(57)【要約】【課題】  コア材料の有効利用及びコアの歩留まりの向上を実現することができるコアの製造方法を提供する。【解決手段】  グリーンシートを作製し（Ｓ１０２）、当該グリーンシートを成形型上に配置した状態でこれらを真空包装した後（Ｓ１０４）、等方静水圧プレスにより加圧することで（Ｓ１０６）、グリーンシートにコアの形状を転写する。これにより、例えば機械切削加工によりコアの形状を形成するような場合に比べ、コア材料の損失を減少させることができる。そして、コアの形状が転写されたグリーンシートの脱バインダ及び焼成を行うことで（Ｓ１０８）、コアの形状が転写された焼結体を得る。これにより、例えば焼結体に対して機械切削加工を施してコアの形状を形成するような場合に比べ、割れや欠けの発生を抑制することができる。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コア材料、バインダ及び溶剤によりグリーンシートを作製する工程と、
前記グリーンシートを成形型上に配置した状態で前記グリーンシート及び前記成形型を包装袋内に入れて真空包装する工程と、
真空包装された前記グリーンシート及び前記成形型を等方静水圧プレスにより加圧する工程と、
加圧された前記グリーンシート及び前記成形型を前記包装袋内から出して前記グリーンシートを前記成形型から外した後、前記グリーンシートの脱バインダ及び焼成を行う工程とを含むことを特徴とするコアの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面実装型コイル素子等に用いられるコアの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来におけるこの種のコアの製造方法として、次のような技術がある。すなわち、コア材料からなる焼結基板の表面に機械切削加工を施してコアの集合体を作製し、その集合体を切断して複数のコアを取り出す技術である（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−３５３０５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述したような技術にあっては、機械切削加工によりコアの集合体を作製することから、コア材料の有効利用という点で改善の余地がある。また、焼結基板に対して機械切削加工を施すため、コアが小型化するほど割れや欠けが発生し易くなることから、コアの歩留まりの向上という点でも改善の余地がある。
【０００４】
そこで、本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、コア材料の有効利用及びコアの歩留まりの向上を実現することができるコアの製造方法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】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明に係るコアの製造方法は、コア材料、バインダ及び溶剤によりグリーンシートを作製する工程と、グリーンシートを成形型上に配置した状態でグリーンシート及び成形型を包装袋内に入れて真空包装する工程と、真空包装されたグリーンシート及び成形型を等方静水圧プレスにより加圧する工程と、加圧されたグリーンシート及び成形型を包装袋内から出してグリーンシートを成形型から外した後、グリーンシートの脱バインダ及び焼成を行う工程とを含むことを特徴とする。
【０００６】
このコアの製造方法においては、グリーンシートを成形型上に配置した状態でそれらを真空包装した後、等方静水圧プレスにより加圧することで、グリーンシートにコアの形状を転写する。これにより、例えば機械切削加工によりコアの形状を形成するような場合に比べ、コア材料の損失を減少させることができる。そして、コアの形状が転写されたグリーンシートの脱バインダ及び焼成を行うことで、コアの形状が転写された焼結体を得る。これにより、例えば焼結体に対して機械切削加工を施してコアの形状を形成するような場合に比べ、割れや欠けの発生を抑制することができる。従って、このコアの製造方法によれば、コア材料の有効利用及びコアの歩留まりの向上を実現することができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係るコアの製造方法によれば、コア材料の有効利用及びコアの歩留まりの向上を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明に係るコアの製造方法の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【０００９】
初めに、本実施形態のコアの製造方法により製造されたコアが用いられている表面実装型コイル素子について説明する。
【００１０】
図１に示されるように、表面実装型コイル素子１は、Ｔ型フェライトコア（コア）２及びＵ型フェライトコア（コア）３により構成されたコアユニット４を備えている。図２及び図３に示されるように、Ｔ型フェライトコア２は、矩形状の平板部２ａ、及びこの平板部２ａの中央部に立設された角柱状の脚部２ｂにより一体的に形成されている。一方、Ｕ型フェライトコア３は、矩形状の平板部３ａ、及びこの平板部３ａの両端部に立設された壁状の脚部３ｂにより一体的に形成されている。これらのＴ型フェライトコア２及びＵ型フェライトコア３は、脚部２ｂが一対の脚部３ｂ間に位置し且つ平板部２ａと平板部３ａとが対面するように組み合わされて、開口４ａ，４ｂを有するコアユニット４を構成することとなる。
【００１１】
また、コアユニット４内にはコイル基板５が配置されている。このコイル基板５は矩形状の絶縁板６を有しており、この絶縁板６の表面及び裏面には、コイル基板５の中央部に形成された貫通孔５ａを囲むようにスパイラル状のコイル導体７が形成されている。各コイル導体７の内側端部７ａは、貫通電極８を介して互いに電気的に接続されており、各コイル導体７の外側端部７ｂは、絶縁板６の両縁部に形成された導出端電極９のそれぞれに電気的に接続されている。各コイル導体７は、絶縁板６上において保護樹脂層１１により被覆されている。
【００１２】
このように構成されたコイル基板５は、その貫通孔５ａ内にＴ型フェライトコア２の脚部２ｂが位置し且つ各導出端電極９がコアユニット４の開口４ａ，４ｂのそれぞれに臨むようにコアユニット４内に配置されている。そして、Ｔ型フェライトコア２、Ｕ型フェライトコア３及びコイル基板５により形成された隙間にはエポキシ系樹脂等の接着剤１２が充填されて、Ｔ型フェライトコア２、Ｕ型フェライトコア３及びコイル基板５が一体化されている。
【００１３】
なお、図２に示されるように、コアユニット４は、平板部２ａ，３ａ及び一対の脚部３ｂにより閉磁路を構成している。また、脚部２ｂの先端と平板部３ａとの間には隙間Ｇが設けられている。これは、コイル基板５のコイル導体７を流れる電流によりフェライトコア２，３が磁気飽和するのを防止するためである。一例として、コアユニット４の一辺が数ｍｍ以下の場合には、隙間Ｇは０．１μｍ〜１００μｍに設定されることが好ましく、０．１μｍ〜５０μｍに設定されることがより好ましい。なお、０．１μｍ未満に隙間Ｇを設定することは、フェライトコア２，３の加工精度上困難であり、１００μｍを超えて隙間Ｇを設定することは、インダクタンスが減少するおそれがある点で問題がある。
【００１４】
更に、図１及び図３に示されるように、コアユニット４には、その開口４ａ，４ｂのそれぞれを覆うように断面Ｕ字状の端子電極１３が形成されている。各端子電極１３は、開口４ａ，４ｂのそれぞれに臨む導出端電極９に電気的に接続されている。
【００１５】
次に、本実施形態のコアの製造方法として、上述した表面実装型コイル素子１のＴ型フェライトコア２及びＵ型フェライトコア３の製造方法について、図４のフローチャートに従って説明する。
【００１６】
まず、コア材料（例えば、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライト材）、バインダ（例えば、ブチラール系樹脂）及び溶剤（例えば、フタル酸ジエチル）を混合してスラリー化した後、例えばドクターブレード法を利用して、厚さ１８０μｍのグリーンシートを作製する（ステップＳ１０２）。
【００１７】
続いて、図５に示されるように、複数の成形部１５を有する成形型１６上に、ポリ塩化ビニリデンからなるフィルム１７を介して、ステップＳ１０２にて作製したグリーンシート１８を複数枚（例えば、６枚）積層する。そして、ステンレス鋼からなる厚さ３ｍｍの形状保持板１９上に、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）からなる厚さ５０μｍのフィルム２１を介して成形型１６を配置し、且つグリーンシート１８上にフィルム２１を複数枚（例えば、２枚）積層した状態で、ナイロンからなる包装袋２２内にグリーンシート１８及び成形型１６を入れて真空包装し、真空包装ユニット２３を作製する（ステップＳ１０４）。このとき、グリーンシート１８中の揮発性残存溶剤のガスを除去すべく、グリーンシート１８及び成形型１６が入れられた包装袋２２を真空中で真空減圧して封止することが好ましい。
【００１８】
なお、成形型１６は、グリーンシート１８と同じ材料からなるシートに複数の成形部１５を形成した後、脱バインダ及び焼成を行って作製したものであり、反りを防止すべく、形状保持板１９が押し当てられる面を研磨しておくことが好ましい。また、包装袋２２の材料は、可撓性を有し、真空減圧して封止することができるものであれば、ナイロンに限らず、ゴムやプラスチック等であってもよい。
【００１９】
ステップＳ１０４に続いて、図６に示されるように、複数の真空包装ユニット２３をラック２４に並べて等方静水圧プレス装置２５内の水中に配置する。そして、例えば、水温３５℃、圧力２０００ｋｇ／ｃｍ２、時間６０秒の条件で、等方静水圧プレス装置２５により温感等方静水圧プレスを行い、真空包装されたグリーンシート１８及び成形型１６を加圧する（ステップＳ１０６）。これにより、グリーンシート１８に複数の成形部１５の形状が転写される。
【００２０】
続いて、真空包装ユニット２３を等方静水圧プレス装置２５内から取り出し、更に、加圧されたグリーンシート１８及び成形型１６を包装袋２２内から取り出す。このとき、グリーンシート１８上にはフィルム２１が複数枚積層されているため、グリーンシート１８に包装袋２２が付着することなく、グリーンシート１８及び成形型１６を包装袋２２内から容易に取り出すことができる。そして、グリーンシート１８を成形型１６から取り外す。このとき、成形型１６とグリーンシート１８との間にはフィルム１７が介されているため、成形型１６にグリーンシート１８が付着することなく、グリーンシート１８を成形型１６から容易に取り外すことができる。
【００２１】
なお、形状保持板１９と成形型１６との間に介されるフィルム２１は、形状保持板１９に傷等が付くのを防止するためのものである。また、形状保持板１９は、等方静水圧プレス時に成形型１６が変形するのを防止するためのものであるため、等方静水圧プレス時の圧力に耐え得る金属等の材料により成形型１６を作製すれば、形状保持板１９は不要となる。
【００２２】
グリーンシート１８を成形型１６から取り外した後、グリーンシート１８の脱バインダ及び焼成を行う（ステップＳ１０８）。一例として、脱バインダの条件は、トップ温度４００℃（１７０℃から４００℃まで２４時間）であり、焼成の条件は、トップ温度９８０℃（１００℃から９８０℃まで２１時間４０分）である。
【００２３】
このように、複数の成形部１５の形状を転写した後にグリーンシート１８の脱バインダ及び焼成を行うため、グリーンシート１８の形状は収縮することになる。従って、成形型１６の成形部１５の形状は、グリーンシート１８の焼成後の収縮率を考慮して設計される。また、焼成時には、反りを防止するために、グリーンシート１８上にアルミナ基板等の重しを載せてもよい。
【００２４】
以上により、成形型１６の成形部１５の形状に応じて、図７〜図１０に示されるように、Ｔ型フェライトコア２の集合体２６及びＵ型フェライトコア３の集合体２７を得ることができる。そして、各集合体２６，２７を切断ラインＬｘ，Ｌｙに沿って切断することにより、複数のＴ型フェライトコア２及びＵ型フェライトコア３を取り出すことができる。なお、Ｔ型フェライトコア２の集合体２６とＵ型フェライトコア３の集合体２７とでコイル基板５の集合体を挟んで接着剤１２により一体化した後、切断ラインＬｘ，Ｌｙに沿って切断してもよい。
【００２５】
以上説明したように、本実施形態のコアの製造方法においては、グリーンシート１８を成形型１６上に配置した状態でこれらを真空包装した後、等方静水圧プレスにより加圧することで、グリーンシート１８にＴ型フェライトコア２或いはＵ型フェライトコア３の形状を転写する。これにより、例えば機械切削加工によりコア２，３の形状を形成するような場合に比べ、コア材料の損失を減少させることができる。そして、Ｔ型フェライトコア２或いはＵ型フェライトコア３の形状が転写されたグリーンシート１８の脱バインダ及び焼成を行うことで、Ｔ型フェライトコア２或いはＵ型フェライトコア３の形状が転写された集合体２６，２７を得る。これにより、例えば焼結体に対して機械切削加工を施してコア２，３の形状を形成するような場合に比べ、割れや欠けの発生を抑制することができる。従って、本実施形態のコアの製造方法によれば、コア材料の有効利用及びコア２，３の歩留まりの向上を実現することができる。
【００２６】
また、Ｔ型フェライトコア２及びＵ型フェライトコア３の寸法精度を向上させるべく、Ｔ型フェライトコア２の集合体２６及びＵ型フェライトコア３の集合体２７に仕上げとして機械切削加工を施してもよい。この場合にも、加工代は、焼結体に対して機械切削加工を施してコア２，３の形状を形成する場合に比べて小さくて済むため、コア材料の損失の減少及び割れや欠けの発生の抑制を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本実施形態のコアの製造方法により製造されたコアが用いられている表面実装型コイル素子の斜視図である。
【図２】図１のII−II線に沿っての断面図である。
【図３】図２のIII−III線に沿っての断面図である。
【図４】本実施形態のコアの製造方法を示すフローチャートである。
【図５】真空包装ユニットの断面図である。
【図６】等方静水圧プレス装置の断面図である。
【図７】Ｔ型フェライトコアの集合体の平面図である。
【図８】図７のVIII−VIII線に沿っての断面図である。
【図９】Ｕ型フェライトコアの集合体の平面図である。
【図１０】図９のX−X線に沿っての断面図である。
【符号の説明】
【００２８】
２…Ｔ型フェライトコア（コア）、３…Ｕ型フェライトコア（コア）、１６…成形型、１８…グリーンシート、２２…包装袋。
【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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