WO2019102726A1 - チップインダクタ - Google Patents

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WO2019102726A1
WO2019102726A1 PCT/JP2018/037361 JP2018037361W WO2019102726A1 WO 2019102726 A1 WO2019102726 A1 WO 2019102726A1 JP 2018037361 W JP2018037361 W JP 2018037361W WO 2019102726 A1 WO2019102726 A1 WO 2019102726A1
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WO
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magnetic
core material
chip inductor
core
pair
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/037361
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English (en)
French (fr)
Inventor
小島　章伸
佐藤　桂一郎
誠作 今井
佐藤　昭
慶一 荒木
Original Assignee
アルプスアルパイン株式会社
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Filing date
Publication date
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F17/00—Fixed inductances of the signal type 
    • H01F17/04—Fixed inductances of the signal type  with magnetic core
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/24—Magnetic cores
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/24—Magnetic cores
    • H01F27/255—Magnetic cores made from particles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/29—Terminals; Tapping arrangements for signal inductances
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets

Definitions

  • the present invention relates to a chip inductor in which a coil is embedded in a magnetic core.
  • Patent Document 1 discloses an inductor having a coil wound with a conductive metal material covered with an insulating material, a pair of terminal plates extending from the coil, and a magnetic core in which at least the coil is embedded. And one end of each of the pair of terminal plates is located outside the magnetic core, and further comprising a pair of coated electrodes electrically connected to each of the pair of terminal plates;
  • Each of the coating type electrodes has a side coating portion provided on a part of the side surface of the magnetic core whose direction along the winding axis of the coil is an in-plane direction, and the magnetic core is made of magnetic powder.
  • inductors Like the inductor described in Patent Document 1, a large number of inductors having a structure in which a coil is embedded in a magnetic core are used as components for driving a display unit of a mobile communication terminal such as a smartphone. There is a continuing demand for thinner and smaller mobile communication terminals, and there is also a continuing demand for enhancing the capability of the display unit such as increasing the maximum display brightness. With the background of these demands, such inductors are also called chip inductors, and there is an increasing demand for miniaturization including reduction in height.
  • a pair of coated electrodes may be used as a connection end connected to a buried coil.
  • the size of the magnetic core is particularly miniaturized, it is preferable to prevent a short circuit due to a discharge on the surface of the magnetic core located between these coated electrodes.
  • the present invention provides a chip inductor capable of preventing a short circuit due to a discharge on the surface of a magnetic core located between these coated electrodes even when the size of the magnetic core is particularly miniaturized.
  • the purpose is
  • the chip inductor of the present invention is provided with a magnetic core provided with a green compact containing magnetic powder, a coil embedded in the magnetic core, and both ends of the coil.
  • a pair of coating type electrodes having a pair of terminal plates positioned on the first surface of the magnetic core and a portion electrically connected to each of the pair of terminal plates and positioned on a part of the first surface
  • a surface inductor of the first core material constituting the green compact located in a separation region between the pair of application-type electrodes on the first surface, and a chip inductor of the magnetic core It is higher than the surface resistance of the 2nd core material which constitutes the compacting object located on the 2nd side which is a field which is opposite to the 1st side, and is not provided with the pair of application type electrodes.
  • the green compact located inside the inner circumference of the coil in the magnetic core is made of the second core material, and the magnetic permeability of the second core material is the first core. Preferably, it is higher than the permeability of the material.
  • the magnetic characteristics of the magnetic core in the portion directly affecting the characteristics (such as L value) of the chip inductor are better than other portions, there is a possibility that a short circuit may occur due to the discharge. While suppressing, it is easy to obtain a chip inductor with excellent characteristics.
  • the green compact formed on a portion of the first surface where the pair of application-type electrodes are provided be formed of the first core material.
  • the first magnetic powder contained in the first core material as a material having a surface insulating property higher than that of the second magnetic powder contained in the second core material, it is possible to suppress the possibility of occurrence of a short circuit due to a discharge. It can be easily realized to obtain a chip inductor having excellent characteristics.
  • each of the pair of coated electrodes is also formed on a part of a cross surface (side surface) intersecting the first surface of the magnetic core, and is located on the first surface and the cross surface
  • the green compact may be composed of the first core material.
  • coated electrodes may also be provided on the side as described above.
  • the powder compacts located on the side surfaces are also made of the first core material having high surface resistance like the first surface so that creeping discharge through the side surfaces is unlikely to occur. It is preferable to
  • the present invention provides, in another aspect, an apparatus comprising a substrate on which the above chip inductor is mounted.
  • a method of manufacturing a chip inductor in which the first core material and the second core material are common to each other comprises: interposing a first preform formed of the first core material, a second preform formed of the second core material, and the first preform and the second preform.
  • the compacted body formed by molding has a high surface resistance on the side on which the coating type electrode is provided, and in a preferred embodiment, it is possible to easily obtain a structure having excellent magnetic properties inside the inner periphery of the coil. It is.
  • a chip inductor capable of preventing a short circuit due to a discharge on the surface of the magnetic core located between these coated electrodes is provided. Provided.
  • FIG. 1A is a perspective view partially showing the entire configuration of a chip inductor according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line V1-V1 of FIG. It is an exploded perspective view of a temporary assembly. It is sectional drawing which shows the process which manufactures a compacting body using a temporary assembly.
  • FIG. 1A is a perspective view partially showing the entire configuration of a chip inductor 100 according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line V1-V1 of FIG. .
  • XYZ coordinates are shown as reference coordinates.
  • the XY plane including the X1-X2 direction and the Y1-Y2 direction is a plane perpendicular to the Z1-Z2 direction.
  • the Y1 direction may be referred to as the front side, the Y2 direction as the rear side, the X1 direction as the left side, the X2 direction as the right side, the Z1 direction as the upper side, and the Z2 direction as the lower side.
  • Each direction can be set arbitrarily.
  • a chip inductor 100 has a structure in which a coil 10 is embedded in a substantially rectangular magnetic core 30 provided with a green compact 31 containing magnetic powder.
  • the magnetic core 30 is made of the green compact 31.
  • the coil 10, which is an edgewise coil, is made of a conductive metal material coated with an insulating material, and is formed by winding a conductive band which is a strip having a rectangular cross section.
  • the plate surface of the conductive band is substantially perpendicular to the vertical direction (Z1-Z2 direction) along the winding axis, and the side end face of the conductive band defining the thickness direction of the coil 10 is
  • the sheet surfaces of the conductive band are wound so as to overlap along the winding axis in a direction parallel to the winding axis. Therefore, the upper and lower end surfaces (both end surfaces in the Z1-Z2 direction) of the coil 10 have a direction along the winding axis of the coil 10 as a normal.
  • the coil 10 is wound such that the conductive band is in a perfect circular shape in a plan view as viewed in the vertical direction (Z1-Z2 direction).
  • the plan view shape of the winding of the coil 10 is not limited to a perfect circular shape, and may be, for example, an elliptical shape, and can be appropriately selected by those skilled in the art.
  • the cross-sectional shape of the coil 10 is not limited to a rectangle, and may be, for example, a circle. When the cross-sectional shape of the coil 10 is a rectangle such as a rectangle as described above, the occupancy of the coil 10 can be increased, which is preferable.
  • the specific composition of the conductive metal material which comprises the coil 10 is not limited, For example, it is preferable that they are good conductors, such as copper, a copper alloy, aluminum, aluminum alloy.
  • the type of insulating material that covers the conductive metal material is not limited. Resin-based materials such as enamel are mentioned as specific examples of suitable materials.
  • the coil 10 is an edgewise coil, it is preferable to use a material that is less likely to lower the insulation property even if such an expansion is performed because the insulation material located on the outer side is easily drawn.
  • both ends of the conductive band constituting the coil 10 are respectively projected and further folded back, and a portion near the end of the conductive band is a pair of terminal plates 20 , Make up 25.
  • the surfaces of the terminal plates 20 and 25 are not covered with the insulating film, and can be electrically connected to the outside.
  • one end of the conductive band constituting the coil 10 is first bent substantially at right angles in the valley-folding direction, and then bent at approximately right angles in the mountain-folding direction, and further in the valley-folding direction
  • the portion 11 between the mountain fold and the second valley fold is a side surface 30B of the magnetic core 30 on the front side (Y1-Y2-direction Y1 side) Exposed to the outside.
  • a portion that is valley-folded from this portion 11 and reaches the end of the conductive band extends as a terminal plate 20 along the front-rear direction (Y1-Y2 direction) and is a first surface that is the upper side surface of the magnetic core 30 It is exposed to the outside from the magnetic core 30 in a plane normal to the Z 1 -Z 2 direction along the winding axis of the coil 10, that is, 30A.
  • the magnetic core 30 has a second surface 30E which is a lower side surface facing the first surface 30A in the vertical direction (Z1-Z2 direction) (FIG. 1A).
  • the other end of the conductive band constituting the coil 10 is first bent substantially at right angles in the mountain fold direction as shown in FIG. 1A, and then thirdly bent approximately at right angles in the valley fold direction.
  • the portion from the last bent portion to the end of the conductive band constitutes a second terminal plate 25.
  • the portion 12 between the second valley fold and the third valley fold is exposed at the front side surface 30B of the magnetic core 30.
  • a portion from this portion 12 to the end of the conductive band extends as the terminal plate 25 along the front-rear direction, and Z1-Z2 along the first surface 30A of the magnetic core 30, ie, the winding axis of the coil 10.
  • the magnetic core 30 is exposed to the outside in a plane whose direction is a normal.
  • the coil 10 and the terminal boards 20 and 25 are comprised from the same member (electroconductive band), it is not limited to this.
  • a separate member may be joined to the end of the conductive band constituting the coil 10, and these members electrically connected to the coil 10 may constitute the terminal boards 20, 25.
  • a pair of coated electrodes 40, 45 are formed on both ends of the first surface 30A of the magnetic core 30 in the left-right direction (X1-X2 direction).
  • the coating type electrode 40 is provided so as to cover a part of each of the magnetic core 30 in the first surface 30A, the side surface 30C in the X1-X2 direction X1, and the two side surfaces 30B and 30F in the Y1-Y2 direction.
  • the coating type electrode 45 is provided to cover a part of each of the magnetic core 30 in the first surface 30A, the side surface 30D in the X1-X2 direction X2, and the two side surfaces 30B and 30F in the Y1-Y2 direction.
  • the magnetic core 30 is a substantially rectangular parallelepiped, each of the side surfaces described above is a surface intersecting the first surface 30A.
  • the pair of coated electrodes 40, 45 are separated from each other in the left-right direction (X1-X2 direction) by the separation region SA.
  • the powder compacting body 31 constituting the magnetic core 30 is made of a plurality of members having different surface resistances such that a short circuit due to a discharge is unlikely to occur between the coating electrode 40 and the coating electrode 45 in the separation area SA. Become.
  • the first compacted body 311 located in the separation area SA is made of the first core material, and the second compacted body located on the second surface 30E where the coated electrodes 40 and 45 of the magnetic core 30 are not provided.
  • 312 is comprised from a 2nd core material, and the surface resistance of a 1st core material is higher than the surface resistance of a 2nd core.
  • the surface resistance of the first core material located in the separation area SA is higher than the surface resistance of the first core material located on the second surface 30E, so Even when an excessive voltage is applied between the coating type electrode 45, creeping discharge hardly occurs. Therefore, the chip inductor 100 according to an embodiment of the present invention is less likely to cause a short circuit based on a discharge.
  • the first green compact 311 composed of the first core material and the second green compact 312 composed of the second core material
  • the boundaries are clear, but not limited to this.
  • the composition (the ratio of the first core material to the second core material) of the mixture constituting this portion may not be uniform.
  • the second green compact 312 is also located inside the inner periphery of the coil 10 in the magnetic core 30.
  • the magnetic permeability of the second core material constituting the second green compact 312 is preferably higher than the magnetic permeability of the first core material constituting the first green compact 311.
  • the second green compact 312 located inside the inner circumference of the coil 10 is a portion of the magnetic core 30 that directly affects the characteristics (such as the L value) of the chip inductor 100.
  • the magnetic properties of this portion are better than those of other portions, particularly the first green compact 311 constituted by the first core material, so that the characteristics are excellent while the possibility of the occurrence of a short circuit due to a discharge is suppressed. Chip inductors are easily obtained.
  • the first green compact 311 composed of the first core material is formed between the coating electrode 40 and the coil 10, and the coating electrode 45 and the coil 10. Located between With such a configuration, dielectric breakdown between the coated electrode 40 and the coil 10 and dielectric breakdown between the coated electrode 45 and the coil 10 are less likely to occur, which is preferable.
  • the first magnetic powder contained in the first core material constituting the first green compact 311 has a surface insulating property than the second magnetic powder contained in the second core material constituting the second green compact 312.
  • the composition and structure of the magnetic powder contained in the first core material and the second core material are not limited. From the viewpoint of enhancing the magnetic properties, the magnetic powder may preferably be an Fe-based alloy.
  • the magnetic powder may be crystalline or amorphous (amorphous), or may be so-called nanocrystalline containing fine crystals of about 20 nm or less.
  • the first core material and the second core material may each be composed of a mixture of magnetic powders of different textures as described above.
  • the Fe-based crystalline magnetic material used for the first core material and the second core material include Fe-Si-Cr alloy, Fe-Ni alloy, Fe-Co alloy, Fe-V alloy, Fe And Fe--Si alloys, Fe--Si--Al alloys, carbonyl iron and pure iron.
  • specific examples of the amorphous magnetic material used for the magnetic core 30 include Fe-Si-B alloys, Fe-PC alloys, and Co-Fe-Si-B alloys.
  • the above amorphous magnetic material may be composed of one kind of material or may be composed of plural kinds of materials. It is preferable that the magnetic material which comprises the powder of amorphous magnetic material is 1 type, or 2 or more types of material chosen from the group which consists of said material.
  • the coating-type electrode 40 is also formed on a part of the side surfaces 30B, 30C, and 30F, and the coating-type electrode 45 is also formed on a part of the side surfaces 30B, 30D, and 30F.
  • the first green compact 311 composed of the first core material having a relatively high surface resistance is a side surface 30C of the magnetic core 30 aligned in the X1-X2 direction, It is also located at 30D.
  • the first green compact 311 is also located on the side surfaces 30B and 30F aligned in the Y1-Y2 direction of the magnetic core 30. As described above, when the first green compact 311 is positioned, creeping discharge via the side surfaces 30C, 30D, 30B, and 30F is less likely to occur between the application type electrode 40 and the application type electrode 45.
  • the magnetic core 30 of the chip inductor 100 according to the present embodiment described above is formed of the powder compacting body 31, but the powder compacting body 31 is additionally provided with insulating properties such as impregnation coating and insulating layer formation.
  • the magnetic core 30 may be configured by applying means. As described above, it is possible to increase the surface resistance of the core material located in the portion where creeping discharge is likely to occur as described above, even if the means for improving the insulating property is additionally implemented. This is still preferable from the viewpoint of making discharge less likely to occur between the coating type electrodes 40 and 45.
  • the chip inductor 100 In the method of manufacturing the chip inductor 100 according to the present embodiment, powder compacting is performed in which magnetic powder for forming the magnetic core 30 is disposed in a mold together with the conductive member 33 having the wound body 10P and pressure-molded. Including. Specifically, the chip inductor 100 can be efficiently manufactured by adopting the manufacturing method described below.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of a temporary assembly used to manufacture a magnetic core having a coil embedded therein.
  • the first preform 131, the second preform 132, and the first preform 131 and the second preform are inserted.
  • a temporary assembly 100A including the conductive member 33 having the wound body 10P is prepared.
  • the first preform 131 is made of the first core material described above, and has a hollow portion opened in the Z1-Z2 direction Z1 to receive the wound body 10P of the conductive member 33.
  • the portion 131A constituting the bottom of the hollow portion is for forming the first surface 30A of the magnetic core 30, and the portions 131B, 131C, 131D, 131F constituting the side wall of the hollow portion are of the magnetic core 30. It is for forming the part in which the coating type electrodes 40 and 45 in the side surfaces 30B, 30C, 30D, and 30F oppose.
  • the second preformed body 132 is made of the above-described second core material, and includes a plate-like portion 132A and a portion 132B projecting from a surface on the Z1-Z2 direction Z2 side of the plate-like portion 132A.
  • the plate-like portion 132A is for forming the second surface 30E of the magnetic core 30 and a portion on the Z1-Z2 direction Z1 side of the side surfaces 30B, 30C, 30D, and 30F
  • the protruding portion 132B is a magnetic core 30 to form an inner portion of the inner periphery of the coil 10.
  • the conductive member 33 is a member for providing the coil 10 in which the terminal plates 20 and 25 extend from both ends, and the conductive band is shaped like an edgewise coil around a winding axis along the Z1-Z2 direction. It has a wound body 10P wound.
  • FIG. 2 unlike the coil 10 included in the chip inductor 100, the final valley folding of both ends of the conductive member 33 is not performed, that is, the plate surface of the portion corresponding to the terminal plates 20 and 25 is wound.
  • a state is shown in which the direction (Z1-Z2 direction) along the winding axis of the rotating body 10P is in the in-plane direction.
  • the conductive member 33 is placed so that the wound body 10P is positioned around the protruding portion 132B of the second preformed body 132, and the first preformed body 131 is mounted so as to accommodate the wound body 10P. By doing this, a temporary assembly 100A is obtained.
  • the temporary assembly 100A is placed in the cavity 54 between the upper die 52 and the lower die 53 disposed in the die body 51 of the press 50. Place (placement step).
  • the upper mold 52 and the lower mold 53 are pressurized in a direction (the direction of the arrow P in FIG. 3) in which the first preforming body 131 and the second preforming body 132 approach (pressure step).
  • the temporary assembly 100A is integrated by pressure, and the coil 10 consisting of the wound body 10P is embedded, and the pair of terminal plates 20, 25 is subjected to a first compacting process based on the first preform 131.
  • the green compact 31 is formed on the same surface of the body 311 (surface on the Z1-Z2 direction Z2 side).
  • the molding conditions (pressing force, temperature at the time of pressing, pressing time, etc.) of the temporary assembly 100A are appropriately set in accordance with the composition, shape, and the like of the first preforming body 131 and the second preforming body 132.
  • the first preformed body 131 and the second preformed body 132 are integrated and compacted by pressing for several seconds with a pressure of about 0.5 GPa to 2 GPa. It becomes the body 31 and the coil 10 is contained in the inside of the green compact 31.
  • the first preform 131 and the second preform 132 may be formed by preforming the magnetic powder at a pressure lower than the molding pressure in the pressing step.
  • the materials constituting the first preform 131 and the second preform 132 are not limited as long as they contain magnetic powder. It may be composed of magnetic powder, and may further contain an organic component.
  • the organic component is preferably a binder component that binds the magnetic powders to each other.
  • the specific composition of the organic component which is a binder component is not limited.
  • the organic component may contain a resin material, and one or both of a thermosetting resin and a thermoplastic resin may be used as the resin material.
  • the organic component may contain a substance formed by heat treatment of the resin material as described above.
  • the composition of the substance can be adjusted by the composition of the resin material to be subjected to the heat treatment, the heat treatment conditions, and the like.
  • the organic component is preferably capable of making the magnetic powders contained in the first preform 131 and the second preform 132 electrically independent of each other.
  • the resin material which concerns on an organic type component may be comprised from one type, and may be comprised from multiple types.
  • the content of the organic component in each of the first preform 131 and the second preform 132 is not limited.
  • the organic component is a binder component
  • the content of the organic component is excessively high, the magnetic properties of the magnetic core 30 provided with the powder compact 31 formed from the first preform 131 and the second preform 132 tend to deteriorate. It is preferable to set the content of the organic component in each of the first preforming body 131 and the second preforming body 132 in consideration of the possibility of being observed.
  • Each of the first preform 131 and the second preform 132 may contain a substance other than the magnetic powder and the organic component.
  • Such materials include insulating inorganic components such as glass and alumina; and coupling agents such as silane coupling agents for improving adhesion to magnetic powders and organic components.
  • the content of these substances in each of the first preform 131 and the second preform 132 is not limited.
  • the green compact 31 may be used as the magnetic core 30 as it is, but it is preferable to have an insulating layer on the surface of the green compact 31 and optionally in the vicinity of the surface. Having such an insulating layer means that the first green compact 311 located in the separation area SA is made of the first core material having a relatively high surface resistance, and two coated electrodes 40 and 45. Contribute to more stably improving the insulation between the
  • the material which comprises an insulating layer is not limited. Specific examples of the material constituting the insulating layer include silicone resins, epoxy resins, butyral phenol resins, organic resins such as acrylic resins, inorganic materials such as oxides, nitrides, and carbides, etc. Can be mentioned.
  • an electrode coating material (a material for forming the coating type electrodes 40, 45) is coated so as to cover each of the pair of terminal plates 20, 25 and the obtained coating is dried as needed, By curing or baking, the coating type electrodes 40, 45 are obtained (electrode forming step).
  • the composition of the electrode coating material is not limited. From the viewpoint of excellent productivity, a conductive paste such as silver paste is preferable.
  • the coating thickness of the electrode coating material is optional as long as it has appropriate conductivity.
  • the coating electrodes 40, 45 comprise a metallized layer formed of the above-described conductive paste and a plating layer formed on the metallized layer. You may have.
  • the material for forming the plating layer is not limited. As a metal element which the said material contains, copper, aluminum, zinc, nickel, iron, tin etc. are illustrated.
  • the coating type electrodes 40 and 45 are provided with a metallized layer and a plating layer
  • about 0.05 g / cm ⁇ 2 > is illustrated as an application amount of the conductive paste for forming a metallizing layer, and the range of the thickness of a plating layer For example, about 5 to 10 ⁇ m is exemplified.
  • An apparatus includes a substrate on which a chip inductor according to an embodiment of the present invention described above is mounted. Further specific examples of such devices include portable electronic devices such as smartphones and laptop computers. Since the device according to the embodiment of the present invention includes the chip inductor according to the above-described embodiment of the present invention, for example, even in the case where electrostatic discharge (ESD) occurs during use, a short circuit in the chip inductor Is less likely to occur. Therefore, the electric / electronic device according to the embodiment of the present invention is excellent in reliability.
  • ESD electrostatic discharge
  • the chip inductor 100 having the shape shown in FIG. 1 was manufactured under the following conditions.
  • Magnetic powder A Magnetic powder of Fe-based amorphous alloy subjected to insulation treatment to form an insulating film of zinc phosphate glass on the surface
  • Magnetic powder B Fe group subjected to the same insulation treatment as magnetic powder
  • Magnetic powder C on the surface Magnetic powder of non-insulated Fe-based amorphous alloy
  • the particle size (median diameter D50) giving 50 volume% from the small diameter side in the cumulative particle size distribution measured on a volume basis by a laser diffraction / scattering method for all of the magnetic powders was in the range of 5 ⁇ m to 8 ⁇ m.
  • a mixture obtained by mixing each magnetic powder and a binder component (mixture of acrylic resin and phenolic resin) was prepared.
  • the proportion of the binder component in the entire mixture was 1 to 4% by mass.
  • the mixture was compacted to obtain a first preform 131 and a second compact 132.
  • Tables 2 to 4 show the types of magnetic powder used in the preforms of the respective examples.
  • a conductive member 33 having a winding portion 10P having the following shape was prepared.
  • Outer shape Circular as viewed from the Z1-Z2 direction
  • a temporary assembly 100A is prepared from the first preform 131 and the second molding 132 and the conductive member 33, and the temporary assembly 100A is pressure-molded at a normal temperature (25 ° C.) under a pressure of 0.98 GPa.
  • a compacted core 31 of a shape was obtained.
  • Annealing was performed to heat the obtained green compact 31 with an inert gas (in N 2 ) at 350 ° C. to 400 ° C. (a temperature condition in which the magnetic permeability is maximized in each core).
  • coated electrodes 40, 45 having a laminated structure of a metallized layer and a plating layer were formed.
  • the metallized layer consisted of silver paste, and the target value of the coating amount was 0.05 g / cm 2 .
  • the plating layer was Ni / Sn plating, and the target value of the plating film thickness was 10 ⁇ m.
  • the width in the X1-X2 direction of the separation region AS located between the coated electrodes 40, 45 thus obtained was 0.6 mm as an aim value.
  • the magnetic core 30 was obtained.
  • a toroidal compacted body having the following external shape was produced.
  • Outer diameter 20.0 mm to 20.1 mm
  • Inner diameter 12.7 mm to 12.8 mm
  • Thickness 2.95 mm to 3.05 mm
  • the dielectric breakdown voltage (unit: V / m) and the surface resistance (unit: ⁇ / mm) were measured using these toroidal cores.
  • the first to-be-induced condition is 100 kHz and the effective maximum magnetic flux density Bm is 15 mT.
  • the permeability ⁇ was measured. The measurement results are shown in Table 1.
  • a powder compact having a high surface resistance and a high withstand voltage (specifically, a powder compact comprising a core material using magnetic powder A) has a low permeability.
  • a powder compact having a high permeability (specifically, a compact having a core formed of magnetic powder C) has a low surface resistance and a withstand voltage.
  • the self inductance L (unit: ⁇ H) of the obtained chip inductor 100 was measured.
  • a predetermined voltage is applied between the terminals, and when the peak value of L is measured again, the voltage The applied voltage when the peak value of L was reduced by 25% or more than before the application was taken as the breakdown voltage.
  • the breakdown voltage was measured twice, and the average value was taken as the average breakdown voltage DV (unit: V).
  • the measurement results are shown in Tables 2 to 4.
  • the first preformed body 131 is composed of the core material having the highest surface resistance among the three types
  • the second preformed body 132 is composed of the core material having the highest permeability among the three types.
  • the first preformed body 131 and the second preformed body 132 are made of the core material having the highest surface resistance among the three types (Example 1-1, Example of the present invention)
  • the first preform 131 and the second preform 132 are made of the core material having the lowest magnetic permeability among the three types (having the same ESD resistance characteristics as Example 1-2, Comparative Example) Example 1-2, Comparative Example)
  • the first preform 131 and the second preform 132 are made of the core material having the highest permeability among the three types (Example 1-3, Comparative Example) and
  • An intermediate self-inductance L was obtained. In Example 1-3, although the self-inductance L was high, the result was low in the ESD resistance.
  • the chip inductor according to the present invention is useful in that the chip inductor can be miniaturized and the height can be reduced.

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Abstract

磁性粉末を含有する圧粉成形体３１を備える磁性コア３０と、磁性コア３０に埋設されるコイル１０と、コイル１０の両端部から延び磁性コア３０の第１面３０Ａ上に位置する一対の端子板２０、２５と、一対の端子板２０、２５のそれぞれに電気的に接続され、第１面３０Ａの一部に位置する部分を有する一対の塗布型電極４０、４５と、を備え、第１面３０Ａにおける一対の塗布型電極４０、４５の間の分離領域ＳＡに位置する圧粉成形体３１を構成する第１コア材の表面抵抗は、磁性コア３０の第１面３０Ａに対向する面であって一対の塗布型電極４０、４５が設けられていない第２面３０Ｅに位置する圧粉成形体３１を構成する第２コア材の表面抵抗より高いチップインダクタ１００は、小型化された場合であっても放電が生じにくい。

Description

チップインダクタ
　本発明は、磁性コアにコイルが埋設されたチップインダクタに関する。
　特許文献１には、絶縁性材料で被覆された導電性金属材で巻かれたコイルと、前記コイルから延びる一対の端子板と、少なくとも前記コイルが内部に埋め込まれた磁性コアとを有するインダクタであって、前記一対の端子板のそれぞれにおける一方の端部は前記磁性コア外に位置し、前記一対の端子板のそれぞれに電気的に接続される一対の塗布型電極をさらに備え、前記一対の塗布型電極のそれぞれは、前記コイルの巻回軸に沿った方向を面内方向とする前記磁性コアの側面の一部上に設けられた側面塗布部分を有し、前記磁性コアは磁性粉末の集合体であり、前記磁性コアにおける、前記コイルの外側面よりも外側の領域および前記コイルの外側面を前記コイルの巻回軸に沿った方向に延長して得られる曲面の外周側の領域からなる第１領域に位置する磁性粉末の密度は、前記磁性コアにおける、前記コイルの内側面よりも内側の領域および前記コイルの内側面を前記コイルの巻回軸に沿った方向に延長して得られる曲面の内周側の領域からなる第２領域に位置する磁性粉末の密度よりも低い構成のインダクタが記載されている。
特開２０１７－１１０４２号公報
　特許文献１に記載のインダクタのように、磁性コアにコイルが埋設された構造を備えるインダクタは、スマートフォンなどの携帯通信端末の表示部を駆動するための部品として多数使用されている。携帯通信端末には薄型化や小型化などの要請が継続的に存在し、最大表示輝度を高めるなど表示部の能力を高めることへの要請も継続的に存在する。こうした要請の存在を背景として、このようなインダクタは、チップインダクタとも称され、低背化を含む小型化の要請が高まっている。
　こうした要請を受けて、特許文献１に記載されるように、チップインダクタでは、埋設されたコイルにつながる接続端部として一対の塗布型電極が用いられる場合がある。磁性コアのサイズが特に小型化した場合には、これらの塗布型電極の間に位置する磁性コアの表面において放電に基づく短絡を防止することが好ましい。
　本発明は、磁性コアのサイズが特に小型化した場合であっても、これらの塗布型電極の間に位置する磁性コアの表面において放電に基づく短絡を防止することが可能なチップインダクタを提供することを目的とする。
　上記課題を解決するために、本発明のチップインダクタは、一態様において、磁性粉末を含有する圧粉成形体を備える磁性コアと、前記磁性コアに埋設されるコイルと、前記コイルの両端部から延び前記磁性コアの第１面上に位置する一対の端子板と、前記一対の端子板のそれぞれに電気的に接続され、前記第１面の一部に位置する部分を有する一対の塗布型電極と、を備えるチップインダクタであって、前記第１面における前記一対の塗布型電極の間の分離領域に位置する前記圧粉成形体を構成する第１コア材の表面抵抗は、前記磁性コアの前記第１面に対向する面であって前記一対の塗布型電極が設けられていない第２面に位置する前記圧粉成形体を構成する第２コア材の表面抵抗より高い。
　かかるチップインダクタは、分離領域に位置する第１コア材の表面抵抗が、第２面に位置する第１コア材よりも表面抵抗が高いため、塗布型電極間に過大な電圧が印加された場合であっても沿面放電が生じにくい。したがって、上記のチップインダクタは、放電に基づく短絡が生じにくい。
　上記のチップインダクタにおいて、前記磁性コアにおける前記コイルの内周よりも内側に位置する前記圧粉成形体は前記第２コア材から構成され、前記第２コア材の透磁率は、前記第１コア材の透磁率よりも高いことが好ましい。この場合には、磁性コアにおける、チップインダクタの特性（Ｌ値など）に直接的に影響を及ぼす部分の磁気特性が他の部分に比べて良好であるため、放電に基づく短絡が生じる可能性を抑えつつ、特性に優れたチップインダクタが得られやすい。
　前記第１面における前記一対の塗布型電極が設けられた部分に位置する前記圧粉成形体は前記第１コア材から構成されることが好ましい。前記第１コア材に含まれる第１磁性粉末を前記第２コア材に含まれる第２磁性粉末よりも表面の絶縁性が高い材料とすることにより、放電に基づく短絡が生じる可能性を抑えつつ特性に優れたチップインダクタを得ることが容易に実現されうる。
　上記のチップインダクタにおいて、前記一対の塗布型電極のそれぞれは、前記磁性コアの前記第１面と交わる交差面（側面）の一部にも形成され、前記第１面および前記交差面に位置する圧粉成形体は前記第１コア材から構成されていてもよい。チップインダクタが特に小型化すると、このように側面にも塗布型電極が設けられる場合がある。そのような場合には、側面を経由する沿面放電が生じにくくなるように、側面に位置する圧粉成形体についても、第１面と同様に表面抵抗が高い第１コア材から構成されるようにすることが好ましい。
　本発明は、他の一態様として、上記のチップインダクタが実装された基板を備える機器を提供する。
　本発明は、別の一態様として、上記の第１コア材と第２コア材とが共通するコア材からなるチップインダクタの製造方法を提供する。かかる製造方法は、前記第１コア材からなる第１予備成形体、前記第２コア材からなる第２予備成形体、および前記第１予備成形体と前記第２予備成形体とにはさまれた巻回体を有する導電部材を備える仮組体を用意する仮組体形成工程と、前記仮組体を金型のキャビティ内に配置し、前記第１予備成形体と前記第２予備成形体とが近接する方向に加圧して前記仮組体を一体化させて、前記巻回体からなるコイルが埋設されるとともに前記一対の端子板が同一面に配置された前記圧粉成形体を形成する成形工程と、前記一対の端子板のそれぞれを覆うように前記塗布型電極を形成する電極形成工程と、を備える。
　このように、圧粉成形体を形成するための仮組体が備える２つの予備成形体を、互いに異なる材料（第１コア材、第２コア材）によって構成することにより、これらの予備成形体が成形されて形成される圧粉成形体は、塗布型電極が設けられる側については表面抵抗を高め、好ましい一形態ではコイルの内周の内側では磁気特性に優れる構造を容易に得ることが可能である。
　本発明によれば、磁性コアのサイズが特に小型化した場合であっても、これらの塗布型電極の間に位置する磁性コアの表面において放電に基づく短絡を防止することが可能なチップインダクタが提供される。
（ａ）は本発明の実施形態に係るチップインダクタの全体構成を一部透視して示す斜視図、（ｂ）は、図１（ａ）のＶ１－Ｖ１線における断面図である。 仮組体の分解斜視図である。 仮組体を用いて圧粉成形体を製造する過程を示す断面図である。
　以下、本発明の実施形態に係るチップインダクタについて図面を参照しつつ詳しく説明する。
　図１（ａ）は、本発明の実施形態に係るチップインダクタ１００の全体構成を一部透視して示す斜視図、（ｂ）は、図１（ａ）のＶ１－Ｖ１線における断面図である。各図には、基準座標としてＸ－Ｙ－Ｚ座標が示されている。Ｘ１－Ｘ２方向とＹ１－Ｙ２方向を含むＸ－Ｙ平面はＺ１－Ｚ２方向に垂直な面である。以下の説明において、Ｙ１方向を前側、Ｙ２方向を後側、Ｘ１方向を左側、Ｘ２方向を右側、Ｚ１方向を上側、Ｚ２方向を下側と称することがあるが、チップインダクタ１００の姿勢等に応じて各方向を任意に設定できる。
　図１に示すように、本発明の実施形態に係るチップインダクタ１００は、磁性粉末を含む圧粉成形体３１を備える略直方体の磁性コア３０にコイル１０が埋設された構造を有する。本実施形態では磁性コア３０は圧粉成形体３１からなる。エッジワイズコイルであるコイル１０は、絶縁性材料で被覆された導電性金属材からなり、断面が長方形の帯状体である導電性帯体を巻いて形成されている。コイル１０は、導電性帯体の板面が、巻回軸に沿った上下方向（Ｚ１－Ｚ２方向）とほぼ垂直となり、コイル１０の厚さ方向を決めている導電性帯体の側端面が巻回軸と平行となる向きで、導電性帯体の板面どうしが巻回軸に沿って重なるように巻かれている。したがって、コイル１０の上下の端面（Ｚ１－Ｚ２方向の両端面）は、コイル１０の巻回軸に沿った方向を法線とする。図１（ａ）に示すように、コイル１０は、上下方向（Ｚ１－Ｚ２方向）に沿って見た平面視において、導電性帯体が真円状となるように巻かれている。
　ここで、コイル１０の巻回の平面視形状は真円状に限定されず、例えば楕円形でも良く、当業者において適宜選択することができる。また、コイル１０の断面形状も長方形に限定されず、例えば円形であってもよい。コイル１０の断面形状が上記のように長方形などの矩形である場合には、コイル１０の占有率を高めることができるため好ましい。
　コイル１０を構成する導電性金属材の具体的な組成は限定されず、例えば、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金などの良導体であることが好ましい。導電性金属材を被覆する絶縁性材料の種類は限定されない。エナメルなどの樹脂系材料が好適な材料の具体例として挙げられる。コイル１０がエッジワイズコイルの場合には、外側面側に位置する絶縁性材料が引き伸ばされやすいため、こうした引き伸ばしが行われても絶縁性が低下しにくい材料を使用することが好ましい。
　コイル１０が真円状に巻かれた状態で、コイル１０を構成する導電性帯体の両端部は、それぞれ突出してさらに折り返されて、導電性帯体の末端に近い部分が一対の端子板２０、２５を構成している。端子板２０、２５の表面は、絶縁性の皮膜に覆われておらず、外部と通電可能となっている。
　図１に示すように、コイル１０を構成する導電性帯体の一方の端部は、まず谷折り方向へほぼ直角に曲げられ、次に山折り方向へほぼ直角に曲げられ、さらに谷折り方向へほぼ直角に二度折り曲げられて、この最後の折り曲げ部から導電性帯体の末端に至る部分が第１の端子板２０を構成している。コイル１０を構成する導電性帯体の一方の端部において、山折り部から二度目の谷折り部までの間の部分１１は、磁性コア３０の前側（Ｙ１－Ｙ２方向Ｙ１側）の側面３０Ｂで外部へ露出している。この部分１１から谷折りされて導電性帯体の末端に至る部分は、端子板２０として、前後方向（Ｙ１－Ｙ２方向）に沿って延びるとともに、磁性コア３０の上側の側面である第１面３０Ａ、すなわちコイル１０の巻回軸に沿ったＺ１－Ｚ２方向を法線とする面において磁性コア３０から外部へ露出する。ここで、磁性コア３０は、上下方向（Ｚ１－Ｚ２方向）において第１面３０Ａと対向する下側の側面である第２面３０Ｅを有する（図１（ａ））。
　コイル１０を構成する導電性帯体の他方の端部は、図１（ａ）に示すようにまず山折り方向へほぼ直角に折り曲げられ、次に谷折り方向へほぼ直角に三度折り曲げられて、この最後の折り曲げ部から導電性帯体の末端に至る部分が第２の端子板２５を構成している。コイル１０を構成する導電性帯体の他方の端部において、二度目の谷折り部から三度目の谷折り部までの間の部分１２は、磁性コア３０の前側の側面３０Ｂで露出している。この部分１２から導電性帯体の末端に至る部分は、端子板２５として、前後方向に沿って延びるとともに、磁性コア３０の第１面３０Ａ、すなわちコイル１０の巻回軸に沿ったＺ１－Ｚ２方向を法線とする面において磁性コア３０から外部へ露出する。
　なお、コイル１０と端子板２０、２５とは同一の部材（導電性帯体）から構成されているが、これに限定されない。コイル１０を構成する導電性帯体の端部に別途部材が接合されて、コイル１０に電気的に接続されたこれらの部材が端子板２０、２５を構成していてもよい。
　チップインダクタ１００においては、磁性コア３０の第１面３０Ａの左右方向（Ｘ１－Ｘ２方向）の両端部に一対の塗布型電極４０、４５がそれぞれ形成されている。塗布型電極４０は、磁性コア３０における、第１面３０Ａ、Ｘ１－Ｘ２方向Ｘ１側の側面３０Ｃ、Ｙ１－Ｙ２方向の２つの側面３０Ｂ、３０Ｆのそれぞれの一部を覆うように設けられている。塗布型電極４５は、磁性コア３０における、第１面３０Ａ、Ｘ１－Ｘ２方向Ｘ２側の側面３０Ｄ、Ｙ１－Ｙ２方向の２つの側面３０Ｂ、３０Ｆのそれぞれの一部を覆うように設けられている。磁性コア３０は略直方体であるから、上記の側面のそれぞれは、第１面３０Ａに交差する面である。
　図１（ｂ）に示すように、一対の塗布型電極４０、４５は、分離領域ＳＡによって左右方向（Ｘ１－Ｘ２方向）において互いに分離されている。この分離領域ＳＡにおいて塗布型電極４０と塗布型電極４５との間で放電に基づく短絡が生じにくくなるように、磁性コア３０を構成する圧粉成形体３１は、表面抵抗が異なる複数の部材からなる。
　分離領域ＳＡに位置する第１圧粉成形体３１１は第１コア材から構成され、磁性コア３０における塗布型電極４０、４５が設けられていない第２面３０Ｅに位置する第２圧粉成形体３１２は第２コア材から構成され、第１コア材の表面抵抗は第２コアの表面抵抗よりも高い。このような構成を備えるチップインダクタ１００は、分離領域ＳＡに位置する第１コア材の表面抵抗が、第２面３０Ｅに位置する第１コア材よりも表面抵抗が高いため、塗布型電極４０と塗布型電極４５との間に過大な電圧が印加された場合であっても沿面放電が生じにくい。したがって、本発明の一実施形態に係るチップインダクタ１００は、放電に基づく短絡が生じにくい。
　なお、図１（ｂ）に示される圧粉成形体３１では、第１コア材から構成される第１圧粉成形体３１１と第２コア材から構成される第２圧粉成形体３１２との境界が明確であるが、これに限定されない。第１圧粉成形体３１１と第２圧粉成形体３１２との間に第１コア材および第２コア材の混合材から構成される部分があってもよい。この部分を構成する混合材の組成（第１コア材と第２コア材との割合）は均一でなくてもよい。
　チップインダクタ１００では、磁性コア３０におけるコイル１０の内周よりも内側にも第２圧粉成形体３１２が位置する。この第２圧粉成形体３１２を構成する第２コア材の透磁率は、第１圧粉成形体３１１を構成する第１コア材の透磁率よりも高いことが好ましい。コイル１０の内周よりも内側に位置する第２圧粉成形体３１２は、磁性コア３０において、チップインダクタ１００の特性（Ｌ値など）に直接的に影響を及ぼす部分である。この部分の磁気特性が他の部分、特に第１コア材により構成される第１圧粉成形体３１１に比べて良好であるため、放電に基づく短絡が生じる可能性を抑えつつ、特性に優れたチップインダクタが得られやすい。
　また、図１（ｂ）に示されるように、第１コア材から構成される第１圧粉成形体３１１は、塗布型電極４０とコイル１０との間、および塗布型電極４５とコイル１０との間に位置する。このような構成とすることにより、塗布型電極４０とコイル１０との間での絶縁破壊、および塗布型電極４５とコイル１０との間での絶縁破壊が生じにくくなり、好ましい。
　第１圧粉成形体３１１を構成する第１コア材に含まれる第１磁性粉末は、第２圧粉成形体３１２を構成する第２コア材に含まれる第２磁性粉末よりも表面の絶縁性が高くなるようにすることで、第１圧粉成形体３１１および第２圧粉成形体３１２の絶縁性および磁気特性を上記のように設定することが容易となる。
　第１コア材および第２コア材に含まれる磁性粉末の組成および組織は限定されない。磁気特性を高める観点から、磁性粉末はＦｅ基合金であることが好ましい場合がある。また、磁性粉末は結晶質であってもよいし非晶質（アモルファス）であってもよいし、２０ｎｍ程度又はそれ以下の微細な結晶を含むいわゆるナノ結晶質であってもよい。第１コア材および第２コア材はそれぞれ、上記の異なる組織の磁性粉末の混合体から構成されていてもよい。
　第１コア材および第２コア材に用いるＦｅ基の結晶質磁性材料の具体例として、Ｆｅ－Ｓｉ－Ｃｒ系合金、Ｆｅ－Ｎｉ系合金、Ｆｅ－Ｃｏ系合金、Ｆｅ－Ｖ系合金、Ｆｅ－Ａｌ系合金、Ｆｅ－Ｓｉ系合金、Ｆｅ－Ｓｉ－Ａｌ系合金、カルボニル鉄および純鉄が挙げられる。また、磁性コア３０に用いる非晶質磁性材料の具体例としては、Ｆｅ－Ｓｉ－Ｂ系合金、Ｆｅ－Ｐ－Ｃ系合金およびＣｏ－Ｆｅ－Ｓｉ－Ｂ系合金が挙げられる。上記の非晶質磁性材料は１種類の材料から構成されていてもよいし複数種類の材料から構成されていてもよい。非晶質磁性材料の粉末を構成する磁性材料は、上記の材料からなる群から選ばれた１種又は２種以上の材料であることが好ましい。
　図１（ａ）に示されるように、塗布型電極４０は側面３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｆの一部にも形成され、塗布型電極４５は側面３０Ｂ、３０Ｄ、３０Ｆの一部にも形成されている。そこで、図１（ｂ）に示されるように、相対的に表面抵抗が高い第１コア材から構成される第１圧粉成形体３１１は、磁性コア３０におけるＸ１－Ｘ２方向に並ぶ側面３０Ｃ、３０Ｄにも位置する。また、第１圧粉成形体３１１は磁性コア３０におけるＹ１－Ｙ２方向に並ぶ側面３０Ｂ、３０Ｆにも位置する。このように第１圧粉成形体３１１が位置することにより、塗布型電極４０と塗布型電極４５との間で、側面３０Ｃ、３０Ｄ、３０Ｂ、３０Ｆを経由する沿面放電が生じにくくなる。
　以上の本実施形態に係るチップインダクタ１００の磁性コア３０は圧粉成形体３１からなるが、圧粉成形体３１に対して、含浸コーティングや絶縁層形成などの絶縁性向上のための追加的な手段が施されて磁性コア３０が構成されていてもよい。このように絶縁性向上のための手段が追加的に実施されていても、上記のように、沿面放電が生じやすい部分に位置するコア材の表面抵抗を高めておくことは、チップインダクタ１００の塗布型電極４０、４５の間で放電が生じにくくする観点から好ましいことであることに変わりない。
　本実施形態に係るチップインダクタ１００の製造方法は、磁性コア３０を形成するための磁性粉末を、巻回体１０Ｐを有する導電部材３３とともに金型内に配置して加圧成形する圧粉成形を含む。具体的には、以下に説明する製造方法を採用すれば、チップインダクタ１００を効率的に製造することが可能となる。
　図２は、コイルが埋設された磁性コアを製造するために用いられる仮組体の分解斜視図である。
　まず、図２に示されるように、仮組体形成工程として、第１予備成形体１３１、第２予備成形体１３２、および第１予備成形体１３１と第２予備成形体とにはさまれた巻回体１０Ｐを有する導電部材３３を備える仮組体１００Ａを用意する。
　第１予備成形体１３１は、前述の第１コア材からなり、導電部材３３の巻回体１０Ｐを収容するようにＺ１－Ｚ２方向Ｚ１側に開いた中空部を有する。中空部の底を構成する部分１３１Ａは、磁性コア３０における第１面３０Ａを形成するためのものであって、中空部の側壁を構成する部分１３１Ｂ、１３１Ｃ、１３１Ｄ、１３１Ｆは、磁性コア３０の側面３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄ、３０Ｆにおける塗布型電極４０、４５が対向する部分を形成するためのものである。
　第２予備成形体１３２は、前述の第２コア材からなり、板状の部分１３２Ａと、この板状の部分１３２ＡのＺ１－Ｚ２方向Ｚ２側の面から突出する部分１３２Ｂとからなる。板状の部分１３２Ａは、磁性コア３０における第２面３０Ｅおよび側面３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄ、３０ＦのＺ１－Ｚ２方向Ｚ１側の部分を形成するためのものであって、突出する部分１３２Ｂは磁性コア３０におけるコイル１０の内周の内側の部分を形成するためのものである。
　導電部材３３は、両端部から端子板２０、２５が延びたコイル１０を与える部材であって、導電性帯体が、Ｚ１－Ｚ２方向に沿った巻回軸を中心として、エッジワイズコイル状に巻回されてなる巻回体１０Ｐを有する。図２においては、チップインダクタ１００が備えるコイル１０と異なり、導電部材３３の両端部の最後の谷折りが行われていない状態、すなわち、端子板２０、２５に相当する部分の板面が、巻回体１０Ｐの巻回軸に沿った方向（Ｚ１－Ｚ２方向）を面内方向にするように配置された状態を示している。
　第２予備成形体１３２の突出する部分１３２Ｂの周囲に巻回体１０Ｐが位置するように導電部材３３を載置し、さらに巻回体１０Ｐを収容するように第１予備成形体１３１を載置することにより、仮組体１００Ａが得られる。
　続いて、成形工程を行う。成形工程では、まず、図３に示されるように、この仮組体１００Ａを、プレス機５０の金型本体５１内に配置された上型５２と下型５３との間のキャビティ５４内に載置する（配置ステップ）。
　この状態で、第１予備成形体１３１と第２予備成形体１３２とが近接する方向（図３中、矢印Ｐの方向）に上型５２および下型５３を加圧する（加圧ステップ）。このように加圧して仮組体１００Ａを一体化させて、巻回体１０Ｐからなるコイル１０を埋設するとともに、一対の端子板２０、２５を第１予備成形体１３１に基づく第１圧粉成形体３１１の同一面（Ｚ１－Ｚ２方向Ｚ２側の面）の上に配置された圧粉成形体３１を形成する。
　仮組体１００Ａの成形条件（加圧力、加圧時の温度、加圧時間など）は、第１予備成形体１３１および第２予備成形体１３２の組成や形状などに応じて適宜設定される。常温（非加熱）にて成形する場合には、０．５ＧＰａから２ＧＰａ程度の加圧力で数秒間加圧することにより、第１予備成形体１３１および第２予備成形体１３２が一体化して圧粉成形体３１となり、圧粉成形体３１の内部にコイル１０が内包される。
　第１予備成形体１３１および第２予備成形体１３２は、加圧ステップでの成形圧力よりも低い圧力で磁性粉末を予備的に成形することにより形成するとよい。第１予備成形体１３１および第２予備成形体１３２を構成する材料は、磁性粉末を含んでいれば他は限定されない。磁性粉末から構成されていてもよいし、有機系成分をさらに含んでいてもよい。有機系成分は、磁性粉末を互いに結着させるバインダ成分であることが好ましい。バインダ成分である有機系成分の具体的な組成は限定されない。有機系成分は樹脂材料を含んでいてもよく、樹脂材料として、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂のいずれか一方、もしくは両方を使用してもよい。具体的にはシリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、アクリル樹脂、オレフィン樹脂などが例示される。有機系成分は上記のような樹脂材料が熱処理を受けて形成された物質を含んでいてもよい。かかる物質の組成は、熱処理を受ける樹脂材料の組成、熱処理条件などにより調整されうる。有機系成分は、第１予備成形体１３１および第２予備成形体１３２に含まれる磁性粉末を互いに電気的に独立にできることが好ましい。有機系成分に係る樹脂材料は１種類から構成されていてもよいし、複数種類から構成されていてもよい。
　第１予備成形体１３１および第２予備成形体１３２が有機系成分を含有する場合において、第１予備成形体１３１および第２予備成形体１３２のそれぞれにおける有機系成分の含有量は限定されない。有機系成分がバインダ成分である場合には、バインダ成分としての機能が適切に発揮される量を含有させることが好ましい。なお、有機系成分の含有量が過度に高い場合には、第１予備成形体１３１および第２予備成形体１３２から形成された圧粉成形体３１を備える磁性コア３０の磁気特性が低下する傾向がみられる場合があることを考慮して、第１予備成形体１３１および第２予備成形体１３２のそれぞれにおける有機系成分の含有量を設定することが好ましい。
　第１予備成形体１３１および第２予備成形体１３２のそれぞれは、磁性粉末および有機系成分以外の物質を含有してもよい。かかる物質として、ガラス、アルミナ等の絶縁性の無機系成分；シランカップリング剤等の、磁性粉末および有機系成分との密着性を向上するためのカップリング剤などが挙げられる。第１予備成形体１３１および第２予備成形体１３２がこれらの物質の含有する場合において、第１予備成形体１３１および第２予備成形体１３２のそれぞれにおけるこれらの物質の含有量は限定されない。
　圧粉成形体３１をそのまま磁性コア３０としてもよいが、圧粉成形体３１の表面および必要に応じて表面近傍の部分に絶縁層を有していることが好ましい。このような絶縁層を有することは、分離領域ＳＡに位置する第１圧粉成形体３１１が相対的に表面抵抗の高い第１コア材から構成されることとともに、２つの塗布型電極４０、４５の間の絶縁性をより安定的に高めることに寄与する。絶縁層を構成する材料は限定されない。絶縁層を構成する材料の具体例として、シリコーン系の樹脂、エポキシ系の樹脂、ブチラールフェノール系の樹脂、アクリル系の樹脂等有機系の材料、酸化物、窒化物、炭化物等の無機系材料などが挙げられる。
　次に、一対の端子板２０、２５のそれぞれを覆うように、電極塗布材料（塗布型電極４０、４５を形成するための材料）を塗布し、得られた塗布物を必要に応じ適宜乾燥、硬化あるいは焼成することにより、塗布型電極４０、４５が得られる（電極形成工程）。電極塗布材料の組成は限定されない。生産性に優れる観点から、銀ペーストなどの導電ペーストが好ましい。電極塗布材料の塗布厚さは、適切な導電性を有する限り、任意である。
　塗布型電極４０、４５の導電性をより安定的に高める観点などから、塗布型電極４０、４５は、上記の導電ペーストから形成されるメタライズ層とこのメタライズ層上に形成されためっき層とを備えていてもよい。この場合において、めっき層を形成する材料は限定されない。当該材料が含有する金属元素として、銅、アルミ、亜鉛、ニッケル、鉄、スズなどが例示される。塗布型電極４０、４５がメタライズ層とめっき層とを備える場合には、メタライズ層を形成するための導電ペーストの塗布量として０．０５ｇ／ｃｍ２程度が例示され、めっき層の厚さの範囲として５～１０μｍ程度が例示される。
　本発明の一実施形態に係る機器は、上記の本発明の一実施形態に係るチップインダクタが実装された基板を備える。そのような機器のさらなる具体例として、スマートフォン、ノートパソコンなどの携帯電子機器が挙げられる。こうした本発明の一実施形態に係る機器は、上記の本発明の一実施形態に係るチップインダクタを備えるため、例えば使用中に静電気放電（ＥＳＤ）が生じた場合であっても、チップインダクタにおいて短絡が生じにくい。したがって、本発明の一実施形態に係る電気・電子機器は、信頼性に優れる。
　以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
　以下、実施例等により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例等に限定されるものではない。
　図１に示す形状を備えるチップインダクタ１００を以下の条件で製造した。
　磁性粉末として次の３種類の磁性粉末を用いた。
　　磁性粉末Ａ：表面にリン酸亜鉛系ガラスの絶縁被膜を形成する絶縁処理が施されたＦｅ基非晶質合金の磁性粉末
　　磁性粉末Ｂ：磁性粉末Ａと同様の絶縁処理が施されたＦｅ基非晶質合金の磁性粉末と表面に絶縁処理が施されていないＦｅ基非晶質合金の磁性粉末とを、２０：８０～４０：６０の割合で含有する混合磁性粉末
　　磁性粉末Ｃ：表面に絶縁処理が施されていないＦｅ基非晶質合金の磁性粉末
　いずれの磁性粉末も、レーザー回折・散乱法により体積基準で測定された累積粒度分布において小径側から５０体積％を与える粒径（メジアン径Ｄ５０）は５μｍ～８μｍの範囲であった。
　各磁性粉末とバインダ成分（アクリル系樹脂とフェノール系樹脂の混合）とを混合して得られた混合体を用意した。混合体全体に占めるバインダ成分の割合は１～４質量％であった。混合体を圧粉成形して第１予備成形体１３１および第２成形体１３２を得た。各実施例の予備成形体において用いた磁性粉末の種類を表２から表４に示す。
　下記の形状を有する巻回部１０Ｐを有する導電部材３３を用意した。
　　外形：Ｚ１－Ｚ２方向からみて円形
　　外径：１．８ｍｍ
　　内径：１．４ｍｍ
　　Ｚ１－Ｚ２方向長さ：０．４５ｍｍ
　第１予備成形体１３１および第２成形体１３２と導電部材３３とから仮組体１００Ａを用意し、常温（２５℃）で圧力０．９８ＧＰａで仮組体１００Ａを加圧成形して、次の形状の圧粉成形コア３１を得た。
　　外形：略直方体
　　Ｘ１－Ｘ２方向長さ：２．５ｍｍ
　　Ｙ１－Ｙ２方向長さ：２．０ｍｍ
　　Ｚ１－Ｚ２方向長さ：０．８ｍｍ
　得られた圧粉成形コア３１を、不活性ガス（Ｎ２中）で、３５０℃～４００℃（各コアで透磁率が最大となる温度条件）で加熱するアニール処理を行った。アニール処理後の圧粉成形コア３１に対して、メタライズ層とめっき層との積層構造を有する塗布型電極４０、４５を形成した。メタライズ層は銀ペーストからなり、その塗布量のねらい値は０．０５ｇ／ｃｍ２であった。めっき層はＮｉ／Ｓｎめっきであり、めっき膜厚のねらい値は１０μｍであった。こうして得られた塗布型電極４０、４５の間に位置する分離領域ＡＳのＸ１－Ｘ２方向の幅は、ねらい値として０．６ｍｍであった。こうして磁性コア３０を得た。
　各種の磁性粉末（磁性粉末Ａ、磁性粉末Ｂ、磁性粉末Ｃ）および上記のバインダ成分を含有する混合体から、下記の外形を有するトロイダル形状の圧粉成形体（トロイダルコア）を製造した。
　　外径：２０．０ｍｍ～２０．１ｍｍ
　　内径：１２．７ｍｍ～１２．８ｍｍ
　　厚さ：２．９５ｍｍ～３．０５ｍｍ
　これらのトロイダルコアを用いて絶縁耐圧（単位：Ｖ／ｍ）および表面抵抗（単位：Ω／ｍｍ）を測定した。また、作製したトロイダルコアに被覆銅線を２０回巻いて得られたトロイダルコイルについて、インピーダンスアナライザー（ＨＰ社製「４１９２Ａ」）を用いて、１００ｋＨｚ、実効最大磁束密度Ｂｍが１５ｍＴの条件で、初透磁率μを測定した。これらの測定結果を表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１に示されるように、表面抵抗が高く、絶縁耐圧も高い圧粉成形体（具体的には磁性粉末Ａを用いてなるコア材から構成される圧粉成形体）は、透磁率が低く、透磁率が高い圧粉成形体（具体的には磁性粉末Ｃを用いてなるコア材から構成される圧粉成形体）は表面抵抗および絶縁耐圧が低かった。
　得られたチップインダクタ１００の自己インダクタンスＬ（単位：μＨ）を測定した。また、得られたチップインダクタ１００について、Ｌ-ｆ（周波数特性）において、Ｌのピークの値を評価した後、端子間に所定の電圧を印加し、再びＬのピーク値を測定した時に、電圧印加前よりも当該Ｌのピーク値が２５％以上低下した時の印加電圧を破壊電圧とした。本測定では、破壊電圧を２回測定し、その平均値を平均破壊電圧ＤＶ（単位：Ｖ）とした。測定結果を表２から表４に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　表２に示されるように、３種類の中で表面抵抗が最も高いコア材により第１予備成形体１３１を構成し、３種類の中で透磁率が最も高いコア材により第２予備成形体１３２を構成した場合（実施例１－１、本発明例）には、第１予備成形体１３１および第２予備成形体１３２を３種類の中で表面抵抗が最も高いコア材により構成した場合（実施例１－２、比較例）と等しい耐ＥＳＤ特性を有しつつ、第１予備成形体１３１および第２予備成形体１３２を３種類の中で透磁率が最も低いコア材により構成した場合（実施例１－２、比較例）と第１予備成形体１３１および第２予備成形体１３２を３種類の中で透磁率が最も高いコア材により構成した場合（実施例１－３、比較例）との中間程度の自己インダクタンスＬが得られた。実施例１－３では自己インダクタンスＬは高いものの、耐ＥＳＤ特性が低い結果となった。
　同様の傾向が、実施例２－１から実施例２－３のシリーズ（表３）、実施例３－１から実施例３－３のシリーズ（表４）についても確認された。したがって、第１予備成形体１３１を表面抵抗が高いコア材により構成し、第２予備成形体１３２を透磁率が高いコア材により構成することにより、磁気特性および絶縁特性の双方に優れるチップインダクタ１００を得られることが確認された。
　以上のように、本発明に係るチップインダクタは、チップインダクタを小型化でき、低背化を図ることができる点で有用である。
１００　　チップインダクタ
１０　　　コイル
１０Ｐ　　巻回体
１１、１２　導電性帯体の部分
２０　　　第１の端子板
２５　　　第２の端子板
３０　　　磁性コア
３０Ａ　　第１面
ＳＡ　　　分離領域
３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄ、３０Ｆ　側面
３０Ｅ　　第２面（第１面と対向する面）
３１　　　圧粉成形体
３１１　　第１圧粉成形体
３１２　　第２圧粉成形体
３１　　　圧粉成形体
３３　　　導電部材
４０　　　塗布型電極
４５　　　塗布型電極
１００Ａ　仮組体
１３１　　第１予備成形体
１３１Ａ、１３１Ｂ、１３１Ｃ、１３１Ｄ、１３１Ｆ　第１予備成形体の部分
１３２　　第２予備成形体
１３２Ａ、１３２Ｂ　第２予備成形体の部分
５０　　　プレス機
５１　　　金型本体
５２　　　上型
５３　　　下型
５４　　　キャビティ

Claims (7)

  1. 　磁性粉末を含有する圧粉成形体を備える磁性コアと、
    　前記磁性コアに埋設されるコイルと、
    　前記コイルの両端部から延び前記磁性コアの第１面上に位置する一対の端子板と、
    　前記一対の端子板のそれぞれに電気的に接続され、前記第１面の一部に位置する部分を有する一対の塗布型電極と、
    を備えるチップインダクタであって、
    　前記第１面における前記一対の塗布型電極の間の分離領域に位置する前記圧粉成形体を構成する第１コア材の表面抵抗は、前記磁性コアの前記第１面に対向する面であって前記一対の塗布型電極が設けられていない第２面に位置する前記圧粉成形体を構成する第２コア材の表面抵抗より高いこと
    を特徴とするチップインダクタ。
  2. 　前記磁性コアにおける前記コイルの内周よりも内側に位置する前記圧粉成形体は前記第２コア材から構成され、前記第２コア材の透磁率は、前記第１コア材の透磁率よりも高い、請求項１に記載のチップインダクタ。
  3. 　前記第１面における前記一対の塗布型電極が設けられた部分に位置する前記圧粉成形体は前記第１コア材から構成される、請求項１または請求項２に記載のチップインダクタ。
  4. 　前記第１コア材に含まれる第１磁性粉末は、前記第２コア材に含まれる第２磁性粉末よりも表面の絶縁性が高い、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のチップインダクタ。
  5. 　前記一対の塗布型電極のそれぞれは、前記磁性コアの前記第１面と交わる交差面の一部にも形成され、前記第１面および前記交差面に位置する圧粉成形体は前記第１コア材から構成される、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のチップインダクタ。
  6. 　請求項１から請求項５のいずれか一項に記載されるチップインダクタが実装された基板を備える機器。
  7. 　請求項２から請求項５のいずれか一項に記載されるチップインダクタの製造方法であって、
    　前記第１コア材からなる第１予備成形体、前記第２コア材からなる第２予備成形体、および前記第１予備成形体と前記第２予備成形体とにはさまれた巻回体を有する導電部材を備える仮組体を用意する仮組体形成工程と、
    　前記仮組体を金型のキャビティ内に配置し、前記第１予備成形体と前記第２予備成形体とが近接する方向に加圧して前記仮組体を一体化させて、前記巻回体からなるコイルが埋設されるとともに前記一対の端子板が同一面に配置された前記圧粉成形体を形成する成形工程と、
    　前記一対の端子板のそれぞれを覆うように前記塗布型電極を形成する電極形成工程と、
    を備えることを特徴とするチップインダクタの製造方法。
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