JP2004221533A - コイル部品及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 絶縁被覆導体のはんだ付け時にコアのフランジ部に形成した電極の角部が必要な厚さを保持し、電極のはんだ付け性が良好なコイル部品及びその製造方法を得る。
【解決手段】 コア１の巻芯部２にワイヤ５を巻回し、該ワイヤ５の端末をフランジ部３に形成した電極４にはんだ付けしたチップコイルの製造方法。電極形成面３ｂはコア１の巻芯部２と平行に設けられている。端末処理時において、ワイヤ５の端末を電極４上に位置させ、加熱されたヒータチップ８の加熱面８ａを相対角度θを有してワイヤ５及び電極４に当接させてワイヤ５の端末と電極４とを接合する。電極４を下方に向けた状態でワイヤ５の端末を該電極４に対向させ、加熱されたヒータチップ８を下方からワイヤ５及び電極４に当接させてもよい。
【選択図】 図２

Description

本発明は、コイル部品及びその製造方法、特に、絶縁性材料からなるコアと、該コアの周囲に巻回されている絶縁被覆導体と、前記コアの表面に形成された電極とを備え、前記絶縁被覆導体の端末が前記電極に接続されているコイル部品及びその製造方法に関する。

インダクタ、トランス、コモンモードチョークコイルなどの巻線型のコイル部品としては、従来から、図９に示す絶縁材料からなるコア１に、絶縁被覆導体５（以下、ワイヤと記す）を巻回したもの（図１０参照）が知られている。

コア１は巻芯部２の両端にフランジ部３を有し、フランジ部３の一面に電極４が形成されている。ワイヤ５の端末は電極４上にはんだによって接続されている。

電極４は、図１２に示すように、Ａｇ，Ａｇ−Ｐｄ，Ａｇ−Ｐｔなどによる下地層４ａと、Ｎｉなどによる中間層４ｂと、Ｓｎ，Ｓｎ−Ｐｄなどによる最外層４ｃとで構成されている。通常、下地層４ａは１〜３０μｍの厚さ、中間層４ｂ及び最外層４ｃの厚さは合わせて１〜３０μｍである。

ワイヤ５の端末を電極４へ接続する処理は、図１１に示すように、電極４を上方に向けてワイヤ５の端末を電極４上に位置させ、加熱されたヒータチップ８を上方からワイヤ５及び電極４に当接させてワイヤ５と電極４とを接合していた。

ところで、前記従来の端末処理にあっては、図１３に示すように、フランジ部３の側面３ａと電極形成面３ｂとの間に位置する電極材料（角部Ａ、特に最外層４ｃ）が薄くなり、また、角部Ａにて最外層４ｃの酸化が進行し、はんだ付け性が低下してフィレットが形成されなくなるなどの不具合を生じる場合があった。

電極４が角部Ａにおいて薄くなるのは、側面３ａの電極材料が溶融して重力によって下方に下がること、及び、ヒータチップ８の加熱面８ａが電極形成面３ｂと平行に電極４やワイヤ５に当接するため、電極形成面３ｂの溶融した電極材料がヒータチップ８やワイヤ５との接触で表面張力によって引っ張られるためであると推測される。

特許文献１〜４に開示されている端末処理方法は、いずれもフランジの電極形成面に対してヒータチップの加熱面を平行に当接させている。従って、前述の如く、角部Ａが薄くなる不具合が生じるおそれがある。また、特許文献１〜３ではヒータチップを上方から当接させることが明確に開示されている。特許文献４では、ヒータチップを両サイドからコアを挟み込むように当接させているが、上下方向から当接させているのか、左右方向から当接させているのか判然としない。

さらに、特許文献５に開示されている端末処理方法では、ヒータチップ８の加熱面８ａを、図１３の２点鎖線で示すように、コア１の外側に向けて近づくように傾けた状態で上方から当接させている。しかし、このような角度付けによる端末処理方法では、角部Ａがさらに薄くなりやすい傾向にある。

さらに、特許文献６には、コアの巻芯部に対して電極形成面を予め傾斜を付けた状態で形成し、電極も傾斜を付けることにより、電極角部を厚くしてワイヤ端末の固着強度を高めたコイル部品が記載されている。

しかし、特許文献６に記載のコイル部品においては、電極形成面に傾斜を付けるため、コアの成形条件（セラミックの充填密度や成形温度）が変動するなどに起因して、製造工程での管理が煩雑なものとなる。さらに、現状では電極も傾斜した状態で形成することが困難である。即ち、一般的なペーストを傾斜状態で塗布すると、表面張力が作用して単に塗布しただけであると、全体的に丸みが生じ、電極形成面と平行な面を形成することが困難である。
特開平１０−６４７４７号公報（図４） 特開２０００−３０９６０号公報（図４） 特開平１１−２８３８５７号公報（図１） 特開２００１−２６７１１８号公報（図５） 特開平１０−１７２８２２号公報（図１０（Ｂ）） 特開２００３−１７３３６号公報（図２）

そこで、本発明の目的は、絶縁被覆導体のはんだ付け時にコアのフランジ部に形成した電極の角部が必要な厚さを保持し、電極のはんだ付け性が良好なコイル部品及びその製造方法を提供することにある。

以上の目的を達成するため、第１の発明は、絶縁性材料からなるコアと、該コアの周囲に巻回されている絶縁被覆導体と、前記コアの表面に形成された電極とを備え、前記絶縁被覆導体の端末が前記電極に接続されているコイル部品において、前記コアの電極形成面がコアの巻芯部とほぼ平行に設けられており、前記絶縁被覆導体の端末が前記電極に接続された状態において該電極は前記コアの外側に向けて徐々に厚みが大きくなるように形成されていることを特徴とする。

第１の発明に係るコイル部品においては、電極はコアの電極形成面上に絶縁被覆導体の端末が接続された状態においてコアの外側に向けて徐々に厚みが大きくなるように形成されているため、絶縁被覆導体の端末の接続性が良好であるばかりか、電極の角部に薄みが生じることはなく、電極のはんだ付け性が良好なものとなる。特に、電極形成面がコアの巻芯部とほぼ平行に設けられているため、電極形成面を傾斜させる場合と比較すると、製造工程に特別な配慮を必要とすることがなくなる。そして、以下に示す製造方法を採用することによって、コアの外側に向けて徐々に厚みが大きくなる電極を容易に形成することができる。

第２の発明は、絶縁性材料からなるコアと、該コアの周囲に巻回されている絶縁被覆導体と、前記コアの表面に形成された電極とを備え、前記絶縁被覆導体の端末が前記電極に接続されているコイル部品の製造方法であって、前記絶縁被覆導体の端末を前記電極上に位置させ、加熱されたヒータチップの加熱面と前記コアとが該コアの外側に向けて加熱面が遠ざかるような相対角度を有して、該ヒータチップを絶縁被覆導体及び電極に当接させて該絶縁被覆導体と電極とを接合することを特徴とする。

第２の発明に係るコイル部品の製造方法においては、絶縁被覆導体の端末をコアのフランジ部に形成した電極上にはんだ付けする際、加熱されたヒータチップの加熱面とコアとが、該コアの外側に向けて加熱面が遠ざかるような相対角度を有して、該ヒータチップを絶縁被覆導体及び電極に当接させるため、溶融された電極材料に対するヒータチップの加熱面や絶縁被覆導体からの表面張力の作用が弱くなり、また、ヒータチップの加熱面によって溶融された電極材料がコアの外側に押され、電極の角部が盛り上がったりし、電極の角部が薄くなる不具合が解消され、良好なはんだ付けを施すことができる。

第２の発明に係るコイル部品の製造方法において、前記相対角度はあまり大きくなると絶縁被覆導体の断線を引き起こすおそれを有するため、７°以下であることが好ましい。

第３の発明は、絶縁性材料からなるコアと、該コアの周囲に巻回されている絶縁被覆導体と、前記コアの表面に形成された電極とを備え、前記絶縁被覆導体の端末が前記電極に接続されているコイル部品の製造方法であって、前記電極を下方に向けた状態で前記絶縁被覆導体の端末を該電極に対向させ、加熱されたヒータチップを下方から絶縁被覆導体及び電極に当接させて該絶縁被覆導体と電極とを接合することを特徴とする。

第３の発明に係るコイル部品の製造方法においては、絶縁被覆導体の端末をコアのフランジ部に形成した電極上にはんだ付けする際、電極を下方に向けた状態で加熱されたヒータチップを下方から絶縁被覆導体及び電極に当接させるため、溶融された電極材料が下方に位置する角部に集まり、該角部が薄くなる不具合が解消され、良好なはんだ付けを施すことができる。

なお、第３の発明に係るコイル部品の製造方法において、ヒータチップを下方から上方へ移動させてもよいし、コアを上方から下方へ移動させてもよく、両者を同時に移動させてもよい。

以下、本発明に係るコイル部品及びその製造方法の実施例について、添付図面を参照して説明する。

（実施例１、図１〜図６参照）
本実施例１はチップコイルの製造方法に関するもので、コア１はフェライトやアルミナなどの絶縁性セラミック材料を焼成することによって形成されたもので、その形状及び絶縁被覆導体であるワイヤ５を巻芯部２に巻回した状態は図９、図１０に示した従来例と同様である。コア１のフランジ部３の電極形成面３ｂは巻芯部２と平行に設けられている。

また、コア１のフランジ部３に形成された電極４の構成及び形状、即ち、Ａｇ，Ａｇ−Ｐｄ，Ａｇ−Ｐｔなどによる下地層と、Ｎｉなどによる中間層と、Ｓｎ，Ｓｎ−Ｐｄなどによる最外層とで構成されている点も図１２に示した従来例と同様であり、下地層は１〜３０μｍの厚さ、中間層及び最外層の厚さは合わせて１〜３０μｍである。

ところで、ワイヤ５の端末をコア１のフランジ部３に形成した電極４上にはんだ付けする際、図１、図２に示すように、加熱されたヒータチップ８の加熱面８ａとコア１の電極形成面（はんだ付け面）３ｂとが、コア１の外側に向けて加熱面８ａが遠ざかるような相対角度θを有して、ヒータチップ８をワイヤ５及び電極４に当接させてワイヤ５の端末と電極４とを接合する。

このような端末処理によれば、ヒータチップ８の加熱面８ａが電極形成面３ｂに対して相対角度θを有しているため、溶融された電極材料に対する加熱面８ａやワイヤ５からの表面張力の作用が弱くなり、電極４の角部Ａが薄くなることはない。また、角度θの値や電極４の材料によっては、ヒータチップ８の加熱面８ａによって溶融された電極材料がコア１の外側に押され、電極４の角部Ａが盛り上がったりする（図３参照）。

従って、本部品にあっては、電極４とワイヤ５の端末との接合強度が高く、また、プリント基板に実装する場合などに、角部Ａが薄くなることによるはんだ付け性の低下に起因してフィレットが形成されなくなるなどの不具合を生じることはない。

なお、前記相対角度θをあまり大きく設定するとワイヤ５の折り曲げ部Ｂの断線を引き起こすおそれを有するため、７°以下に設定することが好ましい。

次に、本実施例１において、相対角度θを設ける態様について図４〜図６を参照して説明する。図４は、ヒータチップ８の加熱面８ａ自体に相対角度θを設け、水平状態にあるコア１に対してヒータチップ８を垂直方向に移動させる態様を示す。図５は、ヒータチップ８を相対角度θだけ傾斜させた状態で水平状態にあるコア１に対して接触させる態様を示す。図６は、コア１自体を相対角度θに設置し、加熱面８ａを水平状態としてヒータチップ８を垂直方向に移動させる態様を示す。

なお、図４〜図６に示すいずれの態様においても、コア１を固定してヒータチップ８を移動させてもよく、逆にヒータチップ８を固定してコア１を移動させてもよく、あるいは、両者を同時に移動させてもよい。また、コア１を略水平方向に設置するのみならず、略垂直方向に設置して所定の相対角度θを有してヒータチップ８を当接させてもよい。

（実施例２、図７及び図８参照）
本実施例２は前記実施例１と同様にチップコイルの製造方法に関するもので、コア１及びワイヤ５に関しては実施例１と同じものである。

本実施例２において、ワイヤ５の端末をコア１のフランジ部３に形成した電極４上にはんだ付けする際、図７に示すように、電極４を下方に向けた状態でワイヤ５の端末を電極４に対向させ、加熱されたヒータチップ８を下方からワイヤ５及び電極４に当接させてワイヤ５の端末と電極４とを接合する。

このような端末処理によれば、電極４を下方に向けた状態でヒータチップ８の加熱面８ａを下方から当接させるため、溶融された電極材料が下方に位置する角部Ａに集まる傾向にあり、該角部Ａが薄くなることはない。従って、従来の如く、角部Ａが薄くなることによるはんだ付け性の低下に起因してフィレットが形成されなくなるなどの不具合を生じることはない。

なお、本実施例２における端末処理にあっては、ヒータチップ８を下方から上方へ移動させてもよく、逆に、コア１を上方から下方へ移動させてもよく、あるいは、両者を同時に移動させてもよい。また、前記第１実施形態と同様にヒータチップ８の加熱面８ａが相対角度θを有してワイヤ５及び電極４に下方から当接させてもよい。

（他の実施例）
なお、本発明に係るコイル部品及びその製造方法は前記実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更できる。

特に、本発明は、インダクタ、トランス、コモンモードチョークコイルなど巻線型のコイル部品に広く適用することができる。また、コアやヒータチップ及び絶縁被覆導体に関してその細部の構成や巻回態様は種々である。

本発明の実施例１である製造方法における端末処理時のコアとヒータチップの位置関係を示す断面図である。 前記端末処理時を示す断面図である。 端末処理された電極形状を示す断面図である。 前記端末処理時におけるコアとヒータチップの第１の移動態様を示す説明図である。 前記端末処理時におけるコアとヒータチップの第２の移動態様を示す説明図である。 前記端末処理時におけるコアとヒータチップの第３の移動態様を示す説明図である。 本発明の実施例２である製造方法における端末処理時を示す説明図である。 図７に示した端末処理時を示す断面図である。 従来のチップコイルに用いられているコアを示す斜視図である。 前記従来のコアにワイヤを巻回した状態を示す正面図である。 従来の端末処理時を示す説明図である。 電極の構成を示す断面図である。 従来の端末処理時を示す断面図である。

符号の説明

１…コア
２…巻芯部
３…フランジ部
３ｂ…電極形成面
４…電極
５…ワイヤ（絶縁被覆導体）
８…ヒータチップ
８ａ…加熱面

Claims (4)

1. 絶縁性材料からなるコアと、該コアの周囲に巻回されている絶縁被覆導体と、前記コアの表面に形成された電極とを備え、前記絶縁被覆導体の端末が前記電極に接続されているコイル部品において、
   前記コアの電極形成面がコアの巻芯部とほぼ平行に設けられており、
   前記絶縁被覆導体の端末が前記電極に接続された状態において該電極は前記コアの外側に向けて徐々に厚みが大きくなるように形成されていること、
   を特徴とするコイル部品。
2. 絶縁性材料からなるコアと、該コアの周囲に巻回されている絶縁被覆導体と、前記コアの表面に形成された電極とを備え、前記絶縁被覆導体の端末が前記電極に接続されているコイル部品の製造方法であって、
   前記絶縁被覆導体の端末を前記電極上に位置させ、加熱されたヒータチップの加熱面と前記コアとが該コアの外側に向けて加熱面が遠ざかるような相対角度を有して、該ヒータチップを絶縁被覆導体及び電極に当接させて該絶縁被覆導体と電極とを接合すること、
   を特徴とするコイル部品の製造方法。
3. 前記相対角度が７°以下であることを特徴とする請求項２に記載のコイル部品の製造方法。
4. 絶縁性材料からなるコアと、該コアの周囲に巻回されている絶縁被覆導体と、前記コアの表面に形成された電極とを備え、前記絶縁被覆導体の端末が前記電極に接続されているコイル部品の製造方法であって、
   前記電極を下方に向けた状態で前記絶縁被覆導体の端末を該電極に対向させ、加熱されたヒータチップを下方から絶縁被覆導体及び電極に当接させて該絶縁被覆導体と電極とを接合すること、
   を特徴とするコイル部品の製造方法。

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