JP2006041418A - 面実装コイル部品 - Google Patents

Abstract

【課題】巻線と金属板端子との熱圧着接合を有する面実装コイル部品において、ヒータチップによる熱圧着接合の際に、熱圧着接合を迅速かつ確実に形成するとともに、金属板端子の固定を確実にした面実装コイル部品を提供し、信頼性の高い面実装コイル部品を提供することを目的とする。
【解決手段】巻線２と、コア１と、金属板端子３を備えた面実装コイル部品において、金属板端子３には、コア１に接着固定する固定部３ｂと、巻線の端末を熱圧着接合する接合部３ａと、外部回路と接続する実装部３ｃと、接合部３ａと実装部３ｂの間に固定部３ｃとを一体に備え、接合部３ａと固定部３ｂの間に断面積縮小部分５を形成したことを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、面実装コイル部品に関し、特に、巻線の端末を接続する金属板端子の構造に関する。

従来、小型の電子機器に用いられるコイル部品としては、例えば図６の上面図（ａ）と断面図（ｂ）に示されるインダクタンス素子４０のように、巻芯部２１ａと一体に設けられた鍔部２１ｂ、２１ｂと、を有する磁性体からなるドラムコア２１と、ドラムコア２１の巻芯部２１ａに絶縁被膜導線が巻回された巻線２２と、その巻線２２が巻回されたドラムコア２１の外周に間隔をおいて配置された磁性体からなる筒状のリングコア２４が接着剤２７で固定されている。

金属板端子２３は、リングコア２４の外面に沿って底面部２３ｃから側面部２３ｂ、上面部２３ａまで延設し、上面部２３ａは巻線２２の端末２２ａの接合部とし、底面部２３ｃは外部回路と接続する実装部となる。このように、金属板端子２３は断面がコの字形状でリングコア２４の側面部２３ｂを固定部とし接着剤２６で固着されている。そして、巻線２２の端末２２ａ、２２ａが金属板端子２３の接合部２３ａ、２３ａに引き出されて、電気的に接続される構造のインダクタンス素子が、例えば、特許文献１に示されている。
特開平１０−２９４２２１公報

上記のようなインダクタンス素子４０は、ドラムコア２１の巻芯部２１ａに巻線２２として絶縁被覆導線を巻回した後、金属板端子２３が接着固定されたリングコア２４内に収納してドラムコア２１の下鍔部２１ｂを接着剤２７で固定したものである。巻線２２の端末２２ａ、２２ａは金属板端子２３の接合部２３ａ、２３ａ上に引き出されハンダ付け、レーザー等および熱圧着接合により電気的に接続する。なお、面実装コイル部品が雰囲気炉によるリフロー半田を用いる場合はリフロー熱による接合部の半田溶けを考慮すると熱圧着接合が適している。

この熱圧着接合において、同時にポリウレタン樹脂あるいはポリエステル樹脂等からなる絶縁被覆導線の絶縁被覆膜を破壊・除去して金属板端子と堅固に接合する必要があることから、例えば、前記インダクタンス素子４０の場合は、図７に示すように、ヒータチップ７の先端の押圧面８（４００℃〜９００℃に加熱）を巻線２２の端末２２ａに押し当て、長時間にわたって加熱及び加圧しなければならない。

この場合、金属板端子材はＳｎ−Ｃｕメッキを施されたリン青銅、などの熱伝導率の高い導電材が用いられており、ヒータチップ７によって加熱された熱量が金属板端子の接合部２３ａから接着固定した固定部２３ｂおよび実装部２３ｃに伝導するため、リングコアと金属板端子を接着固定していた接着剤２６の熱劣化が生じ、接着強度が低下し剥れるという問題がある。

また、加えられた熱が分散するため、熱圧着接合に必要な熱量が不足するため、必要以上の加熱時間および加圧をヒータチップにより加えることから、より多くの熱が固定部に加わり接着剤の熱劣化を加速するとともに、ヒータチップの寿命を短くする。さらに、熱量によっては、外部回路と接続する金属板端子の実装部表面が熱酸化を起こしてしまい、基板半田に重要な半田濡れ性を悪くするという課題がある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、巻線と金属板端子との熱圧着接合を有する面実装コイル部品において、ヒータチップによる熱圧着接合の際に、熱圧着接合を迅速かつ確実に形成するとともに、金属板端子の固定を確実にした面実装コイル部品を提供し、信頼性の高い面実装コイル部品を提供することを目的とする。

上記課題に鑑み、本発明は、巻線と、コアと、金属板端子を備えた面実装コイル部品において、金属板端子には、コアに接着固定する固定部と、巻線の端末を熱圧着接合する接合部と、外部回路と接続する実装部と、接合部と実装部の間に固定部とを一体に備え、接合部と固定部の間に断面積縮小部分を形成したことを特徴とする。

巻線を巻回する巻芯部とその両端に鍔を備えたコアと、鍔に金属板端子を備え、金属板端子に巻線の端末を接続する面実装コイル部品において、金属板端子には、コアに接着固定する固定部と、巻線の端末を熱圧着接合する接合部と、外部回路と接続する実装部と、接合部と実装部の間に固定部とを一体に備え、接合部と固定部の間に断面積縮小部分を形成したことを特徴とする。

巻線を巻回する巻芯部とその両端に鍔を具えたコアと、鍔に近接して配置するリングコアと、リングコアに金属板端子を備え、金属板端子に巻線の端末を接続する面実装コイル部品において、金属板端子には、リングコアに接着固定する固定部と、巻線の端末を熱圧着接合する接合部と、外部回路と接続する実装部と、接合部と実装部の間に固定部とを一体に備え、接合部と固定部の間に断面積縮小部分を形成したことを特徴とする。

また、金属板端子には、接合部と固定部の間に折り曲げ部を設け、その折り曲げ部に断面縮小部分を形成する。さらに、前期断面積縮小部分は、少なくとも一つ以上の孔または切欠きを設けたり、少なくとも一つ以上の孔と少なくとも一つ以上の切り欠けを設けたことを特徴とする。さらにまた、巻線は、断面が丸い絶縁被膜導線または断面が角形の絶縁被膜導線を用いたことを特徴とする。

本発明の面実装コイル部品は、巻線を備えたコアと、巻線の端末を接続する金属板端子とを備える。巻線を熱圧着接合する接合部と、外部回路と接続する実装部と、接合部と実装部の間に固定部とを一体に設け、接合部と固定部の間に断面積縮小部分を形成した金属板端子を用いることにより、巻線の端末を熱圧着接合する時の高熱を接合部以外の部位に熱伝導による拡散を抑制することができる。そして、熱圧着接合条件であるヒータチップの加熱温度を逃がさず保つことができることから、設定条件より高い熱圧着作業をすることがなく安定した設定条件を持続でき、ヒータチップの寿命を短くすることがない。また、コアと金属板端子を接着固定している接着剤の熱劣化を防止できることから、金属板端子の剥れのない確実な固定と、実装部の表面酸化のない、信頼性の高い面実装コイル部品を提供することができる。

以下に、本発明の面実装コイル部品の実施形態である一実施例を図を参照しながら説明する。

本発明の第１の実施例は、請求項１記載の面実装コイル部品で、巻線、コア、金属板端子からなる構成の面実装コイル部品の一実施例である。

図１は、本発明の第１の実施例である面実装コイル部品１０の斜視図であり、図２は、第１の実施例である面実装コイル部品１０の分解斜視図である。
図１、図２において、１はコア、２は巻線、２ａは巻線の端末、３は金属板端子である。

巻線２は、断面が角形で表面を絶縁被膜処理をした所謂平角線を用いており、端末２ａ、２ａが外側に引き出される所謂外―外巻線となるように形成した空芯コイルである。

コア１は、磁性体からなり、中心に巻軸１ａを備え、巻線２を収納する凹部１ｂを備える断面がＥ字状の略４角形に成型したものである。そして、対向する一対の角にテーパを設け、そのテーパー部の開口部に切欠きａ，ｂを設け、開口部と反対側の面に一方が実装部となる一対の凹部ｃを設けたものである。

金属板端子３は、Ｓｎ−Ｃｕメッキを施したリン青銅、真鍮等の同合金からなり、中心部３ｂをコア側面と接着固定する固定部と、一方の端部に巻線端末を接続する接合部３ａを延接し、接合部３ａと隣りに位置する固定部３ｂの他方の端部に外部回路と接続する実装部３ｃを延設し、コア１の凹部ｃに沿ってＬ字状に折り曲げた、薄い平板を加工したものである。そして、接合部３ａと固定部３ｂとの間にコアの側面に沿った角度で折り曲げられ、その折り曲げ部ｔ（破線）を中心に断面縮小部である角孔５を設けたものである。

２つのコア１を開口面を対向させ、コア１、１の凹部１ｂに巻線２を収納する。この方法として、一方のコア１を開口面を上にして、巻線２の端末２ａをコア１の切欠きａ、ｂに合わせる共に、巻線２の中心部をコア１の巻軸１ａに挿入して凹部１ｂに収納する。つぎに、コア１の巻軸１ａの先端部に接着剤６ａを塗布し、もう一つのコア１を互いに切欠き部ａ、ｂと巻軸１ａを合わせて装着し加熱固定する。

その後、対向する上下コア１、１の一対の側面６ｂ、６ｂに接着剤を塗布し、下側のコア１の凹部ｃに金属板端子の実装部３ｃを嵌め合わせると共に、固定部３ｂの内側６ｃと上下のコア１の側面に接着剤を塗布した部分６ｂ、６ｂと対向させて貼り合わせ、加熱固定する。

つぎに、巻線２の端末２ａ、２ａを一対の金属板端子３の接合部３ａ、３ａ上の所定の位置に合わせ、図７記載のヒータチップ７により熱圧着接合を行い電気的に接続する。ちなみに、平角線の絶縁被膜を熱破壊し接合するためには、ヒータチップ先端の温度はおよそ４００°から９００℃の加熱を必要とする。

このように、金属板端子の接合部と固定部の間に断面縮小部分を設けることにより、熱圧着接合における高熱を固定部および実装部への熱伝導を抑制し、固定部の接着剤の熱劣化を防止し、実装部における表面酸化を防止することができる。このように、金属板端子の剥がれ防止と実装部の表面酸化を防止することにより、基板実装時の信頼性を上げることができる。本発明の第１の実施例である面実装コイル部品１０は、外形寸法は縦×横およそ３ｍｍ、高さ１．５ｍｍ、金属板端子の幅１ｍｍに対し、幅０．６ｍｍ×０．３ｍｍの角孔を設けたものである。

本発明の第２の実施例は、請求項２記載の面実装コイル部品で、巻線を巻回する巻芯部とその両端に鍔を備えたコアと、金属板端子からなる面実装コイル部品の一実施例である。

図３は、本発明の第２の実施例である面実装コイル２０の斜視図である。
図３において、１１はコア、１１ａはコアの巻芯部、１１ｂはコアの巻芯部の両端に設けた鍔、１２は巻線、１２ａは巻線の端末、１３は金属板端子である。

ここで、コア１１は、磁性体からなり、巻芯部１１ａを備え、その両端に鍔１１ｂ、１１ｂを備えた所謂ドラムコアである。

金属板端子３は、Ｓｎ−Ｃｕメッキを施したリン青銅、真鍮等の同合金を用いた薄い平板を略コの字状に折り曲げ成形されており、上面部１３ａ、側面部１３ｂ、底面部１３ｃおよび上下の折り返し部１３ｄを一体に有している。そして、上面部１３ａは巻線の端末１２ａを熱圧着接合する接合部であり、側面部１３ｂはコア１１の鍔１１ｂと接着固定する固定部であり、底面部１３ｃは外部回路と接続する実装部であり、接合部１３ａと固定部１３ｂの間の折り曲げ部に断面縮小部である角孔１５を設けたものである。そして、この金属板端子１３を、コア１１の鍔１１ｂの外周面に沿って噛み合わせ、固定部となる側面に接着剤１６を用いて加熱固定したものである。

このように、予め金属板端子１３を接着固定したコア１１に断面が丸形で表面を絶縁被膜処理をしたポリウレタン線やポリエステル線を用いて、複数の巻線１２とし、その巻線の端末１２ａをそれぞれ指定された金属板端子１３の接合部１３ａ上に引き出し、図７記載のヒータチップ７により熱圧着接合により電気的に接続する。

つぎに、本発明の第３の実施例は、請求項３記載の面実装コイル部品で、巻線を巻回する巻芯部とその両端に鍔を具えたコアと、鍔に近接して配置するリングコアと、金属板端子からなる面実装コイル部品の一実施例である。

図４は、本発明の第３の実施例である面実装コイル３０の斜視図（ａ）とＢ−Ｂ部分断面図（ｂ）である。図４において、図６と同じものは、同じ符号を用いた。
図４において、２１はコア、２１ａはコアの巻芯部、２１ｂはコアの巻芯部の両端に設けた鍔、２２は巻線、２２ａは巻線の端末、２４はリングコア、２３は金属板端子である。

ここで、コア２１は、磁性体からなり、巻芯部１１ａを備え、その両端に鍔１１ｂ、１１ｂを備えた所謂ドラムコアである。リングコア２４は、磁性体からなる筒状のコアである。

金属板端子３は、Ｓｎ−Ｃｕメッキを施したリン青銅、真鍮等の同合金を用いた薄い平板を略コの字状に折り曲げ成形されており、上面部２３ａ、側面部２３ｂ、底面部２３ｃを一体に有している。そして、上面部２３ａは巻線２２の端末２２ａを熱圧着接合する接合部であり、側面部２３ｂはリングコア２４と接着固定する固定部であり、底面部２３ｃは外部回路と接続する実装部であり、接合部２３ａと固定部２３ｂの間の折り曲げ部に断面縮小部である角孔２５を設けたものである。この金属板端子２３の固定部２３ｂを、リングコア２４の側面に接着剤２６を用いて加熱固定したものである。

このように、予め金属板端子２３を接着固定したリングコア２４と、ドラムコア２１の巻芯部２１ａに絶縁被膜導線を巻回した巻線２３を、リングコア２４内に収納し、ドラムコア２１の底面側となる鍔２１ｂの外周とリングコア２４内周を接着剤２７を用いて加熱固定する。そして、巻線の端末２３ａ、２３ａをそれぞれの指定された金属板端子２３の接合部２３ａ上に引き出し、端末２３ａの先端部を断面縮小部の角孔２５に押し込み引っ掛けた（ｋ部）後、図７記載のヒータチップ７により熱圧着接合し電気的に接続する。
巻線の端末の先端部を断面縮小部の角孔に引っ掛けることにより、熱圧着接合時、巻線の端末の位置ズレが起こりにくいという作業上のメリットと溶接力を向上させる役割もある。

上記実施例による本発明の面実装コイル部品は、巻線の端末を金属板端子に熱圧着接合する場合、金属端子の接合部と固定部の間に断面縮小部分を設けることにより、固定部および実装部への熱伝導を抑制して、接着剤の熱劣化および実装部表面の熱酸化を抑制して、金属板端子の剥がれおよび基板半田時の半田濡れ不良のない信頼性の高い面実装コイル部品を提供することができる。なお、各実施例に用いた接着剤は、耐熱性のあるエポキシ樹脂系の接着剤を用いた。

ここで、金属板端子の断面縮小部分の他の形状として、図５に示す。
図５（ａ）は、接合部３ａと固定部３ｂの間に一方の側から切欠き５ａを設けたものである。図５（ｂ）は、接合部３ａと固定部３ｂの間に両側から中心軸に向って切欠き５ｂ、５ｂを設けたものである。図５（ｃ）は、接合部３ａと固定部３ｂの間に両側から切欠き５ｂ、５ｂを設けると共に中心部に丸孔５ｃを設けたものである。図の点線部は接合部３ａと固定部３ｂの境目であり、少なくとも多少の折り曲げがあった方がより効果的である。

また、断面縮小部分の孔および切欠きの大きさは、金属板端子の形状および接合部の大きさ、熱圧着接合条件からなる熱伝導の影響を考慮して最適条件を得ることが望ましい。断面縮小部分の形状は、これら実施例に限られるものでなく、丸孔、角孔、その他形状の孔および切欠き等を複数組み合わせて用いてもよい。

本発明の第１の実施例である面実装コイル部品の斜視図。 本発明の第１の実施例である面実装コイル部品の分解斜視図。 本発明の第２の実施例である面実装コイル部品の斜視図。 本発明の第３の実施例である面実装コイル部品の斜視図（ａ）とＢ−Ｂ断面図（ｂ）。 本発明の実施例である面実装コイル部品の金属板端子の断面縮小部分の他形状。 従来の面実装コイル部品の上面図（ａ）とＡ−Ａ断面図。 熱圧着接合斜視図

符号の説明

１ コア
２ 巻線
２ａ 端部
３ 金属板端子
３ａ 接合部
３ｂ 固定部
３ｃ 実装部
５ 断面縮小部

Claims (7)

1. 巻線と、コアと、金属板端子を備えた面実装コイル部品において、
   該金属板端子には、該コアに接着固定する固定部と、該巻線の端末を熱圧着接合する接合部と、外部回路と接続する実装部と、接合部と実装部の間に固定部とを一体に備え、該接合部と該固定部の間に断面積縮小部分を形成したことを特徴とする面実装コイル部品。
2. 巻線を巻回する巻芯部とその両端に鍔を備えたコアと、該鍔に金属板端子を備え、該金属板端子に該巻線の端末を接続する面実装コイル部品において、
   該金属板端子には、該コアに接着固定する固定部と、該巻線の端末を熱圧着接合する接合部と、外部回路と接続する実装部と、接合部と実装部の間に固定部とを一体に備え、該接合部と該固定部の間に断面積縮小部分を形成したことを特徴とする面実装コイル部品。
3. 巻線を巻回する巻芯部とその両端に鍔を具えたコアと、該鍔に近接して配置するリングコアと、該リングコアに金属板端子を備え、該金属板端子に該巻線の端末を接続する面実装コイル部品において、
   該金属板端子には、該リングコアに接着固定する固定部と、該巻線の端末を熱圧着接合する接合部と、外部回路と接続する実装部と、接合部と実装部の間に固定部とを一体に備え、該接合部と該固定部の間に断面積縮小部分を形成したことを特徴とする面実装コイル部品。
4. 前期金属板端子は、前期接合部と前期固定部の間に折り曲げ部を設け、該折り曲げ部に前期断面縮小部分を形成したことを特徴とする請求項１乃至請求項３の面実装コイル部品。
5. 前期断面積縮小部分は、少なくとも一つ以上の孔または切欠きを設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項４の面実装コイル部品。
6. 前期断面積縮小部分は、少なくとも一つ以上の孔と少なくとも一つ以上の切り欠けを設けたことを特徴とする請求項１から４の面実装コイル部品。
7. 前期巻線は、断面が丸い絶縁被膜導線または断面が角形の絶縁被膜導線を用いたことを特徴とする請求項１乃至請求項６の面実装コイル部品。

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