WO2019044796A1 - コイル - Google Patents

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WO2019044796A1
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core
outer case
coil
lead wire
case
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利恭 吉岡
茂樹 白勢
聡 及川
太田 誠
信行 山崎
光一 仲田
Original Assignee
日本ケミコン株式会社
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F17/00Fixed inductances of the signal type 
    • H01F17/04Fixed inductances of the signal type  with magnetic core
    • H01F17/06Fixed inductances of the signal type  with magnetic core with core substantially closed in itself, e.g. toroid
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/02Casings
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/29Terminals; Tapping arrangements for signal inductances
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F37/00Fixed inductances not covered by group H01F17/00

Definitions

  • the present invention relates to a coil that can be easily and reliably mounted on a circuit board.
  • Patent Document 1 includes a cylindrical electronic component and a rectangular parallelepiped case having a cylindrical through hole, and the lead wires drawn from both ends of the case enter the groove of the lower portion of the case, and are in the same plane.
  • the invention which makes it the structure which formed the electrode part by bending so that it may become is disclosed.
  • Patent Document 2 discloses the invention of a chip inductor which is small and easy to mount on the surface.
  • the groove of the core accommodates and holds the end of the ribbon conductor, and the side wall of the groove functions as a standoff for stably mounting the inductor, which is advantageous in downsizing and ease of surface mounting. It is described.
  • Patent Document 3 is an invention aiming to provide a case storage type magnetic core having high reliability as a magnetic component and generating less noise
  • the case storage type magnetic core is
  • the magnetic core is a case housing type magnetic core fixed with an adhesive to the case in which the magnetic core is stored, and the mass of the magnetic core, the Young's modulus after curing of the adhesive, and the adhesive provided in the gap between the core end face and the case
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a surface mount coil which has high reliability such as vibration resistance and impact resistance and can be easily mounted on a circuit board. I assume.
  • the coil according to the present invention is a coil including a hollow cylindrical core and an outer case housing the entire core, wherein the core and the outer case are transparent from the direction in which the hollow portion is disposed in the lateral direction. In the field of view, it is characterized in that it is adhesively fixed at least at one upper corner and at one lower corner.
  • the surface mount coil described in this embodiment is preferably a hollow cylindrical amorphous core and its outer case, with respect to the hollow core in a viewing field from the direction in which the hollow core of the amorphous core is disposed laterally in the lateral direction.
  • the structure is adhesively fixed to each other at two corners located at upper and lower positions, more preferably at two diagonal upper and lower corners located diagonally to the hollow portion.
  • it is preferable to include at least two places of the top corner and the bottom corner, and more preferably, to the extent that the bonding area does not become too large. And shall be adhesively fixed to the outer case.
  • the amorphous core is shown as a typical example of the core, and is not limited to the amorphous core in the application of the present invention.
  • the lead wire of the bottom surface bent and extended from the side surface to the bottom surface of the outer case is soldered to the footprint of the circuit board. It is integrally soldered together with a pair of auxiliary terminals disposed on the bottom of the outer case adjacent to the end sides. Further, the auxiliary terminal may be provided by insert molding, and is fixed to the outer case.
  • FIG. 1 is a view for explaining an outline of a surface mount coil of the present embodiment and a method of manufacturing the same.
  • a lead wire 1200 made of a flat-plated copper wire is cut to a predetermined length (a), and the cut lead wire 1200 is manually inserted into the hollow portion of the cylindrical amorphous core 1800.
  • the amorphous core 1800 is disposed in the outer case 1100 in which the adhesive 1810 (1), 1810 (2) has been applied to the corner in advance in (c), and the outer case 1100 is 1) and 1810 (2) are engaged so as to be in the diagonal position (d).
  • the lead wire 1200 is bent along the outer case 1100 (e).
  • Such manufacturing and assembling operations may be performed manually, or some of them may be performed manually, and other operations may be performed as an automatic process by a mechanical process.
  • FIG. 2 is a view for explaining the test results of an impact resistance test (destruction test) in the case where the coating pattern in the case of using the same kind of adhesive (adhesive) is changed into three types.
  • the application position and application amount of the adhesive were changed, and the fracture resistance due to the difference between the adhesion position and the adhesion area was measured by the tensile strength using a measuring instrument "RZ-100 / AIKOH (FS: 1 kN)".
  • the shape is maintained when the lower portion of the exterior case is secured in a vise and the wire is pulled upwards by penetrating a ⁇ 1.6 mm copper wire through the small hole ( ⁇ 2 mm) opened on the side of the exterior case to the hollow portion of the core.
  • Critical strength was measured.
  • FIG. 2 in the case of the same coating amount in the side transparent field of view where the hollow portion of the see-through amorphous core is observed in the left and right direction, FIG.
  • the fracture strength is larger in Fig. 2 (b) and Fig. 2 (c) coated so as to include upper and lower corners of the amorphous core than in the application pattern shown in Fig. 2, and the impact resistance is greater.
  • the adhesive it is preferable to apply the adhesive so that the outer case and the amorphous core respectively include upper and lower corners, and more preferably, the adhesive may be applied so as to include diagonal upper and lower corners.
  • an adhesive to the end of the hollow cylindrical amorphous core in line symmetry with respect to an imaginary line connecting the openings of the hollow portions of the hollow core or point symmetrical with respect to the center point of the imaginary line.
  • FIG. 3 is a figure explaining the influence confirmation experiment on the electrical property of the amorphous core 1800 with respect to the adhesive agent application area to the amorphous core 1800.
  • various amounts of adhesive are applied to the four corners in a state in which the hollow portion of the amorphous core 1800 inserted in the outer case 1100 is observed laterally in the transmissive field of view, A lead wire 1200 was inserted through the hollow portion of the amorphous core 1800 to flow a current of 30 A, and the change in the inductance was measured.
  • the adhesion area is about 90 mm 2 in the case of 7 mg per one location with the smallest coating amount, 4 locations total of 28 mg, 40 mg per location at maximum, 4 locations
  • the adhesion area in the case of a total of 160 mg of the fixing agent was about 270 mm 2 and was measured by changing the application area (application amount) for a total of 5 patterns including the interval. In addition, it measured also about the electrical property when not using a sticking agent at all for comparison.
  • FIG. 4 is a view for explaining the results of measuring the inductance by applying a 30 A current before and after curing and changing the application area of the sticking agent, and applying the sticking agent, respectively.
  • the degree of decrease in inductance measured after curing of the adhesive is shown based on the inductance measured before curing of the adhesive at each application area of the adhesive.
  • (1) to (5) and “none” correspond to the conditions of (1) to (6) shown in the table of FIG. 3 (b), respectively. From FIG.
  • the application area is 90 mm 2 (application amount 7 mg / location), 110 mm 2 (application amount 10 mg / location), 130 mm 2 (application amount 13 mg / location), 180 mm 2 (application amount In the case of 25 mg / place, the rate of change in inductance before and after curing of the adhesive can be suppressed to within 5%, but when the coating area is 270 mm 2 (coating amount 40 mg / location), before and after curing of the adhesive It can be understood that the rate of change of the inductance of more than 10%. That is, it can be understood that it is preferable to set the application area to 180 mm 2 (application amount 25 mg / location) or less in order to suppress the decrease rate of the inductance before and after curing of the adhesive.
  • the surface area of the adhesive attached to the core is increased, thereby increasing the stress applied to the amorphous core, which is presumed to affect the electrical characteristics such as inductance.
  • the amorphous core shown in FIGS. 3 and 4 uses a core having a surface area (excluding the hollow portion) of 300 cm 2 , the ratio of the adhesive agent application area to the total surface area of the core is suppressed to 60% or less This makes it possible to make the fluctuation of the inductance substantially within the range that does not adversely affect the electrical characteristics.
  • the coating amount is large.
  • the electrical characteristics it is preferable to limit the coating amount. It is preferable to adjust the amount of application so that the ratio of the application area of the adhesive to the total surface area of the core is 60% or less. As a result, it is possible to realize a surface mount coil that has both good impact resistance and good inductance characteristics.
  • FIG. 5 is a figure explaining the structure which prevents the bending of the lead wire 1200, in order to improve the impact resistance characteristic of the surface-mounted coil of this embodiment further.
  • the reinforcing portion 1250 of the lead wire 1200 is only inside the exterior case 1100, typically with the core hollow portion, with the hollow portion of the amorphous core 1800 being disposed laterally in the transmissive field of view.
  • the formation of the reinforcing portion 1250 described in FIG. 5B and FIG. 5C is described between the inner side and the outer side of the core hollow portion, respectively, up to the inner wall of the outer case 1100 which is about 0.5 mm clearance.
  • 1810 (1) and 1810 (2) shown to Fig.5 (a) show typically the typical application location of a sticking agent.
  • the reinforcing portion 1250 in FIG. 5B is an example of a reinforcing means for preventing the bending formed in the lead wire 1200, and is formed in a concave shape in a cross-sectional view in the short width direction.
  • the reinforcing portion 1250 is configured by forming a concave portion (convex portion when viewed from the back side) extended in the longitudinal direction at the center of the flat-plate plated copper wire (lead wire 1200).
  • Such a configuration makes it difficult to bend the portion where the reinforcing portion 1250 is formed, and when the lead wire 1200 is bent along the exterior case 1100, the lead wire 1200 located inside the exterior case 1100 is inside the exterior case 1100. Will not be able to bend substantially.
  • lead wire 1200 When lead wire 1200 is bent along the outer surface of outer case 1100 to connect with the circuit board on the bottom surface of outer case 1100, in the case of flat plated copper wire without reinforcing portion 1250, the amorphous of lead wire 1200 The portion disposed in the hollow portion of the core is somewhat bent as it bulges, and tends to be bent. Even in the case of bending, the electric characteristics do not have any influence, but they have a slightly bulging shape not only on the inside of the outer case 1100 but also on the side of the case. As a result, an unexpected stress such as floating is applied to the lead wire 1200 disposed on the bottom side which is the mounting surface of the surface mounting coil to the substrate, which may adversely affect the reliability of the coil mounting. .
  • the reinforcing portion 1250 described with reference to FIG. 5, bending in the inside of the outer case 1100 is eliminated, and consequently, bending in the side and bottom of the outer case 1100 can be prevented.
  • the shape of the reinforcing portion 1250 is not limited to that illustrated in FIG. 5, and is a known shape such as a concave portion or a convex portion having a function of preventing the bending of the lead wire, and fits inside the core hollow portion. Arbitrary shapes and configurations can be adopted and applied as long as they are used. Further, the reinforcing portion 1250 can be provided on a part or all of the portion of the lead wire 1200 housed inside the outer case 1100. Next, the overall configuration outline of the surface mount coil of the present embodiment will be described.
  • FIG. 6 is a perspective view for explaining the appearance of the surface mount coil 1000 of the present embodiment.
  • the surface mount coil 1000 includes an outer case 1100 formed of epoxy resin or the like.
  • the exterior case 1100 includes an upper exterior case 1110 and a lower exterior case 1120.
  • a recess (not shown) is formed to match the shape of the accommodated amorphous core.
  • a support member (a support member or a guide member) may be provided to fix and support the amorphous core so that it does not swing inside the case together with the recess or in place of the shape matching recess.
  • the lead wire 1200 (1) exposed to the outside from the side surface of the exterior case 1100 is bent along the side surface of the exterior case 1100 and extended downward, and again on the bottom surface of the exterior case 1100. It is bent along and the bottom portion is soldered to the footprint (pad) or the like of the circuit board.
  • a pair of auxiliary terminals 1300, 1400 arranged to sandwich the lead wire 1200 (1) is provided by insert molding or the like.
  • the auxiliary terminals 1300 and 1400 are not electrically connected to the lead wire 1200 (1), and are fixed to the lower exterior case 1120.
  • FIG. 7 is a perspective view explaining the external appearance by the side of the bottom face of the surface mount coil 1000 of this embodiment.
  • the lead wire 1200 (1) is exposed from the side surface facing the one side surface of the exterior case 1100 and extends to the bottom surface along the side surface of the exterior case 1100.
  • the length of the lead wire 1200 (1) on the bottom surface is equal to the length of the auxiliary terminals 1300 and 1400.
  • the lead wire 1200 (1) and the auxiliary terminals 1300, 1400 can be integrally soldered to one footprint.
  • the protrusion height in a bottom face is the same as the lead wire 1200 (1), and the auxiliary terminals 1300, 1400, and it is still more preferable that it is flush as the whole bottom face.
  • the lead wire 1200 (2) on the opposite end side of the lead wire 1200 (1) can be similarly soldered integrally to the auxiliary terminals 1500, 1600 in one footprint. .
  • the area to be soldered and the amount of solder used are increased as compared with the case where only lead wire 1200 (hereinafter, lead wire 1200 (1) and lead wire 1200 (2) are appropriately collectively referred to as lead wire 1200).
  • the soldering strength can be increased, and the reliability such as impact resistance can be enhanced.
  • the auxiliary terminals 1500 and 1600 secure the fixing strength of the surface mount coil 1000 by the auxiliary terminals 1500 and 1600.
  • the auxiliary terminals 1300, 1400, 1500 and 1600 can be electrically independent of each other and not mutually connected, and the lead wire It can be assumed that it is not electrically connected to 1200 either.
  • the lead wire 1200 (1) and the auxiliary terminals 1300 and 1400 observed on the front side of FIG. 7 are electrically connected to each other through the solder, and further, The lead wire 1200 (2) on the opposite end side and the auxiliary terminals 1500 and 1600 observed on the far side of FIG. 7 are electrically connected to each other through the solder.
  • the auxiliary terminals 1300 and the like may be formed of a material of a plated copper wire, and the lead wires 1200 may be formed of a flat plated copper wire.
  • the lead wires 1200 are firmly fixed to the circuit board by soldering, and the auxiliary terminals 1300, 1400, 1500, and 1600 are firmly fixed to the circuit board by soldering.
  • the fixing strength is sufficiently high.
  • FIG. 8 is a view for explaining an internal configuration in which the exterior case 1100 of the surface mount coil 1000 is removed.
  • FIG. 8 (a) illustrates the internal state in which the upper exterior case 1110 and the lower external case 1120 are both removed
  • FIG. 8 (b) illustrates the internal state in which the upper exterior case 1110 is removed
  • FIG. The lower exterior case 1120 has been removed to explain the internal state.
  • the amorphous core 1800 has a hollow cylindrical shape, and a lead wire 1200 is inserted through the hollow portion. That is, the lead wire 1200 (1) and the lead wire 1200 (2) described above correspond to exposed both end portions of one lead wire 1200 bent and formed by a flat-plate plated copper wire or the like.
  • the amorphous core 1800 is a magnetic core formed by winding a ribbon of amorphous magnetic alloy, which is a high magnetic material, and sintering.
  • a recess fitting the shape of the amorphous core 1800 is formed on the inner side of the lower outer case 1120 to prevent the amorphous core 1800 from swinging in the lower outer case 1120. There is.
  • a recess fitting the shape of the amorphous core 1800 is formed inside the upper outer case 1110 to prevent the amorphous core 1800 from swinging in the upper outer case 1110. ing.
  • the upper outer case 1110 and the lower outer case 1120 can be firmly fitted and fixed to each other using, for example, an adhesive.
  • a fixing member 1810 such as an adhesive can be applied to a predetermined portion of the amorphous core 1800, and the upper outer case 1110, the lower outer case 1120, and the amorphous core can be applied. 1800 can be further firmly fixed by the fixing member 1810.
  • the coil and the surface mount coil of the present invention are not limited to the configuration, the method of use, and the manufacturing method described in the above embodiment, and can be appropriately determined within the scope of the technical idea of the present invention. Its configuration, usage, and manufacturing method can be changed.
  • the present invention is suitable for various electronic parts and surface mount coils for vehicles, and electronic parts mounted on a circuit board for which vibration resistance and impact resistance are required.

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Abstract

【課題】 回路基板へ耐振動性等の信頼性高く実装することが可能な面実装コイルを提供することを目的とする。【解決手段】 中空円柱形状のコアと、コア全体を収納する外装ケースと、を備えるコイルであって、コアと外装ケースと は、コアの中空部が左右横方向に配置される向きからの透視野において、少なくとも上の隅角と下の隅角の各一箇所ずつにおいて、接着固定されるコイルとする。

Description

コイル
本発明は、回路基板へ容易にかつ信頼性高く実装することが可能なコイルに関する。
回路基板に直付けされる面実装電子部品に対して必要とされる信頼性は、近年ますます大きくなってきており、例えば車載用途の電子回路基板に面実装されるコイル等には、極めて高い耐振動性(耐衝撃性)等が求められる。下記特許文献1には、円柱形電子部品と、円筒状の貫通孔を有する直方体形状のケースとを備え、前記ケースの両端から導出した前記リード線が前記ケースの下部の溝に入り、同一平面になるよう曲げ加工して電極部を形成した構成とする発明が開示されている。 
また、このような構成により、ケースから抵抗器が落下することがないために、充填材を必要とせず軽量とすることができることが記載されている。また、ケースに電子部品本体を挿入する構成となっていることから、ケース寸法を本体以下の長さに小形にすることが可能であることが記載されている。さらに、リード線の曲げ位置がケース寸法によって規定できるために、曲げ位置のばらつきを小さく抑えることが可能となり、電極部の寸法精度が良くなるとの効果を奏することが特許文献1に記載されている。 
また、下記特許文献2には、小型で面装着が容易なチップ・インダクタの発明が開示されている。この文献によれば、コアの溝がリボン状導体の端部を収納保持し、溝の側壁はインダクタを安定に装着するスタンドオフとして機能するので、小型化及び面実装の容易性において有利であることが記載されている。 
さらに、下記特許文献3には、磁性部品としての高い信頼性を有し、かつ、発生する騒音が小さいケース収納型磁心を提供することを目的とする発明であって、ケース収納型磁心は、磁心を、その磁心が収納されるケースに接着剤を用いて固定したケース収納型磁心とし、磁心の質量と、接着剤の硬化後のヤング率と、磁心端面とケースとの間隙に設けられる接着剤の総厚さと、その接着剤による磁心端面とケースとの間の総接着面積と、が所定の関係を満たすように形成されるようにする技術思想が開示されている。
特開平08-088103号公報 実開平04-123513号公報 特開平09-069443号公報
しかし、近年、車載用途等の回路基板に搭載される電子部品を含め、特に面実装コイルには、さらなる耐振動性・耐衝撃性等の高い信頼性が求められるようになってきている。 
本発明は上述の問題点に鑑み為されたものであり、回路基板へ耐振動性・耐衝撃性等の信頼性が高く、容易に実装することが可能な面実装コイルを提供することを目的とする。
本発明のコイルは、中空円柱形状のコアと、コア全体を収納する外装ケースと、を備えるコイルであって、コアと外装ケースとは、中空部が左右横方向に配置される向きからの透視野において、少なくとも上隅角一か所と下隅角一か所とにおいて、それぞれ接着固定されることを特徴とする。
回路基板へ耐振動性等の信頼性高く実装することが可能なコイルを提供できる。
本実施形態の面実装コイルの概要及びその製造方法について説明する図である。 固着剤(接着剤)の塗布パターンを3つのタイプで変更した場合における、耐衝撃性試験(破壊試験)の試験結果を説明する図である。 固着剤塗布面積に対するアモルファスコアの電気的特性への影響確認実験について説明する図である。 固着剤の塗布面積を変化させて電気的特性の変化を測定した結果について説明する図である。 さらなる耐衝撃特性の向上のためにリード線の撓みを防止する構造について説明する図である。 本実施形態の面実装コイルの外観を説明する斜視図である。 本実施形態の面実装コイルの底面側の外観を説明する斜視図である 面実装コイルの外装ケースを取り外した内部構成を説明する図である。
本実施形態で説明する面実装コイルは、好ましくは中空円柱形状のアモルファスコアとその外装ケースとが、アモルファスコアの中空部が左右横方向に配置される向きからの透視野において、中空部に対して上下に位置する隅角二カ所において、さらに好ましくは中空部に対して対角に位置する斜め上下隅角二カ所において、互いに接着固定される構造とする。換言すれば、横置き円柱形状のアモルファスコアに対して、最上部の一隅と最下部の一隅との二カ所を少なくとも含むように、さらに好ましくは接着面積が大きくなり過ぎない程度に上記二カ所周辺も含めつつ、外装ケースに接着固定されるものとする。なお、アモルファスコアはコアの典型例として示すものであって、本発明の適用においてアモルファスコアに限定されるものではない。 
また、「隅」を接着固定するので、最上面隅と最上面隅に続く垂直側壁上端近辺を含んで接着固定するものとし、同様に最下面隅と最下面隅に続く垂直側壁下端近辺を含んで接着固定するものとする。このような構成を採用することにより、インダクタンス特性に悪影響を与えることなく、耐振動性や耐衝撃性が極めて高い面実装コイル部品とすることができる。これにより、例えば車載用などの高信頼性が求められる用途にも適用可能となる。 
また、本実施形態で説明する面実装コイルは、さらに好ましくは外装ケースの側面から底面へと折り曲げ延伸された底面のリード線が回路基板のフットプリントにハンダ付される場合に、当該リード線の端部両脇に隣接して外装ケースの底面に配置された一対の補助端子とともに一体的にハンダ付される。また、補助端子は、インサート成形により設けられてもよく、外装ケースに固定されているものとする。 
このため、リード線だけがハンダ付される場合に比較して、ハンダ付の面積を増大させることができるので、より強固に耐衝撃性や耐振動性を大きくして実装することが可能となる。そこで、実施形態について図面に基づいて以下に詳細に説明する。 
図1は、本実施形態の面実装コイルの概要及びその製造方法について説明する図である。図1に示すように、まず平角めっき銅線からなるリード線1200を所定の長さにカットし(a)、カットした当該リード線1200を手作業で円柱型アモルファスコア1800の中空部へと挿入する(b)。そして、(c)において予めその隅に固着剤1810(1),1810(2)を塗布しておいた外装ケース1100の中に、アモルファスコア1800を配置して、外装ケース1100を固着剤1810(1),1810(2)が対角位置になるように係合する(d)。最後に、リード線1200を外装ケース1100に沿って折り曲げる(e)。このような製造・組み立て作業は手作業で行うことも可能であるし、その一部を手作業で行い他の作業を機械工程による自動工程として行ってもよい。 
図2は、同種の固着剤(接着剤)を用いた場合における塗布パターンを3つのタイプで変更した場合の、耐衝撃性試験(破壊試験)の試験結果を説明する図である。固着剤の塗布位置や塗布量を変化させて、接着位置と接着面積の違いによる破壊耐性を、計測器『RZ-100/AIKOH(FS:1kN)』を用いた引っ張り強度で計測した。外装ケース側面に空けた小さな孔(φ2mm)からコアの中空部にφ1.6mm銅線ワイヤを貫通させて、外装ケースの下部を万力固定したうえでワイヤを上方に引っ張った場合に、形状維持される限界強度を測定したものである。 
図2から理解できるように、透視したアモルファスコアの中空部が左右方向に観察される側面透視野において、塗布量が同じ場合には、アモルファスコアの中央上下二カ所に塗布した図2(a)に示す塗布パターンよりも、アモルファスコアの上下隅角を含むように塗布した図2(b)や図2(c)のほうが、破壊強度は大きくなっており、より大きな耐衝撃性を備えていることがわかる。従って、外装ケースとアモルファスコアとは、上下の隅角をそれぞれ含むように固着剤を塗布することが好ましいものとなり、さらに好ましくは対角の上下隅角を含むように接着剤を塗布するとよい。換言すれば、中空円柱形状のアモルファスコアの中空部の開口部を結ぶ仮想線に対して線対称もしくは、前記仮想線の中心点に対して点対称の端部に固着剤を塗布することが好ましい。 
また、図3は、アモルファスコア1800への固着剤塗布面積に対するアモルファスコア1800の電気的特性への影響確認実験について説明する図である。図3(a)に示すように、外装ケース1100に挿入されたアモルファスコア1800の中空部が透視野において左右横方向に観察される状態における四隅に固着剤を分量を種々に変えて塗布し、アモルファスコア1800の中空部にリード線1200を挿通させて30Aの電流を流して、そのインダクタンスの変化を測定した。また、図3(b)に示すように、塗布量の最も少ない1カ所あたり7mg、4カ所計28mgの固着剤の場合の接着面積は約90mmであり、最大では1カ所あたり40mg、4カ所計160mgの固着剤の場合の接着面積は約270mmであり、その間含め合計5パターンについて塗布面積(塗布量)を変化させて測定した。なお、比較のために固着剤を全く使用しない場合の電気的特性についても測定した。 
図4は、固着剤の塗布面積を変化させて固着剤を塗布し、硬化する前と硬化した後とのそれぞれについて30Aの電流を流し、インダクタンスを測定した結果について説明する図である。固着剤の各塗布面積における固着剤の硬化前に測定したインダクタンスを基準に、固着剤の硬化後に測定したインダクタンスの低下度合いを示している。図4の図中(1)~(5)及び”なし”は、図3(b)の表に示す(1)~(6)の条件にそれぞれ対応する。図4から、固着剤を全く使用しない場合、塗布面積が90mm(塗布量7mg/箇所)、110mm(塗布量10mg/箇所)、130mm(塗布量13mg/箇所)、180mm(塗布量25mg/箇所)の場合、固着剤の硬化前後でのインダクタンスの変化率は、5%以内に抑えることができるが、塗布面積を270mm(塗布量40mg/箇所)にすると固着剤の硬化前後でのインダクタンスの変化率は10%を超えることが理解できる。つまり、固着剤の硬化前後でのインダクタンスの低下率を抑えるためには、塗布面積を180mm(塗布量25mg/箇所)以下とすることが好ましいことが理解できる。 
固着剤の塗布量が多くなるとコアに付着する固着剤の表面積が増大するものとなり、これによりアモルファスコアにかかる応力が増大し、インダクタンス等電気的特性に影響を生じるものと推定される。なお、図3、図4に示すアモルファスコアは表面積(ただし、中空部は除く)が300cmのコアを用いているので、コアの全表面積に占める固着剤塗布面積の割合を60%以下に抑えることで、インダクタンスの変動を実質的に電気的特性に悪影響を与えない範囲に収めることが可能となる。このように、耐衝撃性を考慮すると塗布量が多い方が好ましいこととなるが、一方で電気的特性を考慮すれば、塗布量を制限することが好ましいものとなり、さらに詳細には両者のバランスを図り、コアの全表面積に占める固着剤の塗布面積の割合を60%以下になるように塗布量を調整することが好ましい。これにより、良好な耐衝撃性と良好なインダクタンス特性とを兼ね備えた面実装コイルを実現できるものとなる。 
また、図5は、本実施形態の面実装コイルのさらなる耐衝撃特性の向上のために、リード線1200の撓みを防止する構造について
説明する図である。図5(a)がアモルファスコア1800の中空部が透視野において左右横方向に配置される状態で、リード線1200の補強部1250が外装ケース1100の内側にのみ、典型的にはコア中空部とコア中空部の外側左右それぞれ約0.5mmクリアランスである外装ケース1100の内壁までの間に、図5(b)、図5(c)に説明する補強部1250を形成することを説明している。なお、図5(a)に示す1810(1),1810(2)は、固着剤の典型的な塗布箇所を模式的に示すものである。 
図5(b)の補強部1250は、リード線1200に形成された撓みを防止する補強手段の一例であり、短手幅方向断面視において凹形状に形成されている。本実施形態においては、補強部1250は、平角めっき銅線(リード線1200)の中央に長さ方向に延伸された凹部(裏側から見れば凸部)を形成して構成される。このような構成により、補強部1250が形成された部位では折り曲げることが困難となり、リード線1200を外装ケース1100に沿って曲げる際に、外装ケース1100内に位置するリード線1200が外装ケース1100内では実質的に撓むことができなくなる。 
リード線1200を外装ケース1100の底面において、回路基板と接続させるために外装ケース1100の外側面に沿って折り曲げた際、補強部1250のない平角めっき銅線の場合には、リード線1200のアモルファスコアの中空部に配置される部分が、膨らむように多少の撓みが発生し湾曲し易くなる。湾曲した場合においても電気的特性については、何ら影響はないものの、外装ケース1100の内部だけではなくケース側面においても外側に少し膨らんだような形状を呈する。これにより、面実装コイルの基板への装着面たる底面側に配置されたリード線1200にも浮き上がり等の予期せぬ応力が加わるものとなり、コイル実装の信頼性に好ましくない影響を与える懸念もある。 
これに対し、図5で説明した補強部1250を設けることにより、外装ケース1100の内部での撓みがなくなり、ひいては外装ケース1100側面及び底面での撓みをも防止できるものとなる。なお、補強部1250の形状は図5に例示するものに限定されるものではなく、リード線の撓みを防止する機能を有する凹部や凸部等の公知形状であって、コア中空部内部に収まるものであれば任意形状・構成を採用し適用することができる。また、補強部1250は、リード線1200の外装ケース1100の内部に収納される部位の一部または全部に設けるものとできる。次に、本実施形態の面実装コイルの全体的な構成概要について説明する。 
図6は、本実施形態の面実装コイル1000の外観を説明する斜視図である。面実装コイル1000は、エポキシ樹脂等で成形された外装ケース1100を備える。外装ケース1100は、上部外装ケース1110と下部外装ケース1120とで構成される。外装ケース1100の内部には、収納されるアモルファスコアの形状に整合する不図示の凹部が形成されている。 
これにより、収納されたアモルファスコアが外装ケース1100内の凹部内壁にフィットして、収納されたアモルファスコアが内部で揺動することを防止する。なお、凹部とともにまたは形状整合凹部に代えて、アモルファスコアがケース内部で揺動しないように固定支持するサポート部材(支持部材やガイド部材)を備えるものとしてもよい。 
また、図6において、外装ケース1100の側面から外部に露出されたリード線1200(1)は、外装ケース1100の側面に沿って折り曲げて下方に延伸されて、外装ケース1100の底面で再び底面に沿って折り曲げられて、当該底面部分が回路基板のフットプリント(パッド)等にハンダ付される。また、図6に示すように、下部外装ケース1120の底面には、リード線1200(1)を挟むように配置構成された一対の補助端子1300,1400が、インサート成形等により備えられている。図6の例示において補助端子1300,1400は、リード線1200(1)と電気的には接続されていないものとし、下部外装ケース1120に固定されているものとする。 
また、図7は、本実施形態の面実装コイル1000の底面側の外観を説明する斜視図である。図7から理解できるように、リード線1200(1)は、外装ケース1100の一側面と対向する側面とからそれぞれ露出されて、それぞれ外装ケース1100の側面に沿って底面にまで延伸されている。 
また、底面におけるリード線1200(1)の長さと補助端子1300,1400の長さとは等しい。また、回路基板にハンダ付実装される場合には、リード線1200(1)と補助端子1300,1400とが一体的に、一つのフットプリントにハンダ付されることができる。このため、リード線1200(1)と補助端子1300,1400とは、底面における突出高さが同一であることが好ましく、底面全体として面一であることがさらに好ましい。 
さらに、図7に示すように、リード線1200(1)の対向端側のリード線1200(2)も同様に補助端子1500,1600と一体的に一つのフットプリントにハンダ付けされることができる。これにより、ハンダ付面積及び使用するハンダ量がリード線1200(以下、リード線1200(1)及びリード線1200(2)を適宜リード線1200と総称する)のみの場合と比較して多くなるので、ハンダ付強度が大きくなり、耐衝撃性等の信頼性を高くすることができる。また、面実装コイル1000の回路基板との接続をリード線1200のみとする場合と比較して、補助端子1500,1600を設けることで、補助端子1500,1600により面実装コイル1000の固定強度は確保されるので、回路基板が振動した際の、電気的接続を担うリード線1200への負荷及び影響を低減させることができ、電気的接続をより安定化させることができる。 
また、図6、図7に示すハンダ付前のコイル部品状態において、補助端子1300,1400,1500,1600はそれぞれ電気的には独立して互いに接続されていないものとすることができ、リード線1200とも電気的に接続されていないものとできる。 
また、回路基板にハンダ付された場合には、図7の手前側に観察されるリード線1200(1)及び補助端子1300,1400がハンダを介して互いに電気的に接続されるものとなり、さらに図7の奥側に観察される対向端側のリード線1200(2)及び補助端子1500,1600がハンダを介して互いに電気的に接続されるものとなる。 
また、補助端子1300等はめっき銅線の素材で形成してもよいし、リード線1200は平角めっき銅線で形成してもよい。面実装コイル1000は、リード線1200がハンダ付により回路基板に強固に固定されるとともに、補助端子1300,1400,1500,1600が、ハンダ付により回路基板に強固に固定される。これにより、当該補助端子1300等を介して外装ケース1100が回路基板に強固に固定されるものとなるので固定強度が十分に高いものとなる。 
図8は、面実装コイル1000の外装ケース1100を取り外した内部構成を説明する図である。図8(a)は上部外装ケース1110と下部外装ケース1120とを共に取り外した内部状態を説明し、図8(b)は上部外装ケース1110を取り外した内部状態を説明し、図8(c)は下部外装ケース1120を取り外した内部状態を説明している。 
図8(a)において、アモルファスコア1800は中空の円筒形状を呈しており、当該中空部にはリード線1200が、貫通挿入されている。すなわち、上述したリード線1200(1)とリード線1200(2)は、平角めっき銅線等で折り曲げ形成された一本のリード線1200の露出された両端部位に対応する。アモルファスコア1800は、高磁性体材料であるアモルファスの磁性合金の帯状リボンを巻回し、焼結により形成された磁性体コアである。また、図8(b)において、下部外装ケース1120の内側にはアモルファスコア1800の形状にフィットする凹部が形成されており、下部外装ケース1120内でアモルファスコア1800が揺動することを防止している。 
同様に、図8(c)において、上部外装ケース1110の内側にはアモルファスコア1800の形状にフィットする凹部が形成されており、上部外装ケース1110内でアモルファスコア1800が揺動することを防止している。また、上部外装ケース1110と下部外装ケース1120とは、例えば接着剤等を用いて互いに強固に嵌合固着させることができる。 
また、図8(b)及び図8(c)においてアモルファスコア1800の所定箇所には接着剤等の固着部材1810が塗布することが可能であり、上部外装ケース1110や下部外装ケース1120とアモルファスコア1800とがそれぞれ固着部材1810によりさらに強固に固着されるものとすることができる。 
本発明のコイル及び面実装コイルは、上述の実施形態で説明した構成や使用方法・製造方法に限定されるものではなく、当業者に自明な範囲でかつ本発明の技術思想の範囲内で適宜その構成や使用方法・製造方法を変更することができる。
本発明は、車載用の各種電子部品や面実装コイル、耐振動性・耐衝撃性が求められる回路基板に実装される電子部品に好適である。
1000・・面実装コイル、1100・・外装ケース、1110・・上部外装ケース、1120・・下部外装ケース、1200・・リード線、1300・・補助端子、1400・・補助端子、1500・・補助端子、1600・・補助端子、1800・・アモルファスコア、1810・・固着部材。

Claims (5)

  1. 中空円柱形状のコアと、 前記コア全体を収納する外装ケースと、を備えるコイルであって、 前記コアと前記外装ケースとは、 前記コアの中空部が左右横方向に配置される向きからの透視野において、少なくとも上の隅角と下の隅角の各一箇所ずつにおいて、接着固定される ことを特徴とするコイル。
  2. 請求項1に記載のコイルにおいて、 前記外装ケースは、底面を含み前記コアの略下半分を収納する下部外装ケースと、前記下部外装ケースに嵌合されて前記コアの略上半分を収納する上部外装ケースとで構成され、 前記コアと前記下部外装ケースとは、前記中空部が左右横方向に配置される向きからの透視野において、前記コアの左下隅角または右下隅角を含んだ第一箇所で接着固定され、 前記コアと前記上部外装ケースとは、前記中空部が左右横方向に配置される向きからの透視野において、前記第一箇所に斜め対向する前記コアの右上隅角または左上隅角を含む第二箇所で接着固定される ことを特徴とするコイル。
  3. 請求項1または請求項2に記載のコイルにおいて、 前記コアの接着固定される面積は、前記コアの前記中空部内部を除く全表面積の60%以下である ことを特徴とするコイル。
  4. 請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載のコイルにおいて、 前記コアの中空部に、貫通されたリード線を備え、 前記外装ケースの側面から外部へ導出された前記リード線が、前記外装ケースの側面から底面にまで前記外装ケースの外面に沿って折り曲げられて露出されており、 前記リード線の前記中空部に貫通される部位の少なくとも一部に、撓みを防止する補強手段が形成される ことを特徴とするコイル。
  5. 請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載のコイルにおいて、 前記コアは、帯状の磁性合金リボンを巻回して焼結形成されたコアである ことを特徴とするコイル。
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