(57)【要約】  第１の態様に係る表面実装型コイル部品は、第１面と、第１面に対向する第２面と、第１面及び第２面を連接する第３面と、を有し、磁性体粒子を含む成形体からなる素体と、素体の第１面に設けられた第１導体パターンと、素体の第２面に設けられた第２導体パターンと、素体の第３面に設けられた入出力端子と、素体に埋設された複数の金属ピンであって、各金属ピンは、一方端が第１導体パターンと接続され、他方端が第２導体パターンと接続されている、複数の金属ピンと、を備え、第１導体パターンと、第２導体パターンと、複数の金属ピンと、によってコイル導体を構成し、入出力端子は、複数の金属ピンのうちの素体の第３面に露出した一対の金属ピンによって構成されている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１面と、前記第１面に対向する第２面と、前記第１面及び前記第２面を連接する第３面と、を有し、磁性体粒子を含む成形体からなる素体と、
前記素体の前記第１面に設けられた第１導体パターンと、
前記素体の前記第２面に設けられた第２導体パターンと、
前記素体の前記第３面に設けられた入出力端子と、
前記素体に埋設された複数の金属ピンであって、各金属ピンは、一方端が前記第１導体パターンと接続され、他方端が前記第２導体パターンと接続されている、複数の金属ピンと、
を備え、
前記第１導体パターンと、前記第２導体パターンと、前記複数の金属ピンと、によってコイル導体を構成し、
前記入出力端子は、前記複数の金属ピンのうちの前記素体の前記第３面に露出した一対の金属ピンによって構成されている、
表面実装型コイル部品。
【請求項２】
前記磁性体粒子は磁性金属粉であり、前記素体は前記磁性金属粉を含む圧粉成型体である、請求項１に記載の表面実装型コイル部品。
【請求項３】
前記素体の前記第１面および前記第２面に、前記第１導体パターンおよび前記第２導体パターンを覆うように、第１磁性体層および第２磁性体層がそれぞれ設けられている、請求項１又は２に記載の表面実装型コイル部品。
【請求項４】
前記第１磁性体層及び前記第２磁性体層は、磁性体粒子が樹脂に分散している複合磁性体からなる、請求項３に記載の表面実装型コイル部品。
【請求項５】
前記素体の比透磁率は、前記第１磁性体層の比透磁率および前記第２磁性体層の比透磁率よりも高い、請求項３又は４に記載の表面実装型コイル部品。
【請求項６】
前記入出力端子は、前記第３面に露出した前記金属ピンの削り出し面である、請求項１から５のいずれか一項に記載の表面実装型コイル部品。
【請求項７】
前記複数の金属ピンのうち、前記入出力端子を構成する一対の金属ピンは、角柱体状の金属ピンであって、
前記複数の金属ピンのうち、前記入出力端子を構成する一対の金属ピン以外の金属ピンは、円柱体状の金属ピンである、請求項１から６のいずれか一項に記載の表面実装型コイル部品。
【請求項８】
前記素体の前記第１面、前記第２面、及び、前記第３面を連接する第４面について、前記第４面は、前記第１面及び前記第２面と接する辺の長さが、前記第３面と接する長さよりも短い、請求項１から７のいずれか一項に記載の表面実装型コイル部品。
【請求項９】
第１面と、前記第１面に対向する第２面と、前記第１面および前記第２面を連接する第３面と、を有し、磁性体粒子を含む成形体からなる素体と、
前記素体の前記第１面に設けられた第１導体パターンと、
前記素体の前記第２面に設けられた第２導体パターンと、
前記素体の前記第３面に設けられた入出力端子と、
前記素体に埋設された複数の金属ピンであって、各金属ピンは、一方端が前記第１導体パターンと接続され、他方端が前記第２導体パターンと接続されている、複数の金属ピンと、
を備え、
前記第１導体パターンと、前記第２導体パターンと、前記複数の金属ピンと、によってコイル導体を構成し、
前記入出力端子は、前記複数の金属ピンのうちの前記素体の前記第３面に露出した一対の金属ピンによって構成されている、
表面実装型コイルの製造方法であって、
前記素体に複数の金属ピンを埋設し、各金属ピンの一方端が前記第１面、他方端が前記第２面に露出させる工程と、
前記素体の前記第１面に、前記複数の金属ピンの前記一方端同士を接続する第１導体パターンと、前記素体の前記第２面に、前記複数の金属ピンの前記他方端同士を接続する第２導体パターンと、をそれぞれ形成して、前記コイル導体を構成する工程と、
前記複数の金属ピンのうち一対の金属ピンの一部を前記素体の前記第３面に露出させ、前記入出力端子を形成する工程と、
を有する、表面実装型コイル部品の製造方法。
【請求項１０】
前記素体の前記第１面および前記第２面に、前記第１導体パターンおよび前記第２導体パターンを覆うように、第１磁性体層および第２磁性体層をそれぞれ設ける工程をさらに有する、請求項９に記載の表面実装型コイル部品の製造方法。
【請求項１１】
スイッチング素子と、
前記スイッチング素子と接続されたチョークコイルと、
を備え、
前記チョークコイルは、
第１面と、前記第１面に対向する第２面と、前記第１面及び前記第２面を連接する第３面と、を有し、磁性体粒子を含む成形体からなる素体と、
前記素体の前記第１面に設けられた第１導体パターンと、
前記素体の前記第２面に設けられた第２導体パターンと、
前記素体の前記第３面に設けられた入出力端子と、
前記素体に埋設された複数の金属ピンであって、各金属ピンは、一方端が前記第１導体パターンと接続され、他方端が前記第２導体パターンと接続されている、複数の金属ピンと、
を備え、
前記第１導体パターンと、前記第２導体パターンと、前記複数の金属ピンと、によってコイル導体を構成し、
前記入出力端子は、前記複数の金属ピンのうちの前記素体の前記第３面に露出した一対の金属ピンによって構成されている、
ＤＣ−ＤＣコンバータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面実装型コイル部品及びその製造方法、並びに、これを用いたＤＣ−ＤＣコンバータに関する。特に、パワーインダクタ用の表面実装型コイル部品及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数のセラミック層を積層してなる積層体に、導電性ペーストによるコイルパターンを内蔵した積層型コイル部品が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。この積層型コイル部品は、小型で表面実装可能なコイル部品である。【０００３】
こうした積層型のコイル部品は、フェライト材料やセラミック多層技術を利用しているので、比較的小さな電流用途（たとえば、信号ラインのノイズ除去や共振回路、マッチング回路）には好適である。その一方、大電流用の電源回路（代表的にはＤＣ−ＤＣコンバータ）のような比較的大きな電流を流す必要のある用途（代表的にはパワーインダクタ）には不向きである。【０００４】
パワーインダクタとしては、大電流に対応可能なメタルコンポジット型のコイル部品が増えている（例えば、特許文献２参照。）。このメタルコンポジット型のコイル部材とは、例えば、空芯コイル等のコイルをメタルコンポジット材（磁性金属粉を樹脂（バインダ）に分散したもの）に埋設した構造を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第５６２１９４６号公報
【特許文献２】特開２０１５−８８５４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記のようなメタルコンポジット型のコイル部品は、巻線型の空芯コイルをメタルコンポジット材に埋設した構造を持つため、空芯コイルの形状がくずれやすく、コイルの特性にバラツキが大きいという問題があった。【０００７】
そこで、本発明は、コイルの形状を保ち、優れたコイル特性を有するメタルコンポジット型の表面実装型コイル部品を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る表面実装型コイル部品は、第１面と、前記第１面に対向する第２面と、前記第１面及び前記第２面を連接する第３面と、を有し、磁性体粒子を含む成形体からなる素体と、
前記素体の前記第１面に設けられた第１導体パターンと、
前記素体の前記第２面に設けられた第２導体パターンと、
前記素体の前記第３面に設けられた入出力端子と、
前記素体に埋設された複数の金属ピンであって、各金属ピンは、一方端が前記第１導体パターンと接続され、他方端が前記第２導体パターンと接続されている、複数の金属ピンと、
を備え、
前記第１導体パターンと、前記第２導体パターンと、前記複数の金属ピンと、によってコイル導体を構成し、
前記入出力端子は、前記複数の金属ピンのうちの前記素体の前記第３面に露出した一対の金属ピンによって構成されている。【０００９】
本発明に係る表面実装型コイル部品の製造方法は、第１面と、前記第１面に対向する第２面と、前記第１面および前記第２面を連接する第３面と、を有し、磁性体粒子を含む成形体からなる素体と、
前記素体の前記第１面に設けられた第１導体パターンと、
前記素体の前記第２面に設けられた第２導体パターンと、
前記素体の前記第３面に設けられた入出力端子と、
前記素体に埋設された複数の金属ピンであって、各金属ピンは、一方端が前記第１導体パターンと接続され、他方端が前記第２導体パターンと接続されている、複数の金属ピンと、
を備え、
前記第１導体パターンと、前記第２導体パターンと、前記複数の金属ピンと、によってコイル導体を構成し、
前記入出力端子は、前記複数の金属ピンのうちの前記素体の前記第３面に露出した一対の金属ピンによって構成されている、
表面実装型コイルの製造方法であって、
前記素体に複数の金属ピンを埋設し、各金属ピンの一方端が前記第１面、他方端が前記第２面に露出させる工程と、
前記素体の前記第１面に、前記複数の金属ピンの前記一方端同士を接続する第１導体パターンと、前記素体の前記第２面に、前記複数の金属ピンの前記他方端同士を接続する第２導体パターンと、をそれぞれ形成して、前記コイル導体を構成する工程と、
前記複数の金属ピンのうち一対の金属ピンの一部を前記素体の前記第３面に露出させ、前記入出力端子を形成する工程と、
を有する。【００１０】
本発明に係るＤＣ−ＤＣコンバータは、スイッチング素子と、
前記スイッチング素子と接続され、チョークコイルと、
を備え、
前記チョークコイルは、
第１面と、前記第１面に対向する第２面と、前記第１面及び前記第２面を連接する第３面と、を有し、磁性体粒子を含む成形体からなる素体と、
前記素体の前記第１面に設けられた第１導体パターンと、
前記素体の前記第２面に設けられた第２導体パターンと、
前記素体の前記第３面に設けられた入出力端子と、
前記素体に埋設された複数の金属ピンであって、各金属ピンは、一方端が前記第１導体パターンと接続され、他方端が前記第２導体パターンと接続されている、複数の金属ピンと、
を備え、
前記第１導体パターンと、前記第２導体パターンと、前記複数の金属ピンと、によってコイル導体を構成し、
前記入出力端子は、前記複数の金属ピンのうちの前記素体の前記第３面に露出した一対の金属ピンによって構成されている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、コイルの形状を保ち、優れたコイル特性を有する表面実装型コイル部品およびその製造方法、ならびにＤＣ−ＤＣコンバータを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態１に係る表面実装型コイル部品の構成を示す概略斜視図である。
【図２】実施の形態１に係る表面実装型コイル部品の製造方法の一工程を示す概略斜視図である。
【図３】実施の形態１に係る表面実装型コイル部品の製造方法のうち、図２の工程に続く一工程を示す概略斜視図である。
【図４】実施の形態１に係る表面実装型コイル部品の製造方法のうち、図３の工程に続く一工程を示す概略斜視図である。
【図５】実施の形態１に係る表面実装型コイル部品の製造方法のうち、図４の工程に続く一工程を示す概略斜視図である。
【図６】実施の形態１に係る表面実装型コイル部品の製造方法のうち、図５の工程に続く一工程を示す概略斜視図である。
【図７】実施の形態１に係る表面実装型コイル部品の製造方法のうち、図６の工程に続く一工程を示す概略斜視図である。
【図８】実施の形態１に係る表面実装型コイル部品を用いたＤＣ−ＤＣコンバータの構成を示す概略斜視図である。
【図９】図８のＤＣ−ＤＣコンバータの等価回路である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
第１の態様に係る表面実装型コイル部品は、第１面と、前記第１面に対向する第２面と、前記第１面及び前記第２面を連接する第３面と、を有し、磁性体粒子を含む成形体からなる素体と、
前記素体の前記第１面に設けられた第１導体パターンと、
前記素体の前記第２面に設けられた第２導体パターンと、
前記素体の前記第３面に設けられた入出力端子と、
前記素体に埋設された複数の金属ピンであって、各金属ピンは、一方端が前記第１導体パターンと接続され、他方端が前記第２導体パターンと接続されている、複数の金属ピンと、
を備え、
前記第１導体パターンと、前記第２導体パターンと、前記複数の金属ピンと、によってコイル導体を構成し、
前記入出力端子は、前記複数の金属ピンのうちの前記素体の前記第３面に露出した一対の金属ピンによって構成されている。
【００１４】
第２の態様に係る表面実装型コイル部品は、上記第１の態様において、前記磁性体粒子は磁性金属粉であり、前記素体は前記磁性金属粉を含む圧粉成型体であってもよい。
【００１５】
第３の態様に係る表面実装型コイル部品は、上記第１または第２の態様において、前記素体の前記第１面および前記第２面に、前記第１導体パターンおよび前記第２導体パターンを覆うように、第１磁性体層および第２磁性体層がそれぞれ設けられていてもよい。
【００１６】
第４の態様に係る表面実装型コイル部品は、上記第３の態様において、前記第１磁性体層及び前記第２磁性体層は、磁性体粒子が樹脂に分散している複合磁性体からなるものであってもよい。
【００１７】
第５の態様に係る表面実装型コイル部品は、上記第３又は第４の態様において、前記素体の比透磁率は、前記第１磁性体層の比透磁率および前記第２磁性体層の比透磁率よりも高くてもよい。
【００１８】
第６の態様に係る表面実装型コイル部品は、上記第１から第５のいずれかの態様において、前記入出力端子は、前記第３面に露出した前記金属ピンの削り出し面であってもよい。
【００１９】
第７の態様に係る表面実装型コイル部品は、上記第１から第６のいずれかの態様において、前記複数の金属ピンのうち、前記入出力端子を構成する一対の金属ピンは、角柱体状の金属ピンであって、
前記複数の金属ピンのうち、前記入出力端子を構成する一対の金属ピン以外の金属ピンは、円柱体状の金属ピンであってもよい。
【００２０】
第８の態様に係る表面実装型コイル部品は、上記第１から第７のいずれかの態様において、前記素体の前記第１面、前記第２面、及び、前記第３面を連接する第４面について、前記第４面は、前記第１面及び前記第２面と接する辺の長さが、前記第３面と接する長さよりも短くてもよい。
【００２１】
上記構成によって、第１導体パターン及び第２導体パターンの長さを金属ピンの長さより短くできる。そこで、コイル導体を構成する金属ピンの長さの全体に占める割合が高くなり、コイル導体を低抵抗化することができる。
【００２２】
第９の態様に係る表面実装型コイル部品の製造方法は、第１面と、前記第１面に対向する第２面と、前記第１面および前記第２面を連接する第３面と、を有し、磁性体粒子を含む成形体からなる素体と、
前記素体の前記第１面に設けられた第１導体パターンと、
前記素体の前記第２面に設けられた第２導体パターンと、
前記素体の前記第３面に設けられた入出力端子と、
前記素体に埋設された複数の金属ピンであって、各金属ピンは、一方端が前記第１導体パターンと接続され、他方端が前記第２導体パターンと接続されている、複数の金属ピンと、
を備え、
前記第１導体パターンと、前記第２導体パターンと、前記複数の金属ピンと、によってコイル導体を構成し、
前記入出力端子は、前記複数の金属ピンのうちの前記素体の前記第３面に露出した一対の金属ピンによって構成されている、
表面実装型コイルの製造方法であって、
前記素体に複数の金属ピンを埋設し、各金属ピンの一方端が前記第１面、他方端が前記第２面に露出させる工程と、
前記素体の前記第１面に、前記複数の金属ピンの前記一方端同士を接続する第１導体パターンと、前記素体の前記第２面に、前記複数の金属ピンの前記他方端同士を接続する第２導体パターンと、をそれぞれ形成して、前記コイル導体を構成する工程と、
前記複数の金属ピンのうち一対の金属ピンの一部を前記素体の前記第３面に露出させ、前記入出力端子を形成する工程と、
を有する。
【００２３】
第１０の態様に係る表面実装型コイル部品の製造方法は、上記第９の態様において、前記素体の前記第１面および前記第２面に、前記第１導体パターンおよび前記第２導体パターンを覆うように、第１磁性体層および第２磁性体層をそれぞれ設ける工程をさらに有してもよい。
【００２４】
第１１の態様に係るＤＣ−ＤＣコンバータは、スイッチング素子と、
前記スイッチング素子と接続され、チョークコイルと、
を備え、
前記チョークコイルは、
第１面と、前記第１面に対向する第２面と、前記第１面及び前記第２面を連接する第３面と、を有し、磁性体粒子を含む成形体からなる素体と、
前記素体の前記第１面に設けられた第１導体パターンと、
前記素体の前記第２面に設けられた第２導体パターンと、
前記素体の前記第３面に設けられた入出力端子と、
前記素体に埋設された複数の金属ピンであって、各金属ピンは、一方端が前記第１導体パターンと接続され、他方端が前記第２導体パターンと接続されている、複数の金属ピンと、
を備え、
前記第１導体パターンと、前記第２導体パターンと、前記複数の金属ピンと、によってコイル導体を構成し、
前記入出力端子は、前記複数の金属ピンのうちの前記素体の前記第３面に露出した一対の金属ピンによって構成されている。
【００２５】
以下、実施の形態に係る表面実装型コイル部品について、添付図面を参照しながら説明する。なお、図面において実質的に同一の部材については同一の符号を付している。また、図１から図７では素体４及び第１磁性体層６ａを透過させ、その内部の構成を示している。
【００２６】
（実施の形態１）
＜表面実装型コイル部品＞
図１は、実施の形態１に係る表面実装型コイル部品１０の構成を示す概略斜視図である。この表面実装型コイル部品１０は、磁性体粒子を含む成形体からなる素体４と、素体４内に設けられたコイル導体と、コイル導体に接続された入出力端子８ａ、８ｂと、を有する。素体４は、第１面９ａと、第１面９ａに対向する第２面９ｂと、第１面９ａ及び第２面９ｂを連接する第３面９ｃと、を有する。入出力端子８ａ、８ｂは、素体４の第３面９ｃに設けられている。コイル導体は、素体４に埋設された複数の金属ピン２ａ、２ｂ、３と、素体４の第１面９ａに設けられた第１導体パターン５ａと、素体４の第２面９ｂに設けられた第２導体パターン５ｂと、を備える。コイル導体の巻回軸は、ｙ軸である。各金属ピン２ａ、２ｂ、３は、一方端が第１面９ａに露出し、他方端が第２面９ｂに露出している。各金属ピン２ａ、２ｂ、３は、ｚ軸方向に沿って延在している。第１導体パターン５ａは、第１面９ａに露出した各金属ピン２ａ、２ｂ、３の一方端同士を接続している。第２導体パターン５ｂは、第２面９ｂに露出した各金属ピン２ａ、２ｂ、３の他方端同士を接続している。入出力端子８ａ、８ｂは、複数の金属ピン２ａ、２ｂ、３のうちの素体４の第３面９ｃに露出した一対の金属ピン２ａ、２ｂによって構成されている。この表面実装型コイル部品１０では、素体４の第３面９ｃを実装面としている。
【００２７】
この表面実装型コイル部品１０では、素体４として磁性体粒子を含む成形体、例えば、メタルコンポジット材又はバインダを含まない磁性体粒子の成形体を利用している。そこで、素体４が高い比透磁率μを有するので、パワーインダクタ用の表面実装型コイル部品として有用である。また、コイル導体の主構成材としてメタルコンポジット材又はバインダを含まない磁性体粒子の成形体の素体４に埋設された金属ピン２ａ、２ｂ、３を利用している。そこで、コイル導体の直流抵抗Ｒｄｃが小さくなり、損失（銅損）の小さなパワーインダクタ用のコイル部品を実現できる。さらに、コイル導体の一部としてメタルコンポジット材又はバインダを含まない磁性体粒子の成形体の素体４に埋設された金属ピン２ａ、２ｂ、３を用いているので素体４の圧粉成型時にも金属ピン２ａ、２ｂ、３の変形を生じにくく、コイル導体の形状を保つことができる。またさらに、入出力端子８ａ、８ｂとして、素体４の第３面９ｃへの金属ピン２ａ、２ｂの露出部分を用いているので、第３面９ｃを実装面として基板等へのコイル部品１０の表面実装を容易に行うことができる。また、入出力端子８ａ、８ｂを形成するための別工程（たとえば、各コイル部品を個片化した後、向きを変えてランドパターンを印刷する等）を追加する必要が無く、簡易なプロセスでコイル部品を製造できる。
【００２８】
なお、この表面実装型コイル部品１０では、素体４の第１面９ａおよび第２面９ｂにもそれぞれメタルコンポジット材からなる第１及び第２磁性体層６ａ、６ｂをそれぞれ設けてもよい。これによって、素体４の第１面９ａ及び第２面９ｂからの磁束のモレを少なくできる。
さらに、この表面実装型コイル部品１０では、薄型の表面実装部品を構成できる。具体的には、図７のＴ寸（ｘ方向のサイズ）は、図７のＬ寸（ｙ方向のサイズ）やＷ寸（ｚ方向のサイズ）よりも小さく、低背化を容易に実現できる。その一方、素体４のより長い辺、例えば、ｚ方向に金属ピン２ａ、２ｂ、３を配置することによって、コイル導体に占める金属ピン２ａ、２ｂ、３の割合を高めることができ、さらにコイル導体の低抵抗化を実現できる。
【００２９】
以下にこの表面実装型コイル部品１０を構成する構成要素について説明する。
【００３０】
＜素体＞
素体４は、磁性体粒子を含む成形体である。例えば、素体４は、磁性体粒子がバインダ中に分散している複合磁性体、特に、磁性金属粉がバインダ（樹脂）中に分散しているメタルコンポジット材、あるいは、バインダ（樹脂）を含まず、磁性体粒子が、その表面の酸化膜を介して接触するように成形された成形体であってもよい。この場合、磁性体粒子間の酸化膜が互いにつながっていてもよい。さらに酸化膜の結晶が連続的につながっていてもよい。磁性金属粉としては、例えば、Ｆｅ系磁性金属粉である。なお、Ｆｅ系磁性金属粉にはＭｎ、Ｃｒ等の添加物又は不純物を含んでいてもよい。バインダは、例えばエポキシ樹脂である。なお、磁性体粒子として、Ｆｅ系磁性金属粉に限定するものではない。磁性体粒子としてフェライト粉末を用いてもよい。磁性体粒子としてＦｅ系磁性金属粉を用いた場合、比透磁率が高く、飽和しにくいのでパワーインダクタ用の表面実装型コイル部品として有用である。
素体４は、例えば、複合磁性体、特に、メタルコンポジット材を印刷工程等で設けた後、圧粉成型によって形成できる。磁性金属粉の体積分率は、例えば、８０ｖｏｌ％以上であり、さらに、９５ｖｏｌ％以上であることが好ましい。磁性金属粉の割合を高くできるので、パワーインダクタ用として有用である。また、単に印刷工程で設けるだけでなく、圧粉成型することで磁性金属粉の充填密度を高めることができるので比透磁率が高い。
また、素体４は、バインダ（樹脂）を用いないで、磁性体粒子を、その表面の酸化膜を介して接触するように成形することによって形成できる。
つまり、素体４の比透磁率は、後述の印刷工程だけで設ける第１磁性体層６ａ及び第２磁性体層６ｂの比透磁率よりも高い。
【００３１】
素体４は、互いに対向する第１面９ａと第２面９ｂとを有する。また、第１面９ａと第２面９ｂとを連接する第３面９ｃを有する。第３面９ｃは表面実装時に実装面となる面である。さらに、素体４の第１面９ａ、第２面９ｂ、及び、第３面９ｃを連接する第４面を考えると、Ｔ寸（ｘ方向のサイズ）は、第４面の第１面９ａ及び第２面９ｂと接する辺の長さとなる。また、Ｗ寸（ｚ方向のサイズ）は、第４面の第３面９ｃと接する辺の長さとなる。図７のＴ寸（ｘ方向のサイズ）を、図７のＬ寸（ｙ方向のサイズ）やＷ寸（ｚ方向のサイズ）よりも小さくすることによって、コイル部品１０の低背化を容易に実現できる。
素体４は、例えば、直方体であってもよい。
【００３２】
＜コイル導体＞
コイル導体は、素体４内に設けられている。具体的には、コイル導体は、素体４に埋設された複数の金属ピン２ａ、２ｂ、３と、素体４の第１面９ａに設けられた第１導体パターン５ａと、素体４の第２面９ｂに設けられた第２導体パターン５ｂと、を備える。コイル導体の巻回軸は、ｙ軸である。
【００３３】
＜金属ピン＞
金属ピン２ａ、２ｂ、３は、素体４に埋設されている。各金属ピン２ａ、２ｂ、３は、一方端が素体４の第１面９ａに露出し、他方端が素体４の第２面９ｂに露出している。金属ピン２ａ、２ｂ、３は、ｚ軸方向に沿って延在している。なお、ここで「露出」とは金属ピン２ａ、２ｂ、３の一方端又は他方端が素体４の第１面９ａ又は第２面９ｂと面一であるか、あるいは、金属ピン２ａ、２ｂ、３が突出している場合をいう。
また、金属ピン２ａ、２ｂ、３は、Ｃｕを主成分とする金属ピンを用いることができる。あるいは、金属ピン２ａ、２ｂ、３は、例えば、Ｃｕ系金属塊を所定形状に延伸させたものであってもよい。なお、金属ピン２ａ、２ｂ、３の材料は、導電性を有すればよく、その素材はＣｕに限られず、Ａｇ、Ａｌ等の導電性材料であってもよい。金属ピン２ａ、２ｂ、３の外径は、例えば０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下のものを用いてもよい。金属ピン２ａ、２ｂ、３の長さは、例えば０．５ｍｍ以上１０ｍｍ以下のものを用いてもよい。
また、金属ピン２ａ、２ｂ、３のうち、入出力端子８ａ、８ｂを構成する一対の金属ピン２ａ、２ｂは、角柱体状の金属ピンであってもよい。断面を角柱体状とすることで、後述のように金属ピン２ａ、２ｂを分割又は削り出しした場合に、その分割位置又は削り出し位置のずれがあった場合も断面の面積変化を抑制できる。一方、複数の金属ピン２ａ、２ｂ、３のうち、入出力端子を構成する一対の金属ピン２ａ、２ｂ以外の金属ピン３は、円柱体状の金属ピンであってもよい。断面を円柱体状とすることで、高周波数の電流を流した場合に表皮効果が生じても角部への電流の偏在を抑制できる。
なお、入出力端子８ａ、８ｂは、金属ピン２ａ、２ｂを分割して形成してもよい。あるいは、金属ピン２ａ、２ｂが素体４の第３面９ｃから露出するように削り出しして形成してもよい。入出力端子８ａ、８ｂの「削り出し面」とは、１つの金属ピン２ａ、２ｂを分割して得られるそれぞれの入出力端子８ａ、８ｂの面であってもよい。あるいは、金属ピン２ａ、２ｂが埋設された素体４の面を削りだして金属ピン２ａ、２ｂを素体４の第３面９ｃに露出させて形成してもよい。
さらに、金属ピン２ａ、２ｂ、３は、表面にＮｉ／Ａｕ等のめっき処理が施されていてもよい。あるいは、金属ピン３の一方端及び他方端を除く側面の表面は、絶縁膜で被覆していてもよい。
【００３４】
上記のようにコイル導体の一部として金属ピン２ａ、２ｂ、３を用いることによって、印刷工程等によって形成する導体パターンよりも低抵抗化することができる。
また、従来、一定の長さにわたる導体として、積層型の導体の場合には積層数が増えるにつれて位置ずれ等が生じるという問題があった。一方、膜厚のある１枚の層にレーザ照射でビアを形成し、ビアの内部に導電材を充填して柱状導体を形成する場合には、テーパを生じたり、径が大きくなりやすいという問題があった。
これに対して、素体４に埋設した金属ピン２ａ、２ｂ、３をコイル導体の一部として用いることで、位置ずれを抑制でき、一定の径とすることができ、上記の各問題を解決できる。
【００３５】
また、金属ピン２ａ、２ｂ、３の長さ（図７：Ｗ寸（ｚ方向のサイズ））をＴ寸（図７：ｘ方向のサイズ）よりも長くしてもよい。これによって、コイル導体を構成する金属ピン２ａ、２ｂ、３の長さのコイル導体全体に占める割合が高くなり、コイル導体をさらに低抵抗化することができ、銅損を低減できる。
【００３６】
＜第１導体パターン及び第２導体パターン＞
第１導体パターン５ａは、素体４の第１面９ａに設けられ、各金属ピン２ａ、２ｂ、３の一方端同士を接続する。第２導体パターン５ｂは、素体４の第２面９ｂに設けられ、各金属ピン２ａ、２ｂ、３の他方端同士を接続する。
第１導体パターン５ａ及び第２導体パターン５ｂは、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｕ等の金属粉をバインダに分散させた導体ペーストによって形成できる。第１導体パターン５ａ及び第２導体パターン５ｂは、例えば、印刷工程によって設けることができる。なお、印刷工程に限られず、他の工程によって設けてもよい。
【００３７】
＜第１磁性体及び第２磁性体＞
素体４の第１面９ａに第１導体パターン５ａを覆うように第１磁性体層６ａを設けてもよい。また、素体４の第２面９ｂに第２導体パターン５ｂを覆うように第２磁性体層６ｂを設けてもよい。これによって、素体４の第１面９ａ及び第２面９ｂからの磁束のモレを抑制できる。
この第１磁性体層６ａ及び第２磁性体層６ｂは、磁性体粒子がバインダ中に分散している複合磁性体、特に、磁性金属粉がバインダ中に分散しているメタルコンポジット材、あるいは、バインダ（樹脂）を含まず、磁性体粒子が、その表面の酸化膜を介して接触するように成形された成形体であってもよい。磁性金属粉としては、例えば、Ｆｅ系磁性金属粉である。バインダは、例えばエポキシ樹脂である。なお、磁性体粒子として、Ｆｅ系磁性金属粉に限定するものではない。磁性体粒子としてフェライト粉末を用いてもよい。
第１磁性体層６ａ及び第２磁性体層６ｂは、例えば印刷工程によって設けることができる。なお、印刷工程に限られず、他の工程によって設けてもよい。
【００３８】
＜表面実装型コイル部品の製造方法＞
図２乃至図７は、表面実装型コイル部品の製造方法の各工程を示す概略斜視図である。以下にこの表面実装型コイル部品の製造方法の各工程を説明する。
（１）支持台１に金属ピン２ａ、２ｂ、３を立てる（図２）。支持台１は、金属ピン２ａ、２ｂ、３を立てることができるものであればよい。金属ピン２ａ、２ｂ、３のうち、コイル用の金属ピン３は、断面が円形状の金属ピンを用いる。断面が円形状の金属ピンを用いることによって高周波数の電流を流した場合にも表皮効果による角部への電流の偏在が生じにくいという効果がある。一方、入出力端子８ａ、８ｂ用の金属ピン２ａ、２ｂは、断面が矩形状の金属ピンを用いる。後の分割工程において、金属ピン２ａ、２ｂを分割する際に分割ラインが若干ずれた場合にも分割後のそれぞれの金属ピンの断面形状はほぼ同じとなる。つまり分割位置が多少ずれても断面の面積変化を抑制できる。なお、金属ピン２ａ、２ｂ、３は、例えば、Ｃｕ系金属塊を所定形状に延伸させたものであってもよい。
（２）次に、各金属ピン２ａ、２ｂ、３に対してメタルコンポジット材を付与して、各金属ピン２ａ、２ｂ、３をメタルコンポジット材に埋設する（図３）。このメタルコンポジット材は、例えば、Ｆｅ系磁性金属粉にエポキシ樹脂等のバインダを混合したものである。メタルコンポジット材への埋設は、具体的には、未硬化のメタルコンポジット材を印刷工程等によって金属ピン２ａ、２ｂ、３に対して付与し、次いで、上下方向から圧力を加えて成型（圧粉成型）することによって行う。これにより、各金属ピン２ａ、２ｂ、３をメタルコンポジット材に埋設した素体４を得ることができる。
上記の金属ピン２ａ、２ｂ、３を埋設したメタルコンポジット材からなる素体４の圧粉成型では、金属ピン２ａ、２ｂ、３が圧粉成型時に変形しにくい。一方、従来の巻線コイルに対して圧粉成型する場合には、巻き線コイルが変形しやすい。そこで、この金属ピン２ａ、２ｂ、３を埋設したメタルコンポジット材からなる素体４の圧粉成型は、従来の巻き線コイルを圧粉成型する場合に比べて、非常に容易であると共に、コイル導体の形状を維持しやすい。
【００３９】
（３）次いで、メタルコンポジット材からなる素体４の上面（第１面）９ａおよび下面９ｂ（第２面）を研磨して、金属ピン２ａ、２ｂ、３の頭出し（露出）を行ってから、上面（第１面）９ａに第１導体パターン５ａを形成し、下面（第２面）９ｂに第２導体パターン５ｂを形成する（図４）。各導体パターン５ａ、５ｂは、導電性ペーストによるパターニング及びめっき処理によって形成する。なお、第１導体パターン５ａ及び第２導体パターン５ｂは、めっき処理のみで形成してもよく、あるいは他の薄膜プロセスを利用してもよい。ここで、「頭出し（露出）」とは、素体４の上下面９ａ、９ｂに金属ピン２ａ、２ｂ、３を露出させることである。この「露出」とは、金属ピン２ａ、２ｂ、３の一方端又は他方端が素体４の第１面９ａ又は第２面９ｂと面一であるか、あるいは、金属ピン２ａ、２ｂ、３が突出している場合をいう。
（４）素体４の第１面９ａ、第２面９ｂのそれぞれにメタルコンポジット材をコーティングして第１磁性体層６ａ及び第２磁性体層６ｂを形成する（図５）。なお、これらの第１磁性体層６ａ及び第２磁性体層６ｂは必須のものではない。例えば、第１磁性体層６ａ及び第２磁性体層６ｂを設けなくてもよい。
なお、素体４は、圧粉成型体であり、第１面９ａの第１磁性体層６ａ及び第２面９ｂの第２磁性体層６ｂは、印刷成型体である。それぞれの状態が異なるため、磁性金属粉の充填密度（つまりは各層の比透磁率）が異なる。具体的には、素体４は、磁性金属粉の体積分率が高く、およそ８０ｖｏｌ％以上であり、好ましくは９５ｖｏｌ％以上である。一方、第１磁性体層６ａ及び第２磁性体層６ｂは、印刷で形成されるので、磁性金属粉の体積分率は、およそ４０ｖｏｌ％以上８０ｖｏｌ％以下である。そこで、素体４と第１磁性体層６ａ及び第２磁性体層６ｂとを対比すると、素体４のほうが比透磁率が高い。導体パターン５ａ，５ｂは、金属ピン２ａ、２ｂと比較して導電率が低くなるが、この部分、すなわち、第１磁性体層６ａ及び第２磁性体層６ｂが比透磁率が低い磁性材料にすることで、実行透磁率が下がりコイルとしてのＱ特性の劣化が抑制できる。
（５）ブレイクラインに沿って素体４を分割する（図６）。第１端部金属ピン２ａ、第２端部金属ピン２ｂの分割によって露出した端面が入出力端子８ａ、８ｂとなる。入出力端子８ａ、８ｂの表面にはさらにＮｉ／ＡｕやＮｉ／Ｓｎ等のめっき膜を形成してもよい。
なお、第１端部金属ピン２ａ、第２端部金属ピン２ｂは、必ずしも分割する必要はない。例えば、素体４の分割及び第１端部金属ピン２ａ、第２端部金属ピン２ｂの分割に代えて、素体４の第３面９ｃを削って入出力端子となる金属ピン２ａ、２ｂを削り出してもよい。この場合、個片ごとに入出力端子８ａ、８ｂを削り出す。
以上の工程によって、表面実装型コイル部品１０を得ることができる。
なお、素体４は、メタルコンポジット材に代えてバインダを含まない磁性体粒子の成形体としてもよい。
【００４０】
＜ＤＣ−ＤＣコンバータ＞
図８は、実施の形態１に係る表面実装型コイル部品１０を用いたＤＣ−ＤＣコンバータ２０の一例の構成を示す概略斜視図である。図９は、図８のＤＣ−ＤＣコンバータ２０の等価回路である。
図９に示すように、このＤＣ−ＤＣコンバータ（昇降圧型）２０は、スイッチング素子１２と、スイッチング素子１２と接続された実施の形態１に係る表面実装型コイル部品１０を用いたチョークコイルと、を備える。さらに、このＤＣ−ＤＣコンバータ２０は、入出力コンデンサ１３ａ、１３ｂを備える。スイッチング素子１２の入力端子には、入力コンデンサ１３ａの一端が接続されている。入力コンデンサ１３ａの他端は接地されている。スイッチング素子１２の出力端子には出力コンデンサ１３ｂの一端が接続されている。出力コンデンサ１３ｂの他端は接地されている。
この構成によれば、実施の形態１に係る表面実装型コイル部品１０をチョークコイルとして用いているので、ＤＣ−ＤＣコンバータの直流重畳特性等の性能を向上させることができ、大電流に対応したＤＣ−ＤＣコンバータを構成できる。
【００４１】
このＤＣ−ＤＣコンバータ（昇降圧型）２０は、プリント配線板１１にスイッチング素子１２と、入出力コンデンサ１３ａ、１３ｂと、パワーインダクタ（チョークコイル）１０とを表面実装して構成することができる。
【００４２】
なお、本開示においては、前述した様々な実施の形態及び／又は実施例のうちの任意の実施の形態及び／又は実施例を適宜組み合わせることを含むものであり、それぞれの実施の形態及び／又は実施例が有する効果を奏することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明に係る表面実装型コイル部品によれば、コイルの形状を保ち、優れたコイル特性を有する表面実装型コイル部品として有用である。
【符号の説明】
【００４４】
１  支持台
２ａ、２ｂ  端部金属ピン
３  金属ピン
４  素体
５ａ  第１導体パターン
５ｂ  第２導体パターン
６ａ  第１磁性体層
６ｂ  第２磁性体層
７  ブレイクライン
８ａ  第１入出力端子
８ｂ  第２入出力端子
９ａ  第１面
９ｂ  第２面
９ｃ  第３面
１０  コイル部品
１１  プリント配線板
１２  スイッチング素子
１３ａ、１３ｂ  入出力コンデンサ
２０  ＤＣ−ＤＣコンバータ
【図１】
2017134993.tif 000003
【図２】
2017134993.tif 000004
【図３】
2017134993.tif 000005
【図４】
2017134993.tif 000006
【図５】
2017134993.tif 000007
【図６】
2017134993.tif 000008
【図７】
2017134993.tif 000009
【図８】
2017134993.tif 000010
【図９】
2017134993.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成30年4月2日(2018.4.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１面と、前記第１面に対向する第２面と、前記第１面及び前記第２面を連接する第３面と、を有し、磁性体粒子を含む成形体からなる素体と、
前記素体の前記第１面に設けられた第１導体パターンと、
前記素体の前記第２面に設けられた第２導体パターンと、
前記素体の前記第３面に設けられた入出力端子と、
前記素体に埋設された複数の金属ピンであって、各金属ピンは、一方端が前記第１導体パターンと接続され、他方端が前記第２導体パターンと接続されている、複数の金属ピンと、
を備え、
前記第１導体パターンと、前記第２導体パターンと、前記複数の金属ピンと、によってコイル導体を構成し、
前記入出力端子は、前記複数の金属ピンのうちの前記素体の前記第３面に露出した一対の金属ピンによって構成されており、前記第３面が実装面となる、
表面実装型コイル部品。
【請求項２】
前記磁性体粒子は磁性金属粉であり、前記素体は前記磁性金属粉を含む圧粉成型体である、請求項１に記載の表面実装型コイル部品。
【請求項３】
前記素体の前記第１面および前記第２面に、前記第１導体パターンおよび前記第２導体パターンを覆うように、第１磁性体層および第２磁性体層がそれぞれ設けられている、請求項１又は２に記載の表面実装型コイル部品。
【請求項４】
前記第１磁性体層及び前記第２磁性体層は、磁性体粒子が樹脂に分散している複合磁性体からなる、請求項３に記載の表面実装型コイル部品。
【請求項５】
前記素体の比透磁率は、前記第１磁性体層の比透磁率および前記第２磁性体層の比透磁率よりも高い、請求項３又は４に記載の表面実装型コイル部品。
【請求項６】
前記入出力端子は、前記第３面に露出した前記金属ピンの削り出し面である、請求項１から５のいずれか一項に記載の表面実装型コイル部品。
【請求項７】
前記複数の金属ピンのうち、前記入出力端子を構成する一対の金属ピンは、角柱体状の金属ピンであって、
前記複数の金属ピンのうち、前記入出力端子を構成する一対の金属ピン以外の金属ピンは、円柱体状の金属ピンである、請求項１から６のいずれか一項に記載の表面実装型コイル部品。
【請求項８】
前記素体の前記第１面、前記第２面、及び、前記第３面を連接する第４面について、前記第４面は、前記第１面及び前記第２面と接する辺の長さが、前記第３面と接する長さよりも短い、請求項１から７のいずれか一項に記載の表面実装型コイル部品。
【請求項９】
第１面と、前記第１面に対向する第２面と、前記第１面および前記第２面を連接する第３面と、を有し、磁性体粒子を含む成形体からなる素体と、
前記素体の前記第１面に設けられた第１導体パターンと、
前記素体の前記第２面に設けられた第２導体パターンと、
前記素体の前記第３面に設けられた入出力端子と、
前記素体に埋設された複数の金属ピンであって、各金属ピンは、一方端が前記第１導体パターンと接続され、他方端が前記第２導体パターンと接続されている、複数の金属ピンと、
を備え、
前記第１導体パターンと、前記第２導体パターンと、前記複数の金属ピンと、によってコイル導体を構成し、
前記入出力端子は、前記複数の金属ピンのうちの前記素体の前記第３面に露出した一対の金属ピンによって構成されており、前記第３面が実装面となる、
表面実装型コイルの製造方法であって、
前記素体に複数の金属ピンを埋設し、各金属ピンの一方端が前記第１面、他方端が前記第２面に露出させる工程と、
前記素体の前記第１面に、前記複数の金属ピンの前記一方端同士を接続する第１導体パターンと、前記素体の前記第２面に、前記複数の金属ピンの前記他方端同士を接続する第２導体パターンと、をそれぞれ形成して、前記コイル導体を構成する工程と、
前記複数の金属ピンのうち一対の金属ピンの一部を前記素体の前記第３面に露出させ、前記入出力端子を形成する工程と、
を有する、表面実装型コイル部品の製造方法。
【請求項１０】
前記素体の前記第１面および前記第２面に、前記第１導体パターンおよび前記第２導体パターンを覆うように、第１磁性体層および第２磁性体層をそれぞれ設ける工程をさらに有する、請求項９に記載の表面実装型コイル部品の製造方法。
【請求項１１】
スイッチング素子と、
前記スイッチング素子と接続されたチョークコイルと、
を備え、
前記チョークコイルは、
第１面と、前記第１面に対向する第２面と、前記第１面及び前記第２面を連接する第３面と、を有し、磁性体粒子を含む成形体からなる素体と、
前記素体の前記第１面に設けられた第１導体パターンと、
前記素体の前記第２面に設けられた第２導体パターンと、
前記素体の前記第３面に設けられた入出力端子と、
前記素体に埋設された複数の金属ピンであって、各金属ピンは、一方端が前記第１導体パターンと接続され、他方端が前記第２導体パターンと接続されている、複数の金属ピンと、
を備え、
前記第１導体パターンと、前記第２導体パターンと、前記複数の金属ピンと、によってコイル導体を構成し、
前記入出力端子は、前記複数の金属ピンのうちの前記素体の前記第３面に露出した一対の金属ピンによって構成されており、前記第３面が前記チョークコイルの実装面となる、
ＤＣ−ＤＣコンバータ。
【国際調査報告】
2017134993.tif 000012
2017134993.tif 000013
2017134993.tif 000014
2017134993.tif 000015