JP2006013054A - Ｓｍｄ型コイルパッケージの製造方法 - Google Patents

Ｓｍｄ型コイルパッケージの製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】 設備費が安く、省スペースで、機種切替が容易な製造でコストダウンを達成。
【解決手段】 集合回路基板１０２にボビン３を搭載するボビン搭載工程においては、集合回路基板１０２のボビン３搭載位置に両面粘着テープを貼付し、振込機を用いてトレイに整列したボビン３上に、粘着テープ側を下にして位置を合わせながら集合回路基板１０２を押圧し、トレイを外して全ボビン３を一括して集合回路基板１０２上に固定する。コイル巻き工程においては、巻き線機のノズルをプログラムに従って制御し、集合回路基板１０２上のボビン３に一筆書きの要領で巻き線４を巻回する。巻き線後にボビン３前後のコイル端末４ａを配線パターンに熱圧着する。最後に単体化工程において、集合コイルパッケージ１０１の分割線７、８に沿ってダイシングにより切断して単個のコイルパッケージ１を得る。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ＥＬドライバー回路、ＬＥＤドライバー回路又はその他のコイル装置に用いられるＳＭＤ型コイルパッケージの製造方法に関する。
例えば、ＥＬ（エレクトロルミネセンス）又はＬＥＤ（発光ダイオード）を点灯するドライバ回路、あるいはＤＣ電源装置の一部として、フェライト等の磁性材料より成る二つの径大円板部を径小巻軸の両端に連結した形の巻枠に、コイル巻き線を巻回して全体を略円筒形に形成したコイルが用いられている（例えば、特許文献１参照。）。そして、このようなコイルが薄型の電子装置に用いられる場合には、ＳＭＤ（表面実装）型コイルパッケージが採用される（例えば、特許文献２参照。）。
このような従来のコイルパッケージの構成を図面に基づいて説明する。図１０は従来の小型コイルの断面図である。図１０において、８１は略円筒形の外形を有するコイルである。８２は磁性体から成るボビンである。８６、８７はボビン８２の一方の端面に固定された一対の端子電極板であり、コイル８１を電子装置の回路基板に半田付けする際に用いられる。８８はコイル巻き線であり、ボビン８２の巻軸に巻回されており、そのコイル端末８８ａはそれぞれ電極板８６、８７の一部にからげて半田付けされている。
次に、コイル８１の製造方法について図１１を参照して説明する。図１１はコイル巻き工程を説明する要部断面図である。図１１において、６１は巻き線機のスピンドルであり、９１は巻き治具であり、チャック９１ａでボビン８２を把持する。巻き治具９１はスピンドル６１にくわえられている。
まず、予め電極板８６、８７を固定したボビン８２を巻き治具９１に固定する。次にコイル端末８８ａを一方の電極板８６にからげてから、巻き線機を駆動してノズルから繰り出される巻き線８８をボビン８２に巻回する。所定の巻数を巻き終わったら、コイル端末８８を他方の電極板８７にからげ、巻き線８８を切断する。次に、巻き治具９１からコイル８１を外し、コイル端末８８ａのからげ部を半田付け又は溶接してコイル８１を完成させる。また、このようなコイルを集合回路基板の配線パターン上に半田付けしてから樹脂封止して一旦集合コイルを形成した後、スライシングにより単個のＳＭＤコイルパッケージを得ていた。
特開２００３−７７７３８号（第２−３頁、図１、図２） 特願２００３−１３２５３２号（未公開）
しかし、コイルを多量生産するには多数の巻き線機を用いるので、設備が大規模になり大きな設備費及び大きなスペースが必要になる。また、機種によりコイルサイズ（外径、巻幅、厚みなど）が異なるので機種変更毎に巻き治具を製作する費用が発生し、また治具切替にも時間がかかる。このようにして製品コストが増大することになった。
上記発明は、このような従来の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、大規模投資を不要とし、生産性を向上させてコストダウンを達成できるＳＭＤ型コイルパッケージの製造方法を提供することである。
前述した目的を達成するための本発明の手段は、裏面に端子電極を有する回路基板の表面にコイル巻き線を巻回したボビンを搭載して成るＳＭＤ型コイルパッケージの製造方法において、前記回路基板を多数個取りすることができる集合回路基板に複数のボビンを一括して搭載するボビン搭載工程と、前記集合回路基板上の前記ボビンに前記コイル巻き線を一筆書きのようにして連続的に巻回して集合コイルパッケージを形成するコイル巻き工程と、前記集合コイルパッケージを単個のコイルパッケージに切断する工程とを含むことを特徴とする。
また、前記回路基板のボビン搭載部形状は平面、凹部又は貫通穴の何れかであることを特徴とする。
また、前記回路基板と前記ボビンとの固定は粘着テープ、接着剤又は圧入のいずれかによることを特徴とする。
また、前記コイル巻き線のコイル端末を配線パターンに接続する端末処理は圧着又は半田付けの何れか若しくはその両方により成されていることを特徴とする。
また、前記コイルパッケージには他の電子部品も搭載されていることを特徴とする。
また、前記集合コイルパッケージの切断はＶ溝ブレイク若しくはダイシングによることを特徴とする。
本発明によれば、裏面に端子電極を有する回路基板の表面にコイル巻き線を巻回したボビンを搭載して成るＳＭＤ型コイルパッケージの製造方法において、前記回路基板を多数個取りすることができる集合回路基板に複数のボビンを一括して搭載するボビン搭載工程と、前記集合回路基板上の前記ボビンに前記コイル巻き線を一筆書きのようにして連続的に巻回して集合コイルパッケージを形成するコイル巻き工程と、前記集合コイルパッケージを単個のコイルパッケージに切断する工程とを含むことにしたので、巻き治具が不要となり設備費を低減することができて、しかも省スペースで多品種少量生産から大量生産までこなせるようになった。また、短手番で新機種の立ち上げができるようになり、コイルの製造が簡単になってコストダウンを図ることができた。なお、コイル巻き工程において巻き線機のノズルを多連に構成することにより、一層生産性を向上させることができる。
以下、本発明の最良の実施の形態であるＳＭＤ型コイルパッケージについて図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の第一の実施の形態である集合基板状態のＳＭＤ型コイルパッケージの部分平面図であり、図２はこのＳＭＤ型コイルパッケージの部分断面側面図である。図３は本発明の第二の実施の形態であるＳＭＤ型コイルパッケージの断面図である。図４は本発明の第三の実施の形態であるＳＭＤ型コイルパッケージの平面図であり、図５は図４のＡ−Ａ矢視断面を示す断面図である。
まず、これらの実施の形態の構成について説明する。図１、図２において、１は本発明の第一の実施の形態であるＳＭＤ型コイルパッケージであり、１０１はコイルパッケージ１を多数個取りできる集合コイルパッケージである。２はコイルパッケージ１の基板である両面プリント配線板である回路基板であり、１０２は回路基板を多数個取りできる大きさの集合回路基板である。回路基板２の各コーナーに形成されたスルーホール２ａにより、表面の配線パターン２ｂと裏面の配線パターンである端子電極２ｃとが導通している。３は回路基板２の上に搭載された磁性体から成るボビンであり、円柱状の巻芯３ａの両端に径大のフランジ部３ｂを有する。４は巻き線であり、巻き線４は巻芯３ａに巻回されており、両コイル端末４ａは両配線パターン２ｂに熱圧着又は半田付けされている。
次に、図３において、１１は本発明の第二の実施の形態であるＳＭＤ型コイルパッケージであり、１２はコイルパッケージ１１の基板である回路基板であり、回路基板１２表面のボビン３搭載部には凹部１２ｄが形成されており、ボビン３のフランジ部３ｂが圧入され固定されている。なお、凹部１２ｄは貫通穴であってもよい。他の構成はコイルパッケージ１と同様であるから同じ構成要素には同じ名称と同様な符号とを用いて説明を省略する。
次に、図４、図５において、２１はＬＥＤドライバー回路を含む本発明の第三の実施の形態であるＳＭＤ型コイルパッケージである。２２はコイルパッケージ２１の基板である回路基板であり、２５はドライバーＩＣであり、回路基板２２が回路基板１２と異なるところは、ＩＣ２５を搭載するための配線パターン２２ｅ並びにＩＣ２５の複数のパッドとワイヤで接続される配線パターンが形成されているところである。２６は封止樹脂であり、回路基板２２上のボビン３及びＩＣ２５を覆っている。その他の構成要素はコイルパッケージ１２と同様であるから、同一構成要素には同じ名称と同様な符号とを用いて説明を省略した。
次に、本発明の各実施の形態であるＳＭＤ型コイルパッケージの製造方法について図面を参照して説明する。図６はボビン搭載工程を示す部分断面図、図７はコイル巻き工程を示す部分断面側面図、図８はコイル巻き工程を経た時点の集合コイルパッケージを示す部分平面図である。図９は本発明の実施の形態であるコイルパッケージの工程フローチャートである。
図９に示した工程順に説明する。まず、集合基板形成工程Ｓ１において、両面銅張り樹脂基板からパターン形成して回路基板２、１２、２２を多数個取りできる集合回路基板１０２、１１２、１２２を形成する。この工程において、集合回路基板１１２、１２２には凹部１２ｄ、２２ｄを加工する。
次に、ボビン搭載工程Ｓ２に移行する。図６において、４１はボビン３を整列させる振込機のトレイであり、トレイ４１には集合回路基板１０２のボビン３の搭載位置と数量とに対応するようにボビン３を収納する凹部４１ａが配設されている。３１は集合回路基板１０２に貼着した両面粘着テープである。この工程では、予め集合回路基板１０２のボビン３搭載位置に両面粘着テープ３１を貼付する。一方、振込機を用いてトレイ４１上にボビン３を整列させる。トレイ４１に整列したボビン３上に、粘着テープ３１側を下にして搭載位置を合わせながら集合回路基板１０２を押圧してからトレイ４１を外し、全ボビン３を一括して集合回路基板１０２上に搭載する。
ボビン３を粘着テープ３１により固定すると説明したが、コイル巻き線４が太い場合などにはボビン３の固定に接着剤を用いて固定力を強化してもよい。この工程で集合回路基板１１２、１２２に対してはボビン３を凹部１２ａ、２２ａに圧入する。なお、ボビン３の搭載を前述した方法ではなく、ＸＹ自動機で集合回路基板に搭載するようにしてもよい。
図１、図８において、７、８は後述の単体化工程において切断する位置を示す分割線であるが、説明の便宜上ここで示してある。次に、コイル巻き工程Ｓ３に移行する。図７において、５１は巻き線４を繰り出す巻き線機のノズルである。図示しない巻き線機は、ロボットの腕先にノズル５１を取り付けた回転軸を備えたものである。巻き線機のノズル５１をプログラムに従って制御し、集合回路基板１０２（集合回路基板１１２、１２２も同様）上に配列されたボビン３の全てにわたって途中で巻き線４を切ることなく一筆書きの要領で順次巻回して行く。
このときボビン３前後のコイル端末４ａを配線パターン２ｂ、１２ｂ、２２ｂに熱圧着する。コイル巻き工程Ｓ３を終えて、図１に示す集合コイルパッケージ１０１、（コイルパッケージ１１の集合体である図示しない集合コイルパッケージ１１１も同様）が形成される。図８は同様にして形成された集合コイルパッケージ１２１を示している。なお、コイル端末４ａは配線パターンに半田付けにより固定してもよく、また熱圧着と半田付けとを併用してもよい。次に、集合コイルパッケージ１２１は電子部品搭載工程Ｓ４に移行する。
ここで、ＩＣ２５を集合回路基板１２２の配線パターン２２ｅ上にダイボンディングして、各パッド電極と基板の配線パターンとをワイヤボンディングする。次に、樹脂封止工程Ｓ５に移行して、集合回路基板１２２上に封止樹脂２６を被覆することによって封止して集合コイルパッケージ１２１を完成する。最後に、単体化工程Ｓ６において、集合コイルパッケージ１０１、１１１、１２１を分割線７、８に沿ってダイシングにより切断して単体のコイルパッケージ１、１１、２１を得る。なお、分割方法は、予め集合基板形成工程Ｓ１において集合回路基板１２２に分割線７、８に沿ってＶ溝を加工しておき、樹脂封止工程Ｓ５において分割線７、８上には樹脂を被せないようにしておき、Ｖ溝ブレイクによって切断してもよい。また、樹脂封止工程Ｓ５は省略してもよい。
次に、本発明の実施の形態の効果について説明する。以上のように、回路基板を多数個取りすることができる集合回路基板形成工程と、前記集合回路基板に複数のボビンを一括して搭載するボビン搭載工程と、前記集合回路基板上の前記ボビンにコイル巻き線を一筆書きのようにして連続的に巻回して集合コイルパッケージを形成するコイル巻き工程と、前記集合コイルパッケージを切断して、単個のコイルパッケージを形成する単体化工程とを有する製造方法としたので、多品種少量生産から大量生産迄に当たって巻き治具が不要となり、機種変更に対しては巻き線機のプログラムを切り替えることにより容易であり設備費を安くすることができた。また、製造工程のスペースも少なくできた。そして集合基板による製法のため各工程の工数短縮ができた。結果として、ＳＭＤ型コイルパッケージのコストダウンを達成できた。なお、コイル巻き工程において巻き線機のノズルを多連に構成することにより、一層生産性を向上させることができる。
本発明のＳＭＤ型コイルパッケージの製造方法は、本実施例の小型コイルに限らず、他のコイル一般にも広く適用できるものである。
本発明の第一の実施の形態である集合基板状態のＳＭＤ型コイルパッケージの部分平面図である。 本発明の第一の実施の形態であるＳＭＤ型コイルパッケージの部分断面側面図である。 本発明の第二の実施の形態であるＳＭＤ型コイルパッケージの断面図である。 本発明の第三の実施の形態であるＳＭＤ型コイルパッケージの平面図である。 図４のＡ−Ａ矢視断面を示す断面図である。 ボビン搭載工程を示す部分断面図である。 コイル巻き工程を示す部分断面側面図である。 本発明の第三の実施の形態である集合コイルパッケージの部分平面図である。 本発明の実施の形態であるコイルパッケージの製造方法を示す工程フローチャートである。 従来のコイルパッケージの断面図である。 従来のコイル巻き工程を示す要部断面図である。
符号の説明
１、１１、２１ コイルパッケージ
２、１２、２２ 回路基板
２ｃ、１２ｃ 端子電極
３ ボビン
４ 巻き線
４ａ コイル端末
１２ｄ、２２ｄ 凹部
２２ｅ 配線パターン
２５ ＩＣ
２６ 樹脂封止
３１ 粘着テープ
１０１、１１１、１２１ 集合コイルパッケージ
１０２、１１２、１２２ 集合回路基板

Claims (6)

  1. 裏面に端子電極を有する回路基板の表面にコイル巻き線を巻回したボビンを搭載して成るＳＭＤ型コイルパッケージの製造方法において、前記回路基板を多数個取りすることができる集合回路基板に複数のボビンを一括して搭載するボビン搭載工程と、前記集合回路基板上の前記ボビンに前記コイル巻き線を一筆書きのようにして連続的に巻回して集合コイルパッケージを形成するコイル巻き工程と、前記集合コイルパッケージを単個のコイルパッケージに切断する工程とを含むことを特徴とするＳＭＤ型コイルパッケージの製造方法。
  2. 前記回路基板のボビン搭載部形状は平面、凹部又は貫通穴の何れかであることを特徴とする請求項１記載のＳＭＤ型コイルパッケージの製造方法。
  3. 前記回路基板と前記ボビンとの固定は粘着テープ、接着剤又は圧入のいずれかによることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のＳＭＤ型コイルパッケージの製造方法。
  4. 前記コイル巻き線のコイル端末を配線パターンに接続する端末処理は圧着又は半田付けの何れか若しくはその両方により成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のＳＭＤ型コイルパッケージの製造方法。
  5. 前記コイルパッケージには他の電子部品も搭載されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のＳＭＤ型コイルパッケージの製造方法。
  6. 前記集合コイルパッケージの切断はＶ溝ブレイク若しくはダイシングによることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のＳＭＤ型コイルパッケージの製造方法。
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