KR20150062956A

KR20150062956A - 인덕턴스 소자

Info

Publication number: KR20150062956A
Application number: KR1020140162340A
Authority: KR
Inventors: 교이치 가와세; 가즈히코 마츠이; 마사오 마츠이; 사토시 마루야마
Original assignee: 알프스 그린 디바이스 가부시키가이샤
Priority date: 2013-11-29
Filing date: 2014-11-20
Publication date: 2015-06-08
Also published as: JP6321950B2; TWI510524B; TW201529643A; JP2015106622A; KR101563092B1; CN104681245A; CN104681245B

Abstract

(과제) 자성 코어의 코어 본체의 외면을 피복하는 재료가 온도 변화에 의해 변형되기 어렵고, 안정된 자기 특성을 갖는 인덕턴스 소자를 제공한다.
(해결 수단) 자성 코어의 내부에 코일이 매립되어 있는 인덕턴스 소자에 있어서, 자성 코어는, 자성 분말을 함유하여 가압 성형된 코어 본체와, 코어 본체의 외면을 피복하는 피복 수지층을 갖고, 코일에 도통하는 금속제의 단자부의 적어도 일부가 코어 본체의 외면에서 피복 수지층에 피복되지 않고 노출되고, 자성 코어의 표면에 도전 재료와 바인더 수지로 구성된 단자 도전층이 형성되고, 단자 도전층이 피복 수지층과 단자부에 접합되어 있고, 피복 수지층이 에폭시 변성 실리콘 수지로 형성되어 있다.

Description

인덕턴스 소자{INDUCTANCE ELEMENT}

본 발명은 자성 코어의 내부에 코일이 매립된 인덕턴스 소자에 관한 것이다.

자성 코어에 코일이 매립된 인덕턴스 소자는, 코일로부터 연장되는 금속판 단자가 자성 코어의 외면에 노출되고, 금속판 단자가 배선 기판에 형성된 외부 회로의 랜드부에 통상적으로는 납땜으로 접속되어 실장된다.

소형의 인덕턴스 소자에서는, 코일의 치수가 작기 때문에 자성 코어의 외부로 나오는 금속판 단자도 작은 것이 되고, 외부 회로와의 납땜을 위한 접속 면적을 충분히 확보할 수 없어, 도통 신뢰성을 확보할 수 없게 됨과 함께, 기판 상에서의 칩 부품의 고정 강도도 저하되는 과제가 발생한다.

이하의 특허문헌 1 에 기재되어 있는 칩 부품은, 드럼 코어의 권회 홈에 피복 도선을 권회하여 코일을 형성하고, 드럼 코어 및 코일을 절연 수지 재료로 피복하고 있다. 코일은 금속판 단자에 전기적으로 접합되어 있고, 이 금속판 단자가 절연 수지 재료로 이루어지는 외장 수지의 측면에서 외부로 나와, 외장 수지의 측면단에서 선단이 절단되어 있다. 외장 수지의 측면 전체 및 근방에는 도전성 페이스트가 도포되고, 이 도전성 페이스트가 금속판 단자와의 사이에서 전기적으로 결합되어 있다.

즉, 특허문헌 1 에 기재된 칩부는, 외장 수지의 측면 전체에 상기 금속 단자와 도통하는 도전 페이스트를 도포하고, 이 도전 페이스트를 실질적인 접속용 단자부로서 사용함으로써, 외부 회로와의 납땜에 필요한 접속 면적을 넓게 확보하려고 하고 있다.

일본 공개특허공보 평2-235305호

특허문헌 1 에 기재된 칩 부품은, 외장 수지를 구성하는 절연 수지 재료로서 에폭시계 수지나 디알릴계 수지를 사용하고 있기 때문에, 이 재료의 경화 그 밖의 목적으로 가열한 경우나 칩 부품의 사용 환경에 있어서 고온이 된 경우, 열에 의한 절연 수지 재료의 변형에서 기인하여, 외장 수지에 피복된 드럼 코어에 응력이 가해져 변형을 발생시키고, 이로써 자기 특성에 변화가 발생한다는 문제가 있었다.

그래서, 외장 수지로서, 열에 의한 변형이 적은 절연 수지 재료를 사용하는 것도 생각할 수 있지만, 이 경우에는, 상기 접속용 단자부를 형성하는 도전성 페이스트의 바인더와의 차이에 의해 도전성 페이스트와 외장 수지의 밀착성을 확보할 수 없게 되어, 도전성 페이스트가 박리되기 쉬워지고, 외부 회로와의 도통의 신뢰성을 확보할 수 없고, 또 배선 기판 상에서의 칩 부품의 고정 강도도 저하될 우려가 있다.

그래서 본 발명은, 자성 코어의 내부에 코일이 매립된 인덕턴스 소자에 있어서, 피복 수지층으로부터 코어 본체에 큰 응력이 작용하지 않도록 피복 수지층의 재료를 선택함으로써, 안정된 자기 특성을 갖는 인덕턴스 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명은, 코어 본체의 표면에 형성한 단자 도전층과 코어 본체의 밀착성을 확보한 인덕턴스 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 제 1 양태의 인덕턴스 소자는, 자성 코어의 내부에 코일이 매립되어 있는 인덕턴스 소자에 있어서, 자성 코어는, 자성 분말을 함유하여 가압 성형된 코어 본체와, 코어 본체의 외면을 피복하는 피복 수지층을 갖고, 코일에 도통하는 금속제의 단자부의 적어도 일부가 코어 본체의 외면에서 피복 수지층에 피복되지 않고 노출되고, 자성 코어의 표면에 도전 재료와 바인더 수지로 구성된 단자 도전층이 형성되고, 단자 도전층이 피복 수지층과 단자부에 접합되어 있고, 피복 수지층이 에폭시 변성 실리콘 수지로 형성되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

자성 코어의 코어 본체의 외면을 피복하는 피복 수지층을 에폭시 변성 실리콘 수지로 형성함으로써, 온도 변화가 있어도 자성 코어에 큰 응력을 주지 않고 안정된 자기 특성을 얻을 수 있고, 또한 코어 본체의 표면에 형성된 단자 도전층과의 밀착성을 확보할 수 있다.

본 발명의 제 2 양태의 인덕턴스 소자는, 자성 코어의 내부에 코일이 매립되어 있는 인덕턴스 소자에 있어서, 자성 코어는, 자성 분말을 함유하여 가압 성형된 코어 본체와, 코어 본체의 외면을 피복하는 피복 수지층을 갖고, 코일에 도통하는 금속제의 단자부의 적어도 일부가 코어 본체의 외면에서 피복 수지층에 피복되지 않고 노출되고, 자성 코어의 표면에 도전 재료와 바인더 수지로 구성된 단자 도전층이 형성되고, 단자 도전층이 피복 수지층과 단자부에 접합되어 있고, 피복 수지층이 내열 폴리에스테르 수지로 형성되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

자성 코어의 코어 본체의 외면을 피복하는 피복 수지층을 내열 폴리에스테르 수지로 형성함으로써, 온도 변화가 있어도 자성 코어에 큰 응력을 주지 않고 안정된 자기 특성을 얻을 수 있고, 또한 코어 본체의 표면에 형성된 단자 도전층과의 밀착성을 확보할 수 있다.

상기 제 1 양태의 인덕턴스 소자에 있어서, 에폭시 변성 실리콘 수지는 실리콘 에폭시 바니시를 함유하는 것이 바람직하다.

상기 제 2 양태의 인덕턴스 소자에 있어서, 내열 폴리에스테르 수지는 페놀 변성 알키드 수지 또는 폴리에스테르 실리콘을 함유하는 것이 바람직하다.

본 발명의 인덕턴스 소자에 있어서, 단자 도전층의 바인더 수지는 에폭시계 수지인 것이 바람직하다.

에폭시계 수지를 사용함으로써 피복 수지층과의 밀착성을 높일 수 있다.

본 발명의 인덕턴스 소자에 있어서, 단자부는 띠상체이며, 그 띠 표면이 코어 본체의 외면에 나타나고, 단자 도전층과 면 접합되어 있는 것이 바람직하다. 면 접합에 의해 단자와 단자 도전층의 접합 면적을 크게 할 수 있어 접합 저항을 저감시킬 수 있다.

본 발명에 의하면, 자성 코어의 내부에 코일이 매립된 인덕턴스 소자에 있어서, 자성 코어의 코어 본체의 외면을 피복하는 피복 수지층을 에폭시 변성 실리콘 수지 또는 내열 폴리에스테르 수지로 형성함으로써, 온도 변화가 있어도 피복 수지층이 자성 코어에 큰 응력을 주지 않고 안정된 자기 특성을 갖는 인덕턴스 소자를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명에 의하면, 피복 수지층을 에폭시 변성 실리콘 수지 또는 내열 폴리에스테르 수지로 형성함으로써, 코어 본체의 표면에 형성된 단자 도전층과의 밀착성을 확보할 수 있다.

도 1 은, 본 발명의 실시형태에 관련된 인덕턴스 소자의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 2 는, 도 1 의 인덕턴스 소자의 구성을 나타내는 저면도이다.
도 3 은, 도 1 의 인덕턴스 소자의 구성을 나타내는 도 1 의 Ⅲ-Ⅲ 선에 있어서의 단면도이다.
도 4 는, 도 3 의 일부를 확대한 부분 확대 단면도이다.
도 5 는, 실시예 및 비교예에 있어서의 피복 수지층의 재료와 접착 강도의 관계를 나타내는 그래프이다.

이하, 본 발명의 실시형태에 관련된 인덕턴스 소자에 대해 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.

이하, 코일과 단자부가 일체로 된 예에 대해 설명하지만, 본 발명은 코일과 단자부가 별체로서 서로 도통하는 형태에도 적용할 수 있다.

본 실시형태의 인덕턴스 소자 (1) 는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 자성 코어 (20) 에 코일 (10) 이 매립되어 있다. 도 1 은, 인덕턴스 소자 (1) 의 구성을 나타내고 있고, 자성 코어 (20) 의 하면 (22) 을 상측을 향하게 한 사시도이다. 도 1 에서는, 자성 코어 (20) 내에 매설되는 코일 (10) 을 실선으로 나타내고, 자성 코어 (20) 의 외면을 점선으로 나타내고 있다.

도 1 에 나타내는 바와 같이, 코일 (10) 은, 단면이 장방형의 도전성의 띠상체 (101) 를 중심선 (O) 의 둘레에 타원형으로 감아 형성되어 있다. 또한, 코일 (10) 의 형상은 타원형에 한정되지 않고, 진원형이어도 되며, 당업자에 있어서 적절히 선택할 수 있다.

코일 (10) 을 형성하는 띠상체 (101) 의 양단 부분 (101a, 101a) 은, 중심축 (O) 과 평행한 면을 따라 절곡되어, 또한 각각의 양단 부분 (101a, 101a) 의 선단 부는, 자성 코어 (20) 의 하면 (22) 을 따라 연장되도록 절곡되어 1 쌍의 단자부 (15, 18) 가 형성되어 있다. 본 실시형태에서는, 코일 (10) 과 1 쌍의 단자부 (15, 18) 가 일체로 형성되어 있다. 코일 (10) 을 감는 띠상체 (101) 는, 예를 들어, 구리로 형성되어 있다.

도 4 에 나타내는 바와 같이, 띠상체 (101) 의 표면에는 코일 절연층 (12) 이 형성되어 있다. 코일 절연층 (12) 은, 예를 들어 절연성의 수지층의 표면에 나일론 등의 융착층이 중첩된 2 층 구조이다. 도 4 에서는, 제 1 단자부 (15) 의 표면에 코일 절연층 (12) 이 형성되어 있는 것이 나타나 있지만, 띠상체 (101) 이외의 부분도 제 1 단자부 (15) 와 동일한 단면 구조로서, 표면에 코일 절연층 (12) 이 형성되어 있다.

도 1 에 나타내는 바와 같이, 자성 코어 (20) 는 대략 입방체 형상으로 형성되어 있다. 도 3 에 나타내는 바와 같이, 자성 코어 (20) 는, 자성 분말과 바인더 수지를 가압 성형한 압분 성형체인 코어 본체 (21) 와, 코어 본체 (21) 의 외면을 피복하여 코어 본체 (21) 를 보강하는 피복 수지층 (22) 으로 구성되어 있다.

도 1, 도 2, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 제 1 단자부 (15) 와 제 2 단자부 (18) 는, 그 띠 표면 (15a, 18a) 이 코어 본체 (21) 의 하면 (21a) (자성 코어 (20) 의 하면) 에서 노출되고, 또한 코어 본체 (21) 의 하면 (21a) 과 대략 동일면으로 되어 있다. 또, 코일 (10) 로부터 제 1 단자부 (15) 와 제 2 단자부 (18) 에 이르는 띠상체 (101) 의 양단 부분 (101a) 도 코어 본체 (21) 의 측면 (21b) 과 대략 동일면으로 되어 있다.

도 3, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 각 단자부 (15, 18) 는, 코어 본체 (21) 의 하면 (21a) 에 형성된 단자부 형상과 대략 동일 형상으로 이루어지는 오목부 (22b) 내에 배치된다. 이 오목부 (22b) 는, 예를 들어, 압분 성형 공정에 있어서, 캐비티 (도시 생략) 의 내부에 코일 (10) 및 각 단자부 (15, 18) 를 배치한 상태에서, 상기 캐비티의 내부에 공급된 자성 코어 재료 (자성 분말과 바인더 수지) 를 일정한 가압력으로 가압하고 또한 가열할 때에 형성된다.

도 4 에 나타내는 바와 같이, 코일 절연층 (12) 은, 각 단자부 (15, 18) 의 선단면 (15b, 18b) 에는 형성되어 있지 않다. 이것은 선단면 (15b, 18b) 이 피복 도선을 절단하였을 때의 절단면에 해당하기 때문이다.

도 4 에 나타내는 바와 같이, 각 단자부 (15, 18) 의 선단면 (15b, 18b) 과 코어 본체 (21) 의 단차부 (21c) 사이에는 간극 (25) 이 형성되어 있다. 간극 (25) 은, 압분 성형 공정에 있어서, 각 단자부 (15, 18) 가 가압된 후의 스프링 백 등이 원인으로 형성된다.

도 3, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 코어 본체 (21) 의 모든 외표면이 피복 수지층 (22) 으로 코팅되어 있다. 도 4 에 나타내는 바와 같이, 피복 수지층 (22) 의 일부는 상기 간극 (25) 에도 충전되어 있다. 제 1 단자부 (15) 와 제 2 단자부 (18) 는, 그 띠 표면 (15a, 18a) 이 코어 본체 (21) 의 하면 (21a) 에 노출되어 있기 때문에, 제 1 단자부 (15) 및 제 2 단자부 (18) 와 피복 수지층 (22) 이 면 접합되어 있다.

도 2 에 나타내는 바와 같이, 자성 코어 (20) 의 하면에서는, 도시 좌우 방향으로 간격을 두고 1 쌍의 단자 도전층 (42) 이 형성되어 있다. 단자 도전층 (42) 은, 자성 코어 (20) 의 하면을 덮는 상기 피복 수지층 (22) 의 외면에 띠상으로 형성되어 있다. 도 2, 도 3, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 단자부 (15, 18) 와 중첩되는 부분에서 피복 수지층 (22) 에 그 일부가 제거된 구멍부 (43) 가 형성되어 있고, 단자부 (15, 18) 를 피복하고 있는 코일 절연층 (12) 도 구멍부 (43) 와 대응하는 부분에서 제거되어 있다. 단자 도전층 (42) 은, 구멍부 (43) 에 있어서, 단자부 (15, 18) 의 띠 표면 (15a, 18a) 에 접합되어 도통되고 있다. 단자부 (15, 18) 와 단자 도전층 (42) 이 면 접합되어 있기 때문에, 접합 저항이 작아지고, 또 단자부 (15, 18) 와 단자 도전층 (42) 도 강고하게 접합된다.

단자 도전층 (42) 은, 도 2 에 있어서의 좌우 양 측부에 있어서 이 측부의 전체 길이 (도시 상하 방향의 전체 길이) 에 걸쳐 띠상으로 형성되어 있고, 자성 코어 (20) 의 하면에 위치하는 단자부 (15, 18) 의 면적에 비해, 단자 도전층 (42) 의 면적이 충분히 넓게 형성되어 있다. 단자 도전층 (42) 은, 그 대부분의 부분이 피복 수지층 (22) 의 표면에 접합되고, 그 일부만이 구멍부 (43) 에 있어서 단자부 (15, 18) 의 띠 표면 (15a, 18a) 에 접합되어 있다.

단자 도전층 (42) 은, 도전 재료와 바인더 수지로 구성되어 있다. 단자 도전층 (42) 의 바인더 수지는 예를 들어 에폭시계 수지이고, 도전 재료는 예를 들어 은으로 구성되어 있고, 구체적으로는 은 페이스트 등을 사용하여 형성된다.

여기서, 은 페이스트 등에 의한 단자 도전층 (42) 을 형성하지 않고, 코일 (10) 로부터 연장된 단자부 (15, 18) 를 길게 형성함으로써, 납땜에 필요한 면적을 확보하는 것도 가능하기는 하지만, 단자부 (15, 18) 를 크게 하면, 자성 코어 (20) 의 외면에서 단자부 (15, 18) 를 절곡시킬 때, 단자부 (15, 18) 로부터 자성 코어 (20) 에 작용하는 힘이 지나치게 커져 자성 코어 (20) 에 크랙 등의 파손이 발생하기 쉬워진다. 자성 코어 (20) 가 자성 분말과 바인더 수지로 형성된 압분 성형 코어인 경우에는, 자성 코어 (20) 에 큰 힘을 주면 손상을 주기 쉬워지고, 또한 각 변의 치수가 1 ∼ 2 ㎜ 정도인 소형의 것을 형성한 경우에는, 특히 자성 코어 (20) 에 파손을 주기 쉬워진다.

도 3 과 도 4 에 나타내는 바와 같이, 자성 코어 (20) 의 외면에는 단자부 (15, 18) 를 배치하기 위한 오목부 (22b) 를 형성할 필요가 있지만, 단자부 (15, 18) 가 길어지면, 오목부 (22b) 의 면적을 넓게 확보하는 것이 필요해진다. 오목부 (22b) 에는 자성 분말이 존재하지 않기 때문에, 오목부 (22b) 를 넓게 하면, 자성 코어 (20) 의 자성 분말이 차지하는 체적이 작아져 인덕턴스를 크게 할 수 없는 과제가 생긴다.

본 실시형태에서는, 은 페이스트 등으로 단자 도전층 (42) 을 형성함으로써, 코일 (10) 로부터 연장되는 단자부 (15, 18) 의 길이 및 면적이 작아도, 외부 회로와의 납땜 면적을 넓게 확보할 수 있게 된다. 단자부 (15, 18) 를 작게 할 수 있기 때문에, 단자부 (15, 18) 를 형성할 때에 자성 코어 (20) 에 주는 힘을 작게 할 수 있어, 자성 코어 (20) 에 손상을 주기 어려워진다. 또 오목부 (22b) 를 작게 할 수 있기 때문에, 자성 코어 (20) 의 인덕턴스의 저하를 방지할 수 있다.

또, 단자부 (15, 18) 의 면적이 작아도, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 자성 코어 (20) 의 하면의 양 측부의 전체 길이에 걸쳐 넓은 면적의 단자 도전층 (42) 을 형성할 수 있기 때문에, 외부 회로와의 도통 신뢰성을 높이고, 배선 기판 상에서의 인덕턴스 소자 (1) 의 고정 강도를 높일 수 있다. 따라서, 각 변의 치수가 1 ∼ 2 ㎜ 정도인 소형의 압분 성형 코어를 채용하는 경우에 최적이다.

코어 본체 (21) 는, 성형 금형의 캐비티 내에 코일 (10) 이 설치된 상태에서, 자성 분말과 바인더 수지를 캐비티 내에서 가압하여 형성한 압분 성형 코어이다. 자성 분말은 자성 합금 분말이며, 예를 들어, Fe 를 주체로 하고, Ni, Sn, Cr, P, C, B, Si 등의 각종 금속이 함유된 Fe 기 비정질 합금의 분말로서, 물 애토마이즈법에 의해 분말화된 것이다. 바인더 수지는 아크릴 수지, 실리콘 수지, 에폭시 수지 등이다.

피복 수지층 (22) 은 전기적 절연성의 수지층으로서, 에폭시 변성 실리콘 수지나 내열 폴리에스테르 수지로 형성되어 있다. 에폭시 변성 실리콘 수지로는, 예를 들어, 실리콘 에폭시 바니시를 사용한다. 내열 폴리에스테르 수지로는, 예를 들어, 페놀 변성 알키드 수지나 폴리에스테르 실리콘을 사용한다. 또 피복 수지층 (22) 은 자성 코어 (20) 의 외면에 함침 가능한 점도를 갖는 것이 바람직하다. 피복 수지층 (22) 을 코어 본체 (21) 외면에서 소정의 깊이까지 함침시킴으로써, 경화 후의 피복 수지층 (22) 에 의해 압분 성형체의 코어 본체 (21) 표면의 기계적 강도를 보강할 수 있다.

자성 분말로는 Fe 기 비정질 합금이 바람직하게 사용된다. 이 경우에는, 코어 본체 (21) 를 성형한 후에 수백 ℃ 의 온도에서 어닐을 실시하여 자왜의 제거를 실시하는 것이 바람직하지만, 어닐 공정에 있어서, 바인더 수지가 열에 의해 열분해되거나 함으로써 코어 본체 (21) 가 취약해지기 쉽다. 그래서, 어닐이 필요해지는 압분 성형 코어에는 피복 수지층 (22) 이 특히 필요하다.

코어 본체 (21) 의 외면을 피복하는 피복 수지층 (22) 을 에폭시 변성 실리콘 또는 내열 폴리에스테르 수지로 형성하고 있으면, 온도 변화가 있었다고 해도, 피복 수지층 (22) 으로부터 코어 본체 (21) 에 과잉의 응력과 변형이 부여되지 않아, 코어 본체 (21) 의 자기 특성을 안정시킬 수 있다.

또한, 피복 수지층 (22) 을 에폭시 변성 실리콘 또는 내열 폴리에스테르 수지로 형성하고, 단자 도전층 (42) 에 사용하는 바인더 수지를 에폭시계 수지로 함으로써, 피복 수지층 (22) 과 단자 도전층 (42) 의 밀착성을 높일 수 있다.

이하, 실시예에 대해 설명한다.

(실시예 1)

피복 수지층 : 실리콘 에폭시 바니시 (변성 실리콘 레진) ES-1001N (신에츠 화학 공업사 제조)

용제 (자일렌, 부탄올, 디아세톤알코올) 를 첨가하여 점도 10 m㎩·s 까지 희석하였다.

경화 조건 : 70 ℃ 에서 30 분 건조시킨 후, 200 ℃ 에서 45 분 가열하여 경화시켰다.

(실시예 2)

피복 수지층 : 실리콘 에폭시 바니시 (변성 실리콘 레진) ES-1023 (신에츠 화학 공업사 제조)

용제 (자일렌, 디아세톤알코올) 를 첨가하여 점도 200 m㎩·s 까지 희석하였다.

경화 조건 : 70 ℃ 에서 30 분 가열하여 건조시킨 후, 200 ℃ 에서 45 분 가열하여 경화시켰다.

(실시예 3)

피복 수지층 : 실리콘 폴리에스테르 바니시 (폴리에스테르 실리콘) KR-5230 (신에츠 화학 공업사 제조)

용제 (프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 : PGMAC) 를 첨가하여 점도 300 m㎩·s 까지 희석하였다.

경화 조건 : 70 ℃ 에서 20 ∼ 30 분 가열하여 건조시킨 후, 200 ℃ 에서 45 분 가열하여 경화시켰다.

(실시예 4)

피복 수지층 : 내열 폴리에스테르 수지 (페놀 변성 알키드 수지) H550 (메이덴 케미컬사 제조)

용제 (자일렌) 를 첨가하여 점도 350 m㎩·s 까지 희석하였다.

경화 조건 : 135 ℃ 에서 60 분 가열하여 건조시킨 후, 180 ℃ 에서 150 분 가열하여 경화시켰다.

(실시예 5)

피복 수지층 : 실리콘 변성 에폭시 바니시 TSR194 (모멘티브·퍼포먼스·머테리얼즈·재팬사 제조)

용제 (자일렌과 에틸벤젠) 를 첨가하여 점도 180 m㎩·s 까지 희석하였다.

경화 조건 : 70 ℃ 에서 20 ∼ 30 분 가열하여 건조시킨 후, 150 ℃ 에서 30 분 가열하여 경화시켰다.

(비교예 1)

피복 수지층 : 메틸페닐계 실리콘 레진 (스트레이트 실리콘 레진) KR-271 (신에츠 화학 공업사 제조)

용제 (자일렌) 를 첨가하여 점도 180 m㎩·s 까지 희석하였다.

경화 조건 : 70 ℃ 에서 30 분 가열하여 건조시킨 후, 250 ℃ 에서 60 분 가열하여 경화시켰다.

(비교예 2)

피복 수지층 : 메틸계 실리콘 레진 (스트레이트 실리콘 레진) KR-242A (신에츠 화학 공업사 제조)

용제 (톨루엔, 이소프로필알코올) 를 첨가하여 점도 12 m㎩·s 까지 희석하였다.

경화 조건 : 70 ℃ 에서 30 분 가열하여 용제를 건조시킨 후, 200 ℃ 에서 35 분 가열하여 경화시켰다.

(비교예 3)

피복 수지층 : 2 액형 에폭시 접착제 AZ15 (주제) : HZ15 (경화제) ＝ 100 : 30 (나가세 켐텍스사 제조)

경화 조건 : 70 ℃ 에서 20 ∼ 30 분 가열하여 용제를 건조시킨 후, 180 ℃ 에서 60 분 가열하여 경화시켰다.

이상의 샘플에 대해 접착 강도 및 인덕턴스 변화율 (L 변화율) 을 측정하였다.

＜접착 강도＞

시험에 사용하는 샘플은, 상기 단자부 (15, 18) 에 대응하는 구리판 (두께 0.1 ㎜ × 폭 25 ㎜ × 길이 100 ㎜) 의 상면 전체에 상기 피복 수지층 (22) 에 대응하는 피복 수지층을 붓으로 도포하고, 이 위에 상기 단자 도전층 (42) 에 대응하는 단자 도전층을 폭 25 ㎜ × 길이 12.5 ㎜ 의 사이즈로 붓에 의해 도포한 시료를 2 장 준비하고, 2 장의 시료의 단자 도전층끼리를 서로 접촉·경화시킴으로써 제조하였다.

여기서, 단자 도전층으로는, 은 페이스트 H9108 (바인더 : 에폭시 수지) (나믹스사 제조) 을 사용하여 175 ℃ 에서 1 시간 가열시켜 경화시켰다.

접착 강도는, 인장 시험기 (형번 3365 (인스트론사 제조)) 를 사용하여 조건 No.15 (인장 전단) 에 의해 실시하였다.

도 5 는, 실시예 및 비교예에 있어서의, 피복 수지층의 재료와 접착 강도의 관계를 나타내는 그래프이다. 여기서 말하는 접착 강도는, 상기 인장 시험기로 측정한 인장 강도 (전단의 파단시의 최대 하중) (단위 ㎫) 이다. 측정은 3 회 실시하고, 도 5 에서는 이하에 나타내는 평균값 (단위 ㎫) 을 표시하였다.

실시예 1 : 0.825

실시예 2 : 0.961

실시예 3 : 1.194

실시예 4 : 1.359

비교예 1 : 0.324

비교예 2 : 0.784

이 결과로부터, 실시예 1 ∼ 4 에서는 접착 강도가 0.8 ㎫ 로 되어 있어, 피복 수지층과 단자 도전층 사이의 충분한 밀착성을 확인할 수 있었다. 이에 반해, 비교예 1 ∼ 2 에서는 접착 강도가 0.8 미만으로 되어 있어, 피복 수지층에 스트레이트 실리콘 레진을 사용하고, 단자 도전층의 바인더 수지에 에폭시 수지를 사용한 경우에는, 밀착성을 확보할 수 없는 것을 알 수 있었다.

또, 육안에 의한 검사에서는, 비교예 1 에서는 피복 수지층과 단자 도전층 사이에 계면 박리가 발생하였고, 비교예 2 에서는 피복 수지층이 구리판으로부터 박리되기 쉬운 상태로 되어 있었다.

＜인덕턴스 변화율＞

샘플의 제조 : Fe_71.4Ni₆P_10.8C_7.8B₂Cr₂ 인 조성을 갖는 Fe 기 비정질 합금으로 이루어지는 자성 분말과 바인더 수지 (아크릴 수지) 를 사용하여, 코일을 매설한 코어 본체를 제조하였다. 치수는, 단자 도전층의 길이 방향에 대응하는 폭 치수를 0.6 ㎜, 이것과 직교하는 폭 치수를 2 ㎜, 두께 치수를 0.04 ㎜ 로 하였다. 단자 도전층의 폭 치수를 0.6 ㎜ 로 하고, 단자 도전층과 단자부의 접촉 면적을 0.12 ㎟ 이상으로 하였다.

코일은, 띠상의 도선의 폭 치수를 0.28 ㎜, 두께 치수를 0.03 ∼ 0.1 ㎜ 로 하고, 턴수를 3.5 ∼ 14.5 턴으로 하였다.

측정 방법 : 코일과 코어 본체로 구성된 인덕턴스 소자의 코일에 전류 0.5 ㎃ 를 부여하고, LCR 미터로 측정한 초기 인덕턴스를 L0, 상기 코어 본체를 각각의 피복 수지층으로 피복한 직후에 측정된 인덕턴스를 L1, 피복 수지층으로 피복한 인덕턴스 소자를 60 ℃ 에서 상대 습도가 95 ％ 인 환경하에 300 시간 방치한 후에 측정된 인덕턴스를 L2 로 한다.

L1/L0 × 100 (％) 을 코트 열화로 하고, L2/L1 × 100 (％) 을 내습 열화로 하였다.

(1) 코트 열화

실시예 1 : -4 ％

실시예 5 : -3 ％

비교예 3 : -16 ％

(2) 내습 열화

실시예 1 : -2 ％

실시예 5 : -6 ％

비교예 3 : -8 ％

이상의 결과로부터, 실시예 1, 5 는 코트 열화 시험 및 내습 열화 시험에서 인덕턴스의 변화가 충분히 작아, 자기 특성을 확보할 수 있는 것을 알 수 있었다.

본 발명에 대해 상기 실시형태를 참조하면서 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 개량의 목적 또는 본 발명의 사상의 범위 내에 있어서 개량 또는 변경이 가능하다.

이상과 같이, 본 발명에 관련된 인덕턴스 소자는, 자기 특성이 안정되어 있고, 또한 단자 도전층의 밀착성이 높은 소자를 실현하는 점에서 유용하다.

1 : 인덕턴스 소자
10 : 코일
12 : 코일 절연층
15, 18 : 단자부
15a, 18a : 띠 표면
20 : 자성 코어
21 : 코어 본체
21a : 하면
22 : 피복 수지층
42 : 단자 도전층
101 : 띠상체

Claims

자성 코어의 내부에 코일이 매립되어 있는 인덕턴스 소자에 있어서,
상기 자성 코어는, 자성 분말을 함유하여 가압 성형된 코어 본체와, 상기 코어 본체의 외면을 피복하는 피복 수지층을 갖고, 상기 코일에 도통하는 금속제의 단자부의 적어도 일부가 상기 코어 본체의 외면에서 상기 피복 수지층에 피복되지 않고 노출되고,
상기 자성 코어의 표면에 도전 재료와 바인더 수지로 구성된 단자 도전층이 형성되고, 상기 단자 도전층이 상기 피복 수지층과 상기 단자부에 접합되어 있고,
상기 피복 수지층이 에폭시 변성 실리콘 수지로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 인덕턴스 소자.
자성 코어의 내부에 코일이 매립되어 있는 인덕턴스 소자에 있어서,
상기 자성 코어는, 자성 분말을 함유하여 가압 성형된 코어 본체와, 상기 코어 본체의 외면을 피복하는 피복 수지층을 갖고, 상기 코일에 도통하는 금속제의 단자부의 적어도 일부가 상기 코어 본체의 외면에서 상기 피복 수지층에 피복되지 않고 노출되고,
상기 자성 코어의 표면에 도전 재료와 바인더 수지로 구성된 단자 도전층이 형성되고, 상기 단자 도전층이 상기 피복 수지층과 상기 단자부에 접합되어 있고,
상기 피복 수지층이 내열 폴리에스테르 수지로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 인덕턴스 소자.
제 1 항에 있어서,
상기 에폭시 변성 실리콘 수지는 실리콘 에폭시 바니시를 함유하는 것을 특징으로 하는 인덕턴스 소자.
제 2 항에 있어서,
상기 내열 폴리에스테르 수지는 페놀 변성 알키드 수지 또는 폴리에스테르 실리콘을 함유하는 것을 특징으로 하는 인덕턴스 소자.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 단자 도전층의 상기 바인더 수지가 에폭시계 수지인, 인덕턴스 소자.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 단자부는 띠상체이며, 그 띠 표면이 상기 코어 본체의 외면에 나타나고, 상기 단자 도전층과 면 접합되어 있는 것을 특징으로 하는 인덕턴스 소자.