JP2002093629A - 表面搭載用コイル装置及びその製造方法 - Google Patents

表面搭載用コイル装置及びその製造方法

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JP2002093629A
JP2002093629A JP2000283325A JP2000283325A JP2002093629A JP 2002093629 A JP2002093629 A JP 2002093629A JP 2000283325 A JP2000283325 A JP 2000283325A JP 2000283325 A JP2000283325 A JP 2000283325A JP 2002093629 A JP2002093629 A JP 2002093629A
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resin
coil
coil device
molding
magnetic powder
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Hideto Ito
秀人 伊東
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電気的特性及び生産性に優れた表面搭載用コ
イル装置及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 両端に鍔部を設けた磁心に引出線を有す
るコイル巻線を形成し、前記引出線と接続用外部端子を
電気的接続した構造のコイル素子を、樹脂で封止成形し
てなる表面搭載用コイル装置において、前記樹脂は熱可
塑性樹脂に平均粒径5〜15μmの磁性粉を65〜75
wt%含有して構成されていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、携帯電子機器、デ
ジタルカメラ等に用いられる表面搭載用コイル装置及び
その製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、コイル素子を樹脂で封止成形して
外装体を形成してなる表面搭載用コイル装置の外装樹脂
としては、例えば不飽和ポリエステル等の熱硬化性樹脂
を使用し、又、コイル素子の磁気特性向上のために前記
熱硬化性樹脂に平均粒径2μm程度のフェライト等の磁
性粉を70wt%程度含有させており、より効率的に所
望のインダクタンスを得ることを可能としている。
【0003】近年バッテリ駆動式電子機器の普及によ
り、それらに使用される電子部品の小型化、低消費電力
化の市場要求が増えているが、表面搭載用コイル装置に
おいて低消費電力化に対応するには、コイル巻数を減ら
すか、あるいは巻線用ワイヤーの断面積を広げて直流抵
抗をさげる対策が必要となるが、従来と同じ大きさの外
形を望む要請に対しては、コイル巻数を減らした場合に
は所望のインダクタンス値が得られず、また、巻線用ワ
イヤーの断面積を広げた場合にはコイル素子が大きくな
りこのコイル素子を樹脂で封止成形して外装体を形成し
た場合には表面搭載用コイル装置全体としての外形が大
きくなってしまうと言った問題を有している。
【0004】又、表面搭載用コイル装置は、一般に主と
して不飽和ポリエステル樹脂等の熱硬化性樹脂で外装体
を一体成形して製造している。即ち両端に鍔部を設けた
磁心に引出線を有するコイル巻線を形成し、前記引出線
と接続用外部端子を電気的接続した構造のコイル素子
を、熱硬化性樹脂の硬化反応温度に加熱された金型内に
挿入後、平均粒径2μm程度の磁性粉を70wt%程度
含有した熱硬化性樹脂を金型内に注入し熱硬化反応させ
て外装体を一体成形しているが、硬化反応時間が約1分
程度必要な為に生産効率が低い欠点を有している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述等の欠
点を解消し、直流抵抗を低く抑え、且つ安価に大量生産
が可能な表面搭載用コイル装置及びその製造方法を提供
することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の表面搭載用コイ
ル装置は、両端に鍔部を設けた磁心に引出線を有するコ
イル巻線を形成し、前記引出線と接続用外部端子を電気
的接続した構造のコイル素子を、樹脂で封止成形してな
る表面搭載用コイル装置において、前記樹脂は熱可塑性
樹脂に平均粒径5〜15μmの磁性粉を65〜75wt
%含有して構成されていることを特徴とするものであ
る。
【0007】又、本発明の表面搭載用コイル装置の製造
方法は、両端に鍔部を設けた磁心に引出線を有するコイ
ル巻線を形成し、前記引出線と接続用外部端子を電気的
接続した構造のコイル素子を金型内に挿入後、前記コイ
ル素子を樹脂で封止成形してなる表面搭載用コイル装置
の製造方法において、熱可塑性樹脂に平均粒径5〜15
μmの磁性粉を65〜75wt%含有して構成されてい
る樹脂で封止成形して外装体を形成する成形手段を有
し、成形時における樹脂加熱温度は300〜400℃と
し、その時の樹脂粘度は2000poise以下である
ことを特徴とするものである。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。
【0009】図1は、本発明の表面搭載用コイル装置1を
示す断面図であり、両端に鍔部2を設けた磁心3に引出
線4を有するコイル巻線5を形成し、前記引出線4と接
続用外部端子6とを前記鍔部2の両側面ではんだ7で電
気的接続したコイル素子8を樹脂で封止成形して外装体
9を形成している。
【0010】前記外装体9は熱可塑性樹脂に平均粒径5
〜15μmの磁性粉を65〜75wt%含有して構成さ
れている樹脂を用いて構成されている。
【0011】次に本発明の製造方法について説明する
と、熱可塑性樹脂に平均粒径5〜15μmの磁性粉を6
5〜75wt%含有して構成されている樹脂を用い、前
記樹脂を300〜400℃に加熱して粘度を下げた状態
でコイル素子が挿入されている金型16、17内に射出
成形方法により注入し(封止成形し)、外装体を形成す
る。
【0012】図2は射出成形の一例を示す主要構成図で
あり、熱可塑性樹脂に平均粒径5〜15μmの磁性粉を
65〜75wt%含有して構成されている樹脂10をホ
ッパー11より投入し、先端に前記樹脂10を300〜
400℃に加熱する加熱部12を設けたシリンダー13
内に充填する。
【0013】次に、冷却部15を設けた雄雌の金型1
6、17(固定金型16,可動金型17)に前記コイル
素子8(図示せず)を挿入し、シリンダー13内の加熱
部12で溶融された前記樹脂10をピストン14の押圧
でノズル18から前記金型16、17内に射出注入して
金型16、17内のコイル素子に外装体を形成し、この
外装体を形成した樹脂が冷却し硬化した後、前記金型1
7を可動して、外装体が形成された表面搭載用コイル装
置を前記金型16,17から取り出す工程からなるもの
である。
【0014】また、ノズル18から射出注入された樹脂
10は冷却部15を設けた金型16、17内に注入され
ると同時に冷却固化する。
【0015】尚、金型は多数個取りでき、又従来の熱硬
化樹脂の如き硬化反応時間がないので、短時間に大量生
産ができ、製造コストを廉価にすることが出来る。
【0016】(実施例)次に実施例の詳細を説明する。
【0017】(充填樹脂組成物の決定) (平均粒径の選択)磁性粉として、燒結されたMn―Z
n系フェライトを粉砕機で粉砕して粒状化し、所望の粒
径の磁性粉として平均粒径2μm、5μm、10μm、
15μmの4種類を抽出して選定した。
【0018】(樹脂の作成)熱可塑性樹脂としては、一
般的に耐熱性の高い液晶ポリマーを選定し、それに上述
した4種類の各粒径の磁性粉を夫々50wt%から80
wt%の範囲で添加し、混合機で混合して射出成形用樹
脂を作成した。
【0019】(電気特性に対する平均粒径と添加量の関
係)上述した磁性粉を充填したそれぞれの射出成形用樹
脂で、幅2.0mm×長さ2.5mm×高さ1.8mm
の評価用コイル装置を作成し、磁気特性を検証した結果
が図3であり、又射出成形性に関連する特性である樹脂
粘性と磁性粉含有率に関して検証した結果が図4であ
る。
【0020】(評価) 図3から、平均粒径15μmのものが他と比較して磁
気特性が極めて高い結果が得られ、また、平均粒径5μ
m及び10μmのものにおいても従来の2μmのものに
比べ実効透磁率が高い結果が得られており、コイル装置
として高い性能を得ることが可能である。
【0021】この結果から、個々の磁性粉の粒径が大き
いほど実効透磁率が大きい傾向になると推測できる。
【0022】※推測から平均粒径15μm以上であれば
更に高い磁気特性が得られるものと考えられるが、本実
施例の評価用コイル装置では、封止するコイル素子と成
形体間の樹脂肉厚よりも大きい磁性粉が混入する可能性
があるため実施しなかった。
【0023】平均粒径5μm〜15μmのものにおい
て、従来の実効透磁率μe=2以上を維持するには少な
くとも65wt%の磁性粉含有率を維持する必要があ
る。
【0024】図4は射出成形性に関連する樹脂粘性と
磁性粉含有率に関して検証した結果であるが、本形状に
よるコイル素子を射出成形により封止する為には、射出
成形時の樹脂の流動性が要求されるため、樹脂粘度が2
000poise以下であることが望ましく、磁性粉含
有率は75wt%以下であると良い。
【0025】従って、熱可塑性樹脂に平均粒径5〜15
μmの磁性粉を65〜75wt%含有して構成すること
により、射出成形性を損なわず、且つ実効透磁率を高く
得ることができる。
【0026】(電気的特性)磁性粉の平均粒径と熱可塑
性樹脂への含有量を変え、磁気特性を検証した結果(図
3)と、樹脂粘性と磁性粉含有量に関しての検証結果
(図4)を基にして、1.0μH〜100μHまでの7
段階のインダクタンス値が得られるように、且つ、従来
品と同じ大きさのコイル素子が得られるようにコイル巻
数とワイヤー径を決め(従来品よりコイル巻数を減ら
し、ワイヤー断面積を広げて)、平均粒径10μmの磁
性粉を70wt%含有した樹脂で外装体を形成した本発
明品と、平均粒径2μmの磁性粉を70wt%含有した
樹脂で外装体を形成した従来品との各インダクタンス値
における直流抵抗特性を測定比較した結果が図5であ
る。
【0027】この結果から明らかなように、本発明によ
れば従来品と同一形状で、所望のインダクタンス値を損
なわず、直流抵抗が極めて小さく低消費電力の表面搭載
用コイル装置が得られる。
【0028】
【発明の効果】以上のように、本発明は、両端に鍔部を
設けた磁心に引出線を有するコイル巻線を形成し、前記
引出線と接続用外部端子を電気的接続した構造のコイル
素子を、樹脂で封止成形してなる表面搭載用コイル装置
において、前記樹脂は熱可塑性樹脂に平均粒径5〜15
μmの磁性粉を65〜75wt%含有して構成されてい
ることを特徴とする表面搭載用コイル装置であるから、
実効透磁率の高い磁路が得られ、高インダクタンス、低直
流抵抗の表面搭載用コイル装置を実現することができ
る。
【0029】又、本発明は、両端に鍔部を設けた磁心に
引出線を有するコイル巻線を形成し、前記引出線と接続
用外部端子を電気的接続した構造のコイル素子を成形金
型に挿入後、前記コイル素子を樹脂で封止成形してなる
表面搭載用コイル装置の製造方法において、熱可塑性樹
脂に平均粒径5〜15μmの磁性粉を65〜75wt%
含有して構成されている樹脂を用いて外装体を形成する
成形手段を有し、前記樹脂の成形時における樹脂温度は
300〜400℃で、その時の樹脂粘度は2000po
ise以下であることを特徴とする表面搭載用コイル装
置の製造方法であるから、従来の如き硬化反応時間がな
いので、短時間に大量生産ができ、製造コストを廉価に
することが出来る効果を有している。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る表面搭載用コイル装置の断面構造
説明図
【図2】同じく製造方法に係る自動射出成形機の主要構
成図
【図3】磁性粉含有率に対する磁気特性図
【図4】磁性粉含有率に対する磁気特性及び複合樹脂粘
性関係図
【図5】本発明品と従来品との直流抵抗特性比較図
【符号の説明】 1・・表面搭載用コイル装置 2・・鍔部 3・・磁心 4・・引出線 5・・コイル 6・・接続用外部端子 7・・はんだ 8・・コイル素子 9・・外装体 10・・樹脂 11・・ホッパー 12・・加熱部 13・・シリンダー 14・・ピストン 15・・冷却部 16・・固定金型 17・・可動金型

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】両端に鍔部を設けた磁心に引出線を有する
    コイル巻線を形成し、前記引出線と接続用外部端子を電
    気的接続した構造のコイル素子を、樹脂で封止成形して
    なる表面搭載用コイル装置において、前記樹脂は熱可塑
    性樹脂に平均粒径5〜15μmの磁性粉を65〜75w
    t%含有して構成されていることを特徴とする表面搭載
    用コイル装置。
  2. 【請求項2】両端に鍔部を設けた磁心に引出線を有する
    コイル巻線を形成し、前記引出線と接続用外部端子を電
    気的接続した構造のコイル素子を成形金型に挿入後、前
    記コイル素子を樹脂で封止成形してなる表面搭載用コイ
    ル装置の製造方法において、熱可塑性樹脂に平均粒径5
    〜15μmの磁性粉を65〜75wt%含有して構成さ
    れている樹脂で封止成形して外装体を形成する成形手段
    を有することを特徴とする表面搭載用コイル装置の製造
    方法。
  3. 【請求項3】前記樹脂の成形時における加熱温度は30
    0〜400℃で、その時の樹脂粘度は2000pois
    e以下であることを特徴とする請求項2記載の表面搭載
    用コイル装置の製造方法。
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