JP2017201718A - 表面実装インダクタ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】外部端子の構造をＬ字状にする場合、成形体に導電性ペーストをディップにより塗布しているために外部端子をＬ字状に形成することが難しかった。外部端子を板状の金属フレームで形成する場合、全体の形状が大きくなったり、コイルや成形体の大きさが小さくなって十分な特性が得られなくなったりする上、外部端子を形成するための工数が増加する。【解決手段】導線を巻回して形成したコイル１１と、主に金属磁性体粉末と樹脂を含有する封止材でコイル１１を封止した成形体１２を備える。コイル１１は、引き出し端部１１ｂの表面が成形体１２の表面に露出する様に埋設される。成形体１２の表面の樹脂が除去され、樹脂が除去された部分のコイル１１の引き出し端部１１ｂが露出した位置に、引き出し端部１１ｂを覆う導電性の接合材を形成し、金属磁性体粉と接合材に接合するメッキ層が形成されてコイル１１の引き出し端部が接続される。【選択図】図１

Description

本発明は、導線を巻回して形成したコイルと、主に金属磁性体粉末と樹脂を含有する封止材でコイルを封止した成形体とを備えた表面実装インダクタ及びその製造方法に関する。

従来の表面実装インダクタに、図５に示す様に、導線を巻回してコイル２１を形成し、このコイル２１を磁性粉末と樹脂を含む封止材で形成された成形体２２内に埋設し、コイル２１を成形体２２の表面に形成された外部端子２４に接続したものがある（例えば、特許文献１を参照。）。この表面実装インダクタは、導線を巻回して形成したコイル２１をタブレットに載置し、コイル２１の引き出し端部２１ｂをタブレットの柱状凸部の外側側面に沿わせて成型金型の内壁面との間に挟まれるようにコイルとタブレットを成型金型内に配置し、この金型を用い、樹脂成形法もしくは圧粉成形法によりコイル２１を内蔵する成形体２２が形成され、この成形体に導電性ペーストをディップにより塗布して外部端子２４が形成される。

特開２０１０−２４５４７３号公報

近年、電子機器の更なる小型化に伴い、このような構造の面実装インダクタでは上面に形成された外部電極がシールド板と接触してショートする可能性が生じる。そのため電極の構造をＬ字状にした面実装インダクタへの要求が高まってきた。
この様な状況の中、従来の表面実装インダクタにおいて、外部端子の構造をＬ字状にしようとした場合、成形体に導電性ペーストをディップにより塗布しているために外部端子をＬ字状に形成することが難しかった。また、従来の表面実装インダクタは、導電ペースト槽にためられた導電性ペーストに成形体を浸す形になるため、成形体の外部端子を形成する部分が浸る程度の導電性ペーストが必要となる上、品質管理上廃棄しなければならない量を含めると無駄になる導電性ペーストが多く、製造コストが上昇する原因ともなっていた。
この様な問題点を解決するために、特開２００９−１７０４８８号公報に示す様に、外部端子を板状の金属フレームで形成することが行われたが、金属フレームの厚み分、全体の形状が大きくなったり、コイルや成形体の大きさが小さくなって十分な特性が得られなくなったりする上、外部端子を形成するための工数が増加するという問題があった。
また、別の解決手法として、外部端子をスパッタにより形成することが考えられるが、高価な装置が必要となるという問題があった。

本発明は、高価な装置を用いることなく、外部端子を容易に形成することができ、低背化、特性の向上が可能な表面実装インダクタ及びその製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、導線を巻回して形成したコイルと、主に金属磁性体粉末と樹脂を含有する封止材でコイルを封止した成形体を備えた表面実装インダクタにおいて、コイルは引き出し端部の表面が成形体の表面に露出する様に埋設され、成形体の表面の外部端子が形成される部分の樹脂が除去され、金属磁性体粉と外部端子を構成するメッキ層が接合され、外部端子とコイルの引き出し端が接続される。
また、本発明は、導線を巻回して形成したコイルと、主に金属磁性体粉末と樹脂を含有する封止材でコイルを封止した成形体を備えた表面実装インダクタにおいて、コイルは成形体内に埋設されて引き出し端部が成形体から引き出され、成形体の表面の外部端子が形成される部分の樹脂が除去され、金属磁性体粉と外部端子を構成するメッキ層が接合され、外部端子とコイルの引き出し端が接続される。
さらに、本発明は、導線を巻回して形成したコイルと、主に金属磁性体粉末と樹脂を含有する封止材でコイルを封止した成形体を備えた表面実装インダクタの製造方法において、導線を巻回して形成したコイルを成形体内に埋設する工程と、成形体の表面の外部端子が形成される部分の樹脂を除去し、成形体にメッキ処理を施して樹脂が除去された部分において金属磁性体粉と接合するメッキ層を形成してコイルの引き出し端と接続される外部端子が形成される工程を備える。

本発明の表面実装インダクタは、導線を巻回して形成したコイルと、主に金属磁性体粉末と樹脂を含有する封止材でコイルを封止した成形体を備え、コイルは引き出し端部の表面が成形体の表面に露出する様に埋設され、成形体の表面の外部端子が形成される部分の樹脂が除去され、金属磁性体粉と外部端子を構成するメッキ層が接合され、外部端子とコイルの引き出し端が接続されるので、高価な装置を用いることなく、外部端子を容易に形成することができ、低背化、特性の向上が可能となる。
また、本発明の表面実装インダクタは、導線を巻回して形成したコイルと、主に金属磁性体粉末と樹脂を含有する封止材でコイルを封止した成形体を備え、コイルは成形体内に埋設されて引き出し端部が成形体から引き出され、外部端子とコイルの引き出し端が接続されるので、高価な装置を用いることなく、外部端子を容易に形成することができ、低背化、特性の向上が可能となる。
さらに、本発明の表面実装インダクタの製造方法は、導線を巻回して形成したコイルと、主に金属磁性体粉末と樹脂を含有する封止材でコイルを封止した成形体を備え、導線を巻回して形成したコイルを成形体内に埋設する工程と、成形体の表面の外部端子が形成される部分の樹脂を除去し、成形体にメッキ処理を施して樹脂が除去された部分において金属磁性体粉と接合するメッキ層を形成してコイルの引き出し端と接続される外部端子が形成される工程を備えるので、高価な装置を用いることなく、外部端子を容易に形成することができ、低背化、特性の向上が可能となる。

本発明の表面実装インダクタの成形体の斜視図である。 本発明の表面実装インダクタの成形体を加工した状態の成形体の斜視図である。 本発明の表面実装インダクタの斜視図である。 本発明の表面実装インダクタの外部端子を説明するための模式図である。 従来の表面実装インダクタの斜視図である。

本発明の表面実装インダクタによれば、成形体の表面の外部端子が形成される部分の樹脂が除去されるので、成形体を構成する金属磁性粉末が露出し、その周囲に比較してこの部分にメッキが成長しやすくなる。この時、成形体の表面の樹脂が除去される部分の形状を調整することにより、外部端子の形状を容易に変更することが可能となる。また、外部端子の厚みを２０μｍ以下に薄くすることができ、その分成形体の大きさを大きくしたり、全体の形状を小さくしたりすることができる。外部端子を薄くできた分成形体の大きさを大きくした場合、導線の太さを太くしたり、コイルの大きさを大きくしたりできる。
また、本発明の表面実装インダクタの製造方法によれば、成形体の表面の外部端子が形成される部分の樹脂が除去されるので、成形体を構成する金属磁性粉末が露出し、その周囲に比較してこの部分にメッキが成長しやすくなる。この時、成形体の表面の樹脂が除去される部分の形状を調整することにより、外部端子の形状を容易に変更することが可能となる。また、外部端子の厚みを２０μｍ以下に薄くすることができ、その分成形体の大きさを大きくしたり、全体の形状を小さくしたりすることができる。外部端子を薄くできた分成形体の大きさを大きくした場合、導線の太さを太くしたり、コイルの大きさを大きくしたりできる。

以下、本発明の表面実装インダクタ及びその製造方法の実施例を図１乃至図４を参照して説明する。
図１は本発明の面実装インダクタの成形体の斜視図である。
図１において、１１はコイル、１２は成形体である。
コイル１１は、導線をその両端部が外周に位置するように渦巻き状に２段の外外巻きに巻回した巻回部１１ａと、巻回部１１ａから引き出された引き出し端部１１ｂを備えた空芯コイルが形成される。導線は断面が平角状の平角線が用いられる。引き出し端部１１ｂは、導線の両端部が巻回部１１ａから巻回部を挟んで対向する様に引き出される。
成形体１２は、樹脂と磁性材料を含む封止材を用いてコイル１１を内包する様に形成される。封止材としては、磁性材料として例えば鉄系の金属磁性粉末を、樹脂として例えばエポキシ樹脂をそれぞれ用い、これらを混合したものが用いられる。この成形体１２の長さ方向の対向する側面には、コイル１１の引き出し端部１１ｂの表面が露出する。
そして、この成形体１２の長さ方向の対向する側面と底面に外部端子１４が形成され、コイル１１の引き出し端部１１ｂと外部端子１４が接続される。外部端子１４は、ＮｉやＳｎ等の金属材料を用いたメッキ層によりＬ字状に形成される。

この様な表面実装インダクタは以下の様にして製造される。まず、断面が平角状の絶縁被覆が施された導線をその両端が外周に位置する様に渦巻き状に２段の外外巻きに巻回して巻回部１１ａを形成した後、導線の両端を巻回部の外周から引き出して引き出し端部１１ｂを形成して空芯コイル１１が形成される。本実施例で用いる導線は絶縁被膜としてイミド変成ポリウレタン層を有するものを用いた。絶縁被膜は、ポリアミド系やポリエステル系などでもよく、耐熱温度が高いものの方が好ましい。また、本実施例では断面が平角形状のものを用いるが、丸線や断面が多角形状のものを用いてもよい。
次に、磁性材料として例えば鉄系の金属磁性粉末を、樹脂として例えばエポキシ樹脂をそれぞれ用い、これらを混合して粉末状に造粒した封止材を用いて、圧縮成形法にて、図１に示すような空芯コイル１１が埋設された成形体１２を成形する。このとき、空芯コイル１１の引き出し端部１１ｂは、成形体１２の長さ方向の対向する側面の外部端子が形成される位置にその表面が露出するようにする。本実施例では圧縮成形法で成形体を作成したが、圧粉成形法などの成形方法で成形体を作成してもよい。
続いて、空芯コイル１１の引き出し端部１１ｂの表面の被膜を機械剥離によって除去した後、図２に示す様に、成形体１２の長さ方向の対向する側面と底面の外部端子が形成される部分１３をレーザー照射、ブラスト処理、研磨等を用いてその表面に存在する樹脂成分等を除去する。これにより、成形体１２を構成する金属磁性粉末の表面や切断面が露出する。
さらに、この成形体１２に導電材料でメッキ処理を施して、図３に示す様に成形体１２の長さ方向の対向する側面と底面に金属磁性粉末と接合するメッキ層を形成して外部端子１４が形成される。導電材料としては、例えばＮｉやＳｎを含有するもの、又は、その両方を含有するものが用いられる。外部端子１４は成形体１２の表面に露出していた空芯コイル１１の引き出し端部１１ｂと接続される。

この様に形成された本発明の表面実装インダクタは、成形体が樹脂と金属磁性粉末を含む封止材を用いて形成されるので、図４（Ａ）に示す様に、その表面は樹脂１２ａに覆われ、内部に金属磁性粉末１２ｂが混在した状態となっている。ここで、成形体の外部端子が形成される部分をレーザー照射、ブラスト処理、研磨等を用いてその表面に存在する樹脂成分等を除去することにより、図４（Ｂ）に示す様に、成形体の外部電極を形成する部分に、成形体の表面に金属磁性粉末１２ｂが露出する。この状態で成形体に導電材料でメッキ処理を施すことにより、図４（Ｃ）に示す様に、成形体の外部端子が形成される部分にメッキ層１４が形成される。これは金属磁性粉末１２ｂが金属性を有するために、成形体にメッキ処理を施すことにより、成形体の表面の金属磁性粉末が露出した部分に集中的に通電されてメッキが成長し、成形体の表面の金属磁性粉末を露出させた部分にメッキ層１４が形成されることになる。
従って、本発明の表面実装インダクタは、成形体の表面の樹脂が除去された部分に、金属磁性粉末と接合するメッキ層が形成されて、成形体に空芯コイルの引き出し端部と接続される外部端子が形成される。

以上、本発明の表面実装インダクタ及びその製造方法の実施例を述べたが、本発明はこの実施例に限られるものではない。例えば、実施例では封止材として磁性材料に鉄系金属磁性粉末、樹脂にエポキシ樹脂を用いたが、磁性材料として他の組成の金属磁性粉末、その表面がガラス等の絶縁体で被覆された金属磁性粉末、表面を改質した金属磁性粉末を用いても良い。また、樹脂として、ポリイミド樹脂やフェノール樹脂などの熱硬化性樹脂や、ポリエチレン樹脂やポリアミド樹脂などの熱可塑性樹脂を用いても良い。さらに、外部端子は、成形体にＮｉやＳｎ以外の導電材料でメッキ処理を施して、金属磁性粉末と接合するメッキ層を形成することにより形成しても良い。またさらに、成形体の外部端子が形成される部分の空芯コイルの引き出し端部が露出した位置に、Ａｇ、Ｃｕ等の導体を含有する導電性ペースト等で構成される接合材を空芯コイルの引き出し端部を覆うように塗布した後、成形体にメッキ処理を施しても良い。この場合、この接合材によってコイルの引き出し端と外部端子の固着強度を向上させることができる。
また、実施例ではコイルの引き出し端部の表面が成形体の表面に露出する様にコイルを成形体内に埋設する例を示したが、コイルの引き出し端部が成形体から引き出される様にコイルを成形体内に埋設し、コイルの引き出し端部の表面の被膜を除去すると共に、成形体の外部端子が形成される部分の樹脂成分等を除去し、引き出し端部を外部端子が形成される部分に位置する様に加工し、この状態で成形体にメッキ処理を施して外部端子を形成しても良い。さらに、この場合において、外部端子が形成される部分に位置させたコイルの引き出し端部を覆う様に、Ａｇ、Ｃｕ等の導体を含有する導電性ペースト等で構成される接合材を塗布して、コイルの引き出し端部を成形体に固定した状態で、成形体にメッキ処理を施して外部端子を形成しても良い。

１１ コイル
１２ 成形体

Claims (6)

1. 導線を巻回して形成したコイルと、主に金属磁性体粉末と樹脂を含有する封止材で該コイルを封止した成形体を備えた表面実装インダクタにおいて、
   該コイルは、該成形体内に埋設され、
   該成形体は、鉄を有する金属磁性体粉末を含有し、表面の外部端子が形成される部分の樹脂が除去され、該外部端子を構成する、導電材料で形成されたメッキ層と該金属磁性体粉が接合され、該外部端子と該コイルの引き出し端部が接続されていることを特徴とする表面実装インダクタ。
2. 前記導電材料がＮｉを含有している導電材料である請求項１に記載の表面実装インダクタ。
3. 前記導電材料がＳｎを含有している導電材料である請求項１又は請求項２に記載の表面実装インダクタ。
4. 導線を巻回して形成したコイルと、主に金属磁性体粉末と樹脂を含有する封止材で該コイルを封止した成形体を備えた表面実装インダクタの製造方法において、
   導線を巻回して形成したコイルを、鉄を有する金属磁性体粉末と樹脂を含有する封止材で形成した成形体内に埋設する工程と、
   該成形体の表面の樹脂を除去して該成形体の表面に鉄を有する金属磁性粉末を露出させる工程と、
   該成形体に導電材料でメッキ処理を施すことにより、該成形体表面に露出させた鉄を有する金属磁性体粉末の表面上に、選択的に導電材料のメッキを成長させて該鉄を有する金属磁性体粉末と接合する導電材料のメッキ層を形成して該コイルの引き出し端部と接続される工程を備え、
   コイルを内蔵した成形体に外部端子が形成されることを特徴とする表面実装インダクタの製造方法。
5. 前記導電材料がＮｉを含有している導電材料である請求項４に記載の表面実装インダクタの製造方法。
6. 前記導電材料がＳｎを含有している導電材料である請求項４又は請求項５に記載の表面実装インダクタの製造方法。