JP4076359B2 - チップインダクタおよびその製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、柱状の巻回胴部とその両側にフランジ状の鍔部とを備えたコアと、その巻回胴部に巻線を巻回した、巻線型構造のチップインダクタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
巻線をコアの巻芯に巻回する巻線型構造のチップインダクタとしては、例えば特開平９−２１９３３３号に開示されたものが知られている。このチップインダクタは、フェライト等の略角柱状のコアの両側にフランジ状の鍔部を備え、コア中央の胴部に巻線を巻回して巻線型のインダクタ素子としたものである。コア胴部の両側に設けられたフランジ状の鍔部の脚部（底面）には、電極を備え、上記巻線の両端がそれぞれ熱圧着による金属接合または導電性接着材による接着で接続されている。
【０００３】
このような形状のチップインダクタは、コアの両側に配置したフランジ状の鍔部の脚部（底面）に電極を備えているので、いわゆる表面実装が可能であり、例えば１．６ｍｍ×０．８ｍｍ程度の寸法のチップインダクタとして、各種電子機器に用いられている。このような場合には、脚部の電極部分を除いて、巻線部またはコアの全体が外装樹脂で被覆される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このようなチップインダクタにおいては、巻線部を合成樹脂からなる外装樹脂で被覆する場合がある。この場合には、上記チップインダクタの上面は両側の鍔部と中央部の胴部との間に断面凹型となっており、その外装樹脂の表面も凹凸を有した構造となっている。このため、表面実装に際して、ノズルの先端にチップ部品を吸着するに際して、吸着が困難となるという問題がある。このため、表面実装が可能なチップインダクタでありながら、実際には表面実装に支障が生じる場合があるという問題がある。
【０００５】
本発明は上述した事情に鑑みて為されたもので、高性能な電気的特性を有する巻線型のインダクタ素子でありながら、表面実装が容易なチップインダクタの製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のチップインダクタの製造方法は、巻回胴部の両端にフランジ状の鍔部を有したコアを準備し、前記巻回胴部に巻線を巻回し、前記巻線を鍔部の脚部に設けた電極に接続し、シリコン樹脂で形成した型を用いて前記巻線を巻回したコアの上部に上面が平坦面である絶縁性および磁気シールド性を備えた外装樹脂を被覆するチップインダクタの製造方法であって、前記外装樹脂は、平板状のベース型に開口を有する成形型を載せて、該開口内に外装樹脂の原料を充填し、巻線を巻回するコアに嵌合する開口を有する製品固定型を前記成形型に位置合わせして配置し、前記製品固定型の開口に前記巻線を巻回したコアを装填し、前記コアを押し込んで該コアの上部を前記原料内に挿入し、前記原料を加温硬化して、前記コアの上部を外装樹脂により被覆することを特徴とする。
【０００７】
上述した方法で製造されたチップインダクタによれば、巻線を巻回したコアの上部を被覆する外装樹脂の上面が平坦面となっているので、表面実装に際してノズルで容易に且つ確実にこのチップ部品を吸着することができる。従って、凹凸を有するコアを用いた巻線型のチップインダクタでありながら、良好な表面実装性を備えることができる。
【０００８】
ここで、前記樹脂の加温硬化後に、前記ベース型を取り外し、前記外装樹脂で被覆されたコアが貫通する開口を有するバリ取り型を用い、バリ取りを行うと共に、前記コアを前記成形型及び前記製品固定型から取り出すことが好ましい。
【０００９】
また、外装樹脂の被覆はシリコン材の型を用いて、樹脂原料を加温硬化して成形することが好ましい。シリコン材の型を用いることで、型からの抜け性が良好で、バリやカケ、或いはハガレ等の少ない成形加工を行える。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照しながら説明する。
【００１１】
図１は、本発明の一実施形態のチップインダクタを示す。フェライト等のコア１１は、中央に巻線を巻回する巻回胴部１１ａとその両側にフランジ状の鍔部１１ｂ，１１ｃを備えた全体としてＨ字型の形状を有している。鍔部１１ｂ，１１ｃの脚部（底面）には、下地金属材にめっき等を施した電極１２ａ，１２ｂが配置されている。コアの巻回胴部１１ａには巻線１３が巻回され、巻線の両端部は電極１２ａ，１２ｂに熱圧着または導電性接着材を用いた接着により固定されている。
【００１２】
このチップインダクタは、例えば１．６ｍｍ×０．８ｍｍ程度のチップ部品としての標準サイズを有している。巻線１３は、直径が０．０２〜０．１ｍｍ程度の絶縁体を被覆した銅線が用いられている。また電極１２ａ，１２ｂは、銀、または銀パラジウム等の厚膜導電ペーストを塗布して焼成するか、タングステン等の金属をスパッタリング等により被着した後、錫または、はんだ等を金属めっきして形成される。
【００１３】
このチップインダクタは、その上半分を外装樹脂１５により被覆されている。ここで外装樹脂１５の上面１５ａは平坦となっている。従って、回路基板等にこのチップインダクタを実装する際に、表面実装機のノズルによりこの表面を容易に吸着することができる。従って、従来の表面が凸凹な構造で表面実装に支障が生じるという問題が解消される。
【００１４】
外装樹脂１５は、例えば熱硬化型の１液エポキシ樹脂、または熱硬化型の１液アクリル樹脂に、例えばＮｉＺｎまたはＭｎＺｎからなるソフトフェライト粉末を混合して、これを加温硬化したものを用いている。ここで、樹脂とフェライト粉末との比率は、
樹脂：フェライト粉末＝１０〜４０％：９０〜６０％（重量％）
とすることが好ましい。
【００１５】
また、樹脂に混合するフェライト粉末は、２〜１０μｍと１０〜８０μｍの粒子またはフレーク状の２種類以上の大きさのものを混合して用いることが好ましい。フェライト粉末の粒径が大きいと、磁気シールド効果は大きいが、フェライトの充填性がよくなく、シールド性が高められないという問題がある。一方で、フェライト粉末の粒径が小さいと、充填性は高まるが、磁気シールド性が低いという問題がある。従って、粒径の比較的大きなフェライト粉末と粒径が比較的小さなフェライト粉末を混合して用いることで、シールド効果を高め且つ良好な充填性が得られる。
【００１６】
上述した外装樹脂によれば、フェライト粉末の比率が高く、且つ粒径が大きいフェライト粉末と粒径が小さいフェライト粉末とが混合して用いられている。このため、外装保護膜としての十分な機能を有すると共に、高い磁気シールド性が得られる。また、フェライト等のコアと共に、外装樹脂に高い透磁率を持たせることができるので、高いインダクタンス値を得ることができる。
【００１７】
図２は、コアの巻回胴部と鍔部との間に傾斜部または曲面部を持たせた構造を示している。即ち、図２（ａ）は鍔部１１ｂ，１１ｃと巻回胴部１１ａとの間を曲率半径Ｒの曲面により接続した場合を示している。これに対して、図５（ｂ）は、鍔部１１ｂ，１１ｃと巻回胴部１１ａとの間を傾斜部により接続した構造を示している。上述したようにコア１１は、フェライト材等により構成されているので、鍔部１１ｂ，１１ｃと巻回胴部１１ａとの間の抗折力が弱く強度的な問題があった。上述したように鍔部と胴部の接合部に傾斜面または曲面を持たせることで抗折力が増大し、強度が高められる。また、従来、このチップインダクタを回路基板等に実装するに際して、コアの鍔部がカケるという問題があったが、外装樹脂１５を被覆することでコアの鍔部の強度が増大する。
【００１８】
次に、本発明のチップインダクタの外装樹脂の被覆方法について、図３を参照して説明する。まず、熱硬化型の１液エポキシ樹脂または１液アクリル樹脂を準備し、これにソフトフェライト粉末を混合する。この比率は、
樹脂：フェライト粉末＝１０〜４０％：９０〜６０％（重量比）
とする。上述のとおり、かなりフェライト粉末の比重の高い外装樹脂原料（液状）を形成する。ここで、フェライト粉末は、上述したように２〜１０μｍと１０〜８０μｍの２種類以上の大きさのものを用いている。また、型としては平板状のベース型２１、開口を有する成形型２２，同様に製品に嵌合する開口を有する製品固定型２５、等を用い、これらはシリコン樹脂を用いた樹脂成型用の型である。シリコン樹脂からなる型を用いることによって、加温硬化の際、また製品の取出しに際して変形しにくく、且つ脱離がしやすく（抜け性が良く）、容易に上述した外装樹脂で被覆された製品を型から取り出すことができる。これにより、バリ、カケ等が少なく、外形寸法精度の高い製品を良好な生産性で製造できる。
【００１９】
まず、図３（ａ）に示すように、平板状のベース型２１に開口部２２ａを備えた成形型２２を固定する。そして、図３（ｂ）に示すように、上述した熱硬化型液体状樹脂にフェライト粉末を混合した外装樹脂原料２３を開口部２２ａに充填する。開口部２２ａからあふれた外装樹脂原料２３は、スキージ等で除去する。そして、図３（ｃ）に示すように、巻線を巻回したコアを収容する開口２５ａを備えた製品固定型２５を成形型２２上に位置合わせして固定する。そして、図３（ｄ）に示すように、その開口部２５ａに巻線を巻回したコア２４を装填する。そして、図３（ｅ）に示すように、適当な押し型２６を用いてコア２４を外装樹脂原料２３内に押し込む。
【００２０】
この状態で、例えば１４０〜２００℃の温度で外装樹脂原料を加温硬化する。この段階で、液状の外装樹脂原料２３は固体の外装樹脂２３ａとなり、巻線を巻回したコア２４の上半部が固体の外装樹脂２３ａに被覆される。外装樹脂２３ａの上面（図３では下面）は、平板状のベース型２１により成形されるので、平坦面が得られる。
【００２１】
次に、図３（ｅ）に示すようにまず、ベース型２１を取り外し、その代わりにバリ取り用型２７を配置する。そして、このバリ取り用型２７は、外装樹脂２３ａを被覆したコア２４が通り抜けるのに必要にして十分な寸法の開口を有している。そして、凸部２８ａを有する適当な押し型２８を用いてコア２４を下方に押圧することで、ベース型２１と成形型２２との間に形成されたバリが除去されて外装樹脂２３ａで被覆されたコア２４が取り出される。
【００２２】
上述したように、ベース型２１、成形型２２、製品固定型２３はいずれもシリコン樹脂を用いた型であるので、フェライト粉末を多量に含む外装用樹脂に対して脱離がしやすく、また熱変形しにくいので、外装樹脂をカケ等の不良を発生することなく良好な生産性でコア２４に被覆することができる。
【００２３】
尚、上記実施形態は本発明の実施例の一態様を述べたもので、本発明の趣旨を逸脱することなく種々の変形実施例が可能なことは勿論である。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、上面に平坦部を有する外装樹脂を被覆したチップインダクタが提供される。この外装樹脂は、表面実装に好適であるばかりでなく、高い磁気シールド性を有するので、ノイズ等の影響を防止すると共に、巻線型チップインダクタのインダクタ値を向上することができる。そして、本発明のチップインダクタの製造方法によれば、上述したチップインダクタを良好な生産性で製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態のチップインダクタを示す一部透過斜視図である。
【図２】図１に示すチップインダクタのコアの構造を示す断面図である。
【図３】図１に示すチップインダクタの外装樹脂の被覆工程を示す図である。
【符号の説明】
１１ コア
１１ａ 巻回胴部
１１ｂ，１１ｃ 鍔部
１２ａ，１２ｂ 電極
１３ 巻線
１５ 外装樹脂
２１ ベース型
２２ 成形型
２３ 外装樹脂原料
２３ａ 外装樹脂
２４ 巻線を備えたコア
２５ 製品固定型
２６，２８ 押し型
２７ バリ取り型

Claims (2)

1. 巻回胴部の両端にフランジ状の鍔部を有したコアを準備し、
   前記巻回胴部に巻線を巻回し、
   前記巻線を鍔部の脚部に設けた電極に接続し、
   シリコン樹脂で形成した型を用いて前記巻線を巻回したコアの上部に上面が平坦面である絶縁性および磁気シールド性を備えた外装樹脂を被覆するチップインダクタの製造方法であって、
   前記外装樹脂は、平板状のベース型に開口を有する成形型を載せて、該開口内に外装樹脂の原料を充填し、
   巻線を巻回するコアに嵌合する開口を有する製品固定型を前記成形型に位置合わせして配置し、
   前記製品固定型の開口に前記巻線を巻回したコアを装填し、
   前記コアを押し込んで該コアの上部を前記原料内に挿入し、
   前記原料を加温硬化して、前記コアの上部を外装樹脂により被覆することを特徴とするチップインダクタの製造方法。
2. 前記樹脂の加温硬化後に、前記ベース型を取り外し、
   前記外装樹脂で被覆されたコアが貫通する開口を有するバリ取り型を用い、バリ取りを行うと共に、前記コアを前記成形型及び前記製品固定型から取り出すことを特徴とする請求項１記載のチップインダクタの製造方法。

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