JP2015050373A - コイル部品 - Google Patents

Abstract

【課題】熱圧着後のワイヤの不要部分を確実に切断して容易に除去することができ、端子面の半田の濡れ性が良好なコイル部品を提供する。【解決手段】コイル部品は、ワイヤを巻回してなるコイル７と、コイル７を支持するドラムコアと、コイル７の端末部が接続される端子電極６ａ〜６ｆとを備える。ドラムコアの鍔部４Ａ，４Ｂは、コイル７の端末部の延在方向と平行な底面ＳＢを有する。端子電極６ａ〜６ｆは、底面ＳＢ上に位置する底面部ＴＢと、外側側面ＳＳ上に位置する側面部ＴＳとを有し、底面部ＴＢは、コイル７の端末部と接触する第１の端子面ＳＵを有する上段部ＴＢ１と、コイル７の端末部の延長線上に位置し、コイル７の端末部と接触しない第２の端子面ＳＬを有する下段部ＴＢ２とを含む。【選択図】図７

Description

本発明は、コイル部品に関し、特に、表面実装型コイル部品の端子電極構造に関するものである。

近年の電子機器の小型化に伴い、コイル部品にも高密度実装が要求されている。例えば特許文献１には、高密度実装が可能な表面実装型のコイル部品が開示されている。

このコイル部品は、巻芯部と鍔部とを有するコアと、コアの収容空間が形成された絶縁性のケースと、少なくとも一部が外部に露出した状態でケースに機械的に固定される金属金具からなる端子電極と、端子電極に継線されると共にケースを介して巻芯部の周囲に巻回される巻線（ワイヤ）とを備えている。コアの収容空間は、実装面と略平行な底面を含んで画成され、巻芯部と鍔部とは底面と対峙する巻芯部の下面と鍔部の下面とをそれぞれ有し、巻芯部の下面は鍔部の下面に対して同一平面上にある。ケースの鍔部と対向する位置には実装面に向けて突出する脚部が規定され、脚部に端子電極の実装部が配置されている。

特開２００９−１１７６２７号公報

上記のコイル部品において、ワイヤと端子電極との接続は、ワイヤの先端部を端子電極上に熱圧着することで実現される。ワイヤを端子電極に熱圧着すると、ワイヤの線材（Ｃｕ）と端子電極の表面のめっき膜（Ｎｉ及びＳｎ）とが反応して合金層が形成される。ここで、合金層は融点が高いことから、コイル部品を回路基板上に実装するときにこの部分が半田の接合面となる場合には、半田の濡れ性を低下させる要因となる。特に、図９（ａ）に示すように、熱圧着されるワイヤ２０の先端部２０ｅの位置を、端子電極２１の端子面の端部に合わせると、ワイヤの延在方向における端子面の端から端まで、つまり端子面の広範囲に合金層が形成されるとともに、側面電極のめっき厚が減少してしまい、半田フィレットの形成が阻害されて実装不良を引き起こすおそれがある。

この問題を解決するためには、図９（ｂ）に示すように、ワイヤ２０の先端部２０ｅを端子電極２１の端子面の端部ではなく、それよりも内側（中央付近）に設定すればよい。この場合、コアの巻芯部から引き出されたワイヤ２０は、端子電極２１の端子面を通過してそれよりも前方に引き出された後、ワイヤの先端部とすべき位置よりも後方のワイヤ部分（実践部分）が端子面に熱圧着され、前方のワイヤ部分（破線参照）は切断して取り除く必要がある。しかしながら、前方のワイヤ部分が端子電極２１の端子面に接触していると、熱圧着時の熱で端子電極の表面のめっき膜が溶融した際に、ワイヤが端子電極２１の表面に固着してしまい、うまく切断して除去することができないという問題がある。このような問題は、端子電極を金属金具で構成する場合に限らず、印刷電極で構成する場合でも同様に生じており、その対策が望まれている。

上記課題を解決するため、本発明によるコイル部品は、ワイヤを巻回してなるコイルと、前記コイルを支持する基体と、前記コイルの前記端末部が接続される端子電極とを備え、前記基体は、前記コイルの端末部の延在方向と平行な第１の表面を有し、前記端子電極は、前記基体の前記第１の表面に印刷された第１の端子部を有し、前記第１の表面は上段面及び下段面からなる段差面を有し、前記第１の端子部は、前記上段面に形成された上段部と、前記下段面に形成された下段部からなる段差形状を有し、前記上段部は、前記端末部と接触する第１の端子面を有し、前記下段部は、前記端末部の延長線上に位置し、前記端末部と接触しない第２の端子面を有することを特徴とする。

本発明によれば、熱圧着時にワイヤの端末部が端子電極の第１の端子部の第１の端子面だけに圧接され、第２の端子面には圧接されないので、合金層が広範囲に形成されることがない。したがって、合金層により半田フィレットの形成が阻害されることを回避することができる。また、熱圧着後においてワイヤの切断除去を確実かつ容易に行うことができる。

本発明において、前記基体は、前記第１の表面と直交する第２の表面を有し、前記端子電極はＬ字型であって、前記基体の前記第２の表面に印刷された第２の端子部をさらに有し、前記第２の端子部は前記第１の端子部の前記下段部に接続されていることが好ましい。この構成によれば、ワイヤの端末部を熱圧着したとき第１の端子部の下段部は合金化されないので、第１の端子部の合金化の影響を受けて第２の端子部に半田フィレットが形成されにくくなる事態を防止することができる。

本発明において、前記基体は、前記コイルが巻回される巻芯部と当該巻芯部の両端に設けられた一対の鍔部とを有するドラムコアであり、前記鍔部に前記端子電極が設けられていることが好ましい。この構成によれば、ドラムコアを用いた表面実装型のコイル部品において、ワイヤが継線される端子面の半田の濡れ性を高めることができ、電気的かつ機械的接続の信頼性を向上させることができる。

本発明によれば、熱圧着後のワイヤの不要部分を確実に切断し、容易に除去することができる。したがって、半田の濡れ性が良好な端子面を有するコイル部品を実現することができる。

図１は、本発明の第１の実施形態によるコイル部品の外観構成を示す略斜視図である。 図２は、図１のコイル部品の分解斜視図である。 図３は、図１のコイル部品を上下反転させた状態を示す略斜視図である。 図４は、ドラムコア２の構成を示す略斜視図であって、端子電極６ａ〜６ｆが設けられた状態を示すものである。 図５は、端子電極６ａ〜６ｆがない状態のドラムコア２であって、底面が上方を向いた反転状態を示している。 図６は、端子電極が形成された鍔部の構成であって、（ａ）は、鍔部を底面側から見た略平面図であり、（ｂ）は、鍔部を外側側面側から見た略平面図である。 図７（ａ）及び（ｂ）は、鍔部４Ａ，４Ｂにそれぞれ設けられた端子電極の形状を示す略側面断面図である。 図８（ａ）〜（ｃ）は、ヒータチップを用いたワイヤの熱圧着工程を説明するための模式図である。 図９（ａ）及び（ｂ）は、従来のコイル部品について説明するための模式図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。

図１は、本発明の第１の実施形態による表面実装型コイル部品の外観構成を示す略斜視図である。また、図２は、図１のコイル部品の分解斜視図であり、図３は、図１のコイル部品を上下反転させた状態を示す略斜視図である。

図１〜図３に示すように、このコイル部品１は、ドラムコア２と、板状コア５と、６つの端子電極６ａ〜６ｆと、ドラムコア２に巻回されたワイヤからなるコイル７とを備えている。特に限定されないが、コイル部品１は表面実装型のパルストランスであり、そのサイズは、約４．５×３．２×２．６ｍｍである。

ドラムコア２は例えばＮｉ−Ｚｎ系フェライトなどの磁性材料からなり、コイル７が巻回された巻芯部３と、巻芯部３の両端に配置された一対の鍔部４Ａ，４Ｂを有している。板状コア５もまたＮｉ−Ｚｎ系フェライトなどの磁性材料からなり、一対の鍔部４Ａ，４Ｂの上面に載置され、接着剤等で固定されている。

板状コア５の上面は平坦な平滑面であるため、コイル部品１を実装時に、この平滑面を吸着面として吸着実装することができる。さらに、鍔部４Ａ，４Ｂの上面と接着される板状コア５の表面も平滑面であることが好ましい。板状コア５の平滑な表面が鍔部４Ａ，４Ｂと当接することにより、両者を確実に密着させることができ、磁束漏れのない閉磁路を形成することができる。

端子電極６ａ〜６ｆは、鍔部４Ａ，４Ｂの底面から外側側面にかけて延設されたＬ字型の印刷電極である。ここで、鍔部の外側側面とは、巻芯部３の取り付け面とは反対側に位置する面である。これらの端子電極６ａ〜６ｆは、導電性ペーストを塗布して焼き付けた後、Ｎｉ及びＳｎのめっき膜を順に成膜することにより形成することができる。

端子電極６ａ〜６ｆのうち、３つの端子電極６ａ，６ｂ，６ｃは鍔部４Ａ側に設けられており、他の３つの端子電極６ｄ，６ｅ，６ｆは鍔部４Ｂ側に設けられている。さらに３つの端子電極６ａ，６ｂ，６ｃのうち、２つの端子電極６ａ，６ｂは鍔部４Ａの右側寄りに設けられており、端子電極６ｃは鍔部４Ａの左側寄りに設けられており、両者の間には一定の絶縁間隔が設けられている。これと同様に、３つの端子電極６ｄ，６ｅ，６ｆのうち、２つの端子電極６ｄ，６ｅは鍔部４Ｂの右側寄りに設けられており、端子電極６ｆは鍔部４Ｂの左側寄りに設けられており、両者の間には一定の絶縁間隔が設けられている。

図２に示すように、Ｌ字型の端子電極６ａ〜６ｆの各々は、鍔部４Ａ，４Ｂの底面（第１の表面）に接する底面部Ｔ_Ｂ（第１の端子部）と、鍔部４Ａ，４Ｂの外側側面（第２の表面）に接する側面部Ｔ_Ｓ（第２の端子部）とを有している。そして図３に示すように、コイル７の端末部は、端子電極６ａ〜６ｆの底面部Ｔ_Ｂの表面に熱圧着されている。

図４は、ドラムコア２の構成を示す略斜視図であって、端子電極６ａ〜６ｆが設けられた状態を示すものである。また、図５は、端子電極６ａ〜６ｆがない状態のドラムコア２であって、底面が上方を向いた反転状態を示している。さらに、図６（ａ）は、鍔部４Ａを底面側から見た略平面図であり、図６（ｂ）は、鍔部４Ａの外側側面側から見た略平面図である。

図４及び図５に示すように、ドラムコア２は、巻芯部３と、巻芯部３の両端に配置された一対の鍔部４Ａ，４Ｂとで構成されている。ドラムコア２は平面視にて回転対称な形状であり、鍔部４Ａ，４Ｂは同一の形状を有している。したがって、図６には鍔部４Ａのみを示し、鍔部４Ｂの図示は省略する。

図４に示すように、鍔部４Ａ，４Ｂの上面Ｓ_Ｔは平滑な平坦面であり、これにより板状コア５との密着性が高められている。上述のように、鍔部４Ａ，４Ｂの上面Ｓ_Ｔ間には板状コア５が架設され、これにより実質的な閉磁路が形成される。

図４、図５及び図６（ｂ）に示すように、鍔部４Ａ，４Ｂの外側側面Ｓ_Ｓは平坦面を構成している。一方、図５及び図６（ａ）に示すように、鍔部４Ａ，４Ｂの底面Ｓ_Ｂは、端子電極６ａ〜６ｆの基端部側の設置領域が高く、先端部側の設置領域が低い段差面となっている。すなわち、鍔部４Ａ，４Ｂの内側側面寄りに上段面Ｓ_Ｂ１が設けられており、外側側面Ｓ_Ｓ寄りに下段面Ｓ_Ｂ２が設けられている。本実施形態において、上段面Ｓ_Ｂ１及び下段面Ｓ_Ｂ２は鍔部４Ａ，４Ｂの底面Ｓ_Ｂの長手方向の全体（鍔部４Ａ，４Ｂの幅方向の全体）に形成されている。そして、端子電極６ａ〜６ｆの底面部Ｔ_Ｂの基端部側は鍔部４Ａ，４Ｂの底面Ｓ_Ｂの上段面Ｓ_Ｂ１に設けられており、端子電極６ａ〜６ｆの底面部Ｔ_Ｂのコーナー部側は鍔部４Ａ，４Ｂの底面Ｓ_Ｂの下段面Ｓ_Ｂ２に設けられている。図６（ａ）において、ハッチングが付された領域が上段面Ｓ_Ｂ１であり、ハッチングがない領域が下段面Ｓ_Ｂ２である。

図７（ａ）及び（ｂ）は、鍔部４Ａ，４Ｂにそれぞれ設けられた端子電極６ａ〜６ｆの形状を示す略側面断面図であって、（ａ）はドラムコア全体を含む略側面図、（ｂ）は鍔部４Ａ側の端子電極の部分拡大図である。なお、鍔部４Ｂ側の構成は、鍔部４Ａ側と同一である。

図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、Ｌ字型の端子電極６ａ〜６ｆの底面部Ｔ_Ｂ及び側面部Ｔ_Ｓは、鍔部４Ａ，４Ｂの底面Ｓ_Ｂ（第１の表面）及び外側側面Ｓ_Ｓ（第２の表面）にそれぞれ形成されている。鍔部４Ａ，４Ｂの底面Ｓ_Ｂは段差面を有しており、端子電極６ａ〜６ｆの底面部Ｔ_Ｂは、鍔部４Ａ，４Ｂの底面Ｓ_Ｂの段差面に合わせた段差形状を有している。

端子電極６ａ〜６ｆの底面部Ｔ_Ｂは、鍔部４Ａ，４Ｂの内側側面寄り（巻芯部３寄り）に設けられた上段部Ｔ_Ｂ１と、鍔部４Ａ，４Ｂの外側側面Ｓ_Ｓ寄りに設けられた下段部Ｔ_Ｂ２からなり、側面部Ｔ_Ｓは底面部Ｔ_Ｂの下段部Ｔ_Ｂ２に接続されている。ここで、上段部Ｔ_Ｂ１は、コイル７の端末部と接触する端子面（第１の端子面Ｓ_Ｕ）を提供する部位であり、下段部Ｔ_Ｂ２は、コイル７の端末部と接触しない端子面（第２の端子面Ｓ_Ｌ）を提供する部位である。すなわち、下段部Ｔ_Ｂ２の第２の端子面Ｓ_Ｌは、上段部Ｔ_Ｂ１の第１の端子面Ｓ_Ｕと同一平面を構成していない。

端子電極６ａ〜６ｆの底面部Ｔ_Ｂの第１の端子面Ｓ_Ｕは、熱圧着時にコイル７の端末部への圧接力を受ける「圧接面」を提供する。また、端子電極６ａ〜６ｆの底面部Ｔ_Ｂの第２の端子面Ｓ_Ｌは、コイル７の端末部への圧接力を逃がす「非圧接面」を提供する。端子電極６ａ〜６ｆの底面部Ｔ_Ｂが第１の端子面Ｓ_Ｕ及び第２の端子面Ｓ_Ｌからなる段差面を有することにより、コイル７の端末部が、端子電極６ａ〜６ｆの底面部における当該コイルの延在方向の全幅にわたって熱圧着されることを回避することができる。したがって、ワイヤとめっき膜との反応による合金層が形成されない領域を広く確保することができ、ワイヤの切断除去を確実かつ容易に行うことができる。

図８（ａ）〜（ｃ）は、コイル７の端末部の熱圧着工程を説明するための模式図である。

図８（ａ）に示すように、熱圧着工程では、ドラムコア２の巻芯部３に巻回されたコイル７の端末部を、対応する端子電極６ａ〜６ｆ上に配線する。コイル７の端末部は、端子電極６ａ〜６ｆを通過して鍔部４Ａ，４Ｂの外側まで引き出され、鍔部４Ａ，４Ｂの底面とほぼ平行に延在している。

次に、図８（ｂ）に示すように、ヒータチップ１２を用いて、コイル７の端末部を端子電極６ａ〜６ｆの表面に熱圧着する。端子電極６ａ〜６ｆの底面部Ｔ_Ｂの第１の端子面Ｓ_Ｕの上方に位置するワイヤ部分は、ヒータチップ１２と第１の端子面Ｓ_Ｕとの間に挟み込まれ、高温なヒータチップ１２の圧接力で端子面に押し付けられ、ワイヤの線材（Ｃｕ）と端子面のめっき膜（Ｎｉ及びＳｎ）とが合金化して十分な接合力が得られる。

一方、端子電極６ａ〜６ｆの底面部Ｔ_Ｂの第２の端子面Ｓ_Ｌの上方に位置するワイヤ部分は、ヒータチップ１２と第２の端子面Ｓ_Ｌとの間の隙間ｄ_１に逃げ込み、第１の端子面Ｓ_Ｕのような十分な圧接力が付与されない。そのため、このワイヤ部分の第２の端子面Ｓ_Ｌへの熱圧着を回避することができる。

図８（ｃ）に示すように、こうして端子電極６ａ〜６ｆ上に熱圧着されたコイル７の端末部は、カッター１３により切断されてその長さが整えられる。このとき、コイル７の切断位置は端子電極６ａ〜６ｆの段差付近である。コイル７の端末部の切断時において、熱圧着されなかったワイヤの余線部分７ｒは、端子面に固着されていないか、仮に熱圧着時に溶融しためっき膜によって端子面に固着されていたとしてもその固着力は弱いので、少しの力を加えるだけで剥離される。その結果、端子電極の底面部Ｔ_Ｂの表面うち第１の端子面Ｓ_Ｕだけにワイヤが熱圧着され、第２の端子面Ｓ_Ｌにはワイヤがない状態となる。

第１の端子面Ｓ_Ｕにおいて、ワイヤの周囲は合金化によって半田の濡れ性の悪い領域となるが、さらにその周りには合金化されなかった領域も存在し、この領域は半田接続に寄与する。一方、第２の端子面Ｓ_Ｌにはワイヤが存在せず、合金化されないので、半田の濡れ性の良好な領域となる。

第２の端子面Ｓ_Ｌは端子電極の側面部Ｔ_Ｓに接する部分であり、表面実装時には、側面部Ｔ_Ｓと共に半田フィレットの形成に寄与する部分である。第２の端子面Ｓ_Ｌは合金化されないので、側面部Ｔ_ＳのＳｎめっき膜が熱圧着時の熱で溶融して底面部Ｔ_Ｂ側に流れ込み、その膜厚が減少してしまう事態を防止することができる。そのため、このようなコイル部品１を表面実装した場合には、端子電極６ａ〜６ｆの半田の濡れ性を高めることができ、端子電極の下段部Ｔ_Ｂ２から側面部Ｔ_Ｓにかけて半田フィレットを確実に形成することができる。したがって、コイル部品１の電気的かつ機械的接続の信頼性を向上させることができる。

以上説明したように、本実施形態によるコイル部品１は、コイル７の端末部が接合される端子電極６ａ〜６ｆの端子面に、コイル７の先端部との接触を回避させる段差面が設けられているので、ワイヤに先端部が端子面に熱圧着されることを回避することができる。したがって、熱圧着後のワイヤの切断除去を確実かつ容易に行うことができる。また、熱圧着時に側面部Ｔ_Ｓのめっき厚が減少し、これにより半田フィレットの形成が阻害されることを回避することができる。

本発明は、以上の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能であり、それらも本発明に包含されるものであることは言うまでもない。

例えば、上記実施形態においては、コイルが巻回される基体として、コイルが巻回される巻芯部とその両端に設けられた一対の鍔部とを有する横型のドラムコアを用いているが、いわゆる縦型のドラムコアを用いてもかまわない。また、端子電極の取付け個数は特に限定されない。したがって、例えば鍔部４Ａ，４Ｂの各々に４つの端子電極を形成することも可能である。

１ コイル部品
２ ドラムコア
３ 巻芯部
４Ａ，４Ｂ 鍔部
５ 板状コア
６ａ〜６ｆ 端子電極
７ コイル
７ｒ ワイヤの余線部分
１２ ヒータチップ
１３ カッター
２０ ワイヤ
２０ｅ 先端部
２１ 端子電極
ｄ_１ 隙間
Ｓ_Ｔ 鍔部の上面
Ｓ_Ｂ 鍔部の底面
Ｓ_Ｂ１ 鍔部の底面の下段面
Ｓ_Ｂ２ 鍔部の底面の上段面
Ｓ_Ｓ 鍔部の外側側面
Ｓ_Ｕ 端子電極の底面部の第１の端子面
Ｓ_Ｌ 端子電極の底面部の第２の端子面
Ｔ_Ｂ 端子電極の底面部
Ｔ_Ｂ１ 端子電極の底面部の上段部
Ｔ_Ｂ２ 端子電極の底面部の下段部
Ｔ_Ｓ 端子電極の側面部

Claims (3)

1. ワイヤを巻回してなるコイルと、
   前記コイルを支持する基体と、
   前記コイルの前記端末部が接続される端子電極とを備え、
   前記基体は、前記コイルの端末部の延在方向と平行な第１の表面を有し、
   前記端子電極は、前記基体の前記第１の表面に印刷された第１の端子部を有し、
   前記第１の表面は上段面及び下段面からなる段差面を有し、
   前記第１の端子部は、前記上段面に形成された上段部と、前記下段面に形成された下段部からなる段差形状を有し、
   前記上段部は、前記端末部と接触する第１の端子面を有し、
   前記下段部は、前記端末部の延長線上に位置し、前記端末部と接触しない第２の端子面を有することを特徴とするコイル部品。
2. 前記基体は、前記第１の表面と直交する第２の表面を有し、
   前記端子電極はＬ字型であって、前記基体の前記第２の表面に印刷された第２の端子部をさらに有し、
   前記第２の端子部は前記第１の端子部の前記下段部に接続されている、請求項１に記載のコイル部品。
3. 前記基体は、前記コイルが巻回される巻芯部と当該巻芯部の両端に設けられた一対の鍔部とを有するドラムコアであり、
   前記鍔部に前記端子電極が設けられている、請求項１又は２に記載のコイル部品。

Images