(57)【要約】【課題】  インダクタンス値が向上した巻線型電子部品を提供する。【解決手段】  フェライト材料から構成されるコア１と、コア１の所定領域に巻き回されたコイル導体２と、コイル導体２の周囲に配設されてコイル導体２を封止し、かつフェライト粉末を、例えばスプレードライヤー装置で作製した球状粒子と粉砕粉微粒子のものを重量比で１０：１〜６：４の割合としたもの及び熱硬化性樹脂を含む封止部４とを備えていることを特徴とする巻線型電子部品。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フェライト材料から構成されるコアと、
前記コアの所定領域に巻き回されたコイル導体と、
前記コイル導体の周囲に配設されて前記コイル導体を封止する封止部とを備え、この封止部は、球状粒子と粉砕粉微粒子とを重量比で１０：１〜６：４の割合の磁性粉末及び熱硬化性樹脂を含むことを特徴とする巻線型電子部品。
【請求項２】
前記磁性粉末が、前記コアを構成するフェライト材料と同一の材料から構成されることを特徴とする請求項１に記載の巻線型電子部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インダクタ、トランス、チョークコイルなどの巻線型電子部品に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
巻線型電子部品は、両端部にフランジを有するコアと、コアの外周に巻き回されるコイル導体とを有している。通常コアは、フェライトなどの磁性材料と一体として形成されており、コイル導体とともに巻芯を構成している。コアのフランジの外側の側面及び／又は端面には、第１層目の電極が形成されている。
【０００３】
そして、コイル導体の両端の引出線が、フランジの側面部分で電極にそれぞれ接続している。このフランジ間に挟まれた凹部には、コイル導体を被覆するように封止部が配設されている。引出線が接続された電極の外周には、更に第２層目の電極が設けてある。
【０００４】
封止部としては、例えばフェライト粉末が分散されているエポキシ樹脂が用いられる。フェライト粉末を樹脂中に分散させることにより、磁束が封止部内を通過しやすくなって磁気シールド性が向上し、隣接部品に対する磁気的影響を低減し、又は巻線型電子部品自身のインダクタンス値の向上を図ることができる（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開昭６３−２３６３０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
巻線型電子部品は、他の電子部品と電気的に接続する場合には、例えばはんだ付けされている。近時、融点の高い鉛（Ｐｂ）フリーのはんだが用いられるようになってきており、巻線型電子部品は、はんだ付け時に従来よりも高い温度に加熱されるために、耐熱衝撃性が要求される。しかし、コアを構成しているフェライト材料と封止部を構成しているエポキシ樹脂の線膨張率が相当程度異なる。このため、はんだ付け時に封止部内部にクラックが発生し、又はコアに熱膨張、収縮による応力が加わることによりインダクタンス値が低下するおそれがある。
【０００６】
そこで本発明は、インダクタンス値が向上した巻線型電子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】
【０００７】
上記目的を達成するための本発明の手段は、前記封止部を構成するエポキシ樹脂に分散されているフェライト粉末を２種類、即ち、例えばスプレードライヤー装置等で作製した球状粒子（平均粒径２０〜３０μｍ）と粉砕粉微粒子（平均粒径２〜３μｍ）とを用い、これらを重量比で１０：１〜６：４の割合とする。より好ましくは、重量比で９：１〜７：３の割合とする。
【０００８】
これらを例えば８１ｗｔ％に対し、樹脂を１９ｗｔ％の混合比で樹脂組成物を作製し、封止用樹脂とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、インダクタンス値が向上した巻線型電子部品が提供される。また、封止部の樹脂クラックも減少する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
【００１１】
図１は、本発明の一実施形態における巻線型電子部品１０を示す断面図である。巻線型電子部品１０の構成は、両端部にフランジ１ａ、１ｂを有するコア１と、コア１の外周に巻き回されるコイル導体２とを有している。コア１はフェライトなどの磁性材料によって通常は一体として形成されており、コイル導体２とともに巻芯を構成している。コア１のフランジ１ａ、１ｂの外側の側面及び端面には、第１層目の電極３ａ、３ｂが形成されている。
【００１２】
コイル導体２の両端の引出線２ａ、２ｂが、フランジ１ａ、１ｂの側面部分で電極３ａ、３ｂにそれぞれ接続している。このフランジ１ａ、１ｂ間に挟まれた凹部には、コイル導体２を被覆するように封止部４が配設されている。そして引出線２ａ、２ｂが接続された電極３ａ、３ｂの外周には、更に第２層目の電極５ａ、５ｂが施してある。
【００１３】
封止部４としては、例えばフェライト粉末が分散されているエポキシ樹脂が用いられる。
【００１４】
コア１は、フェライト材料から構成されている。フェライト材料としては、例えばＭｎ−Ｚｎ系フェライト、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライト、Ｍｎ−Ｍｇ−Ｚｎ系フェライト、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライト等の公知の物質を広く適用することができる。
【００１５】
コア１は、以上のフェライト粉末を、例えば乾式成形、焼成することにより得ることができる。
【００１６】
コア１の形状は、両端部にフランジ１ａ、１ｂが形成されていれば特に限定されるものではなく、フランジ１ａ、１ｂを除く部分も円柱状、楕円状、角柱状など任意である。フランジ１ａ、１ｂも同様であるが、一般的には矩形断面を有する形状とするとよい。
【００１７】
コア１を製造するためには、例えばフェライト粉末を金型でコア１の形状に成形することもできるし、例えば角柱状のコア素材を得た後に機械加工を施すことによりコア１の形状に成形することもできる。
【００１８】
コイル導体２は、例えば丸線、平角線、箔状線など、構造、用途、必要とされるインダクタンス値や抵抗値に応じて適宜選定すればよい。コイル導体２の材質は、低抵抗値であることが望ましいので、例えば銅または銀などを用いることができ、特に銅を用いるのが望ましい。その表面は絶縁性樹脂で被覆されていることが望ましい。
【００１９】
封止部４を構成する樹脂としては、その機械的な強度の観点から熱硬化性樹脂を用いることができる。熱硬化性樹脂としては、例えばエポキシ樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂等、公知の材質を広く適用することができる。もちろん、これら樹脂を複合して用いることも可能である。添加される磁性粉末との分散性を改善するために、分散剤等を微量添加することができる。また、適宜、少量の可塑剤等を添加することもできる。
【００２０】
封止部４中に分散される磁性粉末としては、フェライト粉末のほかに、例えば金属磁性粉末を用いることができる。この磁性粉末は、前述したように、磁束が封止部４内を通過しやすくなって磁気シールド性が向上することにより、隣接部品に対する磁気的影響を低減し、又は巻線型電子部品１０自身のインダクタンス値を向上させるために添加される。この磁性粉末は本発明においてはさらに、電磁誘導加熱における発熱源としての機能を果たす。
【００２１】
フェライト粉末としては、コア１を構成するものと同様に、例えばＭｎ−Ｚｎ系フェライト、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライト、Ｍｎ−Ｍｇ−Ｚｎ系フェライト、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライト等の公知の物質を広く適用することができる。
【００２２】
また、金属磁性粉末としては、例えばＦｅ、Ｎｉ及びＣｏの１種以上を主成分とする金属磁性粉末が使用できる。具体的には、純Ｆｅ粉、Ｆｅ−Ｓｉ系合金、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ系合金、Ｆｅ−Ｎｉ系合金、Ｆｅ−Ｃｏ系合金、Ｆｅ−Ｍｏ−Ｎｉ系合金等が使用できる。金属磁性粉末としては、結晶質金属のほか、非晶質金属及び微結晶金属を用いることもできる。
【００２３】
なお、磁性粉末の粒径は特に限定されるものではないが、１〜１００μｍ程度、望ましくは１０〜５０μｍ程度の範囲から適宜選択すればよい。ただし、封止部４における磁性粉末の充填率を向上することによる耐熱衝撃性向上のために、その粒度分布は少なくとも２つのピーク値を持つことが望ましい。
【００２４】
ここで、粒径の測定方法として、例えば（株）堀場製作所のＬＡ−９０００粒度分布測定器を用いる。これは、粉末を、例えばヘキサメタリン酸ナトリウム水溶液等の分散剤へ入れ、超音波をかけ分散し、レーザー部分で測定する。
【００２５】
また、本発明では、磁性粉末の構成が、例えばスプレードライヤーなどで作製された球状粒子と、例えばボールミル、その他通常の粉砕方法で得られた粉砕粉微粒子であることを特徴としている。球状粒子の平均粒径は、２０〜３０μｍ、粉砕粉微粒子の平均粒径は、２〜３μｍであり、これらの重量比は、１０：１〜６：４の割合である。より好ましくは、重量比９：１〜７：３の割合である。
【００２６】
樹脂と磁性粉末の混合比（重量比）は、熱硬化性樹脂：磁性粉末＝１０〜９０：９０〜１０の範囲で、得たい特性に応じて適宜定めるとよい。磁性粉末の量が不足すると磁気シールドとしての効果及び電磁誘導加熱源としての効果が不十分となる。一方、樹脂の量が不足すると封止部４としての強度が不足する。これらの点をも考慮して樹脂と磁性粉末の混合比を決定するのが望ましい。
【００２７】
以下、図２及び図３に基づいて、巻線型電子部品１０の製造方法について説明する。なお、図２は巻線型電子部品１０の製造方法の主要工程を示すフローチャート、図３は図２の各工程における巻線型電子部品１０の状態を示す図である。
【００２８】
まず、図３（ａ）に示すように、四角柱状のコア素材２０を作成する（図２  Ｓ１０１）。コア素材２０は、例えばフェライト材を乾式成形することで得ることができる。
【００２９】
次に、図３（ｂ）に示すように、コア素材２０の両端部を除いて円柱状、楕円状あるいは角柱状などに研削加工し、フランジ１ａ、１ｂを有するコア１の形態を有する成形体に加工する。この成形体を焼成することによりコア１が得られる（図２ Ｓ１０３）。
【００３０】
次に、図３（ｃ）に示すように、フランジ１ａ、１ｂの側面及び端面に、例えば浸漬法などによって第１層目の電極３ａ，３ｂを形成する（図２ Ｓ１０５）。
【００３１】
電極３ａ、３ｂを形成した後に、図３（ｄ）のように、コア１にコイル導体２を巻き回すとともに、コイル導体２の引出線２ａ、２ｂをフランジ１ａ、１ｂにおいて電極３ａ，３ｂに熱圧着などの方法で接続する（図２ Ｓ１０７）。
【００３２】
次に、図３（ｅ）に示すように、フランジ１ａ、１ｂに挟まれたコア１の凹部に封止部４を形成するための樹脂組成物を塗布し、コイル導体２からなる巻線部分を封止する（図２ Ｓ１０９）。通常は、素子全体が四角柱状となるように成形する。
【００３３】
塗布する樹脂組成物は、熱硬化性樹脂組成物、磁性粉末及び溶剤を含み塗料化されたものである。樹脂組成物を塗布した後に、溶剤を除去するために乾燥に共される（図２ Ｓ１１１）。しかる後に、樹脂組成物の硬化処理を行う（図２ Ｓ１１３）。乾燥及び硬化処理ともに、各々所定の温度に加熱することにより実行する。乾燥における加熱温度は、５０〜１００℃の温度で行うことが望ましい。また、硬化処理は、用いた樹脂組成物の種類に応じて定められるが、通常、１００〜２００℃の温度範囲で実行する。樹脂組成物を硬化した後に、さらに、図３（ｆ）に示すように第２層目の電極５ａ，５ｂを形成する（図２ Ｓ１１５）。
【００３４】
上述した乾燥及び硬化には、例えばオーブンを用いた加熱、あるいは電磁誘導加熱等を適用することができる。ここで、電磁誘導加熱にとっては、磁性体であってかつ電気抵抗の高い導電体が被加熱対象として望ましい。巻線型電子部品１０は、前述のように、コア１がフェライトから構成されており、また、封止部４中に磁性粉末が含まれている。したがって、乾燥工程において電磁誘導加熱を施すことにより、コア１及び封止部４中含まれる磁性粉末が発熱して乾燥が促進される。特にフェライトは抵抗が高いことから、効率的な電磁誘導加熱を行うことができる。
【００３５】
樹脂の硬化処理を施した後に、図３（ｆ）に示すように、電極３ａ，３ｂ及び引出線２ａ，２ｂの接続部分に第２層目の電極５ａ，５ｂを形成する。電極５ａ，５ｂの周囲にメッキを施すこともできる。このようにして、巻線型電子部品１０が製造される。なお、図１に示した巻線型電子部品１０はあくまで一例であって、他の形態とすることを何ら否定するものではない。
【実施例】
【００３６】
（実験例１）
Ｎｉ−Ｚｎ−Ｃｕフェライトにより構成されたコア１（サイズ：２５１８）を作製した。
【００３７】
また、スプレードライヤー装置で作製された球状粒子（平均粒径が、２０〜３０μｍ）と粉砕粉微粒子（平均粒径が、２〜３μｍ）を重量比１０：１の割合で混合したＮｉ−Ｚｎ−Ｃｕフェライト粉末及び熱硬化性樹脂とを用意し、このフェライト粉末を８１ｗｔ％、熱硬化性樹脂を１９ｗｔ％となるように混合した。
【００３８】
なお、熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン株式会社製
エピコート１００９）を７０ｗｔ％、フェノール樹脂（群栄化学工業株式会社製
ＰＬ−２４０７）を３０ｗｔ％混合したものを用いた。
【００３９】
さらに、アセトン、メチルエチルケトン及びメタノールを、アセトン：メチルエチルケトン：メタノール＝６：２：２の比率で混合した溶剤を、フェライト粉末と熱硬化性樹脂とからなる組成物に対して１５ｗｔ％になるように添加して塗料を得た。
【００４０】
図２及び図３に示す手順で樹脂組成物を塗布した実験用サンプルに対して、電磁誘導加熱による乾燥を施した後に、１５０℃で６０分保持するオーブンによる硬化処理を施した。比較として、同一の実験用サンプルに対してオーブンによる乾燥（オーブン加熱）を施した後に、１５０℃で６０分保持するオーブンによる硬化処理を施した。なお、電磁誘導加熱には三菱電機株式会社製の加熱装置（ＣＳ−Ｋ２，周波数：２０ｋＨｚ）を用いた。また、乾燥の条件は以下のとおりである。なお、以下の条件中の温度は、電磁誘導加熱はサンプルの温度、オーブン加熱は加熱雰囲気の温度である。
【００４１】
電磁誘導加熱：（５０〜５５℃）×３０分＋（５５〜５７℃）×２０分
オーブン加熱：自然乾燥×３０分＋６０℃×３０分＋８０℃×３０分
（実験例２）
球状粒子と粉砕粉微粒子との重量比を９：１の割合にした以外は、実験例１と同様の方法で製造した。
（実験例３）
球状粒子と粉砕粉微粒子との重量比を７：３の割合にした以外は、実験例１と同様の方法で製造した。
（実験例４）
球状粒子と粉砕粉微粒子との重量比を６：４の割合にした以外は、実験例１と同様の方法で製造した。
（比較例１）
球状粒子をボールミル、その他通常の方法で粉砕した粉砕粉（平均粒径が２０〜３０μｍ）にし、粉砕粉微粒子との重量比を９：１の割合にした以外は、実験例１と同様の方法で製造した。
【００４２】
【表１】
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表１に示すように、封止部なしの巻線のインダクタンス値を１００とした場合、球状粒子を使用することでインダクタンス値が向上した。また、封止部における磁性粉末の充填率が向上するため、耐熱衝撃性が向上し、樹脂クラックも減少した。
【００４３】
なお、上記実験例では、実験例１が最も高いインダクタンス相対値を示すが、例えば樹脂封止部の強度、磁気シールド性等も考慮すると、より好ましくは、球状粒子と粉砕粉の重量比が９：１〜７：３の範囲であることが判明した。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本実施の形態における巻線型電子部品の構成を示す断面図である。
【図２】本実施の形態における巻線型電子部品の製造方法の主要工程を示すフローチャートである。
【図３】図２の各工程における巻線型電子部品の状態を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４５】
１…コア、１ａ，１ｂ…フランジ、２…コイル導体、２ａ，２ｂ…引出線、３ａ，３ｂ，５ａ，５ｂ…電極、４…封止部、１０…巻線型電子部品、２０…コア素材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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