(57)【要約】【課題】リフロー時に磁性天板が変形せず、且つ、低背化を実現可能なコイル部品を提供する。【解決手段】巻芯部２１及びその両端に設けられた鍔部２２，２３を有するドラムコア２０と、巻芯部２１に巻回されたワイヤＷと、鍔部２２，２３に固定された磁性天板３０とを備える。磁性天板３０は、バインダ樹脂に磁性粉を混合してなる磁性粉含有樹脂を含む。バインダ樹脂は、アクリル酸エステル共重合体を主鎖とし、且つ、ウレタン結合による架橋構造を有する。本発明によれば、磁性天板３０の厚みを薄くしても、実装時や実使用時に破損することがなく、且つ、リフロー時に変形することもない。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻芯部及び前記巻芯部の両端に設けられた第１及び第２の鍔部を有するドラムコアと、
前記巻芯部に巻回されたワイヤと、
前記第１及び第２の鍔部に固定された磁性天板と、を備え、
前記磁性天板は、バインダ樹脂に磁性粉を混合してなる磁性粉含有樹脂を含み、
前記バインダ樹脂は、アクリル酸エステル共重合体を主鎖とし、且つ、ウレタン結合による架橋構造を有することを特徴とするコイル部品。
【請求項２】
前記磁性粉は、金属軟磁性粉であ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】
前記金属軟磁性粉は、扁平形状を有していることを特徴とする請求項２に記載のコイル部品。
【請求項４】
前記アクリル酸エステル共重合体は、アクリル酸エチルの共重合構造及びアクリル酸ブチルの共重合構造を含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のコイル部品。
【請求項５】
前記アクリル酸エステル共重合体は、アクリロニトリルの共重合構造をさらに含むことを特徴とする請求項４に記載のコイル部品。
【請求項６】
前記磁性天板は、接着剤を介して前記第１及び第２の鍔部に固定されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のコイル部品。
【請求項７】
前記磁性天板の厚みが１００μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載のコイル部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はコイル部品に関し、特に、ドラムコアを用いたコイル部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
ドラムコアを用いたコイル部品は、トロイダルコアを用いたコイル部品とは異なり、プリント基板上に表面実装が可能であることから、スマートフォンなどの携帯型電子機器に広く使用されている。また、ドラムコアを用いたコイル部品は低背であることから、携帯型電子機器の薄型化にも寄与する。
【０００３】
しかしながら、近年においては、携帯型電子機器にさらなる薄型化が求められており、これを実現するためドラムコアを用いたコイル部品にもさらなる低背化が求められている。コイル部品を低背化する方法の一つとして、通常はドラムコアに接着される磁性天板を削除するという方法が考えられるが、この場合、磁束の漏れが多くなることから、アンテナなど他の回路に悪影響を与えるおそれがあった。一方、フェライトからなる磁性天板は脆いことから、その厚みを薄くすると強度が不足し、実装時や実使用時に破損するおそれがある。
【０００４】
このような問題を解決するためには、磁性天板の材料としてフェライトではなく可撓性を有する磁性粉含有樹脂を用いればよい。磁性粉含有樹脂は薄くしてもある程度の強度が保たれることから、磁性天板の材料として磁性粉含有樹脂を用いれば、低背化を実現しつつ、磁束の漏れを抑制することが可能となる。磁性天板の材料として磁性粉含有樹脂を用いた例としては、特許文献１及び２に記載されたコイル部品が挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−２１９３１８号公報
【特許文献２】特開２００４−３６３１７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、磁性天板に用いる樹脂の種類によっては、プリント基板への実装工程におけるリフロー時に磁性天板が変形してしまうことがあった。また、磁性粉含有樹脂をドラムコアに直接塗布するのではなく、板状に成型してからドラムコアに接着する場合、使用する樹脂にはある程度の強度も求められる。
【０００７】
したがって、本発明は、可撓性を有し、且つ、耐熱性及び強度の高い磁性粉含有樹脂からなる磁性天板を用いることにより、リフロー時に磁性天板が変形せず、且つ、低背化を実現可能なコイル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】
【０００８】
本発明によるコイル部品は、巻芯部及び前記巻芯部の両端に設けられた第１及び第２の鍔部を有するドラムコアと、前記巻芯部に巻回されたワイヤと、前記第１及び第２の鍔部に固定された磁性天板と、を備え、前記磁性天板は、バインダ樹脂に磁性粉を混合してなる磁性粉含有樹脂を含み、前記バインダ樹脂は、アクリル酸エステル共重合体を主鎖とし、且つ、ウレタン結合による架橋構造を有することを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、磁性天板に用いるバインダ樹脂として、アクリル酸エステル共重合体を主鎖とし、且つ、ウレタン結合による架橋構造を有することから、アクリル樹脂の持つ耐熱性及び強度と、ウレタン結合の持つ可撓性を兼ね備えた特性を得ることができる。このため、磁性天板の厚みを薄くしても、実装時や実使用時に破損することがなく、且つ、リフロー時に変形することもない。
【００１０】
本発明において、前記磁性粉は金属軟磁性粉であることが好ましい。これによれば、高い磁気特性を得ることが可能となる。特に、金属軟磁性粉は扁平形状を有していることが好ましい。これによれば、より高い磁気特性を得ることが可能となる。
【００１１】
本発明において、前記アクリル酸エステル共重合体は、アクリル酸エチルの共重合構造及びアクリル酸ブチルの共重合構造を含むことが好ましい。これによれば、高い強度を確保しつつ、可撓性を高めることが可能となる。特に、前記アクリル酸エステル共重合体は、アクリロニトリルの共重合構造をさらに含むことが好ましい。これによれば、耐熱性及び強度をさらに高めることが可能となる。
【００１２】
本発明において、前記磁性天板は、接着剤を介して前記第１及び第２の鍔部に固定されていることが好ましい。これによれば、磁性天板を板状に成型した後、これをドラムコアに接着することよって作製することができる。
【００１３】
本発明において、前記磁性天板の厚みは１００μｍ以下であることが好ましい。本発明においては、可撓性を有し、且つ、強度の高い磁性粉含有樹脂からなる磁性天板を用いていることから、その厚みを１００μｍ以下に薄くしても、破損が生じることがない。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、リフロー時に磁性天板が変形せず、且つ、低背化を実現可能なコイル部品を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明の好ましい実施形態によるコイル部品１０の上面を斜め方向から見た斜視図である。
【図２】図２は、コイル部品１０を実装面から見た平面図である。
【図３】図３は、ベースフィルムＦの表面に磁性粉含有樹脂Ｒが塗布されたシートＳを作製する方法を説明するための模式図である。
【図４】図４は、コイル部品１０の製造方法を説明するための工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。
【００１７】
図１及び図２は、本発明の好ましい実施形態によるコイル部品１０の外観を示す図であり、図１は上面を斜め方向から見た斜視図、図２は実装面から見た平面図である。
【００１８】
図１及び図２に示すように、本実施形態によるコイル部品１０は、ドラムコア２０及び磁性天板３０を備えている。ドラムコア２０は、ｘ方向を軸方向とする巻芯部２１と、巻芯部２１のｘ方向における両端に設けられた第１及び第２の鍔部２２，２３とを有する。ドラムコア２０はフェライトなど透磁率の高いセラミック材料からなり、巻芯部２１と鍔部２２，２３が一体化された構成を有している。
【００１９】
巻芯部２１には２本のワイヤＷが巻回されており、これらワイヤＷの両端は鍔部２２，２３に設けられた端子電極Ｅ１〜Ｅ４に継線されている。本実施形態においては、一方の鍔部２２に端子電極Ｅ１，Ｅ２が形成され、他方の鍔部２３に端子電極Ｅ３，Ｅ４が形成されている。端子電極Ｅ１〜Ｅ４は、実装面を構成する鍔部２２，２３のｘｙ面と、実装面とは反対側に位置し上面を構成する鍔部２２，２３のｘｙ面と、外側面を構成する鍔部２２，２３のｙｚ面に連続的に形成されている。本実施形態においては、鍔部２２，２３の上面に設けられた端子電極Ｅ１〜Ｅ４にワイヤＷが継線されているが、鍔部２２，２３の実装面に設けられた端子電極Ｅ１〜Ｅ４にワイヤＷを継線しても構わない。この場合、鍔部２２，２３の上面に端子電極Ｅ１〜Ｅ４を設ける必要はない。
【００２０】
本実施形態によるコイル部品１０の用途については特に限定されず、インダクタンス用の汎用コイル部品であっても構わないし、特定の用途、例えば、コモンモードフィルタ用、パルストランス用、バルントランス用などのコイル部品であっても構わない。したがって、巻芯部２１に巻回されるワイヤＷの本数、巻回数、巻回方向、巻回方法などについては特に限定されるものではない。コイル部品１０のサイズについても特に限定されないが、ｘ方向における長さは１．６ｍｍ程度、ｙ方向における幅は１．０ｍｍ程度、ｚ方向における高さは０．５５ｍｍ〜０．６５ｍｍ程度である。
【００２１】
図１に示すように、鍔部２２，２３の上面を構成するｘｙ面には、接着剤４０を介して磁性天板３０が固定されている。磁性天板３０は、バインダ樹脂に磁性粉を混合してなる磁性粉含有樹脂からなり、通常の樹脂よりも高い透磁率を有している。そして、磁性天板３０は、巻芯部２１を跨ぐようにして鍔部２２，２３の上面に固定されていることから、ドラムコア２０及び磁性天板３０によって閉磁路が構成される。このため、樹脂のみからなる天板を用いた場合と比べて磁束の漏れが少なくなり、他の回路、例えばアンテナ回路などへの磁気的な影響を低減することが可能となる。また、磁性天板３０は、プリント基板への実装時において、ハンドリング用の吸着面としても利用される。
【００２２】
上記の通り、磁性天板３０を構成する磁性粉含有樹脂は、バインダ樹脂に磁性粉を混合してなるものである。このうち、バインダ樹脂は、アクリル酸エステル共重合体を主鎖とし、且つ、ウレタン結合による架橋構造を含む。一方、磁性粉は、扁平形状を有する金属軟磁性粉を用いることが好ましい。扁平形状を有する金属軟磁性粉を用いる場合、金属軟磁性粉の主平面がｘｙ面となるようバインダ樹脂に混合することが好ましい。これによれば、磁性天板３０を通る磁束の方向であるｘ方向における透磁率が高められるとともに、扁平形状を有する金属軟磁性粉が電磁シールドとしても機能する。
【００２３】
特に限定されるものではないが、磁性天板３０のｚ方向における厚さは１００μｍ以下であることが好ましく、７５μｍ以下であることがより好ましく、６０μｍ程度であることが特に好ましい。磁性天板３０の厚さを１００μｍ以下とすれば、コイル部品１０全体のｚ方向における高さを低背化することが可能となる。磁性天板の厚みを１００μｍ以下まで薄くした場合、フェライトを用いると強度不足によって破損が生じるおそれがあるが、アクリル酸エステル共重合体を主鎖とし、且つ、ウレタン結合による架橋構造を含むバインダ樹脂に磁性粉を混合させた磁性天板３０を用いれば、厚みを１００μｍ以下まで薄くしても破損などが生じることがない。磁性天板３０の厚さの下限については特に限定されないが、３０μｍ以上であることが好ましい。これは、磁性天板３０の厚みを３０μｍ未満まで薄くすると、強度が不足するとともに、十分な磁気特性を確保することが困難となるからである。磁束の漏れを十分に抑制するためには、磁性天板３０の透磁率は３０以上であることが好ましい。
【００２４】
磁性天板３０に用いるバインダ樹脂には、所定の可撓性、耐熱性及び強度が求められる。可撓性及び強度が必要である理由は、磁性天板３０の厚さを例えば１００μｍ以下まで薄くした場合であっても破損を生じさせないためであり、耐熱性が必要である理由は、リフロー時に変形などを生じさせないためである。したがって、強度が高くても可撓性の低い材料、例えば、アクリル樹脂のみをバインダ樹脂として用いることは適切ではない。また、可撓性が高くても耐熱性の低い材料、例えば、ウレタン樹脂のみをバインダ樹脂として用いることも適切ではない。リフロー温度は２６０℃程度であることから、少なくとも、当該温度において変形が生じないバインダ樹脂を用いる必要がある。
【００２５】
これらの点を考慮し、本実施形態においては、アクリル酸エステル共重合体を主鎖とし、且つ、ウレタン結合による架橋構造を含むバインダ樹脂を用いている。組成については特に限定されないが、アクリル酸エステル共重合体は、少なくともアクリル酸エチルの共重合構造及びアクリル酸ブチルの共重合構造を含むことが好ましい。これは、アクリル酸エチルの共重合構造によって高い強度を確保しつつ、アクリル酸ブチルの共重合構造によって可撓性を付加するためである。また、アクリル酸エステル共重合体は、アクリロニトリルの共重合構造をさらに含むことが好ましい。これは、アクリロニトリルの共重合構造を含むことによって耐熱性及び強度が高められるからである。
【００２６】
磁性天板３０は、次の方法によって作製することが可能である。まず、官能基として水酸基またはカルボキシル基を有するアクリル酸エチル、アクリル酸ブチル及びアクリロニトリルを主モノマーとする溶質をメチルエチルケトンなどの有機溶媒に溶かしたバインダ溶液を用意し、このバインダ溶液に磁性粉及び硬化剤を混合して混合溶液を調製する。硬化剤としては、イソシアネートを使用することが好ましい。イソシアネートとしては、例えば芳香族イソシアネートやトリアジン環を構造中に含むイソシアネート等を用いることが好ましく、１分子中に複数のイソシアネート基を有していることがより好ましい。これにより、アクリル酸エステル共重合体が官能基として有する水酸基またはカルボキシル基とイソシアネートが反応して架橋構造が形成される。また、磁性粉以外のフィラー、例えばタルク、マイカ等をさらに混合させても構わない。
【００２７】
次に、図３に示すように、上記の混合溶液をベースフィルムＦに塗布し、加熱して混合溶液中の溶剤の乾燥及びバインダ樹脂の硬化を行いながらロールで巻き取る。混合溶液をベースフィルムＦに塗布する際に磁場を印加することによって磁性粉を所定方向に配向させてもよい。これにより、ベースフィルムＦの表面に磁性粉含有樹脂Ｒが塗布されたシートＳが得られる。ベースフィルムＦとしては、ＰＥＴフィルムを用いることができる。ここで、硬化後の磁性粉含有樹脂における磁性粉の含有比率は５０〜９０重量％であることが好ましい。磁性粉の含有比率が５０重量％未満であると十分な透磁率が得られず、９０重量％を超えると、磁性天板３０の切断面から磁性粉が脱落するおそれが高まるからである。
【００２８】
次に、ベースフィルムＦの表面に磁性粉含有樹脂Ｒが塗布されたシートＳを、図４（ａ）に示すように金型によって磁性天板３０の平面形状に型抜きする。次に、図４（ｂ）に示すように型抜きされた部分にエポキシ系の接着剤４０を塗布した後、図４（ｃ）に示すようにワイヤＷが巻回されたドラムコア２０を接着する。そして、磁性天板３０が接着されたドラムコア２０をシート本体から分離し、ベースフィルムＦを剥離すれば、本実施形態によるコイル部品１０が完成する。
【００２９】
このように、本実施形態によるコイル部品１０は、バインダ樹脂に磁性粉を混合してなる磁性粉含有樹脂からなる磁性天板３０を有し、バインダ樹脂がアクリル酸エステル共重合体を主鎖とし、且つ、ウレタン結合による架橋構造を含むことから、可撓性、耐熱性及び強度を確保しつつ、十分な透磁率を得ることができる。これにより、磁性天板３０の厚さを１００μｍ以下まで薄くした場合であっても磁性天板３０に破損が生じることがなく、しかも、リフロー時に変形が生じることもない。さらに、磁性粉が含まれていることから、樹脂のみからなる場合に比べて高い透磁率を得ることができ、これにより磁束の漏れを抑制することも可能となる。
【００３０】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
【符号の説明】
【００３１】
１０      コイル部品
２０      ドラムコア
２１      巻芯部
２２，２３    鍔部
３０      磁性天板
４０      接着剤
Ｅ１〜Ｅ４    端子電極
Ｆ        ベースフィルム
Ｒ        磁性粉含有樹脂
Ｓ        シート
Ｗ        ワイヤ
【図１】
2017135325.tif 000003
【図２】
2017135325.tif 000004
【図３】
2017135325.tif 000005
【図４】
2017135325.tif 000006