JP2955915B2 - チップインダクタなどの電子部品とその製造方法ならびにその製造装置 - Google Patents

チップインダクタなどの電子部品とその製造方法ならびにその製造装置

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JP2955915B2 JP6067538A JP6753894A JP2955915B2 JP 2955915 B2 JP2955915 B2 JP 2955915B2 JP 6067538 A JP6067538 A JP 6067538A JP 6753894 A JP6753894 A JP 6753894A JP 2955915 B2 JP2955915 B2 JP 2955915B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、電子機器を用いた信
号ラインにおいて発生される電磁波障害ノイズを除去す
るために利用されるインダクタなどの電子部品と、その
製造方法ならびにその製造装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の電子部品とその製造方法
については、以下の通り各種提案されている。
【0003】(第1の従来例)Pt線で形成したコイル
を成形金型にセットし、フェライト粉末を充填し、加圧
成形し焼成してなるコイルを磁性体に内蔵して一体化構
造としたインダクタが特開昭56−67910号公報に
開示されている。
【0004】(第2の従来例)燒結磁性体バーの外周に
粗の巻回部と密の巻回部とが交互に連続的に配置される
ように導線を巻線し、粗の巻回部に導電ペーストを塗布
し、導電を埋設するように磁性体バーの周囲に磁性体を
被覆し、焼成したのち、粗の巻回部で切断し外部電極を
形成するインダクタの製造方法が特開昭58−4841
0号公報に開示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】前記の如き従来技術の
製造方法においても、所要の電子部品は得られるもので
あるが、例えば、第1の従来例に開示されたインダクタ
においては、単品単位のパッチ生産となるため効率的な
製造が期待し難く、第2の従来例に開示されたインダク
タの製造方法においては、粗の巻回部と密の巻回部とを
有するために巻線工程の高速化が困難であるだけでなく
設備の複雑化を否めず、また、得られた焼成体には残留
内部応力による磁気特性の低下や外周面の凹凸が発生し
やすかった。
【0006】この発明の目的とするところは、次のもの
を提供することである。
【0007】(1) 磁性材料内にコイル状の導電材が整然
と、しかも緊密状に埋設された高品質の電子部品。
【0008】(2) 製造工程が単純化され、簡易に電子部
品を製造しうる製法と製造装置。
【0009】(3) 大量かつ低コスト状に電子部品を製造
しうる製法と製造装置。
【0010】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めのこの発明の構成上の特徴点は次の通りである。
【0011】(1) フェライト磁性材料からなる軸状体と
該軸状体の外周に該軸状体の長手方向の一端側から他端
側に亘って等ピッチに配設された螺旋状の導電部材と該
導電部材並びに前記軸状体の外周を被覆するフェライト
磁性材料からなる被覆体と、前記軸状体並びに被覆体の
両端面にそれぞれ前記導電部材に導電接続するように付
設された端子電極と、を備えるとともに、前記フェライ
ト磁性材料からなる軸状体と前記フェライト磁性材料か
らなる被覆体とが燒結一体化されたチップインダクタな
どの電子部品。
【0012】(2) フェライト粉末などの磁性素材に樹脂
などの結合材を混練した混練物を軸状に成形して第1の
成形体を得る工程と、前記第1の成形体の外周に等ピッ
チの螺旋状に導電材を捲回する工程と、フェライト粉末
などの磁性素材に樹脂などの結合材を混練した混練物を
用いて前記導電部材並びに前記第1の成形体の外周に被
覆体を形成して第2の成形体を得る工程と、前記第1の
成形体を構成するフェライト磁性材料と前記被覆体を構
成するフェライト磁性材料とを焼成により燒結一体化す
る工程と、前記第2の成形体を所望の長さ寸法に切断し
て両端面にそれぞれ前記導電部材の一部が露出されたチ
ップを得る工程と、該チップの前記導電部材の一部が露
出された端面にそれぞれ前記導電部材に接するように端
子電極を付設する工程と、を有するチップインダクタな
どの電子部品の製造方法。
【0013】(3) フェライト粉末などの磁性素材に樹脂
などの結合材を混練した混練物を軸状に成形する第1の
成形手段と、前記第1の成形手段において成形された第
1の成形体の外周に等ピッチの螺旋状に導電部材を装着
する装着手段と、前記導電部材並びに前記第1の成形体
の外周に被覆体を形成する手段と、を具備したチップイ
ンダクタなどの電子部品の製造装置。
【0014】
【作 用】次に、その作用について見れば、
【0015】(1) フェライト磁性材料からなる軸状体と
前記フェライト磁性材料からなる被覆体とが燒結一体化
されるとともにその内部に長手方向の一端側から他端側
に亘って等ピッチに配設された螺旋状の導電部材を備え
るため、長手方向に亘って均一で残留内部応力が小さい
高品質のチップインダクタなどの電子部品を提供するこ
とができる。
【0016】(2) 切断長さ寸法に応じて所望の磁気特性
を有する高品質のチップインダクタなどの電子部品を製
造することができる。
【0017】(3) チップインダクタなどの電子部品を大
量に高速かつ効率的に製造することができる。
【0018】
【実 施 例】次に、この発明の実施例を図面に基づい
て説明する。
【0019】(第1実施例)図1には、第1実施例が示
されており、この実施例における製造装置(D1)につ
いて見れば、第1の成形手段に相当する第1の押出成形
機(1)の押出金型(12)の下方に等軸状に第2の押
出成形機(2)の押出金型(22)を配置し、前記第1
の押出金型(12)と前記第2の押出金型(22)との
間に導電部材に相当する導電線(L)を巻回装着する装
着手段に相当する巻線機(3)が介装されているもので
あって、前記第1の押出金型(12)及び前記第2の押
出金型(22)は、供給ポート(11),(12)を介
して、押出スクリューを内蔵した第1の押出成形機
(1)の本体(図示省略)及び前記と同様に押出スクリ
ューを内蔵した第2の押出成形機(2)の本体(図示省
略)にそれぞれ接続されている。前記第1の押出金型
(12)の下端及び前記第2の押出金型(22)の下端
にはそれぞれ押出口(13),(23)が配置されると
ともに、前記第2の押出金型(22)の内部にはさら
に、案内筒(24)が配置され、その下部開口(24
A)が前記押出口(23)の近傍に配置されている。
【0020】前記巻線機(3)は、導電部材に相当する
導電線(L)を貯えた供給ドラム(31)と該供給ドラ
ム(31)から繰出された導電線(L)を案内する筒状
体又は環状体等からなる案内具(32)と、前記供給ド
ラム(31)及び案内具(32)を前記等軸を中心に回
転自在に支持するベアリング等の支持手段(図示省略)
と、前記供給ドラム(31)及び案内具(32)を回転
駆動するモーター等の駆動手段(図示省略)とを有す
る。
【0021】次に、前記製造装置(D1 )を用いた製造
手順について説明する。フェライト粉末などの磁性素材
に樹脂などの結合材を混練したフェライト磁性材料
(M)が混練機(4)により得られ、これが第1の押出
成形機(1)の本体に内蔵された押出スクリューにより
加圧状態で供給ポート(11)を介して第1の押出金型
(12)内に送られ、軸状体材(M1 )として押出口
(13)から押出成形され、第1の成形体(S1 )が得
られる。次に、前記第1の成形体(S1 )は、その外周
に、前記巻線機(3)の供給ドラム(31)に貯えられ
た導電線(L)が前記案内具(31)を介して繰り出さ
れ、前記支持手段並びに回転駆動手段により所定のピッ
チで巻回された後、第2の押出金型(22)の案内筒
(24)に供給される。さらにその外周には、前記と同
様に第2の押出成形機(2)の本体から押出スクリュー
により加圧状態で供給ポート(21)を介して供給され
た被覆体材(M2 )によりその外周が被覆された状態で
押出口(23)から押出成形され、前記と同様に必要に
より加熱・乾燥手段等により硬化されて第2の成形体
(S2)が得られる。
【0022】前記導電線(L)の巻回ピッチは、前記第
1の押出成形機(1)の押出しスクリューの回転速度並
びに前記巻線機(3)の回転駆動手段のいずれか一方又
は双方の回転速度をインバーター又は変速機等の調整手
段(図示省略)で調整することにより任意の値に設定す
ることができる。
【0023】次に、その製造方法について見れば、以下
の通りである。即ち、高透磁率特性を備えたフェライト
材、好ましくはNi系フェライト、Ni−Zn系フェラ
イト、Ni−Zn−Cu系フェライト、Mn−Zn系フ
ェライト等のソフトフェライトの粉末などの磁性素材
(S)と、ポリビニールアルコール、エチレンセルロー
ズあるいは、エポキシ樹脂、ABS樹脂その他の結合材
(B)および適量の水などの溶剤とを適当な重量%比で
混練した混練物を押出成形法等の手段により軸状に成形
し、第1の成形体(S1 )を得る。前記成形体(S1
は室温放置でも硬化させることが可能であるが、必要に
より80℃〜300℃に加熱することにより硬化を促進
させることもできる。また、前記第1の成形体(S1
の断面形状は成形金型の形状を選択することにより丸
形、角形等の任意の形状のものを得ることができる。
【0024】次で、この第1の成形体(S1 )の外周に
等ピッチで、導電部材に相当する導電線(L)を巻回す
るものであるが、この導電線(L)の素材としては、P
t,Ag,Ag−Pd,Cuなどの中から、前記フェラ
イト磁性材料(M)の焼成雰囲気並びにインダクタなど
の電子部品に要求される抵抗率等の電気的特性を考慮し
た上で任意に選択することができるが、その溶融温度が
前記フェライト磁性材料(M)の燒結温度以上のものを
選択する必要がある。
【0025】一方、前記導電線(L)の線径、巻回ピッ
チ、巻回数等は、インダクタなどの電子部品に対して要
求される電流容量、インピーダンス値、インダクタンス
値その他の電気的特性に応じて任意の値に選択すること
ができる。前記導電線(L)の線径並びに導電線(L)
の繰出しテンションについては前記第1の成形体(S
1 )の機械的強度を考慮して決定することが好ましく、
また、前記線径は直径数μm〜数百μmの範囲で選択す
ることが好ましい。また、前記導電線(L)の巻回ピッ
チを長手方向に等しくすることにより、前記第1の成形
体(S1 )に加わる巻線時の衝撃が著しく減少して成形
体の破断が防止されるとともに、巻回速度の高速化が可
能となり、効率的に製造することができる。
【0026】次に、導電線(L)が長手方向に等ピッチ
で配設された第1の成形体(S1 )の外周に前記磁性材
料(M)からなる被覆体材(M2 )を配設し、第2の成
形体(S2 )を得る。前記、被覆体材(M2 )の形成方
法としては、押出成形法、スプレー法、転写法、ディッ
プ引上げ法等の種々の方法の中から選択することが可能
であるが、その寸法精度、成形密度、第1の成形体(S
1 )との密着度、生産性等の点で押出成形法が優れてい
る。
【0027】次に、この第2の成形体(S2 )を一旦長
寸に切断し、焼成用サヤ内に整列して焼成し、前記第1
の成形体(S1 )と被覆体材(M2 )とを燒結一体化さ
せる。前記焼成の温度は、概ね800℃〜1200℃の
範囲でフェライト磁性材料の種類に応じて適切な温度を
選定する。また焼成雰囲気は、Ni系,Ni−Zn系,
Ni−Zn−Cu系等のフェライト材料の場合には大気
中、Mn−Zn系の場合には窒素雰囲気中等が好まし
い。
【0028】次に、得られた長寸の燒結体を所望の長さ
寸法に切断し、両端面にそれぞれ前記導電線(L)の一
部が露出されたチップを得る。
【0029】前記所望寸法への切断は、焼成前、焼成後
のいずれでもよく、その切断方法も、押し切り、ダイシ
ング、レーザー加工等の種々の手段の中から選択するこ
とができる。
【0030】最後に、得られたチップの前記導電線
(L)の一部が露出された端面にそれぞれ前記導電線
(L)に接するように端子電極(T1 )(T2 )を付設
することによりチップインダクタなどの電子部品(I
P)が得られる。
【0031】前記端子電極(T1 )(T2 )の形成は、
焼成前のチップに形成する場合には、Agペースト、A
g−Pdペースト、Cuペースト等の焼付けタイプの電
極ペーストを用いると、前記フェライト磁性材料の焼成
時に同時に焼付けることが可能である。また、焼成後の
チップに形成する場合、及び前記焼成前のチップに形成
したのち焼成同時焼付けしたチップの前記厚膜電極上に
重ねて形成する場合には、前記焼付けタイプの厚膜法に
限らず、熱硬化タイプの厚膜法、蒸着法、メッキ法等の
種々の手段の中から選択・組み合わせることができ、例
えば厚膜法を用いる場合には、Agペースト、Ag−P
dペースト、Ag混合樹脂ペースト等を塗布した後、1
50℃〜600℃で焼付け又は硬化させることにより形
成できる。
【0032】さらに、チップインダクタなどの電子部品
(IP)の回路基板への半田付け性を向上させるため
に、予め形成された端子電極上にさらにNi層,Sn−
Pb合金層等をメッキ法等により積層することが好まし
い。
【0033】(第2実施例)図4には、第2実施例が示
されているが、この実施例の製造装置(D2 )が第1の
実施例の製造装置(D1 )と相違する点は、第1の成形
体(S1 )の外周に塗装装置(5)によってペースト状
の導電性材料を塗着されるようにして導電帯(P)を形
成させる点にあって、それ以外の点は第1の実施例の装
置(D1 )と共通しているのでその説明の重複は省略す
る。
【0034】即ち、第2実施例の装置(D2 )において
は、第1の成形体(S1 )の外周に旋回するペイントロ
ール(51)を当接させ、このペイントロール(51)
には、ホッパー(52)から、Ag−Pdその他の低抵
抗材料からなる導電材料を螺旋状に塗布して導電帯
(P)を形成するようにしたものである。
【0035】又、前記以外にも例えばジェット噴射手段
を利用して第1の成形体(S1 )の外周上に導電層を形
成することも出来るものであって、この発明は、前記の
各実施例に限定されるものではないことは言うまでもな
いことである。
【0036】尚、前記の各実施例によって製造されるチ
ップインダクタ(IP)の外観形状が円柱状であるが、
この形状を例えば直方体状にするには、第2の押出成形
機(2)の押出口(23)の形状を長方形に構成すれば
足りるものであって、この点は、前記実施例のものの単
純な設計変更にすぎないものである。
【0037】
【発明の効果】この発明は、以上の通りであって、磁性
材料中にコイル状の導電材が均質な関係配置で整然とし
かも緊密に埋設された高品質の電子部品を提供できるも
のであり、その製造に当っては、押出成形手段と、導電
材供給手段のみで足りるものであって、その生産工程に
おける加工処理も極めて単純化されているため、格別高
度な熟練を要することなく、前記の電子部品を極めて低
コストで大量に製造できるという顕著な効果を発揮しう
るものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の実施例を示す装置説明図。
【図2】図1によって成形された第2の成形体の一部切
開側面図。
【図3】第1の実施例によって作成されたチップインダ
クタの斜視図。
【図4】この発明の第2の実施例の一部を示す装置説明
図。
【符号の説明】
1 ,D2 製造装置 1 第1の押出成形機 2 第2の押出成形機 3 巻線機 4 混練機 M フェライト磁性材料 M1 軸状体材 M2 被覆体材 S1 第1の成形体(軸状体) S2 第2の成形体(被覆体を有する軸状体) L 導電線 P 導電帯 IP 電子部品 T1 ,T2 端子電極

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 フェライト磁性材料からなる軸状体と該
    軸状体の外周に該軸状体の長手方向の一端側から他端側
    に亘って等ピッチに配設された螺旋状の導電部材と該導
    電部材並びに前記軸状体の外周を被覆するフェライト磁
    性材料からなる被覆体と、前記軸状体並びに被覆体の両
    端面にそれぞれ前記導電部材に導電接続するように付設
    された端子電極と、を備えるとともに、前記フェライト
    磁性材料からなる軸状体と前記フェライト磁性材料から
    なる被覆体とが燒結一体化されたチップインダクタなど
    の電子部品。
  2. 【請求項2】 フェライト粉末などの磁性素材に樹脂な
    どの結合材を混練した混練物を軸状に成形して第1の成
    形体を得る工程と、前記第1の成形体の外周に等ピッチ
    の螺旋状に導電材を捲回する工程と、フェライト粉末な
    どの磁性素材に樹脂などの結合材を混練した混練物を用
    いて前記導電部材並びに前記第1の成形体の外周に被覆
    体を形成して第2の成形体を得る工程と、前記第1の成
    形体を構成するフェライト磁性材料と前記被覆体を構成
    するフェライト磁性材料とを焼成により燒結一体化する
    工程と、前記第2の成形体を所望の長さ寸法に切断して
    両端面にそれぞれ前記導電部材の一部が露出されたチッ
    プを得る工程と、該チップの前記導電部材の一部が露出
    された端面にそれぞれ前記導電部材に接するように端子
    電極を付設する工程と、を有するチップインダクタなど
    の電子部品の製造方法。
  3. 【請求項3】 フェライト粉末などの磁性素材に樹脂な
    どの結合材を混練した混練物を軸状に成形する第1の成
    形手段と、前記第1の成形手段において成形された第1
    の成形体の外周に等ピッチの螺旋状に導電部材を装着す
    る装着手段と、前記導電部材並びに前記第1の成形体の
    外周に被覆体を形成する手段と、を具備したチップイン
    ダクタなどの電子部品の製造装置。
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