JPH08330142A - 溝付きコアを有する表面実装電子部材とその製造方法 - Google Patents

溝付きコアを有する表面実装電子部材とその製造方法

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JPH08330142A
JPH08330142A JP8149892A JP14989296A JPH08330142A JP H08330142 A JPH08330142 A JP H08330142A JP 8149892 A JP8149892 A JP 8149892A JP 14989296 A JP14989296 A JP 14989296A JP H08330142 A JPH08330142 A JP H08330142A
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metal
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winding
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  • Coils Or Transformers For Communication (AREA)
  • Manufacturing Cores, Coils, And Magnets (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワイヤを手巻することより寧ろ、金属シート
から形成されるワイヤ巻線を有する、変成器およびイン
ダクタなどの電子部材を形成する方法が提供される。 【解決手段】 溝12,17は、モールディング成形工
程の間にコア11の表面内に形成される。コア11はつ
いで、絶縁層と金属膜によって被覆される。金属巻線1
3,18は、複数の方法のうち1つを用いて(平行する
溝12,17に依存する)、連続する各巻線を分離しパ
ターン化する。もう1つの実施例は、第2絶縁層14と
第2金属膜16を使用して、部材がくぼみ形空洞モード
で動作するように部材を変更することを示す。この実施
例は、変成器または結合インダクタなど、少なくとも2
本の金属巻線を有する任意の電子部材の動作帯域幅を拡
大する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は変成器またはインダクタ
に関し、さらに詳しくは表面実装部材とその製造方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】電気変成器とインダクタの各種構成およ
び構造は、技術上周知である。基本的変成器は、中心の
コアの周囲に少なくとも2本の結合ワイヤ・コイルを有
する。コイルは、ワイヤから形成され、このワイヤは、
互いに絶縁されるとともに、コアとも絶縁されて、予め
決められた巻き数だけコアの周囲に巻かれる。
【0003】集積回路の小型化が進んだために、機械的
手段によって一部のコアにワイヤを巻くことが、不可能
でないにしても難しくなった。サイズが1mmから10
mmのコアの上に変成器とインダクタを作るには、金属
巻線を手巻きする必要がある。変成器の性能は、巻き
数,巻きの締まり,巻き間隔,および使用したワイヤの
全長と直接関係するため、このことが、これら部材の精
度に影響を与えてきた。人手では、これら部材で必要と
される正確度を再現することが難しい。
【0004】フォトリソグラフィー(光蝕刻法)技術を
使用して半導体デバイスを作る加工方法を採用する試み
は、技術上よく知られている。平らな2次元変成器とイ
ンダクタは、連続する層を順次、堆積,パターン化およ
びエッチングすることによって作ることができる。あい
にく変成器をパターン化するのにフォトリソグラフィー
技術を使用することは、手巻き法と比較して、表面を平
らにする必要があるとともに、膨大な費用をかける必要
がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】そのため、中心のコア
の周囲にワイヤを手巻きする必要のない大量生産向きの
電子部材製造方法を提供することが極めて望ましい。ま
た、手巻きの巻線を補正し、電子部材の動作帯域幅を改
良するために、電子部材のワイヤ間の結合を改良する方
法を提供することも利点があろう。
【0006】
【実施例】通常の表面実装された変成器およびインダク
タは、コア部分の周囲にワイヤを巻くことにより形成さ
れる。ワイヤのサイズとピッチ、およびコアの形状と組
成が、部材の電気特性を決定する。大型部材は、コアの
中心を通るワイヤのボビンを回転させてワイヤを巻き付
ける機械的手段を使用することによって形成される。多
くの表面実装用途で通常使用される小型部材では、金属
巻線は、コアの周囲にワイヤを手巻きすることによって
形成する必要がある。これは、タイムリーで費用のかか
る手順であるのみならず、巻きの締まりと、巻線の間隔
の変動が部材に反映される。これらの変化は、製造した
部材の精度を制限する。
【0007】本発明は、手巻きの電気部材を排除可能に
する実施例を提供する。金属巻線は、金属シートから切
り分けられ、この金属シートは、コア上に形成され、つ
いでコアの表面内の溝を使用してパターン化される。こ
れらの溝は、作った部材の精度を改良する、簡素化され
た製造方法を提供する。本発明はまた、くぼみ形空洞
(re-entrant)モードで動作する3次元電子部材を製造
する実施例を提供する。くぼみ形空洞モードで動作する
ことにより、巻線間の結合が改良され、これにより、必
要な巻線の数が削減され、部材の動作帯域幅を改善す
る。
【0008】図1は、本発明の第1実施例を示す拡大図
である。環状変成器19を製造する詳細が示されるが、
同じ方法を使用して、コアに、インダクタまたは線形変
成器などのワイヤ・ラッピングを組み込む他の電子部材
を形成できる。円筒形状コア11は、変成器19の構造
をもたらすのに使用される。コア11は、当業者が使用
するキャスティング工程によって形成される。コア11
の組成は、製造する部材の電気特性に依存する。環状変
成器19の場合には、コア材料は、鉄ベースの磁気材料
であるが、他の用途の場合には、コア材料は、非磁気材
料,セラミックまたはプラスチックによって構成でき
る。
【0009】コアを鋳造する既知の方法では、平坦な表
面を有するコアを形成する。このキャスティング工程
は、所望のコア材料でモールド(mold)を充填する段階
と、そのモールドを加熱する段階を含む。コア11はつ
いで、モールドが提供する形状をとる。本発明では、2
つの連続する溝12,17がコア11の表面上でパター
ン化されて、環状変成器19の2本のワイヤの輪郭を明
かにする。溝12,17は、コア11を鋳造するのに使
用されるモールドから形成され、溝12,17がコア1
1を取り巻く形にパターン化される。溝パターン12,
17は、コア11の中心から離れて軸のまわりにピッチ
がとられて、溝12,17が本質的に互いに平行にな
り、パターンがオーバーラップしないようにする。溝1
2,17は、環状変成器19の性能を決定するのに調整
できる複数の特性を有する。深さ,形状またはピッチ
(溝12,17の2つの近接部分間の距離)は、環状変
成器19の所要の性能に基づいて予め決定される。
【0010】ほとんどの電子用途では、部材の金属ワイ
ヤはコアから絶縁する必要がある。電気的絶縁は、コア
11の表面の上に置かれる形で形成される絶縁層によっ
て提供され、この絶縁層で金属巻線13,18が形成さ
れる。この実施例では、コア11の全体の表面はパラリ
ン(paralyne)などの絶縁材料でコーティングされる。
ついで金属膜が、当業者が使用する任意の技術によっ
て、絶縁層の上に形成される。金属膜は、変成器19の
所要の電気特性に依存して、導電材料でも可能である。
前記材料は、銅,銀,アルミニウム,金,タングステ
ン,窒化チタン,チタン・タングステンまたはニッケル
を含む。金属膜は、溝12,17両方の絶縁層上に形成
され、コア11の表面上の、溝パターンの近接する部分
の間に載せられる。
【0011】本発明では、金属膜はついで、コア11の
露出表面を削り落とすことによって選択的に除去され
る。また金属膜は、化学エッチング,機械研磨などによ
って除去することもできる。金属巻線13,18は、そ
れぞれ溝12,17に残存する金属膜の一部によって形
成される。図示しない第2の実施例では、溝付きパター
ンは、溝12,17から金属膜を除去するのにガイドと
して使用され、コア11の表面上に金属巻線13,18
を形成し、これらの巻線は、溝付きパターンの境界部分
によって分離される。金属巻線13,18は、変成器を
形成する既知の方法におけるコアの周囲に巻かれたワイ
ヤの機能性に代わるものである。ワイヤを手巻きする必
要はなく、前記の実施例は、各種サイズの変成器を製造
するのに拡縮できる。集積回路内で使用される通常の表
面実装部材は、1mmから100mmの外径と、0.5
mmから30mmの内径を有するコア上に形成される。
モールドを用いてコア内に溝付きパターンを形成するこ
とにより、一様な間隔の巻線が、固定長および固定ピッ
チで作られ、これは、作られる電子部材の精度を向上さ
せる。またこの精度は、手巻きによって通常生じるワイ
ヤ間隔と締まりに関する本発明が不整合性を生じないた
め、製造工程で反復および再現が可能である。本発明の
第3の実施例では(図示せず)、コア11の全体の表面
は、溝12,17でパターン化する必要がない。金属巻
線13,18は一部もしくは全部が、施条パターンでコ
ア11の表面を削り落とすことによって形成される。表
面の一部は、キャスティング工程の間、平坦なまま残し
て、絶縁層および金属膜で被覆できる。ついで金属巻線
13,18は、施条パターンを有する平坦な表面を削り
落とすことによって形成され、連続的金属巻線13,1
8が形成されるようにする。
【0012】上記のいずれかの実施例では、1つまたは
複数の溝をコア11の表面上に形成できる。1本の金属
巻線を形成する1個の溝は、インダクタまたは精密イン
ダクタを形成する。コアを取り囲みながら、互いに本質
的に平行に走る複数の溝を形成することによって、種々
の電気部材を形成できる。可能な部材は、少なくとも2
本のワイヤが磁気コアを取り囲む場合には環状変成器1
9,少なくとも2本の巻線が非磁気コアの周囲に形成さ
れる場合には線形変成器を含み、或いはコアが円筒形状
の場合には複数の結合インダクタが作られる。
【0013】図2は、本発明の第4実施例の上面図であ
る。表面実装用途向けの変成器を製造する既知の方法
は、コアの周囲の巻線間の電気結合の欠如により、当該
部材が信頼性のある動作をする最大周波数帯域幅を制限
する。くぼみ形空洞モードの表面実装可能電子部材20
を形成することにより、金属巻線13,18間の結合が
改良されて、電気的に、ワイヤ巻線13,18が実際よ
りも互いに接近しているようにする。図2に示す3次元
電子部材は、それぞれ溝12,17内に形成される2本
の金属巻線13,18を有する。第2絶縁層14は、2
本の金属巻線13,18の上に置かれる形で形成され、
パラリンなど当業者が使用する任意の絶縁材料から形成
される。第2金属膜16は、絶縁層14の上に形成され
て、金属膜16が、金属巻線13と金属巻線18の少な
くとも一部とオーパーラップするようにする。この第2
金属膜16は、真空めっき法によって堆積でき、または
好適な実施例では電気めっき法によって形成できる。図
3では、金属膜16は、コア11の外側表面を完全に被
覆する形で示される。金属膜16はまた、内側開口部の
一部、またはコア11の上部表面もしくは下部表面のい
ずれかを被覆するように形成できる。
【0014】第2金属膜16の目的は、金属巻線13と
金属巻線18との間の容量性負荷を、電気接地電圧と比
較して削減することである。表面積を増加することによ
って、第2金属膜16は金属巻線13,18にオーパー
ラップし、金属巻線13,18間の結合が改良される。
上記の実施例は、少なくとも2本の金属巻線を有する電
気部材にも使用でき、コア内の溝によって形成される巻
線を有する変成器に限定されない。第2金属膜16を組
み込むことによって、電気部材の動作帯域幅が拡大され
る。下限周波数は、コア材料と金属巻線との結合によっ
て決定され、上限周波数は、第2金属膜16とのくぼみ
形空洞モード結合によって決定される。図3は、上記実
施例の1つもしくは複数を組み込んだ電子部材が、どの
ように表面実装用途向けPC基板に付着されるかを示す
側面図である。金属巻線13,18(図1)は、コア1
1の表面上で終端し、それぞれボンディング・パッド2
2,23を形成する。半田またはその他の任意の導電材
料が、ボンディング・パッド22,23の上に形成され
て、各種の集積回路用途でPC基板との電気接点および
物理接点(図示せず)を設ける。
【0015】本発明は、表面実装された電子部材を製造
する費用を低減し、部材の精度を向上させる複数の実施
例を提供する。また、手巻きを必要としない、変成器も
しくはインダクタの金属巻線を形成する方法が提供され
る。金属膜をパターン化する溝を使用することによっ
て、手巻きから生じる巻きの締まり,巻きの数,および
巻きのピッチの不正確さを排除できる。また、3次元く
ぼみ形空洞モード部材を形成することによって、動作帯
域幅を改善する実施例も示されており、これは、電子部
材の金属巻線間の結合を改善する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1実施例を示す拡大図である。
【図2】 本発明のさらなる実施例を示す拡大上面図で
ある。
【図3】 本発明の一実施例の側面図である。
【符号の説明】
11 コア 12,17 溝 13,18 金属巻線 14 第2絶縁層 16 第2金属膜 19 環状変成器 20 くぼみ形空洞モードの表面実装可能電子部材 22,23 ボンディング・パッド

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 集積回路における表面実装用電子部材
    (19)であって:表面を有するコア(11);前記コ
    アの前記表面内にある少なくとも1個の連続的溝パター
    ン(12)であって、前記コアが、前記少なくとも1個
    の連続的溝パターン(12)の近接部分間の距離が予め
    定められた前記少なくとも1個の連続的溝パターンによ
    って取り囲まれるようなパターン;前記コア(11)の
    前記表面の上に置かれる絶縁層(14);および、 金属膜によって前記絶縁層(14)上に形成される少な
    くとも1本の金属巻線(18)であって、前記少なくと
    も1本の金属巻線が、前記少なくとも1個の連続的溝パ
    ターン(12)と本質的に平行であるような巻線;によ
    って構成されることを特徴とする電子部材。
  2. 【請求項2】 前記コアが、磁気材料によって作られる
    磁気コアであることを特徴とする請求項1記載の電子部
    材(19)。
  3. 【請求項3】 前記コアが、非磁気材料によって作られ
    ることを特徴とする請求項1記載の電子部材(19)。
  4. 【請求項4】 前記少なくとも1本の金属巻線が、前記
    少なくとも1個の連続的溝パターン(12)内に存在す
    る金属膜の一部によって形成されることを特徴とする請
    求項1記載の電子部材(19)。
  5. 【請求項5】 請求項1記載の電子部材であってさら
    に;少なくとも2本の金属巻線の上に置かれる形で堆積
    される第2絶縁層;および前記電子部材がくぼみ形空洞
    モードで動作するように、前記第2絶縁層上に形成され
    る金属膜;によって構成されることを特徴とする電子部
    材。
JP8149892A 1995-06-05 1996-05-21 溝付きコアを有する表面実装電子部材とその製造方法 Pending JPH08330142A (ja)

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US46442195A 1995-06-05 1995-06-05
US464421 1995-06-05

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EP0747913B1 (en) 2000-10-04
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