JP6332160B2 - 表面実装インダクタ及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、磁性粉を有する表面実装インダクタ及びその製造方法に関する。

従来から、磁性粉を有する素体内にコイルを内蔵させた表面実装インダクタが広く利用されている。例えば、特許文献１において、コイルの引き出し端部を加工して外部端子とする表面実装インダクタの製造方法が開示されている。この方法は、断面が平角形状の導線（以下、平角線という）を巻回して形成したコイルを、磁性粉を有する封止材で封止して素体を得る。

特開２００４−１９３２１５

特許文献１の表面実装インダクタは、磁性粉を有する封止材でコイルを封止するため、コイルの平角線と平角線の間に磁性粉が入り込み、電気的な耐圧が低下するという問題があった。

そこで本発明は、磁性粉を用いつつ、電気的に高い耐圧を有する表面実装インダクタ及びその製造方法を提供することを目的とする。

本発明の表面実装インダクタは、巻回部と引き出し端部とからなるコイルと、該コイルを２つ内蔵する絶縁体と、該絶縁体を内蔵し、磁性粉を含有する素体とを備えた表面実装インダクタにおいて、該絶縁体は、該２つのコイルが接触しないように、巻回部をそれぞれ密閉していることを特徴とする。

本発明の表面実装インダクタ及びその製造方法によれば、絶縁体でコイルの巻回部を密閉するので、コイルに磁性粉が入らず、電気的な耐圧が低下しない。

本発明の実施例１で使用するコイルの斜視図である。 本発明の実施例１で使用する磁性体コアの斜視図である。 本発明の実施例１で使用するタブレットの斜視図である。 本発明の実施例１の表面実装インダクタの、コイルにコアを挿入する工程を説明するためのＡ−Ａ断面図である。 本発明の実施例１の表面実装インダクタの、コイルとコアを絶縁体で密閉する工程を説明するためのＡ−Ａ断面図である。 本発明の実施例１の表面実装インダクタの、絶縁体をタブレットで封止する工程を説明するためのＡ−Ａ断面図である。 本発明の実施例１の表面実装インダクタの、タブレットを圧縮・加熱して素体を形成する工程を説明するためのＡ−Ａ断面図である。 本発明の第一の実施例の表面実装インダクタの、外部端子を形成する工程を説明するための、素体の実装面の平面図である。 本発明の実施例１の表面実装インダクタを、実装面側から見た斜視図である。 本発明の実施例２の表面実装インダクタの、コイルとコアを絶縁体で密閉する工程を説明するためのＡ−Ａ断面図である。 本発明の実施例２の表面実装インダクタの、絶縁体をタブレットで封止する工程を説明するためのＡ−Ａ断面図である。 本発明の実施例２の表面実装インダクタの、タブレットを圧縮・加熱して素体を形成する工程を説明するためのＡ−Ａ断面図である。 本発明の実施例２の表面実装インダクタを、実装面側から見た斜視図である。

以下、本発明の表面実装インダクタ及びその製造方法の実施例１を、図１〜図９を参照して説明する。

実施例１で使用するコイルについて説明する。
図１に示すように、表面実装インダクタに使用するコイル２は、絶縁被覆を有する平角線で１段に巻回された第１の巻回部２ａと、巻軸に沿って第１の巻回部２ａと隣接する位置にずらして巻回した第２の巻回部２ｂと、第２の巻回部２ｂ上に一部が重なる様に、巻軸に沿って第１の巻回部２ａと反対方向に位置をずらして巻回した第３の巻回部２ｃとを備えた空芯コイルである。第１の巻回部２ａの外周と第３の巻回部２ｃの外周からはそれぞれ、引き出し端部２ｄが引き出され、引き出し端部２ｄはそれぞれ、コイル２の巻軸と垂直で、かつ、互いに反対方向に引き出され、末端が折り曲げられている。この様に形成されたコイル２は、巻軸方向と、平角線の幅広面とが平行なので、巻回時に内径部・外径部に機械的なストレスがかからない。

実施例１で使用する磁性体コアについて説明する。磁性体コア３は、図２に示すように、径の異なる円柱を２つ、同心円上に繋げた形状となっている。径の小さい円柱の長さは、径の大きい円柱の長さよりも長い。また、径の小さい円柱の、径の大きい円柱とは逆側の底面が、磁性体コア３の先端となる。表面実装インダクタを製造する際には、この先端部をコイル２の空芯部に挿入する。

実施例１で使用する素体について説明する。
素体４は、図３に示す様に、タブレット４ａおよび蓋４ｂを組み合わせることによって形成される。タブレット４ａおよび蓋４ｂは、磁性粉を有した充填材とエポキシ樹脂とを含んだ封止材から形成される。
タブレット４ａは、一つの面に開口端を備えた立方体であり、内部にコイル２と磁性体コア３とを収納するためのスペースを有している。蓋４ｂは、長方形の平板状の形状を有し、短辺方向の両端にはそれぞれ、コイル２の引き出し端部２ｄを引き出すための細長いスリット４ｃを備えている。蓋４ｂの上面は、製造工程を経て、表面実装インダクタ１の実装面となる。

図４〜図８を用いて、表面実装インダクタの製造方法を説明する。図４〜図７は、製造方法を説明するためのＡ−Ａ断面図であり、図８は、素体の実装面の平面図である。

図４に示すように、コイル２の空芯部に磁性体コア３を、第３の巻回部２ｃ側から挿入する。このようにしてできた、磁性体コア３が挿入されたコイル２を２つ、第３の巻回部２ｃが互いに向き合うように並べる。このとき、コイル２の引き出し端部２ｄはそれぞれ、上方に引き出されている。
次に、この２つのコイル２を図５（ａ）に示すように、金型６ａに入れる。その後、図５（ｂ）に示すように、金型６ａ内に絶縁性樹脂を注入する。絶縁性樹脂は、磁性体コア３とコイル２の間に設けられた隙間に入ると共に、引き出し端部２ｄを除くコイル２と磁性体コア３とを密閉する。コイル２と磁性体コア３とは接触せず、２つのコイル２は互いに接触せず、２つの磁性体コアは互いに接触しない。この状態で脱気して樹脂を硬化することにより、２つのコイル２と２つの磁性体コア２とを内蔵した絶縁体５を得ることができる。

絶縁体５は、それぞれのコイル２を、磁性体コア３に対して密閉して覆っているので、コイル２と磁性体コア３は接触しない。同様に、絶縁体５は、コイル２を、もう片方のコイル２に対して密閉して覆っているので、２つのコイル２は互いに接触しない。同様に、絶縁体５は、磁性体コア３を、もう片方の磁性体コア３に対しても密閉して覆っているので、２つの磁性体コア３は互いに接触しない。

図６（ａ）に示すように、引き出し端部２ｄが引き出されている面を上に向けた状態で、絶縁体５をタブレット４ａの中に入れる。その後、図６（ｂ）に示すように、絶縁体５の上方に蓋４ｂを配置する。そして、蓋４ｂに供えられた２つのスリット４ｃの片方から、引き出し端部２ｄを、蓋４ｂの上面の短辺と平行に引きのばし、もう片方のスリット４ｃに入れ込む。

図７（ａ）に示すように、２つのコイル２と２つの磁性体コア３と絶縁体５とを内蔵したタブレット４ａを、引き出し端部２ｄが引き出された面を上にして、金型６ｂに入れる。次に、金蓋６ｃを用いてタブレット４ａに圧力をかけ、さらに、加熱・圧縮することによって、図７（ｂ）に示すように、タブレット４ａと蓋４ｂは加熱、圧縮されて素体４となる。素体４は、２つのコイル２と２つの磁性体コア３と絶縁体５を内蔵している。また、素体４の実装面には、コイル２の引き出し端部２ｄが、その表面が実装面の表面に露出する様に埋め込まれた状態で固定されている。

次に、引き出し端部を外部端子に加工する方法について説明する。
素体４の実装面に表面が露出・延在している引き出し端部２ｄにレーザーを照射し、絶縁被覆を剥離する。平角線を用いているので、レーザー剥離の条件設定が容易であり、外部端子は全て同一の面に形成されているので、１回の工程で済ませることができる。次に、引き出し端部２ｄにＮｉとＣｒとを所定の割合で同時にスパッタリングしてＮｉ−Ｃｕ層を形成し、続いてＳｎをスパッタリングしてＳｎ層を形成することにより、図８に示すように、外部端子７を形成することができる。
平角線を用いているので、丸線に比べて固着強度が強く、端子平坦度も高い。このまま外部端子として使用しても良いし、必要に応じて、さらに金属体を取り付け、外部端子としても良い。

以上より、図９に示すような、表面実装インダクタ１を製造することができる。表面実装インダクタ１は、コイルの第１の巻回部２ａと第２の巻回部２ｂとを絶縁体５で密閉して覆っているので、タブレット４ａで封止する際、コイル２を構成する導線間に磁性粉が入り込まず、電気的な耐圧が低下しない。

このようにして製造された表面実装インダクタ１は、コイルを、磁性体コアに対して絶縁体で密閉して覆っているので、タブレットと同じ材質の磁性体コアあるいは導電性の磁性体コアを使用した場合であっても、電気的な耐圧が低下しない。
また、内蔵された２つのコイル２は左右対称に配置されているので、使用時にいずれの外部端子から入力しても、電気的特性は同じである。よって、表面実装インダクタは極性を持たない。従って、極性を示すマーキングを印字する必要が無くなるので、製造コストを抑えることができる。

以下、本発明の表面実装インダクタ及びその製造方法の実施例２を、図１０〜図１３を参照して説明する。実施例１と同じものを使用する場合は、実施例１と同じ番号を付する。

図１０（ａ）に示すように、磁性体コア３を内蔵したコイル２を２つ、引き出し端部２ｄを上方に引き出した状態で、金型６ａに入れる。図１０（ｂ）に示すように、絶縁性樹脂を注入し、コイル２と磁性体コア３とを密閉する。このとき、絶縁性樹脂は、磁性体コア３とコイル２の間に入らない。この状態で脱気して樹脂を硬化することにより、２つのコイル２と２つの磁性体コア２とを内蔵した絶縁体５を得ることができる。
絶縁体５は、磁性体コア３に対してコイル２を覆っていないので、コイル２の内側と磁性体コア３は接触している。

図１１（ａ）に示すように、引き出し端部２ｄが引き出されている面を上に向けた絶縁体５をタブレット４ａの中に入れる。その後、図１１（ｂ）に示すように、絶縁体５の上方に蓋４ｂを配置する。そして、蓋４ｂに供えられた２つのスリット４ｃの片方から、引き出し端部２ｄを、蓋４ｂの上面の短辺と平行に引きのばし、もう片方のスリット４ｃに入れ込む。

図１２（ａ）に示すように、２つのコイル２と２つの磁性体コア３と絶縁体５とを内蔵したタブレット４ａを、引き出し端部２ｄが引き出された面を上にして、金型６ｂに入れる。次に、金蓋６ｃを用いてタブレット４ａに圧力をかけ、さらに、加熱・圧縮することによって、図１２（ｂ）に示すように、２つのコイル２と２つの磁性体コア３と絶縁体５とを内蔵した素体４を得ることができる。素体４の実装面には、コイル２の引き出し端部２ｄが、その表面が実装面の表面に露出する様に埋め込まれた状態で固定されている。この後、実施例１と同様に、引き出し端部２ｄを外部端子７へと加工することによって、図１３に示すような表面実装インダクタ１１を製造することができる。

実施例２の表面実装インダクタは、空芯コイルにコアを挿入しているが、磁性体コアに直接、導線を巻回してコイルを形成しても良い。コイルと磁性体コアの距離が近いので、高いインダクタンス値を有する表面実装インダクタを製造することができる。

以上、本発明の表面実装インダクタ及びその製造方法の実施例を述べたが、本発明はこの実施例に限られるものではない。磁性体コアの材質は、タブレットと同じ材質のものを用いても良いし、何を使用しても良い。タブレットの一部分を磁性体コアに置き換えても良いし、磁性体コアの一部分をタブレットに置き換えても良い。また、磁性体コアを使用しなくても良い。コイルを形成する導線は、平角線を用いたが、丸線でもよいし、他の断面形状の線材を用いても良い。コイルの引き出し端部を外部電極として使用しているが、代わりに、コイルの両端に電気的に接続された導体を使用しても良い。

１、１１ 表面実装インダクタ
２ コイル
２ａ 第１の巻回部
２ｂ 第２の巻回部
２ｃ 第３の巻回部
２ｄ 引き出し端部
３ 磁性体コア
４ 素体
４ａ タブレット
４ｂ 蓋
４ｃ スリット
５ 絶縁体
６ａ、６ｂ 金型
６ｃ 金蓋
７ 外部電極

Claims (12)

1. ２つの磁性体コアと、巻回部と引き出し端部とからなる２つのコイルと、該２つのコイルと該２つの磁性体コアとを内蔵する絶縁体と、該絶縁体を内蔵し、磁性粉を含有する素体とを備えた表面実装インダクタにおいて、
   実装面上に延在し、該２つのコイルの両端とそれぞれ電気的に接続される外部端子を備え、
   該素体は、磁性粉と樹脂を含む封止材の圧縮成形体であり、
   該絶縁体は、該２つのコイルが接触しないように、巻回部をそれぞれ密閉していることを特徴とする表面実装インダクタ。
2. 前記磁性体コアと前記コイルが接触しないように、前記絶縁体が前記巻回部を覆うことを特徴とする、請求項１に記載の表面実装インダクタ。
3. 前記２つの磁性体コアが接触しないよう、前記絶縁体が前記磁性体コアを覆うことを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の表面実装インダクタ。
4. 前記２つのコイルの巻軸が該素体の実装面と平行かつ、前記引き出し端部の表面が前記素体の実装面の表面に延在して前記外部端子を構成することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の表面実装インダクタ。
5. 前記外部端子は、前記引き出し端部と電気的に接続された導体からなることを特徴とする、請求項１から請求項３のいずれかに記載の表面実装インダクタ。
6. 前記コイルは、絶縁被覆を有する平角線で１段に巻回された第１の巻回部と、巻軸に沿って該第１の巻回部と隣接する位置にずらして巻回した第２の巻回部と、該第２の巻回部上に一部が重なる様に、巻軸に沿って該第１の巻回部と反対方向に位置をずらして巻回した第３の巻回部を備える、請求項１から請求項５のいずれかに記載の表面実装インダクタ。
7. 巻回部と引き出し端部とからなるコイルと、該コイルを２つ内蔵した絶縁体と、該絶縁体を内蔵し、磁性粉を有する素体と、を備えた表面実装インダクタの製造方法において、
   該コイルを形成する工程と、
   該２つのコイルが接触しないように、巻回部を該絶縁体で密閉する工程と、
   該絶縁体を該素体に内蔵するように、磁性粉と樹脂を含み、該絶縁体を包囲する封止材に圧力をかけて圧縮成形して該素体を形成する工程と、
   を備えていることを特徴とする表面実装インダクタの製造方法。
8. 巻回部と引き出し端部とからなるコイルと、２つの磁性体コアと、該コイルを２つ内蔵した絶縁体と、該絶縁体を内蔵し、磁性粉を有する素体と、を備えた表面実装インダクタの製造方法において、
   該コイルを形成する工程と、
   該２つのコイルが接触しないように、該巻回部と該２つの磁性体コアを、該絶縁体で密閉する工程と、
   該絶縁体を該素体に内蔵するように、磁性粉と樹脂を含み、該絶縁体を包囲する封止材に圧力をかけて圧縮成形して該素体を形成する工程と、
   を備えていることを特徴とする表面実装インダクタの製造方法。
9. 前記２つのコイルが接触しないように、前記巻回部と前記２つの磁性体コアを、前記絶縁体で密閉する工程において、
   前記磁性体コアと前記コイルが接触しないように、前記絶縁体が前記コイルを覆うことを特徴とする、請求項８に記載の表面実装インダクタの製造方法。
10. 前記２つのコイルが接触しないように、前記巻回部と前記２つの磁性体コアを、前記絶縁体で密閉する工程において、
    前記２つの磁性体コアが接触しないように、前記絶縁体が前記磁性体コアを覆うことを特徴とする、請求項８又は請求項９に記載の表面実装インダクタの製造方法。
11. 前記引き出し端部の表面が前記素体の実装面の表面に延在する様にして実装面上に外部端子を形成する工程を更に備えることを特徴とする請求項７から請求項１０のいずれかに記載の表面実装インダクタの製造方法。
12. 前記引き出し端部と電気的に接続された導体を用いて実装面上に外部端子を形成する工程を更に備えることを特徴とする、請求項７から請求項１０のいずれかに記載の表面実装インダクタの製造方法。

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