JP6841085B2

JP6841085B2 - コイル状電子部品

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Publication number: JP6841085B2
Application number: JP2017036354A
Authority: JP
Inventors: 楠田　達文; 達文楠田
Original assignee: Nidec Read Corp
Current assignee: Nidec Read Corp
Priority date: 2017-02-28
Filing date: 2017-02-28
Publication date: 2021-03-10
Anticipated expiration: 2037-02-28
Also published as: JP2018142636A

Description

本発明は、基板等からなる組付対象に組み付けられるコイル状電子部品に関する。

近年、車載用の通信装置等に使用される電子部品は、その機能の向上とともに、ますます小型化が図られている。このような極小の電子部品を製造する方法として、リング状の銅配線パターンが形成された複数枚のセラミック板（ガラス層）を積層し、このセラミック板からなる積層体の両端に形成された外部電極により各セラミック板の導体部同士を接続するようにした製造方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１５−２３７１４号公報

しかしながら、上述の製造方法では、複数枚のセラミック板を極めて高精度に位置決めする必要があり、この位置決めがずれると各リング状パターンが導通しない導通不良が生じることが避けられない。また、このような製造方法で作成されたチップコイルは、コイルの巻数の数だけセラミック板を積層する必要があり、その数だけスルーホールとリング状パターンとの接続部が形成されるため、リング状パターン相互間で接触不良が生じ易いとともに、製造コストが高価になる等の不都合があった。

本発明の目的は、電子部品に接触不良が発生するのを抑制することができるとともに、その製造コストを安価に抑えることができるコイル状電子部品を提供することを目的とする。

本発明に係るコイル状電子部品は、導電性素材により形成された螺旋構造のコイル部と、その両端部に設けられた導電接続部とを有する電子部品本体と、前記導電接続部を組付対象に設けられた組付部にそれぞれ接続する一対の電極とを備え、前記電極は、前記導電接続部を挟持する一対の挟持片を有し、前記一対の挟持片は、互いの間に前記導電接続部の嵌入を受け入れるように開口している。

この構成によれば、電子部品本体の両端部に設けられた導電接続部を、電極の挟持片間に嵌入することにより、その内側面を前記円筒状の導電接続部の周面にそれぞれ当接させて接続することができるため、導体部同士の接触不良が頻繁に生じる虞がなく、かつ極めて簡単にコイル状電子部品を形成できるという利点がある。

また、前記一対の挟持片には、前記開口内に内向きに突出した突部が、前記導電性接続部の嵌入方向の上流側の部位に設けられている構成とすることが好ましい。

この構成によれば、嵌入方向の上流側から突部に電子部品本体の導電接続部を押し当てて、両挟持片を弾性変形させることにより、突部の嵌入方向の下流側に前記導電接続部をスムーズに嵌入することができる。しかも、前記導電接続部を突部の下流側に嵌入して、導電接続部を両挟持片により挟持した状態では、この挟持片の突部により導電接続部の移動を規制して、その脱落を効果的に防止できるという利点がある。

また、前記導電接続部に、前記一対の挟持片の内側辺部が挿入されるスリットが形成されている構成としてもよい。

この構成によれば、前記挟持片の内側辺部とスリットとを係合した状態で、導電接続部を一対の挟持片に沿ってスライド変位させることにより、導電接続部を挟持位置へとスムーズに移動させることが可能である。そして、電子部品本体の導電接続部を両挟持片の間に挟持させることにより、導電接続部と電極との接続状態を安定して保持することができ、電極から電子部品本体が脱落するのを確実に防止できるという利点がある。

また、前記一対の電極を互いに連結する非導電性部材からなる連結部材を備えている構成としてもよい。

この構成によれば、電極の挟持片間に電子部品本体の導電接続部を挿入して保持させることにより、電子部品本体と、電極と、連結部材とが一体化されたチップ型の電子部品を形成することができ、この電子部品を組付対象の上に載置して組み付ける作業等を容易に行うことができる。

また、本発明に係るコイル状電子部品は、導電性素材により形成された螺旋構造のコイル部と、当該コイル部の両端部に設けられた導電接続部とを備え、当該導電接続部に、組付対象に設けられた位置決め固定部に対応する開口部が形成されたものである。

この構成によれば、導電接続部の開口部と、組付対象に設けられた位置決め固定部とを適正に位置合わせした状態で、はんだ付けする等により容易に接続することができため、コイル状電子部品を極めて小型に形成した場合においても、コイル状電子部品に接触不良が発生するのを抑制しつつ、その製造コストを安価に抑えることができるという利点がある。

このような構成のコイル状電子部品によれば、接触不良が発生するのを抑制することができるとともに、その製造コストを安価に抑えることができる。

本発明に係るコイル状電子部品の第一実施形態を示す斜視図である。前記コイル状電子部品の分解状態を示す正面図である。前記コイル状電子部品の具体的構造を示す側面図である。組付対象に前記コイル状電子部品を組み付けた状態を示す正面図である。電子部品本体の端部に設けられた導電接続部の変形例を示す正面図である。前記導電接続部の具体的構造を示す平面図である。前記第一実施形態に係るコイル状電子部品の変形例を示す正面図である。前記コイル状電子部品の構成を示す図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図である。本発明に係るコイル状電子部品の第二実施形態を示す平面図である。前記コイル状電子部品の具体的構造を示す正面断面図である。前記コイル状電子部品を組付対象に組み付けた状態を示す正面断面図である。前記第二実施形態に係るコイル状電子部品の第一変形例を示す正面断面図である。前記の第二実施形態に係るコイル状電子部品の第二変形例を示す正面断面図である。コイル状電子部品を構成する電子部品本体の変形例を示す拡大図である。

以下、本発明に係るコイル状電子部品１の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付したものは、同一の構成であることを示し、その具体的な説明を省略する。
（第一実施形態）

図１は、本発明に係るコイル状電子部品１の第一実施形態を示す斜視図、図２は、コイル状電子部品１を構成する電子部品本体２と電極板３，３（電極）とを分解した状態を示す正面図、図３は、コイル状電子部品１の具体的構造を示す側面図、図４は、基板等からなる組付対象５にコイル状電子部品１を組み付けた状態を示す正面図である。

コイル状電子部品１は、ニッケルあるいはニッケル合金の導電性を有する素材からなる電子部品本体２と、この電子部品本体２の両端部を、組付対象に設けられた電極パッド５１，５１からなる組付部に接続する一対の電極板３，３とを備えている。

電子部品本体２は、約５０μｍ〜５００μｍの直径（外径）を有する筒状体からなっている。電子部品本体２の中央部には、螺旋構造のコイル部２１が例えば約０．５〜１．０ｍｍの長さに亘って形成されるとともに、その両端部には、円筒状の導電接続部２２がそれぞれ設けられている。なお、電子部品本体２の内周面に、金メッキ等のメッキ層を設け、かつ電子部品本体２の外周部に、絶縁被覆層を設けた構造としてもよい。

電子部品本体２の成形方法としては、例えば導電性を有する素材からなる筒状体を形成した後、その一端部から他端部に向けて螺旋状に延びるスリット２３を、前記筒状体の周面に沿って形成することにより、このスリット２３を介して区画された螺旋構造のコイル部２１を電子部品本体２の所定領域に形成する方法等が採用される。

また、スリット２３の成形方法として、エッチング法、又はレーザ加工機を使用した造形加工法等を採用すれば、以下のような極小の電子部品本体２に前記コイル部２１を容易かつ適正に成形して、その量産化を図ることができる。

例えば、電子部品本体２に設けられたコイル部２１の全長を０．５ｍｍ〜１．０ｍｍ、コイル部２１の直径を５０μｍ〜５００μｍとし、コイル部の２１の巻数を適宜に選定することにより、３０ｐＨ〜１００ｐＨ程度のインダクタンスを有するインダクタンス素子を容易かつ適正に成形することができる。

なお、筒状体を形成した後に前記スリット２３を形成するようにした前記実施形態に代え、電鋳法、または三次元金属プリンタを使用した成形法により、前記コイル部２１とスリット２３とを同時に成形するようにしてもよい。また、電子部品本体２の断面形状は、円形に限らず、正方形又は六角形等の種々の形状とすることができる。

電極板３は、組付対象５の組付部に設けられた電極パッド５１に、はんだ付けされる等により接合される接合部３１と、この接合部３１の一端部から起立する起立部３２とを有し、例えば銅、ニッケル又は銀等の導電性を有する素材からなるプレート材を折り曲げ加工される等により形成される。なお、電極の一例として板状の電極板３を示したが、電極は必ずしも板状、あるいは板状部材を加工したものに限らない。

前記起立部３２は、電子部品本体２の導電接続部２２を挟持する一対の挟持片３３，３３を有し、一対の挟持片３３，３３は、互いの間に導電接続部２２の嵌入を受け入れるように開口しており、両挟持片３３，３３の間に電子部品本体２の導電接続部２２が嵌入されて挟持されるように構成されている。具体的には、前記両挟持片３３，３３の内側面の離間距離が、電子部品本体２の外径と略同一か、この外径よりもやや小さい値に設定されている。これにより、両挟持片３３，３３の間に電子部品本体２の導電接続部２２が嵌入された場合に、その周面に両挟持片３３，３３の内側面が圧接された状態で、電子部品本体２の導電接続部２２が挟持されるようになっている。

また、前記挟持片３３の上部、つまり導電接続部２２の嵌入方向の上流側には、内向きに突出した三角形状の突部３４が設けられている。この突部３４の上面に電子部品本体２の導電接続部２２を押し当てて、両挟持片３３，３３を弾性変形させることにより、突部３４の下方（嵌入方向下流側）に前記導電接続部２２をスムーズに嵌入し得るように構成されている。そして、前記導電接続部２２の嵌入後には、挟持片３３の突部３４により前記導電接続部２２の上方移動が規制されて、導電接続部２２の脱落が防止されるようになっている。

さらに、電極板３の起立部３２には、一対の傾斜面を有するＶ字型の凹部３５が形成されている。そして、電子部品本体２の導電接続部２２を前記突部３４の下方に嵌入した際に、突部３４の下面と前記凹部３５の傾斜面とが導電接続部２２の周面にそれぞれ圧接されるように、突部３４と凹部３５との間隔が設定されている。

上述の構成を有するコイル状電子部品１を、プリント配線基板、フレキシブル基板、セラミック多層配線基板、液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ用の電極板、半導体基板等からなる組付対象５に組み付けるには、まず図４に示すように、前記電極板３，３を組付対象５の上に載置し、この組付対象５に設けられた一対の電極パッド５１，５１からなる組付部と前記電極板３，３の接合部３１，３１とをはんだ５２等で接続する。

次いで、前記電極板３の起立部３２に設けられた両挟持片３３，３３の間に、電子部品本体２の導電接続部２２を嵌入して抱持させる。このようにして、螺旋構造のコイル部２１を有する電子部品本体２が電極板３，３を介して組付対象５の電極パッド５１，５１に接続されることにより、インダクタンス素子、Ｔ型フィルタ又は発振回路等として使用されるコイル状電子部品１とすることができる。

本発明に係るコイル状電子部品１は、上述のように導電性素材により形成された螺旋構造のコイル部２１と、その両端部に設けられた導電接続部２２，２２とを有する電子部品本体２と、この電子部品本体２の導電接続部２２，２２を、組付対象５に設けられた組付部にそれぞれ接続する一対の電極板３，３とを備え、この電極板３が、電子部品本体２の導電接続部２２を挟持する一対の挟持片３３，３３を有し、前記一対の挟持片３３，３３が、互いの間に前記導電接続部２２の嵌入を受け入れるように開口した構造としたため、コイル状電子部品１を極めて小型に形成した場合においても、コイル状電子部品１に接触不良が発生するのを抑制しつつ、その製造コストを安価に抑えることができるという利点がある。

すなわち、電子部品本体２の両端部に設けられた導電接続部２２を、電極板３の挟持片３３，３３間に嵌入することにより、その内側面を前記円筒状の導電接続部２２の周面にそれぞれ当接させて接続することができるため、特許文献１に示される従来技術のように、円形の導体部が形成された複数枚の薄いセラミック板を積層し、このセラミック板の積層体からなるチップコイル素体の両端に形成された外部電極により各セラミック板の導体部同士を接続する構成とした場合のように、導体部同士の接触不良が頻繁に生じる虞がなく、かつ極めて簡単に前記コイル状電子部品１を形成することができる。

また、前記第一実施形態に示すように、挟持片３３の上部に位置する導電接続部２２の嵌入方向の上流側に、内向きに突出した三角形状の突部３４を設けた構造とした場合には、この突部３４の上面に電子部品本体２の導電接続部２２を押し当てて、両挟持片３３，３３を弾性変形させることにより、突部３４の下方に前記導電接続部２２をスムーズに嵌入することができる。

しかも、前記導電接続部２２を突部３４の下方に嵌入して、導電接続部２２を両挟持片３３，３３により挟持した状態では、この挟持片３３の突部３４により導電接続部２２の上方移動を規制して、その脱落を効果的に防止できるという利点がある。なお、突部３４の形状は、三角形に限られず、円弧状または台形状等の種々の形状に変更可能である。

さらに、前記第一実施形態に示すように、電極板３の起立部３２に、一対の傾斜面を有するＶ字型の凹部３５を形成し、この凹部３５の傾斜面と突部３４の下面とを導電接続部２２の周面にそれぞれ圧接させるように、突部３４と凹部３５との間隔を設定した場合には、前記導電接続部２２と電極板３とを、より確実に接続することができるという利点がある。

図５及び図６は、電子部品本体２の両端部に設けられた導電接続部２２の変形例を示す正面図及び平面図である。

この変形例に係る導電接続部２２の周面には、電極板３の挟持片３３，３３の内側辺部が挿入される一対のスリット２４，２４が形成されている。この構成によれば、前記挟持片３３，３３の内側辺部とスリット２４，２４とを係合した状態で、挟持片３３，３３の内側辺部に沿って導電接続部２２を下方にスライド変位させることにより、その挟持位置へとスムーズに移動させることが可能である。

そして、挟持片３３の内側辺部とスリット２４とを係合することにより、導電接続部２２と電極板３との接続状態を安定して保持することができる。しかも、電子部品本体２の前後方向（軸方向に沿う方向）の移動を挟持片３３，３３により規制することができるため、前記電極板３，３から電子部品本体２が脱落するのを確実に防止できるという利点がある。なお、前記スリット２４，２４に代えて、導電接続部２２の周面を内方側に凹入させた凹部を設けることによっても同様の作用効果を得ることができる。

図７及び図８は、コイル状電子部品１の変形例を示す正面図及び側面図である。このコイル状電子部品１は、プラスチック材又はセラミックス材等からなる非導電性部材からなる連結部材６を備えている。この連結部材６は、両端部下面に電極板３の接合部３１の上面が接着される等により、左右の電極板３，３を互いに連結するものである。

この構成によれば、連結部材６により相連結された両電極板３，３の挟持片３３，３３の間に、電子部品本体２の両端部に設けられた導電接続部２２をそれぞれ嵌入して、電極板３の突部３４と凹部３５との間に電子部品本体２の導電接続部２２を保持させることにより、電子部品本体２と、電極板３，３と、連結部材６とが一体化されたチップ型の電子部品が得られる。このため、電極板３，３を組付対象５の上に載置し、この組付対象５に設けられた一対の電極パッド５１，５１からなる組付部と、前記電極板３，３の接合部３１，３１とをはんだ５２等で接続する作業を容易に行うことができる。
（第二実施形態）

図９及び図１０は、コイル状電子部品１の第二実施形態を示す平面図及び正面断面図、図１１は、前記コイル状電子部品１を組付対象５に組み付けた状態を示す側面断面図である。

この第二実施形態に係るコイル状電子部品１は、前記第一実施形態と同様に、導電性素材により形成された螺旋構造のコイル部２１と、このコイル部２１の両端部に設けられた導電接続部２２とからなる電子部品本体２を備えている。そして、組付対象５に設けられたボール状のはんだ材からなる位置決め固定部５２に外嵌される円形の開口部２５が、前記電子部品本体２の導電接続部２２，２２にそれぞれ形成されている点で前記第一実施形態とは異なっている。

前記第二実施形態に係るコイル状電子部品１を組付対象５に組み付けるには、導電接続部２２の開口部２５と、組付対象５に設けられた前記位置決め固定部５２とを位置合わせしつつ、電子部品本体２を組付対象５上に載置することにより、位置決め固定部５２に前記開口部２５を外嵌した状態で、電子部品本体２をセットする。次いで、前記位置決め固定部５２を所定温度に加熱してボール状のはんだ材を溶融させることにより、図１１に示すように、導電接続部２２の開口部２５が組付対象５の組付位置に位置合わせされた状態で、はんだ付けされるようになっている。

上述のように導電性素材により形成された螺旋構造のコイル部２１と、その両端部に設けられた導電接続部２２，２２とを備え、この導電接続部２２に、組付対象５に設けられた位置決め固定部５２に対応する開口部２５が形成されてなるコイル状電子部品１によれば、導電接続部２２の開口部２５を組付対象５の位置決め固定部５２に、はんだ付けする等により容易に組み付けることができるため、コイル状電子部品１を極めて小型に形成した場合においても、コイル状電子部品１に接触不良が発生するのを抑制しつつ、その製造コストを安価に抑えることができるという利点がある。

図１２は、第二実施形態に係るコイル状電子部品１の第一変形例を示す側面断面図、図１３は、第二実施形態に係るコイル状電子部品１の第二変形例を示す側面断面図、図１４は、電子部品本体２の変形例を示す部分拡大図である。

第一変形例に係るコイル状電子部品１が組み付けられる組付対象５には、図１２に示すように、導電性素材により形成されるとともに、上部に大径の球状部５４を有する突起５３からなる位置決め固定部が設けられている。また、電子部品本体２の導電接続部２２には、前記球状部５４よりもやや小径で、かつ突起５３の本体部よりもやや小径の開口部２５が、下面に形成されている。

上述構成において、導電接続部２２の開口部２５を組付対象５の突起５３に外嵌して、球状部５４の下方に圧入することにより、導電接続部２２の開口部２５と組付対象５の組付位置とを位置合わせした状態で、前記開口部２５の内周面を突起５３の外周面に圧接させた接続状態が得られることになる。

一方、前記第二変形例に係るコイル状電子部品１は、図１３に示すように、電子部品本体２の導電接続部２２に上下一対の開口部２５，２５が形成されている点で、前記第一変形例とは異なっている。そして、組付対象５に設けられた導電性素材からなる突起５３ａの上方には、上方の開口部２５よりも大径の球状部５４が形成されるとともに、突起５３ａの下方には、下方の開口部２５よりも大径のフランジ部５５が形成されている。また、球状部５４とフランジ部５５との間には、開口部２５より小径で、かつ前記導電接続部２２の外径に対応した長さを有する柱状の本体部５６が設けられている。

上述の構成において、導電接続部２２の開口部２５，２５を組付対象５の突起５３ａに外嵌して、球状部５４の下方に圧入することにより、前記両開口部２５の内周面を突起５３の外周面にそれぞれ圧接させるとともに、導電接続部２２の下面をフランジ部５５の上面に圧接させた接続状態が得られる。また、前記コイル状電子部品１の組付状態では、大径の球状部５４が導電接続部２２の上方に突出するため、これを目視することにより、導電接続部２２の開口部２５と組付対象５の突起５３ａとの接続が良好に行われたか否かを容易に判別することができる。

なお、前記実施形態では、導電性を有する素材からなる筒状体の一端部から他端部に向けて螺旋状に延びる一本のスリット２３を前記筒状体の周面に沿って形成することにより電子部品本体２のコイル部２１を形成した例について説明したが、図１４に示すように、電子部品本体２の一端部側に設けられた導電接続部２２から他端部側に向けて螺旋状に延びる一対のスリット２３ａ，２３ｂを筒状体の周面に沿って形成することにより、一定間隔で平行に延びる一対のコイル部２１ａ，２１ｂを電子部品本体２に設けた構造としてもよい。

１コイル状電子部品
２電子部品本体
３電極板
５組付対象
６連結部材
２１コイル部
２１ａ，２１ｂコイル部
２２導電接続部
２３スリット
２３ａ，２３ｂスリット
２４スリット
２５開口部
３１接合部
３２起立部
３３挟持片
３４突部
３５凹部
５２位置決め固定部
５３，５３ａ突起（位置決め固定部）

Claims

導電性素材により形成された螺旋構造のコイル部と、その両端部に設けられた導電接続部とを有する電子部品本体と、
前記導電接続部を組付対象に設けられた組付部にそれぞれ接続する一対の電極とを備え、
前記電極は、前記導電接続部を挟持する一対の挟持片を有し、
前記一対の挟持片は、互いの間に前記導電接続部の嵌入を受け入れるように開口し、
前記導電接続部に、前記一対の挟持片の内側辺部が挿入されるスリットが形成されているコイル状電子部品。
前記一対の挟持片には、前記開口内に内向きに突出した突部が、前記導電接続部の嵌入方向の上流側の部位に設けられている請求項１記載のコイル状電子部品。
前記一対の電極を互いに連結する非導電性部材からなる連結部材を備えている請求項１又は２に記載のコイル状電子部品。
導電性素材により形成された螺旋構造のコイル部と、
当該コイル部の両端部に設けられた導電接続部とを備え、
当該導電接続部に、組付対象に設けられた位置決め固定部に対応する開口部が形成されているコイル状電子部品。