JP2003309012A - 表面実装用磁性部品とそれを用いた表面実装回路装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コイル部品やトランス部品として用いられる
表面実装用磁性部品において、表面実装性を高めた上
で、磁気コアへの巻線に要する手間などを省くことによ
って、製造工数や製造コストを低減すると共に、種々の
部品形状に対して容易に対応可能とする。 【解決手段】 絶縁性基板２にはその下側基板面２ａが
相対する方向（下方）に向けて2本以上の導電性リード
３が設置されている。磁気コア４は絶縁性基板２の下側
基板面２ａに沿って配置されており、かつこの磁気コア
４の磁路を跨ぐように凹型導体５が絶縁性基板２に装着
されている。凹型導体５は磁気コア４の磁路を横切る方
向に電流を流す電流路として機能する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば可飽和イン
ダクタやチョークコイルなどのコイル部品やトランス部
品として使用される表面実装用磁性部品、およびそれを
用いた表面実装回路装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電源回路や通信回路などをはじめとする
各種の電気・電子部品においては、例えば可飽和インダ
クタ、チョークコイル、電源用トランス、通信用トラン
スなどとして、トロイダル形状の磁気コア（トロイダル
コア）に巻線を施したコイル部品やトランス部品が多用
されている。

【０００３】ところで、各種の電気・電子機器に対する
小型・薄型化の要求は年々高まっている。このような要
求を満足させる上で、それらに用いられるコイル部品や
トランス部品などの磁性部品を小型・薄型化することが
進められている。さらに、磁性部品自体の小型・薄型化
に加えて、各種電気・電子部品の小型・薄型化に有効な
表面実装への対応が図られている。

【０００４】表面実装技術の進歩によって、多くの要素
部品は表面実装化が図られているが、コイル部品やトラ
ンス部品などの磁性部品に関しては、表面実装への対応
が十分に進んでいるとは言えない。すなわち、特に上述
した巻線を有するトロイダルコアを表面実装基板（ＳＭ
Ｄ基板）に搭載する場合、他の要素部品を自動実装した
後に、トロイダルコアを手作業で半田付けすることが行
われている。これは巻線付きコアそのものが表面実装に
対応していない（平面吸着部を有さない）場合であり、
ＳＭＤ自動化ラインやリフロー炉に入れることができな
いため、各種電気・電子部品の製造工数や製造コストの
増加原因となっている。

【０００５】また最近では、巻線付きトロイダルコアを
表面実装に対応させるために、例えばリードと一体的に
モールド成形された樹脂ケースに巻線付きコアを収容も
しくは半田付けした後、樹脂ケースの上部を蓋で覆った
表面実装型コイル部品が提案されている（例えば特開20
00-252173公報など参照）。さらに、巻線付きトロイダ
ルコア全体を樹脂モールドした表面実装型コイル部品も
一部で実用化されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
表面実装型コイル部品は、巻線付きコアの樹脂ケースへ
の収納や巻線付きコア全体の樹脂モールドなどに多くの
工数を要することに加えて、トロイダルコアに巻線を施
す工程自体に多くの手間がかかるため、部品製造工数や
製造コストの増加が避けられないという問題を有してい
る。また、従来の表面実装型コイル部品はいずれも樹脂
モールド成形が必要であるため、成形用の金型を用意し
なければならず、コアのサイズ変更などが生じた場合に
多大な初期コストが生じるというような問題も有してい
る。

【０００７】一方、巻線付きコア自体については、上記
した巻線に要するコスト増に加えて、巻線時にコアに対
して機械的なストレスが加わるため、コアの絶縁外装に
はエポキシ樹脂などによる厚膜状の樹脂コーティング、
あるいはポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）や液晶
樹脂などの樹脂ケースを用いる必要があり、これらの絶
縁外装がコイル部品の小型・薄型化などを阻害してい
る。これは、フッ素系樹脂などで樹脂コーティングした
コアでは巻線時のストレスで絶縁外装に破損が生じた
り、また巻線に傷などが発生しやすいためである。

【０００８】本発明はこのような課題に対処するために
なされたもので、表面実装への対応を図った上で、磁気
コアへの巻線に要する手間などを省くことによって、製
造工数や製造コストを低減すると共に、種々の形状のコ
イル部品やトランス部品に対して容易に対応可能とした
表面実装用磁性部品、さらにはコイル部品などのより一
層の小型・薄型化を可能とした表面実装用磁性部品、お
よびそのような磁性部品を用いた表面実装回路装置を提
供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の表面実装用磁性
部品は、請求項１に記載したように、上下両面に基板面
を有する絶縁性基板と、前記絶縁性基板の下側基板面が
相対する方向（絶縁性基板の下方）に向けて設置された
2本以上の導電性リードと、前記絶縁性基板の下側基板
面に沿って配置された磁気コアと、前記磁気コアの磁路
を跨ぐように前記絶縁性基板に装着された凹型導体とを
具備することを特徴としている。

【００１０】本発明の表面実装用磁性部品においては、
導電性リードを設置した絶縁性基板のリード突出面、す
なわち下側基板面に沿って磁気コアを配置すると共に、
この磁気コアの磁路を跨ぐように凹型導体を絶縁性基板
に装着している。この凹型導体は磁気コアの磁路を横切
る方向に電流を流す電流路として機能するものであり、
これにより従来の巻線付きコアと同様に、コイル部品や
トランス部品などを構成することができる。

【００１１】上述した絶縁性基板と導電性リードと磁気
コアと凹型導体で構成した磁性部品によれば、絶縁性基
板の上側基板平面を真空チャックなどによる吸着面とし
て使用することができるため、表面実装への対応を図っ
た上で、上記した簡易な構造に基づいて部品コストや製
造コストの低減を図ることが可能となる。また、コアサ
イズの変更などに対しては絶縁性基板の形状変更で容易
に対応することができるため、この点からも磁性部品の
製造コストの低減を図ることができる。

【００１２】さらに、凹型導体を適用することで巻線に
要する手間を省くことができるため、各種磁性部品の製
造工数や製造コストをさらに低減することが可能とな
る。凹型導体の適用は磁性部品全体としての薄型化にも
寄与する。また、従来の巻線のように磁気コアに機械的
なストレスが加わることもないため、フッ素系樹脂など
のより薄い樹脂コーティングを適用することができ、こ
れにより磁性部品のより一層の小型・薄型化を達成する
ことが可能となる。

【００１３】本発明の表面実装用磁性部品においては、
例えば請求項２に記載したように、絶縁性基板に複数の
凹型導体を装着し、これら複数の凹型導体同士、および
凹型導体と導電性リードとを電気的に接続する配線を、
絶縁性基板の少なくとも一方の基板面に設けることが好
ましい。このような構成によれば、巻線として機能する
凹型導体の電気的な接続を容易にかつ良好に実施するこ
とが可能となるため、より一層の部品点数の削減や製造
コストの低減を図ることができる。

【００１４】本発明の表面実装回路装置は、請求項１０
に記載したように、上記した本発明の表面実装用磁性部
品と、前記表面実装用磁性部品が実装された表面実装基
板とを具備することを特徴としている。なお、表面実装
基板には少なくとも本発明の表面実装用磁性部品が実装
されていればよく、他の部品については通常の表面実装
部品などが用いられる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施するための形
態について説明する。図１、図２および図３は本発明の
一実施形態による表面実装用磁性部品の構成を示す図で
あり、図１は表面実装用磁性部品の断面図、図２はその
上面図、図３は下面図である。

【００１６】これらの図に示す表面実装用磁性部品１
は、樹脂基板やセラミックス基板などからなる絶縁性基
板２を有しており、この絶縁性基板２の上下両面はそれ
ぞれ基板面（配線形成面やコア実装面などとして使用し
得る平坦面）２ａ、２ｂとされている。このような絶縁
性基板２の四隅には、それぞれ導電性リードとしてリー
ドピン３が設置されている。上記したリードピン３は、
絶縁性基板２の下側基板面２ｂが相対する方向に向け
て、すなわち絶縁性基板２の下方に向けて突出するよう
に立設されている。

【００１７】具体的には、リードピン３が電極および絶
縁性基板２の支持部材として機能するように、絶縁性基
板２の四隅に設けたリード挿入孔にリードピン３がそれ
ぞれ圧入されている。リードピン３を装着した絶縁性基
板２はリード付き基板として機能するものであり、4本
のリードピン３の下端部は磁性部品１を表面実装基板
（ＳＭＤ基板）に搭載する際の平坦度を担っている。こ
こで、絶縁性基板２の下側基板面２ｂはＳＭＤ基板に対
して相対する面であり、上側基板面２ａはその反対側の
面となる。

【００１８】リードピン３の本数は4本に限定されるも
のではなく、磁性部品１は少なくとも2本のリードピン
３を有していればよい。少なくとも2本のリードピン３
を有していれば、後述する磁気コアの巻線に対して電極
として機能させることができる。ただし、表面実装用磁
性部品１のＳＭＤ基板への実装性を高める上で、リード
ピン３の本数は4本もしくはそれ以上とすることが好ま
しい。この際、残りの2本のリードピン３は例えばダミ
ーピンとなる。このように、リードピン３の本数は表面
実装性や巻線の数などを考慮して2本以上の範囲で適宜
に設定可能である。また、リードピン2本の場合はリー
ドピン３をそれぞれ対称となるように配置することで表
面実装性を損なわないですむようになる。

【００１９】リードピン３の形状は直線棒状であっても
よいが、リードピン３の下端部に脚部３ａ、すなわち平
坦部を設けた形状とすることが好ましい。このような脚
部３ａを有するリードピン３によれば、ＳＭＤ基板への
表面実装性、すなわち半田接合性を向上させることがで
きる。なお、図１および図３は下端部にＬ字状の脚部３
ａを設けたリードピン３を示しているが、脚部の形状は
逆Ｔ字状や円板状などの種々の形状を適用することがで
きる。さらに、リードピン３の形状は、弾性を有するよ
うな曲折形状としてもよく、これにより磁性部品１の表
面実装性をより一層高めることができると共に、実装不
良や表面実装時の部品不良などの発生を抑制することが
可能となる。

【００２０】上述したリードピン３を立設した絶縁性基
板２の下側には、例えばトロイダル形状（リング状）の
磁気コア（トロイダルコア）４が配置されている。すな
わち、トロイダルコア４はリードピン３の立設面、すな
わち絶縁性基板２の下側基板面２ｂに沿って配置されて
いる。なお、磁気コアの形状は必ずしもトロイダルコア
４に限定されるものではなく、例えば棒状コアや筒状コ
アなどの種々の形状の磁気コアを適用可能であるが、磁
性部品１の薄型化や高性能化を図る上でトロイダルコア
４を適用することが好ましい。トロイダルコアの形状は
真円状や楕円状など、特に限定されるものではない。

【００２１】トロイダルコア４としては、例えばＣｏ基
やＦｅ基のアモルファス磁性合金薄帯、微細結晶粒を有
するＦｅ基軟磁性合金薄帯（Ｆｅ基微細結晶合金薄帯）
の巻回体や積層体、またパーマロイのような結晶質磁性
合金薄帯の巻回体や積層体、センダストやフェライトな
どの結晶質磁性合金の圧粉体などが用いられ、コア材料
に特に限定されるものではない。トロイダルコア４は後
に詳述するように、フッ素系樹脂などによる絶縁外装を
施して使用することが好ましい。また、コアの一例とし
てはパーマロイなどの磁性板を打抜き加工したもの、フ
ェライトなどの磁性粉を焼結した四角形状や長方形状の
ものなども挙げられる。

【００２２】また、アモルファス磁性合金薄帯やＦｅ基
微細結晶合金薄帯の組成は、磁性部品１の使用用途に応
じて適宜選択するものとするが、例えばフィルタ用、共
振用、マグアンプ用などのインダクタンスコイル（可飽
和インダクタ）に適用する場合には、高角形比のＣｏ基
アモルファス磁性合金を用いることが好ましい。また、
磁性部品１をチョークコイルやトランスなどに使用する
場合には、直流重畳特性に優れるＦｅ基アモルファス磁
性合金を用いることが好ましい。

【００２３】上述したようなトロイダルコア４が配置さ
れた絶縁性基板２には、トロイダルコア４の磁路を跨ぐ
ように凹型導体５が装着されている。この凹型導体５は
磁気コア４の磁路を横切る方向に電流を流す電流路とし
て機能するものであって、従来の巻線付きコアにおける
巻線の役目を果たすものであり、巻線の巻数に応じた数
の凹型導体５が絶縁性基板２に装着される。すなわち、
絶縁性基板２の上側基板面２ａには配線層６が設けられ
ており、この配線層６により複数の凹型導体５は電気的
に接続されている。これら複数の凹型導体５を接続する
配線層６は、さらに電極として機能するリードピン３、
３と凹型導体５とを電気的に接続する回路を有してい
る。

【００２４】言い換えると、複数の凹型導体５同士およ
び電極として機能する2本のリードピン３、３と凹型導
体５とは、絶縁性基板２の上側基板面２ａに設けられた
配線層６により電気的に接続されている。ここで、凹型
導体５やリードピン３と配線層６との電気的な接続に
は、例えば半田接合をはじめとする種々の導電接続法が
適用される。この際の半田接合は、通常の半田付けやク
リーム半田を予め印刷しておいてリフロー炉に通して接
合する方法など、導電性接続が得られる方法であれば種
々の方法を適用することができる。

【００２５】図１ないし図３において、複数の凹型導体
５と2本の電極用リードピン３、３と配線層６とにより
形成された導体回路は、2本の電極用リードピン３、３
が始端部および終端部となるように、複数の凹型導体５
を直列に接続しており、このような導体回路がトロイダ
ルコア４に対する巻線を構成している。なお、ここでは
トロイダルコア４に対する巻線の巻数が8となるよう
に、8個の凹型導体５を絶縁性基板２に装着した状態を
示しているが、凹型導体５の数は目的に応じて適宜に設
定可能である。また、磁性部品１をトランス部品などと
して用いる場合には、巻線数が2つまたはそれ以上とな
るように、配線層６で適宜に凹型導体５間を電気的に接
続すればよい。

【００２６】ここで、凹型導体５の絶縁性基板２の下側
基板面２ａからの高さＴｗは、導電性リードとしてのリ
ードピン３の下側基板面２ａからの高さＴｒに対してＴ
ｗ≦Ｔｒの関係を満足するように設定されている。これ
によって、リードピン３に表面実装用磁性部品１の支持
部材としての機能を付与していると共に、リードピン３
とＳＭＤ基板との電気的な接続を確保している。リード
ピン３の高さＴｒはＳＭＤ基板との電気的な接続を確保
した上で、磁性部品１全体の高さ（厚さ）が薄くなるよ
うに設定することが好ましい。さらに、リードピン３の
高さＴｒを凹型導体５の高さＴｗと実質的に等しくした
場合（Ｔｗ＝Ｔｒ）には、凹型導体５をＳＭＤ基板と接
触させることができ、これにより磁性部品１の放熱性を
高めることが可能となる。これは磁性部品１の信頼性や
寿命などの向上に寄与する。

【００２７】トロイダルコア４を巻線するように配置さ
れる凹型導体５には、例えば図４に示すような断面コ字
状に加工した金属板などからなる平板導体７が用いられ
る。このような断面コ字状平板導体７は金属板のプレス
加工などにより容易に得ることができる。そして、断面
コ字状平板導体７をトロイダルコア４の磁路を跨ぐよう
に、言い換えるとトロイダルコア４の内径と外径を挟む
ように絶縁性基板２に装着する。平板導体７の両端部
（両尾根部）には突起状の接続部７ａが、また絶縁性基
板２には平板導体７の装着位置に貫通孔が設けられてお
り、この貫通孔に平板導体７の突起状接続部７ａを挿入
する。断面コ字状平板導体７の突起状接続部７ａはその
先端部を上側基板面２ａ側に露出（例えば突出）させ、
この露出部を例えば半田付けして配線層６と電気的に接
続する。

【００２８】このようにして、断面コ字状平板導体７を
絶縁性基板２に装着すると共に、その上側基板面２ａに
形成された配線層６と電気的に接続することによって、
トロイダルコイル４に巻線を施す。平板導体７は巻線と
しての機能の他に、トロイダルコイル４を絶縁性基板２
に固定する役割を有している。すなわち、トロイダルコ
イル４は絶縁性基板２に装着された断面コ字状平板導体
７で下側から支持されている。なお、トロイダルコア４
は絶縁性基板２に対してエポキシ系接着剤のような耐熱
性樹脂接着剤などで固定してもよいが、接着剤などを用
いずに絶縁性基板２に対して隙間なく密着させることが
好ましい。

【００２９】なお、凹型導体５の形状は断面コ字状の平
板導体７に限られるものではなく、例えば断面Ｕ字状の
平板導体やＵ字状もしくはコ字状の導体ワイヤ（例えば
直径0.4mm以上）などであってもよいが、磁性部品１の
薄型化や高性能化を図る上で、断面コ字状の平板導体７
を用いることが好ましい。さらに、凹型導体５の表面に
は絶縁被覆を施してもよいし、また銅板などの金属板を
絶縁層を挟んで2層化した材料で凹型導体５を構成して
もよい。

【００３０】また、断面コ字状平板導体７を用いる場合
の形状は、図４に示したような長方形に限らず、例えば
台形や扇形の平板導体を適用することも可能である。平
板導体７の厚さは特に限定されるものではないが、0.4
〜1.2mmの範囲とすることが好ましい。平板導体７の厚
さが0.4mm未満であると強度が十分ではないことから、
絶縁性基板２に挿入する際に折れ曲がるなどの不具合が
生じやすい。一方、厚さが1.2mmを超えると強度は上が
るものの、折り曲げ加工後の凹形状の維持が難しく、ま
た重さが増加して軽量化が図り難くなる。

【００３１】複数の凹型導体５同士および電極として機
能する2本のリードピン３、３と凹型導体５とを電気的
に接続する配線層６は、図５に示すように、絶縁性基板
２の下側基板面２ｂに設けてもよい。このような場合に
は、凹型導体５は絶縁性基板２に挿入することなく配線
層６と電気的に接続することができ、絶縁性基板２の上
側基板面２ａの平坦性を高めることができる。また、凹
型導体５と配線層６との接続は表面実装技術を適用して
実施することができる。なお、トロイダルコイル４の固
定部材としての機能に関しては、凹型導体５の突起状先
端部を絶縁性基板２に挿入して、機械的な結合力を持た
せることが好ましい。

【００３２】上述したように、リードピン３を設置した
絶縁性基板２（リード付き基板）の下側基板面２ａに磁
気コア４を配置すると共に、この磁気コア４を巻線する
ように複数の凹型導体５を設け、かつこれら複数の凹型
導体５を配線層６で電気的に接続することによって、コ
イル部品やトランス部品として用いられる表面実装用磁
性部品１が構成されている。このような表面実装用磁性
部品１は、フィルタ用（フィルタ回路やノイズ抑制素
子）、共振用（発振回路や同調回路）、マグアンプ用な
どのインダクタンスコイル、各種チョークコイル、電源
用や発振用のトランス、通信回路用のパルストランスな
どとして使用される。

【００３３】上記した実施形態の表面実装用磁性部品１
においては、磁気コア４を絶縁性基板２の下側基板面２
ｂ側に配置しているため、絶縁性基板２の上側基板面２
ａは表面実装時の吸着面、すなわち真空チャックなどで
自動搬送する際の吸着面として利用することができる。
従って、特別な構成を追加することなく、磁性部品１を
表面実装に適用させることができる。すなわち、絶縁性
基板２は磁気コア４の支持部材および回路形成部材のみ
ならず、表面実装用の被吸着部材を兼ねているため、簡
易な構成で表面実装用磁性部品１を実現することが可能
となる。

【００３４】また、絶縁性基板２を自動搬送時の被吸着
部材として利用することで部品点数の削減を図ってお
り、さらに従来のモールド部品のように特別な金型を必
要としないことから、部品製造工数や部品製造コストを
低減することが可能となる。特に、サイズ変更などに伴
う初期設備コストを大幅に削減することができる。さら
に、コアサイズの変更などに対しては、絶縁性基板２の
形状変更で容易に対応することが可能となる。なお、絶
縁性基板２の上側基板面２ａに配線層６を設けた場合に
おいても、真空チャックなどで十分に吸着することがで
きる。必要であれば上側基板面２ａに20×20mm程度の平
坦面を確保したり、さらに真空チャックのノズル形状を
変更してもよく、これらにより吸着精度並びに吸着信頼
性を高めることができる。

【００３５】さらに、凹型導体５と配線層６とで磁気コ
ア４に巻線を施しているため、従来の巻線付きコアで巻
線（導線の巻回）に要していた多大な手間およびコスト
を省くことが可能となる。これは磁性部品１の製造工数
や製造コストの低減に大きく寄与するものである。加え
て、凹型導体５は自動機で組立てることが可能であるた
め、この点からも製造工数や製造コストを低減すること
ができる。表面実装用磁性部品１の製造コストの削減に
は、上述した部品構成の簡易化（部品点数の削減）、モ
ールド成形の不要化、さらには磁性部品１の製造工程の
自動化なども寄与している。

【００３６】凹型導体５と配線層６とによる巻線は、従
来の導線の巻回による巻線のように磁気コア４に対して
機械的なストレスを加えることがない。従って、磁気コ
ア４の絶縁外装にフッ素系樹脂などによるコーティン
グ、すなわち機械的強度が比較的低い絶縁外装を適用す
ることができる。磁気コア４の絶縁外装には、従来のコ
アと同様にエポキシ樹脂コーティングや樹脂ケースなど
を使用することも可能であるが、層厚が薄いフッ素系樹
脂などによるコーティングを適用することで、磁気コア
４ひいては磁性部品１のより一層の小型・薄型化を達成
することができる。フッ素系樹脂の使用はリフロー炉で
ＳＭＤ基板に搭載する際の作業性や耐熱信頼性の点から
も有利である。

【００３７】次に、本発明の他の実施形態による表面実
装用磁性部品１０について、図６ないし図８を参照して
説明する。上述した実施形態では導電性リードにリード
ピンを適用した例について説明したが、導電性リードに
は例えば図６や図７に示すような板状リード１１を使用
することもできる。図６および図７に示す表面実装用磁
性部品１０は、絶縁性基板２の対向する2つの側面２
ｃ、２ｄにそれぞれ板状リード１１が設置されている。
すなわち、表面実装用磁性部品１０は左右対称に配置さ
れた2本の板状リード１１で支えられている。

【００３８】なお、この実施形態の表面実装用磁性部品
１０は、導電性リードとして板状リード１１を使用して
いる以外は前述した実施形態の表面実装用磁性部品１と
同様な構成を有している。例えば、図６および図７では
凹型導体５同士を電気的に接続する配線層６を、絶縁性
基板２の上側基板面２ａに形成した構成を示したが、前
述した実施形態と同様に配線層６は下側基板面２ｂに形
成することも可能である。他の構成についても同様であ
る。

【００３９】上述したような2本の板状リード１１を使
用することによって、リード本数を減らした上で表面実
装用磁性部品１０の自立性や安定性を高めることができ
る。このような点から、板状リード１１が設置された辺
方向の絶縁性基板２の幅Ｗｋに対する板状リード１１の
幅Ｗｒの比（Ｗｒ／Ｗｋ）は0.5〜1の範囲とすることが
好ましい。Ｗｒ／Ｗｋ比が0.5未満であると表面実装用
磁性部品１０の自立性が低下し、一方Ｗｒ／Ｗｋ比が1
を超えると部品寸法の増大を招くことになる。Ｗｒ／Ｗ
ｋ比は0.7〜1の範囲とすることがより好ましく、さらに
好ましくは0.85〜1の範囲である。なお、板状リード１
１の高さＴｒは、前述した実施形態と同様に、凹型導体
５の高さＴｗに対してＴｗ≦Ｔｒの関係を満足するよう
に設定することが好ましい。

【００４０】さらに、導電性リード（板状リード１１）
を絶縁性基板２の側面に配置することで、絶縁性基板２
の基板面における磁気コア４の設置面積を拡大すること
が可能となる。これは、絶縁性基板２の形状を同一とし
た場合には設置可能な磁気コア４の大径化を意味し、ま
た磁気コア４の形状を同一とした場合には絶縁性基板
２、ひいては磁性部品１１の小型化を意味する。搭載可
能な磁気コア４の大形化を図ることによって、表面実装
用磁性部品１の磁気特性（インダクタンスなど）を高め
ることが可能となる。

【００４１】図６および図７に示す板状リード１１は、
その上部側に絶縁性基板２の側面２ｃ、２ｄを挟み込ん
で保持する接続部１２が設けられている。このような接
続部１２によって、板状リード１１は絶縁性基板２の上
側基板面２ａ（もしくは下側基板面２ｂ）に設けられた
配線層６と電気的に接続されている。板状リード１１の
絶縁性基板２に対する接続形状は、例えば図８に示すよ
うに、板状リード１１の上端部側に突起状接続部１３を
設け、この突起状接続部１３を絶縁性基板２の側面２ｃ
（２ｄ）に予め形成した穴に圧入するようにしてもよ
い。

【００４２】上述した実施形態の表面実装用磁性部品
１、１０は、例えば図９に示すように、表面回路（図示
せず）を有する表面実装基板（ＳＭＤ基板）２０の所定
の位置に、例えばＳＭＤ自動ラインにより半田付け実装
される。このようにして、本発明の表面実装回路装置２
１が構成される。なお、表面実装回路装置２１はＳＭＤ
基板２０に少なくとも本発明の表面実装用磁性部品１、
１０が実装されていればよく、他の部品については通常
の表面実装部品などが用いられる。このような表面実装
回路装置２１はスイッチング電源などに好適に用いられ
るものである。言い換えれば、本発明の表面実装回路装
置とは、本発明の表面実装用磁性部品を用いた回路板の
みならず、それを用いた電源などの各種機器も含むもの
である。

【００４３】

【実施例】次に、本発明の具体的な実施例およびその評
価結果について説明する。

【００４４】実施例１ まず、Ｆｅ基アモルファス磁性合金薄帯の巻回体からな
るリング状のトロイダルコア（外径13mm×内径8mm×厚
さ4.5mm）を用意し、このトロイダルコアの表面にフッ
素系樹脂をコーティングして絶縁外装を施した。絶縁外
装後のコア寸法は外径13.2mm、内径7.8mm、厚さ4.7mmで
ある。一方、絶縁性基板として上面に配線層を有するガ
ラスエポキシ樹脂基板（17×17×1.5mm）を用意し、こ
のガラスエポキシ樹脂基板の四隅にリード挿入孔をそれ
ぞれ形成した。

【００４５】そして、ガラスエポキシ樹脂基板の四隅の
リード挿入孔に0.7mm角の棒状リードピンをそれぞれ圧
入すると共に、ガラスエポキシ樹脂基板上面の配線層に
半田付けすることによりリード付き基板を作製した。リ
ードピンの基板下面からの高さＴｒは6mmとした。さら
に、凹型導体として銅板を断面コ字状にプレス加工した
ものを8個用意した。これら凹型導体の高さＴｗは5mmで
あり、Ｔｗ／Ｔｒ比は0.83とした。

【００４６】次に、絶縁外装したトロイダルコアをリー
ド付き基板の下面側に配置すると共に、断面コ字状銅板
からなる8個の凹型導体をトロイダルコアの外径と内径
を挟むように配置した。各凹型導体はその突起状先端部
が基板下面から上面に達するように、ガラスエポキシ樹
脂基板に予め設けておいた貫通孔内に挿入し、これら突
起状先端部をそれぞれ基板上面の配線層に対して半田付
けすることによって、ガラスエポキシ樹脂基板に装着す
ると共に配線層と電気的に接続した。

【００４７】このようにして、目的とする表面実装用磁
性部品を作製した。表１および表２に磁性部品の詳細を
示す。このようにして得た表面実装用磁性部品を後述す
る特性評価に供した。なお、ガラスエポキシ樹脂基板の
上面に形成した配線層は、8個の凹型導体を直列接続す
るようにパターン化されており、さらに8個の凹型導体
を接続して形成した直列回路の始端部および終端部に2
本の電極用リードピンが接続されるようなパターンを有
している。この実施例の磁性部品は8ターンの巻線が施
されたトロイダルコアを有するものである。

【００４８】実施例２ 配線層が下面に形成されているガラスエポキシ樹脂基板
を用い、凹型導体を基板下面の配線層に直接接続する以
外は、実施例１と同様にして表面実装用磁性部品を作製
し、この磁性部品を後述する特性評価に供した。磁性部
品の詳細は表１および表２に示す通りである。

【００４９】実施例３ 幅Ｗｒが15.3mmの2本の板状リードを用い、これら2本の
板状リードをガラスエポキシ樹脂基板の対向する側面に
設置する以外は、実施例１と同様にして表面実装用磁性
部品を作製し、この磁性部品を後述する特性評価に供し
た。磁性部品の詳細は表１および表２に示す通りであ
る。

【００５０】実施例４ 0.7mm角の棒状リードピンの基板下面からの高さＴｒを5
mmとし、Ｔｗ／Ｔｒ比を1に設定する以外は、実施例１
と同様にして表面実装用磁性部品を作製し、この磁性部
品を後述する特性評価に供した。磁性部品の詳細は表１
および表２に示す通りである。

【００５１】実施例５ ベア寸法が外径15mm×内径8mm×厚さ4.5mmで、フッ素系
樹脂をコーティングして絶縁外装した後の寸法が外径1
5.2mm×内径7.8mm×厚さ4.7mmのトロイダルコアを用い
る以外は、実施例３（板状リードを使用）と同様にして
表面実装用磁性部品を作製し、この磁性部品を後述する
特性評価に供した。磁性部品の詳細は表１および表２に
示す通りである。

【００５２】比較例１ 絶縁外装したトロイダルコアをガラスエポキシ樹脂基板
の上面側に配置すると共に、このトロイダルコアに対し
て凹型導体を装着する以外は、実施例１と同様にして表
面実装用磁性部品を作製し、この磁性部品を後述する特
性評価に供した。磁性部品の詳細は表１および表２に示
す通りである。

【００５３】比較例２ 実施例１と同様にフッ素系樹脂で絶縁外装したトロイダ
ルコアに、直径が0.6mmのワイヤで8ターンの巻線を施し
た巻線付きコアを用い、凹型導体を使用しない以外は、
実施例１と同様にして表面実装用磁性部品を作製し、こ
の磁性部品を後述する特性評価に供した。磁性部品の詳
細は表１および表２に示す通りである。

【００５４】比較例３ 実施例１と同形状（同一ベア寸法）トロイダルコアにエ
ポキシ樹脂で絶縁外装を施して、絶縁外装後の寸法が外
径15mm×内径6.3mm×厚さ7.5mmのコアを用い、かつ比較
例２と同様に直径が0.6mmのワイヤで8ターンの巻線を施
す以外は、比較例２と同様にして表面実装用磁性部品を
作製し、この磁性部品を後述する特性評価に供した。磁
性部品の詳細は表１および表２に示す通りである。

【００５５】

【表１】

【００５６】

【表２】

【００５７】上述した実施例１〜５および比較例１〜３
の各表面実装用磁性部品について、部品質量、部品高さ
（基板上面側の突起部から導電性リードの下面までの高
さ）、部品作製時間（実施例１の作製時間を1としたと
きの相対時間）を測定した。さらに、各表面実装用磁性
部品をＳＭＤ自動ラインによりＳＭＤ基板の所定の位置
に実装し、その際に自動搬送が可能かどうか（真空チャ
ックによる吸着が可能かどうか）を評価した。また、Ｓ
ＭＤ基板に実装した後の各磁性部品（コイル部品／平滑
用チョークコイル）のインダクタンス値をＬＣＲメータ
で測定（測定条件：10kHz,1V）し、さらに直流電流2Aの
動作条件下での部品温度（実施例１の部品温度を1とし
たときの相対温度）を測定した。これらの測定結果を表
３に示す。なお、インダクタンス値は磁性部品（コイル
部品）の導電性リードがＳＭＤ基板の平面状電極に接触
していないものについては零とした。

【００５８】

【表３】

【００５９】表３から明らかなように、各実施例の表面
実装用磁性部品（コイル部品）は、いずれも軽量かつ薄
型で、部品としての加工性（部品作製時間）に優れるこ
とが分かる。特に、ワイヤで巻線している比較例２、３
に比べて加工時間を大幅に短縮することができ、コスト
低減や工程の短縮化が可能となる。また、凹型導体は自
働機で自働挿入することが可能であるため、部品の組立
てに関しても自動化が容易である。さらに、巻線ストレ
スを受けないために薄い樹脂コーティングが適用できる
ことから、部品質量に関しても軽量化が図れる。これは
搬送時の脱落防止、ＳＭＤ基板やそれを用いた機器の軽
量化などに寄与する。

【００６０】その上で、各実施例の表面実装用磁性部品
（コイル部品／平滑用チョークコイル）は、ＳＭＤ基板
に表面実装する際に自動搬送が可能であり、かつ磁気特
性（インダクタンス値）や部品温度についても良好な値
が得られていることが分かる。これらのうち、配線層を
基板下面に形成した実施例２は特に薄型で、さらに基板
上面の平坦性をより良好に確保し得ることから自動搬送
性に優れていた。

【００６１】また、板状リードを適用した実施例３、５
はリード本数を2本に減らすことができるため、加工時
間の短縮を図ることができる。加えて、リードを基板側
面に設置して、コイル実装面積の拡大を図っているた
め、実施例５に示すように磁気特性をより高めることが
できる。具体的には、実施例５は実施例３より磁気コア
の外径を2mm大きくしているため、4本リード搭載の実施
例１よりＬＣＲメータでのインダクタンス値が1.38倍ま
で増大していた。ここでは磁性部品に平滑用チョークコ
イルを利用したため、インダクタンス値での比較となっ
ているが、マグアンプ用可飽和コアやコモンモードチョ
ークなどでも同様の特性向上効果を得ることができる。

【００６２】リード高さＴｒを凹型導体の高さＴｗと等
しくした実施例４（Ｔｗ／Ｔｒ＝1）は、凹型導体がＳ
ＭＤ基板に接触するため、部品温度の上昇がより低く抑
えられていることが分かる。平滑チョークコイルなどの
パワー系ラインで使用される部品の場合、電流を数アン
ペアから数十アンペアも流すことがあり、銅損による発
熱が大きいため、熱を逃がして部品温度を下げることは
信頼性や電源効率の向上につながる。なお、凹型導体と
磁気コアとの密着を密にしておくことで磁気コアの発熱
も逃がすことができる。

【００６３】一方、磁気コアを基板上面に配置した比較
例１は、部品上面に自働搬送マウンタで吸着できる平面
がないため、ＳＭＤ基板への自働搭載は不可能である。
また、仕上り高さも大きくなってしまい、薄型化は極め
て困難である。ワイヤ巻線を行った比較例２、３におい
て、フッ素系樹脂コーティングのような薄い樹脂コーテ
ィング（比較例２）では巻線ストレスにより絶縁外装に
ひびなどが発生したり、また巻線に傷が生じ、これらは
耐電圧の低下や絶縁破壊の原因となるため、実使用に耐
え得るものではないことが確認された。エポキシ樹脂コ
ーティングを適用した比較例３は、絶縁外装の破損は少
なくなるものの、コアの仕上り寸法が大きくなって巻線
した後の高さ寸法が導電性リードよりも長くなってしま
い、ＳＭＤ基板に搬送できてもＳＭＤ基板上で導電性リ
ードが浮いて接続できないという問題が生じた。

【００６４】なお、実施例３の磁性部品において、板状
リードを左右非対称に配置した場合には、部品のバラン
スがくずれて弱い力でも横転することがあるため、ＳＭ
Ｄ基板への搭載時に問題が生じた。また、導電性リード
の幅を小さくした（Ｗｒ／Ｗｋ＜0.5）場合にもバラン
スの低下が認められた。導電性リードの幅を大きくした
（Ｗｒ／Ｗｋ＞1.0）場合にはバランス安定性に優れる
ものの、ＳＭＤ搭載時に他の部品と接触したり、また実
装面積の増大を招いてしまう。

【００６５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の表面実装
用磁性部品によれば、表面実装性を高めた上で、種々の
形状のコイル部品やトランス部品に対して容易に対応す
ることができ、さらに部品点数の削減や磁気コアへの巻
線に要する手間などを省くことで製造工数や製造コスト
を低減することが可能となる。このような表面実装用磁
性部品を用いることによって、製造コストや製造歩留
り、さらには信頼性などを向上させた表面実装回路装置
を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態による表面実装用磁性部
品の構成を示す断面図である。

【図２】 図１に示す表面実装用磁性部品の上面図であ
る。

【図３】 図１に示す表面実装用磁性部品の下面図であ
る。

【図４】 図１に示す表面実装用磁性部品に適用した凹
型導体の一構成例を示す斜視図である。

【図５】 図１に示す表面実装用磁性部品の変形例を示
す断面図である。

【図６】 本発明の他の実施形態による表面実装用磁性
部品の構成を示す断面図である。

【図７】 図６に示す表面実装用磁性部品の上面図であ
る。

【図８】 図６に示す表面実装用磁性部品の変形例を示
す要部断面図である。

【図９】 本発明の表面実装用磁性部品を用いた表面実
装回路装置の一実施形態を示す正面図である。

【符号の説明】

１，１０……表面実装用磁性部品、２……絶縁性基板、
３……リードピン、４……磁気コア、５……凹型導体、
６……配線層、７……断面コ字状平板導体、１１……板
状リード、２０……ＳＭＤ基板、２１……表面実装回路
装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5E070 AA01 AB01 BA14 CA13 CA15 CA16 CB03 CB15 CB16 CB17 EA02 EA09

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上下両面に基板面を有する絶縁性基板
   と、 前記絶縁性基板の下側基板面が相対する方向に向けて設
   置された2本以上の導電性リードと、 前記絶縁性基板の下側基板面に沿って配置された磁気コ
   アと、 前記磁気コアの磁路を跨ぐように前記絶縁性基板に装着
   された凹型導体とを具備することを特徴とする表面実装
   用磁性部品。
2. 【請求項２】 請求項１記載の表面実装用磁性部品にお
   いて、 前記絶縁性基板には複数の前記凹型導体が装着されてお
   り、かつ前記絶縁性基板の少なくとも一方の前記基板面
   に、前記複数の凹型導体同士、および前記凹型導体と前
   記導電性リードとを電気的に接続する配線が設けられて
   いることを特徴とする表面実装用磁性部品。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２記載の表面実装
   用磁性部品において、 前記凹型導体は断面コ字状の平板導体を有することを特
   徴とする表面実装用磁性部品。
4. 【請求項４】 請求項１ないし請求項３のいずれか１項
   記載の表面実装用磁性部品において、 前記導電性リードは前記絶縁性基板の側面に設置されて
   いることを特徴とする表面実装用磁性部品。
5. 【請求項５】 請求項１ないし請求項４のいずれか１項
   記載の表面実装用磁性部品において、 前記導電性リードは2本の板状リードを有することを特
   徴とする表面実装用磁性部品。
6. 【請求項６】 請求項５記載の表面実装用磁性部品にお
   いて、 前記2本の板状リードは前記絶縁性基板の対向する2つの
   側面に設けられていることを特徴とする磁性部品。
7. 【請求項７】 請求項５または請求項６記載の表面実装
   用磁性部品において、 前記板状リードが設置された辺方向の前記絶縁性基板の
   幅Ｗｋに対する前記板状リードの幅Ｗｒの比（Ｗｒ／Ｗ
   ｋ）が0.5〜1の範囲であることを特徴とする表面実装用
   磁性部品。
8. 【請求項８】 請求項１ないし請求項７のいずれか１項
   記載の表面実装用磁性部品において、 前記凹型導体の前記絶縁性基板の下側基板面からの高さ
   Ｔｗと、前記導電性リードの前記絶縁性基板の下側基板
   面からの高さＴｒとが、Ｔｗ≦Ｔｒの関係を満足するこ
   とを特徴とする表面実装用磁性部品。
9. 【請求項９】 請求項１ないし請求項８のいずれか１項
   記載の表面実装用磁性部品において、 前記絶縁性基板の上側基板面は自動搬送時の吸着面を構
   成することを特徴とする表面実装用磁性部品。
10. 【請求項１０】 請求項１ないし請求項９のいずれか１
    項記載の表面実装用磁性部品と、 前記表面実装用磁性部品が実装された表面実装基板とを
    具備することを特徴とする表面実装回路装置。