JP2023116229A - コイル装置 - Google Patents

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Kiyofumi Fujiwara
満則 須藤
Mitsunori Sudo
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Abstract

【課題】電極とコイルとの間のショート不良、さらには電極に付着した導電性部材とコイルとの間のショート不良の発生を防止することができるコイル装置を提供すること。【解決手段】コイル装置10は、実装面に対して略垂直に配置される巻芯部23と、巻芯部23の軸方向の一端に形成された鍔部22とを有するコアと、巻芯部23に配置されるコイル30と、コイル30の引出部30aが接続され、少なくとも一部が鍔部22の外周面に形成された電極40と、を有し、電極40は、鍔部22の外端面221側に向かって凹む凹部420を有する。【選択図】図2

Description

本発明は、コイル装置に関する。
従来から、実装面に対して巻芯部が略垂直に配置される、いわゆる縦型のドラムコアを具備するコイル装置が知られている。この種のコイル装置では、たとえば特許文献1に記載されているように、鍔部の外端面および外周面に跨るように、電極が形成される場合がある。ここで、鍔部の外端面に形成された電極の一部は、実装基板との実装面として機能し、鍔部の外周面に形成された電極の一部は、ハンダフィレットの形成面として機能する。コイル装置の実装基板への実装時において、鍔部の外周面に形成された電極の一部にハンダフィレットを形成することにより、コイル装置を十分な実装強度で実装基板に実装することが可能となっている。
しかしながら、特許文献1に記載の発明では、鍔部の外周面に形成された電極の一部にコイルの外周面が近接して配置されると、コイルの外周面が電極に接触し、これらの間でショート不良が発生するおそれがある。また、鍔部の外周面に形成された電極の一部にハンダフィレットが形成されるときに、ハンダフィレットの一部が鍔部の内端面に乗り上がり(回り込み)、ハンダフィレットがコイルの外周面に接触して、これらの間でショート不良が発生するおそれがある。そのため、上記の問題を解消するための技術が求められている。
特開2006-269644号公報
本発明は、このような実状に鑑みてなされ、その目的は、電極とコイルとの間のショート不良、さらには電極に付着した導電性部材とコイルとの間のショート不良の発生を防止することができるコイル装置を提供することである。
上記目的を達成するために、本発明に係るコイル装置は、
実装面に対して略垂直に配置される巻芯部と、前記巻芯部の軸方向の一端に形成された鍔部とを有するコアと、
前記巻芯部に配置されるコイルと、
前記コイルの引出部が接続され、少なくとも一部が前記鍔部の外周面に形成された電極と、を有し、
前記電極は、前記鍔部の外端面側に向かって凹む凹部を有する。
本発明に係るコイル装置では、電極が、鍔部の外端面側に向かって凹む凹部を有する。そのため、凹部の位置では、凹部の凹みの程度に応じた距離だけ、電極がコイルの外周面から離れた位置に形成される。これにより、コイルの外周面と電極との間の接触リスクを低減し、コイルと電極との間でショート不良が発生することを防止することができる。
また、凹部の位置では、凹部の凹みの程度に応じた距離だけ、電極が鍔部の内端面から離れた位置に形成される。そのため、電極に導電性部材(たとえばハンダフィレット)が付着するとき、ハンダフィレットの一部が鍔部の内端面に乗り上がり(回り込み)にくくなる。これにより、コイルの外周面とハンダフィレットとの間の接触リスクを低減し、コイルとハンダフィレットとの間でショート不良が発生することを防止することができる。
さらに、鍔部の外周面に電極を形成するときに、凹部が形成されるように鍔部の外周面に電極材を形成することにより、電極材が鍔部の内端面に意に反して乗り上げてしまう事態を防止することができる。
好ましくは、前記凹部の位置において、前記電極と、前記鍔部の内端面と前記外周面との交差部との間には、電極非形成領域が設けられており、前記電極非形成領域には、前記電極が形成されていない。このような構成とした場合、凹部の位置では、コイルの外周面と電極との間に電極非形成領域が介在することになるため、電極非形成領域の広さに応じた分だけ、電極とコイルの外周面との間の距離を引き離すことが可能となる。それゆえ、コイルの外周面が電極に接触するリスクを効果的に低減することができる。
また、凹部の位置では、鍔部の内端面と電極との間に電極非形成領域が介在することになるため、電極非形成領域の広さに応じた分だけ、電極と鍔部の内端面との間の距離を引き離すことが可能となる。それゆえ、電極に形成されたハンダフィレットの一部が鍔部の内端面に乗り上がりにくくなり、コイルの外周面がハンダフィレットに接触するリスクを効果的に低減することができる。
好ましくは、前記電極は、前記鍔部の外周に沿って延在しており、前記凹部は、前記電極の延在方向の中央部に形成されている。このような構成とすることにより、電極の延在方向の中央部を中心として、電極の延在方向に沿って、広範囲にわたって凹部を形成することが可能となる。したがって、コイルの外周面が電極あるいはハンダフィレットに接触するリスクを効果的に低減することができる。
また、通常、特に電極の延在方向の中央部において、電極とコイルの外周面とが最も近接して配置される。そのため、電極の延在方向の中央部に凹部を形成することにより、コイルの外周面が電極あるいはハンダフィレットに接触するリスクを効果的に低減することができる。
好ましくは、前記電極は、前記鍔部の外周に沿って延在しており、前記電極の厚みは、前記電極の延在方向の中央部に向かうにしたがって小さくなっていく。電極の厚みを小さくすることにより、鍔部の外周面からの電極の張り出しが抑えられ、コイルの外周面が電極あるいはハンダフィレットに接触するリスクを低減することができる。特に、電極の延在方向の中央部に向けて、電極の厚みを小さくしていくことにより、電極の延在方向の中央部を中心として、電極の延在方向に沿って、電極厚みの小さな領域を広範囲にわたって形成することが可能となる。これにより、コイルの外周面が電極あるいはハンダフィレットに接触するリスクを効果的に低減することができる。
好ましくは、前記電極の厚みは、前記鍔部の内端面側に向かうにしたがって小さくなっていく。このような構成とすることにより、鍔部の内端面側、すなわちコイルに近い位置ほど、鍔部の外周面からの電極の張り出しが抑えられ、コイルの外周面が電極に接触するリスクを効果的に低減することができる。また、コイルに近い位置ほど、電極に形成されたハンダフィレットの張り出しが抑えられ、コイルの外周面がハンダフィレットに接触するリスクを効果的に低減することができる。加えて、電極に形成されたハンダフィレットの一部が鍔部の内端面に乗り上がりにくくなり、この点においても、コイルの外周面がハンダフィレットに接触するリスクを効果的に低減することができる。
好ましくは、前記電極は、前記コイルの引出部が接続される継線部を有し、前記継線部は、前記凹部の位置とは異なる位置に設けられている。このような位置では、凹部の位置に比べて、巻芯部の軸方向に沿って、継線部の電極幅を十分に確保することが可能である。そのため、凹部の位置とは異なる位置に継線部を設けることにより、コイルの引出部を継線部に確実に接続することができる。
好ましくは、前記巻芯部の軸方向から見て、前記鍔部は多角形状を有し、前記鍔部の外周面は、互いに隣接する複数の面を有し、前記電極は、複数の前記面に跨っており、前記継線部は、前記凹部が形成される面とは異なる面に形成されている。このような構成とすることにより、継線部が形成される面では、巻芯部の軸方向に沿って、継線部の電極幅を十分に確保し、コイルの引出部を継線部に確実に接続することができる。また、凹部が形成される面では、コイルの外周面と電極との間の距離を十分に確保し、コイルの外周面が電極に接触するリスクを効果的に低減することができる。また、巻芯部の軸方向に沿って、鍔部の内端面と電極との間の距離を十分に確保し、電極に形成されたハンダフィレットの一部が鍔部の内端面に乗り上がることを有効に防止することができる。
好ましくは、前記凹部の位置では、前記継線部の位置に比べて、前記電極の厚みが小さくなっている。このような構成とすることにより、凹部の位置では電極の厚みが相対的に小さくなり、継線部の位置では電極の厚みが相対的に大きくなる。そのため、上述した各種の効果、すなわちコイルの外周面と電極との間の接触リスクの低減、コイルの外周面とハンダフィレットとの間の接触リスクの低減(鍔部の内端面へのハンダフィレットの乗り上がり防止)、および継線部に対するコイルの引出部の接続信頼性の向上を両立させることができる。
好ましくは、前記電極は、金属およびガラスを含有する。このような構成とすることにより、電極を鍔部の外周面に十分な接続強度で形成することができる。
図1は本発明の一実施形態に係るコイル装置の斜視図である。 図2は図1に示すコイル装置から外装樹脂を省略したときの斜視図である。 図3Aは図1に示すコイル装置をIIIA方向から見た側面図である。 図3Bは図1に示すコイル装置をIIIB方向から見た側面図である。 図4は図1に示すコイル装置の底面図である。 図5Aは図1に示すコイル装置のVA-VA線に沿う断面図である。 図5Bは図1に示すコイル装置のVB-VB線に沿う断面図である。 図6Aは図3Aに示すコイル装置のVIA-VIA線に沿う一部拡大断面図である。 図6Bは図3Aに示すコイル装置のVIB-VIB線に沿う一部拡大断面図である。
以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。
図1に示すように、本発明の一実施形態に係るコイル装置10は、車載用機器などに搭載され、たとえばインダクタとして機能する。コイル装置10は、コア20と、コイル30(図2)と、第1電極40と、第2電極50とを有する。また、コイル装置10は、これらに加えて、外装樹脂60を有していてもよい。
図1において、X軸は、第1電極40および第2電極50の各長辺の延在方向に対応している。Y軸は、第1電極40と第2電極50とが相互に向かい合う方向に対応している。Z軸は、コイル装置10の実装面に対して垂直に延びる軸であり、コア20の巻芯部23(図3A)の軸方向に対応している。
図2に示すように、コア20は、第1鍔部21と、第2鍔部22と、巻芯部23(図3A)とを有する。コア20は、巻芯部23が実装面に対して略垂直に配置される、いわゆる縦型のドラムコアである。コア20のサイズは、特に限定されないが、そのX軸方向の幅は1.0~6.0mmであり、そのY軸方向の幅は1.0~6.0mmであり、そのZ軸方向の幅は0.5~3.0mmである。
コア20は、磁性材料と樹脂とを含む材料で形成されている。コア20を形成する磁性材料としては、フェライト粒子あるいは金属磁性体粒子等が例示される。フェライト粒子としては、Ni-Zn系フェライト、Mn-Zn系フェライト等が例示される。金属磁性体粒子としては、特に限定されないが、Fe-Ni合金粉、Fe-Si合金粉、Fe-Si-Cr合金粉、Fe-Co合金粉、Fe-Si-Al合金粉、アモルファス鉄等が例示される。コア20を形成する樹脂としては、特に限定されないが、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、その他の合成樹脂、あるいはその他の非磁性材料等が例示される。なお、コア20は、金属磁性体の焼結体であってもよい。
巻芯部23(図3Aおよび図5A参照)は、柱状形状からなり、略円形の横断面形状を有する。巻芯部23の横断面形状は、特に限定されるものではなく、矩形や略八角形、あるいはその他の多角形でもよい。巻芯部23は、実装面に対して略垂直に配置される。巻芯部23の外周面には、コイル30が取り付けられる。コイル30の外周面は、第2鍔部22の外縁の近傍に配置される。なお、コイル30を形成するワイヤとしては、たとえば、銅などの良導体からなる芯材を、イミド変成ポリウレタンなどからなる絶縁材で覆い、さらに最表面をポリエステルなどの薄い樹脂膜で覆ったものを用いることができる。
第1鍔部21は、巻芯部23の軸方向の一端(上端)に形成され、第2鍔部22は、巻芯部23の軸方向の他端(下端)に形成されている。第1鍔部21および第2鍔部22の各々厚みは、特に限定されないが、好ましくは300~600μmである。第1鍔部21と第2鍔部22とは、同一の形状を有し、Z軸方向から見て、略八角形状からなる。ただし、Z軸方向から見た第1鍔部21および第2鍔部22の形状は、これに限定されるものではなく、Z軸方向から見て円形、楕円形、四角形(長方形)、六角形、その他の多角形等であってもよい。
コイル装置10の実装基板(図示略)への実装時において、第2鍔部22の底面は、実装基板と向かい合うように配置される。なお、第1鍔部21の上面には、バーコード等の識別子が付与されていてもよい。
第1電極40と第2電極50とは、相互に対称な形状を有する。第1電極40および第2電極50は、導電性部材からなり、たとえば金属ペースト焼付け膜や金属メッキ膜で構成されている。第1電極40には、コイル30の一方の引出部30aがたとえば熱圧着により接続される。第2電極50には、コイル30の他方の引出部30bがたとえば熱圧着により接続される。
第1電極40は、Y軸方向の一方側において、第2鍔部22の外周面(周側面)220と外端面(実装面)221とに跨って形成されている。第1電極40は、外周面220において、互いに接続された隣接する3つの面(第1面220a、第2面220bおよび第3面220c)に跨っている。第1電極40は、Y軸方向の一方側において、第2鍔部22の外周方向に沿って略C字形状(あるいは弧状)となるように延在している。
第2電極50は、Y軸方向の他方側において、第2鍔部22の外周面(周側面)220と外端面221とに跨って形成されている。第2電極50は、外周面220において、互いに接続された隣接する3つの面(図5Aに示す第4面220d、第5面220e、第6面220f)に跨っている。第2電極50は、Y軸方向の他方側において、第2鍔部22の外周方向に沿って略C字形状(あるいは弧状)となるように延在している。
第1電極40および第2電極50は、第2鍔部22の外周面220および外端面221に、たとえばAgペーストを塗布して焼き付けた後、その表面に、たとえば電界メッキまたは無電界メッキを施し、メッキ膜を形成することにより形成される。金属ペーストの材料は、特に限定されるものではなく、CuペーストやAgペーストなどが例示される。また、メッキ膜は、単層でも複層でも良く、たとえばCuメッキ、Niメッキ、Snメッキ、Ni-Snメッキ、Cu-Ni-Snメッキ、Ni-Auメッキ、Auメッキなどのメッキ膜が例示される。第1電極40および第2電極50の厚みは、特に限定されないが、好ましくは0.1~30μmである。
なお、第1電極40および第2電極50は、上記の金属などに加えて、ガラスを含んでいてもよい。この場合、第1電極40および第2電極50を第2鍔部22の外周面220に十分な接続強度で形成することができる。また、第1電極40および第2電極50は、Agペーストなどの導電性ペーストを硬化させた導電性ペースト層(導電粒子と樹脂のコンポジット材)により形成されていてもよい。
第1電極40は、継線部41と、側面電極部42と、補助電極部43と、実装部44(図4)とを有する。継線部41は、外周面220の第1面220aに形成されている。継線部41には、コイル30の引出部30aが接続されている。継線部41の上端と第1面220aの上端との間には若干の隙間が形成されているが、継線部41は、第1面220aの全体に隙間なく形成されていてもよい。継線部41のZ軸方向の長さは、第2鍔部22の外周面220のZ軸方向の長さ(第2鍔部22の厚み)の半分よりも大きいことが好ましい。側面電極部42および補助電極部43についても同様である。
図5Aに示すように、継線部41の厚みは、第2鍔部22の第1面220aとその時計回りに隣接する面(第2面220b)との交差部(角部)に近づくにしたがって小さくなっていく。すなわち、継線部41は、側面電極部42に向かって、第2鍔部22の周方向に沿って、厚みが徐々に小さくなるテーパ形状を有する。
また、継線部41の厚みは、第2鍔部22の第1面220aとその反時計回りに隣接する面との交差部に近づくにしたがって小さくなっている。すなわち、継線部41は、第1電極40の延在方向の一方の端部に向かって、第2鍔部22の周方向に沿って、厚みが徐々に小さくなるテーパ形状を有する。
図2に示すように、側面電極部42は、第2鍔部22の第1面220aに隣接する第2面220bに形成されている。すなわち、側面電極部42は、継線部41が形成される面とは異なる面に形成されている。側面電極部42は、フィレット形成部としての役割を果たし、コイル装置10を実装基板にたとえばハンダ実装したときに、側面電極部42には、ハンダフィレットが形成される。側面電極部42に形成されるハンダフィレットは、コイル装置10のハンダ実装後における外観検査において検査すべき対象とされている。
側面電極部42は、継線部41に連続的(一体的)に接続されており、継線部41に対して所定の角度(第1面220aと第2面220bとが為す角度)でX軸方向に沿って延在している。側面電極部42と継線部41とは連続的に接続されているため、第2鍔部22の第1面220aと第2面220bとの交差部は、第1電極40で覆われている。側面電極部42の上端と第2面220bの上端との間には若干の隙間が形成されているが、側面電極部42は、第2面220bの全体に隙間なく形成されていてもよい(ただし、後述する凹部420の位置を除く)。
補助電極部43は、第2鍔部22の第2面220bに隣接する第3面220cに形成されている。すなわち、補助電極部43は、側面電極部42が形成される面とは異なる面に形成されている。コイル装置10を実装基板にたとえばハンダ実装したときに、補助電極部43には、ハンダフィレットが形成されてもよい。
補助電極部43は、継線部41とはX軸方向の反対側に位置し、継線部41と同様の形状を有する。補助電極部43は、側面電極部42に連続的(一体的)に接続されており、側面電極部42に対して所定の角度(第2面220bと第3面220cとが為す角度)で延在している。補助電極部43と側面電極部42とは連続的に接続されているため、第2鍔部22の第2面220bと第3面220cとの交差部は、第1電極40で覆われている。詳細な図示は省略するが、補助電極部43の上端と第3面220cの上端との間には若干の隙間が形成されている。ただし、補助電極部43は、第3面220cの全体に隙間なく形成されていてもよい。
図5Aに示すように、補助電極部43の厚みは、第2鍔部22の第3面220cとその反時計回りに隣接する面(第2面220b)との交差部に近づくにしたがって小さくなっていく。すなわち、補助電極部43は、側面電極部42に向かって、第2鍔部22の周方向に沿って、厚みが徐々に小さくなるテーパ形状を有する。
また、補助電極部43の厚みは、第2鍔部22の第3面220cとその時計回りに隣接する面との交差部に近づくにしたがって小さくなっている。すなわち、補助電極部43は、第1電極40の延在方向の他方の端部に向かって、第2鍔部22の周方向に沿って、厚みが徐々に小さくなるテーパ形状を有する。
図4に示すように、第2鍔部22の外端面221には、実装部44が形成されている。実装部44は、Y軸方向に所定の幅を有し、外端面221のX軸方向の一端から他端にかけて、X軸方向に沿って延在している。実装部44は、実装基板との接続部としての役割を果たし、実装部44を介して、コイル装置10を実装基板に実装することが可能となっている。
図4および図5Aに示すように、第2電極50は、継線部51と、側面電極部52と、補助電極部53と、実装部54とを有する。継線部51は、第2鍔部22の第4面220dに形成されており、側面電極部52は第5面220eに形成されており、補助電極部53は第6面220fに形成されている。継線部51、側面電極部52、補助電極部53および実装部54の形状および機能は、それぞれ継線部41、側面電極部42、補助電極部43および実装部44の形状および機能と同様であるため、その詳細な説明については省略する。
なお、図2に示すように、継線部51には、コイル30の引出部30bが接続される。引出部30bは、引出部30aと同一側(X軸正方向側)に引き出される。そのため、継線部51は、継線部41と同一側(X軸正方向側)に配置されている。ただし、引出部30bの引出方向は、引出部30aの引出方向とはX軸方向の反対側であってもよい。この場合、第2電極50の補助電極部53を継線部として機能させてもよい。
本実施形態では、以下で説明するように、第1電極40の側面電極部42(第2電極50の側面電極部52についても同様)の形状に顕著な特徴を有する。図2に示すように、側面電極部42は、凹部420を有する。凹部420は、側面電極部42の上縁部(上端部)に形成されており、Z軸方向に沿って、第2鍔部22の外端面221側に向かって凹んでいる。
凹部420は、第1電極40(側面電極部42)の延在方向(X軸方向)の中央部に形成されている。ここで、第1電極40(側面電極部42)のX軸方向の中央部は、コイル30の外周面が第2鍔部22の外周面220に最も接近する位置である位置Pに対応している。換言すれば、位置Pは、コイル30の外周面と第2鍔部22の外周面220との間の距離が最も小さくなる位置である。
本実施形態では、位置Pにおいて、側面電極部42とコイル30の外周面との間の距離を引き離すために、側面電極部42には凹部420が設けられている。したがって、凹部420は、位置Pにおいて、コイル30の外周面から遠ざかる方向に向かって凹んでいる。これにより、側面電極部42とコイル30の外周面との接触リスク、あるいは側面電極部42に形成されたハンダフィレットとコイル30の外周面との接触リスクを低減することが可能となっている。
凹部420は、継線部41とは異なる位置(面)に設けられている。継線部41を凹部420とは異なる位置に設けることにより、Z軸方向に沿って、継線部41の電極幅を十分に確保することが可能となり、コイル30の引出部30aを継線部41に確実に接続することができる。
図3Aに示すように、凹部420の深さは、側面電極部42のX軸方向の中央に向かうにしたがって徐々に大きくなっている。凹部420の深さD1と、側面電極部42のZ軸方向の長さL1との比D1/L1は、好ましくは1/20~1/4であり、さらに好ましく1/20~1/6である。D1/L1の範囲を上記の範囲とすることにより、第1電極40とコイル30の外周面との接触リスク、あるいは側面電極部42に形成されるハンダフィレットとコイル30の外周面との接触リスクを低減することができる。なお、凹部420の深さD1と、第2鍔部22の厚みとの比についても、上記の範囲内に設定してもよい。
凹部420の底面421は、略C字形状(弧状)に湾曲する湾曲面からなる。底面421は、第2鍔部22の第2面220bのZ軸方向の中央よりも上方に位置している。凹部420の底部の位置(凹部420の深さD1が最大となる位置)において、第1電極40のZ軸方向の長さ(第1電極40の高さ)は、第2鍔部22のZ軸方向の長さ(第2鍔部22の厚み)の半分よりも大きくなっている。
図2に示すように、凹部420のX軸正方向側の端部は、第2鍔部22の第1面220aと第2面220bとの交差部からX軸負方向側に所定距離だけ離間した位置に位置する。また、凹部420のX軸負方向側の端部は、第2鍔部22の第3面220cと第2面220bとの交差部からX軸正方向側に所定距離だけ離間した位置に位置する。
図3Aに示すように、凹部420のX軸方向の幅W1は、第2鍔部22のX軸方向の幅W2よりも小さくなっている。また、凹部420のX軸方向の幅W1は、第2鍔部22の第2面220bのX軸方向の幅よりも小さくなっている。凹部420のX軸方向の幅W1と、第2鍔部22のX軸方向の幅W2との比W1/W2は、好ましくは1/6~1/3である。W1/W2の範囲を上記の範囲とすることにより、第1電極40とコイル30の外周面との接触リスク、あるいは側面電極部42に形成されるハンダフィレットとコイル30の外周面との接触リスクを効果的に低減することができる。なお、凹部420のX軸方向の幅W1と、第2鍔部22の第2面220bのX軸方向の幅との比についても、上記の範囲内に設定してもよい。
図2に示すように、凹部420の位置において、第2鍔部22の内端面222と外周面220との交差部と、第1電極40(側面電極部42)との間には、側面電極部42が実質的に形成されていない電極非形成領域425が設けられている。電極非形成領域425は、凹部420(底面421)によって画定された凸形状を有し、外端面221側に向かって突出している。
電極非形成領域425は、第1電極40に凹部420を具備させた結果として、外周面220に形成されるものである。したがって、電極非形成領域425のZ軸方向の長さは、凹部420の深さに対応しており、電極非形成領域425のX軸方向の幅は、凹部420のX軸方向の幅に対応している。また、電極非形成領域425の下端は、側面電極部42の上端に対応している。
このように、電極非形成領域425を外周面220に形成した場合、凹部420の位置において、コイル30の外周面と側面電極部42との間に電極非形成領域425が介在する。そのため、電極非形成領域425の広さに応じた分だけ、側面電極部42とコイル30の外周面との間の距離(絶縁距離)を引き離すことが可能となる。それゆえ、コイル30の外周面が側面電極部42に接触するリスクを効果的に低減することができる。
また、凹部420の位置では、第2鍔部22の内端面222と側面電極部42との間に電極非形成領域425が介在することになるため、電極非形成領域420の広さに応じた分だけ、Z軸方向に沿って、側面電極部42と内端面222との間の距離を引き離すことが可能となる。それゆえ、側面電極部42に形成されるハンダフィレットの一部が内端面222に乗り上がりにくくなり、コイル30の外周面がハンダフィレットに接触するリスクを効果的に低減することができる。
なお、電極非形成領域425には、側面電極部42が存在しないことが好ましいが、側面電極部42がわずかに(無視できるほどに)形成されていてもよい。たとえば、電極非形成領域425に、側面電極部42の一部が、ハンダフィレットの形成に寄与しないほどの極めて薄い厚みで存在していてもよい。
図5Aに示すように、側面電極部42は、肉薄部422と、肉厚部423とを有する。肉薄部422と肉厚部423とは連続的(一体的)に接続されている。肉薄部422は、側面電極部42の延在方向(X軸方向)の中央部、すなわち凹部420の位置に形成されており、第2鍔部22の中心(巻芯部23の軸芯)に向かって凹んでいる。肉薄部422の表面は、Z軸方向から見て、略C字形状(弧状)からなる。肉薄部422のうち、もっとも厚みが薄くなる部分は、側面電極部42のX軸方向の略中央に位置している。
肉薄部422(側面電極部42)の厚みは、側面電極部42の延在方向(X軸方向)の中央部に向かうにしたがって小さくなっていく。換言すれば、側面電極部42の厚みは、凹部420に近づくにしたがって小さくなっていく。したがって、肉薄部422は、側面電極部42のX軸方向の中央部に向かって厚みが徐々に小さくなるテーパ形状を有する。図6Aに示すように、肉薄部422の厚みT1と肉厚部423の厚みT2との比T1/T2は、好ましくは1/2~9/10である。
上記比T1/T2の範囲を上記の範囲に設定することにより、凹部420の位置において、第2鍔部22の外周面220からの側面電極部42の張り出しが抑えられ、コイル30の外周面が側面電極部42あるいはこれに付着したハンダフィレットに接触するリスクを低減することができる。特に、側面電極部42のX軸方向の中央部に向けて、側面電極部42の厚みを小さくしていくことにより、側面電極部42のX軸方向の中央部を中心として、X軸方向に沿って、電極厚みの小さな肉薄部422を広範囲にわたって形成することが可能となる。これにより、コイル30の外周面が側面電極部42あるいはこれに付着したハンダフィレットに接触するリスクを効果的に低減することができる。
肉厚部423は、肉薄部422(凹部420)のX軸方向の外側に形成されている。側面電極部42には、肉薄部422が間に位置するように、2つの肉厚部423が具備されている。肉薄部422の厚みは、肉厚部423の厚みよりも小さくなっている。肉厚部423は、第2鍔部22のY軸方向の外側に向かって突出しており、凸形状を有する。肉厚部423の表面は、Z軸方向から見て、略C字形状(弧状)からなる。
肉厚部423の厚みは、補助電極部43(あるいは、第2鍔部22の第2面220bと第3面220cとの交差部)に近づくにしたがって小さくなっている。また、肉厚部423の厚みは、継線部41(あるいは、第2鍔部22の第2面220bと第1面220aとの交差部)に近づくにしたがって小さくなっている。また、肉厚部423の厚みは、肉薄部422に近づくにしたがって小さくなっている。すなわち、側面電極部42が有する各肉厚部423は、X軸正方向側およびX軸負方向側に向かって厚みが徐々に小さくなるテーパ形状を有する。側面電極部42に肉厚部423を具備させることにより、第2鍔部22の第1面220aと第2面220bとの角部、あるいは第2面220bと第3面220cとの角部における欠損を有効に防止することができる。
側面電極部42(特に、凹部420の位置)では、継線部41に比べて、第1電極40の厚み(最大厚みあるいは平均厚み)が小さくなっていることが好ましい。なお、継線部41の厚みは、25μm以上であることが好ましい。この場合、継線部41に対するコイル30の引出部30aの接続信頼性の向上を図ることができる。
図5Bに示すように、側面電極部42の厚みは、第2鍔部22の内端面222側に向かうにしたがって小さくなっていく。図6Aおよび6Bに示すように、第2鍔部22の第2面220bの外端面221側(図6A参照)では、第2面220bの内端面222側(図6B参照)に比べて、肉薄部422および肉厚部423のいずれも、その厚みが小さくなっている。ただし、図6Bに示すように、肉薄部422については、その厚みが実質的にゼロとなっている。
このように、側面電極部42には、内端面222側に向かって厚みが徐々に小さくなるテーパ部424(図5B)が具備されている。テーパ部424は、図5Aに示す肉薄部422の位置では、第2鍔部22の外端面221から電極非形成領域425との間の領域に形成されている。また、テーパ部424は、図5Aに示す肉厚部423の位置では、第2鍔部22の外端面221から内端面222の近傍にかけて形成されている。なお、上記のテーパ形状は、側面電極部42だけでなく、継線部41および補助電極部43にも形成されていてもよい。
第2電極50の側面電極部52は、第1電極40の側面電極部42に形成された凹部420と同様の凹部(図示略)を有する。また、図5Aおよび図5Bに示すように、側面電極部52は、肉薄部522、肉厚部523、テーパ部524および電極非形成領域525を有する。第2電極50の側面電極部52の形状は、第1電極40の側面電極部42の形状と同様であるため、その詳細な説明については省略する。
次に、コイル装置10の製造方法について説明する。まず、図2に示すドラム形状のコア20を準備する。次に、コア20の第2鍔部22の外周面220および外端面221に、第1電極40および第2電極50を形成する。第1電極40は、たとえば、刷毛で、第2鍔部22の外周面220(第1面220a、第2面220b、第3面220c)および外端面221に電極材料を塗布することにより形成される。このとき、図2に示すような凹部420の形状が付与されるように、第2面220bに電極材料を塗布する。あるいは、第1電極40は、ディップ法により形成されてもよい。詳細な説明については省略するが、ディップ法によって第1電極40を形成する場合には、図2に示すような凹部420の形状が付与されるように、治具等を用いて所望の操作を行う。第2電極50の形成についても同様である。
次に、巻芯部23(図5A)にコイル30を巻回し、コイル30の引出部30aを第1電極40の継線部41にたとえば熱圧着により接続する。また、コイル30の引出部30bを第2電極50の継線部51にたとえば熱圧着により接続する。次に、図1に示すように、コイル30の外周面を覆うように、第1鍔部21と第2鍔部22との間に外装樹脂60を塗布し、硬化させる。なお、外装樹脂60には、金属粉などを包含させてもよい。以上の工程を経て、コイル装置10を製造することができる。
以上で説明したように、本実施形態のコイル装置10では、図2に示す側面電極部42が、第2鍔部22の外端面221側に向かって凹む凹部420を有する。そのため、凹部420の位置では、凹部420の凹みの程度に応じた距離だけ、側面電極部42がコイル30の外周面から離れた位置に形成される。これにより、コイル30の外周面と側面電極部42との間の接触リスクを低減し、コイル30と側面電極部42との間でショート不良が発生することを防止することができる。
また、凹部420の位置では、凹部420の凹みの程度に応じた距離だけ、Z軸方向に沿って、側面電極部42が第2鍔部22の内端面222から離れた位置に形成される。そのため、側面電極部42にハンダフィレットが付着するとき、ハンダフィレットの一部が内端面222に乗り上がり(回り込み)にくくなる。これにより、コイル30の外周面とハンダフィレットとの間の接触リスクを低減し、コイル30とハンダフィレットとの間でショート不良が発生することを防止することができる。
さらに、第2鍔部22の外周面220に側面電極部42を形成するときに、凹部420が形成されるように外周面220に電極材を塗布することにより、電極材が内端面222に意に反して乗り上げてしまう事態を防止することができる。
また、側面電極部42は、第2鍔部22の外周に沿ってX軸方向に延在しており、凹部420は、側面電極部42のX軸方向の中央部に形成されている。そのため、側面電極部42のX軸方向の中央部を中心として、X軸方向に沿って、広範囲にわたって凹部420を形成することが可能となる。したがって、コイルの外周面30が側面電極部42あるいはこれに付着したハンダフィレットに接触するリスクを効果的に低減することができる。
また、通常、特に側面電極部42のX軸方向の中央部において、側面電極部42とコイル30の外周面とが最も近接して配置される(図2中の位置P参照)。そのため、側面電極部42のX軸方向の中央部に凹部420を形成することにより、コイル30の外周面が側面電極部42あるいはこれに付着したハンダフィレットに接触するリスクを効果的に低減することができる。
また、図5Bに示すように、側面電極部42の厚みは、第2鍔部22の内端面222側に向かうにしたがって小さくなっていく。そのため、コイル30に近い位置ほど、第2鍔部22の外周面220からの側面電極部42のY軸方向外側への張り出しが抑えられ、コイル30の外周面が側面電極部42に接触するリスクを効果的に低減することができる。また、コイル30に近い位置ほど、側面電極部42に形成されたハンダフィレットのY軸方向外側への張り出しが抑えられ、コイル30の外周面がハンダフィレットに接触するリスクを効果的に低減することができる。加えて、側面電極部42に形成されたハンダフィレットの一部が第2鍔部22の内端面222に乗り上がりにくくなり、この点においても、コイル30の外周面がハンダフィレットに接触するリスクを効果的に低減することができる。
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変することができる。
上記実施形態では、本発明のインダクタへの適用例について説明したが、本発明をインダクタ以外のコイル装置(たとえばトランス)に適用してもよい。
上記実施形態において、図2に示すように、側面電極部42には1個の凹部420が具備されていたが、複数の凹部420が具備されていてもよい。第2電極50についても同様である。
上記実施形態において、図2に示すように、引出部30aは、第2鍔部22の第1面220aに形成された継線部41に接続されていたが、第2面220bに形成された側面電極部42に接続されていてもよい。この場合、継線部41を省略することができる。ただし、引出部30aは、凹部420の位置とは異なる位置(たとえば、図5Aに示す肉厚部423)に形成されていることが好ましい。引出部30bについても同様である。
上記実施形態において、第1電極40から補助電極部43を省略してもよい。また、第2電極50から補助電極部53を省略してもよい。
10…コイル装置
20…コア
21…第1鍔部
22…第2鍔部
220・・・外周面
221・・・外端面
222・・・内端面
23…巻芯部
30…コイル
30a,30b…リード部
40…第1電極
41・・・継線部
42・・・側面電極部
420・・・凹部
421・・・底面
422・・・肉薄部
423・・・肉厚部
424・・・テーパ部
425…電極非形成領域
43・・・補助電極部
44・・・実装部
50…第2電極
51・・・継線部
52・・・側面電極部
522・・・肉薄部
523・・・肉厚部
524・・・テーパ部
525…電極非形成領域
53・・・補助電極部
54・・・実装部
60・・・外装樹脂

Claims (9)

  1. 実装面に対して略垂直に配置される巻芯部と、前記巻芯部の軸方向の一端に形成された鍔部とを有するコアと、
    前記巻芯部に配置されるコイルと、
    前記コイルの引出部が接続され、少なくとも一部が前記鍔部の外周面に形成された電極と、を有し、
    前記電極は、前記鍔部の外端面側に向かって凹む凹部を有するコイル装置。
  2. 前記凹部の位置において、前記電極と、前記鍔部の内端面と前記外周面との交差部との間には、電極非形成領域が設けられており、
    前記電極非形成領域には、前記電極が形成されていない請求項1に記載のコイル装置。
  3. 前記電極は、前記鍔部の外周に沿って延在しており、
    前記凹部は、前記電極の延在方向の中央部に形成されている請求項1または2に記載のコイル装置。
  4. 前記電極は、前記鍔部の外周に沿って延在しており、
    前記電極の厚みは、前記電極の延在方向の中央部に向かうにしたがって小さくなっていく請求項1~3のいずれかに記載のコイル装置。
  5. 前記電極の厚みは、前記鍔部の内端面側に向かうにしたがって小さくなっていく請求項1~4のいずれかに記載のコイル装置。
  6. 前記電極は、前記コイルの引出部が接続される継線部を有し、
    前記継線部は、前記凹部の位置とは異なる位置に設けられている請求項1~5のいずれかに記載のコイル装置。
  7. 前記巻芯部の軸方向から見て、前記鍔部は多角形状を有し、
    前記鍔部の外周面は、互いに隣接する複数の面を有し、
    前記電極は、複数の前記面に跨っており、
    前記継線部は、前記凹部が形成される面とは異なる面に形成されている請求項6に記載のコイル装置。
  8. 前記凹部の位置では、前記継線部の位置に比べて、前記電極の厚みが小さくなっている請求項6または7に記載のコイル装置。
  9. 前記電極は、金属およびガラスを含有する請求項1~8のいずれかに記載のコイル装置。
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