JP2005072447A - 巻線電子部品の製造方法および半田付け用固着剤 - Google Patents

Abstract

【課題】 支持部材に巻装されたワイヤーを、融着皮膜の融着やリード線への絡げによることなしに固着する巻線電子部品の製造方法の提供。
【解決手段】 特定のアクリル樹脂とフラックスとを含む固着剤を支持部材の端面に塗布し、この固着剤によって支持部材に巻装されたワイヤーを固着する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、インダクタ、トランス等として使用される巻線電子部品の製造方法およびそれに使用される半田付け用固着剤に関する。

電子機器に搭載される極小型のインダクタ、トランス等の巻線電子部品はコア、ボビン等の支持部材の中間部に導電線を巻装し、全体を外装絶縁樹脂で被覆した構造をとるのが一般的である。

このような巻線電子部品の製造方法は、支持部材に巻装される導電線が融着皮膜（融着層）および絶縁皮膜（絶縁層）を有する場合と融着皮膜を有せず絶縁皮膜のみを有する場合とに大別することができる。

融着皮膜および絶縁皮膜を有する導電線を使用する場合、巻線電子部品は、従来、支持部材の中間部に絶縁皮膜および融着皮膜を有する導電線を巻装し、導電線の両端部を支持部材の両端面に形成された電極部分にフラックスを含有する半田ペーストを塗布後に加熱して半田付け接続した後、溶剤を用いて融着皮膜と共に半田付けにおいて付着したフラックス残渣を洗浄・除去し、そして、融着皮膜を除去することによって生じた間隙に液状熱硬化性樹脂を塗布して含浸させた後に硬化させ、線間絶縁物を形成し、さらに、端子の先端部分を除く全体を熱可塑性樹脂で包み込んで外装体を成型する、ことによって製造されていた。（例えば、特許文献１参照。）この製造方法の融着皮膜およびフラックス残渣の洗浄・除去工程において従来より溶剤として使用されている塩化メチレンは環境に対する影響が大きいことが知られており、したがって、塩化メチレンの使用を回避するために、特定の溶剤を使用して融着皮膜およびフラックス残渣を洗浄・除去する製造方法が提案されている。（特許文献２参照。）

また、融着層を有せず絶縁層のみを有する導電線を使用する場合のチップ状インダクタ等の電子部品の製造方法として、ドラムコアの両端部にリード線を取り付け、このドラムコアに絶縁被覆導線を巻回するとともに両端を前記ドラムコアの両端部のリード線に絡げ、リード線を絡げた箇所に端子用リードフレームの凹部を嵌合させて取り付け、この嵌合部の前記ドラムコアから離間した位置にレーザー照射を施して加熱して予め配置した接合剤としての半田を溶融することにより前記絶縁被覆導線の両端とリード線と端子用リードフレームとの導電接合を一括して同時に施し、それによって、１回の半田付け工程で導電接合して絶縁被覆導線の熱ダメージを抑制した製造方法が開示されている。（特許文献３参照。）

特開平１０−９２６２５号公報 特開２００３−７７７５２号公報 特開２００１−２１０５３１号公報

しかし、上記従来の巻線電子部品の製造方法には次のような問題点がある。
すなわち、融着層および絶縁層を有する導電線を使用する場合：
- 融着層が溶媒洗浄によって完全に除去され難く、残存する融着層が、表面の実装の際に溶融流出してくるため、実装時の半田ぬれ性に問題が生じる。
- 融着層およびフラックスを両方共に洗浄・除去する場合、融着層の溶剤洗浄が困難であり、洗浄時間が長くなる傾向があり、またワイヤーの被覆（絶縁層）に損傷を与える場合がある。
- 洗浄溶剤を大量に使用するため環境に対する影響に問題がある。

一方、絶縁層のみを有する導電線を使用する場合：
- 巻装された導電線を融着層の融着によって保持することができないため巻線のほぐれが生じ易く、それによって、ドラム等の支持部材の端面に巻線の端部を固定することが困難であり、したがって、支持体の端面に取り付けたリード線に巻線の端部を絡げて固定しなければならない。このように絡げ部を設けることによって製品寸法が不可避的に大きくなり、またリード線の切り口が外装材料に影響してヒートショックなどでクラックを発生させる要因となる。

したがって、本発明の目的は、従来の製造方法が有する問題点を一挙に解決した巻線電子部品の製造方法および該方法に使用される半田付け用固着剤を提供することである。

上記目的を達成するための本発明は、その一態様において、導線と絶縁層とからなるワイヤーを支持部材に巻装する工程、該ワイヤーの両端部のそれぞれを該支持部材の両端面の電極のそれぞれに固着剤を用いて固定する工程、および半田付けによって前記ワイヤーの端部と前記支持体の端面とを接着する工程を含む巻線電子部品の製造方法であって、前記固着剤が２０〜５０重量部のフラックスおよび８０〜５０重量部のアクリル樹脂を含有し、該アクリル樹脂が０〜４０℃のガラス転移温度および１５００００〜４０００００の分子量を有する、ことを特徴とする巻線電子部品の製造方を提供する。

さらに、本発明は、別の態様において、被半田付け部品を所定の位置に一時的に固定するためのまたはＢＧＡ等の半田ボールを固着するための固着剤であって、２０〜５０重量部のフラックスおよび８０〜５０重量部のアクリル樹脂を含有し、該アクリル樹脂が０〜４０℃のガラス転移温度および１５００００〜４０００００の分子量を有する、ことを特徴とする半田付け用固着剤を提供する。

本発明の巻線電子部品の製造方法によれば、融着層を有しないワイヤーを使用するので、環境を汚染する可能性のある溶剤を使用して融着層を洗浄・除去する必要がなく、したがって、融着層の不完全な除去に起因する実装時の半田のぬれ性に問題を生じることはない。また、融着層および溶剤の不使用により製造コストを低下させることができる。

さらに、本製造法において使用する半田付け用固着剤には電食性等の腐食性はないので、実質的に洗浄・除去する必要がないが、洗浄したとしても、少量の溶剤で極めて短時間に洗浄することができ、溶剤によってワイヤー被覆が損傷を受ける心配はない。

本発明の半田付け用固着剤は実質的にフラックスおよびアクリル樹脂からなる。フラックスに対するアクリル樹脂の重量比は２０／８０〜５０／５０が好ましく、３０／７０〜５０／５０がより好ましい。この重量比が２０／８０より小さい場合には、ワイヤーの固着性が劣り、一方、５０／５０より大きい場合には、半田のぬれ性が悪くなる。

本発明の半田付け用固着剤に含まれるアクリル樹脂は、０〜４０℃のガラス転移温度（Ｔｇ）有しかつ１５００００〜４０００００の分子量を有するものである。ガラス転移温度が４０℃より高くなると、ワイヤーの固定性や半田ボールの固定性が悪くなる。また、分子量が１５００００より小さくなると、ワイヤーの固定性や半田ボールの固定性が悪くなり、一方、４０００００より大きくなると、半田のぬれ性が悪くなる。最も好ましいアクリル樹脂は２０℃のガラス転移温度を有しかつ３６００００の分子量を有するものである。

本発明の半田付け用固着剤に含まれるフラックスとしては、非腐食性である公知のロジンを好ましく使用することができる。

本発明の半田付け用固着剤は、アセトン、ＭＥＫ（メチルエチルケトン）、プロピレングリコールモノメチルエーテル等の溶媒で溶解して粘度を２０〜５０ｍＰａ・ｓに調整して使用される。

次に、本発明の巻線電子部品の製造方法の１例を図１〜図６を参照して説明する。

図１に示すような支持部材を用い、その両端面に形成された電極２に半田付け用固着剤３を塗布して加熱乾燥し、そして、支持部材のコア部１に図２に示すような導体芯線４とその周囲を被覆する絶縁層５（典型的には、ポリウレタン層）からなるワイヤー６を巻装し、ワイヤーの両端部を半田付け用固着剤で固定する（図３参照）。次に、図４に示すように、リードフレーム７を取り付けた後、半田ペースト８を塗布して加熱し、電極、ワイヤーおよびリードフレームを半田付けによって接合する（図５参照）。半田付けが終了した後、所望により、残存する固着剤、絶縁層の分解物等を溶剤洗浄によって除去することができる。このようにして得られた巻線部品の、端子の先端部分を除く全体を外装樹脂９（熱可塑性樹脂）で包み込んで成型して完成部品とする（図６参照）。

以下、実施例によって本発明をより具体的に説明する。

本実施例においては、先ず、表１に示すとおりのガラス転移温度および分子量を有するアクリル樹脂のそれぞれを用い、下記のようにして固着剤Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１４を調製した。

アクリル樹脂３０重量部とロジン７０重量部とからなる混合物を、溶剤としてＭＥＫ（メチルエチルケトン）を用いて溶解し、粘度を２０〜５０ｍＰ・ｓに調整した。

上記のようにして調製した固着剤Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１４それぞれの“ワイヤー固着性”および“半田ぬれ性”について下記のようにしてテストした。

図１に示すような誘電性支持部材の両端面に形成された電極２に固着剤をピン転写またはスプレー塗布によって２０〜５０μｍの膜厚になるように塗布した後、６０〜８０℃で１５〜３０分間乾燥した。次に、巻線機を使用して、絶縁皮膜（膜厚２μｍのポリウレタン皮膜）と芯線（０．０３ｍｍφの銅線）とからなるワイヤー（ＵＥＷ−Ｎ：理研電線製）を支持部材のコア部１に巻装し、そしてエアーヒーターを用いてワイヤーの両端部をそれぞれ支持部材の両端面の電極に塗布されている固着剤で固定し、フォーミングされたリードフレームに搭載した。以上によって、ワイヤー固着性をテストした。テストの結果は表１に示すとおりである。

その後、支持部材の両端面に半田ペーストを塗布し、熱によって溶融させてワイヤーの絶縁皮膜を分解し、ワイヤー、電極およびリードフレームを接合した。このようにして、半田ぬれ性をテストした。得られたテストの結果は表１に示すとおりである。

また、融着層を有するワイヤーを使用する上記従来の方法にしたがって巻線電子部品を製造し、ワイヤー固着性および半田ぬれ性をテストした。テスト結果は、前記テスト結果と共に表１に示した。

なお、下記の表中において、○、△および×はそれぞれ下記の意味を表す。
○：テストした１０００個のサンプル対して不良の発生０個
△：テストした１０００個のサンプル対して不良の発生１〜５個
×：テストした１０００個のサンプル対して不良の発生６個以上

０〜４０℃のガラス転移温度および１５００００〜４０００００の分子量を有するアクリル樹脂とロジンとを表２に示す重量比で含む混合物を使用した以外は実施例１と同様にして、固着剤Ｎｏ．１５〜Ｎｏ．２１調製し、実施例１と同様な方法でワイヤー固着性および半田ぬれ性のテストを行った。テストの結果は表２に示すとおりである。

実施例１で調製した固着剤Ｎｏ．３および実施例２で調製した固着剤Ｎｏ．１８およびＮｏ．２０のそれぞれについて、半田ぬれ性のテストを経たサンプルの外装を、外装樹脂ジアリルフタレートを用いてトランスファーおよびインジェクション成形によって形成した。このようにして作成されたサンプルについて実装試験を行った。試験の結果は表３に示すとおりである。

実施例１において調製した固着剤Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１５それぞれの“半田ボール固着性”および“半田ぬれ性”について下記のようにしてテストした。

導電性基板上に固着剤をピン転写またはスプレー塗布によって２０〜５０μｍの膜厚になるように塗布し、６０〜８０℃で１５〜３０分間乾燥した後、エアーヒーターを用いて、直径０．２ｍｍの半田ボールを固着した。以上によって、半田ボール固着性をテストした。

次に、加熱して半田を溶解し、半田ぬれ性のテストを行った。半田ボール固着性および半田ぬれ性のテスト結果は表４に示すとおりである。

また、市販のＢＧＡ用フラックス（５２８Ｈ：千住金属工業性）を使用して上記と同様なテストを行った。テスト結果は、前記テスト結果と共に表１に示した。

０〜４０℃のガラス転移温度および１５００００〜４０００００の分子量を有するアクリル樹脂とロジンとを表２に示す重量比で含む混合物を使用した以外は実施例１と同様にして、固着剤Ｎｏ．１５〜Ｎｏ．２１を調製し、実施例１と同様な方法でワイヤー固着性および半田ぬれ性のテストを行った。テストの結果は表５に示すとおりである。

以上のテスト結果が示すように、本発明の半田付け用固着剤はＢＧＡ等の半田ボールの固着性においても非常に優れている。

巻線電子部品の支持部材の一例の概略図である。 支持部材に巻装されるワイヤーの断面図である。 支持部材に巻装・固着されたワイヤーの状態を示す図である。 ワイヤーが巻装・固着された支持部材をリードフレームに搭載した状態を示す図である。 半田で接合された電極、ワイヤーおよびリードフレームの状態を示す図である。 外装樹脂で成形された完成部品の構成を示す図である。

符号の説明

１ コア
２ 電極
３ 固着剤
４ 導体芯線
５ 絶縁被覆
６ ワイヤー
７ リードフレーム
８ 半田
９ 外装樹脂

Claims (7)

1. 導線と絶縁層とからなるワイヤーを支持部材に巻装する工程、該ワイヤーの両端部のそれぞれを該支持部材の両端面の電極のそれぞれに固着剤を用いて固定する工程、および半田付けによって前記ワイヤーの端部と前記支持体の端面とを接着する工程を含む巻線電子部品の製造方法であって、前記固着剤が２０〜５０重量部のフラックスおよび８０〜５０重量部のアクリル樹脂を含有し、該アクリル樹脂が０〜４０℃のガラス転移温度および１５００００〜４０００００の分子量を有する、ことを特徴とする巻線電子部品の製造方法。
2. 半田付けによって前記ワイヤーの端部と前記支持体の端面とを接着した後、残存する固着剤及び絶縁層の分解物を除去するための洗浄工程をさらに含む請求項１に記載の巻線電子部品の製造方法。
3. 前記固着剤が３０〜５０重量部のフラックスおよび７０〜５０重量部のアクリル樹脂を含有する請求項１または２に記載の巻線電子部品の製造方法。
4. 前記固着剤に含有されるフラックスがロジンである請求項１乃至３のいずれか１項に記載の巻線電子部品の製造方法。
5. 被半田付け部品または半田を所定の位置に一時的に固定するための固着剤であって、２０〜５０重量部のフラックスおよび８０〜５０重量部のアクリル樹脂を含有し、該アクリル樹脂が０〜４０℃のガラス転移温度および１５００００〜４０００００の分子量を有する、ことを特徴とする半田付け用固着剤。
6. 前記フラックスおよびアクリル樹脂の含有量がそれぞれ３０〜５０重量部および７０〜５０重量部である請求項５に記載の半田付け用固着剤。
7. 前記フラックスがロジンである請求項５または６に記載の半田付け用固着剤。
   

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