專利名稱：面安裝型線圈及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及能以面安裝方式安裝在印刷電路板上的面安裝型線圈，具體涉及其電極構(gòu)造及其制造方法。
為使用芯片自動(dòng)安裝機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)于印刷電路板上的高密度面安裝，電子元件正向小型化和芯片化發(fā)展。對(duì)此，作為具有將繞線卷繞在鐵芯的卷芯的構(gòu)造(繞線型)的面安裝型線圈，其最典型的構(gòu)造是如

圖10的局部剖開的立體圖以及圖11的剖面圖所示的面安裝型線圈10，它具有在卷芯1的兩端設(shè)有一體形成的凸緣部2、3的圓筒型鐵芯4；卷繞在上述卷芯1上的繞線5；在上述圓筒型鐵芯4的兩端的凸緣部2、3的各外周面2a、3a以及各端面2b、3b并與上述繞線5的端部相連接的下層電極6；從其中一方的凸緣部2(或凸緣部3)的外周面2a(或外周面3a)起罩覆至另一方的凸緣部3(或凸緣部2)的外周面3a(或外周面2a)的一部份的外裝構(gòu)件7；從外周面2a、3a的外裝構(gòu)件上方罩覆下層電極6的上面的端子電極8。
用于上述面安裝型線圈10的圓筒型鐵芯4是由例如高電阻的鎳鋅系鐵素體等的磁性體或氧化鋁等的絕緣體所組成的鐵芯，可直接裝設(shè)下層電極6。此外，上述下層電極6亦可為利用深層燒結(jié)法或電鍍方法形成銀、銀-白金或銅層與被罩覆于其上面的鎳·錫或錫合金等的導(dǎo)電材料所組成的導(dǎo)電覆膜，上述外裝構(gòu)件7則是利用鑄模射出成形的環(huán)氧系合成樹脂材料。又，繞線5是直徑0.03～0.15mm的絕緣罩覆的導(dǎo)線(絕緣罩覆材料是聚氨酯、聚酰胺、亞胺等)，繞線5的兩端在凸緣部2、3的外周面2a、3a處利用焊接、熱壓或超音波振動(dòng)或這些方式的并用而與下層電極6接合。
以這種方式將圓筒型鐵芯4的卷芯1橫置，即可變成可將端子電極8直接設(shè)置在圓筒型鐵芯4的兩端的凸緣部2、3的端面2b、3b以及外周面2a、3a的構(gòu)造，通過將外裝構(gòu)件7裝上并加以整形，可實(shí)現(xiàn)其外型尺寸符合日本電子機(jī)械工業(yè)會(huì)所制定的疊層型磁性電容器的規(guī)格RC-3402的小型超薄面安裝型線圈10。
然而，從圖10和圖11可見，上述傳統(tǒng)的面安裝型線圈10特別是在于凸緣部2和3處，外裝構(gòu)件7是從圓筒型鐵芯4的凸緣部2的外周面2a呈環(huán)狀地罩覆至端面2b，下層電極6從外裝構(gòu)件7露出來的部分6a只是端面2b的中央附近的一部份，位于外周面2a側(cè)的下層電極則為外裝構(gòu)件7所罩覆而完全不露出來。
因此，端子電極8(圖10中的凸緣部2側(cè)以虛線表示)與下層電極6相接合的區(qū)域只有上述凸緣部2的端面2a的一部份的下層電極的一部份6a，就其結(jié)構(gòu)而言，端子電極8與下層電極6的接合強(qiáng)度并不充分。
此外，在將上述面安裝型線圈10錫焊在印刷電路基板上的場(chǎng)合，當(dāng)溫度發(fā)生變化如進(jìn)行熱循環(huán)測(cè)試時(shí)，端子電極8處會(huì)產(chǎn)生牽引應(yīng)力，因而導(dǎo)致端子電極8與下層電極6的接合部分(下層電極的6a部分)容易剝離。
針對(duì)上述問題，本發(fā)明人經(jīng)過實(shí)驗(yàn)后得知如將端子電極8不僅接合于凸緣部2、3的端面2b、3b，并與凸緣部2、3的外周面2a、3a上的下層電極6的至少一部份接合，就能大幅度地增大其接合強(qiáng)度。
當(dāng)然，附著于凸緣部2、3的端面2b、3b或外周面2a、3a上的多余的外裝構(gòu)件可在模制成形后去除，但是附著在外周面2a、3a上呈環(huán)狀的外裝構(gòu)件則非常牢固，極難將其去除。
其解決方法是考慮到模制外裝構(gòu)件7時(shí)，所填充的外裝材料將會(huì)從其與鑄模之間的間隙滲漏進(jìn)去而侵入到凸緣部的端面2b側(cè)，可采用消除該間隙的方法來防止外裝材料滲漏進(jìn)去。但當(dāng)采用可消除該間隙的方法進(jìn)行模制成形時(shí)，外裝材料就不再有逃逸路徑，結(jié)果是該外裝材料所產(chǎn)生的高壓將加到圓筒型鐵芯4、繞線5上。為使外裝材料均勻地流進(jìn)入鑄模內(nèi)部，必須設(shè)置逃逸路徑，結(jié)果是必須形成多余的外裝構(gòu)件(所謂模制成形的毛邊)。
本發(fā)明有鑒于此，其目的在于提供一種具有高度可靠性的電極構(gòu)造的面安裝型線圈及其制造方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第一技術(shù)方案的面安裝型線圈具有在卷芯的兩端一體地形成有凸緣部的圓筒型鐵芯；卷繞于上述卷芯上的繞線；設(shè)在上述圓筒型鐵芯的兩端的凸緣部的外周面以及端面上并連接上述繞線的端部的下層電極；從其中一方的凸緣部的外周面的下層電極的一部份起罩覆至另一方的凸緣部的外周面的一部分的外裝構(gòu)件；從凸緣部外周面的外裝構(gòu)件上方覆蓋下層電極的上面的端子電極，其特征在于上述凸緣部的外周面上的外裝構(gòu)件具有向凸緣部的端部方向延伸的突出部和比該突出部更靠近卷芯側(cè)的區(qū)域露出下層電極的缺口部。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第二技術(shù)方案的面安裝型線圈在上述第一技術(shù)方案的面安裝型線圈中，其特征在于在上述圓筒型鐵芯的凸緣部設(shè)有凹溝。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第三技術(shù)方案的面安裝型線圈，是在上述第一技術(shù)方案的面安裝型線圈中，其特征在于在上述圓筒型鐵芯的凸緣部的外周面的角部設(shè)有缺口部。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第四技術(shù)方案的面安裝型線圈，是在上述第一技術(shù)方案的面安裝型線圈中，其特征在于在上述圓筒型鐵芯的凸緣部的外周面及/或端面設(shè)有凹凸部。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第五技術(shù)方案的面安裝型線圈，是在上述第一技術(shù)方案的面安裝型線圈中，其特征在于上述下層電極為網(wǎng)狀或多孔狀；或者上述下層電極的表面為凹凸?fàn)睢?br> 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第六技術(shù)方案的面安裝型線圈，是在上述第一至第五技術(shù)方案的面安裝型線圈中，其特征在于上述下層電極與圓筒型鐵芯的端面之間具有應(yīng)力緩沖層。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種面安裝型線圈的制造方法，該方法用于制造上述第一至第六技術(shù)方案的任何一種面安裝型線圈，其特征在于將彈性體配置于與凸緣部外周面的下層電極相向的鑄模的一部份，在該彈性體抵接于被配置在鑄模內(nèi)的圓筒型鐵芯的凸緣部的上述下層電極的狀態(tài)下對(duì)外裝構(gòu)件模制成型。
以下參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的面安裝型線圈的實(shí)施形態(tài)。此外，凡與上述的傳統(tǒng)的面安裝型線圈10相同的構(gòu)件均采用同一標(biāo)號(hào)。
圖1是本發(fā)明技術(shù)方案1的面安裝型線圈的剖面圖。
圖2是本發(fā)明技術(shù)方案1的面安裝型線圈在設(shè)置端子電極之前凸緣部的外周側(cè)面處的外部電極與外裝構(gòu)件的疊層構(gòu)造的立體圖。
圖3是本發(fā)明技術(shù)方案2的圓筒型鐵芯的立體圖。
圖4是用來說明本發(fā)明技術(shù)方案3的圓筒型鐵芯的凸緣部形狀的圖。
圖5是用來說明本發(fā)明技術(shù)方案4的圓筒型鐵芯的凸緣部形狀的圖。
圖6是用來說明本發(fā)明技術(shù)方案5的下層電極的形狀的圖。
圖7是用來說明本發(fā)明技術(shù)方案5的下層電極的其它形狀的圖。
圖8是本發(fā)明技術(shù)方案6的面安裝型線圈的剖面圖。
圖9是本發(fā)明技術(shù)方案7的面安裝型線圈的外裝構(gòu)件模制時(shí)的狀態(tài)的剖面圖。
圖10是用來說明傳統(tǒng)的面安裝型線圈的構(gòu)造局部剖開后的立體圖。
圖11是傳統(tǒng)的面安裝型線圈的剖面圖。
圖1至圖2中，面安裝型線圈30具有在卷芯1的兩端一體地形成有凸緣部2、3的圓筒型鐵芯4；被卷繞于上述卷芯1上的繞線5；設(shè)在上述圓筒型鐵芯4的兩端的凸緣部2、3的外周面2a、3a及端面2b、3b上、且與上述繞線5的端部(未圖標(biāo))連接的下層電極6；從其中一方的凸緣部2的外周面2a的下層電極的一部份起罩覆至另一方的凸緣部3的外周面3a的下層電極的一部份的外裝構(gòu)件17；從凸緣部2、3的外周面2a、3a的外裝構(gòu)件上方覆蓋下層電極6的上面的端子電極18，其特點(diǎn)是位于凸緣部2、3的外周面2a、3a上的外裝構(gòu)件17如圖2所示具有向凸緣部2、3的端部方向延伸的突出部P和在比該突出部P更靠近卷芯側(cè)的區(qū)域露出下層電極6的缺口部V。
換言之，上述特征是在凸緣部2、3的外周面2a、3a上具有未罩覆外裝構(gòu)件17的下層電極6的露出部分。此時(shí)，下層電極6的突出部P的前端既可只停留在外周面2a、3a處，也可以延伸到端面2b、3b處。
由于上述下層電極6與外裝構(gòu)件17的疊層關(guān)系，被設(shè)在凸緣部2、3的端面2b、3b以及外周面2a、3a上的端子電極18與下層電極6之間的接合區(qū)域成為涵蓋凸緣部2、3的端面2b、3b的幾乎整個(gè)區(qū)域以及外周面2a、3a的一部份。這樣，與接合區(qū)域僅為端面的一部份的傳統(tǒng)的面安裝型線圈10相比，可大幅度地提高接合強(qiáng)度而不易剝落。其結(jié)果是可提高熱循環(huán)測(cè)試時(shí)的可靠性。
其次，在圖2的面安裝型線圈30中，位于凸緣部的外周面2a、3a上的外裝構(gòu)件17的邊緣的突出部P和缺口部V被形成類似波浪形狀，這是通過采用如圖3所示的在凸緣部設(shè)有凹溝M的圓筒型鐵芯12而實(shí)現(xiàn)的。即，先在上述圓筒型鐵芯12上如圖1所示設(shè)置下層電極6后，再模制外裝材以形成外裝構(gòu)件17，則凸緣部的上述凹溝M與鑄模之間的間隙成為外裝材料的逃逸路徑，而未設(shè)有凹溝M的外周面部分S上就不被罩覆，故露出下層電極6。此外，抵達(dá)端面處的外裝材料硬化后所形成的毛邊可予以除去(因?yàn)椴皇浅虱h(huán)狀所以很容易去除)，也可維持其原狀并設(shè)置端子電極18。
此外，上述外裝構(gòu)件17的外裝材料的逃逸路徑也可如圖4所示，通過在上述圖1所示的圓筒型鐵芯4的凸緣部2、3的外周面2a、3a的角部設(shè)置沿鐵芯的軸向延伸的缺口部Z1～Z3來實(shí)現(xiàn)。即，圖4(a)的圓筒型鐵芯13的缺口部呈矩形Z1的情況；圖4(b)的圓筒型鐵芯14的缺口部呈圓錐面Z2的情況；圖4(c)的圓筒型鐵芯15的缺口部呈圓弧面Z3的情況。這些情況下，上述缺口部Z1～Z3都很容易加工，而且可以切得比較深，故具有可有效地形成外裝材料的逃逸路徑的優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)然，重要的是，盡可能地減小設(shè)有上述的下層電極6的圓筒型鐵芯4、12、13、14、15的凸緣部與鑄模之間的間隙而使外裝構(gòu)件17的外裝材料并不將凸緣部2、3的外周面2a、3a全部罩覆。
其次，上述面安裝型線圈30亦可如圖5所示那樣設(shè)計(jì)成在圓筒型鐵芯21的凸緣部的外周面2a、3a及/或端面2b、3b設(shè)置凹凸部(凸部X、凹部Y)。當(dāng)進(jìn)行模制成形時(shí)，外裝構(gòu)件17的樹脂以凹部Y當(dāng)作逃逸路徑而被擠出到凸緣部2的端面2b側(cè)，并通過縮小鑄模與凸緣部之間的間隙，能使外裝構(gòu)件17不罩覆在端面2b或外周面2a的凸部X的上面，所以下層電極的由外裝構(gòu)件17露出部分可由端面2b和外周面2a兩方面充分保證。
其次，上述面安裝型線圈30的下層電極6的構(gòu)造雖然并無特別指定，但是例如將下層電極6制作成圖6所示那樣網(wǎng)目狀的下層電極通過26的情況或者圖7所示多孔狀的下層電極27的形狀之后，則可在該凹凸形狀的上面設(shè)置端子電極18而沿多個(gè)方向形成接合面，可獲得比平面方式的疊層接合更大的接合強(qiáng)度。
以上雖已說明了多種通過改變圓筒型鐵芯的凸緣部的端面乃至外周面的形狀設(shè)計(jì)保證下層電極從外裝構(gòu)件露出到外面的露出部分的方法以及通過改變下層電極的形狀設(shè)計(jì)而提高其與端子電極之間的接合強(qiáng)度的方法，但是如果將這幾種方法以組合，將能獲得更進(jìn)一步提高端子電極的可靠性的效果。
其次，比較例如圖8所示的面安裝型線圈40與圖1的面安裝型線圈30可知，在下層電極6與圓筒型鐵芯4的凸緣部2、3的端面2b、3b之間具有一應(yīng)力緩沖層29，當(dāng)進(jìn)行熱循環(huán)測(cè)試時(shí)，可對(duì)于加在端子電極18的拉伸應(yīng)力發(fā)揮緩沖效果。亦即，即使端子電極18與下層電極6被朝外部方向拉張時(shí)僅應(yīng)力緩沖層29伸長(zhǎng)，端子電極18并不會(huì)從下層電極6剝落，下層電極6并不會(huì)從凸緣部2、3的端面2b、3b剝落。
上述應(yīng)力緩沖層29可采用硅膠或橡膠變性的環(huán)氧樹脂。
上述用來提高端子電極18的接合強(qiáng)度的方法全部都是針對(duì)面安裝型線圈本身的方法，而在使用一般的鑄模射出成形的面安裝型線圈的制造方法中也可采用以下的模制方法，即將彈性體43配置在鑄模41、42上與圓筒型鐵芯4的凸緣部2、3的外周面2a、3a的下層電極6的相對(duì)部份，并在使該彈性體43抵接于被配置在該鑄模41、42內(nèi)的圓筒型鐵芯4的凸緣部2、3的上述下層電極6的狀態(tài)下對(duì)外裝構(gòu)件17的外裝材料進(jìn)行模制。采用這種方法，外裝構(gòu)件17的外裝材料可利用未配置彈性體43的鑄模41、42與凸緣部2、3之間的間隙作為逃逸路徑加以填充，而不侵入下層電極6與彈性體43互相抵接的部分的表面，故外裝構(gòu)件17不罩覆在該處。
上述彈性體43是可采用耐熱性樹脂如與上述的應(yīng)力緩沖層29相同的硅膠或者橡膠變性環(huán)氧樹脂。
此外，上述下層電極6以及端子電極18可使用如含銀的樹脂膏，此外，外裝構(gòu)件17的外裝材料可使用環(huán)氧系樹脂、苯酚樹脂、硅膠等的合成樹脂，或在這些合成樹脂中添加磁性體粉末或絕緣體粉末。
如上所述，本發(fā)明的面安裝型線圈30的外裝構(gòu)件17由于具有將一部份附著在凸緣部2、3的外周面2a、3a的下層電極6露出的缺口部V，所以端子電極18與下層電極6的接合部必然形成在外周面，從而可得到提高兩者的接合強(qiáng)度的效果。
本發(fā)明的面安裝型線圈由于具有上述的結(jié)構(gòu)，故可得到提高端子電極的接合強(qiáng)度的效果。
此外，本發(fā)明的面安裝型線圈的制造方法不僅可提高端子電極的接合強(qiáng)度，而且通過設(shè)置在鑄模內(nèi)的彈性體，可使圓筒型鐵芯的凸緣部的外周面不被外裝構(gòu)件罩覆，從而具有容易確保下層電極露出并與端子電極接合的區(qū)域的效果。
權(quán)利要求
1.一種面安裝型線圈，具有在卷芯的兩端一體地形成有凸緣部的圓筒型鐵芯；卷繞于所述卷芯上的繞線；設(shè)在所述圓筒型鐵芯的兩端的凸緣部的外周面以及端面上并連接所述繞線的端部的下層電極；從其中一方的凸緣部的外周面的下層電極的一部份起罩覆至另一方的凸緣部的外周面的一部分的外裝構(gòu)件；從凸緣部外周面的外裝構(gòu)件上方覆蓋住下層電極的上面的端子電極，其特征在于所述凸緣部的外周面上的外裝構(gòu)件具有向凸緣部的端部方向延伸的突出部和在比所述突出部更靠近卷芯側(cè)的區(qū)域露出下層電極的缺口部。
2.如權(quán)利要求1所述的面安裝型線圈，其特征在于在所述圓筒型鐵芯的凸緣部設(shè)有凹溝。
3.如權(quán)利要求1所述的面安裝型線圈，其特征在于在所述圓筒型鐵芯的凸緣部的外周面的角部設(shè)有缺口部。
4.如權(quán)利要求1所述的面安裝型線圈，其特征在于在所述圓筒型鐵芯的凸緣部的外周面及/或端面設(shè)有凹凸部。
5.如權(quán)利要求1所述的面安裝型線圈，其特征在于所述下層電極為網(wǎng)狀或多孔狀；或者所述下層電極的表面為凹凸?fàn)睢?br> 6.如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的面安裝型線圈，其特征在于所述下層電極與圓筒型鐵芯的端面之間具有應(yīng)力緩沖層。
7.一種面安裝型線圈的制造方法，系用于制造如權(quán)利要求1至6的其中任何一項(xiàng)所述的面安裝型線圈，其特征在于將彈性體配置于與凸緣部外周面的下層電極相向的鑄模的一部份，在所述彈性體抵接于被配置在鑄模內(nèi)的圓筒型鐵芯的凸緣部的所述下層電極的狀態(tài)下對(duì)所述外裝構(gòu)件模制成型。
全文摘要
本發(fā)明的面安裝型線圈(30)具有圓筒型鐵芯(4),繞線(5),下層電極(6),外裝構(gòu)件(17),端子電極(18),外裝構(gòu)件(17)具有向凸緣部(2)、(3)的端部方向延伸的突出部P和在比該突出部P更靠近卷芯側(cè)的區(qū)域露出下層電極(6)的缺口部V,可提供具有良好的端子電極的接合強(qiáng)度的面安裝型線圈。
文檔編號(hào)H01F27/32GK1298188SQ0012835
公開日2001年6月6日 申請(qǐng)日期2000年11月24日 優(yōu)先權(quán)日1999年11月26日
發(fā)明者大塚一彥, 木下聰, 森尻友彥, 柏智勇 申請(qǐng)人:太陽(yáng)誘電株式會(huì)社