JP2005217280A - Ferrite core, surface-mounted coil component using same, and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、トランスやチョークコイルなどの面実装型コイル部品用のフェライト磁心に関し、特には鍔部が多角形のフェライト磁心と面実装型コイル部品、並びにその製造方法に関する。 The present invention relates to a ferrite core for a surface mount type coil component such as a transformer or a choke coil, and more particularly to a ferrite core having a polygonal flange and a surface mount type coil component, and a method for manufacturing the same.
各種電子機器に用いられるトランスやチョークコイル等のインダクタンス素子を構成する面実装型コイル部品には、フェライト磁心が広く用いられている。このフェライト磁心として、軸方向の両端に形成された円形状鍔部間に断面円形状の胴部を有するドラムコアが良く知られている。以下フェライト磁心をドラムコアと呼ぶ場合がある。前記面実装型コイル部品はドラムコアの胴部に絶縁−被覆導線を巻き回し、巻線端部を鍔部に形成した端子電極部に半田付け等により固着して構成される。
このような円形状鍔部を有するドラムコアを用いた面実装型コイル部品において、前記鍔部の側面を実装面とする場合には、回路基板への安定した実装を得るために転がりを防ぐことが必要となる。その手段として鍔部10a、10bを角形状にしたものや(図7)、円形状鍔部の一部に直線部を設けた面実装型コイル部品(図8)がある。
Ferrite magnetic cores are widely used in surface mount coil components that constitute inductance elements such as transformers and choke coils used in various electronic devices. As this ferrite magnetic core, a drum core having a body having a circular cross section between circular flanges formed at both ends in the axial direction is well known. Hereinafter, the ferrite magnetic core may be referred to as a drum core. The surface mount type coil component is constituted by winding an insulation-coated conductive wire around a drum core body and fixing the end of the winding to a terminal electrode portion formed on a flange by soldering or the like.
In a surface mount type coil component using a drum core having such a circular flange portion, when the side surface of the flange portion is a mounting surface, it is possible to prevent rolling in order to obtain stable mounting on a circuit board. Necessary. As a means for this, there are ones in which the
円形状鍔部を有するドラムコアの加工は、その転がり性を利用し、図6に示す芯なし研削盤により、円柱状に形成されたフェライト被加工物を調整車100により回転させながら、その中間部位を研削車の砥石200で切り込み、軸方向の両端に円形状鍔部と円形状鍔部間に断面円形状の胴部を有するドラムコアとして形成していた。このような芯なし研削は、被加工物の供給排出が容易であるとともに、研削に際して研削車の砥石を移動させる必要がないので、加工能率が極めて高い方式である。
一方、図7、8に示したような鍔部が円形状ではないドラムコアの場合には、加工に供されるフェライト被加工物は転がり性を有さない、あるいは乏しいことから、単に芯なし研削を適用しても、胴部を形成できない、あるいは胴部の切り込み量が不均等になるといった問題が生じる。そこで角柱状のフェライト被加工物の端面に凹部もしくは凸部を形成し、これをセンターとしてフェライト被加工物を回転させて胴部の加工行ったり(特許文献1)、或いは、被加工物の形状を工夫し、フェライト粉体の成型工程において円柱体の両端部分にのみ周面の一部を切り欠いた形のカット部Cを設け、芯なし研削盤により中間部分を研削砥石で切り込んで円環溝を形成して、両端部分に前記カット部(直線部)を有する鍔部を備えたドラムコアとしていた(特許文献2)。
On the other hand, in the case of a drum core in which the flange portion is not circular as shown in FIGS. 7 and 8, since the ferrite workpiece to be processed does not have rolling ability or is poor, it is simply coreless grinding. However, even if is applied, there is a problem that the body part cannot be formed or the amount of cut of the body part becomes uneven. Therefore, a concave or convex portion is formed on the end face of the prismatic ferrite workpiece, and the body is processed by rotating the ferrite workpiece with this as a center (Patent Document 1), or the shape of the workpiece In the molding process of ferrite powder, cut part C of the shape of notching part of the peripheral surface is provided only at both ends of the cylindrical body, and the middle part is cut with a grinding wheel by a coreless grinder. Grooves were formed, and the drum core was provided with a flange having the cut portions (straight portions) at both ends (Patent Document 2).
特許文献1の製造方法では、センターとなる凹部もしくは凸部の形成位置をばらつき無く形成する必要がある。しかし成形時には、金型からフェライト被加工物を取り出すときに、スプリングバックを生じて寸法変化を起こし、前記凹部もしくは凸部を精度良く形成するのが困難である。またフェライト被加工物に、後加工で凹部もしくは凸部を形成する場合には加工工数が増えてしまう。また、加工時においては凹部、凸部を支持し、センター出しを行うことが必要であり、生産効率が著しく低いものであった。
また特許文献2の製造方法は、フェライト粉体を金型により成型し、円柱体の両端部分にのみ周面の一部を切り欠いた形のカット部Cを設けたフェライト被加工物30を用いるものである。このようなカット部を形成しようとすれば、金型の一部に凸部を形成する必要がある。被加工物が小型化した場合には、前記凸部も当然小さくせざるを得ず、その結果、カット部の形成が困難となるとともに、前記凸部には、成形時に他の部位に比べて大きな圧力が作用するため、金型が破損するといった問題があった。また小型化すればカット部を形成しない円柱状部分25も減少するのであるから、芯なし研削盤のキャリアブレード150及び研削車200と前記円柱状部分25との接触が不十分となり、フェライト被加工物30に十分な回転運動を与えることが出来ない、あるいは、安定支持することが出来ず、胴部20cの切り込み量が不均等になるといった問題があった。
In the manufacturing method of
Further, the manufacturing method of Patent Document 2 uses a
そこで本発明の目的は、両端に鍔部と胴部を有するフェライト磁心において、加工能率が極めて高い芯なし研削加工を採用することが出来るフェライト磁心であり、また前記鍔部の側面に形成した端子電極を用いて、回路基板へ安定した実装が可能なフェライト磁心と、これを用いた面実装型コイル部品、並びにその製造方法を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is a ferrite core that can employ coreless grinding with extremely high machining efficiency in a ferrite core having a flange part and a body part at both ends, and a terminal formed on the side surface of the flange part. It is an object of the present invention to provide a ferrite magnetic core that can be stably mounted on a circuit board using an electrode, a surface-mounting coil component using the same, and a manufacturing method thereof.
第1の発明は、巻線を巻き回する胴部と、胴部の両端に備えた一体の鍔部からなるフェライト磁心において、前記鍔部の横断面形状を角丸めされたn角(nは6以上の自然数)略正多角形状とし、前記胴部の横断面形状を前記鍔部の横断面形状と相似形とし、前記胴部の各角部を前記鍔部の各一辺と対向させたフェライト磁心である。
本発明のフェライト磁心においては、前記鍔部の第1の側面と、前記第1の側面に連続する第2の側面に形成された第1の端子電極を備え、前記第1の側面、あるいは前記第2の側面を回路基板への実装面とするものである。さらに、第2の側面と、前記第2の側面に連続する第3の側面に形成され、前記第1の端子電極と電気的に非導通な第2の端子電極を備え、前記第2の側面を回路基板への実装面とするのが好ましい。また、上記胴部と鍔部との境界部を丸取りするのも好ましい。
In a first aspect of the present invention, there is provided a ferrite core including a body portion around which a winding is wound and an integral flange portion provided at both ends of the body portion. 6 or more natural number) Ferrite having a substantially regular polygonal shape, a cross-sectional shape of the body portion similar to the cross-sectional shape of the flange portion, and each corner portion of the body portion facing each side of the flange portion It is a magnetic core.
The ferrite magnetic core of the present invention includes a first terminal electrode formed on a first side surface of the flange and a second side surface continuous with the first side surface, and the first side surface or the The second side surface is the mounting surface on the circuit board. And a second terminal electrode formed on the second side surface and a third side surface continuous with the second side surface and electrically non-conductive with the first terminal electrode. Is preferably the mounting surface on the circuit board. Moreover, it is also preferable to round off the boundary part of the said trunk | drum and a collar part.
第2の発明は、第1の発明のフェライト磁心の胴部に巻線を巻き回し、前記巻線の端部を鍔部に形成した端子電極に接続してなる面実装型コイル部品である。 A second invention is a surface mount type coil component in which a winding is wound around a body portion of a ferrite magnetic core according to the first invention, and an end portion of the winding is connected to a terminal electrode formed in a collar portion.
第3の発明は、第1の発明のフェライト磁心の製造方法であって、角丸めされたn角(nは6以上の自然数)略正多角形柱状フェライト被加工物の外周縁を、調整車の回転外周縁とキャリアブレードとに当接させ、前記調整車により前記フェライト被加工物を回転させる工程と、前記フェライト被加工物を介し対向して位置し、前記調整車と逆方向に回転する研削車の回転外周縁でフェライト被加工物を研削して、角丸めされたn角(nは6以上の自然数)略正多角形状の鍔部と、前記鍔部と相似形状の胴部を形成する工程を有するフェライト磁心の製造方法である。
本発明においては、前記調整車と前記研削車は所定の間隔をもって固定されており、前記フェライト被加工物を調整車の回転外周縁に沿って移動させ、調整車の回転外周縁と研削車の回転外周縁との最近接部を通過させて胴部を形成するのが好ましい。
A third invention is a method for manufacturing a ferrite magnetic core according to the first invention, wherein the outer peripheral edge of a rounded n-corner (n is a natural number of 6 or more) substantially regular polygonal columnar ferrite workpiece is adjusted. And rotating the ferrite workpiece with the adjustment wheel, and facing the carrier through the ferrite workpiece, and rotating in the opposite direction to the adjustment wheel. Grinding the ferrite workpiece at the outer peripheral edge of the grinding wheel to form a rounded n-corner (n is a natural number of 6 or more), a substantially regular polygonal collar, and a body similar to the collar It is a manufacturing method of the ferrite magnetic core which has a process to do.
In the present invention, the adjustment wheel and the grinding wheel are fixed at a predetermined interval, and the ferrite workpiece is moved along the rotation outer peripheral edge of the adjustment wheel. It is preferable to form the body portion through the closest portion with the outer periphery of the rotation.
本発明によれば、胴部とその両端に鍔部を有するフェライト磁心において、前記鍔部を略正多角形状とし、その直線状の側面を回路基板への実装面とすることで、安定した実装が可能なフェライト磁心を提供することが出来る。そして、このフェライト磁心の胴部に、巻線を巻き回し、その端部を前記鍔部に形成した端子電極に固定した面実装型コイル部品を提供することが出来る。さらには前記フェライト磁心の加工において、加工能率が極めて高い芯なし研削加工を採用することが出来、もって加工能率が高く、生産性に優れ、安価なフェライト磁心およびこれを用いた面実装型コイル部品を提供することが出来る。 According to the present invention, in the ferrite core having the body portion and the flange portions at both ends thereof, the flange portion has a substantially regular polygonal shape, and the linear side surface thereof is a mounting surface on the circuit board, thereby enabling stable mounting. It is possible to provide a ferrite core that can be used. Then, it is possible to provide a surface mount type coil component in which a winding is wound around the body portion of the ferrite magnetic core and an end portion thereof is fixed to a terminal electrode formed on the flange portion. Furthermore, in the processing of the ferrite core, a coreless grinding process with extremely high processing efficiency can be adopted, so that the processing efficiency is high, the productivity is excellent, and the inexpensive ferrite core and the surface mount coil component using the same. Can be provided.
図1は、本発明の一実施例に係るフェライト磁心の斜視図である。このフェライト磁心1は、鍔部1a、1bと巻線を巻き回する胴部1cを備え、前記鍔部1a、1bはその横断面形状が略正六角形状で、各角部は所定の寸法で角丸めされたドラムコアである。
鍔部側面の回転対称な6ヶ所に直線部を設けているので、この側面を利用して安定した面実装性を得ることが出来る。また、各角部を角丸めすることで、転がり性を付与し、鍔部側面を基準とした芯なし研削を可能としている。角丸めは大きすぎると鍔部側面の直線部が減少するため、好ましい角丸め量は鍔部寸法で異なり、転がり性と面実装性との兼ね合いによって適宜設定されるが、好ましくはRを0.05mm〜0.5mmとする。鍔部の外形寸法に着目すれば、前記角丸め量Rは、鍔部の横断面として現れる正六角形が内接する円の直径Lに対して、L/7〜L/12とするのが好ましい。
図2は、ドラムコアの胴部断面を軸方向から見た平面図である。前記胴部1cの横断面形状は、鍔部の横断面形状と相似形で六角形状となっている。胴部1cの各角部は鍔部の横断面として現れる正六角形の各一辺と対向するように構成されており、前記各角部は角丸めされている。このため、胴部1cに被覆導線を巻設する場合に、前記角部で導線の被覆を損傷することがない。また、小型のドラムコアの場合には、前記導線はφ0.08程度の細線となるが、本発明のように胴部の角部を角丸めすることで、断線を防止することが出来る。
FIG. 1 is a perspective view of a ferrite core according to an embodiment of the present invention. The
Since the linear portions are provided at six rotationally symmetric portions on the side surface of the collar portion, stable surface mountability can be obtained by utilizing this side surface. Further, by rounding each corner, the rolling property is imparted, and the centerless grinding with reference to the side surface of the flange portion is enabled. If the rounding is too large, the straight part on the side surface of the buttock portion is reduced. Therefore, the preferred rounding amount varies depending on the size of the buttock part and is appropriately set depending on the balance between rolling property and surface mountability. It is set to 05 mm to 0.5 mm. When paying attention to the outer dimensions of the collar portion, the rounding amount R is preferably L / 7 to L / 12 with respect to the diameter L of the circle inscribed by the regular hexagon appearing as a cross section of the collar portion.
FIG. 2 is a plan view of a drum core cross section viewed from the axial direction. The cross-sectional shape of the
本発明において、ドラムコアの各部の寸法は特に規定されるものではないが、例えば、鍔部寸法は、その横断面として現れる正六角形が内接する円の直径で示すとφ1.0mm以上で、その厚みは0.1mm以上であり、胴部は、その横断面として現れる正六角形が内接する円の直径で示すとφ0.5mm以上であり、胴部、鍔部を含めた全体の高さは0.5mm以上である。
また、図1では鍔部1a,1bが六角形状であるが、これに限定されることは無く、n角(nは6以上の自然数)略正多角形状であればよい。好ましくはn=6〜10である。nが10を超えると転がり易くなり、安定した面実装性を得るのが困難となる。また、nが6未満であると、角丸めを設けても転がり性を得るのが困難となる。最も好ましい角数はn=8である。
In the present invention, the dimension of each part of the drum core is not particularly specified. For example, the flange part dimension is φ1.0 mm or more when represented by the diameter of a circle inscribed by a regular hexagon appearing as a transverse section thereof, and its thickness. Is 0.1 mm or more, and the body part is φ0.5 mm or more in terms of the diameter of a circle inscribed by a regular hexagon appearing as a cross section thereof, and the overall height including the body part and the collar part is 0. 0 mm. It is 5 mm or more.
Moreover, although the
このようなフェライト磁心は、以下に示すような方法で加工される。
図5は、芯なし研削を説明するための概念図である。角部が角丸めされた略六角柱状のフェライト被加工物30が、パーツフィーダー等の投入手段により転がり方向にレール(図示せず)に整列され、調整車100側キャリアブレード150のワーク保持部155に供給される。本実施例のフェライト磁心は、角丸めされた略正6角形状の鍔部を有する方向性を持たない外観形状であるので、略六角柱状のフェライト被加工物30も方向性を有さず、前記のようなバルク供給が可能となる。
フェライト被加工物30は、キャリアブレード150と調整車100の回転外周縁と当接し、ワーク保持部155に支持される。前記ワーク保持部155において、フェライト被加工物30には調整車100により、その回転方向とは逆方向の回転が与えられる。キャリアブレード150は、調整車100とは逆方向に所定の速度で回転しており、他のワーク保持部155に順次フェライト被加工物30が供給される。フェライト被加工物30は、成形体あるいは焼結体であるが、砥石の過度の磨耗を防ぎ、加工処理数を向上する観点から、成形体として加工に供するのが好ましい。
Such a ferrite magnetic core is processed by the following method.
FIG. 5 is a conceptual diagram for explaining coreless grinding. A substantially hexagonal
The
キャリアブレード150の回転により、前記フェライト被加工物30は調整車100の回転外周縁に沿って移動し、回転しながら調整車100の回転外周縁と研削車の砥石200の回転外周縁との最近接部を通過する。
図6は最近接部における断面図である。フェライト被加工物30の軸方向両端部は、位置決め板170a、170bにより回転自在な状態にて保持されている。前記調整車100と前記研削車の砥石200は所定の間隔をもって固定されており、前記フェライト被加工物30はその外周を基準とし、これに倣って加工される。フェライト被加工物30は略正6角形状であるので、角部が調整車100と当接するときに、研削車の砥石200の切り込み量が多くなり、直線部では少なくなる。このため、加工後のフェライト磁心1の胴部1cは、その鍔部1a,1bと相似形であり、前記胴部の各角部が角丸めされるとともに、前記鍔の各一辺と対向する形状となる。
また、砥石の両端を角丸めしておけば、胴部1cと鍔部1a、1bとの境界を丸取りして曲面状とすることが出来るので、加工後の強度を高くすることが出来る。
Due to the rotation of the
FIG. 6 is a cross-sectional view of the closest portion. Both ends in the axial direction of the
Further, if both ends of the grindstone are rounded, the boundary between the
前記最近接部を通過した後、所定の磁心形状に加工されたフェライト被加工物30は、キャリアブレード150により調整車100の外周を回転しながら移動し、排出部にてレール(図示せず)に転がり出て、収納箱に取り出される。フェライト被加工物30が成形体である場合には、しかる後に所定の温度で焼成され、もってフェライト磁心とされる。
After passing through the closest portion, the
図3のフェライト磁心1は、図1に示したフェライト磁心の鍔部に端子電極5,6(図中ハッチングで示す)を形成したものであり、コモンモードチョークコイルの様な、2つの巻線を有するコイル部品に用いられるものである。
前記端子電極5は、鍔部1bの一側面と、前記側面に連続する他の側面に形成された第1の端子電極5aと、この第1の端子電極5aが形成された側面と、この側面に連続する他の側面に形成され、前記第1の端子電極5aとは電気的に非接続の第2の端子電極5bで構成される。同様に端子電極6は、鍔部1aの一側面と、前記側面に連続する他の側面に形成された第3の端子電極6aと、この第3の端子電極6aが形成された側面と、この側面に連続する他の側面に形成され、前記第3の端子電極6aとは電気的に非接続の第4の端子電極6bで構成される。
このようなフェライト磁心1の胴部に、第1の巻線として直接下層巻線(図示せず)を巻設し、さらにその上層に上層巻線(図示せず)を巻設した。そして下層巻線の両端部を第1の外部端子5a、第3の外部端子6aと接続し、上層巻線の両端部を第2の外部端子5b、第4の外部端子6bと接続してコモンモードチョークコイルなどの面実装型のコイル部品とした。本実施例の面実装型コイル部品においては、外部電極5a,5bがともに形成された鍔部側面、及び外部電極6a,6bがともに形成された鍔部側面を回路基板への実装面とし、前記下層巻線、上層巻線の両端部を、実装面とは異なる側面の端子電極に接続することで、コイル部品の実装高さを低く抑えるとともに、安定した実装性を得ることが出来た。
前記端子電極5,6は銀ペースト、銅ペーストなどの導体ペーストを印刷あるいは塗布し、焼き付けしたものであり、さらにニッケルめっき、はんだめっき、錫めっき、銅めっき、金めっきなどのめっき層を付加したものである。前記下層巻線、上層巻線の両端部は、前記端子電極と熱圧着、あるいは、ろう付けされて接続される。
A
The
A lower layer winding (not shown) is directly wound around the body of the ferrite
The
図4は、他の実施例に係るフェライト磁心1の斜視図である。図1、あるいは、図3のフェライト磁心と異なる部分は、2つの鍔部の一側面に切りかき15a、15bを設けている点である。この切りかきは、例えば胴部に巻設される巻線の端部を鍔部側面に引き出すのに利用される。切りかき15a、15bは、略正6角柱状のフェライト被加工物の一側面に、予め直線状の溝部を設けておき、胴部を研削加工することで形成することが出来る。
また、前記溝部をフェライト被加工物の側面に形成するのであるから、芯なし研削時に必要とされる転がり性を損ねることがなく、また前記溝部が加工時に胴部形状に与える影響は極めて少ない。このため胴部横断面形状は図1、図3の場合と同様に略正6角形状とすることが出来る。
FIG. 4 is a perspective view of a
Further, since the groove is formed on the side surface of the ferrite workpiece, the rolling property required at the time of coreless grinding is not impaired, and the influence of the groove on the body shape during processing is extremely small. For this reason, the trunk cross-sectional shape can be a substantially regular hexagonal shape as in the case of FIGS.
図4においては、鍔部の全ての側面及び主面に端子電極5,6(図中ハッチングで示す)を形成している。胴部には一つの巻線(図示せず)を有し、その端部が鍔部の切りかき15a、15bから引き出されて、それぞれ異なる鍔部主面の端子電極に接続される。このようなコイル部品では、鍔部の任意側面の端子電極で面実装可能とすることが出来る。
In FIG. 4,
本発明においては、フェライト磁心に用いるフェライト材料は特に限定されるものでは無く、Mn−Znフェライト、Ni−Znフェライト他、様々なフェライト材料を適用することが出来る。またフェライト被加工物は略正n角の柱状体の単純形状であるので、公知の粉末成形方法を適用することが出来、粉末圧縮成形や押し出し成形などの成形手段を採用することが出来る。 In the present invention, the ferrite material used for the ferrite core is not particularly limited, and various ferrite materials such as Mn—Zn ferrite and Ni—Zn ferrite can be applied. Further, since the ferrite workpiece has a simple shape of a substantially regular n-square columnar body, a known powder molding method can be applied, and molding means such as powder compression molding and extrusion molding can be employed.
以上、説明したように、本発明によれば、両端に鍔部と胴部を有し、前記鍔部の側面で回路基板へ安定した実装が可能なフェライト磁心と、前記胴部に巻き回された巻線の端部を前記鍔部に形成した端子電極に固定してなる面実装型コイル部品を提供するとともに、前記フェライト磁心の加工において、加工能率が極めて高い芯なし研削加工を採用することが出来、加工能率が高く生産性に優れ、もって安価なフェライト磁心およびこれを用いた面実装型コイル部品を得ることが出来る製造方法を提供することが出来る。 As described above, according to the present invention, the ferrite core having the flange part and the body part at both ends and capable of being stably mounted on the circuit board on the side surface of the flange part, is wound around the body part. In addition to providing a surface mount type coil component in which the end of the wound winding is fixed to the terminal electrode formed on the flange portion, the coreless grinding process with extremely high processing efficiency is adopted in the processing of the ferrite core. Therefore, it is possible to provide a manufacturing method capable of obtaining an inexpensive ferrite core and a surface-mounting coil component using the same, which have high machining efficiency and high productivity.
1、10、20 フェライト磁心
1a、1b、10a、10b、20a、20b 鍔部
1c、10c、20c 胴部
1, 10, 20
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