(57)【要約】【課題】耐久性の高いインダクタを提供する。【解決手段】熱硬化性樹脂と粉末状の磁性体とを含む磁性粉末２２を加圧成型した磁性成型体３１と、磁性成型体３１に内蔵されたコイル２１とを有するインダクタ３０ａであって、磁性成型体３１は、コイル２１の中心軸２１ｓに沿って凹んだ凹み３５ａを含むインダクタ３０ａを提供する。中心軸２１ｓに沿って凹み３５ａを設けることにより、コイル２１の復元力による内部応力を緩和でき、磁性成型体３１にクラックが発生するのを抑制できる。このため、耐久性の高いインダクタ３０ａを提供できる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱硬化性樹脂と粉末状の磁性体とを含む磁性粉末を加圧成型した磁性成型体と、
前記磁性成型体に内蔵されたコイルとを有するデバイスであって、
前記磁性成型体は、前記コイルの中心軸に沿って凹んだ凹みを含む、デバイス。
【請求項２】
請求項１において、前記磁性成型体は、前記コイルの中心軸に沿って両側から凹んだ複数の凹みを含む、デバイス。
【請求項３】
請求項１または２において、前記凹みは前記磁性成型体を貫通している、デバイス。
【請求項４】
熱硬化性樹脂と粉末状の磁性体とを含む磁性粉末を加圧成型した磁性成型体と、前記磁性成型体に内蔵されたコイルとを有するデバイスの製造方法であって、
前記磁性成型体を、前記コイルの中心軸に沿って凹んだ凹みを含む形状に加圧成型する工程を含む、製造方法。
【請求項５】
請求項４において、
前記加圧成型する工程は、前記磁性粉末を、前記コイルの中心軸に沿った部分が突き出たプレス面を備えたプレス板により加圧することを含む、製造方法。
【請求項６】
請求項４または５において、前記デバイスはインダクタである、製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インダクタの製造方法に関し、特に、コイルと磁性体とを一体成型するインダクタの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、空芯を有したコイル部と、このコイル部を内包した磁性体からなる外装部と、コイル部に接続するとともに、外装部から突出した端子とを備え、外装部は、熱硬化性樹脂を含有した結合剤と磁性粉末とを熱硬化性樹脂が完全硬化しない非加熱状態で混合するとともに加圧して成形した２個の圧粉体を、その形状をくずしながらコイル部を被覆するように再加圧成形するとともに熱硬化性樹脂が完全硬化するように加熱して成形することが記載されている。
【０００３】
特許文献２には、インダクタの形成において、溶接法によらないでインダクタコイルにインダクタ端子を結合させるインダクタの成形に用いるモールド及びそのモールドを用いたインダクタの形成方法が記載されている。モールドは、中空部が設けられたモールド本体部と、該モールド本体部の底部に着脱可能に固定されたモールドベース部と、コイルを挿入する挿入穴が設けられ、中空部内に挿入設置された受圧支持部とを含んで構成されている。このモールドは、インダクタ本体とインダクタ端子とを一体成型することで、インダクタ本体の内部コイルとインダクタ端子との接触面を広く設けることができる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２５２１２０号公報
【特許文献２】特開２００７−１３１７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
コイルと磁性体とが一体になったインダクタは、表面実装型のデバイス（ＳＭＤ）として多種多様な用途に使用されつつある。そのため、種々の使用環境における耐久性のさらなる向上を含めた性能の向上が求められている。
【０００６】
コイルを内蔵した状態で、粉末状磁性体と熱硬化性樹脂とを含む磁性粉末を加圧成型した圧粉体（磁性成型体）を有するデバイス、典型的にはインダクタにおいて、コイルの空芯部（中空部）を充填してコアコイル化している部分の粉体の状態が耐久性を含めた性能の向上に影響を与える可能性があることを本願の発明者らは見出した。典型的には、加圧成型後にコイルの空芯部を充填している部分にクラックの発生が見られる。この現象は、コイルに起因する反発力が作用していることが想定される。反発力の具体的な要因は、コイル自身の弾性、コイルの線を被覆している被覆材の弾性などが想定される。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様は、熱硬化性樹脂と粉末状の磁性体とを含む磁性粉末を加圧成型した磁性成型体と、その磁性成型体に内蔵されたコイルとを有するデバイスであって、磁性成型体は、コイルの中心軸に沿って凹んだ凹みを含む、デバイスである。典型的なデバイスはインダクタである。
【０００８】
磁性成型体に、コイルの中心軸に沿って凹んだ凹みを設けることにより、コイルに起因する反発力による内部応力のうち、コイルの中心軸に沿った引っ張り応力（張力）を緩和できる。したがって、磁性成型体の内、コイルの中心軸が通過するコイルの空芯部を埋めた部分（充填した部分）にクラックが発生するのを抑制できる。また、磁性成型体のうち、コイルの中心軸に沿った部分、特に、中心軸に沿った両側（上下）の部分を通過する磁束線は少ない（磁束密度は小さい）ので、磁性成型体に、コイルの中心軸に沿った凹みを設けてもインダクタとしての性能にはそれほど影響を与えない。したがって、磁性成型体と、それに内蔵されたコイルを有するデバイスについて、耐久性を含めた性能の向上を図ることができる。
【０００９】
磁性成型体は、コイルの中心軸に沿って両側から凹んだ複数の凹みを含むことが望ましい。コイルに起因する反発力により発生する、中心軸に沿った張力をさらに緩和できる。凹みは磁性成型体を貫通していても良い。
【００１０】
本発明の他の１つの態様は、熱硬化性樹脂と粉末状の磁性体とを含む磁性粉末を加圧成型した磁性成型体と、磁性成型体に内蔵されたコイルとを有するデバイスの製造方法である。この製造方法は、磁性成型体を、コイルの中心軸に沿って凹んだ凹みを含む形状に加圧成型する工程を含む。
【００１１】
加圧成型した後に、コイルに起因する反発力が解放され、磁性成型体に内部応力が発生しても、コイルの中心軸に沿った張力の成分を緩和できるので、コイルの空芯部を充填している部分にクラックなどが発生することを抑制できる。
【００１２】
成型する工程は、典型的にはプレス金型を用いたプレス装置により実行される。成型する工程は、磁性粉末を、コイルの中心軸に沿った部分が突き出たプレス面を備えたプレス板により加圧することを含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に図面を参照して、さらに詳細に説明する。コイルを内蔵した磁性体を含むインダクタが市場に流通している。これらのインダクタを切断すると、内部にクラックが発生しているものが多いことが分かった。
【００１４】
図１は、内部クラックが発生するメカニズムとして想定されるものの１つを示している。コイルを内蔵したインダクタは、圧縮成型法を用いて以下のように形成される。まず、図１（ａ）に示すように、圧縮成型（モールドプレス）用の金型１９に、コイル２１をセットし、被圧縮材である磁性粉末２２を充填する。典型的な金型１９は、磁性粉末２２を充填する中空部１１を形成するためのベース（モールドベース、コア）１２ａおよび１２ｂと、中空部１１内の磁性粉末２２に圧力を加えるためのプレス板１５ａおよび１５ｂとを備えている。この例では、中空部１１は、両端が開放された円筒形または角筒形であり、中空部１１の上下に配置されたプレス板１５ａおよび１５ｂが押型となり、磁性粉末２２に対して上下から圧力を加えて磁性粉末２２を加圧成型する。
【００１５】
典型的なコイル（インダクタコイル）２１は、ポリアミドイミドなどの絶縁層により被覆された銅線あるいは銅体を所定の巻数だけ巻いたものである。コイル２１の端末２１ｔは、コイル２１に対して水平または垂直な方向に伸ばされている。この例では、コイル２１の端末２１ｔは水平（左右）方向に伸ばされている。端末２１ｔを、モールドベース１２ａおよび１２ｂに挿入する、または挟み込むことにより、中空部１１の所定の位置にコイル２１を保持できる。
【００１６】
磁性粉末２２がインダクタを内蔵した状態で金型１９により加圧成型されることにより磁性成型体が形成される。磁性粉末２２は、熱硬化性樹脂と粉末状の磁性体とを含む。磁性粉末の一例は、特開２００６−２８３１９０号公報記載されているものである。特開２００６−２３８１９０号公報には、磁性粉末２２の製造方法の例として、磁性導電性の金属粉末（粉末状の磁性体）の表面をＰＨＰＳ（ペルヒドロポリシラザン）溶液で被覆した後、有機系のバインダ溶液（熱硬化性樹脂）と、エポキシ機能性シラン又はアミノ機能性シランの単独又はそれらを混合したカップリング剤とを混合し、溶液を蒸発させて除去することが記載されている。この製造方法では、溶液が除去される際に酸化を招き、もって金属粉末の表面にシリカ膜が形成され、シリカ膜によって絶縁性を有する磁性粉末（絶縁磁性粉末）が形成される。
【００１７】
この実施例における磁性粉末２２に用いられる粉末状の磁性体（磁性導電体金属粉末）の典型的なものは平均粒度が０.５〜１０μｍの乾式カルボニル鉄粉末である。熱硬化性樹脂である有機バインダの典型的なものはフェノール樹脂及びエポキシ樹脂の混合バインダである。熱硬化性樹脂は、ウレタン樹脂、ポリイミド樹脂あるいはこれらの混合物などであっても良い。また、粉末状の磁性体は、鉄系アモルファス合金などの他の磁性体であっても良い。さらに、磁性粉末は、上記の絶縁磁性粉末の代わりに、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂などの熱硬化性樹脂を含む結合剤と、粉末状の磁性体とを含む混合物（混和物）であっても良い。
【００１８】
図１（ｂ）に示すように、金型１９の中空部１１に充填された磁性粉末２２に対して上下のプレス板（押型）１５ａおよび１５ｂにより０．５ＧＰａ〜２．０ＧＰａ程度の圧力（プレス圧力）Ｆを加える。さらに、図１（ｃ）に示すように、上下のプレス板１５ａおよび１５ｂを離して、磁性粉末２２が所定の形状に成型されて、成型体（圧粉体、磁性成型体）２５となった生成物をインダクタ９０として取り出す。このインダクタ９０をコイル２１の空芯部２１ｃを含む面で切断すると、成型体２５のコイル２１の空芯部２１ｃに対応する部分（中心部分）２６に亀裂（クラック）２９が発生しているケースがある。
【００１９】
クラック２９の発生の要因の１つは、加圧成型した後に発生する、コイル２１に起因する反発力である。この反発力により、コイル２１の空芯部２１ｃを充填している成形体２５の中心部分２６に、上下方向の引っ張り力（張力、内部応力）が作用する。コイル２１に起因する反発力の主な要因は、コイル２１の銅線を被覆する絶縁層の弾性であると考えられている。すなわち、加圧成型時に１．０ＧＰａ程度のプレス圧力により絶縁層が圧縮されて縮む。ポリアミドイミドなどの絶縁層は弾性係数の比較的大きな樹脂系の素材であることが多く、プレス圧力から解放されると絶縁層が元の状態（厚さ）に戻ろうとする。その復元力（弾性力）が内部応力となって、成型体２５の中心部分２６に引っ張り応力として作用する。
【００２０】
［第１の実施形態］
図２に、本発明の第１の実施形態のインダクタの概要を示している。このインダクタ３０ａは、磁性粉末２２が加圧成型された磁性成型体３１と、その内部に収納されたコイル２１とを備えている。磁性成型体３１は、全体がほぼ直方体である。磁性成型体３１の上下の面３１ａおよび３１ｂは、内蔵したコイル２１の空芯部２１ｃの中心を通る中心軸２１ｓに垂直な面となる。これらの面３１ａおよび３１ｂの輪郭は正方形であり、それら上下の面３１ａおよび３１ｂの中央に、コイル２１の中心軸２１ｓに沿って周囲の面から凹んだ凹み３５ａが設けられている。磁性成型体３１に内蔵されたコイル２１の端子２１ｔは、磁性成型体３１の側面３１ｃから外側に突き出ている。端子２１ｔは、下側の面３１ｂに向かって折り曲げられている。
【００２１】
図３に、インダクタ３０ａの断面を示している。磁性成型体３１は、コイル２１の中心軸２１ｓに沿って両側から凹んだ２つの凹み３５ａおよび３５ｂを含む。すなわち、磁性成型体３１の下側の面３１ｂの中央にも、コイル２１の中心軸２１ｓに沿って凹んだ凹み３５ｂが設けられている。これらの凹み３５ａおよび３５ｂは、コイル２１の中心（空芯部）２１ｃに向けて細くなった円錐台状である。凹み３５ａおよび３５ｂは、全体がコイル２１の空芯部２１ｃの範囲に収まることが望ましく、凹み３５ａおよび３５ｂの最大径は、コイル２１の内径より狭いことが望ましい。
【００２２】
図３に示すように、インダクタ３０ａを後述するプレス用の金型１０ａにより加圧成型する際、特に、成型後に、コイル２１に起因する反発力により内部応力４１が発生する。この内部応力４１は、磁性成型体３１の中心部分２６に対して引っ張り応力として作用する。中心部分２６は、上述したように、コイル２１の空芯部２１ｃを埋めてコアコイル化している部分である。このインダクタ３０ａにおいては、中心部分２６の上下に、凹み３５ａおよび３５ｂが形成されており、発明者らのシミュレーションによると、凹み３５ａおよび３５ｂを設けていない場合より、中心部分２６に加わる引っ張り応力４１が低下するという結果が得られている。これらの凹み３５ａおよび３５ｂが引っ張り応力４１により、中心部分２６に加わる応力が減少する方向に変形することが考えられる。したがって、中心部分２６に加わる引っ張り応力４１が緩和され、中心部分２６にクラックが発生するのを抑制できる。
【００２３】
磁性成型体３１の中心部分２６は、コイル２１の空芯部２１ｃを埋め、コアコイル化する部分である。しかしながら、図３に破線で示すように、磁束線４５はコイル２１の周りに形成され、コイル２１の中心軸２１ｓに沿った凹み３５ａ、３５ｂの部分を通過する磁束線の密度は低い。したがって、磁性成型体３１に中心軸２１ｓに沿った凹み３５ａおよび３５ｂを設けることにより、インダクタ３０ａとしての性能、たとえばインダクタンスに大きな影響を与えずに、耐久性を向上できる。
【００２４】
図４に、インダクタ３０ａの製造方法のうち、磁性粉末２２を所定の形状に加圧成型して磁性成型体３１を形成する工程を示している。インダクタ３０ａは、磁性成型体３１を成型後、磁性成型体３１を加熱して固め、さらに磁性成型体３１から水平方向に突き出たコイル端子２１ｔを表面実装のために下側に折り曲げて製品化する。
【００２５】
図４（ａ）に示すように、圧縮成型（モールドプレス）用の金型１０ａに、コイル２１をセットし、被圧縮材である磁性粉末２２を充填する。金型１０ａは、金型１９と同様に開放型であり、磁性粉末２２を充填する角筒形の中空部１１を形成するためのベース１２ａおよび１２ｂと、中空部１１内を上下に動いて磁性粉末２２に上下方向から圧力を加えるためのプレス板（押型）１６ａおよび１６ｂとを備えている。中空部１１の上下に配置されたプレス板１６ａおよび１６ｂは、中央の突き出た部分１６ｃを除き、略平坦なプレス面１６ｓをそれぞれ備えている。突き出た部分１６ｃは、平坦な周辺部からコイル２１の中心軸２１ｓに沿って上下方向にそれぞれ円錐台状に突き出ている。
【００２６】
コイル２１は、ベース１２ａおよび１２ｂに端末２１ｔをセットすることにより、中空部１１の所定の位置および高さに固定される。磁性粉末２２は、中空部１１の内部の、下側のプレス板１６ｂのプレス面１６ｓの上に、コイル２１が埋没する所定の高さ（厚み）となるまで充填される。
【００２７】
図４（ｂ）に示すように、上下のプレス板１６ａおよび１６ｂに圧力Ｆ１を印加し、磁性粉末２２を加圧成型する。この工程で加えられるプレス圧力Ｆ１は、０．５ＧＰａ〜２．０ＧＰａ程度である。さらに、図４（ｃ）に示すように、上下のプレス板１６ａおよび１６ｂを離す。これにより、磁性粉末２２を、上下の面３１ａおよび３１ｂの中央に凹み３５ａおよび３５ｂをそれぞれ備えた形状の磁性成型体３１に加圧成型できる。磁性成型体３１には、コイル２１が内蔵されており、凹み３５ａおよび３５ｂは、コイル２１の中心軸２１ｓに沿って、コイル２１の空芯部２１ｃに向かって窪んでいる。インダクタ３０ａは、金型１０ａから取り出された後、あるいは金型１０ａとともに、１２０℃〜１８０℃で２０分〜１時間、好適には１３０℃〜１４０℃で１時間程度加熱することにより、磁性成型体３１を硬化させる。
【００２８】
このインダクタ３０ａは、磁性成型体３１が、凹み３５ａおよび３５ｂを備えた形状に成型されている。このため、図４（ｃ）においてプレス圧を開放したときに、コイル２１の復元力により磁性成型体３１の内部に引っ張り応力が発生しても、磁性成型体３１の中心部分２６における引っ張り応力を緩和できる。このため、磁性成型体３１の中心部分２６におけるクラックの発生を抑制でき、高湿度、高温といった使用条件下における耐久性も含めた性能が向上されたインダクタ（デバイス）３０ａを提供できる。
【００２９】
コイルに起因する反発力による引っ張り応力は、磁性成型体３１のコイル２１の中心軸２１ｓに沿った部分に集中しやすく、クラックの発生の要因となりやすいと考えられる。したがって、磁性成型体３１のコイル２１の中心軸２１ｓに沿って、あるいはその近傍に、引っ張り応力により変形（微小変形あるいは微小変位）できるような形状あるいは面を導入することにより、磁性成型体３１の中心部分２６における引っ張り応力を緩和できる。上述したように、金型１０ａからインダクタ３０ａを取り外したときの引っ張り応力が、凹み３５ａおよび３５ｂを導入することにより緩和されることが、発明者らのシミュレーションにより確認されている。
【００３０】
なお、この例では、磁性成型体３１のコイル２１の中心軸２１ｓに沿った両側、すなわち、上下の面３５ａおよび３５ｂのそれぞれに周囲より窪んだ凹み３５ａおよび３５ｂを設けている。凹みを、中心軸２１ｓに沿った両側ではなく、一方の側、すなわち、磁性成型体３１の面３１ａおよび３１ｂの一方の面にだけ凹みを設けたデバイスであっても、引っ張り応力を緩和でき、クラックの発生を抑止できる。
【００３１】
［第２の実施形態］
図５に、本発明の第２の実施形態のインダクタの概要を示している。このインダクタ３０ｂは、磁性粉末２２が加圧成型された磁性成型体３２と、その内部に収納されたコイル２１とを備えている。磁性成型体３２の全体的な形状は、第１の実施形態の磁性成型体３１と共通である。このインダクタ３０ｂの磁性成型体３２は、上下の面３２ａおよび３２ｂの中央に、コイル２１の中心軸２１ｓに沿って磁性成型体３２を貫通する孔３６が形成されている。すなわち、このインダクタ３０ｂの磁性成型体３２は、コイル２１の中心軸２１ｓに沿って凹んだ凹みを含み、その凹み３６が磁性成型体３２を貫通している孔３６として形成されている。
【００３２】
図６に、インダクタ３０ｂの断面を示している。磁性成型体３２をコイル２１の中心軸２１ｓに沿って貫通する孔３６は、円筒状、角筒状、さらには、コイル２１の中心（空芯部）２１ｃに向けて細くなった円錐台状の組み合わせなどであっても良い。貫通孔３６は、全体がコイル２１の空芯部２１ｃの範囲に収まることが望ましく、最大径は、コイル２１の内径より狭いことが望ましい。さらに、貫通孔３６の、空芯部２１ｃを通過する部分の径は、コイル２１の内径より十分に小さいことが望ましく、たとえば、内径の５〜５０％程度、さらには、内径の５〜２０％程度であることが望ましい。
【００３３】
このインダクタ３０ｂは、磁性成型体３２に、コイル２１の中心軸２１ｓに沿って貫通孔３６が設けられており、その貫通孔３６が内部応力（引っ張り応力）４１により変形できる形状として機能する。したがって、第１の実施形態のインダクタ３０ａと同様に、成型後に発生する、コイル２１の反発力による内部応力４１を緩和できる。したがって、中心部分２６に加わる引っ張り応力４１が緩和され、中心部分２６にクラックが発生するのを抑制できる。さらに、図６に破線で示すように、コイル２１の回りに形成される磁束線４５がそれほど通過しない中心軸２１ｓに沿って貫通孔３６が形成されている。このため、インダクタ３０ｂとしての性能、たとえばインダクタンスに大きな影響を与えずに、耐久性を向上できる。
【００３４】
図７に、インダクタ３０ｂの製造方法のうち、磁性粉末２２を所定の形状に加圧成型して磁性成型体３２を形成する工程を示している。図７（ａ）に示すように、圧縮成型（モールドプレス）用の金型１０ｂに、コイル２１をセットし、被圧縮材である磁性粉末２２を充填する。金型１０ｂは、磁性粉末２２を充填する角筒形の中空部１１を形成するためのベース１２ａおよび１２ｂと、中空部１１内を上下に動いて磁性粉末２２に上下方向から圧力を加えるためのプレス板（押型）１７ａおよび１７ｂを備えている。下側のプレス板１７ｂは、略平らなプレス面１７ｓと、このプレス面１７ｓからコイル２１の中心軸２１ｓに沿って細く突き出た棒状の部分１７ｃとを備えている。上側のプレス板１７ａは、略平らなプレス面１７ｓと、棒状の部分１７ｃが入る孔１７ｈとを備えている。
【００３５】
コイル２１は、ベース１２ａおよび１２ｂに端末２１ｔをセットすることにより、中空部１１の所定の位置および高さに固定される。磁性粉末２２は、中空部１１の内部の、下側のプレス板１７ｂのプレス面１７ｓの上に、コイル２１が埋没する所定の高さ（厚み）となるまで充填される。下側のプレス板１７ｂから突き出た棒状の部分１７ｃは、磁性粉末２２の層から突き出ており、上側のプレス板１７ａの孔１７ｈに、棒状の部分１７ｃの先端を収める。
【００３６】
図７（ｂ）に示すように、上下のプレス板１７ａおよび１７ｂに圧力Ｆ１を印加し、磁性粉末２２を加圧成型する。この工程で加えられるプレス圧力Ｆ１は、０．５ＧＰａ〜２．０ＧＰａ程度である。さらに、図７（ｃ）に示すように、上下のプレス板１７ａおよび１７ｂを離す。これにより、磁性粉末２２を、コイル２１の中心軸２１ｓに沿って貫通した孔３６を含む形状の磁性成型体３２に加圧成型できる。磁性成型体３２には、コイル２１が内蔵されており、孔３６は、コイル２１の中心軸２１ｓに沿って、コイル２１の空芯部２１ｃを貫通している。インダクタ３０ｂは、金型１０ｂから取り出された後、あるいは金型１０ｂとともに、１２０℃〜１８０℃で２０分〜１時間、好適には１３０℃〜１４０℃で１時間程度加熱することにより、磁性成型体３２を硬化させる。
【００３７】
このインダクタ３０ｂにおいても、図７（ｃ）においてプレス圧を開放したときに、コイル２１の復元力により磁性成型体３２の内部に引っ張り応力が発生する。しかしながら、磁性成型体３２に、中心を上下に貫通する孔３６を設けているので、磁性成型体３２の中心部分２６における引っ張り応力を緩和できる。このため、磁性成型体３２の中心部分２６におけるクラックの発生を抑制でき、高湿度、高温といった使用条件下における耐久性も含めた性能が向上されたインダクタ（デバイス）３０ｂを提供できる。
【００３８】
［第３の実施形態］
図８に、本発明の第３の実施形態のインダクタの概要を示している。このインダクタ６０も表面実装型のデバイスであり、全体が直方体の磁性成型体６１を有し、磁性成型体６１にコイル２１が内蔵（内包）されている。磁性成型体６１の上下の面６１ａおよび６１ｂの一方の面（本図では上面）６１ａの四隅に金属粉末が加圧成型された電極７５が形成されている。これらの電極７５のうち２か所の電極に、内蔵されたコイル２１の端末２１ｔが接続されている。このインダクタ６０は、他の回路素子と共に、プリント基板（プリント配線板）に搭載することにより、電源用チップなどのデバイスを製造できる。また、インダクタ６０の一方の面に、他の回路素子を含めた回路を形成することも可能であり、インダクタを含む回路を備えた表面実装型のデバイスを提供することも可能である。
【００３９】
インダクタ６０は、磁性成型体６１の上下の面６１ａおよび６１ｂの中央に設けられた凹み６５ａおよび６５ｂを備えている。これらの凹み６５ａおよび６５ｂは、コイル２１の中心軸２１ｓに沿って周囲の面から略円錐台状に窪んだ凹みである。したがって、磁性成型体６１の断面は、端子２１ｔの接続部分を除き、図３に示したインダクタ３０ａの断面とほぼ同じとなる。したがって、第１の実施形態のインダクタ３０ａと同様に、凹み６５ａおよび６５ｂにより、コイル２１の反発力による内部応力４１が緩和され、中心部分にクラックが発生するのを抑制できる。さらに、凹み６５ａおよび６５ｂと、コイル２１の回りに形成される磁束線との干渉はほとんどないので、インダクタ６０としての性能、たとえばインダクタンスに大きな影響を与えずに、耐久性を向上できる。
【００４０】
図９および図１０に、本発明の第３の実施形態のインダクタ６０の製造方法のうち、磁性粉末を加圧して、磁性成型体を形成する工程を示している。この例では、磁性成型体を形成する工程は、コイルを内蔵した状態で磁性粉末を所定の形状に仮成型する工程と、仮成型した成型物に表面実装用の端子となる金属粉末層を積層したのち、インダクタを一体成型する本成型する工程とを含む。
【００４１】
図９（ａ）および（ｂ）は、磁性粉末２２を所定の形状に仮成型する工程を示している。図９（ａ）に示すように、圧縮成型（モールドプレス）用の金型５０ａに、コイル２１をセットし、被圧縮材である磁性粉末２２を充填する。金型５０ａは、開放型であり、磁性粉末２２を充填する角筒形の中空部５１を形成するためのベース５２と、中空部５１内の磁性粉末２２に上下方向から圧力を加えるためのプレス板（押型）５６ａおよび５６ｂとを備えている。中空部５１の上下に配置されたプレス板５６ａおよび５６ｂは、コイル２１の中心軸２１ｓに沿った部分５６ｃが上下方向に円錐台状にそれぞれ突き出ており、周辺が平らになったプレス面５６ｓをそれぞれ備えている。
【００４２】
下側のプレス板５６ｂには、コイル２１の端末（端子）２１ｔを挿入するための設定穴５６ｈが設けられている。コイル２１は端末２１ｔを下側のプレス板５６ｂの設定穴５６ｈに入れることにより、中空部５１の内部の所定の位置および高さにセットされる。磁性粉末２２は、中空部５１の内部の、下側のプレス板５６ｂのプレス面５６ｓの上に、コイル２１が埋没する所定の高さ（厚み）となるまで充填される。
【００４３】
図９（ｂ）に示すように、上下のプレス板５６ａおよび５６ｂに圧力Ｆ１１を印加し、磁性粉末２２を加圧成型する。この仮成型の工程で加えられるプレス圧力Ｆ１１は、０．０１ＧＰａ〜０．０５ＧＰａ程度である。仮成型の工程では、磁性粉末２２が成型体（圧粉体）６３に仮成型された生成物（中間体）６４を形成できる。成型体６３には、コイル２１が内蔵（内包）されている。成型体６３は、さらに、上下の面６３ａおよび６３ｂの中央に、コイル２１の中心軸２１ｓに沿って空芯部２１ｃの方向に円錐台状に凹んだ凹み６７ａおよび６７ｂが形成されている。仮成型の工程においても、プレス圧力を開放したときにコイル２１の復元力により内部応力（引っ張り応力）が発生する。この例では、コイル２１の中心軸２１ｓに沿って凹み６７ａおよび６７ｂが形成されるので、コイル２１の空芯部２１ｃを埋める部分（中心部分）６３ｃに加わる引っ張り応力を緩和できる。
【００４４】
図１０（ａ）および（ｂ）は、本成型の工程を示している。本成型の工程では、金型５０ｂにより、仮成型体６３をさらに加圧（本加圧）する。本加圧する前に、仮成型体６３を、金属粉末層を積層する部分（凹部）が形成されるように加工する。金型５０ｂは、金型５０ａの上下のプレス板５６ａおよび５６ｂを異なるプレス板（押型）５８ａおよび５８ｂに替えたものである。これらのプレス板５８ａおよび５８ｂも、コイル２１の中心軸２１ｓに沿った部分５８ｃが上下方向に円錐台状にそれぞれ突き出ており、周辺が平らになったプレス面５８ｓをそれぞれ備えている。したがって、プレス板５８ａおよび５８ｂは、それぞれのプレス面５８ｓと、仮成型体６３の面６３ａおよび６３ｂとが密着した状態で加圧できる。
【００４５】
図１０（ａ）に示すように、本成型の工程では、成型体６３を反転させ、コイル２１の端子２１ｔが突き出た下面６３ｂを上面とし、型押し、機械加工、エッチングなどの方法により凹みを設ける。次に、その凹みに金属粉末を充填して金属粉末層７１を形成する。典型的な金属粉末は銅粉末である。仮成型体６３から突き出たコイル２１の端子２１ｔを曲げて金属粉末層７１に埋没させ、端末２１ｔを金属粉末層７１に含ませる。さらに、図１０（ｂ）に示すように、仮成型体６３に対し、仮成型体６３に積層された金属粉末層７１とともに、０．６５ＧＰａ〜１．０ＧＰａの圧力Ｆ１２を加える。これにより、磁性粉末２２が圧縮および固化された磁性成型体６１を形成する。この磁性成型体６１には、コイル２１の中心軸２１ｓに沿って、上面６１ａおよび下面６１ｂから中心部分６１ｃに向かって窪んだ凹み６５ａおよび６５ｂが設けられる。その後、磁性成型体６１を１２０℃〜１８０℃で２０分〜１時間、好適には１３０℃〜１４０℃で１時間加熱する。これにより、磁性成型体６１の硬化が図られる。
【００４６】
このインダクタ６０においても、プレス圧を開放したときに、コイル２１の復元力により磁性成型体６１の内部に引っ張り応力が発生する。しかしながら、磁性成型体６１に凹み６５ａおよび６５ｂを設けているので、磁性成型体６１の中心部分６１ｃにおける引っ張り応力を緩和できる。このため、磁性成型体６１の中心部分６１ｃにおけるクラックの発生を抑制でき、高湿度、高温といった使用条件下における耐久性も含めた性能が向上されたインダクタ（デバイス）６０を提供できる。
【００４７】
なお、第３の実施形態においても、第１の実施形態と同様に、磁性成型体６１を、コイル２１の中心軸２１ｓに沿った一方の側だけが凹んだ形状に成型しても良い。また、上記の製造方法では、金属圧縮法を用いた場合を説明しているが、金属粉末射出成型法により、同様の形状の磁性成型体を含むデバイスを製造することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】磁性成型体の内部にクラックが発生する様子を示す図である。
【図２】第１の実施形態のインダクタの概要を示す斜視図である。
【図３】第１の実施形態のインダクタの断面（III−III）を示す断面図である。
【図４】第１の実施形態の製造方法を示す図である。
【図５】第２の実施形態のインダクタの概要を示す斜視図である。
【図６】第２の実施形態のインダクタの断面（VI−VI）を示す断面図である。
【図７】第２の実施形態の製造方法を示す図である。
【図８】第３の実施形態のインダクタの概要を示す斜視図である。
【図９】第３の実施形態の仮成型する工程を示す図である。
【図１０】第３の実施形態の本成型する工程を示す図である。
【符号の説明】
【００４９】
１０ａ，１０ｂ，１９，５０ａ，５０ｂ…金型、１１，５１…中空部、１２ａ，１２ｂ，５２…ベース、１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂ，５６ａ，５６ｂ，５８ａ，５８ｂ…プレス板、１６ｃ，５６ｃ，５８ｃ…中央の突き出た部分、１６ｓ，１７ｓ，５６ｓ，５８ｓ…プレス面、２１…コイル、２１ｔ…コイルの端末、２１ｃ…空芯部、２１ｓ…中心軸、２２…磁性粉末、２５，３１，３２，６１，６３…成型体、２６，６１ｃ，６３ｃ…中心部分、３５ａ，３５ｂ，６５ａ，６５ｂ，６７ａ，６７ｂ…凹み、３６…貫通孔、２９…クラック、３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂ，６１ａ，６１ｂ，６３ａ，６３ｂ…成型体の面、３０ａ，３０ｂ，６０，９０…インダクタ、７１…金属粉末層、７６…電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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