JPH06260342A - 面実装型コイル部品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 低コスト且つ小型・高性能で基板との半田付
けが確実な面実装型コイル部品を提供する。 【構成】 高周波トランス２０は、磁性材料として一般
的なフェライトを成型することにより、垂直方向１に配
置された柱状のコイル巻軸部２の上端及び下端にそれぞ
れ鍔部を配設したドラム形磁心１０の前記コイル巻軸部
２に巻線１１を捲回してなる面実装型コイル部品であっ
て、前記ドラム形磁心１０の下端側鍔部５を上端側鍔部
３より大きく直方体形状に形成し、前記下端側鍔部５の
端面４及び６に凹形状の溝８を有する複数の突起７を並
設し、該突起の下面を含む全体に電極層１２（斜線部）
を形成するとともに、前記溝８に巻線１１の端部を巻き
付けて前記電極層１２に導電接続した構成である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子機器の回路基板に
面実装する高周波用トランス、チョークコイル等の面実
装型コイル部品に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子機器等に対する小型・高性能
化の消費者ニーズは強く、これに伴い電子回路基板に搭
載される電子部品において比較的大きい容積を占めるコ
イル部品のトランスやチョークコイル等も小型・薄型化
を図りつつ面実装に適合した構造のものが開発されてい
る。

【０００３】例えば、高周波トランスはＤＣ／ＤＣコン
バーター、インバーター等で使用され、一般に垂直方向
に配設された柱状のコイル巻軸部の上端及び下端にそれ
ぞれ鍔部を配設した形状の磁性材料からなるドラム形磁
心の前記コイル巻軸部に巻線を捲回した面実装型のもの
が多く使用されている。

【０００４】図５は上記従来の面実装型高周波トランス
の構造を示す斜視図である。

【０００５】図中、ドラム形磁心４１を高周波トランス
５０として使用する場合、複数の巻線が捲回されるため
に、巻線を巻き付けて実装基板と接続するための複数の
端子が必要になる。したがって従来は金属製のリード端
子４３が側面から突出してＳ字形状に折曲され該先端が
実装基板面と接するように植設された合成樹脂製の台座
４４を別個に用意し、該台座４４の上面略中央に前記ド
ラム形磁心４１の一方の鍔４５を接着固定し、前記リー
ド端子４３の台座付け根の部分４７に巻線の端部を巻き
付けてからドラム形磁心４１の巻軸部に捲回して他のリ
ード端子に巻き付けるという動作を繰り返し、その後リ
ード端子４３を半田ディップすることにより高周波トラ
ンス５０が構成されていた。また、チョークコイルにお
いても同様の構成であった。

【０００６】上記ドラム形磁心４１は一般に抵抗率が高
いことから高周波用の磁心材料として利用されている酸
化物磁性体であるフェライト（ニッケル亜鉛フェライ
ト、マンガン亜鉛フェライト等）の粉末を加圧成型し、
焼結することによって作られる。

【０００７】次に、コイル部品はその容積に比較してイ
ンダクタンスＬが大きいものが高性能コイル部品として
求められているが、一般に或磁性材料を用いたコイル部
品の実効断面積が均一の場合、近似的に下記関係式が成
り立つ。

【０００８】 （インダクタンス）Ｌ＝Ｎ²・μｅ・Ａ／ｙ 但し、μｅ；実効透磁率、Ｎ；巻数、Ａ；実効断面積、
ｙ；実効磁路長 上記関係式から明らかなようにインダクタンスＬを大き
くするためには磁心に巻く巻線の巻数Ｎ、実効断面積Ａ
または実効透磁率μｅを大きくするか、もしくは実効磁
路長ｙを短くする必要がある。ここに実効透磁率μｅは
横軸に外部磁界、縦軸に磁束密度をとって描いた磁化特
性曲線における磁束密度と外部磁界との比をいい、磁性
材料の有する固有の透磁率と磁心全体の大きさ・形状に
よって決まる数値である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記ド
ラム形磁心４１とリード端子付きの合成樹脂製台座４４
を組み合わせた構造のコイル部品は、 （１）台座部分が厚くなりコイル部品全体の高さが高く
なり、薄型化の要請に反することになるという問題点が
あった。

【００１０】（２）ドラム形磁心４１を合成樹脂製台座
４４に接着固定する場合に、位置決めが必要であること
から、製造工程が増えるという問題点があった。

【００１１】（３）巻線の端子への巻き付け工程の際
に、引っ張り応力によって金属製リード端子４３に歪み
が発生しやすく（図中リード端子４３′）、運搬その他
コイル部品の取扱いの際にリード端子を曲げてしまう恐
れがあるという問題点があった。

【００１２】（４）上記リード端子の曲がりはコイル部
品の実装基板への座りが悪くなって、電極の半田付けが
確実に為されなくなるという問題点を誘発する。

【００１３】（５）リード端子付きの合成樹脂製台座４
４はコストが高く、コイル部品の製造原価が高くなって
しまうという製造上の回避しがたい問題点があった。

【００１４】（６）前述のコイル部品の高性能化（高イ
ンダクタンス化）の要求に対して、巻線の巻数Ｎ、実効
断面積Ａまたは実効透磁率μｅを大きくする手段は、従
来構造のドラム形磁心を使用する限り、全て当該コイル
部品の全体容積を増加させる方向に働き、また実効磁路
長ｙを短くする手段も薄型化には資するが巻厚の増大に
つながり占有面積の増大となるという問題点があった。

【００１５】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、台座及びリード端子をドラム形磁心と一体とな
し、リード端子付きの台座を不要として工程の簡素化を
図り、且つ実装基板との電極の浮きを防止し、コスト低
減を実現した面実装型コイル部品を提供するものであ
る。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は、垂直方向に配
置された柱状のコイル巻軸部の上端及び下端にそれぞれ
鍔部を配設した磁性材料からなるドラム形磁心の前記コ
イル巻軸部に巻線を捲回してなる面実装型コイル部品に
おいて、前記ドラム形磁心の下端側鍔部を上端側鍔部よ
り大きく直方体形状に形成し、前記下端側鍔部の少なく
とも一端面に凹形状の溝を有する複数の突起を並設し、
該突起の少なくとも下面に電極層を形成するとともに、
該電極層に巻線の端部を導電接続したことを特徴とする
面実装型コイル部品を提供することにより、上記目的を
達成するものである。

【００１７】

【作用】本発明においては、ドラム形磁心全体が磁性材
料にて成形されており、例えば磁性材料のフェライトは
高抵抗率のため非導通体として従来の台座の役割を果た
す。換言すれば本ドラム形磁心の下端側鍔部が大きく変
形して鍔であるとともにコイル巻軸部を支える台座にな
ったと看なしてもよい。したがって従来別個に必要であ
った台座が不要となり、当該コイル部品製造工程が簡素
化されコストが低減する。

【００１８】また、本下端側鍔部の容積は従来のドラム
形磁心の鍔部に比して大きいことから、本ドラム形磁心
の実効透磁率μｅが上昇して、前述の関係式から明らか
なように同じ巻数Ｎに対してより大きなインダクタンス
Ｌが得られる。

【００１９】一方、従来品と比べて同じインダクタンス
Ｌを得るために必要な巻数Ｎが減少することから、巻線
の線径を太くすることができ、トランス・チョークコイ
ルとしての銅損（銅巻線の抵抗に起因するエネルギー損
失）が減少する。

【００２０】また 直方体形状に形成された下端側鍔部
の少なくとも一端面に突出した複数の突起が並設されて
おり、該突起の少なくとも下面には電極層が形成されて
いるので、該電極層に巻線の端部を巻き付けて導電接続
することで基板との入出力端子が形成される。この際、
巻線は突起の一部に設けた凹形状の溝に巻き付けられる
ので、該巻き付け部分が突起より露出することがない。
したがって、従来必要とした金属製リード端子が不要と
なり、且つ前記電極層が形成された突起の下面は平坦な
ので実装基板へ載置した場合の座りがよい。

【００２１】また、下端側鍔部が上端側鍔部より大きく
張り出しているので、該張り出した一端面に並設された
複数の突起に巻線を巻き付けた後これを下向きにして溶
融半田槽に突起部分のみを浸漬することで容易に電極層
に半田接続できる。

【００２２】さらに、前記突起は大きく直方体形状に形
成した下端側鍔部の一端面に二個以上並設され、互いの
距離を十分に確保されているので、実装基板上での電極
間のショートの危険が少ない。

【００２３】

【実施例】本発明の実施例を、図面に基いて詳細に説明
する。尚、同様の形状の部材については同符号を用いる
こととする。

【００２４】図１は本発明に係わる面実装型コイル部品
の典型例としての高周波トランスの第一の実施例を示す
斜視図、図２は高周波トランスの第二の実施例を示す斜
視図である。また、図３はチョークコイルの実施例を示
す斜視図、図４は高周波トランスの第三の実施例であ
る。

【００２５】図１において、高周波トランス２０は、磁
性材料として一般的なフェライトを成型することによ
り、垂直方向１に配置された柱状のコイル巻軸部２の上
端及び下端にそれぞれ鍔部を配設したドラム形磁心１０
の前記コイル巻軸部２に巻線１１を捲回してなる面実装
型コイル部品であって、前記ドラム形磁心１０の下端側
鍔部５を上端側鍔部３より大きく直方体形状に形成し、
前記下端側鍔部５の端面４及び６に凹形状の溝８を有す
る複数の突起７を並設し、該突起の下面を含む全体に電
極層１２（斜線部）を形成するとともに、前記溝８に巻
線１１の端部を巻き付けて前記電極層１２に導電接続し
た構成となっている。

【００２６】前記ドラム形磁心１０の材料であるフェラ
イトは酸化物磁性体であって、原材料の粉末を加圧成型
し、焼結することによって作られる。このフェライトは
比較的抵抗が大きく、高周波損失が小さいことから、特
に高周波用の磁性材料として汎用されているもので、ニ
ッケルフェライト、ニッケルコバルトフェライト、ニッ
ケル亜鉛フェライト、マンガン亜鉛フェライトなどの種
類がある。

【００２７】上記ドラム形磁心１０は全体がフェライト
であって、自身が台座となり、且つ金属製リード端子を
使用しないので、フェライトの一体成型が簡単であり、
加工工程の簡素化、低コスト化が図れることになる。

【００２８】次に、電極層１２の形成方法は、Ａｇペー
スト（Ａｇ粉末、ガラス、ビヒクル等から成る）を貯え
た槽内に、突起部７を浸漬したのち引き上げ、１５０℃
で乾燥した後、６００℃〜８００℃で焼成することによ
り電極層が形成される。また、巻線端部の導電接続方法
は、電極層１２が形成された突起７の凹形状の溝７に巻
線１１（エナメル被覆導線、ポリウレタン被覆導線等）
の端部を巻き付け、巻き付けた部分共々突起７を溶融半
田槽に浸漬した後、引き上げることにより半田接続され
る。この際、前記凹形状の溝８は巻線１１の突起７への
巻き付けを確実にし、且つ突起７の下面より巻き付け部
分が露出しないように処理するために有効である。

【００２９】尚、巻き付けた巻線端部のエナメルやポリ
ウレタンの被膜は溶融半田槽に浸漬の際の熱によって溶
けて除去される。

【００３０】上記巻線１１については、一般に同じイン
ダクタンスを得るのであれば線径を太くして銅損を少な
くするのが望ましいが、従来品では、柱状のコイル巻軸
部２の巻線部分が大きくなって高周波トランスの小型・
薄型化に反することになってしまう。

【００３１】この点、本発明に係わる高周波トランス２
０においては、下端側鍔部５の容積が従来のドラム形磁
心の鍔に比して大きいことから、外部磁界に対する磁束
密度の変化が大きくなる。即ち、本高周波トランス２０
の実効透磁率μｅが上昇して、前述の関係式より判るよ
うに、同じインダクタンスＬを得るに必要な巻数Ｎが少
なくて済むので前記銅損の低減が可能となる。

【００３２】一方、同じ巻数Ｎ、実効断面積Ａに対し
て、より大きなインダクタンスＬが得られることは言う
までもない。

【００３３】また、本実施例の高周波トランス２０にお
いては二つの端面４及び６に各々四個の等間隔に並設し
た突起即ち電極層が配置されているので、八端子のコイ
ル構成に対応できる。

【００３４】次に、図２の第二の実施例である高周波ト
ランス２５は直方体形状に形成した下端側鍔部１５の一
端面１６のみに凹形状の溝８を有する四個の突起７を等
間隔に並設した構成である。一次コイルと二次コイルが
各一本の高周波トランスでは本実施例で対応でき、実装
基板の配線設計の自由度が増すことになる。

【００３５】図３は本発明に係わるチョークコイル３０
の実施例を示す斜視図であり、ドラム形磁心３１におい
て、上端側鍔部３３より大きく直方体形状に形成した下
端側鍔部３５の一端面３６のみに凹形状の溝８を有する
二個の突起７を並設した構成である。下端側鍔部３５は
上端側鍔部３３に比して巻軸方向の厚さ及び突起のある
端面３６方向に寸法を拡大している。

【００３６】本実施例のチョークコイル３０においても
低コストであって、電極層が容易に形成でき実装基板へ
の半田付けも確実に行うことができる等、前記高周波ト
ランス２５の実施例と同様の効果を有することは言うま
でもない。

【００３７】図４は図１の高周波トランス２０における
ドラム形磁心１０の他の構成を示す高周波トランス４０
の例であり、下端側鍔部と上端側鍔部が同寸法同形状の
従来のドラム形磁心４１を用い、別個のフェライト台座
５１の上面中央に前記下端側鍔部４５全体が嵌合可能な
凹部４９が設けてあり、下端側鍔部４５は前記凹部４９
に埋設されるようになっている。

【００３８】上記構成においては従来のドラム形磁心４
１を利用して第一の実施例の一体成型のドラム形磁心１
０と全く同様の効果が得られることは言うまでもない。

【００３９】念のために付言すれば、本発明における上
端側鍔部及び下端側鍔部の形状や突起の形状の実施例と
の異同、さらには凹形状の溝の配設の箇所の違いは問題
とならず、下端側鍔部の突起の少なくとも下面に電極層
が形成されることによって、本発明の目的とする面実装
型コイル部品の小型・高性能化が図れるとともに実装基
板への半田付け不良の防止、及びコスト低減が実現する
ことは勿論である。

【００４０】

【発明の効果】本発明に係わるコイル部品は上記のよう
に構成されているため、以下に記するような効果を有す
る。

【００４１】（１）従来別個に必要であった台座及び金
属製リード端子が不要となり、当該コイル部品が小型・
薄型化されるとともに、コストが低減されるという優れ
た効果を有する。

【００４２】（２）同じ巻数Ｎに対してより大きなイン
ダクタンスＬが得られるという優れた効果を有する。

【００４３】（３）従来品に比して巻線の線径を太くす
ることができ、銅損が減少するという優れた効果を有す
る。

【００４４】（４）面実装時に電極層の形成された突起
部が基板上で安定し、半田付けを確実に行うことができ
るという優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる高周波トランスの第一の実施例
を示す斜視図である。

【図２】本発明に係わる高周波トランスの第二の実施例
を示す斜視図である。

【図３】本発明に係わるチョークコイルの実施例を示す
斜視図である。

【図４】本発明に係わる高周波トランスの第三の実施例
を示す斜視図である。

【図５】従来のドラム形磁心を用いた高周波トランスを
示す斜視図である。

【符号の説明】

１ 垂直方向 ２ コイル巻軸部 ３、３３ 上端側鍔部 ４、６、１６、３６ 端面 ５、３５ 下端側鍔部 ７ 突起（部） ８ 凹形状の溝 １０、１５、３１、４１ ドラム形磁心 １１ 巻線 １２ 電極層 ２０、２５、４０、５０ 高周波トランス ３０ チョークコイル ４３、４３′ 金属製リード端子 ４４ 合成樹脂製台座 ４５、４６ 鍔 ４７ 台座寄りのリード端子部分 ４９ 凹部 ５１ フェライト台座

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 垂直方向に配置された柱状のコイル巻軸
   部の上端及び下端にそれぞれ鍔部を配設した磁性材料か
   らなるドラム形磁心の前記コイル巻軸部に巻線を捲回し
   てなる面実装型コイル部品において、前記ドラム形磁心
   の下端側鍔部を上端側鍔部より大きく直方体形状に形成
   し、前記下端側鍔部の少なくとも一端面に凹形状の溝を
   有する複数の突起を並設し、該突起の少なくとも下面に
   電極層を形成するとともに、該電極層に巻線の端部を導
   電接続したことを特徴とする面実装型コイル部品。