面安裝多相電感器及其制造方法與流程

本發明涉及一種面安裝多相電感器及其制造方法。

背景技術：
近年來，隨著數字設備等的小型化、薄型化而產生的高密度安裝化的發展，對電子零件的小型化、薄型化的要求增強。因此，申請人提出了一種小型的面安裝電感器及其制造方法，該小型的面安裝電感器使用了預成形的片材和以扁平導線的兩個端部被向外周拉出的方式將扁平導線卷繞成旋渦狀而成的線圈。專利文獻1：日本特開2010-245473專利文獻2：日本特愿2011-017581專利文獻3：日本特開2000-036414在形成能夠在電路板上并聯安裝多個相同特性的電感器這樣的電路圖案的情況下，與安裝多個單件相比，使多個電感器內設在單封裝內的方法更能夠提高安裝效率。因此，謀求一種使多個電感器單封裝化而成的面安裝多相電感器。作為以往的面安裝多相電感器的技術，存在有如下技術：在磁性片材上排列多個在卷芯上卷繞導體而成的線圈，然后向模具內填充濕式壓力機用的磁性陶瓷漿料并使其成形，從而密封多個線圈。在該方法的情況下，由于在一個磁性片材上并列多個線圈，并在該多個線圈上填充流動性較高的磁性陶瓷漿料進行密封，因此會存在有線圈的位置偏移、端部的位置偏移的風險。此外，該方法的情況僅能夠利用使線圈在同方向上并排而成的排列構造來實現，因此，在線圈的數量越來越多、特別是在使用四個以上的線圈制作面安裝多相電感器時，會導致形成長寬比較大的芯片零件。在芯片部件為長寬比較大的形狀時，會存在以下風險：向電路板上安裝的安裝空間有可能成為問題、相對于撓曲應力來說產品強度也會成為問題。

技術實現要素：
發明要解決的問題因此，本發明的目的在于提供一種在安裝性方面優異且產品強度較高的面安裝多相電感器及其制造方法。用于解決問題的方案為了解決上述課題，本發明的面安裝多相電感器具有卷繞導線而成且兩端部為扁平的形狀的多個線圈。而且，該面安裝多相電感器具有主要由磁粉和粘結材料構成且內包多個線圈的芯。在芯的一個面的表面上形成有外部電極。線圈的導線的兩個端部配置于線圈的最外周。以線圈的卷軸與形成有外部電極的芯的表面平行的方式將多個線圈內包在芯內。發明的效果在本發明的面安裝多相電感器中，由于使外部電極形成在芯的一個面的表面上，因此形成底面電極構造從而能夠使面安裝多相電感器薄型化。此外，由于對多個線圈進行單封裝化，因此能夠提高安裝效率。在本發明的面安裝多相電感器的制造方法中，能夠容易地使用片材對各個線圈及其端部進行定位。因此，能夠防止線圈及其端部的位置偏移。而且，通過使用多個線圈和與其相對應的片材，能夠靈活地應對線圈個數、配置等設計變更。由于本發明的面安裝多相電感器的制造方法能夠容易地使線圈的端部暴露在芯部的一個面的表面上，因此能夠容易地制作具有底面電極構造的面安裝多相電感器。由于線圈的端部暴露在芯部的一個面的表面上，因此不會使形成線圈的導線的絕緣保護膜的去除作業、外部電極的形成變得復雜化，能夠降低制造成本。附圖說明圖1是本發明的第1實施例中所使用的線圈和片材的立體圖。圖2是用于說明將本發明的第1實施例的線圈和片材組合而成的狀態的立體圖。圖3是用于說明本發明的第1實施例中所使用的成型模具的立體圖。圖4是表示本發明的第1實施例的線圈和片材在成型模具內的配置的俯視圖。圖5是與用于說明本發明的第1實施例的面安裝多相電感器的制造工序的一部分的圖4的A-A截面相對應的剖視圖。圖6是與用于說明本發明的第1實施例的面安裝多相電感器的制造工序的一部分的圖4的A-A截面相對應的剖視圖。圖7是本發明的第1實施例的芯部的立體圖。圖8是本發明的第1實施例的面安裝多相電感器的立體圖。圖9是本發明的第2實施例中所使用的線圈和片材的立體圖。圖10是用于說明本發明的第2實施例中所使用的成型模具的立體圖。圖11是表示本發明的第2實施例的線圈和片材在成型模具內的配置的俯視圖。圖12是與用于說明本發明的第2實施例的面安裝多相電感器的制造工序的一部分的圖11的A-B-C-D組合截面相對應的剖視圖。圖13是與用于說明本發明的第2實施例的面安裝多相電感器的制造工序的一部分的圖11的A-B-C-D組合截面相對應的剖視圖。圖14是本發明的第2實施例的芯部的立體圖。圖15是本發明的第2實施例的面安裝多相電感器的立體圖。具體實施方式以下，參照附圖說明本發明的面安裝多相電感器及其制造方法。（第1實施例）參照圖1～圖9說明本發明的第1實施例的面安裝多相電感器的制造方法。首先，說明本發明的實施例中所使用的線圈和片材。圖1中表示本發明的實施例中所使用的線圈和片材的立體圖。如圖1所示，使用截面為橢圓的卷芯以扁平導線的兩端部1b成為最外周的方式將扁平導線卷繞成兩層的外纏繞式卷（日文：外外巻き）而形成卷繞部1a從而得到線圈1。此時，線圈1的兩端部1b形成為能夠向相同側面側拉出。接著，說明本發明的實施例中所使用的片材。在本實施例中，作為密封材料，使用鐵類金屬磁粉和環氧樹脂混合并造粒成粉末狀而得到的密封材料。在本實施例中，調整鐵類金屬磁粉的填充量，以使密封材料的磁導率達到25。使用該密封材料制作片材。如圖1所示，利用加壓成型制作片材2和板狀片材3。在本實施例中，為了提高片材2的強度，進一步進行熱處理使密封材料呈半硬化狀態。如圖1所示，片材2以包圍線圈1的方式形成為在平面部的周緣具有兩個柱狀凸部2a和與線圈1的空心相對應的橢圓狀的定位用的凸部2b的形狀。如圖2所示，組合為使線圈1夾在片材2與板狀片材3之間。此時，線圈1的兩端部1b配置為沿著柱狀凸部2a的外側側面。接著，說明第1實施例中所使用的成型模具以及在成型模具中的線圈和片材的配置。圖3中表示用于說明第1實施例中所使用的成型模具的立體圖，圖4中表示用于說明線圈和片材在成型模具內的配置的俯視圖。如圖3、圖4所示，使用具有下模5、沖頭6及由分型模4a和分型模4b構成的上模4的成型模具。通過組合上模4和下模5來形成模腔7。模腔7中裝填了六個由圖2所示的線圈1、片材2及板狀片材3組合而成的芯部。此時，將所有的線圈的端部1b配置在成型模具的開口部側。接著，說明芯部的形成。圖5、圖6中表示與用于說明第1實施例的面安裝多相電感器的制造工序的一部分的圖4的A－A截面相對應的剖視圖。如圖5所示，組合沖頭6并預熱成型模具。此時，線圈1的端部1b成為夾在片材2的柱狀凸部2a與沖頭6之間的狀態。在本實施例中，將成型模具預熱至密封材料的軟化溫度以上，使片材2和板狀片材3成為軟化狀態。如圖6所示，使用沖頭6進行加壓從而使六個片材2和六個板狀片材3一體化，使密封材料硬化。此時，片材2和板狀片材3為軟化狀態，從而容易地以密封六個線圈1的方式使該片材2和板狀片材3一體化。此外，線圈1的兩端部1b不會發生位置偏移，且以其至少一部分埋沒在密封材料中的狀態被密封。然后，從成型模具內取出硬化密封材料而得到的芯部8。如圖7所示，成為線圈1的所有端部1b的平面都暴露在芯部8的一個面的表面上的狀態。接著，對芯部8進行噴砂處理去除毛刺和暴露的兩端部1b的表面的保護膜，在芯部8的暴露線圈的端部1b的表面上利用印刷法涂敷導電性膏并使之硬化。由此，導電性膏與內部的線圈1導通。最后，進行電鍍處理在導電性膏的表面上形成外部電極9，從而得到如圖8所示的面安裝多相電感器。另外，由電鍍處理形成的電極只要從Ni、Sn、Cu、Au、Pd等中適當選擇一種或者多種來形成即可。第2實施例參照圖9～圖15說明本發明的面安裝多相電感器的第2實施例。在第2實施例中，使用與第1實施例相同成分的密封材料、相同的成型模具制作內包了三個線圈的面安裝多相電感器。另外，省略與第1實施例重復的部分的說明。首先，說明第2實施例中所使用的線圈和片材。圖9中表示本發明的實施例中所使用的線圈和片材的立體圖。如圖9所示，使用截面為橢圓的卷芯以扁平導線的端部11b成為最外周的方式將扁平導線卷繞成兩層的外纏繞式卷而形成卷繞部11a，從而得到線圈11。此時，線圈11的兩端部11b以夾著卷繞部12a而相對的方式拉出一次，然后對該線圈11的進行彎折加工，以使其兩端部11b向相同側面側拉出。接著，使用在第1實施例中所使用的相同成分的密封材料制作片材。利用加壓成型制作第1片材12和第2片材13。在本實施例中，為了提高第1片材12和第2片材13的強度，進一步進行熱處理使密封材料呈半硬化狀態。如圖9所示，第1片材12形成為以包圍線圈11的方式在平面部的周緣上具有兩個柱狀凸部12a的形狀。線圈11的兩端部11b配置為沿著柱狀凸部2a的外側側面。第2片材13形成為具有與線圈11的空心相對應的橢圓狀的定位用的凸部13a的形狀。組合為使線圈11夾在第1片材12與第2片材13之間。接著，說明第2實施例中所使用的成型模具和芯部的形成。圖10中表示用于說明第2實施例中所使用的成型模具的立體圖。圖11中表示用于說明線圈和片材在成型模具內的配置的俯視圖。圖12、圖13中表示與用于說明第2實施例的面安裝多相電感器的制造工序的一部分的圖11的A-B-C-D截面相對應的剖視圖。圖14是用于說明第2實施例的芯部的立體圖。如圖10、圖11所示，使用具有下模15、沖頭16及由分型模14a和分型模14b構成的上模14的成型模具。通過組合上模14和下模15來形成模腔17。如圖11、圖12所示，在模腔17內裝填了三個由線圈11、第1片材12及第2片材13組合而成的芯部。根據這樣地配置線圈11、第1片材12及第2片材13，線圈11的端部11b成為夾在第1片材12的柱狀凸部12a與分型模14b的內壁面之間的狀態，使線圈11的兩端部11b被固定在適當的位置。然后，如圖13所示，利用粉末壓制成形法使用沖頭16對第1片材和第2片材進行加壓以使該第1片材和第2片材的分界消失而一體化，形成芯部18。此時，由于第2片材13的定位用凸部13a位于線圈11的空心內，因此，即使施加粉末壓制成形法這樣的較大的加壓成型也不會使線圈11變形，能夠成形芯部18。然后，使芯部18熱硬化得到如圖14所示的芯部18。接著，對該芯部18進行噴砂處理去除毛刺和暴露的兩端部11b的表面的保護膜，在芯部18的線圈的端部11b所暴露的表面上利用印刷法涂敷導電性膏并使之硬化。由此，使導電性膏與內部的線圈11導通。最后，進行電鍍處理在導電性膏的表面上形成外部電極19，得到如圖15所示的面安裝多相電感器。在上述實施例中，作為密封材料，使用了將作為磁粉的鐵類金屬磁粉、作為樹脂的環氧樹脂混合，并調制成其磁導率為25那樣的密封材料。然而，并不限定于此，例如作為磁粉，還可以使用鐵氧體類磁粉等、或進行了絕緣保護膜形成、表面氧化等表面改性的磁粉。此外，還可以添加玻璃粉等無機物。而且，作為樹脂，還可以使用聚酰亞胺樹脂、酚醛樹脂等熱固化性樹脂、或聚乙烯樹脂、聚酰胺樹脂等熱塑性樹脂。在上述實施例中，作為線圈，使用了橢圓形狀的卷繞成兩層的旋渦狀而成的線圈，但并不限定于此，還可以使用例如層數較多的線圈，例如圓形、矩形、扇形、半圓形、梯形、多邊形以及將上述形狀組合而成的形狀的線圈。如果從防止線圈在成形時旋轉的觀點來看，線圈的形狀優選的是除等寬圖形以外的形狀。在上述實施例中，作為外部電極形成法，使用了涂敷導電性膏和電鍍處理，但并不限定于此，例如還可以使用焊錫等。導電性膏的涂敷方法還可以使用灌注封裝法等方法。在上述實施例中，作為剝離線圈的端部表面的保護膜的方法，使用了噴砂處理，但并不限定于此，也可以使用機械剝離等的剝離方法。此外，也可以在形成芯部之前預先剝離端部的保護膜。在上述實施例中，作為片材，例示了E型芯和板狀芯的組合、U型芯和T型芯的組合，但并不限定此，還可以是組合兩個E型芯等的組合。此外，也可以不是未硬化狀態而是半硬化狀態。而且，該成形方法可以是加壓成形法、或者只要是與從片狀成形物上剪切等用途相配合地適當選擇的方法即可。附圖標記說明1線圈（1a：卷繞部；1b：端部）；2片材（2a：柱狀凸部；2b：定位用的凸部）；3板狀片材；4上模（4a、4b：分型模）；5下模；6沖頭；7模腔；8芯部；9外部電極；11線圈（11a：卷繞部；11b：端部）；12第1片材（12a：柱狀凸部）；13第2片材（13a：定位用的凸部）；14上模（14a、14b：分型模）；15下模；16沖頭；17模腔；18芯部；19外部電極。