JP2010109211A - 電子部品及びその製造方法 - Google Patents

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正健 繁永
Masahiro Bando
政博 坂東
Kenichiro Maki
謙一郎 牧
Tetsuya Morinaga
哲也 森長
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Abstract

【課題】鍔部を薄くして低背化を図りつつ、鍔部からワイヤが突出することを抑制できる電子部品及びその製造方法を提供する。
【解決手段】コア11は、芯部11a、及び、該芯部11aの一端に設けられている平板状の鍔部11bであって、主面において延在している2本の溝15a,15bが設けられている鍔部11bにより構成されている。2つの電極13a,13bは、2本の溝15a,15bのそれぞれに設けられている。ワイヤ12は、芯部11aに巻きつけられていると共に、2本の溝15a,15bの内部において延在し、かつ、2つの電極13a,13bに接続されている。2本の溝15a,15bの内部に位置しているワイヤ12の平坦部12a,12bは、芯部11aに巻きつけられているワイヤ12の部分よりも、芯部11aが延在している方向において、薄く構成されている。
【選択図】図1

Description

本発明は、電子部品及びその製造方法に関し、より特定的には、コアに導線が巻きつけられて構成される電子部品及びその製造方法に関する。
従来の電子部品及びその製造方法としては、例えば、特許文献1に記載の巻線型電子部品及びその製造方法が知られている。図8は、該巻線型電子部品110の外観斜視図である。図8において、巻線型電子部品110のコイル軸が延在している方向をz軸方向と定義する。
巻線型電子部品110は、図8に示すように、コア111、ワイヤ112及び電極113a,113bを備えている。コア111は、絶縁材料により作製され、巻芯部111a及び鍔部111b,111cを含んでいる。巻芯部111aは、z軸方向に延在している。鍔部111b,111cは、巻芯部111aの両端に設けられている。
電極113a,113bは、Ni−Cr合金等からなる下地電極がSn等からなる外部電極により覆われることにより構成され、鍔部111bに設けられている。ワイヤ112は、巻芯部111aに巻きつけられている。ワイヤ112の両端はそれぞれ、押し潰されることにより平坦部112a,112bとされている。平坦部112a,112bはそれぞれ、電極113a,113bに接続されている。
以上のように構成された巻線型電子部品110は、以下に説明する工程により作製される。まず、ワイヤ112を巻芯部111aに巻きつける。次に、ワイヤ112の両端近傍を、台座上において加圧治具を用いて押し潰して平坦化し、平坦部112a,112bを形成する。該平坦部112a,112bを、電極113a,113b上に載置する。そして、熱圧着手段により、平坦部112a,112bを電極113a,113bに加熱しながら軽く押圧する。これにより、平坦部112a,112bの被覆が焼失し、更に、電極113a,113bのSn等からなる外部電極が溶融し、平坦部112a,112bと電極113a,113bとが溶着する。以上の工程を経て、巻線型電子部品110が完成する。
前記巻線型電子部品110及びその製造方法によれば、以下に説明するように、巻線型電子部品110の小型化、低背化を図りつつ、ワイヤ112の接続を確実に行うことができる。より詳細には、巻線型電子部品110の製造方法では、台座上にてワイヤ112を押し潰すことにより、平坦部112a,112bを形成した後に、平坦部112a,112bを電極113a,113bに熱圧着手段により溶着させている。そのため、熱圧着手段による溶着時には、ワイヤ112は平坦化された状態である。よって、電極113a,113b上にてワイヤ112を押し潰す必要がない。そのため、熱圧着手段による溶着時には、平坦部112a,112bを加熱しながら軽く押圧するだけで足りる。したがって、巻線型電子部品110の小型化、低背化のために、鍔部111bを薄くしたとしても、熱圧着手段による溶着時に鍔部111bが損傷することが防止される。
しかしながら、巻線型電子部品110及びその製造方法では、巻線型電子部品110の定格電流を大きくするために、ワイヤ112の線径を大きくすると、ワイヤ112を平坦化することが困難となる。そのため、平坦部112a,112bの厚みが厚くなってしまう。このような平坦部112a,112bが電極113a,113bに溶着されると、鍔部111bの主面上において、平坦部112a,112bが設けられた部分が他の部分に比べて大きくz軸方向に突出してしまう。その結果、巻線型電子部品110を回路基板に正確に実装することが困難になってしまう。
そこで、ワイヤ112を強く押し潰して、平坦部112a,112bの厚みを薄くすることが考えられる。しかしながら、ワイヤ112を強く押し潰すと、平坦部112a,112bがz軸方向に対する垂直方向に大きく広がってしまう。この場合、平坦部112a,112bが電極113a,113bからはみ出さないように電極113a,113bを大きく作製する必要がある。そのため、巻線型電子部品110が大型化してしまう。
特開2007−165539号公報
そこで、本発明の目的は、鍔部を薄くして低背化を図りつつ、鍔部からワイヤが突出することを抑制できる電子部品及びその製造方法を提供することである。
本発明の一形態に係る電子部品は、芯部、及び、該芯部の一端に設けられている平板状の鍔部であって、主面において延在している溝が設けられている鍔部により構成されているコアと、前記溝に設けられている電極と、前記芯部に巻きつけられていると共に、前記溝の内部において延在し、かつ、前記電極に接続されている導線と、を備え、前記溝の内部に位置している前記導線の部分は、前記芯部に巻きつけられている該導線の部分よりも、該芯部が延在している方向において、薄く構成されていること、を特徴とする。
本発明の一形態に係る電子部品の製造方法は、前記電子部品の製造方法において、前記導線を前記芯部に巻きつける工程と、前記導線の一部分の厚みが該導線の他の部分よりも薄くなるように該導線を加工する工程と、前記導線の一部分を前記溝の内部に沿って延在させる工程と、前記導線を前記電極に固定する工程と、を備えていること、を特徴とする。
本発明によれば、鍔部を薄くして低背化を図りつつ、鍔部からワイヤが突出することを抑制できる。
以下に本発明に係る電子部品及びその製造方法の実施形態であるコイル部品及びその製造方法について説明する。
(第1の実施形態)
(コイル部品の構成)
第1の実施形態に係るコイル部品の構成について図面を参照しながら説明する。図1は、実施形態に係るコイル部品10,10a〜10cの外観斜視図である。図2は、図1のコイル部品10のA−Aにおける断面構造図である。図1及び図2において、コイル軸が延在している方向をz軸方向と定義する。
コイル部品10は、図1に示すように、コア11、ワイヤ(導線)12及び電極13a,13bを備えている。コア11は、例えばフェライト、アルミナ等の絶縁材料により作製され、芯部11a(図1では、ワイヤ12により隠れている)及び鍔部11b,11cを含んでいる。
芯部11aは、図1に示すように、z軸方向に延在している角柱状の部材である。ただし、芯部11aは、角柱状に限らず、円柱状や多角形状であってもよい。鍔部11bは、芯部11aのz軸方向の正方向側の端部に設けられている矩形状の平板部材である。鍔部11bのz軸方向の正方向側の主面には、所定方向に延在する2本の平行な溝15a,15bが設けられている。溝15a,15bは、鍔部11bの互いに対向する側面を繋ぐように設けられている。鍔部11cは、芯部11aのz軸方向の負方向側の端部に設けられている矩形状の平板部材である。
電極13a,13bは、Ni−Cr、Ni−Cu、Ni等のNi系合金/Ag、Cu,Sn等により作製され、図2に示すように、2本の溝15a,15bのそれぞれの内周面、鍔部11bのz軸方向の正方向側の主面、及び、鍔部11bの側面に亘って設けられている。該電極13a,13bは、コイル部品10が回路基板に実装される際に、回路基板側の電極とはんだなどにより電気的に接続される。
ワイヤ12は、導体の芯線がポリウレタン等の絶縁材料により被覆されてなる導線であり、円形の断面形状を有する。該ワイヤ12は、図1に示すように、芯部11aに巻きつけられている。また、ワイヤ12の両端はそれぞれ、押し潰されることにより平坦部12a,12bとされている。平坦部12a,12bはそれぞれ、図2に示すように、楕円形状の断面形状を有している。そして、平坦部12a,12bはそれぞれ、図1に示すように、溝15a,15bの内部において該溝15a,15bに沿って延在している。溝15a,15bの内部に位置しているワイヤ12の部分(すなわち、平坦部12a,12b)は、芯部11aに巻きつけられているワイヤ12の部分よりも、z軸方向において、薄く構成されている。本実施形態では、ワイヤ12は、150μmの厚さから50μm〜100μmの厚さまで押し潰されている。
また、平坦部12a,12bは、電極13a,13bに対して電気的に接続されている。具体的には、平坦部12a,12bは、図1及び図2に示すように、電極13a,13bとz軸方向に重なるように配置されている。電極13a,13b上に位置している平坦部12a,12bの部分は、絶縁材料が除去されている。これにより、電極13a,13bとワイヤ12の芯線とが直接に接触するようになり、これらが電気的に接続される。
また、図2に示すように、溝15a,15bの内部には、平坦部12a,12bを覆っているはんだ層14a,14b(図1では図示せず)が設けられている。該はんだ層14a,14bはそれぞれ、溝15a,15bを埋めるように設けられていると共に、電極13a,13bの表面を覆うように設けられている。これにより、平坦部12a,12bが電極13a,13bに対してより強固に固定されている。更に、平坦部12a,12bと電極13a,13bとの間において導通している部分の面積を増加させて、平坦部12a,12bと電極13a,13bとの間の抵抗値を抑制している。
(コイル部品の製造方法)
以上のように構成されたコイル部品10の製造方法について以下に図面を参照しながら説明する。図3及び図4は、コイル部品10の製造途中における外観斜視図である。
まず、図3(a)に示すような、コア11を準備する。次に、鍔部11bには、スパッタリング法等によりNi−Cr、Ni−Cu、Ni等のNi系合金の膜及びAg、Cu,Sn等の膜を、マスクを介して順次成膜することにより、電極13a,13bを形成する。
次に、図3(a)に示すように、芯部11aにワイヤ12を巻きつける。この際、ワイヤ12の両端を所定量だけ芯部11aから引き出しておく。次に、ワイヤ12の引き出された部分の厚みがワイヤ12の他の部分よりも薄くなるように、ワイヤ12を加工する。より詳細には、図3(b)に示すように、ワイヤ12の引き出された部分を図示しない台座上に配置し、加圧治具20a,20bにより、ワイヤ12の引き出された部分に対して圧力を加える。これにより、図3(c)に示すように、円形の断面構造を有するワイヤ12が押し潰されて、楕円形状の断面構造を有する平坦部12a,12bが、ワイヤ12の引き出された部分に形成される。なお、加圧治具20a,20bによる加圧の際に、ワイヤ12の引き出された部分に対して熱や振動を加えてもよい。
次に、図4(a)に示すように、平坦部12a,12bのそれぞれを、溝15a,15bの内部に沿って延在するように配置する。より詳細には、平坦部12a,12bを、図4(a)の手前側に位置している鍔部11bの側面にて折り返す。そして、ワイヤ12の引き出された部分の端部を図4(a)の奥側に引っ張って、溝15a,15b全体に亘って平坦部12a,12bを延在させる。
次に、平坦部12a,12bを電極13a,13bに対して熱圧着によって仮止めする。より詳細には、図4(b)に示すように、熱圧着治具30により、溝15a,15b内に位置している電極13a,13bに対して平坦部12a,12bを加熱しながらz軸方向の負方向側に軽く押さえつける。熱圧着治具30は、溝15a,15b内に位置している電極13a,13bを圧着できるように、溝15a,15bに対応する位置においてz軸方向の負方向側に突出する突起を有する。また、熱圧着治具30によって平坦部12a,12bを押さえつける力の大きさは、加圧治具20a,20bによってワイヤ12を押さえつける力の大きさよりも小さい。熱圧着治具30による熱によって、平坦部12a,12bの絶縁材料は、焼失する。これにより、平坦部12a,12bの芯線と電極13a,13bとが圧着される。
次に、図1に示すように、溝15a,15bからはみ出しているワイヤ12をカットする。ワイヤ12のカットは、熱圧着治具30を押し当てた状態で、ワイヤ12が溝15a,15bからはみ出している部分の端部を引っ張るだけでよい。これは、熱圧着治具30による熱圧着により、溝15a,15bからはみ出しているワイヤ12の部分の強度が低下しているためである。
次に、溝15a,15bの内部において平坦部12a,12bを覆うはんだ層14a,14b(図2参照)を形成する。より詳細には、鍔部11bのz軸方向の正方向側の主面を下側に向けて、該鍔部11bを溶融状態のはんだ浴に浸漬する。これにより、図2に示すように、平坦部12a,12b及び電極13a,13bにはんだ層14a,14bが形成される。最後に、溝15a,15bが延在している方向(図1の矢印Bの方向)にコイル部品10を移動させる。これにより、余分な溶融はんだは、溝15a,15bの側壁に規制されながら、溝15a,15bの端部へと移動する。その結果、余分な溶融はんだが平坦部12a,12b及び電極13a,13bから振り切られ、適量の溶融はんだが平坦部12a,12b及び電極13a,13b上に残留する。ただし、摺り切ったり、拭い取ったりして、余分な溶融はんだを除去してもよい。残留した溶融はんだが固まることにより、はんだ層14a,14bが形成される。これにより、平坦部12a,12bはそれぞれ、電極13a,13bに対して、はんだ層14a,14bにより強固に固定されるようになる。以上の工程を経て、コイル部品10が完成する。
(効果)
以上のように構成されたコイル部品10及びその製造方法によれば、以下に説明するように、鍔部11bを薄くしてコイル部品10の低背化を図りつつ、鍔部11bからワイヤ12がz軸方向の正方向側に突出することを抑制できる。より詳細には、コイル部品10及びその製造方法では、ワイヤ12を電極13a,13bに取り付ける前に、ワイヤ12の一部を押し潰して平坦部12a,12bを形成している。ワイヤ12を押し潰すには、比較的大きな力が必要であるので、鍔部11b上で平坦部12a,12bを形成しようとすると、鍔部11bが破損しないように、該鍔部11bを比較的厚く作製する必要がある。そこで、コイル部品10では、平坦部12a,12bの形成を鍔部11b上以外の場所において行っている。そのため、鍔部11bに力が加わるのは、平坦部12a,12bが電極13a,13bに熱圧着によって仮止めされるときのみとなる。この際に、鍔部11bに加わる力は、ワイヤ12を押し潰す際に鍔部11bに加わる力よりも小さい。よって、鍔部11bを薄くして低背化を図ることができる。
更に、コイル部品10では、溝15a,15bが設けられ、該溝15a,15b内に平坦部12a,12bが収まっている。そのため、鍔部11bの主面からz軸方向にワイヤ12が突出することが抑制される。更に、鍔部11b内に収まっている平坦部12a,12bは、z軸方向において、ワイヤ12の他の部分に比べて薄く構成されている。そのため、溝15a,15bの深さは、ワイヤ12の平坦部12a,12b以外の部分が収まっている場合に比べて、浅くてすむ。したがって、コイル部品10では、鍔部11bの薄型化を維持しつつ、ワイヤ12がz軸方向に突出することを抑制することができる。
更に、コイル部品10では、平坦部12a,12bは、溝15a,15b内に収まっている。そのため、ワイヤ12を強く押し潰さなくても、鍔部11bの主面からz軸方向にワイヤ12が突出しない。よって、ワイヤ12の押し潰し加工が容易になる。更に、ワイヤ12が強く押し潰されることがないので、平坦部12a,12bが、z軸方向に対する垂直方向に大きく広がることがない。そのため、電極13a,13bを大型化する必要がなくなり、コイル部品10の小型化が図られる。
(第2の実施形態)
以下に、第2の実施形態に係るコイル部品及びその製造方法について図面を参照しながら説明する。第2の実施形態に係るコイル部品10aの外観斜視図は、図1を援用する。図5は、第2の実施形態に係るコイル部品10aのA−Aにおける断面構造図である。図1及び図5において、コイル軸が延在している方向をz軸方向と定義する。
コイル部品10とコイル部品10aとの相違点は、図2及び図5に示すように、コイル部品10では、平坦部12a,12bは、はんだ層14a,14bによって覆われていたのに対して、コイル部品10aでは、平坦部12a,12bは、はんだ層14a,14bによって覆われていない点である。具体的には、コイル部品10aでは、はんだ層14a,14bは、電極13a,13bを覆うように設けられている。そして、平坦部12a,12bは、はんだ層14a,14b上に設けられている。よって、平坦部12a,12bは、はんだ層14a,14bによって覆われていない。なお、コイル部品10aのその他の構成については、コイル部品10のその他の構成と同じであるので説明を省略する。以上のような構成を有するコイル部品10aにおいても、コイル部品10と同じ作用効果を奏することができる。
以上のようなコイル部品10aは、製造方法においても、コイル部品10と相違点を有する。具体的には、図3(a)に示すような電極13a,13bを作製する際に、コイル部品10aでは、スパッタリング法によって、Ni−Cr、Ni−Cu、Ni等のNi系合金等の膜を成膜する。次に、芯電極13a,13b上にはんだ層14a,14bを浸漬法等により形成する。この後、コイル部品10aにおいて、図3(a)に示すワイヤ12を芯部11aに巻きつける工程から図4(a)に示す平坦部12a,12bを溝15a,15bに配置する工程までは、コイル部品10におけるこれらの工程と同じである。
図4(b)に示す平坦部12a,12bを電極13a,13bに対して熱圧着する工程では、はんだ層14a,14bが溶融し、図5に示すように、平坦部12a,12bが電極13a,13bに溶着する。これにより、コイル部品10aが完成する。すなわち、コイル部品10aにおいて、図4(b)に示す熱圧着の工程では、平坦部12a,12bは、電極13a,13bに対して仮止めされるのではなく、固定されている。
(第3の実施形態)
以下に、第3の実施形態に係るコイル部品及びその製造方法について図面を参照しながら説明する。第3の実施形態に係るコイル部品10bの外観斜視図は、図1を援用する。図6は、第3の実施形態に係るコイル部品10bのA−Aにおける断面構造図である。図1及び図6において、コイル軸が延在している方向をz軸方向と定義する。
コイル部品10aとコイル部品10bとの相違点は、コイル部品10aでは、図5に示すように、ワイヤ12が押し潰されて楕円形常の断面構造を有する平坦部12a,12bが形成されているのに対して、コイル部品10bでは、図6に示すように、ワイヤ12が削られることにより半円状の断面構造を有する平坦部12a,12bが形成されている点である。なお、コイル部品10bのその他の構成については、コイル部品10aのその他の構成と同じであるので説明を省略する。以上のような構成を有するコイル部品10bにおいても、コイル部品10aと同じ作用効果を奏することができる。
(第4の実施形態)
以下に、第4の実施形態に係るコイル部品及びその製造方法について図面を参照しながら説明する。第4の実施形態に係るコイル部品10cの外観斜視図は、図1を援用する。図7は、第4の実施形態に係るコイル部品10cのA−Aにおける断面構造図である。図1及び図7において、コイル軸が延在している方向をz軸方向と定義する。
コイル部品10aとコイル部品10cとの相違点は、コイル部品10aでは、図5に示すように、平坦部12a,12bが楕円形状の断面構造を有しているのに対して、コイル部品10bでは、図7に示すように、溝15a,15bの内部に位置しているワイヤ12の部分(すなわち平坦部12a,12b)が、溝15a,15bの形状に倣った形状の断面構造を有している点である。以上のような構成を有するコイル部品10cにおいても、コイル部品10aと同じ作用効果を奏することができる。
以上のようなコイル部品10cは、製造方法においても、コイル部品10aと相違点を有する。具体的には、図3(b)に示す加圧治具20a,20bによってワイヤ12を加圧する工程において、コイル部品10aでは、平面の台座上にワイヤ12を載置して、加圧治具20a,20bにて加圧する。一方、コイル部品10cでは、溝15a,15bに倣った形状の台座上にワイヤ12を載置して、加圧治具20a,20bにて加圧する。これにより、平坦部12a,12bのz軸方向の負方向側は、溝15a,15bに倣った形状に加工される。
実施形態に係るコイル部品の外観斜視図である。 図1のコイル部品のA−Aにおける断面構造図である。 コイル部品の製造途中における外観斜視図である。 コイル部品の製造途中における外観斜視図である。 第2の実施形態に係るコイル部品のA−Aにおける断面構造図である。 第3の実施形態に係るコイル部品のA−Aにおける断面構造図である。 第4の実施形態に係るコイル部品のA−Aにおける断面構造図である。 従来の巻線型電子部品の外観斜視図である。
符号の説明
10,10a〜10c コイル部品
11 コア
11a 芯部
11b,11c 鍔部
12 ワイヤ
12a,12b 平坦部
13a,13b 電極
14a,14b はんだ層
15a,15b 溝

Claims (7)

  1. 芯部、及び、該芯部の一端に設けられている平板状の鍔部であって、主面において延在している溝が設けられている鍔部により構成されているコアと、
    前記溝に設けられている電極と、
    前記芯部に巻きつけられていると共に、前記溝の内部において延在し、かつ、前記電極に接続されている導線と、
    を備え、
    前記溝の内部に位置している前記導線の部分は、前記芯部に巻きつけられている該導線の部分よりも、該芯部が延在している方向において、薄く構成されていること、
    を特徴とする電子部品。
  2. 前記溝の内部に設けられ、前記導線を覆っているはんだ層を、
    更に備えていること、
    を特徴とする請求項1に記載の電子部品。
  3. 前記導線は、導体からなる芯線が絶縁材料により被覆されてなり、
    前記電極上に位置している前記導線の部分は、前記絶縁材料が除去されていること、
    を特徴とする請求項1又は請求項2のいずれかに記載の電子部品。
  4. 前記溝の内部に位置している前記導線の部分は、該溝の形状に倣った形状に加工されていること、
    を特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の電子部品。
  5. 請求項1に記載の電子部品の製造方法において、
    前記導線を前記芯部に巻きつける工程と、
    前記導線の一部分の厚みが該導線の他の部分よりも薄くなるように該導線を加工する工程と、
    前記導線の一部分を前記溝の内部に沿って延在させる工程と、
    前記導線を前記電極に固定する工程と、
    を備えていること、
    を特徴とする電子部品の製造方法。
  6. 前記溝の内部において前記導線を覆うはんだ層を形成する工程、
    を更に備えていること、
    を特徴とする請求項5に記載の電子部品の製造方法。
  7. 前記導線を加工する工程において、該導線の一部分を、前記溝の形状に倣った形状に加工すること、
    を特徴とする請求項5又は請求項6のいずれかに記載の電子部品の製造方法。
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