JP2007234769A - 巻線型電子部品およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】巻線用ワイヤの継線部における接続強度が高く、インダクタンス値のバラツキが少ない巻線型電子部品およびその製造方法を提供すること。
【解決手段】コイルを形成するようにワイヤ１０ａが巻回される巻芯部４ａと、巻芯部４ａと一体に形成され、巻芯部４ａの軸方向両側に形成される一対のフランジ４ｂと、を持つドラムコア４を有する巻線型電子部品２である。ドラムコア４の軸方向両端面には、断面台形形状の接続用凹部３０が形成してある。接続用凹部３０の表面には、端部電極膜２０が形成してある。巻芯部４ａに巻回してあるワイヤ１０ａの両端に位置する各継線部１０ｂが、各接続用凹部３０に入り込み、端部電極膜２０に対して、少なくとも三カ所以上で潰れて接続してある。
【選択図】図１

Description

本発明は、巻線型電子部品およびその製造方法に係り、さらに詳しくは、巻線用ワイヤの継線部における接続強度が高く、インダクタンス値のバラツキが少ない巻線型電子部品およびその製造方法に関する。

従来、たとえば下記の特許文献１に示す巻線型電子部品が知られている。この巻線型電子部品は、コイルを形成するようにワイヤが巻回される巻芯部と、巻芯部と一体に形成され、巻芯部の軸方向両側に形成される一対のフランジと、を持つドラムコアを有する。

この従来の巻線型電子部品では、ドラムコアの軸方向両端面に、端部電極膜を形成し、各端部電極膜に対してワイヤの継線部が、リードフレームを介して接続してある。

しかしながら、従来の巻線型電子部品では、ドラムコアの軸方向両端面が平面形状であったために、各端部電極膜に対してのワイヤの継線部の接続強度およびリードフレームの接続強度に課題を有していた。また、ワイヤの継線部分の接続が安定しないことから、巻線型電子部品のインダクタンス値が製品によってばらつくなどの課題もあった。
特開平７−９４３４５号公報

本発明は、このような実状に鑑みてなされ、その目的は、巻線用ワイヤの継線部における接続強度が高く、インダクタンス値のバラツキが少ない巻線型電子部品およびその製造方法を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明に係る巻線型電子部品は、
コイルを形成するようにワイヤが巻回される巻芯部と、
前記巻芯部と一体に形成され、前記巻芯部の軸方向両側に形成される一対のフランジと、を持つドラムコアを有する巻線型電子部品であって、
前記ドラムコアの軸方向両端面には、断面台形形状の接続用凹部が形成してあり、
各接続用凹部の表面には、端部電極膜が形成してあり、
前記巻芯部に巻回してあるワイヤの両端に位置する各継線部が、各接続用凹部に入り込み、前記端部電極膜に対して、少なくとも三カ所以上で潰れて接続してあることを特徴とする。

本発明に係る巻線型電子部品では、ドラムコアの軸方向両端面は、従来例と異なり、平坦面ではない。すなわち、本発明の巻線型電子部品では、ドラムコアの軸方向両端面には、断面台形形状の接続用凹部が形成してあり、各接続用凹部の表面には、端部電極膜が形成してある。しかも、巻芯部に巻回してあるワイヤの両端に位置する各継線部が、各接続用凹部に入り込み、端部電極膜に対して、少なくとも三カ所以上で潰れて接続してある。

そのため、本発明に係る巻線型電子部品では、ワイヤの継線部が三カ所以上の所定位置で端部電極膜に対して接続され、ドラムコアに巻回してあるワイヤの全長が常に一定となると共に、巻線用ワイヤの継線部における接続強度が高くなる。その結果、本発明では、インダクタンス値のバラツキが少ない巻線型電子部品を提供することができる。

なお、断面台形形状以外で、たとえば断面円弧形状の凹部では、各端部電極膜に対してのワイヤの継線部の接続強度に難点があり、インダクタンス値のバラツキを抑制することが困難であるという課題を有している。また、断面円弧形状の凹部では、リードフレームの接続片との位置決めが困難であり、リードフレームに対して、ドラムコアの軸芯が傾斜して取り付けられるおそれがある。そのことは、インダクタンス値のバラツキの要因ともなる。

好ましくは、前記接続用凹部における断面台形の少なくとも３カ所の頂点において、前記継線部が潰れて前記端部電極膜に対して接続してある。断面円弧形状と異なり、断面台形の接続用凹部では、対応する先端形状の押しピンでプレスすることにより、断面台形の少なくとも３カ所の頂点において、ワイヤの継線部を潰して接続しやすい。なお、断面円弧形状の接続用凹部では、対応する先端形状の押しピンでプレスしても、継線部は円弧形状に変形するのみであり、接続強度を向上させることは困難である。

好ましくは、前記接続用凹部において、当該接続用凹部の断面形状に合わせたリードフレームの接続片が前記継線部および端部電極膜に対して接続してある。リードフレームの接続片の形状を接続用凹部の台形断面形状に合わせることで、リードフレームの接続片は、位置合わせされて接続用凹部に入り込み、一対のリードフレーム間に、ドラムコアの軸芯が傾斜せずに取り付けられる。その結果、この点でも、インダクタンス値のバラツキを抑制することができる。また、リードフレームの接続片とワイヤの継線部およびドラムコアとの接続も強固になる。

好ましくは、リードフレームの接続片は、バネ特性を有する材質で構成してある。このように構成することで、リードフレームの接続片をドラムコアの軸方向両端面に仮止めする作業が容易になる。リードフレームの接続片は、ドラムコアの軸方向両端面に形成してある接続用凹部内にハンダ付けなどの手段で接続固定される。

好ましくは、前記リードフレームの端子片のみが外側に露出するように、前記接続用凹部を含む前記ドラムコアの外周が、外装樹脂で被覆してある。リードフレームの端子片は、ドラムコアの外周が、外装樹脂で被覆された後に、折り曲げ加工されて、外装樹脂の軸方向両端面に密着させても良い。

好ましくは、前記リードフレームにおける前記接続片と端子片との間には、前記接続片を前記継線部および端部電極膜に接続するためのハンダが食い込む凹凸が形成してある。このように構成すれば、リードフレームの接続片を、ドラムコアの軸方向両端面に形成してある接続用凹部内にハンダ付けなどの手段で接続固定する際に、リードフレームとハンダとの接続強度が向上する。

前記端部電極膜の材質は、特に限定されないが、電気抵抗が低い銅または銅合金で構成してあることが好ましい。端部電極膜は、たとえばスパッタリング法、メッキ法などで形成される。

本発明に係る巻線型電子部品の製造方法は、
巻芯部の軸方向両端にそれぞれフランジを有するドラムコアの軸方向の両端面に、それぞれ断面台形形状の接続用凹部を形成する工程と、
少なくとも各接続用凹部の表面に、端部電極膜を形成する工程と、
前記巻芯部にワイヤを巻回する工程と、
前記巻芯部に巻回してあるワイヤの両端に位置する各継線部を、各接続用凹部に入り込ませ、前記端部電極膜に対して、少なくとも三カ所以上で潰して接続する工程と、を有する。

本発明に係る方法によれば、上述した本発明に係る巻線型電子部品を容易に製造することができる。

好ましくは、前記接続用凹部の断面台形形状に対応する先端形状を持つ押しピンの先端を、前記継線部が入り込んでいる接続用凹部に押し付けることにより、前記継線部を、少なくとも三カ所以上で潰して前記端部電極膜に対して接続する。

台形断面の接続用凹部の内部に、ワイヤの継線部が位置する状態で、台形断面形状の先端形状を有する押しピンを押し付ければ、接続用凹部における断面台形の少なくとも３カ所の頂点において、断面円形の継線部が潰れて楕円形となり、端部電極膜に対して強固に接続される。

以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。
図１（Ａ）は本発明の一実施形態に係る巻線型電子部品の要部縦断面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）に示すドラムコアの要部断面図、
図２は図１に示す巻線型電子部品の製造過程を示す要部縦断面図、
図３（Ａ）は図２に示す工程の続きの工程を示す要部縦断面図、
図３（Ｂ）は図３（Ａ）に示すIII−III線に沿う矢視図、
図４は図３（Ａ）に示すリードフレームの製造過程を示す平面図、
図５は本発明の他の実施形態に係る巻線型電子部品に用いるリードフレームの要部断面図である。

図１（Ａ）に示すように、本発明の一実施形態に係る巻線型電子部品２は、コア部材（芯材）としてのドラムコア４を有する。ドラムコア４は、フェライト材料で構成してある。ドラムコア４は、コイル部１０を構成するワイヤ１０ａが、コア４の軸方向に沿って巻回してある巻芯部４ａを有する。

ワイヤ１０ａは、銅、銅合金またはその他の金属などの導線を樹脂被覆したものであり、その線径は、たとえば２５〜３００μｍである。本実施形態では、ワイヤ１０ａの横断面は円形であるが、多角形状であっても良い。

巻芯部４ａの軸方向の両端部には、それぞれフランジ４ｂが一体に形成してある。第１フランジ４ｂの外径は、巻芯部４ａの外径よりも大きくなっている。

巻芯部４ａの横断面は、特に限定されず、長方形断面、円形断面、あるいは、その他の断面形状であっても良い。フランジ４ｂの横断面形状も特に限定されず、長方形断面、円形断面、あるいは、その他の断面形状であっても良い。

一対のフランジ４ｂは、同じサイズであり、たとえば長方形断面の場合には、縦が０．２０〜３．２０mm、横が０．２０〜３．２０mm程度である。また、巻芯部４ａの外径は、０．１０〜２．２０mm程度であり、ドラムコア４の軸方向全長は、０．５０〜４．５０mm程度である。

図１（Ａ）に示すように、ドラムコア４の軸方向両端面であるフランジ４ａ，４ｂの外側端面略中央には、それぞれ、コア４の縦断面において台形断面の接続用凹部３０が形成してある。図１（Ｂ）に示すように、各接続用凹部３０の凹部深さＤは、特に限定されないが、好ましくは０．１〜０．５mmである。

接続用凹部３０における底部面積Ｓ１は、接続用凹部３０における開口面積Ｓ２に対して、２０〜２５％程度に小さくなるように、接続用凹部３０は、コア４の縦断面において台形断面を構成してある。接続用凹部３０の開口面積Ｓ２は、フランジ４ｂの外側端面の面積Ｓ０に対して、好ましくは５５〜６５％程度の大きさである。

各接続用凹部３０の表面には、端部電極膜２０が形成してある。端部電極膜２０は、たとえば銅または銅合金で構成してあり、スパッタリング法、あるいはメッキ法などでコア４の端面に形成される。端部導電膜２０は、少なくとも各接続用凹部３０の表面に形成すればよいが、フランジ４ｂの外側端面の全体に形成しても良い。

図１（Ａ）に示すように、巻芯部４ａに巻回してあるワイヤ１０ａの両端に位置する各継線部１０ｂが、各接続用凹部３０に入り込み、端部電極膜２０に対して、少なくとも三カ所以上で潰れて接続してある。この実施形態では、接続用凹部３０における台形断面の少なくとも３カ所の頂点３０ａ，３０ｂ，３０ｃにおいて、断面円形の継線部１０ｂが断面楕円形に潰れて端部電極膜２０に対して接続してある。

接続用凹部３０においては、その接続用凹部３０の断面形状に合わせたリードフレーム４０の接続片４２が継線部１０ｂおよび端部電極膜２０に対して接続してある。この実施形態では、リードフレーム４０の接続片４２は、継線部１０ｂおよび端部電極膜２０に対して、ハンダ５０により接続してある。

接続片４２は、接続用凹部３０の断面形状に合わせて折り曲げてあり、その先端部が接続用凹部３０の内部に張り込み、図３（Ｂ）に示すように、ワイヤ１０の継線部１０ｂに対して、所定角度θで交差するように取り付けられる。所定角度θは、特に限定されないが、好ましくは、１０〜８０度である。

各リードフレーム４０は、図１（Ａ），図３（Ａ）および図３（Ｂ）に示すように、接続片４２に対して連結片４６を介して一体に成形してある端子片４４を有する。連結片４６は、接続片４２と端子片４４との間に形成される。端子片４４は、巻線型電子部品２の外側に位置し、回路基板などとの接続部分となる。

また、各リードフレーム４０には、連結片４６の両側に、端子片４４から立ち上げられる一対の保持片４８が一体に形成してある。保持片４８は、ドラムコア４のフランジ４ｂの外周を下側から二カ所で保持する部分である。

各リードフレーム４０は、図４に示すように、帯状の導電性金属板４０Ａをプレスにより打ち抜き成形し、その後に折り曲げ成形することにより得られる。導電性金属板４０Ａは、バネ特性も有していることが好ましい。リードフレームの接続片は、バネ特性を有する材質で構成してある。このように構成することで、リードフレーム４０の接続片４２をドラムコア４の軸方向両端面に仮止めする作業が容易になる。

図１（Ａ）に示すように、リードフレーム４０がドラムコア４に接続された後には、リードフレーム４０の端子片４４のみが外側に露出するように、接続用凹部３０を含むドラムコア４の外周が、外装樹脂５２で被覆される。外装樹脂５２は、たとえば射出成形により形成され、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂などで構成される。

次に、図１（Ａ）に示す巻線型電子部品２の製造方法について説明する。まず、フェライト粒子の圧縮成形および焼成により、図２に示すように、巻芯部４ａと、外側端面に台形断面の接続用凹部３０が形成してあるフランジ４ｂとを有するドラムコア４を成形する。

次に、ドラムコア４における軸方向両端面であるフランジ４ｂの外側端面に、スパッタリング法などで端部電極膜２０を形成する。端部電極膜２０は、少なくとも接続用凹部３０の底面および側面に形成し、フランジ４ｂの外側端面の全体に形成しても良い。

次に、ドラムコア４の巻芯部４ａに、ワイヤ１０ａを巻き付け、ワイヤの両端部に位置する継線部１０ｂを、それぞれドラムコア４の軸方向両端面に形成してある接続用凹部３０の内部に位置させる。その後、図２に示すように、一方のフランジ４ｂをチャック６０により保持し、他方のフランジ４ｂの外側端面に形成してある接続用凹部３０の内部に、押しピン７０の先端部７２を押し付ける。

押しピン７０の先端部７２は、接続用凹部３０の断面台形形状に対応する台形断面の先端形状を持っている。したがって、この押しピン７０の先端部７０ａを、継線部１０ｂが入り込んでいる接続用凹部３０に押し付けることにより、継線部１０ｂを、少なくとも台形断面の三つの頂点３０ａ，３０ｂ，３０ｃにおいて、潰して端部電極膜２０に対して接続することができる。

その後に、図４に示す帯状の導電性金属板４０Ａから形成された一対のリードフレーム４０の接続片４６を、それぞれフランジ４ｂの外側端面に形成してある接続用凹部３０の内部に配置し、ハンダ５０により、継線部１０ｂおよび端部電極膜２０に接合する。ハンダ５０の熱処理により、継線部１０ｂの外周を被覆してある絶縁被覆層は除去され、継線部１０ｂは端部電極膜２０および接続片４６に対して電気的に接続される。

その後に、図１（Ａ）に示すように、リードフレーム４０の端子片４４のみが外側に露出するように、接続用凹部３０を含むドラムコア４の外周を、外装樹脂５２で被覆する。その後に、端子片４４を、矢印Ａで示すように、外装樹脂５２の両面に沿って折り曲げ、巻線型電子部品２が製造される。

本実施形態に係る巻線型電子部品２では、ワイヤ１０ａの継線部１０ｂが、少なくとも三カ所の頂点位置３０ａ，３０ｂ，３０ｃで潰れて端部電極膜２０に対して接続される。そのため、ドラムコア４の巻芯部４ａに巻回してあるワイヤ１０ａの全長が常に一定となると共に、巻線用ワイヤ１０ａの継線部１０ｂにおける接続強度が高くなる。その結果、本実施形態では、インダクタンス値のバラツキが少ない巻線型電子部品２を提供することができる。

たとえばドラムコアの軸方向両端面が平坦面であり、接続用凹部が形成されていない従来の巻線型電子部品では、サンプル数３０でのインダクタンス値のバラツキを示す標準偏差が０．１７７であった。また、断面台形形状以外で、たとえば断面円弧形状の凹部が形成されている比較例に係る巻線型電子部品では、サンプル数３０でのインダクタンス値のバラツキを示す標準偏差が０．１１６であった。

これに対して、本願発明の実施例では、サンプル数３０でのインダクタンス値のバラツキを示す標準偏差が０．０８３であり、インダクタンス値のバラツキが少ないことが確認された。

また、ドラムコアの軸方向両端面が平坦面であり、接続用凹部が形成されていない従来の巻線型電子部品では、サンプル数３０での継線部の引張強度の平均値が２．１Ｎであった。また、断面台形形状以外で、たとえば断面円弧形状の凹部が形成されている比較例に係る巻線型電子部品では、サンプル数３０での継線部の引張強度の平均値が２．６Ｎであった。

これに対して、本願発明の実施例では、サンプル数３０での継線部の引張強度の平均値が３．０Ｎであり、引張強度、すなわち、継線部の接合強度が向上していることが確認された。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変することができる。
たとえば、本発明に係る巻線型電子部品の具体的な断面構造は、上述した実施形態に限定されず、種々の態様があり得る。

また、本発明では、図５に示すように、リードフレーム４０ａにおける接続片４２と端子片４４との間の連結片４６の表裏面には、図１（Ａ）に示すハンダ５０が食い込む凹部４５または凸部４６を形成しても良い。このように構成すれば、リードフレーム４０ａの接続片４２を、ドラムコア４の軸方向両端面に形成してある接続用凹部３０内にハンダ付けなどの手段で接続固定する際に、リードフレーム４０とハンダ５０との接続強度が向上する。

図１（Ａ）は本発明の一実施形態に係る巻線型電子部品の要部縦断面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）に示すドラムコアの要部断面図である。 図２は図１に示す巻線型電子部品の製造過程を示す要部縦断面図である。 図３（Ａ）は図２に示す工程の続きの工程を示す要部縦断面図、図３（Ｂ）は図３（Ａ）に示すIII−III線に沿う矢視図である。 図４は図３（Ａ）に示すリードフレームの製造過程を示す平面図である。 図５は本発明の他の実施形態に係る巻線型電子部品に用いるリードフレームの要部断面図である。

符号の説明

２… 巻線型電子部品
４… ドラムコア
４ａ… 巻芯部
４ｂ… フランジ
１０… コイル部
１０ａ… ワイヤ
１０ｂ… 継線部
２０… 端部電極膜
３０… 接続用凹部
３０ａ，３０ｂ，３０ｃ… 台形断面の頂点
４０… リードフレーム
４２… 接続片
４４… 端子片
４６… 連結片
４８… 保持片
５０… ハンダ
６０… チャック
７０… 押しピン
７２… 先端部

Claims (8)

1. コイルを形成するようにワイヤが巻回される巻芯部と、
   前記巻芯部と一体に形成され、前記巻芯部の軸方向両側に形成される一対のフランジと、を持つドラムコアを有する巻線型電子部品であって、
   前記ドラムコアの軸方向両端面には、断面台形形状の接続用凹部が形成してあり、
   各接続用凹部の表面には、端部電極膜が形成してあり、
   前記巻芯部に巻回してあるワイヤの両端に位置する各継線部が、各接続用凹部に入り込み、前記端部電極膜に対して、少なくとも三カ所以上で潰れて接続してあることを特徴とする巻線型電子部品。
2. 前記接続用凹部における断面台形の少なくとも３カ所の頂点において、前記継線部が潰れて前記端部電極膜に対して接続してある請求項１に記載の巻線型電子部品。
3. 前記接続用凹部において、当該接続用凹部の断面形状に合わせたリードフレームの接続片が前記継線部および端部電極膜に対して接続してある請求項１または２に記載の巻線型電子部品。
4. 前記リードフレームの端子片のみが外側に露出するように、前記接続用凹部を含む前記ドラムコアの外周が、外装樹脂で被覆してある請求項３に記載の巻線型電子部品。
5. 前記リードフレームにおける前記接続片と端子片との間には、前記接続片を前記継線部および端部電極膜に接続するためのハンダが食い込む凹凸が形成してある請求項４に記載の巻線型電子部品。
6. 前記端部電極膜は、銅または銅合金で構成してある請求項１〜５のいずれかに記載の巻線型電子部品。
7. 巻芯部の軸方向両端にそれぞれフランジを有するドラムコアの軸方向の両端面に、それぞれ断面台形形状の接続用凹部を形成する工程と、
   少なくとも各接続用凹部の表面に、端部電極膜を形成する工程と、
   前記巻芯部にワイヤを巻回する工程と、
   前記巻芯部に巻回してあるワイヤの両端に位置する各継線部を、各接続用凹部に入り込ませ、前記端部電極膜に対して、少なくとも三カ所以上で潰して接続する工程と、を有する巻線型電子部品の製造方法。
8. 前記接続用凹部の断面台形形状に対応する先端形状を持つ押しピンの先端を、前記継線部が入り込んでいる接続用凹部に押し付けることにより、前記継線部を、少なくとも三カ所以上で潰して前記端部電極膜に対して接続する請求項７に記載の巻線型電子部品の製造方法。

Images