JP6734444B2 - コイル部品及びその製造方法,電子機器 - Google Patents

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Description

本発明は、コイル部品及びその製造方法,電子機器に関し、更に具体的には、空芯コイルの引出構造に関するものである。
携帯機器をはじめとする電子機器の高性能化に伴い、電子機器に使用される部品も高い性能が要求されている。しかしながら、電子機器の高性能化に伴い、部品点数も増加することから、部品自体の小型化の動きが高まっている。これは、巻線を用いた高い電流特性のコイル部品でも同様であり、これまで以上に小型化する対策が検討されている。
高い電流特性を得るために、これまでも平角線と呼ばれる角型の導線を用いたコイル部品は多くあった。しかし、空芯コイルの周回部の形成は比較的容易であるが、引出部から端子電極への接続を安定して行うことは容易ではなく、導線の引き回ししやすい方向に引出部を形成する方法がとられてきた。例えば、下記特許文献1には、同文献の第8図及び第9図に示すように、平板形状の周縁部に柱状凸部を有する形状に形成されたタブレットに、断面が平角形状の導線を巻回したコイルを載置し、該コイルの両端部を前記タブレットの柱状凸部の外側側面に沿わせ、その一部を封止材から露出させて外部電極と接続する構造が示されている。
特開2010−245473号公報(第8図,第9図)
上述した特許文献1に記載の技術では、引出部を安定させるために、同文献第8図に示すようにタブレットを用い、この表面を使って引出部を位置決めする方法により成形が行われており、引出位置を安定させることはできる。しかしながら、同文献第9図に示すように、空芯コイルの外側に大きなスペース(同第9図の「12a」参照)を要するようになってしまい、磁性体中に埋め込むタイプのコイル部品において、小型化を進める上での制約となっていた。このため、引出部を省スペース化しつつ、磁性体形成時の引出位置の安定性の確保が課題となっていた。
本発明は、以上のような点に着目したもので、空芯コイルにおいて、引出部のスペースを削減して小型化を図るとともに、磁性体形成時の引出位置の安定性が高いコイル部品を及びその製造方法を提供することを、その目的とする。他の目的は、前記コイル部品を用いた電子機器を提供することである。
本発明のコイル部品は、金属磁性粒子と樹脂から形成され、基板に実装される側において長辺と短辺を有する直方体の磁性体と、丸線が接するように巻回され、巻回した丸線の上に重ねるように繰り返し丸線を巻回し形成され、前記磁性体に埋め込まれる周回部と、前記磁性体の一方の長辺側における前記周回部の外周面から引き出される引出線と、前記引出線の端部から形成され、前記基板に実装される側の磁性体の面を2本の対角線で4つのエリアに区切ったときに、前記4つのエリアのうちの短辺側の2つのエリアにそれぞれ含まれ、さらに前記2つのエリア内において前記磁性体の一方の長辺側に寄った位置より前記磁性体の外側に引出される一対の引出部を持つ空芯コイルと、前記引出部と電気的に接続される一対の端子電極と、を有しており、前記基板に実装される側の磁性体の面を透過して見て、前記一対の引出部は、前記周回部の外周面と接する位置にあり、前記基板に実装される側の磁性体の面を透過して見て、前記周回部の外側の磁性体の面積S1に対する前記周回部の内側の磁性体の面積S3の比S3/S1を、0.38以上としたことを特徴とする。
主要な形態の一つは、導線の断面が、0.01mm以上の断面積を有することを特徴とする。他の形態としては、前記一対の引出部と前記一対の端子電極との電気的な接続部を、前記基板に実装される側の面に形成したことを特徴とする。あるいは、前記基板に実装される側の磁性体の面を透過して見て、前記周回部の内周形状が、長円形又は角丸長方形であることを特徴とする。更に他の形態としては、前記一対の端子電極が、前記基板に実装される側の磁性体の面に形成されていることを特徴とする。本発明の電子機器は、前記いずれかのコイル部品を備えたことを特徴とする。
本発明のコイル部品の製造方法は、金属磁性粒子と樹脂から形成され、基板に実装される側において長辺と短辺を有する直方体の磁性体と、丸線が接するように巻回され、巻回した丸線の上に重ねるように繰り返し丸線を巻回し形成され、前記磁性体に埋め込まれる周回部と、前記磁性体の一方の長辺側における前記周回部の外周面から引き出される引出線と、前記引出線の端部から形成され、前記基板に実装される側の磁性体の面を2本の対角線で4つのエリアに区切ったときに、前記4つのエリアのうちの短辺側の2つのエリアにそれぞれ含まれ、さらに前記2つのエリア内において前記磁性体の一方の長辺側に寄った位置より前記磁性体の外側に引出される一対の引出部を持つ空芯コイルと、前記引出部と電気的に接続される一対の端子電極と、を有しており、前記基板に実装される側の磁性体の面を透過して見て、前記一対の引出部は、前記周回部の外周面と接する位置にあることを特徴とするコイル部品の製法方法であって、前記周回部により形成されるコイル軸方向から見て、前記周回部の両端から引出されるそれぞれの導線が交差部分を持ちながら該周回部の外周面から遠ざかる方向に引出され、更に導線の端部に向って、前記周回部の外周面との間にそれぞれ所定の隙間を形成し、互いに反対方向に向かい、かつ平行となるように曲げ加工され一対の引出線を形成する第1工程と、前記一対の引出線の端部側を曲げ加工し、前記コイル軸と平行で同一方向に向う一対の引出部を形成する第2工程と、前記一対の引出線の交差部分を曲げ加工して、前記周回部の外周面に沿わせる第3工程と、前記一対の引出部を、前記コイル軸と平行に維持しながら、前記周回部の外周面と接するように曲げ加工する第4工程と、前記周回部と一対の引出部の位置をモニタリングしながら、金型に前記第1〜第4工程で形成した空芯コイルをセットし、金属粒子と樹脂からなる磁性体材料を埋め込む際に、前記基板に実装される側の磁性体の面を透過して見て、前記周回部の外側の磁性体の面積S1に対する前記周回部の内側の磁性体の面積S3の比S3/S1が0.38以上となるように、磁性体を成形する第5工程と、を含むことを特徴とする。
本発明のコイル部品の他の製造方法は、金属磁性粒子と樹脂から形成され、基板に実装される側において長辺と短辺を有する直方体の磁性体と、丸線が接するように巻回され、巻回した丸線の上に重ねるように繰り返し丸線を巻回し形成され、前記磁性体に埋め込まれる周回部と、前記磁性体の一方の長辺側における前記周回部の外周面から引き出される引出線と、前記引出線の端部から形成され、前記基板に実装される側の磁性体の面を2本の対角線で4つのエリアに区切ったときに、前記4つのエリアのうちの短辺側の2つのエリアにそれぞれ含まれ、さらに前記2つのエリア内において前記磁性体の一方の長辺側に寄った位置より前記磁性体の外側に引出される一対の引出部を持つ空芯コイルと、前記引出部と電気的に接続される一対の端子電極と、を有しており、前記基板に実装される側の磁性体の面を透過して見て、前記一対の引出部は、前記周回部の外周面と接する位置にあることを特徴とするコイル部品の製法方法であって、導線を巻回させて前記周回部を形成し、該周回部により形成されるコイル軸方向から見て、該周回部の両端から引出されるそれぞれの導線が交差部分を持ちながら該周回部の外周面から遠ざかる方向に引出され、更に導線の端部に向って、前記周回部の外周面との間にそれぞれ所定の隙間を形成し、互いに反対方向に向かい、かつ平行となるように曲げ加工され一対の引出線を形成する第1工程と、前記一対の引出線の端部側を曲げ加工し、前記コイル軸と平行で同一方向に向う一対の引出部を形成する第2工程と、前記一対の引出部を、前記コイル軸と平行に維持しながら、前記周回部の外周面と接するように曲げ加工する第3工程と、前記一対の引出線の交差部分を曲げ加工して、前記周回部の外周面に沿わせる第4工程と、前記周回部と一対の引出部の位置をモニタリングしながら、金型に前記第1〜第4工程で形成した空芯コイルをセットし、金属粒子と樹脂からなる磁性体材料を埋め込む際に、前記基板に実装される側の磁性体の面を透過して見て、前記周回部の外側の磁性体の面積S1に対する前記周回部の内側の磁性体の面積S3の比S3/S1が0.38以上となるように、磁性体を成形する第5工程と、を含むことを特徴とする。本発明の前記及び他の目的,特徴,利点は、以下の詳細な説明及び添付図面から明瞭になろう。
本発明によれば、金属磁性粒子と樹脂から形成され、基板に実装される側において長辺と短辺を有する直方体の磁性体と、平角線の断面の一方の長辺側の面が接するように巻回され、巻回した平角線の上に重ねるように繰り返し平角線を巻回し形成され、前記磁性体に埋め込まれる周回部と、前記磁性体の一方の長辺側における前記周回部の外周面から引き出される引出線と、前記引出線の端部から形成され、前記基板に実装される側の磁性体の面を2本の対角線で4つのエリアに区切ったときに、前記4つのエリアのうちの短辺側の2つのエリアにそれぞれ含まれ、さらに前記2つのエリア内において前記磁性体の一方の長辺側に寄った位置より前記磁性体の外側に引出される一対の引出部を持つ空芯コイルと、前記引出部と電気的に接続される一対の端子電極と、を有しており、前記基板に実装される側の磁性体の面を透過して見て、前記一対の引出部は、前記周回部の外周面と接する位置にある。このため、一対の引出部が磁性体の短辺寄りに配置され、引出部の省スペース化が可能となる。これにより、空芯コイルの外側の磁性体の占める割合を小さくでき、無駄な磁性体を少なくできる。この結果、電流特性を高くすることができる。加えて、周回部の外側の面積S1に対する周回部の内側の面積S3の比S3/S1を、0.38以上とすることで、周回部外側の面積S1を従来の1.3〜1.8倍とすることができるようになり、磁路断面積を大きく取ることでインダクタンスを取りやすくなる。また、引出部の研磨加工が容易であり、引出位置の安定性を高くできる。また、引出部の位置が安定することで、端子電極との接続安定性も得られる。
本発明の実施例1のコイル部品を示す図であり、(A)は平面図,(B)は前記(A)を矢印F1方向から見た側面図,(C)はコイルを形成する平角線の断面形状を示す図である。 本発明の空芯コイルの周回部の製造手順を示す図である。 本発明の空芯コイルの引出部の製造手順を示す図である。 本発明の空芯コイルの具体例を示す図であり、(A)及び(B)は実施例1の製造方法により製造した空芯コイルの平面形状を示す図,(C)〜(E)は実施例2の製造方法により製造した空芯コイルの平面形状を示す図である。 本発明の具体例を示す平面図である。 本発明の具体例と比較例の寸法の違いによる周回部内側と周回部外側の磁性体の面積比を示す表である。
以下、本発明を実施するための最良の形態を、実施例に基づいて詳細に説明する。
最初に、図1を参照しながら、本発明のコイル部品の基本構造を説明する。図1は、実施例1のコイル部品を示す図であり、(A)は平面図,(B)は前記(A)を矢印F1方向から見た側面図,(C)は空芯コイルを形成する平角線の断面形状を示す図である。図1(A)に示すように、本実施例のコイル部品10は、チップタイプと呼ばれ、長辺と短辺を有する直方体状の磁性体12中に、空芯コイル20が埋め込まれた構成となっている。具体的には、長辺が2.0mm以下のような小型のコイル部品である。前記磁性体12は、樹脂と金属粒子により形成されている。前記磁性体12は、図示しない基板に実装される側の面(図1(A)に示す面)の両側に、端子電極14,16を有しており、前記空芯コイル20の両端の引出部26A,26Bが、前記端子電極14,16に接続されている。
本発明では、前記磁性体12は、直方体状であり、長辺12A,12Bと短辺12C,12Dを有しており、前記基板に実装される側の面を2本の対角線DA,DBで4つのエリアに区切ることができる。すなわち、長辺12A,12B側のエリアEL1,EL2と、短辺側12C,12D側のエリアES1,ES2に区切られる。そして、前記一対の引出部26A,26Bは、前記短辺側12C,12D側のエリアES1,ES2に含まれる。なお、ここで「含まれる」とは、引出部26A,26Bが対角線DA,DBに掛かっており一部が前記エリアES1,ES2に入っている場合と、前記エリアES1,ES2に完全に収まっている場合の双方が含まれる。完全に収まっている例については、後述の具体例で説明する。
次に、本実施例1のコイル部品の製造方法を、図2及び図3を参照して説明する。図2は、空芯コイルの周回手順を示す図,図3は、空芯コイルの引出部の形成手順を示す図である。なお、図3(C-2)〜(E-2)については、実施例2で説明する。本実施例では、前記空芯コイル20の巻線用の導線として、図1(C)に示すように、平角線と呼ばれる導線の断面が長辺30C,30Dと、短辺30A,30Bを有する四角形で、導線の表面に絶縁のための被膜付きのものを用いた。前記空芯コイル20は、平角線30を重ねて巻線される周回部22と、該周回部22と前記端子電極14,16をつなぐ引出部26A,26Bにより形成されている。前記周回部22の形成は、α巻といわれる方法で行った。
具体的には、空芯コイル20を作るために、図2(A)に示すように、長円形(オーバル型)と呼ばれる鉄芯40を用意し、この鉄芯40の周囲に、前記平角線30の断面の一方の長辺側の面が接するように巻回し、更に巻回した平角線30の上に重ねるように繰り返し平角線30を巻回させる。すなわち、前記平角線30が内側から外側に向かって重なり周回部22を形成している。このとき、平角線30としては、周回部22と引出部26A,26Bを形成するために必要な長さのものを用い、平角線30の両端からそれぞれの引出部26A,26Bを形成するのに必要な長さを引いた部分の中間点となる部分を、図2(A)に示すように鉄芯40に当て、それぞれの平角線30の両端を鉄芯40の周りを逆向きの方向に動かすことで巻回される。
巻回の方向は、前記鉄芯40を中心に、それぞれ逆方向に巻回させることで、周回方向が逆の周回部22A,22Bが連続した周回部22が形成される(図2(B)及び(C))。以上のようにして得られる周回部22の内周形状は、平角線30の巻軸として、断面長円形(オーバル型)の鉄芯40を用い、空芯コイル20の周回部22により形成されるコイル軸29(図1(A)参照)は、該コイル軸29の軸方向の内周形状が、2つの半円状の円弧が2つの直線長軸LAの端部にあり、更に短軸LBを有するオーバル形状となっている。
次に、周回部22の両端側に引出部26A,26Bを形成する。まず、前記周回部22の両端を、前記コイル軸29の軸方向から見て交差するように引き出す。すなわち、前記引出線24A,24Bの端部28A,28Bが、前記短軸LB側から見てコイル軸29から遠ざかるように引き出す。そして、図3(A)に示すように、一対の引出線24A,24Bの端部28A,28B側が、前記周回部22の外周面と導線1本分以上離れ(間隔d)、かつ、互いに平行となるように前記引出線24A,24Bの曲げ加工を行う(第1フォーミング)。具体的には、図3(A)に示すように、引出線24A,24Bの交差部分23A,23Bと、引出部26A,26Bの根元となる位置PA,PBで曲げ加工を行う。
次に、図3(B)に示すように、前記一対の引出線24A,24Bを、引出部26A,26Bの根元となる位置PA,PBで同一方向に曲げ加工し、前記コイル軸29と平行な一対の引出部26A,26Bを形成する(第2フォーミング)。そして、図3(C-1)に示すように、前記一対の引出線24A,24Bの交差部分23A,23Bを曲げ加工して、前記周回部22の外周面に沿うように平面状に加工する(第3フォーミング)。
そして、図3(D-1)に示すように、前記一対の引出部26A,26Bを、前記コイル軸29と平行に保ちながら、前記周回部22に近付くように、前記一対の引出線24A,24Bを曲げ加工する(第4フォーミング)。以上のようにして引出部26A,26Bを形成した空芯コイル20を、前記周回部22と一対の引出部26A,26Bの位置をモニタリングしながら、金型にセットし(図3(E-1))、金属粒子と樹脂とを混練した磁性材料を用いて成形する(成形工程)。
このように、実施例1によれば、導線を周回させた周回部22と、該周回部22の両端から引き出される一対の引出部26A,26Bを有する空芯コイル20が、金属粒子と樹脂からなる磁性体12中に埋め込まれ、前記一対の引出部26A,26Bのそれぞれに接続する一対の端子電極14,16を有するコイル部品10において、前記磁性体12が長辺及び短辺を有する直方体であり、基板に実装される側の前記磁性体12の面を、2本の対角線DA,DBで4つのエリアに区切ったときに、前記一対の引出部26A,26Bが、前記4つのエリアのうちの短辺側の2つのエリアES1,ES2にそれぞれ含まれることとしたので、次のような効果がある。
(1)一対の引出部26A,26Bが、磁性体12の短辺寄りに配置され、引出部26A,26Bの省スペース化が可能となる。これにより、空芯コイル20の外側の磁性体の占める割合を小さくして無駄な磁性体を少なくできる。これは、製品サイズ内において空芯コイル20を大きくすることにつながり、空芯コイル20の外側の磁性体の割合と空芯コイル20の内側の磁性体の割合の差を小さくでき、結果として電流特性を高くすることができる。具体的には、周回部の外側の面積S1に対する周回部の内周のS3の割合「S3/S1」を0.38以上にすることができる。これまで以上に周回部の内側のS3の割合を高くできる。
(2)上述した手順で引出部26A,26Bの形成を行うことにより、引出部26A,26Bの研磨加工を容易に行えるようになり、比較的簡単な方法で精度良く、しかも確実に引出部26A,26Bを磁性体表面に露出させることができる。また、引出部26A,26Bの位置精度が得られやすいため、磁性体に埋め込み段階での位置決めを引出部26A,26Bをモニタリングしながらできるため、組立て精度が良く、安定的に、確実に端子電極14,16と接続することができる。これは、上述した先行文献の引出部では研磨量が足りなければ引出部の露出が不十分となり、逆に削りすぎでは引出位置が変化してしまうことがあるのに対し、本実施例ではこのような不都合が生じないためである。
(3)周回部22の内周形状を長円形(オーバル型)としたので、更に内周面積の割合を大きくして、電流特性の向上に寄与することができる。
次に、本発明の実施例2を説明する。なお、上述した実施例1と同一ないし対応する構成要素には同一の符号を用いることとする(以下の具体例についても同様)。上述した実施例1では、一対の引出部26A,26Bを形成するにあたり、前記交差部23A,23Bを周回部22の外周面に沿う平面状となるように曲げ加工を行ったのち(実施例1の第3フォーミング)、引出部26A,26Bが周回部22に近付くように引出線24A,24Bを曲げ加工することとした(実施例1の第4フォーミング)。本実施例は、前記第3フォーミングと第4フォーミングの手順を逆にすることにより、曲げ精度をよくし、周回部22の外周面と引出部26A,26Bの間に隙間を生じにくくした例である。
図3(C-2)〜(E-2)には、本実施例のコイル部品の製造手順の一例が示されている。なお、空芯コイル20の周回部22の形成手順は上述した実施例1と同様であり、図3(A)及び(B)の工程も実施例1と同様のため説明は省略する。図3(B)までの工程において、周回部22から引き出した引出線24A,24Bを曲げ加工して引出部26A,26Bを形成したら、本実施例では、図3(C-2)に示すように、前記一対の引出部26A,26Bを、前記コイル軸29と平行に保ちながら、前記周回部22に近付くように、前記一対の引出線24A,24Bを曲げ加工する。この時の曲げ角度αは、例えば20°〜80°とする。そして、その後に、図3(D-2)に示すように、前記一対の引出線24A,24Bの交差部分23A,23Bを曲げ加工して、前記周回部22の外周面に沿うように平面状に加工する。以上のようにして引出部26A,26Bを形成した空芯コイル20を、前記周回部22と一対の引出部26A,26Bの位置をモニタリングしながら、金型にセットし(図3(E-2))、金属粒子と樹脂とを混練した磁性材料を用いて成形する(成形工程)。
本実施例では、上述した実施例1よりも、周回部22の外周面と引出部26A,26Bの間の隙間を更に小さくできるため、引出部26A,26Bの安定性をより高くすることができる。例えば、融着層を有する導線を用いて引出線24A,24Bと周回部22の外周面を固定させれば、より引出部26A,26Bの位置の安定性を高めることができる。これにより、更に、周回部22の外側の磁性体12の面積を小さくできるとともに、細い導線を用いることができる。例えば、磁性体12の長さ(L)×幅(W)が2.0×1.6(mm)サイズのような寸法比の場合(図4(C)の例参照)、引出部26A,26Bは、対角線DA,DBに掛かる位置となり、L×W=2.0×1.2サイズのような場合(図4(D)参照)、引出部26A,26Bは、対角線DA,DBより短辺側のエリアES1,ES2に収まるようになる。
これにより、引出部26A,26Bの位置を最も磁性体側面より遠ざける(図4(C)の間隔IB参照)ことができ、磁性体12の厚みを確保する上で、好ましい位置になる。そして、引出部26A,26Bの周辺をきっかけにクラック等が生じないようにすることで、磁性体の厚みを薄くできる。このようなL×Wの寸法比による引出部26A,26Bの位置については、前記実施例1にも同様に当てはまる。また、本実施例では、上述した実施例1よりも、更に周回部22の内周側の面積を増やすことができるという利点がある。その他の基本的な効果は、上述した実施例1と同様である。
<具体例>・・・次に、本発明の具体例と比較例を用い、前記コイル軸29が、長軸LAと短軸LBを有する形状とした場合の、引出部26A,26Bの配置や磁性体12の面積バランスについて、以下に説明する。図5には、具体例のコイル部品10が示されている。製品(コイル部品10)の実装面の長さをL,幅をWとし、周回部20の外周の短軸の長さをX1,長軸の長さをY1とし、周回部22の内周の短軸の長さをX2,長軸の長さをY2とする。また、周回部22の外側の面積をS1,周回部22の面積をS2,周回部22の内側の面積をS3とし、図6に示す条件で比較例1〜4及び具体例1〜8のコイル部品を製作した。
なお、図6中、「引出部」の「側面引出し」とは、引出部26A,26Bを磁性体12の基板に実装される面の短辺側に隣接する側面から引き出したことを意味し、「実施例1」「実施例2」とは、上述した実施例1及び実施例2の製造方法で空芯コイルを形成したことを示している。また、具体例1は、図4(A)の空芯コイル50Aの内周形状を楕円形としたものに相当し、具体例5は、図4(B)の空芯のコイル50Bの内周形状を楕円形としたものに相当する。また、具体例3は、図4(C)の空芯コイル50Cの内周形状を長円形としたものに相当し、具体例7は図4(D)の空芯コイル50Dの内周形状を長円形としたものに相当し、具体例4,8は、図4(E)の空芯コイル50Eの矩形(角丸長方形)としたものに相当する。なお、具体例4,8は、鉄芯40の断面形状が矩形のものを用意し、4つの角にR0.1mmの丸み付けを行ってから空芯コイル50Eを作成している。このため、角の同様のRの付いた角丸長方形のものとなっている。これにより、導線の被膜にダメージを与えることなく、空芯コイル50Eを得ている。
製品サイズとしては、2.0×1.6×1.0mmと、2.0×1.25×1.0mmの2種類とし、いずれも磁性体12の高さは0.9mmとした。また、磁性体12の各角部には、R0.1mmの丸み付けを行った。そして、複合磁性材料は、金属粒子としてFeSiCrBを95w%と、樹脂としてエポキシ樹脂を5wt%の割合で混合したものを用いた。また、空芯コイル20は、断面寸法が0.25×0.05mmと0.25×0.035mmの被膜付き(いずれも融着層あり)の平角線を用い、周回部22の周回数は11ターンとした。また、端子電極14,16としては、スパッタリングによりTi/Ag層を形成したのち、導電性ペーストを重ね、200℃の温度で硬化して、最後にNi/Snをめっきして、合わせて厚みが0.02mmとなるようにして、それぞれ引出部26A,26Bの端部28A,28Bと接続するようにした。
以上のようにして形成した比較例1〜4と具体例1〜8の評価は、実装される側の面から見て行った。具体的には、引出部26A,26Bは、端子電極14,16を取り除いた磁性体12の表面において、走査電子顕微鏡(SEM:Scanning Electron Microscope)により50倍の倍率で、磁性体12の2つの対角をそれぞれ10μm相当の幅の直線で結び、この直線(対角線DA,DB)により4つのエリアに区切り、引出部26A,26Bの存在場所を評価した。直線(対角線DA,DB)の引き方については、上記のように磁性体12の各角に丸み付けしたような場合は、磁性体の長辺、短辺をそれぞれ延長し、交差するポイントを決め、このポイントを磁性体の角と見直し、対抗する位置の角を結ぶことで行った。また、上記と同じ方向で、前記磁性体12の高さの半分まで研磨を行い、研磨した面のそれぞれのエリアを画像処理により面積換算して求めた。なお、ここでは、周回部内側の面積S3と、周回部外側の面積S1の比である「S3/S1」が0.38以上とすることができる。これにより、周回部外側の面積S1を従来の1.3〜1.8倍とすることができるようになり、磁路断面積を大きく取れることでインダクタンスを取りやすくなり、結果としてインダクタンス2μH以下とした場合、電流特性を1.5〜2.2倍とする設計が可能となる。なお、上記の倍率については、評価する試料がひとつの画像に収まるように倍率を変えても良く、35〜100倍の範囲とすることで同様の評価が可能となる。
図6の結果から、以下のことが確認できる。
a.比較例1と比較例2の結果からは、側面引出しの場合には、周回部22を矩形(角丸長方形)としても、面積比S3/S1の改善効果は見られない。
b.比較例3と比較例4の結果からは、側面引出しの場合であっても、周回部22を矩形とすることで前記面積比S3/S1は大きくなるが、面積バランスを取るには至らなかった。
c.具体例1と具体例5では、楕円形にする効果が見られ、比較例1と比較例3に比べ、面積比S3/S1を0.21,0.13から0.38,0.43にすることができた。
d.具体例2と具体例6は、それぞれ製造手順が異なる具体例1及び具体例5と比べて、引出部26A,26Bを周回部22に更に近付けたことの効果が見られ、前記面積比S3/S1を0.41,0.46にすることができた。
e.具体例3,4,7,8は、周回部22を長円形(オーバル形)、角丸長方形にした例であるが、いずれも効果があり、前記面積比を更に高くすることができた。
f.長辺/短辺(L/W)より、長軸/短軸(Y2/X2)の方が大きいと、磁性体12のサイズを活かし、周回部22の外側の磁性体の厚みを長辺側と短辺側とでほぼ同じ厚みにでき、磁束の集中する場所を減らすことができ、インダクタンス、飽和電流等の電気的性能の改善と磁束漏れを少なくすることにもつながる。
なお、本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることができる。例えば、以下のものも含まれる。
(1)前記実施例で示した形状,寸法,材質は一例であり、必要に応じて適宜変更してよい。
(2)前記実施例では、コイル部品10を実装する面側に端子電極14,16を設けることとしたが、これも一例であり、必要に応じて適宜変更可能である。
(3)前記具体例で示した寸法も一例であり、同様の効果を奏する範囲内で適宜設計変更可能である。また、空芯コイルの周回部の巻き数も一例であり、必要に応じて適宜増減してよい。
(4)前記実施例では、空芯コイル20の内周形状を長円形(オーバル型)や角丸長方形としたが、これも一例であり、同様の効果を奏する範囲内で適宜設計変更可能である。
(5)前記実施例では、導線として平角線を用いた場合を例に挙げて説明しているが、本発明で使用する導線は丸線であってもよい。なお、導線の断面として、0.01mm以上の断面積を有すると、本発明のフォーミング形状を安定的に形成できるため都合がよい。
以上のように、本発明によれば、金属磁性粒子と樹脂から形成され、基板に実装される側において長辺と短辺を有する直方体の磁性体と、平角線の断面の一方の長辺側の面が接するように巻回され、巻回した平角線の上に重ねるように繰り返し平角線を巻回し形成され、前記磁性体に埋め込まれる周回部と、前記磁性体の一方の長辺側における前記周回部の外周面から引き出される引出線と、前記引出線の端部から形成され、前記基板に実装される側の磁性体の面を2本の対角線で4つのエリアに区切ったときに、前記4つのエリアのうちの短辺側の2つのエリアにそれぞれ含まれ、さらに前記2つのエリア内において前記磁性体の一方の長辺側に寄った位置より前記磁性体の外側に引出される一対の引出部を持つ空芯コイルと、を有しており、前記基板に実装される側の磁性体の面を透過して見て、前記一対の引出部は、前記周回部の外周面と接する位置にあることを特徴とする。このため、引出線および引出部が磁性体の一方の長辺側に配置され、導線を引き出すスペースを削減して小型化が可能となる。これにより、空芯コイルの外側の磁性体の占める割合を小さくでき、無駄な磁性体を少なくできる。この結果、電流特性を高くすることができる。加えて、周回部の外側の面積S1に対する周回部の内側の面積S3の比S3/S1を、0.38以上とすることで、周回部外側の面積S1を従来の1.3〜1.8倍とすることができるようになり、磁路断面積を大きく取ることでインダクタンスを取りやすくなる。また、引出部の研磨加工が容易であり、引出位置の安定性を高くできる。このため、コイル部品の用途に適用できる。特に、引出部の位置が安定することで、端子電極との接続安定性も得られるため、小型かつ高性能のコイル部品の用途に好適である。
10,10A〜10E:コイル部品
12:磁性体
12A,12B:長辺
12C,12D:短辺
14,16:端子電極
20,20A,20B:空芯コイル
22,22A,22B:周回部
23A,23B:交差部
24A,24B:引出線
26A,26B:引出部
28A,28B:端部
29:コイル軸
30:平角線
30A,30B:短辺
30C,30D:長辺
40:鉄芯
50A〜50E:空芯コイル
ES1,ES2,EL1,EL2:エリア
DA,DB:対角線
LA:長軸
LB:短軸

Claims (8)

  1. 金属磁性粒子と樹脂から形成され、基板に実装される側において長辺と短辺を有する直方体の磁性体と、
    丸線が接するように巻回され、巻回した丸線の上に重ねるように繰り返し丸線を巻回し形成され、前記磁性体に埋め込まれる周回部と、前記磁性体の一方の長辺側における前記周回部の外周面から引き出される引出線と、前記引出線の端部から形成され、前記基板に実装される側の磁性体の面を2本の対角線で4つのエリアに区切ったときに、前記4つのエリアのうちの短辺側の2つのエリアにそれぞれ含まれ、さらに前記2つのエリア内において前記磁性体の一方の長辺側に寄った位置より前記磁性体の外側に引出される一対の引出部を持つ空芯コイルと、
    前記引出部と電気的に接続される一対の端子電極と、
    を有しており、
    前記基板に実装される側の磁性体の面を透過して見て、前記一対の引出部は、前記周回部の外周面と接する位置にあり、
    前記基板に実装される側の磁性体の面を透過して見て、前記周回部の外側の磁性体の面積S1に対する前記周回部の内側の磁性体の面積S3の比S3/S1を、0.38以上としたことを特徴とするコイル部品。
  2. 導線の断面が、0.01mm以上の断面積を有することを特徴とする請求項1記載のコイル部品。
  3. 前記一対の引出部と前記一対の端子電極との電気的な接続部を、前記基板に実装される側の面に形成したことを特徴とする請求項1又は2記載のコイル部品。
  4. 前記基板に実装される側の磁性体の面を透過して見て、前記周回部の内周形状が、長円形又は角丸長方形であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のコイル部品。
  5. 前記一対の端子電極が、前記基板に実装される側の磁性体の面に形成されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載のコイル部品。
  6. 請求項1〜5のいずれか一項に記載のコイル部品を備えたことを特徴とする電子機器。
  7. 金属磁性粒子と樹脂から形成され、基板に実装される側において長辺と短辺を有する直方体の磁性体と、
    丸線が接するように巻回され、巻回した丸線の上に重ねるように繰り返し丸線を巻回し形成され、前記磁性体に埋め込まれる周回部と、前記磁性体の一方の長辺側における前記周回部の外周面から引き出される引出線と、前記引出線の端部から形成され、前記基板に実装される側の磁性体の面を2本の対角線で4つのエリアに区切ったときに、前記4つのエリアのうちの短辺側の2つのエリアにそれぞれ含まれ、さらに前記2つのエリア内において前記磁性体の一方の長辺側に寄った位置より前記磁性体の外側に引出される一対の引出部を持つ空芯コイルと、
    前記引出部と電気的に接続される一対の端子電極と、を有しており、
    前記基板に実装される側の磁性体の面を透過して見て、前記一対の引出部は、前記周回部の外周面と接する位置にあることを特徴とするコイル部品の製法方法であって、
    前記周回部により形成されるコイル軸方向から見て、前記周回部の両端から引出されるそれぞれの導線が交差部分を持ちながら該周回部の外周面から遠ざかる方向に引出され、更に導線の端部に向って、前記周回部の外周面との間にそれぞれ所定の隙間を形成し、互いに反対方向に向かい、かつ平行となるように曲げ加工され一対の引出線を形成する第1工程と、
    前記一対の引出線の端部側を曲げ加工し、前記コイル軸と平行で同一方向に向う一対の引出部を形成する第2工程と、
    前記一対の引出線の交差部分を曲げ加工して、前記周回部の外周面に沿わせる第3工程と、
    前記一対の引出部を、前記コイル軸と平行に維持しながら、前記周回部の外周面と接するように曲げ加工する第4工程と、
    前記周回部と一対の引出部の位置をモニタリングしながら、金型に前記第1〜第4工程で形成した空芯コイルをセットし、金属粒子と樹脂からなる磁性体材料を埋め込む際に、前記基板に実装される側の磁性体の面を透過して見て、前記周回部の外側の磁性体の面積S1に対する前記周回部の内側の磁性体の面積S3の比S3/S1が0.38以上となるように、磁性体を成形する第5工程と、
    を含むことを特徴とするコイル部品の製造方法。
  8. 金属磁性粒子と樹脂から形成され、基板に実装される側において長辺と短辺を有する直方体の磁性体と、
    丸線が接するように巻回され、巻回した丸線の上に重ねるように繰り返し丸線を巻回し形成され、前記磁性体に埋め込まれる周回部と、前記磁性体の一方の長辺側における前記周回部の外周面から引き出される引出線と、前記引出線の端部から形成され、前記基板に実装される側の磁性体の面を2本の対角線で4つのエリアに区切ったときに、前記4つのエリアのうちの短辺側の2つのエリアにそれぞれ含まれ、さらに前記2つのエリア内において前記磁性体の一方の長辺側に寄った位置より前記磁性体の外側に引出される一対の引出部を持つ空芯コイルと、
    前記引出部と電気的に接続される一対の端子電極と、を有しており、
    前記基板に実装される側の磁性体の面を透過して見て、前記一対の引出部は、前記周回部の外周面と接する位置にあることを特徴とするコイル部品の製法方法であって、
    導線を巻回させて前記周回部を形成し、該周回部により形成されるコイル軸方向から見て、該周回部の両端から引出されるそれぞれの導線が交差部分を持ちながら該周回部の外周面から遠ざかる方向に引出され、更に導線の端部に向って、前記周回部の外周面との間にそれぞれ所定の隙間を形成し、互いに反対方向に向かい、かつ平行となるように曲げ加工され一対の引出線を形成する第1工程と、
    前記一対の引出線の端部側を曲げ加工し、前記コイル軸と平行で同一方向に向う一対の引出部を形成する第2工程と、
    前記一対の引出部を、前記コイル軸と平行に維持しながら、前記周回部の外周面と接するように曲げ加工する第3工程と、
    前記一対の引出線の交差部分を曲げ加工して、前記周回部の外周面に沿わせる第4工程と、
    前記周回部と一対の引出部の位置をモニタリングしながら、金型に前記第1〜第4工程で形成した空芯コイルをセットし、金属粒子と樹脂からなる磁性体材料を埋め込む際に、前記基板に実装される側の磁性体の面を透過して見て、前記周回部の外側の磁性体の面積S1に対する前記周回部の内側の磁性体の面積S3の比S3/S1が0.38以上となるように、磁性体を成形する第5工程と、
    を含むことを特徴とするコイル部品の製造方法。
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