JP2016146431A

JP2016146431A - Coil device

Info

Publication number: JP2016146431A
Application number: JP2015023234A
Authority: JP
Inventors: 大久保　等; Hitoshi Okubo; 等大久保; 洋司戸沢; Yoji Tozawa; 佐藤　真一; Shinichi Sato; 真一佐藤; 誠一中川; Seiichi Nakagawa; 佐藤　茂樹; Shigeki Sato; 佐藤　　茂樹
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2015-02-09
Filing date: 2015-02-09
Publication date: 2016-08-12
Anticipated expiration: 2035-02-09
Also published as: JP6464785B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a coil device which has a low rate of change of direct current and has high reliability even after heat load has been repeatedly applied thereto.SOLUTION: A coil device 2 has: an insulating substrate 11; internal conductor paths 12 and 13 which are formed in a spiral shape on at least one main surface of the insulating substrate 11; a core element body 10 which is formed of a magnetic power-containing resin and covers one main surface and the other main surface of the insulating substrate 11; and at least a pair of terminal electrodes 4 which are formed on the outer surface of the core element body and are each connected to a pair of contacts 13b for leads formed on both ends of the internal conductor paths. Each of the terminal electrodes has an inner layer 4a in contact with the core element body, and an outer layer 4b formed on the surface of the inner layer. The inner layer is formed of a conductor powder-containing resin, and a thermal expansion coefficient difference between the magnetic powder-containing resin and the conductor powder-containing resin is 14 ppm or less.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、コイル装置に関し、特に、電子機器中の電源平滑回路向けチョークコイルなどのように、電源用インダクタンスなどとして好ましく用いられるコイル装置に関する。 The present invention relates to a coil device, and more particularly to a coil device that is preferably used as a power supply inductance, such as a choke coil for a power supply smoothing circuit in an electronic device.

電源用インダクタンスなどとして好ましく用いられるコイル装置としては、たとえば特許文献１に示すコイル装置が提案されている。このコイル装置によれば、直流重畳特性が良く、磁気ギャップを形成する必要がない高性能なコイル装置を提供することができる。 As a coil device that is preferably used as an inductance for a power supply, for example, a coil device shown in Patent Document 1 has been proposed. According to this coil device, it is possible to provide a high-performance coil device that has good direct current superposition characteristics and does not require the formation of a magnetic gap.

最近では、このようなコイル装置が、携帯電話やモバイル機器などの携帯型電子機器に用いられ、携帯型電子機器の小型化および薄型化がさらに進み、コイル装置の小型化および薄型化もさらに求められている。また、コイル装置の小型化および薄型化と共に、携帯型電子機器の使用環境に応じた信頼性の向上なども求められている。 Recently, such coil devices have been used in portable electronic devices such as mobile phones and mobile devices, and further downsizing and thinning of portable electronic devices, and further downsizing and thinning of coil devices are also required. It has been. In addition to the reduction in size and thickness of the coil device, there is a demand for improved reliability in accordance with the usage environment of the portable electronic device.

たとえば携帯型電子機器の多機能化や充電量向上のために、定格電流は大きいものが要求され、定格電流の増大に伴う発熱量の増大、また実装密度増加に伴う高温動作が予想される。このため、コイル部品として、熱負荷が繰り返し加わった後でも、従来に比べて直流電流の変化率が少なく、高い信頼性を持つコイル装置が求められている。また携帯型電子機器に用いられるために、コイル装置としては、落下衝撃などに対する信頼性の向上も望まれている。 For example, in order to increase the number of functions and charge amount of portable electronic devices, a large rated current is required, and an increase in heat generation accompanying an increase in rated current and a high temperature operation accompanying an increase in mounting density are expected. For this reason, even after a thermal load is repeatedly applied as a coil component, there is a demand for a coil device that has a lower rate of change in direct current than the prior art and has high reliability. Moreover, since it is used for a portable electronic device, the coil device is also desired to have improved reliability against a drop impact or the like.

特開２０１２−８９７６５号公報JP 2012-89765 A

本発明は、このような実状に鑑みてなされ、その目的は、熱負荷が繰り返し加わった後でも直流電流の変化率が少なく、高い信頼性を持つコイル装置を提供することである。 The present invention has been made in view of such a situation, and an object of the present invention is to provide a highly reliable coil device that has a low rate of change in DC current even after a thermal load is repeatedly applied.

上記目的を達成するために、本発明に係るコイル装置は、
絶縁基板と、
前記絶縁基板の少なくとも一方の主面にスパイラル状に形成された内部導体通路と、
磁性粉含有樹脂からなり、前記絶縁基板の一方の主面と他方の主面とを覆うコア素体と、
前記コア素体の外面に形成され、前記内部導体通路の両端部に形成してある一対のリード用コンタクトにそれぞれ接続される少なくとも一対の端子電極と、を有するコイル装置であって、
それぞれの前記端子電極が、前記コア素体に接触する内層と、前記内層の表面に形成される外層とを有し、
前記内層が導体粉含有樹脂で構成してあり、
前記磁性粉含有樹脂と前記導体粉含有樹脂との熱膨張係数差が１４ｐｐｍ以下であることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a coil device according to the present invention comprises:
An insulating substrate;
An inner conductor passage formed in a spiral shape on at least one main surface of the insulating substrate;
A core element body made of a magnetic powder-containing resin and covering one main surface and the other main surface of the insulating substrate;
A coil device having at least a pair of terminal electrodes formed on the outer surface of the core body and connected to a pair of lead contacts formed on both ends of the internal conductor passage,
Each of the terminal electrodes has an inner layer in contact with the core body, and an outer layer formed on the surface of the inner layer,
The inner layer is composed of a conductor powder-containing resin,
The difference in thermal expansion coefficient between the magnetic powder-containing resin and the conductor powder-containing resin is 14 ppm or less.

本発明者等は、熱負荷が繰り返し加わった後でも直流電流の変化率が少なく、高い信頼性を持つコイル装置について鋭意検討した結果、磁性粉含有樹脂と導体粉含有樹脂との熱膨張係数差を１４ｐｐｍ以下にすることで、本発明の目的を達成することができることを見出し、本発明を完成させるに至った。 As a result of intensive studies on a highly reliable coil device that has a low direct current change rate even after repeated thermal loads, the present inventors have found that there is a difference in thermal expansion coefficient between the resin containing the magnetic powder and the resin containing the conductor powder. It was found that the object of the present invention can be achieved by setting the content to 14 ppm or less, and the present invention has been completed.

好ましくは、前記リード用コンタクトが前記コア素体の端面から前記内層の内部に突き出している。このような構成にすることで、直流抵抗（ＲＤＣ）のバラツキを低減することができると共に、端子電極の角部における端子電極の厚みが薄くならず、端子電極とコア素体との固着強度が向上する。 Preferably, the lead contact protrudes from the end face of the core body into the inner layer. With such a configuration, variation in direct current resistance (RDC) can be reduced, the thickness of the terminal electrode at the corner of the terminal electrode is not reduced, and the fixing strength between the terminal electrode and the core element is increased. improves.

好ましくは、前記内層を構成する導体粉含有樹脂に含まれる導体粉が、球状粉と扁平状粉とを有し、前記導体粉含有樹脂に含まれる前記球状粉の含有量をαとし、前記導体粉含有樹脂に含まれる前記扁平状粉の含有量をβとした場合に、α/βが２〜３の範囲内である。このような構成にすることで、端子電極とコア素体との固着強度が向上すると共に、端子電極の抵抗を低減することが可能になる。 Preferably, the conductor powder contained in the conductor powder-containing resin constituting the inner layer has a spherical powder and a flat powder, the content of the spherical powder contained in the conductor powder-containing resin is α, and the conductor When the content of the flat powder contained in the powder-containing resin is β, α / β is in the range of 2 to 3. With such a configuration, the fixing strength between the terminal electrode and the core body is improved, and the resistance of the terminal electrode can be reduced.

本発明の一実施形態に係るコイル装置の斜視図である。It is a perspective view of a coil device concerning one embodiment of the present invention. 図２は図１に示すコイル装置の分解斜視図である。FIG. 2 is an exploded perspective view of the coil device shown in FIG. 図３は図１に示すIII−III線に沿う断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III shown in FIG. 図４は図１に示すIV−IV線に沿う断面図である。4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV shown in FIG. 図５は図４に示す端子電極付近の要部拡大断面図である。FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of a main part in the vicinity of the terminal electrode shown in FIG. 図６は本発明の一実施例に係るコイル装置の作用効果を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing the effects of the coil device according to one embodiment of the present invention. 図７Ａは本発明の一実施例に係るコイル装置の別の作用効果を示すグラフである。FIG. 7A is a graph showing another effect of the coil device according to the embodiment of the present invention. 図７Ｂは本発明の一実施例に係るコイル装置のさらに別の作用効果を示すグラフである。FIG. 7B is a graph showing still another function and effect of the coil device according to the embodiment of the present invention. 図８Ａは本発明の一実施例に係るコイル装置のさらに別の作用効果を示すグラフである。FIG. 8A is a graph showing still another function and effect of the coil device according to the embodiment of the present invention. 図８Ｂは本発明の一実施例に係るコイル装置のさらに別の作用効果を示すグラフである。FIG. 8B is a graph showing still another function and effect of the coil device according to the embodiment of the present invention.

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に示すコイル装置２は、矩形平板形状のコア素体１０と、コア素体１０のＸ軸方向の両端にそれぞれ装着してある一対の端子電極４，４とを有する。端子電極４，４は、コア素体１０のＸ軸方向端面を覆うと共に、Ｘ軸方向端面の近くで、コア素体１０のＺ軸方向の上面１０ａと下面１０ｂとを一部覆っている。 Hereinafter, the present invention will be described based on embodiments shown in the drawings.
A coil device 2 shown in FIG. 1 includes a rectangular plate-shaped core element body 10 and a pair of terminal electrodes 4 and 4 attached to both ends of the core element body 10 in the X-axis direction. The terminal electrodes 4, 4 cover the X-axis direction end face of the core element body 10, and partially cover the upper surface 10 a and the lower surface 10 b of the core element body 10 in the Z-axis direction near the end face in the X-axis direction.

図２に示すように、コア素体１０は、上部コア１５と下部コア１６とからなり、そのＺ軸方向の中央部に、絶縁基板１１を有する。絶縁基板１１は、後述するスパイラル状の内部導体通路１２，１３を形成するための下地面となる。 As shown in FIG. 2, the core body 10 includes an upper core 15 and a lower core 16, and has an insulating substrate 11 at the center in the Z-axis direction. The insulating substrate 11 serves as a lower ground for forming spiral inner conductor passages 12 and 13 to be described later.

上部コア１５は、矩形平板状のコア本体の中央部に、Ｚ軸方向の下方に向けて突出する円柱状の中脚部１５ａを有する。また、上部コア１５は、矩形平板状のコア本体のＹ軸方向の両端部に、Ｘ軸方向の下方に向けて突出する板状の側脚部１５ｂを有する。 The upper core 15 has a columnar middle leg portion 15a that protrudes downward in the Z-axis direction at the center of a rectangular flat core body. The upper core 15 has plate-like side legs 15b that protrude downward in the X-axis direction at both ends in the Y-axis direction of the rectangular flat core body.

下部コア１６は、上部コア１５のコア本体と同様な矩形平板状の形状を有し、上部コア１５の中脚部１５ａと側脚部１５ｂとが、それぞれ下部コア１６の中央部およびＹ軸方向の端部に連結されて一体化される。なお、図２では、コア素体１０が、上部コア１５と下部コア１６とに分離されて描かれているが、これらは、金属磁性粉含有樹脂により一体化されて形成されても良い。また、上部コア１５に形成してある中脚部１５ａおよび／または側脚部１５ｂは、下部コア１６に形成されていても良い。いずれにしても、コア素体１０は、完全な閉磁路を構成してあり、閉磁路内にギャップは存在しない。 The lower core 16 has a rectangular flat plate shape similar to the core body of the upper core 15, and the middle leg portion 15 a and the side leg portion 15 b of the upper core 15 are respectively in the center portion and the Y-axis direction of the lower core 16. It is connected and integrated with the end of the. In FIG. 2, the core body 10 is depicted as being separated into an upper core 15 and a lower core 16, but these may be integrally formed with a metal magnetic powder-containing resin. Further, the middle leg portion 15 a and / or the side leg portion 15 b formed on the upper core 15 may be formed on the lower core 16. In any case, the core body 10 forms a complete closed magnetic circuit, and no gap exists in the closed magnetic circuit.

本実施形態では、コア素体１０は、金属磁性粉含有樹脂で構成してある。金属磁性粉含有樹脂とは、樹脂に金属磁性粉が混入されてなる磁性材料である。金属磁性粉としては、特に限定されず、パーマロイ、鉄、センダスト、Fe-Si-Cr系合金、Fe-Si-Cr系アモルファス合金などが例示されるが、Fe-Si-Cr系アモルファス合金を用いることが好ましい。具体的には、第１の金属磁性粉として平均粒径が好ましくは１０〜５０μｍ、さらに好ましくは１０〜３０μｍであるFe-Si-Cr系アモルファス合金を用い、第２の金属磁性粉として平均粒径が好ましくは１〜１０μｍ、さらに好ましくは１〜６μｍであるカルボニル鉄を用い、これらを所定の比率、例えば７０：３０〜８０：２０、好ましくは７５：２５の重量比で含む金属磁性粉を用いることが好ましい。 In the present embodiment, the core body 10 is made of a metal magnetic powder-containing resin. The metal magnetic powder-containing resin is a magnetic material in which metal magnetic powder is mixed into the resin. The metal magnetic powder is not particularly limited, and examples thereof include permalloy, iron, sendust, Fe-Si-Cr alloy, Fe-Si-Cr amorphous alloy, etc., but Fe-Si-Cr amorphous alloy is used. It is preferable. Specifically, an Fe—Si—Cr amorphous alloy having an average particle size of preferably 10 to 50 μm, more preferably 10 to 30 μm is used as the first metal magnetic powder, and the average particle is used as the second metal magnetic powder. Metallic magnetic powder containing carbonyl iron having a diameter of preferably 1 to 10 μm, more preferably 1 to 6 μm, and containing these in a predetermined ratio, for example, 70:30 to 80:20, preferably 75:25. It is preferable to use it.

金属磁性粉の含有率は９０〜９９重量％であることが好ましい。樹脂に対して金属磁性粉の量を少なくすれば飽和磁束密度は小さくなり、逆に金属磁性粉の量を多めにすれば飽和磁束密度は大きくなるので、金属磁性粉の量だけで飽和磁束密度を調整することができる。 The content of the metal magnetic powder is preferably 90 to 99% by weight. If the amount of metal magnetic powder is reduced relative to the resin, the saturation magnetic flux density decreases. Conversely, if the amount of metal magnetic powder is increased, the saturation magnetic flux density increases. Can be adjusted.

本実施形態では、粒径が異なる２種類、又は３〜４種類の金属磁性粉を用いることが好ましく、その場合には、低加圧又は非加圧成形下において高密度な磁性コアを成形することができ、高透磁率且つ低損失な磁性コアを実現することができる。 In this embodiment, it is preferable to use two or three to four types of metal magnetic powders having different particle diameters. In that case, a high-density magnetic core is molded under low pressure or non-pressure molding. Therefore, a magnetic core with high permeability and low loss can be realized.

金属磁性粉含有樹脂に含まれる樹脂は絶縁結着材として機能する。樹脂の材料としては液状エポキシ樹脂又は粉体エポキシ樹脂を用いることが好ましい。また、樹脂の含有率は１〜１０重量％であることが好ましい。 The resin contained in the metal magnetic powder-containing resin functions as an insulating binder. As the resin material, liquid epoxy resin or powder epoxy resin is preferably used. The resin content is preferably 1 to 10% by weight.

上部コア１５および下部コア１６の厚さは同一であることが好ましく、合計厚さＴ（図３参照）は０．３〜１．２ｍｍ程度に薄くすることができる。ただし、上部コア１５および下部コア１６の合計厚さＴが薄すぎると、部品の機械的強度のみならずコイルのインダクタンスが低下するおそれがある。 The upper core 15 and the lower core 16 preferably have the same thickness, and the total thickness T (see FIG. 3) can be reduced to about 0.3 to 1.2 mm. However, if the total thickness T of the upper core 15 and the lower core 16 is too thin, not only the mechanical strength of the parts but also the coil inductance may be reduced.

図において、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸は、相互に垂直であり、本実施形態では、Ｘ軸が、一対の端子電極４，４が相互に向かい合う方向であり、Ｙ軸が、端子電極４，４の長手方向であり、Ｚ軸が、コア素体１０の上面１０ａおよび下面１０ｂに垂直な方向である。 In the figure, the X axis, the Y axis, and the Z axis are perpendicular to each other. In this embodiment, the X axis is a direction in which the pair of terminal electrodes 4 and 4 face each other, and the Y axis is the terminal electrode 4. , 4 and the Z axis is a direction perpendicular to the upper surface 10 a and the lower surface 10 b of the core body 10.

図２に示すように、絶縁基板１１のＺ軸方向の上面（一方の主面）には、円形スパイラル状の内部導体通路１２から成る内部電極パターンが形成してある。 As shown in FIG. 2, an internal electrode pattern including a circular spiral internal conductor passage 12 is formed on the upper surface (one main surface) in the Z-axis direction of the insulating substrate 11.

スパイラル状の内部導体通路１２の内周端には、接続端１２ａが形成してある。また、スパイラル状の内部導体通路１２の外周端には、コア素体１０の一方のＸ軸方向端部に沿って露出するようにリード用コンタクト１２ｂが形成してある。 A connection end 12 a is formed at the inner peripheral end of the spiral inner conductor passage 12. A lead contact 12 b is formed at the outer peripheral end of the spiral inner conductor passage 12 so as to be exposed along one end of the core body 10 in the X-axis direction.

絶縁基板１１のＺ軸方向の下面（他方の主面）には、スパイラル状の内部導体通路１３から成る内部電極パターンが形成してある。 On the lower surface (the other main surface) in the Z-axis direction of the insulating substrate 11, an internal electrode pattern including a spiral internal conductor passage 13 is formed.

スパイラル状の内部導体通路１３の内周端には、接続端１３ａが形成してある。また、スパイラル状の内部導体通路１３の外周端には、コア素体１０の一方のＸ軸方向端部に沿って露出するようにリード用コンタクト１３ｂが形成してある。 A connection end 13 a is formed at the inner peripheral end of the spiral inner conductor passage 13. A lead contact 13 b is formed at the outer peripheral end of the spiral inner conductor passage 13 so as to be exposed along one end of the core element body 10 in the X-axis direction.

接続端１２ａと接続端１３ａとは、絶縁基板１１を挟んで、同じ位置に形成してあり、図３に示すように、絶縁基板１１に形成してあるスルーホール１１ｉに埋め込まれているスルーホール電極１８を通して電気的に接続してある。すなわち、スパイラル状の内部導体通路１２と、同じくスパイラル状の内部導体通路１３とは、スルーホール電極１８を通して電気的に接続してある。 The connection end 12a and the connection end 13a are formed at the same position with the insulating substrate 11 in between, and as shown in FIG. 3, the through hole embedded in the through hole 11i formed in the insulating substrate 11 It is electrically connected through the electrode 18. That is, the spiral inner conductor passage 12 and the spiral inner conductor passage 13 are electrically connected through the through-hole electrode 18.

スパイラル状の内部導体通路１２，１３は、Ｚ軸方向から見て概略的に重なり合っているが、完全には一致していなくてよい。すなわち、絶縁基板１１の上面１１ａ側から見たスパイラル状の内部導体通路１２は、外周端のリード用コンタクト１２ｂから内周端の接続端１２ａに向かって反時計回りのスパイラルを構成している。 The spiral inner conductor passages 12 and 13 substantially overlap with each other when viewed from the Z-axis direction, but may not completely coincide with each other. That is, the spiral inner conductor passage 12 as viewed from the upper surface 11a side of the insulating substrate 11 forms a counterclockwise spiral from the lead contact 12b at the outer peripheral end toward the connection end 12a at the inner peripheral end.

これに対して、絶縁基板１１の上面１１ａ側から見たスパイラル状の内部導体通路１３は、内周端である接続端１３ａから外周端であるリード用コンタクト１３ｂに向かって反時計回りのスパイラルを構成している。これにより、スパイラル状の内部導体通路１２，１３に電流が流れることによって生じる磁束の方向が一致し、スパイラル状の内部導体通路１２，１３で発生する磁束は重畳して強め合い、大きなインダクタンスを得ることができる。 On the other hand, the spiral inner conductor passage 13 viewed from the upper surface 11a side of the insulating substrate 11 forms a counterclockwise spiral from the connection end 13a which is the inner peripheral end toward the lead contact 13b which is the outer peripheral end. It is composed. As a result, the directions of the magnetic flux generated by the current flowing through the spiral inner conductor passages 12 and 13 coincide with each other, and the magnetic fluxes generated in the spiral inner conductor passages 12 and 13 are superimposed and strengthened to obtain a large inductance. be able to.

図２に示すように、上部コア１５と内部導体通路１２との間には、保護絶縁層１４が介在してあり、これらは絶縁されている。また、下部コア１６と内部導体通路１３との間には、矩形シート状の保護絶縁層１４が介在してあり、これらは絶縁されている。保護絶縁層１４の中央部には、円形の貫通孔１４ａが形成してある。また、絶縁基板１１の中央部にも、円形の貫通孔１１ｈが形成してある。これらの貫通孔１４ａおよび１１ｈを通して、上部コア１５の中脚部１５ａが下部コア１６の方向に延びて下部コア１６の中央と連結してある。 As shown in FIG. 2, a protective insulating layer 14 is interposed between the upper core 15 and the inner conductor passage 12, and these are insulated. Further, a rectangular sheet-like protective insulating layer 14 is interposed between the lower core 16 and the inner conductor passage 13, and these are insulated. A circular through hole 14 a is formed in the central portion of the protective insulating layer 14. A circular through hole 11 h is also formed in the central portion of the insulating substrate 11. Through these through holes 14 a and 11 h, the middle leg portion 15 a of the upper core 15 extends in the direction of the lower core 16 and is connected to the center of the lower core 16.

なお、スパイラル状の内部導体通路１２と、同じくスパイラル状の内部導体通路１３とは、その中央部に、貫通孔１４ａおよび１１ｈよりも大きな空間を有している。 Note that the spiral inner conductor passage 12 and the spiral inner conductor passage 13 have a space larger than the through holes 14a and 11h at the center thereof.

図４および図５に示すように、本実施形態では、端子電極４が、コア素体１０のＸ軸方向端面に接触する内層４ａと、内層４ａの表面に形成される外層４ｂとを有する。内層４ａは、コア素体１０のＸ軸方向の端面近くで、コア素体１０の上面１０ａおよび下面１０ｂの一部も覆っており、その外表面を外層４ｂが覆っている。 As shown in FIGS. 4 and 5, in this embodiment, the terminal electrode 4 has an inner layer 4 a that contacts the end surface in the X-axis direction of the core element body 10 and an outer layer 4 b that is formed on the surface of the inner layer 4 a. The inner layer 4a is close to the end surface of the core element body 10 in the X-axis direction, and also covers a part of the upper surface 10a and the lower surface 10b of the core element body 10, and the outer layer 4b covers the outer surface.

図５に示すように、リード用コンタクト１３ｂがコア素体１０のＸ軸方向の端面から所定の突き出し長さｄで端子電極４の内部に突き出して端子電極４に接続するように形成してある。突き出し長さｄは、０より大きく、好ましくは（１）〜１０μｍである。図７Ａに示すように、突き出し長さｄを大きくするほど、直流抵抗（ＲＤＣ）のばらつき（％）が小さくなるが、１０μｍを超えると、ばらつき低減の効果が少なくなる。そのため、上記範囲が好ましい。 As shown in FIG. 5, the lead contact 13 b is formed so as to protrude from the end surface of the core body 10 in the X-axis direction with a predetermined protrusion length d into the terminal electrode 4 and to be connected to the terminal electrode 4. . The protrusion length d is larger than 0, preferably (1) to 10 μm. As shown in FIG. 7A, the larger the protrusion length d, the smaller the variation (%) of the direct current resistance (RDC). However, when it exceeds 10 μm, the effect of reducing the variation is reduced. Therefore, the above range is preferable.

また図７Ｂに示すように、突き出し長さｄが０を超えると、図５に示す端子電極４の角部における端子電極４の厚みｔｅを急激に大きくすることができる。端子電極４の角部における端子電極４の厚みｔｅを厚く保つことで、端子電極４とコア素体１０との固着強度が向上する。ただし、突き出し長さｄが１０μｍを超えると、端子電極４の厚みｔｅを厚く保つ効果が少なくなるので、上記範囲が好ましい。 Moreover, as shown in FIG. 7B, when the protruding length d exceeds 0, the thickness te of the terminal electrode 4 at the corner of the terminal electrode 4 shown in FIG. 5 can be increased rapidly. By keeping the thickness te of the terminal electrode 4 at the corner of the terminal electrode 4 thick, the fixing strength between the terminal electrode 4 and the core body 10 is improved. However, since the effect of keeping the thickness te of the terminal electrode 4 small when the protrusion length d exceeds 10 μm, the above range is preferable.

また、図５には図示されていないが、図４に示すように、Ｘ軸方向の反対側に位置する端子電極４では、リード用コンタクト１２ｂがコア素体１０のＸ軸方向の端面から所定の突き出し長さｄ（図５参照）で端子電極４のの内部に突き出して端子電極４に接続するように形成してある。他方の端子電極４は、上側の内部導体通路１２に対してのみ接続される。そのため一方の端子電極４と他方の端子電極４との間には、２つのスパイラル状の内部導体通路１２および１３が直列に接続される。 Although not shown in FIG. 5, as shown in FIG. 4, in the terminal electrode 4 located on the opposite side in the X-axis direction, the lead contact 12 b is predetermined from the end surface of the core element body 10 in the X-axis direction. The protrusion length d (see FIG. 5) protrudes into the terminal electrode 4 and is connected to the terminal electrode 4. The other terminal electrode 4 is connected only to the upper internal conductor passage 12. Therefore, two spiral internal conductor passages 12 and 13 are connected in series between one terminal electrode 4 and the other terminal electrode 4.

本実施形態では、絶縁基板１１は、ガラスクロスにエポキシ樹脂を含浸させた一般的なプリント基板材料であることが好ましく、例えばＢＴ基材、ＦＲ４基材、ＦＲ５基材等を用いることができるが、これに限定されず、ガラス基材、セラミック基材、ポリイミド基材、フェライト基材などでもよい。 In this embodiment, the insulating substrate 11 is preferably a general printed circuit board material in which a glass cloth is impregnated with an epoxy resin. For example, a BT base material, an FR4 base material, an FR5 base material, or the like can be used. Without being limited thereto, a glass substrate, a ceramic substrate, a polyimide substrate, a ferrite substrate, or the like may be used.

絶縁基板１１として、プリント基板材料を用いた場合には、スパイラル状の内部導体通路１２，１３を、いわゆる薄膜工法におけるスパッタリングではなく、めっきにより形成できる。このため、内部導体通路１２，１３を構成する導体の厚さを十分に厚くすることができる。 When a printed board material is used as the insulating substrate 11, the spiral inner conductor passages 12 and 13 can be formed by plating instead of sputtering in a so-called thin film construction method. For this reason, the thickness of the conductor which comprises the internal conductor channel | paths 12 and 13 can be made thick enough.

また、浮遊容量の増大を回避するため、絶縁基板１１の誘電率は、７以下（ε≦７）であることが好ましいが、特に限定されるものではない。また、本実施形態では、樹脂基板１１の形状が、コイル装置の外形に合わせて矩形であるが、その他の形状であっても良い。樹脂基板１１の厚みは、内部導体通路１２および１３間での絶縁が確保される程度に薄いことが好ましく、特に限定されないが、好ましくは１０〜１００μｍである。樹脂基板１１は、たとえば射出成形、ドクターブレード法、スクリーン印刷などにより形成される。 In order to avoid an increase in stray capacitance, the dielectric constant of the insulating substrate 11 is preferably 7 or less (ε ≦ 7), but is not particularly limited. In the present embodiment, the shape of the resin substrate 11 is rectangular according to the outer shape of the coil device, but may be other shapes. The thickness of the resin substrate 11 is preferably thin enough to ensure insulation between the internal conductor passages 12 and 13, and is not particularly limited, but is preferably 10 to 100 μm. The resin substrate 11 is formed by, for example, injection molding, a doctor blade method, screen printing, or the like.

絶縁基板１１の上面１１ａおよび下面１１ｂにそれぞれ形成される内部導体通路１２および内部導体通路１３は、たとえば次のようにしてめっき法により形成される。めっきにより形成することで、そのアスペクト比を高くすることができ、断面積が比較的大きく直流抵抗が小さなコイル装置を実現することができる。 The internal conductor passages 12 and the internal conductor passages 13 formed on the upper surface 11a and the lower surface 11b of the insulating substrate 11 are formed by plating, for example, as follows. By forming by plating, the aspect ratio can be increased, and a coil device having a relatively large cross-sectional area and a small DC resistance can be realized.

まず、金属箔（たとえば導電率が高く加工も容易な銅箔）が上面１１ａおよび下面１１ｂに形成してある絶縁基板１１を準備し、その金属箔を所定厚み（たとえば３〜５μｍ）までエッチングして金属箔の厚みを薄くする。この金属箔は、次工程でのめっき種膜となる。 First, an insulating substrate 11 having a metal foil (for example, a copper foil having high conductivity and easy to process) formed on the upper surface 11a and the lower surface 11b is prepared, and the metal foil is etched to a predetermined thickness (for example, 3 to 5 μm). Reduce the thickness of the metal foil. This metal foil becomes a plating seed film in the next step.

その前後に、図３に示すスルーホール１１ｉを絶縁基板１１にドリル加工などで形成する。金属箔およびスルーホール１１ｉが形成してある絶縁基板１１の両面にレジスト膜をラミネートし、回路パターンのスペースとなる部分を露光により感光させる。現像液により未感光部分を溶解（現像）させ、回路パターンのスペース部分のみを残したレジストパターンを金属箔の表面に形成する。 Before and after that, the through hole 11i shown in FIG. 3 is formed in the insulating substrate 11 by drilling or the like. A resist film is laminated on both surfaces of the insulating substrate 11 on which the metal foil and the through hole 11i are formed, and a portion that becomes a space of the circuit pattern is exposed by exposure. An unexposed portion is dissolved (developed) with a developer to form a resist pattern on the surface of the metal foil, leaving only the space portion of the circuit pattern.

次に、レジストパターンが形成された絶縁基板１１を電気めっきにて、レジストパターンが形成されていない部位にめっきを析出させることで、回路の導体配線となる部分（内部導体通路１２，１３となる部分）が形成される。めっきの膜厚は、次工程でエッチングされる量を予め想定し、めっき種膜のエッチング後に、たとえば所定厚みとなるように調整した膜厚で形成する。 Next, the insulating substrate 11 on which the resist pattern is formed is electroplated to deposit a portion on the portion where the resist pattern is not formed, thereby forming portions that become the conductor wiring of the circuit (the inner conductor passages 12 and 13 are formed). Part) is formed. The thickness of the plating is assumed to be the amount to be etched in the next step in advance, and is formed with a thickness adjusted, for example, to a predetermined thickness after etching of the plating seed film.

次に、レジストが形成してある絶縁基板１１を、レジスト剥離液に浸し、残っているレジストを剥離する。さらに、絶縁基板１１を、めっき種膜のエッチング液にてエッチングし、めっきされていない部分のめっき種膜を除去する。 Next, the insulating substrate 11 on which the resist is formed is immersed in a resist stripping solution, and the remaining resist is stripped. Furthermore, the insulating substrate 11 is etched with a plating seed film etching solution to remove the plating seed film in a portion that is not plated.

次に、めっき膜が形成してある絶縁基板１１を電気めっきにてめっき膜を厚くする。その状態で、図２に示す絶縁基板１１の上面１１ａおよび下面１１ｂに、所定膜厚の内部導体通路１２，１３が形成される。同時に、図３に示すスルーホール電極１８も形成される。 Next, the insulating film 11 on which the plating film is formed is thickened by electroplating. In this state, internal conductor passages 12 and 13 having a predetermined thickness are formed on the upper surface 11a and the lower surface 11b of the insulating substrate 11 shown in FIG. At the same time, the through-hole electrode 18 shown in FIG. 3 is also formed.

次に、これらの内部導体通路１２，１３が形成された絶縁基板の両面に、保護絶縁層１４を形成するために、絶縁基板１１を、たとえば所定濃度で高沸点溶剤にて希釈した樹脂溶解液に浸漬させ乾燥させる。このようにして所定厚みの保護絶縁層１４が形成される。 Next, in order to form the protective insulating layer 14 on both surfaces of the insulating substrate in which the internal conductor passages 12 and 13 are formed, a resin solution obtained by diluting the insulating substrate 11 with a high boiling point solvent at a predetermined concentration, for example. Soak and dry. In this way, the protective insulating layer 14 having a predetermined thickness is formed.

次に、図２に示す上部コア１５および下部コア１６の組合せからなるコア素体１０を形成するために、保護絶縁層１４が形成してある絶縁基板１１の表面に、磁性材料を印刷にて塗布する。磁性材料としては、たとえば主金属磁性材量と微粉末金属磁性材料を所定割合で混練したペースト材を、樹脂溶液と混練したペーストを使用する。金属磁性材料の粒径は大きくなることで実行透磁率が向上する。 Next, in order to form the core body 10 composed of the combination of the upper core 15 and the lower core 16 shown in FIG. 2, a magnetic material is printed on the surface of the insulating substrate 11 on which the protective insulating layer 14 is formed. Apply. As the magnetic material, for example, a paste obtained by kneading a paste material obtained by kneading a main metal magnetic material amount and a fine powder metal magnetic material at a predetermined ratio with a resin solution is used. The effective magnetic permeability is improved by increasing the particle size of the metal magnetic material.

なお、印刷により形成された磁性材料は、溶剤分を揮発させ、たとえばプレス処理にてコア素体１０の密度を向上させる。また、コア素体１０の上面１１ａおよび下面１１ｂを、たとえば固定砥石にて研削し、コア素体１０を所定の厚みにそろえる。その後、熱硬化させて樹脂を架橋させて、コア素体１０が得られる。 In addition, the magnetic material formed by printing volatilizes the solvent, and improves the density of the core body 10 by, for example, press processing. Further, the upper surface 11a and the lower surface 11b of the core body 10 are ground with, for example, a fixed grindstone, and the core body 10 is made to have a predetermined thickness. Thereafter, the core body 10 is obtained by thermosetting and cross-linking the resin.

その後に、コア素体１０が形成された絶縁基板１１を、たとえばダイシングなどにより個片状に切断すれば、図１で示される端子電極４が形成される前のコア素体１０が得られる。なお、切断前の状態では、コア素体１０は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に一体的に連結されている。切断後には、個片化されたコア素体１０に、エッチング処理を行う。エッチング処理の条件としては、特に限定されない。 Thereafter, if the insulating substrate 11 on which the core body 10 is formed is cut into individual pieces by, for example, dicing, the core body 10 before the terminal electrode 4 shown in FIG. 1 is formed is obtained. In the state before cutting, the core body 10 is integrally connected in the X-axis direction and the Y-axis direction. After the cutting, an etching process is performed on the separated core body 10. The conditions for the etching process are not particularly limited.

このエッチング処理の目的は、コア素体１０に含まれてダイシングにより引き伸ばされた金属粒子を除去し、コア素体１０の表面の絶縁性を高めて端子めっきの析出を抑制することである。また、その目的は、図５に示すように、リード用コンタクト１３ｂ（１２ｂも同様）のＸ軸方向端部をコア素体１０のＸ軸方向端部から所定の突き出し長さｄで突出させ、端子電極４との電気的な接続を確実にさせることにある。 The purpose of this etching process is to remove metal particles contained in the core body 10 and stretched by dicing, to improve the insulation of the surface of the core body 10 and to suppress the deposition of terminal plating. Further, as shown in FIG. 5, the purpose is to project the X-axis direction end portion of the lead contact 13b (same for 12b) from the X-axis direction end portion of the core body 10 with a predetermined protruding length d, This is to ensure electrical connection with the terminal electrode 4.

突き出し長さｄは、図７Ａに示すように、０より大であれば電気的な接続に関しては、ＲＤＣが４％以下、好ましくは３％以下で安定している。しかし、突き出し長さｄが０以下であればで接触抵抗が増大し、電気的な接続のばらつきが大きくなる。これは、端子電極４の内層４ａを形成するための電極材塗布工程がＤＩＰ浸漬で処理されるため、ＤＩＰで浸漬されるときに気泡を抱き込み易く、またその気泡が逃げにくいために発生してしまうことによると考えられる。 As shown in FIG. 7A, when the protrusion length d is larger than 0, the electrical connection is stable when the RDC is 4% or less, preferably 3% or less. However, if the protrusion length d is 0 or less, the contact resistance increases and the variation in electrical connection increases. This occurs because the electrode material coating process for forming the inner layer 4a of the terminal electrode 4 is processed by DIP immersion, so that it is easy to embrace bubbles when immersed in DIP, and the bubbles are difficult to escape. This is thought to be due to

また、ＤＩＰで形成される電極エッジ部の厚みｔｅ（図５参照）についても、突き出し長さｄが０より大きければ、図７Ｂに示すように、厚みｔｅが９μｍ以上確保されており、固着強度も強い。しかし、突き出し長さｄが０以下であれば固着強度が弱くなり、落下試験にて脱落してしまう不良が確認された。 As for the thickness te (see FIG. 5) of the electrode edge portion formed by DIP, if the protruding length d is larger than 0, the thickness te is secured to 9 μm or more as shown in FIG. Is also strong. However, when the protruding length d is 0 or less, the fixing strength is weakened, and it has been confirmed that the drop test results in dropping off.

次に、エッチング処理されたコア素体１０のＸ軸方向の両端に、浸漬法（ＤＩＰ）にて電極材を塗布して内層４ａを形成する。電極材としては、磁性材料を固着している成分と同様に、たとえばエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂にＡｇ粉などの導体粉を所定の含有量で混練したペースト材である。 Next, an electrode material is applied to both ends of the etched core element body 10 in the X-axis direction by a dipping method (DIP) to form the inner layer 4a. The electrode material is a paste material in which a conductor powder such as Ag powder is kneaded with a predetermined content, for example, in a thermosetting resin such as an epoxy resin, in the same manner as the component fixing the magnetic material.

内層４ａを構成する導体粉含有樹脂に含まれる導体粉（たとえばＡｇ粉）は、球状粉と扁平状粉とを有し、導体粉含有樹脂に含まれる球状粉の含有量をαとし、導体粉含有樹脂に含まれる前記扁平状粉の含有量をβとした場合に、α/βが、好ましくは２〜３の範囲内である。このような構成にすることで、端子電極４とコア素体１０との固着強度が向上すると共に、端子電極４の抵抗を低減することが可能になる。 The conductor powder (for example, Ag powder) contained in the conductor powder-containing resin constituting the inner layer 4a has a spherical powder and a flat powder, the content of the spherical powder contained in the conductor powder-containing resin is α, and the conductor powder When the content of the flat powder contained in the contained resin is β, α / β is preferably in the range of 2-3. With such a configuration, the fixing strength between the terminal electrode 4 and the core body 10 is improved, and the resistance of the terminal electrode 4 can be reduced.

なお、球状粉及び扁平粉の平均粒径は、レーザー解析散乱法により測定される。なお、扁平粉とは、粉の縦横比（アスペクト比）が２以上のものを意味し、球状粉とは、粉の外径が円に近いものを意味し、アスペクト比が２より小さく１に近いものを意味する。 In addition, the average particle diameter of spherical powder and flat powder is measured by the laser analysis scattering method. In addition, flat powder means that the aspect ratio (aspect ratio) of the powder is 2 or more, and spherical powder means that the outer diameter of the powder is close to a circle. Means close.

ＤＩＰ浸漬方法は、電極材表面をスキージにて平滑にし、電極厚み分を浸漬させて塗布する。過剰に塗布された部分は金属表面に接触させて除去する。 In the DIP dipping method, the electrode material surface is smoothed with a squeegee, and the electrode thickness is dipped and applied. The excessively applied part is removed by contacting the metal surface.

次に、内層４ａとなる電極ペーストが塗布された製品に端子めっきをバレルめっきにて外層４ｂを形成する。外層４ｂを形成するための端子めっきとしては、単一めっき膜でも多層めっき膜でも良く、たとえばＮｉ膜とＳｎ膜を形成する。 Next, the outer layer 4b is formed by barrel plating on the product coated with the electrode paste to be the inner layer 4a. The terminal plating for forming the outer layer 4b may be a single plating film or a multilayer plating film. For example, a Ni film and a Sn film are formed.

本実施形態では、図５に示すコア素体１０を構成する磁性粉含有樹脂と、内層４ａを構成する導体粉含有樹脂との熱膨張係数差を１４ｐｐｍ以下にすることで、熱負荷が繰り返し加わった後でも直流電流の変化率が少なく、高い信頼性を持つコイル装置を実現することができる。 In the present embodiment, a thermal load is repeatedly applied by setting the difference in thermal expansion coefficient between the magnetic powder-containing resin constituting the core body 10 shown in FIG. 5 and the conductor powder-containing resin constituting the inner layer 4a to 14 ppm or less. Even after this, the rate of change in direct current is small and a highly reliable coil device can be realized.

また、図５に示すように、リード用コンタクト１２ｂ（１２ｃ，１３ｂ，１３ｃも同様）がコア素体１０のＸ軸方向端面から内層４ａの内部に突き出している。このような構成にすることで、直流抵抗（ＲＤＣ）のバラツキを低減することができると共に、端子電極４の角部における端子電極の厚みｔｅが薄くならず、端子電極４とコア素体１０との固着強度が向上する。 Further, as shown in FIG. 5, the lead contact 12b (same for 12c, 13b, and 13c) protrudes from the end surface in the X-axis direction of the core body 10 into the inner layer 4a. With this configuration, variation in direct current resistance (RDC) can be reduced, and the terminal electrode thickness te at the corners of the terminal electrode 4 is not reduced, and the terminal electrode 4 and the core body 10 This improves the fixing strength.

さらに本実施形態では、内層４ａを構成する導体粉含有樹脂に含まれる導体粉が、球状粉と扁平状粉とを有し、導体粉含有樹脂に含まれる球状粉の含有量をαとし、導体粉含有樹脂に含まれる扁平状粉の含有量をβとした場合に、α/βが２〜３の範囲内である。このような構成にすることで、端子電極４とコア素体１０との固着強度が向上すると共に、端子電極４の抵抗を低減することが可能になる。 Furthermore, in this embodiment, the conductor powder contained in the conductor powder-containing resin constituting the inner layer 4a has spherical powder and flat powder, the content of the spherical powder contained in the conductor powder-containing resin is α, and the conductor When the content of the flat powder contained in the powder-containing resin is β, α / β is in the range of 2 to 3. With such a configuration, the fixing strength between the terminal electrode 4 and the core body 10 is improved, and the resistance of the terminal electrode 4 can be reduced.

さらにまた、本実施形態のコイル装置２では、コア素体１０の外表面の表面粗さが１３０μｍ以下である。このような構成にすることで、コア素体１０の表面抵抗を上げることが可能であり、端子電極４，４間の短絡などを有効に防止することができる。 Furthermore, in the coil device 2 of the present embodiment, the surface roughness of the outer surface of the core body 10 is 130 μm or less. With such a configuration, it is possible to increase the surface resistance of the core body 10 and effectively prevent a short circuit between the terminal electrodes 4 and 4.

また本実施形態では、コア素体１０を金属磁性粉含有樹脂で構成した場合には、金属磁性粉の間に樹脂が存在し、微小なギャップが形成された状態となることによって飽和磁束密度が高められる。このため、上部コア１５と下部コア１６との間にエアギャップを形成することなく磁気飽和を防止することができる。したがって、ギャップを形成するために磁性コアを高い精度で機械加工する必要はない。 In the present embodiment, when the core body 10 is composed of a resin containing metal magnetic powder, the resin exists between the metal magnetic powders, and a minute gap is formed, so that the saturation magnetic flux density is reduced. Enhanced. For this reason, magnetic saturation can be prevented without forming an air gap between the upper core 15 and the lower core 16. Therefore, it is not necessary to machine the magnetic core with high accuracy to form the gap.

さらに本実施形態によるコイル装置２では、スパイラル状の内部導体通路１２，１３を覆う磁性体が樹脂モールドであり、寸法加工精度が非常に高く、また基板面に集合体として形成することでコイルの位置精度が非常に高く、小型化、薄型化が可能である。さらに本実施形態では、磁性体には金属磁性材料を用いており、フェライトよりも直流重畳特性がよいので、磁気ギャップの形成を省略することができる。 Furthermore, in the coil device 2 according to the present embodiment, the magnetic body covering the spiral inner conductor passages 12 and 13 is a resin mold, and the dimensional processing accuracy is very high, and the coil body is formed as an aggregate on the substrate surface. The position accuracy is very high, and it is possible to reduce the size and thickness. Furthermore, in this embodiment, a metal magnetic material is used for the magnetic body, and since the direct current superimposition characteristic is better than that of ferrite, the formation of the magnetic gap can be omitted.

さらに本実施形態に係るコイル装置２は、定格電流の増大に伴う発熱、実装密度増加に伴う高温動作、人体（ポケット等）環境に近い、多湿環境での使用（温度４０度付近、湿度６０％〜９０％）において、特に効果を発揮する。 Furthermore, the coil device 2 according to the present embodiment has a heat generation accompanying an increase in rated current, a high-temperature operation accompanying an increase in mounting density, and a use in a humid environment close to a human body (such as a pocket) (temperature around 40 degrees, humidity 60%). ~ 90%), particularly effective.

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。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified within the scope of the present invention.

たとえば、絶縁基板１１の片側表面にのみスパイラル状の内部導体通路１２または１３を形成しても良い。また上述した実施形態では、スパイラル状の内部導体通路１２および１３を直列に接続したが、並列に接続するように内部導体パターンを形成しても良い。また、コア素体１０の外面に形成する端子電極４は、３つ以上であっても良い。 For example, the spiral inner conductor passage 12 or 13 may be formed only on one surface of the insulating substrate 11. In the above-described embodiment, the spiral inner conductor passages 12 and 13 are connected in series. However, the inner conductor pattern may be formed so as to be connected in parallel. Further, the number of terminal electrodes 4 formed on the outer surface of the core body 10 may be three or more.

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 Hereinafter, although this invention is demonstrated based on a more detailed Example, this invention is not limited to these Examples.
Example 1

まず、銅箔が上面１１ａおよび下面１１ｂに形成してある絶縁基板１１を準備した。絶縁基板１１の寸法は、２．５×２．０×０．０６ｍｍであった。絶縁基板１１に形成してあった銅箔を所定厚み（たとえば３〜５μｍ）までエッチングして銅箔の厚みを薄くした。この銅箔は、次工程でのめっき種膜となる。 First, an insulating substrate 11 having a copper foil formed on the upper surface 11a and the lower surface 11b was prepared. The dimension of the insulating substrate 11 was 2.5 × 2.0 × 0.06 mm. The copper foil formed on the insulating substrate 11 was etched to a predetermined thickness (for example, 3 to 5 μm) to reduce the thickness of the copper foil. This copper foil becomes a plating seed film in the next step.

その前後に、図３に示すスルーホール１１ｉを絶縁基板１１にドリル加工などで形成した。銅箔およびスルーホール１１ｉが形成してある絶縁基板１１の両面にレジスト膜をラミネートし、回路パターンのスペースとなる部分を露光により感光させた。現像液により未感光部分を溶解（現像）させ、回路パターンのスペース部分のみを残したレジストパターンを銅箔の表面に形成した。 Before and after that, through holes 11i shown in FIG. 3 were formed in the insulating substrate 11 by drilling or the like. A resist film was laminated on both surfaces of the insulating substrate 11 on which the copper foil and the through-holes 11i were formed, and a portion that became a space of the circuit pattern was exposed by exposure. The unexposed portion was dissolved (developed) with a developer, and a resist pattern was formed on the surface of the copper foil leaving only the space portion of the circuit pattern.

次に、レジストパターンが形成された絶縁基板１１を電気めっきにて、レジストパターンが形成されていない部位にめっきを析出させることで、回路の導体配線となる部分（内部導体通路１２，１３となる部分）を形成した。めっきの膜厚は、次工程でエッチングされる量を予め想定し、めっき種膜のエッチング後に、１０μｍの厚みとなるように調整した膜厚を形成するため１３μｍ以上の膜厚を形成した。 Next, the insulating substrate 11 on which the resist pattern is formed is electroplated to deposit a portion on the portion where the resist pattern is not formed, thereby forming portions that become the conductor wiring of the circuit (the inner conductor passages 12 and 13 are formed). Part). As for the film thickness of the plating, an amount to be etched in the next step was assumed in advance, and a film thickness of 13 μm or more was formed in order to form a film thickness adjusted to 10 μm after etching the plating seed film.

次に、レジストが形成してある絶縁基板１１を、レジスト剥離液に浸し、残っているレジストを剥離した。さらに、絶縁基板１１を、めっき種膜のエッチング液にてエッチングし、めっきされていない部分のめっき種膜を除去した。 Next, the insulating substrate 11 on which the resist was formed was immersed in a resist stripping solution, and the remaining resist was stripped. Furthermore, the insulating substrate 11 was etched with an etching solution for a plating seed film, and the plating seed film in a portion not plated was removed.

次に、めっき膜が形成してある絶縁基板１１を電気めっきにてめっき膜を厚くした。その状態で、図２に示す絶縁基板１１の上面１１ａおよび下面１１ｂに、所定膜厚の内部導体通路１２，１３が形成されることを確認した。同時に、図３に示すスルーホール電極１８も形成されることを確認した。内部導体通路１２，１３の幅は７０μｍであり、高さは１２０μｍ、ピッチは１０μｍであった。 Next, the insulating film 11 on which the plating film was formed was thickened by electroplating. In this state, it was confirmed that the inner conductor passages 12 and 13 having a predetermined thickness were formed on the upper surface 11a and the lower surface 11b of the insulating substrate 11 shown in FIG. At the same time, it was confirmed that the through-hole electrode 18 shown in FIG. 3 was also formed. The inner conductor passages 12 and 13 had a width of 70 μm, a height of 120 μm, and a pitch of 10 μm.

次に、これらの内部導体通路１２，１３が形成された絶縁基板の両面に、保護絶縁層１４を形成するために、絶縁基板１１を、溶剤にて希釈したエポキシ溶解液に浸漬させ乾燥させた。このようにして所定厚みの保護絶縁層１４を形成した。 Next, in order to form the protective insulating layer 14 on both surfaces of the insulating substrate on which the internal conductor passages 12 and 13 were formed, the insulating substrate 11 was dipped in an epoxy solution diluted with a solvent and dried. . Thus, the protective insulating layer 14 having a predetermined thickness was formed.

次に、図２に示す上部コア１５および下部コア１６の組合せからなるコア素体１０を形成するために、保護絶縁層１４が形成してある絶縁基板１１の表面に、磁性材料を印刷にて塗布した。磁性材料としては、たとえば主金属磁性材と微粉末金属磁性材とを３：１で混練したペースト材を、エポキシ樹脂と混練したペーストを使用した。金属磁性粉の比率は、９７重量％とし、主金属磁性粉の平均粒径は３０μｍであり、微粉末金属磁性粉の平均粒径は１〜４μｍとした。主金属磁性材としてはFe-Si-Cr系アモルファス合金を用い、微粉末金属磁性材としてはカルボニル鉄を用いた。 Next, in order to form the core body 10 composed of the combination of the upper core 15 and the lower core 16 shown in FIG. 2, a magnetic material is printed on the surface of the insulating substrate 11 on which the protective insulating layer 14 is formed. Applied. As the magnetic material, for example, a paste material obtained by kneading a main metal magnetic material and a fine powder metal magnetic material at a ratio of 3: 1 with an epoxy resin was used. The ratio of the metal magnetic powder was 97% by weight, the average particle size of the main metal magnetic powder was 30 μm, and the average particle size of the fine metal magnetic powder was 1 to 4 μm. Fe-Si-Cr amorphous alloy was used as the main metal magnetic material, and carbonyl iron was used as the fine metal magnetic material.

なお、印刷により形成された磁性材料ペーストは、たとえば１００℃および５時間で溶剤分を揮発させ、プレス処理にてコア素体１０の密度を向上させた。また、コア素体１０の上面１１ａおよび下面１１ｂを、たとえば固定砥石にて研削し、コア素体１０を所定の厚みにそろえた。その後、１７０℃および９０分にて熱硬化させてエポキシ樹脂を架橋させて、コア素体１０が得られた。コア素体１５の線膨張係数をＴＭＡ分析（ＪＩＳ７１９７）で測定したところ、１５ppmであった。 In the magnetic material paste formed by printing, the solvent content was volatilized, for example, at 100 ° C. for 5 hours, and the density of the core body 10 was improved by pressing. Moreover, the upper surface 11a and the lower surface 11b of the core body 10 were ground with, for example, a fixed grindstone, and the core body 10 was aligned to a predetermined thickness. Thereafter, the core body 10 was obtained by thermosetting at 170 ° C. and 90 minutes to crosslink the epoxy resin. The linear expansion coefficient of the core body 15 was measured by TMA analysis (JIS 7197) and found to be 15 ppm.

その後に、コア素体１０が形成された絶縁基板１１を、たとえばダイシングなどにより個片状に切断して、図１で示される端子電極４が形成される前のコア素体１０が得られた。なお、切断前の状態では、コア素体１０は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に一体的に連結されていた。 Thereafter, the insulating substrate 11 on which the core body 10 was formed was cut into individual pieces by, for example, dicing, and the core body 10 before the terminal electrode 4 shown in FIG. 1 was formed was obtained. . In addition, in the state before cutting | disconnection, the core element | base_body 10 was integrally connected by the X-axis direction and the Y-axis direction.

切断後には、個片化されたコア素体１０に、エッチング処理を行った。エッチング処理は、エッチング液への浸漬により処理した。この浸漬処理後に、図５に示す突き出し長さを測定したところ、ｄ＝５．０μｍであった。 After cutting, the core element 10 separated into pieces was etched. The etching process was performed by immersion in an etching solution. After the immersion treatment, the protruding length shown in FIG. 5 was measured, and d = 5.0 μm.

次に、エッチング処理されたコア素体１０のＸ軸方向の両端に、浸漬法（ＤＩＰ）にて電極材を塗布して内層４ａを形成した。電極材としては、磁性材料を固着している成分と同様に、たとえばエポキシ樹脂にＡｇ粉を８４ｗｔ％混練したペースト材であった。Ａｇ粉としては、球状粉と扁平粉とを、球状粉／扁平粉の重量割合が、たとえば２．３であるものを使用した。Ａｇ粉の平均粒径は、球状粉が１μｍであり、扁平粉が１０μｍとした。 Next, an electrode material was applied to both ends in the X-axis direction of the etched core element body 10 by a dipping method (DIP) to form an inner layer 4a. The electrode material was, for example, a paste material obtained by kneading 84 wt% of Ag powder in an epoxy resin in the same manner as the component fixing the magnetic material. As the Ag powder, a spherical powder and a flat powder having a spherical powder / flat powder weight ratio of 2.3, for example, were used. The average particle size of the Ag powder was 1 μm for the spherical powder and 10 μm for the flat powder.

ＤＩＰ浸漬方法を採用した。この方法では、電極材表面をスキージにて平滑にし、電極厚み分を浸漬させて塗布した。過剰に塗布された部分は金属表面に接触させて除去した。内層４ａの線膨張係数をＴＭＡ分析（ＪＩＳ７１９７）で測定したところ、２５ｐｐｍであった。 A DIP dipping method was employed. In this method, the surface of the electrode material was smoothed with a squeegee and the electrode thickness was immersed and applied. The excessively applied part was removed by contacting the metal surface. It was 25 ppm when the linear expansion coefficient of the inner layer 4a was measured by TMA analysis (JIS7197).

次に、内層４ａとなる電極ペーストが塗布された製品に端子めっきをバレルめっきにて外層４ｂを形成した。外層４ｂを形成するための端子めっきとして、Ｎｉ膜１μｍとＳｎ膜３μｍを形成し、端子電極４を形成し，図１〜図５に示すコイル装置２のサンプルを得た。コイル装置２のサイズは、２．５ｍｍ×２．０ｍｍ×１．０ｍｍであった。 Next, the outer layer 4b was formed by barrel plating on the product coated with the electrode paste to be the inner layer 4a. As terminal plating for forming the outer layer 4b, a Ni film of 1 μm and an Sn film of 3 μm were formed to form a terminal electrode 4, and a sample of the coil device 2 shown in FIGS. 1 to 5 was obtained. The size of the coil device 2 was 2.5 mm × 2.0 mm × 1.0 mm.

実施例２
内層６ａを構成する電極材のＡｇ含有量を変化させ、線膨張係数を変えた電極材を用いた以外は、実施例１と同様にして、コイル装置のサンプルを作製した。これらのコイル装置のサンプルに関して、コア素体１０と内層４ａとの線膨張差（内層４ａの線膨張係数−磁性体から成るコア素体１０の線膨張係数）を求めた。また、これらのサンプルに関して、ヒートサイクル試験を行い、試験前後における直流電流ＲＤＣの変化率を求めた。結果を図６に示す。 Example 2
A sample of the coil device was produced in the same manner as in Example 1 except that the Ag content of the electrode material constituting the inner layer 6a was changed and an electrode material having a different linear expansion coefficient was used. Regarding the samples of these coil devices, a difference in linear expansion between the core element 10 and the inner layer 4a (linear expansion coefficient of the inner layer 4a−linear expansion coefficient of the core element 10 made of a magnetic substance) was obtained. Moreover, the heat cycle test was done about these samples and the change rate of direct current RDC before and behind a test was calculated | required. The results are shown in FIG.

なお、ヒートサイクルの試験条件は、低温域が−４０°Ｃであり、そのキープ時間が３０分であり、高温域が８５°Ｃであり、そのキープ時間が３０分であり、それらの低温域と高温域との１サイクルが７０分であり、トータル試験時間が１０００時間であった。 The test conditions of the heat cycle are that the low temperature range is −40 ° C., the keep time is 30 minutes, the high temperature range is 85 ° C., and the keep time is 30 minutes. And one cycle of the high temperature region was 70 minutes, and the total test time was 1000 hours.

図６に示すように、線膨張係数の差が１５ｐｐｍ以上になると、ＲＤＣ変化率が大きくなることが確認された。また、線膨張係数の差が１５ｐｐｍ以上のコイル装置のサンプルに、８５℃・８５％湿度にて断続的に電流負荷を加えた信頼性試験にて、端子電極４とリード用コンタクト１２ｂ，１３ｂとで剥離されるモードが確認された。これは、線膨張係数の差が大きいとき、湿度による膨潤と熱的な負荷で各素材が動く現象が発現した場合、動く量の差が大きいため、応力差異が大きくなり発生したものと考えられる。 As shown in FIG. 6, it was confirmed that the rate of change in RDC was increased when the difference in linear expansion coefficient was 15 ppm or more. Further, in a reliability test in which a current load was intermittently applied to a sample of a coil device having a linear expansion coefficient difference of 15 ppm or more at 85 ° C. and 85% humidity, the terminal electrode 4 and the lead contacts 12b and 13b The mode of peeling was confirmed. This is probably because when the difference in coefficient of linear expansion is large, if the phenomenon that each material moves due to swelling due to humidity and thermal load is expressed, the difference in the amount of movement is large, resulting in a large stress difference. .

コア素体１０と内層４ａとの線膨張差（内層４ａの線膨張係数−磁性体から成るコア素体１０の線膨張係数）は１４ｐｐｍ以下であることが望ましいことが確認された。 It was confirmed that the difference in linear expansion between the core body 10 and the inner layer 4a (the linear expansion coefficient of the inner layer 4a—the linear expansion coefficient of the core body 10 made of a magnetic material) is desirably 14 ppm or less.

実施例３
個片化されたコア素体１０に行うエッチング処理条件（エッチング処理時間）を変化させて、図７Ａおよび図７Ｂに示すようにｄを変化させた以外は、実施例１と同様にして、コイル装置のサンプルを作製した。これらのコイル装置のサンプルに関して、ＲＤＣのばらつきと（％）と、図５に示す電極エッジ部の厚みｔｅとを測定した。 Example 3
A coil is formed in the same manner as in Example 1 except that the etching process condition (etching process time) performed on the separated core body 10 is changed and d is changed as shown in FIGS. 7A and 7B. A sample of the device was made. Regarding the samples of these coil devices, RDC variation and (%) and the electrode edge portion thickness te shown in FIG. 5 were measured.

なお、リード用コンタクト１２ｂ，１３ｂの端部が凹んだ状態は、磁性材料から成るコア素体１０にエポキシ樹脂を塗布しエッチングされないようにし、リード用コンタクト１２ｂ，１３ｂのＣｕをエッチングして作製した。 The lead contacts 12b and 13b with the recessed end portions were prepared by applying epoxy resin to the core body 10 made of a magnetic material so as not to be etched, and etching the Cu of the lead contacts 12b and 13b. .

突き出し長さｄは、図７Ａに示すように、０より大であれば電気的な接続に関しては、ＲＤＣが４％以下、好ましくは３％以下で安定していることが確認できた。しかし、突き出し長さｄが０以下であればで接触抵抗が増大し、電気的な接続のばらつきが大きくなることが確認された。これは、端子電極４の内層４ａを形成するための電極材塗布工程がＤＩＰ浸漬で処理されるため、ＤＩＰで浸漬されるときに気泡を抱き込み易く、またその気泡が逃げにくいために発生してしまうことによると考えられる。 As shown in FIG. 7A, when the protrusion length d is larger than 0, it can be confirmed that the electrical connection is stable when the RDC is 4% or less, preferably 3% or less. However, it was confirmed that when the protrusion length d is 0 or less, the contact resistance increases and the variation in electrical connection increases. This occurs because the electrode material coating process for forming the inner layer 4a of the terminal electrode 4 is processed by DIP immersion, so that it is easy to embrace bubbles when immersed in DIP, and the bubbles are difficult to escape. This is thought to be due to

また、図７Ｂに示すように、ＤＩＰで形成される電極エッジ部の厚みｔｅ（図５参照）についても、突き出し長さｄが０より大きければ、厚みｔｅが９μｍ以上確保されており、固着強度も強いことが確認された。しかし、突き出し長さｄが０以下であれば固着強度が弱くなり、落下試験にて脱落してしまう不良が確認された。 Further, as shown in FIG. 7B, the thickness te (see FIG. 5) of the electrode edge portion formed by DIP is also secured to a thickness te of 9 μm or more if the protruding length d is greater than 0, and the bonding strength Was also confirmed to be strong. However, when the protruding length d is 0 or less, the fixing strength is weakened, and it has been confirmed that the drop test results in dropping off.

実施例４
内層４ａを構成する導体粉含有樹脂に含まれるＡｇ粉における球状粉の含有量をαとし、導体粉含有樹脂に含まれる扁平状粉の含有量をβとした場合に、α/βを変化させた以外は、実施例１と同様にして、コイル装置のサンプルを作製した。これらのコイル装置のサンプルに関して、コア素体１０に対する端子電極４の固着強度と、電極抵抗成分（ｍΩ）とを測定した。 Example 4
When the content of the spherical powder in the Ag powder contained in the conductor powder-containing resin constituting the inner layer 4a is α and the content of the flat powder contained in the conductor powder-containing resin is β, α / β is changed. A sample of the coil device was produced in the same manner as in Example 1 except that. Regarding the samples of these coil devices, the adhesion strength of the terminal electrode 4 to the core body 10 and the electrode resistance component (mΩ) were measured.

固着強度の測定は、以下の方法により行った。すなわち、実装基板へコイル装置をはんだ付けし、ロードセルにてコイル装置を実装基板と平行に押したときに、コイル装置が実装基板から剥がれたときの力を測定した。 The fixing strength was measured by the following method. That is, when the coil device was soldered to the mounting substrate and the coil device was pushed in parallel with the mounting substrate by the load cell, the force when the coil device was peeled from the mounting substrate was measured.

また、電極抵抗成分（ｍΩ）の測定は、以下の方法により行った。すなわち、端子電極に直流抵抗計のプローブを当てて測定した。 The electrode resistance component (mΩ) was measured by the following method. That is, the measurement was carried out by applying a DC resistance meter probe to the terminal electrode.

図８Ａに示すように、α／βが３を超えると、固着強度が低下し、図示はしないが、α／βが４以上となると落下試験にて脱落する不良が発生してくることが確認された。さらに、図８Ｂに示すように、α／βが２より小さい、または３より大きい場合、電気抵抗が増大し通電不良となることが確認された。上記結果より、内層４ａを構成する導体粉含有樹脂に含まれる球状粉と偏平粉の比率α／βは、２以上３以下であることが望ましいことが確認された。 As shown in FIG. 8A, when α / β exceeds 3, the fixing strength decreases, and although not shown, it has been confirmed that when α / β is 4 or more, a drop-out failure occurs. It was done. Furthermore, as shown in FIG. 8B, it was confirmed that when α / β is less than 2 or greater than 3, the electrical resistance increases and a conduction failure occurs. From the above results, it was confirmed that the ratio α / β of the spherical powder and the flat powder contained in the conductor powder-containing resin constituting the inner layer 4a is desirably 2 or more and 3 or less.

２… コイル装置
４… 端子電極
４ａ… 内層
４ｂ… 外層
１０… コア素体
１１… 絶縁基板
１２，１３… 内部導体通路
１２ａ，１３ａ… 接続端
１２ｂ，１３ｂ… リード用コンタクト
１４… 保護絶縁層
１５… 上部コア
１５ａ… 中脚部
１５ｂ… 側脚部
１６… 下部コア
１８… スルーホール導体 2 ... Coil device 4 ... Terminal electrode 4a ... Inner layer 4b ... Outer layer 10 ... Core element body 11 ... Insulating substrate 12, 13 ... Internal conductor passages 12a, 13a ... Connection end 12b, 13b ... Lead contact 14 ... Protective insulating layer 15 ... Upper core 15a ... Middle leg 15b ... Side leg 16 ... Lower core 18 ... Through-hole conductor

Claims

絶縁基板と、
前記絶縁基板の少なくとも一方の主面にスパイラル状に形成された内部導体通路と、
磁性粉含有樹脂からなり、前記絶縁基板の一方の主面と他方の主面とを覆うコア素体と、
前記コア素体の外面に形成され、前記内部導体通路の両端部に形成してある一対のリード用コンタクトにそれぞれ接続される少なくとも一対の端子電極と、を有するコイル装置であって、
それぞれの前記端子電極が、前記コア素体に接触する内層と、前記内層の表面に形成される外層とを有し、
前記内層が導体粉含有樹脂で構成してあり、
前記磁性粉含有樹脂と前記導体粉含有樹脂との熱膨張係数差が１４ｐｐｍ以下であることを特徴とするコイル装置。 An insulating substrate;
An inner conductor passage formed in a spiral shape on at least one main surface of the insulating substrate;
A core element body made of a magnetic powder-containing resin and covering one main surface and the other main surface of the insulating substrate;
A coil device having at least a pair of terminal electrodes formed on the outer surface of the core body and connected to a pair of lead contacts formed on both ends of the internal conductor passage,
Each of the terminal electrodes has an inner layer in contact with the core body, and an outer layer formed on the surface of the inner layer,
The inner layer is composed of a conductor powder-containing resin,
The coil device, wherein a difference in thermal expansion coefficient between the magnetic powder-containing resin and the conductor powder-containing resin is 14 ppm or less.

前記リード用コンタクトが前記コア素体の端面から前記内層の内部に突き出している請求項１に記載のコイル装置。 The coil device according to claim 1, wherein the lead contact protrudes from an end surface of the core body into the inner layer.

前記内層を構成する導体粉含有樹脂に含まれる導体粉が、球状粉と扁平状粉とを有し、
前記導体粉含有樹脂に含まれる前記球状粉の含有量をαとし、前記導体粉含有樹脂に含まれる前記扁平状粉の含有量をβとした場合に、α/βが２〜３の範囲内である請求項１または２に記載のコイル装置。 The conductor powder contained in the conductor powder-containing resin constituting the inner layer has a spherical powder and a flat powder,
When the content of the spherical powder contained in the conductor powder-containing resin is α and the content of the flat powder contained in the conductor powder-containing resin is β, α / β is in the range of 2 to 3. The coil device according to claim 1 or 2.