(57)【要約】  閉磁路を形成することで、配線基板上に実装したときに周辺回路の干渉を受けず、かつ、直流電流が重畳した場合でも、インダクタンス値の低下が小さい、すなわち直流重畳特性の良好である、インダクタンス素子を提供する。  磁芯（５）を構成するフェライト焼結体の透磁率の温度係数を正とする一方、コイル（７）を覆いかつ磁芯（５）の鍔部（３および４）間の空隙を埋めるように形成された外装（８）を構成する軟磁性体樹脂の透磁率の温度係数を−３０ｐｐｍ／℃以下、好ましくは−１０００ｐｐｍ／℃以下とする。
2009044760.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻芯部およびその両端に設けられた鍔部を有する、フェライト焼結体からなる磁芯と、
前記巻芯部上に巻回されたコイルと、
前記コイルを覆いかつ前記鍔部間の空隙を埋めるように形成された、軟磁性体樹脂からなる外装と
を備える、インダクタンス素子であって、
前記フェライト焼結体の透磁率の温度係数が正であるとともに、前記軟磁性体樹脂の透磁率の温度係数が−３０ｐｐｍ／℃以下である、インダクタンス素子。
【請求項２】
前記軟磁性体樹脂の透磁率の温度係数が−１０００ｐｐｍ／℃以下である、請求項１に記載のインダクタンス素子。
【請求項３】
前記フェライト焼結体がＮｉＺｎＣｕ系フェライト材料の焼結体であり、かつ、前記軟磁性体樹脂がＮｉＺｎＣｕ系フェライト材料の粉末と熱硬化性樹脂との混合物である、請求項１または２に記載のインダクタンス素子。
【請求項４】
巻芯部およびその両端に設けられた鍔部を有する、透磁率の温度係数が正のフェライト焼結体からなる磁芯を用意する工程と、
前記巻芯部上に導電性を有するワイヤを巻回し、それによってコイルを形成する工程と、
フェライト材料の粉末と熱硬化性樹脂とを混合し、それによって透磁率の温度係数が−３０ｐｐｍ／℃以下の軟磁性体樹脂を用意する工程と、
前記コイルを覆いかつ前記鍔部間の空隙を埋めるように、前記軟磁性体樹脂を付与し、それによって外装を形成する工程と
を備える、インダクタンス素子の製造方法。
【請求項５】
前記軟磁性体樹脂を用意する工程は、透磁率の温度係数が−１０００ｐｐｍ／℃以下の軟磁性体樹脂を用意する工程を備える、請求項４に記載のインダクタンス素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、インダクタンス素子およびその製造方法に関するもので、特に、閉磁路構造を有するインダクタンス素子およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この発明にとって興味ある従来技術として、たとえば特開２００７−６７０８１号公報（特許文献）には、フェライトからなる鍔付きの磁芯と、磁芯に巻回されたコイルと、コイルを覆うように形成された磁性粉末入りの軟磁性体樹脂層とを備える、インダクタンス素子が記載されている。【０００３】
しかしながら、特許文献１に記載されたインダクタンス素子では、閉磁路を形成するので、直流電流が重畳した場合、磁界Ｈつまりコイルの電流を増大させても磁束密度Ｂがほとんど増大しない、磁気飽和を生じてしまう。その結果、ＢＨ曲線の傾き、つまり透磁率μが小さくなるため、インダクタンス値が著しく低下してしまうという問題がある。【０００４】
他方、たとえば特開平６−２５１９４６号公報（特許文献２）には、円柱部および両端の拡大フランジ部を有する軟磁性ドラムと、円柱部に巻装されたコイル巻線部と、軟磁性ドラムを取り囲みかつ拡大フランジ部に嵌合する軟磁性スリー部とからなる、インダクタンス部品において、軟磁性ドラムの温度係数を軟磁性スリーブの温度係数と逆符号にすることが記載されている。【０００５】
上記特許文献２に記載のものにおいて、軟磁性ドラムおよび軟磁性スリーブの各々の温度係数を互いに逆符号とすることは、両者の温度係数が互いに打ち消しあって、インダクタンス部品全体の温度係数を略「０」に近づけることを目的としたものである。しかしながら、特許文献２には、直流重畳特性について全く開示がなく、それゆえ、直流重畳特性を改善するために必要な温度係数の組み合わせや必要な温度特性の範囲等についても、当然のことながら、全く開示されていない。
【特許文献１】特開２００７−６７０８１号公報
【特許文献２】特開平６−２５１９４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、この発明の目的は、閉磁路を形成することにより、配線基板上に実装したときに周辺回路の干渉を受けず、かつ、直流電流が重畳した場合でも、インダクタンス値の低下が小さい、すなわち、直流重畳特性が良好である、インダクタンス素子およびその製造方法を提供しようとすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、巻芯部およびその両端に設けられた鍔部を有する、フェライト焼結体からなる磁芯と、巻芯部上に巻回されたコイルと、コイルを覆いかつ鍔部間の空隙を埋めるように形成された、軟磁性体樹脂からなる外装とを備える、インダクタンス素子にまず向けられるものであって、上述した技術的課題を解決するため、フェライト焼結体の透磁率の温度係数が正であるとともに、軟磁性体樹脂の透磁率の温度係数が−３０ｐｐｍ／℃以下であることを特徴としている。【０００８】
軟磁性体樹脂の透磁率の温度係数は−１０００ｐｐｍ／℃以下であることが好ましい。【０００９】
好ましくは、フェライト焼結体がＮｉＺｎＣｕ系フェライト材料の焼結体であり、かつ、軟磁性体樹脂はＮｉＺｎＣｕフェライト材料の粉末と熱硬化性樹脂との混合物である。【００１０】
この発明は、上述したインダクタンス素子を製造する方法にも向けられる。【００１１】
この発明に係るインダクタンス素子の製造方法は、巻芯部およびその両端に設けられた鍔部を有する、透磁率の温度係数が正のフェライト焼結体からなる磁芯を用意する工程と、巻芯部上に導電性を有するワイヤを巻回し、それによってコイルを形成する工程と、フェライト材料の粉末と熱硬化性樹脂とを混合し、それによって透磁率の温度係数が−３０ｐｐｍ／℃以下の軟磁性体樹脂を用意する工程と、コイルを覆いかつ鍔部間の空隙を埋めるように、軟磁性体樹脂を付与し、それによって外装を形成する工程とを備えることを特徴としている。【００１２】
上述の軟磁性体樹脂を用意する工程では、透磁率の温度係数が−１０００ｐｐｍ／℃以下の軟磁性体樹脂を用意することが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
この発明に係るインダクタンス素子によれば、当該インダクタンス素子に直流が重畳した場合、コイルが発熱し、この発熱が磁芯および外装へと熱伝導により伝わり、その結果、磁芯および外装も加熱される。このとき、磁芯を構成するフェライト焼結体の透磁率は、正の温度係数に従って上昇する一方、外装を構成する軟磁性体樹脂の透磁率は、−３０ｐｐｍ／℃以下といった負の温度係数に従って低下する。したがって、磁路構造が開磁路に近づき、磁芯への磁束の集中が緩和され、磁芯への磁気飽和が抑制される。その結果、インダクタンス素子のインダクタンス値の低下が軽減される。【００１４】
軟磁性体樹脂の透磁率の温度係数が−１０００ｐｐｍ／℃以下とされると、上述した外装の加熱による軟磁性体の透磁率の低下がより大きく生じるため、特に大電流領域での直流重畳によるインダクタンス値の低下をより効果的に抑制することができる。【００１５】
フェライト焼結体がＮｉＺｎＣｕ系フェライト材料の焼結体であり、かつ、軟磁性体樹脂がＮｉＺｎＣｕ系フェライト材料の粉末と熱硬化性樹脂との混合物であるとき、高周波領域での使用が可能なインダクタンス素子を得ることができる。【００１６】
この発明に係るインダクタンス素子の製造方法によれば、磁気シールド構造を有し、かつ直流重畳特性が良好であるインダクタンス素子を製造することができる。【００１７】
この発明に係るインダクタンス素子の製造方法において、軟磁性体樹脂として、透磁率の温度係数が−１０００ｐｐｍ／℃以下のものを用いると、特に大電流領域での直流重畳によるインダクタンス値の低下がより効果的に抑制された、インダクタンス素子を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】この発明の一実施形態によるインダクタンス素子１を示す断面図である。
【図２】この発明による効果を確認するために実施した実験例において作製した実施例１〜３および比較例の各々に係るインダクタンス素子の直流重畳特性を示す図である。
【符号の説明】
【００１９】
１  インダクタンス素子
２  巻芯部
３，４  鍔部
５  磁芯
６  ワイヤ
７  コイル
８  外装
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１は、この発明の一実施形態によるインダクタンス素子１を示す断面図である。【００２１】
インダクタンス素子１は、巻芯部２ならびにその両端に設けられた鍔部３および４を有する、フェライト焼結体からなる磁芯５を備えている。巻芯部２上には、導電性を有するワイヤ６を巻回することによって形成されたコイル７が配置される。また、軟磁性体樹脂からなる外装８が、コイル７を覆いかつ鍔部３および４間の空隙を埋めるように形成される。【００２２】
このインダクタンス素子１は、表面実装可能なチップ部品として取り扱われるものであり、そのため、磁芯５の少なくとも下方主面９は平坦とされ、この下方主面９上に面実装用電極１０および１１が形成される。面実装用電極１０および１１には、図示しないが、上述したコイル７の各端部が電気的に接続される。【００２３】
このようなインダクタンス素子１において、磁芯５を構成するフェライト焼結体としては、その透磁率の温度係数が正であるものが用いられる。なお、通常のフェライト材料の透磁率の温度係数は正である。他方、外装８を構成する軟磁性体樹脂としては、その透磁率の温度係数が−３０ｐｐｍ／℃以下、好ましくは−１０００ｐｐｍ／℃以下のものが用いられる。【００２４】
また、磁芯５を構成するフェライト焼結体は、ＮｉＺｎＣｕ系フェライト材料の焼結体であることが好ましい。他方、外装８を構成する軟磁性体樹脂は、ＮｉＺｎＣｕ系フェライト材料の粉末と熱硬化性エポキシ樹脂のような熱硬化性樹脂との混合物であることが好ましい。【００２５】
インダクタンス素子１を製造するにあたり、上述した磁芯５が用意され、磁芯５の巻芯部２上にワイヤ７が巻回され、それによってコイル７が形成される。他方、フェライト材料の粉末と熱硬化性樹脂とを混合することによって、軟磁性体樹脂が作製され、この軟磁性体樹脂が、コイル７を覆いかつ磁芯５の鍔部３および４間の空隙を埋めるように付与され、それによって外装８が形成される。【００２６】
上述のように作製される軟磁性体樹脂の透磁率の温度係数を−３０ｐｐｍ／℃以下、好ましくは−１０００ｐｐｍ／℃以下とするため、軟磁性体樹脂に混入されるフェライト材料の透磁率の温度係数が調整される。【００２７】
次に、この発明による効果を確認するために実施した実験例について説明する。【００２８】
脱イオン水に、所定の組成に調整したＮｉＺｎＣｕ系フェライト材料の仮焼粉と、バインダとしてのポリビニルアルコールとを加え、これらをボールミルにて湿式で混合粉砕し、フェライト材料を含有するスラリーを得た。このスラリーをボールミルから取り出し、スプレードライヤを用いて造粒乾燥し、累積頻度５０％での粒子径（Ｄ５０）が１００μｍのフェライト造粒粉を得た。【００２９】
次に、上記フェライト造粒粉をプレス成形し、巻芯部とその両端に鍔部とを有する形状の磁芯となるべき成形体を得た。そして、この成形体を、ジルコニア質の匣に並べ、バッチ炉で脱バインダ処理した後、９００〜１０００℃の温度で２時間焼成し、フェライト焼結体からなる磁芯を得た。この磁芯を構成するフェライト焼結体の透磁率の温度係数は＋３０００ｐｐｍ／℃（２０℃基準、１５０℃での温度係数）であり、外形寸法は３．０ｍｍ×３．０ｍｍ×１．０ｍｍであった。【００３０】
次に、この磁芯の巻芯部上に、線径８０μｍの絶縁皮膜付きの銅線を巻回し、コイルを形成した。そして、このコイルを構成する銅線の各端部を、磁芯の下方主面上に形成され１対の面実装用電極にそれぞれはんだ付けした。【００３１】
他方、ＮｉＺｎＣｕ系フェライト材料の粉末（焼成粉砕したもの）を用意し、これを熱硬化性エポキシ樹脂に５０体積％の割合で添加し、混合することによって、軟磁性体樹脂を作製した。ここで、軟磁性体樹脂として、添加されるＮｉＺｎＣｕ系フェライト材料の粉末の組成および焼成温度を変えることにより、２００〜３００℃の温度で硬化されたときの透磁率の温度係数が−１８００ｐｐｍ／℃のもの（実施例１）、−１０００ｐｐｍ／℃のもの（実施例２）、−３０ｐｐｍ／℃のもの（実施例３）、および＋１２０ｐｐｍ／℃のもの（比較例）をそれぞれ作製した。なお、軟磁性体樹脂の２０℃における透磁率は、実施例１〜３および比較例のいずれについても、５であった。【００３２】
次に、上記実施例１〜３および比較例の各々に係る軟磁性体樹脂を、前述したコイルを覆いかつ磁芯の鍔部間の空隙を埋めるように付与し、２００〜３００℃の温度で硬化させて、各試料に係るインダクタンス素子を得た。【００３３】
このようにして得られた各試料に係るインダクタンス素子のコイルに０〜１．２Ａの範囲で直流電流を通電し、インダクタンス素子のインダクタンス値を測定し、これからインダクタンス値の変化率を求めた。その結果が図２に示されている。図２において、縦軸はインダクタンス値の変化率（インダクタンス変化率）を示し、横軸は直流重畳電流を示している。【００３４】
外装を構成する軟磁性体樹脂の透磁率の温度係数が−３０ｐｐｍ／℃以下である実施例１〜３では、これが−３０ｐｐｍ／℃より大きい比較例と比較して、インダクタンス変化率が−３０〜−６０％となる電流値が５％以上向上しており、直流重畳特性が優れていることがわかる。特に、軟磁性体樹脂の透磁率の温度係数が−１０００ｐｐｍ／℃以下である実施例１および２では、インダクタンス変化率が−３０〜−６０％となる電流値が１０％以上向上しており、直流重畳特性の向上がより顕著である。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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