JP2011165696A - 巻線コイル部品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】モールド用の樹脂が乾燥・硬化の工程で流れ出すことを抑制して、樹脂成分が外部電極の表面にまで回り込むことによる外部電極の汚染を防止し、信頼性の高い巻線型コイル部品を確実に、しかも効率よく製造することを可能にする。
【解決手段】巻芯部と、その両端側に配設された一対の鍔部と、少なくとも一方の鍔部の外側面に配設された外部電極とを有する磁性コアの巻芯部に巻回された巻線を覆うように配設されたモールド樹脂を備えた巻線コイル部品を製造するにあたって、分子量が１８５０以上のエポキシ樹脂と、フィラーと、溶剤とを含有する、硬化後にモールド樹脂となる樹脂組成物を、巻芯部に巻回された巻線を覆うように一対の鍔部間に付与し、この樹脂組成物を乾燥・硬化させることにより巻線がモールド樹脂によりモールドされた巻線型コイル部品を得る。
樹脂組成物を乾燥・硬化させる工程を、１００℃以上１８０℃以下の温度範囲で実施する。
【選択図】なし

Description

本発明は、巻線コイル部品の製造方法に関し、詳しくは、巻芯部と、その両端側に配設された一対の鍔部とを有する磁性コアの、巻芯部に巻回された巻線を覆うように、一対の鍔部間に充填されたモールド樹脂（外層樹脂）を備えた巻線コイル部品の製造方法に関する。

巻線コイル部品の一つに、例えば、図４に示すように、巻芯部５１とその両端側に配設された一対の鍔部５２ａ，５２ｂを有する磁性コア５３と、この磁性コア５３の巻芯部５１に巻回された巻線５４と、巻芯部５１に巻回された巻線５４を覆うように、一対の鍔部５２ａ，５２ｂ間に充填されたモールド樹脂５５と、 一対の鍔部５２ａ，５２ｂのうちの下側の鍔部５２ａの、上側の鍔部５２ｂと対向する面とは逆側の面（外側面）に配設され、巻線５４の一方端部および他方端部が電気的に接続される一対の外部電極５６ａ，５６ｂとを備えたチップ型の巻線コイル部品がある。

そして、このような巻線コイル部品において用いられるモールド樹脂用の樹脂組成物として、例えば、（Ａ）エポキシ樹脂と、（Ｂ）シリカ粒子と、（Ｃ）酸無水物と、（Ｄ）硬化促進剤とを必須成分として含有し、上記（Ｂ）シリカ粒子として平均粒径１０〜３０μｍのシリカ粒子を、エポキシ樹脂組成物中に３０〜８５質量％含む樹脂組成物（モールドコイル含浸用エポキシ樹脂組成物）が提案されており、また、この樹脂組成物を用いたモールドコイル装置が提案されている（特許文献１参照）。

この特許文献１の樹脂組成物は、コイルへの含浸性に優れており、その硬化物は、機械強度および通電状態における絶縁破壊電圧が高く、絶縁信頼性に優れており、この樹脂組成物をモールド用樹脂として用いることにより、機械強度および絶縁信頼性に優れたモールドコイル装置を安価に製造することができるとされている。

しかしながら、この樹脂組成物を用いた場合において、巻線の露出を回避すべく、相当量の樹脂組成物を塗布することが必要になった場合、加熱して樹脂組成物を乾燥・硬化させる工程で、樹脂成分が流れ出し、鍔部の外側面にまで回り込んで外部電極の表面を汚染し、接続信頼性（実装信頼性）を低下させるという問題点がある。
また、シリカ粒子などのフィラーを高い割合で充填する場合、樹脂組成物の流動性を向上させるために溶剤を含ませることがある。このような場合、特に上記の外部電極の汚染の問題が生じやすい。

特開２００８−１９５７８２号公報

本発明は、上記課題を解決するものであり、製造工程において用いられるモールド用の樹脂が乾燥・硬化の工程で流れ出すことを抑制して、樹脂成分が外部電極の表面にまで回り込むことによる外部電極の汚染を防止し、信頼性の高い巻線型コイル部品を確実に、しかも効率よく製造することが可能な巻線型コイル部品の製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の巻線コイル部品の製造方法は、
巻芯部とその両端側に配設された一対の鍔部とを有する磁性コアと、
前記磁性コアの前記巻芯部に巻回された巻線と、
前記一対の鍔部のうちの一方の鍔部の、他方の鍔部と対向する面とは逆側の面に配設され、前記巻線の一方端部および他方端部が電気的に接続される一対の外部電極と、
前記巻芯部に巻回された巻線を覆うように、前記一対の鍔部間に充填されたモールド樹脂と
を備えた巻線コイル部品の製造方法であって、
分子量が１８５０以上のエポキシ樹脂と、フィラーと、溶剤とを含有する、硬化後に前記モールド樹脂となる樹脂組成物を、前記巻芯部に巻回された巻線を覆うように前記一対の鍔部間に付与する工程と、
前記一対の鍔部間に付与された前記樹脂組成物を乾燥・硬化させる工程と
を備えていることを特徴としている。

また、本発明の巻線型コイル部品の製造方法においては、前記樹脂組成物を乾燥・硬化させる工程が、１００℃以上１８０℃以下の温度範囲で実施されることが望ましい。

また、前記樹脂組成物を乾燥・硬化させる工程が、所定の温度で乾燥を行う乾燥工程と、前記乾燥工程よりも高い温度で実施される硬化工程とを備えていることが望ましい。

本発明の巻線コイル部品の製造方法においては、分子量が１８５０以上のエポキシ樹脂と、フィラーと、溶剤とを含有する、硬化後にモールド樹脂となる樹脂組成物を、巻芯部に巻回された巻線を覆うようにモールド樹脂一対の鍔部間に付与し、乾燥・硬化させるようにしているので、樹脂を流れ出しにくくして、外部電極の表面が汚染されることを防止することが可能になり、信頼性の高い巻線型コイル部品を確実に、しかも効率よく製造することができるようになる。

すなわち、分子量が１８５０以上のエポキシ樹脂は、軟化点が高いため、加熱して、乾燥・硬化させる際の流動性が小さく、毛細管現象による回り込みが生じにくい。したがって、このようなエポキシ樹脂をベース樹脂として用いることにより、樹脂成分の回り込みを抑制、防止して、外部電極の表面が樹脂により汚染されることを確実に防止することが可能になり、生産効率を高く保ちつつ、外部電極の表面の汚染がなく、実装信頼性に優れた巻線型コイル部品を確実に製造することができる。

なお、本発明において用いられる樹脂組成物を構成するエポキシ樹脂の種類に特別の制約はないが、好適なエポキシ樹脂の例として、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂が挙げられる。

また、本発明において用いられる樹脂組成物を構成するフィラーの種類についても特別の制約はなく、充填性、流動性などを制御したり、絶縁性を向上させたりすることを目的として、種々のものを用いることができる。代表的なフィラーとしては、フェライト粒子などの磁性体粒子や、シリカ粒子などの絶縁体セラミック粒子などが例示される。また、樹脂組成物中のフィラーの配合割合についても特別の制約はなく、用途などに応じて種々の割合とすることが可能である。

また、樹脂組成物に含まれる溶剤の種類についても特別の制約はなく、例えば、ジプロピレングリコールメチルエーテルアセテートをはじめとする種々の溶剤を、種々の割合で用いることができる。

さらに、本発明においては、樹脂組成物を付与する（塗布する）方法についても特別の制約はなく、例えば、外部電極が形成された面を粘着テープなどの支持体に密着させて巻線型コイル部品素子を保持し、その状態でディスペンサから樹脂組成物を供給して巻線を覆うように塗布するディスペンサ塗布工法、少なくとも外部電極が形成されている面が浸漬しないような態様で樹脂組成物に浸漬することにより樹脂組成物を巻線を覆うように塗布するディッピング塗布工法などの種々の方法を用いることができる。

また、樹脂組成物を乾燥・硬化させる工程を、１００℃以上１８０℃以下の温度範囲で実施することにより、さらに確実に、樹脂組成物を乾燥・硬化させる際の樹脂の流動を抑制して、樹脂成分の外部電極への回り込みを防止することが可能になり、本発明をより実効あらしめることができる。

また、樹脂組成物を乾燥・硬化させるにあたって、硬化工程での熱処理温度よりも低い所定の温度で乾燥工程を実施した後、さらに温度を上昇させて、乾燥工程よりも高い温度で硬化工程を実施することにより、樹脂組成物の流動を抑制しつつ、確実に硬化させることが可能になり、本発明をさらに実効あらしめることができる。

なお、本発明の巻線型コイル部品の製造方法においては、乾燥工程を、エポキシ樹脂の軟化温度より３０℃以上高い温度とならない範囲で実施することにより、樹脂組成物の流動を十分に抑制しつつ溶剤を乾燥させることが可能になり、その後に温度をさらに上昇させて硬化工程を実施する場合にも、樹脂成分が外部電極の表面にまで回り込むことを確実に抑制、防止することが可能になる。

本発明の実施例において用意した、モールド樹脂を配設する前の段階の巻線コイル部品素子を示す正面断面図である。 本発明の実施例において、巻芯部に巻回された巻線を覆うように、磁性コアの一対の鍔部間に樹脂組成物を塗布、充填する方法を示す図である。 本発明の実施例にかかる方法により製造した巻線コイル部品を示す正面断面図である。 従来の、モールド樹脂を備えた巻線コイル部品を示す正面断面図である。

以下に本発明の実施の形態を示して、本発明の特徴とするところをさらに詳しく説明する。

＜実施例１＞
［１］樹脂組成物の作製
まず、以下の各原料を秤取し、混合することにより樹脂組成物を作製した。
なお、この樹脂組成物の粘度は２３Ｐａ・ｓであった。
(ａ)エポキシ樹脂（分子量が１８５０で軟化点が９７℃のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂）３４９ｇ
(ｂ)硬化剤（フェノール樹脂）４０ｇ
(ｃ)溶剤（ジプロピレングリコールメチルエーテルアセテート）７６１ｇ
(ｄ)フィラー（フェライト粒子）３６１７ｇ
(ｅ)硬化促進剤（イミダゾール系硬化促進剤）３．３ｇ

［２］モールド樹脂を備えた巻線コイル部品の作製
この実施例では、樹脂組成物を塗布する対象である巻線コイル部品素子として、図１に示すように、巻芯部１と、その両端側に配設された一対の鍔部２ａ，２ｂとを有する磁性コア３と、この磁性コア３の巻芯部１に巻回された、表面が絶縁被覆された巻線４と、巻線４の両端部が電気的に接続される外部電極６ａ，６ｂとを備えた巻線コイル部品素子（モールド樹脂を配設する前の巻線コイル部品）Ａ１を用意した。

なお、外部電極６ａ，６ｂは、一対の鍔部２ａ，２ｂのうち、他方の鍔部２ｂと対向する一方の鍔部２ａの、他方の鍔部２ｂと対向する面とは逆側の面に配設されている。そして、巻線４の一方端部が一方の外部電極６ａに接続され、他方端部が他方の外部電極６ｂに電気的に接続されている。

それから、図２に示すように、主面が略垂直で、長手方向が略水平になるような姿勢で所定の方向（矢印Ｘの方向）に搬送されるように構成された粘着テープ（保持部材）１０に、巻線型コイル部品素子Ａ１の鍔部２ａの、外部電極６ａ，６ｂが形成された面を粘着保持させる。

そして、その状態で、巻線コイル部品素子Ａ１の、巻芯部１に巻回された巻線４を覆うように、磁性コア３の一対の鍔部２ａ，２ｂ間に、上述のようにして作製した樹脂組成物５ａを、ディスペンサ塗布機１１を用いて塗布、充填した。

なお、樹脂組成物５ａを塗布、充填するにあたっては、原料調合時に用いた溶剤と同じ溶剤（ジプロピレングリコールメチルエーテルアセテート）を添加することにより、粘度が３Ｐａ・ｓになるまで樹脂組成物を希釈して用いた。

それから、鍔部２ａ，２ｂ間に樹脂組成物５ａが充填された巻線型コイル部品素子Ａ１を１００℃に加熱して０．５ｈ保持することにより乾燥させ、少なくとも溶剤の大部分を揮発させて除去した後、さらに温度を上昇させて、１５０℃で３ｈ保持することにより、樹脂組成物５ａを硬化させた。これにより、図３に示すように、巻線型コイル部品素子Ａ１（図１）の、巻芯部１に巻回された巻線４がモールド樹脂５によりモールドされた構造を有する巻線型コイル部品Ａを得た。なお、図３において、図１と同じ符号を付した部分は同一部分を示している。

そして、このようにして作製した巻線型コイル部品について、外部電極の表面を観察し、モールド樹脂の回り込みによる汚染の有無を確認するとともに、観察に供した巻線型コイル部品の個数（試料総数）と、汚染が認められた巻線型コイル部品の個数（汚染不良個数）の関係から不良率を算出した。なお、不良率は下記の式により求めた。
不良率（％）＝（汚染不良が認められた試料数／試料総数）×１００

＜実施例２＞
上記実施例１の樹脂組成物を構成する(ａ)のエポキシ樹脂として、分子量が５７００のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（軟化点１４４℃）を用い、その配合量を３７５ｇとしたこと、および、上記実施例１の樹脂組成物を構成する(ｂ)の硬化剤として、同じフェノール樹脂を用い、その配合量を１４ｇとしたこと以外は、実施例１場合と同様の方法で樹脂組成物を作製した。この実施例２における樹脂組成物の粘度は６６Ｐａ・ｓであった。
そして、この樹脂組成物を用いて実施例１の場合と同じ方法で巻線型コイル部品を作製し、同じ方法で評価を行った。

＜比較例１＞
上記実施例１の樹脂組成物を構成する(ａ)のエポキシ樹脂として、分子量が１０００のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（軟化点６４℃）を用い、その配合量を３１８ｇとしたこと、および、上記実施例１の樹脂組成物を構成する(ｂ)の硬化剤として、同じフェノール樹脂を用い、その配合量を７０ｇとしたこと以外は、実施例１場合と同様の方法で樹脂組成物を作製した。この比較例１における樹脂組成物の粘度は２０Ｐａ・ｓであった。
そして、この樹脂組成物を用いて実施例１の場合と同じ方法で巻線型コイル部品を作製し、同じ方法で評価を行った。

[比較例２]
上記実施例１の樹脂組成物を構成する(ａ)のエポキシ樹脂として、分子量が１２００のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（軟化点６７℃）を用い、その配合量を３３４ｇとしたこと、および、上記実施例１の樹脂組成物を構成する(ｂ)の硬化剤として、同じフェノール樹脂を用い、その配合量を５４ｇとしたこと以外は、実施例１場合と同様の方法で樹脂組成物を作製した。この比較例２における樹脂組成物の粘度は２０Ｐａ・ｓであった。
そして、この樹脂組成物を用いて実施例１の場合と同じ方法で巻線型コイル部品を作製し、同じ方法で評価を行った。

[比較例３]
上記実施例１の樹脂組成物を構成する(ａ)のエポキシ樹脂として、分子量が１５００のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（軟化点８２℃）を用い、その配合量を３４１ｇとしたこと、および、上記実施例１の樹脂組成物を構成する(ｂ)の硬化剤として、同じフェノール樹脂を用い、その配合量を４７ｇとしたこと以外は、実施例１場合と同様の方法で樹脂組成物を作製した。この比較例３における樹脂組成物の粘度は２２Ｐａ・ｓであった。
そして、この樹脂組成物を用いて実施例１の場合と同じ方法で巻線型コイル部品を作製し、同じ方法で評価を行った。

[評価]
上述のようにして作製した、実施例１および２の巻線型コイル部品、および比較例１〜３の巻線型コイル部品について評価結果を表１に示す。

表１に示すように、エポキシ樹脂として、分子量が１８５０で軟化点が９７℃のエポキシ樹脂（ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂）を用いた実施例１および、エポキシ樹脂として、分子量が５７００で軟化点が１４４℃のエポキシ樹脂を用いた実施例２の巻線型コイル部品の場合、回り込んだ樹脂により外部電極の表面が汚染される不良の発生する割合（不良率）は１．５％（実施例１）、および１．４％(実施例２)と低く、信頼性の高い巻線型コイル部品を効率よく製造できることが確認された。

これに対し、エポキシ樹脂として、分子量が１０００で軟化点が６４℃のエポキシ樹脂（ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂）を用いた比較例１、分子量が１２００で軟化点が６７℃のエポキシ樹脂を用いた比較例２、および、分子量が１５００で軟化点が８２℃のエポキシ樹脂を用いた比較例３の巻線型コイル部品の場合、回り込んだ樹脂により外部電極の表面が汚染される不良の発生する割合（不良率）は７．０％（比較例１）、５．６％(比較例２)、３．４％(比較例３)と高く、信頼性が低いことが確認された。

なお、本発明の要件を満たす場合に、樹脂の回り込みにより外部電極の表面が汚染されることによる不良の発生率が減少するのは、樹脂組成物を構成するエポキシ樹脂として、分子量が１８５０以上で軟化点の高いエポキシ樹脂が用いられているため、塗布した樹脂組成物を、乾燥・硬化させるための熱処理工程において樹脂成分の流動が起こりにくくなり、外部電極の表面、すなわち、上記実施例では、粘着テープ（保持部材）１０と、磁性コア３の鍔部２ａの外部電極６ａ，６ｂが形成された面とで形成される空間にまで樹脂が回り込みにくくなることによる。

以上の結果から、本発明の巻線型コイル部品の製造方法によれば、磁性コア３の一対の鍔部２ａ，２ｂ間に、巻線４を被覆するために充填される樹脂組成物５ａが、その乾燥・硬化のための熱処理工程で流れ出し、外部電極６ａ，６ｂの表面にまで回り込むことを防止して、信頼性の高い巻線型コイル部品Ａを効率よく製造できることが確認された。

なお、上記実施例では、樹脂組成物を構成するフィラーとしてフェライト粒子を用い、溶剤としてジプロピレングリコールメチルエーテルアセテートを用いているが、他の種類のフィラーや溶剤を用いることも可能である。

また、上記実施例では、樹脂組成物の乾燥・硬化工程を、樹脂組成物を１００℃で０．５ｈ保持することにより実施される乾燥工程と、その後にさらに温度を上昇させて、１５０℃で３ｈ保持することにより樹脂組成物を硬化させる硬化工程とを備えた、２段熱処理を行う工程としているが、各段の温度条件は、樹脂組成物を構成するエポキシ樹脂の種類や、樹脂組成物の具体的な組成などを考慮して決定することが望ましい。

また、乾燥・硬化の熱処理工程は、場合によっては、所定の一定の温度で実施する（すなわち、一段熱処理により乾燥と硬化を行わせる）ことも可能である。

本発明は、さらにその他の点においても上記実施例に限定されるものではなく、樹脂組成物の具体的な組成や、巻線型コイル部品を構成する磁性コアの構成、外部電極の配設態様、樹脂組成物の塗布方法などに関し、発明の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。

１ 巻芯部
２ａ，２ｂ 鍔部
３ 磁性コア
４ 巻線
５ モールド樹脂
５ａ 樹脂組成物
６ａ，６ｂ 外部電極
１０ 粘着テープ（保持部材）
１１ ディスペンサ塗布機
Ａ１ 巻線コイル部品素子
Ａ 巻線コイル部品

Claims (3)

1. 巻芯部とその両端側に配設された一対の鍔部とを有する磁性コアと、
   前記磁性コアの前記巻芯部に巻回された巻線と、
   前記一対の鍔部のうちの一方の鍔部の、他方の鍔部と対向する面とは逆側の面に配設され、前記巻線の一方端部および他方端部が電気的に接続される一対の外部電極と、
   前記巻芯部に巻回された巻線を覆うように、前記一対の鍔部間に充填されたモールド樹脂と
   を備えた巻線コイル部品の製造方法であって、
   分子量が１８５０以上のエポキシ樹脂と、フィラーと、溶剤とを含有する、硬化後に前記モールド樹脂となる樹脂組成物を、前記巻芯部に巻回された巻線を覆うように前記一対の鍔部間に付与する工程と、
   前記一対の鍔部間に付与された前記樹脂組成物を乾燥・硬化させる工程と
   を備えていることを特徴とする巻線コイル部品の製造方法。
2. 前記樹脂組成物を乾燥・硬化させる工程が、１００℃以上１８０℃以下の温度範囲で実施されることを特徴とする請求項１記載の巻線コイル部品の製造方法。
3. 前記樹脂組成物を乾燥・硬化させる工程が、所定の温度で乾燥を行う乾燥工程と、前記乾燥工程よりも高い温度で実施される硬化工程とを備えていることを特徴とする請求項１または２記載の巻線コイル部品の製造方法。

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