JP2008124162A - Low height chip coil, and its manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、携帯機器などに用いられる低背型チップコイルとその製造方法に関する。
The present invention relates to a low-profile chip coil used for a portable device and the like and a manufacturing method thereof.
携帯機器の小型化、薄型化が進むにつれて、電子部品のチップ化が急速に進行しており、より高密度に実装しうる電子部品が要求されている。携帯機器に使用されるチップインダクタは小型低背型で高性能なものが要求され、特に製品高さにおいては1.0mmを切るものも要求されている。このように、電子部品を高密度に実装するには従来特性を満足しえる最小限の形状として外装樹脂によるチップコイルが特許文献1に公開されている。
As mobile devices become smaller and thinner, electronic components are rapidly becoming chips, and electronic components that can be mounted at higher density are required. Chip inductors used in portable devices are required to be small, low profile and high performance, and in particular, the product height is required to be less than 1.0 mm. Thus, in order to mount electronic components at high density, a chip coil made of an exterior resin is disclosed in
図4にそのチップコイルを示す。
図4に示すチップコイル6において、2はコア、3は巻線、4は外装樹脂、5は外部端子の構成である。このチップコイル6はコア2の巻線軸に絶縁被膜導線等を用いて巻回された巻線3を備える。コア2の底面には外部端子を設け、巻線の端末を接続するとともに外部回路との接続に用いられる。外部端子の一部を除いてコアの外周を外装樹脂4で成型したものである。この外装樹脂を施したチップコイル1は耐候的、機械的において信頼性が高く、基板実装時においても容易にリフロー半田が可能である。
FIG. 4 shows the chip coil.
In the
反面、図5に示すように、外装樹脂の成型工程における膨れa、ヒケb、ボイド(気泡)c、未充填および成型金型とコアの位置ずれ、部品ばらつきによるコアの破損不良等が発生する。そのため、外装樹脂厚を充分確保する必要があった。例えば、高さ1.0mmの低背型チップコイルを外装樹脂で商品化する場合、内部コアに対し、必要な外装樹脂の厚みを0.16mm程度確保する必要があった。そのために高さ寸法は同じであっても内部コアの高さを低くするとともに、巻線軸径を小さくしたり、巻数を増やして特性を確保することが必要であった。
さらに、インダクタやコイルの場合、コアを小さくすることは、インダクタンス値が低くなったり、同じインダクタンス値を得ようとすると細い線を巻くことにより直流抵抗が大きくなったり、直流重畳特性が低下する。さらに、インダクタンス値の範囲が狭くなる等設計できる自由度が狭くなり、コアを小さくしたことによる影響は大きい。このように、外装樹脂を用いることは耐候的、機械的において信頼性が高くなるが、反面、内部コアを小さくするため、時にはコアの強度不足をまねいたり、充分な電気的特性が得られない問題がある。 Further, in the case of an inductor or a coil, reducing the core results in a low inductance value, or when trying to obtain the same inductance value, a thin wire is wound to increase the direct current resistance, or the direct current superimposition characteristics are degraded. In addition, the degree of freedom of design is narrowed, such as the range of the inductance value is narrowed, and the effect of reducing the core is large. As described above, the use of the exterior resin increases the weather resistance and mechanical reliability, but on the other hand, the inner core is made smaller, so sometimes the core strength is insufficient and sufficient electrical characteristics cannot be obtained. There's a problem.
本発明は、上記問題を解消し、特性を劣化させることなく、限りなく薄型化を目指した低背型チップコイルとその製造方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a low-profile chip coil and a method for manufacturing the same, which are intended to eliminate the above-described problems and to reduce the thickness as much as possible without deteriorating the characteristics.
本発明の低背型チップコイルは、
従来の外装樹脂を施したコイルの特徴を生かし、低背型チップコイルを実現するため、予め外装樹脂を厚く成型し、成型後、特性に影響しない外装樹脂を削り、狙いの形状にすることを特徴とする。即ち、一端に外部端子を備えたコアに巻線が巻回され、外部端子の一部を除く外周を外装樹脂で成型した後、コア上面の外装樹脂を平坦に研磨してなることを特徴とする。
本発明の低背型チップコイルの製造方法は、一端に外部端子を備えたコアに巻線を巻回する工程と、外部端子の一部を除く外周を外装樹脂で成型する工程と、コア上面の外装樹脂を平坦に研磨する工程を備えたことを特徴とする。
The low-profile chip coil of the present invention is
In order to realize a low-profile chip coil by taking advantage of the characteristics of the conventional coil with exterior resin, it is necessary to mold the exterior resin thickly in advance, and after molding, trim the exterior resin that does not affect the characteristics to make the target shape Features. That is, a winding is wound around a core having an external terminal at one end, the outer periphery excluding a part of the external terminal is molded with an exterior resin, and then the exterior resin on the upper surface of the core is polished flat. To do.
A method for manufacturing a low-profile chip coil according to the present invention includes a step of winding a winding around a core having an external terminal at one end, a step of molding an outer periphery excluding a part of the external terminal with an exterior resin, and an upper surface of the core A step of polishing the exterior resin flatly is provided.
上記手段により、従来の外装樹脂の特徴を生かし、特性を劣化させることなく限りなく薄型化を目指した低背型チップコイルを実現できる。 By the above means, it is possible to realize a low-profile chip coil that makes the best use of the characteristics of the conventional exterior resin and aims to reduce the thickness as much as possible without deteriorating the characteristics.
以下、本発明による低背型チップコイルの一実施例を図面を参照して説明する。
図1に一実施例である低背型チップコイルの外観図(a)とそのA−A断面図(b)を示す。
図1の低背型チップコイル1において、コア2はフェライト等からなり両端に鍔を設けて巻線軸を備えたドラムコア、巻線3はコア2の巻線軸に絶縁被膜導線を用いて巻回されたものであり、4は外装樹脂、5はコア2の下鍔底面に設けた外部端子の構成である。
この低背型チップコイル1は、巻線されたコア2を外装樹脂4により成型した後、内部コア上面の不要な外装樹脂を切削し、表面を平坦にしたものである。ここで、外部端子5は導電性の金属板を用い巻線3の端末を接続するとともに外部回路との接続に用いられる。また、外部端子3は外装樹脂を成型した後、プレス等で折り曲げたものである。なお、外部端子3は予めコア底面に、直付けした銀ペースト層と半田メッキ層で被覆した平面電極としてもよい。
Hereinafter, an embodiment of a low-profile chip coil according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an external view (a) and a cross-sectional view (b) taken along line AA of a low-profile chip coil according to an embodiment.
In the low-
The low-
つぎに、図2を用いてその製造方法を説明する。
下鍔底面に外部端子5を固定したコア2の巻線軸に巻線3を巻回する巻線工程と、外部端子5の一部を除くコア2の外周を外装樹脂4で成型する成型工程と、成型後、コア上面の外装樹脂4を平坦に研磨する工程を備えたものである。
ここで、図2(a)に示すように、外装樹脂の成型工程における金型は、予めコア2の上鍔上面の外装樹脂4の樹脂厚tを成型条件に合った厚みを考慮した形状とすることが望ましい。
Next, the manufacturing method will be described with reference to FIG.
A winding step of winding the winding 3 around the winding shaft of the
Here, as shown in FIG. 2 (a), the mold in the molding process of the exterior resin has a shape in which the thickness t of the
そして、研磨工程においては、図2(b)に示すように、破線で示した不要な外装樹脂厚tを研磨機を用いて、所定の高さとなるようにコア上鍔上面を平坦に研磨する。このとき、コアの上鍔上面を浅くかかる程度に研磨することが特性および上面の平坦性を得ることで望ましい。とくに、コアの上鍔上面に樹脂が薄く被った状態では樹脂の剥がれや研磨カス等が残り、実装機における吸引の目詰まりや吸着ミスの原因となる。また、コアの上鍔上面を削りすぎると特性への影響が大きくなる。 Then, in the polishing step, as shown in FIG. 2B, the upper surface of the core upper collar is polished flat so that the unnecessary exterior resin thickness t indicated by the broken line becomes a predetermined height using a polishing machine. . At this time, it is desirable to polish the upper surface of the core so as to be shallow enough to obtain characteristics and flatness of the upper surface. In particular, when the resin is thinly covered on the upper and upper surfaces of the core, peeling of the resin, polishing residue, and the like remain, which may cause suction clogging and adsorption mistakes in the mounting machine. In addition, if the upper surface of the core is shaved too much, the effect on the characteristics will increase.
ここで、外装樹脂を研磨したとき特性に影響するであろう、磁気シールド用外装樹脂としてエポキシ系樹脂に磁性材料(約63wt%を混合)を混合したものを用いて特性への影響を確認する。
試料は外部端子底面からの高さ1.16mm、縦横2.9mmの四角形状および内部コアは外部端子を含む高さ1.00mm、コアの鍔径2.5mmφ、コアの鍔厚0.25mmを用いてサンプルを作成した。
Here, the effect on the characteristics is confirmed by using an epoxy resin mixed with a magnetic material (mixed with about 63 wt%) as an exterior resin for a magnetic shield, which will affect the characteristics when the exterior resin is polished. .
The sample has a height of 1.16 mm from the bottom of the external terminal, a rectangular shape of 2.9 mm in length and width, and the inner core has a height including the external terminal of 1.00 mm, a core diameter of 2.5 mmφ, and a core thickness of 0.25 mm. A sample was prepared.
図3に、インダクタンス値変化率(L値変化率%)および定格電流変化率(%)を示す。図3は横軸に削り量(mm)、縦軸に変化率(%)を示す。成型時の状態(研磨なし)を基準にして特性を比較した。
その結果、インダクタンス値変化率では0.25mm(コアの上鍔0.1mm程度)研磨した状態でも変化は認められませんでした。そして、定格電流値変化率においては上面から0.15mmの研磨から変化し始めコア鍔上面(0.16mm)で約5%程度の減少となり、0.21mm研磨すると約20%減小(コア鍔上面約0.05mm削る)となる。これらのことから、コア上鍔上面程度の研磨であれば実用上問題のない定格電流値である。
FIG. 3 shows the inductance value change rate (L value change rate%) and the rated current change rate (%). In FIG. 3, the horizontal axis indicates the amount of cutting (mm), and the vertical axis indicates the rate of change (%). The characteristics were compared based on the state during molding (without polishing).
As a result, there was no change in the inductance value change rate even when polished by 0.25 mm (about 0.1 mm above the core). The rate of change in the rated current value starts to change from 0.15 mm from the top surface and decreases by about 5% at the top surface of the core core (0.16 mm). The upper surface is cut by about 0.05 mm). For these reasons, the rated current value has no practical problem if it is polished on the upper surface of the core upper surface.
以上の説明のように、本発明の低背型チップコイルは、従来の外装樹脂の特徴を生かし限りなく薄型化を目指した低背型のチップコイルを実現するため、予め外装樹脂成型の厚みを見込んだ高さとしてコイルを成型し、後の工程において、特性に影響しない外装樹脂を研磨し製品の狙いの高さとしたものである。 As described above, the low-profile chip coil according to the present invention has a thickness of the exterior resin molding in advance in order to realize a low-profile chip coil aiming at making it thin as much as possible by utilizing the features of the conventional exterior resin. The coil is molded to the expected height, and in the subsequent process, the exterior resin that does not affect the characteristics is polished to the target height of the product.
なお、本発明に係る低背型チップコイルは以上の実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。例えば、コアの形状は断面が丸形状、四角形状であってもよい。さらに、外装樹脂はフェライト磁性粉や金属磁性粉を混入した磁気組成物を用いて加圧圧縮成型したものや液状の磁気組成物を用いた射出成型したものでもよい。また、外部端子は金属板を用いたものでなく電極をコアに印刷した構成でもよい。 The low-profile chip coil according to the present invention is not limited to the above embodiments, and can be variously modified within the scope of the gist thereof. For example, the core may have a round or square cross section. Further, the exterior resin may be a product compression-molded using a magnetic composition mixed with ferrite magnetic powder or metal magnetic powder, or an injection molded product using a liquid magnetic composition. Further, the external terminal may be configured by printing electrodes on the core instead of using a metal plate.
1 低背型チップコイル
2 コア
3 巻線
4 外装樹脂
5 外部端子
1 Low
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