特開 2024-33868 コイル部品、回路基板および電子機器

(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】P2024033868

(43)【公開日】2024-03-13

(54)【発明の名称】コイル部品、回路基板および電子機器

(51)【国際特許分類】

   H01F 27/32 20060101AFI20240306BHJP

   H01F 27/06 20060101ALI20240306BHJP

   H01F 27/29 20060101ALI20240306BHJP

【ＦＩ】

H01F27/32 140

H01F27/06 103

H01F27/29 F

H01F27/29 123

H01F27/32 101

【審査請求】未請求

【請求項の数】13

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022137751

(22)【出願日】2022-08-31

(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】荒井 泰弘

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 利昌

【テーマコード（参考）】

5E044

5E070

【Ｆターム（参考）】

5E044CA03

5E044CB10

5E070AA01

5E070AB08

5E070BB03

5E070DA13

5E070DA15

5E070DB02

5E070EA01

5E070EB04

(57)【要約】

【課題】絶縁性確保と帯電抑制との両立を図る。
【解決手段】一態様に係るコイル部品は、金属磁性材料が用いられた磁性体部分を有する基体と、上記基体の内部に設けられた導体と、上記基体における上記磁性体部分の表面に設けられた、炭素粒子を含んだ樹脂材料の絶縁層と、上記基体の表面に沿って広がり、上記導体と接続された外部電極と、を備える。
【選択図】 図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

金属磁性材料が用いられた磁性体部分を有する基体と、
前記基体の内部に設けられた導体と、
前記基体における前記磁性体部分の表面に設けられた、炭素粒子を含んだ樹脂の絶縁層と、
前記基体の表面に沿って広がり、前記導体と接続された外部電極と、
を備えることを特徴とするコイル部品。

【請求項2】

前記絶縁層は、前記炭素粒子を０．０１ｖｏｌ％より多く含む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】

前記絶縁層は、絶縁性の無機フィラーを含むことを特徴とする請求項１に記載のコイル部品。

【請求項4】

前記絶縁層は、前記無機フィラーとして、長軸と短軸とを有した第１無機フィラーを含む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】

前記絶縁層は、前記無機フィラーとして、球形の第２無機フィラーを含むことを特徴とする請求項３に記載のコイル部品。

【請求項6】

前記樹脂は、Ｔｇが１５０℃より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7】

前記基体は、互いに逆向きの第１面と第２面を有し、
前記絶縁層は、前記第１面に設けられ、
前記外部電極は、前記第２面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】

前記絶縁層は、前記第１面の全体を覆うことを特徴とする請求項７に記載のコイル部品。

【請求項9】

前記絶縁層は、前記第１面から、当該第１面に隣り合う面に至ることを特徴とする請求項７に記載のコイル部品。

【請求項10】

前記外部電極は、前記第２面から、当該第２面に隣り合う面に至ることを特徴とする請求項７に記載のコイル部品。

【請求項11】

前記絶縁層は、厚みが１０μｍ未満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12】

請求項１から１１のいずれか１項に記載の電子部品と、
前記電子部品がはんだ層を介して実装された基板と、
を備えることを特徴とする回路基板。

【請求項13】

請求項１２に記載の回路基板を備えることを特徴とする電子機器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、コイル部品、回路基板および電子機器に関する。

【背景技術】

【0002】

高性能な電子機器の代表的なものとして携帯電話があり、携帯電話に用いられる電子部品には、高い性能だけでなく小型化も求められる。また、電子部品の一例であるコイル部品は様々な種類のものが存在し、磁性材料が用いられるもの、非磁性材料が用いられるもの、両方が組み合わせられるものがある。

【0003】

更に、磁性材料が用いられるものの中でも、磁性材料が焼結されるもの、磁性材料と樹脂が混ぜられるもの、などが存在している。特に、金属磁性材料と樹脂の混合した材料で作成されるコイル部品は急激に小型化が進み、コイル部品が用いられる機器や用途も拡がっている。

【0004】

コイル部品は、高性能化や小型化に対応すると共に、基本的に守らなければならないことがあり、このひとつに絶縁性の確保がある。例えば、金属磁性材料が用いられる場合は、金属磁性材料と絶縁物が組み合わされて磁性体が作られることで絶縁性を有した磁性体が得られる。また、絶縁性確保のためには、絶縁の大きさより確実性が求められる。

【0005】

例えば特許文献１には、圧粉コアの表面を絶縁コートで覆う技術が開示されている。これは、圧粉コアが高温環境において、コアロスに変化を生じることがあるためである。つまり、コアロスの変化は、高温環境に曝されることで、絶縁低下につながってしまうためである。このため絶縁コートは、圧粉コアの絶縁の安定化を図る場合に用いられる。

【0006】

また、圧粉コアタイプとは異なるタイプのコイル部品として、金属磁性材料と樹脂の複合磁性材料でコイルを包み込むメタルコンポジットタイプのものがある。このタイプのコイル部品においても絶縁の確保は必要なことであり、高い圧力が掛けられて金属磁性材料の充填率が高められる場合、絶縁の確保のために、特許文献１に記載されているような絶縁コートが設けられる場合がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】国際公開第２０１６／１１７２０１号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

金属磁性材料が用いられるコイル部品は、耐圧性が低い部品でもあり、高い電圧が掛かると金属磁性材料の間では絶縁破壊が生じ易いため、金属磁性材料が用いられるコイル部品に絶縁コートが設けられることがある。
この場合、絶縁コートにより耐圧性を得るためには、部品全体を覆うこと、また欠陥などのないように完全に覆うことが必要となる。このため、絶縁コートは、厚みを非常に大きく設けることが行われ、これにより部品サイズの制限や小型化に対応しにくいなど、ある制限の中で用いられることになる。

【0009】

また、絶縁コートは、コイル部品の絶縁は高くなる一方で、摩擦などにより帯電し易くなるとも言える。このため、コイル部品の製造過程およびコイル部品のハンドリングなどにおいて静電気の対策も重要となっている。
そこで、本発明は、絶縁性確保と帯電抑制との両立を課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

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は、金属磁性材料が用いられた磁性体部分を有する基体と、上記基体の内部に設けられた導体と、上記基体における上記磁性体部分の表面に設けられた、炭素粒子を含んだ樹脂の絶縁層と、上記基体の表面に沿って広がり、上記導体と接続された外部電極と、を備える。

【0011】

本発明の一態様に係るコイル部品において、上記絶縁層は、上記炭素粒子を０．０１ｖｏｌ％より多く含む。
また、本発明の一態様に係るコイル部品において、上記絶縁層は、絶縁性の無機フィラーを含む。

【0012】

また、本発明の一態様に係るコイル部品において、上記絶縁層は、上記無機フィラーとして、長軸と短軸とを有した第１無機フィラーを含む。
また、本発明の一態様に係るコイル部品において、上記絶縁層は、上記無機フィラーとして、球形の第２無機フィラーを含む。

【0013】

また、本発明の一態様に係るコイル部品において、上記樹脂は、Ｔｇが１５０℃より高い。
また、本発明の一態様に係るコイル部品において、上記基体は、互いに逆向きの第１面と第２面を有し、上記絶縁層は、上記第１面に設けられ、上記外部電極は、上記第２面に設けられる。

【0014】

また、本発明の一態様に係るコイル部品において、上記絶縁層は、上記第１面の全体を覆う。
また、本発明の一態様に係るコイル部品において、上記絶縁層は、上記第１面から、当該第１面に隣り合う面に至る。

【0015】

また、本発明の一態様に係るコイル部品において、上記外部電極は、上記第２面から、当該第２面に隣り合う面に至る。
また、本発明の一態様に係るコイル部品において、上記絶縁層は、厚みが１０μｍ未満である。

【0016】

また、本発明の一態様に係る回路基板は、いずれかの上記コイル部品と、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電子機器は、上記回路基板を備える。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、絶縁性確保と帯電抑制とを両立することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の第１実施形態に係るコイル部品を示す斜視図である。

【図2】図１に示すコイル部品の側面図である。

【図3】図１に示すコイル部品の断面図である。

【図4】絶縁層における微視的構造を概念的に示した拡大図である。

【図5】樹脂成分中の凝集体を示す図である。

【図6】コイル部品の製造方法の一例を示す図である。

【図7】コイル部品の製造方法の別例を示す図である。

【図8】第２実施形態のコイル部品を示す断面図である。

【図9】第２実施形態のコイル部品の製造方法を示す図である。

【図10】第３実施形態のコイル部品を示す断面図である。

【図11】第３実施形態のコイル部品の製造方法を示す図である。

【図12】第４実施形態のコイル部品を示す断面図である。

【図13】第４実施形態のコイル部品の製造方法を示す図である。

【図14】第５実施形態のコイル部品を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

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。

【0020】

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。

【0021】

＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係るコイル部品を示す斜視図である。
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つの基体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とがはんだで接合されることで基板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。

【0022】

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。「高さ」方向については「厚さ」方向と呼ぶ場合もある。

【0023】

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の両端に第１の端面１ａおよび第２の端面１ｂを有し、高さ方向Ｈの両端に第１の主面１ｃ（上面１ｃ）および第２の主面１ｄ（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。

【0024】

直方体形状のコイル部品１における各辺の寸法は、長さ方向Ｌが例えば１～５ｍｍの範囲にあり、幅方向Ｗが例えば０．５～３．５ｍｍの範囲にあり、高さ方向Ｈが例えば０．５～２．５ｍｍの範囲にある。また、高さ方向Ｈが長さ方向Ｌより小さく、更には高さ方向Ｈが幅方向Ｗより小さくなっている。

【0025】

コイル部品１の第１の端面１ａ、第２の端面１ｂ、第１の主面１ｃ、第２の主面１ｄ、前面１ｅおよび後面１ｆ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、丸みを有していてもよい。

【0026】

本明細書においては、コイル部品１の第１の端面１ａ、第２の端面１ｂ、第１の主面１ｃ、第２の主面１ｄ、前面１ｅおよび後面１ｆ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。

【0027】

＜コイル部品の構造＞
図２は、図１に示すコイル部品１の側面図であり、図３は、図１に示すコイル部品１の断面図である。図３には、図１に示すＡ－Ａ線に沿った断面が示されている。以下、図１～図３を参照して説明する。

【0028】

本発明の第１実施形態におけるコイル部品１は、基体１１と外部電極１２と絶縁層１３を有し、基体１１の内部に導体１４を有する。ここで基体１１としては、内部に導体が配置される磁性体であってもよく、表面に導体が巻き付けられる鍔と軸を持つＴコアやドラムコアと称される磁性体と導体を覆った外装体とを併せたものであってもよい。

【0029】

本実施形態における基体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り、図３の例においては外装部を有さない。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、磁性基体の比抵抗が１０^６Ωｃｍ以上となるものが用いられる。例えば、結合材としての比抵抗が１０^８Ωｃｍ以上であるものが選ばれ、また機械的強度を高める目的から、結合材としては、樹脂、ガラス、金属酸化物が選択され得る。

【0030】

結合材の樹脂としては、例えば、Ｔｇが１５０℃より高いものが選ばれ、Ｔｇが１８０℃より高いものでもよい。このような高いＴｇの樹脂であると、ガラス、金属酸化物と同様に、高温の用途においても、環境変化に対応できる。
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以上の金属磁性粒子を含む。また、金属磁性材料は金属磁性粒子以外に、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の成分以外に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。

【0031】

金属磁性粒子は、粒径が平均で１～３０μｍの粒子であり、粒径分布を含めて０．１～５０μｍの範囲の粒径を有する。金属磁性粒子は絶縁処理が施されたものでもよく、樹脂の存在により絶縁が担保されてもよい。
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。

【0032】

基体１１を成す磁性体は、体積に占める磁性材料の割合が８５vol％以上、望ましくは８８vol％以上であり、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。
基体１１は直方体形状を有し、高さ方向Ｈの一端に上面１０１を有し、高さ方向Ｈの他端に底面１０２を有し、長さ方向Ｌの両端それぞれに端面１０３を有し、幅方向Ｗの両端に前面１０４および後面１０５を有する。底面１０２は、コイル部品１が基板２ａに実装される際に基板２ａと対向する面である。

【0033】

導体１４は、導電性に優れた金属材料から成る。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。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。

【0034】

本実施形態の導体１４は、１ターン以上周回した周回部４０２を有する。但し、導体１４は、周回部を持たない直線状や階段状の構造でもよい。周回部４０２の形状は平面状でもよく螺旋状でもよい。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４０１を有する。引き出し部４０１は、外部電極１２を導体１４と接続するものである。

【0035】

導体１４は、１つの基体１１に対して１つ設けられてもよいし、あるいは導体１４は、１つの基体１１に対して複数設けられてもよい。図３には、導線が基体１１の底面１０２と上面１０１に沿って周回した、いわゆる水平巻きの周回部４０２が例示されている。導体１４は、導線が基体１１の端面１０３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。

【0036】

コイル部品１は、底面１ｄに２つの外部電極１２を備え、一例として外部電極１２は、基体１１の表面のうちの底面１０２部分に設けられている。また、外部電極１２は、コイル部品１の第１の端面１ａ側と第２の端面１ｂ側とに分かれている。
外部電極１２は、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１～５μｍの層である。外部電極１２は複数の金属層が組み合わされたものでもよく、合計の厚みは例えば５～１０μｍとなる。また、外部電極１２は、一部に樹脂を含んだ金属層が組み合わされてもよく、合計の厚みは例えば１０～２０μｍとなる。

【0037】

図３に示す例の場合、外部電極１２は、下地層２０１とめっき層２０２とを有する。下地層２０１には、Ａｇ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｎｉなどの金属材料が用いられる。下地層２０１は、めっき、金属材料の塗布、スパッタリング法、あるいは蒸着法により基体１１の表面に設けられる。また、下地層２０１は、厚みが１μｍ以下であり、一部分が他の部分から離間して存在していてもよい。下地層２０１は、磁性基体１１の表面および導体１４の引き出し部４０１と密着することで、外部電極１２を基体１１と一体化させるとともに外部電極１２と導体１４との導通を得る。

【0038】

めっき層２０２は、導電性に優れた金属材料から成る。金属材料としては、例えばＣｕ、Ａｇが用いられ、更にＮｉ、Ｐｄ、Ｓｎが用いられる。めっき層２０２は、それぞれの金属材料を主成分とする層、または一部で合金化した層が重なり、層状に形成される。
絶縁層１３は、基体１１の表面のうち、外部電極１２が設けられた底面１０２とは反対側の上面１０１に設けられている。本実施形態では絶縁層１３は上面１０１全体を覆っている。

【0039】

＜絶縁層の構造＞
図４は、絶縁層１３における微視的構造を概念的に示した拡大図である。
絶縁層１３は、樹脂成分３０１と、炭素粒子の凝集体３０２と、第１フィラー３０３と、第２フィラー３０４とを有し、基体１１の上面１０１に設けられている。上面１０１には、微視的構造として、金属磁性粒子に起因した凹凸構造が存在し、絶縁層１３は、その凹凸構造の上に設けられる。絶縁層１３の表面は、絶縁層１３が設けられる基体１１の上面１０１よりも表面粗さが小さい。例えば、絶縁層１３の表面の表面粗さは、絶縁層１３が設けられる基体１１の表面粗さの半分以下である。

【0040】

絶縁層１３は、厚みとして平均で１０μｍ以下である。絶縁層１３は、絶縁層１３が設けられる基体１１の上面１０１よりも反射率が小さく、絶縁層１３の反射率は例えば２０％より小さい。絶縁層１３の厚みは平均で５μｍ以下でもよく、この場合の反射率は１０％より小さい。

【0041】

絶縁層１３の樹脂成分３０１としては、例えば熱硬化性の樹脂が用いられ、Ｔｇが１５０℃より高いことが好ましい。樹脂成分３０１としては、耐熱性以外に、耐湿性、耐食性、また耐衝撃性の高い樹脂が選ばれる。これらを考慮すると、樹脂成分３０１としては、例えば、アクリル系、エポキシ系、フェノール系の樹脂が好ましい。樹脂成分３０１の好ましい一例としては、ジアリルフタレート樹脂、ビスフェノールＡ型のエポキシ樹脂、また３官能以上の多官能エポキシ樹脂などが挙げられる。

【0042】

樹脂成分３０１は、絶縁層１３を構成した全要素に対して３０ｖｏｌ％より多い。また、樹脂成分３０１として２種以上の樹脂が組み合わされることで、機械的強度や耐熱性などの異なる要求に応えることもできる。
絶縁層１３は、樹脂成分３０１の中に炭素粒子の凝集体３０２を含んでいる。

【0043】

図５は、樹脂成分３０１中の凝集体３０２を示す図である。
樹脂成分３０１中で炭素粒子３０５は、不定形の凝集体３０２を形成している。炭素粒子３０５は、粒子が単独で存在するものではなく、複数の粒子がつながり、一部は鎖のように長さを持つものである。更に、樹脂成分３０１においては、複数の凝集体３０２がつながっている。この凝集体３０２の状態は、ＴＥＭ（透過電子顕微鏡）の断面観察により炭素粒子３０５のコントラストの違いから粒子が重なりあっていることで確認される。

【0044】

凝集体３０２を形成する炭素粒子３０５としては、例えば、カーボンブラック、グラファイト等が用いられる。炭素粒子３０５としては、ファーネスブラック、アセチレンブラックが用いられてもよい。炭素粒子３０５は導電性を有し、また凝集体３０２として存在するため、絶縁層１３内に、樹脂成分３０１よりも電気的に抵抗の低い部分が形成される。

【0045】

また、絶縁層１３は、樹脂成分３０１の中に炭素粒子３０５の凝集体３０２を含んでいても、低い導電性の炭素粒子３０５より高い絶縁性の樹脂成分３０１などの存在によって絶縁性が確保され、通常状態では絶縁体である。このため、絶縁層１３の存在によってコイル部品１の絶縁性が確保される。一方、静電気などが生じた場合には、炭素粒子３０５の導電性によって帯電が抑制される。

【0046】

絶縁層１３に含まれる炭素粒子３０５は粒径が小さい方が好ましく、例えば５０ｎｍより小さい粒径を有する。また、炭素粒子３０５は、樹脂成分３０１中で凝集体３０２を形成していても分散していてもよく、凝集体３０２のサイズは５００ｎｍより小さい。図５に示す例では、炭素粒子３０５の粒径が約２０ｎｍであり、凝集体３０２のサイズが２００～３００ｎｍである。複数の凝集体３０２がつながったものは、例えば、長さとして４００～３０００ｎｍになる。

【0047】

絶縁層１３における炭素粒子３０５の含有量は、絶縁層１３を構成した成分に対し、０．０１ｖｏｌ％より多く、２ｖｏｌ％より少ない。凝集体３０２が分散している場合、炭素粒子３０５の含有量は１ｖｏｌ％以上に多く、凝集体３０２が凝集している場合、炭素粒子３０５の含有量は１ｖｏｌ％より少なくてもよい。絶縁層の断面から見た炭素粒子３０５の存在割合は、面積として０．０１％より多く、２％より少ない範囲になり、更に１％以上に多い範囲と、１％より少ない範囲に分けられる。

【0048】

炭素粒子３０５の含有量が１ｖｏｌ％以上となると、凝集体３０２が更に緩くつながった鎖状のストラクチャーが形成され、長距離の導電パス（パーコレーションパス）が形成される。その場合、絶縁層１３の抵抗値が急激に下がり、渦電流損失や電極間の並列伝導パスによる回路損失の虞がある。また、炭素粒子３０５の含有量が１ｖｏｌ％以上となると高比表面積の炭素粒子３０５により塗液が高粘度化し、薄層化が難しくなる。逆に炭素粒子３０５の含有量が０．０１ｖｏｌ％より少なくなると炭素粒子３０５の凝集体３０２間の絶縁距離が長くなり、静電気による伝導パスの形成が困難となり、帯電抑制効果が得られ難い。

【0049】

例えば、炭素粒子３０５の含有量が、２ｖｏｌ％以上の場合、炭素粒子３０５の凝集の大きなものが存在し易くなり、絶縁性の低下につながることがある。例えば、炭素粒子３０５は含有量が少ない方がよく、炭素粒子３０５が少ないことで他の成分の比率が高められ、機械的強度が高められたり、線膨張係数が小さくされたりというように、他の機能が高められる。絶縁層１３は、通常の状態では電気的な絶縁は高い方がよく、所定の電位差が生じた場合には放電の効果が現れる。

【0050】

図１～図３に示すように絶縁層１３が基体１１の上面１０１を覆うことで、基体１１の表面が保護され、上面１０１からコイル部品１に帯電した電気が放電され易く、コイル部品１の基体１１への電気的な影響が緩和される。例えば、コイル部品１以外の金属などが絶縁層１３と接触することにより、コイル部品１に溜まった電荷は、絶縁層１３からコイル部品１以外の金属へと放電され、特に基体１１に掛かる電圧が抑制される。従って、基体１１に含まれる金属磁性粒子の間を電流が通過してしまうことで生じる電気的な欠陥である絶縁破壊が抑制される。コイル部品１に接触して電荷を溜めるものとしては、金属などの電気抵抗の低いものや人の指などが想定される。

【0051】

金属磁性粒子が用いられたコイル部品１において、静電気は特に注意が必要なこととなっている。静電気は目に見えず、異常と気付かれないままで欠陥が生じる原因のひとつだからである。絶縁層１３が設けられることで静電気の影響が抑制されるため、コイル部品１の安全性が高まる。

【0052】

このため、コイル部品１は、絶縁層１３を接触面とした搬送が可能となる。つまり、搬送時の摩擦や振動によるダメージが低減されるとともに、接触の摩擦によって静電気が発生しても基体１１での影響が緩和されるからである。特に、絶縁層１３が基体１１の上面１０１を全体に亘って覆うことで、基体１１の上面１０１の全体が保護され、絶縁層１３において欠陥が生じることを防ぐことができ、絶縁層１３以外の部分からの放電を防止できる。

【0053】

また、絶縁層１３は表面粗さが小さいことで、絶縁層１３の設けられた上面１ｃが使われてコイル部品１が搬送される場合に摩擦が抑制され、搬送が容易となる。また、絶縁層１３が帯電を抑制することで静電気によるコイル部品１同士の吸着などが抑制され、コイル部品１が小型であっても搬送が容易となる。

【0054】

絶縁層１３の反射率が小さいことで、基体１１との識別や、外部電極１２との識別が容易となり、絶縁層１３を使った方向識別などに利用可能である。絶縁層１３の反射率が小さいことで、目視によるコイル部品１の識別も容易となる。

【0055】

図４に示すように、本実施形態では、絶縁層１３は、無機フィラーである第１フィラー３０３と第２フィラー３０４を含んでいる。
第１フィラー３０３は、マグネシウム、カルシウム、チタン、ジルコニウムのうち１以上の絶縁性化合物を含んでいる。第１フィラー３０３の絶縁性化合物としては、例えば、珪酸マグネシウム、炭酸カルシウム、酸化チタン、ジルコニア等が挙げられる。また、第１フィラー３０３は、外形形状として長軸と短軸を有する。第１フィラー３０３の具体的な外形形状としては、例えば、扁平状、楕円状、板状、針状などに見える形状が挙げられる。

【0056】

第２フィラー３０４は、ケイ素、アルミニウム、マグネシウムのうち１以上の絶縁性化合物を含んでいる。第２フィラー３０４の絶縁性化合物としては、例えば、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム等が挙げられる。また、第２フィラー３０４の外形形状としては、球形状である。

【0057】

第１フィラー３０３は、第２フィラー３０４より大きい。例えば、第１フィラー３０３の長軸は、第２フィラー３０４の粒径より大きく、第１フィラー３０３の短軸は、第２フィラー３０４の粒径より大きい。第１フィラー３０３は、長軸が１～１０μｍであり、短軸が１００ｎｍ～１μｍである。第２フィラー３０４は、長軸が５０～５００ｎｍであり、短軸が長軸の８０％より大きい。第１フィラー３０３、第２フィラー３０４の存在割合は、第１フィラー３０３より第２フィラー３０４が多く含まれ、第１フィラー３０３、第２フィラー３０４を合わせた存在割合は、絶縁層１３の３０～５０ｖｏｌ％である。例えば、第１フィラー３０３、第２フィラー３０４を合わせた存在割合は、樹脂成分３０１より少ない範囲である。無機フィラー３０３、３０４の大きさの組み合わせが調整されることで、目的の機能が確保されるとともに、絶縁層１３の厚みが薄くなる。また、第１フィラー３０３の存在により絶縁層１３のエッジ部分などの形状安定性が得られ、第２フィラー３０４の存在により絶縁層１３中の分散状態がよくなり、絶縁層１３の厚みが薄くできる。また、無機フィラー３０３、３０４がシリカなどの光を透過するものである場合、絶縁層の厚み方向で見た無機フィラー３０３、３０４の大きさは、１００～３００ｎｍである。この無機フィラー３０３、３０４は、光の隠ぺい性を持たせることができ、光の透過や反射を抑えることができる。このため、絶縁層１３の厚みが薄くても、基体１１が見えてしまうようなことがない。

【0058】

絶縁層１３が無機フィラー３０３、３０４を含むことで、静電気などのない通常の状態では、絶縁性が高められる。つまり、絶縁層１３は、コイル部品１の正常な使い方においては高い絶縁を得ることができ、例えば、電圧が１００Ｖより低い範囲では、絶縁層１３が絶縁体であることを意味する。各要素の抵抗値の大小で表すと、電圧が１００Ｖより低い場合には、導体＜基体≦絶縁層となり、電圧が１０万Ｖより高い場合には、導体＜絶縁層＜基体となる。

【0059】

絶縁層１３における無機フィラー３０３、３０４の存在は、線膨張係数を下げることに寄与する。また、第１フィラー３０３と第２フィラー３０４との２種の無機フィラーが含まれることで、分散性により無機フィラーの均一性が高まって機械的強度が高まる。特に第１フィラー３０３が含まれることで絶縁層１３の表面と平行な方向の線膨張係数が小さくなる。

【0060】

絶縁層１３に含まれる各要素については、絶縁層１３の断面が例えばＴＥＭ（透過電子顕微鏡）、ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）や光学顕微鏡などで観察されることで確認可能である。炭素粒子３０５、無機フィラー３０３、３０４および空隙は、絶縁層１３の断面の光学的観察において、コントランストの違いから存在が判断される。同様に、フィラーの存在や大きさについても、断面から見ての判断が可能である。樹脂成分３０１は、炭素粒子３０５、無機フィラー３０３、３０４および空隙が除かれた他の部分になり、樹脂成分３０１の存在割合が求められる。

【0061】

＜コイル部品の製造方法＞
図６は、コイル部品１の製造方法の一例を示す図である。
ステップＳ１０１では、導体１４が形成される。導体１４は、金属導線が巻き回されて形成されてもよいし、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てもよい。

【0062】

ステップＳ１０２では、導体１４を内包した状態で基体１１が形成される。但し、図６に示す製造方法の場合には、複数の基体１１が繋がった部品集合体として形成される。基体１１は、たとえばメタルコンポジットタイプのコイル部品１の場合は、金属磁性粒子と樹脂を含む複合磁性材料に、圧力、温度が掛けられることで成形体に成形される。この成形段階で、導体１４は基体１１と一体化される。

【0063】

成形における具体的な圧力および温度は、例えば、圧力としては、１０～１００ＭＰａであり、温度としては、１００～２００℃である。成形体は、１５０～２００℃に加熱され、複合磁性材料の樹脂の硬化が進められることで磁性体の基体１１となる。
なお、基体１１は、シート状の磁性材料が積層されて成形されてもよいし、モールド成形によって成形されてもよい。

【0064】

ステップＳ１０３では、成形体の表面のうち基体１１の上面１０１に相当する１つの面に、炭素粒子３０５を含む樹脂材料が塗布され、樹脂が硬化されて絶縁層１３が形成される。樹脂材料は例えば印刷によって塗布され、上記１つの面の全面に亘って塗布される。この結果、基体１１の上面１０１の全面を覆う絶縁層１３が形成される。

【0065】

樹脂材料の塗布方法としては、印刷、浸漬、含侵などの方法が採用可能であるが、絶縁層１３の厚みを薄くする場合や、絶縁層１３を設ける位置精度が求められる場合などは、印刷による方法が好ましい。印刷によって樹脂材料が塗布される場合、基体１１となる成形体の表面における凹凸の凹部を埋めて凹凸を吸収するように樹脂材料が塗布されることで、絶縁層１３の厚み自体が薄くなる。また、絶縁層１３の表面の表面粗さを小さくする場合、印刷による方法が好ましい。なお、基体１１に樹脂が含まれる場合、絶縁層１３を作る樹脂よりＴｇが高い樹脂が含まれることで、製造過程での樹脂の劣化が抑制される。

【0066】

ステップＳ１０４では、金属材料が成形体の底面側にスクリーン印刷や転写、ディップ等により塗布されて外部電極１２の下地層２０１が形成される。
ステップＳ１０５では、部品集合体が個々の部品にカットされる。
ステップＳ１０６では、個々の部品に対してめっきが施されて外部電極１２のめっき層２０２が形成される。

【0067】

例えば、この製造方法では、部品集合体の段階で絶縁層１３の形成が行われるため、コイル部品個々の絶縁層１３の厚みを均一に設けることができる。
図７は、コイル部品１の製造方法の別例を示す図である。
別例の製造方法でも、ステップＳ１０１からステップＳ１０４まで、上記と同様に実行される。但し、ステップＳ１０２では、上記で部品集合体が成形されたのに対し、図７の別例では、個々の部品として成形されるため、ステップＳ１０５は存在しない。

【0068】

従って図７の別例では、ステップＳ１０４で外部電極１２の下地層２０１が形成された後、ステップＳ１０６に進んで外部電極１２のめっき層２０２が形成される。
例えば、この製造方法では、基体１１の上面１０１の一部に選択的に絶縁層１３を設けることができる。

【0069】

以上説明した製造方法により、コイル部品１が製造される。
＜第２実施形態＞
以下、本発明の第２実施形態について説明する。但し、第１実施形態との相違点に着目して説明し、重複説明は省略する。

【0070】

図８は、第２実施形態のコイル部品５０１を示す断面図である。
第２実施形態のコイル部品５０１は、絶縁層１３が、上面１０１から、上面１０１に隣り合う端面１０３に亘って設けられている。絶縁層１３は、上面１０１に隣り合う前面１０４および後面１０５に至ってもよい。

【0071】

第２実施形態では、絶縁層１３が上面１０１以外の面にまで設けられることで電気的な通り道が第１実施形態よりも広がっている。このため、第２実施形態では第１実施形態より静電気が散逸しやすく、安全性が高い。
また、第２実施形態では、絶縁層１３が基体１１の表面を第１実施形態より広い範囲に亘って覆うため、基体１１の表面がより保護される。特に、加重や衝撃などの負荷に対して弱い稜線部分のダメージが防がれ、例えば、金属磁性材料の脱落、また脱粒に伴う絶縁低下などが防止される。

【0072】

図９は、第２実施形態のコイル部品５０１の製造方法を示す図である。
第２実施形態のコイル部品５０１の製造方法でも、図６に示す製造方法と同様にステップＳ１０１、Ｓ１０２、Ｓ１０４、Ｓ１０５が実行される。第２実施形態では、ステップＳ１０３は実行されない。第２実施形態では、ステップＳ１０５の後、ステップＳ２０１が実行される。

【0073】

そして、ステップＳ２０１では、個別の部品にカットされた成形体に対し、上面１０１および端面１０３の合計３面に亘って炭素粒子３０５を含む樹脂材料が塗布され、樹脂が硬化されて絶縁層１３が形成される。
その後、ステップＳ１０６に進んで外部電極１２のめっき層２０２が形成される。なお、図７の別例と同様に、第２実施形態でも部品が個別に形成されてもよい。

【0074】

例えば、この製造方法では、コイル部品の複数の面に絶縁層１３を設けることができる。また、複数の塗布方法を組み合わせることで、面による厚みの差を設けることが容易にできる。

【0075】

＜第３実施形態＞
以下、本発明の第３実施形態について説明する。但し、第１実施形態との相違点に着目して説明し、重複説明は省略する。

【0076】

図１０は、第３実施形態のコイル部品５０２を示す断面図である。
第３実施形態のコイル部品５０２は、絶縁層１３が、上面１０１、底面１０２、端面１０３、前面１０４および後面１０５の全６面に設けられている。但し、底面１０２では、外部電極１２の箇所以外に設けられている。

【0077】

第３実施形態では絶縁層１３が外部電極１２に接して設けられているため、静電気などの電荷が外部電極１２に流れて速やかに散逸される。従って、第３実施形態のコイル部品５０２は、第１実施形態および第２実施形態よりも静電気などに対する安全性が高い。また、絶縁層１３が基体１１のほぼ全体を覆うため基体１１の全面が保護される。また、導体１４と外部電極１２の接続が行われる面に設けられる絶縁層１３は、最も厚みが大きい。これは、導体１４と外部電極１２の接続部分の周囲では絶縁層１３に欠陥を生じないようにするためである。

【0078】

図１１は、第３実施形態のコイル部品５０２の製造方法を示す図である。
第３実施形態のコイル部品５０２の製造方法でも、図６に示す製造方法と同様にステップＳ１０１、Ｓ１０２、Ｓ１０４、Ｓ１０５が実行される。第３実施形態では、ステップＳ１０５の後、ステップＳ３０１が実行される。

【0079】

そして、ステップＳ３０１では、個別の部品にカットされた成形体に対し、６面全部に炭素粒子３０５を含む樹脂材料が塗布され、樹脂が硬化されて絶縁層１３が形成される。また、ステップＳ３０２では、ステップＳ３０１で形成された絶縁層１３のうち、外部電極１２の下地層２０１上に形成された部分が剥離される。

【0080】

その後、ステップＳ１０６に進んで外部電極１２のめっき層２０２が下地層２０１上に形成される。なお、図７の別例と同様に、第３実施形態でも部品が個別に形成されてもよい。
例えば、この製造方法では、外部電極１２の下地層２０１を露出させる樹脂材料の剥離は、下地層２０１以外の箇所における絶縁層１３の厚みの調整に転用されてもよい。

【0081】

＜第４実施形態＞
以下、本発明の第４実施形態について説明する。但し、第３実施形態との相違点に着目して説明し、重複説明は省略する。

【0082】

図１２は、第４実施形態のコイル部品５０３を示す断面図である。
第４実施形態のコイル部品５０３は、底面１０２から端面１０３に至り一部が上面１０１に達する外部電極１２を備えている。外部電極１２のうち、端面１０３および上面１０１に沿って広がる部分については、絶縁層１３の上に設けられている。

【0083】

第４実施形態では、絶縁層１３と外部電極１２とが広い面積で接しているため、第３実施形態よりも更に静電気などの電荷が外部電極１２に流れて速やかに散逸される。従って、第４実施形態のコイル部品５０３は、第１実施形態～第３実施形態よりも静電気などに対する安全性が高い。また、端面１０３や上面１０１に達する外部電極１２は、コイル部品５０３を保護する役割も果たす。

【0084】

図１３は、第４実施形態のコイル部品５０３の製造方法を示す図である。
第４実施形態のコイル部品５０３の製造方法でも、図６に示す製造方法と同様にステップＳ１０１、Ｓ１０２、Ｓ１０４、Ｓ１０５が実行される。その後、第３実施形態の製造方法と同様に、ステップＳ３０１、Ｓ３０２が実行される。第４実施形態では、ステップＳ３０２の後、ステップＳ４０１が実行される。

【0085】

図１３のステップＳ４０１では、成形体の端面１０３や上面１０１に形成された絶縁層１３上に、金属材料がスクリーン印刷や転写、ディップ等により塗布されて外部電極１２の下地層２０１が形成される。ステップＳ４０１で形成される下地層２０１は、一部が底面１０２に達し、既に底面１０２に形成されている下地層２０１と接続される。

【0086】

その後、ステップＳ１０６に進んで外部電極１２のめっき層２０２が、底面１０２から端面１０３を経て上面１０１に達する下地層２０１上に形成される。なお、図７の別例と同様に、第４実施形態でも部品が個別に形成されてもよい。また、ステップＳ３０１では、成形体の表面のうち基体１１の上面１０１のみに絶縁層１３が設けられてもよい。これは、絶縁層１３と外部電極１２とが接していればよく、この方が基体１１を最大化させることができるからである。

【0087】

＜第５実施形態＞
以下、本発明の第５実施形態について説明する。但し、第１実施形態との相違点に着目して説明し、重複説明は省略する。

【0088】

図１４は、第５実施形態のコイル部品５０４を示す断面図である。
第５実施形態のコイル部品５０４では、基体１１が、表面に導体１４が巻き付けられる鍔と軸を持つＴコア、ドラムコアの磁性体１６と、導体１４の外側を覆う外装体１５との組み合わせとなっている。絶縁層１３は、第１実施形態と同様に上面１０１に設けられている。

【0089】

絶縁層１３は、磁性体１６のみの表面に設けられてもよいし、磁性体１６と外装体１５の表面に設けられてもよいし、外装体１５のみの表面に設けられてもよい。いずれの面に設けられた場合であっても、第１実施形態～第４実施形態で説明した絶縁層１３の効果が得られる。

【0090】

第５実施形態のコイル部品５０４の製造方法としては、第１実施形態のコイル部品１の製造方法と同様の製造方法が採用可能である。また、第５実施形態のコイル部品５０４の製造方法としては、第１実施形態のコイル部品１の製造方法におけるステップＳ１０２とステップＳ１０１の実行順が変わった製造方法でもよい。

【0091】

なお、第１実施形態～第５実施形態の製造方法については上記例に限定されるものではなく、構造上の矛盾を生じない範囲において、上述した各ステップの実行順は自由に変更可能である。

【符号の説明】

【0092】

１、５０１、５０２、５０３、５０４ コイル部品
２ 回路基板
２ａ 基板
３ ランド部
４ はんだ
１１ 基体
１２ 外部電極
１３ 絶縁層
１４ 導体
１５ 外装体
１０１ 上面
１０２ 底面
１０３ 端面
１０４ 前面
１０５ 後面
３０１ 樹脂材料
３０２ 炭素粒子の凝集体
３０３ 第１フィラー
３０４ 第２フィラー
３０５ 炭素粒子

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】