JP5668860B2 - コイル部品 - Google Patents
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Description
本発明は、各種電子機器等に使用されるコイル部品に関し、さらに詳しくは、ドラム型コアと、コアに巻回された巻線と、コアの上鍔と下鍔との間に形成される外装樹脂とを備えるコイル部品に関するものである。
電子機器に使用されるコイル部品として、ドラム型コアと、コアに巻回された巻線と、コアの上鍔と下鍔との間に形成される外装樹脂とを備えるコイル部品が知られている。例えば、特開2010−16217号公報(特許文献1)には、上鍔と下鍔の間に熱硬化性樹脂と無機フィラーとを含む外装樹脂を充填したコイル部品が開示されている。該コイル部品は、外装樹脂に対する無機フィラーの割合が70〜90質量%であることを特徴としている。また、該コイル部品は、無機フィラーが球状フィラーを含み、外装樹脂に対する前記球状フィラーの割合が20質量%以上であることを特徴としている。球状フィラーが上記割合で無機フィラーに含まれることにより、充填時における外装樹脂の流動性が保持されるため、コイル部品の生産性を良くしている。また、外装樹脂が無機フィラーを上記割合で含むことにより外装樹脂の線膨張率をコアのそれに近づけることができ、コイル部品の耐ヒートサイクル性を高めている。
しかしながら、特許文献1に記載のヒートサイクル試験は、−40℃〜85℃の温度域でのものであり、更に広い温度域、例えば−40℃〜125℃の温度域では、当文献の充填量では外装樹脂の熱膨張により外装樹脂部分にクラックが生じる。すなわち、温度域が広くなるほど、コアと外装樹脂との線膨張率差の影響が大きくなり、外装樹脂の硬化時やコイル部品の使用時に発生する応力が大きく、外装樹脂のクラックは生じやすくなる。
したがって、本発明の主たる目的は、極めて優れた耐熱信頼性を有するコイル部品を提供することである。
本発明のコイル部品は、上鍔と下鍔とを有するドラム型のコアと、コアに巻回された巻線と、上鍔と下鍔との間に形成される外装樹脂とを備えるコイル部品であって、前記外装樹脂が、外装樹脂に対して91〜95質量%の無機フィラーと、複数のガラス転移温度を有し、相分離構造を有する樹脂とを含むこと、および、上鍔と下鍔との間隔である鍔間が、1.0mm以下であることを特徴とする。
本発明のコイル部品によれば、外装樹脂における無機フィラーの充填率が高いことにより、外装樹脂の線膨張率を低下させることができるため、ヒートサイクル時の熱膨張収縮によって外装樹脂にクラックが生じるのを抑制できる。また、外装樹脂に含まれる前記樹脂が複数のガラス転移温度を有し、相分離構造を有することにより、複数のガラス転移温度のうちの1つ又はいくつかのガラス転移温度を−40〜125℃の温度域に設定することができる。このガラス転移温度を超えると、該ガラス転移温度を有する相は、弾性率の低いゴム状態となり、熱膨張により外装樹脂に生じる応力が吸収される。そのため、無機フィラーの高充填による外装樹脂の脆化に起因したクラック発生を抑制することができる。このように、コアと外装樹脂間の線膨張率差に起因したクラックと外装樹脂の脆化に起因したクラックの発生を抑制することが可能となり、−40〜125℃のヒートサイクルによる外装樹脂のクラックの発生を抑制することができる。
上記コイル部品において好ましくは、前記無機フィラーが、1つ又は複数の種類のフィラーであって、前記無機フィラーのうちの一種が、球状シリカ粉、または、Ni−Zn系フェライト粉であることを特徴とする。
上記コイル部品において好ましくは、前記外装樹脂は、フェライト粉を含み、前記外装樹脂に対するフェライト粉の割合は、50〜91質量%であることを特徴とする。
上記コイル部品において好ましくは、前記外装樹脂は、100℃における貯蔵弾性率に対する損失弾性率の比である損失正接(tanδ)が0.06〜0.1であること特徴とする。このように100℃における損失正接を0.06〜0.1とすることで、ヒートサイクルによる外装樹脂のクラックに加え、コアのクラックをも抑制することができる。
上記コイル部品において好ましくは、前記外装樹脂の125℃における貯蔵弾性率が、7.6GPa以下であることを特徴とする。このように外装樹脂の125℃における貯蔵弾性率を7.6GPa以下とすることによって、ヒートサイクル時に生じる実装基板のたわみに起因したコアと外装樹脂との間に生じる応力を外装樹脂が吸収できる。これにより、外装樹脂のクラックに加え、コアのクラックをも抑制することができる。
上記コイル部品において好ましくは、外装樹脂に含まれる前記樹脂は、エポキシ樹脂とフェノキシ樹脂とを含み、前記エポキシ樹脂と前記フェノキシ樹脂の合計に対する前記フェノキシ樹脂の割合は、40〜60質量%であることを特徴とする。外装樹脂に含まれる前記樹脂がエポキシ樹脂とフェノキシ樹脂とを含むことにより、前記樹脂は、複数のガラス転移温度を有し、相分離構造を有することができる。フェノキシ樹脂が前記樹脂に含まれることにより、−40〜125℃の温度域にガラス転移温度を有する相を形成することができる。また、線膨張率の大きいフェノキシ樹脂の割合を上述のように限定することによって、外装樹脂の100℃における損失正接を0.06〜0.1の範囲にすることができ、ヒートサイクル時の膨張収縮により外装樹脂に生じる応力を抑えることができる。
上記コイル部品において好ましくは、前記樹脂は、エポキシ樹脂とフェノキシ樹脂とを含み、前記外装樹脂に対する前記フェノキシ樹脂の割合は、1〜2質量%であることを特徴とする。このように、外装樹脂に対するフェノキシ樹脂の割合を限定することによって、外装樹脂の貯蔵弾性率を7.6GPa以下に抑えることを確実にすることができる。
上記コイル部品において好ましくは、前記エポキシ樹脂が、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂であることを特徴とする。
上記コイル部品において好ましくは、外装樹脂を有するコイル部品として実用できるドラム型コアの鍔間は、0.3mm以上である。
上記コイル部品において好ましくは、前記外装樹脂は、前記樹脂を含み、硬化促進剤を含まない主剤と、前記樹脂を含まず、前記硬化促進剤を含む副剤とを含み、前記外装樹脂は、前記主剤と前記副剤が、前記コアに塗布する直前に、混合されて、前記コアに塗布され、硬化させたものであること、を特徴とする。このように混合することで、硬化促進剤溶解による緩やかな硬化進行がなく、コーティング剤粘度が上昇せず、加工性・部品特性等への影響を抑制することができる。
本発明のコイル部品によれば、コアと外装樹脂間の線膨張率差に起因したクラックと外装樹脂の脆化に起因したクラックの発生を抑制することが可能となり、それにより、−40〜125℃のヒートサイクルによる外装樹脂のクラックの発生を抑制することができる。すなわち、極めて優れた耐熱信頼性を有するコイル部品を提供することが可能となる。
この発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点は、図面を参照して行う以下の発明を実施するための形態の説明から一層明らかとなろう。
以下、本発明に係るコイル部品の一実施形態について、図1を参照に説明する。
図1に示すコイル部品100は、上鍔1aと下鍔1bとを有するドラム型のコア1と、コア1に巻回された巻線2と、前記上鍔1aと下鍔1bとの間に形成される外装樹脂5とを備えている。図1に示された2つの破線の間隔dは、ドラム型コア1の上鍔1aと下鍔1bとの間隔である鍔間を示している。
ドラム型コア1は、磁性体で形成されており、また、その鍔間dは、後述の理由により0.3〜1.0mmである。
巻線2は、好ましくは、電気伝導性に優れる銅線である。
コア1の下鍔1bの面上には、外部電極3,4が形成されており、該外部電極3,4は、巻線2とはんだ付けあるいは熱圧着等で電気的に接続されている。外部電極3,4を介して、コイル部品100は、実装基板等と電気的に接続される。
外装樹脂5は、無機フィラーと樹脂を含んでおり、コイル部品100の強度を向上させるために前記上鍔1aと下鍔1bとの間に形成される。
コイル部品100は、ドラム型コア1の上鍔1aと下鍔1bの間に巻線2を巻いた後、無機フィラーと樹脂を含む外装樹脂5を上鍔1aと下鍔1bの間に巻線2を覆うように注入して硬化させることによって得ることができる。
ドラム型コア1の上鍔1aと下鍔1bとの間隔である鍔間dは、0.3〜1.0mmであることを特徴とする。鍔間が1.0mmより大きくなってしまうと、樹脂塗布量が多く、樹脂の硬化時の応力が大きいため、その応力に外装樹脂が耐えられなくなる。そのため、鍔間dは1.0mm以下に限定している。一方、鍔間1.0mm以下のような鍔間が狭いドラム型コアを用いたコイル部品では、外装樹脂に含有する無機フィラーの粒径を小さくしなければならないことから、特に外装樹脂の脆化が起こりやすく、したがって、外装樹脂のヒートサイクル時のクラックが発生しやすいという問題がある。本発明によれば、鍔間は1.0mm以下であって、かつ、後述のように外装樹脂のヒートサイクル時のクラック発生を抑制されたコイル部品を提供できるため、上記問題を解消できる。そのため、本発明に係るコイル部品は、低背なコイル部品が必要とされる機器等に好適に用いられる。なお、外装樹脂を有するコイル部品として実用できるドラム型コアの鍔間が0.3mm以上であることから、鍔間dを0.3mm以上に限定している。
続いて、外装樹脂5について更に詳細に説明する。
前記外装樹脂5は、前記外装樹脂5に対して91〜95質量%の無機フィラーを含むことを特徴とする。外装樹脂において無機フィラーを高充填させることにより、外装樹脂の線膨張率を低下させることが可能である。外装樹脂の低線膨張率化は、コア1と外装樹脂5との線膨張率の差を縮めることにつながる。そのため、コア1と外装樹脂5の線膨張率の差に起因したヒートサイクル時のクラックの発生を抑制することができる。
外装樹脂5に含まれる無機フィラーは、磁束の経路をつくってコイルのインダクタンスを上昇させるために、フェライト粉を含むものが好ましい。フェライト粉の種類としては、特に限定されないが、たとえばNi−Zn系フェライト、Mn−Zn系フェライトなどが挙げられる。また、該無機フィラーは、充填時における外装樹脂の流動性を保持して、コイル部品の生産性を良くするために、球状フィラーを含むものでありえる。球状フィラーの種類としては、特に限定されないが、たとえば球状シリカ、球状アルミナなどが挙げられる。
上述のように、無機フィラーの充填率を高くすると、コア1と外装樹脂5の線膨張率の差に起因したヒートサイクル時のクラック発生を抑制できる。しかしながら、その一方で、無機フィラーの高充填は、外装樹脂の脆化につながるため、そのことに起因したヒートサイクル時のクラックを発生させてしまう。
そこで、前記外装樹脂は、さらに、複数のガラス転移温度を有し、相分離構造を有する樹脂を含むことを特徴としている。前記樹脂が、複数のガラス転移温度を有し、相分離構造を有することで、上述の外装樹脂の脆化によるヒートサイクル時のクラック発生を抑制することが可能である。その理由について以下に説明する。
ここでは、例として、2つの異なるガラス転移温度Tg1,Tg2(Tg1<Tg2)を有し、2相分離構造を有する樹脂について考える。ガラス転移温度を有する物質において、通常、ガラス転移温度より低温の非晶質状態はガラス状態と呼ばれ、ガラス転移温度より高温で融点より低温の状態はゴム状態と呼ばれており、ゴム状態の弾性率は、ガラス状態の弾性率と比べて極めて低いことが知られている。2相分離構造を有する当該樹脂の場合、2つの異なるガラス転移温度のうち低い方のガラス転移温度Tg1よりも低い温度域では、当該樹脂の分離した2相は、共にガラス状態である。この状態から、当該樹脂を加熱して、温度がTg1より高くTg2より低い温度域に達した場合、2相に分離したうちの1相はガラス状態のままであるが、他方の1相はガラス転移温度Tg1を超えたために、ゴム状態となる。このように、弾性率の低いゴム状態の相が樹脂中に存在することによって、熱膨張により樹脂に生じる応力をゴム相が吸収する。このことは、ガラス転移温度Tg1より高い温度域での外装樹脂の強度及び靭性を向上することにつながるため、結果として、外装樹脂の脆化によるヒートサイクル時のクラック発生を抑制することが可能となる。
外装樹脂に含まれる前記樹脂は、複数のガラス転移温度を有するために、複数の異なる
ガラス転移温度を有する樹脂を混合して得られたものでありえる。外装樹脂に含まれる樹脂は、複数のガラス転移温度を有し、相分離構造を有するものであれば、特に限定されないが、好ましくは、コイル部品100の強度向上のために、硬化性樹脂を含むことが好ましい。硬化性樹脂としては、たとえばエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を用いることができる。
ガラス転移温度を有する樹脂を混合して得られたものでありえる。外装樹脂に含まれる樹脂は、複数のガラス転移温度を有し、相分離構造を有するものであれば、特に限定されないが、好ましくは、コイル部品100の強度向上のために、硬化性樹脂を含むことが好ましい。硬化性樹脂としては、たとえばエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を用いることができる。
外装樹脂に含まれる前記樹脂は、好ましくは、エポキシ樹脂とフェノキシ樹脂と硬化剤を含み、必要に応じて硬化促進剤を含む。このような樹脂において、好ましくは、前記エポキシ樹脂と前記フェノキシ樹脂の合計に対する前記フェノキシ樹脂の割合が40〜60質量%であることを特徴とする樹脂である。フェノキシ樹脂が−40〜125℃の温度域にガラス転移温度を有するため、外装樹脂に含まれる樹脂は、該ガラス転移温度を超えた温度域においてゴム相を有し、膨張収縮による応力をこのゴム相が吸収することができる。また、線膨張率の大きいフェノキシ樹脂の割合が大きいと、熱膨張による応力が大きくなってしまう。一方、線膨張率の大きいフェノキシ樹脂の割合が小さいと、ゴム相の割合が小さいため、膨張収縮による応力を十分に吸収できない。このため、前記エポキシ樹脂と前記フェノキシ樹脂の合計に対する前記フェノキシ樹脂の割合を、40〜60質量%の範囲にすることにより、100℃における外装樹脂の損失正接tanδを0.06〜0.1に限定させている。このように誘電正接tanδを限定することによって、ヒートサイクルによる外装樹脂のクラック発生を抑制することができ、また、コアのクラックも抑制することができる。
さらに、エポキシ樹脂の中では、架橋密度及びガラス転移温度が高く、耐熱性に優れたクレゾールノボラック型エポキシ樹脂であることが好ましい。クレゾールノボラック型エポキシ樹脂およびフェノキシ樹脂は、それぞれ、下記構造式(1)、(2)で示される。
また、前記外装樹脂において、無機フィラーの充填率が高すぎると、上述の外装樹脂の相分離構造でヒートサイクル時のクラック発生を抑制できないほどに、外装樹脂が脆化してしまうため、外装樹脂に対する無機フィラーの割合を95質量%以下に限定している。
上記コイル部品において、外装樹脂の125℃における貯蔵弾性率は、7.6GPa以下であることが好ましい。このように外装樹脂の125℃における貯蔵弾性率を7.6GPa以下とすることによって、ヒートサイクル時に生じる実装基板のたわみに起因したコアと外装樹脂との間に生じる応力を外装樹脂が吸収できる。これにより、外装樹脂のクラックに加え、コアのクラックをも抑制することができる。
上記コイル部品において好ましくは、前記樹脂は、エポキシ樹脂とフェノキシ樹脂とを含み、前記外装樹脂に対する前記フェノキシ樹脂の割合は、1〜2質量%であることを特徴とする。このように、外装樹脂に対するフェノキシ樹脂の割合を限定することによって、外装樹脂の貯蔵弾性率を7.6GPa以下に抑えることを確実にすることができる。
(実験例)
本発明に係るコイル部品について、耐熱信頼性に関して評価を行なった。以下に示す実施例1〜実施例11によって、本発明に係るコイル部品を得た。また、比較例1〜比較例7によって、本発明に係るコイル部品と比較するためのコイル部品を得た。
本発明に係るコイル部品について、耐熱信頼性に関して評価を行なった。以下に示す実施例1〜実施例11によって、本発明に係るコイル部品を得た。また、比較例1〜比較例7によって、本発明に係るコイル部品と比較するためのコイル部品を得た。
無機フィラーとしてフェライト(D50=0.6μm)662.7g、球状シリカ(D50=8μm)139.5g、エポキシ樹脂としてクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(エポキシ当量218)17.8g、フェノキシ樹脂(MW=50,000)6.5g、硬化剤としてフェノール樹脂8.7g、溶剤としてジプロピレンメチルエーテルアセテート155.1g、イミダゾール系硬化促進剤0.3g、分散剤6.4g、カップリング剤3.0gを混合し、外装樹脂を得た。得られた外装樹脂に同溶剤を添加し、粘度を約1Pa・sに希釈し、ディスペンサ(ノズル内径250μm)を用いて、鍔間0.85mmの銅線巻線済みのドラム型フェライトコアに塗布し、80℃で乾燥、150℃で硬化を行い、コイル部品を得た。上述のように配合されたことによって、外装樹脂に対する無機フィラー及びフェノキシ樹脂の割合は、それぞれ95質量%、0.8質量%であり、エポキシ樹脂とフェノキシ樹脂の質量比は、エポキシ樹脂:フェノキシ樹脂=73:27である。
(実施例2)
鍔間0.32mmの銅線巻線済みのドラム型フェライトコアに塗布した以外は、実施例1と同様にしてコイル部品を得た。上述のように配合されたことによって、外装樹脂に対する無機フィラー及びフェノキシ樹脂の割合は、それぞれ95質量%、0.8質量%であり、エポキシ樹脂とフェノキシ樹脂の質量比は、エポキシ樹脂:フェノキシ樹脂=73:27である。
鍔間0.32mmの銅線巻線済みのドラム型フェライトコアに塗布した以外は、実施例1と同様にしてコイル部品を得た。上述のように配合されたことによって、外装樹脂に対する無機フィラー及びフェノキシ樹脂の割合は、それぞれ95質量%、0.8質量%であり、エポキシ樹脂とフェノキシ樹脂の質量比は、エポキシ樹脂:フェノキシ樹脂=73:27である。
(実施例3)
無機フィラーとしてフェライト(D50=0.6μm)675.6g、球状シリカ(D50=8.0μm)94.8g、エポキシ樹脂としてクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(エポキシ当量218)35.3g、フェノキシ樹脂(MW=50,000)7.0g、硬化剤としてフェノール樹脂17.0g、溶剤としてジプロピレンメチルエーテルアセテート149.0g、イミダゾール系硬化促進剤0.6g、分散剤5.7g、カップリング剤5.2gを混合し、外装樹脂を得た。得られた外装樹脂を用いて実施例1と同様にしてコイル部品を得た。上述のように配合されたことによって、外装樹脂に対する無機フィラー及びフェノキシ樹脂の割合は、それぞれ92質量%、0.8質量%であり、エポキシ樹脂とフェノキシ樹脂の質量比は、エポキシ樹脂:フェノキシ樹脂=83:17である。
無機フィラーとしてフェライト(D50=0.6μm)675.6g、球状シリカ(D50=8.0μm)94.8g、エポキシ樹脂としてクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(エポキシ当量218)35.3g、フェノキシ樹脂(MW=50,000)7.0g、硬化剤としてフェノール樹脂17.0g、溶剤としてジプロピレンメチルエーテルアセテート149.0g、イミダゾール系硬化促進剤0.6g、分散剤5.7g、カップリング剤5.2gを混合し、外装樹脂を得た。得られた外装樹脂を用いて実施例1と同様にしてコイル部品を得た。上述のように配合されたことによって、外装樹脂に対する無機フィラー及びフェノキシ樹脂の割合は、それぞれ92質量%、0.8質量%であり、エポキシ樹脂とフェノキシ樹脂の質量比は、エポキシ樹脂:フェノキシ樹脂=83:17である。
(実施例4)
無機フィラーとしてフェライト(D50=0.6μm)661.2g、球状シリカ(D50=8.0μm)139.2g、エポキシ樹脂としてクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(エポキシ当量218)19.3g、フェノキシ樹脂(MW=50,000)6.4g、硬化剤としてフェノール樹脂9.4g、溶剤としてジプロピレンメチルエーテルアセテート157.1g、イミダゾール系硬化促進剤0.3g、分散剤6.3g、カップリング剤3.1gを混合し、外装樹脂を得た。得られた外装樹脂を用いて実施例1と同様にしてコイル部品を得た。上述のように配合されたことによって、外装樹脂に対する無機フィラー及びフェノキシ樹脂の割合は、それぞれ95質量%、0.8質量%であり、エポキシ樹脂とフェノキシ樹脂の質量比は、エポキシ樹脂:フェノキシ樹脂=75:25である。
無機フィラーとしてフェライト(D50=0.6μm)661.2g、球状シリカ(D50=8.0μm)139.2g、エポキシ樹脂としてクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(エポキシ当量218)19.3g、フェノキシ樹脂(MW=50,000)6.4g、硬化剤としてフェノール樹脂9.4g、溶剤としてジプロピレンメチルエーテルアセテート157.1g、イミダゾール系硬化促進剤0.3g、分散剤6.3g、カップリング剤3.1gを混合し、外装樹脂を得た。得られた外装樹脂を用いて実施例1と同様にしてコイル部品を得た。上述のように配合されたことによって、外装樹脂に対する無機フィラー及びフェノキシ樹脂の割合は、それぞれ95質量%、0.8質量%であり、エポキシ樹脂とフェノキシ樹脂の質量比は、エポキシ樹脂:フェノキシ樹脂=75:25である。
(実施例5)
無機フィラーとしてフェライト(D50=0.6μm)662.7g、球状シリカ(D50=8.0μm)139.5g、エポキシ樹脂としてクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(エポキシ当量218)13.4g、フェノキシ樹脂(MW=50,000)13.0g、硬化剤としてフェノール樹脂6.6g、溶剤としてジプロピレンメチルエーテルアセテート155.1g、イミダゾール系硬化促進剤0.3g、分散剤6.4g、カップリング剤2.9gを混合し、外装樹脂を得た。得られた外装樹脂を用いて実施例1と同様にしてコイル部品を得た。上述のように配合されたことによって、外装樹脂に対する無機フィラー及びフェノキシ樹脂の割合は、それぞれ95質量%、1.5質量%であり、エポキシ樹脂とフェノキシ樹脂の質量比は、エポキシ樹脂:フェノキシ樹脂=51:49である。
無機フィラーとしてフェライト(D50=0.6μm)662.7g、球状シリカ(D50=8.0μm)139.5g、エポキシ樹脂としてクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(エポキシ当量218)13.4g、フェノキシ樹脂(MW=50,000)13.0g、硬化剤としてフェノール樹脂6.6g、溶剤としてジプロピレンメチルエーテルアセテート155.1g、イミダゾール系硬化促進剤0.3g、分散剤6.4g、カップリング剤2.9gを混合し、外装樹脂を得た。得られた外装樹脂を用いて実施例1と同様にしてコイル部品を得た。上述のように配合されたことによって、外装樹脂に対する無機フィラー及びフェノキシ樹脂の割合は、それぞれ95質量%、1.5質量%であり、エポキシ樹脂とフェノキシ樹脂の質量比は、エポキシ樹脂:フェノキシ樹脂=51:49である。
(実施例6)
鍔間0.32mmの銅線巻線済みのドラム型フェライトコアに塗布した以外は、実施例5と同様にしてコイル部品を得、同様の評価を行った。上述のように配合されたことによって、外装樹脂に対する無機フィラー及びフェノキシ樹脂の割合は、それぞれ95質量%、1.5質量%であり、エポキシ樹脂とフェノキシ樹脂の質量比は、エポキシ樹脂:フェノキシ樹脂=51:49である。
鍔間0.32mmの銅線巻線済みのドラム型フェライトコアに塗布した以外は、実施例5と同様にしてコイル部品を得、同様の評価を行った。上述のように配合されたことによって、外装樹脂に対する無機フィラー及びフェノキシ樹脂の割合は、それぞれ95質量%、1.5質量%であり、エポキシ樹脂とフェノキシ樹脂の質量比は、エポキシ樹脂:フェノキシ樹脂=51:49である。
(実施例7)
無機フィラーとしてフェライト(D50=0.6μm)664.8g、球状シリカ(D50=8.0μm)140.0g、エポキシ樹脂としてクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(エポキシ当量218)11.2g、フェノキシ樹脂(MW=50,000)16.3g、硬化剤としてフェノール樹脂5.4g、溶剤としてジプロピレンメチルエーテルアセテート129.4g、イミダゾール系硬化促進剤0.3g、分散剤6.4g、カップリング剤2.9gを混合し、外装樹脂を得た。得られた外装樹脂を用いて実施例1と同様にしてコイル部品を得た。上述のように配合されたことによって、外装樹脂に対する無機フィラー及びフェノキシ樹脂の割合は、それぞれ95質量%、1.9質量%であり、エポキシ樹脂とフェノキシ樹脂の質量比は、エポキシ樹脂:フェノキシ樹脂=41:59である。
無機フィラーとしてフェライト(D50=0.6μm)664.8g、球状シリカ(D50=8.0μm)140.0g、エポキシ樹脂としてクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(エポキシ当量218)11.2g、フェノキシ樹脂(MW=50,000)16.3g、硬化剤としてフェノール樹脂5.4g、溶剤としてジプロピレンメチルエーテルアセテート129.4g、イミダゾール系硬化促進剤0.3g、分散剤6.4g、カップリング剤2.9gを混合し、外装樹脂を得た。得られた外装樹脂を用いて実施例1と同様にしてコイル部品を得た。上述のように配合されたことによって、外装樹脂に対する無機フィラー及びフェノキシ樹脂の割合は、それぞれ95質量%、1.9質量%であり、エポキシ樹脂とフェノキシ樹脂の質量比は、エポキシ樹脂:フェノキシ樹脂=41:59である。
(実施例8)
無機フィラーとしてフェライト(D50=0.6μm)776.9g、エポキシ樹脂としてクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(エポキシ当量218)30.0g、フェノキシ樹脂(MW=50,000)16.5g、硬化剤としてフェノール樹脂16.1g、溶剤としてジプロピレンメチルエーテルアセテート145.4g、イミダゾール系硬化促進剤0.8g、分散剤4.7g、カップリング剤5.5gを混合し、外装樹脂を得た。得られた外装樹脂を用いて実施例1と同様にしてコイル部品を得、同様の評価を行った。上述のように配合されたことによって、外装樹脂に対する無機フィラー及びフェノキシ樹脂の割合は、それぞれ91質量%、1.9質量%であり、エポキシ樹脂とフェノキシ樹脂の質量比は、エポキシ樹脂:フェノキシ樹脂=65:35である。
無機フィラーとしてフェライト(D50=0.6μm)776.9g、エポキシ樹脂としてクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(エポキシ当量218)30.0g、フェノキシ樹脂(MW=50,000)16.5g、硬化剤としてフェノール樹脂16.1g、溶剤としてジプロピレンメチルエーテルアセテート145.4g、イミダゾール系硬化促進剤0.8g、分散剤4.7g、カップリング剤5.5gを混合し、外装樹脂を得た。得られた外装樹脂を用いて実施例1と同様にしてコイル部品を得、同様の評価を行った。上述のように配合されたことによって、外装樹脂に対する無機フィラー及びフェノキシ樹脂の割合は、それぞれ91質量%、1.9質量%であり、エポキシ樹脂とフェノキシ樹脂の質量比は、エポキシ樹脂:フェノキシ樹脂=65:35である。
(実施例9)
無機フィラーとしてフェライト(D50=0.6μm)398.0g、球状シリカ(D50=8.0μm)351.5g、エポキシ樹脂としてクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(エポキシ当量218)16.8g、フェノキシ樹脂(MW=50,000)16.4g、硬化剤としてフェノール樹脂8.3g、溶剤としてジプロピレンメチルエーテルアセテート149.3g、イミダゾール系硬化促進剤0.4g、分散剤8.4g、カップリング剤3.7gを混合し、外装樹脂を得た。得られた外装樹脂を用いて実施例1と同様にしてコイル部品を得た。上述のように配合されたことによって、外装樹脂に対する無機フィラー及びフェノキシ樹脂の割合は、それぞれ93質量%、2.0質量%であり、エポキシ樹脂とフェノキシ樹脂の質量比は、エポキシ樹脂:フェノキシ樹脂=51:49である。
無機フィラーとしてフェライト(D50=0.6μm)398.0g、球状シリカ(D50=8.0μm)351.5g、エポキシ樹脂としてクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(エポキシ当量218)16.8g、フェノキシ樹脂(MW=50,000)16.4g、硬化剤としてフェノール樹脂8.3g、溶剤としてジプロピレンメチルエーテルアセテート149.3g、イミダゾール系硬化促進剤0.4g、分散剤8.4g、カップリング剤3.7gを混合し、外装樹脂を得た。得られた外装樹脂を用いて実施例1と同様にしてコイル部品を得た。上述のように配合されたことによって、外装樹脂に対する無機フィラー及びフェノキシ樹脂の割合は、それぞれ93質量%、2.0質量%であり、エポキシ樹脂とフェノキシ樹脂の質量比は、エポキシ樹脂:フェノキシ樹脂=51:49である。
(実施例10)
無機フィラーとしてフェライト(D50=0.6μm)513.4g、球状シリカ(D50=8.0μm)288.8g、エポキシ樹脂としてクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(エポキシ当量218)15.8g、フェノキシ樹脂(MW=50,000)10.6g、硬化剤としてフェノール樹脂7.8g、溶剤としてジプロピレンメチルエーテルアセテート155.1g、イミダゾール系硬化促進剤0.3g、分散剤6.4g、カップリング剤2.9gを混合し、外装樹脂を得た。得られた外装樹脂を用いて実施例1と同様にしてコイル部品を得た。上述のように配合されたことによって、外装樹脂に対する無機フィラー及びフェノキシ樹脂の割合は、それぞれ95質量%、1.2質量%であり、エポキシ樹脂とフェノキシ樹脂の質量比は、エポキシ樹脂:フェノキシ樹脂=60:40である。
無機フィラーとしてフェライト(D50=0.6μm)513.4g、球状シリカ(D50=8.0μm)288.8g、エポキシ樹脂としてクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(エポキシ当量218)15.8g、フェノキシ樹脂(MW=50,000)10.6g、硬化剤としてフェノール樹脂7.8g、溶剤としてジプロピレンメチルエーテルアセテート155.1g、イミダゾール系硬化促進剤0.3g、分散剤6.4g、カップリング剤2.9gを混合し、外装樹脂を得た。得られた外装樹脂を用いて実施例1と同様にしてコイル部品を得た。上述のように配合されたことによって、外装樹脂に対する無機フィラー及びフェノキシ樹脂の割合は、それぞれ95質量%、1.2質量%であり、エポキシ樹脂とフェノキシ樹脂の質量比は、エポキシ樹脂:フェノキシ樹脂=60:40である。
(実施例11)
無機フィラーとしてフェライト(D50=0.6μm)618.9g、球状シリカ(D50=8.0μm)120.3g、エポキシ樹脂としてクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(エポキシ当量218)12.1g、フェノキシ樹脂(MW=50,000)14.3g、硬化剤としてフェノール樹脂6.0g、溶剤としてジプロピレンメチルエーテルアセテート155.1g、イミダゾール系硬化促進剤0.3g、分散剤8.4g、カップリング剤2.9gを混合し、外装樹脂を得た。得られた外装樹脂を用いて実施例1と同様にしてコイル部品を得た。上述のように配合されたことによって、外装樹脂に対する無機フィラー及びフェノキシ樹脂の割合は、それぞれ95質量%、1.7質量%であり、エポキシ樹脂とフェノキシ樹脂の質量比は、エポキシ樹脂:フェノキシ樹脂=46:54である。
無機フィラーとしてフェライト(D50=0.6μm)618.9g、球状シリカ(D50=8.0μm)120.3g、エポキシ樹脂としてクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(エポキシ当量218)12.1g、フェノキシ樹脂(MW=50,000)14.3g、硬化剤としてフェノール樹脂6.0g、溶剤としてジプロピレンメチルエーテルアセテート155.1g、イミダゾール系硬化促進剤0.3g、分散剤8.4g、カップリング剤2.9gを混合し、外装樹脂を得た。得られた外装樹脂を用いて実施例1と同様にしてコイル部品を得た。上述のように配合されたことによって、外装樹脂に対する無機フィラー及びフェノキシ樹脂の割合は、それぞれ95質量%、1.7質量%であり、エポキシ樹脂とフェノキシ樹脂の質量比は、エポキシ樹脂:フェノキシ樹脂=46:54である。
(比較例1)
鍔間2.0mmの銅線巻線済みのドラム型フェライトコアに塗布した以外は、実施例1と同様にしてコイル部品を得た。実施例1と同様、外装樹脂に対する無機フィラー及びフェノキシ樹脂の割合は、それぞれ95質量%、0.8質量%であり、エポキシ樹脂とフェノキシ樹脂の質量比は、エポキシ樹脂:フェノキシ樹脂=73:27である。
鍔間2.0mmの銅線巻線済みのドラム型フェライトコアに塗布した以外は、実施例1と同様にしてコイル部品を得た。実施例1と同様、外装樹脂に対する無機フィラー及びフェノキシ樹脂の割合は、それぞれ95質量%、0.8質量%であり、エポキシ樹脂とフェノキシ樹脂の質量比は、エポキシ樹脂:フェノキシ樹脂=73:27である。
(比較例2)
鍔間2.0mmの銅線巻線済みのドラム型フェライトコアに塗布した以外は、実施例5と同様にしてコイル部品を得た。実施例5と同様、外装樹脂に対する無機フィラー及びフェノキシ樹脂の割合は、それぞれ95質量%、1.5質量%であり、エポキシ樹脂とフェノキシ樹脂の質量比は、エポキシ樹脂:フェノキシ樹脂=51:49である。
鍔間2.0mmの銅線巻線済みのドラム型フェライトコアに塗布した以外は、実施例5と同様にしてコイル部品を得た。実施例5と同様、外装樹脂に対する無機フィラー及びフェノキシ樹脂の割合は、それぞれ95質量%、1.5質量%であり、エポキシ樹脂とフェノキシ樹脂の質量比は、エポキシ樹脂:フェノキシ樹脂=51:49である。
(比較例3)
無機フィラーとしてフェライト(D50=0.6μm)662.7g、球状シリカ(D50=8.0μm)139.5g、エポキシ樹脂としてクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(エポキシ当量218)22.3g、硬化剤としてフェノール樹脂10.7g、溶剤としてジプロピレンメチルエーテルアセテート155.1g、イミダゾール系硬化促進剤0.3g、分散剤6.4g、カップリング剤2.9gを混合し、外装樹脂を得た。得られた外装樹脂を用いて実施例1と同様にしてコイル部品を得た。上述のように配合されたことによって、外装樹脂に対する無機フィラー及びフェノキシ樹脂の割合は、それぞれ95質量%、0質量%であり、エポキシ樹脂とフェノキシ樹脂の質量比は、エポキシ樹脂:フェノキシ樹脂=100:0である。
無機フィラーとしてフェライト(D50=0.6μm)662.7g、球状シリカ(D50=8.0μm)139.5g、エポキシ樹脂としてクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(エポキシ当量218)22.3g、硬化剤としてフェノール樹脂10.7g、溶剤としてジプロピレンメチルエーテルアセテート155.1g、イミダゾール系硬化促進剤0.3g、分散剤6.4g、カップリング剤2.9gを混合し、外装樹脂を得た。得られた外装樹脂を用いて実施例1と同様にしてコイル部品を得た。上述のように配合されたことによって、外装樹脂に対する無機フィラー及びフェノキシ樹脂の割合は、それぞれ95質量%、0質量%であり、エポキシ樹脂とフェノキシ樹脂の質量比は、エポキシ樹脂:フェノキシ樹脂=100:0である。
(比較例4)
鍔間0.32mmの銅線巻線済みのドラム型フェライトコアに塗布した以外は、比較例3と同様にしてコイル部品を得た。比較例3と同様、外装樹脂に対する無機フィラー及びフェノキシ樹脂の割合は、それぞれ95質量%、0質量%であり、エポキシ樹脂とフェノキシ樹脂の質量比は、エポキシ樹脂:フェノキシ樹脂=100:0である。
鍔間0.32mmの銅線巻線済みのドラム型フェライトコアに塗布した以外は、比較例3と同様にしてコイル部品を得た。比較例3と同様、外装樹脂に対する無機フィラー及びフェノキシ樹脂の割合は、それぞれ95質量%、0質量%であり、エポキシ樹脂とフェノキシ樹脂の質量比は、エポキシ樹脂:フェノキシ樹脂=100:0である。
(比較例5)
無機フィラーとしてフェライト(D50=0.6μm)665.5g、球状シリカ(D50=8.0μm)140.1g、エポキシ樹脂としてクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(エポキシ当量218)8.9g、フェノキシ樹脂(MW=50,000)19.6g、硬化剤としてフェノール樹脂4.3g、溶剤としてジプロピレンメチルエーテルアセテート123.6g、イミダゾール系硬化促進剤0.3g、分散剤6.4g、カップリング剤2.9gを混合し、外装樹脂を得た。得られた外装樹脂を用いて実施例1と同様にしてコイル部品を得た。上述のように配合されたことによって、外装樹脂に対する無機フィラー及びフェノキシ樹脂の割合は、それぞれ95質量%、2.3質量%であり、エポキシ樹脂とフェノキシ樹脂の質量比は、エポキシ樹脂:フェノキシ樹脂=31:69である。
無機フィラーとしてフェライト(D50=0.6μm)665.5g、球状シリカ(D50=8.0μm)140.1g、エポキシ樹脂としてクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(エポキシ当量218)8.9g、フェノキシ樹脂(MW=50,000)19.6g、硬化剤としてフェノール樹脂4.3g、溶剤としてジプロピレンメチルエーテルアセテート123.6g、イミダゾール系硬化促進剤0.3g、分散剤6.4g、カップリング剤2.9gを混合し、外装樹脂を得た。得られた外装樹脂を用いて実施例1と同様にしてコイル部品を得た。上述のように配合されたことによって、外装樹脂に対する無機フィラー及びフェノキシ樹脂の割合は、それぞれ95質量%、2.3質量%であり、エポキシ樹脂とフェノキシ樹脂の質量比は、エポキシ樹脂:フェノキシ樹脂=31:69である。
(比較例6)
無機フィラーとしてフェライト(D50=0.6μm)694.2g、球状シリカ(D50=8.0μm)29.2g、エポキシ樹脂としてクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(エポキシ当量218)61.7g、フェノキシ樹脂(MW=50,000)6.8g、硬化剤としてフェノール樹脂29.7g、溶剤としてジプロピレンメチルエーテルアセテート154.0g、イミダゾール系硬化促進剤1.0g、分散剤4.7g、カップリング剤8.6gを混合し、外装樹脂を得た。得られた外装樹脂を用いて実施例1と同様にしてコイル部品を得た。上述のように配合されたことによって、外装樹脂に対する無機フィラー及びフェノキシ樹脂の割合は、それぞれ87質量%、0.8質量%であり、エポキシ樹脂とフェノキシ樹脂の質量比は、エポキシ樹脂:フェノキシ樹脂=90:10である。
無機フィラーとしてフェライト(D50=0.6μm)694.2g、球状シリカ(D50=8.0μm)29.2g、エポキシ樹脂としてクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(エポキシ当量218)61.7g、フェノキシ樹脂(MW=50,000)6.8g、硬化剤としてフェノール樹脂29.7g、溶剤としてジプロピレンメチルエーテルアセテート154.0g、イミダゾール系硬化促進剤1.0g、分散剤4.7g、カップリング剤8.6gを混合し、外装樹脂を得た。得られた外装樹脂を用いて実施例1と同様にしてコイル部品を得た。上述のように配合されたことによって、外装樹脂に対する無機フィラー及びフェノキシ樹脂の割合は、それぞれ87質量%、0.8質量%であり、エポキシ樹脂とフェノキシ樹脂の質量比は、エポキシ樹脂:フェノキシ樹脂=90:10である。
(比較例7)
無機フィラーとしてフェライト(D50=0.6μm)656.6g、球状シリカ(D50=8.0μm)161.3g、エポキシ樹脂としてクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(エポキシ当量218)8.8g、フェノキシ樹脂(MW=50,000)6.9g、硬化剤としてフェノール樹脂4.2g、溶剤としてジプロピレンメチルエーテルアセテート144.7g、イミダゾール系硬化促進剤0.2g、分散剤6.7g、カップリング剤1.8gを混合し、外装樹脂を得た。得られた外装樹脂を用いて実施例1と同様にしてコイル部品を得た。上述のように配合されたことによって、外装樹脂に対する無機フィラー及びフェノキシ樹脂の割合は、それぞれ97質量%、0.8質量%であり、エポキシ樹脂とフェノキシ樹脂の質量比は、エポキシ樹脂:フェノキシ樹脂=56:44である。
無機フィラーとしてフェライト(D50=0.6μm)656.6g、球状シリカ(D50=8.0μm)161.3g、エポキシ樹脂としてクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(エポキシ当量218)8.8g、フェノキシ樹脂(MW=50,000)6.9g、硬化剤としてフェノール樹脂4.2g、溶剤としてジプロピレンメチルエーテルアセテート144.7g、イミダゾール系硬化促進剤0.2g、分散剤6.7g、カップリング剤1.8gを混合し、外装樹脂を得た。得られた外装樹脂を用いて実施例1と同様にしてコイル部品を得た。上述のように配合されたことによって、外装樹脂に対する無機フィラー及びフェノキシ樹脂の割合は、それぞれ97質量%、0.8質量%であり、エポキシ樹脂とフェノキシ樹脂の質量比は、エポキシ樹脂:フェノキシ樹脂=56:44である。
なお、上記実施例及び比較例において、フェノキシ樹脂は難溶性であることから、フェノキシ樹脂を溶解する際には、メチルエチルケトン(以下、MEKという)を使用している。
次に、上述の方法で得られた各実施例、各比較例に係るコイル部品、および、これらコイル部品に用いた外装樹脂について、以下の項目について評価を行なった。
1)樹脂クラックの有無
各実施例、各比較例に係るコイル部品を基板(FR−4,厚さ1.6mm)にメタルマスク厚100μmではんだ実装し、ヒートサイクル試験(−40℃〜125℃、2000サイクル)を行い、コイル部品の外装樹脂部分のクラックの有無を光学顕微鏡を用いて観察した。
各実施例、各比較例に係るコイル部品を基板(FR−4,厚さ1.6mm)にメタルマスク厚100μmではんだ実装し、ヒートサイクル試験(−40℃〜125℃、2000サイクル)を行い、コイル部品の外装樹脂部分のクラックの有無を光学顕微鏡を用いて観察した。
2)コアクラックの有無
各実施例、各比較例に係るコイル部品を基板(FR−4,厚さ1.6mm)にメタルマスク厚100μmではんだ実装し、ヒートサイクル試験(−40℃〜125℃、2000サイクル)を行い、コイル部品のコアのクラックの有無を光学顕微鏡を用いて観察した。
各実施例、各比較例に係るコイル部品を基板(FR−4,厚さ1.6mm)にメタルマスク厚100μmではんだ実装し、ヒートサイクル試験(−40℃〜125℃、2000サイクル)を行い、コイル部品のコアのクラックの有無を光学顕微鏡を用いて観察した。
3)ガラス転移温度(Tg)
各実施例、各比較例に係るコイル部品に用いられた外装樹脂を硬化させ、幅10mm×長さ50mm×厚さ0.5mmの試験片を作製し、セイコーインスツルメンツ製粘弾性スペクトロメータを用いて動的粘弾性測定を行い、tanδのピークからガラス転移温度を測定した。
各実施例、各比較例に係るコイル部品に用いられた外装樹脂を硬化させ、幅10mm×長さ50mm×厚さ0.5mmの試験片を作製し、セイコーインスツルメンツ製粘弾性スペクトロメータを用いて動的粘弾性測定を行い、tanδのピークからガラス転移温度を測定した。
4)損失正接(tanδ)
各実施例、各比較例に係るコイル部品に用いられた外装樹脂を硬化させ、幅10mm×長さ50mm×厚さ0.5mmの試験片を作製し、セイコーインスツルメンツ製粘弾性スペクトロメータを用いて動的粘弾性測定を行い、100℃における貯蔵弾性率に対する損失弾性率の比である損失正接(tanδ)を測定した。
各実施例、各比較例に係るコイル部品に用いられた外装樹脂を硬化させ、幅10mm×長さ50mm×厚さ0.5mmの試験片を作製し、セイコーインスツルメンツ製粘弾性スペクトロメータを用いて動的粘弾性測定を行い、100℃における貯蔵弾性率に対する損失弾性率の比である損失正接(tanδ)を測定した。
5)貯蔵弾性率(E’)
各実施例、各比較例に係るコイル部品に用いられた外装樹脂を硬化させ、幅10mm×長さ50mm×厚さ0.5mmの試験片を作製し、セイコーインスツルメンツ製粘弾性スペクトロメータを用いて動的粘弾性測定を行い、125℃における貯蔵弾性率E’を測定した。
各実施例、各比較例に係るコイル部品に用いられた外装樹脂を硬化させ、幅10mm×長さ50mm×厚さ0.5mmの試験片を作製し、セイコーインスツルメンツ製粘弾性スペクトロメータを用いて動的粘弾性測定を行い、125℃における貯蔵弾性率E’を測定した。
実施例1〜11と比較例1〜7について、上記項目について評価された結果を表1に示す。
実施例1〜11に係るコイル部品は、外装樹脂が、外装樹脂に対して91〜95質量%の無機フィラーと、複数のガラス転移温度を有し、相分離構造を有する樹脂とを含有し、コイル部品のドラム型コアの上鍔と下鍔との間隔である鍔間が1.0mm以下であるコイル部品である。また、実施例に係るコイル部品は、外装樹脂に含まれる樹脂が、エポキシ樹脂とフェノキシ樹脂とを含み、前記エポキシ樹脂と前記フェノキシ樹脂の合計に対する前記フェノキシ樹脂の割合が60質量%以下であることを特徴とする。表1の結果から、実施例1〜11のコイル部品では、コアと外装樹脂間の線膨張率差に起因したクラックと外装樹脂の脆化に起因したクラックの発生を抑制することが可能となり、−40〜125℃のヒートサイクルによる外装樹脂のクラックを抑制できたことが分かる。
比較例1及び比較例2は、鍔間が2.0mmである点で、実施例1及び実施例5と異なるが、表1の結果から、比較例1及び比較例2の外装樹脂にはクラックが生じていることが分かる。これは、鍔間が1.0mmより大きくなってしまうと、樹脂塗布量が多く、樹脂の硬化による応力が大きいため、その応力に外装樹脂が耐えられなかったことに起因すると考えられる。
比較例3及び比較例4は、外装樹脂に含まれる樹脂がエポキシ樹脂のみによって構成されている点で、実施例1及び実施例2と異なるが、表1の結果から、比較例3及び比較例4の外装樹脂には−40〜125℃のヒートサイクルによるクラックが生じていることが分かる。比較例3及び比較例4における外装樹脂に含まれる樹脂は、フェノキシ樹脂を含んでおらず、2相分離構造を有していないため、樹脂全体は−40℃〜125℃においてガラス状態である。そのため、実施例の樹脂のように高温においてゴム相が応力を吸収することがないため、ヒートサイクルでの膨張収縮の応力に耐えられなかったことにより比較例3及び比較例4の外装樹脂にクラックが発生したと考えられる。
比較例5は、フェノキシ樹脂の重量部が2より大きい2.3重量部であり、エポキシ樹脂とフェノキシ樹脂の合計に対するフェノキシ樹脂の割合が、60質量%を超えている点で、実施例1と異なるが、表1の結果から、比較例5の外装樹脂には−40〜125℃のヒートサイクルによるクラックが生じていることが分かる。フェノキシ樹脂は、100℃付近に有するガラス転移温度を超えるとゴム状態となるが、ゴム状態ではガラス状態に比べて熱膨張率が大きくなる。また、ガラス状態においてもフェノキシ樹脂の方が、エポキシ樹脂の熱膨張率より大きい。そのため、比較例5の樹脂の大部分をフェノキシ樹脂が占めることにより、ヒートサイクルでの膨張収縮が大きくなり、外装樹脂に生じる応力が大きくなってしまったために、クラックが生じたと考えられる。
比較例6及び比較例7は、外装樹脂に含まれる無機フィラーの割合が外装樹脂に対して91〜95質量%の範囲にない点で、実施例1と異なるが、表1の結果から、比較例6及び比較例7の外装樹脂には−40〜125℃のヒートサイクルによるクラックが生じていることが分かる。比較例6の外装樹脂にクラックが発生した理由は、無機フィラーの充填率が小さく、外装樹脂の低線膨張率化が十分でなかったためであること、樹脂の膨張収縮の影響が大きくなったことが考えられる。また、比較例7の外装樹脂にクラックが発生した理由は、無機フィラー充填率が大きすぎて、ヒートサイクルによる膨張収縮の応力に耐えられないほどに外装樹脂が脆化してしまったためと考えられる。
また、ヒートサイクルによってコアに生じたクラックについて、実施例1〜4と実施例5〜11とは、外装樹脂に対するフェノキシ樹脂の割合が1〜2質量%であるか否かに関して異なるが、表1の結果から、実施例1〜4ではコアにクラックが生じているが、実施例5〜11ではコアにクラックが生じていないことが分かる。これは、実施例5〜11では、外装樹脂に対するフェノキシ樹脂の割合が1〜2質量%とすることにより、外装樹脂の125℃における貯蔵弾性率が7.6GPa以下に抑え、100℃における損失正接tanδを0.06〜0.1の範囲内にあるようにしているため、ヒートサイクル時に生じる実装基板たわみに起因したコアと外装樹脂との間の応力を吸収できているが、一方、実施例1〜4では、外装樹脂に対するフェノキシ樹脂の割合が1〜2質量%ではなく、外装樹脂の125℃における貯蔵弾性率が高く、ヒートサイクル時の実装基板たわみによる応力を吸収できなかったためであると考えられる。
ここで、実施例に係るコイル部品の構成において、エポキシ樹脂とフェノキシ樹脂との合計に対するフェノキシ樹脂の割合を40〜60質量%とすることにより、複数のガラス温度を有し、相分離構造を有し、100℃における損失正接tanδが0.06〜0.1の範囲内にすることを実現することができる。
また、比較例1及び比較例2では、ともにコアにクラックが発生しているが、これは、コアサイズが大きいため、実装基板たわみによる応力が大きく、その応力を吸収できなかったためと考えられる。また、比較例3及び比較例4では、外装樹脂の125℃における貯蔵弾性率が7.6GPa以下でないにもかかわらず、コアにクラックは生じていないが、これは、外装樹脂のクラックが生じているために、実装基板たわみの応力が吸収されたためと考えられる。
上記実施例において、外装樹脂は、2相分離構造を構成するように、ガラス転移温度の異なるフェノキシ樹脂及びエポキシ樹脂を含む。これらの樹脂を溶解して混合させる際、フェノキシ樹脂は難溶性であるため、メチルエチルケトン(MEK)を用いるのが主流である。
ここで、フェノキシ樹脂を溶解するためのMEKは、フェノキシ樹脂とともに混合された硬化促進剤も溶解してしまう。このため、混合して得られたコーティング材としての外装樹脂は、コアに塗布して硬化させるまでに日数がある場合、緩やかに硬化が進行し、コーティング材粘度が上昇し、加工性・部品特性等への影響が出てしまう。そこで、この問題を解消するために、以下に示す実施例12の手順で本発明に係るコイル部品を得た。
ここで、フェノキシ樹脂を溶解するためのMEKは、フェノキシ樹脂とともに混合された硬化促進剤も溶解してしまう。このため、混合して得られたコーティング材としての外装樹脂は、コアに塗布して硬化させるまでに日数がある場合、緩やかに硬化が進行し、コーティング材粘度が上昇し、加工性・部品特性等への影響が出てしまう。そこで、この問題を解消するために、以下に示す実施例12の手順で本発明に係るコイル部品を得た。
(実施例12)
無機フィラーとしてフェライト(D50=0.6μm)662.7g、球状シリカ(D50=8.0μm)139.5g、エポキシ樹脂としてクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(エポキシ当量218)17.8g、フェノキシ樹脂(MW=50,000)6.5g、硬化剤としてフェノール樹脂8.7g、溶剤としてジプロピレンメチルエーテルアセテート145.1g、分散剤6.4g、カップリング剤3.0gを混合し、主剤を得た。また、イミダゾール系硬化促進剤0.3gとジプロピレンメチルエーテルアセテート10.0gを混合し、副剤を作製した。主剤及び副剤の双方を硬化前に混合し、同溶剤を添加して、粘度を約1Pa・sに希釈し、ディスペンサ(ノズル内径250μm)を用いて、鍔間0.85mmの銅線巻線済みのドラム型フェライトコアに塗布し、80℃で乾燥させ、150℃で硬化を行い、コイル部品を得た。
無機フィラーとしてフェライト(D50=0.6μm)662.7g、球状シリカ(D50=8.0μm)139.5g、エポキシ樹脂としてクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(エポキシ当量218)17.8g、フェノキシ樹脂(MW=50,000)6.5g、硬化剤としてフェノール樹脂8.7g、溶剤としてジプロピレンメチルエーテルアセテート145.1g、分散剤6.4g、カップリング剤3.0gを混合し、主剤を得た。また、イミダゾール系硬化促進剤0.3gとジプロピレンメチルエーテルアセテート10.0gを混合し、副剤を作製した。主剤及び副剤の双方を硬化前に混合し、同溶剤を添加して、粘度を約1Pa・sに希釈し、ディスペンサ(ノズル内径250μm)を用いて、鍔間0.85mmの銅線巻線済みのドラム型フェライトコアに塗布し、80℃で乾燥させ、150℃で硬化を行い、コイル部品を得た。
実施例12のコイル部品に用いられた主剤と副剤について、作製後に40℃及び25℃の環境下に放置されてからの日数に対する粘度の変化を測定した。また、比較のため、実施例12とは異なり、主剤と副剤とに分けないで作製する実施例1の外装樹脂の粘度の経日変化も同様に測定した。粘度の測定には、E型粘度計を用いた。E型粘度計の回転数は、10rpmとして測定した。40℃及び25℃の温度下で放置された実施例1の外装樹脂と実施例12の主剤及び副剤の粘度の経日変化を、それぞれ、表2及び表3に示す。実施例1の主剤の粘度の測定値の下の括弧内には、作製直後の粘度に対する比率を示した。
表2から、実施例1の外装樹脂の粘度が、経日的に緩やかに増加しており、40℃放置下の外装樹脂は、作製されてから3日後に、また、25℃放置下の外装樹脂は、作製されてから32日後に、作製直後の粘度測定値である初期粘度に対して1.2倍以上に増粘していた。一方、実施例12に係る主剤の粘度の経日的な変化は、ほとんどなかった。また、実施例12に係る副剤は、主剤に対して粘度が十分に低いため、初期粘度に対する粘度の比率は問題とならない。
このように、実施例12において、主剤と副剤とを混合させるまで、フェノキシ樹脂を溶解するためのMEKが硬化促進剤を溶解することがないため、主剤と副剤は、経日的にほとんど硬化が進行しない。主剤と副剤を含む外装樹脂は、コーティング材としてコアに塗布する直前に、それら主剤と副剤を混合させて、コアに塗布して硬化させることによって得ることができる。従って、実施例1のような硬化促進剤が溶解することによる緩やかな硬化がなく、コーティング材粘度が上昇せず、加工性・部品特性等への影響を抑制することができる。
このように、実施例12において、主剤と副剤とを混合させるまで、フェノキシ樹脂を溶解するためのMEKが硬化促進剤を溶解することがないため、主剤と副剤は、経日的にほとんど硬化が進行しない。主剤と副剤を含む外装樹脂は、コーティング材としてコアに塗布する直前に、それら主剤と副剤を混合させて、コアに塗布して硬化させることによって得ることができる。従って、実施例1のような硬化促進剤が溶解することによる緩やかな硬化がなく、コーティング材粘度が上昇せず、加工性・部品特性等への影響を抑制することができる。
1 コア
1a 上鍔
1b 下鍔
2 巻線
3、4 外部電極
5 外装樹脂
100 コイル部品
1a 上鍔
1b 下鍔
2 巻線
3、4 外部電極
5 外装樹脂
100 コイル部品
Claims (8)
- 上鍔と下鍔とを有するドラム型のコアと、
前記コアに巻回された巻線と、
前記上鍔と下鍔との間に形成される外装樹脂と、を備えるコイル部品であって、
前記外装樹脂は、
前記外装樹脂に対して91〜95質量%の無機フィラーと、
エポキシ樹脂及びフェノキシ樹脂を含む樹脂と、を含むこと、
前記樹脂は、複数のガラス転移温度を有し、相分離構造を有し、前記エポキシ樹脂と前記フェノキシ樹脂の合計に対する前記フェノキシ樹脂の割合は、40〜60質量%であること、および、
前記上鍔と下鍔との間隔である鍔間は、0.3mm以上1.0mm以下であること、を特徴とする、コイル部品。 - 前記無機フィラーは、1つ又は複数の種類のフィラーであって、前記無機フィラーのうちの一種が、球状シリカ粉、または、Ni−Zn系フェライト粉であること、を特徴とする、請求項1に記載のコイル部品。
- 前記外装樹脂は、フェライト粉を含み、前記外装樹脂に対するフェライト粉の割合は、50〜91質量%であること、を特徴とする、請求項1又は請求項2に記載のコイル部品。
- 前記外装樹脂は、100℃における貯蔵弾性率に対する損失弾性率の比が0.06〜0.1であること、を特徴とする、請求項1〜請求項3のいずれかに記載のコイル部品。
- 前記外装樹脂の125℃における貯蔵弾性率が、7.6GPa以下であること、を特徴とする、請求項1〜請求項4のいずれかに記載のコイル部品。
- 前記樹脂は、エポキシ樹脂とフェノキシ樹脂とを含み、前記外装樹脂に対する前記フェノキシ樹脂の割合は、1〜2質量%であること、を特徴とする、請求項1〜請求項5のいずれかに記載のコイル部品。
- 前記エポキシ樹脂は、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂であること、を特徴とする、請求項5又は請求項6に記載のコイル部品。
- 前記外装樹脂は、
前記樹脂を含み、硬化促進剤を含まない主剤と、
前記樹脂を含まず、前記硬化促進剤を含む副剤と、を含み、
前記外装樹脂は、前記コアに塗布される直前に、前記主剤と前記副剤が混合され、前記コアに塗布され、硬化させたものであること、を特徴とする、請求項1〜請求項7のいずれかに記載のコイル部品。
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