(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性材料および樹脂を含んで成る磁性体部と
磁性体部に埋設されたコイルと
コイルの両端に電気的に接続された一対の外部電極と
を有して成るコイル部品であって、
前記磁性体部の側面に溝を有し、
前記溝は、前記一対の外部電極間を連結するように形成されており、
前記溝内にシリコーン樹脂が存在することを特徴とする、コイル部品。
【請求項２】
磁性体部の表層に、シリコーン樹脂が、０．５質量％以上１０質量％以下含有されていることを特徴とする、請求項１に記載のコイル部品。
【請求項３】
外部電極が、めっきにより形成されていることを特徴とする、請求項１または２に記載のコイル部品。
【請求項４】
磁性材料および樹脂を含んで成る磁性体部と
磁性体部に埋設されたコイルと
コイルの両端に電気的に接続された一対の外部電極と
を有して成るコイル部品の製造方法であって、
表面に凹凸が設けられた金型および／またはコイルにシリコーン樹脂を塗布し、
前記金型にコイルを配置し、その上に磁性シートを重ねて一次プレス成形し、
得られた磁性シートのコイルが露出した面に、別の磁性シートを重ねて二次プレス成形することを含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コイル部品、具体的には磁性体部と該磁性体部に埋設されたコイルとを有して成るコイル部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の高性能化や小型化に伴って、電子機器に用いられる電子部品についても小型化が求められている。インダクタ等のコイル部品も例外ではなく、様々な工夫により小型化が図られている。
【０００３】
例えば、従来のコイル部品は、コイルに金属コアをはめ込み、次いで、これらをプレス成形によって磁性体部に埋め込むことにより製造されていた。しかしながら、このような方法では、コイルの外周部と、磁性体部の側面間の領域であるサイドギャップを小さくすることができず、製品の小型化を行うことが困難であった。このような問題を解決し、小型化を可能にする方法として、例えば、２枚の磁性シート間に複数のコイルを挟み込んで圧着し、これをダイサーによってチップ単位に分割する、シートプレス工法が知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−３７６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記シートプレス工法を用いてコイル部品、例えばインダクタを製造する場合、磁性シートの間に挟み込んだコイルの影響により、得られたインダクタの側面において、上下の磁性シートの境界部に溝が形成され得ることに、本発明者は気付いた。
【０００６】
シートプレス工法により得られた素体（即ち、磁性シートとそれに挟まれたコイルから成る素体）には、その後、めっき処理により外部電極が形成される。外部電極の形成は、まず素体表面の外部電極を形成する箇所以外の部分にマスクを設け、次いで、素体を導電性液で前処理して、めっき処理することにより行われる。この際に、素体に溝が存在すると、マスクと素体の間に空間が生まれ、そこに導電性液が浸入し、その結果、めっき膜が、所定の場所以外の場所にも析出してしまう。このように所定の場所以外にめっき膜が形成されると、２つの外部電極がショートする場合があり好ましくない。
【０００７】
従って、本発明の目的は、シートプレス工法により製造され、溝が形成された場合であっても、めっき処理において意図しないめっき伸びが生じないコイル部品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、上記の問題を解決すべく鋭意検討した結果、プレス成形時に金属シートの離型性を確保するために用いるシリコーン離型剤を、素子の側面に形成される溝中にシリコーン樹脂を存在させることにより、前処理用の導電性液およびめっき液が溝に浸入することを抑制できることを見出した。
【０００９】
本発明の第１の要旨によれば、磁性材料および樹脂を含んで成る磁性体部と
磁性体部に埋設されたコイルと
コイルに電気的に接続された一対の外部電極と
を有して成るコイル部品であって、
磁性体部の側面に溝を有し、溝内にシリコーン樹脂が存在することを特徴とする、コイル部品が提供される。
【００１０】
本発明の第２の要旨によれば、磁性材料および樹脂を含んで成る磁性体部と
磁性体部に埋設されたコイルと
コイルに電気的に接続された一対の外部電極と
を有して成るコイル部品の製造方法であって、
金型および／またはコイルにシリコーン樹脂を塗布し、
金型にコイルを配置し、その上に磁性シートを重ねて一次プレス成形し、
得られた磁性シートのコイルが露出した面に、別の磁性シートを重ねて再び二次プレス成形することを含む方法が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、磁性材料と樹脂とを含んで成る磁性体部と、磁性体部に埋設されたコイルと、コイルに電気的に接続された一対の外部電極とを有して成るコイル部品において、磁性体部の側面に溝を形成し、溝内にシリコーン樹脂を存在せしめることにより、めっき伸び等のめっき不良が抑制されたコイルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の１つの実施形態におけるコイル部品１の概略斜視図である。
【図２】図２は、図１に示すコイル部品１の素体２の概略透視斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明のコイル部品について、以下、図面を参照しながら詳細に説明する。但し、本実施形態のコイル部品および各構成要素の形状および配置等は、図示する例に限定されない。
【００１４】
本実施形態のコイル部品１の概略斜視図を図１に示し、コイル部品１の素体２の概略透視斜視図を図２に示す。
【００１５】
図１および図２に示されるように、本実施形態のコイル部品１は、略直方体形状を有しており、概略的には、磁性体部３およびそこに埋設されたコイル４を有してなる素体２と、素体２の対向する２つの側面に外部電極５，６を有して成る。コイル４の一方の末端は外部電極５に電気的に接続され、他方の末端は外部電極６に電気的に接続されている。素体２の側面には溝７が形成されており、溝７内にはシリコーン樹脂が存在する。
【００１６】
上記コイル部品１は、例えば、金型および／またはコイルにシリコーン樹脂を塗布し、金型にコイルを配置し、その上に磁性シートを重ねて一次プレス成形し、得られた磁性シートのコイルが露出した面に、別の磁性シートを重ねて二次プレス成形することを含む方法により製造することができる。詳細には、以下のようにして製造される。
【００１７】
まず、金型にコイルを配置する。
【００１８】
コイルを配置する際、金型および／またはコイルにシリコーン樹脂を塗布する。
【００１９】
シリコーン樹脂とは、シロキサン結合を有し、側鎖に種々の基、例えばアルキル基等の有機基が結合した樹脂を意味する。シリコーン樹脂は、変性シリコーンであってもよく、例えばアミノ変性シリコーン、アルコール変性シリコーン、ビニル変性シリコーン、アミド変性シリコーン等であってもよい。
【００２０】
本発明に用いられるシリコーン樹脂としては、一般的に離型剤として用いられるものであれば特に限定されない。離型剤としては、例えば信越化学工業株式会社製、ＫＦ９６ＳＰ、ＫＦ４１２ＳＰ、ＫＭ７２２、株式会社ネオス製フリリース７０、フリリース４８０等が挙げられる。
【００２１】
金型またはコイルへのシリコーン樹脂の塗布量は、例えば、１．０ｇ／ｍ２以上１５ｇ／ｍ２以下、好ましくは１．５ｇ／ｍ２以上１２ｇ／ｍ２以下、より好ましくは１．５ｇ／ｍ２以上１０ｇ／ｍ２以下、例えば１．５ｇ／ｍ２以上５．０ｇ／ｍ２以下であり得る。
【００２２】
金型およびコイルへのシリコーン樹脂の塗布量の合計は、好ましくは１５ｇ／ｍ２以下、より好ましくは１２ｇ／ｍ２以下である。
【００２３】
一の態様において、金型へのシリコーン樹脂の塗布量が、１２ｇ／ｍ２以上である場合、コイルへのシリコーン樹脂の塗布量は、好ましくは３．０ｇ／ｍ２以下、より好ましくは１．５ｇ／ｍ２以下である。
【００２４】
別の態様において、金型へのシリコーン樹脂の塗布量が、３．０ｇ／ｍ２以上１２ｇ／ｍ２未満である場合、コイルへのシリコーン樹脂の塗布量は、好ましくは１２ｇ／ｍ２以下、より好ましくは５．０ｇ／ｍ２以下、より好ましくは３．０ｇ／ｍ２以下である。
【００２５】
シリコーン樹脂の塗布方法は、特に限定されず、例えばスプレー塗布、はけ塗り、浸漬等であり得る。
【００２６】
一の態様において、金型の表面には凹凸が設けられる。金型に設ける凹凸の位置、大きさ、形状を調整することにより、プレス時に磁性シートにかかる圧力分布を調整することができる。圧力分布を調整することにより、コイル部品の所望の面に溝を形成することができる。
【００２７】
本発明に用いられるコイルは、一般的にコイル部品において用いられるものであれば特に限定されない。
【００２８】
コイルを構成する材料は、導電性であれば特に限定されないが、銅、銀、ニッケル等が挙げられ、好ましくは銅である。
【００２９】
一の態様において、コイルは、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂等の絶縁材料により被覆された被覆導線であってもよい。
【００３０】
コイルの巻数、コイル径、巻線の太さ等は特に限定されず、目的に応じて適宜設定され得る。
【００３１】
次に、コイル上に磁性シートを重ね、次いで、一次プレス成形を行う。一次プレス成形により、コイルの少なくとも一部は磁性シート中に埋め込まれ、コイルの内部に磁性シートが充填される。
【００３２】
磁性シートは、磁性材料および樹脂を含んで成る。
【００３３】
上記磁性材料としては、特に限定されないが、磁性金属材料、フェライト材料等が挙げられる。
【００３４】
上記磁性金属材料としては、特に限定されないが、例えば鉄、コバルト、ニッケルもしくはガドリニウム、またはこれらの１種または２種以上を含む合金が挙げられる。
【００３５】
上記フェライト材料としては、特に限定されないが、例えばＮｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライト、Ｎｉ−Ｃｕフェライト、Ｎｉ−Ｚｎフェライト、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト等が挙げられる。
【００３６】
磁性材料は、磁性シート全体に対して、好ましくは５０ｖｏｌ％以上、より好ましくは６０ｖｏｌ％以上、さらに好ましくは７０ｖｏｌ％以上含まれる。磁性材料を５０ｖｏｌ％以上、特に６０ｖｏｌ％以上とすることにより、本発明のコイル部品の磁気的特性が向上する。また、磁性材料は、磁性シート全体に対して、好ましくは９５ｖｏｌ％以下、より好ましくは９０ｖｏｌ％以下、さらに好ましくは８７ｖｏｌ％以下、さらにより好ましくは８５ｖｏｌ％以下含まれる。また、磁性材料を９５ｖｏｌ％以下、特に８５ｖｏｌ％以下とすることにより、磁性シートの絶縁性の確保が容易になる。
【００３７】
一の態様において、磁性材料は粒子状である。磁性材料の粒子は、絶縁材料によりコーティングされていてもよい。
【００３８】
上記樹脂としては、特に限定されないが、例えばエポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリオレフィン樹脂等が挙げられる。
【００３９】
上記磁性シートは、上記樹脂中に、磁性材料を分散させ、シート状に成形することにより得ることができる。
【００４０】
磁性シートの厚みは、製造すべきコイル部品の大きさに応じて適宜選択することができ、例えば５０μｍ以上２ｍｍ以下、１００μｍ以上１ｍｍ以下、２００μｍ以上５００μｍ以下であり得る。
【００４１】
プレス成形時の圧力は、用いる磁性シートに応じて適宜調整されるが、例えば０．１ＭＰａ以上３０ＭＰａ以下、好ましくは１ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下であり得る。
【００４２】
プレス成形時の温度は、用いる磁性シートに応じて適宜調整されるが、例えば１００℃以上２５０℃以下、好ましくは１００℃以上２００℃以下であり得る。
【００４３】
プレス成形の時間は、用いる磁性シートに応じて適宜調整されるが、例えば１０分以上６０分以下、好ましくは２０分以上３０分以下であり得る。
【００４４】
次に、一次プレス成形により得られたコイルが埋め込まれた磁性シートを金型から外し、次いで、コイルが露出した面に別の磁性シートを重ねて、二次プレスを行う。これにより、複数の素体が含まれる集合コイル基板が得られる。
【００４５】
上記の２つの磁性シートは、二次プレスにより一体となり、コイル部品の磁性体部を形成する。
【００４６】
別の磁性シートは、上記した磁性シートと同じものであっても、異なっていてもよいが、同じ磁性シートを用いることが好ましい。
【００４７】
二次プレス成形の圧力、温度および時間は、一次プレス成形と同様であり得る。
【００４８】
次に、二次プレス成形により得られた集合コイル基板を、各素体に分割する。得られた素体の対向する側面のそれぞれには、コイルの末端が露出している。尚、側面とは、２枚の磁性シートの接合部を含む面であり、本実施形態においては、集合コイル基板を分割した際の切断面である。
【００４９】
集合コイル基板の各素体への分割は、ダイシングブレード、各種レーザー装置、ダイサー、各種刃物、金型を用いて行うことができる。
【００５０】
好ましい態様において、各素体の切断面は、バレル研磨される。
【００５１】
次に、コイルの末端が露出した側面に、外部電極を形成する。コイルの末端と、外部電極とは、電気的に接続される。
【００５２】
外部電極を構成する材料は、特に限定されないが、例えば、Ａｕ、Ｐｂ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ｃｕ等の金属およびこれらの合金などが挙げられる。
【００５３】
外部電極の形成方法は、特に限定されず、例えば電解めっき、無電解めっき、蒸着、スパッタ、導電性ペーストの焼き付け等を用いることができる。好ましい方法は、電解めっきまたは無電解めっき等のめっき処理であり得る。
【００５４】
好ましくは、めっき処理を行う前に、素体の外部電極を形成する箇所を、導電性液で前処理してもよい。
【００５５】
上記のようにして得られたコイル部品１は、素体２（磁性体部３）の側面に溝７を有する。
【００５６】
溝７内には、プレス成形時に内部から染み出したシリコーン樹脂が存在する。シリコーン樹脂の存在箇所は溝のみに限定されず、その周囲にまで広がっていてもよい。
【００５７】
好ましい態様において、本発明のコイル部品において、シリコーン樹脂は、磁性体部の溝を有する面の表層に、磁性体部の表層の構成成分全体に対して、０．３質量％以上１２質量％以下、好ましくは０．５質量％以上１０質量％以下含まれる。シリコーン樹脂の含有量を、０．３質量％以上、特に０．５質量％以上とすることにより、めっき伸びをより抑制することができる。また、シリコーン樹脂の含有量を、１２質量％以下、特に１０質量％以下とすることにより、めっき未着を抑制することができる。
【００５８】
磁性体部の表層に含まれるシリコーン含有量は、日立ハイテクノロジー製  ＳＵ−１５１０／ＥＭＡＸ  Ｒｅｖｏｌｕｔｉｏｎ（加速電圧１５ｋＶ、エミッション電流８０μＡ、ＷＤ  １５ｍｍ、対物可動しぼり３、測定時間６０ｓｅｃ）を用いて、磁性体部の溝を有する面のＥＤＸ分析（Energy dispersive X-ray spectrometry：エネルギー分散型Ｘ線分析）を行なうことにより測定することができる。詳細には、シリコーン樹脂を塗布した場合の磁性体部と、標準試料としてのシリコーン樹脂を塗布した場合の磁性体部について分析を行い、それぞれについて分析結果からＦｅとＣを１００とした場合のＳｉの存在比率を求める。シリコーン樹脂を塗布した場合の磁性体部の表層のＳｉの存在比率から、シリコーン樹脂を塗布しない場合の磁性体部の表層のＳｉの存在比率を差し引いて、シリコーン樹脂由来のＳｉの存在比率を求める。また、検出されたＳｉがシリコーン樹脂由来であることを確認するため、ＦＴ−ＩＲ（Fourier Transform−Infrared Spectroscopy：フーリエ変換赤外分光光度計）にて磁性体部表面か検出される物質の分析を行ない、シロキサン結合の存在を確認する。
【００５９】
ここに、磁性体部の表層とは、磁性体部の表面から深さ１０μｍまでの領域を意味する。
【００６０】
以上、本実施形態のコイル部品１およびその製造方法を説明したが、本発明のコイル部品およびコイル部品の製造方法は、上記の実施形態に限定されず、種々の改変が可能である。
【００６１】
例えば、コイル部品１のコイルは、磁性シートの主面に対して、コイルの中心軸が垂直になるように配置されているが、水平に配置してもよい。
【００６２】
また、コイル部品１のコイルは、プレス成形時にコイル内部に磁性シートが充填されているが、予め芯部を有するコイルを用いてもよい。例えば、種々の芯材に導線を巻回したコイルを用いてもよい。
【００６３】
上記の態様においては、第１プレス成形後に第２プレス成形を行っているが、磁性シート上にコイルを配置し、次いで、その上から別の磁性シートを重ねて一度にプレス成形を行ってもよい。
【００６４】
上記の態様においては、素体の４つの側面全てに溝が形成されているが、３つ以下の側面にのみ、例えば、１つの側面にのみ、２つの側面にのみまたは３つの側面にのみ溝が形成されていてもよい。
【実施例】
【００６５】
実施例１
金属磁性粉と樹脂とを含む金属磁性シートを準備した。一方で、コイルの溝を形成する部分の圧力が軽減されるように凹凸形状をつけて設計された金型を準備した。
次に、シリコーン樹脂の量が表１に示す量となるように、シリコーン樹脂を、コイルにスプレーで均一塗布したのち溶剤成分を蒸発乾燥させた。
【００６６】
次に、金型の上に、シリコーン樹脂を塗布したコイルを複数配置し、上から金属磁性シートを置いて、圧力５ＭＰａおよび温度１５０℃の条件で、３０分間プレスして、コイル内部に金属磁性シートを充填成形した。
【００６７】
次に、金型からコイルと一体となった金属磁性シートを取り出し、さらにコイルが露出した面に金属磁性シートを置いて、圧力５ＭＰａおよび温度１５０℃の条件で、３０分間プレスして、複数のコイルが埋設された集合コイル基板を作製した。次に、ダイシングブレードを用いて、素体毎に分割し、バレル研磨を行った。得られた素体には、側面を一周する溝が形成されていた。尚、後に外部電極を形成する２つの面の溝には部分的に接触している部分があった。
【００６８】
次に、得られた素体の外部電極を形成する側面を、パラジウムを含む導電性液で前処理し、次いで、Ｃｕめっき処理を行って、外部電極を形成して、コイル部品を作製した。
【００６９】
比較例
コイルにシリコーン樹脂を塗布しないこと以外は、実施例１と同様にして、比較例１のコイル部品を作製した。
【００７０】
評価
得られたコイル部品の２つの外部電極を繋ぐ溝を有する面の表層に含まれるシリコーン含有量を、上記のＥＤＸ分析により測定した。結果を、表１に併せて示す。
【００７１】
また、各実施例のコイル部品１０個について、めっき不着およびめっき伸びを目視により評価した。めっき不着およびめっき伸びの個数を、表１に合わせて示す。
【００７２】
【表１】
0006477375.tif 000002
【００７３】
表１に示されるように、コイルにシリコーン樹脂を塗布することにより、コイル部品の表層にシリコーン樹脂を存在せしめることができることが確認された。その結果、めっき伸び不良を抑制することができ、特に塗布量を３．０ｇ／ｍ２以上とすることにより、めっき伸び不良を防止することができた。
【００７４】
実施例２
シリコーン樹脂を、コイルに加え、金型にも塗布すること以外は、実施例１と同様にして、実施例２のコイル部品を作製した。コイルおよび金型に塗布されるシリコーン樹脂の量が、表２に示す量となるようにシリコーン樹脂を塗布した。
【００７５】
【表２】
0006477375.tif 000003
【００７６】
評価
実施例１と同様に、各実施例のコイル部品の表層のシリコーン樹脂含有量を測定し、めっき不着およびめっき伸びを目視により評価した。結果を表３に示す。
【００７７】
【表３】
0006477375.tif 000004
【００７８】
表３に示されるように、コイルおよび金型にシリコーン樹脂を塗布することにより、コイル部品の表層にシリコーン樹脂を存在せしめることができることが確認された。その結果、めっき伸び不良を防止することができ、特に金型への塗布量を１０．０ｇ／ｍ２以下とすることにより、めっき不着不良も防止することができた。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明のコイル部品は、インダクタなどとして幅広く様々な用途に使用され得る。
【符号の説明】
【００８０】
１…コイル部品
２…素体
３…磁性体部
４…コイル
５…外部電極
６…外部電極
７…溝
【図１】
0006477375.tif 000005
【図２】
0006477375.tif 000006