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技術 表面実装インダクタおよびその製造方法

出願人 株式会社村田製作所
発明者 新井工植松龍太齋藤公一工藤和秀
出願日 2018年3月1日 (2年2ヶ月経過) 出願番号 2018-036924
公開日 2019年9月12日 (7ヶ月経過) 公開番号 2019-153649
状態 未査定
技術分野 コイルの絶縁 通信用コイル・変成器 コア、コイル、磁石の製造
主要キーワード インダクタンス装置 巻線部材 予備成型体 損傷発生 金属板間 コイル部材 半楕円形状 コイルアレイ
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (8)

課題

製造時に成型体における損傷の発生が抑制される表面実装インダクタを提供する。

解決手段

表面実装インダクタは、磁性体粉を含有する複合材料からなる成型体と、成型体に内包され、延伸方向の両端部を成型体の実装面側から露出する金属板と、金属板の両端部に電気的に接続され、実装面上に配置される外部端子とを備える。成型体に内包される金属板は、延伸方向に平行な面が実装面と直交して配置される。

概要

背景

コイル導体金属磁性体粉末結合材と混合したものを加圧成型してコイル導体を内包した磁性体部と、コイル導体から導出した端子部とを備えるインダクタンス部品が知られている(例えば、特許文献1参照)。このインダクタンス部品では、磁性体部を加圧成型した後に端子部を折り曲げて製造される。また、モールドコイルの製造方法として、溶融した板状のモールド樹脂内に複数個巻線部材を一部埋設し、埋設位置を固定した後コイル部材全部を一体化する方法が知られている(例えば、特許文献2参照)。さらに、両端部にランド端子を有するリボンインダクタンスと、そのランド端子部間に接続された空芯コイルを備える複合インダクタンス装置が知られている(例えば、特許文献3参照)。

概要

製造時に成型体における損傷の発生が抑制される表面実装インダクタを提供する。表面実装インダクタは、磁性体粉を含有する複合材料からなる成型体と、成型体に内包され、延伸方向の両端部を成型体の実装面側から露出する金属板と、金属板の両端部に電気的に接続され、実装面上に配置される外部端子とを備える。成型体に内包される金属板は、延伸方向に平行な面が実装面と直交して配置される。A

目的

本発明の一態様は、製造時に成型体における損傷の発生が抑制される表面実装インダクタおよびその製造方法を提供する

効果

実績

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請求項1

磁性体粉を含有する複合材料からなる成型体と、前記成型体に内包され、延伸方向の両端部を前記成型体の実装面側から露出する金属板と、前記金属板の両端部に電気的に接続され、実装面上に配置される外部端子とを備え、前記金属板は、延伸方向に平行な面が実装面と直交して配置される表面実装インダクタ

請求項2

前記金属板は、厚み方向に直交する断面の外縁部および内縁部が、半環形状または多角形状を有する請求項1に記載の表面実装インダクタ。

請求項3

前記金属板は、厚み方向に平行な断面の外縁部および内縁部が、半環形状または多角形状を有する請求項1に記載の表面実装インダクタ。

請求項4

前記成型体内に、複数の前記金属板を備える請求項1から請求項3のいずれかに記載の表面実装インダクタ。

請求項5

磁性体粉を含有する複合材料からなり、閉じた外縁部および閉じた内縁部からなる面を有する複数の金属板を、前記面を平行にして内包する成型集合体を準備することと、前記成型集合体を前記面に直交する面で分割して、成型体および前記成型体に内包される分割された金属板を備え、前記成型体の実装面側に前記金属板の分割された端面を露出する複数の前駆体を得ることと、前記前駆体の実装面側に、前記金属板の端面と接続する外部端子を形成することと、を含む表面実装インダクタの製造方法。

請求項6

前記成型集合体は、磁性体粉を含有する複合材料からなる平板状の予備成型体を準備することと、前記予備成型体上に、閉じた外縁部および閉じた内縁部からなる面を有する複数の金属板を、前記面を前記予備成型体の面と平行にして配置することと、磁性体粉を含有する複合材料を、前記金属板を被覆して配置し、加圧成型することで準備される請求項5に記載の製造方法。

請求項7

前記金属板は、厚み方向に直交する断面の外縁部および内縁部が、半環形状または多角形状を有する請求項5または6に記載の製造方法。

請求項8

前記金属板は、厚み方向に平行な断面の外縁部および内縁部が、半環形状または多角形状を有する請求項5または6に記載の製造方法。

技術分野

0001

本発明は、表面実装インダクタおよびその製造方法に関する。

背景技術

0002

コイル導体金属磁性体粉末結合材と混合したものを加圧成型してコイル導体を内包した磁性体部と、コイル導体から導出した端子部とを備えるインダクタンス部品が知られている(例えば、特許文献1参照)。このインダクタンス部品では、磁性体部を加圧成型した後に端子部を折り曲げて製造される。また、モールドコイルの製造方法として、溶融した板状のモールド樹脂内に複数個巻線部材を一部埋設し、埋設位置を固定した後コイル部材全部を一体化する方法が知られている(例えば、特許文献2参照)。さらに、両端部にランド端子を有するリボンインダクタンスと、そのランド端子部間に接続された空芯コイルを備える複合インダクタンス装置が知られている(例えば、特許文献3参照)。

先行技術

0003

国際公開第2009/075110号
特開2011−3761号公報
特開平10−241944号公報

発明が解決しようとする課題

0004

磁性体部となる成型体を加圧成型した後に端子部を折り曲げる製造方法では、特に、部品のサイズが小さくなる場合に、磁性体部の折り曲げ部分に損傷が発生する場合があった。本発明の一態様は、製造時に成型体における損傷の発生が抑制される表面実装インダクタおよびその製造方法を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0005

第1態様である表面実装インダクタは、磁性体粉を含有する複合材料からなる成型体と、成型体に内包され、延伸方向の両端部を成型体の実装面側から露出する金属板と、金属板の両端部に電気的に接続され、実装面上に配置される外部端子とを備える。金属板は、延伸方向に平行な面が実装面と直交して配置される。

0006

第2態様である表面実装インダクタの製造方法は、磁性体粉を含有する複合材料からなり、閉じた外縁部および閉じた内縁部からなる面を有する複数の金属板を、その面を平行にして内包する成型集合体を準備することと、成型集合体を前記面に直交する面で分割して、成型体および成型体に内包される分割された金属板を備え、成型体の実装面側に金属板の分割された端面を露出する複数の前駆体を得ることと、前駆体の実装面側に、金属板の端面と接続する外部端子を形成することと、を含む。

発明の効果

0007

本発明の一態様によれば、製造時に成型体における損傷の発生が抑制される表面実装インダクタおよびその製造方法を提供することができる。

図面の簡単な説明

0008

実施例1の表面実装インダクタの断面図である。
実施例1の表面実装インダクタの透過平面図である。
実施例2の表面実装インダクタの断面図である。
実施例3の表面実装インダクタの断面図である。
実施例3の表面実装インダクタの透過平面図である。
実施例4の表面実装インダクタの透過平面図である。
表面実装インダクタの製造方法を説明する透過平面図である。

0009

表面実装インダクタは、磁性体粉を含有する複合材料からなる成型体と、成型体に内包され、延伸方向の両端部を成型体の実装面側から露出する金属板と、金属板の両端部に電気的に接続され、実装面上に配置される外部端子とを備える。成型体に埋設される金属板は、延伸方向に平行な面が実装面と直交して配置される。

0010

コイル導体を構成する金属板が、その両端部を実装面に露出して成型体内に埋設され、その露出部に外部端子が接続されることで、外部端子を形成する際に成型体に損傷が発生することが抑制される。

0011

金属板は、厚み方向に直交する断面の外縁部および内縁部が、半環形状または多角形状を有していてもよい。金属板が単純な形状を有することで、金属板の加工容易になり、生産性が向上する。

0012

金属板は、厚み方向に平行な断面の外縁部および内縁部が、半環形状または多角形状を有していてもよい。金属板の幅を広くすることができ、成型体の高さを低減することができる。

0013

表面実装インダクタは、成型体内に、複数の金属板を備えていてもよい。成型体内に複数のコイル導体を備えることができ、単純なインダクタのみならず、トランスコイルアレイ等を構成することができる。

0014

表面実装インダクタの製造方法は、磁性体粉を含有する複合材料からなり、閉じた外縁部および閉じた内縁部からなる面を有する複数の金属板を、その面を平行にして内包する成型集合体を準備する成型集合体準備工程と、成型集合体を前記面に直交する面で分割して、成型体および成型体に内包される分割された金属板を備え、成型体の実装面側に金属板の分割された端面を露出する複数の前駆体を得る前駆体形成工程と、前駆体の実装面側に、金属板の端面と接続する外部端子を形成する外部端子形成工程とを含む。成型集合体に内包される環状の金属板を半分に切断することで、成型体の実装面側に金属板の分割された端面が露出する複数の前駆体を同時に形成することができる。これにより製造工数を低減することができる。

0015

成型集合体は、磁性体粉を含有する複合材料からなる平板状の予備成型体を準備する予備成型体準備工程と、予備成型体上に、閉じた外縁部および閉じた内縁部からなる面を有する複数の金属板を、その面を予備成型体の面と平行にして配置する金属板配置工程と、磁性体粉を含有する複合材料を、金属板を被覆して配置し、加圧成型する加圧成型工程とを含む工程で準備されてもよい。所望の構成を有する成型集合体を効率的に準備することができる。

0016

金属板は、厚み方向に直交する断面の外縁部および内縁部が、半環形状または多角形状を有していてもよい。金属板が単純な形状を有することで、金属板の加工容易になり、生産性が向上する。

0017

前記金属板は、厚み方向に平行な断面の外縁部および内縁部が、半環形状または多角形状を有してもよい。金属板の幅を広くすることができ、成型体の高さを低減することができる。

0018

本明細書において「工程」との語は、独立した工程だけではなく、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の所期の目的が達成されれば、本用語に含まれる。以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための、表面実装インダクタおよびその製造方法を例示するものであって、本発明は、以下に示す表面実装インダクタおよびその製造方法に限定されない。なお特許請求の範囲に示される部材を、実施形態の部材に限定するものでは決してない。特に実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図中には同一箇所に同一符号を付している。要点の説明または理解の容易性を考慮して、便宜上実施形態を実施例に分けて示すが、異なる実施例で示した構成の部分的な置換または組み合わせが可能である。実施例2以降では実施例1と共通の事柄についての記述を省略し、異なる点についてのみ説明する。特に、同様の構成による同様の作用効果については実施例毎には逐次言及しない。

0019

実施例1
実施例1の表面実装インダクタ100を図1Aおよび図1Bを参照して説明する。図1Aは表面実装インダクタ100の断面図である。図1Bは表面実装インダクタ100の透過平面図である。

0020

図1Aに示すように、表面実装インダクタ100は、磁性体粉を含有する複合材料からなる成型体10と、成型体10に内包される金属板12と、実装面側と側面に渡って配置される外部端子14とを備える。成型体10は、実装面側の底面と、底面に対向する上面と、底面および上面に直交する4つの側面とを有する。また、成型体10は金属板12が延在する長手方向の長さと、長手方向に直交し、紙面手前から奥への短手方向の幅と、底面と上面の距離である高さを有する。金属板12は、その両端部を成型体10の底面に露出して、成型体10に内包される。また、金属板12は成型体10の底面への露出部の一方から、他方の露出部へと弧状に延在し、厚み方向と直交する面を有する。図1Aの断面図では、金属板12の厚み方向と直交する面は半円状の外縁部と、外縁部の半円よりも半径の小さい半円状の内縁部とを有する半環形状を有している。金属板12では、外縁部の半円と内縁部の半円は同心円となっており、外縁部の半円の半径と内縁部の半円の半径の差分が金属板12の幅となっている。図1Aでは金属板12の厚み方向と直交する面が、成型体10の実装面側である底面と直交して配置されている。金属板12の成型体10の底面からの露出部はそれぞれ外部端子14と電気的に接続される。図1Aでは、外部端子14は、成型体10の底面の一部と側面の一部とに渡って延在しているが、成型体の底面のみに形成されていてもよく、底面の一部と側面全体に渡って形成されてもよい。また、外部端子14は成型体10の長手方向に直交する側面のみならず、長手方向に平行な側面に形成されてもよい。図1Aでは、金属板12の外縁部および内縁部は半円形状となっているが、半楕円形状であってもよい。

0021

図1Bは、表面実装インダクタ100の成型体10の長手方向に直交する側面側からみた透過平面図である。表面実装インダクタ100では、成型体10の短手方向に厚みを有する金属板12が、厚み方向に直交する面を、成型体10の短手方向に直交する面と平行にして配置される。図1Bでは、外部端子14は、成型体10の側面の幅と同幅に形成されているが、成型体10の側面よりも狭幅に形成されていてもよい。

0022

表面実装インダクタ100において、成型体10を構成する複合材料は磁性体粉に加えて樹脂等の結着剤を含んでいてもよい。磁性体粉には、例えば、鉄を含む金属磁性体ナノ結晶等の金属磁性粒子フェライト等を用いることができる。また、結着剤には、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂が用いられる。さらに、金属板12は、銅等の導電性金属から形成され、表面実装インダクタ100のコイル導体部を構成する。

0023

成型体10は、例えば、長手方向の長さである縦が2.5mm、短手方向の長さである横が2.0mm、底面と上面の距離である高さが1.0mmの大きさ、いわゆる252010サイズに形成される。また、金属板は、例えば、線幅が600μm、厚みが150μm、外縁部の直径である外径が1.5mmの銅製である金属母材から構成される。

0024

表面実装インダクタ100では、磁性体部を構成する成型体10に内包される金属板12が、両端部を成型体10の底面に露出する形状を有している。そのため、成型体10の形成後に金属板を折り曲げることなく外部端子14と接続でき、外部端子14の形成時における成型体10の損傷発生を抑制できる。

0025

表面実装インダクタ100は、例えば、以下の(1)から(3)の工程を含む製造方法で製造することができる。
(1)成型集合体準備工程
成型集合体準備工程では、磁性体粉を含有する複合材料からなり、閉じた外縁部および閉じた内縁部からなる面を有する複数の金属板を、その面を平行にして内包する成型集合体を準備する。成型集合体は、磁性体粉を含有する複合材料からなる平板状の予備成型体を準備する予備成型体準備工程と、得られる予備成型体上に、閉じた外縁部および閉じた内縁部からなる面を有する複数の金属板を、前記面を予備成型体の面と平行にして配置する金属板配置工程と、磁性体粉を含有する複合材料を、金属板を被覆して配置し、加圧成型する加圧成型工程とを経て準備することができる。

0026

図5は、成型集合体500の一例を示す透過平面図である。図5では、平板状の予備成型体の上に、外縁部と内縁部が同心円をなす環状の前駆金属板18が、厚み方向と直交する面を平行にして配置されている。前駆金属板18は、外縁部を互いに離隔して等間隔に配置される。前駆金属板18の上には、前駆金属板18を被覆して複合材料が配置される。複合材料には平板状の予備成型体を用いてもよい。次いで加圧成型することで一体化され、前駆金属板18が複合材料からなる成型体16に内包された成型集合体500が準備される。加圧成型は、所望の形状を有する金型を用いて行うことができる。

0027

(2)前駆体形成工程
前駆体形成工程では、埋設された金属板の環状の面に直交する面、すなわち、厚み方向に平行な面で、成型集合体を分割して、成型体および成型体に内包される分割された金属板を備え、成型体の実装面側に金属板の分割された端面を露出する複数の前駆体を得る。成型集合体は、環状の金属板間を通る面および環状の金属板の中心部を通る面で切断される。図5では、環状の金属板間を通る面は、AA線を通り、成型集合体の厚み方向に平行な面として成型集合体の縦方向および横方向に設定される。また、環状の金属板の中心部を通る面は、BB線を通り、成型集合体の厚み方向に平行な面として成型集合体の横方向に設定される。

0028

(3)外部端子形成工程
外部端子形成工程では、分割された成型体の実装面側に露出する金属板の分割された端面に接続させて外部端子が形成される。外部端子は、例えば、成型体の実装面に導体ペーストを付与して形成したり、メッキ処理により形成されたりする。

0029

表面実装インダクタの製造方法では、成型集合体に内包される環状の金属板を半分に切断することで、成型体の実装面側に金属板の分割された端面が露出する複数の前駆体を同時に形成することができる。これにより製造工数を低減することができる。

0030

実施例2
実施例2の表面実装インダクタ200を、図2を参照して説明する。図2は表面実装インダクタ200の断面図である。表面実装インダクタ200では、金属板12の断面の外縁部および内縁部の形状がそれぞれ矩形になっており、断面が枠状となっている。

0031

表面実装インダクタ200では、コイル導体部となる金属板12の厚み方向に直交する面が、成型体10の底面に直交する直線状の部分と底面に平行な直線状の部分とから構成され、半枠状となっている。また、金属板12の厚み方向に直交する半枠状の面は、成型体10の長手方向の幅と、成型体10の高さ方向の幅が同一に形成されている。金属板12の端部は成型体10の底面に露出して外部端子14と接続される。

0032

金属板12は、例えば、線幅が600μm、厚みが150μmの銅製である金属母材をから構成され、外縁部の長手方向の長さが1.5mm、高さ0.5mmの矩形状に形成される。

0033

表面実装インダクタ200では、磁性体部を構成する成型体10に内包される金属板12が、両端部を成型体10の底面に露出する形状を有している。そのため、成型体10の形成後に金属板を折り曲げることなく外部端子14と接続でき、外部端子14の形成時における成型体10の損傷発生を抑制できる。また、金属板12の厚み方向に直交する面の形状が矩形の金属板を矩形に打ち抜いた単純な形状のため、金属板12を打ち抜きで形成する場合の生産性が向上する。

0034

表面実装インダクタ200では、金属板12の厚み方向に直交する面の外縁部と内縁部が共に矩形状であるが、三角形状、五角形状六角形状の多角形状であってもよい。

0035

実施例3
実施例3の表面実装インダクタ300を、図3Aおよび図3Bを参照して説明する。図3Aは表面実装インダクタ200の断面図である。図3Bは表面実装インダクタ300の長手方向に直交する側面側からみた透過平面図である。表面実装インダクタ300では、成型体10の短手方向からみた金属板12の断面の外縁部および内縁部がそれぞれ半円形状になっている。また金属板12の幅方向が成型体10の短手方向と平行になっている。

0036

表面実装インダクタ300では、コイル導体部となる金属板12の厚み方向に平行な面、すなわち、図3Aの断面が、成型体10の底面に直交して金属板12が配置される。また、金属板12は厚み方向を半円の中心方向と一致させて半円状に曲がっている。金属板12の端部は成型体10の底面に露出して外部端子14と接続される。図3Bに示すように、金属板12は、その幅方向を成型体10の短手方向と平行にして配置され、厚み方向に平行な面を成型体10の短手方向に直交する側面と平行にして配置される。

0037

実施例4
実施例4の表面実装インダクタ400を、図4を参照して説明する。図4は表面実装インダクタ400の長手方向から観た透過平面図である。表面実装インダクタ400では、成型体10に2つの金属板12が内包されている。

0038

表面実装インダクタ400では、コイル導体部となる金属板12の厚み方向に直交する面が成型体10の底面に直交して、それぞれの金属板12が配置される。2つの金属板12は、厚み方向に直交する面を平行にして、互いに離隔して成型体10に内包される。成型体10に内包される金属板12の断面形状は、実施例1のような半環形状であるが、実施例2のような多角形状であってもよい。金属板12の端部はそれぞれ成型体10の底面に露出して外部端子14と接続される。図4では、外部端子14は金属板12の端部毎に接続して設けられ、計4つの外部端子14が成型体の底面の一部および側面の一部に渡って形成される。外部端子14は2つの金属板それぞれの一方の端部を接続して形成されてもよい。また図4では成型体10は、2つの金属板12を内包するが、3以上の金属板12を内包してもよい。さらに図4では金属板12は、厚み方向に直交する面が実装面に直交して配置されるが、実施例3のように厚み方向に平行な面が実装面に直交して配置されてもよい。

0039

複数の金属板12をコイル導体として成型体10に内包することで、トランス、コイルアレイ等を構成することができる。

実施例

0040

成型体や金属板のサイズは特性に応じて変更することができる。
また、実施例2において、半枠状の金属板は、厚み方向に直交する半枠状の面が、成型体の長手方向に延在する部分の幅と、成型体の高さ方向に延在する部分の幅とが異なっていてもよい。

0041

10成型体
12金属板
14外部端子
100 表面実装インダクタ

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