特許 7510888 積層コイル部品およびその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-06-26

(45)【発行日】2024-07-04

(54)【発明の名称】積層コイル部品およびその製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01F 17/04 20060101AFI20240627BHJP

   H01F 17/00 20060101ALI20240627BHJP

   H01F 1/147 20060101ALI20240627BHJP

   H01F 1/26 20060101ALI20240627BHJP

   H01F 1/33 20060101ALI20240627BHJP

   H01F 27/255 20060101ALI20240627BHJP

【ＦＩ】

H01F17/04 F

H01F17/00 D

H01F1/147 166

H01F1/26

H01F1/33

H01F27/255

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2021008636

(22)【出願日】2021-01-22

(65)【公開番号】P2022112728

(43)【公開日】2022-08-03

【審査請求日】2023-08-08

(73)【特許権者】

【識別番号】000003067

【氏名又は名称】ＴＤＫ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001494

【氏名又は名称】前田・鈴木国際特許弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】近藤 真一

(72)【発明者】

【氏名】稲垣 尭

(72)【発明者】

【氏名】和田 龍一

(72)【発明者】

【氏名】永井 雄介

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 孝志

【審査官】木下 直哉

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－１１７８９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１１３３４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１００８４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１０６１３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１８１１２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０４４９０６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｆ １７／００ －１７／０４

Ｈ０１Ｆ １／１４７

Ｈ０１Ｆ １／２０ － １／３３

Ｈ０１Ｆ ２７／２５５

Ｈ０１Ｆ ３７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

コイル導体と磁性素体とが積層された素子を有する積層コイル部品であって、
前記磁性素体は軟磁性粒子およびエポキシ樹脂を含み、
前記軟磁性粒子は軟磁性金属粒子を有し、
前記エポキシ樹脂はエポキシ当量が１５０以下であり、
前記エポキシ樹脂が前記軟磁性粒子間の隙間スペースに充填される積層コイル部品。

【請求項2】

前記エポキシ樹脂が式（１）～式（３）のうち少なくとも１種以上のエポキシ樹脂を含み、Ｒはそれぞれ独立にＨまたはメチル基である請求項１に記載の積層コイル部品。

【化1】

【化2】

【化3】

【請求項3】

前記エポキシ樹脂が式（１）のエポキシ樹脂を含む請求項２に記載の積層コイル部品。

【請求項4】

前記軟磁性粒子は軟磁性金属粒子と、前記軟磁性金属粒子を被覆する酸化被膜と、を有する請求項１～３のいずれかに記載の積層コイル部品。

【請求項5】

前記酸化被膜の平均厚みが５ｎｍ以上６０ｎｍ以下である請求項４に記載の積層コイル部品。

【請求項6】

前記軟磁性金属粒子におけるＦｅの含有量が９２．５質量％以上９７．０質量％以下、Ｓｉの含有量が３．０質量％以上７．５質量％以下であり、前記軟磁性金属粒子はＣｒを実質的に含有しない請求項１～５のいずれかに記載の積層コイル部品。

【請求項7】

前記コイル導体と前記磁性素体との合計質量に対する前記エポキシ樹脂の質量比率が０．５質量％以上５．０質量％以下である請求項１～６のいずれかに記載の積層コイル部品。

【請求項8】

コイル導体と磁性素体とが積層された素子を有する積層コイル部品の製造方法であって、
エポキシ当量が１５０以下であるエポキシ樹脂を前記素子に含浸する工程を含む積層コイル部品の製造方法。

【請求項9】

前記エポキシ樹脂が式（１）～式（３）のうち少なくとも１種以上のエポキシ樹脂を含み、Ｒはそれぞれ独立にＨまたはメチル基である請求項８に記載の積層コイル部品の製造方法。

【化1】

【化2】

【化3】

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、積層コイル部品およびその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

携帯機器等の各種電子機器の電源回路に用いられる電子部品として、トランス、チョークコイル、インダクタ等の積層コイル部品が知られている。

【0003】

このような積層コイル部品は、所定の磁気特性を発揮する磁性体の周囲に、電気伝導体であるコイルが配置されている構成を有している。磁性体としては、所望の特性に応じて、様々な材料を用いることができる。

【0004】

近年、積層コイル部品のさらなる小型化、低損失化、高周波数化に対応するため、軟磁性材料を磁性体として用いることが試みられている。

【0005】

ここで、積層コイル部品の磁性体として軟磁性材料を用いる場合、軟磁性材料の絶縁性が問題となる。特に、磁性体とコイル導体とが直接接触する場合には軟磁性材料の絶縁性が低いと電圧印加時にショートしてしまう。

【0006】

さらに、電源用チョークコイル等の磁心として絶縁性が低い軟磁性材料を用いると、軟磁性粒子に渦電流が発生し、渦電流による損失が発生してしまう。

【0007】

特許文献１には、積層インダクタに関する発明が記載されており、磁性体において、Ｆｅ－Ｓｉ－Ｃｒ合金粒子同士の間の空隙に樹脂を含浸させている。

【0008】

特許文献２には、積層インダクタに関する発明が記載されており、軟磁性金属粒子同士の間の空隙に樹脂を含浸させており、軟磁性金属粒子が酸化被膜を有し、酸化被膜がＳｉを含む酸化物からなっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【文献】特開２０１２－２３８８４０号公報

【文献】特開２０１９－１１７８９８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

現在では、各種磁気特性に加えて、さらに強度を向上させた積層コイル部品が求められている。

【0011】

本発明は、強度を向上させた積層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】

【0012】

本発明に係る積層コイル部品は、コイル導体と磁性素体とが積層された素子を有する積層コイル部品であって、
前記磁性素体は軟磁性粒子およびエポキシ樹脂を含み、
前記軟磁性粒子は軟磁性金属粒子を有し、
前記エポキシ樹脂はエポキシ当量が１５０以下であり、
前記エポキシ樹脂が前記軟磁性粒子間の隙間スペースに充填される積層コイル部品である。

【0013】

前記エポキシ樹脂が式（１）～式（３）のうち少なくとも１種以上のエポキシ樹脂を含んでもよい。Ｒはそれぞれ独立にＨまたはメチル基である。

【化1】

【化2】

【化3】

【0014】

前記エポキシ樹脂が式（１）のエポキシ樹脂を含んでもよい。

【0015】

前記軟磁性粒子は軟磁性金属粒子と、前記軟磁性金属粒子を被覆する酸化被膜と、を有してもよい。

【0016】

前記酸化被膜の平均厚みが５ｎｍ以上６０ｎｍ以下であってもよい。

【0017】

前記軟磁性金属粒子におけるＦｅの含有量が９２．５質量％以上９７．０質量％以下、Ｓｉの含有量が３．０質量％以上７．５質量％以下であってもよく、前記軟磁性金属粒子はＣｒを実質的に含有しなくてもよい。

【0018】

前記コイル導体と前記磁性素体との合計質量に対する前記エポキシ樹脂の質量比率が０．５質量％以上５．０質量％以下であってもよい。

【0019】

本発明に係る積層コイル部品の製造方法は、コイル導体と磁性素体とが積層された素子を有する積層コイル部品の製造方法であって、
エポキシ当量が１５０以下であるエポキシ樹脂を前記素子に含浸する工程を含む積層コイル部品の製造方法である。
ル部品である。

【0020】

前記エポキシ樹脂が式（１）～式（３）のうち少なくとも１種以上のエポキシ樹脂を含んでもよい。Ｒはそれぞれ独立にＨまたはメチル基である。

【化1】

【化2】

【化3】

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】図１は本発明の一実施形態に係る積層インダクタである。

【図2】図２は図１の積層インダクタにおける磁性素体の断面模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づいて説明する。

【0023】

本実施形態では、積層コイル部品として、図１に示す積層インダクタが例示される。

【0024】

図１に示すように、本実施形態に係る積層インダクタ１は、素子２と端子電極３とを有する。素子２は、磁性素体４の内部にコイル導体５が３次元的かつ螺旋状に埋設された構成を有している。素子２の両端には、端子電極３が形成されており、この端子電極３は、引出電極５ａ、５ｂを介してコイル導体５と接続されている。

【0025】

素子２の形状は任意であるが、通常、直方体状とされる。また、その寸法にも特に制限はなく、用途に応じて適当な寸法とすればよい。例えば、０．２～３．２ｍｍ×０．１～２．５ｍｍ×０．１～１．３ｍｍとしてもよく、０．２～２．５ｍｍ×０．１～２．０ｍｍ×０．１～１．２ｍｍとしてもよい。

【0026】

端子電極３の材質は、電気伝導体であれば、任意の材質とすることができる。例えば、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｌ、Ａｇ合金、Ｃｕ合金等が用いられる。特にＡｇを用いることが安価で低抵抗のため好ましい。端子電極３はガラスフリットを含有していてもよい。また、端子電極３は表面にめっきを施してもよい。たとえば、Ｃｕ、ＮｉめっきおよびＳｎめっき、またはＮｉめっきおよびＳｎめっきを順番に施してもよい。

【0027】

コイル導体５および引出電極５ａ、５ｂの材質は、電気伝導体であれば、任意の材質とすることができる。例えば、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｌ、Ａｇ合金、Ｃｕ合金等が用いられる。特にＡｇを用いることが安価で低抵抗のため好ましい。

【0028】

磁性素体４は、図２に示すように軟磁性粒子１１および樹脂１３からなる。図２は磁性素体４の断面模式図である。また、磁性素体４のうち軟磁性粒子１１以外の部分を隙間スペース１２とする。そして隙間スペース１２に樹脂１３が充填され、樹脂１３が充填されていない部分が空隙１４となる。また、樹脂を充填する前の段階では、隙間スペース１２は全て空隙１４である。

【0029】

樹脂１３を充填することで、樹脂１３を充填しない場合と比較して軟磁性粒子１１同士の間の絶縁性がさらに高くなり、Ｑがさらに向上する。さらに、積層インダクタ１の信頼性および耐熱性が向上する。

【0030】

ここで、本実施形態に係る積層インダクタ１は、樹脂１３がエポキシ樹脂であり、当該エポキシ樹脂はエポキシ当量が１５０以下である。なお、エポキシ当量とは、１当量のエポキシ基を含むエポキシ基含有化合物の質量（単位：ｇ／ｅｑ）である。

【0031】

ここで、エポキシ樹脂は比較的、硬化による体積減少が小さい。したがって、空隙１４が少なくなり樹脂１３の充填率が高くなる。エポキシ樹脂を用いる場合には、磁性素体４に含まれる樹脂１３の含有量を多くすることができる。さらに、エポキシ当量が１５０以下であるエポキシ樹脂を用いる場合には、エポキシ樹脂の緻密な架橋ネットワークが形成され、架橋密度が高くなる。硬化による体積減少が小さい点と架橋密度が高い点との両方の点が作用することで磁性素体４の強度が高くなる。

【0032】

エポキシ当量が１５０以下であるエポキシ樹脂の種類には特に制限はない。１分子中にエポキシ基が３個以上含まれるエポキシ樹脂を用いることが好ましい。架橋密度が高くなりやすいためである。

【0033】

また、エポキシ当量が１５０以下であるエポキシ樹脂として下記の式（１）～式（３）のうち少なくとも１種以上のエポキシ樹脂を含むことが好ましく、式（１）のエポキシ樹脂を含むことがさらに好ましい。なお、Ｒはそれぞれ独立にＨまたはメチル基である。

【化1】

【化2】

【化3】

【0034】

樹脂全体に占める式（１）～式（３）のいずれかのエポキシ樹脂の割合には特に制限はないが、合計で５０質量％以上であることが好ましい。また、樹脂全体に占める式（１）のエポキシ樹脂の割合が３０質量％以上であることがさらに好ましい。

【0035】

また、エポキシ当量が１５０以下であるエポキシ樹脂とエポキシ当量が１５０を上回るエポキシ樹脂とを混合する場合には、各エポキシ樹脂のエポキシ当量および混合割合から混合後のエポキシ樹脂のエポキシ当量を算出できる。そして、混合後のエポキシ樹脂のエポキシ当量が１５０以下であればよい。

【0036】

また、エポキシ当量が１５０以下であるエポキシ樹脂とシアネート化合物とを混合させて樹脂１３としてもよい。シアネート化合物の種類には特に制限はないが、下記式（４）のシアネート化合物であることが好ましい。なお、Ｒはそれぞれ独立にＨまたはメチル基である。

【化4】

【0037】

シアネート化合物の割合には特に制限はない。例えば、エポキシ樹脂とシアネート化合物との合計に対するシアネート化合物の割合が７５質量％以下であってもよい。シアネート化合物の割合が大きいほど積層インダクタ１の耐熱性が向上するが、シアネート化合物の割合が大きすぎると磁性素体４の強度が低下しやすくなる。

【0038】

軟磁性粒子１１は軟磁性金属粒子および軟磁性金属粒子を被覆する酸化被膜からなっていてもよい。

【0039】

軟磁性金属粒子の材質には特に制限はない。例えば、ＦｅおよびＳｉを主に含むＦｅ－Ｓｉ系合金、または、Ｆｅ、Ｎｉ、ＳｉおよびＣｏを主に含むパーマロイであってもよい。Ｆｅ－Ｓｉ系合金であることが好ましい。

【0040】

軟磁性金属粒子の材質がＦｅ－Ｓｉ系合金である場合、Ｆｅの含有量およびＳｉの含有量の合計を１００質量％として、Ｓｉの含有量は、Ｓｉ換算で７．５質量％以下であることが好ましい。すなわち、Ｆｅの含有量は、Ｆｅ換算で、９２．５質量％以上であることが好ましい。

【0041】

Ｓｉの含有量が多すぎる場合、成形する際の成形性が悪化し、その結果、焼成後の焼成体密度が低下する傾向にある。さらに、熱処理後の合金焼成粒子の酸化状態を適切に維持できず、特に透磁率が低下する傾向にある。

【0042】

また、Ｆｅの含有量およびＳｉの含有量の合計を１００質量％とした場合、Ｓｉの含有量は、Ｓｉ換算で、３．０質量％以上であることが好ましい。すなわち、Ｆｅの含有量は、Ｆｅ換算で、９７．０質量％以下であることが好ましい。

【0043】

Ｓｉの含有量が少なすぎる場合、成形性は向上するものの、焼結後の軟磁性金属粒子の酸化状態を適切に維持できず、比抵抗が低下する傾向にある。

【0044】

本実施形態に係るＦｅ－Ｓｉ系合金は、Ｆｅの含有量とＳｉの含有量との合計を１００質量％とした場合、その他の元素の含有量は、Ｏを除き、最大でも０．１５質量％以下である。さらに、Ｃｒを実質的に含有しない。Ｃｒを実質的に含有しないとは、Ｃｒの含有量が０．０３質量％以下であることを指す。すなわち、本実施形態では、Ｆｅ－Ｓｉ系合金は、Ｆｅ－Ｓｉ－Ｃｒ合金を含まない。

【0045】

また、本実施形態に係る軟磁性金属粒子はＰを含有していてもよい。軟磁性金属粒子の材質がＦｅ－Ｓｉ系合金である場合、Ｐは、Ｆｅの含有量とＳｉの含有量との合計１００質量％に対して、１１０～６５０ｐｐｍ含有されていることが好ましい。軟磁性金属粒子がＰを含有することで、比抵抗および磁気特性が向上した積層インダクタを得やすくなる。さらに、Ｐを上記の範囲で含有していることにより、磁性素体４においてショートが生じない程度の高い比抵抗を示しやすくなる。

【0046】

本実施形態に係る積層インダクタ１が上述した特性を有する理由については、例えば以下のような推測が成り立つ。すなわち、Ｆｅ－Ｓｉ合金がリンを所定量含有した状態で熱処理されることにより、熱処理後の磁性素体４を構成する軟磁性金属粒子の酸化状態、すなわち酸化被膜の被覆率や厚み等が適切に制御されると考えられる。その結果、熱処理後の磁性素体４は、高い比抵抗を示し、しかも所定の磁気特性を発揮できる。したがって、本実施形態に係る磁性素体４は、コイル導体５と直接接触する磁性素体として好適である。

【0047】

なお、軟磁性金属粒子の材質がパーマロイである場合には、Ｆｅ、Ｎｉ、ＳｉおよびＣｏの含有量の合計を１００質量％として、Ｆｅの含有量が４５～６０質量％、Ｎｉの含有量が３３～４８質量％、Ｓｉの含有量が１～６質量％、Ｃｏの含有量が１～６質量％であることが好ましい。さらに、当該パーマロイはＣｒを実質的に含有しない。すなわち、Ｆｅ、Ｎｉ、ＳｉおよびＣｏの合計含有量を１００質量％とした場合にＣｒの含有量が０．０６質量％（６００ｐｐｍ）以下である。さらに、Ｐなどのその他の元素の含有量は、Ｏを除き、最大でも０．１５質量％（１５００ｐｐｍ）以下である。

【0048】

さらに、本実施形態に係る軟磁性金属粒子を被覆する酸化被膜はＳｉを含む酸化物からなる層を含むことが好ましく、軟磁性金属粒子とＳｉを含む酸化物からなる層とが接していることが好ましい。軟磁性金属粒子を被覆する酸化被膜がＳｉを含む酸化物からなる層を含むことにより、軟磁性粒子１１同士の間の絶縁性が高くなることでＱ値が向上する。また、軟磁性金属粒子を被覆する酸化被膜がＳｉを含む化合物からなる層を含むことで、Ｆｅの酸化物が形成されることを防止することもできる。

【0049】

軟磁性金属粒子を被覆する酸化被膜がＳｉを含む酸化物からなる層を含むか否か、および、樹脂１３が隙間スペース１２に充填されているか否かを確認する方法には特に制限はない。例えば、ＳＥＭ－ＥＤＳ測定およびＳＴＥＭ－ＥＤＳ測定を行い、目視にて軟磁性金属粒子を被覆する酸化被膜がＳｉを含む酸化物からなる層を含むか否か、および、樹脂１３が隙間スペース１２に充填されているか否かを確認することができる。また、後述する含浸率を確認することも可能である。

【0050】

また、酸化被膜の厚みは任意である。Ｓｉ酸化物層が軟磁性金属粒子と接すること以外は任意の構造とすることができる。例えば、酸化被膜がＳｉ酸化物層のみからなっていてもよいし、Ｓｉ酸化物層と別の酸化物層の多層構造としてもよい。軟磁性金属粒子と接しているＳｉ酸化物層は実質的にＳｉの酸化物のみからなっていてもよい。酸化被膜の厚みおよび各層の厚みはＳＴＥＭ－ＥＤＳ測定画像を用いて測定することができる。本実施形態では、酸化被膜全体の平均厚みが５ｎｍ以上６０ｎｍ以下となっていることが好ましい。なお、上記の平均厚みは、少なくとも５０個以上の軟磁性粒子１１について酸化被膜の厚みを測定した場合の厚みの平均とする。

【0051】

酸化被膜の形成方法は任意である。例えば軟磁性金属粉を焼成することにより形成できる。また、酸化被膜の厚みおよび各酸化物層の厚みは焼成温度や時間等の焼成条件やアニール条件等により制御できる。なお、酸化被膜が厚くなるほど隙間スペース１２が小さくなり樹脂１３の充填量が低下する。なお、Ｓｉの酸化物は実質的に酸化被膜のみに含まれ、酸化被膜よりも外側の隙間スペース１２にはほとんど存在しないことが好ましい。

【0052】

軟磁性粒子１１がサーメット粒子であってもよい。具体的には、軟磁性粒子１１が１個の軟磁性金属粒子の周囲に軟磁性金属粒子よりも粒径が小さい複数のセラミック粒子が付着した構造を有してもよい。軟磁性金属粒子の材質には特に制限はない。例えば、上記のＦｅ－Ｓｉ系合金、または、上記のパーマロイであってもよい。セラミック粒子の材質にも特に制限はない。例えば、Ｚｎ_２ＳｉＯ_４であってもよい。

【0053】

軟磁性粒子１１の平均粒径（Ｄ５０）には特に制限はない。例えば、２μｍ～２０μｍとしてもよい。

【0054】

続いて、上記の積層インダクタの製造方法の一例について説明する。まず、磁性素体を構成する軟磁性粒子の原料となる軟磁性粉末を作製する方法について説明する。本実施形態では、軟磁性粉末は、公知の軟磁性粉末の作製方法と同様の方法を用いて得ることができる。具体的には、ガスアトマイズ法、水アトマイズ法、回転ディスク法等を用いて作製することができる。これらの中では、所望の磁気特性を有する軟磁性粉末が得られやすいという観点から、水アトマイズ法を用いることが好ましい。さらに、軟磁性粉末の粒径を制御することで、最終的に得られる軟磁性粒子の平均粒径を制御することができる。

【0055】

水アトマイズ法では、溶融した原料（溶湯）をルツボ底部に設けられたノズルを通じて線状の連続的な流体として供給し、供給された溶湯に高圧の水を吹き付けて、溶湯を液滴化するとともに、急冷して微細な粉末を得る。

【0056】

Ｆｅの原料およびＳｉの原料を溶融し、さらにＰを添加したものを、水アトマイズ法により微粉化することにより、本実施形態に係る軟磁性粉末を製造することができる。また、原料中、たとえば、Ｆｅの原料中にＰが含まれている場合、Ｆｅの原料中のＰの含有量と、添加するＰの量との合計量を制御することで、最終的に得られる軟磁性粒子に含まれるＰの量を制御することができる。溶融物を水アトマイズ法により微粉化してもよい。あるいは、Ｐの含有量が異なる複数のＦｅの原料を用いて、軟磁性粉末におけるＰの含有量が上記の範囲内となるように調整された溶融物を水アトマイズ法により微粉化してもよい。

【0057】

続いて、このようにして得られた軟磁性粉末を用いて、積層インダクタを製造する。積層インダクタを製造する方法については制限されず、公知の方法を採用することができる。以下では、シート法を用いて積層インダクタを製造する方法について説明する。

【0058】

得られた軟磁性粉末を、溶媒やバインダ等の添加剤とともにスラリー化し、ペーストを作製する。そして、このペーストを用いて、焼成後に磁性素体となるグリーンシートを形成する。次いで、形成されたグリーンシートの上に、コイル導体ペーストを塗布してコイル導体パターンを形成する。コイル導体ペーストは、コイル導体となる金属（Ａｇ等）を溶媒やバインダ等の添加剤とともにスラリー化して作製する。続いて、コイル導体パターンが形成されたグリーンシートを複数積層した後に、各コイル導体パターンを接合することで、コイル導体が３次元的かつ螺旋状に形成されたグリーン積層体が得られる。

【0059】

得られた積層体に対し、熱処理（脱バインダ工程および焼成工程）を行うことにより、バインダを除去し、軟磁性粉末に含まれる軟磁性粒子が焼成粒子となる。そして、焼成粒子同士が互いに接続されて固定された（一体化した）焼成体としての積層体を得る。脱バインダ工程における保持温度（脱バインダ温度）は、バインダが分解してガスとして除去できる温度であれば、特に制限されないが、本実施形態では、３００～４５０℃であることが好ましい。また、脱バインダ工程における保持時間（脱バインダ時間）も特に制限されないが、本実施形態では、０．５～２．０時間であることが好ましい。

【0060】

焼成工程における保持温度（焼成温度）には特に制限されないが、本実施形態では、５５０～８５０℃であることが好ましい。また、焼成工程における保持時間（焼成時間）も特に制限されないが、本実施形態では、０．５～３．０時間であることが好ましい。

【0061】

なお、本実施形態では、脱バインダおよび焼成における雰囲気を調整することが好ましい。具体的には、脱バインダおよび焼成を、大気中のような酸化雰囲気で行ってもよいが、大気雰囲気よりも酸化力の弱い雰囲気下、例えば窒素雰囲気下や窒素及び水素の混合雰囲気下で行うことが好ましい。このようにすることで、軟磁性粒子の比抵抗を高く維持しながら、磁性素体の密度を向上させ、さらに透磁率等を向上させることができる。また、軟磁性粒子の表面にＳｉ酸化被膜を形成させやすくなり、Ｆｅの酸化物を形成させにくくなる。この結果、Ｆｅの酸化によるインダクタンスの低下を防止することができる。

【0062】

焼成後にアニール処理を行ってもよい。アニール処理を行う場合の条件は任意であるが、例えば５００～８００℃で０．５～２．０時間行ってもよい。また、アニール後の雰囲気も任意である。

【0063】

なお、上記の熱処理後の軟磁性粒子の組成は、上記の熱処理前の軟磁性粉末の組成と実質的に一致する。

【0064】

続いて、素子に端子電極を形成する。端子電極を形成する方法には特に制限はなく、通常は端子電極となる金属（Ａｇ等）を溶媒やバインダ等の添加剤とともにスラリー化して作製する。

【0065】

次に、素子に対してエポキシ当量が１５０以下であるエポキシ樹脂を含浸させることで、隙間スペースに樹脂を充填する。エポキシ樹脂を含浸させる方法は任意である。例えば、真空含浸による方法が挙げられる。

【0066】

真空含浸は、上記の積層インダクタを樹脂中に浸漬させ、気圧制御を行うことにより行われる。樹脂は気圧を低下させることにより磁性素体内部に侵入する。そして、磁性素体の表面から内部には隙間スペースが存在するため、隙間スペースを介して毛細管現象の原理により樹脂が磁性素体内部に侵入することで、隙間スペースに樹脂が充填される。

【0067】

上記の樹脂はエポキシ樹脂と硬化剤との混合物であってもよい。硬化剤としてはエポキシ樹脂に用いられる周知の硬化剤を用いることができる。また、上記の樹脂はエポキシ樹脂と上記のシアネート化合物との混合物であってもよい。さらに、エポキシ樹脂、シアネート化合物および硬化剤以外の添加物を必要に応じて添加してもよい。

【0068】

大気圧基準での真空度は－９５ｋＰａ～－９０ｋＰａであることが好ましい。真空度が－９０ｋＰａよりも悪い場合には真空含浸後の磁性素体内部に空隙が残りやすくなる。真空度が－９５ｋＰａよりも良くても積層インダクタに不具合が生じることはない。しかし、積層インダクタの製造コストが増加しやすくなる。

【0069】

積層インダクタを浸漬させる時間には特に制限はない。例えば１～１０分としてもよい。浸漬時間が短すぎる場合には含浸率が低下する。浸漬時間が長すぎる場合には積層インダクタの製造コストが増加しやすくなる。

【0070】

次に、積層インダクタを溶媒で洗浄する。溶媒の種類は任意である。例えば、トルエン、アセトン、トルエンとイソブチルアルコール（ＩＢＡ）とを混合した溶媒、アセトンとＩＢＡとを混合した溶媒などが挙げられる。

【0071】

積層インダクタを溶媒で洗浄した後に、半硬化させたエポキシ樹脂を完全に硬化させる。例えば、１８０～１９０℃で５～１０時間、加熱することでエポキシ樹脂を硬化させる。

【0072】

最終的に得られる積層インダクタの磁性素体における樹脂の含有量は１．５質量％以上５．０重量％以下であることが好ましい。樹脂が少なくなるほど強度が低下する傾向にある。また、樹脂が少なくなるほどインダクタンスが大きくなるが、Ｑ値が小さくなる傾向にある。

【0073】

本実施形態では、樹脂の充填後に端子電極に電解めっきを施すことができる。樹脂が隙間スペースに充填されているため、積層インダクタをめっき液に投入してもめっき液が磁性素体内部に侵入しにくい。そのためにめっき後においても積層インダクタ内部でショートが発生せず、インダクタンスが高く保たれる。

【0074】

以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明は上記の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の範囲内において種々の態様で改変しても良い。

【実施例】

【0075】

以下、実施例を用いて、発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

【0076】

（実験例１）
まず、原料として、Ｆｅ単体およびＳｉ単体をそれぞれ準備した。次に、それらを混合して、水アトマイズ装置内に配置されたルツボに収容した。続いて、不活性雰囲気下において、ルツボ外部に設けたワークコイルを用いて、ルツボを高周波誘導により１６００℃以上まで加熱し、ルツボ中のインゴット、チャンクまたはショットを溶融、混合して溶湯を得た。なお、リンの含有量の調整は、軟磁性金属粉末の原料を溶融、混合する際に、Ｆｅ単体の原料に含まれるリンの量を調整することで行った。

【0077】

次いで、ルツボに設けられたノズルから、線状の連続的な流体を形成するように供給された溶湯に、高圧（５０ＭＰａ）の水流を衝突させ、液滴化すると同時に急冷し、脱水、乾燥、分級することにより、Ｆｅ－Ｓｉ系合金粒子からなる軟磁性金属粉末を作製した。軟磁性金属粉末の粒子径が約３μｍとなるように、製造条件、分級条件等を適宜制御した。

【0078】

得られた軟磁性金属粉末を、ＩＣＰ分析法により組成分析した結果、全ての実施例および比較例で用いられる軟磁性金属粉末が、Ｆｅ：９４質量％、Ｓｉ：６質量％であり、Ｐ含有量が３５０ｐｐｍとなっていることを確認した。さらに、Ｆｅ、ＳｉおよびＰ以外の元素、例えばＣｒ等は実質的に含有していないことを確認した。

【0079】

上記の軟磁性金属粉末を、溶媒、バインダ等の添加物と共にスラリー化し、ペーストを作製した。そして、このペーストを用いて焼成後に磁性素体となるグリーンシートを形成した。このグリーンシート上に所定パターンのＡｇ導体（コイル導体）を形成し、積層することにより、グリーンの積層体を作製した。

【0080】

得られたグリーン積層体を切断して、グリーン積層インダクタを得た。得られた積層インダクタに対して、不活性雰囲気下、４００℃で脱バインダ処理を行った。その後、還元性雰囲気下７５０℃－１ｈの条件で焼成して焼成体を得た。得られた焼成体の寸法は、長さ１．０ｍｍ、幅０．５ｍｍ、高さ０．５ｍｍであった。なお、不活性雰囲気とはＮ_２ガス中のことであり、還元性雰囲気とはＮ_２とＨ_２ガスとの混合ガスで、水素濃度１．０％の雰囲気のことである。得られた焼成体の両側端面に、端子電極用ペーストを塗布、乾燥し、６５０℃で０．５時間、焼付処理を行い、端子電極を形成して積層インダクタ（焼付品）を得た。

【0081】

次に、全ての試料について、得られた焼付品に対して樹脂原料の混合物を真空含浸し、洗浄し、その後加熱して樹脂を硬化させることで積層インダクタの隙間スペースに樹脂を充填した。

【0082】

試料番号１～６（実施例）では、まず、樹脂原料の混合物を作製した。式（１）で示されるエポキシ樹脂であるＪＥＲ６３０（三菱ケミカル株式会社製）３００ｇと、硬化剤である２Ｅ４ＭＺ（四国化成工業株式会社製）３０ｇと、を混合して樹脂原料の混合物を得た。

【0083】

樹脂原料の混合物に積層インダクタ（焼付品）を浸漬させた。

【0084】

次に、樹脂原料の混合物に浸漬させた積層インダクタ（焼付品）を真空加熱乾燥機に入れて真空引きし、真空度を－９０ｋＰａとした。真空引きした状態で５～１０分、含浸した。

【0085】

次に、洗浄を行った。トルエンまたはアセトンを準備し、（トルエンまたはアセトン）：ＩＢＡを重量比で８：２となるように混合した洗浄溶剤で積層インダクタを洗浄した。

【0086】

その後、加熱して樹脂を硬化させた。樹脂の硬化は１８０℃で１０時間、加熱することで行った。

【0087】

含浸回数が２回以上である場合には、樹脂原料の混合物を真空含浸する工程から樹脂を硬化させる工程までを繰り返した。

【0088】

そして、電解めっきを施し、端子電極上にＮｉめっき層およびＳｎめっき層を形成した。

【0089】

以下、試料番号１～６以外の実験例における真空含浸について説明するが、記載のない部分については、試料番号１～４と同様とした。

【0090】

試料番号７（実施例）では、エポキシ樹脂をＪＥＲ６３０からヒドロキノンジグリシジルエーテルとメチルヒドロキノンジグリシジルエーテルの５０ｗｔ％－５０ｗｔ％混合物に変更した点以外は試料番号１～４と同条件で実施した。樹脂含有量は表１に記載されている値となるようにした。ヒドロキノンジグリシジルエーテルとメチルヒドロキノンジグリシジルエーテルの５０ｗｔ％－５０ｗｔ％混合物は式（２）で示されるエポキシ樹脂である。試料番号８（実施例）では、エポキシ樹脂をＪＥＲ６３０からＥＰＩＣＬＯＮ ＨＰ－４０３２に変更した点以外は試料番号１～４と同条件で実施した。樹脂含有量は表１に記載されている値となるようにした。ＥＰＩＣＬＯＮ ＨＰ－４０３２は式（３）で示されるエポキシ樹脂である。

【0091】

試料番号９（比較例）では、エポキシ樹脂をＪＥＲ６３０からＥＰＩＣＬＯＮ Ｎ６５５－ＥＸＰ－Ｓに変更した点以外は試料番号１～４と同条件で実施した。樹脂含有量は表１に記載されている値となるようにした。ＥＰＩＣＬＯＮ Ｎ６５５－ＥＸＰ－Ｓのエポキシ当量は１５０を上回る。試料番号１０（比較例）では、エポキシ樹脂をＪＥＲ６３０からＪＥＲ１５２に変更した点以外は試料番号１～４と同条件で実施した。樹脂含有量は表１に記載されている値となるようにした。ＪＥＲ１５２のエポキシ当量は１５０を上回る。

【0092】

試料番号１２（比較例）では、樹脂原料の混合物としては、エポキシ当量１７０～１８０のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂混合物（ＪＥＲ８２５）を用いた。試料番号１３（比較例）では、樹脂原料の混合物としては、エポキシ当量１６０～１７０のビスフェノールＦ型エポキシ樹脂混合物（ＪＥＲ８０６）を用いた。真空含浸は６分行った。真空含浸時の真空度は－９５ｋＰａとなるようにした。試料番号１２～１３では、洗浄溶剤としてはトルエンを用い、ＩＢＡは用いなかった。樹脂の硬化は１８０℃で１０時間、加熱することで行った。

【0093】

各試料における真空含浸後に樹脂を硬化させた含浸品およびめっき後のめっき品について、コイル導体と磁性素体の合計質量に対する樹脂の質量比率をＴＧ－ＤＴＡを用いて測定した。結果を表１に示す。なお、全ての試料について、含浸品とめっき品とで樹脂の質量比率には実質的に変化が無かった。さらに、磁性素体の組成についてＩＣＰ分析法を用いて確認し、原料である軟磁性金属粉末の組成と実質的に一致することを確認した。

【0094】

さらに、ＳＴＥＭ－ＥＤＳを用いて倍率２００００倍で７μｍ×７μｍのサイズで観察し、Ｓｉが実質的に酸化被膜以外には存在しないことを確認した。また、全ての試料において軟磁性金属粒子、および、軟磁性金属粒子に接するＳｉ酸化物層が存在していることを確認した。さらに、全ての試料について、酸化被膜の平均厚みが５ｎｍ以上６０ｎｍ以下であることを確認した。

【0095】

各試料の積層インダクタについて、抗折強度を測定した。抗折強度は固着強度試験機アイコーエンジニアリング社製 ＣＰＵ ＧＡＵＧＥ ９５００ＳＥＲＩＥＳ）を用いて１０ｍｍ／ｍｉｎで測定した。結果を表１に示す。なお、表１に記載した結果は各１０個の積層インダクタについて抗折強度を測定した平均値である。本実施例では、抗折強度が１２．０Ｎ以上である場合を良好とした。

【0096】

【表1】

【0097】

表１より、樹脂としてエポキシ当量が１５０以下であるエポキシ樹脂を用いた試料番号１～８では、抗折強度が良好になった。また、式（１）のエポキシ樹脂であるＪＥＲ６３０を用いた場合には他のエポキシ樹脂を用いた場合と比較して抗折強度が高くなった。さらに、樹脂含有量が多いほど抗折強度が高くなった。これに対し、樹脂としてエポキシ当量が１５０を上回るエポキシ樹脂を用いた試料番号９～１０、１２～１３は抗折強度が低すぎる結果となった。

【0098】

（実験例２）
実験例２では、ＪＥＲ６３０と実験例１で用いた他のエポキシ樹脂とを混合させた点以外は実験例１の試料番号４と同様にして実施した。結果を表２に示す。なお、表２に記載した実験例は全てエポキシ樹脂のエポキシ当量が１５０以下である。

【0099】

【表2】

【0100】

表２より、ＪＥＲ６３０と他のエポキシ樹脂とを混合した場合でも抗折強度が高くなった。

【0101】

（実験例３）
実験例３では、式（４）に示すシアネート化合物をエポキシ樹脂（ＪＥＲ６３０）と混合することによる耐熱性および抗折強度の変化を確認した。

【0102】

具体的には、ＪＥＲ６３０とシアネート化合物とを表３に記載の質量比で混合させた点以外は、全て実験例１の試料番号２と同様にして実施した。

【0103】

加熱試験については、まず、得られた積層インダクタを１０個、サンプリングして質量を測定した。次に、各積層インダクタを３００℃で０．５時間、加熱した。そして、加熱後の各積層インダクタの質量を測定し各積層インダクタの質量減少率を算出した。なお、表３に記載した結果は各１０個の積層インダクタについて質量減少率を算出した平均値である。

【0104】

【表3】

【0105】

表３より、シアネート化合物を含む割合が多いほど耐熱性が向上した。しかし、ＪＥＲ６３０を含まずシアネート化合物のみを含む場合には抗折強度が低下した。

【符号の説明】

【0106】

１… 積層インダクタ
２… 素子
３… 端子電極
４… 磁性素体
５… コイル導体
５ａ，５ｂ…引出電極
１１…軟磁性粒子
１２…隙間スペース
１３…樹脂
１４…空隙

【図1】

【図2】