JP2017011047A - 表面実装インダクタ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】磁性粉を用いつつ、電気的に高い耐圧を有する表面実装インダクタ及びその製造方法を提供する。
【解決手段】巻回部２ａ、２ｂと引き出し端部２ｃとからなるコイルと、前記コイルを内蔵する絶縁体５と、絶縁体５を内蔵し、磁性粉を含有する素体４とを備えた表面実装インダクタである。絶縁体５は、巻回部２ａ、２ｂを密閉し、コイルを構成する導線間に磁性粉が入ることを防ぎ、引き出し端部２ｃの表面が素体４の実装面の表面に延在する様に形成する。
【選択図】図８

Description

本発明は、磁性粉を有する表面実装インダクタ及びその製造方法に関する。

従来から、磁性粉を有する素体内にコイルを内蔵させ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、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、磁性粉を有する封止材で封止して素体を得る。

特開２００４−１９３２１５

特許文献１の表面実装インダクタは、磁性粉を有する封止材でコイルを封止するため、コイルを構成する導線間に磁性粉が入り込み、電気的な耐圧が低下するという問題があった。

そこで本発明は、磁性粉を用いつつ、電気的に高い耐圧を有する表面実装インダクタ及びその製造方法を提供することを目的とする。

本発明の表面実装インダクタは、巻回部と引き出し端部とからなるコイルと、該コイルを内蔵する絶縁体と、該絶縁体を内蔵し、磁性粉を含有する素体とを備えた表面実装インダクタにおいて、該絶縁体は、該巻回部を密閉することを特徴とする。

本発明の表面実装インダクタ及びその製造方法によれば、コイルを構成する導線間に磁性粉が入らないので、電気的な耐圧が低下しない。

本発明の実施例１で使用するコイルの斜視図である。 本発明の実施例１で使用する磁性体コアの斜視図である。 本発明の実施例１で使用するタブレットの斜視図である。 本発明の実施例１で使用するタブレットの実装面の平面図である。 本発明の実施例１の表面実装インダクタの、コイルに磁性体コアを挿入する工程を説明するためのＡ−Ａ断面図である。 本発明の実施例１の表面実装インダクタの、コイルと磁性体コアを絶縁体で密閉する工程を説明するためのＡ−Ａ断面図である。 本発明の実施例１の表面実装インダクタの、絶縁体をタブレットで封止する工程を説明するためのＡ−Ａ断面図である。 本発明の実施例１の表面実装インダクタの、タブレットを圧縮・加熱して素体を形成する工程を説明するためのＡ−Ａ断面図である。 本発明の第一の実施例の表面実装インダクタの、外部端子を形成する工程を説明するための、素体の実装面の平面図である。 本発明の実施例１の表面実装インダクタを、実装面側から見た斜視図である。 本発明の実施例２の表面実装インダクタの、コイルと磁性体コアを絶縁体で密閉する工程を説明するためのＡ−Ａ断面図である。 本発明の実施例２の表面実装インダクタの、絶縁体をタブレットで封止する工程を説明するためのＡ−Ａ断面図である。 本発明の実施例２の表面実装インダクタの、タブレットを圧縮・加熱して素体を形成する工程を説明するためのＡ−Ａ断面図である。 本発明の実施例２の表面実装インダクタを、実装面側から見た斜視図である。

以下、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１を、図１〜図１０を参照して説明する。

実施例１で使用するコイルについて説明する。図１に示すように、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２ａと、コイル２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２ｂとを備え、それぞれの第２の巻回部２ｂの外周から引き出し端部２ｃが引き出されている。引き出し端部２ｃ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、平角線の幅広面とが平行なので、平角線に機械的なストレスがかからない。

実施例１で使用する磁性体コアについて説明する。図２に示すように、磁性体コア３は、径の異なる２つの円柱の底面を、同心円状に繋いだ形状となっている。表面実装インダクタを製造する際には、磁性体コア３を、コイル２の空芯部に挿入する。

実施例１で使用する素体について説明する。素体４は、図３に示す様にタブレット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、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。
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を有している。タブレット４ａの上面と底面とは同じ形状をしており、製造工程を通して実装面へと加工される。図４に示す様に、実装面の外形は長方形であり、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短辺とし、短辺と隣接する辺を長辺とする。実装面は、短辺方向の両端部にそれぞれ、実装面と垂直に突出した突部４ｃを備え、突部４ｃと隣接する位置にそれぞれ、細長いスリット４ｂを備えている。スリット４ｂからは、コイル２の引き出し端部２ｃが引き出される。

図５〜図９を用いて、表面実装インダクタの製造方法を説明する。図５〜図８は、製造方法を説明するためのＡ−Ａ断面図であり、図９は、素体の実装面の平面図である。

図５（ａ）に示すように、コイル２の、巻軸の両側からそれぞれ、磁性体コア３を挿入する。図５（ｂ）に示すように、磁性体コア３とコイル２の間には、隙間が設けられている。

次に、絶縁体を成形するための金型を用意する。図６（ａ）に示すように、金型６ａは、１つの面に開口端を備えた立方体であり、内部にコイル２と磁性体コア３を収納するためのスペースを有している。この金型６ａに、磁性体コア３が２つ挿入されたコイル２を入れる。コイル２の引き出し端部は、コイル２から金型６ａの開口端に向かう方向へ引き出される。図６（ｂ）に示すように、絶縁性の樹脂を注入する。絶縁性の樹脂は、磁性体コア３とコイル２を密閉する。また、絶縁性の樹脂は、磁性体コア３とコイル２の間に設けられた隙間に入る。この状態で、絶縁性の樹脂を脱気することによって、コイル２と磁性体コア３とを内蔵した絶縁体５を得ることができる。絶縁体５は、磁性体コア３に対してコイル２を密閉するので、コイル２と磁性体コア３は接触しない。

絶縁体５を金型６ａから取り出し、図７（ａ）に示すように、絶縁体５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。図７（ｂ）に示すように、２つのタブレット４ａが、コイル２および磁性体コア３を密閉した絶縁体５を内蔵するように、それぞれのタブレット４ａを移動する。その後、コイル２の引き出し端部２ｃを、タブレット４ａの片方のスリット４ｂから引き出す。引き出し端部２ｃを、タブレット４ａの実装面に延在させ、もう片方のスリット４ｂに入れる。

次に、素体を成形するための金型を用意する。図８（ａ）に示すように、金型６ｂは、１つの面に開口端を備えた立方体であり、内部にコイル２と磁性体コア３とタブレット４ａと絶縁体５とを収納するためのスペースを有している。この金型６ｂに、コイル２と磁性体コア３とを絶縁体５とを内蔵したタブレット４ａを入れる。コイル２の引き出し端部は、コイル２から金型６ｂの開口端に向かう方向へ引き出される。その後、蓋６ｃを、金型６ｂの開口面から被せる。次に、図８（ｂ）に示すように、２つのタブレット４ａを加熱・圧縮することにより、コイル２と磁性体コア３と絶縁体５を内蔵した素体４を得ることができる。引き出し端部２ｃは、実装面の表面に露出する様に埋め込まれた状態で固定されている。

次に、引き出し端部２ｃを外部端子に加工する方法について説明する。
素体４の実装面に露出・延在している引き出し端部２ｃにレーザーを照射し、絶縁被覆を剥離する。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る。次に、引き出し端部２ｃにＮｉとＣｒとを所定の割合で同時にスパッタリングしてＮｉ−Ｃｕ層を形成し、続いてＳｎをスパッタリングしてＳｎ層を形成することにより、図９に示すように、外部端子７を形成することができる。
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。このまま外部端子として使用しても良いし、必要に応じて、さらに金属体を取り付け、外部端子としても良い。

以上より、表面実装インダクタを製造することができる。図１０に示すように、表面実装インダクタ１は、コイルの第１の巻回部２ａと第２の巻回部２ｂとを絶縁体５で密閉して覆っているので、タブレット４ａで封止する際、コイル２を構成する導線間に磁性粉が入り込まず、電気的な耐圧が低下しない。

実施例１の表面実装インダクタは、磁性体コアに対してコイルの巻回部を絶縁体で密閉して覆っているので、タブレットと同じ材質の磁性体コアあるいは導電性の磁性体コアを使用した場合であっても、電気的な耐圧が低下しない。
また、内蔵されたコイルの形状が左右対称で、それぞれの引き出し端部の引き出し位置から外部端子への距離が同じなので、極性を持たない。極性を持たない表面実装インダクタは、使用時にいずれの外部端子から入力しても、電気的特性が同じなので、極性を示すマーキングを印字する必要が無い。マーキングを印字する必要がないので、製造コストを抑えることができる。

以下、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２を、図１１〜図１４を参照して説明する。実施例１と同じものを使用する場合は、実施例１と同じ番号を付する。

図１１に示すように、絶縁体を成形するための金型６ａを用意する。磁性体コア３を内蔵したコイル２を、金型６ａに入れる。コイル２の引き出し端部は、コイル２から金型６ａの開口端に向かう方向へ引き出される。図１１（ｂ）に示すように、絶縁体５を注入し、コイル２と磁性体コア３とを密閉する。このとき、絶縁性の樹脂は磁性体コア３とコイル２の間に入らない。この後、絶縁性の樹脂を脱気することにより、コイル２と磁性体コア３とを内蔵した絶縁体５を形成することができる。絶縁体５は、磁性体コア３に対してコイル２を密閉しないので、コイル２の内側と磁性体コア３は接触している。

絶縁体５を金型６ａから取り出し、図１２（ａ）に示すように、絶縁体５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。図１２（ｂ）に示すように、２つのタブレット４ａが、コイル２および磁性体コア３を密閉した絶縁体５を内蔵するように、それぞれのタブレット４ａを移動する。その後、コイル２の引き出し端部２ｃを、タブレット４ａの片方のスリット４ｂから引き出す。引き出し端部２ｃを、タブレット４ａの実装面に延在させ、もう片方のスリット４ｂに入れる。

図１３（ａ）に示すように、素体を成形するための金型６ｂを用意し、コイル２と磁性体コア３とを内蔵した２つのタブレット４ａを入れる。コイル２の引き出し端部は、コイル２から金型６ｂの開口端に向かう方向へ引き出される。その後、蓋６ｃを、金型６ｂの開口面から被せる。次に、図１３（ｂ）に示すように、２つのタブレット４ａを加熱・圧縮することにより、コイル２と磁性体コア３と絶縁体５を内蔵した素体４を得ることができる。引き出し端部２ｃが、その表面が実装面の表面に露出する様に埋め込まれた状態で固定される。

この後、実施例１と同様に、引き出し端部２ｃを外部端子７へと加工することによって、表面実装インダクタを製造することができる。図１４に示すように、表面実装インダクタ１１は、コイルの第１の巻回部２ａと第２の巻回部２ｂとを絶縁体５で密閉しているので、コイルを構成する導線間に磁性粉が入り込まず、電気的な耐圧が低下しない。

実施例２の表面実装インダクタは、空芯コイルにコアを挿入しているが、磁性体コアに直接、導線を巻回してコイルを形成しても良い。コイルと磁性体コアの距離が近いので、高いインダクタンス値を有する表面実装インダクタを製造することができる。

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。磁性体コアの材質は、フェライトでもよいし、磁性粉を含むものでも良い。タブレットの一部分を磁性体コアに置き換えても良いし、磁性体コアの一部分をタブレットに置き換えても良い。また、磁性体コアを使用しなくても良い。コイルを形成する導線は、平角線を用いたが、丸線でも良いし、他の断面形状の線材を用いても良い。コイルの引き出し端部を外部電極として使用しているが、外部電極の代わりに、コイルの両端に電気的に接続された導体を使用しても良い。

１、１１ 表面実装インダクタ
２ コイル
２ａ 第１の巻回部
２ｂ 第２の巻回部
２ｃ 引き出し端部
３ 磁性体コア
４ 素体
４ａ タブレット
４ｂ スリット
４ｃ 突部
５ 絶縁体
６ａ、６ｂ 金型
６ｃ 蓋
７ 外部電極

Claims (10)

1. 巻回部と引き出し端部とからなるコイルと、該コイルの巻回部を内蔵する絶縁体と、該絶縁体を内蔵し、磁性粉を含有する素体とを備えた表面実装インダクタにおいて、
   該絶縁体は、該巻回部を密閉することを特徴とする表面実装インダクタ。
2. 巻回部と引き出し端部とからなるコイルと、磁性体コアと、該コイルの巻回部および磁性体コアを内蔵する絶縁体と、該絶縁体を内蔵し、磁性粉を含有する素体と
   を備えた表面実装インダクタにおいて、
   該絶縁体は、該磁性体コアおよび該巻回部を密閉することを特徴とする表面実装インダクタ。
3. 前記磁性体コアと前記コイルが接触しないように、前記絶縁体が前記巻回部を覆うことを特徴とする、請求項２に記載の表面実装インダクタ。
4. 前記コイルの巻軸が前記素体の実装面と平行かつ、前記引き出し端部の表面が前記素体の実装面の表面に延在する様に形成されたことを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載の表面実装インダクタ。
5. 前記引き出し端部の代わりに、前記コイルの両端と電気的に接続された導体が使用されていることを特徴とする、請求項１乃至請求項４に記載の表面実装インダクタ
6. 巻回部と引き出し端部とからなるコイルと、該コイルの巻回部を内蔵した絶縁体と、該絶縁体を内蔵し、磁性粉を有する素体と、を備えた表面実装インダクタの製造方法において、
   該コイルを形成する工程と、
   該コイルの巻回部を該絶縁体で密閉する工程と、
   該絶縁体を該素体に内蔵させる工程と、
   を備えていることを特徴とする表面実装インダクタの製造方法。
7. 巻回部と引き出し端部とからなるコイルと、磁性体コアと、該コイルの巻回部を内蔵した絶縁体と、該絶縁体を内蔵し、磁性粉を有する素体と、を備えた表面実装インダクタの製造方法において、
   該コイルを形成する工程と、
   該コイルの巻回部および該磁性体コアを、該絶縁体で密閉する工程と、
   該絶縁体を該素体に内蔵させる工程と、
   を備えていることを特徴とする表面実装インダクタの製造方法。
8. 前記コイルおよび前記磁性体コアを、前記絶縁体で密閉する工程において、
   前記磁性体コアと前記コイルが接触しないように、前記絶縁体が前記コイルを覆うことを特徴とする、請求項７に記載の表面実装インダクタの製造方法。
9. 前記引き出し端部の表面が前記素体の実装面の表面に延在する様に、前記引き出し端部を形成する工程を追加したことを特徴とする請求項６乃至請求項８に記載の表面実装インダクタの製造方法。
10. 前記引き出し端部の代わりに、前記コイルの両端と電気的に接続された導体が使用されていることを特徴とする、請求項６乃至請求項９に記載の表面実装インダクタの製造方法。

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