JP2016119386A - 表面実装インダクタおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】接着材を使用せずに製造でき、金属端子が脱落せず、金属端子と巻線端末の接続部が表面に露出しない表面実装インダクタを提供する。【解決手段】絶縁被覆された導線を巻回した巻線を、磁性体粉末と熱硬化性樹脂を混練して所定の形状に仮成形した仮成形体２０、３０で挟み、加温とともに加圧する表面実装インダクタ１０であって、表面実装インダクタの外装に、一対の金属端子５０ａ、５０ｂが、厚み方向を埋設されて配置され、巻線４０の端末４１ａ、４１ｂは、表面実装インダクタの底面から引き出されて、金属端子の外面上に、太さ方向を金属端子に埋設して配置する。【選択図】図１

Description

本発明は、表面実装インダクタと、その製造方法とに関する。

特許文献１に示すように、磁性体粉末と樹脂とを混練した磁性体樹脂で巻線を封止したインダクタが、従来から広く利用されている。磁性体樹脂で巻線を封止したモールドコイルに、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂とＡｇなどの金属粒子を分散させた導電性ペーストを塗布したり、金属端子を接着したりして、プリント基板等に実装するための電極を形成し、表面実装インダクタとなる。

特開２０１０−２４５４７３号公報 特開２０１０−０８７２４０号公報 特開２０１１−０５４７１３号公報

導電性ペーストは高価であり、広い面積に塗布するとコストが嵩んでしまう。そのため、比較的大型な表面実装インダクタの場合は、外部端子には金属板が多用されている。そのような表面実装インダクタの製造方法として、例えば、特許文献２や特許文献３に示されるような方法が知られている。

特許文献２には、端末を引き出して磁性体樹脂に巻線を埋設してモールドコイルを成形し、金属板を予め所定の形状に折り曲げた金属端子をモールドコイルに貼り付けて、巻線端末と金属端子とをはんだ付けや溶接等で電気的に接続する表面実装インダクタの製造方法が記載されている。
特許文献３には、巻線端末と金属板とをはんだ付けや溶接等で電気的に接続した後に、巻線とその接続部を含む金属板の一部とを共に磁性体樹脂に埋設してモールドコイルを成形し、モールドコイルから露出している金属板をモールドコイルの外装に沿って折り曲げて金属端子とする表面実装インダクタの製造方法が記載されている。

特許文献２に記載の表面実装インダクタの製造方法では、モールドコイルを作成後に金属端子を配置するため、金属端子の厚み分だけ表面実装インダクタの外形が大きくなるという問題や、金属端子は、接着剤によりモールドコイルに固定されるが、この接着剤の強度がプリント基板等への実装時のはんだ付け時の熱などにより劣化して、金属端子が脱落しやすくなるという問題がある。
また、特許文献３に記載の表面実装インダクタの製造方法では、金属端子と巻線端末との接続部がモールドコイル内に埋設されてしまうため、接続状態を目視で確認できないという問題がある。

本発明の表面実装インダクタは、絶縁被覆された導線を巻回した巻線を、磁性体粉末と熱硬化性樹脂を混練して所定の形状に仮成形した複数の仮成形体で挟み、加温とともに加圧する表面実装インダクタであって、前記表面実装インダクタの外装に、一対の金属端子が、厚み方向を埋設されて配置され、前記巻線の端末は、前記表面実装インダクタの底面から引き出されて、前記金属端子の外面上に、太さ方向を前記金属端子に埋設して配置されていることを特徴とする。

また、本発明の表面実装インダクタの製造方法は、磁性体粉末と熱硬化性樹脂を混練して所定の形状に仮成形体を成形する工程と、絶縁被覆された巻線の巻線端末を引き出して前記複数の仮成形体で挟み、前記仮成形体の外面に一対の金属端子を配置し、前記巻線端末を前記金属端子外面上に配置し、加温とともに加圧する工程と、を具えたことを特徴とする。

本発明の表面実装インダクタによれば、接着剤を使用せずに表面実装インダクタを製造することができ、しかも、金属端子の一部が樹脂に埋設されているので、金属端子の脱落の虞がない。また、金属端子と巻線端末との接続部が表面実装インダクタの表面に露出しているので、接続状態を容易に目視確認することができる。

本発明の表面実装インダクタの構造を説明するための分解斜視図である。 金属端子の展開図である。 本発明の表面実装インダクタの製造工程を説明するための図である。 製造工程における本成形の前後における表面実装インダクタの縦断面図である。 表面実装インダクタの縦断面の拡大図である。 表面実装インダクタの縦断面の写真である。

以下、本発明の表面実装インダクタの一実施例を、図面を用いて説明する。
図１は、本発明の表面実装インダクタの構造を説明するための、底面側を上方にした状態を示す分解斜視図であり、図２は金属端子の展開図を示す。

表面実装インダクタ１０は、磁性体粉末とエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂とを混練した磁性体樹脂を加圧成形（以降、仮成形と称する）した仮成形体２０、３０と、仮成形体２０、３０に挟まれた絶縁被覆された導線を巻線した巻線４０と、巻線４０の両端末４１ａ、４１ｂがそれぞれ接続される薄い板状の金属板をパンチング等により打ち抜いて所定の形状に折り曲げた一対の金属端子５０ａ、５０ｂとからなる。

仮成形体２０は、外形が直方体、内側が円筒形のポット形状で、内側底面の中央には凸部２１が設けられて、縦断面がＥ字形状をなし、外壁にはその一部が切り欠かれた開口部２２ａ、２２ｂが設けられている。

仮成形体３０は、平面視略四角形の板状で、角部３１ａ、３１ｂが面取りされている。
巻線４０は、外形が円筒形となるように巻回され、巻線の両端末が巻線の外形より外側の巻線の中心軸方向に引き出されている。

図２に示すように、金属端子５０ａは、底面５１と、底面５１に対して９０°折り曲げられる側面からなる断面がＬ字形状の金属板であり、側面５２には、底面５１と同じ方向に９０°折り曲げられる舌状の埋設部５３とが設けられている。底面５１の端には、切欠部５４ａが設けられている。金属端子５０ａと金属端子５０ｂとは対称形であり、金属端子５０ｂには金属端子５０ｂと同様に切欠部５４ｂが設けられている。

本発明の表面実装インダクタの組み立て方法を、図３（ａ）〜（ｆ）の順に説明する。

（ａ）巻線端末４１ａ、４１ｂが、開口部２２ａ、２２ｂに位置するように、巻線４０を仮成形体２０に収納する。

（ｂ）仮成形体３０の両側面に、それぞれ金属端子５０ａ、５０ｂを、角部３１ａと切欠部５４ａ、角部３１ｂと切欠部５４ｂとが、それぞれ一致するように装着する。

（ｃ）金属端子の切欠部５４ａ、５４ｂから巻線端末４１ａ、４１ｂがそれぞれ導出するように、仮成形体３０と仮成形体２０を重ねる。

（ｄ）（ｅ）仮成形体から露出している巻線端末４１ａ、４１ｂを、仮成形体３０から引き出された根元部４２で折り曲げ、金属端子５０ａ、５０ｂの上面の中央に載置する。以降、図３（ｅ）の状態を、本成形前の表面実装インダクタ１０’’と称する。

（ｆ）本成形前の表面実装インダクタ１０’’を、金型内で、加温とともに加圧する（以降、本成形と称する）と、端子接続前の表面実装インダクタ１０’が得られる。

このようにして得られた端子接続前の表面実装インダクタ１０’を浸漬はんだすると、巻線端末の絶縁被覆が除去されるととともに巻線端末と金属端子とが電気的に接続されて、表面実装インダクタ１０が得られる。

図４（ａ）は、本成形前の表面実装インダクタ１０’’の縦断面図（図３（ｅ）においてＡ−Ａで示す）であり、図４（ｂ）は、本成形後の表面実装インダクタ１０’の同じ位置の縦断面図（図３（ｆ）においてＡ−Ａで示す）である。

図４（ａ）に示すように、本成形前の表面実装インダクタ１０’’は、金属端子５０ａ，５０ｂの上にそれぞれ巻線端末４１ａ、４１ｂが載置されており、仮成形体の内部には、巻線４０と仮成形体２０、３０との間の空隙６０、開口部２２ａ、２２ｂの空隙（図示せず）などが存在している。
図４（ｂ）に示すように、本成形後の表面実装インダクタ１０’は、加圧により仮成形体２０と仮成形体３０とが崩れて空隙６０を埋めて一体になるとともに、金属端子５０ａ、５０ｂの埋設部５３は、モールドコイル１１内部に埋設される。また、金属端子５０ａ、５０ｂは、その厚み分がモールドコイル１１に減り込み、巻線端末４１ａ、４１ｂは、その直径分がそれぞれの金属端子５０ａ、５０ｂに減り込む。そして、加温により熱硬化性樹脂が完全に硬化し、その結果、表面に凹凸のない表面実装インダクタ１０が得られる。

図５は、根元部４２付近（図３（ｆ）のにおいてＢ−Ｂで示す）の縦断面の拡大図である。
図５に示すように、根元部４２付近では、折り曲げられた巻線端末の上部（図中Ｃで示す）を樹脂が埋めるため、スプリングバックの影響を軽減することができる。

金属端子は、巻線端末が減り込み易いように、ある程度薄い方がよく、また、金属端子の材質は、変形して巻線端末が金属端子に減り込み易いように、燐青銅板よりはタフピッチ銅板、調質硬度は、例えば、１／２Ｈ以下の比較的柔らかくて薄いものを用いるのが好適である。

図６は、上記した方法で製造した表面実装インダクタの縦断面写真である。表面実装インダクタは、横６ｍｍ×縦６ｍｍ×高さ３ｍｍ、巻線に用いる導線の直径は０．３２ｍｍ、燐青銅製の金属端子の厚みは０．０８ｍｍであり、本成形の圧力は１０Ｋｇ／ｃｍ^２である。

図６に示すように、巻線端末が金属端子に減り込み、金属端子はその厚み方向が表面実装インダクタに埋設されていることがわかる。

上記した表面実装インダクタは、金属端子の一部はモールドコイルに埋設されているため、金属端子の脱落の虞もなく、表面実装インダクタの外装で金属端子と巻線端末の接続部が接続されているため、接続状態を目視で確認可能である。
また、巻線端末は金属端子に減り込み、金属端子はモールドコイルに減り込んでいるので、表面実装インダクタの外形が金属端子により大きくなることがない。
さらに、巻線端末を折り曲げた根元部も樹脂に埋設されているので、巻線端末のスプリングバックによる、巻線端末と金属端子とを電気的に接続する前の巻線端末の位置ずれ、基板実装時のはんだの再溶融時による巻線端末と金属端子との接続外れを抑制することがきる。

なお、本成形により、磁性体樹脂の中の樹脂が金属端子の底面の外面まで滲み出て、底面の一部を被覆してしまい、実装不良の原因となることがある。そのような場合は、バレル研磨等で、滲み出た樹脂を除去しても行ってもよい。
また、舌部の形状は種々選択可能である。たとえば、先端部が幅広な形状にしたり、また、孔を設けたりすることにより、さらに金属端子が脱落し難い表面実装インダクタとすることができる。

１０、１０’、１０’’ 表面実装インダクタ
１１ モールドコイル
２０、３０ 仮成形体
２１ 引出部
２２ａ、２２ｂ 開口部
３１ａ、３１ｂ 面取部
４０ 巻線
４１ａ、４１ｂ 巻線端末
４２ 根元部
５０ａ、５０ｂ 金属端子
５１ 底面
５２ 側面
５３ 埋設部
５４ 切欠部

Claims (6)

1. 絶縁被覆された導線を巻回した巻線を、磁性体粉末と熱硬化性樹脂を混練して所定の形状に仮成形した複数の仮成形体で挟み、加温とともに加圧する表面実装インダクタであって、
   前記表面実装インダクタの外装に、一対の金属端子が、厚み方向を埋設されて配置され、
   前記巻線の端末は、前記表面実装インダクタの底面から引き出されて、前記金属端子の外面上に、太さ方向を前記金属端子に埋設して配置されている
   ことを特徴とする表面実装インダクタ。
2. 前記金属端子は、端部に埋設部が設けられ、前記埋設部は表面実装インダクタの内部方向に折り曲げられて、前記表面実装インダクタの内部に埋設されている
   請求項１に記載の表面実装インダクタ。
3. 前記金属端子には、前記巻線の端末を引き出すための切欠部が設けられている
   請求項２に記載の表面実装インダクタ。
4. 磁性体粉末と熱硬化性樹脂を混練して所定の形状に仮成形体を成形する工程と、
   絶縁被覆された巻線の巻線端末を引き出して前記複数の仮成形体で挟み、前記仮成形体の外面に一対の金属端子を配置し、前記巻線端末を前記金属端子外面上に配置し、加温とともに加圧する工程と、
   を具えたことを特徴とする表面実装インダクタの製造方法。
5. 前記金属端子は、端部に埋設部が設けられ、前記埋設部は表面実装インダクタの内部方向に折り曲げられて、前記表面実装インダクタの内部に埋設されている
   請求項４に記載の表面実装インダクタの製造方法。
6. 前記金属端子には、前記巻線の端末を引き出すための切欠部が設けられている
   請求項５に記載の表面実装インダクタの製造方法。