JP5084459B2 - インダクタ及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、磁性体内にコイルが埋設された構造を有するインダクタと該インダクタの製造方法に関する。

この種のインダクタは、所定形状の磁性体と、磁性体内に埋設されたコイルと、コイルの２つの引出部とそれぞれ導通する２つの端子部とを備える。

特許文献１及び２に開示されるように、前記コイルとしては、螺旋状に巻回されたコイル用線材の２つの引出部それぞれに引出部よりも幅広の端子部を一体に有するものが使用されている。このコイルは磁性体材料を所定形状に加圧成形する際に各端子部の全部が成形体から露出するように該成形体内に埋設され、成形体から露出する各端子部はキュア処理後に磁性体の表面に沿うように端子部と引出部との境界で折り曲げられて面実装用端子として利用される。
特開２００３−２８２３４６ 特開２００４−１５３０６８

前記インダクタはコイルの各端子部の全部並びに各引出部と該引出部よりも幅広の各端子部との境界が磁性体から露出する構造にあるため、露出する各端子部に外力が加わった際やインダクタを回路基板にハンダ付けする際に前記境界に応力が集中して該境界に断線等の接続不良の原因となるクラックを生じる恐れがある。

本発明は前記事情に鑑みて創作されたもので、その目的とするところは、各引出部と各端子部との接続関係を良好に維持できるインダクタと、該インダクタの製造に適した方法を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明によるインダクタは、所定形状の磁性体と、磁性体内に埋設されたコイルと、コイルの２つの引出部とそれぞれ導通する２つの端子部とを備えたインダクタであって、コイルは螺旋状に巻回されたコイル用線材の２つの引出部それぞれに引出部よりも幅広の端子部を一体に有しており、各引出部と各端子部との境界は磁性体内に位置していて、各端子部の一部は磁性体の表面に露出している、ことをその特徴とする。

このインダクタによれば、コイルの各引出部と各端子部との境界が磁性体内に位置していて、各端子部の一部が磁性体の表面に露出している構造を有しているため、各端子部の露出部分に外力が加わった際やインダクタを回路基板にハンダ付けする際でも各引出部と該引出部よりも幅広の各端子部との境界に応力がかかり難く、該境界に断線等の接続不良の原因となるクラックが生じる危険性を排除することができる。

一方、本発明によるインダクタの製造方法は、所定形状の磁性体と、磁性体内に埋設されたコイルと、コイルの２つの引出部とそれぞれ導通する２つの端子部とを備えたインダクタの製造方法であって、コイル用線材を螺旋状に巻回しその２つの引出部それぞれに引出部よりも幅広の端子部を一体に形成するコイル形成工程と、磁性体材料を所定形状に加圧成形する際にコイルの各引出部と各端子部との境界が成形体内に位置し、且つ、コイルの各端子部の一部が成形体から露出するように該成形体内にコイルを埋設する磁性体材料成形工程とを備える、ことをその特徴とする。

このインダクタの製造方法によれば、前記インダクタを好適に、且つ、安定に製造することができる。

本発明によれば、引出部と端子部との接続関係を良好に維持できるインダクタと、該インダクタの製造に適した方法を提供することができる。

本発明の前記目的とそれ以外の目的と、構成特徴と、作用効果は、以下の説明と添付図面によって明らかとなる。

図１（Ａ）〜図１（Ｃ）は本発明を適用したインダクタの上面図と下面図と側面図を示す。

同図に示したインダクタ２０は、直方体形状の磁性体２１と、磁性体２１内に埋設されたコイル２２と、コイル２２の２つの引出部２２ａとそれぞれ導通する２つの端子部２３とを備える。

磁性体２１は、磁性体材料を直方体形状に加圧成形して該成形体にキュア処理を施すことにより形成されている。因みに、磁性体材料には公知の材料、例えばパーマロイ系やセンダスト系等の磁性金属粉とエポキシ系やフェノール系やシリコーン系等の結合剤とを少なくとも含む材料が使用されている。

コイル２２は、図２（Ａ）〜図２（Ｃ）に上面図、側面図及び端子部の拡大断面図（ｂ−ｂ線拡大断面図）を示すように、銅等の金属線と該金属線の表面に設けられたウレタンやポリイミド等の絶縁被覆ＣＯＡとを有するコイル用線材（符号無し）を螺旋状に巻回して構成されており、同一側に位置する２つの引出部２２ａそれぞれに引出部２２ａよりも幅広の端子部２３を一体に有している。コイル用線材の金属線は断面円形のものが好ましいが、断面矩形の金属線やそれ以外の断面形状の金属線を有する線材をコイル用線材として用いることも可能である。

端子部２３は、図２（Ａ）〜図２（Ｃ）にも示すように、各引出部２２ａから露出した金属線を平たく押し潰して形成された帯状の幅広部２２ｂと該幅広部２２ｂを覆うハンダ部ＳＯＬとから構成されている。

図２（Ａ）及び図２（Ｂ）から分かるように、各引出部２２ａと各端子部２３との境界は磁性体２１内に位置している。また、各端子部２３は縦部分２３ａと被露出部分２３ｂと抜け止め部分２３ｃとが順に連続するコ字形に屈曲整形されていて、各被露出部分２３ｂの下面が磁性体２１の下面で露出している。さらに、各端子部２３は、渦電流損失を極力避けるために、コイル２２の巻回部分を通る磁束が各端子部２３を極力通過しないような位置に置かれている。

図３〜図９は前記インダクタ２０の製造プロセスを示す。

まず、製造に先立って、端子部２３を一体に有するコイル２２を作成しておく。

具体的には、図３に示すように、先に述べたコイル用線材を所定の軸径（内径），巻き幅（高さ）及び巻き数となるように螺旋状に巻回し、同一側に２つの引出部２２ａが位置するように整形する。

次に、図４に示すように、各引出部２２ａの絶縁被覆ＣＯＡを各々の端から部分的に除去して金属線を露出させる。

次に、図５に示すように、各引出部２２ａにおける露出金属線の全体を覆うように熱溶融したハンダを付着し硬化させて第１ハンダ部Ｓｅ１を形成する。

次に、図６に示すように、金属線及び第１ハンダ部Ｓｅ１をプレス加工により平たく押し潰して潰し部２２ｂ１及び第２ハンダ部Ｓｅ２を形成する。

次に、図６の潰し部２２ｂ１及び第２ハンダ部Ｓｅ２を必要な形状、好ましくは図６に２点鎖線で示すラインで切断してトリミングする。

これにより、図７に示すように、帯状の幅広部２２ｂと該幅広部２２ｂを覆うハンダ部ＳＯＬとから構成された端子部２３を一体に有するコイル２２が形成される。

次に、図２に示すように、各端子部２３を縦部分２３ａと被露出部分２３ｂと抜け止め部分２３ｃを有するコ字形に屈曲整形する。

そして、図２に示したコイル２２を用い、図８及び図９に示す金型を利用して磁性体材料の加圧成形とコイル２２の埋設を行う。因みに、図８及び図９に示したＭ２１は下パンチ、Ｍ２２はダイ、Ｍ２３は上パンチである。

具体的には、図８に示すように、コイル２２の各端子部２３の被露出部分２３ｂの下面に粘着テープ（図示省略）を貼った後に該コイル２３の各端子部２３を該粘着テープを介して下パンチＭ２１の上に置き、下パンチＭ２１を所定位置まで下降させて、下パンチＭ２１とダイＭ２２の内面で囲まれる空間に前記磁性体材料ＭＰを充填する。

次に、図９に示すように、上パンチＭ２３を下パンチＭ２１の上面に向かって下降させることによって下パンチＭ２１とダイＭ２２と上パンチＭ２３で囲まれる空間内の磁性体材料ＭＰを所定の直方体形状に加圧成形する。

これにより、コイル２２の各引出部２２ａと各端子部２３との境界が成形体ＭＢ内に位置し、且つ、コイル２２の各端子部２３の粘着テープ付きの被露出部分２３ｂが成形体ＭＢの下面で平行に露出するように該成形体ＭＢ内にコイル２２が埋設される。

次に、上パンチＭ２３を上昇させて、コイル２２が埋設された成形体ＭＢを取り出し、該成形体ＭＢにキュア処理を施す。

次に、磁性体２１の下面で露出する各端子部２３の被露出部分２３ｂの下面から粘着テープを剥離する。

次に、磁性体２１のエッジ等に存するバリを除去する。以上で、図１（Ａ）〜図１（Ｃ）に示した面実装可能なインダクタ２０が製造される。

前述のインダクタ２０によれば、コイル２２の各引出部２２ａと各端子部２３との境界が磁性体２１内に位置していて、各端子部２３の被露出部分２３ｂが磁性体２１の表面に露出している構造を有しているため、各端子部２３の露出部分に外力が加わった際やインダクタを回路基板にハンダ付けする際でも各引出部２２と該引出部２２よりも幅広の各端子部２３との境界に応力がかかり難く、該境界に断線等の接続不良の原因となるクラックが生じる危険性を排除することができる。

また、前述のインダクタ２０によれば、コイル２２の各端子部２３は各引出部２２ａから露出した金属線を平たく押し潰して形成された帯状の幅広部２２ｂと該幅広部２２ｂを覆うハンダ部ＳＯＬとから構成されていて、各端子部２３は屈曲に適した硬度及び粘性を有しているので、磁性体材料成形前に各端子部２３をコ字形に折り曲げる作業を容易に行えると共に折り曲げ箇所におけるクラック発生を防止することができる。

さらに、前述のインダクタ２０によれば、各端子部２３の先端（被露出部分２３ｂの前側）に設けられた抜け止め部分２３ｃを磁性体２１内に埋設してあるので、各端子部２３の被露出部分２３ｂがハンダ付け時やハンダ付け後に磁性体２１から剥離して抜け出る現象を抑制することができる。

一方、前述のインダクタ２０の製造方法によれば、前記インダクタ２０を好適に、且つ、安定に製造することができる。

また、前述のインダクタ２０の製造方法によれば、磁性体材料の加圧成形を行う前にコイル２２の各端子部２３の被露出部分２３ｂの下面に粘着テープを貼り、キュア処理後に該粘着テープを各端子部２３の被露出部分２３ｂの下面から除去しているので、磁性体材料を成形する際に各端子部２３の被露出部分２３ｂの下面に磁性体材料が付着して汚れることを防止することができる。

図１０〜図１２は図３〜図７及び図２を引用して説明したコイル作成方法の第１変形例を示す。

具体的には、図３及び図４で示した方法と同様に、先に述べたコイル用線材を所定の軸径（内径），巻き幅（高さ）及び巻き数となるように螺旋状に巻回し、同一側に２つの引出部２２ａが位置するように整形する。次に、各引出部２２ａの絶縁被覆ＣＯＡを各々の端から部分的に除去して金属線を露出させる。

次に、図１０に示すように、各引出部２２ａにおける露出金属線をプレス加工により平たく押し潰して潰し部２２ｃ１を形成する。

次に、図１１に示すように、潰し部２２ｃ１の全体を覆うように熱溶融したハンダを付着し硬化させて第１ハンダ部Ｓｆ１を形成する。

次に、図１１の潰し部２２ｃ１及び第１ハンダ部Ｓｆ１を必要な形状、好ましくは図１１に２点鎖線で示すラインで切断してトリミングする。

これにより、図１２に示すように、帯状の幅広部２２ｃと該幅広部２２ｃを覆うハンダ部ＳＯＬとから構成された端子部２３-1を一体に有するコイル２２が形成される。

次に、図２に示すように、各端子部２３-1をコ字形に屈曲整形して縦部分２３ａと被露出部分２３ｂと抜け止め部分２３ｃを形成する。

尚、前述の説明では、端子部形成方法として（１）露出金属線をハンダで覆ってから押し潰す方法と（２）露出金属線を押し潰してからハンダで覆う方法を例示したが、使用するコイル用線材の金属線の径や断面積が小さい場合には、第１実施形態で説明した端子部形成方法、即ち、（１）露出金属線を潰して折り曲げてハンダで覆いこれを再度潰す方法、（２）露出金属線を折り曲げてハンダで覆いこれを潰す方法、（３）露出金属線を折り曲げて潰してこれをハンダで覆う方法、（４）露出金属線を潰して折り曲げてこれを再度潰してハンダで覆う方法を適宜採用してもよい。

勿論、使用するコイル用線材の金属線の径や断面積がより小さい場合やより幅広の端子部２３を得る場合には、前記各方法における折り曲げ作業を２回以上行うようにしてもよい。

また、前述の説明では、各端子部２３の先端に被露出部分２３ｂと略直角に抜け止め部分２３ｃを設けたものを例示したが、図１３（Ａ）に示すように抜け止め部分２３ｃ１を被露出部分２３ｂと鋭角を成すように設けるか、図１３（Ｂ）に示すように抜け止め部分２３ｃ２を被露出部分２３ｂと鈍角を成すように設けるか、図１４（Ａ）に示すように抜け止め部分２３ｃ３に貫通孔ＳＨを設けるか、図１４（Ｂ）に示すように抜け止め部分２３ｃ４に切り欠きＣＲを設ければ、より高い抜け止め効果を得ることができる。

勿論、抜け止め部分２３ｃの形状は矩形状に限られるものではなく、図１５（Ａ）に示すように抜け止め部分２３ｃ５を２等辺三角形としたり、図１５（Ｂ）に示すように抜け止め部分２３ｃ６を直角三角形としたり、他の形状としても構わない。

また、各引出部１２ａ，２２ａにおける露出金属線をその端を潰さずに残して該非潰し端を屈曲すれば、コイル用線材の金属線が断面円形の場合には図１５（Ｃ）に示すように円柱状の抜け止め部分２３ｃ７を形成することもできるし、コイル用線材の金属線が断面矩形の場合には図１５（Ｄ）に示すように四角柱状の抜け止め部分２３ｃ８を形成することもできる。

本発明を適用したインダクタの上面図と側面図と側面図である。 図１に示したコイルの上面図、側面図及び端子部の拡大断面図（ｂ−ｂ線拡大断面図）である。 コイル作成方法の説明図である。 コイル作成方法の説明図である。 コイル作成方法の説明図である。 コイル作成方法の説明図である。 コイル作成方法の説明図である。 磁性体材料の加圧成形とコイルの埋設の方法説明図である。 磁性体材料の加圧成形とコイルの埋設の方法説明図である。 コイル作成方法の第１変形例の説明図である。 コイル作成方法の第１変形例の説明図である。 コイル作成方法の第１変形例の説明図である。 端子部の抜け止め部分の第１，２変形例を示す図である。 端子部の抜け止め部分の第３，４変形例を示す図である。 端子部の抜け止め部分の第５〜第８変形例を示す図である。

２０…インダクタ、２１…磁性体、２２…コイル、ＣＯＡ…絶縁被覆、２２ａ…引出部、２２ｂ…幅広部、ＳＯＬ…ハンダ部、２３，２３-1…端子部、２３ｂ…被露出部分、２３ｃ，２３ｃ１，２３ｃ２，２３ｃ３，２３ｃ４，２３ｃ５，２３ｃ６，２３ｃ７，２３ｃ８…抜け止め部分。

Claims (3)

1. 所定形状の磁性体と、該磁性体内に埋設されたコイルと、該コイルの２つの引出部とそれぞれ導通する２つの端子部とを備えたインダクタであって、
   前記コイルは螺旋状に巻回されたコイル用線材の２つの引出部それぞれに該引出部よりも幅広の端子部を一体に有しており、
   前記コイルの各引出部と各端子部との境界は前記磁性体内に位置していて、前記コイルの各端子部の一部は前記磁性体の表面に露出しており、
   前記コイル用線材は金属線と該金属線の表面に設けられた絶縁被覆とを有し、
   前記コイルの各端子部は各引出部から露出した金属線を平たく押し潰して形成された幅広部と該幅広部を覆うハンダ部とから構成されており、
   前記コイルの各端子部は被露出部分と該被露出部分の先端に抜け止め部分を有する略コ字形に屈曲整形されていて、
   前記コイルの各端子部の被露出部分の下面は前記磁性体の下面で露出し、且つ、該各端子部の抜け止め部分は前記磁性体内に埋設されている、
   ことを特徴とするインダクタ。
2. 所定形状の磁性体と、該磁性体内に埋設されたコイルと、該コイルの２つの引出部とそれぞれ導通する２つの端子部とを備えたインダクタの製造方法であって、
   コイル用線材を螺旋状に巻回しその２つの引出部それぞれに該引出部よりも幅広の端子部を一体に形成するコイル形成工程と、
   磁性体材料を所定形状に加圧成形する際に前記コイルの各引出部と各端子部との境界が成形体内に位置し、且つ、前記コイルの各端子部の一部が成形体から露出するように該成形体内に前記コイルを埋設する磁性体材料成形工程と、
   前記コイルが埋設された成形体をキュア処理して磁性体を形成する磁性体形成工程とを備えており、
   前記コイル用線材は金属線と該金属線の表面に設けられた絶縁被覆とを有し、
   前記コイル形成工程は、各引出部の絶縁被覆を各々の端から部分的に除去して金属線を露出させ該露出金属線を平たく押し潰すステップと、該ステップの前後で露出金属線または潰し部を覆うように溶融ハンダを付着し硬化させるステップを含み、
   前記コイル形成工程では前記コイルの各端子部は被露出部分と該被露出部分の先端に抜け止め部分を有する略コ字形に屈曲整形され、
   前記磁性体材料成形工程では前記コイルは各端子部の被露出部分の下面が前記成形体の下面で露出し、且つ、該各端子部の抜け止め部分が前記成形体内に埋設するように該成形体内に埋設される、
   ことを特徴とするインダクタの製造方法。
3. 前記磁性体材料成形工程の前に前記コイルの各端子部の被露出部分の下面に粘着テープを貼る工程と、
   前記磁性体材料形成工程の後に前記コイルの各端子部の被露出部分から粘着テープを剥離する工程とをさらに備える、
   ことを特徴とする請求項２に記載のインダクタの製造方法。

Images