JPH02153510A - インダクタンス素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は各種電子機器に利用されるインダクタンス素子
の製造方法に関するものである。

従来の技術 近年、電子機器の軽薄短小化に伴い、電子部品の高密度
実装が進み、それに使われる電子部品の小型化、薄型化
が強く要求されている。こうしたなかでインダクタンス
素子は抵抗やコンデンサに比べて形状が大きいため、特
に上述の要求が強く。

それに加えて高密度化に伴い漏洩磁束防止から磁気シー
ルド化の要求が強い。この種のインダクタンス素子の製
造方法の概要を述べると、リードフレームの一部分の金
属板端子部に接着剤を塗り、その上に、絶、諌被夏され
た銅）腺をフェライトコアに巻線してコイμとしたフェ
ライトコアを置いて固着し、あるいはフェライトコア無
しのコイルのみを置いて固着し、そのコイルの端部の銅
線２本をそれぞれ１本づつ相対する金属板端子部のそれ
ぞれ１つづつに接続する。この状態でトランスファー成
形機の金型内に据えて、ソフトフェライト粉末を含有し
た樹脂を用いて封止成形し、外装樹脂成形体を作る。必
要に応じて熱処理を施して外装樹脂成形体を固化したの
ち、リードフレームから金属板端子部を切υ離して折シ
曲げることによりインダクタンス素子として完成する。

この工程で用いられるソフトフェライト粉末を含有した
樹、指はインダクタンス素子を磁気シールド化するだめ
のものであり、混入されているソフトフエライト粉末の
大きさは平均粒径で約１０μｍと細かい粉末が使われて
いる。この對脂で封止成形すると、外装樹脂成形体の中
に含まれるフェライト粉末により、外装樹脂成形体の透
磁率が大きくなり、コイルで発生する磁束はフェライト
コアと外装樹脂成形体で閉磁路を構成し、素子の外に漏
れ出る磁束が少なくなる。

又、上記製造工程のなかのトランスファー成形において
用いられる金型では、封止樹脂を加圧注入する際に、成
形空間を占めている空気を逃がすためにエヤーギャップ
が設けてあり、−設置には小すくシである。このエヤー
ギャップから樹脂がはみ出すとバリとなり、このバリが
出た場合にはそれを除去する工程が必要となるので、バ
リが出ないよってエヤーギャップは小さくシ、又樹脂の
特性をコントロールしている。その樹脂のコントロール
すべき％比の一つに流れ性があシ、一般的にスパイラル
フローという尺度で測定管理され。

その値が大きければ流れ性が良いがバリがでやすく、小
さいと流れ性が悪くチップの封止成形に不良が出やすぐ
なるがバリは出なくなる。普通トランスファー成形では
この値の最適値は６０〜８０Ｗ１１の範囲であるようで
ある。

発明が解決しようとする課題 上述した従来の製造方法で作られた巻線型インダクタン
ス素子は形が大きく、これを小型化、薄型化する開発が
行われているもののインダクタンスＬの大きさがユーザ
の要望に十分応えた大きさになっておらず、小型、薄型
化したインダクタンス素子のインダクタンスＬを大きく
することが強く望まれている。

現在市販されているチップインダクタをみると。

横３．２謂、縦２．５ａｍ、厚さ２．２７１の形状のも
のでは磁気シールドタイプのインダクタンスＬは１２０
μＨまであるのに対して、それより小型のこれから主た
る製品となるといわれている横ａ２ＨＭ縦１．６ｆｆ、
厚さ１．１ｍｌのものでは巻線型は無く。

積層型において３３μＨまでしかない。現在高密度面実
装化が進むなかで、磁気シールドタイプのチップインダ
クタで小型高インダクタンスのものが強く望まれている
。

本発明は、上述のことがらから、磁気シールドタイプの
巻線型インダクタンス素子のインダクタンスＬを向上さ
せることを目的とする。

課題を解決するための手段 上述の課題を解決するため１本発明のインダクタンス素
子の製造方法は封止成形工程において用いるソフトフェ
ライト粉末含有樹脂中のソフトフェライト粉末の粒径を
犬きくすると共に、封止成形金型のエヤーギャップを大
きくとって対土成形時にバリを出すことを特徴とする。

更に詳しく述べると１本発明の製造方法は、ソフト７エ
ライト扮未を含有した樹脂を作成するに際して、ソフト
フェライト粉末の粒径を大きくシ。

その限界最大粒径を金型の樹脂注入口の最短長さの０．
８倍とし、金型のエヤーギャップの大きさを２０〜１０
０μｍとして封止成型の際にバリを出すことを特徴とす
るインダクタンス素子の製造方法である。

作用 一般にソフトフェライト粉末含有掬脂の透磁率は、ソフ
トフェライト粉末の粒径を大きくすると増大するため、
上述の本発明の手段てよりソフトフェライト粉末の最大
粒径は大きくなり、更に又小さな粒径の粉末の一部分は
有・俵樹脂分と共にバリとして素子外に押出されるので
素子を構成する外装樹脂成型体中て含まれるソフトフェ
ライト粉末は粒径の大きな粉末が多くなり、外装樹脂成
型体の透磁率が増大する。また、ソフトフェライト粉末
の充填１が増すと、ソフトフェライト粉末含有樹脂の透
磁率は増大するた６本発明で：まバリとして有機樹脂分
が押し出されるので、外装樹脂成型体中のソフトフェラ
イト粉末の充填量が増し。

これにより外装樹脂成型体の透磁率が上がる。以上によ
ってインダクタンス素子の閉磁路における外装樹脂成型
体部分の透磁率が増大するのでインダクタンス素子のイ
ンダクタンスが向上することになる。

実施例 以Ｆ１本発明の一実施例を添１寸の図面を用いて説明す
る。

まず第１図、第２図において、ドラム型のフェライトコ
ア１に銅線を巻回してコイ／Ｌ／２とし、このコイル２
をリードフレーム３の一部分の金属板端子部４Ｖｃ接着
剤により固着し、上記コイル２の両端の銅臓を相対向す
る金属板端子部４に接続する。これをトランスファー成
形機の下金型６に据える。この下金型６は上記コイ／Ｖ
２を収納するチップモールド空ｌ！！６を備えるととも
にこのチップモールド空間ｅの外周部にエアギャップ部
７を介してバリ溜め用の半円状の凹部８を形成し、さら
にこのチップモールド空間６には樹脂注入口９が設けら
れている。また、上記チップモールド空間６の底面には
押上ピン１ｏが組込まれている。このような下金型５に
コイル２をセットした後樹脂通路１１を有する上金型１
２を被せてソフトフェライト粉末を含有したＳ脂を注型
して外装樹脂成形体１３を形成し、金型から取出し、リ
ードフレーム３から金属板端子部４を切断し、外装樹脂
成形体１３に沿うように金、１板端子部４を折曲して第
３図のようなインダクタンス素子を製造する。

次に１本発明の特徴とする点てついて具体的に説明する
。

まず、外装樹脂成形体１３を構成するソフトフェライト
粉末を含有した樹脂について、そのソフト７エライト粉
末の粒径と透磁率の関係について実験により求めた。実
・倹はＮｉ　−Ｚｎ系フェライトの粉末を分級して、粒
径範囲を変えた扮未毎て同一充填率でエポキシ樹脂と混
ぜて混練し、それを用いてリングコアを作成して巻線し
、ＬＣＲメータにてインダクタンスを求めて透磁率μｉ
４゜を出した。結果を第４図だ示す。粒径が２０μｍ以
上で頑著に透磁率μｉａｃが増大している。それ故に樹
脂中に含有させるソフトフェライト粉末の粒径は大きい
原透磁率μｉａｃが向上して望ましいが、実１祭のイン
ダクタンス素子の対土成型では金型の樹脂注入口９の大
きさがあるので、それによって制限される。又インダク
タンス素子が大巾に小型化、薄型化した場合外装１脂成
型体１３の寸法によっても制限される。

次にソフトフェライト粉末の充填量と透磁率の関係につ
いて実検により求めた。Ｎｉ　−Ｚｎ系フェライトの粉
末を分級して４６〜１０６μｍの範囲の粉末を準備し、
充填量を変えてエポキシ樹脂と混ぜて混練し、これを用
いてリングコアを作成し巻線して、ＬＣＲメータにてイ
ンダクタンスを測定し透磁率μｉａｏを出した。結果を
第６図に示す。

充填率は増せば増す屋透磁率μｉａｃは向上する。

しかしながらトランスファー成型による封止成形では、
樹脂の流れ畦が間恒となり、実際用いられている樹脂の
フェライト扮未充填１は７０Ｗｔに前後であり、透磁率
μｉａｏは６〜了と低い値である。

充填量を増していくと樹脂の貴が少なくなるため樹脂の
流れ性が悪くなり、、ｆｉ脂が成形時に全体にまわらず
封止不良が起き易くなる。このだめ、充填量は実用上で
は７０Ｗｔ％台であって、ａｏｗｔ％以上にすることは
避けている。

以上のことから、インダクタンス素子のインダクタンス
を向上させるには、含有するソフトフェライト粉末の粒
径を現用の平均粒径１ｏμｍよりも大きな２０μｍ以上
の粒径にし、かつ封止成形不良を起こさずにフェライト
粉末の充填量を高くすることてより達成できる。そこで
フェライト粉末の粒子としては、下金型６の樹脂注入口
９を自由に通過できる粒径で、できるだけ大きな粒径と
するため、謂脂注入口９との関係を調べた。そこでチッ
プインダクタとしての１黄３．２・Ｆｌ、縦１．６・、
ｙｉｗ　。

厚さ１．１１のものにおいて、下金型５の樹脂注入口９
を巾１０００μｍと一定にし高さを１３０μｍから２６
０μｍまで変化させて混入するフェライト扮の粒径と成
形不良の発生との；関係を調べた。

その結果、成形不良の出ない最大粒径は、高さ１３ｏμ
ＴＩＬＫ対して粒径１０５μｙ７１Ｓ高さ１９０μｍに
対して粒径１６０μｍ、高さ２８０μｍに対して粒径２
１０μｍでそれぞれ不良の出ない粒径は樹脂注入口９の
最短長さのほぼ０．８＠にあたる。

それ故、フェライト粉末の限界最大粒径は用いる下金型
６の樹脂注入口９の最短長さのＯＡ＠の大きさと決めた
。

又、封止成形不良を起こさない對脂の流れ性はフェライ
ト粉末を含んだ甜脂のトランスファー成形においては、
スパイラルフローで５　Ｑ　ｆｆ１前後である。これよ
りも流れ性をよくするとバリが出やすくなる。本発明は
このバリを利用して、有機謂脂分と、透磁率μｍ１゜の
低いフェライト粉末の小さな粒ＩＩ子をバリとして、素
子外に押し出してしまうことにより、素子内のフェライ
ト粉末の粒径を大きくすると共に充填量を上げることを
試みこれを達成するにはスパイラルフローは７０ｆ１以
上あることが好ましいことを見い出した。又エヤーギャ
ップ部７としては１洲かい粒子特に２０μｍ以下の粒子
をなるべく有溝１脂分と一緒に押し出すために、最低２
０μｍは必要で、又最大は後のバリ除去の際のやり易さ
と素子の欠けの点から１００μｍ以下が１ましい。

以上の条件を満足するところで実検し、できたインダク
タンス素子の外装樹脂成形体１３の一部分を採取して分
析したところ、配合充填量よシＩＱｗｔ％多い８２Ｗｔ
にの充填量となっておυ、この方法により充填量が上げ
られることが明らかとなった。

次に具体的な実施例を述べる。

〔実施例１〕 Ｎｉ　−Ｚｎ系の　ドラムコアに銅＠直径が３０μｍの
被覆銅線を６０ターン巻き、リードフレームの金属板端
子部に接着剤と共に置いて固化固定した。

そのあとコイルの両端部を金属板端子部に半田付し、金
型に据えた。この金型のエヤーギャップは４０μｍにし
、注入口部分以外の素子の周囲全体にわたって設けると
共に、パＩＪ　、Ｗめを設けた。又注入口の大きさは１
０００μｆｉＸ１５Ｑμｍであった。

一方、Ｎｉ　−Ｚｎ系フェライトの仮焼塊を粉砕しふる
いを通して粒径が１０６μ以下の粉末を作った。このフ
ェライト粉末の割合を７２ｗｔ％にしてエポキシ１脂と
混合した。この混合粉を熱ロールによシ混棟し、急冷し
て粗粉砕し、トランスファー成型機に投入できる大きさ
のタブレットに成形した。まず、このタブレットを用い
て、トランスファー成形機でスパイラルフローの実検を
行い。

スパイラル長は目漂１直の７０″ｎを、越えた７６ｎで
あった。

先に準備した上述のドラムコア付リードフレームを据え
た金製をトランスファー成形機に取シ付は昇温し、１７
０’Ｃの一定＠変になったことを鑵めた後タブレットを
投入して、封止成形を行った。

金型から封止成形された試料のついたリードフレームを
はずし、バリをつけたままでキュアーし樹脂部を完全便
化させた。そのあとバリを除去し、リードフレームから
金属板端子を切り離して折り曲げ、：黄３．２７８１Ｍ
　、旋１．６　Ｊ厚さ１．１・椙のインダクタンス素子
とした。

比較のため、従来方法でもインダクタンス素子を作成し
た。用いたドラムコア、被覆銅線１巻数。

リードフレームは全て同じで金型のエヤーギャップは１
６μ重のものを用いた。フェライト粉含有エポキシ１脂
については粉末、甜脂、配合割合は同じで唯スパイラル
フローを５Ｑｆｆｌｌとなるよう混線条件を調整した。

この従来方法でトランスファー成形した方はバリは少し
しかでていなかった。

以上の２種のインダクタンス素子り特性をＬＣＲメータ
で測定した。その結果を第−表に示す。

第−表 第一表から明らかなように、本発明品は比較品ト比べて
インダクタンスＬでθ２π向上しておυ又Ｑにおいても
向上がみられた。

これら２種のインダクタンス素子のなかから。

任意にサンプルの素子を選び、それらの外装樹脂成型体
の一部分を採取して、フェライト粉末の充填量を分析し
た。その結果、比・咬品は配合割合と同じの７２ｗｔ％
であるのに対して本発明品Ｉ／１８３ｗｔにと、配合割
合よりも１１ｗｔ％増加していた。

又走査型電子顕微鏡でこれら２橿の外装樹脂成型体の断
面部分を観察したところ、比較品に比べて本発明品の方
が粒径の大きな粉末が多かった。

本発明における樹脂はエポキン廚脂を用いた例について
示したが、他の熱硬化性樹脂、たとえばフェノール樹脂
の不廟和ポリエステルＪ脂など。

又熱可塑性樹脂、たとえばナイロン、ｐｐｓ、液晶ポリ
マーなども用いることができる。

又ソフトフェライト粉末としては、　Ｎｉ　−Ｚｎ系に
限らすＭｎ　−Ｚｎ系、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系及びＭｇ　
−Ｃｕ　−Ｚｎ系等を用いることもできる。

発明の効果 以上のように本発明によれば、樹脂にまぜるソフトフェ
ライト粉末は、金型の樹脂注入口が少なくとも１００μ
ｍ程度はあるので小さくても８０μｍ程の粒径の粉末を
含んだものを用いることができ、又２ｏμｍに満たない
ような細かい粉末の過半の部分をバリとして素子外に押
し出すことができるので、封止成型された外装樹脂成形
体中のソフトフェライト粉末の粒径は現用の平均粒径１
０μｍに比べて大きくすることができて、外装樹脂成形
体の透磁嘉を増大させることができる。

又バリとして有機樹脂成分が押し出されるので外装樹脂
成形体中のソフトフェライト粉末の充填量は、１戊形前
のソフトフェライト粉末含有舅脂中の充填量より大きく
することができ、流れ１生の低い高充填量の對脂を用い
ることなく、高充填量の成形体を作ることができ、この
ため、外装樹脂成形体の透磁率はその中だ含まれるソフ
トフェライト粉末充填機と共に大きくすることができる
。

以上の大粒径粉末と高充眞砥により外装樹脂成形体の透
磁率が増大しインダクタンスＬを向上させることができ
、たとえば（ｌｊ　３，２　ｍ　、縦１．５　ｒｌｎｌ
ｌ　。

厚さ１．１ｍｌのチップインダクタにおいて６８μＨの
ものを試作することができた。

又、ソフトフェライト粉末を準備する工程において、小
粒径の粉末を除去するには１分級が・ら要であるが１本
発明によれノエ、小粒径の粉末はバリの中に含ませて押
し出すことができるので小粒径の粉末を除去するだめの
分級が不必要であり、コスト低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のインダクタンス素子の製造方法の一実
施例で用いた金型の部分的模式図の平面図、第２図は同
第１図のムー五断面図、第３図は本発明に関わる＆ｉｉ
気シールドタイプの巻線型インダクタンス素子の一例を
漢式的に示した断面図。 第４図′ｄソフトフェライト粉末を含有した樹脂による
リングコアにおいて、その透、ａ率と粉末の粒径との関
係を示す特性図、第５図はソフトフェライト粉末を含有
した謂脂によるリングコアにおいてその透磁率と粉末り
充填量との関係を示す特性図である。 １・・・・・・フェライトコア、２・・・・・・コイル
、３・・・・・・リードフレーム、４・・・・・・金属
板端子部、６・・・・・・下金型、６・・・・・・チッ
プモールド空間、７・・・・・・エアギャップ部、８・
・・・・・凹部、９・・・・・・樹脂注入口、１０・・
・・・・押上ピン　１１・・・・・・對脂通路、１２・
・・・・・上金型、１３・・・・・・外装樹脂成形体。 代理人の氏名　弁理士　粟　野　重　孝　ほか１名第１
図 第 図 第 図 第 図 ｇ。 ソフトフェライト粉本の 九　填＊　＜、ＬＡ７ｔ：％う ｎり

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　ソフトフェライト粉末を含有した樹脂として封止成形
   金型の樹脂注入口の最短長さの０．８倍の大きさを限界
   最大粒径としたソフトフェライト粉末を含んだ樹脂を用
   い、エヤギャップを２０〜１００μｍとした金型を用い
   てバリを出してコイルを封止成形することを特徴とする
   インダクタンス素子の製造方法。