CN107533898A - 线圈部件及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供线圈部件及其制造方法。线圈部件具备：环状的芯；线圈，其卷绕于芯；以及安装用的电极端子，其与线圈连接，并且包含安装面。线圈是通过连接多个线材部件而形成的。电极端子具有向与安装面相反一侧的背面凹陷的凹部。线圈的线材部件与凹部的底部的背面连接。
Description
技术领域
本发明涉及线圈部件及其制造方法。
背景技术
以往，作为线圈部件，存在日本特开2006-165212号公报(专利文献1)所记载的线圈部件。线圈部件具有绝缘基材、埋入绝缘基材的芯、卷绕于芯的线圈以及经由引线布线与线圈连接的电极部。
专利文献1：日本特开2 006-165212号公报
然而，发现了若将上述以往的线圈部件安装于安装基板则存在以下问题。即，电极端子与线圈部件的电极部连接，在将电极端子经由焊锡安装于安装基板时，若焊锡因热冲击膨胀或者收缩，则电极端子受到焊锡的应力。其结果是，存在在电极端子与电极部间的连接部分产生损伤的担忧。即，电极端子与线圈间的导通被妨碍。
发明内容
因此，本发明的课题在于提供能够良好地维持线圈与电极端子间的导通的线圈部件及其制造方法。
为了解决上述课题，本发明的线圈部件具备：
环状的芯；
线圈，其卷绕于上述芯；以及
安装用的电极端子，其与上述线圈连接并且包含安装面，
上述线圈是通过连接多个线材部件而形成的，
上述电极端子具有向与上述安装面相反一侧的背面凹陷的凹部，
上述线圈的上述线材部件与上述凹部的底部的背面连接。
这里，线材部件并不是印刷布线，而是棒状部件。
根据本发明的线圈部件，电极端子具有向背面凹陷的凹部，线圈的线材部件与凹部的底部的背面连接。由此，在将电极端子的安装面经由焊锡安装于安装基板时，能够使凹部的底部与焊锡拉开距离。即，能够使凹部的底部与线材部件间的连接部分与焊锡拉开距离。由此，即便焊锡因热冲击膨胀或者收缩，也能够通过安装面与凹部的底部之间的部分吸收焊锡的应力，其结果是，能够抑制凹部与线材部件间的连接脱开。因此，能够良好地维持线圈与电极端子的导通。
另外，在线圈部件的一个实施方式中，上述线材部件焊接于上述凹部。
根据上述实施方式，线材部件被焊接，因此与焊锡接合相比，能够减少电阻。
另外，在线圈部件的一个实施方式中，
上述电极端子包含铜板与覆盖上述铜板的镀膜，
在上述凹部的上述底部的安装面侧，上述铜板从上述镀膜暴露。
根据上述实施方式，在凹部的底部的安装面侧，铜板从镀膜暴露，因此能够防止铜板氧化而焊锡润湿到凹部的底部。由此，能够使凹部的底部进一步切实地与焊锡拉开距离，在凹部的底部与线材部件间的连接部分处，能够进一步切实地避免焊锡的应力。
另外，在线圈部件的一个实施方式中，上述电极端子在上述凹部的开口侧的周边具有与安装基板连接的连接部。
根据上述实施方式，电极端子在凹部的开口侧的周边具有与安装基板连接的连接部。由此，在电极端子的连接部安装于安装基板时，电流在与凹部连接的线材部件和安装基板之间，在凹部的四周以放射状流动。因此，能够减少电阻。
另外，在线圈部件的一个实施方式中，
上述线圈部件具有收纳上述芯和上述线圈并且安装上述电极端子的外壳，
上述外壳具有供上述电极端子的上述凹部嵌入的孔部。
根据上述实施方式，由于外壳具有供电极端子的凹部嵌入的孔部，所以电极端子向外壳安装的安装强度变大。
另外，在线圈部件的一个实施方式中，线圈部件具备：
环状的芯；
线圈，其卷绕于上述芯；
安装用的电极端子，其与上述线圈连接并且包含安装面；以及
外壳，其覆盖上述芯和上述线圈，并且在底面具有孔部，
上述线圈是通过连接多个线材部件而形成的，
上述电极端子具有向与上述安装面相反一侧的背面凹陷的凹部，
上述电极端子的上述凹部配置为从上述底面侧嵌入上述外壳的上述孔部，
上述线圈的上述线材部件与上述凹部的底部的背面连接。
根据上述实施方式，电极端子具有向背面凹陷的凹部，线圈的线材部件与凹部的底部的背面连接。由此，在将电极端子的安装面经由焊锡安装于安装基板时，能够使凹部的底部与焊锡拉开距离。即，能够使凹部的底部和线材部件间的连接部分与焊锡拉开距离。由此，即便焊锡因热冲击膨胀或者收缩，也能够通过安装面与凹部的底部之间的部分吸收焊锡的应力，其结果是，能够抑制凹部与线材部件间的连接脱开。因此，能够良好地维持线圈与电极端子间的导通。另外，由于外壳具有供电极端子的凹部嵌入的孔部，所以电极端子向外壳安装的安装强度变大。
另外，在线圈部件的制造方法的一个实施方式中，线圈部件具备：
环状的芯；
线圈，其卷绕于上述芯，并且是通过连接多个线材部件而形成的；以及安装用的电极端子，其与上述线圈连接，包含安装面，并且具有向与上述安装面相反一侧的背面凹陷的凹部，其中，
在上述线圈的上述线材部件与上述凹部的底部的背面接触的状态下，从上述凹部的底部的安装面侧进行焊接，使上述线材部件与上述凹部的底部的背面连接。
根据上述实施方式，在线圈的线材部件与凹部的底部的背面接触的状态下，从凹部的底部的安装面侧进行焊接，使线材部件与凹部的底部的背面连接，因此焊接变容易。
另外，电极端子具有向背面凹陷的凹部，线圈的线材部件与凹部的底部的背面连接。由此，在将电极端子的安装面经由焊锡安装于安装基板时，能够使凹部的底部与焊锡拉开距离。即，能够使凹部的底部与线材部件间的连接部分与焊锡拉开距离。由此，即便焊锡因热冲击膨胀或者收缩，也能够通过凹部中的安装面与底部之间的部分吸收焊锡的应力，其结果是，能够抑制凹部与线材部件间的连接脱开。因此，能够良好地维持线圈与电极端子间的导通。
另外，在线圈部件的一个实施方式中，从上述凹部的底部的安装面侧进行激光焊接，使上述线材部件与上述凹部的底部的背面连接。
根据上述实施方式，由于从凹部的底部的安装面侧进行激光焊接，使线材部件与凹部的底部的背面连接，所以在电极端子包含铜板和覆盖铜板的镀膜时，在凹部的底部的安装面侧，铜板从镀膜暴露。由此，铜板氧化，能够防止焊锡润湿到凹部的底部。因此，能够使凹部的底部进一步切实地与焊锡拉开距离，在凹部的底部与线材部件间的连接部分处，能够进一步切实地避免焊锡的应力。
发明的效果
根据本发明的线圈部件，由于电极端子具有向背面凹陷的凹部，线圈的线材部件与凹部的底部的背面连接，所以在将电极端子的安装面经由焊锡安装于安装基板时，能够使凹部的底部与焊锡拉开距离，并且能够良好地维持线圈与电极端子间的导通。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施方式的线圈部件的上方立体图。
图2是线圈部件的下方立体图。
图3是表示线圈部件的内部的上方立体图。
图4是线圈部件的分解立体图。
图5是线圈部件的第一电极端子侧的剖视图。
图6是表示线圈与电极端子的连接状态的剖视图。
图7是表示线圈与电极端子的连接方法的剖视图。
图8A是第一电极端子的主视图。
图8B是第一电极端子的俯视图。
图8C是第一电极端子的侧视图。
具体实施方式
以下，通过图示的实施方式详细说明本发明。
(线圈部件的结构)
图1是表示本发明的一个实施方式的线圈部件的上方立体图。图2是线圈部件的下方立体图。图3是表示线圈部件的内部的上方立体图。图4是线圈部件的分解立体图。
如图1～4所示，线圈部件1具有外壳2、收纳于外壳2内的环状的芯3、相互对置地卷绕于芯3的第一线圈41和第二线圈42、以及安装于第一线圈41和第二线圈42的第一至第四铁氧体零件61～64。线圈部件1是共模扼流线圈。
外壳2具有底板部21与覆盖底板部21的箱状的盖部22。外壳2例如由陶瓷或者PPS等树脂构成。在底板部21设置有芯3。在底板部21设置有芯3，使芯3的中心轴线与底板部21正交。芯3的中心轴线是指芯3的内径孔部的中心轴线。从芯3的中心轴向观察，外壳2(底板部21和盖部22)的形状是矩形。在本实施方式中，外壳2的形状是正方形。此外，外壳2的形状也可以是长方形。
在底板部21安装有安装用的电极端子51～54。第一电极端子51与第二电极端子52位于底板部21的矩形的相互对置的2个角落，第三电极端子53与第四电极端子54位于底板部21的矩形的相互对置的2个角落。第一电极端子51与第三电极端子53相互对置，第二电极端子52与第四电极端子54相互对置。
电极端子51～54安装于底板部21的底面2a。在底板部21设置有贯通外壳2的外侧和内侧的孔部21a。电极端子51～54与孔部21a重叠，并且从孔部21a向外壳2的内侧暴露。电极端子51～54通过粘合固定于外壳2。
从中心轴向观察，芯3的形状(即，芯3的内周面和外周面的形状)是椭圆形(轨道形状)。从中心轴向观察，芯3包含沿长轴延伸并且对置的一对长边部分31、和沿短轴延伸并且对置的一对短边部分32。此外，芯3的形状也可以是圆形、长方形或者椭圆形。
芯3例如由金属芯或者铁氧体等陶瓷芯构成。芯3具有在中心轴向对置的2个端面。一个端面与底板部21的内表面对置。另一个端面与盖部22的内表面对置。芯3收纳于外壳2，其长轴方向与外壳2(底板部21)的一边方向一致。
第一线圈41在第一电极端子51与第二电极端子52之间卷绕于芯3。第一线圈41的一端与第一电极端子51连接。第一线圈41的另一端与第二电极端子52连接。
第二线圈42在第三电极端子53与第四电极端子54之间卷绕于芯3。第二线圈42的一端与第三电极端子53连接。第二线圈42的另一端与第四电极端子54连接。
第一线圈41和第二线圈42沿长轴方向卷绕，与芯3的短轴方向对置。即，第一线圈41卷绕于芯3的一个长边部分31，第二线圈42卷绕于芯3的另一个长边部分31。第一线圈41向芯3卷绕的卷绕方向与第二线圈42向芯3卷绕的卷绕方向为相反方向。第一线圈41的圈数与第二线圈42的圈数相同。
第一至第四铁氧体零件61～64例如由NiZn铁氧体、MnZn铁氧体等磁性体构成。铁氧体零件61～64形成为筒状，配置于外壳2的四个角落。铁氧体零件61～64彼此的轴线与芯3的中心轴线平行。铁氧体零件61～64位于芯3的径向外侧。
第一铁氧体零件61位于第一线圈41的一端侧(第一电极端子51侧)。第二铁氧体零件62位于第一线圈41的另一端侧(第二电极端子52侧)。第三铁氧体零件63位于第二线圈42的一端侧(第三电极端子53侧)。第四铁氧体零件64位于第二线圈42的另一端侧(第四电极端子54侧)。
第一线圈41是由多个线材部件例如通过激光焊接、点焊、焊锡接合等连接而成的。多个线材部件并非印刷布线，是棒状部件。线材部件可以具有刚性，或者也可以具有挠性。多个线材部件包含折弯成大致U字状的折弯线材部件410、和大致直线状延伸的直线线材部件411、412、413。第一线圈41从一端至另一端依次包含第一直线线材部件411、第二直线线材部件412、多组(在本实施方式中为5组)折弯线材部件410和第三直线线材部件413、以及第一直线线材部件411。第一、第二、第三直线线材部件411、412、413的长度互不相同。
线材部件410～413例如是聚酰胺酰亚胺铜线，具有铜线和覆盖铜线的绝缘涂层。绝缘涂层的厚度例如是0.02mm～0.04mm。另外，绝缘涂层被绝缘外套覆盖，绝缘外套的材料是聚酰胺酰亚胺树脂。
折弯线材部件410和第三直线线材部件413例如通过激光焊接、点焊、焊锡接合等交互连接。在折弯线材部件410的一端连接第三直线线材部件413的一端，将第三直线线材部件413的另一端与其他折弯线材部件410的一端连接。通过反复进行该连接，多个折弯线材部件410和第三直线线材部件413以螺旋状卷绕于芯3。即，通过1组折弯线材部件410和第三直线线材部件413，构成1圈的单位元件。第一线圈41在芯3上卷绕有5圈。
在第一铁氧体零件61和第二铁氧体零件62插入有第一直线线材部件411。插入第一铁氧体零件61的第一直线线材部件411与第一电极端子51连接。被插入第二铁氧体零件62的第一直线线材部件411与第二电极端子52连接
与第一线圈41相同，第二线圈42由多个线材部件构成。即，第二线圈42从一端至另一端依次包含第一直线线材部件421、第二直线线材部件422、多组(在本实施方式中为5组)折弯线材部件420和第三直线线材部件423、以及第一直线线材部件421。折弯线材部件420和第三直线线材部件423交替连接、卷绕于芯3。第二线圈42在芯3上卷绕有5圈。第一直线线材部件421插入第三铁氧体零件63和第四铁氧体零件64。
图5是线圈部件1的第一电极端子51侧的剖视图。在图5中，省略描绘第一铁氧体零件61。以下，对第一电极端子51进行说明，但第二至第四电极端子52～54也相同，因此省略其说明。
如图5所示，第一电极端子51具有安装面150a以及安装面150a的相反侧的背面150b。安装面150a成为安装于安装基板的面。
第一电极端子51具有向背面150b侧凹陷的凹部150。凹部150具有底部151和设置于底部151四周的周壁部152。第一电极端子51在凹部150的开口侧的周边具有连接部155。连接部155与安装基板连接。
第一线圈41的第一直线线材部件411与凹部150的底部151的背面150b侧连接。第一直线线材部件411的端面焊接于凹部150。作为焊接，例如有激光焊接、点焊。
这里，第一电极端子51包含例如铜板和覆盖铜板的镀膜。镀膜例如是Ni/Sn镀层。而且，若从凹部150的底部151的安装面150a侧进行激光焊接，则在凹部150的底部151的安装面150a侧，铜板从镀膜暴露。
第一电极端子51的凹部150从底面2a侧被嵌入外壳2的孔部21a。此时，凹部150的底部151位于外壳2的内侧。凹部150的周壁部152与孔部21a的内表面卡止。
根据上述线圈部件1，第一电极端子51具有凹部150，第一线圈41的第一直线线材部件411与凹部150的底部151的背面150b侧连接。由此，如图6所示，在将第一电极端子51的安装面150a经由焊锡W安装于安装基板S时，能够使凹部150的底部151与焊锡W拉开距离。即，能够使凹部150的底部151和第一直线线材部件411间的连接部分P与焊锡W拉开距离。由此，即便焊锡W因热冲击膨胀或者收缩，也能够通过凹部150中的安装面150a与底部151之间的部分(即，凹部150的周壁部152)吸收焊锡W的应力，其结果是，能够抑制凹部150与第一直线线材部件411间的连接脱开。因此，能够良好地维持第一线圈41与第一电极端子51间的导通。
另外，即便第一直线线材部件411加粗而刚性变大，也能够通过凹部150处的安装面150a与底部151之间的部分(即，凹部150的周壁部152)吸收焊锡W的应力，能够抑制焊锡W的破裂。
根据上述线圈部件1，由于第一直线线材部件411焊接于凹部150，所以，与焊锡接合相比，这么做能够减少电阻。这里，在凹部150的底部151的安装面150a侧，铜板从镀膜暴露时，铜板氧化，能够防止焊锡W润湿到凹部150的底部151这种情况出现。由此，能够使凹部150的底部151进一步切实地与焊锡W拉开距离，在凹部150的底部151与第一直线线材部件411间的连接部分P处，能够进一步切实地避免焊锡W的应力。
根据上述线圈部件1，第一电极端子51在凹部150的开口侧的周边具有与安装基板S连接的连接部155。由此，在第一电极端子51的连接部155安装于安装基板S时，电流在与凹部150连接的第一直线线材部件411和安装基板S之间，在凹部150四周放射状地流动。因此，能够减少电阻。
根据上述线圈部件1，由于外壳2具有供第一电极端子51的凹部150嵌入的孔部21a，所以第一电极端子51向外壳2安装的安装强度变大。
此外，就第二至第四电极端子52～54与第一直线线材部件411、421而言，也起到相同效果。
(线圈部件的制造方法)
接下来，说明线圈部件1的制造方法。
如图7所示，在第一线圈41的第一直线线材部件411与凹部150的底部151的背面150b接触的状态下，从凹部150的底部151的安装面150a侧进行焊接，使第一直线线材部件411与凹部150的底部151的背面150b侧连接。
具体叙述则是，将激光焊接机100配置于凹部150的底部151的安装面150a侧，从激光焊接机100向凹部150的底部151的安装面150a侧射出激光L，将第一直线线材部件411激光焊接于凹部150的底部151。除激光焊接以外，也可以是点焊等。
此外，针对第二至第四电极端子52～54，也与第一电极端子51相同，因此省略其说明。
这里，将第一电极端子51从底面2a侧嵌入外壳2的孔部21a，然后从凹部150的底部151的安装面150a侧进行焊接，将第一直线线材部件411与凹部150的底部151的背面150b侧连接。这样的话，在焊接时污染物不会进入外壳2的内部。
此外，也可以是，将第一直线线材部件411与凹部150的底部151的背面150b侧连接，然后将第一电极端子51嵌入外壳2的孔部21a。这样的话，能够在确认第一直线线材部件411与凹部150间的连接后，将它们组装于外壳2。
如图4所示，组装芯3与线圈41、42的工序、将芯3和线圈41、42收纳于外壳2内的工序，也可以是位于连接第一直线线材部件411与第一电极端子51的工序之前或之后。
根据上述线圈部件1的制造方法，在第一线圈41的第一直线线材部件411与凹部150的底部151的背面150b形成了接触的状态下，从凹部150的底部151的安装面150a侧进行焊接，使第一直线线材部件411与凹部150的底部151的背面150b侧连接，因此，焊接变得容易。另外，如上述所述，这样制造的线圈部件1能够吸收焊锡W的应力，抑制凹部150与第一直线线材部件411间的连接脱开。
这里，在第一电极端子51包含铜板和覆盖铜板的镀膜时，若从凹部150的底部151的安装面150a侧进行激光焊接，使第一直线线材部件411与凹部150的底部151的背面150b侧连接，则在凹部150的底部151的安装面150a侧，铜板从镀膜暴露。由此，暴露的铜板的表面氧化成为氧化铜，能够防止焊锡W润湿到凹部150的底部151。因此，如上述所述，在凹部150的底部151与第一直线线材部件411间的连接部分P处，能够进一步切实地避免焊锡W的应力。
此外，就第二至第四电极端子52～54与第一直线线材部件411、421而言，也起到相同效果。
(电极端子的具体结构)
图8A是第一电极端子的主视图。图8B是第一电极端子的俯视图。图8C是第一电极端子的侧视图。
如图8A～8C所示，第一电极端子51不仅具有凹部150和连接部155，而且具有从连接部155向上方立起的立起部156。与连接部155相同，立起部156通过粘合而固定于外壳2。并且，在通过焊锡使连接部155与安装基板连接时，焊锡能够润湿立起部156，并且能够提高连接的可靠性。
对第一电极端子51的材料与尺寸的一个例子进行说明。作为材料，在母材使用磷青铜，在表面处理使用Ni镀层(厚度2μm)和Sn镀层(无光泽、厚度3μm)。立起部156的从安装面150a起算的高度H1是2mm，凹部150的从安装面150a起算的高度H2是0.4mm。连接部155的宽度W1是5.1mm，连接部155的长度L1是6.8mm。凹部150的底部151的宽度W2是2.1mm，凹部150的底部151的长度L2是2.1mm。第一电极端子51的厚度是0.2mm。
此外，就第二至第四电极端子52～54而言，也与第一电极端子51相同，因此省略其说明。电极端子的结构并不限定于上述结构。
此外，本发明并不限定于上述实施方式，能够在不脱离本发明的主旨的范围进行设计变更。
附图标记说明：
1…线圈部件；2…外壳；2a…底面；21…底板部；21a…孔部；22…盖部；3…芯；31…长边部分；32…短边部分；41…第一线圈；410…折弯线材部件；411～413…第一至第三直线线材部件；42…第二线圈；420…折弯线材部件；421～423…第一至第三直线线材部件；51～54…第一至第四电极端子；61～64…第一至第四铁氧体零件；150…凹部；150a…安装面；150b…背面；151…底部；152…周壁部；155…连接部；156…立起部；P…连接部分；S…安装基板；W…焊锡。
Claims (8)
1.一种线圈部件，其中，具备：
环状的芯；
线圈，其卷绕于所述芯；以及
安装用的电极端子，其与所述线圈连接，并且包含安装面，
所述线圈是通过连接多个线材部件而形成的，
所述电极端子具有向与所述安装面相反一侧的背面凹陷的凹部，
所述线圈的所述线材部件与所述凹部的底部的背面连接。
2.根据权利要求1所述的线圈部件，其中，
所述线材部件焊接于所述凹部。
3.根据权利要求1或2所述的线圈部件，其中，
所述电极端子包含铜板和覆盖所述铜板的镀膜，
在所述凹部的所述底部的安装面侧，所述铜板从所述镀膜暴露。
4.根据权利要求1～3中的任一项所述的线圈部件，其中，
所述电极端子在所述凹部的开口侧的周边具有与安装基板连接的连接部。
5.根据权利要求1～4中的任一项所述的线圈部件，其中，
所述线圈部件具有收纳所述芯和所述线圈并且安装所述电极端子的外壳，
所述外壳具有供所述电极端子的所述凹部嵌入的孔部。
6.一种线圈部件，其中，具备：
环状的芯；
线圈，其卷绕于所述芯；
安装用的电极端子，其与所述线圈连接，并且包含安装面；以及
外壳，其覆盖所述芯和所述线圈，并且在底面具有孔部，
所述线圈是通过连接多个线材部件而形成的，
所述电极端子具有向与所述安装面相反一侧的背面凹陷的凹部，
所述电极端子的所述凹部配置为从所述底面侧嵌入所述外壳的所述孔部，
所述线圈的所述线材部件与所述凹部的底部的背面连接。
7.一种线圈部件的制造方法，所述线圈部件具备：
环状的芯；
线圈，其卷绕于所述芯，是通过连接多个线材部件而形成的；以及
安装用的电极端子，其与所述线圈连接，包含安装面，并且具有向与所述安装面相反一侧的背面凹陷的凹部，其中，
在所述线圈的所述线材部件与所述凹部的底部的背面接触的状态下，从所述凹部的底部的安装面侧进行焊接，使所述线材部件与所述凹部的底部的背面连接。
8.根据权利要求7所述的线圈部件的制造方法，其中，
从所述凹部的底部的安装面侧进行激光焊接，使所述线材部件与所述凹部的底部的背面连接。
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