TWI462132B

TWI462132B - 線圈零件

Info

Publication number: TWI462132B
Application number: TW101146834A
Authority: TW
Inventors: Nobuo Takagi; Satoru Sariishi; Setu Tsuchida
Original assignee: Tdk Corp
Priority date: 2012-03-13
Filing date: 2012-12-12
Publication date: 2014-11-21
Also published as: JP5673585B2; CN203242470U; CN103310957A; JP2013191694A; CN103310957B; TW201342403A

Description

線圈零件

本發明係關於一種線圈零件，特別是關於一種表面安裝型線圈零件的端子電極構造。

伴隨著近年來電子機器的小型化，對於線圈零件，也要求高密度安裝。例如在專利文獻1中公開了能夠高密度安裝的表面安裝型的線圈零件。

該線圈零件具備具有卷芯部和凸緣部的鐵心、形成鐵心的收容空間的絕緣性殼體、在至少一部分露出於外部的狀態下機械式地固定於殼體的端子金屬配件、及接合於端子金屬配件並且經由殼體而捲繞於卷芯部周圍的繞線(導線)。鐵心的收容空間包含與安裝面大致平行的底面而劃分，卷芯部和凸緣部分別具有與底面相對向的卷芯部的下表面和凸緣部的下表面，且卷芯部的下表面相對於凸緣部的下表面係位於同一平面上。在與殼體的凸緣部相對向的位置上規定有朝向安裝面突出的腳部，並於腳部配置有端子金屬配件的安裝部。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2009-117627號公報

在上述線圈零件中，導線與端子金屬配件的連接係藉由將導線的前端部熱壓接於端子金屬配件上而實現。若將導線熱壓接於端子金屬配件，則導線的線材(Cu)與端子金屬配件表面的鍍膜(Ni及Sn)會發生反應而形成合金層。此處，因為合金層的熔點高，所以將線圈零件安裝至電路基板上時，在該部分成為焊料的接合面之情況下，會成為使焊料可濕性下降的主要原因。尤其，如圖9(a)所示，若將被熱壓接的導線20的前端部20e的位置對準端子金屬配件21的端子面的端部，就會在導線的延伸方向上從端子面的一端部到另一端部為止，即在端子面的廣大範圍內形成合金層，則存在有合金層阻礙焊料圓角(solder fillet)的形成而引起安裝不良的危險。

為了解決該問題，如圖9(b)所示，可以不將導線20的前端部20e設定於端子金屬配件的端子面的端部，而將其設定於該端部之更內側(中央附近)。在該情況下，從鐵心的卷芯部所拉出的導線20在通過端子金屬配件21的端子面並被拉出至其更前方之後，使相較於應作為導線的前端部的位置更後方的導線部分(實線部分)熱壓接於端子面，而前方的導線部分(參照虛線)有切斷而去除的必要。但是，若前方的導線部分接觸於端子金屬配件21的端子面，則在端子金屬配件表面的鍍膜因熱壓接時的熱而熔融之際，導線會固著於端子金屬配件的表面，而會有無法很好地切斷而去除的問題。

為了解決上述課題，本發明的線圈零件，其特徵在於，其具備捲繞導線而成的線圈、支撐上述線圈的基體、及連接有上述線圈的終端部的端子金屬配件，且上述基體具有與上述線圈的上述終端部的延伸方向平行的第1表面，上述端子金屬配件具有位於上述基體的上述第1表面上的第1端子部，上述第1端子部包含具有與上述終端部接觸的第1端子面的接觸部、及位於上述終端部的延長線上，並在與上述第1端子面相同的平面上不具有端子面的非接觸部。

根據本發明，因為在熱壓接時導線的終端部不會被壓接於端子金屬配件的表面，所以能夠避免導線的終端部的壓接，從而在熱壓接後能夠確實地且容易地進行導線的切斷去除。

在本發明中，較佳為上述第1端子部具有由上段部及下段部所構成的階差形狀，上述上段部的表面為上述接觸部的上述第1端子面，上述下段部的表面為設置於上述非接觸部的第2端子面。根據該構成，能夠較寬地確保進行焊接安裝的端子面的面積。另外，在壓接時也可以不需正確地對線圈的終端部進行定位，而能夠容易地壓接導線的終端部。

在本發明中，較佳為上述基體的上述第1表面，具有與上述第1端子部的階差形狀配合的階差面。根據該構成，能夠使基體的表面沿著端子金屬配件的階差面，從而能夠確實地支撐端子金屬配件的整體。

在本發明中，較佳為上述基體具有與上述第1表面正交的第2表面，上述端子金屬配件為L字型且進一步具有位於上述基體的上述第2表面上的第2端子部，上述第2端子部係黏接固定於上述第2表面，上述第1端子部未黏接固定於上述第1表面。根據該構成，能夠消除因黏接劑塗佈量的不均所引起端子金屬配件的高度不均。

在本發明中，較佳為至少在設置有上述非接觸部的部位上的上述第1端子部的背面與上述基體的上述第1表面之間設置有間隙。根據該構成，在切斷線圈的終端部時，可利用端子金屬配件的彈力而賦予切斷時的緩衝，藉此能夠確實地切斷線圈的終端部。

在本發明中，較佳為上述基體為具有捲繞有上述線圈的卷芯部及設置於該卷芯部兩端的一對凸緣部的鼓核心，上述端子金屬配件係設置於上述凸緣部。根據該構成，在使用有鼓核心的表面安裝型的線圈零件中，能夠提高接合有導線的端子面的焊料可濕性，從而能夠提高電氣及機械連接的可靠性。

根據本發明，能夠確實地切斷並容易地去除熱壓接後導線的不要部分。因此，能夠實現具有焊料可濕性佳的端子面的線圈零件。

以下，一邊參照附圖，一邊對本發明的較佳實施形態進行詳細的說明。

圖1是表示本發明第1實施形態的表面安裝型線圈零件的外觀構成的大致立體圖。另外，圖2是圖1的線圈零件的分解立體圖，圖3是表示使圖1的線圈零件處於上下翻轉狀態的大致立體圖。

如圖1至圖3所示，該線圈零件1具備鼓核心2、板狀鐵心5、6個端子金屬配件6a~6f、及由捲繞於鼓核心2的導線所構成的線圈7。雖然沒有特別的限定，但是線圈零件1為表面安裝型的脈衝變壓器，其尺寸約為4.5×3.2×2.6mm。

鼓核心2例如由Ni-Zn(鎳鋅)磁體等的磁性材料所構成，具有捲繞線圈7的卷芯部3、及配置於卷芯部3兩端的一對凸緣部4A、4B。板狀鐵心5也由Ni-Zn鐵氧磁體等的磁性材料所構成，且載置於一對凸緣部4A、4B的上表面，並以黏接劑等固定。

板狀鐵心5的上表面因為是平坦的平滑面，所以能夠在安裝線圈零件1時，將該平滑面作為吸附面來進行吸附安裝。此外，與凸緣部4A、4B的上表面相黏接的板狀鐵心5的表面，亦以平滑面為佳。藉由使板狀鐵心5的平滑表面與凸緣部4A、4B相抵接，能夠確實地使雙方緊密接合，而能夠形成沒有磁通量洩露的閉合磁路。

端子金屬配件6a~6f是從凸緣部4A、4B的底面至外側側面延伸設置的L字型金屬片。此處，所謂凸緣部的外側側面，是位於與卷芯部3的安裝面相反側的面。這些端子金屬配件6a~6f較佳為從對一片金屬板加工而得的引線架所切出的部分。端子金屬配件6a~6f是藉由以引線架的狀態黏接固定於鼓核心2，再從框架部切斷，而成為獨立的端子。在使用端子金屬配件6a~6f的情況時，與電鍍電極相比，其形成較為容易，在量產時的成本方面也較為有利。此外，能夠提高端子金屬配件6a~6f的安裝時的位置精度。

在端子金屬配件6a~6f中，3個端子金屬配件6a、6b、6c係設置於凸緣部4A側，其他3個端子金屬配件6d、6e、6f係設置於凸緣部4B側。而且，在3個端子金屬配件6a、6b、6c中，2個端子金屬配件6a、6b係設置於凸緣部4A的靠右側，端子金屬配件6c係設置於凸緣部4A的靠左側，在兩者之間設置有一定的絕緣間隔。與此相同地，3個端子金屬配件6d、6e、6f中，2個端子金屬配件6d、6e係設置於凸緣部4B的靠右側，端子金屬配件6f係設置於凸緣部4B的靠左側，在兩者之間設置有一定的絕緣間隔。

如圖2所示，L字型的端子金屬配件6a~6f分別具有接觸於凸緣部4A、4B的底面(第1表面)的底面部T_B (第1端子部)、及接觸於凸緣部4A、4B的外側側面(第2表面)的側面部T_S (第2端子部)。而且，如圖3所示，線圈7的終端部係熱壓接於端子金屬配件6a~6f的底面部T_B 的表面。

圖4是表示鼓核心2的構成的大致立體圖，且是表示安裝有端子金屬配件6a~6f的狀態的圖。另外，圖5是表示沒有端子金屬配件6a~6f的狀態的鼓核心2，且表示底面朝向上方的翻轉狀態。此外，圖6(a)是從底面側觀察凸緣部4A的大致俯視圖，圖6(b)是從外側側面側觀察凸緣部4A的大致俯視圖。

如圖4及圖5所示，鼓核心2是由卷芯部3和配置於卷芯部3兩端的一對凸緣部4A、4B所構成。鼓核心2在俯視圖中為旋轉對稱的形狀，凸緣部4A、4B具有相同的形狀。因此，在圖6中僅表示凸緣部4A，省略凸緣部4B的圖示。

如圖4所示，凸緣部4A、4B的上表面S_T 為平滑的平坦面，藉此能夠提高與板狀鐵心5的緊密接合性。如上所述，在凸緣部4A、4B的上表面S_T 之間架設有板狀鐵心5，藉此能夠形成實質的閉合磁路。

如圖4、圖5及圖6(b)所示，凸緣部4A、4B的外側側面S_S ，形成為端子金屬配件6a~6f的設置區域較低，其以外的區域較高的階差面。端子金屬配件6a~6f係設置於外側側面S_S 的下段面S_S1 ，外側側面S_S 的上段面S_S2 的高度是以成為與端子金屬配件6a~6f的上表面大致齊平的方式所形成。在圖6(b)中，繪有影線的區域為上段面S_S2 ，未繪有影線的區域為下段面S_S1 。

如圖5及圖6(a)所示，凸緣部4A、4B的底面S_B ，形成為端子金屬配件6a~6f的基端部側的設置區域較高，其以外的區域較低的階差面。亦即，在端子金屬配件6a~6f的設置區域，設置有上段面S_B2 和下段面S_B1 ，端子金屬配件6a~6f的非設置區域的大部分為下段面S_B1 。而且，端子金屬配件6a~6f的底面部T_B 的基端部側係設置於凸緣部4A、4B的底面S_B 的上段面S_B2 ，端子金屬配件6a~6f的底面部T_B 的轉角部側係設置於凸緣部4A、4B的底面S_B 的下段面S_B1 。在圖6(a)中，繪有影線的區域為上段面S_B2 ，未繪有影線的區域為下段面S_B1 。

圖7(a)及(b)是表示分別安裝於凸緣部4A、4B的端子金屬配件6a~6f的形狀的大致側面剖面圖，(a)為包含鼓核心整體的大致側面圖，(b)為凸緣部4A側的端子金屬配件的局部放大圖。再者，凸緣部4B側的構成與凸緣部4A側相同。

如圖7(a)及(b)所示，L字型的端子金屬配件6a~6f的底面部T_B 及側面部T_S ，分別接觸於凸緣部4A、4B的底面S_B (第1表面)以及外側側面S_S (第2表面)。此處，雖然側面部T_S 是由黏接劑11黏接固定於凸緣部的外側側面S_S ，但是底面部T_B 未被黏接固定於凸緣部的底面S_B 。根據該構成，能夠消除因黏接劑塗佈量的不均所引起的端子金屬配件6a~6f的底面部T_B 的高度不均。

接合有線圈7的終端部的端子金屬配件6a~6f的底面部T_B 具有階差形狀。而且，凸緣部4A、4B的底面S_B 的階差面係成為配合於該端子金屬配件6a~6f的階差形狀的形狀。

端子金屬配件6a~6f的底面部T_B ，是由設置於凸緣部4A、4B的靠內側側面(靠近卷芯部3)的上段部T_B1 、以及設置於凸緣部4A、4B的靠外側側面S_S 的下段部T_B2 所構成。此處，上段部T_B1 為提供與線圈7的終端部接觸的端子面(上段面S_U )的部位(接觸部)，下段部T_B2 為提供不與線圈7的終端部接觸的端子面(下段面S_L )的部位(非接觸部)。亦即，下段部T_B2 在與上段面S_U 相同的平面上不具有端子面。

端子金屬配件6a~6f的底面部T_B 的上段面S_U ，提供在熱壓接時承受對線圈7的終端部的壓接力的「壓接面」。另外，端子金屬配件6a~6f的底面部T_B 的下段面S_L ，提供釋放對線圈7的終端部的壓接力的「非壓接面」。藉由端子金屬配件6a~6f的底面部T_B 具有由上段面S_U 及下段面S_L 所構成的階差面，能夠避免在線圈7的終端部遍及端子金屬配件6a~6f的底面部的該線圈的延伸方向的整個寬度進行熱壓接。因此，能夠較寬地確保未形成有因導線與鍍膜的反應而產生的合金層的區域，從而能夠確實地且容易地進行導線的切斷去除。

在端子金屬配件6a~6f的底面部T_B 的下段部T_B2 的背面與凸緣部4A、4B的下段面S_B1 側的表面之間，較佳為設置有間隙d₁ 。在設置有如上述的間隙d₁ 的情況下，在熱壓接後進行切斷線圈7的終端部的情形時，對於刀具(cutter)，能夠賦予由端子金屬配件6a~6f的彈力所產生的緩衝。因此，能夠確實地切斷線圈7的終端部。

在圖7(b)中，雖然僅側面部T_S 是由黏接劑11進行黏接固定，但也可為黏接固定側面部T_S 和底面部T_B 的下段部T_B2 (間隙d₁ 的部分)的2個部位。在該情況下，上段部T_B1 不進行黏接。根據該構成，能夠一方面防止端子金屬配件6a~6f的底面部T_B 的高度不均，且能夠進一步提高其黏接強度。

圖8(a)至(c)是用以說明線圈7的終端部的熱壓接步驟的示意圖。

如圖8(a)所示，在熱壓接步驟中，將捲繞於鼓核心2的卷芯部3的線圈7的終端部配線於所對應的端子金屬配件6a~6f上。線圈7的終端部係藉由通過端子金屬配件6a~6f而拉出至凸緣部4A、4B的外側，與凸緣部4A、4B的底面大致平行地延伸。

接著，如圖8(b)所示，使用加熱器晶片12將線圈7的終端部熱壓接於端子金屬配件6a~6f的表面。位於端子金屬配件6a~6f的底面部T_B 的上段面S_U 上方的導線部分，係夾入至加熱器晶片12與上段面S_U 之間，並利用高溫的加熱器晶片12的壓接力壓抵於端子面，使導線的線材(Cu)和端子面的鍍膜(Ni及Sn)合金化而獲得充分的接合力。

另一方面，位於端子金屬配件6a~6f的底面部T_B 的下段面S_L 上方的導線部分，係避入至加熱器晶片12與下段面S_L 之間的間隙d₂ ，而不被賦予如上段面S_U 般充分的壓接力。因此，能夠避免對該導線部分的端子面的熱壓接。

如圖8(c)所示，如上述熱壓接於端子金屬配件6a~6f上的線圈7的終端部，可藉由刀具13切斷而整理其長度。此時，線圈7的切斷位置在端子金屬配件6a~6f的階差附近。在線圈7的終端部的切斷時，未被熱壓接的導線的導線剩餘部分7r並未被黏著於端子面，或者即便在熱壓接時因熔融的鍍膜而被黏著於端子面，由於其黏著力較弱，所以只要施加少許的力即可將其剝離。其結果，在端子金屬配件的底面部T_B 的表面中，僅於上段面S_U 被熱壓接有導線，而在下段面S_L 上成為沒有導線的狀態。

在上段面S_U ，導線的周圍雖然因合金化而變成焊料可濕性較差的區域，但是在其周圍也進一步存在有未被合金化的區域，該區域有助於進行焊料連接。另一方面，在下段面S_L 不存在導線，而成為焊料可濕性佳的區域。下段面S_L 為接觸於端子金屬配件的側面部T_S 的部分，且在表面安裝時，與側面部T_S 均為有助於焊料圓角形成的部分。因此，在對如此的線圈零件1進行表面安裝的情況時，能夠提高端子金屬配件6a~6f的焊料可濕性，從而能夠從端子金屬配件的下段部T_B2 到側面部T_S 確實地形成焊料圓角。因此，能夠提高線圈零件1的電氣及機械連接的可靠性。

如以上所說明，本實施形態的線圈零件1，因為在接合有線圈7的終端部的端子金屬配件6a~6f的端子面，設置有避免與線圈7的前端部接觸的階差面，所以能夠避免導線的前端部被熱壓接於端子面。因此，能夠確實地且容易地進行熱壓接後導線的切斷去除。

另外，在本實施形態中，與導線的終端部的非接觸部，因為是低於接觸部的電極面，所以能夠較寬地確保端子金屬配件的電極面。因此，對於線圈的終端部的定位並不需要較高的精度，能夠容易地熱壓接導線的終端部。

此外，在本實施形態中，因為在安裝有端子金屬配件6a~6f的鼓核心2的凸緣部4A、4B的底面S_B 設置有階差面，所以能夠提高端子金屬配件與其安裝面的緊密接合性，從而確實地支撐端子金屬配件。

本發明並不限定於以上的實施形態，在不脫離本發明宗旨的範圍內可以加入各種變更，而這些變更當然也包含於本發明中。

例如，在上述實施形態中，作為捲繞線圈的基體，雖然使用具有捲繞線圈的卷芯部和設置於其兩端的一對凸緣部的橫型鼓核心，但是也可以使用所謂縱型的鼓核心。另外，端子金屬配件的安裝個數並沒有特別的限定。此外，在上述實施形態中，雖然端子金屬配件係直接黏接於鼓核心的表面，但是也可以將鼓核心收容於樹脂殼體(筒管)內，而將端子金屬配件安裝於該樹脂殼體的表面。

另外，在上述實施形態中，雖然非接觸部係由階差面所實現，但是也可以是將位於導線終端部的延長線上的端子金屬配件的一部分進行沖切加工後的切口部。在該情況下，由於會產生相當於端子金屬配件的壁厚的階差，所以能夠避免導線的前端部被熱壓接於端子面。因此，能夠確實地且容易地進行熱壓接後導線的切斷去除。

1‧‧‧線圈零件

2‧‧‧鼓核心

3‧‧‧卷芯部

4A、4B‧‧‧凸緣部

5‧‧‧板狀鐵心

6a~6f‧‧‧端子金屬配件

7‧‧‧線圈

7r‧‧‧導線剩餘部分

11‧‧‧黏接劑

12‧‧‧加熱器晶片

13‧‧‧刀具

20‧‧‧導線

20e‧‧‧前端部

21‧‧‧端子金屬配件

d₁ ‧‧‧間隙

d₂ ‧‧‧間隙

S_B ‧‧‧凸緣部的底面

S_B1 ‧‧‧凸緣部的底面的下段面

S_B2 ‧‧‧凸緣部的底面的上段面

S_L ‧‧‧端子金屬配件的底面部的下段面

S_S ‧‧‧凸緣部的外側側面

S_S1 ‧‧‧凸緣部的外側側面的下段面

S_S2 ‧‧‧凸緣部的外側側面的上段面

S_T ‧‧‧凸緣部的上表面

S_U ‧‧‧端子金屬配件的底面部的上段面

T_B ‧‧‧端子金屬配件的底面部

T_B1 ‧‧‧端子金屬配件的底面部的上段部

T_B2 ‧‧‧端子金屬配件的底面部的下段部

T_S ‧‧‧端子金屬配件的側面部

圖1是表示本發明第1實施形態的線圈零件的外觀構成的大致立體圖。

圖2是圖1的線圈零件的分解立體圖。

圖3是表示使圖1的線圈零件處於上下翻轉狀態的大致立體圖。

圖4是表示鼓核心2的構成的大致立體圖，且為表示安裝有端子金屬配件6a~6f的狀態的圖。

圖5是表示沒有端子金屬配件6a~6f的狀態的鼓核心2，並表示底面朝向上方的翻轉狀態。

圖6是安裝有端子金屬配件的凸緣部的構成，(a)是從底面側觀察凸緣部的大致俯視圖，(b)是從外側側面側觀察凸緣部的大致俯視圖。

圖7(a)及(b)是表示分別安裝於凸緣部4A、4B的端子金屬配件的形狀的大致側面剖面圖。

圖8(a)至(c)是用以說明使用加熱器晶片的導線的熱壓接步驟的示意圖。

圖9(a)及(b)是用於對現有的線圈零件進行說明的示意圖。