JP2016092096A - Manufacturing method of surface-mounted inductor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、表面実装インダクタの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a surface mount inductor.
従来から、磁性粉と樹脂とを有する封止材でコイルを封止した表面実装インダクタが広く利用されている。例えば、特許文献1において、金属片を外部端子として使用した表面実装インダクタの製造方法が開示されている。この方法は、金属片にコイルの引き出し端部を溶接して接合し、コイルを封止材で封止して成形体を得る。その成形体から露出する金属片を加工して、外部端子を形成していた。 Conventionally, surface mount inductors in which coils are sealed with a sealing material having magnetic powder and resin have been widely used. For example, Patent Document 1 discloses a method for manufacturing a surface-mount inductor using a metal piece as an external terminal. In this method, a drawn end of a coil is welded and joined to a metal piece, and the coil is sealed with a sealing material to obtain a molded body. The metal piece exposed from the molded body was processed to form an external terminal.
特許文献2においては、リードフレームを使用せず、コイルの引き出し端部を加工して外部端子とする表面実装インダクタの製造方法が開示されている。この方法は、断面が平角形状の導線(以下、平角線という)を巻回して形成したコイルを、封止材で封止して成形体を得る。
特許文献1の表面実装インダクタは、コイルと外部端子とを溶接して接合しているため、コイルと外部端子との接合部に、機械的ストレスや熱ストレスがかかっていた。また、コイルと外部端子との接合部には、接触抵抗が発生していた。 Since the surface mount inductor disclosed in Patent Document 1 welds and joins the coil and the external terminal, mechanical stress and thermal stress are applied to the joint between the coil and the external terminal. Further, contact resistance is generated at the joint between the coil and the external terminal.
特許文献2の表面実装インダクタは、コイルの巻軸方向と平角線の幅広面とが垂直なので、コイルを巻回する際、コイルの内径部・外径部に機械的ストレスがかかっていた。
また、特許文献2の表面実装インダクタは、2つあるコイルの引き出し端部のうち、片方の引き出し端部が表面実装インダクタの底面付近から底面に向かって引き出され、もう片方の引き出し端部が表面実装インダクタの上面付近から底面に向かって引き出されているため、引き出し端部の長さが異なる。このため、コイルの形状は左右非対称となる。左右非対称なコイルを内蔵した表面実装インダクタは、一方の外部端子に入力した場合の電気的特性と、他方の外部端子に入力した場合の電気的特性が異なっていた。このような表面実装インダクタは、電気的特性の極性を示すマーキングを印字することが多い。
In the surface mount inductor disclosed in
In the surface mount inductor disclosed in
そこで、本発明は、コイルへの熱ストレス・機械的ストレスを低減し、コイルと外部端子との間に発生する接触抵抗を無くし、さらに、内蔵するコイルの形状が左右対称である表面実装インダクタの製造方法の提供を目的とする。 Therefore, the present invention reduces the thermal stress and mechanical stress on the coil, eliminates the contact resistance generated between the coil and the external terminal, and further, the surface mount inductor of the built-in coil shape is symmetrical. The purpose is to provide a manufacturing method.
本発明は、導線を巻回して形成したコイルと、樹脂と充填材を含む封止材でコイルを封止した成形体を備えた表面実装インダクタの製造方法において、導線を巻回するための1対の巻軸を有し、それぞれの巻軸にそれぞれ外径が異なるすくなくとも2つの巻回部分を設けた巻線機を用い、巻線機の1対の巻軸の先端を接触させた状態で、断面が平角形状の導線の途中を巻線機のスピンドルに接触させ、導線の両端部が外周に位置する様に2段に巻回した第1の巻回部と、その内径が第1の巻回部の外径以上となる様にコイルの巻軸に沿って互いに反対方向に位置をずらして巻回した第2の巻回部を備え、それぞれの第2の巻回部の外周から導線の端部を引き出して引き出し端部としたコイルを形成する工程と、コイルの両端から、1対のタブレットを嵌め合わせ、加熱圧縮してコイルを内蔵した成形体を形成する工程を備え、成形体内に、コイルが、巻軸が成形体の実装面と平行かつ、引き出し端部の表面が成形体の実装面の表面に露出する様に形成される。 The present invention relates to a method for manufacturing a surface-mount inductor including a coil formed by winding a conductive wire and a molded body in which the coil is sealed with a sealing material including a resin and a filler. Using a winding machine having a pair of winding shafts, each winding shaft having at least two winding portions with different outer diameters, with the tips of the pair of winding shafts in contact with each other. The first winding part in which the middle part of the conducting wire having a flat cross section is brought into contact with the spindle of the winding machine and wound in two stages so that both ends of the conducting wire are located on the outer periphery, and the inner diameter is the first A second winding part wound around the coil winding axis in a direction opposite to each other so that the outer diameter of the winding part is equal to or larger than the outer diameter of the winding part; A step of forming a coil by pulling out the end portion of the coil, and a pair of tabs from both ends of the coil And forming a molded body containing the coil by heating and compressing the coil, the coil, the winding shaft is parallel to the mounting surface of the molded body, and the surface of the lead-out end is the molded body. It is formed so as to be exposed on the surface of the mounting surface.
本発明によって製造された表面実装インダクタによれば、コイルの引き出し端部を端子として使用することにより、コイルへの熱ストレス・機械的ストレスを低減し、さらにコイルと外部端子との間に発生する接触抵抗を無くすことができる。また、コイルの巻き軸方向とコイルの幅広面とが平行なので、巻回時に内径部と外径部とにかかる機械的ストレスを低減することができる。さらに、巻軸にそれぞれ外径が異なる少なくとも2つの巻回部分を設けた巻線機を用い、第2の巻回部を、その内径が第1の巻回部の外径となる様にコイルの巻軸に沿って互いに反対方向に位置をずらして巻回して形成するので、導線にかかる機械的ストレスを低減できる。
表面実装インダクタの実装面とコイルの巻き軸方向とが平行になるようにコイルを巻回することにより、コイルの形状を左右対称にすることができる。
以上より、コイルへの熱ストレス・機械的ストレスを低減し、抵抗値を抑え、さらに電気的特性の極性が無い表面実装インダクタの製造方法を提供することができる。
According to the surface mount inductor manufactured by the present invention, by using the lead end portion of the coil as a terminal, thermal stress and mechanical stress to the coil are reduced, and further, generated between the coil and the external terminal. Contact resistance can be eliminated. In addition, since the winding axis direction of the coil and the wide surface of the coil are parallel, mechanical stress applied to the inner diameter portion and the outer diameter portion during winding can be reduced. Furthermore, using a winding machine provided with at least two winding portions each having a different outer diameter on the winding shaft, the second winding portion is coiled so that the inner diameter thereof becomes the outer diameter of the first winding portion. Since the winding is formed by shifting the positions in opposite directions along the winding axis, mechanical stress applied to the conductor can be reduced.
By winding the coil so that the mounting surface of the surface mount inductor and the winding axis direction of the coil are parallel, the shape of the coil can be made symmetrical.
From the above, it is possible to provide a method for manufacturing a surface-mount inductor that reduces thermal stress and mechanical stress on the coil, suppresses the resistance value, and has no polarity of electrical characteristics.
以下、本発明の表面実装インダクタの製造方法の実施例を図を参照しながら説明する。 Embodiments of a method for manufacturing a surface mount inductor according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1に示すように、表面実装インダクタに使用するコイル2は、絶縁被覆を有する平角線をその両端部が外周に位置する様に巻回して形成された、左右対称な形状の空芯コイルである。コイル2は、平角線の両端部が外周に位置する様に2段に巻回した第1の巻回部2cと、その内径が第1の巻回部2cの外径以上となる様にコイルの巻軸に沿って互いに反対方向に位置をずらして巻回した第2の巻回部2dとを備え、それぞれの第2の巻回部2dの外周から平角線の端部である引き出し端部2bが引き出されている。引き出し端部2bはそれぞれ、コイル2の巻軸と垂直で、かつ、互いに反対方向に引き出され、末端が折り曲げられている。この様に形成されたコイル2は、巻軸方向と、平角線の幅広面2aとが平行なので、巻回時にコイル2の内径部・外径部に機械的なストレスがかからない。
As shown in FIG. 1, the
コイル2の巻回方法について説明する。コイル2は、外径の異なる2つの巻回部分3a、3bを有する1対のスピンドル3を備えた巻線機を使用して、絶縁被覆を有する平角線を巻回して形成される。
1対のスピンドル3は、円柱形状の第1の巻回部分3aと、第1の巻回部分3aと中心軸が一致して隣接し、第1の巻回部分3aの外径より大きい外径を有する円柱状の第2の巻回部分3bと、第2の巻回部分3bと中心軸が一致して隣接する、第2の巻回部分3bの外径より大きい外径を有する円柱状の壁部とをそれぞれ有している。各巻回部分の巻軸方向の長さは、コイルに用いる平角線の幅の長さより長く、スピンドル3の先端3cは、第2の巻回部分3bとは反対方向にある、第1の巻回部分3aの端面部である。図2(a)に示すように、2つのスピンドル3は、先端3cが向かい合った状態になるよう配置される。
A method for winding the
The pair of
次に、図2(b)に示すように、平角線の途中の幅広面2aを、第1の巻回部分3aに接触させ、巻線の外径が第2の巻回部分3bの外径より大きくならないように、第1の巻回部分3aに、巻軸方向に2段に巻回する。これにより第1の巻回部分3aにそれぞれ第1の巻回部2cが形成される。次に、平角線の両端を第1の巻回部分3aからスピンドル3の巻回部分の巻軸に沿って、互いに反対方向に位置をずらし、第2の巻回部分3bに巻回して、図2(c)に示すように、第2の巻回部分3bにそれぞれ第2の巻回部2dが形成される。この第2の巻回部2bの外周から平角線を引き出して、これを加工して引き出し端部が形成される。引き出し端部2bはそれぞれ、コイル2の巻軸と垂直で、かつ、互いに反対方向に引き出され、末端が折り曲げられている。この状態でコイル2を加熱し、図2(d)に示すように、先端3c同士を接触させたスピンドルを引き離すことにより、左右対称な形状のコイル2を作製することができる。
Next, as shown in FIG. 2B, the wide surface 2a in the middle of the flat wire is brought into contact with the first winding portion 3a, and the outer diameter of the winding is the outer diameter of the second winding
成形体4について説明する。成形体4は、タブレット4aを2つ、組み合わせることによって形成される。タブレット4aは、金属磁性粉を有した充填材とエポキシ樹脂とを含んだ封止材から形成される。
図3に示すように、タブレット4aは、一つの側面に開口端を備えた立方体であり、内部にコイル2を収納するためのスペース4bを有している。開口端を有する面と向かい合う面の内壁の中央部からは、コイル2の巻軸に挿入するための軸4cが、開口端を有する面に向かって突出している。コイル2の巻軸に挿入される軸4cは円柱状に形成される。
タブレット4aの上面もしくは底面が実装面4eとなる。図4に示す様に、実装面4eの形状はそれぞれ長方形であり、この長方形を構成する4辺のうち、開口端に一番近い辺を含む、向かい合う一対の辺を短辺とし、他方の向かい合う一対の辺を長辺とする。実装面4eの短辺方向の両端部にはそれぞれ、コイル2の引き出し端部2bを引き出すための細長いスリット4dが設けられている。
The molded
As shown in FIG. 3, the tablet 4a is a cube having an open end on one side surface, and has a
The upper surface or the bottom surface of the tablet 4a is the mounting
次に、図5(a)〜(c)を用いて、コイルを封止する方法について説明する。
図5(a)、(b)は図4のA−A断面図であり、図5(c)は、実装面4eの平面図である。
図5(a)に示すように、コイル2の両側にタブレット4aを、開口端が向き合うようにして配置する。この時、一方のタブレット4aにコイル2の巻軸にタブレットの軸4cを挿入し、実装面4eのスリット4dからコイルの引き出し端部2bを、あらかじめ引き出しておく。次に、図5(b)に示すように、コイル2の巻軸方向の残りの端から、タブレットの軸4cがコイル2の空芯部に挿入されるように、他方の2つのタブレット4aを嵌め合わせる。タブレット4aの内部には、コイル2を収納するためのスペース4bが内部に設けられており、コイル2が2つのタブレット4aの内部に収納される。そして、コイル2の引き出し端部2bは、一方のスリット4dから、実装面の短辺と平行に引き出され、もう片方のスリット4dに入れ込まれる。さらに、この状態で、これらを成形金型を用いて加熱・圧縮することにより、図5(c)に示すように、コイル2の引き出し端部2bは、実装面4eに表面が露出するように埋め込まれた状態で固定され、また2つタブレット4aは押し固められて、コイル2が封止された成形体4となる。
Next, a method for sealing a coil will be described with reference to FIGS.
5A and 5B are cross-sectional views taken along the line AA of FIG. 4, and FIG. 5C is a plan view of the mounting
As shown to Fig.5 (a), the tablet 4a is arrange | positioned so that an opening end may face both sides of the
次に、図6を用いて、引き出し端部を外部端子に加工する方法について説明する。図6は図5(c)のB−B断面図である。
実装面4eに表面が露出するように埋め込まれている引き出し端部2bは、幅広面2aにレーザーをあてられて、絶縁被覆が剥離される。平角線を用いているので、レーザー剥離の条件設定が容易であり、外部端子は全て同一の面に形成されているので、1回の工程で済ませることができる。次に、引き出し端部2bにSnをスパッタリングしてSn層を形成し、続いてNiとCrとを所定の割合で同時にスパッタリングし、Ni−Cu層を形成する。このようにスパッタリングをすることによって、引き出し端部2bを外部端子5へと加工することができる。平角線を用いているので、丸線に比べて固着強度が強く、端子平坦度も高い。
Next, a method for processing the leading end portion into an external terminal will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG.
The
このようにして製造された表面実装インダクタ1は、内蔵されたコイル2の形状が左右対称なので、使用時にいずれの端子から入力しても、電気的特性は同じであり、極性を持たない。従って、極性を示すマーキングを印字する必要が無くなり、製造工程をひとつ省くことが出来るので、製造コストを抑えることができる。
In the surface mount inductor 1 manufactured in this way, the shape of the built-in
以上、本発明の表面実装インダクタ及びその製造方法の実施例を述べたが、本発明はこの実施例に限られるものではない。例えば、実施例のタブレットの形状は、開口端に一番近い辺を含む、向かい合う一対の辺を短辺とし、他方の向かい合う一対の辺を長辺としたが、短辺と長辺が逆になっても良い。また、コイルは、内径が同じである1つの層で構成されていても良いし、図7に示すように内径の異なる3つ以上の層で構成されていても良い。
コイルが、内径の異なる2層以上で構成されている場合は、内径の異なる層ごとに、最も内側にある層から、第1の巻回部、第2の巻回部…として巻回部の番号をつける。ある番号Xのつけられた巻回部(第Xの巻回部)の外径よりも、ある番号Xに1を足した巻回部(第X+1の巻回部)の内径が大きい。例えば、図7に示すように、内径の異なる3層で構成されたコイル12は、1番内側にある巻回部の外径より、2番目に内側にある巻回部の内径が大きく、2番目に内側にある巻回部の外径より、3番目に内側にある巻回部の内径が大きい。コイルの一番内側の巻回部の外径・内径が一番小さく、外側の巻回部になるにつれて、外径・内径が大きくなる。
図1に示すコイルの各巻回部は、それぞれ2段であったが、これに限定されるものではなく、4段以上に巻回しても良い。
また、3つ巻回部がある場合の第2の巻回部は、コイルの巻軸に沿って、斜めに傾斜しても良い。
As mentioned above, although the Example of the surface mount inductor of this invention and its manufacturing method was described, this invention is not limited to this Example. For example, the shape of the tablet of the embodiment is such that the pair of facing sides including the side closest to the opening end is the short side and the other pair of facing sides is the long side, but the short side and the long side are reversed. It may be. The coil may be composed of one layer having the same inner diameter, or may be composed of three or more layers having different inner diameters as shown in FIG.
When the coil is composed of two or more layers having different inner diameters, the first winding part, the second winding part,... Number it. An inner diameter of a winding part (X + 1 winding part) obtained by adding 1 to a certain number X is larger than an outer diameter of a winding part (Xth winding part) with a certain number X. For example, as shown in FIG. 7, the
Each winding part of the coil shown in FIG. 1 has two stages, but is not limited to this, and may be wound in four or more stages.
Further, the second winding portion when there are three winding portions may be inclined obliquely along the winding axis of the coil.
スピンドルは、コイルの巻回部の数だけ巻回部分が必要となる。スピンドルが、複数の外径の異なる巻回部分を有する場合、最も外径の小さい巻回部分から順に第1の巻回部分、第2の巻回部分…として巻回部分の番号をつける。全ての巻回部分は円柱状で、中心軸が一致するように隣接し、ある番号Xのつけられた巻回部分(第Xの巻回部分)の外径より、ある番号Xから1を足した巻回部分(第X+1の巻回部分)の外径の方が大きい。また、巻回部分は、コイルの巻回部より1つ多く用意され、一番外径の大きい巻回部分は、コイルの巻回には使用せず、ストッパーとして扱う。
例えば、内径の異なる3つの巻回部を備えたコイルの巻回に用いるスピンドルは、円柱形状の第1の巻回部分と、第1の巻回部分に隣接して中心軸が一致し、第1の巻回部分の外径より大きい外径を有する、円柱状の第2の巻回部分と、第2の巻回部分に隣接して中心軸が一致し、第2の巻回部分の外径より大きい外径を有する、円柱状の第3の巻回部分と、第3の巻回部分に隣接して中心軸が一致し、第3の巻回部分の外径より大きい外径を有する、円柱状の壁部と、を有している。
また、第2の巻回部分はそれぞれ複数有していても良い。
さらに、スピンドルの形状は、左右対称でかつ、巻回を阻害しなければ、異なる形でも良い。例えば、各巻回部分がコイルの巻軸に沿って斜めに傾斜していても良いし、各巻回部分の間が段差ではなく、コイルの巻軸に沿って斜めに傾斜していても良い。
The spindle requires as many winding portions as the number of coil winding portions. When the spindle has a plurality of winding parts having different outer diameters, the winding parts are numbered as a first winding part, a second winding part,... In order from the winding part having the smallest outer diameter. All the winding parts are cylindrical and are adjacent so that the central axes coincide with each other. From the outer diameter of the winding part numbered X (Xth winding part), add 1 to X The outer diameter of the wound portion (X + 1th winding portion) is larger. One winding portion is prepared more than the winding portion of the coil, and the winding portion having the largest outer diameter is not used for winding the coil but is handled as a stopper.
For example, a spindle used for winding a coil having three winding portions with different inner diameters has a cylindrical first winding portion and a central axis adjacent to the first winding portion, A cylindrical second winding portion having an outer diameter larger than the outer diameter of the first winding portion, and a central axis that is adjacent to the second winding portion and is outside the second winding portion. A cylindrical third winding portion having an outer diameter larger than the diameter, and a central axis that is adjacent to the third winding portion and has an outer diameter larger than the outer diameter of the third winding portion And a columnar wall portion.
Moreover, you may have multiple 2nd winding parts, respectively.
Further, the shape of the spindle may be different as long as it is symmetrical and does not hinder winding. For example, each winding portion may be inclined obliquely along the winding axis of the coil, or between each winding portion may be inclined obliquely along the winding axis of the coil instead of a step.
1 表面実装インダクタ
2、12 コイル
2a 幅広面
2b 引き出し端部
2c 第1の巻回部
2d 第2の巻回部
3 スピンドル
3a 第1の巻回部分
3b 第2の巻回部分
3c 先端
4 成形体
4a タブレット
4b スペース
4c 軸
4d スリット
4e 実装面
5 外部端子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (3)
導線を巻回するための1対の巻軸を有し、それぞれの巻軸にそれぞれ外径が異なる少なくとも2つの巻回部分を設けた巻線機を用い、該巻線機の1対の巻軸の先端を接触させた状態で、断面が平角形状の導線の途中を巻線機のスピンドルに接触させ、導線の両端部が外周に位置する様に2段に巻回した第1の巻回部と、その内径が該第1の巻回部の外径以上となる様に該コイルの巻軸に沿って互いに反対方向に位置をずらして巻回した第2の巻回部を備え、それぞれの第2の巻回部の外周から該導線の端部を引き出して引き出し端部としたコイルを形成する工程と、
該コイルの両端から、1対のタブレットを嵌め合わせ、加熱圧縮して該コイルを内蔵した成形体を形成する工程を備え、
該成形体内に、該コイルが、巻軸が該成形体の実装面と平行かつ、該引き出し端部の表面が該成形体の実装面の表面に露出する様に形成されたことを特徴とする表面実装インダクタの製造方法。 In a method for manufacturing a surface mount inductor comprising a coil formed by winding a conductive wire, and a molded body in which the coil is sealed with a sealing material including a resin and a filler,
A winding machine having a pair of winding shafts for winding a conducting wire and provided with at least two winding portions having different outer diameters on each winding shaft is used. The first winding in which the end of the shaft is in contact with the spindle of the winding machine in the middle of a flat conductor with a flat cross section and wound in two stages so that both ends of the conductor are positioned on the outer periphery And a second winding part that is wound by shifting the position in opposite directions along the winding axis of the coil so that the inner diameter thereof is equal to or larger than the outer diameter of the first winding part, Forming a coil as a lead-out end by pulling out the end of the conducting wire from the outer periphery of the second winding part;
A step of fitting a pair of tablets from both ends of the coil, and heating and compressing to form a molded body containing the coil,
The coil is formed in the molded body so that the winding axis is parallel to the mounting surface of the molded body and the surface of the leading end is exposed on the surface of the mounting surface of the molded body. Manufacturing method of surface mount inductor.
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