CN103366946A - 面安装多相电感器及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种在安装性上优异的面安装多相电感器及其制造方法。本发明的面安装多相电感器，其特征在于，具有卷绕导线而成且两端部为扁平形状的多个线圈。而且，该面安装多相电感器具有主要由磁粉和粘结材料构成且内包多个线圈的芯。该面安装多相电感器具有形成在芯的一个面的表面上的外部电极。使线圈的导线的两个端部成为线圈的最外周。以线圈的卷轴与芯的形成有外部电极的表面平行的方式将多个线圈内包在芯内。

Description

面安装多相电感器及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种面安装多相电感器及其制造方法。

背景技术

近年来，随着数字设备等的小型化、薄型化而产生的高密度安装化的发展，对电子零件的小型化、薄型化的要求增强。因此，申请人提出了一种小型的面安装电感器及其制造方法，该小型的面安装电感器使用了预成形的片材和以扁平导线的两个端部被向外周拉出的方式将扁平导线卷绕成旋涡状而成的线圈。

专利文献1：日本特开2010-245473

专利文献2：日本特愿2011-017581

专利文献3：日本特开2000-036414

在形成能够在电路板上并联安装多个相同特性的电感器这样的电路图案的情况下，与安装多个单件相比，使多个电感器内设在单封装内的方法更能够提高安装效率。因此，谋求一种使多个电感器单封装化而成的面安装多相电感器。

作为以往的面安装多相电感器的技术，存在有如下技术：在磁性片材上排列多个在卷芯上卷绕导体而成的线圈，然后向模具内填充湿式压力机用的磁性陶瓷浆料并使其成形，从而密封多个线圈。在该方法的情况下，由于在一个磁性片材上并列多个线圈，并在该多个线圈上填充流动性较高的磁性陶瓷浆料进行密封，因此会存在有线圈的位置偏移、端部的位置偏移的风险。此外，该方法的情况仅能够利用使线圈在同方向上并排而成的排列构造来实现，因此，在线圈的数量越来越多、特别是在使用四个以上的线圈制作面安装多相电感器时，会导致形成长宽比较大的芯片零件。在芯片部件为长宽比较大的形状时，会存在以下风险：向电路板上安装的安装空间有可能成为问题、相对于挠曲应力来说产品强度也会成为问题。

发明内容

发明要解决的问题

因此，本发明的目的在于提供一种在安装性方面优异且产品强度较高的面安装多相电感器及其制造方法。

用于解决问题的方案

为了解决上述课题，本发明的面安装多相电感器具有卷绕导线而成且两端部为扁平的形状的多个线圈。而且，该面安装多相电感器具有主要由磁粉和粘结材料构成且内包多个线圈的芯。在芯的一个面的表面上形成有外部电极。线圈的导线的两个端部配置于线圈的最外周。以线圈的卷轴与形成有外部电极的芯的表面平行的方式将多个线圈内包在芯内。

发明的效果

在本发明的面安装多相电感器中，由于使外部电极形成在芯的一个面的表面上，因此形成底面电极构造从而能够使面安装多相电感器薄型化。此外，由于对多个线圈进行单封装化，因此能够提高安装效率。

在本发明的面安装多相电感器的制造方法中，能够容易地使用片材对各个线圈及其端部进行定位。因此，能够防止线圈及其端部的位置偏移。而且，通过使用多个线圈和与其相对应的片材，能够灵活地应对线圈个数、配置等设计变更。

由于本发明的面安装多相电感器的制造方法能够容易地使线圈的端部暴露在芯部的一个面的表面上，因此能够容易地制作具有底面电极构造的面安装多相电感器。由于线圈的端部暴露在芯部的一个面的表面上，因此不会使形成线圈的导线的绝缘保护膜的去除作业、外部电极的形成变得复杂化，能够降低制造成本。

附图说明

图1是本发明的第1实施例中所使用的线圈和片材的立体图。

图2是用于说明将本发明的第1实施例的线圈和片材组合而成的状态的立体图。

图3是用于说明本发明的第1实施例中所使用的成型模具的立体图。

图4是表示本发明的第1实施例的线圈和片材在成型模具内的配置的俯视图。

图5是与用于说明本发明的第1实施例的面安装多相电感器的制造工序的一部分的图4的A-A截面相对应的剖视图。

图6是与用于说明本发明的第1实施例的面安装多相电感器的制造工序的一部分的图4的A-A截面相对应的剖视图。

图7是本发明的第1实施例的芯部的立体图。

图8是本发明的第1实施例的面安装多相电感器的立体图。

图9是本发明的第2实施例中所使用的线圈和片材的立体图。

图10是用于说明本发明的第2实施例中所使用的成型模具的立体图。

图11是表示本发明的第2实施例的线圈和片材在成型模具内的配置的俯视图。

图12是与用于说明本发明的第2实施例的面安装多相电感器的制造工序的一部分的图11的A-B-C-D组合截面相对应的剖视图。

图13是与用于说明本发明的第2实施例的面安装多相电感器的制造工序的一部分的图11的A-B-C-D组合截面相对应的剖视图。

图14是本发明的第2实施例的芯部的立体图。

图15是本发明的第2实施例的面安装多相电感器的立体图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的面安装多相电感器及其制造方法。

（第1实施例）

参照图1～图9说明本发明的第1实施例的面安装多相电感器的制造方法。首先，说明本发明的实施例中所使用的线圈和片材。图1中表示本发明的实施例中所使用的线圈和片材的立体图。如图1所示，使用截面为椭圆的卷芯以扁平导线的两端部1b成为最外周的方式将扁平导线卷绕成两层的外缠绕式卷（日文：外外巻き）而形成卷绕部1a从而得到线圈1。此时，线圈1的两端部1b形成为能够向相同侧面侧拉出。

接着，说明本发明的实施例中所使用的片材。在本实施例中，作为密封材料，使用铁类金属磁粉和环氧树脂混合并造粒成粉末状而得到的密封材料。在本实施例中，调整铁类金属磁粉的填充量，以使密封材料的磁导率达到25。使用该密封材料制作片材。如图1所示，利用加压成型制作片材2和板状片材3。在本实施例中，为了提高片材2的强度，进一步进行热处理使密封材料呈半硬化状态。如图1所示，片材2以包围线圈1的方式形成为在平面部的周缘具有两个柱状凸部2a和与线圈1的空心相对应的椭圆状的定位用的凸部2b的形状。如图2所示，组合为使线圈1夹在片材2与板状片材3之间。此时，线圈1的两端部1b配置为沿着柱状凸部2a的外侧侧面。

接着，说明第1实施例中所使用的成型模具以及在成型模具中的线圈和片材的配置。图3中表示用于说明第1实施例中所使用的成型模具的立体图，图4中表示用于说明线圈和片材在成型模具内的配置的俯视图。如图3、图4所示，使用具有下模5、冲头6及由分型模4a和分型模4b构成的上模4的成型模具。通过组合上模4和下模5来形成模腔7。模腔7中装填了六个由图2所示的线圈1、片材2及板状片材3组合而成的芯部。此时，将所有的线圈的端部1b配置在成型模具的开口部侧。

接着，说明芯部的形成。图5、图6中表示与用于说明第1实施例的面安装多相电感器的制造工序的一部分的图4的A－A截面相对应的剖视图。如图5所示，组合冲头6并预热成型模具。此时，线圈1的端部1b成为夹在片材2的柱状凸部2a与冲头6之间的状态。在本实施例中，将成型模具预热至密封材料的软化温度以上，使片材2和板状片材3成为软化状态。

如图6所示，使用冲头6进行加压从而使六个片材2和六个板状片材3一体化，使密封材料硬化。此时，片材2和板状片材3为软化状态，从而容易地以密封六个线圈1的方式使该片材2和板状片材3一体化。此外，线圈1的两端部1b不会发生位置偏移，且以其至少一部分埋没在密封材料中的状态被密封。然后，从成型模具内取出硬化密封材料而得到的芯部8。如图7所示，成为线圈1的所有端部1b的平面都暴露在芯部8的一个面的表面上的状态。

接着，对芯部8进行喷砂处理去除毛刺和暴露的两端部1b的表面的保护膜，在芯部8的暴露线圈的端部1b的表面上利用印刷法涂敷导电性膏并使之硬化。由此，导电性膏与内部的线圈1导通。最后，进行电镀处理在导电性膏的表面上形成外部电极9，从而得到如图8所示的面安装多相电感器。另外，由电镀处理形成的电极只要从Ni、Sn、Cu、Au、Pd等中适当选择一种或者多种来形成即可。

第2实施例

参照图9～图15说明本发明的面安装多相电感器的第2实施例。在第2实施例中，使用与第1实施例相同成分的密封材料、相同的成型模具制作内包了三个线圈的面安装多相电感器。另外，省略与第1实施例重复的部分的说明。

首先，说明第2实施例中所使用的线圈和片材。图9中表示本发明的实施例中所使用的线圈和片材的立体图。如图9所示，使用截面为椭圆的卷芯以扁平导线的端部11b成为最外周的方式将扁平导线卷绕成两层的外缠绕式卷而形成卷绕部11a，从而得到线圈11。此时，线圈11的两端部11b以夹着卷绕部12a而相对的方式拉出一次，然后对该线圈11的进行弯折加工，以使其两端部11b向相同侧面侧拉出。

接着，使用在第1实施例中所使用的相同成分的密封材料制作片材。利用加压成型制作第1片材12和第2片材13。在本实施例中，为了提高第1片材12和第2片材13的强度，进一步进行热处理使密封材料呈半硬化状态。如图9所示，第1片材12形成为以包围线圈11的方式在平面部的周缘上具有两个柱状凸部12a的形状。线圈11的两端部11b配置为沿着柱状凸部2a的外侧侧面。第2片材13形成为具有与线圈11的空心相对应的椭圆状的定位用的凸部13a的形状。组合为使线圈11夹在第1片材12与第2片材13之间。

接着，说明第2实施例中所使用的成型模具和芯部的形成。图10中表示用于说明第2实施例中所使用的成型模具的立体图。图11中表示用于说明线圈和片材在成型模具内的配置的俯视图。图12、图13中表示与用于说明第2实施例的面安装多相电感器的制造工序的一部分的图11的A-B-C-D截面相对应的剖视图。图14是用于说明第2实施例的芯部的立体图。如图10、图11所示，使用具有下模15、冲头16及由分型模14a和分型模14b构成的上模14的成型模具。通过组合上模14和下模15来形成模腔17。如图11、图12所示，在模腔17内装填了三个由线圈11、第1片材12及第2片材13组合而成的芯部。根据这样地配置线圈11、第1片材12及第2片材13，线圈11的端部11b成为夹在第1片材12的柱状凸部12a与分型模14b的内壁面之间的状态，使线圈11的两端部11b被固定在适当的位置。然后，如图13所示，利用粉末压制成形法使用冲头16对第1片材和第2片材进行加压以使该第1片材和第2片材的分界消失而一体化，形成芯部18。此时，由于第2片材13的定位用凸部13a位于线圈11的空心内，因此，即使施加粉末压制成形法这样的较大的加压成型也不会使线圈11变形，能够成形芯部18。然后，使芯部18热硬化得到如图14所示的芯部18。

接着，对该芯部18进行喷砂处理去除毛刺和暴露的两端部11b的表面的保护膜，在芯部18的线圈的端部11b所暴露的表面上利用印刷法涂敷导电性膏并使之硬化。由此，使导电性膏与内部的线圈11导通。最后，进行电镀处理在导电性膏的表面上形成外部电极19，得到如图15所示的面安装多相电感器。

在上述实施例中，作为密封材料，使用了将作为磁粉的铁类金属磁粉、作为树脂的环氧树脂混合，并调制成其磁导率为25那样的密封材料。然而，并不限定于此，例如作为磁粉，还可以使用铁氧体类磁粉等、或进行了绝缘保护膜形成、表面氧化等表面改性的磁粉。此外，还可以添加玻璃粉等无机物。而且，作为树脂，还可以使用聚酰亚胺树脂、酚醛树脂等热固化性树脂、或聚乙烯树脂、聚酰胺树脂等热塑性树脂。

在上述实施例中，作为线圈，使用了椭圆形状的卷绕成两层的旋涡状而成的线圈，但并不限定于此，还可以使用例如层数较多的线圈，例如圆形、矩形、扇形、半圆形、梯形、多边形以及将上述形状组合而成的形状的线圈。如果从防止线圈在成形时旋转的观点来看，线圈的形状优选的是除等宽图形以外的形状。

在上述实施例中，作为外部电极形成法，使用了涂敷导电性膏和电镀处理，但并不限定于此，例如还可以使用焊锡等。导电性膏的涂敷方法还可以使用灌注封装法等方法。

在上述实施例中，作为剥离线圈的端部表面的保护膜的方法，使用了喷砂处理，但并不限定于此，也可以使用机械剥离等的剥离方法。此外，也可以在形成芯部之前预先剥离端部的保护膜。

在上述实施例中，作为片材，例示了E型芯和板状芯的组合、U型芯和T型芯的组合，但并不限定此，还可以是组合两个E型芯等的组合。此外，也可以不是未硬化状态而是半硬化状态。而且，该成形方法可以是加压成形法、或者只要是与从片状成形物上剪切等用途相配合地适当选择的方法即可。

附图标记说明

1线圈（1a：卷绕部；1b：端部）；2片材（2a：柱状凸部；2b：定位用的凸部）；3板状片材；4上模（4a、4b：分型模）；5下模；6冲头；7模腔；8芯部；9外部电极；11线圈（11a：卷绕部；11b：端部）；12第1片材（12a：柱状凸部）；13第2片材（13a：定位用的凸部）；14上模（14a、14b：分型模）；15下模；16冲头；17模腔；18芯部；19外部电极。

Claims (5)

1.一种面安装多相电感器，其特征在于，

该面安装多相电感器具有：

多个线圈，其卷绕导线而成且该线圈的两端部为扁平的形状；

芯，其主要由磁粉和粘结材料构成且内包该多个线圈；以及

外部电极，其形成在该芯的一个面的表面上；

使该线圈的导线的两个端部成为该线圈的最外周；

以该线圈的卷轴与芯的形成有该外部电极的表面平行的方式将该多个线圈内包在该芯内。

2.根据权利要求1所述的面安装多相电感器，其中，

上述线圈使用扁平导线形成为除等宽图形以外的形状。

3.一种面安装多相电感器的制造方法，其使用成型模具利用主要由树脂和磁粉构成的密封材料密封多个线圈，其特征在于，

将该密封材料预成形为在平板形状的周缘部具有柱状凸部的形状而形成片材；

形成使用卷芯将两端部为扁平形状的导线以该两端部成为最外周的方式卷绕而成的线圈；

将该线圈载置在该片材上，将多个使该线圈的两端部沿着该片材的柱状凸部的外侧侧面延伸而得到的部件配置在该成型模具内的一个模腔内；

使用树脂成形法或粉末压制成形法利用该密封材料密封该多个线圈而形成芯，另外，该多个线圈的两端部暴露在该芯的一个面的表面上，并且，以该线圈的卷轴与暴露该端部的表面平行的方式进行密封；

在该芯的暴露该端部的表面上形成外部电极。

4.根据权利要求3所述的面安装多相电感器的制造方法，其中，

上述片材还成形为具有上述线圈定位用的凸部的形状。

5.根据权利要求3或4所述的面安装多相电感器的制造方法，其中，

在形成上述芯的工序中，

以上述线圈的端部夹在上述片材的柱状凸部与上述模腔的内壁面之间或者夹在上述片材的柱状凸部与冲头之间的状态使该线圈和上述密封材料一体化而形成芯部。

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