知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(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】P2024134992
(43)【公開日】2024-10-04
(54)【発明の名称】コイル部品、回路基板およびコイル部品の製造方法
(51)【国際特許分類】
H01F 17/04 20060101AFI20240927BHJP
H01F 27/30 20060101ALI20240927BHJP
H01F 27/32 20060101ALI20240927BHJP
H05K 1/16 20060101ALI20240927BHJP
【ＦＩ】
H01F17/04 F
H01F27/30 101A
H01F27/32 140
H05K1/16 B
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023045471
(22)【出願日】2023-03-22
(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】100109380
【弁理士】
【氏名又は名称】小西 恵
(74)【代理人】
【識別番号】100109036
【弁理士】
【氏名又は名称】永岡 重幸
(72)【発明者】
【氏名】高橋 慎太郎
【テーマコード（参考）】
4E351
5E044
5E070
【Ｆターム（参考）】
4E351AA07
4E351BB11
4E351BB31
4E351BB33
4E351CC06
4E351CC11
4E351DD04
4E351DD05
4E351DD10
4E351DD19
4E351GG20
5E044CA10
5E070AA01
5E070AB08
5E070BB03
5E070DA13
5E070DB02
(57)【要約】
【課題】高密度実装が可能なコイル部品を提供する。
【解決手段】一態様に係るコイル部品によれば、金属磁性粒子が絶縁材で結合されてなり、表面として、互いに隣り合う第１面および第２面を有し、上記第１面における表面抵抗よりも上記第２面における表面抵抗が高い磁性部と、上記磁性部の内部あるいは表面に設けられる導体部と、上記第１面に設けられて上記導体部と接続される外部電極と、を備える。
【選択図】 図４
【解決手段】一態様に係るコイル部品によれば、金属磁性粒子が絶縁材で結合されてなり、表面として、互いに隣り合う第１面および第２面を有し、上記第１面における表面抵抗よりも上記第２面における表面抵抗が高い磁性部と、上記磁性部の内部あるいは表面に設けられる導体部と、上記第１面に設けられて上記導体部と接続される外部電極と、を備える。
【選択図】 図４
【特許請求の範囲】
【請求項1】
金属磁性粒子が絶縁材で結合されてなり、表面として、互いに隣り合う第１面および第２面を有し、前記第１面における表面抵抗よりも前記第２面における表面抵抗が高い磁性部と、
前記磁性部の内部あるいは表面に設けられる導体部と、
前記第１面に設けられて前記導体部と接続される外部電極と、
を備えることを特徴とするコイル部品。
前記磁性部の内部あるいは表面に設けられる導体部と、
前記第１面に設けられて前記導体部と接続される外部電極と、
を備えることを特徴とするコイル部品。
【請求項2】
前記磁性部は、前記第２面とは背向し前記第１面と隣り合う第３面を有し、前記第１面における表面抵抗よりも前記第３面における表面抵抗が高い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】
前記磁性部は、前記第１面および前記第２面の双方と隣り合う第４面および第５面を有し、前記第４面および前記第５面それぞれにおける表面抵抗が前記第１面における表面抵抗よりも高い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】
前記第２面における表面抵抗に対し、前記第３面、前記第４面および前記第５面における表面抵抗は誤差１０％以内であることを特徴とする請求項３に記載のコイル部品。
【請求項5】
前記磁性部は、前記第１面と背向する第６面を有し、前記第６面における表面抵抗が前記第１面における表面抵抗よりも高いことを特徴とする請求項１に記載のコイル部品。
【請求項6】
前記第２面における表面抵抗に対し、前記第３面から前記第６面における表面抵抗は誤差１０％以内であることを特徴とする請求項５に記載のコイル部品。
【請求項7】
前記外部電極は、前記第１面に直交する方向に見て前記第１面の外周以内に設けられ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8】
前記外部電極は、前記第２面、前記第３面、前記第４面および前記第５面から離間していることを特徴とする請求項３に記載のコイル部品。
【請求項9】
請求項１から８のいずれか１項に記載のコイル部品と、
前記コイル部品が実装された基板と、を備えることを特徴とする回路基板。
前記コイル部品が実装された基板と、を備えることを特徴とする回路基板。
【請求項10】
金属磁性材料の原料粒子と、前記原料粒子を結合させる絶縁性の結合材とにより６つの成形面を持つ成形体を得る成形工程と、
前記６つの成形面のうち少なくとも１つの面に対し、前記原料粒子および前記結合材を除去する加工を施して加工面を得る加工工程と、
前記加工面にめっきにより外部電極を形成する電極形成工程と、
を有することを特徴とするコイル部品の製造方法。
前記６つの成形面のうち少なくとも１つの面に対し、前記原料粒子および前記結合材を除去する加工を施して加工面を得る加工工程と、
前記加工面にめっきにより外部電極を形成する電極形成工程と、
を有することを特徴とするコイル部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、コイル部品、回路基板およびコイル部品の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、高性能な電子機器の代表的なものとして携帯電話が知られている。携帯電話に用いられる電子部品は、高性能化だけでなく小型化も求められる。また、一部の電子機器では、より部品点数を増やすことが必要となるため、部品を高い密度で実装する高密度実装が行われている。高密度実装の実現には、部品の小型化と、部品間隔の狭ピッチ化とが求められる。
【0003】
部品間隔の狭ピッチ化に対応した電子部品の設計では、実装面のみに外部電極が設けられる構造が採用されることが多く、この構造に関する技術検討が従来行われている。
また、小型のコイル部品における高性能化として、磁性体材料をフェライトから金属磁性材料に置き換える技術的動向が進んでいる。コイル部品における磁性体材料の置き換えは、電流負荷に対応するもので、材料の置き換えによって電流に対する飽和特性が変わり、同じ電流負荷の場合でもコイル部品の小型化が可能となる。
また、小型のコイル部品における高性能化として、磁性体材料をフェライトから金属磁性材料に置き換える技術的動向が進んでいる。コイル部品における磁性体材料の置き換えは、電流負荷に対応するもので、材料の置き換えによって電流に対する飽和特性が変わり、同じ電流負荷の場合でもコイル部品の小型化が可能となる。
【0004】
コイル部品において金属磁性材料の採用が増えるのに伴って生産性の向上も求められている。例えば特許文献１では、従来から行われている積層プロセスの一部が採用されてシート状に成形されたものを部品サイズに切断する方法によって小型化と生産性の両方を高めることが提案されている。但し、特許文献１のコイル部品では、切断面である端面に対する外部電極の形成が必要となり、部品間隔の狭ピッチ化を阻害し、延いては高密度実装を阻害する。
【0005】
これに対し、例えば特許文献２では、素体の端面において引出電極を絶縁層で覆うコイルアレイ部品が提案されている。
このように、従来は、高性能化および小型化への対応として金属磁性材料が採用され、狭ピッチ化への対応として絶縁層が採用されている。またこれらの対応の組み合わせも提案されている。
このように、従来は、高性能化および小型化への対応として金属磁性材料が採用され、狭ピッチ化への対応として絶縁層が採用されている。またこれらの対応の組み合わせも提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開２０１６－９２４２２号公報
【特許文献2】特開２０２０－１７６２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかし、絶縁層が設けられる場合、絶縁性の確保のために絶縁層の十分な厚みが必要となることや、底面側の電極に対する絶縁材料の付着防止が必要となることなどが、電子部品の小型化の制約となり、延いては高密度実装を阻害する。
上記事情に鑑み、本発明は、高密度実装が可能なコイル部品を提供することを目的とする。
上記事情に鑑み、本発明は、高密度実装が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】
上記課題を解決するために、本発明の一態様に係るコイル部品によれば、金属磁性粒子が絶縁材で結合されてなり、表面として、互いに隣り合う第１面および第２面を有し、上記第１面における表面抵抗よりも上記第２面における表面抵抗が高い磁性部と、上記磁性部の内部あるいは表面に設けられる導体部と、上記第１面に設けられて上記導体部と接続される外部電極と、を備える。
【0009】
また、本発明の一態様に係るコイル部品によれば、上記磁性部は、上記第２面とは背向し上記第１面と隣り合う第３面を有し、上記第１面における表面抵抗よりも上記第３面における表面抵抗が高い。
また、本発明の一態様に係るコイル部品によれば、上記磁性部は、上記第１面および上記第２面の双方と隣り合う第４面および第５面を有し、上記第４面および上記第５面それぞれにおける表面抵抗が上記第１面における表面抵抗よりも高い。
また、本発明の一態様に係るコイル部品によれば、上記磁性部は、上記第１面および上記第２面の双方と隣り合う第４面および第５面を有し、上記第４面および上記第５面それぞれにおける表面抵抗が上記第１面における表面抵抗よりも高い。
【0010】
また、本発明の一態様に係るコイル部品によれば、上記第２面における表面抵抗に対し、上記第３面、上記第４面および上記第５面における表面抵抗は誤差１０％以内である。
また、本発明の一態様に係るコイル部品によれば、上記磁性部は、上記第１面と背向する第６面を有し、上記第６面における表面抵抗が上記第１面における表面抵抗よりも高い。
また、本発明の一態様に係るコイル部品によれば、上記磁性部は、上記第１面と背向する第６面を有し、上記第６面における表面抵抗が上記第１面における表面抵抗よりも高い。
【0011】
また、本発明の一態様に係るコイル部品によれば、上記第２面における表面抵抗に対し、上記第３面から上記第６面における表面抵抗は誤差１０％以内である。
また、本発明の一態様に係るコイル部品によれば、上記外部電極は、上記第１面に直交する方向に見て上記第１面の外周以内に設けられる。
また、本発明の一態様に係るコイル部品によれば、上記外部電極は、上記第２面、上記第３面、上記第４面および上記第５面から離間している。
また、本発明の一態様に係るコイル部品によれば、上記外部電極は、上記第１面に直交する方向に見て上記第１面の外周以内に設けられる。
また、本発明の一態様に係るコイル部品によれば、上記外部電極は、上記第２面、上記第３面、上記第４面および上記第５面から離間している。
【0012】
また、本発明の一態様に係る回路基板によれば、上述したいずれかのコイル部品と、上記コイル部品が実装された基板と、を備える。
また、本発明の一態様に係るコイル部品の製造方法によれば、金属磁性材料の原料粒子と、上記原料粒子を結合させる絶縁性の結合材とにより６つの成形面を持つ成形体を得る成形工程と、上記６つの成形体のうち少なくとも１つの面に対し、上記原料粒子および上記結合材を除去する加工を施して加工面を得る加工工程と、上記加工面にめっきにより外部電極を形成する電極形成工程と、を有する。
また、本発明の一態様に係るコイル部品の製造方法によれば、金属磁性材料の原料粒子と、上記原料粒子を結合させる絶縁性の結合材とにより６つの成形面を持つ成形体を得る成形工程と、上記６つの成形体のうち少なくとも１つの面に対し、上記原料粒子および上記結合材を除去する加工を施して加工面を得る加工工程と、上記加工面にめっきにより外部電極を形成する電極形成工程と、を有する。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、高密度実装が可能なコイル部品を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】本発明の一実施形態に係るコイル部品を示す斜視図である。
【図2】本発明の一実施形態に係るコイル部品を示す断面図である。
【図3】本発明の一実施形態に係るコイル部品を示す底面図である。
【図4】外部電極の配置の他の例を示す図である。
【図5】コイル部品の高密度実装の例を示す図である。
【図6】コイル部品の製造方法の一例を示すフローチャートである。
【図7】成形面の微視的構造を模式的に示す図である。
【図8】加工面の微視的構造を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、以下の実施形態は本発明を限定するものではなく、実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の構成に必須のものとは限らない。実施形態の構成は、本発明が適用される装置の仕様や各種条件（使用条件、使用環境等）によって適宜修正または変更され得る。
【0016】
本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって画定され、以下の個別の実施形態によって限定されない。以下の説明に用いる図面は、各構成を分かり易くするため、実際の構造と縮尺および形状などを異ならせることがある。先に説明した図面に示された構成要素については、後の図面の説明で適宜に参照する場合がある。
【0017】
【0018】
コイル部品１は、基板２ａに実装されている。基板２ａには、例えば２つのランド部３が設けられている。コイル部品１は、１つの磁性基体（磁性部）１１と２つの外部電極１２とを有する。コイル部品１は各外部電極１２とランド部３とが半田４で接合されることで基板２ａに実装される。Ｈ軸方向に見た場合、ランド部３の面積は、外部電極１２の面積の１．６倍以下である。より望ましくは、Ｈ軸方向に見た場合、ランド部３の面積は、外部電極１２の面積の１．３倍以下である。
【0019】
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が実装された基板２ａと、を備える。回路基板２は、様々な電子機器に備えられる。回路基板２を備えた電子機器としては、自動車の電装品、サーバ、ボードコンピュータおよびこれら以外の様々な電子機器が想定される。
【0020】
コイル部品１は、インダクタ、フィルタ、リアクトルおよ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、トランス、チョークコイルおよ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は、例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータに用いられるインダクタであってもよい。
【0021】
本明細書においては、文脈上別に解される場合を除き、方向の説明は、図１の「Ｌ軸」方向、「Ｗ軸」方向および「Ｈ軸」方向を基準に用い、それぞれ、「長さ」方向、「幅」方向および「高さ」方向と称する。
コイル部品１は、直方体形状の外形を有する。即ちコイル部品１は、長さ方向Ｌの両端に端面１ａ、１ｂを有し、高さ方向Ｈの両端に上面１ｃおよび底面１ｄを有し、幅方向Ｗの両端に前面１ｅおよび後面１ｆを有する。底面１ｄは、コイル部品１が基板２ａに実装される際に基板２ａと対向する実装面である。
コイル部品１は、直方体形状の外形を有する。即ちコイル部品１は、長さ方向Ｌの両端に端面１ａ、１ｂを有し、高さ方向Ｈの両端に上面１ｃおよび底面１ｄを有し、幅方向Ｗの両端に前面１ｅおよび後面１ｆを有する。底面１ｄは、コイル部品１が基板２ａに実装される際に基板２ａと対向する実装面である。
【0022】
直方体形状のコイル部品１における各辺の寸法は、外形寸法における最大の１辺が５．０ｍｍより小さく、または２．５ｍｍより小さく、更には２．０ｍｍより小さくてもよい。コイル部品１の外部電極は、コイル部品１の表面積の２０％より小さく、更には１０％よりちいさくてもよい。コイル部品１の単位体積当たりの重量は、０．６ｇ／ｍｍ３より大きく、または０．６５ｇ／ｍｍ３より大きく、更には０．７０ｇ／ｍｍ３より大きくてもよい。また、コイル部品１の外部電極の単位面積当たりの重量は、０．０２５ｇ／ｍｍ２より大きく、または０．０２７ｇ／ｃｍ２より大きく、更には０．０２９ｇ／ｃｍ２より大きくてもよい。
【0023】
コイル部品１の外面はいずれも、平坦な平面であってもよいし湾曲した湾曲面であってもよい。また、コイル部品１の８つの角部および１２の稜線部は、丸みや面取りを有していてもよい。
本明細書においては、コイル部品１の外面の一部が湾曲している場合や、コイル部品１の角部や稜線部が丸みを有している場合にも、かかる形状を「直方体形状」と称することがある。つまり、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」を意味するものではない。
本明細書においては、コイル部品１の外面の一部が湾曲している場合や、コイル部品１の角部や稜線部が丸みを有している場合にも、かかる形状を「直方体形状」と称することがある。つまり、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」を意味するものではない。
【0024】
本発明の第１実施形態におけるコイル部品１は、磁性基体（磁性部）１１と外部電極１２を有し、磁性基体１１の内部にコイル導体（導体部）１４を有する。
磁性基体１１は６つの面を有し、外形形状のひとつとしては直方体形状であり、磁性基体１１の端面１ａ、１ｂ、上面１ｃ、底面１ｄ、前面１ｅおよび後面１ｆは、実質的にコイル部品１の端面１ａ、１ｂ、上面１ｃ、底面１ｄ、前面１ｅおよび後面１ｆとなっている。ひとつの例として、底面１ｄは第１面であり、端面１ａ、１ｂは第２面、第３面であり、全面１ｅおよび後面１ｆは第４面、第５面であり、上面１ｃは第６面である。第１面は、第２面、第３面、第４面および第５面と隣り合う位置にあり、第６面とは互いの面が背向する位置にある。隣り合うは、隣の面同士が直交する位置関係であり、背向するは、面同士が反対方向に外側を向く位置関係である。
磁性基体１１は６つの面を有し、外形形状のひとつとしては直方体形状であり、磁性基体１１の端面１ａ、１ｂ、上面１ｃ、底面１ｄ、前面１ｅおよび後面１ｆは、実質的にコイル部品１の端面１ａ、１ｂ、上面１ｃ、底面１ｄ、前面１ｅおよび後面１ｆとなっている。ひとつの例として、底面１ｄは第１面であり、端面１ａ、１ｂは第２面、第３面であり、全面１ｅおよび後面１ｆは第４面、第５面であり、上面１ｃは第６面である。第１面は、第２面、第３面、第４面および第５面と隣り合う位置にあり、第６面とは互いの面が背向する位置にある。隣り合うは、隣の面同士が直交する位置関係であり、背向するは、面同士が反対方向に外側を向く位置関係である。
【0025】
本実施形態における磁性基体１１は、金属磁性材料と結合材とから形成される磁性体である。結合材は、金属磁性材料の相互間を結合させるものであり、また電気的な導通を防ぐため、絶縁性の高いものでもある。結合材は、磁性基体１１の表面抵抗が１０５Ω／ｓｑ．以上となるものが用いられる。Ｆｅを主成分とする金属磁性材料自体は抵抗が低いことから、金属磁性材料に合わせて結合材の成分や配合割合等の調整が行われることが望ましい。結合材としては、例えば比抵抗が１０８Ωｃｍ以上であるものが選ばれ、また絶縁性を高める目的から、結合材としては、樹脂が含まれ、また樹脂以外の成分としてガラス、金属酸化物が選択され得る。
【0026】
磁性基体１１は、内部の比抵抗が非常に高く、また表面でも同様であり、表面にも結合材が存在している。金属磁性材料は、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏのうちの１以上の成分を含む金属磁性粒子である。また、金属磁性材料は金属磁性粒子に加えて、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｎｉのうちの１以上のセラミックの磁性粒子やシリカなどの非磁性粒子を含んでもよい。金属磁性粒子としては、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏの成分に加えてＳｉ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｂ、Ｐのうちの１以上の成分を含んでもよく、また複数種の金属磁性粒子が組み合わされてもよい。
【0027】
磁性材料は、粒子の大きさが１μｍ以上６０μｍ以下である。また、金属磁性材料が金属磁性粒子以外に、金属微粒子、金属酸化物、セラミック材料などの他の材料を更に含む場合、当該他の材料の粒径は平均で０．０１～１μｍであり、金属磁性粒子より粒径が小さい。金属磁性粒子以外の材料を含む場合は、磁性としての機能を高めることよりも、例えば空隙を減らす、または機械的強度を補うことができる。
磁性基体１１は、金属磁性材料の充填率が８０ｖｏｌ％以上８８ｖｏｌ％以下であり、残部が金属磁性材料以外のものであり、絶縁物または空隙を含んでいる。
磁性基体１１は、金属磁性材料の充填率が８０ｖｏｌ％以上８８ｖｏｌ％以下であり、残部が金属磁性材料以外のものであり、絶縁物または空隙を含んでいる。
【0028】
導体１４は、導電性に優れた金属材料から成る。コイル導体１４用の金属材料としては、例えば、Ｃｕ、Ａｌ、Ｎｉ、もしくはＡｇのうちの１以上の金属、又はこれらの金属のいずれかを含む合金が用いられ得る。コイル導体１４は、表面に絶縁物の皮膜が設けられた金属の導線が巻回されたものでもよいし、基板やシートなどの表面にめっきや印刷などによって形成されたものでもよい。
【0029】
本実施形態のコイル導体１４は、１ターン以上周回した周回部４１を有する。周回部４１の周回数は、例えば１．５ターン以上１０．５ターン以下である。また、コイル部品１の長さ方向Ｌの寸法が例えば１．０～２．５ｍｍのような場合、周回部４１の周回数は、例えば、１．５ターン以上６．５ターン以下である。周回部４１の形状は平面状でもよく螺旋状でもよい。周回部４１は、例えば、２つの周回が上側と下側で対向した１つの集合体となっていてもよい。更に、コイル導体１４は、周回部４１を持たない直線状や階段状のものでもよい。
【0030】
導体１４は、複数個の素子に分かれていてもよい。複数個の素子とは、それぞれが互いに絶縁の関係にあり、それぞれの素子がコイルとして機能することを意味する。導体１４が複数個の素子に分かれたコイル部品１としては、例えば、素子が並列に並ぶアレイタイプや、素子が互いに磁気的に結合するタイプ、などがある。また、導体１４が複数個の素子に分かれたコイル部品１は、具体的には、トランス、コモンモードチョークコイル、カップルドインダクタなどである。
【0031】
コイル導体１４は、外部との電気的な導通を取るための引き出し部４２を有する。引き出し部４２は周回部４１の両端に設けられており、外部電極１２をコイル導体１４と接続するものである。コイル導体１４の作製には、巻線、薄膜、積層のいずれかのプロセスが用いられ、特に制限されることはない。
【0032】
図２には、磁性基体１１の底面１ｄと上面１ｃに沿って周回した、いわゆる水平巻きの周回部４１が例示されている。コイル導体１４は、磁性基体１１の端面１ａ、１ｂに沿って周回した、いわゆる垂直巻きの周回部を有してもよい。
コイル部品１は、磁性基体１１の第１面に相当する底面１ｄに１対の外部電極１２を備えている。本明細書において「面に設けられる」、「面に備えられる」とは、その面を見た場合に見える箇所に存在することを意味し、例えば面よりも内側に食い込んでいても、外側に突き出して設けられてもよい。また、磁性基体１１が面に突起を有し、当該突起を覆うように外部電極１２が設けられる場合も「面に設けられる」、「面に備えられる」ことに相当する。
コイル部品１は、磁性基体１１の第１面に相当する底面１ｄに１対の外部電極１２を備えている。本明細書において「面に設けられる」、「面に備えられる」とは、その面を見た場合に見える箇所に存在することを意味し、例えば面よりも内側に食い込んでいても、外側に突き出して設けられてもよい。また、磁性基体１１が面に突起を有し、当該突起を覆うように外部電極１２が設けられる場合も「面に設けられる」、「面に備えられる」ことに相当する。
【0033】
外部電極１２は、一般的な金属材料が用いられて形成され、Ａｇ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｓｎのうちの１以上の金属からなる金属層を有する。金属層は例えば厚みが０．０１～５μｍの層である。また、外部電極１２は、複数の金属層が組み合わせられてもよく、合わせた厚みが５～１０μｍとなる。また、外部電極１２は、樹脂を含む樹脂層が一部に組み合わせられてもよく、合わせた厚みが１０～２０μｍとなる。
【0034】
外部電極１２は、コイル部品１の外形寸法、若しくは底面１ｄの外周寸法に見合った面積を有し、基板２ａへの実装に必要な面積を有する。例えば、コイル部品１の外形寸法から求められる底面１ｄの面積に対して外部電極１２の面積割合は５０％以下である。本実施形態では１対の外部電極１２が設けられているので、１つの外部電極１２の面積は、底面１ｄの面積の２５％以下である。
【0035】
外部電極１２は、底面１ｄの外周以内に設けられ、端面１ａ、１ｂ、前面１ｅ、後面１ｆには突き出していない。このため、外部電極１２の存在によるコイル部品１の外形寸法の拡大が抑制され、磁性基体１１の最大化が可能となる。外部電極１２は、コイル部品１の外形寸法に影響を与えることなく、端面１ａ、１ｂ、前面１ｅ、後面１ｆと同一面まで設けられ得るので、底面１ｄにおいて外部電極１２の最大化が可能となる。
【0036】
本実施形態では、外部電極１２が底面１ｄの外周から離れた位置に設けられている。即ち、外部電極１２は、端面１ａ、１ｂ、前面１ｅおよび後面１ｆに達していない。図３に示す外部電極１２の配置により、実装時の半田４は底面１ｄの外周内に収まることになり、コイル部品１の実装に必要な面積が小さいので高密度実装に寄与する。
【0037】
外部電極１２の配置は図３に示す配置に限定されない。外部電極１２は、例えば図４に示す配置で設けられてもよい。図４に示される例では、外部電極１２は、一端が、例えば端面１ａ、１ｂと同一面となる位置に設けられている。外部電極１２が図４に示す位置に設けられた場合でも、外部電極１２の存在によるコイル部品１の外形寸法の拡大が抑制され、コイル部品１の実装に必要な面積が小さいので高密度実装に寄与する。
【0038】
図５は、コイル部品１の高密度実装の例を示す図である。
磁性基体１１の表面抵抗は、底面１ｄよりも端面１ａ、１ｂの方が高い。端面１ａ、１ｂは、底面１ｄに対して長さ方向Ｌに隣り合った面であり、１対の外部電極１２は長さ方向Ｌに間隔を空けて並んでいる。長さ方向Ｌでは他の方向に較べ、実装時に、外部電極１２と他の電子部品との距離が近くなりやすい。しかし、底面１ｄに対して長さ方向Ｌに隣り合った端面１ａ、１ｂの表面抵抗が大きいため、コイル部品１同士の間隔Ｄ１あるいはコイル部品１と他の電子部品との間隔Ｄ１の縮小化（即ち狭ピッチ化）が可能となる。また、端面１ａ、１ｂ同士における表面抵抗の差は１０％以内となっている。このため、長さ方向Ｌに隣り合う他の電子部品との部品間隔の調整が不要となる。
磁性基体１１の表面抵抗は、底面１ｄよりも端面１ａ、１ｂの方が高い。端面１ａ、１ｂは、底面１ｄに対して長さ方向Ｌに隣り合った面であり、１対の外部電極１２は長さ方向Ｌに間隔を空けて並んでいる。長さ方向Ｌでは他の方向に較べ、実装時に、外部電極１２と他の電子部品との距離が近くなりやすい。しかし、底面１ｄに対して長さ方向Ｌに隣り合った端面１ａ、１ｂの表面抵抗が大きいため、コイル部品１同士の間隔Ｄ１あるいはコイル部品１と他の電子部品との間隔Ｄ１の縮小化（即ち狭ピッチ化）が可能となる。また、端面１ａ、１ｂ同士における表面抵抗の差は１０％以内となっている。このため、長さ方向Ｌに隣り合う他の電子部品との部品間隔の調整が不要となる。
【0039】
また、磁性基体１１の表面抵抗は、底面１ｄよりも前面１ｅおよび後面１ｆの方が高い。従って、幅方向Ｗでも部品間隔の狭ピッチ化が可能となる。また、端面１ａの表面抵抗に対する端面１ｂ、前面１ｅおよび後面１ｆの表面抵抗の差は１０％以内となっている。このため、他の電子部品と隣り合う方向によらず、部品間隔の狭ピッチ化が図られるとともに、隣り合う方向に応じた部品間隔の調整も不要となる。
【0040】
更に、磁性基体１１の表面抵抗は、底面１ｄよりも上面１ｃの方が高い。このため、高さ方向Ｈに複数の基板２ａが配備される実装形態において、上面１ｃと他の基盤２ａとの間隔Ｄ２の縮小化が可能となる。また、端面１ａの表面抵抗に対する端面１ｂ、前面１ｅ、後面１ｆおよび上面１ｃの表面抵抗の差は１０％以内となっている。このため、他の電子部品と隣り合う方向によらず、部品間隔の狭ピッチ化が図られるとともに、隣り合う方向および上下方向に応じた部品間隔の調整も不要となる。
磁性基体１１またはコイル部品１は絶縁コートが設けられることなく絶縁性が得られるため、コイル部品１は小型化が可能であり、高密度実装が実現される。
磁性基体１１またはコイル部品１は絶縁コートが設けられることなく絶縁性が得られるため、コイル部品１は小型化が可能であり、高密度実装が実現される。
【0041】
次に、コイル部品１の製造方法について説明する。
図６は、コイル部品１の製造方法の一例を示すフローチャートである。
ステップＳ１０１では、金属磁性材料を形成する原料粒子と絶縁材を形成する結合材が混合されて複合材料（コンポジット材料）が準備される。また、ステップＳ１０２では、コイル導体１４となる導体部材が形成される。導体部材は、例えば導線によって形成されてもよいし、導体材料の印刷やめっきによって形成されてもよい。導体部材の形成では、例えば巻線、積層、薄膜などの工程が用いられる。
図６は、コイル部品１の製造方法の一例を示すフローチャートである。
ステップＳ１０１では、金属磁性材料を形成する原料粒子と絶縁材を形成する結合材が混合されて複合材料（コンポジット材料）が準備される。また、ステップＳ１０２では、コイル導体１４となる導体部材が形成される。導体部材は、例えば導線によって形成されてもよいし、導体材料の印刷やめっきによって形成されてもよい。導体部材の形成では、例えば巻線、積層、薄膜などの工程が用いられる。
【0042】
ステップＳ１０３は成形工程であり、金型内に導体部材が配置され、例えば、加熱されたコンポジット材料が金型内に充填され圧縮されて冷却されるモールド成形により、導体部材と一体になった成形体が得られる。金型は、成形段階において表面の一部に樹脂成分が存在していても良い。この樹脂成分は、成形時の加熱温度で軟化しない樹脂が良い。樹脂成分は、例えば熱硬化性のものが選ばれる。ステップＳ１０３で得られる成形体は、１個のコイル部品１における磁性基体１１に相当し、成形体は例えば６面体である。
【0043】
図７は、成形面の微視的構造を模式的に示す図である。
図７には、一例として端面１ｂに相当する成形面５０が示されている。
コンポジット材料が金型内に充填され圧縮される際には、例えば１０ＭＰａより低い圧力で圧縮される。このことで、原料粒子５４は変形量が少なく抑えられ、原料粒子５４から得られる金属磁性粒子５１のアスペクト比の変化は、１０％より小さい範囲とすることができる。
図７には、一例として端面１ｂに相当する成形面５０が示されている。
コンポジット材料が金型内に充填され圧縮される際には、例えば１０ＭＰａより低い圧力で圧縮される。このことで、原料粒子５４は変形量が少なく抑えられ、原料粒子５４から得られる金属磁性粒子５１のアスペクト比の変化は、１０％より小さい範囲とすることができる。
【0044】
また、充填時には、コンポジット材料が結合材５２の軟化温度以上の高い温度に加熱されることで結合材５２は動きやすい状態となり、圧縮後は結合材５２の軟化温度より低い温度に冷却されることで、結合材５２が動かない状態となって成形体５８が得られる。すなわち、成形工程において、従来の方法より圧力に頼らず、加熱と冷却とを組み合わせることで、結合材５２を原料粒子５４の表面に存在させて、成形体５８を取り出すことができる。この結果、成形体５８は外面の全体に同じように結合材５２が存在し、結合材５２から形成される絶縁材５６も成形面５０の全体に同じように存在することになる。このため、成形体５８の表面で原料粒子５４の表面が露出する面積は小さく、原料粒子５４の露出する数も少なくできる。この成形面５０の表面抵抗は高く、各成形面５０における表面抵抗の差が小さい。成形面５０の表面抵抗率は、原料粒子５４の大きさと充填率、結合材の比抵抗などによって変わるが１０８Ω／ｓｑ．以下である。つまり、原料粒子５４の表面が結合材５２で覆われた成形体５８が得られ、このような成形体５８から得られる磁性基体１１は金属磁性粒子５１の表面が絶縁材５６で覆われたものとなっている。
【0045】
図６に戻って説明を続ける。
ステップＳ１０４は加工工程であり、成形体５８の外面（即ち成形面５０）のうち、外部電極１２が設けられる１面に対し、コイル導体１４の引き出し部４２を露出させる表面加工が施される。この表面加工においては、外部電極１２の形成が可能とする範囲で、成形面より抵抗を下げる処理が行われる。外部電極１２が、例えば底面１ｄから端面１ｂの一部まで達する２面電極である場合、表面加工は端面１ｂに相当する面の一部にも施される。但し、表面加工は、端面１ｂに相当する面の一部に限定され、端面１ｂに相当する面の大部分は成形面のままである。
ステップＳ１０４は加工工程であり、成形体５８の外面（即ち成形面５０）のうち、外部電極１２が設けられる１面に対し、コイル導体１４の引き出し部４２を露出させる表面加工が施される。この表面加工においては、外部電極１２の形成が可能とする範囲で、成形面より抵抗を下げる処理が行われる。外部電極１２が、例えば底面１ｄから端面１ｂの一部まで達する２面電極である場合、表面加工は端面１ｂに相当する面の一部にも施される。但し、表面加工は、端面１ｂに相当する面の一部に限定され、端面１ｂに相当する面の大部分は成形面のままである。
【0046】
ステップＳ１０４では、成形体５８の表面から結合材５２を取り除く方法で表面加工が施されてもよく、あるいは原料粒子５４を取り除く方法で表面加工が施されてもよい。
結合材５２を取り除く方法の表面加工としては、レーザやサンドブラストなどを用いて結合材５２にダメージを与え、結合材５２を先に取り除くことで原料粒子５４も取り除く方法が用いられ得る。原料粒子５４を取り除く方法の表面加工としては、研磨を用いて原料粒子５４に負荷を加え、原料粒子５４を先に取り除くことで、結合材５２も取り除く方法が用いられ得る。
結合材５２を取り除く方法の表面加工としては、レーザやサンドブラストなどを用いて結合材５２にダメージを与え、結合材５２を先に取り除くことで原料粒子５４も取り除く方法が用いられ得る。原料粒子５４を取り除く方法の表面加工としては、研磨を用いて原料粒子５４に負荷を加え、原料粒子５４を先に取り除くことで、結合材５２も取り除く方法が用いられ得る。
【0047】
図８は、加工面の微視的構造を模式的に示す図である。
図８には、一例として底面１ｄに相当する加工面５５が示されている。加工面５５でも原料粒子５４の表面が結合材５２で覆われているが、表面加工によって結合材５２が減少しており、加工面５５における表面抵抗は成形面５０よりも小さい。
なお、図７、図８には、成形体５８における成形面５０および加工面５５が示されているが、成形体５８から得られる磁性基体１１、および原料粒子５４から得られる金属磁性粒子５１の表面についても、同様の構造となっている。
図８には、一例として底面１ｄに相当する加工面５５が示されている。加工面５５でも原料粒子５４の表面が結合材５２で覆われているが、表面加工によって結合材５２が減少しており、加工面５５における表面抵抗は成形面５０よりも小さい。
なお、図７、図８には、成形体５８における成形面５０および加工面５５が示されているが、成形体５８から得られる磁性基体１１、および原料粒子５４から得られる金属磁性粒子５１の表面についても、同様の構造となっている。
【0048】
結合材５２を取り除く方法の表面加工では、結合材５２のダメージによって表面抵抗が低下し、加工面５５の表面抵抗は成形面５０の表面抵抗よりも小さくなる。また、原料粒子５４を取り除く方法の表面加工では、加工面５５の結合材の欠落や原料粒子５４の金属表面露出によって表面抵抗が低下し、加工面５５の表面抵抗は成形面５０の表面抵抗よりも小さくなる。表面抵抗の低下率は、結合材５２を取り除く方法の表面加工の方が、原料粒子５４を取り除く方法の表面加工よりも大きい。
【0049】
加工面５５では、一部の原料粒子５４が取り除かれて凹部５３が生じているため、加工面５５の表面粗さは成形面５０の表面粗さよりも大きい。逆に、成形面５０には表面加工が施されていないため、成形面５０の表面粗さは加工面５５の表面粗さよりも小さい。このため、成形面５０における搬送などのハンドリング性が高く、また、成形面５０からの原料粒子５４の脱落が抑制される。これは、磁性基体１１においても同様であり、成形面５０の状態を維持しやすくなっている。
【0050】
図６のステップＳ１０４で表面加工が施された成形体５８が得られ、ステップＳ１０５では、加工面５５に対してスパッタリングあるいは蒸着により、外部電極１２の一部として金属膜からなる下地電極が形成される。下地電極は外部電極１２の形成範囲に形成され、例えば１面電極である場合は底面１ｄのみに形成され、あるいは２面電極である場合は底面１ｄから端面１ｂの一部まで形成される。
【0051】
図６のステップＳ１０６では、成形体５８の表面の絶縁性を高める絶縁処理が行われる。絶縁処理としては、例えば酸処理や置換処理が用いられる。酸処理では、成形体５８の表面に存在する原料粒子５４が選択的に取り除かれる。置換処理では、例えばリン酸処理が用いられ、成形体５８の表面に存在する原料粒子５４の金属表面が置換により絶縁物に置き換わる。酸処理でも置換処理でも、絶縁処理後に成形体５８から得られる磁性基体１１の外形寸法は、成形体５８の外形寸法と比べて大きくならない。また、絶縁処理後における成形体５８の外形寸法は、成形体５８の絶縁処理前の外形寸法と比べても大きくならない。特に、成形面５０では、成形体５８の表面に露出する原料粒子５４に絶縁処理が施されるため、外形寸法の変化を生じることがなく、成形面５０の全体に絶縁物が設けられる場合より、外形寸法を小さくすることができる。
【0052】
上述したように、成形面５０の表面抵抗は、加工面５５の表面抵抗より大きい。ステップＳ１０６の絶縁処理が施されない場合、加工面５５の表面抵抗率は１０５Ω／ｓｑ．以上であり、絶縁処理された加工面５５の表面抵抗率は１０６Ω／ｓｑ．以上である。
絶縁処理されない場合、成形面５０の表面抵抗（率）は、加工面５５の表面抵抗（率）に較べて１０倍以上であり、絶縁処理された場合、成形面５０の表面抵抗（率）は、加工面５５の表面抵抗（率）に較べて２倍以上である。成形面５０の表面には結合材５２が加工面５５よりも多く存在することから、成形面５０および加工面５５に対する絶縁処理の効果に違いが生じ、加工面５５と比べて成形面５０の方が、表面抵抗の増加が少なくなっている。
絶縁処理されない場合、成形面５０の表面抵抗（率）は、加工面５５の表面抵抗（率）に較べて１０倍以上であり、絶縁処理された場合、成形面５０の表面抵抗（率）は、加工面５５の表面抵抗（率）に較べて２倍以上である。成形面５０の表面には結合材５２が加工面５５よりも多く存在することから、成形面５０および加工面５５に対する絶縁処理の効果に違いが生じ、加工面５５と比べて成形面５０の方が、表面抵抗の増加が少なくなっている。
【0053】
ステップＳ１０７では、一例として、下地電極の外側に印刷や塗布により導電性樹脂材料からなる中間層が設けられ、中間層の外側に電解めっきにより金属層が設けられて外部電極１２が形成される。外部電極１２は下地電極の範囲に形成され、例えば１面電極である場合は底面１ｄのみに形成され、あるいは２面電極である場合は底面１ｄから端面１ｂの一部まで形成される。
外部電極１２の形成により、コイル部品１が完成する。
外部電極１２の形成により、コイル部品１が完成する。
【0054】
図６に示す製造方法によれば、ステップＳ１０３における成形工程の結果、成形面５０の表面抵抗が大きく、またはそれぞれの成形面５０の表面抵抗の差が小さい成形体５８が得られるため、ステップＳ１０４における表面加工で成形面５０よりも表面抵抗の小さい加工面５５が容易に得られる。従って、成形面５０よりも表面抵抗の小さい加工面５５を有する磁性基体１１を備えたコイル部品１が容易に得られる。
【符号の説明】
【0055】
１ コイル部品
１ａ、１ｂ 端面
１ｃ 上面
１ｄ 底面
１ｅ 前面
１ｆ 後面
２ 回路基板
２ａ 基板
３ ランド部
４ 半田
１１ 磁性基体（磁性部）
１２ 外部電極
１４ コイル導体（導体部）
４１ 周回部
４２ 引き出し部
５０ 成形面
５１ 金属磁性粒子
５２ 結合材
５３ 凹部
５４ 原料粒子
５５ 加工面
５６ 絶縁材
５８ 成形体
１ａ、１ｂ 端面
１ｃ 上面
１ｄ 底面
１ｅ 前面
１ｆ 後面
２ 回路基板
２ａ 基板
３ ランド部
４ 半田
１１ 磁性基体（磁性部）
１２ 外部電極
１４ コイル導体（導体部）
４１ 周回部
４２ 引き出し部
５０ 成形面
５１ 金属磁性粒子
５２ 結合材
５３ 凹部
５４ 原料粒子
５５ 加工面
５６ 絶縁材
５８ 成形体
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【手続補正書】
【提出日】2024-01-25
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0049】
加工面５５では、一部の原料粒子５４が取り除かれて凹部５３が生じているため、加工面５５の表面粗さは成形面５０の表面粗さよりも大きい。逆に、成形面５０には表面加工が施されていないため、成形面５０の表面粗さは加工面５５の表面粗さよりも小さい。このため、成形面５０における搬送などのハンドリング性が高く、また、成形面５０からの原料粒子５４の脱落が抑制される。これは、磁性基体１１においても同様であり、成形面５０の状態を維持しやすくなっている。
上述した説明から明らかに、表面粗さと表面抵抗との関係は、表面抵抗が大きい場合に表面粗さは小さく、表面抵抗が小さい場合に表面粗さは大きい関係となっている。
上述した説明から明らかに、表面粗さと表面抵抗との関係は、表面抵抗が大きい場合に表面粗さは小さく、表面抵抗が小さい場合に表面粗さは大きい関係となっている。