(57)【要約】【課題】インダクタ素子のフェライトコア鍔部上面に接着剤により固定された内部電極の接合強度を向上させ、且つ高い信頼性が得られるチップインダクタを提供する。【解決手段】軸部１１ａとその両端に配設した鍔部１１ｂとを備えたフェライトコア１１と、軸部に巻回し鍔部の上面に設けた内部電極に両端を固定した巻線１２と、フェライトコアと巻線とを封止したモールド樹脂体２５と、内部電極に接続しモールド樹脂体の側面の上部から延出しモールド樹脂体の側面および底面に沿って折り曲げて配置した金属板からなる外部電極２１とを備え、フェライトコアの鍔部の上面には軸部の方向へ向けて開放された凹部１１ｃを設け、該鍔部の上面に金属板からなる内部電極が接着剤１４により固定されている。そして、凹部１１ｃには接着剤１４の一部が充填され、金属板からなる内部電極１３が接着剤の薄い面と厚い面を介して鍔部１１ｃの上面に固定されている。【選択図】図２
2010080516.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸部と、その両端に配設した鍔部とを備えたフェライトコアと、
前記軸部に巻回し、前記鍔部の上面に設けた内部電極に両端を固定した巻線と、
前記フェライトコアと、前記巻線とを封止したモールド樹脂体と、
前記内部電極に接続し、前記モールド樹脂体の側面の上部から延出し、前記モールド樹脂体の側面および底面に沿って折り曲げて配置した金属板からなる外部電極とを備え、
前記フェライトコアの鍔部の上面には、前記軸部の方向へ向けて開放された凹部を設け、該鍔部の上面に、金属板からなる前記内部電極が接着剤により固定されていることを特徴とするチップインダクタ。
【請求項２】
前記凹部には、前記接着剤の一部が充填され、前記金属板からなる内部電極が、前記接着剤の薄い面と厚い面を介して前記鍔部の上面に固定されていることを特徴とする請求項１記載のチップインダクタ。
【請求項３】
前記フェライトコアと、前記巻線とが、ゴム状樹脂により被覆され、前記モールド樹脂体に封止されていることを特徴とする請求項１記載のチップインダクタ。
【請求項４】
軸部と、その両端に配設した鍔部と、前記鍔部の少なくとも一面に前記軸部の方向へ向けて開放された凹部を設けたフェライトコアを準備し、
前記凹部に、接着剤を充填し、該凹部の上面を含めて前記鍔部の上面に接着剤を介して金属板からなる内部電極を固定し、
前記フェライトコアの軸部に巻線を巻回し、前記鍔部に固定した内部電極に巻線の端部を熱圧着し、
リードフレームを準備し、該リードフレームの一端部を前記内部電極の上面に固定して、該リードフレームを前記巻線の上方に配置し、
前記フェライトコアと、該フェライトコアの軸部に巻回した巻線と、前記リードフレームの一部とをモールド樹脂体に封止し、前記モールド樹脂体の側面上部から前記リードフレームの端子部分が延出し、
前記リードフレームをリードカットし、前記モールド樹脂体から延出した端子部分を、前記モールド樹脂体の側面および底面に沿って折り曲げることを特徴とするチップインダクタの製造方法。
【請求項５】
前記フェライトコアと前記巻線とをゴム状樹脂で被覆し、前記モールド樹脂体に封止することを特徴とする請求項４記載のチップインダクタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フェライトコアに巻線を施した比較的大きなインダクタンス値を有する巻線型のインダクタ素子に係り、特に面実装が可能なチップインダクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、フェライトコアに巻線を施した比較的大きなインダクタンス値を有する巻線型のインダクタ素子が知られている。これらの素子は、円柱状または角柱状の軸部と、その両端に配設した鍔部とを備えたフェライトコアを準備し、フェライトコアの軸部に巻線を巻回し、鍔部に設けた電極に巻線の両端部を固定して面実装可能な電極としたものである（特許文献１参照）。また、フェライトコアの軸部に巻線を巻回し、鍔部に設けた内部電極に巻線の両端を固定し、全体を外装樹脂（モールド樹脂体）で封止し、内部電極に接続した外部電極をモールド樹脂体の側面下部から延出し、底面に沿って折り曲げて配置し、面実装可能としたインダクタ素子が知られている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平９−２１３１９８号公報
【特許文献２】特開２００５−２２３１４７号公報
【０００３】
これらのインダクタ素子では、フェライトコア鍔部への電極形成は、フェライトコア鍔部へ直接メタライズ又は金属板の電極を接着剤により貼り付けることにより行われ、フェライトコア鍔部に設けた内部電極に、巻線の端部を熱圧着又ははんだ接合にて固定している。巻線の端部をフェライトコア鍔部上に設けた内部電極へ熱圧着により接合する際、４５０℃前後の熱が印加される。また、外部電極となるリードフレームを搭載する際に、さらに３５０℃程度の熱が印加される。このような熱印加による負荷により、フェライトコア鍔部上に設けた内部電極は、高耐熱性のエポキシ樹脂で接合されているが、その熱により接合強度が劣化し、剥がれてしまうという問題があった。
【０００４】
また、これらのインダクタ素子が例えば車載用途の場合等には、極寒から高温の状態に曝される場合があり、また激しい振動・衝撃状態に曝される場合があり、これらの環境に耐えて所要の動作をする高い安定性・信頼性が要求される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上述の事情に基づいてなされたもので、インダクタ素子のフェライトコア鍔部上面に接着剤により固定された内部電極の接合強度を向上させ、且つ高い信頼性が得られるチップインダクタ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】
【０００６】
本発明のチップインダクタは、軸部とその両端に配設した鍔部とを備えたフェライトコアと、軸部に巻回し鍔部の上面に設けた内部電極に両端を固定した巻線と、フェライトコアと巻線とを封止したモールド樹脂体と、内部電極に接続しモールド樹脂体の側面の上部から延出しモールド樹脂体の側面および底面に沿って折り曲げて配置した金属板からなる外部電極とを備え、フェライトコアの鍔部の上面には軸部の方向へ向けて開放された凹部を設け、該鍔部の上面に金属板からなる内部電極が接着剤により固定されている。そして、凹部には接着剤の一部が充填され、金属板からなる内部電極が接着剤の薄い面と厚い面を介して鍔部の上面に固定されている。
【０００７】
また、本発明のチップインダクタの製造方法は、軸部とその両端に配設した鍔部と鍔部の少なくとも一面に軸部の方向へ向けて開放された凹部を設けたフェライトコアを準備し、凹部に接着剤を充填し該凹部の上面を含めて鍔部の上面に接着剤を介して金属板からなる内部電極を固定し、フェライトコアの軸部に巻線を巻回し、鍔部に固定した内部電極に巻線の端部を熱圧着し、リードフレームを準備し該リードフレームの一端部を内部電極の上面に固定して該リードフレームを巻線の上方に配置し、フェライトコアと該フェライトコアの軸部に巻回した巻線とリードフレームの一部とをモールド樹脂体に封止しモールド樹脂体の側面の上部からリードフレームの端子部分が延出し、リードフレームをリードカットしモールド樹脂体から延出した端子部分をモールド樹脂体の側面および底面に沿って折り曲げることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のチップインダクタによれば、内部電極が接着剤により接合されるフェライトコア鍔部上面に凹部を設けることで、接着剤の厚い箇所と薄い箇所を設け、熱伝導性の良い場所と悪い場所を設けることができる。これにより、内部電極に巻線の端部を熱圧着により接合するに際して、熱印加による接着剤の強度劣化を低減し、内部電極がフェライトコア鍔部上面に対して十分な接合強度を保持することが可能となる。従って、車載用途等で要求される高い信頼性が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明のチップインダクタの実施形態について、図１乃至図４を参照して説明する。なお、各図中、同一または相当する部材または要素には、同一の符号を付して説明する。
【００１０】
図１は、本発明の一実施形態のチップインダクタの全体的な構成例を示す。このチップインダクタは、外装樹脂（モールド樹脂体）２５の内部に、円柱状または角柱状の軸部１１ａとその両端に配設した鍔部１１ｂ，１１ｂとを備えたフェライトコア１１と、軸部１１ａに巻回し鍔部１１ｂの上面に設けた内部電極１３に両端を固定した巻線１２とを備えている。内部電極１３は銅板に錫メッキ等を施したもので、鍔部１１ｂの上面に接着剤により固定され、巻線１２の両端が熱圧着により接合されている。
【００１１】
内部電極１３には、Ｔ字型の銅等の金属板（外部電極）２１の一端が固定され、金属板２１の両他端はモールド樹脂体２５の側面の上部から延出し、モールド樹脂体の側面および底面に沿って折り曲げて配置した端子部２１ｂとなっている。端子部２１ｂの表面には必要に応じてハンダまたは錫メッキが施され、面実装用の電極端子部分となっている。この電極端子部分は、モールド樹脂体の側面に沿ってその上部（巻線コア部の上方位置）まで延びるので、バネ材・クッション材としての役割を果たし、実装基板に印加される振動・衝撃・膨張・収縮に伴う応力を吸収し、巻線コア部分への応力の印加を低減できる。
【００１２】
フェライトコア１１の内部電極１３を含む鍔部１１ｂと、軸部１１ａに巻回した巻線１２と、金属板２１の一部は柔らかいシリコン樹脂からなるゴム状樹脂２３により被覆されている。モールド樹脂体２５は、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂または液晶ポリマー等の熱可塑性樹脂からなる硬い外装樹脂であり、Ｔ字型の金属板２１の一部を封止するとともに、フェライトコア１１、巻線１２、およびこれらを被覆するゴム状樹脂２３の全体を封止する。従って、硬い外装樹脂により外部電極端子部分を安定に保持することができ、内部に柔らかい樹脂により被覆された巻線コア部分を備えることで、外部から印加される振動・衝撃或いは温度変化に伴う応力を柔らかい樹脂により吸収することができ、巻線コア部分への応力の印加を低減できる。
【００１３】
図２（ａ）はフェライトコアと巻線と内部電極の部分の詳細を示す上面図であり、図２（ｂ）はフェライトコアの鍔部において図２（ａ）のＡＡ線に沿った断面を示す図である。このインダクタ素子においては、フェライトコア１１の鍔部１１ｂの上面に、軸部１１ａの方向へ向けて開放された凹部１１ｃを設け、鍔部１１ｂの上面に、銅等の金属板からなる内部電極１３が接着剤１４により固定されている。内部電極１３には、円弧状の切欠部１３ａを備え、切欠部に巻線が懸架した状態で、巻線の端部１２ａが熱圧着により内部電極１３に固定されている。
【００１４】
凹部１１ｃには、接着剤１４の一部が充填され、鍔部１１ｂの上面は接着剤１４により金属板からなる内部電極１３と接合されているので、内部電極１３は接着剤の薄い面と厚い面を介して鍔部１１ｂの上面に固定されている。これにより、図３（ａ）のハッチングで示す部分Ａは接着剤の厚さが薄いことで、熱伝導性の良い部分となり、図３（ｂ）のハッチングで示す部分Ｂは接着剤の厚さが厚いことで、熱伝導性の悪い部分となる。この例では、接着剤の薄い部分の厚さは１０μｍ程度であり、接着剤の厚い部分の厚さ（凹部の深さ）は２２０μｍ程度である。また、内部電極の厚さは０．１ｍｍ程度である。
【００１５】
本発明者等の内部電極の剥離試験（破壊試験）結果では、接着剤の薄いところは熱集中が起き界面剥離（接着剤と被接着面との界面で剥離していて、接着機能を果たしていない）が起こっているが、厚いところは、凝集破壊（接着剤中での剥離）になっている。従って、内部電極接合面のフェライトコア鍔部１１ｂに凹部１１ｃを設けることで、接着剤１４の厚い箇所と薄い箇所を設け、熱伝導性の良い場所と悪い場所を設けることで、巻線端部１２ａの接合時の熱による接着剤の強度劣化を低減し、外部電極となる金属板搭載後でも十分な強度を保持することが可能になる。
【００１６】
次に、上記チップインダクタの製造方法について、図４を参照して説明する。まず、（ａ）に示すように、円柱状または角柱状の軸部１１ａと、その両端に配設した鍔部１１ｂ，１１ｂと、鍔部の少なくとも一面に軸部１１ａの方向へ向けて開放された凹部１１ｃを設けたフェライトコア１１を準備する。図示のフェライトコア１１には、鍔部１１ｂ，１１ｂの上下両面に軸部１１ａの方向へ向けて開放された凹部１１ｃ，１１ｃを設けているので、製造段階で鍔部の上面となる面に内部電極１３を配置することができる。
【００１７】
次に、（ｂ）に示すように、鍔部１１ｂ，１１ｂのそれぞれの上面に内部電極１３を接着剤により固定する。内部電極１３は、この実施形態では銅板に錫メッキを施したものである。接着剤は高耐熱性のエポキシ樹脂を用い、凹部１１ｃに充填すると共に、鍔部の上面に塗布し、金属板からなる内部電極１３を固定し、加温・乾燥することで内部電極１３を鍔部１１ｂの上面に接合する。これにより、金属板からなる内部電極１３が、鍔部上面の接着剤の薄い面と凹部上面の接着剤の厚い面を介して鍔部１１ｂの上面に固定される。
【００１８】
次に、フェライトコア１１の軸部１１ａに巻線１２を巻回し、鍔部１１ｂの上面に接合した内部電極１３に巻線の端部を熱圧着により固定する。巻線の端部の固定は、（ｃ）に示すように、ワイヤ引っ張り治具３１を用い、巻線の端部を引っ張りつつ、ヒーターチップ（熱源）３２により圧力を加えつつ、４５０℃前後の熱を０．３秒程度パルス状に加えることで行われる。この際、（ｄ）に示すように、内部電極１３は円弧状の切欠部１３ａを有するので、巻線の端部１２ａが円弧の頂部を通るように容易に位置決めすることができ、これによりバラツキのない巻線の固定が行える。
【００１９】
巻線端部の熱圧着による固定は４５０℃前後の熱を印加して行われるが、上述のように、フェライトコア鍔部の凹部１１ｃには接着剤１４の一部が充填され、金属板からなる内部電極１３が、接着剤の薄い面と厚い面を介して鍔部１１ｂに固定されているので、熱による接着剤の強度劣化を低減できることは上述したとおりである。
【００２０】
次に、（ｅ）に示すように、外部電極となるリードフレーム（金属板）２１を準備し、該リードフレーム（金属板）２１の一端部を内部電極１３の上面にハンダ接合等により固定して、該リードフレーム（金属板）２１を巻線１２の上方位置に配置する。この時にも、３５０℃程度の熱が内部電極１３に印加されるが、内部電極１３を鍔部１１ｂに固定する接着剤１４の劣化は生じない。リードフレーム（金属板）２１は、一端が内部電極と接続する棒状部２１ａと、棒状部２１ａの他端と交差接続する端子部２１ｂとを備える。なお、端子部２１ｂの中央部のＴ字型接合部近傍に設けられた円弧状切り欠きＳは、実質的に外部電極の幅を狭くしてハンダ接合に際して、熱の逃げを防止するためのものである。
【００２１】
次に、（ｆ）に示すように、フェライトコア１１と、フェライトコアに巻回した巻線１２と、リードフレーム（金属板）２１の一部分をゴム状樹脂で被覆する。そして、ゴム状樹脂で被覆した部分２３と、さらにリードフレーム（金属板）２１の一部分とをインサート成形等によりモールド樹脂体２５に封止する。この状態で、モールド樹脂体２５の側面上部からリードフレーム（金属板）２１の封止されていない端子部分２１ｂが延出する。そして、リードフレームの不要部をリードカットし、リード端子となる金属板２１のモールド樹脂体２５から延出した端子部分２１ｂを、モールド樹脂体２５の側面および底面に沿って折り曲げて、さらにハンダまたは錫メッキ等を施すことで、図１に示すインダクタ素子が完成する。
【００２２】
なお、上記実施形態では、内部電極１３をフェライトコア鍔部１１ｂに固定後、巻線１２を形成する例について説明したが、巻線１２を形成した後で、内部電極１３をフェライトコア鍔部１１ｂに固定し、巻線１２の端部１２ａを内部電極１３に固定するようにしてもよい。
【００２３】
これまで本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態のチップインダクタの全体的な構成例を示す内部を透視した斜視図である。
【図２】上記チップインダクタの、（ａ）はフェライトコアと巻線と内部電極の部分を示す上面図であり、（ｂ）はフェライトコアの鍔部において（ａ）のＡＡ線に沿った断面図である。
【図３】（ａ）（ｂ）はフェライトコア鍔部近傍の上面図である。
【図４】本発明のチップインダクタの製造工程を示す図である。
【符号の説明】
【００２５】
１１    フェライトコア
１１ａ  軸部
１１ｂ  鍔部
１１ｃ  凹部
１２    巻線
１２ａ  巻線端部
１３    内部電極
１３ａ  円弧状切欠
１４    接着剤
２１    金属板（リードフレーム）
２１ａ  金属板の棒状部
２１ｂ  金属板の端子部
２３    ゴム状樹脂
２５    モールド樹脂体（外装樹脂）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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