CN1755847B - 面安装线圈部件和安装了该面安装线圈部件的基板 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种Q特性优良而且电极部的贴合强度大、连接可靠性高的面安装线圈部件和安装了该线圈部件的基板。面安装线圈部件(10)，其电极部在鼓形芯(1)的两个凸缘部(3a、3b)的底面(15a、15b)、以及从该底面延伸到端面(11a、11b)及两个侧面的一部分上的迂回部分(K)上设置了内部电极(6a、6b)，使线圈导体(4)的端部(4a、4b)导电接合在内部电极上，覆盖在上述端面(11a、11b)以及上述两个侧面上的迂回部分的上端侧(J)地设置了中间电极(7a、7b)，留出截面为大致U字形的内部电极露出部(14a、14b)，从该内部电极露出部(14a、14b)的表面到中间电极(7a、7b)的表面设置了电镀导体膜(9a、9b)。
Description
技术领域
本发明涉及一种外观为大致长方体形状的具有直接配置在芯上的电极构造的面安装线圈部件和安装了该面安装线圈部件的基板。
背景技术
在面安装线圈部件中，图4的剖面图所示的产品外观是大致长方体形状(片形)，至少在两个端部为大致四边形截面的柱形芯21(典型的是在卷芯部2的两端具有大致四边形截面的凸缘3a、3b的鼓形芯1)的两个端部侧具有直接配置在芯上的电极构造。在缠绕在卷芯部2上的绕线4的线圈部分模封了封装树脂5的扼流圈等面安装线圈部件20适于自动安装，例如，利用回流焊接(reflow soldering)安装固定在安装基板25(印刷布线基板)的电极焊盘26a、26b上。
如果关注上述现有的面安装线圈部件20的电极构造，则典型的是如下这样的电极构造(2个端子)，即，设置直接配置的内部电极6a、6b，使得覆盖在截面为四边形的柱形芯21的与芯轴垂直的两端侧的端面5a、5b以及该端面5a、5b四周的4个表面(在鼓形芯1的凸缘部3a、3b的底面、上面以及侧面)上并成盖状覆盖，在上述内部电极上接合绕线4的端部4a、4b，进而，模封封装树脂5，接着，形成中间电极7a、7b，最后，形成电镀导体膜的外部电极8a、8b，使得覆盖整个上述中间电极7a、7b。另外，该电极构造从外观上看，内部电极8a、8b分别形成得很宽，遍及端面5a、5b和与其相邻的4个表面，因此，以下把该构造称为5面电极构造。
上述面安装线圈部件20，其外部电极8a、8b的底面侧部分(一个面)用焊锡22焊接在安装基板25上，并且在外部电极8a、8b的端面或者侧面，从安装基板25的电极部26a、26b形成焊锡堆积(焊角(solder fillet)23)，从而进行导电固定。
作为与面安装线圈部件的电极构造有关的公知文献，在下述的[专利文献1]中，记载了通过以下方法提高了连接可靠性的电极构造的线圈部件30，即，如图5A的剖面图以及图5B的立体图所示，设置盖形的内部电极6a、6b(由基底层61和上层62构成)，使得整体覆盖鼓形芯1两端的方形凸缘3a、3b的4个表面以及端面，使缠绕在卷芯部2上的绕线4的端部4a、4b接合在上述内部电极上(图5A、图5B中是凸缘部分3a、3b的上面侧)，模封封装树脂5，除了上述内部电极6的端面侧的一部分(中间电极非形成部分6e)之外都设置中间电极7a、7b，进而，从上述中间电极7a、7b的表面到中间电极非形成部分6e的表面，在5个面上设置外部电极8a、8b。
另外，作为与几乎仅在一个面(用焊锡接合到安装基板上的一面)设置外部电极的单面电极构造的线圈部件有关的公知文献，在下述的[专利文献2]中，作为“片式可变电感元件”，记载了图6A的侧视图、图6B的正视图所示的面安装线部件40，在第2页右上栏的第3行～同一页左下栏的第4行中，记载了其电极构造和向安装基板安装的安装方法。即，图6A、图6B的片式可变电感元件40在设置于凸缘部32a、32b的底面侧的绝缘层34a、34b的下面层叠地设置有(外部)电极35a、35b，在该(外部)电极35a、35b上分别连接着线圈36的两端。而且，该(外部)电极35a、35b用焊锡焊接在安装基板(印刷布线基板)25上的预定图形(电极焊盘26a、26b)上。
[专利文献1]日本特开2000-306757号公报
[专利文献2]日本特开昭58-124213号公报
发明内容
关于面安装线圈部件，从提高作为其电抗X与电阻R之比的Q(品质因数)特性方面出发，希望尽可能减小电极面积，使得电极面积成为用焊锡贴合地安装在其安装基板上的区域(凸缘部的底面侧的一个面)的程度。因此，增大在面安装线圈部件中广泛使用的设置在鼓形芯的凸缘部上的外部电极的面积，使得遍及5个面，将造成芯内部的磁场变化，在接近电极面的区域产生涡流，作为电感的Q特性劣化。
另一方面，在上述现有的面安装线圈部件20、30中，如果从电极构造和安装强度的观点出发，则一般由Ag电极(烧制加入玻璃料的银浆而形成)构成的直接配置在芯上的内部电极6a、6b与一般由树脂Ag电极(印刷加入固化型树脂的导电浆料并干燥而成)形成的中间电极7a、7b的贴合强度低，因此，在外部电极8a、8b的面积小的情况下，在安装到基板上以后，当受到冲击或者被施加载荷时，在双方的界面(特别是图4中的焊角23附近的界面S)上有可能发生电极剥落，从而安装强度降低。即，为了提高Q特性而减少电极面积(做成单面电极构造)，在安装强度方面易于引起电极剥落。
关于这一点，由于现有的面安装线圈部件20、30的电极构造是其内部电极6a、6b，中间电极7a、7b和外部电极8a、8b一起整个覆盖鼓形芯1的凸缘部3a、3b的端面和上下左右的4个表面的电极构造(5面电极构造)，因此，因为贴合面积形成得大，故即使贴合强度降低也会由贴合面积补偿，其结果是处于能够得到标准安装强度以上的强度的状态。
另外，现有的面安装线圈部件40的电极构造，与外部电极的贴合强度弱，要求改善其贴合强度。
今后，重要的是减少电极面积，提高面安装线圈部件的Q特性，并且提高外部电极的贴合强度，确保安装强度。
本发明就是鉴于上述情况而做出的，目的在于提供具有在用焊锡焊接到安装基板上后，对于冲击，电极部难以剥落，外部电极的贴合强度高，安装可靠性提高了的单面电极构造的面安装线圈部件。
另外，本发明的目的在于提供安装了上述优良的面安装线圈部件的基板，提供由于用焊角接合成为外部电极的导体膜，因此界面贴合性好，能够防止由冲击或者载荷引起的电极部剥落的、耐久性良好的基板。
为了达到上述目的，本发明的方案如下。
(1)通过提供具有以下特征的面安装线圈部件解决上述课题。即，该面安装线圈部件，在芯的两个端部附近的底面、以及从该底面延伸到端面及两个侧面的一部分上的迂回部分上，分别设置有直接配置的内部电极；设置有中间电极，该中间电极从上述内部电极覆盖在上述芯的两个端部的一个侧面上的迂回部分的上端侧，经由上述内部电极覆盖在上述芯的两个端部的端面上的迂回部分的上端侧，到上述内部电极覆盖在上述芯的两个端部的另一个侧面上的迂回部分的上端侧覆盖上述底面的内部电极；并且设置有侧面从上述中间电极露出来的内部电极露出部；而且，设置有从上述内部电极露出部的表面到上述中间电极的表面连续的导体膜。
(2)通过提供芯是柱形芯的(1)所记载的面安装线圈部件，解决上述课题。
(3)通过提供具有以下特征的(1)所记载的面安装线圈部件，解决上述课题。即，芯是鼓形芯，在该鼓形芯的两个凸缘部的底面、以及从该底面延伸到端面及两个侧面的一部分上的迂回部分上，分别设置有直接配置的内部电极；使缠绕在上述鼓形芯的卷芯部上的线圈导体的端部导电接合在上述内部电极上；设置有中间电极，该中间电极从上述内部电极覆盖在凸缘部的一个侧面上的迂回部分的上端侧，经由上述内部电极覆盖在凸缘部的端面上的迂回部分的上端侧，到上述内部电极覆盖在凸缘部的另一个侧面上的迂回部分的上端侧覆盖上述底面的内部电极；并且设置有侧面从上述中间电极露出来的内部电极露出部；而且，设置有从上述内部电极露出部的表面到上述中间电极的表面连续的导体膜。
(4)通过提供导体膜是电镀膜的(1)所记载的面安装线圈部件解决上述课题。
(5)通过提供具有以下特征的面安装线圈部件安装基板解决上述课题。即，该安装基板具有基板和设置在该基板上的面安装线圈部件；上述面安装线圈部件，在芯的两个端部附近的底面、以及从该底面延伸到端面及两个侧面的一部分上的迂回部分上，分别设置有直接配置的内部电极；设置有中间电极，该中间电极从上述内部电极覆盖在上述芯的两个端部的一个侧面上的迂回部分的上端侧，经由上述内部电极覆盖在上述芯的两个端部的端面上的迂回部分的上端侧，到上述内部电极覆盖在上述芯的两个端部的另一个侧面上的迂回部分的上端侧覆盖上述底面的内部电极；并且设置有侧面从上述中间电极露出来的内部电极露出部；而且，设置有从上述内部电极露出部的表面到上述中间电极的表面连续的导体膜。
(6)通过提供具有芯是柱形芯的面安装线圈部件的(5)所记载的面安装线圈部件安装基板解决上述课题。
(7)通过提供如下这样的(5)所记载的面安装线圈部件安装基板解决上述课题。即，芯是鼓形芯，在该鼓形芯的两个凸缘部的底面、以及从该底面延伸到端面及两个侧面的一部分上的迂回部分上，分别设置有直接配置的内部电极；使缠绕在上述鼓形芯的卷芯部上的线圈导体的端部导电接合在上述内部电极上；设置有中间电极，该中间电极从上述内部电极覆盖在凸缘部的一个侧面上的迂回部分的上端侧，经由上述内部电极覆盖在凸缘部的端面上的迂回部分的上端侧，到上述内部电极覆盖在凸缘部的另一个侧面上的迂回部分的上端侧覆盖上述底面的内部电极；并且设置有侧面从上述中间电极露出来的内部电极露出部；而且，设置有从上述内部电极露出部的表面到上述中间电极的表面连续的导体膜。
(8)通过提供导电膜是电镀膜的(5)所记载的面安装线圈部件安装基板解决上述课题。
本发明的面安装线圈部件，
(1)由于是单面电极构造，因此Q特性提高。
(2)由于内部电极与外部电极(电镀导体膜)在内部电极露出部进行贴合，因此外部电极的贴合强度提高，部件安装后抗冲击或者载荷的安装强度提高。
另外，本发明的面安装线圈部件安装基板，
(a)由于配置具有上述优良特性的面安装线圈部件，因此Q特性、接合特性良好。
(b)由于焊角与外部电极的接合强度高，因此部件与基板的贴合性良好。
附图说明
图1是表示本发明的面安装线圈部件的构造的剖面图。
图2A～图2F是用于说明本发明的面安装线圈部件的制造工艺的工艺流程图。
图3是表示本发明的面安装线圈部件的安装基板的剖面图。
图4是表示现有的面安装线圈部件的构造的剖面图。
图5A是[专利文献1]中记载的线圈部件的剖面图，图5B是其立体图。
图6A是[专利文献2]中记载的线圈部件的侧视图，图6B是正视图。
具体实施方式
根据附图说明本发明的面安装线圈部件的实施方式。另外，对于材料与以往相同的部件用相同的符号表示，省略说明。
图1是将上下反转使底面朝向上方地表示本发明的面安装线圈部件的构造的剖面图。图2A～图2F是用于说明本发明的面安装线圈部件的制造工艺的工艺流程图。图3是表示本发明的面安装线圈部件安装基板的剖面图。
图1所示的面安装线圈部件10的特征是：作为其电极构造，在柱形芯21(1)的两个端部附近的至少底面15a、15b、以及从该底面15a、15b延伸到端面11a、11b及两个侧面(在图2A～图2F中是12a、12b、13a、13b)的一部分上的迂回部分K上分别设置有直接配置的内部电极6a、6b，并设置有中间电极7a、7b，该中间电极7a、7b从上述内部电极6a、6b覆盖在上述柱形芯的两个端部的一个侧面(在图2A～图2F中是12a、12b)上的迂回部分的上端侧J，经由上述内部电极6a、6b覆盖在上述柱形芯的两个端部的端面11a、11b上的迂回部分的上端侧J，到上述内部电极6a、6b覆盖在上述柱形芯21(1)的两个端部的另一个侧面(在图2A～图2F中是13a、13b)上的迂回部分的上端侧J，覆盖上述底面15a、15b的内部电极6a、6b，并且设置有侧面从上述中间电极露出来的内部电极露出部14a、14b，另外，设置有从上述内部电极露出部14a、14b的表面到上述中间电极7a、7b的表面连续的电镀导体膜9a、9b。
特别是，图1的面安装线圈部件具有以下特征：即，作为上述柱形芯21(1)使用了鼓形芯(也参照图2A)，在其两个凸缘部3a、3b的底面15a、15b、以及从该底面延伸到端面11a、11b及两个侧面(图2A～图2B中是12a、12b、13a、13b)的一部分上的迂回部分K上，分别设置有直接配置的内部电极6a、6b(也参照图2B)，使缠绕在上述鼓形芯21(1)的卷芯部2上的线圈导体(绕线)4的端部4a、4b导电接合在上述内部电极6a、6b上(也参照图2C)，并设置有中间电极7a、7b，该中间电极7a、7b从上述内部电极6a、6b覆盖在凸缘部3a、3b的一个侧面12a、12b上的迂回部分的上端侧J，经由上述内部电极6a、6b覆盖在凸缘部3a、3b的端面11a、11b上的迂回部分的上端侧J，到上述内部电极6a、6b覆盖在凸缘部的另一个侧面13a、13b上的迂回部分的上端侧J，覆盖上述底面电极15a、15b的内部电极6a、6b，并且设置有侧面从上述中间电极7a、7b露出来的截面为大致U字形的内部电极露出部14a、14b(也参照图2E)，另外，设置有从上述内部电极露出部14、14b的表面到上述中间电极7a、7b的表面连续的电镀导体膜9a、9b(也参照图2F)。
另外，本发明中所说的截面为大致U字形指的是剖切在凸缘部的边缘所形成的内部电极，使得凸缘部的厚度方向成为截面时呈现的剖切部分的形状，例如，在图1中，指的是对于安装基板25，剖切凸缘部，将内部电极6a、6b和作为外部电极的电镀导体膜9a、9b一起剖开时的切口形状，在切口部分中，各内部电极为分别包围凸缘部的3个侧面的形状，该形状成为大致U字型。
上述面安装线圈部件如图2A～图2F所示的制造工艺流程图所示，(a)将利用以下方法得到的成形体在1050℃下烧制2个小时，得到鼓形的烧结铁氧体芯。即，喷射包含能够做为直接配置电极的高电阻率的镍锌类铁氧体材料粉末、粘合剂和溶剂的浆料，并干燥，形成颗粒，使用干法模压(dry molding press)对所得到的粒状粉末进行一体成形，形成鼓形芯1的方法，或者以与上述相同的方法得到平板形铁氧体成形体以后，实施研削加工形成鼓形的方法。所得到的鼓形芯1包括在圆柱形的卷芯部2的两端一体形成的截面为四边形的凸缘部3a、3b，在凸缘部的4个表面(底面15a、15b、两个侧面12a、12b、13a、13b以及上面16a、16b)上形成导向槽M。
另外，在本发明中使用的上述柱形芯21可以是铁氧体芯那样的磁性体芯，也可以是由氧化铝或者树脂等其它材质构成的非磁性体芯。(b)接着，在上述凸缘部3a、3b的4个表面中相当于底面的一个表面(图2A～图2F全都是在把面安装线圈部件10的上下反转过来的状态下示出的，鼓形芯1的底面15a、15b成为上方)的包含导向槽M的区域中，通过丝网印刷的方法，使用具有所要的开口图形的丝网掩模，把柱形芯1保持在印刷台上，用橡皮辊涂敷包含Ag导电粉末、玻璃料和载色剂(vehicle)的Ag电极材料浆料，并在650℃下烧制30分钟。另外，根据需要，在Ag烧制电极表面实施镀镍和镀锡、或者镀铜等。其区域与上述相同。(c)接着，将线圈导体(绕线)4在上述鼓形芯1的卷芯部2的外周缠绕10匝左右，并且在上述内部电极6a、6b的导向槽M的位置分别通过热压导电连接其两个端部4a、4b。该线圈导体4的具体例子是聚氨酯树脂包覆铜线。(d)接着，在缠绕在上述鼓形芯1的上述卷芯部2上的线圈导体4的夹在凸缘部3a和凸缘部3b之间的绕线部周围的区域，封装含磁性粉末的封装树脂(封装树脂)5。该含磁性粉末的封装树脂5，最好是使用分配器填充铁氧体磁性粉末为10～90重量％的含磁性粉末的封装树脂5的涂料(例如，掺合了环氧树脂和羧基改性丙二醇的涂料)，在室温下放置30分钟干燥后成形，或者用模具进行模封成形。(e)接着，在底面15a、15b上形成中间电极7a、7b，使得掩埋在上述凸缘部3a、3b底面的导向槽M上形成的导电接合部。其区域与上述相同。另外，要注意的是在覆盖在凸缘部3a、3b的端面11a、11b以及侧面12a、12b、13a、13b上的内部电极6a、6b上，存在没有被中间电极7a、7b覆盖的宽度为30～600μm左右的U字形的内部电极露出部14a、14b。(f) 接着，从上述内部电极露出部14a、14b的表面到上述中间电极7a、7b的表面形成连续的电镀导体膜9a、9b，做成面安装线圈部件10。该电镀导体膜9a、9b优选镀锡、镀镍。
图3是本发明的面安装线圈部件的安装基板的一个实施例。是表示在安装基板25上用通常的方法安装了上述面安装线圈部件时的该基板的剖面图。该面安装线圈部件10，为了提高其Q特性，形成为几乎仅在凸缘部3a、3b的底面15a、15b上设置了外部电极(电镀导体膜9a、9b)、中间电极7a、7b以及内部电极6a、6b的单面电极构造，减小其面积，而且，为了防止基板安装时的电极部的剥落，在直接配置在芯上的内部电极6a、6b上设置了未被中间电极7a、7b覆盖的截面为大致U字形的内部电极露出部14a、14b，成为外部电极的电镀导体膜9a、9b与内部电极6a、6b在它们的界面S上牢固地贴合的电极构造，因此从图3的表示安装到基板上后的状态的剖面图可知，可以防止由冲击或者载荷引起的电极部从焊锡突起23上端剥落。
关于这一点，[专利文献1]的线圈部件的主要宗旨仅是提高连接可靠性，[专利文献2]的线圈部件的主要宗旨仅是提高Q特性，贴合力弱，连接可靠性存在问题，不能同时达到谋求提高Q特性和连接可靠性这两个目的。另外，在电极部的结构上，本发明在成为外部电极的电镀导体膜9a、9b上，安装时在形成上述焊角23的位置形成有贴合强度最高的U字形内部电极露出部14a、14b，因此具有能够有效地防止单面电极从焊角23上端剥落这样的优点。
本发明的面安装线圈部件能够应用于各种部件，并没有特别限制，例如，能够应用于电感器、共模扼流圈等。
Claims (8)
1.一种面安装线圈部件，其特征在于：
在芯的两个端部附近的底面、以及从该底面延伸到端面及两个侧面的一部分上的迂回部分上，分别设置有直接配置的内部电极；设置有中间电极，该中间电极从上述内部电极覆盖在上述芯的两个端部的一个侧面上的迂回部分的上端侧，经由上述内部电极覆盖在上述芯的两个端部的端面上的迂回部分的上端侧，到上述内部电极覆盖在上述芯的两个端部的另一个侧面上的迂回部分的上端侧，覆盖上述底面的内部电极；并且设置有侧面从上述中间电极露出来的内部电极露出部；而且，设置有从上述内部电极露出部的表面到上述中间电极的表面连续的导体膜。
2.根据权利要求1所述的面安装线圈部件，其特征在于：
上述芯是柱形芯。
3.根据权利要求1所述的面安装线圈部件，其特征在于：
上述芯是鼓形芯，在该鼓形芯的两个凸缘部的底面、以及从该底面延伸到端面及两个侧面的一部分上的迂回部分上，分别设置有直接配置的内部电极；缠绕在上述鼓形芯的卷芯部上的线圈导体的端部导电接合在上述内部电极上；设置有中间电极，该中间电极从上述内部电极覆盖在凸缘部的一个侧面上的迂回部分的上端侧，经由上述内部电极覆盖在凸缘部的端面上的迂回部分的上端侧，到上述内部电极覆盖在凸缘部的另一个侧面上的迂回部分的上端侧覆盖上述底面的内部电极；并且设置有侧面从上述中间电极露出来的内部电极露出部；而且，设置有从上述内部电极露出部的表面到上述中间电极的表面连续的导体膜。
4.根据权利要求1所述的面安装线圈部件，其特征在于：
上述导体膜是电镀膜。
5.一种面安装线圈部件安装基板，具有基板和设置在该基板上的面安装线圈部件，其特征在于：
上述面安装线圈部件，在芯的两个端部附近的底面、以及从该底面延伸到端面及两个侧面的一部分上的迂回部分上，分别设置有直接配置的内部电极；设置有中间电极，该中间电极从上述内部电极覆盖在上述芯的两个端部的一个侧面上的迂回部分的上端侧，经由上述内部电极覆盖在上述芯的两个端部的端面上的迂回部分的上端侧，到上述内部电极覆盖在上述芯的两个端部的另一个侧面上的迂回部分的上端侧覆盖上述底面的内部电极；并且设置有侧面从上述中间电极露出来的内部电极露出部，而且，设置有从上述内部电极露出部的表面到上述中间电极的表面连续的导体膜。
6.根据权利要求5所述的面安装线圈部件安装基板，其特征在于：
具有上述芯是柱形芯的面安装线圈部件。
7.根据权利要求5所述的面安装线圈部件安装基板，其特征在于：
上述芯是鼓形芯，在该鼓形芯的两个凸缘部的底面、以及从该底面延伸到端面及两个侧面的一部分上的迂回部分上，分别设置有直接配置的内部电极；使缠绕在上述鼓形芯的卷芯部上的线圈导体的端部导电接合在上述内部电极上；设置有中间电极，该中间电极从上述内部电极覆盖在凸缘部的一个侧面上的迂回部分的上端侧，经由上述内部电极覆盖在凸缘部的端面上的迂回部分的上端侧，到上述内部电极覆盖在凸缘部的另一个侧面上的迂回部分的上端侧，覆盖上述底面的内部电极；并且设置有侧面从上述中间电极露出来的内部电极露出部；而且，设置有从上述内部电极露出部的表面到上述中间电极的表面连续的导体膜。
8.根据权利要求5所述的面安装线圈部件安装基板，其特征在于：
上述导体膜是电镀膜。
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Legal Events
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Ref country code: HK Ref legal event code: DE Ref document number: 1085047 Country of ref document: HK |
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