JP2022135228A - Method for manufacturing inductor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、導線を巻いてコイルが形成され、コイルが磁性体粉末とバインダ材料とを含有する複合磁性材料で形成された成形体内に埋設されたインダクタの製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method of manufacturing an inductor in which a conductor wire is wound to form a coil, and the coil is embedded in a compact made of a composite magnetic material containing magnetic powder and a binder material.
近年携帯電話や車載デバイスにおける電子部品に対する小型化のニーズが高まっている。これに対し、コイルを磁性材料の内部に埋設することによって、小さいサイズにおいても所定のインダクタンス値が得られるように設計されたコイル部品が開発されている。従来のインダクタはコイルと圧粉磁性粉を金型に入れ、圧力を加えて成形する圧粉成形が多く使われてきた。しかしながらインダクタが小型になってくると個々の成形が難しくなり、量産性に欠けていた。これに対して、半導体部品で多く用いられているトランスファーモールドを応用することも可能である。 In recent years, there has been an increasing need for miniaturization of electronic components in mobile phones and in-vehicle devices. On the other hand, a coil component designed to obtain a predetermined inductance value even in a small size has been developed by embedding a coil inside a magnetic material. For conventional inductors, powder compaction, in which a coil and compacted magnetic powder are placed in a mold and molded by applying pressure, has often been used. However, as inductors became smaller, individual molding became difficult, and mass production was lacking. On the other hand, it is also possible to apply transfer molding, which is often used for semiconductor parts.
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
For example,
しかしながら、複数個連結した成形型でトランスファー成形を行うと、成形樹脂にフィラーが含有されていると、注入口から遠い部分では樹脂分が多く流れ込み、結果として場所によりフィラーの量が異なってしまう場合がある。半導体部品でもモールド樹脂にシリカフィラーを混ぜて成形するものの、半導体部品の場合シリカフィラーが偏在しても特性にはほとんど影響しない。これに対してインダクタの場合、磁性体粉末が偏在すると透磁率が変動し、結果としてインダクタンス値にばらつきが生じてしまう。 However, when transfer molding is performed with multiple connected molds, if the molding resin contains filler, a large amount of resin will flow into the part far from the injection port, and as a result, the amount of filler will vary depending on the location. There is Although semiconductor parts are also molded by mixing silica filler with molding resin, in the case of semiconductor parts, uneven distribution of silica filler has little effect on the characteristics. On the other hand, in the case of an inductor, if the magnetic powder is unevenly distributed, the magnetic permeability will fluctuate, resulting in variations in the inductance value.
本発明は上記課題を解決するために、直列状リードフレームのコイル搭載部に搭載したコイル素子と端子部とを接続した後、直列状に配列された複数個のキャビティ部、ランナー部を有する上金型と下金型の間にクランプし、ポット内で加熱した樹脂混錬磁性粉をプランジャーによりカルランナーを介してキャビティ部に注入し、熱硬化により固化させ当該コイル素子組立品の封止を行うインダクタの製造方法において、カルランナーに近い部分の樹脂混錬磁性粉の磁性粉重量割合をカルランナーから遠い部分の樹脂混錬磁性粉の磁性粉重量割合よりも小さくしたしたものである。 In order to solve the above problems, the present invention has a plurality of cavity portions and runner portions arranged in series after connecting a coil element mounted on a coil mounting portion of a serial lead frame and a terminal portion. It is clamped between the mold and the lower mold, and the resin-mixed magnetic powder heated in the pot is injected into the cavity through the cull runner by a plunger and solidified by heat curing to seal the coil element assembly. In the inductor manufacturing method, the magnetic powder weight ratio of the resin-mixed magnetic powder in the portion near the cull runner is made smaller than the magnetic powder weight ratio of the resin-mixed magnetic powder in the portion far from the cull runner.
以上のように行うことにより、金型の最終端にも十分な磁性粉を行きわたらせることができ、インダクタンス値のばらつきの小さいインダクタを得ることができる。 By carrying out as described above, sufficient magnetic powder can be distributed even at the final end of the mold, and an inductor with a small variation in inductance value can be obtained.
以下、本発明の一実施の形態におけるインダクタの製造方法について、図面を参照しながら説明する。 A method of manufacturing an inductor according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図１は本発明の一実施の形態におけるインダクタの製造方法におけるインダクタの成形後の上面図、図２は本発明の一実施の形態におけるインダクタの製造方法に用いるインダクタ製造装置の断面図である。この製造装置はトランスファー成形によって、リードフレーム１１に取り付けられたコイル素子１２を中に入れて、樹脂混錬磁性粉の成形を行う上金型１４ａおよび下金型１４ｂからなる金型１４を有している。金型１４の中にはキャビティ部１３が１０個直列状に設けられており、これらのキャビティ部１３がランナー部１７で等間隔に接続されている。ポット１５内に投入した樹脂混錬磁性粉１６をプランジャー１９によりカルランナー１８を介して圧力を加えてキャビティ部１３に注入し、それぞれのキャビティ部１３に樹脂混錬磁性粉１６を充填するものである。
FIG. 1 is a top view of an inductor after molding in an inductor manufacturing method according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of an inductor manufacturing apparatus used in the inductor manufacturing method according to an embodiment of the present invention. This manufacturing apparatus has a
まずはコイル搭載部を直列状に形成したリードフレーム１１の端子部にそれぞれのコイル素子１２を接続する。コイル素子１２を接続する方法としては、溶接等を用いることができる。
First, each coil element 12 is connected to a terminal portion of a
次にこのリードフレーム１１を、コイル素子１２が各キャビティ部１３に入るように金型１４に設定する。金型１４は上金型１４ａと下金型１４ｂとからなり、この間にリードフレーム１１を入れて金型１４を閉じる。このとき金型１４は約１６５℃に保持されている。
Next, this
次にポット１５内にタブレット状に成形した樹脂混錬粉１６を入れて、約１６５℃に加熱しながら樹脂を溶解させて、プランジャー１９によりカルランナー１９を介して圧力を加えてキャビティ部１３に注入し、それぞれのキャビティ部１３に樹脂混錬磁性粉１６を充填し熱硬化により固化させ、金型１４から取り出して個片化することによりインダクタを得る。ポット１５内に樹脂混錬粉１６を入れる場合は、下金型１４ｂを下げて上金型１４ａとの間に隙間を作り、その隙間の間から樹脂混錬磁性粉１６をポット１５内に投入する等の方法を用いることができる。
Next, a resin kneaded
本実施の形態ではポット１５の両側にそれぞれ１０個のキャビティを設けているが、例えば４個のリードフレームを並列に設け、同時に成形するようにしても構わない。このようにすることにより、さらに効率よく生産することができる。
Although ten cavities are provided on each side of the
通常このように成形した場合、磁性粉の方が樹脂に比べて密度が高いため、プランジャーで樹脂混錬磁性粉を押し出したときに磁性粉の運動エネルギーの方が樹脂の運動エネルギーよりも大きくなり、キャビティの先端部に磁性粉の方がより多く到達しやすくなる。そのためキャビティ間で磁性粉の割合が異なるインダクタができ、インダクタン値のばらつきが大きくなってしまう。 Normally, when molded in this way, the magnetic powder has a higher density than the resin, so when the resin-mixed magnetic powder is pushed out with a plunger, the kinetic energy of the magnetic powder is greater than that of the resin. This makes it easier for more magnetic powder to reach the tip of the cavity. As a result, inductors with different magnetic powder ratios are formed between cavities, resulting in large variations in inductance values.
これに対して本発明の一実施形態では、磁性粉重量割合の異なる樹脂混錬磁性粉のタブレットを準備し、カルランナー１８に近い部分の第１の樹脂混錬磁性粉１６ａの磁性粉重量割合をカルランナー１８から遠い部分の第２の樹脂混錬磁性粉１６ｂの磁性粉重量割合よりも小さくしたものを用いる。例えば第１の樹脂混錬磁性粉１６ａとして磁性粉重量割合が９２ｗｔ％のものを用い、第２の樹脂混錬磁性粉１６ｂとして磁性粉重量割合が９５ｗｔ％のものを用いている。このようにすることにより、先端部のキャビティの磁性粉重量割合が上がりすぎることを防止し、インダクタンス値のばらつきが小さいインダクタを得ることができる。
On the other hand, in one embodiment of the present invention, tablets of resin-mixed magnetic powder having different magnetic powder weight ratios are prepared, and the magnetic powder weight ratio of the first resin-mixed magnetic powder 16a near the
図３は本発明の一実施の形態におけるインダクタの製造方法におけるキャビティ毎のインダクタンス値を示す図であり、カルランナーに近いキャビティ部から順に１から１０までつながっているものである。この図からわかるように、均一の磁性粉重量割合を用いた従来例に対して、インダクタンス値の変動が少ないインダクタを得ることができている。 FIG. 3 is a diagram showing the inductance values for each cavity in the method of manufacturing an inductor according to one embodiment of the present invention, where 1 to 10 are connected in order from the cavity portion closest to the Cull runner. As can be seen from this figure, compared to the conventional example using a uniform magnetic powder weight ratio, an inductor with less variation in inductance value can be obtained.
磁性粉重量割合は、第１の樹脂混錬磁性粉１６ａと第２の樹脂混錬磁性粉１６ｂとで、１ｗｔ％以上、５ｗｔ％異ならせることが望ましい。磁性粉重量割合の差が１ｗｔ％未満では十分にインダクタンス値のばらつきを抑えられず、５ｗｔ％よりも大きくなると先端部のキャビティ内の磁性分量が少なくなりすぎてインダクタンス値のばらつきが大きくなってしまう可能性があるためである。 It is desirable that the weight ratio of the magnetic powder is different between the first resin-mixed magnetic powder 16a and the second resin-mixed magnetic powder 16b by 1 wt % or more and 5 wt %. If the difference in the magnetic powder weight ratio is less than 1 wt%, the variation in the inductance value cannot be sufficiently suppressed, and if it exceeds 5 wt%, the magnetic content in the cavity at the tip becomes too small, resulting in a large variation in the inductance value. This is because it is possible.
なお、上記実施の形態では磁性粉重量割合の異なる２個のタブレット状の第１の樹脂混錬磁性粉１６ａ、第２の樹脂混錬磁性粉１６ｂを用いたが、粉状の磁性粉重量割合の異なる樹脂混錬磁性粉を順次ポット内に投入しても構わない。さらに磁性粉重量割合の異なる３種類以上の樹脂混錬磁性粉を用いても構わない。 In the above embodiment, two tablet-like first resin-mixed magnetic powders 16a and second resin-mixed magnetic powders 16b having different magnetic powder weight ratios were used. Different resin-mixed magnetic powders may be successively charged into the pot. Furthermore, three or more kinds of resin-mixed magnetic powders having different magnetic powder weight ratios may be used.
図４は、本発明の一実施の形態におけるインダクタの製造方法に用いる別のインダクタ製造装置の断面図である。インダクタ製造装置そのものは図２のものと同じであるが、樹脂混錬磁性粉１６が異なっている。図２のものは磁性粉重量割合の異なる２個のタブレット状の第１の樹脂混錬磁性粉１６ａおよび第２の樹脂混錬磁性粉１６ｂを用いているが、図４では磁性粉重量割合の異なる２種類の第１の樹脂混錬磁性粉１６ａおよび第２の樹脂混錬磁性粉１６ｂを一体化したものを用いている。このようにすることにより樹脂混錬磁性粉の投入する工程を簡略化することができる。この場合タブレットの上下を間違えて投入してしまうとインダクタンス値のばらつきが大きくなってしまう。そのため図４のように、タブレットの形状を上の面から下の面にいくにしたがって径が小さくなる円錐の一部を切り取ったような形状とすることが望ましい。このようにすることにより、上下間違いを防止することができるとともに、投入もしやすくなる。
FIG. 4 is a cross-sectional view of another inductor manufacturing apparatus used in the inductor manufacturing method according to one embodiment of the present invention. The inductor manufacturing apparatus itself is the same as that of FIG. 2, but the resin-mixed
本発明のインダクタの製造方法は、インダクタンス値のばらつきが小さいインダクタを効率よく生産することができ、産業上有用である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The method of manufacturing an inductor according to the present invention can efficiently produce inductors with small variations in inductance value, and is industrially useful.
１１ リードフレーム
１２ コイル素子
１３ キャビティ部
１４ 金型
１４ａ 上金型
１４ｂ 下金型
１５ ポット
１６ 樹脂混錬磁性粉
１６ａ 第１の樹脂混錬磁性粉
１６ｂ 第２の樹脂混錬磁性粉
１７ ランナー部
１８ カルランナー
１９ プランジャー
11 lead frame 12
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