JP6565807B2 - コイル部品 - Google Patents

Description

この発明は、複数本のワイヤを巻回したコアを有するコイル部品に関するもので、特に、ワイヤの端部を接続する金属端子の形態に関するものである。

この発明にとって興味ある技術が、たとえば特開２０１４−９９５８６号公報（特許文献１）に記載されている。図７は、特許文献１の図１４に基づき作成したものである。図７には、表面実装型のコイル部品の製造途中の状態、すなわち、コア１に取り付けた金属端子２〜７をリードフレーム８および９から切り離す前の状態が底面図をもって示されている。

図７を参照して、コア１は、巻芯部１０ならびに巻芯部１０の各端部にそれぞれ設けられた第１および第２の鍔部１１および１２を有する。巻芯部１０には、図示を省略するが、たとえば４本のワイヤが巻回される。第１および第２の鍔部１１および１２は、それぞれ、巻芯部１０側に向きかつ巻芯部１０の各端部を位置させる内側端面１３および１４と、内側端面１３および１４の反対側の外側に向く外側端面１５および１６と、内側端面１３および１４と外側端面１５および１６とを連結するものであって、実装時において実装基板（図示せず。）側に向けられる実装面１７および１８と、を有する。

図８には、図７に示したリードフレーム８および９から切り離した６個の金属端子２〜７が取り付けられたコア１が、底面図をもって、すなわち、実装面１７および１８側から見た状態で示されている。図８には、実装基板に備える導電ランド１９〜２４が破線で示されている。

第１の鍔部１１には、３個の金属端子２〜４が設けられ、第２の鍔部１２には、３個の金属端子５〜７が設けられる。金属端子２〜４は、それぞれ、第１の鍔部１１における実装面１７に沿って延びる実装部２５〜２７を有する。これら実装部２５〜２７は、実装面１７において、巻芯部１０の中心軸線に対して直交する方向に配列される。同様に、金属端子５〜７は、それぞれ、第２の鍔部１２における実装面１８に沿って延びる実装部２８〜３０を有する。これら実装部２８〜３０は、実装面１８において、巻芯部１０の中心軸線に対して直交する方向に配列される。上述した実装部２５〜２７ならびに実装部２８〜３０の配列方向は、図８において、両方向矢印Ａによって示されている。

図示しない４本のワイヤのうち、２本のワイヤの各々の一方端部は、金属端子２および３にそれぞれ接続され、同じく他方端部は、金属端子７に共通に接続される。また、残りの２本のワイヤの各々の一方端部は、金属端子４に共通に接続され、同じく他方端部は、金属端子５および６にそれぞれ接続される。

金属端子２〜７は、それぞれ、鍔部１１および１２に接着剤によって接着された後、リードフレーム８および９から切り離される。この切り離しの位置となる切断線は、図７において、破線Ｃ１〜Ｃ６で示されている。なお、特許文献１には直接的な記載はないが、この切り離しには、金属端子２〜７が鍔部１１および１２に接着剤によって固定された後であるので、精密的な切断工程、すなわち、鋭利な押抜き具を用いたプレス加工によるせん断工程を適用することは困難である。したがって、通常、切り離しのため、プレス加工等によって部分的にＶ溝を形成して強度を低くしておき、その後、引っ張り加工や折り曲げ加工によって強度の低い部分を脆性破壊するような、非精密的な切断工程が適用される。

特開２０１４−９９５８６号公報

上記のようなコア１ならびに金属端子２〜７を備えるコイル部品は、通常、クリームはんだを用いたリフロー工程を適用して実装基板上に実装される。より具体的には、図８に示すように、金属端子２〜７が、それぞれ、実装基板上の導電ランド１９〜２４にはんだ付けされる。しかしながら、このリフロー工程において、実装基板上のコイル部品が、回転したり、前述の配列方向Ａにシフティングしたりすることがある。その結果、特に、比較的間隔が狭い金属端子２および３間、あるいは金属端子５および６間で、ショートが生じやすい。

このような不都合が生じる原因は、切断線Ｃ１〜Ｃ６における切り離しによって生じた切断跡Ｔ１〜Ｔ６の性状、向き、および位置などにあると考えられる。

まず、切断跡Ｔ１〜Ｔ６は、金属端子２〜７の実装部２５〜３０が規定する長方形の長辺から突出するように形成され、かつ、金属端子２〜７の実装部２５〜３０の配列方向Ａと同じ方向に向いている。

このような状況の下で、切断跡Ｔ１〜Ｔ６は、前述したように、非精密的な切断工程によってリードフレーム８および９から切り離されて得られたものであるので、他の端縁に比べて、面粗さがより粗く、その形態が安定しない。切断跡Ｔ１〜Ｔ６には、バリが生じる場合もある。そのため、切断跡Ｔ１〜Ｔ６の中には、他のものに比べて、はんだ濡れ性が低下したものが生じたり、切断跡Ｔ１〜Ｔ６間で、はんだ濡れ性のばらつきが大きくなったりする。

上述したはんだ濡れ性のばらつきは、切断跡Ｔ１〜Ｔ６間で生じるものであるため、切断跡Ｔ１〜Ｔ６の並びの方向、すなわち実装部２５〜２７および２８〜３０の配列方向Ａに沿って、ランダムにばらついたはんだ濡れ性が現れるということである。

このようなはんだ濡れ性のばらつきが起因して、リフロー工程において、実装基板上のコイル部品が、回転したり、配列方向Ａにシフティングしたりすると考えられる。その結果、比較的間隔が狭い金属端子２および３間、あるいは金属端子５および６間で、ショートが生じ得る。

そこで、この発明の目的は、上述したような切断跡でのはんだ濡れ性のばらつきがあるとしても、リフロー工程で、回転したり、シフティングしたりしにくいコイル部品を提供しようとすることである。

この発明は、巻芯部ならびに巻芯部の各端部にそれぞれ設けられた第１および第２の鍔部を有するコアと、第１の鍔部に設けられた複数個の第１の金属端子と、第２の鍔部に設けられた複数個の第２の金属端子と、巻芯部に巻回され、かつ複数個の第１の金属端子のいずれかと複数個の第２の金属端子のいずれかとの間に接続された、ワイヤと、を備える、コイル部品に向けられる。

第１および第２の鍔部は、ともに、実装時において実装基板側に向けられる実装面を有し、第１および第２の金属端子は、それぞれ、第１および第２の鍔部における実装面側に位置する実装部を有し、各々複数個の第１および第２の金属端子の実装部は、それぞれ、第１および第２の鍔部の実装面において、巻芯部の中心軸線に対して直交する方向に配列されている。

このようなコイル部品において、前述した技術的課題を解決するため、この発明では、第１および第２の金属端子のうちの一方の実装部は、第１および第２の金属端子のうちの他方の実装部と向かい合う第１の端縁とそれ以外の第２の端縁とを有し、第１の端縁は、第２の端縁に比べて、面粗さがより粗い切断跡を有することを特徴としている。

上述した面粗さがより粗い切断跡は、非精密的な切断工程でリードフレームから切り離されたことによって生じたものである。よって、面粗さがより粗い複数個の切断跡において、はんだ濡れ性のばらつきが生じることは避けられない。しかし、これら切断跡は、第１および第２の金属端子の一方の実装部における、他方の実装部と向かい合う第１の端縁に位置しているので、リフロー工程において、はんだ濡れ性のばらつきによる影響をあまり受けない。
この発明において、典型的な実施形態では、上記第１の端縁は、当該第１の端縁を位置させる鍔部の実装面からはみ出さず当該実装面の周縁より内側に位置している。このように、第１の端縁が実装面の周縁より内側に位置している場合、リードフレームからの切り離しのため、精密的な切断工程を適用しにくいが、非精密的な切断工程であれば、容易に適用できる。

上述した面粗さがより粗い切断跡は、好ましくは、第１および第２の金属端子の双方の第１の端縁において形成される。すなわち、第１および第２の金属端子の各々の第１の端縁が、各々の第２の端縁に比べて、面粗さがより粗い切断跡を有することが好ましい。

この発明に係るコイル部品において、ワイヤを複数本備えることが好ましい。

第１および第２の金属端子は、それぞれ、実装部から屈曲部を介して第１および第２の鍔部における外側端面に沿って延びる立上がり部を有することが好ましい。この構成によれば、実装基板への実装状態において、はんだフィレットが形成されやすい。したがって、適正なはんだ付けが達成されているかどうかの外観確認を容易に行なうことができる。

この発明に係るコイル部品によれば、面粗さがより粗い切断跡が、第１および第２の金属端子の一方の実装部における、他方の実装部と向かい合う第１の端縁に位置しているので、前述したように、リフロー工程において、はんだ濡れ性のばらつきによる影響をあまり受けない。したがって、リフロー工程で、コイル部品が回転したり、シフティングしたりしにくくすることができ、その結果、金属端子間でショートしにくくすることができる。

この発明の一実施形態によるコイル部品３１を示す底面図である。 図１に示したコイル部品３１に備えるコア３３および金属端子４２〜４７を底面側から示す斜視図である。 図１に示したコイル部品３１に備えるコア３３および金属端子４２〜４７を示す底面図であり、実装基板の導電ランド１９〜２４を併せて示している。 図１に示したコイル部品３１の製造途中の状態を底面側から示す斜視図である。 図４の線Ｖ−Ｖに沿う拡大断面図である。 図１に示したコイル部品３１における金属端子４４の切断跡Ｔ３を示す端面図である。 特許文献１に記載されたコイル部品の製造途中の状態を示す底面図である。 図７に示したコイル部品に備えるコア１および金属端子２〜７を示す底面図であり、実装基板の導電ランド１９〜２４を併せて示している。

図１ないし図６を参照して、この発明の一実施形態によるコイル部品３１について説明する。図示したコイル部品３１は、コイル部品の一例としての表面実装型パルストランスを構成するものである。

コイル部品３１は、巻芯部３２を与えるコア３３を備えている。コア３３は、また、巻芯部３２の各端部にそれぞれ設けられた第１および第２の鍔部３４および３５を備えている。コア３３は、たとえば、フェライトのような磁性体から構成される。

鍔部３４および３５は、図２からわかるように、ほぼ矩形の断面形状を有している。鍔部３４および３５は、それぞれ、巻芯部３２側に向きかつ巻芯部３２の各端部を位置させる内側端面３６および３７と、内側端面３６および３７の反対側の外側に向く外側端面３８および３９と、内側端面３６および３７と外側端面３８および３９とを連結するものであって、実装時において実装基板（図示せず。）側に向けられる実装面４０および４１と、を有する。

第１の鍔部３４には、３個の第１の金属端子４２〜４４が設けられ、第２の鍔部３５には、３個の第２の金属端子４５〜４７が設けられる。

第１の金属端子４２〜４４は、第１の鍔部３４における実装面４０に沿って延びる実装部４８〜５０と、実装部４８〜５０から屈曲部を介して第１の鍔部３４における外側端面３８に沿って延びる立上がり部５１〜５３と、を有する。

第２の金属端子４５〜４７についても、第１の金属端子４２〜４４の場合と同様、第２の鍔部３５における実装面４１に沿って延びる実装部５４〜５６と、実装部５４〜５６から屈曲部を介して第２の鍔部３５における外側端面３９に沿って延びる立上がり部５７〜５９と、を有する。

上述した立上がり部５１〜５３および５７〜５９は、実装基板への実装状態において、はんだフィレットを形成しやすくする。したがって、適正なはんだ付けが達成されているかどうかの外観確認を容易に行なうことができる。

３個の第１の金属端子４２〜４４の実装部４８〜５０は、この順で、第１の鍔部３４の実装面４０において、巻芯部３２の中心軸線に対して直交する方向に配列される。他方、３個の第２の金属端子４５〜４７の実装部５４〜５６についても、この順で、第２の鍔部３５の実装面４１において、巻芯部３２の中心軸線に対して直交する方向に配列される。上述した実装部４８〜５０ならびに実装部５４〜５６の配列方向は、図１および図３において、両方向矢印Ａによって示されている。

コイル部品３１は、図１に示すように、巻芯部３２に巻回された４本のワイヤ６０〜６３をさらに備えている。これらワイヤ６０〜６３は、絶縁被覆された導線からなり、第１の金属端子４２〜４４のいずれかと第２の金属端子４５〜４７のいずれかとの間に接続される。

ワイヤ６０〜６３は、巻芯部３２上で２つの層をなすように巻回される。より詳細には、第１のワイヤ６０および第３のワイヤ６２は、バイファイラ巻きにされながら下層側に位置され、第２のワイヤ６１および第４のワイヤ６３は、バイファイラ巻きにされながら上層側に位置される。なお、図１では、ワイヤ６０〜６３は省略的に図示されている。

上述の下層側に位置する第１のワイヤ６０および第３のワイヤ６２の巻回方向と上層側に位置する第２のワイヤ６１および第４のワイヤ６３の巻回方向とは、互いに逆にされる。なお、第１のワイヤ６０および第３のワイヤ６２の巻回方向と第２のワイヤ６１および第４のワイヤ６３の巻回方向とが互いに逆にされる限り、第１のワイヤ６０および第３のワイヤ６２ならびに第２のワイヤ６１および第４のワイヤ６３の各々の巻回方向は、図示した巻回方向と逆にされてもよい。

第１のワイヤ６０の一方端６０ａは、第１の金属端子４２に接続され、同じく他方端６０ｂは、第２の金属端子４７に接続される。

第２のワイヤ６１の一方端６１ａは、第１の金属端子４３に接続され、同じく他方端６１ｂは、第２の金属端子４７に接続される。

第３のワイヤ６２の一方端６２ａは、第１の金属端子４４に接続され、同じく他方端６２ｂは、第２の金属端子４６に接続される。

第４のワイヤ６３の一方端６３ａは、第１の金属端子４４に接続され、同じく他方端６３ｂは、第２の金属端子４５に接続される。

上述したワイヤ６０〜６３と金属端子４２〜４４および４５〜４７との接続には、たとえば、熱圧着や溶接などが適用される。

第１の金属端子４２および４３は、それぞれ、入力のプラス側端子およびマイナス側端子となる。また、第２の金属端子４５および４６は、それぞれ、出力のプラス側端子およびマイナス側端子となる。

この実施形態では、第１の金属端子４４には、第３および第４のワイヤ６２および６３が共通に接続され、第２の金属端子４７には、第１および第２のワイヤ６０および６１が共通に接続される。この構成に代えて、第３および第４のワイヤ６２および６３を各々別に接続するように、第１の金属端子４４が分割され、また、第１および第２のワイヤ６０および６１を各々別に接続するように、第２の金属端子４７が分割されてもよい。

第１のワイヤ６０および第２のワイヤ６１は、当該コイル部品３１によって構成されるパルストランスの一次巻線を与え、第３のワイヤ６２および第４のワイヤ６３は、同パルストランスの二次巻線を与える。

次に、コイル部品３１を製造するにあたって実施される金属端子４２〜４７のコア３３への取付け工程について説明する。

金属端子４２〜４７は、図４に示すように、リードフレーム６４によって与えられる。リードフレーム６４は、比較的幅広の連結主幹６５と、連結主幹６５から側方に延びる複数本の連結枝６６〜７１と、を備えている。リードフレーム６４は、連結主幹６５の一方側に連結枝６６〜６８が張り出し、同じく他方側に連結枝６９〜７１が張り出す形状を有しているので、１個のリードフレーム６４によって、すべての金属端子４２〜４７を与えることができる。すなわち、図７に示すような２個のリードフレーム８および９を必要としない。

リードフレーム６４は、たとえばリン青銅やタフピッチ銅などの銅系合金からなる金属板に対して比較的精密な切断工程、たとえば、鋭利な押抜き具によるせん断工程を適用することによって得られるものである。なお、リードフレーム６４を構成する金属板には、図５に示すように、たとえば錫からなるめっき膜７２が形成されることが好ましい。

上述した連結枝６６〜７１の各々の自由端側には、それぞれ、金属端子４２〜４７が形成される。金属端子４２〜４７の、連結枝６６〜７１からの切り離しを容易にするため、金属端子４２〜４７と連結枝６６〜７１との境界位置には、互いに対向する１対の切欠き７３および７４が設けられる。また、切り離しを容易にするという同様の理由で、上記境界位置には、図５に示すように、Ｖ溝７５が設けられることが好ましい。なお、図５は、図４の線Ｖ−Ｖに沿う断面図であり、したがって、図５には、金属端子４４および連結枝６８が図示されているが、他の金属端子４２、４３および４５〜４７ならびに他の連結枝６６、６７および６９〜７１についても同様の構造を有している。

なお、図示の実施形態では、Ｖ溝７５は、めっき膜７２が形成された面とは反対側の面に設けられたが、これに代えて、あるいはこれに加えて、めっき膜７２が形成された面に設けられてもよい。

金属端子４２〜４７は、それぞれ、鍔部３４および３５に接着剤によって接着された後、切欠き７３および７４ならびにＶ溝７５の位置で、リードフレーム６４から切り離される。この切り離しには、非精密的な切断工程が適用される。

上述した切り離しによって、図２および図３に示すように、金属端子４２〜４７には、それぞれ、切断跡Ｔ１〜Ｔ６が残される。特に、金属端子４４における切断跡Ｔ３の端面が図６に示されている。

図６を参照して、切断跡Ｔ３には、Ｖ溝７５の一方側壁を規定していた比較的平滑な面７６のほかに、非精密的な切断工程で生じた面粗さが比較的粗い面７７が形成されている。図示しないが、他の金属端子４２、４３および４５〜４７における切断跡Ｔ１、Ｔ２およびＴ４〜Ｔ６においても、切断跡Ｔ３の形態と同様の形態が現れている。

第１の金属端子４２〜４４の各々の実装部４８〜５０と第２の金属端子４５〜４７の各々の実装部５４〜５６とは、互いに向かい合う第１の端縁Ｅ１とそれ以外の第２の端縁Ｅ２（図３参照）とを有する。そして、前述した比較的粗い面７７を形成する切断跡Ｔ１〜Ｔ６は、第１の端縁Ｅ１上に位置している。また、図３によく示されているように、切断跡Ｔ１〜Ｔ６を有する第１の端縁Ｅ１は、当該第１の端縁Ｅ１を位置させる鍔部３４または３５の実装面４０または４１からはみ出さず当該実装面４０または４１の周縁より内側に位置している。

切断跡Ｔ１〜Ｔ６では、面が粗いことによる凹凸やバリが生じたりして、その形態が安定しない。そのため、切断跡Ｔ１〜Ｔ６間で、はんだ濡れ性のばらつきが生じることは避けられない。しかし、これら切断跡Ｔ１〜Ｔ６は、第１の金属端子４２〜４４の各々の実装部４８〜５０と第２の金属端子４５〜４７の各々の実装部５４〜５６とにおける互いに向かい合う第１の端縁Ｅ１に位置している。そのため、図３に示すように、金属端子４２〜４７が、それぞれ、実装基板上の導電ランド１９〜２４にはんだ付けされるリフロー工程において、シフティングが起こったとしても、各金属端子４２〜４７から各第１の端縁Ｅ１へ向かう方向または遠ざかる方向、すなわち金属端子が並んでいない方向にずれる。その結果、金属端子４２〜４４間および金属端子４５〜４７間でショートしにくくすることができる。

なお、以上説明した実施形態では、第１の端縁Ｅ１上に位置する切断跡Ｔ１〜Ｔ６と第２の端縁Ｅ２との区別は、面粗さの粗密によったが、さらに、他のファクタ、たとえば、端縁での金属組織などを加味してもよい。なお、面粗さとしては、ＩＳＯ ２５１７８で定義される「表面粗さ」を用いることができる。また、面粗さの測定には、たとえばレーザ顕微鏡を用いればよい。

以上、この発明に係るコイル部品を説明するにあたり、実施形態として、パルストランスを採用したが、コアの巻芯部に複数本のワイヤが巻回され、第１鍔部および第２鍔部に、それぞれ、各々複数個の第１および第２の金属端子が設けられ、第１および第２の金属端子の実装部が、それぞれ、第１および第２の鍔部の実装面において、巻芯部の中心軸線に対して直交する方向に配列されているものであれば、どのようなコイル部品に対しても、この発明を適用することができる。たとえば、コイル部品は、コモンモードチョークコイルやトランス、バラン等であってもよい。

したがって、ワイヤの数および各鍔部に設けられる金属端子の数は、任意である。たとえば、１本のワイヤをその両端および中間の３点で金属端子と接続する３端子の構成をとることもあり得る。また、金属端子として、ワイヤに接続されないダミー端子を形成する場合もあり得る。このようなダミー端子であっても、それが信号ラインの導電ランドに接続されてしまうと、特性に悪影響が出ることがあるため、この発明が有効となる。以上のように、ワイヤの数と金属端子の数とは必ずしも相関するものではない。

また、第１および第２の金属端子のうちの一方の金属端子についてのみ、実装部の第１の端縁が非精密的な切断工程によってもたらされた粗い切断跡を有する実施態様もこの発明の範囲内の実施態様であると理解すべきである。

３１ コイル部品
３２ 巻芯部
３３ コア
３４，３５ 鍔部
３６，３７ 内側端面
３８，３９ 外側端面
４０，４１ 実装面
４２〜４７ 金属端子
４８〜５０，５４〜５６ 実装部
５１〜５３，５７〜５９ 立上がり部
６０〜６３ ワイヤ
７３，７４ 切欠き
７５ Ｖ溝
７６ 平滑な面
７７ 粗い面
Ｔ１〜Ｔ６ 切断跡
Ａ 配列方向
Ｅ１ 第１の端縁
Ｅ２ 第２の端縁

Claims (5)

1. 巻芯部ならびに前記巻芯部の各端部にそれぞれ設けられた第１および第２の鍔部を有するコアと、
   前記第１の鍔部に設けられた複数個の第１の金属端子と、
   前記第２の鍔部に設けられた複数個の第２の金属端子と、
   前記巻芯部に巻回され、かつ前記複数個の第１の金属端子のいずれかと前記複数個の第２の金属端子のいずれかとの間に接続された、ワイヤと、
   を備え、
   前記第１および第２の鍔部は、ともに、実装時において実装基板側に向けられる実装面を有し、
   前記第１および第２の金属端子は、それぞれ、前記第１および第２の鍔部における前記実装面側に位置する実装部を有し、
   各々複数個の前記第１および第２の金属端子の前記実装部は、それぞれ、前記第１および第２の鍔部の前記実装面において、前記巻芯部の中心軸線に対して直交する方向に配列され、
   前記第１および第２の金属端子のうちの一方の前記実装部は、前記第１および第２の金属端子のうちの他方の前記実装部と向かい合う第１の端縁とそれ以外の第２の端縁とを有し、前記第１の端縁は、前記第２の端縁に比べて、面粗さがより粗い切断跡を有する、
   コイル部品。
2. 前記第１の端縁は、当該第１の端縁を位置させる前記鍔部の前記実装面からはみ出さず当該実装面の周縁より内側に位置している、請求項１に記載のコイル部品。
3. 前記第１および第２の金属端子の各々の前記第１の端縁が、各々の前記第２の端縁に比べて、面粗さがより粗い切断跡を有する、請求項１または２に記載のコイル部品。
4. 前記ワイヤを複数本備える、請求項１ないし３のいずれかに記載のコイル部品。
5. 前記第１および第２の金属端子は、それぞれ、前記実装部から屈曲部を介して前記第１および第２の鍔部における外側端面に沿って延びる立上がり部を有する、請求項１ないし４のいずれかに記載のコイル部品。

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