JP4845025B2 - 磁気デバイス用コアの接着方法およびその接着装置 - Google Patents

Description

本発明は、磁気デバイス用コアの接着方法およびその接着装置に関するもので、より具体的には、磁気デバイスのための基板の孔部へ表裏からコアを挟み合わせに組み付ける構成における当該挟み合わせ部位の接着の改良に関する。

磁気デバイスは、小型化のためコアを基板に直接に組み付けることが行われている。つまり、基板に磁気デバイスのためのパターンおよび孔部を設け、その孔部へ表裏からコアを挟み合わせに組み付ける構成を採る。これにより、外形高さ（厚み）をきわめて薄くしたデバイスに形成することができる。

挟み合わせ状態の２つのコアは、クリップ等の保持具により固定したり、あるいは両コアの外周にテープを巻き付けたりすることで固定することができる。しかし、クリップやテープの使用は組み付けに手間がかかり作業性が悪く、自動化組み立てには適合性が悪い。

そこで、挟み合わせ状態の２つのコアは、接着剤により固着させることとし、例えば特許文献１などに見られるように、接着剤を用いた自動化組み立ての技術の提案がなされている。特許文献１の接着技術では、挟み合わせ状態のコアに対してアームを押し当てて接触させるとともに、アームに適宜な回転動作を行わせる方法を採り、回転動作により接着剤を薄く均一に拡げることができ、接着を高品位に行い得るメリットがある。
特表２００５−５０７１６７号公報

しかし、特許文献１の接着技術では、コアを振り動かす回転動作を行うので、基板の孔部を幾分大きく形成してコアの運動領域を確保する必要がある。これは部品実装の面からは余分な領域になり、部品実装の高密度化を阻害する。近年は、携帯電話機などの電子機器の薄型，軽量，高機能化により、これを構成する電子部品について小型化，高性能化の要求が高いレベルで求められていることから、部品実装の高密度化は重要性が高い。

また、コアの接着を高品位に行うことは、磁気デバイスについて高性能が得られることになるので、これも重要性が高いと言える。

さらに、複数のコアを備えた磁気デバイスの場合、複数のコアに対して一度に回転動作を行なわせるような機構は、複雑で大型となり実用的でないため、各コアごとに接着作業を行なう必要があり、作業性が悪い。

この発明は上述した課題を解決するもので、その目的は、コアの接着について手作業によらずに自動化実装を行うことができ、基板の孔部には余分な運動領域を必要とせず、部品実装の高密度化に有利になる磁気デバイス用コアの接着方法およびその接着装置を提供することにある。

上述した目的を達成するために、本発明に係る磁気デバイス用コアの接着方法は、磁気デバイスのための基板の孔部へ表裏からコアを挟み合わせに組み付ける方法であって、コアの一方には接合面へ熱硬化性の接着剤を塗布し、当該コアに対して基板を接面させて孔部が対面する状態とした後に、コアの他方を孔部へ嵌め合わせてそれら両コアを挟み合わせに接触させ、コアの他方へ操作軸を押し当てて圧力を加えるとともに、コアには空気圧機構を駆動源とする振動手段を用いて微細な振動運動を行わせ、次いで組み付けた基板を加熱することで接着剤を硬化させる微細な振動運動を行わせる（請求項１）。

また、本発明に係る磁気デバイス用コアの接着装置は、磁気デバイスのための基板の孔部へ表裏からコアを挟み合わせに組み付ける装置であって、コアの一方の接合面へ熱硬化性の接着剤を塗布する塗布手段と、当該コアに対して基板を所定に接面させて孔部が対面する状態とする保持手段と、コアの他方を孔部へ嵌め合わせてそれら両コアを挟み合わせに接触させた際に、コアの他方へ操作軸を押し当てて圧力を加える操作軸と、コアに対して空気圧機構を駆動源とする振動手段を用いて微細な振動運動を行わせ、次いで組み付けた基板を加熱することで接着剤を硬化させる微細な振動運動を行わせる振動手段とを備える構成にする（請求項２）。

したがって本発明では、操作軸によりコアを押さえつけながら、挟み合わせ状態の両コアには微細な振動を与える動作となる。このため、両コアの隙間にある接着剤を薄く均一に拡げることができる。このとき、薄く拡がった接着剤は表面張力が作用し、接触させた両コアの突き合わせ状態を保持することができ、熱硬化の工程では特別な保持具により押さえる必要がない。このため、組み付け状態の基板を単に加熱炉に通して、適切な温度プロファイルの加熱を行えばよい。

また、複数のコアを備えた磁気デバイスの場合、複数のコアを押さえながらコアに対して微細な振動運動を行なわせれば良く、係る複数のコアに対する接着作業が一度で簡単に行なえる。また、係る接着作業を行なうための接着装置は、操作軸を複数（組）設ければよく、その操作軸自体は水平方向（基板と平行な方向）に大きく移動させる必要は無いので（移動させても良いが）、簡単な構成で実現できる。

本発明では、挟み合わせ状態の両コアには微細な振動を与えるので、両コアの隙間にある接着剤を薄く均一に拡げることができる。薄く拡がった接着剤は表面張力が作用し、接触させた両コアの突き合わせ状態を保持することができる。また、熱硬化の工程では特別な保持具により押さえる必要がなく、接着剤が薄く均一に拡がった高品位な固着が行える。その結果、磁気デバイスとしての要求性能を得ることができる。

この場合、コアの接着について手作業によらずに自動化実装を行うことができる。そして、基板の孔部には余分な運動領域を必要とせず、部品実装の高密度化に有利になる。

図１は本発明の一実施の形態を示している。本実施形態において磁気デバイス用コアの接着装置は、ベース板１に支柱２を組み付けた本体を有し、ｘ軸，ｙ軸について移動が可能なホルダ３をベース板１に設け、支柱２にはｚ軸について移動が可能なホルダ４を設けるとともに、ｚ軸について移動が可能な操作軸５を支柱２の上部に設けた構成を採り、コアの接着，組み付けを行う作業ステーションになっている。

この接着装置には、コアに対して接着剤の塗布を行う塗布装置６を付設している。塗布装置６は、小径の吐出ノズル６０を有し、その吐出ノズル６０から熱硬化性の接着剤を精密に吐出するようになっている。

下方に位置するホルダ３にはコア８を装着し、コア８は基板７の下側となり、上方に位置するホルダ４にはコア９を装着し、コア９は基板７の上側となる。基板７には磁気デバイスのためのパターンおよび孔部などを設けてあり、後述するように基板７の孔部へ表裏からコア８，９を挟み合わせに組み付ける作業を行う。

ホルダ３には図３に示すように、振動装置１０を連係させている。振動装置１０は空気圧機構を駆動源とし、その駆動によりホルダ３へ振動を加えるようになっている。また、操作軸５は、図２に示すように、上方から下降してホルダ４に装着したコア９の上面へ接触するようになっていて、これも空気圧機構を駆動源とし、押し当てた相手側（コア９）へ圧力を所定に加える構成になっている。なお、本実施形態では、振動装置１０により生じる振動をホルダ３に伝えるようにしたが、本発明はこれに限ることはなく、操作軸５やユニット全体に加えるなど、振動を任意の場所に加えるようにすることができる。

さらに、塗布装置６は、図示するようにコアをセットする基本ユニット（ホルダ４，操作軸５，振動装置１０等）と一体に構成したが、別途分離して構成するようにしても良い。

基板７は、磁気デバイスとなる構成を単一の構成にすることもできるが、図４に示すように、複数を備えた構成することもよい。図４に示す基板７は磁気デバイスを２つ備える構成を採り、一方の孔部にはＩ型の下側コア８１とＥ型の上側コア９１とを挟み合わせに組み付けし、他方の孔部にはＥ型の下側コア８２とＥ型の上側コア９２とを挟み合わせに組み付けるようにしている。

接着作業は、まず、所定位置に接着剤を塗布した下側コア８１，８２と基板孔部の位置が正しく合う状態に保持する。つまり、下側コア８１，８２に対して基板７の孔部が所定に対面する状態に保持する。これにより、下側コア８１，８２は、図４（ａ）に示すように基板７の下面側に接着されて固定される。

次いで、基板７と一体になった下側コア８１，８２をホルダ３に装着し、下側コア８１，８２に塗布装置６を使用して接着剤を塗布する。接着剤の塗布では、吐出ノズル６０から吐出させる際の圧力および時間を適切に調節し、微少量を適正に塗布することになる。これにより、下側コア８１，８２の上面には図４（ａ）に示すように適量の接着剤を供給できる。

そして、上方のホルダ４には上側コア９１，９２を装着する。これは降下させて上側コア９１，９２を基板７の孔部へ嵌め合わせ、両コア８１，９１（８２，９２）を挟み合わせに接触させる。ここで上方から操作軸５を降下させ、図４（ｂ）に示すように、上側コア９１，９２へ押し当てて所定の圧力を加える。操作軸５のセットを完了した次に、振動装置１０を起動してホルダ３へ振動を加えて、挟み合わせ状態の両コア８１，９１（８２，９２）には微細な振動運動を所定に行わせる。次に、この組み付け状態の基板７は加熱炉に通して所定の温度プロファイルにより加熱し、接着を完了する。

このように本発明に係る接着作業では、操作軸５により上側コア９１，９２を押さえつけながら、挟み合わせ状態の両コア８１，９１（８２，９２）には微細な振動を与える動作となる。このため、両コア８１，９１（８２，９２）の隙間にある接着剤を薄く均一に拡げることができる。このとき、薄く拡がった接着剤は表面張力が作用し、接触させた両コア８１，９１（８２，９２）の突き合わせ状態を保持することができ、熱硬化の工程では特別な保持具により押さえる必要がない。したがって、組み付け状態の基板７を単に加熱炉に通して、適切な温度プロファイルの加熱を行えばよく、接着剤が薄く均一に拡がった高品位な固着が行える。その結果、磁気デバイスとしての要求性能を所定に得ることができる。

この場合、コアの接着について手作業によらずに自動化実装を行うことができる。そして、基板７の孔部には余分な運動領域を必要とせず、部品実装の高密度化に有利になる。

操作軸５の押し当て圧力や振動周期など接着作業の条件は、コアサイズ等の設計仕様に応じて適宜に設定することになる。具体的な一例として、操作軸５の押し当て圧力は１ｋｇｆとし、振動周期は４５Ｈｚとして、振動時間を０．５秒とすることができる。熱硬化の条件については、加熱炉の温度は１８０℃とし、加熱時間を２分間とすることができる。また、塗布装置６には、ムサシエンジニアリング製ＭＬ−６０６ＧＸなどがあり、これは吐出ノズルがφ０．２５ｍｍ、吐出圧力は０．１４ＭＰａ、バキューム圧力は−０．１ＭＰａという条件において、吐出時間を３０ｍｓｅｃにして使用することができる。接着剤としては、サンユレック製ＧＲＳ−８１５などがある。

そして、コンバータトランスについて、上述した接着条件により本発明に係る接着作業を行ったところ、接着部位の引っ張り強度は１０ｋｇｆ以上を得た。その際、ノンギャップインダクタンス値は１４６μＨ、接着後のインダクタンス値は１０６μＨとなっており、所定のインダクタンス値が得られて接着強度を良好に得ることができることを確認した。

本発明に係る磁気デバイス用コアの接着装置の一実施の形態を示す正面図である。 コアを挟み合わせた作業状態における接着装置の正面図である。 コアを挟み合わせた作業状態における接着装置の側面図である。 コアおよび基板を拡大して示す断面図（ａ），（ｂ）であり、接着作業の工程を順に示している。

符号の説明

１ ベース板
２ 支柱
３，４ ホルダ
５ 操作軸
６ 塗布装置
６０ 吐出ノズル
７ 基板
８，８１，８２ 下側コア
９，９１，９２ 上側コア
１０ 振動装置

Claims (2)

1. 磁気デバイスのための基板の孔部へ表裏からコアを挟み合わせに組み付ける磁気デバイス用コアの接着方法であって、
   前記コアの一方には接合面へ熱硬化性の接着剤を塗布し、当該コアに対して前記基板を接面させて前記孔部が対面する状態とした後に、前記コアの他方を前記孔部へ嵌め合わせてそれら両コアを挟み合わせに接触させ、前記コアの他方へ操作軸を押し当てて圧力を加えるとともに、前記コアには空気圧機構を駆動源とする振動手段を用いて微細な振動運動を行わせ、次いで組み付けた基板を加熱することで接着剤を硬化させることを特徴とする磁気デバイス用コアの接着方法。
2. 磁気デバイスのための基板の孔部へ表裏からコアを挟み合わせに組み付ける磁気デバイス用コアの接着装置であって、
   前記コアの一方の接合面へ熱硬化性の接着剤を塗布する塗布手段と、当該コアに対して前記基板を接面させて前記孔部が対面する状態とする保持手段と、前記コアの他方を前記孔部へ嵌め合わせてそれら両コアを挟み合わせに接触させた際に、前記コアの他方へ操作軸を押し当てて圧力を加える操作軸と、前記コアに対して微細な振動運動を行わせる振動手段とを備え、
   前記振動手段は空気圧機構を駆動源とし、
   前記振動手段で振動させた後の組み付けた基板を加熱する加熱手段を備える
   ことを特徴とする加熱手段を備える磁気デバイス用コアの接着装置。

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