インダクタ及びその製作方法
【課題】本発明は、コイルと磁性本体からなるインダクタに関する。
【解決手段】本発明の磁性本体は第一磁性体と第二磁性体からなり、コイルは磁性本体内に設置され、第一磁性体は第一透磁性を有し、二磁性体は第二透磁性を有し、第一透磁性と第二磁性体とは異なる。また、本発明に係るインダクタの製造方法については、まず、第一透磁性を有する第一磁性体を提供し、コイルを前記第一磁性体に固定し、その後、第二透磁性を有する第二磁性体を提供する。なお第一透磁性と第二透磁性は異なる。そして、第二磁性体を第一透磁性に固定し、加圧成形によって、第一磁性体と第二磁性体から磁性本体を形成し、コイルを磁性本体に埋め込む。
【解決手段】本発明の磁性本体は第一磁性体と第二磁性体からなり、コイルは磁性本体内に設置され、第一磁性体は第一透磁性を有し、二磁性体は第二透磁性を有し、第一透磁性と第二磁性体とは異なる。また、本発明に係るインダクタの製造方法については、まず、第一透磁性を有する第一磁性体を提供し、コイルを前記第一磁性体に固定し、その後、第二透磁性を有する第二磁性体を提供する。なお第一透磁性と第二透磁性は異なる。そして、第二磁性体を第一透磁性に固定し、加圧成形によって、第一磁性体と第二磁性体から磁性本体を形成し、コイルを磁性本体に埋め込む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は受動素子に関し、特にインダクタ及びその製作方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
日本国特許、特開平４−２８６３０５号に記載されているように、従来のインダクタの製作方法は、まずは単一の磁性粉末を加圧することで第一圧粉体と第二圧粉体を形成し、それから中空コイルを第一圧粉体と第二圧粉体の間に設置した後再び加圧することで、一体型のインダクタを形成する。しかしながら、単一の磁性粉末を採用した場合、製品の特性を調整するのに単一のパラメータ（すなわち磁性粉末の材料）しか用いることができず、インダクタンス値、飽和電流、直流インピーダンス等を調整するのは容易ではない。その他にも、圧粉体のモールドを製作するには、コイルのサイズによってモールドを分けてつくらなければならないので、モールドのコストが高くなってしまう。
【０００３】
米国特許第６，２０４，７４４号で記載されているように、従来のインダクタのもう一つの製作方法は、中空コイル及び第一鉄粉と第二鉄粉を均等に混ぜ合わせた磁性粉末を、成形モールドのキャビティ内に置き、圧力を加えることで成形する。しかしながら、成形圧力は通常とても高く、中空のコイル自体も十分な支えがないため、成形過程においてコイルの外側を覆う絶縁層が剥げ落ちやすくなり、コイルにレイヤーショートの問題が発生しやすくなる。図１で示すように、米国特許第６，２０４，７４４号のインダクタの製作方法を利用し、鉄粉（Ｉｒｏｎ）とステンレス粉（Ｆe−Cｒ−SｉＡｌｌｏｙ）を均等に混ぜ合わせて、さらに加圧成形を利用して得たインダクタは、その特性を、鉄粉（Ｉｒｏｎ）とステンレス粉（Ｆe−Cｒ−SｉＡｌｌｏｙ）の単一磁粉で製成されたインダクタと比較したとき、鉄粉（Ｉｒｏｎ）とステンレス粉（Ｆe−Cｒ−SｉＡｌｌｏｙ）を均等に混ぜ合わせる方法を採用したインダクタの特性は、単一磁粉（Ｆe−Cｒ−SｉＡｌｌｏｙ）を採用したときの特性とほとんど同じである。従って、米国特許第６，２０４，７４４号のインダクタの製作方法を採用し、２種類の磁粉を均等に混ぜ合わせる方法によって、インダクタンス値、飽和電流、直流インピーダンス等の製品の特性を調整するのは容易ではない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、異なる透磁特性の第一磁性体と第二磁性体を、層を分けて設置することで、調整のパラメータを増加させ、製品の特性の調整を容易にすることができるインダクタ及びその製作方法を提供することを目的とする。
【０００５】
本発明は、インダクタンス値の向上とコストの低下を実現できるインダクタ及びその製作方法を提供することをもう一つの目的とする。
【０００６】
本発明は、同じインダクタンス値の特性を維持しつつ、コストを低下させ、且つ低い直流インピーダンスを有することができる、インダクタ及びその製作方法を提供することをもう一つの目的とする。
【０００７】
本発明は、加圧成形時にコイルが十分な支えを得ることで、コイルのレイヤーショートの問題を改善することができる、インダクタ及びその製作方法を提供することをさらなる目的とする。
【０００８】
上記の目的に基づいて、本発明の係るインダクタはコイル及び磁性本体を含む。磁性本体は第一磁性体と第二磁性体を含み、コイルは磁性本体内に設置する。第一磁性体は第一透磁特性を有し、第二磁性体は第二透磁特性を有するが、第一透磁特性と第二透磁特性は異なる。本発明は、同時にインダクタの製作方法も記載する。まずは、第一透磁特性を有する第一磁性体を提供し、次にコイルを第一磁性体に固定し、それから第二透磁特性を有する第二磁性体を提供する。なお、第一透磁特性と第二透磁特性は異なる。そして、第二磁性体を第一磁性体に固定し、加圧成形によって第一磁性体と第ニ磁性体から磁性本体が形成され、コイルは磁性本体内に埋め込む。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
すなわち、本願の第１発明は、コイルと、第一磁性体と第二磁性体からなり、前記第一磁性体は第一透磁特性を有し、前記第二磁性体は第二透磁特性を有し、前記第一透磁特性と前記第ニ透磁特性は異なると共に、前記第一磁性体と前記第二磁性体は層を分けて設置される、前記コイルをその内部に設置した磁性本体と、前記コイルに連接され、前記磁性本体の外側まで延伸される電極部を含むことを特徴とするインダクタを提供することを要旨としている。
【００１０】
また、本願の第２発明は、前記第一磁性体の体積である第一体積を有し、前記第二磁性体の体積である第二体積を有し、前記第一体積は前記第二体積より大きいことを特徴とする、本願の第１発明に記載したインダクタを提供することを要旨としている。
【００１１】
また、本願の第３発明は、前記第一体積と前記第二体積の割合はおよそ１・４ないし１．６或いは２・５ないし３であることを特徴とする、本願の第１発明に記載したインダクタを提供することを要旨としている。
【００１２】
また、本願の第４発明は、前記第一磁性体は第一磁性粉末と第一樹脂を含み、さらに第一透磁率を有し、前記第二磁性体は第二磁性粉末と第二樹脂を含み、さらに第二透磁率を有し、前記第一透磁率は前記第二透磁率より小さいことを特徴とする、本願の第１発明に記載したインダクタを提供することを要旨としている。
【００１３】
また、本願の第５発明は、前記第一磁性粉末は鉄粉であり、前記第二磁性粉末はステンレス粉であり、前記第一樹脂と前記第二樹脂はエポキシ樹脂であり、前記第一磁性粉末の平均粒径は第二磁性粉末の平均粒径より小さいことを特徴とする、本願の第１発明に記載したインダクタを提供することを要旨としている。
【００１４】
また、本願の第６発明は、前記コイルは中空コイルであり、前記第一磁性体の一部分と前記第二磁性体の一部分を前記コイルの中空部分に設置し、前記第一磁性体を設置した前記中空部分の体積は、前記第二磁性体を設置した前記中空部分の体積より大きいことを特徴とする、本願の第１発明に記載したインダクタを提供することを要旨としている。
【００１５】
また、本願の第７発明は、前記第一磁性体は第一飽和電流値を有し、前記第二磁性体は第二飽和電流値を有し、前記第一飽和電流値は前記第二飽和電流値より大きいことを特徴とする、本願の第１発明に記載したインダクタを提供することを要旨としている。
【００１６】
また、本願の第８発明は、前記第一磁性体と前記第二磁性体の間は接合インターフェースを有することを特徴とする、本願の第１発明に記載したインダクタを提供することを要旨としている。
【００１７】
また、本願の第９発明は、第一透磁特性を有する第一磁性体を提供する工程と、コイルを前記第一磁性体に固定する工程と、第二透磁特性を有する第二磁性体を提供する工程と、前記第二磁性体を固定する工程と、加圧成形を行い、第一磁性体と第二磁性体から磁性本体を形成し、前記コイルを前記磁性本体内に埋め込む工程を含むことを特徴とするインダクタの製作方法を提供することを要旨としている。
【００１８】
また、本願の第１０発明は、前記第一磁性体はコア及び複数の側縁を有し、前記コアは前記コイルを貫通し、前記コアは前記側縁より低いことを特徴とする、本願の第９発明に記載したインダクタの製作方法を提供することを要旨としている。
【００１９】
また、本願の第１１発明は、前記コイルは電極部に連接し、前記電極部を前記磁性本体の外側に延伸し、前記電極部と前記コイルの間はレーザー溶接によって連接されることを特徴とする、本願の第９発明に記載したインダクタの製作方法を提供することを要旨としている。
【００２０】
また、本願の第１２発明は、前記コイルは電極部に連接し、前記電極部は折り曲げ部を有し、加圧成形を行うとき、前記折り曲げ部によって前記成形のモールドにおける位置を確定させることを特徴とする、本願の第９発明に記載したインダクタの製作方法を提供することを要旨としている。
【発明の効果】
【００２１】
このインダクタ及びその製作方法によれば、第一磁性体と第二磁性体の体積比或いは材料特性を調整することで必要なインダクタを素早く設計することができ、調整のパラメータの増加によって、製品の特性を調整するのが容易になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
［実施例］
本発明のいくつかの実施例は以下に詳述する。しかしながら、以下に述べる以外に、本発明は広範囲にわたるその他の実施例でも施行することができ、本発明の範囲は実施例に限定されず、その後の請求項をもとにする。また、本発明をより明確に示し、より分かりやすくするために、図の中の各部分は実際の相対的な大きさに従って製図しているわけではなく、ある箇所の大きさや大きさの比に関する部分は誇張されている。また、図を簡潔にするために、関係のない細かい部分についても製図されていない。
【００２３】
図２Ａが示すように、本発明の好ましい実施例のインダクタ２００は、コイル２１０、磁性本体２２０及び電極部２３０を含む。コイル２１０は、絶縁層をもつ金属導線を覆い包むことで中空コイルになる。金属導線は銅導線でもよい。磁性本体２２０は第一磁性体２２１と第二磁性体２２２を含み、コイル２１０は磁性本体２２０内に設置される。第一磁性体２２１と第二磁性体２２２は層を分けて設置され、第一磁性体２２１と第二磁性体２２２の間は接合インターフェース２２３を有する。第一磁性体２２１は第一磁性粉末及び樹脂を含み、第二磁性体２２２は第二磁性粉末及び樹脂を含む。樹脂は、例えばエポキシ樹脂（Ｅｐｏｘｙ Ｒｅｓｉｎ）のような熱固性樹脂である。電極部２３０はコイル２１０に連接し、磁性本体２２０の外側まで伸展され第二磁性体２２２に貼り付けられる。
【００２４】
第一磁性体２２１は第一透磁特性を有し、第一透磁特性は透磁率（ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ）及び飽和電流値（Ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｖａｌｕｅ）を含む。透磁率の定義は、磁化曲線上において磁場強度（H）がゼロに近づく時の磁束密度（B）と磁場強度（H）の比率であり、cgs制を採用している。飽和電流値の定義は、電流の上昇につれインダクタンス値が低下し、最初のインダクタンス値の８０％まで下がったときの電流値である。第二磁性体２２２は第二透磁特性を有し、第二透磁特性は透磁率及び飽和電流値を含む。なお第一透磁特性と第二透磁特性は異なる。
【００２５】
図２Ｂが示すように、鉄粉（Ｉｒｏｎ）と樹脂を混合して第一磁性体２２１を製成し、ステンレス粉（Ｆe−Cｒ−SｉＡｌｌｏｙ）と樹脂を混ぜ合わせて第二磁性体２２２を製成する。そのインダクタ２００の特性と、鉄粉だけを採用した或いはステンレス粉だけを採用したインダクタの特性を比較すると、図から分かるように、インダクタ２００の特性は、鉄粉だけを採用した場合とステンレス粉だけを採用した場合との間になる。したがって、第一磁性体２２１と第二磁性体２２２の体積比或いは材料特性を調整することで、必要なインダクタを素早く設計することができる。いいかえると、本発明が提供する調整のパラメータの増加によって、製品の特性を調整するのが容易になる。
【００２６】
図３が示すように、本発明のもう一つの好ましい実施例であるインダクタ２００はコイル２１０、磁性本体２２０及び電極部２３０を含む。コイル２１０は絶縁層をもつ金属導線を覆い包むことで中空コイルになる。磁性本体２２０は第一磁性体２２１と第二磁性体２２２を含み、第一磁性体２２１の体積は第二磁性体２２２より大きい。第一磁性体２２１は第一磁性粉末と第一樹脂によって製成され、第一透磁率（ｕ１）及び第一飽和電流値（Ｉ１）を有する。第二磁性体２２２は第二磁性粉末と第二樹脂によって製成され第二透磁率（ｕ２）及び第二飽和電流値（Ｉ２）を有する。さらに、第一透磁率は第二透磁率より小さく、第一飽和電流値は第二飽和電流値より大きい。詳細にいうと、第二透磁率はおよそ第一透磁率の１．２５倍以上であり、第二飽和電流値はおよそ第一飽和電流値の０．５倍以上である。磁性粉末の平均粒径（Ｍｅａｎ ｐａｒｔｉｃｌｅ ｄｉａｍｅｔｅｒ、Ｄ５０）が大きくなにつれ、透磁率も大きくなるので、本実施例において、第一磁性粉末の平均粒径は第二磁性粉末の平均粒径より小さくなる。
【００２７】
コイル２１０を磁性本体２２０内に設置し、第一磁性体２２１の一部分と第二磁性体２２２の一部分をコイル２１０の中空部分に設置する。第一磁性体２２１を設置した中空部分の体積は第二磁性体２２２を設置した中空部分の体積より大きい（図３Ａのように）。或いは、第一磁性体２２１だけをコイル２１０の中空部分に設置する（図３Ｃのように）。また、電極部２３０はコイル２１０に連接し磁性本体２２０の外側にまで延伸する。本実施例においては、優れたインダクタの特性を得るために、電極部２３０を透磁率が大きい第二磁性体２２２の上に貼り付ける。
【００２８】
第ニ透磁率は高いので、インダクタ２００‘のインダクタ量を高めることができる。なお、第一磁性体２２１の体積は第二磁性体２２２の体積より大きく、第一透磁率は第二透磁率より小さく、第一飽和電流値は第二飽和電流値より大きいので、インダクタはもともとの特性を依然として維持することができる。
【００２９】
本発明のインダクタ２００‘と単一の磁粉を採用したインダクタを用い、同じコイルの巻き数、飽和電流、直流インピーダンスという特性の状況下でテストを行う。テストの詳細な条件は表１に示すとおりであり、テストの結果は表２に示すとおりである。
【００３０】
【表１】
【００３１】
【表２】
【００３２】
表１から分かるように、本発明は、平均粒径（Ｍｅａｎ ｐａｒｔｉｃｌｅ ｄｉａｍｅｔｅｒ、Ｄ５０）が約４ｕｍの鉄粉（Ｆｅ＞９８・５％）を第一磁性粉末とし、平均粒径約２０ｕｍのステンレス粉（Ｆｅ−９．５Ｃｒ−３Ｓｉ）を第二磁性粉末とし、固化温度が１２０℃のエポキシ樹脂（Ｅｐｏｘｙ Ｒｅｓｉｎ）を第一樹脂と第二樹脂とし、第一磁性体２２１と第二磁性体２２２をそれぞれ製成する。その他に、第一磁性体２２１と第二磁性体２２２の体積比率はおよそ１・４−１・６であり、第一磁性体２２１の第一透磁率はおよそ２２、第二磁性体２２２の第二透磁率はおよそ２８である。また、第二透磁率は第一透磁率のおよそ１．２５倍の大きさである。従来のインダクタは鉄粉（Ｆｅ＞９８．５％）及びエポキシ樹脂を採用している。表２から分かるように、インダクタ２００‘のインダクタ量が高まると、同時に、ステンレス粉の材料コストも低くなるため、磁粉材料のコストを下げることができるようになる。
磁粉材料のコストを下げることができる。
【００３３】
その他に、本発明のインダクタ２００‘と単一の磁粉を採用したインダクタを、同じサイズ（すなわち６．５ｍｍ×６．９ｍｍ×３ｍｍ）、同じインダクタンス値（すなわち１．５ｕＨ）という状況の下、異なる第一磁性体と第二磁性体の体積比率を採用してテストを行う。テストの詳細な条件は表３及び表５の通りであり、表３のテスト条件におけるテスト結果は表４及び図３Ｂが示す通りであり、表５のテスト条件におけるテスト結果は表６が示す通りである。
【００３４】
【表３】
（表３：第一磁性体と第二磁性体の体積比率は約１．４−１．６である。）
【００３５】
【表４】
（表４：表３のテスト条件でのテスト結果）
【００３６】
【表５】
（表５：第一磁性体と第二磁性体の体積比率は約２．５−３である。）
【００３７】
【表６】
（表６：表５のテスト条件でのテスト結果）
【００３８】
表４、表６及び図３Ｂが示すように、本発明のインダクタ２００‘の効率は従来のインダクタと近くなる。インダクタ２００’は透磁率が高い第二磁性体２２２を有しているため、同じインダクタンス値、同じ効率という状況下では、本発明が必要とするコイルの巻き数は少なくなり、そして直流インピーダンス（ＤＣＲ）も低くなり、使用時の発熱量も少なくなり、さらにはコイルと磁粉のコストも節約できる。注意しなければいけないのは、優れた飽和特性を得るために、第一磁性体２２１と第二磁性体２２２の体積比率がおよそ１．４−１．６の時は、第一磁性体２２１の一部と第二磁性体２２２の一部分をコイル２１０の中空部分に設置して、第一磁性体２２１を設置した中空部分の体積を、第二磁性体２２２を設置した中空部分の体積より大きくするようにし（図３Ａのように）、第一磁性体と第二磁性体の体積比の値がおよそ２．５−３の時は、第一磁性体２２１だけをコイル２１０の中空部分に設置（図３Ｃのように）するようにする。
【００３９】
図４が示すように、本発明のインダクタ２００（２００‘）の製作方法は、第一透磁特性を有する第一磁性体２２１を提供する工程（手順５０１）、コイルを第一磁性体２２１に固定する工程（手順５０２）、第二透磁特性を有する第二磁性体２２２を提供する工程（手順５０３）、第二磁性体２２２をコイル２１０に固定する工程（手順５０４）、加圧成形を行うことによって、第一磁性体と第二磁性体から磁性本体２２０を形成する工程（手順５０５）、焼入で磁性本体２２０を固化させる工程（手順５０６）、及び電極成形の工程（手順５０７）を含む。
【００４０】
より詳細にいうと、手順５０1では、磁性粉末混合樹脂を採用し加圧成形によって第一磁性体２２１を形成する。図５Ａと図５Ｂが示すように、第一磁性体２２１はＥ型の断面を有し、さらに側縁２２５によって形成される四角形の開口部２２８を有する。開口部２２８はコイル２１０の外径より大きく、異なるサイズのコイル２１０をすべて開口部２２８内に設置させることができので、異なるサイズのコイル２１０に応じて別のモールドをつくる必要がない。さらに、第一磁性体２２１はコア２２６を有し、コア２２６はコイル２１０を貫通し、コイル２１０が成形時に十分な支えを得ることができる。従って、成形の圧力でコイル２１０が移動しコイル２１０の外側を覆う絶縁層が剥げ落ちるという現象が起きにくくなり、レイヤーショートの問題を改善することができる。また、本実施例においては、第一磁性体２２１の側縁２２５高度Ｈ１はコア２２６高度Ｈ２より大きいため、側縁２２５の材料が、成形時にコイル２１０と開口部２２８の間の隙間を埋めることができる。従って、従来の異なるサイズのコイルが個別のモールドをつくることを必要としていた問題を効果的に解決でき、モールドのコストを効果的に低下させることができる。本実施例において、側縁高度Ｈ１とコア高度Ｈ２のギャップはおよそ０．５ｍｍより小さい。
【００４１】
手順５０２では、図５Ｃが示すように、まずコイル２１０を提供する。コイル２１０で絶縁層を有する金属導線を覆うことで中空コイルを形成し、さらに、コイル２１０の両端をつぶしたり導線フレームに連接したりして、電極部２３０を形成する。電極部２３０（導線フレーム）とコイル２１０はレーザー溶接技術によって連接が行われる。電極部２３０とコイル２１０の間には円形の溶接点２５０が形成され（図７のように）、加圧成形時に、溶接点２５０がコイルの外側を覆う絶縁層を突き破ってレイヤーショートの問題が発生するという問題を改善することができる。電極部２３０は折り曲げ部２３１を有する（図７のように）。また、コイル２１０を固定するとき、まず接着技術を用いて粘着剤２４０を第一磁性体２２１の開口部２２８内に設置し、次にコイル２１０の中空部分をコア２２６にセットした後粘着剤２４０によって第一磁性体２２１に固定し、コイル２１０を固定した後、焼入工程によって、粘着剤２４０を固化させる。本実施例においては、粘着剤２４０の材質と第一磁性体２２１と第二磁性体２２２が採用する樹脂は同じである。
【００４２】
手順５０３では、磁性粉末混合樹脂を採用し加圧成形することで第二磁性体２２２を形成する。第二磁性体２２２の第二透磁特性と、第一透磁特性は異なり、第二磁性体２２２はＩ型の断面を有する。
【００４３】
手順５０４では、図５Ｄが示すように、第二磁性体２２２をコイル２１０に固定する時、まず接着技術によって粘着剤２４０‘を第二磁性体２２２上に固定する。本実施例において、粘着剤２４０’の材質と、第一磁性体２２１及び第二磁性体２２２が採用する樹脂は同じである。また、第二磁性体２２２を粘着剤２４０‘によってコイル２１０に固定することで、第一磁性体２２１、コイル２１０、第二磁性体２２２はサンドイッチ構造を形成することができる。さらに、第一磁性体２２１と第二磁性体２２２の間は隙間ｄを有する。なお、第二磁性体２２２を固定した後、焼入工程によって、粘着剤２４０’を固化する。
【００４４】
手順５０５では、図５Ｅ及び図７が示すように、手順５０４で完成されたサンドイッチ構造をモールド３００内に設置し、モールドが提供する成形圧力によって、第一磁性体２２１と第二磁性体２２２から磁性本体２２０が形成される。さらに、コイル２１０は磁性本体２２０内に埋め込んで設置され、電極部２３０は磁性本体２２０の外に露出する。本手順の成形圧力は、第一磁性体２２１と第二磁性体２２２の加圧成形が必要とする成形圧力より大きい。本実施例において、サンドイッチ構造をモールド３００に設置するとき、電極部２３０の折り曲げ部２３１をモールド３００にひっかけて固定し、サンドイッチ構造のモールド３００における位置を確定させることで、加圧成形時に電極部２３０が内側に縮み、コイルの外側を覆う絶縁層を突き破ってレイヤーショートの問題が生じるのを防ぐことができる。
【００４５】
手順５０６では、第一磁性体２２１と第二磁性体２２２から磁性本体２２０を形成した後、焼入工程によって磁性本体２２０を固化させる。焼入温度は樹脂の固化温度より高くなければならず、本実施例おいては、焼入温度はおよそ１５０−１８０℃である。最後に、手順５０７では、図５Ｆが示すように、折曲の技術によって磁性本体２２０の外側に露出された電極部２３０を、第二磁性体２２２に貼り付けることによって、本発明のインダクタ２００（２００‘）は完成となる。
【００４６】
その他に、第一磁性体２２１と第二磁性体２２２の体積比率が大きい（例えば２．５：３）時、直接第一磁性体２２１の体積を増やしたり、第二磁性体２２２の体積を減らしたりできる以外にも、図６Ａで示すような方式を利用して製作することもできる。すなわち、第一磁性体２２１と同じ第一透磁特性を有する付加層２２７を提供する方式である。付加層２２７は磁性粉末混合樹脂を採用し加圧成形によって形成される。そして、第二磁性体２２２をコイル２１０固定する前に、まず付加層２２７をコイル２１０に設置或いは第二磁性体２２２上に固定して、最後に手順５０４〜手順５０７を行いインダクタ２００の製作を完成させることができる（図６Ｂのように）。第一磁性体２２１の構造は複雑なため、第一磁性体２２１を変化させるとモールドのコストは高くなってしまうが、上記の製作方式を採用することで、第一磁性体２２１を変化させずに、第一磁性体と第二磁性体の比率を変化させることができるので、製作コストを下げることができる。
【００４７】
上述の実施例は、本発明の技術思想及び特徴を説明しただけのものであり、その目的は、当該分野において通常の知識を有する者が本発明の内容を理解し実施できるようにすることにあるのであって、本発明の特許の範囲を限定するものではない。本発明で開示した趣旨に照らして行ったすべての変更および修正は本発明の範囲内に含まれており、下述する特許請求の範囲内に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】従来のインダクタにおける電流とインダクタンス値の関係図。
【図２Ａ】本発明の実施例におけるインダクタの断面図。
【図２Ｂ】インダクタ特性の比較図。
【図３Ａ】本発明の実施例におけるインダクタの断面図。
【図３Ｂ】図３Ａのインダクタ特性と従来のインダクタ特性の比較図。
【図３Ｃ】本発明の実施例におけるインダクタの断面図。
【図４】本発明インダクタの製作方法の工程図。
【図５Ａ】第一磁性体の断面図。
【図５Ｂ】第一磁性体の俯瞰図。
【図５Ｃ】コイルを第一磁性体に固定した時の断面図。
【図５Ｄ】第二磁性体を固定した時の断面図。
【図５Ｅ】第一磁性体と第二磁性体から磁性本体を形成する。
【図５Ｆ】電極部の成形の断面図。
【図６Ａ】本発明のもう一つの実施例におけるインダクタの断面図。
【図６Ｂ】本発明のもう一つの実施例におけるインダクタの断面図。
【図７】電極部とコイルの間の溶接を行った時の俯瞰図。
【符号の説明】
【００４９】
２００、２００‘ インダクタ
２１０ コイル
２２０ 磁性本体
２２１ 第一磁性体
２２２ 第二磁性体
２２３ 接合インターフェース
２２５ 側縁
２２６ コア
２２７ 付加層
２２８ 開口部
２３０ 電極部
２３１ 折り曲げ部
２４０、２４０‘ 粘着剤
３００ モールド
Ｈ１ 側縁高度
Ｈ２ コア高度
ｄ 隙間
【技術分野】
【０００１】
本発明は受動素子に関し、特にインダクタ及びその製作方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
日本国特許、特開平４−２８６３０５号に記載されているように、従来のインダクタの製作方法は、まずは単一の磁性粉末を加圧することで第一圧粉体と第二圧粉体を形成し、それから中空コイルを第一圧粉体と第二圧粉体の間に設置した後再び加圧することで、一体型のインダクタを形成する。しかしながら、単一の磁性粉末を採用した場合、製品の特性を調整するのに単一のパラメータ（すなわち磁性粉末の材料）しか用いることができず、インダクタンス値、飽和電流、直流インピーダンス等を調整するのは容易ではない。その他にも、圧粉体のモールドを製作するには、コイルのサイズによってモールドを分けてつくらなければならないので、モールドのコストが高くなってしまう。
【０００３】
米国特許第６，２０４，７４４号で記載されているように、従来のインダクタのもう一つの製作方法は、中空コイル及び第一鉄粉と第二鉄粉を均等に混ぜ合わせた磁性粉末を、成形モールドのキャビティ内に置き、圧力を加えることで成形する。しかしながら、成形圧力は通常とても高く、中空のコイル自体も十分な支えがないため、成形過程においてコイルの外側を覆う絶縁層が剥げ落ちやすくなり、コイルにレイヤーショートの問題が発生しやすくなる。図１で示すように、米国特許第６，２０４，７４４号のインダクタの製作方法を利用し、鉄粉（Ｉｒｏｎ）とステンレス粉（Ｆe−Cｒ−SｉＡｌｌｏｙ）を均等に混ぜ合わせて、さらに加圧成形を利用して得たインダクタは、その特性を、鉄粉（Ｉｒｏｎ）とステンレス粉（Ｆe−Cｒ−SｉＡｌｌｏｙ）の単一磁粉で製成されたインダクタと比較したとき、鉄粉（Ｉｒｏｎ）とステンレス粉（Ｆe−Cｒ−SｉＡｌｌｏｙ）を均等に混ぜ合わせる方法を採用したインダクタの特性は、単一磁粉（Ｆe−Cｒ−SｉＡｌｌｏｙ）を採用したときの特性とほとんど同じである。従って、米国特許第６，２０４，７４４号のインダクタの製作方法を採用し、２種類の磁粉を均等に混ぜ合わせる方法によって、インダクタンス値、飽和電流、直流インピーダンス等の製品の特性を調整するのは容易ではない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、異なる透磁特性の第一磁性体と第二磁性体を、層を分けて設置することで、調整のパラメータを増加させ、製品の特性の調整を容易にすることができるインダクタ及びその製作方法を提供することを目的とする。
【０００５】
本発明は、インダクタンス値の向上とコストの低下を実現できるインダクタ及びその製作方法を提供することをもう一つの目的とする。
【０００６】
本発明は、同じインダクタンス値の特性を維持しつつ、コストを低下させ、且つ低い直流インピーダンスを有することができる、インダクタ及びその製作方法を提供することをもう一つの目的とする。
【０００７】
本発明は、加圧成形時にコイルが十分な支えを得ることで、コイルのレイヤーショートの問題を改善することができる、インダクタ及びその製作方法を提供することをさらなる目的とする。
【０００８】
上記の目的に基づいて、本発明の係るインダクタはコイル及び磁性本体を含む。磁性本体は第一磁性体と第二磁性体を含み、コイルは磁性本体内に設置する。第一磁性体は第一透磁特性を有し、第二磁性体は第二透磁特性を有するが、第一透磁特性と第二透磁特性は異なる。本発明は、同時にインダクタの製作方法も記載する。まずは、第一透磁特性を有する第一磁性体を提供し、次にコイルを第一磁性体に固定し、それから第二透磁特性を有する第二磁性体を提供する。なお、第一透磁特性と第二透磁特性は異なる。そして、第二磁性体を第一磁性体に固定し、加圧成形によって第一磁性体と第ニ磁性体から磁性本体が形成され、コイルは磁性本体内に埋め込む。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
すなわち、本願の第１発明は、コイルと、第一磁性体と第二磁性体からなり、前記第一磁性体は第一透磁特性を有し、前記第二磁性体は第二透磁特性を有し、前記第一透磁特性と前記第ニ透磁特性は異なると共に、前記第一磁性体と前記第二磁性体は層を分けて設置される、前記コイルをその内部に設置した磁性本体と、前記コイルに連接され、前記磁性本体の外側まで延伸される電極部を含むことを特徴とするインダクタを提供することを要旨としている。
【００１０】
また、本願の第２発明は、前記第一磁性体の体積である第一体積を有し、前記第二磁性体の体積である第二体積を有し、前記第一体積は前記第二体積より大きいことを特徴とする、本願の第１発明に記載したインダクタを提供することを要旨としている。
【００１１】
また、本願の第３発明は、前記第一体積と前記第二体積の割合はおよそ１・４ないし１．６或いは２・５ないし３であることを特徴とする、本願の第１発明に記載したインダクタを提供することを要旨としている。
【００１２】
また、本願の第４発明は、前記第一磁性体は第一磁性粉末と第一樹脂を含み、さらに第一透磁率を有し、前記第二磁性体は第二磁性粉末と第二樹脂を含み、さらに第二透磁率を有し、前記第一透磁率は前記第二透磁率より小さいことを特徴とする、本願の第１発明に記載したインダクタを提供することを要旨としている。
【００１３】
また、本願の第５発明は、前記第一磁性粉末は鉄粉であり、前記第二磁性粉末はステンレス粉であり、前記第一樹脂と前記第二樹脂はエポキシ樹脂であり、前記第一磁性粉末の平均粒径は第二磁性粉末の平均粒径より小さいことを特徴とする、本願の第１発明に記載したインダクタを提供することを要旨としている。
【００１４】
また、本願の第６発明は、前記コイルは中空コイルであり、前記第一磁性体の一部分と前記第二磁性体の一部分を前記コイルの中空部分に設置し、前記第一磁性体を設置した前記中空部分の体積は、前記第二磁性体を設置した前記中空部分の体積より大きいことを特徴とする、本願の第１発明に記載したインダクタを提供することを要旨としている。
【００１５】
また、本願の第７発明は、前記第一磁性体は第一飽和電流値を有し、前記第二磁性体は第二飽和電流値を有し、前記第一飽和電流値は前記第二飽和電流値より大きいことを特徴とする、本願の第１発明に記載したインダクタを提供することを要旨としている。
【００１６】
また、本願の第８発明は、前記第一磁性体と前記第二磁性体の間は接合インターフェースを有することを特徴とする、本願の第１発明に記載したインダクタを提供することを要旨としている。
【００１７】
また、本願の第９発明は、第一透磁特性を有する第一磁性体を提供する工程と、コイルを前記第一磁性体に固定する工程と、第二透磁特性を有する第二磁性体を提供する工程と、前記第二磁性体を固定する工程と、加圧成形を行い、第一磁性体と第二磁性体から磁性本体を形成し、前記コイルを前記磁性本体内に埋め込む工程を含むことを特徴とするインダクタの製作方法を提供することを要旨としている。
【００１８】
また、本願の第１０発明は、前記第一磁性体はコア及び複数の側縁を有し、前記コアは前記コイルを貫通し、前記コアは前記側縁より低いことを特徴とする、本願の第９発明に記載したインダクタの製作方法を提供することを要旨としている。
【００１９】
また、本願の第１１発明は、前記コイルは電極部に連接し、前記電極部を前記磁性本体の外側に延伸し、前記電極部と前記コイルの間はレーザー溶接によって連接されることを特徴とする、本願の第９発明に記載したインダクタの製作方法を提供することを要旨としている。
【００２０】
また、本願の第１２発明は、前記コイルは電極部に連接し、前記電極部は折り曲げ部を有し、加圧成形を行うとき、前記折り曲げ部によって前記成形のモールドにおける位置を確定させることを特徴とする、本願の第９発明に記載したインダクタの製作方法を提供することを要旨としている。
【発明の効果】
【００２１】
このインダクタ及びその製作方法によれば、第一磁性体と第二磁性体の体積比或いは材料特性を調整することで必要なインダクタを素早く設計することができ、調整のパラメータの増加によって、製品の特性を調整するのが容易になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
［実施例］
本発明のいくつかの実施例は以下に詳述する。しかしながら、以下に述べる以外に、本発明は広範囲にわたるその他の実施例でも施行することができ、本発明の範囲は実施例に限定されず、その後の請求項をもとにする。また、本発明をより明確に示し、より分かりやすくするために、図の中の各部分は実際の相対的な大きさに従って製図しているわけではなく、ある箇所の大きさや大きさの比に関する部分は誇張されている。また、図を簡潔にするために、関係のない細かい部分についても製図されていない。
【００２３】
図２Ａが示すように、本発明の好ましい実施例のインダクタ２００は、コイル２１０、磁性本体２２０及び電極部２３０を含む。コイル２１０は、絶縁層をもつ金属導線を覆い包むことで中空コイルになる。金属導線は銅導線でもよい。磁性本体２２０は第一磁性体２２１と第二磁性体２２２を含み、コイル２１０は磁性本体２２０内に設置される。第一磁性体２２１と第二磁性体２２２は層を分けて設置され、第一磁性体２２１と第二磁性体２２２の間は接合インターフェース２２３を有する。第一磁性体２２１は第一磁性粉末及び樹脂を含み、第二磁性体２２２は第二磁性粉末及び樹脂を含む。樹脂は、例えばエポキシ樹脂（Ｅｐｏｘｙ Ｒｅｓｉｎ）のような熱固性樹脂である。電極部２３０はコイル２１０に連接し、磁性本体２２０の外側まで伸展され第二磁性体２２２に貼り付けられる。
【００２４】
第一磁性体２２１は第一透磁特性を有し、第一透磁特性は透磁率（ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ）及び飽和電流値（Ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｖａｌｕｅ）を含む。透磁率の定義は、磁化曲線上において磁場強度（H）がゼロに近づく時の磁束密度（B）と磁場強度（H）の比率であり、cgs制を採用している。飽和電流値の定義は、電流の上昇につれインダクタンス値が低下し、最初のインダクタンス値の８０％まで下がったときの電流値である。第二磁性体２２２は第二透磁特性を有し、第二透磁特性は透磁率及び飽和電流値を含む。なお第一透磁特性と第二透磁特性は異なる。
【００２５】
図２Ｂが示すように、鉄粉（Ｉｒｏｎ）と樹脂を混合して第一磁性体２２１を製成し、ステンレス粉（Ｆe−Cｒ−SｉＡｌｌｏｙ）と樹脂を混ぜ合わせて第二磁性体２２２を製成する。そのインダクタ２００の特性と、鉄粉だけを採用した或いはステンレス粉だけを採用したインダクタの特性を比較すると、図から分かるように、インダクタ２００の特性は、鉄粉だけを採用した場合とステンレス粉だけを採用した場合との間になる。したがって、第一磁性体２２１と第二磁性体２２２の体積比或いは材料特性を調整することで、必要なインダクタを素早く設計することができる。いいかえると、本発明が提供する調整のパラメータの増加によって、製品の特性を調整するのが容易になる。
【００２６】
図３が示すように、本発明のもう一つの好ましい実施例であるインダクタ２００はコイル２１０、磁性本体２２０及び電極部２３０を含む。コイル２１０は絶縁層をもつ金属導線を覆い包むことで中空コイルになる。磁性本体２２０は第一磁性体２２１と第二磁性体２２２を含み、第一磁性体２２１の体積は第二磁性体２２２より大きい。第一磁性体２２１は第一磁性粉末と第一樹脂によって製成され、第一透磁率（ｕ１）及び第一飽和電流値（Ｉ１）を有する。第二磁性体２２２は第二磁性粉末と第二樹脂によって製成され第二透磁率（ｕ２）及び第二飽和電流値（Ｉ２）を有する。さらに、第一透磁率は第二透磁率より小さく、第一飽和電流値は第二飽和電流値より大きい。詳細にいうと、第二透磁率はおよそ第一透磁率の１．２５倍以上であり、第二飽和電流値はおよそ第一飽和電流値の０．５倍以上である。磁性粉末の平均粒径（Ｍｅａｎ ｐａｒｔｉｃｌｅ ｄｉａｍｅｔｅｒ、Ｄ５０）が大きくなにつれ、透磁率も大きくなるので、本実施例において、第一磁性粉末の平均粒径は第二磁性粉末の平均粒径より小さくなる。
【００２７】
コイル２１０を磁性本体２２０内に設置し、第一磁性体２２１の一部分と第二磁性体２２２の一部分をコイル２１０の中空部分に設置する。第一磁性体２２１を設置した中空部分の体積は第二磁性体２２２を設置した中空部分の体積より大きい（図３Ａのように）。或いは、第一磁性体２２１だけをコイル２１０の中空部分に設置する（図３Ｃのように）。また、電極部２３０はコイル２１０に連接し磁性本体２２０の外側にまで延伸する。本実施例においては、優れたインダクタの特性を得るために、電極部２３０を透磁率が大きい第二磁性体２２２の上に貼り付ける。
【００２８】
第ニ透磁率は高いので、インダクタ２００‘のインダクタ量を高めることができる。なお、第一磁性体２２１の体積は第二磁性体２２２の体積より大きく、第一透磁率は第二透磁率より小さく、第一飽和電流値は第二飽和電流値より大きいので、インダクタはもともとの特性を依然として維持することができる。
【００２９】
本発明のインダクタ２００‘と単一の磁粉を採用したインダクタを用い、同じコイルの巻き数、飽和電流、直流インピーダンスという特性の状況下でテストを行う。テストの詳細な条件は表１に示すとおりであり、テストの結果は表２に示すとおりである。
【００３０】
【表１】
【００３１】
【表２】
【００３２】
表１から分かるように、本発明は、平均粒径（Ｍｅａｎ ｐａｒｔｉｃｌｅ ｄｉａｍｅｔｅｒ、Ｄ５０）が約４ｕｍの鉄粉（Ｆｅ＞９８・５％）を第一磁性粉末とし、平均粒径約２０ｕｍのステンレス粉（Ｆｅ−９．５Ｃｒ−３Ｓｉ）を第二磁性粉末とし、固化温度が１２０℃のエポキシ樹脂（Ｅｐｏｘｙ Ｒｅｓｉｎ）を第一樹脂と第二樹脂とし、第一磁性体２２１と第二磁性体２２２をそれぞれ製成する。その他に、第一磁性体２２１と第二磁性体２２２の体積比率はおよそ１・４−１・６であり、第一磁性体２２１の第一透磁率はおよそ２２、第二磁性体２２２の第二透磁率はおよそ２８である。また、第二透磁率は第一透磁率のおよそ１．２５倍の大きさである。従来のインダクタは鉄粉（Ｆｅ＞９８．５％）及びエポキシ樹脂を採用している。表２から分かるように、インダクタ２００‘のインダクタ量が高まると、同時に、ステンレス粉の材料コストも低くなるため、磁粉材料のコストを下げることができるようになる。
磁粉材料のコストを下げることができる。
【００３３】
その他に、本発明のインダクタ２００‘と単一の磁粉を採用したインダクタを、同じサイズ（すなわち６．５ｍｍ×６．９ｍｍ×３ｍｍ）、同じインダクタンス値（すなわち１．５ｕＨ）という状況の下、異なる第一磁性体と第二磁性体の体積比率を採用してテストを行う。テストの詳細な条件は表３及び表５の通りであり、表３のテスト条件におけるテスト結果は表４及び図３Ｂが示す通りであり、表５のテスト条件におけるテスト結果は表６が示す通りである。
【００３４】
【表３】
（表３：第一磁性体と第二磁性体の体積比率は約１．４−１．６である。）
【００３５】
【表４】
（表４：表３のテスト条件でのテスト結果）
【００３６】
【表５】
（表５：第一磁性体と第二磁性体の体積比率は約２．５−３である。）
【００３７】
【表６】
（表６：表５のテスト条件でのテスト結果）
【００３８】
表４、表６及び図３Ｂが示すように、本発明のインダクタ２００‘の効率は従来のインダクタと近くなる。インダクタ２００’は透磁率が高い第二磁性体２２２を有しているため、同じインダクタンス値、同じ効率という状況下では、本発明が必要とするコイルの巻き数は少なくなり、そして直流インピーダンス（ＤＣＲ）も低くなり、使用時の発熱量も少なくなり、さらにはコイルと磁粉のコストも節約できる。注意しなければいけないのは、優れた飽和特性を得るために、第一磁性体２２１と第二磁性体２２２の体積比率がおよそ１．４−１．６の時は、第一磁性体２２１の一部と第二磁性体２２２の一部分をコイル２１０の中空部分に設置して、第一磁性体２２１を設置した中空部分の体積を、第二磁性体２２２を設置した中空部分の体積より大きくするようにし（図３Ａのように）、第一磁性体と第二磁性体の体積比の値がおよそ２．５−３の時は、第一磁性体２２１だけをコイル２１０の中空部分に設置（図３Ｃのように）するようにする。
【００３９】
図４が示すように、本発明のインダクタ２００（２００‘）の製作方法は、第一透磁特性を有する第一磁性体２２１を提供する工程（手順５０１）、コイルを第一磁性体２２１に固定する工程（手順５０２）、第二透磁特性を有する第二磁性体２２２を提供する工程（手順５０３）、第二磁性体２２２をコイル２１０に固定する工程（手順５０４）、加圧成形を行うことによって、第一磁性体と第二磁性体から磁性本体２２０を形成する工程（手順５０５）、焼入で磁性本体２２０を固化させる工程（手順５０６）、及び電極成形の工程（手順５０７）を含む。
【００４０】
より詳細にいうと、手順５０1では、磁性粉末混合樹脂を採用し加圧成形によって第一磁性体２２１を形成する。図５Ａと図５Ｂが示すように、第一磁性体２２１はＥ型の断面を有し、さらに側縁２２５によって形成される四角形の開口部２２８を有する。開口部２２８はコイル２１０の外径より大きく、異なるサイズのコイル２１０をすべて開口部２２８内に設置させることができので、異なるサイズのコイル２１０に応じて別のモールドをつくる必要がない。さらに、第一磁性体２２１はコア２２６を有し、コア２２６はコイル２１０を貫通し、コイル２１０が成形時に十分な支えを得ることができる。従って、成形の圧力でコイル２１０が移動しコイル２１０の外側を覆う絶縁層が剥げ落ちるという現象が起きにくくなり、レイヤーショートの問題を改善することができる。また、本実施例においては、第一磁性体２２１の側縁２２５高度Ｈ１はコア２２６高度Ｈ２より大きいため、側縁２２５の材料が、成形時にコイル２１０と開口部２２８の間の隙間を埋めることができる。従って、従来の異なるサイズのコイルが個別のモールドをつくることを必要としていた問題を効果的に解決でき、モールドのコストを効果的に低下させることができる。本実施例において、側縁高度Ｈ１とコア高度Ｈ２のギャップはおよそ０．５ｍｍより小さい。
【００４１】
手順５０２では、図５Ｃが示すように、まずコイル２１０を提供する。コイル２１０で絶縁層を有する金属導線を覆うことで中空コイルを形成し、さらに、コイル２１０の両端をつぶしたり導線フレームに連接したりして、電極部２３０を形成する。電極部２３０（導線フレーム）とコイル２１０はレーザー溶接技術によって連接が行われる。電極部２３０とコイル２１０の間には円形の溶接点２５０が形成され（図７のように）、加圧成形時に、溶接点２５０がコイルの外側を覆う絶縁層を突き破ってレイヤーショートの問題が発生するという問題を改善することができる。電極部２３０は折り曲げ部２３１を有する（図７のように）。また、コイル２１０を固定するとき、まず接着技術を用いて粘着剤２４０を第一磁性体２２１の開口部２２８内に設置し、次にコイル２１０の中空部分をコア２２６にセットした後粘着剤２４０によって第一磁性体２２１に固定し、コイル２１０を固定した後、焼入工程によって、粘着剤２４０を固化させる。本実施例においては、粘着剤２４０の材質と第一磁性体２２１と第二磁性体２２２が採用する樹脂は同じである。
【００４２】
手順５０３では、磁性粉末混合樹脂を採用し加圧成形することで第二磁性体２２２を形成する。第二磁性体２２２の第二透磁特性と、第一透磁特性は異なり、第二磁性体２２２はＩ型の断面を有する。
【００４３】
手順５０４では、図５Ｄが示すように、第二磁性体２２２をコイル２１０に固定する時、まず接着技術によって粘着剤２４０‘を第二磁性体２２２上に固定する。本実施例において、粘着剤２４０’の材質と、第一磁性体２２１及び第二磁性体２２２が採用する樹脂は同じである。また、第二磁性体２２２を粘着剤２４０‘によってコイル２１０に固定することで、第一磁性体２２１、コイル２１０、第二磁性体２２２はサンドイッチ構造を形成することができる。さらに、第一磁性体２２１と第二磁性体２２２の間は隙間ｄを有する。なお、第二磁性体２２２を固定した後、焼入工程によって、粘着剤２４０’を固化する。
【００４４】
手順５０５では、図５Ｅ及び図７が示すように、手順５０４で完成されたサンドイッチ構造をモールド３００内に設置し、モールドが提供する成形圧力によって、第一磁性体２２１と第二磁性体２２２から磁性本体２２０が形成される。さらに、コイル２１０は磁性本体２２０内に埋め込んで設置され、電極部２３０は磁性本体２２０の外に露出する。本手順の成形圧力は、第一磁性体２２１と第二磁性体２２２の加圧成形が必要とする成形圧力より大きい。本実施例において、サンドイッチ構造をモールド３００に設置するとき、電極部２３０の折り曲げ部２３１をモールド３００にひっかけて固定し、サンドイッチ構造のモールド３００における位置を確定させることで、加圧成形時に電極部２３０が内側に縮み、コイルの外側を覆う絶縁層を突き破ってレイヤーショートの問題が生じるのを防ぐことができる。
【００４５】
手順５０６では、第一磁性体２２１と第二磁性体２２２から磁性本体２２０を形成した後、焼入工程によって磁性本体２２０を固化させる。焼入温度は樹脂の固化温度より高くなければならず、本実施例おいては、焼入温度はおよそ１５０−１８０℃である。最後に、手順５０７では、図５Ｆが示すように、折曲の技術によって磁性本体２２０の外側に露出された電極部２３０を、第二磁性体２２２に貼り付けることによって、本発明のインダクタ２００（２００‘）は完成となる。
【００４６】
その他に、第一磁性体２２１と第二磁性体２２２の体積比率が大きい（例えば２．５：３）時、直接第一磁性体２２１の体積を増やしたり、第二磁性体２２２の体積を減らしたりできる以外にも、図６Ａで示すような方式を利用して製作することもできる。すなわち、第一磁性体２２１と同じ第一透磁特性を有する付加層２２７を提供する方式である。付加層２２７は磁性粉末混合樹脂を採用し加圧成形によって形成される。そして、第二磁性体２２２をコイル２１０固定する前に、まず付加層２２７をコイル２１０に設置或いは第二磁性体２２２上に固定して、最後に手順５０４〜手順５０７を行いインダクタ２００の製作を完成させることができる（図６Ｂのように）。第一磁性体２２１の構造は複雑なため、第一磁性体２２１を変化させるとモールドのコストは高くなってしまうが、上記の製作方式を採用することで、第一磁性体２２１を変化させずに、第一磁性体と第二磁性体の比率を変化させることができるので、製作コストを下げることができる。
【００４７】
上述の実施例は、本発明の技術思想及び特徴を説明しただけのものであり、その目的は、当該分野において通常の知識を有する者が本発明の内容を理解し実施できるようにすることにあるのであって、本発明の特許の範囲を限定するものではない。本発明で開示した趣旨に照らして行ったすべての変更および修正は本発明の範囲内に含まれており、下述する特許請求の範囲内に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】従来のインダクタにおける電流とインダクタンス値の関係図。
【図２Ａ】本発明の実施例におけるインダクタの断面図。
【図２Ｂ】インダクタ特性の比較図。
【図３Ａ】本発明の実施例におけるインダクタの断面図。
【図３Ｂ】図３Ａのインダクタ特性と従来のインダクタ特性の比較図。
【図３Ｃ】本発明の実施例におけるインダクタの断面図。
【図４】本発明インダクタの製作方法の工程図。
【図５Ａ】第一磁性体の断面図。
【図５Ｂ】第一磁性体の俯瞰図。
【図５Ｃ】コイルを第一磁性体に固定した時の断面図。
【図５Ｄ】第二磁性体を固定した時の断面図。
【図５Ｅ】第一磁性体と第二磁性体から磁性本体を形成する。
【図５Ｆ】電極部の成形の断面図。
【図６Ａ】本発明のもう一つの実施例におけるインダクタの断面図。
【図６Ｂ】本発明のもう一つの実施例におけるインダクタの断面図。
【図７】電極部とコイルの間の溶接を行った時の俯瞰図。
【符号の説明】
【００４９】
２００、２００‘ インダクタ
２１０ コイル
２２０ 磁性本体
２２１ 第一磁性体
２２２ 第二磁性体
２２３ 接合インターフェース
２２５ 側縁
２２６ コア
２２７ 付加層
２２８ 開口部
２３０ 電極部
２３１ 折り曲げ部
２４０、２４０‘ 粘着剤
３００ モールド
Ｈ１ 側縁高度
Ｈ２ コア高度
ｄ 隙間
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルと、
第一磁性体と第二磁性体からなり、前記第一磁性体は第一透磁特性を有し、前記第二磁性体は第二透磁特性を有し、前記第一透磁特性と前記第ニ透磁特性は異なると共に、前記第一磁性体と前記第二磁性体は層を分けて設置される、前記コイルをその内部に設置した磁性本体と、
前記コイルに連接され、前記磁性本体の外側まで延伸される電極部を含むことを特徴とするインダクタ。
【請求項２】
前記第一磁性体は第一体積を有し、前記第二磁性体は第二体積を有し、前記第一体積は前記第二体積より大きいことを特徴とする、請求項１に記載したインダクタ。
【請求項３】
前記第一体積と前記第二体積の割合はおよそ１・４ないし１．６或いは２・５ないし３であることを特徴とする、請求項１に記載したインダクタ。
【請求項４】
前記第一磁性体は第一磁性粉末と第一樹脂を含み、さらに第一透磁率を有し、前記第二磁性体は第二磁性粉末と第二樹脂を含み、さらに第二透磁率を有し、前記第一透磁率は前記第二透磁率より小さいことを特徴とする、請求項１に記載したインダクタ。
【請求項５】
前記第一磁性粉末は鉄粉であり、前記第二磁性粉末はステンレス粉であり、前記第一樹脂と前記第二樹脂はエポキシ樹脂であり、前記第一磁性粉末の平均粒径は第二磁性粉末の平均粒径より小さいことを特徴とする、請求項１に記載したインダクタ。
【請求項６】
前記コイルは中空コイルであり、前記第一磁性体の一部分と前記第二磁性体の一部分を前記コイルの中空部分に設置し、前記第一磁性体を設置した前記中空部分の体積は、前記第二磁性体を設置した前記中空部分の体積より大きいことを特徴とする、請求項１に記載したインダクタ。
【請求項７】
前記第一磁性体は第一飽和電流値を有し、前記第二磁性体は第二飽和電流値を有し、前記第一飽和電流値は前記第二飽和電流値より大きいことを特徴とする、請求項１に記載したインダクタ。
【請求項８】
前記第一磁性体と前記第二磁性体の間は接合インターフェースを有することを特徴とする、請求項１に記載したインダクタ。
【請求項９】
第一透磁特性を有する第一磁性体を提供する工程と、
コイルを前記第一磁性体に固定する工程と、
第二透磁特性を有する第二磁性体を提供する工程と、
前記第二磁性体を固定する工程と、
加圧成形を行い、第一磁性体と第二磁性体から磁性本体を形成し、前記コイルを前記磁性本体内に埋め込む工程を含むことを特徴とするインダクタの製作方法。
【請求項１０】
前記第一磁性体はコア及び複数の側縁を有し、前記コアは前記コイルを貫通し、前記コアは前記側縁より低いことを特徴とする、請求項９に記載したインダクタの製作方法。
【請求項１１】
前記コイルは電極部に連接し、前記電極部を前記磁性本体の外側に延伸し、前記電極部と前記コイルの間はレーザー溶接によって連接されることを特徴とする、請求項９に記載したインダクタの製作方法。
【請求項１２】
前記コイルは電極部に連接し、前記電極部は折り曲げ部を有し、加圧成形を行うとき、前記折り曲げ部によって前記成形のモールドにおける位置を確定させることを特徴とする、請求項９に記載したインダクタの製作方法。
【請求項１】
コイルと、
第一磁性体と第二磁性体からなり、前記第一磁性体は第一透磁特性を有し、前記第二磁性体は第二透磁特性を有し、前記第一透磁特性と前記第ニ透磁特性は異なると共に、前記第一磁性体と前記第二磁性体は層を分けて設置される、前記コイルをその内部に設置した磁性本体と、
前記コイルに連接され、前記磁性本体の外側まで延伸される電極部を含むことを特徴とするインダクタ。
【請求項２】
前記第一磁性体は第一体積を有し、前記第二磁性体は第二体積を有し、前記第一体積は前記第二体積より大きいことを特徴とする、請求項１に記載したインダクタ。
【請求項３】
前記第一体積と前記第二体積の割合はおよそ１・４ないし１．６或いは２・５ないし３であることを特徴とする、請求項１に記載したインダクタ。
【請求項４】
前記第一磁性体は第一磁性粉末と第一樹脂を含み、さらに第一透磁率を有し、前記第二磁性体は第二磁性粉末と第二樹脂を含み、さらに第二透磁率を有し、前記第一透磁率は前記第二透磁率より小さいことを特徴とする、請求項１に記載したインダクタ。
【請求項５】
前記第一磁性粉末は鉄粉であり、前記第二磁性粉末はステンレス粉であり、前記第一樹脂と前記第二樹脂はエポキシ樹脂であり、前記第一磁性粉末の平均粒径は第二磁性粉末の平均粒径より小さいことを特徴とする、請求項１に記載したインダクタ。
【請求項６】
前記コイルは中空コイルであり、前記第一磁性体の一部分と前記第二磁性体の一部分を前記コイルの中空部分に設置し、前記第一磁性体を設置した前記中空部分の体積は、前記第二磁性体を設置した前記中空部分の体積より大きいことを特徴とする、請求項１に記載したインダクタ。
【請求項７】
前記第一磁性体は第一飽和電流値を有し、前記第二磁性体は第二飽和電流値を有し、前記第一飽和電流値は前記第二飽和電流値より大きいことを特徴とする、請求項１に記載したインダクタ。
【請求項８】
前記第一磁性体と前記第二磁性体の間は接合インターフェースを有することを特徴とする、請求項１に記載したインダクタ。
【請求項９】
第一透磁特性を有する第一磁性体を提供する工程と、
コイルを前記第一磁性体に固定する工程と、
第二透磁特性を有する第二磁性体を提供する工程と、
前記第二磁性体を固定する工程と、
加圧成形を行い、第一磁性体と第二磁性体から磁性本体を形成し、前記コイルを前記磁性本体内に埋め込む工程を含むことを特徴とするインダクタの製作方法。
【請求項１０】
前記第一磁性体はコア及び複数の側縁を有し、前記コアは前記コイルを貫通し、前記コアは前記側縁より低いことを特徴とする、請求項９に記載したインダクタの製作方法。
【請求項１１】
前記コイルは電極部に連接し、前記電極部を前記磁性本体の外側に延伸し、前記電極部と前記コイルの間はレーザー溶接によって連接されることを特徴とする、請求項９に記載したインダクタの製作方法。
【請求項１２】
前記コイルは電極部に連接し、前記電極部は折り曲げ部を有し、加圧成形を行うとき、前記折り曲げ部によって前記成形のモールドにおける位置を確定させることを特徴とする、請求項９に記載したインダクタの製作方法。
【図１】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図５Ｄ】
【図５Ｅ】
【図５Ｆ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図５Ｄ】
【図５Ｅ】
【図５Ｆ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７】
【公開番号】特開２００９−２２４７４５（Ｐ２００９−２２４７４５Ａ）
【公開日】平成２１年１０月１日（２００９．１０．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１０６６９７（Ｐ２００８−１０６６９７）
【出願日】平成２０年４月１６日（２００８．４．１６）
【出願人】（５０１２３１５４３）乾坤科技股▲ふん▼有限公司 (19)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月１日（２００９．１０．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年４月１６日（２００８．４．１６）
【出願人】（５０１２３１５４３）乾坤科技股▲ふん▼有限公司 (19)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]