관계를 나타내는 그래프이다. 일반적으로, 편평 금속 자성 재료를 금속 필러로서 사용한 경우, 구형의 자성 재료와 비교하여, 충전율은 낮아지지만, 더 높은 투자율을 얻을 수 있다. 한편, 동일한 충전율로 비교한 경우, 편평 금속 자성 재료를 포함하는 자성체층은, 구형 금속 자성 재료를 포함하는 자성체층과 비교해서 비저항이 작아진다.

그래서, 도 3에 도시한 바와 같이 편평 금속 자성 재료를 포함하는 층이 배치된 코일 부품에 대하여, 외부 전극 간의 절연 저항(IR)을 계산하였다. 계산에 있어서, 미가공체의 상면과 코일의 단부면과의 거리를 170㎛로 고정하고, 편평 금속 자성 재료를 포함하는 자성체층의 두께를 변화시킴으로써, 미가공체의 상면과 편평 금속 자성 재료를 포함하는 자성체층과의 거리를 변화시켰다. 구형의 자성 재료의 비저항을 1×10⁹Ω·㎝, 편평 금속 자성 재료의 비저항을 1×10⁴ 내지 1×10⁸Ω·㎝로 하였다. 계산 결과를 도 13에 나타낸다. 도 13으로부터, 미가공체 상면과 편평 금속 자성 재료를 포함하는 층과의 거리가 커짐에 따라서, IR이 높아짐을 알 수 있다. 코일 부품의 표면에 있어서는, 미가공체의 내전압성을 고려하면, 10⁹ 정도의 IR이 필요하다. 계산에 사용한 구성에 있어서는, 편평 금속 자성 재료의 비저항에 따라서, 미가공체의 표면과 편평 금속 자성 재료를 포함하는 층과의 거리를 70㎛ 이상으로 설정함으로써, 원하는 IR을 확보하는 것이 가능해진다.

또한, 외부의 전위차가 발생한 경우도, 미가공체의 표면은 내전압이 보다 높은 구형의 자성 재료로 덮여 있기 때문에, 내구 전압의 저하를 억제하는 것이 가능하다. 또한, 도 11에 관련하여 설명한 바와 같이, 도 3에 도시한 구조의 코일 부품은, 내구 전압의 저하가 억제될 뿐만 아니라, 충분한 인덕턴스 향상 효과도 얻을 수 있다. 이것은, 코일 부품에 있어서 발생하는 자속은 코일의 근방에 집중되어, 미가공체의 표면 근방에 존재하는 편평 금속 자성 재료에 의한 인덕턴스 향상의 효과는 비교적 작기 때문이다. 또한, 미가공체의 상면 또는 하면과, 측면으로 형성되는 코너의 부분에 있어서, 자속의 방향은, 편평 금속 자성 재료의 편평면에 대해서 기울어 있으므로(평행하지 않으므로), 이 코너의 부분에 편평 금속 자성 재료를 배치한 경우, 편평 금속 자성 재료에 의한 인덕턴스 향상의 효과는 비교적 작은 것으로 된다.

이상, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 코일 부품에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 상술한 실시 형태로 한정되지 않고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 설계 변경 가능하다.

예를 들어, 상술한 실시 형태의 코일 부품(1)에 있어서, 각 자성체층은 각각, 단일의 층으로 구성되어 있지만, 복수의 자성체 시트를 적층한 적층체여도 된다.

본 발명은 이하의 양태를 포함하지만, 이들의 양태로 한정되는 것은 아니다.

(양태 1)

미가공체와, 해당 미가공체에 매설된 코일 도체와, 해당 미가공체의 표면에 설치된 외부 전극을 포함하는 코일 부품으로서,

상기 미가공체는, 구형 금속 자성 재료를 포함하는 제1 자성체층과, 편평 금속 자성 재료를 포함하는 제2 자성체층 및 제3 자성체층을 포함하고,

상기 코일 도체의 적어도 권회부는, 상기 코일 도체의 축 방향에 있어서 상기 제2 자성체층과 상기 제3 자성체층의 사이에 위치하고,

상기 축에 직교하는 방향에 있어서, 상기 제2 자성체층 및 상기 제3 자성체층의 폭이, 상기 코일 도체의 권회부의 외경 이상이며,

상기 제2 자성체층 및 상기 제3 자성체층에 포함되는 편평 금속 자성 재료는, 해당 편평 금속 자성 재료의 편평면이 상기 코일 도체의 축에 대해서 직교하도록 배향되고,

상기 제2 자성체층 및 상기 제3 자성체층과 상기 외부 전극의 사이에, 상기 제1 자성체층이 존재하는, 코일 부품.

(양태 2)

상기 코일 도체를 형성하는 도선이, 절연성 물질로 피복되어 있는, 양태 1에 기재된 코일 부품.

(양태 3)

상기 미가공체의 상기 축에 직교하는 표면의 적어도 하나가, 상기 제1 자성체층으로 구성되는, 양태 1 또는 2에 기재된 코일 부품.

(양태 4)

상기 제2 자성체층 및 상기 제3 자성체층의 적어도 한쪽이, 상기 미가공체의 내부에 설치되는, 양태 1 내지 3 중 어느 하나에 기재된 코일 부품.

(양태 5)

상기 제2 자성체층 및 상기 제3 자성체층은 상기 미가공체의 내부에 설치되고, 상기 미가공체의 표면 전체가 상기 제1 자성체층으로 구성되는, 양태 1 내지 4 중 어느 하나에 기재된 코일 부품.

(양태 6)

상기 코일 도체의 축 방향에 있어서, 상기 제2 자성체층 및 상기 제3 자성체층의 외측에 상기 제1 자성체층이 존재하고, 해당 제2 자성체층 및 제3 자성체층의 외측에 존재하는 제1 자성체층의 두께가 80㎛ 이상인, 양태 1 내지 5 중 어느 하나에 기재된 코일 부품.

(양태 7)

상기 축에 직교하는 방향에 있어서, 상기 제2 자성체층 및 상기 제3 자성체층의 폭이, 상기 코일 도체의 권회부의 외경과 동일한, 양태 1 내지 6 중 어느 하나에 기재된 코일 부품.

(양태 8)

상기 제2 자성체층 및 상기 제3 자성체층과, 상기 코일 도체와의 사이에, 상기 제1 자성체층이 존재하는, 양태 1 내지 7 중 어느 하나에 기재된 코일 부품.

(양태 9)

상기 제2 자성체층 및 상기 제3 자성체층은, 상기 축 방향에 있어서 상기 코일 도체와 겹치는 부분에만 설치되는, 양태 1 내지 8 중 어느 하나에 기재된 코일 부품.

(양태 10)

상기 미가공체의 상기 축에 직교하는 표면 중, 상기 외부 전극이 설치되어 있지 않은 면이, 상기 제2 자성체층 또는 상기 제3 자성체층으로 구성되는, 양태 1 또는 2에 기재된 코일 부품.

(양태 11)

상기 미가공체가, 상기 코일 도체의 권회부의 외측을 둘러싸는 제4 자성체층을 더 포함하고,

상기 제4 자성체층은 편평 금속 자성 재료를 포함하며, 상기 제4 자성체층에 포함되는 편평 금속 자성 재료는, 해당 편평 금속 자성 재료의 편평면이 상기 축에 대해서 평행하도록 배향되고,

상기 제4 자성체층과 상기 외부 전극의 사이에, 상기 제1 자성체층이 존재하는, 양태 1 내지 10 중 어느 하나에 기재된 코일 부품.

(양태 12)

상기 미가공체가, 상기 코일 도체의 권회부의 내측에 충전된 제5 자성체층을 더 포함하고,

상기 제5 자성체층은 편평 금속 자성 재료를 포함하며, 상기 제5 자성체층에 포함되는 편평 금속 자성 재료는, 해당 편평 금속 자성 재료의 편평면이 상기 축에 대하여 평행하도록 배향되고,

상기 제5 자성체층과 상기 외부 전극의 사이에, 상기 제1 자성체층이 존재하는, 양태 1 내지 11 중 어느 하나에 기재된 코일 부품.

본 발명의 코일 부품은, 인덕터 등으로서 폭넓게 다양한 용도에 사용될 수 있다.

1: 코일 부품
2: 미가공체
3: 코일 도체
4: 외부 전극
5: 외부 전극
6: 제1 자성체층
71: 제2 자성체층
72: 제3 자성체층
73: 제4 자성체층
74: 제5 자성체층
14: 코일 도체의 말단
15: 코일 도체의 말단
16: 코일 도체의 단부면
17: 코일 도체의 단부면
18: 코일 도체의 측면
21: 미가공체 전면
22: 미가공체 배면
23: 미가공체 단부면
24: 미가공체 단부면
25: 미가공체 상면
26: 미가공체 하면

Claims

미가공체와, 해당 미가공체에 매설된 코일 도체와, 해당 미가공체의 표면에 설치된 외부 전극을 포함하는 코일 부품으로서,
상기 미가공체는, 구형 금속 자성 재료를 포함하는 제1 자성체층과, 편평 금속 자성 재료를 포함하는 제2 자성체층 및 제3 자성체층을 포함하며,
상기 코일 도체의 적어도 권회부는, 상기 코일 도체의 축 방향에 있어서 상기 제2 자성체층과 상기 제3 자성체층의 사이에 위치하고,
상기 축에 직교하는 방향에 있어서, 상기 제2 자성체층 및 상기 제3 자성체층의 폭이, 상기 코일 도체의 권회부의 외경 이상이며,
상기 제2 자성체층 및 상기 제3 자성체층에 포함되는 편평 금속 자성 재료는, 해당 편평 금속 자성 재료의 편평면이 상기 코일 도체의 축에 대해서 직교하도록 배향되고,
편평 금속 자성 재료를 포함하는 상기 제2 자성체층 및 상기 제3 자성체층과 상기 외부 전극이 이격되어 배치되도록, 상기 제2 자성체층 및 상기 제3 자성체층과 상기 외부 전극의 사이에, 상기 제1 자성체층이 존재하고,
상기 미가공체의 상기 축에 직교하는 표면 중, 상기 외부 전극이 설치되어 있는 면이, 상기 제1 자성체층으로 구성되고,
상기 미가공체의 상기 축에 직교하는 표면 중, 상기 외부 전극이 설치되어 있지 않은 면이, 상기 제2 자성체층 또는 상기 제3 자성체층으로 구성되는, 코일 부품.
삭제
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제1항에 있어서,
상기 제2 자성체층 및 상기 제3 자성체층과, 상기 코일 도체와의 사이에, 상기 제1 자성체층이 존재하는, 코일 부품.
제1항에 있어서,
상기 제2 자성체층 및 상기 제3 자성체층의 적어도 한쪽이 상기 미가공체의 내부에 설치되는, 코일 부품.
제7항에 있어서,
상기 제2 자성체층 및 상기 제3 자성체층의 적어도 한쪽이 상기 미가공체의 내부에 설치되는, 코일 부품.
삭제
제1항에 있어서,
상기 코일 도체의 축 방향에 있어서, 상기 제2 자성체층 또는 상기 제3 자성체층의 외측에 상기 제1 자성체층이 존재하고, 해당 제2 자성체층 또는 제3 자성체층의 외측에 존재하는 제1 자성체층의 두께가 80㎛ 이상인, 코일 부품.
삭제
제1항 및 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 미가공체가, 상기 코일 도체의 권회부의 외측을 둘러싸는 제4 자성체층을 더 포함하고,
상기 제4 자성체층은 편평 금속 자성 재료를 포함하며, 상기 제4 자성체층에 포함되는 편평 금속 자성 재료는, 해당 편평 금속 자성 재료의 편평면이 상기 축에 대해서 평행하도록 배향되고,
상기 제4 자성체층과 상기 외부 전극의 사이에, 상기 제1 자성체층이 존재하는, 코일 부품.
제1항 및 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 미가공체가, 상기 코일 도체의 권회부의 내측에 충전된 제5 자성체층을 더 포함하고,
상기 제5 자성체층은 편평 금속 자성 재료를 포함하며, 상기 제5 자성체층에 포함되는 편평 금속 자성 재료는, 해당 편평 금속 자성 재료의 편평면이 상기 축에 대해서 평행하도록 배향되고,
상기 제5 자성체층과 상기 외부 전극의 사이에, 상기 제1 자성체층이 존재하는, 코일 부품.
제1항 및 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 코일 도체를 형성하는 도선이 절연성 물질로 피복되어 있는, 코일 부품.