JP6414557B2 - 表面実装インダクタ及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、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、磁性粉と樹脂とを含んだ熱可塑性の封止材（モールド材）でコイルを全体的に封止した表面実装インダクタが広く利用されている。特許文献１には、金属片を外部端子として使用する表面実装インダクタの製造方法が開示されている。この表面実装インダクタは、コイルの引き出し端部を金属片に溶接し、金属片を外部端子に加工していた。

特開２００３−２９０９９２

この表面実装インダクタは、コイルと金属片とを溶接して接合しているため、機械的ストレスや熱的ストレスがかかっていた。また、実装面には金属片があるので、平坦ではなかった。

そこで、本発明は、コイルにかかる熱ストレス・機械的ストレスを低減し、実装面の平坦度が高い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課題とする。

本発明の表面実装インダクタは、絶縁被覆で覆われた導線を巻回して形成したコイルと、該コイルを内蔵した実装用素体を備えた表面実装インダクタにおいて、コイルは引き出し端部を備え、引き出し端部は実装用素体の実装面に延在され、実装用素体の実装面は、引き出し端部の絶縁被覆が剥離されたことによって生じた凹部を有し、凹部は、素体の実装面が平坦となるように金属が充填されていることを特徴とする。

本発明の表面実装インダクタによれば、コイルの引き出し端部を外部端子に加工して使用することにより、コイルへの熱的ストレス・機械的ストレスを低減することができる。
また、絶縁被覆の除去によって生じる実装面の凹部に金属を充填するので、実装面の平坦度が高い。
そして、本発明の表面実装インダクタの製造方法によれば、上記の表面実装インダクタを効率よく製造することができる。

以上より、コイルへの熱的ストレス・機械的ストレスを低減し、実装面の平坦度が高い表面実装インダクタ及びその製造方法を提供することができる。

本発明の実施例１の表面実装インダクタで使用するコイルの斜視図である。 本発明の実施例１の表面実装インダクタで使用するブロックの斜視図である。 本発明の実施例１の表面実装インダクタで使用するブロック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の製造方法を説明するための断面図である。 本発明の実施例１の表面実装インダクタの、実装用素体の形成工程を説明するための図である。 図５の工程後に引き出し端部を用いて外部端子を形成する工程を示す図である。 本発明の実施例２の表面実装インダクタで使用する磁性体コアの斜視図である。 本発明の実施例２の表面実装インダクタの斜視図である。

以下、本発明の実施例１を、図１〜図５を参照して説明する。

図１は、本発明の表面実装インダクタに使用するコイル２の一例を示す斜視図である。コイル２は、平角線の幅広面を巻線機の巻軸（図示せず）に当接させて巻回し、平角線の端部を加工して引き出し端部２ａとしたものである。
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、絶縁被覆された平角線で形成され、巻線機の巻軸上に横並びに２段に巻回された第１の巻回部と、巻軸に沿って第１の巻回部から互いに反対方向に引き出され、各末端がコイル２の外周を反対向きに取り巻くように側面視でコ字状に折り曲げられている。

図２を用いて、コイル２を組み込んで表面実装インダクタを構成する実装用素体３について説明する。そして、図２は、本発明の表面実装インダクタで使用するブロック３ａの斜視図である。
図２に示すように、２つのブロック３ａを組み合わせて、実装用素体３を形成する。ブロック３ａは、成分に金属磁性粉を有する充填剤およびエポキシ樹脂を含んだ封止材を加熱し、圧力をかけて成形する。成形されたブロック３ａの形状は、内部にコイル２を収納するためのスペースを有する直方体形状で、一方の端面に開口を備えている。両端面には、図示上下面および側面が配されている。

ブロック３ａは、内部に、コイル２（図１）を収納するスペース３ｂ、およびこのスペース３ｂの中心部に配された円柱形状の突起３ｃを備えている。突起３ｃは、開口を有する端面の反対側の端面の内壁から、開口を有する端面に向かって立設されている。
ブロック３ａの図示上下面の各側部には、側面に沿って伸びるそれぞれ２つずつのスリット３ｄが設けられている。このスリット３ｄは、開口を有する端面では解放しておりその反対側の端面で終結している。
ブロック３ａの図示上面と図示下面とは同じ形で、どちらか一方が実装面３ｅとなる。本発明の実施例では、上面を実装面３ｅとしている。

図３は、本発明の表面実装インダクタで使用するブロック３ａの実装面３ｅの平面図である。図３に示すように、実装面３ｅの輪郭形状はそれぞれ長方形であり、この長方形を構成する４辺のうち、開口側の辺は短辺、この短辺と直行する辺は長辺である。
実装面３ｅの２つのスリット３ｄの間の部分が、コイル２の引き出し端部２ａを支持する支持部３ｈである。２つのスリット３ｄと支持部３ｈとにより、側面視でコ字形状空間を形成する。

図４（ａ）〜（ｃ）を用いて、コイル２を実装用素体３に封止する方法を説明する。図４（ａ）、図４（ｂ）は図３のＡ−Ａ断面を示す図、つまり実装面３ｅとの直行する面の断面図であり、図４（ｃ）は実装面３ｅの平面図である。

図４（ａ）に示すように、コイル２の巻軸方向両側に、開口を有する端面同士が対向するようにブロック３ａを配置する。そして、一方のブロック３ａの突起３ｃを、コイル２の中心穴に挿入する。そして、コイル２の引き出し端部２ａを、スリット３ｄを通して引き出す。

図４（ｂ）は、他方のブロック３ａの突起３ｃをコイル２の中心穴に挿入して嵌め合わせた状態を示している。各ブロック３ａの内部には、コイル２を収納するためのスペース３ｂが設けられているから、コイル２は、その中心穴に突起３ｃが挿入された状態で、２つのブロック３ａの内部に収納される。
そして、コイル２の引き出し端部２ａは、一方のスリット３ｄから、支持部３ｈ上に引き出され、さらに他方のスリット３ｄに差し込まれる。引き出し端部２ａは、コイル２の外周および支持部３ｈを取り巻くように配され、側面視でコ字形状を形成する。

この状態で、コイル２を内蔵して組合わされた２つのブロック３ａを成形金型（図示せず）に入れる。そして、加熱・圧縮することによりブロック３ａの封止材を軟化変形させて実装用素体３を成形する。図４（ｃ）に示すように、コイル２の引き出し端部２ａは、その表面が実装面３ｅの表面に露出するように埋め込まれた状態で固定される。そして、２つのブロック３ａは、コイル２を内蔵した実装用素体３となる。

図５は、図４（ｃ）のＢ−Ｂ断面を示す図であり、本発明の実施例１の表面実装インダクタにおける、実装用素体の形成工程を説明するための断面図である。
実装用素体３は、上記のように、加熱・圧縮により軟化変形する。この際、実装用素体３は、中心部に向けて図５における矢印で示す圧縮力が作用するから、とくに四隅には大きな変形圧力が作用して封止材をコイル２の中心部に向けて押し込む。そのため、四隅にある突起は押し潰されて実装用素体３がやや丸みを帯びるようになる。

図６（ａ）〜（ｄ）は、図５の工程後に引き出し端部を用いて外部端子を形成する工程を示す図である。そして、図６（ａ）〜（ｄ）は、図５における下端部、つまりコイル２から引き出された引き出し端部２ａ周りを示したものである。
図６（ａ）では、引き出し端部２ａが絶縁被覆２ｂで覆われた状態にあり、引き出し端部２ａの露出面は絶縁被覆２ｂである。次いで、この露出した絶縁被覆２ｂをレーザ・ビームの照射によって除去し、引き出し端部２ａを露出させる。図６（ｂ）は、絶縁被覆を除去した後の引き出し端部２ａの金属が露出した状態を示しており、凹部２ｃが形成されている。
次に、図６（ｃ）に示すように、凹部２ｃにＳｎを充填してＳｎ層を形成する。これにより、実装用素体３の図示下面は、凹部２ｃつまり左右の実装面３ｅ、３ｅ間がＳｎ層で埋められてほぼ平坦面を形成する。

この平坦面に、図６（ｄ）に示すように、さらに３つの金属層、つまりＡｇ層４ｂ、Ｎｉ層４ｃおよびＳｎ層４ｄを重ねて、実装用素体３の図示下面を横断する平坦な表面を持った金属層を形成する。この金属層が、表面実装インダクタの外部端子として機能する。
以上の手順によって、平坦な実装面を備えた、表面実装インダクタを製造することができる。絶縁被覆を除去する手段は、レーザに限らず他の手段でも良い。

図７と図８を参照して、実施例２の表面実装インダクタ及びその製造方法について説明する。実施例２は、コイルを、磁性体コアと封止材からなる素体に内蔵させた表面実装インダクタである。図７は、本発明の実施例２の表面実装インダクタで使用する磁性体コアの斜視図である。図８は、本発明の実施例２の表面実装インダクタの斜視図である。

まず、第１の実施例と同様のコイル２（図１）が形成される。その後、図７に示す様な、コイル２の中心穴に挿入する凸部Ｐと、コイル２の引き出し端部２ａを実装面３ｅに引き出すためのスリットＳと、実装面と反対側の面の開口側に設けられた孔Ｈと、実装面３ｅに隣接する面に形成された窪みＲとを備えた１対の有底の磁性体コア５ａ、５ｂが、コイル２に取り付けられる。この１対の有底の磁性体コア５ａ、５ｂが、コイル２に取り付けられる。
この１対の有底の磁性体コア５ａ、５ｂは、コイル２の巻き軸方向の両側からコイル２の中心穴に凸部Ｐを挿入し、引き出し端部２ａをスリットＳに挿入することにより、コイル２に取り付けられる。これにより、コイル２は、１対の有底の磁性体コア５ａ、５ｂないに収納された状態となる。

続いて、この磁性体コア５ａ、５ｂの実装面３ｅに隣接する面に形成された窪みＲ内に配置されたコイル２の引き出し端部２ａの末端は、図８に示すように、接着剤Ａｄにより、固定される。
さらに、このコイル２を内蔵した磁性体コア５ａ、５ｂの実装面３ｅを上に向けた状態で、成形金型（図示せず）内に配置し、成形金型内に封止材を充填する。封止材の充填は、磁性体コア５ａ、５ｂの実装面に引き出された引き出し端部２ａが露出する様に行う。
磁性体コア５ａ、５ｂはスリットＳや孔Ｈを有しているため空気抜きがされて、磁性体コア５ａ、５ｂ内に封止材を充分に行き渡らせることができ、磁性体コア５ａ、５ｂのスリットＳにおける磁性体コア５ａ、５ｂの実装面と同じ面まで封止材が充填される。

次に、封止材を硬化させ、成形金型から取り出すことにより、コイル２の引き出し端部２ａが露出した状態で全体が封止材により封止され、かつ、実装面３ｅと隣接する面に延在するコイル２の引き出し端部２ａが封止材により封止された実装用素体が形成される。
そして、実施例１と同様の方法で、コイル２の引き出し端部２ａを用いて外部端子を形成する。

本発明の範囲は、上記実施例によって示されたものに限られない。例えばブロックの一部を磁性体コアに置き換えても良いし、逆に磁性体コアの一部をブロックに置き換えても良い。また、磁性体コアの実装面が、コイルの引き出し端部の表面が露出するように封止材で被覆されていても良い。さらに、封止材にフェライト粉が混合されても良い。

１ 表面実装インダクタ
２ コイル
２ａ 引き出し端部
２ｂ 絶縁被覆
２ｃ 凹部
３ 実装用素体
３ａ ブロック
３ｂ スペース
３ｃ 突起
３ｄ スリット
３ｅ 実装面
３ｈ 支持部
４ 外部端子
４ａ Ｓｎ層
４ｂ Ａｇ層
４ｃ Ｎｉ層
４ｄ Ｓｎ層
５ａ、５ｂ 磁性体コア
Ｐ 凸部
Ｓ スリット
Ｈ 孔
Ｒ 窪み
Ａｄ 接着剤

Claims (3)

1. 絶縁被覆で覆われた導線を巻回して形成したコイルと、該コイルを内蔵した実装用素体とを備えた表面実装インダクタにおいて、
   該コイルは引き出し端部を備え、該引き出し端部は、該素体が対向して突出した部分の間に延在され、該素体が対向して突出した部分の間において、該引き出し端部の絶縁被覆が剥離され、該素体の実装面が平坦となるように金属が、該素体が対向して突出した部分の間に充填されていることを特徴とする表面実装インダクタ。
2. 前記素体が対向して突出した部分の間は、Ｓｎ層を含む金属層により充填されている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. 絶縁被覆で覆われた導線を巻回して形成したコイルと、該コイルを内蔵した実装用素体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、
   該コイルを素体内に内蔵させ、該コイルの引き出し端部を該素体が対向して突出した部分の間に延在させる工程と、
   該引き出し端部の絶縁被覆を剥離する工程と、
   該素体の実装面が平坦になるように金属を該素体が対向して突出した部分の間に充填して外部端子を形成する工程と、
   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。

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