WO2006070544A1

WO2006070544A1 - 磁性素子

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Publication number: WO2006070544A1
Application number: PCT/JP2005/021465
Authority: WO
Inventors: Kan Sano; Satoru Yamada
Original assignee: Sumida Corporation
Priority date: 2004-12-27
Filing date: 2005-11-22
Publication date: 2006-07-06
Also published as: EP1833063A9; JPWO2006070544A1; CN101048830A; TW200625351A; CA2588094A1; EP1833063A1; TWI297505B; US20080012674A1; EP1833063A4; KR20070088554A

Abstract

　インダクタンス値を低くすることが可能となると共に、小型化および製造が容易となる磁性素子１０を提供することを目的としている。この磁性素子１０は、金属を含む磁性粉末と、樹脂系の結合剤とが混合された混合物を加圧成型することにより形成されるコア部材２０を具備している。さらに、コア部材２０の内部には、直線状の導体３０が設けられている。また、コア部材２０の外面２１に設けられ、導体３０に対して電気的に接続され、実装時に実装される実装基板に対しても電気的に接続される端子電極４０を具備している。

Description

磁性素子

技術分野

[0001] 本発明は、例えば各種電気製品の電源回路用として用いられる磁性素子に関する背景技術

[0002] 電源用として用いられる磁性素子においては、駆動回路のスイッチング周波数が徐々に高周波側にシフトしている。ここで、周波数 f、電流 I、磁性素子のインダクタンス値 (L値）、磁性素子のパワー Pとの間には、以下に示す関係が成り立つ。

P= 1/2 X L X I² X f (式 1)

[0003] この式 1を元に考慮すると、パワー Pが一定の場合、周波数 fが大きくなればなる程、 Lが小さくなる。そのため、近年は、スイッチング周波数の高周波側へのシフト等に伴って、磁性素子の L値の低下（以下、低 L化と省略して呼称する。）を図るとともに、大電流印加を可能にすると!/、つた要求が強!、。

[0004] ここで、低 L化を図ると同時に、大電流の印加に対応するためには、卷線 (導体)の低抵抗化を図る必要がある。さら〖こ、大電流印加時の、磁気飽和によるインダクタンスの減少を抑制するための材料 '構造'製造条件の選定が必要となる。カロえて、近年の電子機器の小型化に伴って、磁性素子の小型化をも図る必要がある。さらには、磁性素子の製造が容易であることも要求され、加えて磁性素子の製造コストを低減させることち要求されている。

[0005] ここで、磁性素子は、所望のインダクタンス値 (L値)を得るために、一般に卷線を所定回数だけ卷回したコイル部を有している。そして、カゝかるコイル部を磁性材等で覆い、さらにコイル部の卷線の両端を、端子電極に接続することにより、実装基板に実装可能な磁性素子が形成されている。なお、このような磁性素子の代表的な構成例としては、特許文献 1に開示されているものがある。

[0006] また、特許文献 1の磁性素子とは異なる構成を有した磁性素子として、多角筒状のフェライトコアの長手に沿うように、筒穴を設けると共に、この筒穴とフェライトコアの下面とを結ぶスリットを設け、さらに筒穴に導体を挿通させた磁性素子が知られている。力かる磁性素子としては、特許文献 2に開示されているものがある。

[0007] 特許文献 1 :特開 2002— 252120 (図 1、図 3〜図 5等参照）

特許文献 2：特開 2001— 052934 (図 1〜図 7等参照）

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0008] 特許文献 1の磁性素子の構成によると、卷線を所定回数だけ卷回したコイル部を有していることにより、一般的に、得られるインダクタンス値は大きくなる。しかしながら、特許文献 1に開示されている構成では、重畳特性は悪ィ匕する傾向がある。さらに、導体長が長くなることによる抵抗値の増加が起因して、大電流印加時の発熱が問題となり得る。さら〖こは、空芯卷回されたコイル部を内包し、かつ、磁性体の被覆厚みを各部位において均一に制御するよう加圧成型を行うため、その製造方法は非常に煩雑なものとなる。

[0009] また、特許文献 2の磁性素子の構成によれば、特許文献 1の磁性素子の構成と比較して、低 Lィ匕および導体の低抵抗ィ匕を達成することができるが、コア部材が焼結性フェライトコアであるために、一般的に磁気特性等の限界点は低い。また、スリットを形成するにあたり、焼結コアに切削加工を行う必要がある。そのため、工程の増加等が懸念される。さらには、多角筒状フェライトコアの筒穴は、帯状導体の挿通作業を容易にするベぐ帯状導体よりも若干大きくせざるを得ない。そのため、導体と筒穴の間には、実質的に隙間を生じる。したがって、電流印加によって発熱した導体は、熱伝導性が悪い空気と接触する状態となり、導体は蓄熱し、そのため温度上昇が顕著となる。このため、重畳特性が良好であっても、磁性素子の温度に係る信頼性は確保することができない。

[0010] 本発明は上記の事情にもとづきなされたもので、その目的とするところは、インダクタンス値を低くすることが可能となると共に、所望のインダクタンス値を簡素な製造条件によって確保することができ、さらに、優れた直流重畳特性を有し、小型化および高信頼性を確保することができる磁性素子を提供しょう、とするものである。

課題を解決するための手段 [0011] 上記課題を解決するために、本発明の磁性素子は、金属を含む磁性粉末と、榭脂系の結合剤とが混合された混合物を加圧成型することにより形成されるコア部材と、コア部材の内部に設けられ、直線状に延伸する導体と、コア部材の外面に設けられ、導体に対して電気的に接続されると共に、実装時に実装される実装基板に対しても電気的に接続される端子電極と、を具備するものである。

[0012] このように構成した場合には、導体は、コア部材の内部において、直線状に延伸しており、導体がコア部材の内部で卷回状態となっていない。そのため、磁性素子の低 L化を図ることが可能となる。それによつて、磁性素子は、電源系において高周波電流が印加される回路においても、用いることが可能となる。

[0013] また、導体が直線状に延伸しているため、磁性素子の製造が容易となる。すなわち、直線状に延伸する導体を、例えば金型の内部に設置した後に、造粒粉で覆い、その状態でプレス成型すれば、磁性素子を容易に形成することができる。このように磁性素子を容易に形成することが可能となるため、磁性素子の製造コストの低減を図ることち可會となる。

[0014] また、導体が直線状に延伸するため、例えば平板状の導体を用いる等によって、磁性素子の小型化を図ることが可能となる。

[0015] また、他の発明は、上述の発明に加えて更に、端子電極は、前記導体と連続的に接続され、かつ、実装基板側へ折り曲げ加工されているものである。

[0016] このように構成した場合、実質的に導体と端子電極が一体的に構成された状態となつている。このため、導体と端子電極とを別部品とする必要がなぐまた、別部品である導体と端子電極を接続する必要がなくなるため、製造の容易化，コストの低減を達成することが可能となる。

[0017] また、他の発明は、上述の発明に加えて更に、コア部材の実装基板と対向する対向面には、端子用凹部が設けられていると共に、この端子用凹部は、端子電極の折り曲げ部分に対応させて、対向面の他の部分よりも窪ませているものである。このように構成した場合には、折り曲げ部分が端子用凹部に入り込む。そのため、磁性素子の低背化を図ることが可能となる。

[0018] また、他の発明は、上述の発明に加えて更に、導体は、コア部材に対し、その外周面の全面にぉ、て直接的に密着して、るものである。

[0019] このように構成した場合には、大電流を印加した際に、導体が発熱したとしても磁性コアがその熱を吸収 '放熱する作用を有するため、結果、磁性素子の温度上昇特性が良好となり、磁性部品の信頼性が向上する。また、導体の外周面の全面が直接的に磁性コアへ密着している、即ち、導体の主材である金属材料よりも熱伝導性が悪い絶縁性被膜を有していないため、より放熱性を高めることができるとともに、絶縁性被膜を有さないことによる材料コストの低減もまた達成することが可能となる。

[0020] また、他の発明は、上述の発明にカ卩えて更に、導体は、コア部材の内部に複数設けられると共に、この導体は隣り合う導体と一定の間隔を有した状態で配置されるものである。

[0021] このように構成した場合には、コア部材の内部に、複数の導体が配置される状態となる。このため、力かる磁性素子を、例えば高周波駆動の電源回路用であって、マルチフェイズ対応の多連インダクタ、多連ノイズフィルタ、コモンモードチョーク、トランス等として用いることが可能となる。

[0022] さらに、他の発明は、上述の各発明に加えて更に、導体と、端子電極と、実装される実装基板に存在する外部導体とによって、電流の周回回路が形成されるものである

[0023] このように構成した場合には、コア部材の内部に配置される導体と、端子電極と、実装される実装基板の外部導体とによって、コイル部が形成される。それにより、電流が導通した場合には、閉磁路を形成することが可能となり、各種コイル部品として用いることが可能となる。

発明の効果

[0024] 本発明によると、磁性素子のインダクタンス値を低くすることが可能となると共に、優れた直流重畳特性を得ることが可能となり、大電流を印加した時の磁性素子の高信頼性を得ることが可能となる。また、磁性素子の小型化および製造が容易となる。図面の簡単な説明

[0025] [図 1]本発明の一実施の形態に係る磁性素子の第 1構成例の全体構成を示す斜視図であり、端子電極を折り曲げる前の状態を示す図である。 [図 2]図 1の磁性素子の構成を示す正面断面図である。

[図 3]図 1の磁性素子の構成を示す側面断面図である。

[図 4]本発明の一実施の形態に係る磁性素子の第 2構成例を示す平面図である。

[図 5]図 4の磁性素子の構成を示す底面図である。

[図 6]図 4の磁性素子の構成を示すと共に、図 5の B—B線に沿って切断した状態を示す側断面図である。

[図 7]図 4の磁性素子の構成を示すと共に、図 5の A— A線に沿って切断した状態を示す正面断面図である。

[図 8]本発明の一実施の形態に係る磁性素子の第 1構成例と、磁性素子の従来例との間における電流と温度上昇との関係を示す図である。

[図 9]磁性素子の比較品 (従来例)の構成を示す斜視図である。

[図 10]本発明の磁性素子の変形例に係り、 2本の導体がコア部材の内部に配置された状態を示す正面図である。

[図 11]図 4の磁性素子を、実装基板に実装させる態様を示す斜視図である。

[図 12]本発明の変形例に係り、 3本の導体がコア部材の内部に配置されると共に、隣り合う導体の間に非磁性層が配置された状態を示す図であり、 (_a)は正面方向から見た断面図であり、 (b)はコア部材の内部の導体および非磁性層を透視した状態を示す平面図である。

符号の説明

10, 11, 12…磁性素子

20…コア部材

21…外面

21a…上面

21b, 21d…端面

21c…下面

21e, 21f…側面

22…非磁性層

23· ··端子用凹部 30…導体

40…端子電極

41 · · ·端面部

42…実装部

50· · ·薄板部材

60…実装基板

発明を実施するための最良の形態

[0027] 以下、本発明の一実施の形態に係る、磁性素子 10について、図 1から図 9に基づいて説明する。図 1〜図 3は、本実施の形態に係る磁性素子 10の第 1構成例を示す図である。これらのうち、図 1は、磁性素子 10の全体構成を示す斜視図であり、端子電極 40を折り曲げる前の状態を示す図である。また、図 2は、磁性素子 10の構成を示す正面断面図である。さら〖こ、図 3は、磁性素子 10の構成を示す側面図である。

[0028] なお、以下の説明においては、上側とは、磁性素子 10のうち、後述する下面 21cから離間する上面 21a側を指し、下側とは、上面 21aから離間する下面 21c側を指す。また、高さ方向とは、磁性素子 10における上面 21aと下面 21cとを結んだ、上下方向を指す。

[0029] 本実施の形態における磁性素子 10は、図 1〜図 3に示すように、コア部材 20と、導体 30と、端子電極 40と、を具備している。このうち、コア部材 20は、磁性材料から構成されている。力かる磁性材料の例としては、センダスト (Fe Si— A1;鉄一シリコンアルミニウム）、 Fe Si— Cr (鉄—シリコンクロム）、パーマロイ（Fe Ni)を主成分とする、金属粉末を含んだ磁性材料である。

[0030] なお、本実施の形態では、コア部材 20は、上述の磁性材料と、エポキシ榭脂と、有機溶剤とが混合された造粒粉を硬化させることにより、形成されている。

[0031] また、図 1に示すように、コア部材 20は、その外観を略直方体形状としている。詳しくは、略直方体形状のコア部材 20を構成する 6つの外面 21のうち、実装基板 (不図示）と直接対向する外面（図 1にお、て、上方に位置して、る外面；以下の説明においては、上面 21aとする。）、およびそれとは平行をなす下面 21c (実装基板と対向する対向面に対応）は、 6つの外面 21の中で最も大面積に設けられている。なお、以下の説明においては、 6つの外面 21には、上面 21aおよび下面 21cの他に、一対の端子電極 40がそれぞれ延出する端面 21b, 21d、これらの端面 21b, 21dや上面 21a 、下面 21cと垂直を為す側面 21e, 21fがある。これら複数の外面 21に関して説明する場合、これら上面 21a、下面 21c、端面 21b, 21d、側面 21e, 21f等は、それぞれ外面 21a〜21fとしても、説明される。

[0032] なお、本実施の形態に係る磁性素子 10の第 2構成例を、図 4〜図 7に示す。これら図 4〜図 7に示すように、第 2構成例の磁性素子 10においては、コア部材 20の下面 2 lcには、端子用凹部 23が設けられている。この端子用凹部 23は、後述するように折り曲げられる、端子電極 40の折り曲げ部分が入り込む部分である。端子用凹部 23は、下面 21cの他の部分よりも、上方に向力つて窪むように設けられている部分である。また、端子用凹部 23の一端側は、図 5においては、下面 21cのうち、短手方向に沿う中心線 AAよりも端面 21bおよび端面 21d寄りの部位に、それぞれ設けられている。し力も、端子用凹部 23の他端側は、それぞれ、端面 21bおよび端面 21dに向力つて下面 21cを突っ切る状態で設けられている。すなわち、端面 21bおよび端面 21dと、端子用凹部 23とは、連通する状態に設けられている。

[0033] ここで、図 6に示すように、上述の端子用凹部 23の深さ寸法 dは、導体 30および端子電極 40の厚み寸法 hよりも、小さくなるように設けられている。具体的な例を示すと、端子用凹部 23の深さ寸法 dは、導体 30および端子電極 40の厚み寸法 hよりも、 0. lmm厚くなるように設けられている。この場合、端子用凹部 23の深さ寸法 dが、 Omm < d≤0. 2mmに設けられると共に、導体 30および端子電極 40の厚み寸法 hは、 0. lmm≤h≤0. 3mmに設けられている。

[0034] 力かる構成を採用することにより、端子用凹部 23に端子電極 40が入り込むため、磁性素子 10の高さ寸法を小さくすることが可能となり、磁性素子 10の小型化 (低背ィ匕)を図ることが可能となる。

[0035] また、図 1〜図 3に示すように、コア部材 20の内部には、導体 30が設けられている。

導体 30は、コア部材 20の内部において、直線状に延伸している。また、この導体 30 の周囲を、コア部材 20を構成する、上述の磁性材料が囲んでいる。また、コア部材 2 0の端面 21b, 21dからは、端子電極 40が外方に向かって突出している。ここで、本実施の形態では、導体 30と端子電極 40とは、同一の金属製の薄板部材 50から形成されている。そのため、本実施の形態では、薄板部材 50を折り曲げることにより、端子電極 40を簡単に形成することが可能となって、る。

[0036] また、本実施の形態では、コア部材 20は、導体 30に対して、直接的に密着する構成となっている。ここで、コア部材 20と導体 30の関係について、上述した特許文献 2 に開示されているインダクタンス素子（図 9参照）と対比させて説明する。図 9に示すように、上述の特許文献 2に開示されている構成では、筒穴に導体が挿入されており、導体と筒穴との間には、隙間が存在する状態となっている。し力しながら、本実施の形態における磁性素子 10では、後述する製造方法の採用により、コア部材 20と導体 30との間に隙間が生じない状態となっており、導体 30の周囲をコア部材 20が隙間なく覆う状態となっている。

[0037] また、本実施の形態の第 2構成例の磁性素子 10における、コア部材 20と導体 30との間の寸法の関係を、図 7に示す。この図 7に示すように、導体 30の上面とコア部材 20の上面 21aとの間の寸法 L1と、図 7において導体 30の左側の側面とコア部材 20 の側面 21eとの間の寸法 L2とは、略等しい寸法に設けられている。なお、導体 30の下面とコア部材 20の下面 21cとの間の寸法は L1に等しぐ図 7において導体 30の右側の側面とコア部材 20の側面 21fとの間の寸法は L2に等しく設けられている。

[0038] このように、寸法 L1と寸法 L2とが等しく設けられているため、磁性素子 10 (導体 30 )に電流を印加した場合、コア部材 20における磁気飽和が均一に生じる。すなわち、寸法 L1と寸法 L2とが等しく設けられてなぐいずれかが狭くなる場合のような片寄りが生じて、る場合の構成と比較すると、直流重畳特性を向上させることが可能となる。なお、かかる直流重畳特性の向上は、磁性素子 10の構成面での寄与が大きい。すなわち、磁性素子 10の構造が簡素であるため、コア部材 20の加圧成型工程において、厳密な加圧成型条件を設定しなくても、コア部材 20の成型密度を、当該コア部材 20の全部位において略等しくすることができる。その結果、コア部材 20の磁気特性が全部位において均一になり、直流重畳特性を向上させることが可能となる。

[0039] なお、上述の薄板部材 50は、例えば銅のような、導電性に優れた金属を材質として形成されている。しかしながら、銅以外にも、各種の導電性に優れた金属を材質として用いるようにしても良い。

[0040] また、図 1〜図 3、および図 4〜図 7に示す磁性素子 10は、導体 30が 1本のみのため、コア部材 20の内部に複数本の導体 30が存在する場合と比較して、導体 30の断面積を広くすることが可能となって、る。

[0041] また、図 3および図 6等に示すように、成型後の完成品の状態においては、端子電極 40は、折り曲げられている。ここで、端子電極 40は、プレス等による折曲げ力卩ェにより、端面 21b, 21dに沿う端面部 41と、下面 21cに沿う実装部 42とを有している。これらのうち、実装部 42は、例えば半田等を塗布した状態で、不図示の実装基板の導電部分 (外部導体に対応）に実装される部分である。

[0042] 以上のような構成の磁性素子 10を製造する場合の製造方法の一例について、以下に説明する。

[0043] まず、磁性素子 10の製造に先立って、導体 30および端子電極 40の元となる、薄板部材 50を形成するために、金属板の打ち抜き加工を実行する。この打ち抜き加工により、所定の幅を有すると共に、所定の長さを有する薄板部材 50が形成される。また、薄板部材 50の形成とは別に、予め、磁性材料、エポキシ榭脂、および有機溶剤を混合し、造粒粉を形成しておく。

[0044] 次に、金型の内部に、薄板部材 50を設置すると共に、所定量の造粒粉を設置し、薄板部材 50が造粒粉で覆われる状態とする。この状態で、金型の上型と下型とをそれぞれ近接する方向に駆動させ、プレス動作を実行する。すると、磁性素子 10の前段階 (加熱処理の前の段階)である、圧粉体が形成される。

[0045] 次に、形成された圧粉体に対して、加熱処理 (熱硬化処理)を行う。すなわち、圧粉体を加熱することにより、造粒粉の加熱硬化を行う。この加熱硬化に際しては、約 18 0°Cの環境下において、約 1. 5時間程度、熱硬化させる。それによつて、造粒粉中に混在して！/、る榭脂 (榭脂バインダー）が溶けて、磁性粉末と榭脂バインダーとが固着し、安定的に硬化が為される。

[0046] 続いて、端子電極 40に対して、メツキ処理（半田メツキなどの処理）を行い、半田付け等によって接着され易い状態にする。次に、薄板部材 50のうち、端面 21b, 21dから突出している部分を、プレスカ卩ェにより下面 21c側に向けて折り曲げる。それによつて、導体 30と端子電極 40とが、外観状明確に区別される。同時に、端子電極 40は、端面 21b, 21dに沿う端面部 41と、下面 21cに沿う実装部 42とを有する状態となる。このようにして、磁性素子 10は完成するが、最後に、作成された磁性素子 10の特性評価を行い、所定の特性を有さない磁性素子 10が不良として取り除かれる。以上の各ステップを経ることにより、所定の特性を備える磁性素子 10が作成される。

[0047] 以上のような構成を有する、磁性素子 10の温度特性について、図 8に基づいて説明する。図 8は、本実施の形態における磁性素子 10 (第 1構成例のもの）と、特許文献 2に開示されているインダクタンス素子を再現した、図 9に示す比較品（従来例）との間の、電流印加時の温度特性を示す図である。図 8に示すように、本実施の形態に係る磁性素子 10は、比較品と比べると、同じ電流を印加した場合の温度上昇 (発熱量） 1S 約 20%程度抑えられている。すなわち、本実施の形態における磁性素子 1 0は、比較品よりも温度上昇の特性が改善している、という結果が認められている。

[0048] このように、コア部材 20が直接的に導体 30に密着する構成を採用することにより、電流印加時に導体 30が発熱しても、発生した熱は、コア部材 20によって直ちに吸収される。また、吸収された熱は、熱伝導性が空気よりもはるかに良好なコア部材 20により熱拡散され、さらには外面によって放熱される。そのため、磁性素子 10に、例えば 75 Aの電流を印加した場合でも、温度上昇 (発熱量）は、室温力 40°C以下の温度上昇に留めることが可能となって、る。

[0049] このような構成の磁性素子 10によると、導体 30は、コア部材 20の内部において、直線状に延伸しており、導体 30がコア部材 20の内部で卷回状態となっていない。このように導体 30が直線状に延伸することにより、磁性素子 10の低 L化 (低い L値を有すること。）を図ることが可能となる。それによつて、磁性素子 10は、電源系のような、高周波電流が印加される回路にぉ、ても、用いることが可能となる。

[0050] また、低 L化を図ると同時に、大きな電流に対応することも可能となる。カロえて、導体 30に大きな電流を流した場合でも、発熱量を小さくすることが可能となる。特に、本実施の形態の磁性素子 10においては、コア部材 20が直接的に導体 30に密着する構成を採用している。このため、導体 30が発熱しても、当該発熱は、コア部材 20によつて直ちに吸収され、コア部材 20の外面によって放熱される。そのため、磁性素子 10 の温度特性を良好にすることが可能となっている。

[0051] また、導体 30が直線状に設けられているため、磁性素子 10の製造が容易となる。

すなわち、直線状の導体 30を、例えば金型の内部に設置した後に、造粒粉で覆い、その状態でプレス成型しても容易に形成することができる。このように、磁性素子 10 を容易に形成することが可能となれば、磁性素子 10の製造コストの低減を図ることも可能となる。

[0052] また、磁性素子 10は、導体 30をコア部材 20で囲み、しかも端子電極 40を具備する、といった簡単な構成であり、し力も上述ように容易に製造することができる。このため、それぞれの磁性素子 10における特性のバラツキを低減することができる。また、磁性素子 10は、簡単な構成を有している。このため、磁性素子 10の特性設計も容易となる。すなわち、特性設計のために複雑な計算を行わなくても済む。

[0053] また、導体 30は、直線状の薄板部材 50を用いて形成されている。そのため、導体 3 0は、厚み方向に大きな寸法を有しない構成となり、磁性素子 10の小型化を容易に図ることが可能となる。

[0054] さらに、図 4〜図 7に示す、第 2構成例の磁性素子 10では、端子用凹部 23を具備している。そのため、端子用凹部 23に端子電極 40 (実装部 42)を入り込ませることが可能となり、磁性素子 10の高さ寸法を小さくすることが可能となり、磁性素子 10の小型ィ匕 (低背化)を図ることが可能となる。また、端子電極 40 (実装部 42)は、下面 21cから少しだけ突出する状態となる。このため、磁性素子 10を実装する場合、端子電極 4 0 (実装部 42)とクリーム半田等との間の接合を確実に行わせることが可能となる。さらに、磁性素子 10を基板に実装する際に、下面 21cと実装基板との間の隙間を小さくすることが可能となる。それにより、実装基板に対する磁性素子 10の実装性を向上させることが可能となる。また、隙間を小さくすることにより、磁性素子 10を実装した後における、磁性素子 10の高さ寸法を小さくすることが可能となる。

[0055] また、第 2構成例の磁性素子 10においては、導体 30の上面とコア部材 20の上面 2 laとの間の寸法 Ll、および導体 30の左側の側面とコア部材 20の側面 21eとの間の寸法 L2とは、略等しい寸法に設けられている。そのため、磁性素子 10 (導体 30)に電流を印加した場合、コア部材 20における磁気飽和が均一に生じる。それにより、寸法 LIと寸法 L2とが等しく設けられてなぐいずれかが狭くなる場合のような片寄りがなくなるため、磁性素子 10の直流重畳特性を向上させることが可能となる。また、磁性素子 10の構成が簡素であり、コア部材 20の加圧成型工程において、厳密な加圧成型条件を設定しなくても、コア部材 20の成型密度を、当該コア部材 20の全部位において略等しくすることができる。それによつて、コア部材 20の磁気特性が全部位にお、て均一になり、直流重畳特性を向上させることが可能となる。

[0056] 以上、本発明の位置実施の形態に係る磁性素子 10について説明した力本発明の磁性素子 10は、これ以外にも種々変形可能となっている。以下、それについて説明する。

[0057] 上述の実施の形態においては、導体 30は、コア部材 20の内部において、 1つのみ設けられている。しかしながら、コア部材 20の内部に設けられる導体 30は、 1つには限られず、 2つ以上設けるようにしても良い。図 10および図 11に、コア部材 20の内部に導体 30が 2つ設けられている磁性素子 (以下、これを磁性素子 11とする。）を示す。この構成においては、 2つの導体 30は、互いに一定の間隔を有した状態で配置されている。

[0058] このように、 2つ等、複数の導体 30を磁性素子 11が具備する場合、かかる磁性素子 11を、例えば高周波駆動の電源回路用であって、マルチフェイズ対応の多連インダクタ、多連ノイズフィルタ、コモンモードチョーク、トランス等として用いることが可能となる。なお、導体 30を 2つ以上設ける場合、該導体 30の個数に対応させて、端子電極 40の個数も増加させる必要がある。

[0059] なお、図 11には、磁性素子 11が実装基板 60に実装される態様が示されている。この図 11に示すように、実装基板 60は、実装部 42a, 42dが実装 Z接合されるランド部 61を有すると共に、実装部 42b, 42cが実装 Z接合されるランドパターン 62を有している。ランドパターン 62は、その両端側において上述の外部導体 40に接続される導体部分である。このランドパターン 62は、隣り合う導体 30に対して電流を流すためのものである。また、本実施の形態では、このランドパターン 62、導体 30および外部導体 40により、コイル部分が形成され、電流の導通により閉磁路を形成することが可能となっている。 [0060] また、複数の導体 30を具備する場合、図 12に示す磁性素子 (以下、この磁性素子を、磁性素子 12とする。）のように、互いに隣り合う導体 30の間に、非磁性層 22を設けるようにしても良い。この場合、非磁性層 22は、例えばガラス（Si)、酸ィ匕アルミ等を主成分とする、非磁性かつ非導電性の非磁性ペーストを硬化させることにより、形成される。

[0061] このように、非磁性層 22を設ける場合、それぞれの導体 30の周囲に形成される、磁束の流れ (磁束のショートパス）が遮断される。そのため、電流を導通させた場合に、磁束の流れを 1つにすることが可能となる。それによつて、非磁性層 22を設けない構成と比較して、より大きなインダクタンス値 (L値)を得ることが可能となる。また、磁性素子 12の直流重畳特性を良好にすることができ、磁気飽和が生じるのを防止することが可能となる。なお、力かる磁性素子 12は、コモンモードコイル、インダクタ、トランス等に適したものとなっている。

[0062] また、非磁性層 22以外に、コア部材 20の上下方向において、該コア部材 20を 2つに分離するギャップ層を設ける構成を採用しても良い。ギャップ層は、非磁性層 22と同様に、非磁性部材カも形成されていて、磁気ギャップとして機能する部分である。このように構成すれば、磁性素子は、ギャップ層が存在しない場合と比較して、直流重畳特性を良好にすることが可能となる。それにより、磁気飽和が発生しない範囲を広げることが可能となる。

[0063] また、上述の実施の形態においては、薄板部材 50を折り曲げることにより、導体 30 および端子電極 40をそれぞれ形成し、その後、実装基板に磁性素子 10を実装している。し力しながら、例えば実装基板に、磁性素子 10が入り込む程度の窪み部分が設けられている場合には、薄板部材 50は、折り曲げずに、そのままの状態で実装するようにしても良い。なお、この場合、端子電極 40は、折り曲げられない状態となるが、力かる折り曲げられない状態の端子電極 40に接触する導電部分を、実装基板に設ける必要がある。

[0064] さらに、上述の実施の形態の磁性素子 10においては、低 Lィ匕を図るための構成について説明している。し力しながら、力かる磁性素子 10は、低 Lィ匕を図る場合のみならず、 L値が高くなる用途に用いるようにしても良い。例えば、コア部材 20の内部に複数の導体 30を備える磁性素子を用いると共に、隣り合う導体 30を異なる外面 21において互いに接続するためのランドパターン (外部導体に対応)を、実装基板に設けるようにする。このようにすれば、磁性素子が実装基板に実装された状態において、コィル部は、数回ほど卷回される状態となる。それにより、 L値を高めることが可能となる

[0065] また、上述の実施の形態においては、コア部材 20は、その外観が略直方体形状となっている。し力しながら、コア部材 20の形状は、略直方体形状に限られるものではなぐ略円盤形状等、種々の形状を採用することができる。

[0066] また、上述の実施の形態においては、導体として、その正面形状 (または断面形状 )が矩形となる、帯状の導体 30を用いている。し力しながら、導体は、正面形状 (または断面形状)が矩形の帯状の導体には限られず、例えば正面形状または断面形状が円形、楕円形状等の、矩形状以外の種々の形状の導体を用いるようにしても良い産業上の利用可能性

[0067] 本発明の磁性素子は、電気機器の分野において利用することができる。

Claims

請求の範囲

[1] 金属を含む磁性粉末と、榭脂系の結合剤とが混合された混合物を加圧成型することにより形成されるコア部材と、

上記コア部材の内部に設けられ、直線状に延伸する導体と、

上記コア部材の外面に設けられ、上記導体に対して電気的に接続されると共に、実装時に実装される実装基板に対しても電気的に接続される端子電極と、

を具備することを特徴とする磁性素子。

[2] 前記端子電極は、前記導体と連続的に接続され、かつ、前記実装基板側へ折り曲げ加工されていることを特徴とする請求項 1記載の磁性素子。

[3] 前記コア部材の前記実装基板と対向する対向面には、端子用凹部が設けられていると共に、この端子用凹部は、前記端子電極の折り曲げ部分に対応させて、上記対向面の他の部分よりも窪ませていることを特徴とする請求項 2記載の磁性素子。

[4] 前記導体は、前記コア部材に対し、その外周面の全面において直接的に密着していることを特徴とする請求項 1乃至 3記載の磁性素子。

[5] 前記導体は、前記コア部材の内部に複数設けられると共に、この導体は隣り合う導体と一定の間隔を有した状態で配置されることを特徴とする請求項 1から 4のいずれ力 1項に記載の磁性素子。

[6] 前記導体と、前記端子電極と、実装される前記実装基板に存在する外部導体とによって、電流の周回回路が形成されることを特徴とする請求項 5記載の磁性素子。