JP5257849B2 - 樹脂封止型コイル部品及び樹脂封止型コイル部品の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は樹脂封止型コイル部品及び樹脂封止型コイル部品の製造方法に関し、特に、コアに配置された導体が鉛フリーハンダを介してリード端子に電気的に接続されたコイル部品本体を有する樹脂封止型コイル部品及び当該樹脂封止型コイル部品を製造するための製造方法に関する。

樹脂からなる外装体によりコイル部品本体が外装されてなる樹脂封止型コイル部品が従来より知られている。コイル部品本体はコアと導体たる導線とリード端子とを備え、導線はコアの一部に巻回されている。導線はリード端子にハンダ付けにより電気的に接続されており、リード端子の一部が外装体の外部に露出している。このような樹脂封止型コイル部品は、例えば特開昭６２−５６１８号公報（特許文献１）に記載されている。

特開昭６２−５６１８号公報

上述した従来の樹脂封止型コイル部品では、導線とリード端子との電気的な接続は鉛を多く含有する組成のハンダが用いられてハンダ付けされていた。鉛をはじめとする重金属は人体への悪影響を及ぼすことから、電子機器においても当該電子機器を構成する部品には鉛を使用しない、いわゆる鉛フリー化が現在推進されている。

電子機器を製造する工程において、電子部品を実装基板などに実装する方式としては一般的にリフロー方式が用いられる。リフロー方式では、電子部品の温度は２００℃〜２６０℃に上昇する。上述した従来の樹脂封止型コイル部品では、鉛を多く含有する組成のハンダが用いられていたためハンダの融点が高く、この程度のリフロー方式における温度であってもハンダが溶融することはなかった。

しかし、鉛フリーハンダを介して導線とリード端子との電気的な接続が行われたコイル部品本体を有する樹脂封止型コイル部品の場合には、ハンダの融点が低いので、リフロー方式における温度で鉛フリーハンダが溶融する。このため外装体とリード端子との隙間から外装体の外部へと鉛フリーハンダが流出してしまい、実装基板への電子部品の実装に支障を来たしていた。

そこで本発明は、外装体とリード端子との間の隙間から外装体の外部へ鉛フリーハンダが流出することを防止し、実装基板への電子部品の実装を良好に行うことができる樹脂封止型コイル部品及び当該樹脂封止型コイル部品の製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、導体と外部電極をなすリード端子とを備え該導体は鉛フリーハンダを介して該リード端子に電気的に接続されたコイル部品本体と、樹脂からなり該コイル部品本体を外装する外装体とを備え、該外装体には、該鉛フリーハンダと該外装体の外部空間とを連通する連通路が形成されているか又は該鉛フリーハンダと該外装体の外部空間とを連通する空間を規定する切欠きが形成されている樹脂封止型コイル部品を提供している。

鉛フリー化された鉛フリーハンダが用いられて導線とリード端子との電気的な接続が行われたコイル部品本体を有する樹脂封止型コイル部品をリフロー方式におけるリフローにより実装基板への実装を行ったときに、外装体とリード端子との間の隙間から外装体の外部へと鉛フリーハンダが流出する。これは、第１に、鉛フリーハンダの融点がリフロー時の樹脂封止型コイル部品の上昇温度より低いためハンダが溶融すること、第２に、リフロー時の樹脂封止型コイル部品の温度上昇時に、外装体自体が含有している水分が気化してリード端子と外装体との界面で放出されること、第３に、外装体を構成する樹脂自体からガスが発生すること、の３つの要素が重なることで生ずることに本発明の発明者は気が付いた。

外装体には、鉛フリーハンダと外装体の外部空間とを連通する連通路が形成されているか又は鉛フリーハンダと外装体の外部空間とを連通する空間を規定する切欠きが形成されているため、連通路又は切欠きを通して、リフロー時に樹脂から発生するガスや水蒸気を外装体外部へ抜くことができ、当該ガスや水蒸気により鉛フリーハンダが外装体とリード端子との間の隙間から押出されて外装体外部表面への鉛フリーハンダの流出を防ぐことができる。この結果、鉛フリーハンダにより導体とリード端子とが電気的に接続された構成の樹脂封止型コイル部品であって、実装基板に良好に実装することができる樹脂封止型コイル部品を提供することができる。

ここで、該外装体は、実装基板に実装されたときに該実装基板に対向する実装面と、該実装面の反対側に位置する反実装面とを有し、該外部空間に開口する該連通路の開口部又は該外部空間に開口する該切欠きの開口部の少なくとも一部は、該反実装面に配置されていることが好ましい。

外部空間に開口する連通路の開口部又は外部空間に開口する切欠きの開口部の少なくとも一部は、反実装面に配置されているため、連通路又は切欠きが鉛フリーハンダのフラックスによって塞がれてしまうことを防止することができる。このため、連通路又は切欠きを通して、リフロー時に樹脂から発生するガスや水蒸気を確実に外装体外部へ抜くことができる。

また、該コイル部品本体はハンダ収容凹部が形成されたコアを備え、該導体は導線からなり該コアの一部に巻回され、該鉛フリーハンダは該ハンダ収容凹部に収容されていることが好ましい。

コイル部品本体はハンダ収容凹部が形成されたコアを備え、導体は導線からなりコアの一部に巻回され、鉛フリーハンダはハンダ収容凹部に収容されているため、量の多い鉛フリーハンダで導線とリード端子とを電気的に接続された状態となっているが、リフロー時に樹脂から発生するガスや水蒸気を外装体外部へ抜くことができるため、このように鉛フリーハンダの量が多くても外装体外部表面へ鉛フリーハンダが流出することを防ぐことができる。

また、本発明は、キャビティが内部に形成された樹脂封止用金型の該キャビティを画成するキャビティ画成面に、該キャビティ内方へ突出する凸部を設ける工程と、導体と外部電極をなすリード端子とを備え該導体は鉛フリーハンダを介して該リード端子に電気的に接続されたコイル部品本体を、該鉛フリーハンダが該凸部に接触した状態として、該樹脂封止用金型の該キャビティ内にセットされた状態とする工程と、溶融した樹脂からなる外装体を該キャビティ内に充填して該コイル部品本体を該外装体で外装する工程とを有する樹脂封止型コイル部品の製造方法を提供している。

キャビティが内部に形成された樹脂封止用金型のキャビティを画成するキャビティ画成面に、キャビティ内方へ突出する凸部を設ける工程と、導体と外部電極をなすリード端子とを備え導体は鉛フリーハンダを介してリード端子に電気的に接続されたコイル部品本体を、鉛フリーハンダが凸部に接触した状態として樹脂封止用金型のキャビティ内にセットされた状態とする工程と、溶融した樹脂からなる外装体をキャビティ内に充填してコイル部品本体を外装体で外装する工程とを有するため、コイル部品本体をキャビティ内の所定位置に配置させることができ、且つ、リフロー時に樹脂から発生するガスや水蒸気を外装体外部へ抜くための連通路又は切欠きを外装体に形成することができる。

以上により本発明は、外装体とリード端子との間の隙間から外装体の外部へ鉛フリーハンダが流出することを防止し、実装基板への電子部品の実装を良好に行うことができる樹脂封止型コイル部品及び当該樹脂封止型コイル部品の製造方法を提供することができる。

本発明の実施の形態による樹脂封止型コイル部品を示す斜視図。 本発明の実施の形態による樹脂封止型コイル部品を示す下方透視図。 本発明の実施の形態による樹脂封止型コイル部品を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は側方透視図。 本発明の実施の形態による樹脂封止型コイル部品の製造方法で用いられる樹脂封止用金型を示す概略断面図。 本発明の実施の形態による樹脂封止型コイル部品の変形例を示す斜視図。 本発明の実施の形態による樹脂封止型コイル部品の変形例を示す断面図。 本発明の実施の形態による樹脂封止型コイル部品の他の変形例を示す斜視図。 本発明の実施の形態による樹脂封止型コイル部品の他の変形例を示す断面図。

本発明の実施の形態による樹脂封止型コイル部品及び樹脂封止型コイル部品の製造方法について図１乃至図４に基づき説明する。先ず、樹脂封止型コイル部品１について説明する。樹脂封止型コイル部品１は、コイル本体１０（電子部品）と、リード端子２０と、内部継線部材３０とを備えるコイル部品本体と、モールド部材４０とを備えている。

図２に示されるように、コイル本体１０は、磁気コア１０１と磁気コア１０１に巻きつけられた巻線１０２とにより構成されている。磁気コア１０１は巻芯部１０１ｃと鍔部１０１ａとを有しており、いわゆるドラムコアをなす。巻芯部１０１ｃ（図３（ａ））は略円柱状をなし巻線１０２が巻きつけられていれる。鍔部１０１ａは巻芯部１０１ｃの長手方向の両端にそれぞれ設けられており、巻芯部１０１ｃの半径方向にフランジ状に突出している。鍔部１０１ａの端面の中央には凹部１０１Ｂが形成されている。凹部１０１Ｂはハンダ収容凹部に相当する。凹部１０１Ｂ内には、後述の巻線１０２の巻線端部１０２ａ及び後述のリード端子２０の内部接続部分２０１の一部が収められた状態で、鉛フリーハンダが加熱溶融されて流し込まれている。この流し込まれた鉛フリーハンダは固化して内部継線部材３０となっている。凹部１０１Ｂは図３（ａ）、（ｂ）に示されるように、鍔部１０１ａに大きく窪んで形成されており、このため、凹部１０１Ｂ内の内部継線部材３０は、樹脂封止型コイル部品１において比較的大きな体積を占めている。

巻線１０２は絶縁被覆された銅線たる導線からなり銅線は導体に相当する。巻線端部１０２ａは、二つの鍔部１０１ａをそれぞれ乗り越え、鍔部１０１ａの凹部１０１Ｂ内に導かれている。

リード端子２０は、金属板が折り曲げられて構成されており外部電極をなす。リード端子２０は内部接続部分２０１（第一領域）と、実装部分２０２（第二領域）と、受け部２０４とを有している。

内部接続部分２０１は実装部分２０２から延び、その先端は凹部１０１Ｂ内に納まるように折り曲げられている。従って内部接続部分２０１は凹部１０１Ｂ内の内部継線部材３０を介して巻線端部１０２ａに電気的に接続されている。

実装部分２０２は、磁気コア１０１の両端付近から後述の実装面４０ａに沿って外側に延出しており、モールド部材４０の外側で垂直に折り曲げられている。実装部分２０２は図示せぬ実装基板に当接し戴置される部分をなす。実装部分２０２はリード端子２０の部分で唯一後述のモールド部材４０の外部に露出している部分をなす。

受け部２０４（図２）は実装部分２０２から立ち上がり逆Ｌ字形に折り曲げられて形成されている。より具体的には、受け部２０４は、実装部分２０２から立ち上がっている部分と、その立ち上がった部分の先端から巻芯部１０１ｃの軸方向に平行であって一対のリード端子２０が互いに近づく方向へ延びている部分とから構成されている。この鍔部１０１ａに向けて延びている部分は、鍔部１０１ａの周面に当接することで磁気コア１０１を支える部分として機能する。

モールド部材４０は樹脂により構成されており、コイル本体１０とリード端子２０と内部継線部材３０とを備えるコイル部品本体を外装して外形を略直方体形状としている。モールド部材４０は外装体に相当する。リード端子２０の実装部分２０２が露出しているモールド部材４０の底面は、樹脂封止型コイル部品１が図示せぬ実装基板に実装されたときに図示せぬ実装基板に対向する実装面４０ａをなす。モールド部材４０の実装面４０ａと反対側の面は反実装面４０ｂをなす。

モールド部材４０には連通路４０Ａが形成されている。連通路４０Ａは、図１、図２等に示されるように円柱形状をなしており、実装面４０ａと反実装面４０ｂとを結ぶ方向、即ち、図１〜図３（ｂ）の上下方向にその軸方向が指向するように形成されている。連通路４０Ａの上端は、反実装面４０ｂにおいて開口して開口部をなし、連通路４０Ａの下端は、内部継線部材３０に隣接している。従って、連通路４０Ａは、内部継線部材３０とモールド部材４０の外部空間とを連通している。

円柱形状をなす連通路４０Ａの直径は０．１ｍｍ程度であり、連通路４０Ａの直径は内部接続部分２０１の幅と、実装部分２０２に接続されている内部接続部分２０１の部分とモールド部材４０との間の微小な隙間と、により決定される。より具体的には、図３（ｂ）に示される内部接続部分２０１の幅ｘと、図３（ａ）に示される内部接続部分２０１の部分とモールド部材４０との間の微小な隙間の幅ｙとの積の値よりも連通路４０Ａの断面積が大きくなるように決定される。ｘは０．８ｍｍ程度でありｙは０．００３ｍｍ程度である。従って連通路４０Ａの半径は０．０２８ｍｍ以上であればよく直径は０．０５６ｍｍ以上であればよい。このため本実施の形態では直径は０．１ｍｍとしている。

次に、樹脂封止型コイル部品１の製造方法について説明する。先ず、コイル本体１０及びリードフレームを準備する。コイル本体１０は磁気コア１０１に巻線１０２が施された状態のものを準備する。リードフレームは、リード端子２０となる部分を連続的に有するいわゆるフレーム部材である。より具体的には、リードフレームには、内部接続部分２０１となる部分と、受け部２０４となる部分とが形成されている。実装部分２０２の面を含むリードフレームの裏面（下面）には錫鍍金が施されている。リードフレームの下地金属は燐青銅からなり、リードフレームの表面（上面）は当該下地金属である燐青銅が露出している。

次に、リードフレームに形成されている内部接続部分２０１が鍔部１０１の凹部１０１Ｂ内に収まるように、コイル本体１０をリードフレームの上方からリードフレームに載置する。次に、鍔部１０１の凹部１０１Ｂ内に加熱溶融された鉛フリーハンダを流し込む。この状態で、リードフレームに形成されている内部接続部分２０１は鉛フリーハンダに浸される。

次に、樹脂材料によってコイル本体１０を覆うようにモールド部材４０を形成する工程を行う。より具体的には、先ず、モールド部材４０となる溶融した樹脂を成形するための樹脂封止用金型１００１（図４）を用意する。樹脂封止用金型１００１は、固定ダイスと１０１０、可動ダイス１０２０と、可動ダイス１０２０にセットされる分割ダイス１０３０とを備えている。可動ダイス１０２０に分割ダイス１０３０をセットし、可動ダイス１０２０及び分割ダイス１０３０を固定ダイス１０１０に接近させてゆき固定ダイス１０１０に可動ダイス１０２０を当接させることにより型締めが行われる。このことにより、樹脂封止用金型１００１の内部にモールド部材４０の外形と同一形状をなす空間からなるキャビティ１００１Ａが形成される。キャビティ１００１Ａを画成する固定ダイス１０１０と、可動ダイス１０２０と、可動ダイス１０２０の面はキャビティ画成面をなす。キャビティ画成面を構成する分割ダイス１０３０の面には、一対の円柱形状の凸部１００１ａがキャビティ１００１Ａ内方へ向けて平行に突出して設けられている。

次に、コイル本体１０とリード端子２０と内部継線部材３０とを備えるコイル部品本体を、型が開いた状態の樹脂封止用金型１００１の凸部１００１ａに内部継線部材３０が接触した状態として型締めし、樹脂封止用金型１００１のキャビティ１００１Ａ内にセットする。このとき、内部継線部材３０が凸部１００１ａに接触している状態となっているため、コイル部品本体をキャビティ１００１Ａ内の所定位置に配置させることができる。

次に、溶融した樹脂からなるモールド部材４０をキャビティ１００１Ａ内に充填し冷却する。このことによりコイル部品本体をモールド部材４０で外装する。分割ダイス１０３０に凸部１００１ａが設けられているため、モールド部材４０に、一対の連通路４０Ａを形成することができる。

次に、所定の切断ラインに沿ってリードフレームが切断される。そして切り離されたリード端子２０の端部を折り曲げることにより、樹脂封止型コイル部品１が製造される。

モールド部材４０には、内部継線部材３０とモールド部材４０の外部空間とを連通する連通路４０Ａが形成されているため、連通路４０Ａを通して、リフロー時に樹脂から発生するガスや水蒸気をモールド部材４０外部へ抜くことができ、当該ガスや水蒸気により鉛フリーハンダがモールド部材４０とリード端子２０との間の隙間から押出されてモールド部材４０外部表面への鉛フリーハンダの流出を防ぐことができる。この結果、鉛フリーハンダにより巻線１０２とリード端子２０とが電気的に接続された構成の樹脂封止型コイル部品１であって、図示せぬ実装基板に良好に実装することができる樹脂封止型コイル部品１を提供することができる。

また、外部空間に開口する連通路４０Ａの開口部は反実装面４０ｂに配置されているため、連通路４０Ａが鉛フリーハンダのフラックスによって塞がれてしまうことを防止することができる。このため、連通路４０Ａを通して、リフロー時に樹脂から発生するガスや水蒸気を確実にモールド部材４０外部へ抜くことができる。

また、コイル部品本体は凹部１０１Ｂが形成された磁気コア１０１を備え、巻線１０２が磁気コア１０１の巻芯部１０１ｃに巻回され、鉛フリーハンダは内部継線部材３０として凹部１０１Ｂに収容されているため、量の多い鉛フリーハンダで巻線１０２とリード端子２０とを電気的に接続された状態となっているが、リフロー時に樹脂から発生するガスや水蒸気をモールド部材４０外部へ抜くことができるため、このように鉛フリーハンダの量が多くてもモールド部材４０外部表面へ鉛フリーハンダが流出することを防ぐことができる。

本発明の樹脂封止型コイル部品及び樹脂封止型コイル部品の製造方法は、上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変形や改良が可能である。例えば、本実施の形態では、モールド部材４０には円柱形状をなす連通路４０Ａが形成されていたが、これに限定されず、リフロー時に樹脂から発生するガスや水蒸気をモールド部材外部へ抜くことができる構成であればよい。

例えば、図５乃至図６に示されるように、略長方形状をなす樹脂封止型コイル部品３０１のモールド部材３４０の反実装面３４０ｂの、一対の短辺の中央位置においてモールド部材３４０を一部切欠いたような切欠き３４０Ａが形成されていてもよい。図６に示されるように、切欠き３４０Ａは、反実装面３４０ｂとモールド部材３４０の長手方向における端面とにそれぞれ開口しており、また、内部継線部材３０に隣接している。従って、切欠き３４０Ａは、内部継線部材３０とモールド部材４０の外部空間とを連通する空間をなす。

また、図７乃至図８に示されるように、連通路４４０Ａは、略直方体形状をなす樹脂封止型コイル部品４０１のモールド部材４４０の長手方向における端面４４０ｃに開口していてもよい。

また、モールド部材４０となる溶融した樹脂を成形するための樹脂封止用金型１００１は、固定ダイス１０１０と、可動ダイス１０２０と、可動ダイス１０２０にセットされる分割ダイス１０３０とを備えていたが、これに限定されない。例えば、固定ダイスと、可動ダイスと、可動ダイスに形成された一対の貫通孔に１本ずつ挿入される２本の円柱形状のピンとを備える構成であってもよい。この場合ピンは、型締めが行われた状態のときに、当該貫通孔を貫通し、ピンの先端部分はキャビティ内に突出した状態となるように構成すればよい。

本発明の樹脂封止型コイル部品及び樹脂封止型コイル部品の製造方法は、特に、導体は鉛フリーハンダを介してリード端子に電気的に接続されたコイル部品本体を有する樹脂封止型コイル部品の分野において特に有用である。

１、３０１、４０１ 樹脂封止型コイル部品
１０ コイル本体
２０ リード端子
３０ 内部継線部材
４０、３４０、４４０ モールド部材
４０ａ 実装面
４０ｂ 反実装面
４０Ａ 連通路
１０１ 磁気コア
１０１Ｂ 凹部
１０２ 巻線
３４０Ａ 切欠き
１００１ａ 凸部
１００１Ａ キャビティ

Claims (4)

1. 導体と外部電極をなすリード端子とを備え該導体は鉛フリーハンダを介して該リード端子に電気的に接続されたコイル部品本体と、
   樹脂からなり該コイル部品本体を外装する外装体とを備え、
   該外装体には、該鉛フリーハンダと該外装体の外部空間とを連通する連通路が形成されているか又は該鉛フリーハンダと該外装体の外部空間とを連通する空間を規定する切欠きが形成されていることを特徴とする樹脂封止型コイル部品。
2. 該外装体は、実装基板に実装されたときに該実装基板に対向する実装面と、該実装面の反対側に位置する反実装面とを有し、
   該外部空間に開口する該連通路の開口部又は該外部空間に開口する該切欠きの開口部の少なくとも一部は、該反実装面に配置されていることを特徴とする請求項１記載の樹脂封止型コイル部品。
3. 該コイル部品本体はハンダ収容凹部が形成されたコアを備え、該導体は導線からなり該コアの一部に巻回され、該鉛フリーハンダは該ハンダ収容凹部に収容されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の樹脂封止型コイル部品。
4. キャビティが内部に形成された樹脂封止用金型の該キャビティを画成するキャビティ画成面に、該キャビティ内方へ突出する凸部を設ける工程と、
   導体と外部電極をなすリード端子とを備え該導体は鉛フリーハンダを介して該リード端子に電気的に接続されたコイル部品本体を、該鉛フリーハンダが該凸部に接触した状態として、該樹脂封止用金型の該キャビティ内にセットされた状態とする工程と、
   溶融した樹脂からなる外装体を該キャビティ内に充填して該コイル部品本体を該外装体で外装する工程とを有することを特徴とする樹脂封止型コイル部品の製造方法。

Images