线圈部件及线圈部件的制造方法与流程

本发明涉及用于各种电子设备的线圈部件及线圈部件的制造方法。

背景技术：

近年来，伴随着电子设备的高性能化，期望电子部件的小型化以及电子部件在高电流值下的使用。作为电子部件的一例而举出线圈部件。

图17是现有的线圈部件5的透视立体图。现有的线圈部件5具备卷绕带有绝缘被覆层的铜线而成的线圈元件1，线圈元件1的端部与保持构件3被焊接。线圈元件1和保持构件3的一部分通过与由包含热固化性树脂的结合剂和金属磁性体粉末构成的混合粉一体地加压成形而埋设于磁芯2，通过将从磁芯2的侧面突出的线圈元件1的端部与保持构件3折弯而形成端子4。

需要说明的是，作为与该申请相关的在先技术文献信息，例如已知有专利文献1。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-191726号公报

技术实现要素：

作为使图17的线圈部件5小型化的方法之一，已知有减小保持构件3的方法。当减小保持构件3时，需要使厚度变薄，若使厚度变薄，则在焊接时保持构件3容易产生形变。保持构件3的形变例如在对保持构件3与线圈元件1的端部进行焊接时产生。在该焊接中，尤其是在电阻焊中保持构件3容易产生较大的形变。在电阻焊中，利用焊接电极对线圈元件1的端部和保持构件3施加压力而将它们夹入。由于该焊接电极的压力，在保持构件3中产生在与线圈元件1的端部延伸的方向垂直的方向上延伸的形变。若保持构件3产生形变，则在对磁性材料与保持构件3进行加压成形时，保持构件3的形变有可能卡在模具上而无法顺利地成形。对此，也考虑了增大模具的间隙这一方法，但会在加压成形时导致磁性材料泄漏等状况，而使生产率降低，故不优选。

鉴于现有的线圈部件5的上述课题，本发明的线圈部件具备：磁芯，其含有结合剂以及与结合剂混合的磁性体粉末；埋设于磁芯的线圈元件；以及保持线圈元件的端部的保持构件。线圈元件具有从磁芯突出的端部。保持构件上设有朝向磁芯凹陷的凹部。保持构件具有从凹部的底面突出且沿着底面呈直线状延伸的突起部。突起部具有与线圈元件的端部交叉的部分，且在该交叉的部分处焊接于线圈元件的端部。

根据上述结构，保持构件中难以产生形变，因此，即便使线圈部件小型化，也能够得到量产性优良的线圈部件。

附图说明

图1是本发明的一实施方式中的线圈部件的分解立体图。

图2是实施方式中的线圈部件的透视立体图。

图3是图2中的线圈部件的沿III-III线剖开的剖视图。

图4是图2中的线圈部件的沿IV-IV线剖开的剖视图。

图5是示出图2中的线圈部件的保持构件的附近的侧视图。

图6是实施方式中的线圈部件的透视立体图。

图7是示出图6中的线圈部件的保持构件的附近的侧视图。

图8是实施方式中的线圈部件的透视立体图。

图9是示出图8中的线圈部件的保持构件的附近的侧视图。

图10是说明图2的线圈部件的制造方法的图。

图11是说明图2的线圈部件的制造方法的图。

图12是说明图2的线圈部件的制造方法的图。

图13是说明图2的线圈部件的制造方法的图。

图14是说明图2的线圈部件的制造方法的图。

图15是说明图2的线圈部件的制造方法的图。

图16是说明图6的线圈部件的制造方法的图。

图17是现有的线圈部件的透视立体图。

具体实施方式

(实施方式1)

图1是实施方式1中的线圈部件10的分解立体图。

本实施方式中的线圈部件10具有：由包含热固化性树脂的结合剂和金属磁性体粉末构成的磁芯11；将导线卷绕成螺旋状而形成的线圈元件12；以及用于与外部端子电连接的保持构件13。线圈元件12的卷绕部埋设于磁芯11，线圈元件12的端部12a从磁芯11露出。线圈元件12的端部12a通过焊接与保持构件13电连接。保持构件13的一部分埋设于磁芯11而被固定。

图2是对线圈部件10的磁芯11进行了透视的透视立体图，以虚线示出磁芯11的轮廓。图3是图2中的保持构件13与线圈元件12的端部12a焊接后的沿III-III线剖开的剖视图。图4是图2中的保持构件13与线圈元件12的端部12a焊接后的沿IV-IV线剖开的剖视图。图5是示出图2中的保持构件13的附近的侧视图。

图2所示的磁芯11由图1所示的压粉体19a、压粉体19b构成。

压粉体19a以及压粉体19b通过将包含热固化性树脂的结合剂和金属磁性体粉末在热固化性树脂未完全固化的状态下混合、并以1ton/cm²左右的成形压力进行加压成形而形成。

压粉体19b形成为具有收纳线圈元件12的收纳部119b的棱柱形状。压粉体19a具有覆盖于压粉体19b的盖的形状。线圈元件12收纳在设于压粉体19b的空洞即收纳部119b中，在线圈元件12被压粉体19a和压粉体19b夹入的状态下对压粉体19a、19b进行再加压成形而成为磁芯11。再加压成形的成形压力为5ton/cm²左右，比加压成形的成形压力大。压粉体19a与压粉体19b在再加压成形后，与再加压成形前相比变薄。即，压粉体19a与压粉体19b的成形密度在再加压成形后，与再加压成形前相比变大。通过该再加压成形，线圈元件12被埋设于压粉体19a以及压粉体19b，得到线圈元件12的端部12a和保持构件13从压粉体19a与压粉体19b的界面突出的磁芯11。接下来，通过加热处理使磁芯11所包含的热固化性树脂完全固化。

线圈元件12通过将表面具有绝缘被覆层的铜线卷绕成螺旋状而成。在本实施方式中，线圈元件12的直径为0.3mm。线圈元件12的端部12a的表面的绝缘被覆层被预先剥离至与后述说明的突起部17焊接而进行电连接为止。线圈元件12的端部12a通过冲压加工而具有厚度约为0.2mm的扁平形状。

在本实施方式中，保持构件13通过对厚度约为0.15mm的铜板进行冲裁加工而形成。两个保持构件13分别设置为，沿着磁芯11的彼此相反侧的两个侧面延伸且在磁芯11的底面处折弯。两个保持构件13中，一方的保持构件13具有从一端的两端部突出的突出部21a和突出部21b，另一方的保持构件13具有从一端的两端部突出的突出部21c和突出部21d。突出部21a、突出部21b、突出部21c以及突出部21d埋设于磁芯11而被固定。

根据需要，也可以通过浸焊将从磁芯11突出的保持构件13的表面用焊料覆盖。保持构件13与线圈元件12的端部12a一同构成端子部20并与外部端子连接。

与保持构件13的其他区域相比，保持构件13在包含与线圈元件12的端部12a重叠的部分在内的区域具有向磁芯11侧凹陷的凹部18。保持构件13具有设置有凹部18的主面113a。在本实施方式中，凹部18的深度约为0.2mm。保持构件13具有从凹部18的底面22突出的突起部17。

如图5所示，突起部17以与线圈元件12的端部12a延伸的延伸方向交叉的方式设为直线状，且通过从凹部18的底面22的相反侧的背面进行模压而形成。突起部17在与线圈元件12的端部12a交叉的状态下通过电阻焊而与线圈元件12的端部12a焊接并电连接。

突起部17的长度大于线圈元件12的端部12a的宽度。在本实施方式中，突起部17的从底面22突出的高度为0.1mm。

在本实施方式中，如图2以及图3所示，突起部17通过从凹部18的底面22的背面侧进行模压而形成。通过模压，在突起部17的背侧形成沿着突起部17的形状的槽部17a。通过在突起部17的背侧设置沿着突起部17的形状的槽部17a，由此在对突起部17与线圈元件12的端部12a进行电阻焊时，由于焊接时的压力，突起部17容易发生变形而被压扁，因此，能够抑制突出部21a、突出部21b、突出部21c以及突出部21d在保持构件13的方向24上扩宽，从而减小模具与保持构件13之间的间隙。

其结果是，即便将作为导电率高且柔软的材料的铜等用作保持构件13，也能够使保持构件13变薄，因此能够实现小型的线圈部件10。

需要说明的是，图2所示的方向23是指与线圈部件10(磁芯11)的底面垂直的方向，方向24是指与设有保持构件13的磁芯11的侧面以及线圈部件10的底面平行的方向。

在本实施方式中，在与突起部17的延伸方向正交的方向上的突起部17的剖面优选具有随着从突起部17的根部朝向前端部而变细的凸状形状。作为具体的突起部17的剖面形状，例如举出三角形、圆弧形、梯形等。突起部17通过具有上述的凸状形状，由此使电阻焊时的电流集中在凸状的突起部17的顶部流动，因此，能够稳定地对线圈元件12的端部12a与保持构件13进行焊接。

在本实施方式中，举出如下情况来作为课题：即，由于保持构件13发生形变而使突出部21a与突出部21b在彼此分离的方向24上偏移，从而突出部21a与突出部21b在进行再加压成形时会卡在模具上。就突出部21c与突出部21d而言也举出上述同样的课题。针对该课题，通过将突起部17的剖面形状设为凸状形状，并且将突起部17在与线圈元件12的端部12a交叉的方向上设置为直线状，由此能够将突起部17受到挤压而要扩宽的应力的朝向设为方向23。根据该结构，突起部17容易在方向23上延伸，因此，保持构件13的突出部21a、突出部21b、突出部21c以及突出部21d难以在方向24上发生偏移。

因此，当突起部17被设置为与线圈元件12的端部12a的延伸方向正交时，保持构件13的突出部21a、突出部21b、突出部21c以及突出部21d更加难以在方向24上发生偏移。

如图4所示，在本实施方式中，从凹部18的底面22突出的突起部17设置在凹部18中。

通过将突起部17设置在凹部18中，能够使突起部17发生变形时的形变不易向保持构件13的主面113a与凹部18的周围的区域传递。

另外，通过将从凹部18的底面22突出的突起部17的高度设为凹部18的深度的2/3以下，由此能够使突起部17发生变形时的形变更不容易向保持构件13的主面113a传递。

(实施方式2)

图6是实施方式2中的线圈部件10a的透视立体图。图6的虚线示出磁芯11的轮廓。图7是示出图6的保持构件13的附近的侧视图。

在图6和图7中，针对与图1至图5所示的实施方式1中的线圈部件10相同的部分标注相同的参照符号。

如图7所示，在线圈部件10a中，在保持构件13上设置有狭缝14、15，狭缝14、15以使线圈元件12的端部12a和突起部17位于狭缝14、15之间的方式配置，且贯穿保持构件13。

通过以使线圈元件12的端部12a和突起部17位于狭缝14与狭缝15之间的方式来设置狭缝14和狭缝15，由此能够减少在对保持构件13与线圈元件12的端部12a进行电阻焊时产生的沿保持构件13的方向24扩宽的应力。在本实施方式的线圈部件10a中，狭缝14与狭缝15的长边相互平行，在方向23上的长度均约为1.2mm，在方向24上的长度均约为0.3mm，且呈矩形形状。狭缝14与狭缝15之间的间隔约为1mm。

在保持构件13上还设有贯穿保持构件13的狭缝16。狭缝16设置在将由狭缝14和狭缝15夹入的区域沿线圈元件12的端部12a的延伸方向延伸而得的区域中。通过在沿线圈元件12的端部12a的延伸方向延伸而得的区域之中设置狭缝16，由此能够抑制在对保持构件13与线圈元件12的端部12a进行电阻焊时产生的保持构件13的方向23上的形变。

在本实施方式中，狭缝16形成为方向24上的长度约为0.6mm且方向23上的长度约为0.3mm的矩形形状。狭缝16与狭缝14之间的距离以及狭缝16与狭缝15之间的距离均约为0.5mm。

另外，如图7所示，保持构件13具有与保持构件13的主面113a以及凹部18的底面22连接的、构成凹部18的阶梯的阶梯部13a(由虚线包围的区域内)、阶梯部13b(由虚线包围的区域内)以及阶梯部13c(由虚线包围的区域内)。阶梯部13a和阶梯部13b以使线圈元件12的端部12a和突起部17位于阶梯部13a与阶梯部13b之间的方式相互对置。

阶梯部13c设置在将由狭缝14和狭缝15夹持的区域沿线圈元件12的端部12a的延伸方向延伸而得的区域中。狭缝14、狭缝15以及狭缝16分别穿过阶梯部13a、阶梯部13b以及阶梯部13c，由此能够容易地形成凹部18。

(实施方式3)

图8是实施方式3中的线圈部件10b的透视立体图。图8的虚线示出磁芯11的轮廓。图9是示出图8的保持构件13的附近的侧视图。需要说明的是，在图8和图9中，针对与实施方式1以及实施方式2中的线圈部件10、10a相同的部分标注相同的参照符号。实施方式3中的线圈部件10b与实施方式2的线圈部件10a的不同之处在于，与狭缝14和狭缝15所延伸的方向呈直角的方向上的狭缝14和狭缝15的宽度根据部位的不同而不同。

使用图9来说明狭缝14和狭缝15所延伸的方向上的狭缝14和狭缝15的宽度。

在狭缝14细长延伸的方向23上的狭缝14的两端部14a和14b，距位置P1(参照图9、图3)的距离较近的一方的端部14a的狭缝14的宽度大于距P1的距离比一方的端部14a远的另一方的端部14b的狭缝14的宽度，其中位置P1是线圈元件12的端部12a从磁芯11突出的位置。根据上述结构，在对保持构件13进行了浸焊的情况下，焊料容易进入狭缝14之中，能够提高端子部20的强度。

即，狭缝14具有宽度比端部14b的宽度大的端部14a。线圈元件12的端部12a从磁芯11突出的位置P1与端部14b之间的距离大于位置P1与端部14a之间的距离。

另外，通过随着从另一方的端部14b朝向一方的端部14a直至端部14a为止单调地增大狭缝14的宽度，由此更加容易使焊料进入狭缝14之中，能够提高端子部20的强度。

在本实施方式中，将距位置P1的距离较近的一方的端部14a处的狭缝14的宽度设为0.3mm，将另一方的端部14b的狭缝14的宽度设为0.2mm，其中，该位置P1是线圈元件12的端部12a从磁芯11突出的位置。

需要说明的是，狭缝15也为与狭缝14相同的结构。

即，在狭缝15细长延伸的方向23上的狭缝15的两端部15a和15b，距位置P1(参照图9、图3)的距离较近的一方的端部15a的狭缝15的宽度大于距P1的距离比一方的端部15a远的另一方的端部15b的狭缝15的宽度，其中位置P1是线圈元件12的端部12a从磁芯11突出的位置。根据上述结构，在对保持构件13进行了浸焊的情况下，焊料容易进入狭缝15之中，能够提高端子部20的强度。

即，狭缝15具有宽度比端部15b的宽度大的端部15a。线圈元件12的端部12a从磁芯11突出的位置P1与端部15b之间的距离大于位置P1与端部15a之间的距离。

另外，通过随着从另一方的端部15b朝向一方的端部15a直至一方的端部15a为止单调地增大狭缝15的宽度，由此更加容易使焊料进入狭缝15之中，能够提高端子部20的强度。

在本实施方式中，将距位置P1的距离较近的一方的端部15a处的狭缝15的宽度设为0.3mm，将另一方的端部15b的狭缝15的宽度设为0.2mm，其中位置P1是线圈元件12的端部12a从磁芯11突出的位置。由此，焊料也更加容易进入狭缝15之中，能够提高端子部20的强度。

(实施方式1的线圈部的10的制造方法)

接下来，对图2所示的实施方式1中的线圈部件10的制造方法进行说明。

图10是实施方式1中的线圈部件10的埋设于磁芯11的线圈元件12的立体图。如图10所示，准备将表面具有绝缘被覆层的直径0.3mm的铜线卷绕成螺旋状而成的线圈元件12。线圈元件12的两个端部12a彼此向相反方向延伸。线圈元件12的端部12a的绝缘被覆层被预先剥离至与保持构件13电连接为止。线圈元件12的端部12a通过冲压加工而形成为扁平形状，冲压方向上的厚度约为0.2mm。通过对线圈元件12的端部12a进行冲压加工使其成为扁平形状，能够抑制线圈元件12的端部12a从凹部18露出得较大而增大线圈部件10的外形尺寸的情况。

需要说明的是，在线圈元件12的铜线的直径较细的情况下，也可以省略线圈元件12的端部12a的冲压加工。

图11是与箍环连接的保持构件13的立体图。如图11所示，利用模具对铜板进行冲裁而准备与箍环连接的保持构件13。此时，在保持构件13上进行冲压加工而形成以约0.2mm的深度从保持构件13的主面113a凹陷的凹部18。此外，通过从凹部18的底面22的背侧进行模压，由此在凹部18的底面22形成突起部17。

在实施方式1中，突起部17距凹部18的底面22的突出高度为0.1mm，突起部17具有与线圈元件12的端部12a正交而交叉的直线形状。需要说明的是，突起部17也可以与凹部18同时通过冲压加工而形成。

在突起部17的背侧，通过上述的模压而形成有呈直线状凹陷的槽部17a(参照图1、图2)。另外，在两个保持构件13相对置的端部的两端，在一方的保持构件13上设有突出部21a和突出部21b，在另一方的保持构件13上设有突出部21c和突出部21d。在对后述的磁芯11进行再加压成形时，突出部21a、突出部21b、突出部21c以及突出部21d被埋入磁芯11而被固定。

图12是具有端部12a的线圈元件12的立体图，该端部12a固定于图11所示的保持构件13。

如图12所示，在凹部18中放入线圈元件12的端部12a而使线圈元件12的端部12a与突起部17交叉重叠，并通过电阻焊将线圈元件12固定于保持构件13。

图13是将图12所示的线圈元件12和形成于两个保持构件13的突出部21a、突出部21b、突出部21c以及突出部21d埋设的磁芯11的立体图。需要说明的是，在图13中，以虚线示出磁芯11的轮廓。对磁芯11的制造方法进行说明。

首先，准备混合含有热固化性树脂的结合材料和金属磁性体粉末而成的混合材料。在使该混合材料干燥成热固化性树脂未完全固化的状态之后，将混合材料粉碎而得到成为粉体的磁性材料。以1ton/cm²左右对该磁性材料进行加压成形，形成并准备好图1所示的压粉体19a、压粉体19b。

接下来，利用两个压粉体19a、压粉体19b以夹入图12所示的线圈元件12和突出部21的方式将它们重叠，并对压粉体19a、压粉体19b进行再加压成形而使它们成为一体。该再加压成形为5ton/cm²左右。

通过以上的工序，形成图13的虚线所示的磁芯11。在该磁芯11中埋设有线圈元件12、突出部21a、突出部21b、突出部21c以及突出部21d。接下来，在180℃下对磁芯11进行加热处理，使磁芯11的材料的压粉体19a、19b所包含的热固化性树脂完全固化。

图14是将图13所示的保持构件13从箍环切掉之后的立体图。虚线示出磁芯11的轮廓。

如图14所示，将固定于磁芯11的两个保持构件13从箍环切掉而使其单片化，在保持构件13和线圈元件12的端部12a涂敷助焊剂并进行浸焊，从而利用焊料将保持构件13与线圈元件12的端部12a连接。

能够通过以上的工序而获得线圈部件10。

图15是图14的两个保持构件13分别沿着磁芯11的两个侧面延伸、且在线圈部件10的底面折弯后的线圈部件10的立体图。

如图15所示，以规定的长度切断图14的单片化了的保持构件13，并以凹部18的底面22的背侧沿着磁芯11的侧面的方式折弯。

此外，将保持构件13朝向磁芯11的底面折弯，由此得到图15所示的线圈部件10。需要说明的是，也可以在磁芯11的侧面形成用于嵌入保持构件13的凹部18的凹部。

(实施方式2的线圈部件10a的制造方法)

接下来，对图6所示的实施方式2中的线圈部件10a的制造方法进行说明。

需要说明的是，实施方式1的制造方法与本实施方式2的制造方法的不同之处在于有无设于保持构件13的狭缝。

以下，关于与实施方式1相同的制造方法省略说明。

图16是在图12的保持构件13上设有狭缝14、15、16的保持构件13的立体图。

如图16所示，在本实施方式2的保持构件13上，以使线圈元件12的端部12a和突起部17位于其间的方式设有狭缝14和狭缝15。此外，在将由狭缝14和狭缝15夹持的区域沿线圈元件12的端部12a的延伸方向延伸而得的区域中设有狭缝16。

狭缝14、狭缝15以及狭缝16能够通过对图11所示的与箍环连接的保持构件13进行冲裁加工而形成。

如图6、图7所示，狭缝14穿过阶梯部13a而形成，狭缝15穿过阶梯部13b而形成，并且狭缝16穿过阶梯部13c而形成，由此能够容易地形成凹部18。

需要说明的是，图8所示的实施方式3的线圈部件10b能够通过在对图6所示的实施方式2的线圈部件10a的制造方法中的、与箍环连接的保持构件13进行冲裁加工时适当地调整所冲裁的狭缝的形状而形成。

工业实用性

本发明所涉及的线圈部件即便被小型化也能够减小模具与保持构件之间的间隙，作为量产性优良的线圈部件是有用的。

附图标记说明

10、10a、10b 线圈部件

11 磁芯

12 线圈元件

12a 线圈元件的端部

13 保持构件

13a 阶梯部(第一阶梯部)

13b 阶梯部(第二阶梯部)

13c 阶梯部(第三阶梯部)

14 狭缝(第一狭缝)

14a 端部(第二部分)

14b 端部(第一部分)

15 狭缝(第二狭缝)

15a 端部(第四部分)

15b 端部(第三部分)

16 狭缝(第三狭缝)

17 突起部

17a 槽部

18 凹部

19a 压粉体

19b 压粉体

20 端子部

21a 突出部

21b 突出部

21c 突出部

21d 突出部

22 底面