JP2019003992A - ドラムコアの製造方法及びコイル部品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ドラムコアの巻芯部に設けられた磁気ギャップの幅を正確に制御する。【解決手段】接着剤１０３によって第１の板状コア部材１０１と第２の板状コア部材１０２を貼り合わせることによって接合コア部材１００を作製し、接合コア部材１００を接合面に対して垂直な方向に切断することによって個片１３０を作製し、個片１３０を切断面側から研削することによってドラムコア２０を作製する。接着剤１０３を用いた貼り合わせを行う際には、第１の板状コア部材１０１と第２の板状コア部材１０２との間に突起１１０などのギャップ制御部材を介在させることによって、磁気ギャップＧの厚みを制御する。本発明によれば、第１の板状コア部材１０１と第２の板状コア部材１０２との間にギャップ制御部材を介在させていることから、磁気ギャップＧの厚みを正確に制御することができる。このため、設計通りの磁気特性を有するドラムコアを作製することができる。【選択図】図３

Description

本発明はドラムコアの製造方法に関し、特に、巻芯部に磁気ギャップが設けられたドラムコアの製造方法に関する。また、本発明は、このようなドラムコアを用いたコイル部品の製造方法に関する。

巻芯部に磁気ギャップが設けられた磁性コアの作製方法として、特許文献１及び２に記載された方法が知られている。特許文献１に記載された方法は、非磁性の材料板をフェライトなどからなる２枚の材料板によって挟み込み、これを個片化した後、切断面側から研削を行うことによって、巻芯部に磁気ギャップが設けられた磁性コアを作製するものである。また、特許文献２に記載された方法は、常磁性フェライトからなるグリーンシートを軟磁性フェライトからなる２枚のグリーンシートで挟み込み、これを個片化した後、焼結し、さらに切断面側から研削を行うことによって、巻芯部に磁気ギャップが設けられた磁性コアを作製するものである。

特開２００８−２７０２６９号公報 特開２０１０−１４１１９１号公報

しかしながら、特許文献１及び２に記載された方法では、２枚の磁性基板の間に非磁性材料からなる材料板又はグリーンシートを介在させていることから、狭い磁気ギャップを実現することが困難であるとともに、磁気ギャップの幅にばらつきが生じやすいという問題があった。特に、特許文献１に記載された方法では、３枚の材料板を接着剤によって接着していることから、接着剤の厚みの変動によって磁気ギャップの幅が変動するという問題があった。また、特許文献２に記載された方法では、３枚のグリーンシートを重ね合わせた後に焼結していることから、焼結時の収縮によって磁気ギャップの幅が変動するという問題があった。

したがって、本発明の目的は、磁気ギャップの幅を正確に制御可能なドラムコアの製造方法を提供することである。

また、本発明の他の目的は、磁気ギャップの幅が正確に制御されたドラムコアを用いてコイル部品を製造することである。

本発明によるドラムコアの製造方法は、接着剤によって第１の板状コア部材と第２の板状コア部材を貼り合わせることによって接合コア部材を作製する第１の工程と、前記接合コア部材を接合面に対して垂直な方向に切断することによって、前記第１の板状コア部材からなる第１のコアブロック、前記第２の板状コア部材からなる第２のコアブロック及び前記接着剤からなる磁気ギャップを含む個片を作製する第２の工程と、前記個片を切断面側から研削することによって、前記第１及び第２のコアブロックの前記接合面の面積が縮小されたドラムコアを作製する第３の工程と、を備え、前記第１の工程においては、前記第１の板状コア部材と前記第２の板状コア部材との間にギャップ制御部材を介在させることによって、前記磁気ギャップの厚みを制御することを特徴とする。

本発明によれば、第１の板状コア部材と第２の板状コア部材との間にギャップ制御部材を介在させていることから、磁気ギャップの厚みを正確に制御することができる。このため、設計通りの磁気特性を有するドラムコアを作製することが可能となる。また、第１の板状コア部材と第２の板状コア部材との間に基板などを介在させていないことから、狭い磁気ギャップを実現することも可能となる。

本発明において、磁気ギャップは磁性材料を含まないことが好ましい。これによれば、磁気ギャップにおける磁気抵抗を十分に高めることが可能となる。

本発明において、ギャップ制御部材は第１又は第２の板状コア部材の接合面に形成された突起であっても構わない。これによれば、突起の高さによって磁気ギャップの幅を制御することが可能となる。この場合、突起は第１又は第２の板状コア部材の一部であっても構わない。これによれば、ギャップ制御部材を別途用意する必要がなくなる。さらに、突起は第２又は第３の工程において除去されるものであっても構わない。これによれば、完成したドラムコアに突起が含まれることがない。

本発明において、ギャップ制御部材は接着剤に混入された球体であっても構わない。これによれば、球体の径を選択することによって磁気ギャップの幅を任意に調整することが可能となる。

また、本発明によるコイル部品の製造方法は、上述したドラムコアの製造方法によって、前記第１のコアブロックからなる第１の鍔部と、前記第２のコアブロックからなる第２の鍔部と、前記第１及び第２の鍔部間に位置し前記磁気ギャップを含む巻芯部とを含む前記ドラムコアを作製する工程と、前記第１及び第２の鍔部にそれぞれ第１及び第２の端子電極を形成する工程と、前記巻芯部にワイヤを巻回するとともに、前記ワイヤの一端を前記第１の端子電極に接続し、前記ワイヤの他端を前記第２の端子電極に接続する工程と、前記第１及び第２の鍔部に板状コアを接着する工程と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、板状コア側からの漏れ磁束の少ないコイル部品を作製することが可能となる。

このように、本発明によれば、磁気ギャップの幅が正確に制御されたドラムコア及びこれを用いたコイル部品を作製することが可能となる。

図１は、本発明の好ましい実施形態によって作製されるドラムコア２０の外観を示す略斜視図である。 図２は、ドラムコア２０の製造方法を説明するための工程図である。 図３は、ギャップ制御部材として突起１１０を用いた例を示す図である。 図４は、ギャップ制御部材として球状のスペーサ１２０を用いた例を示す図である。 図５は、ドラムコア２０の製造方法を説明するための工程図である。 図６は、ドラムコア２０の製造方法を説明するための工程図である。 図７は、突起１１０を設ける位置の一例を説明するための図である。 図８は、突起１１０を設ける位置の別の例を説明するための図である。 図９は、ドラムコア２０を用いたコイル部品１０の外観を示す略斜視図である。 図１０は、コイル部品１０を実装面側から見た略平面図である。 図１１は、コイル部品１０のｙｚ断面図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。

図１は、本発明の好ましい実施形態によって作製されるドラムコア２０の外観を示す略斜視図である。

図１に示すドラムコア２０は、巻芯部３０と、巻芯部３０の軸方向（ｚ方向）における両端にそれぞれ設けられた第１及び第２の鍔部３１，３２とを有する。巻芯部３０のｚ方向における略中央部には磁気ギャップＧが設けられており、ドラムコア２０を構成するフェライトなどの磁性材料が磁気ギャップＧにおいて分断された構成を有している。磁気ギャップＧから見て一方側に位置する巻芯部３０の一部と第１の鍔部３１は単一の磁性材料からなる第１のコアブロック１３１であり、磁気ギャップＧから見て他方側に位置する巻芯部３０の残りの一部と第２の鍔部３２は単一の磁性材料からなる第２のコアブロック１３２である。つまり、図１に示すドラムコア２０は、磁性材料からなる２つのコアブロック１３１，１３２が磁気ギャップＧを介して貼り合わされた構造を有している。

次に、ドラムコア２０の製造方法について説明する。

まず、図２に示すように、第１の板状コア部材１０１と第２の板状コア部材１０２を用意し、これらを接着剤１０３によって貼り合わせることにより接合コア部材１００を作製する。第１及び第２の板状コア部材１０１，１０２は、ｚ方向を厚み方向とする板状の磁性体であり、ｘｙ面である接合面同士を向かい合わせた状態で貼り合わせる。接着剤１０３の材料については特に限定されないが、エポキシ樹脂などの非磁性樹脂材料を用いることが好ましい。

本実施形態においては、第１の板状コア部材１０１と第２の板状コア部材１０２を貼り合わせる際、第１の板状コア部材１０１と第２の板状コア部材１０２の間にギャップ制御部材を介在させることによって、接着剤１０３のｚ方向における厚みを制御する。ギャップ制御部材の構成については特に限定されないが、例えば、図３に示すように第２の板状コア部材１０２の接合面１０２ａに所定の高さを有する突起１１０を複数個設け、この突起１１０をギャップ制御部材として利用することができる。突起１１０は第２の板状コア部材１０２の一部であることが好ましい。これによれば、ギャップ制御部材を別途用意する必要がないばかりでなく、突起１１０の高さを高精度に制御することが可能となる。

このような突起１１０を用いれば、第１の板状コア部材１０１と第２の板状コア部材１０２を貼り合わせる際、突起１１０の先端が第１の板状コア部材１０１の接合面１０１ａに当接することから、突起１１０のｚ方向における高さによって接着剤１０３の厚みＬ１が正確に規定されることになる。尚、突起１１０は第１の板状コア部材１０１側に設けても構わないし、第１の板状コア部材１０１の接合面１０１ａ又は第２の板状コア部材１０２の接合面１０２ａに事後的に貼り付けたものであっても構わない。

或いは、図４に示すように、接着剤１０３に球状のスペーサ１２０を多数混入し、このスペーサ１２０をギャップ制御部材として利用しても構わない。スペーサ１２０は、非磁性の樹脂材料などからなる球体であり、互いにほぼ同一の径を有している。このようなスペーサ１２０を接着剤１０３に混入すれば、第１の板状コア部材１０１の接合面１０１ａと第２の板状コア部材１０２の接合面１０２ａのｚ方向における距離Ｌ１がスペーサ１２０の径によって正確に規定されることになる。スペーサ１２０を用いれば、第１及び第２の板状コア部材１０１，１０２に対する加工が不要であるとともに、使用するスペーサ１２０の径を変更することによって接着剤１０３の厚みを容易に調整することが可能となる。

次に、図５に示すように、ｘ方向に延在する複数のダイシング領域Ｃｘ及びｙ方向に延在する複数のダイシング領域Ｃｙに沿って接合コア部材１００を切断する。つまり、接合面に対して垂直な方向に接合コア部材１００を切断する。これにより、図６に示す個片１３０が多数個切り出される。個片１３０は、第１の板状コア部材１０１からなる第１のコアブロック１３１、第２の板状コア部材１０２からなる第２のコアブロック１３２及び接着剤１０３からなる磁気ギャップＧを含む。

ここで、図３を用いて説明したように第１又は第２の板状コア部材１０１，１０２に突起１１０が設けられている場合には、図７に示すように、突起１１０をダイシング領域Ｃｘ又はＣｙに配置すれば、個片１３０を切り出す際に突起１１０を除去することが可能となる。

そして、個片１３０を切断面側、つまりｘｚ面及びｙｚ面側から研削し、第１及び第２のコアブロック１３１，１３２の接合面の面積が縮小されるよう加工すれば、図１に示したドラムコア２０が完成する。個片１３０の研削は、第１及び第２のコアブロック１３１，１３２のうち磁気ギャップＧに近い部分を研削することにより行う。これにより、第１のコアブロック１３１のうち研削されていない部分が第１の鍔部３１となり、研削された部分が巻芯部３０の一部となる。同様に、第２のコアブロック１３２のうち研削されていない部分が第２の鍔部３２となり、研削された部分が巻芯部３０の別の一部となる。そして、巻芯部３０のｚ方向における略中央部には、接着剤からなる磁気ギャップＧが設けられることになる。

ここで、図３を用いて説明したように第１又は第２の板状コア部材１０１，１０２に突起１１０が設けられている場合には、図８に示すように、突起１１０を巻芯部３０となる部分の外側、つまり、研削される領域に配置すれば、個片１３０をドラムコア２０に加工する際に突起１１０を除去することが可能となる。

このように、第１又は第２の板状コア部材１０１，１０２に突起１１０が設けられている場合、突起１１０をダイシング領域Ｃｘ又はＣｙに配置するか、或いは、個片化後に研削される部分に配置すれば、磁性材料を含まない磁気ギャップＧを形成することが可能となる。一方、球状のスペーサ１２０を用いる場合には、磁気ギャップＧにスペーサ１２０が残留する可能性があるが、スペーサ１２０の材料として非磁性材料を用いれば、磁性材料を含まない磁気ギャップＧを形成することが可能となる。

以上説明したように、本実施形態によるドラムコア２０の製造方法によれば、磁気ギャップＧに基板などが含まれることがなく、実質的に接着剤のみによって磁気ギャップＧを構成することができることから、非常に幅の狭い磁気ギャップＧを実現することができる。しかも、突起１１０又は球状のスペーサ１２０をギャップ制御部材として用いていることから、磁気ギャップＧの幅を高精度に制御することも可能となる。

図９は、ドラムコア２０を用いたコイル部品１０の外観を示す略斜視図である。また、図１０は、コイル部品１０を実装面側から見た略平面図である。

図９及び図１０に示すコイル部品１０はトランスであり、ドラムコア２０と板状コア４０を備えている。板状コア４０はドラムコア２０と同様、フェライトなど透磁率の高いセラミック材料からなり、両者は接着剤などを介して固定されている。尚、コイル部品１０がトランスに限定されるものではなく、ドラムコア２０と板状コア４０を用いた表面実装型のコイル部品であれば、その種類は問わない。したがって、インダクタンス用の汎用コイル部品であっても構わないし、特定の用途、例えば、コモンモードフィルタ用、パルストランス用、バルントランス用などのコイル部品であっても構わない。

図９及び図１０に示す例では、巻芯部３０に３本のワイヤＷ１〜Ｗ３が巻回されている。また、第１の鍔部３１には３つの端子電極５１〜５３が設けられ、第２の鍔部３２には３つの端子電極５４〜５６が設けられている。そして、ワイヤＷ１〜Ｗ３の一端はそれぞれ異なる端子電極５１〜５３に接続され、ワイヤＷ１〜Ｗ３の他端はそれぞれ異なる端子電極５４〜５６に接続されている。或いは、端子電極５５を削除し、ワイヤＷ１の一端及び他端をそれぞれ端子電極５１，５４に接続し、ワイヤＷ２の一端及び他端をそれぞれ端子電極５２，５６に接続し、ワイヤＷ３の一端及び他端をそれぞれ端子電極５３，５６に接続しても構わない。この場合、端子電極５２，５３が１次側入出力端子、端子電極５１，５４が２次側入出力端子、端子電極５６が１次側センタータップとして用いられる。

板状コア４０は、第１及び第２の鍔部３１，３２の上面に固定されている。第１及び第２の鍔部３１，３２の上面とは、実装面とは反対側に位置するｘｚ面である。端子電極５１〜５３は第１の鍔部３１の実装面及び外側面に設けられ、端子電極５４〜５６は第２の鍔部３２の実装面及び外側面に設けられている。

図１１は、コイル部品１０のｙｚ断面図である。

図１１に示すコイル部品１０は、ドラムコア２０の巻芯部３０を構成するコアブロック１３１，１３２が磁気ギャップＧによってｚ方向に分断されているという特徴を有している。磁気ギャップＧは、巻芯部３０によって構成される磁路をｚ方向における中間位置で分断するものである。磁気ギャップＧは、巻芯部３０において故意に磁束を漏洩させることによって、磁性材料の特性ばらつきを隠蔽する役割を果たす。つまり、磁気ギャップＧが存在しない場合には、インダクタンス値などのパラメータのばらつきは磁性材料の特性ばらつきが支配的となるのに対し、巻芯部３０に磁気ギャップＧを設ければ、磁気ギャップＧの幅によってインダクタンス値などのパラメータが大きく変化するため、磁性材料の特性ばらつきを隠蔽することが可能となる。

実際には、板状コア４０が接着剤６０を介してドラムコア２０に固定されるため、接着剤６０の厚み分だけ、ドラムコア２０と板状コア４０との間に第２の磁気ギャップが形成される。このような場合であっても、磁気ギャップＧの幅Ｌ１を接着剤６０の厚みＬ２よりも大きくすることが好ましい。例えば、磁気ギャップＧの幅Ｌ１を２０μｍ〜１００μｍとし、接着剤６０の厚みＬ２を０．５μｍ〜１０μｍとすることができる。これによれば、第２の磁気ギャップからの漏洩磁束を抑えることが可能となる。

このような構成を有するコイル部品１０は、上述した方法によってドラムコア２０を作製した後、第１及び第２の鍔部３１，３２にそれぞれ端子電極５１〜５３，５４〜５６を形成し、巻芯部３０にワイヤＷ１〜Ｗ３を巻回するとともに、ワイヤＷ１〜Ｗ３の一端を端子電極５１〜５３に接続し、ワイヤＷ１〜Ｗ３の他端を端子電極５４〜５６に接続し、さらに、第１及び第２の鍔部３１，３２に板状コア４０を接着することによって作製することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。

１０ コイル部品
２０ ドラムコア
３０ 巻芯部
３１，３２ 鍔部
４０ 板状コア
５１〜５６ 端子電極
６０ 接着剤
１００ 接合コア部材
１０１，１０２ 板状コア部材
１０１ａ，１０２ａ 接合面
１０３ 接着剤
１１０ 突起
１２０ スペーサ
１３０ 個片
１３１，１３２ コアブロック
Ｃｘ，Ｃｙ ダイシング領域
Ｇ 磁気ギャップ
Ｗ１〜Ｗ３ ワイヤ

Claims (7)

1. 接着剤によって第１の板状コア部材と第２の板状コア部材を貼り合わせることによって接合コア部材を作製する第１の工程と、
   前記接合コア部材を接合面に対して垂直な方向に切断することによって、前記第１の板状コア部材からなる第１のコアブロック、前記第２の板状コア部材からなる第２のコアブロック及び前記接着剤からなる磁気ギャップを含む個片を作製する第２の工程と、
   前記個片を切断面側から研削することによって、前記第１及び第２のコアブロックの前記接合面の面積が縮小されたドラムコアを作製する第３の工程と、を備え、
   前記第１の工程においては、前記第１の板状コア部材と前記第２の板状コア部材との間にギャップ制御部材を介在させることによって、前記磁気ギャップの厚みを制御することを特徴とするドラムコアの製造方法。
2. 前記磁気ギャップは、磁性材料を含まないことを特徴とする請求項１に記載のドラムコアの製造方法。
3. 前記ギャップ制御部材は、前記第１又は第２の板状コア部材の前記接合面に形成された突起であることを特徴とする請求項１又は２に記載のドラムコアの製造方法。
4. 前記突起は、前記第１又は第２の板状コア部材の一部であることを特徴とする請求項３に記載のドラムコアの製造方法。
5. 前記突起は、前記第２又は第３の工程において除去されることを特徴とする請求項３又は４に記載のドラムコアの製造方法。
6. 前記ギャップ制御部材は、前記接着剤に混入された球体であることを特徴とする請求項１又は２に記載のドラムコアの製造方法。
7. 請求項１乃至６のいずれか一項に記載のドラムコアの製造方法によって、前記第１のコアブロックからなる第１の鍔部と、前記第２のコアブロックからなる第２の鍔部と、前記第１及び第２の鍔部間に位置し前記磁気ギャップを含む巻芯部とを含む前記ドラムコアを作製する工程と、
   前記第１及び第２の鍔部にそれぞれ第１及び第２の端子電極を形成する工程と、
   前記巻芯部にワイヤを巻回するとともに、前記ワイヤの一端を前記第１の端子電極に接続し、前記ワイヤの他端を前記第２の端子電極に接続する工程と、
   前記第１及び第２の鍔部に板状コアを接着する工程と、を備えることを特徴とするコイル部品の製造方法。

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