JP5450565B2

JP5450565B2 - 面実装インダクタ

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Publication number: JP5450565B2
Application number: JP2011238394A
Authority: JP
Inventors: 敬太宗内
Original assignee: Toko Inc
Current assignee: Toko Inc
Priority date: 2011-10-31
Filing date: 2011-10-31
Publication date: 2014-03-26
Anticipated expiration: 2031-10-31
Also published as: JP2013098282A

Description

本発明は小型の面実装インダクタに関する。

線材を巻回したコイルをコア内に内包する面実装インダクタが広く利用されている。近年の携帯電話などの電子機器の小型化や薄型化に伴い、面実装インダクタのような電子部品も小型化や低背化が要求されている。そこで出願人は、先に出願した特許文献１において、平角導線をその端部の両方が外周に引き出される様に渦巻き状に巻回したコイルと予備成形されたタブレットを用いた小型の面実装インダクタとその製造方法を提案した。

特開２０１０−２４５４７３

特許文献１の面実装インダクタは、平角導線を巻回したコイルをタブレット上に載置した状態で成形金型内にセットし、タブレットの軟化点以上で圧縮成形して成形体を得る。その成形体の両側面からディップなどの方法を用いて外部電極を形成する。そのため、図２１に示すように、外部電極１０３を成形体１０２の５つの表面にわたって形成していた。したがって、従来の面実装インダクタはコアの上面にも外部電極が形成されることが一般的であった。しかしながら、電子機器の更なる小型化に伴い、このような構造の面実装インダクタでは上面に形成された外部電極がシールド板と接触してショートする可能性が生じる。そのため底面電極構造の面実装インダクタへの要求が高まってきた。

そこで本発明では、小型の底面電極構造の面実装インダクタを提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明の面実装インダクタは、端部の両方が平坦な面を有するコイルと、２つ以上の切り欠き部と長さの異なる上面と底面を有し、コイルを内包する磁性体コアと、磁性体コアの表面に導体ペーストにより形成された外部電極とを有する。端部のそれぞれがその少なくとも一部が埋没し、且つ磁性体コアの表面に露出するように封止され、磁性体コアの少なくとも上面に外部電極が形成されていないことを特徴とする。

本発明の面実装インダクタは、２つ以上の切り欠き部と長さの異なる上面と底面を有し、コイルを内包する磁性体コアの表面に導体ペーストによって外部電極を形成する。そのため、磁性体コアの少なくとも一つの面に外部電極を形成しない底面電極構造の面実装インダクタを実現する。

本発明の第１の実施例で用いるコイルの斜視図である。本発明の第１の実施例で用いるタブレットと、コイルとタブレットの配置関係を示す斜視図である。本発明の第１の実施例で用いる成型金型を説明する斜視図である。本発明の第１の実施例の面実装インダクタの製造工程を説明する図であり、上型、中型、下型を型締めした状態の上面図である。本発明の第１の実施例の面実装インダクタの製造工程を説明する図であり、図４のＡ−Ｂ−Ｃ−Ｄ組み合わせ断面における各段階の断面図である。本発明の第１の実施例の磁性体コアの斜視図である。本発明の第１の実施例の面実装インダクタの斜視図である。本発明の第２の実施例で用いるコイルの斜視図である。本発明の第２の実施例で用いるタブレットと、コイルとタブレットの配置関係を示す斜視図である。本発明の第２の実施例の面実装インダクタの製造工程を説明する図であり、上型、中型、下型を型締めした状態の上面図である。本発明の第２の実施例の面実装インダクタの製造工程を説明する図であり、図１０のＡ−Ｂ−Ｃ−Ｄ組み合わせ断面における各段階の断面図である。本発明の第２の実施例の磁性体コアの斜視図である。本発明の第２の実施例の面実装インダクタの斜視図である。本発明の第３の実施例で用いるコイルの斜視図である。本発明の第３の実施例で用いるタブレットと、コイルとタブレットの配置関係を示す斜視図である。本発明の第３の実施例で用いる成型金型を説明する斜視図である。本発明の第３の実施例の面実装インダクタの製造工程を説明する図であり、コイルとタブレットを配置した状態の成形金型の上面図である。本発明の第３の実施例の面実装インダクタの製造工程を説明する図であり、図１７のＡ−Ｂ−Ｃ−Ｄ組み合わせ断面における各段階の断面図である。本発明の第３の実施例の磁性体コアの斜視図である。本発明の第３の実施例の面実装インダクタの斜視図である。従来の面実装インダクタの構造を説明する斜視図である。

以下に、図面を参照しながら本発明の面実装インダクタの実施例を説明する。

（第１の実施例）
図１〜図７を参照しながら、本発明の面実装インダクタの第１実施例を説明する。まず、断面が矩形の自己融着性の被膜を有する平角導線をエッジワイズ巻に巻回して巻回部１ａを形成し、図１に示すコイル１を得た。このとき、コイル１の両端部１ｂは巻回部１ａを挟んで両側に引き出されるようした。

次に、鉄系金属磁性粉末とエポキシ樹脂を混合し造粒して得た封止材を加圧予備成形して図２に示すような平坦部２ａとガイド部２ｂを設けたタブレット２と板状タブレット３を形成する。タブレット２と板状タブレット３は、完全に硬化させずに、未硬化状態もしくは半硬化状態となるように成形される。本実施例のタブレット２と板状タブレット３は未硬化状態となるように成形する。コイル１はタブレット２上に配置される。このとき、コイルの巻回部１ａをタブレット２の平坦部２ａ上に載置する。さらに、コイルの端部１ｂをタブレットのガイド部２ｂによって所望の位置へと位置だしする。

次に、図３に示す成形金型を用いて磁性体コアを作成する。第１の実施例では、図３に示すように、上型４と中型５と下型６とパンチ７を有する成形金型を用いる。上型４は２つの凸部４ａを有する。上型４と中型５と下型６とを組み合わせることによって、成形金型のキャビティを形成する。

図４と図５（ａ）に示すように、コイル１とタブレット２を成形金型のキャビティにセットする。このとき、コイル１の端部１ｂの平坦な面をタブレット２と上型４の凸部４ａの間に挟んで配置し、上型４、中型５、下型６を型締めする。次に、図５（ｂ）に示すように、上型４の開口部からタブレット３をコイル１の上に装填し、パンチ７をセットする。次に、図５（ｃ）に示すように、パンチ７を用いて１５０℃で圧縮成形し、図６に示すようなコイル１を内包する磁性体コア８を得る。図６に示すように、磁性体コア８は、上型４の凸部４ａによって、２つ切り欠き部８ａを有するＴ形形状に成形される。さらに、コイル１の両端部１ｂをタブレット２と上型４の凸部４ａに挟んだ状態で成形するので、磁性体コア８の切り欠き部８ａの表面上にコイルの端部１ｂが露出した状態となる。なお、本実施例では成形温度を１５０℃に設定したが、成形温度は封止材中の樹脂の軟化温度以上であることが望ましい。

次に、バレル研磨処理を行いバリ取りし、さらに露出する両端部１ｂの表面の皮膜を機械剥離によって除去し、端部１ｂが露出する面を含む切り欠き８ａにより形成される磁性体コア８の凸部に導電性樹脂を被覆し硬化させる。これにより導電性樹脂と内部のコイル１は導通する。最後に、めっき処理を行い導電性樹脂の表面上に外部電極９を形成し、図７に示すような面実装インダクタを得る。このとき、外部電極９の厚みは磁性体コア８の切り欠き部８ａの高さよりも薄く形成し、少なくとも１つの面に外部電極９が形成されないようにし、外部電極９が形成されない面が上面となる。なお、めっき処理によって形成される電極は、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｐｄなどから１つもしくは複数を適宜選択して形成すれば良い。

（第２の実施例）
図８〜図１３を参照しながら、本発明の面実装インダクタの第２実施例を説明する。第２の実施例では、第１の実施例と同様の封止材と成型金型を用いる。なお、第１実施例と重複する部分の説明は割愛する。

まず、自己融着性の被膜を有する丸線を両端部１１ｂが最外周となるように２段の渦巻き状に巻回して巻回部１１ａを形成し、両端部１１ｂを潰し不要部分をカットして図８に示すコイル１１を得た。このとき、コイル１１の両端部１１ｂは巻回部１１ａを挟んで両側に引き出されるようした。

次に、第１の実施例と同様に封止材を図９に示すような平坦部１２ａとガイド部１２ｂを設けた未硬化状態のタブレット１２を形成する。第１の実施例と同様にコイル１１は、巻回部１１ａをタブレット１２の平坦部１２ａ上に載置し、コイルの端部１１ｂをタブレットのガイド部１２ｂによって所望の位置へと位置だしする。

次に、第１の実施例で用いた成形金型と同様の構成の成形金型を用いて磁性体コアを作成する。図１０と図１１（ａ）に示すように、コイル１１とタブレット１２を成形金型のキャビティにセットする。このとき、コイル１１の端部１１ｂの平坦な面をタブレット１２と上型４の凸部４ａの間に挟んで配置し、上型４、中型５、下型６を型締めする。次に、図１１（ｂ）に示すように、上型４の開口部から封止材１３をコイル１１の上に充填し、パンチ７をセットする。次に、図１１（ｃ）に示すように、パンチ７を用いて１５０℃で圧縮成形し、図１２に示すようなコイル１１を内包し、２つの切り欠き部１８ａを有するＴ形形状の磁性体コア１８を得る。第１の実施例と同様に、コイル１１の両端部１１ｂをタブレット１２と上型４の凸部４ａに挟んだ状態で成形するので、磁性体コア１８の切り欠き部１８ａの表面上にコイルの端部１１ｂが露出した状態となる。

次にサンドブラスト処理を行いバリ取りと露出する両端部１１ｂの被膜を除去し、磁性体コア１８の切り欠き部１８ａに転写印刷法を用いて内部のコイル１１と導通するように導電性樹脂を塗布し、硬化させて、図１３に示すような面実装インダクタを得る。

（第３の実施例）
図１４〜図２０を参照しながら、本発明の面実装インダクタの第３実施例を説明する。第３の実施例では、第１の実施例と第２の実施例と同様の封止材を用いる。なお、第１実施例または第２の実施例と重複する部分の説明は割愛する。

まず、断面が矩形の自己融着性の被膜を有する平角導線を両端部２１ｂが最外周となるように２段の渦巻き状に巻回して巻回部２１ａを形成し、図１４に示すコイル２１を得た。

次に、封止材を図１５に示すような平坦部２２ａと柱状のガイド部２２ｂを設けたタブレット２２と板状タブレット２３を形成するを形成する。コイル２１はタブレット２２上に配置される。このとき、コイルの巻回部２１ａをタブレット２２の平坦部２２ａ上に載置する。さらに、コイルの端部２１ｂをタブレットのガイド部２２ｂの表面上に沿わせるように配置する。

次に、図１６に示す成形金型を用いて磁性体コアを作成する。第３の実施例では、図１６に示すように、ダイ２４と下型２６とパンチ２７を有する成形金型を用いる。ダイ２４は割型ダイ２２ａと割型ダイ２２ｂとからなり、パンチ２７は２つの凸部２７ａを有する。ダイ２４と下型２６とを組み合わせることによって、成形金型のキャビティを形成する。

図１７と図１８（ａ）に示すように、コイル２１とタブレット２２と板状タブレット２３を成形金型のキャビティにセットする。このとき、コイル２１の端部２１ｂは、一方がタブレット２２のガイド部２２ｂと割型ダイ２４ａの間、他方がタブレット２２のガイド部２２ｂと割型ダイ２４ｂの間に挟まれるように配置し、ダイ２４と下型２６を型締めする。続いて、ダイ２４の開口部から板状タブレット２３をコイル２１の上に装填し、パンチ２７をセットする。次に、図１８（ｂ）に示すように、パンチ２７を用いて１５０℃で圧縮成形し、図１９に示すようなコイル２１を内包する磁性体コア２８を得る。図１９に示すように、磁性体コア２８は、パンチ２７の凸部２７ａによって２つ切り欠き部２８ａを有するＴ形形状に成形される。さらに、コイル２１の両端部２１ｂは磁性体コア２８の側面に露出した状態となる。

次に、第１の実施例と同様に、バレル研磨処理を行いバリ取りし、さらに露出する両端部２１ｂの表面の皮膜を機械剥離によって除去し、端部２１ｂが露出する面含む切り欠き２８ａにより形成される磁性体コア２８の凸部に導電性樹脂を被覆し硬化させる。これにより導電性樹脂と内部のコイル２１は導通する。最後に、めっき処理を行い導電性樹脂の表面上に外部電極２９を形成し、図２０に示すような面実装インダクタを得る。このとき、外部電極２９の厚みは磁性体コア２８の切り欠き部２８ａの高さよりも薄く形成し、少なくとも１つの面に外部電極２９が形成されないようにし、外部電極２９が形成されない面が上面となる。

上記実施例では、封止材として磁性粉末に鉄系金属磁性粉末、樹脂にエポキシ樹脂を用いた。鉄系金属磁性粉末を用いることで直流重畳特性の優れた表面実装インダクタを作成することができる。しかしながら、これに限らず例えば、磁性粉末としてフェライト系磁性粉末などや、絶縁皮膜形成や表面酸化などの表面改質を行った磁性粉末を用いても良い。また、ガラス粉末などの無機物を加えても良い。そして、樹脂としてポリイミド樹脂やフェノール樹脂などの熱硬化性樹脂やポリエチレン樹脂やポリアミド樹脂などの熱可塑性樹脂を用いても良い。

上記実施例では、コイルとしてエッジワイズ巻や２段の渦巻き状に巻回したものを用いたが、これに限らず例えば、整列巻きに巻回したものや、円形や楕円形だけでなく矩形や台形、半円状、それらを組み合わせた形状に巻回したものでもよい。

上記実施例では、導体ペーストとして導電性樹脂を用いたが、これに限らず例えば、はんだ等を用いても良い。導電ペーストの塗布方法についても、転写法、ディップ法、ポッティング法など最適な方法を適宜選択すれば良い。

上記実施例では、上記実施例では、成形体のバリ取りの方法としてバレル研磨処理を用いたが、サンドブラスト法などの方法を用いてもよい。そして、コイルの端部表面の皮膜を剥離する方法として機械剥離を用いたが、これに限らずレーザー剥離等の方法を用いても可能である。また、コアを形成する前に予め端部の皮膜を剥離してもよい。

上記実施例では、プラスチック成形法の一つである圧縮成形法を用いて磁性体コアを作成したが、これに限らず例えば圧粉成形法などの成形法を用いて磁性体コアを作成してもよい。

１、１１、２１：コイル
１ａ、１１ａ、２１ａ：巻回部
１ｂ、１１ｂ、２１ｂ：端部
２、１２、２２：タブレット
２ａ、１２ａ、２２ａ：平坦部
２ｂ、１２ｂ、２２ｂ：ガイド部
３、２３：板状タブレット
１３：封止材
４：上型
４ａ：凸部
５：中型
６：下型
７：パンチ
８、１８、２８：磁性体コア
９、１９、２９：外部電極
２４：ダイ
２４ａ、２４ｂ：割型ダイ
２６：下型
２７：パンチ
２７ａ：凸部

Claims

導線が巻回された巻回部と、該巻回部から引き出された端部を有し、該端部が平坦に形成されたコイルと、
２つ以上の切り欠き部を有し、上面が底面よりも該切り欠き部の分だけ短く形成され、該コイルを内包する磁性体コアと、
該磁性体コアの表面に導体ペーストにより形成された外部電極と、を有し、
該コイルは、切り欠き部を形成する機能を有する成型金型を用いて該端部のそれぞれが少なくとも一部が埋没し、且つ該磁性体コアの表面に露出するように該磁性体コア内に封止され、
該外部電極は、該磁性体コアの該底面の突出する部分の５つの表面を覆い、かつ、該切り欠き部の表面上に形成された部分の厚みが該切り欠き部の高さよりも薄くなる様に導体ペーストを被覆して形成されていることを特徴とする面実装インダクタ。
導線が巻回された巻回部と、該巻回部から引き出された端部を有し、該端部が平坦に形成されたコイルと、
２つ以上の切り欠き部を有し、上面が底面よりも該切り欠き部の分だけ長く形成され、該コイルを内包する磁性体コアと、
該磁性体コアの表面に導体ペーストにより形成された外部電極と、を有し、
該コイルは、切り欠き部を形成する機能を有する成型金型を用いて該端部のそれぞれが該磁性体コアの該切り欠き部の表面に露出するように該磁性体コア内に封止され、
該外部電極は、該コイルの端部が露出する該磁性体コアの切り欠き部に形成されていることを特徴とする面実装インダクタ。
前記コイルの端部の平坦な面が前記磁性体コアの前記切り欠き部の表面上に露出した請求項１に記載の面実装インダクタ。
前記コイルの端部の平坦な面が前記磁性体コアの前記底面の突出する部分の側面に露出した請求項１に記載の面実装インダクタ。