JP2019192841A - インダクタ - Google Patents

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JP2019192841A
JP2019192841A JP2018085905A JP2018085905A JP2019192841A JP 2019192841 A JP2019192841 A JP 2019192841A JP 2018085905 A JP2018085905 A JP 2018085905A JP 2018085905 A JP2018085905 A JP 2018085905A JP 2019192841 A JP2019192841 A JP 2019192841A
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高田 義則
Yoshinori Takada
義則 高田
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Abstract

【課題】印刷基板に表面実装したあとに自動はんだ付け外観検査装置ではんだ付け状態の判別が可能なインダクタを提供することを目的とする。【解決手段】底面11と、天面12と、底面11と天面12を連接する側面13と、側面13と反対側に位置する側面14と、側面13と側面14を連接する側面15と、側面15と反対側に位置する側面16を有する外装体10と、外装体10に埋設され、両端32,33を有するコイル部30と、コイル部30の両端32,33が側面13から引き出され、側面13に沿って折り曲がり、側面14に向かって底面11に沿って曲がり、天面12に向かって側面14に沿って曲がった外部電極41、42とを備え、側面13に天面12と側面13と底面11に開口した凹欠部25を有し、側面14に天面12と側面14と底面に開口した凹欠部26を有するものである。【選択図】図1

Description

本発明は、各種電子機器に用いられるインダクタに関するものである。
従来から、DC−DCコンバータ装置等の電子装置に、電源電圧の昇降圧、直流電流の平滑化等を目的にインダクタが広く用いられ、近年、大電流用途に用いられるものが多くなってきている。
このような従来のインダクタとしては、導線が巻回形成されたコイル電極を埋設する磁性体からなる外装体を有し、コイル電極の両端部は、ともに外装体の第一の側面から引き出され、この引き出された部分から外装体の底面に向かって折り曲げられ、さらに底面および第一の側面とは反対側の第二の側面に沿って折り曲げられ、外装体の天面に設けられた切欠き部に向かって折り曲げて係止させることによって外部電極を形成したものが知られている。
特開2014−132630号公報
しかしながら、従来のインダクタの構成では、さらに大電流化の用途に対応するために、コイル電極の導線の断面積を大きくしてくると、外部電極の第一の側面から底面に向かって折り曲げられた部分や、底面から第二の側面に向かって折り曲げられた部分にできるR部の曲率半径が大きくなる。
この外部電極のR部の曲率半径が大きくなると、インダクタを印刷基板に表面実装したときにできるはんだフィレットが、インダクタを上面から見たときに外部電極のR部に隠れて見えにくくなって、はんだ付け状態を自動で検査する自動はんだ付け外観検査装置で判別しにくいという問題点が生じてきた。
本発明は、大電流に対応した表面実装型のインダクタであっても、印刷基板に表面実装したあとに自動はんだ付け外観検査装置ではんだ付け状態の判別が可能なインダクタを提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本開示の一態様は、底面と、底面の反対側に位置する天面と、底面と天面とに連接した第一側面と、底面と天面とに連接してかつ第一側面と反対側に位置する第二側面と、底面と天面と第一側面と第二側面とに連接した第三側面と、底面と天面と第一側面と第二側面とに連接してかつ第三側面の反対側に位置する第四側面を有する外装体と、第一端と第二端とを有して巻回された導線よりなり、外装体の内部に埋設されたコイル部と、コイル部の導線の第一端から延出し、第一側面から引き出されて底面に向かって折り曲がり、第一側面と底面と第二側面とに沿って曲がり、天面に向かって曲がっている第一外部電極と、コイル部の導線の第二端から延出し、第一側面から引き出されて底面に向かって折り曲がり、第一側面と底面と第二側面とに沿って曲がり、天面に向かって曲がっている第二外部電極と、を備え、第三側面には、第四側面に向かって窪みかつ天面から底面まで延びかつ天面と第三側面と底面に開口した第一凹欠部を有し、第四側
面には、第三側面に向かって窪みかつ天面から底面まで延びかつ天面と第四側面と底面に開口した第二凹欠部を有し、第一凹欠部の第四側面に向かう深さは、第三側面と前記第一外部電極における第三側面側の縁である第一縁との間隔よりも大きく、第二凹欠部の第三側面に向かう深さを、第四側面と第二外部電極間における第四側面側の縁である第二縁との間隔よりも大きくするものである。
本開示の一態様によれば、インダクタを印刷基板に表面実装したあとに、自動はんだ付け外観装置ではんだ付け状態の判別を可能とすることができる。
本開示の一実施の形態におけるインダクタの上面図 本開示の一実施の形態におけるインダクタの底面図 本開示の一実施の形態におけるインダクタの第一側面側の側面図 本開示の一実施の形態におけるインダクタの第二側面側の側面図 本開示の一実施の形態におけるインダクタの第三側面側の側面図 本開示の一実施の形態におけるインダクタの第四側面側の斜視図 本開示の一実施の形態におけるインダクタを実装する印刷基板の上面図 本開示の一実施の形態におけるインダクタを印刷基板に表面実装した状態を示す上面図 本開示の一実施の形態におけるインダクタを印刷基板に表面実装した状態を示す第三側面側の側面図 図9におけるA−A線の断面図 本開示の一実施の形態におけるインダクタの別の例を示す上面図
以下、本開示の一実施の形態におけるインダクタについて、図1〜図6を参照して説明する。
図1は本開示の一実施の形態におけるインダクタの上面図であり、図2は同インダクタの底面図であり、図3は同インダクタの第一側面側の側面図であり、図4は同インダクタの第二側面側の側面図であり、図5は同インダクタの第三側面側の側面図であり、図6は同インダクタの第四側面側の側面図である。
図1〜図6に示すように、本実施の形態のインダクタ100は、コイル部30と、外装体10と、外部電極41、42とを有する。
この内、外装体10は磁性体で構成され、内部にコイル部30を埋設している。図1と図5および図6において、外装体10の内部に埋設されたコイル部30を破線で示している。この、コイル部30は、端32、33を有する巻回された断面が丸形状の導線11よりなる。
また、外装体10は、底面11と、底面11の反対側の天面12と、側面13と、側面13の反対側の側面14と、側面13と側面14に連接した側面15と、側面15の反対側の側面16とを有する。
そして、側面13は、天面12と底面11とに連接している。側面14は、天面12と底面11とに連接している。側面15は、天面12と底面11と側面13、14とに連接している。側面16は、天面12と底面11と側面13、14とに連接している。天面12には切欠き部21、22が設けられている。
外部電極41は、コイル部30の端32から延出して外装体10の外部に露出し、外装体10の側面13における側面15側から引き出され、底面11に向かって折り曲げ部47aで折り曲げられて側面13に沿い、さらに側面14に向かって折り曲げ部47bで折り曲げられて底面11に沿っている。
そして、外部電極41は、さらに天面12に向かって折り曲げ部47cで折り曲げられて側面14に沿い、さらに天面12の切欠き部21に向かって折り曲げ部47dで折り曲げられて切欠き部21に係止されている。
外部電極42は、コイル部30の端33から延出して外装体10の外部に露出し、外装体10の側面13における側面16側から引き出され、底面11に向かって折り曲げ部48aで折り曲げられて側面13に沿い、さらに側面14に向かって折り曲げ部48bで折り曲げられて底面11に沿っている。
そして、外部電極42は、さらに天面12に向かって折り曲げ部48cで折り曲げられて側面14に沿い、さらに天面12の切欠き部22に向かって折り曲げ部48dで折り曲げられて切欠き部22に係止されている。
また、外装体10の底面11における、側面15から外部電極41が当接する部分に、天面12に向かって外部電極41の厚さよりも浅い寸法で天面12に向かって窪んだ段差部23が設けられている。
この底面11の段差部23の内部において、外部電極41と重なる部分に凹部17が設けられている。
そして、外部電極41は凹部17の内側に向かって突出するように折り曲げられた突出部43を有し、突出部43の裏側に凹部17の内側に向かって窪んだ凹陥部45を有する。
また、底面11における、側面16から外部電極42が当接する部分に、天面12に向かって外部電極42の厚さよりも浅い寸法で天面12に向かって窪んだ段差部24が設けられている。
この、底面11の段差部24の内部において、外部電極42と重なる部分に凹部18が設けられている。
そして、外部電極42は凹部18の内側に向かって突出するように折り曲げられた突出部44を有し、突出部44の裏側に凹部18の内側に向かって窪んだ凹陥部46を有する。
また、外装体10の側面15には側面16に向かって窪み、かつ天面12から底面11まで延び、かつ天面12と側面15と底面11とに開口した凹欠部25が設けられている。
側面16には、側面15に向かって窪み、かつ天面12から底面11まで延び、かつ天面12と側面16と底面11に開口した凹欠部26が設けられている。
次に、このように構成されたインダクタ100の各部についてさらに詳しく説明する。
コイル部30は導線31を螺旋状に巻回して形成されており、例えば、表面を絶縁被覆した銅で形成されている。この導線31は、例えば、直径約1.2mmの円形の断面を有する丸線である。
外装体10はコイル部30を磁性体粉に結合剤を混ぜて加圧成形することにより埋設している。磁性体粉は例えば、Fe、Si、Crの合金をアトマイズ法で粉末にした金属粉である。この、外装体12は、例えば、約15mm×15mmの大きさの底面11を有し、底面11から天面12までの高さは約8mmである。
コイル部30の導線31の両端32、33は外部電極41、42にそれぞれ繋がっている。外部電極41、42は、外装体10の側面13から折り曲げ部47a、48aで引き出され、折り曲げ部47a、48aで底面11に向かって折り曲げられている。
また、外部電極41、42は、さらに底面11および側面14に沿って折り曲げられ、天面12に設けられた切欠き部21、22にそれぞれ向かって折り曲げられている。
そして、外部電極41、42の先端は切欠き部21、22にそれぞれ係止されている。
このように、外部電極41、42は側面13から側面14へ底面11を横断して延びている。
また、外部電極41、42は、側面13から引き出されたコイル部30の導線31の表面の絶縁被覆を除去し、側面13、底面11、側面14に沿って固定されることによって構成されている。
なお、外部電極41、42となる導線31の部分は丸線をプレスすることにより、偏平な板状に加工されている。外部電極41、42の厚さは例えば、約0.7mmである。また、コイル部30は丸線以外に、例えば角線で構成してもよく、外部電極41、42はコイル部30の両端32、33の部分を偏平な板状に変形させて形成することができる。
段差部23、24は、外部電極41、42の厚さよりも浅い寸法で底面11から天面12に向かって窪んで形成されている。
この段差部23、24に外部電極41、42をそれぞれ当接させて底面11に沿って配置させると、外装体10と反対側の外部電極41、42の表面が底面11よりも下方に配置される。
そして、外装体10と反対側の外部電極41、42の表面が印刷基板に実装される実装面として機能する。段差部23、24の深さは例えば0.6mmである。段差部23、24の深さは深くするほどインダクタ部品100の高さ寸法を小さくすることができる。
切欠き部21は側面14、15に開口しかつ天面12よりも底面11に近い底27を有し、切欠き部22は側面14、16に開口し天面12よりも底面11に近い底28を有する。外部電極41、42の先端は底27、28にそれぞれ乗るように折り曲げられていることが好ましい。
このように、コイル部30の端部が外装体10の天面12に設けられた切欠き部21、22に向かって折り曲げられることによって、外部電極41、42として固定されている。
しかしながら、外部電極41、42を完全に側面13、底面11、側面14に沿わせることができない場合がある。この場合には、外部電極41、42は外装体10の角部で点接触している状態となりやすい。
すなわち、外部電極41、42は、側面13と底面11と側面14とから離れて、側面13が底面11と繋がる陵と底面11が側面14と繋がる陵とのみで外装体10と接触している状態となりやすい。
これに対して、本実施の形態におけるインダクタ100では、底面11の段差部23、24のうちの外部電極41、42が重なる部分に凹部17、18がそれぞれ形成されている。この凹部17、18に向かって外部電極41、42を曲げることにより、外部電極41、42を外装体10に締め付ける。
結果的に、外部電極41、42は凹部17、18の内側に向かって突出するように曲げられた突出部43、44をそれぞれ有する。凹部17、18の深さは例えば、約1.0mmである。
この構成により、外部電極41、42は側面13、底面11、側面14にそれぞれ面接触する。
また、外部電極41、42は凹部17、18の内側に向かって突出するように曲げられたことにより、外部電極41の実装面は、折り曲げ部47bと凹陥部45間の実装面53と、凹陥部45と折り曲げ部47c間の実装面54を有する。
そして、外部電極42の実装面は、折り曲げ部48bと凹陥部46間の実装面55と、凹陥部46と折り曲げ部48c間の実装面56を有する。
なお、凹部17、18は底面11が側面13に繋がる陵と、底面11が側面14に繋がる陵とを除く位置に設けられている。
凹欠部25は、凹欠部25の側面16に向かう深さ寸法DFを、側面15と外部電極41における側面15側の縁となる縁51との間隔SFよりも大きくして設けられている。
凹欠部26は、凹欠部26の側面15に向かう深さ寸法DSを、側面16と外部電極42における側面16側の縁となる縁52との間隔SSよりも大きくして設けられている。
次に、このように構成された本実施の形態のインダクタ100を、印刷基板60に表面実装した例を説明する。
図7は、印刷基板60の上面図であり、図8はインダクタ100を表面実装した上面図、図9はインダクタ100を表面実装した側面15側の側面図、図10は図9におけるA−A線の断面図である。
図8に示すように、基板61の上面にはインダクタ100の実装面53、54、55、56をはんだ付けするランド62、63、64、65が設けられている。
この内、ランド62は実装面53に対応し、ランド63は実装面54に対応し、ランド64は実装面55に対応し、ランド65は実装面56に対応している。
そして、ランド62とランド64には接続パターン66が繋がっており、接続パターン
66は他の回路と繋がっている。なお、ランド63とランド65はダミーのランドである。
ランド62、63、64、65にはクリームはんだ(図示せず)が塗布され、図10に示すようにインダクタ100を印刷基板60に載せ、リフロー炉などを用いてインダクタ100を印刷基板60に表面実装する。
インダクタ100が表面実装された印刷基板60では、図9、図10に示すように、ランド62、63、64、65の上面に、クリームはんだが溶融固化したはんだ67と外部電極41、42の周囲にはんだフィレット68が形成され、ランド62、63、64、65と、外部電極41、42が電気的に接続されている。
このようにインダクタ100が表面実装された印刷基板60のはんだ付け状態を検査する場合、折り曲げ部47b、47c、48b、48cに形成されたはんだフィレット68は、従来のインダクタと同様に、外部電極41、42の折り曲げ部47b、47c、48b、48cのR部の曲率半径が大きいために、インダクタ100の上面から見たときにはんだフィレット68が外部電極41、42に隠れて見えにくく、はんだ付けの状態を自動はんだ付け外観装置で検査することが難しい。
これに対して本実施の形態のインダクタ100では、外装体10の側面15に凹欠部25が設けられ、側面16に凹欠部26が設けられている。
凹欠部25は、外装体10の側面15から側面16に向かって窪み、かつ天面12から底面11まで延び、かつ天面12と側面15と底面11とに開口しており、凹欠部25の側面16に向かう深さ寸法DFを、側面15と外部電極41における側面15側の縁である縁51との間隔SFよりも大きくしているので、外装体10を天面12側から見たときに、凹欠部25内に外部電極41の縁51を見ることができる。
また、凹欠部26は、外装体10の側面16から側面15に向かって窪み、かつ天面12から底面11まで延び、かつ天面12と側面16と底面11に開口しており、凹欠部26の側面15に向かう深さ寸法DSを、側面16と外部電極42における側面16側の縁である縁52との間隔SSよりも大きくしているので、外装体10を天面12側から見たときに、凹欠部26内に外部電極42の縁52を見ることができる。
そして、外部電極41の縁51と、外部電極42の縁52の部分には折り曲げ部47b、47c、48b、48cなどによる大きな曲率半径を有したR部のようなはんだフィレット68を隠すものがなく、インダクタ100の上面から凹欠部25、凹欠部26を介してはんだフィレット68を見ることができるので、はんだ付けの状態を自動はんだ付け外観検査装置で確認することができるという効果を得ることができる。
インダクタ100を実装した印刷基板60を自動はんだ付け外観検査装置で確認する方法としては、凹欠部25内の外部電極41のはんだ付け部分と、凹欠部26内の外部電極42のはんだ付け部分に照明を照射しながらそれぞれの画像信号を取得し、得られた画像信号からはんだフィレット68の高さを解析するなどして、はんだフィレット68の有無を判別する方法とすればよい。
なお、本実施の形態では、外装体10を天面12側から見たときに、凹欠部25は、外装体10の内側に対して側面15側の開口が広い形状を有し、凹欠26部は、外装体10の内側に対して側面16側の開口が広い形状を有していることが望ましい。
これにより、自動はんだ付け外観検査装置で画像信号を取得する際の照明が入り込みやすく、より精度よくはんだ付け状態の確認を行うことができる。
なお、図1〜図6に示した例では、凹欠部25、26の形状を、外装体10の天面12側から見たときに台形形状の例で説明したが、台形形状に限定されるものではなく、図11に示すように、半円形状等のものでもよい。
また、本実施の形態では、凹欠部25および凹欠部26は、側面13よりも側面14に近い側に配設されていることが望ましい。
側面13側に近い部分はコイル部30の両端32、33によって、凹欠部25、26の開口が大きくすることができず、はんだフィレット68を確認できなくなるので好ましくない。
側面14に近い側は、凹欠部25、26の開口を大きくすることができ、はんだフィレット68を確認しやすくできる。また、外装体10の角に近く、磁心としての外装体10の断面積を減らす影響が少なく、インダクタ100の磁気特性への影響が少ないので好ましい。
なお、本実施の形態の図1〜図6に示した例では側面15、16をフラットな面で形成した例で説明したが、フラットな面に限定されるものではなく、湾曲した面や、底面11と天面12との間で傾斜を有した面であってもよい。
上述のように、本実施の形態のインダクタ100は、底面11と、底面11の反対側に位置する天面12と、底面11と天面12とに連接した側面13と、底面11と天面12とに連接してかつ側面13と反対側に位置する側面14と、底面11と天面12と側面13と側面14とに連接した側面15と、底面11と天面12と側面13と側面14とに連接してかつ側面15の反対側に位置する側面16を有する外装体10と、両端32、33を有して巻回された導線31よりなり、外装体10の内部に埋設されたコイル部30と、コイル部30の導線31の端32から延出し、側面13から引き出されて底面11に向かって折り曲がり 、側面13と底面11と側面14とに沿って曲がり、天面12に向かって曲がっている外部電極42と、 コイル部30の導線31の端33から延出し、側面13から引き出されて底面11に向かって折り曲がり、側面13と底面11と側面14とに沿って曲がり、天面12に向かって曲がっている外部電極42と、を備え、側面15には、側面16に向かって窪みかつ天面12から底面11まで延びかつ天面12と側面15と底面11に開口した凹欠部25を有し、側面16には、側面15に向かって窪みかつ天面12から底面11まで延びかつ天面12と側面16と底面11に開口した凹欠部26を有し、凹欠部25の側面16に向かう深さは、側面15と外部電極41における側面15側の縁である縁51との間隔よりも大きく設けられ、凹欠部26の側面15に向かう深さは、側面16と外部電極42における側面16側の縁である縁52との間隔よりも大きく設けられている。
また、外装体10を天面12側から見たときに、凹欠部25は、外装体10の内側に対して側面15側の開口が広い形状を有し、凹欠部26は、外装体10の内側に対して側面16側の開口が広い形状を有していてもよい。
そして、凹欠部25および凹欠部26は、側面13よりも側面14に近い側に配設されていてもよいものである。
本発明に係るインダクタの構成は、印刷基板に表面実装したあとに自動はんだ付け外観検査装置ではんだ付け状態の判別を可能とすることができ、産業上有用である。
10 外装体
11 底面
12 天面
13 側面(第一側面)
14 側面(第二側面)
15 側面(第三側面)
16 側面(第四側面)
17 凹部(第一凹部)
18 凹部(第二凹部)
21 切欠き部(第一切欠き部)
22 切欠き部(第二切欠き部)
23 段差部(第一段差部)
24 段差部(第二段差部)
25 凹欠部(第一凹欠部)
26 凹欠部(第二凹欠部)
27 底(第一底)
28 底(第二底)
30 コイル部
31 導線
32 端(第一端)
33 端(第二端)
41 外部電極(第一外部電極)
42 外部電極(第二外部電極)
43 突出部(第一突出部)
44 突出部(第二突出部)
45 凹陥部(第一凹陥部)
46 凹陥部(第二凹陥部)
47a〜47d 折り曲げ部
48a〜48d 折り曲げ部
51 縁(第一縁)
52 縁(第二縁)
53 実装面(第一実装面)
54 実装面(第二実装面)
55 実装面(第三実装面)
56 実装面(第四実装面)
60 印刷基板
61 基板
62 ランド(第一ランド)
63 ランド(第二ランド)
64 ランド(第三ランド)
65 ランド(第四ランド)
66 接続パターン
67 はんだ
68 はんだフィレット
100 インダクタ

Claims (3)

  1. 底面と、前記底面の反対側に位置する天面と、前記底面と前記天面とに連接した第一側面と、前記底面と前記天面とに連接してかつ前記第一側面と反対側に位置する第二側面と、前記底面と前記天面と前記第一側面と前記第二側面とに連接した第三側面と、前記底面と前記天面と前記第一側面と前記第二側面とに連接してかつ前記第三側面の反対側に位置する第四側面を有する外装体と、第一端と第二端とを有して巻回された導線よりなり、前記外装体の内部に埋設されたコイル部と、前記コイル部の前記導線の前記第一端から延出し、前記第一側面から引き出されて前記底面に向かって折り曲がり、前記第一側面と前記底面と前記第二側面とに沿って曲がり、前記天面に向かって曲がっている第一外部電極と、前記コイル部の前記導線の前記第二端から延出し、前記第一側面から引き出されて前記底面に向かって折り曲がり、前記第一側面と前記底面と前記第二側面とに沿って曲がり、前記天面に向かって曲がっている第二外部電極と、を備え、前記第三側面には、前記第四側面に向かって窪みかつ前記天面から前記底面まで延びかつ前記天面と前記第三側面と前記底面に開口した第一凹欠部を有し、前記第四側面には、前記第三側面に向かって窪みかつ前記天面から前記底面まで延びかつ前記天面と前記第四側面と前記底面に開口した第二凹欠部を有し、前記第一凹欠部の前記第四側面に向かう深さは、前記第三側面と前記第一外部電極における前記第三側面側の縁である第一縁との間隔よりも大きく、前記第二凹欠部の前記第三側面に向かう深さは、前記第四側面と前記第二外部電極における前記第四側面側の縁である第二縁との間隔よりも大きい、インダクタ。
  2. 前記外装体を天面側から見たときに、前記第一凹欠部は、前記外装体の内側に対して前記第三側面側の前記開口が広い形状を有し、
    前記第二凹欠部は、前記外装体の内側に対して前記第四側面側の前記開口が広い形状を有している、請求項1記載のインダクタ。
  3. 前記第一凹欠部および前記第二凹欠部は、前記第一側面よりも前記第二側面に近い側に配設されている、請求項1記載のインダクタ
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