特開 2024-121664 コイル部品

(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】P2024121664

(43)【公開日】2024-09-06

(54)【発明の名称】コイル部品

(51)【国際特許分類】

   H01F 27/36 20060101AFI20240830BHJP

   H01F 17/04 20060101ALI20240830BHJP

   H01F 27/28 20060101ALI20240830BHJP

   H01F 27/255 20060101ALI20240830BHJP

   H01F 27/24 20060101ALI20240830BHJP

【ＦＩ】

H01F27/36 101

H01F17/04 F

H01F27/28 185

H01F27/36 154

H01F27/255

H01F27/24 J

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023028882

(22)【出願日】2023-02-27

(71)【出願人】

【識別番号】000003067

【氏名又は名称】ＴＤＫ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100124062

【弁理士】

【氏名又は名称】三上 敬史

(72)【発明者】

【氏名】小柳 佑市

(72)【発明者】

【氏名】外海 透

(72)【発明者】

【氏名】石原 知弥

【テーマコード（参考）】

5E044

5E058

5E070

【Ｆターム（参考）】

5E044DA04

5E058BB19

5E058CC15

5E070AA01

5E070AB01

5E070BA12

5E070DA13

5E070DA17

5E070EA01

5E070EB04

(57)【要約】

【課題】素体と磁性シートとの間の界面剥離が抑制されたコイル部品を提供する。
【解決手段】 コイル部品１においては、磁性シート３０の表面に設けられた窪み３０ａが素体１０と磁性シート３０との間の接合面積の拡大に寄与し、それにより、素体１０と磁性シート３０との間の界面剥離が抑制されている。特に、コイル２０の軸線Ｚの方向から見て、磁性シート３０が素体１０の全面に亘ることで接合面積の最大化が図られ、界面剥離がより抑制され得る。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

金属粉および樹脂を含む材料で構成された素体と、
前記素体内に設けられたコイルと、
前記素体内において前記コイルの軸線に対して交差して延在し、表面の一部に窪みを有する磁性シートと
を備える、コイル部品。

【請求項2】

前記磁性シートが金属板で構成されている、請求項１に記載のコイル部品。

【請求項3】

前記金属粉の硬度が前記磁性シートの硬度より高い、請求項１に記載のコイル部品。

【請求項4】

前記磁性シートが前記素体内に複数層設けられている、請求項１に記載のコイル部品。

【請求項5】

隣り合う前記磁性シートの層間に、前記素体の材料が介在している、請求項４に記載のコイル部品。

【請求項6】

前記素体の材料が、平均粒径が異なる複数種類の金属粉を含み、
前記磁性シートの窪みに、平均粒径がより小さい種類の金属粉と樹脂とが入り込んでいる、請求項１に記載のコイル部品。

【請求項7】

前記コイルの軸線方向から見て、前記磁性シートは前記素体の全面に亘っている、請求項１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、コイル部品に関する。

【背景技術】

【0002】

下記特許文献１には、コイルを含む絶縁性素体と、素体上に配置されたシート状の磁性体とを備えるコイル部品が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００３－２０３８１３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

発明者らは、ノイズの原因となるコイル部品の漏れ磁束について研究を重ねた末に、コイルを含む磁性素体の内部に磁性シートを設けることで、漏れ磁束を低減できるとの知見を得た。この場合、磁性素体と磁性シートとの間の接合が十分でないと、磁性素体と磁性シートとの界面剥離が生じることが考えられる。

【0005】

本発明の一側面は、素体と磁性シートとの間の界面剥離が抑制された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】

【0006】

本発明の一側面に係るコイル部品は、金属粉および樹脂を含む材料で構成された素体と、素体内に設けられたコイルと、素体内においてコイルの軸線に対して交差して延在し、表面の一部に窪みを有する磁性シートとを備える。

【0007】

上記コイル部品においては、磁性シートの窪みによって素体と磁性シートとの間の界面剥離が抑制されている。

【0008】

他の側面に係るコイル部品では、磁性シートが金属板で構成されている。

【0009】

他の側面に係るコイル部品では、金属粉の硬度が磁性シートの硬度より高い。

【0010】

他の側面に係るコイル部品では、磁性シートが素体内に複数層設けられている。

【0011】

他の側面に係るコイル部品では、隣り合う磁性シートの層間に、素体の材料が介在している。

【0012】

他の側面に係るコイル部品では、素体の材料が、平均粒径が異なる複数種類の金属粉を含み、磁性シートの窪みに、平均粒径がより小さい種類の金属粉と樹脂とが入り込んでいる。

【0013】

他の側面に係るコイル部品では、コイルの軸線方向から見て、磁性シートは素体の全面に亘っている。

【発明の効果】

【0014】

本発明の種々の側面によれば、素体と磁性シートとの間の界面剥離が抑制されたコイル部品が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】実施形態に係るコイル部品を示す概略斜視図である。

【図2】図１に示したコイル部品のＩＩ－ＩＩ線断面図である。

【図3】図２に示したコイルの構成を示した概略斜視図である。

【図4】素体と磁性シートとの界面の様子を示した要部拡大断面図である。

【図5】図２とは異なる態様のコイル部品を示した断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、添付図面を参照しつつ本発明を実施するための形態を説明する。図面の説明において、同一又は同等の要素には同一符号を用い、重複する説明は省略する。

【0017】

一実施形態に係るコイル部品１は、図１、２に示すように、素体１０と、素体１０内に埋設されたコイル２０と、素体１０の表面に設けられた一対の外部端子１４Ａ、１４Ｂとを備えて構成されている。

【0018】

素体１０は、略直方体状の外形を有し、６つの面１０ａ～１０ｆを有する。素体１０は、一例として、長辺２．５ｍｍ、短辺２．０ｍｍ、高さ１．２ｍｍの寸法で設計される。素体１０の面１０ａ～１０ｆのうち、端面１０ａと端面１０ｂとが互いに平行であり、上面１０ｃと下面１０ｄとが互いに平行であり、側面１０ｅと側面１０ｆとが互いに平行である。素体１０の下面１０ｄは、コイル部品１が実装される実装基板の実装面と平行に対向する面である。

【0019】

素体１０は、磁性材料の一種である金属磁性粉含有樹脂で構成されている。金属磁性粉含有樹脂は、金属磁性粉体がバインダ樹脂により結着された結着粉体である。金属磁性粉含有樹脂の金属磁性粉は、たとえば鉄を含有し、合金系であるパーマロイ、センダスト、ＦｅＳｉＣｒ、ＦｅＳｉや、カルボニル鉄、または、アモルファス合金、ナノ結晶等で構成されている。このような金属磁性粉は、後述する磁性シート３０の硬度より高い硬度を有する材料から選択することができる。バインダ樹脂は、たとえば熱硬化性のエポキシ樹脂である。本実施形態では、結着粉体における金属磁性粉体の含有量は、体積パーセントでは７５～９２ｖｏｌ％であり、質量パーセントでは９５～９９ｗｔ％である。磁気特性の観点から、結着粉体における金属磁性粉体の含有量は、体積パーセントで８０～９２ｖｏｌ％、質量パーセントで９７～９９ｗｔ％であってもよい。

【0020】

素体１０を構成する金属磁性粉含有樹脂の磁性粉は、１種類の平均粒径を有する粉体であってもよく、複数種類の平均粒径を有する混合粉体であってもよい。素体１０を構成する金属磁性粉含有樹脂の磁性粉が混合粉体の場合、平均粒径が異なる磁性粉の種類やＦｅ組成比は、同一であってもよく、異なっていてもよい。本実施形態では、素体１０を構成する金属磁性粉含有樹脂は、３種類の平均粒径を有する混合粉体を含んでいる。一例として、最大の平均粒径を有する磁性粉（図４に示した大径粉１３）の粒径は１５～３０μｍ、最小の平均粒径を有する磁性粉（図４に示した小径粉１１）の粒径は０．３～１．５μｍ、大径粉と小径粉との間の平均粒径を有する磁性粉（図４に示した中径粉１２）は３～１０μｍである。混合粉体１００重量部に対して、大径粉１３は６０～８０重量部の範囲、中径粉１２は１０～２０重量部の範囲、小径粉１１は１０～２０重量部の範囲で含まれていてもよい。

【0021】

コイル２０は、素体１０に埋設されている。図３に示すように、コイル２０は、Ｃｕなどからなる芯材２１を絶縁被覆２２（絶縁体）で覆ったワイヤ状の被覆導線で構成されている。コイル２０は、上下方向（すなわち、上面１０ｃと下面１０ｄとの対面方向）に延びる軸線Ｚを有する。本実施形態においては、１本のコイル導線が上下方向に沿って螺旋状に多重に巻回されており、より具体的には、螺旋状に３重に巻回されている。コイル２０の一端２０ａおよび他端２０ｂは、素体１０の下面１０ｄに露出している。本実施形態では、コイル２０の端部２０ａ、２０ｂは、素体１０の下面１０ｄにおいて端面１０ａ、１０ｂに平行な方向に延びている。コイル２０の端部２０ａ、２０ｂはいずれも、研磨等によって絶縁被覆２２が除去されており、下面１０ｄに芯材２１が露出している。コイル２０の一端２０ａおよび他端２０ｂは、素体１０の下面１０ｄを覆う部分の外部端子１４Ａ、１４Ｂにそれぞれ接続されている。コイル２０は、断面が円形である丸線ワイヤであってもよく、断面が四角形である平角ワイヤであってもよい。

【0022】

外部端子１４Ａ、１４Ｂはいずれも、Ｌ字状に屈曲しており、端面１０ａ、１０ｂと下面１０ｄとを連続的に覆っている。外部端子１４Ａは、端面１０ａの全域および下面１０ｄの一部領域（具体的には、端面１０ａ側の縁に沿って延びる矩形領域）を覆っている。外部端子１４Ｂは、端面１０ｂの全域および下面１０ｄの一部領域（具体的には、端面１０ｂ側の縁に沿って延びる矩形領域）を覆っている。外部端子１４Ａ、１４Ｂのうちの下面１０ｄを覆う部分が、下面１０ｄに露出したコイル２０の端部２０ａ、２０ｂを覆っている。

【0023】

本実施形態では、外部端子１４Ａ、１４Ｂは、樹脂電極で構成されており、たとえばＡｇ粉を含有する樹脂で構成されている。外部端子１４Ａ、１４Ｂは、金属メッキにより構成することができる。外部端子１４Ａ、１４Ｂは、単層構造であってもよく、複数層構造であってもよい。外部端子１４Ａ、１４Ｂは、素体１０の表面を直接覆っていてもよく、所定の絶縁層を介して素体１０の表面を間接的に覆っていてもよい。絶縁層は、たとえば、コイル２０の端部２０ａ、２０ｂと外部端子１４Ａ、１４Ｂとの接続領域を除く外部端子１４Ａ、１４Ｂの形成領域の全域に亘って設けられていてもよい。このような絶縁層は、たとえばエポキシ系樹脂等の樹脂によって構成され得る。

【0024】

素体１０の内部には、さらに磁性シート３０が設けられている。磁性シート３０は、コイル２０の軸線Ｚに対して交差するように延在している。本実施形態では、磁性シート３０は、コイル２０の軸線Ｚに対して直交するように延在している。また、磁性シート３０は、コイル２０の軸線Ｚの方向から見て、素体１０の全面に亘っている。すなわち、コイル２０の軸線Ｚの方向から見て、素体１０は矩形状を呈し、磁性シート３０も素体１０と実質的に同一寸法の矩形状を呈する。磁性シート３０は、コイル２０の軸線Ｚの方向から見て、素体１０の全面に亘っている限りにおいて、完全なシート状であってもよく、局所的に分断されたシート状であってもよい。

【0025】

本実施形態では、磁性シート３０はコイル２０の上側に位置している。すなわち、磁性シート３０は、素体１０の上下方向（コイル２０の軸線Ｚの方向）に関し、コイル２０と素体１０の上面１０ｃとの間に位置している。本実施形態において、磁性シート３０は素体１０の上面１０ｃから露出しておらず、かつ、コイル２０には接していない。

【0026】

磁性シート３０は、たとえば金属板（または金属リボン）で構成することができる。磁性シート３０は、アモルファスリボンやナノ結晶リボンで構成することもできる。磁性シート３０は、金属磁性粉と樹脂とを含む複合材料で構成することもできる。磁性シート３０は、単一種類の材料で構成された単層構造であってもよく、単一種類または複数種類の材料で構成された複数層構造であってもよい。磁性シート３０が複数層構造である場合、磁性シート３０は、磁性材料で構成された層（磁性層）に加えて、非磁性材料で構成された層（たとえば樹脂層）を含んでいてもよい。

【0027】

図４に示されているとおり、磁性シート３０は、その表面の一部に窪み３０ａを有する。窪み３０ａは、磁性シート３０の一方の表面のみにあってもよく、両面にあってもよい。また、窪み３０ａの数は、一つでもよく、複数であってもよい。磁性シート３０の窪み３０ａには素体１０を構成する金属磁性粉含有樹脂が入り込んでおり、窪み３０ａは金属磁性粉含有樹脂で充たされている。図４に示すとおり、窪み３０ａには、金属磁性粉含有樹脂に含まれる３種類の平均粒径を有する磁性粉１１、１２、１３のうちの小径粉１１が入り込んでおり、かつ、金属磁性粉含有樹脂を構成するバインダ樹脂が入り込んでいる。

【0028】

上述したコイル部品１においては、磁性シート３０の表面に設けられた窪み３０ａが素体１０と磁性シート３０との間の接合面積の拡大に寄与し、それにより、素体１０と磁性シート３０との間の界面剥離が抑制されている。特に、コイル２０の軸線Ｚの方向から見て、磁性シート３０が素体１０の全面に亘ることで接合面積の最大化が図られ、界面剥離がより抑制され得る。

【0029】

なお、磁性シート３０は、素体１０内に一つだけ設けられていてもよく、素体１０内に複数設けられていてもよい。図５には、３つの磁性シート３０（磁性シート３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ）が設けられた態様が示されている。３つの磁性シート３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃはいずれも、コイル２０の軸線Ｚに対して交差（図５に示した態様では直交）するように延在している。磁性シート３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃはいずれも、コイル２０の軸線Ｚの方向から見て、素体１０の全面に亘っている。磁性シート３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃの全部または一部は、コイル２０の軸線Ｚの方向から見て、素体１０の全面に亘っている限りにおいて、完全なシート状であってもよく、局所的に分断されたシート状であってもよい。

【0030】

磁性シート３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃはいずれも、コイル２０の上側に位置している。すなわち、磁性シート３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃはいずれも、素体１０の上下方向に関し、コイル２０と素体１０の上面１０ｃとの間に位置している。本実施形態において、磁性シート３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃはいずれも、素体１０の上面１０ｃから露出しておらず、かつ、コイル２０には接していない。

【0031】

磁性シート３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃの層間には、素体１０を構成する金属磁性粉含有樹脂が介在している。磁性シート３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃの層間距離は、均等であってもよく異なっていてもよい。

【0032】

磁性シート３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃの構成材料は、上述した磁性シート３０と同様、単一種類の材料で構成された単層構造であってもよく、単一種類または複数種類の材料で構成された複数層構造であってもよい。各磁性シート３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃが複数層構造である場合、各磁性シート３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃは、磁性材料で構成された層（磁性層）に加えて、非磁性材料で構成された層（たとえば樹脂層）を含んでいてもよい。

【0033】

図５に示した形態においても、磁性シート３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃの全部または一部の表面に設けられた窪み３０ａが素体１０と磁性シート３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃとの間の接合面積の拡大に寄与し、それにより、素体１０と磁性シート３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃとの間の界面剥離が抑制されている。特に、コイル２０の軸線Ｚの方向から見て、磁性シート３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃが素体１０の全面に亘ることで接合面積の最大化が図られ、界面剥離がより抑制され得る。

【0034】

本発明は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。たとえば、コイルの平面形状は、楕円環状や矩形環状に限らず、円環状や多角形環状であってもよい。

【0035】

上述の記載から把握されるとおり、本明細書は下記を開示している。
［付記１］
金属粉および樹脂を含む材料で構成された素体と、
前記素体内に設けられたコイルと、
前記素体内において前記コイルの軸線に対して交差して延在し、表面の一部に窪みを有する磁性シートと
を備える、コイル部品。
［付記２］
前記磁性シートが金属板で構成されている、付記１に記載のコイル部品。
［付記３］
前記金属粉の硬度が前記磁性シートの硬度より高い、付記１または２に記載のコイル部品。
［付記４］
前記磁性シートが前記素体内に複数層設けられている、付記１～３のいずれか一つに記載のコイル部品。
［付記５］
隣り合う前記磁性シートの層間に、前記素体の材料が介在している、付記４に記載のコイル部品。
［付記６］
前記素体の材料が、平均粒径が異なる複数種類の金属粉を含み、
前記磁性シートの窪みに、平均粒径がより小さい種類の金属粉と樹脂とが入り込んでいる、付記１～５のいずれか一つに記載のコイル部品。
［付記７］
前記コイルの軸線方向から見て、前記磁性シートは前記素体の全面に亘っている、付記１～６のいずれか一つに記載のコイル部品。

【符号の説明】

【0036】

１…コイル部品、１０…素体、１１～１３…磁性粉、２０…コイル、３０、３０Ａ～３０Ｃ…磁性シート。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】