JP2022153774A - Method for manufacturing inductor - Google Patents

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Abstract

To provide a coil component which is small-sized and excellent in electric performance, and has high reliability.SOLUTION: A method for manufacturing an inductor includes steps of: joining magnetic sheets to each other by overlapping and temporarily pressing the magnetic sheets, and obtaining a sheet 12 with an integral built-in coil; forming slits 13 in one direction of the sheet 12 with the integral built-in coil; injecting an insulation paste 14 obtained by mixing a resin and insulation powder into the slits 13; compressing the magnetic sheets by finally pressing the sheet 12 with the integral built-in coil; heat and curing the magnetic sheets and the insulation paste; and cutting a region of the insulation paste 14 in a dicing line having a width narrower than those of the slits 13, wherein the height of the insulation paste 14 is set to be lower than that of the sheet 12 with the integral built-in coil in a state before the final pressing.SELECTED DRAWING: Figure 2

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。そのため、磁性体シート間にコイル素子を挟んで圧縮し、磁性体シートを硬化させた後、ダイシング等の方法により個片化する方法も提案されている。 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. For this reason, a method has also been proposed in which a coil element is sandwiched between magnetic sheets, the sheets are compressed, the magnetic sheets are cured, and then individualized by a method such as dicing.

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, Patent Document 1 is known as prior art document information related to the invention of this application.

特開２０１７－１２３４３３号公報JP 2017-123433 A

しかしながら、大電流を流したときの磁気飽和を発生しにくくさせるために、磁性材料に金属磁性粉を用いた場合、ダイサーを用いて切断すると、ダイシングブレードにより金属磁性粉が変形して金属磁性粉どうしが接触し、切断面での絶縁抵抗が下がってしまう。 However, when a metal magnetic powder is used as a magnetic material in order to prevent the occurrence of magnetic saturation when a large current is applied, when the metal magnetic powder is cut using a dicer, the metal magnetic powder is deformed by the dicing blade. They come into contact with each other, and the insulation resistance at the cut surface decreases.

本発明は上記課題を解決するために、金属磁性粉と樹脂とを混合してシート成形することにより磁性シートを得る工程と、磁性シートの上に絶縁被覆導線を巻回したコイルを配置する工程と、その上にさらに磁性シートを重ねて仮プレスすることにより磁性シート同士を接合してコイル内蔵一体シートを得る工程と、コイル内蔵一体シートの一方向にスリットを形成する工程と、スリットに樹脂と絶縁粉末とを混合した絶縁ペーストを注入する工程と、コイル内蔵一体シートを本プレスすることにより磁性シートを圧縮する工程と、磁性シートおよび絶縁ペーストを加熱硬化させる工程と、スリットよりも幅の狭いダイシングラインで絶縁ペーストの領域を切断する工程とを備え、本プレスを行う前の状態で、絶縁ペーストの高さをコイル内蔵一体シートの高さよりも低くしたものである。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a step of obtaining a magnetic sheet by mixing metal magnetic powder and resin into a sheet, and a step of arranging a coil wound with an insulated coated conductor on the magnetic sheet. a step of joining the magnetic sheets together to obtain a coil-embedded integrated sheet by stacking a magnetic sheet on top of it and temporarily pressing it; a step of forming a slit in one direction of the coil-embedded integrated sheet; A step of injecting an insulating paste mixed with an insulating powder, a step of compressing the magnetic sheet by main-pressing the coil-embedded integrated sheet, a step of heating and curing the magnetic sheet and the insulating paste, and a step of having a width wider than the slit. cutting the insulating paste region with a narrow dicing line, and making the height of the insulating paste lower than the height of the integrated coil-embedded sheet before the main pressing.

以上のように行うことにより、小型で、磁気飽和特性に優れ、絶縁抵抗の高いインダクタを効率よく生産することができる。 By carrying out as described above, it is possible to efficiently produce an inductor that is small, excellent in magnetic saturation characteristics, and high in insulation resistance.

（ａ）本発明の一実施の形態におけるインダクタの製造方法を説明する上面透視図、（ｂ）本発明の一実施の形態におけるインダクタの製造方法を説明する断面図(a) Top perspective view for explaining a method for manufacturing an inductor according to an embodiment of the present invention, (b) Cross-sectional view for explaining a method for manufacturing an inductor according to an embodiment of the present invention 本発明の一実施の形態におけるインダクタの製造方法を説明する断面図Sectional views for explaining a method of manufacturing an inductor according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施の形態におけるインダクタの製造方法を説明する断面図Sectional views for explaining a method of manufacturing an inductor according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施の形態におけるインダクタの製造方法を説明する上面透視図FIG. 2 is a perspective top view illustrating a method of manufacturing an inductor according to an embodiment of the present invention; 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よるインダクタの透視斜視図1 is a see-through perspective view of an inductor according to a method of manufacturing an inductor according to an embodiment of the present invention; FIG.

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.

まず金属磁性粉と樹脂とを混錬してシート成形することにより、磁性シートを得る。金属磁性粉としては、平均粒径約１０μｍのＦｅ－Ｓｉ－Ｃｒ等の合金を用いる。樹脂としてはシリコーン系のものを用いている。磁性シートの内金属磁性粉の体積割合を約７０％とし、厚さを約０．７ｍｍとしている。 First, a magnetic sheet is obtained by kneading a metal magnetic powder and a resin and forming a sheet. As the metal magnetic powder, an alloy such as Fe--Si--Cr having an average particle size of about 10 μm is used. A silicone-based resin is used as the resin. The volume ratio of the metal magnetic powder in the magnetic sheet is about 70%, and the thickness is about 0.7 mm.

この磁性シートの上に絶縁被覆導線を巻回したコイル１１を配置し、その上にさらに磁性シートを重ねて約１００ｋｇ／ｃｍ２で仮プレスすることにより磁性シート同士を接合してコイル内蔵一体シート１２を得る。この状態でのコイル内蔵一体シート１２の厚さは、約１．３ｍｍとなっている。 A coil 11 wound with an insulated conductor wire is placed on the magnetic sheet, and another magnetic sheet is placed on top of the magnetic sheet. get 12. The thickness of the coil-embedded integrated sheet 12 in this state is approximately 1.3 mm.

次にこのコイル内蔵一体シート１２の一方向に幅約４００μｍのスリット１３を形成して、図１のようにする。ここで図１（ａ）は上面透視図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）の一点鎖線で切ったときの断面図である。このスリット１３を形成する方法としては、金型を用いてスリット１３となる部分を取り除く等の方法を用いることができる。本プレスの後ではコイル内蔵一体シート１２が硬くなりすぎて、スリット１３を形成することが難しくなる。そのため本発明の実施の形態では、仮プレスした後のコイル内蔵一体シート１２の状態でスリット１３を形成することにより、容易にスリット１３を形成することができる。 Next, a slit 13 having a width of about 400 μm is formed in one direction of the integrated coil-containing sheet 12 as shown in FIG. Here, FIG. 1(a) is a perspective top view, and FIG. 1(b) is a cross-sectional view taken along a dashed line in FIG. 1(a). As a method for forming the slit 13, a method such as removing the portion to be the slit 13 using a mold can be used. After the main pressing, the coil-embedded integrated sheet 12 becomes too hard, making it difficult to form the slits 13 . Therefore, in the embodiment of the present invention, the slits 13 can be easily formed by forming the slits 13 in the state of the coil-embedded integrated sheet 12 after being temporarily pressed.

次にこのスリット１３の間に、絶縁ペースト１４を注入する。この絶縁ペースト１４は磁性シートに用いたシリコーンと同じものに、シリカ粉末とトルエン等の溶剤を加えたものを用いている。このとき溶剤の割合を重量比で約３０％としている。注入する方法としては、スクリーン印刷、シリンジによる注入等を用いることができる。そのあと約９０℃で溶剤を蒸発させる。この温度を用いることにより、シリコーンを硬化させずに、溶剤のみを蒸発させることができる。図２にこのときのコイル内蔵一体シート１２の断面図を示す。このときの絶縁ペースト１４の高さを約１ｍｍにしている。注入時の絶縁ペースト１４の高さは、コイル内蔵一体シート１２の高さとほぼ同じにしているが、絶縁ペースト１４の中に含まれる溶剤を蒸発させることにより、約１ｍｍの高さとなっている。 Next, an insulating paste 14 is injected between the slits 13 . The insulating paste 14 is made by adding silica powder and a solvent such as toluene to the same silicone used for the magnetic sheet. At this time, the ratio of the solvent is about 30% by weight. Screen printing, injection using a syringe, or the like can be used as the injection method. The solvent is then evaporated at about 90°C. By using this temperature, only the solvent can be evaporated without curing the silicone. FIG. 2 shows a sectional view of the integrated coil-containing sheet 12 at this time. The height of the insulating paste 14 at this time is about 1 mm. The height of the insulating paste 14 at the time of injection is set to be substantially the same as the height of the coil-embedded integrated sheet 12, but the height is reduced to about 1 mm by evaporating the solvent contained in the insulating paste 14.例文帳に追加

次にこのコイル内蔵一体シート１２を約２０００ｋｇ／ｃｍ２の圧力で本プレスすることにより、磁性シートを圧縮、一体化させる。そのあと約１８０℃で磁性シートおよび絶縁ペースト１４を硬化させる。本プレスを行う前のコイル内蔵一体シート１１は、表面が樹脂で覆われた金属磁性粉が集まった状態で、それらの間に空間を含んだ状態となっている。これに本プレスの圧力を加えることによって、空間がつぶされて厚さ方向に圧縮されて、厚さが約１ｍｍとなる。一方絶縁ペースト１４の方はほとんど空間を含まない状態であるので、本プレスによってもほとんど圧縮されず、約１ｍｍの高さを維持し、図３のようにコイル内蔵一体シート１２と同じ高さにすることができる。 Next, the coil built-in integrated sheet 12 is pressed under a pressure of about 2000 kg/cm 2 to compress and integrate the magnetic sheet. After that, the magnetic sheet and the insulating paste 14 are cured at about 180°C. Before the main pressing, the coil-embedded integrated sheet 11 is in a state in which the metal magnetic powder whose surface is covered with resin is collected, and a space is included between them. By applying the pressure of the main press to this, the space is crushed and compressed in the thickness direction, resulting in a thickness of about 1 mm. On the other hand, since the insulating paste 14 is in a state containing almost no space, it is hardly compressed even by this pressing and maintains a height of about 1 mm, which is the same height as the coil-embedded integrated sheet 12 as shown in FIG. can do.

次に図４の破線部分でタイシングを行う。このダイシングにより、絶縁ペースト１４の領域の中央部分を、幅約３００μｍで切断する。このようにスリット１３の幅よりも狭い幅でダイシングするため、磁性シートの部分を切断することはなく、金属磁性粉が変形して金属磁性粉どうしが接触することを防ぐことができる。さらに絶縁ペースト１４の領域に直交する方向でも同様の幅で切断する。この場合は磁性シートの領域を切断し、コイル端部の一部も切断によって露出させる。この場合コイル端部と接続する部分であるため、金属磁性粉どうしが接触しても問題はない。 Next, dicing is performed along the dashed line in FIG. By this dicing, the central portion of the region of the insulating paste 14 is cut with a width of about 300 μm. Since dicing is performed with a width narrower than the width of the slit 13 in this way, the magnetic sheet portion is not cut, and the metal magnetic powder can be prevented from deforming and coming into contact with each other. Furthermore, the same width is cut in the direction perpendicular to the region of the insulating paste 14 . In this case, the area of the magnetic sheet is cut, and a part of the coil end is also exposed by cutting. In this case, there is no problem even if the metal magnetic particles come into contact with each other because the parts are connected to the coil ends.

以上のように個片化されたもののコイル端部の一部を露出させた端面に外部電極１５を塗布することにより、図５のようなインダクタを得ることができる。 The inductor shown in FIG. 5 can be obtained by applying the external electrodes 15 to the end surfaces of the individualized pieces, which are partially exposed at the ends of the coil.

本プレスを行う前の状態で、絶縁ペーストの高さをコイル内蔵一体シートの高さの６０％以上、８０％以下とすることが望ましい。絶縁ペーストの高さが６０％よりも低くなると磁性シートがスリットの方に広がりやすくなる。８０％よりも高くなると絶縁ペーストが柱となって、磁性シートが十分に圧縮されにくくなる。 It is desirable that the height of the insulating paste be 60% or more and 80% or less of the height of the integrated coil-embedded sheet before the main pressing. If the height of the insulating paste is less than 60%, the magnetic sheet tends to spread toward the slit. If it is higher than 80%, the insulating paste will form pillars, making it difficult to sufficiently compress the magnetic sheet.

本発明のインダクタの製造方法は、小型で、磁気飽和特性に優れ、絶縁抵抗の高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 an inductor that is small, has excellent magnetic saturation characteristics, and has a high insulation resistance, and is industrially useful.

１１ コイル
１２ コイル内蔵一体シート
１３ スリット
１４ 絶縁ペースト
１５ 外部電極 REFERENCE SIGNS LIST 11 coil 12 coil-embedded integrated sheet 13 slit 14 insulating paste 15 external electrode

Claims (3)

金属磁性粉と樹脂とを混合してシート成形することにより磁性シートを得る工程と、前記磁性シートの上に絶縁被覆導線を巻回したコイルを配置する工程と、その上にさらに前記磁性シートを重ねて仮プレスすることにより前記磁性シート同士を接合してコイル内蔵一体シートを得る工程と、前記コイル内蔵一体シートの一方向にスリットを形成する工程と、前記スリットに樹脂と絶縁粉末とを混合した絶縁ペーストを注入する工程と、前記コイル内蔵一体シートを本プレスすることにより前記磁性シートを圧縮する工程と、前記磁性シートおよび前記絶縁ペーストを加熱硬化させる工程と、前記スリットよりも幅の狭いダイシングラインで前記絶縁ペーストの領域を切断する工程とを備え、前記本プレスを行う前の状態で、前記絶縁ペーストの高さを前記コイル内蔵一体シートの高さよりも低くしたインダクタの製造方法。 A step of obtaining a magnetic sheet by mixing metal magnetic powder and resin into a sheet, a step of arranging a coil formed by winding an insulated conductor wire on the magnetic sheet, and further placing the magnetic sheet thereon. A step of joining the magnetic sheets together by overlapping and temporarily pressing them to obtain a coil-embedded integrated sheet, a step of forming a slit in one direction of the coil-embedded integrated sheet, and mixing a resin and an insulating powder in the slit. compressing the magnetic sheet by main-pressing the coil-embedded integrated sheet; heat-curing the magnetic sheet and the insulating paste; and cutting the region of the insulating paste with a dicing line, wherein the height of the insulating paste is lower than the height of the integrated coil-embedded sheet before the main pressing. 前記本プレスを行う前の状態で、前記絶縁ペーストの高さを前記コイル内蔵一体シートの高さの６０％以上、８０％以下とした請求項１記載のインダクタの製造方法。 2. The method of manufacturing an inductor according to claim 1, wherein the height of the insulating paste is 60% or more and 80% or less of the height of the coil-embedded integrated sheet before the main pressing. 前記絶縁ペーストは溶剤成分を含み、前記溶剤成分を揮発させることにより前記本プレスを行う前の状態で、前記絶縁ペーストの高さを前記コイル内蔵一体シートの高さよりも低くした請求項１または請求項２記載のインダクタの製造方法。 The insulating paste contains a solvent component, and by evaporating the solvent component, the insulating paste is made lower in height than the coil-embedded integral sheet before the main pressing is performed. Item 3. A method of manufacturing an inductor according to item 2.
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