专利名称：线圈封入模制粉末磁芯及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种用于一体化磁芯的电感、其它电子部件所用的线圈封入模制粉末磁芯和线圈封入模制粉末磁芯制造方法。
背景技术：
近年来，随着电气、电子设备的小型化，要求小型(低背)、对应于大电流的模制粉末磁芯。
使用铁氧体粉末或强磁性金属粉末来作为模制粉末磁芯材料，但强磁性金属粉末与铁氧体粉末相比，饱和磁通密度大，直流重叠特性保持为高磁场。因此，制作对应于大电流的模制粉末磁芯时，将强磁性金属粉末用作模制粉末磁芯材料成为主流。
另外，随着磁芯小型化(低背)的进一步推进，提出线圈和磁性粉末一体形成的线圈。在本说明书中将这种结构的电感称为“线圈封入模制粉末磁芯”。
以前提出过具有线圈封入模制粉末磁芯结构的表面安装型电感的制造方法。例如，在特开平5-291046号公报中，公开了将外部电极连接在绝缘包壳的导线上，将它们包含在内地与磁性粉末一起成形。此时，因为接线部分形成于磁性体内部，所以成形时在接线部分中容易产生故障。在本说明书中，所谓接线部分是指各部件电连接的部分，将与外部电极接线的部分称为端子部。
在特开平11-273980号公报中，公开了使用扇平粉和粘接剂，与线圈一起压缩成形，作为该公报的实施例，公开了使用纵横比约为20的Fe-Al-Si合金粉末和作为绝缘材料的硅树脂来制作复合材料，与线圈一起压缩形成。但未描述有关线圈与端子部的接线，在磁芯的界面上接合磁性体部和电极很难，容易发生接合故障。
另外，在特许第2958807号公报中，公开了用铁氧体作为磁性材料的电感的制造方法。但是，与线圈接线的端子的一部分位于磁芯内部，所以在一体成形时容易在断线部分产生故障。在特许第3108931号公报中，记载了通过在从其上下由模制粉末体来夹持的状态压缩成形线圈和端子部来制造电感的方法。此时同样容易在接线部分产生故障。
如上所述，线圈封入模制粉末磁芯为小型化大电感的结构。但是，在随着电气、电子设备的快速小型化，强烈要求提高线圈封入模制粉末磁芯的品质。具体而言，要求防止线圈与端子部的接合故障、防止线圈及与端子部和磁粉的绝缘不良、进一步小型化、更大的电感。
在上述特开平5-291046号公报、特开平11-273980号公报、特许第2958807号公报、特许第3108931号公报中记载的线圈封入模制粉末磁芯或电感的任何一个，在品质提高这方面都具有改良的余地。即，因为在特开平5-291046号公报、特开平11-273980号公报、特许第2958807号公报中记载的线圈封入模制粉末磁芯或电感的任何一个在磁粉中封入线圈和端子部，所以容易产生线圈与端子部的接合故障或线圈及与端子部和磁粉的绝缘故障。在产生接合故障或绝缘故障时，因为线圈和端子部在磁粉内部接线，所以难以确定故障原因，在探明原因上浪费时间的情况多。
另外，在特许第3108931号公报中记载的电感事先使用接线端子部的线圈来制作模制粉末磁芯，所以在成形后，在线圈与端子部的接线部分中产生接合故障的可能性大。在接线部分中产生接合不良的情况下，难以探明原因，从而浪费时间。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种线圈封入模制粉末磁芯及其制造方法，不会产生线圈与端子部的接合故障或线圈及与端子部和磁粉的绝缘故障，达到进一步小型化、更大的电感。
本发明者通过使用卷绕扁平形导线的线圈，在实现线圈封入模制粉末磁芯的进一步小型化的同时，得到更大的电感。即，本发明提供一种线圈封入模制粉末磁芯，其特征在于包括模制粉末体，由覆盖绝缘材料的强磁性金属粒子构成；线圈，埋入所述模制粉末体中，将周围绝缘包壳的扁平形导体卷绕而形成。
在本发明中，线圈为卷绕扁线的线圈。另外，在本发明中，上述线圈的一部分可作为端子部。此时，比线圈的其它部分宽地形成端子部是有效的。为了宽地形成，可以研碎加工扁线的引出端部。另外，在本发明中，使线圈的端部表里面露在模制粉末体之外。
另外，在本发明中，作为模制粉末体具有保持规定间隔并相对的表里面和形成于表里面的周围的侧面的状态，可在模制粉末体的外部沿模制粉末体的侧面延伸设置线圈的端部。
另外，本发明提供一种线圈封入模制粉末磁芯，其特征在于包括模制粉末体，具有保持规定间隔并相对的表里面和形成于所述表里面的周围的侧面；线圈，具有卷绕部和从所述卷绕部引出的端部，至少所述卷绕部配置于所述模制粉末体中；端部容纳室，开口于所述模制粉末体的所述侧面上，同时容纳从所述模制粉末体中露出的所述线圈的端部。
本发明的线圈封入模制粉末磁芯的端部容纳室可形成于模制粉末体的角部。
本发明还提供一种线圈封入模制粉末磁芯，在覆盖绝缘材料且由强磁性金属粒子构成的磁性粉末中，埋入线圈，其特征在于在成形所述磁性粉末而构成的模制粉末磁芯部的外部，将所述线圈和端子部接线。为了在成形所述磁性粉末而构成的模制粉末磁芯部的外部将线圈和端子部接线，也可将端子部从模制粉末磁芯部侧面延伸至底面。该端子部用作表面安装用端子部。
另外，本发明还提供一种线圈封入模制粉末磁芯，在覆盖绝缘材料且由强磁性金属粒子构成的磁性粉末中，埋入线圈，其特征在于不接线所述线圈和端子部。
本发明提供一种将线圈封入模制粉末体中的线圈封入模制粉末磁芯制造方法来作为以上的线圈封入模制粉末磁芯的制造方法，其特征在于包括预备成形体获得工序，在构成所述模制粉末体的软磁性金属粉末和以绝缘材料为主要成分的原材料粉末中，配置卷绕周围绝缘包壳的扁平形导体的线圈；和固结化工序，将所述原材料粉末固结化。
有效实施以下工序热固化处理工序，在以上的预备成形体获得工序中，使所述线圈中构成端子部的部分位于所述原材料粉末的外部，并在所述固结化工序之后，热固化处理所述绝缘材料，防锈处理工序，在所述线圈的端子部表面上形成防锈皮膜，和喷砂工序，对所述端子部表面实施喷砂处理。
图1是第1实施例的线圈封入模制粉末磁芯的平面剖面图。
图2是第1实施例中使用的线圈的侧面图。
图3是表示扁平形导体卷绕前的剖面形状和卷绕后的剖面形状。
图4是第1实施例的线圈封入模制粉末磁芯的平面剖面图。
图5是从正面观看第1实施例的线圈封入模制粉末磁芯的半剖面图。
图6是从侧面观看第1实施例的线圈封入模制粉末磁芯的半剖面图。
图7是第1实施例的线圈封入模制粉末磁芯的底面图。
图8是表示第1实施例的线圈封入模制粉末磁芯的制造工序的流程图。
图9是说明图8(图15)的步骤106的成形工序的图。
图10是说明步骤106的成形工序的图。
图11是说明步骤106的成形工序的图。
图12是第2实施例的线圈封入模制粉末磁芯的平面剖面图。
图13是第2实施例中使用的线圈的平面图。
图14是第2实施例中使用的线圈的侧面图。
图15是表示第2实施例的线圈封入模制粉末磁芯的制造工序的流程图。和图16是说明图8(图15)的步骤106的其它成形工序的图。
发明实施例下面根据附图表示的第1实施例和第2实施例来详细说明本发明。
在第1实施例中，表示在模制粉末体外对线圈的引出端部和端子部进行电连接、即接线的实施例。图1是第1实施例的线圈封入模制粉末磁芯的平面剖面图。图2是第1实施例中使用的线圈1的侧面图。如图1和图2所示，线圈1由扁平形导体3卷绕而层叠的主体部分和从该主体部分分别引出的引出端部2构成。模制粉末体20覆盖除线圈1的引出端部2以外的该线圈1的周围。
首先，使用图2来说明线圈1的结构。
如图2所示，线圈1通过例如扁立(edge wise)绕法卷绕三圈施加了绝缘包壳的导体3来形成，即为空芯线圈。
形成线圈1的导体3的剖面为扁平形。这里，作为扁平形剖面，例如矩形、梯形、椭圆形剖面，作为具有矩形剖面的导体3，有绝缘包壳铜线的扁线。在将扁线用作导体3的情况下，其剖面尺寸为纵向0.1-1.0mm×横向0.5-5.0mm。
导体3的绝缘包壳通常为漆包包壳，漆包包壳的厚度为约3μm。
在卷绕扁平形导体3来形成线圈1的情况下，如图2所示，可使构成线圈1的卷线的各夹层紧密接触。因此，在使用剖面为圆形的导体时，可提高单位体积的电容量。另外，与卷绕匝数相同且剖面为圆形的导体来形成线圈的情况相比，可大大提高电线占有率。因此，卷绕扁平形导体3来制作的线圈1适用于制作大电流用线圈封入模制粉末磁芯。
下面，在图3中表示扁平形导体3卷绕前的剖面形状和扁平形导体3卷绕后的剖面形状。
在将扁线作为扁平形导体3的情况下，如图3(a)所示，卷绕导体3之前的剖面厚度均匀。当从该状态卷绕导体3时，如图3(b)所示，线圈1的外周侧(卷线的外侧)的厚度比内周侧(卷线的内侧)的厚度薄。如上所述，线圈1由卷绕数圈导体3来形成。在卷绕导体3的阶段中，卷线彼此接触，但如图3(b)所示，通过卷绕导体3，线圈1的外周侧的厚度比内周侧的厚度薄，所以可以防止导体3包壳的剥落、损害，卷绕导体3来制作空芯线圈。
反之，如果将产生导体3的包壳被剥落或损害的线圈1封入模制粉末体20中，则会明显降低线圈封入模制粉末磁芯电感。
另外，如图3(c)所示，卷绕扁平形导体3，在线圈1的外周侧的厚度比内周侧的厚度薄的状态下进行施压加工的情况下，可达到不对线圈1的外周侧绝缘包壳产生损害的效果。反之，如图3(d)所示，当在线圈的外周侧的厚度和内周侧的厚度基本均匀的状态下进进行施压加工时，线圈的外周侧绝缘包壳容易产生损害。
也可根据卷绕导体3后形成的线圈1的剖面形状来将导体3的剖面形状适当选定为梯形等。
可对应于所需的电感来适当设定导体3的匝数，可以是1-6圈，最好为2-4圈。通过卷绕扁平形导体3来制作线圈1，可用少的圈数得到高的电感，进一步推进磁芯的小型化(低背)。
下面说明模制粉末体20。
通过向强磁性金属粉末中添加、混合绝缘材料，之后以规定条件下干燥添加了绝缘材料的强磁性金属粉末，向干燥后的磁性粉末中添加润滑剂，进行混合来制作模制粉末体20。
作为用于模制粉末体20中的强磁性金属粉末，至少为铁Fe、Fe-Ni-Mo(镍铁钼超导磁合金)、Fe-Ni(高导磁铁镍合金)、Fe-Al-Si(铝硅铁粉)、Fe-Co、Fe-Si、Fe-P等中的一种，也可对应于必要的磁特性来进行适当选择。虽然不特别限制粒子的形状，但为了在高磁场下还保持大的电感，使用球形粉末或椭圆形粉末。
强磁性金属粉末可通过振动研磨等对必要组成的钢锭进行粗粉碎、再用球磨等粉碎机对该粗粉碎粉进行粉碎来得到。也可用气体粉化法、水粉化法、旋转盘法代替粉碎钢锭来得到粉末。
通过添加绝缘材料，可绝缘覆盖强磁性金属粉末。可对应于必要的磁芯特性来适当选择绝缘材料，例如可使用各种有机高分子树脂、硅树脂、酚树脂、环氧树脂、水玻璃等作为绝缘材料，并可组合使用这些树脂和无机物。
虽然对应于必要的磁芯特性的绝缘材料的添加量不同，但可添加1-10wt％左右。当绝缘材料的添加量超过10wt％时，导磁率下降，存在损害增大的趋势。另一方面，当绝缘材料的添加量不足1wt％时，可能产生绝缘故障。绝缘材料的最佳添加量为1.5-5wt％。
润滑剂的添加量可以是0.1-1.0wt％左右，期望的润滑剂的添加量为0.2-0.8wt％，最好的润滑剂的添加量为0.4-0.8wt％。当润滑剂的添加量不足0.1wt％时，成形后难以脱模，容易产生成形裂纹。另一方面，当润滑剂的添加量超过1.0wt％时，导致密度降低，减少了导磁率。
作为润滑剂，例如可从硬脂酸铝、硬脂酸钡、硬脂酸镁、硬脂酸钙、硬脂酸锌和硬脂酸锶等中适当选择。从所谓的回弹小的方面来看，最好使用硬脂酸铝来作为润滑剂。
另外，可向强磁性金属粉末中添加规定量的交联剂。通过添加交联剂，可防止模制粉末体20的磁特性恶化，增加强度。交联剂的最佳添加量为硅树脂等绝缘材料的10-40wt％。可使用有机钛族来作为交联剂。
如图1所示，本实施例的模制粉末体20的结构为，在其对角部(角部)形成凹部(端部容纳室)21。引出端部2露出于该凹部21内。
引出端部2为与端子部4电连接、即接线的部分。引出端部2与端子部4的接线状态如图4-7所示。图4是线圈封入模制粉末磁芯的平面剖面图。图5是从正面观看线圈封入模制粉末磁芯的半剖面图。图6是从侧面观看线圈封入模制粉末磁芯的半剖面图。图7是线圈封入模制粉末磁芯的底面图。
如图4-图7所示，端子部4分别安装在模制粉末体20的两侧面上。如上所述，本实施例的模制粉末体20形成为在其对角部形成凹部21的结构。引出端部2露出于该凹部21内。通过这种结构，引出端部2和端子部4不与模制粉末体20接触，在模制粉末体20的外部，可对引出端部2和端子部4接线。通过在模制粉末体20的外部将引出端部2和端子部4接线，可防止线圈1与端子部4的接合故障或线圈1及端子部4与磁粉的绝缘故障。
如图4-图7所示，端子部4具有弯曲部4a和底面侧延长部4b。
弯曲部4a向凹部21侧弯曲。当将引出端部2和端子部4接线时，如图4-图7所示，在将引出端部2分别重合在弯曲部4a的状态下进行点熔融、焊接等处理，电连接引出端部2和弯曲部4a。
另外，通过从模制粉末体20的侧面向底面延伸底面侧延长部4b，端子部4可用作表面安装用端子。
下面参照图8-图11来说明第1实施例的线圈封入模制粉末磁芯的制造方法。
图8是表示本发明的线圈封入模制粉末磁芯的制造工序的流程图。事先制作卷绕扁平形导体3的线圈1。
首先，对应于必要的磁特性来选择强磁性金属粉末和绝缘材料，分别称量这些粉末和材料(步骤101)。在添加交联剂的情况下，在步骤101中还称量交联剂。
称量后，混合强磁性金属粉末和绝缘材料(步骤102)。在添加交联剂的情况下，在步骤102中混合强磁性金属粉末、绝缘材料与交联剂。混合使用加压混合机等，最好在室温下混合20-60分钟。将得到的混合物最好在100-300℃下干燥20-60分钟(步骤103)。接着，压碎干燥后的混合物，得到模制粉末磁芯用强磁性粉末(步骤104)。
接着，在步骤105中，向模制粉末磁芯用强磁性粉末添加润滑剂。最好在添加润滑剂后混合10-40分钟。
在添加润滑剂后进入成形工序(步骤106)。下面用图9-11来说明步骤106的成形工序。
图9-图11表示使用模具来成形添加润滑剂、进行混合后的模制粉末磁芯用强磁性粉末的状态。如图9-图11所示，将上模5A和下模5B、上冲头6和下冲头7设置在分别相对的位置上。在上冲头6中具有上侧的圆筒形分割体61，同样，在下冲头7中具有下侧的圆筒形分割体71。
在成形工序中，首先，在图9(A)的状态下，在向下模5B的空腔内，填充在上述绝缘处理后的模制粉末磁芯用强磁性粉末中混合了润滑剂的混合粉末10，如图(B)所示降下上冲头6。
如图(C)所示，在降下下侧的圆筒形分割体71的同时，降下上侧的圆筒形分割体61。如图10(D)所示，整体降下上冲头6来加压，成形模制粉末体20的底部20A(为罐形)。最好加压条件为100-600Mpa。在该工序中，虽然底部20A的厚度因模制粉末体20的厚度及线圈1的匝数而不同，但选定底部20A的厚度，使线圈1位于模制粉末体20的中央，以所需的厚度成形。
接着，如图10(E)所示，在上升上模5和上冲头6的状态下，将卷绕扁平形导体3的线圈1插入底部20内的沟内。如图(F)所示，将上模5A降至下模5B之后，将所述混合粉末10投入上模5A内。如图11(G)、(H)所示，通过降下上冲头6，进行加压成形。之后，如图(I)所示，使上模5A和上冲头6上升，得到线圈封入模制粉末磁芯。根据本发明的线圈封入模制粉末磁芯的制造方法，可等到纵向5-15mm*横向5-15mm×厚度2-5mm的小型(低背)线圈封入模制粉末磁芯。
上面，为了说明方便，如图9-图11所示简化了成形工序。在形成模制粉末体20的凹部21时，可适当设计上模5A、下模5B的空腔形状。
在步骤106的成形工序后，进行到固化工序(热固化处理工序)(步骤107)。
在固化工序中，将成形工序(步骤106)中得到的线圈封入模制粉末磁芯在150-300℃下保持15-45分钟。由此来固化线圈封入模制粉末磁芯中的树脂。
固化工序后，进行到防锈处理工序(步骤108)。通过将将例如环氧树脂等加压覆盖于线圈封入模制粉末磁芯上来进行防锈处理。加压覆盖的膜厚度为15μm左右。最好在进行防锈处理后，在120-200℃下进行15-45分钟的热处理。
之后，将突出线圈1的模制粉末体20外侧的引出端部2和端子部4接线。在进行接线时，先剥离引出端部2的绝缘包壳(步骤109)。接着，例如通过焊接等来接线引出端部2和端子部4(步骤110)。
如上所述，端子部4如图7所示，具有底面侧延长部4b，因为从模制粉末体20的侧面延伸至底面侧，所以用作表面安装用端子。这些端子部4向模制粉末体20的固定可以是在模制粉末体20中嵌合于两侧的结构，或是部分进入模制粉末体20的内部的结构等。
根据第1实施例可得到以下效果。
(1)因为使用将扁平形导体3卷绕的线圈1，所以可用少的匝数得到大的电感。
(2)不使用卷线筒来将线圈1封入模制粉末体2内。因此，因为线圈1和磁芯之间没有间隙，所以可以小型(低背)得到电感大的电感等电子部件。
(3)与现有的在模制粉末体内部接线的情况相比，可实现接合或绝缘故障的降低。
(4)因为使用模制粉末体20，所以对应于大电流的直流重量特性优良，并且磁特性稳定。
此外，可变更端子部4的个数、配置。另外，研碎加工线圈1的引出端部2，可将引出端部2作为薄壁，而容易地进行与端子部4的接线。
在第2实施例中，表示将线圈的一部分构成为端子部的实例。下面使用附图来说明与第1实施例不同的第2实施例中特有的部分。与第1实施例相同的部分标以相同的标号。
图12是实施例2的线圈封入模制粉末磁芯的平面剖面图。图13是实施例2中使用的线圈100的平面图。图14是线圈100的侧面图。
如图12-图14所示，线圈100为由将导体3叠层的主体部分和从该主体部分分别引出的引出端部构成的空芯线圈。模制粉末体20覆盖除线圈100的引出端部之外的该线圈100的周围。虽然在下面详细说明，但在本实施例中，线圈100的引出端部用作端子部200，线圈100构成为所谓端子一体型结构。
首先使用图13和图14来说明线圈100的结构。
如图13和图14所示，线圈100以扁立绕法卷绕三圈导体3来形成，导体3的引出端部形成为从线圈100的主体部分以反成形来分别引出的结构。即，无接头地一体形成线圈100。
因为引出端部用作端子部200，所以引出端部的平面形成为比导体3的平面宽且壁薄。可通过例如使用模具的压力加工(研碎)加工来进行该加工。最好该压力加工进行到导体3的厚度变为0.1-0.3mm左右。如上所述，虽然因为压力加工将引出端部的平面形成为比导体3的平面宽且壁薄，但通过压力加工，也可以得到增加端子部20的强度的效果。
在进行压力加工的引出端部进行精压(sizing)处理。可使用例如冲模来进行该精压处理。
并不特别限定端子部200的形状，但为了使线圈封入模制粉末磁芯与安装的基板凸起图案相配，最好为矩形。例如，在将线圈封入模制粉末磁芯用于笔记本电脑中时，端子部200的形状为矩形，且尺寸为20*30mm-50*60mm左右。
因此，因为线圈100将导体3的引出端部构成为端子部200，所以没必要单独设置端子部。即，根据第2实施例的线圈封入模制粉末磁芯，没有形成线圈与端子部的接线部分。由于没有形成接线部分，所以不会产生现有技术中的线圈与端子部的接合故障或线圈及与端子部和磁粉的绝缘故障等问题。
下面说明第2实施例的线圈封入模制粉末磁芯的制造方法。省略或简化说明与上述第1实施例的线圈封入模制粉末磁芯制造方法相同的工序，而重点说明第2实施例的线圈封入模制粉末磁芯制造方法特有的部分。
首先，如上所述，经过卷绕导体3、成形、压力加工导体3的引出端部、精压等工序，制作具有宽的端子部200的线圈100。
接着，根据图15所示的流程图来制造第2实施例的线圈封入模制粉末磁芯。与第1实施例相同，在经过称量工序(步骤101)、混合工序(步骤102)、干燥工序(步骤103)、压碎工序(步骤104)、润滑剂添加、混合工序(步骤105)后，进行到成形工序(步骤106)。
步骤106的成形工序与第1实施例一样可通过图9-图11所示的工序进行。除在图10(E)中，线圈1没有而线圈100插入模具中、即插入形成宽的端子部200的线圈100这点外，采用与第1实施例相同的成形工序。
作为步骤106的成形工序可采用图16所示的状态。
首先，在图16A所示的状态下，在下模5B的空腔内填充在上述绝缘处理后的模制粉末磁芯用强磁性粉末中混合润滑剂的混合粉末10。接着，如图(B)所示降下下冲头7，将形成宽的端子部200的线圈100插入下模5B内。如图(C)所示，将上模5A降至下模5B上之后，将所述混合粉末10投入上模5A内。如图11(D)所示，通过在降下上冲头6并同时上升下冲头7的状态下加压可得到封入线圈100的线圈封入模制粉末磁芯。最好加压条件为100-600Mpa。另外，最好确定填充入下模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，使线圈100位于模制粉末体20的中央。
在步骤106的成形工序后，经过固化工序(步骤107)、防锈处理工序(步骤108)，进行到喷砂工序(步骤201)。该步骤201的喷砂工序为以制作第2实施例的线圈封入模制粉末磁芯为特征的工序。
如上所述，在第2实施例的线圈封入模制粉末磁芯中，将线圈100的一部分作为端子部200。作为导体3，使用在表面上形成漆包等绝缘皮膜。根据本发明者等的观察，在步骤107的固化工序中，在该绝缘皮膜的紧下方形成铜氧化皮膜。另外，在绝缘皮膜的上面通过防锈处理(步骤108)形成涂布皮膜。去除该端子部200中形成的皮膜的工序为喷砂工序(步骤201)。
作为去除形成于线圈100表面上的3层皮膜的方法有用药剂进行腐蚀的方法。因为去除各个皮膜所需的药剂不同，所以在去除3层皮膜时必须进行多次处理。另外，根据药剂的腐蚀方法，有必要对药剂进行加热，在加热时使碱微粒或酸微粒附着在端子部200的涂布皮膜或绝缘皮膜上。一旦如此附着时，经过长时间后，对涂布皮膜或绝缘皮膜进行长时间的腐蚀，容易诱发防锈性能的降低或线圈的夹层短路等。为了避免这些危险，虽然有用工具机械去除的方法，但因为本发明的线圈封入模制粉末磁芯的端子部200的厚度约为5mm以下(0.1-0.3mm左右)，所以在导体3的铜部分中会产生损害，因此不能使用工具。在本实施例中采用用喷砂来去除3层皮膜的方法。
喷砂的去除效果随着使用的研磨材料的种类、粒径、喷射条件而变化。下面说明一次去除形成于端子部200中的多个皮膜时，应如何选定研磨材料或应在何种条件下喷射研磨材料。
(研磨材料的种类和研磨材料的粒径)最好以破碎性大的材料作为研磨材料。这里，所谓破碎性大，是指以作为研磨材料的铝的破碎性为标准，在具有比铝的破碎性大的破碎性的情况下，称为破碎性大。另外，同样地，在具有比铝的破碎性小的破碎性的情况下，称为破碎性小。作为破碎性大的研磨材料，有碳化硅、金刚石、氮化硅等，但从成本方面考虑，最好使用碳化硅。另一方面，作为破碎性小的研磨材料，有树脂、碳酸钙等，在使用这些材料去除包壳膜时，在去除时浪费时间，或因为去除的部分中碰到粒子，导体3的铜部分延长，产生翘曲。
另外，研磨材料不仅破碎性大，最好粒径小。通过使用破碎性大且粒径小的研磨材料，可减少每个粒子的冲击。因此，与使用粒径大的研磨材料的情况相比，在端子部30均匀地碰撞研磨材料，不产生翘曲，可剥离皮膜。研磨材料的最佳粒径范围为800#-2000#。
(研磨材料的喷射条件)作为研磨材料的喷射条件，例如有喷射时的压力、喷射时间、喷射角度等。
喷射时的压力可以在0.1-1Mpa的范围内，喷射时的压力最好为0.2-0.8Mpa，最佳为0.2-0.6Mpa。
当喷射时间不足20秒，最好为1-18秒，最佳为3-15秒。即使使用最好的研磨材料、即破碎性大且粒径小的粒子，当喷射时间为20秒以上时，在端子部200上也会产生翘曲。
最好喷射角度为10度-60度。
在将端子部200作为表面安装用端子部时，在端子部200上进行焊接(步骤202)。之后，当必要时弯曲进行研磨加工而变宽的端子部200时，便于将线圈封入模制粉末磁芯安装在基板上。
根据第2实施例的线圈封入模制粉末磁芯，可得到以下效果。
(1)因为使用卷绕扁平形导体3的线圈100，所以可用少的匝数得到大的电感。
(2)因为将线圈100的一部分构成端子部200，所以没必要将线圈100和端子部接线。因此，可消除因接线引起的接合故障或绝缘故障等问题。
(3)因为将线圈100的一部分构成端子部200，所以从另一方面看，没必要准备端子部。从而减少了部件个数。
(4)不使用卷来将线圈100封入模制粉末体2内。因此，因为线圈1和磁芯之间没有间隙，所以可以得到小型(低背)的电感大的电感等电子部件。
(5)因为使用模制粉末体20，所以对应于大电流的直流重量特性优良，并稳定了磁特性。
用实施例来详细描述本发明的线圈封入模制粉末磁芯。将第1实施例所示的本发明的线圈封入模制粉末磁芯其及制造方法作为实施例1，将第2实施例所示的本发明的线圈封入模制粉末磁芯其及制造方法作为实施例2来进行说明。
(实施例1)按如下顺序来制作线圈封入模制粉末磁芯样品。
准备磁性粉末用粉化制造的高导磁铁镍合金粉末(45％Ni-Fe)(平均粒径25)绝缘材料硅树脂(东レダウコ-ニングシリコ-ン(株)制造SR2414LV)润滑剂硬脂酸铝(堺化学制造 SA1000)。
接着，向磁性粉末添加2.4wt％(重量％)的绝缘材料，通过加压混合机在室温下对磁性粉末和绝缘材料混合30分钟。之后，在空气中以150℃干燥30分钟。向干燥后的磁性粉末中添加0.4wt％的润滑剂，由V搅拌机混合15分钟。
下面根据图9-图11所示的成形工序成形线圈封入模制粉末磁芯。图10(D)的第1压缩成形工序的加压为140Mpa，图11(H)的第2压缩成形工序的加压为440Mpa。如图2所示，线圈1将剖面为矩形(0.45mm*2.5mm)的导体3通过扁立绕法卷绕2.8圈来制作。导体3为绝缘包壳铜线。
压缩成形后，通过在200℃下热处理15分钟，固化作为绝缘材料的热固化性树脂的硅树脂。之后，将环氧树脂加压涂布在线圈封入模制粉末磁芯上，形成厚度为15μm的环氧涂层。接着，剥离形成于引出端部2中的绝缘皮膜。
之后，如图4-图7所示，对于线圈1的引出端部2，在模制粉末体20的外侧两个部位上将引出端部2和端子部4接线。
结果，与现有的在模制粉末体20内部接线的情况相比，可明显降低接合或绝缘故障。
通过这种结构，可得到小型(低背)、电感大、没有接合故障或绝缘故障的线圈封入模制粉末磁芯。
(实施例2)按如下顺序来制作线圈封入模制粉末磁芯样品。
准备磁性粉末用粉化制造的高导磁铁镍合金粉末(45％Ni-Fe)(平均粒径25)绝缘材料硅树脂(东レダウコ-ニングシリコ-ン(株)制造SR2414LV)交联剂有机钛酸盐(日曹(标)制造TBTB-4)润滑剂硬脂酸铝(堺化学制造 SA1000)。
接着，向磁性粉末添加2.4wt％(重量％)的绝缘材料、0.8wt％(重量％)的交联剂，通过加压混合机在室温下对磁性粉末、绝缘材料和交联剂混合30分钟。之后，在空气中以150℃干燥30分钟。向干燥后的磁性粉末中添加0.4wt％的润滑剂，由V搅拌机混合15分钟。
下面按照图16(A)-(D)的顺序来制作线圈封入模制粉末磁芯。图16(D)中的加压为140Mpa。如图13和图14所示，线圈100将剖面为矩形(0.5mm*0.8mm)的导体3通过扁立绕法卷绕1.5圈来制作。导体3为绝缘包壳铜线。压缩成形后，通过在285℃下热处理30分钟，固化作为绝缘材料的热固化性树脂的硅树脂。之后，将环氧树脂加压涂布在线圈100的端子部200上，在端子部200中形成厚度为15μm的环氧涂层。
接着，用喷砂来剥离形成于线圈100的端子部200中的3层皮膜。观察剥离状态和是否产生翘曲。喷砂的条件、剥离状态和有无翘曲如表1所示。另外，如表1所示，作为研磨材料，可使用碳化硅(含有铁粉)、树脂、氧化铝。粒径如表1中所示。表1
如表1所示，用碳化硅(含有铁粉)来作为研磨材料的样品1-样品3不产生翘曲，可剥离端子部200上的3层皮膜。
这里，引人注意的是，当比较样品1和样品2时，粒径比样品1(粒径800#)小的样品2(粒径1500#)即使在仅3秒的短时间的喷射时间内也不产生翘曲，剥离状态好。
样品8(粒径400#)无论是否使用碳化硅和铁粉作为研磨材料，都产生翘曲。因此，在皮膜剥离时，不仅研磨材料的种类，而且粒径、喷砂喷射条件也都是重要因素。这里，如上所述，样品1(粒径800#)、样品2(粒径1500#)、样品3(粒径2000#)不产生翘曲，显示良好的剥离状态，所以推测在使用碳化硅和铁粉作为研磨材料的情况下，最好使用粒径小于400#的研磨材料。
用树脂作为研磨材料的样品4(喷砂喷射条件为压力0.3Mpa、喷射时间为10秒)的剥离状态不好。另外，用树脂作为研磨材料的样品5(喷砂喷射条件为压力0.4Mpa、喷射时间为20秒)的剥离状态良好，但产生翘曲。样品4和样品5的粒径都等于60#，所以可知随着喷砂喷射压力和喷射时间增加，容易产生翘曲。
用氧化铝作为研磨材料的样品6和样品7的剥离状态均为良好，但产生翘曲。
从以上结果可知，使用碳化硅(含有铁粉)来作为研磨材料，通过将喷砂喷射条件设定为适当范围，可不产生翘曲，可剥离端子部200上的3层皮膜。在样品2和样品3中，即使喷砂的喷射时间仅为3秒，也可得到不产生翘曲、剥离状态好的效果。因此，认为喷砂的处理时间最好为3-15秒左右。
按照本发明的提议，根据喷砂产生的皮膜剥离，不会给端子部200的铜部分带来变形和大的损害，并可一次剥离氧化皮膜、绝缘皮膜和涂覆皮膜，焊接容易，可得到高性能的线圈封入模制粉末磁芯。
在线圈100的端子部200中进行焊接后，弯曲端子部200，以与模制粉末体20的侧面连接，便于将线圈封入模制粉末磁芯安装在基板上。
以上虽然说明了本发明实施方式和实施例，但本发明并不限于此，在本发明所述的范围内，本领域的技术人员可进行各种变形、变更。
发明效果如上所述，根据本发明，可实现线圈封入模制粉末磁芯的进一步小型化，得到更大的电感。
权利要求
1.一种线圈封入模制粉末磁芯，其特征在于包括模制粉末体，由覆盖绝缘材料的强磁性金属粒子构成，和线圈，被埋入所述模制粉末体中，将周围被绝缘包壳的扁平形导体卷绕而形成。
2.根据权利要求1所述的线圈封入模制粉末磁芯，其特征在于所述线圈为卷绕扁线的线圈。
3.根据权利要求1或2所述的线圈封入模制粉末磁芯，其特征在于所述线圈的一部分用作端子部。
4.根据权利要求1-3之一所述的线圈封入模制粉末磁芯，其特征在于所述线圈的端部表里面露在所述模制粉末体之外。
5.根据权利要求1-4之一所述的线圈封入模制粉末磁芯，其特征在于所述端子部比所述线圈的其它部分宽。
6.根据权利要求2所述的线圈封入模制粉末磁芯，其特征在于所述扁线的引出端部通过研碎加工形成更宽的端子部。
7.根据权利要求1-6之一所述的线圈封入模制粉末磁芯，其特征在于所述模制粉末体具有保持规定间隔并相对的表里面、和形成于所述表里面的周围的侧面，在所述模制粉末体的外部沿所述侧面延伸设置所述线圈的端部。
8.一种线圈封入模制粉末磁芯，其特征在于包括模制粉末体，具有保持规定间隔并相对的表里面，和形成于所述表里面的周围的侧面；线圈，具有卷绕部和从所述卷绕部引出的端部，至少所述卷绕部配置于所述模制粉末体中；和端部容纳室，开口于所述模制粉末体的所述侧面上，同时容纳从所述模制粉末体中露出的所述线圈的端部。
9.根据权利要求8所述的线圈封入模制粉末磁芯，其特征在于所述端部容纳室形成于所述模制粉末体的角部。
10.一种线圈封入模制粉末磁芯，在由覆盖绝缘材料的强磁性金属粒子构成的磁性粉末中，埋入线圈，其特征在于在成形所述磁性粉末而构成的模制粉末磁芯部的外部将所述线圈和端子部接线。
11.根据权利要求10所述的线圈封入模制粉末磁芯，其特征在于所述端子部为从所述模制粉末磁芯部侧面延伸至底面的表面安装用端子部。
12.一种线圈封入模制粉末磁芯，在由覆盖绝缘材料的强磁性金属粒子构成的磁性粉末中，埋入线圈，其特征在于所述线圈和端子部不接线。
13.一种将线圈封入模制粉末体中的线圈封入模制粉末磁芯制造方法，其特征在于包括预备成形体获得工序，在构成所述模制粉末体的软磁性金属粉末和以绝缘材料为主要成分的原材料粉末中，配置将周围被绝缘包壳的扁平形导体卷绕的线圈；和固结化工序，将所述原材料粉末固结化。
14.根据权利要求13所述的线圈封入模制粉末磁芯制造方法，其特征在于实施以下工序热固化处理工序，在预备成形体获得工序中，使所述线圈中构成端子部的部分位于所述原材料粉末的外部，并在所述固结化工序之后，热固化处理所述绝缘材料；防锈处理工序，在所述线圈的端子部表面上形成防锈皮膜；和喷砂工序，对所述端子部表面实施喷砂处理。
全文摘要
提供一种线圈封入模制粉末磁芯及其制造方法,不会产生线圈与端子部的接合故障或线圈及与端子部和磁粉的绝缘故障,达到进一步小型化、更大的电感。由卷绕扁平形导体3的线圈100和由覆盖绝缘材料的、弱磁性金属粒子构成的模制粉末体20来构成线圈封入模制粉末磁芯。在实现线圈封入模制粉末磁芯的进一步小型化的同时,可得到大的电感。可用扁线来作为扁平形导体3。在本发明中,可将线圈100的一部分作为端子部200,此时,有效形成比线圈100的其它部分宽的端子部200。
文档编号H01F27/29GK1372272SQ01144109
公开日2002年10月2日 申请日期2001年12月12日 优先权日2001年2月21日
发明者柴田和彦, 长坂孝, 田村纯悦, 北岛保彦, 茂吕英治, 长勤, 铃木常雄 申请人:Tdk株式会社