JP6730397B2 - コイル部品及び電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、コイル部品及び電子機器に関する。

近年、移動体機器などの電子機器の回路基板に実装されるコイル部品は、落下などの衝撃に耐え得る、高い衝撃耐性が求められている。コイル部品の一例として、ドラムコアと板コアを含んで形成される巻線型のコモンモードチョークコイルが知られている。コモンモードチョークコイルでは、高い衝撃耐性を実現するために、ドラムコアと板コアとの接着を強固にすることが求められている。例えば、ドラムコアを構成する鍔部と板コアとを接着させる場合に、鍔部の接着面に溝を形成し、この溝内に接着剤を充填させることで、鍔部と板コアを確実に接着させることが知られている（例えば、特許文献１）。また、鍔部の接着面に隙間を設け、この隙間に接着剤を配置することで、少ない接着剤で高い接着強度が得られることが知られている（例えば、特許文献２）。

特開２００９−２２４６４９号公報 特開２０１４−９９５８７号公報

磁性材料を含んで形成される第１基体部と第２基体部が接着剤で接着されたコイル部品において、接着剤の量が少ない場合では、第１基体部と第２基体部の接合強度の低下が生じてしまう。反対に、接着剤の量が多い場合では、第１基体部と第２基体部の間隔のバラツキが大きくなり易く、また特に小型のコイル部品では接着剤がはみ出してしまうなどにより、電気的特性と機械的特性の低下が生じてしまう。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、良好な接着強度と良好なインダクタンス特性の両立を図ることを目的とする。

本発明は、磁性材料を含んで形成される第１基体部及び第２基体部と、有機材料と、前記磁性材料とは異なる無機粒子であるフィラーと、を含有し、前記第１基体部と前記第２基体部を接着させる接着剤と、絶縁被膜を有する導体で形成されたコイルと、前記コイルに電気的に接続された電極と、を備え、前記第１基体部の前記接着剤を介して前記第２基体部に接着する面の表面粗さは、前記フィラーの平均粒径よりも大きい、コイル部品である。

上記構成において、前記フィラーはシリカ粒子又はジルコニア粒子である構成とすることができる。上記構成において、前記第２基体部の前記接着剤を介して前記第１基体部に接着する面の表面粗さは、前記第１基体部の前記接着剤を介して前記第２基体部に接着する前記面の表面粗さよりも小さい構成とすることができる。

上記構成において、前記第１基体部と前記第２基体部は、前記接着剤を間に挟む面の一部で直接接触している構成とすることができる。

上記構成において、前記第１基体部は、前記導体が巻回される軸部と前記軸部の両端に設けられた鍔部とを有するドラムコアであり、前記第２基体部は、前記軸部の両端に設けられた２つの前記鍔部に接着した板状の板コアであり、前記接着剤は、前記鍔部と前記板コアとを接着する構成とすることができる。

上記構成において、前記コイルのコイル軸方向における前記板コアの長さは、前記コイル軸方向における前記ドラムコアの長さよりも長い構成とすることができる。

上記構成において、前記鍔部の前記接着剤を介して前記板コアに接着する面の角部にＲ形状が形成され、前記コイル軸方向における前記板コアの長さと前記ドラムコアの長さとの差は、前記鍔部の前記Ｒ形状におけるＲ寸法よりも大きい構成とすることができる。

上記構成において、前記板コア及び前記軸部の磁性材料の充填率は、前記鍔部の磁性材料の充填率よりも大きい構成とすることができる。

上記構成において、前記コイルのコイル軸方向における前記板コアの長さは３．２ｍｍ以下である構成とすることができる。

本発明は、上記記載のコイル部品と、前記コイル部品が実装された回路基板と、を備える、電子機器である。

本発明によれば、良好な接着強度と良好なインダクタンス特性の両立を図ることができる。

図１は、実施例１に係るコイル部品の斜視図である。 図２（ａ）は、実施例１に係るコイル部品の断面図、図２（ｂ）は、図２（ａ）の領域Ａの拡大図である。 図３（ａ）は、実施例１に係るコイル部品の外形寸法を説明するための図、図３（ｂ）は、図３（ａ）の領域Ａの拡大図である。 図４は、ドラムコアと板コアとを接着させる工程を示す断面図（その１）である。 図５は、ドラムコアと板コアとを接着させる工程を示す断面図（その２）である。 図６（ａ）は、比較例に係るコイル部品の断面図、図６（ｂ）は、図６（ａ）の領域Ａの拡大図である。 図７は、鍔部の表面うねりを説明する図である。 図８（ａ）は、実施例２に係るコイル部品の断面図、図８（ｂ）は、図８（ａ）の領域Ａの拡大図である。 図９（ａ）は、実施例３に係るコイル部品の外形寸法を説明するための図、図９（ｂ）は、図９（ａ）の領域Ａの拡大図である。 図１０（ａ）は、Ｅ型コアとＩ型コアを示す斜視図、図１０（ｂ）は、Ｅ型コアとＩ型コアが接着剤で接着された状態の断面図である。 図１１は、実施例５に係る電子機器の断面図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施例について説明する。

以下、図面を参照して、本発明の実施例について説明する。コイル部品は、磁性材料を含んで形成される第１基体部及び第２基体部と、有機材料とフィラーを含有する接着剤と、絶縁被膜を有する導体で形成された引出部を含むコイルと、コイルと電気的に接続された電極により構成される。

図１は、実施例１に係るコイル部品の斜視図である。実施例１では、コイル部品としてコモンモードチョークコイルを例に説明する。なお、図１において、鍔部１４の回路基板に実装される下面２０及び下面２０とは反対側の上面２２と平行な方向であって、コイル５０を形成する導線５２の周方向をＸ軸方向とし、コイル５０のコイル軸方向をＹ軸方向とし、Ｘ軸及びＹ軸に垂直な方向をＺ軸方向とする。図１のように、実施例１のコイル部品１００は、ドラムコア１０と、板コア３０と、コイル５０と、複数の電極７０と、を備える。

ドラムコア１０は、軸部１２と、軸部１２の軸方向の両端に設けられた１対の鍔部１４と、を含む。軸部１２は、例えば円柱形状又は角柱形状をしている。鍔部１４は、例えば直方体形状をしている。軸部１２は、例えば鍔部１４の軸部１２が接続する面の中心部に接続している。鍔部１４は、回路基板に実装される側の下面２０と、下面２０とは反対側の上面２２と、を有する。

ドラムコア１０は、磁性体材料を含んで形成されている。例えば、ドラムコア１０は、Ｎｉ−Ｚｎ系又はＭｎ−Ｚｎ系のフェライト材料、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｃｒ系、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ系、又はＦｅ−Ｓｉ−Ｃｒ−Ａｌ系などの軟磁性合金材料、Ｆｅ又はＮｉなどの磁性金属材料、アモルファス磁性金属材料、或いはナノ結晶磁性金属材料を含んで形成されている。フェライト材料で形成される場合、ドラムコア１０はフェライト材料を焼結することで形成してもよい。この場合、ドラムコア１０は、焼結反応により緻密化している。金属磁性粒子で形成される場合、ドラムコア１０は金属磁性粒子を樹脂で固めることで形成してもよいし、金属磁性粒子の表面に形成された絶縁膜が互いに結合することで形成してもよい。この場合、ドラムコア１０は、樹脂又は絶縁膜によって磁性粒子が結合されるため、磁性粒子の形状はほぼ維持されている。

板コア３０は、軸部１２を跨いで１対の鍔部１４間を連結することができるように、例えば２つの平面を持ち、この平面は長方形形状をしている。板コア３０は、例えば直方体形状をしている。板コア３０は、下面３２が鍔部１４の上面２２に接着剤４０で接着されている。板コア３０は、磁性体材料を含んで形成されている。例えば、板コア３０は、ドラムコア１０と同様に、フェライト材料で形成される場合、フェライト材料を焼結することで形成してもよい。金属磁性粒子で形成される場合、金属磁性粒子を樹脂で固めることで形成してもよいし、金属磁性粒子の表面に形成された絶縁膜が互いに結合することで形成してもよい。

ドラムコア１０と板コア３０は、同じ磁性材料で形成されていてもよいし、異なる磁性材料で形成されていてもよい。なお、ドラムコア１０は、特許請求の範囲における第１基体部に相当し、板コア３０は、特許請求の範囲における第２基体部に相当する。

ここで、ドラムコア１０の鍔部１４と板コア３０との接合部分について説明する。図２（ａ）は、実施例１に係るコイル部品の断面図、図２（ｂ）は、図２（ａ）の領域Ａの拡大図である。なお、図２（ａ）では、図の明瞭化のために、コイル５０の図示は省略している。図２（ａ）及び図２（ｂ）のように、鍔部１４の上面２２と板コア３０の下面３２との間に接着剤４０が設けられている。接着剤４０は硬化されていて、鍔部１４と板コア３０とを固定する固定部となっている。鍔部１４の上面２２と板コア３０の下面３２とを接着する接着剤４０は、樹脂４２とフィラー４４を含んで形成されている。接着剤４０中にフィラー４４が含まれることで、機械的強度を向上させることができる。樹脂４２は、熱硬化性の樹脂であり、例えばエポキシ樹脂、シリコン樹脂、又はフェノール樹脂を用いることができる。例えばガラス転移温度Ｔｇが１２５℃以上の樹脂である。フィラー４４は、シリカ粒子又はジルコニア粒子などの無機粒子を用いることができる。フィラー４４は、熱伝導性が良好で、線膨張係数が小さいものが好ましい。フィラー４４の形状は球形の場合が好ましい。これにより、フィラー４４の粒径が揃え易くなるとともに、フィラー４４を樹脂４２と混錬した場合の粘性を低く抑えることができ、接着剤４０中のフィラー４４の割合を高くできる。

フィラー４４は、接着剤４０に占める割合として、硬化後の状態で２０ｗｔ％以上且つ７０ｗｔ％以下である。フィラー４４の割合は、好ましくは、２０ｗｔ％以上且つ５０ｗｔ％未満とすれば、接着剤４０の厚みを薄く、又は接着強度を高くし易くなる。５０ｗｔ％以上且つ７０ｗｔ％以下とすれば、線膨張係数を低くすることができる。また、３０ｗｔ％以上且つ６０ｗｔ％以下とすれば、両方の特性を合わせ持ち、広い範囲の用途に対応し易くなる。フィラー４４の大きさは、例えば平均粒径で２μｍ以下であり、１μｍ以下でもよく、０．５μｍ以下でもよい。また、フィラー４４の大きさは、例えば平均粒径で０．１μｍ以上である。フィラー４４の平均粒径をこのような範囲にすることで、接着剤４０中のフィラー４４の分散を確保でき、且つ、凝集による粘度変化を抑えることができる。一例として、フィラー４４がシリカ粒子である場合の平均粒径は０．５μｍ程度である。

鍔部１４の少なくとも側面の１つである上面２２の表面粗さは、フィラー４４の平均粒径よりも大きい。また、板コア３０の少なくとも平面の１つである下面３２の表面粗さも、フィラー４４の平均粒径よりも大きい。例えば、鍔部１４の上面２２及び板コア３０の下面３２の表面粗さＲｚは、フィラー４４の平均粒径よりも大きい。例えば、ドラムコア１０及び板コア３０に対して例えば大きなメディアを用いたバレル加工などの加工処理を施すことで、鍔部１４の上面２２及び板コア３０の下面３２の表面粗さを大きくすることができる。

鍔部１４の上面２２及び板コア３０の下面３２の表面粗さＲｚは、例えば１０μｍ以上であり、２０μｍ以上でもよい。鍔部１４の上面２２の表面粗さＲｚ及び板コア３０の下面３２の表面粗さＲｚは、例えば５０μｍ以下である。表面粗さＲｚを５０μｍ以下に抑えることで、鍔部１４及び板コア３０の表面へ接着剤４０が濡れ広がり易くなる。このため、接着剤４０の厚みを均一にでき、また、これに合わせて厚みを薄くすることができる。例えば、接着剤４０を塗布時の厚みとして、厚みの大きな部分で３０μｍ以下とすることができる。また、ドラムコア１０及び板コア３０の機械的強度を確保する点から、表面粗さＲｚを３０μｍ以下としてもよい。一例として、ドラムコア１０及び板コア３０がＮｉ−Ｚｎ系のフェライト材料で形成されている場合、鍔部１４の上面２２の表面粗さＲｚは１５μｍ程度であり、板コア３０の下面３２の表面粗さＲｚは１０μｍ程度である。

また、板コア３０の下面３２の表面うねりは、鍔部１４の上面２２の表面うねりよりも小さくなっている。例えば、板コア３０の下面３２の表面うねりＷａは、鍔部１４の上面２２の表面うねりＷａよりも小さくなっている。例えば、板コア３０の下面３２の表面うねりＷａは、３０μｍ〜５０μｍであり、鍔部１４の上面２２の表面うねりＷａは、４０μｍ〜８０μｍである。

表面粗さＲｚ及び表面うねりＷａの測定は、表面粗さの大きさに応じた適切な標準長さで行うことができる。なお、測定できる範囲が限られている場合では、その範囲内で可能な長さで表面粗さＲｚ及び表面うねりＷａを測定してもよく、例えば１ｍｍ〜２ｍｍ程度の長さで表面粗さＲｚ及び表面うねりＷａを測定してもよい。表面粗さＲｚ及び表面うねりＷａは、ＪＩＳＢ０６０１に規定されている。

鍔部１４の上面２２の表面粗さがフィラー４４の平均粒径よりも大きいため、鍔部１４の上面２２の凹部にフィラー４４が入り込むことができる。このため、鍔部１４の上面２２と板コア３０の下面３２との距離の近い部分にフィラー４４が存在しない部分を作ることができ、鍔部１４の上面２２と板コア３０の下面３２とが接触する又は非常に薄い樹脂４２を挟んで対向する近接部４６が形成されるようになる。近接部４６の存在は、断面を研磨し、光学顕微鏡で観察することで確認でき、測長機能を使用することで鍔部１４と板コア３０の間隔（接着剤４０の厚さ）を測定することもできる。また、３次元Ｘ線検査装置で近接部４６を特定することもできる。

このように、接着剤４０により鍔部１４と板コア３０を接着している接合部分は、鍔部１４と板コア３０を接着させる樹脂４２及びフィラー４４を含む部分と、鍔部１４と板コア３０とが直接接触する又は非常に薄い樹脂４２を挟んで対向する近接部４６と、を含んでいる。近接部４６については、接着剤４０の樹脂成分の存在の有無により確認できる。例えば、断面観察により、鍔部１４と板コア３０とを結ぶ方向に樹脂成分の存在が５μｍ以下の厚みであれば薄い樹脂４２であり、更に０．５μｍ以下の厚みであれば直接接触していることがわかる。

図１のように、コイル５０は、ドラムコア１０と板コア３０で形成された空間に設けられ、絶縁被膜を有する導線５２で形成されている。導線５２は、ドラムコア１０の軸部１２に巻回されて周回部５４を形成するとともに、端部が周回部５４から引き出されて引出部５６を形成している。実施例１のコイル部品１００はコモンモードチョークコイルであるため、２本の導線５２が、軸部１２の外周に同一の巻回方向で且つ同じターン数で巻回されて２つのコイル５０が形成されている。導線５２は、ドラムコア１０と板コア３０との接着面から離れて設けられている。導線５２の巻回方法として、バイファイラ巻き又はレイヤ巻きなど、一般的に用いられる巻回方法を用いることができる。

導線５２のうちの絶縁被膜で覆われた金属線は、例えば銅、銀、又は銅を含む合金などで形成されている、絶縁被膜は、例えばポリエステルイミド又はポリアミドで形成されている。

複数の電極７０は、鍔部１４の下面２０に設けられている。１つの鍔部１４に２つの電極７０が設けられている。電極７０は、引出部５６に電気的に接続されている。

図３（ａ）は、実施例１に係るコイル部品の外形寸法を説明するための図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）の領域Ａの拡大図である。図３（ａ）のように、Ｙ軸方向において、板コア３０の長さＬ１とドラムコア１０の長さＬ２とは略同じ長さになっている。なお、略同じ長さとは、製造誤差程度の違いを含むものである。

図３（ｂ）のように、鍔部１４の上面２２と板コア３０の下面３２の角部は、面取りがされていてＲ形状となっている。鍔部１４の上面２２の角部に設けられたＲ形状のＲ寸法であるＲ１は、板コア３０の下面３２の角部に設けられたＲ形状のＲ寸法であるＲ２よりも大きくなっている。なお、Ｒ寸法とは、Ｒ形状を形成する曲面の半径寸法である。

次に、実施例１に係るコイル部品１００の製造方法について説明する。ここでは、ドラムコア１０及び板コア３０に、磁性材料として透磁率が４００〜１０００程度のＮｉ−Ｚｎ系フェライト材料を用いる場合を例に説明する。まず、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライト材にバインダーを混合し、成形金型を用いて圧縮成形をして、ドラムコア１０及び板コア３０それぞれの成形体を形成する。そして、成形体を所定の温度で焼結させることで、ドラムコア１０と板コア３０とを形成する。

成形体を形成するとき、フェライト材（磁性材料）の充填率をドラムコア１０の鍔部１４と板コア３０とで異ならせることで、図３（ｂ）で説明したような、Ｒ寸法の異なるＲ形状を有する鍔部１４と板コア３０の形成を容易にできる。また、ドラムコア１０の軸部１２及び板コア３０のフェライト材（磁性材料）の充填率をドラムコア１０の鍔部１４のフェライト材（磁性材料）の充填率よりも大きくすることで、電気特性を良好に維持しつつ、軸部１２及び板コア３０の機械的強度を高くでき、コイル部品１００の小型化が可能となる。

なお、必要に応じて、成形体の表面が所望の表面粗さ及び／又は表面うねりとなるように、成形体に対してバレル研磨などの研磨処理を施してもよい。研磨処理は、バレル研磨以外の一般的に知られている研磨方法を用いることもできる。また、自動研磨装置を用いることで、表面粗さ及び／又は表面うねりの制御が容易となる。

ドラムコア１０及び板コア３０を形成した後、鍔部１４の所定の位置にＡｇペーストをローラ転写して熱処理を行い、その上にＮｉめっき層及びＳｎめっき層を形成して、電極７０を形成する。例えば、Ｎｉめっき層とＳｎめっき層の合計厚さは１０μｍ程度である。

次に、導線５２を軸部１２の外周に巻回して、周回部５４と引出部５６を有するコイル５０を形成する。このときに、軸部１２のＪＩＳＢ０６０１に規定されている表面粗さＲａは、鍔部１４の表面粗さＲａよりも小さい場合が好ましい。これにより、導線５２を軸部１２の外周に安定した状態で巻回すことができる。その後、鍔部１４の上面２２と板コア３０の下面３２との間に接着剤４０を設け、ドラムコア１０と板コア３０とで接着剤４０を押圧しながら硬化させることで、鍔部１４の上面２２と板コア３０の下面３２とを接着剤４０で接着させる。

図４及び図５は、ドラムコアと板コアとを接着させる工程を示す断面図である。図４のように、板コア３０の下面３２が上側となるように板コア３０を冶具９０内に収納した後、板コア３０の下面３２の所定の位置にディスペンサなどを用いて所定量の接着剤４０を塗布する。冶具９０の内径寸法は、板コア３０の外径寸法とほぼ同じになっており、冶具９０内に板コア３０を収納することで、板コア３０は冶具９０によって固定される。その後、板コア３０の下面３２に塗布された接着剤４０にドラムコア１０の鍔部１４の上面２２を接触させる。

接着剤４０の塗布量及び塗布位置は、板コア３０の下面３２に鍔部１４の上面２２を接触させた際に、接着剤４０が鍔部１４の上面２２の縁から食み出ることなく、且つ、板コア３０の下面３２と鍔部１４の上面２２との間に必要十分な量の接着剤４０が存在するように調整する。

図５のように、ドラムコア１０と板コア３０を収納する複数の冶具９０を重ね、熱プレスにより加重しながら接着剤４０を熱硬化させる。加重は、例えば接触面積に対する圧力換算値で０．１ＭＰａ〜１ＭＰａとすることができる。硬化温度は、接着剤４０のガラス転移温度Ｔｇにより決定される。例えば、ガラス転移温度Ｔｇより高く且つＴｇ＋５０℃以下の温度で硬化させることができる。接着剤４０は加重が掛かりながら硬化するため、ドラムコア１０と板コア３０の垂直方向の姿勢がずれることなく安定して接着する。また、冶具９０内で接着剤４０の本硬化を行うことにより、例えば仮硬化後に別装置に移動させて本硬化を行う場合と比較して、移載に伴う製品の損傷を抑制することができる。このように、ドラムコア１０と板コア３０の接着時のハンドリングと接着剤４０の位置決めとを冶具９０内で行うことにより、ハンドリング回数を少なくすることができる。また、ドラムコア１０と板コア３０の接着を冶具９０内で行うことで、例えば小型で軽量なドラムコア１０を用いる場合でも、接着剤４０の硬化時の膨張又は収縮などの挙動による位置移動を抑えることができる。

また、板コア３０の下面３２の表面に接着剤４０を塗布し、接着剤４０の上にドラムコア１０を重ね、ドラムコア１０側から板コア３０に向って押圧しながら接着剤４０を硬化させることで、板コア３０の表面へ接着剤４０は濡れ広がり、接着剤４０の厚みを均一にでき、また、これに合わせて厚みを薄くすることができる。また、接着剤４０を表面粗さの大きい鍔部１４側から押し込むことで、接着剤４０中のフィラー４４は動き易く、鍔部１４の上面２２の凹部に入り込み易くなる。結果、鍔部１４の上面２２と板コア３０の下面３２とが直接接触するようになるまで、２つのコアを近づけることができる。つまり、接着剤４０の影響を受けず、２つのコア間の距離を安定して得ることができ、高く、安定したインダクタンス特性を得ることができる。

冶具９０の下面には柔軟性を有するシート９２が備わっていてもよい。シート９２として、例えば合成ゴム又はシリコンゴム製のシートを用いることができる。冶具９０の下面にシート９２が備わることで、熱プレスによる加重が加えられた場合でもドラムコア１０に破損が生じることを抑制できる。

ここで、比較例に係るコイル部品について説明する。比較例のコイル部品は、実施例１と同様にコモンモードチョークコイルである。図６（ａ）は、比較例に係るコイル部品の断面図、図６（ｂ）は、図６（ａ）の領域Ａの拡大図である。なお、図６（ａ）では、図の明瞭化のために、コイル５０の図示は省略している。図６（ａ）及び図６（ｂ）のように、比較例では、ドラムコア１１０の鍔部１１４の上面１２２と板コア１３０の下面１３２とが接着剤４０で接着されている。鍔部１１４の上面１２２の表面粗さ及び板コア１３０の下面１３２の表面粗さは、フィラー４４の平均粒径よりも小さくなっている。このため、鍔部１１４の上面１２２と板コア１３０の下面１３２とが接触又は非常に薄い樹脂４２を挟んで対向する近接部４６は形成されていない。したがって、接着剤４０の接着条件によっては、鍔部１１４の上面１２２と板コア１３０の下面１３２との間に介在する接着剤４０が厚くなったり又は薄くなったりすることが生じる。接着剤４０が薄くなると、鍔部１１４と板コア１３０の接着強度が低下してしまう。

一方、実施例１によれば、図２（ｂ）のように、鍔部１４の接着剤４０を介して板コア３０に接着する上面２２の表面粗さが、接着剤４０に含まれるフィラー４４の平均粒径よりも大きい。このため、フィラー４４は鍔部１４の上面２２の凹部に入り込むことができ、鍔部１４の上面２２と板コア３０の下面３２とが直接接触する又は薄い樹脂４２を挟んで対向する近接部４６が形成される。近接部４６が形成されることで、鍔部１４の上面２２と板コア３０の下面３２との間の領域のうちの近接部４６以外の領域に、ある程度の厚みを有する接着剤４０を形成することができる。よって、ドラムコア１０（鍔部１４）と板コア３０との接着強度を良好にすることができる。

また、比較例では、接着剤４０の接着条件によっては接着剤４０が厚くなり、鍔部１４と板コア３０との間隔が広くなることがある。この場合、磁気ギャップが大きくなり、インダクタンス特性の低下が生じてしまう。一方、実施例１では、鍔部１４と板コア３０との間隔が近接部４６によって規定されるようになるため、鍔部１４と板コア３０との間隔が狭くなる。よって、磁気ギャップを小さくすることができ、良好なインダクタンス特性を得ることができる。

このように、実施例１によれば、良好な接着強度と良好なインダクタンス特性の両立を図ることができる。

また、実施例１によれば、鍔部１４の上面２２と板コア３０の下面３２の両方で、表面粗さがフィラー４４の平均粒径よりも大きい。この場合、鍔部１４と板コア３０の間に介在する接着剤４０の密着性を高くでき、鍔部１４と板コア３０との接着強度を高くできる。

鍔部１４と板コア３０とは、好適には、接着剤４０を間に挟む上面２２及び下面３２の一部で直接接触している。すなわち、鍔部１４の上面２２と板コア３０の下面３２とは、好適には、近接部４６で直接接触している。これにより、鍔部１４の上面２２と板コア３０の下面３２との間隔を安定した大きさにでき、ある程度の厚みを有する接着剤４０を鍔部１４の上面２２と板コア３０の下面３２との間に容易に形成することができる。よって、鍔部１４と板コア３０との接着強度を良好にすることができる。また、鍔部１４と板コア３０との間隔が安定するため、インダクタンス特性、又は他の電気特性についても安定して良好な特性を得ることができる。

板コア３０の下面３２の表面うねりは、好適には、鍔部１４の上面２２の表面うねりよりも小さい。板コア３０の下面３２の表面うねりが小さくなることで、鍔部１４と板コア３０との間隔が狭くなるため、磁気ギャップを小さくすることができる。磁気ギャップを小さくする点から、鍔部１４の上面２２の表面うねりＷａは、８０μｍ以下、又は６０μｍ以下とする。この範囲とすることで、インダクタンス特性の低下を抑制できる。また、表面うねりにより、鍔部１４と板コア３０との近接部４６の数を少なくできる。つまり、近接部４６の数が少なくなると共に、直接接触する部分が確実に設けられるようになり、より磁気ギャップを小さく、また磁気ギャップの安定化につながる。

図７は、鍔部の表面うねりを説明する図である。図７のように、鍔部１４のＸ軸方向（幅方向）において、鍔部１４の上面２２の中央部分がくぼむ方向に湾曲させるうねりとする。例えば、鍔部１４の幅方向の中央線Ａ−Ａから外側にそれぞれｄ１、ｄ２部分に突起が設けられ、この突起部分が近接部４６となるようにする。鍔部１４の幅に対する距離ｄ１、ｄ２の合計が半分以上となるようにする。このようにすれば、近接部４６が鍔部１４の幅方向の中央から離れたところに設けられ、更に接着時の安定性を高めることができ、接着強度を高めることとなる。

また、磁気ギャップを小さくする点から、接着剤４０の厚さは２５μｍ以下が好ましく、２０μｍ以下がより好ましく、１５μｍ以下が更に好ましい。鍔部１４の上面２２の表面粗さがフィラー４４の平均粒径よりも大きいことで近接部４６が形成されるため、接着剤４０の厚さを安定して２５μｍ以下とすることができる。また、接着剤４０の厚さが薄くなることで、接着剤４０の使用量が少なくなるため、所定領域からの接着剤４０の食み出し量を抑制できる。

図１のように、好適には、鍔部１４と板コア３０との間に設けられた接着剤４０は、コイル５０を形成する導線５２から離れている。これにより、接着剤４０が導線５２に影響を及ぼすことを抑制できる。例えば、接着剤４０の硬化時における体積収縮に起因する導線５２への応力、接着剤４０を構成する成分と導線５２の絶縁被膜成分との化学反応、又は接着剤４０による導線５２間の浮遊容量の変化などを抑えることができる。

板コア３０及びドラムコア１０を構成する軸部１２の磁性材料の充填率は、好適には、ドラムコア１０を構成する鍔部１４の磁性材料の充填率よりも大きい。これにより、電気特性を良好にしつつ、板コア３０及び軸部１２の機械的強度を高めることができるため、コイル部品１００の小型化が可能となる。

実施例１のコイル部品１００の外形寸法は、一例として、長さ（Ｙ軸方向の長さ）３．２ｍｍ、幅（Ｘ軸方向の長さ）２．５ｍｍ、高さ（Ｚ軸方向の長さ）２．５ｍｍである。ドラムコア１０の外形寸法は、一例として、長さ２．９ｍｍ、幅２．５ｍｍ、高さ２．１ｍｍである。ドラムコア１０の軸部１２の外形寸法は、一例として、幅１．１ｍｍ、高さ０．８ｍｍであり、鍔部１４の厚さ（Ｙ軸方向の長さ）は、一例として、０．３ｍｍである。板コア３０の外形寸法は、一例として、長さ３．２ｍｍ、幅２．５ｍｍ、高さ０．４ｍｍである。なお、板コア３０の長さ（Ｙ軸方向の長さ）は、３．２ｍｍ以下とすることが可能であり、２．５ｍｍ、１．６ｍｍとすることもできる。

図８（ａ）は、実施例２に係るコイル部品の断面図、図８（ｂ）は、図８（ａ）の領域Ａの拡大図である。なお、図８（ａ）では、図の明瞭化のために、コイル５０の図示は省略している。図８（ａ）及び図８（ｂ）のように、実施例２では、鍔部１４の上面２２の表面粗さはフィラー４４の平均粒径よりも大きいが、板コア３０ａの下面３２の表面粗さは、鍔部１４の上面２２の表面粗さよりも小さく、フィラー４４の平均粒径よりも小さい。例えば、鍔部１４の上面２２の表面粗さＲｚはフィラー４４の平均粒径よりも大きく、板コア３０ａの下面３２の表面粗さＲｚは、鍔部１４の上面２２の表面粗さＲｚより小さく、フィラー４４の平均粒径よりも小さい。例えば、ドラムコア１０に用いる磁性材料の粒径を板コア３０ａに用いる磁性材料の粒径よりも大きくしたり、又は、ドラムコア１０での磁性材料の充填率を板コア３０ａでの磁性材料の充填率より低くしたりすることで、鍔部１４の上面２２の表面粗さを大きくでき、板コア３０ａの下面３２の表面粗さを小さくできる。また、ドラムコア１０に対して例えば大きなメディアを用いたバレル加工などの加工処理を施すことで、鍔部１４の上面２２の表面粗さを大きくすることもできる。その他の構成は、実施例１と同じであるため図示及び説明を省略する。

鍔部１４の上面２２の表面粗さＲｚは、例えば１０μｍ以上であり、２０μｍ以上でもよい。板コア３０ａの下面３２の表面粗さＲｚは、例えば１μｍ以上であり、１０μｍ以上でもよい。鍔部１４の上面２２の表面粗さＲｚ及び板コア３０ａの下面３２の表面粗さＲｚは、例えば３０μｍ以下である。一例として、ドラムコア１０及び板コア３０ａがＮｉ−Ｚｎ系のフェライト材料で形成されている場合、鍔部１４の上面２２の表面粗さＲｚは１５μｍ程度、板コア３０ａの下面３２の表面粗さＲｚは１μｍ程度である。このように、ドラムコア１０及び板コア３０ａの場合において、板コア３０ａの下面３２の表面粗さＲｚは、鍔部１４の上面２２の表面粗さＲｚより小さくなるようにしてもよい。

実施例２によれば、板コア３０ａの下面３２の表面粗さは、鍔部１４の上面２２の表面粗さよりも小さく、フィラー４４の平均粒径よりも小さい。これにより、鍔部１４と板コア３０ａとの間に生じる面積を小さくでき、磁気ギャップを更に小さくすることができる。

なお、ドラムコア１０と板コア３０ａの表面粗さの関係が反対の場合でもよい。すなわち、板コアの下面の表面粗さはフィラー４４の平均粒径よりも大きく、ドラムコアを構成する鍔部の上面の表面粗さは、板コアの下面の表面粗さよりも小さく、フィラー４４の平均粒径よりも小さい場合でもよい。この場合、板コアは、特許請求の範囲における第１基体部に相当し、ドラムコアは、特許請求の範囲における第２基体部に相当する。

実施例３のコイル部品は、板コア３０ｂの長さが実施例１の板コア３０と異なる点以外は実施例１のコイル部品１００と同じであるため、板コア３０ｂの長さ以外についての図示及び説明を省略する。図９（ａ）は、実施例３に係るコイル部品の外形寸法を説明するための図、図９（ｂ）は、図９（ａ）の領域Ａの拡大図である。図９（ａ）のように、Ｙ軸方向において、板コア３０ｂの長さＬ１は、ドラムコア１０の長さＬ２よりも長くなっている。例えば、板コア３０ｂの長さＬ１は、ドラムコア１０の長さＬ２よりも０．１ｍｍ〜０．２ｍｍ程度長くなっている。図９（ｂ）のように、鍔部１４の上面２２と板コア３０ｂの下面３２の角部は、実施例１と同じく、面取りがされてＲ形状となっている。板コア３０ｂとドラムコア１０の長さの差（Ｌ１−Ｌ２）は、鍔部１４の上面２２の角部に設けられたＲ形状のＲ寸法であるＲ１よりも大きくなっている。

実施例３によれば、Ｙ軸方向（コイル軸方向）における板コア３０ｂの長さＬ１は、Ｙ軸方向（コイル軸方向）におけるドラムコア１０の長さＬ２よりも長い。これにより、ドラムコア１０と板コア３０ｂとの接着に伴う位置ずれを吸収することができ、接着面積の変化が抑えられるため、電気特性の安定性を得ることができる。なお、図９（ａ）では、Ｙ軸方向における板コア３０ｂとドラムコア１０の長さについて説明したが、Ｘ軸方向における板コア３０ｂとドラムコア１０の長さについても同様の関係になっていることが好ましい。すなわち、Ｘ軸方向における板コア３０ｂの長さは、Ｘ軸方向におけるドラムコア１０の長さよりも長い場合が好ましい。

また、鍔部１４の上面２２における角部にはＲ形状が形成されている。そして、Ｙ軸方向（コイル軸方向）における板コア３０ｂの長さＬ１とドラムコア１０の長さＬ２との差（Ｌ１−Ｌ２）は、鍔部１４の上面２２の角部のＲ形状におけるＲ寸法であるＲ１よりも大きい。これにより、鍔部１４の上面２２の角部のＲ形状の部分での接着剤４０は、鍔部１４の上面２２の角部のＲ形状を設けることにより生じる空間に留まろうとし、接着剤４０の濡れ広がりを抑制できる。また、板コア３０ｂの長さが大きい分、接着剤４０の長さ方向へのはみ出しを防ぐことができる。

実施例１から実施例３では、コイル部品の例として、ドラムコア１０と板コア３０を有するコモンモードチョークコイルの場合を例に示したが、この場合に限られず、他の用途として、インダクタ、フィルタ、又はトランスなどの場合でもよい。実施例４では、コイル部品として、Ｅ型コアとＩ型コアを有するインダクタ素子の場合を説明する。

図１０（ａ）は、Ｅ型コアとＩ型コアを示す斜視図、図１０（ｂ）は、Ｅ型コアとＩ型コアが接着剤で接着された状態の断面図である。図１０（ａ）及び図１０（ｂ）のように、Ｅ型コア８０とＩ型コア８２が接着剤４０で接着されている。Ｅ型コア８０とＩ型コア８２は、同じ磁性材料で形成されていてもよいし、異なる磁性材料で形成されていてもよい。Ｅ型コア８０とＩ型コア８２が接着した後の外形寸法は、一例として、長さ５．０ｍｍ、幅４．０ｍｍ、高さ２．５ｍｍである。なお、Ｉ型コア８２は、特許請求の範囲における第１基体部に相当し、Ｅ型コア８０は、特許請求の範囲における第２基体部に相当する。

Ｉ型コア８２の接着剤４０を介してＥ型コア８０に接着する面の表面粗さは、実施例１のドラムコア１０と同様の関係にあり、接着剤４０に含まれるフィラー４４の平均粒径よりも大きい。Ｅ型コア８０の接着剤４０を介してＩ型コア８２に接着する面の表面粗さは、Ｉ型コア８２の接着剤４０を介してＥ型コア８０に接着する面の表面粗さよりも小さくてもよい。また、Ｅ型コア８０の接着剤４０を介してＩ型コア８２に接着する面の表面粗さは、フィラー４４の平均粒径よりも大きくてもよい。例えば、Ｉ型コア８２に用いる磁性材料の粒径をＥ型コア８０に用いる磁性材料の粒径よりも大きくしたり、又は、Ｉ型コア８２での磁性材料の充填率をＥ型コア８０での磁性材料の充填率より低くしたりすることで、Ｉ型コア８２の表面粗さを大きくでき、Ｅ型コア８０の表面粗さを小さくできる。また、Ｉ型コア８２に対して例えば大きなメディアを用いたバレル加工などの加工処理を施すことで、Ｉ型コア８２の表面粗さを大きくすることもできる。

Ｉ型コア８２の表面粗さＲｚは例えば２０μｍ以上であり、Ｅ型コア８０の表面粗さＲｚは例えば１０μｍ以上である。Ｅ型コア８０及びＩ型コア８２の表面粗さＲｚは、例えば５０μｍ以下である。表面粗さＲｚを５０μｍ以下に抑えることで、Ｅ型コア８０及びＩ型コア８２の表面へ接着剤４０が濡れ広がり易くなる。このため、接着剤４０の厚みを均一にでき、また合わせて厚みを薄くすることができる。例えば、接着剤４０を塗布時の厚みとして、厚みの大きな部分で５０μｍ以下とすることができる。また、Ｅ型コア８０及びＩ型コア８２の機械的強度を確保する点から、表面粗さＲｚを３０μｍ以下としてもよい。一例として、Ｅ型コア８０及びＩ型コア８２がＦｅ−Ｓｉ−Ｃｒ系の合金磁性材料で形成されている場合、Ｉ型コア８２の表面粗さＲｚは２０μｍ程度、Ｅ型コア８０の表面粗さＲｚは１０μｍ程度である。なお、表面粗さの調整は、例えば、Ｅ型コア８０及びＩ型コア８２の製造条件によって行い、Ｅ型コア８０及びＩ型コア８２の表面粗さの差が、５０％以内であれば同じとみなし、５０％を超える場合を異なるとする。

Ｅ型コア８０及びＩ型コア８２の磁性材料として、例えばＦｅ及びＳｉを含む合金磁性材料を用いることができる。磁性材料の透磁率（μ）は３０〜６０であることが好ましい。Ｅ型コア８０及びＩ型コア８２の製造方法は、まず、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｃｒ系の合金磁性粒子にバインダーを混合し、成形金型を用いて圧縮成形して、Ｅ型コア８０及びＩ型コア８２とするため、それぞれの成形体を形成する。このときに、それぞれの成形体で、磁性材料の充填率を異ならせてもよい。例えば、Ｅ型コア８０の成形体の磁性材料の充填率をＩ型コア８２の成形体の磁性材料の充填率よりも大きくすることが好ましい。これにより、破損し易いＥ型コア８０の機械的強度を高くでき、インダクタ素子の小型化が可能となる。その後、成形体を熱処理して樹脂を硬化させるか、または所定の温度で合金磁性粒子の表面を酸化させ、絶縁膜による合金磁性粒子同士を結合させることで、Ｅ型コア８０とＩ型コア８２を形成する。

Ｅ型コア８０とＩ型コア８２を形成した後、Ｅ型コア８０及びＩ型コア８２の少なくとも一方に電極を形成する。次に、Ｅ型コア８０の空間に導線を用いてコイルを形成する。その後、Ｅ型コア８０とＩ型コア８２とを接着剤４０で接着させる。Ｅ型コア８０とＩ型コア８２の接着部分は、実施例１の図２と同様の形状となる。

このように、Ｅ型コア８０とＩ型コア８２を接着剤４０で接着させる場合でも、Ｉ型コア８２の接着剤４０を介してＥ型コア８０に接着する面の表面粗さがフィラー４４の平均粒径よりも大きいことで、実施例１と同様に、Ｅ型コア８０とＩ型コア８２の接着強度を良好にすることができる。また、実施例１と同様に、Ｅ型コア８０とＩ型コア８２との間隔を狭くできるため、インダクタンス特性を良好にすることができる。

なお、Ｅ型コア８０とＩ型コア８２の表面粗さの関係が反対の場合でもよい。すなわち、Ｅ型コア８０の接着剤４０に接する面の表面粗さはフィラー４４の平均粒径よりも大きく、Ｉ型コア８２の接着剤４０に接する面の表面粗さは、Ｅ型コア８０の接着剤４０に接する面の表面粗さよりも小さく、例えばフィラー４４の平均粒径よりも小さい場合でもよい。この場合、Ｅ型コア８０は、特許請求の範囲におけり第１基体部に相当し、Ｉ型コア８２は、特許請求の範囲における第２基体部に相当する。更には、基体部の数は２つより多い場合でもよく、例えば、２つのＥ型コア８０とＩ型コア８２を用いることでもよく、特に基体部の数が制限されることはない。また、実施例１についても同様であり、２つ以上の板コア３０とドラムコア１０を用いることでもよい。

図１０は、実施例５に係る電子機器の断面図である。図１０のように、実施例５の電子機器５００は、回路基板８４と回路基板８４に実装された実施例１のコイル部品１００と、を備える。コイル部品１００は、電極７０が半田８８によって回路基板８４の電極８６に接合されることで、回路基板８４に実装されている。

実施例５の電子機器５００によれば、回路基板８４に実施例１のコイル部品１００が実装されている。これにより、ドラムコア１０と板コア３０の接着強度が向上した衝撃耐性の高いコイル部品１００を備える電子機器５００を得ることができる。なお、実施例５では、回路基板８４に実施例１のコイル部品１００が実装されている場合を例に示したが、実施例２から実施例４のコイル部品が実装される場合でもよい。

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

１０ ドラムコア
１２ 軸部
１４ 鍔部
２０ 下面
２２ 上面
３０、３０ａ、３０ｂ 板コア
３２ 下面
４０ 接着剤
４２ 樹脂
４４ フィラー
４６ 近接部
５０ コイル
５２ 導線
５４ 周回部
５６ 引出部
７０ 電極
８０ Ｅ型コア
８２ Ｉ型コア
８４ 回路基板
８６ 電極
８８ 半田
１００ コイル部品
５００ 電子機器

Claims (10)

1. 磁性材料を含んで形成される第１基体部及び第２基体部と、
   有機材料と、前記磁性材料とは異なる無機粒子であるフィラーと、を含有し、前記第１基体部と前記第２基体部を接着させる接着剤と、
   絶縁被膜を有する導体で形成されたコイルと、
   前記コイルに電気的に接続された電極と、を備え、
   前記第１基体部の前記接着剤を介して前記第２基体部に接着する面の表面粗さは、前記フィラーの平均粒径よりも大きい、コイル部品。
2. 前記フィラーはシリカ粒子又はジルコニア粒子である、請求項１記載のコイル部品。
3. 前記第２基体部の前記接着剤を介して前記第１基体部に接着する面の表面粗さは、前記第１基体部の前記接着剤を介して前記第２基体部に接着する前記面の表面粗さよりも小さい、請求項１または２記載のコイル部品。
4. 前記第１基体部と前記第２基体部は、前記接着剤を間に挟む面の一部で直接接触している、請求項１から３のいずれか一項記載のコイル部品。
5. 前記第１基体部は、前記導体が巻回される軸部と前記軸部の両端に設けられた鍔部とを有するドラムコアであり、
   前記第２基体部は、前記軸部の両端に設けられた２つの前記鍔部に接着した板状の板コアであり、
   前記接着剤は、前記鍔部と前記板コアとを接着する、請求項１から４のいずれか一項記載のコイル部品。
6. 前記コイルのコイル軸方向における前記板コアの長さは、前記コイル軸方向における前記ドラムコアの長さよりも長い、請求項５記載のコイル部品。
7. 前記鍔部の前記接着剤を介して前記板コアに接着する面の角部にＲ形状が形成され、
   前記コイル軸方向における前記板コアの長さと前記ドラムコアの長さとの差は、前記鍔部の前記Ｒ形状におけるＲ寸法よりも大きい、請求項６記載のコイル部品。
8. 前記板コア及び前記軸部の磁性材料の充填率は、前記鍔部の磁性材料の充填率よりも大きい、請求項５から７のいずれか一項記載のコイル部品。
9. 前記コイルのコイル軸方向における前記板コアの長さは３．２ｍｍ以下である、請求項５から８のいずれか一項記載のコイル部品。
10. 請求項１から９のいずれか一項記載のコイル部品と、
    前記コイル部品が実装された回路基板と、を備える、電子機器。

Images