CN1298188A - 面安装型线圈及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明的面安装型线圈(30)具有圆筒型铁芯(4),绕线(5),下层电极(6),外装构件(17),端子电极(18),外装构件(17)具有向凸缘部(2)、(3)的端部方向延伸的突出部P和在比该突出部P更靠近卷芯侧的区域露出下层电极(6)的缺口部V,可提供具有良好的端子电极的接合强度的面安装型线圈。

Description

面安装型线圈及其制造方法

本发明涉及能以面安装方式安装在印刷电路板上的面安装型线圈，具体涉及其电极构造及其制造方法。

为使用芯片自动安装机实现对于印刷电路板上的高密度面安装，电子元件正向小型化和芯片化发展。对此，作为具有将绕线卷绕在铁芯的卷芯的构造(绕线型)的面安装型线圈，其最典型的构造是如图10的局部剖开的立体图以及图11的剖面图所示的面安装型线圈10，它具有：在卷芯1的两端设有一体形成的凸缘部2、3的圆筒型铁芯4；卷绕在上述卷芯1上的绕线5；在上述圆筒型铁芯4的两端的凸缘部2、3的各外周面2a、3a以及各端面2b、3b并与上述绕线5的端部相连接的下层电极6；从其中一方的凸缘部2(或凸缘部3)的外周面2a(或外周面3a)起罩覆至另一方的凸缘部3(或凸缘部2)的外周面3a(或外周面2a)的一部份的外装构件7；从外周面2a、3a的外装构件上方罩覆下层电极6的上面的端子电极8。

用于上述面安装型线圈10的圆筒型铁芯4是由例如高电阻的镍锌系铁素体等的磁性体或氧化铝等的绝缘体所组成的铁芯，可直接装设下层电极6。此外，上述下层电极6亦可为：利用深层烧结法或电镀方法形成银、银-白金或铜层与被罩覆于其上面的镍·锡或锡合金等的导电材料所组成的导电覆膜，上述外装构件7则是利用铸模射出成形的环氧系合成树脂材料。又，绕线5是直径0.03～0.15mm的绝缘罩覆的导线(绝缘罩覆材料是聚氨酯、聚酰胺、亚胺等)，绕线5的两端在凸缘部2、3的外周面2a、3a处利用焊接、热压或超音波振动或这些方式的并用而与下层电极6接合。

以这种方式将圆筒型铁芯4的卷芯1横置，即可变成可将端子电极8直接设置在圆筒型铁芯4的两端的凸缘部2、3的端面2b、3b以及外周面2a、3a的构造，通过将外装构件7装上并加以整形，可实现其外型尺寸符合日本电子机械工业会所制定的叠层型磁性电容器的规格RC-3402的小型超薄面安装型线圈10。

然而，从图10和图11可见，上述传统的面安装型线圈10特别是在于凸缘部2和3处，外装构件7是从圆筒型铁芯4的凸缘部2的外周面2a呈环状地罩覆至端面2b，下层电极6从外装构件7露出来的部分6a只是端面2b的中央附近的一部份，位于外周面2a侧的下层电极则为外装构件7所罩覆而完全不露出来。

因此，端子电极8(图10中的凸缘部2侧以虚线表示)与下层电极6相接合的区域只有上述凸缘部2的端面2a的一部份的下层电极的一部份6a，就其结构而言，端子电极8与下层电极6的接合强度并不充分。

此外，在将上述面安装型线圈10锡焊在印刷电路基板上的场合，当温度发生变化如进行热循环测试时，端子电极8处会产生牵引应力，因而导致端子电极8与下层电极6的接合部分(下层电极的6a部分)容易剥离。

针对上述问题，本发明人经过实验后得知：如将端子电极8不仅接合于凸缘部2、3的端面2b、3b，并与凸缘部2、3的外周面2a、3a上的下层电极6的至少一部份接合，就能大幅度地增大其接合强度。

当然，附着于凸缘部2、3的端面2b、3b或外周面2a、3a上的多余的外装构件可在模制成形后去除，但是附着在外周面2a、3a上呈环状的外装构件则非常牢固，极难将其去除。

其解决方法是考虑到模制外装构件7时，所填充的外装材料将会从其与铸模之间的间隙渗漏进去而侵入到凸缘部的端面2b侧，可采用消除该间隙的方法来防止外装材料渗漏进去。但当采用可消除该间隙的方法进行模制成形时，外装材料就不再有逃逸路径，结果是该外装材料所产生的高压将加到圆筒型铁芯4、绕线5上。为使外装材料均匀地流进入铸模内部，必须设置逃逸路径，结果是必须形成多余的外装构件(所谓模制成形的毛边)。

本发明有鉴于此，其目的在于提供一种具有高度可靠性的电极构造的面安装型线圈及其制造方法。

为实现上述目的，本发明第一技术方案的面安装型线圈具有：在卷芯的两端一体地形成有凸缘部的圆筒型铁芯；卷绕于上述卷芯上的绕线；设在上述圆筒型铁芯的两端的凸缘部的外周面以及端面上并连接上述绕线的端部的下层电极；从其中一方的凸缘部的外周面的下层电极的一部份起罩覆至另一方的凸缘部的外周面的一部分的外装构件；从凸缘部外周面的外装构件上方覆盖下层电极的上面的端子电极，其特征在于：

上述凸缘部的外周面上的外装构件具有向凸缘部的端部方向延伸的突出部和比该突出部更靠近卷芯侧的区域露出下层电极的缺口部。

为实现上述目的，本发明第二技术方案的面安装型线圈在上述第一技术方案的面安装型线圈中，其特征在于：在上述圆筒型铁芯的凸缘部设有凹沟。

为实现上述目的，本发明第三技术方案的面安装型线圈，是在上述第一技术方案的面安装型线圈中，其特征在于：在上述圆筒型铁芯的凸缘部的外周面的角部设有缺口部。

为实现上述目的，本发明第四技术方案的面安装型线圈，是在上述第一技术方案的面安装型线圈中，其特征在于：在上述圆筒型铁芯的凸缘部的外周面及/或端面设有凹凸部。

为实现上述目的，本发明第五技术方案的面安装型线圈，是在上述第一技术方案的面安装型线圈中，其特征在于：上述下层电极为网状或多孔状；或者上述下层电极的表面为凹凸状。

为实现上述目的，本发明第六技术方案的面安装型线圈，是在上述第一至第五技术方案的面安装型线圈中，其特征在于：上述下层电极与圆筒型铁芯的端面之间具有应力缓冲层。

为实现上述目的，本发明提供一种面安装型线圈的制造方法，该方法用于制造上述第一至第六技术方案的任何一种面安装型线圈，其特征在于：将弹性体配置于与凸缘部外周面的下层电极相向的铸模的一部份，在该弹性体抵接于被配置在铸模内的圆筒型铁芯的凸缘部的上述下层电极的状态下对外装构件模制成型。

以下参照附图详细说明本发明的面安装型线圈的实施形态。此外，凡与上述的传统的面安装型线圈10相同的构件均采用同一标号。

图1是本发明技术方案1的面安装型线圈的剖面图。

图2是本发明技术方案1的面安装型线圈在设置端子电极之前凸缘部的外周侧面处的外部电极与外装构件的叠层构造的立体图。

图3是本发明技术方案2的圆筒型铁芯的立体图。

图4是用来说明本发明技术方案3的圆筒型铁芯的凸缘部形状的图。

图5是用来说明本发明技术方案4的圆筒型铁芯的凸缘部形状的图。

图6是用来说明本发明技术方案5的下层电极的形状的图。

图7是用来说明本发明技术方案5的下层电极的其它形状的图。

图8是本发明技术方案6的面安装型线圈的剖面图。

图9是本发明技术方案7的面安装型线圈的外装构件模制时的状态的剖面图。

图10是用来说明传统的面安装型线圈的构造局部剖开后的立体图。

图11是传统的面安装型线圈的剖面图。

图1至图2中，面安装型线圈30具有：在卷芯1的两端一体地形成有凸缘部2、3的圆筒型铁芯4；被卷绕于上述卷芯1上的绕线5；设在上述圆筒型铁芯4的两端的凸缘部2、3的外周面2a、3a及端面2b、3b上、且与上述绕线5的端部(未图标)连接的下层电极6；从其中一方的凸缘部2的外周面2a的下层电极的一部份起罩覆至另一方的凸缘部3的外周面3a的下层电极的一部份的外装构件17；从凸缘部2、3的外周面2a、3a的外装构件上方覆盖下层电极6的上面的端子电极18，其特点是位于凸缘部2、3的外周面2a、3a上的外装构件17如图2所示具有向凸缘部2、3的端部方向延伸的突出部P和在比该突出部P更靠近卷芯侧的区域露出下层电极6的缺口部V。

换言之，上述特征是在凸缘部2、3的外周面2a、3a上具有未罩覆外装构件17的下层电极6的露出部分。此时，下层电极6的突出部P的前端既可只停留在外周面2a、3a处，也可以延伸到端面2b、3b处。

由于上述下层电极6与外装构件17的叠层关系，被设在凸缘部2、3的端面2b、3b以及外周面2a、3a上的端子电极18与下层电极6之间的接合区域成为涵盖凸缘部2、3的端面2b、3b的几乎整个区域以及外周面2a、3a的一部份。这样，与接合区域仅为端面的一部份的传统的面安装型线圈10相比，可大幅度地提高接合强度而不易剥落。其结果是可提高热循环测试时的可靠性。

其次，在图2的面安装型线圈30中，位于凸缘部的外周面2a、3a上的外装构件17的边缘的突出部P和缺口部V被形成类似波浪形状，这是通过采用如图3所示的在凸缘部设有凹沟M的圆筒型铁芯12而实现的。即，先在上述圆筒型铁芯12上如图1所示设置下层电极6后，再模制外装材以形成外装构件17，则凸缘部的上述凹沟M与铸模之间的间隙成为外装材料的逃逸路径，而未设有凹沟M的外周面部分S上就不被罩覆，故露出下层电极6。此外，抵达端面处的外装材料硬化后所形成的毛边可予以除去(因为不是呈环状所以很容易去除)，也可维持其原状并设置端子电极18。

此外，上述外装构件17的外装材料的逃逸路径也可如图4所示，通过在上述图1所示的圆筒型铁芯4的凸缘部2、3的外周面2a、3a的角部设置沿铁芯的轴向延伸的缺口部Z1～Z3来实现。即，图4(a)的圆筒型铁芯13的缺口部呈矩形Z1的情况；图4(b)的圆筒型铁芯14的缺口部呈圆锥面Z2的情况；图4(c)的圆筒型铁芯15的缺口部呈圆弧面Z3的情况。这些情况下，上述缺口部Z1～Z3都很容易加工，而且可以切得比较深，故具有可有效地形成外装材料的逃逸路径的优点。当然，重要的是，尽可能地减小设有上述的下层电极6的圆筒型铁芯4、12、13、14、15的凸缘部与铸模之间的间隙而使外装构件17的外装材料并不将凸缘部2、3的外周面2a、3a全部罩覆。

其次，上述面安装型线圈30亦可如图5所示那样设计成在圆筒型铁芯21的凸缘部的外周面2a、3a及/或端面2b、3b设置凹凸部(凸部X、凹部Y)。当进行模制成形时，外装构件17的树脂以凹部Y当作逃逸路径而被挤出到凸缘部2的端面2b侧，并通过缩小铸模与凸缘部之间的间隙，能使外装构件17不罩覆在端面2b或外周面2a的凸部X的上面，所以下层电极的由外装构件17露出部分可由端面2b和外周面2a两方面充分保证。

其次，上述面安装型线圈30的下层电极6的构造虽然并无特别指定，但是例如将下层电极6制作成图6所示那样网目状的下层电极通过26的情况或者图7所示多孔状的下层电极27的形状之后，则可在该凹凸形状的上面设置端子电极18而沿多个方向形成接合面，可获得比平面方式的叠层接合更大的接合强度。

以上虽已说明了多种通过改变圆筒型铁芯的凸缘部的端面乃至外周面的形状设计保证下层电极从外装构件露出到外面的露出部分的方法以及通过改变下层电极的形状设计而提高其与端子电极之间的接合强度的方法，但是如果将这几种方法以组合，将能获得更进一步提高端子电极的可靠性的效果。

其次，比较例如图8所示的面安装型线圈40与图1的面安装型线圈30可知，在下层电极6与圆筒型铁芯4的凸缘部2、3的端面2b、3b之间具有一应力缓冲层29，当进行热循环测试时，可对于加在端子电极18的拉伸应力发挥缓冲效果。亦即，即使端子电极18与下层电极6被朝外部方向拉张时仅应力缓冲层29伸长，端子电极18并不会从下层电极6剥落，下层电极6并不会从凸缘部2、3的端面2b、3b剥落。

上述应力缓冲层29可采用硅胶或橡胶变性的环氧树脂。

上述用来提高端子电极18的接合强度的方法全部都是针对面安装型线圈本身的方法，而在使用一般的铸模射出成形的面安装型线圈的制造方法中也可采用以下的模制方法，即：将弹性体43配置在铸模41、42上与圆筒型铁芯4的凸缘部2、3的外周面2a、3a的下层电极6的相对部份，并在使该弹性体43抵接于被配置在该铸模41、42内的圆筒型铁芯4的凸缘部2、3的上述下层电极6的状态下对外装构件17的外装材料进行模制。采用这种方法，外装构件17的外装材料可利用未配置弹性体43的铸模41、42与凸缘部2、3之间的间隙作为逃逸路径加以填充，而不侵入下层电极6与弹性体43互相抵接的部分的表面，故外装构件17不罩覆在该处。

上述弹性体43是可采用耐热性树脂如与上述的应力缓冲层29相同的硅胶或者橡胶变性环氧树脂。

此外，上述下层电极6以及端子电极18可使用如含银的树脂膏，此外，外装构件17的外装材料可使用环氧系树脂、苯酚树脂、硅胶等的合成树脂，或在这些合成树脂中添加磁性体粉末或绝缘体粉末。

如上所述，本发明的面安装型线圈30的外装构件17由于具有将一部份附着在凸缘部2、3的外周面2a、3a的下层电极6露出的缺口部V，所以端子电极18与下层电极6的接合部必然形成在外周面，从而可得到提高两者的接合强度的效果。

本发明的面安装型线圈由于具有上述的结构，故可得到提高端子电极的接合强度的效果。

此外，本发明的面安装型线圈的制造方法不仅可提高端子电极的接合强度，而且通过设置在铸模内的弹性体，可使圆筒型铁芯的凸缘部的外周面不被外装构件罩覆，从而具有容易确保下层电极露出并与端子电极接合的区域的效果。

Claims (7)

1、一种面安装型线圈，具有：在卷芯的两端一体地形成有凸缘部的圆筒型铁芯；卷绕于所述卷芯上的绕线；设在所述圆筒型铁芯的两端的凸缘部的外周面以及端面上并连接所述绕线的端部的下层电极；从其中一方的凸缘部的外周面的下层电极的一部份起罩覆至另一方的凸缘部的外周面的一部分的外装构件；从凸缘部外周面的外装构件上方覆盖住下层电极的上面的端子电极，其特征在于：

所述凸缘部的外周面上的外装构件具有向凸缘部的端部方向延伸的突出部和在比所述突出部更靠近卷芯侧的区域露出下层电极的缺口部。

2、如权利要求1所述的面安装型线圈，其特征在于：在所述圆筒型铁芯的凸缘部设有凹沟。

3、如权利要求1所述的面安装型线圈，其特征在于：在所述圆筒型铁芯的凸缘部的外周面的角部设有缺口部。

4、如权利要求1所述的面安装型线圈，其特征在于：在所述圆筒型铁芯的凸缘部的外周面及/或端面设有凹凸部。

5、如权利要求1所述的面安装型线圈，其特征在于：所述下层电极为网状或多孔状；或者所述下层电极的表面为凹凸状。

6、如权利要求1至5中任一项所述的面安装型线圈，其特征在于：所述下层电极与圆筒型铁芯的端面之间具有应力缓冲层。

7、一种面安装型线圈的制造方法，系用于制造如权利要求1至6的其中任何一项所述的面安装型线圈，其特征在于：

将弹性体配置于与凸缘部外周面的下层电极相向的铸模的一部份，在所述弹性体抵接于被配置在铸模内的圆筒型铁芯的凸缘部的所述下层电极的状态下对所述外装构件模制成型。

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