JPH11238634A - 面実装型コイル部品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 特にハイブリッドＩＣに適した高さ寸法が
１．６ｍｍ以下の極めて低背な面実装型トランス等の面
実装型コイル部品を提供する。 【構成】 面実装型トランス５０は、厚み寸法ｔと幅寸
法ｗとの比ｔ／ｗが１／３以下の偏平の巻芯部３１と、
該巻芯部３１の長さ方向の両端に巻芯部と一体に延設さ
れた鍔部３２、３３と、を有するフェライトコア３５
と、前記フェライトコア３５の鍔部３２、３３の少なく
とも高さ方向の側面３６を含む周面に配設された各々離
間する４個の電極層３８と、前記フェライトコア３５の
巻芯部３１に捲回されるとともに両端部が各々前記鍔部
の側面３６に斜めに導出され該側面３６の電極層部分３
８′に熱圧着により導電固着された巻線３９と、を備
え、全体の幅寸法Ｗは３．６ｍｍ、巻軸長さ寸法Ｌが
５．５ｍｍ程度であるのに対して高さ寸法Ｈが１．２ｍ
ｍ程度と超小型且つ極めて偏平な面実装型トランスであ
り、ハイブリッドＩＣへの実装に適する構成である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＤＣ−ＤＣコンバ
ータ等のハイブリッドＩＣへの搭載に適した超薄型の面
実装型コイル部品の構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年における携帯情報端末等の電子機器
の軽薄短小化に伴い、ＤＣ−ＤＣコンバータ等の一まと
まりのブロック回路を構成するコンデンサ、トランジス
タ、トランス、ＩＣ等の電子部品を一つのサブ基板に集
積して面実装した所謂ハイブリッドＩＣをマザー基板上
に実装する実装方法が多用されている。

【０００３】上記ハイブリッドＩＣの個々の電子部品に
おいては当然ながら小型・薄型化（低背化）が求められ
ており、特に高さ寸法が大きいコイル部品（トランス、
チョークコイル等）は低背化の要請が強い。

【０００４】例えば、面実装型コイル部品の典型である
面実装型トランスの構造は、一般にフレームリード端子
を側面または底面に植設した樹脂製コイルボビンに、一
次巻線と二次巻線を分巻してその各両端部を前記フレー
ムリード端子にからげて半田付け等により導電固着し、
磁性コアをコイルボビンに嵌装した構造を有するが、コ
イルボビンを使用する点で低背化には限度があり、高さ
寸法３ｍｍ程度が最小である。

【０００５】そこで、小型化・低背化を進めた構造とし
て、図６の縦断面図に示されるように、コイルボビンを
省略して巻芯部１と該巻芯部１の長さ方向の両端に巻芯
部と一体に延設された鍔部２、３とからなる縦軸のドラ
ム型フェライトコア４自身に直接に絶縁被覆導線を捲回
して巻線５とし、該巻線端部を一方の鍔部３に植設した
金属板をプレス成形した細板状のリード端子６にからげ
て半田付けした構造の面実装型トランス１０が製品化さ
れている。

【０００６】また、図７の縦断面図に示されるように、
上記リード端子６に代えて縦軸のドラム型フェライトコ
ア４′の一方の鍔部３の底面及び周面に導電ペースト等
を直接印刷して固着した電極層８を配設し、前記巻線５
の端部を図示されない導出溝を通して前記電極層８に導
電固着した構造の面実装型トランス２０がある。

【０００７】さらに、図８の斜視図に示されるように、
破線で示される直方体形状の巻芯部１１の左右両端に矩
形の鍔部１２、１３を巻芯部１１と一体に設けた横軸の
フェライトコア１５の前記鍔部１２、１３の端面１６、
１７及び底面１８、１９に印刷によってコア直付けの電
極層２１を設け、巻芯部１１に捲回した巻線２２の端部
を前記各電極層２１の端面１６、１７側に半田付けによ
って導電固着した構造の面実装型トランス３０も製品化
されている。

【０００８】現在のところ、図７に示される概ね高さ寸
法Ｈ＝１．６ｍｍの前記縦軸のドラム型フェライトコア
４′を使用した面実装型トランス２０が最も低背化の進
んだ最小高さ寸法の面実装型コイル部品である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記図
７のような縦軸のドラム型フェライトコア４′を使用し
た面実装型トランス２０の構造は低背化の限界に達して
おり、また、前記図８のような横軸のフェライトコア１
５を用いた面実装型トランス３０では、特に巻線２２の
端部の電極層２１への引き出しが難しく、巻線の引き出
し部分または半田付けによる盛り上がった導電固着部分
が製品の外形寸法に加算される構造に小型化・低背化に
おける問題点があった。

【００１０】また、巻線端部を半田付けにより導電固着
する手段を用いると電極層２１における導電固着部分の
鍔部１２、１３に対する領域が広く、半田付けの際の加
熱が巻芯部１１まで伝達されて巻線２２の絶縁性を低下
させる等の影響を受けやすかった。

【００１１】また、ハイブリッドＩＣにおいては、上記
横軸のフェライトコア１５を用いた面実装型トランス３
０をサブ基板に実装した場合に、漏洩磁束がサブ基板の
実装面と反対面側の配線パターンに作用してインダクタ
ンス値の低下が大きくなるという問題点がある。さら
に、電極層２１とマザー基板の配線パターンとの絶縁確
保が特に要求される。

【００１２】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、横軸の従来に無い偏平のコアを使用するととも
に巻線と電極層との導電固着部の改良をなして、面実装
型コイル部品の更なる低背化構造を実現するものであ
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、 （１）厚み寸法ｔと幅寸法ｗとの比ｔ／ｗが１／３以下
の偏平の巻芯部と、該巻芯部の長さ方向の両端に巻芯部
と一体に延設された鍔部と、を有するコアと、前記コア
の鍔部の少なくとも高さ方向の側面を含む周面に配設さ
れた各々離間する２個乃至４個の電極層と、前記コアの
巻芯部に捲回されるとともに両端部が各々前記鍔部の側
面に斜めに導出され該側面の電極層に熱圧着により導電
固着された巻線と、を備えたことを特徴とする面実装型
コイル部品を提供することにより、上記目的を達成す
る。

【００１４】（２）前記巻線の少なくとも捲き終り側の
端部は、前記コアの鍔部の側面の電極層の前記巻芯部の
厚み寸法の延長上に導電固着されたことを特徴とする上
記（１）に記載の面実装型コイル部品を提供することに
より、上記目的を達成する。

【００１５】（３）前記コアの鍔部の高さ寸法Ｈが１．
６ｍｍ以下で、前記巻線の線径が３０μｍ乃至１５０μ
ｍであることを特徴とする上記（１）または（２）に記
載の面実装型コイル部品を提供することにより、上記目
的を達成する。

【００１６】（４）前記巻線の端部の固着部と接する電
極層の厚みが前記巻線の線径以下であることを特徴とす
る上記（１）または（２）に記載の面実装型コイル部品
を提供することにより、上記目的を達成する。

【００１７】（５）前記電極層が配設された前記コアの
鍔部の周面における巻芯部に近い側に前記電極層の形成
されていないギャップ領域が設けられていることを特徴
とする上記（１）または（２）に記載の面実装型コイル
部品を提供することにより、上記目的を達成する。

【００１８】（６）前記電極層に対する巻線の固着部が
巻線の線径の１．５〜４．０倍の拡幅部を有することを
特徴とする上記（１）または（２）に記載の面実装型コ
イル部品を提供することにより、上記目的を達成する。

【００１９】（７）前記コアの鍔部の側面に設けられた
凹溝内に電極層が形成されるとともに巻線の端部の前記
電極層との固着部が前記凹溝内に収容されていることを
特徴とする上記（１）または（２）に記載の面実装型コ
イル部品を提供することにより、上記目的を達成する。

【００２０】（８）巻芯部に捲回された巻線の実装基板
面側の表面に磁性粉入り樹脂層を平坦に配したことを特
徴とする上記（１）または（２）に記載の面実装型コイ
ル部品を提供することにより、上記目的を達成する。

【００２１】

【発明の実施の形態】本発明に係る面実装型コイル部品
の実施の形態を図１〜図５の図面に基いて詳細に説明す
る。なお、面実装型コイル部品としてはトランス、チョ
ークコイル、フィルタ等種々のものが含まれるが、外部
接続端子としての電極層数と巻線の数が異なる以外は同
様な構造となるので、この実施の形態では典型として面
実装型トランスについて説明する。

【００２２】図１は本発明に係る面実装型トランスの外
観を示す斜視図であり、図２はその横軸方向の縦断面図
である。また、図３は本発明に係る面実装型トランスの
フェライトコアの鍔部の側面における巻線の導電固着部
分を示す拡大斜視図であり、図４は同じくフェライトコ
アの鍔部の側面における巻線の導電固着部分を示す拡大
側面図（ａ）と拡大平面図（ｂ）である。また、図５は
前記面実装型トランスをサブ基板に実装したハイブリッ
ドＩＣをマザー基板に実装した状態の縦断面図である。

【００２３】先ず、図１〜図５に示される面実装型トラ
ンス５０は、図４における厚み寸法ｔと幅寸法ｗとの比
ｔ／ｗが１／３以下の偏平の巻芯部３１と、図２に示さ
れる該巻芯部３１の長さ方向の両端に巻芯部と一体に延
設された鍔部３２、３３と、を有するフェライトコア３
５と、図１に示される前記フェライトコア３５の鍔部３
２、３３の少なくとも高さ方向の側面３６を含む周面に
配設された各々離間する４個の電極層３８と、前記フェ
ライトコア３５の巻芯部３１に捲回されるとともに両端
部が図３に示されるように各々前記鍔部の側面３６に斜
めに導出され該側面３６の電極層部分３８′に熱圧着に
より導電固着された巻線３９と、を備えたことを特徴と
し、図１において全体の幅寸法Ｗは３．６ｍｍ、巻軸長
さ寸法Ｌが５．５ｍｍ程度であるのに対して高さ寸法Ｈ
が１．２ｍｍ程度と超小型且つ極めて偏平な面実装型ト
ランスとなっている。

【００２４】本発明では、上記のように面実装型コイル
部品の小型化と低背化を第一の目的とするのであるが、
この実現のために前述の従来例として示した横軸のフェ
ライトコア１５を用いた面実装型トランス３０の偏平化
を図りつつその問題点を解決するアプローチを行う。こ
こに、本発明に係る偏平なコアとは、上記のように面実
装型トランス５０のフェライトコア３５の巻芯部３１の
厚み寸法ｔと幅寸法ｗとの比ｔ／ｗが１／３以下という
条件を満足するコアをいうものと定義する。付言すれ
ば、上記偏平条件を満たす偏平なコアは従来に無いもの
で、面実装型コイル部品の低背化を実現する鍵となるも
のである。

【００２５】上記構造は従来の図７のような縦軸のドラ
ム型フェライトコア４を使用した面実装型トランス２０
に比して構造的に低背化になじむものであり、且つ偏平
なフェライトコア３５の鍔部３２、３３の高さ方向の側
面３６の電極層部分３８′に熱圧着で導電接続している
ので、巻線３９の引き出し部分や導電固着部分が製品の
高さ寸法に加算されず、極めて低背の、上記のように高
さ寸法Ｈが１．２ｍｍ程度に抑えることが実現できるの
である（将来的には高さ寸法Ｈを０．８ｍｍ程度にする
ことも可能と考えられる）。

【００２６】また、巻線３９が捲回された巻芯部３１か
ら最も離れた鍔部３２、３３の高さ方向の側面３６の電
極層部分３８′に巻線端部が熱圧着により導電固着され
るので、巻芯部３１への熱の伝わりが少なく、巻線３９
が保護される。

【００２７】さて、上記面実装型トランス５０で注視す
べきは、図４（ａ）に示されるように、特に巻線３９の
捲き終り側の端部の電極層３８に対する導電固着部分が
鍔部３３の側面３６の電極層３８の前記巻芯部３１の厚
み寸法の延長上に位置していることが特徴的である。鍔
部３３の側面３６の特に上記範囲内に導電固着部分を位
置させることにより、コアの偏平な巻芯部に捲回された
巻線の捲き終り側の引き出し部分に、熱圧着により巻線
が伸びて弛みが生じても、高さ寸法の外への巻線の食み
出しが抑制され、コイル部品の高さ寸法に影響を与えに
くいという利点がある。

【００２８】また、上記面実装型トランス５０におい
て、本発明者の研究によれば、高さ寸法Ｈが１．６ｍｍ
以下とした場合には、巻線３９の線径は３０μｍ〜１５
０μｍの範囲にあることが望ましいことが判明した。蓋
し、上記範囲を越える太さの巻線では熱圧着の際に必要
な熱量が過大となって巻線の絶縁信頼性に悪影響が出て
しまい、細いと熱圧着における導電固着部に十分な引っ
張り強度が得にくい結果となるのである。

【００２９】また、上記面実装型トランス５０において
は、巻線３９の端部の導電固着部４１と接する電極層３
８′の厚みが前記巻線３９の線径以下とすることが望ま
しい。蓋し、熱圧着を導電固着手段に用いると、巻線３
９の端部が圧し潰れる際に多少とも電極層３８′にめり
込むが、その場合でも、巻線の端部に十分な押圧力が加
えられ、電極層３８′との確実な導電固着が可能とな
る。

【００３０】次に、上記面実装型トランス５０において
は、横軸の偏平なフェライトコア３５を使用することか
ら、外部パターンと巻線３９との絶縁性や漏洩磁束の影
響を一段と考慮する必要がある。

【００３１】そこで、図１の面実装型トランス５０で
は、電極層３８が印刷固着された前記フェライトコア３
５の鍔部３２の周面における巻芯部３１に近い側に前記
電極層３８の印刷されていないギャップ領域Ｄが設けら
れている。このギャップ領域Ｄの存在によって巻線３９
の巻数が多くて鍔部３２、３３の周面の縁にまで迫って
きても電極層３８との距離が保たれることで良好な絶縁
性が維持される。

【００３２】また、図３の拡大斜視図に示されるよう
に、電極層３８に対する巻線３９の導電固着部４１が巻
線線径の１．５〜４．０倍の拡幅部（幅ｄ）を有するよ
うに熱圧着（例えばスポット溶接）してあることによ
り、十分な接続強度が得られる。この点、高さ寸法Ｈが
１．２ｍｍと小さく狭い側端面３６に対して巻線３９の
端部が斜めに入って（即ち、側端面３６の縁辺３６ａと
の角度θが２０°乃至６０°の鋭角になる）、電極層３
８に導電固着されることによってスポット溶接による固
着面積が大きく取れるのである。

【００３３】また、図１、図３の面実装型トランス５０
では、偏平フェライトコア３５の鍔部３２、３３の側面
３６に設けられた凹溝４２内に電極層３８′が印刷固着
されるとともに巻線３９端部の前記電極層３８′との導
電固着部４１が前記凹溝４２内に収容されている。これ
により導電固着部４１は完全に凹溝４２内に収まって側
面の外寸からはみ出ることがなく外形寸法が正確に規定
でき、他の電子部品との接触の恐れも回避される。な
お、導電固着部４１の周囲は絶縁保護のために樹脂等で
覆って固定することが望ましい。

【００３４】ところで、図５の縦断面図に示されるよう
に、ハイブリッドＩＣのサブ基板４４に実装した前記面
実装型トランス５０は、構造上、該サブ基板４４の反対
面にある配線パターンＰ１と漏洩磁束の影響によってイ
ンダクタンス値が低くなってしまう恐れが大きい。

【００３５】そこで、図５においては上記対策として、
ハイブリッドＩＣのサブ基板４４と実装した面実装型ト
ランス５０の巻線３９の表面との間に磁性粉入り樹脂層
４６（巻線３９表面に塗布した樹脂塗膜または樹脂平
板）が挟まれている。これにより漏洩磁束の悪影響が防
止されるとともに巻線３９の保護が図られる。また、マ
ザー基板４５側の巻線の表面にも平坦な上記樹脂層４６
を配設することでマザー基板側の電子部品や配線パター
ンＰ２との絶縁保護等とともに自動実装機によるマウン
ト吸着時の吸着性を高める作用も得られることになる。

【００３６】次に、上記面実装型トランス５０に使用さ
れる各部材について述べる。

【００３７】先ず、本発明に使用するコアの材質は特に
限定されないが、現実的には上記実施の形態のようにフ
ェライトコア３５であり、その材料はニッケル亜鉛系フ
ェライト、ニッケルー亜鉛ー銅系フェライト等、高抵抗
率のものを使用する。その外形寸法はフェライトの物理
的強度を考慮して例えば横幅寸法Ｗ＝３．６ｍｍに対し
て高さ寸法（鍔部３２、３３の高さ）Ｈ＝０．５ｍｍ〜
１．６ｍｍであり、巻芯部３１の高さ（厚み）は０．３
ｍｍ〜０．８ｍｍである。ここで、巻芯部３１の厚み寸
法ｔに対する幅寸法ｗの比は３以上、より好ましくは５
以上である。また、長さ寸法Ｌは適宜設計されるべきも
のであり、図１の面実装型トランス５０では概ね５．５
ｍｍ程度である。

【００３８】電極層３８は鍔部３２、３３の周面及び端
面に左右一体に銀粉末及びガラスフリットを含む導電ペ
ーストを印刷・焼付けして固着した後、サンドブラスト
等のトリミングにより分割するのが簡単であるが、勿
論、別個に印刷固着してもよいし、転写による印刷方法
も採用できる。さらに、前記電極層３８の表面には必要
により半田メッキや銅メッキなどのメッキ処理を施して
もよい。なお、図５において、マザー基板４５に近接し
て対向する鍔部３２、３３の周面の電極層部分３８ｂは
設けない方がマザー基板４５の配線パターンとの絶縁の
ためには好ましいといえる。

【００３９】以上詳述した本発明に係る面実装型トラン
ス５０を始とする面実装型コイル部品では、その高さ寸
法Ｈを１．６ｍｍ以下、現在のところ１．２ｍｍ程度、
将来的には０．８ｍｍ程度に低背化することができ、図
５に示されるように、マザー基板４５に対して面実装型
トランス５０を実装した状態のハイブリッドＩＣの厚み
ｈを１．８ｍｍ以下にすることが可能になった。

【００４０】また、本発明に係る面実装型トランス５０
は、薄型のＩＣと同等の高さであるため、マザー基板４
５に直接実装した場合には、マザー基板高さを一様に低
くできる。

【００４１】

【発明の効果】本発明に係る面実装型コイル部品は、上
記のように構成されているため、以下に記載するような
効果を有する。

【００４２】（１）高さ寸法が１．６ｍｍ以下の低背化
が実現でき、ハイブリッドＩＣへの実装に適する。

【００４３】（２）熱圧着に起因する巻線の弛みの外部
への突出が抑制される。

【００４４】（３）熱圧着による電極層への巻線の導電
固着の際の巻線の線径の適正条件が与えられる。

【００４５】（４）巻線の端部が確実にコアの鍔部の側
面の電極層に熱圧着される。

【００４６】（５）ギャップ領域によって巻芯部に捲回
された巻線と電極層との距離が保たれて良好な絶縁性が
維持できる。

【００４７】（６）巻線の固着部が巻線線径の１．５〜
４．０倍の拡幅部を有することで、電極層との熱圧着領
域が十分に確保され、導電固着部の接続信頼性が高い。

【００４８】（７）コアの鍔部の側面の凹溝内に導電固
着部が収容されるので、導電固着部が外部に突出せず、
外形寸法が一定に保持される。

【００４９】（８）マザー基板及びハイブリッドＩＣの
サブ基板との絶縁性延いては安全性が高い。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る面実装型トランスの外観を示す
斜視図である。

【図２】 本発明に係る面実装型トランスの横軸方向の
縦断面図である。

【図３】 本発明に係る面実装型トランスの偏平フェラ
イトコアの側端面の導電固着部分を示す拡大斜視図であ
る。

【図４】 フェライトコアの鍔部の側面における巻線の
導電固着部分を示す拡大側面図（ａ）と拡大平面図
（ｂ）である。

【図５】 本発明に係る面実装型トランスをサブ基板に
実装したハイブリッドＩＣをマザー基板に実装した状態
の縦断面図である。

【図６】 従来の面実装型トランスの構造を示す縦断面
図である。

【図７】 従来の面実装型トランスの構造を示す縦断面
図である。

【図８】 従来の面実装型トランスの構造を示す斜視図
である。

【符号の説明】

１、１１、３１ 巻芯部 ２、３、１２、１３、３２、３３ 鍔部 ４ ドラム型フェライトコア ５、２２、３９ 巻線 ６ リード端子 ７、８、２１、３８ 電極層 １０、２０、３０、５０ 面実装型トランス １５ フェライトコア １６、１７ 端面 １８、１９ 底面 ３５ 偏平フェライトコア ３６ 側面 ３６ａ 側面の縁辺 ３８′ 側面に印刷された電極層 ３８ｂ マザー基板に近接して対向する電極層部分 ４１ 導電固着部 ４２ 凹溝 ４４ ハイブリッドＩＣのサブ基板 ４５ マザー基板 ４６ 磁性粉入り樹脂層 Ｈ 高さ寸法 Ｗ 幅寸法 Ｌ 巻軸長さ寸法 Ｄ ギャップ領域 Ｐ２ 配線パターン ｈ ハイブリッドＩＣの厚み ｔ 巻芯部の厚み寸法 ｗ 巻芯部の幅寸法

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 厚み寸法ｔと幅寸法ｗとの比ｔ／ｗが１
   ／３以下の偏平の巻芯部と、該巻芯部の長さ方向の両端
   に巻芯部と一体に延設された鍔部と、を有するコアと、
   前記コアの鍔部の少なくとも高さ方向の側面を含む周面
   に配設された各々離間する２個乃至４個の電極層と、前
   記コアの巻芯部に捲回されるとともに両端部が各々前記
   鍔部の側面に斜めに導出され該側面の電極層に熱圧着に
   より導電固着された巻線と、を備えたことを特徴とする
   面実装型コイル部品。
2. 【請求項２】 前記巻線の少なくとも捲き終り側の端部
   は、前記コアの鍔部の側面の電極層の前記巻芯部の厚み
   寸法の延長上に導電固着されたことを特徴とする請求項
   １に記載の面実装型コイル部品。
3. 【請求項３】 前記コアの鍔部の高さ寸法Ｈが１．６ｍ
   ｍ以下で、前記巻線の線径が３０μｍ乃至１５０μｍで
   あることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の
   面実装型コイル部品。
4. 【請求項４】 前記巻線の端部の固着部と接する電極層
   の厚みが前記巻線の線径以下であることを特徴とする請
   求項１または請求項２に記載の面実装型コイル部品。
5. 【請求項５】 前記電極層が配設された前記コアの鍔部
   の周面における巻芯部に近い側に前記電極層の形成され
   ていないギャップ領域が設けられていることを特徴とす
   る請求項１または請求項２に記載の面実装型コイル部
   品。
6. 【請求項６】 前記電極層に対する巻線の固着部が巻線
   の線径の１．５〜４．０倍の拡幅部を有することを特徴
   とする請求項１または請求項２に記載の面実装型コイル
   部品。
7. 【請求項７】 前記コアの鍔部の側面に設けられた凹溝
   内に電極層が形成されるとともに巻線の端部の前記電極
   層との固着部が前記凹溝内に収容されていることを特徴
   とする請求項１または請求項２に記載の面実装型コイル
   部品。
8. 【請求項８】 巻芯部に捲回された巻線の実装基板面側
   の表面に磁性粉入り樹脂層を平坦に配したことを特徴と
   する請求項１または請求項２に記載の面実装型コイル部
   品。