JP4203952B2 - コモンモードチョークコイル及びその製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子回路や電子機器において、外部より侵入するコモンモードノイズを除去するために使用される、外部接続電極（端子）として金属板電極を具備したコモンモードチョークコイル及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、コモンモードチョークコイルは、リング形磁心（２本の巻芯部を有する磁心）を用い、その磁心に一対の巻線を施したものであり、巻線端末を接続する外部接続電極は、前記磁心が小型のフェライトコアの場合、当該コアに銀（Ａｇ）焼付電極を形成し、その上にはんだ付けに適した錫（Ｓｎ）等のメッキ処理を施したものが知られている。また、磁心に直接金属板電極を設けて、それに巻線端末を接続する構造が本出願人により考慮されている。
【０００３】
コモンモードチョークコイルの公知例としては、下記特許文献１及び特許文献２がある。
【０００４】
【特許文献１】
実公平４−３８４９７号公報
【特許文献２】
特開平２−２０１９０６号公報
【０００５】
上記特許文献１は、２つの磁心に巻線を施したコイル２個を用い、端部を突き合わせて構成したコモンモードチョークコイルにおいて、前記２つの磁心が、夫々両端に角板状の鍔を有する角型のドラム形磁心からなり、両磁心の鍔部の相対応する側面同士を突き合わせて閉磁路を形成するように接合した構成となっている。この場合、磁心に巻線を巻回す手段は自動的に機械化をすることが可能である。外部接続用の電極については詳細な説明がないが、一方の鍔部の外端面に接着された絶縁材の上に形成されるとしている。但し、電極が一方の鍔部外端面にあるため、プリント配線板上に実装する場合にドラム形磁心の巻芯部が垂直に立った状態となるため、低背化に向いていない。
【０００６】
また、上記特許文献２は、２個のコアにバネ性を有するコイル導線が所定の巻回形状に構成されてなるコイル導線巻回部、及びそのコイル導線巻回部の両側から延びるリード部で構成されたコイルと、脚部に前記コイルのコイル導線巻回部が取り付けられるとともに、前記コイル導線巻回部を引っ張った状態で前記各リード部が係止されることで脚部を介して互いに突き合わせられた一対のコアとを備えたことを特徴としている。この構造は、外部電極はリード部であり、表面実装品ではない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
この種のコモンモードチョークコイルの磁心として一般的なフェライトコアは、焼成の際に縮率で示される体積の収縮がある。本製品に用いられるフェライト材料では焼成前後で１５％程度の体積の収縮が発生する。また、コアのゆがみ、そり、かけも発生する。
【０００８】
このため、フェライトコアに銀焼付電極を形成し、これにメッキした外部接続電極では、コアのゆがみ、そり等に起因して電極実装面の高さが不揃いとなる問題があり、またプリント配線板への実装時の熱ストレスやプリント配線板のたわみが直接フェライトコアに加わり、フェライトコアが破損しやすい問題もあった。
【０００９】
同様に、フェライトコアに外部接続電極としての金属板電極を単に固着して設ける構造でも、コアのゆがみ、そり等に起因して電極実装面の高さが不揃いとなる問題がある。
【００１０】
近年、プリント配線板の実装密度が高密度になるのに伴い、基板面に塗布されるクリームはんだの厚みも非常に薄くなってきており、各外部接続電極の高さが不揃いであると、プリント配線板へのリフロー方式によるはんだ付け実装時にコモンモードチョークコイルの外部接続電極とプリント配線板のランドパターン間で隙間が発生し、電気的な接続ができないという不具合があった。特にコプラナリティ（平面度）が１００μｍ以上で顕著に不具合が発生していた。本明細書においてコプラナリティとは、コモンモードチョークコイルの外部接続電極とプリント配線板のランドパターン間の隙間として定義する。
【００１１】
なお、特許文献１の場合、２個のコアを精密に作製しても、組み合わせた完成品の精度が劣ってしまう恐れがあり、所要のコプラナリティの確保が困難であると考えられる。また、特許文献２の場合には表面実装についての配慮がない構造である。
【００１２】
本発明は、上記の点に鑑み、外部接続電極として金属板電極を用いることで実装時の熱ストレスや実装側の基板のたわみ等の機械的なストレスに耐えることができ、かつコプラナリティが良好で高密度実装に対応できるコモンモードチョークコイル及びその製造方法を提供することを目的とする。
【００１３】
本発明のその他の目的や新規な特徴は後述の実施の形態において明らかにする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本願請求項１の発明に係るコモンモードチョークコイルは、２本の巻芯部の両端に両巻芯部を連結する方形鍔部が形成された一体型フェライトコアと、少なくともコ字状折曲部を有していて各方形鍔部にそれぞれ一対設けられた金属板電極と、前記２本の巻芯部にそれぞれ施された巻線とを備え、
前記２本の巻芯部の上面は前記鍔部上面よりも上に突出しており、
前記金属板電極は、前記コ字状折曲部の部分にて前記鍔部に遊びをもたせて装着され、かつ各金属板電極の実装面が同一高さに揃うように接着され、
各巻線の端末は前記巻芯部の上面位置から略水平に引き出されて前記金属板電極に接続されていることを特徴としている。
【００１５】
本願請求項２の発明に係るコモンモードチョークコイルは、２個以上に分割され、２本の巻芯部の両端に両巻芯部を連結する方形鍔部が形成されるように組み合わせてなるフェライトコア組立体と、少なくともコ字状折曲部を有していて各方形鍔部にそれぞれ一対設けられた金属板電極と、前記２本の巻芯部にそれぞれ施された巻線とを備え、
前記２本の巻芯部の上面は前記鍔部上面よりも上に突出しており、
前記金属板電極は、前記コ字状折曲部の部分にて前記鍔部に遊びをもたせて装着され、かつ各金属板電極の実装面が同一高さに揃うように接着され、
各巻線の端末は前記巻芯部の上面位置から略水平に引き出されて前記金属板電極に接続されていることを特徴としている。
【００１６】
本願請求項３の発明に係るコモンモードチョークコイルは、請求項１又は２において、前記金属板電極は前記コ字状折曲部の下辺部以外の部分にて前記鍔部に接着固定されていることを特徴としている。
【００１８】
本願請求項４の発明に係るコモンモードチョークコイルの製造方法は、２本の巻芯部の両端に両巻芯部を連結する方形鍔部が形成され、かつ前記２本の巻芯部の上面が前記方形鍔部上面よりも上に突出した一体型フェライトコアと、少なくともコ字状折曲部を有していて各方形鍔部にそれぞれ一対設けられた金属板電極とを用い、
前記金属板電極を、前記コ字状折曲部と前記鍔部間に接着材を設けて当該鍔部に遊びをもたせて装着し、かつ各金属板電極の実装面を同一高さに揃えた状態で前記接着材を硬化させ、
前記２本の巻芯部にそれぞれ巻線を施し、各巻線の端末を前記巻芯部の上面位置から略水平に引き出して前記金属板電極に接続することを特徴としている。
【００１９】
本願請求項５の発明に係るコモンモードチョークコイルの製造方法は、２個以上に分割され、２本の巻芯部の両端に両巻芯部を連結する方形鍔部が形成され、かつ前記２本の巻芯部の上面が前記方形鍔部上面よりも上に突出するように組み合わせてなるフェライトコア組立体と、少なくともコ字状折曲部を有していて各方形鍔部にそれぞれ一対設けられた金属板電極とを用い、
前記金属板電極を、前記コ字状折曲部と前記鍔部間に接着材を設けて当該鍔部に遊びをもたせて装着し、かつ各金属板電極の実装面を同一高さに揃えた状態で前記接着材を硬化させ、
前記２本の巻芯部にそれぞれ巻線を施し、各巻線の端末を前記巻芯部の上面位置から略水平に引き出して前記金属板電極に接続することを特徴としている。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るコモンモードチョークコイル及びその製造方法の実施の形態を図面に従って説明する。
【００２１】
図１乃至図５で本発明の一実施の形態を説明する。これらの図において、１は一体型フェライトコアであり、図４のように２本の巻芯部２の両端に両巻芯部２を連結する方形鍔部（角板状鍔部）３を有し、漏洩磁束の少ない略ロ字状閉磁路をなしている。
【００２２】
図１の拡大部分に示すように、各方形鍔部３に外部接続電極としてそれぞれ一対取り付けられる金属板電極１０は、方形鍔部３に多少の遊び（上下方向の隙間）を持って嵌合するコ字状折曲部１１と、この上辺部１１ａに折り返して形成された巻線端末係止用の係止片１２を有している。これらのコ字状折曲部１１及び係止片１２を持つ金属板電極１０は銅、銅合金等の金属板の折り曲げ加工により形成される。
【００２３】
また、前記金属板電極１０は、フェライトコア１の巻芯部２の延長上の方形鍔部位置に接着材２０（例えば熱硬化性樹脂接着剤）で固定される。接着材２０で固定する際は、フェライトコア１の方形鍔部３の底面以外の部分、好ましくは側面（外側端面）３ａに接着材２０を塗布し、方形鍔部３の側面と金属板電極１０のコ字状折曲部１１の側面部１１ｂ間に接着材２０が介在するようにして方形鍔部３に対してコ字状折曲部１１を取り付ける。このとき、４箇所の金属板電極１０の底面である実装面を同一高さに揃えるように、換言すれば、４箇所の金属板電極１０の実装面が同一平面に位置するように端子浮きを抑える治具を併用して接着材２０を硬化させる。
【００２４】
前記金属板電極１０は、そのコ字状折曲部１１の内法寸法がフェライトコア方形鍔部３より若干大きく、従って多少の遊び（上下方向の隙間）をもって方形鍔部３に装着されているので、フェライトコア１のゆがみ、そり、かけが発生していても金属板電極１０の接着時に４箇所の金属板電極１０の実装面が同一平面に位置するように治具を用いて接着材２０を硬化させることにより、コプラナリティを金属板電極２０の厚みの平坦度と加工精度で保証することができる。金属板電極１０の寸法精度は一般の金属加工精度程度あり、要求されるコプラナリティに応じて、１０μｍ以下等に、適宜選択すればよい。もちろん変形した金属板電極１０は使用できない。
【００２５】
接着材２０の材質や塗布量は要求される接着強度に応じて、適宜選択すればよい。接着材塗布位置は、コプラナリティに影響を与えない部位であればどこでも良く（逆にコプラナリティに影響を与える方形鍔部３の底面は避ける）、本実施の形態では、フェライトコア鍔部３の側面に接着材２０を塗布し、端子浮きを抑える治具を併用して固定している。これにより、後述のデータで明らかにするが、各金属板電極１０の底面から成る実装面のコプラナリティを３０μｍ以下にすることが可能である。この結果、４箇所の金属板電極１０の実装面はコプラナリティが３０μｍ以下の平面となるので、プリント配線板上に安定して実装することができる。また、それにより、フェライトコア１の寸法精度は、極限まで追求する必要がなく、また、フェライトコア１の面取り加工を施す必要もない。また、フェライトコア鍔部３の側面での接着であれば、金属板電極１０のコ字状折曲部１１の下辺部１１ｃは自由度があり、プリント配線板上に実装する際の熱ストレスをフェライトコア鍔部３に伝えることなく実装することができる。
【００２６】
以上のようにして、２本の巻芯部２の両端に両巻芯部を連結する方形鍔部３を有する一体型フェライトコア１と、少なくともコ字状折曲部１１を有していて各鍔部３にそれぞれ一対設けられた金属板電極１０とを備え、金属板電極１０は、コ字状折曲部１１の部分にて鍔部３に装着され、かつ各金属板電極１０の実装面のコプラナリティが３０μｍ以下であるコモンモードチョークコイル用コア構造体が得られる。
【００２７】
上記コモンモードチョークコイル用コア構造体を用いてコモンモードチョークコイルを作製する場合、一体型フェライトコア１の２本の巻芯部２にそれぞれ巻線３０が設けられ、巻線の端末（リード部）は金属板電極１０の上辺部に引き出され、図５のように係止片１２をかしめることで仮止めされる。そして、巻線端末を金属板電極１０の上辺部にはんだ付けで接続する。その後、上面が平坦なカバー４０をフェライトコア１の方形鍔部２の上面に接着材を塗布して、フェライトコア１に固定する。カバー４０は成形性及び耐熱性に優れた液晶ポリマー樹脂等の非磁性材であり、前記金属板電極１０の継線部分を避ける凹部４１が下面側に形成されている。
【００２８】
上面が平坦なカバー４０を接着する理由は、電子部品装着機の吸着ノズルで吸着してプリント配線板上に実装可能とするためである。
【００２９】
なお、コモンモードチョークコイルの作製において、一体型フェライトコア１の２本の巻芯部２にそれぞれ巻線３０を設けた後に、金属板電極１０の鍔部３への接着作業を行ってもよい。
【００３０】
この実施の形態によれば、次の通りの効果を得ることができる。
【００３１】
(1) 一体型フェライトコア１の方形鍔部３に、金属板電極１０のコ字状折曲部１１を接着材２０で方形鍔部３に固着するが、その際に４箇所の金属板電極１０の実装面（底面）を同一高さに揃えた状態で接着材２０を硬化させることにより、フェライトコア１のゆがみ、そり、かけがあっても、各金属板電極１０の実装面のコプラナリティを３０μｍ以下とすることができる。この結果、はんだリフローのために塗布するクリームはんだの厚みが薄い高密度実装用のプリント配線板に対しても接続不良を発生せずに表面実装が可能となる。
【００３２】
(2) 前記金属板電極１０を、コ字状折曲部１１の下辺部１１ｃ以外の部分（好ましくは側面部１１ｂ）にて方形鍔部３に接着固定することにより、金属板電極１０の下部に自由度を持たせて、プリント配線板上に実装する際の熱ストレスをフェライトコア鍔部３に伝えることなく実装することができる。また、プリント配線板のたわみ等の変形に起因する応力も緩和でき、フェライトコア１の損傷を防止できる。
【００３３】
なお、上記実施の形態では一体型フェライトコア１を用いたが、２個以上のコア分割体に分割され、２本の巻芯部の両端に両巻芯部を連結する鍔部が形成されるように前記コア分割体同士を組み合わせてなるフェライトコア組立体を用いてもよい。分割したコア構造とすることで、予め自動巻線機で作製した巻線を、コア分割体に挿入してからコア分割体同士を組み合わせ一体化するように構成でき、巻線作業の合理化ができる。
【００３４】
【実施例】
長さ９ｍｍ×幅７ｍｍの外形を有する一体型フェライトコア１の２本の巻芯部２にそれぞれ巻線３０を７ターン設け、巻線端末（リード部）を適切な長さにカットする。外部接続電極としての金属板電極１０は銅板にニッケル（Ｎｉ），錫（Ｓｎ）の順にメッキ処理を施したものであり、コア１の巻芯部延長上の方形鍔部３に接着材２０で端子浮きを抑える治具を用いて合計４箇所固着する。但し、接着材２０はエポキシ系熱硬化性接着剤であって、方形鍔部３の側面（外側端面）３ａに塗布し、方形鍔部３の側面と金属板電極１０のコ字状折曲部１１の側面部１１ｂ間に接着材２０が介在するようにして方形鍔部３に対してコ字状折曲部１１を取り付ける。そして、前記巻線端末と金属板電極１０とを係止片１２をかしめて接続し、はんだ付けをする。上面が平坦なカバー４０はフェライトコア１に接着材を塗布し、固定する。
【００３５】
このようにして作成されたコモンモードチョークコイルの電極端子強度評価結果を以下の表１に示す。
【００３６】
【表１】
【００３７】
表１中、Ｎｏ.１〜Ｎｏ.１０は従来品、実施例品の試料番号であり、従来品は金属板電極の代わりに、フェライトコアに銀（Ａｇ）焼付電極を形成し、その上に銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ），錫（Ｓｎ）の順にメッキ処理を施して外部接続電極（端子）としたものである。
【００３８】
試験条件は、図６（Ａ）のように、基板サイズ１００×４０ｍｍ、厚さ１．０ｍｍのガラスエポキシ基板の中央に試料をはんだ付けし、同図（Ｂ）のように、スパン９０ｍｍ、加圧速度１．０ｍｍ／ｓとして、たわみ強度を観測したところ、従来品は側面電極部分のフェライトコアにクラックが発生したが（平均値５．５８ｍｍでコア破壊）、実施例品はたわみ強度試験において製品破壊がなかった。実施例品は全てはんだフィレットの破壊で（平均値１１．２５ｍｍでフィレット破壊）、製品破壊は発生しなかった。
【００３９】
また、上記実施例品の試料のコプラナリティを測定したところ、以下の表２の通り、コプラナリティ３０μｍ以下を達成できている。
【００４０】
【表２】
表２中、Ｎｏ.１〜Ｎｏ.１０は実施例品の試料番号であり、▲１▼〜▲４▼は１番目から４番目の金属板電極の実装面高さ測定値（試料を上下反転し、カバーの上面を基準面上に載置して各金属板電極の実装面の高さを測定した）であり、表２中の数値の単位はｍｍである。実施例品の試料のうち、コプラナリティの最大値は０．０２４ｍｍ（＝２４μｍ）であり、コプラナリティ３０μｍ以下を達成できていることがわかる。
【００４１】
以上本発明の実施の形態及び実施例について説明してきたが、本発明はこれに限定されることなく請求項の記載の範囲内において各種の変形、変更が可能なことは当業者には自明であろう。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、外部接続端子としてのフェライトコアに設けた各金属板電極の実装面を同一高さに揃えることができ、プリント配線板上に安定して実装することができ、実装時の接続不良の発生を防止し、高密度実装に適したコモンモードチョークコイルを実現できる。
【００４３】
また、フェライトコアへの金属板電極の取り付けを工夫することで、プリント配線板のたわみ等の応力がフェライトコアに加わることを軽減でき、この点でも信頼性の高い実装が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態であって、フェライトコアに金属板電極を接着した コモンモードチョークコイル用コア構造体の側断面図である。
【図２】前記コモンモードチョークコイル用コア構造体に巻線を施したコモンモードチョークコイルを示す正面図である。
【図３】同平面図である。
【図４】同底面図である。
【図５】同側面図である。
【図６】たわみ試験方法（電極端子強度評価方法）の説明図である。
【符号の説明】
１ フェライトコア
２ 巻芯部
３ 方形鍔部
３ａ 側面
１０ 金属板電極
１１ コ字状折曲部
１２ 係止片
２０ 接着材
３０ 巻線
４０ カバー
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子回路や電子機器において、外部より侵入するコモンモードノイズを除去するために使用される、外部接続電極（端子）として金属板電極を具備したコモンモードチョークコイル及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、コモンモードチョークコイルは、リング形磁心（２本の巻芯部を有する磁心）を用い、その磁心に一対の巻線を施したものであり、巻線端末を接続する外部接続電極は、前記磁心が小型のフェライトコアの場合、当該コアに銀（Ａｇ）焼付電極を形成し、その上にはんだ付けに適した錫（Ｓｎ）等のメッキ処理を施したものが知られている。また、磁心に直接金属板電極を設けて、それに巻線端末を接続する構造が本出願人により考慮されている。
【０００３】
コモンモードチョークコイルの公知例としては、下記特許文献１及び特許文献２がある。
【０００４】
【特許文献１】
実公平４−３８４９７号公報
【特許文献２】
特開平２−２０１９０６号公報
【０００５】
上記特許文献１は、２つの磁心に巻線を施したコイル２個を用い、端部を突き合わせて構成したコモンモードチョークコイルにおいて、前記２つの磁心が、夫々両端に角板状の鍔を有する角型のドラム形磁心からなり、両磁心の鍔部の相対応する側面同士を突き合わせて閉磁路を形成するように接合した構成となっている。この場合、磁心に巻線を巻回す手段は自動的に機械化をすることが可能である。外部接続用の電極については詳細な説明がないが、一方の鍔部の外端面に接着された絶縁材の上に形成されるとしている。但し、電極が一方の鍔部外端面にあるため、プリント配線板上に実装する場合にドラム形磁心の巻芯部が垂直に立った状態となるため、低背化に向いていない。
【０００６】
また、上記特許文献２は、２個のコアにバネ性を有するコイル導線が所定の巻回形状に構成されてなるコイル導線巻回部、及びそのコイル導線巻回部の両側から延びるリード部で構成されたコイルと、脚部に前記コイルのコイル導線巻回部が取り付けられるとともに、前記コイル導線巻回部を引っ張った状態で前記各リード部が係止されることで脚部を介して互いに突き合わせられた一対のコアとを備えたことを特徴としている。この構造は、外部電極はリード部であり、表面実装品ではない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
この種のコモンモードチョークコイルの磁心として一般的なフェライトコアは、焼成の際に縮率で示される体積の収縮がある。本製品に用いられるフェライト材料では焼成前後で１５％程度の体積の収縮が発生する。また、コアのゆがみ、そり、かけも発生する。
【０００８】
このため、フェライトコアに銀焼付電極を形成し、これにメッキした外部接続電極では、コアのゆがみ、そり等に起因して電極実装面の高さが不揃いとなる問題があり、またプリント配線板への実装時の熱ストレスやプリント配線板のたわみが直接フェライトコアに加わり、フェライトコアが破損しやすい問題もあった。
【０００９】
同様に、フェライトコアに外部接続電極としての金属板電極を単に固着して設ける構造でも、コアのゆがみ、そり等に起因して電極実装面の高さが不揃いとなる問題がある。
【００１０】
近年、プリント配線板の実装密度が高密度になるのに伴い、基板面に塗布されるクリームはんだの厚みも非常に薄くなってきており、各外部接続電極の高さが不揃いであると、プリント配線板へのリフロー方式によるはんだ付け実装時にコモンモードチョークコイルの外部接続電極とプリント配線板のランドパターン間で隙間が発生し、電気的な接続ができないという不具合があった。特にコプラナリティ（平面度）が１００μｍ以上で顕著に不具合が発生していた。本明細書においてコプラナリティとは、コモンモードチョークコイルの外部接続電極とプリント配線板のランドパターン間の隙間として定義する。
【００１１】
なお、特許文献１の場合、２個のコアを精密に作製しても、組み合わせた完成品の精度が劣ってしまう恐れがあり、所要のコプラナリティの確保が困難であると考えられる。また、特許文献２の場合には表面実装についての配慮がない構造である。
【００１２】
本発明は、上記の点に鑑み、外部接続電極として金属板電極を用いることで実装時の熱ストレスや実装側の基板のたわみ等の機械的なストレスに耐えることができ、かつコプラナリティが良好で高密度実装に対応できるコモンモードチョークコイル及びその製造方法を提供することを目的とする。
【００１３】
本発明のその他の目的や新規な特徴は後述の実施の形態において明らかにする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本願請求項１の発明に係るコモンモードチョークコイルは、２本の巻芯部の両端に両巻芯部を連結する方形鍔部が形成された一体型フェライトコアと、少なくともコ字状折曲部を有していて各方形鍔部にそれぞれ一対設けられた金属板電極と、前記２本の巻芯部にそれぞれ施された巻線とを備え、
前記２本の巻芯部の上面は前記鍔部上面よりも上に突出しており、
前記金属板電極は、前記コ字状折曲部の部分にて前記鍔部に遊びをもたせて装着され、かつ各金属板電極の実装面が同一高さに揃うように接着され、
各巻線の端末は前記巻芯部の上面位置から略水平に引き出されて前記金属板電極に接続されていることを特徴としている。
【００１５】
本願請求項２の発明に係るコモンモードチョークコイルは、２個以上に分割され、２本の巻芯部の両端に両巻芯部を連結する方形鍔部が形成されるように組み合わせてなるフェライトコア組立体と、少なくともコ字状折曲部を有していて各方形鍔部にそれぞれ一対設けられた金属板電極と、前記２本の巻芯部にそれぞれ施された巻線とを備え、
前記２本の巻芯部の上面は前記鍔部上面よりも上に突出しており、
前記金属板電極は、前記コ字状折曲部の部分にて前記鍔部に遊びをもたせて装着され、かつ各金属板電極の実装面が同一高さに揃うように接着され、
各巻線の端末は前記巻芯部の上面位置から略水平に引き出されて前記金属板電極に接続されていることを特徴としている。
【００１６】
本願請求項３の発明に係るコモンモードチョークコイルは、請求項１又は２において、前記金属板電極は前記コ字状折曲部の下辺部以外の部分にて前記鍔部に接着固定されていることを特徴としている。
【００１８】
本願請求項４の発明に係るコモンモードチョークコイルの製造方法は、２本の巻芯部の両端に両巻芯部を連結する方形鍔部が形成され、かつ前記２本の巻芯部の上面が前記方形鍔部上面よりも上に突出した一体型フェライトコアと、少なくともコ字状折曲部を有していて各方形鍔部にそれぞれ一対設けられた金属板電極とを用い、
前記金属板電極を、前記コ字状折曲部と前記鍔部間に接着材を設けて当該鍔部に遊びをもたせて装着し、かつ各金属板電極の実装面を同一高さに揃えた状態で前記接着材を硬化させ、
前記２本の巻芯部にそれぞれ巻線を施し、各巻線の端末を前記巻芯部の上面位置から略水平に引き出して前記金属板電極に接続することを特徴としている。
【００１９】
本願請求項５の発明に係るコモンモードチョークコイルの製造方法は、２個以上に分割され、２本の巻芯部の両端に両巻芯部を連結する方形鍔部が形成され、かつ前記２本の巻芯部の上面が前記方形鍔部上面よりも上に突出するように組み合わせてなるフェライトコア組立体と、少なくともコ字状折曲部を有していて各方形鍔部にそれぞれ一対設けられた金属板電極とを用い、
前記金属板電極を、前記コ字状折曲部と前記鍔部間に接着材を設けて当該鍔部に遊びをもたせて装着し、かつ各金属板電極の実装面を同一高さに揃えた状態で前記接着材を硬化させ、
前記２本の巻芯部にそれぞれ巻線を施し、各巻線の端末を前記巻芯部の上面位置から略水平に引き出して前記金属板電極に接続することを特徴としている。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るコモンモードチョークコイル及びその製造方法の実施の形態を図面に従って説明する。
【００２１】
図１乃至図５で本発明の一実施の形態を説明する。これらの図において、１は一体型フェライトコアであり、図４のように２本の巻芯部２の両端に両巻芯部２を連結する方形鍔部（角板状鍔部）３を有し、漏洩磁束の少ない略ロ字状閉磁路をなしている。
【００２２】
図１の拡大部分に示すように、各方形鍔部３に外部接続電極としてそれぞれ一対取り付けられる金属板電極１０は、方形鍔部３に多少の遊び（上下方向の隙間）を持って嵌合するコ字状折曲部１１と、この上辺部１１ａに折り返して形成された巻線端末係止用の係止片１２を有している。これらのコ字状折曲部１１及び係止片１２を持つ金属板電極１０は銅、銅合金等の金属板の折り曲げ加工により形成される。
【００２３】
また、前記金属板電極１０は、フェライトコア１の巻芯部２の延長上の方形鍔部位置に接着材２０（例えば熱硬化性樹脂接着剤）で固定される。接着材２０で固定する際は、フェライトコア１の方形鍔部３の底面以外の部分、好ましくは側面（外側端面）３ａに接着材２０を塗布し、方形鍔部３の側面と金属板電極１０のコ字状折曲部１１の側面部１１ｂ間に接着材２０が介在するようにして方形鍔部３に対してコ字状折曲部１１を取り付ける。このとき、４箇所の金属板電極１０の底面である実装面を同一高さに揃えるように、換言すれば、４箇所の金属板電極１０の実装面が同一平面に位置するように端子浮きを抑える治具を併用して接着材２０を硬化させる。
【００２４】
前記金属板電極１０は、そのコ字状折曲部１１の内法寸法がフェライトコア方形鍔部３より若干大きく、従って多少の遊び（上下方向の隙間）をもって方形鍔部３に装着されているので、フェライトコア１のゆがみ、そり、かけが発生していても金属板電極１０の接着時に４箇所の金属板電極１０の実装面が同一平面に位置するように治具を用いて接着材２０を硬化させることにより、コプラナリティを金属板電極２０の厚みの平坦度と加工精度で保証することができる。金属板電極１０の寸法精度は一般の金属加工精度程度あり、要求されるコプラナリティに応じて、１０μｍ以下等に、適宜選択すればよい。もちろん変形した金属板電極１０は使用できない。
【００２５】
接着材２０の材質や塗布量は要求される接着強度に応じて、適宜選択すればよい。接着材塗布位置は、コプラナリティに影響を与えない部位であればどこでも良く（逆にコプラナリティに影響を与える方形鍔部３の底面は避ける）、本実施の形態では、フェライトコア鍔部３の側面に接着材２０を塗布し、端子浮きを抑える治具を併用して固定している。これにより、後述のデータで明らかにするが、各金属板電極１０の底面から成る実装面のコプラナリティを３０μｍ以下にすることが可能である。この結果、４箇所の金属板電極１０の実装面はコプラナリティが３０μｍ以下の平面となるので、プリント配線板上に安定して実装することができる。また、それにより、フェライトコア１の寸法精度は、極限まで追求する必要がなく、また、フェライトコア１の面取り加工を施す必要もない。また、フェライトコア鍔部３の側面での接着であれば、金属板電極１０のコ字状折曲部１１の下辺部１１ｃは自由度があり、プリント配線板上に実装する際の熱ストレスをフェライトコア鍔部３に伝えることなく実装することができる。
【００２６】
以上のようにして、２本の巻芯部２の両端に両巻芯部を連結する方形鍔部３を有する一体型フェライトコア１と、少なくともコ字状折曲部１１を有していて各鍔部３にそれぞれ一対設けられた金属板電極１０とを備え、金属板電極１０は、コ字状折曲部１１の部分にて鍔部３に装着され、かつ各金属板電極１０の実装面のコプラナリティが３０μｍ以下であるコモンモードチョークコイル用コア構造体が得られる。
【００２７】
上記コモンモードチョークコイル用コア構造体を用いてコモンモードチョークコイルを作製する場合、一体型フェライトコア１の２本の巻芯部２にそれぞれ巻線３０が設けられ、巻線の端末（リード部）は金属板電極１０の上辺部に引き出され、図５のように係止片１２をかしめることで仮止めされる。そして、巻線端末を金属板電極１０の上辺部にはんだ付けで接続する。その後、上面が平坦なカバー４０をフェライトコア１の方形鍔部２の上面に接着材を塗布して、フェライトコア１に固定する。カバー４０は成形性及び耐熱性に優れた液晶ポリマー樹脂等の非磁性材であり、前記金属板電極１０の継線部分を避ける凹部４１が下面側に形成されている。
【００２８】
上面が平坦なカバー４０を接着する理由は、電子部品装着機の吸着ノズルで吸着してプリント配線板上に実装可能とするためである。
【００２９】
なお、コモンモードチョークコイルの作製において、一体型フェライトコア１の２本の巻芯部２にそれぞれ巻線３０を設けた後に、金属板電極１０の鍔部３への接着作業を行ってもよい。
【００３０】
この実施の形態によれば、次の通りの効果を得ることができる。
【００３１】
(1) 一体型フェライトコア１の方形鍔部３に、金属板電極１０のコ字状折曲部１１を接着材２０で方形鍔部３に固着するが、その際に４箇所の金属板電極１０の実装面（底面）を同一高さに揃えた状態で接着材２０を硬化させることにより、フェライトコア１のゆがみ、そり、かけがあっても、各金属板電極１０の実装面のコプラナリティを３０μｍ以下とすることができる。この結果、はんだリフローのために塗布するクリームはんだの厚みが薄い高密度実装用のプリント配線板に対しても接続不良を発生せずに表面実装が可能となる。
【００３２】
(2) 前記金属板電極１０を、コ字状折曲部１１の下辺部１１ｃ以外の部分（好ましくは側面部１１ｂ）にて方形鍔部３に接着固定することにより、金属板電極１０の下部に自由度を持たせて、プリント配線板上に実装する際の熱ストレスをフェライトコア鍔部３に伝えることなく実装することができる。また、プリント配線板のたわみ等の変形に起因する応力も緩和でき、フェライトコア１の損傷を防止できる。
【００３３】
なお、上記実施の形態では一体型フェライトコア１を用いたが、２個以上のコア分割体に分割され、２本の巻芯部の両端に両巻芯部を連結する鍔部が形成されるように前記コア分割体同士を組み合わせてなるフェライトコア組立体を用いてもよい。分割したコア構造とすることで、予め自動巻線機で作製した巻線を、コア分割体に挿入してからコア分割体同士を組み合わせ一体化するように構成でき、巻線作業の合理化ができる。
【００３４】
【実施例】
長さ９ｍｍ×幅７ｍｍの外形を有する一体型フェライトコア１の２本の巻芯部２にそれぞれ巻線３０を７ターン設け、巻線端末（リード部）を適切な長さにカットする。外部接続電極としての金属板電極１０は銅板にニッケル（Ｎｉ），錫（Ｓｎ）の順にメッキ処理を施したものであり、コア１の巻芯部延長上の方形鍔部３に接着材２０で端子浮きを抑える治具を用いて合計４箇所固着する。但し、接着材２０はエポキシ系熱硬化性接着剤であって、方形鍔部３の側面（外側端面）３ａに塗布し、方形鍔部３の側面と金属板電極１０のコ字状折曲部１１の側面部１１ｂ間に接着材２０が介在するようにして方形鍔部３に対してコ字状折曲部１１を取り付ける。そして、前記巻線端末と金属板電極１０とを係止片１２をかしめて接続し、はんだ付けをする。上面が平坦なカバー４０はフェライトコア１に接着材を塗布し、固定する。
【００３５】
このようにして作成されたコモンモードチョークコイルの電極端子強度評価結果を以下の表１に示す。
【００３６】
【表１】
表１中、Ｎｏ.１〜Ｎｏ.１０は従来品、実施例品の試料番号であり、従来品は金属板電極の代わりに、フェライトコアに銀（Ａｇ）焼付電極を形成し、その上に銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ），錫（Ｓｎ）の順にメッキ処理を施して外部接続電極（端子）としたものである。
【００３８】
試験条件は、図６（Ａ）のように、基板サイズ１００×４０ｍｍ、厚さ１．０ｍｍのガラスエポキシ基板の中央に試料をはんだ付けし、同図（Ｂ）のように、スパン９０ｍｍ、加圧速度１．０ｍｍ／ｓとして、たわみ強度を観測したところ、従来品は側面電極部分のフェライトコアにクラックが発生したが（平均値５．５８ｍｍでコア破壊）、実施例品はたわみ強度試験において製品破壊がなかった。実施例品は全てはんだフィレットの破壊で（平均値１１．２５ｍｍでフィレット破壊）、製品破壊は発生しなかった。
【００３９】
また、上記実施例品の試料のコプラナリティを測定したところ、以下の表２の通り、コプラナリティ３０μｍ以下を達成できている。
【００４０】
【表２】
【００４１】
以上本発明の実施の形態及び実施例について説明してきたが、本発明はこれに限定されることなく請求項の記載の範囲内において各種の変形、変更が可能なことは当業者には自明であろう。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、外部接続端子としてのフェライトコアに設けた各金属板電極の実装面を同一高さに揃えることができ、プリント配線板上に安定して実装することができ、実装時の接続不良の発生を防止し、高密度実装に適したコモンモードチョークコイルを実現できる。
【００４３】
また、フェライトコアへの金属板電極の取り付けを工夫することで、プリント配線板のたわみ等の応力がフェライトコアに加わることを軽減でき、この点でも信頼性の高い実装が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態であって、フェライトコアに金属板電極を接着した コモンモードチョークコイル用コア構造体の側断面図である。
【図２】前記コモンモードチョークコイル用コア構造体に巻線を施したコモンモードチョークコイルを示す正面図である。
【図３】同平面図である。
【図４】同底面図である。
【図５】同側面図である。
【図６】たわみ試験方法（電極端子強度評価方法）の説明図である。
【符号の説明】
１ フェライトコア
２ 巻芯部
３ 方形鍔部
３ａ 側面
１０ 金属板電極
１１ コ字状折曲部
１２ 係止片
２０ 接着材
３０ 巻線
４０ カバー
Claims (5)
- ２本の巻芯部の両端に両巻芯部を連結する方形鍔部が形成された一体型フェライトコアと、少なくともコ字状折曲部を有していて各方形鍔部にそれぞれ一対設けられた金属板電極と、前記２本の巻芯部にそれぞれ施された巻線とを備え、
前記２本の巻芯部の上面は前記鍔部上面よりも上に突出しており、
前記金属板電極は、前記コ字状折曲部の部分にて前記鍔部に遊びをもたせて装着され、かつ各金属板電極の実装面が同一高さに揃うように接着され、
各巻線の端末は前記巻芯部の上面位置から略水平に引き出されて前記金属板電極に接続されていることを特徴とするコモンモードチョークコイル。 - ２個以上に分割され、２本の巻芯部の両端に両巻芯部を連結する方形鍔部が形成されるように組み合わせてなるフェライトコア組立体と、少なくともコ字状折曲部を有していて各方形鍔部にそれぞれ一対設けられた金属板電極と、前記２本の巻芯部にそれぞれ施された巻線とを備え、
前記２本の巻芯部の上面は前記鍔部上面よりも上に突出しており、
前記金属板電極は、前記コ字状折曲部の部分にて前記鍔部に遊びをもたせて装着され、かつ各金属板電極の実装面が同一高さに揃うように接着され、
各巻線の端末は前記巻芯部の上面位置から略水平に引き出されて前記金属板電極に接続されていることを特徴とするコモンモードチョークコイル。 - 前記金属板電極は前記コ字状折曲部の下辺部以外の部分にて前記鍔部に接着固定されている請求項１又は２記載のコモンモードチョークコイル。
- ２本の巻芯部の両端に両巻芯部を連結する方形鍔部が形成され、かつ前記２本の巻芯部の上面が前記方形鍔部上面よりも上に突出した一体型フェライトコアと、少なくともコ字状折曲部を有していて各方形鍔部にそれぞれ一対設けられた金属板電極とを用い、
前記金属板電極を、前記コ字状折曲部と前記鍔部間に接着材を設けて当該鍔部に遊びをもたせて装着し、かつ各金属板電極の実装面を同一高さに揃えた状態で前記接着材を硬化させ、
前記２本の巻芯部にそれぞれ巻線を施し、各巻線の端末を前記巻芯部の上面位置から略水平に引き出して前記金属板電極に接続することを特徴とするコモンモードチョークコイルの製造方法。 - ２個以上に分割され、２本の巻芯部の両端に両巻芯部を連結する方形鍔部が形成され、かつ前記２本の巻芯部の上面が前記方形鍔部上面よりも上に突出するように組み合わせてなるフェライトコア組立体と、少なくともコ字状折曲部を有していて各方形鍔部にそれぞれ一対設けられた金属板電極とを用い、
前記金属板電極を、前記コ字状折曲部と前記鍔部間に接着材を設けて当該鍔部に遊びをもたせて装着し、かつ各金属板電極の実装面を同一高さに揃えた状態で前記接着材を硬化させ、
前記２本の巻芯部にそれぞれ巻線を施し、各巻線の端末を前記巻芯部の上面位置から略水平に引き出して前記金属板電極に接続することを特徴とするコモンモードチョークコイルの製造方法。
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