JP2019121768A - インダクタの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】量産性に影響を与えることなく、磁性体の弾性変形を利用せずに導体ピンのガタツキを抑えることができるインダクタの製造方法を提供する。【解決手段】まず、上面及び下面を有すると共に上面と下面との間を貫通する孔１１１を有するシート状又は板状の磁性体１１を用意する。次に、孔１１１の内径より小さい外径を持ちかつ上面と下面との間の距離より大きいサイズの高さを持つ導体ピン１７を孔１１１に挿入する。また、孔１１１を覆うように磁性体１１の上面及び下面上に上側導体１３及び下側導体１５を夫々配置する。上側導体１３及び下側導体１５に上側電極４１及び下側電極４３を夫々当て、電極４１，４３間に電流を流しつつ、電極４１，４３を用いて上側導体１３及び下側導体１５を互いに接近させる方向へ加圧することで上側導体１３及び下側導体１５の夫々と導体ピン１７とを抵抗溶着する。【選択図】図３

Description

本発明は、インダクタの製造方法に関し、特にシート状又は板状の磁性体を有するインダクタの製造方法に関する。

シート状又は板状の磁性体に形成された孔内に導体ピンを挿入し、その導体ピンで磁性体の上面及び下面に配置された導体層を連結してインダクタを構成する案が多数提案されている。このようなインダクタの製造方法は、例えば、特許文献１や特許文献２に記載されている。

特許６０６２６９１号公報 特開２０１７−１７２２３号公報

導体ピンの外径が磁性体に形成された孔の内径以上だと、導体ピンは、孔内に挿入されたとき、磁性体にしっかり保持され、導体ピンのガタツキは生じない。

一方、導体ピンの外径が磁性体に形成される孔の内径より小さいと、ガタツキが発生する可能性はあるものの、導体ピンの孔への挿入が容易に行えるという利点がある。そのため、量産性を考慮した場合には、導体ピンの外径は孔の内径より小さい方が好ましい。

しかしながら、導体ピンのガタツキは、完成したインダクタに不具合をもたらす可能性がある。したがって、導体ピンのガタツキを抑制する必要がある。

導体ピンのガタツキを抑制する方法は、例えば、特許文献２に記載されている。特許文献２に記載された方法では、磁性体の上面及び下面に配置された導体層を磁性体の厚み方向に加圧し、磁性体を厚み方向に弾性変形させることにより、弾性体に形成された孔内に配置された導体ピンと、磁性体の上面及び下面に配置された導体層とを接触させる。そして、接触した状態の導体ピンと導体層とを互いに接合する。この方法によれば、磁性体を厚み方向に弾性変形させたことにより孔の内径が縮小されるので、導体ピンの外径と孔の内径が適切であれば、磁性体の弾性変形によって、導体ピンが磁性体に保持されることになる。

しかしながら、特許文献２に記載の方法は、磁性体の弾性変形を利用して導体ピンのガタツキを抑制するものである。

本発明は、量産性に影響を与えることなく、磁性体の弾性変形を利用せずに導体ピンのガタツキを抑えることができるインダクタの製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、第１のインダクタの製造方法として、
上面及び下面を有すると共に前記上面と前記下面との間を貫通する孔を有するシート状又は板状の磁性体を用意し、
前記孔の内径より小さい外径を持ちかつ前記上面と前記下面との間の距離より大きいサイズの高さを持つ導体ピンを前記孔に挿入し、
前記孔を覆うように前記磁性体の前記上面及び前記下面上に上側導体及び下側導体を夫々配置し、
前記上側導体及び前記下側導体に夫々電極を当て、
前記電極間に電流を流しつつ、前記電極を用いて前記上側導体及び前記下側導体を互いに接近させる方向へ加圧することで前記上側導体及び前記下側導体と前記導体ピンとを抵抗溶着する
インダクタの製造方法を提供する。

また、本発明は、第２のインダクタの製造方法として、第１のインダクタの製造方法であって、
前記抵抗溶着の前において、前記導体ピンは、高さ方向に沿った中心軸を有するとともに前記中心軸に直交する一対の底面を有する円柱形状の本体と、前記底面から夫々突出する突部を有しており、
前記抵抗溶着の後において、前記突部は変形している
インダクタの製造方法を提供する。

また、本発明は、第３のインダクタの製造方法として、第１又は第２のインダクタの製造方法であって、
前記導体ピンは、銅をベースとしたものであり、表層に錫の層を有している
インダクタの製造方法を提供する。

また、本発明は、第４のインダクタの製造方法として、第１から第３までのインダクタの製造方法のうちのいずれか一つであって、
前記抵抗溶着は、前記導体ピンを少なくとも部分的に前記孔の内壁に接触させる
インダクタの製造方法を提供する。

また、本発明は、第５のインダクタの製造方法として、第１から第４までのインダクタの製造方法のうちのいずれか一つであって、
前記電極は、前記上側導体及び前記下側導体に接する接触部を夫々有しており、
前記接触部の面積は、前記導体ピンを高さ方向に沿って見たときの占有面積よりも大きい
インダクタの製造方法を提供する。

また、本発明は、第１のインダクタとして、磁性体部と導体部とを有するインダクタであって、
前記磁性体部は、上面及び下面を有するシート状又は板状の磁性体からなり、
前記磁性体部には、上下方向に貫通する孔が形成されており、
前記導体部は、上側導体と、下側導体と、前記上側導体と前記下側導体とを接続する導体ピンとを有しており、
前記導体ピンは、銅をベースとし、表層に錫の層を有しており、
前記上側導体及び前記下側導体は、前記孔を覆うように前記上面及び前記下面に夫々配置されており、
前記導体ピンは、前記磁性体部の前記孔内に配置されており、
前記導体ピンは、前記上側導体と前記下側導体に夫々接続される接続面を有しており、
前記銅は、前記接続面の夫々に部分的に現れている
インダクタを提供する。

また、本発明は、第２のインダクタとして、第１のインダクタであって、
前記導体ピンは円柱状である
インダクタを提供する。

また、本発明は、第３のインダクタとして、第２のインダクタであって、
前記銅は、前記接続面上に同心円状に現れている
インダクタを提供する。

また、本発明は、第４のインダクタとして、第３のインダクタであって、
前記接続面において、中心から外周に向かって、前記錫、前記銅、前記錫、前記銅及び前記錫が、この順に同心円状に現れている
インダクタを提供する。

さらに、本発明は、第５のインダクタとして、第１から第４までのインダクタのうちのいずれか一つであって、
前記導体ピンは、少なくとも部分的に前記孔の内壁に接触している
インダクタを提供する。

インダクタの製造方法において、シート状又は板状の磁性部材の厚みより大きいサイズの高さを有する導体ピンを用いる。磁性部材に形成された孔に導体ピンを挿入し、孔を覆うように配置された上側導体及び下側導体と導体ピンとの抵抗溶着を行う。抵抗溶着の際、導体ピンに圧をかけて高さ方向に圧縮し、それによって導体ピンの径を大きくする。径を大きくすることで、導体ピンは、孔の内壁に接触する。こうして、導体ピンのガタツキを抑制したインダクタを得ることができる。

本発明の一実施の形態によるインダクタの分解斜視図を示す図である。導体ピンは抵抗溶着前（変形前）の状態にある。 図１のインダクタに含まれる導体ピンの斜視図である。導体ピンは抵抗溶着の前（変形前）の状態にある。 図１のインダクの製造方法を説明するためのフローチャートである。 図１のインダクタに含まれる上側導体板、下側導体板及び導体ピンの構成を示すとともに抵抗溶着に用いられる電極を示す概略図である。 抵抗溶着の際に電極間に印加される電流の波形を示す波形図である。 図１のインダクタの一部の断面を示す拡大写真のコピーを示す図である。導体ピンは、抵抗溶着によって変形した状態にある。 図６のインダクタにおける導体ピンの上側導体との接続面周辺における銅の割合を示す図である。

図１を参照すると、本発明の一実施の形態によるインダクタ１０は、磁性体（磁性体部）１１と、上側導体１３（１３ａ，１３ｂ）と、下側導体１５（１５ａ，１５ｂ，１５ｃ）と、導体ピン１７（１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ）とを有している。後述するように、上側導体１３、下側導体１５及び導体ピン１７は、互いに接続されて導体部を形成する。

図１から理解されるように、磁性体１１は、シート状又は板状の形状を有し、厚み方向（上下方向）と直交する上面及び下面を有している。磁性体１１は、特に限定されないが、軟磁性扁平金属粉末を樹脂（バインダ）で結着した可撓性を有する磁性シートを用いることができる。磁性体１１は、高い比透磁率、例えば１００以上を有していることが好ましい。

図１に示されるように、磁性体１１には、二組の孔１１１と、一対のギャップ１１３とが形成されている。孔１１１及びギャップ１１３は、磁性体１１の上面と下面との間を貫通して形成されている。換言すると、孔１１１及びギャップ１１３は、磁性体１１を厚み方向に貫通している。

図１から理解されるように、二組の孔１１１は、互いに対称な位置に形成され、磁性体１１の短辺及び長辺から離れている。各組の三個の孔１１１は、磁性体１１の短辺と平行に並び、かつその一部が重なるように形成されている。三個の孔１１１のうち、両側の孔１１１に導体ピン１７が夫々挿入される。中央に位置する孔１１１は、両側の孔１１１の変形を容易にするとともに、磁性体１１の磁気飽和を抑制する目的で設けられている。両側に位置する孔１１１の内径は、挿入された（変形前の）導体ピン１７を容易に挿入でき、かつ挿入された導体ピン１７が大きく傾くことがないように設定される。本実施の形態において、三個の孔１１１の内径は互いに等しい。但し、三個の孔１１１のうち中央に位置する孔１１１は、上記目的で設けたものなので、残りの二つの孔１１１と異なる形状（例えば、スリット）や大きさを有してもよいし、場合によっては設けなくてもよい。

図１から理解されるように、各ギャップ１１３は、磁性体１１の両方の長辺から等距離の位置にあり、磁性体１１の長辺と平行に延びている。また、ギャップ１１３は、対応する組の孔１１１のうち中央に位置する孔１１１から磁性体１１の短辺のうち近い方にまで延びている。ギャップ１１３は、中央に位置する孔１１１と同じ目的で設けられている。したがって、ギャップ１１３は、場合によっては設けなくてもよい。

本発明において、上側導体１３ａ，１３ｂ、下側導体１５ａ，１５ｂ，１５ｃ及び導体ピン１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄの夫々の構成は、特に限定されないが、いずれも、銅をベースとし、表層に錫メッキが施されたものを用いることができる（図４参照）。ベースと錫メッキ層との間に、下地層として、ニッケルメッキ層や銅メッキ層が形成されていてもよい。

図１に示されるように、上側導体１３ａ及び１３ｂは、夫々矩形の板状である。下側導体１５のうち、両側に位置する下側導体１５ａ及び１５ｃは、略同一の形状を有している。詳しくは、下側導体１５ａ及び１５ｃは、Ｌ字状の上板部と、その上板部に続く曲げ部とを有している。曲げ部は、インダクタ１０を図示しない回路基板等に搭載する際に接続部として使用される。下側導体１５のうち中央に位置する下側導体１５ｂは、クランク形（逆Ｓ字形）の板状である。上側導体１３及び下側導体１５を夫々構成する部品の数と各部品の形状は、所望の特性に応じて変更され得る。但し、製造工程の簡略化のため、上側導体１３及び下側導体１５は、夫々、単一の金属板に対して一回の打ち抜き加工（及び曲げ加工）により得られるように構成されることが好ましい。

導体ピン１７の夫々は、柱状体である。詳しくは、導体ピン１７は、図２に示されるように、高さ方向に沿った中心軸を有し、中心軸と直交する一対の底面を持つ円柱形状の本体１７１と、底面の夫々から突出する一対の突部１７３とを有している。本実施の形態において、突部１７３は、円柱形状を有している。但し、本発明はこれに限られない。例えば、導体ピン１７の本体１７１の形状は多角柱状であってもよい。同様に、突部１７３の形状も多角柱状であってもよい。突部１７３の外径は、本体１７１の外径よりも小さい。本体１７１の外径は、磁性体１１に形成されている孔１１１の内径よりも小さい。これにより、導体ピン１７を対応する孔１１１へ容易に挿入することができる。導体ピン１７の高さ（突部１７３の先端間の距離）は、磁性体１１の厚み（上面と下面との間の距離）よりも大きいサイズを有している。本実施の形態において、本体１７１の高さは磁性体１１の厚みに対して長い。但し、上述した導体ピン１７の形状及び大きさは、インダクタ１０の製造に使用される前、即ち、後述する抵抗溶着の前（変形前）の状態のものである。即ち、完成したインダクタ１０において、導体ピン１７の形状は、上述の形状から変化（変形）している。また、図２において、導体ピン１７の高さは、導体ピン１７の外径に比べて大きく描かれているが、本発明はこれに限定されない。導体ピン１７の各部のサイズは、抵抗溶着を実現可能にするとともに、抵抗溶着により変形した導体ピン１７が孔１１１内に適切に収容されるように決定される。

図１から理解されるように、上側導体１３と下側導体１５とは、導体ピン１７を介して接続される。これにより、下側導体１５ａ、導体ピン１７ａ、上側導体１３ａ，導体ピン１７ｂ、下側導体１５ｂ、導体ピン１７ｃ、上側導体１３ｂ、導体ピン１７ｄ及び下側導体１５ｃの順に連続する導電部（コイル）が形成される。

次に、図１に加え、図３を参照して、インダクタ１０の製造方法について詳細に説明する。

まず、ステップＳ３０１において、磁性体１１と、上側導体１３ａ，１３ｂと、下側導体１５ａ，１５ｂ，１５ｃと、導体ピン１７とを用意する。上側導体１３ａ，１３ｂは、互いに分離されていてもよいが、リードフレームを介して互いに接続されていてもよい。また、複数のインダクタ１０を同時に製造するため、複数組の上側導体１３ａ，１３ｂが共通のリードフレームに接続されていてもよい。同様に、下側導体１５ａ，１５ｂ，１５ｃは、互いに分離されていてもよいが、リードフレームを介して互いに接続されていてもよい。また、複数組の下側導体１５ａ，１５ｂ，１５ｃが共通のリードフレームに接続されていてもよい。

次に、ステップＳ３０２において、下側導体１５ａ，１５ｂ，１５ｃの位置決めを行う。実際には、下側導体１５ａ，１５ｂ，１５ｃの移動を規制するように構成された第１治具（図示せず）の上に、下側導体１５ａ，１５ｂ，１５ｃを載せる。下側導体１５ａ，１５ｂ，１５ｃがリードフレームに接続されている場合は、第１治具に設けられたピンとリードフレームに形成された穴を利用することにより、下側導体１５ａ，１５ｂ，１５ｃの置決めを容易にかつ正確に行うことができる。

次に、ステップＳ３０３において、下側導体１５ａ，１５ｂ，１５ｃの上に磁性体１１を載せる。実際には、第１治具の上に第２治具（図示せず）を置き、第２治具に形成された窓（図示せず）内に磁性体１１を挿入する。詳しくは、第２治具は、第１治具に対して位置決めされるように構成されており、かつその窓は、第２治具が第１位治具に対して位置決めされたときその内部に下側導体１５ａ，１５ｂ，１５ｃが露出するように構成されている。第２治具の窓内に磁性体１１を挿入することで、磁性体１１は下側導体１５ａ，１５ｂ，１５ｃに対して適切に位置決めされ、その移動は規制される。

次に、ステップＳ３０４において、導体ピン１７を磁性体１１の対応する孔１１１に夫々挿入する。このとき、孔１１１は、導体ピン１７全体を収容することができず、導体ピン１７は、部分的に孔１１１の外側に突出する。

続いて、ステップＳ３０５において、上側導体１３ａ，１３ｂを磁性体１１及び導体ピン１７の上に置く。実際には、第２治具を利用して、磁性体１１に対する上側導体１３ａ，１３ｂの位置決めを行う。上側導体１３ａ，１３ｂがリードフレームに接続されている場合は、第２治具に設けられたピンとリードフレームに形成された穴を利用することにより、上側導体１３ａ，１３ｂの置決めを容易かつ正確に行うことができる。

以上のようにして、磁性体１１に形成された孔１１１に導体ピン１７が挿入され、導体ピン１７が挿入された孔１１１を覆うように、磁性体１１の上面及び下面に上側導体１３及び下側導体１５が夫々配置された組み合わせ体が形成される。なお、本実施の形態では、下側導体１５ａ，１５ｂ，１５ｃの上に磁性体１１を載せた後、導体ピン１７を対応する孔１１１に挿入するようにしたが、孔１１１に導体ピン１７を挿入した後、孔１１１を覆うように磁性体１１の下面に下側導体１５を配置するようにしてもよい。その場合、上述した第１治具及び第２治具とは異なる治具、即ちより適切な治具を用いることができる。

次に、ステップＳ３０６において、上側導体１３及び下側導体１５に夫々電極を当て、ステップＳ３０７において、各導体ピン１７と上側導体１３及び下側導体１５の夫々との抵抗溶着を行う。詳しくは、まず、組み合わせ体を溶接機（図示せず）のステージに置く。それから、ステージを移動させて、図４に示されるように、上側電極４１と下側電極４３との間に導体ピン１７が位置するように、組み合わせ体を配置する。そして、上側電極４１及び下側電極４３を上側導体１３及び下側導体１５に夫々当てる。これにより、上側電極４１と下側電極４３との間に、上側導体１３、導体ピン１７及び下側導体１５を介して導電経路が形成される。この状態で、上側電極４１と下側電極４３との間に電流を流しつつ、上側電極４１と下側電極４３を用いて組み合わせ体を圧縮する方向に加圧する。このとき上側電極４１と下側電極４３との間に流す電流は、図５に示されるようなバイポーラパルス電流とする。こうして、上側導体１３と導体ピン１７との間、及び下側導体１５と導体ピン１７との間を、それぞれ抵抗溶着する。

すべての導体ピン１７に対して上述した抵抗溶着を行うとインダクタ１０が完成する。上側導体１３及び下側導体１５がそれぞれリードフレームに接続されている場合には、抵抗溶着の終了後、治具を取り外し、リードフレームからインダクタ１０を切り離して、インダクタ１０が完成する。

再び図４を参照して、本実施の形態における抵抗溶着について更に説明する。本実施の形態において、抵抗溶着に使用される上側電極４１と下側電極４３は、少なくとも先端面の形状及び大きさが互いに等しい。また、上側電極４１と下側電極４３の夫々の接触面の面積は、導体ピン１７を高さ方向に沿って見たときの専有面積よりも大きい。これは、抵抗溶着の際に、導体ピン１７の変形を制御し、上側電極４１及び下側電極４３の夫々との接続面を平らにするためである。

図４に示されるように、導体ピン１７は、ベース（銅）１７５と錫めっき層１７７とを有している。また、上側導体１３は、ベース（銅）１３１と錫めっき層１３３とを有し、下側導体１５は、ベース（銅）１５１と錫めっき層１５３とを有している。この構成において、上側電極４１と下側電極４３との間に形成される導電経路は、主として銅により形成される。一般に、低抵抗の銅を小電流で抵抗溶着することは困難であり、形成された溶接部は強度不足になりやすく、オープン不良を招く可能性がある。また、大電流での銅の抵抗溶着は、リードフレームの変形による信頼性の低下や、溶接散りの発生による周辺部での短絡の発生等の問題を引き起こす恐れがある。これに対して、本実施の形態では、導電経路に外径の比較的小さい突部１７３を含ませることにより、小電流での銅の抵抗溶着を実現する。即ち、上側電極４１と導体ピン１７との間の接触面積及び導体ピン１７と下側電極４３との接触面積を夫々小さくすることで、そこを流れる電流の密度を高め、小電流での銅の抵抗溶着を実現する。これにより、リードフレームの変形や、溶接散りの発生を抑えることができる。

上側電極４１と下側電極４３との間に所定の電流を流すとともに、上側電極４１及び下側電極４３を用い、上側導体１３と下側導体１５とを互いに近づける方向に、上側導体１３、導体ピン１７及び下側導体１５を加圧する。これにより、突部１７３は溶解し変形（塑性流動）する。さらに通電と加圧を続けると、導体ピン１７の本体１７１も変形し、本体１７１の両底面の外周部が上側導体１３及び下側導体１５に夫々接触する。このとき、突部１７３では温度上昇によってその抵抗値が上昇しているため、本体１７１と上側導体１３及び下側導体１５の夫々との接触部において優先的に電流が流れる。その結果、導体ピン１７は、本体１７１の外周部においても、上側導体１３及び下側導体１５の夫々と抵抗溶着される。こうして、導体ピン１７と上側導体１３及び下側導体１５の夫々との間の溶接面積は、突部１７３の端面の面積よりも大きくなる。その結果、導体ピン１７と上側導体１３及び下側導体１５の夫々との間に十分な溶接強度を確保することができる。

通電と加圧をさらに続けると、導体ピン１７は高さ方向に縮小され（潰れ）、径方向に拡大される（太る）。即ち、導体ピン１７の径方向のサイズが増加する。これにより、導体ピン１７は、その外周面が少なくとも部分的に孔１１１の内壁に接触する。理想的には、孔１１１と導体ピン１７との間の隙間が無くなる。これにより、導体ピン１７は、孔１１１内においてその移動が規制され、ガタツキが抑制又は防止される。その結果、インダクタ１０の耐振動性が向上するとともに信頼性が向上する。

図６に示されるように、抵抗溶着後の導体ピン１７と上側導体１３及び下側導体１５の夫々との接続面６１には、色の濃い部分６３と色の薄い部分６５、即ち組成の異なる部分が存在する。図７に示されるように、接続面６１の近傍において、色の濃い部分６３では銅の成分が７０ｗｔ％以上あり、接続面６１に銅が現れていると考えられる。接続面６１に銅が現れている部分は、本体１７１の外周部及び突部１７３の外周部に夫々対応している。したがって、接続面６１には、中心から外周側に向かって、錫、銅、錫、銅及び錫の領域がこの順に、同心円状に現れているものと考えられる。接続面６１に銅が現れた領域では、導体ピン１７と上側導体１３及び下側導体１５の夫々との間でベース（銅）同士が溶着している。これにより、導体ピン１７と上側導体１３及び下側導体１５の夫々との間に低いＤＣＲ（Direct Current Resistance）を実現するとともに、十分な溶接強度を確保することができる。

本実施の形態によるインダクタ１０において、上側導体１３及び下側導体１５の夫々は磁性体１１の上面及び下面に面接触しており、上側導体１３及び下側導体１５の夫々と導体ピン１７とは適切に抵抗溶着されており、導体ピン１７は孔１１１内にガタツキなく収容されている。このようなインダクタ１０を実現するための条件を以下に示す。

孔１１１の内径は、導体ピン１７の本体１７１の外径よりも２〜８％大きいことが好ましい。孔１１１の内径がこれよりも小さいときは、抵抗溶着後において、孔１１１内に導体ピン１７を収容しきれず、上側導体１３及び下側導体１５の少なくとも一方は、磁性体１１と面接触できず、製品高さがばらつく恐れがある。また、孔１１１の内径がこれよりも大きいときは、導体ピン１７と孔１１１との間の隙間が大きく、ガタツキを抑制することができない。

導体ピン１７の本体１７１の高さは、磁性体１１の厚みの８〜１２％大きいことが好ましい。但し、この数値は、導体ピン１７の本体１７１の外径＝１．２ｍｍかつ突部１７３の大きさが後述する条件を満たしている場合のものである。本体１７１の高さがこれより小さいと、抵抗溶着後において、上側導体１３及び下側導体１５の少なくとも一方が本体１７１の外周部に接触することができない可能性がある。また、本体１７１の高さがこれより大きいと、抵抗溶着後において、導体ピン１７の高さ方向の潰れが不足する可能性がある。

導体ピン１７の突部１７３の外径は、本体１７１の外径の０．１６〜０．６倍であることが好ましい。但し、この数値は、導体ピン１７の本体１７１の外径＝１．２ｍｍの場合のものである。突部１７３の外径がこれより小さいと、抵抗溶着に適した電流密度を印加した際に突部１７３にかかる電流密度が高すぎて、溶接点の爆発及び飛散が生じる可能性がある。また、突部１７３の外径がこれより大きいと、突部１７３にかかる電流密度が低すぎて、溶接不良が生じる可能性がある。

導体ピン１７の突部１７３の高さは、突部１７３の外径の０．４〜１．５倍とすることが好ましい。但し、この数値は、導体ピン１７の本体１７１の外径＝１．２ｍｍかつ突部１７３の外径＝０．５ｍｍの場合のものである。突部１７３の高さがこれより低いと、抵抗溶着の前において、上側導体１３及び下側導体１５の少なくとも一方が、導体ピン１７の本体１７１に接触する可能性がある。また、突部１７３の高さがこれより高いと、抵抗溶着を行っても上側導体１３及び下側導体１５の少なくとも一方が、本体１７１の外周部に接触することができない可能性がある。

めっき層１７７の厚みは、１〜１０μｍとすることが好ましい。但し、この数値は、後述する電流密度や加圧力の条件を満たす場合ものである。めっき層１７７の厚みがこれより薄いと、発熱に必要な抵抗値を得ることができず、抵抗溶着を実現することができない可能性がある。また、めっき層１７７の厚みがこれより厚いと、十分に溶解することができず、そのため、加圧力によって移動することができなかったり、溶接散りが発生したりする可能性がある。

抵抗溶着の際に導体ピン１７に印加する電流密度は、２．６５〜４．４２ｋＡ／ｍｍ^２とすることが好ましい。換言すると、この範囲の電流密度が、導体ピン１７を変形させるのに適している。但し、この数値は、導体ピン１７の本体１７１の外径＝１．２ｍｍの場合のものである。電流密度がこれより低いと、ベース（銅）を溶解させることができず、錫めっき層同士の溶接となる。また、電流密度がこれより高いと、溶接点の爆発や飛散が生じたり、上側電極４１及び下側電極４３が上側導体１３及び下側導体１５に夫々めり込んだりする可能性がある。

上側電極４１及び下側電極４３による加圧力は、４．４２〜８．８４ｋｇ／ｍｍ^２とすることが好ましい。換言すると、この範囲の加圧力が、導体ピン１７を変形させるのに適している。但し、この数値は、導体ピン１７の本体１７１の外径＝１．２ｍｍの場合のものである。加圧力がこれより小さいと、導体ピン１７と上側導体１３及び下側導体１５の夫々との間の接触抵抗が増加したり、接触ばらつきが生じたりして、溶接点の爆発及び飛散が生じたり、溶接状態にばらつきが生じたりする。また、加圧力がこれより大きいと、上側電極４１及び下側電極４３が上側導体１３及び下側導体１５に夫々めり込んだり、リードフレームに変形を生じたりする可能性がある。

上記条件を満たす一例を挙げると、導体ピン１７の本体１７１の外径＝１．２ｍｍ、本体１７１の高さ＝１．２５ｍｍ、孔１１１の内径＝１．３ｍｍ、突部１７３の外径＝０．５ｍｍ、突部１７３の高さ＝０．３ｍｍ、めっき層１７７の厚み＝６μｍである。また、上側電極４１及び下側電極４３の外径を２ｍｍ、印加電流を４．５ｋＡ（電流密度３．９８ｋＡ／ｍｍ^２）、加重７．５ｋｇ（加圧力６．６３ｋｇ／ｍｍ^２）とすることができる。この条件下で、例えば、図５に示されるように、上側電極４１と下側電極４３との間にバイポーラパルス電流を印加することで、所望の抵抗溶着を実現することができる。図５に示される例では、０．１ｍｓｅｃの立ち上がり時間の後、電流密度４．５ｋＡ／ｍｍ^２を３ｍｓｅｃの間維持し、極性を反転して、電流密度−４．５ｋＡ／ｍｍ^２を３ｍｓｅｃの間維持する。これにより、導体ピン１７と上側導体１３及び下側導体１５の夫々との間を適切に抵抗溶着することができるとともに、導体ピン１７の本体１７１の外径を約１０２％増大させることができる。上記条件によれば、導体ピン１７を孔１１１に容易に挿入することができるので、量産性に優れている。また、導体ピン１７の少なくとも一部が孔１１１の内壁に接触するので、導体ピン１７の移動が抑制又は防止され、高い信頼性を実現することができる。

以上、本発明について実施の形態を掲げて説明してきたが、本発明は上記実施の形態に減されることなく、種々の変形・変更が可能である。

１０ インダクタ
１１ 磁性体（磁性体部）
１１１ 孔
１１３ ギャップ
１３，１３ａ，１３ｂ 上側導体
１３１ ベース（銅）
１３３ 錫めっき層
１５，１５ａ，１５ｂ，１５ｃ 下側導体
１５１ ベース（銅）
１５３ 錫めっき層
１７，１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ 導体ピン
１７１ 本体
１７３ 突部
１７５ ベース（銅）
１７７ 錫めっき層
４１ 上側電極
４３ 下側電極
６１ 接続面
６３ 色の濃い部分（銅）
６５ 色の薄い部分（錫）

Claims (10)

1. 上面及び下面を有すると共に前記上面と前記下面との間を貫通する孔を有するシート状又は板状の磁性体を用意し、
   前記孔の内径より小さい外径を持ちかつ前記上面と前記下面との間の距離より大きいサイズの高さを持つ導体ピンを前記孔に挿入し、
   前記孔を覆うように前記磁性体の前記上面及び前記下面上に上側導体及び下側導体を夫々配置し、
   前記上側導体及び前記下側導体に夫々電極を当て、
   前記電極間に電流を流しつつ、前記電極を用いて前記上側導体及び前記下側導体を互いに接近させる方向へ加圧することで前記上側導体及び前記下側導体と前記導体ピンとを抵抗溶着する
   インダクタの製造方法。
2. 請求項１に記載されたインダクタの製造方法であって、
   前記抵抗溶着の前において、前記導体ピンは、高さ方向に沿った中心軸を有するとともに前記中心軸に直交する一対の底面を有する円柱形状の本体と、前記底面から夫々突出する突部を有しており、
   前記抵抗溶着の後において、前記突部は変形している
   インダクタの製造方法。
3. 請求項１又は請求項２に記載されたインダクタの製造方法であって、
   前記導体ピンは、銅をベースとしたものであり、表層に錫の層を有している
   インダクタの製造方法。
4. 請求項１から請求項３までのいずれか一つに記載されたインダクタの製造方法であって、
   前記抵抗溶着は、前記導体ピンを少なくとも部分的に前記孔の内壁に接触させる
   インダクタの製造方法。
5. 請求項１から請求項４までのいずれか一つに記載されたインダクタの製造方法であって、
   前記電極は、前記上側導体及び前記下側導体に接する接触部を夫々有しており、
   前記接触部の面積は、前記導体ピンを高さ方向に沿って見たときの占有面積よりも大きい
   インダクタの製造方法。
6. 磁性体部と導体部とを有するインダクタであって、
   前記磁性体部は、上面及び下面を有するシート状又は板状の磁性体からなり、
   前記磁性体部には、上下方向に貫通する孔が形成されており、
   前記導体部は、上側導体と、下側導体と、前記上側導体と前記下側導体とを接続する導体ピンとを有しており、
   前記導体ピンは、銅をベースとし、表層に錫の層を有しており、
   前記上側導体及び前記下側導体は、前記孔を覆うように前記上面及び前記下面に夫々配置されており、
   前記導体ピンは、前記磁性体部の前記孔内に配置されており、
   前記導体ピンは、前記上側導体と前記下側導体に夫々接続される接続面を有しており、
   前記銅は、前記接続面の夫々に部分的に現れている
   インダクタ。
7. 請求項６に記載のインダクタであって、
   前記接続面の夫々において、中心から外周に向かって、前記錫、前記銅、前記錫、前記銅及び前記錫が、この順に現れている
   インダクタ。
8. 請求項６又は請求項７に記載のインダクタであって、
   前記導体ピンは円柱状である
   インダクタ。
9. 請求項８に記載のインダクタであって、
   前記銅は、前記接続面の夫々に同心円状に現れている
   インダクタ。
10. 請求項６から請求項９までのいずれか一つに記載のインダクタであって、
    前記導体ピンは、少なくとも部分的に前記孔の内壁に接触している
    インダクタ。