JP2018022917A - インダクタンス素子および電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】磁性を有する粉粒体を含む成形体からなる部分を備えるインダクタンス素子であって、最小断面積が１０ｍｍ^２以下となる程度までサイズが小さくなっても、インダクタンス素子としての機械強度および成形体部分の磁気特性に基づく電子部品の特性を適切に有することが可能なインダクタンス素子を提供する。
【解決手段】磁性を有する粉粒体を含む成形体からなる部分（圧粉コア３）と、コイル２とを備えるインダクタンス素子１であって、抗折強度が２０Ｎ／ｍｍ^２以上４５Ｎ／ｍｍ^２以下であり、弾性係数が１ｋＮ／ｍｍ^２以上３．５ｋＮ／ｍｍ^２以下であり、面積が最小の断面である最小断面に沿って切断して得られる最小断面積が１０ｍｍ^２以下である。
【選択図】図６

Description

本発明は、磁性を有する粉粒体を含む成形体からなる部分を備えるインダクタンス素子および当該インダクタンス素子を実装した電子機器に関する。

携帯電子機器は、携帯電話から、小型でありながら多機能を有するスマートフォンへの置き換えが急速に進んでいる。このような多機能型の携帯電子機器では、一回の充電で使用可能な時間を長くして利用者の利便性を高めることが喫緊の課題である。この課題の解決手段の一つに、電子機器が備える電源供給回路数を増やし、当該回路に接続される個々の機器・ユニットの動作に応じてそれらの回路の動作を制御すること（具体例の一つに、表示素子を使用しない場合にはこれに接続される電源供給回路の動作を停止することが挙げられる。）によって電子機器の消費電力を少なくすることが挙げられる。電源供給回路が増えると、ノイズ抑制や整流、平滑のためのインダクタンス素子（例えば特許文献１参照。）も多数必要となってくる。このような理由により、携帯電子機器に使用されるインダクタンス素子の数は増大する傾向にある。

ところが、携帯電子機器のサイズにはおのずから制限があるため、使用数が増大したインダクタンス素子のサイズを小さくすることが求められている。具体的には、面積が最小となる断面（本明細書において、この断面積を「最小断面」という。）に沿って切断して得られる断面積（本明細書において、この断面積を「最小断面積」という。）が１０ｍｍ^２以下となる程度までインダクタンス素子を小型化する場合がある。

特開２００６−１３０６６号公報

インダクタンス素子は、磁性を有する粉粒体を含む成形体からなる部分（本明細書において、かかる部分を「成形体部分」ともいう。）を備える電子部品の一種であるため、上記のようにインダクタンス素子が小型化すると、成形体部分であるコアの機械強度が低下しやすくなる。このため、インダクタンス素子としての機械強度を確保するという要請に応えることが困難となる場合があった。この場合には、インダクタンス素子の落下、他の部材との衝突、インダクタンス素子が実装された基板（具体例としてガラスエポキシ基板などが挙げられる。）との熱膨張率の差などに起因して、インダクタンス素子に外力が付与された場合に、コアの欠け、破損、破断などの問題が生じるおそれがあった。粉粒体を含む成形体が単純な構造材である場合には、成形圧力を高めて機械特性を向上させればよいが、インダクタンス素子のコアのような機能部品の場合には、磁歪の問題が顕在化して、電子部品の特性（インダクタンス素子としての特性）に関する要請に応えることが困難となる可能性が高まるため、単に成形圧力を高める手段は適切でない。

以上の問題はインダクタンス素子に限定されず、磁性体の粉粒体を含む成形体からなる部分を有する他の電子部品についても、小型化に伴い同様の問題が発生することが懸念される。

本発明は、かかる現状を鑑み、磁性を有する粉粒体を含む成形体からなる部分（成形体部分）を備えるインダクタンス素子であって、最小断面積が１０ｍｍ^２以下となる程度までサイズが小さくなっても、インダクタンス素子としての機械強度および成形体部分の磁気特性に基づくインダクタンス素子の特性を適切に有することが可能なインダクタンス素子を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために提供される本発明は、一態様において、磁性を有する粉粒体を含む成形体からなる部分と、コイルとを備えるインダクタンス素子であって、抗折強度が２０Ｎ／ｍｍ^２以上４５Ｎ／ｍｍ^２以下であり、弾性係数が１ｋＮ／ｍｍ^２以上３．５ｋＮ／ｍｍ^２以下であることを特徴とするインダクタンス素子である。抗折強度および弾性係数が上記の範囲内にあることにより、成形体の外力に対する許容性が高まるとともに、成形体に含有される磁性を有する粉粒体に生じた歪（内部応力）が緩和されやすくなる。したがって、本発明に係るインダクタンス素子は、そのサイズが小さい場合であっても、成形体に欠け、破損、破断などの問題が生じにくく、しかも、成形時に付与された応力や磁歪がもたらす磁気特性の低下、特にコアロスの増大、に基づく部品特性の低下が生じにくい。また、上記のインダクタンス素子は、面積が最小の断面である最小断面に沿って切断して得られる最小断面積が１０ｍｍ^２以下である。このように最小断面積が小さい場合であっても、本発明に係るインダクタンス素子は、成形体に欠けなどの問題が生じる可能性を低減させつつ、成形体の磁気特性に基づく部品特性を適切に維持することができる。

上記のインダクタンス素子が備えるコアは、周波数１００ｋＨｚのときの透磁率が２０以上であって、周波数１００ｋＨｚ、最大磁束密度１００ｍＴの条件で測定されたコアロスが８００ｋＷ／ｍ^３以下であってもよい。コアが上記の磁気特性を有する場合には、かかるコアを備えるインダクタンス素子は、電子機器の電源回路の構成部品などとして好適に使用しうる。

上記の電子部品は、成形体の内部にコイルの少なくとも一部が埋め込まれていてもよい。

上記のインダクタンス素子は、外装コーティング層を備えてもよい。この場合には、前記外装コーティング層が設けられていない場合との対比で２倍以上の前記抗折強度を有することが好ましい。インダクタンス素子が外装コーティング層を有することにより、上記の抗折強度および弾性係数を制御することが容易となる。

本発明は、別の一態様として、上記のインダクタンス素子を実装した電子機器を提供する。かかる電子機器は、その製造時および使用時において、実装されたインダクタンス素子に欠けなどの問題が生じにくく、取扱い性に優れる。

上記の発明に係るインダクタンス素子は、インダクタンス素子としての機械強度に優れるとともに、成形体部分の磁気特性にも優れるため、インダクタンス素子のサイズが小さい場合であっても、インダクタンス素子としての機械特性および成形体部分の磁気特性に基づく電子部品の特性を適切に有することが可能である。

本発明の一実施形態に係るインダクタンス素子の全体構成を一部透視して示す斜視図である。 図１に示すインダクタンス素子を実装基板上に実装した状態を示す部分正面図である。 実施例において測定したインダクタンス素子の負荷−変位曲線を得るための測定系の概要を示す図である。 実施例４において製造されたインダクタンス素子の負荷−変位曲線に基づく、抗折強度Ｐ１の求め方を説明するための図である。 実施例４において製造されたインダクタンス素子の負荷−変位曲線に基づく、弾性係数Ｐ２の求め方を説明するための図である。 実施例および比較例において製造されたインダクタンス素子の負荷−変位曲線を示すグラフである。 実施例１から４に係るインダクタンス素子の抗折強度Ｐ１および弾性係数Ｐ２と外装コーティングの付着量との関係を示す図である。

以下、本発明の実施形態について、電子部品が、図１および２に示されるインダクタンス素子である場合を具体例として説明する。

１．インダクタンス素子
図１は、本発明の一実施形態に係るインダクタンス素子１の全体構成を一部透視して示す斜視図である。図１では、インダクタンス素子１の下面（実装面）が上向きの姿勢で示されている。図２は、図１に示すインダクタンス素子１を実装基板１０上に実装した状態を示す部分正面図である。

図１に示すインダクタンス素子１は、圧粉コア３と、圧粉コア３の内部に埋め込まれたコイルとしての空芯コイル２と、溶接によって空芯コイル２に電気的に接続される一対の端子部４とを備えて構成される。

空芯コイル２は、絶縁被膜された導線を螺旋状に巻回して形成されたものである。空芯コイル２は、巻回部２ａと巻回部２ａから引き出された引出端部２ｂ、２ｂとを有して構成される。空芯コイル２の巻き数は必要なインダクタンスに応じて適宜設定される。

図１に示すように、圧粉コア３において、実装基板に対する実装面３ａに、端子部４の一部を収納するための収納凹部３０が形成されている。収納凹部３０は、実装面３ａの両側に形成されており、圧粉コア３の側面３ｂ、３ｃに向けて解放されて形成されている。圧粉コア３の側面３ｂ、３ｃから突出する端子部４の一部が実装面３ａに向けて折り曲げられて、収納凹部３０の内部に収納される。

端子部４は、薄板状のＣｕ基材で形成されている。端子部４は圧粉コア３の内部に埋設されて空芯コイル２の引出端部２ｂ、２ｂに電気的に接続される接続端部４０と、圧粉コア３の外面に露出し、前記圧粉コア３の側面３ｂ、３ｃから実装面３ａにかけて順に折り曲げ形成される第１曲折部４２ａ及び第２曲折部４２ｂとを有して構成される。接続端部４０は、空芯コイル２に溶接される溶接部である。第１曲折部４２ａと第２曲折部４２ｂは、実装基板１０に対して半田接合される半田接合部である。半田接合部は、端子部４のうちの圧粉コア３から露出している部分であって、少なくとも圧粉コア３の外側に向けられる表面を意味している。

端子部４の接続端部４０と空芯コイル２の引出端部２ｂとは、抵抗溶接によって接合されている。

図２に示すように、インダクタンス素子１は、実装基板１０上に実装される。
実装基板１０の表面には外部回路と導通する導体パターンが形成され、この導体パターンの一部によって、インダクタンス素子１を実装するための一対のランド部１１が形成されている。

図２に示すように、インダクタンス素子１においては、実装面３ａが実装基板１０側に向けられて、圧粉コア３から外部に露出している第１曲折部４２ａと第２曲折部４２ｂが実装基板１０のランド部１１との間で半田層１２にて接合される。

ハンダ付け工程は、ランド部１１にペースト状の半田が印刷工程で塗布された後に、ランド部１１に第２の曲折部４１ａが対面するようにしてインダクタンス素子１が実装され、加熱工程で半田が溶融する。図２に示すように、第２曲折部４２ｂは実装基板１０のランド部１１に対向し、第１曲折部４２ａはインダクタンス素子１の側面３ｂ、３ｃに露出しているため、フィレット状の半田層１２は、ランド部１１に固着するとともに、半田接合部である第２曲折部４２ｂと第１曲折部４２ａの双方の表面に十分に広がって固着される。

図１および２に示されるようなインダクタンス素子１は、２つの端子部４において実装基板１０に実装されている。このため、インダクタンス素子１の熱膨張率と実装基板１０の熱膨張率との相違が大きい場合には、インダクタンス素子１および実装基板１０を備える製品の製造過程や使用過程で加熱・冷却されると、この熱膨張率の相違に基づいてインダクタンス素子１に力学的負荷が与えられる。インダクタンス素子１の機械強度が低い場合には、この負荷によってインダクタンス素子１が破損する場合もある。特にインダクタンス素子１０の成形体部分（圧粉コア３）が、面積が最小の断面である最小断面に沿って切断して得られる最小断面積が、例えば１０ｍｍ^２以下と小さくなってくると、力学的負荷の影響は顕著となってくる。しかしながら、本発明の一実施形態に係る電子部品は、後述する抗折強度Ｐ１が２０Ｎ／ｍｍ^２以上であるため、上記の熱履歴に起因する破損が生じにくい。

２．成形体部分
本発明の一実施形態に係るインダクタンス素子１は、磁性を有する粉粒体を含む成形体からなる部分（成形体部分）を備える。図１に示されるインダクタンス素子１では、圧粉コア３が成形体部分に相当する。

成形体部分（圧粉コア３）に含有される磁性を有する粉粒体の組成は限定されない。かかる粉粒体の具体例として、軟磁性材料を含有する軟磁性粉末が挙げられる。軟磁性粉末の具体例として、Ｆｅ基非晶質合金粉末、Ｆｅ−Ｎｉ系合金粉、Ｆｅ−Ｓｉ系合金粉末、純鉄粉末（高純度鉄粉）等の軟磁性合金粉末や、フェライト等の酸化物軟磁性粉末などが挙げられる。Ｆｅ基非晶質合金の一種であるＦｅ−Ｐ−Ｃ−Ｂ−Ｓｉ系の非晶質合金は、その組成がＦｅ_{100-a-b-c-x-y-z-t}Ｎｉ_aＳｎ_bＣｒ_cＰ_xＣ_yＢ_zＳｉ_tで示され、０ａｔ％≦ａ≦１０ａｔ％、０ａｔ％≦ｂ≦３ａｔ％、０ａｔ％≦ｃ≦６ａｔ％、３．０ａｔ％≦ｘ≦１０．８ａｔ％、２．０ａｔ％≦ｙ≦９．８ａｔ％、０ａｔ％≦ｚ≦８．０ａｔ％、０ａｔ％≦ｔ≦５．０ａｔ％であることが好ましい。

磁性を有する粉粒体は、磁性材料のみから構成されていてもよいし、磁性材料と当該材料以外の材料との混合体であってもよい。そのような場合の具体例として、合金系の磁性材料からなる粉体を、樹脂系材料を用いて造粒した造粒粉が挙げられる。

磁性を有する粉粒体の粒径は限定されない。基本的には粒径が小さいほど成形性が高くなる傾向があるが、粒径が過度小さくなると、凝集の問題が顕在化しやすくなったり、酸化など化学的安定性に関する問題が顕在化しやすくなったりする。したがって、磁性を有する粉粒体は平均粒径が３μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましく、５μｍ以上６０μｍ以下であることがより好ましく、８μｍ以上３０μｍ以下であることが特に好ましい。本明細書において、粉粒体「平均粒径」とは、レーザー回折散乱式粒度分布測定装置を用いて求めた粉粒体の粒度分布における積算値５０％に対応する粒径（メジアン径Ｄ５０）を意味する。

成形体部分（圧粉コア３）を形成するための製造方法は限定されない。成形体部分（圧粉コア３）を与える原材料（本明細書において、ことわりのない「原材料」は、成形体部分（圧粉コア３）を与える原材料を意味する。）が、バインダー成分を含有し、このバインダー成分やバインダー成分に由来する成分（本明細書において、これらを「バインダー系成分」と総称する場合もある。）によって、近接する磁性を有する粉粒体同士を結着させてもよい。

バインダー成分の具体例として、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、シリコーンゴム、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）、アクリル樹脂等の液状または粉末状の樹脂、ゴム等の有機系材料；水ガラス（Ｎａ_２Ｏ−ＳｉＯ_２）、酸化物ガラス粉末（Ｎａ_２Ｏ−Ｂ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２、ＰｂＯ−Ｂ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２、ＰｂＯ−ＢａＯ−ＳｉＯ_２、Ｎａ_２Ｏ−Ｂ_２Ｏ_３−ＺｎＯ、ＣａＯ−ＢａＯ−ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３−Ｂ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２、Ｂ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２）、ゾルゲル法により生成するガラス状物質（ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２、ＴｉＯ_２等を主成分とするもの）等の無機系材料などを挙げることができる。バインダー成分は有機系材料と無機系材料との混合体
であってもよい。

原材料がバインダー成分を含有する場合において、その含有量は限定されない。成形体部分（圧粉コア３）が所望の特性を有するように適宜設定すればよい。

原材料は、磁性を有する粉粒体の流動性を調整することなどを目的として、潤滑剤として、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸アルミニウム等を含有してもよい。原材料が潤滑剤を含有する場合において、その含有量は限定されない。成形体部分（圧粉コア３）が所望の特性を有するように適宜設定すればよい。

成形体部分の製造方法は限定されない。成形処理として、図１および２に示されるインダクタンス素子１が備える圧粉コア３のように圧粉成形を行ってもよいし、原材料に含まれるバインダーを硬化させる処理を行ってもよい。成形処理により得た製造物（成形製造物）をそのまま成形体部分としてもよいし、成形処理により磁性を有する粉粒体内部に生じた応力を緩和することなどを目的とする熱処理を成形製造物に施して、成形体部分を得てもよい。

３．機械特性
本発明の一実施形態に係る電子部品（インダクタンス素子１）は、次の機械特性を備える。

（１）抗折強度Ｐ１
本明細書において、抗折強度Ｐ１（単位：Ｎ／ｍｍ^２）とは、１．３ｍｍの開口幅を有するスリット上に載置された電子部品（インダクタンス素子１）に、Ｒ０．５ｍｍのブレード状圧子を、最小断面に沿って最小断面の短軸方向に平行な方向に圧接して、圧子の負荷（単位：Ｎ）の圧子の変位量（単位：μｍ）依存性を示す負荷−変位曲線を測定したときに、この負荷−変位曲線における負荷の最大値（単位：Ｎ）を、最小断面積（単位：ｍｍ^２）で除した値を意味する。抗折強度Ｐ１は、本発明の一実施形態に係る電子部品（インダクタンス素子１）の力に対する許容性の程度を示している。

図４は、実施例４において製造されたインダクタンス素子を試験例１に基づいて試験を行うことにより得られた負荷−変位曲線に、負荷の最大値（０．０７３４ｋＮ）を示したものである。実施例４において製造したインダクタンス素子の最小断面積は２．４ｍｍ^２であるから、実施例４における抗折強度Ｐ１は３０．４Ｎ／ｍｍ^２と算出される。

本発明の一実施形態に係る電子部品（インダクタンス素子１）は、上記の抗折強度Ｐ１が２０Ｎ／ｍｍ^２以上４５Ｎ／ｍｍ^２以下である。本発明の一実施形態に係る電子部品（インダクタンス素子１）の抗折強度Ｐ１が２０Ｎ／ｍｍ^２以上であることにより、磁性体の粉粒体を含む成形体の機械強度の過度の低下が生じにくくなる。それゆえ、本発明の一実施形態に係る電子部品（インダクタンス素子１）は欠け、破損、破断などの問題が生じにくい。また、本発明の一実施形態に係る電子部品（インダクタンス素子１）の抗折強度Ｐ１が４５Ｎ／ｍｍ^２以下であることにより、原材料を成形した際に生じた磁歪の影響が緩和されやすくなる。それゆえ、電子部品（インダクタンス素子１）の磁気特性を向上させる観点から、本発明の一実施形態に係る電子部品（インダクタンス素子１）が備える成形体部分（圧粉コア３）は磁気特性が低下しにくい。電子部品（インダクタンス素子１）の機械特性および成形体部分（圧粉コア３）の磁気特性を高度に両立させる観点から、本発明の一実施形態に係る電子部品（インダクタンス素子１）の抗折強度Ｐ１は、２５Ｎ／ｍｍ^２以上４０Ｎ／ｍｍ^２以下であることが好ましい。

（２）弾性係数Ｐ２
本明細書において、弾性係数Ｐ２（単位：Ｎ／ｍｍ^２）とは、上記の負荷−変位曲線において、抗折強度Ｐ１の１０％の値を与える圧子の変位量の最小値ｄ０（単位：ｍｍ）、抗折強度Ｐ１の値の７０％の値を与える圧子の変位量の最小値ｄ１（単位：ｍｍ）および最小断面の短軸長ｔ（単位：ｍｍ）を用いて、下記式（１）で表される値を意味する。
Ｐ２＝０．６×Ｐ１／｛（ｄ１−ｄ０）／ｔ｝ （１）

弾性係数Ｐ２は、本発明の一実施形態に係る電子部品（インダクタンス素子１）の、破壊に至る前の状態における、力に対する応答性の程度を示している。この応答性の程度を適切に表現できるように、弾性係数Ｐ２の算出にあたり、上記の負荷−変位曲線における抗折強度Ｐ１の１０％から７０％の範囲の結果を用いることとしている。

図４に示される負荷−変位曲線から算出される抗折強度Ｐ１は３０．４Ｎ／ｍｍ^２であるから、実施例４において製造したインダクタンス素子について、抗折強度Ｐ１の１０％の値は３．０４Ｎ／ｍｍ^２（負荷は０．００７４ｋＮ）であり、抗折強度Ｐ１の７０％の値は２１．３Ｎ／ｍｍ^２（負荷は０．０５１７ｋＮ）である。図５に示されるように、これらの抗折強度を与える変位量の最小値ｄ０、ｄ１は、それぞれ、０．００９５ｍｍ、０．０１８５ｍｍとなる。これらの値と上記式（１）とから、実施例４において製造されたインダクタンス素子における弾性係数Ｐ２は２．２ｋＮ／ｍｍ^２と算出される。

本発明の一実施形態に係る電子部品（インダクタンス素子１）は、上記の弾性係数Ｐ２が１ｋＮ／ｍｍ^２以上３．５ｋＮ／ｍｍ^２以下である。詳細な理由は不明であるが、当該弾性係数Ｐ２が３．５ｋＮ／ｍｍ^２以下であることにより、成形体部分（圧粉コア３）の磁気特性を高めることが可能となり、その磁気特性に基づく電子部品（インダクタンス素子１）の部品特性を向上させることが可能となる。本発明の一実施形態に係る電子部品（インダクタンス素子１）の弾性係数Ｐ２が３．５ｋＮ／ｍｍ^２以下である場合には、電子部品（インダクタンス素子１）の成形体部分（圧粉コア３）に含有される磁性を有する粉粒体が応力を緩和しやすい状態となっている可能性がある。電子部品（インダクタンス素子１）が備える成形体部分（圧粉コア３）の磁気特性をより安定的に向上させる観点から、本発明の一実施形態に係る電子部品（インダクタンス素子１）の弾性係数Ｐ２は３．３ｋＮ／ｍｍ^２以下であることが好ましく、３．０ｋＮ／ｍｍ^２以下であることがより好ましい。本発明の一実施形態に係る電子部品（インダクタンス素子１）の弾性係数Ｐ２が１ｋＮ／ｍｍ^２以上であることにより、電子部品（インダクタンス素子１）の形状安定性を確保することが容易となる。

上記の抗折強度Ｐ１および弾性係数Ｐ２の少なくとも一方に支配的な影響を与える部品要素（以下、「支配的部品要素」ともいう。）は、電子部品（インダクタンス素子１）を構成する要素のうち、電子部品（インダクタンス素子１）が備える成形体部分（圧粉コア３）であってもよい。本発明の一実施形態に係る電子部品が、インダクタンス素子１のように磁性体の粉粒体を含む成形体と金属系材料（コイル２、端子部４）とからなる場合には、成形体部分（圧粉コア３）が上記の支配的部品要素となる。

４．磁気特性
本発明の一実施形態に係る電子部品がインダクタンス素子（具体例がインダクタンス素子１である。）である場合には、インダクタンス素子が備えるコア（具体例が圧粉コア３である。）は、周波数１００ｋＨｚのときの透磁率が２０以上であって、周波数１００ｋＨｚ、最大磁束密度１００ｍＴの条件で測定されたコアロスが８００ｋＷ／ｍ^３以下であることが好ましい。このような磁気特性を有していることにより、本発明の一実施形態に係る電子部品はインダクタンス素子として有効に機能することが可能となる。本発明の一実施形態に係る電子部品がインダクタンス素子としてより有効に機能することを可能とする観点から、インダクタンス素子が備えるコアは、周波数１００ｋＨｚのときの透磁率は２０以上であることが好ましく、２５以上であることが特に好ましい。同様の観点から、インダクタンス素子が備えるコアは、周波数１００ｋＨｚ、最大磁束密度１００ｍＴの条件で測定されたコアロスは７００ｋＷ／ｍ^３以下であることが好ましく、６００ｋＷ／ｍ^３以下であることが特に好ましい。

５．形状、構造
本発明の一実施形態に係る電子部品（インダクタンス素子１）は、面積が最小の断面である最小断面に沿って切断して得られる最小断面積が１０ｍｍ^２以下であってもよい。電子部品の最小断面積が１０ｍｍ^２以下である場合には、最小断面における成形体からなる部分の厚さが、薄い部分では１００μｍオーダーとなることがある。このようなときには、磁性を有する粉粒体同士を結合しているバインダー成分の絶対的な量が少なくなってくる等の影響で、電子部品の機械強度が低下しやすい。しかしながら、本発明の一実施形態に係る電子部品（インダクタンス素子１）は、上記のような機械特性を有するため、電子部品の強度の低下を抑制しつつ、電子部品（インダクタンス素子１）が備える成形体部分（圧粉コア３）の磁気特性に基づく部品特性を高めることが可能となる。本発明の一実施形態に係る電子部品（インダクタンス素子１）が上記のような機械特性を有する場合には、最小断面積は７ｍｍ^２以下であってもよいし、５ｍｍ^２以下であってもよいし、２．５ｍｍ^２以下であってもよい。

本発明の一実施形態に係る電子部品（インダクタンス素子１）は、外装コーティングを備えてもよい。外装コーティングを備える場合には、その組成や構造を変化させることにより、上記の抗折強度Ｐ１および弾性係数Ｐ２を制御することができる場合もある。例えば、外装コーティングの付着量を増やすことによって、上記の抗折強度Ｐ１および弾性係数Ｐ２を向上させることができる場合もある。本発明の一実施形態に係る電子部品（インダクタンス素子１）が外装コーティングを備える場合には、当該電子部品（インダクタンス素子１）の抗折強度Ｐ１は、外装コーティング層が設けられていない場合との対比で２倍以上であることが好ましい。

本発明の一実施形態に係る電子部品（インダクタンス素子１）が外装コーティングを備える場合において、外装コーティングの種類は限定されない。例えば、成形体からなる表面に硬化性材料を塗布し、塗布した材料を硬化させることによって得ることができる。この塗布された硬化性材料は、少なくとも一部が成形体の内部に浸透してもよく、この場合には、外装コーティングは含浸コーティングとしての側面を有する。

６．機械特性の制御方法
上記の本発明の一実施形態に係る電子部品（インダクタンス素子１）の機械特性、すなわち、抗折強度Ｐ１および弾性係数Ｐ２の制御方法は限定されない。インダクタンス素子１のように、支配的部品要素が成形体部分（圧粉コア３）を含む場合には、成形体部分（圧粉コア３）の製造過程を変化させることにより電子部品（インダクタンス素子１）の機械特性の制御をすることができる。

以下、成形体部分（圧粉コア３）が、磁性を有する粉粒体とバインダーとを含む原材料を加圧成形する工程により製造される場合を具体例として、電子部品（インダクタンス素子１）の機械特性を、製造過程を通じて制御する方法について説明する。

上記の制御方法の一つとして、前述のように、外装コーティングを用いる方法が挙げられる。外装コーティングの強度を高める（具体的には、外装コーティングの付着量を増加させることにより実現される場合がある。）ことにより、抗折強度Ｐ１を高めることが可能となる。ただし、外装コーティングの強度を過度に高めると、弾性係数Ｐ２も高くなりすぎて、成形体部分（圧粉コア３）の磁気特性を高めることが困難となってしまう場合もある。

上記の制御方法の別の一つとして、成形体部分（圧粉コア３）を構成する成形体の原材料に含有されるバインダーの種類や含有量を変化させる方法が挙げられる。これらを変化させることにより、原材料から得られた成形体のバインダー系成分の含有量や性質に影響を与えて、電子部品（インダクタンス素子１）の機械特性の変化をもたらすことが可能である。原材料を加圧成形した後、応力緩和の目的などにより熱処理を行って成形体部分（圧粉コア３）を得る場合には、バインダー系成分の熱物性（熱可塑性材料か熱硬化性材料化）、熱処理温度とバインダーの分解温度の関係などによって、バインダー系成分の含有量や性質を変化させることができる場合もある。

上記の制御方法のさらに別の一つとして、製造条件を変化させて、電子部品（インダクタンス素子１）の機械特性の変化させる方法が挙げられる。具体的には、加圧成形条件（加圧力、加圧時間等）、熱処理をさらに行う場合には加熱条件（加熱温度、加熱時間等）などが変更可能な条件として挙げられる。

電子部品（インダクタンス素子１）の機械特性を制御するにあたり、上記の３つの方法は単独で用いてもよいし、複数の方法（上記の３つ以外の方法も含む。）を組み合わせてもよい。

７．電子機器
上記のように、本発明の一実施形態に係る電子部品（インダクタンス素子１）は、その最少断面積が１０ｍｍ^２以下となるような小型であっても、その製造過程において、電子部品（インダクタンス素子１）の落下、他の部材との衝突などに起因する外力が付与された場合に、成形体部分（圧粉コア３）の欠け、破損、破断などの不具合が生じにくい。また、電子部品（インダクタンス素子１）を基板（具体例としてガラスエポキシ基板が挙げられる。）に実装する際に、電子部品と基板との熱膨張率の差に起因して外力が付与されても、成形体部分（圧粉コア３）の欠け、破損、破断などの不具合が生じにくい。したがって、本発明の一実施形態に係る電子部品（インダクタンス素子１）が実装された電子機器は小型化が容易であり、電子部品（インダクタンス素子１）に由来する初期不良が生じにくい。また、本発明の一実施形態に係る電子部品（インダクタンス素子１）が実装された電子機器は、携帯機器など取扱い中に落下など外力が付与されやすいものであっても、電子機器に実装される電子部品（インダクタンス素子１）の破損・脱落などに起因する動作不良が生じにくい。すなわち、本発明の一実施形態に係る電子部品（インダクタンス素子１）が実装された電子機器は、取扱い性に優れる。

以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。

以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例等に限定されるものではない。
（実施例１）
（１）Ｆｅ基非晶質合金粉末の作製
水アトマイズ法を用いて、組成がＦｅ_{７４．４３at％}Ｃｒ_{１．９６ａｔ％}Ｐ_{９．０４ａｔ％}Ｃ_{２．１６ａｔ％}Ｂ_{７．５４ａｔ％}Ｓｉ_{４．８７ａｔ％}になるように秤量して得られた非晶質軟磁性粉末を軟磁性粉末として作製した。得られた軟磁性粉末の粒度分布は、日機装社製「マイクロトラック粒度分布測定装置 ＭＴ３３００ＥＸ」を用いて体積分布で測定した。その結果、体積分布において５０％となる粒径である平均粒径（Ｄ５０）は１０．６μｍであった。

（２）造粒粉の作製
上記の軟磁性粉末を９８．３質量部、アクリル系樹脂とフェノール系樹脂を混合したものからなる絶縁性結着材を１．４質量部、およびステアリン酸亜鉛からなる潤滑剤を、０．３質量部を溶媒としてのキシレンに混合してスラリーを得た。

得られたスラリーを乾燥後に粉砕し、目開き３００μｍのふるいおよび８５０μｍのふるいを用いて、３００μｍ以下の微細な粉末および８５０μｍ以上の粗大な粉末を除去して、造粒粉を得た。

（３）圧縮成形
キャビティ形状が２．５ｍｍ×２ｍｍ×１．２ｍｍの金型の内部に、外径１．９ｍｍ、内径１．４ｍｍ、厚さ１．０ｍｍのエッジワイズコイル（コイル素材：Ｃｕ，コイル巻回数：３）を設置した。次に、上記の方法により得られた造粒粉を金型に充填し、金型温度２３℃、面圧２ＧＰａの条件で加圧成形した。その結果、２．５ｍｍ×２ｍｍ×１．２ｍｍであって、最小断面（２ｍｍ×１．２ｍｍ）における成形体部分の最小厚さが０．１ｍｍとなるコイル内包成形体を得た。

（４）熱処理
得られたコイル内包成形体を、窒素気流雰囲気の炉内に載置し、炉内温度を、室温（２３℃）から昇温速度４０℃／分で３７２℃まで加熱し、この温度にて１時間保持し、その後、炉内で室温まで冷却する熱処理を行った。

（５）外装コーティング
シリコーン系樹脂を含有する塗工用組成物中に、熱処理後のコイル内包成形体に３００秒間浸漬させ、その後、塗工用組成物内から取り出して１５５℃で６０分間加熱した。こうして、塗工用組成物を用いた含浸皮膜形成処理を行い、成形体部分とコイルとを備えたコイル内包成形体、およびこの成形体の面に設けられた外装コーティング（付着量：５７０ｇ／ｍ^２（０．５７ｍｇ／ｍｍ^２））とを備える、インモールド型のインダクタンス素子を得た。

（実施例２）
実施例１により得たインダクタンス素子に対して、塗工用組成物を用いた含浸皮膜形成処理を再度行って、総付着量が１ｋｇ／ｍ^２（１ｍｇ／ｍｍ^２）の外装コーティングを備えるインダクタンス素子を得た。

（実施例３）
実施例１における（１）Ｆｅ基非晶質合金粉末の作製から（４）熱処理までの作業と同じ作業を実施して、熱処理後のコイル内包成形体を得た。シリコーン系樹脂を含有する塗工用組成物中に熱処理後のコイル内包成形体を１２０秒間浸漬させ、その後取出し１５５℃で６０分間加熱した。こうして塗工用組成物を用いて含浸皮膜形成を行い成形体部分とコイルとを備えたコイル内包成形体および成形体の面の設けられた外装コーティング（付着量：４００ｇ/ｍ^２（０．４ｍｇ/ｍｍ^２））とを備える、インモールド型のインダクタンス素子を得た。

（実施例４）
実施例１における（１）Ｆｅ基非晶質合金粉末の作製から（４）熱処理までの作業と同じ作業を実施して、熱処理後のコイル内包成形体を得た。シリコーン系樹脂を含有する塗工用組成物中に熱処理後のコイル内包成形体を１８０秒間浸漬させ、その後取出し１５５℃で６０分間加熱した。こうして塗工用組成物を用いて含浸皮膜形成を行い成形体部分とコイルとを備えたコイル内包成形体および成形体の面の設けられた外装コーティング（付着量：５００ｇ/ｍ^２（０．５ｍｇ/ｍｍ^２））とを備える、インモールド型のインダクタンス素子を得た。

（比較例１）
実施例１と同様の方法により得た熱処理後のコイル内包成形体を、インダクタンス素子とした。なお、外装コーティング処理は行われていなかった。

（比較例２）
２．５ｍｍ×２ｍｍ×１．２ｍｍの大きさを有し、Ｆｅ−Ｓｉ系合金を磁性材料として焼結したコアからなるインダクタンス素子とした。

（比較例３）
２．５ｍｍ×２ｍｍ×１．２ｍｍの大きさを有し、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｂ系のアモルファス合金を磁性材料として含む成形体部分を備えるように、熱硬化性樹脂でモールド成形を行ってインダクタンス素子とした。モールド成形では、約１５０〜２００℃で熱硬化性樹脂を熱硬化させた。モールド成形後は、特段の熱処理を行わなかった。

（試験例１）
万能試験機（インストロン社製）を用いて、図３に示されるような測定系で、実施例および比較例に係るインダクタンス素子の負荷−変位曲線を測定した。測定系の詳細は次のとおりであった。
押し込み治具Ｔ：Ｒ０．５のブレード状圧子
インダクタンス素子が載置されたスリットＳ：開口幅１．３ｍｍ
圧接方向Ｄ：最小断面に沿って最小断面の短軸方向に平行な方向
得られた各負荷−変位曲線を図６に示す。これらの曲線から、各例に係るインダクタンス素子の抗折強度Ｐ１および弾性係数Ｐ２を求めた。測定結果を表１に示す。実施例１から４に係るインダクタンス素子の抗折強度Ｐ１および弾性係数Ｐ２と外装コーティングの付着量との関係を図７に示す。

（試験例２）磁気特性の測定
実施例および比較例に係るインダクタンス素子について、インピーダンスアナライザー（ＨＰ社製「４１９２Ａ」）を用いて周波数１００ｋＨｚのときの透磁率を測定し、ＢＨアナライザー（岩崎通信機社製「ＳＹ−８２１７」）を用いて周波数１００ｋＨｚ，最大磁束密度１００ｍＴの条件でコアロスを測定した。これらの測定結果を表１に示す。

表１および図６に示されるように、抗折強度Ｐ１が２０Ｎ／ｍｍ^２以上４５Ｎ／ｍｍ^２以下であって、かつ、弾性係数Ｐ２が１ｋＮ／ｍｍ^２以上３．５ｋＮ／ｍｍ^２以下、より具体的には抗折強度Ｐ１が２２．９Ｎ／ｍｍ^２以上４２．７Ｎ／ｍｍ^２以下であって、かつ、弾性係数Ｐ２が１．６ｋＮ／ｍｍ^２以上２．５ｋＮ／ｍｍ^２以下である本発明に係る実施例１〜４のインダクタンス素子は成形体部分が優れた磁気特性を有する。これに対して、比較例１に係るインダクタンス素子は、抗折強度Ｐ１が低いため、成形体部分に欠け、破損、破断などの問題が生じるおそれがある。比較例２および３に係るインダクタンス素子は、成形体部分の磁気特性に劣り、電子部品としての品質を維持することが困難である。特に、比較例３に係るインダクタンス素子は、モールド成形により製造されているため、熱硬化性樹脂の硬化収縮に起因するひずみが、磁性を有する粉粒体に生じやすい。また、モールド成形後に熱処理されていないので、磁性を有する粉粒体に対して成形時に生じた応力が緩和されにくい。このため、比較例３に係るインダクタンス素子はコアロスが高くなった。

また、図７に示されるように、外装コーティング層の付着量を調整することで、抗折強度Ｐ１および弾性係数Ｐ２を調整できることが分かる。しかしながら、付着量が０．６ｍｇ／ｍ^２を超えると、抗折強度Ｐ１および弾性係数Ｐ２はあまり増加しなくなり、特に抗折強度Ｐ１は４０Ｎ／ｍｍ^２を超えてくることが分かる。したがって、外装コーティング層を０．６ｍｇ／ｍ^２を超えて付着させるのは磁気特性の劣化を招くのみならず、製造工程におけるリードタイムが長くなってしまう場合がある。それゆえ、外装コーティング層を０．６ｍｇ／ｍ^２以下に抑えた方がより好ましいことが分かる。

本発明のインダクタンス素子は、携帯電話、スマートフォン、ノートパソコンなどの電源供給回路に使用されるインダクタンス素子として好適である。

１ インダクタンス素子
２ 空芯コイル（コイル）
３ 圧粉コア
４ 端子部
１０ 実装基板
１２ 半田層
４０ 接続端部（溶接部）
４２ａ 第１曲折部（半田接合部）
４２ｂ 第２曲折部（半田接合部）

Claims (6)

1. 磁性を有する粉粒体を含む成形体からなる部分と、コイルとを備えるインダクタンス素子であって、
   抗折強度が２０Ｎ／ｍｍ^２以上４５Ｎ／ｍｍ^２以下であり、
   弾性係数が１ｋＮ／ｍｍ^２以上３．５ｋＮ／ｍｍ^２以下であり、
   面積が最小の断面である最小断面に沿って切断して得られる最小断面積が１０ｍｍ^２以下であることを特徴とするインダクタンス素子。
2. 前記成形体の内部に前記コイルの少なくとも一部が埋め込まれたことを特徴とする請求項１に記載のインダクタンス素子。
3. 前記インダクタンス素子が備えるコアは、周波数１００ｋＨｚのときの透磁率が２０以上であって、周波数１００ｋＨｚ、最大磁束密度１００ｍＴの条件で測定されたコアロスが８００ｋＷ／ｍ^３以下である、請求項１または２に記載のインダクタンス素子。
4. 外装コーティング層を備える、請求項１から３のいずれか一項に記載のインダクタンス素子。
5. 前記外装コーティング層が設けられていない場合との対比で２倍以上の前記抗折強度を有する、請求項４に記載のインダクタンス素子。
6. 請求項１から５のいずれか一項に記載されるインダクタンス素子を実装した電子機器。