JP6955382B2 - Laminated coil - Google Patents
Laminated coil Download PDFInfo
- Publication number
- JP6955382B2 JP6955382B2 JP2017133045A JP2017133045A JP6955382B2 JP 6955382 B2 JP6955382 B2 JP 6955382B2 JP 2017133045 A JP2017133045 A JP 2017133045A JP 2017133045 A JP2017133045 A JP 2017133045A JP 6955382 B2 JP6955382 B2 JP 6955382B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- resin layer
- filler particles
- layer
- insulating
- coil
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 186
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 186
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 105
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 90
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 90
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 39
- 238000011049 filling Methods 0.000 claims description 36
- 239000006249 magnetic particle Substances 0.000 claims description 18
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 claims description 13
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 29
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 18
- 239000000463 material Substances 0.000 description 13
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 description 12
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 10
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 9
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 7
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 229910018605 Ni—Zn Inorganic materials 0.000 description 4
- 229930040373 Paraformaldehyde Natural products 0.000 description 4
- 229920001903 high density polyethylene Polymers 0.000 description 4
- 239000004700 high-density polyethylene Substances 0.000 description 4
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 4
- 229920002577 polybenzoxazole Polymers 0.000 description 4
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 4
- -1 polyoxymethylene Polymers 0.000 description 4
- 229920006324 polyoxymethylene Polymers 0.000 description 4
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 4
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 4
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 4
- 229910002796 Si–Al Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910008458 Si—Cr Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 3
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 3
- 229910001030 Iron–nickel alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 2
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 2
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 2
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 description 2
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 2
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 2
- 239000009719 polyimide resin Substances 0.000 description 2
- 229920002620 polyvinyl fluoride Polymers 0.000 description 2
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 2
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910007565 Zn—Cu Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000013007 heat curing Methods 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000012798 spherical particle Substances 0.000 description 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Coils Or Transformers For Communication (AREA)
Description
本開示は、積層コイルに関する。より具体的には、本開示は、磁性材料の焼結体からなる磁性体基板と、当該磁性体基板の上に形成された樹脂層と、を備える積層コイルに関する。 The present disclosure relates to laminated coils. More specifically, the present disclosure relates to a laminated coil including a magnetic substrate made of a sintered body of a magnetic material and a resin layer formed on the magnetic substrate.
従来の積層コイルは、一般に、フェライト等の磁性材料の焼結体からなる磁性体基板の上にコイル導体を含む絶縁樹脂層を形成し、当該絶縁樹脂層の上にカバー樹脂層を形成することで作製される。このカバー樹脂層は、例えば、フェライト粒子等のフィラー粒子と、エポキシ樹脂等の絶縁性の樹脂と、を含む。このような従来の積層コイルは、例えば、特開2010−087030号公報及び特開2013−153184号公報に開示されている。 In a conventional laminated coil, generally, an insulating resin layer including a coil conductor is formed on a magnetic substrate made of a sintered body of a magnetic material such as ferrite, and a cover resin layer is formed on the insulating resin layer. Made in. This cover resin layer contains, for example, filler particles such as ferrite particles and an insulating resin such as an epoxy resin. Such conventional laminated coils are disclosed in, for example, JP-A-2010-087030 and JP-A-2013-153184.
従来の積層コイルを製造する際には、磁性体基板、絶縁樹脂層、及びカバー樹脂層から成る積層体を加熱することにより当該絶縁樹脂層及びカバー樹脂層に含まれる樹脂を熱硬化させる。このとき、当該絶縁樹脂層及びカバー樹脂層の樹脂は収縮するが、磁性体基板は既に焼結されているため収縮しない。よって、従来の積層コイルにおいては、製造工程での加熱によって磁性体基板に応力が作用して磁性体基板が変形しやすくなるという問題がある。積層コイルにおいてカバー樹脂層は絶縁樹脂層よりも厚く形成されるので、カバー樹脂層の収縮により磁性体基板に大きな応力が作用する。 When manufacturing a conventional laminated coil, the resin contained in the insulating resin layer and the cover resin layer is thermally cured by heating the laminated body composed of the magnetic substrate, the insulating resin layer, and the cover resin layer. At this time, the resin of the insulating resin layer and the cover resin layer shrinks, but the magnetic substrate does not shrink because it has already been sintered. Therefore, in the conventional laminated coil, there is a problem that stress acts on the magnetic substrate due to heating in the manufacturing process, and the magnetic substrate is easily deformed. Since the cover resin layer is formed thicker than the insulating resin layer in the laminated coil, a large stress acts on the magnetic substrate due to the shrinkage of the cover resin layer.
そこで、本開示は、熱硬化時に発生するカバー樹脂層の熱収縮が抑制された積層コイルを提供することを目的の一つとする。本発明のこれ以外の目的は、明細書全体の記載を通じて明らかにされる。 Therefore, one of the purposes of the present disclosure is to provide a laminated coil in which the heat shrinkage of the cover resin layer generated during thermosetting is suppressed. Other objects of the present invention will be made clear through the description throughout the specification.
本発明者は、カバー樹脂層に高い充填率でフィラーを含有させることにより、熱硬化時における絶縁層の収縮量を抑制できることを発見した。 The present inventor has discovered that the amount of shrinkage of the insulating layer during thermosetting can be suppressed by containing the filler in the cover resin layer at a high filling rate.
本発明の一実施形態に係る積層コイルは、磁性材料の焼結体から成る磁性体基板と、前記磁性体基板の上に形成された絶縁樹脂層と、前記絶縁樹脂層の上に形成されたカバー樹脂層と、前記絶縁樹脂層に埋め込まれたコイル導体と、を備える。本発明の一実施形態において、当該絶縁樹脂層は、第1の樹脂及び第1のフィラー粒子を含み、当該カバー樹脂層は、第2の樹脂及び第2のフィラー粒子を含む。 The laminated coil according to an embodiment of the present invention is formed on a magnetic substrate made of a sintered body of a magnetic material, an insulating resin layer formed on the magnetic substrate, and the insulating resin layer. A cover resin layer and a coil conductor embedded in the insulating resin layer are provided. In one embodiment of the present invention, the insulating resin layer contains a first resin and a first filler particle, and the cover resin layer contains a second resin and a second filler particle.
本発明の一実施形態において、前記カバー樹脂層における前記第2のフィラー粒子の充填率は、前記絶縁樹脂層における前記第1のフィラー粒子の充填率よりも高い。これらの実施形態によれば、前記カバー樹脂層における前記第2のフィラー粒子の充填率が前記絶縁樹脂層における前記第1のフィラー粒子の充填率よりも高いので、前記カバー樹脂層の前記第2の樹脂を熱硬化させても、当該カバー樹脂層の収縮量は小さくなる。したがって、熱硬化時における磁性体基板の変形を防ぐことができる。より具体的な実施形態においては、前記カバー樹脂層中の前記第2のフィラー粒子の充填率は70体積%以上、より好ましくは80体積%以上とされる。 In one embodiment of the present invention, the filling rate of the second filler particles in the cover resin layer is higher than the filling rate of the first filler particles in the insulating resin layer. According to these embodiments, the filling rate of the second filler particles in the cover resin layer is higher than the filling rate of the first filler particles in the insulating resin layer, so that the second filler particles of the cover resin layer are filled. Even if the resin is heat-cured, the amount of shrinkage of the cover resin layer is small. Therefore, it is possible to prevent the magnetic substrate from being deformed during thermosetting. In a more specific embodiment, the filling rate of the second filler particles in the cover resin layer is 70% by volume or more, more preferably 80% by volume or more.
本発明の一実施形態において、前記第2のフィラー粒子は球形である。これにより、フィラー粒子が球形以外の場合と比較して、第2のフィラー粒子の充填率を向上させやすくなる。 In one embodiment of the invention, the second filler particles are spherical. This makes it easier to improve the filling rate of the second filler particles as compared with the case where the filler particles are not spherical.
本発明の一実施形態に係る積層コイルは、磁性材料の焼結体から成る磁性体基板と、前記磁性体基板の上に形成された絶縁樹脂層と、前記絶縁樹脂層の上に形成されたカバー樹脂層と、前記絶縁樹脂層に埋め込まれたコイル導体と、を備える。本発明の一実施形態において、当該絶縁樹脂層は、第1の樹脂を含み、当該カバー樹脂層は、第2の樹脂及びフィラー粒子を含む。本発明の一実施形態において、前記絶縁樹脂層は、フィラー粒子を含まないように構成される。また、本発明の一実施形態において、前記カバー樹脂層に含まれる、前記フィラー粒子は金属磁性粒子である。本発明の一実施形態において、前記カバー樹脂層中の前記フィラー粒子の充填率は80体積%以上とされる。これらの実施形態によれば、前記カバー樹脂層の前記第2の樹脂を熱硬化させても、当該カバー樹脂層の収縮量を磁性体基板に変形を起こさない程度に抑制することができる。 The laminated coil according to an embodiment of the present invention is formed on a magnetic substrate made of a sintered body of a magnetic material, an insulating resin layer formed on the magnetic substrate, and the insulating resin layer. A cover resin layer and a coil conductor embedded in the insulating resin layer are provided. In one embodiment of the present invention, the insulating resin layer contains a first resin, and the cover resin layer contains a second resin and filler particles. In one embodiment of the present invention, the insulating resin layer is configured so as not to contain filler particles. Further, in one embodiment of the present invention, the filler particles contained in the cover resin layer are metallic magnetic particles. In one embodiment of the present invention, the filling rate of the filler particles in the cover resin layer is 80% by volume or more. According to these embodiments, even if the second resin of the cover resin layer is thermally cured, the amount of shrinkage of the cover resin layer can be suppressed to such an extent that the magnetic substrate is not deformed.
本明細書の開示によれば、熱硬化時に発生する絶縁層の熱収縮が抑制された積層コイルを提供することができる。 According to the disclosure of the present specification, it is possible to provide a laminated coil in which the thermal shrinkage of the insulating layer generated at the time of thermosetting is suppressed.
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。なお、複数の図面において共通する構成要素には当該複数の図面を通じて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。 Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings as appropriate. The components common to the plurality of drawings are designated by the same reference numerals throughout the plurality of drawings. It should be noted that each drawing is not always drawn to the correct scale for convenience of explanation.
図1は、本発明の一実施形態に係る積層コイルの斜視図であり、図2は、図1に示した積層コイルの分解斜視図であり、図6は、図1の積層コイルのA−A断面図である。これらの図には、本発明を適用可能な積層コイルの例として、積層コモンモードコイルが示されている。この積層コモンモードコイル1は、磁性体基板2と、絶縁樹脂層3と、カバー樹脂層4と、端子電極5a,5b,7a,7bと、を備える。積層コモンモードコイル1は、例えば0.45mm×0.3mm×0.23mmの寸法を有する。当業者に明らかなように、積層コイルは、コモンモードコイル以外にも、様々な用途に用いられ得る。例えば、積層コイルは、電源ラインや信号ラインに組み込まれる各種インダクタであってもよい。これらのインダクタは、例えば、電源回路において電圧変換用又は高周波成分をカットするチョーク用として用いられ、信号ラインにおいて、マッチング用又は共振用として用いられ得る。本明細書において開示される発明は、これらの各種インダクタに適用することができる。
FIG. 1 is a perspective view of a laminated coil according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an exploded perspective view of the laminated coil shown in FIG. 1, and FIG. 6 is an A- of the laminated coil of FIG. A cross-sectional view. In these figures, a laminated common mode coil is shown as an example of a laminated coil to which the present invention can be applied. The laminated common mode coil 1 includes a
磁性体基板2は、磁性材料の焼結体である。磁性体基板2は、例えば、磁性材料を有機バインダーと混合して混合体を作成し、この混合体をシート状に成形して成形体を作成し、この成形体を焼成することで得られる。磁性体基板2を作成するために用いられる磁性材料には、例えば、フェライト材料及び金属磁性材料が含まれる。この磁性体基板2用のフェライト材料として、例えば、Ni−Znフェライト及びMn−Znフェライトを用いることができる。また、磁性体基板2用の金属磁性材料として、例えば、合金系のFe−Si−Cr、Fe−Si−Al、もしくはFe−Ni、またはこれらを混合した材料を用いることができる。本発明に適用可能な磁性体基板2の材料は、本明細書で明記されるものに限られない。
The
絶縁樹脂層3は、複数の絶縁層と当該複数の絶縁層の上にそれぞれ形成された導体層とを積層して構成される。本発明の一実施形態において、各絶縁層は、多数のフィラー粒子3a(図6参照)を分散させた樹脂から成る。本発明の他の実施形態において、各絶縁層は、フィラー粒子を含まない樹脂から成る。本発明の一実施形態において、絶縁樹脂層3に含まれる樹脂は、絶縁性に優れた熱硬化性の樹脂であり、例えばエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリスチレン(PS)樹脂、高密度ポリエチレン(HDPE)樹脂、ポリオキシメチレン(POM)樹脂、ポリカーボネート(PC)樹脂、ポリフッ化ビニルデン(PVDF)樹脂、フェノール(Phenolic)樹脂、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)樹脂、又はポリベンゾオキサゾール(PBO)樹脂である。絶縁樹脂層3については後ほど図2を参照してさらに説明する。絶縁樹脂層3は、30μm〜60μmの厚さを有するように形成される。
The
カバー樹脂層4は、絶縁樹脂層3の上に、多数のフィラー粒子4aを分散させた樹脂を塗布することで得られる。本発明の一実施形態において、カバー樹脂層4に含まれる樹脂は、絶縁性に優れた熱硬化性の樹脂であり、例えばエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリスチレン(PS)樹脂、高密度ポリエチレン(HDPE)樹脂、ポリオキシメチレン(POM)樹脂、ポリカーボネート(PC)樹脂、ポリフッ化ビニルデン(PVDF)樹脂、フェノール(Phenolic)樹脂、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)樹脂、又はポリベンゾオキサゾール(PBO)樹脂である。カバー樹脂層4の樹脂は、絶縁樹脂層3の樹脂と同じものであってもよく、異なるものであってもよい。
The
本発明の一実施形態において、フィラー粒子3a及びフィラー粒子4aは、フェライト材料の粒子、金属磁性粒子、SiO2やAl2O3などの無機材料粒子、ガラス系粒子である。本発明に適用可能なフェライト材料の粒子は、例えば、Ni−Znフェライトの粒子またはNi−Zn−Cuフェライトの粒子である。本発明に適用可能な金属磁性粒子は、酸化されていない金属部分において磁性が発現する材料であり、例えば、酸化されていない金属粒子や合金粒子を含む粒子である。本発明に適用可能な金属磁性粒子には、例えば、合金系のFe−Si−Cr、Fe−Si−Al、もしくはFe−Ni、非晶質のFe―Si−Cr−B−C、もしくはFe−Si−B−Cr、Fe、またはこれらの混合材料の粒子が含まれる。本発明に適用可能な金属磁性粒子には、さらにFe−Si−Al、FeSi−Al−Crの粒子が含まれる。これらの粒子から得られる圧粉体も本発明の金属磁性粒子として用いることができる。さらに、これらの粒子または圧粉体の表面に熱処理して酸化膜を形成したものも本発明の金属磁性粒子として利用することができる。本発明に適用可能な金属磁性粒子は、例えばアトマイズ法で製造される。また、本発明に適用可能な金属磁性粒子は、公知の方法を用いて製造することができる。また、本発明には、市販されている金属磁性粒子を用いることもできる。市販の金属磁性粒子として、例えば、エプソンアトミックス(株)社製PF−20F、日本アトマイズ加工(株)社製SFR−FeSiAlがある。このような金属磁性粒子は、粒子形状が球形であり、酸化膜により粒子同士が結合されるほど粒子同士を互いと近接させることが容易であり、また比重が高いことから、Ni−ZnやMn−Znのフェライト磁性粒子を使用した場合に比べ容易に充填率を高くすることができる。フィラー粒子の充填率を高くすることにより、樹脂を熱硬化する際のカバー樹脂層の収縮をより抑制できることに加え、透磁率(μ)を高くすることが出来る。透磁率(μ)を高くすることにより、積層体コイルの電気的特性の向上を図れる。
In one embodiment of the present invention, the
本発明の一実施形態において、フィラー粒子3a及びフィラー粒子4aの一方又は両方は、扁平形状に形成される。扁平形状に形成されたフィラー粒子3a及びフィラー粒子4aは、例えば、そのアスペクト比(扁平率)が1.5以上、2以上、3以上、4以上、又は5以上とされてもよい。フィラー粒子のアスペクト比は、当該粒子の最短軸方向の長さに対する最長軸方向の長さの比(最長軸の方向の長さ/最短軸方向の長さ)を意味する。
In one embodiment of the present invention, one or both of the
本発明の一実施形態において、フィラー粒子3aは、その一部又は全部の最長軸方向がコイル軸CAに平行な方向を向き、その短軸がコイル軸CAに垂直な方向を向く姿勢を取るように、絶縁樹脂層3に含められる。フィラー粒子3aがこのような姿勢を取ることにより、絶縁樹脂層3のコイル軸CAに平行な方向の透磁率は、コイル軸CAに垂直な方向の透磁率よりも大きくなる。これにより、コイル軸CAに平行な方向が、絶縁樹脂層3の磁化容易方向となり、コイル軸CAに垂直な方向が絶縁樹脂層3の磁化困難方向となる。磁束は、絶縁樹脂層3においては概ねコイル軸CAと平行な方向を向くため、コイル軸CAに平行な方向を磁化容易方向とすることにより、積層コイルの実効透磁率を向上させることができる。本発明を共振用インダクタ又はそれ以外の各種インダクタに適用する場合、かかる扁平な形状のフィラー粒子3aが絶縁樹脂層3用のフィラー粒子として好適である。
In one embodiment of the present invention, the
本発明の一実施形態において、フィラー粒子4aは、その一部又は全部の最長軸方向がコイル軸CAに垂直な方向を向き、その短軸がコイル軸CAに平行な方向を向く姿勢を取るように、カバー樹脂層4に含められる。フィラー粒子4aがこのような姿勢を取ることにより、カバー樹脂層4のコイル軸CAに垂直な方向の透磁率は、コイル軸CAに平行な方向の透磁率よりも大きくなる。これにより、コイル軸CAに垂直な方向が、カバー樹脂層4の磁化容易方向となり、コイル軸CAに平行な方向がカバー樹脂層4の磁化困難方向となる。磁束は、カバー樹脂層4においては絶縁樹脂層3との境界付近を除いて概ねコイル軸CAと垂直な方向を向くため、コイル軸CAに垂直な方向を磁化容易方向とすることにより、積層コモンモードコイル1の実効透磁率を向上させることができる。本発明を共振用インダクタ又はそれ以外の各種インダクタに適用する場合にも、かかる扁平な形状のフィラー粒子4aでコイル軸CAに垂直な方向をカバー樹脂層4の磁化容易方向とすることにより、当該各種インダクタの実効透磁率を向上させることができる。フィラー粒子3aとして金属磁性粒子を用いる場合には、当該金属磁性粒子に渦電流が発生してコアロスが生じやすくなる。この場合、扁平な形状のフィラー粒子4aでコイル軸CAに垂直な方向をカバー樹脂層4の磁化容易方向とすることにより、本発明の積層コイルの実効透磁率を高くするとともに、コアロスも低く抑えることができる。この結果、かかる積層コイルは、高い周波数領域においても使用できる。また、扁平な形状のフィラー粒子4aをその最長軸方向がコイル軸CAに垂直な方向を向く姿勢とすることで、コイル軸CAに垂直な方向の線膨張係数を小さくでき、その結果、カバー樹脂層4と磁性体基板2との熱応力差を小さくできる。
In one embodiment of the present invention, the
一実施形態においては、カバー樹脂層4中のフィラー粒子4aの充填率が絶縁樹脂層3中のフィラー粒子3aの充填率よりも高くなるように、フィラー粒子4a及びフィラー粒子3aの量が調整される。好適には、フィラー粒子3aの充填率に対して、フィラー粒子4aの充填率は10%以上大きく、さらに好適には、フィラー粒子3aの充填率に対してフィラー粒子4aの充填率は20%以上大きい。
In one embodiment, the amounts of the
本発明の一実施形態において、カバー樹脂層4中のフィラー粒子4aは、磁気回路の一部を形成する。そのため、その充填率は、磁気回路部分の透磁率と相関を有する。具体的には、カバー樹脂層4中のフィラー粒子4aの充填率が高ければ、磁気回路の透磁率は高くなる。一方、カバー樹脂層を形成する上で、製法上の取り扱い性を考慮し、また、製法上大きな加圧を行なわないことを考慮すると、カバー樹脂層4中のフィラー粒子4a充填率の上限には限界がある。これらの点を考慮して、本発明の一実施形態において、その透磁率が高く良好な磁気回路を製法上取り扱い性よく形成するための好適なフィラー粒子4aの充填率は、70体積%以上90体積%未満とされる。フィラー粒子3aの充填率はこの値より小さくなるように選ばれる。
In one embodiment of the present invention, the
本発明の一実施形態において、カバー樹脂層4中のフィラー粒子4aの充填率は80体積%以上とされる。絶縁樹脂層3は、カバー樹脂層4よりも通常、薄く形成されており、その内部に熱収縮しないコイル導体が埋め込まれているので熱硬化時に収縮しにくい。このため熱硬化時における絶縁樹脂層3の収縮量はカバー樹脂層4の収縮量にくらべて抑制されている。このため、絶縁樹脂層3はフィラー粒子3aを含まなくとも、熱硬化時の収縮が抑制されている。
In one embodiment of the present invention, the filling rate of the
端子電極5a,5b,7a,7bは、絶縁樹脂層3の側面に設けられ、図示のように、積層コモンモードコイル1の上面及び下面まで延伸する。端子電極5a,5b,7a,7bは、例えば絶縁樹脂層3の側面にAgペーストを塗布することによって形成される。
The
次に、図2ないし図5を参照して、絶縁樹脂層3について説明する。本明細書において上下方向について言及する場合には、文脈上別に解される場合を除き、図2の上方向を上とし、図2の下方向を下とする。図2の分解斜視図に示されているように、本発明の一実施形態において、絶縁樹脂層3は、磁性体基板2とカバー樹脂層4との間に積層された絶縁層11、導体層12、絶縁層31、導体層32、引出電極用絶縁層41、及び引出導体層42を備える。
Next, the insulating
絶縁層11、絶縁層31、及び引出電極用絶縁層41はいずれもフィラー粒子3aを分散させた樹脂から成る層であり、優れた絶縁性を有する。導体層12、導体層32、及び引出導体層42は、Ag等の金属材料から成る。この金属材料は、導電性及び加工性に優れたものが望ましい。この金属材料としては、Ag以外にもCuやAlを用いることができる。これらの各絶縁層及び各導体層の材料はあくまでも例示であり、積層コモンモードコイル1の要求性能や要求特性に応じて、本明細書において明示的に説明されたもの以外にも様々な材料を用いることができる。
The insulating
図2に示すように、絶縁樹脂層3においては、磁性体基板2の上に絶縁層11が形成されている。絶縁層11の上には、導体層12が形成されている。導体層12は、図3に示すように、コイル導体13と、このコイル導体13の外側端部にその一端が接続されている引出導体14と、このコイル導体13の内側端部にその一端が接続されている引出導体15と、引出導体14に接続されている引出電極16と、を備える。引出電極16は、端子電極5aと電気的に接続されている。コイル導体13は、コイル軸CAの周りに複数回巻回された渦巻状の形状を有している。コイル軸CAは、絶縁樹脂層3の積層方向(つまり、積層コモンモードコイル1の上下方向)に延伸する仮想的な軸線である。一実施形態において、コイル軸CAは、絶縁層11とほぼ直交する方向に延伸する。
As shown in FIG. 2, in the insulating
導体層12の上には、絶縁層31が形成されている。当該絶縁層31の上には、導体層32が形成されている。導体層32は、図4に示すように、渦巻形状のコイル導体33と、このコイル導体33の外側端部にその一端が接続されている引出導体34と、このコイル導体33の内側端部にその一端が接続されている引出導体35と、引出導体34に接続されている引出電極36と、を備える。引出電極36は、端子電極7aと電気的に接続されている。コイル導体33は、コイル軸CAの周りに複数回巻回された渦巻状の形状を有している。
An insulating
この導体層32の上には、引出電極用絶縁層41が形成されている。当該引出電極用絶縁層41の上には、引出導体層42が形成されている。引出導体層42は、引出導体43aと、引出導体43cと、引出導体43aに接続された引出電極44aと、引出導体43cに接続された引出電極44cと、を備える。引出電極44aは、端子電極5bと電気的に接続されている。引出電極44cは、端子電極7bと電気的に接続されている。
An insulating
導体層12の引出導体15の端部と引出導体43aの端部とを接続するために、絶縁層11にはパッドP17が形成され、絶縁層31にはスルーホールTH37が形成され、引出電極用絶縁層41にはスルーホールTH47が形成される。スルーホールTH37,TH47は、絶縁層31及び引出電極用絶縁層41に形成された貫通孔にAg等の金属材料を埋め込むことにより形成される。また、導体層32の引出導体35の端部と引出導体43cの端部とを接続するために、絶縁層31にはパッドP39が形成され、引出電極用絶縁層41にはスルーホールTH49が形成される。これらのパッド及びスルーホールの各々は、パッドP17及びスルーホールTH27とそれぞれ同様にして形成される。
In order to connect the end of the
上述の構成及び配置により、積層コモンモードコイル1において、端子電極5a,7aと端子電極5b,7bとの間に2つのコイルが設けられる。すなわち、コイル導体13の外側端は、引出導体14及び引出電極16を介して端子電極5aと電気的に接続され、コイル導体13の内側端は、引出導体15、パッドP17、スルーホールTH27、スルーホールTH37、スルーホールTH47、引出導体43a、及び引出電極44aを介して端子電極5bと電気的に接続されているので、端子電極5aと端子電極5bとの間に、コイル導体13を含む第1のコイルが構成される。また、コイル導体33の外側端は、引出導体34及び引出電極36を介して端子電極7aと電気的に接続され、コイル導体33の内側端は、引出導体35、パッドP39、スルーホールTH49、引出導体43c、及び引出電極44cを介して端子電極7bと電気的に接続されているので、端子電極7aと端子電極7bとの間に、コイル導体33を含む第2のコイルが構成される。この2つのコイルの各々は、平面上に形成されたプレーナコイルである。この2つのコイルの各々は、外部回路における信号線とそれぞれ接続される。積層コモンモードコイル1は、3以上のコイルを含むように構成することも可能である。積層コモンモードコイル1が3つのコイルを有する場合には、当該積層コモンモードコイル1は、MIPIアライアンスが策定したC−PHYに準拠した差動電送回路における3本の信号線とそれぞれ接続されるコモンモードチョークコイルとして用いることができる。
With the above configuration and arrangement, in the laminated common mode coil 1, two coils are provided between the
次に、積層コモンモードコイル1の製造方法の一例を説明する。まず、磁性材料から磁性体基板2を形成する。より具体的には、まずNi−Znフェライト等の磁性材料を有機バインダーと混合して混合体を作成し、この混合体をシート状に成形して成形体を作成する。次いで、この成形体を焼結し、シート状の焼結体を得る。そして、この焼結体に必要な後処理(切断処理や研磨処理)を行うことで磁性体基板2が得られる。
Next, an example of a method for manufacturing the laminated common mode coil 1 will be described. First, the
次に、この磁性体基板2の上面に、フィラー粒子3aを分散させた熱硬化性の樹脂(例えばエポキシ樹脂)を例えばスピンコート法により塗布し、この塗布した樹脂を熱硬化させることにより絶縁層11が得られる。絶縁層11は、その厚さが例えば約1.0〜20μmとなるように形成される。絶縁層11には、各スルーホールに相当する位置に貫通孔が形成される。
Next, a thermosetting resin (for example, epoxy resin) in which
次に、絶縁層11上に公知の方法で導体層12が形成される。導体層12は、例えば、フォトリソグラフィ法により形成される。導体層12は、その厚さが例えば約5.0〜20μmとなるように形成される。
Next, the
次に、導体層12の上に、絶縁層11と同様の方法で絶縁層31が形成される。具体的には、この絶縁層31は、例えば、フィラー粒子3aを分散させた熱硬化性の樹脂(例えばエポキシ樹脂)を例えばスピンコート法により塗布し、この塗布した樹脂を熱硬化させることにより形成される。絶縁層31は、その厚さが例えば約1.0〜20μmとなるように形成される。絶縁層31には、各スルーホールに相当する位置に貫通孔が形成される。
Next, the insulating
次に、絶縁層31上に導体層12と同様の方法で導体層32が形成される。具体的には、この導体層32は、例えば、導体層12と同様に、フォトリソグラフィ法により形成される。導体層12は、その厚さが例えば約5.0〜20μmとなるように形成される。導体層32は、その厚さが例えば約5.0〜20μmとなるように形成される。
Next, the
次に、この導体層32の上に、絶縁層11及び絶縁層31と同様の方法で引出電極用絶縁層41が形成される。具体的には、この引出電極用絶縁層31は、例えば、フィラー粒子を分散させた熱硬化性の樹脂(例えばエポキシ樹脂)を例えばスピンコート法により導体層32の上に塗布し、この塗布した樹脂を熱硬化させることにより形成される。引出電極用絶縁層41は、その厚さが例えば約1.0〜20μmとなるように形成される。引出電極用絶縁層41には、各スルーホールに相当する位置に貫通孔が形成される。
Next, an insulating
次に、引出電極用絶縁層41上に導体層12及び導体層32と同様の方法で引出導体層42が形成される。具体的には、この引出導体層42は、例えば、導体層12及び導体層32と同様に、フォトリソグラフィ法により形成される。引出導体層42は、その厚さが例えば約5.0〜20μmとなるように形成される。
Next, the
次に、引出導体層42の上に、フィラー粒子4aを分散させた熱硬化性の樹脂(例えばエポキシ樹脂)を、例えばスピンコート法により塗布し、この塗布した樹脂を熱硬化させることによりカバー樹脂層4が得られる。カバー樹脂層4は、その厚さが例えば約50〜300μmとなるように形成される。カバー樹脂層4の表面は、必要に応じて研磨加工されるので、完成体の積層コモンモードコイル1においてはカバー樹脂層4の厚さはより薄くなってもよい。
Next, a thermosetting resin (for example, an epoxy resin) in which the
上述の工程においては、各スルーホール(TH37等)及び各パッド(P17等)も導体層12及び導体層32に相当するパターンとともに形成される。
In the above-mentioned steps, each through hole (TH37 or the like) and each pad (P17 or the like) are also formed together with a pattern corresponding to the
このようにして形成された積層体チップの側面に端子電極5a,5b,7a,7bが例えばめっき形成される。このようにして、積層コモンモードコイル1が作成される。上述した積層コモンモードコイル1の作製方法は一例に過ぎず、本発明を適用可能な積層コモンモードコイルの作成方法は上述したものに限られない。
このようにして得られた積層コモンモードコイル1において、カバー樹脂層4中のフィラー粒子4aの充填率は絶縁樹脂層3中のフィラー粒子3aの充填率よりも高くなっているため、カバー樹脂層4は絶縁樹脂層3に比べて熱硬化時に収縮しにくい。また、絶縁樹脂層3は、カバー樹脂層4よりも薄く形成されており、その内部に熱収縮しないコイル導体12が埋め込まれているので熱硬化時に収縮しにくい。特に、積層コモンモードコイル1においては、絶縁樹脂層3の層のほぼ全面にコイル導体が配置されているので、熱硬化時に収縮しにくくなっている。このように、積層コモンモードコイル1においては、熱硬化時における絶縁樹脂層3及びカバー樹脂層4の収縮量が抑制されている。
In the laminated common mode coil 1 thus obtained, the filling rate of the
上述したように、本発明の一実施形態においては、カバー樹脂層4中のフィラー粒子4aの充填率は80体積%以上とされる。カバー樹脂層4中のフィラー粒子4aの充填率を80%以上とすることにより、熱硬化時におけるカバー樹脂層4の熱収縮を十分に抑制することができる。
As described above, in one embodiment of the present invention, the filling rate of the
カバー樹脂層4中のフィラー粒子4aの充填率を80体積%以上としたときに、熱収縮が抑制されることを以下のようにして確認した。まず、上述した製造方法に従って、作業用基板の上に、磁性体基板2、絶縁樹脂層3、及びカバー樹脂層4をこの順に積層させて積層体試料を作成した。この各試料においては、カバー樹脂層4中のフィラー粒子4aの充填率を変更して7種類の試料を作成した。具体的には、この7種類の試料は、カバー樹脂層4中のフィラー粒子4aの充填率をそれぞれ、50体積%、60体積%、70体積%、75体積%、80体積%、85体積%、90体積%とした。絶縁樹脂層3の樹脂材料としてはポリイミドを用い、フィラー粒子3aとしてSiO2を用いた。また、カバー樹脂層4の樹脂材料としてはポリイミドを用い、フィラー粒子4aとしてFe−Si−Cr系の金属磁性粒子を用いた。絶縁樹脂層3及び、カバー樹脂層4は200℃で40分加熱することでこれらの層に含まれる樹脂を熱硬化させた。
It was confirmed as follows that heat shrinkage was suppressed when the filling rate of the
この各試料について、カバー樹脂層4を熱硬化した後に、作業用基板から各試料(積層体)が剥がれたか否かを目視で確認した。具体的には、各種類の試料を10個ずつ作成し作業用基板から積層体が剥がれたものの個数をカウントした。その結果を以下の表1に示す。
表1に示した結果から、カバー樹脂層4中のフィラー粒子4aの充填率が75体積%以下の試料(試料1〜試料4)については1個以上の試料が作業用基板から剥がれたので不良と判断した。一方、カバー樹脂層4中のフィラー粒子4aの充填率が80体積%以上の試料(試料5〜試料7)については作業用基板から剥がれた試料がなかったので良好と判断した。このように、カバー樹脂層4中のフィラー粒子4aの充填率を80体積%以上としたときに、カバー樹脂層4の熱収縮が抑制されることが確認できた。
From the results shown in Table 1, the samples (Samples 1 to 4) in which the filling rate of the
本明細書で説明された各構成要素の寸法、材料、及び配置は、実施形態中で明示的に説明されたものに限定されず、この各構成要素は、本発明の範囲に含まれうる任意の寸法、材料、及び配置を有するように変形することができる。また、本明細書において明示的に説明していない構成要素を、説明した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。 The dimensions, materials, and arrangement of each component described herein are not limited to those expressly described in the embodiments, and each component may be included within the scope of the present invention. Can be transformed to have the dimensions, materials, and arrangement of. In addition, components not explicitly described in the present specification may be added to the described embodiments, or some of the components described in the respective embodiments may be omitted.
1 積層コモンモードコイル
2 磁性体基板
3 絶縁樹脂層
4 カバー樹脂層
13,23 コイル導体
1 Laminated
Claims (13)
前記磁性体基板の前記第1面にのみ形成され、第1の樹脂及び第1のフィラー粒子を含む絶縁樹脂層と、
前記絶縁樹脂層の上に形成され、第2の樹脂及び第2のフィラー粒子を含むカバー樹脂層と、
前記絶縁樹脂層に前記磁性体基板に接しないように埋め込まれたコイル導体と、
を備え、
前記カバー樹脂層における前記第2のフィラー粒子の充填率は、前記絶縁樹脂層における前記第1のフィラー粒子の充填率よりも高い、積層コイル。 A magnetic substrate that having a second surface facing a sintered body of magnetic material on the first surface Ri formed to the first surface,
An insulating resin layer formed only on the first surface of the magnetic substrate and containing the first resin and the first filler particles.
A cover resin layer formed on the insulating resin layer and containing the second resin and the second filler particles,
A coil conductor embedded in the insulating resin layer so as not to come into contact with the magnetic substrate,
With
A laminated coil in which the filling rate of the second filler particles in the cover resin layer is higher than the filling rate of the first filler particles in the insulating resin layer.
前記磁性体基板の上に形成され、第1の樹脂を含む絶縁樹脂層と、
前記絶縁樹脂層上に形成され、第2の樹脂及びフィラー粒子を含むカバー樹脂層と、
前記絶縁樹脂層に埋め込まれたコイル導体と、
前記絶縁樹脂層の側面に接する一方で前記絶縁樹脂層の上面には接しないように設けられる外部電極と、
を備え、
前記絶縁樹脂層は、フィラー粒子を含まず、
前記カバー樹脂層に含まれる、前記フィラー粒子は金属磁性粒子である、
積層コイル。 A magnetic substrate made of a sintered body of magnetic material and
An insulating resin layer formed on the magnetic substrate and containing the first resin,
A cover resin layer formed on the insulating resin layer and containing a second resin and filler particles,
The coil conductor embedded in the insulating resin layer and
An external electrode provided so as to be in contact with the side surface of the insulating resin layer but not to the upper surface of the insulating resin layer.
With
The insulating resin layer does not contain filler particles and does not contain filler particles.
The filler particles contained in the cover resin layer are metallic magnetic particles.
Multilayer coil.
前記外部電極と前記コイル導体とを接続する引き出し導体と、
をさらに備える請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の積層コイル。 With external electrodes
A drawer conductor connecting the external electrode and the coil conductor,
The laminated coil according to any one of claims 1 to 7 , further comprising.
The laminated coil according to any one of claims 1 to 12 , which is configured as a common mode coil.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US15/649,228 US11515079B2 (en) | 2016-07-29 | 2017-07-13 | Laminated coil |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016150370 | 2016-07-29 | ||
| JP2016150370 | 2016-07-29 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2018026541A JP2018026541A (en) | 2018-02-15 |
| JP6955382B2 true JP6955382B2 (en) | 2021-10-27 |
Family
ID=61194186
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2017133045A Active JP6955382B2 (en) | 2016-07-29 | 2017-07-06 | Laminated coil |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6955382B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7230788B2 (en) | 2019-12-05 | 2023-03-01 | 株式会社村田製作所 | inductor components |
| CN121511495A (en) * | 2023-10-05 | 2026-02-10 | 株式会社村田制作所 | Inductors and their manufacturing methods |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07201570A (en) * | 1993-12-28 | 1995-08-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Thick film multilayer inductor |
| JP5054445B2 (en) * | 2007-06-26 | 2012-10-24 | スミダコーポレーション株式会社 | Coil parts |
| JP2010087030A (en) * | 2008-09-29 | 2010-04-15 | Taiyo Yuden Co Ltd | Method of manufacturing coil component, and coil component |
| JP5048155B1 (en) * | 2011-08-05 | 2012-10-17 | 太陽誘電株式会社 | Multilayer inductor |
| JP6060508B2 (en) * | 2012-03-26 | 2017-01-18 | Tdk株式会社 | Planar coil element and manufacturing method thereof |
| JP5815640B2 (en) * | 2012-12-11 | 2015-11-17 | サムソン エレクトロ−メカニックス カンパニーリミテッド. | Manufacturing method of electronic components. |
| KR101994732B1 (en) * | 2014-03-07 | 2019-07-01 | 삼성전기주식회사 | Chip electronic component and manufacturing method thereof |
| KR101580399B1 (en) * | 2014-06-24 | 2015-12-23 | 삼성전기주식회사 | Chip electronic component and manufacturing method thereof |
| JP6821946B2 (en) * | 2016-04-27 | 2021-01-27 | Tdk株式会社 | Electronic components and their manufacturing methods |
-
2017
- 2017-07-06 JP JP2017133045A patent/JP6955382B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2018026541A (en) | 2018-02-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7369220B2 (en) | coil parts | |
| JP6583627B2 (en) | Coil parts | |
| US9892833B2 (en) | Magnetic powder and coil electronic component containing the same | |
| JP7240813B2 (en) | coil parts | |
| CN110828108B (en) | Magnetic matrix containing metal magnetic particles and electronic component containing the magnetic matrix | |
| US11361891B2 (en) | Coil component | |
| US20160343498A1 (en) | Coil component and manufacturing method thereof | |
| KR102052770B1 (en) | Power inductor and method for manufacturing the same | |
| US11225720B2 (en) | Magnetic powder, and manufacturing method thereof | |
| KR20140061036A (en) | Multilayered power inductor and method for preparing the same | |
| JP2009302386A (en) | Surface-mounted inductor | |
| JP6456729B2 (en) | Inductor element and manufacturing method thereof | |
| JP2021141306A (en) | Coil component and manufacturing method thereof | |
| US12505946B2 (en) | Coil-embedded magnetic core and coil device | |
| CN104078222A (en) | Inductor and method for manufacturing the same | |
| JP2013135232A (en) | Method of manufacturing inductor | |
| JP2021121006A (en) | Coil component, circuit board, and electronic apparatus | |
| CN110783077A (en) | Magnetic coupling type coil component | |
| JP6955382B2 (en) | Laminated coil | |
| JP7433938B2 (en) | Coil parts and method for manufacturing coil parts | |
| WO2018235550A1 (en) | Coil parts | |
| US11515079B2 (en) | Laminated coil | |
| JP2023136455A (en) | Coil component, circuit board, electronic equipment, and method for manufacturing coil component | |
| JP6776793B2 (en) | Coil parts | |
| JP7168307B2 (en) | Magnetically coupled coil parts |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170808 |
|
| AA64 | Notification of invalidation of claim of internal priority (with term) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A241764 Effective date: 20170808 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200612 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210413 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210614 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20210914 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20211001 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6955382 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |