JP2014067991A - 面実装インダクタ - Google Patents

Abstract

【課題】高周波において金属磁性材料のＱを改善できると共に、効率が悪化しない面実装インダクタを提供する。
【解決手段】巻線を巻回して形成したコイル１１と、コイルを内蔵し、磁性体粉末と結合材の混合物を圧粉して形成されたコア１２を備える。磁性体粉末は、互いに粒径の異なる複数種類の磁性体粉末を含有し、複数種類の磁性体粉末がΣａｎ・Φｎ≦１０μｍ（ａｎが配合比率、Φｎが平均粒径、ｎが２以上）となる様に配合される。
【選択図】図１

Description

本発明は、巻線を巻回して形成したコイルと、磁性体粉末と結合材の混合物を圧粉し、内部にコイルを内蔵するコアを備えた面実装インダクタに関するものである。

従来の面実装インダクタに、図４に示す様に、巻線を巻回してコイル４１を形成し、このコイル４１を内部に備える様に、金属磁性体粉末に結合材を添加したものを２〜５ｔ／ｃｍ^２程度で加圧することにより圧粉成形してコア４２を形成したものがある。このコア４２の表面には外部端子４３が形成され、外部端子４３間にコイル４１が接続される。
この種の面実装インダクタは、金属磁性材料を用いているため、コイルを高透磁率材中に配置して直流重畳特性を改善することできる。そのため、この様な面実装インダクタは、大電流が流れる電源回路やＤＣ／ＤＣコンバータ回路用のインダクタやトランス等に用いられている。

特開2004-153068号公報

近年、この種の面実装インダクタが用いられる電源回路やＤＣ／ＤＣコンバータ回路では動作信号が現在の１〜４ＭＨｚから６〜１０ＭＨｚへと高周波化される傾向にある。
この様な状況の中、従来の面実装インダクタは、金属磁性材料のＱがピークとなる周波数が０．５ＭＨｚ程度であり、１ＭＨｚを超えるとインダクタの効率が悪くなるという問題があった。

本発明は、高周波においてＱを改善できると共に、高周波においてもインダクタの効率が悪化しない面実装インダクタを提供することを目的とする。

本発明は、巻線を巻回して形成したコイルと、該コイルを内蔵し、磁性体粉末と結合材の混合物を圧粉して形成されたコアを備えた面実装インダクタにおいて、磁性体粉末は互いに粒径の異なる複数種類の磁性体粉末を含有し、複数種類の磁性体粉末がΣａｎ・Φｎ≦１０μｍ（ａｎが配合比率、Φｎが平均粒径、ｎが２以上）となる様に配合される。
また、本発明は、巻線を巻回して形成したコイルと、該コイルを内蔵し、磁性体粉末と結合材の混合物を圧粉して形成されたコアを備えた面実装インダクタにおいて、磁性体粉末は互いに粒径の異なる２種類の磁性体粉末を含有し、２種類の磁性体粉末がａ×Φ１＋（１−ａ）×Φ２≦１０μｍ（Φ１は第１の磁性体粉末の粒径、Φ２は第２の磁性体粉末の粒径、ａは配合比率）となる様に配合される。

本発明の面実装インダクタは、コイルを内蔵するコアを構成する磁性体粉末が互いに粒径の異なる複数種類の磁性体粉末を含有し、複数種類の磁性体粉末がΣａｎ・Φｎ≦１０μｍ（ａｎが配合比率、Φｎが平均粒径、ｎが２以上）となる様に配合されるので、高周波においてＱを改善できると共に、高周波においてもインダクタの効率が悪化するのを防止できる。
また、本発明の面実装インダクタは、コイルを内蔵するコアを構成する磁性体粉末が互いに粒径の異なる２種類の磁性体粉末を含有し、２種類の磁性体粉末がａ×Φ１＋（１−ａ）×Φ２≦１０μｍ（Φ１は第１の磁性体粉末の粒径、Φ２は第２の磁性体粉末の粒径、ａは配合比率）となる様に配合されるので、高周波においてＱを改善できると共に、高周波においてもインダクタの効率が悪化するのを防止できる。

本発明の面実装インダクタの実施例を示す斜視図である。 本発明の面実装インダクタの第１の実施例の特性を示す表である。 本発明の面実装インダクタの第２の実施例の特性を示す表である。 従来の面実装インダクタを示す斜視図である。

本発明の面実装インダクタは、巻線を巻回して形成したコイルと、磁性体粉末と結合材の混合物を圧粉し、内部にコイルを内蔵するコアを備える。磁性体粉末は、互いに粒径の異なる２種類の金属磁性体粉末を含有する。この２種類の金属磁性体粉末は、ａ×Φ１＋（１−ａ）×Φ２≦１０μｍ（Φ１は第１の磁性体粉末の粒径、Φ２は第２の磁性体粉末の粒径、ａは配合比率）となる様に配合される。
従って、本発明の面実装インダクタは、透磁率を低下させることなく、金属磁性材料のＱがピークとなる周波数を高周波側にシフトさせることができ、交流抵抗も小さくできた。

以下、本発明の面実装インダクタの実施例を図１乃至図３を参照して説明する。
図１は本発明の面実装インダクタの実施例を示す斜視図である。
図１において、１１はコイル、１２はコアである。
コイル１１は、絶縁被覆が施された平角線を用いて、その両端部１１Ａ、１１Ｂがそれぞれ外周に位置する様に、２段の外外巻きに巻回されて形成される。
コア１２は、互いに粒径の異なる２種類の金属磁性体粉末を含有する複合材料に結合材として樹脂を添加したものをコイル１１が内蔵した状態で加圧して圧粉することにより形成される。２種類の金属磁性体粉末は、ａ×Φ１＋（１−ａ）×Φ２≦１０μｍ（Φ１は第１の磁性体粉末の粒径、Φ２は第２の磁性体粉末の粒径、ａは配合比率）となる様に配合される。コア１２に内蔵されたコイル１１の両端部１１Ａ、１１Ｂはその表面がコア１２の同じ側面に露出する。コア１２の側面に露出したコイル１１の両端部１１Ａ、１１Ｂの表面は、絶縁皮膜が剥離され、導体が露出する。
そして、コア１２の端面と４つの側面に外部端子１３Ａ、１３Ｂが形成され、外部端子１３Ａとコイル１１の端部１１Ａが、外部端子１３Ｂとコイル１１の端部１１Ｂがそれぞれ接続されて、外部端子１３Ａと外部端子１３Ｂ間にコイル１１が接続される。

この様な面実装インダクタは次の様にして製造される。まず、成型金型内にコイル１１を配置する。
次に、このコイル１１が配置された成型金型内に、主として互いに粒径の異なる２種類の珪素クロム合金粉末を含有し、２種類の珪素クロム合金粉末がａ×Φ１＋（１−ａ）×Φ２≦１０μｍ（Φ１は第１の珪素クロム合金粉末の粒径、Φ２は第２の珪素クロム合金粉末の粒径、ａは配合比率）となる様に配合された複合材料に結合材として樹脂を添加したものを充填する。
続いて、この成型金型内に充填された複合材料と結合材を金型によって加圧して圧粉することにより、コイル１１を内蔵したコア１１が形成される。
さらに、この成型金型内のコイル１１を内蔵したコア１２を取り出し、このコア１２の端面と４つの側面に導電ペーストを塗布して外部端子１３Ａ、１３Ｂが形成される。

この様に形成された本発明の面実装インダクタは、コアを構成する磁性体粉末に粒径が２３μｍで透磁率が２７．２の珪素クロム合金粉末と粒径が５μｍで透磁率が１９．５の珪素クロム合金粉末を用い、その比率を変化させたところ、透磁率、平均粒径、Ｑがピークとなる周波数が図２に示す様に変化した。
この様な本発明の面実装インダクタは、ａ×Φ１＋（１−ａ）×Φ２≦１０μｍ（Φ１は第１の珪素クロム合金粉末の粒径、Φ２は第２の珪素クロム合金粉末の粒径、ａは配合比率）となる様に配合したところ、従来のものの平均粒径が１５μｍ、Ｑがピークとなる周波数が０．７ＭＨｚであったのに対し、Ｑがピークとなる周波数を１ＭＨｚ以上にすることができた。
従って、本発明の面実装インダクタは、ａ×Φ１＋（１−ａ）×Φ２≦１０μｍ（Φ１は第１の珪素クロム合金粉末の粒径、Φ２は第２の珪素クロム合金粉末の粒径、ａは配合比率）となる様に配合することにより、透磁率を低下させることなく、Ｑがピークとなる周波数を大きくすることができた。

また、本発明の面実装インダクタは次の様にしても製造できる。まず、成型金型内にコイル１１を配置する。
次に、このコイル１１が配置された成型金型内に、主として互いに粒径の異なる２種類のアモルファス合金粉末を含有し、２種類のアモルファス合金粉末がａ×Φ１＋（１−ａ）×Φ２≦１０μｍ（Φ１は第１のアモルファス合金粉末の粒径、Φ２はアモルファス合金粉末の粒径、ａは配合比率）となる様に配合された複合材料に結合材として樹脂を添加したものを充填する。
続いて、この成型金型内に充填された複合材料と結合材を金型によって加圧して圧粉することにより、コイル１１を内蔵したコア１１が形成される。
さらに、この成型金型内のコイル１１を内蔵したコア１２を取り出し、このコア１２の端面と４つの側面に導電ペーストを塗布して外部端子１３Ａ、１３Ｂが形成される。

この様に形成された本発明の面実装インダクタは、コアを構成する磁性体粉末に粒径が１０μｍで透磁率が１５．６のアモルファス合金粉末と粒径が５μｍで透磁率が１０．１のアモルファス合金粉末を用い、その比率を変化させたところ、透磁率、平均粒径、Ｑがピークとなる周波数が図３に示す様に変化した。
この様な本発明の面実装インダクタは、ａ×Φ１＋（１−ａ）×Φ２≦１０μｍ（Φ１は第１のアモルファス合金粉末の粒径、Φ２は第２のアモルファス合金粉末の粒径、ａは配合比率）となる様に配合したところ、Ｑがピークとなる周波数を１ＭＨｚ以上にすることができた。
従って、本発明の面実装インダクタは、ａ×Φ１＋（１−ａ）×Φ２≦１０μｍ（Φ１は第１のアモルファス合金粉末の粒径、Φ２は第２のアモルファス合金粉末の粒径、ａは配合比率）となる様に配合することにより、透磁率を低下させることなく、Ｑがピークとなる周波数を大きくすることができた。

以上、本発明の面実装インダクタの製造方法の実施例を述べたが、本発明はこの実施例に限られるものではない。例えば、実施例において金属磁性体粉末が２種類の場合を説明したが、３種類以上も適用することができる。その場合、複数種類の磁性体粉末がΣａｎ・Φｎ≦１０μｍ（ａｎが配合比率、Φｎが平均粒径、ｎが２以上）となる様に配合される。
また、複数種類の磁性体粉末として透磁率が異なるものを用いてもよい。

１１ コイル
１２ コア

Claims (4)

1. 巻線を巻回して形成したコイルと、該コイルを内蔵し、磁性体粉末と結合材の混合物を圧粉して形成されたコアを備えた面実装インダクタにおいて、
   該磁性体粉末は互いに粒径の異なる複数種類の磁性体粉末を含有し、該複数種類の磁性体粉末がΣａｎ・Φｎ≦１０μｍ（ａｎが配合比率、Φｎが平均粒径、ｎが２以上）となる様に配合されたことを特徴とする面実装インダクタ。
2. 巻線を巻回して形成したコイルと、該コイルを内蔵し、磁性体粉末と結合材の混合物を圧粉して形成されたコアを備えた面実装インダクタにおいて、
   該磁性体粉末は互いに粒径の異なる２種類の磁性体粉末を含有し、該２種類の磁性体粉末がａ×Φ１＋（１−ａ）×Φ２≦１０μｍ（Φ１は第１の磁性体粉末の粒径、Φ２は第２の磁性体粉末の粒径、ａは配合比率）となる様に配合されたことを特徴とする面実装インダクタ。
3. 前記磁性体粉末が珪素とクロムを含有する金属磁性合金である請求項２に記載の面実装インダクタ。
4. 前記磁性体粉末がアモルファス合金である請求項２に記載の面実装インダクタ。

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