JP4050553B2 - 面実装型コイル部品及びその製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子機器に用いられる小型のトランス、チョークコイル等の面実装型コイル部品及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子機器に用いられる小型、薄型のトランス、チョークコイル等の面実装型コイル部品には、例えば図１２の斜視図に示されるチョークコイル１０のように、ドラム型フェライトコア４の巻芯１に対して、長手方向Ｚと直交する断面が円形の導線６に絶縁被覆７を施した絶縁被覆導線の丸線２が巻線として巻回され、前記ドラム型フェライトコア４の端子取付け部３ａ、３ｂに固着された板状の端子電極５の接合部５ａに前記丸線２の端末２ａ、２ｂが引き出されて、ヒータチップ８を用いた熱圧着により前記丸線２の端末２ａ、２ｂの絶縁被覆７が剥がされ、導線６が塑性変形して端子電極５の接合部５ａと導電接続された構造を備えるコイル部品がある。
【０００３】
また、図１３の斜視図のような長手方向Ｚと直交する断面が長方形（縦横の辺の寸法比が１：３程度）の導線１３に絶縁被覆１４を施した絶縁被覆導線の平角線１２を、図１４の斜視図に示されるようにα巻で２段に巻回して樹脂で固めたコイル２０と、前記コイル２０に挿通する巻芯２６を備える断面がＴ形のＴ形フェライトコア２８と、該巻芯２６と別体に設けられた端子取付け部２３ａ、２３ｂを有する凹形フェライトコア２５と、の組み合わせからなる磁性コアと、前記凹形フェライトコア２５の端子取付け部２３ａ、２３ｂに固着された端子電極２９、２９と、を有し、前記平角線１２の端末１２ａ、１２ｂが前記各端子電極２９の上端面の接合部２９ａ、２９ｂに引き出されて、前記ヒータチップ８による熱圧着等により絶縁被覆１４が剥がされて導線１３が導電接続された構造のチョークコイル３０がある。
【０００４】
さらに、図１５の（ａ）の分解斜視図に示されるような上下１組の磁性コア１５、１６の中にα巻された平角線１２のコイル２１が巻芯１７に嵌挿され、図１５の（ｂ）の底面側から見た斜視図に示されるように、前記コイル２１の平角線１２の端末１２ａ、１２ｂが磁性コア１６の底面１８に引き出されてそのまま回路基板実装面への実装用端子とする構造のチョークコイル４０等がある。
【０００５】
前記平角線１２は前記丸線２に比して導線１３の断面積が大きく取れ、且つ隙間なく緻密に巻くことができるので、等価直流抵抗が低く抑えられてコイル部品の小型化に有利とされる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
携帯電話や携帯端末等の小型電子機器における高性能化に伴い、回路基板に実装される前述のチョークコイル１０、３０、４０ような面実装型コイル部品の一層の小型化、特に薄型化が強く要請されている。
【０００７】
この点、前記平角線１２は占有率が丸線２よりも高く、巻線として図１４のようなチョークコイル３０等の面実装型コイル部品の小型化に適するが、その端末１２ａ、１２ｂの引き出し部の端子電極２９又は回路基板実装面と導電接続（例えば加熱乃至加圧による圧着接合）する場合に、速やかに絶縁被覆１４を剥がして導線１３を塑性変形させることにより端子電極２９や回路基板実装面と密着させて熱伝導を効率よく安定させる必要がある。この点、前記平角線１２では断面構造上、端子電極２９または回路実装基板面に対して端末の平坦な方の外周面を面接触で圧着することになるため、ヒータチップ８による加熱・加圧が分散してしまい、線接触の丸線２に比べ絶縁被覆１４を剥がして導線１３の塑性変形を得るために必要な加圧力が大きくなる。結果として前記フェライトコア４、２５に加わる負荷が大きくなってコア破損の恐れが生じる。逆に加圧力を抑えると充分な密着性が得難くなる。
【０００８】
実際、熱圧着工程においては、図１２に示されるようなヒータチップ８の先端の押圧面８ａ（４００℃〜６００℃に加熱）を平角線１２の端末１２ａ、１２ｂに押し当て、絶縁被覆１４を剥がしての導線１３の塑性変形から金属間結合を形成するために、高い温度に加熱し高い圧力で加圧しなければならず、前記ドラム型フェライトコア４や凹形フェライトコア２５に破損が生じたり、結果的に長い時間ヒータチップ８を当てることになって、熱伝導によって巻回されたコイル部分まで加熱されてその絶縁性の低下を招くという課題があった。また、高い加圧力の印加はヒータチップ８の寿命を短くしてランニングコストの増大を招くという問題もあった。
【０００９】
ところで、最近、コイル部品の巻線として、図１６の斜視図に示されるような長手方向Ｚと直交する断面Ｓが略正四角形（Ｘ＝Ｙ）の導線３１（アルミ線材、銅線材等）の外周に絶縁被覆３２を施した「真四角線」又は「四角線」と通称される絶縁被覆導線（以下、四角線３３とも称する。）が開発され、細線化とともにスピーカーユニットやコイル部品等への適用が期待されている。
【００１０】
上記四角線３３は、図１７の模式図に示されるように、同じ幅寸法の断面形状が円形の丸線２に比して断面積が約１．２７倍になり、それだけ占有率が向上してコイル部品の巻線として用いた場合にスペース効率が高く（前記平角線１２よりも高い）、小型化、薄型化に適するという利点がある。
【００１１】
しかしながら、前述のチョークコイル１０、３０、４０等の面実装型コイル部品に上記のような四角線３３を用いた場合にも、平角線１２と同様の問題が生じる。即ち、導電接続の際に、端子電極や回路実装基板面と面接触となってヒータチップ８で加圧、加熱で絶縁被覆を剥がして導線の塑性変形を得るために必要な加圧力が大きく、結果としてフェライトコアに加わる負荷が大きくなってコア破損の恐れが生じ、逆に加圧力を抑えると充分な密着性が得難くなるのである。即ち、導電接続時のヒータチップ８等による絶縁被覆３２を剥がしての導線３１の塑性変形のための加熱・加圧は可及的に小さな熱量、小さな加圧力、短い時間としてフェライトコアに与えるダメージを小さくし、且つ確実に端子電極若しくは回路実装基板面との接続を実現することが要請される。
【００１２】
本発明は、小型化、薄型化が要請されるチョークコイル、トランス等の面実装型コイル部品の巻線として上記四角線３３を適用した場合の、端子電極との接合時及び回路基板実装面への実装時の導電接続の容易性、確実性向上を図った構造の面実装型コイル部品及びその製造方法を提供するものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、
（１）長手方向と直交する断面が略正四角形の導線に絶縁被覆を施した絶縁被覆導線を巻線として用いたコイル部品において、
巻線巻装部では前記絶縁被覆導線の長手方向と直交する略正方形断面の一辺と巻芯表面とが平行になるように巻回され、端子電極への引き出し部では前記絶縁被覆導線の長手方向と直交する略正方形断面のいずれか１つの頂点のみが端子電極と接するように捻り部が設けられるとともに該捻り部に前記端子電極と接する頂点を潰す潰し加工が施され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。
（２）長手方向と直交する断面が略正四角形の導線に絶縁被覆を施した絶縁被覆導線を巻線として用いたコイル部品において、
巻線巻装部では前記絶縁被覆導線の長手方向と直交する略正方形断面の一辺と巻芯表面とが平行になるように巻回され、回路基板実装面への引き出し部では前記絶縁被覆導線の長手方向と直交する略正方形断面のいずれか１つの頂点のみが回路基板実装面と接するように捻り部が設けられるとともに該捻り部に前記回路基板実装面と接する頂点を潰す潰し加工が施され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。
（３）長手方向と直交する断面が略正四角形の導線に絶縁被覆を施した絶縁被覆導線を巻線として用い、
巻線巻装部では前記絶縁被覆導線の長手方向と直交する略正方形断面の一辺と巻芯表面とが平行になるように巻回するとともに、
端子電極への引き出し部では、前記絶縁被覆導線の長手方向と直交する略正方形断面のいずれか１つの頂点が端子電極と接する向き又は回路基板実装面と接する向きに捻り加工を施した後、さらに前記絶縁被覆導線の引き出し部の前記端子電極又は回路基板実装面と接する頂点を潰すことを特徴とする面実装型コイル部品の製造方法を提供する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明に係る面実装型コイル部品とその製造方法の実施の形態数例を図面に基いて説明する。なお、面実装型コイル部品としての構造及び製造方法は、巻線として従来の丸線や平角線を用いた場合の巻線工程若しくは導電接続工程を除き、例えば図１２、図１４に示したチョークコイル１０、３０のような従来の面実装型コイル部品と同様なので割愛し、主に巻線として用いる四角線３３の端子電極への導電接続工程（典型的にはヒータチップによる熱圧着工程）及び実装回路基板への接続工程とそれによって形成される四角線３３の接続構造について以下詳述する。なお、寸法が異なる以外は同等である部材については従来例と同符号で示す。
（面実装型コイル部品の形態例１）
本発明の面実装型コイル部品では、図１６の斜視図に示される長手方向Ｚと直交する断面Ｓの形状が略正四角形の導線３１に絶縁被覆３２を施した絶縁被覆導線の四角線３３を巻線として、例えば図２の斜視図のような巻線巻装部３４を緻密にα巻したコイル４１を用いている。
【００１５】
上記コイル４１は、図３の本発明に係るチョークコイル５０の分解斜視図に示されるように、その巻線巻装部３４では四角線３３の長手方向と直交する略正四角形の断面Ｓの一辺とＴ形フェライトコア２８の巻芯２６の表面とが平行になるように巻回されており、特に、その端末の凹形フェライトコア２５の端子電極２９の接合部２９ａ、２９ｂへの引き出し部３３ａ、３３ｂは前記四角線３３の長手方向と直交する略正四角形断面Ｓのいずれか１つの頂点Ｖ１のみが端子電極２９の接合部２９ａ、２９ｂと接する向きに捻られた捻り部（前記引き出し部３３ａ、３３ｂの先端側）が設けられるとともに、図１の熱圧着接合後の斜視図に示されるように、熱圧着によって前記四角線３３の引き出し部３３ａ、３３ｂの捻り部に前記端子電極２９と接する頂点Ｖ１を潰す潰し加工が施されている構造となっている。
【００１６】
具体的には、図４の端子電極２９の接合部２９ａと四角線３３の引き出し部３３ａの最も好ましい関係を示す拡大正面図から判るように、端子電極２９への引き出し部３３ａ（及び３３ｂ）では、四角線３３の略正方形断面Ｓにおける１つの対角線Ｔが端子電極２９の接続面（＝接合部２９ａ、２９ｂ）に対して垂直になるように引き出し部３３ａの長手方向の４つの縁辺の１つが接続面に角を立てて接している状態に捻られた捻り部を形成している点に特徴を有する。
【００１７】
上記巻線としての四角線３３の引き出し部３３ａ、３３ｂに捻り部を備える構造によれば、図４及び図５に示されるようにヒータチップ８等による熱圧着等の導電接続工程で、端子電極２９の接続面と直交する方向の加圧に対し、引き出し部３３ａの略正四角形断面Ｓにおける捻り部の１つの頂点Ｖ１のみが前記接続面と接し、頂点Ｖ１と対向する頂点Ｖ２のみがヒータチップ８の押圧面８ａと最初に接触することから、ヒータチップ８等による潰し加工によって該頂点Ｖ１、Ｖ２の箇所に圧力及び／又は加熱が集中してそこの絶縁被覆３２が直ぐに剥がれて、ヒータチップ８からの熱伝導が導線３１に効率的に伝わり、高い初期圧力が頂点Ｖ１、Ｖ２に集中的に加わって導線３１の塑性変形を促して速やかに導電接続状態が形成されることになる。
【００１８】
上記頂点Ｖ１、Ｖ２における作用は、専ら加圧のみによる導電接続工程又は専ら加熱のみによる導電接続工程によっても同様に得られる。
【００１９】
このように四角線３３の引き出し部３３ａ、３３ｂに捻り部が形成されていることによって得られる頂点Ｖ１、Ｖ２に対する潰し加工時の圧力や加熱の集中によって、結果として図１の導電接続後の斜視図、図６の導電接続後の接続部分の拡大正面図、図７の拡大側面図に示されるような端子電極２９との導電接続状態が比較的弱い圧力及び／又は加熱で速やかに形成され、高い信頼性を有する図８のような断面構造のチョークコイル５０が出来上がるのである。
（面実装型コイル部品の形態例２）
上述の四角線３３の引き出し部３３ａ、３３ｂの捻られた捻り部に対する導電接続時の圧力／加熱の集中の作用は対端子電極への導電接続の場合に限られない。例えば、前述の図１５に示されるチョークコイル４０のように、巻線が磁性コア１６の底面１８に引き出されてそのまま回路基板実装面への実装用端子とするような構成の面実装型コイル部品に対しても有効である。
【００２０】
即ち、前記四角線３３を巻線として図２のようにα巻したコイル４１を用いて、図９の断面図及び図１０の斜視図及び図１１の回路基板実装面５１への実装状態を示す側面図に示されるチョークコイル６０のように、巻線巻装部３４では前記四角線３３の長手方向と直交する略正方形断面Ｓの一辺と巻芯１７表面とが平行になるように巻回され、回路基板実装面５１の配線電極５２へハンダ接続する引き出し部３３ａ、３３ｂ（磁性コア１６の底面側に位置する）では、前記四角線３３の長手方向と直交する正方形断面Ｓのいずれか１つの頂点Ｖ１のみが回路基板実装面５１と接する向きに捻られた捻り部が設けられるとともに、該捻り部に前記回路基板実装面５１と接する頂点Ｖ１を潰す潰し加工が施されている構造となっている。なお、上記チョークコイル６０には実装の便宜のためのダミー端子１９が設けられている。
【００２１】
このような巻線として用いられた四角線３３の端末の回路基板実装面５１への引き出し構造によれば、実装前の段階において前記回路基板実装面５１にハンダ接続される捻り部の頂点Ｖ１が加圧／加熱の集中によって容易に潰されて該箇所の絶縁被覆３２が剥がされて導線３１が塑性変形しているので、ハンダ実装時において容易且つ確実に回路基板実装面５１の配線電極５２との導電接続が形成されるのである。
（製造方法の形態例）
次に、上記本発明に係るチョークコイル５０、６０のような面実装型コイル部品の製造方法は小型化、薄型化を念頭にして、第１に好ましくは長手方向と直交する断面Ｓの一辺の長さ（線径）が３０〜１２０μｍの前記四角線３３を巻線として用い、図２のようにその巻線巻装部３４では前記四角線３２の長手方向と直交する正方形断面Ｓの一辺とコアの巻芯１７や巻芯２６の表面とが平行になるように巻回するとともに、図３に示されるコイル４１のように端末の引き出し部３３ａ、３３ｂは前記正方形断面Ｓのいずれか１つの頂点Ｖ１を端子電極２９と接する向き又は図１１のように回路基板実装面５１と接する向きに捻り加工を施した後、さらに前記四角線３３の引き出し部３３ａ、３３ｂの前記端子電極２９又は回路基板実装面５１と接する頂点Ｖ１を潰す処理を行う。この引き出し部３３ａ、３３ｂの捻り処理はコイル形成時の自動巻線機による巻回時直後に実施するのが好ましく、前記チョークコイル５０の場合の潰し加工は端子電極２９への熱圧着工程時に行う。また、四角線３３の引き出し部３３ａ、３３ｂ自身を実装用端子とする前記チョークコイル６０の場合の潰し加工は組み立ての最終段階に実施するのが好ましい。
【００２２】
以上説明したように本発明の面実装型コイル部品及びその製造方法の特徴は、四角線３３をコイルの巻線として適用し、且つその長手方向と直交する断面Ｓの略正四角形状に着目して、引き出し部に捻り加工を施した後、さらに前記四角線３３の引き出し部３３ａ、３３ｂの前記端子電極２９又は回路基板実装面５１と接する頂点Ｖ１を潰す潰し加工を加えることで、端子電極２９又は回路基板実装面５１への導電接続工程において、加圧及び／又は加熱が四角線３３の引き出し部３３ａ、３３ｂの正方形断面Ｓにおける頂点Ｖ１、Ｖ２に集中するようにして絶縁被覆３２が速やかに剥がれ、続いて効率的加熱・加圧が行われて導線３１の塑性変形が促進されて短時間に且つ確実に導電接続或いは回路基板実装面５１へのハンダ実装が実現する点にある。
【００２３】
その結果、前記製造方法によって製造された本発明の面実装型コイル部品は巻線巻装部３４の熱ダメージも少なくなり、信頼性の点で優れたコイル部品となるのである。
【００２４】
なお、本発明の面実装型コイル部品及びその製造方法は、上記実施の形態に限らず、種々の形状のコイル部品が対象であることは勿論である。
【００２５】
【発明の効果】
（１） 本発明に係る面実装型コイル部品は、巻線として用いられた四角線の引き出し部と端子電極との導電接続時に、加圧及び／又は加熱が四角線の引き出し部の略正四角形状の断面における頂点に集中することによって確実な導電接続が得られているので、高い端子電極の接続信頼性がある。
（２） 本発明に係る面実装型コイル部品は、巻線として用いられた四角線の巻線巻装部から引き出された引き出し部の回路基板実装面への実装用端子としての捻り部に予め潰し加工が施されて絶縁被覆が剥がされているので、ハンダ実装において迅速で確実な導電接続が実現し、高い実装信頼性が得られる。
（３） 本発明に係る面実装型コイル部品の製造方法は、四角線の端末と端子電極との導電接続時又は回路基板実装面への実装時に、ヒータチップ等を用いた加圧及び／又は加熱が四角線の引き出し部の略正方形断面における頂点に集中することによって容易に絶縁被覆が剥がれて塑性変形が進む潰し加工が効率的に行われるので、端子電極への導電接続或いは回路基板実装面へのハンダ実装を容易に行うことができ、導電接続の信頼性が向上する。
（４） 潰し加工は比較的低い圧力／加熱で短時間に行われるので、巻線巻回部への熱ダメージが少なく、フェライトコアへの過ぎた加圧による破損も回避されて歩留まり、信頼性に優れたコイル部品となる。さらに、ヒータチップ等の加熱、加圧装置の寿命が長くなりランニングコストが抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る熱圧着接合後のチョークコイルの分解斜視図。
【図２】本発明に係る四角線を巻線とするα巻のコイルの斜視図。
【図３】本発明に係るチョークコイルの分解斜視図。
【図４】本発明に係る端子電極と四角線の引き出し部の関係を示す拡大側面図。
【図５】本発明に係る端子電極と四角線の引き出し部の導電接続時の状態を示す拡大側面図。
【図６】本発明に係る端子電極に四角線の引き出し部が導電接続された状態を示す拡大側面図。
【図７】本発明に係る端子電極に四角線の引き出し部が導電接続された状態を示す拡大側面図。
【図８】本発明に係るチョークコイルの断面図。
【図９】本発明に係る巻線の四角線の引き出し部を実装用端子とする面実装型のチョークコイルの断面図。
【図１０】本発明に係る巻線の四角線の引き出し部を実装用端子とする面実装型のチョークコイルの斜視図。
【図１１】本発明に係る巻線の四角線の引き出し部を実装用端子とする面実装型のチョークコイルを回路基板実装面に搭載した状態の側面図。
【図１２】従来の面実装型のチョークコイルの構造例を示す斜視図。
【図１３】平角線の矩形断面形状を示す斜視図。
【図１４】従来の面実装型のチョークコイルの構造例を示す分解斜視図。
【図１５】従来の平角線の引き出し部を実装用端子とする面実装型のチョークコイルの構造例を示す（ａ）分解斜視図と、（ｂ）斜視図。
【図１６】四角線の正四角形断面形状を示す斜視図。
【図１７】丸線と四角線の断面比較図。
【符号の説明】
１、１７、２６ 巻芯
２ 丸線
７、１４、３２ 絶縁被覆
５、２９ 端子電極
６、１３、３１ 導線
８ ヒータチップ
８ａ 押圧面
１０、３０、４０、５０、６０ チョークコイル
１２ 平角線
２０、２１、４１ コイル
３３ 四角線
３３ａ、３３ｂ 引き出し部
３４ 巻線巻装部
５１ 回路基板実装面
Ｓ 長手方向Ｚと直交する正方形断面
Ｖ１、Ｖ２ 頂点
Ｍ 金属間結合
Ｔ 対角線
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子機器に用いられる小型のトランス、チョークコイル等の面実装型コイル部品及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子機器に用いられる小型、薄型のトランス、チョークコイル等の面実装型コイル部品には、例えば図１２の斜視図に示されるチョークコイル１０のように、ドラム型フェライトコア４の巻芯１に対して、長手方向Ｚと直交する断面が円形の導線６に絶縁被覆７を施した絶縁被覆導線の丸線２が巻線として巻回され、前記ドラム型フェライトコア４の端子取付け部３ａ、３ｂに固着された板状の端子電極５の接合部５ａに前記丸線２の端末２ａ、２ｂが引き出されて、ヒータチップ８を用いた熱圧着により前記丸線２の端末２ａ、２ｂの絶縁被覆７が剥がされ、導線６が塑性変形して端子電極５の接合部５ａと導電接続された構造を備えるコイル部品がある。
【０００３】
また、図１３の斜視図のような長手方向Ｚと直交する断面が長方形（縦横の辺の寸法比が１：３程度）の導線１３に絶縁被覆１４を施した絶縁被覆導線の平角線１２を、図１４の斜視図に示されるようにα巻で２段に巻回して樹脂で固めたコイル２０と、前記コイル２０に挿通する巻芯２６を備える断面がＴ形のＴ形フェライトコア２８と、該巻芯２６と別体に設けられた端子取付け部２３ａ、２３ｂを有する凹形フェライトコア２５と、の組み合わせからなる磁性コアと、前記凹形フェライトコア２５の端子取付け部２３ａ、２３ｂに固着された端子電極２９、２９と、を有し、前記平角線１２の端末１２ａ、１２ｂが前記各端子電極２９の上端面の接合部２９ａ、２９ｂに引き出されて、前記ヒータチップ８による熱圧着等により絶縁被覆１４が剥がされて導線１３が導電接続された構造のチョークコイル３０がある。
【０００４】
さらに、図１５の（ａ）の分解斜視図に示されるような上下１組の磁性コア１５、１６の中にα巻された平角線１２のコイル２１が巻芯１７に嵌挿され、図１５の（ｂ）の底面側から見た斜視図に示されるように、前記コイル２１の平角線１２の端末１２ａ、１２ｂが磁性コア１６の底面１８に引き出されてそのまま回路基板実装面への実装用端子とする構造のチョークコイル４０等がある。
【０００５】
前記平角線１２は前記丸線２に比して導線１３の断面積が大きく取れ、且つ隙間なく緻密に巻くことができるので、等価直流抵抗が低く抑えられてコイル部品の小型化に有利とされる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
携帯電話や携帯端末等の小型電子機器における高性能化に伴い、回路基板に実装される前述のチョークコイル１０、３０、４０ような面実装型コイル部品の一層の小型化、特に薄型化が強く要請されている。
【０００７】
この点、前記平角線１２は占有率が丸線２よりも高く、巻線として図１４のようなチョークコイル３０等の面実装型コイル部品の小型化に適するが、その端末１２ａ、１２ｂの引き出し部の端子電極２９又は回路基板実装面と導電接続（例えば加熱乃至加圧による圧着接合）する場合に、速やかに絶縁被覆１４を剥がして導線１３を塑性変形させることにより端子電極２９や回路基板実装面と密着させて熱伝導を効率よく安定させる必要がある。この点、前記平角線１２では断面構造上、端子電極２９または回路実装基板面に対して端末の平坦な方の外周面を面接触で圧着することになるため、ヒータチップ８による加熱・加圧が分散してしまい、線接触の丸線２に比べ絶縁被覆１４を剥がして導線１３の塑性変形を得るために必要な加圧力が大きくなる。結果として前記フェライトコア４、２５に加わる負荷が大きくなってコア破損の恐れが生じる。逆に加圧力を抑えると充分な密着性が得難くなる。
【０００８】
実際、熱圧着工程においては、図１２に示されるようなヒータチップ８の先端の押圧面８ａ（４００℃〜６００℃に加熱）を平角線１２の端末１２ａ、１２ｂに押し当て、絶縁被覆１４を剥がしての導線１３の塑性変形から金属間結合を形成するために、高い温度に加熱し高い圧力で加圧しなければならず、前記ドラム型フェライトコア４や凹形フェライトコア２５に破損が生じたり、結果的に長い時間ヒータチップ８を当てることになって、熱伝導によって巻回されたコイル部分まで加熱されてその絶縁性の低下を招くという課題があった。また、高い加圧力の印加はヒータチップ８の寿命を短くしてランニングコストの増大を招くという問題もあった。
【０００９】
ところで、最近、コイル部品の巻線として、図１６の斜視図に示されるような長手方向Ｚと直交する断面Ｓが略正四角形（Ｘ＝Ｙ）の導線３１（アルミ線材、銅線材等）の外周に絶縁被覆３２を施した「真四角線」又は「四角線」と通称される絶縁被覆導線（以下、四角線３３とも称する。）が開発され、細線化とともにスピーカーユニットやコイル部品等への適用が期待されている。
【００１０】
上記四角線３３は、図１７の模式図に示されるように、同じ幅寸法の断面形状が円形の丸線２に比して断面積が約１．２７倍になり、それだけ占有率が向上してコイル部品の巻線として用いた場合にスペース効率が高く（前記平角線１２よりも高い）、小型化、薄型化に適するという利点がある。
【００１１】
しかしながら、前述のチョークコイル１０、３０、４０等の面実装型コイル部品に上記のような四角線３３を用いた場合にも、平角線１２と同様の問題が生じる。即ち、導電接続の際に、端子電極や回路実装基板面と面接触となってヒータチップ８で加圧、加熱で絶縁被覆を剥がして導線の塑性変形を得るために必要な加圧力が大きく、結果としてフェライトコアに加わる負荷が大きくなってコア破損の恐れが生じ、逆に加圧力を抑えると充分な密着性が得難くなるのである。即ち、導電接続時のヒータチップ８等による絶縁被覆３２を剥がしての導線３１の塑性変形のための加熱・加圧は可及的に小さな熱量、小さな加圧力、短い時間としてフェライトコアに与えるダメージを小さくし、且つ確実に端子電極若しくは回路実装基板面との接続を実現することが要請される。
【００１２】
本発明は、小型化、薄型化が要請されるチョークコイル、トランス等の面実装型コイル部品の巻線として上記四角線３３を適用した場合の、端子電極との接合時及び回路基板実装面への実装時の導電接続の容易性、確実性向上を図った構造の面実装型コイル部品及びその製造方法を提供するものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、
（１）長手方向と直交する断面が略正四角形の導線に絶縁被覆を施した絶縁被覆導線を巻線として用いたコイル部品において、
巻線巻装部では前記絶縁被覆導線の長手方向と直交する略正方形断面の一辺と巻芯表面とが平行になるように巻回され、端子電極への引き出し部では前記絶縁被覆導線の長手方向と直交する略正方形断面のいずれか１つの頂点のみが端子電極と接するように捻り部が設けられるとともに該捻り部に前記端子電極と接する頂点を潰す潰し加工が施され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。
（２）長手方向と直交する断面が略正四角形の導線に絶縁被覆を施した絶縁被覆導線を巻線として用いたコイル部品において、
巻線巻装部では前記絶縁被覆導線の長手方向と直交する略正方形断面の一辺と巻芯表面とが平行になるように巻回され、回路基板実装面への引き出し部では前記絶縁被覆導線の長手方向と直交する略正方形断面のいずれか１つの頂点のみが回路基板実装面と接するように捻り部が設けられるとともに該捻り部に前記回路基板実装面と接する頂点を潰す潰し加工が施され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。
（３）長手方向と直交する断面が略正四角形の導線に絶縁被覆を施した絶縁被覆導線を巻線として用い、
巻線巻装部では前記絶縁被覆導線の長手方向と直交する略正方形断面の一辺と巻芯表面とが平行になるように巻回するとともに、
端子電極への引き出し部では、前記絶縁被覆導線の長手方向と直交する略正方形断面のいずれか１つの頂点が端子電極と接する向き又は回路基板実装面と接する向きに捻り加工を施した後、さらに前記絶縁被覆導線の引き出し部の前記端子電極又は回路基板実装面と接する頂点を潰すことを特徴とする面実装型コイル部品の製造方法を提供する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明に係る面実装型コイル部品とその製造方法の実施の形態数例を図面に基いて説明する。なお、面実装型コイル部品としての構造及び製造方法は、巻線として従来の丸線や平角線を用いた場合の巻線工程若しくは導電接続工程を除き、例えば図１２、図１４に示したチョークコイル１０、３０のような従来の面実装型コイル部品と同様なので割愛し、主に巻線として用いる四角線３３の端子電極への導電接続工程（典型的にはヒータチップによる熱圧着工程）及び実装回路基板への接続工程とそれによって形成される四角線３３の接続構造について以下詳述する。なお、寸法が異なる以外は同等である部材については従来例と同符号で示す。
（面実装型コイル部品の形態例１）
本発明の面実装型コイル部品では、図１６の斜視図に示される長手方向Ｚと直交する断面Ｓの形状が略正四角形の導線３１に絶縁被覆３２を施した絶縁被覆導線の四角線３３を巻線として、例えば図２の斜視図のような巻線巻装部３４を緻密にα巻したコイル４１を用いている。
【００１５】
上記コイル４１は、図３の本発明に係るチョークコイル５０の分解斜視図に示されるように、その巻線巻装部３４では四角線３３の長手方向と直交する略正四角形の断面Ｓの一辺とＴ形フェライトコア２８の巻芯２６の表面とが平行になるように巻回されており、特に、その端末の凹形フェライトコア２５の端子電極２９の接合部２９ａ、２９ｂへの引き出し部３３ａ、３３ｂは前記四角線３３の長手方向と直交する略正四角形断面Ｓのいずれか１つの頂点Ｖ１のみが端子電極２９の接合部２９ａ、２９ｂと接する向きに捻られた捻り部（前記引き出し部３３ａ、３３ｂの先端側）が設けられるとともに、図１の熱圧着接合後の斜視図に示されるように、熱圧着によって前記四角線３３の引き出し部３３ａ、３３ｂの捻り部に前記端子電極２９と接する頂点Ｖ１を潰す潰し加工が施されている構造となっている。
【００１６】
具体的には、図４の端子電極２９の接合部２９ａと四角線３３の引き出し部３３ａの最も好ましい関係を示す拡大正面図から判るように、端子電極２９への引き出し部３３ａ（及び３３ｂ）では、四角線３３の略正方形断面Ｓにおける１つの対角線Ｔが端子電極２９の接続面（＝接合部２９ａ、２９ｂ）に対して垂直になるように引き出し部３３ａの長手方向の４つの縁辺の１つが接続面に角を立てて接している状態に捻られた捻り部を形成している点に特徴を有する。
【００１７】
上記巻線としての四角線３３の引き出し部３３ａ、３３ｂに捻り部を備える構造によれば、図４及び図５に示されるようにヒータチップ８等による熱圧着等の導電接続工程で、端子電極２９の接続面と直交する方向の加圧に対し、引き出し部３３ａの略正四角形断面Ｓにおける捻り部の１つの頂点Ｖ１のみが前記接続面と接し、頂点Ｖ１と対向する頂点Ｖ２のみがヒータチップ８の押圧面８ａと最初に接触することから、ヒータチップ８等による潰し加工によって該頂点Ｖ１、Ｖ２の箇所に圧力及び／又は加熱が集中してそこの絶縁被覆３２が直ぐに剥がれて、ヒータチップ８からの熱伝導が導線３１に効率的に伝わり、高い初期圧力が頂点Ｖ１、Ｖ２に集中的に加わって導線３１の塑性変形を促して速やかに導電接続状態が形成されることになる。
【００１８】
上記頂点Ｖ１、Ｖ２における作用は、専ら加圧のみによる導電接続工程又は専ら加熱のみによる導電接続工程によっても同様に得られる。
【００１９】
このように四角線３３の引き出し部３３ａ、３３ｂに捻り部が形成されていることによって得られる頂点Ｖ１、Ｖ２に対する潰し加工時の圧力や加熱の集中によって、結果として図１の導電接続後の斜視図、図６の導電接続後の接続部分の拡大正面図、図７の拡大側面図に示されるような端子電極２９との導電接続状態が比較的弱い圧力及び／又は加熱で速やかに形成され、高い信頼性を有する図８のような断面構造のチョークコイル５０が出来上がるのである。
（面実装型コイル部品の形態例２）
上述の四角線３３の引き出し部３３ａ、３３ｂの捻られた捻り部に対する導電接続時の圧力／加熱の集中の作用は対端子電極への導電接続の場合に限られない。例えば、前述の図１５に示されるチョークコイル４０のように、巻線が磁性コア１６の底面１８に引き出されてそのまま回路基板実装面への実装用端子とするような構成の面実装型コイル部品に対しても有効である。
【００２０】
即ち、前記四角線３３を巻線として図２のようにα巻したコイル４１を用いて、図９の断面図及び図１０の斜視図及び図１１の回路基板実装面５１への実装状態を示す側面図に示されるチョークコイル６０のように、巻線巻装部３４では前記四角線３３の長手方向と直交する略正方形断面Ｓの一辺と巻芯１７表面とが平行になるように巻回され、回路基板実装面５１の配線電極５２へハンダ接続する引き出し部３３ａ、３３ｂ（磁性コア１６の底面側に位置する）では、前記四角線３３の長手方向と直交する正方形断面Ｓのいずれか１つの頂点Ｖ１のみが回路基板実装面５１と接する向きに捻られた捻り部が設けられるとともに、該捻り部に前記回路基板実装面５１と接する頂点Ｖ１を潰す潰し加工が施されている構造となっている。なお、上記チョークコイル６０には実装の便宜のためのダミー端子１９が設けられている。
【００２１】
このような巻線として用いられた四角線３３の端末の回路基板実装面５１への引き出し構造によれば、実装前の段階において前記回路基板実装面５１にハンダ接続される捻り部の頂点Ｖ１が加圧／加熱の集中によって容易に潰されて該箇所の絶縁被覆３２が剥がされて導線３１が塑性変形しているので、ハンダ実装時において容易且つ確実に回路基板実装面５１の配線電極５２との導電接続が形成されるのである。
（製造方法の形態例）
次に、上記本発明に係るチョークコイル５０、６０のような面実装型コイル部品の製造方法は小型化、薄型化を念頭にして、第１に好ましくは長手方向と直交する断面Ｓの一辺の長さ（線径）が３０〜１２０μｍの前記四角線３３を巻線として用い、図２のようにその巻線巻装部３４では前記四角線３２の長手方向と直交する正方形断面Ｓの一辺とコアの巻芯１７や巻芯２６の表面とが平行になるように巻回するとともに、図３に示されるコイル４１のように端末の引き出し部３３ａ、３３ｂは前記正方形断面Ｓのいずれか１つの頂点Ｖ１を端子電極２９と接する向き又は図１１のように回路基板実装面５１と接する向きに捻り加工を施した後、さらに前記四角線３３の引き出し部３３ａ、３３ｂの前記端子電極２９又は回路基板実装面５１と接する頂点Ｖ１を潰す処理を行う。この引き出し部３３ａ、３３ｂの捻り処理はコイル形成時の自動巻線機による巻回時直後に実施するのが好ましく、前記チョークコイル５０の場合の潰し加工は端子電極２９への熱圧着工程時に行う。また、四角線３３の引き出し部３３ａ、３３ｂ自身を実装用端子とする前記チョークコイル６０の場合の潰し加工は組み立ての最終段階に実施するのが好ましい。
【００２２】
以上説明したように本発明の面実装型コイル部品及びその製造方法の特徴は、四角線３３をコイルの巻線として適用し、且つその長手方向と直交する断面Ｓの略正四角形状に着目して、引き出し部に捻り加工を施した後、さらに前記四角線３３の引き出し部３３ａ、３３ｂの前記端子電極２９又は回路基板実装面５１と接する頂点Ｖ１を潰す潰し加工を加えることで、端子電極２９又は回路基板実装面５１への導電接続工程において、加圧及び／又は加熱が四角線３３の引き出し部３３ａ、３３ｂの正方形断面Ｓにおける頂点Ｖ１、Ｖ２に集中するようにして絶縁被覆３２が速やかに剥がれ、続いて効率的加熱・加圧が行われて導線３１の塑性変形が促進されて短時間に且つ確実に導電接続或いは回路基板実装面５１へのハンダ実装が実現する点にある。
【００２３】
その結果、前記製造方法によって製造された本発明の面実装型コイル部品は巻線巻装部３４の熱ダメージも少なくなり、信頼性の点で優れたコイル部品となるのである。
【００２４】
なお、本発明の面実装型コイル部品及びその製造方法は、上記実施の形態に限らず、種々の形状のコイル部品が対象であることは勿論である。
【００２５】
【発明の効果】
（１） 本発明に係る面実装型コイル部品は、巻線として用いられた四角線の引き出し部と端子電極との導電接続時に、加圧及び／又は加熱が四角線の引き出し部の略正四角形状の断面における頂点に集中することによって確実な導電接続が得られているので、高い端子電極の接続信頼性がある。
（２） 本発明に係る面実装型コイル部品は、巻線として用いられた四角線の巻線巻装部から引き出された引き出し部の回路基板実装面への実装用端子としての捻り部に予め潰し加工が施されて絶縁被覆が剥がされているので、ハンダ実装において迅速で確実な導電接続が実現し、高い実装信頼性が得られる。
（３） 本発明に係る面実装型コイル部品の製造方法は、四角線の端末と端子電極との導電接続時又は回路基板実装面への実装時に、ヒータチップ等を用いた加圧及び／又は加熱が四角線の引き出し部の略正方形断面における頂点に集中することによって容易に絶縁被覆が剥がれて塑性変形が進む潰し加工が効率的に行われるので、端子電極への導電接続或いは回路基板実装面へのハンダ実装を容易に行うことができ、導電接続の信頼性が向上する。
（４） 潰し加工は比較的低い圧力／加熱で短時間に行われるので、巻線巻回部への熱ダメージが少なく、フェライトコアへの過ぎた加圧による破損も回避されて歩留まり、信頼性に優れたコイル部品となる。さらに、ヒータチップ等の加熱、加圧装置の寿命が長くなりランニングコストが抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る熱圧着接合後のチョークコイルの分解斜視図。
【図２】本発明に係る四角線を巻線とするα巻のコイルの斜視図。
【図３】本発明に係るチョークコイルの分解斜視図。
【図４】本発明に係る端子電極と四角線の引き出し部の関係を示す拡大側面図。
【図５】本発明に係る端子電極と四角線の引き出し部の導電接続時の状態を示す拡大側面図。
【図６】本発明に係る端子電極に四角線の引き出し部が導電接続された状態を示す拡大側面図。
【図７】本発明に係る端子電極に四角線の引き出し部が導電接続された状態を示す拡大側面図。
【図８】本発明に係るチョークコイルの断面図。
【図９】本発明に係る巻線の四角線の引き出し部を実装用端子とする面実装型のチョークコイルの断面図。
【図１０】本発明に係る巻線の四角線の引き出し部を実装用端子とする面実装型のチョークコイルの斜視図。
【図１１】本発明に係る巻線の四角線の引き出し部を実装用端子とする面実装型のチョークコイルを回路基板実装面に搭載した状態の側面図。
【図１２】従来の面実装型のチョークコイルの構造例を示す斜視図。
【図１３】平角線の矩形断面形状を示す斜視図。
【図１４】従来の面実装型のチョークコイルの構造例を示す分解斜視図。
【図１５】従来の平角線の引き出し部を実装用端子とする面実装型のチョークコイルの構造例を示す（ａ）分解斜視図と、（ｂ）斜視図。
【図１６】四角線の正四角形断面形状を示す斜視図。
【図１７】丸線と四角線の断面比較図。
【符号の説明】
１、１７、２６ 巻芯
２ 丸線
７、１４、３２ 絶縁被覆
５、２９ 端子電極
６、１３、３１ 導線
８ ヒータチップ
８ａ 押圧面
１０、３０、４０、５０、６０ チョークコイル
１２ 平角線
２０、２１、４１ コイル
３３ 四角線
３３ａ、３３ｂ 引き出し部
３４ 巻線巻装部
５１ 回路基板実装面
Ｓ 長手方向Ｚと直交する正方形断面
Ｖ１、Ｖ２ 頂点
Ｍ 金属間結合
Ｔ 対角線
Claims (3)
- 長手方向と直交する断面が略正四角形の導線に絶縁被覆を施した絶縁被覆導線を巻線として用いたコイル部品において、
巻線巻装部では前記絶縁被覆導線の長手方向と直交する略正方形断面の一辺と巻芯表面とが平行になるように巻回され、端子電極への引き出し部では前記絶縁被覆導線の長手方向と直交する略正方形断面のいずれか１つの頂点のみが端子電極と接するように捻り部が設けられるとともに該捻り部に前記端子電極と接する頂点を潰す潰し加工が施されていることを特徴とする面実装型コイル部品。 - 長手方向と直交する断面が略正四角形の導線に絶縁被覆を施した絶縁被覆導線を巻線として用いたコイル部品において、
巻線巻装部では前記絶縁被覆導線の長手方向と直交する略正方形断面の一辺と巻芯表面とが平行になるように巻回され、回路基板実装面への引き出し部では前記絶縁被覆導線の長手方向と直交する略正方形断面のいずれか１つの頂点のみが回路基板実装面と接するように捻り部が設けられるとともに該捻り部に前記回路基板実装面と接する頂点を潰す潰し加工が施されていることを特徴とする面実装型コイル部品。 - 長手方向と直交する断面が略正四角形の導線に絶縁被覆を施した絶縁被覆導線を巻線として用い、
巻線巻装部では前記絶縁被覆導線の長手方向と直交する略正方形断面の一辺と巻芯表面とが平行になるように巻回するとともに、
端子電極への引き出し部では、前記絶縁被覆導線の長手方向と直交する略正方形断面のいずれか１つの頂点が端子電極と接する向き又は回路基板実装面と接する向きに捻り加工を施した後、さらに前記絶縁被覆導線の引き出し部の前記端子電極又は回路基板実装面と接する頂点を潰すことを特徴とする面実装型コイル部品の製造方法。
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