巻き線型インダクタおよびその製造方法、ならびに電源回路
【課題】基板上に実装された状態でモールド樹脂によって基板上に封止される巻き線型インダクタであって、ドラム型コアにおける破損の発生を抑制することが可能な巻き線型インダクタを得る。
【解決手段】基板５０上に実装された状態でモールド樹脂６０によって基板５０上に封止される巻き線型インダクタ１００は、焼結磁性体から形成され、巻軸部１２ならびに巻軸部１２の両端にそれぞれ設けられた上鍔部１４および下鍔部１６を含むドラム型コア１０と、巻軸部１２に巻回されたコイル導体２０と、上鍔部１４および下鍔部１６の間に形成される空間１８を、巻軸部１２の径方向の外側から内側に向かって塞ぐように設けられる絶縁性物質３０と、を備え、絶縁性物質３０の熱膨張係数は、モールド樹脂６０の熱膨張係数よりも小さい。
【解決手段】基板５０上に実装された状態でモールド樹脂６０によって基板５０上に封止される巻き線型インダクタ１００は、焼結磁性体から形成され、巻軸部１２ならびに巻軸部１２の両端にそれぞれ設けられた上鍔部１４および下鍔部１６を含むドラム型コア１０と、巻軸部１２に巻回されたコイル導体２０と、上鍔部１４および下鍔部１６の間に形成される空間１８を、巻軸部１２の径方向の外側から内側に向かって塞ぐように設けられる絶縁性物質３０と、を備え、絶縁性物質３０の熱膨張係数は、モールド樹脂６０の熱膨張係数よりも小さい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、巻き線型インダクタおよびその製造方法、ならびに電源回路に関し、特に、基板等の被実装部材上に実装された状態で所定の封止部材によって被実装部材上に封止される巻き線型インダクタおよびその製造方法、ならびにその巻き線型インダクタを備えた電源回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯型の様々な電子機器端末または小型モジュールの集積回路などには、表面実装技術が用いられる。表面実装技術においては、インダクタを含むさまざまな部品が、多層基板上または小型モジュールなどの被実装部材上に高密度に実装される。表面実装技術の採用によって、電子機器端末などの小型化が図られている。近年では、電子機器端末などの小型化に伴って、インダクタ自体の小型化および薄型化も急速に進んでいる。
【０００３】
インダクタ自体の小型化および薄型化が進む中で、スイッチング方式等のＤＣ−ＤＣコンバータなどには、巻き線型インダクタが適用されている（下記の特許文献１，２参照）。巻き線型インダクタの適用によって、積層型インダクタおよび薄膜型インダクタを適用する場合とは異なり、電源回路に対して大電流を流すことが可能となる。
【０００４】
図９から図１１を参照して、基板５００（図１１参照）上に実装される一般的な巻き線型インダクタ１００Ｚについて説明する。図９は、巻き線型インダクタ１００Ｚを分解して示す斜視図である。図１０は、図９中のＸ−Ｘに沿った矢視断面図である。図１０においては、巻き線型インダクタ１００Ｚの組み立てられた状態が示される。図１１は、基板５００上に実装された巻き線型インダクタ１００Ｚを示す断面図である。
【０００５】
図９に示すように、巻き線型インダクタ１００Ｚは、ドラム型コア１０Ｚ、コイル導体２００、およびリングコア４００を備える。ドラム型コア１０Ｚは、巻軸部１２０（図１０参照）、ならびに巻軸部１２０の両端にそれぞれ設けられた上鍔部１４０および下鍔部１６０を含む。下鍔部１６０には、下鍔部１６０の外周端面および底面に沿うように、Ｌ字状の電極４２０および電極４４０（図１０参照）が取り付けられる。
【０００６】
図１０に示すように、コイル導体２００は、巻軸部１２０に巻回される。コイル導体２００は、上鍔部１４０および下鍔部１６０の間に形成される空間１８０（磁気ギャップ）内に配置される。リングコア４００は、空間１８０（磁気ギャップ）を外側から囲うように、ドラム型コア１０Ｚに対して同心状に嵌め込まれる（図９中の矢印ＡＲ１参照）。リングコア４００がドラム型コア１０Ｚに嵌め込まれた状態では、上鍔部１４０の外周端面とリングコア４００との間に間隙１９０が形成される。
【０００７】
図１１を参照して、巻き線型インダクタ１００Ｚがスイッチング方式等のＤＣ−ＤＣコンバータなどに適用される場合、巻き線型インダクタ１００Ｚは、基板５００上に実装される。基板５００上に形成された導体パターン５２０と巻き線型インダクタ１００Ｚの電極４２０，４４０とは、半田５４０を挟んで互いに接合される。
【０００８】
巻き線型インダクタ１００Ｚは、巻き線型インダクタ１００Ｚが基板５００上に実装された状態で、モールド樹脂６００、その他の硬化剤、またはその他の固定剤などによって基板５００上に封止される（密封処理される）。当該封止によって、電子機器８００が得られる。電子機器８００においては、巻き線型インダクタ１００Ｚがモールド樹脂６００などによって保護されることにより、電子機器８００（巻き線型インダクタ１００Ｚ）としての強度および信頼性が向上する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特表２００９−５２２７６８号公報
【特許文献２】特開２００８−５３６７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
図１２を参照して、上述のとおり、巻き線型インダクタ１００Ｚは、モールド樹脂６００等によって基板５００上に封止される。巻き線型インダクタ１００Ｚを基板５００上に封止する際には、モールド樹脂６００等は、溶融した状態で、巻き線型インダクタ１００Ｚの全体を覆うように基板５００上に供給される。この際、液体状のモールド樹脂６００等は、間隙１９０を通して上鍔部１４０および下鍔部１６０の間（空間１８０内）にも流れ込む。モールド樹脂６００等が硬化することによって、電子機器８００が得られる。
【００１１】
モールド樹脂６００等が硬化した後、電子機器８００は、熱サイクル試験、リフロー工程、または他の外部環境の変化によって、大きな温度変化が与えられる場合がある。この場合、モールド樹脂６００等の封止部材は、上鍔部１４０と下鍔部１６０との間の空間１８０（磁気ギャップ）内においても膨張または収縮する。
【００１２】
空間１８０内に位置するモールド樹脂６００等の封止部材が膨張または収縮することによって、上鍔部１４０または下鍔部１６０には、応力が作用する（矢印ＡＲ２，矢印ＡＲ３参照）。応力の作用によって、ドラム型コア１０Ｚの一部に割れまたは欠けなどの破損部１０００が発生することがある。
【００１３】
本発明は、被実装部材上に実装された状態で所定の封止部材によって被実装部材上に封止される巻き線型インダクタであって、ドラム型コアにおける破損の発生を抑制することが可能な巻き線型インダクタ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】
【００１４】
本発明に基づく巻き線型インダクタは、被実装部材上に実装された状態で、所定の封止部材によって上記被実装部材上に封止される巻き線型インダクタであって、焼結磁性体から形成され、巻軸部ならびに上記巻軸部の両端にそれぞれ設けられた第１鍔部および第２鍔部を含むドラム型コアと、上記巻軸部に巻回されたコイル導体と、上記第１鍔部および上記第２鍔部の間に形成される空間を、上記巻軸部の径方向の外側から内側に向かって塞ぐように設けられる絶縁性物質と、を備え、上記絶縁性物質の熱膨張係数は、上記封止部材の熱膨張係数よりも小さい。
【００１５】
好ましくは、上記絶縁性物質は、糸状の部材から構成され、上記絶縁性物質は、上記第１鍔部および上記第２鍔部の間に形成される上記空間内において、または、上記第１鍔部および上記第２鍔部の各々の外周端面上において、上記ドラム型コアに対して巻回された状態で上記ドラム型コアに接着されている。
【００１６】
好ましくは、上記絶縁性物質は、表面が接着層で被覆されるとともに、上記巻軸部に巻回された上記コイル導体の外周上に巻回され、上記絶縁性物質は、上記接着層によって、上記コイル導体の外周上に接着されている。
【００１７】
好ましくは、上記絶縁性物質は、熱硬化性を有する部材から構成されるとともに、上記巻軸部に巻回された上記コイル導体の外周上に巻回され、上記絶縁性物質は、上記絶縁性物質の熱硬化作用によって、上記コイル導体の外周上に接着されている。
【００１８】
本発明に基づく電源回路は、本発明に基づく上記の巻き線型インダクタを備える。
本発明に基づく巻き線型インダクタの製造方法は、被実装部材上に実装された状態で、所定の封止部材によって上記被実装部材上に封止される巻き線型インダクタの製造方法であって、焼結磁性体から形成され、巻軸部ならびに上記巻軸部の両端にそれぞれ設けられた第１鍔部および第２鍔部を含むドラム型コアを準備する工程と、上記巻軸部にコイル導体を巻回する工程と、上記第１鍔部および上記第２鍔部の間に形成される空間を、上記巻軸部の径方向の外側から内側に向かって塞ぐように絶縁性物質を設ける工程と、を備え、上記絶縁性物質の熱膨張係数は、上記封止部材の熱膨張係数よりも小さい。
【００１９】
好ましくは、上記絶縁性物質は、糸状の部材から構成され、上記空間を上記巻軸部の径方向の外側から内側に向かって塞ぐように上記絶縁性物質を設ける上記工程は、上記第１鍔部および上記第２鍔部の間に形成される上記空間内において、または、上記第１鍔部および上記第２鍔部の各々の外周端面上において、上記絶縁性物質を上記ドラム型コアに対して巻回する工程と、上記絶縁性物質を上記ドラム型コアに接着する工程と、を含む。
【００２０】
好ましくは、上記絶縁性物質は、表面が接着層で被覆され、上記空間を上記巻軸部の径方向の外側から内側に向かって塞ぐように上記絶縁性物質を設ける上記工程は、上記巻軸部に巻回された上記コイル導体の外周上に上記絶縁性物質を巻回する工程と、上記接着層によって、上記コイル導体の外周上に上記絶縁性物質を接着する工程と、をさらに含む。
【００２１】
好ましくは、上記絶縁性物質は、熱硬化性を有する部材から構成され、上記空間を上記巻軸部の径方向の外側から内側に向かって塞ぐように上記絶縁性物質を設ける上記工程は、上記巻軸部に巻回された上記コイル導体の外周上に上記絶縁性物質を巻回する工程と、上記絶縁性物質の熱硬化作用によって、上記コイル導体の外周上に上記絶縁性物質を接着する工程と、をさらに含む。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、被実装部材上に実装された状態で所定の封止部材によって被実装部材上に封止される巻き線型インダクタであって、ドラム型コアにおける破損の発生を抑制することが可能な巻き線型インダクタを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施の形態１における電源回路を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１における巻き線型インダクタを示す断面図である。
【図３】基板上に実装された実施の形態１における巻き線型インダクタを示す断面図である。
【図４】実施の形態２における巻き線型インダクタを示す断面図である。
【図５】図４中のＶ線によって囲まれる領域を拡大して示す断面図である。
【図６】基板上に実装された実施の形態２における巻き線型インダクタを示す断面図である。
【図７】実施の形態３における巻き線型インダクタを示す断面図である。
【図８】基板上に実装された実施の形態３における巻き線型インダクタを示す断面図である。
【図９】一般的な巻き線型インダクタを分解して示す斜視図である。
【図１０】図９中のＸ−Ｘ線に沿った矢視断面図である。
【図１１】基板上に実装された一般的な巻き線型インダクタを示す断面図である。
【図１２】基板上に実装された一般的な巻き線型インダクタに破損部が発生した状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明に基づいた各実施の形態について、以下、図面を参照しながら説明する。各実施の形態の説明において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。各実施の形態の説明において、同一の部品、相当部品に対しては、同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。
【００２５】
［実施の形態１］
（電源回路７０）
図１を参照して、本実施の形態における電源回路７０について説明する。図１は、電源回路７０を示すブロック図である。電源回路７０は、バッテリー７１およびＤＣ−ＤＣコンバータ７２を備える。ＤＣ−ＤＣコンバータ７２は、本実施の形態における巻き線型インダクタ１００（詳細は後述する）を含む。
【００２６】
ＤＣ−ＤＣコンバータ７２においては、バッテリー７１、電界効果型トランジスタ７３、および巻き線型インダクタ１００が、この順に並んで直列接続される。電界効果型トランジスタ７３と巻き線型インダクタ１００との間には、ダイオード７４が設けられる。電界効果型トランジスタ７３のオンオフ動作は、制御回路７５によって制御される。当該制御によって、ＤＣ−ＤＣコンバータ７２の出力端電圧Ｖ０が所定の電圧に保持される。
【００２７】
電界効果型トランジスタ７３がオンオフ動作を繰り返すと、巻き線型インダクタ１００およびコンデンサ７６には直流電圧が断続的に入力される。巻き線型インダクタ１００およびコンデンサ７６は、エネルギーを充放電する。当該充放電によって、断続的に入力された直流直流は、連続した直流電圧として出力される。
【００２８】
ＤＣ−ＤＣコンバータ７２においては、電界効果型トランジスタ７３のオンオフ動作のタイミングの変化に応じて、巻き線型インダクタ１００には直流電圧が断続的に発生する。巻き線型インダクタ１００は、巻き線型インダクタ１００が充放電を繰り返すことによって、この変化に応じた磁界を発生する。本実施の形態における電源回路７０は、以上のように構成される。
【００２９】
（巻き線型インダクタ１００）
図２を参照して、本実施の形態における巻き線型インダクタ１００について説明する。図２は、巻き線型インダクタ１００を示す断面図である。巻き線型インダクタ１００は、ドラム型コア１０、コイル導体２０、絶縁性物質３０、およびリングコア４０を備える。
【００３０】
ドラム型コア１０は、フェライト等を素材とする焼結磁性体から形成される。ドラム型コア１０は、巻軸部１２、ならびに巻軸部１２の両端にそれぞれ設けられた上鍔部１４（第１鍔部）および下鍔部１６（第２鍔部）を含む。巻軸部１２は、円柱または角柱などの棒状に形成される。上鍔部１４および下鍔部１６は、円形板状または多角形板状に形成される。下鍔部１６には、下鍔部１６の外周端面および底面に沿うように、Ｌ字状の電極４２および電極４４が取り付けられる。
【００３１】
コイル導体２０は、巻軸部１２に巻回される。コイル導体２０は、上鍔部１４および下鍔部１６の間に形成される空間１８（磁気ギャップ）内に配置される。コイル導体２０の一端は、電極４２に電気的に接続される（詳細は図示せず）。コイル導体２０の他端は、電極４４に電気的に接続される（詳細は図示せず）。
【００３２】
絶縁性物質３０は、上鍔部１４および下鍔部１６の間に形成される空間１８を、巻軸部１２の径方向の外側から内側に向かって塞ぐように設けられる。本実施の形態においては、絶縁性物質３０は、巻軸部１２の径方向の外側から内側に向かって空間１８を埋めるように設けられる。
【００３３】
絶縁性物質３０を構成する部材（素材）は、たとえば、ガラス繊維、または、フェノール樹脂を含む合成樹脂などである。詳細は後述されるが、絶縁性物質３０を構成する部材の熱膨張係数は、巻き線型インダクタ１００を基板５０（図３参照）上に封止するモールド樹脂６０（図３参照）の熱膨張係数よりも小さい。
【００３４】
リングコア４０は、空間１８（磁気ギャップ）を外側から囲うように、ドラム型コア１０に対して同心状に嵌め込まれる。リングコア４０は、紫外線硬化樹脂などの接着剤４３によって、電極４２および電極４４にそれぞれ接合される。リングコア４０がドラム型コア１０に対して固定された状態では、上鍔部１４の外周端面とリングコア４０との間に間隙１９が形成される。
【００３５】
リングコア４０が空間１８（磁気ギャップ）を外側から囲うように設けられることによって、この磁気ギャップからの磁束漏れが防止され、透磁率（磁気シールド性）が向上する。リングコア４０の配設によって、より大きなインダクタンスを得ることが可能となるなお、リングコア４０は、必要に応じて設けられるとよい。本実施の形態における巻き線型インダクタ１００は、以上のように構成される。
【００３６】
（巻き線型インダクタ１００の実装）
図３を参照して、巻き線型インダクタ１００がスイッチング方式等のＤＣ−ＤＣコンバータ７２（図１参照）などを含む電源回路７０（図１参照）に適用される場合、巻き線型インダクタ１００は、基板５０上に実装される。巻き線型インダクタ１００は、基板５０の他にも、小型モジュールなどの他の被実装部材に実装されてもよい。巻き線型インダクタ１００が基板５０上に実装される場合、基板５０上に形成された導体パターン５２と巻き線型インダクタ１００の電極４２，４４とが、半田５４を挟んで互いに接合される。
【００３７】
巻き線型インダクタ１００は、巻き線型インダクタ１００が基板５０上に実装された状態で、モールド樹脂６０、その他の硬化剤、またはその他の固定剤などの、所定の封止部材によって基板５０上に封止される（密封処理される）。
【００３８】
巻き線型インダクタ１００を封止するモールド樹脂６０などの封止部材としては、たとえば、エポキシ樹脂などを用いることができる。
【００３９】
モールド樹脂６０などによる封止によって、電子機器８０が得られる。電子機器８０においては、巻き線型インダクタ１００がモールド樹脂６０などの封止部材によって保護されることにより、電子機器８０（巻き線型インダクタ１００）としての強度および信頼性を向上させることができる。
【００４０】
ここで、巻き線型インダクタ１００を基板５０上に封止する際には、モールド樹脂６０等は、溶融した状態で、巻き線型インダクタ１００の全体を覆うように基板５０上に供給される。この際、液体状のモールド樹脂６０等は、間隙１９を通して上鍔部１４および下鍔部１６の間（空間１８内）にも流れ込もうとする。
【００４１】
本実施の形態における巻き線型インダクタ１００においては、絶縁性物質３０が、上鍔部１４および下鍔部１６の間に形成される空間１８を、巻軸部１２の径方向の外側から内側に向かって塞ぐように設けられる。液体状のモールド樹脂６０等は、上鍔部１４および下鍔部１６の間（空間１８内）に流れ込む（侵入する）ことがない。
【００４２】
上述のとおり、絶縁性物質３０を構成する部材の熱膨張係数は、モールド樹脂６０等の封止部材の熱膨張係数よりも小さい。モールド樹脂６０等が硬化した後、電子機器８０に大きな温度変化が与えられたと仮定する。この場合であっても、モールド樹脂６０の熱膨張率に比べて絶縁性物質３０の熱膨張率の方が小さいため、巻き線型インダクタ１００においては、冒頭（図１２参照）で説明したような応力が上鍔部１４および下鍔部１６に作用することはない（若しくは軽減される）。
【００４３】
巻き線型インダクタ１００によれば、上鍔部１４と下鍔部１６との間の空間１８（磁気ギャップ）内において絶縁性物質３０が膨張または収縮したとしても、ドラム型コア１０の一部に割れまたは欠けなどの破損が生じることは抑制される。巻き線型インダクタ１００によれば、熱変動に対しての信頼性を向上させることが可能となる。
【００４４】
（巻き線型インダクタ１００の製造方法）
巻き線型インダクタ１００の製造方法としては、以下のとおりである。まず、フェライト等を素材とする焼結磁性体からドラム型コア１０を得る。ドラム型コア１０は、プレス成型または切削などによって得られる。得られたドラム型コア１０の巻軸部１２に対して、コイル導体２０を巻回する。
【００４５】
次に、絶縁性物質３０が設けられる。絶縁性物質３０は、上鍔部１４および下鍔部１６の間に形成される空間１８を、巻軸部１２の径方向の外側から内側に向かって塞ぐ。絶縁性物質３０としては、溶融させた状態（粘性を持った不定形状の状態）で空間１８内に注入されるとよい。絶縁性物質３０を注入した後、溶融状態にある絶縁性物質３０を積極的に乾燥させたり、積極的に熱を付与したり、または常温下に所定の時間置いたりして、絶縁性物質３０を硬化させる。
【００４６】
絶縁性物質３０が硬化した後、電極４２，４４が下鍔部１６に取り付けられる。リングコア４０は、ドラム型コア１０に嵌め込まれた状態で、接着剤４３によって固定される。以上のようにして、本実施の形態における巻き線型インダクタ１００（図２参照）が得られる。
【００４７】
［実施の形態２］
図４および図５を参照して、本実施の形態における巻き線型インダクタ１００Ａについて説明する。図４は、巻き線型インダクタ１００Ａを示す断面図である。図５は、図４中のＶ線によって囲まれる領域を拡大して示す断面図である。
【００４８】
図４に示すように、巻き線型インダクタ１００Ａにおいては、上述の実施の形態１における巻き線型インダクタ１００の絶縁性物質３０（図２参照）の代わりに、糸状の部材から構成される絶縁性物質３０Ａが用いられる。絶縁性物質３０Ａを構成する部材の熱膨張係数は、巻き線型インダクタ１００Ａを基板５０（図６参照）上に封止するモールド樹脂６０（図６参照）の熱膨張係数よりも小さい。絶縁性物質３０Ａを構成する部材（素材）は、たとえば、ガラス繊維、または、テグスなどである。
【００４９】
絶縁性物質３０Ａは、空間１８内において、ドラム型コア１０に対して巻回される。本実施の形態における絶縁性物質３０Ａは、互いに対向する上鍔部１４の内表面１４Ａおよび下鍔部１６の内表面１６Ａの双方に、それぞれ接着される。絶縁性物質３０Ａも、上鍔部１４および下鍔部１６の間に形成される空間１８を、巻軸部１２の径方向の外側から内側に向かって塞いでいる。
【００５０】
絶縁性物質３０Ａを構成する部材は、熱硬化性を有しているとよい。この場合、絶縁性物質３０Ａは、巻軸部１２に巻回されたコイル導体２０の外周上に巻回された後、絶縁性物質３０Ａの熱硬化作用によって、コイル導体２０の外周上に接着されることができる。熱硬化性を有する糸状の絶縁性物質３０Ａとしては、たとえば、フェノール樹脂を含む合成樹脂などを用いることができる。
【００５１】
図５に示すように、絶縁性物質３０Ａは、芯材３１と、その表面を被覆する接着層３２とから構成されていてもよい。この場合、絶縁性物質３０Ａは、コイル導体２０の外周上に巻回された後、接着層３２によって、コイル導体２０の外周上に接着されることができる。芯材３１としては、たとえば、ガラス繊維、または、テグスなどを用いることができる。接着層３２としては、たとえば、ポリイミド系接着剤を含む合成系接着剤などを用いることができる。
【００５２】
（巻き線型インダクタ１００Ａの実装）
図６を参照して、巻き線型インダクタ１００Ａも、上述の実施の形態１における巻き線型インダクタ１００と同様に、巻き線型インダクタ１００Ａが基板５０上に実装された状態で、モールド樹脂６０、その他の硬化剤、またはその他の固定剤などの、所定の封止部材によって封止される（密封処理される）。
【００５３】
モールド樹脂６０などによる封止によって、電子機器８０Ａが得られる。電子機器８０Ａにおいても、巻き線型インダクタ１００Ａがモールド樹脂６０などの封止部材によって保護されることにより、電子機器８０Ａ（巻き線型インダクタ１００Ａ）としての強度および信頼性を向上させることができる。
【００５４】
巻き線型インダクタ１００Ａを基板５０上に封止する際には、モールド樹脂６０等は、溶融した状態で、巻き線型インダクタ１００Ａの全体を覆うように基板５０上に供給される。液体状のモールド樹脂６０等は、間隙１９を通して上鍔部１４および下鍔部１６の間（空間１８内）にも流れ込もうとする。
【００５５】
本実施の形態における巻き線型インダクタ１００Ａにおいては、絶縁性物質３０Ａが、上鍔部１４および下鍔部１６の間に形成される空間１８を、巻軸部１２の径方向の外側から内側に向かって塞ぐように設けられる。液体状のモールド樹脂６０等は、上鍔部１４および下鍔部１６の間（空間１８内）にも流れ込む（侵入する）ことがない。
【００５６】
上述のとおり、絶縁性物質３０Ａを構成する部材の熱膨張係数は、モールド樹脂６０等の封止部材の熱膨張係数よりも小さい。モールド樹脂６０等が硬化した後、電子機器８０Ａに大きな温度変化が与えられたと仮定する。この場合であっても、モールド樹脂６０の熱膨張率に比べて絶縁性物質３０Ａの熱膨張率の方が小さいため、巻き線型インダクタ１００Ａにおいては、冒頭（図１２参照）で説明したような応力が上鍔部１４および下鍔部１６に作用することはない（若しくは軽減される）。
【００５７】
巻き線型インダクタ１００Ａによれば、絶縁性物質３０Ａが上鍔部１４と下鍔部１６との間の空間１８（磁気ギャップ）内において膨張または収縮したとしても、ドラム型コア１０の一部に割れまたは欠けなどの破損が生じることは抑制される。巻き線型インダクタ１００Ａによっても、熱変動に対しての信頼性を向上させることが可能となる。
【００５８】
（巻き線型インダクタ１００Ａの製造方法）
巻き線型インダクタ１００Ａの製造方法としては、上述の実施の形態１と同様に、ドラム型コア１０の巻軸部１２に対して、コイル導体２０を巻回する。次いで、コイル導体２０の外周上に、絶縁性物質３０Ａを巻回する。絶縁性物質３０Ａは、上鍔部１４および下鍔部１６の間に形成される空間１８を、巻軸部１２の径方向の外側から内側に向かって塞ぐように設けられる。
【００５９】
本実施の形態における巻き線型インダクタ１００Ａの製造方法においては、コイル導体２０の巻回に使用される機械と同一のものを使用して、絶縁性物質３０Ａを巻回することができるため、製造効率がよい。
【００６０】
［実施の形態３］
図７を参照して、本実施の形態における巻き線型インダクタ１００Ｂについて説明する。図７は、巻き線型インダクタ１００Ｂを示す断面図である。巻き線型インダクタ１００Ｂにおいては、上述の実施の形態２における巻き線型インダクタ１００Ａとは異なり、絶縁性物質３０Ａが空間１８内には配置されない。
【００６１】
本実施の形態における絶縁性物質３０Ａは、上鍔部１４の外周端面１４Ｂ上および下鍔部１６の外周端面１６Ｂ上において、空間１８を跨ぐように巻回され、外周端面１４Ｂ，１６Ｂにそれぞれ接着されている。本実施の形態における絶縁性物質３０Ａも、上鍔部１４および下鍔部１６の間に形成される空間１８を、巻軸部１２の径方向の外側から内側に向かって塞いでいる。
【００６２】
（巻き線型インダクタ１００Ｂの実装）
図８を参照して、巻き線型インダクタ１００Ｂも、上述の実施の形態１における巻き線型インダクタ１００と同様に、巻き線型インダクタ１００Ｂが基板５０上に実装された状態で、モールド樹脂６０、その他の硬化剤、またはその他の固定剤などの、所定の封止部材によって封止される（密封処理される）。
【００６３】
モールド樹脂６０などによる封止によって、電子機器８０Ｂが得られる。電子機器８０Ｂにおいても、巻き線型インダクタ１００Ｂがモールド樹脂６０などの封止部材によって保護されることにより、電子機器８０Ｂ（巻き線型インダクタ１００Ｂ）としての強度および信頼性を向上させることができる。
【００６４】
巻き線型インダクタ１００Ｂを基板５０上に封止する際には、モールド樹脂６０等は、溶融した状態で、巻き線型インダクタ１００Ｂの全体を覆うように基板５０上に供給される。液体状のモールド樹脂６０等は、間隙１９を通して上鍔部１４および下鍔部１６の間（空間１８内）にも流れ込もうとする。
【００６５】
本実施の形態における巻き線型インダクタ１００Ｂにおいても、絶縁性物質３０Ａが、上鍔部１４および下鍔部１６の間に形成される空間１８を、巻軸部１２の径方向の外側から内側に向かって塞ぐように設けられる。液体状のモールド樹脂６０等は、上鍔部１４および下鍔部１６の間（空間１８内）にも流れ込む（侵入する）ことがない。
【００６６】
絶縁性物質３０Ａを構成する部材の熱膨張係数は、モールド樹脂６０等の封止部材の熱膨張係数よりも小さい。モールド樹脂６０等が硬化した後、電子機器８０Ｂに大きな温度変化が与えられたと仮定する。この場合であっても、モールド樹脂６０の熱膨張率に比べて絶縁性物質３０Ａの熱膨張率の方が小さいため、巻き線型インダクタ１００Ｂにおいては、冒頭（図１２参照）で説明したような応力が上鍔部１４および下鍔部１６に作用することはない（若しくは軽減される）。
【００６７】
巻き線型インダクタ１００Ｂにおいては、絶縁性物質３０Ａが空間１８（磁気ギャップ）内に配置されない。空間１８内には、コイル導体２０が配置され、他の部分のほとんどは空洞となっている。絶縁性物質３０Ａが膨張または収縮したとしても、その膨張または収縮による影響は、絶縁性物質３０Ａと外周端面１４Ｂ，ｌ６Ｂとの接合部を通して上鍔部１４および下鍔部１６に伝達される。上鍔部１４および下鍔部１６に生じる応力は小さく、ドラム型コア１０の一部に割れまたは欠けなどの破損が生じることはより一層抑制される。巻き線型インダクタ１００Ｂによっても、熱変動に対しての信頼性を向上させることが可能となる。
【００６８】
（巻き線型インダクタ１００Ｂの製造方法）
巻き線型インダクタ１００Ｂの製造方法としては、上述の実施の形態２と同様に、ドラム型コア１０の巻軸部１２に対して、コイル導体２０を巻回する。次いで、上鍔部１４および下鍔部１６の各々の外周端面１４Ｂ，１６Ｂを利用して、ドラム型コア１０に対して絶縁性物質３０Ａを巻回する。絶縁性物質３０Ａは、上鍔部１４および下鍔部１６の間に形成される空間１８を、巻軸部１２の径方向の外側から内側に向かって塞ぐように設けられる。
【００６９】
本実施の形態における巻き線型インダクタ１００Ｂの製造方法においても、コイル導体２０の巻回に使用される機械と同一のものを使用して、絶縁性物質３０Ａを巻回することができるため、製造効率が高い。
【００７０】
以上、本発明に基づいた各実施の形態について説明したが、今回開示された各実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００７１】
１０，１０Ｚ ドラム型コア、１２，１２０ 巻軸部、１４，１４０ 上鍔部、１４Ａ，１６Ａ 内表面、１４Ｂ，１６Ｂ 外周端面、１６，１６０ 下鍔部、１８，１８０ 空間、１９，１９０ 間隙、２０，２００ コイル導体、３０，３０Ａ 絶縁性物質、３１ 芯材、３２ 接着層、４０，４００ リングコア、４２，４４，４２０，４４０ 電極、４３ 接着剤、５０，５００ 基板（被実装部材）、５２，５２０ 導体パターン、５４，５４０ 半田、６０，６００ モールド樹脂（封止部材）、７０ 電源回路、７１ バッテリー、７２ ＤＣ−ＤＣコンバータ、７３ 電界効果型トランジスタ、７４ ダイオード、７５ 制御回路、７６ コンデンサ、８０，８０Ａ，８０Ｂ，８００ 電子機器、１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｚ 巻き線型インダクタ、１０００ 破損部、ＡＲ１，ＡＲ２，ＡＲ３ 矢印。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、巻き線型インダクタおよびその製造方法、ならびに電源回路に関し、特に、基板等の被実装部材上に実装された状態で所定の封止部材によって被実装部材上に封止される巻き線型インダクタおよびその製造方法、ならびにその巻き線型インダクタを備えた電源回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯型の様々な電子機器端末または小型モジュールの集積回路などには、表面実装技術が用いられる。表面実装技術においては、インダクタを含むさまざまな部品が、多層基板上または小型モジュールなどの被実装部材上に高密度に実装される。表面実装技術の採用によって、電子機器端末などの小型化が図られている。近年では、電子機器端末などの小型化に伴って、インダクタ自体の小型化および薄型化も急速に進んでいる。
【０００３】
インダクタ自体の小型化および薄型化が進む中で、スイッチング方式等のＤＣ−ＤＣコンバータなどには、巻き線型インダクタが適用されている（下記の特許文献１，２参照）。巻き線型インダクタの適用によって、積層型インダクタおよび薄膜型インダクタを適用する場合とは異なり、電源回路に対して大電流を流すことが可能となる。
【０００４】
図９から図１１を参照して、基板５００（図１１参照）上に実装される一般的な巻き線型インダクタ１００Ｚについて説明する。図９は、巻き線型インダクタ１００Ｚを分解して示す斜視図である。図１０は、図９中のＸ−Ｘに沿った矢視断面図である。図１０においては、巻き線型インダクタ１００Ｚの組み立てられた状態が示される。図１１は、基板５００上に実装された巻き線型インダクタ１００Ｚを示す断面図である。
【０００５】
図９に示すように、巻き線型インダクタ１００Ｚは、ドラム型コア１０Ｚ、コイル導体２００、およびリングコア４００を備える。ドラム型コア１０Ｚは、巻軸部１２０（図１０参照）、ならびに巻軸部１２０の両端にそれぞれ設けられた上鍔部１４０および下鍔部１６０を含む。下鍔部１６０には、下鍔部１６０の外周端面および底面に沿うように、Ｌ字状の電極４２０および電極４４０（図１０参照）が取り付けられる。
【０００６】
図１０に示すように、コイル導体２００は、巻軸部１２０に巻回される。コイル導体２００は、上鍔部１４０および下鍔部１６０の間に形成される空間１８０（磁気ギャップ）内に配置される。リングコア４００は、空間１８０（磁気ギャップ）を外側から囲うように、ドラム型コア１０Ｚに対して同心状に嵌め込まれる（図９中の矢印ＡＲ１参照）。リングコア４００がドラム型コア１０Ｚに嵌め込まれた状態では、上鍔部１４０の外周端面とリングコア４００との間に間隙１９０が形成される。
【０００７】
図１１を参照して、巻き線型インダクタ１００Ｚがスイッチング方式等のＤＣ−ＤＣコンバータなどに適用される場合、巻き線型インダクタ１００Ｚは、基板５００上に実装される。基板５００上に形成された導体パターン５２０と巻き線型インダクタ１００Ｚの電極４２０，４４０とは、半田５４０を挟んで互いに接合される。
【０００８】
巻き線型インダクタ１００Ｚは、巻き線型インダクタ１００Ｚが基板５００上に実装された状態で、モールド樹脂６００、その他の硬化剤、またはその他の固定剤などによって基板５００上に封止される（密封処理される）。当該封止によって、電子機器８００が得られる。電子機器８００においては、巻き線型インダクタ１００Ｚがモールド樹脂６００などによって保護されることにより、電子機器８００（巻き線型インダクタ１００Ｚ）としての強度および信頼性が向上する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特表２００９−５２２７６８号公報
【特許文献２】特開２００８−５３６７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
図１２を参照して、上述のとおり、巻き線型インダクタ１００Ｚは、モールド樹脂６００等によって基板５００上に封止される。巻き線型インダクタ１００Ｚを基板５００上に封止する際には、モールド樹脂６００等は、溶融した状態で、巻き線型インダクタ１００Ｚの全体を覆うように基板５００上に供給される。この際、液体状のモールド樹脂６００等は、間隙１９０を通して上鍔部１４０および下鍔部１６０の間（空間１８０内）にも流れ込む。モールド樹脂６００等が硬化することによって、電子機器８００が得られる。
【００１１】
モールド樹脂６００等が硬化した後、電子機器８００は、熱サイクル試験、リフロー工程、または他の外部環境の変化によって、大きな温度変化が与えられる場合がある。この場合、モールド樹脂６００等の封止部材は、上鍔部１４０と下鍔部１６０との間の空間１８０（磁気ギャップ）内においても膨張または収縮する。
【００１２】
空間１８０内に位置するモールド樹脂６００等の封止部材が膨張または収縮することによって、上鍔部１４０または下鍔部１６０には、応力が作用する（矢印ＡＲ２，矢印ＡＲ３参照）。応力の作用によって、ドラム型コア１０Ｚの一部に割れまたは欠けなどの破損部１０００が発生することがある。
【００１３】
本発明は、被実装部材上に実装された状態で所定の封止部材によって被実装部材上に封止される巻き線型インダクタであって、ドラム型コアにおける破損の発生を抑制することが可能な巻き線型インダクタ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】
【００１４】
本発明に基づく巻き線型インダクタは、被実装部材上に実装された状態で、所定の封止部材によって上記被実装部材上に封止される巻き線型インダクタであって、焼結磁性体から形成され、巻軸部ならびに上記巻軸部の両端にそれぞれ設けられた第１鍔部および第２鍔部を含むドラム型コアと、上記巻軸部に巻回されたコイル導体と、上記第１鍔部および上記第２鍔部の間に形成される空間を、上記巻軸部の径方向の外側から内側に向かって塞ぐように設けられる絶縁性物質と、を備え、上記絶縁性物質の熱膨張係数は、上記封止部材の熱膨張係数よりも小さい。
【００１５】
好ましくは、上記絶縁性物質は、糸状の部材から構成され、上記絶縁性物質は、上記第１鍔部および上記第２鍔部の間に形成される上記空間内において、または、上記第１鍔部および上記第２鍔部の各々の外周端面上において、上記ドラム型コアに対して巻回された状態で上記ドラム型コアに接着されている。
【００１６】
好ましくは、上記絶縁性物質は、表面が接着層で被覆されるとともに、上記巻軸部に巻回された上記コイル導体の外周上に巻回され、上記絶縁性物質は、上記接着層によって、上記コイル導体の外周上に接着されている。
【００１７】
好ましくは、上記絶縁性物質は、熱硬化性を有する部材から構成されるとともに、上記巻軸部に巻回された上記コイル導体の外周上に巻回され、上記絶縁性物質は、上記絶縁性物質の熱硬化作用によって、上記コイル導体の外周上に接着されている。
【００１８】
本発明に基づく電源回路は、本発明に基づく上記の巻き線型インダクタを備える。
本発明に基づく巻き線型インダクタの製造方法は、被実装部材上に実装された状態で、所定の封止部材によって上記被実装部材上に封止される巻き線型インダクタの製造方法であって、焼結磁性体から形成され、巻軸部ならびに上記巻軸部の両端にそれぞれ設けられた第１鍔部および第２鍔部を含むドラム型コアを準備する工程と、上記巻軸部にコイル導体を巻回する工程と、上記第１鍔部および上記第２鍔部の間に形成される空間を、上記巻軸部の径方向の外側から内側に向かって塞ぐように絶縁性物質を設ける工程と、を備え、上記絶縁性物質の熱膨張係数は、上記封止部材の熱膨張係数よりも小さい。
【００１９】
好ましくは、上記絶縁性物質は、糸状の部材から構成され、上記空間を上記巻軸部の径方向の外側から内側に向かって塞ぐように上記絶縁性物質を設ける上記工程は、上記第１鍔部および上記第２鍔部の間に形成される上記空間内において、または、上記第１鍔部および上記第２鍔部の各々の外周端面上において、上記絶縁性物質を上記ドラム型コアに対して巻回する工程と、上記絶縁性物質を上記ドラム型コアに接着する工程と、を含む。
【００２０】
好ましくは、上記絶縁性物質は、表面が接着層で被覆され、上記空間を上記巻軸部の径方向の外側から内側に向かって塞ぐように上記絶縁性物質を設ける上記工程は、上記巻軸部に巻回された上記コイル導体の外周上に上記絶縁性物質を巻回する工程と、上記接着層によって、上記コイル導体の外周上に上記絶縁性物質を接着する工程と、をさらに含む。
【００２１】
好ましくは、上記絶縁性物質は、熱硬化性を有する部材から構成され、上記空間を上記巻軸部の径方向の外側から内側に向かって塞ぐように上記絶縁性物質を設ける上記工程は、上記巻軸部に巻回された上記コイル導体の外周上に上記絶縁性物質を巻回する工程と、上記絶縁性物質の熱硬化作用によって、上記コイル導体の外周上に上記絶縁性物質を接着する工程と、をさらに含む。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、被実装部材上に実装された状態で所定の封止部材によって被実装部材上に封止される巻き線型インダクタであって、ドラム型コアにおける破損の発生を抑制することが可能な巻き線型インダクタを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施の形態１における電源回路を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１における巻き線型インダクタを示す断面図である。
【図３】基板上に実装された実施の形態１における巻き線型インダクタを示す断面図である。
【図４】実施の形態２における巻き線型インダクタを示す断面図である。
【図５】図４中のＶ線によって囲まれる領域を拡大して示す断面図である。
【図６】基板上に実装された実施の形態２における巻き線型インダクタを示す断面図である。
【図７】実施の形態３における巻き線型インダクタを示す断面図である。
【図８】基板上に実装された実施の形態３における巻き線型インダクタを示す断面図である。
【図９】一般的な巻き線型インダクタを分解して示す斜視図である。
【図１０】図９中のＸ−Ｘ線に沿った矢視断面図である。
【図１１】基板上に実装された一般的な巻き線型インダクタを示す断面図である。
【図１２】基板上に実装された一般的な巻き線型インダクタに破損部が発生した状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明に基づいた各実施の形態について、以下、図面を参照しながら説明する。各実施の形態の説明において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。各実施の形態の説明において、同一の部品、相当部品に対しては、同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。
【００２５】
［実施の形態１］
（電源回路７０）
図１を参照して、本実施の形態における電源回路７０について説明する。図１は、電源回路７０を示すブロック図である。電源回路７０は、バッテリー７１およびＤＣ−ＤＣコンバータ７２を備える。ＤＣ−ＤＣコンバータ７２は、本実施の形態における巻き線型インダクタ１００（詳細は後述する）を含む。
【００２６】
ＤＣ−ＤＣコンバータ７２においては、バッテリー７１、電界効果型トランジスタ７３、および巻き線型インダクタ１００が、この順に並んで直列接続される。電界効果型トランジスタ７３と巻き線型インダクタ１００との間には、ダイオード７４が設けられる。電界効果型トランジスタ７３のオンオフ動作は、制御回路７５によって制御される。当該制御によって、ＤＣ−ＤＣコンバータ７２の出力端電圧Ｖ０が所定の電圧に保持される。
【００２７】
電界効果型トランジスタ７３がオンオフ動作を繰り返すと、巻き線型インダクタ１００およびコンデンサ７６には直流電圧が断続的に入力される。巻き線型インダクタ１００およびコンデンサ７６は、エネルギーを充放電する。当該充放電によって、断続的に入力された直流直流は、連続した直流電圧として出力される。
【００２８】
ＤＣ−ＤＣコンバータ７２においては、電界効果型トランジスタ７３のオンオフ動作のタイミングの変化に応じて、巻き線型インダクタ１００には直流電圧が断続的に発生する。巻き線型インダクタ１００は、巻き線型インダクタ１００が充放電を繰り返すことによって、この変化に応じた磁界を発生する。本実施の形態における電源回路７０は、以上のように構成される。
【００２９】
（巻き線型インダクタ１００）
図２を参照して、本実施の形態における巻き線型インダクタ１００について説明する。図２は、巻き線型インダクタ１００を示す断面図である。巻き線型インダクタ１００は、ドラム型コア１０、コイル導体２０、絶縁性物質３０、およびリングコア４０を備える。
【００３０】
ドラム型コア１０は、フェライト等を素材とする焼結磁性体から形成される。ドラム型コア１０は、巻軸部１２、ならびに巻軸部１２の両端にそれぞれ設けられた上鍔部１４（第１鍔部）および下鍔部１６（第２鍔部）を含む。巻軸部１２は、円柱または角柱などの棒状に形成される。上鍔部１４および下鍔部１６は、円形板状または多角形板状に形成される。下鍔部１６には、下鍔部１６の外周端面および底面に沿うように、Ｌ字状の電極４２および電極４４が取り付けられる。
【００３１】
コイル導体２０は、巻軸部１２に巻回される。コイル導体２０は、上鍔部１４および下鍔部１６の間に形成される空間１８（磁気ギャップ）内に配置される。コイル導体２０の一端は、電極４２に電気的に接続される（詳細は図示せず）。コイル導体２０の他端は、電極４４に電気的に接続される（詳細は図示せず）。
【００３２】
絶縁性物質３０は、上鍔部１４および下鍔部１６の間に形成される空間１８を、巻軸部１２の径方向の外側から内側に向かって塞ぐように設けられる。本実施の形態においては、絶縁性物質３０は、巻軸部１２の径方向の外側から内側に向かって空間１８を埋めるように設けられる。
【００３３】
絶縁性物質３０を構成する部材（素材）は、たとえば、ガラス繊維、または、フェノール樹脂を含む合成樹脂などである。詳細は後述されるが、絶縁性物質３０を構成する部材の熱膨張係数は、巻き線型インダクタ１００を基板５０（図３参照）上に封止するモールド樹脂６０（図３参照）の熱膨張係数よりも小さい。
【００３４】
リングコア４０は、空間１８（磁気ギャップ）を外側から囲うように、ドラム型コア１０に対して同心状に嵌め込まれる。リングコア４０は、紫外線硬化樹脂などの接着剤４３によって、電極４２および電極４４にそれぞれ接合される。リングコア４０がドラム型コア１０に対して固定された状態では、上鍔部１４の外周端面とリングコア４０との間に間隙１９が形成される。
【００３５】
リングコア４０が空間１８（磁気ギャップ）を外側から囲うように設けられることによって、この磁気ギャップからの磁束漏れが防止され、透磁率（磁気シールド性）が向上する。リングコア４０の配設によって、より大きなインダクタンスを得ることが可能となるなお、リングコア４０は、必要に応じて設けられるとよい。本実施の形態における巻き線型インダクタ１００は、以上のように構成される。
【００３６】
（巻き線型インダクタ１００の実装）
図３を参照して、巻き線型インダクタ１００がスイッチング方式等のＤＣ−ＤＣコンバータ７２（図１参照）などを含む電源回路７０（図１参照）に適用される場合、巻き線型インダクタ１００は、基板５０上に実装される。巻き線型インダクタ１００は、基板５０の他にも、小型モジュールなどの他の被実装部材に実装されてもよい。巻き線型インダクタ１００が基板５０上に実装される場合、基板５０上に形成された導体パターン５２と巻き線型インダクタ１００の電極４２，４４とが、半田５４を挟んで互いに接合される。
【００３７】
巻き線型インダクタ１００は、巻き線型インダクタ１００が基板５０上に実装された状態で、モールド樹脂６０、その他の硬化剤、またはその他の固定剤などの、所定の封止部材によって基板５０上に封止される（密封処理される）。
【００３８】
巻き線型インダクタ１００を封止するモールド樹脂６０などの封止部材としては、たとえば、エポキシ樹脂などを用いることができる。
【００３９】
モールド樹脂６０などによる封止によって、電子機器８０が得られる。電子機器８０においては、巻き線型インダクタ１００がモールド樹脂６０などの封止部材によって保護されることにより、電子機器８０（巻き線型インダクタ１００）としての強度および信頼性を向上させることができる。
【００４０】
ここで、巻き線型インダクタ１００を基板５０上に封止する際には、モールド樹脂６０等は、溶融した状態で、巻き線型インダクタ１００の全体を覆うように基板５０上に供給される。この際、液体状のモールド樹脂６０等は、間隙１９を通して上鍔部１４および下鍔部１６の間（空間１８内）にも流れ込もうとする。
【００４１】
本実施の形態における巻き線型インダクタ１００においては、絶縁性物質３０が、上鍔部１４および下鍔部１６の間に形成される空間１８を、巻軸部１２の径方向の外側から内側に向かって塞ぐように設けられる。液体状のモールド樹脂６０等は、上鍔部１４および下鍔部１６の間（空間１８内）に流れ込む（侵入する）ことがない。
【００４２】
上述のとおり、絶縁性物質３０を構成する部材の熱膨張係数は、モールド樹脂６０等の封止部材の熱膨張係数よりも小さい。モールド樹脂６０等が硬化した後、電子機器８０に大きな温度変化が与えられたと仮定する。この場合であっても、モールド樹脂６０の熱膨張率に比べて絶縁性物質３０の熱膨張率の方が小さいため、巻き線型インダクタ１００においては、冒頭（図１２参照）で説明したような応力が上鍔部１４および下鍔部１６に作用することはない（若しくは軽減される）。
【００４３】
巻き線型インダクタ１００によれば、上鍔部１４と下鍔部１６との間の空間１８（磁気ギャップ）内において絶縁性物質３０が膨張または収縮したとしても、ドラム型コア１０の一部に割れまたは欠けなどの破損が生じることは抑制される。巻き線型インダクタ１００によれば、熱変動に対しての信頼性を向上させることが可能となる。
【００４４】
（巻き線型インダクタ１００の製造方法）
巻き線型インダクタ１００の製造方法としては、以下のとおりである。まず、フェライト等を素材とする焼結磁性体からドラム型コア１０を得る。ドラム型コア１０は、プレス成型または切削などによって得られる。得られたドラム型コア１０の巻軸部１２に対して、コイル導体２０を巻回する。
【００４５】
次に、絶縁性物質３０が設けられる。絶縁性物質３０は、上鍔部１４および下鍔部１６の間に形成される空間１８を、巻軸部１２の径方向の外側から内側に向かって塞ぐ。絶縁性物質３０としては、溶融させた状態（粘性を持った不定形状の状態）で空間１８内に注入されるとよい。絶縁性物質３０を注入した後、溶融状態にある絶縁性物質３０を積極的に乾燥させたり、積極的に熱を付与したり、または常温下に所定の時間置いたりして、絶縁性物質３０を硬化させる。
【００４６】
絶縁性物質３０が硬化した後、電極４２，４４が下鍔部１６に取り付けられる。リングコア４０は、ドラム型コア１０に嵌め込まれた状態で、接着剤４３によって固定される。以上のようにして、本実施の形態における巻き線型インダクタ１００（図２参照）が得られる。
【００４７】
［実施の形態２］
図４および図５を参照して、本実施の形態における巻き線型インダクタ１００Ａについて説明する。図４は、巻き線型インダクタ１００Ａを示す断面図である。図５は、図４中のＶ線によって囲まれる領域を拡大して示す断面図である。
【００４８】
図４に示すように、巻き線型インダクタ１００Ａにおいては、上述の実施の形態１における巻き線型インダクタ１００の絶縁性物質３０（図２参照）の代わりに、糸状の部材から構成される絶縁性物質３０Ａが用いられる。絶縁性物質３０Ａを構成する部材の熱膨張係数は、巻き線型インダクタ１００Ａを基板５０（図６参照）上に封止するモールド樹脂６０（図６参照）の熱膨張係数よりも小さい。絶縁性物質３０Ａを構成する部材（素材）は、たとえば、ガラス繊維、または、テグスなどである。
【００４９】
絶縁性物質３０Ａは、空間１８内において、ドラム型コア１０に対して巻回される。本実施の形態における絶縁性物質３０Ａは、互いに対向する上鍔部１４の内表面１４Ａおよび下鍔部１６の内表面１６Ａの双方に、それぞれ接着される。絶縁性物質３０Ａも、上鍔部１４および下鍔部１６の間に形成される空間１８を、巻軸部１２の径方向の外側から内側に向かって塞いでいる。
【００５０】
絶縁性物質３０Ａを構成する部材は、熱硬化性を有しているとよい。この場合、絶縁性物質３０Ａは、巻軸部１２に巻回されたコイル導体２０の外周上に巻回された後、絶縁性物質３０Ａの熱硬化作用によって、コイル導体２０の外周上に接着されることができる。熱硬化性を有する糸状の絶縁性物質３０Ａとしては、たとえば、フェノール樹脂を含む合成樹脂などを用いることができる。
【００５１】
図５に示すように、絶縁性物質３０Ａは、芯材３１と、その表面を被覆する接着層３２とから構成されていてもよい。この場合、絶縁性物質３０Ａは、コイル導体２０の外周上に巻回された後、接着層３２によって、コイル導体２０の外周上に接着されることができる。芯材３１としては、たとえば、ガラス繊維、または、テグスなどを用いることができる。接着層３２としては、たとえば、ポリイミド系接着剤を含む合成系接着剤などを用いることができる。
【００５２】
（巻き線型インダクタ１００Ａの実装）
図６を参照して、巻き線型インダクタ１００Ａも、上述の実施の形態１における巻き線型インダクタ１００と同様に、巻き線型インダクタ１００Ａが基板５０上に実装された状態で、モールド樹脂６０、その他の硬化剤、またはその他の固定剤などの、所定の封止部材によって封止される（密封処理される）。
【００５３】
モールド樹脂６０などによる封止によって、電子機器８０Ａが得られる。電子機器８０Ａにおいても、巻き線型インダクタ１００Ａがモールド樹脂６０などの封止部材によって保護されることにより、電子機器８０Ａ（巻き線型インダクタ１００Ａ）としての強度および信頼性を向上させることができる。
【００５４】
巻き線型インダクタ１００Ａを基板５０上に封止する際には、モールド樹脂６０等は、溶融した状態で、巻き線型インダクタ１００Ａの全体を覆うように基板５０上に供給される。液体状のモールド樹脂６０等は、間隙１９を通して上鍔部１４および下鍔部１６の間（空間１８内）にも流れ込もうとする。
【００５５】
本実施の形態における巻き線型インダクタ１００Ａにおいては、絶縁性物質３０Ａが、上鍔部１４および下鍔部１６の間に形成される空間１８を、巻軸部１２の径方向の外側から内側に向かって塞ぐように設けられる。液体状のモールド樹脂６０等は、上鍔部１４および下鍔部１６の間（空間１８内）にも流れ込む（侵入する）ことがない。
【００５６】
上述のとおり、絶縁性物質３０Ａを構成する部材の熱膨張係数は、モールド樹脂６０等の封止部材の熱膨張係数よりも小さい。モールド樹脂６０等が硬化した後、電子機器８０Ａに大きな温度変化が与えられたと仮定する。この場合であっても、モールド樹脂６０の熱膨張率に比べて絶縁性物質３０Ａの熱膨張率の方が小さいため、巻き線型インダクタ１００Ａにおいては、冒頭（図１２参照）で説明したような応力が上鍔部１４および下鍔部１６に作用することはない（若しくは軽減される）。
【００５７】
巻き線型インダクタ１００Ａによれば、絶縁性物質３０Ａが上鍔部１４と下鍔部１６との間の空間１８（磁気ギャップ）内において膨張または収縮したとしても、ドラム型コア１０の一部に割れまたは欠けなどの破損が生じることは抑制される。巻き線型インダクタ１００Ａによっても、熱変動に対しての信頼性を向上させることが可能となる。
【００５８】
（巻き線型インダクタ１００Ａの製造方法）
巻き線型インダクタ１００Ａの製造方法としては、上述の実施の形態１と同様に、ドラム型コア１０の巻軸部１２に対して、コイル導体２０を巻回する。次いで、コイル導体２０の外周上に、絶縁性物質３０Ａを巻回する。絶縁性物質３０Ａは、上鍔部１４および下鍔部１６の間に形成される空間１８を、巻軸部１２の径方向の外側から内側に向かって塞ぐように設けられる。
【００５９】
本実施の形態における巻き線型インダクタ１００Ａの製造方法においては、コイル導体２０の巻回に使用される機械と同一のものを使用して、絶縁性物質３０Ａを巻回することができるため、製造効率がよい。
【００６０】
［実施の形態３］
図７を参照して、本実施の形態における巻き線型インダクタ１００Ｂについて説明する。図７は、巻き線型インダクタ１００Ｂを示す断面図である。巻き線型インダクタ１００Ｂにおいては、上述の実施の形態２における巻き線型インダクタ１００Ａとは異なり、絶縁性物質３０Ａが空間１８内には配置されない。
【００６１】
本実施の形態における絶縁性物質３０Ａは、上鍔部１４の外周端面１４Ｂ上および下鍔部１６の外周端面１６Ｂ上において、空間１８を跨ぐように巻回され、外周端面１４Ｂ，１６Ｂにそれぞれ接着されている。本実施の形態における絶縁性物質３０Ａも、上鍔部１４および下鍔部１６の間に形成される空間１８を、巻軸部１２の径方向の外側から内側に向かって塞いでいる。
【００６２】
（巻き線型インダクタ１００Ｂの実装）
図８を参照して、巻き線型インダクタ１００Ｂも、上述の実施の形態１における巻き線型インダクタ１００と同様に、巻き線型インダクタ１００Ｂが基板５０上に実装された状態で、モールド樹脂６０、その他の硬化剤、またはその他の固定剤などの、所定の封止部材によって封止される（密封処理される）。
【００６３】
モールド樹脂６０などによる封止によって、電子機器８０Ｂが得られる。電子機器８０Ｂにおいても、巻き線型インダクタ１００Ｂがモールド樹脂６０などの封止部材によって保護されることにより、電子機器８０Ｂ（巻き線型インダクタ１００Ｂ）としての強度および信頼性を向上させることができる。
【００６４】
巻き線型インダクタ１００Ｂを基板５０上に封止する際には、モールド樹脂６０等は、溶融した状態で、巻き線型インダクタ１００Ｂの全体を覆うように基板５０上に供給される。液体状のモールド樹脂６０等は、間隙１９を通して上鍔部１４および下鍔部１６の間（空間１８内）にも流れ込もうとする。
【００６５】
本実施の形態における巻き線型インダクタ１００Ｂにおいても、絶縁性物質３０Ａが、上鍔部１４および下鍔部１６の間に形成される空間１８を、巻軸部１２の径方向の外側から内側に向かって塞ぐように設けられる。液体状のモールド樹脂６０等は、上鍔部１４および下鍔部１６の間（空間１８内）にも流れ込む（侵入する）ことがない。
【００６６】
絶縁性物質３０Ａを構成する部材の熱膨張係数は、モールド樹脂６０等の封止部材の熱膨張係数よりも小さい。モールド樹脂６０等が硬化した後、電子機器８０Ｂに大きな温度変化が与えられたと仮定する。この場合であっても、モールド樹脂６０の熱膨張率に比べて絶縁性物質３０Ａの熱膨張率の方が小さいため、巻き線型インダクタ１００Ｂにおいては、冒頭（図１２参照）で説明したような応力が上鍔部１４および下鍔部１６に作用することはない（若しくは軽減される）。
【００６７】
巻き線型インダクタ１００Ｂにおいては、絶縁性物質３０Ａが空間１８（磁気ギャップ）内に配置されない。空間１８内には、コイル導体２０が配置され、他の部分のほとんどは空洞となっている。絶縁性物質３０Ａが膨張または収縮したとしても、その膨張または収縮による影響は、絶縁性物質３０Ａと外周端面１４Ｂ，ｌ６Ｂとの接合部を通して上鍔部１４および下鍔部１６に伝達される。上鍔部１４および下鍔部１６に生じる応力は小さく、ドラム型コア１０の一部に割れまたは欠けなどの破損が生じることはより一層抑制される。巻き線型インダクタ１００Ｂによっても、熱変動に対しての信頼性を向上させることが可能となる。
【００６８】
（巻き線型インダクタ１００Ｂの製造方法）
巻き線型インダクタ１００Ｂの製造方法としては、上述の実施の形態２と同様に、ドラム型コア１０の巻軸部１２に対して、コイル導体２０を巻回する。次いで、上鍔部１４および下鍔部１６の各々の外周端面１４Ｂ，１６Ｂを利用して、ドラム型コア１０に対して絶縁性物質３０Ａを巻回する。絶縁性物質３０Ａは、上鍔部１４および下鍔部１６の間に形成される空間１８を、巻軸部１２の径方向の外側から内側に向かって塞ぐように設けられる。
【００６９】
本実施の形態における巻き線型インダクタ１００Ｂの製造方法においても、コイル導体２０の巻回に使用される機械と同一のものを使用して、絶縁性物質３０Ａを巻回することができるため、製造効率が高い。
【００７０】
以上、本発明に基づいた各実施の形態について説明したが、今回開示された各実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００７１】
１０，１０Ｚ ドラム型コア、１２，１２０ 巻軸部、１４，１４０ 上鍔部、１４Ａ，１６Ａ 内表面、１４Ｂ，１６Ｂ 外周端面、１６，１６０ 下鍔部、１８，１８０ 空間、１９，１９０ 間隙、２０，２００ コイル導体、３０，３０Ａ 絶縁性物質、３１ 芯材、３２ 接着層、４０，４００ リングコア、４２，４４，４２０，４４０ 電極、４３ 接着剤、５０，５００ 基板（被実装部材）、５２，５２０ 導体パターン、５４，５４０ 半田、６０，６００ モールド樹脂（封止部材）、７０ 電源回路、７１ バッテリー、７２ ＤＣ−ＤＣコンバータ、７３ 電界効果型トランジスタ、７４ ダイオード、７５ 制御回路、７６ コンデンサ、８０，８０Ａ，８０Ｂ，８００ 電子機器、１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｚ 巻き線型インダクタ、１０００ 破損部、ＡＲ１，ＡＲ２，ＡＲ３ 矢印。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被実装部材上に実装された状態で、所定の封止部材によって前記被実装部材上に封止される巻き線型インダクタであって、
焼結磁性体から形成され、巻軸部ならびに前記巻軸部の両端にそれぞれ設けられた第１鍔部および第２鍔部を含むドラム型コアと、
前記巻軸部に巻回されたコイル導体と、
前記第１鍔部および前記第２鍔部の間に形成される空間を、前記巻軸部の径方向の外側から内側に向かって塞ぐように設けられる絶縁性物質と、
を備え、
前記絶縁性物質の熱膨張係数は、前記封止部材の熱膨張係数よりも小さい、
巻き線型インダクタ。
【請求項２】
前記絶縁性物質は、糸状の部材から構成され、
前記絶縁性物質は、前記第１鍔部および前記第２鍔部の間に形成される前記空間内において、または、前記第１鍔部および前記第２鍔部の各々の外周端面上において、前記ドラム型コアに対して巻回された状態で前記ドラム型コアに接着されている、
請求項１に記載の巻き線型インダクタ。
【請求項３】
前記絶縁性物質は、表面が接着層で被覆されるとともに、前記巻軸部に巻回された前記コイル導体の外周上に巻回され、
前記絶縁性物質は、前記接着層によって、前記コイル導体の外周上に接着されている、
請求項２に記載の巻き線型インダクタ。
【請求項４】
前記絶縁性物質は、熱硬化性を有する部材から構成されるとともに、前記巻軸部に巻回された前記コイル導体の外周上に巻回され、
前記絶縁性物質は、前記絶縁性物質の熱硬化作用によって、前記コイル導体の外周上に接着されている、
請求項２に記載の巻き線型インダクタ。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の巻き線型インダクタを備える、
電源回路。
【請求項６】
被実装部材上に実装された状態で、所定の封止部材によって前記被実装部材上に封止される巻き線型インダクタの製造方法であって、
焼結磁性体から形成され、巻軸部ならびに前記巻軸部の両端にそれぞれ設けられた第１鍔部および第２鍔部を含むドラム型コアを準備する工程と、
前記巻軸部にコイル導体を巻回する工程と、
前記第１鍔部および前記第２鍔部の間に形成される空間を、前記巻軸部の径方向の外側から内側に向かって塞ぐように絶縁性物質を設ける工程と、
を備え、
前記絶縁性物質の熱膨張係数は、前記封止部材の熱膨張係数よりも小さい、
巻き線型インダクタの製造方法。
【請求項７】
前記絶縁性物質は、糸状の部材から構成され、
前記空間を前記巻軸部の径方向の外側から内側に向かって塞ぐように前記絶縁性物質を設ける前記工程は、
前記第１鍔部および前記第２鍔部の間に形成される前記空間内において、または、前記第１鍔部および前記第２鍔部の各々の外周端面上において、前記絶縁性物質を前記ドラム型コアに対して巻回する工程と、
前記絶縁性物質を前記ドラム型コアに接着する工程と、を含む、
請求項６に記載の巻き線型インダクタの製造方法。
【請求項８】
前記絶縁性物質は、表面が接着層で被覆され、
前記空間を前記巻軸部の径方向の外側から内側に向かって塞ぐように前記絶縁性物質を設ける前記工程は、
前記巻軸部に巻回された前記コイル導体の外周上に前記絶縁性物質を巻回する工程と、
前記接着層によって、前記コイル導体の外周上に前記絶縁性物質を接着する工程と、をさらに含む、
請求項７に記載の巻き線型インダクタの製造方法。
【請求項９】
前記絶縁性物質は、熱硬化性を有する部材から構成され、
前記空間を前記巻軸部の径方向の外側から内側に向かって塞ぐように前記絶縁性物質を設ける前記工程は、
前記巻軸部に巻回された前記コイル導体の外周上に前記絶縁性物質を巻回する工程と、
前記絶縁性物質の熱硬化作用によって、前記コイル導体の外周上に前記絶縁性物質を接着する工程と、をさらに含む、
請求項７に記載の巻き線型インダクタの製造方法。
【請求項１】
被実装部材上に実装された状態で、所定の封止部材によって前記被実装部材上に封止される巻き線型インダクタであって、
焼結磁性体から形成され、巻軸部ならびに前記巻軸部の両端にそれぞれ設けられた第１鍔部および第２鍔部を含むドラム型コアと、
前記巻軸部に巻回されたコイル導体と、
前記第１鍔部および前記第２鍔部の間に形成される空間を、前記巻軸部の径方向の外側から内側に向かって塞ぐように設けられる絶縁性物質と、
を備え、
前記絶縁性物質の熱膨張係数は、前記封止部材の熱膨張係数よりも小さい、
巻き線型インダクタ。
【請求項２】
前記絶縁性物質は、糸状の部材から構成され、
前記絶縁性物質は、前記第１鍔部および前記第２鍔部の間に形成される前記空間内において、または、前記第１鍔部および前記第２鍔部の各々の外周端面上において、前記ドラム型コアに対して巻回された状態で前記ドラム型コアに接着されている、
請求項１に記載の巻き線型インダクタ。
【請求項３】
前記絶縁性物質は、表面が接着層で被覆されるとともに、前記巻軸部に巻回された前記コイル導体の外周上に巻回され、
前記絶縁性物質は、前記接着層によって、前記コイル導体の外周上に接着されている、
請求項２に記載の巻き線型インダクタ。
【請求項４】
前記絶縁性物質は、熱硬化性を有する部材から構成されるとともに、前記巻軸部に巻回された前記コイル導体の外周上に巻回され、
前記絶縁性物質は、前記絶縁性物質の熱硬化作用によって、前記コイル導体の外周上に接着されている、
請求項２に記載の巻き線型インダクタ。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の巻き線型インダクタを備える、
電源回路。
【請求項６】
被実装部材上に実装された状態で、所定の封止部材によって前記被実装部材上に封止される巻き線型インダクタの製造方法であって、
焼結磁性体から形成され、巻軸部ならびに前記巻軸部の両端にそれぞれ設けられた第１鍔部および第２鍔部を含むドラム型コアを準備する工程と、
前記巻軸部にコイル導体を巻回する工程と、
前記第１鍔部および前記第２鍔部の間に形成される空間を、前記巻軸部の径方向の外側から内側に向かって塞ぐように絶縁性物質を設ける工程と、
を備え、
前記絶縁性物質の熱膨張係数は、前記封止部材の熱膨張係数よりも小さい、
巻き線型インダクタの製造方法。
【請求項７】
前記絶縁性物質は、糸状の部材から構成され、
前記空間を前記巻軸部の径方向の外側から内側に向かって塞ぐように前記絶縁性物質を設ける前記工程は、
前記第１鍔部および前記第２鍔部の間に形成される前記空間内において、または、前記第１鍔部および前記第２鍔部の各々の外周端面上において、前記絶縁性物質を前記ドラム型コアに対して巻回する工程と、
前記絶縁性物質を前記ドラム型コアに接着する工程と、を含む、
請求項６に記載の巻き線型インダクタの製造方法。
【請求項８】
前記絶縁性物質は、表面が接着層で被覆され、
前記空間を前記巻軸部の径方向の外側から内側に向かって塞ぐように前記絶縁性物質を設ける前記工程は、
前記巻軸部に巻回された前記コイル導体の外周上に前記絶縁性物質を巻回する工程と、
前記接着層によって、前記コイル導体の外周上に前記絶縁性物質を接着する工程と、をさらに含む、
請求項７に記載の巻き線型インダクタの製造方法。
【請求項９】
前記絶縁性物質は、熱硬化性を有する部材から構成され、
前記空間を前記巻軸部の径方向の外側から内側に向かって塞ぐように前記絶縁性物質を設ける前記工程は、
前記巻軸部に巻回された前記コイル導体の外周上に前記絶縁性物質を巻回する工程と、
前記絶縁性物質の熱硬化作用によって、前記コイル導体の外周上に前記絶縁性物質を接着する工程と、をさらに含む、
請求項７に記載の巻き線型インダクタの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−２２２３２５（Ｐ２０１２−２２２３２５Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９０１９２（Ｐ２０１１−９０１９２）
【出願日】平成２３年４月１４日（２０１１．４．１４）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月１４日（２０１１．４．１４）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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