JP6932748B2 - Manufacturing method of coil parts - Google Patents
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Description
本発明は、コイル部品の製造方法に関し、更に具体的には、導線と端子電極の接合部の形成方法の改良に関するものである。 The present invention relates to a method for manufacturing a coil component, and more specifically to an improvement in a method for forming a joint portion between a conducting wire and a terminal electrode.
部品の用途が拡がり、環境対応の要求が高くなっている。特に、自動車では電子化の動きにより電子部品の採用数は増える一方であり、壊れることのない部品が求められている。従って、コイル部品においても、導線と端子との接合部に高い信頼性が求められている。従来の端子の接合方法としては、例えば、下記特許文献1に示す方法がある。前記特許文献1によれば、端子の挟み部によって絶縁樹脂でできたベースの上下面を挟み込むことにより、挟み部と一体成形された端子の絡げ部をベース上に位置させ、前記ベースの上面にドラム型コアを固着した後、ドラム型コアに巻線を巻き、この巻線のリード部を前記端子の絡げ部に巻き付けた後、リード部と絡げ部とを半田付けしている。
The applications of parts are expanding, and the demand for environmental friendliness is increasing. In particular, in automobiles, the number of electronic parts used is increasing due to the movement toward computerization, and there is a demand for parts that do not break. Therefore, even in coil parts, high reliability is required at the joint between the conducting wire and the terminal. As a conventional method for joining terminals, for example, there is a method shown in
しかしながら、上述した背景技術の方法では、巻線の径が太くなるほど、巻線に用いられる被膜付の導線の腰の強さが増し、絡げ部に巻き付けることが容易ではなくなる。そして、巻き付けができても、絡げ部との間に隙間を生じてしまい、大きなスペースを要することや密着性が低下するといった、部品の小型化や接続の安定性の点で課題があり、使える被膜付き導線の太さなどの制約となっていた。このように、従来の方法では、太い導線を用いること、更に、その場合に接合部の高い信頼性を得ることが難しかった。 However, in the method of the background technique described above, as the diameter of the winding increases, the strength of the waist of the coated conductor used for the winding increases, and it becomes difficult to wind the winding around the entwined portion. And even if it can be wound, there are problems in terms of miniaturization of parts and stability of connection, such as creating a gap between the entwined part, requiring a large space and reducing the adhesion. There were restrictions such as the thickness of the coated conductor that could be used. As described above, in the conventional method, it is difficult to use a thick conductor and to obtain high reliability of the joint in that case.
本発明は、以上のような点に着目したもので、導線の太さがかかわらず、巻線と端子の接合部の信頼性を高く維持しながら、小型部品にも使用できるコイル部品の製造方法を提供することを、その目的とする。 The present invention focuses on the above points, and is a method for manufacturing a coil component that can be used for small components while maintaining high reliability of the joint between the winding and the terminal regardless of the thickness of the conducting wire. The purpose is to provide.
本発明は、外周に被膜を有する導線を巻回して形成される巻線部と、前記巻線部より外側に引き出され、前記被膜を有する導線と被膜の無い導線により連続的に形成される引出部と、前記引出部より外側に位置し、前記被膜の無い導線の端部に位置する接合部と、該接合部により前記引出部と電気的に導通する端子電極と、を有するコイル部品の製造方法であって、前記端子電極と接続する位置の導線の側面全周の被膜を取り除くことで、端部の被膜が剥離された導線を準備するステップと、前記端部の被膜が剥離された導線を、端子電極となる金属板の接続部に置くステップと、前記金属板の固定部を折り曲げ加工し、金属板上の接続部と固定部との間に前記導線の引出部を挟むステップと、前記導線の端部と固定部の一部に、接合用レーザを接続部側から導線側に向かう方向へ、かつ照射範囲に被膜がある導線部分が入らないように照射して前記接合部を形成するステップとを含み、前記接合部には、空隙を含むことがあり、その空隙の割合は、前記導線の引出部の中央を通り、かつ、前記導線の引出方向と平行な面における接合部の面積に対して、30%以下であることを特徴とする。 In the present invention, a winding portion formed by winding a conductor having a coating on the outer periphery and a lead drawn outward from the winding portion and continuously formed by the conducting wire having the coating and the conducting wire without the coating. Manufacture of a coil component having a portion, a joint portion located outside the lead portion and located at the end of the uncoated conductor, and a terminal electrode electrically conductive to the lead portion by the joint portion. This is a method of preparing a conductor whose end coating has been peeled off by removing the coating on the entire side surface of the conductor at a position where it is connected to the terminal electrode, and a lead wire whose end coating has been peeled off. In a step of placing the conductor on a connecting portion of a metal plate to be a terminal electrode, and a step of bending the fixing portion of the metal plate and sandwiching a lead-out portion of the conducting wire between the connecting portion and the fixing portion on the metal plate. The joint is formed by irradiating the end of the conductor and a part of the fixed portion with a bonding laser in the direction from the connection side to the conductor side so that the conductor portion having a coating in the irradiation range does not enter. look including the step of, in the joint, it may contain voids, percentage of the voids through the center of the lead-out portion of the wire, and bonded in a plane parallel to the drawing direction of the wire portion It is characterized in that it is 30% or less with respect to the area of.
主要な形態の一つは、前記接合部を、前記導線の被膜端部と接することなく、被膜と離れた位置で形成することを特徴とする。あるいは、前記接合部を、前記導線と前記接続部の一部から形成し、引出部から接合部に向って断面寸法が大きくなるように形成することを特徴とする。 One of the main forms is characterized in that the joint is formed at a position away from the coating without being in contact with the coating end of the conductor. Alternatively, the joint portion is formed from the lead wire and a part of the connection portion, and is formed so that the cross-sectional dimension increases from the drawer portion toward the joint portion.
本発明の前記及び他の目的,特徴,利点は、以下の詳細な説明及び添付図面から明瞭になろう。
The above and other objects, features and advantages of the present invention will be clarified from the following detailed description and accompanying drawings.
本発明によれば、接合部が前記被膜の炭化物の影響を受けることなく、接合強度を得ることができる。また強度が得られる分、前記接合部の長さを短くでき、小型部品に用いることも可能となる。
According to the present invention, the joint strength can be obtained without the joint portion being affected by the carbides of the coating film. In addition, the length of the joint can be shortened as much as the strength is obtained, and it can be used for small parts.
以下、本発明を実施するための最良の形態を、実施例に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail based on examples.
最初に、図1〜図5を参照しながら本発明の実施例を説明する。本発明は、導線の外周を覆う被膜を有する被膜付き導線を用い、被膜付き導線をコアに巻回し、被膜付き導線の端部を端子電極に接合する接合部を有するコイル部品である。図1(A)は、被膜付き導線を巻回されるドラムコアと、被膜付き導線を巻回したドラムコアを貫通孔に収納するリングコアと、更に2つのコアの接着と端子電極を固定する樹脂ベースから構成されるコイル部品である。図1(A)は外観斜視図,図1(B)は(A)の接合部を示す平面図,図1(C)は(B)を#A−#A線に沿って切断し矢印方向に見た断面図である。図2(A-1)は、本実施例のドラムコアの平面図,図2(A-2)はドラムコアの側面図,図2(B-1)は本実施例のリングコアの平面図,図2(B-2)はリングコアを矢印F2方向から見た側面図,図2(C-1)は樹脂ベースを表面側から見た斜視図,図2(C-2)は樹脂ベース裏面側を示す平面図である。図3及び図4は、本実施例のコイル部品の製造手順を示す図,図5は、導線端部と端子の接合部における被膜剥離の長さ,接合時のレーザ照射範囲及び接合部の長さを示す平面図である。 First, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5. The present invention is a coil component having a coated conductor having a coating covering the outer periphery of the conducting wire, winding the coated conducting wire around a core, and joining the end of the coated conducting wire to a terminal electrode. FIG. 1A shows a drum core around which a coated conductor is wound, a ring core for accommodating a drum core around which a coated conductor is wound in a through hole, and a resin base for adhering two cores and fixing terminal electrodes. It is a coil component that is composed. FIG. 1 (A) is an external perspective view, FIG. 1 (B) is a plan view showing the joint portion of (A), and FIG. It is a cross-sectional view seen in. FIG. 2 (A-1) is a plan view of the drum core of this embodiment, FIG. 2 (A-2) is a side view of the drum core, and FIG. 2 (B-1) is a plan view of the ring core of this embodiment. (B-2) is a side view of the ring core viewed from the direction of arrow F2, FIG. 2 (C-1) is a perspective view of the resin base viewed from the front surface side, and FIG. 2 (C-2) is a back surface view of the resin base. It is a plan view. 3 and 4 are views showing the manufacturing procedure of the coil component of this embodiment, and FIG. 5 shows the length of coating peeling at the joint between the conductor end and the terminal, the laser irradiation range at the time of joining, and the length of the joint. It is a top view which shows.
図1(A)及び図3に示すように、本実施例のコイル部品10は、ドラムコア20が、リングコア30の貫通孔32に収納されており、これらの間、すなわち、ドラムコア20の鍔部の外周と、リングコア20の貫通孔32の内周の間のギャップGに、2種類の固定部60A,60B,62A,62Bが設けられた構造となっている。また、ドラムコア20の他方の鍔部26と接着される樹脂ベース70には、ドラムコア20に巻回する巻線40から引き出された端部と接続する端子電極50A,50Bが設けられている。
As shown in FIGS. 1A and 3, in the
図4(C)に概略を示すように、第2の固定部60A,60Bは、ドラムコア20の鍔部24の中心Cを挟んで対向するように2箇所に設けられている。そして、第2の固定部60A,60Bを設けた部分を覆うように、図4(D)に示すように、第1の固定部62A,62Bが弧状に設けられている。第1の固定部62A,62Bは、第2の固定部60A,60Bの外側を覆っていればよく、例えば、全周にリング状に設けてもよい。本実施例では、第2の固定部の硬度が、第1の固定部の硬度より高いものを用いている。
As outlined in FIG. 4C, the
次に、コイル部品10を構成する各部について、詳細に説明する。図2(A-1)及び(A-2)に示すように、コアの一部を構成するドラムコア20は、巻線40が巻回される巻軸22の両端に、一対の鍔部24,26を備えている。本実施例では、巻軸22及び鍔部24,26は、巻軸22の軸方向と直交する断面形状が、略円形となっている。鍔部24,26の表面中央部には、凹部25,27が設けられている。巻線40は、導線42の外周を絶縁性の被膜44で覆ったものである。導線42としては例えば、Cuが用いられ、被膜44としては、耐熱温度が125℃〜180℃程度の樹脂製のものが用いられる。
Next, each part constituting the
リングコア30は、図2(B-1)及び(B-2)に示すように、断面略円形の貫通孔32を有する中空体であって、本実施例では、外形形状が略円形となっている。すなわち、リングコア30は、上面30A,底面30B,外周面30Cからなる略円筒状である。リングコア30の内周の寸法はドラムコア20の外周の寸法より大きく、貫通孔32にギャップGを伴って、ドラムコア20が収納される。リングコア30の底面30B側には、ドラムコア20に巻回した巻線40から導線42を引き出すための溝38A,38Bが形成されている。また、リングコア30の上面30A側には、第1の固定部62A,62Bとなる接着剤の厚みを増すための溝36A,36Bが形成されている。
As shown in FIGS. 2 (B-1) and 2 (B-2), the
次に、樹脂ベース70について説明する。樹脂ベース70は、ドラムコア20の一方の鍔部(本実施例では、鍔部26)を装着するとともに、巻線40の導線42と電気的に導通する一対の板状の金属である端子電極50A,50Bが設けられたものである。樹脂ベース70は、図2(C-1)及び(C-2)に示すように、上面70Aと底面70B間に所定の厚みを有し、側面72A〜72Dを有する正方形の板状体の対角する角を2箇所切り落とした形状となっている。図示の例では、側面72Aと側面72Bの間に側面74Aを形成し、側面72Cと側面72Dの間に側面74Bを形成している。端子電極50A,50Bは、コアの接着面と反対の実装面側に配置されている。端子電極50A,50Bは、例えば、Ni/Snめっきを施した0.15mm厚みのCu板により形成される。Ni/Snめっきは、完成品として回路に実装される基板側のみに施すとしても良い。
Next, the
側面74A,74Bからは、接合用の接続部52A,52Bが引き出されている。該接続部52A,52Bは、樹脂ベース70内において、端子電極50A,50Bの一部とそれぞれ一体化されたものであり、電気的につながっている。すなわち、樹脂ベース70の一部を面取りして側面74A,74Bを設けることによって、接合用のスペースが形成されている。接続部52A,52Bの先端には、図2(C-1)及び(C-2)に示すように、接続部52A,52Bの延長方向と直交するL字形の固定部54A,54Bが一体のものとして設けられている。固定部54A,54Bは、図3(D)及び(E)に示すように、巻線40の引出部46A,46Bを、接続部52A,52Bとの間に挟むように折り返される。固定部54A,54Bは、折り曲げやすいように、接続部52A,52Bの半分程度の幅に形成されている。また、樹脂ベース70の上面70Aには、中央に突起76が設けられ、ドラムコア30の鍔部26の凹部27を位置合わせして取り付けられている。
Connecting
接続部52A,52B上に巻線40の端部を引き出し、引出部46A,46Bを固定部54A,54Bと挟む。接続部52A,52Bは、用いる導線42の太さより幅が広く、約3倍以内とする。このような範囲とし、被膜端部45より外側のみ、これらをレーザで溶融させることにより接合部56A,56Bが形成され、巻線40の導線端部47A,47Bが、端子電極50A,50Bの接続部52A,52に接続される。すなわち、導線端部47A,47Bが、端子電極50A,50Bと電気的に接続される。接合部56A,56Bは、図1(C)に示すように、空隙(ないし気泡)58を含んでいる。空隙58は、巻線40の引出部46Bの中央を通り、かつ、導線42の引出部46Bと平行な面(図1(C)に#B−#Bで示す断面)における接合部56Bの面積に対して、10%以下である。
The end of the winding 40 is pulled out on the connecting
次に、図3〜図5も参照して、本実施例のコイル部品10の製造方法の一例を説明する。まず、図3(A)に示すように、上述したドラムコア20とリングコア30と樹脂ベース70を準備する。上述したように、樹脂ベース70には、あらかじめ電極板が埋め込まれ、実装面側に端子電極50A,50Bが露出し、側面74A,74Bから接続部52A,52Bが引き出されている。次に、図3(B)に示すように、ドラムコア20の巻軸22に、巻線40を、例えば、被膜44を持つ断面が円形である丸線を用い、一方側から巻軸22に沿って導線を重ねるようにして巻回する。巻線40は、巻軸22の周りに巻回し、巻軸22から外側に向かい、ドラムコア20より外側に両引出部46A,46Bを引き出す。該引出部46A,46Bは、図3(B)に示すように、端子電極50A,5Bとの接続位置に合うようにフォーミングする。
Next, an example of the manufacturing method of the
ここでは、両引出部46A,46Bは、ドラムコア20の一方の鍔部26の内側に沿うように高さを揃え、ドラムコア30から、周方向外側に向けて、それぞれに導線端部47A,47B(引出部46A,46B)が反対方向に向かうようにフォーミングしている。すなわち、一方の導線端部47A側から他方の導線端部47B側を見ると、これらの導線端部47A,47B(及び引出部46A,46B)がほぼ一直線上にある。このように、引出部46A,46Bが一直線上にあると、次工程以降の被膜剥離を精度よくでき、接合の安定性も良くなる。
Here, both the
次に、図3(C)に示すように、巻線40の引き出された引出部46A,46Bから、端子電極50A,50Bと接続する位置の被膜44を剥離する。被膜剥離は、例えば、グリーンレーザを巻線40の引出部46A,46Bの端部を含むように、引出部46A,46Bの側面方向から照射したのち、巻線したドラムコア20を180度反転して再度照射を行う。このように、一方の側面側と180度反転した側面側の2方向からグリーンレーザを照射することになり、この部分の引出部46A,46Bの側面全周の被膜44はほぼ残らず取り除くことができる。ここでのグリーンレーザは、被膜44を昇華させるようにエネルギー調整を行うことで、被膜44の炭化などを起こすことなく、寸法精度良く剥離することができる。このとき、剥離後の被膜44の端部45が、後の接合時に用いるレーザの照射範囲に含まれないように、図5(A)に示すように、導線42の端部47Bから剥離する距離LAを決めて行う。このように、180度角度の異なる2方向からレーザ照射を行うことで、巻線の引出部46A,46Bの端部側の導線42のほぼ全周の被膜44を取ることができる。
Next, as shown in FIG. 3C, the
以上のようにして巻線40が巻回され、引出部46A,46Bから被膜44が剥離されたドラムコア20を、図3(D)に示すように、鍔部26の表面26Aが樹脂ベース70の上面70A側を向くように置く。鍔部26の表面26Aと樹脂ベース70の上面70Aの間には、熱硬化性接着剤を塗布しておく。このとき、上面70Aの中央部の突起76と、鍔部26の中央の凹部27の位置を合わせるとともに、巻線40の引出部46A,46Bと、樹脂ベース70の接合用の接続部52A,52Bの位置が合うようにする(図3(D)及び図5(A))。そして、樹脂ベース70上にドラムコア20を置いたら、ドラムコア20に加重を掛けながら硬化させる。
As shown in FIG. 3D, the
続いて、図3(E)及び図5(B)に示すように、固定部54A,54Bを折り曲げ加工し、該固定部54A,54Bと接続部52A,52Bとの間に、巻線40の引出部46A,46Bを挟む。そして、導線端部47A,47Bと固定部54A,54Bの一部に接合用のレーザを照射して接合部56A,56Bを形成することにより、導線42と接続部52A,52Bが接合し、導線42と端子電極50A,50Bの電気的な接続を行う。レーザは、例えば、YAGレーザを用い、接続部52A,52Bから導線42に向ってから照射する。図4(A)では、背面方向からYAGレーザを照射することになる。特に、太い導線を用いる場合は、YAGレーザのエネルギーを高くする必要があるが、このような場合でも背面方向からの照射を行うことで、巻線40や引出部46A,46BなどにYAGレーザの反射の影響を受けなくすることができる。
Subsequently, as shown in FIGS. 3 (E) and 5 (B), the fixing
接合は、図5(B)に示すように、被膜剥離した導線42の引出部46A,46Bの端部47A,47Bと、折り曲げた固定部54A,54Bの一部が、接合用のレーザ照射範囲LBにおさまるようにする。すなわち、接合用のレーザ照射範囲LBは、被膜44がない範囲とする。なお、接合用のレーザ照射範囲LBの設定は、YAGレーザのスポットの中心からの距離r(図5(B)参照)で示される。この照射範囲LBに被膜44が存在しないことで、被膜44などが反射することがなくなり、エネルギーを効率よく吸収させることができる。
In the joining, as shown in FIG. 5 (B), the
なお、被膜剥離の長さは、導線端部47A,47Bから被膜44の残っている被膜端部45までの長さ(図5(A)のLA参照)を指し、YAGレーザの照射範囲(図5(B)のLB)は、被膜端部45と接するか、または被膜端部45と接しない位置に設定し、照射範囲と被膜端部45との間に距離を取るように行っている。この結果、接合部56A,56Bは、被膜端部45と接することなく、被膜と離れた位置で形成される。接合部56A,56Bの長さ(図5(C)のLC。ただし、接合部56B側を図示し、接合部56A側は省略している。)は、引出部46A,46Bから導線42の断面寸法の変化する部分から接合部56A,56Bの先端までの長さとした。接合部56A,56Bは、導線42と接続部54A,54Bの一部から形成され、引出部46A,46Bから接合部56A,56Bに向って断面寸法が大きくなっている。YAGレーザの照射範囲LBから被膜端部45までの距離を十分確保することで、接合時の熱による被膜の分解を抑制でき、接合部56A,56Bの形成に影響することがなくなる。このため、接合部56A,56Bの大きさを小さくできる。この大きさは、長さとしてみることもでき、長さが短ければ、接合に必要なスペースを小さくでき、小型の部品にも用いることができる。また、本実施例においては、端子電極50A,50Bから樹脂ベース70に伝わる熱を低くでき、樹脂部分の変形や劣化を防ぐことになる。更には、導線42の被膜44へのダメージが抑えられ、巻線部分のショート不良などを防止できる。なお、本実施例では、被膜端部45とYAGレーザ照射範囲LBとの間に、−0.5mmの距離をとっているが、これ以上の距離を確保しても効果は同様である。なお、ここでは、被膜端部45が、YAGレーザの照射範囲LBに含まれる場合の長さをプラスとしており、含まれない場合はマイナスとしている。従って、マイナスの場合は、被膜端部45とYAGレーザ照射範囲LBとの間に距離が確保されていることを意味し、YAGレーザの照射範囲LBと被膜端部45との距離を被膜端部位置とする。
The length of the film peeling refers to the length from the lead wire ends 47A and 47B to the
このように、YAGレーザの照射範囲LBに被膜44が存在しなければ、被膜44の炭化物の影響を受けることもなく、高い接合強度を得ることができる。そして、必要な強度が得られることで、接合部56A,56B自体の大きさを小さくできる。また、接合部56A,56Bには、溶解段階で空隙58を(図1(C)参照)を含むことがあるが、少なくとも被膜44のガス化の影響は受けることがないため、空隙58の割合を一定以下に少なくできる。このため、接合部56A,56Bの大きさを小さくでき、長さとしても短くなる。これらにより、接合部56A,56Bの長さは小さくしつつ、接合部56A,56Bの機械的強度を確保することができ、省スペース化につなげることができる。また、本実施例では、導線と端子電極に同じ材質の金属を用いる。これにより、接合時の溶解をほぼ同時に行うことができ、接合部56A,56B以外の周囲の部分への影響を抑えることができる。なお、端子電極については、Ni/Snめっきなどを施すこともあるが、この場合でも、Ni/Snめっきの接合への影響は小さく、この部分を除いた端子電極が導線と同じ材質であれば、同様に接続することができる。
As described above, if the
以上のようにして接合部56A,56Bを形成したら(図4(B))、次に、図4(C)に示すように、リングコア30の貫通孔32にドラムコア20が収納されるように、リングコア30を樹脂ベース70上に配置する。リングコア30と樹脂ベース70の間には、熱硬化性樹脂を塗布しておく。そして、画像認識により、ドラムコア20とリングコア30の位置調整を行う。この状態で、図4(C)に示すように、ドラムコア20の上面側、すなわち、実装面と反対側(本実施例では、鍔部24の上面24A側)からディスペンサを用い、ドラムコア20の鍔部24の外周面とリングコア30の内周面との間にUV接着剤を2点塗布し、UVランプで硬化させる。
After forming the
塗布して硬化させたUV接着剤が、第2の固定部60A,60Bとなる。第2の固定部60A,60Bは、ドラムコア20とリングコア30を位置決めした位置に固定する。そのため、以後の工程間や、環境試験等による位置の変動を抑制できる。また、図示の例では、複数(2箇所)配置し、ドラムコア20の中心Cに対して対抗した位置にあるため、リングコア30に掛かる応力も均等になる。
The UV adhesive applied and cured becomes the
最後に、図4(D)に示すように、ドラムコア20とリングコア30間のギャップGに、第2の固定部60A,60Bの上面(外側)を覆うように、熱硬化性接着剤をディスペンサを用いて塗布し、150℃で硬化させる。硬化後の熱硬化性接着剤は、第1の固定部62A,62Bとなる。また、この熱硬化工程により、ドラムコア20及びリングコア30と樹脂ベース70の間に塗布された熱硬化性接着剤も硬化し、ドラムコア20及びリングコア30と、樹脂ベース70が接着される。
Finally, as shown in FIG. 4 (D), a thermosetting adhesive is dispensed into the gap G between the
このように、第1の固定部62A,62Bが、第2の固定部60A,60Bを覆うことで、第2の固定部60A,60Bとは重ならず、ドラムコア20の外周面と接する部分では、第1の固定部62A,62Bの高さ方向の厚みを確保できる。また、第1の固定部62A,62Bとドラムコア20の外周面と接する部分の長さを長くとることで、この厚みを確保した部分を長くでき、剥離などの欠陥を抑制できる。このため、第1の固定部62とドラムコア20の外周面と接触している部分の長さの割合が、ドラムコア20の外周面の長さに対して60%以上存在しているほうがよい。
In this way, the
なお、第1の固定部62A,62Bと第2の固定部60A,60Bの重なっている部分については、第2の固定部60A,60Bとドラムコア20の外周面と接している部分の長さを、第1の固定部62とドラムコア20の外周面と接触している部分の長さに含む。本実施例では2種類の接着剤を用いているが、第2の固定部60A,60Bとなる接着剤は、硬化後の硬度の高いものを用い、第1の固定部62A,62Bとなる接着剤(熱硬化性接着剤)としては、硬化後の線膨張係数の低いものを用いる。
Regarding the overlapping portion of the
<試作例>・・・次に、本実施例の試作例について説明する。以下の表1に示す条件で、比較例1,2及び試作例1〜8のコイル部品を製作し、空隙の割合(%)と強度min値(N)について確認を行った。コイル部品は12.5×12.5×6mmの寸法の巻線型インダクタとし、磁性体であるドラムコア20及びリングコア30としては、Ni−Znフェライトを用いた。また、巻線40としては、ポリアミドイミド被膜付きのφ0.4mmの導線を用い(導線自体はCu)、巻数は10.5とした。
<Prototype example> ... Next, a prototype example of this embodiment will be described. Coil parts of Comparative Examples 1 and 2 and Prototype Examples 1 to 8 were manufactured under the conditions shown in Table 1 below, and the percentage of voids (%) and the strength min value (N) were confirmed. The coil component was a winding inductor having dimensions of 12.5 × 12.5 × 6 mm, and Ni—Zn ferrite was used as the
また、第2の固定部60A,60Bには短時間で硬化が可能な接着剤として、硬度としてショアDの40から65であるUV接着剤を用い、第1の固定部62A,62B、および樹脂ベース70と2つのコアの接着には熱硬化性接着剤を用い、硬度としてショアDの30、または40であるエポキシ樹脂の接着剤を用いた。樹脂ベース70としては、150℃以上の耐熱性のエポキシ樹脂からなる外形寸法(最大部分)12.5×12.5mmで厚みが1mmのものを用いた。また、端子電極50A,50Bとしては、Ni/Snめっきが施された厚み0.15mmのCu板を、樹脂ベース70に埋め込んだものを用いた。接合に用いる接合用のレーザは、グリーンレーザ(波長532nm)とした。
Further, as the adhesive capable of curing in a short time, UV adhesive having a hardness of 40 to 65 of Shore D is used for the
なお、被膜長さは、YAGレーザの照射範囲LBに含まれる場合の長さをプラス、含まれない場合の長さをマイナスとして、被膜44の端部45との位置関係を求める。被膜44の端部45は、被膜44の有無による色の違いにより判断する。また、接合部長さは、引出部46A,46Bから導線42の断面寸法の変化する部分から接合部56A,56Bの先端までの長さとした。接合部56A,56Bは、引出部46A,46Bから接合部56A,56Bに向って断面寸法が大きくなることから容易に判断できる。
As for the film length, the positional relationship with the
次に、空隙58は、接合部56A,56Bを、導線42の引出部46A,46Bの中央を通り、かつ、導線42の引出方向と平行な面のSEM観察による断面写真を元に画像処理を行い、画像のコントラストの濃淡から、濃い部分を空隙58とし、淡い部分を空隙58ではない部分とし、接合部56A,56Bの断面積に対する空隙58の割合を求めた。空隙58の大きさは50倍の倍率に拡大し、画像処理により面積から円に置き換え、この円の直径に相当する大きさで10μm以上のものを選択し、この面積の合計を空隙58の面積とした。また、接合部の強度評価は、引出部を接合部から内側方向に引っ張り、接合部の破断する強度を測定した。測定は比較例、試作例ともにn=20でそれぞれの最小値(min値)を求めた。なお、内側方向とは、リングコアの側面を外側とし、外側からドラムコアに向って見る方向を指す。
Next, the
表1に示した比較例及び試作例の結果から、以下のことが確認された。なお、比較例1と試作例1〜4は線径がφ0.6mmであり、比較例2と試作例5〜8は線径がφ0.2mmであるが、比較例1及び試作例1〜4と、比較例2及び試作例5〜8は、端子の材質と被膜端部位置は対応させた。
比較例1は、φ0.6mmの導線42を用い、端子電極50A,50Bとして、導線42と同じ材質のCuを用い、被膜端部位置が0.3mm(被膜端部45がYAGレーザ照射範囲LBに含まれる)としたものである。結果をみると、被膜剥離した被膜無し部分が先に溶けて、被膜有りの部分は黒い変色の痕跡が残る。これは、被膜44の炭化によるものであり、このような部分があると、この部分を切っ掛けに剥離しやすいことで、十分な強度は得られず、これが強度ばらつきが生じる原因となる。このため、強度の最小値を確保するため、結果として、全体としての長さは長くなる。
From the results of the comparative example and the prototype example shown in Table 1, the following was confirmed. Comparative Example 1 and Prototype Examples 1 to 4 have a wire diameter of φ0.6 mm, and Comparative Example 2 and Prototype Examples 5 to 8 have a wire diameter of φ0.2 mm, but Comparative Example 1 and Prototype Examples 1 to 4 have a wire diameter of φ0.2 mm. In Comparative Example 2 and Prototype Examples 5 to 8, the terminal material and the coating end position corresponded to each other.
In Comparative Example 1, a
試作例1は、φ0.6mmの導線42を用い、端子電極50A,50Bとして、導線42と同じ材質のCuを用い、被膜端部位置が0.0mm(被膜端部45がYAGレーザ照射範囲に入らないギリギリの位置)としたものである。試作例1によれば、被膜44の端部45が接合部56A,56Bと干渉しない範囲で接合を行うことで、安定した接合が可能となる。このため、接合部の長さを短くでき、それでも十分な強度が得られている。また、接合に必要なパワーを従来より半減することができ、被膜44へのダメージを抑え、巻線部分への影響はない。
In Prototype Example 1, a
試作例2は、φ0.6mmの導線を用い、端子電極50A,50Bとして、導線42と同じ材質のCuを用い、被膜端部位置が−0.2mm(被膜端部45がYAGレーザ照射範囲LBから0.2mm離れている)としたものである。試作例2によれば、接合部の長さを短くしても安定性がよく、十分な強度が得られている。試作例3は、被膜端部位置が−0.5mmである(被膜端部45がレーザ照射範囲LBから0.5mm離れている)ほかは、試作例2と同様である。試作例3によれば、被膜端部45をYAGレーザ照射範囲LBからさらに離すことにより、空隙58の割合が減って、接合部の強度を高く維持しつつ、接合部の長さを短くすることができる。なお、−0.2mmと−0.5mmの結果を比較すると、空隙の割合以外には大きな差がないことから、φ0.6mmの導線42を用いた場合であっても、被膜端部45は、YAGレーザ照射範囲LBから0.5mm離れていれば十分と考えられ、これ以上離しても有効な差は生じないと考えられる。
In Prototype Example 2, a conducting wire having a diameter of 0.6 mm is used, Cu of the same material as the
試作例4は、端子電極50A,50Bとして、導線42とは異なる材質のリン青銅を用いたものであり、その他は試作例3と同様に作成した。試作例4では、接合部56A,56Bの形状が不安定になった。これは、リン青銅が先に溶けてしまい、(導線42はCu)を用い、導線42が後から溶けるため、わずかであるが接合時のレーザを照射する時間を要することになる。このため、時間を長くかける分、溶融する量が多くなり、試作例3と比べると接合部の長さは長くなる。
In Prototype Example 4, phosphor bronze, which is a material different from that of the
比較例2及び試作例5〜8は、導線42をφ0.2mmにしたほかは、比較例1及び試作例1〜4と同じであり、同様の傾向を示す。なお、細い導線42の場合には、導線42も溶けやすくなるため接合に必要なエネルギーは低くてよいことになる。この場合、端子は低いエネルギーで溶けることが望ましく、試作例8に示すように、一つの方法としてリン青銅を用いることで、リン青銅を先に溶かすことができる。これは、細い導線42では、被膜44の厚みが薄い場合に用い、熱による被膜ダメージを受けにくくすることにつながる。
Comparative Example 2 and Prototype Examples 5 to 8 are the same as Comparative Example 1 and Prototype Examples 1 to 4 except that the
このように、実施例1によれば、次のような効果がある。
(1)被膜付き導線を巻回して形成した巻線部40と、導線42の端部にある接合部56A,56Bと、該接合部56A,56Bにより導線42と電気的に接続する端子電極50A,50Bを有するコイル部品10において、導線40の被膜44と接合部56A,56Bが接していないため、導通を確実にとることができる。また、強度を得られる分、接合部の長さを短くできるため、省スペース化を図ることも可能である。
(2)接合部56A,56Bが空隙(ないし気泡)58を含み、該空隙58が、導線42の引出部46A,46Bの中央を通り、かつ、導線42の引出方向と平行な面における接合部56A,56Bの断面積に対して10%以下とした。このため、空隙58の存在を抑えることで、強度を高くすることができ、更に接合部の長さを短くすることができる。また、体積を小さくできるため、無駄なスペースを使うことなく、小型の部品にも用いることができる。
As described above, according to the first embodiment, there are the following effects.
(1) A winding
(2) The
(3)導線42及び端子電極50A,50B(及び接続部52A,52B)に、Cuを用いることで太い導線であっても接続しやすくなる。これは、引出部52A,52Bと導線52の接合時のレーザ照射による熱の吸収率、温度変化を同じにすることができ、同じタイミングでそれぞれを溶融させることによるものであり、また形状の安定性にもつながる。
(4)導線42の被膜44の耐熱温度を125℃〜180℃としたので、高温の対応が可能となる。これは、接合部56A,56Bの熱による被膜44のダメージを受けにくくし、引出部46A,46Bおよび巻線40の絶縁劣化を防止できることによる。
(3) By using Cu for the
(4) Since the heat resistant temperature of the
なお、本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることができる。例えば、以下のものも含まれる。
(1)前記実施例で示した形状,寸法は一例であり、必要に応じて適宜変更してよい。例えば、前記実施例では、リングコア30の外形断面形状を円形としたが、八角形や四角形等であってもよく、また、角に回転しない程度のRをつけた形状としてもよい。
(2)前記実施例で示した被膜剥離の範囲も一例であり、導線の太さや接合に用いる接合用のレーザの照射範囲や出力に応じて、同様の効果を奏する範囲内で適宜変更可能である。被膜剥離する長さは、被膜44の端部45が、その後の導線と端子電極の引出部との接合部と干渉しない位置であればよい。また、このときの接合に用いる接合用のレーザを照射するパワーは、導線にはダメージを与えない範囲で設定すればよい。
(3)前記実施例で示したリングコア30からの巻線40の引き出し構造も一例であり、同様の効果を奏する範囲内で適宜設計変更可能である。
(4)前記実施例では、導線42と端子電極50を同じ材質で形成することとしたが、これも一例であり、導線の太さによっては、上述した試作例8のように、端子電極として導線より溶けやすい金属を用いてもよい。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. For example, the following are also included.
(1) The shapes and dimensions shown in the above examples are examples, and may be appropriately changed as necessary. For example, in the above embodiment, the outer cross-sectional shape of the
(2) The range of film peeling shown in the above embodiment is also an example, and can be appropriately changed within a range that produces the same effect according to the thickness of the conducting wire and the irradiation range and output of the laser for joining used for joining. be. The length at which the coating film is peeled off may be such that the
(3) The pull-out structure of the winding 40 from the
(4) In the above embodiment, the
(5)前記実施例で示した端子電極50A,50Bの形状や、樹脂ベース70を用いた巻線40の引出部46A,46Bとの接合形態も一例であり、同様の効果を奏する範囲内で適宜設計変更可能である。
(6)前記実施例では、2つの第2の固定部60A,60Bを設けることとしたが、これも一例であり、第2の固定部は2つ以上であれば、その数や配置は適宜変更可能である。
(7)前記実施例では示した樹脂ベース70も一例であり、同様の効果を奏する範囲で、材料や形状等を適宜変更してよい。
(8)前記実施例では、第2の固定部60A,60Bの上面を完全に覆うように第1の固定部62A,62Bを設けることとしたが、これも一例であり、必ずしも第2の固定部の全体を覆う必要はなく、一部を覆うような形態であってもよい。少なくとも第2の固定部60A,60Bは第1の固定部62A,62Bのいずれかに接していればよい。いずれの形態であっても、第1及び第2の固定部が部品から脱落するようなことがない。
(5) The shapes of the
(6) In the above embodiment, two
(7) The
(8) In the above embodiment, the
本発明によれば、被膜付き導線を巻回した巻線部と、前記導線の引出部の端部に位置する接合部と、該接合部により前記導線と電気的に導通する端子電極と、を有するコイル部品において、前記被膜と前記接合部が離れている。このため、被膜の炭化物の影響を受けることなく、接合強度を得ることができる。また、強度が得られる分、接合部の長さを短くできるため、小型部品向けのコイル部品の用途に適用できる。特に、耐温度や耐衝撃性に優れることから、自動車や産業機械の分野向けのコイル部品の用途として好適である。 According to the present invention, a winding portion around which a coated conductor wire is wound, a joint portion located at an end portion of a lead portion of the conductor wire, and a terminal electrode electrically conductive to the conductor wire by the joint portion are provided. In the coil component to have, the coating film and the joint portion are separated from each other. Therefore, the bonding strength can be obtained without being affected by the carbides of the coating film. In addition, since the length of the joint can be shortened as much as the strength is obtained, it can be applied to the application of coil parts for small parts. In particular, since it is excellent in temperature resistance and impact resistance, it is suitable as an application for coil parts for the fields of automobiles and industrial machines.
10:コイル部品
20:ドラムコア
22:巻軸
24,26:鍔部
24A,26A:表面
25,27:凹部
30:リングコア
30A:上面
30B:底面
30C:外周面
30D:内周面
32:貫通孔
36A,36B,38A,38B:溝
40:巻線
42:導線
44:被膜
45:被膜端部
46A,46B:引出部
47A,47B:導線端部
50A,50B:端子電極
52A,52B:接続部
54A,54B:固定部
56A,56B:接合部
58:空隙
60A,60B:第2の固定部
62A,62B:第1の固定部
70:樹脂ベース
70A:上面
70B:底面
72A〜72D:側面
74A,74B:側面
76:突起
C:ドラムコアの中心
LA:被膜剥離の長さ
LB:接合用のレーザ照射範囲
LC:接合部長さ
G:ギャップ
10: Coil parts 20: Drum core 22: Winding
Claims (3)
前記巻線部より外側に引き出され、前記被膜を有する導線と被膜の無い導線により連続的に形成される引出部と、
前記引出部より外側に位置し、前記被膜の無い導線の端部に位置する接合部と、
該接合部により前記引出部と電気的に導通する端子電極と、
を有するコイル部品の製造方法であって、
前記端子電極と接続する位置の導線の側面全周の被膜を取り除くことで、端部の被膜が剥離された導線を準備するステップと、
前記端部の被膜が剥離された導線を、端子電極となる金属板の接続部に置くステップと、
前記金属板の固定部を折り曲げ加工し、金属板上の接続部と固定部との間に前記導線の引出部を挟むステップと、
前記導線の端部と固定部の一部に、接合用レーザを接続部側から導線側に向かう方向へ、かつ照射範囲に被膜がある導線部分が入らないように照射して前記接合部を形成するステップと、
を含み、
前記接合部には、空隙を含むことがあり、その空隙の割合は、前記導線の引出部の中央を通り、かつ、前記導線の引出方向と平行な面における接合部の面積に対して、30%以下であることを特徴とするコイル部品の製造方法。 A winding part formed by winding a conducting wire having a coating on the outer circumference,
A lead portion that is pulled out from the winding portion and is continuously formed by a conductor having a coating and a conducting wire without a coating,
A joint located outside the lead and at the end of the uncoated conductor,
A terminal electrode that electrically conducts with the lead-out portion through the joint portion,
It is a manufacturing method of coil parts having
A step of preparing a conductor whose end coating has been peeled off by removing the coating on the entire side surface of the conductor at the position where it is connected to the terminal electrode.
The step of placing the lead wire from which the coating on the end portion has been peeled off at the connection portion of the metal plate to be the terminal electrode, and
A step of bending the fixing portion of the metal plate and sandwiching the lead-out portion of the conducting wire between the connecting portion and the fixing portion on the metal plate.
The joint portion is formed by irradiating the end portion and a part of the fixed portion of the conductor wire with a bonding laser in the direction from the connection portion side to the conductor wire side so that the conductor portion having a coating film does not enter the irradiation range. Steps to do and
Only including,
The joint may include voids, the proportion of which is 30 relative to the area of the junction in a plane that passes through the center of the lead wire leadout and is parallel to the lead wire leadout direction. % Or less, a method for manufacturing a coil component.
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