(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１端部（５２）、第２端部（５４）、対向するサイドエッジ（５８）（６０）、対向する平らな表面（５６）および長手方向のプレート軸線を有する、絶縁されていない細長い導体プレート（５０）に、プレート軸線に対して横方向に延びる複数のクロスセグメントと、プレート軸線に対してほぼ軸方向に延び、クロスセグメントと連結して連続的な導体を形成する複数の接続セグメントとを形成し、
導体プレートにより複数のアコーディオン状の折りたたみ部を形成するように、プレート軸線に対して横方向に延びる曲げ軸線に沿って接続セグメントを実質的に１８０°の角度に曲げて、前記折りたたみ部の各々は、複数のクロスセグメントのうちの１つと接続セグメントのうちの１つの一部を含み、それにより、クロスセグメントおよび接続セグメントは、開口しているコイルセンタと、曲げ軸線及びプレート軸線の両者に対して横方向に延びる軸に沿って、実質的に一定に保持される、隣接するアコーディオン状の折り曲げ部間のギャップを有するようにし、
乾いた粉体の鉄材料を絶縁し、
導体コイルを包囲し、コイルセンタ内でコイルと係合するインダクタ本体を形成するように、鉄材料を導体コイルの周りで圧縮することを含んでいる、大電流用低プロフィルインダクタの製造方法。
【請求項２】
圧縮するステップは、約６．４５平方センチメートル（１平方インチ）当たり１５〜２５トンの圧縮力を鉄材料にかけることを含んでいる、請求項１記載の方法。
【請求項３】
圧縮するステップの前に、樹脂を鉄材料に混合し、圧縮するステップの間は、樹脂は乾燥している、請求項１記載の方法。
【請求項４】
圧縮するステップの前に、潤滑剤を鉄材料に添加し、圧縮するステップの間は、潤滑剤は乾燥している、請求項３記載の方法。
【請求項５】
圧縮するステップの前に、充填剤を鉄材料に添加し、圧縮するステップの間は、充填剤は乾燥している、請求項４記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（発明の背景）
本発明は、インダクタコイル構造体の製造方法に関する。本発明のコイル構造体はＩＨＬＰと表示される大電流用低プロフィルインダクタで使用するのが好ましい。しかしながら、この特殊なコイル構造体は他のタイプのインダクタにも使用できる。
【０００２】
インダクタコイルは従来技術では種々の形状の材料を種々の螺旋形状にすることにより製造されていた。しかしながら、製造が簡単であり、効率的で、かつ信頼できるインダクタコイル構造体が求められている。
【０００３】
従って、本発明の主な目的は、改良されたインダクタコイル構造体の製造方法を提供することにある。
【０００４】
本発明の別の目的は、インダクタ内に空気ギャップを有しない大電流用低プロフィルインダクタで使用でき、コイルを完全に囲む磁気材料を含むインダクタコイル構造体の製造方法を提供することにある。
【０００５】
本発明の別の目的は、自己シールド能力を有する閉じた磁気系を含むインダクタコイル構造体の製造方法を提供することにある。
【０００６】
本発明の別の目的は、インダクタのサイズを最小にできるように、所定のインダクタンス性能に対し必要な空間の利用率を最大にするインダクタコイル構造体の製造方法を提供することにある。
【０００７】
本発明の別の目的は、より小型であり、製造上安価であり、飽和することなくこれまでのインダクタコイルよりも大きい電流を受け入れできる、改良されたインダクタコイル構造体の製造方法を提供することにある。
【０００８】
本発明の別の目的は、インダクタの直列抵抗を下げるインダクタコイル構造体の製造方法を提供することにある。
【０００９】
（発明の概要）
上記目的は、第１および第２コイル端部を有する導体コイルを含む大電流用低プロフィルインダクタの製造方法によって達成できる。インダクタ本体を形成するように、導体コイルを磁気材料が囲んでおり、インダクタコイルはコイル軸線に沿って軸方向に進むほぼ螺旋通路にて長手方向コイル軸線のまわりに延びる複数のコイル巻線部を含む。これらコイル巻線部は対向する第１および第２の平らな表面を有する平らなプレートから形成されており、コイル巻線部の平らな表面の各々の少なくとも一部はコイル巻線部に対して軸方向に向いている。
【００１０】
インダクタを製造する方法は、第１端部、第２端部、対向するサイドエッジ、対向する平らな表面および長手方向のプレート軸線を有する細長いプレート導体を設ける工程を含む。プレート導体の対向するサイドエッジの各々に複数のスロットを切断により形成し、プレート導体をプレート軸線に対して横方向に延びる複数のクロスセグメントおよびプレート軸線に対してほぼ軸方向に延びる複数の接続セグメントに成形する。接続セグメントはサイン形状の通路に延びる連続した導体となるようにクロスセグメントを共に接続する。本書で使用する用語「サイン形状」とは、正弦波曲線にほぼ一致する任意の形状を意味するが、連続的なカーブだけに限定されるものではなく、頂点、矩形のコーナーまたは他の種々の形状も含む。
【００１１】
プレート導体の対向するサイドエッジにスロットを切断により形成した後に、プレート軸線に対して横方向に延びる１つ以上の曲げ軸線に沿って接続セグメントを曲げ、プレート導体を複数のアコーディオン状の折り曲げ部に成形する。折り曲げ部の各々はクロスセグメントのうちの１つと接続セグメントのうちの１つとを含む。この結果得られる構造体において、クロスセグメントと接続セグメントとは対向する第１および第２端部を有するほぼ螺旋形状をした連続的な導体コイルを形成する。
【００１２】
（好ましい実施例の詳細な説明）
図面を参照すると、符合１０は、回路基板１２に実装された本発明のインダク全体を示す。インダクタ１０はインダクタ本体１４を含み、インダクタ本体１４はこの本体から延び、本体１４の両端の上に折り曲げられた第１リード線１６および第２リード線１８を有する。これらリード線１６、１８は回路基板１２にハンダ付けまたは他の方法で電気的に接続されている。
【００１３】
図２を参照すると、本発明のインダクタコイル全体は符合２０で示されており、リード線１６、１８はコイル２２の端部を形成している。リード線１６と１８との間には複数のＬ字形をしたコイルセグメント２６が設けられており、各コイルセグメントは水平脚部２８と垂直脚部３０とを含む。垂直脚部３０は接続セグメント３２で終端しており、この接続セグメント３２は約１８０度に折り曲げられ、インダクタコイル２０に対してアコーディオン状の形状を形成している。これらＬ字形コイルセグメントは共に接続されており、螺旋コイルを形成する。この螺旋コイルは長手方向のコイル軸線３６に沿って延びた開口するコイルセンター３４を有する。
【００１４】
図６〜図１０は、コイル２０の製造方法を示す。最初に図６に示されるように、銅または他の導電性材料から形成されたブランクの平らな導体プレート５０は、第１および第２端部５２、５４と、一対の対向する平らな表面５６と、一対の対向するサイドエッジ５８、６０とを含む。
【００１５】
図７は、コイル２０を形成する際の第１工程を示す。この工程では、ブランクの平らなプレート５０の対向するエッジ５８、６０でそれぞれ複数のスロット６２、６４を切断によって形成する。スタンプ加工またはレーザーまたは当業者に公知の他の切断工具による実際の切断方法などの種々の切断方法を使用できる。
【００１６】
切断作業の終了時に、ブランク５０は細長いサイン形状の本体に変わる。この本体はプレート５０の長手方向軸線に対して横方向に延びる複数のクロスセグメント６６と、プレート５０の長手方向軸線に対して軸方向に延びる複数の接続セグメント６７から成る。これらセグメント６６、６７は、図７に示されるように、連続したサイン形状となっている。
【００１７】
図８は、コイル２０を形成する際の次の工程を示す。第１接続セグメント６７内の１８０度の角度の曲げ部６３を形成するように、１８０度の角度に端部５２を折り曲げる。図１０は次の接続セグメント６７にある第２曲げ部６５を示す。曲げ部６３、６５は反対方向にあり、図５に示される構造と同様なアコーディオン状の構造が得られるまで、この曲げ加工を繰り返す。
【００１８】
図５において、コイル２０は両端部１６、１８を含み、これら端部はブランク５０の両端部５２、５４から形成される。ブランク５０のクロスセグメント６６はコイル２０の第１の水平方向脚部２８を形成し、ブランク５０の接続セグメント６７はコイル２０の第２の垂直脚部３０および接続セグメント３２を形成する。
【００１９】
コイル２０に好ましい材料の一例としては、純度が９９.９５％のＯＦＨＣ銅１０２から製造した銅製の平らなプレートが挙げられる。
【００２０】
本体１４の磁気成形材料は、粉体の鉄、充填剤、樹脂および潤滑剤から成る。好ましい粉体材料としては，カーボニールアイアン（Ｃａｒｂｏｎｙｌ  Ｉｒｏｎ）、グレードＳＱなる商品名で、ニュージャージー州のパルシッパニー、１００チェリーヒルロードのＢＡＳＦコーポレーションによって製造されているものがある。このＳＱ材料は、７５％のＨ3ＰＯ4を有する０.８７５％の質量分によって絶縁されている。
【００２１】
この混合物にはエポキシ樹脂も添加されている。この目的に適した樹脂としては、コーベルブラック（Corvel Black）番号１０−７０８６なる商品名で、ペンシルバニア州レディング、私書箱１５２４０のモートンインターナショナル社によって製造されているものがある。
【００２２】
更に、混合物には潤滑剤が添加される。この潤滑剤としてはルブラジンク  Ｗ（Lubrazinc W）なる製品名でテキサス州ヒューストンの私書箱４５２９６、ウィトコ（Witco）社によって製造されているステアリン酸亜鉛がある。
【００２３】
上記混合物の種々の組み合わせを共に混合することができるが、好ましい配合剤は次のとおりである。
１０００グラムの粉体の鉄
３.３重量％の樹脂
０.３重量％の潤滑剤
【００２４】
（潤滑剤を除く）上記材料を混合し、次にアセトンを添加し、材料を泥状のコンシステンシーとなるように湿潤化する。材料を乾燥し、−５０メッシュの粒径となるようにスクリーンにかける。次に、潤滑剤を添加し、材料８２を完成する。次にこの材料８０を使った圧力成形の準備をする。
【００２５】
製造方法のうちの次の工程は、約６．４５平方センチメートル（１平方インチ）当たり１５〜２５トンの圧力をかけて得られる密度となるように、コイル２０の全周にわたって材料を圧縮する。これにより粉状の材料５２は圧縮され、コイルの全周のまわりに密に成形され、図１および図１１〜図１３に示されるようなインダクタ本体１４を形成する。
【００２６】
この製造段階で、成形されたアセンブリは図１１に示されるような形状となっている。焼き付け後、図１２および図１３に示されるように、リード線１６、１８を形成し、折り曲げる。次に１時間４５分の間、約１６２°Ｃ（３２５°Ｆ）で成形アセンブリを焼き付けし、樹脂を硬化する。
【００２７】
他の誘導性部品と比較し、本発明のＩＨＬＰインダクタはいくつかのユニークな属性を有する。インダクタコイルと、リードフレームと、磁気コア材料と、保護容器とは、表面実装に適した終端リード線を有する単一の低プロフィルの一体的本体として成形されている。このような構造により、磁気的性能を得るのに利用できる空間を最大に利用することが可能となり、磁気的に自己シールドされる。
【００２８】
このような一体的な構造により、従来技術のＥ形コアまたは他のコア構造を用いたケースのように、２つのコアハルブを使用する必要性がなくなり、関連する組み立て作業も不要となっている。
【００２９】
本発明のユニークな導体の巻き付けにより、大電流の動作が可能となり、インダクタの設置面積で磁気的パラメータも最適となっている。
【００３０】
本発明の製造方法は高価で厳密な公差のコア材料および特別な巻き付け技術に依存することなく、低コストの高性能のパッケージを提供できる。
【００３１】
この磁気コア材料は（３メガオーム）を越える高抵抗率を有し、この抵抗率により表面実装リード線の間で導電性パスを設けないで製造したままのインダクタを作動させることができる。更に、この磁気材料は１ＭＨｚまで効率的な作動も可能にするものである。インダクタパッケージ性能は１マイクロヘンリー当たり２ミリオームのインダクタンスに対する低い直流抵抗対インダクタンス比を発生する。５以下の比が極めて良好であると考えられる。
【００３２】
コイル２０のユニークな構造により、製造コストが下げられている。コイル２０はＩＨＬＰインダクタを除く種々のインダクタの構造でも使用できる。
【００３３】
以上で図面および明細書において、本発明の好ましい実施例について記載した。特定の用語を用いたが、これら用語は包括的かつ説明のために使用したものであり、発明を限定するために用いたものではない。特許請求の範囲に記載した発明の要旨および範囲から逸脱することなく、部品の形状および比率を変えることだけでなく、均等物に置換することは、状況が示唆するようにに可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明によって製造され、回路基板に実装されたインダクタの斜視図である。
【図２】  成形前のインダクタのコイルの図である。
【図３】  成形が完了した後であって、リード線を形成する前の本発明に係わるインダクタの図である。
【図４】  図２の４−４線に沿った側端面図である。
【図５】  図４の５−５線に沿った側端面図である。
【図６】  インダクタコイルを形成する細長い導体ブランクの斜視図である。
【図７】  両エッジから内側に延びるスロットを形成した後の、図６のブランクを示す。
【図８】  本発明のインダクタコイルを形成する際の最初の折り曲げ工程を示す、図７に類似する図である。
【図９】  図８に示された同じ折り曲げ工程を示す側面図である。
【図１０】  本発明のインダクタコイルを製造する方法における第２の折り曲げ工程を示す、図８に類似する図である。
【図１１】  インダクタをプレス加工しているが、リード線を形成する前のインダクタの倒立図である。
【図１２】  リード線を部分的に形成した後のインダクタを示す、図１１に類似した図である。
【図１３】  リード線の最終形成を示す、図１１および１２に類似した図である。
【符号の説明】
１０    インダクタ
１２    回路基板
１４    インダクタ本体
１６    第１リード線
１８    第２リード線
２０    インダクタコイル
２２    コイル
２６    コイルセグメント
２８    水平脚部
３０    垂直脚部
３２    接続セグメント
３４    コイルセンター
【図１】
0004443773.tif 000002
【図２】
0004443773.tif 000003
【図３】
0004443773.tif 000004
【図４】
0004443773.tif 000005
【図５】
0004443773.tif 000006
【図６】
0004443773.tif 000007
【図７】
0004443773.tif 000008
【図８】
0004443773.tif 000009
【図９】
0004443773.tif 000010
【図１０】
0004443773.tif 000011
【図１１】
0004443773.tif 000012
【図１２】
0004443773.tif 000013
【図１３】
0004443773.tif 000014