JP2007250978A

JP2007250978A - 低背型チョークコイル

Info

Publication number: JP2007250978A
Application number: JP2006074527A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Kondo; 将寛近藤
Original assignee: NEC Tokin Corp
Current assignee: Tokin Corp
Priority date: 2006-03-17
Filing date: 2006-03-17
Publication date: 2007-09-27

Abstract

【課題】振動衝撃試験、温度サイクル試験でのコア割れを抑制した、小型で低背型のチョークコイルを提供すること。
【解決手段】低背型チョークコイルは、板状の磁性コア１１，１２で巻線コイル１３を挟み込み、磁性コア１１，１２のいずれか一方に直付けされた外部電極と巻線コイル１３が導電接続され、その周囲を磁性粉末と樹脂との混和物でモールドする構造にすること。
【選択図】図１

Description

本発明は、チョークコイルに関し、特に、携帯端末機器などの小型電化製品の電源部分に使用するのに好適な低背型チョークコイルに関する。

柱状の磁性体の両端にフランジを有するドラム型磁性コアに巻線を巻き回した従来技術の低背型チョークコイルが、図５に示されている。図５（ａ）はその斜視図で、図５（ｂ）はその断面図である。柱状の磁性体の両端にフランジを有するドラム型磁性コアに巻線を巻き回し、ドラム型磁性コアの外側にスリーブコアを装着し、ドラム型磁性コアとスリーブコアの接合部に樹脂などの絶縁物を挿入し、空隙を設けた従来技術のインダクタ部品が、図６に示されている。図６（ａ）はその斜視図で、図６（ｂ）はその断面図である。ドラムコアの周囲を磁性粉末が混入した樹脂によりモールドされた従来技術のインダクタ部品が、図７に示されている。図７（ａ）はその斜視図で、図７（ｂ）はその断面図である。なお、これらのインダクタ部品に用いられる実装端子は、Ｃｕなどの材質にＮｉメッキ、Ｓｎメッキを施した板を任意の形状に加工して、磁性コアに接着固定し、巻線コイルを半田で導電接続して、形成される。

近年、携帯などの電子機器の小型化・軽量化が進められ、電源部に用いられるインダクタも小型・低背化が要求される。また、常時持ち歩き使用する用途に応用されるので、厳しい温度サイクル試験に対する高い信頼性と振動衝撃に対する高い信頼性が要求される。このような要求に対して、高さ寸法を低減するためにコアのフランジを薄くしたり、巻枠部を狭くすることで、これまで低背型の要求に対応してきた（特許文献１参照）。

また、棒状もしくは板状のフェライトコアに巻線を形成し、そのフェライトコアと巻線を覆うように、磁性粉末と樹脂との混和物を隙間なく配置したチョークコイルが特許文献２に開示されている。

特開２００４−９５６７３号公報特開２００２−１４１２２７号公報

上述した従来技術の低背型チョークコイルには以下に示すような問題点があった。低背にするためにフランジ部を薄くする構造なので、フランジ部の強度が著しく低下し、柱状磁性コアに巻枠となる溝を形成するドラムコアを製造する加工工程でフランジが割れる等の問題が発生し、製造歩留まりが悪化するという問題点があった。

また、チョークコイルを製造する巻線工程で、巻線の張力によりフランジが破損し、製造歩留まりが悪化するという問題点があった。

更に、磁性粉末が混入された樹脂でモールド成形する工程で、成形された樹脂が、温度サイクルなどの環境変化により熱膨張収縮作用を起こし、コアが割れる等の問題点があった。また、実装端子とその他部分は、接着接合しているので、厳しい環境条件では接着力が低下し、振動衝撃の信頼性試験で製品が脱落する等の問題点があった。

本発明は、上述した問題点を解決すべくなされたもので、その技術課題は、振動衝撃試験、温度サイクル試験でのコア割れを抑制した、小型で低背型のチョークコイルを提供することである。

上記目的を達成するための第１の発明は、磁性コアと巻線コイルと外部電極とからなる磁性コア体と、磁性粉末と樹脂との混和物とで構成される低背型チョークコイルにおいて、２つの板状の前記磁性コアで上下面を形成して、前記磁性コアの上下の主面で前記巻線コイルを挟み込み、いずれか一方の前記磁性コアに直付けされた前記外部電極と前記巻線コイルとが導電接続された前記磁性コア体の周囲に前記混和物をモールド成形した低背型チョークコイルである。

上記目的を達成するための第２の発明は、前記混和物は、ＦｅＳｉＢ系軟磁性合金とエポキシ樹脂からなる低背型チョークコイルである。

本発明によれば、低背型チョークコイルは、２つの板状の磁性コアで巻きコイルを挟み込み、上下面を形成したどちらか一方に直付けされた外部電極と巻きコイルが導電接続され、その周囲を磁性粉末と樹脂との混和物でモールドする構造なので、プレスされた板状の磁性コアをそのまま用いることができるので、柱状コアを溝加工した巻枠が不要になり、ドラムコアの製造工程でのフランジ部の破損によるコスト増加を抑制できる。なお、本発明の混和物でモールド成形した構造は、中央部と外周部に樹脂が充填されているので、それぞれは同一方向に膨張収縮挙動を示し、温度サイクル試験でのコア割れがしにくい信頼性の高い構造になる。

また、あらかじめ巻線された巻線コイルを用いてチョークコイルを形成しているので、コアに対して直に巻線をしない構造を実現でき、巻線の張力によるフランジ部の破損によるコスト増加を抑制できる。

更に、磁性粉末としてＦｅＳｉＢ系軟磁性合金用い、樹脂としてエポキシ樹脂を用いることで、実用に必要な特性を有する小型で低背型のチョークコイルを実現できる。

その結果、振動衝撃試験、温度サイクル試験でのコア割れを抑制した、小型で低背型のチョークコイルの提供が可能になる。

本発明を実施するための最良の形態に係る低背型のチョークコイルを、以下に図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の低背型のチョークコイルからなるインダクタ部品の実施の形態１を示し、図１（ａ）はその内側の構成部品の斜視図であり、図１（ｂ）はその外側の構成部品の斜視図であり、図１（ｃ）はそのインダクタ部品の断面図である。図２は、本発明の低背型のチョークコイルからなるインダクタ部品の実施の形態２を示し、図２（ａ）はその内側の構成部品の斜視図であり、図２（ｂ）はその外側の構成部品の斜視図であり、図２（ｃ）はそのインダクタ部品の断面図である。図３は、低背型のチョークコイルのコアにかかる応力を示す図で、図３（ａ）は比較技術における応力挙動図を示し、図３（ｂ）は本発明における応力挙動図を示す。図４は、本発明の実施の形態における低背型のチョークコイルの直流重畳インダクタンス特性を示す図で、図４（ａ）は実施の形態１の特性図で、図４（ｂ）は実施の形態２の特性図を示す。

（実施の形態１）
図１に示されるように、本発明を実施するための最良の形態に係る低背型のチョークコイルでは、あらかじめ巻線された巻線コイル１３を挟み込むように２枚の円板状の磁性コア１１，１２を配置する［図１（ａ）参照］。金属粉末と樹脂との混合物１４又はフェライト粉末と樹脂との混和物１４でその周囲をモールド成形する［図１（ｂ）、図１（ｃ）を参照］。

本発明の実施の形態１の低背型のチョークコイルでは、２枚の円板状の磁性コア１１，１２としてＮｉ−Ｚｎ系フェライト粉末を用い、円板状にプレス加工し、焼結して作製する。片側の円板状の磁性コア１２にＡｇペーストを焼き付けた電極１５を設置する。なお、金属粉末と樹脂との混和物１４は、ＦｅＳｉＢ系軟磁性合金２０ｖｏｌ％とエポキシ樹脂およびその他添加物８０ｖｏｌ％を混錬して作製する。

なお、円板状の磁性コアを突合わせた本発明の実施の形態１の低背型のチョークコイルでは、磁路長は１．５５ｍｍで、実効断面積は１．１３ｍｍ²で、コイルの巻き数は１３ターンで、直流抵抗は２７０ｍΩである。本発明の低背型のチョークコイルにおける直流重畳インダクタンス特性は、図４（ａ）に示されるように実用に必要な特性を満足している。

（実施の形態２）
図２に示されるように、本発明の実施の形態２の低背型のチョークコイルでは、あらかじめ巻線された巻線コイル２３を挟み込むように２枚の四角板状の磁性コア２１、２２を配置する［図２（ａ）参照］。金属粉末と樹脂との混和物２４又はＮｉ−Ｚｎ系フェライト粉末と樹脂との混和物２４でその周囲をモールド成形する［図２（ｂ）、図２（ｃ）を参照］。

本発明の実施の形態２の低背型のチョークコイルでは、２枚の四角板状の磁性コア２１、２２は、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライト粉末を用い、円板状にプレス加工し、焼結して作製する。片側の四角板状の磁性コアにＡｇペーストを焼き付けた電極２５を設置する。また、金属粉末と樹脂との混和物２４は、ＦｅＳｉＢ系軟磁性合金２０ｖｏｌ％とエポキシ樹脂およびその他添加物８０ｖｏｌ％を混錬して作製する。

なお、四角板状の磁性コアを突合わせた本発明の実施の形態２の低背型のチョークコイルでは、磁路長は１．５５ｍｍで、実効断面積は１．１３ｍｍ²で、コイルの巻き数は１３ターンで、直流抵抗は２７０ｍΩである。本発明の低背型のチョークコイルにおける直流重畳インダクタンス特性は、図４（ｂ）に示されるように実用に必要な特性を満足している。

更に、図３（ａ）に示されるように、外周部のみにモールドされた樹脂で構成される比較技術では、それぞれが別方向に膨張収縮挙動を示し、ドラムコアの中芯部付け根にクラック３２が生じやすい。それに対して、本発明は、図３（ｂ）に示されるように、中央部と外周部に樹脂が充填されているので、それぞれは同一方向に膨張収縮挙動を示し、比較技術のように中芯部の付け根にクラックが発生するような品質的欠陥は発生しにくい構造になっている。また、実装端子面を磁性コアに直接焼付けして実装端子を形成しているので、振動衝撃などの環境負荷による製品の欠落などの品質的欠陥は発生しにくい構造になっている。

なお、フェライトと樹脂との混和物を用いた本発明の低背型のチョークコイルにおける直流重畳インダクタンス特性は、用途が限定されるものの実用に必要な特性を満足していることを確認した。

本発明の低背型チョークコイルは、２枚の板状の磁性コアで巻きコイルを挟み込み、上下面を形成したどちらか一方に直付けされた外部電極と巻きコイルが導電接続され、その周囲を磁性粉末と樹脂との混和物とでモールドする構造なので、プレスされた板状の磁性コアをそのまま用いることができるので、柱状コアを溝加工した巻枠が不要になり、ドラムコアの製造工程でのフランジ部の破損によるコスト増加を抑制できる。なお、本発明の混和物でモールド成形する構造は、中央部と外周部に樹脂が充填されているので、それぞれは同一方向に膨張収縮挙動を示し、温度サイクル試験でのコア割れがしにくい信頼性の高い構造になっている。

本発明の低背型のチョークコイルからなるインダクタ部品の実施の形態１。図１（ａ）はその内側の構成部品の斜視図。図１（ｂ）はその外側の構成部品の斜視図。図１（ｃ）はそのインダクタ部品の断面図。本発明の低背型のチョークコイルからなるインダクタ部品の実施の形態２。図２（ａ）はその内側の構成部品の斜視図。図２（ｂ）はその外側の構成部品の斜視図。図２（ｃ）はそのインダクタ部品の断面図。低背型のチョークコイルのコアにかかる応力を示す図。図３（ａ）は比較技術における応力挙動図。図３（ｂ）は本発明における応力挙動図。本発明の実施の形態における低背型のチョークコイルの直流重畳インダクタンス特性を示す図。図４（ａ）は実施の形態１の特性図。図４（ｂ）は実施の形態２の特性図。従来技術の低背型チョークコイルを示す図。図５（ａ）はその斜視図。図５（ｂ）はその断面図。従来技術のインダクタ部品を示す図。図６（ａ）はその斜視図。図６（ｂ）はその断面図。ドラムコアの周囲を磁性粉末が混入した樹脂によりモールドされた従来技術のインダクタ部品を示す図。図７（ａ）はその斜視図。図７（ｂ）はその断面図。

符号の説明

１１，２１磁性コア
１２，２２磁性コア（電極付き）
１３，２３巻線コイル
１４，２４，７３（金属系粉末と樹脂又はフェライトと樹脂の）混和物
１５，２５電極
１６，２６巻線コイルと電極の接合部
３１樹脂の膨張収縮挙動
３２クラック
４１本発明の実施の形態１の直流重畳インダクタンス特性
４２本発明の実施の形態２の直流重畳インダクタンス特性
５１，６１，７１ドラム型磁性コア
５２，６２，７２巻線
６３スリーブ型磁性コア

Claims

磁性コアと巻線コイルと外部電極とからなる磁性コア体と、磁性粉末と樹脂との混和物とで構成される低背型チョークコイルにおいて、２つの板状の前記磁性コアで上下面を形成して、前記磁性コアの上下の主面で前記巻線コイルを挟み込み、いずれか一方の前記磁性コアに直付けされた前記外部電極と前記巻線コイルとが導電接続された前記磁性コア体の周囲に前記混和物をモールド成形したことを特徴とする低背型チョークコイル。
前記混和物は、ＦｅＳｉＢ系軟磁性合金とエポキシ樹脂からなることを特徴とする請求項１記載の低背型チョークコイル。