JP3554209B2 - 面実装型コイル部品 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＤＣ−ＤＣコンバータ等のハイブリッドＩＣへの搭載に適した超薄型の面実装型コイル部品の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年における携帯情報端末等の電子機器の軽薄短小化に伴い、ＤＣ−ＤＣコンバータ等の一まとまりのブロック回路を構成するコンデンサ、トランジスタ、トランス、ＩＣ等の電子部品を一つのサブ基板に集積して面実装した所謂ハイブリッドＩＣをマザー基板上に実装する実装方法が多用されている。
【０００３】
上記ハイブリッドＩＣの個々の電子部品においては当然ながら小型・薄型化（低背化）が求められており、特に高さ寸法が大きいコイル部品（トランス、チョークコイル等）は低背化の要請が強い。
【０００４】
例えば、面実装型コイル部品の典型である面実装型トランスの構造は、一般にフレームリード端子を側面または底面に植設した樹脂製コイルボビンに、一次巻線と二次巻線を分巻してその各両端部を前記フレームリード端子にからげて半田付け等により導電固着し、磁性コアをコイルボビンに嵌装した構造を有するが、コイルボビンを使用する点で低背化には限度があり、高さ寸法３ｍｍ程度が最小である。
【０００５】
そこで、小型化・低背化を進めた構造として、図６の縦断面図に示されるように、コイルボビンを省略して巻芯部１と該巻芯部１の長さ方向の両端に巻芯部と一体に延設された鍔部２、３とからなる縦軸のドラム型フェライトコア４自身に直接に絶縁被覆導線を捲回して巻線５とし、該巻線端部を一方の鍔部３に植設した金属板をプレス成形した細板状のリード端子６にからげて半田付けした構造の面実装型トランス１０が製品化されている。
【０００６】
また、図７の縦断面図に示されるように、上記リード端子６に代えて縦軸のドラム型フェライトコア４′の一方の鍔部３の底面及び周面に導電ペースト等を直接印刷して固着した電極層８を配設し、前記巻線５の端部を図示されない導出溝を通して前記電極層８に導電固着した構造の面実装型トランス２０がある。
【０００７】
さらに、図８の斜視図に示されるように、破線で示される直方体形状の巻芯部１１の左右両端に矩形の鍔部１２、１３を巻芯部１１と一体に設けた横軸のフェライトコア１５の前記鍔部１２、１３の端面１６、１７及び底面１８、１９に印刷によってコア直付けの電極層２１を設け、巻芯部１１に捲回した巻線２２の端部を前記各電極層２１の端面１６、１７側に半田付けによって導電固着した構造の面実装型トランス３０も製品化されている。
【０００８】
現在のところ、図７に示される概ね高さ寸法Ｈ＝１．６ｍｍの前記縦軸のドラム型フェライトコア４′を使用した面実装型トランス２０が最も低背化の進んだ最小高さ寸法の面実装型コイル部品である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記図７のような縦軸のドラム型フェライトコア４′を使用した面実装型トランス２０の構造は低背化の限界に達しており、また、前記図８のような横軸のフェライトコア１５を用いた面実装型トランス３０では、特に巻線２２の端部の電極層２１への引き出しが難しく、巻線の引き出し部分または半田付けによる盛り上がった導電固着部分が製品の外形寸法に加算される構造に小型化・低背化における問題点があった。
【００１０】
また、巻線端部を半田付けにより導電固着する手段を用いると電極層２１における導電固着部分の鍔部１２、１３に対する領域が広く、半田付けの際の加熱が巻芯部１１まで伝達されて巻線２２の絶縁性を低下させる等の影響を受けやすかった。
【００１１】
また、ハイブリッドＩＣにおいては、上記横軸のフェライトコア１５を用いた面実装型トランス３０をサブ基板に実装した場合に、漏洩磁束がサブ基板の実装面と反対面側の配線パターンに作用してインダクタンス値の低下が大きくなるという問題点がある。さらに、電極層２１とマザー基板の配線パターンとの絶縁確保が特に要求される。
【００１２】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、横軸の従来に無い偏平のコアを使用するとともに巻線と電極層との導電固着部の改良をなして、面実装型コイル部品の更なる低背化構造を実現するものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、
（１）厚み寸法ｔと幅寸法ｗとの比ｔ／ｗが１／３以下の偏平の巻芯部と、該巻芯部の長さ方向の両端に巻芯部と一体に延設された鍔部と、を有するコアと、前記コアの鍔部の少なくとも高さ方向の側面を含む周面に配設された各々離間する２個乃至４個の電極層と、前記コアの巻芯部に捲回されるとともに両端部が各々前記鍔部の側面に斜めに導出され該側面の電極層に熱圧着により導電固着された巻線と、を備え、且つ、前記巻線の少なくとも捲き終り側の端部の導電固着部分は、前記コアの鍔部の側面の電極層の前記巻芯部の厚み寸法の延長上に位置していることを特徴とする面実装型コイル部品を提供することにより、上記目的を達成する。
【００１４】
（２）前記コアの鍔部の高さ寸法Ｈが１．６ｍｍ以下で、前記巻線の線径が３０μｍ乃至１５０μｍであることを特徴とする上記（１）に記載の面実装型コイル部品を提供することにより、上記目的を達成する。
【００１５】
（３）前記巻線の端部の固着部と接する電極層の厚みが前記巻線の線径以下であることを特徴とする上記（１）に記載の面実装型コイル部品を提供することにより、上記目的を達成する。
【００１６】
（４）前記電極層が配設された前記コアの鍔部の周面における巻芯部に近い側に前記電極層の形成されていないギャップ領域が設けられていることを特徴とする上記（１）に記載の面実装型コイル部品を提供することにより、上記目的を達成する。
【００１７】
（５）前記電極層に対する巻線の固着部が巻線の線径の１．５〜４．０倍の拡幅部を有することを特徴とする上記（１）に記載の面実装型コイル部品を提供することにより、上記目的を達成する。
【００１８】
（６）前記コアの鍔部の側面に設けられた凹溝内に電極層が形成されるとともに巻線の端部の前記電極層との固着部が前記凹溝内に収容されていることを特徴とする上記（１）に記載の面実装型コイル部品を提供することにより、上記目的を達成する。
【００１９】
（７）巻芯部に捲回された巻線の実装基板面側の表面に磁性粉入り樹脂層を平坦に配したことを特徴とする上記（１）に記載の面実装型コイル部品を提供することにより、上記目的を達成する。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明に係る面実装型コイル部品の実施の形態を図１〜図５の図面に基いて詳細に説明する。なお、面実装型コイル部品としてはトランス、チョークコイル、フィルタ等種々のものが含まれるが、外部接続端子としての電極層数と巻線の数が異なる以外は同様な構造となるので、この実施の形態では典型として面実装型トランスについて説明する。
【００２１】
図１は本発明に係る面実装型トランスの外観を示す斜視図であり、図２はその横軸方向の縦断面図である。また、図３は本発明に係る面実装型トランスのフェライトコアの鍔部の側面における巻線の導電固着部分を示す拡大斜視図であり、図４は同じくフェライトコアの鍔部の側面における巻線の導電固着部分を示す拡大側面図（ａ）と拡大平面図（ｂ）である。また、図５は前記面実装型トランスをサブ基板に実装したハイブリッドＩＣをマザー基板に実装した状態の縦断面図である。
【００２２】
先ず、図１〜図５に示される面実装型トランス５０は、図４における厚み寸法ｔと幅寸法ｗとの比ｔ／ｗが１／３以下の偏平の巻芯部３１と、図２に示される該巻芯部３１の長さ方向の両端に巻芯部と一体に延設された鍔部３２、３３と、を有するフェライトコア３５と、図１に示される前記フェライトコア３５の鍔部３２、３３の少なくとも高さ方向の側面３６を含む周面に配設された各々離間する４個の電極層３８と、前記フェライトコア３５の巻芯部３１に捲回されるとともに両端部が図３に示されるように各々前記鍔部の側面３６に斜めに導出され該側面３６の電極層部分３８′に熱圧着により導電固着された巻線３９と、を備えたことを特徴とし、図１において全体の幅寸法Ｗは３．６ｍｍ、巻軸長さ寸法Ｌが５．５ｍｍ程度であるのに対して高さ寸法Ｈが１．２ｍｍ程度と超小型且つ極めて偏平な面実装型トランスとなっている。
【００２３】
本発明では、上記のように面実装型コイル部品の小型化と低背化を第一の目的とするのであるが、この実現のために前述の従来例として示した横軸のフェライトコア１５を用いた面実装型トランス３０の偏平化を図りつつその問題点を解決するアプローチを行う。ここに、本発明に係る偏平なコアとは、上記のように面実装型トランス５０のフェライトコア３５の巻芯部３１の厚み寸法ｔと幅寸法ｗとの比ｔ／ｗが１／３以下という条件を満足するコアをいうものと定義する。付言すれば、上記偏平条件を満たす偏平なコアは従来に無いもので、面実装型コイル部品の低背化を実現する鍵となるものである。
【００２４】
上記構造は従来の図７のような縦軸のドラム型フェライトコア４を使用した面実装型トランス２０に比して構造的に低背化になじむものであり、且つ偏平なフェライトコア３５の鍔部３２、３３の高さ方向の側面３６の電極層部分３８′に熱圧着で導電接続しているので、巻線３９の引き出し部分や導電固着部分が製品の高さ寸法に加算されず、極めて低背の、上記のように高さ寸法Ｈが１．２ｍｍ程度に抑えることが実現できるのである（将来的には高さ寸法Ｈを０．８ｍｍ程度にすることも可能と考えられる）。
【００２５】
また、巻線３９が捲回された巻芯部３１から最も離れた鍔部３２、３３の高さ方向の側面３６の電極層部分３８′に巻線端部が熱圧着により導電固着されるので、巻芯部３１への熱の伝わりが少なく、巻線３９が保護される。
【００２６】
さて、上記面実装型トランス５０で注視すべきは、図４（ａ）に示されるように、特に巻線３９の捲き終り側の端部の電極層３８に対する導電固着部分が鍔部３３の側面３６の電極層３８の前記巻芯部３１の厚み寸法の延長上に位置していることが特徴的である。鍔部３３の側面３６の特に上記範囲内に導電固着部分を位置させることにより、コアの偏平な巻芯部に捲回された巻線の捲き終り側の引き出し部分に、熱圧着により巻線が伸びて弛みが生じても、高さ寸法の外への巻線の食み出しが抑制され、コイル部品の高さ寸法に影響を与えにくいという利点がある。
【００２７】
また、上記面実装型トランス５０において、本発明者の研究によれば、高さ寸法Ｈが１．６ｍｍ以下とした場合には、巻線３９の線径は３０μｍ〜１５０μｍの範囲にあることが望ましいことが判明した。蓋し、上記範囲を越える太さの巻線では熱圧着の際に必要な熱量が過大となって巻線の絶縁信頼性に悪影響が出てしまい、細いと熱圧着における導電固着部に十分な引っ張り強度が得にくい結果となるのである。
【００２８】
また、上記面実装型トランス５０においては、巻線３９の端部の導電固着部４１と接する電極層３８′の厚みが前記巻線３９の線径以下とすることが望ましい。蓋し、熱圧着を導電固着手段に用いると、巻線３９の端部が圧し潰れる際に多少とも電極層３８′にめり込むが、その場合でも、巻線の端部に十分な押圧力が加えられ、電極層３８′との確実な導電固着が可能となる。
【００２９】
次に、上記面実装型トランス５０においては、横軸の偏平なフェライトコア３５を使用することから、外部パターンと巻線３９との絶縁性や漏洩磁束の影響を一段と考慮する必要がある。
【００３０】
そこで、図１の面実装型トランス５０では、電極層３８が印刷固着された前記フェライトコア３５の鍔部３２の周面における巻芯部３１に近い側に前記電極層３８の印刷されていないギャップ領域Ｄが設けられている。このギャップ領域Ｄの存在によって巻線３９の巻数が多くて鍔部３２、３３の周面の縁にまで迫ってきても電極層３８との距離が保たれることで良好な絶縁性が維持される。
【００３１】
また、図３の拡大斜視図に示されるように、電極層３８に対する巻線３９の導電固着部４１が巻線線径の１．５〜４．０倍の拡幅部（幅ｄ）を有するように熱圧着（例えばスポット溶接）してあることにより、十分な接続強度が得られる。この点、高さ寸法Ｈが１．２ｍｍと小さく狭い側端面３６に対して巻線３９の端部が斜めに入って（即ち、側端面３６の縁辺３６ａとの角度θが２０°乃至６０°の鋭角になる）、電極層３８に導電固着されることによってスポット溶接による固着面積が大きく取れるのである。
【００３２】
また、図１、図３の面実装型トランス５０では、偏平フェライトコア３５の鍔部３２、３３の側面３６に設けられた凹溝４２内に電極層３８′が印刷固着されるとともに巻線３９端部の前記電極層３８′との導電固着部４１が前記凹溝４２内に収容されている。これにより導電固着部４１は完全に凹溝４２内に収まって側面の外寸からはみ出ることがなく外形寸法が正確に規定でき、他の電子部品との接触の恐れも回避される。なお、導電固着部４１の周囲は絶縁保護のために樹脂等で覆って固定することが望ましい。
【００３３】
ところで、図５の縦断面図に示されるように、ハイブリッドＩＣのサブ基板４４に実装した前記面実装型トランス５０は、構造上、該サブ基板４４の反対面にある配線パターンＰ１と漏洩磁束の影響によってインダクタンス値が低くなってしまう恐れが大きい。
【００３４】
そこで、図５においては上記対策として、ハイブリッドＩＣのサブ基板４４と実装した面実装型トランス５０の巻線３９の表面との間に磁性粉入り樹脂層４６（巻線３９表面に塗布した樹脂塗膜または樹脂平板）が挟まれている。これにより漏洩磁束の悪影響が防止されるとともに巻線３９の保護が図られる。また、マザー基板４５側の巻線の表面にも平坦な上記樹脂層４６を配設することでマザー基板側の電子部品や配線パターンＰ２との絶縁保護等とともに自動実装機によるマウント吸着時の吸着性を高める作用も得られることになる。
【００３５】
次に、上記面実装型トランス５０に使用される各部材について述べる。
【００３６】
先ず、本発明に使用するコアの材質は特に限定されないが、現実的には上記実施の形態のようにフェライトコア３５であり、その材料はニッケル亜鉛系フェライト、ニッケルー亜鉛ー銅系フェライト等、高抵抗率のものを使用する。その外形寸法はフェライトの物理的強度を考慮して例えば横幅寸法Ｗ＝３．６ｍｍに対して高さ寸法（鍔部３２、３３の高さ）Ｈ＝０．５ｍｍ〜１．６ｍｍであり、巻芯部３１の高さ（厚み）は０．３ｍｍ〜０．８ｍｍである。ここで、巻芯部３１の厚み寸法ｔに対する幅寸法ｗの比は３以上、より好ましくは５以上である。また、長さ寸法Ｌは適宜設計されるべきものであり、図１の面実装型トランス５０では概ね５．５ｍｍ程度である。
【００３７】
電極層３８は鍔部３２、３３の周面及び端面に左右一体に銀粉末及びガラスフリットを含む導電ペーストを印刷・焼付けして固着した後、サンドブラスト等のトリミングにより分割するのが簡単であるが、勿論、別個に印刷固着してもよいし、転写による印刷方法も採用できる。さらに、前記電極層３８の表面には必要により半田メッキや銅メッキなどのメッキ処理を施してもよい。なお、図５において、マザー基板４５に近接して対向する鍔部３２、３３の周面の電極層部分３８ｂは設けない方がマザー基板４５の配線パターンとの絶縁のためには好ましいといえる。
【００３８】
以上詳述した本発明に係る面実装型トランス５０を始とする面実装型コイル部品では、その高さ寸法Ｈを１．６ｍｍ以下、現在のところ１．２ｍｍ程度、将来的には０．８ｍｍ程度に低背化することができ、図５に示されるように、マザー基板４５に対して面実装型トランス５０を実装した状態のハイブリッドＩＣの厚みｈを１．８ｍｍ以下にすることが可能になった。
【００３９】
また、本発明に係る面実装型トランス５０は、薄型のＩＣと同等の高さであるため、マザー基板４５に直接実装した場合には、マザー基板高さを一様に低くできる。
【００４０】
【発明の効果】
本発明に係る面実装型コイル部品は、上記のように構成されているため、以下に記載するような効果を有する。
【００４１】
（１）高さ寸法が１．６ｍｍ以下の低背化が実現でき、ハイブリッドＩＣへの実装に適する。
【００４２】
（２）熱圧着に起因する巻線の弛みの外部への突出が抑制される。
【００４３】
（３）熱圧着による電極層への巻線の導電固着の際の巻線の線径の適正条件が与えられる。
【００４４】
（４）巻線の端部が確実にコアの鍔部の側面の電極層に熱圧着される。
【００４５】
（５）ギャップ領域によって巻芯部に捲回された巻線と電極層との距離が保たれて良好な絶縁性が維持できる。
【００４６】
（６）巻線の固着部が巻線線径の１．５〜４．０倍の拡幅部を有することで、電極層との熱圧着領域が十分に確保され、導電固着部の接続信頼性が高い。
【００４７】
（７）コアの鍔部の側面の凹溝内に導電固着部が収容されるので、導電固着部が外部に突出せず、外形寸法が一定に保持される。
【００４８】
（８）マザー基板及びハイブリッドＩＣのサブ基板との絶縁性延いては安全性が高い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る面実装型トランスの外観を示す斜視図である。
【図２】本発明に係る面実装型トランスの横軸方向の縦断面図である。
【図３】本発明に係る面実装型トランスの偏平フェライトコアの側端面の導電固着部分を示す拡大斜視図である。
【図４】フェライトコアの鍔部の側面における巻線の導電固着部分を示す拡大側面図（ａ）と拡大平面図（ｂ）である。
【図５】本発明に係る面実装型トランスをサブ基板に実装したハイブリッドＩＣをマザー基板に実装した状態の縦断面図である。
【図６】従来の面実装型トランスの構造を示す縦断面図である。
【図７】従来の面実装型トランスの構造を示す縦断面図である。
【図８】従来の面実装型トランスの構造を示す斜視図である。
【符号の説明】
１、１１、３１ 巻芯部
２、３、１２、１３、３２、３３ 鍔部
４ ドラム型フェライトコア
５、２２、３９ 巻線
６ リード端子
７、８、２１、３８ 電極層
１０、２０、３０、５０ 面実装型トランス
１５ フェライトコア
１６、１７ 端面
１８、１９ 底面
３５ 偏平フェライトコア
３６ 側面
３６ａ 側面の縁辺
３８′ 側面に印刷された電極層
３８ｂ マザー基板に近接して対向する電極層部分
４１ 導電固着部
４２ 凹溝
４４ ハイブリッドＩＣのサブ基板
４５ マザー基板
４６ 磁性粉入り樹脂層
Ｈ 高さ寸法
Ｗ 幅寸法
Ｌ 巻軸長さ寸法
Ｄ ギャップ領域
Ｐ２ 配線パターン
ｈ ハイブリッドＩＣの厚み
ｔ 巻芯部の厚み寸法
ｗ 巻芯部の幅寸法
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＤＣ−ＤＣコンバータ等のハイブリッドＩＣへの搭載に適した超薄型の面実装型コイル部品の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年における携帯情報端末等の電子機器の軽薄短小化に伴い、ＤＣ−ＤＣコンバータ等の一まとまりのブロック回路を構成するコンデンサ、トランジスタ、トランス、ＩＣ等の電子部品を一つのサブ基板に集積して面実装した所謂ハイブリッドＩＣをマザー基板上に実装する実装方法が多用されている。
【０００３】
上記ハイブリッドＩＣの個々の電子部品においては当然ながら小型・薄型化（低背化）が求められており、特に高さ寸法が大きいコイル部品（トランス、チョークコイル等）は低背化の要請が強い。
【０００４】
例えば、面実装型コイル部品の典型である面実装型トランスの構造は、一般にフレームリード端子を側面または底面に植設した樹脂製コイルボビンに、一次巻線と二次巻線を分巻してその各両端部を前記フレームリード端子にからげて半田付け等により導電固着し、磁性コアをコイルボビンに嵌装した構造を有するが、コイルボビンを使用する点で低背化には限度があり、高さ寸法３ｍｍ程度が最小である。
【０００５】
そこで、小型化・低背化を進めた構造として、図６の縦断面図に示されるように、コイルボビンを省略して巻芯部１と該巻芯部１の長さ方向の両端に巻芯部と一体に延設された鍔部２、３とからなる縦軸のドラム型フェライトコア４自身に直接に絶縁被覆導線を捲回して巻線５とし、該巻線端部を一方の鍔部３に植設した金属板をプレス成形した細板状のリード端子６にからげて半田付けした構造の面実装型トランス１０が製品化されている。
【０００６】
また、図７の縦断面図に示されるように、上記リード端子６に代えて縦軸のドラム型フェライトコア４′の一方の鍔部３の底面及び周面に導電ペースト等を直接印刷して固着した電極層８を配設し、前記巻線５の端部を図示されない導出溝を通して前記電極層８に導電固着した構造の面実装型トランス２０がある。
【０００７】
さらに、図８の斜視図に示されるように、破線で示される直方体形状の巻芯部１１の左右両端に矩形の鍔部１２、１３を巻芯部１１と一体に設けた横軸のフェライトコア１５の前記鍔部１２、１３の端面１６、１７及び底面１８、１９に印刷によってコア直付けの電極層２１を設け、巻芯部１１に捲回した巻線２２の端部を前記各電極層２１の端面１６、１７側に半田付けによって導電固着した構造の面実装型トランス３０も製品化されている。
【０００８】
現在のところ、図７に示される概ね高さ寸法Ｈ＝１．６ｍｍの前記縦軸のドラム型フェライトコア４′を使用した面実装型トランス２０が最も低背化の進んだ最小高さ寸法の面実装型コイル部品である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記図７のような縦軸のドラム型フェライトコア４′を使用した面実装型トランス２０の構造は低背化の限界に達しており、また、前記図８のような横軸のフェライトコア１５を用いた面実装型トランス３０では、特に巻線２２の端部の電極層２１への引き出しが難しく、巻線の引き出し部分または半田付けによる盛り上がった導電固着部分が製品の外形寸法に加算される構造に小型化・低背化における問題点があった。
【００１０】
また、巻線端部を半田付けにより導電固着する手段を用いると電極層２１における導電固着部分の鍔部１２、１３に対する領域が広く、半田付けの際の加熱が巻芯部１１まで伝達されて巻線２２の絶縁性を低下させる等の影響を受けやすかった。
【００１１】
また、ハイブリッドＩＣにおいては、上記横軸のフェライトコア１５を用いた面実装型トランス３０をサブ基板に実装した場合に、漏洩磁束がサブ基板の実装面と反対面側の配線パターンに作用してインダクタンス値の低下が大きくなるという問題点がある。さらに、電極層２１とマザー基板の配線パターンとの絶縁確保が特に要求される。
【００１２】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、横軸の従来に無い偏平のコアを使用するとともに巻線と電極層との導電固着部の改良をなして、面実装型コイル部品の更なる低背化構造を実現するものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、
（１）厚み寸法ｔと幅寸法ｗとの比ｔ／ｗが１／３以下の偏平の巻芯部と、該巻芯部の長さ方向の両端に巻芯部と一体に延設された鍔部と、を有するコアと、前記コアの鍔部の少なくとも高さ方向の側面を含む周面に配設された各々離間する２個乃至４個の電極層と、前記コアの巻芯部に捲回されるとともに両端部が各々前記鍔部の側面に斜めに導出され該側面の電極層に熱圧着により導電固着された巻線と、を備え、且つ、前記巻線の少なくとも捲き終り側の端部の導電固着部分は、前記コアの鍔部の側面の電極層の前記巻芯部の厚み寸法の延長上に位置していることを特徴とする面実装型コイル部品を提供することにより、上記目的を達成する。
【００１４】
（２）前記コアの鍔部の高さ寸法Ｈが１．６ｍｍ以下で、前記巻線の線径が３０μｍ乃至１５０μｍであることを特徴とする上記（１）に記載の面実装型コイル部品を提供することにより、上記目的を達成する。
【００１５】
（３）前記巻線の端部の固着部と接する電極層の厚みが前記巻線の線径以下であることを特徴とする上記（１）に記載の面実装型コイル部品を提供することにより、上記目的を達成する。
【００１６】
（４）前記電極層が配設された前記コアの鍔部の周面における巻芯部に近い側に前記電極層の形成されていないギャップ領域が設けられていることを特徴とする上記（１）に記載の面実装型コイル部品を提供することにより、上記目的を達成する。
【００１７】
（５）前記電極層に対する巻線の固着部が巻線の線径の１．５〜４．０倍の拡幅部を有することを特徴とする上記（１）に記載の面実装型コイル部品を提供することにより、上記目的を達成する。
【００１８】
（６）前記コアの鍔部の側面に設けられた凹溝内に電極層が形成されるとともに巻線の端部の前記電極層との固着部が前記凹溝内に収容されていることを特徴とする上記（１）に記載の面実装型コイル部品を提供することにより、上記目的を達成する。
【００１９】
（７）巻芯部に捲回された巻線の実装基板面側の表面に磁性粉入り樹脂層を平坦に配したことを特徴とする上記（１）に記載の面実装型コイル部品を提供することにより、上記目的を達成する。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明に係る面実装型コイル部品の実施の形態を図１〜図５の図面に基いて詳細に説明する。なお、面実装型コイル部品としてはトランス、チョークコイル、フィルタ等種々のものが含まれるが、外部接続端子としての電極層数と巻線の数が異なる以外は同様な構造となるので、この実施の形態では典型として面実装型トランスについて説明する。
【００２１】
図１は本発明に係る面実装型トランスの外観を示す斜視図であり、図２はその横軸方向の縦断面図である。また、図３は本発明に係る面実装型トランスのフェライトコアの鍔部の側面における巻線の導電固着部分を示す拡大斜視図であり、図４は同じくフェライトコアの鍔部の側面における巻線の導電固着部分を示す拡大側面図（ａ）と拡大平面図（ｂ）である。また、図５は前記面実装型トランスをサブ基板に実装したハイブリッドＩＣをマザー基板に実装した状態の縦断面図である。
【００２２】
先ず、図１〜図５に示される面実装型トランス５０は、図４における厚み寸法ｔと幅寸法ｗとの比ｔ／ｗが１／３以下の偏平の巻芯部３１と、図２に示される該巻芯部３１の長さ方向の両端に巻芯部と一体に延設された鍔部３２、３３と、を有するフェライトコア３５と、図１に示される前記フェライトコア３５の鍔部３２、３３の少なくとも高さ方向の側面３６を含む周面に配設された各々離間する４個の電極層３８と、前記フェライトコア３５の巻芯部３１に捲回されるとともに両端部が図３に示されるように各々前記鍔部の側面３６に斜めに導出され該側面３６の電極層部分３８′に熱圧着により導電固着された巻線３９と、を備えたことを特徴とし、図１において全体の幅寸法Ｗは３．６ｍｍ、巻軸長さ寸法Ｌが５．５ｍｍ程度であるのに対して高さ寸法Ｈが１．２ｍｍ程度と超小型且つ極めて偏平な面実装型トランスとなっている。
【００２３】
本発明では、上記のように面実装型コイル部品の小型化と低背化を第一の目的とするのであるが、この実現のために前述の従来例として示した横軸のフェライトコア１５を用いた面実装型トランス３０の偏平化を図りつつその問題点を解決するアプローチを行う。ここに、本発明に係る偏平なコアとは、上記のように面実装型トランス５０のフェライトコア３５の巻芯部３１の厚み寸法ｔと幅寸法ｗとの比ｔ／ｗが１／３以下という条件を満足するコアをいうものと定義する。付言すれば、上記偏平条件を満たす偏平なコアは従来に無いもので、面実装型コイル部品の低背化を実現する鍵となるものである。
【００２４】
上記構造は従来の図７のような縦軸のドラム型フェライトコア４を使用した面実装型トランス２０に比して構造的に低背化になじむものであり、且つ偏平なフェライトコア３５の鍔部３２、３３の高さ方向の側面３６の電極層部分３８′に熱圧着で導電接続しているので、巻線３９の引き出し部分や導電固着部分が製品の高さ寸法に加算されず、極めて低背の、上記のように高さ寸法Ｈが１．２ｍｍ程度に抑えることが実現できるのである（将来的には高さ寸法Ｈを０．８ｍｍ程度にすることも可能と考えられる）。
【００２５】
また、巻線３９が捲回された巻芯部３１から最も離れた鍔部３２、３３の高さ方向の側面３６の電極層部分３８′に巻線端部が熱圧着により導電固着されるので、巻芯部３１への熱の伝わりが少なく、巻線３９が保護される。
【００２６】
さて、上記面実装型トランス５０で注視すべきは、図４（ａ）に示されるように、特に巻線３９の捲き終り側の端部の電極層３８に対する導電固着部分が鍔部３３の側面３６の電極層３８の前記巻芯部３１の厚み寸法の延長上に位置していることが特徴的である。鍔部３３の側面３６の特に上記範囲内に導電固着部分を位置させることにより、コアの偏平な巻芯部に捲回された巻線の捲き終り側の引き出し部分に、熱圧着により巻線が伸びて弛みが生じても、高さ寸法の外への巻線の食み出しが抑制され、コイル部品の高さ寸法に影響を与えにくいという利点がある。
【００２７】
また、上記面実装型トランス５０において、本発明者の研究によれば、高さ寸法Ｈが１．６ｍｍ以下とした場合には、巻線３９の線径は３０μｍ〜１５０μｍの範囲にあることが望ましいことが判明した。蓋し、上記範囲を越える太さの巻線では熱圧着の際に必要な熱量が過大となって巻線の絶縁信頼性に悪影響が出てしまい、細いと熱圧着における導電固着部に十分な引っ張り強度が得にくい結果となるのである。
【００２８】
また、上記面実装型トランス５０においては、巻線３９の端部の導電固着部４１と接する電極層３８′の厚みが前記巻線３９の線径以下とすることが望ましい。蓋し、熱圧着を導電固着手段に用いると、巻線３９の端部が圧し潰れる際に多少とも電極層３８′にめり込むが、その場合でも、巻線の端部に十分な押圧力が加えられ、電極層３８′との確実な導電固着が可能となる。
【００２９】
次に、上記面実装型トランス５０においては、横軸の偏平なフェライトコア３５を使用することから、外部パターンと巻線３９との絶縁性や漏洩磁束の影響を一段と考慮する必要がある。
【００３０】
そこで、図１の面実装型トランス５０では、電極層３８が印刷固着された前記フェライトコア３５の鍔部３２の周面における巻芯部３１に近い側に前記電極層３８の印刷されていないギャップ領域Ｄが設けられている。このギャップ領域Ｄの存在によって巻線３９の巻数が多くて鍔部３２、３３の周面の縁にまで迫ってきても電極層３８との距離が保たれることで良好な絶縁性が維持される。
【００３１】
また、図３の拡大斜視図に示されるように、電極層３８に対する巻線３９の導電固着部４１が巻線線径の１．５〜４．０倍の拡幅部（幅ｄ）を有するように熱圧着（例えばスポット溶接）してあることにより、十分な接続強度が得られる。この点、高さ寸法Ｈが１．２ｍｍと小さく狭い側端面３６に対して巻線３９の端部が斜めに入って（即ち、側端面３６の縁辺３６ａとの角度θが２０°乃至６０°の鋭角になる）、電極層３８に導電固着されることによってスポット溶接による固着面積が大きく取れるのである。
【００３２】
また、図１、図３の面実装型トランス５０では、偏平フェライトコア３５の鍔部３２、３３の側面３６に設けられた凹溝４２内に電極層３８′が印刷固着されるとともに巻線３９端部の前記電極層３８′との導電固着部４１が前記凹溝４２内に収容されている。これにより導電固着部４１は完全に凹溝４２内に収まって側面の外寸からはみ出ることがなく外形寸法が正確に規定でき、他の電子部品との接触の恐れも回避される。なお、導電固着部４１の周囲は絶縁保護のために樹脂等で覆って固定することが望ましい。
【００３３】
ところで、図５の縦断面図に示されるように、ハイブリッドＩＣのサブ基板４４に実装した前記面実装型トランス５０は、構造上、該サブ基板４４の反対面にある配線パターンＰ１と漏洩磁束の影響によってインダクタンス値が低くなってしまう恐れが大きい。
【００３４】
そこで、図５においては上記対策として、ハイブリッドＩＣのサブ基板４４と実装した面実装型トランス５０の巻線３９の表面との間に磁性粉入り樹脂層４６（巻線３９表面に塗布した樹脂塗膜または樹脂平板）が挟まれている。これにより漏洩磁束の悪影響が防止されるとともに巻線３９の保護が図られる。また、マザー基板４５側の巻線の表面にも平坦な上記樹脂層４６を配設することでマザー基板側の電子部品や配線パターンＰ２との絶縁保護等とともに自動実装機によるマウント吸着時の吸着性を高める作用も得られることになる。
【００３５】
次に、上記面実装型トランス５０に使用される各部材について述べる。
【００３６】
先ず、本発明に使用するコアの材質は特に限定されないが、現実的には上記実施の形態のようにフェライトコア３５であり、その材料はニッケル亜鉛系フェライト、ニッケルー亜鉛ー銅系フェライト等、高抵抗率のものを使用する。その外形寸法はフェライトの物理的強度を考慮して例えば横幅寸法Ｗ＝３．６ｍｍに対して高さ寸法（鍔部３２、３３の高さ）Ｈ＝０．５ｍｍ〜１．６ｍｍであり、巻芯部３１の高さ（厚み）は０．３ｍｍ〜０．８ｍｍである。ここで、巻芯部３１の厚み寸法ｔに対する幅寸法ｗの比は３以上、より好ましくは５以上である。また、長さ寸法Ｌは適宜設計されるべきものであり、図１の面実装型トランス５０では概ね５．５ｍｍ程度である。
【００３７】
電極層３８は鍔部３２、３３の周面及び端面に左右一体に銀粉末及びガラスフリットを含む導電ペーストを印刷・焼付けして固着した後、サンドブラスト等のトリミングにより分割するのが簡単であるが、勿論、別個に印刷固着してもよいし、転写による印刷方法も採用できる。さらに、前記電極層３８の表面には必要により半田メッキや銅メッキなどのメッキ処理を施してもよい。なお、図５において、マザー基板４５に近接して対向する鍔部３２、３３の周面の電極層部分３８ｂは設けない方がマザー基板４５の配線パターンとの絶縁のためには好ましいといえる。
【００３８】
以上詳述した本発明に係る面実装型トランス５０を始とする面実装型コイル部品では、その高さ寸法Ｈを１．６ｍｍ以下、現在のところ１．２ｍｍ程度、将来的には０．８ｍｍ程度に低背化することができ、図５に示されるように、マザー基板４５に対して面実装型トランス５０を実装した状態のハイブリッドＩＣの厚みｈを１．８ｍｍ以下にすることが可能になった。
【００３９】
また、本発明に係る面実装型トランス５０は、薄型のＩＣと同等の高さであるため、マザー基板４５に直接実装した場合には、マザー基板高さを一様に低くできる。
【００４０】
【発明の効果】
本発明に係る面実装型コイル部品は、上記のように構成されているため、以下に記載するような効果を有する。
【００４１】
（１）高さ寸法が１．６ｍｍ以下の低背化が実現でき、ハイブリッドＩＣへの実装に適する。
【００４２】
（２）熱圧着に起因する巻線の弛みの外部への突出が抑制される。
【００４３】
（３）熱圧着による電極層への巻線の導電固着の際の巻線の線径の適正条件が与えられる。
【００４４】
（４）巻線の端部が確実にコアの鍔部の側面の電極層に熱圧着される。
【００４５】
（５）ギャップ領域によって巻芯部に捲回された巻線と電極層との距離が保たれて良好な絶縁性が維持できる。
【００４６】
（６）巻線の固着部が巻線線径の１．５〜４．０倍の拡幅部を有することで、電極層との熱圧着領域が十分に確保され、導電固着部の接続信頼性が高い。
【００４７】
（７）コアの鍔部の側面の凹溝内に導電固着部が収容されるので、導電固着部が外部に突出せず、外形寸法が一定に保持される。
【００４８】
（８）マザー基板及びハイブリッドＩＣのサブ基板との絶縁性延いては安全性が高い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る面実装型トランスの外観を示す斜視図である。
【図２】本発明に係る面実装型トランスの横軸方向の縦断面図である。
【図３】本発明に係る面実装型トランスの偏平フェライトコアの側端面の導電固着部分を示す拡大斜視図である。
【図４】フェライトコアの鍔部の側面における巻線の導電固着部分を示す拡大側面図（ａ）と拡大平面図（ｂ）である。
【図５】本発明に係る面実装型トランスをサブ基板に実装したハイブリッドＩＣをマザー基板に実装した状態の縦断面図である。
【図６】従来の面実装型トランスの構造を示す縦断面図である。
【図７】従来の面実装型トランスの構造を示す縦断面図である。
【図８】従来の面実装型トランスの構造を示す斜視図である。
【符号の説明】
１、１１、３１ 巻芯部
２、３、１２、１３、３２、３３ 鍔部
４ ドラム型フェライトコア
５、２２、３９ 巻線
６ リード端子
７、８、２１、３８ 電極層
１０、２０、３０、５０ 面実装型トランス
１５ フェライトコア
１６、１７ 端面
１８、１９ 底面
３５ 偏平フェライトコア
３６ 側面
３６ａ 側面の縁辺
３８′ 側面に印刷された電極層
３８ｂ マザー基板に近接して対向する電極層部分
４１ 導電固着部
４２ 凹溝
４４ ハイブリッドＩＣのサブ基板
４５ マザー基板
４６ 磁性粉入り樹脂層
Ｈ 高さ寸法
Ｗ 幅寸法
Ｌ 巻軸長さ寸法
Ｄ ギャップ領域
Ｐ２ 配線パターン
ｈ ハイブリッドＩＣの厚み
ｔ 巻芯部の厚み寸法
ｗ 巻芯部の幅寸法
Claims (7)
- 厚み寸法ｔと幅寸法ｗとの比ｔ／ｗが１／３以下の偏平の巻芯部と、該巻芯部の長さ方向の両端に巻芯部と一体に延設された鍔部と、を有するコアと、
前記コアの鍔部の少なくとも高さ方向の側面を含む周面に配設された各々離間する２個乃至４個の電極層と、
前記コアの巻芯部に捲回されるとともに両端部が各々前記鍔部の側面に斜めに導出され該側面の電極層に熱圧着により導電固着された巻線と、を備え、且つ、前記巻線の少なくとも捲き終り側の端部の導電固着部分は、前記コアの鍔部の側面の電極層の前記巻芯部の厚み寸法の延長上に位置していることを特徴とする面実装型コイル部品。 - 前記コアの鍔部の高さ寸法Ｈが１．６ｍｍ以下で、前記巻線の線径が３０μｍ乃至１５０μｍであることを特徴とする請求項１に記載の面実装型コイル部品。
- 前記巻線の端部の固着部と接する電極層の厚みが前記巻線の線径以下であることを特徴とする請求項１に記載の面実装型コイル部品。
- 前記電極層が配設された前記コアの鍔部の周面における巻芯部に近い側に前記電極層の形成されていないギャップ領域が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の面実装型コイル部品。
- 前記電極層に対する巻線の固着部が巻線の線径の１．５〜４．０倍の拡幅部を有することを特徴とする請求項１に記載の面実装型コイル部品。
- 前記コアの鍔部の側面に設けられた凹溝内に電極層が形成されるとともに巻線の端部の前記電極層との固着部が前記凹溝内に収容されていることを特徴とする請求項１に記載の面実装型コイル部品。
- 巻芯部に捲回された巻線の実装基板面側の表面に磁性粉入り樹脂層を平坦に配したことを特徴とする請求項１に記載の面実装型コイル部品。
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