特許 6060116 表面実装インダクタ及びその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6060116

(24)【登録日】2016年12月16日

(45)【発行日】2017年1月11日

(54)【発明の名称】表面実装インダクタ及びその製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01F 17/04 20060101AFI20161226BHJP

   H01F 27/29 20060101ALI20161226BHJP

   H01F 41/04 20060101ALI20161226BHJP

   H01F 41/02 20060101ALI20161226BHJP

   H01F 27/28 20060101ALI20161226BHJP

   H01F 27/32 20060101ALI20161226BHJP

   H01F 41/12 20060101ALI20161226BHJP

【ＦＩ】

   H01F17/04 F

   H01F15/10 F

   H01F41/04 B

   H01F41/02 D

   H01F27/28 C

   H01F27/32 A

   H01F41/12 C

【請求項の数】6

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2014-147486(P2014-147486)

(22)【出願日】2014年7月18日

(65)【公開番号】特開2016-25180(P2016-25180A)

(43)【公開日】2016年2月8日

【審査請求日】2015年12月21日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003089

【氏名又は名称】東光株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100100158

【弁理士】

【氏名又は名称】鮫島 睦

(74)【代理人】

【識別番号】100132252

【弁理士】

【氏名又は名称】吉田 環

(72)【発明者】

【氏名】正田 佳利

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 晃三

(72)【発明者】

【氏名】村上 誠

(72)【発明者】

【氏名】佐々森 邦夫

(72)【発明者】

【氏名】高橋 直人

【審査官】 五貫 昭一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−４９５９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２８３１１９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｆ １７／０４

Ｈ０１Ｆ ２７／２８

Ｈ０１Ｆ ２７／２９

Ｈ０１Ｆ ２７／３２

Ｈ０１Ｆ ４１／０２

Ｈ０１Ｆ ４１／０４

Ｈ０１Ｆ ４１／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

導線を巻回して形成したコイルと、樹脂と磁性材料を含む封止材を用い、該コイルを内蔵する成形体を備えた表面実装インダクタにおいて、
該コイルは、引き出し端部が巻回部の外周に位置する様に導線を巻回して形成され、
該成形体は、該コイルの巻軸と平行な４つの側面のうち一方の対向する側面に該コイルの引き出し端部が、他方の対向する側面に該コイルの巻回部の表面が部分的にそれぞれ露出し、該コイルの巻回部の外周よりも外側の部分の面積が該コイルの巻回部の内周よりも内側の部分の面積とほぼ同じか、それよりも小さくなる様に形成されていることを特徴とする表面実装インダクタ。

【請求項2】

導線を巻回して形成したコイルと、樹脂と磁性材料を含む封止材を用い、該コイルを内蔵する成形体を備えた表面実装インダクタにおいて、
該コイルは、その両端が外周に位置する様に導線が巻回された巻回部と、該巻回部の外周から引き出された引き出し端部を有し、
該成形体は、該コイルの巻軸と平行な４つの側面のうち一方の対向する側面に該コイルの引き出し端部が、他方の対向する側面に該コイルの巻回部の表面が部分的にそれぞれ露出し、該コイルの巻回部の外周よりも外側の部分の面積が該コイルの巻回部の内周よりも内側の部分の面積とほぼ同じか、それよりも小さくなる様に形成されていることを特徴とする表面実装インダクタ。

【請求項3】

導線を巻回して形成したコイルと、樹脂と磁性材料を含む封止材を用い、該コイルを内蔵する成形体を備えた表面実装インダクタにおいて、
該コイルは、その両端が外周に位置する様に導線を巻回して楕円形に形成された巻回部と、該巻回部の外周から引き出された引き出し端部を有し、該巻回部の短径方向の大きさと該成形体の幅方向の大きさを同じにし、該巻回部の長径方向の大きさを、該成形体の長さ方向の大きさから導線２本分の大きさを引いた大きさ以下にし、
該成形体は、幅方向の対向する２つの側面の表面に該コイルの巻回部の短径方向の表面を露出させ、該コイルの巻回部の外周よりも外側の部分の面積が該コイルの巻回部の内周よりも内側の部分の面積とほぼ同じか、それよりも小さくなる様に形成され、長さ方向の対向する２つの側面の表面に該コイルの引き出し端部の表面を露出させて、該コイルの引き出し端部を外部端子に接続したことを特徴とする表面実装インダクタ。

【請求項4】

導線を巻回して形成したコイルと、樹脂と磁性材料を含む封止材を用い、該コイルを内蔵する成形体を備えた表面実装インダクタの製造方法において、
引き出し端部が巻回部の外周に位置する様に導線を巻回してコイルが形成される工程、
該封止材を用いて形成された１対の板状タブレット間に該コイルを配置し、これらを樹脂成形法を用いて一体化させて、該コイルの巻軸と平行な４つの側面のうち一方の対向する側面に該コイルの引き出し端部が、他方の対向する側面に該コイルの巻回部の表面が部分的にそれぞれ露出し、該コイルの巻回部の外周よりも外側の部分の面積が該コイルの巻回部の内周よりも内側の部分の面積とほぼ同じか、それよりも小さくなる様に成形体を形成する工程及び、
該成形体の表面に該コイルの引き出し端部と接続する外部端子を形成する工程を備えたことを特徴とする表面実装インダクタの製造方法。

【請求項5】

導線を巻回して形成したコイルと、樹脂と磁性材料を含む封止材を用い、該コイルを内蔵する成形体を備えた表面実装インダクタの製造方法において、
その両端が外周に位置する様に導線を巻回して楕円形に形成された巻回部と、該巻回部の外周から引き出された引き出し端部を有し、該巻回部の短径方向の大きさと該成形体の幅方向の大きさを同じにし、該巻回部の長径方向の大きさを、該成形体の長さ方向の大きさから導線２本分の大きさを引いた大きさ以下にしたコイルが形成される工程、
該封止材を用いて形成された１対の板状タブレット間に該コイルを配置し、これらを樹脂成形法を用いて一体化させて、幅方向の対向する２つの側面の表面に該コイルの巻回部の短径方向の表面を露出させ、該コイルの巻回部の外周よりも外側の部分の面積が該コイルの巻回部の内周よりも内側の部分の面積とほぼ同じか、それよりも小さくなる様に形成され、長さ方向の対向する２つの側面の表面に該コイルの引き出し端部の表面を露出させた成形体を形成する工程及び、
該成形体の表面に該コイルの引き出し端部と接続する外部端子を形成する工程を備えたことを特徴とする表面実装インダクタの製造方法。

【請求項6】

導線を巻回して形成したコイルと、樹脂と磁性材料を含む封止材を用い、該コイルを内蔵する成形体を備えた表面実装インダクタの製造方法において、
その両端が外周に位置する様に導線を巻回して楕円形に形成された巻回部と、該巻回部の外周から引き出された引き出し端部を有し、該巻回部の短径方向の大きさと該成形体の幅方向の大きさを同じにし、該巻回部の長径方向の大きさを、該成形体の長さ方向の大きさから導線２本分の大きさを引いた大きさ以下にしたコイルが形成される工程、
成型金型のキャビティ内において該封止材を用いて形成された板状タブレット上に該コイルを配置し、該コイル上に該封止材を充填し、これらを樹脂成形法もしくは圧粉成形法を用いて一体化させて、幅方向の対向する２つの側面の表面に該コイルの巻回部の短径方向の表面を露出させ、該コイルの巻回部の外周よりも外側の部分の面積が該コイルの巻回部の内周よりも内側の部分の面積とほぼ同じか、それよりも小さくなる様に形成され、長さ方向の対向する２つの側面の表面に該コイルの引き出し端部の表面を露出させた成形体を形成する工程及び、
該成形体の表面に該コイルの引き出し端部と接続する外部端子を形成する工程を備えたことを特徴とする表面実装インダクタの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、導線を巻回して形成したコイルと、樹脂と磁性材料を含む封止材を用いて形成されたコイルを内蔵する成形体とを備えた表面実装インダクタ及びその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来の表面実装インダクタに、図８に示す様に、導線を巻回してコイル２１を形成し、このコイル２１を磁性粉末と樹脂を含む封止材で形成された成形体２７内に埋設し、コイル２１を成形体２７表面に形成された外部端子２８に接続したものがある（例えば、特許文献１を参照。）。この表面実装インダクタは、図９に示す様に、導線を巻回して形成したコイル２１をタブレット２２に載置し、図１０に示す様に、コイル２１の引き出し端部２１ｂをタブレット２２の柱状凸部２２ａの外側側面に沿わせて成型金型２４の内壁面との間に挟まれるようにコイルとタブレットを成型金型に配置し、この金型を用い、樹脂成形法もしくは圧粉成形法によりコイル２１を内蔵する成形体２７が形成される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１０−２４５４７３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

この様な従来の表面実装インダクタは、コイルが磁性材料入りの封止材で形成された成形体内に埋設されているので、コイル全体が磁性材料で被覆されることとなり、漏れ磁束を低減することができる。
この種の表面実装インダクタでは、小型化が望まれている上、高密度実装でない用途においては漏れ磁束よりも重畳電流値Ｉｄｃや抵抗値Ｒｄｃが重視され、重畳電流値Ｉｄｃが高く、抵抗値Ｒｄｃが低いものが望まれている。
しかしながら、この様な従来の表面実装インダクタは、コイルの引き出し端部をタブレットの柱状凸部と成型金型の内壁面に挟んだ状態で樹脂成形法もしくは圧粉成形法によりコイルを内蔵する成形体を形成しているため、タブレットの形状が複雑になると共に、コイルの形状を大きくできず、コイルの巻軸部分の面積や導線の断面積が小さくなって重畳電流値Ｉｄｃや抵抗値Ｒｄｃが悪かった。

【0005】

本発明は、重畳電流値Ｉｄｃや抵抗値Ｒｄｃを改善でき、安価に製造できる表面実装インダクタ及びその製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、導線を巻回して形成したコイルと、樹脂と磁性材料を含む封止材を用い、コイルを内蔵する成形体を備えた表面実装インダクタにおいて、コイルは、引き出し端部が巻回部の外周に位置する様に導線を巻回して形成され、成形体は、コイルの巻軸と平行な４つの側面にコイルの表面が部分的に露出し、コイルの巻回部の外周よりも外側の部分の面積がコイルの巻回部の内周よりも内側の部分の面積とほぼ同じか、それよりも小さくなる様に形成されている。
また、本発明は、導線を巻回して形成したコイルと、樹脂と磁性材料を含む封止材を用い、コイルを内蔵する成形体を備えた表面実装インダクタの製造方法において、引き出し端部が巻回部の外周に位置する様に導線を巻回してコイルが形成される工程、封止材を用いて形成された１対の板状タブレット間にコイルを配置し、これらを樹脂成形法を用いて一体化させて、コイルの巻軸と平行な４つの側面にコイルが部分的に露出し、コイルの巻回部の外周よりも外側の部分の面積がコイルの巻回部の内周よりも内側の部分の面積とほぼ同じか、それよりも小さくなる様に成形体を形成する工程及び、成形体の表面にコイルの引き出し端部と接続する外部端子を形成する工程を備える。

【発明の効果】

【0007】

本発明は、導線を巻回して形成したコイルと、樹脂と磁性材料を含む封止材を用い、コイルを内蔵する成形体を備えた表面実装インダクタにおいて、コイルは、引き出し端部が巻回部の外周に位置する様に導線を巻回して形成され、成形体は、コイルの巻軸と平行な４つの側面にコイルの表面が部分的に露出し、コイルの巻回部の外周よりも外側の部分の面積がコイルの巻回部の内周よりも内側の部分の面積とほぼ同じか、それよりも小さくなる様に形成されているので、成形体に内蔵するコイルを大きくでき、重畳電流値Ｉｄｃや抵抗値Ｒｄｃを改善することができる。また、成形体を形成するためのタブレットの構造を簡素化することができると共に、タブレットを作り易くすることができる。
また、本発明は、導線を巻回して形成したコイルと、樹脂と磁性材料を含む封止材を用い、コイルを内蔵する成形体を備えた表面実装インダクタの製造方法において、引き出し端部が巻回部の外周に位置する様に導線を巻回してコイルが形成される工程、封止材を用いて形成された１対の板状タブレット間にコイルを配置し、これらを樹脂成形法を用いて一体化させて、コイルの巻軸と平行な４つの側面にコイルが部分的に露出し、コイルの巻回部の外周よりも外側の部分の面積がコイルの巻回部の内周よりも内側の部分の面積とほぼ同じか、それよりも小さくなる様に成形体を形成する工程及び、成形体の表面にコイルの引き出し端部と接続する外部端子を形成する工程を備えるので、製造工程を複雑にすることなく、成形体に内蔵するコイルを大きくでき、重畳電流値Ｉｄｃや抵抗値Ｒｄｃを改善することができる。また、タブレットの構造を簡素化することができると共に、タブレットを作り易くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の表面実装インダクタの実施例の成形体の内部を透視した状態を示す斜視図である。

【図2】本発明の表面実装インダクタの実施例の成形体の内部を透視した状態を示す断面図である。

【図3】本発明の表面実装インダクタの実施例を示す斜視図である。

【図4】本発明の表面実装インダクタの実施例のコイルとタブレットの配置を示す斜視図である。

【図5】本発明の表面実装インダクタの実施例の成型金型内のコイルとタブレットの配置を示す上面図である。

【図6】本発明の表面実装インダクタの実施例の製造方法のコイルとタブレットを成型金型に配置する工程を説明する断面図である。

【図7】本発明の表面実装インダクタの実施例の製造方法の成形体の成形工程を説明する断面図である。

【図8】従来の表面実装インダクタの内部を透視した状態を示す斜視図である。

【図9】従来の表面実装インダクタのタブレットを説明する斜視図である。

【図10】従来の表面実装インダクタの成型金型内のコイルとタブレットの配置を示す上面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

本発明の表面実装インダクタは、導線を巻回して形成したコイルと、樹脂と磁性材料を含む封止材を用いて形成されたコイルを内蔵する成形体を備える。コイルは、その両端が外周に位置する様に導線が巻回された巻回部と、巻回部の外周から引き出された引き出し端部を有する。成形体は、コイルの巻軸と平行な４つの側面にコイルの表面が部分的に露出し、コイルの巻回部の外周よりも外側の部分の面積がコイルの巻回部の内周よりも内側の部分の面積とほぼ同じか、それよりも小さくなる様に形成される。従って、本発明の表面実装インダクタは、コイルの外形の大きさを成形体の外形の大きさの範囲内で極限まで大きくすることができるので、成形体のデットスペースを小さくすることができ、コイルの巻軸部分の径や導線の断面積を大きくできる。
本発明の表面実装インダクタの製造方法は、まず、引き出し端部が巻回部の外周に位置する様に導線を巻回してコイルが形成される。次に、封止材を用いてコイルの外周の大きさとほぼ同じ大きさに形成された１対の板状タブレット間にコイルを配置し、これらを樹脂成形法を用いて一体化させて、コイルの巻軸と平行な４つの側面にコイルが部分的に露出し、コイルの巻回部の外周よりも外側の部分の面積がコイルの巻回部の内周よりも内側の部分の面積とほぼ同じか、それよりも小さくなる様に成形体を形成する。最後に、成形体の表面にコイルの引き出し端部と接続する外部端子を形成する。従って、本発明の表面実装インダクタの製造方法は、コイルの外形の大きさを成形体の外形の大きさの範囲内で極限まで大きくすることができるので、成形体のデットスペースを小さくすることができ、コイルの巻軸部分の径や導線の断面積を大きくできる。

【実施例】

【0010】

以下、本発明の表面実装インダクタの実施例を図１乃至図７を参照して説明する。
図１は本発明の表面実装インダクタの実施例の成形体の内部を透視した状態を示す斜視図、図２は本発明の表面実装インダクタの実施例の成形体の内部を透視した状態を示す断面図である。
図１、図２において、１１はコイル、１７は成形体である。
コイル１１は、導線をその両端部が外周に位置するように渦巻き状に２段の外外巻きに巻回した巻回部１１ａと、巻回部１１ａから引き出された引き出し端部１１ｂを備えた空芯コイルが形成される。導線は断面が平角状の平角線が用いられる。巻回部１１ａは楕円形に形成される。また、引き出し端部１１ｂは、導線の両端部が巻回部１１ａから巻回部１１ａを挟んで対向する様に引き出され、さらに引き出された方向とは逆方向に折り曲げられて形成される。
成形体１７は、樹脂と磁性材料を含む封止材を用いてコイル１１を内蔵する様に形成される。封止材としては、磁性材料として例えば鉄系の金属磁性粉末を、樹脂として例えばエポキシ樹脂をそれぞれ用い、これらを混合したものが用いられる。この成形体１７の幅方向の大きさＷ１は、コイル１１の巻回部１１ａの短径方向の外周の大きさＷ２とほぼ同じ大きさに形成される。また、この成形体１７の長さ方向の大きさＬ１は、コイル１１の巻回部１１ａの長径方向の外周の大きさＬ２と一方の引き出し端部１１ｂの厚みＡと他方の引き出し端部１１ｂの厚みＡを足した大きさとほぼ同じ大きさか又は、少し大きく形成される。この成形体１７の幅方向の対向する側面には、コイル１１の巻回部１１ａの短径方向の表面の一部が露出する。また、成形体１７の長さ方向の対向する側面には、コイル１１の引き出し端部１１ｂの表面が露出する。この時、成形体１７のコイル１１の巻回部１１ａの外周表面よりも外側の部分Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４の合計面積が、コイル１１の巻回部１１ａの内周表面よりも内側の部分Ｓ１とほぼ同じか又は小さくなる様に形成される。この成形体１７の表面には、図３に示す様に、１対の外部端子１８が形成される。
そして、成形体１７の長さ方向の対向する側面にそれぞれ露出したコイル１１の引き出し端部１１ｂが外部端子１８に接続されることにより、コイル１１が１対の外部端子１８間に接続される。

【0011】

この様な表面実装インダクタは以下の様にして製造される。まず、断面が平角状の絶縁被覆が施された導線をその両端が外周に位置する様に渦巻き状に２段の外外巻きに巻回して巻回部を形成した後、導線の両端が巻回部の外周から引き出され、さらに折り曲げ加工を施して引き出し端部を形成して空芯コイルが形成される。
また、後述の様に巻回部１１ａと引き出し端部１１ｂを備えた空芯コイル１１を内蔵する成形体を形成するために、封止材を用いて図４に示す様にコイル１１の外周の大きさとほぼ同じ大きさの板状タブレット１２、１３が形成される。
次に、図５に示す様に、割型１４ａと割型１４ｂを備える上型１４と下型とでキャビティを形成する成型金型のキャビティ内に、板状タブレット１２上に搭載された状態で巻回部１１ａと引き出し端部１１ｂを備えた空芯コイルを収納する。
続いて、巻回部１１ａと引き出し端部１１ｂを備えた空芯コイルと板状タブレット１２が収納された成型金型のキャビティ内に、板状タブレット１３が空芯コイル上に位置する様に収納される。これにより、図６に示す様に、割型１４ａと割型１４ｂを備える上型１４と下型１５とでキャビティを形成する成型金型のキャビティ内において、巻回部１１ａと引き出し端部１１ｂを備えた空芯コイルが１対の板状タブレット１２、１３間に配置された状態となり、この状態で成型金型のキャビティにパンチ１６がセットされる。
さらに、図７に示す様に、１対の板状タブレットと空芯コイルを成型金型とパンチによって１２０〜２５０℃で圧縮するいわゆる樹脂成形法で成型することにより、空芯コイル１１を内蔵した成形体１７が形成される。この成形体１７は、幅方向の対向する側面にコイル１１の巻回部１１ａの短径方向の表面の一部が、長さ方向の対向する側面にコイル１１の引き出し端部１１ｂの表面がそれぞれ露出し、成形体１７をコイル１１の巻軸方向から透視した場合における、コイル１１の巻回部１１ａの外周表面よりも外側の部分の面積が、コイル１１の巻回部１１ａの内周表面よるも内側の部分の面積とほぼ同じか、又は、それよりも小さくなる様に形成される。
この様に形成された成形体１７は、長さ方向の対向する側面に露出したコイル１１の引き出し端部１１ｂの絶縁被覆を剥離する処理と、バレル研磨処理が施される。この絶縁被覆を剥離する処理と、バレル研磨処理は、同時に行うこともできる。
そして、この成形体１７の表面に導電材を含有する外部端子材料を塗布し、硬化させて成形体１７の表面に外部端子１８が形成される。この外部端子１８は、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｐｄ等から１つもしくは複数を適宜選択した材料でメッキを施してもよい。

【0012】

以上、本発明の表面実装インダクタ及びその製造方法の実施例を述べたが、本発明はこの実施例に限られるものではない。例えば、実施例では封止材として充填物に鉄系金属磁性粉末、樹脂にエポキシ樹脂を用いたが、充填物として他の組成の金属磁性粉末、その表面がガラス等の絶縁体で被覆された金属磁性粉末、表面を改質した金属磁性粉末、フェライト粉末、ガラス粉末等を用いても良い。また、樹脂として、ポリイミド樹脂やフェノール樹脂などの熱硬化性樹脂や、ポリエチレン樹脂やポリアミド樹脂などの熱可塑性樹脂を用いても良い。さらに、コイルは、巻回部が円形に形成されても良い。またさらに、成形体は、成型金型のキャビティ内において封止材を用いて形成された板状タブレット上にコイルを配置し、コイル上に粉末状の封止材を充填し、これらを樹脂成形法もしくは圧粉成形法を用いて一体化させて、幅方向の対向する２つの側面の表面にコイルの巻回部の短径方向の表面を露出させ、コイルの巻回部の外周よりも外側の部分の面積がコイルの巻回部の内周よりも内側の部分の面積とほぼ同じか、それよりも小さくなる様に形成され、長さ方向の対向する２つの側面の表面にコイルの引き出し端部の表面を露出させて形成しても良い。

【符号の説明】

【0013】

１１ コイル
１７ 成形体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】