(57)【要約】【課題】  巻線型コイル部品を製造するにあたり、外部電極を形成するためのはんだ付け時間を短縮する。また、フェライトコアの熱ダメージを低減するとともに、導線同士の短絡を抑制する。【解決手段】  導線２０の端部２５をコア端子部１６へ、はんだ付けする前に、端部２５の被覆材２２の一部をレーザで除去する。これにより、はんだ付けする際に被覆材２２が融解されやすくなり、はんだ付け時間が短縮される。また、はんだ付け温度を低く設定することができ、フェライトコア１１の熱ダメージが低減され、かつ、巻胴１２に巻回された導線２０同士の短絡が抑制される。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周に被覆材が被覆された導線と、前記導線が巻回されるフェライトコアと、前記導線の端部を固定するため前記フェライトコアに設けられるコア端子部と、を有する巻線型コイル部品の製造方法であって、
前記導線を前記フェライトコアに巻回する巻線工程と、
前記導線の端部を前記コア端子部に配置する導線配置工程と、
前記導線の端部にレーザ光を照射することにより、前記導線の端部の前記被覆材の一部を除去する被覆材除去工程と、
前記導線の端部を前記コア端子部に、はんだ付けするはんだ付け工程と、
を備えることを特徴とする巻線型コイル部品の製造方法。
【請求項２】
前記被覆材除去工程は、前記レーザ光を前記導線の軸方向に照射する工程を含むことを特徴とする請求項１に記載された巻線型コイル部品の製造方法。
【請求項３】
前記被覆材除去工程は、前記レーザ光を照射した後の前記被覆材の形状を有底溝形状とする工程を含むことを特徴とする請求項１または２に記載された巻線型コイル部品の製造方法。
【請求項４】
前記被覆材除去工程における前記レーザ光は、ＣＯ2レーザ光であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載された巻線型コイル部品の製造方法。
【請求項５】
前記被覆材除去工程よりも前において、前記コア端子部に、Ａｇからなる下地電極を形成する工程をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載された巻線型コイル部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フェライトコアを有する巻線型コイル部品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
巻線型コイル部品は、導線と、導線が巻回されるフェライトコアと、導線の端部を固定するためフェライトコアに設けられるコア端子部と、を有する。フェライトコアは、導線が直接巻回される巻胴と、巻胴の両端に配置される上鍔および下鍔と、により構成される。導線の端部は、はんだ付けによりコア端子部に固定されるが、導線の外周には絶縁材料が元々被覆されているので、導線の端部における絶縁材料を除去した上で、導線と、はんだとを電気的に接続する必要がある。
【０００３】
図８は、特許文献１（特開２００６−１３２３９号公報）に記載された巻線型コイル部品１０１のはんだ付け方法を示した図である。特許文献１には、フェライトコア１１１の下鍔１１４および導線１２０の端部１２５を、はんだ槽１５２の溶融はんだ１５３に浸漬することにより、巻線型コイル部品１０１の外部電極を形成する方法が記載されている。この方法によれば、導線１２０の端部１２５の絶縁材料を溶融はんだ１５３内に融解させて絶縁材料を除去するとともに、導線１２０と、はんだとを電気的に接続している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１３２３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載された方法では、導線１２０に被覆された絶縁材料を溶融はんだ１５３内にて除去するために長い時間を要していた。特に、フェライトコア１１１への熱ダメージを低減するために、溶融はんだ１５３の温度を低く設定した場合は、絶縁材料を除去するための時間がさらに必要となり、生産効率の低下を招いていた。
【０００６】
本発明の目的は、外部電極の形成におけるはんだ付け時間を短縮することができる巻線型コイル部品の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、外周に被覆材が被覆された導線と、導線が巻回されるフェライトコアと、導線の端部を固定するためフェライトコアに設けられるコア端子部と、を有する巻線型コイル部品の製造方法であって、導線を前記フェライトコアに巻回する巻線工程と、導線の端部をコア端子部に配置する導線配置工程と、導線の端部にレーザ光を照射することにより、導線の端部の被覆材の一部を除去する被覆材除去工程と、導線の端部をコア端子部に、はんだ付けするはんだ付け工程と、を備える。
【０００８】
好ましくは、被覆材除去工程は、レーザ光を導線の軸方向に照射する工程を含む。
【０００９】
また、被覆材除去工程は、レーザ光を照射した後の被覆材の形状を有底溝形状とする工程を含むのが好ましい。
【００１０】
また、被覆材除去工程におけるレーザ光は、ＣＯ2レーザ光であるのが好ましい。
【００１１】
さらには、被覆材除去工程よりも前において、コア端子部に、Ａｇからなる下地電極を形成する工程をさらに備えるのが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、はんだ付け工程の前において、予め導線の端部の被覆材の一部を除去する被覆材除去工程を設けている。これにより、はんだ付け工程において、被覆材の一部除去された箇所を起点として、被覆材の融解が促進される。その結果、被覆材を短時間で除去することができ、外部電極の形成のためのはんだ付け時間を短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】巻線型コイル部品１の下鍔１４を上向きにした状態の斜視図である。
【図２】導線２０の始端部２５Ａを第１のコア端子部１６Ａに配置する第１の導線配置工程を示した図である。
【図３】導線２０をフェライトコア１１に巻回する巻線工程を示した図である。
【図４】導線２０の終端部２５Ｂを第２のコア端子部１６Ｂに配置する第２の導線配置工程を示した図である。
【図５】導線２０の端部２５の被覆材２２の一部を除去する被覆材除去工程を示した図である。
【図６】図５に示した被覆材除去工程で用いられるレーザ加工装置４０の概略図である。
【図７】導線２０の端部２５をコア端子部１６に、はんだ付けするはんだ付け工程を示した図である。
【図８】特許文献１に記載された巻線型コイル部品１０１のはんだ付け方法を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１に示すとおり、巻線型コイル部品１は、導線２０と、導線２０が巻回されるフェライトコア１１と、導線２０の端部２５を固定するためフェライトコア１１に設けられるコア端子部１６と、を有する。
【００１５】
導線２０は、導線本体２１と、導線本体２１の外周に被覆された被覆材２２と、により構成される（図５（Ｂ）参照）。導線本体２１の材質は、たとえばＣｕである。被覆材２２は絶縁材料であり、被覆材２２の材質としては、たとえば、ポリウレタン、ポリエステルなどが挙げられる。好ましくは、被覆材２２の材質は、後述するＣＯ2レーザ光Ｌの吸収率の高い材質とするのがよい。導体本体２１の径は、たとえば０．１２ｍｍである。被覆材２２の厚みは、たとえば０．０１ｍｍである。被覆材２２のさらに外周には、たとえばブチラール樹脂を含む融着材がさらに被覆されていてもよい。
【００１６】
なお、導線２０には始端部２５Ａと終端部２５Ｂとがあるが、単に、導線２０の端部２５と呼んだときは、導線２０の始端部２５Ａおよび終端部２５Ｂのどちらか一方、あるいは両方を指すものとする。
【００１７】
フェライトコア１１は、導線２０が直接巻回される巻胴１２と、巻胴１２の両端に配置される上鍔１３および下鍔１４と、により構成される。巻回された導線２０に電流が流れると、フェライトコア１１に磁束が発生する。
【００１８】
コア端子部１６には、第１のコア端子部１６Ａと、第２のコア端子部１６Ｂとがある。第１のコア端子部１６Ａおよび第２のコア端子部１６Ｂは、フェライトコア１１の下鍔１４側に間隔をあけて、並んで設けられる。第１のコア端子部１６Ａには、導線２０の始端部２５Ａがはんだ１７により固定される。第２のコア端子部１６Ｂには、導線２０の終端部２５Ｂがはんだ１７により固定される。このはんだ１７により、コア端子部１６に外部電極１９が形成される。なお、理解を容易にするため、図１では第１のコア端子部１６Ａのはんだ１７を除いた状態のものを図示している。この図で示すとおり、コア端子部１６には、はんだ１７が付着しやすいＡｇなどの下地電極１８が、予め形成されている。
【００１９】
巻線型コイル部品１は、導線２０がフェライトコア１１の巻胴１２に巻回されるとともに、導線２０の端部２５がコア端子部１６に、はんだ付けされることにより製造される。はんだ付けする際の温度は、たとえば４００℃である。導線２０の端部２５の被覆材２２は、この温度状況において融解させられることにより除去される。これにより、導線本体２１と、はんだ１７とが電気的に接続される。ただし、被覆材２２を除去するためには所定の時間が必要となる。本実施形態は、はんだ付けに必要とする時間を短縮するため、はんだ付け前に、導線２０に対し処理を施す点に特徴がある。
【００２０】
なお、以下において、フェライトコア１１の巻胴１２の軸線方向をＺ方向と呼び、Ｚ方向に直交し、かつ、コア端子部１６が並んで配置されている方向をＸ方向と呼び、Ｚ方向とＸ方向に直交する方向をＹ方向と呼ぶ。また、Ｚ方向を中心軸として回転する方向をθ方向と呼ぶ。
【００２１】
図２〜図７は、本実施形態に係る巻線型コイル部品１の製造方法を説明するための図である。巻線型コイル部品１の製造方法は、巻線工程と、導線配置工程と、被覆材除去工程と、はんだ付け工程と、を備える。なお、導線配置工程には、後述する第１の導線配置工程と第２の導線配置工程とがあるが、単に、導線配置工程と呼んだときは、第１の導線配置工程および第２の導線配置工程のどちらか一方、あるいは両方を指すものとする。
【００２２】
図２に示す工程は、導線２０の始端部２５Ａを、第１のコア端子部１６Ａに配置する第１の導線配置工程である。まず、フェライトコア１１の上鍔１３をコアチャック３１により保持し、フェライトコア１１の巻胴１２の軸線方向（Ｚ方向）を水平に向ける。一方、導線２０を把持した導線チャック３４を、フェライトコア１１の下鍔１４より下方（図２において矢印Ｙ方向）へ移動させる。この移動により、導線２０が、導線ガイド３３を通って矢印Ｐ１の方向に引き出される。なお、導線２０は、図示しない線材供給装置から供給される。
【００２３】
次に、押圧棒３２を矢印Ｑの方向へ移動させる。これにより、導線２０を第１のコア端子部１６Ａに押し付けるとともに、フェライトコア１１をコアチャック３１と押圧棒３２との間に挟み込む。その後、導線チャック３４と第１のコア端子部１６Ａの間に延びている導線２０を、カット刃３５により切断する。この切断により、導線２０に始端部２５Ａが形成されるとともに、導線２０の始端部２５Ａが第１のコア端子部１６Ａに配置された状態となる。なお、導線２０の端部２５とは、巻胴１２に巻回されない部分であって、フェライトコア１１の下鍔１４に配置される部分のことであり、必ずしも導線２０の末端を含むという意味ではない。
【００２４】
図３に示す工程は、導線２０をフェライトコア１１に巻回する巻線工程である。巻線工程では、コアチャック３１および押圧棒３２を、図示しない回転機構により矢印θの方向に回転させ、それに伴いフェライトコア１１も回転させる。一方、導線ガイド３３を、巻胴１２の下鍔１４側から上鍔１３側に向けて移動させる。これらの回転動作および移動動作により、導線２０が線材供給装置から矢印Ｐ２の方向に引き出されながら、整列された状態で巻胴１２に巻回される。
【００２５】
図４に示す工程は、導線２０の終端部２５Ｂを、第２のコア端子部１６Ｂに配置する第２の導線配置工程である。まず、押圧棒３２を下鍔１４と反対方向（矢印Ｑと反対方向）へ移動させることにより、押圧棒３２と下鍔１４との間に隙間を設ける。一方、導線ガイド３３と巻胴１２の間に延びている導線２０を、導線チャック３４により把持し、その後、導線チャック３４を下鍔１４より下方（図４において矢印Ｙ方向）へ移動させる。この移動により、導線２０が、導線ガイド３３を通って矢印Ｐ３の方向へ引き出される。
【００２６】
次に、押圧棒３２を矢印Ｑの方向へ移動させることにより、導線２０を第２のコア端子部１６Ｂに押し付ける。その後、第２のコア端子部１６Ｂと導線チャック３４の間に延びている導線２０を、カット刃３５により切断する。この切断により、導線２０に終端部２５Ｂが形成されるとともに、導線２０の終端部２５Ｂが第２のコア端子部１６Ｂに配置された状態となる。なお、導線２０を切断するときは、必ずしも押圧棒３２により導線２０を押さえ付ける必要はない。
【００２７】
図５（Ａ）に示す工程は、導線２０の端部２５の被覆材２２の一部を除去する被覆材除去工程である。被覆材２２の除去は、導線２０の始端部１５Ａおよび終端部２５Ｂのそれぞれに、レーザ光Ｌを照射することにより実行される。端部２５の被覆材２２の一部を予め除去することにより、後述するはんだ付け工程において、端部２５の被覆材２２の全体が除去されやすくなる。
【００２８】
レーザ光Ｌは、導線２０の端部２５の軸線方向（図５（Ａ）においてＹ方向）に走査されながら照射される。これにより、被覆材２２は、導線２０の端部２５の軸線に沿ってほぼ直線状に除去される。被覆材２２の除去される体積は、端部２５における被覆材２２のうちの１／１０〜１／３である。照射されるレーザ光Ｌのスポット径は、たとえば０．１ｍｍであり、レーザ光Ｌの走査速度は、たとえば１００ｍｍ／秒である。
【００２９】
図６は、レーザ加工装置４０の概略図である。レーザの種類は、波長が９．３μｍのＣＯ2レーザである。レーザのパワーはたとえば２０Ｗである。
【００３０】
レーザ加工装置４０において、フェライトコア１１は下鍔１４が上向きとなるように、コアチャック４１により保持される。コアチャック４１は図示しない直動テーブルに取り付けられ、図６においてＸ方向およびＹ方向に移動可能となっている。一方、レーザ発振器４２からはレーザ光Ｌが出力される。出力されたレーザ光Ｌはミラー４３により反射された後、レンズ４４により集光され、その後、導線２０の端部２５に照射される。なお、レーザ光Ｌの照射箇所には、ガス供給ノズル４５を設け、アシストガスを噴射するようにしてもよい。レーザ光Ｌの照射により除去された飛散物が発生する場合は、集塵ダクト４６により回収される。
【００３１】
なお、レーザ光Ｌは、図示しないガルバノミラー機構を用いることによりＸ方向およびＹ方向に走査されてもよい。また、導線２０の始端部２５Ａおよび終端部２５Ｂへのレーザ光Ｌの照射は、図示しない分光レンズを用いることにより、同時に実行されてもよい。
【００３２】
ここで実際に、導線２０にＣＯ2レーザ光を照射すると、導線本体２１に被覆材２２の薄皮２４が残ることが確認されている。図５（Ｂ）および図５（Ｃ）は、ＣＯ2レーザ光が照射された状態の導線２０を示した図であり、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）で示した破線Ｂの領域の断面を拡大した斜視図である。また、図５（Ｃ）は、図５（Ａ）におけるＹ１−Ｙ１断面図である。これらの図に示すように、被覆材２２は底まで貫通除去されるのでなく、有底溝２３形状となるように加工される。ポリウレタンを被覆材２２とした場合、有底溝２３の寸法は、たとえば、幅０．０５ｍｍ、深さ０．００９ｍｍとなり、有底溝２３の下側に残る薄皮２４の厚みは、たとえば０．００１ｍｍとなる。有底溝２３の幅がレーザ光Ｌのスポット径より小さくなるのは、スポット径の外周付近ではレーザのエネルギーが低下しており、除去加工するまでに至らないからである。
【００３３】
薄皮２４が残ることに関しては、興味深い内容が参考文献（特開２００８−２３４９１７号公報）に記載されている。この参考文献によれば、被膜の厚みが１μｍ以下になるとＣＯ2レーザ光の９０％程度は被膜を透過し、また、透過したレーザ光はＣｕなどの導線本体の表面により９８％程度が反射されるため、結局、被膜にはレーザによる熱が伝わらず、１μｍ程度の被膜が残ることが記載されている。すなわち、ＣＯ2レーザでは被膜を完全に除去できない旨が記載されている。
【００３４】
本実施形態においては、導線２０の端部２５の被覆材２２は、後述するはんだ付け工程にて全て除去されるので、薄皮２４程度であれば、導線本体２１に被覆材２２が残っても問題とならない。むしろ、被覆材２２の薄皮２４を残すことにより、はんだ付け工程に至るまでの間、導線本体２１の酸化や腐食が抑制される。したがって、レーザ光Ｌを照射した後の被覆材２２の形状が有底溝２３形状となるように意図的に加工している。
【００３５】
図７（Ａ）および図７（Ｂ）に示す工程は、導線２０の端部２５をコア端子部１６に、はんだ付けするはんだ付け工程である。まず、図７（Ａ）で示すように、フェライトコア１１をコアチャック５１で保持しながら下降させることにより、下鍔１４を、はんだ槽５２に浸漬する。はんだ槽５２内の溶融はんだ５３の温度は、たとえば４００℃に設定されている。この浸漬により、導線２０の端部２５の被覆材２２が、一部除去された箇所を起点として、融解し除去される。それとともに、溶融はんだ５３が下地電極１８の形成されたコア端子部１６に付着する。
【００３６】
次に、図７（Ｂ）で示すように、フェライトコア１１を矢印Ｒの方向へ上昇させることにより、コア端子部１６に付着した余剰の溶融はんだ５３を取り除く。その後、コア端子部１６に付着した溶融はんだ５３を固化させる。これにより、コア端子部１６において、導線２０の端部２５が、はんだ１７により固定され、外部電極１９が形成される。
【００３７】
本実施形態では、はんだ付け工程の前において、予め導線２０の端部２５の被覆材２２の一部を除去する被覆材除去工程を設けている。これにより、はんだ付け工程において、被覆材２２の一部除去された箇所を起点として、被覆材２２の融解が促進される。その結果、被覆材２２を短時間で除去することができ、外部電極１９の形成におけるはんだ付け時間を短縮できる。
【００３８】
また、導線２０の端部３５の被覆材２２が除去されやすくなれば、はんだ付け時の温度を低く設定することもできる。はんだ付け温度を低くすることにより、フェライトコア１１の熱ダメージを低減できる。さらに、巻胴１２に巻回された導線２０の被覆が、熱により溶け出すことを抑制できる。これにより、導線２０同士の短絡を抑制できる。
【００３９】
好ましくは、被覆材除去工程において、被覆材２２は、導線２０の軸方向に除去されるのがよい。これにより、はんだ付け工程において、被覆材２２がさらに剥がれやすくなる。その理由としては、溶融はんだ５３からの熱伝導により被覆材２２に熱収縮が起き、被覆材２２が軸方向に除去された箇所を起点として剥がれやすくなるからだと考えられる。
【００４０】
また、被覆材除去工程において、レーザ光Ｌの照射により除去された後の被覆材２２の形状を、有底溝２３形状とするのが好ましい。有底溝２３形状とすることにより、導線本体２１に被覆材２２の薄皮２４が残るので、被覆材除去工程から、はんだ付け工程に至るまでの導線２０の酸化や腐食を抑制できる。
【００４１】
また、被覆材除去工程におけるレーザ光Ｌは、ＣＯ2レーザ光であるのが好ましい。ＣＯ2レーザ光を用いることにより、被覆材２２を容易に除去できるとともに、導線本体２１に被覆材２２の薄皮２４を残すことができる。これにより、効率的に有底溝２３形状を作製できる。
【００４２】
さらには、被覆材除去工程よりも前において、コア端子部１６に、Ａｇからなる下地電極１８を形成する工程をさらに備えるのが好ましい。一般的に、導線２０の端部２５に当接している下地電極１８は、レーザ光Ｌが照射されることにより熱ダメージを受けやすい。しかし、下地電極１８がＡｇにより形成され、かつ、レーザ光ＬがＣＯ2レーザ光である場合は、下地電極１８へのレーザ光Ｌの吸収が抑制される。その結果、下地電極１８への熱ダメージも抑制される。
【００４３】
本実施形態は、特許請求の範囲に記載された発明を限定するものでなく、技術的思想の同一性が認められる範囲で種々の変形が可能である。たとえば、導線２０の始端部２５Ａにおける被覆材２２の一部除去が、巻線工程の前に実行されてもよい。また、始端部２５Ａの被覆材２２の一部除去が先に行なわれていれば、導線２０の始端部２５Ａにおけるはんだ付けが、巻線工程の前に実行されてもよい。
【００４４】
また、巻線型コイル部品１は、上鍔１３および下鍔１４の両方に、コア端子部１６が設けられたものであってもよい。
【符号の説明】
【００４５】
１：巻線型コイル部品
１１：フェライトコア
１２：フェライトコア１１の巻胴
１３：フェライトコア１１の上鍔
１４：フェライトコア１１の下鍔
１６：コア端子部
１６Ａ：第１のコア端子部
１６Ｂ：第２のコア端子部
１７：はんだ
１８：下地電極
１９：外部電極
２０：導線
２１：導線本体
２２：被覆材
２３：被覆材２２の有底溝
２４：被覆材２２の薄皮
２５：導線２０の端部
２５Ａ：導線２０の始端部
２５Ｂ：導線２０の終端部
３１、４１、５１：コアチャック
３２：押圧棒
３３：導線ガイド
３４：導線チャック
３５：カット刃
４０：レーザ加工装置
４２：レーザ発振器
４３：ミラー
４４：レンズ
４５：ガス供給ノズル
４６：集塵ダクト
５２：はんだ槽
５３：溶融はんだ
Ｌ：レーザ光
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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