JP2006049723A - Core manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、表面実装型コイル素子等に用いられるコアの製造方法に関する。 The present invention relates to a manufacturing method of a core used for a surface mount type coil element or the like.
従来におけるこの種のコアの製造方法として、次のような技術がある。すなわち、コア材料からなる焼結基板の表面に機械切削加工を施してコアの集合体を作製し、その集合体を切断して複数のコアを取り出す技術である(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、上述したような技術にあっては、機械切削加工によりコアの集合体を作製することから、コア材料の有効利用という点で改善の余地がある。また、焼結基板に対して機械切削加工を施すため、コアが小型化するほど割れや欠けが発生し易くなることから、コアの歩留まりの向上という点でも改善の余地がある。 However, in the above-described technology, there is room for improvement in terms of effective use of the core material because the core assembly is produced by machining. In addition, since mechanical cutting is performed on the sintered substrate, cracks and chips are more likely to occur as the core becomes smaller, so there is room for improvement in terms of improving the core yield.
そこで、本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、コア材料の有効利用及びコアの歩留まりの向上を実現することができるコアの製造方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a core manufacturing method capable of realizing effective use of the core material and improvement of the core yield.
上記目的を達成するために、本発明に係るコアの製造方法は、コア材料、バインダ及び溶剤によりグリーンシートを作製する工程と、グリーンシートを成形型上に配置した状態でグリーンシート及び成形型を包装袋内に入れて真空包装する工程と、真空包装されたグリーンシート及び成形型を等方静水圧プレスにより加圧する工程と、加圧されたグリーンシート及び成形型を包装袋内から出してグリーンシートを成形型から外した後、グリーンシートの脱バインダ及び焼成を行う工程とを含むことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a core manufacturing method according to the present invention includes a step of producing a green sheet with a core material, a binder and a solvent, and the green sheet and the mold in a state where the green sheet is disposed on the mold. A step of vacuum packaging in a packaging bag, a step of pressurizing the vacuum-packed green sheet and mold by an isotropic hydrostatic press, and removing the pressurized green sheet and mold from the packaging bag to make green A step of removing the binder from the green sheet and firing after removing the sheet from the mold.
このコアの製造方法においては、グリーンシートを成形型上に配置した状態でそれらを真空包装した後、等方静水圧プレスにより加圧することで、グリーンシートにコアの形状を転写する。これにより、例えば機械切削加工によりコアの形状を形成するような場合に比べ、コア材料の損失を減少させることができる。そして、コアの形状が転写されたグリーンシートの脱バインダ及び焼成を行うことで、コアの形状が転写された焼結体を得る。これにより、例えば焼結体に対して機械切削加工を施してコアの形状を形成するような場合に比べ、割れや欠けの発生を抑制することができる。従って、このコアの製造方法によれば、コア材料の有効利用及びコアの歩留まりの向上を実現することができる。 In this core manufacturing method, the green sheets are vacuum packaged in a state where they are placed on a mold, and then pressed by an isotropic hydrostatic press to transfer the shape of the core to the green sheets. Thereby, for example, the loss of the core material can be reduced as compared with the case where the shape of the core is formed by mechanical cutting. Then, by performing binder removal and firing of the green sheet to which the core shape is transferred, a sintered body to which the core shape is transferred is obtained. Thereby, generation | occurrence | production of a crack and a chip | tip can be suppressed compared with the case where the cutting shape is given to a sintered compact and the shape of a core is formed. Therefore, according to this core manufacturing method, effective use of the core material and improvement of the core yield can be realized.
本発明に係るコアの製造方法によれば、コア材料の有効利用及びコアの歩留まりの向上を実現することができる。 According to the core manufacturing method of the present invention, it is possible to effectively use the core material and improve the core yield.
以下、本発明に係るコアの製造方法の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, a preferred embodiment of a core manufacturing method according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to the same or an equivalent part, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
初めに、本実施形態のコアの製造方法により製造されたコアが用いられている表面実装型コイル素子について説明する。 First, a surface mount type coil element using a core manufactured by the core manufacturing method of the present embodiment will be described.
図1に示されるように、表面実装型コイル素子1は、T型フェライトコア(コア)2及びU型フェライトコア(コア)3により構成されたコアユニット4を備えている。図2及び図3に示されるように、T型フェライトコア2は、矩形状の平板部2a、及びこの平板部2aの中央部に立設された角柱状の脚部2bにより一体的に形成されている。一方、U型フェライトコア3は、矩形状の平板部3a、及びこの平板部3aの両端部に立設された壁状の脚部3bにより一体的に形成されている。これらのT型フェライトコア2及びU型フェライトコア3は、脚部2bが一対の脚部3b間に位置し且つ平板部2aと平板部3aとが対面するように組み合わされて、開口4a,4bを有するコアユニット4を構成することとなる。
As shown in FIG. 1, the surface-mounted
また、コアユニット4内にはコイル基板5が配置されている。このコイル基板5は矩形状の絶縁板6を有しており、この絶縁板6の表面及び裏面には、コイル基板5の中央部に形成された貫通孔5aを囲むようにスパイラル状のコイル導体7が形成されている。各コイル導体7の内側端部7aは、貫通電極8を介して互いに電気的に接続されており、各コイル導体7の外側端部7bは、絶縁板6の両縁部に形成された導出端電極9のそれぞれに電気的に接続されている。各コイル導体7は、絶縁板6上において保護樹脂層11により被覆されている。
A
このように構成されたコイル基板5は、その貫通孔5a内にT型フェライトコア2の脚部2bが位置し且つ各導出端電極9がコアユニット4の開口4a,4bのそれぞれに臨むようにコアユニット4内に配置されている。そして、T型フェライトコア2、U型フェライトコア3及びコイル基板5により形成された隙間にはエポキシ系樹脂等の接着剤12が充填されて、T型フェライトコア2、U型フェライトコア3及びコイル基板5が一体化されている。
The
なお、図2に示されるように、コアユニット4は、平板部2a,3a及び一対の脚部3bにより閉磁路を構成している。また、脚部2bの先端と平板部3aとの間には隙間Gが設けられている。これは、コイル基板5のコイル導体7を流れる電流によりフェライトコア2,3が磁気飽和するのを防止するためである。一例として、コアユニット4の一辺が数mm以下の場合には、隙間Gは0.1μm〜100μmに設定されることが好ましく、0.1μm〜50μmに設定されることがより好ましい。なお、0.1μm未満に隙間Gを設定することは、フェライトコア2,3の加工精度上困難であり、100μmを超えて隙間Gを設定することは、インダクタンスが減少するおそれがある点で問題がある。
In addition, as FIG. 2 shows, the
更に、図1及び図3に示されるように、コアユニット4には、その開口4a,4bのそれぞれを覆うように断面U字状の端子電極13が形成されている。各端子電極13は、開口4a,4bのそれぞれに臨む導出端電極9に電気的に接続されている。
Further, as shown in FIGS. 1 and 3, the
次に、本実施形態のコアの製造方法として、上述した表面実装型コイル素子1のT型フェライトコア2及びU型フェライトコア3の製造方法について、図4のフローチャートに従って説明する。
Next, as a method for manufacturing the core of the present embodiment, a method for manufacturing the T-
まず、コア材料(例えば、Ni−Cu−Zn系フェライト材)、バインダ(例えば、ブチラール系樹脂)及び溶剤(例えば、フタル酸ジエチル)を混合してスラリー化した後、例えばドクターブレード法を利用して、厚さ180μmのグリーンシートを作製する(ステップS102)。 First, a core material (for example, Ni—Cu—Zn-based ferrite material), a binder (for example, butyral resin) and a solvent (for example, diethyl phthalate) are mixed to form a slurry, and then, for example, a doctor blade method is used. Thus, a green sheet having a thickness of 180 μm is produced (step S102).
続いて、図5に示されるように、複数の成形部15を有する成形型16上に、ポリ塩化ビニリデンからなるフィルム17を介して、ステップS102にて作製したグリーンシート18を複数枚(例えば、6枚)積層する。そして、ステンレス鋼からなる厚さ3mmの形状保持板19上に、PET(ポリエチレンテレフタラート)からなる厚さ50μmのフィルム21を介して成形型16を配置し、且つグリーンシート18上にフィルム21を複数枚(例えば、2枚)積層した状態で、ナイロンからなる包装袋22内にグリーンシート18及び成形型16を入れて真空包装し、真空包装ユニット23を作製する(ステップS104)。このとき、グリーンシート18中の揮発性残存溶剤のガスを除去すべく、グリーンシート18及び成形型16が入れられた包装袋22を真空中で真空減圧して封止することが好ましい。
Subsequently, as shown in FIG. 5, a plurality of
なお、成形型16は、グリーンシート18と同じ材料からなるシートに複数の成形部15を形成した後、脱バインダ及び焼成を行って作製したものであり、反りを防止すべく、形状保持板19が押し当てられる面を研磨しておくことが好ましい。また、包装袋22の材料は、可撓性を有し、真空減圧して封止することができるものであれば、ナイロンに限らず、ゴムやプラスチック等であってもよい。
The forming
ステップS104に続いて、図6に示されるように、複数の真空包装ユニット23をラック24に並べて等方静水圧プレス装置25内の水中に配置する。そして、例えば、水温35℃、圧力2000kg/cm2、時間60秒の条件で、等方静水圧プレス装置25により温感等方静水圧プレスを行い、真空包装されたグリーンシート18及び成形型16を加圧する(ステップS106)。これにより、グリーンシート18に複数の成形部15の形状が転写される。
Subsequent to step S104, as shown in FIG. 6, a plurality of
続いて、真空包装ユニット23を等方静水圧プレス装置25内から取り出し、更に、加圧されたグリーンシート18及び成形型16を包装袋22内から取り出す。このとき、グリーンシート18上にはフィルム21が複数枚積層されているため、グリーンシート18に包装袋22が付着することなく、グリーンシート18及び成形型16を包装袋22内から容易に取り出すことができる。そして、グリーンシート18を成形型16から取り外す。このとき、成形型16とグリーンシート18との間にはフィルム17が介されているため、成形型16にグリーンシート18が付着することなく、グリーンシート18を成形型16から容易に取り外すことができる。
Subsequently, the
なお、形状保持板19と成形型16との間に介されるフィルム21は、形状保持板19に傷等が付くのを防止するためのものである。また、形状保持板19は、等方静水圧プレス時に成形型16が変形するのを防止するためのものであるため、等方静水圧プレス時の圧力に耐え得る金属等の材料により成形型16を作製すれば、形状保持板19は不要となる。
The
グリーンシート18を成形型16から取り外した後、グリーンシート18の脱バインダ及び焼成を行う(ステップS108)。一例として、脱バインダの条件は、トップ温度400℃(170℃から400℃まで24時間)であり、焼成の条件は、トップ温度980℃(100℃から980℃まで21時間40分)である。
After removing the
このように、複数の成形部15の形状を転写した後にグリーンシート18の脱バインダ及び焼成を行うため、グリーンシート18の形状は収縮することになる。従って、成形型16の成形部15の形状は、グリーンシート18の焼成後の収縮率を考慮して設計される。また、焼成時には、反りを防止するために、グリーンシート18上にアルミナ基板等の重しを載せてもよい。
In this manner, since the binder and firing of the
以上により、成形型16の成形部15の形状に応じて、図7〜図10に示されるように、T型フェライトコア2の集合体26及びU型フェライトコア3の集合体27を得ることができる。そして、各集合体26,27を切断ラインLx,Lyに沿って切断することにより、複数のT型フェライトコア2及びU型フェライトコア3を取り出すことができる。なお、T型フェライトコア2の集合体26とU型フェライトコア3の集合体27とでコイル基板5の集合体を挟んで接着剤12により一体化した後、切断ラインLx,Lyに沿って切断してもよい。
As described above, according to the shape of the
以上説明したように、本実施形態のコアの製造方法においては、グリーンシート18を成形型16上に配置した状態でこれらを真空包装した後、等方静水圧プレスにより加圧することで、グリーンシート18にT型フェライトコア2或いはU型フェライトコア3の形状を転写する。これにより、例えば機械切削加工によりコア2,3の形状を形成するような場合に比べ、コア材料の損失を減少させることができる。そして、T型フェライトコア2或いはU型フェライトコア3の形状が転写されたグリーンシート18の脱バインダ及び焼成を行うことで、T型フェライトコア2或いはU型フェライトコア3の形状が転写された集合体26,27を得る。これにより、例えば焼結体に対して機械切削加工を施してコア2,3の形状を形成するような場合に比べ、割れや欠けの発生を抑制することができる。従って、本実施形態のコアの製造方法によれば、コア材料の有効利用及びコア2,3の歩留まりの向上を実現することができる。
As described above, in the core manufacturing method of the present embodiment, the
また、T型フェライトコア2及びU型フェライトコア3の寸法精度を向上させるべく、T型フェライトコア2の集合体26及びU型フェライトコア3の集合体27に仕上げとして機械切削加工を施してもよい。この場合にも、加工代は、焼結体に対して機械切削加工を施してコア2,3の形状を形成する場合に比べて小さくて済むため、コア材料の損失の減少及び割れや欠けの発生の抑制を実現することができる。
Further, in order to improve the dimensional accuracy of the T-
2…T型フェライトコア(コア)、3…U型フェライトコア(コア)、16…成形型、18…グリーンシート、22…包装袋。 2 ... T-type ferrite core (core), 3 ... U-type ferrite core (core), 16 ... molding die, 18 ... green sheet, 22 ... packaging bag.
Claims (1)
前記グリーンシートを成形型上に配置した状態で前記グリーンシート及び前記成形型を包装袋内に入れて真空包装する工程と、
真空包装された前記グリーンシート及び前記成形型を等方静水圧プレスにより加圧する工程と、
加圧された前記グリーンシート及び前記成形型を前記包装袋内から出して前記グリーンシートを前記成形型から外した後、前記グリーンシートの脱バインダ及び焼成を行う工程とを含むことを特徴とするコアの製造方法。 Producing a green sheet with a core material, a binder and a solvent;
Placing the green sheet and the mold in a packaging bag in a state where the green sheet is placed on the mold, and vacuum packaging;
Pressurizing the vacuum-packed green sheet and the mold with an isotropic isostatic press;
And removing the green sheet from the molding die after removing the pressurized green sheet and the molding die from the inside of the packaging bag, and then debinding and firing the green sheet. Core manufacturing method.
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