TWI555043B

TWI555043B - 表面安裝多相電感器的製造方法

Info

Publication number: TWI555043B
Application number: TW102107999A
Authority: TW
Inventors: 齋藤公一
Original assignee: 東光股份有限公司
Priority date: 2012-03-30
Filing date: 2013-03-07
Publication date: 2016-10-21
Also published as: KR102009696B1; CN103366946B; CN103366946A; JP2013211331A; TW201346948A; JP5740339B2; KR20130111311A

Description

表面安裝多相電感器的製造方法

本發明係關於一種表面安裝多相電感器及其製造方法。

近年來，高密度安裝化伴隨著數位機器等的小型化、薄型化而進展，提高了對於電子零件的小型化、低高度化的要求。對此，申請人提案過利用了將矩形導線其兩個端部以引出至外周的方式捲繞成渦捲狀的線圈；以及利用預先成形的錠體之小型表面安裝電感器及其製造方法。

[先前技術文獻]

[專利文獻]

[專利文獻1]日本專利公開公報特開2010-245473

[專利文獻2]日本專利申請特願2011-017581

[專利文獻3]日本專利公開公報特開2000-036414

若為同特性的電感器可並列複數個安裝於電路基板上的電路圖樣的情況時。相較於安裝複數個單體，將複數個單體內設於單一封裝時，可提高安裝效率。因此，有將複數個電感器單一封裝化之表面安裝多相電感器的需求。

表面安裝多相電感器的先前技術，可舉例如於磁性薄片上並排複數個捲繞導體於捲芯的線圈，進一步地將濕壓用的磁性陶瓷漿料充填於模具而成形，密封複數個線圈之技術等。此方法的情況，因於一磁性薄片上並排複數個線圈，再於其上充填流動性高的磁性陶瓷漿料而密封，因而有線圈的位置偏移或端部的位置偏移等的疑慮。另外，此方法的情況，僅可於使線圈同方向並列的配置構造實現，若線圈的數量越增加，特別是製作採用四個以上的線圈之表面安裝多相線圈，則越成為長寬比大的小片狀零件。小片狀零件中，若為長寬比大的形狀，則會有電路基板上的安裝空間產生問題的可能性，或製品強度於彎曲應力產生問題等的疑慮。

因此，本發明以提供一種安裝性優良，製品強度高的表面安裝多相電感器及其製造方法為目的。

為了解決上述問題，本發明之表面安裝多相電感器係具有捲繞導線而成且兩端部為扁平的形狀的複數個線圈。並具有由磁性粉末與結合材為主而構成之內包複數個線圈的芯部。於芯部的一表面形成外部電極。線圈的導線端部的兩端部係配置於線圈的最外緣。複數個線圈以線圈的捲軸平行於外部電極所形成之芯部表面的方式，內包於芯部。

本發明之表面安裝多相電感器中，因將外部電極形成於芯部的一表面，因此，成為底面電極構造，可實現表面安裝多相電感器的低高度化。另外，因將複數個線圈單一封裝化，因而可提高安裝效率。

本發明之表面安裝多相電感器的製造方法中，因利用錠體使得各線圈及其端部的位置定位變得容易。因此，可防止線圈及其端部的位置偏移。並且，藉由複數個線圈及與其所對應的錠體的採用，可靈活地對應線圈的個數、配置等的設計變更。

本發明之表面安裝多相電感器的製造方法係可容易地使線圈的端部露出於芯部的一表面，因此，可容易地製作具有底面電極構造的表面安裝多相電感器。因線圈的端部露出於芯部的一表面，因此，形成線圈的導線的絕緣皮膜去除作業或外部電極的形成等不致煩雜化而可預期降低製造成本。

1‧‧‧線圈

1a‧‧‧捲繞部

1b‧‧‧端部

2‧‧‧錠體

2a‧‧‧柱狀凸部

2b‧‧‧位置定位用凸部

3‧‧‧板體

4‧‧‧上模

4a‧‧‧分割模具

4b‧‧‧分割模具

5‧‧‧底模

6‧‧‧衝模

7‧‧‧模槽

8‧‧‧芯部

9‧‧‧外部電極

11‧‧‧線圈

11a‧‧‧捲繞部

11b‧‧‧端部

12‧‧‧第一錠體

12a‧‧‧柱狀凸部

13‧‧‧第二錠體

13a‧‧‧位置定位用凸部

14‧‧‧上模

14a‧‧‧分割模具

14b‧‧‧分割模具

15‧‧‧底模

16‧‧‧衝模

17‧‧‧模槽

18‧‧‧芯部

19‧‧‧外部電極

第1圖係本發明的第一實施例中所採用的線圈與錠體的立體圖。

第2圖係說明本發明的第一實施例的線圈與錠體組合後的狀態的立體圖。

第3圖係說明本發明的第一實施例中所採用的成形模具的立體圖。

第4圖係顯示於成形模具配置本發明第一實施例的線圈與錠體的俯視圖。

第5圖係對應於第4圖的A-A剖面的剖面圖，說明本發明的第一實施例之表面安裝多相電感器的製造步驟的一部分。

第6圖係對應於第4圖的A-A剖面的剖面圖，說明本發明的第一實施例之表面安裝多相電感器的製造步驟的一部分。

第7圖係本發明的第一實施例的芯部的立體圖。

第8圖係本發明第一實施例的表面安裝多相電感器的立體圖。

第9圖係本發明的第二實施例中所採用的線圈與錠體的立體圖。

第10圖係說明本發明的第二實施例中所採用的成形模具的立體圖。

第11圖係顯示於成形模具配置本發明的第二實施例的線圈與錠體的俯視圖。

第12圖係對應於第11圖的A-B-C-D之組合剖面的剖面圖，說明本發明的第二實施例之表面安裝多相電感器的製造步驟的一部分。

第13圖係對應於第11圖的A-B-C-D之組合剖面的剖面圖，說明本發明的第二實施例之表面安裝多相電感器的製造步驟的一部分。

第14圖係本發明的第二實施例的芯部的立體圖。

第15圖係本發明第二實施例的表面安裝多相電感器的立體圖。

以下參照圖式，說明本發明之表面安裝多相電感器及其製造方法。

(第一實施例)

參照第1圖至第9圖，說明本發明的第一實施例之表面安裝多相電感器之製造方法。首先，說明本發明的實施例中所採用的線圈與錠體。第1圖中顯示本發明的實施例中所採用的線圈與錠體的立體圖。如第1圖所示，利用剖面呈橢圓的捲芯，將矩形線以二層皆向外捲繞的方向捲繞，使兩端部1b成為最外周緣而形成捲繞部1a，製得線圈1。此時，使線圈1的兩端部1b從同側面一側引出。

接著，說明本發明的實施例中所採用的錠體。本實施例中，採用混合鐵系金屬磁性粉末與環氧樹脂並造粒成為粉末狀者作為密封材。本實施例中，調整鐵系金屬磁性粉末的充填量使密封材的導磁率成為25。利用此密封材製作錠體。如第1圖所示，錠體2與板體3係以加壓成形而製作。本實施例中，為了提高錠體2的強度，更進行熱處理，使密封材成為半硬化狀態。如第1圖所示，錠體2係形成為在平面部的周緣具有二個柱狀凸部2a，及對應於線圈1空心的橢圓形的位置定位用凸部2b的形狀，以包圍線圈1。如第2圖所示，以包夾於錠體2與板體3的方式來組合線圈1。此時，線圈1的兩端部1b係沿著柱狀凸部2a的外側側面而配置。

接著，說明第一實施例中所採用的成形模具與成形模具中的線圈與錠體的配置。第3圖中顯示說明第一實施例中所採用的成形模具的立體圖，第4圖中顯示說明於成形模具配置線圈與錠體的俯視圖。如第3圖與第4圖所示，採用具有由分割模具4a與分割模具4b所成的上模4、底模5、以及衝模6之成形模具。組合上模4與底模5而藉以形成模槽7。於模槽7中裝填六個第2圖所示之已組合線圈1、錠體2、及板體3的構件。此時，全部的線圈1的端部1b係以朝向成形模具的開口部一側的方式配置。

接著，說明芯部的形成。第5圖與第6圖中顯示對應於第4圖的A-A剖面的剖面圖，說明第一實施例之表面安裝多相電感器的製造步驟的一部分。如第5圖所示，設置衝模6並預熱成形模具。此時，使線圈1的端部1b成為夾於錠體2的柱狀凸部2a與衝模6之間的狀態。本實施例中，將成形模具預熱至密封材的軟化溫度以上，使錠體2與板體3成為軟化狀態。

如第6圖所示，利用衝模6加壓，使六個錠體2與六個板體3一體化，並使密封材硬化。此時，錠體2與板體3係軟化狀態，可容易地密封六個線圈1而一體化。另外，線圈1的兩端部1b不會產生位置偏移，以至少其一部分埋沒於密封材中的狀態而密封。然後，從成形模具取出硬化密封材而製得的芯部8。如第7圖所示，成為線圈1的全部端部1b的平面皆露出於芯部8的一表面的狀態。

接著，對於此芯部8進行噴砂處理，除去雜邊並除去露出的兩端部1b的表面皮膜，以印刷法於芯部8的線圈端部1b露出的表面塗佈導電性膏體並使其硬化。藉此，導電性膏體與內部的線圈1導通。最後，進行鍍覆處理，於導電性膏體的表面上形成外部電極9，製得如第8圖所示的表面安裝多相電感器。又，藉由鍍覆處理而形成的電極，可由Ni、Sn、Cu、Au、Pd等適當地選擇一或複數種而形成。

(第二實施例)

參照第9圖至第15圖，說明本發明之表面安裝多相電感器的第二實施例。第二實施例中，利用與第一實施例相同組成的密封材、同樣的成形模具，製作內包三個線圈的表面安裝多相電感器。又，省略與第一實施例重複部份的說明。

首先，說明第二實施例中所採用的線圈與錠體。第9圖中顯示本發明的實施例中所採用的線圈與錠體的立體圖。如第9圖所示，利用剖面呈橢圓的捲芯，將矩形線以二層皆向外捲繞的方向捲繞，使兩端部11b成為最外周緣而形成捲繞部11a，製得線圈11。此時，線圈11的兩端部11b係以隔著捲繞部11a相對向的方式先暫時地引出，再以從相同側面一側引出的方式彎折加工。

接著，利用與第一實施例中所採用的相同組成之密封材，製作錠體。第一錠體12與第二錠體13係以加壓成形而製作。本實施例中，為了提高第一錠體12與第二錠體13的強度，更進行熱處理，使密封材成為半硬化狀態。如第9圖所示，第一錠體12係形成為在平面部的周緣具有二個柱狀凸部12a的形狀，以包圍線圈11。線圈11的兩端部11b係沿著柱狀凸部12a的外側側面而配置。第二錠體13係形成為具有對應於線圈11空心的橢圓形的位置定位用凸部13a的形狀。以包夾於第一錠體12與第二錠體13的方式來組合線圈11。

接著，說明第二實施例中所採用的成形模具與芯部的形成。第10圖中顯示說明第二實施例中所採用的成形模具的立體圖。第11圖中顯示說明於成形模具配置線圈與錠體的俯視圖。第12圖與第13圖中顯示對應於第11圖的A-B-C-D剖面的剖面圖，說明第二實施例之表面安裝多相電感器的製造步驟的一部分。第14圖係說明第二實施例的芯部的立體圖。如第10圖與第11圖所示，採用具有由分割模具14a與分割模具14b所成的上模14、底模15、及衝模16之成形模具。組合上模14與底模15而藉以形成模槽17。如第11圖與第12圖所示，於模槽17中裝填三個已組合線圈11、第一錠體12、及第二錠體13的構件。若以此方式配置線圈11、第一錠體12、及第二錠體13，則線圈11的端部11b係成為夾於第一錠體12的柱狀凸部12a與分割模具14b的內壁面的狀態，線圈11的兩端部11b係以適正的位置而固定。然後，如第13圖所示，利用衝模16以粉末壓實成形法加壓，使第一錠體12與第二錠體13的交界面消失而一體化，形成芯部18。此時，因第二錠體13的位置定位用凸部13a位於線圈11的空心，因此，即使施以如粉末壓實成形法之大的成形加壓，線圈11亦不會變形而可成形芯部18。然後，將芯部18熱硬化，製得第14圖所示的芯部18。

接著，對於此芯部18進行噴砂處理，除去雜邊並除去露出的兩端部11b的表面皮膜，以印刷法於芯部18的線圈端部11b露出的表面塗佈導電性膏體並使其硬化。藉此，導電性膏體與內部的線圈11導通。最後，進行鍍覆處理，於導電性膏體的表面上形成外部電極19，製得如第15圖所示的表面安裝多相電感器。

上述實施例中，採用混合鐵系金屬粉末之磁性粉末，環氧樹脂之樹脂，調製成為導磁率為25者作為密封材。然而，不限於此，例如，磁性粉末亦可舉例如採用亞鐵鹽系磁性粉末等，或經進行絕緣皮膜形成、表面氧化等的表面改質的磁性粉末等。另外，亦可添加玻璃粉末等的無機物。並且，樹脂亦可舉例如採用聚醯亞胺樹脂、酚樹脂等的熱固性樹脂；聚乙烯樹脂、聚醯胺樹脂等的熱塑性樹脂。

上述實施例中，採用橢圓形地捲繞為二層的渦捲狀者作為線圈，但不限於此，例如亦可採用多層者，或例如圓形、矩形、扇形、半圓形、梯形、多邊形，或者將該些組合而成的形狀之線圈。若以防止成形之中的線圈轉動的觀點來考量，線圈的形狀係以恆寬圖形(curve of constant width)之外的形狀為較佳。

上述實施例中，採用導電性膏體的塗佈與鍍覆處理作為外部電極形成法，但不限於此，例如亦可採用銲料等。關於導電性膏體的塗佈方法，亦可為覆填法等的方法。

上述實施例中，採用噴砂處理作為剝離線圈的端部表面皮膜的方法，但不限於此，而亦可採用機械剝離等的剝離方法。另外，亦可於形成芯部之前，預先剝離端部的皮膜。

上述的實施例中，例示了E形芯部與板狀芯部的組合，以及U形芯部與T形芯部的組合，作為錠體，但不限於此，而亦可為組合二個E形芯部等的組合。另外，亦可不為未硬化狀態而為半硬化狀態。並且，其成形方法亦可配合用途，適當地選擇加壓成形法或從片狀成形物來切割出等。

8‧‧‧芯部

9‧‧‧外部電極

Claims

一種表面安裝多相電感器的製造方法，其係利用成形模具，以由樹脂與磁性粉末為主而構成的密封材來密封複數個線圈，該製造方法具有下述步驟：將空心線圈載置於錠體，並使該空心線圈的引出端部沿著該錠體的柱狀凸部的同一側面之步驟，其中，該空心線圈係將兩端部為扁平形狀的導線以使該兩端部位於最外周緣之方式予以捲繞而形成恆寬圖形(curve of constant width)之外的形狀，且該兩端部交差而朝互相相反方向引出，該錠體係將該密封材預先成形為在平板狀的周緣部具有該柱狀凸部的形狀而形成者；於該成形模具內之一模槽，以該空心線圈的引出端部露出該成形模具的模槽的開口部側之方式，分別配置複數個已將該空心線圈載置於該錠體並使該空心線圈的引出端部沿著該錠體的柱狀凸部的同一側面而得之構件的步驟；利用樹脂成形法或粉末壓實成形法，在前述空心線圈的引出端部夾於該錠體的柱狀凸部與該成形模具的衝模之間的狀態下，使複數個該空心線圈與該密封材一體化，形成內藏有複數個該空心線圈的芯部的步驟；以及於該芯部的表面形成與該空心線圈的引出端部所露出之部分連接的外部電極的步驟；其中，該複數個空心線圈係以該引出端部露出於該芯部的相同表面上，且該空心線圈的捲軸平行於該引出端部所露出的該芯部的表面之方式，內包於該芯部。
一種表面安裝多相電感器的製造方法，其係利用成形模具，以由樹脂與磁性粉末為主而構成的密封材來密封複數個線圈，該製造方法具有下述步驟：將空心線圈載置於錠體，並使該空心線圈的引出端部沿著該錠體的柱狀凸部的外側側面的步驟，其中，該空心線圈係將兩端部為扁平形狀的導線以使該兩端部位於最外周緣之方式予以捲繞而形成恆寬圖形之外的形狀，且該兩端部係以隔著前述被捲繞之部分而相對向之方式先暫時地引出，再以引出至相同側面之方式彎折加工而成者，該錠體係將該密封材預先成形為在平板狀的周緣部具有該柱狀凸部的形狀而形成者；於該成形模具內之一模槽，以該空心線圈的兩方的引出端部所在的該錠體的側面位於該成形模具的模槽的相同內壁側之方式，配置複數個已將該空心線圈載置於該錠體並使該空心線圈的引出端部沿著該錠體的柱狀凸部的外側側面而得之構件的步驟；利用樹脂成形法或粉末壓實成形法，在前述空心線圈的引出端部夾於該錠體的柱狀凸部與該成形模具的內壁之間的狀態下，使複數個該空心線圈與該密封材一體化，形成內藏有複數個該空心線圈的芯部的步驟；以及於該芯部的表面形成與該空心線圈的的兩方的引出端部的至少一部分露出之部分連接的外部電極；其中，該複數個空心線圈係以該兩方的引出端部露出於該芯部的相同表面上，且該空心線圈的捲軸平行於該兩方的引出端部所露出的該芯部的表面之方式，內包於該芯部。
如申請專利範圍第1或2項所述之表面安裝多相電感器的製造方法，其中，前述錠體係成形為進一步具有前述線圈的位置定位用的凸部之形狀。