JP6890222B2

JP6890222B2 - インダクター部品

Info

Publication number: JP6890222B2
Application number: JP2017025195A
Authority: JP
Inventors: 佐藤　学; 学佐藤; 樋渡　英敏; 英敏樋渡
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2017-02-14
Filing date: 2017-02-14
Publication date: 2021-06-18
Anticipated expiration: 2037-02-14
Also published as: JP2018133402A

Description

本発明は、各種電子機器に用いられるインダクター部品に関するものである。

従来から、インダクター部品のコイルの導線と金属端子とを溶接接合した構成を用いて、金属端子に導線を絡げ配線した場合に比べてインダクター部品を小型化することが提案されている。

このような従来のインダクター部品について図面を参照しながら説明する。

図１３に示すように、従来のインダクター部品６は、絶縁被膜付き導線１が巻回形成されたコイル部２が磁性材料を成形して成るブロック体５の内部に埋設されている。

コイル部２は、導線１の断面直径が０．６ｍｍ〜１．５ｍｍ程度の導線１が用いられ、１３ｍｍ×１３ｍｍ程度の面積に収まるように巻回して形成されており、コイル部２を外部と接続させるための金属端子４が接続されている。

金属端子４は、導線１の絶縁被膜を除去した導線１の両端部３と金属端子４の一部がアーク溶接により溶接されている。

このコイル部２の導線１の端部３と金属端子４との溶接部分はブロック体５の内部に埋設されており、金属端子４は溶接接続された部分からブロック体５の側面方向に延伸され一部はブロック体４の外部に露出されている。

そして金属端子４の外部に露出した部分は、ブロック体５の側面に沿って折り曲げられ、さらに、その先端部が底面側に折り曲げられて、磁性材料から成るブロック体５にコイル部２が埋設された表面実装型のインダクター部品６が構成されていた。

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２００４−１０３８６２号公報

近年、電子機器の小型化が進み、インダクター部品にも小型化が要求され、例えばコイル埋設型のインダクター部品の面積が例えば４ｍｍ×４ｍｍといった小型化の要求がされてきており、このような小型のインダクター部品では、コイルを形成する導線の断面の直径が０．１〜０．３ｍｍ程度の細い導線を用いて面積の小さいコイルを形成する必要がある。

しかしながら、従来のインダクター部品の構成では、金属端子は溶接接続された部分からブロック体の側面方向に延伸されているのだけなので、０．１〜０．３ｍｍといった細い導線に金属端子を溶接接続しただけでは、溶接接続された部分が磁性材料を成形するときに、磁性材料に押されるなどの応力を受けて動きやすく、溶接接続した部分が外れたり
導線の端部が断線したりする恐れがあり、接続信頼性が低下するといった問題が生じてくる。

本発明は、インダクター部品の小型化に起因した接続信頼性が低下することを防止した、インダクター部品を提供することを目的としている。

本発明は上記課題を解決するために、導線が巻回されたコイル部が、軟磁性体粉末と樹脂との磁性材料からなる成形体に埋設されたインダクター部品であって、成形体内に配置され導線の端部をコイル部の外方向に引き出された引き出し部と、引き出し部と接続され外部回路と接続されるための端子電極を備え、端子電極が、引き出し部が接続される継線部と、継線部と連接しコイル部が固定されるコイル固定部と、コイル固定部と連接し成形体の外部に露出されて外部回路に接続されるための外部端子部を有し、継線部が、コイル固定部から引き出し部に沿って延伸された形状を有するものである。

上記構成により、端子電極が、引き出し部が接続される継線部と、継線部と連接しコイル部が固定されるコイル固定部と、コイル固定部と連接し成形体の外部に露出されて外部回路に接続されるための外部端子部を有し、継線部が、コイル固定部から引き出し部に沿って延伸された形状を有するので、継線部と引き出し部が接続された後では、継線部が引き出し部に添え木をした効果を発生して、成形体を成形するときの磁性材料に押される応力により、引き出し部と継線部が外れたり、引き出し部が断線したりすることを防止することができる。

本発明の一実施の形態におけるインダクター部品の底面側の斜視図本発明の一実施の形態におけるインダクター部品の上面側の斜視図本発明の一実施の形態におけるインダクター部品の底面側の透過斜視図本発明の一実施の形態におけるインダクター部品の上面側の透過斜視図本発明の一実施の形態におけるインダクター部品の製造工程を説明する図本発明の一実施の形態におけるインダクター部品の製造工程を説明する図本発明の一実施の形態におけるインダクター部品の製造工程を説明する図本発明の一実施の形態におけるインダクター部品の製造工程を説明する図本発明の一実施の形態におけるインダクター部品の製造工程を説明する図本発明の一実施の形態におけるインダクター部品の製造工程を説明する図本発明の一実施の形態におけるインダクター部品の製造工程を説明する図本発明の一実施の形態におけるインダクター部品の製造工程を説明する図従来のインダクター部品の上面側の透過斜視図

以下、本発明の一実施の形態におけるインダクター部品について図１〜図４を参照して説明する。

なお、図３、図４は、後述する成形体２４を透過した透過斜視図であり、成形体２４の輪郭を破線で示している。さらに、図３、図４では理解を得やすくするために、後述する一対の外部端子部１７の内、図面手前側の外部端子部１７を透過して示しており、その輪郭を一点鎖線で示している。

図１〜図４に示すように、本実施の形態のインダクター部品４０は、絶縁被膜付き導線１２が巻回されたコイル部１１と、導線１２の両端部の絶縁被膜が除去されコイル部１１
の外方向に引き出された引き出し部１３と、金属板２６からなり、引き出し部１３が接続された継線部１６と、継線部１６と一体に形成され外部回路に接続される外部端子部１７を有する一対の端子電極１５を備えている。

そして、コイル部１１、引き出し部１３および継線部１６が軟磁性体粉末と樹脂とからなる成形体２４に埋設され、外部端子部１７の一部が成形体から露出され、磁性体に埋設したコイル埋設型のインダクター部品４０を構成している。

この内、コイル部１１はポリアミドイミド等の絶縁被膜付きの導線１２を巻き芯の形状を長円形状に巻回して形成されたものである。巻き芯の形状は長円形状に限定されるものではなく、円形状や四角形状のものであってもよい。

このコイル部１１を形成する導線１２の断面の直径寸法は、成形体２４の平面視の寸法が例えば４ｍｍ×４ｍｍ相当の小型のインダクター部品の場合、０．１ｍｍ〜０．３ｍｍ程度の細い導線を用いて、コイル部を巻回形成される。

引き出し部１３は、コイル部１１を平面視したときに、コイル部１１の導線１２の両端部をコイル部１１の外方向に引き出したもので、引き出した部分の導線１２の絶縁被膜は剥離して除去されている。

そして、引き出し部１３は、長円形状に形成したコイル部１１の長手方向の外形よりも内側から、コイル部１１の短手方向と同じ方向に引き出されている。

端子電極１５は、厚さが０．１ｍｍのりん青銅や純銅などの金属板からなり、引き出し部１３が接続される継線部１６と、継線部１６と連接しコイル部１１が固定されるコイル固定部１８と、コイル固定部１８と連接し外部回路に接続されるための外部端子部１７を有し、継線部１６とコイル固定部１８および外部端子部１７は一体に形成されている。

外部端子部１７は、外部回路接続する形態に合わせて適宜加工される。図１〜図４に示したコイル埋設型のインダクター部品４０とした場合では、外部端子部１７は成形体２４の側面から突出させて露出され、成形体２４の側面から底面に向かって折り曲げられ、成形体２４の底面形成された外部端子部１７を収納する収容凹部２５に配置されて表面実装型の外部端子部１７に加工されている。

コイル固定部１８は、コイル部１１の一部の形状に沿った形に形成され、コイル部１１が接着剤２７等で固定されている。図３、図４に示した例では、長円形状に形成したコイル部１１の短手方向部分に沿う形状に形成されている。

継線部１６は、コイル固定部１８に連接して、コイル固定部１８から引き出し部１３に沿って延伸された形状に形成されている。

そして、継線部１６には引き出し部１３が重ね合わせられており、引き出し部１３の端末１４とコイル部１１との間に、引き出し部１３と継線部１６が固相拡散接合された固相拡散接合部１９を有し、引き出し部１３の端末１４に、引き出し部１３と継線部１６が溶融接合された溶融接合部２０を有する。

このようにすることにより、端子電極１５が、引き出し部１３が接続される継線部１６と、継線部１６と連接しコイル部１１が固定されるコイル固定部１８と、コイル固定部１８と連接し成形体２４の外部に露出されて外部回路に接続されるための外部端子部１７を有し、継線部１６が、コイル固定部１８から引き出し部１３に沿って延伸された形状を有
するので、継線部１６と引き出し部１３が接続された後では、継線部１６が引き出し部１３に添え木をした効果を発生して、成形体２４を成形するときの磁性材料に押される応力により、引き出し部１３と継線部１６が外れたり、引き出し部１３が断線したりすることを防止することができる。

また、継線部１６が、引き出し部１３に沿って延伸された形状しているので、引き出し部１３の端末１４とコイル部１１との間に、引き出し部１３と継線部１６が固相拡散接合された固相拡散接合部１９を設けることができ、また、引き出し部１３の端末１４に、引き出し部１３と継線部１６が溶融接合された溶融接合部２０を設けることができ、継線部１６に引き出し部１３を二箇所接合された接続部分を有することにより、二箇所の接続部分が互いに補いながら引き出し部１３が継線部１６から外れることを抑制して接続強度を向上することができる。

そして特に、コイル部１１を埋設したコイル埋設型のインダクター部品４０としても、軟磁性体粉末と樹脂からなる磁性材料にコイル部１１と継線部１６を埋め込んで成形するときの応力に対して、二箇所接合された接続部分よって、引き出し部１３が継線部１６から外れることを抑制することができ、小型化したインダクター部品４０であっても、コイル埋設型のインダクター部品を構成することができる。

さらにまた、引き出し部１３の端末１４とコイル部１１との間に、引き出し部１３と継線部１６が固相拡散接合された固相拡散接合部１９を有し、引き出し部１３の端末１４に、引き出し部１３と継線部１６が溶融接合された溶融接合部２０を有する構成にして、コイル部１１に近い側の接続部を固相拡散接合部１９としているので、固相拡散接合は溶融接合に比べて、接合時の熱量を小さくすることができるために、小型化したインダクター部品４０であっても、導線１２の絶縁被膜の劣化を抑制することができるものである。

また、継線部１６は、引き出し部１３の端末１４とコイル部１１との間に、引き出し部１３に巻きついた帯状の固相拡散接合用係止片２１を一体に有し、引き出し部１３の端末１４と継線部１６の接触部分、ならびに引き出し部１３と固相拡散接合用係止片２１の接触部分が、固相拡散接合された固相拡散接合部１９とすることが望ましい。

このようにすることにより、引き出し部１３が継線部１６と固相拡散接合用係止片２１に挟み込まれて、引き出し部１３の端末１４と継線部１６、引き出し部１３と固相拡散接合用係止片２１の接触部分の２箇所の固相拡散接合部１９が形成されているので、引き出し部１３と継線部１６の接続信頼性をより向上することができる。

さらにまた、継線部１６は、固相拡散接合用係止片２１と間隔を空けて引き出し部１３の端末１４側に、引き出し部１３に巻きついた帯状の溶融接合用係止片２２を一体に有し、引き出し部１３の端末１４側の溶融接合用係止片２２と引き出し部１３の端末１４および継線部１６とが溶融接合された溶融接合部２０とすることが望ましい。

このようにすることにより、引き出し部１３の端末１４と継線部１６だけを溶融接合した場合に比べて、引き出し部１３の端末１４側の溶融接合用係止片２２と引き出し部１３の端末１４および継線部１６を溶融接合したときの溶融玉２３が大きくなり、引き出し部１３と継線部１６をより確実に接合することができるものである。

ここで、固相拡散接合用係止片２１や溶融接合用係止片２２が引き出し部１３に巻きついたとは、固相拡散接合用係止片２１や溶融接合用係止片２２が、引き出し部１３の周面に面接触することに限定されるものではなく、継線部１６から折り返して、引き出し部１３の延伸方向に沿った継線部１６とは反対側の引き出し部１３に被さっているものを含む
ものであり、固相拡散接合用係止片２１や溶融接合用係止片２２が引き出し部１３に、面接触や線接触されていれば良いものである。

次に、上記した本実施の形態のインダクター部品４０の製造方法について図５〜図１２を参照して説明する。

図５〜図１２は、本発明の一実施の形態におけるインダクター部品４０の製造工程を説明する図である。なお、図５〜図１２では、インダクター部品４０の底面となる側を図面の上側にして示している。

最初に、図５に示すように、絶縁被膜付き導線１２を巻回してコイル部１１を形成し、導線１２の両端部の絶縁被膜を除去してコイル部１１の外方向に引き出した引き出し部１３を形成する。このコイル部１１は長円形状に形成し、両引き出し部１３は、長円形状に形成したコイル部１１の長手方向の外形よりも内側から、コイル部１１の短手方向と同じ方向に引き出す。

次に、図６に示すように、金属板２６を打ち抜き加工することにより一対の端子電極１５を形成する。

一対の端子電極１５は、それぞれ引き出し部１３を接続する継線部１６と、継線部１６と連接しコイル部１１を固定するコイル固定部１８と、コイル固定部１８と連接し外部回路に接続されるための外部端子部１７を一体に形成する。

継線部１６は、コイル固定部１８からコイル部１１の引き出し部１３に沿って延伸するように、予め引き出し部１３の位置および寸法に合わせて形成し、コイル固定部１８は、コイル部１１の一部の形状に沿った形に形成する。図６に示した例では長円形状に形成したコイル部１１の短手方向部分の形状に沿う形に形成している。一対の外部端子部１７は、互いに反対方向に延伸させて形成する。

また、継線部１６には、引き出し部１３の端末１４とコイル部１１との間に、継線部１６の延伸方向と交差する方向に帯状の固相拡散接合用係止片２１を一体に形成する。図６に示した例では、継線部１６の延伸方向と直交する方向に固相拡散接合用係止片２１を形成している。

さらに、継線部１６には、固相拡散接合用係止片２１と間隔を空けて、引き出し部１３の端末１４が配置される側に、継線部１６の延伸方向と交差する方向に延びる帯状の溶融接合用係止片２２を一体に形成する。図６に示した例では、継線部１６の延伸方向と直交する方向に溶融接合用係止片２２を形成している。

この端子電極１５は個片で形成してもよいが、図６のようにフープ材に形成すると連続生産が可能となり、生産性を向上させることができるので好ましい。

次に、図７、図８に示すように、コイル固定部１８に接着剤２７を塗布し、コイル固定部１８にコイル部１１を配置して、コイル固定部１８にコイル部１１を固定する。

このとき、上面視で引き出し部１３と継線部１６が重なるように接着固定する。
次に、図９に示すように、固相拡散接合用係止片２１および溶融接合用係止片２２を、引き出し部１３に巻きつけるように加工する。

次に、引き出し部１３の端末１４とコイル部１１との間の、固相拡散接合用係止片２１
、引き出し部１３、継線部１６を抵抗溶接により固相拡散接合した固相拡散接合部１９を形成する。

固相拡散接合部１９は、固相拡散接合用係止片２１、引き出し部１３、継線部１６を上下方向から抵抗溶接機の溶接電極（図示せず）で挟んで溶接電流を通電し、固相拡散接合用係止片２１と引き出し部１３の接触部分、引き出し部１３と継線部１６の接触部分を溶融しない温度に発熱させながら、溶接電極で圧力を加えることにより固相拡散接合させて形成する。

このようにすることにより、コイル部１１に近い側の、固相拡散接合用係止片２１と引き出し部１３の接触部分、および引き出し部１３と継線部１６の接触部分のみを、抵抗溶接の溶融しない温度での加熱と溶接電極の加圧力により固相拡散接合することができ、レーザー溶接による溶融接合よりも小さい熱量となるために、導線１２の絶縁被膜絶縁被膜の劣化を抑制することができる。

次に、図１０に示すように、固相拡散接合部１９を形成した後に、溶融接合用係止片２２を含む継線部１６と引き出し部１３の端末１４をレーザー溶接することにより、溶融玉２３となった溶融接合部２０を形成する。

溶融接合部２０は、引き出し部１３の端末１４と、引き出し部１３端末１４側の溶融接合用係止片２２を含む継線部１６に、上方または下方からレーザー光を照射して、溶融接合用係止片２２を含む継線部１６と引き出し部１３の端末１４を溶融させて溶融接合させて形成する。

このように固相拡散接合部１９を形成した後に、溶融接合用係止片２２を含む継線部１６と引き出し部１３の端末１４をレーザー溶接により溶融接合した溶融接合部２０を形成しているので、レーザー溶接したときの熱は、既に形成された固相拡散接合部１９から継線部１６、コイル固定部１８を通じて外部端子部１７に放熱されるために、より導線１２の絶縁被膜絶縁被膜の劣化を抑制することができる。

この場合、図９で説明した固相拡散接合部１９を抵抗溶接するときに、溶融接合用係止片２２を含む継線部１６と引き出し部１３の端末１４もあわせて抵抗溶接しておくと、溶融接合用係止片２２と引き出し部１３との間、引き出し部と継線部１６との間に間隔をなくすことができるので、レーザー溶接して溶融接合部２０を形成することが容易となるので好ましい。

ここで、図９を用いて説明した、固相拡散接合用係止片２１および溶融接合用係止片２２を、引き出し部１３に巻きつけるように加工するとは、引き出し部１３の周面に面接触させることに限定されるものではなく、固相拡散接合用係止片２１および溶融接合用係止片２２が継線部１６から折り返して、継線部１６とは反対側の引き出し部１３に被さるように加工するものも含むものであり、抵抗溶接するときに溶接電極で挟むことによって、固相拡散接合用係止片２１や溶融接合用係止片２２が引き出し部１３に、面接触や線接触されていれば良いものである。

次に、図１１に示すように、端子電極１５の外部端子部１７の一部を除いて、コイル部１１、引き出し部１３、端子電極１５の継線部１６、および軟磁性体粉末と樹脂の混合物からなる磁性材料を成形金型のキャビティー（図示せず）内に配置して成形し、成形体２４を形成する。

外部端子部１７は成形体２４の側面から突出するように成形し、成形体２４の底面には
外部端子部１７を配置する収容凹部２５を形成する。

このように本実施の形態では、前述したように軟磁性体粉末と樹脂からなる磁性材料にコイル部１１と継線部１６を埋め込んで成形するときの応力に対して、継線部１６と引き出し部１３が接続された後では、継線部１６が引き出し部１３に添え木をした効果を発生して、成形体２４を成形するときの磁性材料に押される応力により、引き出し部１３と継線部１６が外れたり、引き出し部１３が断線したりすることを防止することができる。

また、固相拡散接合部１９と溶融接合部２０の二箇所接合された接続部分よって、引き出し部１３が継線部１６から外れることを抑制することができるため、小型化したコイル埋設型のインダクター部品４０を構成することができるものである。

成形体２４を形成する成形方法としては、例えば射出成形やトランスファー成形、軟磁性体粉末と樹脂の混合物を顆粒状に造粒した造粒粉の加圧成形などの成形方法が挙げられる。

次に、図１２に示すように、外部端子部１７を所定の長さで切断し、必要に応じて外部端子部１７にはんだ等のめっきを施す。

最後に、外部端子部１７を成形体２４の側面から底面に向かって折り曲げ、成形体２４の底面に形成した収容凹部２５に外部端子部１７を配置することにより、図１〜図４に示したコイル埋設型のインダクター部品を得ることができる。

なお、上記した本実施の形態のインダクター部品の製造方法では、固相拡散接合用係止片２１、溶融接合用係止片２２を設けた例を説明したが、固相拡散接合用係止片２１、溶融接合用係止片２２を設けずに、抵抗溶接により固相拡散接合部１９、レーザー溶接により溶融接合部２０を形成してもよく、同様の作用効果を得ることができる。

固相拡散接合用係止片２１、溶融接合用係止片２２を設けた場合、図９で説明した製造工程において、引き出し部１３に固相拡散接合用係止片２１、溶融接合用係止片２２を巻きつけることによって、的確に引き出し部１３の位置決めができるという効果を得ることができる。

本発明に係るインダクター部品は、インダクター部品の小型化に起因した、コイルの引き出し部と端子電極の継線部との接続信頼性が低下することを抑制することができ、産業上有用である。

１１コイル部
１２導線
１３引き出し部
１４端末
１５端子電極
１６継線部
１７外部端子部
１８コイル固定部
１９固相拡散接合部
２０溶融接合部
２１固相拡散接合用係止片
２２溶融接合用係止片
２３溶融玉
２４成形体
２５収容凹部
２６金属板
２７接着剤
４０インダクター部品

Claims

導線が巻回されたコイル部が、軟磁性体粉末と樹脂との磁性材料からなる成形体に埋設されたインダクター部品であって、前記成形体内に配置され前記導線の端部を前記コイル部の外方向に引き出された引き出し部と、前記引き出し部と接続され外部回路と接続されるための端子電極を備え、前記端子電極が、前記引き出し部が接続される継線部と、前記継線部と連接し前記コイル部が固定されるコイル固定部と、前記コイル固定部と連接し前記成形体の外部に露出されて外部回路に接続されるための外部端子部を有し、前記継線部が、前記コイル固定部から前記引き出し部に沿って延伸された形状を有し、前記引き出し部の端末と前記コイル部との間に、前記引き出し部と前記継線部が固相拡散接合された固相拡散接合部を有し、前記引き出し部の端末に、前記引き出し部と前記継線部が溶融接合された溶融接合部を有することを特徴とするインダクター部品。