JP2005005644A

JP2005005644A - Wire wound electronic component and resin composition

Info

Publication number: JP2005005644A
Application number: JP2003170450A
Authority: JP
Inventors: Koji Tanabe; 孝司田辺; Shinichi Tezuka; 信一手塚
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2003-06-16
Filing date: 2003-06-16
Publication date: 2005-01-06

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a wire wound electronic component having improved thermal shock resistance. <P>SOLUTION: The wire wound electronic component comprises a core 1 composed of a ferrite material, a coil conductor 2 wound around a specified region of the core 1, and a sealing part 4 arranged around the coil conductor 2 to seal the coil conductor 2 and containing magnetic powder, low thermal expansion powder having a coefficient of linear expansion of 5.0×10<SP>-6</SP>or less and thermosetting resin. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インダクタ、トランス、チョークコイルなどの巻線型電子部品に関し、詳しくは、巻線部分を封止する樹脂組成物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
巻線型電子部品の一例を図１に示す。図１に示すように、巻線型電子部品１０は、両端部にフランジ１ａ、１ｂを有するコア１と、コア１の外周に巻き回されるコイル導体２とを有している。コア１はフェライトなどの磁性材料によって通常は一体として形成されており、コイル導体２とともに巻芯を構成している。コア１のフランジ１ａ、１ｂの外側の側面及び端面には、第１層目の電極３ａ、３ｂが形成されている。
コイル導体２の両端の引出線２ａ、２ｂが、フランジ１ａ、１ｂの側面部分で電極３ａ、３ｂにそれぞれ接合している。フランジ１ａ、１ｂ間に挟まれた凹部には、コイル導体２を被覆するように封止部４が配設されている。引出線２ａ、２ｂが接続された電極３ａ、３ｂの外周には、更に第２層目の電極５ａ、５ｂが施してある。
【０００３】
封止部４としては、例えばフェライト粉末が分散されているエポキシ樹脂が用いられている。フェライト粉末を樹脂中に分散させることにより、磁束が封止部４内を通過しやすくなって磁気シールド性が向上し、隣接部品に対する磁気的影響を低減し、又は巻線型電子部品１０自身のインダクタンス値の向上を図ることができる（例えば、特許文献１）。
【０００４】
【特許文献１】
特開昭６３−２３６３０５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
巻線型電子部品１０は、他の電子部品と電気的に接続する場合には、はんだ付けされている。近時、融点の低い鉛（Ｐｂ）フリーのはんだが用いられるようになってきており、巻線型電子部品１０は、はんだ付け時に従来よりも高い温度に加熱されるために、耐熱衝撃性が要求される。特に、コア１を構成しているフェライト材料と封止部４を構成しているエポキシ樹脂の線膨張率が相当程度異なるために、はんだ付け時に封止部４内部にクラックが発生し、又はコア１に熱衝撃が加わることによりインダクタンス値が低下するおそれがある。
そこで本発明は、耐熱衝撃性が向上された巻線型電子部品の提供を課題とする。また本発明は、そのような巻線型電子部品に好適な樹脂組成物の提供を課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述したようにコア１を構成しているフェライト材料と封止部４を構成しているエポキシ樹脂の線膨張率は相違する。具体的には、Ｎｉ−Ｍｎ−Ｃｕ−Ｚｎフェライトの線膨張率は１．１×１０^−５／℃、熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂は６．０×１０^−５／℃程度である。封止部４にはフェライト粉末が分散されているが、このフェライト粉末はコア１を構成しているフェライト材料と同一の材料で構成されているものとすると、線膨張率の差はエポキシ樹脂とコア１との間で生ずる。したがって、線膨張率がフェライトよりも低い粉末を封止部４に分散させると、封止部４の線膨張率がコア１の線膨張率に近づくことによって、巻線型電子部品の耐熱衝撃性を向上できる。
【０００７】
本発明はこの知見に基づくものであり、フェライト材料から構成されるコアと、前記コアの所定領域に巻き回されたコイル導体と、前記コイル導体の周囲に配設されて前記コイル導体を封止し、かつフェライト粉末、線膨張率が５．０×１０^−６／℃以下の低熱膨張粉末及び熱硬化性樹脂を含む封止部とを備えたことを特徴とする巻線型電子部品である。
本発明の巻線型電子部品は、封止部に線膨張率が５．０×１０^−６／℃以下の低熱膨張粉末を分散させることにより、封止部全体としての線膨張率をコアのそれに近づけることができる。そのために、耐熱衝撃性が向上する。なお、本発明における線膨張率は、２０〜４００℃の範囲の値で定義されるものとする。また、低熱膨張粉末の望ましい線膨張率は１．０×１０^−６／℃以下である。
【０００８】
線膨張率が５．０×１０^−６以下の物質としては、窒化珪素、炭化珪素、酸化珪素等のセラミックス、３６ｗｔ％Ｎｉ−Ｆｅ合金、３１ｗｔ％Ｎｉ−５ｗｔ％Ｃｏ−Ｆｅ合金等の金属材料を用いることができる。この中で、線膨張率が５．０×１０^−７／℃と極めて小さい溶融シリカを用いるのが最も望ましい。
本発明の巻線型電子部品において、磁性粉末は種々の材質を用いることができるが、コアを構成するフェライト材料と同一の材料から構成することができる。ここで、同一の材料とは、化学組成を基準に判断されるが、当該材料において同一の特性を得ることができると判断される程度の差異があるものを包含している。
封止部に占める熱硬化性樹脂の割合を減らすことにより、熱衝撃による影響を低減することができる。封止部に占める熱硬化性樹脂の割合を減らすためには、磁性粉末を封止部中に最密充填すればよい。そこで、本発明の巻線型電子部品に用いる磁性粉末としては、封止部における充填率を向上するために、少なくとも２つのピークを備えた粒度分布を有していることが望ましい。
【０００９】
本発明の巻線型電子部品において、封止部は、磁性粉末が６０〜８０ｗｔ％、低熱膨張粉末が１０〜３０ｗｔ％、残部が熱硬化性樹脂から構成することが望ましい。さらに、磁性粉末が７０〜８０ｗｔ％、低熱膨張粉末が１０〜２０ｗｔ％、残部が熱硬化性樹脂から構成することが望ましい。
本発明が対象とする巻線型電子部品は、フェライト材料から構成されるコアにコイル導体が巻き回され、かつ少なくとも巻き回されたコイル導体の周囲に封止部が配設された形態を有していればよいが、最も典型的には、コアの両端に一対のフランジが形成され、一対のフランジ間にコイル導体が巻き回された形態の電子部品に適用することができる。
【００１０】
本発明は、上記封止部を構成するための樹脂組成物を提供する。この樹脂組成物は、磁性粉末と、線膨張係数が５．０×１０^−６以下の低熱膨張粉末と、熱硬化性樹脂組成物とを含むことを特徴としている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
図１は、本実施の形態における巻線型電子部品１０を示す断面図である。
巻線型電子部品１０の構成は、先に説明しているので、以下では各構成部分の望ましい形態について説明する。
コア１は、フェライト材料から構成されている。フェライト材料としては、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライト、Ｍｎ−Ｍｇ−Ｚｎ系フェライト、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライト等の公知の物質を広く適用することができる。
コア１は、以上のフェライト粉末を例えば乾式成形、焼成することにより得ることができる。
【００１２】
コア１の形状は、両端部にフランジ１ａ、１ｂが形成されていれば特に限定されるものではなく、フランジ１ａ、１ｂを除く部分も円柱状、楕円状、角柱状など任意である。フランジ１ａ、１ｂも同様であるが、一般的には矩形断面を有する形状とする。
コア１を製造するためには、フェライト粉末を金型でコア１の形状に成形することもできるし、例えば角柱状のコア素材を得た後に機械加工を施すことによりコア１の形状に成形することもできる。
【００１３】
コイル導体２は、丸線、平角線、箔状線など、構造、用途、必要とされるインダクタンス値や抵抗値に応じて適宜選定すればよい。コイル導体２の材質は、低抵抗値であることが望ましいので、銅または銀、特に銅を用いるのが望ましい。その表面は絶縁性樹脂で被覆されていることが望ましい。
【００１４】
封止部４を構成する樹脂としては、その機械的な強度の観点から熱硬化性樹脂を用いる。熱硬化性樹脂としてはエポキシ樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂等、公知の材質を広く適用することができる。もちろん、これら樹脂を複合して用いることも可能である。添加される磁性粉末との分散性を改善するために、分散剤等を微量添加することができる。また、適宜、少量の可塑剤等を添加することもできる。
【００１５】
封止部４中に分散される磁性粉末としては、フェライト粉末のほかに、金属磁性粉末を用いることができる。この磁性粉末は、前述したように、磁束が封止部４内を通過しやすくなって磁気シールド性が向上することにより、隣接部品に対する磁気的影響を低減し、又は巻線型電子部品１０自身のインダクタンス値を向上させるために添加される。
【００１６】
フェライト粉末としては、コア１を構成するものと同様に、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライト、Ｍｎ−Ｍｇ−Ｚｎ系フェライト、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライト等の公知の物質を広く適用することができる。
また、金属磁性粉末としては、Ｆｅ、Ｎｉ及びＣｏの１種以上を主成分とする金属磁性粉末が使用できる。具体的には、純Ｆｅ粉、Ｆｅ−Ｓｉ系合金、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ系合金、Ｆｅ−Ｎｉ系合金、Ｆｅ−Ｃｏ系合金、Ｆｅ−Ｍｏ−Ｎｉ系合金等が使用できる。金属磁性粉末としては、結晶質金属のほか、非晶質金属及び微結晶金属を用いることもできる。
なお、磁性粉末の粒径は特に限定されるものではないが、１〜１００μｍ程度、望ましくは１０〜５０μｍ程度の範囲から適宜選択すればよい。ただし、封止部４における磁性粉末の充填率を向上することによる耐熱衝撃性向上のために、その粒度分布は少なくとも２つのピーク値を持つことが望ましい。粒度分布の２つのピーク値は、ピークの比が１０：１〜１０：３の範囲にあることが望ましい。例えば、平均粒径２０μｍの磁性粉末の場合、２７μｍ及び３μｍに粒度分布のピーク値を有していることが望ましい。
【００１７】
封止部４内には、溶融シリカ粉末が分散されている。溶融シリカは、５．０×１０^−７／℃と工業材料の中で最も線膨張率が低い材料の一つである。したがって、封止部４内に溶融シリカ粉末を分散させると、封止部４の見かけ上の線膨張率が小さくなり、コア１を構成するフェライト材料の線膨張率に近づく。したがって、例えば、巻線型電子部品１０をはんだ付けする際の耐熱衝撃性を向上することができる。溶融シリカ粉末は、磁性粉末と同程度の粒径のものを用いればよい。なお、ここでは、低熱膨張材料として溶融シリカ粉末を例にしたが、５．０×１０^−６／℃以下の線膨張率を有する材料からなる粉末を用いることができる。
【００１８】
熱硬化性樹脂、磁性粉末及び溶融シリカ粉末の混合比（重量比）は、前記磁性粉末が６０〜８０ｗｔ％、前記低熱膨張粉末が１０〜３０ｗｔ％、残部が熱硬化性樹脂の範囲で、得たい特性に応じて定めることが望ましい。磁性粉末の量が不足すると磁気シールドとしての効果が不十分となる一方、樹脂の量が不足すると封止部４としての強度が不足する。また、溶融シリカ粉末の量が不足すると、封止部４の低熱膨張化が不十分となる。以上の点を考慮して樹脂、磁性粉末及び溶融シリカ粉末の混合比を決定するのが望ましい。
【００１９】
以下、図２及び図３に基づいて、巻線型電子部品１０の製造方法について説明する。なお、図２は巻線型電子部品１０の製造方法の主要工程を示すフローチャート、図３は図２の各工程における巻線型電子部品１０の状態を示す図である。
まず、図３（ａ）に示すように、四角柱状のコア素材２０を作成する（図２Ｓ１０１）。コア素材２０は、例えばフェライト材を乾式成形することで得ることができる。
次に、図３（ｂ）に示すように、コア素材２０の両端部を除いて円柱状、楕円状あるいは角柱状などに研削加工し、フランジ１ａ、１ｂを有するコア１の形態を有する成形体に加工する。この成形体を焼成することによりコア１が得られる（図２Ｓ１０３）。
次に、図３（ｃ）に示すように、フランジ１ａ、１ｂの側面及び端面に、浸漬法などによって第１層目の電極３ａ，３ｂを形成する（図２Ｓ１０５）。
電極３ａ、３ｂを形成した後に、図３（ｄ）のように、コア１にコイル導体２を巻き回すとともに、コイル導体２の引出線２ａ、２ｂをフランジ１ａ、１ｂにおいて電極３ａ，３ｂに熱圧着などの方法で接続する（図２Ｓ１０７）。
【００２０】
次に、図３（ｅ）に示すように、フランジ１ａ、１ｂに挟まれたコア１の凹部に封止部４を形成するための樹脂組成物を塗布し、コイル導体２からなる巻線部分を封止する（図２Ｓ１０９）。通常は、素子全体が四角柱状となるように成形する。
塗布する樹脂組成物は、熱硬化性樹脂組成物、磁性粉末、溶融シリカ粉末及び溶剤を含み塗料化されたものである。樹脂組成物を塗布した後に、溶剤を除去するために乾燥に供される（図２Ｓ１１１）。しかる後に、樹脂組成物の硬化処理を行う（図２Ｓ１１３）。乾燥及び硬化処理ともに、各々所定の温度に加熱することにより実行される。乾燥における加熱温度は５０〜１００℃の範囲で行うことが望ましい。また、硬化処理は、用いた樹脂組成物の種類に応じて定められるが、通常、１００〜２００℃の温度範囲で実行される。乾燥及び硬化には、例えばオーブンを用いた加熱、あるいは電磁誘導加熱を適用することができる。ここで、電磁誘導加熱にとっては、磁性体であってかつ電気抵抗の高い導電体が被加熱対象として望ましい。巻線型電子部品１０は、前述のように、コア１がフェライトから構成されており、また、封止部４中に磁性粉末が含まれている。したがって、乾燥工程において電磁誘導加熱を施すことにより、コア１及び封止部４に含まれる磁性粉末が発熱して乾燥が促進される。特にフェライトは抵抗が高いことから、効率的な電磁誘導加熱を行うことができる。
樹脂組成物を硬化した後に、さらに、図３（ｆ）に示すように第２層目の電極５ａ，５ｂを形成する（図２Ｓ１１５）。
【００２１】
樹脂の硬化処理を施した後に、図３（ｆ）に示すように、電極３ａ，３ｂ及び引出線２ａ，２ｂの接合部分に第２層目の電極５ａ，５ｂを形成する。電極５ａ，５ｂの周囲にメッキを施すこともできる。このようにして、巻線型電子部品１０が製造される。なお、図１に示した巻線型電子部品１０はあくまで一例であって、他の形態とすることを何ら否定するものではない。
【００２２】
（実験例）
Ｎｉ−Ｚｎ−Ｃｕフェライトにより構成されたコア１（サイズ：２５１８）を作成した。
また、平均粒径が２０μｍで２７μｍ及び３μｍに２つの粒度分布のピークを持つＮｉ−Ｚｎ−Ｃｕフェライト粉末、溶融シリカ粉末（株式会社龍森製ＲＤ−８）及び熱硬化性樹脂とを用意した。上記フェライト粉末を９０ｗｔ％、熱硬化性樹脂を１０ｗｔ％とを混合した樹脂組成物Ａ（比較例）、上記フェライト粉末７５ｗｔ％、熱硬化性樹脂１０ｗｔ％及び溶融シリカ粉末１５ｗｔ％とを混合した樹脂組成物Ｂ（本発明）を用意した。なお、熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン株式会社製エピコート１００９）を７０ｗｔ％、フェノール樹脂（群栄化学工業株式会社製ＰＬ−２４０７）を３０ｗｔ％混合したものを用いた。
さらに、アセトン、メチルエチルケトン及びメタノールをアセトン：メチルエチルケトン：メタノール＝６：２：２の比率で混合した溶剤を、樹脂組成物Ａ、樹脂組成物Ｂに対して各々１５ｗｔ％になるように添加して塗料を得た。
【００２３】
図２及び図３に示す手順で樹脂組成物を塗布した実験用サンプルに対して、電磁誘導加熱による乾燥を施した後に、オーブンによる硬化処理（１５０℃で６０分保持）を施した。なお、樹脂組成物Ａを塗布したサンプルをサンプルＡと、樹脂組成物Ｂを塗布したサンプルをサンプルＢと称する。なお、電磁誘導加熱には三菱電機株式会社製の加熱装置（ＣＳ−Ｋ２，周波数：２０ｋＨｚ）を用いた。また、乾燥の条件は以下のとおりである。なお、以下の条件中の温度は、電磁誘導加熱はサンプルの温度、オーブン加熱は加熱雰囲気の温度である。
電磁誘導加熱：５０〜５５℃×３０分＋５５〜５７℃×２０分
硬化処理後に封止部４内部の観察を行ったところ、サンプルＡ及びＢともに発泡が観察されなかった。なお、サンプルＡ及びサンプルＢの各構成要素の線膨張係数を表１に示しておく。
【００２４】
【表１】

【００２５】
硬化処理後のサンプルのインダクタンス値を測定するとともに、高温耐熱試験を行った後のインダクタンス値を測定した。その結果を表２に示す。なお、高温耐熱試験は、硬化処理後のサンプルについて、常温から２６０℃まで昇温するサイクルを繰り返す試験である。また、高温耐熱試験を行った後の封止部４にクラックが発生しているか否かの確認を行った。その結果もあわせて表２に示す。
表２に示すように、封止部４中に溶融シリカ粉末を含むサンプルＢの方が溶融シリカ粉末を含まないサンプルＡよりもインダクタンス値が低い。これは、封止部４中に含まれるフェライト粉末の量がサンプルＢの方が少ないためである。一方で、溶融シリカ粉末を含まないサンプルＡは、高温耐熱試験を行うとインダクタンス値が、高温耐熱試験前の値より低下することが確認された。これに対して溶融シリカ粉末を含むサンプルＢは、高温耐熱試験後にインダクタンス値が高くなっていることがわかる。これは、樹脂の収縮応力がコア１に影響を与えたためである。これに対して溶融シリカ粉末を含むサンプルＢは、高温耐熱試験後にインダクタンス値が高くなっていることがわかる。これは、溶融シリカ混入による、応力の低減と分散のためである。
また、表２に示すように、溶融シリカ粉末を含まないサンプルＡは、３サイクル目の高温耐熱試験後にクラックが観察されたが、溶融シリカ粉末を含むサンプルＢは１０サイクルの高温耐熱試験を行った後にもクラックは観察されなかった。
【００２６】
【表２】

【００２７】
以上本発明の実施の形態について説明したが、これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記の構成を取捨選択し、あるいは他の構成に適宜変更することが可能である。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、耐熱衝撃性が向上された巻線型電子部品が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態における巻線型電子部品の構成を示す断面図である。
【図２】本実施の形態における巻線型電子部品の製造方法の主要工程を示すフローチャートである。
【図３】図２の各工程における巻線型電子部品の状態を示す図である。
【符号の説明】
１…コア、１ａ，１ｂ…フランジ、２…コイル導体、２ａ，２ｂ…引出線、３ａ，３ｂ，５ａ，５ｂ…電極、４…封止部、１０…巻線型電子部品、２０…コア素材[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a wound electronic component such as an inductor, a transformer, and a choke coil, and more particularly to a resin composition that seals a winding portion.
[0002]
[Prior art]
An example of a wound electronic component is shown in FIG. As shown in FIG. 1, the wound electronic component 10 includes a core 1 having

flanges

1 a and 1 b at both ends, and a coil conductor 2 wound around the outer periphery of the core 1. The core 1 is usually formed integrally with a magnetic material such as ferrite, and constitutes a winding core together with the coil conductor 2. On the outer side surfaces and end surfaces of the

flanges

1a and 1b of the core 1, first-

layer electrodes

3a and 3b are formed.

Leaders

2a and 2b at both ends of the coil conductor 2 are joined to the

electrodes

3a and 3b at the side portions of the

flanges

1a and 1b, respectively. A sealing portion 4 is disposed in a recess sandwiched between the

flanges

1 a and 1 b so as to cover the coil conductor 2.

Second electrodes

5a and 5b are further provided on the outer periphery of the

electrodes

3a and 3b to which the

lead lines

2a and 2b are connected.
[0003]
For example, an epoxy resin in which ferrite powder is dispersed is used as the sealing portion 4. By dispersing the ferrite powder in the resin, the magnetic flux easily passes through the sealing portion 4 to improve the magnetic shielding property, reduce the magnetic influence on the adjacent parts, or the inductance of the wound electronic component 10 itself. The value can be improved (for example, Patent Document 1).
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 63-236305
[Problems to be solved by the invention]
The wound electronic component 10 is soldered when electrically connected to other electronic components. Recently, lead (Pb) -free solder having a low melting point has been used, and the wound electronic component 10 is required to have a thermal shock resistance because it is heated to a higher temperature than before when soldering. Is done. In particular, since the linear expansion coefficient of the ferrite material constituting the core 1 and the epoxy resin constituting the sealing portion 4 are considerably different, cracks are generated inside the sealing portion 4 during soldering, or the core When the thermal shock is applied to 1, the inductance value may be reduced.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a wire wound electronic component having improved thermal shock resistance. Another object of the present invention is to provide a resin composition suitable for such a wound electronic component.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
As described above, the coefficient of linear expansion of the ferrite material constituting the core 1 and the epoxy resin constituting the sealing portion 4 are different. Specifically, the linear expansion coefficient of Ni—Mn—Cu—Zn ferrite is 1.1 × 10 ⁻⁵ / ° C., and the epoxy resin that is a thermosetting resin is about 6.0 × 10 ⁻⁵ / ° C. Ferrite powder is dispersed in the sealing portion 4. If this ferrite powder is made of the same material as the ferrite material constituting the core 1, the difference in linear expansion coefficient is Occurs with the core 1. Therefore, when powder having a lower linear expansion coefficient than ferrite is dispersed in the sealing portion 4, the thermal expansion resistance of the wire wound electronic component is improved by the linear expansion coefficient of the sealing portion 4 approaching the linear expansion coefficient of the core 1. It can be improved.
[0007]
The present invention is based on this finding, and includes a core made of a ferrite material, a coil conductor wound around a predetermined region of the core, and a coil conductor disposed around the coil conductor to seal the coil conductor. And a sealing part containing a ferrite powder, a low thermal expansion powder having a linear expansion coefficient of 5.0 × 10 ⁻⁶ / ° C. or less, and a thermosetting resin.
The wire-wound electronic component of the present invention has a linear expansion coefficient of 5.0 × 10 ⁻⁶ / ° C. or less dispersed in the sealing portion, thereby reducing the linear expansion coefficient of the entire sealing portion to that of the core. You can get closer. Therefore, the thermal shock resistance is improved. In addition, the linear expansion coefficient in this invention shall be defined by the value of the range of 20-400 degreeC. The desirable linear expansion coefficient of the low thermal expansion powder is 1.0 × 10 ⁻⁶ / ° C. or less.
[0008]
Examples of the material having a linear expansion coefficient of 5.0 × 10 ⁻⁶ or less include metal materials such as ceramics such as silicon nitride, silicon carbide, and silicon oxide, 36 wt% Ni—Fe alloy, and 31 wt% Ni-5 wt% Co—Fe alloy. Can be used. Among these, it is most desirable to use fused silica having a linear expansion coefficient of extremely small as 5.0 × 10 ⁻⁷ / ° C.
In the wound electronic component of the present invention, various materials can be used for the magnetic powder, but the magnetic powder can be made of the same material as the ferrite material constituting the core. Here, the same material is determined on the basis of the chemical composition, but includes materials having such a difference that it is determined that the same characteristics can be obtained in the material.
By reducing the ratio of the thermosetting resin occupying the sealing portion, it is possible to reduce the influence of thermal shock. In order to reduce the ratio of the thermosetting resin occupying the sealing portion, it is only necessary to close-pack the magnetic powder into the sealing portion. Therefore, it is desirable that the magnetic powder used in the wound electronic component of the present invention has a particle size distribution having at least two peaks in order to improve the filling rate in the sealing portion.
[0009]
In the wound electronic component of the present invention, it is desirable that the sealing portion is composed of 60 to 80 wt% of the magnetic powder, 10 to 30 wt% of the low thermal expansion powder, and the rest is made of a thermosetting resin. Furthermore, it is desirable that the magnetic powder is 70 to 80 wt%, the low thermal expansion powder is 10 to 20 wt%, and the balance is a thermosetting resin.
A wound electronic component to which the present invention is applied has a configuration in which a coil conductor is wound around a core made of a ferrite material, and at least a sealing portion is disposed around the wound coil conductor. However, most typically, the present invention can be applied to an electronic component in which a pair of flanges are formed at both ends of a core and a coil conductor is wound between the pair of flanges.
[0010]
The present invention provides a resin composition for constituting the sealing part. This resin composition is characterized by containing magnetic powder, a low thermal expansion powder having a linear expansion coefficient of 5.0 × 10 ⁻⁶ or less, and a thermosetting resin composition.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the accompanying drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a wire wound electronic component 10 in the present embodiment.
Since the configuration of the wound electronic component 10 has been described above, a desirable form of each component will be described below.
The core 1 is made of a ferrite material. As the ferrite material, known substances such as Mn—Zn ferrite, Ni—Zn ferrite, Mn—Mg—Zn ferrite, and Ni—Cu—Zn ferrite can be widely applied.
The core 1 can be obtained by, for example, dry molding and firing the above ferrite powder.
[0012]
The shape of the core 1 is not particularly limited as long as the

flanges

1a and 1b are formed at both ends, and the portion excluding the

flanges

1a and 1b is arbitrary such as a columnar shape, an elliptical shape, and a prismatic shape. The

flanges

1a and 1b are similar, but generally have a rectangular cross section.
In order to manufacture the core 1, ferrite powder can be formed into the shape of the core 1 with a metal mold. For example, after obtaining a prismatic core material, it is formed into the shape of the core 1 by machining. You can also.
[0013]
The coil conductor 2 may be appropriately selected according to the structure, application, required inductance value and resistance value, such as a round wire, a flat wire, and a foil wire. Since the material of the coil conductor 2 is desirably a low resistance value, it is desirable to use copper or silver, particularly copper. The surface is desirably coated with an insulating resin.
[0014]
As resin which comprises the sealing part 4, a thermosetting resin is used from a viewpoint of the mechanical strength. As the thermosetting resin, known materials such as an epoxy resin, a phenol resin, and a silicone resin can be widely applied. Of course, these resins can be used in combination. In order to improve the dispersibility with the added magnetic powder, a minute amount of a dispersant or the like can be added. In addition, a small amount of a plasticizer or the like can be added as appropriate.
[0015]
As the magnetic powder dispersed in the sealing portion 4, a metal magnetic powder can be used in addition to the ferrite powder. As described above, this magnetic powder facilitates the passage of magnetic flux through the sealing portion 4 and improves the magnetic shielding property, thereby reducing the magnetic influence on adjacent components, or of the wound electronic component 10 itself. It is added to improve the inductance value.
[0016]
As the ferrite powder, similarly to those constituting the core 1, known substances such as Mn—Zn ferrite, Ni—Zn ferrite, Mn—Mg—Zn ferrite, Ni—Cu—Zn ferrite are widely applied. can do.
Further, as the metal magnetic powder, a metal magnetic powder mainly containing one or more of Fe, Ni and Co can be used. Specifically, pure Fe powder, Fe-Si alloy, Fe-Si-Al alloy, Fe-Ni alloy, Fe-Co alloy, Fe-Mo-Ni alloy, etc. can be used. As the metal magnetic powder, amorphous metal and microcrystalline metal can be used in addition to crystalline metal.
The particle size of the magnetic powder is not particularly limited, but may be appropriately selected from the range of about 1 to 100 μm, preferably about 10 to 50 μm. However, it is desirable that the particle size distribution has at least two peak values in order to improve the thermal shock resistance by improving the filling ratio of the magnetic powder in the sealing portion 4. The two peak values of the particle size distribution are preferably in the range of peak ratio of 10: 1 to 10: 3. For example, in the case of a magnetic powder having an average particle size of 20 μm, it is desirable to have a peak value of particle size distribution at 27 μm and 3 μm.
[0017]
In the sealing part 4, fused silica powder is dispersed. Fused silica is one of the materials with the lowest linear expansion coefficient among industrial materials of 5.0 × 10 ⁻⁷ / ° C. Therefore, when the fused silica powder is dispersed in the sealing part 4, the apparent linear expansion coefficient of the sealing part 4 becomes small and approaches the linear expansion coefficient of the ferrite material constituting the core 1. Therefore, for example, the thermal shock resistance when soldering the wound electronic component 10 can be improved. The fused silica powder may have a particle size comparable to that of the magnetic powder. In addition, although the fused silica powder was taken as an example here as the low thermal expansion material, a powder made of a material having a linear expansion coefficient of 5.0 × 10 ⁻⁶ / ° C. or less can be used.
[0018]
The mixing ratio (weight ratio) of the thermosetting resin, magnetic powder and fused silica powder is 60-80 wt% for the magnetic powder, 10-30 wt% for the low thermal expansion powder, and the balance is in the range of the thermosetting resin. It is desirable to determine it according to the desired characteristics. If the amount of magnetic powder is insufficient, the effect as a magnetic shield becomes insufficient, while if the amount of resin is insufficient, the strength as the sealing portion 4 is insufficient. Further, when the amount of the fused silica powder is insufficient, the thermal expansion of the sealing portion 4 is insufficient. In consideration of the above points, it is desirable to determine the mixing ratio of the resin, the magnetic powder, and the fused silica powder.
[0019]
Hereinafter, a method for manufacturing the wound electronic component 10 will be described with reference to FIGS. 2 and 3. 2 is a flowchart showing the main steps of the method for manufacturing the wound electronic component 10, and FIG. 3 is a diagram showing the state of the wound electronic component 10 in each step of FIG.
First, as shown to Fig.3 (a), the square columnar core raw material 20 is produced (FIG. 2 S101). The core material 20 can be obtained, for example, by dry forming a ferrite material.
Next, as shown in FIG. 3 (b), a molded body having the form of the core 1 having

flanges

1a and 1b by grinding into a columnar shape, an elliptical shape or a prismatic shape, excluding both ends of the core material 20. To process. The core 1 is obtained by firing the molded body (S103 in FIG. 2).
Next, as shown in FIG. 3C, first-

layer electrodes

3a and 3b are formed on the side surfaces and end surfaces of the

flanges

1a and 1b by the dipping method or the like (S105 in FIG. 2).
After forming the

electrodes

3a and 3b, as shown in FIG. 3D, the coil conductor 2 is wound around the core 1, and the

lead wires

2a and 2b of the coil conductor 2 are heated to the

electrodes

3a and 3b at the

flanges

1a and 1b. The connection is made by a method such as crimping (S107 in FIG. 2).
[0020]
Next, as shown in FIG. 3 (e), a resin composition for forming the sealing portion 4 is applied to the concave portion of the core 1 sandwiched between the

flanges

1 a and 1 b, and the winding portion comprising the coil conductor 2. Is sealed (FIG. 2, S109). Usually, the element is formed so as to have a quadrangular prism shape.
The resin composition to be applied is a paint containing a thermosetting resin composition, magnetic powder, fused silica powder and a solvent. After apply | coating a resin composition, it uses for drying in order to remove a solvent (FIG. 2 S111). Thereafter, the resin composition is cured (S113 in FIG. 2). Both the drying and curing processes are performed by heating to a predetermined temperature. It is desirable that the heating temperature in drying is in the range of 50 to 100 ° C. Moreover, although a hardening process is defined according to the kind of used resin composition, it is normally performed in a 100-200 degreeC temperature range. For drying and curing, for example, heating using an oven or electromagnetic induction heating can be applied. Here, for electromagnetic induction heating, a conductor that is a magnetic body and has a high electric resistance is desirable as a heating target. As described above, in the wound electronic component 10, the core 1 is made of ferrite, and the sealing portion 4 includes magnetic powder. Therefore, by performing electromagnetic induction heating in the drying process, the magnetic powder contained in the core 1 and the sealing portion 4 generates heat and the drying is promoted. In particular, since ferrite has high resistance, efficient electromagnetic induction heating can be performed.
After the resin composition is cured, second-

layer electrodes

5a and 5b are further formed as shown in FIG. 3 (f) (S115 in FIG. 2).
[0021]
After the resin is cured, second-

layer electrodes

5a and 5b are formed at the joints between the

electrodes

3a and 3b and the

lead wires

2a and 2b, as shown in FIG. Plating can also be applied around the

electrodes

5a and 5b. In this way, the wound electronic component 10 is manufactured. Note that the wound electronic component 10 shown in FIG. 1 is merely an example, and it is not denied that other forms are adopted.
[0022]
(Experimental example)
A core 1 (size: 2518) made of Ni—Zn—Cu ferrite was prepared.
In addition, Ni—Zn—Cu ferrite powder, fused silica powder (RD-8 manufactured by Tatsumori Co., Ltd.) and thermosetting resin having an average particle size of 20 μm and two particle size distribution peaks at 27 μm and 3 μm were prepared. . Resin composition A (comparative example) in which 90 wt% of the ferrite powder and 10 wt% of a thermosetting resin are mixed, resin in which 75 wt% of the ferrite powder, 10 wt% of the thermosetting resin, and 15 wt% of the fused silica powder are mixed. Composition B (invention) was prepared. The thermosetting resin used was a mixture of 70 wt% epoxy resin (Epicoat 1009 manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd.) and 30 wt% phenol resin (PL-2407 manufactured by Gunei Chemical Industry Co., Ltd.).
Further, a solvent prepared by mixing acetone, methyl ethyl ketone and methanol in a ratio of acetone: methyl ethyl ketone: methanol = 6: 2: 2 is added to the resin composition A and the resin composition B so as to be 15 wt%, respectively. Got.
[0023]
The experimental sample coated with the resin composition according to the procedure shown in FIG. 2 and FIG. 3 was dried by electromagnetic induction heating, and then subjected to curing by an oven (held at 150 ° C. for 60 minutes). A sample to which the resin composition A is applied is referred to as sample A, and a sample to which the resin composition B is applied is referred to as sample B. For electromagnetic induction heating, a heating device (CS-K2, frequency: 20 kHz) manufactured by Mitsubishi Electric Corporation was used. The drying conditions are as follows. The temperature in the following conditions is the temperature of the sample for electromagnetic induction heating and the temperature of the heating atmosphere for oven heating.
Electromagnetic induction heating: 50-55 ° C. × 30 minutes + 55-57 ° C. × 20 minutes After the curing process, the inside of the sealing part 4 was observed. Table 1 shows the linear expansion coefficients of the constituent elements of Sample A and Sample B.
[0024]
[Table 1]

[0025]
While measuring the inductance value of the sample after a hardening process, the inductance value after performing a high temperature heat test was measured. The results are shown in Table 2. In addition, a high temperature heat test is a test which repeats the cycle which heats up from normal temperature to 260 degreeC about the sample after a hardening process. Moreover, it was confirmed whether the crack has generate | occur | produced in the sealing part 4 after performing a high temperature heat test. The results are also shown in Table 2.
As shown in Table 2, the inductance value of Sample B containing fused silica powder in the sealing portion 4 is lower than that of Sample A containing no fused silica powder. This is because the amount of ferrite powder contained in the sealing portion 4 is smaller in the sample B. On the other hand, it was confirmed that the sample A containing no fused silica powder had an inductance value that was lower than that before the high temperature heat test when the high temperature heat test was performed. On the other hand, it can be seen that Sample B containing fused silica powder has a high inductance value after the high temperature heat resistance test. This is because the shrinkage stress of the resin has affected the core 1. On the other hand, it can be seen that Sample B containing fused silica powder has a high inductance value after the high temperature heat resistance test. This is due to the reduction and dispersion of stress due to the inclusion of fused silica.
As shown in Table 2, cracks were observed in the sample A containing no fused silica powder after the high temperature heat test of the third cycle, but the sample B containing fused silica powder was subjected to the high temperature heat test of 10 cycles. After this, no cracks were observed.
[0026]
[Table 2]

[0027]
Although the embodiment of the present invention has been described above, the above configuration can be selected or changed to another configuration as long as the gist of the present invention is not deviated.
[0028]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a wound electronic component with improved thermal shock resistance is provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a wire wound electronic component according to an embodiment.
FIG. 2 is a flowchart showing main steps of a method for manufacturing a wound electronic component according to the present embodiment.
3 is a diagram showing a state of a wound electronic component in each step of FIG. 2;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Core, 1a, 1b ... Flange, 2 ... Coil conductor, 2a, 2b ... Leader, 3a, 3b, 5a, 5b ... Electrode, 4 ... Sealing part, 10 ... Winding type electronic component, 20 ... Core material

Claims

A core composed of a ferrite material;
A coil conductor wound around a predetermined region of the core;
A sealing portion disposed around the coil conductor to seal the coil conductor, and including magnetic powder, a low thermal expansion powder having a linear expansion coefficient of 5.0 × 10 ⁻⁶ or less, and a thermosetting resin; Wire-wound electronic component characterized by comprising:

The wound electronic component according to claim 1, wherein the low thermal expansion powder is a fused silica powder.

3. The wound electronic component according to claim 1, wherein the magnetic powder is made of substantially the same material as the ferrite material constituting the core.

The wire-wound electronic component according to any one of claims 1 to 3, wherein the magnetic powder has a particle size distribution having at least two peaks.

5. The sealing portion according to claim 1, wherein the sealing portion is composed of 60 to 80 wt% of the magnetic powder, 10 to 30 wt% of the low thermal expansion powder, and the rest is substantially made of a thermosetting resin. Wire-wound electronic component according to the above.

6. The wound electronic component according to claim 1, wherein the core includes a pair of flanges at both ends thereof, and the coil conductor is wound between the pair of flanges.

A resin composition comprising a magnetic powder, a low thermal expansion powder having a linear expansion coefficient of 5.0 × 10 ⁻⁶ or less, and a thermosetting resin composition.