JP2019153649A - 表面実装インダクタおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】製造時に成型体における損傷の発生が抑制される表面実装インダクタを提供する。【解決手段】表面実装インダクタは、磁性体粉を含有する複合材料からなる成型体と、成型体に内包され、延伸方向の両端部を成型体の実装面側から露出する金属板と、金属板の両端部に電気的に接続され、実装面上に配置される外部端子とを備える。成型体に内包される金属板は、延伸方向に平行な面が実装面と直交して配置される。【選択図】図１Ａ

Description

本発明は、表面実装インダクタおよびその製造方法に関する。

コイル導体と金属磁性体粉末と結合材と混合したものを加圧成型してコイル導体を内包した磁性体部と、コイル導体から導出した端子部とを備えるインダクタンス部品が知られている（例えば、特許文献１参照）。このインダクタンス部品では、磁性体部を加圧成型した後に端子部を折り曲げて製造される。また、モールドコイルの製造方法として、溶融した板状のモールド樹脂内に複数個の巻線部材を一部埋設し、埋設位置を固定した後コイル部材全部を一体化する方法が知られている（例えば、特許文献２参照）。さらに、両端部にランド端子を有するリボン状インダクタンスと、そのランド端子部間に接続された空芯コイルを備える複合インダクタンス装置が知られている（例えば、特許文献３参照）。

国際公開第２００９／０７５１１０号 特開２０１１−３７６１号公報 特開平１０−２４１９４４号公報

磁性体部となる成型体を加圧成型した後に端子部を折り曲げる製造方法では、特に、部品のサイズが小さくなる場合に、磁性体部の折り曲げ部分に損傷が発生する場合があった。本発明の一態様は、製造時に成型体における損傷の発生が抑制される表面実装インダクタおよびその製造方法を提供することを目的とする。

第１態様である表面実装インダクタは、磁性体粉を含有する複合材料からなる成型体と、成型体に内包され、延伸方向の両端部を成型体の実装面側から露出する金属板と、金属板の両端部に電気的に接続され、実装面上に配置される外部端子とを備える。金属板は、延伸方向に平行な面が実装面と直交して配置される。

第２態様である表面実装インダクタの製造方法は、磁性体粉を含有する複合材料からなり、閉じた外縁部および閉じた内縁部からなる面を有する複数の金属板を、その面を平行にして内包する成型集合体を準備することと、成型集合体を前記面に直交する面で分割して、成型体および成型体に内包される分割された金属板を備え、成型体の実装面側に金属板の分割された端面を露出する複数の前駆体を得ることと、前駆体の実装面側に、金属板の端面と接続する外部端子を形成することと、を含む。

本発明の一態様によれば、製造時に成型体における損傷の発生が抑制される表面実装インダクタおよびその製造方法を提供することができる。

実施例１の表面実装インダクタの断面図である。 実施例１の表面実装インダクタの透過平面図である。 実施例２の表面実装インダクタの断面図である。 実施例３の表面実装インダクタの断面図である。 実施例３の表面実装インダクタの透過平面図である。 実施例４の表面実装インダクタの透過平面図である。 表面実装インダクタの製造方法を説明する透過平面図である。

表面実装インダクタは、磁性体粉を含有する複合材料からなる成型体と、成型体に内包され、延伸方向の両端部を成型体の実装面側から露出する金属板と、金属板の両端部に電気的に接続され、実装面上に配置される外部端子とを備える。成型体に埋設される金属板は、延伸方向に平行な面が実装面と直交して配置される。

コイル導体を構成する金属板が、その両端部を実装面に露出して成型体内に埋設され、その露出部に外部端子が接続されることで、外部端子を形成する際に成型体に損傷が発生することが抑制される。

金属板は、厚み方向に直交する断面の外縁部および内縁部が、半環形状または多角形状を有していてもよい。金属板が単純な形状を有することで、金属板の加工容易になり、生産性が向上する。

金属板は、厚み方向に平行な断面の外縁部および内縁部が、半環形状または多角形状を有していてもよい。金属板の幅を広くすることができ、成型体の高さを低減することができる。

表面実装インダクタは、成型体内に、複数の金属板を備えていてもよい。成型体内に複数のコイル導体を備えることができ、単純なインダクタのみならず、トランス、コイルアレイ等を構成することができる。

表面実装インダクタの製造方法は、磁性体粉を含有する複合材料からなり、閉じた外縁部および閉じた内縁部からなる面を有する複数の金属板を、その面を平行にして内包する成型集合体を準備する成型集合体準備工程と、成型集合体を前記面に直交する面で分割して、成型体および成型体に内包される分割された金属板を備え、成型体の実装面側に金属板の分割された端面を露出する複数の前駆体を得る前駆体形成工程と、前駆体の実装面側に、金属板の端面と接続する外部端子を形成する外部端子形成工程とを含む。成型集合体に内包される環状の金属板を半分に切断することで、成型体の実装面側に金属板の分割された端面が露出する複数の前駆体を同時に形成することができる。これにより製造工数を低減することができる。

成型集合体は、磁性体粉を含有する複合材料からなる平板状の予備成型体を準備する予備成型体準備工程と、予備成型体上に、閉じた外縁部および閉じた内縁部からなる面を有する複数の金属板を、その面を予備成型体の面と平行にして配置する金属板配置工程と、磁性体粉を含有する複合材料を、金属板を被覆して配置し、加圧成型する加圧成型工程とを含む工程で準備されてもよい。所望の構成を有する成型集合体を効率的に準備することができる。

金属板は、厚み方向に直交する断面の外縁部および内縁部が、半環形状または多角形状を有していてもよい。金属板が単純な形状を有することで、金属板の加工容易になり、生産性が向上する。

前記金属板は、厚み方向に平行な断面の外縁部および内縁部が、半環形状または多角形状を有してもよい。金属板の幅を広くすることができ、成型体の高さを低減することができる。

本明細書において「工程」との語は、独立した工程だけではなく、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の所期の目的が達成されれば、本用語に含まれる。以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための、表面実装インダクタおよびその製造方法を例示するものであって、本発明は、以下に示す表面実装インダクタおよびその製造方法に限定されない。なお特許請求の範囲に示される部材を、実施形態の部材に限定するものでは決してない。特に実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図中には同一箇所に同一符号を付している。要点の説明または理解の容易性を考慮して、便宜上実施形態を実施例に分けて示すが、異なる実施例で示した構成の部分的な置換または組み合わせが可能である。実施例２以降では実施例１と共通の事柄についての記述を省略し、異なる点についてのみ説明する。特に、同様の構成による同様の作用効果については実施例毎には逐次言及しない。

実施例１
実施例１の表面実装インダクタ１００を図１Ａおよび図１Ｂを参照して説明する。図１Ａは表面実装インダクタ１００の断面図である。図１Ｂは表面実装インダクタ１００の透過平面図である。

図１Ａに示すように、表面実装インダクタ１００は、磁性体粉を含有する複合材料からなる成型体１０と、成型体１０に内包される金属板１２と、実装面側と側面に渡って配置される外部端子１４とを備える。成型体１０は、実装面側の底面と、底面に対向する上面と、底面および上面に直交する４つの側面とを有する。また、成型体１０は金属板１２が延在する長手方向の長さと、長手方向に直交し、紙面手前から奥への短手方向の幅と、底面と上面の距離である高さを有する。金属板１２は、その両端部を成型体１０の底面に露出して、成型体１０に内包される。また、金属板１２は成型体１０の底面への露出部の一方から、他方の露出部へと弧状に延在し、厚み方向と直交する面を有する。図１Ａの断面図では、金属板１２の厚み方向と直交する面は半円状の外縁部と、外縁部の半円よりも半径の小さい半円状の内縁部とを有する半環形状を有している。金属板１２では、外縁部の半円と内縁部の半円は同心円となっており、外縁部の半円の半径と内縁部の半円の半径の差分が金属板１２の幅となっている。図１Ａでは金属板１２の厚み方向と直交する面が、成型体１０の実装面側である底面と直交して配置されている。金属板１２の成型体１０の底面からの露出部はそれぞれ外部端子１４と電気的に接続される。図１Ａでは、外部端子１４は、成型体１０の底面の一部と側面の一部とに渡って延在しているが、成型体の底面のみに形成されていてもよく、底面の一部と側面全体に渡って形成されてもよい。また、外部端子１４は成型体１０の長手方向に直交する側面のみならず、長手方向に平行な側面に形成されてもよい。図１Ａでは、金属板１２の外縁部および内縁部は半円形状となっているが、半楕円形状であってもよい。

図１Ｂは、表面実装インダクタ１００の成型体１０の長手方向に直交する側面側からみた透過平面図である。表面実装インダクタ１００では、成型体１０の短手方向に厚みを有する金属板１２が、厚み方向に直交する面を、成型体１０の短手方向に直交する面と平行にして配置される。図１Ｂでは、外部端子１４は、成型体１０の側面の幅と同幅に形成されているが、成型体１０の側面よりも狭幅に形成されていてもよい。

表面実装インダクタ１００において、成型体１０を構成する複合材料は磁性体粉に加えて樹脂等の結着剤を含んでいてもよい。磁性体粉には、例えば、鉄を含む金属磁性体、ナノ結晶等の金属磁性粒子、フェライト等を用いることができる。また、結着剤には、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂が用いられる。さらに、金属板１２は、銅等の導電性金属から形成され、表面実装インダクタ１００のコイル導体部を構成する。

成型体１０は、例えば、長手方向の長さである縦が２．５ｍｍ、短手方向の長さである横が２．０ｍｍ、底面と上面の距離である高さが１．０ｍｍの大きさ、いわゆる２５２０１０サイズに形成される。また、金属板は、例えば、線幅が６００μｍ、厚みが１５０μｍ、外縁部の直径である外径が１．５ｍｍの銅製である金属母材から構成される。

表面実装インダクタ１００では、磁性体部を構成する成型体１０に内包される金属板１２が、両端部を成型体１０の底面に露出する形状を有している。そのため、成型体１０の形成後に金属板を折り曲げることなく外部端子１４と接続でき、外部端子１４の形成時における成型体１０の損傷発生を抑制できる。

表面実装インダクタ１００は、例えば、以下の（１）から（３）の工程を含む製造方法で製造することができる。
（１）成型集合体準備工程
成型集合体準備工程では、磁性体粉を含有する複合材料からなり、閉じた外縁部および閉じた内縁部からなる面を有する複数の金属板を、その面を平行にして内包する成型集合体を準備する。成型集合体は、磁性体粉を含有する複合材料からなる平板状の予備成型体を準備する予備成型体準備工程と、得られる予備成型体上に、閉じた外縁部および閉じた内縁部からなる面を有する複数の金属板を、前記面を予備成型体の面と平行にして配置する金属板配置工程と、磁性体粉を含有する複合材料を、金属板を被覆して配置し、加圧成型する加圧成型工程とを経て準備することができる。

図５は、成型集合体５００の一例を示す透過平面図である。図５では、平板状の予備成型体の上に、外縁部と内縁部が同心円をなす環状の前駆金属板１８が、厚み方向と直交する面を平行にして配置されている。前駆金属板１８は、外縁部を互いに離隔して等間隔に配置される。前駆金属板１８の上には、前駆金属板１８を被覆して複合材料が配置される。複合材料には平板状の予備成型体を用いてもよい。次いで加圧成型することで一体化され、前駆金属板１８が複合材料からなる成型体１６に内包された成型集合体５００が準備される。加圧成型は、所望の形状を有する金型を用いて行うことができる。

（２）前駆体形成工程
前駆体形成工程では、埋設された金属板の環状の面に直交する面、すなわち、厚み方向に平行な面で、成型集合体を分割して、成型体および成型体に内包される分割された金属板を備え、成型体の実装面側に金属板の分割された端面を露出する複数の前駆体を得る。成型集合体は、環状の金属板間を通る面および環状の金属板の中心部を通る面で切断される。図５では、環状の金属板間を通る面は、ＡＡ線を通り、成型集合体の厚み方向に平行な面として成型集合体の縦方向および横方向に設定される。また、環状の金属板の中心部を通る面は、ＢＢ線を通り、成型集合体の厚み方向に平行な面として成型集合体の横方向に設定される。

（３）外部端子形成工程
外部端子形成工程では、分割された成型体の実装面側に露出する金属板の分割された端面に接続させて外部端子が形成される。外部端子は、例えば、成型体の実装面に導体ペーストを付与して形成したり、メッキ処理により形成されたりする。

表面実装インダクタの製造方法では、成型集合体に内包される環状の金属板を半分に切断することで、成型体の実装面側に金属板の分割された端面が露出する複数の前駆体を同時に形成することができる。これにより製造工数を低減することができる。

実施例２
実施例２の表面実装インダクタ２００を、図２を参照して説明する。図２は表面実装インダクタ２００の断面図である。表面実装インダクタ２００では、金属板１２の断面の外縁部および内縁部の形状がそれぞれ矩形になっており、断面が枠状となっている。

表面実装インダクタ２００では、コイル導体部となる金属板１２の厚み方向に直交する面が、成型体１０の底面に直交する直線状の部分と底面に平行な直線状の部分とから構成され、半枠状となっている。また、金属板１２の厚み方向に直交する半枠状の面は、成型体１０の長手方向の幅と、成型体１０の高さ方向の幅が同一に形成されている。金属板１２の端部は成型体１０の底面に露出して外部端子１４と接続される。

金属板１２は、例えば、線幅が６００μｍ、厚みが１５０μｍの銅製である金属母材をから構成され、外縁部の長手方向の長さが１．５ｍｍ、高さ０．５ｍｍの矩形状に形成される。

表面実装インダクタ２００では、磁性体部を構成する成型体１０に内包される金属板１２が、両端部を成型体１０の底面に露出する形状を有している。そのため、成型体１０の形成後に金属板を折り曲げることなく外部端子１４と接続でき、外部端子１４の形成時における成型体１０の損傷発生を抑制できる。また、金属板１２の厚み方向に直交する面の形状が矩形の金属板を矩形に打ち抜いた単純な形状のため、金属板１２を打ち抜きで形成する場合の生産性が向上する。

表面実装インダクタ２００では、金属板１２の厚み方向に直交する面の外縁部と内縁部が共に矩形状であるが、三角形状、五角形状、六角形状の多角形状であってもよい。

実施例３
実施例３の表面実装インダクタ３００を、図３Ａおよび図３Ｂを参照して説明する。図３Ａは表面実装インダクタ２００の断面図である。図３Ｂは表面実装インダクタ３００の長手方向に直交する側面側からみた透過平面図である。表面実装インダクタ３００では、成型体１０の短手方向からみた金属板１２の断面の外縁部および内縁部がそれぞれ半円形状になっている。また金属板１２の幅方向が成型体１０の短手方向と平行になっている。

表面実装インダクタ３００では、コイル導体部となる金属板１２の厚み方向に平行な面、すなわち、図３Ａの断面が、成型体１０の底面に直交して金属板１２が配置される。また、金属板１２は厚み方向を半円の中心方向と一致させて半円状に曲がっている。金属板１２の端部は成型体１０の底面に露出して外部端子１４と接続される。図３Ｂに示すように、金属板１２は、その幅方向を成型体１０の短手方向と平行にして配置され、厚み方向に平行な面を成型体１０の短手方向に直交する側面と平行にして配置される。

実施例４
実施例４の表面実装インダクタ４００を、図４を参照して説明する。図４は表面実装インダクタ４００の長手方向から観た透過平面図である。表面実装インダクタ４００では、成型体１０に２つの金属板１２が内包されている。

表面実装インダクタ４００では、コイル導体部となる金属板１２の厚み方向に直交する面が成型体１０の底面に直交して、それぞれの金属板１２が配置される。２つの金属板１２は、厚み方向に直交する面を平行にして、互いに離隔して成型体１０に内包される。成型体１０に内包される金属板１２の断面形状は、実施例１のような半環形状であるが、実施例２のような多角形状であってもよい。金属板１２の端部はそれぞれ成型体１０の底面に露出して外部端子１４と接続される。図４では、外部端子１４は金属板１２の端部毎に接続して設けられ、計４つの外部端子１４が成型体の底面の一部および側面の一部に渡って形成される。外部端子１４は２つの金属板それぞれの一方の端部を接続して形成されてもよい。また図４では成型体１０は、２つの金属板１２を内包するが、３以上の金属板１２を内包してもよい。さらに図４では金属板１２は、厚み方向に直交する面が実装面に直交して配置されるが、実施例３のように厚み方向に平行な面が実装面に直交して配置されてもよい。

複数の金属板１２をコイル導体として成型体１０に内包することで、トランス、コイルアレイ等を構成することができる。

成型体や金属板のサイズは特性に応じて変更することができる。
また、実施例２において、半枠状の金属板は、厚み方向に直交する半枠状の面が、成型体の長手方向に延在する部分の幅と、成型体の高さ方向に延在する部分の幅とが異なっていてもよい。

１０ 成型体
１２ 金属板
１４ 外部端子
１００ 表面実装インダクタ

Claims (8)

1. 磁性体粉を含有する複合材料からなる成型体と、前記成型体に内包され、延伸方向の両端部を前記成型体の実装面側から露出する金属板と、前記金属板の両端部に電気的に接続され、実装面上に配置される外部端子とを備え、
   前記金属板は、延伸方向に平行な面が実装面と直交して配置される表面実装インダクタ。
2. 前記金属板は、厚み方向に直交する断面の外縁部および内縁部が、半環形状または多角形状を有する請求項１に記載の表面実装インダクタ。
3. 前記金属板は、厚み方向に平行な断面の外縁部および内縁部が、半環形状または多角形状を有する請求項１に記載の表面実装インダクタ。
4. 前記成型体内に、複数の前記金属板を備える請求項１から請求項３のいずれかに記載の表面実装インダクタ。
5. 磁性体粉を含有する複合材料からなり、閉じた外縁部および閉じた内縁部からなる面を有する複数の金属板を、前記面を平行にして内包する成型集合体を準備することと、
   前記成型集合体を前記面に直交する面で分割して、成型体および前記成型体に内包される分割された金属板を備え、前記成型体の実装面側に前記金属板の分割された端面を露出する複数の前駆体を得ることと、
   前記前駆体の実装面側に、前記金属板の端面と接続する外部端子を形成することと、を含む表面実装インダクタの製造方法。
6. 前記成型集合体は、磁性体粉を含有する複合材料からなる平板状の予備成型体を準備することと、
   前記予備成型体上に、閉じた外縁部および閉じた内縁部からなる面を有する複数の金属板を、前記面を前記予備成型体の面と平行にして配置することと、
   磁性体粉を含有する複合材料を、前記金属板を被覆して配置し、加圧成型することで準備される請求項５に記載の製造方法。
7. 前記金属板は、厚み方向に直交する断面の外縁部および内縁部が、半環形状または多角形状を有する請求項５または６に記載の製造方法。
8. 前記金属板は、厚み方向に平行な断面の外縁部および内縁部が、半環形状または多角形状を有する請求項５または６に記載の製造方法。

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