DE102017216165A1

DE102017216165A1 - Spulenkomponente

Info

Publication number: DE102017216165A1
Application number: DE102017216165.5A
Authority: DE
Inventors: Takashi Sukegawa; Akio Igarashi
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2016-11-08
Filing date: 2017-09-13
Publication date: 2018-05-09
Also published as: CN108063038A; US20180130593A1; JP6830340B2; JP2018078155A

Abstract

Eine Spulenkomponente umfasst einen trommelförmigen Kern, der einen Wickelkernabschnitt und einen ersten und einen zweiten Flanschabschnitt, die jeweils an einem beider Endabschnitte des Wickelkernabschnitts vorgesehen sind, aufweist, und einen plattenförmigen Kern, der brückenmäßig zwischen dem ersten und dem zweiten Flanschabschnitt angeordnet ist. Der erste Flanschabschnitt weist eine obere Oberfläche auf, die einer Hauptoberfläche des plattenförmigen Kerns gegenüberliegt, und ein Harz, das Magnetpulver mit einer Partikelgröße von nicht weniger als etwa 50 nm und nicht mehr als etwa 1000 nm enthält, liegt zwischen der Hauptoberfläche des plattenförmigen Kerns und der oberen Oberfläche des ersten Flanschabschnitts vor.

Description

Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Spulenkomponente. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Offenbarung auf eine Spulenkomponente, die einen trommelförmigen Kern und einen plattenförmigen Kern aufweist, wobei der trommelförmige Kern einen Wickelkernabschnitt, um den ein Draht gewickelt ist, und einen ersten und einen zweiten Flanschabschnitt umfasst, die jeweils an einem der beiden Endabschnitte des Wickelkernabschnitts vorgesehen sind, wobei der plattenförmige Kern brückenmäßig zwischen dem ersten und dem zweiten Flanschabschnitt angeordnet ist.
Eine Technik bezüglich der vorliegenden Offenbarung ist z.B. in der japanischen ungeprüften Patentanmeldung Veröffentlichungsnr. 2015-65272 offenbart. Die japanische ungeprüfte Patentanmeldung Veröffentlichungsnr. 2015-65272 hat zur Aufgabe, einen Pulsübertrager als Spulenkomponente bereitzustellen, der auch bei geringer Größe einen hohen Induktivitätswert verwirklichen kann. Um die Aufgabe zu lösen, offenbart sie den wir folgt gebildeten Pulsübertrager.
Der in der japanischen ungeprüften Patentanmeldung Veröffentlichungsnr. 2015-65272 offenbarte Pulsübertrager umfasst einen trommelförmigen Kern, einen plattenförmigen Kern, einen ersten und einen zweiten Draht, die über einen Wickelkernabschnitt des trommelförmigen Kerns gewickelt sind, um Primärwicklungen des Pulsübertragers zu bilden, und einen dritten und einen vierten Draht, die über den Wickelkernabschnitt gewickelt sind, um Sekundärwicklungen des Pulsübertragers zu bilden. Um die oben erwähnte Aufgabe zu lösen, sind jeweils eine obere Oberfläche eines ersten Flanschabschnitts des trommelförmigen Kerns, eine obere Oberfläche des zweiten Flanschabschnitts des trommelförmigen Kerns und Regionen einer unteren Oberfläche des plattenförmigen Kerns, wobei die Regionen jeweils einer der jeweiligen oberen Oberfläche des ersten und des zweiten Flanschabschnitts des trommelförmigen Kerns gegenüberliegen, poliert.
Außerdem wird gemäß der japanischen ungeprüften Patentanmeldung Veröffentlichungsnr. 2015-65272 ein Klebstoff zwischen jeweiligen Abschnitten des ersten bis vierten Drahtes, wobei diese Abschnitte über den Wickelkernabschnitt gewickelt sind, und dem plattenförmigen Kern aufgebracht. Bei einem derartigen Aufbau müssen Rillen, die zum Einfüllen des Klebstoffs verwendet werden, nicht zusätzlich in dem ersten und dem zweiten Flanschabschnitt und dem plattenförmigen Kern gebildet werden, und somit kann der Induktivitätswert entsprechend erhöht werden.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Spulenkomponente mit verbesserten Charakteristika bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch eine Spulenkomponente gemäß Anspruch 1 gelöst.
Jedoch weist die in der japanischen ungeprüften Patentanmeldung Veröffentlichungsnr. 2015-65272 offenbarte Technik das folgende Problem auf, das zu lösen ist.
Zuerst müssen die obere Oberfläche des ersten Flanschabschnitts des trommelförmigen Kerns, die obere Oberfläche des zweiten Flanschabschnitts des trommelförmigen Kerns und die Regionen der unteren Oberfläche des plattenförmigen Kerns, wobei diese Regionen jeweils einer der jeweiligen oberen Oberfläche des ersten und des zweiten Flanschabschnitts des trommelförmigen Kerns gegenüberliegen, poliert werden. Da das Polieren anhand einer Vielzahl arbeitsintensiver Schritte durchgeführt werden muss, d. h. einer Serie eines Polierschrittes, eines Waschschrittes und eines Trocknungsschrittes, ist die Produktivität sehr gering.
Da außerdem der Klebstoff, der dazu dient, den plattenförmigen Kern zu fixieren, lediglich den Drähten aufgebracht wird, ist die Fixierungskraft des plattenförmigen Kerns bezüglich des trommelförmigen Kerns gering. In einer solchen Situation könnte in dem Fall, dass der plattenförmige Kern aufgrund einer äußeren Kraft, Wärme usw. verschoben wird, möglicherweise eine Unordnung bezüglich der Wicklung, eine Verformung und eine Trennung der Drähte bewirkt werden. Außerdem kann eine geringe Positionierungsgenauigkeit des plattenförmigen Kerns bezüglich des trommelförmigen Kerns zu möglichen Schwankungen und zeitabhängigen Veränderungen des Induktivitätswerts führen.
Eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung besteht darin, eine Spulenkomponente bereitzustellen, die ohne das Erfordernis arbeitsintensiver Schritte hergestellt werden kann und die eine Verringerung der Fixierungskraft eines plattenförmigen Kerns bezüglich eines trommelförmigen Kerns unterbinden kann.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung umfasst eine Spulenkomponente einen trommelförmigen Kern, der aus einer magnetischen Substanz hergestellt ist und einen Wickelkernabschnitt und einen ersten und einen zweiten Flanschabschnitt aufweist, die jeweils an einem von beiden Endabschnitten des Wickelkernabschnitts vorgesehen sind, einen plattenförmigen Kern, der aus einer magnetischen Substanz hergestellt ist und eine erste und eine zweite Hauptoberfläche aufweist, die dahin gehend positioniert sind, in entgegengesetzte Richtungen gewandt zu sein, wobei der plattenförmige Kern brückenmäßig zwischen dem ersten und dem zweiten Flanschabschnitt angeordnet ist, zumindest einen ersten Elektrodenanschluss, der an dem ersten Flanschabschnitt vorgesehen ist, zumindest einen zweiten Elektrodenanschluss, der an dem zweiten Flanschabschnitt vorgesehen ist; und zumindest einen Draht, der um den Wickelkernabschnitt herum gewickelt ist und mit dem ersten Elektrodenanschluss und dem zweiten Elektrodenanschluss verbunden ist.
Bei der Spulenkomponente weist der erste Flanschabschnitt eine obere Oberfläche auf, die der ersten Hauptoberfläche des plattenförmigen Kerns gegenüberliegt, und ein Harz, das ein Magnetpulver mit einer Partikelgröße von nicht weniger als etwa 50 nm und nicht mehr als etwa 1000 nm enthält, liegt zwischen der ersten Hauptoberfläche des plattenförmigen Kerns und der oberen Oberfläche des ersten Flanschabschnitts vor.
Das Harz, das das in demselben verteilte Magnetpulver enthält, fungiert als Klebstoff zum Miteinanderverkleben (Bonden) des trommelförmigen Kerns und des plattenförmigen Kerns, während das Magnetpulver als Aggregat in dem Klebstoff fungiert und dazu beiträgt, den magnetischen Widerstand zwischen dem Flanschabschnitt und dem plattenförmigen Kern zu verringern. Falls die Partikelgröße weniger als etwa 50 nm beträgt, tendiert das Magnetpulver dazu, sich zusammenzuballen, und falls das Magnetpulver sich zusammenballt, würde das das Magnetpulver enthaltene Harz nicht mehr als Klebstoff fungieren. Falls die Partikelgröße mehr als etwa 1000 nm beträgt, wäre ein Zwischenraum zwischen der ersten Hauptoberfläche des plattenförmigen Kerns und der oberen Oberfläche des ersten Flanschabschnitts zu groß, und ein Effekt des Verringerns des magnetischen Widerstands würde verringert werden.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung liegt das Harz über die gesamte Region hinweg vor, in der die obere Oberfläche des ersten Flanschabschnitts der ersten Hauptoberfläche des plattenförmigen Kerns gegenüberliegt. Dieses Merkmal trägt stark dazu bei, den magnetischen Widerstand zwischen dem Flanschabschnitt und dem trommelförmigen Kern zu verringern.
Um die Klebefunktion des das Magnetpulver enthaltenden Harzes zu verstärken, beträgt die Partikelgröße des Magnetpulvers vorzugsweise nicht weniger als etwa 140 nm und vorzugsweise nicht weniger als etwa 300 nm und nicht mehr als etwa 400 nm.
Von einem Blickwinkel eines Erhöhens einer Wirkung des als das Aggregat dienenden Magnetpulvers aus betrachtet beträgt eine Menge des Magnetpulvers bezüglich einer Gesamtmenge des Harzes und des Magnetpulvers vorzugsweise nicht weniger als etwa 5 Volumenprozent, und von einem anderen Blickwinkel eines Bewirkens, dass das Magnetpulver sich nicht so leicht zusammenballt, aus betrachtet beträgt sie vorzugsweise nicht mehr als etwa 40 Volumenprozent. Stärker bevorzugt beträgt die Menge des Magnetpulvers nicht weniger als etwa 10,9 Volumenprozent und nicht mehr als etwa 36 Volumenprozent.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beträgt ein Zwischenraum zwischen der ersten Hauptoberfläche des plattenförmigen Kerns und der oberen Oberfläche des ersten Flanschabschnitts vorzugsweise nicht weniger als etwa 2 µm und nicht mehr als etwa 50 µm. Wenn der Zwischenraum zwischen der ersten Hauptoberfläche des plattenförmigen Kerns und der oberen Oberfläche des ersten Flanschabschnitts nicht mehr als etwa 50 µm beträgt, kann ein gewünschter Induktivitätswert gewährleistet werden. Wenn der Zwischenraum außerdem nicht weniger als etwa 2 µm beträgt, besteht kein Bedarf beispielsweise an einem Pressschritt, der ausgeführt werden soll, um den Zwischenraum zwischen der ersten Hauptoberfläche des plattenförmigen Kerns und der oberen Oberfläche des ersten Flanschabschnitts gewaltsam zu verringern. Außerdem ist es möglich, einen Freiheitsgrad beim Entwurf und einen Freiheitsgrad bei einem Arbeitsvorgang für die erste Hauptoberfläche des plattenförmigen Kerns und die obere Oberfläche des ersten Flanschabschnitts, wobei diese Oberflächen den oben erwähnten Zwischenraum definieren, zu erhöhen.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung liegen dann, wenn der trommelförmige Kern und der plattenförmige Kern jeweils aus einem gesinterten Material wie beispielsweise Ferrit hergestellt sind, mikroskopische Aussparungen auf zumindest entweder der ersten Hauptoberfläche des plattenförmigen Kerns und/oder der oberen Oberfläche des ersten Flanschabschnitts vor. In diesem Fall ist vorzugsweise ein Teil des Magnetpulvers zusammen mit einem Teil des Harzes in die Aussparungen eingedrungen. Das Eindringen der Magnetpulverpartikel in die Aussparungen kann einen Ankerungseffekt bereitstellen und die Fixierungskraft des plattenförmigen Kerns bezüglich des trommelförmig Kerns erhöhen. Außerdem verringert das Eindringen des Magnetpulvers in die Aussparungen den magnetischen Widerstand zwischen dem Flanschabschnitt des trommelförmigen Kerns und dem plattenförmigen Kern noch mehr.
Gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung wird aufgrund dessen, dass der magnetische Widerstand zwischen dem Flanschabschnitt und dem plattenförmigen Kern ohne das Erfordernis eines Polierens verringert werden kann, die Spulenkomponente erhalten, die ohne das Erfordernis einer Mehrzahl arbeitsintensiver Schritte, einschließlich eines Polierschrittes, hergestellt werden kann und die eine Verringerung der Fixierungskraft des plattenförmigen Kerns bezüglich des trommelförmigen Kerns unterbinden kann, da das Magnetpulver als Aggregat fungiert.
Andere Merkmale, Elemente, Charakteristika und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aufgrund der folgenden ausführlichen Beschreibung unter Bezugnahme auf die angehängten Zeichnungen klarer. Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen ausführlicher erläutert. Es zeigen:

1A und 1B eine Spulenkomponente gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung, im Einzelnen ist 1A eine Vorderansicht und 1B ist eine linksseitige Ansicht.
2 eine Mikroskopaufnahme, die einen verbundenen Abschnitt zwischen einem Flanschabschnitt und einem plattenförmigen Kern bei einem Versuchsprodukt der in 1A und 1B veranschaulichten Spulenkomponente darstellt.
3 eine Vorderansicht eines Splints zur Verwendung beim Messen der Fixierungskraft des plattenförmigen Kerns bezüglich des Flanschabschnitts.

Eine Spulenkomponente 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung wird nachstehend unter Bezugnahme auf 1A und 1B beschrieben.
Wie in 1A und 1B veranschaulicht ist, umfasst die Spulenkomponente 1 einen trommelförmigen Kern 2, der aus einer magnetischen Substanz, beispielsweise Ferrit, hergestellt ist. Der trommelförmige Kern 2 umfasst einen Wickelkernabschnitt 3 und einen ersten und einen zweiten Flanschabschnitt 4 und 5, die jeweils an einem der beiden Endabschnitte des Wickelkernabschnitts 3 vorgesehen sind.
Die Spulenkomponente 1 umfasst ferner einen plattenförmigen Kern 6, der brückenmäßig zwischen dem ersten und dem zweiten Flanschabschnitt 4 und 5 angeordnet ist. Der plattenförmige Kern 6 weist eine erste und eine zweite Hauptoberfläche 7 und 8 auf, die in entgegengesetzte Richtungen gewandt sind. Wie bei dem trommelförmigen Kern 2 ist auch der plattenförmige Kern 6 aus einer magnetischen Substanz, beispielsweise Ferrit, hergestellt. Somit stellt der plattenförmige Kern 6 einen geschlossenen Magnetpfad dar, der mit dem trommelförmigen Kern 2 zusammenwirkt.
Der erste und der zweite Flanschabschnitt 4 und 5 weisen jeweils eine untere Oberfläche 9 und 10, die dahin gehend positioniert sind, einem (nicht veranschaulichten) Anbringsubstrat zugewandt zu sein, wenn die Spulenkomponente angebracht ist, und je eine obere Oberfläche 11 und 12, die auf der der unteren Oberfläche 9 und 10 gegenüberliegenden Seite positioniert sind, auf. Die oberen Oberflächen 11 und 12 des ersten und des zweiten Flanschabschnitts 4 und 5 sind in einer gegenüberliegenden Beziehung zu der ersten Hauptoberfläche 7 des plattenförmigen Kerns 6 positioniert.
Eine erste Anschlusselektrode 13 ist an der unteren Oberfläche 9 des ersten Flanschabschnitts 4 angeordnet, und eine zweite Anschlusselektrode 14 ist an der unteren Oberfläche 10 des zweiten Flanschabschnitts 5 angeordnet. Die Anschlusselektroden 13 und 14 werden beispielsweise jeweils dadurch gebildet, dass eine leitfähige Paste, die ein leitfähiges Metallpulver wie beispielsweise Ag-Pulver enthält, aufgebracht wird, die aufgebrachte leitfähige Paste gebrannt wird und anschließend die gebrannte Paste mit einer Ni-Plattierung und einer Sn-Plattierung beschichtet wird. Als Alternative können die Anschlusselektroden 13 und 14 beispielsweise mittels Verklebens (Bondens) leitfähiger Metallstücke, die jeweils aus einem kupferbasierten Metall wie beispielsweise zähgepoltem Kupfer oder zähgepolter Phosphorbronze hergestellt sind, mit den Flanschabschnitten 4 und 5 gebildet werden.
Ein Draht 15 ist über den Wickelkernabschnitt 3 gewickelt. Der Draht 15 ist beispielsweise aus einem Cu-Draht mit einer Isolierungsbeschichtung gebildet, die aus Harz, z. B. Polyurethan, Polyesterimid oder Polyamidimid herstellt ist. Ein Ende des Drahtes 15 ist mit der ersten Anschlusselektrode 13 verbunden, und das andere Ende des Drahtes 15 ist mit der zweiten Anschlusselektrode 14 verbunden. Beispielsweise wird Thermodruckbonden, Ultraschallschweißen oder Laserschweißen verwendet, um den Draht 15 mit den Anschlusselektroden 13 und 14 zu verbinden.
Ein Harz 16, das Magnetpulver in einem darin verteilten Zustand enthält, liegt zwischen der ersten Hauptoberfläche 7 des plattenförmigen Kerns 6 und jeder der oberen Oberflächen 11 und 12 des ersten und des zweiten Flanschabschnitts 4 und 5 vor. Das das Magnetpulver enthaltende Harz 16 fungiert als Klebstoff und ist vorzugsweise über die Gesamtheit der Regionen vorhanden, in denen die oberen Oberflächen 11 und 12 des ersten und des zweiten Flanschabschnitts 4 und 5 der ersten Hauptoberfläche 7 des plattenförmigen Kerns 6 gegenüberliegen. Es ist zu beachten, dass in 1A und 1B das das Magnetpulver enthaltende Harz 16 in einer bezüglich des Maßstabs übertrieben dargestellten Dicke veranschaulicht ist. Eine vorzuziehende Dicke des das Magnetpulver enthaltenden Harzes 16, d. h. ein vorzuziehender Zwischenraum zwischen der ersten Hauptoberfläche 7 des plattenförmigen Kerns 6 und jeder der oberen Oberflächen 11 und 12 des ersten und des zweiten Flanschabschnitts 4 und 5, wird später beschrieben.
Beispielsweise können als Harzmaterial des das Magnetpulver enthaltenden Harzes 16 optional ein härtbares Harz, ein Kunststoffharz, Kautschuk oder ein Elastomer verwendet werden. Vom Blickwinkel der Wärmebeständigkeit aus betrachtet ist das das Magnetpulver enthaltende Harz 16 jedoch vorzugsweise ein härtbares Harz wie beispielsweise ein wärmehärtbares Harz oder ein mittels ultravioletten Lichts härtbares Harz. Beispiele des härtbaren Harzes sind ein epoxidbasiertes Harz, ein silikonbasiertes Harz, ein phenolbasiertes Harz und ein melaminbasiertes Harz. Als das Magnetpulver können z. B. verschiedene Arten von magnetischen Metallen oder magnetischen Oxiden verwendet werden. Vom Blickwinkel der Nutzungsumgebungen aus betrachtet ist das Magnetpulver jedoch vorzugsweise ein Metall oder ein Oxid, das bei einer gewöhnlichen Temperatur eine ferromagnetische Eigenschaft aufweist. Beispiele des Magnetpulvers sind Nickelpulver, Kobaltpulver, Eisenpulver, Eisen-Nickel-basiertes Ferritpulver und Eisen-Zink-basiertes Ferritpulver.
Eine Partikelgröße des Magnetpulvers beträgt nicht weniger als etwa 50 nm und nicht mehr als etwa 1000 nm. Hier bedeutet die Partikelgröße D50, was als mittlere Größe bezeichnet wird. Die Partikelgröße kann gemessen werden, indem ein poliertes Segment der Spulenkomponente 1 mit einem REM (Rasterelektronenmikroskop) betrachtet wird. Genauer gesagt kann die Partikelgröße bestimmt werden, indem Partikel in einer REM-Aufnahme, die einer willkürlichen Region von etwa 3 µm x 3 µm des das Magnetpulver enthaltenden Harzes 16 entspricht, beobachtet werden, und indem Größen der Partikel in der Längsrichtung gemessen werden, wobei ein Maßstab in der REM-Aufnahme als Index genommen wird. Die Magnetpulverpartikel in dem das Magnetpulver enthaltenden Harz 16 fungieren nicht nur als Aggregate, sondern tragen auch dazu bei, die magnetische Permeabilität des das Magnetpulver enthaltenden Harzes 16 zu erhöhen. Der Grund, aus dem ein niedrigerer Grenzwert der Partikelgröße des Magnetpulvers auf etwa 50 nm festgelegt wird, wie oben beschrieben wurde, liegt darin, dass in dem Fall, dass die Partikelgröße weniger als etwa 50 nm beträgt, das Magnetpulver dazu tendieren würde, sich zusammenzuballen, und dass in dem Fall, dass sich das Magnetpulver zusammenballt, das das Magnetpulver enthaltende Harz 16 nicht länger als Klebstoff fungieren würde. Der Grund, aus dem ein oberer Grenzwert der Partikelgröße des Magnetpulvers auf etwa 1000 nm festgelegt wird, liegt darin, dass in dem Fall, dass die Partikelgröße mehr als etwa 1000 nm beträgt, ein Zwischenraum der ersten Hauptoberfläche 7 des plattenförmigen Kerns 6 und jeder der oberen Oberflächen 11 und 12 des ersten und des zweiten Flanschabschnitts 4 und 5 zu groß wäre und ein Effekt des Verringerns des magnetischen Widerstands verringert würde. Der zu große Zwischenraum zwischen der ersten Hauptoberfläche 7 des plattenförmigen Kerns 6 und jeder der oberen Oberflächen 11 und 12 des ersten und des zweiten Flanschabschnitts 4 und 5 ist darauf zurückzuführen, dass ein Minimalwert des Zwischenraums von der Partikelgröße des Magnetpulvers dominiert wird. Mit anderen Worten nimmt mit zunehmender Partikelgröße des Magnetpulvers anteilsmäßig auch der Zwischenraum zu.
Die seitens der Erfinder der vorliegenden Anmeldung festgestellte experimentelle Regel zeigt, dass eine Menge des Magnetpulvers bezüglich einer Gesamtmenge des Harzes und des Magnetpulvers von einem Blickwinkel eines Erhöhens der Wirkung des als Aggregat dienenden Magnetpulvers aus betrachtet mindestens etwa 5 Volumenprozent betragen muss und dass die Menge von einem anderen Blickwinkel bezüglich dessen, ein Zusammenballen des Magnetpulvers zu erschweren, aus betrachtet nicht mehr als etwa 40 Volumenprozent betragen soll.
Die Menge des Magnetpulvers kann ermittelt werden, indem Metallbestandteile des das Magnetpulver enthaltenden Harzes 16 mit REM-EDAX (energiedispersiver Spektroskopie) quantitativ gemessen werden. Wenn die Menge des Magnetpulvers nicht mittels REM-EDAX ermittelt werden kann, können die Metallbestandteile des das Magnetpulver enthaltenden Harzes 16 mittels Atomemissionsspektroskopie mit induktiv gekoppeltem Plasma (ICP-AES, inductively coupled plasma - atomic emission spectroscopy) quantitativ gemessen werden.
Wie oben beschrieben wurde, sind sowohl der trommelförmige Kern 2 als auch der plattenförmige Kern 6 aus einem gesinterten Material wie beispielsweise Ferrit hergestellt. In diesem Fall liegen auf zumindest entweder der ersten Hauptoberfläche 7 des plattenförmigen Kerns 6 und/oder den oberen Oberflächen 11 und 12 des ersten und zweiten Flanschabschnitts 4 und 5 mikroskopische Aussparungen vor. 2 ist eine Mikroskopaufnahme, die einen verbundenen Abschnitt zwischen einem Flanschabschnitt 4 und dem plattenförmigen Kern 6 in einem Versuchsprodukt der Spulenkomponente 1 darstellt. In 2 erscheint das Magnetpulver, das in dem das Magnetpulver enthaltenden Harz 16 verteilt ist, als weißliches Partikel.
Wie in 2 veranschaulicht ist, dringt ein Teil des Magnetpulvers vorzugsweise zusammen mit einem Teil des Harzes in die mikroskopischen Aussparungen ein. Das Eindringen des Magnetpulvers in die Aussparungen kann einen Verankerungseffekt bereitstellen und kann die Fixierungskraft des plattenförmigen Kerns 6 bezüglich des trommelförmigen Kerns 2 erhöhen. Außerdem verringert das Eindringen des Magnetpulvers in die Aussparungen den magnetischen Widerstand zwischen jedem des ersten und des zweiten Flanschabschnitts 4 und 5 des trommelförmigen Kerns 2 und dem plattenförmigen Kern 6 noch mehr.
Die folgende Beschreibung erfolgt in Verbindung mit experimentellen Beispielen der Spulenkomponente 1, die durchgeführt wurden, um bevorzugte Bandbreiten der Partikelgröße und der Menge des Magnetpulvers, das in dem das Magnetpulver enthaltenden Harz 16 enthalten ist, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung zu bestimmen.
Die bevorzugte Bandbreite der Partikelgröße des Magnetpulvers wurde bei dem experimentellen Beispiel 1 ermittelt.
Als Magnetpulver wurde von TOHO TITANIUM Co., LTD., hergestelltes Nickelpulver mit der Partikelgröße, die in jeder Spalte „Partikelgröße des Magnetpulvers“ in der nachstehenden Tabelle 1 angegeben ist, verwendet. Bei einer Probe Nr. 4 in der Tabelle 1 wurde das Magnetpulver als Gemisch gegeben, das hergestellt wurde, indem das Nickelpulver mit der Partikelgröße 140 nm und das Nickelpulver mit der Partikelgröße 400 nm in einem Gewichtsverhältnis von 1 : 2 gemischt wurden.
In jeder der Proben Nrn. 1 bis 4 wurde ein Magnetpulver enthaltendes Harz verwendet. Das das Magnetpulver enthaltende Harz wurde hergestellt, indem das bzw. die oben erwähnte(n) Nickelpulver in ein härtbares Einkomponenten-Epoxidharz, das als das oben erwähnte Harz dient, in einem solchen Umfang verteilt wurde(n), dass eine Menge des bzw. der Nickelpulver 32,5 Volumenprozent bezüglich einer Gesamtmenge des Harzes und des Nickelpulvers betrug. Bei einer Probe Nr. 5 wurde lediglich das Harz ohne enthaltenes Magnetpulver verwendet.
Bei dem experimentellen Beispiel 1 wurde das das Magnetpulver enthaltende oben erwähnte Harz oder lediglich das Harz verwendet, um den trommelförmigen Kern und den plattenförmigen Kern miteinander zu verbinden. Hier wurden Härtungsbedingungen einer Temperatur von 160°C und 7 Minuten zum Härten des Harzes verwendet. Ferner wurde bei dem experimentellen Beispiel 1 der Zwischenraum zwischen der oberen Oberfläche des Flanschabschnitts des trommelförmigen Kerns und der ersten Hauptoberfläche des plattenförmigen Kerns auf 4 µm festgelegt.
Bezüglich der Proben Nrn. 1 bis 5, die auf diese Weise erhalten wurden, wurden die „Fixierungskraft“ und der „L-Wert“ gemäß der Auflistung in der Tabelle 1 ausgewertet.
Die „Fixierungskraft“ wurde wie folgt gemessen. Der Abstand zwischen dem Wickelkernabschnitt und dem plattenförmigen Kern betrug in einem Zustand vor dem Aufwickeln eines Drahtes 0,5 mm. Andererseits wurde ein Splint 17 hergestellt, der eine in 3 veranschaulichte Form aufweist. Der Splint 17 wies einen Durchmesser von 0,2 mm an einer Spitze und einen Durchmesser von 1 mm in einem Fußpunktabschnitt auf. Der Splint 17 wurde mit einer Geschwindigkeit von 5 mm/Min. in den oben erwähnten Abstand geschoben, und ein Zahlenwert, der zu einem Zeitpunkt des Lösens der Drückkraft abgenommen wurde, d. h. zu einem Zeitpunkt, als ein Bruch auftrat, wurde als „Fixierungskraft“ abgelesen. Anschließend wurde geprüft, ob der abgelesene Wert im Vergleich zu dem unteren Grenzwert der Kraft (17.17 N), der in AEC-Q200, d. h. dem die Zuverlässigkeit von bindemittelbelasteten Komponenten festlegenden Standard, festgelegt ist, eine ausreichende Toleranz aufwies. Ein Zahlenwert, der in der Spalte „Fixierungskraft“ in der Tabelle 1 in Klammern gesetzt ist, gibt einen Durchschnittswert, der sich aus zehn Probenprodukten für jede der Proben Nrn. 1 bis 4 ergibt, und einen Durchschnittswert, der sich aus fünf Probeprodukten für die Probe Nr. 5 ergibt, an.

Der „L-Wert“ stellt einen Induktivitätswert dar, der unter folgenden Messbedingungen gemessen wurde: Frequenz: 100 kHz, Überlagerungsbedingung: Gleichstrom 8 mA, und verwendetes Instrument: Impedanzanalysator (von Agilent Technologies, Inc., hergestellt, Modell: 4294A). Der in der Tabelle 1 angegebene „L-Wert“ gibt einen Durchschnittswert an, der sich aus fünf Probenprodukten ergibt. Tabelle 1

Probe Nr.	Partikelgröße des Magnetpulvers [nm]	Fixierungskraft [N]	L-Wert [µH]
1	140	0 (durchschn. 57,5)	159,6
2	300	0 (durchschn. 105,8)	204,2
3	400	0 (durchschn. 108,2)	194,4
4	140 + 400	0 (durchschn. 127,2)	195,8
5	-	0 (durchschn. 82,4)	182,1

Wie aus der Tabelle 1 hervorgeht, kann der Standard AEC-Q200 erfüllt werden, wenn die „Partikelgröße des Magnetpulvers“ nicht weniger als 140 nm beträgt. Deshalb versteht es sich, dass dann, wenn die „Partikelgröße des Magnetpulvers“ nicht weniger als 140 nm beträgt, das das Magnetpulver enthaltende Harz in der Lage ist, auf ausreichende Weise als Klebstoff zu fungieren.
Ferner versteht es sich, dass dann, wenn die „Partikelgröße des Magnetpulvers“ auf nicht weniger als 300 nm und nicht mehr als 400 nm festgelegt ist, wie durch die Proben Nrn. 2 bis 4 dargestellt ist, die 82,4 N übersteigende „Fixierungskraft“, d. h. die „Fixierungskraft“ der Probe Nr. 5, die kein Magnetpulver enthält und der verwandten Technik entspricht, verwirklicht werden kann.
Der „L-Wert“ weist ebenfalls eine ähnliche Tendenz wie die „Fixierungskraft“ auf. Im Einzelnen kann dann, wenn die „Partikelgröße des Magnetpulvers“ auf nicht weniger als 300 nm und nicht mehr als 400 nm festgelegt ist, wie durch die Proben Nrn. 2 bis 4 dargestellt ist, der 182,1 µH übersteigende „L-Wert“, d. h. der „L-Wert“ der Probe Nr. 5, die kein Magnetpulver enthält und der verwandten Technik entspricht, verwirklicht werden.
Obwohl dies in der Tabelle 1 nicht angegeben ist, traten alle Brüche, die bei den Proben Nrn. 1 bis 5 mit der Absicht bewirkt wurden, die „Fixierungskraft“ zu messen, in einem Abschnitt des trommelförmigen Kerns oder des plattenförmigen Kerns auf und traten nicht in einem Teil des das Magnetpulver enthaltenden Harzes auf. Dies zeigt ebenfalls, dass bei den Proben Nrn. 1 bis 5 eine starke „Fixierungskraft“ erhalten wird.
Überdies wurde an den Proben Nrn. 1 bis 5 ein Zuverlässigkeitsprüftest vorgenommen. Genauer gesagt wurden ein Hochtemperatur-Bewahrungstest (2000 Stunden bei 150°C und 2000 Stunden bei 175°C), ein Hochtemperatur- und Hochfeuchtigkeits-Bewahrungstest (2000 Stunden bei 85°C und 85%) und ein Wärmeschocktest (2000 Zyklen von -40°C/+125°C und 2000 Zyklen von -55°C/+150°C) durchgeführt. In der Folge wurde bei jeder der Proben Nrn. 1 bis 5 ein gutes Ergebnis erhalten, und eine durch Hinzufügung des Magnetpulvers bewirkte Verringerung der Zuverlässigkeit wurde nicht festgestellt.
Die bevorzugte Bandbreite der Menge des Magnetpulvers wurde bei dem experimentellen Beispiel 2 ermittelt.
Als Magnetpulver wurde von TOHO TITANIUM Co., LTD., hergestelltes Nickelpulver mit der Partikelgröße von 300 nm verwendet. Das das Magnetpulver enthaltende Harz wurde hergestellt, indem das oben erwähnte Nickelpulver in ein härtbares Einkomponenten-Epoxidharz, das als das oben erwähnte Harz dient, verteilt wurde, wobei eine Menge des Nickelpulvers auf einen Wert festgelegt wurde, der in jeder Spalte „Menge des Magnetpulvers“ in der nachstehenden Tabelle 2 angegeben ist. Bei einer Probe Nr. 10 wurde lediglich das Harz ohne enthaltenes Magnetpulver verwendet. Die „Menge des Magnetpulver“ stellt die Menge des Magnetpulvers bezüglich einer Gesamtmenge des Harzes und des Magnetpulvers in Volumenprozent dar.
Bei dem experimentellen Beispiel 2 wurde das das Magnetpulver enthaltende oben erwähnte Harz oder lediglich das Harz verwendet, um den trommelförmigen Kern und den plattenförmigen Kern miteinander zu verbinden. Hier wurden Harzhärtungsbedingungen wie bei dem experimentellen Beispiel 1 festgelegt. Ferner wurde bei dem experimentellen Beispiel 2 der Zwischenraum zwischen der oberen Oberfläche des Flanschabschnitts des trommelförmigen Kerns und der ersten Hauptoberfläche des plattenförmigen Kerns auf 4 µm festgelegt.

Bezüglich der Proben Nrn. 6 bis 10, die auf diese Weise erhalten wurden, wurden die „Fixierungskraft“, der „L-Wert“ und ein „Bruchmodus“ gemäß der Auflistung in der Tabelle 2 ausgewertet. Messbedingungen der „Fixierungskraft“ und des „L-Werts“ wurden wie bei dem experimentellen Beispiel 1 festgelegt. Der „Bruchmodus“ wurde ausgewertet, indem ein Abschnitt geprüft wurde, in dem der Bruch auftrat, der mit der Absicht bewirkt wurde, die „Fixierungskraft“ zu messen. Das Auftreten des Bruches in einem Abschnitt des trommelförmigen Kerns oder des plattenförmigen Kerns wurde mit „A“ angegeben, und das Auftreten des Bruches in einem Abschnitt des das Magnetpulver enthaltenden Harzes oder des Harzes wurde mit „B“ angegeben. In der Tabelle 2 wurde ein Verhältnis von [Anzahl von als A ausgewerteten Proben] / [Anzahl von als B ausgewerteten Proben] für alle zehn Probenprodukte als „A/B“ angegeben. Tabelle 2

Probe Nr.	Menge des Magnetpulvers [Volumenprozent]	Fixierungskraft [N]	L-Wert [pH]	Bruchmodus A/B
6	10,9	130,7	264,7	7/3
7	25,2	120,9	301,1	6/4
8	32,5	117,5	313,9	4/6
9	36,0	113,9	307,6	2/8
10	0	103,5	242,9	1/9

Wie aus der Tabelle 2 hervorgeht, wird dann, wenn die „Menge des Magnetpulvers“ nicht weniger als 10,9 Volumenprozent und nicht mehr als 36 Volumenprozent beträgt, wie durch die Proben Nrn. 6 bis 9 dargestellt ist, die „Fixierungskraft“ von nicht weniger als 113,9 N erhalten, und es wird der „L-Wert“ von nicht weniger als 264,7 µH erhalten.
Wie außerdem aus einem Vergleich zwischen den Proben Nrn. 6 bis 10 hervorgeht, nimmt mit zunehmender „Menge des Magnetpulvers“ „A/B“ zu und nimmt ein Anteil des Bruchs, der in einem Abschnitt des trommelförmigen Kerns oder des plattenförmigen Kerns auftritt, zu.
Da die „Partikelgröße des Magnetpulvers“ bei allen in der Tabelle 2 aufgeführten Proben Nrn. 6 bis 9 300 nm beträgt, weist die Probe Nr. 8 in der Tabelle 2 die „Menge des Magnetpulvers“ von 32,5 Volumenprozent und die „Partikelgröße des Magnetpulvers“ von 300 nm auf. Andererseits beträgt bei allen in der Tabelle 1 aufgeführten Proben Nrn. 1 bis 4 die „Menge des Magnetpulvers“ 32,5 Volumenprozent. Demgemäß weist die Probe Nr. 2 in der Tabelle 1 die „Menge des Magnetpulvers“ von 32,5 Volumenprozent und die „Partikelgröße des Magnetpulvers“ von 300 nm auf, wie bei der Probe 8 in der Tabelle 2. Somit sind die Bedingungen für das das Magnetpulver enthaltende Harz bei der Probe Nr. 2 in der Tabelle 1 und der Probe Nr. 8 in der Tabelle 2 dieselben.
Vergleicht man jedoch die „Fixierungskraft“, den „L-Wert“ und den „Bruchmodus“ zwischen der Probe Nr. 2 in der Tabelle 1 und der Probe Nr. 8 in der Tabelle 2, werden bei der Probe Nr. 2 und der Probe Nr. 8 unterschiedliche Ergebnisse erhalten.
Der Grund hierfür lautet wie folgt. Erstens ist die Differenz bezüglich des „L-Werts“ darauf zurückzuführen, dass die Konfiguration der Spulenkomponente 1, im Einzelnen einschließlich jeweiliger Formen des trommelförmigen Kerns, des plattenförmigen Kerns und des Wickelns des Drahtes über den Wickelkernabschnitt, von dem experimentellen Beispiel 1 zu dem experimentellen Beispiel 2 verändert ist.
Als Nächstes lässt sich bezüglich der „Fixierungskraft“ feststellen, dass, obwohl bei der Probe Nr. 2 und der Probe Nr. 8 die unterschiedlichen Ergebnisse erhalten werden, dieser Unterschied gering ist und als innerhalb einer Bandbreite von Variationen liegend angesehen werden kann. Wenn man den obigen Punkt aus der entgegengesetzten Perspektive betrachtet kann man festhalten, dass die vorliegende Offenbarung den vorteilhaften Effekt ungeachtet der konkreten Konfiguration der Spulenkomponente 1 aufweist, da eine Verringerung der Fixierungskraft des plattenförmigen Kerns bezüglich des trommelförmigen Kerns sogar dann unterbunden wird, wenn die konkrete Konfiguration der Spulenkomponente 1 unterschiedlich ist, wie durch die experimentellen Beispiele 1 und 2 dargestellt ist.
Bei dem experimentellen Beispiel 3 wurde ein L-Wert einer Gleichtaktdrosselspule unter der Bedingung untersucht, dass die das Magnetpulver enthaltenen oben erwähnten Harze und lediglich das Harz, das denen entsprach, die bei den Proben Nrn. 6 bis 8 und 10 verwendet wurden, verwendet wurden und dass der Zwischenraum zwischen der ersten Hauptoberfläche des plattenförmigen Kerns und jeder der oberen Oberflächen des ersten und des zweiten Flanschabschnitts auf 2 µm und 50 µm festgelegt wurde. Die Tabelle 3 führt die untersuchten Ergebnisse auf. Tabelle 3

Probe Nr. Zwischenraum

2 µm 50 µm

6 232,8 146,4

7 258,8 164,4

8 260,5 225,7

10 212,9 129,0

[Einheit: µH]
Wie aus der Tabelle 3 hervorgeht, beeinflusst dann, wenn der Zwischenraum nur 2 µm beträgt, die Differenz bezüglich der Menge des Magnetpulvers den L-Wert nicht so stark. Wenn jedoch der Zwischenraum auf 50 µm zunimmt, übt die Differenz der Menge des Magnetpulvers einen vergleichsweise großen Einfluss auf den L-Wert aus.
Ferner versteht es sich bei einem Vergleich der Zahlen der L-Werte in der Tabelle 3, die von punktierten Linien umgeben sind und die im Fall der Probe Nr. 8 dem Zwischenraum „50 µm“ und in dem Fall der Probe Nr. 10 dem Zwischenraum „2 µm“ entsprechen, dass auch in dem Fall, dass der Zwischenraum sogar 50 µm beträgt, der L-Wert, der über dem der kein Magnetpulver enthaltenden Probe Nr. 10 liegt, unter Hinzufügung des Magnetpulvers erhalten werden kann, wie durch die Probe Nr. 8 dargestellt ist.
Obwohl bei den oben beschriebenen experimentellen Beispielen als Magnetpulver Nickelpulver verwendet wird und als Harz ein härtbares Einkomponenten-Epoxidharz verwendet wird, wird bestätigt, dass ähnliche Ergebnisse sogar im Fall einer Verwendung einer anderen Art von Magnetpulver und einer anderen Art von Harz erhalten werden können.
Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung kann die Spulenkomponente durch eine einzige Spule oder eine Mehrzahl von Spulen wie bei einem Pulsübertrager oder einer Gleichtaktdrosselspule dargestellt sein. Mit anderen Worten kann die Anzahl von Drähten optional ausgewählt werden, und somit kann die Anzahl von Anschlusselektroden, die in jedem der Flanschabschnitte angeordnet sind, ebenfalls optional gewählt werden.
Obwohl bevorzugte Ausführungsbeispiele der Offenbarung oben beschrieben wurden, versteht es sich, dass Variationen und Modifizierungen Fachleuten auf dem Gebiet einleuchten werden, ohne von dem Schutzbereich und der Wesensart der Offenbarung abzuweichen. Der Schutzbereich der Offenbarung soll deshalb lediglich durch die folgenden Ansprüche bestimmt sein.

Claims

Spulenkomponente (1), die folgende Merkmale aufweist: einen trommelförmigen Kern (2), der aus einer magnetischen Substanz hergestellt ist und einen Wickelkernabschnitt (3) und einen ersten und einen zweiten Flanschabschnitt (4, 5) aufweist, die jeweils an einem von beiden Endabschnitten des Wickelkernabschnitts vorgesehen sind; einen plattenförmigen Kern (6), der aus einer magnetischen Substanz hergestellt ist und eine erste und eine zweite Hauptoberfläche (7, 8) aufweist, die dahin gehend positioniert sind, in entgegengesetzte Richtungen gewandt zu sein, wobei der plattenförmige Kern brückenmäßig zwischen dem ersten und dem zweiten Flanschabschnitt angeordnet ist; zumindest einen ersten Elektrodenanschluss, der an dem ersten Flanschabschnitt (4) vorgesehen ist; zumindest einen zweiten Elektrodenanschluss, der an dem zweiten Flanschabschnitt (5) vorgesehen ist; und zumindest einen Draht, der um den Wickelkernabschnitt herum gewickelt ist und mit dem ersten Elektrodenanschluss und dem zweiten Elektrodenanschluss verbunden ist, wobei der erste Flanschabschnitt eine obere Oberfläche (11) aufweist, die der ersten Hauptoberfläche (7) des plattenförmigen Kerns (6) gegenüberliegt, und ein Harz, das ein Magnetpulver mit einer Partikelgröße von nicht weniger als etwa 50 nm und nicht mehr als etwa 1000 nm enthält, zwischen der ersten Hauptoberfläche des plattenförmigen Kerns und der oberen Oberfläche des ersten Flanschabschnitts vorliegt.
Spulenkomponente (1) gemäß Anspruch 1, bei der das Harz über eine gesamte Region hinweg vorliegt, in der die obere Oberfläche (11) des ersten Flanschabschnitts (4) der ersten Hauptoberfläche (7) des plattenförmigen Kerns (6) gegenüberliegt.
Spulenkomponente (1) gemäß Anspruch 1 oder 2, bei der die Partikelgröße des Magnetpulvers nicht weniger als etwa 140 nm beträgt.
Spulenkomponente (1) gemäß Anspruch 3, bei der die Partikelgröße des Magnetpulvers nicht weniger als etwa 300 nm und nicht mehr als 400 nm beträgt.
Spulenkomponente (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der eine Menge des Magnetpulvers bezüglich einer Gesamtmenge des Harzes und des Magnetpulvers nicht weniger als etwa 5 Volumenprozent und nicht mehr als etwa 40 Volumenprozent beträgt.
Spulenkomponente (1) gemäß Anspruch 5, bei der die Menge des Magnetpulvers bezüglich der Gesamtmenge des Harzes und des Magnetpulvers nicht weniger als etwa 10,9 Volumenprozent und nicht mehr als etwa 36 Volumenprozent beträgt.
Spulenkomponente (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der ein Zwischenraum zwischen der ersten Hauptoberfläche (7) des plattenförmigen Kerns (6) und der oberen Oberfläche (11) des ersten Flanschabschnitts (4) nicht weniger als etwa 2 µm und nicht mehr als etwa 50 µm beträgt.
Spulenkomponente (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der mikroskopische Aussparungen auf zumindest entweder der ersten Hauptoberfläche (7) des plattenförmigen Kerns (6) und/oder der oberen Oberfläche (11) des ersten Flanschabschnitts (4) vorliegen und ein Teil des Magnetpulvers zusammen mit einem Teil des Harzes in die mikroskopischen Aussparungen eingedrungen ist.