CN106710786A

CN106710786A - 小型电子器件、电子线路板及小型电子器件的制造方法

Info

Publication number: CN106710786A
Application number: CN201510456966.0A
Authority: CN
Inventors: 内木场文男; 大塚努; 川原井贡; 高桥元己
Original assignee: NIHON UNIVERSITY SCHOOL JURIDICAL PERSON; Sumida Corp
Current assignee: Sumida Corp
Priority date: 2015-07-29
Filing date: 2015-07-29
Publication date: 2017-05-24
Anticipated expiration: 2035-07-29
Also published as: US20170034915A1; US10617006B2; CN106710786B; EP3125256A1; EP3125256B1

Abstract

本发明提供小型电子器件、使用该小型电子器件的电子线路板及小型电子器件的制造方法，其防止磁性粉末脱落能力、外部电极粘接性、耐电压特性、防生锈能力、耐热性、热固化后强度及模制成形性出色。该小型电子器件具备：至少具有柱状芯部(110)的磁芯(100)、配置成围绕柱状芯部(110)的外周面侧并且将绕线(210)卷绕而形成的绕组线圈(200)、以及使用混合含有磷酸酯类表面活性剂、磁性粉末及树脂的磁性材料而成形为仿照磁芯和绕组线圈的至少一部分形状并将其覆盖的磁性壳体部(300)。

Description

小型电子器件、电子线路板及小型电子器件的制造方法

技术领域

本发明涉及小型电子器件、电子线路板以及小型电子器件的制造方法。

背景技术

作为具备磁芯和绕组线圈的电子器件，目前提供有各种各样类型的电子器件。作为上述电子器件的一种，也提出了除了具备磁芯和绕组线圈之外进而还具备将磁芯和绕组线圈覆盖的磁性壳体部这一电子器件(专利文献1等)。该磁性壳体部使用由磁性粉末和树脂构成的磁性材料并通过模制成形(molding)而形成。

【现有技术文献】

【专利文献】

专利文献1：中国发明申请公开第104051129A号说明书

另一方面，专利文献1所例示的电子器件多数情况下也被用作安装于配线基板上的电子器件，具备该电子器件的电子线路板广泛利用于车载用途、手机或智能手机等小型电子设备用途、或者上述用途以外的其他民生用途中。因此，对于安装于配线基板上的表面安装用途的电子器件，根据具备该电子器件的电子线路板的制造工艺或使用目的、用途、尺寸、组装密度等，要求必须具备从至少以下(1)～(7)所列举的特性中选择的至少一种以上的特性，而且既有要求具备多种特性的情况，也有要求同时具备所有类型特性的情况。

(1)不易发生磁性粉末从磁性壳体部表面脱落的情况(防止磁性粉末脱落能力)

(2)配线基板与电子器件的外部电极之间的粘接性出色(外部电极粘接性)

(3)能够抑制起因于静电等的绝缘破坏所导致的电子器件的劣化故障(耐电压特性)

(4)能够抑制高温高湿环境下的生锈(防生锈能力)

(5)磁性壳体部的磁特性不会因表面安装时的加热而发生大幅变动(耐热性)

(6)热固化后的磁性壳体部的机械强度出色(热固化后强度)

(7)进而，利用于表面安装用途中的电子器件，为了应对组装密度的提高或电子线路板的小型化等而被要求呈小尺寸，另外根据情况要求具有更为复杂的结构、形状。在这样的情况下，在进行电子器件的制造、即模制成形时容易发生磁性材料的填充不良情况。因此，也期望在进行电子器件的制造时模制成形简单容易(模制成形性)。

另一方面，表面安装用的电子器件是通用器件，其广泛利用于下述各种各样的使用目的、用途中，即：汽车或铁路车辆等的车载用途，智能手机或平板电脑终端、手机等便携式终端用途，手表型或眼镜型等可穿戴终端用途，台式电脑或笔记本电脑等电脑用途，液晶显示器、有机EL显示器、音频设备等影像音响设备用途，数码相机用途等。因此，关于表面安装用的电子器件，重要的是：与利用电子器件的每个用户实际是否需要无关地，必须满足市场需求的高标准特性、即上述(1)～(7)所示的所有特性，以能够广泛应对各种各样用户的需求。

发明内容

本发明是鉴于上述情况而完成的，其课题在于提供一种防止磁性粉末脱落能力、外部电极粘接性、耐电压特性、防生锈能力、耐热性、热固化后强度及模制成形性出色的小型电子器件、使用该小型电子器件的电子线路板以及该小型电子器件的制造方法。

上述课题通过以下的本发明而实现。即，

本发明的小型电子器件具备磁芯、绕组线圈、以及磁性壳体部，其中，磁芯至少具有柱状芯部，绕组线圈配置成围绕柱状芯部的外周面侧并且是将绕线卷绕而形成，磁性壳体部使用混合含有磷酸酯类表面活性剂、磁性粉末及树脂的磁性材料而成形为仿照所述磁芯和所述绕组线圈的至少一部分的形状并将其覆盖。

本发明的小型电子器件的一实施方式中优选：磁性壳体部的最小厚度为0.8mm以下。

本发明的小型电子器件的其他实施方式中优选：磁性壳体部的最小厚度为0.5mm以下。

本发明的小型电子器件的其他实施方式中优选：磁性壳体部表面的表面粗糙度Ra为6.3μm以下。

本发明的小型电子器件的其他实施方式中优选：磁性壳体部表面的表面粗糙度Ra为1.6μm以下。

本发明的小型电子器件的其他实施方式中优选：磁性壳体部成形为仿照整个绕组线圈和包含柱状芯部的磁芯的一部分形状并将其覆盖。

本发明的小型电子器件的其他实施方式中优选：磁芯具有柱状芯部和朝向与柱状芯部的轴向垂直的方向延伸的凸缘部。

本发明的电子线路板至少具备：配线形成图形的配线基板和通过锡焊与配线连接的本发明的小型电子器件。

本发明的电子线路板的一实施方式中优选：配线上进而连接有其他电子器件。

本发明的小型电子器件的制造方法，至少经过成形工序而制造本发明的小型电子器件，在该成形工序中，通过在成形模的内部所形成的空间内配置包含磁芯和绕组线圈的被覆盖部件，并填充混合含有磷酸酯类表面活性剂、磁性粉末及树脂的未固化状态的磁性材料，从而成形将被覆盖部件覆盖的磁性材料的形状，其中，磁芯至少具有柱状芯部，绕组线圈配置成围绕柱状芯部的外周面侧并且是将绕线卷绕而形成。

本发明的小型电子器件的制造方法的一实施方式中优选：在成形工序中，成形模的内壁面与被覆盖部件之间的最小间隙为0.8mm以下。

(发明效果)

根据本发明，能够提供防止磁性粉末脱落能力、外部电极粘接性、耐电压特性、防生锈能力、耐热性、热固化后强度及模制成形性出色的小型电子器件、使用该小型电子器件的电子线路板以及该小型电子器件的制造方法。

附图说明

图1是表示本实施方式的小型电子器件的一例的立体图。

图2是表示图1所示的小型电子器件的内部结构的模式图。

图3是表示本实施方式的小型电子器件的其他例的立体图。

图4是表示本实施方式的小型电子器件的其他例的剖视图。

图5是表示本实施方式的小型电子器件的其他例的外观立体图。

图6是表示图5所示小型电子器件的内部结构的一例的立体图。

图7是表示本实施方式的小型电子器件的制造方法的一例的模式图。

图8是说明抗折强度试验的模式图。

(符号说明)

10、10A、10B、10C、10D：小型电子器件

100 ：磁芯

110 ：柱状芯部

120 ：凸缘部

120BT ：底面

120S ：侧面

120S1 ：第一侧面

120S2 ：第二侧面

120TP ：顶面

200、200A、200B：绕组线圈

202、204：引出部

210 ：绕线

210A ：第一伸长部

210B ：第二伸长部

210BBT：底面

210C ：第三伸长部

210E ：最末端

210S ：表面

220 ：辅助端子

222 ：主体部

224 ：第一侧端部

226 ：第二侧端部

230 ：辅助端子

232 ：底面部

234 ：侧面部

236 ：固定部

300 ：磁性壳体部

310 ：未固化磁性材料

400 ：被覆盖部件

500 ：成形模

510 ：第一模体

510W ：内壁面

520 ：第二模体

520TP ：载置面

522 ：通气孔

530 ：第三模体

530W ：内壁面

600 ：环形铁心状评价样品

700L、700R：金属制支撑台

710 ：销

具体实施方式

<小型电子器件>

图1和图2是表示本实施方式的小型电子器件的一例的模式图，其中，图1是表示小型电子器件的内部结构的立体图，图2是表示图1中所示小型电子器件的内部结构的图。另外，在图1中，以虚线图示磁性壳体部，以实线图示被磁性壳体部覆盖的磁芯和绕组线圈。另外，图1中所示的X方向、Y方向、Z方向指的是相互垂直的方向，并且将Z方向的一侧(图中的上方侧)称为上、上侧或上方等，将Z方向的另一侧(图中的下方侧)称为底、下、下侧或下方等。上述情况在图2及图2之后的各图中也相同。另外，图2中示出从X方向观察图1所示的小型电子器件10A(10)时的小型电子器件的内部结构，其中，关于磁性壳体部300示出图1中所示符号B-B间的剖面结构，关于磁性壳体部300以外的其他部分示出侧视图。

图1所示的小型电子器件10A包括磁芯100、绕组线圈200A(200)、以及磁性壳体部300；其中，磁芯100具有圆柱状的柱状芯部110和设置在柱状芯部110一端侧的板状的凸缘部120；绕组线圈200A(200)配置成围绕柱状芯部110的外周面侧，并且将绕线210卷绕而形成；磁性壳体部300形成为仿照整个绕组线圈200A和包含柱状芯部110的磁芯100的一部分形状并将它们覆盖。

另外，板状的凸缘部120的平面(XY平面)呈大致正方形形状，且板状的凸缘部120设置成朝向与位于该平面中央部分的柱状芯部110的轴向(平行于Z方向的方向)垂直的方向延伸。而且，绕组线圈200A载置于被配置在柱状芯部110下端侧的凸缘部120的顶面120TP上。

在此，绕线210的一端侧(绕组线圈200A的第一引出部202)构成为：(ia)从绕组线圈200A的上端侧朝向平行于凸缘部120的顶面120TP的方向(Y方向的一侧)延伸之后，(ii)以与凸缘部120的四个侧面120S中的第一侧面120S1呈平行且与第一侧面120S1紧贴的方式向下方弯曲，(iii)接着，以与凸缘部120的底面120BT紧贴并从Y方向的一侧向另一侧延伸的方式弯曲，(iv)进而，以与凸缘部120的第二侧面120S2(与第一侧面120S1呈平行的侧面120S)紧贴的方式再次向上方弯曲，(v)最后，在凸缘部120的第二侧面120S2的上端侧，以朝向柱状芯部110侧倾斜的方式倾斜地弯曲。

因此，第一引出部202大体由三部分、即上述(ia)和(ii)所对应的第一伸长部210A、上述(iii)所对应的第二伸长部210B、上述(iv)和(v)所对应的第三伸长部210C构成。

另外，绕线210的另一端侧(绕组线圈200A的第二引出部204)构成为：(ib)从绕组线圈200A的下端侧朝向平行于凸缘部120的顶面120TP的方向(Y方向的一侧)延伸之后，(ii)以与凸缘部120的第一侧面120S1平行且与第一侧面120S1紧贴的方式向下方弯曲，(iii)接着，以与凸缘部120的底面120BT紧贴并从Y方向的一侧向另一侧延伸的方式弯曲，(iv)进而，以与凸缘部120的第二侧面120S2紧贴的方式再次向上方弯曲，(v)最后，在凸缘部120的第二侧面120S2的上端侧，以朝向柱状芯部110侧倾斜的方式倾斜地弯曲。

因此，第二引出部204也大体由三部分、即上述(ib)和(ii)所对应的第一伸长部(图1、2中未图示)、上述(iii)所对应的第二伸长部210B(图1、2中未图示)、上述(iv)和(v)所对应的第三伸长部210C构成。

另外，关于第一引出部202和第二引出部204，除了第一伸长部的结构、形状不同之外实质上具有相同的结构、形状。

在此，磁性壳体部300设置成：除了仿照绕组线圈200A、柱状芯部110、凸缘部120的顶面120TP及四个侧面120S之外，还仿照与第一侧面120S1紧贴的绕线210(第一伸长部210A和图1、2中未图示的第二引出部204的第一伸长部)以及与第二侧面120S2紧贴的绕线210(两个第三伸长部210C)的形状并将它们覆盖。换言之，未被磁性壳体部300覆盖的部分仅为凸缘部120的底面120BT和配置在底面120BT侧的绕线210(两个第二伸长部210B)。于是，呈大致六面体的小型电子器件10A的六个面中，仅一面由凸缘部120的底面120BT构成，其余五面由磁性壳体部300构成。

因此，在进行小型电子器件10A的表面安装时，在凸缘部120的底面120BT侧延伸的两个第二伸长部210B作为与形成于配线基板上的配线相连接的外部电极发挥作用。另外，绕线210是利用绝缘膜将由铜等构成的导电性芯材包覆而形成。因此，绕线210中的至少作为外部电极发挥作用的部分(图2所示例子中为第二伸长部210B的底面210BBT侧)的绝缘膜被剥离。

另一方面，磁性壳体部300是使用混合含有磷酸酯类表面活性剂、磁性粉末及树脂的磁性材料而形成。因此，与使用仅混合含有磁性粉末和树脂的磁性材料而形成磁性壳体部的专利文献1所例示的电子器件相比，本实施方式的小型电子器件10的(1)防止磁性粉末脱落能力、(2)外部电极粘接性、(3)耐电压特性、(4)防生锈能力、(5)耐热性、(6)热固化后强度、以及(7)模制成形性出色。

另外，由于(1)～(4)所示的特性出色，因此，在本实施方式的小型电子器件10中，不仅极为容易省去涂层处理，而且即使在进行涂层处理的情况下，由于(1)所示的特性出色，因而也不易发生在高温高湿环境下或高温加热时涂膜剥离的情况。

另外，关于仅混合含有磁性粉末和树脂的现有磁性材料，由于树脂相对于磁性粉末的浸润性差，因此存在绝缘电阻、绝缘强度、防生锈能力、流动性较差的倾向。这是因为：磁性粉末与树脂的亲和性低，磁性粉末中的小粒径粒子凝聚，从而磁性材料中的磁性粉末的分散状态差。

为了解决上述问题，适宜使用表面活性剂作为分散剂。但是，由于本实施方式的小型电子器件10被利用于表面安装用途中，因此也要求能够耐受表面安装时的加热工艺的耐热性。即，磁性壳体部300的磁特性不会因为下述加热处理而大幅变化这一点也很重要，其中，该加热处理是指：利用回流焊炉进行锡焊时的加热处理、或者通过利用从喷嘴喷出热风的方式等的点焊回流法进行锡焊时的加热处理。而且，很多情况下表面安装时的加热处理是以超过200℃的温度范围(例如，260℃±35℃左右的温度范围)内的加热温度实施。但是，在本实施方式的小型电子器件10的情况下，由于是使用耐热性优于其他表面活性剂的磷酸酯类表面活性剂来作为分散剂，因此耐热性也出色。

另外，由于混合含有磷酸酯类表面活性剂、磁性粉末及树脂的磁性材料(磁性壳体部300的成形中所使用的未固化状态的磁性材料)的流动性出色，因此，与现有的磁性材料相比，在进行模制成形(molding)时，对于狭窄的空隙也能够极其容易地填充磁性材料。因此，也容易使磁性壳体部300的厚度变薄。因此，本实施方式的小型电子器件10更容易实现复杂的结构、形状或变得小型化。磁性壳体部300的最小厚度优选为0.8mm以下，更优选为0.5mm以下。另外，最小厚度的下限无特别限定，但是，当最小厚度过薄时，不仅容易产生磁性壳体部300的剥离或缺口等，而且在模制成形时也容易发生填充不良，因此实用上优选为0.1mm以上。

另外，磁性壳体部300的厚度指的是与被磁性壳体部300覆盖的部件(被覆盖部件)的表面垂直的方向上的厚度(但是，由于缺口或剥离等而无意中导致厚度变薄部分的厚度除外)。在此，磁性壳体部300的最小厚度例如在图2所示的小型电子器件10A中为：位于凸缘部120的第一侧面120S1侧及第二侧面120S2侧的绕线210的表面与磁性壳体部300的侧面之间的距离Tmin。

接着，对构成磁性材料的各成分及其混合比例进行说明。

作为磷酸酯类表面活性剂，能够适当地使用公知的磷酸酯化合物，例如，可以举出：(C12～15)链烷醇聚醚-3磷酸酯、(C12～15)链烷醇聚醚-9磷酸酯、(C12～15)链烷醇聚醚-6磷酸酯等的聚氧乙烯烷基醚磷酸酯及其盐、烷基磷酸盐等。

树脂能够使用公知的热固性树脂，可以例举出环氧树脂、酚醛树脂、硅酮树脂等，其中尤其优选使用耐热性出色的环氧树脂。

作为磁性粉末，能够使用以铁为主要成分并适当添加了铬(Cr)、硅(Si)、锰(Mn)等金属元素、或碳(C)等非金属元素的金属磁性粉末。磁性粉末的平均粒径无特别限制，但优选为1μm～100μm左右。

另外，构成磁性材料的各成分的混合比例并未特别限定，但从更易于均衡地确保上述(1)～(7)所示特性的观点来看，优选满足下式(1)及下式(2A)～(5A)，更优选满足下式(1)及下式(2B)～(5B)。

·式(1)D+M+R＝100

·式(2A)M≥90.5

·式(3A)R≥3.5

·式(4A)R≤–M+99.95

·式(5A)R≥–M+96.5

·式(2B)M≥90.9

·式(3B)R≥4.0

·式(4B)R≤–M+99.9

·式(5B)R≥–M+97.0

在此，在上述各式中，D表示磁性材料中的磷酸酯类表面活性剂的含有比例(wt％)，M表示磁性材料中的磁性粉末的含有比例(wt％)，R表示磁性材料中的树脂的含有比例(wt％)。

另外，作为磁芯100，能够利用将铁氧体烧固而成的铁氧体磁芯或将磁性粉末进行挤压成形而成的压粉磁芯。作为压粉磁芯的磁性粉末，优选使用下述磁性粉末，即：以铁(Fe)为主要成分，并且分别以1wt％以上且10wt％以下的比例添加了硅(Si)和铬(Cr)的磁性粉末。该磁性粉末在防生锈性或相对磁导率等方面出色。另外，从降低磁芯损耗的观点来看，也可以使用将上述磁性粉末和非晶态金属混合后的磁性粉末。作为非晶态金属，能够使用下述含碳非晶态金属，即：以铁(Fe)为主要成分，并分别以1wt％以上且10wt％以下的范围含有硅(Si)和铬(Cr)，进而以0.1wt％以上且5wt％以下的范围含有碳(C)的含碳非晶态金属。

另外，关于本实施方式的小型电子器件10的结构，其只要具备：至少具有柱状芯部110的磁芯100、以围绕柱状芯部110的外周面侧的方式配置的绕组线圈200、以及成形为仿照磁芯100和绕组线圈200的至少一部分形状并将它们覆盖的磁性壳体部300，便不限于图1所示的小型电子器件10A。

磁芯100例如可以仅由柱状芯部110构成，也可以如图1所例示由柱状芯部110和朝向与柱状芯部110轴向垂直的方向延伸的凸缘部120构成。另外，凸缘部120的配置位置或数量无特别限定，可以如图1所例示将凸缘部120仅设置在柱状芯部110的一端侧，也可以设置在柱状芯部110的两端，或者，还可以设置在柱状芯部110的轴向上的中央部附近位置处。

构成绕组线圈200的绕线210是利用绝缘膜包覆铜等导电性线材而成的部件，其可以是如图1所例示的扁线，也可以是圆线。另外，绕组线圈200可以通过将绕线210如图1所例示进行单层卷绕而构成，也可以通过多层卷绕而构成。另外，当绕线210为扁线时，可以采用如图1所例示以使扁线的剖面短边侧处于绕组线圈200的内径侧的方式卷绕的扁线立绕法(edge-wise)进行卷绕，也可以采用以使扁线的剖面长边侧处于绕组线圈200的内径侧的方式卷绕的扁线平绕法(flat-wise)进行卷绕。

另外，磁性壳体部300只要成形为仿照磁芯100和绕组线圈200的至少一部分的形状并将其覆盖即可，可以形成为如图1所例示仿照整个绕组线圈200和包含柱状芯部110的磁芯100的一部分形状并将其覆盖，也可以形成为仿照整个绕组线圈200和整个磁芯100的形状并将其覆盖。另外，如图1所例示，在磁芯100具有凸缘部120的情况下，通常优选凸缘部120的设置有绕组线圈200侧的面(图1所示的例子中为顶面120TP)也被磁性壳体部300覆盖。另外，在图1所示的例子中，磁性壳体部300将凸缘部120的四个侧面120S全部覆盖，但是也可以构成为凸缘部120的四个侧面120S不全被磁性壳体部300覆盖。

另外，从绕组线圈200抽出的绕线210的末端部分，(i)可以如图2所例示露出于小型电子器件10的外部(至少小型电子器件10的安装面(图2中为底面120BT))并构成外部电极，(ii)也可以通过被磁性壳体部300覆盖而完全不露出于小型电子器件10的外部，或者，(iii)还可以露出于小型电子器件10的外部(仅指小型电子器件10的安装面以外的部分)。但是，在(ii)和(iii)的情况下，绕线210的末端部分通常尤其优选与作为由铜等导电性部件构成的外部电极发挥作用的辅助端子相连接。另外，绕线210中的与辅助端子相连接部分的绝缘膜被预先去除。

另外，本实施方式的小型电子器件，也可以根据需要而将至少作为外部电极发挥作用的部分以外的其他部分利用涂膜(coating film)进行涂层处理。另外，涂膜通常形成为将磁性壳体部300的表面覆盖。作为涂膜的成膜中所使用的涂布剂，例如可以举出环氧树脂涂层、氟涂层、聚酰胺酰亚胺树脂涂层类、硅改性环氧树脂涂层、聚对亚苯基二甲基涂层等。

图3是表示本实施方式的小型电子器件的其他例子的立体图，在图3中，以虚线图示磁性壳体部300，以实线图示被磁性壳体部300覆盖的磁芯100和绕组线圈200A。除凸缘部120的侧面没有被磁性壳体部300覆盖之外，图3所示的小型电子器件10B(10)具有与图1所示的小型电子器件10A相同的结构，小型电子器件10B(10)的磁性壳体部300的四个侧面设置成与凸缘部120的四个侧面120S大致处于同一平面。

图4是表示本实施方式的小型电子器件的其他例子的剖视图。图4所示的小型电子器件10C(10)的磁芯100和绕组线圈200A与图1、2所示的小型电子器件10A相同。但是，图4所示的小型电子器件10C，在具有将图1、2所示的小型电子器件10A中的绕线210的引出部202、204分割成两个部分的结构这一点上不同于图1、2所示的小型电子器件10A。即，在图4所示的小型电子器件10C中，绕线210的最末端210E位于凸缘部120的第一侧面120S1的上端附近处并与辅助端子220相连接。

在此，辅助端子220由主体部222、第一侧端部224、以及第二侧端部226构成，其中，主体部222设置成紧贴着凸缘部120的底面120BT从凸缘部120的第一侧面120S1侧朝向第二侧面120S2侧延伸，第一侧端部224设置成紧贴着第一侧面120S1从主体部222的处于第一侧面120S1侧的端部延伸至第一侧面120S1的上端侧为止，第二侧端部226设置成紧贴着第二侧面120S2从主体部222的处于第二侧面120S2侧的端部延伸至第二侧面120S2的上端侧为止。该辅助端子220在第一侧端部224的上端侧与绕线210的最末端210E相连接，并且，主体部222作为与形成于配线基板上的配线相连接的外部电极发挥作用。

另外，磁性壳体部300将除了凸缘部120的底面120BT以及配置在底面120BT侧的辅助端子220的主体部222以外的其他部分覆盖。即，绕线210的末端部分并未露出于小型电子器件10C的外部。另外，通过利用磁性壳体部300将辅助端子220的位于两端的第一侧端部224和第二侧端部226包覆，从而将辅助端子220固定在凸缘部120的底面120BT上。

图5和图6是表示本实施方式的小型电子器件的其他例子的立体图。在此，图5中示出小型电子器件的外观立体图，图6是表示图5所示的小型电子器件的内部结构的立体图，在该图6中，以虚线表示磁性壳体部，以实线图示被磁性壳体部覆盖的磁芯和绕组线圈。

在图5和图6所示的小型电子器件10D(10)中，绕线210的两末端部露出于小型电子器件10D的外部(磁性壳体部300)的侧面，并与辅助端子230相连接。辅助端子230具有底面部232、侧面部234、以及固定部236，其中，底面部232紧贴着小型电子器件10D的底面(凸缘部120的底面120BT)而设置且作为外部电极发挥作用，侧面部234设置为以垂直于底面部232的方式从底面部232立起并紧贴着小型电子器件10D的侧面(磁性壳体部300的侧面)，固定部236是通过将侧面部234的上端侧朝向下方弯折而形成，从而将绕线210的末端部夹持固定在该固定部236与侧面部234之间。在此，辅助端子230通过粘接剂等固定在凸缘部120的底面120BT上。另外，绕线210的末端部通过压接、焊接(激光焊接、弧焊、超声波焊接等)或锡焊等方式与辅助端子230相连接。另外，两个辅助端子230中的一个辅助端子230(图6中右侧的辅助端子230)的侧面部234的高度比另一个辅助端子230(图6中左侧的辅助端子230)的侧面部234的高度低。

磁芯100与图1所例示的磁芯相同。另外，绕组线圈200B(200)是通过将为扁线的绕线210以扁线平绕方式进行卷绕而形成，并且沿着柱状芯部110的轴向卷绕成两层。另外，磁性壳体部300设置成将整个绕组线圈200B、磁芯100的柱状芯部110以及凸缘部120的顶面120TP及四个侧面120S覆盖。

本实施方式的小型电子器件10是表面安装用的电子器件，其能够用作例如电感器、变压器、滤波器等。但是，如电抗器这样的大型且无需与表面安装中所使用的配线基板连接使用这一用途中的利用情况除外。另外，小型电子器件10的质量为0.01g～100g左右(更优选0.05g～80g)，体积为10mm³～100000mm³左右(更优选50mm³～10000mm³)。

<电子线路板>

本实施方式的电子线路板至少具备配线形成图形的配线基板和通过锡焊与配线相连接的本实施方式的小型电子器件10。当配线基板为无柔软性的刚性基板时，作为构成配线基板的基板，能够举出：(i)纸张浸渍酚醛树脂而得到的酚醛纸基板、(ii)纸张浸渍环氧树脂而得到的环氧纸基板、(iii)将切齐的玻璃纤维堆叠并浸渍于环氧树脂、或者将玻璃纤维制的布的堆叠物浸渍于环氧树脂而得到的环氧玻璃布基板、(iv)氧化铝等的陶瓷基板、(v)将上述(i)～(iv)所例示的刚性基板的两种以上组合并进行层压而得到的复合基板等。

另外，当配线基板为具有柔软性的柔性基板时，能够举出聚酰亚胺薄膜、聚酯薄膜等的树脂薄膜。另外，配线通常由铜构成，配线的图形形成是利用减成法(subtractive process)或加成法(additive process)等实施，其中，减成法是指从贴有铜箔的基板上除去不需要的部分后形成具有规定图形的配线的方法，加成法是指对不想形成图形的部分进行掩蔽处理后利用电镀法或蒸镀法等公知的成膜法形成配线的方法。

另外，通常在配线上除了连接本实施方式的小型电子器件10以外进而还连接有其他的电子器件。作为其他的电子器件，根据电子线路板的目的、用途而使用一个以上公知的电子器件，作为这样的电子器件，可以举出例如本实施方式的小型电子器件10以外的具备绕组线圈的电子器件、电容器、IC芯片等半导体元件、电阻元件、二极管、发光元件、受光元件等。

<小型电子器件的制造方法>

本实施方式的小型电子器件10使用成形模进行制造。具体而言，能够至少经过成形工序而制造本实施方式的小型电子器件10，在该成形工序中，通过在成形模的内部所形成的空间内配置包含磁芯100和绕组线圈200的被覆盖部件，并填充混合含有磷酸酯类表面活性剂、磁性粉末及树脂的未固化状态的磁性材料，从而成形将被覆盖部件覆盖的磁性材料的形状，其中，磁芯100至少具有柱状芯部110，绕组线圈200配置成围绕柱状芯部110的外周面侧并且是将绕线210卷绕而形成。

另外，在成形工序中，成形模的内壁面与被覆盖部件之间的最小间隙优选为0.8mm以下，更优选为0.5mm以下。由此，容易使制造出的小型电子器件10的尺寸进一步小型化或实现复杂的结构、形状。最小间隙的下限无特别限制，但是，当最小间隙过小时，不仅会容易产生磁性壳体部300的剥离或缺口等，而且在将磁性材料填充至成形模内时也容易发生填充不良的情况，因此实用上优选为0.1mm以上。

另外，所谓的成形模的内壁面与被覆盖部件之间的“间隙”，是指在制造的小型电子器件10中以利用磁性壳体部300将被覆盖部件覆盖为目的而有意形成的间隙。

在此，未固化状态的磁性材料的调制尤其优选按照以下顺序实施。

首先，经过将磁性粉末、磷酸酯类表面活性剂及溶剂混合的第一混合工序来制作第一混合物。接着，经过将第一混合物和树脂混合的第二混合工序来制作第二混合物。作为成形工序中所使用的未固化状态的磁性材料，可以直接使用该第二混合物，也可以在进行干燥处理除去第二混合物中所含的溶剂之后再使用。但是，当直接使用含有溶剂的第二混合物作为未固化状态的磁性材料时，在成形工序中，将未固化状态的磁性材料填充到成形模内之后，需要在固化前进行干燥处理而除去溶剂。另外，作为溶剂，可以适当地使用丙酮、MEK(甲乙酮)、乙醇、α-萜品醇、IPA(异丙醇)等公知的有机溶剂。

另外，通过实施第一混合工序，磷酸酯类表面活性剂的磷酸基吸附在磁性粉末的表面。由此，能够预先改善磁性粉末相对于树脂的浸润性。因此，在经过第二混合工序之后，能够防止磁性粉末(尤其是小粒径的磁性粉末)的凝聚，从而提高磁性粉末相对于树脂的分散性。因此，与使用现有的仅由磁性粉末和树脂构成的磁性材料的情况相比，在成形工序中，由于能够提高未固化状态的磁性材料的流动性，因此能够改善模制成形性，并且在形成为小型电子器件的状态下，能够改善耐电压特性或防生锈能力等。

图7是表示本实施方式的小型电子器件的制造方法的一例的模式图，具体而言是表示制造图1所示小型电子器件10A时的成形工序的一例的图。在图7所示的例子中，在由多个部件构成的成形模500的内部所形成的空间S内配置有被覆盖部件400。该被覆盖部件400与将图1中所示的磁芯100和绕组线圈200A组合后的部件相同。另外，成形模500由呈筒状的第一模体510、第二模体520、以及第三模体530构成，其中，第一模体510具有沿上下方向贯通该第一模体510的中空部，第二模体520以将第一模体510的下侧开口部封住的方式配置，第三模体530经由第一模体510的上侧开口部而配置于第一模体510内。该第三模体530的平面形状、尺寸与第一模体510的上端侧开口部的平面形状、尺寸相同。

另外，第二模体520还作为载置被覆盖部件400的载置台而发挥作用，用于载置被覆盖部件400的载置面520TP具有与被覆盖部件400的底面形状对应的凹凸形状。另外，在第二模体520的中央部设置有通气孔522，以在将未固化状态的磁性材料(未固化磁性材料310)填充到成形模500的内部所形成的空间S内时，能够将空间S内预先存在的空气排出至空间S外。另外，在图7所示的例子中，第二模体520与第一模体510是分开独立的部件，但第一模体510和第二模体520也可以是呈一体地形成的部件。

在此，在制造小型电子器件10A时，首先，将被覆盖部件400载置于由第一模体510和第二模体520构成的剖面呈U字形的模壳的底面(载置面520TP)上，其中，第二模体520以将第一模体510的下侧开口部封住的方式配置。另外，在图7所示的例子中，位于第一侧面120S1侧及第二侧面120S2侧的绕线210的表面210S与第一模体510的内壁面510W之间所形成的空隙为最小间隙Cmin，其中，第一侧面120S1和第二侧面120S2是构成被覆盖部件400的磁芯100的凸缘部120的侧面。但是，最小间隙Cmin的形成位置并不限于图7所示的例子。

接着，将油灰(Putty)状的未固化磁性材料310填充到由第一模体510和第二模体520构成的剖面呈U字形的模壳内的空间S内。另外，未固化磁性材料310是从第一模体510的上端侧开口部被填充至空间S内。接着，以将填充至空间S内的未固化磁性材料310覆盖的方式，使第三模体530经由第一模体510的上端侧开口部而配置于第一模体510内。此时，在向由第一模体510和第二模体520构成的剖面呈U字形的模壳内填充了未固化磁性材料310之后，通过将第三模体530压入模壳内，能够在施加3MPa以下的低压的状态下成形磁性壳体部300(所谓的低压成形)。该情况下，填充前后的磁性材料310的形状发生变化，但体积几乎不变。由此，在成形模500的内部所形成的空间S内，利用未固化磁性材料310以仿照被覆盖部件400形状的方式将被覆盖部件400覆盖，并且成形磁性壳体部300的形状。另外，在未固化磁性材料310还含有溶剂的情况下，只要在使被填充至由第一模体510和第二模体520构成的剖面呈U字形的模壳内的空间S内的未固化磁性材料310充分干燥之后将第三模体530配置到第一模体510内即可。

另外，在图7所示的成形工序中，第三模体530的平面形状、尺寸与第一模体510的上端侧开口部相同。但是，第三模体530的平面方向的尺寸也可以是比第一模体510的上端侧开口部大一圈的尺寸。在为后者尺寸的情况下，在将未固化磁性材料310以从第一模体510的上端侧开口部溢出少许这一程度填充至由第一模体510和第二模体520构成的剖面呈U字形的模壳内的空间S内之后，以将从开口部溢出的剩余的未固化磁性材料310向周围挤出，并且将第一模体510的上端侧开口部封住的方式配置第三模体530即可。

另外，在成形工序中也可以不使用第三模体530。该情况下，在将未固化磁性材料310以从第一模体510的上端侧开口部溢出少许这一程度填充至由第一模体510和第二模体520构成的剖面呈U字形的模壳内的空间S内之后，通过使用刀片等将从开口部溢出的剩余的未固化磁性材料310去除，从而能够成形(低压成形)可成为磁性壳体部300的部分的上面的形状。

可以与成形工序大致同时地使未固化磁性材料310热固化，也可以在成形工序结束后从成形模500中取出被调整成与磁性壳体部300相对应的形状的未固化磁性材料310所覆盖的被覆盖部件400之后，再使未固化磁性材料310热固化。通过热固化，形成由(固化后的)磁性材料构成的磁性壳体部300。热固化后，也可以根据需要而对磁性壳体部300的表面实施研磨处理等各种后续工序。由此，能够获得图1所示的小型电子器件10A。

【实施例】

以下，根据实施例对本发明进行说明，但本发明并不仅限于以下说明的实施例。

<磁性材料>

作为磁性材料，准备了表1所示的比较例1及实施例1～12所示组成的磁性材料。另外，磁性材料的调制中使用的磁性粉末、树脂及分散剂的详细情况如下。另外，作为成形工序中所使用的未固化磁性材料310，使用了在将丙酮用作溶剂实施了第一混合工序和第二混合工序之后进行了干燥处理而得到的材料。

·磁性粉末

由Fe-Si-Cr及微量添加元素构成的磁性粉末和非晶态粉末的混合物、平均粒径：3μm～40μm

·树脂

环氧树脂(FC HARD A-2400K5、RESINOUS KASEI Co.,LTD)

·分散剂

磷酸酯类表面活性剂(Phosphanol RS-610((C12～15)链烷醇聚醚-6磷酸酯)、东邦化学工业株式会社)

<评价>

关于使用磁性材料制造的评价样品，对其模制成形性、防止磁性粉末脱落能力、外部电极粘接性、耐电压特性、防生锈能力、涂膜密合性、耐热性及热固化后强度进行了评价。

另外，各评价项目的评价样品的制造方法、试验方法及判断基准的详细情况如下。

(模制成形性)

模制成形性按照以下顺序评价。

首先，在实施了图7所示的成形工序后，通过在成形模500内使未固化磁性材料310热固化(热固化条件：约150℃、0.5小时)而制造了图1所示的小型电子器件10A。此时，使图7中所示的最小间隙Cmin在0.4mm～1.0mm范围内适当变化，制造了图1所示的小型电子器件10A。在制造了小型电子器件10A之后，通过利用光学显微镜观察与图7中的最小间隙Cmin对应的图2中的最小厚度Tmin所在的部分，从而判断在实施成形工序时磁性材料是否被无缝(充分地)填充至呈最小间隙Cmin的空隙部分中。表1中所示的评价结果的判断基准如下。

-判断基准-

◎：Cmin在0.5mm以下的情况下，磁性材料也被无缝填充。

○：Cmin在超过0.5mm且0.8mm以下的范围内时，磁性材料被无缝填充。

×：Cmin在0.8mm以下的情况下，无法无缝填充磁性材料(存在填充不良)。

(防止磁性粉末脱落能力)

关于防止磁性粉末脱落能力，是通过对模制成形性评价中所使用的小型电子器件10A的磁性壳体部300表面部分中的、在实施成形工序时与第三模体530的内壁面530W接触的上面部分的表面粗糙度Ra进行测量而加以评价。在此，对于表面粗糙度Ra，使用表面粗糙度测量仪(Mitutoyo Corporation制、SV-3000)并在基准长度0.8mm、评价长度4.0mm的条件下进行测量。表1中所示的评价结果的判断基准如下所示。另外，同样条件下测量的第三模体530的内壁面530W的表面粗糙度Ra为0.1μm以下，其比磁性壳体部300的表面粗糙度Ra小很多。

-评价基准-

◎：表面粗糙度Ra小于1.6μm。

○：表面粗糙度Ra超过1.6μm且在6.3μm以下。

×：表面粗糙度Ra超过6.3μm。

(外部电极粘接性)

外部电极粘接性按照AEC-Q200标准进行评价。具体而言，将位于模制成形性评价中所使用的小型电子器件10A(其中，Tmin＝0.1mm)的底面的绕线210(外部电极)锡焊在假定是配线基板的配线的铜板上。接着，对固定在铜板上的小型电子器件10A，从图1中的X方向及Y方向的各方向持续施加17.7N(1.8kg)的负荷60秒。然后，利用光学显微镜观察负荷施加测试结束后的外部电极(绕线210)与磁芯100的凸缘部120之间的剥离状态。表1中所示的评价结果的判断基准如下。

-评价基准-

◎：完全没有剥离。

×：局部存在剥离、或者完全剥离。

(耐电压特性)

使用磁性材料制造圆盘状评价样品(直径12mm、厚度0.7mm)。另外，制造圆盘状评价样品时的热固化条件与制造评价模制成形性用的小型电子器件10A时的条件相同。接着，在圆盘状评价样品的两面安装电极并施加电压。然后，通过测量此时发生绝缘破坏的击穿场强，从而评价耐电压特性。表1中所示的评价结果的判断基准如下。

-评价基准-

◎：击穿场强在100V/mm以上。

○：击穿场强在70V/mm以上且小于100V/mm。

×：击穿场强小于70V/mm。

(防生锈能力)

使用磁性材料制造了块状评价样品(纵4mm、横4mm、厚2mm)。另外，制造块状评价样品时的热固化条件与制造评价模制成形性用的小型电子器件10A时的条件相同。接着，将块状评价样品放置在恒温恒湿槽中(温度：85℃、湿度：85％)，通过目视观察经过规定时间后有无生锈，由此评价防生锈能力。表1中所示的评价结果的判断基准如下。

-评价基准-

◎：经过500小时时没有生锈。

○：经过100小时时没有生锈。

×：经过100小时之前已生锈。

(涂膜密合性)

将模制成形性评价中所使用的小型电子器件10A浸渍于盛满涂布液(环氧类涂料)的涂布槽中进行浸渍涂布，并在180℃下进行加热处理，由此在小型电子器件10A的磁性壳体部300的表面上形成涂膜。接着，将形成有涂膜的小型电子器件10A在恒温恒湿槽中(温度：85℃、湿度：85％)保持168小时之后，在常温常湿下(温度：约25℃、湿度：约50％)放置约1～2小时，最后在回流焊炉(260℃、10秒)中通过三次。在此，目视观察通过回流焊炉三次后的样品而进行涂膜密合性的评价。另外，在进行目视观察时，对涂膜有无剥离以及剥离部分占整个涂布区域的面积比例(剥离率)进行评价。表1中所示的评价结果的判断基准如下。

-评价基准-

◎：完全没有涂膜的剥离(剥离率0％)。

○：观察到少许涂膜的剥离(剥离率超过0％且在约5％以下)。

×：明显观察到涂膜的剥离(剥离率超过约5％)。

(耐热性)

使用磁性材料制造了环形铁心状评价样品(外径：15mm、内径：10mm、厚度：1.5mm)。另外，制造环形铁心状评价样品时的热固化条件与制造评价模制成形性用的小型电子器件10A时的条件相同。在此，对于耐热性，是通过测量对环形铁心状评价样品进行加热试验前后的导磁率μ并算出以加热试验前的导磁率μ为基准值(0％)时的加热试验后的导磁率μ的变化率(％)而进行评价。表1中所示的评价结果的判断基准如下。另外，加热试验分为150℃下连续加热处理1000小时的情况和通过回流焊炉(260℃、5秒)五次的情况这两个标准。

-评价基准-

◎：导磁率μ的变化率在±18％以内。

×：导磁率μ的变化率小于-18％、或者超过+18％。

(热固化后强度)

制造与耐热性评价中所使用的样品相同的环形铁心状评价样品。接着，如图8所示，将环形铁心状评价样品600以其径向与垂直方向(纸面上下方向)一致的方式配置于两个金属制支撑台700R、700L上，该两个金属制支撑台700R、700L在水平方向上保持10mm的间隔D而配置。接着，按照朝向垂直方向下方V的方式使销710(不锈钢制、销前端的曲率半径R：0.5mm)以5mm/min的加压速度持续地按压配置于金属制支撑台700R、700L上的环形铁心状评价样品600的最顶面，由此进行抗折强度试验。在此，对于热固化后强度，通过测量抗折强度试验中的破坏强度而进行评价。表1中所示的评价结果的判断基准如下。

-评价基准-

◎：破坏强度在10N以上。

○：破坏强度在1N以上且小于10N。

×：破坏强度小于1N。

【表1】

另外，在实施例1～12中，即使改变磷酸酯类表面活性剂的种类或环氧树脂的种类，也获得了与实施例1～12大致相同的结果。但是，当在实施例1～12中将磷酸酯类表面活性剂置换为磷酸酯类以外的其他分散剂(例如聚羧酸类分散剂等)时，模制成形性、防止磁性粉末脱落能力、外部电极粘接性、耐电压特性、防生锈能力、涂膜密合性、耐热性及热固化后强度中的任意一个以上的特性变得不充分(评价为“×”)，无法同时满足上述所有特性。

Claims

1.一种小型电子器件，其特征在于，具备：

磁芯，其至少具有柱状芯部，

绕组线圈，其配置成围绕所述柱状芯部的外周面侧并且是将绕线卷绕而形成，以及

磁性壳体部，其使用混合含有磷酸酯类表面活性剂、磁性粉末及树脂的磁性材料而成形为仿照所述磁芯和所述绕组线圈的至少一部分的形状并将所述磁芯和所述绕组线圈的至少一部分覆盖。

2.如权利要求1所述的小型电子器件，其特征在于，

所述磁性壳体部的最小厚度为0.8mm以下。

3.如权利要求1或2所述的小型电子器件，其特征在于，

所述磁性壳体部的最小厚度为0.5mm以下。

4.如权利要求1～3中任意一项所述的小型电子器件，其特征在于，

所述磁性壳体部表面的表面粗糙度Ra为6.3μm以下。

5.如权利要求1～3中任意一项所述的小型电子器件，其特征在于，

所述磁性壳体部表面的表面粗糙度Ra为1.6μm以下。

6.如权利要求1所述的小型电子器件，其特征在于，

所述磁性壳体部成形为仿照整个所述绕组线圈和包含所述柱状芯部的所述磁芯的一部分的形状并将整个所述绕组线圈和包含所述柱状芯部的所述磁芯的一部分覆盖。

7.如权利要求1所述的小型电子器件，其特征在于，

所述磁芯具有所述柱状芯部和朝向与所述柱状芯部的轴向垂直的方向延伸的凸缘部。

8.一种电子线路板，其特征在于，

至少具备：配线形成图形的配线基板和通过锡焊与所述配线连接的权利要求1～7中任意一项所述的小型电子器件。

9.如权利要求8所述的电子线路板，其特征在于，

所述配线上进而连接有其他电子器件。

10.一种小型电子器件的制造方法，其特征在于，

至少经过成形工序而制造权利要求1～7中任意一项所述的小型电子器件，

在所述成形工序中，

通过在成形模的内部所形成的空间内配置包含磁芯和绕组线圈的被覆盖部件，并填充混合含有磷酸酯类表面活性剂、磁性粉末及树脂的未固化状态的磁性材料，从而成形将所述被覆盖部件覆盖的所述磁性材料的形状，其中，所述磁芯至少具有柱状芯部，所述绕组线圈配置成围绕所述柱状芯部的外周面侧并且是将绕线卷绕而形成。

11.如权利要求10所述的小型电子器件的制造方法，其特征在于，

在所述成形工序中，所述成形模的内壁面与所述被覆盖部件之间的最小间隙为0.8mm以下。