CN105684111A - 电子元件的制造方法和电子元件 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种自感(L)和容许电流大、成品率高且容易小型化的电子元件的制造方法和电子元件。电子元件的制造方法包括：线圈形成工序，由线状的导体形成绕线线圈(1)；线圈固定工序，形成由绝缘树脂将绕线线圈(1)固定的线圈固定体；磁性体部附着工序，以利用磁性粒子和树脂混合而成的复合磁性材料覆盖线圈固定体整体的方式，形成磁性体部；加压工序，对整体进行加压成形；以及硬化工序，使磁性体部硬化。

Description

电子元件的制造方法和电子元件

技术领域

本发明涉及电源电路的电感器等所采用的电子元件的制造方法和电子元件。

背景技术

电源电路中使用的电感器要求小型化、低损失化并能应对大电流。为应对这些要求，开发了磁性材料使用饱和磁通密度高的金属磁粉等复合磁性材料的电感器(例如日本专利公报第4714779号)。使用复合磁性材料的电感器具有直流叠加容许电流大的优点。可是，为了在维持自感L的状态下实现小型化，需要把由复合磁性材料形成的部分减薄。此时，由于在复合磁性材料中埋入绕线的结构的电感器一个一个地成形，所以存在特别是元件侧面部的复合磁性材料的厚度小的部位发生复合磁性材料剥离、成品率变差、不易小型化的问题。

作为避免所述复合磁性材料的厚度薄的部位发生复合磁性材料剥离这样的问题的方法，可以列举采用较大的压力成形。可是，现有的绕线结构中，会产生高压成形时绕线形状变形的问题。

另外，还有预先制作芯部形状和绕线管形状，或者预先制作日本专利公报第4714779号公开的平板等预成型件，并将其与导体组合而成形的方法，但是对于小型电感器，制作上述复杂形状的芯部形状和绕线管形状或制作预成型件等很困难。

发明内容

本发明的一个或更多的实施方式提供自感L和容许电流大、成品率高且容易小型化的电子元件的制造方法和电子元件。

本发明利用以下方式解决上述问题。另外，为了容易理解，标注与本发明的实施方式对应的附图标记进行说明，但是本发明不限于此。

实施方式1：本发明的一个或更多的实施方式涉及电子元件的制造方法，其包括：线圈形成工序，由线状的导体形成线圈；线圈固定工序，形成由绝缘树脂固定所述线圈的线圈固定体；磁性体部附着工序，以利用磁性粒子和树脂混合而成的复合磁性材料覆盖所述线圈固定体整体的方式，形成磁性体部；加压工序，对整体进行加压成形；以及硬化工序，使所述磁性体部硬化。

实施方式2：本发明的一个或更多的实施方式涉及电子元件的制造方法，在上述实施方式1的电子元件的制造方法的基础上，所述磁性体部附着工序包括：压入工序，在使形成为板状的所述复合磁性材料亦即板状复合磁性材料软化的状态下，将所述线圈固定体埋入所述板状复合磁性材料；以及覆盖工序，用软化的其他板状复合磁性材料进一步覆盖所述压入工序中未被完全覆盖的所述线圈固定体。

实施方式3：本发明的一个或更多的实施方式涉及电子元件的制造方法，在上述实施方式2的电子元件的制造方法的基础上，使用能排列配置多个线圈固定体的尺寸的所述板状复合磁性材料，对多个线圈固定体至少同时进行所述压入工序以后的工序。

实施方式4：本发明的一个或更多的实施方式涉及电子元件的制造方法，在上述实施方式1的电子元件的制造方法的基础上，所述加压工序和所述硬化工序同时进行。

实施方式5：本发明的一个或更多的实施方式涉及电子元件，其包括：线圈固定体，由绝缘树脂将线状的导体形成的线圈固定；以及磁性体部，以覆盖所述线圈固定体的除了端子部以外的部分的方式，由磁性粒子和树脂混合并硬化而成的复合磁性材料形成。

实施方式6：本发明的一个或更多的实施方式涉及电子元件，在上述实施方式5的电子元件的基础上，在使形成为板状的所述复合磁性材料亦即板状复合磁性材料软化的状态下，将所述线圈固定体埋入所述板状复合磁性材料后，通过使所述板状复合磁性材料硬化而形成所述磁性体部。

实施方式7：本发明的一个或更多的实施方式涉及电子元件，在上述实施方式5或6的电子元件的基础上，由上述实施方式1至实施方式4中的任意的电子元件的制造方法制造。

按照本发明，可以发挥以下的效果。

(1)本发明的一个或更多的实施方式包括：线圈形成工序，由线状的导体形成线圈；线圈固定工序，形成由绝缘树脂固定线圈的线圈固定体；磁性体部附着工序，以利用磁性粒子和树脂混合而成的复合磁性材料覆盖线圈固定体整体的方式，形成磁性体部；加压工序，对整体进行加压成形；以及硬化工序，使磁性体部硬化。因此，按照本发明的一个或更多的实施方式，由于线圈固定体可以维持形状，所以能够利用加压工序和硬化工序将磁性体部牢固地固定。因此，按照本发明的一个或更多的实施方式，相比于现有方法不会牺牲自感L和容许电流，能够制造小型化且高成品率的电子元件。

(2)本发明的一个或更多的实施方式的磁性体部附着工序包括：压入工序，在使形成为板状的复合磁性材料亦即板状复合磁性材料软化的状态下，将线圈固定体埋入板状复合磁性材料；以及覆盖工序，用软化的其他板状复合磁性材料进一步覆盖压入工序中未被完全覆盖的线圈固定体。因此，按照本发明的一个或更多的实施方式，可以使用板状的单纯形状的复合磁性材料简单地进行磁性体部附着工序。此外，由于利用了板状的复合磁性材料，所以能同时并列进行多个电子元件的制造。

(3)本发明的一个或更多的实施方式中，使用能排列配置多个线圈固定体的尺寸的板状复合磁性材料，对多个线圈固定体至少同时进行压入工序以后的工序。因此，按照本发明的一个或更多的实施方式，可以高效进行电子元件的制造。

(4)本发明的一个或更多的实施方式中，加压工序和硬化工序同时进行。因此，按照本发明的一个或更多的实施方式，可以高效进行电子元件的制造，并且能更牢固地形成磁性体部。

(5)本发明的一个或更多的实施方式中，电子元件包括：线圈固定体，由绝缘树脂将线状的导体形成的线圈固定；以及磁性体部，以覆盖所述线圈固定体的除了端子部以外的部分的方式，由磁性粒子和树脂混合并硬化而成的复合磁性材料形成。因此，按照本发明的一个或更多的实施方式，不牺牲自感L和容许电流就能容易地实现小型化，还可以改善成品率。

(6)本发明的一个或更多的实施方式中，在使形成为板状的复合磁性材料亦即板状复合磁性材料软化的状态下，将线圈固定体埋入板状复合磁性材料后，通过使板状复合磁性材料硬化而形成磁性体部。因此，按照本发明的一个或更多的实施方式，能使用板状的单纯形状的复合磁性材料简单地形成磁性体部。

附图说明

图1是表示本发明的电子元件10的第一实施方式的立体图。

图2是将电子元件10沿图1中的Z-Z线切断的纵断面图。

图3是用于说明线圈固定体12的结构的立体图。

图4是表示第一实施方式的电子元件10的制造工序的图。

图5是表示第一实施方式的电子元件10的制造工序的图。

图6是表示第二实施方式的电子元件10的制造工序的图。

图7是表示第二实施方式的电子元件10的制造工序的图。

附图标记说明

1绕线线圈

1a两端部

1b顶端面

2绝缘树脂部

10电子元件

11磁性体部

12线圈固定体

13外部端子

111板状复合磁性材料

P冲压模具

具体实施方式

以下参照附图等，对本发明的最佳实施方式进行说明。

(第一实施方式)

图1是表示本发明的电子元件10的第一实施方式的立体图。

图2是将电子元件10沿图1中的Z-Z线切断的纵断面图。

另外，在以下的说明中，为了便于理解而使用了上下等词语，所述的上下是指图中的上下方向，并不用于限定本发明的结构。

此外，包含图1在内的以下所示的各图都是示意图，为了便于理解而适当地夸张表示了各部分的尺寸、形状。

而且，以下的说明中表示了具体的数值、形状、材料等，但是它们可以适当变更。

电子元件10是具备磁性体部11、线圈固定体12和外部端子13的电感器。

通过使磁性粒子和树脂混合而成的复合磁性材料硬化而形成磁性体部11。复合磁性材料例如可以使用铁系金属磁性粉末和环氧树脂混合而成的复合磁性材料。磁性体部11设置成将不存在线圈固定体12的部分无间隙地填埋。

通过由绝缘树脂部2将绕线线圈1固定而形成线圈固定体12。

图3是用于说明线圈固定体12的结构的立体图。图3的(a)表示由绝缘树脂部2固定之前的绕线线圈1，图3的(b)表示由绝缘树脂部2将绕线线圈1固定之后的线圈固定体12。

例如通过将断面扁平的导线以两层α绕线(外外绕线)进行卷绕而形成绕线线圈1。此外，绕线线圈1的两端部1a从绕线线圈1的相同侧的侧面分别向电子元件10的两端延伸。

绝缘树脂部2例如由聚酰亚胺树脂、环氧树脂、酚树脂、丙烯树脂等具有绝缘性的树脂形成，并覆盖绕线线圈1的除了一部分以外的整面，绝缘树脂部2除了具有绝缘功能以外，还具有将绕线线圈1固定并保持线圈固定体12的形状的功能。图3的(b)中带有小点的部分表示了附着有绝缘树脂部12的部分。例如利用将绕线线圈1浸渍在液状树脂的槽中等方法而形成绝缘树脂部2。另外，为了与外部端子13导通，绕线线圈1的两端部1a的顶端面1b未形成绝缘树脂部2。

外部端子13是由银、铜等导电材料形成的端子部，在电子元件10的两端分别与绕线线圈1的两个部位的顶端面1b导通。

接着，说明本实施方式的电子元件10的制造方法。

图4和图5是表示第一实施方式的电子元件10的制造工序的图。

(第一工序：线圈形成工序、线圈固定工序)

首先，如图3的(a)所示，由扁平线形成绕线线圈1(线圈形成工序)，并在形成的绕线线圈1上附着并固定绝缘树脂部2，从而制作了线圈固定体12(线圈固定工序)。

(第二工序：磁性体部附着工序－1(压入工序))

接着，准备板状复合磁性材料111作为磁性体部11的原料，并将线圈固定体12设置在规定的位置(图4的(a))。

所述状态下，把板状复合磁性材料111加热到70℃至120℃，在使板状复合磁性材料111软化的状态下，如图4的(b)所示，由冲压模具P将线圈固定体12向板状复合磁性材料111冲压，把线圈固定体12埋入板状复合磁性材料111。

(第三工序：磁性体部附着工序－2(覆盖工序))

接着，如图5的(c)所示，用软化的其他板状复合磁性材料111进一步覆盖第二工序中未被完全覆盖而突出并残留的线圈固定体12。而后，由冲压模具P进行冲压。由此，线圈固定体12的上表面也能被板状复合磁性材料111覆盖，成为图5的(d)所示的状态。

(第四工序：加压工序和硬化工序)

接着，在图5的(d)所示的状态下，一边保持150℃至200℃一边对整体进行加压(冲压)成形(加压工序)，并使磁性体部11(复合磁性材料)硬化(硬化工序)。由于利用所述加压工序和硬化工序使磁性体部11牢固形成，所以即使从线圈固定体12到外径形状为止的距离例如减薄到100μm至200μm左右，也不会产生剥离等，能实现高成品率的制造。因此，按照本实施方式的制造方法，电子元件10能实现小型化。另外，加压和硬化可以分别进行，也可以在一边保持150℃至200℃一边对整体进行加压成形的同时，使磁性体部11硬化。

(第五工序：外部电极形成工序)

最后，如图5的(e)所示，通过浸渍银、铜等导电浆料，或由银、铜等导电材料进行溅镀、电镀等，在两端形成外部端子13，从而制成电子元件10。另外，在第四工序和第五工序之间，可以适当设置切断成规定的外径形状的切断工序等。外部端子13可以形成为各种形状，例如形成为横跨磁性体部11的底面和端面的L形，或仅形成于磁性体部11的底面。

另外，使用能将多个线圈固定体12排列配置的尺寸的板状复合磁性材料111，对多个线圈固定体12同时进行上述各工序中的至少压入工序以后的工序。由此，能高效制造电子元件10。

如上所述，按照第一实施方式，首先形成线圈固定体12，将其压入板状复合磁性材料111并对复合磁性材料进行加压和硬化，制造出电子元件10。由于利用绝缘树脂部2将绕线线圈1固定而形成线圈固定体12，所以即使因为加压而在绕线线圈1的第一层和第二层之间发生折曲，或者构成绕线线圈1的导线被挤压等，绕线线圈1也不会变形。因此，相比于不用绝缘树脂部固定绕线线圈的情况，第一实施方式的电子元件10能在以更大压力加压的状态下成形。此外，通过如此在以更大压力加压的状态下成形，即使将磁性体部11减薄形成，也能实现高成品率的制造。即，按照第一实施方式，不必使线圈自身的形状小型化，通过将磁性体部11减薄，就能实现整体的小型化。

因此，按照第一实施方式，即使在将电子元件10的自感L和容许电流保持成较大的状态下，也能实现高成品率的制造且容易小型化。

此外，按照第一实施方式，能将多个线圈固定体12排列配置于板状复合磁性材料111，同时制造多个电子元件10，从而可以高效进行电子元件10的制造。

(第二实施方式)

第二实施方式的电子元件10与第一实施方式的电子元件10除了制造方法存在部分不同以外，具有相同的方式。因此，对于和前述的第一实施方式发挥同样功能的部分，标注相同的附图标记并适当省略重复说明。

以下，说明第二实施方式的电子元件10的制造方法。

图6和图7是表示第二实施方式的电子元件10的制造工序的图。

(第一工序：线圈形成工序、线圈固定工序)

首先，如图6的(a)所示，与第一实施方式同样，由扁平线形成绕线线圈1(线圈形成工序)，并且在形成的绕线线圈1上附着并固定绝缘树脂部2，从而制作了线圈固定体12(线圈固定工序)。

此外，准备板状复合磁性材料111作为磁性体部11的原料。在此准备的板状复合磁性材料111的厚度与线圈固定体12的高度大致相同。

(第二工序：磁性体部附着工序－1(压入工序))

接着，将板状复合磁性材料111加热到70℃至120℃，在使板状复合磁性材料111软化的状态下，如图6的(b)所示，用冲压模具P将线圈固定体12向板状复合磁性材料111冲压，把线圈固定体12埋入板状复合磁性材料111。

如图6的(c)所示，埋入结束后，线圈固定体12的上下端部处于附着有少量复合磁性材料或露出一部分的状态。

(第三工序：磁性体部附着工序－2(覆盖工序))

接着，如图7的(d)所示，在第二工序中未被完全覆盖的线圈固定体12的上下分别配置软化的其他两枚板状复合磁性材料111。而后，以能够由上述两枚板状复合磁性材料111进一步覆盖线圈固定体12的上下的方式，由冲压模具P进行冲压。由此，线圈固定体12的上表面和下表面都能由板状复合磁性材料111覆盖，成为图7的(e)所示的状态。第二实施方式中，通过在上下两侧配置板状复合磁性材料111，能更准确地控制形成在线圈固定体12上下的磁性体部11(复合磁性材料)的厚度。

(第四工序：加压工序和硬化工序)

接着，在图7的(e)所示的状态下，一边保持150℃至200℃一边对整体进行加压(冲压)成形(加压工序)，并使磁性体部11(复合磁性材料)硬化(硬化工序)。由于利用所述加压工序和硬化工序使磁性体部11牢固形成，所以即使从线圈固定体12到外径形状为止的距离例如减薄到100μm至200μm左右，仍然不会发生剥离等，能实现高成品率的制造。此外，第二实施方式中，由于还可以准确地控制上下两面的磁性体部11的厚度，所以所述上下表面的制造偏差减小，能进一步形成接近极限的厚度。因此，按照本实施方式的制造方法，电子元件10能实现小型化。另外，加压和硬化可以分别进行，也可以同时进行。

(第五工序：外部电极形成工序)

最后，如图7的(f)所示，通过浸渍银、铜等导电浆料，或由银、铜等导电材料进行溅镀、电镀等，在两端形成外部端子13，从而制成电子元件10。另外，在第四工序和第五工序之间，可以适当设置切断成规定的外径形状的切断工序等。外部端子13可以形成为各种形状，例如形成为横跨磁性体部11的底面和端面的L形，或仅形成于磁性体部11的底面。

另外，与第一实施方式相同，使用能排列配置多个线圈固定体12的尺寸的板状复合磁性材料111，对多个线圈固定体12同时进行上述各工序中的至少压入工序以后的工序。由此，能高效制造电子元件10。

如上所述，按照第二实施方式，在覆盖工序中，由两枚板状复合磁性材料111从两侧夹持并覆盖线圈固定体12。因此，能够更准确进行上下方向的尺寸管理，可以使电子元件10的成品率更高且能更小型地制造。

(变形方式)

本发明不限于以上说明的实施方式，可以进行各种变形和变更，并且上述变形和变更也处于本发明的范围内。

(1)在各实施方式中，举例说明了绕线线圈1为α绕线的绕线线圈。本发明不限于此，例如绕线线圈可以采用从外周侧和内周侧分别引出端部的通常的绕线方式。

(2)在各实施方式中，举例说明了绕线线圈1为两层结构。本发明不限于此，例如绕线线圈可以是四层，还可以是其他的任意结构。

(3)在各实施方式中，绕线线圈1可以由断面为圆形的导线卷绕形成。

(4)在各实施方式中，可以通过向绕线线圈喷射树脂，或者利用溅镀使树脂附着于绕线线圈，从而形成绝缘树脂部。

另外，各实施方式和变形方式可以适当组合使用，在此省略具体的说明。此外，本发明并不由以上说明的各实施方式限定。

Claims (7)

1.一种电子元件的制造方法，其特征在于包括：

线圈形成工序，由线状的导体形成线圈；

线圈固定工序，形成由绝缘树脂固定所述线圈的线圈固定体；

磁性体部附着工序，以利用磁性粒子和树脂混合而成的复合磁性材料覆盖所述线圈固定体整体的方式，形成磁性体部；

加压工序，对整体进行加压成形；以及

硬化工序，使所述磁性体部硬化。

2.根据权利要求1所述的电子元件的制造方法，其特征在于，

所述磁性体部附着工序包括：

压入工序，在使形成为板状的所述复合磁性材料亦即板状复合磁性材料软化的状态下，将所述线圈固定体埋入所述板状复合磁性材料；以及

覆盖工序，用软化的其他板状复合磁性材料进一步覆盖所述压入工序中未被完全覆盖的所述线圈固定体。

3.根据权利要求2所述的电子元件的制造方法，其特征在于，使用能排列配置多个线圈固定体的尺寸的所述板状复合磁性材料，对多个线圈固定体至少同时进行所述压入工序以后的工序。

4.根据权利要求1所述的电子元件的制造方法，其特征在于，所述加压工序和所述硬化工序同时进行。

5.一种电子元件，其特征在于包括：

线圈固定体，由绝缘树脂将线状的导体形成的线圈固定；以及

磁性体部，以覆盖所述线圈固定体的除了端子部以外的部分的方式，由磁性粒子和树脂混合并硬化而成的复合磁性材料形成。

6.根据权利要求5所述的电子元件，其特征在于，在使形成为板状的所述复合磁性材料亦即板状复合磁性材料软化的状态下，将所述线圈固定体埋入所述板状复合磁性材料后，通过使所述板状复合磁性材料硬化而形成所述磁性体部。

7.根据权利要求5或6所述的电子元件，其特征在于，由权利要求1至4中任意一项所述的电子元件的制造方法制造。