JP2008210978A - 巻線型電子部品 - Google Patents

Abstract

【課題】直流抵抗値（Ｒｄｃ）を低減することが可能であり、しかも渦電流損失が少ない巻線型電子部品を提供すること。
【解決手段】絶縁被覆されたワイヤ１０ａと、コイル部１０を形成するようにワイヤ１０ａが巻回される巻芯部４ａと、巻芯部４ａの軸方向両側に形成され、巻芯部４ａよりも外径が大きな一対の鍔部４ｂ，４ｃと、を有するドラムコア４を具備する巻線型電子部品２である。それぞれの鍔部４ｂ，４ｃの軸方向厚みが０．２２〜０．２６mmである。
【選択図】図１

Description

本発明は、直流抵抗値（Ｒｄｃ）を低減することが可能であり、しかも渦電流損失が少ない巻線型電子部品に関する。

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としては、たとえば下記の特許文献１に示す巻線型電子部品が知られている。巻線型電子部品は、絶縁被覆されたワイヤが、コイルを形成するように巻回される巻芯部と、その巻芯部の軸方向両側に形成される一対の鍔部と、を有するドラムコアを具備する。

特許文献１では、その段落００１８に示すように、鍔部の軸方向厚みは、０．２〜０．５mmであるとの一般的な記載がある。しかしながら、特にドラムコアの軸方向の全長が短い巻線型電子部品においては、鍔部の軸方向厚みが所定値以上に厚い場合には、Ｒｄｃを低減することができないと言う問題があった。また、従来から、巻線型電子部品における渦電流損失を低減するための簡便な手段が求められていた。
特開平１０−１６３０３３号公報

本発明は、このような実状に鑑みてなされ、その目的は、直流抵抗値（Ｒｄｃ）を低減することが可能であり、しかも渦電流損失が少ない巻線型電子部品を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明に係る巻線型電子部品は、
絶縁被覆されたワイヤと、
コイルを形成するように前記ワイヤが巻回される巻芯部と、
前記巻芯部の軸方向両側に形成され、前記巻芯部よりも外径が大きな一対の鍔部と、を有するドラムコアを具備する巻線型電子部品であって、
それぞれの前記鍔部の軸方向厚みが０．２２〜０．２６mmである。

顎部の厚みが０．２２mmよりも薄くなると、鍔部を構成するフェライト顆粒の粒径が約５０μｍ以下であるために、顆粒密度が低下し、鍔部における機械的強度が低下してしまうおそれがある。また、顎部の厚みが０．２６mmよりも厚くなると、相対的に巻芯部の軸方向長さを短くする必要があり、一層目におけるワイヤの巻数が減り、同じインダクタンスを得るために、巻層数を多くする必要がある。そのため、場合によっては、最外層のワイヤの巻回部が鍔部よりも大きくなり、部品の小型化の要請に反する。

本発明では、鍔部の軸方向厚みが０．２２〜０．２６mmであるために、ドラムコアの全長を変えない場合に、相対的に巻芯部の軸方向長さを長くすることが可能になる。そのため、巻芯部における巻層数を多くする必要がなく、部品の小型化を図れる。

また、本発明では、鍔部の軸方向厚みを薄くすることができるので、鍔部の外周部に形成される外部電極の軸方向幅も薄くすることができる。そのため、外部電極に発生するおそれがある渦電流も低減することができ、渦電流損失を低減することができる。渦電流損失を低減することができれば、インダクタンスの低下を防ぐことができる。なお、外部電極は、部品の外観上、継線を露出させないようにするために形成する必要がある。

好ましくはドラムコアの軸方向の全長が１．５〜２．４mmである。本発明は、ドラムコアの軸方向の全長が短い場合に特に有効である。

好ましくは絶縁被覆された前記ワイヤの外径が２５〜１３０μｍである。本発明では、鍔部の軸方向厚みが０．２２〜０．２６mmであるために、ドラムコアの全長を変えない場合に、相対的に巻芯部の軸方向長さを長くすることが可能になる。そのため、インダクタンスを変えないように同じ巻数であれば、巻芯部に巻回されるワイヤの外径を太くすることが可能になり、直流抵抗値（Ｒｄｃ）を低減することが可能になる。

以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る巻線型電子部品の概略縦断面図、
図２は図１に示す巻線型電子部品の概略斜視図である。

図１および図２に示すように、本発明の一実施形態に係る巻線型電子部品としてのコイルチップ部品２は、コア（芯材）としてのドラムコア４を有する。ドラムコア４は、フェライト材料で構成してある。ドラムコア４は、コイル部１０を構成するワイヤ１０ａが、コア４の軸方向Ｘに沿って巻回してある巻芯部４ａを有する。

巻芯部４ａの軸方向Ｘの両端である第１端部および第２端部には、それぞれ第１鍔部４ｂおよび第２鍔部４ｃが一体に形成してある。第１鍔部４ｂおよび第２鍔部４ｃの外形寸法は、巻芯部４ａの外径寸法よりも大きくなっている。

巻芯部４ａの横断面は、特に限定されず、長方形断面、円形断面、あるいは、その他の断面形状であっても良い。第１鍔部４ｂおよび第２鍔部４ｃの横断面形状は、長方形断面などの角形形状である。第１鍔部４ｂおよび第２鍔部４ｃは、異なるサイズでも良いが、好ましくは同じサイズである。たとえば第１鍔部４ｂおよび第２鍔部４ｃが長方形横断面の場合には、その縦横寸法は、（０．８〜１．７mm）×（０．８〜１．７mm）である。

本実施形態では、第１鍔部４ｂおよび第２鍔部４ｃの軸方向厚みｔ１およびｔ２は、それぞれ０．２２〜０．２６mmである。これらの軸方向厚みｔ１およびｔ２は、多少異なっても良いが、好ましくは略同一である。第１鍔部４ｂおよび第２鍔部４ｃの軸方向厚みｔ１およびｔ２を含むコア４の全長Ｌ０は、好ましくは１．５〜２．４mmである。

第１鍔部４ｂ、第２鍔部４ｃおよび巻芯部４ａを有するドラムコア４の作製方法は、特に限定されないが、通常、フェライト粉末等の磁性体を圧縮成形することによって一体的に得られる。

図１に示すように、巻芯部４ａの周囲には、ワイヤ１０ａが巻回してある。本実施形態では、巻芯部４ａの周囲に、３層の巻回層でワイヤ１０ａが巻回してあり、コイル部１０を形成している。

コイル部１０を構成するワイヤ１０ａの両端に形成してある継線部１０ｂおよび１０ｃは、各鍔部４ｂおよび４ｃの外周位置において、下地電極膜２０と接続される。ワイヤ１０ａは、たとえば銅線をウレタン樹脂などの絶縁皮膜で被覆したワイヤであり、ワイヤ１０ａの線径（外径）は、好ましくは２５〜１３０μｍである。

下地電極膜２０は、たとえばＡｇなどの導電性粒子、ガラスフリットおよびバインダ樹脂などを含む電極ペーストを塗布形成後に、乾燥して焼き付け処理することで得られる。その場合の乾燥温度は、特に限定されないが、１００〜３００°Ｃ、焼き付け温度は、６００〜８００°Ｃ程度である。焼き付け処理後の下地電極層２０の膜厚は、特に限定されないが、通常、２０〜３０μｍ程度である。

下地電極層２０と継線部１０ｂおよび１０ｃが接続された後、コイル部１０が形成してある巻芯部４ａの外周凹部に、樹脂をモールド成形して外装樹脂部５０が形成される。外装樹脂部５０の外径は、鍔部４ｂおよび４ｃの外径と同程度である。

外装樹脂部５０を構成する樹脂としては、特に限定されず、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂などが例示され、好ましくは磁性粉が混入してあるジアリルフタレート系樹脂が用いられる。外装樹脂部に混入される磁性粉としては、たとえばＮｉ−Ｚｎ系フェライトなどが用いられる。外装樹脂部５０は、たとえば射出成形などの手段で形成される。

図１に示すように、外装樹脂部５０が形成された後に、下地電極層２０の外周面および外側端面を覆うように、導電性ペースト膜（導電性電極膜）３０が形成される。導電性ペースト膜３０は、導電性ペーストを塗布した後に乾燥して形成される。この場合の導電性ペーストは、たとえばＡｇなどの導電性粒子、バインダ樹脂、溶媒などを含む。導電性ペースト塗布後の乾燥は、外装樹脂部５０が劣化しない程度の温度条件で行う。

導電性ペースト膜３０の単位面積当たりに占めるバインダ樹脂の割合は、５面積％以上３５面積％以下が好ましい。なお、導電性ペースト膜３０の単位面積当たりに占めるバインダ樹脂の割合を５面積％以上３５面積％以下とする方法としては、導電性ペーストに含まれる導電性粒子およびバインダ樹脂の全体に対して、バインダ樹脂の割合を５体積％以上３５体積％以下とすればよい。導電性ペーストにおけるバインダ樹脂の割合が小さ過ぎると、導電性ペースト膜３０と下地電極層２０との密着が悪くなり、導電性ペースト膜３０にクラックが入る恐れがあり、バインダ樹脂の割合が大き過ぎると、完成後のコイルチップ部品２がハンダ爆ぜ現象を起こす恐れがあるが、導電性ペーストにおけるバインダ樹脂の割合を上記範囲内とすることによって、これらの不具合を防止できる。

好ましくは、上述の単位面積が１００μｍ×１００μｍである。また、好ましくは、導電性ペースト膜の単位面積内において、樹脂が均一に分散している。

好ましくは、導電性粒子の粒子径が０．５〜１０μｍであり、導電性ペースト膜３０における導電性粒子間の距離が２０μｍ以下である。より好ましくは、導電性粒子の粒子径が１〜６μｍであり、導電性ペースト膜３０における導電性粒子の距離が１２μｍ以下である。

すなわち、導電性ペースト膜３０中において、導電性粒子が互いに接する程度の密度で導電性粒子を分布させ、導電性粒子間に大きな間隙（導電性粒子より大きい隙間）が生じないようにすることによって、電性ペースト膜３０中に、バインダ樹脂を均一に分散させることができ、バインダ樹脂が導電性粒子以上の大きさに凝集することを抑制することができる。その結果、導電性ペースト膜３０と、該導電性ペースト膜３０上に形成される外側電極膜４０との密着性を向上させることができ、ハンダ爆ぜ現象を有効に防止することができる。

導電性ペースト膜３０の厚さは、特に限定されないが、好ましくは、２０〜５０μｍ程度、さらに好ましくは、２０〜３０μｍである。

導電性ペースト膜３０を形成した後、図１に示すように、導電性ペースト膜３０の外側には、メッキ膜で構成してある外側電極膜４０が形成される。外側電極膜４０は、単層でも良いが、本実施形態では、３層のメッキ膜で構成される。外側電極膜４０は、たとえばＣｕメッキ膜と、Ｃｕメッキ膜を覆うように形成されるＮｉメッキ膜と、Ｎｉメッキ膜を覆うように形成されるＳｎメッキ膜の３層から構成される。

好ましくは、Ｃｕメッキ膜およびＮｉメッキ膜それぞれの厚みが、それぞれ４〜８μｍである。また、好ましくは、Ｓｎメッキ膜の厚みが、３〜９μｍである。

各メッキ膜を、上記のように、従来よりも厚くすることによって、各メッキ膜の強度を向上させることができる。その結果、各メッキ膜（外側電極膜４０）の欠落、破損を防止することができ、ハンダ爆ぜ現象を防止することができる。導電性ペースト膜３０および外側電極膜４０が外部電極６０を構成している。

本実施形態においては、鍔部の軸方向厚みが０．２２〜０．２６mmであるために、ドラムコア４の全長Ｌ０を変えない場合に、相対的に巻芯部４ａの軸方向長さを長くすることが可能になる。そのため、巻芯部４ａにおける巻層数を多くする必要がなく、部品２の小型化を図れる。

また、本実施形態では、鍔部４ｂ，４ｃの軸方向厚みｔ１，ｔ２を薄くすることができるので、図２に示すように、鍔部４ｂ，４ｃの外周部に形成される外部電極６０の軸方向Ｘの幅も薄くすることができる。そのため、コイルの磁束Ｍにより外部電極６０に発生するおそれがある渦電流Ｉも低減することができ、渦電流損失を低減することができる。渦電流損失を低減することができれば、インダクタンスの低下を防ぐことができる。なお、外部電極６０は、部品２の外観上、図１に示す継線部１０ｂおよび１０ｃを露出させないようにするために形成する必要がある。

また、本実施形態では、鍔部４ｂ，４ｃの軸方向厚みｔ１，ｔ２が０．２２〜０．２６mmであるために、ドラムコア４の全長Ｌ０を変えない場合に、相対的に巻芯部４ａの軸方向長さを長くすることが可能になる。そのため、インダクタンスを変えないように同じ巻数であれば、巻芯部４ａに巻回されるワイヤの外径を、２５〜１３０μｍの範囲で太くすることが可能になり、その結果、直流抵抗値（Ｒｄｃ）を低減することが可能になる。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変することができる。たとえば、本発明に係るコイルチップ部品の具体的な断面構造は、図１に示す実施形態に限定されず、種々の態様があり得る。

以下、本発明を、さらに詳細な実施例に基づき説明するが、本発明は、これら実施例に限定されない。
実施例１

実施例１として、図１および図２に示すコイルチップ部品２を作製した。なお、コイルチップ部品２の作製においては、ドラムコア４としては、鍔部４ｂ，４ｃの軸方向厚みｔ１，ｔ２が、それぞれ０．２４mmであり、全長Ｌ０が１．９mmで、鍔部４ｂ，４ｃにおける横断面の縦横寸法が１．２mm×１．２mm、巻芯部４ａにおける横断面の縦横寸法が０．５mm×０．５mmのコア４を用いた。また、ワイヤ１０ａとしては、銅線をウレタン樹脂で被覆した外径が０．０８mmのワイヤを用いた。

インダクタンスが１０μＨとなるように、コア４の巻芯部４ａにワイヤを巻き付け、図１および図２に示すコイルチップ部品２を作製した。そのコイルチップ部品２の直流抵抗（Ｒｄｃ）を測定したところ０．３６８Ωであった。
比較例１

ドラムコア４として、鍔部４ｂ，４ｃの軸方向厚みｔ１，ｔ２が、それぞれ０．３２５mmであるコア４を用いると共に、外径が０．０７５mmのワイヤを用いた以外は、実施例１と同様にしてコイルチップ部品を作製した。そのコイルチップ部品の直流抵抗（Ｒｄｃ）を測定したところ０．４２４Ωであった。
評価１

比較例１と実施例１とを比較することで、実施例１の直流抵抗（Ｒｄｃ）を、比較例１に比較して、約１３％程度低減できることが確認できた。
実施例２

インダクタンスが２２μＨとなるように、コア４の巻芯部４ａにワイヤを巻き付けた以外は、実施例１と同様にしてコイルチップ部品を作製した。そのコイルチップ部品の直流抵抗（Ｒｄｃ）を測定したところ０．８７４Ωであった。
比較例２

インダクタンスが２２μＨとなるように、コア４の巻芯部４ａにワイヤを巻き付けた以外は、比較例１と同様にしてコイルチップ部品を作製した。そのコイルチップ部品の直流抵抗（Ｒｄｃ）を測定したところ１．２３９Ωであった。
評価２

比較例２と実施例２とを比較することで、実施例２の直流抵抗（Ｒｄｃ）を、比較例２に比較して、約３０％程度低減できることが確認できた。

図１は本発明の一実施形態に係る巻線型電子部品の概略縦断面図である。 図２は図１に示す巻線型電子部品の概略斜視図である。

符号の説明

２… コイルチップ部品（巻線型電子部品）
４… ドラムコア
４ａ… 巻芯部
４ｂ… 第１鍔部
４ｃ… 第２鍔部
５… 素子本体
１０… コイル部
１０ａ… ワイヤ
１０ｂ，１０ｃ… 継線部
２０… 下地電極膜
３０… 導電性ペースト膜
４０… 外側電極膜
５０… 外装樹脂部
６０… 外部電極

Claims (3)

1. 絶縁被覆されたワイヤと、
   コイルを形成するように前記ワイヤが巻回される巻芯部と、
   前記巻芯部の軸方向両側に形成され、前記巻芯部よりも外径が大きな一対の鍔部と、を有するドラムコアを具備する巻線型電子部品であって、
   それぞれの前記鍔部の軸方向厚みが０．２２〜０．２６mmである巻線型電子部品。
2. 前記ドラムコアの軸方向の全長が１．５〜２．４mmである請求項１に記載の巻線型電子部品。
3. 絶縁被覆された前記ワイヤの外径が２５〜１３０μｍである請求項１に記載の巻線型電子部品。

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