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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Spulenkomponente.
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Herkömmliche Elektronikkomponenten mit Metallanschlüssen beinhalten eine Elektronikkomponente, die in dem
japanischen Patent Nr. 4862900 beschrieben ist. Diese Elektronikkomponente ist ein Mehrschichtkondensator mit einem Elementkörper, der aus einer Mehrzahl laminierter dielektrischer Schichten aufgebaut ist, einer Anschlusselektrode, die so gebildet ist, dass sie eine Endoberfläche des Elementkörpers bedeckt, und einem Metallanschluss, der um den Elementkörper herum angeordnet ist. Der Metallanschluss ist durch Lötmittel mit der Anschlusselektrode verbunden.
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In dem
japanischen Patent Nr. 4862900 könnte, wenn die Elektronikkomponente durch Aufschmelzen durch Lötmittel an einem Befestigungssubstrat befestigt ist und der Schmelzpunkt des Lötmittels, das zum Verbinden des Metallanschlusses und der Anschlusselektrode verwendet wird, niedriger als oder gleich dem Schmelzpunkt des Lötmittels ist, das zum Verbinden des Metallanschlusses und des Befestigungssubstrats verwendet wird, das Lötmittel, das den Metallanschluss und die Anschlusselektrode verbindet, zu dem Zeitpunkt der Aufschmelzbefestigung schmelzen. Dies kann zu einer erheblichen Verschiebung oder Drehung des Metallanschlusses von dem Elementkörper führen, was die Zuverlässigkeit einer elektrischen Verbindung zwischen dem Metallanschluss und der Anschlusselektrode reduziert oder dazu führt, dass eine Größe der Elektronikkomponente nicht innerhalb eines vorbestimmten Bereichs fällt.
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Deshalb besteht eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung darin, eine Spulenkomponente bereitzustellen, die eine Positionsverschiebung eines Metallanschlusses relativ zu einem Kern verhindert.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Spulenkomponente gemäß Anspruch 1.
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Zur Lösung der Aufgabe stellt die vorliegende Offenbarung eine Spulenkomponente bereit, die folgende Merkmale aufweist:
einen Kern mit einem Wickelkernabschnitt und einem Flanschabschnitt, der an jedem beider Enden des Wickelkernabschnitts angeordnet ist, wobei der Flanschabschnitt einen Fußabschnitt beinhaltet;
einen Draht, der um den Wickelkernabschnitt gewickelt ist;
einen Elektrodenabschnitt, der an einer unteren Oberfläche des Fußabschnitts des Flanschabschnitts angeordnet und mit dem Draht verbunden ist;
einen Metallanschluss, der über ein Befestigungslötmittel mit einem Befestigungssubstrat verbunden werden soll; und
ein Bindungsbauteil, das den Metallanschluss mit dem Elektrodenabschnitt verbindet, wobei:
das Bindungsbauteil eine Wärmebeständigkeitseigenschaft aufweist, die einen Verbindungszustand zwischen dem Elektrodenabschnitt und dem Metallanschluss zumindest bei dem Schmelzpunkt des Befestigungslötmittels erhält.
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Gemäß der Spulenkomponente der vorliegenden Offenbarung weist, da das Bindungsbauteil die Wärmebeständigkeitseigenschaft aufweist, die den Verbindungszustand zwischen dem Elektrodenabschnitt und dem Metallanschluss zumindest bei dem Schmelzpunkt des Befestigungslötmittels erhält, das Bindungsbauteil einen Schmelzpunkt auf, der beispielsweise höher ist als bei dem Befestigungslötmittel. Deshalb schmilzt, wenn der Metallanschluss durch Aufschmelzen mit dem Befestigungssubstrat verbunden wird, das Bindungsbauteil kaum, selbst wenn das Befestigungslötmittel bei dem Schmelzpunkt des Befestigungslötmittels geschmolzen wird. So kann eine Positionsverschiebung des Metallanschlusses relativ zu dem Kern zu dem Zeitpunkt des Aufschmelzens verhindert werden.
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Vorzugsweise weist der Fußabschnitt bei der Spulenkomponente eines Ausführungsbeispiels einen Ausschnitt auf, der an einer Seitenoberfläche angeordnet ist, wobei das Bindungsbauteil in dem Ausschnitt eingebettet ist.
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Gemäß der Spulenkomponente des Ausführungsbeispiels ist, da der Fußabschnitt einen Ausschnitt aufweist, der an einer Seitenoberfläche angeordnet ist, und das Bindungsbauteil in dem Ausschnitt eingebettet ist, das Bindungsbauteil auch mit dem Flanschabschnitt verbunden und eine Beständigkeit des Bindungsbauteils gegenüber einem Temperaturschockzyklus wird verbessert.
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Vorzugsweise weist bei der Spulenkomponente eines Ausführungsbeispiels der Metallanschluss einen ersten Verbindungsabschnitt, der mit dem Elektrodenabschnitt verbunden ist, einen zweiten Verbindungsabschnitt, der mit dem Befestigungssubstrat verbunden werden soll, und einen Kopplungsabschnitt auf, der den ersten Verbindungsabschnitt und den zweiten Verbindungsabschnitt derart koppelt, dass der erste Verbindungsabschnitt und der zweite Verbindungsabschnitt eine unterschiedliche Höhe aufweisen.
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Gemäß der Spulenkomponente des Ausführungsbeispiels sind der erste Verbindungsabschnitt, der mit dem Elektrodenabschnitt verbunden ist, und der zweite Verbindungsabschnitt, der mit dem Befestigungssubstrat verbunden werden soll, so gekoppelt, dass sie unterschiedliche Höhen aufweisen. Wenn der zweite Verbindungsabschnitt durch das Befestigungslötmittel mit dem Befestigungssubstrat verbunden ist, reduziert dies ein Mischen des Bindungsbauteils, das den ersten Verbindungsabschnitt und den Elektrodenabschnitt verbindet, mit dem Befestigungslötmittel, das den zweiten Verbindungsabschnitt und das Befestigungssubstrat verbindet, um so ein Absinken des Schmelzpunkts des Bindungsbauteils zu verhindern.
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Vorzugsweise ist bei der Spulenkomponente eines Ausführungsbeispiels ein Endabschnitt des Kopplungsabschnitts, der näher an dem ersten Verbindungsabschnitt ist, unmittelbar unter der unteren Oberfläche des Fußabschnitts positioniert.
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Gemäß der Spulenkomponente des Ausführungsbeispiels ist, da der Endabschnitt des Kopplungsabschnitts, der näher an dem ersten Verbindungsabschnitt ist, unmittelbar unter der unteren Oberfläche des Fußabschnitts positioniert ist, der Endabschnitt des Kopplungsabschnitts mit der unteren Oberfläche des Fußabschnitts verbunden und wird, wenn eine Last in der Horizontalrichtung auf die Spulenkomponente ausgeübt wird, das Kraftmoment um den zweiten Verbindungsabschnitt, das dieser Last entspricht, kleiner gemacht und biegt der Metallanschluss sich kaum.
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Vorzugsweise ist bei der Spulenkomponente eines Ausführungsbeispiels der zweite Verbindungsabschnitt mit einem ansteigenden Abschnitt zum Verbinden durch das Befestigungslötmittel angeordnet.
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Gemäß der Spulenkomponente des Ausführungsbeispiels ist, da der zweite Verbindungsabschnitt mit dem ansteigenden Abschnitt zum Verbinden durch das Befestigungslötmittel angeordnet ist, eine Kehle des Befestigungslötmittels gebildet und die Verbindung zu dem Befestigungssubstrat kann mit einer AOI-Maschine (AOI = automatische optische Inspektion: Substraterscheinungsbild-Inspektionsvorrichtung) usw. geprüft werden.
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Vorzugsweise ist bei der Spulenkomponente eines Ausführungsbeispiels der Metallanschluss nicht unmittelbar unter einem Wickelabschnitt des Drahts positioniert, der um den Wickelkernabschnitt gewickelt ist.
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Gemäß der Spulenkomponente des Ausführungsbeispiels sammelt sich, da der Metallanschluss nicht unmittelbar unter dem Wickelabschnitt des Drahts positioniert ist, der um den Wickelkernabschnitt gewickelt ist, wenn die Spulenkomponente mit einem Harz beschichtet ist, das Harz nicht zwischen dem Wickelabschnitt des Drahts und dem Metallanschluss an. Deshalb verbindet das Harz den Wickelabschnitt des Drahts und den Metallanschluss nicht einstückig. So wird das Harz nicht durch Ausdehnung und Zusammenziehen des Metallanschlusses gezogen und wird keiner Belastung aufgrund von Ausdehnung und Zusammenziehen des Metallanschlusses unterzogen. Folglich wird der Draht keiner Belastung aufgrund von Ausdehnen und Zusammenziehen des Metallanschlusses über das Harz unterzogen. Deshalb kann verhindert werden, dass der Draht aufgrund eines Temperaturschockzyklus bricht.
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Vorzugsweise ist bei der Spulenkomponente eines Ausführungsbeispiels der Metallanschluss durch Thermokompressionsbonden über das Bindungsbauteil mit dem Elektrodenabschnitt verbunden.
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Gemäß der Spulenkomponente des Ausführungsbeispiels können, da der Metallanschluss durch Thermokompressionsbonden über das Bindungsbauteil mit dem Elektrodenabschnitt verbunden ist, der Metallanschluss und der Elektrodenabschnitt in einer kurzen Zeit gebunden werden, um so die Erzeugung einer intermetallischen Verbindung zu unterdrücken, die einen Riss des Bindungsbauteils bewirkt.
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Vorzugsweise ist bei der Spulenkomponente eines Ausführungsbeispiels das Bindungsbauteil aus einem Lötmittel auf Sn-Sb-Basis hergestellt.
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Gemäß der Spulenkomponente des Ausführungsbeispiels weist, da das Bindungsbauteil aus einem Lötmittel auf Sn-Sb-Basis hergestellt ist, das Bindungsbauteil den Schmelzpunkt auf, der höher ist als bei dem Befestigungslötmittel. Deshalb kann eine Positionsverschiebung des Metallanschlusses relativ zu dem Kern zu dem Zeitpunkt des Aufschmelzens verhindert werden.
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Vorzugsweise ist bei der Spulenkomponente eines Ausführungsbeispiels das Bindungsbauteil aus einem Lötmittel auf Bi-Basis hergestellt.
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Gemäß der Spulenkomponente des Ausführungsbeispiels sind, da das Bindungsbauteil aus einem Lötmittel auf Bi-Basis hergestellt ist, der Youngsche Modul und der lineare Ausdehnungskoeffizient des Bindungsbauteils niedrig. Deshalb besitzt das Bindungsbauteil eine verbesserte Temperaturschockbeständigkeit.
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Vorzugsweise ist bei der Spulenkomponente eines Ausführungsbeispiels das Bindungsbauteil aus einem leitfähigen Haftmittel hergestellt.
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Gemäß der Spulenkomponente des Ausführungsbeispiels kann, da das Bindungsbauteil aus einem leitfähigen Haftmittel hergestellt ist, verhindert werden, dass das Bindungsbauteil aufgrund von Aufschmelzen schmilzt.
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Gemäß der Spulenkomponente der vorliegenden Offenbarung kann, da das Bindungsbauteil die Wärmebeständigkeitseigenschaft aufweist, die den Verbindungszustand zwischen dem Elektrodenabschnitt und dem Metallanschluss zumindest bei dem Schmelzpunkt des Befestigungslötmittels erhält, die Positionsverschiebung des Metallanschlusses relativ zu dem Kern verhindert werden.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine perspektivische Ansicht einer Spulenkomponente eines ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Offenbarung;
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2 eine auseinander gezogene perspektivische Ansicht der Spulenkomponente;
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3 eine Seitenansicht der Spulenkomponente bei Betrachtung in einer X-Richtung;
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4 eine Seitenansicht der Spulenkomponente bei Betrachtung in einer Y-Richtung;
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5 eine Unteransicht der Spulenkomponente;
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6 eine perspektivische Ansicht einer Spulenkomponente eines zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Offenbarung bei Betrachtung von einer Seite der unteren Oberfläche;
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7 eine perspektivische Ansicht einer Spulenkomponente eines dritten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Offenbarung bei Betrachtung von einer Seite der unteren Oberfläche; und
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8 einen Graphen der Lebensdauer von Befestigungslötmitteln eines Beispiels der vorliegenden Offenbarung und eines herkömmlichen Beispiels, wenn ein Wärmeschock angelegt wird.
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(Erstes Ausführungsbeispiel)
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1 ist eine perspektivische Ansicht einer Spulenkomponente eines ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Offenbarung. 2 ist eine auseinander gezogene perspektivische Ansicht der Spulenkomponente. Wie in den 1 und 2 gezeigt ist, ist eine Spulenkomponente 1 eine Gleichtakt-Drosselspule. Die Spulenkomponente 1 weist einen Kern 10; einen ersten und einen zweiten Draht 21, 22, die um den Kern 10 gewickelt sind; Elektrodenabschnitte 30, die an dem Kern 10 angeordnet sind; erste und zweite Metallanschlüsse 51, 52, die mit einem Befestigungssubstrat S verbunden werden sollen; Bindungsbauteile 6, die die ersten und zweiten Metallanschlüsse 51, 52 mit den Elektrodenabschnitten 30 verbinden; und ein Plattenbauteil 15 auf, das an dem Kern 10 angeordnet ist.
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Der Kern 10 weist einen Wickelkernabschnitt 13, einen ersten Flanschabschnitt 11, der an einem Axialende des Wickelkernabschnitts 13 angeordnet ist, und einen zweiten Flanschabschnitt 12, der an dem anderen Axialende des Wickelkernabschnitts 13 angeordnet ist, auf. Der Kern 10 ist aus einem Material hergestellt, das eine Dielektrizitätskonstante von 20 oder weniger aufweist, zum Beispiel Aluminiumoxid (nichtmagnetisches Material), Ferrit auf Ni-Zn-Basis (magnetisches Material, isolierendes Material) und Harz.
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Eine untere Oberfläche des Kerns 10 ist als eine Oberfläche definiert, die an dem Befestigungssubstrat S befestigt ist, und eine obere Oberfläche des Kerns 10 ist als eine Oberfläche auf der Seite gegenüber von der unteren Oberfläche des Kerns 10 definiert. Eine Richtung (Axialrichtung), die ein Ende und das andere Ende des Wickelkernabschnitts 13 verbindet, ist als X-Richtung definiert, eine Richtung orthogonal zu der X-Richtung an der unteren Oberfläche des Kerns 10 ist als Y-Richtung definiert und eine Richtung, die die untere Oberfläche und die obere Oberfläche des Kerns 10 verbindet, ist als Z-Richtung definiert. Die Z-Richtung ist orthogonal zu der X-Richtung und der Y-Richtung. Die X-Richtung ist als die Längenrichtung der Spulenkomponente 1 definiert, die Y-Richtung ist als die Breitenrichtung der Spulenkomponente 1 definiert und die Z-Richtung ist als die Höhenrichtung der Spulenkomponente 1 definiert.
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Der Wickelkernabschnitt 13 erstreckt sich axial von einem Ende in Richtung des anderen Endes derselben. Die Form des Wickelkernabschnitts 13 ist ein Quader. Die Form des Wickelkernabschnitts 13 könnte eine andere Form sein, wie beispielsweise eine kreisförmige Säule.
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Eine Endoberfläche 11a des ersten Flanschabschnitts 11 ist mit einem Ende des Wickelkernabschnitts 13 verbunden. Der erste Flanschabschnitt 11 weist zwei Fußabschnitte 111 an der Seite der unteren Oberfläche des Kerns 10 auf. Die beiden Fußabschnitte 111 sind in der Y-Richtung beabstandet und angeordnet.
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Eine Endoberfläche 12a des zweiten Flanschabschnitts 12 ist mit dem anderen Ende des Wickelkernabschnitts 13 verbunden. Der zweite Flanschabschnitt 12 weist zwei Fußabschnitte 121 an der Seite der unteren Oberfläche des Kerns 10 auf. Die beiden Fußabschnitte 121 sind in der Y-Richtung beabstandet und angeordnet.
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Einer der Fußabschnitte 111 des ersten Flanschabschnitts 11 ist einem der Fußabschnitte 121 des zweiten Flanschabschnitts 12 in der X-Richtung zugewandt. Der andere Fußabschnitt 111 des ersten Flanschabschnitts 11 ist dem anderen Fußabschnitt 121 des zweiten Flanschabschnitts 12 in der X-Richtung zugewandt.
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Das Plattenbauteil 15 ist an einer oberen Oberfläche 11b des ersten Flanschabschnitts 11 und einer oberen Oberfläche 12b des zweiten Flanschabschnitts 12 angebracht. Das Plattenbauteil 15 ist aus dem gleichen Material hergestellt wie der Kern 10. Der Kern 10 und das Plattenbauteil 15 bilden eine geschlossene magnetische Schaltung.
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Die Elektrodenabschnitte 30 sind an den beiden Fußabschnitten 111 des ersten Flanschabschnitts 11 und den beiden Fußabschnitten 121 des zweiten Flanschabschnitts 12 angeordnet. Die Elektrodenabschnitte 30 sind aus einem Material hergestellt, wie beispielsweise Ag.
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Der erste und der zweite Draht 21, 22 sind in einer Spulenform um den Wickelkernabschnitt 13 gewickelt. Der erste und der zweite Draht 21, 22 sind beispielsweise gleichzeitig als ein Paar-Draht gewickelt, wobei dies Bifilar-Wickeln genannt wird. Der erste und der zweite Draht 21, 22 weisen beispielsweise Leiter, die aus Cu, Ag, Au usw. hergestellt sind, und Beschichtungsfilme, die die Leiter bedecken, auf.
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Ein Ende des ersten Drahts 21 ist elektrisch mit dem Elektrodenabschnitt 30 des einen Fußabschnitts 111 des ersten Flanschabschnitts 11 verbunden und das andere Ende des ersten Drahts 21 ist elektrisch mit dem Elektrodenabschnitt 30 des einen Fußabschnitts 121 des zweiten Flanschabschnitts 12 verbunden.
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Ein Ende des zweiten Drahts 22 ist elektrisch mit dem Elektrodenabschnitt 30 des anderen Fußabschnitts 111 des ersten Flanschabschnitts 11 verbunden und das andere Ende des zweiten Drahts 22 ist elektrisch mit dem Elektrodenabschnitt 30 des anderen Fußabschnitts 121 des zweiten Flanschabschnitts 12 verbunden.
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Die ersten und zweiten Metallanschlüsse 51, 52 sind elektrisch mit den Elektrodenabschnitten 30 und dem Befestigungssubstrat S verbunden, um den Elektrodenabschnitt 30 und das Befestigungssubstrat S leitfähig zu verbinden. Die ersten und zweiten Metallanschlüsse 51, 52 sind beispielsweise durch Biegen einer Metallplatte aus Cu, Ag, Au usw. gebildet. Die ersten Metallanschlüsse 51 und die zweiten Metallanschlüsse 52 sind bilateral symmetrisch gebildet.
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Die ersten Metallanschlüsse 51 sind jeweils mit dem einen Fußabschnitt 111 des ersten Flanschabschnitts 11 und dem anderen Fußabschnitt 121 des zweiten Flanschabschnitts 12 verbunden. Die zweiten Metallanschlüsse 52 sind jeweils mit dem anderen Fußabschnitt 111 des ersten Flanschabschnitts 11 und dem einen Fußabschnitt 121 des zweiten Flanschabschnitts 12 verbunden.
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Die ersten und zweiten Metallanschlüsse 51, 52 sind elektrisch über Befestigungslötmittel 7 mit dem Befestigungssubstrat S verbunden. Die Befestigungslötmittel 7 sind aus Niedrigtemperatur-Lötmittel hergestellt, beispielsweise einem Lötmittel auf Sn-Pb-Basis. Der Schmelzpunkt der Befestigungslötmittel 7 ist niedriger als 220°C.
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Die ersten und zweiten Metallanschlüsse 51, 52 sind elektrisch über Bindungsbauteile 6 mit den Elektrodenabschnitten 30 verbunden. Die Bindungsbauteile 6 sind aus Hochtemperatur-Lötmittel hergestellt und weisen einen Schmelzpunkt auf, der höher ist als der Schmelzpunkt der Befestigungslötmittel 7. Der Schmelzpunkt der Bindungsbauteile 6 ist höher als 220°C.
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Kurzum, die Spulenkomponente 1 ist dadurch gekennzeichnet, dass die Bindungsbauteile 6 eine Temperaturbeständigkeitseigenschaft aufweisen, die einen Verbindungszustand zwischen den Elektrodenabschnitten 30 und den ersten und zweiten Metallanschlüssen 51, 52 zumindest bei dem Schmelzpunkt der Befestigungslötmittel 7 erhält. Das Erhalten des Verbindungszustands bedeutet, dass relative Positionen zwischen den Elektrodenabschnitten 30 und den ersten und zweiten Metallanschlüssen 51, 52 erhalten werden.
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Gemäß der Spulenkomponente 1 schmelzen, wenn die ersten und zweiten Metallanschlüsse 51, 52 durch Aufschmelzen mit dem Befestigungssubstrat S verbunden werden, die Bindungsbauteile 6 kaum, selbst wenn die Befestigungslötmittel 7 bei dem Schmelzpunkt der Befestigungslötmittel 7 geschmolzen werden. Deshalb kann die Positionsverschiebung der ersten und zweiten Metallanschlüsse 51, 52 relativ zu dem Kern 10 zu dem Zeitpunkt des Aufschmelzens verhindert werden.
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Die Bindungsbauteile 6 sind beispielsweise aus einem Lötmittel auf Sn-Sb-Basis hergestellt. Folglich weisen die Bindungsbauteile 6 einen höheren Schmelzpunkt auf als die Befestigungslötmittel 7. Deshalb kann die Positionsverschiebung der ersten und zweiten Metallanschlüsse 51, 52 zuverlässiger verhindert werden.
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Die Bindungsbauteile 6 können aus einem Lötmittel auf Bi-Basis hergestellt sein. Folglich sind der Youngsche Modul und der lineare Ausdehnungskoeffizient der Bindungsbauteile 6 niedrig. Deshalb besitzen die Bindungsbauteile 6 eine verbesserte Temperaturschockbeständigkeit.
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Das Bindungsbauteil 6 ist aus einem leitfähigen Haftmittel hergestellt. Das leitfähige Haftmittel ist z. B. ein wärmehärtbares Harz, das einen Metallfüllstoff beinhaltet, wie z. B. Ag, Au und Cu. Der Sublimationspunkt des leitfähigen Haftmittels ist höher als der Schmelzpunkt der Befestigungshaftmittel 7. Folglich kann ein Schmelzen der Bindungsbauteile 6 aufgrund von Aufschmelzen verhindert werden.
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3 ist eine Seitenansicht der Spulenkomponente 1 bei Betrachtung in der X-Richtung. 4 ist eine Seitenansicht der Spulenkomponente 1 bei Betrachtung in der Y-Richtung.
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Wie in den 2, 3 und 4 gezeigt ist, weist jeder der Fußabschnitte 111 des ersten Flanschabschnitts 11 eine untere Oberfläche 111a und eine Seitenoberfläche 111b auf, die in der Y-Richtung nach außen zeigt. Die untere Oberfläche 111a ist mit dem Elektrodenabschnitt 30 angeordnet. Die Seitenoberfläche 111b ist mit einem Ausschnitt 5 angeordnet, der in Richtung der unteren Oberfläche 111a ausgeschnitten ist. Das Bindungsbauteil 6 ist in dem Ausschnitt 5 eingebettet.
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Ähnlich weist jeder der Fußabschnitte 121 des zweiten Flanschabschnitts 12 eine untere Oberfläche 121a und eine Seitenoberfläche 121b auf, die untere Oberfläche 121a ist mit dem Elektrodenabschnitt 30 angeordnet und die Seitenoberfläche 121b ist mit einem Ausschnitt 5 angeordnet. Das Bindungsbauteil 6 ist in dem Ausschnitt 5 eingebettet.
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Deshalb sind, da die Bindungsbauteile 6 in den Ausschnitten 5 eingebettet sind, die Bindungsbauteile 6 auch mit dem ersten und dem zweiten Flanschabschnitt 11, 12 verbunden und die Bindungsbauteile 6 besitzen eine verbesserte Beständigkeit gegenüber einem Temperaturschockzyklus. Der Temperaturschockzyklus bedeutet, dass eine hohe Temperatur und eine niedrige Temperatur für jede vorbestimmte Zeit wiederholt werden.
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Der erste Metallanschluss 51 weist einen ersten Verbindungsabschnitt 511, der mit dem Elektrodenabschnitt 30 verbunden ist, einen zweiten Verbindungsabschnitt 512, der mit dem Befestigungssubstrat S verbunden werden soll, und einen Kopplungsabschnitt 513 auf, der den ersten Verbindungsabschnitt 511 und den zweiten Verbindungsabschnitt 512 derart koppelt, dass der erste Verbindungsabschnitt 511 und der zweite Verbindungsabschnitt 512 unterschiedliche Höhen aufweisen.
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Der erste Verbindungsabschnitt 511 ist in der Z-Richtung höher positioniert als der zweite Verbindungsabschnitt 512. Der zweite Verbindungsabschnitt 512 ist in der Y-Richtung relativ zu dem ersten Verbindungsabschnitt 511 an der Innenseite positioniert. Innenseite bedeutet die Mittelseite der Spulenkomponente 1 und gleiches trifft auch auf die folgende Beschreibung zu. Der Kopplungsabschnitt 513 erstreckt sich in der Y-Richtung und koppelt einen Y-Richtung-Endabschnitt des ersten Verbindungsabschnitts 511, der näher an dem zweiten Verbindungsabschnitt 512 ist, und einen Y-Richtung-Endabschnitt des zweiten Verbindungsabschnitts 512, der näher an dem ersten Verbindungsabschnitt 511 ist.
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Ähnlich weist der zweite Metallanschluss 52 einen ersten Verbindungsabschnitt 521, einen zweiten Verbindungsabschnitt 522 und einen Kopplungsabschnitt 523 auf. Der erste Verbindungsabschnitt 521 ist mit dem Elektrodenabschnitt 30 verbunden. Der zweite Verbindungsabschnitt 522 ist mit dem Befestigungssubstrat S verbunden. Der Kopplungsabschnitt 523 koppelt den ersten Verbindungsabschnitt 521 und den zweiten Verbindungsabschnitt 522 derart, dass der erste Verbindungsabschnitt 521 und der zweite Verbindungsabschnitt 522 unterschiedliche Höhen aufweisen.
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Deshalb reduziert, da die ersten Verbindungsabschnitte 511, 521 und die zweiten Verbindungsabschnitte 512, 522 so gekoppelt sind, dass sie unterschiedliche Höhen aufweisen, wenn die zweiten Verbindungsabschnitte 512, 522 durch die Befestigungslötmittel 7 mit dem Befestigungssubstrat S verbunden sind, dies ein Mischen der Bindungsbauteile 6, die die ersten Verbindungsabschnitte 511, 521 und die Elektrodenabschnitte 30 verbinden, mit den Befestigungslötmitteln 7, die die zweiten Verbindungsabschnitte 512, 522 und das Befestigungssubstrat S verbinden, um so ein Absinken des Schmelzpunkts der Bindungsbauteile 6 zu verhindern.
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Die ersten und die zweiten Metallanschlüsse 51, 52 werden durch Thermokompressionsbonden über die Bindungsbauteile 6 mit den Elektrodenabschnitten 30 verbunden. Beispielsweise wird, nachdem das Bindungsbauteil 6 zuvor auf eine obere Oberfläche des ersten Verbindungsabschnitts 511 des ersten Metallanschlusses 51 aufgetragen wurde, das Bindungsbauteil 6 an der oberen Oberfläche des ersten Verbindungsabschnitts 511 in Kontakt mit dem Elektrodenabschnitt 30 gebracht und ein erwärmter Heizchip wird an eine untere Oberfläche des ersten Verbindungsabschnitts 511 angelegt. Folglich wird das Bindungsbauteil 6 geschmolzen und der erste Verbindungsabschnitt 511 wird über das Bindungsbauteil 6 mit dem Elektrodenabschnitt 30 verbunden. Der zweite Metallanschluss 52 wird auf die gleiche Weise verbunden.
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Deshalb können, da die ersten und die zweiten Metallanschlüsse 51, 52 durch Thermokompressionsbonden über die Bindungsbauteile 6 mit den Elektrodenabschnitten 30 verbunden sind, die ersten und zweiten Metallanschlüsse 51, 51 und die Elektrodenabschnitte 30 in einer kurzen Zeit gebunden werden, um so die Erzeugung einer intermetallischen Verbindung zu unterdrücken, die einen Riss der Bindungsbauteile 6 bewirkt. Im Gegensatz dazu führt, wenn die Metallanschlüsse und die Elektrodenabschnitte durch Aufschmelzen gebunden werden, eine längere Heizzeit zu der Erzeugung der intermetallischen Verbindung in größerer Menge und ein Riss kann in den Bindungsbauteilen auftreten.
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Wie in 3 gezeigt ist, ist an der Seite des ersten Flanschabschnitts 11 ein Endabschnitt des Kopplungsabschnitts 513 des ersten Metallanschlusses 51, der näher an dem ersten Verbindungsabschnitt 511 ist, unmittelbar unter der unteren Oberfläche 111a des Fußabschnitts 111 positioniert. Ein Endabschnitt des Kopplungsabschnitts 523 des zweiten Metallanschlusses 52, der näher an dem ersten Verbindungsabschnitt 521 ist, ist unmittelbar unter der unteren Oberfläche 111a des Fußabschnitts 111 positioniert. Die Seite des zweiten Flanschabschnitts 12 weist die gleiche Ausbildung auf und wird deshalb nicht beschrieben.
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So wird, da der Endabschnitt des Kopplungsabschnitts 513 des ersten Metallanschlusses 51 mit der unteren Oberfläche 111a des Fußabschnitts 111 verbunden ist, wenn eine Last in der Horizontalrichtung auf die Spulenkomponente 1 ausgeübt wird, das Kraftmoment um den zweiten Verbindungsabschnitt 512 herum entsprechend dieser Last kleiner gemacht und der erste Metallanschluss 51 biegt sich kaum. Der zweite Metallanschluss 52 hat den gleichen Effekt.
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Wie in 4 gezeigt ist, ist der zweite Verbindungsabschnitt 512 des ersten Metallanschlusses 51 mit einem ansteigenden Abschnitt 514 zur Verbindung durch das Befestigungslötmittel 7 angeordnet. Der ansteigende Abschnitt 514 steigt in der X-Richtung nach außen an. Ähnlich ist der zweite Verbindungsabschnitt 522 des zweiten Metallanschlusses 52 mit einem ansteigenden Abschnitt 524 angeordnet.
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Deshalb werden, wenn die Befestigungslötmittel 7 mit den ansteigenden Abschnitten 514, 524 verbunden sind, die Kehlen der Befestigungslötmittel 7 gebildet und die Verbindung zu dem Befestigungssubstrat S kann mit einer AOI-Maschine (automatische optische Inspektion: Substraterscheinungsbild–Inspektionsvorrichtung) usw. geprüft werden.
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5 ist eine Unteransicht der Spulenkomponente 1. Wie in 5 gezeigt ist, sind die ersten Metallanschlüsse 51 nicht unmittelbar unter einem Wickelabschnitt 21a des ersten Drahts 21, der um den Wickelkernabschnitt 13 gewickelt ist, und einem Wickelabschnitt 22a des zweiten Drahts 22 positioniert, der um den Wickelkernabschnitt 13 gewickelt ist. In 5 sind die Wickelabschnitte 21a, 22a durch einen Kasten mit Doppelpunkt-Strich-Linien angezeigt. Ähnlich sind die zweiten Metallanschlüsse 52 nicht unmittelbar unter dem Wickelabschnitt 21a des ersten Drahts 21 und dem Wickelabschnitt 22a des zweiten Drahts 22 positioniert.
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Deshalb sammelt sich, wenn die Spulenkomponente 1 mit einem Harz, das nicht gezeigt ist, beschichtet ist, das Harz nicht zwischen den Wickelabschnitten 21a, 22a des ersten und des zweiten Drahts 21, 22 und den ersten und zweiten Metallanschlüssen 51, 52 an. Deshalb verbindet das Harz die Wickelabschnitte 21a, 22a des ersten und des zweiten Drahts 21, 22 und die ersten und zweiten Metallanschlüsse 51, 52 nicht einstückig. So wird das Harz nicht durch Ausdehnung und Zusammenziehen der ersten und zweiten Metallanschlüsse 51, 52 gezogen und nicht aufgrund von Ausdehnung und Zusammenziehen der ersten und zweiten Metallanschlüsse 51, 52 einer Belastung unterworfen. Folglich werden der erste und der zweite Draht 21, 22 (insbesondere Verbindungsteile des ersten und zweiten Drahts 21, 22 mit den Elektrodenabschnitten 30) nicht der Belastung aufgrund von Ausdehnung und Zusammenziehen der ersten und zweiten Metallanschlüsse 51, 52 über das Harz unterworfen. Deshalb kann ein Brechen des ersten und zweiten Drahts 21, 22 aufgrund des Temperaturschockzyklus verhindert werden.
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(Zweites Ausführungsbeispiel)
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6 ist eine perspektivische Ansicht einer Spulenkomponente eines zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Offenbarung bei Betrachtung von der Seite der unteren Oberfläche. Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel nur in der Ausbildung der ersten und zweiten Metallanschlüsse. Nur diese unterschiedliche Ausbildung wird im Folgenden beschrieben.
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Wie in 6 gezeigt ist, weist ein erster Metallanschluss 51A den ersten Verbindungsabschnitt 511, der mit der Elektrode 30 verbunden ist, den zweiten Verbindungsabschnitt 512, der mit dem Befestigungssubstrat S verbunden werden soll, und den Kopplungsabschnitt 513 auf, der den ersten Verbindungsabschnitt 511 und den zweiten Verbindungsabschnitt 512 derart koppelt, dass der erste Verbindungsabschnitt 511 und der zweite Verbindungsabschnitt 512 unterschiedliche Höhen aufweisen. Der zweite Verbindungsabschnitt 512 ist mit dem ansteigenden Abschnitt 514 angeordnet.
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Der erste Verbindungsabschnitt 511, der zweite Verbindungsabschnitt 512 und der ansteigende Abschnitt 514 sind in der gleichen Weise ausgebildet wie der erste Verbindungsabschnitt, der zweite Verbindungsabschnitt und der ansteigende Abschnitt des ersten Ausführungsbeispiels. Der Kopplungsabschnitt 513 ist in der X-Richtung gebogen, um einen in der Y-Richtung innen gelegenen Endabschnitt des ersten Verbindungsabschnitts 511 und einen in der X-Richtung innen gelegenen Endabschnitt des zweiten Verbindungsabschnitts 512 zu koppeln. Ein Biegeabschnitt 513a des Kopplungsabschnitts 513 ist in der X-Richtung innen gelegen positioniert.
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Ähnlich weist ein zweiter Metallanschluss 52A den ersten Verbindungsabschnitt 521, den zweiten Verbindungsabschnitt 522, den Kopplungsabschnitt 523, der einen Biegeabschnitt 523a beinhaltet, und den ansteigenden Abschnitt 524 auf.
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Deshalb hat das zweite Ausführungsbeispiel den gleichen Effekt wie das erste Ausführungsbeispiel.
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(Drittes Ausführungsbeispiel)
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7 ist eine perspektivische Ansicht einer Spulenkomponente eines dritten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Offenbarung bei Betrachtung von der Seite der unteren Oberfläche. Das dritte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel nur in der Ausbildung der ersten und zweiten Metallanschlüsse. Nur diese unterschiedliche Ausbildung wird im Folgenden beschrieben.
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Wie in 7 gezeigt ist, weist ein erster Metallanschluss 51B den ersten Verbindungsabschnitt 511, der mit dem Elektrodenabschnitt 30 verbunden ist, den zweiten Verbindungsabschnitt 512, der mit dem Befestigungssubstrat S verbunden werden soll, und den Kopplungsabschnitt 513 auf, der den ersten Verbindungsabschnitt 511 und den zweiten Verbindungsabschnitt 512 derart koppelt, das der erste Verbindungsabschnitt 511 und der zweite Verbindungsabschnitt 512 unterschiedliche Höhen aufweisen.
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Der erste Verbindungsabschnitt 511 und der zweite Verbindungsabschnitt 512 sind in der gleichen Weise ausgebildet wie der erste Verbindungsabschnitt und der zweite Verbindungsabschnitt des ersten Ausführungsbeispiels. Der Kopplungsabschnitt 513 ist in der X-Richtung gebogen, um einen in der Y-Richtung innen gelegenen Endabschnitt des ersten Verbindungsabschnitts 511 und einen in der X-Richtung außen gelegenen Endabschnitt des zweiten Verbindungsabschnitts 512 zu koppeln. Der Biegeabschnitt 513a des Kopplungsabschnitts 513 ist in der X-Richtung außen gelegen positioniert. Der Biegeabschnitt 513a besitzt außerdem die Funktion des ansteigenden Abschnitts des ersten Ausführungsbeispiels.
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Ähnlich weist ein zweiter Metallanschluss 52B den ersten Verbindungsabschnitt 521, den zweiten Verbindungsabschnitt 522 und den Kopplungsabschnitt 523 auf, der den Biegeabschnitt 523a beinhaltet.
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Deshalb hat das dritte Ausführungsbeispiel den gleichen Effekt wie das erste Ausführungsbeispiel. Verglichen mit den ersten und zweiten Metallanschlüssen des ersten Ausführungsbeispiels kann der ansteigende Abschnitt beseitigt werden und die Kosten der Bauteile können reduziert werden.
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Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele eingeschränkt und kann in ihrem Entwurf verändert werden, um von der Wesensart der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Beispielsweise können die jeweiligen charakteristischen Punkte des ersten bis dritten Ausführungsbeispiels verschiedentlich kombiniert werden.
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Obwohl die Spulenkomponente bei den Ausführungsbeispielen eine Gleichtakt-Drosselspule ist, könnte die Spulenkomponente eine beliebige Spulenkomponente sein, die einen Draht aufweist, der um einen Kern gewickelt ist, wie z. B. einen Pulsübertrager.
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Obwohl das Plattenbauteil bei den Ausführungsbeispielen angeordnet ist, könnte das Plattenbauteil auch nicht beinhaltet sein. Obwohl zwei Drähte bei den Ausführungsbeispielen angeordnet sind, könnte die Anzahl der Drähte 1 oder 3 oder mehr sein.
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Obwohl bei den Ausführungsbeispielen zwei Fußabschnitte an einem Flanschabschnitt angeordnet sind, könnte die Anzahl der Fußabschnitte 1 oder 3 oder mehr sein.
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Obwohl bei den Ausführungsbeispielen zwei Metallanschlüsse an einem Flanschanschluss angeordnet sind, könnte die Anzahl der Metallanschlüsse 1 oder 3 oder mehr sein.
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Obwohl der Elektrodenabschnitt und das Bindungsbauteil bei den Ausführungsbeispielen unterschiedliche Bauteile sind, könnten der Elektrodenabschnitt und das Bindungsbauteil das gleiche Bauteil sein.
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Obwohl der Ausschnitt des Fußabschnitts bei den Ausführungsbeispielen in der in Y-richtung äußeren Seitenoberfläche des Fußabschnitts angeordnet ist, könnte der Ausschnitt in der in Y-Richtung inneren Seitenoberfläche des Fußabschnitts, der in X-Richtung äußeren Seitenoberfläche des Fußabschnitts, der in X-Richtung inneren Seitenoberfläche des Fußabschnitts, usw. angeordnet sein.
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Obwohl das erste Ausführungsbeispiel alle Ausbildungen einer ersten Ausbildung, bei der der Schmelzpunkt des Bindungsbauteils höher ist als der Schmelzpunkt des Befestigungslötmittels, einer zweiten Ausbildung, bei der der Fußabschnitt mit dem Ausschnitt angeordnet ist, einer dritten Ausbildung, bei der der Metallanschluss den ersten Verbindungsabschnitt, den zweiten Verbindungsabschnitt und den Kopplungsabschnitt aufweist, einer vierten Ausbildung, bei der der Endabschnitt des Kopplungsabschnitts unmittelbar unter der unteren Oberfläche des Fußabschnitts positioniert ist, einer fünften Ausbildung, bei der der zweite Verbindungsabschnitt mit dem ansteigenden Abschnitt angeordnet ist, und einer sechsten Ausbildung aufweist, bei der der Metallanschluss nicht unmittelbar unter dem Wickelabschnitt des Drahts positioniert ist, könnte die Spulenkomponente zumindest nur die erste Ausbildung aufweisen, wobei beispielsweise die erste Ausbildung mit zumindest einer der zweiten bis sechsten Ausbildung kombiniert werden könnte.
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[Beispiel]
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Ein Beispiel der Spulenkomponente des ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Offenbarung wird beschrieben.
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(Material und Herstellungsverfahren)
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Eine Gleichtakt-Drosselspule, die als die Spulenkomponente verwendet wird, wurde wie folgt hergestellt. Zuerst wurde, nachdem ein glashaltiger Ag-Dickfilm durch Eintauchen bis zu Fußabschnitten eines H-förmigen Kerns aus Ferrit auf Ni-Zn-Basis mit einer relativen Durchlässigkeit von 1000 aufgetragen und bei etwa 900°C gebrannt wurde, Elektroplattierung in der Reihenfolge von Ni-Plattierung und Sn-Plattierung auf den Ag-Dickfilm angewendet, um Elektrodenabschnitte zu bilden. Zwei Drähte mit Kupferleitungen und Isolierfilmen, die aus Emaile hergestellt sind, die die Kupferleitungen bedecken, wurden für eine vorbestimmte Anzahl von Wicklungen um den Wickelkernabschnitt des Kerns gewickelt und die Anschlüsse der jeweiligen Drähte wurden an die Elektrodenabschnitte thermokompressionsgebondet.
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Danach wurde, nachdem ein Epoxid-Haftmittel durch Eintauchen bis zu den Flanschabschnitten des Kerns an der Seite gegenüber von den Elektrodenabschnitten aufgetragen wurde, ein Plattenbauteil des Ferrits auf NiZn-Basis mit einer relativen Durchlässigkeit von 1000, wie auch der Kern, angebracht, um eine geschlossene magnetische Schaltung zu bilden, und das Haftmittel wurde thermisch ausgehärtet, während das Plattenbauteil gepresst wurde.
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Danach wurden die Bindungsbauteile, die aus Sn-10Sb-Lötmittel hergestellt sind, abgegeben und an Positionen, die an die Elektrodenabschnitte gebunden werden sollen, auf die Metallanschlüsse aufgetragen und der Kern mit den gewickelten Drähten wurde an den Oberflächen der Metallanschlüsse, auf die die Bindungsbauteile aufgetragen wurden, befestigt. Ein Heizchip, der auf etwa 350°C erwärmt wurde, wurde von den Oberflächen der Metallanschlüsse gegenüber von den Oberflächen, die in Kontakt mit den Elektrodenabschnitten stehen, etwa eine Sekunde lang angelegt, um die Bindungsbauteile zu schmelzen und den Kern und die Metallanschlüsse zu verbinden. Die Gleichtakt-Drosselspule wurde auf diese Weise hergestellt.
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(Erstes experimentelles Ergebnis)
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8 zeigt Simulationsergebnisse des Beispiels der vorliegenden Offenbarung und eines herkömmlichen Beispiels mit den Ausbildungsanforderungen des Beispiels, mit Ausnahme der Metallanschlüsse hinsichtlich der Lebensdauer des Befestigungslötmittels, wenn Temperaturschocks von –55°C und 150°C jeweils 10 Minuten lang angewendet wurden. Das Beispiel der vorliegenden Offenbarung ist als Quadrate abgebildet und das herkömmliche Beispiel als Rauten. Die vertikale Achse zeigt die Lötmittelverbindungselementrate an, so dass ein höherer numerischer Wert einen besseren Zustand des Befestigungslötmittels darstellt, wobei 5 % ein Schwellenwert ist, bei dem das Befestigungslötmittel bricht. Die Horizontalachse zeigt die Anzahl von Temperaturschockzyklen an, wobei ein Paar aus –55°C und 150°C als ein Zyklus definiert ist.
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Wie aus 8 zu sehen ist, brach das Befestigungslötmittel des herkömmlichen Beispiels bei 1695 Zyklen. Das Beispiel der vorliegenden Offenbarung andererseits brach bei 6619 Zyklen. Deshalb war die Temperaturschockbeständigkeit durch Verbinden der Metallanschlüsse durch das Sn-10Sb-Lötmittel, wie bei dem Beispiel der vorliegenden Offenbarung, wesentlich verbessert.
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(Zweites experimentelles Ergebnis)
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Der oben beschriebene Temperaturschocktest wurde für das Beispiel der vorliegenden Offenbarung und ein herkömmliches Beispiel mit den Ausbildungsanforderungen des Beispiels, mit Ausnahme der Ausschnitte des Kerns, ausgeführt. Im Ergebnis brachen die Bindungsbauteile des herkömmlichen Beispiels in 4 von 80 Spulenkomponenten bei 500 Zyklen. Im Gegensatz dazu brach kein Bindungsbauteil des Beispiels der vorliegenden Offenbarung bei 130 Spulenkomponenten, selbst nach 2000 Zyklen nicht. Deshalb war die Temperaturschockbeständigkeit durch Anordnen der Ausschnitte in dem Kern, wie bei dem Beispiel der vorliegenden Offenbarung, wesentlich verbessert.
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(Drittes experimentelles Ergebnis)
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Ein Test wurde durch horizontales Ausüben einer Last von 10 N auf das Beispiel der vorliegenden Offenbarung und ein herkömmliches Beispiel, bei dem die Endabschnitte der Kopplungsabschnitte der Metallanschlüsse an Positionen nicht unter den unteren Oberflächen der Fußabschnitte des Kerns sind, ausgeführt. Im Ergebnis wurde die Spulenkomponente des herkömmlichen Beispiels durch die Last gedreht. Im Gegensatz dazu wurde, da das Kraftmoment in den Kopplungsabschnitten der Metallanschlüsse bei dem Beispiel der vorliegenden Offenbarung kleiner gemacht wurde, die Spulenkomponente selbst dann nicht gedreht, wenn die Last ausgeübt wurde.
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(Viertes experimentelles Ergebnis)
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Der oben beschriebene Temperaturschocktest wurde für das Beispiel der vorliegenden Offenbarung und ein herkömmliches Beispiel, bei dem die Metallanschlüsse teilweise unmittelbar unter dem Wickelabschnitt des Drahts positioniert sind, der um den Wickelkernabschnitt gewickelt ist, nach einer Harzbeschichtung der Spulenkomponenten ausgeführt. Im Ergebnis konnte sich bei dem herkömmlichen Beispiel das Harz zwischen dem Wickelabschnitt des Drahts und den Metallanschlüssen ansammeln und der Draht brach bei 250 Zyklen. Im Gegensatz dazu konnte sich bei dem Beispiel der vorliegenden Offenbarung kein Harz zwischen dem Wickelabschnitt des Drahts und den Metallanschlüssen ansammeln und deshalb brach der Draht selbst nach 1000 Zyklen nicht.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Spulenkomponente
- 5
- Ausschnitt
- 6
- Bindungsbauteil
- 7
- Befestigungslötmittel
- 10
- Kern
- 11
- erster Flanschabschnitt
- 111
- Fußabschnitt
- 111a
- untere Oberfläche
- 111b
- Seitenoberfläche
- 12
- zweiter Flanschabschnitt
- 121
- Fußabschnitt
- 121a
- untere Oberfläche
- 121b
- Seitenoberfläche
- 13
- Wickelkernabschnitt
- 15
- Plattenbauteil
- 21
- erster Draht
- 21a
- Wickelabschnitt
- 22
- zweiter Draht
- 22a
- Wickelabschnitt
- 30
- Elektrodenabschnitt
- 51, 5A, 51B
- erster Metallanschluss
- 511
- erster Verbindungsabschnitt
- 512
- zweiter Verbindungsabschnitt
- 513
- Kopplungsabschnitt
- 514
- ansteigender Abschnitt
- 52, 52A, 52B
- zweiter Metallanschluss
- 521
- erster Verbindungsabschnitt
- 522
- zweiter Verbindungsabschnitt
- 523
- Kopplungsabschnitt
- 524
- ansteigender Abschnitt
- S
- Befestigungssubstrat
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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