(57)【要約】【課題】高温リフローに対応でき、耐振性にも優れたコイル部品を提供することを目的とするものである。【解決手段】Ｃｕを主成分とするコイル電極１２とＣｕを主成分とする端子電極１６とが、Ｓｎ合金２２中にＣｕ3Ｓｎを核とする棒状金属化合物２３が分散された半田で電気的および機械的に接続され、コイル電極１２および半田を含む領域をモールド成形することにより外装体１９を構成したコイル部品であり、このようにすることにより、半田が溶融しても外装体１９の外に出てくることを防止することができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｃｕを主成分とするコイル電極とＣｕを主成分とする端子電極とが、Ｓｎ合金中にＣｕ3Ｓｎを核とする棒状金属化合物が分散された半田で電気的および機械的に接続され、前記コイル電極および前記半田を含む領域をモールド成形することにより外装体を構成してなることを特徴とするコイル部品。
【請求項２】
Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ合金からなるＳｎ合金粒子とフラックスとを混ぜた半田ペーストを、Ｃｕを主成分とするコイル電極とＣｕを主成分とする端子電極とを接続するように配置し、レーザで前記半田ペーストを溶融させることにより、Ｃｕ3Ｓｎを核とする棒状金属化合物を形成しながら前記コイル電極と前記端子電極とを電気的および機械的に接続し、前記コイル電極をモールド成形することを特徴とするコイル部品の製造方法。
【請求項３】
前記半田ペーストにはさらにＣｕ粉末が混合されていることを特徴とする請求項２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、各種電子機器に用いられるコイル部品およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年半田付けにおいて鉛フリー化が要求され、そのため半田付け温度が上昇し、コイル部品のように内部で半田付けを行っているものでは、リフロー半田付け時に内部の半田も溶けて外部まで出てくる可能性がある。このような課題に対して、半田中にＣｕ球を混ぜ、金属化合物を生成させてこのＣｕ球同士をつなぐことにより、半田が溶けても流動性を阻害するような方法が提案されている。
【０００３】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２６１１０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来の構成では、十分にＣｕ球同士をつなぐためにはＣｕ球の量を多くする必要がある。しかしながらＣｕ球の割合が多くなってくると、いったん溶けた後半田の中にボイドが発生しやすく、コイル部品の内部接続等にＣｕ球の割合が多い半田を用い、車載用等の振動が多く加わる機器に使われる場合に、この振動によって半田付け部が破断しやすくなる等の信頼性が課題となってくる。本発明はこの課題に対してリフロー半田付け時に半田が外部へ溶け出すことを防止するとともに、半田の中のボイドの発生を防ぎ、耐振性に優れたコイル部品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】
【０００６】
本発明は上記課題を解決するために、Ｃｕを主成分とするコイル電極とＣｕを主成分とする端子電極とが、Ｓｎ合金中にＣｕ3Ｓｎを核とする棒状金属化合物が分散された半田で電気的および機械的に接続され、コイル電極および半田付け部を含む領域をモールド成形することにより外装体を構成してなるものである。
【発明の効果】
【０００７】
上記構成により、リフロー半田付け時に内部の半田中のＳｎ合金が溶融してもＣｕ3Ｓｎを核とする棒状金属化合物が流動性を妨げ、外装体の外に半田が出てくることを防ぐことができるとともに、半田の中のボイドの発生を防ぎ、耐振性に優れたコイル部品を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施の形態におけるコイル部品の透視斜視図
【図２】図１におけるＡ部拡大図
【図３】図２におけるＢ−Ｂ線の断面図
【図４】本発明の一実施の形態におけるコイル部品の製造方法を説明する図
【図５】本発明の一実施の形態におけるコイル部品の製造方法を説明する図
【図６】本発明の一実施の形態におけるコイル部品の製造方法を説明する図
【図７】本発明の一実施の形態におけるコイル部品の製造方法を説明する図
【図８】本発明の一実施の形態におけるコイル部品の製造方法を説明する図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の一実施の形態におけるコイル部品について、図面を参照しながら説明する。
【００１０】
図１は本発明の一実施の形態におけるコイル部品の透視斜視図、図２は図１におけるＡ部拡大図、図３（ａ）は図２におけるＢ−Ｂ線の断面図、図３（ｂ）は図３（ａ）におけるＣ部拡大図である。
【００１１】
図１〜図３において、絶縁皮膜されたＣｕ線１１からなるコイル電極１２が、巻芯１３の両端に鍔１４を有したドラムコア１５の巻芯１３に巻きつけられ、このドラムコア１５から引き出されたコイル電極１２と、ドラムコアの一方の鍔１４に貼り付けられたりん青銅板からなる端子電極１６とが半田付けにより電気的および機械的に接続され、コイル電極１２および半田付けされた部分１７を含む領域を、樹脂によりモールド成形して外装体１９を形成することによりコイル部品を構成している。
【００１２】
端子電極１６は、外装体１９の外部に一部を露出して実装基板（図示していない）と接続する外部接続電極部２０と、外装体１９の内部で外部接続電極部２０から突出した内部接続電極部２１とからなり、コイル電極１２は内部接続電極部２１と半田付けにより接続され、コイル電極１２と半田付けされた部分１７を含む領域を樹脂でモールド成形したものである。
【００１３】
半田付けされた部分１７はＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ合金からなるＳｎ合金２２の中に、Ｃｕ3Ｓｎを核とする棒状金属化合物２３が分散された状態となっている。
【００１４】
この棒状金属化合物２３は、中心部分が棒状のＣｕ3Ｓｎであり、その周囲をＣｕ6Ｓｎ5で覆っている状態となっている。
【００１５】
ここで棒状とは、その長さが幅の５倍以上の形状となっているものを意味している。
【００１６】
以上のように構成することにより、コイル部品がプリント基板に実装されリフロー半田付けを行う際に、リフロー半田炉の約２５０℃の雰囲気にさらされ、半田付けされた部分１７のＳｎ合金２２は液相温度が２２０℃程度であるため溶融するものの、Ｃｕ3Ｓｎを核とする棒状金属化合物２３は融点が４００℃以上であるため溶融せず、これらの棒状金属化合物２３がＳｎ合金２２中に分散されているため、容易に流動することができず、溶融したＳｎ合金２２が外装体１９の外に出ることを防ぐことができる。
【００１７】
次に本発明の一実施の形態におけるコイル部品の製造方法について図４〜図８を用いて説明する。
【００１８】
まず図４のように、端子電極１６に、ドラムコア１５を貼り付ける。
【００１９】
端子電極１６は、厚さが０．１ｍｍのりん青銅板をプレス加工して形成したもので、一対の外部接続電極部２０と、この外部接続電極部２０から突出してコイル電極１２を接続する内部接続電極部２１とを一体に形成したものであり、本実施の形態では、一対の外部接続電極部２０を枠部２４で連接することによりフープ状に形成して連続的に生産できるようにしている。
【００２０】
また、この枠部２４にはドラムコア１５にコイル電極１２を巻き付ける際にＣｕ線１１を仮止めする一対の突起部２５を設けている。
【００２１】
そして、このときフープ状の端子電極１６の表面は、Ｓｎメッキされたものであっても良い。
【００２２】
ドラムコアは、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライトコアなどからなり、円柱形状の巻芯１３の両端に円板形状の鍔１４を有した形状をしており、円板形状の鍔１４の直径寸法が１．５ｍｍ〜２．５ｍｍ、巻芯１３と両端の鍔１４をあわせた高さ寸法が、０．８ｍｍ〜１．５ｍｍ程度のものを用い、本実施の形態では、鍔１４の直径寸法が１．８ｍｍ、高さ寸法が１．３５ｍｍのドラムコアを用いている。
【００２３】
そして、ドラムコア１５を端子電極１６の一対の外部接続電極部２０部間にまたがるように接着剤等を用いて貼り付ける。
【００２４】
次に図５のように、Ｃｕ線１１をドラムコア１５に所定回数巻き付けてコイル電極１２を形成する。
【００２５】
Ｃｕ線１１は、ポリウレタン樹脂などの絶縁樹脂からなる絶縁皮膜を有した線径が０．０３ｍｍ〜０．０８ｍｍ程度のものを用い、一旦、枠部２４に形成した一方の突起部２５に１ターン以上巻きつけて仮止めした後、一方の端子電極１６の内部接続電極部２１に引きかけて沿わせ、ドラムコア１５の巻芯１３に所定回数巻き付ける。その後、他方の端子電極１６の内部接続電極部２１部に引きかけて沿わせ、他方の突起部２５に１ターン以上巻き付けて巻き終わり側を仮止めする。
【００２６】
このようにしてＣｕ線１１をドラムコア１５に巻芯１３に巻き付けてコイル電極１２を形成する。本実施の形態では線径が０．０３ｍｍのＣｕ線１１を１５０ターン巻回してコイル電極１２を形成している。
【００２７】
その後、Ｃｕ線１１を切断することなくフープ状の隣接するドラムコア１５にコイル電極１２を連続して形成する。このとき複数個のドラムコアはＣｕ線１１によってつながった状態となっている。
【００２８】
次に、半田付けする部分に対応する内部接続電極部２１に沿った部分のＣｕ線１１の絶縁皮膜を、炭酸ガスレーザ（図示していない）により剥離した後、半田ペースト２６を塗布する。
【００２９】
半田ペースト２６を塗布する方法は、ディスペンサーによるものやピン転写によるものなどがあるが、本実施の形態のように、半田付けする内部接続電極部２１の面積が０．３ｍｍ×０．２ｍｍ程度の狭い場合には、ピン転写による塗布が好ましい。
【００３０】
そして、図６のようにＹＡＧレーザ光２７を半田ペースト２６に照射することにより半田付けを行う。半田ペースト２６は、Ｓｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕ合金を用いたＳｎ合金２２からなる直径約３０μｍの半田粒子に、直径約７μｍのＣｕ球を混合し、さらにフラックスを混ぜたものを用いている。
【００３１】
このときＣｕ球の混合割合を重量比で約１０％としている。またＹＡＧレーザ光２７の照射時間は約０．２５秒とし、これによって半田の温度は約４５０℃まで上がるようにしている。
【００３２】
このようにＹＡＧレーザ光２７によって半田の温度を急激に高い温度まで上げることにより、半田ペースト２６に混合したＣｕ球あるいはコイル電極１２、端子電極１６のＣｕとＳｎ合金２２とが反応し、Ｃｕ3Ｓｎを核とする棒状金属化合物２３を生成する。
【００３３】
この棒状金属化合物２３の大きさは、幅約１〜８μｍ、長さはその幅寸法の５倍以上となっている。
【００３４】
このように多くの大きな棒状金属化合物２３をＳｎ合金２２の中に分散させることにより、リフロー温度でＳｎ合金２２が溶融しても、その流動性を妨げることにより、半田が外装体１９の外部に溶け出すことをなくすことができる。
【００３５】
Ｃｕ球は混合しなくても、コイル電極１２のＣｕ線１１あるいは端子電極１６のりん青銅のＣｕとＳｎ合金２２とにより、Ｃｕ3Ｓｎを核とする棒状金属化合物２３を生成することが可能であるが、より多くの棒状金属化合物２３を生成するためには、Ｃｕを少し混合することが望ましい。
【００３６】
但しＣｕ球の量が多くなると半田内にボイドが生じやすくなるため、重量比で２０％以下とすることが望ましい。
【００３７】
また棒状金属化合物２３をより良く分散させるためには、Ｃｕ球の大きさをＳｎ合金２２の１／３以下にすることが望ましい。
【００３８】
なおＳｎ合金２２に混ぜるＣｕは十分に混合されるものであれば球状のものでなくてもかまわない。
【００３９】
またＣｕ3Ｓｎを核とする棒状金属化合物２３を生成するためには、高い温度の方が有利であり、４００℃以上とすることが必要である。
【００４０】
但しＣｕの融点を超えないようにする必要がある。さらに加熱する時間は短いほどよく、０．５秒以下とすることが望ましい。
【００４１】
さらにＹＡＧレーザ光２７を照射する前に、半田付けする部分の半田ペースト２６をあらかじめ１００〜１５０℃程度まで予備加熱しておく方が望ましい。
【００４２】
このようにすることにより、フラックス中の揮発性の高い余分な成分を飛ばしておくことができ、ボイドの発生をさらに抑制することができる。
【００４３】
次に図７のように、コイル電極１２を含むドラムコア１５および端子電極１６の半田付けされた部分１７を含む全体をエポキシ樹脂によりモールド成形して外装体１９を形成する。
【００４４】
なおこの外装体１９には、エポキシ樹脂に磁性体粉を分散させたものを用いてもかまわない。
【００４５】
次に端子電極１６の外部接続電極部２０の余剰部分および外装体１９からはみ出ているＣｕ線１１を切断することによりフープ材から切り離し、端子電極１６の外部接続電極部２０を外装体１９の底面に向けて折り曲げることにより図８のようなコイル部品が完成する。
【００４６】
なお、本実施の形態では、端子電極１６をフープ状に連続して形成したもので説明したが、個片のものでもよく、また、外部接続電極部２０から突出する内部接続電極部２１を設けたもので説明したが、内部接続電極部２１を設けずに外装体１９内部の外部接続電極部２０にコイル電極１２を半田付けして接続してもよく、本実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明に係るコイル部品およびその製造方法は、リフロー半田付け時に半田が外部へ溶け出すことを防止するとともに、半田の中のボイドの発生を防ぎ、耐振性に優れたコイル部品を提供することができ、産業上有用である。
【符号の説明】
【００４８】
１１  Ｃｕ線
１２  コイル電極
１３  巻芯
１４  鍔
１５  ドラムコア
１６  端子電極
１７  半田付けされた部分
１９  外装体
２０  外部接続電極部
２１  内部接続電極部
２２  Ｓｎ合金
２３  棒状金属化合物
２４  枠部
２５  突起部
２６  半田ペースト
２７  ＹＡＧ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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