CN104425105A

CN104425105A - 线圈组件

Info

Publication number: CN104425105A
Application number: CN201410443416.0A
Authority: CN
Inventors: 高木信雄; 土田节; 御子神祐; 去石悟
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2013-09-03
Filing date: 2014-09-02
Publication date: 2015-03-18
Anticipated expiration: 2034-09-02
Also published as: CN104425105B; US9305698B2; JP6303341B2; JP2015050373A; US20150061811A1

Abstract

一种线圈组件，设置有线圈、支承线圈的基座和端子电极，其中基座具有平行于线圈的端子段的延伸方向的第一表面，端子电极具有印制在基座的第一表面上的第一端子部。第一表面具有台阶面，其包括上阶面和下阶面。第一端子部具有台阶形状，其包括形成在上阶面上的上阶部和形成在下阶面上的下段部。上阶部具有接触线圈的端子段的第一端子面。下阶部具有位于线圈的端子段的延伸线上且不接触线圈的端子段的第二端子面。

Description

线圈组件

技术领域

本发明涉及线圈组件，且更具体地，涉及表面安装型线圈组件的端子电极结构。

背景技术

随着近来电子装置的小型化，要求线圈组件以高密度安装，如同如此要求其他组件那样。例如，日本特开2009-117627号公报公开了一种能够实现高密度安装的表面安装型线圈组件。

该线圈组件包括具有绕线芯和凸缘的芯部，形成有用于容纳芯部的容纳空间的绝缘壳体，由金属配件制成并且在至少一部分露出外部的状态下机械地固定至壳体的端子电极，以及连接至端子电极且经由壳体缠绕在绕线芯周围的绕组(导线)。用于芯部的容纳空间是通过包括与安装面基本平行的底面而限定的。绕线芯和凸缘分别具有与壳体的底面相对的绕线芯的下表面和凸缘的下表面。绕线芯的下表面与凸缘的下表面处于同一平面。朝向安装面突出的腿部被限定在与壳体的凸缘相对的位置，并且端子电极的安装部设置在腿部中。

在上述线圈组件中，导线和端子电极连接成使得导线的前端段热压接在端子电极上。当导线热压接在端子电极上时，导线的材料(Cu)与端子电极面上的镀膜(Ni和Sn)相互反应，以形成合金层。合金层具有高熔点，以便当合金层的一部分用作在电路板上安装线圈组件时的焊接接合面时，焊料润湿性会降低。特别地，如图9A中所示，当使要热压接的导线20的前端段20e与端子电极21的端子面的端部对准时，合金层在导线延伸方向上从端子面的末端至末端形成，即在端子面的宽阔区域上形成，并且同时，侧电极的镀层厚度减小，这可抑制焊点的形成，从而导致安装失败。

为了解决这一问题，如图9B中所示，使导线20的前端段20e不与端子电极21的端子面的端部对准，而与从该端部向内(在端子面的中心附近)的位置对准。在此情况下，从芯部的绕线芯引出的导线20在导线延伸方向上经过端子电极21的端子面向前方引出。然后，热压接位于被设定为导线前部的位置后方(在导线延伸方向上)的导线段(由实线表示的段)，并且切除导线延伸方向上的前方导线段(由虚线表示的段)。然而，如果前方导线段与端子电极21的端子面接触，则导线由于在热压接时产生的热使端子电极面上的镀膜熔化而不利地固定至端子电极21的表面，使得难以切割并移除前方导线段。这样的问题不仅在金属配件用作端子电极时发生，而且在印刷电极用作端子电极时发生，因此需要针对此问题的对策。

发明内容

为了解决上述问题，根据本发明的线圈组件包括具有绕组导线的线圈、支承该线圈的基座和连接有线圈的端子段的端子电极。基座具有平行于线圈的端子段的延伸方向的第一表面。端子电极具有印制在基座的第一表面上的第一端子部。第一表面具有台阶面，其包括上阶面和下阶面。第一端子部具有台阶形状，其包括形成在上阶面的上阶部和形成在下阶面的下阶部。上阶部具有接触线圈的端子段的第一端子面。下阶部具有位于端子部的延伸线上且不接触线圈的端子段的第二端子面。

根据本发明，在热压接时，导线的端子部仅热压接到端子电极的第一端子部的第一端子面上而不热压接到第二端子面上，从而防止合金层在宽的区域中形成。这由于合金层的存在而防止焊缝的形成受到抑制。此外，在热压接之后能够可靠且容易地切割并移除导线。

在本发明中，优选地基座具有垂直于第一表面的第二表面，端子电极形成为L形且具有印制在基座的第二表面上的第二端子部，并且第二端子部连接至第一端子部的下阶部。利用此配置，第一端子部的下阶部在导线端子段热压接时不会形成合金，使得能够防止由于第一端子部形成合金的影响使焊缝很难在第二端子部上形成这一情况。

在本发明中，优选地基座是鼓型芯，其具有周围缠绕线圈的绕线芯和设置在绕线芯的两端的一对凸缘，并且端子电极形成在每个凸缘上。利用此配置，在使用鼓型芯的表面安装型线圈组件中，导线连接到的端子面上的焊料的润湿性可得到提高，从而提高线圈组件在电连接和机械连接方面的可靠性。

根据本发明，在热压接之后不必要的导线段能够被可靠地切割并容易地去除。因此，能够获得端子面具有令人满意的焊料润湿性的线圈组件。

附图说明

通过参照以下结合附图进行的本发明的详细说明，本发明的上述及其他目的、特征和优点将变得更加显而易见，其中：

图1是示出根据本发明的第一实施例的表面安装型线圈组件的外观的示意性透视图；

图2是图1的线圈组件的分解透视图；

图3是通过上下颠倒图1的线圈组件而获得的示意性透视图；

图4是示出鼓型芯2在端子电极6a至6f设置于其上的状态下的构造的示意性透视图；

图5是通过上下颠倒图4的鼓型芯2而获得的示意性透视图，其示出端子电极6a至6f未设置于其上的状态；

图6A是从底部看到的凸缘4A的示意性平面图；

图6B是从外侧面侧看到的凸缘4A的示意性平面图；

图7A是示出设置在凸缘4A或4B上的各端子电极6a至6f的形状的示意性侧剖视图；

图7B是凸缘4A侧的端子电极的局部放大图；

图8A至图8C是用于说明线圈7的端子段的热压接处理的示例性视图；并且

图9A和图9B是用于说明常规线圈组件的示意图。

具体实施方式

以下将参照附图详细说明本发明的优选实施例。

图1是示出根据本发明的第一实施例的表面安装型线圈组件的外观的示意性透视图。图2是图1的线圈组件的分解透视图，并且图3是通过上下颠倒图1的线圈组件而获得的示意性透视图。

如图1至图3中所示，线圈组件1包括鼓型芯2、板状芯5、六个端子电极6a至6f，以及由缠绕在鼓型芯2周围的导线构成的线圈7。虽然未特别限制，但线圈组件1是表面安装型脉冲变压器，且具有约4.5mm×3.2mm×2.6mm的尺寸。

鼓型芯2由诸如Ni-Zn基铁氧体的磁性材料制成，并且包括周围缠绕有线圈7的绕线芯3和位于绕线芯3的两端的一对凸缘4A和4B。板状芯5也由诸如Ni-Zn基铁氧体的磁性材料制成。板状芯5放置在各个凸缘4A和4B的上表面上且通过粘结剂等固定于其上。

板状芯5的上表面是平坦光滑表面，使得该光滑表面可用作线圈组件1安装时的吸附表面。此外，被粘结至凸缘4A和4B的上表面的板状芯5的表面优选为光滑表面。板状芯5的光滑表面对凸缘4A和4B的抵接使板状芯5与凸缘4A和4B牢固地彼此粘附，从而形成无磁漏的闭合磁路

端子电极6a至6f各自为从凸缘4A或4B的底面延伸至其外侧面的L形印刷电极。凸缘的外侧面是指位于与用于绕线芯3的安装面的相反侧的表面。端子电极6a至6f可通过施用导电浆料，然后焙烧该导电浆料，随后顺次形成Ni和Sn镀膜而形成。

三个端子电极6a、6b、6c设置在凸缘4A侧，其余三个端子电极6d、6e、6f设置在凸缘4B侧。在凸缘4A侧，两个端子电极6a和6b设置在凸缘4A的右侧，端子电极6c设置在其左侧，并且在两个端子电极6a、6b与端子电极6c之间设置一定的绝缘间隙。类似地，在凸缘4B侧，两个端子电极6d和6e设置在凸缘4B的右侧，端子电极6f设置在其左侧，并且在两个端子电极6d、6e与端子电极6f之间设置一定的绝缘间隙。

如图2中所示，L形端子电极6a至6f各自包括接触凸缘4A或4B的底面(第一表面)的底面部T_B(第一端子部)和接触凸缘4A或4B的外侧面(第二表面)的侧面部T_S(第二端子部)。如图3中所示，线圈7的端子段分别热压接到端子电极6a至6f的底面部T_B的表面上。

图4是示出鼓型芯2在端子电极6a至6f设置于其上的状态下的构造的示意性透视图。图5是通过上下颠倒图4的鼓型芯2而获得的示意性透视图，其示出端子电极6a至6f未设置于其上的状态。图6A是从底部看到的凸缘4A的示意性平面图，且图6B是从外侧面侧看到的凸缘4A的示意性平面图。

如图4和图5中所示，鼓型芯2包括绕线芯3和位于绕线芯3的两端的一对凸缘4A和4B。鼓型芯2在平面图中具有旋转对称形状。凸缘4A和4B具有相同的形状，因此在图6中仅示出凸缘4A，而省略凸缘4B的图示。

如图4中所示，凸缘4A和4B各自的上表面S_T是光滑的平坦表面，这增强了与板状芯5的附着力。如上所述，板状芯5架设在凸缘4A和4B的上表面S_T之间，由此形成基本上闭合的磁路。

如图4、图5和图6B中所示，凸缘4A和4B各自的外侧面S_S是平坦表面。另一方面，如图5和图6A中所示，凸缘4A和4B各自的底面S_B具有台阶面，其中在基端侧的端子电极6a至6f的安装区域形成为在高度上比在前端侧的端子电极6a至6f的安装区域更高。更具体地，在各个凸缘4A和4B的内侧面附近形成上阶面S_B1，并且在其外侧面S_S附近形成下阶面S_B2。在本实施例中，上阶面S_B1和下阶面S_B2形成于凸缘4A和4B的纵向方向的整个底面S_B(各个凸缘4A和4B的宽度方向的整个区域)之上。各端子电极6a至6f的底面部T_B的基端侧设置在凸缘4A或4B的底面S_B的上阶面S_B1上，并且各端子电极6a至6f的底面部T_B的转角侧设置在凸缘4A或4B的底面S_B的下阶面S_B2上。在图6A中，阴影区域是上阶面S_B1并且非阴影区域是下阶面S_B2。

图7A和图7B是示出设置在凸缘4A或4B上的各端子电极6a至6f的形状的示意性侧剖视图。图7A是包括整个鼓型芯的示意性侧视图，并且图7B是凸缘4A侧的端子电极的局部放大图。凸缘4B侧的构造与凸缘4A侧的构造相同。

如图7A和图7B中所示，各L形端子电极6a至6f的底面部T_B和侧面部T_S分别设置在凸缘4A或4B的底面S_B(第一表面)和外侧面S_S(第二表面)上。各凸缘4A和4B的底面S_B具有台阶面，并且各端子电极6a至6f的底面部T_B具有与各凸缘4A和4B的底面S_B的台阶面对应的台阶形状。

各端子电极6a至6f的底面部T_B包括在凸缘4A或4B的内侧面附近(在绕线芯3附近)形成的上阶部T_B1和在凸缘4A或4B的外侧面S_S附近形成的下阶部T_B2。侧面部T_S连接至底面部T_B的下阶部T_B2。上阶部T_B1用作提供接触线圈7的端子段的端子面(第一端子面S_U)的部分，并且下阶部T_B2用作提供不接触线圈7的端子段的端子面(第二端子面S_L)的部分。即，下阶部T_B2的第二端子面S_L和上阶部T_B1的第一端子面S_U不形成同一平面。

各端子电极6a至6f的底面部T_B的第一端子面S_U提供在热压接时接收来自线圈7的端子段的按压接触力的“按压接触面”。各端子电极6a至6f的底面部T_B的第二端子面S_L提供释放来自线圈7的端子段的按压接触力的“非按压接触面”。各端子电极6a至6f的底面部T_B具有由第一端子面S_U和第二端子面S_L构成的台阶面，使得能够防止线圈7的端子段在各端子电极6a至6f的底面部上在线圈的延伸方向的整个宽度上被热压接。这使得由于导线与镀膜之间的反应而引起的合金层的区域不被形成为广泛地固定，从而使得能够可靠且容易地切割并去除该导线。

图8A至图8C是用于说明线圈7的端子段的热压接处理的示例性视图。

在热压接处理中，如图8A中所示，围绕鼓型芯2的绕线芯3缠绕的线圈7的端子段被连线在端子电极6a至6f中相应的一个上。线圈7的端子段通过相应的端子电极并平行于凸缘4A或4B的底面延伸，以被引导至凸缘4A或4B的外部。

然后，如图8B中所示，加热器芯片12用于将线圈7的端子段热压接到端子电极6a至6f中相应的一个表面上。位于各端子电极6a至6f的底面部T_B的第一端子面S_U之上的导线段被夹在加热器芯片12与第一端子面S_U之间，以便通过高温加热器芯片12的按压接触力被压在端子面上，使得导线的材料(Cu)与端子面的镀膜(Ni和Sn)形成合金，以获得足够的结合力。

另一方面，位于各端子电极6a至6f的底面部T_B的第二端子面S_L之上的导线段进入加热器芯片12与第二端子面S_L之间的间隙d₁。因此，与第一端子面S_U不同，足够的按压接触力未施加于第二端子面S_L。因此，可避免将该导线段热压接到第二端子面S_L上。

如图8C中所示，由此热压接到端子电极6a至6f中相应的一个上的线圈7的端子段由刀具13切割，以在长度上进行调整。此时，线圈7在相应的一个端子电极6a至6f上形成的台阶部周围的位置被切割。在切割线圈7的端子段时，导线的未经受热压接的额外导线段7r不固定到端子面上。如果额外导线段7r由在热压接时熔融的镀膜固定至端子面，则两者之间的固定力微弱，使得额外导线段7r可通过施加轻微的力而与端子面分离。因此，导线仅热压接到端子电极的底面部T_B的表面之中的第一端子面S_U上，而导线不存在于第二端子面S_L上。

在第一端子面S_U上，导线周围区域的焊料润湿性被降低；然而，在低焊料润湿性区域周围存在未合金化的区域，其有助于焊料连接。另一方面，在第二端子面S_L上，导线不存在且因此未被合金化，以便获得令人满意的焊料润湿性。

第二端子面S_L是接触端子电极的侧面部T_S并与侧面部T_S一起有助于在表面安装时形成焊缝的部分。第二端子面S_L未被合金化，使得能够防止侧面部T_S上的Sn镀膜由热压接时的热熔融而流动至底面部T_B侧，从而导致侧面部T_S的厚度减少的情况。因此，当具有上述构造的线圈组件1进行表面安装时，可提高相对于端子电极6a至6f的焊料润湿性，并可从下阶部T_B2至侧面部T_S可靠地形成焊缝。因此，可提高线圈组件1在电连接和机械连接方面的可靠性。

如上所述，根据本实施例的线圈组件1具有在线圈7的端子段连接到的各端子电极6a至6f的端子面上形成台阶面，以便防止端子面接触线圈7的前端段的结构，从而防止导线的前端被热压接到端子面上，这进而使得能够在热压接之后可靠且容易地切割并去除导线。此外，能够防止在热压接时侧面部T_S的镀层厚度减小，这进而防止抑制焊缝的形成。

明显可见的是，本发明并不限于以上实施例，而是在不背离本发明的范围和实质的情况下可进行修改和改变。

例如，虽然在以上实施例中，包括周围缠绕线圈的绕线芯和设置在绕线芯两端的一对凸缘的横向鼓型芯被用作基座，但是可使用所谓的垂直鼓型芯。被安装的端子电极的数量不受特别限制。因此，例如，可在各凸缘4A和4B上形成四个端子电极。

Claims

1.一种线圈组件，包括：

具有绕组导线的线圈；

支承所述线圈的基座；和

端子电极，所述线圈的端子段连接至所述端子电极，其中

所述基座具有基本平行于所述线圈的端子段的延伸方向的第一表面，

所述端子电极具有印制在所述基座的第一表面上的第一端子部，

所述第一表面具有台阶面，其包括上阶面和下阶面，

所述第一端子部具有台阶形状，其包括形成在所述上阶面上的上阶部和形成在所述下阶面上的下阶部，

所述上阶部具有接触所述线圈的端子段的第一端子面，

所述下阶部具有位于所述线圈的端子段的延伸线上且不接触所述线圈的端子段的第二端子面。

2.如权利要求1所述的线圈组件，其中

所述基座具有基本垂直于所述第一表面的第二表面，

所述端子电极形成为L状且具有印制在所述基座的第二表面上的第二端子部，并且

所述第二端子部连接至所述第一端子部的下阶部。

3.如权利要求1所述的线圈组件，其中

所述基座是鼓型芯，其具有周围缠绕所述线圈的绕线芯和设置在所述绕线芯的两端的一对凸缘，并且

所述端子电极形成在所述凸缘中的每一个上。

4.一种线圈组件，包括：

鼓型芯，其具有绕线芯和设置在所述绕线芯的端部的凸缘，所述凸缘包括具有从所述绕线芯起第一高度的第一平面和具有从所述绕线芯起第二高度的第二平面，所述第一高度大于所述第二高度；

端子电极，其形成在所述凸缘的第一平面和第二平面上；以及

缠绕在所述绕线芯周围的线圈，所述线圈具有连接至所述凸缘的第一平面上的所述端子电极的端子段，使得所述端子段免于接触所述凸缘的第二平面。

5.如权利要求4所述的线圈组件，其中所述端子电极连续地形成在所述凸缘的第一平面和第二平面上。

6.如权利要求5所述的线圈组件，其中所述第二平面相对于所述第一平面位于所述鼓型芯的相反侧。

7.如权利要求6所述的线圈组件，其中所述线圈的端子段终止在所述第一平面与所述第二平面间的边界附近。

8.如权利要求4所述的线圈组件，其中

所述凸缘还包括基本垂直于所述第一平面和第二平面的第三平面，

所述端子电极形成在所述凸缘的第一平面、第二平面和第三平面上，并且

所述端子电极连续地形成在所述凸缘的第一平面、第二平面和第三平面上。

9.如权利要求4所述的线圈组件，其中所述端子电极印制在所述凸缘的第一平面和第二平面上。

10.一种线圈组件，包括：

鼓型芯，其具有绕线芯和设置在所述绕线芯的端部的凸缘，所述凸缘包括第一平面、基本平行于所述第一平面的第二平面和基本垂直于所述第一平面和第二平面的第三平面；

端子电极，其连续地形成在所述凸缘的第一平面、第二平面和第三平面上，所述端子电极具有分别形成在所述凸缘的第一平面、第二平面和第三平面上的第一电极、第二电极和第三电极，所述第二电极连接在所述第一电极与所述第三电极之间；以及

缠绕在所述绕线芯周围的线圈，所述线圈具有接触所述第一电极而不接触所述第二电极和第三电极的端子段。

11.如权利要求10所述的线圈组件，其中所述线圈的端子段终止在所述第一平面与所述第二平面间的边界附近。

12.如权利要求10所述的线圈组件，其中所述端子电极印制在所述凸缘的第一平面、第二平面和第三平面上。