JP5247083B2 - Magnetic element - Google Patents
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Description
本発明は、基板に表面実装する磁性素子であって、実装面積を小さくすることが可能な磁性素子に関する。 The present invention relates to a magnetic element that is surface-mounted on a substrate and that can reduce the mounting area.
従来より、ドラム型コアの巻軸にコイルが巻回され、ドラム型コアの鍔部に平面状の実装端子が取り付けられた構造の、いわゆる横置きタイプのインダクタが存在している。また、インダクタの製造を簡易化させる目的で、コイルの巻回軸を基盤面に対して平行に実装する、いわゆる縦置きタイプのインダクタも提案されている(例えば、特許文献1参照。) 2. Description of the Related Art Conventionally, there is a so-called horizontal type inductor having a structure in which a coil is wound around a winding shaft of a drum core and a planar mounting terminal is attached to a flange portion of the drum core. For the purpose of simplifying the manufacture of the inductor, a so-called vertical type inductor in which the winding axis of the coil is mounted parallel to the base surface has also been proposed (for example, see Patent Document 1).
ところで、近年、携帯電話あるいはノート型パーソナルコンピュータ等の電子機器の薄型化が進むに伴い、インダクタの低背化が進んでいる。また、電子機器の小型化が進む今日において、回路基板に搭載されるインダクタの実装面積の一層の小面積化を進展させるという更なる要望がある。 By the way, in recent years, as electronic devices such as mobile phones or notebook personal computers have been made thinner, inductors have been reduced in profile. In addition, as electronic devices become smaller in size, there is a further demand to further reduce the mounting area of inductors mounted on circuit boards.
しかし、今日において、電子機器のスイッチング周波数の高周波化に対応するためには、横置きタイプのインダクタにおいて実装面積の低面積化を図るのは難しい。また、縦置きタイプのインダクタは、コイルの端末を絡げるための端子が、鍔部の外側に設置されるため、端子あるいはコイルの端末の空間を考慮すると、実装面積がより大きくなってしまうという問題がある。 However, today, it is difficult to reduce the mounting area of a horizontally installed inductor in order to cope with the higher switching frequency of electronic devices. In addition, since the vertical type inductor has a terminal for tying the coil terminal installed outside the flange, the mounting area becomes larger in consideration of the space of the terminal or the coil terminal. There is a problem.
さらに、小型のインダクタを小さい実装面積にて基板に実装するためには、インダクタの載置安定性が求められる。 Furthermore, in order to mount a small inductor on a substrate with a small mounting area, the placement stability of the inductor is required.
そこで、本発明は、上記課題を解決すること、すなわち、実装面積が小さく、さらに載置した際の安定性がよりよい磁性素子を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to solve the above problems, that is, to provide a magnetic element having a small mounting area and better stability when placed.
かかる目的を達成するため、本発明の磁性素子は、基板に面実装される磁性素子であって、巻線と、巻線が巻回される巻軸、および巻軸の両端に配置されると共に、巻軸から離間する複数の平面状の外周面を備える鍔部を備えるコア部材と、鍔部に取り付けられ、巻線の端末が電気的に接続されると共に、基板に実装される底面部を備える接続用端子と、を備え、巻軸の中心軸線が、基板の実装面に対して略並行を為して実装されると共に、外周面のうちのいずれか1つは、底面部が配置される取付面であり、この取付面面積は、外周面のうちのいずれかの面積よりも小さく、方形状の鍔部の基板と接する辺が有する角部のうち面取り部を有する角が1つのみであり、方形状は基板と接する辺に対して垂直をなす互いに平行な辺が2つ存在すると共に基板と接する辺と平行な辺が1つ存在するものであることを特徴としている。 To achieve this object, a magnetic element of the present invention is a magnetic element that is surface-mounted on a substrate, and is disposed on a winding, a winding axis around which the winding is wound, and both ends of the winding axis. A core member having a flange portion having a plurality of planar outer peripheral surfaces spaced from the winding shaft, and a bottom surface portion attached to the flange portion and electrically connected to the end of the winding and mounted on the substrate. A connecting terminal provided, and the central axis of the winding axis is mounted substantially parallel to the mounting surface of the substrate, and any one of the outer peripheral surfaces has a bottom surface portion. This mounting surface area is smaller than the area of any one of the outer peripheral surfaces, and only one corner having a chamfered portion is present among the corner portions of the side that contacts the substrate of the rectangular flange. der is, rectangular shape exists two mutually parallel sides perpendicular to the side in contact with the substrate It is characterized in that the substrate in contact with the side and the parallel sides is that there is one with.
また、別の発明では、上述の発明に加えて、面取り部と基板との間には、接続用端子の一部である絡げ部が配置され、絡げ部は、基板上方から見た際に、鍔部に隠れて見えない大きさに設けられ、絡げ部は、長方形状を成すと共に、その長辺に切り欠き部を有し、かつ、該切り欠き部の下部側に凸部または切り込みが設けられている。 Further, in another invention, in addition to the above-mentioned invention, between the cut edge and the substrate, tied part is a part of the connection terminal is arranged, it is tied part, viewed from above the substrate In this case, it is provided in a size that cannot be seen hidden behind the collar , and the binding portion has a rectangular shape and has a cutout portion on its long side, and a convex portion on the lower side of the cutout portion. Or a notch is provided .
また、別の発明では、上述の発明に加えて、鍔部の前記基板と接する辺が有する角部以外の角部のうち少なくとも1つは面取り部を有する角部としている。 In another invention, in addition to the above-described invention, at least one of the corner portions other than the corner portion of the side contacting the substrate of the collar portion is a corner portion having a chamfered portion .
本発明によれば、実装面積が小さく、さらに載置した際の安定性がよい磁性素子を提供できる。 According to the present invention, a magnetic element having a small mounting area and good stability when placed can be provided.
以下、本発明の磁性素子の一実施の形態であるインダクタ1について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、幅方向とは図中のY軸方向、すなわち後述の巻線の巻回軸方向を指す。また、高さ方向とは、図中のZ軸、すなわち基板面に対して垂直方向を指し、長さ方向とは、図中のX軸方向を指す。さらに、以下の説明においては、下方側とは、基板に実装される側を指し、上方側とは、これとは逆側を指す。
Hereinafter, an
図1は、本発明の実施の形態に係るインダクタ1の全体の構成を示す斜視図である。また、図1以外の図においては、図の簡略化のために、後述の巻線4の図示を省略している。また、図2は、インダクタ1の上面図であり、図3は、インダクタ1の右側面図、図4は、インダクタ1の下面図、図5は、インダクタ1の正面図、そして図6は、図3のインダクタ1をA−A線に沿いかつ紙面の鉛直方向に延びる平面にて切断した際の断面図である。
FIG. 1 is a perspective view showing the overall configuration of an
インダクタ1は、面実装タイプのインダクタであり、巻軸2および巻軸2の両端に設けられる2つの鍔部3を有するコア部10、巻線4、および接続用端子としてのフープ端子5から主に構成されている。
The
巻軸2は、例えば長さ0.7〜2.8mm、直径1〜5mmの円柱形状としている。巻軸2の外周には、例えば銅製の極細線からなる巻線4が巻回されている。巻軸2の両端には、鍔部3が設けられている。巻軸2および鍔部3より、コア部10が形成されている。コア部10は、ニッケル系のフェライト等の磁性材から好適に構成される。
The
2つの鍔部3は、XZ平面を挟んで略対称形状となっている。鍔部3の側面、すなわち幅方向に向く面は、面取り部6を1箇所有する略正方形状である。具体的には、1.7〜7mmの略正方形状の基板と接する辺(以後、底辺という)の有する角の1つが面取りされて、面取り部6を形成している。
The two
また、面取り部6は、幅方向から見て巻軸2および巻線4が鍔部3から露出しない程度に形成される。したがって、面取り部6は、コア部10の大きさ等の設計寸法に応じて、底辺と例えば20〜70度の角度を適宜為して、面取り部6の辺の長さが0.5〜1.5mmになるように形成される。
Further, the
なお、図1〜6において、鍔部3の角はすべて90度の角ではなく、面取りされた形状としているが、これは、量産する上で面取りされた角を有する部品の作製が容易であるためであり、面取りされていないものでもよい。
1 to 6, the corners of the
鍔部3の厚さは、例えば0.3〜1.1mmである。また、2つの鍔3は、ほぼ等しい厚さを有しているので、巻軸2を挟んで左右対称である。さらに、鍔部3の側面が占有する面積は、実装面積よりも、約1.2倍以上大きい面積を有している。
The thickness of the
また、2つの鍔3の幅方向外側(互いに対向しない側)の面には、図1において底辺から上方に向かい凹部7が設けられている。凹部7には、後述のフープ端子5が取り付けられる。凹部7は、例えば、高さが0.5〜2.0mmかつ奥行き0.8〜3.2mmの矩形の領域に、鍔部3の外側側面から0.05〜0.15mm程度の深さにて形成されている。
In addition, a
また、図6に示されるように、凹部7の底辺側の部位は、例えば0.05〜0.2mmの高さで、凹部7よりもさらに例えば約0.05mm深くなっている。これは、後述するフープ端子5を折り曲げ加工する際に、2つの面の間が湾曲せずに90度ちょうどの角度にて折り曲げられることは困難であるため、結果として、折り曲げられた箇所は、90度の角よりも内側に湾曲して折り曲げられる。そこで、フープ端子5の内側に湾曲した部分が、鍔部3の底面と凹部7側面との角に当たることを防ぐ役割を有する。したがって、フープ端子5と鍔部3との接着面が浮くことなく、フープ端子5を接着することが可能である。
Further, as shown in FIG. 6, the bottom side portion of the
フープ端子5は、例えば約0.05mmの厚さの金属であって、法線方向が3軸方向に沿って延伸するような折り曲げ加工を施されて、側面部51、底面部52および絡げ部53を形成している。具体的には、側面部51、底面部52および絡げ部53は、一体であり、側面部51と絡げ部53とが、底面部52を介してつながっている。また、側面部51と底面部52とは、約90度に折り曲げられている。さらに、底面部52と絡げ部53とは、鍔部3の有する面取り部6と鍔部3の底面部とが形成する角度よりも大きい角度であって、180〜130度の角度で折り曲げられている。フープ端子5が有する絡げ部53には、巻線4の端末が絡げられ、電気的に接続される。フープ端子5は、金属製であるため、導電性を有する。そのため、インダクタ1が基板に実装された状態では、フープ端子5の底面部52が基板と接触し、巻線4と基板とは確実に導電可能となる。
The
絡げ部53は、長方形的な形状であり、その短辺は鍔部3の幅よりも狭く、かつ、その長辺は、面取り部6の辺よりも短い。また、絡げ部53は、面取り部6と基板との間の空間に設けられる。フープ端子5の底面部52と絡げ部53とが形成する角度αは、フープ端子5の底面部52と面取り部6とが形成する角度βよりも大きい。したがって、図2に示すように、上方からインダクタ1を投影すると、絡げ部53は幅方向および長さ方向のどちらにも、鍔部3が占有する領域からの飛び出ていない。つまり、絡げ部53と絡げ部53に絡げた巻線4とが、コア部10よりも外側に突出することがないため、実装面積が小さい。また、面取り部6と底辺を共有するもう1つの角に面取り部を設けないことにより、インダクタ1の載置安定性を向上させることができる。
The binding
また、図5にて示されるように、絡げ部53は、その長辺の1つに切り欠き部55を有し、さらにその下部側に凸部54を有する。切り欠き部55は、巻線4を絡げる際の位置決めのために用いられる。凸部54は、巻線4を固定および電気的に導通させるためのはんだ付けにおいて、はんだが下方へ流れた際に、そのはんだを受け止めて冷却させ、当該はんだが基板に達するのを防ぐ役割を有する。フープ端子5がこのような絡げ部53を有することで、巻線4の末端をフープ端子5と確実に接触させることが可能であり、巻線4と基板との間の接触不良が防止される。
Further, as shown in FIG. 5, the binding
フープ端子5は、面取り部6と絡げ部53、フープ端子5の側面部51と凹部7、および鍔部3の底面とフープ端子5の底面部52とが互いに接着剤等により接合されて、フープ端子5の底面部51および側面部52が鍔部3に固定されている。
In the
以上のような構成を有するインダクタ1の製造方法について、以下に説明する。まず、巻軸2および巻軸2を挟む2つの鍔部3からなるコア部10を作成する。具体的には、磁性体材料を、上述した巻軸2および鍔部3を有するコア部10の形状に、例えばプレス成型等によって成形し、成形後の磁性体材料を焼結することで、コア部10が生成される。
A method for manufacturing the
次に、巻線4を巻軸2に所定の巻き数だけ巻回させる。それにより、コイルが形成されるが、巻線4の端末は、所定だけ引き出す状態としておく。
Next, the winding 4 is wound around the winding
また、コイルの形成とは別に、予め金属プレートを打ち抜き、折り曲げ等の加工を行うことにより、フープ端子5を形成する。なお、この時に形成されるフープ端子5は、側面部51、底面部52および絡げ部53のそれぞれが異なる方向に折り曲げられている。
In addition to the formation of the coil, the
次に、フープ端子5をコア部10に取り付ける。その際に、フープ端子5の側面部51を、鍔部3の面取り部6にあわせて、取り付ける。具体的には、フープ端子5の側面部52および底面部53の接着部分に接着剤を塗布し、鍔部3の所定の位置へ貼り付けることにより、接着固定できる。
Next, the
次に、巻線4の端末を絡げ部53に接続する。具体的には、巻線4の端末を切り欠き部55に引っ掛けて、接続箇所をはんだ付け等により固定する。
Next, the end of the winding 4 is connected to the binding
以上のようにして、インダクタ1が形成される。
As described above, the
このような構成のインダクタ1の取付面の面積は、鍔部3の幅方向外側に向く面の面積よりも小さいため、実装面積の小面積化を達成できる。また、フープ端子5の絡げ部53は、鍔部3に設けられた面取り部6と基板との間の空間に設けられる。さらに、その絡げ部は、基板上方から見た際に、鍔部に隠れて見えない大きさであるため、端子あるいはコイル2の端末が取付面の面積の外に出ることにより、実質的な実装面積が増加することもない。
Since the area of the mounting surface of the
また、このような構成のインダクタ1は、載置安定性がより優れたものである。なぜなら、本実施の形態に係るインダクタ1は、面取り部6と底辺を共有するもう1つの角に面取り部を設けないことにより、載置安定性が向上できるためである。
Further, the
以上、本発明の一実施の形態について説明したが、本発明は、上述の形態に限定されることなく、種々変形した形態にて実施可能である。 As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the above-mentioned form, It can implement in the form variously deformed.
例えば、上述の実施の形態では、各部品に係る寸法あるいは角度を例示しているが、例示された寸法あるいは角度に限定されるものではない。 For example, in the above-described embodiment, the dimensions or angles relating to the respective parts are illustrated, but the present invention is not limited to the illustrated dimensions or angles.
また、上述の実施の形態では、凹部7を有する鍔部3とすることで、フープ端子5の側面部51の厚さで、上述の実施の形態に係るインダクタ1の幅方向の距離が増加しない構造としている。しかし、凹部7がなくても、フープ端子5を取り付けできる。
Moreover, in the above-described embodiment, by using the
また、上述の実施の形態では、絡げ部53は、はんだが基板に流れてゆくのを防ぐための凸部54を有していたが、凸部54に限られることなく、他の形状でもよい。例えば、図7に示すように、凸部の代わりに切り込み56を設けることで、切り込み56よりも下方すなわち基板側に流れにくくなる。なぜなら、下方へはんだが流れた際に、切り込み56の部分にて、はんだが滞留するためである。
In the above-described embodiment, the binding
また、上述の実施の形態では、鍔部3の形状として、略正方形の下側の1つの角を切り取った面取り部6を有した構造としているが、図8に示すように、絡げ部53を設けるための面取り部6の上側に位置する角に、もう一つの面取り部6aを設けてもよい。もう一つの面取り部6aを設けた構造により、載置安定性の低い絡げ部53側よりも、載置安定性がより高い絡げ部53を有していない角側に重心が移動し、かつ面取り部6、6aが設けられていない側に移動するため、より高い載置安定性を有するインダクタ1とすることができる。
Further, in the above-described embodiment, the shape of the
また、同様に、鍔部3の形状として、図9に示すように、鍔部3の上方側の2つの角を面取りした形状すなわち、3つの面取り部6、6aおよび6bを有する鍔部3としてもよい。鍔部3の上側2つの面取り部6aおよび6bを設けることにより、インダクタ1の重心がより下側に移動する。そのため、インダクタ1の安定性が向上する。
Similarly, as shown in FIG. 9, the shape of the
また、上述の実施の形態では、絡げ部53を1つのみ有するフープ端子5を用いているが、2つ以上の絡げ部を有していてもよい。参考例として、例えば、図10に示すように、鍔部3の下側2つの角に面取り部6、6cを形成し、それぞれ絡げ部53、53cを有していてもよい。あるいは、3つの角あるいは4つの角に面取り部を形成し、それぞれが絡げ部を備えても良い。このように複数の絡げ部を有することで、インダクタ1に巻回する巻線4の巻回回数を1/2あるいは、1/4単位で調節することができる。
Moreover, in the above-described embodiment, the
また、上述の実施の形態では、鍔部3は、略正方形の1つ以上の角に面取り部を有する形状としているが、略正方形に限らない。例えば、鍔部3の形状は、略長方形、略六角形あるいは略八角形等の多角形でもよい。しかし、載置安定性という目的のためには、略正方形であって、1つの底辺に接する角が面取りされずに残されていることが好ましい。
Moreover, in the above-mentioned embodiment, although the
また、上述の実施の形態では、フープ端子5の側面部51の高さは、鍔部3の高さの半分よりも低いが、図11に示すように、鍔部3の高さの半分よりも高いフープ端子5の側面部51としてもよい。このようなフープ端子5を有するインダクタ1とすることにより、インダクタ1下部の単位当たりの重量が、インダクタ1上部の単位当たりの重量に比べて大きくなるために、インダクタ1の安定性が向上する。なぜなら、コア部10を構成するフェライトの単位重量よりも、フープ端子5を構成する金属材料の単位重量が大きいため、フープ端子5の側面部の面積が広ければ広いほど、重心が下方に移動するからである。
Moreover, in the above-mentioned embodiment, although the height of the
また、上述の実施の形態では、所望のコア部10の形状に磁性材料を成形しているが、磁性材料の成形段階では、鍔部3の形状を略四角形に成形し、その後面取り部分6部分を切削により設けても良い。
Further, in the above-described embodiment, the magnetic material is molded into the desired shape of the
また、上述の実施の形態では、巻線4の材料として、銅を用いたエナメル線としているが、巻線4の材質は銅に限定することなく、他の導電性の良好な金属としても良い。また、コア部10の材料としてニッケル系のフェライトコアとしているが、コア部10の材質を、ケイ素鋼板、パーマロイ、ダスト・コア、あるいは、マンガン系フェライトコア等の他の磁性体材料としても良い。
In the above-described embodiment, the material of the winding 4 is enameled wire using copper. However, the material of the winding 4 is not limited to copper, and may be another metal having good conductivity. . Further, although the nickel-based ferrite core is used as the material of the
また、上述の実施の形態では、コア10をドラム型としているが、これに限定されることなく、Tコア、LPコアまたはPOTコア等他の種類にコアを用いるようにしても良い。
In the above-described embodiment, the
また、上述の実施の形態では、フープ端子5の材量として金属を採用しているが、これに限定されることなく、フープ端子5として非導電性の部材の外側に導電性の被膜が形成された部材を採用しても良いし、めっきあるいはスッパタリング等により、フープ端子5の側面部51および底面部52を作製しても良い。
Moreover, in the above-mentioned embodiment, although the metal is employ | adopted as the material amount of the
本発明は、特に、携帯電話やPDA等の携帯端末等に内蔵する微小な面実装インダクタに適する。 The present invention is particularly suitable for a minute surface-mount inductor incorporated in a portable terminal such as a cellular phone or a PDA.
1…インダクタ(磁性素子)
2…巻軸
3…鍔部
4…巻線
5…フープ端子(接続用端子)
6…面取り部
7…凹部
10…コア部材
53…絡げ部
1. Inductor (magnetic element)
2 ... winding
6 ...
Claims (3)
巻線と、
上記巻線が巻回される巻軸、および上記巻軸の両端に配置されると共に、上記巻軸から離間する複数の平面状の外周面を備える鍔部を備えるコア部材と、
上記鍔部に取り付けられ、上記巻線の端末が電気的に接続されると共に、上記基板に実装される底面部を備える接続用端子と、
を備え、
上記巻軸の中心軸線が、上記基板の実装面に対して略並行を為して実装されると共に、
上記外周面のうちのいずれか1つは、上記底面部が配置される取付面であり、この取付面面積は、上記外周面のうちのいずれかの面積よりも小さく、
方形状の上記鍔部の上記基板と接する辺が有する角部のうち面取り部を有する角が1つのみであり、上記方形状は上記基板と接する辺に対して垂直をなす互いに平行な辺が2つ存在すると共に上記基板と接する辺と平行な辺が1つ存在するものである
ことを特徴とする磁性素子。
A magnetic element surface-mounted on a substrate,
Windings,
A core member including a winding shaft around which the winding is wound, and a collar member that is disposed at both ends of the winding shaft and includes a plurality of planar outer peripheral surfaces spaced from the winding shaft;
A terminal for connection that is attached to the flange and is electrically connected to a terminal of the winding, and includes a bottom surface portion mounted on the substrate,
With
The central axis of the winding shaft is mounted substantially parallel to the mounting surface of the substrate,
Any one of the outer peripheral surfaces is a mounting surface on which the bottom surface portion is disposed, and the mounting surface area is smaller than any one of the outer peripheral surfaces,
Corners only one der having a chamfered portion of the corner portion having the edge in contact with the substrate of the flange portion of the rectangular shape is, the rectangular shape is mutually parallel sides perpendicular to the side in contact with the substrate And a single side parallel to the side in contact with the substrate .
当該絡げ部は、前記基板上方から見た際に、前記鍔部に隠れて見えない大きさに設けられ、
前記絡げ部は、長方形状を成すと共に、その長辺に切り欠き部を有し、かつ、該切り欠き部の下部側に凸部または切り込みが設けられていることを特徴とする請求項1に記載の磁性素子。 Between the substrate and the chamfer, tied part the a part of the connection terminal is arranged,
The binding portion is provided in such a size that it is hidden behind the collar when seen from above the substrate ,
2. The binding portion is formed in a rectangular shape, has a cutout portion on a long side thereof, and is provided with a convex portion or a cut on a lower side of the cutout portion. The magnetic element according to 1.
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