專利名稱：線圈封入模制粉末磁芯及其制造方法
技術領域：
本發明涉及一種用于一體化磁芯的電感、其它電子部件所用的線圈封入模制粉末磁芯和線圈封入模制粉末磁芯制造方法。
背景技術：
近年來，隨著電氣、電子設備的小型化，要求小型(低背)、對應于大電流的模制粉末磁芯。
使用鐵氧體粉末或強磁性金屬粉末來作為模制粉末磁芯材料，但強磁性金屬粉末與鐵氧體粉末相比，飽和磁通密度大，直流重疊特性保持為高磁場。因此，制作對應于大電流的模制粉末磁芯時，將強磁性金屬粉末用作模制粉末磁芯材料成為主流。
另外，隨著磁芯小型化(低背)的進一步推進，提出線圈和磁性粉末一體形成的線圈。在本說明書中將這種結構的電感稱為“線圈封入模制粉末磁芯”。
以前提出過具有線圈封入模制粉末磁芯結構的表面安裝型電感的制造方法。例如，在特開平5-291046號公報中，公開了將外部電極連接在絕緣包殼的導線上，將它們包含在內地與磁性粉末一起成形。此時，因為接線部分形成于磁性體內部，所以成形時在接線部分中容易產生故障。在本說明書中，所謂接線部分是指各部件電連接的部分，將與外部電極接線的部分稱為端子部。
在特開平11-273980號公報中，公開了使用扇平粉和粘接劑，與線圈一起壓縮成形，作為該公報的實施例，公開了使用縱橫比約為20的Fe-Al-Si合金粉末和作為絕緣材料的硅樹脂來制作復合材料，與線圈一起壓縮形成。但未描述有關線圈與端子部的接線，在磁芯的界面上接合磁性體部和電極很難，容易發生接合故障。
另外，在特許第2958807號公報中，公開了用鐵氧體作為磁性材料的電感的制造方法。但是，與線圈接線的端子的一部分位于磁芯內部，所以在一體成形時容易在斷線部分產生故障。在特許第3108931號公報中，記載了通過在從其上下由模制粉末體來夾持的狀態壓縮成形線圈和端子部來制造電感的方法。此時同樣容易在接線部分產生故障。
如上所述，線圈封入模制粉末磁芯為小型化大電感的結構。但是，在隨著電氣、電子設備的快速小型化，強烈要求提高線圈封入模制粉末磁芯的品質。具體而言，要求防止線圈與端子部的接合故障、防止線圈及與端子部和磁粉的絕緣不良、進一步小型化、更大的電感。
在上述特開平5-291046號公報、特開平11-273980號公報、特許第2958807號公報、特許第3108931號公報中記載的線圈封入模制粉末磁芯或電感的任何一個，在品質提高這方面都具有改良的余地。即，因為在特開平5-291046號公報、特開平11-273980號公報、特許第2958807號公報中記載的線圈封入模制粉末磁芯或電感的任何一個在磁粉中封入線圈和端子部，所以容易產生線圈與端子部的接合故障或線圈及與端子部和磁粉的絕緣故障。在產生接合故障或絕緣故障時，因為線圈和端子部在磁粉內部接線，所以難以確定故障原因，在探明原因上浪費時間的情況多。
另外，在特許第3108931號公報中記載的電感事先使用接線端子部的線圈來制作模制粉末磁芯，所以在成形后，在線圈與端子部的接線部分中產生接合故障的可能性大。在接線部分中產生接合不良的情況下，難以探明原因，從而浪費時間。
發明內容
鑒于上述問題，本發明的目的在于提供一種線圈封入模制粉末磁芯及其制造方法，不會產生線圈與端子部的接合故障或線圈及與端子部和磁粉的絕緣故障，達到進一步小型化、更大的電感。
本發明者通過使用卷繞扁平形導線的線圈，在實現線圈封入模制粉末磁芯的進一步小型化的同時，得到更大的電感。即，本發明提供一種線圈封入模制粉末磁芯，其特征在于包括模制粉末體，由覆蓋絕緣材料的強磁性金屬粒子構成；線圈，埋入所述模制粉末體中，將周圍絕緣包殼的扁平形導體卷繞而形成。
在本發明中，線圈為卷繞扁線的線圈。另外，在本發明中，上述線圈的一部分可作為端子部。此時，比線圈的其它部分寬地形成端子部是有效的。為了寬地形成，可以研碎加工扁線的引出端部。另外，在本發明中，使線圈的端部表里面露在模制粉末體之外。
另外，在本發明中，作為模制粉末體具有保持規定間隔并相對的表里面和形成于表里面的周圍的側面的狀態，可在模制粉末體的外部沿模制粉末體的側面延伸設置線圈的端部。
另外，本發明提供一種線圈封入模制粉末磁芯，其特征在于包括模制粉末體，具有保持規定間隔并相對的表里面和形成于所述表里面的周圍的側面；線圈，具有卷繞部和從所述卷繞部引出的端部，至少所述卷繞部配置于所述模制粉末體中；端部容納室，開口于所述模制粉末體的所述側面上，同時容納從所述模制粉末體中露出的所述線圈的端部。
本發明的線圈封入模制粉末磁芯的端部容納室可形成于模制粉末體的角部。
本發明還提供一種線圈封入模制粉末磁芯，在覆蓋絕緣材料且由強磁性金屬粒子構成的磁性粉末中，埋入線圈，其特征在于在成形所述磁性粉末而構成的模制粉末磁芯部的外部，將所述線圈和端子部接線。為了在成形所述磁性粉末而構成的模制粉末磁芯部的外部將線圈和端子部接線，也可將端子部從模制粉末磁芯部側面延伸至底面。該端子部用作表面安裝用端子部。
另外，本發明還提供一種線圈封入模制粉末磁芯，在覆蓋絕緣材料且由強磁性金屬粒子構成的磁性粉末中，埋入線圈，其特征在于不接線所述線圈和端子部。
本發明提供一種將線圈封入模制粉末體中的線圈封入模制粉末磁芯制造方法來作為以上的線圈封入模制粉末磁芯的制造方法，其特征在于包括預備成形體獲得工序，在構成所述模制粉末體的軟磁性金屬粉末和以絕緣材料為主要成分的原材料粉末中，配置卷繞周圍絕緣包殼的扁平形導體的線圈；和固結化工序，將所述原材料粉末固結化。
有效實施以下工序熱固化處理工序，在以上的預備成形體獲得工序中，使所述線圈中構成端子部的部分位于所述原材料粉末的外部，并在所述固結化工序之后，熱固化處理所述絕緣材料，防銹處理工序，在所述線圈的端子部表面上形成防銹皮膜，和噴砂工序，對所述端子部表面實施噴砂處理。
圖1是第1實施例的線圈封入模制粉末磁芯的平面剖面圖。
圖2是第1實施例中使用的線圈的側面圖。
圖3是表示扁平形導體卷繞前的剖面形狀和卷繞后的剖面形狀。
圖4是第1實施例的線圈封入模制粉末磁芯的平面剖面圖。
圖5是從正面觀看第1實施例的線圈封入模制粉末磁芯的半剖面圖。
圖6是從側面觀看第1實施例的線圈封入模制粉末磁芯的半剖面圖。
圖7是第1實施例的線圈封入模制粉末磁芯的底面圖。
圖8是表示第1實施例的線圈封入模制粉末磁芯的制造工序的流程圖。
圖9是說明圖8(圖15)的步驟106的成形工序的圖。
圖10是說明步驟106的成形工序的圖。
圖11是說明步驟106的成形工序的圖。
圖12是第2實施例的線圈封入模制粉末磁芯的平面剖面圖。
圖13是第2實施例中使用的線圈的平面圖。
圖14是第2實施例中使用的線圈的側面圖。
圖15是表示第2實施例的線圈封入模制粉末磁芯的制造工序的流程圖。和圖16是說明圖8(圖15)的步驟106的其它成形工序的圖。
發明實施例下面根據附圖表示的第1實施例和第2實施例來詳細說明本發明。
在第1實施例中，表示在模制粉末體外對線圈的引出端部和端子部進行電連接、即接線的實施例。圖1是第1實施例的線圈封入模制粉末磁芯的平面剖面圖。圖2是第1實施例中使用的線圈1的側面圖。如圖1和圖2所示，線圈1由扁平形導體3卷繞而層疊的主體部分和從該主體部分分別引出的引出端部2構成。模制粉末體20覆蓋除線圈1的引出端部2以外的該線圈1的周圍。
首先，使用圖2來說明線圈1的結構。
如圖2所示，線圈1通過例如扁立(edge wise)繞法卷繞三圈施加了絕緣包殼的導體3來形成，即為空芯線圈。
形成線圈1的導體3的剖面為扁平形。這里，作為扁平形剖面，例如矩形、梯形、橢圓形剖面，作為具有矩形剖面的導體3，有絕緣包殼銅線的扁線。在將扁線用作導體3的情況下，其剖面尺寸為縱向0.1-1.0mm×橫向0.5-5.0mm。
導體3的絕緣包殼通常為漆包包殼，漆包包殼的厚度為約3μm。
在卷繞扁平形導體3來形成線圈1的情況下，如圖2所示，可使構成線圈1的卷線的各夾層緊密接觸。因此，在使用剖面為圓形的導體時，可提高單位體積的電容量。另外，與卷繞匝數相同且剖面為圓形的導體來形成線圈的情況相比，可大大提高電線占有率。因此，卷繞扁平形導體3來制作的線圈1適用于制作大電流用線圈封入模制粉末磁芯。
下面，在圖3中表示扁平形導體3卷繞前的剖面形狀和扁平形導體3卷繞后的剖面形狀。
在將扁線作為扁平形導體3的情況下，如圖3(a)所示，卷繞導體3之前的剖面厚度均勻。當從該狀態卷繞導體3時，如圖3(b)所示，線圈1的外周側(卷線的外側)的厚度比內周側(卷線的內側)的厚度薄。如上所述，線圈1由卷繞數圈導體3來形成。在卷繞導體3的階段中，卷線彼此接觸，但如圖3(b)所示，通過卷繞導體3，線圈1的外周側的厚度比內周側的厚度薄，所以可以防止導體3包殼的剝落、損害，卷繞導體3來制作空芯線圈。
反之，如果將產生導體3的包殼被剝落或損害的線圈1封入模制粉末體20中，則會明顯降低線圈封入模制粉末磁芯電感。
另外，如圖3(c)所示，卷繞扁平形導體3，在線圈1的外周側的厚度比內周側的厚度薄的狀態下進行施壓加工的情況下，可達到不對線圈1的外周側絕緣包殼產生損害的效果。反之，如圖3(d)所示，當在線圈的外周側的厚度和內周側的厚度基本均勻的狀態下進進行施壓加工時，線圈的外周側絕緣包殼容易產生損害。
也可根據卷繞導體3后形成的線圈1的剖面形狀來將導體3的剖面形狀適當選定為梯形等。
可對應于所需的電感來適當設定導體3的匝數，可以是1-6圈，最好為2-4圈。通過卷繞扁平形導體3來制作線圈1，可用少的圈數得到高的電感，進一步推進磁芯的小型化(低背)。
下面說明模制粉末體20。
通過向強磁性金屬粉末中添加、混合絕緣材料，之后以規定條件下干燥添加了絕緣材料的強磁性金屬粉末，向干燥后的磁性粉末中添加潤滑劑，進行混合來制作模制粉末體20。
作為用于模制粉末體20中的強磁性金屬粉末，至少為鐵Fe、Fe-Ni-Mo(鎳鐵鉬超導磁合金)、Fe-Ni(高導磁鐵鎳合金)、Fe-Al-Si(鋁硅鐵粉)、Fe-Co、Fe-Si、Fe-P等中的一種，也可對應于必要的磁特性來進行適當選擇。雖然不特別限制粒子的形狀，但為了在高磁場下還保持大的電感，使用球形粉末或橢圓形粉末。
強磁性金屬粉末可通過振動研磨等對必要組成的鋼錠進行粗粉碎、再用球磨等粉碎機對該粗粉碎粉進行粉碎來得到。也可用氣體粉化法、水粉化法、旋轉盤法代替粉碎鋼錠來得到粉末。
通過添加絕緣材料，可絕緣覆蓋強磁性金屬粉末。可對應于必要的磁芯特性來適當選擇絕緣材料，例如可使用各種有機高分子樹脂、硅樹脂、酚樹脂、環氧樹脂、水玻璃等作為絕緣材料，并可組合使用這些樹脂和無機物。
雖然對應于必要的磁芯特性的絕緣材料的添加量不同，但可添加1-10wt％左右。當絕緣材料的添加量超過10wt％時，導磁率下降，存在損害增大的趨勢。另一方面，當絕緣材料的添加量不足1wt％時，可能產生絕緣故障。絕緣材料的最佳添加量為1.5-5wt％。
潤滑劑的添加量可以是0.1-1.0wt％左右，期望的潤滑劑的添加量為0.2-0.8wt％，最好的潤滑劑的添加量為0.4-0.8wt％。當潤滑劑的添加量不足0.1wt％時，成形后難以脫模，容易產生成形裂紋。另一方面，當潤滑劑的添加量超過1.0wt％時，導致密度降低，減少了導磁率。
作為潤滑劑，例如可從硬脂酸鋁、硬脂酸鋇、硬脂酸鎂、硬脂酸鈣、硬脂酸鋅和硬脂酸鍶等中適當選擇。從所謂的回彈小的方面來看，最好使用硬脂酸鋁來作為潤滑劑。
另外，可向強磁性金屬粉末中添加規定量的交聯劑。通過添加交聯劑，可防止模制粉末體20的磁特性惡化，增加強度。交聯劑的最佳添加量為硅樹脂等絕緣材料的10-40wt％。可使用有機鈦族來作為交聯劑。
如圖1所示，本實施例的模制粉末體20的結構為，在其對角部(角部)形成凹部(端部容納室)21。引出端部2露出于該凹部21內。
引出端部2為與端子部4電連接、即接線的部分。引出端部2與端子部4的接線狀態如圖4-7所示。圖4是線圈封入模制粉末磁芯的平面剖面圖。圖5是從正面觀看線圈封入模制粉末磁芯的半剖面圖。圖6是從側面觀看線圈封入模制粉末磁芯的半剖面圖。圖7是線圈封入模制粉末磁芯的底面圖。
如圖4-圖7所示，端子部4分別安裝在模制粉末體20的兩側面上。如上所述，本實施例的模制粉末體20形成為在其對角部形成凹部21的結構。引出端部2露出于該凹部21內。通過這種結構，引出端部2和端子部4不與模制粉末體20接觸，在模制粉末體20的外部，可對引出端部2和端子部4接線。通過在模制粉末體20的外部將引出端部2和端子部4接線，可防止線圈1與端子部4的接合故障或線圈1及端子部4與磁粉的絕緣故障。
如圖4-圖7所示，端子部4具有彎曲部4a和底面側延長部4b。
彎曲部4a向凹部21側彎曲。當將引出端部2和端子部4接線時，如圖4-圖7所示，在將引出端部2分別重合在彎曲部4a的狀態下進行點熔融、焊接等處理，電連接引出端部2和彎曲部4a。
另外，通過從模制粉末體20的側面向底面延伸底面側延長部4b，端子部4可用作表面安裝用端子。
下面參照圖8-圖11來說明第1實施例的線圈封入模制粉末磁芯的制造方法。
圖8是表示本發明的線圈封入模制粉末磁芯的制造工序的流程圖。事先制作卷繞扁平形導體3的線圈1。
首先，對應于必要的磁特性來選擇強磁性金屬粉末和絕緣材料，分別稱量這些粉末和材料(步驟101)。在添加交聯劑的情況下，在步驟101中還稱量交聯劑。
稱量后，混合強磁性金屬粉末和絕緣材料(步驟102)。在添加交聯劑的情況下，在步驟102中混合強磁性金屬粉末、絕緣材料與交聯劑。混合使用加壓混合機等，最好在室溫下混合20-60分鐘。將得到的混合物最好在100-300℃下干燥20-60分鐘(步驟103)。接著，壓碎干燥后的混合物，得到模制粉末磁芯用強磁性粉末(步驟104)。
接著，在步驟105中，向模制粉末磁芯用強磁性粉末添加潤滑劑。最好在添加潤滑劑后混合10-40分鐘。
在添加潤滑劑后進入成形工序(步驟106)。下面用圖9-11來說明步驟106的成形工序。
圖9-圖11表示使用模具來成形添加潤滑劑、進行混合后的模制粉末磁芯用強磁性粉末的狀態。如圖9-圖11所示，將上模5A和下模5B、上沖頭6和下沖頭7設置在分別相對的位置上。在上沖頭6中具有上側的圓筒形分割體61，同樣，在下沖頭7中具有下側的圓筒形分割體71。
在成形工序中，首先，在圖9(A)的狀態下，在向下模5B的空腔內，填充在上述絕緣處理后的模制粉末磁芯用強磁性粉末中混合了潤滑劑的混合粉末10，如圖(B)所示降下上沖頭6。
如圖(C)所示，在降下下側的圓筒形分割體71的同時，降下上側的圓筒形分割體61。如圖10(D)所示，整體降下上沖頭6來加壓，成形模制粉末體20的底部20A(為罐形)。最好加壓條件為100-600Mpa。在該工序中，雖然底部20A的厚度因模制粉末體20的厚度及線圈1的匝數而不同，但選定底部20A的厚度，使線圈1位于模制粉末體20的中央，以所需的厚度成形。
接著，如圖10(E)所示，在上升上模5和上沖頭6的狀態下，將卷繞扁平形導體3的線圈1插入底部20內的溝內。如圖(F)所示，將上模5A降至下模5B之后，將所述混合粉末10投入上模5A內。如圖11(G)、(H)所示，通過降下上沖頭6，進行加壓成形。之后，如圖(I)所示，使上模5A和上沖頭6上升，得到線圈封入模制粉末磁芯。根據本發明的線圈封入模制粉末磁芯的制造方法，可等到縱向5-15mm*橫向5-15mm×厚度2-5mm的小型(低背)線圈封入模制粉末磁芯。
上面，為了說明方便，如圖9-圖11所示簡化了成形工序。在形成模制粉末體20的凹部21時，可適當設計上模5A、下模5B的空腔形狀。
在步驟106的成形工序后，進行到固化工序(熱固化處理工序)(步驟107)。
在固化工序中，將成形工序(步驟106)中得到的線圈封入模制粉末磁芯在150-300℃下保持15-45分鐘。由此來固化線圈封入模制粉末磁芯中的樹脂。
固化工序后，進行到防銹處理工序(步驟108)。通過將將例如環氧樹脂等加壓覆蓋于線圈封入模制粉末磁芯上來進行防銹處理。加壓覆蓋的膜厚度為15μm左右。最好在進行防銹處理后，在120-200℃下進行15-45分鐘的熱處理。
之后，將突出線圈1的模制粉末體20外側的引出端部2和端子部4接線。在進行接線時，先剝離引出端部2的絕緣包殼(步驟109)。接著，例如通過焊接等來接線引出端部2和端子部4(步驟110)。
如上所述，端子部4如圖7所示，具有底面側延長部4b，因為從模制粉末體20的側面延伸至底面側，所以用作表面安裝用端子。這些端子部4向模制粉末體20的固定可以是在模制粉末體20中嵌合于兩側的結構，或是部分進入模制粉末體20的內部的結構等。
根據第1實施例可得到以下效果。
(1)因為使用將扁平形導體3卷繞的線圈1，所以可用少的匝數得到大的電感。
(2)不使用卷線筒來將線圈1封入模制粉末體2內。因此，因為線圈1和磁芯之間沒有間隙，所以可以小型(低背)得到電感大的電感等電子部件。
(3)與現有的在模制粉末體內部接線的情況相比，可實現接合或絕緣故障的降低。
(4)因為使用模制粉末體20，所以對應于大電流的直流重量特性優良，并且磁特性穩定。
此外，可變更端子部4的個數、配置。另外，研碎加工線圈1的引出端部2，可將引出端部2作為薄壁，而容易地進行與端子部4的接線。
在第2實施例中，表示將線圈的一部分構成為端子部的實例。下面使用附圖來說明與第1實施例不同的第2實施例中特有的部分。與第1實施例相同的部分標以相同的標號。
圖12是實施例2的線圈封入模制粉末磁芯的平面剖面圖。圖13是實施例2中使用的線圈100的平面圖。圖14是線圈100的側面圖。
如圖12-圖14所示，線圈100為由將導體3疊層的主體部分和從該主體部分分別引出的引出端部構成的空芯線圈。模制粉末體20覆蓋除線圈100的引出端部之外的該線圈100的周圍。雖然在下面詳細說明，但在本實施例中，線圈100的引出端部用作端子部200，線圈100構成為所謂端子一體型結構。
首先使用圖13和圖14來說明線圈100的結構。
如圖13和圖14所示，線圈100以扁立繞法卷繞三圈導體3來形成，導體3的引出端部形成為從線圈100的主體部分以反成形來分別引出的結構。即，無接頭地一體形成線圈100。
因為引出端部用作端子部200，所以引出端部的平面形成為比導體3的平面寬且壁薄。可通過例如使用模具的壓力加工(研碎)加工來進行該加工。最好該壓力加工進行到導體3的厚度變為0.1-0.3mm左右。如上所述，雖然因為壓力加工將引出端部的平面形成為比導體3的平面寬且壁薄，但通過壓力加工，也可以得到增加端子部20的強度的效果。
在進行壓力加工的引出端部進行精壓(sizing)處理。可使用例如沖模來進行該精壓處理。
并不特別限定端子部200的形狀，但為了使線圈封入模制粉末磁芯與安裝的基板凸起圖案相配，最好為矩形。例如，在將線圈封入模制粉末磁芯用于筆記本電腦中時，端子部200的形狀為矩形，且尺寸為20*30mm-50*60mm左右。
因此，因為線圈100將導體3的引出端部構成為端子部200，所以沒必要單獨設置端子部。即，根據第2實施例的線圈封入模制粉末磁芯，沒有形成線圈與端子部的接線部分。由于沒有形成接線部分，所以不會產生現有技術中的線圈與端子部的接合故障或線圈及與端子部和磁粉的絕緣故障等問題。
下面說明第2實施例的線圈封入模制粉末磁芯的制造方法。省略或簡化說明與上述第1實施例的線圈封入模制粉末磁芯制造方法相同的工序，而重點說明第2實施例的線圈封入模制粉末磁芯制造方法特有的部分。
首先，如上所述，經過卷繞導體3、成形、壓力加工導體3的引出端部、精壓等工序，制作具有寬的端子部200的線圈100。
接著，根據圖15所示的流程圖來制造第2實施例的線圈封入模制粉末磁芯。與第1實施例相同，在經過稱量工序(步驟101)、混合工序(步驟102)、干燥工序(步驟103)、壓碎工序(步驟104)、潤滑劑添加、混合工序(步驟105)后，進行到成形工序(步驟106)。
步驟106的成形工序與第1實施例一樣可通過圖9-圖11所示的工序進行。除在圖10(E)中，線圈1沒有而線圈100插入模具中、即插入形成寬的端子部200的線圈100這點外，采用與第1實施例相同的成形工序。
作為步驟106的成形工序可采用圖16所示的狀態。
首先，在圖16A所示的狀態下，在下模5B的空腔內填充在上述絕緣處理后的模制粉末磁芯用強磁性粉末中混合潤滑劑的混合粉末10。接著，如圖(B)所示降下下沖頭7，將形成寬的端子部200的線圈100插入下模5B內。如圖(C)所示，將上模5A降至下模5B上之后，將所述混合粉末10投入上模5A內。如圖11(D)所示，通過在降下上沖頭6并同時上升下沖頭7的狀態下加壓可得到封入線圈100的線圈封入模制粉末磁芯。最好加壓條件為100-600Mpa。另外，最好確定填充入下模5B的混合粉末10的量和填充在上模5A中的混合粉末10的量，使線圈100位于模制粉末體20的中央。
在步驟106的成形工序后，經過固化工序(步驟107)、防銹處理工序(步驟108)，進行到噴砂工序(步驟201)。該步驟201的噴砂工序為以制作第2實施例的線圈封入模制粉末磁芯為特征的工序。
如上所述，在第2實施例的線圈封入模制粉末磁芯中，將線圈100的一部分作為端子部200。作為導體3，使用在表面上形成漆包等絕緣皮膜。根據本發明者等的觀察，在步驟107的固化工序中，在該絕緣皮膜的緊下方形成銅氧化皮膜。另外，在絕緣皮膜的上面通過防銹處理(步驟108)形成涂布皮膜。去除該端子部200中形成的皮膜的工序為噴砂工序(步驟201)。
作為去除形成于線圈100表面上的3層皮膜的方法有用藥劑進行腐蝕的方法。因為去除各個皮膜所需的藥劑不同，所以在去除3層皮膜時必須進行多次處理。另外，根據藥劑的腐蝕方法，有必要對藥劑進行加熱，在加熱時使堿微粒或酸微粒附著在端子部200的涂布皮膜或絕緣皮膜上。一旦如此附著時，經過長時間后，對涂布皮膜或絕緣皮膜進行長時間的腐蝕，容易誘發防銹性能的降低或線圈的夾層短路等。為了避免這些危險，雖然有用工具機械去除的方法，但因為本發明的線圈封入模制粉末磁芯的端子部200的厚度約為5mm以下(0.1-0.3mm左右)，所以在導體3的銅部分中會產生損害，因此不能使用工具。在本實施例中采用用噴砂來去除3層皮膜的方法。
噴砂的去除效果隨著使用的研磨材料的種類、粒徑、噴射條件而變化。下面說明一次去除形成于端子部200中的多個皮膜時，應如何選定研磨材料或應在何種條件下噴射研磨材料。
(研磨材料的種類和研磨材料的粒徑)最好以破碎性大的材料作為研磨材料。這里，所謂破碎性大，是指以作為研磨材料的鋁的破碎性為標準，在具有比鋁的破碎性大的破碎性的情況下，稱為破碎性大。另外，同樣地，在具有比鋁的破碎性小的破碎性的情況下，稱為破碎性小。作為破碎性大的研磨材料，有碳化硅、金剛石、氮化硅等，但從成本方面考慮，最好使用碳化硅。另一方面，作為破碎性小的研磨材料，有樹脂、碳酸鈣等，在使用這些材料去除包殼膜時，在去除時浪費時間，或因為去除的部分中碰到粒子，導體3的銅部分延長，產生翹曲。
另外，研磨材料不僅破碎性大，最好粒徑小。通過使用破碎性大且粒徑小的研磨材料，可減少每個粒子的沖擊。因此，與使用粒徑大的研磨材料的情況相比，在端子部30均勻地碰撞研磨材料，不產生翹曲，可剝離皮膜。研磨材料的最佳粒徑范圍為800#-2000#。
(研磨材料的噴射條件)作為研磨材料的噴射條件，例如有噴射時的壓力、噴射時間、噴射角度等。
噴射時的壓力可以在0.1-1Mpa的范圍內，噴射時的壓力最好為0.2-0.8Mpa，最佳為0.2-0.6Mpa。
當噴射時間不足20秒，最好為1-18秒，最佳為3-15秒。即使使用最好的研磨材料、即破碎性大且粒徑小的粒子，當噴射時間為20秒以上時，在端子部200上也會產生翹曲。
最好噴射角度為10度-60度。
在將端子部200作為表面安裝用端子部時，在端子部200上進行焊接(步驟202)。之后，當必要時彎曲進行研磨加工而變寬的端子部200時，便于將線圈封入模制粉末磁芯安裝在基板上。
根據第2實施例的線圈封入模制粉末磁芯，可得到以下效果。
(1)因為使用卷繞扁平形導體3的線圈100，所以可用少的匝數得到大的電感。
(2)因為將線圈100的一部分構成端子部200，所以沒必要將線圈100和端子部接線。因此，可消除因接線引起的接合故障或絕緣故障等問題。
(3)因為將線圈100的一部分構成端子部200，所以從另一方面看，沒必要準備端子部。從而減少了部件個數。
(4)不使用卷來將線圈100封入模制粉末體2內。因此，因為線圈1和磁芯之間沒有間隙，所以可以得到小型(低背)的電感大的電感等電子部件。
(5)因為使用模制粉末體20，所以對應于大電流的直流重量特性優良，并穩定了磁特性。
用實施例來詳細描述本發明的線圈封入模制粉末磁芯。將第1實施例所示的本發明的線圈封入模制粉末磁芯其及制造方法作為實施例1，將第2實施例所示的本發明的線圈封入模制粉末磁芯其及制造方法作為實施例2來進行說明。
(實施例1)按如下順序來制作線圈封入模制粉末磁芯樣品。
準備磁性粉末用粉化制造的高導磁鐵鎳合金粉末(45％Ni-Fe)(平均粒徑25)絕緣材料硅樹脂(東レダウコ-ニングシリコ-ン(株)制造SR2414LV)潤滑劑硬脂酸鋁(堺化學制造 SA1000)。
接著，向磁性粉末添加2.4wt％(重量％)的絕緣材料，通過加壓混合機在室溫下對磁性粉末和絕緣材料混合30分鐘。之后，在空氣中以150℃干燥30分鐘。向干燥后的磁性粉末中添加0.4wt％的潤滑劑，由V攪拌機混合15分鐘。
下面根據圖9-圖11所示的成形工序成形線圈封入模制粉末磁芯。圖10(D)的第1壓縮成形工序的加壓為140Mpa，圖11(H)的第2壓縮成形工序的加壓為440Mpa。如圖2所示，線圈1將剖面為矩形(0.45mm*2.5mm)的導體3通過扁立繞法卷繞2.8圈來制作。導體3為絕緣包殼銅線。
壓縮成形后，通過在200℃下熱處理15分鐘，固化作為絕緣材料的熱固化性樹脂的硅樹脂。之后，將環氧樹脂加壓涂布在線圈封入模制粉末磁芯上，形成厚度為15μm的環氧涂層。接著，剝離形成于引出端部2中的絕緣皮膜。
之后，如圖4-圖7所示，對于線圈1的引出端部2，在模制粉末體20的外側兩個部位上將引出端部2和端子部4接線。
結果，與現有的在模制粉末體20內部接線的情況相比，可明顯降低接合或絕緣故障。
通過這種結構，可得到小型(低背)、電感大、沒有接合故障或絕緣故障的線圈封入模制粉末磁芯。
(實施例2)按如下順序來制作線圈封入模制粉末磁芯樣品。
準備磁性粉末用粉化制造的高導磁鐵鎳合金粉末(45％Ni-Fe)(平均粒徑25)絕緣材料硅樹脂(東レダウコ-ニングシリコ-ン(株)制造SR2414LV)交聯劑有機鈦酸鹽(日曹(標)制造TBTB-4)潤滑劑硬脂酸鋁(堺化學制造 SA1000)。
接著，向磁性粉末添加2.4wt％(重量％)的絕緣材料、0.8wt％(重量％)的交聯劑，通過加壓混合機在室溫下對磁性粉末、絕緣材料和交聯劑混合30分鐘。之后，在空氣中以150℃干燥30分鐘。向干燥后的磁性粉末中添加0.4wt％的潤滑劑，由V攪拌機混合15分鐘。
下面按照圖16(A)-(D)的順序來制作線圈封入模制粉末磁芯。圖16(D)中的加壓為140Mpa。如圖13和圖14所示，線圈100將剖面為矩形(0.5mm*0.8mm)的導體3通過扁立繞法卷繞1.5圈來制作。導體3為絕緣包殼銅線。壓縮成形后，通過在285℃下熱處理30分鐘，固化作為絕緣材料的熱固化性樹脂的硅樹脂。之后，將環氧樹脂加壓涂布在線圈100的端子部200上，在端子部200中形成厚度為15μm的環氧涂層。
接著，用噴砂來剝離形成于線圈100的端子部200中的3層皮膜。觀察剝離狀態和是否產生翹曲。噴砂的條件、剝離狀態和有無翹曲如表1所示。另外，如表1所示，作為研磨材料，可使用碳化硅(含有鐵粉)、樹脂、氧化鋁。粒徑如表1中所示。表1
如表1所示，用碳化硅(含有鐵粉)來作為研磨材料的樣品1-樣品3不產生翹曲，可剝離端子部200上的3層皮膜。
這里，引人注意的是，當比較樣品1和樣品2時，粒徑比樣品1(粒徑800#)小的樣品2(粒徑1500#)即使在僅3秒的短時間的噴射時間內也不產生翹曲，剝離狀態好。
樣品8(粒徑400#)無論是否使用碳化硅和鐵粉作為研磨材料，都產生翹曲。因此，在皮膜剝離時，不僅研磨材料的種類，而且粒徑、噴砂噴射條件也都是重要因素。這里，如上所述，樣品1(粒徑800#)、樣品2(粒徑1500#)、樣品3(粒徑2000#)不產生翹曲，顯示良好的剝離狀態，所以推測在使用碳化硅和鐵粉作為研磨材料的情況下，最好使用粒徑小于400#的研磨材料。
用樹脂作為研磨材料的樣品4(噴砂噴射條件為壓力0.3Mpa、噴射時間為10秒)的剝離狀態不好。另外，用樹脂作為研磨材料的樣品5(噴砂噴射條件為壓力0.4Mpa、噴射時間為20秒)的剝離狀態良好，但產生翹曲。樣品4和樣品5的粒徑都等于60#，所以可知隨著噴砂噴射壓力和噴射時間增加，容易產生翹曲。
用氧化鋁作為研磨材料的樣品6和樣品7的剝離狀態均為良好，但產生翹曲。
從以上結果可知，使用碳化硅(含有鐵粉)來作為研磨材料，通過將噴砂噴射條件設定為適當范圍，可不產生翹曲，可剝離端子部200上的3層皮膜。在樣品2和樣品3中，即使噴砂的噴射時間僅為3秒，也可得到不產生翹曲、剝離狀態好的效果。因此，認為噴砂的處理時間最好為3-15秒左右。
按照本發明的提議，根據噴砂產生的皮膜剝離，不會給端子部200的銅部分帶來變形和大的損害，并可一次剝離氧化皮膜、絕緣皮膜和涂覆皮膜，焊接容易，可得到高性能的線圈封入模制粉末磁芯。
在線圈100的端子部200中進行焊接后，彎曲端子部200，以與模制粉末體20的側面連接，便于將線圈封入模制粉末磁芯安裝在基板上。
以上雖然說明了本發明實施方式和實施例，但本發明并不限于此，在本發明所述的范圍內，本領域的技術人員可進行各種變形、變更。
發明效果如上所述，根據本發明，可實現線圈封入模制粉末磁芯的進一步小型化，得到更大的電感。
權利要求
1.一種線圈封入模制粉末磁芯，其特征在于包括模制粉末體，由覆蓋絕緣材料的強磁性金屬粒子構成，和線圈，被埋入所述模制粉末體中，將周圍被絕緣包殼的扁平形導體卷繞而形成。
2.根據權利要求1所述的線圈封入模制粉末磁芯，其特征在于所述線圈為卷繞扁線的線圈。
3.根據權利要求1或2所述的線圈封入模制粉末磁芯，其特征在于所述線圈的一部分用作端子部。
4.根據權利要求1-3之一所述的線圈封入模制粉末磁芯，其特征在于所述線圈的端部表里面露在所述模制粉末體之外。
5.根據權利要求1-4之一所述的線圈封入模制粉末磁芯，其特征在于所述端子部比所述線圈的其它部分寬。
6.根據權利要求2所述的線圈封入模制粉末磁芯，其特征在于所述扁線的引出端部通過研碎加工形成更寬的端子部。
7.根據權利要求1-6之一所述的線圈封入模制粉末磁芯，其特征在于所述模制粉末體具有保持規定間隔并相對的表里面、和形成于所述表里面的周圍的側面，在所述模制粉末體的外部沿所述側面延伸設置所述線圈的端部。
8.一種線圈封入模制粉末磁芯，其特征在于包括模制粉末體，具有保持規定間隔并相對的表里面，和形成于所述表里面的周圍的側面；線圈，具有卷繞部和從所述卷繞部引出的端部，至少所述卷繞部配置于所述模制粉末體中；和端部容納室，開口于所述模制粉末體的所述側面上，同時容納從所述模制粉末體中露出的所述線圈的端部。
9.根據權利要求8所述的線圈封入模制粉末磁芯，其特征在于所述端部容納室形成于所述模制粉末體的角部。
10.一種線圈封入模制粉末磁芯，在由覆蓋絕緣材料的強磁性金屬粒子構成的磁性粉末中，埋入線圈，其特征在于在成形所述磁性粉末而構成的模制粉末磁芯部的外部將所述線圈和端子部接線。
11.根據權利要求10所述的線圈封入模制粉末磁芯，其特征在于所述端子部為從所述模制粉末磁芯部側面延伸至底面的表面安裝用端子部。
12.一種線圈封入模制粉末磁芯，在由覆蓋絕緣材料的強磁性金屬粒子構成的磁性粉末中，埋入線圈，其特征在于所述線圈和端子部不接線。
13.一種將線圈封入模制粉末體中的線圈封入模制粉末磁芯制造方法，其特征在于包括預備成形體獲得工序，在構成所述模制粉末體的軟磁性金屬粉末和以絕緣材料為主要成分的原材料粉末中，配置將周圍被絕緣包殼的扁平形導體卷繞的線圈；和固結化工序，將所述原材料粉末固結化。
14.根據權利要求13所述的線圈封入模制粉末磁芯制造方法，其特征在于實施以下工序熱固化處理工序，在預備成形體獲得工序中，使所述線圈中構成端子部的部分位于所述原材料粉末的外部，并在所述固結化工序之后，熱固化處理所述絕緣材料；防銹處理工序，在所述線圈的端子部表面上形成防銹皮膜；和噴砂工序，對所述端子部表面實施噴砂處理。
全文摘要
提供一種線圈封入模制粉末磁芯及其制造方法,不會產生線圈與端子部的接合故障或線圈及與端子部和磁粉的絕緣故障,達到進一步小型化、更大的電感。由卷繞扁平形導體3的線圈100和由覆蓋絕緣材料的、弱磁性金屬粒子構成的模制粉末體20來構成線圈封入模制粉末磁芯。在實現線圈封入模制粉末磁芯的進一步小型化的同時,可得到大的電感。可用扁線來作為扁平形導體3。在本發明中,可將線圈100的一部分作為端子部200,此時,有效形成比線圈100的其它部分寬的端子部200。
文檔編號H01F27/29GK1372272SQ01144109
公開日2002年10月2日 申請日期2001年12月12日 優先權日2001年2月21日
發明者柴田和彥, 長坂孝, 田村純悅, 北島保彥, 茂呂英治, 長勤, 鈴木常雄 申請人:Tdk株式會社