JP2023172306A - コイル装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】インダクタンス特性に優れたコイル装置およびその製造方法を提供すること。【解決手段】コイル装置１は、コア２と、コア２の内部に配置された巻回部３０と、巻回部３０から引き出された引出部５ａとを有するコイル３と、引出部５ａに接合され、コア２の内部に配置された継線部４０ａを有する端子４ａと、を有する。引出部５ａは、継線部４０ａに接合された接合部５０ａと、接合部５０ａとは離間する非接合部５１ａとを有する。接合部５０ａの第１厚みＬ１は、非接合部５１ａの第２厚みＬ２よりも小さい。【選択図】図２Ａ

Description

本出願は、コイル装置およびその製造方法に関する。

たとえば、特許文献１に示されるように、端子の継線部がコアの内部に配置されたコイル装置が知られている。この種のコイル装置では、継線部がコアの外部に露出していないため、他の部品との接触リスクから継線部を保護することができる。

しかしながら、特許文献１のコイル装置では、コイルの引出部が端子に溶接されるため、溶接部の周辺に溶融玉が形成される。このような溶融玉が形成された継線部がコアの内部に配置されると、コアの体積が不可避的に減少し、コイル装置のインダクタンス特性が低下するおそれがある。

特開２０１８－１３３４０３号公報

本出願は、このような実状に鑑みてなされ、その目的は、インダクタンス特性に優れたコイル装置およびその製造方法を提供することである。

上記目的を達成するために、本出願に係るコイル装置は、
コアと、
前記コアの内部に配置された巻回部と、前記巻回部から引き出された引出部とを有するコイルと、
前記引出部に接合され、前記コアの内部に配置された継線部を有する端子と、を有し、
前記引出部は、前記継線部に接合された接合部と、前記接合部とは離間する非接合部とを有し、
前記接合部の第１厚みは、前記非接合部の第２厚みよりも小さい。

本出願に係るコイル装置では、接合部の第１厚みが、非接合部の第２厚みよりも小さい。そのため、接合部は厚み方向に圧縮された状態となっており、継線部に接合部をコンパクトに接合することが可能である。それゆえ、従来技術に比べて、接合部の周辺に配置可能なコアの体積が増大し、コイル装置のインダクタンス特性を向上させることができる。

前記継線部の第３厚みは、前記接合部の前記第１厚みよりも大きくてもよい。この場合、継線部の第３厚みが相対的に大きくなるため、継線部の物理的強度を確保することが可能となり、接合部と継線部との間の接合安定性を向上させることができる。

前記接合部の第１幅は、前記非接合部の第２幅よりも大きくてもよい。この場合、接合部の第１幅が相対的に大きくなるため、接合部と継線部との間の接合面積を増大させ、接合部と継線部との間の接合安定性を向上させることができる。

前記継線部の第３幅は、前記接合部の前記第１幅よりも大きくてもよい。この場合、継線部の第３幅が相対的に大きくなるため、接合部が継線部の幅方向の外側にはみ出しにくくなり、接合部と継線部との間の接合安定性を向上させることができる。

前記接合部は、前記コイルの巻回軸に対して略垂直に配置されていてもよい。この場合、コイルの巻回軸方向に沿って、接合部を継線部に加圧接合することが可能となり、接合部と継線部との間の接合安定性を向上させることができる。

前記接合部は、前記継線部の第１面に配置されており、前記第１面は、前記コイルの巻回軸と交差する前記コアのいずれかの面を向いていてもよい。この場合、接合部をコイルの巻回軸方向から継線部の第１面に接合することが可能となる。そのため、継線部の第１面に接合部を接合しやすくなり、接合部と継線部との間の接合安定性を向上させることができる。

前記端子は、第１端子と第２端子とからなり、前記継線部は、前記第１端子に具備された第１継線部と、前記第２端子に具備された第２継線部とからなり、前記接合部は、前記第１継線部に接合された第１接合部と、前記第２継線部に接合された第２接合部とからなり、前記コアの第１方向の同一側において、前記第１接合部および前記第２接合部は、それぞれ前記第１継線部および前記第２継線部に接合されていてもよい。この場合、同一方向（コアの第１方向の同一側）から、第１継線部に対する第１接合部の接合と、第２継線部に対する第２接合部の接合とを行うことが可能となり、コイル装置の製造容易化を図ることができる。また、第１接合部および第２接合部に対する加圧力を均一化し、コイル装置の特性のばらつきを抑えることができる。

前記第１接合部および前記第２接合部は、それぞれ前記第１継線部の前記第１方向の一端部および前記第２継線部の前記第１方向の一端部に接合されていてもよい。第１継線部の第１方向の一端部および第２継線部の第１方向の一端部では、他の位置に比べて、比較的高い加圧力で、第１継線部および第２継線部にそれぞれ第１接合部および第２接合部を加圧接合することができるため、これらの間の接合安定性を向上させることができる。

前記継線部は、第１金属層を有し、前記第１金属層は、前記接合部と前記継線部との間に位置していてもよい。この場合、第１金属層によって、接合部と継線部との間の接合強度を向上させることができる。

前記第１金属層はニッケルを含んでいてもよい。ニッケルはハンダ濡れ性を有するため、このような構成とすることにより、上述した効果を有効に得ることができる。

前記継線部は、前記第１金属層とは異なる第２金属層を有し、前記第２金属層は、前記接合部の幅方向の端部の少なくとも一部を覆う付着部を有していてもよい。この場合、付着部を介して、接合部の幅方向の端部と継線部とが接合されるため、これらの間の接合強度をさらに向上させることができる。

前記第２金属層は、前記接合部が接合された前記継線部の第１面と、前記第１面とは反対側の第２面とに形成されており、前記第１面における前記第２金属層の第４厚みは、前記第２面における前記第２金属層の第５厚みよりも大きくてもよい。この場合、第２金属層の第４厚みが相対的に大きくなり、接合部の幅方向の端部と継線部との間の接合強度をさらに向上させることができる。

前記第２金属層はスズを含んでいてもよい。スズはハンダ濡れ性を有するため、このような構成とすることにより、上述した効果を有効に得ることができる。

前記付着部の内部には、前記コアを形成する材料が入り込んでいてもよい。この場合、接合部の周辺に配置されるコアの体積を増大させ、コイル装置のインダクタンス特性をさらに向上させることができる。

前記継線部は、凹部を有し、前記凹部は、前記継線部と対向する前記接合部の接合面の形状に沿って湾曲していてもよい。この場合、接合部と継線部との間の接合面積が増大し、これらの間の接合強度をさらに向上させることができる。

前記接合部の幅方向の端部は、前記継線部から離間する方向に向けて屈曲していてもよい。この場合、接合部の幅方向の端部の屈曲量に応じて、接合部と継線部との間の接合面積が増大し、接合部と継線部との間の接合強度をさらに向上させることができる。

前記接合部の表面には凹凸が形成されていてもよい。この場合、接合部の表面の表面積が増大し、接合部の表面にコアが付着しやすくなる。そのため、接合部とコアとの間の接合強度を向上させることができる。

前記継線部とは反対側に位置する前記接合部の表面の表面粗さは、前記非接合部の表面の表面粗さよりも大きくてもよい。この場合、接合部の表面の表面積が相対的に大きくなり、接合部とコアとの間の接合強度をさらに向上させることができる。

前記継線部は、前記コイルの巻回軸と交差する前記コアのいずれかの面に対して傾斜していてもよい。この場合、継線部がコアのいずれかの面に対して平行に配置されている場合に比べて、コイルの巻回軸に垂直な方向の外側に向けて、継線部が位置ずれしにくくなる。

上記目的を達成するために、本出願に係るコイル装置の製造方法は、
コイルの引出部を端子に加圧接合する工程と、
前記引出部が接合された前記端子とともに、前記コイルを磁性材料と樹脂とにより形成されるコアの内部に埋設する工程と、を有する。

コイルの引出部を端子に加圧接合（たとえば、熱圧着）することにより、引出部（接合部）が厚み方向に圧縮された状態となり、引出部を継線部にコンパクトに接合することが可能となる。そのため、従来技術に比べて、接合部の周辺に配置可能なコアの体積が増大し、コイル装置のインダクタンス特性を向上させることができる。

図１は第１実施形態のコイル装置の斜視図である。 図２Ａは図１に示すコイル装置の内部構成を示す斜視図である。 図２ＡＡは図２Ａに示す非接合部のA-A線に沿う断面図である。 図２ＡＢは図２Ａに示す接合部のB-B線に沿う断面図である。 図２Ｂは図２Ａに示すコイル装置の平面図である。 図３は図２Ａに示すコイルの斜視図である。 図４は図２Ａに示す端子の斜視図である。 図５Ａは図２Ａ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５Ａに示すコイル装置の変形例の断面図である。 図６Ａは図２Ａに示す接合部の周辺構造を示す断面図である。 図６Ｂは図６Ａに示す接合部の表面状態を示す斜視図である。 図６Ｃは図６Ｂに示すVIC-VIC線に沿う断面図である。 図６Ｄは図６Ａに示す接合部の周辺構造の変形例の断面図である。 図７Ａは図１に示すコイル装置の製造方法を示す図である。 図７Ｂは図７Ａの続きの工程を示す図である。 図７Ｃは図７Ｂの続きの工程を示す図である。 図７Ｄは図７Ｃの続きの工程を示す図である。 図８は第２実施形態のコイル装置の斜視図である。

本出願の実施形態を、図面を用いて説明する。必要に応じて図面を参照して説明を行うものの、図示する内容は、本出願の理解のために模式的かつ例示的に示したに過ぎず、外観や寸法比などは実物と異なり得る。また、以下、実施形態により具体的に説明するが、これらの実施形態に限定されるものではない。

第１実施形態
図１に示すように、第１実施形態のコイル装置１は、たとえば表面実装型のインダクタであり、各種の電子機器に搭載される。

図２Ａに示すように、コイル装置１は、コア２と、コイル３と、端子４ａおよび端子４ｂとを有する。コア２は、略直方体形状であり、第１面２ａと、第２面２ｂと、第３面２ｃと、第４面２ｄと、第５面２ｅと、第６面２ｆとを有する。なお、図面において、第１面２ａと第２面２ｂとが対向する方向をＸ軸方向（第１方向）とし、第３面２ｃと第４面２ｄとが対向する方向をＹ軸方向（第２方向）とし、第５面２ｅと第６面２ｆとが対向する方向をＺ軸方向（第３方向）とする。

コイル装置１の寸法は特に限定されないが、Ｘ軸方向の長さはたとえば２～２０ｍｍであり、Ｙ軸方向の長さはたとえば２～２０ｍｍであり、Ｚ軸方向の長さはたとえば１～１０ｍｍである。

コア２は、磁性体と樹脂とを含む材料で形成されている。コア２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２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。コア２は、金属磁性体の焼結体でもよい。

コア２は圧粉成形あるいは射出成形等により形成される。コア２の形状は、略直方体形状に限定されず、その他の多角形状あるいは略円柱形状でもよい。また、コア２は、複数の成形体（複数の層）を組み合わせる（圧縮成形する）ことにより形成されてもよい。

図３に示すように、コイル３は、空芯コイルであり、絶縁被覆された丸線ワイヤで形成されている。ワイヤの材質としては、銅、銀、これらを含む合金、あるいはその他の金属または合金が用いられる。ワイヤの直径は、たとえば１０～８０μｍである。ワイヤの少なくとも一部（たとえば、引出部５ａおよび引出部５ｂ）は、絶縁被膜から露出していてもよい。コイル３の巻回部３０の巻回軸方向は、Ｚ軸方向に対応しており、コア２（図２Ａ）の第５面２ｅおよび第６面２ｆと直交する方向である。巻回部３０の巻回数は、特に限定されず、１ターン以上であればよい。

図２Ａに示すように、コイル３は、コア２の内部に埋設されている。コイル３は、ワイヤを巻回してなる巻回部３０と、巻回部３０からワイヤの一端まで延在する引出部５ａと、巻回部３０からワイヤの他端まで延在する引出部５ｂとを有する。

引出部５ａは、端子４ａに接合されている接合部５０ａと、端子４ａに接合されていない非接合部５１ａとを有する。非接合部５１ａは、コイル３の巻回部３０と接合部５０ａとの間に位置する部分（接合部５０ａとは離間する位置に位置する部分）である。引出部５ｂは、端子４ｂに接合されている接合部５０ｂと、端子４ｂに接合されていない非接合部５１ｂとを有する。非接合部５１ｂは、コイル３の巻回部３０と接合部５０ｂとの間に位置する部分（接合部５０ｂとは離間する位置に位置する部分）である。

引出部５ａは、コア２の第２面２ｂに向かって引き出されている。同様に、引出部５ｂは、コア２の第２面２ｂに向かって引き出されている。すなわち、本実施形態では、引出部５ａおよび引出部５ｂの引出方向が同一方向である。ただし、これらの引出方向はＸ軸方向に関して逆方向でもよい。引出部５ａおよび引出部５ｂは、それぞれ端子４ａおよび端子４ｂに接合されている。

端子４ａおよび端子４ｂは、Ｙ軸方向に離間して配置されている。図４に示すように、端子４ａは、継線部４０ａと、第１接続部４５ａと、第２接続部４６ａと、外部電極部４７ａとを有するが、これらに限定されず、一実施形態として、端子４ａは、継線部４０ａを有していればよい。また、端子４ｂは、継線部４０ｂと、第１接続部４５ｂと、第２接続部４６ｂと、外部電極部４７ｂとを有するが、これらに限定されず、一実施形態として、端子４ｂは、継線部４０ｂを有していればよい。端子４ａおよび端子４ｂは、同一形状であってもよいし、異なる形状であってもよい。

図２Ａに示すように、外部電極部４７ａおよび外部電極部４７ｂは、コア２の第５面２ｅに、Ｙ軸方向に離間して配置されている。コイル装置１は、たとえば、外部電極部４７ａおよび外部電極部４７ｂを介して、外部基板に実装されてもよい。外部電極部４７ａおよび外部電極部４７ｂは、たとえば、外部基板のランドパターンに対して、ハンダや導電性接着剤等によって接続されてもよい。

第１接続部４５ａは、コア２の第３面２ｃに配置されており、外部電極部４７ａに対して直交している。第１接続部４５ａは、第３面２ｃ上をＺ軸方向に沿って延在している。第１接続部４５ｂは、コア２の第４面２ｄに配置されており、外部電極部４７ｂに対して直交している。第１接続部４５ｂは、第４面２ｄ上を所定の長さで延在している。第１接続部４５ａと第１接続部４５ｂとは、Ｙ軸方向に対向している。

第１接続部４５ａのＺ軸方向の長さは、コア２のＺ軸方向の長さよりも短い。第１接続部４５ｂのＺ軸方向の長さは、コア２のＺ軸方向の長さよりも短い。第１接続部４５ａおよび第１接続部４５ｂには、たとえばハンダフィレットを形成することができる。

第２接続部４６ａは、コア２の内部に配置されており、第１接続部４５ａに対して直交している。第２接続部４６ｂは、コア２の内部に配置されており、第１接続部４５ｂに対して直交している。なお、第２接続部４６ａのうち、第１接続部４５ａとの接続部は、コア２から露出しており、その他の部分は、コア２の内部に配置されている。同様に、第２接続部４６ｂのうち、第１接続部４５ｂとの接続部は、コア２から露出しており、その他の部分は、コア２の内部に配置されている。

第１接続部４５ａ、第２接続部４６ａおよび外部電極部４７ａの各々のＸ軸方向の長さは、略等しくなっているが、異なっていてもよい。本実施形態では、第１接続部４５ａ、第２接続部４６ａおよび外部電極部４７ａの各々のＸ軸方向の長さは、たとえばコア２のＸ軸方向の幅の１／２以下である。

第１接続部４５ｂ、第２接続部４６ｂおよび外部電極部４７ｂの各々のＸ軸方向の長さは、略等しくなっているが、異なっていてもよい。本実施形態では、第１接続部４５ｂ、第２接続部４６ｂおよび外部電極部４７ｂの各々のＸ軸方向の長さは、たとえばコア２のＸ軸方向の幅の１／２以下である。

継線部４０ａおよび継線部４０ｂは、平板形状を有し、コア２の内部に配置されている。継線部４０ａの少なくとも一部には引出部５ａの接合部５０ａが接合され、継線部４０ｂの少なくとも一部には引出部５ｂの接合部５０ｂが接合される。

継線部４０ａは、第１接続部４５ａおよび第２接続部４６ａを介して、外部電極部４７ａに接続されている。継線部４０ｂは、第１接続部４５ｂおよび第２接続部４６ｂを介して、外部電極部４７ｂに接続されている。

継線部４０ａおよび継線部４０ｂは、コア２の第６面２ｆに対して平行となるように配置されている。なお、本実施形態において、平行とは、±５％以内の変動を許容するものとする。継線部４０ａおよび継線部４０ｂは、コア２の第５面２ｅを向く面である第１面４０１と、コア２の第６面２ｆを向く面である第２面４０２とを有する。

図４に示すように、継線部４０ａは、第１継線片４１ａと、第２継線片４２ａと、中間部４３ａと、湾曲部４４ａとを有する。また、継線部４０ｂは、第１継線片４１ｂと、第２継線片４２ｂと、中間部４３ｂと、湾曲部４４ｂとを有する。

湾曲部４４ａは、継線部４０ａの外縁部のうち、コイル３（図２Ａ）に面する側あるいは継線部４０ｂが配置されている側に位置する部分（継線部４０ａの内側部）に形成されている。湾曲部４４ａは、第１継線片４１ａ、中間部４３ａおよび第２継線片４２ａに跨って形成されているが、中間部４３ａに形成されていればよい。

湾曲部４４ｂは、継線部４０ｂの外縁部のうち、コイル３に面する側あるいは継線部４０ａが配置されている側に位置する部分（継線部４０ｂの内側部）に形成されている。湾曲部４４ｂは、第１継線片４１ｂ、中間部４３ｂおよび第２継線片４２ｂに跨って形成されているが、中間部４３ｂに形成されていればよい。

図２Ｂに示すように、湾曲部４４ａおよび湾曲部４４ｂの曲率半径は、コイル３の外径の曲率半径と略等しくなっており、湾曲部４４ａおよび湾曲部４４ｂは、コイル３の外周面に沿うように湾曲している。Ｚ軸方向から見て、コイル３は、継線部４０ａと継線部４０ｂとの間に形成され、かつ、湾曲部４４ａおよび湾曲部４４ｂで画定された略円形の隙間に配置される。

なお、継線部４０ａは、湾曲部４４ａを有するが、湾曲部４４ａについては省略してもよい。同様に、継線部４０ｂは、湾曲部４４ｂを有するが、湾曲部４４ｂについては省略してもよい。湾曲部４４ａおよび湾曲部４４ｂを有することにより、継線部４０ａおよび継線部４０ｂとコイル３とのショートリスクを低減することができる。

図４に示すように、中間部４３ａは、Ｘ軸方向に沿って、第１継線片４１ａと第２継線片４２ａとの間に位置し、これらを接続している。中間部４３ｂは、Ｘ軸方向に沿って、第１継線片４１ｂと第２継線片４２ｂとの間に位置し、これらを接続している。

第１継線片４１ａと第２継線片４２ａとは、同一形状からなるが、これらの形状は異なっていてもよい。また、第１継線片４１ｂと第２継線片４２ｂとは、同一形状からなるが、これらの形状は異なっていてもよい。図５Ａに示すように、第１継線片４１ａおよび第１継線片４１ｂは、コア２の第６面２ｆからＺ軸方向に距離Ｄ１だけ離間した位置に配置されている。距離Ｄ１は、たとえばコア２のＺ軸方向の幅Ｗの１／８以上１／２未満である。コア２の第６面２ｆと、第６面２ｆ側のコイル３のＺ軸方向の端部との間の距離をＤ２としたとき、Ｄ１≧Ｄ２でもよい。

図２Ｂに示すように、引出部５ａの接合部５０ａは、第１継線片４１ａのＸ軸方向の中央よりも一方側（継線部４０ａのＸ軸方向の一端部）に接合されている。また、引出部５ｂの接合部５０ｂは、第１継線片４１ｂのＸ軸方向の中央よりも一方側（継線部４０ｂのＸ軸方向の一端部）に接合されている。このような位置では、他の位置に比べて、比較的高い加圧力で、第１継線片４１ａおよび第１継線片４１ｂに接合部５０ａおよび接合部５０ｂを加圧接合することができるため、これらの間の接合安定性を向上させることができる。

また、接合部５０ａおよび接合部５０ｂは、いずれもコア２のＸ軸方向の同一側（第２面２ｂ側）において、第１継線片４１ａおよび第１継線片４１ｂに接合されている。この場合、同一方向（Ｘ軸方向の同一側）から、第１継線片４１ａに対する接合部５０ａの接合と、第１継線片４１ｂに対する接合部５０ｂの接合とを行うことが可能となる。それゆえ、コイル装置１の製造容易化を図ることができるとともに、接合部５０ａおよび接合部５０ｂに対する加圧力を均一化し、コイル装置１の製造ばらつきを抑えることができる。

接合部５０ａと第１継線片４１ａとの接合位置は、コア２の第２面２ｂと第３面２ｃとの交差部の近傍（コア２の角部）に位置していてもよい。たとえば、接合部５０ａと第１継線片４１ａとの接合位置は、当該交差部を中心として、第３面２ｃのＸ軸方向幅（あるいは、第２面２ｂのＹ軸方向幅）の４０％の範囲に位置していてもよく、第３面２ｃのＸ軸方向幅（あるいは、第２面２ｂのＹ軸方向幅）の３０％の範囲に位置していてもよい。

また、接合部５０ｂと第１継線片４１ｂとの接合位置は、コア２の第２面２ｂと第４面２ｄとの交差部の近傍（コア２の角部）に位置していてもよい。たとえば、接合部５０ｂと第１継線片４１ｂとの接合位置は、当該交差部を中心として、第４面２ｄのＸ軸方向幅（あるいは、第２面２ｂのＹ軸方向幅）の４０％の範囲に位置していてもよく、第４面２ｄのＸ軸方向幅（あるいは、第２面２ｂのＹ軸方向幅）の３０％の範囲に位置していてもよい。

接合部５０ａおよび接合部５０ｂは、それぞれ第１継線片４１ａおよび第１継線片４１ｂの第１面４０１に接合されている。第１継線片４１ａおよび第１継線片４１ｂの第１面４０１は、コア２の第５面２ｅを向いている。そのため、接合部５０ａおよび接合部５０ｂをコイル３の巻回軸方向から第１継線片４１ａおよび第１継線片４１ｂの第１面４０１に接合することが可能となる。それゆえ、接合部５０ａおよび接合部５０ｂをそれぞれ第１継線片４１ａおよび第１継線片４１ｂの第１面４０１に接合しやすくなり、接合部５０ａおよび接合部５０ｂと継線部４１ａおよび継線部４１ｂとの間の接合安定性を向上させることができる。

図２ＡＢに示すように、接合部５０ａおよび接合部５０ｂの延在方向（Ｘ軸方向）に直交する断面（ＹＺ断面）において、接合部５０ａおよび接合部５０ｂは扁平形状を有する。

他方で、図２ＡＡに示すように、非接合部５１ａおよび非接合部５１ｂの延在方向に直交する断面において、非接合部５１ａおよび非接合部５１ｂは略円形状からなるワイヤ形状を有する。なお、非接合部５１ａおよび非接合部５１ｂは、接合部５０ａおよび接合部５０ｂの近傍において、たとえば略楕円形状（幅方向に長軸を有する略楕円形状）に変形していてもよい。

本実施形態では、接合部５０ａの断面積が非接合部５１ａの断面積よりも小さいため、接合部５０ａと第１継線片４１ａとの接合面積が増加し、これらの間の接続安定性の向上が見込まれる。同様に、接合部５０ｂの断面積が非接合部５１ｂの断面積よりも小さいため、接合部５０ｂと第１継線片４１ｂとの接合面積が増加し、これらの間の接続安定性の向上が見込まれる。

図２ＡＡおよび図２ＡＢに示すように、接合部５０ａおよび接合部５０ｂの厚みＬ１は、非接合部５１ａおよび非接合部５１ｂの厚みＬ２よりも小さい。接合部５０ａおよび接合部５０ｂは、第１継線片４１ａおよび第１継線片４１ｂへの接合時において、厚み方向に圧縮されるからである。

なお、接合部５０ａの厚みＬ１は、第１継線片４１ａに接合された接合部５０ａの接合面と、そのＺ軸方向の反対側の面との間のＺ軸方向の長さである。また、接合部５０ｂの厚みＬ１は、第１継線片４１ｂに接合された接合部５０ｂの接合面と、そのＺ軸方向の反対側の面との間のＺ軸方向の長さである。非接合部５１ａの厚みＬ２は、図２ＡＡに示す非接合部５１ａの延在方向に直交する断面において、図２ＡＢに示す接合部５０ａの厚みＬ１に対応する方向の長さである。また、非接合部５１ｂの厚みＬ２は、図２ＡＡに示す非接合部５１ｂの延在方向に直交する断面において、図２ＡＢに示す接合部５０ｂの厚みＬ１に対応する方向の長さである。

接合部５０ａのアスペクト比Ｌ３／Ｌ１は、たとえば、１＜Ｌ３／Ｌ１≦１０でもよく、たとえば１＜Ｌ３／Ｌ１≦５でもよい。Ｌ３／Ｌ１の値が上記の範囲に入るように、接合部５０ａおよび接合部５０ｂを加圧することにより、接合部５０ａおよび接合部５０ｂと第１継線片４１ａおよび第１継線片４１ｂとの間の接合強度を向上させることができる。

これらの長さの比Ｌ１／Ｌ２は、たとえば１／５０≦Ｌ１／Ｌ２＜１でもよく、たとえば１／５０≦Ｌ１／Ｌ２＜１／２でもよい。Ｌ１／Ｌ２の値が上記の範囲に入るように、接合部５０ａおよび接合部５０ｂを加圧することにより、接合部５０ａおよび接合部５０ｂと第１継線片４１ａおよび第１継線片４１ｂとの間の接合強度を向上させることができる。

接合部５０ａおよび接合部５０ｂの幅Ｌ３は、非接合部５１ａおよび非接合部５１ｂの幅Ｌ４よりも大きい。上述したように、接合部５０ａおよび接合部５０ｂが厚み方向に圧縮される結果、接合部５０ａおよび接合部５０ｂは幅方向に圧延されるからである。

なお、接合部５０ａの幅Ｌ３は、接合部５０ａのＹ軸方向の長さ（接合部５０ａの厚み方向に直交する方向の長さ）である。また、接合部５０ｂの幅Ｌ３は、接合部５０ｂのＹ軸方向の長さ（接合部５０ｂの厚み方向に直交する方向の長さ）である。非接合部５１ａの幅Ｌ４は、図２ＡＡに示す非接合部５１ａの延在方向に直交する断面において、図２ＡＢに示す接合部５０ａの幅Ｌ３に対応する方向の長さである。また、非接合部５１ｂの幅Ｌ４は、図２ＡＡに示す非接合部５１ｂの延在方向に直交する断面において、図２ＡＢに示す接合部５０ｂの幅Ｌ３に対応する方向の長さである。

これらの長さの比Ｌ３／Ｌ４は、たとえば１＜Ｌ３／Ｌ４≦５でもよく、たとえば１＜Ｌ３／Ｌ４≦３でもよい。Ｌ３／Ｌ４の値が上記の範囲に入るように、接合部５０ａおよび接合部５０ｂを加圧することにより、接合部５０ａおよび接合部５０ｂと第１継線片４１ａおよび第１継線片４１ｂとの間の接合強度を向上させることができる。また、接合部５０ａおよび接合部５０ｂと第１継線片４１ａおよび第１継線片４１ｂとの間の接合面積を増大させ、これらの間の接合安定性を向上させることができる。

第１継線片４１ａおよび第１継線片４１ｂの厚みＬ５（図４）は、接合部５０ａおよび接合部５０ｂの厚みＬ１よりも大きくてもよい。これらの長さの比Ｌ５／Ｌ１は、たとえば２≦Ｌ５／Ｌ１≦２０である。この場合、第１継線片４１ａおよび第１継線片４１ｂの厚みが相対的に大きくなる。そのため、第１継線片４１ａおよび第１継線片４１ｂの物理的強度をより確保することが可能となり、接合部５０ａおよび接合部５０ｂと第１継線片４１ａおよび第１継線片４１ｂとの間の接合安定性を向上させることができる。

なお、第１継線片４１ａの厚みＬ５は、第１継線片４１ａのＺ軸方向（第１面４０１に直交する方向）の長さである。また、第１継線片４１ｂの厚みＬ５は、第１継線片４１ｂのＺ軸方向（第１面４０１に直交する方向）の長さである。

第１継線片４１ａおよび第１継線片４１ｂの幅Ｌ６（図４）は、接合部５０ａおよび接合部５０ｂの幅Ｌ３よりも大きくてもよい。この場合、接合部５０ａおよび接合部５０ｂが第１継線片４１ａおよび第１継線片４１ｂの幅方向の外側にはみ出しにくくなり、これらの間の接合安定性を向上させることができる。

なお、第１継線片４１ａの幅Ｌ６は、第１継線片４１ａのＹ軸方向（コア２の第３面２ｃと第４面２ｄとが対向する方向）の長さである。また、第１継線片４１ｂの幅Ｌ６は、第１継線片４１ｂのＹ軸方向（コア２の第３面２ｃと第４面２ｄとが対向する方向）の長さである。

図６Ａに示すように、端子４ａの表面には、金属層６０が形成されている。同様に、端子４ｂの表面には、金属層６０が形成されている。金属層６０は、第１金属層６１と、第１金属層６１とは異なる第２金属層６２とからなり、積層構造を有する。第１金属層６１および６２は、たとえばメッキ膜からなり、たとえばＳｎ，Ａｕ，Ｎｉ，Ｐｔ，Ａｇ，Ｐｄなどの金属またはこれらの合金で構成されている。たとえば、第１金属層６１はＮｉを含み、第２金属層６２はＳｎを含む。Ｎｉは、金属の腐食を防止する効果を有する。Ｓｎは、接合部５０ａおよび接合部５０ｂをそれぞれ第１継線片４１ａおよび第１継線片４１ｂに圧着したときに、これらの間の剥離強度を向上させる効果を有する。なお、金属層６０は、スパッタリングなどの他の薄膜法で形成されてもよい。金属層６０の厚みは、３～３０μｍでもよい。

接合部５０ａと第１継線片４１ａとの間には、第１金属層６１および第２金属層６２のうち、少なくとも第１金属層６１が存在する。第１金属層６１は、接合部５０ａと第１継線片４１ａとを接続している。接合部５０ａと第１継線片４１ａとの間に位置する第１金属層６１は、これらの間の接合強度を向上させる作用を奏する。

接合部５０ａのＹ軸方向（幅方向）の端部には、第２金属層６２があり、この第２金属層６２は、接合部５０ａのＹ軸方向の端部の少なくとも一部を覆っている。以下では、接合部５０ａのＹ軸方向の端部の少なくとも一部を覆っている第２金属層６２を「付着部６２０」と呼ぶ。付着部６２０は、たとえば熱圧着により、接合部５０ａと第１継線片４１ａとを接合するときに得られる。

すなわち、付着部６２０は、接合部５０ａと第１継線片４１ａとの接合時において、たとえば、これらの間の第２金属層６２が、接合部５０ａのＹ軸方向の端部に向けて押し出されることにより得られる。なお、これとは別に、接合部５０ａを第１継線片４１ａに接合した後に、別途、接合部５０ａのＹ軸方向の端部に付着部６２０を形成する処理を行ってもよい。

付着部６２０の厚みは、Ｙ軸方向に沿って、接合部５０ａに近づくにしたがって厚くなっている。付着部６２０は、接合部５０ａと第１継線片４１ａとの間の接合強度を向上させる作用を奏する。なお、付着部６２０の一部が、接合部５０ａの表面５３ａに付着していてもよい。

接合部５０ａと第１継線片４１ａとの間の接合強度を向上させる観点では、第１継線片４１ａの第１面４０１における第２金属層６２の厚み（最大厚みあるいは平均厚み）は、第２面４０２における第２金属層６２の厚み（最大厚みあるいは平均厚み）よりも大きくてもよい。

付着部６２０の内部には、コア２の一部（磁性粒子など）が入り込んでいてもよい。この場合、接合部５０ａのＹ軸方向の端部の周囲に配置されるコア２の体積が増大し、コイル装置１のインダクタンス特性を向上させることができる。

接合部５０ａに接合された第１継線片４１ａの第１面４０１は、凹部４０３を有する。凹部４０３は、接合面５２ａと向かい合う第１面４０１の接合範囲に存在している。凹部４０３は、第１面４０１と向かい合う接合面５２ａの形状に沿って湾曲している。

凹部４０３は、たとえば熱圧着の際に、第１面４０１に対して接合部５０ａを治具で押し当て、加圧することにより得られる。このとき、図６Ｄに示すように、第１面４０１に凹部４０３が形成されるとともに、第１継線片４１ａが湾曲してもよい。接合部５０ａの位置において、第１面４０１に凹部４０３が存在することにより、接合部５０ａと第１継線片４１ａとの間の接合面積が増大し、これらの間の接合強度を向上させることができる。

ＹＺ断面において、接合部５０ａは弧形状を有する。接合部５０ａのＹ軸方向の各端部５５ａは、第１継線片４１ａの第１面４０１から離間する方向（Ｚ軸正方向側）に向けて屈曲している。また、接合部５０ａのＹ軸方向の中央部は、第１継線片４０ａの第２面４０２側に向かって凹んでいる。そのため、接合部５０ａと第１継線片４１ａとの間の接合面積が増大し、これらの間の接合強度を向上させることができる。

図６Ｂおよび図６Ｃに示すように、接合部５０ａの表面５３ａ（図６Ａに示す接合面５２ａとはＺ軸方向の反対側に位置する面）には、凹凸５４が形成されている。同様に、接合部５０ｂの表面５３ｂ（図６Ａに示す接合面５２ｂとはＺ軸方向の反対側に位置する面）には、凹凸５４が形成されている。凹凸５４は、表面５３ａに全体的に形成されていてもよく、あるいは局所的に形成されていてもよい。

接合部５０ａの表面５３ａには凹凸５４が形成されているため、接合部５０ａの表面５３ａの表面粗さ（算術平均高さ）は、非接合部５１ａ（図２Ａ）の表面の表面粗さ（算術平均高さ）よりも大きくなっている。また、接合部５０ａの表面５３ａの面積は、非接合部５１ａ（図２Ａ）の表面の面積よりも大きくなっている。そのため、接合部５０ａの表面５３ａにはコア２が付着しやすく、これにより、接合部５０ａとコア２との間の接合強度を向上させることができる。

なお、接合部５０ａの表面５３ａの表面粗さと、非接合部５１ａ（図２Ａ）の表面の表面粗さとの差異については、接合部５０ａの周囲のコア２を切削具で切削し（さらには熱で破壊し）、これにより露出した接合部５０ａをレーザ顕微鏡で観察することにより、あるいは走査型電子顕微鏡で断面観察することにより確認した。

次に、図７Ａ～図７Ｄ等を参照しつつ、コイル装置１の製造方法について説明する。まず、金属板などの導電板を図７Ａに示す形状に打抜き加工し、端子４ａおよび端子４ｂを備えたフレーム７を形成する。なお、フレーム７には、第１接続部４５ａおよび第１接続部４５ｂと外部電極部４７ａおよび外部電極部４７ｂとが折曲成形されていない状態の端子４ａおよび端子４ｂが形成されている（図４参照）。

端子４ａおよび端子４ｂの表面には、第１金属層６１および第２金属層６２を有する金属層６０（図６Ａ）を形成されていてもよい。金属層６０は、たとえば端子４ａおよび端子４ｂの表面にメッキ処理を施すことにより形成することができる。

次に、図７Ｂに示すように、コイル３を継線部４０ａと継線部４０ｂとの間に配置する。より詳細には、湾曲部４４ａおよび湾曲部４４ｂで画定された平面視略円形の領域に巻回部３０を配置する。なお、巻回部３０と湾曲部４４ａおよび湾曲部４４ｂとの間には、隙間が形成されていてもよい。

次に、たとえば熱圧着により、引出部５ａの延在方向の端部を端子４ａの第１継線片４１ａに接合する。同様に、引出部５ｂの延在方向の端部を端子４ｂの第１継線片４１ｂに接合する。なお、引出部５ａおよび引出部５ｂの延在方向の端部の絶縁被膜については、予め除去しておいてもよい。

熱圧着の際には、コイル３の巻回軸方向（Ｚ軸正方向側）から、第１継線片４１ａおよび第１継線片４１ｂに対して、それぞれ引出部５ａおよび引出部５ｂの延在方向の端部を治具で押し当てて加圧する。これにより、引出部５ａおよび引出部５ｂの延在方向の端部が押しつぶされ、略扁平形状を有する接合部５０ａおよび接合部５０ｂが形成される。接合部５０ａおよび接合部５０ｂは、コイル３の巻回軸に対して垂直に配置される。なお、本実施形態において、垂直とは、±５％以内の変動を許容するものとする。

次に、切断線Ｃ１に沿って端子４ａを切断するとともに、切断線Ｃ２に沿って端子４ｂを切断し、図７Ｃに示すコイル３と端子４ａおよび端子４ｂとの組立体を形成する。

次に、図７Ｃに示す組立体を金型に設置し、コア２（図２Ａ）を構成する磁性材料（熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂をバインダとした複合磁性材料）を金型の内部に充填する。そして、引出部５ａおよび引出部５ｂが接合された継線部４０ａおよび継線部４０ｂとともに、コイル３を磁性材料で覆い、圧縮成形する。これにより、図７Ｄに示すように、継線部４０ａおよび継線部４０ｂとともにコイル３が埋設された成形体を得ることができる。

次に、成形体の外側に突出した第１接続部４５ａおよび第１接続部４５ｂと、外部電極部４７ａおよび外部電極部４７ｂとを、矢印Ｂ１および矢印Ｂ２で示す方向に向けて折り曲げる。そして、図２Ａに示すコア２の第３面２ｃに第１接続部４５ａを配置するとともに、第５面２ｅに外部電極部４７ａを配置する。また、コア２の第４面２ｄに第１接続部４５ｂを配置するとともに、第５面２ｅに外部電極部４７ｂを配置する。以上のようにして、コイル装置１を得ることができる。

本実施形態のコイル装置１では、図２Ａに示すように、接合部５０ａおよび接合部５０ｂの厚みＬ１が、非接合部５１ａおよび非接合部５１ｂの厚みＬ２よりも小さい。そのため、接合部５０ａおよび接合部５０ｂが厚み方向に圧縮された状態となり、第１継線片４１ａおよび第１継線片４１ｂに接合部５０ａおよび接合部５０ｂをコンパクトに接合することが可能となる。その結果、従来技術に比べて、接合部５０ａおよび接合部５０ｂの周辺に配置可能なコア２の体積が増大し、コイル装置１のインダクタンス特性を向上させることができる。

第２実施形態
図８に示す第２実施形態のコイル装置１Ａは、以下に示す点を除いて、第１実施形態のコイル装置１と同様の構成を有する。図８において、第１実施形態のコイル装置１と重複する部材には、同一符号を付し、その詳細な説明については省略する。

コイル装置１Ａは、コイル３Ａを有するという点において、第１実施形態におけるコイル装置１（図２Ａ）とは異なる。コイル３Ａは、エッジワイズ巻きされた平角線で形成されている。コイル３Ａは、フラットワイズ巻きされた平角線で形成されていてもよい。ＹＺ断面において、接合部５０ａおよび接合部５０ｂは略扁平形状（板状）を有する。なお、非接合部５１ａおよび非接合部５１ｂについても同様に略扁平形状を有する。

本実施形態においても、接合部５０ａおよび接合部５０ｂの厚みが、非接合部５１ａおよび非接合部５１ｂの厚み（一方の幅広面と他方の幅広面との間の距離）よりも小さくなっている。そのため、本実施形態においても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。加えて、本実施形態では、コイル３Ａが平角線で形成されているため、接合部５０ａおよび接合部５０ｂの表面積を確保しやすく、接合部５０ａおよび接合部５０ｂと第１継線片４１ａおよび第１継線片４１ｂとの間の接合安定性を向上させることができる。

なお、本出願は、上述した実施形態に限定されるものではなく、種々に改変することができる。

上記各実施形態では、コイル装置１のインダクタへの適用例について示したが、コイル装置１はインダクタ以外の電子部品であってもよい。

上記第１実施形態において、図５Ｂに示すように、第１継線片４１ａおよび第１継線片４１ｂは、Ｙ軸方向の外側に向かうにしたがって、外部電極部４７ａおよび外部電極部４７ｂが配置されるコア２の第５面２ｅに近づくように傾斜していてもよい。第１継線片４１ａおよび第１継線片４１ｂの各々の第１面４０１は、第５面２ｅに対して傾斜しており、第２面４０２は、第６面２ｆに対して傾斜している。この場合、第１継線片４１ａおよび第１継線片４１ｂが第５面２ｅに対して平行に配置される場合に比べて、Ｙ軸方向の外側に向けて、継線部４０ａおよび継線部４０ｂが位置ずれしにくくなる。上記第２実施形態についても同様である。

上記第１実施形態において、図２ＡＢおよび図４に示すように、接合部５０ａおよび接合部５０ｂの幅Ｌ３は、第１継線片４１ａおよび第１継線片４１ｂの幅Ｌ６（図４）よりも小さくなっていたが、幅Ｌ３は、幅Ｌ６と同等以上でもよい。上記第２実施形態についても同様である。

上記第１実施形態において、図２Ａに示すように、接合部５０ａおよび接合部５０ｂは、第１継線片４１ａおよび第１継線片４１ｂの第１面４０１に接合されていたが、第２面４０２に接合されていてもよい。上記第２実施形態についても同様である。

上記各実施形態において、図４に示す第２継線片４２ａおよび第２継線片４２ｂを省略してもよい。

１，１Ａ…コイル装置
２…コア
３，３Ａ…コイル
３０…巻回部
４ａ，４ｂ…端子
４０ａ，４０ｂ…継線部
４０１…第１面
４０２…第２面
４０３…凹部
４１ａ，４１ｂ…第１継線片
４２ａ，４２ｂ…第２継線片
４３ａ，４３ｂ…中間部
４４ａ，４４ｂ…湾曲部
４５ａ，４５ｂ…第１接続部
４６ａ，４６ｂ…第２接続部
４７ａ，４７ｂ…外部電極部
５ａ，５ｂ…引出部
５０ａ，５０ｂ…接合部
５１ａ，５１ｂ…非接合部
５２ａ…接合面
５３ａ…表面
５４…凹凸
６…金属層
６１…第１金属層
６２…第２金属層
６２０…付着部
７…フレーム

Claims (20)

1. コアと、
   前記コアの内部に配置された巻回部と、前記巻回部から引き出された引出部とを有するコイルと、
   前記引出部に接合され、前記コアの内部に配置された継線部を有する端子と、を有し、
   前記引出部は、前記継線部に接合された接合部と、前記接合部とは離間する非接合部とを有し、
   前記接合部の第１厚みは、前記非接合部の第２厚みよりも小さいコイル装置。
2. 前記継線部の第３厚みは、前記接合部の前記第１厚みよりも大きい請求項１に記載のコイル装置。
3. 前記接合部の第１幅は、前記非接合部の第２幅よりも大きい請求項１または２に記載のコイル装置。
4. 前記継線部の第３幅は、前記接合部の前記第１幅よりも大きい請求項３に記載のコイル装置。
5. 前記接合部は、前記コイルの巻回軸に対して垂直に配置されている請求項１または２に記載のコイル装置。
6. 前記接合部は、前記継線部の第１面に配置されており、
   前記第１面は、前記コイルの巻回軸と交差する前記コアのいずれかの面を向いている請求項１または２に記載のコイル装置。
7. 前記端子は、第１端子と第２端子とからなり、
   前記継線部は、前記第１端子に具備された第１継線部と、前記第２端子に具備された第２継線部とからなり、
   前記接合部は、前記第１継線部に接合された第１接合部と、前記第２継線部に接合された第２接合部とからなり、
   前記コアの第１方向の同一側において、前記第１接合部および前記第２接合部は、それぞれ前記第１継線部および前記第２継線部に接合されている請求項１または２に記載のコイル装置。
8. 前記第１接合部および前記第２接合部は、それぞれ前記第１継線部の前記第１方向の一端部および前記第２継線部の前記第１方向の一端部に接合されている請求項７に記載のコイル装置。
9. 前記継線部は、第１金属層を有し、
   前記第１金属層は、前記接合部と前記継線部との間に位置する請求項１または２に記載のコイル装置。
10. 前記第１金属層はニッケルを含む請求項９に記載のコイル装置。
11. 前記継線部は、前記第１金属層とは異なる第２金属層を有し、
    前記第２金属層は、前記接合部の幅方向の端部の少なくとも一部を覆う付着部を有する請求項９に記載のコイル装置。
12. 前記第２金属層は、前記接合部が接合された前記継線部の第１面と、前記第１面とは反対側の第２面とに形成されており、
    前記第１面における前記第２金属層の第４厚みは、前記第２面における前記第２金属層の第５厚みよりも大きい請求項１１に記載のコイル装置。
13. 前記第２金属層はスズを含む請求項１１に記載のコイル装置。
14. 前記付着部の内部には、前記コアを形成する材料が入り込んでいる請求項１１に記載のコイル装置。
15. 前記継線部は、凹部を有し、
    前記凹部は、前記継線部と対向する前記接合部の接合面の形状に沿って湾曲している請求項１または２に記載のコイル装置。
16. 前記接合部の幅方向の端部は、前記継線部から離間する方向に向けて屈曲している請求項１または２に記載のコイル装置。
17. 前記接合部の表面には凹凸が形成されている請求項１または２に記載のコイル装置。
18. 前記継線部とは反対側に位置する前記接合部の表面の表面粗さは、前記非接合部の表面の表面粗さよりも大きい請求項１７に記載のコイル装置。
19. 前記継線部は、前記コイルの巻回軸と交差する前記コアのいずれかの面に対して傾斜している請求項１または２に記載のコイル装置。
20. コイルの引出部を端子に加圧接合する工程と、
    前記引出部が接合された前記端子とともに、前記コイルを磁性材料と樹脂とにより形成されるコアの内部に埋設する工程と、を有するコイル装置の製造方法。

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