(57)【要約】【課題】成形時に必要となる金型数を抑えつつ、漏れ磁束を抑制できる磁性コア部品、およびこれを用いたチップインダクタを提供する。【解決手段】巻線４を巻くための巻軸部１ａを有する磁性コア部品１であり、磁性体である同一形状の２つの半部材２、３を接合してなり、巻軸部１ａの両端に設けられた脚部１ｂと、巻軸部１ａと並行に両脚部の一端部にわたって設けられたカバー部１ｃとを有し、巻軸部１ａおよびカバー部１ｃに接合面１ｄが形成され、この接合面１ｄが、巻軸部１ａの軸方向に対して非垂直な面である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻線を巻くための巻軸部を有する磁性コア部品であって、
該磁性コア部品は、磁性体である同一形状の２つの半部材を接合してなり、該接合面の少なくとも一部が、前記巻軸部の軸方向に対して非垂直な面であることを特徴とする磁性コア部品。
【請求項２】
前記磁性コア部品は、前記巻軸部の両端に設けられた脚部と、前記巻軸部と並行に両脚部の一端部にわたって設けられたカバー部とを有し、前記接合面は、前記巻軸部および前記カバー部に形成されることを特徴とする請求項１記載の磁性コア部品。
【請求項３】
前記半部材は、磁性材料の圧縮成形体であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の磁性コア部品。
【請求項４】
前記２つの半部材は、それぞれの接合部に両部材の位置決めをする相補的な嵌合形状を有することを特徴とする請求項１、請求項２または請求項３記載の磁性コア部品。
【請求項５】
磁性コア部品の巻軸部に巻線を巻回してコイルを形成してなるチップインダクタであって、前記磁性コア部品が請求項１から請求項４のいずれか１項記載の磁性コア部品であることを特徴とするチップインダクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子回路に用いられるチップインダクタ用の磁性コア部品、および該磁性コア部品を用いたチップインダクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電気機器や電子機器の小型化、高周波化、大電流化が進む中で、磁性コア部品にも同様の対応が求められている。特に、電子回路に用いられる表面実装型のチップインダクタでは、更なる小型化や高性能化が求められている。チップインダクタの一般的な構造を図４（ａ）に示す。図４では、左図が平面図であり、右図が正面図である。チップインダクタに用いられる磁性コア部品１１は、ボビン型と呼ばれるコア１２と、その上部に配された板状のＩ型コア１３とを組み合わせた構造を有している。図示は省略するが、ボビン型コア１２に巻線を巻回してコイルを形成し、ボビン型コア１２の脚部１２ａの下部に基板等との接点となる電極部を有し、該電極部に巻線の端末が接続されている。Ｉ型コア１３は、漏れ磁束を抑えるための磁路を形成するために配置されている。
【０００３】
このような構造に近い従来のチップインダクタとして、例えば、中央部に巻線部を有する導電性磁性材料からなる柱状の第１コアと、その上部に導電性磁性材料で形成した略鞍型形状の第２コアとを有する表面実装型閉磁コイルが提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−８４７７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、チックインダクタに用いる磁性コア部品の材料として現在主流であるフェライト材料は、材料特性そのものが限界にきており、新たな材料が模索されている。また、センダストやアモルファス箔帯等の新材料がフェライト材料に置き換えられているが、一部の動きにとどまっている。磁気特性に優れたアモルファス粉末材料も登場しているが、成形性が従来の材料に比べて悪く、普及している状態ではない。
【０００６】
粉末の磁性材から圧粉磁性コア部品を成形する場合、形状に制限が生じる。また、コスト低減のために金型の数を最小限に抑える必要がある。図４（ａ）に示す従来形状の磁性コア部品を形成する場合、ボビン型コア１２とＩ型コア１３とをそれぞれ形成するための金型（２個）が必要になる。
【０００７】
金型数を増加させない対策として、図４（ｂ）に示すような形状が考えられる。この磁性コア部品１４は、巻軸部の中央位置で該巻軸部の軸方向に垂直な面で分断した同形状のコア１５と１６とを組み合わせている。しかしながら、該図に示すように分割した接合部の面積が磁路断面積と同等程度の場合、形状誤差や面粗度の影響により相互の接触面積が低下する。これによりギャップが生じやすく、漏れ磁束の増大が懸念される。また、接合部の寸法公差によって脚部の電極位置が寸法公差外になり、基板への取り付けが困難になるおそれがある。
【０００８】
本発明はこのような問題に対処するためになされたものであり、成形時に必要となる金型数を抑えつつ、漏れ磁束を抑制できる磁性コア部品、およびこれを用いたチップインダクタの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の磁性コア部品は、巻線を巻くための巻軸部を有する磁性コア部品であって、該磁性コア部品は、磁性体である同一形状の２つの半部材を接合してなり、該接合面の少なくとも一部が、上記巻軸部の軸方向に対して非垂直な面であることを特徴とする。
【００１０】
上記磁性コア部品は、上記巻軸部の両端に設けられた脚部と、上記巻軸部と並行に両脚部の一端部にわたって設けられたカバー部とを有し、上記接合面は、上記巻軸部および上記カバー部に形成されることを特徴とする。
【００１１】
上記半部材は、磁性材料の圧縮成形体であることを特徴とする。また、上記２つの半部材は、それぞれの接合部に両部材の位置決めをする相補的な嵌合形状を有することを特徴とする。
【００１２】
本発明のチップインダクタは、上記本発明の磁性コア部品の巻軸部に巻線を巻回してコイルを形成してなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の磁性コア部品は、磁性体である同一形状の２つの半部材を接合してなり、該接合面の少なくとも一部が巻軸部の軸方向に対して非垂直な面であるので、磁路断面（巻線を巻いてコイルを形成した巻軸部の軸方向に対して垂直な面）の面積に比較して、２つの半部材の接合面の面積が大きくなり、部材間の形状誤差や面粗度の影響によるギャップが小さくなり、チップインダクタとした際に漏れ磁束を抑制できる。また、成形時に必要となる金型は１種類であるため、製造コストを低減できる。
【００１４】
また、本発明の磁性コア部品は、巻軸部の両端に設けられた脚部と、巻軸部と並行に両脚部の一端部にわたって設けられたカバー部とを有し、上記接合面は、巻軸部およびカバー部に形成されるので、ボビン型コアとＩ型コアとを組み合わせた従来の製品と同形状の磁性コア部品としつつ、上述のとおり、チップインダクタとした際に漏れ磁束を抑制できる。
【００１５】
上記半部材は、磁性材料の圧縮成形体であるので、射出成形に比較して安価に製造でき、かつ、小型化も容易である。
【００１６】
上記２つの半部材は、それぞれの接合部に両部材の位置決めをする相補的な嵌合形状を有するので、電極位置が寸法公差外になることを防止できる。
【００１７】
本発明のチップインダクタは、この磁性コア部品を用い、該磁性コア部品の巻軸部に巻線を巻回してコイルを形成してなるので、製造コストを低減しつつ、漏れ磁束も最小限に抑制したものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の磁性コア部品とチップインダクタの一例を示す正面図等である。
【図２】接合部の拡大図である。
【図３】本発明の磁性コア部品の他の例を示す正面図および平面図である。
【図４】従来の磁性コア部品等を示す正面図および平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明のチップインダクタは、電気・電子機器などの電子回路に用いられる表面実装型として特に有効なチップインダクタである。この種のチップインダクタは小型であり、具体的には、磁性コア部品の軸方向長さは１５ｍｍ程度以下である。
【００２０】
本発明の磁性コア部品およびチップインダクタの一例を図１に基づいて説明する。図１（ａ）は磁性コア部品の正面図（右図）および平面図（左図）であり、図１（ｂ）は図１（ａ）の磁性コア部品を用いたチップインダクタの正面図である。図１（ａ）に示すように、本発明の磁性コア部品１は、巻線を巻くための巻軸部１ａと、巻軸部１ａの両端に設けられた脚部１ｂと、巻軸部１ａと並行に両脚部１ｂ、１ｂの上端部にわたって設けられたカバー部１ｃとを有する。形状としては、ボビン型コアとＩ型コアとを組み合わせた従来の磁性コア部品（図４（ａ）参照）と同形状である。磁性コア部品１では、カバー部１ｃがＩ型コアの役割を担い、漏れ磁束を抑えるための磁路を形成するものである。
【００２１】
磁性コア部品１は、磁性体である同一形状の２つの半部材２、３を接合してなり、接合面１ｄの少なくとも一部が、巻軸部１ａの軸方向に対して非垂直な面であることを特徴としている。図１（ａ）に示す例では、平面図でみて、それぞれの半部材は、直角三角形部（テーパ部）と脚部とを組み合わせた形状を有している。半部材２と半部材３は同一の形状であり、１種の金型で製造できる。接合面１ｄは、巻軸部１ａの軸方向に対して傾斜した１つの平面として形成されている。また、接合面１ｄは、巻軸部１ａおよびカバー部１ｃに形成され、脚部１ｂには形成されていない。
【００２２】
図１（ｂ）に示すように、本発明のチップインダクタ６は、上記の磁性コア部品１を用い、磁性コア部品１の巻軸部１ａに巻線４を巻回してコイルを形成している。磁性コア部品１の脚部１ｂの下部に一対の電極部５を有し、巻線４の各端末がそれぞれの電極部５に接続されている。チップインダクタ６は、電極部５で基板７の電子回路に接続されている。このように構成したチップインダクタ６において、コイルに電流が流れると、巻軸部１ａの軸方向一端から出て脚部１ｂを経てカバー部１ｃを通り、巻軸部１ａの軸方向他端に戻るような磁路が形成される。巻軸部１ａとカバー部１ｃにおいては、磁力線の方向は、該巻軸部の軸方向に沿った方向になる。
【００２３】
図４（ｂ）に示すような巻軸部の軸方向に対して垂直な面を接合面とすると、この接合面積と磁路断面積とが同程度となり、２部材の接合面積としては最小であり、形状誤差や面粗度の影響により実接触面積が小さくなり、部材間のギャップが大きくなる。これに対して、図１（ａ）に示すような接合形状とすることで、接合面積を広く確保でき、実接触面積も大きくなるため、部材間のギャップを小さくでき、図４（ｂ）に示すような形状と比較して、漏れ磁束を抑制できる。
【００２４】
図１（ｂ）に示すように、チップインダクタ６は、磁性コア部品１の脚部１ｂの下部に設けられた一対の電極部５で基板７の電子回路に接続されている。脚部１ｂは、半部材２、３のそれぞれに１つ設けられているので、半部材の接合位置がずれると、この電極部５の位置もずれる。本発明のチップインダクタ６は、小型であるため、僅かなずれであっても寸法公差外になるおそれがあり、基板への取り付け時に支障がでる。
【００２５】
この対策として、半部材２、３において、それぞれの接合部に両部材の位置決めをする相補的な嵌合形状を設けることが好ましい。例えば、接合部の拡大図である図２に示すように、脚部１ｂに凹部１ｅを形成し、巻軸部１ａとカバー部１ｃに、凹部１ｅと嵌合可能な凸部１ｆを形成する。凹部１ｅと凸部１ｆは相補的な形状であり、両者が嵌合することで半部材同士の正確な位置決めがなされる。これにより、脚部１ｂの電極部も位置決めされ、寸法公差外になることを防止できる。相補的な嵌合形状は、該図に示す形状に限定されず、半部材同士で同じ形状であり、位置決め可能な形状であれば任意の形状とできる。ただし、圧縮成形可能とするよう該図に示すような簡易な形状とすることが好ましい。
【００２６】
本発明の磁性コア部品の他の例を図３に基づいて説明する。図３（ａ）〜（ｅ）は、磁性コア部品の正面図（右図）および平面図（左図）である。図３（ａ）に示す磁性コア部品１は、平面図でみて、それぞれの半部材が直角三角形部（テーパ部）と脚部とを組み合わせた形状を有している。接合面１ｄは巻軸部の軸方向に対して傾斜した１つの平面として形成されている。これは図１（ａ）の構造と比較して、接合面１ｄの傾斜角度が若干小さく、接合面積も若干小さい。
【００２７】
図３（ｂ）および図３（ｃ）に示す磁性コア部品１は、その接合面１ｄが巻軸部の軸方向に対して垂直な面（２つ）と、巻軸部の軸方向に対して傾斜した１つの面とからなる複合面となっている。巻軸部の軸方向に対して傾斜した面を有するため、巻軸部の軸方向に対して垂直な面のみから構成される場合と比較して接合面積が大きくなる。図３（ｂ）と図３（ｃ）とでは、傾斜した面における傾斜角度が異なる。
【００２８】
図３（ｄ）および図３（ｅ）に示す磁性コア部品１は、その接合面１ｄが巻軸部の軸方向に対して垂直な面（２つ）と、巻軸部の軸方向に沿った面とからなる複合面となっている。巻軸部の軸方向に沿った面を有するため、巻軸部の軸方向に対して垂直な面のみから構成される場合と比較して、この巻軸部の軸方向に沿った面の面積分、接合面積が大きくなる。図３（ｄ）と図３（ｅ）とでは、巻軸部の軸方向に沿った面の面積が異なる。
【００２９】
図３（ａ）〜（ｅ）のいずれの場合も半部材２と３は同一の形状であり、１種の金型で製造できる。また、上述のとおり、いずれの場合も接合面積を広く確保でき、実接触面積も大きくなるため、部材間のギャップを小さくでき、図４（ｂ）に示すような形状と比較して、漏れ磁束を抑制できる。
【００３０】
上記半部材は、磁性体であり、その製造方法は特に限定されないが、射出成形体に比較して安価に製造でき、かつ、小型化も容易であることから、磁性材料の圧縮成形体とすることが好ましい。本発明の磁性コア部品は、上述のような簡易形状の部材として形成するため、圧縮成形でも十分に成形が可能となる。
【００３１】
半部材は、鉄粉、窒化鉄粉等の純鉄系軟磁性材料、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金（センダスト）粉末、スーパーセンダスト粉末、Ｎｉ−Ｆｅ合金（パーマロイ）粉末、Ｃｏ−Ｆｅ合金粉末、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｂ系合金粉末等の鉄基合金系軟磁性材料、フェライト系磁性材料、アモルファス系磁性材料、微細結晶材料などの磁性材料を原料とできる。フェライト系磁性材料としては、マンガン亜鉛フェライト、ニッケル亜鉛フェライト、銅亜鉛フェライト、磁鉄鉱等のスピネル型結晶構造を有するスピネルフェライト、バリウムフェライト、ストロンチウムフェライト等の六方晶フェライト、イットリウム鉄ガーネットなどのガーネットフェライトが挙げられる。アモルファス系磁性材料としては、鉄合金系、コバルト合金系、ニッケル合金系、これらの混合合金系アモルファスなどが挙げられる。
【００３２】
原料となる磁性材料の粒子表面に絶縁被覆を形成する酸化物としては、Ａｌ2Ｏ3、Ｙ2Ｏ3、ＭｇＯ、ＺｒＯ2等の絶縁性金属または半金属の酸化物、ガラス、これらの混合物が挙げられる。絶縁被覆の形成方法としては、メカノフュージョン等の粉末コーティング法や、無電解メッキやゾル−ゲル法等の湿式薄膜作製法、またはスパッタリング等の乾式薄膜作製法等を用いることができる。
【００３３】
原料粉末の平均粒子径は１〜１５０μｍであることが好ましい。より好ましくは５〜１００μｍである。平均粒子径が１μｍよりも小さくなると、加圧成形時の圧縮性（粉末の固まり易さを示す尺度）が低下し、焼成後の材料強度が著しく低下する。平均粒子径が１５０μｍよりも大きくなると、高周波数領域での鉄損が大きくなり、磁気特性（周波数特性）が低下する。
【００３４】
圧縮成形体である半部材は、粒子表面に絶縁被覆が形成された磁性材料の原料粉末単体、または原料粉末にエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂が配合された粉末を、所定の加圧力で加圧成形して圧粉体とし、この圧粉体を焼成して製造できる。半部材は同一形状であるので、使用する金型は１種である。なお、原料に非晶質合金粉末を用いる場合には、焼成温度を非晶質合金の結晶化開始温度より低温とする必要がある。また、熱硬化性樹脂が配合された粉末を用いる場合には、焼成温度を樹脂の硬化温度範囲とする必要がある。
【００３５】
得られた半部材を２つ接合することで、磁性コア部品が完成する。接合は、上述の位置決め形状による嵌合等に加えて、接着剤などを用いて行なう。接着剤としては、相互に密着できる無溶剤型のエポキシ系接着剤が好ましい。
【００３６】
得られた磁性コア部品において、巻軸部に巻線を巻回してコイルを形成することで、インダクタ機能を持たせたチップインダクタとする。巻線としては銅エナメル線を使用することができ、その種類としてはウレタン線（ＵＥＷ）、ホルマール線（ＰＶＦ）、ポリエステル線（ＰＥＷ）、ポリエステルイミド線（ＥＩＷ）、ポリアミドイミド線（ＡＩＷ）、ポリイミド線（ＰＩＷ）、これらを組み合わせた二重被複線、または自己融着線、リッツ線等を使用できる。耐熱性に優れるポリアミドイミド線（ＡＩＷ）、ポリイミド線（ＰＩＷ）等が好ましい。銅エナメル線の断面形状としては丸線や角線を使用できる。コイルの巻き方等については公知の方法を採用できる。
【００３７】
以上、各図などに基づき本発明の実施形態を説明したが、本発明の磁性コア部品とチップインダクタはこれらに限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明の磁性コア部品は、成形時に必要となる金型数を抑えつつ、漏れ磁束を抑制できるので、各種の電気・電子機器の電子回路に用いられるチップインダクタ用のコアとして好適に利用できる。
【符号の説明】
【００３９】
１  磁性コア部品
２  半部材
３  半部材
４  巻線
５  電極部
６  チップインダクタ
７  基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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