(57)【要約】【課題】金属板を打抜いて形成したコイル部に絶縁性の信頼の高い絶縁層を形成したインダクタンス部品を提供することを目的とする。【解決手段】本発明は、金属板１を打抜いて形成したコイル部３の切断面４の中間部に凹部８を設けて、この凹部８にも樹脂材９が充填されるように絶縁層１０を形成することにより、凹部８が流動性のある樹脂材９の溜り部となり、切断面４の上辺や下辺の面取り加工部７にも所望とする厚さの絶縁層１０を確実に形成することができ、従来のバリ取り加工によって球面状に形成された切断面に形成する絶縁層に比べて絶縁性の優れたものとすることができる。【選択図】  図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属板を打抜いて少なくとも両端に端子を一体に形成した直線状、蛇行状、スパイラル状、リング状、枠状および複数のリング状や枠状の連続体を折り曲げて数ターンのコイルを形成したコイル部と、このコイル部の切断面の中間部に凹部を設け、上記端子を除くコイル部に切断面の凹部にも充填されるように絶縁層を形成したインダクタンス部品。
【請求項２】
コイル部の切断面の凹部を切断面の上辺と下辺の角部に面取り加工を施すことにより形成した請求項１に記載のインダクタンス部品。
【請求項３】
コイル部の切断面に設けた凹部として、凹部を形成する壁面の上方より下方を外方に突出する構成とした請求項１に記載のインダクタンス部品。
【請求項４】
コイル部を磁性体中に埋設して構成した請求項１に記載のインダクタンス部品。
【請求項５】
コイル部に磁性体を組込んで構成した請求項１に記載のインダクタンス部品。
【請求項６】
コイル部を磁性体で挟持して構成した請求項１に記載のインダクタンス部品。
【請求項７】
コイル部を絶縁体、誘電体または磁性体のいずれかの板状体上に配置して構成した請求項１に記載のインダクタンス部品。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１つに記載のインダクタンス部品を他の電子部品とともに所定の回路を構成するように組合せて用いた電子機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は各種電子機器に用いられるインダクタンス部品およびそれを用いた電子機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ますます電子機器の小型化・薄型化が進むにつれてインダクタンス部品の小型化・薄型化が、またＣＰＵなどのＬＳＩの高速化や高集積化に対応した高周波領域で数Ａ〜数十Ａの大電流に耐えられるものが要望されている。
【０００３】
このような要望に対して、従来インダクタンス部品の基本となる導線として、図２３に示すように銅やアルミニウムなどの金属板をスリッタを用いて切断して導体３０を形成し、この導体３０に絶縁層３１を形成した平板状絶縁線３２を用いることが提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１−１８６７１４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記構成のものにおいては、図２４に示すように接断面の端面にバリ３３が発生し、このバリ３３が形成された状態で絶縁層３１を形成してもバリ３３には絶縁層３１が形成されず絶縁破壊を引起すことになる。
【０００６】
このようなことから、図２５に示すように金属板からスリッタで切断して形成した導体３０のバリ３３をエッチングにより除去し、切断面を球面状に加工してその面にも絶縁層３１を形成することが提案されている。
【０００７】
しかし、このようなバリ３３のエッチング加工を施して導体３０の切断面を球面状に加工すると、この切断面に形成される絶縁層３１の厚さが薄くなったり、導体３０自体が露出してしまうおそれがあり、絶縁性の点で十分な信頼を得ることができないものになっていた。
【０００８】
本発明は以上のような従来の欠点を除去し、金属板を打抜いて形成したにもかかわらず絶縁性の点でも十分な信頼の得られるインダクタンス部品およびそれを用いた電子機器を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、金属板を打抜いて形成したコイル部の切断面の中間部に凹部を設け、この凹部にも充填されるように絶縁層を設けた構成としたインダクタンス部品である。
【００１０】
この構成とすることにより、切断面の凹部が絶縁層を形成する樹脂材の溜り部となってその上下の切断面にも必然的に厚く確実に絶縁層が形成されることとなり、絶縁性の点で十分な信頼の得られるインダクタンス部品とすることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、金属板を打抜いて少なくとも両端に端子を一体に形成した直線状、蛇行状、スパイラル状、リング状、枠状および複数のリング状や枠状の連続体を折り曲げて数ターンのコイルを形成したコイル部と、このコイル部の切断面の中間部に凹部を設け、上記端子を除くコイル部に切断面の凹部にも充填されるように絶縁層を形成した構成であり、この構成とすることで切断面の凹部が絶縁層を形成する樹脂材の溜り部となって切断面に厚くかつ確実な絶縁層を形成することができ、絶縁性の優れたものとすることができるとともに絶縁層のコイル部に対する結着強度も高くでき剥がれを防止することができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、コイル部の切断面の凹部を切断面の上辺と下辺の角部に面取り加工を施すことにより形成したものであり、切断面のバリ取りも同時に行えるという効果が得られることになる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、コイル部の切断面に設けた凹部として、凹部を形成する壁面の上方より下方を外方に突出する構成としたものであり、この構成によって絶縁層を形成する際に樹脂材が凹部を形成する壁面の下方に当って凹部に流れ込み、樹脂材が確実に凹部に充填されることになり、その結果凹部の上方や下方側の壁面にも確実に厚く絶縁層が形成できることになる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、コイル部を磁性体中に埋設して構成したものであり、磁性体を用いることによってインダクタンス部品としての特性の向上を図るとともに埋設時にコイル部の切断面での絶縁層の破損を低減できることになる。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、コイル部に磁性体を組込んで構成したものであり、これも磁性体によってインダクタンス部品としての特性の向上を図るとともに、磁性体の組込み時に接触するコイル部の切断面の絶縁層が厚く形成されるため絶縁層の破損を少なくすることができることになる。
【００１６】
請求項６に記載の発明は、コイル部を磁性体で挟持した構成としたものであり、これも磁性体によってインダクタンス部品としての特性の向上を図るとともに、磁性体に接触するコイル部の切断面の上辺や下辺部での絶縁性を確実に確保することができる。
【００１７】
請求項７に記載の発明は、コイル部を絶縁体、誘電体または磁性体のいずれかの板状体上に配置して構成したものであり、板状体上に配置する他の導体や電子部品などとの絶縁性を十分に確保することができる。
【００１８】
請求項８に記載の発明は、請求項１〜７のいずれか１つに記載のインダクタンス部品を他の電子部品とともに所定の回路を構成するように組合せて用いた電子機器であり、インダクタンス部品の信頼性の向上がそのまま電子機器にも反映されることになる。
【００１９】
以下、本発明のインダクタンス部品について図面を用いて説明する。まず、本発明のインダクタンス部品の基本構成について、その製造方法も含めて図１〜図７を用いて説明する。
【００２０】
まず、図１に示すように銅や銀からなる金属板１をプレス金型２によって切断して図２に示すように所定の形状のコイル部３を形成する。このとき、コイル部３は少なくともその両端に端子を一体に形成したものとする。このコイル部３の切断面４の下辺側には図２に示すようにバリ５が形成されてしまう。
【００２１】
このようにバリ５が形成されたものでは、後述する絶縁層を形成してもバリ５の部分には絶縁層が形成しにくく、コイル部３として絶縁性に欠けたものとなるため、図３に示すようにコイル部３を面取り加工用の金型６によってプレス加工を行い、図４に示すようにコイル部３の切断面４の上辺および下辺の角部に面取り加工部７を形成する。
【００２２】
この面取り加工を施すことによって、コイル部３の切断面の中間部には図５に示すように凹部８が形成される。しかも、この凹部８を形成する切断面４の上方より下方の壁面が外方に突出した形で凹部８を形成することになる。これは、上述した切断時のバリ５が切断面４の下辺側に形成されており、このバリ５を含めて面取り加工を施すことによって上記のような構成となるのである。
【００２３】
次に、図６に示すようにコイル部３の上面に絶縁層を形成するためのエポキシ樹脂やポリイミド樹脂などの樹脂材９を塗布する。このとき、樹脂材９がコイル部３の切断面４にも形成されるように塗布し、この切断面４の凹部８にも十分充填されて凹部８から溢れ出るようにする。
【００２４】
その後、コイル部３の上面に塗布した樹脂材９を半硬化状態にしてからコイル部３を反転させ、図７に示すようにコイル部３の下面にも樹脂材９を塗布してコイル部３の全体に樹脂材９を形成し、これを完全硬化させて絶縁層１０を形成しインダクタンス部品とする。
【００２５】
なお、絶縁層１０は、コイル部３の両端の端子には形成しないようにするのがよく、これはインダクタンス部品をプリント配線板に実装する際に有利となる。また、樹脂材９は塗布以外に印刷、吹付け、転写によって形成してもよい。
【００２６】
以上のように金属板１を打抜いて形成したコイル部３の切断面４の中間部に凹部８を設けて、この凹部８にも樹脂材９が充填されるように絶縁層１０を形成することにより、凹部８が流動性のある樹脂材９の溜り部となり、切断面４の上辺や下辺の面取り加工部７にも所望とする厚さの絶縁層１０を確実に形成することができ、従来のバリ取り加工によって球面状に形成された切断面に形成する絶縁層に比べて絶縁性の優れたものとすることができる。
【００２７】
上記構成のインダクタンス部品の形状としては、その用途、目的によって様々なものが考えられる。例えば、図８に示すような両端に端子１１を有する直線状のインダクタンス部品、図９に示すような両端に端子１１を有する蛇行状のインダクタンス部品、図１０に示すような両端に端子１１を有するスパイラル状のインダクタンス部品、図１１に示すような両端に端子１１を有するリング状のインダクタンス部品、図１２に示すような両端に端子１１を有する枠状のインダクタンス部品、さらには、図１３に示すような両端に端子１１を有し、リング状の連続体を折り曲げて数ターンのコイル１２を形成したインダクタンス部品などが考えられる。
【００２８】
ここに示したものは、実用化される代表的なものを示しただけで他にも様々なものが考えられ、例えば図１３に示す構成のものに中間タップを設けたものや、リング状の連続体に代えて枠状の連続体を折り曲げたものなどがある。
【００２９】
以上のように絶縁層１０を形成した金属板からの打抜きのコイル部３だけでも、用途によってはインダクタンス部品として十分な機能を果すが、よりインダクタンス部品としての特性を向上させるためには、磁性体などとの組合せが必要となる。
【００３０】
以下にその代表的な例について図１４〜図１６を用いて説明する。この例は電子機器の電源回路などに用いるチョークコイルを想定したものである。図１４（ａ）に示すように銅からなる金属板を打抜いて３つのリング状の連続体１３とこの連続体１３の両端に端子１１を一体に形成した端子一体型のコイル部３を用いる。このコイル部３は、その切断面４に上述した面取り加工が施されて切断面の中間部に凹部８を有し、この凹部８にも充填されるように樹脂材９を施して絶縁層１０の形成されたものである。なお、リング状の連続体１３の折り曲げ部１４には絶縁層１０は形成しないようにしてある。
【００３１】
これは、リング状の連続体１３を折り曲げる際に折り曲げ部１４の外側と内側における膨張伸縮具合の違いによって絶縁層１０に破れの発生するのを阻止するためである。
【００３２】
このようなものを図１４（ｂ）に示すように折り曲げ部１４を利用して互いに中心点が重なるように折り曲げて数ターンのコイル部３を形成し、端子１１はコイル部３の中心に対して放射状に外方に突出した形となる。
【００３３】
このように構成されたコイル部３は端子１１を除いて図１５に示すように磁性体１５の中に埋設される。この磁性体１５は、軟性磁性体合金粉末にシリコーン樹脂を３．３重量部加えて混合し、メッシュを通して整流粉末として複合磁性体を用いる。金属磁性粉末は水アトマイズ法にて製造した平均粒径１３μｍのＦｅ（５０）Ｎｉ（５０）の軟磁性体合金粉末とする。
【００３４】
このような磁性体１５を用いることにより、軟磁性体合金粉末の一粒一粒がそれぞれ絶縁性樹脂で被われており、優れた飽和磁束密度と渦電流損失の小さなものとでき、高周波に十分に対応できるものとなる。金属磁性粉末の組成はＦｅ，Ｎｉ，Ｃｏを合計で９０重量％以上含み、この金属磁性粉末の充填率が６５〜９０体積％とすることにより、飽和磁束密度が高く、かつ透磁率の高い複合磁性体とすることができる。また、この金属磁性粉末の平均粒径を１〜１００μｍとすると渦電流の低減に効果的である。
【００３５】
なお、磁性体１５はフェライト磁性体もしくはフェライト磁性粉末と絶縁性樹脂との複合体でも同様の効果が得られ、上記金属磁性粉末よりも抵抗は高くなるがその抵抗によって渦電流の発生を防ぐための高周波への対応が可能となる。
【００３６】
このインダクタンス部品の製造は、端子１１を有するコイル部３の上下にコイル部３の形に沿うように形成された半硬化状態の磁性体ペレットを配置し、これらを圧力３トン／ｃｍ２を加え１５０℃で１時間程度加熱処理を施して半硬化状態の磁性体を完全硬化させて磁性体１５中にコイル部３を埋設したものとし、この磁性体１５より突出した端子１１を磁性体１５の側面から底面に沿って折り曲げて図１６に示すようなインダクタンス部品とする。
【００３７】
なお、磁性体１５より突出した端子１１には、酸化防止としてＮｉの下地層１６およびＮｉの下地層の酸化防止とハンダの濡れ性を良くするためにハンダまたはＳｎあるいはＰｂの表面層１７が形成される。
【００３８】
また、上記磁性体１５は方形状に形成し、上面は平坦面として自動実装時にノズルに吸引されやすくすることが必要であり、実装の向きや端子の極性を示す場合は角部を落した形状とすることもできる。
【００３９】
このように磁性体１５中にコイル部３を埋設することにより、インダクタンス部品としてのインダクタンス特性を著しく向上させることができるとともに、コイル部３の保護も行え、さらに自動実装に有利なものとすることができる。また、製造過程で磁性体ペレットを上下に配置して加圧する際にコイル部３の絶縁層１０が磁性体ペレットと摩擦を起してもコイル部３の切断面４にはしっかりと絶縁層１０が形成されており、絶縁性の優れたものとなる。
【００４０】
本発明の別の構成のインダクタンス部品として、図１７、図１８に示すようなものも考えられる。コイル部３としては磁性体１５中に埋設したものと同じものを用い、磁性体として板状体の上面中央に円柱部を形成したフェライトなどからなるＴ字状の磁性体１８と、側面にコイル部３の端子１１を引出す切欠部１９を設けたフェライトなどからなるキャップ状の磁性体２０を用い、上記Ｔ字状の磁性体１８の円柱部にコイル部３の中空部をはめこむように組込み、このコイル部３を組込んだＴ字状の磁性体１８にキャップ状の磁性体２０を被せ、その磁性体１８と２０の接合面を接着剤で結合した構成である。
【００４１】
この構成としても、インダクタンス部品として、インダクタンス特性の優れたものとすることができるとともに、磁性体１８へのコイル部３の組込み時や磁性体２０の組込み時に多少こすれが発生してもコイル部３の切断面４にはしっかりと絶縁層１０が形成されているため絶縁層１０が破損したり剥がれたりすることが阻止でき、絶縁性の信頼の高いものとなる。
【００４２】
さらに別の構成のインダクタンス部品を図１９、図２０によって説明する。コイル部３は上述の２つの構成のものと同じものを用い、磁性体として２枚の板状の磁性体２１，２２を用いて、この２枚の磁性体２１，２２の間にコイル部３を挟持させた構成としたものである。この磁性体２１，２２とコイル部３とは、接着剤で結合して一体としたものである。
【００４３】
接着剤で結合する代りに樹脂材をコイル部３の周囲に充填して磁性体２１，２２とコイル部３とを一体化してもよい。
【００４４】
この構成においても、インダクタンス部品としてインダクタンス特性の向上を図ることができ、構成によっては表出するコイル部３が、完全に絶縁層１０で被われているため、何かの導体がコイル部３に接触しても絶縁性は十分に保てることになる。
【００４５】
また、別の構成のインダクタンス部品を図２１によって説明する。ここで用いるコイル部３は、図９で示した両端に端子１１を有し、この端子１１を除いてコイル部３の切断面４の凹部８にも絶縁層１０を形成した蛇行状のコイル部３である。このコイル部３を絶縁体、誘電体あるいは磁性体からなる板状体２３の上に接着剤などを用いて結合した構成としたものである。
【００４６】
上記板状体２３として絶縁体を選択するのは、この板状体２３はプリント配線板とすることができるためであり、プリント配線板の表面に上記インダクタンス部品を結合して他の回路パターンに実装される各種電子部品とで所定の回路を構成することができる。
【００４７】
また、板状体２３として誘電体を選択するのは、薄い誘電体層と金属層との積層体でコンデンサを内蔵したものとし、その表面にコイル部３を設けることでＬＣの複合部品やフィルタ回路を構成できる。
【００４８】
板状体２３として磁性体を選択するのは、インダクタンス部品としての特性の向上を図るためである。
【００４９】
上記いずれの板状体２３を選択しても、コイル部３の近くに他の電子部品や導体などが近接して設けられることが多いが、そのような場合においても端子１１を除くコイル部３はしっかりと絶縁層１０が設けられているため、絶縁性の信頼が高いものとすることができる。
【００５０】
なお、コイル部３と磁性体などとの組合せにおいて種々例を示したが、これらは１個のコイル部３を用いるものについてのみであったが、２個以上のコイル部３を用いて多連インダクタンス部品としたり、トランスのようなインダクタンス部品とすることもできる。すなわち、２個以上の複数のコイル部３を磁性体１５中に埋設したり、磁性体１８，２０に組込んだり、磁性体２１，２２間に挟持したり、板状体２３上に結合したりすることによって上述した多連インダクタンス部品や別の機能をもったトランスのようなインダクタンス部品とすることができる。
【００５１】
このような多連インダクタンス部品として、２連のチョークコイルを例とした電子機器への応用例を図２２を用いて説明する。
【００５２】
図２２はマルチフェーズ方式の電子機器の電源回路を示しており、チョークコイル２４とコンデンサ２５で積分回路が形成され、この積分回路に入力電源２６、スイッチング素子２７と、出力側にはＣＰＵなどの負荷２８が接続されて電源回路を構成している。
【００５３】
このチョークコイル２４としては、端子一体型のコイル部３が２個磁性体１５中に埋設された構成のものを用い、これらの２個のコイル部３により複数個のＤＣ／ＤＣコンバータを位相制御し並列運転する。この回路構成とすることにより、高周波・大電流化が可能となり、特に本発明のチョークコイル２４を搭載することにより絶縁性の信頼性の優れたものとなる。
【００５４】
なお、本発明によるインダクタンス部品は、上記マルチフェーズ方式の電源回路に限らず、その他の高周波化・大電流化に対応可能な電子機器の電源回路に用いることができる。電子機器の例としては、パソコンや携帯電話などがその代表例である。
【００５５】
【発明の効果】
以上のように本発明のインダクタンス部品は構成されているため、コイル部の切断面の中間部に形成した凹部に絶縁層を形成する樹脂材が充填されて面取り加工された切断面にも厚い絶縁層が形成され、かつこの凹部によって絶縁層のコイル部に対する結着力も大きくできて剥がれにくいものとすることができ、絶縁性に対しての信頼の高いものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のインダクタンス部品の一実施の形態における金属板から打抜いてコイル部を形成する状態を示す断面図
【図２】同打抜いて形成されたコイル部の要部の断面図
【図３】同打抜いて形成したコイル部を面取り加工する状態を示す要部の断面図
【図４】同面取り加工を施した状態の要部の断面図
【図５】同面取り加工を施したコイル部の切断面を示す断面図
【図６】同コイル部の上面に絶縁層を形成する状態を示す要部の断面図
【図７】同コイル部の両面に絶縁層を形成した状態を示す断面図
【図８】本発明のインダクタンス部品の一例としての直線状のインダクタンス部品を示す斜視図
【図９】同蛇行状のインダクタンス部品を示す斜視図
【図１０】同スパイラル状のインダクタンス部品を示す斜視図
【図１１】同リング状のインダクタンス部品を示す斜視図
【図１２】同枠状のインダクタンス部品を示す斜視図
【図１３】同リング状の連続体を折り曲げて数ターンのコイルを構成したインダクタンス部品の斜視図
【図１４】
（ａ）同リング状の連続体により構成するインダクタンス部品の折り曲げ前のコイル部の平面図
（ｂ）同折り曲げ後の斜視図
【図１５】同コイル部を磁性体中に埋設したインダクタンス部品を示す透視図
【図１６】同断面図
【図１７】同コイル部に磁性体を組込んで構成するインダクタンス部品の分解斜視図
【図１８】同組立てた後のインダクタンス部品の斜視図
【図１９】同コイル部を磁性体で挟持して構成するインダクタンス部品の分解斜視図
【図２０】同組立てた後のインダクタンス部品の斜視図
【図２１】同蛇行状のコイル部を板状体に取付けて構成したインダクタンス部品の斜視図
【図２２】同インダクタンス部品を電子機器の電源回路に用いた例を示す回路図
【図２３】従来の金属板から打抜いて形成したインダクタンス部品を示す断面図
【図２４】同バリによる課題を示す要部の断面図
【図２５】同バリを取り除いた状態を示す要部の断面図
【符号の説明】
１  金属板
２  プレス金型
３  コイル部
４  切断面
５  バリ
６  面取り加工用の金型
７  面取り加工部
８  凹部
９  樹脂材
１０  絶縁層
１１  端子
１２  コイル
１３  リング状の連続体
１４  折り曲げ部
１５  磁性体
１８，２０，２１，２２  磁性体
２３  板状体
２４  チョークコイル
２５  コンデンサ
２６  入力電源
２７  スイッチング素子
２８  負荷
【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】
2004327523.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2004327523.tif 000018
【図１７】
2004327523.tif 000019
【図１８】
2004327523.tif 000020
【図１９】
2004327523.tif 000021
【図２０】
2004327523.tif 000022
【図２１】
2004327523.tif 000023
【図２２】
2004327523.tif 000024
【図２３】
2004327523.tif 000025
【図２４】
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【図２５】
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