JP2012169587A - コイル部品およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】耐振性および半田付け性を向上させたコイル部品およびその製造方法を提供することを目的とするものである。
【解決手段】コイル電極１１と、このコイル電極１１を埋設する外装体１２とを備え、コイル電極の端部１１ａを外装体１２の底面から突出させ、この突出部１６から遠い方の第一の側面１２ｂに向かって折り曲げ、第一の側面１２ｂに設けられた係止部１３でコイル電極の端部１１ａを係止させることにより端子電極１４を形成したものであり、突出部１６から第一の側面１２ｂ側を第一の底部１２ｃ、その反対側を第二の底部１２ｄとし、端子電極１４を上にしたとき、第一の底部１２ｃが第二の底部１２ｄよりも高くなるようにしたものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、各種電子機器に用いられるコイル部品およびその製造方法に関するものである。

近年自動車のエンジン近傍のＤＣ／ＤＣコンバータ回路部等に用いられるコイル部品では、電気的性能および信頼性向上のため、図９に示すように、エッジワイズに巻回したコイル１を磁性体２に埋設させ、コイル１の端部を磁性体２から突出させたものを折り曲げて端子３とし、磁性体２底面の端子３が当接する部分に凹部４を設けていた。この凹部４を設けることにより、端子３の位置決め、および端子３の平坦性を確保していた。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。

特開２００３−３０９０２４号公報

しかしながら、自動車用のコイル部品では大電流化に対応するために、直流抵抗値を低くすることが要求され、そのためにコイル電極を太くする必要があり、コイル部品の大型化を招き、上記従来のコイル部品では、耐振性や半田付け性に課題が生じてきていた。これに対し本発明は、耐振性、および半田付け性に優れたコイル部品を提供することを目的とする。

本発明は上記課題を解決するために、平角導線の幅広面を巻回軸に対して垂直に巻回してなるエッジワイズ状のコイル電極と、このコイル電極を埋設する外装体とを備え、コイル電極の端部を外装体の底面から突出させ、この突出させた部分から遠い方の第一の側面に向かって折り曲げ、第一の側面に設けられた係止部でコイル電極の端部を係止させることにより端子電極を形成したものであり、コイル電極の突出部から第一の側面側を第一の底部、その反対側を第二の底部とし、端子電極を上にしたとき、第一の底部が第二の底部よりも高くなるようにしたものである。

上記構成により、コイル部品が実装基板に実装されたときに、大きな面積の底面で半田付けをすることができ、耐振性等の信頼性を向上させることができる。コイル部品が大型化してくると、リフロー半田付け時に、熱がコイル部品の内部に吸収され、端子電極部分の温度が下がり、半田付け性が悪くなりやすい。特に、従来のコイル部品のように底面に凹部を設けて、ここに端子を収納するようにすると、端子の側面が凹部によって一部隠れるようになるため、リフロー半田付け時の加熱の熱風が遮られてさらに端子部分の温度が上がりにくくなり、半田付け性を悪化させていた。

これに対し本発明の構成によれば、端子電極の面積を大きくしても、その両端部、すなわち係止部の部分と突出部の部分の両方が側面方向から見えているため、リフロー半田の熱を、端子電極の両端部で吸収しやすくなり、端子電極全体で半田付け性を向上させることができ、耐振性が向上するという効果を得ることができる。

本発明の一実施の形態におけるコイル部品の斜視図 本発明の一実施の形態におけるコイル部品の外装体形成前の分解斜視図 本発明の一実施の形態におけるコイル部品の製造方法を説明する図 本発明の一実施の形態におけるコイル部品の製造方法における金型を説明する図 図４におけるＤ−Ｄ線の断面図 本発明の一実施の形態におけるコイル部品の製造方法における突起部の他の例を示す断面図 本発明の一実施の形態における他の例を示すコイル部品の斜視図 本発明の一実施の形態における更に別の例を示すコイル部品の斜視図 従来のコイル部品の模式図

以下、本発明の一実施の形態におけるコイル部品について、図面を参照しながら説明する。

図１、図２において、絶縁被覆付き平角導線の幅広面を巻回軸に対して垂直に巻回してなるいわゆるエッジワイズ巻きすることによって得られたコイル電極１１の中芯部に絶縁スリーブ１８を挿入し、中芯部及び周辺部に磁性体コア１９を装着し、全体を液晶ポリマー等の樹脂でモールドして外装体１２を形成したものである。コイル電極の端部１１ａをそれぞれ巻回軸に対して平行な外装体１２の一つの面（コイル部品の底面となる面）から突出させ、この突出部１６から遠い方の第一の側面１２ｂに向かって折り曲げて、外装体１２の側面に設けられた係止部１３で係止させることにより端子電極１４を形成している。

ここで端子電極１４を上にして、コイル電極１１の突出部１６から第一の側面１２ｂ側を第一の底部１２ｃ、その反対側を第二の底部１２ｄとしたとき、第一の底部１２ｃが第二の底部１２ｄよりも高くなるようにしている。このとき第一の底部１２ｃと第二の底部１２ｄとの高さの差をコイル電極の端部１１ａの厚さの半分以上にしている。また突出部１６におけるコイル電極の端部１１ａの第一の底部１２ｃ側の両側にはつぶし部１５が設けられている。

このようにすることにより、端子電極１４の面積を大きくしても、その両端部、すなわち係止部１３の部分と突出部１６の部分の両方が側面方向から見えているため、リフロー半田の熱を、端子電極１４の両端部で吸収しやすくなり、端子電極１４全体で半田付け性を向上させることができる。またつぶし部１５を設けることにより、コイル電極の端部１１ａが折り曲げやすくなり、端子電極１４の平坦性を向上させることができる。

なお図１のように、端子電極１４と、端子電極１４に沿った近い方の側面との間の領域の高さを第二の底部１２ｄの高さと同じにしておくことがより望ましい。このようにすることにより、端子電極１４に沿った側面の方からも端子電極１４が見えるようになるため、リフロー半田の熱を、端子電極１４で吸収しやすくなり、半田付け性をより向上させることができる。

次に、本実施の形態におけるコイル部品の製造方法について図３を用いて説明する。

まず、図３（ａ）のように、絶縁被覆付き平角導線の幅広面を巻回軸に対して垂直に巻回してなるいわゆるエッジワイズ巻きすることによってコイル電極１１を形成する。このときコイル電極１１の幅を約２．５ｍｍ、厚さを約０．２ｍｍとし、コイル電極の端部１１ａはそれぞれ巻回軸に対して垂直な同一方向に延びるようにする。このようにすることにより、外装体１２から直接実装基板の方につながるため、磁気効率を上げることができ、結果として直流抵抗が小さいコイル部品を得ることができる。

次に、図３（ｂ）のように、コイル電極１１の中芯部に絶縁スリーブ１８を挿入し、中芯部および周辺部に磁性体コア１９を装着する。

次に、図３（ｃ）のように金型を用いて全体を液晶ポリマー等の樹脂でモールドして外装体１２を形成する。このときコイル電極の端部１１ａが突出している面を上にして、コイル電極の端部１１ａがそれぞれ突出した突出部１６から遠い方の第一の側面１２ｂ側を第一の底部１２ｃ、その反対側を第二の底部１２ｄとしたとき、第一の底部１２ｃが第二の底部１２ｄよりも高くなるようにしている。また突出部１６におけるコイル電極の端部１１ａの第一の底部１２ｃ側の両側にはつぶし部１５が設けられている。

次に、外装体１２から突出したコイル電極の端部１１ａの絶縁被覆を剥離し、外装体の底面１２ａから突出したコイル電極の端部１１ａを、それぞれ突出させた突出部１６から遠い方の第一の側面１２ｂに向かって折り曲げ、第一の側面１２ｂに設けられた係止部１３でコイル電極の端部１１ａを係止させることにより端子電極１４を形成し、図３（ｄ）のようなコイル部品を得ることができる。

ここで外装体１２を形成する工程について詳しく説明する。図４は外装体１２を形成する工程における金型の形状を示す断面図であり、図５は図４におけるＤ−Ｄ線の断面図であり、図５（ａ）は金型が開いた状態を示しており、図５（ｂ）は金型が閉じた状態を示している。

突出部１６におけるコイル電極の端部１１ａの第一の底部１２ｃ側の両側にはつぶし部１５が設けられているが、これはつぶし部１５を形成したい部分の金型１７に突起部２０を設け、型締めのときに突起部２０によりコイル電極の端部１１ａを潰すことによってつぶし部１５を形成している。

本実施の形態のようにコイル電極の端部１１ａを突出させてモールドを行なう場合、コイル電極の端部１１ａが突出する部分の金型１７を逃がしておく必要がある。このときコイル電極の端部１１ａの形状、位置等のバラツキに対応するために、コイル電極の端部１１ａの両側に、金型の逃がしとの間にクリアランス２１を設けておく必要がある。このクリアランス２１が大きいとモールド樹脂が漏れ出してバリが発生することがある。これに対して本実施の形態のようにすれば、型締めによってコイル電極の端部１１ａに当たって突起部２０がコイル電極の端部１１ａにつぶし部１５を形成するとともに、コイル電極の端部１１ａの両側の方向に広がるため、クリアランス２１を小さくする。そのためモールド樹脂で成形する時に樹脂が漏れ出しにくくなり、バリの発生を抑えることができる。

さらに次の工程でコイル電極の端部１１ａを折り曲げて端子電極１４を形成するときに、折り曲げられる部分の内側につぶし部１５が形成されているため、この部分が起点となって折り曲げられるため、折り曲げやすくなり、端子電極１４の平坦性を向上させることができる。

また、第一の底部１２ｃと第二の底部１２ｄの高さが同じであった場合、第一の底部１２ｃ側の金型１７に設けた突起部２０に対向する部分の、第二の底部１２ｄ側の金型１７はちょうど金型の角部になってしまう。このような状態で型締めを行うと、コイル電極の端部１１ａにせん断応力がかかってしまうため、端子強度が弱くなり、耐振性に劣ったものとなってしまう。これに対して本実施の形態のように第一の底部１２ｃが第二の底部１２ｄよりも高くなるようにした場合、図４に示すように、突起部２０に対向する金型は面で受けているため、コイル電極の端部１１ａにせん断応力をかけずにつぶし部１５を設けながら、コイル電極の端部１１ａの両側の方向に広げることができる。このせん断応力をかけないようにするためには、第一の底部１２ｃと第二の底部１２ｄとの高さの差をコイル電極の端部１１ａの厚さの半分以上にすることが望ましい。

また、突起部２０の大きさは、金型１７とのクリアランス２１と同程度の大きさにすることが望ましい。ただし、つぶし部１５の深さが大きすぎると端子強度が弱くなってくる可能性があるため、つぶし部１５の深さはコイル電極の端部１１ａの厚さの２／３未満とすることが望ましい。

さらにコイル電極の端部の両側の方向に広げるためには、図５に示すように、突起部２０の形状をコイル電極の端部１１ａの外側に向かう部分をＲ形状にしたり、あるいは図６のようにテーパー形状とすることが望ましい。

なお、本実施の形態では、２つの端子電極１４に挟まれた部分の高さも、端子電極１４と対向する部分の高さと同じにしているが、図７のように端子電極１４と対向する部分のみを高くするように構成しても良い。このように構成することにより、リフロー半田の熱を、より吸収しやすくなり、さらに半田付け性を向上させることができる。

また、図１のように端子電極１４で挟まれた底面部の形状を平坦な形状ではなく、図８のように円筒状としても良い。このとき円筒状の中心軸をコイル電極１１の中心軸とほぼ一致するようにしている。このようにすることにより、外装体底部においてコイル電極１１と外装体１２との距離を均一にすることができ、外装体１２を樹脂モールドするときに樹脂が回りやすくなるため安定した成形性が得られるとともに、端子電極１４に沿った部分は低くなっているため、半田付け性も良好となる。またこのとき端子電極１４で挟まれた円筒状の底面部の最も高い位置での高さを、第一の底部１２ｃよりも高く、端子電極１４の高さよりも低くなるようにすることが望ましい。このようにすることにより、十分な外装体１２の強度が得られるとともに、実装性にも問題が生じることはなくなる。

なお、本実施の形態では、コイル電極１１に絶縁スリーブ１８と磁性体コア１９を装着し、全体を樹脂でモールドしているが、コイル電極１１そのものを樹脂と磁性体粉を混合したものでモールドしたものであっても構わない。

本発明に係るコイル部品およびその製造方法は、端子電極の面積を大きくしても、その両端部、すなわち係止部の部分と突出部の部分の両方が側面方向から見えているため、リフロー半田の熱を、端子電極の両端部で吸収しやすくなり、端子電極全体で半田付け性を向上させることができ、耐振性を向上させることができ、産業上有用である。

１１ コイル電極
１１ａ コイル電極の端部
１２ 外装体
１２ａ 外装体の底面
１２ｂ 第一の側面
１２ｃ 第一の底部
１２ｄ 第二の底部
１３ 係止部
１４ 端子電極
１５ つぶし部
１６ 突出部
１７ 金型
１８ 絶縁スリーブ
１９ 磁性体コア
２０ 突起部
２１ クリアランス

Claims (4)

1. 平角導線の幅広面を巻回軸に対して垂直に巻回してなるエッジワイズ状のコイル電極と、このコイル電極を埋設する外装体とを備え、前記コイル電極の端部を前記外装体の底面から突出させ、この突出させた部分（以下突出部と記す）から遠い方の第一の側面に向かって折り曲げ、前記第一の側面に設けられた係止部で前記コイル電極の端部を係止させることにより端子電極を形成したものであり、前記突出部から前記第一の側面側を第一の底部、その反対側を第二の底部とし、前記端子電極を上にしたとき、前記第一の底部が前記第二の底部よりも高くなるようにしたことを特徴とするコイル部品。
2. 前記端子電極で挟まれた部分の、前記外装体の底面の形状を円筒状としたことを特徴とする請求項１記載のコイル部品。
3. 平角導線の幅広面を巻回軸に対して垂直に巻回してエッジワイズ状のコイル電極を形成する工程と、前記コイル電極を樹脂でモールドすることによって外装体を形成する工程と、前記外装体の底面から突出した前記コイル電極の端部をこの突出させた部分（以下突出部と記す）から遠い方の第一の側面に向かって折り曲げ、前記第一の側面に設けられた係止部で前記コイル電極の端部を係止させることにより端子電極を形成する工程とを備え、前記外装体を形成する工程において前記突出部から前記第一の側面側を第一の底部、その反対側を第二の底部とし、前記端子電極を上にしたとき、前記第一の底部が前記第二の底部よりも高くなるようにしたことを特徴とするコイル部品の製造方法。
4. 前記外装体を形成する工程は金型を用いて行い、前記コイル電極の前記突出部の前記第一の底部側の面を前記金型でつぶすことによりつぶし部を形成することを特徴とする請求項３記載のコイル部品の製造方法。

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