(57)【要約】      （修正有）【課題】コイルの断線を低減できるコイル部品およびその製造方法を提供する。【解決手段】コイル部品１は、樹脂を含み、孔部２０１〜２０３を有する本体部２と、本体部２に設けられたコイル４１、４２と、孔部２０１〜２０３の内部に配置された筒状のパイプ６１〜６３とを有する。コイル４１、４２は、パイプ６１〜６３の内部に埋め込まれる内部配線４１１、４１２、４２１、４２２と、本体部２から露出する外部配線とを含む。内部配線４１１、４１２、４２１、４２２と外部配線は、一体に連続している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂を含み、孔部を有する本体部と、
前記本体部に設けられたコイルと、
前記孔部の内部に配置された筒状のパイプと
を備え、
前記コイルは、前記パイプの内部に埋め込まれる内部配線と、前記本体部から露出する外部配線とを含み、前記内部配線と前記外部配線は、一体に連続している、コイル部品。
【請求項２】
前記外部配線は、前記本体部の天面から露出する天面側の外部配線と、前記本体部の底面から露出する底面側の外部配線とを含み、前記天面側の外部配線と前記内部配線は、一体に連続し、前記底面側の外部配線と前記内部配線は、一体に連続している、請求項１に記載のコイル部品。
【請求項３】
前記内部配線は、筒状であり、前記内部配線の内部に、樹脂が埋め込まれている、請求項１または２に記載のコイル部品。
【請求項４】
前記パイプは、樹脂を含む、請求項１から３の何れか一つに記載のコイル部品。
【請求項５】
前記樹脂は、導電性樹脂である、請求項４に記載のコイル部品。
【請求項６】
前記パイプは、セラミックを含む、請求項１から３の何れか一つに記載のコイル部品。
【請求項７】
前記本体部内に設けられた円環状のコアを有し、前記コイルは、前記コアに巻回されている、請求項１から６の何れか一つに記載のコイル部品。
【請求項８】
基板上のコイルに対応する位置に筒状のパイプを立てる工程と、
前記基板上の前記パイプを前記パイプの内面を露出させた状態で樹脂でモールドして、前記パイプが内部に配置された孔部を有する本体部を形成する工程と、
前記パイプの内面と前記樹脂の外面にめっきによりコイルの配線を形成する工程と
を備える、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、コイル部品およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、コイル部品としては、特開２０１５−１７３１８９号公報（特許文献１）に記載されたものがある。このコイル部品は、コイルコアと、コアの周囲に螺旋状に巻回されたコイル電極とを有する。
【０００３】
コイル電極は、コアの外側に配列された複数の第１柱状導体と、コアの内側に配列された複数の第２柱状導体と、第１柱状導体および第２柱状導体の一端をそれぞれ接続する複数の第１接続部材と、第１柱状導体および第２柱状導体の他端をそれぞれ接続する複数の第２接続部材とを有する。第１接続部材および第２接続部材の一方は、ボンディングワイヤにより形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−１７３１８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、前記従来のコイル部品では、第１接続部材および第２接続部材の一方は、ボンディングワイヤにより形成されているので、第１接続部材および第２接続部材の一方と第１柱状導体および第２柱状導体とは、はんだにより接続されている。このため、接続部材と柱状導体の接合面が発生し、接続部材と柱状導体の接合強度は弱くなる。これにより、熱付加等によりストレスが加わると、接続部材と柱状導体の断線が発生する可能性がある。
【０００６】
そこで、本開示の課題は、コイルの断線を低減できるコイル部品およびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するため、本開示の一態様であるコイル部品は、
樹脂を含み、孔部を有する本体部と、
前記本体部に設けられたコイルと、
前記孔部の内部に配置された筒状のパイプと
を備え、
前記コイルは、前記パイプの内部に埋め込まれる内部配線と、前記本体部から露出する外部配線とを含み、前記内部配線と前記外部配線は、一体に連続している。
【０００８】
ここで、外部配線の本体部からの露出とは、外部配線が本体部に覆われていない部分を有することを意味し、当該部分はコイル部品の外部へ露出していてもよいし、他の部材へ露出していてもよい。孔部とは、孔部の内側に他の部材が埋め込まれていてもよく、この場合も孔部という。
【０００９】
本開示のコイル部品によれば、内部配線と外部配線は、一体に連続しているので、内部配線と外部配線の接合面がなく、内部配線と外部配線の断線を低減できる。
【００１０】
また、コイル部品の一実施形態では、前記外部配線は、前記本体部の天面から露出する天面側の外部配線と、前記本体部の底面から露出する底面側の外部配線とを含み、前記天面側の外部配線と前記内部配線は、一体に連続し、前記底面側の外部配線と前記内部配線は、一体に連続している。
【００１１】
前記実施形態によれば、内部配線と天面側の外部配線と底面側の外部配線は、一体に連続しているので、内部配線と外部配線の接合面がなく、内部配線と外部配線の断線を低減できる。
【００１２】
また、コイル部品の一実施形態では、前記内部配線は、筒状であり、前記内部配線の内部に、樹脂が埋め込まれている。
【００１３】
前記実施形態によれば、筒状の内部配線の内部に樹脂が埋め込まれているので、内部配線の熱膨張を低減できる。
【００１４】
また、コイル部品の一実施形態では、前記パイプは、樹脂を含む。
【００１５】
前記実施形態によれば、パイプは樹脂を含むので、パイプと本体部の熱膨張率などの特性を同じにでき、パイプと本体部の密着性が良好となる。
【００１６】
また、コイル部品の一実施形態では、前記樹脂は、導電性樹脂である。
【００１７】
前記実施形態によれば、パイプの樹脂は、導電性樹脂であるので、内部配線を低抵抗化にできる。
【００１８】
また、コイル部品の一実施形態では、前記パイプは、セラミックを含む。
【００１９】
前記実施形態によれば、パイプはセラミックを含むので、パイプと内部配線の熱膨張率などの特性を近づけることができ、パイプと内部配線の密着性が良好となる。
【００２０】
また、コイル部品の一実施形態では、前記本体部内に設けられた円環状のコアを有し、前記コイルは、前記コアに巻回されている。
【００２１】
前記実施形態によれば、製造工程が複雑になりがちなトロイダルコイルで、製造効率を低減することなくコイルを形成できる。
【００２２】
また、コイル部品の製造方法の一実施形態では、
基板上のコイルに対応する位置に筒状のパイプを立てる工程と、
前記基板上の前記パイプを前記パイプの内面を露出させた状態で樹脂でモールドして、前記パイプが内部に配置された孔部を有する本体部を形成する工程と、
前記パイプの内面と前記樹脂の外面にめっきによりコイルの配線を形成する工程と
を備える。
【００２３】
前記実施形態によれば、パイプの内面と樹脂の外面にめっきによりコイルの配線を形成するので、本体部に埋め込まれる内部配線と本体部から露出する外部配線を一体に連続して形成できる。これにより、内部配線と外部配線の接合面がなく、内部配線と外部配線の断線を低減できる。
【発明の効果】
【００２４】
本開示の一態様であるコイル部品およびその製造方法によれば、コイルの断線を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】コイル部品の一実施形態のコイル部品を示す斜視図である。
【図２】コイル部品の断面図である。
【図３Ａ】コイル部品の分解斜視図である。
【図３Ｂ】図３Ａの一部拡大図である。
【図４】コイルの接続状態を説明する説明図である。
【図５Ａ】コイル部品の製造方法について説明する説明図である。
【図５Ｂ】コイル部品の製造方法について説明する説明図である。
【図５Ｃ】コイル部品の製造方法について説明する説明図である。
【図５Ｄ】コイル部品の製造方法について説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本開示の一態様を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００２７】
図１は、本発明の一実施形態のコイル部品を示す斜視図である。図２は、コイル部品の断面図である。図３Ａは、コイル部品の分解斜視図である。図３Ｂは、図３Ａの一部拡大図である。
【００２８】
図１と図２と図３Ａと図３Ｂに示すように、コイル部品１は、本体部２と、本体部２内に設けられた円環状のコア３と、本体部２に設けられコア３に巻回された第１コイル４１および第２コイル４２と、第１コイル４１および第２コイル４２に電気的に接続された第１、第２、第３および第４外部電極５１，５２，５３，５４とを有する。
【００２９】
本体部２は、樹脂を含む。樹脂材料としては、例えば、エポキシ系樹脂であるが、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド、ポリアミドまたはポリエーテルイミドなどであってもよい。本体部２は、直方体形状であり、本体部２の表面は、天面２１と底面２２と４つの側面２３とから構成される。天面２１は、コイル部品１を実装基板に実装する側の面である。
【００３０】
コア３は、例えば、フェライトなどのセラミックコア、または、金属系コアから構成される。コア３は、中心軸方向に対向する上端面および下端面を有する。上端面は、本体部２の天面２１に対向する。下端面は、本体部２の底面２２に対向する。なお、コア３の形状は、平面視、円形以外に、楕円形や矩形や多角形であってもよい。また、コア３の断面形状も図示したような矩形形状に限られず、円形や楕円形、多角形であってもよい。
【００３１】
本体部２は、天面２１から底面２２に貫通する複数の第１孔部２０１、第２孔部２０２および第３孔部２０３を有する。第１孔部２０１は、コア３の径方向内側に配置され、第２孔部２０２は、コア３の径方向外側に配置され、第３孔部２０３は、本体部２の四隅に配置される。
【００３２】
第１から第４外部電極５１〜５４は、例えば、銅、金または銀などの金属から構成される。第１外部電極５１と第３外部電極５３は、本体部２の天面２１に設けられている。第２外部電極５２と第４外部電極５４は、本体部２の天面２１に設けられている。
【００３３】
第１コイル４１と第２コイル４２は、例えば、銅、金または銀などの金属から構成される。第１コイル４１と第２コイル４２は、互いに対向して配置される。第１コイル４１のコア３に対する巻回方向と第２コイル４２のコア３に対する巻回方向とは、逆方向となる。第１コイル４１の巻回数と第２コイル４２の巻回数とは、同じである。
【００３４】
第１コイル４１の一端は、第１外部電極５１に接続され、第１コイル４１の他端は、第２外部電極５２に接続される。第２コイル４２の一端は、第３外部電極５３に接続され、第２コイル４２の他端は、第４外部電極５４に接続される。コイル部品１は、第１、第３外部電極５１，５３を入力端子（出力端子）、第２、第４外部電極５２，５４を出力端子（入力端子）とするコモンモードチョークコイルを構成する。
【００３５】
第１コイル４１は、本体部２の第１孔部２０１に埋め込まれる第１配線４１１と、本体部２の第２孔部２０２に埋め込まれる第２配線４１２と、本体部２の天面２１から露出する第３配線４１３と、本体部２の底面２２から露出する第４配線４１４とを含む。
【００３６】
ここで、第３と第４配線４１３，４１４の本体部２からの露出とは、第３と第４配線４１３，４１４が本体部２に覆われていない部分を有することを意味し、当該部分はコイル部品１の外部へ露出していてもよいし、他の部材へ露出していてもよい。第１配線４１１および第２配線４１２は、特許請求の範囲の「内部配線」の一例である。第３配線４１３および第４配線４１４は、特許請求の範囲の「外部配線」の一例である。
【００３７】
第１配線４１１と第３配線４１３、第１配線４１１と第４配線４１４、第２配線４１２と第３配線４１３、および、第２配線４１２と第４配線４１４は、それぞれ、一体に連続している。第１から第４配線４１１〜４１４は、例えば、めっきにより形成される。したがって、第１、第２配線４１１，４１２（内部配線）と第３、第４配線４１３，４１４（外部配線）の接合面がなく、第１、第２配線４１１，４１２と第３、第４配線４１３，４１４の断線を低減できる。
【００３８】
第１配線４１１と本体部２の第１孔部２０１の内面との間には、第１パイプ６１が存在している。つまり、第１パイプ６１は、本体部２の第１孔部２０１に挿入され、第１配線４１１は、第１パイプ６１の内面に設けられている。この場合、第１パイプ６１の内面の粗さは、本体部２の第１孔部２０１の内面の粗さよりも小さいことが好ましく、この場合、第１孔部２０１の内面の粗さを第１パイプ６１により吸収できて、第１配線４１１の厚みを均一に薄く形成できる。
【００３９】
第２配線４１２と本体部２の第２孔部２０２の内面との間には、第２パイプ６２が存在している。つまり、第２パイプ６２は、本体部２の第２孔部２０２に挿入され、第２配線４１２は、第２パイプ６２の内面に設けられている。この場合、第２パイプ６２の内面の粗さは、本体部２の第２孔部２０２の内面の粗さよりも小さいことが好ましく、この場合、第２孔部２０２の内面の粗さを第２パイプ６２により吸収できて、第２配線４１２の厚みを均一に薄く形成できる。
【００４０】
第１、第２パイプ６１，６２は、例えば、樹脂またはセラミックを含む。第１、第２パイプ６１，６２が樹脂を含む場合、第１、第２パイプ６１，６２と本体部２の熱膨張率などの特性を同じにでき、第１、第２パイプ６１，６２と本体部２の密着性が良好となる。第１、第２パイプ６１，６２がセラミックを含む場合、第１、第２パイプ６１，６２と第１、第２配線４１１，４１２の熱膨張率などの特性を近づけることができ、第１、第２パイプ６１，６２と第１、第２配線４１１，４１２の密着性が良好となる。
【００４１】
第１、第２パイプ６１，６２の樹脂材料としては、例えば、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド、ポリアミドまたはポリエーテルイミドである。第１、第２パイプ６１，６２のセラミック材料としては、例えば、アルミナ、ムライト、ジルコニアまたはサイアロンである。第１、第２パイプ６１，６２は、第１、第２孔部２０１，２０２の内面に沿った形状であり、これによれば、第１、第２パイプ６１，６２の厚みを均一に薄くでき、樹脂材料の量を低減できる。
【００４２】
第１、第２配線４１１，４１２は、筒状であり、第１、第２配線４１１，４１２の内部に、樹脂８が埋め込まれている。したがって、樹脂８が第１、第２配線４１１，４１２の熱膨張を低減できる。なお、樹脂８を設けないで、第１、第２配線４１１，４１２の内部を中空としてもよい。また、樹脂８は金属粉などの導電体を含有させた樹脂である導電性樹脂であってもよく、この場合、第１、第２配線４１１，４１２を低抵抗化することができる。
【００４３】
第２コイル４２は、第１コイル４１と同様に、第１配線４２１、第２配線４２２、第３配線４２３および第４配線４２４を含む。第１、第２配線４２１，４２２（内部配線）と第３、第４配線４２３，４２４（外部配線）は、一体に連続している。第１配線４２１と本体部２の第１孔部２０１の内面との間には、第１パイプ６１が存在し、第２配線４２２と本体部２の第２孔部２０２の内面との間には、第２パイプ６２が存在している。
【００４４】
本体部２の四隅の第３孔部２０３には、第３パイプ６３が挿入されている。第３パイプ６３は、第１、第２パイプ６１，６２と同じ材料からなる。四隅の第３パイプ６３の内面のそれぞれには、第１から第４接続配線１５１〜１５４が設けられている。
【００４５】
第１接続配線１５１は、天面２１の第１外部電極５１に接続している。第２接続配線１５２は、天面２１の第２外部電極５２に接続している。第３接続配線１５３は、天面２１の第３外部電極５３に接続している。第４接続配線１５４は、天面２１の第４外部電極５４に接続している。
【００４６】
第１接続配線１５１と第１外部電極５１、第２接続配線１５２と第２外部電極５２、第３接続配線１５３と第３外部電極５３、および、第４接続配線１５４と第４外部電極５４は、それぞれ、一体に連続している。
【００４７】
図４は、コイル４１，４２の接続状態を説明する説明図である。図３Ａと図３Ｂと図４に示すように、第１コイル４１は、複数の配線４１１，４１２，４１３，４１４が接続されてなる。
【００４８】
第１配線４１１と第２配線４１２は、筒状に形成されている。第１配線４１１は、コア３の径方向内側に、コア３の中心軸に沿って配置されている。第２配線４１２は、コア３の径方向外側に、コア３の中心軸に沿って配置されている。第１配線４１１と第２配線４１２は、本体部２内に埋め込まれている。
【００４９】
第３配線４１３と第４配線４１４は、膜状に形成されている。第３配線４１３は、コア３の上端面に、コア３の中心軸に直交する平面に沿って配置されている。第４配線４１４は、コア３の下端面に、コア３の中心軸に直交する平面に沿って配置されている。
【００５０】
そして、第３配線４１３の一端が第１配線４１１の一端に接続され、第１配線４１１の他端が第４配線４１４の一端に接続され、第４配線４１４の他端が３本の第２配線４１２の一端に接続され、３本の第２配線４１２の他端が他の第３配線４１３の一端に接続される。これを繰り返すことにより、第３配線４１３、第１配線４１１、第４配線４１４および第２配線４１２は、コア３に螺旋状に巻回される。つまり、１組の第３配線４１３、第１配線４１１、第４配線４１４および第２配線４１２によって、１ターンの単位要素が構成される。
【００５１】
第１外部電極５１は、第３配線４１３に接続されている。第１外部電極５１は、第３配線４１３に一体に連続している。第１外部電極５１と第３配線４１３は、例えば、めっきにより形成される。これにより、第１外部電極５１と第３配線４１３の接合面がなく、第１外部電極５１と第３配線４１３の断線を低減できる。
【００５２】
第２コイル４２は、第１コイル４１と同様に、複数の配線４２１，４２２，４２３，４２４が接続されてなる。つまり、第１配線４２１は、コア３の径方向内側に配置され、第２配線４２２は、コア３の径方向外側に配置されている。第３配線４２３は、コア３の上端面に配置され、第４配線４２４は、コア３の下端面に配置されている。
【００５３】
そして、第３配線４２３、第１配線４２１、第４配線４２４および第２配線４２２は、順に接続されて、コア３に螺旋状に巻回される。第３外部電極５３は、第３配線４２３に一体に連続しており、第３外部電極５３と第３配線４２３の接合面がなく、第３外部電極５３と第３配線４２３の断線を低減できる。
【００５４】
第１コイル４１の第３配線４１３と第２コイル４２の第３配線４２３は、上側の保護シート７に覆われている。第１コイル４１の第４配線４１４と第２コイル４２の第４配線４２４は、下側の保護シート７に覆われている。保護シート７は、絶縁性を有し、絶縁樹脂であってもよいし、ガラスエポキシなどの基板であってもよい。したがって、本体部２から露出する配線の絶縁性を簡易に向上できる。
【００５５】
次に、コイル部品１の製造方法について説明する。
図５Ａに示すように、樹脂を含む基板１００上のコイル４１，４２に対応する位置にパイプ６１，６２を立てる。つまり、第１コイル４１の第１配線４１１と第２コイル４２の第１配線４２１に対応する位置に、第１パイプ６１を立て、第１コイル４１の第２配線４１２と第２コイル４２の第２配線４２２に対応する位置に、第２パイプ６２を立てる。また、基板１００の四隅に、第１から第４接続配線１５１〜１５４に対応する位置に第３パイプ６３を立てる。
【００５６】
図５Ｂに示すように、基板１００上にコア３を設置する。このとき、コア３の径方向内側に第１パイプ６１が配置され、コア３の径方向外側に第２パイプ６２が配置される。
【００５７】
図５Ｃに示すように、基板１００上のパイプ６１，６２，６３とコア３を樹脂１２０でモールドする。このとき、パイプ６１，６２，６３の内面を露出させた状態とする。その後、表裏面を研削し、所定の厚みにする。このとき、基板１００を全て研削し、パイプ６１，６２，６３の端面を樹脂１２０から露出させる。
【００５８】
図５Ｄに示すように、パイプ６１，６２，６３の内面と樹脂１２０の外面にめっきによりコイルの配線を形成する。具体的に述べると、第１パイプ６１内に、第１配線４１１，４２１を設け、第２パイプ６２内に、第２配線４１２，４２２を設け、第３パイプ６３内に、第１から第４接続配線１５１〜１５４を設ける。樹脂１２０の外面に、第３配線４１３，４２３および第４配線４１４，４２４を設ける。したがって、内部配線（第１配線４１１，４２１および第２配線４１２，４２２）と外部配線（第３配線４１３，４２３および第４配線４１４，４２４）を一体に連続して形成できる。これにより、内部配線と外部配線の接合面がなく、内部配線と外部配線の断線を低減できる。
【００５９】
また、コイルの配線と同時に、めっきにより第１から第４外部電極５１〜５４を形成する。これにより、第１、第３外部電極５１，５３と外部配線（第３配線４１３，４２３）を一体に連続して形成できる。このように、内部配線と外部配線と外部電極をめっきにより形成するので、内部配線と外部配線と外部電極を一括して形成でき、製造時間を短縮できる。
【００６０】
その後、第３配線４１３，４２３および第４配線４１４，４２４を覆うように樹脂１２０の上下面に保護シート７を設けて、図１に示すコイル部品１を製造する。本体部２は、樹脂１２０から構成される。なお、図５Ｃにおいて、基板１００の一部を研削しないで残してもよく、このとき、本体部２は、基板１００と樹脂１２０から構成される。
【００６１】
なお、本開示は上述の実施形態に限定されず、本開示の要旨を逸脱しない範囲で設計変更可能である。
【００６２】
前記実施形態では、コイルの数量は、２つであるが、１つまたは３つ以上であってもよい。また、外部電極の数量は、コイルの数量に応じて、増減してもよい。
【００６３】
前記実施形態では、コイルは、本体部の天面から露出する外部配線（第３、第４配線）を含み、内部配線（第１、第２配線）と外部配線は、一体に連続しているが、コイルは、本体部の底面または天面および底面の両方から露出する外部配線を含み、内部配線と外部配線は、一体に連続するようにしてもよい。
【００６４】
前記実施形態では、コアを設けているが、コアを省略するようにしてもよい。このとき、本体部に、例えば、磁性粉を混合するようにしてもよい。
【００６５】
前記実施形態では、外部電極は、本体部の天面に設けられているが、本体部の側面に、本体部の天面から底面に向かって延在する凹部を設け、外部電極を、凹部内に配置し、外部電極と凹部の内面との間に、壁層を介在するようにしてもよい。このとき、外部電極および壁層は、円筒状のパイプをその軸方向からみて中心角度９０°に切断した円弧形状であってもよく、その他の任意の中心角度で切断した形状であってもよいし、円弧でなく、多角形を任意の中心角度に切断した形状であってもよい。
【符号の説明】
【００６６】
１  コイル部品
２  本体部
２１  天面
２２  底面
２３  側面
２５  凹部
２０１〜２０３  第１〜第３孔部
３  コア
４１  第１コイル
４１１，４１２  第１、第２配線（内部配線）
４１３，４１４  第３、第４配線（外部配線）
４２  第２コイル
４２１，４２２  第１、第２配線（内部配線）
４２３，４２４  第３、第４配線（外部配線）
５１〜５４  第１〜第４外部電極
６１〜６３  第１〜第３パイプ
８  樹脂
１００  基板
１２０  樹脂
１５１〜１５４  第１〜第４接続配線
【図１】
2019102755.tif 000003
【図２】
2019102755.tif 000004
【図３Ａ】
2019102755.tif 000005
【図３Ｂ】
2019102755.tif 000006
【図４】
2019102755.tif 000007
【図５Ａ】
2019102755.tif 000008
【図５Ｂ】
2019102755.tif 000009
【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
2019102755.tif 000011