JP5689091B2 - Manufacturing method of surface mount multiphase inductor - Google Patents
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Description
本発明は面実装マルチフェーズインダクタの製造方法に関する。 The present invention relates to a method of manufacturing a surface mount multiphase inductor.
近年、デジタル機器等の小型・薄型化に伴う高密度実装化が進んでおり、電子部品の小型化や低背化への要求が強まっている。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よう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。
In recent years, high-density mounting is progressing along with miniaturization and thinning of digital devices and the like, and there is an increasing demand for miniaturization and low profile of electronic components. In view of this, the applicant has disclosed a small surface-mount inductor using a coil and a pre-formed tablet in which a flat conductor is wound in a spiral shape so that both ends thereof are drawn to the outer periphery in
回路基板上に同特性のインダクタが複数個並列に実装できるような回路パターンになっている場合、単品を複数個実装するよりも複数個が１パッケージに内設される方が実装効率を高めることができる。そのため、複数個のインダクタが１パッケージ化された面実装マルチフェーズインダクタが求められている。 When the circuit pattern is such that a plurality of inductors with the same characteristics can be mounted in parallel on the circuit board, mounting efficiency is improved by installing a plurality of inductors in one package rather than mounting a plurality of single products. Can do. Therefore, there is a demand for a surface mount multiphase inductor in which a plurality of inductors are packaged.
そこで本発明では、面実装マルチフェーズインダクタの製造方法を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a surface-mounted multiphase inductor.
上記課題を解決するために、本発明の面実装マルチフェーズインダクタの製造方法は、成型金型を用いて主に樹脂と磁性粉末とからなる封止材で複数のコイルを封止し、以下の工程を有する。
（１）封止材を平板形状の周縁部に柱状凸部を有する形状に予備成形して複数のタブレットを形成する
（２）導線を巻回してコイルを形成する
（３）タブレットにコイルを載置し、コイルの両端部をタブレットの柱状凸部の外側側面に沿わせたものを成型金型内の１つのキャビティに対して複数配置する
（４）コイルの両端部がタブレットの柱状凸部の外側側面とキャビティの内壁面との間に挟まれた状態でコイルと封止材を樹脂成形法もしくは圧粉成形法を用いて一体化させてコア部を形成する
（５）コア部の表面にコイルの両端部の少なくとも一部が露出する部分と接続する外部電極をコア部の表面または外周に設ける
In order to solve the above-described problems, a method for manufacturing a surface-mount multiphase inductor according to the present invention uses a molding die to seal a plurality of coils with a sealing material mainly composed of resin and magnetic powder, Process.
(1) Preliminarily molding a sealing material into a shape having a columnar convex portion on a flat peripheral edge to form a plurality of tablets (2) Winding a conductive wire to form a coil (3) Mount the coil on the tablet A plurality of coils having both ends of the coil along the outer side surface of the columnar convex portion of the tablet are arranged with respect to one cavity in the molding die. (4) Both ends of the coil are the columnar convex portions of the tablet. A core part is formed by integrating a coil and a sealing material using a resin molding method or a compacting method while being sandwiched between an outer side surface and an inner wall surface of a cavity. (5) On the surface of the core part Provide external electrodes on the surface or outer periphery of the core to connect to the exposed portions of at least part of both ends of the coil
本発明の面実装マルチフェーズインダクタの製造方法は、回路基板上の高密度実装を実現することができる。 The method for manufacturing a surface-mounted multi-phase inductor according to the present invention can realize high-density mounting on a circuit board.
本発明の面実装マルチフェーズインダクタの製造方法では、タブレットを用いてそれぞれのコイルおよびその端部の位置だしが容易となる。そのため、コイルおよびその端部の位置ズレを防止する。そして、コイルとそれに対応するタブレットを複数用いることによって、コイルの巻回方向や個数、配置などの設計変更に柔軟に対応することができる。 In the method for manufacturing a surface-mounted multiphase inductor according to the present invention, it is easy to position each coil and its end using a tablet. Therefore, displacement of the coil and its end is prevented. Further, by using a plurality of coils and tablets corresponding to the coils, it is possible to flexibly cope with design changes such as the winding direction, the number, and the arrangement of the coils.
封止材として主に金属磁性粉末と樹脂を用い、その透磁率を１０〜３０となるように調製した封止材でタブレットを作製した場合には、コイル間の結合係数を０．１以下とした面実装マルチフェーズインダクタを作成することができる。 When using a metal magnetic powder and a resin as the sealing material and producing a tablet with the sealing material prepared so that the magnetic permeability is 10 to 30, the coupling coefficient between the coils is 0.1 or less. Surface mounted multiphase inductors can be created.
以下に、図面を参照しながら本発明の面実装マルチフェーズインダクタの製造方法について説明する。 Hereinafter, a method for manufacturing a surface-mounted multiphase inductor according to the present invention will be described with reference to the drawings.
（第１の実施例）
図１〜図９を参照しながら、本発明の第１の実施例の面実装マルチフェーズインダクタの製造方法について説明する。まず、本発明の実施例で用いるコイルについて説明する。図１に本発明の実施例で用いるコイルの斜視図を示す。図１に示すように、平角線を両端部１ｂが最外周となるように２段の外外巻きに巻回して巻回部１ａを形成してコイル１を得る。端部１ｂは巻回部１ａを挟んで対向するように引き出されるようにした。
(First embodiment)
A method for manufacturing the surface-mounted multiphase inductor according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. First, the coil used in the embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a perspective view of a coil used in an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, a
次に、本発明の実施例で用いる封止材について説明する。本実施例では封止材として、鉄系金属磁性粉末とエポキシ樹脂とを混合して粉末状に造粒したものを用いる。本実施例では封止材の透磁率が２５となるように鉄系金属磁性粉末の充填量を調整した。この封止材を用いてタブレットを作成する。図２に第１の実施例のコイルとタブレットと板状タブレットの配置関係を示す。タブレット２と板状タブレット３は加圧成型で作成する。本実施例ではタブレット２の強度を高めるために、さらに熱処理をして封止材を半硬化状態とした。図２に示すように、タブレット２はコイル１を囲うように平面部の周縁に２つの柱状凸部２ａを有する形状に形成する。コイル１の両端部１ｂは柱状凸部２ａの外側側面に沿うように配置する。
Next, the sealing material used in the examples of the present invention will be described. In this embodiment, a sealing material obtained by mixing iron-based metal magnetic powder and an epoxy resin and granulating the powder is used. In this example, the filling amount of the iron-based metal magnetic powder was adjusted so that the permeability of the sealing material was 25. A tablet is produced using this sealing material. FIG. 2 shows the positional relationship among the coil, tablet, and plate tablet of the first embodiment. The tablet 2 and the plate-like tablet 3 are created by pressure molding. In this example, in order to increase the strength of the tablet 2, the heat treatment was further performed to make the sealing material semi-cured. As shown in FIG. 2, the tablet 2 is formed in a shape having two columnar convex portions 2 a on the periphery of the flat portion so as to surround the
次に、第１の実施例の製造方法のコイルとタブレットを成型金型へ配置する工程を説明する。図３と図４に成型金型におけるコイルとタブレットの配置について示す。なお、図４は図３のＡ−Ｂ−Ｃ−Ｄ組み合わせ断面に対応する断面図である。図３と図４に示すように、第１の実施例では割型ダイ４ａと割型ダイ４ｂとからなるダイ４と、下型６とを有する成型金型を用いる。ダイ４と下型６とを組み合わせることによってキャビティ５が形成される。キャビティ５にコイル１が配置されたタブレット２を２つを装填する。このようにコイル１とタブレット２を配置すれば、コイル１はタブレット２の平面部の厚みによって成型金型内で適正な高さに配置される。そして、コイル１の端部１ｂは、タブレット２の柱状凸部２ａと割型ダイ４ａの内壁面もしくはタブレット２の柱状凸部２ａと割型ダイ４ｂの内壁面とで挟まれた状態となり、コイル１の両端部１ｂが適正な位置で固定される。
Next, the process of arranging the coil and tablet of the manufacturing method of the first embodiment in a molding die will be described. 3 and 4 show the arrangement of coils and tablets in the molding die. FIG. 4 is a cross-sectional view corresponding to the cross section taken along the line ABCD in FIG. As shown in FIGS. 3 and 4, in the first embodiment, a molding die having a
次に、第１の実施例の製造方法のコア部を形成する工程を説明する。図５と図６に第１の実施例の製造方法のコア部の成形工程を説明する断面図を示す。なお、図５と図６の断面は図３のＡ−Ｂ−Ｃ−Ｄ組み合わせ断面に対応する。図５に示すように、コイル１とタブレット２の上に板状タブレット３を２つ配置し、その上にパンチ７をセットして、成型金型を予熱する。本実施例では成型金型を封止材の軟化温度以上に予熱しており、タブレット２と板状タブレット３は軟化状態となるようにした。
Next, the process of forming the core part of the manufacturing method of the first embodiment will be described. 5 and 6 are sectional views for explaining the core part forming step of the manufacturing method of the first embodiment. 5 and 6 correspond to the cross section taken along the line ABCD in FIG. As shown in FIG. 5, two plate-like tablets 3 are arranged on the
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１ｂの被膜を除去し、磁性体コア８の４隅に導電性ペーストをディップ法で被覆し硬化させる。これにより導電性ペーストと内部のコイル１は導通する。最後に、めっき処理を行い導電性ペーストの表面上に外部電極９を形成し、図８に示すような面実装マルチフェーズインダクタを得る。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。また、印刷法を用いて導電性ペーストを転写塗布させて、図９に示すようなＬ字状に外部電極９を形成してもよい。
Next, sandblasting is performed to remove the deburred and exposed coatings on both
第１の実施例で作成した面実装マルチフェーズインダクタのコイル間の磁気結合係数を求めたところ０．０３であり、コイル間の結合は認められなかった。そして、第１の実施例では２つのコイル１を点対称となるように配置した。そのように配置することで、左右の方向性のない構造となる。
The magnetic coupling coefficient between the coils of the surface mount multiphase inductor prepared in the first example was 0.03, and no coupling between the coils was observed. In the first embodiment, the two
（第２の実施例）
図１０〜図１２を参照しながら、本発明の面実装マルチフェーズインダクタの第２実施例を説明する。第２の実施例では、第１の実施例と同一構成のコイルと、封止材およびタブレットと、同様の成形金型を用いてコイルを３つ内包した面実装マルチフェーズインダクタを作成する。なお、第１実施例と重複する部分の説明は割愛する。
(Second embodiment)
A second embodiment of the surface-mounted multiphase inductor according to the present invention will be described with reference to FIGS. In the second embodiment, a surface-mount multiphase inductor including three coils is produced using a coil having the same configuration as that of the first embodiment, a sealing material and a tablet, and a similar molding die. In addition, description of the part which overlaps with 1st Example is omitted.
図１０に成型金型におけるコイルとタブレットの配置について示す。第２の実施例では第１の実施例と同様に割型ダイ１１と割型ダイ１２とからなるダイと、下型と、パンチを有する成型金型を用いる。ダイと下型を組み合わせることによってキャビティ１３が形成される。第１の実施例と異なる点は、図１０に示すように割型ダイ１１に凸部１１ａと割型ダイ１２に凸部１２ａがそれぞれ２つずつ設けられている。キャビティ１３にコイル１が配置されたタブレット２を３つを装填する。このとき、ダイの凸部１１ａ、１２ａが隣り合うタブレット２同士の間になるようにタブレット２とコイルを配置する。このようにすると、凸部１１ａ、１２ａによって複数のタブレット２の位置だし精度が向上するという効果を奏する。なお、本実施例では３つのコイルは同方向に並列するように配置した。
FIG. 10 shows the arrangement of coils and tablets in the molding die. In the second embodiment, similarly to the first embodiment, a die composed of a split die 11 and a split die 12, a lower die, and a molding die having a punch are used. The
次に、キャビティ１３に秤量した封止材をさらに充填し、型締めした後パンチを用いて圧粉成形し、硬化して図１１に示すコア部１４を得た。図１１に示すように、凸部１１ａ、１２ａによって、コア部１４のコイルの端部１ｂが露出する側面は凹部１４ａが２つずつ形成された状態となる。
Next, the
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１ｂの被膜を除去し、磁性体コア１４に転写印刷法を用いて内部のコイル１と導通するように導電性ペーストを塗布し、硬化させる。さらに、めっき処理して外部電極１５を形成して図１２に示すような面実装マルチフェーズインダクタを得る。図１２に示すように、コア部１４の凹部１４ａによって容易に分割された外部電極１５を形成することができる。これによって、内部のコイルはそれぞれに対応した外部電極を有する構成となる。本実施例では成形金型に凸部を設けてコア部の凹部を作成したが、コア部を切除するような加工を行って形成しても良い。
Next, sandblasting is performed to remove the deburred and exposed coatings on both
第２の実施例で作成した面実装マルチフェーズインダクタのコイル間の磁気結合係数を求めたところ０．０３であり、コイル間の結合は認められなかった。なお、本実施例ではコイルを３つ内包する面実装インダクタを作成したが、２つあるいは４つ以上であってもよく、適宜凹部の数を増減させればよい。 When the magnetic coupling coefficient between the coils of the surface-mount multiphase inductor prepared in the second example was determined to be 0.03, no coupling between the coils was observed. In the present embodiment, a surface mount inductor including three coils is created, but it may be two or four or more, and the number of recesses may be increased or decreased as appropriate.
（その他の実施例）
図１３と図１４を参照しながらその他の実施例について説明する。図１３と図１４は１つの入力電極と複数の出力電極を有する構成の面実装マルチフェーズインダクタの斜視図を示す。１つの入力電極と複数の出力電極を有する面実装マルチフェーズインダクタを実現させるため、図１３に示すように、コア部２２の一方の側面だけに任意の数の凹部２２ａを設けて、１つの入力電極２３と複数の出力電極２４を有する構成にする。もしくは、図１４に示すように、コイル３１の端部を隣り合うようにコア部３２に露出させ、隣り合うように露出するコイル３１の端部の両方と導通するように電極を形成して入力電極３３を形成し、他方のコイルの３１の端部と導通するようにそれぞれ出力電極３４を形成する。
(Other examples)
Other embodiments will be described with reference to FIGS. 13 and 14. 13 and 14 show perspective views of a surface-mount multiphase inductor having a configuration having one input electrode and a plurality of output electrodes. In order to realize a surface-mount multiphase inductor having one input electrode and a plurality of output electrodes, as shown in FIG. 13, an arbitrary number of recesses 22a are provided only on one side surface of the
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混合し、透磁率が２５となるように調製したものを用いた。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。 In the above-described example, a sealing material prepared by mixing magnetic powder with iron-based metal magnetic powder and resin with epoxy resin and having a magnetic permeability of 25 was used. However, the present invention is not limited thereto, and for example, ferrite magnetic powder or the like as magnetic powder, or magnetic powder subjected to surface modification such as insulation film formation or surface oxidation may be used. Further, an inorganic substance such as glass powder may be added. Further, a thermosetting resin such as a polyimide resin or a phenol resin, or a thermoplastic resin such as a polyethylene resin or a polyamide resin may be used as the resin.
上記実施例では、コイルとして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、エッジワイズ巻きや整列巻きに巻回したものや、楕円形だけでなく円形や矩形や台形、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。 In the above embodiment, a coil wound in a two-stage spiral shape is used. However, the coil is not limited to this, for example, an edgewise winding or an aligned winding, not only an ellipse but also a circle, a rectangle, It may be trapezoidal, semicircular, or a combination of them.
上記実施例では、導電性ペーストの塗布方法について、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。 In the above embodiment, an optimal method such as a transfer method, a dipping method, or a potting method may be appropriately selected as a method for applying the conductive paste.
上記実施例では、コイルの端部表面の皮膜を剥離する方法としてサンドブラスト処理を用いたが、これに限らず他の機械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。 In the above embodiment, sandblasting is used as a method for peeling the film on the end surface of the coil. However, the present invention is not limited to this, and other methods such as mechanical peeling may be used. Moreover, you may peel the film | membrane of an edge part beforehand, before forming a core.
第１の実施例において、板状タブレットを用いたが、板状に限ることなくＴ型やＥ型などの形状に予備成形しても良い。また、未硬化状態ではなく半硬化状態でも良い。そして、その成形方法も加圧成形法やシート状成形物から切り出すなど用途に合わせて適宜選択すれば良い。 In the first embodiment, a plate-like tablet is used, but it may be preformed into a shape such as a T shape or an E shape without being limited to a plate shape. Moreover, not a non-hardened state but a semi-hardened state may be sufficient. The molding method may be appropriately selected according to the application such as a pressure molding method or cutting out from a sheet-like molded product.
１：コイル（１ａ：巻回部、１ｂ：端部）
２：タブレット
３：板状タブレット
４：ダイ（４ａ、４ｂ：割型ダイ）
５：キャビティ
６：下型
７：パンチ
８：コア部
９：外部電極
１１、１２：割型ダイ（１１ａ、１２ａ：凸部）
１３：キャビティ
１４：コア部
１４ａ：凹部
１５：外部電極
２１、３１：コイル
２２、３２：コア部
２２ａ：凹部
２３、３３：入力電極
２４、３４：出力電極
1: Coil (1a: winding part, 1b: end part)
2: Tablet 3: Plate-shaped tablet 4: Die (4a, 4b: Split die)
5: Cavity 6: Lower die 7: Punch 8: Core portion 9:
13: Cavity 14: Core 14a: Recess 15:
Claims (4)
導線を両端部が外周に位置する様に巻回して形成された空芯コイルを、該封止材を平板形状の周縁部に柱状凸部を有する形状に予備成形して形成されたタブレットに載置し、該空芯コイルの引き出し端部を該タブレットの柱状凸部の外側側面に沿わせる工程と、
該空芯コイルが載置されたタブレットを、該成型金型内の１つのキャビティに対して複数組、対を構成する空芯コイルの引き出し端部が互いに反対方向に延在し、かつ、それぞれの空芯コイルの引き出し端部が該タブレットの柱状凸部の外側側面と該キャビティの内壁面との間に挟まれる様に配置する工程と、
該空芯コイルの引き出し端部が該タブレットの柱状凸部の外側側面と該キャビティの内壁面との間に挟まれた状態で複数の空芯コイルと該封止材を樹脂成形法もしくは圧粉成形法を用いて一体化させて複数の空芯コイルを内蔵するコア部を形成する工程と、
該コア部の表面に該空芯コイルの引き出し部の少なくとも一部が露出する部分と接続する外部電極を該コア部の表面または外周に設ける工程を有することを特徴とする面実装マルチフェーズインダクタの製造方法。 In a method for manufacturing a surface mount multiphase inductor in which a plurality of coils are sealed with a sealing material mainly made of resin and magnetic powder using a molding die,
An air-core coil formed by winding a conducting wire so that both ends are positioned on the outer periphery is placed on a tablet formed by pre-molding the sealing material into a shape having columnar protrusions on a flat peripheral edge. Placing the lead-out end of the air-core coil along the outer side surface of the columnar protrusion of the tablet ;
Plural sets of tablets on which the air- core coils are placed with respect to one cavity in the molding die, and the lead-out ends of the air-core coils constituting the pairs extend in directions opposite to each other, and A step of arranging the lead-out end portion of the air-core coil so as to be sandwiched between the outer side surface of the columnar convex portion of the tablet and the inner wall surface of the cavity ;
A plurality of air-core coils and sealing material of the resin molding method or a powder in a sandwiched state between the outer side and the inner wall surface of the cavity of the columnar protrusions withdrawal end portion of the tablet of the air-core coil Forming a core part that incorporates a plurality of air-core coils by using a molding method; and
Multiphase inductor surface-mounted, characterized in that it comprises the step of providing an external electrode connected to at least a partially exposed portion of the lead portions of the air-core coil on the surface of the core portion to the surface or periphery of the core portion Production method.
導線を両端部が外周に位置する様に巻回して形成された空芯コイルを、該封止材を平板形状の周縁部に柱状凸部を有する形状に予備成形して形成されたタブレットに載置し、該空芯コイルの引き出し端部を該タブレットの柱状凸部の外側側面に沿わせる工程と、
該空芯コイルが載置されたタブレットを、内壁に凸部が設けられた成型金型内の１つのキャビティに対して複数、互いの間に該内壁の凸部が位置し、かつ、それぞれのコイルの引き出し端部が該タブレットの柱状凸部の外側側面と該キャビティの内壁面との間に挟まれる様に配置する工程と、
該空芯コイルの引き出し端部が該タブレットの柱状凸部の外側側面と該キャビティの内壁面との間に挟まれた状態で複数の空芯コイルと該封止材を樹脂成形法もしくは圧粉成形法を用いて一体化させて複数の空芯コイルを内蔵し、少なくとも１つ以上の側面に凹部が設けられたコア部を形成する工程と、
該コア部の表面に該空芯コイルの両端部の少なくとも一部が露出する部分と接続する外部電極を該コア部の表面または外周に設ける工程を有することを特徴とする面実装マルチフェーズインダクタの製造方法。 Mainly in the production method of the resin and magnetic powder and sealed surface mount multiphase inductors a plurality of coils with a sealing material made of using a forming metal mold,
An air-core coil formed by winding a conducting wire so that both ends are positioned on the outer periphery is placed on a tablet formed by pre-molding the sealing material into a shape having columnar protrusions on a flat peripheral edge. Placing the lead-out end of the air-core coil along the outer side surface of the columnar protrusion of the tablet;
A plurality of tablets on which the air-core coil is placed are located in a mold having a convex portion on the inner wall, and the convex portions of the inner wall are positioned between each of the cavities. Arranging the coil drawing end so that it is sandwiched between the outer side surface of the columnar convex portion of the tablet and the inner wall surface of the cavity;
A plurality of air core coils and the sealing material are molded by resin molding or powder compaction in a state where the lead end of the air core coil is sandwiched between the outer side surface of the columnar convex portion of the tablet and the inner wall surface of the cavity. Integrating a plurality of air-core coils by using a molding method, and forming a core portion provided with a recess on at least one side surface; and
A surface-mount multiphase inductor comprising: a step of providing an external electrode on a surface or an outer periphery of the core portion, which is connected to a portion of at least a part of both ends of the air-core coil exposed on the surface of the core portion . Production method.
前記磁性粉末が金属磁性粉末からなり、封止材の透磁率が１０〜３０となるように前記封止材を調製した請求項１または請求項２に記載の面実装マルチフェーズインダクタの製造方法。 In the sealing material,
The method for manufacturing a surface-mount multiphase inductor according to claim 1, wherein the magnetic powder is made of a metal magnetic powder, and the sealing material is prepared so that the magnetic permeability of the sealing material is 10 to 30.
該外部電極に導電性ペーストを用いた請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の面実装マルチフェーズインダクタの製造方法。 In the step of forming the external electrode,
The method for manufacturing a surface-mount multiphase inductor according to claim 1, wherein a conductive paste is used for the external electrode.
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