(57)【要約】【課題】リフロー時における絶縁被膜の破損または剥離を防止する。【解決手段】導体板３０と、導電性を有する磁性材料からなり、導体板３０が挿入される貫通孔２０Ａ，２０Ｂを有する磁性コア２０とを備える。導体板３０は、貫通孔２０Ａ，２０Ｂの内部に位置する本体部３０Ａ，３０Ｂ及び貫通孔２０Ａ，２０Ｂの外部に位置する端子部３１〜３３を有する金属素体３０Ｓと、端子部３１〜３３の表面に形成され、金属素体３０Ｓよりも融点の低い金属からなる金属被膜３１ａ〜３３ａと、金属被膜を介することなく本体部３０Ａ，３０Ｂの表面に形成された絶縁被膜４０とを含む。本発明によれば、金属素体３０Ｓの本体部３０Ａ，３０Ｂは、金属被膜を介することなく絶縁被膜４０で覆われていることから、リフロー時において絶縁被膜が破損または剥離することがない。これにより、信頼性の高いコイル部品を提供することが可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体板と、
導電性を有する磁性材料からなり、前記導体板が挿入される貫通孔を有する磁性コアと、を備え、
前記導体板は、前記貫通孔の内部に位置する本体部及び前記貫通孔の外部に位置する端子部を有する金属素体と、前記端子部の表面に形成され、前記金属素体よりも融点の低い金属からなる金属被膜と、前記金属被膜を介することなく前記本体部の表面に形成された絶縁被膜とを含むことを特徴とするコイル部品。
【請求項２】
前記金属素体は、前記本体部と前記端子部の境界で折り曲げられており、
前記端子部の一部は、前記金属被膜を介することなく前記絶縁被膜で覆われていることを特徴とする請求項１に記載のコイル部品。
【請求項３】
前記金属素体の断面は、一対の長辺及び一対の短辺を有する略長方形であり、
前記端子部は、前記長辺に対応する表面に前記金属被膜が選択的に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のコイル部品。
【請求項４】
前記磁性コアは、前記貫通孔の端部近傍が切り欠かれた切り欠き部を有し、
前記端子部は、前記切り欠き部に収容されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のコイル部品。
【請求項５】
前記磁性コアは、前記貫通孔の内壁の一部分を構成する第１のコアと、前記貫通孔の内壁の他の部分を構成する第２のコアとを含み、
前記第１のコアと前記第２のコアの間には磁気ギャップが形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のコイル部品。
【請求項６】
前記貫通孔は、第１及び第２の貫通孔を含み、
前記本体部は、前記第１の貫通孔の内部に位置する第１の本体部と、前記第２の貫通孔の内部に位置する第２の本体部とを含み、
前記端子部は、前記第１の本体部の一端側に位置する第１の端子部と、前記第２の本体部の一端側に位置する第２の端子部と、前記第１の本体部の他端側に位置する第３の端子部と、前記第２の本体部の他端側に位置する第４の端子部とを含み、
前記金属素体は、前記第３の端子部と前記第４の端子部を短絡する接続部をさらに有し、
前記第３及び第４の端子部は、前記接続部から突出して設けられていることを特徴とする請求項４に記載のコイル部品。
【請求項７】
前記接続部の表面は、前記金属被膜を介することなく前記絶縁被膜で覆われていることを特徴とする請求項６に記載のコイル部品。
【請求項８】
前記第３の端子部と前記第４の端子部の間隔は、前記第１の端子部と前記第２の端子部の間隔と等しいことを特徴とする請求項６又は７に記載のコイル部品。
【請求項９】
前記第１乃至第４の端子部は、先端に向かうほど断面積が小さくなるテーパー形状を有していることを特徴とする請求項６乃至８のいずれか一項に記載のコイル部品。
【請求項１０】
前記切り欠き部は、前記第１の端子部を収容する第１の切り欠き部と、前記第２の端子部を収容する第２の切り欠き部と、前記第３の端子部、前記第４の端子部及び前記接続部を収容する第３の切り欠き部とを含むことを特徴とする請求項６乃至９のいずれか一項に記載のコイル部品。
【請求項１１】
前記第１乃至第３の切り欠き部は、前記第１乃至第４の端子部の先端に近づくほど開口面積が大きくなるテーパー形状を有していることを特徴とする請求項１０に記載のコイル部品。
【請求項１２】
本体部及び端子部を有する金属素体を用意し、前記本体部の表面に絶縁被膜を電着法により形成する第１の工程と、
前記絶縁被膜が形成されていない前記端子部の表面に、前記金属素体よりも融点の低い金属被膜をメッキにより形成する第２の工程と、
貫通孔を有する磁性コアを用意し、前記貫通孔の内部に前記本体部が位置し、前記貫通孔の外部に前記端子部が位置するよう、前記磁性コアと前記金属素体を組み合わせる第３の工程と、を備えることを特徴とするコイル部品の製造方法。
【請求項１３】
前記第１の工程は、前記金属素体の全面に前記絶縁被膜を電着法により形成する工程と、前記端子部に形成された前記絶縁被膜の少なくとも一部を除去する工程とを含むことを特徴とする請求項１２に記載のコイル部品の製造方法。
【請求項１４】
前記除去する工程は、レーザービームの照射によって行うことを特徴とする請求項１３に記載のコイル部品の製造方法。
【請求項１５】
前記端子部は、先端に向かうほど断面積が小さくなるテーパー形状を有しており、
前記除去する工程においては、前記端子部の先端面にレーザービームを照射することにより、前記端子部の前記先端面及び前記テーパー形状を構成するテーパー面に形成された前記絶縁被膜を同時に除去することを特徴とする請求項１４に記載のコイル部品の製造方法。
【請求項１６】
前記第１の工程は、前記端子部の少なくとも一部をマスク部材によって覆った状態で前記絶縁被膜を電着することにより行うことを特徴とする請求項１２に記載のコイル部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はコイル部品及びその製造方法に関し、特に、磁性コアに設けられた貫通孔に導体板が挿入されてなるコイル部品及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電源用などに用いられるコイル部品は、実使用時に比較的大きな電流が流れることから、Ｃｕ（銅）などの金属からなる導体板が用いられることがある。例えば、特許文献１に記載されたコイル部品は、貫通孔を有するＮｉＺｎ系フェライトからなる磁性コアと、貫通孔に挿入された導体板からなるコイル部品が開示されている。特許文献１において説明されているように、ＮｉＺｎ系の磁性コアは高い絶縁性を有していることから、導体板の表面に絶縁被膜などを施す必要はない。
【０００３】
しかしながら、ＮｉＺｎ系フェライトは透磁率が比較的低いため、より高い磁気特性を得るためには、ＭｎＺｎ系材料のように導電性を有する磁性材料によって磁気コアを形成することが望ましい。磁気コアの材料として導電性を有する磁性材料を用いる場合、導体板と磁気コアを電気的に絶縁する必要が生じることから、特許文献２に記載されているように、導体板の表面のうち、磁気コアと接する部分に絶縁被膜を形成する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−３０６７５１号公報
【特許文献２】特許２９５１３２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一方、実装時におけるハンダのぬれ性を確保するためには、導体板の表面にスズメッキなど、融点の低い金属からなる金属被膜を施す必要がある。しかしながら、融点の低い金属被膜が金属素体と絶縁被膜との間に介在すると、リフロー時の熱によって金属素体と絶縁被膜との間に存在する金属被膜が溶融し、その結果、絶縁被膜が破損または剥離する可能性があった。
【０００６】
したがって、本発明は、リフロー時における絶縁被膜の破損または剥離が防止されたコイル部品及びその製造方法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】
【０００７】
本発明によるコイル部品は、導体板と、導電性を有する磁性材料からなり、導体板が挿入される貫通孔を有する磁性コアと、を備え、導体板は、貫通孔の内部に位置する本体部及び貫通孔の外部に位置する端子部を有する金属素体と、端子部の表面に形成され、金属素体よりも融点の低い金属からなる金属被膜と、金属被膜を介することなく本体部の表面に形成された絶縁被膜とを含むことを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、貫通孔の内部に位置する金属素体の本体部は、絶縁被膜で覆われていることから、導電性を有する磁性コアと金属素体が電気的に短絡することがない。しかも、金属素体の本体部は、金属被膜を介することなく絶縁被膜で覆われていることから、リフロー時において絶縁被膜が破損または剥離することがない。これにより、信頼性の高いコイル部品を提供することが可能となる。
【０００９】
本発明において、金属素体は、本体部と端子部の境界で折り曲げられており、端子部の一部は、金属被膜を介することなく絶縁被膜で覆われていても構わない。これによれば、金属素体のより多くの表面が絶縁被膜で覆われることから、金属素体と磁性コアの短絡をより確実に防止することが可能となる。
【００１０】
本発明において、金属素体の断面は、一対の長辺及び一対の短辺を有する略長方形であり、端子部は、長辺に対応する表面に金属被膜が選択的に形成されていても構わない。これによれば、導体板の作製作業を簡素化することが可能となる。
【００１１】
本発明において、磁性コアは、貫通孔の端部近傍が切り欠かれた切り欠き部を有し、端子部は、切り欠き部に収容されていても構わない。これによれば、磁性コアの体積を十分に確保することが可能となる。
【００１２】
本発明において、磁性コアは、貫通孔の内壁の一部分を構成する第１のコアと、貫通孔の内壁の他の部分を構成する第２のコアとを含み、第１のコアと第２のコアの間には磁気ギャップが形成されていても構わない。これによれば、磁性コアと導体板の組み合わせ作業が容易となるとともに、磁気ギャップからの漏洩磁束によって磁気飽和を防止することも可能となる。
【００１３】
本発明において、貫通孔は、第１及び第２の貫通孔を含み、本体部は、第１の貫通孔の内部に位置する第１の本体部と、第２の貫通孔の内部に位置する第２の本体部とを含み、端子部は、第１の本体部の一端側に位置する第１の端子部と、第２の本体部の一端側に位置する第２の端子部と、第１の本体部の他端側に位置する第３の端子部と、第２の本体部の他端側に位置する第４の端子部とを含み、金属素体は、第３の端子部と第４の端子部を短絡する接続部をさらに有し、第３及び第４の端子部は、接続部から突出して設けられていても構わない。これによれば、第１〜第４の端子部の熱容量の差を低減することが可能となる。
【００１４】
本発明において、接続部の表面は、金属被膜を介することなく絶縁被膜で覆われていても構わない。これによれば、金属素体のより多くの表面が絶縁被膜で覆われることから、金属素体と磁性コアの短絡をより確実に防止することが可能となる。
【００１５】
本発明において、第３の端子部と第４の端子部の間隔は、第１の端子部と第２の端子部の間隔と等しくても構わない。これによれば、該コイル部品を実装する回路基板上のランドパターンの設計が容易となる。
【００１６】
本発明において、第１乃至第４の端子部は、先端に向かうほど断面積が小さくなるテーパー形状を有していても構わない。これによれば、回路基板に実装した場合にハンダのフィレットが形成されやすくなることから、実装強度や接続信頼性を高めることが可能となる。
【００１７】
本発明において、切り欠き部は、第１の端子部を収容する第１の切り欠き部と、第２の端子部を収容する第２の切り欠き部と、第３の端子部、第４の端子部及び接続部を収容する第３の切り欠き部とを含むものであっても構わない。これによれば、磁性コアの体積を十分に確保することが可能となる。
【００１８】
本発明において、第１乃至第３の切り欠き部は、第１乃至第４の端子部の先端に近づくほど開口面積が大きくなるテーパー形状を有していても構わない。これによれば、回路基板への実装位置にずれが生じた場合であっても、ハンダのフィレットを介した金属素体と磁性コアの短絡を防止することが可能となる。
【００１９】
本発明によるコイル部品の製造方法は、本体部及び端子部を有する金属素体を用意し、本体部の表面に絶縁被膜を電着法により形成する第１の工程と、絶縁被膜が形成されていない端子部の表面に、金属素体よりも融点の低い金属被膜をメッキにより形成する第２の工程と、貫通孔を有する磁性コアを用意し、貫通孔の内部に本体部が位置し、貫通孔の外部に端子部が位置するよう、磁性コアと金属素体を組み合わせる第３の工程と、を備えることを特徴とする。
【００２０】
本発明によれば、絶縁被膜を電着法により形成していることから、角部を含む金属素体の表面に絶縁被膜を均一に形成することが可能となる。しかも、絶縁被膜を形成した後に、金属被膜をメッキにより形成していることから、金属素体と絶縁被膜の間に金属被膜が入り込むこともない。
【００２１】
本発明において、第１の工程は、金属素体の全面に絶縁被膜を電着法により形成する工程と、端子部に形成された絶縁被膜の少なくとも一部を除去する工程とを含むものであっても構わない。これによれば、電着工程を簡素化することが可能となる。この場合、絶縁被膜を除去する工程をレーザービームの照射によって行えば、絶縁被膜の除去を高精度に行うことが可能となる。さらにこの場合、端子部は、先端に向かうほど断面積が小さくなるテーパー形状を有しており、除去する工程においては、端子部の先端面にレーザービームを照射することにより、端子部の先端面及びテーパー形状を構成するテーパー面に形成された絶縁被膜を同時に除去しても構わない。これによれば、絶縁被膜を剥離するのに必要な工程数を削減することが可能となる。
【００２２】
本発明において、第１の工程は、端子部の少なくとも一部をマスク部材によって覆った状態で絶縁被膜を電着することにより行っても構わない。これによれば、絶縁被膜を除去する工程を省略することが可能となる。
【発明の効果】
【００２３】
このように、本発明によれば、リフロー時における絶縁被膜の破損または剥離が防止されたコイル部品及びその製造方法を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態によるコイル部品１０の構造を説明するための略透視斜視図である。
【図２】図２は、導体板３０の構造を説明するための略斜視図である。
【図３】図３は、導体板３０のｘｚ断面図である。
【図４】図４は、コイル部品１０の製造方法を説明するための工程図である。
【図５】図５は、コイル部品１０の製造方法を説明するための工程図である。
【図６】図６は、コイル部品１０の製造方法を説明するための工程図である。
【図７】図７は、コイル部品１０の製造方法を説明するための工程図である。
【図８】図８は、コイル部品１０の製造方法を説明するための工程図である。
【図９】図９は、コイル部品１０の製造方法を説明するための工程図である。
【図１０】図１０は、コイル部品１０の製造方法を説明するための工程図である。
【図１１】図１１は、本発明の第２の実施形態によるコイル部品５０の構造を説明するための略透視斜視図である。
【図１２】図１２は、第２の実施形態によるコイル部品５０の分解斜視図である。
【図１３】図１３は、第１の端子部７１の形状をより詳細に説明するための図である。
【図１４】図１４は、コイル部品５０の底面形状を示す平面図である。
【図１５】図１５（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ図１４に示すＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線に沿った部分断面図である。
【図１６】図１６は、コイル部品５０が実装される回路基板上における導体パターンのパターン形状を示す平面図である。
【図１７】図１７（ａ）〜（ｃ）は、ハンダを用いてコイル部品５０を回路基板９０に実装した状態を説明するための図である。
【図１８】図１８は、コイル部品５０の製造方法を説明するための工程図である。
【図１９】図１９は、コイル部品５０の製造方法を説明するための工程図である。
【図２０】図２０は、コイル部品５０の製造方法を説明するための工程図である。
【図２１】図２１は、コイル部品５０の製造方法を説明するための工程図である。
【図２２】図２２は、コイル部品５０の製造方法を説明するための工程図である。
【図２３】図２３は、コイル部品５０の製造方法を説明するための工程図である。
【図２４】図２４は、コイル部品５０の製造方法を説明するための工程図である。
【図２５】図２５は、第１の変形例によるコイル部品１０Ａの構造を説明するための略斜視図である。
【図２６】図２６は、第２の変形例によるコイル部品１０Ｂの構造を説明するための略分解斜視図である。
【図２７】図２７は、第１の端子部７１の変形例による形状を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。
【００２６】
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態によるコイル部品１０の構造を説明するための略透視斜視図である。
【００２７】
本実施形態によるコイル部品１０は、電源回路などに用いられる大電流用のインダクタンス素子であり、図１に示すように、磁性コア２０及び導体板３０によって構成される。磁性コア２０は、ｚ方向における下側に位置する第１のコア２１と、ｚ方向における上側に位置する第２のコア２２からなり、これらが互いに接着された構成を有している。磁性コア２０は、導電性を有する磁性材料、例えばＭｎＺｎ系のフェライトや金属系磁性体によって構成される。一般的に、ＭｎＺｎ系のフェライトのように導電性を有する磁性材料は、ＮｉＺｎ系のフェライトなど絶縁性の高い磁性材料と比べて高い透磁率を有していることから、より大きなインダクタンスを得ることが可能である。磁性コア２０は、バルク状の磁性材料を加工したものであっても構わないし、磁性粒子をプレス成形した圧粉磁心であっても構わない。さらに、磁性コア２０を第１のコア２１と第２のコア２２の組み合わせによって構成するのではなく、単一の部材によって磁性コア２０を構成しても構わない。
【００２８】
第１のコア２１と第２のコア２２は、図示しない接着剤を介して固定される。接着剤は、第１のコア２１と第２のコア２２の間の磁気ギャップとして機能し、この部分から漏洩磁束が発生する。したがって、接着剤の厚みによって、コイル部品１０の飽和磁束密度を調整することが可能である。また、第１のコア２１と第２のコア２２を組み合わせると、磁性コア２０にはｘ方向に延在する２つの貫通孔２０Ａ，２０Ｂが形成される。貫通孔２０Ａ，２０Ｂの内壁の一部分は第１のコア２１によって構成され、貫通孔２０Ａ，２０Ｂの内壁の残りの部分は第２のコア２２によって構成される。これら貫通孔２０Ａ，２０Ｂには導体板３０が挿入される。
【００２９】
図２は導体板３０の構造を説明するための略斜視図であり、図３は導体板３０のｘｚ断面図である。
【００３０】
図２及び図３に示すように、導体板３０は、Ｃｕ（銅）など導電性の高い金属素体３０Ｓの表面に金属被膜３１ａ〜３３ａ及び絶縁被膜４０が形成された構成を有している。金属素体３０Ｓは、断面が略長方形である板状の金属板を平面視で（ｚ方向から見て）略Ｕ字状に折り曲げてなるものであり、第１の本体部３０Ａ、第２の本体部３０Ｂ、第１の端子部３１、第２の端子部３２および第３の端子部３３を有している。第１及び第２の本体部３０Ａ，３０Ｂは、ｘ方向に延在する部分であり、図１に示すように、それぞれ第１及び第２の貫通孔２０Ａ，２０Ｂの内部に位置する。
【００３１】
第１の端子部３１は、第１の本体部３０Ａのｘ方向における一端をｚ方向に折り曲げた部分であり、実使用時においては、例えば入力端子として使用される。第２の端子部３２は、第２の本体部３０Ｂのｘ方向における一端をｚ方向に折り曲げた部分であり、実使用時においては、例えば出力端子として使用される。これに対し、第３の端子部３３は、第１の本体部３０Ａのｘ方向における他端と第２の本体部３０Ｂのｘ方向における他端をｙ方向につなぐ部分をｚ方向に折り曲げてなり、実使用時においては、例えばダミー端子として使用される。ダミー端子とは、ハンダを用いてコイル部品１０を回路基板に固定するために用いられる端子であり、回路基板上の配線パターンには接続されない端子である。但し、第３の端子部３３がダミー端子であることは必須でなく、通常の端子電極として使用しても構わない。尚、第１及び第２の本体部３０Ａ，３０Ｂと第１〜第３の端子部３１〜３３の境界は、金属素体３０Ｓを約９０°折り曲げた部分によって定義される。また、第１〜第３の端子部３１〜３３の先端部は、磁性コア２０の底面よりも若干突出していることが好ましい。
【００３２】
そして、第１及び第２の本体部３０Ａ，３０Ｂの全表面は絶縁被膜４０によって覆われている一方、第１〜第３の端子部３１〜３３の表面の一部はそれぞれ第１〜第３の金属被膜３１ａ〜３３ａによって覆われている。第１〜第３の金属被膜３１ａ〜３３ａは、実装時においてハンダのぬれ性を確保するために設けられ、Ｓｎまたはこれを含む合金（ＮｉＳｎ合金など）など、金属素体よりも融点の低い金属材料によって構成される。第１〜第３の金属被膜３１ａ〜３３ａの膜厚は、４μｍ〜２０μｍ程度であることが好ましく、絶縁被膜４０よりも薄いことがより好ましい。また、厚さ１μｍ〜３μｍ程度の下地Ｎｉメッキと、その表面に形成された厚さ４μｍ〜２０μｍ程度のＳｎメッキからなる２層構造であっても構わない。
【００３３】
本実施形態においては、第１〜第３の端子部３１〜３３の表面のうち、先端部の近傍のみが金属被膜３１ａ〜３３ａによって覆われており、付け根に位置する残りの部分は絶縁被膜４０で覆われている。絶縁被膜４０は、金属素体３０Ｓの表面に直接形成されており、両者間には他の膜、特に第１〜第３の金属被膜３１ａ〜３３ａと同じ金属材料は介在していない。特に限定されるものではないが、絶縁被膜４０の材料としては、ポリイミドやエポキシ樹脂などの樹脂材料を用いることが好ましい。また、絶縁被膜４０の膜厚については５μｍ〜５０μｍ程度であることが好ましく、５μｍ〜３０μｍ程度であることがより好ましい。
【００３４】
図１に示すように、磁性コア２０には第１及び第２の貫通孔２０Ａ，２０Ｂの端部近傍に３つの切り欠き部２０Ｎ１〜２０Ｎ３が設けられており、これら切り欠き部２０Ｎ１〜２０Ｎ３に第１〜第３の端子部３１〜３３がそれぞれ収容されている。これにより、第１〜第３の端子部３１〜３３は、磁性コア２０からそのままｘ方向に突出するのではなく、ｙ方向における両側が磁性コア２０によって挟まれる状態となる。これにより、第１〜第３の端子部３１〜３３が磁性コア２０からそのまま突出する構造と比べ、外形寸法を大型化することなく、磁性コア２０の体積をより大きく確保することが可能となる。
【００３５】
かかる構成により、本実施形態によるコイル部品１０は、第１の端子部３１を例えば入力端子、第２の端子部３２を例えば出力端子とする電源用のインダクタンス素子として用いることができる。そして、磁性コア２０は、導電性を有するＭｎＺｎ系のフェライトなどの磁性材料によって構成されるものの、磁性コア２０と接する部分においては、金属素体３０Ｓの表面が絶縁被膜４０で覆われていることから、金属素体３０Ｓと磁性コア２０の電気的短絡を防止することができる。特に、本実施形態においては、絶縁被膜４０が第１及び第２の本体部３０Ａ，３０Ｂのみならず、先端部近傍を除く第１〜第３の端子部３１〜３３の一部の表面にも形成されていることから、金属素体３０Ｓと磁性コア２０の短絡をより確実に防止することが可能となる。
【００３６】
しかも、本実施形態においては、絶縁被膜４０が金属素体３０Ｓの表面に直接形成されており、両者間には第１〜第３の金属被膜３１ａ〜３３ａと同じ金属材料からなる金属被膜が介在しない。これにより、リフロー時の熱によって絶縁被膜４０が破損または剥離することがないため、製品の信頼性を高めることも可能となる。
【００３７】
次に、本実施形態によるコイル部品１０の製造方法について説明する。
【００３８】
図４〜図１０は、本実施形態によるコイル部品１０の製造方法を説明するための工程図である。
【００３９】
まず、図４に示すように、打抜き工程によって所定の平面形状に加工したＣｕ（銅）などからなる金属板を用意し、金属板を所定の位置で折り曲げ加工することによって金属素体３０Ｓを形成する。上述の通り、金属素体３０Ｓは、第１の本体部３０Ａ、第２の本体部３０Ｂ、第１の端子部３１、第２の端子部３２および第３の端子部３３を有している。この段階では、第３の端子部３３のｙ方向における略中心部に支持部３４が接続されており、複数の支持部３４がフレーム部３５に連結された状態となっている。支持部３４はその後の工程で除去されるため、第３の端子部３３と支持部３４の境界部分には、切れ込みなどを設けておくことが好ましい。
【００４０】
次に、図５に示すように、金属素体３０Ｓの全表面にポリイミドやエポキシ樹脂などの樹脂材料からなる絶縁被膜４０を電着法により形成する。電着法を用いれば、角部を含む金属素体３０Ｓの全表面に絶縁被膜４０を均一に形成することが可能である。これに対し、スプレー法やディップ法によってフッ素系の絶縁被膜を形成すると、膜厚の均一性を十分に確保することができず、特に角部における膜厚が非常に薄くなり、場合によっては角部において金属素体３０Ｓが露出してしまう。これに対し、電着法によって絶縁被膜４０を形成すれば、角部を含む金属素体３０Ｓの全表面に均一な絶縁被膜４０を形成することができる。
【００４１】
次に、図６に示すように、第１〜第３の端子部３１〜３３の先端部近傍に形成された絶縁被膜４０を選択的に除去する。絶縁被膜４０を除去する方法については特に限定されないが、レーザービームの照射によるアブレーション又はヤスリを用いた物理的な除去によって行うことができる。特に、レーザービームを用いれば、絶縁被膜４０を高精度に除去することが可能となる。尚、図６に示す例では、絶縁被膜４０の除去を第１〜第３の端子部３１〜３３の先端部近傍の全周囲に対して行うのではなく、ｘｚ面については絶縁被膜４０を除去しない例が示されている。第１〜第３の端子部３１〜３３のｘｚ面とは、断面が略長方形である平板状の金属素体３０Ｓのうち、一対の短辺に対応する面である。第１〜第３の端子部３１〜３３のｘｚ面についても絶縁被膜４０の除去を行っても構わないが、本実施形態においては、磁性コア２０の切り欠き部２０Ｎ１〜２０Ｎ３にそれぞれ第１〜第３の端子部３１〜３３が収容されるため、第１〜第３の端子部３１〜３３のｙ方向における近傍に磁性コア２０が存在する。このため、ｘｚ面に対して絶縁被膜４０の除去を行うと、その後の工程でｘｚ面にも金属被膜３１ａ〜３３ａが必然的に形成されるため、ハンダを介して第１〜第３の端子部３１〜３３のｘｚ面と磁性コア２０が短絡するおそれが生じる。これを防止するためには、第１〜第３の端子部３１〜３３のｘｚ面については、絶縁被膜４０を除去せずに残しておくことが好ましい。この場合、ｘｚ面に対する絶縁被膜４０の除去工程が不要となるため、製造工程の簡素化される。
【００４２】
次に、図７に示すように、絶縁被膜４０の除去によって露出した第１〜第３の端子部３１〜３３の表面に、それぞれ金属被膜３１ａ〜３３ａをメッキにより形成する。本工程においては、絶縁被膜４０がメッキマスクとして機能するため、第１〜第３の端子部３１〜３３の露出面のみに金属被膜３１ａ〜３３ａを選択的に形成することができる。第１〜第３の端子部３１〜３３の露出面とは、断面が略長方形である平板状の金属素体３０Ｓのうち、一対の長辺に対応するｙｚ面、並びに、末端であるｘｙ面である。ここで、メッキマスクとなる絶縁被膜４０は電着法によって形成されており、角部を含む全面が均一に覆われていることから、意図しない部分に金属被膜がメッキ形成されることがない。これに対し、上述の通り、スプレー法やディップ法によってフッ素系の絶縁被膜を形成すると、角部において金属素体３０Ｓが露出するおそれがあり、この場合、角部に露出する金属素体３０Ｓに金属被膜が形成されてしまう。これを防止するためには、先に金属素体３０Ｓの全表面にスズなどの金属被膜を形成しておき、その後、必要な部分（本体部３０Ａ，３０Ｂ）に絶縁被膜４０を形成すれば良いが、この場合には、金属素体３０Ｓと絶縁被膜４０の間に金属被膜が介在してしまう。しかしながら、本実施形態においては、電着法によって絶縁被膜４０を形成した後、絶縁被膜４０で覆われていない露出面に対してメッキを行っていることから、このような問題が生じることはない。
【００４３】
次に、図８に示すように、貫通孔２０Ａ，２０Ｂとなる溝に第１及び第２の本体部３０Ａ，３０Ｂが収容されるよう、導体板３０と第１のコア２１を組み合わせた後、図９に示すように、第３の端子部３３と支持部３４を切り離す。そして、図１０に示すように、第２のコア２２を第１のコア２１に接着すれば、本実施形態によるコイル部品１０が完成する。
【００４４】
このように、上述したコイル部品１０の製造工程では、絶縁被膜４０の電着及び部分的な除去を行った後、メッキによって金属被膜３１ａ〜３３ａを形成していることから、絶縁被膜４０と金属被膜３１ａ〜３３ａを金属素体３０Ｓの互いに異なる表面に形成することが可能となる。これにより、金属素体３０Ｓと絶縁被膜４０の間に金属被膜が介在することがないため、リフロー時の熱によって絶縁被膜４０が破損または剥離することがない。しかも、絶縁被膜４０がメッキマスクとして機能することから、別途メッキマスクを形成することなく、金属被膜３１ａ〜３３ａを選択的にメッキ形成することができる。
【００４５】
＜第２の実施形態＞
図１１は、本発明の第２の実施形態によるコイル部品５０の構造を説明するための略透視斜視図である。また、図１２は、第２の実施形態によるコイル部品５０の分解斜視図である。
【００４６】
図１１及び図１２に示すように、第２の実施形態によるコイル部品５０は、磁性コア６０及び導体板７０によって構成される。磁性コア６０は、第１の実施形態における磁性コア２０に対応するものであり、第１のコア６１と第２のコア６２が互いに接着された構成を有している。導体板７０は、第１の実施形態における導体板３０に対応するものであり、第１の本体部７０Ａ、第２の本体部７０Ｂ、第１〜第４の端子部７１〜７４、接続部７５を有している。第１及び第２の本体部７０Ａ，７０Ｂは、ｘ方向に延在する部分であり、図１１に示すように、磁性コア６０に設けられた第１及び第２の貫通孔６０Ａ，６０Ｂの内部にそれぞれ位置する。
【００４７】
接続部７５は、第３の端子部７３と第４の端子部７４を短絡する部分であり、第３及び第４の端子部７３，７４は、接続部７５からｚ方向に突出して設けられている。これにより、本実施形態によるコイル部品５０は、第１の実施形態によるコイル部品１０とは異なり、４端子構造を有する。
【００４８】
図１３は、第１の端子部７１の形状をより詳細に説明するための図である。
【００４９】
図１３に示すように、第１の端子部７１は、先端に向かうほど断面積が小さくなるテーパー形状を有している。つまり、第１の端子部７１は、ｘｙ平面を構成する先端面Ｓ１と、先端面Ｓ１に対して角度θ１だけ傾いた一対のテーパー面Ｓ２と、ｙｚ平面を構成する一対の側面Ｓ３とを有し、これら表面Ｓ１〜Ｓ３が金属被膜７１ａで覆われた構成を有している。第１の端子部７１のその他の部分は、金属被膜７１ａを介することなく、金属素体７０Ｓの表面が絶縁被膜４０によって覆われている。テーパー面Ｓ２の角度θ１の具体的な値については特に限定されないが、６０°〜８０°の範囲であることが好ましい。
【００５０】
図示しないが、他の端子部７２〜７４についても同様であり、いずれも先端面Ｓ１、テーパー面Ｓ２及び側面Ｓ３を有し、これら表面Ｓ１〜Ｓ３が金属被膜７２ａ〜７４ａで覆われた構成を有している。第１の本体部７０Ａ、第２の本体部７０Ｂ及び接続部７５を含むその他の部分は、いずれも金属被膜７１ａ〜７４ａを介することなく、金属素体７０Ｓの表面が絶縁被膜４０によって覆われた構成を有している。
【００５１】
図１４はコイル部品５０の底面形状を示す平面図であり、図１５（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ図１４に示すＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線に沿った部分断面図である。
【００５２】
図１４及び図１５に示すように、磁性コア６０には３つの切り欠き部６０Ｎ１〜６０Ｎ３が設けられており、切り欠き部６０Ｎ１に第１の端子部７１が収容され、切り欠き部６０Ｎ２に第２の端子部７２が収容され、切り欠き部６０Ｎ３に第３の端子部７３、第４の端子部７４及び接続部７５が収容される。そして、切り欠き部６０Ｎ１〜６０Ｎ３は、端子部７１〜７４の先端に近づくほど開口面積が大きくなるテーパー形状を有している。つまり、切り欠き部６０Ｎ１〜６０Ｎ３を構成する第１のコア６１の表面のうち、端子部７１〜７４と対向する表面がテーパー面Ｓ４を構成しており、これにより、端子部７１〜７４に形成された金属被膜７１ａ〜７４ａと第１のコア６１の距離が先端に向かうほど拡大されている。
【００５３】
図１６は、コイル部品５０が実装される回路基板上における導体パターンのパターン形状を示す平面図である。
【００５４】
図１６に示す符号５０ａはコイル部品５０の実装領域であり、この部分に４つのランドパターン８１〜８４が形成されている。ランドパターン８１〜８４は、それぞれ端子部７１〜７４に接続される部分である。このうち、ランドパターン８１，８２にはそれぞれ配線パターンＬ１，Ｌ２が接続されているが、ランドパターン８３，８４には配線パターンが接続されておらず、もっぱら機械的な固定用として用いられる。但し、ランドパターン８３，８４に配線パターンを接続することも可能である。図１６に示す例では、ランドパターン８１，８２のｙ方向における間隔と、ランドパターン８３，８４のｙ方向における間隔は同じである。これは、端子部７１，７２のｙ方向における間隔と、端子部７３，７４のｙ方向における間隔が同じであることに対応している。
【００５５】
図１７（ａ）〜（ｃ）は、ハンダを用いてコイル部品５０を回路基板９０に実装した状態を説明するための図であり、それぞれ図１５（ａ）〜（ｃ）に示す部分断面に対応している。
【００５６】
図１７に示すように、端子部７１〜７４とランドパターン８１〜８４がそれぞれ重なるよう、コイル部品５０を回路基板９０に搭載し、両者をハンダ８５によって接続すると、ハンダ８５はテーパー面Ｓ２及び側面Ｓ３を覆うフィレットを形成する。ハンダ８５のフィレットは、回路基板９０に近づくほどｘ方向又はｙ方向のサイズが拡大する形状を有しているが、本実施形態においては、磁性コア６０の切り欠き部６０Ｎ１〜６０Ｎ３がフィレットの形状に対応するテーパー面Ｓ４を有していることから、コイル部品５０の実装位置に多少のずれが生じたとしても、ハンダ８５のフィレットと磁性コア６０が接触することはない。しかも、端子部７１〜７４のテーパー面Ｓ２は回路基板９０に対して垂直ではなく、より小さな角度θ１を有していることから、ハンダ８５のフィレットがより形成されやすいという利点も有している。
【００５７】
このように、本実施形態によるコイル部品５０は、４つの端子部７１〜７４を有していることから、端子部７１〜７４間における熱容量の差が低減される。これにより、ハンダリフロー時におけるハンダ８５の融解が各端子部７１〜７４においてほぼ同時に発生することから、融解タイミングの差に起因する部品の意図しない回転を防止することが可能となる。しかも、上述の通り、磁性コア６０の切り欠き部６０Ｎ１〜６０Ｎ３がテーパー形状を有していることから、ハンダ８５のフィレットと磁性コア６０の接触を防止することも可能となる。
【００５８】
次に、本実施形態によるコイル部品５０の製造方法について説明する。
【００５９】
図１８〜図２４は、本実施形態によるコイル部品５０の製造方法を説明するための工程図である。
【００６０】
まず、図１８に示すように、打抜き工程によって所定の平面形状に加工したＣｕ（銅）などからなる金属板を用意し、金属板を所定の位置で折り曲げ加工することによって金属素体７０Ｓを形成する。金属素体７０Ｓは、第１の本体部７０Ａ、第２の本体部７０Ｂ、第１〜第４の端子部７１〜７４及び接続部７５を有している。この段階では、接続部７５のｙ方向における略中心部に支持部７６が接続されており、複数の支持部７６がフレーム部７７に連結された状態となっている。この状態で、図１９に示すように、金属素体７０Ｓの全表面にポリイミドやエポキシ樹脂などの樹脂材料からなる絶縁被膜４０を電着法により形成する。
【００６１】
次に、図２０に示すように、第１〜第４の端子部７１〜７４の先端部近傍にレーザービームを照射することによって、絶縁被膜４０を選択的に除去する。レーザービームは、少なくとも図２０に示す方向Ｘ１、Ｘ２及びＺ３から照射する。方向Ｘ１からレーザービームを照射すると、端子部７１〜７４の一方の側面Ｓ３に形成された絶縁被膜４０が除去され、方向Ｘ２からレーザービームを照射すると、端子部７１〜７４の他方の側面Ｓ３に形成された絶縁被膜４０が除去される。そして、方向Ｚ３からレーザービームを照射すると、端子部７１〜７４の先端面Ｓ１及びテーパー面Ｓ２に形成された絶縁被膜４０が同時に除去される。これは、図１３に示すように、ｚ方向から見てテーパー面Ｓ２が露出しているからである。これにより、端子部７１〜７４の先端面Ｓ１、テーパー面Ｓ２及び両側面Ｓ３に形成された絶縁被膜４０が除去され、各部分において金属素体７０Ｓが再び露出する。
【００６２】
次に、図２１に示すように、絶縁被膜４０の除去によって露出した第１〜第４の端子部７１〜７４の表面に、それぞれ金属被膜７１ａ〜７４ａをメッキにより形成する。本工程においては、絶縁被膜４０がメッキマスクとして機能するため、第１〜第４の端子部７１〜７４の露出面のみに金属被膜７１ａ〜７４ａを選択的に形成することができる。
【００６３】
次に、図２２に示すように、貫通孔６０Ａ，６０Ｂとなる溝に第１及び第２の本体部７０Ａ，７０Ｂが収容されるよう、導体板７０と第１のコア６１を組み合わせた後、図２３に示すように、接続部７５と支持部７６を切り離す。そして、図２４に示すように、第２のコア６２を第１のコア６１に接着すれば、本実施形態によるコイル部品５０が完成する。
【００６４】
このように、本実施形態においては、端子部７１〜７４の先端部近傍がテーパー面Ｓ２を有していることから、方向Ｚ３からレーザービームを照射することによって、端子部７１〜７４の先端面Ｓ１及びテーパー面Ｓ２に形成された絶縁被膜４０が同時に除去される。これにより、絶縁被膜４０を剥離するために必要な工程数が減少することから、製造コストを削減することが可能となる。
【００６５】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
【００６６】
例えば、上述した製造工程においては、金属素体３０Ｓの全面に絶縁被膜４０を形成した後（図５参照）、絶縁被膜４０の一部を除去しているが（図６参照）、本発明がこれに限定されるものではなく、第１〜第３の端子部３１〜３３の所定の部分をマスク部材で覆った状態で絶縁被膜４０を電着しても構わない。この方法によれば、金属素体３０Ｓをマスクする工程が追加される一方、絶縁被膜４０を部分的に除去する工程を省略することが可能となる。
【００６７】
また、上述したコイル部品１０においては、導体板３０が平面視で略Ｕ字型に折り曲げられているが、本発明において導体板の形状がこれに限定されるものではない。したがって、図２５に示すコイル部品１０Ａのように、導体板３０が平面視で直線的であっても構わない。
【００６８】
図２５に示すコイル部品１０Ａは、ｘ方向に延在する１つの貫通孔２０Ａを備える磁性コア２０と、貫通孔２０Ａに挿入された導体板３０によって構成され、導体板３０は、貫通孔２０Ａの内部に位置する本体部３０Ａと、貫通孔２０Ａの外部に位置し、本体部３０Ａの両端部を折り曲げてなる第１及び第２の端子部３１，３２によって構成されている。そして、上記の実施形態と同様、本体部３０Ａの全表面及び第１及び第２の端子部３１，３２の一部が絶縁被膜４０で覆われ、第１及び第２の端子部３１，３２の先端部近傍がそれぞれ金属被膜３１ａ，３２ａで覆われている。このような構成を有するコイル部品１０Ａは、いわゆるフェライトビーズとして使用することが可能であり、これも本発明の範囲に含まれるものである。
【００６９】
さらに、図２６に示すコイル部品１０Ｂのように、導体板３０がミアンダ状に複数回折り返された形状を有していても構わない。図２６に示す例では、導体板３０が５つの本体部３０Ａ〜３０Ｅを有しており、これら本体部３０Ａ〜３０Ｅが磁性コア２０に設けられた５つの貫通孔２０Ａ〜２０Ｅにそれぞれ収容される。そして、上記の実施形態と同様、本体部３０Ａ〜３０Ｅの全表面及び第１及び第２の端子部３１，３２の一部が絶縁被膜４０で覆われ、第１及び第２の端子部３１，３２の先端部近傍がそれぞれ金属被膜３１ａ，３２ａで覆われている。このような構成を有するコイル部品１０Ｂによれば、上記実施形態によるコイル部品１０よりも高いインダクタンスを得ることが可能となる。
【００７０】
また、第２の実施形態においては、端子部７１〜７４の側面Ｓ３がｙｚ面を構成しているが、図２７に示すように、先端面Ｓ１に対して角度θ２だけ傾いたテーパーを側面Ｓ３に設けても構わない。これによれば、テーパー面Ｓ２だけでなく、側面Ｓ３もｚ方向に露出することから、図２０に示す方向Ｚ３からレーザービームを照射することにより、先端面Ｓ１、テーパー面Ｓ２及び側面Ｓ３に形成された絶縁被膜４０を同時に除去することが可能となる。
【符号の説明】
【００７１】
１０，１０Ａ，１０Ｂ，５０    コイル部品
２０，６０    磁性コア
２０Ａ〜２０Ｅ，６０Ａ，６０Ｂ    貫通孔
２０Ｎ１〜２０Ｎ３，６０Ｎ１〜６０Ｎ３    切り欠き部
２１，６１    第１のコア
２２，６２    第２のコア
３０，７０    導体板
３０Ａ〜３０Ｅ，７０Ａ，７０Ｂ    本体部
３０Ｓ，７０Ｓ    金属素体
３１〜３３，７１〜７４    端子部
３１ａ〜３３ａ，７１ａ〜７４ａ    金属被膜
３４，７６    支持部
３５，７７    フレーム部
４０    絶縁被膜
５０ａ    実装領域
７５    接続部
８１〜８４    ランドパターン
８５    ハンダ
９０    回路基板
Ｌ１，Ｌ２    配線パターン
Ｓ１    先端面
Ｓ２    テーパー面
Ｓ３    側面
Ｓ４    テーパー面
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年12月20日(2018.12.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体板と、
導電性を有する磁性材料からなり、前記導体板が挿入される貫通孔を有する磁性コアと、を備え、
前記導体板は、前記貫通孔の内部に位置する本体部及び前記貫通孔の外部に位置する端子部を有する金属素体と、前記端子部の表面に形成され、前記金属素体よりも融点の低い金属からなる金属被膜と、前記金属被膜を介することなく前記本体部の表面に形成された絶縁被膜とを含み、
前記磁性コアは、前記貫通孔の端部近傍が切り欠かれた切り欠き部を有し、
前記端子部は、前記切り欠き部に収容されており、
前記貫通孔は、第１及び第２の貫通孔を含み、
前記本体部は、前記第１の貫通孔の内部に位置する第１の本体部と、前記第２の貫通孔の内部に位置する第２の本体部とを含み、
前記端子部は、前記第１の本体部の一端側に位置する第１の端子部と、前記第２の本体部の一端側に位置する第２の端子部と、前記第１の本体部の他端側に位置する第３の端子部と、前記第２の本体部の他端側に位置する第４の端子部とを含み、
前記金属素体は、前記第３の端子部と前記第４の端子部を短絡する接続部をさらに有し、
前記第３及び第４の端子部は、前記接続部から突出して設けられていることを特徴とするコイル部品。
【請求項２】
前記金属素体は、前記本体部と前記端子部の境界で折り曲げられており、
前記端子部の一部は、前記金属被膜を介することなく前記絶縁被膜で覆われていることを特徴とする請求項１に記載のコイル部品。
【請求項３】
前記金属素体の断面は、一対の長辺及び一対の短辺を有する略長方形であり、
前記端子部は、前記長辺に対応する表面に前記金属被膜が選択的に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のコイル部品。
【請求項４】
前記磁性コアは、前記貫通孔の内壁の一部分を構成する第１のコアと、前記貫通孔の内壁の他の部分を構成する第２のコアとを含み、
前記第１のコアと前記第２のコアの間には磁気ギャップが形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のコイル部品。
【請求項５】
前記接続部の表面は、前記金属被膜を介することなく前記絶縁被膜で覆われていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のコイル部品。
【請求項６】
前記第３の端子部と前記第４の端子部の間隔は、前記第１の端子部と前記第２の端子部の間隔と等しいことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のコイル部品。
【請求項７】
前記第１乃至第４の端子部は、先端に向かうほど断面積が小さくなるテーパー形状を有していることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載のコイル部品。
【請求項８】
前記切り欠き部は、前記第１の端子部を収容する第１の切り欠き部と、前記第２の端子部を収容する第２の切り欠き部と、前記第３の端子部、前記第４の端子部及び前記接続部を収容する第３の切り欠き部とを含むことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載のコイル部品。
【請求項９】
前記第１乃至第３の切り欠き部は、前記第１乃至第４の端子部の先端に近づくほど開口面積が大きくなるテーパー形状を有していることを特徴とする請求項８に記載のコイル部品。
【請求項１０】
本体部及び端子部を有する金属素体を用意し、前記本体部の表面に絶縁被膜を電着法により形成する第１の工程と、
前記絶縁被膜が形成されていない前記端子部の表面に、前記金属素体よりも融点の低い金属被膜をメッキにより形成する第２の工程と、
貫通孔を有する磁性コアを用意し、前記貫通孔の内部に前記本体部が位置し、前記貫通孔の外部に前記端子部が位置するよう、前記磁性コアと前記金属素体を組み合わせる第３の工程と、を備え、
前記第１の工程は、前記金属素体の全面に前記絶縁被膜を電着法により形成する工程と、前記端子部に形成された前記絶縁被膜の少なくとも一部を除去する工程とを含み、
前記除去する工程は、レーザービームの照射によって行い、
前記端子部は、先端に向かうほど断面積が小さくなるテーパー形状を有しており、
前記除去する工程においては、前記端子部の先端面にレーザービームを照射することにより、前記端子部の前記先端面及び前記テーパー形状を構成するテーパー面に形成された前記絶縁被膜を同時に除去することを特徴とするコイル部品の製造方法。
【請求項１１】
前記第１の工程は、前記端子部の少なくとも一部をマスク部材によって覆った状態で前記絶縁被膜を電着することにより行うことを特徴とする請求項１０に記載のコイル部品の製造方法。