特開2023-125912磁性複合体、磁性複合体を備えるコイル部品、及び磁性複合体の製造方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023125912
(43)【公開日】2023-09-07
(54)【発明の名称】磁性複合体、磁性複合体を備えるコイル部品、及び磁性複合体の製造方法
(51)【国際特許分類】
H01F 1/24 20060101AFI20230831BHJP
H01F 1/33 20060101ALI20230831BHJP
H01F 17/04 20060101ALI20230831BHJP
H01F 27/06 20060101ALI20230831BHJP
【ＦＩ】
H01F1/24
H01F1/33
H01F17/04 F
H01F27/06 103
【審査請求】未請求
【請求項の数】15
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022030267
(22)【出願日】2022-02-28
(71)【出願人】
【識別番号】000204284
【氏名又は名称】太陽誘電株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100126572
【弁理士】
【氏名又は名称】村越 智史
(72)【発明者】
【氏名】制野 博太朗
(72)【発明者】
【氏名】土屋 健吾
(72)【発明者】
【氏名】八矢 正大
【テーマコード（参考）】
5E041
5E070
【Ｆターム（参考）】
5E041AA11
5E041BC01
5E041BD03
5E041BD13
5E041CA01
5E041HB11
5E041HB15
5E070AA01
5E070AB03
5E070BB03
5E070CB13
5E070DA13
5E070DB02
(57)【要約】
【課題】金属磁性粒子及び絶縁性の微粒子を含む磁性複合体において磁気飽和特性を向上させる。
【解決手段】
磁性複合体１０は、第１金属磁性粒子３１ａ及び第２金属磁性粒子を含み、この第１金属磁性粒子３１ａ及び第２金属磁性粒子３１ｂに接するように微粒子４１が配置されている。微粒子は、絶縁性で非磁性である。第１金属磁性粒子３１ａの表面には、第１酸化膜３２ａが設けられており、第２金属磁性粒子３１ｂの表面には第２酸化膜３２ｂが設けられている。
【選択図】図４
【解決手段】
磁性複合体１０は、第１金属磁性粒子３１ａ及び第２金属磁性粒子を含み、この第１金属磁性粒子３１ａ及び第２金属磁性粒子３１ｂに接するように微粒子４１が配置されている。微粒子は、絶縁性で非磁性である。第１金属磁性粒子３１ａの表面には、第１酸化膜３２ａが設けられており、第２金属磁性粒子３１ｂの表面には第２酸化膜３２ｂが設けられている。
【選択図】図４
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１金属磁性粒子及び前記第１金属磁性粒子に隣接する第２金属磁性粒子を含む複数の金属磁性粒子と、
前記第１金属磁性粒子及び前記第２金属磁性粒子に接するように配置された絶縁性で非磁性の第１微粒子と、
前記第１金属磁性粒子の表面に設けられており前記第１金属磁性粒子を構成する元素の酸化物を含む絶縁性の第１酸化膜と、
前記第２金属磁性粒子の表面に設けられており前記第２金属磁性粒子を構成する元素の酸化物を含む絶縁性の第２酸化膜と、
を備える磁性複合体。
前記第１金属磁性粒子及び前記第２金属磁性粒子に接するように配置された絶縁性で非磁性の第１微粒子と、
前記第１金属磁性粒子の表面に設けられており前記第１金属磁性粒子を構成する元素の酸化物を含む絶縁性の第１酸化膜と、
前記第２金属磁性粒子の表面に設けられており前記第２金属磁性粒子を構成する元素の酸化物を含む絶縁性の第２酸化膜と、
を備える磁性複合体。
【請求項2】
前記第１酸化膜は、前記第２酸化膜と結合している、
請求項１に記載の磁性複合体。
請求項１に記載の磁性複合体。
【請求項3】
前記第１微粒子は、前記第１酸化膜及び前記第２酸化膜により覆われている、
請求項１又は２に記載の磁性複合体。
請求項１又は２に記載の磁性複合体。
【請求項4】
前記第１微粒子の平均粒径は、１０ｎｍ以上１１０ｎｍ以下である、
請求項１又は２に記載の磁性複合体。
請求項１又は２に記載の磁性複合体。
【請求項5】
前記第１金属磁性粒子の表面に互いから離間して配置された複数の微粒子を備え、
前記複数の微粒子の各々は、絶縁性で且つ非磁性であり、
前記複数の微粒子の各々の少なくとも一部は、前記第１酸化膜で覆われており、
前記複数の微粒子は、前記第１微粒子を含む、
請求項１又は２に記載の磁性複合体。
前記複数の微粒子の各々は、絶縁性で且つ非磁性であり、
前記複数の微粒子の各々の少なくとも一部は、前記第１酸化膜で覆われており、
前記複数の微粒子は、前記第１微粒子を含む、
請求項１又は２に記載の磁性複合体。
【請求項6】
前記複数の微粒子は、前記第１微粒子に隣接する第２微粒子を含み、
前記第１微粒子と前記第２微粒子との間の距離は、前記第１微粒子の粒径及び前記第２微粒子の粒径のいずれよりも大きい、
請求項５に記載の磁性複合体。
前記第１微粒子と前記第２微粒子との間の距離は、前記第１微粒子の粒径及び前記第２微粒子の粒径のいずれよりも大きい、
請求項５に記載の磁性複合体。
【請求項7】
前記複数の微粒子の各々は、疎水処理されたＳｉＯ2粒子である、
請求項５に記載の磁性複合体。
請求項５に記載の磁性複合体。
【請求項8】
前記複数の金属磁性粒子の各々は、Ｆｅ基金属磁性粒子である、
請求項１又は２に記載の磁性複合体。
請求項１又は２に記載の磁性複合体。
【請求項9】
請求項１又は２に記載の磁性複合体と、
前記磁性複合体に設けられたコイル導体と、
を備えるコイル部品。
前記磁性複合体に設けられたコイル導体と、
を備えるコイル部品。
【請求項10】
請求項９に記載のコイル部品を備える回路基板。
【請求項11】
請求項１０に記載の回路基板を備える電子機器。
【請求項12】
複数の軟磁性金属粉及び絶縁性且つ非磁性の複数の微粒子粉を混合することにより混合粉を得る工程と、
前記混合粉を樹脂と混合することで混合樹脂組成物を得る工程と、
前記混合樹脂組成物を圧縮して前記複数の軟磁性金属粉のうち隣接する軟磁性金属粉の間に前記複数の微粒子粉のうちの少なくとも一つが配置された圧縮成型体を得る工程と、
前記圧縮成型体を加熱することで、前記樹脂を脱脂し、前記複数の軟磁性金属粉の各々の表面に酸化膜を形成する加熱工程と、
を備える磁性複合体の製造方法。
前記混合粉を樹脂と混合することで混合樹脂組成物を得る工程と、
前記混合樹脂組成物を圧縮して前記複数の軟磁性金属粉のうち隣接する軟磁性金属粉の間に前記複数の微粒子粉のうちの少なくとも一つが配置された圧縮成型体を得る工程と、
前記圧縮成型体を加熱することで、前記樹脂を脱脂し、前記複数の軟磁性金属粉の各々の表面に酸化膜を形成する加熱工程と、
を備える磁性複合体の製造方法。
【請求項13】
前記混合粉に含まれる前記複数の軟磁性金属粉の各々の表面には、前記複数の微粒子粉の一部が付着している、
請求項１２に記載の磁性複合体の製造方法。
請求項１２に記載の磁性複合体の製造方法。
【請求項14】
前記加熱工程により、前記複数の軟磁性金属粉のうち隣接する軟磁性金属粉の各々の表面に形成された酸化膜同士が結合する、
請求項１２又は１３に記載の磁性複合体の製造方法。
請求項１２又は１３に記載の磁性複合体の製造方法。
【請求項15】
前記複数の軟磁性金属粉の各々は、Ｆｅ基軟磁性金属粉である、
請求項１２又は１３に記載の磁性複合体の製造方法。
請求項１２又は１３に記載の磁性複合体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、金属磁性粒子を含む磁性複合体及びかかる磁性複合体を備えるコイル部品に関する。本発明はまた、磁性複合体の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
コイル部品は、様々な電子機器に搭載されている。コイル部品は、例えば、回路の電源ラインや信号ラインにおいてノイズを除去するために用いられる。一般的なコイル部品は、磁性基体と、磁性基体に設けられたコイル導体と、を備える。近年、コイル部品の磁性基体として、軟磁性材料から構成された多数の金属磁性粒子を含む軟磁性基体が用いられている。軟磁性基体の金属磁性粒子同士は、絶縁膜を介して互いに結合している。軟磁性基体は、フェライトから構成される磁性基体よりも磁気飽和が起こりにくいため、大電流が流れる回路に適している。
【0003】
他方、軟磁性基体においては、金属磁性粒子の表面を覆う絶縁膜において絶縁破壊が起きやすい。このため、軟磁性基体は、フェライトから構成された磁性基体よりも耐電圧特性において劣る。耐電圧特性を向上させるために、金属磁性粒子の周囲に絶縁性の微粒子が配置された磁性複合体を磁性基体として用いることが提案されている。例えば、特開２０２０－１７０８２３号公報（特許文献１）には、金属磁性粒子と、金属磁性粒子の表面に固定された絶縁性の微粒子と、絶縁性の微粒子の表面を被覆する絶縁膜と、を備えるコーティング粒子が記載されている。特許文献１では、このコーティング粒子と樹脂とを混合した樹脂組成物を成型することで磁性基体が作製される。また、特開２０１６－９２４０３号公報（特許文献２）には、絶縁膜でコーティングされた金属磁性粒子と、樹脂と、その樹脂内に分散されている絶縁性の微粒子と、を備える磁性複合体が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０２０－１７０８２３号公報
【特許文献2】特開２０１６－０９２４０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
絶縁性の微粒子を含む従来の磁性複合体においては、隣接する金属磁性粒子の間に絶縁性の微粒子及び絶縁膜が介在しているため、金属磁性粒子の充填率が低くなる。絶縁膜が非磁性材料から構成される場合には、金属磁性粒子の充填率の低下により、磁性複合体の透磁率が劣化してしまう。特許文献１の絶縁膜（無機絶縁層３０）は、例えばＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）から構成され、特許文献２の絶縁膜（絶縁層１２０）は、例えばエポキシ等の高分子樹脂から構成される。ＴＥＯＳ及びエポキシはいずれも非磁性材料であるから、金属磁性粒子の周囲にこれらの絶縁膜が設けられる場合には、磁性複合体の透磁率が劣化する。
【0006】
金属磁性粒子の表面に設けられる絶縁膜は、当該金属磁性粒子に含まれる元素の酸化物から構成される場合がある。例えば、特許文献２には、絶縁層１２０が、金属磁性粒子（Ｆｅ－Ｓｉ－Ｃｒ系、Ｆｅ－Ｎｉ－Ｍｏ系またはＦｅ－Ｓｉ－Ａｌ系軟磁性金属粉末）の酸化物であってもよいことが記載されている。金属磁性粒子に含まれる元素の酸化物には、強磁性を呈するものが含まれるため、酸化膜で覆われた金属磁性粒子を有する磁性複合体は、非磁性のコーティング膜で覆われた金属磁性粒子を有する磁性複合体よりも優れた透磁率を有することが多い。
【0007】
しかしながら、酸化処理における処理条件（例えば、酸素濃度や加熱温度）を磁性複合体の全領域で均一にすることはできないため、金属磁性粒子の表面における酸化膜の厚さは、各粒子の周りの環境により影響を受けて均一な厚さとはならない。つまり、金属磁性粒子の表面に形成される酸化膜の膜厚は区々となる。このため、酸化膜で覆われた金属磁性粒子を有する磁性基体においては、隣接する金属磁性粒子間の間隔のばらつきが大きく、その結果、隣接する金属磁性粒子間の間隔が小さい磁路において局所的な磁気飽和が起こりやすいという問題がある。この局所的な磁気飽和のため、従来の磁性複合体においては定格電流を高くできないという問題、すなわち、優れた磁気飽和特性が得られないという問題がある。
【0008】
本発明の目的は、上述した問題の少なくとも一部を解決又は緩和することである。本発明のより具体的な目的の一つは、金属磁性粒子及び絶縁性の微粒子を含む磁性複合体において磁気飽和特性を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明の一実施形態による磁性複合体は、第１金属磁性粒子及び前記第１金属磁性粒子に隣接する第２金属磁性粒子を含む複数の金属磁性粒子と、前記第１金属磁性粒子及び前記第２金属磁性粒子に接するように配置された絶縁性で非磁性の第１微粒子と、前記第１金属磁性粒子の表面に設けられており前記第１金属磁性粒子を構成する元素の酸化物を含む絶縁性の第１酸化膜と、前記第２金属磁性粒子の表面に設けられており前記第２金属磁性粒子を構成する元素の酸化物を含む絶縁性の第２酸化膜と、を備える。
【0010】
本発明の一態様は、上記のいずれかのコイル部品を備える回路基板に関する。
【0011】
本発明の一態様は、上記の回路基板を備える電子機器に関する。
【0012】
本発明の一実施形態による磁性複合体の製造方法は、複数の軟磁性金属粉及び絶縁性且つ非磁性の複数の微粒子粉を混合することにより混合粉を得る工程と、前記混合粉を樹脂と混合することで混合樹脂組成物を得る工程と、前記混合樹脂組成物を圧縮して前記複数の軟磁性金属粉のうち隣接する軟磁性金属粉の間に前記複数の微粒子粉のうちの少なくとも一つが配置された圧縮成型体を得る工程と、前記圧縮成型体を加熱することで、前記樹脂を脱脂し、前記複数の軟磁性金属粉の各々の表面に酸化膜を形成する工程と、を備える。
【発明の効果】
【0013】
本発明の一又は複数の実施形態によれば、金属磁性粒子及び絶縁性の微粒子を含む磁性複合体において磁気飽和特性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】一実施形態による磁性複合体を備えるコイル部品を模式的に示す斜視図である。
【図5】一実施形態における磁性複合体に含まれる金属磁性粒子同士の結合を説明するための模式図である。
【図6】一実施形態における磁性複合体に含まれる隣接する金属磁性粒子の境界を拡大して示す模式図である。
【図7】一実施形態による磁性複合体の製造方法を示すフロー図である。
【図8】表面に微粒子が付着した金属磁性粒子を模式的に示す図である。
【図9】金属磁性粒子の表面に付着した微粒子を説明するための模式図である。
【図10】磁性複合体の製造過程で得られる圧縮成型体の断面を模式的に示す図である。
【図11a】従来の金属磁性粒子同士の結合を説明するための模式図である。
【図11b】従来の金属磁性粒子同士の結合を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、適宜図面を参照し、本発明の様々な実施形態を説明する。複数の図面において共通する構成要素には同一の参照符号が付されている。各図面は、説明の便宜上、必ずしも正確な縮尺で記載されているとは限らない点に留意されたい。以下で説明される本発明の実施形態は、必ずしも特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。以下の実施形態で説明されている諸要素が発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【0016】
本明細書に開示される発明の一実施形態は、多数の金属磁性粒子と、絶縁性で且つ非磁性の多数の微粒子と、を含む磁性複合体に関する。磁性複合体は、コイル部品の磁性基体として用いられ得る。金属磁性粒子の表面には酸化膜が設けられている。磁性複合体に含まれる多数の金属磁性粒子のうち隣接するもの同士は、酸化膜を介して結合される。以下では、まず、図１から図３を参照して、一実施形態による磁性複合体を備えるコイル部品１について説明し、その後に、図４ないし図６を参照して複合磁性体の微細構造について説明する。
【0017】
図１は、コイル部品１を模式的に示す斜視図であり、図２は、コイル部品１の分解斜視図である。図３は、図１のＩ－Ｉ線に沿ってコイル部品１を切断したコイル部品１の模式的な断面図である。図２及び図３においては、説明の便宜のために、外部電極の図示が省略されている。
【0018】
図１から図３には、コイル部品１の例として、積層インダクタが示されている。図示されている積層インダクタは、本発明を適用可能なコイル部品１の一例であり、本発明は積層インダクタ以外の様々な種類のコイル部品に適用され得る。例えば、コイル部品１は、巻線型のコイル部品や平面コイルにも適用され得る。
【0019】
図示されているように、コイル部品１は、基体１０と、基体１０の内部に設けられたコイル導体２５と、基体１０の表面に設けられた外部電極２１と、基体１０の表面において外部電極２１から離間した位置に設けられた外部電極２２と、を備える。基体１０は、磁性基体である。基体１０は、特許請求の範囲に記載されている「磁性複合体」の例である。後述するように、基体１０は、多数の金属磁性粒子と、絶縁性で非磁性の微粒子と、を含む。
【0020】
外部電極２１は、コイル導体２５の一端と電気的に接続されており、外部電極２２は、コイル導体２５の他端と電気的に接続されている。
【0021】
コイル部品１は、実装基板２ａに実装され得る。実装基板２ａには、ランド部３ａ、３ｂが設けられている。コイル部品１は、外部電極２１とランド部３ａとを接合し、また、外部電極２２とランド部３ｂとを接続することで実装基板２ａに実装される。本発明の一実施形態による回路基板２は、コイル部品１と、このコイル部品１が実装される実装基板２ａと、を備える。回路基板２は、様々な電子機器に搭載され得る。回路基板２が搭載され得る電子機器には、スマートフォン、タブレット、ゲームコンソール、自動車の電装品、サーバ及びこれら以外の様々な電子機器が含まれる。
【0022】
コイル部品１は、インダクタ、トランス、フィルタ、リアクトル、インダクタアレイ、及びこれら以外の様々なコイル部品であってもよい。コイル部品１は、カップルドインダクタ、チョークコイル及びこれら以外の様々な磁気結合型コイル部品であってもよい。コイル部品１の用途は、本明細書で明示されるものには限定されない。
【0023】
一実施形態において、基体１０は、Ｌ軸方向における寸法（長さ寸法）がＷ軸方向における寸法（幅寸法）及びＴ軸方向における寸法（高さ寸法）よりも大きくなるように構成される。例えば、長さ寸法は、１．０ｍｍ～６．０ｍｍの範囲にあり、幅寸法は０．５ｍｍ～４．５ｍｍの範囲にあり、高さ寸法は０．５ｍｍ～４．５ｍｍの範囲にある。基体１０の寸法は、本明細書で具体的に説明される寸法には限定されない。本明細書において「直方体」又は「直方体形状」という場合には、数学的に厳密な意味での「直方体」のみを意味するものではない。基体１０の寸法及び形状は、本明細書で明示されるものには限定されない。
【0024】
基体１０は、第１主面１０ａ、第２主面１０ｂ、第１端面１０ｃ、第２端面１０ｄ、第１側面１０ｅ、及び第２側面１０ｆを有する。基体１０は、これらの６つの面によってその外表面が画定されている。第１主面１０ａと第２主面１０ｂとはそれぞれ基体１０の高さ方向両端の面を成し、第１端面１０ｃと第２端面１０ｄとはそれぞれ基体１０の長さ方向両端の面を成し、第１側面１０ｅと第２側面１０ｆとはそれぞれ基体１０の幅方向両端の面を成している。図１に示されているように、第１主面１０ａは基体１０の上側にあるため、第１主面１０ａを「上面」と呼ぶことがある。同様に、第２主面１０ｂを「下面」又は「底面」と呼ぶことがある。コイル部品１は、第２主面１０ｂが実装基板２ａと対向するように配置されるので、第２主面１０ｂを「実装面」と呼ぶこともある。上面１０ａと下面１０ｂとの間は基体１０の高さ寸法だけ離間しており、第１端面１０ｃと第２端面１０ｄとの間は基体１０の長さ寸法だけ離間しており、第１側面１０ｅと第２側面１０ｆとの間は基体１０の幅寸法だけ離間している。
【0025】
図２に示されているように、基体１０は、磁性体層２０と、磁性体層２０の下面に設けられた下側カバー層１９と、磁性体層２０の上面に設けられた上側カバー層１８と、を有する。上側カバー層１８、下側カバー層１９、及び磁性体層２０は、基体１０の構成要素である。
【0026】
磁性体層２０は、磁性膜１１～１７を備える。磁性体層２０においては、Ｔ軸方向のマイナス側からプラス側に向かって、磁性膜１７、磁性膜１６、磁性膜１５、磁性膜１４、磁性膜１３、磁性膜１２、磁性膜１１の順に積層されている。
【0027】
磁性膜１１～１７の上面には、導体パターンＣ１１～Ｃ１７がそれぞれ形成されている。複数の導体パターンＣ１１～Ｃ１７の各々は、コイル軸Ａｘ１に直交する平面（ＬＷ平面）内でコイル軸Ａｘ１周りに延びている。導体パターンＣ１１～Ｃ１７は、例えば、導電性に優れた金属又は合金から成る導電ペーストをスクリーン印刷法により印刷することにより形成される。この導電ペーストの材料としては、Ａｇ、Ｐｄ、Ｃｕ、Ａｌ又はこれらの合金を用いることができる。導体パターンＣ１１～Ｃ１７は、これ以外の材料及び方法により形成されてもよい。導体パターンＣ１１～Ｃ１７、例えば、スパッタ法、インクジェット法、又はこれら以外の公知の方法で形成されてもよい。
【0028】
磁性膜１１～磁性膜１６の所定の位置には、ビアＶ１～Ｖ６がそれぞれ形成される。ビアＶ１～Ｖ６は、磁性膜１１～磁性膜１６の所定の位置に、磁性膜１１～磁性膜１６をＴ軸方向に貫く貫通孔を形成し、当該貫通孔に導電材料を埋め込むことにより形成される。
【0029】
導体パターンＣ１１～Ｃ１７の各々は、隣接する導体パターンとビアＶ１～Ｖ６を介して電気的に接続される。このようにして接続された導体パターンＣ１１～Ｃ１７及びビアＶ１～Ｖ６が、スパイラル状のコイル導体２５を形成する。すなわち、コイル導体２５は、導体パターンＣ１１～Ｃ１７及びビアＶ１～Ｖ６を有する。
【0030】
導体パターンＣ１１のビアＶ１に接続されている端部と反対側の端部は、外部電極２２に接続される。導体パターンＣ１７のビアＶ６に接続されている端部と反対側の端部は、外部電極２１に接続される。
【0031】
上側カバー層１８は、磁性材料から成る磁性膜１８ａ～１８ｄを備え、下側カバー層１９は、磁性材料から成る磁性膜１９ａ～１９ｄを備える。本明細書においては、磁性膜１８ａ～１８ｄ及び磁性膜１９ａ～１９ｄを総称して「カバー層磁性膜」と呼ぶことがある。
【0032】
図３に示されているように、コイル導体２５は、厚さ方向（Ｔ軸方向）に沿って延びるコイル軸Ａｘ１の周りに巻回されている周回部２５ａと、周回部２５ａの一端から基体１０の第１端面１０ｃまで延伸する引出部２５ｂ１と、周回部２５ａの他端から基体１０の第２端面１０ｄまで延伸する引出部２５ｂ２と、を有する。
【0033】
次に、図４ないし図６を参照して、基体１０の微細構造を説明する。図４は、図３に示されている領域Ａを模式的に示す拡大断面図である。領域Ａは、基体１０をＴ軸に沿って切断した断面の一部の領域である。領域Ａは、基体１０をＴ軸に沿って切断した断面の一部を占める任意の領域とすることができる。
【0034】
図４に示されているように、基体１０は、表面に酸化膜３２が形成された複数の金属磁性粒子３１と、複数の微粒子４１と、を含む。金属磁性粒子３１及び酸化膜３２は、原料となる軟磁性金属粉を加熱することで得られる。金属磁性粒子３１は、Ｆｅ基の軟磁性材料から構成されたＦｅ基金属磁性粒子であってもよい。微粒子４１は、原料となる微粒子粉から生成される。微粒子４１の原料粉は、熱的な安定性が高い粉末であってもよい。この場合、微粒子４１の原料粉は、軟磁性金属粉とともに加熱されても、加熱の前後で組成や粒径に変化がないか、または、ほとんど変化がない。微粒子４１の原料粉の詳細については後述する。
【0035】
金属磁性粒子３１の平均粒径は、例えば１μｍ～５０μｍの範囲とすることができる。金属磁性粒子３１の平均粒径は、基体１０をその厚さ方向（Ｔ軸方向）に沿って切断して断面を露出させ、当該断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により撮影したＳＥＭ像に基づいて求められる体積基準の粒度分布に基づいて定められる。例えば、ＳＥＭ像に基づいて求められた体積基準の粒度分布から算出される平均粒径（メジアン径（Ｄ５０））を、金属磁性粒子３１の平均粒径とすることができる。
【0036】
表面に酸化膜３２が形成された金属磁性粒子３１は、軟磁性金属粉を酸化することで得られる。軟磁性金属粉は、Ｆｅを主成分とする軟磁性材料から構成されてもよい。つまり、軟磁性金属粉は、Ｆｅ基の軟磁性材料から構成されたＦｅ基軟磁性金属粉であってもよい。軟磁性金属粉は、例えば、Ｆｅに加えて、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ａｌ、及びＴｉから成る群より選択される少なくとも一つの元素を含有してもよい。軟磁性金属粉は、上記した元素（つまり、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｚｒ、Ａｌ、及びＴｉから成る群より選択される少なくとも一つの元素、）以外の元素、例えばボロン（Ｂ）、炭素（Ｃ）、及びニッケル（Ｎｉ）のうちの少なくとも一つを含有してもよい。金属磁性粒子３１は、（１）Ｆｅ－Ｓｉ－Ｃｒ合金、Ｆｅ－Ｓｉ－Ａｌ合金、Ｆｅ－Ｓｉ－Ａｌ－Ｃｒ合金、Ｆｅ－Ｓｉ合金等の結晶質合金粒子、（２）Ｆｅ－Ｓｉ－Ｂ合金、Ｆｅ－Ｓｉ－Ｃｒ－Ｂ－Ｃ合金、Ｆｅ－Ｓｉ－Ｃｒ－Ｂ合金等のアモルファス合金粒子、又は（３）これらが混合された混合粒子であってもよい。金属磁性粒子３１の組成は、上記のものに限られない。
【0037】
金属磁性粒子３１の表面には酸化膜３２が形成される。隣接する金属磁性粒子３１同士は、互いの金属磁性粒子の表面に形成された酸化膜３２を介して結合されていてもよい。金属磁性粒子３１の表面に形成される酸化膜３２は、金属磁性粒子に含有されているＦｅ、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｚｒ、Ａｌ、及びＴｉから成る群より選択される少なくとも一つの元素の酸化物を含む。金属磁性粒子３１がＦｅ基金属磁性粒子である場合には、酸化膜３２は、Ｆｅの酸化物を含む。酸化膜３２は、絶縁性に優れた酸化物の被膜である。隣接する金属磁性粒子３１は、互いから酸化膜３２により電気的に絶縁される。一実施形態において、酸化膜３２は、強磁性を有する酸化物を含む。酸化膜３２は、例えば、Ｆｅの酸化物であるマグネタイト（Ｆｅ3Ｏ4）を含んでいてもよい。酸化膜３２は、絶縁性に優れた酸化物を含んでいてもよい。酸化膜は、例えば、Ｆｅ2Ｏ3、ＳｉＯ2、ＣｒＯ、及びＳｉＯ2のうちの一又は複数を含んでもよい。酸化膜３２にＦｅ、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｚｒ、Ａｌ、及びＴｉから成る群より選択される少なくとも一つの元素の酸化物が含まれることは、エネルギー分散型Ｘ線分光（ＥＤＳ）検出器を搭載した透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いて、露出させた基体１０の断面を観察領域が２５０ｎｍ四方となる倍率（例えば、５００００倍程度の倍率）で撮影して得られるＴＥＭ像においてＥＤＳ分析を行い、Ｆｅ元素、Ｃｒ元素、Ｓｉ元素、Ｚｒ元素、Ａｌ元素、又はＴｉ元素の分布画像を得て、この分布画像を解析することで確認できる。ＴＥＭの観察領域は、金属磁性粒子の表面に設けられる酸化膜３２を含むように定められる。
【0038】
微粒子４１は、金属磁性粒子３１の表面に付着している。基体１０に含まれる複数の金属磁性粒子３１の各々の表面には、複数の微粒子４１が付着している。金属磁性粒子３１の表面に付着している複数の微粒子４１は、互いから離間している。言い換えると、複数の微粒子４１が金属磁性粒子３１の表面の一部の領域に凝集していない。各金属磁性粒子３１の表面には、例えば１００～１０００個程度の微粒子４１が付着する。金属磁性粒子３１の表面に付着している微粒子４１は、その少なくとも一部が、当該金属磁性粒子３１の表面に設けられた酸化膜３２により覆われている。
【0039】
微粒子４１は、絶縁性で非磁性の粒子である。微粒子４１は、原料となる微粒子粉を、金属磁性粒子３１の原料となる軟磁性金属粉と混合し、この混合粉に熱処理を行うことで得られる。上述のように、熱処理時に、軟磁性金属粉が酸化することで表面に酸化膜３２が形成された金属磁性粒子３１となるが、微粒子粉は、電子部品の製造過程の熱処理で加えられる可能性がある９００℃程度の温度での熱処理に対して安定的な無機材料から構成される。微粒子粉は、例えば、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、Ｃｒ2Ｏ3、又はＴｉ2Ｏ3の粉末である。ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、Ｃｒ2Ｏ3、又はＴｉ2Ｏ3の粉末は、９００℃近辺の温度で加熱しても溶融せず、安定的な形状を維持することができる。
【0040】
微粒子４１は、疎水処理されていてもよい。微粒子４１は、例えば、疎水処理されたＳｉＯ2粒子であってもよい。疎水処理された微粒子４１は、基体１０の製造工程において凝集しにくいため、金属磁性粒子３１の表面に分散して付着することができる。凝集しにくい微粒子４１を用いることにより、基体１０における微粒子４１の含有比率を低くすることができる。微粒子４１は、非磁性を呈するから、基体１０における微粒子４１の含有比率を低くすることにより、基体１０の透磁率を向上させることができる。
【0041】
金属磁性粒子３１の表面に付着している複数の微粒子４１の各々は、金属磁性粒子３１の表面において隣接する位置にある微粒子４１から離間している。隣接する微粒子４１間の距離は、微粒子４１の平均粒径より大きくてもよい。微粒子４１を金属磁性粒子３１の表面に疎に分布させることにより、金属磁性粒子３１のうち微粒子４１で被覆されている領域の面積（被覆面積）の金属磁性粒子３１の表面積に対する比（被覆率）を、例えば１／３とすることができる。被覆率を１／３以下とすることにより、軟磁性金属粉の加熱時に金属磁性粒子３１の酸化が促進される。また、被覆率を１／３以下とすることにより、基体１０における微粒子４１の割合が過大とならないようにすることができる。これにより、微粒子４１の割合が過大となることによる基体１０の透磁率の低下を抑制することができる。
【0042】
金属磁性粒子３１の原料となる軟磁性金属粉を含む樹脂組成物を成型する際に、当該軟磁性金属粉の表面に微粒子４１が付着していると、軟磁性金属粉間に作用する引力（例えば、ファンデルワースル力）を低減させることができる。このため、樹脂組成物における軟磁性金属粉の流動性を高めることができるので、成型及び加熱後に得られる基体１０において金属磁性粒子３１がより密に充填される。このように、金属磁性粒子３１の表面に付着した微粒子４１には、基体１０における金属磁性粒子３１の充填率を向上させる作用がある。
【0043】
微粒子４１の粒径は、金属磁性粒子３１の粒径よりも小さい。微粒子４１の平均粒径は、例えば、１μｍ未満である。微粒子４１の平均粒径は、体積基準で測定した粒度分布から算出される平均粒径（メジアン径（Ｄ５０））とすることができる。微粒子４１の平均粒径は、１０ｎｍ以上である。後述するように、基体１０において隣接する金属磁性粒子３１同士の間隔は、微粒子４１の直径と等しくなる。隣接する金属磁性粒子３１の間隔が５ｎｍ未満となると、隣接する金属磁性粒子３１間に絶縁材が介在していても、その隣接する金属磁性粒子３１間の絶縁性が確保できない。微粒子４１の粒径を１０ｎｍ以上とすることにより、金属磁性粒子３１の表面に付着する微粒子４１の径のうち多くを５ｎｍ以上とすることができる。公知のナノ粒子の分級技術を用いて、原料粉から、粒径の下限が１０ｎｍとなるように微粒子４１を分取してもよい。隣接する金属磁性粒子３１の間に、平均粒径又は粒径の下限が１０ｎｍである絶縁性の微粒子４１を介在させることにより、金属磁性粒子３１間の電気的な絶縁を確保することができる。
【0044】
微粒子４１の粒径が過大になると、基体１０において微粒子４１の占める体積が大きくなるとともに金属磁性粒子３１間の間隔が大きくなるので、基体１０における金属磁性粒子３１の充填率が低下し、その結果、基体１０の透磁率が低下する。このため、微粒子４１の平均粒径には上限が設けられてもよい。例えば、微粒子４１の平均粒径は、金属磁性粒子３１の平均粒径の１／１０以下とすることができる。微粒子４１の平均粒径の上限は、例えば、次のようにして定めることができる。まず、金属磁性粒子３１を含む一方で微粒子４１を含まない磁性基体を作製してその磁性基体の透磁率を測定する。次に、金属磁性粒子３１及び１０ｎｍ以上の互いに異なる平均粒径を有する複数種類の微粒子４１を準備する。例えば、平均粒径が１０ｎｍ、３０ｎｍ、８０ｎｍ、１１０ｎｍ、及び１７０ｎｍの微粒子４１をそれぞれ準備する。次に、準備した微粒子４１のうち、平均粒径が最も小さい微粒子４１（上記の例では、平均粒径が１０ｎｍの微粒子４１）を所定割合含む基体１０を作製し、基体１０の透磁率を測定する。基体１０における微粒子４１の含有量は、例えば、１．０ｗｔ％とする。このようにして作製した微粒子４１を含む基体１０の透磁率が微粒子４１を含まない磁性基体の透磁率以上であれば、その基体１０に含まれる微粒子４１は上限以下と判断し、次に、より大きな平均粒径を有する微粒子４１（例えば、平均粒径が３０ｎｍの微粒子４１）を含む基体１０を作製し、その基体１０の透磁率を測定する。基体１０の透磁率が微粒子４１を含まない磁性基体の透磁率を下回った場合には、その微粒子４１の平均粒径は、上限を超えていると判断することができる。例えば、上記の例において、平均粒径が１１０ｎｍの微粒子４１を含む基体１０の透磁率が微粒子４１を含まない磁性基体の透磁率以上であり、平均粒径が１７０ｎｍの微粒子４１を含む基体１０の透磁率が微粒子４１を含まない磁性基体の透磁率を下回ることが確認できた場合には、１１０ｎｍを微粒子４１の上限とすることができる。金属磁性粒子３１の平均粒径が１μｍ～５０μｍの場合には、微粒子４１の平均粒径の上限は、例えば、３０ｎｍ～１１０ｎｍとすることができる。
【0045】
次に、主に図５及び図６を参照して、隣接する金属磁性粒子３１同士の結合についてさらに説明する。図５には、基体１０に含まれる複数の金属磁性粒子３１のうちの第１金属磁性粒子３１ａ、第２金属磁性粒子３１ｂ、及び基体１０に含まれる複数の微粒子４１のうちの第１微粒子４１ａが示されている。簡潔さのために、図５では、複数の微粒子４１のうち第１微粒子４１ａのみが図示されているが、第１金属磁性粒子３１ａ及び第２金属磁性粒子３１ｂの表面には、第１微粒子４１ａ以外にも多数の微粒子４１が付着している。
【0046】
図示されているように、基体１０において、第１金属磁性粒子３１ａは、第２金属磁性粒子３１ｂと隣接して配置されている。第１金属磁性粒子３１ａと第２金属磁性粒子３１ｂとの間には、第１微粒子４１ａが介在している。第１微粒子４１ａは、第１金属磁性粒子３１ａ及び第２金属磁性粒子３１ｂの両方に接している。このため、第１金属磁性粒子３１ａと第２金属磁性粒子３１ｂとの間の間隔は、第１微粒子４１ａの直径と等しい。
【0047】
第１金属磁性粒子３１ａの表面は、第１微粒子４１ａとの接触位置を除き、第１酸化膜３２ａで覆われている。第２金属磁性粒子３１ｂの表面は、第１微粒子４１ａとの接触位置を除き、第２酸化膜３２ｂで覆われている。第１酸化膜３２ａ及び第２酸化膜３２ｂはいずれも、酸化膜３２の例である。第１酸化膜３２ａは、第２酸化膜３２ｂと接している。第１酸化膜３２ａは、第２酸化膜３２ｂと結合している。第１金属磁性粒子３１ａと第２金属磁性粒子３１ｂとは、第１酸化膜３２ａ及び第２酸化膜３２ｂにより結合されている。第１金属磁性粒子３１ａと第２金属磁性粒子３１ｂとは、第１酸化膜３２ａの一部及び第２酸化膜３２ｂの一部から成る結合部により結合されている。第１微粒子４１ａは、この結合部の内部にある。
【0048】
図６に示されているように、第１微粒子４１ａは、第１金属磁性粒子３１ａの表面及び第２金属磁性粒子３１ｂの表面と接している。第１微粒子４１ａの表面のうち、第１金属磁性粒子３１ａとの接合点（又は接合面）及び第２金属磁性粒子３１ｂとの接合点（又は接合面）以外の領域は、第１酸化膜３２ａ及び第２酸化膜３２ｂにより覆われている。ＳＥＭ像で基体１０の断面を観察すると、第１酸化膜３２ａと第２酸化膜３２ｂとの境界は明瞭に確認できないことがある。
【0049】
図５及び図６には、基体１０に含まれている複数の金属磁性粒子３１のうち第１金属磁性粒子３１ａ及び第２金属磁性粒子３１ｂが示されているが、図５及び図６を参照した説明は、基体１０に含まれる第１金属磁性粒子３１ａ及び第２金属磁性粒子３１ｂ以外の互いに隣接する金属磁性粒子３１の組にも当てはまる。つまり、基体１０に含まれている複数の金属磁性粒子３１のうち隣接するものの間には微粒子４１が介在しており、隣接する金属磁性粒子３１間の間隔は、その間に介在している微粒子４１の直径と等しい。
【0050】
微粒子４１の粒度分布がシャープであるほど、隣接する金属磁性粒子３１間の間隔を均一にすることができる。シャープな粒度分布を有する微粒子４１として、市販の微粒子を用いることができる。微粒子４１として用いることができる市販の微粒子の例は、信越化学工業株式会社からＱＳＧシリーズとして提供されているシリカ球状微粒子である。市販の微粒子を分級することにより、微粒子４１の粒度分布をよりシャープにすることができる。一実施形態において、微粒子４１の粒径の変動係数は、０．６以下とされる。
【0051】
次に、図７から図９を参照して、本発明の一実施形態による磁性複合体１０を備えるコイル部品１の製造方法の一例を説明する。まず、ステップＳ１１において、金属磁性粒子３１の原料となる軟磁性金属粉及び微粒子４１の原料となる微粒子粉を準備し、この軟磁性金属粉と微粒子粉とを混合することにより混合粉を得る。軟磁性金属粉と微粒子粉との混合は、例えばプラネタリーミキサーを用いて行われる。混合粉においては、軟磁性金属粉の表面に微粒子粉が吸着されている。微粒子粉は、軟磁性金属粉１００ｗｔ％に対して、０．１～１．０ｗｔ％の割合で添加される。微粒子粉は、疎水処理されていてもよい。
【0052】
本発明者は、以下のようにして、軟磁性金属粉の表面に吸着された微粒子粉を観察した。まず、Ｆｅ－Ｓｉ－Ｃｒ合金の軟磁性金属粉と平均粒径が３０ｎｍの微粒子粉（信越化学工業株式会社製のＱＳＧ－３０）とをプラネタリーミキサーで混合して、微粒子粉が軟磁性金属粉の表面に吸着した混合粉を作製した。そして、この混合粉を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により３００００倍の倍率で撮影したＳＥＭ像を得た。図８は、このようにして取得したＳＥＭ像を示している。このＳＥＭ像（図８）に示されているように、混合粉に含まれる軟磁性金属粉１３１の表面には、多数の微粒子粉１４１が付着していることが確認できた。図８に示されているように、上記のＳＥＭ像においては、微粒子粉１４１は、凝集することなく、互いから離間して軟磁性金属粉１３１の表面に付着していた。図９に示されているように、軟磁性金属粉１３１の表面１３１ａにおいて、隣接する微粒子粉１４１、１４１間の間隔ｄは、当該微粒子粉１４１、１４１のいずれの直径よりも大きかった。
【0053】
次に、ステップＳ１２において、ステップＳ１１で調製された混合粉を樹脂及び溶剤と混練して混合樹脂組成物を生成する。樹脂として、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）樹脂、又は前記以外の公知の樹脂を用いることができる。
【0054】
次に、ステップＳ１３において、ステップＳ１１で生成された混合樹脂組成物を所定形状に成型して成型体を作製し、この成型体を加圧することで圧縮成型体を得る。この成型体は、例えば、混合樹脂組成物をＰＥＴフィルムなどの基材上にシート状に塗工し、この塗工された混合樹脂組成物を乾燥させて溶剤を揮発させることで得られる。これにより、樹脂中に複数の軟磁性金属粉が分散した成型体が作成される。この軟磁性金属粉の表面には、微粒子粉が付着している。このようにして作成した成型体を型内に配置して加圧することにより、圧縮成型体が得られる。成型圧力は、例えば、１０～１００ＭＰａとされる。軟磁性金属粉の表面には微粒子粉が付着しているから、加圧時に、成型体内において、軟磁性金属粉間には微粒子粉の直径以上の間隔が確保されている。このため、表面に微粒子粉が付着した軟磁性金属粉を含む成型体を圧縮する際には、微粒子粉が付着していない軟磁性金属粉を含む成型体を圧縮する場合と比べて、軟磁性金属粉間に作用する引力（例えば、ファンデルワースル力）を低減させることができる。このようにして得られる圧縮成型体１５０の断面を拡大した模式的な拡大断面図を図１０に示す。上述したように、加圧時における軟磁性金属粉の流動性が高いことから、図１０に示されているように、圧縮成型体１５０においては、加圧時に軟磁性金属粉が流動することにより、隣接する軟磁性金属粉１３１同士が密に配置されている。軟磁性金属粉１３１の表面には、多数の微粒子粉１４１が付着しているため、圧縮成型体１５０において、隣接する軟磁性金属粉１３１間の間隔は、微粒子粉１４１の直径に等しくなる。加圧前に一つの軟磁性金属粉１３１の表面に付着している微粒子粉１４１は、成型体が圧縮されることにより隣接する軟磁性金属粉１３１の表面にも接するようになる。例えば、加圧前に軟磁性金属粉１３１の表面に付着している微粒子粉１４１は、加圧工程において、当該軟磁性金属粉１３１が他の軟磁性金属粉１３１と接近するため、加圧後には隣接する軟磁性金属粉１３１間の間隔は微粒子粉１４１が１個分の間隔になる。このようにして、圧縮成型体においては、微粒子粉１４１が隣接する軟磁性金属粉１３１間に介在している。この微粒子粉１４１は、隣接する軟磁性金属粉１３１の両方に接している。
【0055】
次に、ステップＳ１４において、ステップＳ１３で得られた圧縮成型体を加熱することで脱脂し、脱脂された圧縮成型体に対して熱処理を行う。この熱処理は、例えば６００℃～９００℃で、２０分間～１２０分間の加熱時間だけ行われ、複合磁性体が得られる。この熱処理において、軟磁性金属粉は、表面に酸化膜３２が形成された金属磁性粒子３１となり、微粒子粉は、微粒子４１となる。金属磁性粒子３１は、酸化膜３２を介して、隣接する金属磁性粒子３１と結合する。微粒子粉は、熱処理に対して安定的な酸化物の粉末（例えば、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、Ｃｒ2Ｏ3、又はＴｉ2Ｏ3の粉末）であるため、ステップＳ１４における熱処理の前後で、その形状は変化しないかほとんど変化しない。単一の熱処理により、脱脂及び酸化膜３２の形成が両方とも行われてもよい。脱脂のための熱処理と酸化膜３２を形成するための熱処理を二段階の別の熱処理として行ってもよい。
【0056】
以上のようにして、軟磁性金属粉及び微粒子粉から複合磁性体が作製される。このようにして作製された複合磁性体においては、微粒子４１が隣接する金属磁性粒子３１の両方に接するように配置されているので、当該隣接する金属磁性粒子３１の間の間隔を微粒子４１の直径に揃えることができる。
【0057】
次に、図１１ａ及び図１１ｂをさらに参照して、一実施形態における基体１０（複合磁性体）と従来の磁性基体との相違点を説明する。図１１ａ及び図１１ｂはそれぞれ、従来の磁性基体に含まれている金属磁性粒子同士の結合を説明するための模式図である。図１１ａは、絶縁性の微粒子を含まない従来の磁性基体内の一領域において隣接して配置されている金属磁性粒子５１ａ、５１ｂを示しており、図１１ｂは、当該磁性基体内の別の領域において隣接して配置されている金属磁性粒子６１ａ、６１ｂを示している。図１１ａに示されているように、絶縁性の微粒子を含まない従来の磁性基体においては、金属磁性粒子５１ａと金属磁性粒子５１ｂとの間に微粒子が介在していないため、金属磁性粒子５１ａと金属磁性粒子５１ｂとの間隔が小さくなりすぎることがある。金属磁性粒子５１ａと金属磁性粒子５１ｂとの間隔が１０ｎｍ以下、特に５ｎｍ以下になると金属磁性粒子５１ａと金属磁性粒子５１ｂとの間の電気的絶縁性が確保できなくなる。他方、当該磁性基体の別の領域においては、図１１ｂに示されているように、隣接する金属磁性粒子６１ａ、６１ｂ間の距離が大きくなることがある。このように、絶縁性の微粒子を含まない従来の磁性基体においては、一部の領域において隣接する金属磁性粒子間の距離が小さくなり、他の領域において隣接する金属磁性粒子間の距離が大きくなることがある。つまり、絶縁性の微粒子を含まない従来の磁性基体においては、隣接する金属磁性粒子間の距離のばらつきが大きくなる。このため、隣接する金属磁性粒子間の間隔が小さい領域（例えば、図１１ａに示されている領域）を通る磁路において局所的な磁気飽和が起こりやすい。このため、従来の磁性基体においては定格電流を高くすることができない。
【0058】
これに対して、本発明の一実施形態による基体１０においては、図４に示されているように、隣接する金属磁性粒子３１の間の間隔を微粒子４１の直径に揃えることができるので、隣接する金属磁性粒子３１間の間隔のばらつきを従来よりも小さくすることができる。よって、本発明の一実施形態による基体１０を用いたコイル部品１の定格電流を高くすることができる。これにより、基体１０の磁気飽和特性を向上させることができる。
【0059】
本発明の一実施形態による基体１０においては、図５に示されているように、第１金属磁性粒子３１ａの表面に設けられた第１酸化膜３２ａが第２金属磁性粒子３１ｂの表面に設けられた第２酸化膜３２ｂと接しているため、第１金属磁性粒子３１ａと第２金属磁性粒子３１ｂとは、第１酸化膜３２ａ及び第２酸化膜３２ｂにより結合される。第１酸化膜３２ａ及び第２酸化膜３２ｂに強磁性体（例えば、マグネタイト）を含めることにより、隣接する金属磁性粒子同士が非磁性のコーティング膜や非磁性の結着剤を介して結合される磁性複合体よりも基体１０の透磁率を向上させることができる。
【0060】
シャープな粒度分布を有する微粒子粉を原料粉から微粒子４１を作製することにより、基体１０における微粒子４１の粒径のばらつきを小さくすることができる。これにより、基体１０の磁気飽和特性をさらに向上させることができる。
【0061】
次に、コイル部品１の製造方法について説明する。コイル部品１は、例えばシート積層法によって製造することができる。以下では、シート積層法によるコイル部品１の製造方法の一例を説明する。
【0062】
まず、基体１０を構成する各磁性膜（上側カバー層１８を構成する磁性膜１８ａ～１８ｄ、磁性体層２０を構成する磁性膜１１～磁性膜１７、及び下側カバー層１９を構成する磁性膜１９ａ～１９ｄ）の前駆体である磁性体シートを作製する。磁性体シートは、例えば、図７のステップＳ１１～Ｓ１３に従って作製される。具体的には、金属磁性粒子３１の原料となる軟磁性金属粉と微粒子４１の原料となる微粒子粉とを混合して得られた混合粉を樹脂及び溶剤と混練して混合樹脂組成物を生成し、この混合樹脂組成物をドクターブレード法又はこれ以外の一般的な方法にてプラスチック製のベースフィルムの表面に塗布して乾燥させシート状の成型体を得る。このシート状の成型体を型内で１０～１００ＭＰａ程度の成型圧力で加圧することにより磁性体シートが作製される。
【0063】
次に、磁性膜１１～磁性膜１６の前駆体である各磁性体シートの所定の位置に、各磁性体シートをＴ軸方向に貫く貫通孔を形成する。次に、磁性膜１１～磁性膜１７となる磁性体シートの各々の上面に、導電ペーストをスクリーン印刷法により印刷することで、当該磁性体シートに導体パターンを形成するとともに、各磁性体シートに形成された貫通孔に導電ペーストを埋め込む。このようにして磁性膜１１～磁性膜１７の前駆体である磁性体シートに形成された導体パターンは、加熱後にそれぞれ導体パターンＣ１１～導体パターンＣ１７となり、各貫通孔に埋め込まれた金属は、加熱後にそれぞれビアＶ１～Ｖ６となる。各導体パターンは、スクリーン印刷法以外にも公知の様々な方法で形成され得る。
【0064】
次に、磁性膜１１～磁性膜１７の前駆体である各磁性体シートを積層してコイル積層体を得る。磁性膜１１～磁性膜１７の前駆体である各磁性体シートは、当該各磁性体シートに形成されている導体パターンＣ１１～Ｃ１７の各々が隣接する導体パターンとビアＶ１～Ｖａ６を介して電気的に接続されるように積層される。
【0065】
次に、複数の磁性体シートを積層して上側カバー層１８となる上側積層体を形成する。また、複数の磁性体シートを積層して下側カバー層１９となる下側積層体を形成する。
【0066】
次に、下側積層体、コイル積層体、上側積層体をＴ軸方向の負方向側から正方向側に向かってこの順序で積層し、この積層された各積層体をプレス機により熱圧着することで本体積層体が得られる。本体積層体は、下側積層体、コイル積層体、及び上側積層体を形成せずに、準備した磁性体シート全てを順番に積層して、この積層された磁性体シートを一括して熱圧着することにより形成しても良い。次に、ダイシング機やレーザ加工機等の切断機を用いて上記本体積層体を所望のサイズに個片化することで、チップ積層体が得られる。チップ積層体の端部に対しては、必要に応じて、バレル研磨等の研磨処理を行ってもよい。
【0067】
次に、このチップ積層体を脱脂し、脱脂されたチップ積層体を熱処理することで基体１０が得られる。この熱処理により、金属磁性粒子の表面に酸化膜３２が形成され、隣り合う金属磁性粒子３１同士が酸化膜３２を介して結合する。また、熱処理の間に基体１０の表面に酸化膜が形成される。チップ積層体の熱処理は、６００℃～９００℃で、２０分間～１２０分間の加熱時間だけ行われる。
【0068】
次に、このチップ積層体の両端部に導体ペーストを塗布することにより、外部電極２１及び外部電極２２を形成する。外部電極２１及び外部電極２２には、必要に応じて、半田バリア層及び半田濡れ層の少なくとも一方が形成されてもよい。以上により、コイル部品１が得られる。
【0069】
コイル部品１は、圧縮成型法、薄膜プロセス法、スラリービルド法、又はこれら以外の公知の方法で作製されてもよい。
【実施例0070】
以下のようにして微粒子４１の平均粒径が異なる５種類の磁性複合体を作成し、その磁気特性を評価した。まず、金属磁性粒子３１の原料として、平均粒径４μｍの軟磁性金属粉（Ｆｅ：９５ｗｔ％、Ｓｉ：３．５ｗｔ％、Ｃｒ：１．５ｗｔ％）を準備した。また、微粒子４１の原料として、平均粒径が１０ｎｍ（信越化学工業株式会社製のＱＳＧシリーズ）のシリカ微粒子を準備した。次に、軟磁性金属粉１００ｗｔ％に対して、０．２ｗｔ％の割合で微粒子粉を添加し、この軟磁性金属粉及び微粒子粉をともにプラネタリーミキサーに投入し、混合粉を作製した。この軟磁性金属粉と微粒子粉との混合は、軟磁性金属粉の各々の表面に微粒子粉が付着するように行った。
【0071】
次に、混合粉をアクリル樹脂及び溶剤と混練して混合樹脂組成物を生成した。次に、混合樹脂組成物をＰＥＴフィルム上にドクターブレード法により塗工し、この塗工された混合樹脂組成物を乾燥させて溶剤を揮発させることでシート形状の樹脂成型体を得た。このシート形状の樹脂成型体を積層して厚みが４．５ｍｍの積層体を得た。次に、この積層体を１０ｔ／ｃｍ2の圧力で二段階で圧着することで積層体を得た。この積層体を外径が１９ｍｍ内径が１０ｍｍのトロイダル形状に打ち抜いた。次に、このトロイダル形状に打ち抜かれた積層体に大気中で３５０℃の温度で脱脂処理を行った。次に、脱脂された積層体に対して、大気中において８００℃で６０分間熱処理を行った。この熱処理により、試料１の磁性複合体が得られた。熱処理において、軟磁性金属粉は、表面に酸化膜３２が形成された金属磁性粒子３１となり、微粒子粉は、微粒子４１となった。
【0072】
また、微粒子粉の平均粒径を変更して、試料２～試料５を作製した。具体的には、平均粒径が３０ｎｍ、８０ｎｍ、１１０ｎｍ、１７０ｎｍの４種類の微粒子粉（それぞれ、信越化学工業株式会社製のＱＳＧシリーズ）を準備し、これらの微粒子粉を微粒子４１の原料粉として、試料１と同じ方法で試料２～試料５の磁性複合体を作製した。
【0073】
さらに、微粒子粉に代えて、有機系分散材としてカルボキシル基含有ポリマー変性物を軟磁性金属粉に添加し、試料１と同じ方法で磁性複合体を作製した。有機系分散剤を用いて作製された磁性複合体を試料６とする。
【0074】
さらに、微粒子粉及び有機系分散材のいずれとも混合されていない軟磁性金属粉をアクリル樹脂及び溶剤と混練して樹脂組成物を生成し、この樹脂組成物に、試料１～試料６と同じ条件で脱脂処理及び熱処理を行って、試料７の磁性体を作成した。
【0075】
以上のようにして作製された試料１～試料７の各々について、金属磁性粒子３１の充填率を測定した。具体的には、各試料をその厚さ方向に沿って切断して断面を露出させ、当該断面の視野の全面積に対する金属磁性粒子が占める面積を充填率とした。
【0076】
試料１～試料７の各々について、Ａｇｉｌｅｎｔ社製インピーダンスアナライザＥ４９９１Ａを用いて、１００ｋＨｚの周波数における透磁率を測定した。
【0077】
試料１～試料７の各々について、飽和電流値（Ｉｓａｔ）を測定した。飽和電流値は、インダクタに直流電流を印加しない時のインダクタンスを初期値とし、直流電流の印加によりインダクタンスが初期値から３０％低下する時の直流電流である。
【0078】
試料１～試料７の各々について、以下のようにして耐電圧性を評価した。試料１～試料７の対向する２つの面に電極を形成し、この電極間に電圧を印加して電流値を測定することで行った。印加電圧を徐々に上げて電流値を測定し、該電流値から算出される電流密度が０．０１Ａ／ｃｍ2となった電圧から算出される電界強度を破壊電圧（ＢＤＶ、Ｂｒｅａｋｄｏｗｎ Ｖｏｌｔａｇｅ）とした。
【0079】
以上のようにして測定された充填率、透磁率、飽和電流値、及び破壊電圧を表１にまとめた。
【表1】
【0080】
以上の測定結果から、試料１～試料５においては、微粒子４１を含まない試料６と比べて飽和電流値が向上することが確認できた。また、試料１～試料５においては、０．３Ｖ／μｍ以上の破壊電圧を確保できることが確認できた。さらに、微粒子４１を含む磁性複合体である試料１～試料４においては、微粒子を含まない試料７と比べて、充填率が向上し、その結果、透磁率が向上することが確認できた。試料５においては、微粒子４１の平均粒径が大きいため、その分だけ金属磁性粒子３１の充填率が低下したと考えられる。このため、微粒子４１の平均粒径を１１０ｎｍ以下とすることにより、微粒子４１や有機系分散材を含まない透磁率を向上できることが分かった。
【0081】
有機系分散材が用いられている試料６においては、充填率及び透磁率は向上するが、飽和電流値が小さい。試料６においては、隣接する金属磁性粒子間の間隔のばらつきが大きいため、金属磁性粒子間の距離が小さい領域において局所的な磁気飽和が発生しやすく、このため飽和電流値が小さくなっていると考えられる。
【0082】
また、試料６においては、破壊電圧が大幅に劣化している。軟磁性金属粉に有機系分散剤が添加されている試料６では、熱処理において有機系分散材の残渣（カーボン）が雰囲気中の酸素を消費するため、金属磁性体同士の表面における酸化膜（特に、酸化鉄）の生成を阻害する。このため、隣接する金属磁性粒子間で絶縁破壊が起こりやすい。微粒子粉としてシリカ微粒子を用いる場合には、熱処理時に酸素を消費する副生成物が生成されないので、金属磁性粒子３１の表面における酸化膜３２の生成が阻害されない。このため、シリカ微粒子を用いることで、破壊電圧を向上させることができる。
【0083】
次に、試料２及び試料７の作成過程で得られたシート形状の樹脂成型体について、次のようにして伸び特性を評価した。試料２の作成過程で得られたシート形状の樹脂成型体を３ｃｍ×９ｃｍに大きさに裁断し、幅３ｃｍ、長さ９ｃｍの短冊状の試験片（試料Ｂ１）を得た。同様に、試料７の作成過程で得られたシート形状の樹脂成型体を３ｃｍ×９ｃｍに大きさに裁断し、幅３ｃｍ、長さ９ｃｍの短冊状の試験片を得た。これらの試験片（試料Ｂ２）について、ＪＩＳ Ｋ ７１２７に準拠して、下記条件にて引張試験を行い、破断伸度を求めた。
・引張速度：３０ｍｍ/ｍｉｎ
・温度：２５℃
・チャック間距離：５０ｍｍ
・引張速度：３０ｍｍ/ｍｉｎ
・温度：２５℃
・チャック間距離：５０ｍｍ
【0084】
また、これらの試験片について密度を測定した。破断伸度及び密度の測定結果は、以下の表２に記載のとおりであった。
【表2】
【0085】
以上の測定結果から、微粒子粉（シリカ微粒子）を含む試料Ｂ１のシートにおける密度は、微粒子分を含まない試料Ｂ２のシートにおける密度よりも向上していることが分かった。この密度の向上は、微粒子粉が軟磁性金属粉の混合樹脂組成物中での流動性や分散性を向上させるためと考えられる。
【0086】
試料Ｂ１のシートの密度が向上したことにより、試料Ｂ１の破断伸度は、試料Ｂ２の破断伸度よりも向上している。このため、試料Ｂ１のシートは、ハンドリング性に優れている。例えば、試料Ｂ１のシートは、ベースフィルムから剥離しやすい。また、試料Ｂ１のシートにおいては、ベースフィルムから剥離する際に形状がゆがみにくいので、シート上に導電性ペーストを精度よく印刷することができる。
【0087】
本明細書において説明された製造方法に含まれる工程の一部は、適宜省略可能である。コイル部品１の製造方法においては、本明細書において明示的に説明されていない工程が必要に応じて実行され得る。上記のコイル部品１の製造方法に含まれる各工程の一部は、本発明の趣旨から逸脱しない限り、随時順番を入れ替えて実行され得る。上記のコイル部品１の製造方法に含まれる各工程の一部は、可能であれば、同時に又は並行して実行され得る。
【0088】
前述の様々な実施形態で説明された各構成要素の寸法、材料及び配置は、それぞれ、各実施形態で明示的に説明されたものに限定されず、当該各構成要素は、本発明の範囲に含まれ得る任意の寸法、材料及び配置を有するように変形することができる。
【0089】
本明細書において明示的に説明していない構成要素を、上述の各実施形態に付加することもできるし、各実施形態において説明した構成要素の一部を省略することもできる。
【0090】
本明細書等における「第１」、「第２」、「第３」などの表記は、構成要素を識別するために付するものであり、必ずしも、数、順序、もしくはその内容を限定するものではない。また、構成要素の識別のための番号は文脈毎に用いられ、一つの文脈で用いた番号が、他の文脈で必ずしも同一の構成を示すとは限らない。また、ある番号で識別された構成要素が、他の番号で識別された構成要素の機能を兼ねることを妨げるものではない。
【0091】
本明細書では、以下の技術も開示される。
［１］
第１金属磁性粒子及び前記第１金属磁性粒子に隣接する第２金属磁性粒子を含む複数の金属磁性粒子と、
前記第１金属磁性粒子及び前記第２金属磁性粒子に接するように配置された絶縁性で非磁性の第１微粒子と、
前記第１金属磁性粒子の表面に設けられており前記第１金属磁性粒子を構成する元素の酸化物を含む絶縁性の第１酸化膜と、
前記第２金属磁性粒子の表面に設けられており前記第２金属磁性粒子を構成する元素の酸化物を含む絶縁性の第２酸化膜と、
を備える磁性複合体。
［２］
前記第１酸化膜は、前記第２酸化膜と結合している、
［１］に記載の磁性複合体。
［３］
前記第１微粒子は、前記第１酸化膜及び前記第２酸化膜により覆われている、
［１］又は［２］に記載の磁性複合体。
［４］
前記第１微粒子の平均粒径は、１０ｎｍ以上１１０ｎｍ以下である、
［１］から［３］のいずれか１つに記載の磁性複合体。
［５］
前記第１金属磁性粒子の表面に互いから離間して配置された複数の微粒子を備え、
前記複数の微粒子の各々は、絶縁性で且つ非磁性であり、
前記複数の微粒子の各々の少なくとも一部は、前記第１酸化膜で覆われており、
前記複数の微粒子は、前記第１微粒子を含む、
［１］から［４］のいずれか１つに記載の磁性複合体。
［６］
前記複数の微粒子は、前記第１微粒子に隣接する第２微粒子を含み、
前記第１微粒子と前記第２微粒子との間の距離は、前記第１微粒子の粒径及び前記第２微粒子の粒径のいずれよりも大きい、
［１］から［５］のいずれか１つに記載の磁性複合体。
［７］
前記複数の微粒子の各々は、疎水処理されたＳｉＯ2粒子である、
［１］から［６］のいずれか１つに記載の磁性複合体。
［８］
前記複数の金属磁性粒子の各々は、Ｆｅ基金属磁性粒子である、
［１］から［７］のいずれか１つに記載の磁性複合体。
［９］
［１］から［８］のいずれか１つに記載の磁性複合体と、
前記磁性複合体に設けられたコイル導体と、
を備えるコイル部品。
［１０］
［９］に記載のコイル部品を備える回路基板。
［１１］
［１０］に記載の回路基板を備える電子機器。
［１２］
複数の軟磁性金属粉及び絶縁性且つ非磁性の複数の微粒子粉を混合することにより混合粉を得る工程と、
前記混合粉を樹脂と混合することで混合樹脂組成物を得る工程と、
前記混合樹脂組成物を圧縮して前記複数の軟磁性金属粉のうち隣接する軟磁性金属粉の間に前記複数の微粒子粉のうちの少なくとも一つが配置された圧縮成型体を得る工程と、
前記圧縮成型体を加熱することで、前記樹脂を脱脂し、前記複数の軟磁性金属粉の各々の表面に酸化膜を形成する加熱工程と、
を備える磁性複合体の製造方法。
［１３］
前記混合粉に含まれる前記複数の軟磁性金属粉の各々の表面には、前記複数の微粒子粉の一部が付着している、
［１２］に記載の磁性複合体の製造方法。
［１４］
前記加熱工程により、前記複数の軟磁性金属粉のうち隣接する軟磁性金属粉の各々の表面に形成された酸化膜同士が結合する、
［１２］又は［１３］に記載の磁性複合体の製造方法。
［１５］
前記複数の軟磁性金属粉の各々は、Ｆｅ基軟磁性金属粉である、
［１２］又は［１３］に記載の磁性複合体の製造方法。
［１］
第１金属磁性粒子及び前記第１金属磁性粒子に隣接する第２金属磁性粒子を含む複数の金属磁性粒子と、
前記第１金属磁性粒子及び前記第２金属磁性粒子に接するように配置された絶縁性で非磁性の第１微粒子と、
前記第１金属磁性粒子の表面に設けられており前記第１金属磁性粒子を構成する元素の酸化物を含む絶縁性の第１酸化膜と、
前記第２金属磁性粒子の表面に設けられており前記第２金属磁性粒子を構成する元素の酸化物を含む絶縁性の第２酸化膜と、
を備える磁性複合体。
［２］
前記第１酸化膜は、前記第２酸化膜と結合している、
［１］に記載の磁性複合体。
［３］
前記第１微粒子は、前記第１酸化膜及び前記第２酸化膜により覆われている、
［１］又は［２］に記載の磁性複合体。
［４］
前記第１微粒子の平均粒径は、１０ｎｍ以上１１０ｎｍ以下である、
［１］から［３］のいずれか１つに記載の磁性複合体。
［５］
前記第１金属磁性粒子の表面に互いから離間して配置された複数の微粒子を備え、
前記複数の微粒子の各々は、絶縁性で且つ非磁性であり、
前記複数の微粒子の各々の少なくとも一部は、前記第１酸化膜で覆われており、
前記複数の微粒子は、前記第１微粒子を含む、
［１］から［４］のいずれか１つに記載の磁性複合体。
［６］
前記複数の微粒子は、前記第１微粒子に隣接する第２微粒子を含み、
前記第１微粒子と前記第２微粒子との間の距離は、前記第１微粒子の粒径及び前記第２微粒子の粒径のいずれよりも大きい、
［１］から［５］のいずれか１つに記載の磁性複合体。
［７］
前記複数の微粒子の各々は、疎水処理されたＳｉＯ2粒子である、
［１］から［６］のいずれか１つに記載の磁性複合体。
［８］
前記複数の金属磁性粒子の各々は、Ｆｅ基金属磁性粒子である、
［１］から［７］のいずれか１つに記載の磁性複合体。
［９］
［１］から［８］のいずれか１つに記載の磁性複合体と、
前記磁性複合体に設けられたコイル導体と、
を備えるコイル部品。
［１０］
［９］に記載のコイル部品を備える回路基板。
［１１］
［１０］に記載の回路基板を備える電子機器。
［１２］
複数の軟磁性金属粉及び絶縁性且つ非磁性の複数の微粒子粉を混合することにより混合粉を得る工程と、
前記混合粉を樹脂と混合することで混合樹脂組成物を得る工程と、
前記混合樹脂組成物を圧縮して前記複数の軟磁性金属粉のうち隣接する軟磁性金属粉の間に前記複数の微粒子粉のうちの少なくとも一つが配置された圧縮成型体を得る工程と、
前記圧縮成型体を加熱することで、前記樹脂を脱脂し、前記複数の軟磁性金属粉の各々の表面に酸化膜を形成する加熱工程と、
を備える磁性複合体の製造方法。
［１３］
前記混合粉に含まれる前記複数の軟磁性金属粉の各々の表面には、前記複数の微粒子粉の一部が付着している、
［１２］に記載の磁性複合体の製造方法。
［１４］
前記加熱工程により、前記複数の軟磁性金属粉のうち隣接する軟磁性金属粉の各々の表面に形成された酸化膜同士が結合する、
［１２］又は［１３］に記載の磁性複合体の製造方法。
［１５］
前記複数の軟磁性金属粉の各々は、Ｆｅ基軟磁性金属粉である、
［１２］又は［１３］に記載の磁性複合体の製造方法。
【符号の説明】
【0092】
１ コイル部品
１０ 基体（磁性複合体）
２１、２２ 外部電極
３１ 金属磁性粒子
３１ａ 第１金属磁性粒子
３１ｂ 第２金属磁性粒子
３２ 酸化膜
３２ａ 第１酸化膜
３２ｂ 第２酸化膜
４１ 微粒子
１３１ 軟磁性金属粉
１４１ 微粒子粉
１０ 基体（磁性複合体）
２１、２２ 外部電極
３１ 金属磁性粒子
３１ａ 第１金属磁性粒子
３１ｂ 第２金属磁性粒子
３２ 酸化膜
３２ａ 第１酸化膜
３２ｂ 第２酸化膜
４１ 微粒子
１３１ 軟磁性金属粉
１４１ 微粒子粉
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11a】
【図11b】
