KR101495235B1

KR101495235B1 - 인덕턴스 소자

Info

Publication number: KR101495235B1
Application number: KR20140027060A
Authority: KR
Inventors: 가즈히코 마츠이; 교이치 가와세; 아키노리 고지마; 게이이치 아라키; 에이이치로 마츠야마; 세이사쿠 이마이
Original assignee: 알프스 그린 디바이스 가부시키가이샤
Priority date: 2013-03-11
Filing date: 2014-03-07
Publication date: 2015-02-24
Also published as: JP2014175531A; TWI484510B; JP5874134B2; CN104051130A; CN104051130B; TW201440089A; KR20140111610A

Abstract

특히, 종래에 비해, 단자부의 선단과 자성 코어 사이의 절연 내압을 향상시킬 수 있는 인덕턴스 소자를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
자성 코어의 내부에 코일이 매립되어 있는 인덕턴스 소자에 있어서, 상기 코일로부터 연장되는 한 쌍의 도전성 벨트체의 단부가 절곡되어, 한 쌍의 단자부(15, 18)가 상기 자성 코어의 외면에 형성되어 있고, 도전성 벨트체(11)의 표면은, 상기 단자부의 선단면(24)을 제외하고 피복 수지층(12)(제 1 절연층)으로 피복되어 있으며, 단자부의 선단면(24)과, 선단면에 대향하는 자성 코어(20)의 측벽(20b)의 사이에 간극(25)이 설치되고, 간극(25)에 보호 수지층(41)(제 2 절연층)이 충전되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

인덕턴스 소자{INDUCTANCE DEVICE}

본 발명은, 자성 코어에 코일이 매립된 인덕턴스 소자에 관하며, 특히, 단자부와 자성 코어 사이의 절연 내압에 관한 것이다.

특허문헌 1에는, 외부 전극과 코일용 도체의 사이에 저(低)유전율 수지막을 배치하여, 외부 전극과 코일용 도체의 사이에 발생하는 부유 용량을 억제한 인덕터(inductor)에 관한 발명이 개시되어 있다.

특허문헌 2에서는, 강자성 금속 분말과 수지로 이루어지는 복합 부재를 직육면체로 형성하고, 복합 부재의 표면에 수지를 함침시켜, 복합 부재의 내부에 관통 구멍을 형성하며, 이 관통 구멍 내에 신호선용 도체를 형성하고 있다. 그리고 수지가 함침된 복합 부재의 표면으로부터 노출되는 신호용 도체의 표면에 걸쳐 단자 도체를 형성하고 있다.

또 특허문헌 3에는, 코일로부터의 단자를 코어의 이면으로 인출하고, 코어와 단자의 사이에 절연 시트를 개재시킨 코일 부품에 관한 발명이 개시되어 있다.

또 특허문헌 4에는, 코일로부터의 단자를 코어의 이면으로 인출하고, 단자의 절연층을 제거한 인덕터에 관한 발명이 개시되어 있다.

일본 공개특허 특개평9-246046호 공보 일본 공개특허 특개평9-82528호 공보 일본 공개특허 특개평10-223450호 공보 일본 공개특허 특개2006-13066호 공보

그런데, 코일로부터 자성 코어의 이면에 연장되는 단자부의 선단(先端)은 절단면이며, 절연 피막이 설치되어 있지 않고 도체가 노출된 상태로 되어 있다. 따라서, 단자부의 선단과, 선단에 대향하는 자성 코어 사이의 절연 내압이 저하되는 문제가 있었다.

상기의 각 특허문헌에는, 단자부의 선단과 자성 코어 사이의 절연 내압에 대해 아무것도 기재되어 있지 않다.

그래서 본 발명은, 상기 종래의 과제를 해결하는 것이고, 특히, 종래에 비해, 단자부의 선단과 자성 코어 사이의 절연 내압을 향상시킬 수 있는 인덕턴스 소자를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

본 발명은, 자성 코어의 내부에 코일이 매립되어 있는 인덕턴스 소자에 있어서,

상기 코일로부터 연장되는 한 쌍의 도전성 벨트체의 단부(端部)가 절곡(折曲)되어, 한 쌍의 단자부가 상기 자성 코어의 외면에 형성되어 있고,

상기 도전성 벨트체의 표면은, 상기 단자부의 선단을 제외하고 제 1 절연층으로 덮여져 있으며,

상기 단자부의 선단과, 상기 선단에 대향하는 상기 자성 코어의 사이에 간극이 설치되고, 상기 간극에 제 2 절연층이 충전되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다. 이에 따라, 종래에 비해 단자부의 선단과 자성 코어 사이의 절연 내압을 효과적으로 향상시킬 수 있다.

본 발명에서는, 상기 제 2 절연층은, 상기 간극과 함께 상기 자성 코어의 표면, 및 상기 제 1 절연층의 표면에 형성되어 있고,

상기 제 1 절연층 및 상기 제 2 절연층의 일부의 적층 부분을 관통하여 상기 단자부의 상기 도전성 벨트체의 표면이 노출되는 관통 구멍이 형성되어 있으며,

상기 제 2 절연층의 표면으로부터 상기 관통 구멍에 걸쳐 한 쌍의 단자 도통부가 형성되어 있고,

상기 단자부와 상기 단자 도통부의 사이는, 상기 관통 구멍을 개재하여 도통되어 있는 것이 바람직하다. 이에 따라, 단자 도통부와 자성 코어 사이의 절연 내압을 향상시킬 수 있음과 함께, 단자부와 단자 도통부의 사이를 적절히 도통시킬 수 있다.

본 발명에서는, 상기 제 1 절연층은, 상기 도전성 벨트체의 표면을 피복하는 전기적 절연성의 피복 수지층이고, 상기 제 2 절연층은, 상기 자성 코어의 외면에 대한 절연 코팅재인 전기적 절연성의 보호 수지층인 것이 적합하다. 이에 따라, 제조가 번잡화하지 않고 저비용으로 안정되게 높은 절연 내압을 얻을 수 있다.

또 본 발명에서는, 적어도 상기 단자부의 선단면에 상기 제 1 절연층이 설치되어 있지 않고, 적어도 상기 선단면과, 상기 선단면에 대향하는 상기 자성 코어의 측벽의 사이에 상기 간극이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 단자부의 선단면은 피복 도선(導線)의 절단면이므로, 선단면으로 도전성 벨트체가 노출된 상태가 된다. 따라서, 단자부의 선단면과 자성 코어의 측벽의 사이에 간극을 설치하고, 상기 간극에 제 2 절연층을 매설함으로써, 적절히 절연 내압을 향상시키는 것이 가능해진다.

본 발명의 인덕턴스 소자에 의하면, 종래에 비해 단자부의 선단과 자성 코어 사이의 절연 내압을 효과적으로 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시형태의 인덕턴스 소자에 사용되는 코일이 감김 성형된 직후의 상태를 나타내는 사시도이다.
도 2는 코일에 단자부가 굽힘 성형된 상태를 나타내는 사시도이다.
도 3은 인덕턴스 소자의 이면도이다.
도 4는 인덕턴스 소자의 단면도이고, 도 2의 Ⅳ-Ⅳ선의 단면도이다.
도 5는 도 4의 일부를 확대한 부분 확대 단면도이다.
도 6은 도 5와 일부가 다른 부분 확대 종단면도이다.
도 7은 도 5와 일부가 다른 부분 확대 종단면도이다.
도 8은 비교예를 나타내는 부분 확대 종단면도이다.
도 9는 단자 도통부가 형성되어 있지 않은 상태를 나타내는 인덕턴스 소자의 이면도이다.
도 10은 도 9와 일부에서 다른 인덕턴스 소자의 이면도이다.
도 11은 자성 코어를 압분(壓粉) 성형하는 과정을 나타내는 측면도이다.
도 12는 도 11에 나타내는 자성 코어를 압분 성형할 때의 단자부 부근을 확대하여 나타낸 부분 확대 종단면도이다.

본 발명의 실시형태의 인덕턴스 소자(1)는, 압분 성형체인 자성 코어(20)에 코일(10)이 매립되어 있다. 도 2에서는, 자성 코어(20) 내에 매설되는 코일(10)을 실선으로 나타내고, 자성 코어(20)의 외면을 점선으로 나타냈다.

도 1과 도 2에 나타내는 바와 같이, 코일(10)은, 도전성 벨트체(11)를 감아서 형성되어 있다. 도 1과 도 2 등에 나타내는 바와 같이, 도전성 벨트체(11)는, 대향하는 판면(11a, 11a)과 대향하는 측단면(11b, 11b)을 가지고, 단면이 직사각형의 벨트 형상체이다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 폭 방향의 치수(A)는 두께 방향의 치수(B)보다 충분히 크고, 치수(A)는 치수(B)의 2배 이상이며, 바람직하게는 6배 이상이다.

도전성 벨트체(11)는 구리로 형성되어 있고, 후술하는 도 5 등에 나타내는 바와 같이, 도전성 벨트체(11)의 표면에 피복 수지층(12)이 형성되어 있다.

도 1, 도 2에 코일(10)의 감김 중심선(O)이 나타내어져 있다. 코일(10)은, 도전성 벨트체(11)의 판면(11a)이 감김 중심선(O)과 대략 수직이 되고, 두께 방향을 결정하고 있는 측단면(11b)이 감김 중심선(O)과 평행이 되는 방향으로, 판면(11a)끼리가 감김 중심선(O)을 따라 겹치도록 감겨 있다. 도 1, 도 2, 도 3에 나타내는 바와 같이, 코일(10)은, 도전성 벨트체(11)가 타원형이 되도록 감겨 있다. 또한, 도 1∼도 3에서는, 코일(10)은 타원형으로 되어 있지만, 진원(眞圓)형이어도 되고, 당업자에 있어서 적절히 선택할 수 있다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 코일(10)이 타원 형상으로 감긴 상태에서, 코일(10)로부터 도전성 벨트체(11)의 제 1 단부(13)와 제 2 단부(16)가 돌출되어 있다. 여기서, 단부(13, 16)는, 도전성 벨트체(11) 중의 코일(10)로서 감겨 있지 않은 양단(兩端) 부분을 의미하고 있다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 제 1 단부(13)는, 제 1 꺾임선(14a)에 의해서 골(valley) 꺾임 방향으로 대략 직각으로 구부려지고, 제 2 꺾임선(14b)에 의해서 마루(mountain) 꺾임 방향으로 대략 직각으로 구부려지며, 제 3 꺾임선(14c)과 제 4 꺾임선(14d)의 각각에 있어서 골 꺾임 방향으로 대략 직각으로 절곡된다. 제 2 단부(16)는, 제 1 꺾임선(17a)에 있어서 마루 꺾임 방향으로 대략 직각으로 절곡되고, 제 2 꺾임선(17b)과 제 3 꺾임선(17c) 및 제 4 꺾임선(17d)에 있어서, 골 꺾임 방향으로 대략 직각으로 절곡되어 있다.

제 1 단부(13)는, 제 4 꺾임선(14d)보다 앞의 부분이 제 1 단자부(15)이고, 제 2 단부(16)는, 제 4 꺾임선(17d)보다 앞의 부분이 제 2 단자부(18)이다.

도 2와 도 4에 나타내는 바와 같이, 제 1 단자부(15)는, 코일(10)로서 감겨 있는 도전성 벨트체(11)의 판면(11a)으로부터 약간 떨어진 위치에 있고, 제 1 단자부(15)를 형성하고 있는 도전성 벨트체(11)의 판면(11a)과, 코일(10)을 구성하고 있는 도전성 벨트체(11)의 판면(11a)이 대략 평행하게 대향하고 있다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 제 2 단자부(18)도, 코일(10)로서 감겨 있는 도전성 벨트체(11)의 판면(11a)으로부터 약간 떨어진 위치에 있고, 제 2 단자부(18)를 형성하고 있는 도전성 벨트체(11)의 판면(11a)과, 코일(10)을 구성하고 있는 도전성 벨트체(11)의 판면(11a)이 대략 평행하게 대향하고 있다.

그리고, 제 1 단자부(15)의 도 2에 있어서 위로 향해져 있는 판면(11a)과, 제 2 단자부(18)의 도 2에 있어서 위로 향해져 있는 판면(11a)이, 대략 동일 면에 위치하고, 그 면은, 감김 중심선(O)과 수직한 면이다.

또한 인덕턴스 소자(1)를 도시하지 않은 프린트 기판 상에 설치하는 경우, 단자부(15, 18)를 하측을 향하게 하기 때문에, 도 2, 도 4, 도 5∼도 8의 각 도면의 상측을 향하는 면은, 프린트 기판 상에서의 설치 상태에서는, 하면(이면)에 해당하는 면이다.

도 2, 도 3에 나타내는 바와 같이, 압분 성형체인 자성 코어(20)는, 상면(21)과 하면(이면)(22)을 가지고 4개의 측면을 더 가지는 입방체 형상이다. 도 2, 도 3, 도 4에 나타내는 바와 같이, 코일(10)로부터 연장되는 도전성 벨트체(11)의 단부(13, 16)에서 형성된 제 1 단자부(15)와 제 2 단자부(18)는, 그 표면의 판면(11a)(도 2, 도 4에 있어서 상측을 향하는 판면(11a))이, 자성 코어(20)의 하면(22)에 노출되고, 각각의 단자부(15, 18)의 표면 측의 판면(11a)이 자성 코어(20)의 하면(22)과 대략 동일 면이 된다.

또, 도 2에 나타내는 바와 같이, 도전성 벨트체(11)의 제 1 단부(13)의 꺾임선(14c)과 꺾임선(14d) 사이의 부분의 판면(11a)이, 자성 코어(20)의 1개의 측면(23)에 나타내어진다. 또, 제 2 단부(16)의 꺾임선(17c)과 꺾임선(17d) 사이의 부분의 판면(11a)도, 자성 코어(20)의 측면(23)에 나타내어진다. 각각의 판면(11a)과 측면(23)이 대략 동일 면이다.

도 4, 도 9(도 9는 도 3으로부터 단자 도통부(42)를 제외한 이면도이다)에 나타내는 바와 같이 각 단자부(15, 18)는, 자성 코어(20)의 하면(22)에 형성된 단자부 형상과 대략 동일 형상으로 이루어지는 오목부(20a) 내에 배치된다. 이 오목부(20a)는, 후술의 도 11에 나타내는 바와 같이, 캐비티(cavity)(34)의 내부에 코일(10) 및 각 단자부(15, 18)를 배치한 상태에서, 상기 캐비티(34)의 내부에 공급된 자성 코어 재료를 가압력(F)으로 가압했을 때에 형성된 것이다. 즉 오목부(20a)는, 성형체의 형성 시에, 각 단자부(15, 18)의 표면 측에 위치하는 판면(11a)을 제외하고, 각 단자부(15, 18)의 주위가 자성 코어 재료로 둘러싸임으로써 형성된 것이다. 혹은, 단자부(15, 18)의 형성 전에, 자성 코어(20)의 하면(22)에 미리 오목부(20a)를 형성하고, 코일(10)로부터 연장되는 각 단부(13, 16)를 절곡하여 오목부(20a) 내에 단자부(15, 18)를 배치할 수도 있다.

도 5에 나타내는 바와 같이, 한 쌍의 단자부(15, 18)(도 5에는 제 2 단자부(18)는 도시되어 있지 않지만, 제 1 단자부(15)와 동일한 단면 구조이기 때문에, 이하에서는 단자부(15, 18)라고 표현하기로 한다)는, 도전성 벨트체(11)와, 도전성 벨트체(11)의 표면에 형성된 피복 수지층(제 1 절연층)(12)을 가지고 구성된다. 피복 수지층(12)은, 예를 들면 절연 수지층의 표면에 나일론 등의 융착층이 겹쳐진 2층 구조이다.

피복 수지층(12)은, 도 5에 나타내는 도전성 벨트체(11)의 상면 및 하면인 판면(11a)과 측단면(11b)(도 9 등 참조)에 형성된다. 도면에는 나타내고 있지 않지만, 피복 수지층(12)은, 도 1, 도 2, 도 4에 나타내는 코일(10)의 각 도전성 벨트체(11)의 표면에도 형성되어 있으므로, 코일(10)을 구성하는 각 도전성 벨트체(11) 사이에는 피복 수지층(12)이 개재되어 있다.

도 5에 나타내는 바와 같이, 피복 수지층(12)은, 각 단자부(15, 18)의 선단면(24)에는 형성되어 있지 않다. 이것은 선단면(24)이 피복 도선을 절단했을 때의 절단면에 해당하기 때문이다. 또 선단면(24)으로부터 다소, 후퇴한 영역까지를 각 단자부(15, 18)의 선단(26)이라고 정의하고, 각 단자부(15, 18)의 선단(26)을 구성하는 판면(11a) 및 측단면(11b)에 피복 수지층(12)이 형성되어 있지 않은 구성으로 할 수도 있다. 본 명세서에 있어서, 단자부(15, 18)의 선단(26)은, 선단면(24)만을 가리켜도 되고, 선단면(24)으로부터 다소, 후퇴한 위치까지도 포함시킨 영역으로 해도 된다. 단자부(15, 18)의 선단(26)은, 예를 들면 도 9에 나타내는 자성 코어(20)의 이면(22)으로 연장 돌출하는 단자부(15, 18)의 연장 돌출 길이에 대해, 1/4 이하의 영역, 바람직하게는 1/10 이하의 영역으로 설정된다.

도 5, 도 9에 나타내는 바와 같이, 각 단자부(15, 18)의 선단면(24)과, 상기 선단면(24)과 평면 방향(선단면(24)에 대해 직교하는 면 방향)으로 대향하는 자성 코어(20)의 측벽(20b)의 사이에는 간극(25)이 형성되어 있다. 간극(25)은 오목부(20a)와 연속하는 공간 영역이다. 혹은, 간극(25)은, 도 10에 나타내는 바와 같이 각 단자부(15, 18)의 선단면(24)과 자성 코어(20)의 측벽(20b)의 사이로부터, 각 단자부(15, 18)의 측단면(11b)과, 상기 측단면(11b)과 대향하는 자성 코어(20)의 측벽(20c)의 사이에 걸쳐 형성되어 있어도 된다. 도 10의 구조는, 각 단자부(15, 18)의 선단면(24)으로부터 약간 후퇴한 영역까지의 선단(26)에 피복 수지층(12)이 형성되어 있지 않은 구성에 적합하다. 또한, 간극(25)은, 각 단자부(15, 18)의 선단(26)의 위치뿐만 아니라, 선단(26)으로부터 후단에 걸쳐 연속해서 형성되어 있어도 된다.

도 4, 도 5에 나타내는 바와 같이, 간극(25)에는 보호 수지층(41)(제 2 절연층)이 충전되어 있다. 보호 수지층(41)은, 자성 코어(20)의 외면의 전역에 코팅되어 있다. 보호 수지층(41)은, 피복 수지층(12)과 동일하게 전기적 절연성의 수지층이다. 보호 수지층(41)의 재질은 특별히 한정하는 것이 아니고, 폴리이미드나 에폭시 수지 등을 예시할 수 있다. 또 보호 수지층(41)은 자성 코어(20)의 외면에 함침 가능한 수지인 것이 적합하다.

또 도 3, 도 4, 도 5에 나타내는 바와 같이, 한 쌍의 단자 도통부(42)가, 자성 코어(20)의 하면(22)(하면 측의 표면)에 형성되어 있다. 도 5에 나타내는 바와 같이, 단자 도통부(42)는 자성 코어(20)와 보호 수지층(41)을 개재하여 대향하고 있다. 또 도 5에 나타내는 바와 같이, 단자 도통부(42)와 단자부(15, 18)를 구성하는 도전성 벨트체(11)가 일부를 제외하고 피복 수지층(12)과 보호 수지층(41)의 적층 구조를 개재하여 대향하고 있다.

도 3, 도 5에 나타내는 바와 같이, 단자 도통부(42)와 단자부(15, 18)를 구성하는 도전성 벨트체(11)의 사이에는, 피복 수지층(12) 및 보호 수지층(41)을 두께 방향(높이 방향)으로 관통하는 관통 구멍(43)이 형성되어 있다. 이와 같이, 도 5에서는, 보호 수지층(41)이, 간극(25)과 함께, 자성 코어(20)의 표면 및 피복 수지층(12)의 표면에 형성되어 있고, 피복 수지층(12) 및 보호 수지층(41)의 일부의 적층 부분을 관통하는 관통 구멍(43)이 형성되며, 관통 구멍(43)으로부터는 도전성 벨트체(11)의 표면(판면(11a))이 노출되어 있다. 그리고 단자 도통부(42)가 관통 구멍(43) 내에 들어가서, 단자 도통부(42)가 도전성 벨트체(11)에 접하고 있다. 이에 따라 단자 도통부(42)와 단자부(15, 18)를 구성하는 도전성 벨트체(11)가 전기적으로 접속된 상태로 되어 있다.

도 8은 비교예이며, 도 8에서는, 각 단자부(15, 18)의 선단면(24)과, 선단면(24)에 대향하는 자성 코어(20)의 측벽(20b)의 사이에 간극이 형성되어 있지 않고, 선단면(24)의 위치에서 도전성 벨트체(11)와 자성 코어(20)가 접촉되어 있다.

자성 코어(20)는, 예를 들면, 자성 분말과 바인더 수지로 이루어지는 압분 성형체이고, 도 8의 비교예에서는, 단자부(15, 18)의 선단면(24)과 자성 코어(20) 사이에서 높은 절연성이 유지되지 않는 상태로 되어 있다. 즉 절연 내압이 저하되어 있다. 이에 대해 도 5에 나타내는 실시형태에서는, 단자부(15, 18)의 선단면(24)과 자성 코어(20)의 측벽(20b)의 사이에 간극(25)을 형성하고, 이 간극(25)에 전기 절연성의 보호 수지층(41)을 충전하고 있기 때문에, 도전성 벨트체(11)가 노출된 선단면(24)과 자성 코어(20)의 측벽(20b) 사이의 절연 내압을 도 8에 나타내는 비교예에 비해 효과적으로 향상시킬 수 있다. 또 도 10에 나타내는 구성으로 하면, 단자부(15, 18)의 선단(26)에 위치하는 측단면(11b)과 자성 코어(20)의 측벽(20c)의 사이에도 간극(25)이 형성되고, 그 간극(25) 내에 보호 수지층(41)이 충전되어 있으므로, 선단면(24)으로부터 다소 후퇴한 영역까지의 선단(26)에 피복 수지층(12)이 형성되어 있지 않은 형태이더라도, 효과적으로 절연 내압을 향상시킬 수 있다.

또 보호 수지층(41)을 자성 코어(20)의 외면 및 간극(25) 내에 함침시킴으로써, 수지가 간극(25) 내에 모세관 현상으로 침투하여, 간극(25) 내를 적절히 보호 수지층(41)으로 메울 수 있다. 또, 자성 코어(20)의 외면에 대한 절연 코팅재와 동일한 수지로 간극(25) 내를 메움으로써, 저비용이고 또한 간단한 제조 방법으로 간극(25) 내를 수지에 의해 매설할 수 있다.

또 도 5에 나타내는 바와 같이, 자성 코어(20)와 단자 도통부(42)의 사이에 보호 수지층(41)이 개재됨으로써, 자성 코어(20)와 단자 도통부(42) 사이의 절연 내압을 향상시킬 수 있다. 또 도 5에 나타내는 바와 같이, 보호 수지층(41)은 각 단자부(15, 18)의 표면에도 겹쳐서 형성되어 있지만, 단자부(15, 18)와 단자 도통부(42) 사이의 도통 부분에서는, 피복 수지층(12)과 보호 수지층(41)의 적층 구조를 관통하는 관통 구멍(43)이 형성되어 있고, 관통 구멍(43)을 개재하여 단자부(15, 18)를 구성하는 도전성 벨트체(11)와 단자 도통부(42)를 적절히 도통 접속시킬 수 있다. 관통 구멍(43)은, 각 단자부(15, 18)의 선단면(24)으로부터 후방으로 후퇴한 위치에 소정의 크기로 형성된다. 따라서 관통 구멍(43)과 각 단자부(15, 18)의 선단면(24)의 사이, 및 관통 구멍(43)보다 후방 위치에는, 피복 수지층(12)과 보호 수지층(41)의 적층 구조가 남겨져 있다. 도 3에 나타내는 바와 같이 관통 구멍(43)은, 단자부(15, 18)의 폭 치수보다 작고, 도 3의 화살표에서, 관통 구멍(43)은 단자부(15, 18)의 영역 내에 들어가는 크기로 형성되어 있다. 따라서 관통 구멍(43)을 개재하여 단자부(15, 18)와 단자 도통부(42)를 적절히 도통 접속할 수 있음과 함께, 관통 구멍(43)의 주위에 펼쳐지는 절연성의 수지층에 의해서 단자 도통부(42)와 자성 코어(20) 사이의 절연성을 적절히 확보할 수 있다.

본 실시형태는, 간극(25)의 형성 방법을 한정하는 것이 아니지만, 예를 들면 간극(25)을, 스프링백을 이용하여 형성할 수 있다. 스프링백에 대해서는 도 11을 이용하여 이하에 설명한다.

도 11에, 자성 코어(20)를 압분 성형체로서 성형하는 공정이 나타내어져 있다.

도 11에 나타내는 프레스기(機)(30)는, 금형 본체(31)의 내부에 하형(下型)(32)이 설치되고, 그 상방에 캐비티(34)가 형성되어 있다. 도 2에 나타내는 코일(10)이 캐비티(34)의 내부에 삽입되고, 제 1 단자부(15)의 표면의 판면(11a)과 제 2 단자부(18)의 표면의 판면(11a)이, 하형(32)의 상면에 맞닿도록 위치 결정된다.

그 후, 자성 분말과 바인더 수지로 이루어지는 코어 재료가, 캐비티(34)의 내부에 공급된다. 자성 분말은 자성 합금 분말이고, 예를 들면, Fe를 주체로 하여, Ni, Sn, Cr, P, C, B, Si 등의 각종 금속이 포함된 Fe기 비정질 합금의 분말이며, 수분사법(水-atomize법)에 의해 분말화된 것이다. 바인더 수지는, 실리콘 수지나 에폭시 수지 등이다.

상기 코어 재료는, 상기 자성 분말이 상기 바인더 수지로 코팅된 혼합 분말이다. 혹은, 자성 분말과 분말 상태의 바인더 수지가 단순히 혼합된 것이더라도 된다. 또, 코어 재료는, 미리 가(假)성형을 해 두고, 코일(10)과 조합한 후, 캐비티 내에 삽입할 수도 있다.

코어 재료가 캐비티(34) 내에 충전되면, 캐비티(34)의 상방으로부터 상형(上型)(33)이 삽입되고, 캐비티(34)가 가열되며, 하형(32)과 상형(33)에서 코어 재료가 가압력(F)으로 가압되어, 압분 성형체인 자성 코어(20)가 형성된다. 이 압분 성형에서는, 바인더 수지가 자성 분말끼리를 결합하기 위한 결합제로서 기능한다. 또한, 이 가압 시에 있어서, 가열은 반드시 필요하지는 않고, 실온에서 가압을 행해도 된다.

도 11에 나타내는 바와 같이, 캐비티(34) 내에서는, 하형(32)과 상형(33)의 사이에서, 자성 분말과 바인더 수지로 이루어지는 코어 재료가 가압력(F)으로 가압됨과 동시에, 코일(10) 및 제 1 단자부(15)와 제 2 단자부(18)도 가압력(F)을 받아서 가압된다.

도 3, 도 4에 나타내는 바와 같이, 제 1 단자부(15)와 제 2 단자부(18)는, 코일(10)을 형성하고 있는 도전성 벨트체(11)의 판면(11a)에 일부가 대면하는 대면 영역(D)을 가지고 있다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 대면 영역(D)에서는, 단자부(15, 18)와 코일(10)의 간극(δ)이 좁아지고, 가압 성형 후에 단자부(15, 18)가 코일(10)로부터 떨어지려고 하는 스프링백 힘에 의해, 간극(δ)이 좁은 영역에 위치하고 있는 자성 코어(20)에 내부 응력이 발생하기 쉽게 되어 있다. 이에 따라, 도 9에 나타내는 바와 같이, 각 단자부(15, 18)의 선단면(24)과 자성 코어(20)의 측벽(20b)의 사이나, 도 10에 나타내는 바와 같이, 각 단자부(15, 18)의 선단(26)과 자성 코어(20)의 측벽(20c)의 사이에 스프링백에 의거하는 간극(25)이 형성되기 쉽게 되어 있다.

가압력(F)의 조정이나, 가열 온도(어닐(anneal) 온도)의 조정 등에 의해, 스프링백 힘을 적당히 생기게 함으로써, 적당한 크기의 간극(25)을 형성할 수 있다. 여기서 간극(25)의 크기에 대해서는, 보호 수지층(41)의 개재에 의해 단자부(15, 18)의 선단(26)과 자성 코어(20)의 측벽 사이의 절연성이 확보되면 특별히 한정하는 것이 아니지만, 지나치게 간극(25)이 크게 형성되면, 자성 코어(20)의 강도가 저하되므로, 간극(25)의 폭으로서는 100㎛ 정도 이하(인덕턴스 소자(1)의 종횡의 폭 치수는 수십 ㎜)로 하는 것이 적합하다. 예를 들면 코어 재료로서 Fe기 비정질 합금의 분말과 바인더 수지의 혼합 재료를 이용하여, 가압력(F)을, 780∼1180㎫ 정도로 하고, 가열 온도를 350℃∼450℃ 정도로 한다.

또 도 12에 나타내는 바와 같이, 예를 들면 표면에 돌기부(40)를 가지는 하형(32)을 이용해도 된다. 도 12에 나타내는 바와 같이 돌기부(40)는 정확히 단자부(15, 18)의 선단면(24)의 전방에 위치하고 있고, 돌기부(40)의 위치가 코어 재료로 메워지지 않도록 하여, 각 단자부(15, 18)의 선단면(24)과 자성 코어(20)의 사이에 간극(25)을 형성할 수 있다. 또, 돌기부(40)를, 단자부(15, 18)의 선단(26)의 주위를 둘러싸는 형상으로 하여 도 10에 나타내는 바와 같이 단자부(15, 18)의 선단(26)의 주위를 둘러싸는 간극(25)을 형성해도 된다.

혹은, 자성 코어(20)를 압분 성형한 후, 레이저 등으로 단자부(15, 18)의 선단면(24)의 전방, 혹은, 단자부(15, 18)의 선단(26)의 주위의 자성 코어(20)를 없애서 간극(25)을 형성해도 된다.

도 6, 도 7은, 도 5와 일부가 다른 부분 확대 단면도이다. 도 6에서는, 각 단자부(15, 18)의 선단(26)이 자성 코어(20)의 오목부(20a) 내로부터 떨어지는 방향으로 뜬 상태로 되어 있다. 도 5에 비해, 각 단자부(15, 18)의 선단(26)이 자성 코어(20)로부터 거리적으로 떨어지므로, 더 효과적으로 각 단자부(15, 18)의 선단(26)과 자성 코어(20) 사이의 절연 내압을 향상시킬 수 있다.

도 6의 형태에 있어서도, 평면에 대한 수직 방향으로부터의 화살표 C에서, 단자부(15, 18)의 선단면(24)과, 자성 코어(20)의 측벽(20b)은 대향한 위치 관계에 있다.

또, 도 6에 나타내는 바와 같이, 단자부(15, 18)의 선단면(24)으로부터 후방을 향한 선단(26)에 피복 수지층(12)이 형성되어 있지 않은 형태의 경우, 도 6과 같이 선단(26)을 만곡시켜 오목부(20a)에서 띄움으로써, 선단(26)과 오목부(20a)의 높이 방향(두께 방향)의 대향면 사이(E)에도 피복 수지층(41)을 개재시키는 것이 가능해진다. 따라서 선단(26)과 자성 코어(20) 사이의 절연 내압을 더 효과적으로 향상시킬 수 있다.

또 도 7에 나타내는 바와 같이, 각 단자부(15, 18)의 선단면(24)과 자성 코어(20)의 측벽(20b)의 간격이 단자 도통부(42)에 접근하는 높이 방향을 향해 서서히 커지도록 측벽(20b)이 경사진 간극(45)이 형성되어도 된다. 또한, 각 단자부(15, 18)의 선단(26)에 위치하는 측단면(11b)과 자성 코어(20)의 측벽(20c)(도 10 참조)의 사이에 있어서도 도 7과 동일한 간극(45)을 형성할 수 있다. 도 7에 나타내는 간극(45)을 도 5에 나타내는 간극(25)과 동(同) 체적으로 형성했다고 하면, 도 7의 간극(45) 쪽이 도 5의 간극(25)보다 개구를 넓힐 수 있어, 적절히 간극(45) 내를 보호 수지층(41)으로 매설할 수 있다.

도 2, 도 3 등에 나타내는 인덕턴스 소자(1)에서는, 한 쌍의 단자부(15, 18)가 자성 코어(20)의 하면(이면)(22)에 설치되어 있었지만, 단자부(15, 18)를 자성 코어(20)의 외면의 어느 면에 배치하는지에 대해서는 특별히 한정되는 것이 아니다.

또 도 3, 도 4 등에 나타내는 바와 같이 한 쌍의 단자부(15, 18)와 전기적으로 접속되는 한 쌍의 단자 도통부(42)를 설치하고 있지만, 단자 도통부(42)의 형성은 필수적이지 않다. 다만 단자 도통부(42)를 설치함으로써, 인덕턴스 소자(1)와 프린트 기판 사이의 전기적 접속성을 안정되고 또한 양호한 것으로 할 수 있다.

상기에서는, 도전성 벨트체(11)의 표면에 형성되는 제 1 절연층을, 전기적 절연성의 피복 수지층(12)으로 하고, 간극(25)을 메우는 제 2 절연층을, 전기적 절연성의 보호 수지층(41)으로 했지만, 각 절연층의 재질을 수지에 한정하는 것이 아니다. 다만, 피복 도선을 사용했을 때, 제 1 절연층에 대해서는, 피복 수지층(12)인 것이 적합하다. 제 2 절연층으로서는 스퍼터나 증착법 등에 의해 수지 이외의 절연 재료를 간극(25) 내에 매설하는 것이 가능하다. 다만, 제 2 절연층에는, 자성 코어(20)의 외면의 절연 코팅재인 보호 수지층(41)을 이용하여, 함침에 의해 간극(25)을 메움으로써, 간극(25)을 적절히 메울 수 있음과 함께 제조 공정도 번잡화하지 않고 제조 비용을 억제할 수 있다.

1: 인덕턴스 소자 10: 코일
11: 도전성 벨트체 11a: 판면
11b: 측단면 12: 피복 수지층(제 1 절연층)
13: 제 1 단부 15: 제 1 단자부
16: 제 2 단부 18: 제 2 단자부
20: 자성 코어 24: 선단면
25, 45: 간극 26: 선단
30: 프레스기 32: 하형
33: 상형 34: 캐비티
40: 돌기부 41: 보호 수지층(제 2 절연층)
42: 단자 도통부 43: 관통 구멍
D: 대면 영역 F: 가압력
O: 감김 중심선

Claims

자성 코어의 내부에 코일이 매립되어 있는 인덕턴스 소자에 있어서,
상기 코일로부터 연장되는 한 쌍의 도전성 벨트체의 단부가 절곡되어, 한 쌍의 단자부가 상기 자성 코어의 외면에 형성되어 있고,
상기 도전성 벨트체의 표면은, 상기 단자부의 선단을 제외하고 제 1 절연층으로 덮여져 있으며,
상기 단자부의 선단과, 상기 선단에 대향하는 상기 자성 코어의 사이에 간극이 설치되고, 상기 간극에 제 2 절연층이 충전되어 있는 것을 특징으로 하는 인덕턴스 소자.
제 1 항에 있어서,
상기 제 2 절연층은, 상기 간극과 함께 상기 자성 코어의 표면, 및 상기 제 1 절연층의 표면에 형성되어 있고,
상기 제 1 절연층 및 상기 제 2 절연층의 일부의 적층 부분을 관통하여 상기 단자부의 상기 도전성 벨트체의 표면이 노출되는 관통 구멍이 형성되어 있으며,
상기 제 2 절연층의 표면으로부터 상기 관통 구멍에 걸쳐 한 쌍의 단자 도통부가 형성되어 있고,
상기 단자부와 상기 단자 도통부의 사이는, 상기 관통 구멍을 개재하여 도통되어 있는 인덕턴스 소자.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 절연층은, 상기 도전성 벨트체의 표면을 피복하는 전기적 절연성의 피복 수지층이고, 상기 제 2 절연층은, 상기 자성 코어의 외면에 대한 절연 코팅재인 전기적 절연성의 보호 수지층인 인덕턴스 소자.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
적어도 상기 단자부의 선단면에 상기 제 1 절연층이 설치되어 있지 않고, 적어도 상기 선단면과, 상기 선단면에 대향하는 상기 자성 코어의 측벽의 사이에 상기 간극이 형성되어 있는 인덕턴스 소자.