JP3725980B2 - コイル部品の製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、チップインダクタ等に使用されるコイル部品の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来のコイル部品50の製造方法について、図11を参照して説明する。
【0003】
図11に示すように、まず、ドラム型のコア51と、端面電極用の電極材を用意しコア51の両側端面に端面電極53a、53bを設ける。 次に、コイル52用のワイヤを用意し、コア51の中央部に巻線してコイル52を形成するとともに、図11(a)に示すようにその一対のコイル端末52a、52bを端面電極53a、53bの部分に引き出し、一対のリード端子54a、54bを立設したリードフレーム54上に配置する。
【0004】
次に、一対のリード端子54a、54bに、コイル52を巻装したコア51を、図11(b)に示すように組み付ける。 次に、例えば鉛を含有する半田材(例えばクリーム半田)を用意し、ディスペンサ60等を用いて、図11(c)に示すように前記端面電極53a、コイル端末52a及びリード端子54aの接合部分と、前記端面電極53b、コイル端末52b及びリード端子54bの接合部分とに各々半田材を塗布し、次に図11(d)に示すように半田付け処理を行って、一対の半田部55a、55bを形成する。
【0005】
次に、塩化メチレン等の洗浄材を使用した洗浄処理を実行して周辺に付着した不要半田及びフラックスを除去した後、樹脂モールド材を用意し、前記コア51及びリード端子54a、54bの外周部にモールド成型処理を行って、図11(e)に示すように樹脂モールド部56を形成する。次に、樹脂モールド部56から突出しているリードフレーム54の各部分をカットフォーミングして、図11(f)に示すようなコイル部品50の成型品を得る(特開昭64−46907号公報参照)。
【0006】
また、コイル部品の製造方法の他例として、図12に示す製造方法も知られている。
【0007】
図12に示すコイル部品90の製造方法は、まず、ドラム型のコア51の中央部にワイヤを巻線してコイル52を形成するとともに、図12(a)に示すようにその一対のコイル端末52a、52bを両側の端面に引き出す。
【0008】
次に、一対のリード端子54a、54bを立設したリードフレーム54に対して、コイル52を巻装したコア51を、図12(b)に示すように組み付けるとともに、導電性接着材80a、80bを用意し、ディスペンサ70等を用いて図12(b)に示すように前記コイル端末52a及びリード端子54aの接合部分と、前記コイル端末52b及びリード端子54bの接合部分とに各々導電性接着材80a、80bを塗布する。
【0009】
次に、導電性接着材80a、80bを加熱硬化させ、さらに、樹脂モールド材を用意し、前記コア51及びリード端子54a、54bの外周部にモールド成型処理を行って図12(c)に示すように樹脂モールド部56を形成する。次に、樹脂モールド部56から突出しているリードフレーム54の各部分をカットフォーミングして、図12(d)に示すような電子部品90の成型品を得るものである。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来のコイル部品50及びコイル部品90の製造方法の場合、以下のような課題がある。
【0011】
即ち、図11に示すコイル部品50の製造方法の場合には、通常半田付け処理時にワイヤの被覆を剥離するため、半田付け温度が400℃程度と高温であり、高価な高温用半田材を使用する必要があるとともに、コイル52用のワイヤとしても高価な耐熱性に優れたものを用意する必要があり、コイル部品50の製造コストの増大を招くという課題があった。また、半田付け処理時に、近年の環境保護の要請に応じた鉛フリー半田材を使用することも考えられるが、この場合においては、半田材の選択とワイヤ材の選択に苦慮しなければならないという課題があった。
【0012】
これに対して、図12に示すコイル部品90の製造方法の場合には、導電性接着材の加熱温度が低くて済む(例えば150℃)ので上記課題を解決することができ、好ましいものであるが、導電材である金属材料と接着剤との混練物であり、チクソトロピー性(以下チクソ性ともいう)を有する導電性接着材80a、80bを使用するものであるため、図12(b)、(c)に示すように、電子部品90の両側の端面部分に導電性接着材80a、80bのチクソ性によるいわゆる「ツノ」状の突起物109a、109bが生成されてしまい、この突起物109a、109bの除去工程が必要になって、作業性の低下、工程数増加による製造コストの増大を招くという課題があった。また、導電性接着材80a,80bのチクソ性により、空隙が多く発生しコイル52とリード端子54a、54bとの接続不良を招き、コイル部品90の歩留まりも低下してしまうという課題もあった。
【0013】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、導電性接着材を使用するものでありながら、接続不良等がなく、高品質で安価なコイル部品が得られ、作業性に優れ、工程数も少なく製造コストの低廉化も図れるコイル部品の製造方法を提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の発明は、ドラム型の磁性材料からなるコアの中央部にワイヤを巻線してコイル部を形成し、前記コイル部の一対のコイル端末を、前記コアの両側端面にそれぞれ配置し、同じく、一対のリード端子を前記コアの両側端面にそれぞれ配置し、導電性接着剤を前記コアの両側端面における前記コイル端末と前記リード端子の接続部分に供給し、振動付与手段により、前記導電性接着剤に対し当該振動手段が非接触の状態で振動を与えることにより、前記導電性接着剤の塗布形状の整形を行い、その後、前記導電性接着剤を加熱硬化させ、前記コア、前記コイル部、前記コイル端末、前記リード端子、前記導電性接着剤の外周部に樹脂モールド材による樹脂モールド部を形成することを特徴とするものである。
【0015】
請求項2記載の発明は、前記請求項1記載の振動付与手段を、前記コアの両側の端面近傍に配置され、前記コアに対して交互に電磁力による振動を与える一対の電磁石を用いて構成したことを特徴とするものである。
【0016】
請求項3記載の発明は、前記請求項1記載の振動付与手段を、前記リード端子を介して前記コアに超音波による振動力を付与する超音波振動手段により構成したことを特徴とするものである。
【0017】
請求項4記載の発明は、前記リード端子を載置してこのリード端子の下方から前記コアに振動力を付与する加振手段により構成したことを特徴とするものである。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【0020】
(実施の形態1)
図1は、本実施の形態1の製造方法によって得られた、受動素子として機能するコイル部品10を示すものであり、このコイル部品10は、ドラム型の部品本体であるコア(磁芯)1と、このコア1に巻装したワイヤ(巻線)を用いたコイル部2と、前記コア1の両側の端面に各々引き出したコイル部2の一対のコイル端末2a、2bと、これら一対のコイル端末2a、2bと、前記コア1の両端面に配置される一対のリード端子4a、4bとを、各々電気的に接続しつつ両端面に一体的に結合した導電性接着材8a、8b(図1において斜線を付して示す)と、これら全体を被覆する樹脂モールド部6とを具備している。
【0021】
この場合、リード端子4a(リード端子4bも同様)の形状を、図2に示すような縦溝5を設けた形状とすることで、詳細を後述する振動付与時における導電性接着材8の塗布形状の整形とリード端子4aへの接合状態をより良好にすることができる。また、リード端子4aの面(コイル端2aとの接合面又はその裏面)を粗にして表面積を多くし導電性接着材8a、8bとの接着面積を高めるようにしてもよい。これら縦溝5及び粗面を接着材保留部と定義する。
【0022】
次に、このコイル部品10の製造方法を、図3乃至図7を参照して詳細に説明する。この製造工程では長尺状のリードフレームに複数の外部端子を起立させ、各外部端子にコアを列状に配置して、リードフレームを移送することにより、各コアを各作業位置に停止させて作業を行う場合を示す。
【0023】
まず、ドラム型の磁性材料からなるコア1と、ワイヤを用意し、コア1の中央部にワイヤを巻線してコイル部2を形成するとともに、コイル部2の一対のコイル端末2a、2bを、図3(a)に示すように、各々コア1の両側端面に引き出して各端面に配置する。
【0024】
次に、一対のリード端子4a、4bを立設したリードフレーム4に対して、図3(b)及び図4に示すように、コイル部2が形成されたコア1を組み付けるとともに、ディスペンサ3によって導電性接着材8a、8bをコア1の端面に引き出したコイル端末2aとリード端子4a、コイル端末2bとリード端子4bとの接続部分に供給(塗布)する。
【0025】
次に、図4及び図5(a)に示すように、リードフレーム4に組み付けられ、導電性接着材8a、8bが塗布されたコア1に対して、振動付与手段である一対の電磁石11A、11Bをその両側端面近傍に配置し、一対の電磁石11A、11Bを後述する励起回路15により交互に励起して、図5(a)、図5(b)に示すように、交互に吸引力による振動力fを付与し、コア1を図5(b)に矢印で示すように同図において左右に振動させる。なお、前記電磁石11A、11Bはそれぞれコアにコイル31、32が巻回されて構成される。
【0026】
これにより、コア1の両側の端面に塗布された導電性接着材8a、8bは、振動力fの付与により液状化が進み、図5(c)に示すように、コイル端末2aとリード端子4a、コイル端末2bとリード端子4bとの接続部分へ各々浸透して整形され、導電性接着材8a、8bのチクソ性に基づく課題が解消され、いわゆる「ツノ」状の突起物の生成もなくなる。また、導電性接着材8a、8bの浸透により空隙も無くなるので、コイル端末2aとリード端子4a、コイル端末2bとリード端子4bとの各々の接続状態が良好となり接続不良等がなくなる。特に、前述のように外部端子としてのリード端子4a,4bの先端部近傍に接着材保留部5を設けたので、前記接着材塗布形状の整形は更に良好となる
次に、前記導電性接着材8a、8bを加熱(例えば150℃)硬化させる。
【0027】
この後、前記コア1及びリード端子4a、4bの外周部に樹脂モールド材によるモールド成型処理を行って、樹脂モールド部6を形成する。
【0028】
次に、樹脂モールド部6から突出しているリードフレーム4の各部分をカットフォーミングして、図1に示すようなコイル部品10の成型品を得るものである。
【0029】
本実施の形態1における導電性接着材8a、8bとしては、例えばエポキシ系の接着主剤に銀フィラーを80wt%含有させたものを使用する。
【0030】
また、前記コイル部2のコイル端末2a、2bは、予め絶縁被膜を除去したものを使用するか、又は、導電性接着材8a、8bとして、例えばエポキシ系の接着主剤に銀フィラーを80wt%含有させ、さらに絶縁被膜を溶解させる溶剤としてアミン系の溶剤を含有させたものを使用する。
【0031】
このアミン系の溶剤を含有させた導電性接着材8a、8bの場合、アミン系の溶剤が加熱されることで、コイル端末2a、2bの絶縁被膜の表層から化学的に分解を開始し、銀フィラーが溶解部分に進入してコイル端末2a、2bの導体部分迄到達し、これにより、コイル端末2aとリード端子4a、コイル端末2bとリード端子4bとの導電性を得るものである。
【0032】
そして、エポキシ系の接着主剤の加熱硬化により、アミン系の溶剤は飛散して消滅するものである。
【0033】
上述した製造方法において、導電性接着材8a、8bを、ディスペンサ3等を用いて図3(b)に示すように、コア1の両側端面に塗布する代りに、前記コイル部2をリード端子4a、4bに組み込んだ状態で導電性接着材8a、8bをコイル端末2a、2bの部分に塗布する工程を採用することもできる。
【0034】
いま、導電性接着材8a、8bをコア1の両側端面に塗布してこのコア1をリード端子4a、4bに組み付ける方法(内付け)と、前記コイル部2をリード端子4a、4bに組み込んだ状態で導電性接着材8a、8bをコイル端末2a、2bの部分に塗布する方法(外付け)とについて比較すると、内付けの場合の方が外付けの場合よりもコイル端末2aとリード端子4a、コイル端末2bとリード端子4bとの各接触抵抗値が50mΩ程度低い値を示すことが実験で判明した。
【0035】
また、内付けの場合と外付けの場合とのリード端子4aとコア1、リード端子4bとコア1との各々接着強度は、内付けの場合で240g、外付けの場合で150gであった。
【0036】
以上から、導電性接着材8a、8bをコア1の両側端面に内付けにより塗布した方が、電気的、機械的により良好な特性が得られることが判明した。
【0037】
図6は、前記一対の電磁石11A、11Bの励起回路15を示すものである。
【0038】
この励起回路15は、抵抗R1 、抵抗R2 、コンデンサC1 により定まる所定の周波数の駆動信号を生成するゲート素子21、ゲート素子22の直列回路と、この直列回路の出力側に直列接続した第1のインバータ素子23、第2のインバータ素子24と、電磁石11Aを構成する第1のコイル31と接地間に直列接続したFETからなる第1の駆動素子T1 と、電磁石11Bを構成する第2のコイル32と接地間に直列接続したFETからなる第2の駆動素子T2 と、第1の駆動素子T1 、第2の駆動素子T2 に各々並列接続したダイオードD1 、ダイオードD2 と、第2のインバータ素子24の出力側と第1の駆動素子T1 のゲートとの間に接続した抵抗R3 と、第1のインバータ素子23の出力側と第2の駆動素子T2 のゲートとの間に接続した抵抗R4 とを具備している。
【0039】
そして、この励起回路15による所定周波数の駆動信号を、前記第1のインバータ素子23、第2のインバータ素子24の作用で交互に第1の駆動素子T1 、第2の駆動素子T2 のゲートに供給して、第1の駆動素子T1 、第2の駆動素子T2 を交互にオン、オフさせ、これにより、第1のコイル31、第2のコイル32を交互に励磁して、一対の電磁石11A、11Bによる吸引力に基づく振動力fをコア1に非接触で付与するものである。
【0040】
尚、図7に示すように、前記抵抗R1 の代りに、抵抗R11及び可変抵抗R12の直列回路を採用してもよい。
【0041】
このようにすれば、前記駆動信号を制御して電磁石への電流を制御することにより振動周波数を変化させることができ、種々の粘度の異なる導電性接着材8a、8bに応じて振動周波数を変化させるように構成することもできる。
【0042】
(実施の形態2)
次に、図8(a)、(b)を参照して本発明の実施の形態2を説明する。
【0043】
本実施の形態2のコイル部品の製造方法は、基本的な製造工程は、既述した実施の形態1の場合と同様であるが、図8(a)に示すように振動付与手段として超音波を発する超音波振動手段30によりリードフレーム4を介して前記コア1に振動力を付与し、導電性接着材8a、8bを液状化してこの導電性接着材8a、8b自体をコイル端末2aとリード端子4a、コイル端末2bとリード端子4bとの接続部分へ各々浸透させることが特徴である。このような工程を採用することによっても、図8(b)に示すように導電性接着材8a、8bのチクソ性に基づく課題が解消され、いわゆる 「ツノ」状の突起物の生成もなくなる。また、導電性接着材8a、8bの浸透により空隙が発生せずコイル端末2aとリード端子4a、コイル端末2bとリード端子4bとの各々の接続状態が良好となり接続不良等がなくなる。
【0044】
この実施の形態によっても、超音波駆動周波数を制御することにより、導電性接着材の粘度に応じて振動数の制御を行うことができる。
【0045】
(実施の形態3)
次に、図9を参照して本発明の実施の形態3を説明する。
【0046】
本実施の形態3のコイル部品の製造方法は、基本的な製造工程は、既述した実施の形態1の場合と同様であるが、図9に示すように、振動付与手段としてコア1を組み込んだリードフレーム4を上面に載置し、リードフレーム4を介して前記コア1に振動力を付与する加振手段である加振機40を採用し、導電性接着材8a、8bを液状化してこの導電性接着材8a、8b自体をコイル端末2aとリード端子4a、コイル端末2bとリード端子4bとの接続部分へ各々浸透させることが特徴である。このような工程を採用することによっても、導電性接着材8a、8bのチクソ性に基づく課題が解消され、いわゆる「ツノ」状の突起物の生成もなくなる。また、導電性接着材8a、8bの浸透により空隙の発生がなくなり、コイル端末2aとリード端子4a、コイル端末2bとリード端子4bとの各々の接続状態が良好となり接続不良等がなくなる。尚、図9中、41はリードフレーム4の抑え部材、42はバネである。 この実施の形態によれば、振動付与手段の構成が簡単になるという利点がある。 以上説明した本発明の実施の形態1乃至3によれば、導電性接着材8a、8bへの非接触による振動力付与によるコイル部品10の傷付きを防止でき、また、塗布形状の整形により製品の均一化、薄型化を図れ、さらに、モールド成型品の小形化の要請にも対応できるコイル部品10を作業性よく、かつ、少ない工程数で高歩留まりをもって製造することが可能で製造コストの低廉化をも図ることができる。
【0047】
次に、図10を参照して本発明が適用される電子部品の他の構造について説明する。
【0048】
図10は、電子部品であるチップ状のコンデンサ部品45を示すものである。
【0049】
このコンデンサ部品45は、誘電体材料により形成した部品本体46と、部品本体46の両側の端面に各々設けた導体部である端面電極47a、47bと、これら一対の端面電極47a、47bと一対のリード端子44a、44bとを、各々電気的に接続しつつ両端面に一体的に結合した導電性接着材48a、48bと、これら全体を被覆する樹脂モールド部60とを具備している。
【0050】
この実施の形態4のコンデンサ部品45も、上述した実施の形態1乃至3の場合と各々同様な製造工程を採用して製造することができ、導電性接着材48a、48bのチクソ性に基づく課題が解消され、いわゆる「ツノ」状の突起物の生成もなくなる。また、導電性接着材48a、48bの浸透により空隙の発生がなくなりリード端子44aと端面電極47a、リード端子44bと端面電極47bとの各々の接続状態が良好となり接続不良等を無くすことができる。
【0051】
この他にチップ抵抗部品等の電子部品において、端子の接続に導電性接着材を使用しているもの全てに本発明を適用することができる。
【0052】
【発明の効果】
請求項1記載の発明によれば、先ず端子の接続に導電性接着材を使用するものであるから、半田材を使用する場合に比べて部品本体の耐熱性の問題を解消でき、また、半田付処理の洗浄工程が不要となり、場合によっては部品本体端面への電極付け工程も不要となるので作業性の向上が図れるという効果が得られる。そして、チクソ性のある導電性接着材に対し振動手段が非接触の状態で振動を与えることにより、導電性接着剤の塗布形状の整形を行い、「ツノ」を除去し、塗布時の空隙も無くすことができるので、端子接続が確実となり、信頼性の向上が図れる。
【0053】
また、上記のように「ツノ」の発生が無くなるので、従来必要であった「ツノ」の除去工程が不要となり、作業性が改善される。さらに、「ツノ」の発生がないことより、接続部分の均一化、薄型化が図れるので電子部品の小型化に寄与できる。さらにまた、「ツノ」の発生による不具合がなくなり、かつ、振動付与は非接触で行われるので、部品に傷が付かないことから、歩留りの向上が図れる。
【0054】
請求項2記載の発明によれば、上記効果に加えて、電磁石に供給する電流の制御によって振動周波数の制御が行えるので、導電性接着材の粘度に応じて振動数を可変でき、最適な接続状態を得ることができるという利点を有する。
【0055】
請求項3記載の発明によれば、上記請求項1記載の発明の効果に加えて、超音波駆動信号を制御することにより、振動数の制御を行うことができるので、上記同様、導電性接着材の粘度に応じて振動数の調整を行って、最適な接続状態を得ることができるという効果が得られる。
【0056】
請求項4記載の発明によれば、前記請求項1記載の発明の効果に加えて、外部端子を載置することによって、部品本体を均一に保持した状態で下方から振動を付与するので、全体を均等に振動させることができ、接続状態を更に良好にすることができるという効果が得られる。また、振動付与手段の構成を簡単にできるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1が適用されるコイル部品を示す概略断面図である。
【図2】本発明の実施の形態1が適用されるコイル部品におけるリード端子の拡大斜視図である。
【図3】本発明の実施の形態1のコイル部品の製造工程を示す工程説明図である。
【図4】本発明の実施の形態1のコイル部品の製造工程を示す工程説明図である。
【図5】本発明の実施の形態1のコイル部品の製造工程を示す工程説明図である。
【図6】本発明の実施の形態1における励起回路の回路図である。
【図7】図6に示す励起回路中の抵抗回路の他例を示す図である。
【図8】本発明の実施の形態2のコイル部品の製造工程を示す工程説明図である。
【図9】本発明の実施の形態3のコイル部品の製造工程を示す工程説明図である。
【図10】本発明の実施の形態4が適用される他の電子部品であるコンデンサ部品を示す概略断面図である。
【図11】従来のコイル部品の製造工程を示す工程説明図である。
【図12】従来のコイル部品の他の製造工程を示す工程説明図である。
【符号の説明】
1 コア
2 コイル
2a コイル端末
2b コイル端末
3 ディスペンサ
4 リードフレーム
4a リード端子
4b リード端子
5 縦溝
6 樹脂モールド部
8a 導電性接着材
8b 導電性接着材
10 コイル部品
11A 電磁石
11B 電磁石
15 励起回路
30 超音波振動手段
31 コイル
32 コイル
40 加振機
45 コンデンサ部品
Claims (4)
- ドラム型の磁性材料からなるコアの中央部にワイヤを巻線してコイル部を形成し、
前記コイル部の一対のコイル端末を、前記コアの両側端面にそれぞれ配置し、
同じく、一対のリード端子を前記コアの両側端面にそれぞれ配置し、
導電性接着剤を前記コアの両側端面における前記コイル端末と前記リード端子の接続部分に供給し、
振動付与手段により、前記導電性接着剤に対し当該振動手段が非接触の状態で振動を与えることにより、前記導電性接着剤の塗布形状の整形を行い、
その後、前記導電性接着剤を加熱硬化させ、
前記コア、前記コイル部、前記コイル端末、前記リード端子、前記導電性接着剤の外周部に樹脂モールド材による樹脂モールド部を形成することを特徴とするコイル部品の製造方法。 - 前記振動付与手段は、前記コアの両側の端面近傍に配置され、前記コアに対して交互に電磁力による振動を与える一対の電磁石を用いて構成したことを特徴とする請求項1記載のコイル部品の製造方法。
- 前記振動付与手段は、前記リード端子を介して前記コアに超音波による振動力を付与する超音波振動手段により構成したことを特徴とする請求項1記載のコイル部品の製造方法。
- 前記振動付与手段は、前記リード端子を載置してこのリード端子の下方から前記コアに振動力を付与する加振手段により構成したことを特徴とする請求項1記載のコイル部品の製造方法。
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