JPH06215953A - マグネット素子とその製造方法 - Google Patents
マグネット素子とその製造方法Info
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- JPH06215953A JPH06215953A JP5339867A JP33986793A JPH06215953A JP H06215953 A JPH06215953 A JP H06215953A JP 5339867 A JP5339867 A JP 5339867A JP 33986793 A JP33986793 A JP 33986793A JP H06215953 A JPH06215953 A JP H06215953A
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- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
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- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Coils Or Transformers For Communication (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 巻回の抵抗を最小化しながら、必要な巻回数
を確保できるようなパワーマグネット素子を提供するこ
とである。 【構成】 本発明のマグネット素子は、一対の離間端子
26を有するシート卷回24と、前記離間端子26の個
別の一つと電気的に接触しながら、部分的に伸びる立ち
上がり部28を有する一対のリード12と、離間端子2
6と、リード12の立ち上がり部28と、シート卷回2
4の少なくとも一部とをカプセル化する絶縁体34と、
各シート卷回24の少なくとも一部を包囲する一対の半
コア20、22と、からなることを特徴とする。
を確保できるようなパワーマグネット素子を提供するこ
とである。 【構成】 本発明のマグネット素子は、一対の離間端子
26を有するシート卷回24と、前記離間端子26の個
別の一つと電気的に接触しながら、部分的に伸びる立ち
上がり部28を有する一対のリード12と、離間端子2
6と、リード12の立ち上がり部28と、シート卷回2
4の少なくとも一部とをカプセル化する絶縁体34と、
各シート卷回24の少なくとも一部を包囲する一対の半
コア20、22と、からなることを特徴とする。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、インダクタまたはトラ
ンスのようなマグネット素子に関し、特に、基体の表面
に搭載するに適したマグネット素子とその製造方法に関
する。
ンスのようなマグネット素子に関し、特に、基体の表面
に搭載するに適したマグネット素子とその製造方法に関
する。
【0002】
【従来の技術】インダクタおよびトランスのようなパワ
ーマグネット素子は、電源供給回路のような電気回路の
様々な分野に採用されている。実際に多くのパワーマグ
ネット素子は一本または複数本の巻回から形成される。
このような巻回は断面が円状または矩形、あるいは平面
状の導体を絶縁材料(プラスチック)のボビンに巻回し
て形成される。ある種のものにおいては、この巻回を形
成する電気部材は、ボビンの端末にハンダ付けされる。
別法として、この電気部材は回路基板上の金属化領域に
直接接続するようにボビンを貫通して形成してもよい。
強磁性コアがボビンの周囲に固着されて、大きなリアク
タンスをパワーマグネット素子に与えている。
ーマグネット素子は、電源供給回路のような電気回路の
様々な分野に採用されている。実際に多くのパワーマグ
ネット素子は一本または複数本の巻回から形成される。
このような巻回は断面が円状または矩形、あるいは平面
状の導体を絶縁材料(プラスチック)のボビンに巻回し
て形成される。ある種のものにおいては、この巻回を形
成する電気部材は、ボビンの端末にハンダ付けされる。
別法として、この電気部材は回路基板上の金属化領域に
直接接続するようにボビンを貫通して形成してもよい。
強磁性コアがボビンの周囲に固着されて、大きなリアク
タンスをパワーマグネット素子に与えている。
【0003】このようなパワーマグネット素子はより高
密度で、より高いパワーを出すように要求されている。
より高いパワーを達成するために、このパワーマグネッ
ト素子の抵抗を減少するのには、この巻回を形成する電
気部材の断面積を増加することによって行っている。ま
た、パワーマグネット素子の密度を増加するために、電
気部材の抵抗を最適化するために、マグネット素子のコ
アを構成する領域でボビンを極めて薄くしている。その
一方で、このボビンの残りの部分を厚く形成することに
より、ボビンの端末を回路基板に接着するのを容易にす
るために、電気部材をボビンの端末に容易に接着するよ
うにしている。このようにボビンのある領域では薄く、
そして、他の領域では厚くすることが必要なために、ボ
ビンは厚い領域と薄い領域の間の接続点で、ストレスが
かかることになる。
密度で、より高いパワーを出すように要求されている。
より高いパワーを達成するために、このパワーマグネッ
ト素子の抵抗を減少するのには、この巻回を形成する電
気部材の断面積を増加することによって行っている。ま
た、パワーマグネット素子の密度を増加するために、電
気部材の抵抗を最適化するために、マグネット素子のコ
アを構成する領域でボビンを極めて薄くしている。その
一方で、このボビンの残りの部分を厚く形成することに
より、ボビンの端末を回路基板に接着するのを容易にす
るために、電気部材をボビンの端末に容易に接着するよ
うにしている。このようにボビンのある領域では薄く、
そして、他の領域では厚くすることが必要なために、ボ
ビンは厚い領域と薄い領域の間の接続点で、ストレスが
かかることになる。
【0004】現在使用されているマグネット素子に関す
る他の問題点としては、複数の素子の端末がないことで
ある。巻回の抵抗を最小化しながら、必要な巻き数を確
保するために、パワーマグネット素子の巻き付けの厚さ
を最適化する必要があるために、素子の巻回を形成する
電気部材の厚さを変化させている。このように巻回の厚
さを変化させることは、素子の端末の平面性が失われ、
素子がプリント回路基板のような基体の表面に搭載され
るときには、特に問題となる。
る他の問題点としては、複数の素子の端末がないことで
ある。巻回の抵抗を最小化しながら、必要な巻き数を確
保するために、パワーマグネット素子の巻き付けの厚さ
を最適化する必要があるために、素子の巻回を形成する
電気部材の厚さを変化させている。このように巻回の厚
さを変化させることは、素子の端末の平面性が失われ、
素子がプリント回路基板のような基体の表面に搭載され
るときには、特に問題となる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、巻回の抵抗を最小化しながら、必要な巻回数を確保
できるようなパワーマグネット素子を提供することであ
る。
は、巻回の抵抗を最小化しながら、必要な巻回数を確保
できるようなパワーマグネット素子を提供することであ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明のマグネット素子
は、一対の離間端子26を有するシート卷回24と、前
記離間端子26の個別の一つと電気的に接触しながら、
部分的に伸びる立ち上がり部28を有する一対のリード
12と、離間端子26と、リード12の立ち上がり部2
8と、シート卷回24の少なくとも一部とをカプセル化
する絶縁体34と、各シート卷回24の少なくとも一部
を包囲する一対の半コア20、22と、からなることを
特徴とする。
は、一対の離間端子26を有するシート卷回24と、前
記離間端子26の個別の一つと電気的に接触しながら、
部分的に伸びる立ち上がり部28を有する一対のリード
12と、離間端子26と、リード12の立ち上がり部2
8と、シート卷回24の少なくとも一部とをカプセル化
する絶縁体34と、各シート卷回24の少なくとも一部
を包囲する一対の半コア20、22と、からなることを
特徴とする。
【0007】
【実施例】図1に本発明のパワーマグネット素子10が
図示されている。このパワーマグネット素子10は、複
数のリード12を有し、このリード12は二つの対向す
るバンク14と16を構成するよう配置されている。な
お、この図1に示した実施例おいては、バンク14と1
6は、6本のリードを有するが、その数は何本でも構わ
ない。バンク14と16のそれぞれの各リード12は、
ギャップgだけ離間した一対の絶縁体18と19のそれ
ぞれの一方から突出している。この絶縁体18と19の
間のギャップgは、対向して配置された一対の半コア2
0と22により包囲される。この各半コア20と22
は、強磁性体材料から形成される。
図示されている。このパワーマグネット素子10は、複
数のリード12を有し、このリード12は二つの対向す
るバンク14と16を構成するよう配置されている。な
お、この図1に示した実施例おいては、バンク14と1
6は、6本のリードを有するが、その数は何本でも構わ
ない。バンク14と16のそれぞれの各リード12は、
ギャップgだけ離間した一対の絶縁体18と19のそれ
ぞれの一方から突出している。この絶縁体18と19の
間のギャップgは、対向して配置された一対の半コア2
0と22により包囲される。この各半コア20と22
は、強磁性体材料から形成される。
【0008】図2において、パワーマグネット素子10
の中心部には少なくとも一つ、好ましくは複数のシート
卷回24が配置されている。シート卷回24の詳細は、
図3に示される。この図3において、各シート卷回24
は一対の半径方向から外側に伸びた離間端子26を有
し、この各離間端子26は、そこを貫通する開口27を
有する。好ましくはこの環状導体要素25は、銅の金属
ストリップで、誘電体で被覆された材料でパンチ、ある
いはエッチングで形成された一体構成のものが好まし
い。別法として、シート卷回24の環状導体要素25
は、平面状の巻回コイルで形成してもよい。
の中心部には少なくとも一つ、好ましくは複数のシート
卷回24が配置されている。シート卷回24の詳細は、
図3に示される。この図3において、各シート卷回24
は一対の半径方向から外側に伸びた離間端子26を有
し、この各離間端子26は、そこを貫通する開口27を
有する。好ましくはこの環状導体要素25は、銅の金属
ストリップで、誘電体で被覆された材料でパンチ、ある
いはエッチングで形成された一体構成のものが好まし
い。別法として、シート卷回24の環状導体要素25
は、平面状の巻回コイルで形成してもよい。
【0009】実際には、パワーマグネット素子10は、
以下に説明するように構成される。図3において、リー
ドフレームストップ30が銅のような金属のストリップ
からまず形成される。このリードフレームストップ30
は、打ち抜き、あるいはエッチングの何れかで形成して
もよい。その後に、リード12の対向するバンク14と
16を形成するよう処理されて、各リード12に立ち上
がり部28が形成される。リードフレームストップ30
の形成プロセスにおいて、バンク14と16のリード1
2は一組のダム32とリード12の周囲のフラッシング
33により一体で形成される。
以下に説明するように構成される。図3において、リー
ドフレームストップ30が銅のような金属のストリップ
からまず形成される。このリードフレームストップ30
は、打ち抜き、あるいはエッチングの何れかで形成して
もよい。その後に、リード12の対向するバンク14と
16を形成するよう処理されて、各リード12に立ち上
がり部28が形成される。リードフレームストップ30
の形成プロセスにおいて、バンク14と16のリード1
2は一組のダム32とリード12の周囲のフラッシング
33により一体で形成される。
【0010】リードフレームストップ30が形成した
後、少なくとも一つ、あるいは好ましくは複数のシート
卷回24を積層し、各離間端子26の開口27がバンク
14と16の特定の一つのリード12の個別の一つの立
ち上がり部28を収納するようになる。シート卷回24
は、同一または異なる厚さでもよく、ただし、全てのシ
ート卷回24の全体の厚さはリード12の立ち上がり部
28の高さよりも低くなければならない。かくして、シ
ート卷回24の厚さは、複数のリード12に悪影響を及
ぼすことなく変化する。
後、少なくとも一つ、あるいは好ましくは複数のシート
卷回24を積層し、各離間端子26の開口27がバンク
14と16の特定の一つのリード12の個別の一つの立
ち上がり部28を収納するようになる。シート卷回24
は、同一または異なる厚さでもよく、ただし、全てのシ
ート卷回24の全体の厚さはリード12の立ち上がり部
28の高さよりも低くなければならない。かくして、シ
ート卷回24の厚さは、複数のリード12に悪影響を及
ぼすことなく変化する。
【0011】図3に示すように、シート卷回24が積層
されると、離間端子26はハンダ付け、あるいは機械的
に公知のリフローボンディング技術を用いて、立ち上が
り部28に接続される。図2のリードフレームストップ
30は、その後上部モールドの半分と下部モールドの半
分からなるモールド内(図示せず)に配置される。バン
ク14と16のリード12の離間端子26と立ち上がり
部28が、リードフレームストップ30によって上部モ
ールド半分部分から分離された下部モールド半分部分内
の一対の離間したモールドキャビティ内に存在する。こ
の下部モールド半分部分は、バンク14と16の一方を
収納する2個のキャビティの間に存在する中間キャビテ
ィを有する。この中間キャビティは、シート卷回24の
中央部分を収納する。バンク14と16の立ち上がり部
28を収納する二つのキャビティの各々の深さは、シー
ト卷回24の中央部を収納するキャビティのそれよりも
大きい。このモールドは複数の素子を一度にモールドで
きるような形状が好ましい。
されると、離間端子26はハンダ付け、あるいは機械的
に公知のリフローボンディング技術を用いて、立ち上が
り部28に接続される。図2のリードフレームストップ
30は、その後上部モールドの半分と下部モールドの半
分からなるモールド内(図示せず)に配置される。バン
ク14と16のリード12の離間端子26と立ち上がり
部28が、リードフレームストップ30によって上部モ
ールド半分部分から分離された下部モールド半分部分内
の一対の離間したモールドキャビティ内に存在する。こ
の下部モールド半分部分は、バンク14と16の一方を
収納する2個のキャビティの間に存在する中間キャビテ
ィを有する。この中間キャビティは、シート卷回24の
中央部分を収納する。バンク14と16の立ち上がり部
28を収納する二つのキャビティの各々の深さは、シー
ト卷回24の中央部を収納するキャビティのそれよりも
大きい。このモールドは複数の素子を一度にモールドで
きるような形状が好ましい。
【0012】このモールドプロセスの間、絶縁カプセル
剤の量が各モールドキャビティ内に投入される。一般的
に、このモールドプロセスは、高圧(350psi以
上)で、絶縁材料をモールドキャビティ内に押し込み、
これにより、高粘性を有する高温充填材料が使用でき、
この絶縁材料内の空気ボイドをなくすることができる。
このモールドプロセスの結果、図2の絶縁体18と19
が形成され、これによりバンク14と16の離間端子2
6と立ち上がり部28をカプセル化して、シート卷回2
4の中央部をカプセル化する絶縁体34が形成できる。
この絶縁体34はシート卷回24の剛性をあげる。この
絶縁体34は絶縁体18と19の高さよりも低く、シー
ト卷回24のカプセル化したスタックの上下の領域を開
いておく。
剤の量が各モールドキャビティ内に投入される。一般的
に、このモールドプロセスは、高圧(350psi以
上)で、絶縁材料をモールドキャビティ内に押し込み、
これにより、高粘性を有する高温充填材料が使用でき、
この絶縁材料内の空気ボイドをなくすることができる。
このモールドプロセスの結果、図2の絶縁体18と19
が形成され、これによりバンク14と16の離間端子2
6と立ち上がり部28をカプセル化して、シート卷回2
4の中央部をカプセル化する絶縁体34が形成できる。
この絶縁体34はシート卷回24の剛性をあげる。この
絶縁体34は絶縁体18と19の高さよりも低く、シー
ト卷回24のカプセル化したスタックの上下の領域を開
いておく。
【0013】図4において、モールドプロセスの後、各
半コア20と22は強磁性材料性で、絶縁体34の上部
と底部に接着され(図4)、それらの上下の開放領域を
充填する。最後にリードフレームストップ30の図3の
ダム32とフラッシング33がリード12から切り取ら
れて、このリード12はその後図4に示すようにマグネ
ット素子を完成させて、プリント回路基板のような基体
の表面に接着させることを容易にする。別法として、こ
のリード12は回路基板内の対応する開口内に挿入する
よう形成することもできる。ダム32の全てを取り除く
のではなく、ダム32の一部を残してリード12の対を
短絡して、パワーマグネット素子10の電流伝送能力を
増加させることもできる。
半コア20と22は強磁性材料性で、絶縁体34の上部
と底部に接着され(図4)、それらの上下の開放領域を
充填する。最後にリードフレームストップ30の図3の
ダム32とフラッシング33がリード12から切り取ら
れて、このリード12はその後図4に示すようにマグネ
ット素子を完成させて、プリント回路基板のような基体
の表面に接着させることを容易にする。別法として、こ
のリード12は回路基板内の対応する開口内に挿入する
よう形成することもできる。ダム32の全てを取り除く
のではなく、ダム32の一部を残してリード12の対を
短絡して、パワーマグネット素子10の電流伝送能力を
増加させることもできる。
【0014】
【発明の効果】本発明のパワーマグネット素子10の利
点は以下の通りである。上記のようにパワーマグネット
素子10をモールドすることにより、従来よりもシート
卷回24のスタックの強度を増強できる。さらに、パワ
ーマグネット素子10は、ボビンなしで形成できるの
で、強度を減少することなく小さくできる。さらに、パ
ワーマグネット素子10を上記のようにモールドするこ
とにより高熱充填材料を用いて、放熱特性を良くし、こ
の材料内の空気ボイドをなくすることができる。このよ
うな空気ボイドをなくすることにより、シート卷回24
の周囲の絶縁物の誘電特性を高いレベルに維持できる。
さらに、パワーマグネット素子10をリードフレームス
トップ30から形成することにより、リード12をより
平面状に維持でき、パワーマグネット素子10が基体の
表面に接続するのが容易になる。リードフレームストッ
プ30を使用することにより、パワーマグネット素子1
0の製造が容易になるような集積回路の形成に用いるこ
とができる。
点は以下の通りである。上記のようにパワーマグネット
素子10をモールドすることにより、従来よりもシート
卷回24のスタックの強度を増強できる。さらに、パワ
ーマグネット素子10は、ボビンなしで形成できるの
で、強度を減少することなく小さくできる。さらに、パ
ワーマグネット素子10を上記のようにモールドするこ
とにより高熱充填材料を用いて、放熱特性を良くし、こ
の材料内の空気ボイドをなくすることができる。このよ
うな空気ボイドをなくすることにより、シート卷回24
の周囲の絶縁物の誘電特性を高いレベルに維持できる。
さらに、パワーマグネット素子10をリードフレームス
トップ30から形成することにより、リード12をより
平面状に維持でき、パワーマグネット素子10が基体の
表面に接続するのが容易になる。リードフレームストッ
プ30を使用することにより、パワーマグネット素子1
0の製造が容易になるような集積回路の形成に用いるこ
とができる。
【図1】本発明の一実施例によるパワーマグネット素子
の斜視図である。
の斜視図である。
【図2】図1の素子の断面図である。
【図3】図1の素子を製造するために、シート卷回が積
層するリードフレームストップを有する組立体の斜視図
である。
層するリードフレームストップを有する組立体の斜視図
である。
【図4】図1の素子を製造するためにコアが組立体に取
付られる状態を示し、図3をカプセル化した後の斜視図
である。
付られる状態を示し、図3をカプセル化した後の斜視図
である。
10 パワーマグネット素子 12 リード 14、16 バンク 18、19 絶縁体 20、22 半コア 24 シート巻回 25 環状導体要素 26 離間端子 27 開口 28 立ち上がり部 30 リードフレームストップ 32 ダム 33 フラッシング 34 絶縁体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 レナ−ト ダニエル ピゼ−ル アメリカ合衆国 75087 テキサス、ロッ クウォ−ル、アルタ ヴィスタ コ−ト、 1009 (72)発明者 マシュ− アンソニ− ウィルコウスキ− アメリカ合衆国 75150 テキサス、メス クワイト、ヘザ−デ−ル ドライヴ、2339
Claims (10)
- 【請求項1】 基体に取り付け用のパワーマグネット素
子(10)を製造する方法において、 (A) リードフレームストップ(30)の一部である
リード(12)の立ち上がり部(28)を電気的接続を
形成しながら収納する離間端子(26)を有するシート
巻回(24)をリードフレームストップ(30)の上に
配置するステップと、 (B) 前記離間端子(26)と前記立ち上がり部(2
8)の部分を絶縁体(18)でカプセル化するステップ
と、 (C) シート卷回(24)の一部の周囲に半コア(2
0、22)を取り付けるステップと、 (D) リード(12)をリードフレームストップ(3
0)から完全に分離するステップと (E) リード(12)を基体に取り付けるよう形成す
るステップと、 からなることを特徴とするパワーマグネット素子(1
0)の製造方法。 - 【請求項2】 各離間端子(26)が前記リード(1
2)の立ち上がり部(28)を収納するよう、複数のシ
ート卷回(24)が互いに積層配置されることを特徴と
する請求項1の方法。 - 【請求項3】 前記リード(12)は、バンク(14、
16)形態に構成され、 前記(B)のステップは、前記バンク(14、16)の
周囲に絶縁材料をモールドするステップを含むことを特
徴とする請求項2の方法。 - 【請求項4】 前記(C)のステップは、一対の半コア
(20、22)をシート卷回(24)の対向面の上に接
着するステップを含むことを特徴とする請求項1の方
法。 - 【請求項5】 各離間端子(26)をリード(12)の
立ち上がり部(28)にハンダ付けするステップをさら
に有することを特徴とする請求項1の方法。 - 【請求項6】 一対の離間端子(26)を有するシート
卷回(24)と、 前記離間端子(26)の個別の一つと電気的に接触しな
がら、部分的に伸びる立ち上がり部(28)を有する一
対のリード(12)と、 離間端子(26)と、リード(12)の立ち上がり部
(28)と、シート卷回(24)の少なくとも一部とを
カプセル化する絶縁体(34)と、 各シート卷回(24)の少なくとも一部を包囲する一対
の半コア(20、22)と、 からなることを特徴とするマグネット素子。 - 【請求項7】 互いに積層された複数のシート卷回(2
4)をさらに有し、 各シート卷回(24)は、他のシート卷回(24)の離
間端子(26)からオフセットした一対の離間端子(2
6)を有することを特徴とする請求項6の素子。 - 【請求項8】 シート卷回(24)の離間端子(26)
とリード(12)とは、バンク(14、16)形態で構
成されることを特徴とする請求項7の素子。 - 【請求項9】 リード(12)は、基体の表面に取付ら
れるよう形成されることを特徴とする請求項6の素子。 - 【請求項10】 少なくとも一対のリード(12)は、
短絡していることを特徴とする請求項6の素子。
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