JP2014082426A - Method of manufacturing wound coil component - Google Patents
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Description
本発明は、フェライトコアを有する巻線型コイル部品の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a wire-wound coil component having a ferrite core.
巻線型コイル部品は、導線と、導線が巻回されるフェライトコアと、導線の端部を固定するためフェライトコアに設けられるコア端子部と、を有する。フェライトコアは、導線が直接巻回される巻胴と、巻胴の両端に配置される上鍔および下鍔と、により構成される。導線の端部は、はんだ付けによりコア端子部に固定されるが、導線の外周には絶縁材料が元々被覆されているので、導線の端部における絶縁材料を除去した上で、導線と、はんだとを電気的に接続する必要がある。 The wire-wound coil component includes a conductive wire, a ferrite core around which the conductive wire is wound, and a core terminal portion provided on the ferrite core for fixing an end portion of the conductive wire. The ferrite core is composed of a winding drum around which a conducting wire is directly wound, and upper and lower rods disposed at both ends of the winding drum. The end of the conductor is fixed to the core terminal by soldering, but the outer periphery of the conductor is originally coated with an insulating material. Therefore, after removing the insulating material from the end of the conductor, the conductor and solder Need to be electrically connected.
図8は、特許文献1(特開2006−13239号公報)に記載された巻線型コイル部品101のはんだ付け方法を示した図である。特許文献1には、フェライトコア111の下鍔114および導線120の端部125を、はんだ槽152の溶融はんだ153に浸漬することにより、巻線型コイル部品101の外部電極を形成する方法が記載されている。この方法によれば、導線120の端部125の絶縁材料を溶融はんだ153内に融解させて絶縁材料を除去するとともに、導線120と、はんだとを電気的に接続している。
FIG. 8 is a diagram showing a soldering method of the
しかし、特許文献1に記載された方法では、導線120に被覆された絶縁材料を溶融はんだ153内にて除去するために長い時間を要していた。特に、フェライトコア111への熱ダメージを低減するために、溶融はんだ153の温度を低く設定した場合は、絶縁材料を除去するための時間がさらに必要となり、生産効率の低下を招いていた。
However, in the method described in Patent Document 1, it takes a long time to remove the insulating material covered with the
本発明の目的は、外部電極の形成におけるはんだ付け時間を短縮することができる巻線型コイル部品の製造方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a wire-wound coil component that can shorten the soldering time in forming an external electrode.
本発明は、外周に被覆材が被覆された導線と、導線が巻回されるフェライトコアと、導線の端部を固定するためフェライトコアに設けられるコア端子部と、を有する巻線型コイル部品の製造方法であって、導線を前記フェライトコアに巻回する巻線工程と、導線の端部をコア端子部に配置する導線配置工程と、導線の端部にレーザ光を照射することにより、導線の端部の被覆材の一部を除去する被覆材除去工程と、導線の端部をコア端子部に、はんだ付けするはんだ付け工程と、を備える。 The present invention relates to a wound-type coil component having a conducting wire whose outer periphery is coated with a coating material, a ferrite core around which the conducting wire is wound, and a core terminal portion provided on the ferrite core for fixing the end of the conducting wire. A winding method for winding a conducting wire around the ferrite core, a conducting wire arranging step for arranging an end portion of the conducting wire at the core terminal portion, and irradiating the end portion of the conducting wire with laser light, A covering material removing step for removing a part of the covering material at the end of the wire, and a soldering step for soldering the end portion of the conducting wire to the core terminal portion.
好ましくは、被覆材除去工程は、レーザ光を導線の軸方向に照射する工程を含む。 Preferably, the covering material removing step includes a step of irradiating laser light in the axial direction of the conducting wire.
また、被覆材除去工程は、レーザ光を照射した後の被覆材の形状を有底溝形状とする工程を含むのが好ましい。 Moreover, it is preferable that a coating material removal process includes the process of making the shape of the coating material after irradiating a laser beam into a bottomed groove shape.
また、被覆材除去工程におけるレーザ光は、CO2レーザ光であるのが好ましい。 The laser beam in the covering material removing step is preferably a CO 2 laser beam.
さらには、被覆材除去工程よりも前において、コア端子部に、Agからなる下地電極を形成する工程をさらに備えるのが好ましい。 Furthermore, it is preferable to further include a step of forming a base electrode made of Ag in the core terminal portion before the covering material removing step.
本発明は、はんだ付け工程の前において、予め導線の端部の被覆材の一部を除去する被覆材除去工程を設けている。これにより、はんだ付け工程において、被覆材の一部除去された箇所を起点として、被覆材の融解が促進される。その結果、被覆材を短時間で除去することができ、外部電極の形成のためのはんだ付け時間を短縮できる。 The present invention is provided with a covering material removing step for removing a part of the covering material at the end of the conductor in advance before the soldering step. Thereby, in the soldering process, melting of the coating material is promoted starting from a portion where the coating material is partially removed. As a result, the covering material can be removed in a short time, and the soldering time for forming the external electrode can be shortened.
図1に示すとおり、巻線型コイル部品1は、導線20と、導線20が巻回されるフェライトコア11と、導線20の端部25を固定するためフェライトコア11に設けられるコア端子部16と、を有する。
As shown in FIG. 1, the wire-wound coil component 1 includes a conducting
導線20は、導線本体21と、導線本体21の外周に被覆された被覆材22と、により構成される(図5(B)参照)。導線本体21の材質は、たとえばCuである。被覆材22は絶縁材料であり、被覆材22の材質としては、たとえば、ポリウレタン、ポリエステルなどが挙げられる。好ましくは、被覆材22の材質は、後述するCO2レーザ光Lの吸収率の高い材質とするのがよい。導体本体21の径は、たとえば0.12mmである。被覆材22の厚みは、たとえば0.01mmである。被覆材22のさらに外周には、たとえばブチラール樹脂を含む融着材がさらに被覆されていてもよい。
The conducting
なお、導線20には始端部25Aと終端部25Bとがあるが、単に、導線20の端部25と呼んだときは、導線20の始端部25Aおよび終端部25Bのどちらか一方、あるいは両方を指すものとする。
The conducting
フェライトコア11は、導線20が直接巻回される巻胴12と、巻胴12の両端に配置される上鍔13および下鍔14と、により構成される。巻回された導線20に電流が流れると、フェライトコア11に磁束が発生する。
The
コア端子部16には、第1のコア端子部16Aと、第2のコア端子部16Bとがある。第1のコア端子部16Aおよび第2のコア端子部16Bは、フェライトコア11の下鍔14側に間隔をあけて、並んで設けられる。第1のコア端子部16Aには、導線20の始端部25Aがはんだ17により固定される。第2のコア端子部16Bには、導線20の終端部25Bがはんだ17により固定される。このはんだ17により、コア端子部16に外部電極19が形成される。なお、理解を容易にするため、図1では第1のコア端子部16Aのはんだ17を除いた状態のものを図示している。この図で示すとおり、コア端子部16には、はんだ17が付着しやすいAgなどの下地電極18が、予め形成されている。
The core terminal portion 16 includes a first
巻線型コイル部品1は、導線20がフェライトコア11の巻胴12に巻回されるとともに、導線20の端部25がコア端子部16に、はんだ付けされることにより製造される。はんだ付けする際の温度は、たとえば400℃である。導線20の端部25の被覆材22は、この温度状況において融解させられることにより除去される。これにより、導線本体21と、はんだ17とが電気的に接続される。ただし、被覆材22を除去するためには所定の時間が必要となる。本実施形態は、はんだ付けに必要とする時間を短縮するため、はんだ付け前に、導線20に対し処理を施す点に特徴がある。
The wire-wound coil component 1 is manufactured by winding the
なお、以下において、フェライトコア11の巻胴12の軸線方向をZ方向と呼び、Z方向に直交し、かつ、コア端子部16が並んで配置されている方向をX方向と呼び、Z方向とX方向に直交する方向をY方向と呼ぶ。また、Z方向を中心軸として回転する方向をθ方向と呼ぶ。
In the following, the axial direction of the
図2〜図7は、本実施形態に係る巻線型コイル部品1の製造方法を説明するための図である。巻線型コイル部品1の製造方法は、巻線工程と、導線配置工程と、被覆材除去工程と、はんだ付け工程と、を備える。なお、導線配置工程には、後述する第1の導線配置工程と第2の導線配置工程とがあるが、単に、導線配置工程と呼んだときは、第1の導線配置工程および第2の導線配置工程のどちらか一方、あるいは両方を指すものとする。 2-7 is a figure for demonstrating the manufacturing method of the winding type coil component 1 which concerns on this embodiment. The manufacturing method of the coiled coil component 1 includes a winding process, a conductor arrangement process, a covering material removing process, and a soldering process. In addition, although there exist the 1st conducting wire arrangement | positioning process and 2nd conducting wire arrangement | positioning process which are mentioned later in a conducting wire arrangement | positioning process, when it only calls a conducting wire arrangement | positioning process, the 1st conducting wire arrangement process and the 2nd conducting wire It shall refer to either or both of the placement steps.
図2に示す工程は、導線20の始端部25Aを、第1のコア端子部16Aに配置する第1の導線配置工程である。まず、フェライトコア11の上鍔13をコアチャック31により保持し、フェライトコア11の巻胴12の軸線方向(Z方向)を水平に向ける。一方、導線20を把持した導線チャック34を、フェライトコア11の下鍔14より下方(図2において矢印Y方向)へ移動させる。この移動により、導線20が、導線ガイド33を通って矢印P1の方向に引き出される。なお、導線20は、図示しない線材供給装置から供給される。
The process shown in FIG. 2 is a first conductor arrangement process in which the starting
次に、押圧棒32を矢印Qの方向へ移動させる。これにより、導線20を第1のコア端子部16Aに押し付けるとともに、フェライトコア11をコアチャック31と押圧棒32との間に挟み込む。その後、導線チャック34と第1のコア端子部16Aの間に延びている導線20を、カット刃35により切断する。この切断により、導線20に始端部25Aが形成されるとともに、導線20の始端部25Aが第1のコア端子部16Aに配置された状態となる。なお、導線20の端部25とは、巻胴12に巻回されない部分であって、フェライトコア11の下鍔14に配置される部分のことであり、必ずしも導線20の末端を含むという意味ではない。
Next, the pressing
図3に示す工程は、導線20をフェライトコア11に巻回する巻線工程である。巻線工程では、コアチャック31および押圧棒32を、図示しない回転機構により矢印θの方向に回転させ、それに伴いフェライトコア11も回転させる。一方、導線ガイド33を、巻胴12の下鍔14側から上鍔13側に向けて移動させる。これらの回転動作および移動動作により、導線20が線材供給装置から矢印P2の方向に引き出されながら、整列された状態で巻胴12に巻回される。
The process shown in FIG. 3 is a winding process in which the
図4に示す工程は、導線20の終端部25Bを、第2のコア端子部16Bに配置する第2の導線配置工程である。まず、押圧棒32を下鍔14と反対方向(矢印Qと反対方向)へ移動させることにより、押圧棒32と下鍔14との間に隙間を設ける。一方、導線ガイド33と巻胴12の間に延びている導線20を、導線チャック34により把持し、その後、導線チャック34を下鍔14より下方(図4において矢印Y方向)へ移動させる。この移動により、導線20が、導線ガイド33を通って矢印P3の方向へ引き出される。
The process shown in FIG. 4 is a second conductor arrangement process in which the
次に、押圧棒32を矢印Qの方向へ移動させることにより、導線20を第2のコア端子部16Bに押し付ける。その後、第2のコア端子部16Bと導線チャック34の間に延びている導線20を、カット刃35により切断する。この切断により、導線20に終端部25Bが形成されるとともに、導線20の終端部25Bが第2のコア端子部16Bに配置された状態となる。なお、導線20を切断するときは、必ずしも押圧棒32により導線20を押さえ付ける必要はない。
Next, the
図5(A)に示す工程は、導線20の端部25の被覆材22の一部を除去する被覆材除去工程である。被覆材22の除去は、導線20の始端部15Aおよび終端部25Bのそれぞれに、レーザ光Lを照射することにより実行される。端部25の被覆材22の一部を予め除去することにより、後述するはんだ付け工程において、端部25の被覆材22の全体が除去されやすくなる。
The process shown in FIG. 5A is a covering material removing process for removing a part of the covering
レーザ光Lは、導線20の端部25の軸線方向(図5(A)においてY方向)に走査されながら照射される。これにより、被覆材22は、導線20の端部25の軸線に沿ってほぼ直線状に除去される。被覆材22の除去される体積は、端部25における被覆材22のうちの1/10〜1/3である。照射されるレーザ光Lのスポット径は、たとえば0.1mmであり、レーザ光Lの走査速度は、たとえば100mm/秒である。
The laser beam L is irradiated while being scanned in the axial direction of the end portion 25 of the conducting wire 20 (Y direction in FIG. 5A). Thereby, the covering
図6は、レーザ加工装置40の概略図である。レーザの種類は、波長が9.3μmのCO2レーザである。レーザのパワーはたとえば20Wである。
FIG. 6 is a schematic diagram of the
レーザ加工装置40において、フェライトコア11は下鍔14が上向きとなるように、コアチャック41により保持される。コアチャック41は図示しない直動テーブルに取り付けられ、図6においてX方向およびY方向に移動可能となっている。一方、レーザ発振器42からはレーザ光Lが出力される。出力されたレーザ光Lはミラー43により反射された後、レンズ44により集光され、その後、導線20の端部25に照射される。なお、レーザ光Lの照射箇所には、ガス供給ノズル45を設け、アシストガスを噴射するようにしてもよい。レーザ光Lの照射により除去された飛散物が発生する場合は、集塵ダクト46により回収される。
In the
なお、レーザ光Lは、図示しないガルバノミラー機構を用いることによりX方向およびY方向に走査されてもよい。また、導線20の始端部25Aおよび終端部25Bへのレーザ光Lの照射は、図示しない分光レンズを用いることにより、同時に実行されてもよい。
The laser beam L may be scanned in the X direction and the Y direction by using a galvanometer mirror mechanism (not shown). Moreover, irradiation of the laser beam L to the starting
ここで実際に、導線20にCO2レーザ光を照射すると、導線本体21に被覆材22の薄皮24が残ることが確認されている。図5(B)および図5(C)は、CO2レーザ光が照射された状態の導線20を示した図であり、図5(B)は、図5(A)で示した破線Bの領域の断面を拡大した斜視図である。また、図5(C)は、図5(A)におけるY1−Y1断面図である。これらの図に示すように、被覆材22は底まで貫通除去されるのでなく、有底溝23形状となるように加工される。ポリウレタンを被覆材22とした場合、有底溝23の寸法は、たとえば、幅0.05mm、深さ0.009mmとなり、有底溝23の下側に残る薄皮24の厚みは、たとえば0.001mmとなる。有底溝23の幅がレーザ光Lのスポット径より小さくなるのは、スポット径の外周付近ではレーザのエネルギーが低下しており、除去加工するまでに至らないからである。
Here, it has been confirmed that when the
薄皮24が残ることに関しては、興味深い内容が参考文献(特開2008−234917号公報)に記載されている。この参考文献によれば、被膜の厚みが1μm以下になるとCO2レーザ光の90%程度は被膜を透過し、また、透過したレーザ光はCuなどの導線本体の表面により98%程度が反射されるため、結局、被膜にはレーザによる熱が伝わらず、1μm程度の被膜が残ることが記載されている。すなわち、CO2レーザでは被膜を完全に除去できない旨が記載されている。
As for the
本実施形態においては、導線20の端部25の被覆材22は、後述するはんだ付け工程にて全て除去されるので、薄皮24程度であれば、導線本体21に被覆材22が残っても問題とならない。むしろ、被覆材22の薄皮24を残すことにより、はんだ付け工程に至るまでの間、導線本体21の酸化や腐食が抑制される。したがって、レーザ光Lを照射した後の被覆材22の形状が有底溝23形状となるように意図的に加工している。
In this embodiment, since the covering
図7(A)および図7(B)に示す工程は、導線20の端部25をコア端子部16に、はんだ付けするはんだ付け工程である。まず、図7(A)で示すように、フェライトコア11をコアチャック51で保持しながら下降させることにより、下鍔14を、はんだ槽52に浸漬する。はんだ槽52内の溶融はんだ53の温度は、たとえば400℃に設定されている。この浸漬により、導線20の端部25の被覆材22が、一部除去された箇所を起点として、融解し除去される。それとともに、溶融はんだ53が下地電極18の形成されたコア端子部16に付着する。
The process shown in FIGS. 7A and 7B is a soldering process in which the end portion 25 of the
次に、図7(B)で示すように、フェライトコア11を矢印Rの方向へ上昇させることにより、コア端子部16に付着した余剰の溶融はんだ53を取り除く。その後、コア端子部16に付着した溶融はんだ53を固化させる。これにより、コア端子部16において、導線20の端部25が、はんだ17により固定され、外部電極19が形成される。
Next, as shown in FIG. 7B, the
本実施形態では、はんだ付け工程の前において、予め導線20の端部25の被覆材22の一部を除去する被覆材除去工程を設けている。これにより、はんだ付け工程において、被覆材22の一部除去された箇所を起点として、被覆材22の融解が促進される。その結果、被覆材22を短時間で除去することができ、外部電極19の形成におけるはんだ付け時間を短縮できる。
In the present embodiment, a covering material removing step for removing a part of the covering
また、導線20の端部35の被覆材22が除去されやすくなれば、はんだ付け時の温度を低く設定することもできる。はんだ付け温度を低くすることにより、フェライトコア11の熱ダメージを低減できる。さらに、巻胴12に巻回された導線20の被覆が、熱により溶け出すことを抑制できる。これにより、導線20同士の短絡を抑制できる。
Further, if the covering
好ましくは、被覆材除去工程において、被覆材22は、導線20の軸方向に除去されるのがよい。これにより、はんだ付け工程において、被覆材22がさらに剥がれやすくなる。その理由としては、溶融はんだ53からの熱伝導により被覆材22に熱収縮が起き、被覆材22が軸方向に除去された箇所を起点として剥がれやすくなるからだと考えられる。
Preferably, in the covering material removing step, the covering
また、被覆材除去工程において、レーザ光Lの照射により除去された後の被覆材22の形状を、有底溝23形状とするのが好ましい。有底溝23形状とすることにより、導線本体21に被覆材22の薄皮24が残るので、被覆材除去工程から、はんだ付け工程に至るまでの導線20の酸化や腐食を抑制できる。
In the covering material removing step, it is preferable that the shape of the covering
また、被覆材除去工程におけるレーザ光Lは、CO2レーザ光であるのが好ましい。CO2レーザ光を用いることにより、被覆材22を容易に除去できるとともに、導線本体21に被覆材22の薄皮24を残すことができる。これにより、効率的に有底溝23形状を作製できる。
Moreover, it is preferable that the laser beam L in the covering material removing step is a CO 2 laser beam. By using the CO 2 laser beam, the covering
さらには、被覆材除去工程よりも前において、コア端子部16に、Agからなる下地電極18を形成する工程をさらに備えるのが好ましい。一般的に、導線20の端部25に当接している下地電極18は、レーザ光Lが照射されることにより熱ダメージを受けやすい。しかし、下地電極18がAgにより形成され、かつ、レーザ光LがCO2レーザ光である場合は、下地電極18へのレーザ光Lの吸収が抑制される。その結果、下地電極18への熱ダメージも抑制される。
Furthermore, it is preferable to further include a step of forming the
本実施形態は、特許請求の範囲に記載された発明を限定するものでなく、技術的思想の同一性が認められる範囲で種々の変形が可能である。たとえば、導線20の始端部25Aにおける被覆材22の一部除去が、巻線工程の前に実行されてもよい。また、始端部25Aの被覆材22の一部除去が先に行なわれていれば、導線20の始端部25Aにおけるはんだ付けが、巻線工程の前に実行されてもよい。
The present embodiment is not intended to limit the invention described in the claims, and various modifications are possible within a range where the same technical idea is recognized. For example, partial removal of the covering
また、巻線型コイル部品1は、上鍔13および下鍔14の両方に、コア端子部16が設けられたものであってもよい。
Further, the wire-wound coil component 1 may be one in which the core terminal portion 16 is provided on both the
1:巻線型コイル部品
11:フェライトコア
12:フェライトコア11の巻胴
13:フェライトコア11の上鍔
14:フェライトコア11の下鍔
16:コア端子部
16A:第1のコア端子部
16B:第2のコア端子部
17:はんだ
18:下地電極
19:外部電極
20:導線
21:導線本体
22:被覆材
23:被覆材22の有底溝
24:被覆材22の薄皮
25:導線20の端部
25A:導線20の始端部
25B:導線20の終端部
31、41、51:コアチャック
32:押圧棒
33:導線ガイド
34:導線チャック
35:カット刃
40:レーザ加工装置
42:レーザ発振器
43:ミラー
44:レンズ
45:ガス供給ノズル
46:集塵ダクト
52:はんだ槽
53:溶融はんだ
L:レーザ光
1: Winding type coil component 11: Ferrite core 12: Winding
Claims (5)
前記導線を前記フェライトコアに巻回する巻線工程と、
前記導線の端部を前記コア端子部に配置する導線配置工程と、
前記導線の端部にレーザ光を照射することにより、前記導線の端部の前記被覆材の一部を除去する被覆材除去工程と、
前記導線の端部を前記コア端子部に、はんだ付けするはんだ付け工程と、
を備えることを特徴とする巻線型コイル部品の製造方法。 Manufacture of a wound-type coil component having a conducting wire coated on the outer periphery, a ferrite core around which the conducting wire is wound, and a core terminal portion provided on the ferrite core for fixing an end portion of the conducting wire A method,
A winding step of winding the conductive wire around the ferrite core;
A conductor arrangement step of arranging an end of the conductor in the core terminal portion;
A covering material removing step of removing a part of the covering material at the end of the conducting wire by irradiating the end of the conducting wire with laser light;
A soldering step of soldering an end portion of the conducting wire to the core terminal portion;
A method for manufacturing a wire-wound coil component, comprising:
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