コイル部品
【課題】高周波帯域において、優れた特性を発揮するコイル部品を提供する。
【解決手段】コイル部品であって、六方晶フェライトコアと、該六方晶フェライトコアに巻回された一対の導体と、前記六方晶フェライトコアの表面に形成され、前記導体が接続される端子電極とを備え、前記六方晶フェライトコアは、前記一対の導体が巻回される巻線部を有し、前記巻線部の前記導体の巻回軸方向の初透磁率が、前記巻回軸方向に垂直な少なくとも一の方向の初透磁率よりも大きいことを特徴とする。
【解決手段】コイル部品であって、六方晶フェライトコアと、該六方晶フェライトコアに巻回された一対の導体と、前記六方晶フェライトコアの表面に形成され、前記導体が接続される端子電極とを備え、前記六方晶フェライトコアは、前記一対の導体が巻回される巻線部を有し、前記巻線部の前記導体の巻回軸方向の初透磁率が、前記巻回軸方向に垂直な少なくとも一の方向の初透磁率よりも大きいことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波におけるインピーダンス特性に優れるコイル部品、特にトランスやコモンモードフィルタ等として使用されるコイル部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
パーソナルコンピュータや携帯端末等の電子機器における信号伝送速度の高速化や駆動周波数の高周波化が進んでいる。例えば、伝送速度４００ＭｂｐｓのＩＥＥＥ１３９４ａや伝送速度４８０ＭｂｐｓのＵＳＢ２.０の規格はすでに広く普及しており、より高速なＨＤＭＩ（７００Ｍｂｐｓ）、ＩＥＥＥ１３９４ｂ（８００Ｍｂｐｓ）もひかえる。これらの高速差動伝送において用いられるコモンモードフィルタなどのコイル部品は、高周波に対応したものであること、小型であることなどが要求される。例えば、特許文献１には高周波用コモンモードフィルタが開示されている。特許文献１では、巻線を施したコア１の両端の鍔部の間に、コア１より低い比透磁率の磁気シールド部を設けることにより、高周波でインピーダンスが高められる点が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１６８６１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１によれば、高周波で高インピーダンスのコモンモードフィルタが得られるとされている。しかしながら、上記特許文献１に示すような従来のコイル部品は、高周波のインピーダンスを高くすると帯域が狭くなるため、好ましい構成ではない。したがって、かかる構成にかかわらずインピーダンスを高めたコイル部品が望まれていた。
【０００５】
そこで、本発明は、高周波帯域において、優れた特性を発揮するコイル部品を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のコイル部品は、六方晶フェライトコアと、該六方晶フェライトコアに巻回された一対の導体と、前記六方晶フェライトコアの表面に形成され、前記導体が接続される端子電極とを備え、前記六方晶フェライトコアは、前記一対の導体が巻回される巻線部を有し、前記巻線部の前記導体の巻回軸方向の初透磁率が、前記巻回軸方向に垂直な少なくとも一の方向の初透磁率よりも大きいことを特徴とする。六方晶フェライトは、ｃ軸に垂直な方向を磁化容易面とする磁気異方性を有するため、配向させて初透磁率を高め、高いインダクタンスを得ることが可能である。初透磁率が大きい方向を導体の巻回軸方向とする、かかる構成をコモンモードフィルタに適用すれば、高周波帯域におけるコモンモードノイズ減衰量を改善することができる。
【０００７】
また、前記コイル部品において、前記巻線部は、前記巻回軸方向に垂直な方向に、初透磁率が前記巻回軸方向の初透磁率に略等しい他の方向を有することが好ましい。かかる構成によれば、例えば高周波帯域におけるノイズ減衰量を効果的に改善することができる。
【０００８】
さらに、前記コイル部品において、前記六方晶フェライトコアは貫通孔を有し、前記貫通孔の周囲の一部を前記巻線部とし、前記貫通孔を通して前記導体が巻回されており、前記端子電極は、少なくとも前記六方晶フェライトコアの、前記貫通孔の貫通方向に平行な面に形成されていることが好ましい。かかる構成によれば磁束の漏洩がさらに抑制され、ノイズ減衰量をいっそう改善できる。
【０００９】
さらに、前記コイル部品において、前記他の方向が前記貫通孔の貫通方向と前記巻回軸方向とに垂直な方向であることを特徴とする。かかる構成によれば、貫通孔を周回する方向の初透磁率が高くなるため、高周波帯域におけるノイズ減衰量を効果的に改善することができる。
【００１０】
また、貫通孔を有する前記コイル部品において、前記他の方向が前記貫通孔の貫通方向であってもよい。特に、かかる構成が、貫通孔を周回する磁路方向を前記巻回軸方向に置き換えて考えたとき、六方晶フェライトコア全体に渡って満足されることがより好ましい。かかる場合も磁路方向全体が初透磁率の高い方向に沿うようになるからである。
【００１１】
本発明の他のコイル部品は、六方晶フェライトコアと、該六方晶フェライトコアに巻回された一対の導体と、前記六方晶フェライトコアの表面に形成され、前記導体が接続される端子電極を備え、前記六方晶フェライトコアは、前記一対の導体が巻回される巻線部を有し、前記巻線部の少なくとも一部は、結晶方位のｃ軸が、前記導体の巻回軸方向に略垂直な面内方向に配向していることを特徴とする。かかる構成によれば、巻回軸方向の初透磁率が高くなり、高周波帯域におけるノイズ減衰量を効果的に改善することができる。
【００１２】
また、前記コイル部品において、前記巻線部は、結晶方位のｃ軸が、前記導体の巻回軸方向に略垂直な面内方向の一の方向に配向していることが好ましい。かかる構成によれば、高周波帯域におけるノイズ減衰量を効果的に改善することができる。
【００１３】
また、前記コイル部品において、前記巻線部は、結晶方位のｃ軸が法線方向に配向している表面を有することが好ましい。かかる構成によっても、高周波帯域におけるノイズ減衰量を効果的に改善することができる。
【００１４】
また、前記コイル部品において、前記六方晶フェライトコアは貫通孔を有し、前記貫通孔の周囲の一部を前記巻線部とし、前記貫通孔を通して前記導体が巻回されており、前記端子電極は、少なくとも前記六方晶フェライトコアの、前記貫通孔の貫通方向に平行な面に形成されており、前記巻線部は、結晶方位のｃ軸が、前記貫通孔の貫通方向に配向していることが好ましい。かかる構成によれば、貫通孔を周回する方向の初透磁率が高くなるため、高周波帯域におけるノイズ減衰量を効果的に改善することができる。
【００１５】
また、前記コイル部品において、前記六方晶フェライトコアは貫通孔を有し、前記貫通孔の周囲の一部を前記巻線部とし、前記貫通孔を通して前記導体が巻回されており、前記端子電極は、少なくとも前記六方晶フェライトコアの、前記貫通孔の貫通方向に平行な面に形成されており、前記六方晶フェライトコアの前記貫通孔側の内側面とそれに対向する外側面における結晶方位のｃ軸が、それぞれ前記内側面または前記外側面の法線方向に配向していることが好ましい。かかる構成によっても、貫通孔を周回する方向の初透磁率が高くなるため、高周波帯域におけるノイズ減衰量を効果的に改善することができる。
【００１６】
さらに、貫通孔を有する前記コイル部品において、前記六方晶フェライトコアは、前記貫通方向に対して垂直な方向の断面形状が、前記貫通方向で実質的に変化しない形状であることが好ましい。かかる構成は、簡易な方法で六方晶フェライトコアを作製することができるため、量産性に優れる。なお、断面形状が前記貫通方向で実質的に変化しない形状とは、六方晶フェライトコアの角部分の面取りなどによる差異は許容する趣旨である。
【００１７】
さらに、前記コイル部品において、前記六方晶フェライトコアが直方体形状であることが好ましい。直方体形状の六方晶フェライトを用いた構成は、コイル部品の低背化・小型化に有利である
【００１８】
さらに、前記コイル部品において、前記貫通孔の孔形状は矩形であるとともに、該矩形の各角部分は円弧状であり、前記角部分の円弧の半径が貫通孔の断面形状の矩形の短手方向の長さの１０％以上であることがより好ましい。かかる構成によればノイズ減衰量をいっそう改善できる。
【００１９】
また、前記コイル部品において、前記貫通孔の孔形状は矩形であるとともに、前記貫通孔の前記巻回軸に垂直な方向の幅が前記一対の導体の平均巻き線ピッチ以上であることが好ましい。かかる構成はノイズ減衰量および信号損失の改善に寄与する。
【００２０】
なお、上記各構成は適宜組み合わせることもできる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、高周波帯域において、優れた特性を発揮するコイル部品を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明のコイル部品の実施形態について、以下具体的に説明するが、本発明は必ずしも該実施形態に限定されるものではない。各実施形態において同一部材は同一符号を付した。図１は本発明のコイル部品の一実施形態である巻線型コモンモードフィルタの構造を示す図である。図１（ａ）は斜視図、（ｂ）は鍔部の裏側を示す底面図の一部である。本発明のコイル部品は、六方晶フェライトコアと、該六方晶フェライトコアに巻回された一対の導体と、前記六方晶フェライトコアの表面に形成され、前記導体が接続される端子電極とを備えており、表面実装型のコイル部品として用いることができる。コアにＩ型コアやドラム型コアを用いて開磁路を形成してもよいし、閉磁路を形成してもよい。図１には、漏洩磁束の少ない閉磁路構造のコモンモードフィルタを示してある。コイル部品は、コモンモードフィルタに限らず、例えば他のフィルタ、トランスにも適用できるものである。また、導線は一対に限らず、さらに導線の数が増えた構成であってもよい。なお、以下に説明する構成は、一対の導線を用いる場合だけでなく、インダクタやチップビーズのような一本の導線を用いたコイル部品にも適用することが可能である。
【００２３】
六方晶フェライトコアを構成する第一のフェライト１の巻線部３には一対の導体として導線６、７が巻回されている。導線には銅など抵抗率の小さい材質の線材を、薄い樹脂膜等で絶縁被覆したものを用いればよい。なお、導体として薄膜プロセスや印刷プロセスなどで形成した導体パターンを用いることも可能である。この一対の導体は、例えばコモンモードフィルタとした場合、特に高周波における差動信号の損失を低減させるため、略平行に一定の線間隔を保って巻回されていることが好ましい。直方体状の巻線部３の一端には、巻回軸に垂直な方向であって互いに逆方向に突出している直方体状の鍔部４が配置されている。また、巻線部３の他端には、同じようにして鍔部５が配置されている。巻線部３と鍔部４、５の巻回軸に垂直な方向（鍔が突出する方向に垂直な方向）は同じ幅になっており、第一のフェライトは断面略Ｈ型の柱状体を成している。なお、巻線部の形状は直方体状に限るものではなく、円柱状等であってもよい。また、巻線部３と鍔部４、５の巻回軸に垂直な方向（図中のｙ方向）は必ずしも同じ幅である必要はないが、同じ幅となるような形状にすることで、生産性が格段に向上する。巻線部両端の該鍔部４、５の上面には平板状の第二のフェライト２が接着固定され、巻線部３に対向して配置されている。接着材は樹脂等であり磁気回路の効率向上のためには接着層は薄い方が望ましい。鍔部４、５の下面には外部電極として端子電極８〜１１が形成されている。端子電極は銀ペーストを塗布し焼き付けることにより形成することもできるし、熱硬化型樹脂に銀粉を分散したペーストを塗布した後に熱硬化することにより形成することもできる。導線６の一端は端子電極８に接続され、他端は端子電極１０に接続されている。導線７の一端は端子電極９に接続され、他端は端子電極１１に接続されている。なお、端子電極は実装面となる下面側だけでなく、図１に示すように該面に垂直な側面に渡って形成してもよい。
【００２４】
第一のフェライト１と第二のフェライト２には、透磁率、結晶粒の結晶方位に異方性を有する六方晶フェライトを用いる。かかる六方晶フェライトとしては、磁化容易面を有する、Ｚ型フェライト、Ｙ型フェライト、Ｗ型フェライトなどのソフトフェライトを用いる。このうち、Ｚ型フェライトは１ＧＨｚ程度の周波数帯域での透磁率が高いため、特に好ましい。ｃ軸に垂直な方向を磁化容易面とする六方晶フェライトは、配向によって透磁率を高めることができる。この場合、磁化容易面に平行な方向の透磁率が高くなる。図１の実施形態では、このように配向した六方晶フェライトを用いて、第一のフェライトの巻線部３の、導線の巻回軸方向であるｘ方向の初透磁率μｘが、巻回軸方向に垂直な方向の透磁率μｙ、μｚより大きくなるようにしてある。コイル部品を構成する場合、それに用いる六方晶フェライトコアは、巻き線領域を確保するために前記巻回軸方向に長い形状となりやすいため、該方向の磁路が長くなる。したがって、かかる方向の透磁率を高めることによって、高周波まで高いノイズ減衰特性を得ることができる。また、第二のフェライトは、透磁率を高めた方向を、巻回軸方向であるｘ方向にしてもよいし、巻回軸に垂直な、鍔部の突出方向にしてもよい。また、フェライト２は、フェライト１と異なる磁性材料でも良い。高透磁率のＮｉＺｎフェライトあるいはＭｎＺｎフェライトを用いることにより低周波におけるインピーダンスを増加させ、低周波における高いノイズ減衰特性を得ることができる。
【００２５】
上記ｘ方向の初透磁率μｘが、巻回軸方向に垂直な方向の透磁率μｙ、μｚより大きくなるような配向状態を持つ六方晶フェライトは、六方晶フェライト粉末を一方向磁界中で成形して得られた成形体を焼成して得られる六方晶フェライト焼結体で実現される。図１２（ａ）はその配向状態を示す模式図である。この場合、平板状の六方晶フェライトの結晶粒１２１は、図中の板面と一致する磁化容易面（ｃ面）が一方向、すなわち磁界印加方向（ｘ方向）に平行になるように配向されるため、該方向の透磁率が高められる。一方、該方向に垂直な面方向（ｙｚ方向）には磁化容易面がランダムに向くことになるため、ｃ面内方向の高い透磁率とｃ軸方向の低い透磁率の中間の透磁率が均等に発現し、該面方向における透磁率の極端な低下を抑えることができる。透磁率が高い磁界印加方向を巻回軸方向にして用いれば、巻線部３の結晶方位のｃ軸が、前記導体の巻回軸方向に略垂直な面内方向に配向していることになる。すなわち、透磁率を高めた方向を利用する上述の構成の効果は、一対の導体が巻回された、六方晶フェライトコアの巻線部の結晶方位のｃ軸が、前記導体の巻回軸方向に略垂直な面内方向に配向している状態で実現されることになる。
【００２６】
巻線部の巻回軸方向の透磁率を高める構成として、六方晶フェライトコアをなす第一フェライトの巻線部３の、導体の巻回軸方向に垂直な、一の方向の初透磁率が前記巻回軸方向の初透磁率よりも小さく、前記巻回軸方向に垂直な、他の方向の初透磁率が、前記巻回軸方向の初透磁率と略等しい構成も好ましい。巻回軸方向に垂直な方向に、初透磁率が巻回軸方向の初透磁率に略等しい他の方向を有する、かかる構成は、六方晶フェライト粉末の成形時における印加磁界として回転磁界を用いるなどして六方晶フェライトの結晶粒を面配向させた場合に実現される状態である。図１２（ｂ）はその配向状態を示す模式図である。磁化容易面を回転磁界の軸（ｙ方向）に垂直な面方向に揃えるように配向することができるため、該面内方向（ｚｘ方向）の透磁率が高くなる。この場合、ｃ軸は回転磁界の軸方向（ｙ方向）に配向する。一方、該面内以外の方向（例えばｙ方向）は透磁率が低くなる。回転磁界の印加面が、導体の巻回軸方向に平行になるように配置すれば、六方晶フェライトコアをなす第一フェライトの巻線部３の前記巻回軸方向（ｘ方向）の初透磁率は、少なくとも前記巻回軸方向に垂直な、一の方向（例えばｙ方向）の初透磁率よりも大きくなり、導体の巻回軸方向に垂直な、他の方向（例えばｚ方向）の初透磁率が、前記巻回軸方向の初透磁率と略等しい構成となる。この場合、巻回軸方向と、前記他の方向を含む面が、前記回転磁界印加面に対応する。
【００２７】
さらに、前記他の方向が、第一のフェライト１と第二のフェライト２との対向方向（ｚ方向）、すなわち鍔部が第一のフェライトと第二のフェライトを連結する方向とすれば、第一のフェライト内の磁路方向は全て透磁率が高い方向を利用できるため、磁束の漏洩が抑制され、特に好ましい。面配向させた六方晶フェライトコアを用いることによって、巻線部ではｃ軸が特定の一つの方向を向くことになる。上述の他の方向を第一のフェライト１と第二のフェライト２との対向方向（ｚ方向）にして用いれば、巻線部３の結晶方位のｃ軸が、前記巻回軸方向に略垂直であり、かつ第一のフェライト１と第二のフェライト２との対向方向（ｚ方向）に略垂直な、一つの方向に配向していることになる。すなわち、透磁率を高めた面配向を利用する上述の構成の効果は、巻線部３の結晶方位のｃ軸が、巻回軸方向に略垂直であり、かつ前記第一のフェライトと前記第二のフェライトとの対向方向に垂直な方向に配向している状態で実現されることになる。
【００２８】
本発明のコイル部品の第２の実施形態について図２を参照して説明する。図２は本発明のコイル部品の第２の実施形態の構造を示す図である。図２（ａ）は斜視図、（ｂ）は鍔部の裏側を示す底面図の一部である。第１の実施形態と同様の機能を有する部分には同じ符号を付してある。第２の実施形態は六方晶フェライトコア２１は一体で構成され、貫通孔２４を有する。貫通孔２４の周囲の一部を巻線部とし、貫通孔２４を通して導体６，７が巻回されている。端子電極は、六方晶フェライトコア２１の貫通孔２４の貫通方向に平行な下面に形成されている。巻線および端子電極は第１の実施形態と同様なので詳細な説明は省略する。貫通孔２４は、四つの直交する平面で構成され、その断面は矩形である。四つの平面のうち一つを用いて一対の導線を巻回している。導線の巻回には、一つの平面を用いればよいので、貫通孔２４の断面は必ずしも矩形である必要はなく、内側面の少なくとも一部が平面であればよい。巻線部２３は、貫通孔２４の平面のうちの一つを一面とする略直方体形状である。六方晶フェライトコア２１は、巻線部２３の両端に、前記巻線部を基準として貫通孔２４とは反対側に突出した一対の脚部２２、２５を有する。六方晶フェライトコア２１のみで閉磁路が構成され、磁路の途中に接着材等の非磁性のギャップがないため、磁気回路の効率が高く、高いノイズ減衰特性を得ることができる。
【００２９】
六方晶フェライトコアを一体で構成している以外の部分は第１の実施形態と同様であるので説明を省略するが、巻線部に配向した六方晶フェライトを用いる構成や、その効果は第１の実施形態の場合と同様である。なお、第２の実施形態の場合、六方晶フェライトコアは一体で構成されているため、巻線部２３の透磁率、配向状態はそのまま連続的に六方晶フェライトコア２１全体の配向状態となっている。例えば、上記面配向させた六方晶フェライトコアを用いて、巻線部２３の結晶方位のｃ軸が、貫通孔の貫通方向に配向している状態、すなわち初透磁率が巻回軸方向と略等しい他の方向が、貫通孔の貫通方向と、巻回軸方向に垂直な方向となる状態にすれば、磁路の周回方向と、初透磁率の高い面内方向が一致するとともに、磁路にギャップもないことから、ノイズ減衰量の向上に特に有効である。
【００３０】
第２の実施形態では、六方晶フェライトコア２１は、貫通孔２４の貫通方向に対して垂直な方向の断面形状が、前記貫通方向で実質的に変化しない形状になっている。断面形状が一定の形状を採用すれば、一方向に加圧する加圧成形や押し出し成形などで簡易に成形できるため、生産性が格段に向上する。かかる点は、第１の実施形態においても同様であるが、第２の実施形態の構成は部品点数が少ないため特に好ましい。なお、第２の実施形態では、一対の脚部２２、２５はそれぞれ図のｙ方向を長手方向とする長方形であり、端子電極８および９、１０および１１の組は同一平面状に形成されているが、端子電極８および９の間、端子電極１０および１１の間に、ダイサーなどで溝を入れ、端子電極を形成する面を独立にしてもよい。
【００３１】
上述の配向は成形の際に磁界を印加することで行なえばよいが、第２の実施形態の構成を採用する場合、押し出し成形を用いて配向を行なうことができる。すなわち、コイル部品の製造方法として、磁化容易面を有する六方晶フェライト粉末を、貫通孔を有する第２の実施形態の形状に押し出し成形して成形体を得て、該成形体を焼成して焼結体を得て、該貫通孔に導線を通して巻回してコイル部品を得る方法を採用することができる。第２の実施形態の六方晶フェライトコア２１の貫通孔２４の軸方向（ｙ方向）に押し出すようにすると、押し出し時の機械的配向によって、六方晶フェライトコア２１のうち、貫通孔２４側の内側面とそれに対向する外側面における結晶方位のｃ軸が、それぞれ前記内側面または前記外側面の法線方向に配向する。その配向の状態を図１２（ｃ）の模式図に示す。図１２（ｃ）の下側の部分が巻線部の配向状態を示す。この場合、巻線部２３で見ると、巻線部２３の巻回軸方向（ｘ方向）の初透磁率と略等しい初透磁率を示す方向が、貫通孔の貫通方向（ｙ方向）となる。回転磁界によって面配向させた六方晶フェライトコアを用いる場合は巻線部全体が一様な配向状態を示すが、前記押出し成形による機械配向の場合は、巻線部の表面、すなわち巻線部の一部が配向する。かかる傾向は巻線部に限らず貫通孔の周囲の面およびこれに対向する外周面全体に現れ、これらの配向およびそれにともなって透磁率が向上する方向は、コイル部品の磁路方向と一致するため、本発明のコイル部品のコアとして好適である。特に、六方晶フェライトコアが一体で形成されることと相俟って、コイル部品としての特性および生産性向上に寄与する。
【００３２】
また、かかる押し出し成形に磁界配向を組み合わせることによって、六方晶フェライトコアの表面と内部との配向モードを変えることもできる。例えば、六方晶フェライトコアの表面を前記配向状態とし、内部を上述の一方向配向または面配向状態として、磁束漏洩を抑制することもできる。なお、図１に示す実施形態の第一のフェライトおよび／または第二のフェライトに、上記押し出し成形による配向状態を付与してもよい。押出し成形を用いて得られたフェライトを使用した場合、巻線部は結晶方位のｃ軸が法線方向に配向している表面を有する。この場合、第一のフェライトと第二のフェライトの貼り合わせ面では、該面に平行にｃ面が配向しているため、磁気抵抗を減らすためには、表面研削しておくことが好ましい。かかる表面研削等を回避するためには、押し出し成形による配向状態は、図２に示す例のような、貫通孔を有する一体型の六方晶フェライトコアに適用することが特に好ましい。
【００３３】
また、六方晶フェライトコアが一体で構成され、貫通孔を有する実施形態として図６に示す実施形態（第３の実施形態）を用いてもよい。図６に示す実施形態の六方晶フェライトコア３１は脚部に相当する突起部がなく、貫通孔３５の貫通方向から見た外形は矩形であり、全体の外形が直方体をなしている点で図２に示す実施形態の六方晶フェライトコアと異なる。図６の実施形態の場合、巻線部３２は矩形の貫通孔３５を挟んで、端子電極３６が形成された実装面側とは反対側に形成されている。巻線部３２に巻回された導線３３、３４の両端は、六方晶フェライトコア３１の側面を回って（図示せず）それぞれ端子電極３６〜３９（３７は図示せず）に接続される。なお、六方晶フェライトコア３１の側面において、端子電極３６〜３９を実装面とは反対側の上面まで延設して、該上面側で導線３３、３４を端子電極３６〜３９に接続してもよい。上記直方体形状のように、脚部に相当する突起部がない枠状の一体型の六方晶フェライトコアは、製造安定性、量産性に優れるとともに、コイル部品の低背化・小型化に有利である。また、図６に示す実施形態のように、貫通孔の貫通方向から見た六方晶フェライトコアの形状が、貫通孔の形状も含めて実装面に平行な中心線に対して対称であると、製造工程において六方晶フェライトコアの方向を区別する必要がないため、量産性が向上する。なお、脚部に相当する突起部がない構成は、図１の実施形態のように六方晶フェライトコアを複数のフェライトで構成する場合にも適用できる。
【００３４】
図７には図２に示す実施形態とは貫通孔の形態が異なる第４の実施形態を示す。図７（ａ）に示す実施形態では貫通孔４２の孔形状は矩形であるとともに、矩形の各角部分は円弧状である。図７（ｂ）は、その貫通孔４２の拡大図である。すなわち、貫通孔の断面形状すなわち孔形状は角にアールが設けられた矩形である。六方晶フェライトコアを複数のフェライトで構成する場合には、その貼り合わせの部分に隙間ができやすく、磁気抵抗が大きくなる。これに対して、一体で構成された六方晶フェライトコア４１の矩形の貫通孔４２の各角部分を円弧状にすることによって磁気抵抗を低減し、インダクタンスの向上を図ることができる。例えばコモンモードフィルタの場合であれば、ノイズ減衰量を高めることができる。この場合、六方晶フェライトコアは、貫通孔の貫通方向から見た矩形の外形においても、各角部分が円弧状であることがより好ましい。円弧状の大きさは、これが小さすぎると円弧状にすることの特性への効果が十分に発揮されないので、円弧状の半径ｒを円弧状の部分の大きさとした場合、該半径ｒは貫通孔の断面形状の矩形の短手方向の長さの１０％以上とすることがより好ましい。貫通孔において各角部を円弧状にすると、該円弧状の部分は巻線部の平面よりも高くなるため、巻線をする場合に、導体を貫通孔側面から離間させるスペーサとして利用することも可能である。この場合は半径ｒは導体の半径を超える大きさであることが好ましい。さらに、５０％を超えると貫通孔が矩形でなくなり、六方晶フェライトコアの磁路の均一性が損なわれるようになるので、半径ｒは５０％以下であることがより好ましい。また、円弧状の部分が大きすぎると導体を均一に巻回できる部分が小さくなるため、例えば巻線部に沿った、貫通孔の一辺の長さの３〜２０％であることがより好ましい。なお、円弧状は必ずしも完全な円弧状である必要はなく、貫通孔断面の巻線部に沿った一辺において円弧状部分によって失われた直線部分の長さを前記円弧状の半径ｒとすればよい。なお、前記円弧状の角形状は、貫通孔を貫通方向から見たときの投影的な形状において把握する。
【００３５】
図１の構成のように六方晶フェライトコアを別体で構成すると、孔部分の四隅全部にアールを設けることはできないが、貫通孔が形成された一体型の六方晶フェライトコアを用いることで孔部分の四隅全部にアールを設けることが可能となる。特に、一体型の六方晶フェライトコアを用いた場合は、導体が接する部分などのバリや角をとるためにバレル研磨、ショットブラスト等の研磨をしても、矩形の貫通孔の四隅の角部分のアールがなくなることがない。一方、別体型の六方晶フェライトコアを用いる場合、六方晶フェライトコアを構成する各フェライトに研磨を行った後、それらを貼り合わせてコアを構成するとコアの孔部分には逆に外側に向かうクサビ状の隙間ができてしまう。したがって、一体型の六方晶フェライトコアは、上記研磨を施して作製するコモンモードフィルタに好適である。
【００３６】
また、貫通孔の孔形状が矩形である場合、貫通孔の巻回軸に垂直な方向の幅が一対の導体の平均ピッチ以上であることが好ましい。平均ピッチは図７で示す巻き線のピッチｐの平均をとったものである。なお、図７において示される間隔ｄは、一対の導体を構成する各導体の中心間隔である。貫通孔の幅を大きくすることで信号損失を低減することができる。これは以下の理由によるものである。例えばコイル部品をコモンモードフィルタとして用いる場合、差動信号による高周波磁場は、大部分はペア線で互いにキャンセルされ残りの一部は隣接するペア線の磁場でキャンセルされるが、さらに残った磁場がフェライト内部で磁気損失を発生し信号損失を増加させる。上部フェライトと巻線の距離を隣接するペア線の距離より大きくすることにより、隣接するペア線でキャンセルされずに残った磁場のフェライト内部での強度を弱くし、磁気損失を低減することにより信号損失を低減する。貫通孔の幅を大きくすると磁路が長くなるため、ＧＨｚ帯にかかる高周波帯のノイズ減衰が必要な場合に、透磁率の低い従来のＮｉ−Ｚｎ系フェライトをそのまま用いるとインダクタンスが低下してしまい、コモンモードフィルタとして十分な特性が得られない。これに対して、配向して、透磁率が高められた六方晶フェライトコアを用いることによって、十分なインダクタンスを確保できるため、貫通孔の幅を大きくすることが可能となる。なお、上記貫通孔の角部分の円弧形状に係る構成や貫通孔の幅に係る構成は、脚部の有無や六方晶フェライトの配向の有無にかかわらず、矩形の貫通孔を有する場合に広く適用できるものである。
【００３７】
本発明において用いる六方晶フェライトコアとしては、Ｚ型フェライト、Ｙ型フェライト、Ｗ型などの焼結体コアを用いることができる。これらの六方晶フェライトは、使用する周波数帯域等に応じて選択すればよい。Ｚ型フェライト、Ｙ型フェライトの順に高周波まで高い初透磁率が維持される。このうち、Ｚ型フェライトは、１ＧＨｚ程度まで高い初透磁率を維持し、しかも初透磁率が上記六方晶フェライトの中でも最も高いので、１ＧＨｚ或いはそれを超える周波数帯域での使用を想定したコモンモードフィルタなどのコイル部品に好適である。Ｚ型フェライトとしては、Ｂａ３Ｃｏ２Ｆｅ２４Ｏ４１で表されるＣｏ２Ｚ型のものが初透磁率の高周波特性に優れ、好ましい。Ｚ型フェライトは、必ずしも単相である必要はない。Ｚ型フェライトは異相を含む場合があり、本発明ではかかる場合も許容し、異相を含むものも含めてＺ型フェライトと呼ぶ。但し、高初透磁率を得るためにはＺ型フェライトを主相とすることが好ましい。Ｚ型フェライトを主相とするとは、粉末Ｘ線回折においてピーク強度最大のピークがＺ型フェライトのものであることを意味する。
【００３８】
ここで、六方晶フェライトの配向についてさらに詳述する。配向させて初透磁率を高めた方向を、コイルの巻回軸方向とすることにより、全体の磁気抵抗を低減し、高インピーダンスを確保するうえで有利な構成となる。上述のようにＺ型フェライトやＹ型フェライトは磁化容易方向がｃ軸に垂直な面を向く磁気異方性を有し、配向させることが可能である。したがって、結晶方位のｃ軸を一の面内方向に配向させて、上記のように初透磁率に異方性を持たせることが可能である。また、配向させることで、高周波特性を低下させることなく、初透磁率を大幅に向上させることができるので、高周波まで高いインダクタンスを得ることができ、高周波まで高いノイズ減衰特性を得ることができる。
【００３９】
六方晶フェライトのｃ軸が基板の一の面内方向に配向している状態は、Ｘ線回折で評価すればよい。回折ピークの面指数を（ＨＫＬ）とするとき、基板の一の面でＸ線回折を行った場合に、c軸に対し平行な特定の面（ｈｋ０）からの回折ピーク強度Ｉｈｋ０と、c軸に垂直な特定の面（００ｌ）からの回折ピーク強度Ｉ００ｌとの比Ｉｈｋ０／Ｉ００ｌが、他の面でＸ線回折を行った場合に比べて大きくなっていれば、前記一の面内方向にｃ軸が配向していると言える。
【００４０】
配向の具体的な程度は以下のようにして算出すればよい。面配向や押出し成形による表面の配向において、ｃ軸が一の方向に配向しているか否かは、以下の方法で確認すればよい。なお、配向は完全でなくてもよく、等方性に対して配向状態が優勢であればよい。評価しようとする面に対してＸ線回折を行い、等方性の場合に比べて、ｃ面からの回折ピークの相対的な強度が高いことを確認すればよい。具体的には、ｃ面に垂直な（１１０）のピーク強度に対するｃ面の（００１８）のピーク強度比Ｉ（００１８）／Ｉ（１１０）が、等方性の場合よりも大きいことで、評価しようとする面においてｃ面配向が優勢であることを確認する。さらに配向の程度を評価するためには、以下の方法を用いることができる。ｃ軸が一方向に配向した（ｃ面が一の面内方向に平行に配向した）フェライトの配向度はLotgeringの式から配向度ｆを算出する。まず、Ｘ線回折パターンにおいて、２θ＝20〜80°の範囲に含まれる、六方晶Ｚ型フェライトに由来する全ての回折ピークの積分強度和をとってΣＩ(hkl)とし、前記範囲に含まれる(00l)面の回折ピークの積分強度和をとってΣＩ(00l)とする。ここでＩ(00l)とは(00l)面の回折線のピーク角度をθ(00l)とした時、θ(00l)-0.4°からθ(00l)+0.4°までの範囲で積分した値を示す。次にP=ΣＩ(00l)/ΣＩ(hkl)とし、Lotgeringの式（ｆ=(P-P0)/(1-P0)：J. Inorg. Nucl. Chem.,1959, Vol. 9, pp. 113 to 123. 参照）から配向度ｆを算出する。なお、前述のようにＰ０すなわち無配向の場合のＰは、結晶粒の結晶方位がランダムな状態に対して測定されたＸ線回折パターンを用いて算出されるものであり、ここではPhilips Res. Rep., 12 491 (1957)におけるＺ型フェライトの回折パターンデータから、Ｐ０は０．０６を用いる。本発明に係る六方晶フェライトコアは、かかる配向度fが０．８以上である配向面を有することが好ましい。かかる配向度ｆは面配向の指標であり、これが大きいことは面配向性が高いことを意味する。高透磁率を得るためには、前記配向度ｆは０．８４以上であることがより好ましい。
【００４１】
ｃ軸が１つの面内に配向したフェライトの配向度は以下のように求める。六方晶フェライト基板の一の面に対して行った測定範囲が２θ＝２０〜８０°であるＸ線回折パターンにおいて、六方晶フェライトの全ての回折ピークの積分強度和をΣＩ（ＨＫＬ）とし（但し、Ｉ（ＨＫＬ）は指数（ＨＫＬ）で表される回折ピークの積分強度を示す）、Ｌ＝０であるすべての（ＨＫ０）の回折ピークの積分強度和をΣＩ（ＨＫ０）とした場合、ｆｃ⊥＝ΣＩ（ＨＫ０）／ΣＩ（ＨＫＬ）で与えられる配向度ｆｃ⊥を求める。ここでは、Ｉ（ＨＫＬ）として、（ＨＫＬ）面の回折線のピーク角度をθ（ＨＫＬ）とした時、θ（ＨＫＬ）−０.４°からθ（ＨＫＬ）＋０.４°までの範囲で積分した値を用いる。かかる配向度ｆｃ⊥が、他の面におけるＸ線回折から算出した配向度ｆｃ⊥よりも大きければ、前記一の面内方向にｃ軸が配向していると言える。また、前記配向度ｆｃ⊥が大きいということは、前記一の面内方向へのｃ軸の配向が顕著であることを示している。この場合の前記一の面内方向をｃ軸配向面とすると、前記ｃ軸配向面における前記配向度ｆｃ⊥は０.４以上であることが好ましい。前記配向度ｆｃ⊥を０.４以上とすると、Ｘ線回折を行っている面に垂直な方向の透磁率が特に高くなり、例えば１００ｋＨｚの周波数で３０以上の透磁率を得ることも可能となる。なお、かかる配向度を有する面をｃ軸配向面と称している。より好ましくは、配向度ｆｃ⊥を０.４５以上とすると３５以上の透磁率を得るうえで好適な構成となる。
【００４２】
さらに、少なくとも、前記ｃ軸配向面に垂直で且つ互いに垂直な２つの面（以下垂直面と称する）において、Ｘ線回折におけるｆｃ／／＝Ｉ（００１８）／Ｉ（１１０）から算出される配向度ｆｃ／／が０.３以上であることが好ましい。該配向度ｆｃ／／が大きいということは、前記垂直面に垂直な方向にｃ軸が向いた結晶粒が多いということを示している。これが、少なくとも互いに垂直な２つの面において満たされることによって、ｃ軸がランダムに向いていることを担保している。このようにすることによって、ｃ軸配向面に平行な方向においても、高い透磁率を得ることができる。
【００４３】
また、評価対象物が小さい場合は、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）観察においてＥＢＳＰ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｂａｃｋ Ｓｃａｔｔｅｒｄ Ｐａｔｔｅｒｎ）測定を行い観察面に存在する結晶粒子の方位を測定することで配向の有無の評価を行うことが可能である。かかる方位解析では、焼結体の方位解析面に垂直な方向に対する結晶粒のｃ軸の傾き量を観測できるため、結晶粒の配向状態を評価することができる。該方位解析において、θＡＶ＝Σθｎ（θ）／Σｎ（θ）（式１）を算出する。ここで、θは、焼結体で構成された六方晶フェライト基板の方位解析面に垂直な方向と、ＥＢＳＰの測定点における六方晶フェライト基板のｃ軸方向との方位角度差を示し、ｎ（θ）は前記θを示す測定点の数を示す。またΣθｎ（θ）、Σｎ（θ）はそれぞれ０から９０°までの区間ですべてのθに対するθｎ（θ）、ｎ（θ）を足し合わせたものを示す。無配向、すなわち等方性の場合は、θＡＶは４５°となる。したがって、観察面である基板の一の面におけるθＡＶが４５°を超えれば、該面の面内方向にｃ軸が配向していることになる。好ましくは、前記平均方位差θＡＶを６５°以上とすることで、方位解析面に垂直な方向にｃ面が配向し、該方向の透磁率に優れた六方晶フェライト基板となる。かかる場合は、ｃ軸は前記方位解析面に平行な方向に配向することになり、前記方位解析面はｃ軸配向面となる。更にｎＡＶ＝Σｎ（φ）／ｍ（式２）（但し、φは、ｃ軸方向の前記方位解析面への射影方向と前記方位解析面内の一の直線との方位差を正の鋭角にとった時の角度を示す。Ｉ（φ）は方位差φを示す測定点数を示し、ｍは０〜９０°間の分割した点数を示す。）で与えられる測定点数の平均値で、ＳＤ＝｛Σ（ｎ（φ）−ｎＡＶ）２／ｍ｝１／２（式３）で与えられる標準偏差ＳＤを除した値ＳＤ／ｎＡＶが０.６以下であれば、ｃ軸がｃ軸配向面に並行な方向にランダムに向いていることを担保している。なお、前記一の直線は、前記方位解析面内において任意なものでよい。このようにすることによって、ｃ軸配向面に平行な方向においても、高い透磁率を得ることができる。なお、ＳＤは測定点数が多くなれば大きい値となってしまうので、異なる測定点数のＥＢＳＰ解析の結果どうしでも比較できるように、指標としては平均測定点数に相当数するｎＡＶで除した指標用いている。ｎＡＶは４０００程度に設定することが好ましい。平均方位差θＡＶを６５°以上、ＳＤ／ｎＡＶを０.６以下とすることによって、ｃ軸配向面に垂直方向の１００ｋＨｚでの透磁率を３０以上、ｃ軸配向面に平行な方向の１００ｋＨｚでの透磁率を８以上、ｃ軸配向面に垂直な方向の透磁率に対するｃ軸配向面に平行な方向の透磁率の比を０.１５以上とすることも可能である。該比はより好ましくは、０.２０以上である。なお、ＥＢＳＰの評価は、ビーム径として１μｍのものを用い、１μｍスパンで測定して行えばよい。解析領域は、解析領域内に４０個以上の結晶粒が含まれるように、結晶粒の平均粒径に応じて０.０１〜０.３×１０−６ｍ２の範囲で選択してもよいが、本発明では汎用性のある条件として０.１６×１０−６ｍ２の解析領域を採用して方位解析を行う。
【００４４】
試料の一方向の透磁率は以下に述べる手法により評価すればよい。予め透磁率を測定しておいたリング形状の高μフェライトにギャップを作製し、巻線を施す（以降ヨーク部と呼ぶ）。例えば以下の実施例ではヨーク部として１００ｋＨｚでμｉ＝８１００のＭｎ−Ｚｎフェライトを用いている。標準試料として透磁率が６０までの既知の透磁率を持つ材料を用意しヨーク部のギャップ部位と断面形状が一致するように加工した後、ギャップ部位に挿入し、１００ｋＨｚにおけるインダクタンス値を測定し、透磁率とインダクタンス値の検量線を作成する。ここで測定したい透磁率が未知の試料を同様にギャップ部位に収まるように加工し１００ｋＨｚでのインダクタンスＬを測定し、検量線に照らして透磁率を算出する。また、透磁率の周波数特性はリング形状試料を作製しインピーダンスメータ４２９１Ｂ（Ａｇｉｌｅｎｔ社製）にて１０ＭＨｚ〜１.８ＧＨｚまで測定する。
【００４５】
六方晶フェライトコアは、従来からの粉末冶金的方法を用いて作製することができる。また、六方晶フェライトコアとして、配向したＺ型フェライト等を用いる場合、六方晶フェライトコアは例えば以下のようにして得ることができる。磁化容易面を持つ六方晶フェライトの粉末を一方向磁界中で成形して得られた成形体を焼成し、配向された六方晶フェライトを得る。一方向磁界中の成形は、例えば直流静磁界中で加圧成形を行えばよい。この場合、得られる六方晶フェライトは、ｃ面が印加磁界方向に平行に揃い、ｃ軸が該方向に垂直な面内方向に等方的に向いたものが得られる。なお、六方晶フェライトの粉末形状がｃ面方向に平たい板状であるなど、形状の異方性が大きい場合は、横磁場成形（加圧方向と磁界印加方向が垂直）によれば、加圧成形によってｃ軸を一方向である加圧方向に配向させることもできる。また、縦磁場成形（加圧方向と磁界印加方向が平行）によれば、ｃ面が印加磁界方向に平行に揃う一方、ｃ軸が特定の方向に配向することを抑制することも可能である。一方、上記Ｚ型フェライトの配向は、成形の際に加圧方向と垂直な方向から回転磁界を加えることで行うこともできる。回転磁界の印加方法としては、加圧開始直前まで一方向磁界中で六方晶フェライト粉末を充填した金型を回転させる方法でもよいし、磁界印加装置を回転させてもよい。また、複数方向からの磁界印加可能な装置を用い、回路を切り換えることで印加磁界方向を切り換えて回転磁界を印加してもよい。上記ように配向させる場合、成形に供するＺ型フェライト粉末は、単結晶粒を多く含む構成が好ましい。そのためには、仮焼粉の状態で反応を進めて結晶粒を大きくしておいてから、或いは一度焼結体を作製しておいてから、単結晶粒の割合が多くなるまでこれらを粉砕して、Ｚ型フェライト粉末としてもよい。またコア形状は、前記の工程で作製した六方晶フェライトの焼結体ブロックから加工により作製することができる。あるいは、コア形状の金型によりコア単体の成形体を作製し、焼成することにより作製することもできる。この場合、加工のコストを低減できる。あるいは、粉砕した仮焼粉に適度な水と有機バインダを混合、混練し、押し出し成型により成型体を作製し、焼成することにより作製することもできる。この場合も、加工のコストを低減できる。押し出し成形の場合は、押し出し方向に垂直な断面すなわちフェライトの貫通孔に垂直な断面内において縁端部における結晶方位のｃ軸の配向は断面内部における配向とは異なるという特徴がある。このため、押し出し成形のフェライトコアは磁束の漏洩が少なく、その結果高いインピーダンス特性を有するコイル素子を得ることができる。
【実施例】
【００４６】
主成分としてＦｅ２Ｏ３、ＢａＣＯ３、ＣｏＯ（Ｃｏ３Ｏ４を使用）をそれぞれ７０.２ｍｏｌ％、１８.８ｍｏｌ％、１１.０ｍｏｌ％となるように秤量し、この主成分に対しＭｎ３Ｏ４を３.０質量％、Ｌｉ２ＣＯ３を０.４質量％、ＳｉＯ２を０.１３質量％それぞれ添加し、湿式ボールミルにて１６時間混合した。なお、Ｍｎ３Ｏ４、Ｌｉ２ＣＯ３、ＳｉＯ２については仮焼後に行う粉砕時に加えてもよい。次にこれを大気中１２００℃で２時間仮焼した。この仮焼粉を湿式ボールミルにて１８時間粉砕した。作製した粉砕粉にバインダ（ＰＶＡ）を添加し、造粒した。造粒後、圧縮成形し、その後、酸素雰囲気中１３００℃で３時間焼成し、Ｚ型フェライト焼結体を得た（比較例１）。
【００４７】
上記と同じ条件で得られたＺ型フェライト焼結体を、ディスクミルを用いて粗粉砕を行い、得られた粗粉砕粉を振動ミルで粉砕し、ＢＥＴ法による比表面積が１０８０ｍ２／ｋｇのＺ型フェライトの粉末を得た。得られた粉末に水および１ｗｔ％のＰＶＡを加えてフェライトスラリーを作製し、回転磁場中で湿式成形した。印加磁界は０.５ＭＡ／ｍとした。得られた成形体を酸素中１３００℃で３時間焼成し、面配向型のＺ型フェライトの焼結体を得た。配向度はLotgering法で評価しｆ＝０．８４と高い配向度を得た（実施例１）。さらに、上記スラリーを用いて、直流磁界をプレス方向に垂直な方向に印加して湿式成形した。印加磁界は０．８４ＭＡ／ｍとした。得られた成形体を酸素中1310℃で3時間焼成し、一方向配向型のＺ型フェライトの焼結体を得た（実施例２）。得られた焼結体をジョークラッシャーで砕きディスクミルにて粗粉砕を行い、粗粉砕粉を得た。更に粗粉砕粉を振動ミルにて粉砕し、振動ミルにて粉砕した粉体を更にボールミルにて２時間５０分間粉砕して、ＢＥＴ法による比表面積が２３５０ｍ２／ｋｇのＺ型フェライトの粉末を得た。得られた粉末に水および１ｗｔ％のＰＶＡを加えてフェライトスラリーを作製し、一軸性の直流磁界をプレス方向に垂直な方向に印加して湿式成形した。印加磁界は０．８４ＭＡ／ｍとした。得られた成形体を酸素中１３００℃で３時間焼成し、一方向配向型のＺ型フェライトの焼結体を得た（実施例３）。また、比較用の試料としてＮｉ−Ｚｎフェライト焼結体を用意した（比較例２）。
【００４８】
このように作製した比較例１及び比較例２のフェライト焼結体の特性を表１に、初透磁率の周波数特性を図３に示した。なお、初透磁率はリング形状試料を作製しインピーダンスメータ４２９１Ｂ（Ａｇｉｌｅｎｔ社製）にて１０ＭＨｚ〜１.８ＧＨｚまで測定した。また、実施例１〜３の配向したＺ型フェライトの特性を表１に、初透磁率の周波数特性を無配向のＺ型フェライトの特性と比較して図４に示した。表１の中で、比較例１、実施例２、３については、Ｘ線回折で評価した配向度として、配向磁界印加方向のｃ軸配向度をｆｃ⊥、直角方向のｃ軸配向度をｆｃ//L（プレス方向・磁界印加方向のそれぞれに直角な方向）、ｆｃ//P（プレス方向）をそれぞれ示した。配向した実施例１〜３のＺ型フェライトは１ＧＨｚで１５以上の初透磁率を示し、比較例１の無配向のＺ型フェライトの１．５倍以上となった。面配向した実施例１のＺ型フェライトでは、磁界印加方向の１００ＭＨｚでの透磁率は磁界直角方向の９倍以上の透磁率を示している。また、一方向配向した実施例２、３のＺ型フェライトは、それぞれ磁界印加方向の透磁率は磁界直角方向の２倍以上、３倍以上の透磁率を示している。体積抵抗率はいずれも２〜８×104Ω・mであり十分高い。特に、粉末の比表面積を２３００ｍ２／ｋｇ以上とし、焼結体密度も５.０×103(kg/m3)以上と高い実施例３では、１００MHｚで４０以上の高い初透磁率を示している。なお、Ｘ線回折で評価した配向度も０．６６であり、高い配向度を示していることがわかる。Ｚ型フェライトを配向させることにより、高周波特性を維持したまま初透磁率が大幅に向上した。図３および４から明らかなように、Ｚ型フェライトを用いることにより、Ｎｉ−Ｚｎフェライト比べて高周波での透磁率が大幅に向上する。さらに、配向させることによって、周波数特性を維持したまま、高透磁率化が図られていることがわかる。
【００４９】
【表１】
【００５０】
次に、比較例１、比較例２、実施例１、実施例３のＺ型フェライトについて、図１の構造のコモンモードフィルタを作製し、コモンモードノイズ減衰量を測定した結果を図５に示した。外形寸法は２×１×１.５ｍｍとした。Ｚ型フェライトの厚さは０.５ｍｍ、導線は直径０．０３ｍｍの絶縁被覆銅線を使用し巻き数は４回とした。なお、コモンモードノイズ減衰量と差動信号の損失はそれぞれＳパラメータと以下の関係にある。
コモンモードノイズ減衰量[ｄＢ]＝−２０ｌｏｇ｜Ｓｃｃ２１｜
差動信号損失[ｄＢ] ＝−２０ｌｏｇ｜Ｓｄｄ２１｜
比較例１のＺ型フェライト焼結体を用いたコモンモードフィルタは、Ｎｉ−Ｚｎフェライトを用いた場合と比較して１ＧＨｚにおけるコモンモードノイズ減衰量が２ｄＢ向上する。これに対して、一方向配向に係る実施例３のＺ型フェライト焼結体を用いたコモンモードフィルタは、さらに２ｄＢ良好なコモンモードノイズ減衰特性を得た。さらに、面配向に係る実施例１のＺ型フェライト焼結体を用いたコモンモードフィルタは、さらに４ｄＢ良好なコモンモードノイズ減衰特性を得た。
【００５１】
図２に示す構造を有し、貫通孔の角の形状が直角であるコモンモードフィルタと、円弧状であるコモンモードフィルタのそれぞれについてフィルタ特性を調べた。外形寸法は２×１.２×１.２ｍｍ、貫通孔の寸法は１.０×０.３ｍｍである。導線の直径は０.０３ｍｍ、巻線数は４ターンである。評価した円弧状の半径ｒは０.０１５ｍｍ、０.０３ｍｍ、０.０９ｍｍおよび０.１５ｍｍである。これらの円弧状の半径ｒは、貫通孔の断面の矩形の短辺の長さの５％、１０％、３０％および５０％に相当し、長辺の１.５％、３％、９％および１５％に相当する。また、六方晶フェライトコアは、結晶方位のｃ軸が前記貫通孔の貫通方向に配向し、貫通孔の貫通方向に垂直な面内で高い透磁率を有する配向したＺ型フェライトを用いている。１００ＭＨｚでの面内初透磁率はそれぞれ３７である。コモンモードノイズ減衰量の評価結果を図８に示す。なお、図８において０％の場合と５％の場合はグラフがほぼ重なっている。円弧状の半径ｒが、貫通孔の断面の矩形の短辺の長さの０％（角の形状が直角の場合）、５％、１０％、３０％および５０％の場合に対して、１.６ＧＨｚでのコモンモードノイズ減衰量は、それぞれ２８.０ｄＢ、２７.９ｄＢ、２８.４ｄＢ、２９.４ｄＢおよび３０.０ｄＢであった。５％では角部を円弧状にする実質的な効果は発揮されないが、１０％以上とすることでコモンモードノイズ減衰量が改善されることがわかる。さらに、３０％以上において、コモンモードノイズ減衰量がいっそう向上していることがわかる。矩形の貫通孔の角部を円弧状にすることで、特に１ＧＨｚ周辺の帯域でノイズ減衰量が向上していることがわかる。
【００５２】
次に、図２に示す構造を有し、貫通孔の大きさが異なる二種類のコモンモードフィルタについてフィルタ特性を調べた。外形寸法は２×１.２×１.２ｍｍである。貫通孔の寸法は１.０×０.１ｍｍ（Ｎｏ１）と１.０×０.３ｍｍ（Ｎｏ２）である。巻き線の平均ピッチは０.１８ｍｍであるので、巻回軸に垂直な方向の貫通孔の幅は、それぞれ平均ピッチの０.５６倍、１.６７倍である。また、Ｎｏ１およびＮｏ２のコモンモードフィルタとも、六方晶フェライトコアは結晶方位のｃ軸が、前記貫通孔の貫通方向に配向した配向性を持ち、その透磁率特性は、貫通孔の貫通方向に垂直な面内で高い透磁率を有する面内異方性があり、１００ＭＨｚでの面内初透磁率はそれぞれ２４、３７である。コモンモードノイズ減衰量および差動信号の損失の評価結果を図９および図１０に示す。配向性が高く、透磁率が高い六方晶フェライトコアを用いながら、貫通孔の幅を０.１ｍｍから０.３ｍｍと大きくすることにより、コモンモードノイズ減衰量および差動信号損失を改善できることがわかる。
【００５３】
次に、押し出し成形によって作製した六方晶フェライトコアを用いたコモンモードフィルタを評価した。まず、仮焼粉をボールミルにて粉砕し、乾燥した後、得られた粉体に結合剤及び水を添加しながら混練し、フェライト杯土を作製した。得られたフェライト杯土を押し出し成形機にて押し出して成形体を作製し、該成形体を焼成して六方晶フェライトコアを得た。成形以外の工程は実施例１と同様である。得られた六方晶フェライトコアに巻き線を施し、図１３に示す形状のコモンモードフィルタを得た（Ｎｏ３）。図１３に示す形状のコモンモードフィルタは導線５２、５３が六方晶フェライトコア５１の実装面側に巻回されていて、巻線部５４の位置が図６に示す構成と異なるが、それ以外は図６に示す構成と同様である。なお、寸法は横１．９ｍｍ、高さ１．２ｍｍ、貫通孔方向の長さ１．２ｍｍである。また、貫通孔の孔形状は１．１ｍｍ×０．４ｍｍの矩形である。また、比較のために磁界配向させずに作製した焼結体ブロックから、同寸法のコアを切り出し加工して同形状のコモンモードフィルタを作製した（Ｎｏ４）。これらのコモンモードフィルタのノイズ減衰量を評価した結果を図１１に示す。押し出し成形によって作製したコモンモードフィルタの方がコモンモードノイズ減衰量に優れることがわかる。なお、Ｎｏ３の六方晶フェライトコアの貫通孔の内側面に対向する外側面においてＸ線回折を行ったところ、ｃ面に垂直な（１１０）のピーク強度に対するｃ面の（００１８）のピーク強度比Ｉ（００１８）／Ｉ（１１０）は０．７６となり、等方性の場合のピーク強度比０．２よりも大きく、該外側面の面方向にｃ面が配向していることがわかった。なお、機械的配向は押し出し成形する際の圧力と金型面との作用でもたらされるので、外側面の他の面および内側面とも同様の配向性を示す。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明に係るコイル部品の一実施形態を示す図である。
【図２】本発明に係るコイル部品の他の実施形態を示す図である。
【図３】フェライトの透磁率の周波数依存性を示す図である。
【図４】フェライトの透磁率の周波数依存性を示す図である。
【図５】コモンモードフィルタの特性を示す図である。
【図６】本発明に係るコイル部品の他の実施形態を示す図である。
【図７】本発明に係るコイル部品の他の実施形態を示す図である。
【図８】コモンモードフィルタの特性を示す図である。
【図９】コモンモードフィルタの特性を示す図である。
【図１０】コモンモードフィルタの特性を示す図である。
【図１１】コモンモードフィルタの特性を示す図である。
【図１２】六方晶フェライトコアの配向状態を示す図である。
【図１３】本発明に係るコイル部品の他の実施形態を示す図である。
【符号の説明】
【００５５】
１：第一のフェライト ２：第二のフェライト ３、２３、３２、５４：巻線部
４、５：鍔部 ６、７、３３、３４、５２、５３：導線
８〜１１、３６〜３９：端子電極 ２１、３１、４１、５１：六方晶フェライトコア
２２、２５：脚部 ２４、３５、４２：貫通孔 １２１：結晶粒
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波におけるインピーダンス特性に優れるコイル部品、特にトランスやコモンモードフィルタ等として使用されるコイル部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
パーソナルコンピュータや携帯端末等の電子機器における信号伝送速度の高速化や駆動周波数の高周波化が進んでいる。例えば、伝送速度４００ＭｂｐｓのＩＥＥＥ１３９４ａや伝送速度４８０ＭｂｐｓのＵＳＢ２.０の規格はすでに広く普及しており、より高速なＨＤＭＩ（７００Ｍｂｐｓ）、ＩＥＥＥ１３９４ｂ（８００Ｍｂｐｓ）もひかえる。これらの高速差動伝送において用いられるコモンモードフィルタなどのコイル部品は、高周波に対応したものであること、小型であることなどが要求される。例えば、特許文献１には高周波用コモンモードフィルタが開示されている。特許文献１では、巻線を施したコア１の両端の鍔部の間に、コア１より低い比透磁率の磁気シールド部を設けることにより、高周波でインピーダンスが高められる点が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１６８６１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１によれば、高周波で高インピーダンスのコモンモードフィルタが得られるとされている。しかしながら、上記特許文献１に示すような従来のコイル部品は、高周波のインピーダンスを高くすると帯域が狭くなるため、好ましい構成ではない。したがって、かかる構成にかかわらずインピーダンスを高めたコイル部品が望まれていた。
【０００５】
そこで、本発明は、高周波帯域において、優れた特性を発揮するコイル部品を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のコイル部品は、六方晶フェライトコアと、該六方晶フェライトコアに巻回された一対の導体と、前記六方晶フェライトコアの表面に形成され、前記導体が接続される端子電極とを備え、前記六方晶フェライトコアは、前記一対の導体が巻回される巻線部を有し、前記巻線部の前記導体の巻回軸方向の初透磁率が、前記巻回軸方向に垂直な少なくとも一の方向の初透磁率よりも大きいことを特徴とする。六方晶フェライトは、ｃ軸に垂直な方向を磁化容易面とする磁気異方性を有するため、配向させて初透磁率を高め、高いインダクタンスを得ることが可能である。初透磁率が大きい方向を導体の巻回軸方向とする、かかる構成をコモンモードフィルタに適用すれば、高周波帯域におけるコモンモードノイズ減衰量を改善することができる。
【０００７】
また、前記コイル部品において、前記巻線部は、前記巻回軸方向に垂直な方向に、初透磁率が前記巻回軸方向の初透磁率に略等しい他の方向を有することが好ましい。かかる構成によれば、例えば高周波帯域におけるノイズ減衰量を効果的に改善することができる。
【０００８】
さらに、前記コイル部品において、前記六方晶フェライトコアは貫通孔を有し、前記貫通孔の周囲の一部を前記巻線部とし、前記貫通孔を通して前記導体が巻回されており、前記端子電極は、少なくとも前記六方晶フェライトコアの、前記貫通孔の貫通方向に平行な面に形成されていることが好ましい。かかる構成によれば磁束の漏洩がさらに抑制され、ノイズ減衰量をいっそう改善できる。
【０００９】
さらに、前記コイル部品において、前記他の方向が前記貫通孔の貫通方向と前記巻回軸方向とに垂直な方向であることを特徴とする。かかる構成によれば、貫通孔を周回する方向の初透磁率が高くなるため、高周波帯域におけるノイズ減衰量を効果的に改善することができる。
【００１０】
また、貫通孔を有する前記コイル部品において、前記他の方向が前記貫通孔の貫通方向であってもよい。特に、かかる構成が、貫通孔を周回する磁路方向を前記巻回軸方向に置き換えて考えたとき、六方晶フェライトコア全体に渡って満足されることがより好ましい。かかる場合も磁路方向全体が初透磁率の高い方向に沿うようになるからである。
【００１１】
本発明の他のコイル部品は、六方晶フェライトコアと、該六方晶フェライトコアに巻回された一対の導体と、前記六方晶フェライトコアの表面に形成され、前記導体が接続される端子電極を備え、前記六方晶フェライトコアは、前記一対の導体が巻回される巻線部を有し、前記巻線部の少なくとも一部は、結晶方位のｃ軸が、前記導体の巻回軸方向に略垂直な面内方向に配向していることを特徴とする。かかる構成によれば、巻回軸方向の初透磁率が高くなり、高周波帯域におけるノイズ減衰量を効果的に改善することができる。
【００１２】
また、前記コイル部品において、前記巻線部は、結晶方位のｃ軸が、前記導体の巻回軸方向に略垂直な面内方向の一の方向に配向していることが好ましい。かかる構成によれば、高周波帯域におけるノイズ減衰量を効果的に改善することができる。
【００１３】
また、前記コイル部品において、前記巻線部は、結晶方位のｃ軸が法線方向に配向している表面を有することが好ましい。かかる構成によっても、高周波帯域におけるノイズ減衰量を効果的に改善することができる。
【００１４】
また、前記コイル部品において、前記六方晶フェライトコアは貫通孔を有し、前記貫通孔の周囲の一部を前記巻線部とし、前記貫通孔を通して前記導体が巻回されており、前記端子電極は、少なくとも前記六方晶フェライトコアの、前記貫通孔の貫通方向に平行な面に形成されており、前記巻線部は、結晶方位のｃ軸が、前記貫通孔の貫通方向に配向していることが好ましい。かかる構成によれば、貫通孔を周回する方向の初透磁率が高くなるため、高周波帯域におけるノイズ減衰量を効果的に改善することができる。
【００１５】
また、前記コイル部品において、前記六方晶フェライトコアは貫通孔を有し、前記貫通孔の周囲の一部を前記巻線部とし、前記貫通孔を通して前記導体が巻回されており、前記端子電極は、少なくとも前記六方晶フェライトコアの、前記貫通孔の貫通方向に平行な面に形成されており、前記六方晶フェライトコアの前記貫通孔側の内側面とそれに対向する外側面における結晶方位のｃ軸が、それぞれ前記内側面または前記外側面の法線方向に配向していることが好ましい。かかる構成によっても、貫通孔を周回する方向の初透磁率が高くなるため、高周波帯域におけるノイズ減衰量を効果的に改善することができる。
【００１６】
さらに、貫通孔を有する前記コイル部品において、前記六方晶フェライトコアは、前記貫通方向に対して垂直な方向の断面形状が、前記貫通方向で実質的に変化しない形状であることが好ましい。かかる構成は、簡易な方法で六方晶フェライトコアを作製することができるため、量産性に優れる。なお、断面形状が前記貫通方向で実質的に変化しない形状とは、六方晶フェライトコアの角部分の面取りなどによる差異は許容する趣旨である。
【００１７】
さらに、前記コイル部品において、前記六方晶フェライトコアが直方体形状であることが好ましい。直方体形状の六方晶フェライトを用いた構成は、コイル部品の低背化・小型化に有利である
【００１８】
さらに、前記コイル部品において、前記貫通孔の孔形状は矩形であるとともに、該矩形の各角部分は円弧状であり、前記角部分の円弧の半径が貫通孔の断面形状の矩形の短手方向の長さの１０％以上であることがより好ましい。かかる構成によればノイズ減衰量をいっそう改善できる。
【００１９】
また、前記コイル部品において、前記貫通孔の孔形状は矩形であるとともに、前記貫通孔の前記巻回軸に垂直な方向の幅が前記一対の導体の平均巻き線ピッチ以上であることが好ましい。かかる構成はノイズ減衰量および信号損失の改善に寄与する。
【００２０】
なお、上記各構成は適宜組み合わせることもできる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、高周波帯域において、優れた特性を発揮するコイル部品を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明のコイル部品の実施形態について、以下具体的に説明するが、本発明は必ずしも該実施形態に限定されるものではない。各実施形態において同一部材は同一符号を付した。図１は本発明のコイル部品の一実施形態である巻線型コモンモードフィルタの構造を示す図である。図１（ａ）は斜視図、（ｂ）は鍔部の裏側を示す底面図の一部である。本発明のコイル部品は、六方晶フェライトコアと、該六方晶フェライトコアに巻回された一対の導体と、前記六方晶フェライトコアの表面に形成され、前記導体が接続される端子電極とを備えており、表面実装型のコイル部品として用いることができる。コアにＩ型コアやドラム型コアを用いて開磁路を形成してもよいし、閉磁路を形成してもよい。図１には、漏洩磁束の少ない閉磁路構造のコモンモードフィルタを示してある。コイル部品は、コモンモードフィルタに限らず、例えば他のフィルタ、トランスにも適用できるものである。また、導線は一対に限らず、さらに導線の数が増えた構成であってもよい。なお、以下に説明する構成は、一対の導線を用いる場合だけでなく、インダクタやチップビーズのような一本の導線を用いたコイル部品にも適用することが可能である。
【００２３】
六方晶フェライトコアを構成する第一のフェライト１の巻線部３には一対の導体として導線６、７が巻回されている。導線には銅など抵抗率の小さい材質の線材を、薄い樹脂膜等で絶縁被覆したものを用いればよい。なお、導体として薄膜プロセスや印刷プロセスなどで形成した導体パターンを用いることも可能である。この一対の導体は、例えばコモンモードフィルタとした場合、特に高周波における差動信号の損失を低減させるため、略平行に一定の線間隔を保って巻回されていることが好ましい。直方体状の巻線部３の一端には、巻回軸に垂直な方向であって互いに逆方向に突出している直方体状の鍔部４が配置されている。また、巻線部３の他端には、同じようにして鍔部５が配置されている。巻線部３と鍔部４、５の巻回軸に垂直な方向（鍔が突出する方向に垂直な方向）は同じ幅になっており、第一のフェライトは断面略Ｈ型の柱状体を成している。なお、巻線部の形状は直方体状に限るものではなく、円柱状等であってもよい。また、巻線部３と鍔部４、５の巻回軸に垂直な方向（図中のｙ方向）は必ずしも同じ幅である必要はないが、同じ幅となるような形状にすることで、生産性が格段に向上する。巻線部両端の該鍔部４、５の上面には平板状の第二のフェライト２が接着固定され、巻線部３に対向して配置されている。接着材は樹脂等であり磁気回路の効率向上のためには接着層は薄い方が望ましい。鍔部４、５の下面には外部電極として端子電極８〜１１が形成されている。端子電極は銀ペーストを塗布し焼き付けることにより形成することもできるし、熱硬化型樹脂に銀粉を分散したペーストを塗布した後に熱硬化することにより形成することもできる。導線６の一端は端子電極８に接続され、他端は端子電極１０に接続されている。導線７の一端は端子電極９に接続され、他端は端子電極１１に接続されている。なお、端子電極は実装面となる下面側だけでなく、図１に示すように該面に垂直な側面に渡って形成してもよい。
【００２４】
第一のフェライト１と第二のフェライト２には、透磁率、結晶粒の結晶方位に異方性を有する六方晶フェライトを用いる。かかる六方晶フェライトとしては、磁化容易面を有する、Ｚ型フェライト、Ｙ型フェライト、Ｗ型フェライトなどのソフトフェライトを用いる。このうち、Ｚ型フェライトは１ＧＨｚ程度の周波数帯域での透磁率が高いため、特に好ましい。ｃ軸に垂直な方向を磁化容易面とする六方晶フェライトは、配向によって透磁率を高めることができる。この場合、磁化容易面に平行な方向の透磁率が高くなる。図１の実施形態では、このように配向した六方晶フェライトを用いて、第一のフェライトの巻線部３の、導線の巻回軸方向であるｘ方向の初透磁率μｘが、巻回軸方向に垂直な方向の透磁率μｙ、μｚより大きくなるようにしてある。コイル部品を構成する場合、それに用いる六方晶フェライトコアは、巻き線領域を確保するために前記巻回軸方向に長い形状となりやすいため、該方向の磁路が長くなる。したがって、かかる方向の透磁率を高めることによって、高周波まで高いノイズ減衰特性を得ることができる。また、第二のフェライトは、透磁率を高めた方向を、巻回軸方向であるｘ方向にしてもよいし、巻回軸に垂直な、鍔部の突出方向にしてもよい。また、フェライト２は、フェライト１と異なる磁性材料でも良い。高透磁率のＮｉＺｎフェライトあるいはＭｎＺｎフェライトを用いることにより低周波におけるインピーダンスを増加させ、低周波における高いノイズ減衰特性を得ることができる。
【００２５】
上記ｘ方向の初透磁率μｘが、巻回軸方向に垂直な方向の透磁率μｙ、μｚより大きくなるような配向状態を持つ六方晶フェライトは、六方晶フェライト粉末を一方向磁界中で成形して得られた成形体を焼成して得られる六方晶フェライト焼結体で実現される。図１２（ａ）はその配向状態を示す模式図である。この場合、平板状の六方晶フェライトの結晶粒１２１は、図中の板面と一致する磁化容易面（ｃ面）が一方向、すなわち磁界印加方向（ｘ方向）に平行になるように配向されるため、該方向の透磁率が高められる。一方、該方向に垂直な面方向（ｙｚ方向）には磁化容易面がランダムに向くことになるため、ｃ面内方向の高い透磁率とｃ軸方向の低い透磁率の中間の透磁率が均等に発現し、該面方向における透磁率の極端な低下を抑えることができる。透磁率が高い磁界印加方向を巻回軸方向にして用いれば、巻線部３の結晶方位のｃ軸が、前記導体の巻回軸方向に略垂直な面内方向に配向していることになる。すなわち、透磁率を高めた方向を利用する上述の構成の効果は、一対の導体が巻回された、六方晶フェライトコアの巻線部の結晶方位のｃ軸が、前記導体の巻回軸方向に略垂直な面内方向に配向している状態で実現されることになる。
【００２６】
巻線部の巻回軸方向の透磁率を高める構成として、六方晶フェライトコアをなす第一フェライトの巻線部３の、導体の巻回軸方向に垂直な、一の方向の初透磁率が前記巻回軸方向の初透磁率よりも小さく、前記巻回軸方向に垂直な、他の方向の初透磁率が、前記巻回軸方向の初透磁率と略等しい構成も好ましい。巻回軸方向に垂直な方向に、初透磁率が巻回軸方向の初透磁率に略等しい他の方向を有する、かかる構成は、六方晶フェライト粉末の成形時における印加磁界として回転磁界を用いるなどして六方晶フェライトの結晶粒を面配向させた場合に実現される状態である。図１２（ｂ）はその配向状態を示す模式図である。磁化容易面を回転磁界の軸（ｙ方向）に垂直な面方向に揃えるように配向することができるため、該面内方向（ｚｘ方向）の透磁率が高くなる。この場合、ｃ軸は回転磁界の軸方向（ｙ方向）に配向する。一方、該面内以外の方向（例えばｙ方向）は透磁率が低くなる。回転磁界の印加面が、導体の巻回軸方向に平行になるように配置すれば、六方晶フェライトコアをなす第一フェライトの巻線部３の前記巻回軸方向（ｘ方向）の初透磁率は、少なくとも前記巻回軸方向に垂直な、一の方向（例えばｙ方向）の初透磁率よりも大きくなり、導体の巻回軸方向に垂直な、他の方向（例えばｚ方向）の初透磁率が、前記巻回軸方向の初透磁率と略等しい構成となる。この場合、巻回軸方向と、前記他の方向を含む面が、前記回転磁界印加面に対応する。
【００２７】
さらに、前記他の方向が、第一のフェライト１と第二のフェライト２との対向方向（ｚ方向）、すなわち鍔部が第一のフェライトと第二のフェライトを連結する方向とすれば、第一のフェライト内の磁路方向は全て透磁率が高い方向を利用できるため、磁束の漏洩が抑制され、特に好ましい。面配向させた六方晶フェライトコアを用いることによって、巻線部ではｃ軸が特定の一つの方向を向くことになる。上述の他の方向を第一のフェライト１と第二のフェライト２との対向方向（ｚ方向）にして用いれば、巻線部３の結晶方位のｃ軸が、前記巻回軸方向に略垂直であり、かつ第一のフェライト１と第二のフェライト２との対向方向（ｚ方向）に略垂直な、一つの方向に配向していることになる。すなわち、透磁率を高めた面配向を利用する上述の構成の効果は、巻線部３の結晶方位のｃ軸が、巻回軸方向に略垂直であり、かつ前記第一のフェライトと前記第二のフェライトとの対向方向に垂直な方向に配向している状態で実現されることになる。
【００２８】
本発明のコイル部品の第２の実施形態について図２を参照して説明する。図２は本発明のコイル部品の第２の実施形態の構造を示す図である。図２（ａ）は斜視図、（ｂ）は鍔部の裏側を示す底面図の一部である。第１の実施形態と同様の機能を有する部分には同じ符号を付してある。第２の実施形態は六方晶フェライトコア２１は一体で構成され、貫通孔２４を有する。貫通孔２４の周囲の一部を巻線部とし、貫通孔２４を通して導体６，７が巻回されている。端子電極は、六方晶フェライトコア２１の貫通孔２４の貫通方向に平行な下面に形成されている。巻線および端子電極は第１の実施形態と同様なので詳細な説明は省略する。貫通孔２４は、四つの直交する平面で構成され、その断面は矩形である。四つの平面のうち一つを用いて一対の導線を巻回している。導線の巻回には、一つの平面を用いればよいので、貫通孔２４の断面は必ずしも矩形である必要はなく、内側面の少なくとも一部が平面であればよい。巻線部２３は、貫通孔２４の平面のうちの一つを一面とする略直方体形状である。六方晶フェライトコア２１は、巻線部２３の両端に、前記巻線部を基準として貫通孔２４とは反対側に突出した一対の脚部２２、２５を有する。六方晶フェライトコア２１のみで閉磁路が構成され、磁路の途中に接着材等の非磁性のギャップがないため、磁気回路の効率が高く、高いノイズ減衰特性を得ることができる。
【００２９】
六方晶フェライトコアを一体で構成している以外の部分は第１の実施形態と同様であるので説明を省略するが、巻線部に配向した六方晶フェライトを用いる構成や、その効果は第１の実施形態の場合と同様である。なお、第２の実施形態の場合、六方晶フェライトコアは一体で構成されているため、巻線部２３の透磁率、配向状態はそのまま連続的に六方晶フェライトコア２１全体の配向状態となっている。例えば、上記面配向させた六方晶フェライトコアを用いて、巻線部２３の結晶方位のｃ軸が、貫通孔の貫通方向に配向している状態、すなわち初透磁率が巻回軸方向と略等しい他の方向が、貫通孔の貫通方向と、巻回軸方向に垂直な方向となる状態にすれば、磁路の周回方向と、初透磁率の高い面内方向が一致するとともに、磁路にギャップもないことから、ノイズ減衰量の向上に特に有効である。
【００３０】
第２の実施形態では、六方晶フェライトコア２１は、貫通孔２４の貫通方向に対して垂直な方向の断面形状が、前記貫通方向で実質的に変化しない形状になっている。断面形状が一定の形状を採用すれば、一方向に加圧する加圧成形や押し出し成形などで簡易に成形できるため、生産性が格段に向上する。かかる点は、第１の実施形態においても同様であるが、第２の実施形態の構成は部品点数が少ないため特に好ましい。なお、第２の実施形態では、一対の脚部２２、２５はそれぞれ図のｙ方向を長手方向とする長方形であり、端子電極８および９、１０および１１の組は同一平面状に形成されているが、端子電極８および９の間、端子電極１０および１１の間に、ダイサーなどで溝を入れ、端子電極を形成する面を独立にしてもよい。
【００３１】
上述の配向は成形の際に磁界を印加することで行なえばよいが、第２の実施形態の構成を採用する場合、押し出し成形を用いて配向を行なうことができる。すなわち、コイル部品の製造方法として、磁化容易面を有する六方晶フェライト粉末を、貫通孔を有する第２の実施形態の形状に押し出し成形して成形体を得て、該成形体を焼成して焼結体を得て、該貫通孔に導線を通して巻回してコイル部品を得る方法を採用することができる。第２の実施形態の六方晶フェライトコア２１の貫通孔２４の軸方向（ｙ方向）に押し出すようにすると、押し出し時の機械的配向によって、六方晶フェライトコア２１のうち、貫通孔２４側の内側面とそれに対向する外側面における結晶方位のｃ軸が、それぞれ前記内側面または前記外側面の法線方向に配向する。その配向の状態を図１２（ｃ）の模式図に示す。図１２（ｃ）の下側の部分が巻線部の配向状態を示す。この場合、巻線部２３で見ると、巻線部２３の巻回軸方向（ｘ方向）の初透磁率と略等しい初透磁率を示す方向が、貫通孔の貫通方向（ｙ方向）となる。回転磁界によって面配向させた六方晶フェライトコアを用いる場合は巻線部全体が一様な配向状態を示すが、前記押出し成形による機械配向の場合は、巻線部の表面、すなわち巻線部の一部が配向する。かかる傾向は巻線部に限らず貫通孔の周囲の面およびこれに対向する外周面全体に現れ、これらの配向およびそれにともなって透磁率が向上する方向は、コイル部品の磁路方向と一致するため、本発明のコイル部品のコアとして好適である。特に、六方晶フェライトコアが一体で形成されることと相俟って、コイル部品としての特性および生産性向上に寄与する。
【００３２】
また、かかる押し出し成形に磁界配向を組み合わせることによって、六方晶フェライトコアの表面と内部との配向モードを変えることもできる。例えば、六方晶フェライトコアの表面を前記配向状態とし、内部を上述の一方向配向または面配向状態として、磁束漏洩を抑制することもできる。なお、図１に示す実施形態の第一のフェライトおよび／または第二のフェライトに、上記押し出し成形による配向状態を付与してもよい。押出し成形を用いて得られたフェライトを使用した場合、巻線部は結晶方位のｃ軸が法線方向に配向している表面を有する。この場合、第一のフェライトと第二のフェライトの貼り合わせ面では、該面に平行にｃ面が配向しているため、磁気抵抗を減らすためには、表面研削しておくことが好ましい。かかる表面研削等を回避するためには、押し出し成形による配向状態は、図２に示す例のような、貫通孔を有する一体型の六方晶フェライトコアに適用することが特に好ましい。
【００３３】
また、六方晶フェライトコアが一体で構成され、貫通孔を有する実施形態として図６に示す実施形態（第３の実施形態）を用いてもよい。図６に示す実施形態の六方晶フェライトコア３１は脚部に相当する突起部がなく、貫通孔３５の貫通方向から見た外形は矩形であり、全体の外形が直方体をなしている点で図２に示す実施形態の六方晶フェライトコアと異なる。図６の実施形態の場合、巻線部３２は矩形の貫通孔３５を挟んで、端子電極３６が形成された実装面側とは反対側に形成されている。巻線部３２に巻回された導線３３、３４の両端は、六方晶フェライトコア３１の側面を回って（図示せず）それぞれ端子電極３６〜３９（３７は図示せず）に接続される。なお、六方晶フェライトコア３１の側面において、端子電極３６〜３９を実装面とは反対側の上面まで延設して、該上面側で導線３３、３４を端子電極３６〜３９に接続してもよい。上記直方体形状のように、脚部に相当する突起部がない枠状の一体型の六方晶フェライトコアは、製造安定性、量産性に優れるとともに、コイル部品の低背化・小型化に有利である。また、図６に示す実施形態のように、貫通孔の貫通方向から見た六方晶フェライトコアの形状が、貫通孔の形状も含めて実装面に平行な中心線に対して対称であると、製造工程において六方晶フェライトコアの方向を区別する必要がないため、量産性が向上する。なお、脚部に相当する突起部がない構成は、図１の実施形態のように六方晶フェライトコアを複数のフェライトで構成する場合にも適用できる。
【００３４】
図７には図２に示す実施形態とは貫通孔の形態が異なる第４の実施形態を示す。図７（ａ）に示す実施形態では貫通孔４２の孔形状は矩形であるとともに、矩形の各角部分は円弧状である。図７（ｂ）は、その貫通孔４２の拡大図である。すなわち、貫通孔の断面形状すなわち孔形状は角にアールが設けられた矩形である。六方晶フェライトコアを複数のフェライトで構成する場合には、その貼り合わせの部分に隙間ができやすく、磁気抵抗が大きくなる。これに対して、一体で構成された六方晶フェライトコア４１の矩形の貫通孔４２の各角部分を円弧状にすることによって磁気抵抗を低減し、インダクタンスの向上を図ることができる。例えばコモンモードフィルタの場合であれば、ノイズ減衰量を高めることができる。この場合、六方晶フェライトコアは、貫通孔の貫通方向から見た矩形の外形においても、各角部分が円弧状であることがより好ましい。円弧状の大きさは、これが小さすぎると円弧状にすることの特性への効果が十分に発揮されないので、円弧状の半径ｒを円弧状の部分の大きさとした場合、該半径ｒは貫通孔の断面形状の矩形の短手方向の長さの１０％以上とすることがより好ましい。貫通孔において各角部を円弧状にすると、該円弧状の部分は巻線部の平面よりも高くなるため、巻線をする場合に、導体を貫通孔側面から離間させるスペーサとして利用することも可能である。この場合は半径ｒは導体の半径を超える大きさであることが好ましい。さらに、５０％を超えると貫通孔が矩形でなくなり、六方晶フェライトコアの磁路の均一性が損なわれるようになるので、半径ｒは５０％以下であることがより好ましい。また、円弧状の部分が大きすぎると導体を均一に巻回できる部分が小さくなるため、例えば巻線部に沿った、貫通孔の一辺の長さの３〜２０％であることがより好ましい。なお、円弧状は必ずしも完全な円弧状である必要はなく、貫通孔断面の巻線部に沿った一辺において円弧状部分によって失われた直線部分の長さを前記円弧状の半径ｒとすればよい。なお、前記円弧状の角形状は、貫通孔を貫通方向から見たときの投影的な形状において把握する。
【００３５】
図１の構成のように六方晶フェライトコアを別体で構成すると、孔部分の四隅全部にアールを設けることはできないが、貫通孔が形成された一体型の六方晶フェライトコアを用いることで孔部分の四隅全部にアールを設けることが可能となる。特に、一体型の六方晶フェライトコアを用いた場合は、導体が接する部分などのバリや角をとるためにバレル研磨、ショットブラスト等の研磨をしても、矩形の貫通孔の四隅の角部分のアールがなくなることがない。一方、別体型の六方晶フェライトコアを用いる場合、六方晶フェライトコアを構成する各フェライトに研磨を行った後、それらを貼り合わせてコアを構成するとコアの孔部分には逆に外側に向かうクサビ状の隙間ができてしまう。したがって、一体型の六方晶フェライトコアは、上記研磨を施して作製するコモンモードフィルタに好適である。
【００３６】
また、貫通孔の孔形状が矩形である場合、貫通孔の巻回軸に垂直な方向の幅が一対の導体の平均ピッチ以上であることが好ましい。平均ピッチは図７で示す巻き線のピッチｐの平均をとったものである。なお、図７において示される間隔ｄは、一対の導体を構成する各導体の中心間隔である。貫通孔の幅を大きくすることで信号損失を低減することができる。これは以下の理由によるものである。例えばコイル部品をコモンモードフィルタとして用いる場合、差動信号による高周波磁場は、大部分はペア線で互いにキャンセルされ残りの一部は隣接するペア線の磁場でキャンセルされるが、さらに残った磁場がフェライト内部で磁気損失を発生し信号損失を増加させる。上部フェライトと巻線の距離を隣接するペア線の距離より大きくすることにより、隣接するペア線でキャンセルされずに残った磁場のフェライト内部での強度を弱くし、磁気損失を低減することにより信号損失を低減する。貫通孔の幅を大きくすると磁路が長くなるため、ＧＨｚ帯にかかる高周波帯のノイズ減衰が必要な場合に、透磁率の低い従来のＮｉ−Ｚｎ系フェライトをそのまま用いるとインダクタンスが低下してしまい、コモンモードフィルタとして十分な特性が得られない。これに対して、配向して、透磁率が高められた六方晶フェライトコアを用いることによって、十分なインダクタンスを確保できるため、貫通孔の幅を大きくすることが可能となる。なお、上記貫通孔の角部分の円弧形状に係る構成や貫通孔の幅に係る構成は、脚部の有無や六方晶フェライトの配向の有無にかかわらず、矩形の貫通孔を有する場合に広く適用できるものである。
【００３７】
本発明において用いる六方晶フェライトコアとしては、Ｚ型フェライト、Ｙ型フェライト、Ｗ型などの焼結体コアを用いることができる。これらの六方晶フェライトは、使用する周波数帯域等に応じて選択すればよい。Ｚ型フェライト、Ｙ型フェライトの順に高周波まで高い初透磁率が維持される。このうち、Ｚ型フェライトは、１ＧＨｚ程度まで高い初透磁率を維持し、しかも初透磁率が上記六方晶フェライトの中でも最も高いので、１ＧＨｚ或いはそれを超える周波数帯域での使用を想定したコモンモードフィルタなどのコイル部品に好適である。Ｚ型フェライトとしては、Ｂａ３Ｃｏ２Ｆｅ２４Ｏ４１で表されるＣｏ２Ｚ型のものが初透磁率の高周波特性に優れ、好ましい。Ｚ型フェライトは、必ずしも単相である必要はない。Ｚ型フェライトは異相を含む場合があり、本発明ではかかる場合も許容し、異相を含むものも含めてＺ型フェライトと呼ぶ。但し、高初透磁率を得るためにはＺ型フェライトを主相とすることが好ましい。Ｚ型フェライトを主相とするとは、粉末Ｘ線回折においてピーク強度最大のピークがＺ型フェライトのものであることを意味する。
【００３８】
ここで、六方晶フェライトの配向についてさらに詳述する。配向させて初透磁率を高めた方向を、コイルの巻回軸方向とすることにより、全体の磁気抵抗を低減し、高インピーダンスを確保するうえで有利な構成となる。上述のようにＺ型フェライトやＹ型フェライトは磁化容易方向がｃ軸に垂直な面を向く磁気異方性を有し、配向させることが可能である。したがって、結晶方位のｃ軸を一の面内方向に配向させて、上記のように初透磁率に異方性を持たせることが可能である。また、配向させることで、高周波特性を低下させることなく、初透磁率を大幅に向上させることができるので、高周波まで高いインダクタンスを得ることができ、高周波まで高いノイズ減衰特性を得ることができる。
【００３９】
六方晶フェライトのｃ軸が基板の一の面内方向に配向している状態は、Ｘ線回折で評価すればよい。回折ピークの面指数を（ＨＫＬ）とするとき、基板の一の面でＸ線回折を行った場合に、c軸に対し平行な特定の面（ｈｋ０）からの回折ピーク強度Ｉｈｋ０と、c軸に垂直な特定の面（００ｌ）からの回折ピーク強度Ｉ００ｌとの比Ｉｈｋ０／Ｉ００ｌが、他の面でＸ線回折を行った場合に比べて大きくなっていれば、前記一の面内方向にｃ軸が配向していると言える。
【００４０】
配向の具体的な程度は以下のようにして算出すればよい。面配向や押出し成形による表面の配向において、ｃ軸が一の方向に配向しているか否かは、以下の方法で確認すればよい。なお、配向は完全でなくてもよく、等方性に対して配向状態が優勢であればよい。評価しようとする面に対してＸ線回折を行い、等方性の場合に比べて、ｃ面からの回折ピークの相対的な強度が高いことを確認すればよい。具体的には、ｃ面に垂直な（１１０）のピーク強度に対するｃ面の（００１８）のピーク強度比Ｉ（００１８）／Ｉ（１１０）が、等方性の場合よりも大きいことで、評価しようとする面においてｃ面配向が優勢であることを確認する。さらに配向の程度を評価するためには、以下の方法を用いることができる。ｃ軸が一方向に配向した（ｃ面が一の面内方向に平行に配向した）フェライトの配向度はLotgeringの式から配向度ｆを算出する。まず、Ｘ線回折パターンにおいて、２θ＝20〜80°の範囲に含まれる、六方晶Ｚ型フェライトに由来する全ての回折ピークの積分強度和をとってΣＩ(hkl)とし、前記範囲に含まれる(00l)面の回折ピークの積分強度和をとってΣＩ(00l)とする。ここでＩ(00l)とは(00l)面の回折線のピーク角度をθ(00l)とした時、θ(00l)-0.4°からθ(00l)+0.4°までの範囲で積分した値を示す。次にP=ΣＩ(00l)/ΣＩ(hkl)とし、Lotgeringの式（ｆ=(P-P0)/(1-P0)：J. Inorg. Nucl. Chem.,1959, Vol. 9, pp. 113 to 123. 参照）から配向度ｆを算出する。なお、前述のようにＰ０すなわち無配向の場合のＰは、結晶粒の結晶方位がランダムな状態に対して測定されたＸ線回折パターンを用いて算出されるものであり、ここではPhilips Res. Rep., 12 491 (1957)におけるＺ型フェライトの回折パターンデータから、Ｐ０は０．０６を用いる。本発明に係る六方晶フェライトコアは、かかる配向度fが０．８以上である配向面を有することが好ましい。かかる配向度ｆは面配向の指標であり、これが大きいことは面配向性が高いことを意味する。高透磁率を得るためには、前記配向度ｆは０．８４以上であることがより好ましい。
【００４１】
ｃ軸が１つの面内に配向したフェライトの配向度は以下のように求める。六方晶フェライト基板の一の面に対して行った測定範囲が２θ＝２０〜８０°であるＸ線回折パターンにおいて、六方晶フェライトの全ての回折ピークの積分強度和をΣＩ（ＨＫＬ）とし（但し、Ｉ（ＨＫＬ）は指数（ＨＫＬ）で表される回折ピークの積分強度を示す）、Ｌ＝０であるすべての（ＨＫ０）の回折ピークの積分強度和をΣＩ（ＨＫ０）とした場合、ｆｃ⊥＝ΣＩ（ＨＫ０）／ΣＩ（ＨＫＬ）で与えられる配向度ｆｃ⊥を求める。ここでは、Ｉ（ＨＫＬ）として、（ＨＫＬ）面の回折線のピーク角度をθ（ＨＫＬ）とした時、θ（ＨＫＬ）−０.４°からθ（ＨＫＬ）＋０.４°までの範囲で積分した値を用いる。かかる配向度ｆｃ⊥が、他の面におけるＸ線回折から算出した配向度ｆｃ⊥よりも大きければ、前記一の面内方向にｃ軸が配向していると言える。また、前記配向度ｆｃ⊥が大きいということは、前記一の面内方向へのｃ軸の配向が顕著であることを示している。この場合の前記一の面内方向をｃ軸配向面とすると、前記ｃ軸配向面における前記配向度ｆｃ⊥は０.４以上であることが好ましい。前記配向度ｆｃ⊥を０.４以上とすると、Ｘ線回折を行っている面に垂直な方向の透磁率が特に高くなり、例えば１００ｋＨｚの周波数で３０以上の透磁率を得ることも可能となる。なお、かかる配向度を有する面をｃ軸配向面と称している。より好ましくは、配向度ｆｃ⊥を０.４５以上とすると３５以上の透磁率を得るうえで好適な構成となる。
【００４２】
さらに、少なくとも、前記ｃ軸配向面に垂直で且つ互いに垂直な２つの面（以下垂直面と称する）において、Ｘ線回折におけるｆｃ／／＝Ｉ（００１８）／Ｉ（１１０）から算出される配向度ｆｃ／／が０.３以上であることが好ましい。該配向度ｆｃ／／が大きいということは、前記垂直面に垂直な方向にｃ軸が向いた結晶粒が多いということを示している。これが、少なくとも互いに垂直な２つの面において満たされることによって、ｃ軸がランダムに向いていることを担保している。このようにすることによって、ｃ軸配向面に平行な方向においても、高い透磁率を得ることができる。
【００４３】
また、評価対象物が小さい場合は、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）観察においてＥＢＳＰ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｂａｃｋ Ｓｃａｔｔｅｒｄ Ｐａｔｔｅｒｎ）測定を行い観察面に存在する結晶粒子の方位を測定することで配向の有無の評価を行うことが可能である。かかる方位解析では、焼結体の方位解析面に垂直な方向に対する結晶粒のｃ軸の傾き量を観測できるため、結晶粒の配向状態を評価することができる。該方位解析において、θＡＶ＝Σθｎ（θ）／Σｎ（θ）（式１）を算出する。ここで、θは、焼結体で構成された六方晶フェライト基板の方位解析面に垂直な方向と、ＥＢＳＰの測定点における六方晶フェライト基板のｃ軸方向との方位角度差を示し、ｎ（θ）は前記θを示す測定点の数を示す。またΣθｎ（θ）、Σｎ（θ）はそれぞれ０から９０°までの区間ですべてのθに対するθｎ（θ）、ｎ（θ）を足し合わせたものを示す。無配向、すなわち等方性の場合は、θＡＶは４５°となる。したがって、観察面である基板の一の面におけるθＡＶが４５°を超えれば、該面の面内方向にｃ軸が配向していることになる。好ましくは、前記平均方位差θＡＶを６５°以上とすることで、方位解析面に垂直な方向にｃ面が配向し、該方向の透磁率に優れた六方晶フェライト基板となる。かかる場合は、ｃ軸は前記方位解析面に平行な方向に配向することになり、前記方位解析面はｃ軸配向面となる。更にｎＡＶ＝Σｎ（φ）／ｍ（式２）（但し、φは、ｃ軸方向の前記方位解析面への射影方向と前記方位解析面内の一の直線との方位差を正の鋭角にとった時の角度を示す。Ｉ（φ）は方位差φを示す測定点数を示し、ｍは０〜９０°間の分割した点数を示す。）で与えられる測定点数の平均値で、ＳＤ＝｛Σ（ｎ（φ）−ｎＡＶ）２／ｍ｝１／２（式３）で与えられる標準偏差ＳＤを除した値ＳＤ／ｎＡＶが０.６以下であれば、ｃ軸がｃ軸配向面に並行な方向にランダムに向いていることを担保している。なお、前記一の直線は、前記方位解析面内において任意なものでよい。このようにすることによって、ｃ軸配向面に平行な方向においても、高い透磁率を得ることができる。なお、ＳＤは測定点数が多くなれば大きい値となってしまうので、異なる測定点数のＥＢＳＰ解析の結果どうしでも比較できるように、指標としては平均測定点数に相当数するｎＡＶで除した指標用いている。ｎＡＶは４０００程度に設定することが好ましい。平均方位差θＡＶを６５°以上、ＳＤ／ｎＡＶを０.６以下とすることによって、ｃ軸配向面に垂直方向の１００ｋＨｚでの透磁率を３０以上、ｃ軸配向面に平行な方向の１００ｋＨｚでの透磁率を８以上、ｃ軸配向面に垂直な方向の透磁率に対するｃ軸配向面に平行な方向の透磁率の比を０.１５以上とすることも可能である。該比はより好ましくは、０.２０以上である。なお、ＥＢＳＰの評価は、ビーム径として１μｍのものを用い、１μｍスパンで測定して行えばよい。解析領域は、解析領域内に４０個以上の結晶粒が含まれるように、結晶粒の平均粒径に応じて０.０１〜０.３×１０−６ｍ２の範囲で選択してもよいが、本発明では汎用性のある条件として０.１６×１０−６ｍ２の解析領域を採用して方位解析を行う。
【００４４】
試料の一方向の透磁率は以下に述べる手法により評価すればよい。予め透磁率を測定しておいたリング形状の高μフェライトにギャップを作製し、巻線を施す（以降ヨーク部と呼ぶ）。例えば以下の実施例ではヨーク部として１００ｋＨｚでμｉ＝８１００のＭｎ−Ｚｎフェライトを用いている。標準試料として透磁率が６０までの既知の透磁率を持つ材料を用意しヨーク部のギャップ部位と断面形状が一致するように加工した後、ギャップ部位に挿入し、１００ｋＨｚにおけるインダクタンス値を測定し、透磁率とインダクタンス値の検量線を作成する。ここで測定したい透磁率が未知の試料を同様にギャップ部位に収まるように加工し１００ｋＨｚでのインダクタンスＬを測定し、検量線に照らして透磁率を算出する。また、透磁率の周波数特性はリング形状試料を作製しインピーダンスメータ４２９１Ｂ（Ａｇｉｌｅｎｔ社製）にて１０ＭＨｚ〜１.８ＧＨｚまで測定する。
【００４５】
六方晶フェライトコアは、従来からの粉末冶金的方法を用いて作製することができる。また、六方晶フェライトコアとして、配向したＺ型フェライト等を用いる場合、六方晶フェライトコアは例えば以下のようにして得ることができる。磁化容易面を持つ六方晶フェライトの粉末を一方向磁界中で成形して得られた成形体を焼成し、配向された六方晶フェライトを得る。一方向磁界中の成形は、例えば直流静磁界中で加圧成形を行えばよい。この場合、得られる六方晶フェライトは、ｃ面が印加磁界方向に平行に揃い、ｃ軸が該方向に垂直な面内方向に等方的に向いたものが得られる。なお、六方晶フェライトの粉末形状がｃ面方向に平たい板状であるなど、形状の異方性が大きい場合は、横磁場成形（加圧方向と磁界印加方向が垂直）によれば、加圧成形によってｃ軸を一方向である加圧方向に配向させることもできる。また、縦磁場成形（加圧方向と磁界印加方向が平行）によれば、ｃ面が印加磁界方向に平行に揃う一方、ｃ軸が特定の方向に配向することを抑制することも可能である。一方、上記Ｚ型フェライトの配向は、成形の際に加圧方向と垂直な方向から回転磁界を加えることで行うこともできる。回転磁界の印加方法としては、加圧開始直前まで一方向磁界中で六方晶フェライト粉末を充填した金型を回転させる方法でもよいし、磁界印加装置を回転させてもよい。また、複数方向からの磁界印加可能な装置を用い、回路を切り換えることで印加磁界方向を切り換えて回転磁界を印加してもよい。上記ように配向させる場合、成形に供するＺ型フェライト粉末は、単結晶粒を多く含む構成が好ましい。そのためには、仮焼粉の状態で反応を進めて結晶粒を大きくしておいてから、或いは一度焼結体を作製しておいてから、単結晶粒の割合が多くなるまでこれらを粉砕して、Ｚ型フェライト粉末としてもよい。またコア形状は、前記の工程で作製した六方晶フェライトの焼結体ブロックから加工により作製することができる。あるいは、コア形状の金型によりコア単体の成形体を作製し、焼成することにより作製することもできる。この場合、加工のコストを低減できる。あるいは、粉砕した仮焼粉に適度な水と有機バインダを混合、混練し、押し出し成型により成型体を作製し、焼成することにより作製することもできる。この場合も、加工のコストを低減できる。押し出し成形の場合は、押し出し方向に垂直な断面すなわちフェライトの貫通孔に垂直な断面内において縁端部における結晶方位のｃ軸の配向は断面内部における配向とは異なるという特徴がある。このため、押し出し成形のフェライトコアは磁束の漏洩が少なく、その結果高いインピーダンス特性を有するコイル素子を得ることができる。
【実施例】
【００４６】
主成分としてＦｅ２Ｏ３、ＢａＣＯ３、ＣｏＯ（Ｃｏ３Ｏ４を使用）をそれぞれ７０.２ｍｏｌ％、１８.８ｍｏｌ％、１１.０ｍｏｌ％となるように秤量し、この主成分に対しＭｎ３Ｏ４を３.０質量％、Ｌｉ２ＣＯ３を０.４質量％、ＳｉＯ２を０.１３質量％それぞれ添加し、湿式ボールミルにて１６時間混合した。なお、Ｍｎ３Ｏ４、Ｌｉ２ＣＯ３、ＳｉＯ２については仮焼後に行う粉砕時に加えてもよい。次にこれを大気中１２００℃で２時間仮焼した。この仮焼粉を湿式ボールミルにて１８時間粉砕した。作製した粉砕粉にバインダ（ＰＶＡ）を添加し、造粒した。造粒後、圧縮成形し、その後、酸素雰囲気中１３００℃で３時間焼成し、Ｚ型フェライト焼結体を得た（比較例１）。
【００４７】
上記と同じ条件で得られたＺ型フェライト焼結体を、ディスクミルを用いて粗粉砕を行い、得られた粗粉砕粉を振動ミルで粉砕し、ＢＥＴ法による比表面積が１０８０ｍ２／ｋｇのＺ型フェライトの粉末を得た。得られた粉末に水および１ｗｔ％のＰＶＡを加えてフェライトスラリーを作製し、回転磁場中で湿式成形した。印加磁界は０.５ＭＡ／ｍとした。得られた成形体を酸素中１３００℃で３時間焼成し、面配向型のＺ型フェライトの焼結体を得た。配向度はLotgering法で評価しｆ＝０．８４と高い配向度を得た（実施例１）。さらに、上記スラリーを用いて、直流磁界をプレス方向に垂直な方向に印加して湿式成形した。印加磁界は０．８４ＭＡ／ｍとした。得られた成形体を酸素中1310℃で3時間焼成し、一方向配向型のＺ型フェライトの焼結体を得た（実施例２）。得られた焼結体をジョークラッシャーで砕きディスクミルにて粗粉砕を行い、粗粉砕粉を得た。更に粗粉砕粉を振動ミルにて粉砕し、振動ミルにて粉砕した粉体を更にボールミルにて２時間５０分間粉砕して、ＢＥＴ法による比表面積が２３５０ｍ２／ｋｇのＺ型フェライトの粉末を得た。得られた粉末に水および１ｗｔ％のＰＶＡを加えてフェライトスラリーを作製し、一軸性の直流磁界をプレス方向に垂直な方向に印加して湿式成形した。印加磁界は０．８４ＭＡ／ｍとした。得られた成形体を酸素中１３００℃で３時間焼成し、一方向配向型のＺ型フェライトの焼結体を得た（実施例３）。また、比較用の試料としてＮｉ−Ｚｎフェライト焼結体を用意した（比較例２）。
【００４８】
このように作製した比較例１及び比較例２のフェライト焼結体の特性を表１に、初透磁率の周波数特性を図３に示した。なお、初透磁率はリング形状試料を作製しインピーダンスメータ４２９１Ｂ（Ａｇｉｌｅｎｔ社製）にて１０ＭＨｚ〜１.８ＧＨｚまで測定した。また、実施例１〜３の配向したＺ型フェライトの特性を表１に、初透磁率の周波数特性を無配向のＺ型フェライトの特性と比較して図４に示した。表１の中で、比較例１、実施例２、３については、Ｘ線回折で評価した配向度として、配向磁界印加方向のｃ軸配向度をｆｃ⊥、直角方向のｃ軸配向度をｆｃ//L（プレス方向・磁界印加方向のそれぞれに直角な方向）、ｆｃ//P（プレス方向）をそれぞれ示した。配向した実施例１〜３のＺ型フェライトは１ＧＨｚで１５以上の初透磁率を示し、比較例１の無配向のＺ型フェライトの１．５倍以上となった。面配向した実施例１のＺ型フェライトでは、磁界印加方向の１００ＭＨｚでの透磁率は磁界直角方向の９倍以上の透磁率を示している。また、一方向配向した実施例２、３のＺ型フェライトは、それぞれ磁界印加方向の透磁率は磁界直角方向の２倍以上、３倍以上の透磁率を示している。体積抵抗率はいずれも２〜８×104Ω・mであり十分高い。特に、粉末の比表面積を２３００ｍ２／ｋｇ以上とし、焼結体密度も５.０×103(kg/m3)以上と高い実施例３では、１００MHｚで４０以上の高い初透磁率を示している。なお、Ｘ線回折で評価した配向度も０．６６であり、高い配向度を示していることがわかる。Ｚ型フェライトを配向させることにより、高周波特性を維持したまま初透磁率が大幅に向上した。図３および４から明らかなように、Ｚ型フェライトを用いることにより、Ｎｉ−Ｚｎフェライト比べて高周波での透磁率が大幅に向上する。さらに、配向させることによって、周波数特性を維持したまま、高透磁率化が図られていることがわかる。
【００４９】
【表１】
【００５０】
次に、比較例１、比較例２、実施例１、実施例３のＺ型フェライトについて、図１の構造のコモンモードフィルタを作製し、コモンモードノイズ減衰量を測定した結果を図５に示した。外形寸法は２×１×１.５ｍｍとした。Ｚ型フェライトの厚さは０.５ｍｍ、導線は直径０．０３ｍｍの絶縁被覆銅線を使用し巻き数は４回とした。なお、コモンモードノイズ減衰量と差動信号の損失はそれぞれＳパラメータと以下の関係にある。
コモンモードノイズ減衰量[ｄＢ]＝−２０ｌｏｇ｜Ｓｃｃ２１｜
差動信号損失[ｄＢ] ＝−２０ｌｏｇ｜Ｓｄｄ２１｜
比較例１のＺ型フェライト焼結体を用いたコモンモードフィルタは、Ｎｉ−Ｚｎフェライトを用いた場合と比較して１ＧＨｚにおけるコモンモードノイズ減衰量が２ｄＢ向上する。これに対して、一方向配向に係る実施例３のＺ型フェライト焼結体を用いたコモンモードフィルタは、さらに２ｄＢ良好なコモンモードノイズ減衰特性を得た。さらに、面配向に係る実施例１のＺ型フェライト焼結体を用いたコモンモードフィルタは、さらに４ｄＢ良好なコモンモードノイズ減衰特性を得た。
【００５１】
図２に示す構造を有し、貫通孔の角の形状が直角であるコモンモードフィルタと、円弧状であるコモンモードフィルタのそれぞれについてフィルタ特性を調べた。外形寸法は２×１.２×１.２ｍｍ、貫通孔の寸法は１.０×０.３ｍｍである。導線の直径は０.０３ｍｍ、巻線数は４ターンである。評価した円弧状の半径ｒは０.０１５ｍｍ、０.０３ｍｍ、０.０９ｍｍおよび０.１５ｍｍである。これらの円弧状の半径ｒは、貫通孔の断面の矩形の短辺の長さの５％、１０％、３０％および５０％に相当し、長辺の１.５％、３％、９％および１５％に相当する。また、六方晶フェライトコアは、結晶方位のｃ軸が前記貫通孔の貫通方向に配向し、貫通孔の貫通方向に垂直な面内で高い透磁率を有する配向したＺ型フェライトを用いている。１００ＭＨｚでの面内初透磁率はそれぞれ３７である。コモンモードノイズ減衰量の評価結果を図８に示す。なお、図８において０％の場合と５％の場合はグラフがほぼ重なっている。円弧状の半径ｒが、貫通孔の断面の矩形の短辺の長さの０％（角の形状が直角の場合）、５％、１０％、３０％および５０％の場合に対して、１.６ＧＨｚでのコモンモードノイズ減衰量は、それぞれ２８.０ｄＢ、２７.９ｄＢ、２８.４ｄＢ、２９.４ｄＢおよび３０.０ｄＢであった。５％では角部を円弧状にする実質的な効果は発揮されないが、１０％以上とすることでコモンモードノイズ減衰量が改善されることがわかる。さらに、３０％以上において、コモンモードノイズ減衰量がいっそう向上していることがわかる。矩形の貫通孔の角部を円弧状にすることで、特に１ＧＨｚ周辺の帯域でノイズ減衰量が向上していることがわかる。
【００５２】
次に、図２に示す構造を有し、貫通孔の大きさが異なる二種類のコモンモードフィルタについてフィルタ特性を調べた。外形寸法は２×１.２×１.２ｍｍである。貫通孔の寸法は１.０×０.１ｍｍ（Ｎｏ１）と１.０×０.３ｍｍ（Ｎｏ２）である。巻き線の平均ピッチは０.１８ｍｍであるので、巻回軸に垂直な方向の貫通孔の幅は、それぞれ平均ピッチの０.５６倍、１.６７倍である。また、Ｎｏ１およびＮｏ２のコモンモードフィルタとも、六方晶フェライトコアは結晶方位のｃ軸が、前記貫通孔の貫通方向に配向した配向性を持ち、その透磁率特性は、貫通孔の貫通方向に垂直な面内で高い透磁率を有する面内異方性があり、１００ＭＨｚでの面内初透磁率はそれぞれ２４、３７である。コモンモードノイズ減衰量および差動信号の損失の評価結果を図９および図１０に示す。配向性が高く、透磁率が高い六方晶フェライトコアを用いながら、貫通孔の幅を０.１ｍｍから０.３ｍｍと大きくすることにより、コモンモードノイズ減衰量および差動信号損失を改善できることがわかる。
【００５３】
次に、押し出し成形によって作製した六方晶フェライトコアを用いたコモンモードフィルタを評価した。まず、仮焼粉をボールミルにて粉砕し、乾燥した後、得られた粉体に結合剤及び水を添加しながら混練し、フェライト杯土を作製した。得られたフェライト杯土を押し出し成形機にて押し出して成形体を作製し、該成形体を焼成して六方晶フェライトコアを得た。成形以外の工程は実施例１と同様である。得られた六方晶フェライトコアに巻き線を施し、図１３に示す形状のコモンモードフィルタを得た（Ｎｏ３）。図１３に示す形状のコモンモードフィルタは導線５２、５３が六方晶フェライトコア５１の実装面側に巻回されていて、巻線部５４の位置が図６に示す構成と異なるが、それ以外は図６に示す構成と同様である。なお、寸法は横１．９ｍｍ、高さ１．２ｍｍ、貫通孔方向の長さ１．２ｍｍである。また、貫通孔の孔形状は１．１ｍｍ×０．４ｍｍの矩形である。また、比較のために磁界配向させずに作製した焼結体ブロックから、同寸法のコアを切り出し加工して同形状のコモンモードフィルタを作製した（Ｎｏ４）。これらのコモンモードフィルタのノイズ減衰量を評価した結果を図１１に示す。押し出し成形によって作製したコモンモードフィルタの方がコモンモードノイズ減衰量に優れることがわかる。なお、Ｎｏ３の六方晶フェライトコアの貫通孔の内側面に対向する外側面においてＸ線回折を行ったところ、ｃ面に垂直な（１１０）のピーク強度に対するｃ面の（００１８）のピーク強度比Ｉ（００１８）／Ｉ（１１０）は０．７６となり、等方性の場合のピーク強度比０．２よりも大きく、該外側面の面方向にｃ面が配向していることがわかった。なお、機械的配向は押し出し成形する際の圧力と金型面との作用でもたらされるので、外側面の他の面および内側面とも同様の配向性を示す。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明に係るコイル部品の一実施形態を示す図である。
【図２】本発明に係るコイル部品の他の実施形態を示す図である。
【図３】フェライトの透磁率の周波数依存性を示す図である。
【図４】フェライトの透磁率の周波数依存性を示す図である。
【図５】コモンモードフィルタの特性を示す図である。
【図６】本発明に係るコイル部品の他の実施形態を示す図である。
【図７】本発明に係るコイル部品の他の実施形態を示す図である。
【図８】コモンモードフィルタの特性を示す図である。
【図９】コモンモードフィルタの特性を示す図である。
【図１０】コモンモードフィルタの特性を示す図である。
【図１１】コモンモードフィルタの特性を示す図である。
【図１２】六方晶フェライトコアの配向状態を示す図である。
【図１３】本発明に係るコイル部品の他の実施形態を示す図である。
【符号の説明】
【００５５】
１：第一のフェライト ２：第二のフェライト ３、２３、３２、５４：巻線部
４、５：鍔部 ６、７、３３、３４、５２、５３：導線
８〜１１、３６〜３９：端子電極 ２１、３１、４１、５１：六方晶フェライトコア
２２、２５：脚部 ２４、３５、４２：貫通孔 １２１：結晶粒
【特許請求の範囲】
【請求項１】
六方晶フェライトコアと、該六方晶フェライトコアに巻回された一対の導体と、前記六方晶フェライトコアの表面に形成され、前記導体が接続される端子電極とを備え、
前記六方晶フェライトコアは、前記一対の導体が巻回される巻線部を有し、
前記巻線部の前記導体の巻回軸方向の初透磁率が、前記巻回軸方向に垂直な少なくとも一の方向の初透磁率よりも大きいことを特徴とするコイル部品。
【請求項２】
前記巻線部は、前記巻回軸方向に垂直な方向に、初透磁率が前記巻回軸方向の初透磁率に略等しい他の方向を有することを特徴とする請求項１に記載のコイル部品。
【請求項３】
前記六方晶フェライトコアは貫通孔を有し、
前記貫通孔の周囲の一部を前記巻線部とし、前記貫通孔を通して前記導体が巻回されており、
前記端子電極は、少なくとも前記六方晶フェライトコアの、前記貫通孔の貫通方向に平行な面に形成されていることを特徴とする請求項２に記載のコイル部品。
【請求項４】
前記他の方向が前記貫通孔の貫通方向と前記巻回軸方向とに垂直な方向であることを特徴とする請求項３に記載のコイル部品。
【請求項５】
前記他の方向が前記貫通孔の貫通方向であることを特徴とする請求項３に記載のコイル部品。
【請求項６】
六方晶フェライトコアと、該六方晶フェライトコアに巻回された一対の導体と、前記六方晶フェライトコアの表面に形成され、前記導体が接続される端子電極を備え、
前記六方晶フェライトコアは、前記一対の導体が巻回される巻線部を有し、
前記巻線部の少なくとも一部は、結晶方位のｃ軸が、前記導体の巻回軸方向に略垂直な面内方向に配向していることを特徴とするコイル部品。
【請求項７】
前記巻線部は、結晶方位のｃ軸が、前記導体の巻回軸方向に略垂直な面内方向の一の方向に配向していることを特徴とする請求項６に記載のコイル部品。
【請求項８】
前記巻線部は、結晶方位のｃ軸が法線方向に配向している表面を有することを特徴とする請求項６に記載のコイル部品。
【請求項９】
前記六方晶フェライトコアは貫通孔を有し、
前記貫通孔の周囲の一部を前記巻線部とし、前記貫通孔を通して前記導体が巻回されており、
前記端子電極は、少なくとも前記六方晶フェライトコアの、前記貫通孔の貫通方向に平行な面に形成されており、
前記巻線部は、結晶方位のｃ軸が、前記貫通孔の貫通方向に配向していることを特徴とする請求項６に記載のコイル部品。
【請求項１０】
前記六方晶フェライトコアは貫通孔を有し、
前記貫通孔の周囲の一部を前記巻線部とし、前記貫通孔を通して前記導体が巻回されており、
前記端子電極は、少なくとも前記六方晶フェライトコアの、前記貫通孔の貫通方向に平行な面に形成されており、
前記六方晶フェライトコアの前記貫通孔側の内側面とそれに対向する外側面における結晶方位のｃ軸が、それぞれ前記内側面または前記外側面の法線方向に配向していることを特徴とする請求項６に記載のコイル部品。
【請求項１１】
前記六方晶フェライトコアは、前記貫通方向に対して垂直な方向の断面形状が、前記貫通方向で実質的に変化しない形状であることを特徴とする請求項３〜５、９および１０のいずれかに記載のコイル部品。
【請求項１２】
前記六方晶フェライトコアが直方体形状であることを特徴とする請求項１１に記載のコイル部品。
【請求項１３】
前記貫通孔の孔形状は矩形であるとともに、該矩形の各角部分は円弧状であり、前記角部分の円弧の半径が貫通孔の断面形状の矩形の短手方向の長さの１０％以上であることを特徴とする請求項１１または１２に記載のコイル部品。
【請求項１４】
前記貫通孔の孔形状は矩形であるとともに、前記貫通孔の前記巻回軸に垂直な方向の幅が前記一対の導体の平均巻き線ピッチ以上であることを特徴とする請求項１１または１２に記載のコイル部品。
【請求項１】
六方晶フェライトコアと、該六方晶フェライトコアに巻回された一対の導体と、前記六方晶フェライトコアの表面に形成され、前記導体が接続される端子電極とを備え、
前記六方晶フェライトコアは、前記一対の導体が巻回される巻線部を有し、
前記巻線部の前記導体の巻回軸方向の初透磁率が、前記巻回軸方向に垂直な少なくとも一の方向の初透磁率よりも大きいことを特徴とするコイル部品。
【請求項２】
前記巻線部は、前記巻回軸方向に垂直な方向に、初透磁率が前記巻回軸方向の初透磁率に略等しい他の方向を有することを特徴とする請求項１に記載のコイル部品。
【請求項３】
前記六方晶フェライトコアは貫通孔を有し、
前記貫通孔の周囲の一部を前記巻線部とし、前記貫通孔を通して前記導体が巻回されており、
前記端子電極は、少なくとも前記六方晶フェライトコアの、前記貫通孔の貫通方向に平行な面に形成されていることを特徴とする請求項２に記載のコイル部品。
【請求項４】
前記他の方向が前記貫通孔の貫通方向と前記巻回軸方向とに垂直な方向であることを特徴とする請求項３に記載のコイル部品。
【請求項５】
前記他の方向が前記貫通孔の貫通方向であることを特徴とする請求項３に記載のコイル部品。
【請求項６】
六方晶フェライトコアと、該六方晶フェライトコアに巻回された一対の導体と、前記六方晶フェライトコアの表面に形成され、前記導体が接続される端子電極を備え、
前記六方晶フェライトコアは、前記一対の導体が巻回される巻線部を有し、
前記巻線部の少なくとも一部は、結晶方位のｃ軸が、前記導体の巻回軸方向に略垂直な面内方向に配向していることを特徴とするコイル部品。
【請求項７】
前記巻線部は、結晶方位のｃ軸が、前記導体の巻回軸方向に略垂直な面内方向の一の方向に配向していることを特徴とする請求項６に記載のコイル部品。
【請求項８】
前記巻線部は、結晶方位のｃ軸が法線方向に配向している表面を有することを特徴とする請求項６に記載のコイル部品。
【請求項９】
前記六方晶フェライトコアは貫通孔を有し、
前記貫通孔の周囲の一部を前記巻線部とし、前記貫通孔を通して前記導体が巻回されており、
前記端子電極は、少なくとも前記六方晶フェライトコアの、前記貫通孔の貫通方向に平行な面に形成されており、
前記巻線部は、結晶方位のｃ軸が、前記貫通孔の貫通方向に配向していることを特徴とする請求項６に記載のコイル部品。
【請求項１０】
前記六方晶フェライトコアは貫通孔を有し、
前記貫通孔の周囲の一部を前記巻線部とし、前記貫通孔を通して前記導体が巻回されており、
前記端子電極は、少なくとも前記六方晶フェライトコアの、前記貫通孔の貫通方向に平行な面に形成されており、
前記六方晶フェライトコアの前記貫通孔側の内側面とそれに対向する外側面における結晶方位のｃ軸が、それぞれ前記内側面または前記外側面の法線方向に配向していることを特徴とする請求項６に記載のコイル部品。
【請求項１１】
前記六方晶フェライトコアは、前記貫通方向に対して垂直な方向の断面形状が、前記貫通方向で実質的に変化しない形状であることを特徴とする請求項３〜５、９および１０のいずれかに記載のコイル部品。
【請求項１２】
前記六方晶フェライトコアが直方体形状であることを特徴とする請求項１１に記載のコイル部品。
【請求項１３】
前記貫通孔の孔形状は矩形であるとともに、該矩形の各角部分は円弧状であり、前記角部分の円弧の半径が貫通孔の断面形状の矩形の短手方向の長さの１０％以上であることを特徴とする請求項１１または１２に記載のコイル部品。
【請求項１４】
前記貫通孔の孔形状は矩形であるとともに、前記貫通孔の前記巻回軸に垂直な方向の幅が前記一対の導体の平均巻き線ピッチ以上であることを特徴とする請求項１１または１２に記載のコイル部品。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００９−１０５３６５（Ｐ２００９−１０５３６５Ａ）
【公開日】平成２１年５月１４日（２００９．５．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−９７３５３（Ｐ２００８−９７３５３）
【出願日】平成２０年４月３日（２００８．４．３）
【出願人】（０００００５０８３）日立金属株式会社 (2,051)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年５月１４日（２００９．５．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年４月３日（２００８．４．３）
【出願人】（０００００５０８３）日立金属株式会社 (2,051)
【Ｆターム（参考）】
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