JP2015070154A

JP2015070154A - 巻線型電子部品

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Publication number: JP2015070154A
Application number: JP2013204263A
Authority: JP
Inventors: 登塩川; Noboru Shiokawa; 長谷川　信; Makoto Hasegawa; 信長谷川
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2013-09-30
Filing date: 2013-09-30
Publication date: 2015-04-13
Anticipated expiration: 2033-09-30
Also published as: JP6379468B2

Abstract

【課題】本発明の目的は、表面を樹脂に覆われた巻線型電子部品において、外部電極による磁束の遮蔽を抑制することができる巻線型電子部品を提供することである。
【解決手段】巻線型電子部品１は、巻線２０により構成されるコイルＣ１、巻線２０が巻回されるコア１６、コイルＣ１及びコア１６の略全体を覆う樹脂部材１０、並びに巻線２０と接続される外部電極１２，１４を備えている。外部電極１２，１４は、樹脂部材１０の表面に設けられている。また、巻線２０は、樹脂部材１０の表面のうち、コイルＣ１の中心軸Ａ１と交差しない接続面Ｓ１に設けられている。
【選択図】図２

Description

本発明は、巻線型電子部品に関し、詳しくは、表面を樹脂に覆われた巻線型電子部品に関する。

従来の巻線型電子部品として、特許文献１に記載の巻線型電子部品が知られている。この種の従来の巻線型電子部品は、巻線から成るコイルと該巻線が巻き回されるコアとを備え、それらが磁性材料と結合剤から成る直方体状の外被体で覆われている。また、従来の巻線型電子部品は、さらに、外部電極を備え、該外部電極それぞれは、前記コイルの中心軸と交差する外被体の表面と、その周囲の表面の合計５面に設けられている。

ところで、従来の巻線型電子部品では、前記コイルの中心軸と交差する外被体の表面に外部電極が設けられているため、該外部電極が、巻線によって構成されるコイルから発生する磁束を遮蔽し、該巻線型電子部品における磁気特性を低下させる虞がある。

特許２９９２８６９号公報

本発明の目的は、表面を樹脂に覆われた巻線型電子部品において、外部電極による磁束の遮蔽を抑制することができる巻線型電子部品を提供することである。

本発明の第１の形態に係る巻線型電子部品は、
巻線により構成されるコイルと、
前記巻線が巻回されるコアと、
前記コイル及び前記コアの略全体を覆う樹脂部材と、
前記巻線に接続され、前記樹脂部材の表面に設けられる外部電極と、
を備え、
前記巻線は、前記樹脂部材の表面のうち、前記コイルの中心軸と交差しない接続面に引き出されていること、
を特徴とする。

本発明に係る巻線型電子部品では、樹脂部材の表面の一つである接続面に、該巻線が引き出されている。これにより、巻線型電子部品では、巻線と外部電極とは接続面で接続される。また、接続面は、巻線により構成されるコイルの中心軸と交差していない。つまり、本発明に係る巻線型電子部品によれば、外部電極をコイルの中心軸と交差しない樹脂部材の表面に設けることができる。従って、本発明に係る巻線型電子部品では、外部電極による、巻線によって構成されるコイルから発生する磁束の遮蔽を抑制することができる。

本発明によれば、表面を樹脂に覆われた巻線型電子部品において、外部電極による磁束の遮蔽を抑制することができる。

一実施例である巻線型電子部品の外観図である。一実施例である巻線型電子部品の内部を示した図である。製造中の巻線型電子部品の外観図である。第２のモデルである巻線型電子部品の内部を示した図である。第１のモデル及び第２のモデルを用いて行ったシミュレーションの結果を示す図である。変形例である巻線型電子部品の内部を示した図である。第１のモデル及び第３のモデルを用いて行ったシミュレーションの結果を示す図である。第１のモデル及び第３のモデルを用いて行ったシミュレーションの結果を示す図である。

（巻線型電子部品の構成、図１及び図２参照）
巻線型電子部品１は、図１に示すように、略直方体状の形状を成しており、樹脂部材１０の表面に外部電極１２，１４が設けられている。また、図２に示すように、巻線型電子部品１は、その内部に、コア１６、巻線２０により構成されるコイルＣ１を備えている。以下で、コイルＣ１の中心軸Ａ１と平行な方向をｘ軸方向と定義する。また、ｘ軸方向から平面視したとき、巻線型電子部品１の２辺に沿った方向をｙ軸方向及びｚ軸方向と定義する。なお、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸は互いに直交している。

樹脂部材１０は、エポキシ系の樹脂により構成され、図２に示すように、コア１６及びコイルＣ１を覆うように設けられた略直方体状の部材である。また、樹脂部材１０は、ｚ軸方向から平面視したときに、ｙ軸方向を長辺とする長方形状を成している。つまり、樹脂部材１０は、ｙ軸方向に延在している。なお、樹脂部材はエポキシ系の樹脂に限らず、例えば、金属磁性粉入り樹脂を用いても同様の効果が得られる。

外部電極１２，１４は、Ｎｉ−Ｃｒ、Ｎｉ−Ｃｕ，Ｎｉ等のＮｉ系合金やＡｇ、Ｃｕ、Ｓｎ等により構成されている。外部電極１２は、図１に示すように、主として、樹脂部材１０のｚ軸方向の負方向側の底面Ｓ１における、ｙ軸方向の負方向側の端部近傍に設けられている。そして、外部電極１２の一部が、樹脂部材１０のｙ軸方向の負方向側の端面Ｓ２にはみ出すように設けられている。また、外部電極１２は、図２に示すように、ｚ軸方向から平面視した時に巻線２０により構成されるコイルＣ１の中心軸Ａ１と重ならない。なお、底面Ｓ１は、中心軸Ａ１と平行な面であり、中心軸Ａ１と交差しない。

外部電極１４は、図１に示すように、主として、樹脂部材１０の底面Ｓ１における、ｙ軸方向の正方向側の端部近傍に設けられている。そして、外部電極１４の一部が、樹脂部材１０のｙ軸方向の正方向側の端面Ｓ３にはみ出すように設けられている。また、外部電極１４は、図２に示すように、ｚ軸方向から平面視した時に、巻線２０により構成されるコイルＣ１の中心軸Ａ１と重ならない。

コア１６は、フェライト、金属磁性体、アルミナ等の磁性材料、絶縁材料から構成され、図２に示すように、ｙ軸方向に延在する直方体状の部材である。なお、コア１６の形状は、直方体状に限らず、円柱状であってもよい。

コイルＣ１は、巻線２０がコア１６に巻き回されることにより構成されている。巻線２０は、銅や銀といった導電性材料を主成分とする芯線が、ポリウレタン等の絶縁材料により被覆されることにより構成されている導線である。また、巻線２０のｘ軸方向の負方向側の一端は、樹脂部材１０の表面（底面Ｓ１）に引き出され、底面Ｓ１において外部電極１２と接続されている。さらに、巻線２０のｘ軸方向の正方向側の他端も、樹脂部材１０の表面（底面Ｓ１）に引き出され、底面Ｓ１において外部電極１４と接続されている。

（巻線型電子部品の製造方法）
以下に、第１実施例である巻線型電子部品の製造方法について説明する。

まず、コア１６の材料となるアルミナを主成分とした粉末を準備する。準備したアルミナ粉末を、雌型に充填する。充填した粉末を雄型で加圧することによって、該アルミナ粉末は、直方体状に成形される。そして、直方体状に成形されたアルミナ粉末を焼成することにより、コア１６が完成する。

次に、コア１６に巻線２０を巻回する。

巻線２０の巻回が終了したコア１６は、巻線２０とともに樹脂によってモールディングされる。このとき、巻線２０の両端部を樹脂の表面に引き出しておく。

樹脂モールディングが終了すると、樹脂の表面に引き出された巻線２０の余剰部分を切断する。これにより、巻線２０の端面と、樹脂の表面が同一表面上に位置し、図３に示すような、外部電極が未形成の巻線型電子部品１を得る。

最後に、外部電極１２，１４を形成する。具体的には、外部電極が未形成の巻線型電子部品１における巻線２０の端面が露出している面、つまり、樹脂部材１０の底面Ｓ１にＡｇペーストを塗布する。次に、付着したＡｇペーストを乾燥させ、焼成することによって、底面Ｓ１に下地電極であるＡｇ膜を形成する。さらに、電気めっきなどにより、Ｎｉ系合金の金属膜をＡｇ膜上に形成する。以上により、外部電極１２，１４が形成され、巻線型電子部品１が完成する。

（効果）
巻線型電子部品１では、底面Ｓ１に、巻線２０が引き出されている。これにより、巻線型電子部品１では、巻線２０と外部電極１２，１４とは、底面Ｓ１で接続される。また、底面Ｓ１は、コイルＣ１の中心軸Ａ１と交差していない。つまり、巻線型電子部品１では、外部電極１２，１４を、コイルＣ１の中心軸Ａ１と交差しない底面Ｓ１に設けることができる。従って、巻線型電子部品１では、外部電極１２，１４による、コイルＣ１から発生する磁束の遮蔽を抑制することができる。また、これにより、外部電極１２，１４における渦電流の発生を抑制できる。

さらに、巻線型電子部品１では、外部電極１２，１４は、主として、樹脂部材１０のｚ軸方向の負方向側の底面Ｓ１に設けられている。つまり、従来の巻線型電子部品のように、各外部電極が５面に設けられていない。これにより、巻線型電子部品１では、各外部電極が５面に設けられた巻線型電子部品と比較して、各外部電極と巻線との間で発生する浮遊容量の発生が少ない。結果として、巻線型電子部品１では、高いＱ値を示す。

本願発明者は、上記の効果を明確なものとするためにシミュレーションを行った。シミュレーションでは、巻線型電子部品１に相当する第１のモデルと、第１のモデルに対して外部電極が設けられている面の数を増やした第２のモデルを用いた。

第２のモデルでは、図４に示すように、外部電極１２に相当する外部電極１２Ａが、ｙ軸方向の負方向側の端面Ｓ２に設けられ、さらに、該端面Ｓ２から、これに隣接する４面にはみ出すように設けられている。つまり、外部電極１２Ａは５面に設けられている。また、外部電極１４に相当する外部電極１４Ａが、ｙ軸方向の正方向側の端面Ｓ３に設けられ、さらに、該端面Ｓ３から、これに隣接する４面にはみ出すように設けられている。つまり、外部電極１４Ａは合計５面に設けられている。なお、第１のモデル及び第２のモデルとも、外径寸法は、０．７９ｍｍ×０．３９ｍｍ×０．３８ｍｍであり、コアの比誘電率は８．５、樹脂部材の比誘電率は４．６５である。また、巻線の線径は０．０４ｍｍであり、巻き数は５である。

そして、シミュレーションでは、第１のモデル及び第２のモデルに交流電流を流し、各々のＱ値を測定した。図５では、縦軸は、Ｑ値を示しており、横軸は、周波数を示している。図５において、実線は第１のモデルのシミュレーション結果を示し、破線は第２のモデルのシミュレーション結果を示すものである。

シミュレーションにおいて、交流電流を流したところ、図５に示すように、第１のモデルの方が、第２のモデルよりも高いＱ値を得ていることが分かる。すなわち、巻線型電子部品１のＱ値は、外部電極が５面に設けられた巻線型電子部品と比較して、高いＱ値を得られることが分かる。

ところで、巻線型電子部品１では、コア１６がフェライト、アルミナ等の磁性材料により構成され、樹脂部材１０はエポキシ系の樹脂により構成されている。つまり、コア１６と樹脂部材１０とは、異なる材料により構成されている。このように、コア１６の材料とコア１６を覆う樹脂部材１０の材料とを変えることによって、例えば、コア１６の材料に比較的硬い材料を用いて精度よく巻線を巻回できる一方で、樹脂部材１０に比較的やわらかい材料を用いて、コア１６を衝撃から保護し、コア１６の破損を防止することができる。また、巻線型電子部品１では、コア１６は樹脂部材１０と同一の材料である必要がないことから、用途によって、コアの誘電率を抑え、巻線２０内での浮遊容量の低減を行うといった対応をとることも可能である。

また、巻線型電子部品１におけるコア１６は、略全体が樹脂部材１０に覆われているため、コア１６を衝撃から保護し、コア１６の破損を防止することができる。

（変形例図６参照）
変形例である巻線型電子部品１Ａと巻線型電子部品１との相違点は、樹脂部材１０及びコア１６の延在する方向、巻線２０の巻き数、並びに外部電極１２，１４の位置である。具体的には、巻線型電子部品１Ａでは、樹脂部材１０とコア１６とはともに、ｘ軸方向に延在している。

また、巻線型電子部品１Ａでは、外部電極１２は、主として、樹脂部材１０のｚ軸方向の負方向側の底面Ｓ１における、ｘ軸方向の負方向側の端部近傍に設けられている。そして、外部電極１２の一部が、樹脂部材１０のｘ軸方向の負方向側の端面Ｓ４にはみ出すように設けられている。以上のように構成された外部電極１２は、ｚ軸方向から平面視した時に、巻線２０により構成されるコイルＣ２の中心軸Ａ２と重なる。

さらに、巻線型電子部品１Ａでは、外部電極１４は、主として、樹脂部材１０の底面Ｓ１における、ｘ軸方向の正方向側の端部近傍に設けられている。そして、外部電極１４の一部が、樹脂部材１０のｘ軸方向の正方向側の端面Ｓ５にはみ出すように設けられている。以上のように構成された外部電極１４は、ｚ軸方向から平面視した時に、コイルＣ２の中心軸Ａ２と重なる。

また、巻線型電子部品１における巻線２０の巻き数が５であるのに対して、巻線型電子部品１Ａにおける巻線２０の巻き数は１１である。

巻線型電子部品１Ａにおける他の構成は、巻線型電子部品１と同様である。従って、巻線型電子部品１Ａにおいて樹脂部材１０及びコア１６の延在する方向、巻線２０の巻き数、並びに外部電極１２，１４の位置以外の説明は、巻線型電子部品１での説明のとおりである。

以上のように構成された巻線型電子部品１Ａでは、樹脂部材１０及びコア１６の延在する方向、巻線２０の巻き数、並びに外部電極１２，１４の位置を、巻線型電子部品１から変更することによって、自己共振周波数を変更することができる。

ここで、本願発明者は、自己共振周波数の変化を確認するためにシミュレーションを行った。シミュレーションでは、巻線型電子部品１に相当する第１のモデルと、巻線型電子部品１Ａに相当する第３のモデルを用いた。なお、第１のモデル及び第３のモデルとも、外径寸法は、０．７９ｍｍ×０．３９ｍｍ×０．３８ｍｍであり、コアの比誘電率は８．５、樹脂部材の比誘電率は４．６５である。また、巻線の線径は０．０４ｍｍである。

シミュレーションでは、第１のモデル及び第３のモデルに交流電流を流し、各々のＬ値及びＱ値を測定した。図７では、縦軸は、インダクタンスＬを示しており、横軸は、周波数を示している。図８では、縦軸は、Ｑ値を示しており、横軸は、周波数を示している。図７及び図８において、実線は第１のモデルのシミュレーション結果を示し、破線は第３のモデルのシミュレーション結果を示している。

図７及び図８に示されたシミュレーション結果から、巻線型電子部品１Ａの方が、巻線型電子部品１に対して自己共振周波数が高いことが分かる。つまり、巻線型電子部品１Ａのように、樹脂部材１０及びコア１６の延在する方向、巻線２０の巻き数、並びに外部電極１２，１４の位置を、巻線型電子部品１から変更することによって、自己共振周波数を変更できたことがわかる。

（他の実施例）
本発明に係る巻線型電子部品は前記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、コアの材料、樹脂部材の材料、及び巻線の巻き数等は、任意選択することが可能である。

以上のように、本発明は、巻表面を樹脂に覆われた巻線型電子部品に有用であり、外部電極による磁束の遮蔽を抑制することができる点で優れている。

Ａ１，Ａ２中心軸
Ｃ１，Ｃ２コイル
Ｓ１底面（接続面）
１巻線型電子部品
１０樹脂部材
１２，１４外部電極
１６コア
２０巻線

Claims

巻線により構成されるコイルと、
前記巻線が巻回されるコアと、
前記コイル及び前記コアの略全体を覆う樹脂部材と、
前記巻線に接続され、前記樹脂部材の表面に設けられる外部電極と、
を備え、
前記巻線は、前記樹脂部材の表面のうち、前記コイルの中心軸と交差しない接続面に引き出されていること、
を特徴とする巻線型電子部品。
前記外部電極は、前記接続面と直交する方向から平面視したとき、前記中心軸と重ならないこと、
を特徴とする請求項１に記載の巻線型電子部品。
前記外部電極は、前記接続面と直交する方向から平面視したとき、前記中心軸と重なること、
を特徴とする請求項１に記載の巻線型電子部品。
前記コアと前記樹脂部材とは、異なる材料により構成されていること、
を特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の巻線型電子部品。