CN111816405B

CN111816405B - 电感元件

Info

Publication number: CN111816405B
Application number: CN202010268630.2A
Authority: CN
Inventors: 山下保英; 佐藤千绪美
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2019-04-10
Filing date: 2020-04-08
Publication date: 2023-02-21
Anticipated expiration: 2040-04-08
Also published as: US20200328021A1; JP2020174127A; CN111816405A; US11605490B2; JP7338213B2

Abstract

本发明涉及一种电感元件，其特征在于，具有：将导体卷绕成线圈状的绕组部、和包围绕组部的周围且包含磁性粉体和树脂的芯部。芯部具有分别覆盖绕组部的两个端面的顶板部和底板部、以及位于所述绕组部的外周侧的外周部，外周部的树脂含量大于顶板部和底板部的树脂含量。

Description

电感元件

技术领域

本发明涉及一种电感元件。

背景技术

作为电感元件的一个例子，已知有在包含金属磁性粉和树脂的芯的内部埋设有线圈的电感元件。作为这样的电感元件的制造方法，公开有下述专利文献1中所示的方法。

在专利文献1中，将磁性粉体和热固性树脂混合，进行加压成型将两个圧粉体成型，以用这些圧粉体夹持线圈部的方式进行再加压并且进行热固化，由此得到了电感元件等的线圈部件。但是，在专利文献1的技术中，存在沿圧粉体彼此的接合界面或线圈部的端面容易产生裂纹，无法实现芯的高密度化的问题。

特别是近年来，在电感元件中，进行大电流化，并且寻求提高线圈的电感，从而有必要使芯高密度化。作为实现其的方法，可以考虑减少压粉体中的树脂成分而增加磁性粉体的比例，但是如果减少树脂成分，则会使芯的成型性恶化并容易产生裂纹。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2002-252120号公报

发明内容

本发明所要解决的技术问题

本发明鉴于这样的实际情况，其目的在于提供一种在芯部不易产生裂纹并且具有高电感的电感元件。

用于解决技术问题的手段

为了达成上述目的，本发明的电感元件，其特征在于，具有：

将导体卷绕成线圈状的绕组部；和

包围所述绕组部的周围且包含磁性粉体和树脂的芯部，

所述芯部具有分别覆盖所述绕组部的两个端面的顶板部和底板部、以及位于所述绕组部的外周侧的外周部，

所述外周部的树脂含量大于所述顶板部和所述底板部的树脂含量。

本发明的电感元件通过具有上述结构，增强了在顶板部与外周部及底板部与外周部的边界附近各个部位之间的密合性。因此，在本发明的电感元件中，可以有效地抑制在芯部产生裂纹。此外，尽管原因并不明确，但本发明的电感元件具有较高的电感。

优选地，相对于100重量份的所述磁性粉体，所述顶板部和所述底板部的树脂含量为0.5～4.0重量份，且相对于100重量份的所述磁性粉体，所述外周部的树脂含量为2.0～6.0重量份。

在芯部的各部位，通过树脂含量在上述范围内，可以防止裂纹的产生，并且可以提高磁性体的密度。此外，提高了电感元件的电感。

此外，在本发明的电感元件中，由于顶板部与外周部以及底板部与外周部之间的密合性较高，因此，可以减少位于绕组部的内周侧的芯部的中芯部中的树脂含量。更具体而言，相对于100重量份的所述磁性粉体，所述中芯部的树脂含量可以为2.0重量份以下。

通过这样地构成，中芯部的磁性体密度变得相对较高，可以得到更高的电感。

此外，优选地，在本发明的电感元件中，所述中芯部的树脂含量小于所述顶板部和所述底板部的树脂含量，且芯部的各部位的树脂含量按照中芯部＜顶板部(底板部)＜外周部的顺序变大。

通过以这样的方式调节各部位的树脂含量，芯部的密合性变得更良好，并且还提高了电感。

附图说明

图1A是本发明的一个实施方式的电感元件的截面图。

图1B是本发明的另一个实施方式的电感元件的截面图。

图2是示出图1A所示的电感元件的制造过程中使用的预成型体和绕组部的立体图。

图3是示出图1B所示的电感元件的制造过程中使用的预成型体和绕组部的立体图。

图4是示出本发明的另一个实施方式的电感元件的制造过程中使用的预成型体和绕组部的立体图。

图5是示出本发明的另一个实施方式的电感元件的制造过程中使用的预成型体和绕组部的立体图。

图6是沿图5所示的VI-VI线的截面图。

图7是示出本发明的另一个实施方式的电感元件的制造过程中使用的预成型体和绕组部的立体图。

符号的说明：

2、2A、2B…电感元件

4…绕组部

4α…卷轴中心

5…导体

5a、5b…引线部

6…芯部

6a…顶板部

6b…底板部

6c、6c1、6c2…外周部

6d…中芯部

6e…间隙部

7、7a、7b、7c…接合界面

60a～60k…预成型体

70a～70k…预接合面

80…引出槽

90…收容凹部

具体实施方式

以下，基于附图所示的实施方式来说明本发明，但本发明不限定于下述的实施方式。

第1实施方式

图1A是本发明的一个实施方式的电感元件2A的截面图。而且，图2是示出电感元件2A的制造过程中的预成型体和绕组部的立体图。如图1A所示，电感元件2A具有绕组部4和芯部6。另外，图1A示出了通过绕组部4的卷轴中心4α且平行于卷轴中心4α的电感元件2A的截面。

如图2所示，绕组部4中，导体5以线圈状卷绕，其卷轴与Z轴大致平行。导体5的卷绕次数和卷绕层数没有特别限定，可以根据电感元件2A的大小或期望的特性适当确定。在本实施方式中，通过将导体5以线圈状卷绕，从而使与绕组部4的卷轴中心4α垂直的截面(X-Y截面)成为圆环状。但是，对绕组部4的X-Y截面的形状没有特别限制，可以是椭圆环状、矩形环状、三角形环状等形状。

此外，绕组部4具有在Z轴方向的上方，朝向与卷轴中心4α大致垂直的方向延伸的引线部5a、5b。在图1A中，虽然省略图示，但是绕组部4的引线部5a、5b从芯部6的外部取出。另外，在各附图中，Z轴是与卷轴中心4α平行的方向，X轴、Y轴和Z轴相互垂直。

构成绕组部4的导体5由导电性金属构成，根据需要以绝缘涂层覆盖外周。作为导电性金属，例如可以列举Cu、Al、Fe、Ag、Au或者包含这些金属的合金等，没有特别限定。此外，绝缘涂层可以列举例如聚氨酯、聚酰胺酰亚胺、聚酰亚胺、聚酯、聚酯-酰亚胺、聚酯-尼龙等，没有特别限定。进一步，在本实施方式中，导体5的截面形状为圆形，但没有特别限定，也可以为椭圆形、矩形。

在本实施方式中，芯部6整体具有棱柱形状，但没有特别限定，也可以为圆柱、椭圆柱的形状。芯部6的上表面和下表面大致垂直于Z轴，芯部6的侧面大致垂直于包含X轴和Y轴的平面。而且，芯部6的尺寸相当于电感元件2A的尺寸(但是，不包括引线部5a、5b)，没有特别限定，例如为2～17mm×2～17mm×1～17mm的长方体或立方体所包含的尺寸。

如图1A所示，芯部6具有覆盖绕组部4的上端面和下端面的顶板部6a和底板部6b、位于绕组部4的外周侧的外周部6c、和位于绕组部4的内周侧的中芯部6d。此外，构成芯部6的磁性粉体和树脂进入构成绕组部4的导体5与芯部6的间隙部6e。

如上所述，芯部6具有磁性粉体和树脂(粘合剂)。作为磁性粉体的材质，没有特别限制，可以例示Mn-Zn、Ni-Cu-Zn等的铁氧体、Fe-Si(铁-硅)、铁硅铝合金(Fe-Si-Al；铁-硅-铝)、Fe-Si-Cr(铁-硅-铬)、坡莫合金(Fe-Ni)等的金属。优选为Fe-Si或Fe-Si-Cr。

此外，为了得到高绝缘性，也可以对磁性粉体进行利用BN、SiO₂、MgO、Al₂O₃等的无机物涂层或有机物涂层的表面处理。进而，对于磁性粉体的晶体结构，没有特别限制，可以例示非晶、结晶质等。

作为芯部6所包含的树脂的种类，可以使用热固性树脂。作为热固性树脂，例如可以例示环氧树脂、酚醛树脂、三聚氰胺树脂、脲醛树脂、呋喃树脂、醇酸树脂、不饱和聚酯树脂、邻苯二甲酸二烯丙酯树脂等、或将这些复合而成的树脂等。

在本实施方式中，在芯部6在其各部位6a～6d中具有不同的树脂含量方面具有特征。特别地，以外周部6c的树脂含量大于顶板部6a和底板部6b的树脂含量的方式设计。更具体的构成及其作用效果将在后面进行说明，通过调节芯部6的各部位6a～6d中的树脂含量，从而各部位之间的密合性变得良好，并且可以实现高电感值。

接着，使用图2对图1A所示的电感元件2A的制造方法进行说明。

本实施方式的电感元件2A通过将四个预成型体60a～60d与由空芯线圈等构成的绕组部4(插入部件)一体化而制造。作为制造的顺序，首先制造作为预成型体60的原料的颗粒，然后根据芯部6的各部位的形状对该颗粒进行预压缩成型。如图2所示，将由此得到的预成型体60a～60d和绕组部4组合并进行主压缩。

首先，制造作为预成型体60的原料的颗粒。颗粒的制造方法没有特别限定，例如，可以通过在磁性粉体中添加树脂并进行搅拌之后，使其干燥来进行制造。在该搅拌过程中，树脂也可以用溶剂稀释后添加。作为此时使用的溶剂，可以例示例如丙酮等的酮类。此外，在颗粒的制造过程中，也可以通过向磁性粉体中添加树脂并搅拌后，使其通过筛网来去除粗大颗粒。

颗粒的制造中使用的磁性粉体的粒径没有特别限定，例如可以使用平均粒径为0.5～50μm的磁性粉体。另外，当在磁性粉体的表面形成无机物涂层或有机物涂层时，可以通过磷酸处理等化学转化处理或溶胶凝胶法等实施表面处理。

关于上述颗粒中的树脂含量，以树脂含量根据主压缩后芯部6的各部位6a～6d而不同的方式，对每个预成型体60a～60d进行调节。树脂含量的具体数值范围将在后面进行说明。另外，在本实施方式中，由于不进行脱粘合剂处理，因此，在制造过程中粘合剂含量没有变化。因此，预成型体60中的树脂含量(加入量)相当于芯部6的树脂含量。

接着，使用上述颗粒制造预成型体60a～60d。各预成型体60a～60d通过将包含磁性粉体和树脂的颗粒填充到模具的型腔内，并进行预压缩成型来制造。另外，根据各预成型体60a～60d的形状确定预压缩成型用的模具，预压缩成型时的压力为2.5×10²～1×10³MPa(2.5～10t/cm²)。

在此，预成型体60a是在主压缩后构成芯部6的顶板部6a的部件，具有多边形板状的形状。预成型体60a的厚度没有特别限制，优选以主压缩后的顶板部的厚度相对于电感元件2A的厚度成为6/10～9/10的方式进行设计。此外，预成型体60b是在主压缩后构成芯部6的底板部的部件，具有与预成型体60a相同的形状和厚度。

对于构成顶板部6a和底板部6b的预成型体60a、60b，优选调节颗粒的加入量，使得树脂含量相对于100重量份的磁性粉体为0.5重量份～4.0重量份。

此外，预成型体60c是在主压缩后构成芯部6的外周部6c的部件，具有环状棱柱的形状。另外，预成型体60c的上表面和底表面具有与预成型体60a、60b相同的外缘形状，环状的内侧形状根据绕组部4的外径成为圆形形状。此外，优选以预成型体60c的Z轴方向的高度相对于绕组部4的Z轴方向的高度成为1.1倍～1.5倍的方式进行设计。

对于构成外周部6c的预成型体60c，以树脂含量比预成型体60a、60b的树脂含量高作为前提。然后，优选调整颗粒的加入量，使得预成型体60c的树脂含量相对于100重量份的磁性粉体为2.0重量份～6.0重量份的范围内。更优选为2.0重量份～5.0重量份。

进而，预成型体60d是在主压缩后构成芯部6的中芯部6d的部件，根据绕组部4的内侧形状而具有圆柱状的形状。但是，预成型体60d也可以是棱柱或椭圆柱的形状。优选以预成型体60d的Z轴方向的高度相对于绕组部4的Z轴方向的高度成为0.9倍～0.998倍的方式进行设计。此外，预成型体60c的直径没有特别限制，只要其收纳于绕组部4的内部即可。

对于构成中芯部6d的预成型体60d，优选调整颗粒的加入量，使得树脂含量相对于100重量份的磁性粉体为2重量份以下。更优选预成型体60d的树脂含量小于预成型体60a～60c的树脂含量。对于预成型体60d，树脂含量的下限值没有特别限制，也可以为0重量份。另外，为了确保预压缩的成型性，也可以含有若干量的树脂。

另外，各预成型体60a～60d的密度没有特别限定，例如为4.0～6.5g/cm³。

接着，将得到的各预成型体60a～60d和绕组部4(插入部件)以图2所示的方式配置在与制造预成型体时不同的模具的型腔内，进行主压缩(压接)。由此，得到电感元件2A。

主压缩时的压力没有特别限定，例如为1.0×10²～8.0×10²MPa(1.0～8.0t/cm²)，可以比预压缩成型时的压力大、可以与其相等、还可以比其小。但是，主压缩时的压力优选比预压缩成型时的压力(100％)低至40～80％左右。更优选低至50％～60％左右。通过使主压缩时的压力低于预压缩成型时的压力，从而易于防止主压缩后发生的绕组部4的位置的变形和/或绕组的形状的变形。并且，预压缩成型时的压力与主压缩时的压力相比越大，则越容易提高耐电压特性。

另外，在各预成型体60a～60d分别形成有预接合面70a～70d。而且，在主压缩中，将预成型体60a的预接合面70a、预成型体60c的预接合面70ca和预成型体60d的预接合面70da相互对接并接合，形成图1A所示的接合界面7a。同样地，将预成型体60b的预接合面70b、预成型体60c的预接合面70cb和预成型体60d的预接合面70db相互对接形成接合界面7b。该接合界面7a、7b可以在主压缩后的芯部6的截面中以能够观测的状态断续地残留，也可以不残留。

另外，在预接合面70a、70ca的任一者或两者中形成有引出槽80，成为能够从芯部6的外侧引出绕组部4的引线部5a、5b的实施方式。

此外，对于主压缩后从模具中取出的电感元件2A，优选通过进行加热处理来使树脂完全固化。具体来说，可以在高于树脂开始固化的温度下加热电感元件2A，具体的温度根据所使用的树脂适当地确定。

在电感元件中，寻求芯部的高密度化和电感的提高。作为其对策，考虑减少芯部的树脂成分，并相对地增加磁性粉体的比例。然而，当均匀地减少芯部的各部位中的树脂含量时，容易产生裂纹，并且也不能充分地实现电感的提高。此外，当为了确保芯部的密合性而均匀地增加芯部的各部位中的树脂含量时，电感会降低。

与此相对，在本实施方式中，使外周部6c的树脂含量大于顶板部6a和底板部6b的树脂含量。由此，在本实施方式的电感元件2A中，能够兼顾裂纹的抑制和电感的提高。特别地，在本实施方式的电感元件2A中，通过增加外周部6c的树脂含量，即使芯部整体的树脂总量变大，也可以得到高的电感。

作为能够兼顾裂纹的抑制和电感的提高的原因，还未明确，但是认为是由于通过本实施方式的构成，芯部6的接合界面7a、7b的接合力提高，该界面处的内部空隙变小，由此表观磁导率升高。

另外，外周部6c的树脂含量优选相对于顶板部6a和底板部6b的树脂含量为1.0倍以上，更优选为1.5倍以上。通过以该比例调整树脂含量，可以防止裂纹等，并且可以确保高电感。

如上所述，在本实施方式中，以外周部6c的树脂含量大于顶板部6a和底板部6b的树脂含量作为前提。此外，在本实施方式中，优选顶板部6a和底板部6b的树脂含量相对于100重量份的磁性粉体为0.5重量份～4.0重量份，外周部6c的树脂含量相对于100重量份的磁性粉体为2.0重量份～6.0重量份(更优选为2.0～5.0重量份)的范围内。

通过顶板部6a和底板部6b的树脂含量为0.5重量份以上，可以有效地抑制在绕组部4的Z轴的上方或下方附近产生裂纹。此外，通过顶板部6a和底板部6b的树脂含量为4.0重量份以下，芯部6的磁性体密度不会降低，得到的电感元件2A的磁导率增高。

通过外周部6c的树脂含量为2.0重量份以上，可以抑制由于裂纹的产生引起的磁导率的降低。此外，通过外周部6c的树脂含量为6.0重量份以下，芯部6的磁性体密度不会降低，电感元件2A的磁导率增高。

另外，顶板部6a和底板6b的树脂含量的关系可以相同、也可以不同。然而，通过使顶板部6a和底板6b的树脂含量相同，预成型体60a和60b可以由相同的部件构成，从而降低制造成本。

此外，在本实施方式中，由于作为芯部6的结构体的强度通过顶板部6a和底板部6b与外周部6c之间的接合强度来确保，因此，可以减少中芯部6d的树脂含量。即，顶板部6a和底板部6b与中芯部6d之间的接合通过顶板部6a和底板部6b与外周部6c之间的接合力来确保。

因此，关于中芯部6d，优选作为电感元件2A的磁芯，提高磁导率。具体来说，相对于100重量份的磁性粉体，中芯部6d的树脂含量优选为2.0重量份以下，也可以为0重量份。由于这样地构成，在电感元件2A中，可以得到高磁导率，从而电感提高。

此外，在本实施方式中，通过将中芯部6d的树脂含量设定在上述范围内，且使其比其他部位6a～6c相对较小，从而可以以按照中芯部<顶板部(底板部)<外周部的顺序变大的方式构成芯部的各部位6a～6d的树脂含量。

通过以这样的方式调整各部位的树脂含量，从而芯部6中各部位之间的密合性变得更良好，并且可以提高电感的提升效果。此外，中芯部6d的树脂含量优选相对于顶板部6a和底板部6b的树脂含量为0.15～1.0倍。

第2实施方式

以下，基于图1B和图3对本发明的第2实施方式进行说明。另外，省略第2实施方式中与第1实施方式相同的结构的说明，并且使用相同的附图标记。

图1B是第2实施方式的电感元件2B的截面图，图3是示出电感元件2B的制造过程中的预成型体和插入部件的立体图。

如图3所示，在电感元件2B中，构成外周部6c的预成型体60c进一步被分为两个预成型体60c1、60c2。因此，通过将合计五个预成型体60a、60b、60c1、60c2、60d和插入部件一体化来制造电感元件2B。另外，电感元件2B的上述以外的结构与第1实施方式的电感元件2A相同，取得相同的作用效果。

在电感元件2B的制造中，将预成型体60a的预接合面70a、预成型体60c1的预接合面70c1a和预成型体60d的预接合面70da相互对接并接合，形成图1B所示的断续的接合界面7a。此外，将预成型体60b的预接合面70b、预成型体60c2的预接合面70c2b和预成型体60d的预接合面70db相互对接形成接合界面7b。进而，将预成型体60c1的预接合面70c1和预成型体60c2的预接合面70c2相互对接形成接合界面7c。

此外，如图3所示，在电感元件2B的绕组部4中，引线5a、5b的位置变化。即，引线部5a、5b从绕组部4的Z轴方向的大致中央部向外侧延伸。因此，引出槽80形成在预接合面70c1、70c2的任一者或两者上。

如上所述，通过电感元件2B中，接合界面比电感元件2A增加了一个，从而直流叠加特性趋于提高。

第3实施方式

以下，基于图4对本发明的第3实施方式进行说明。另外，省略第3实施方式中与第1和第2实施方式相同的结构的说明，使用相同的附图标记。

图4是示出第3实施方式的电感元件的制造过程中的预成型体和插入部件的立体图。如图4所示，在本实施方式中，使用第2实施方式中的预成型体60a和60c1成为一体的罐形的预成型体60e。同样地，预备成形体60f具有第2实施方式中的预成型体60b和60c2成为一体的罐形。另外，构成中芯部6d的预成型体60g与第1和第2实施方式相同。

因此，在本实施方式中，通过将合计三个预成型体60e～60g和插入部件一体化来制造电感元件。

预成型体60e是在主压缩后成为顶板部6a和外周部6c1的部件，使用树脂含量不同的两种颗粒α、β进行制造。即，将颗粒α用于成为顶板部6a的部位，将颗粒β用于成为外周部6c1的部位。如果比较颗粒α和颗粒β的树脂含量，则颗粒β的树脂含量大于颗粒α的树脂含量。另外，对于各部位的树脂含量的具体数值，可以与第1实施方式同样地设计。

在预压缩成型时，在预成型体60e用的罐形的模具中，将颗粒α填充在相当于罐状的底面部的型腔内，将颗粒β填充在相当于罐状的侧壁部的型腔内。通过这样地预压缩成型，可以以外周部6c1的树脂含量大于顶板部6a的树脂含量的方式构成芯部6。另外，预压缩成型的条件等与第1实施方式相同。

预成型体60f是在主压缩后成为底板部6b和外周部6c2的部件，并且使用树脂含量不同的两种颗粒α、β进行制造。也以与预成型体60e相同的方式对预成型体60f进行预压缩成型，以外周部6c2的树脂含量大于底板部6b的树脂含量的方式形成芯部6。

如本实施方式所示，填充两种颗粒制造预成型体60e～60g，使外周部6c1、6c2的树脂含量大于顶板部6a和底板部6b的树脂含量，由此可以提高芯部6的各部位间的密合性，防止裂纹的产生。此外，与第1和第2实施方式同样地，可以提高电感值。

另外，第3实施方式中上述以外的结构与第1和第2实施方式相同，取得相同的作用效果。

第4实施方式

以下，基于图5～7对本发明的第4实施方式进行说明。另外，省略第4实施方式中与第3实施方式相同的结构的说明，使用相同的附图标记。

图5是示出第4实施方式的电感元件的制造过程中的预成型体和插入部件的立体图。此外，图6是沿图5所示的VI-VI线的截面图。如图5和图6所示，在本实施方式中，通过将两个预成型体60h、60i和绕组部一体化进行制造。预成型体60h、60i是截面为E字形的E-E芯，具有在主压缩之后成为顶板部6a或底板部6b的连接部60ha、60ia；成为外周部6c的侧脚部60hc、60ic；和成为中芯部6d的轴脚部60hd、60id。

此外，在各预成型体60h、60i上分别形成有接合界面70h1、70h2、70i1、70i2，它们相互对接并接合。而且，在预接合面70h2、70i2的任一者或两者上形成有用于将引线部5a、5b向芯部6的外部引出的引出槽80。另外，在图6中省略了一对引线部5a、5b。

进而，在侧脚部60hc、60ic与轴脚部60hd、60id之间形成有分别用于收纳绕组部4的上半部分和下半部分的收纳凹部90。收纳凹部90的大小是作为插入部件的绕组部4其内外周以及卷轴方向端部接触并能进入的程度的大小。

在本实施方式中，如图6所示，轴脚部60hd的高度比侧脚部60hc的高度仅高规定高度z1。同样地，轴脚部60id的高度比侧脚部60ic的高度仅高规定高度z2。

通过这样设计预成型体60h、60i，主压缩时施加到轴脚部60hd、60id的压缩力变得高于侧脚部60hc、60ic。因此，本实施方式中得到的芯部6中，中芯部6d的磁性体密度变高，有助于磁导率的提高。

另外，对规定高度z1和规定高度z2的大小关系没有特别限制。即，可以是z1＝z2、也可以是z1＞z2、也可以是z1＜z2。此外，即使在第1～第3实施方式的情况下，通过使成为中芯部6d的预成型体60d、60g的高度高于外周部，也可以取得与本实施方式相同的作用效果。

作为如本实施例那样使用两分割预成型体的情况下的变形例，也考虑如图7所示的实施方式。在图7中，示出了在主压缩后成为顶板部6a的板状的预成型体60j和在主压缩后成为底板部6b、外周部6c、中芯部6d的罐形的预成型体60k。即，图7所示的变形例是E-I芯型的电感元件。

此外，第4实施方式中的上述以外的结构与第3实施方式相同，取得相同的作用效果。

另外，本发明不限于上述实施方式，可以在本发明的范围内进行各种改变。

例如，在上述实施方式中，预压缩的工序通过加压成型来进行，但也可以通过加压加热成型来进行。预压缩成型时的加热温度优选为低于树脂的固化温度的温度。通过在预压缩成型时进行加热，可以提高预成型体60a～60k的磁导率。此外，在上述实施方式中，在主压缩后实施热固化处理，但也可以通过加压加热成型来进行主压缩，与主压缩同时进行固化处理。该情况下的加热温度可以设定为高于树脂开始固化的温度的温度。

此外，在上述实施方式中，作为使用的树脂公开了热固性树脂，但也可以使用热塑性树脂。作为热塑性树脂，可以例示聚苯硫醚(PPS)、聚丙烯(PP)、液晶聚合物(LCP)等、或将它们复合而成的树脂等。当使用热塑性树脂时，可以通过注射成型或加压加热成型来进行预压缩和主压缩。该情况下的压力可以以得到与使用热固性树脂时相同的成型体密度的方式进行设定，加热温度可以根据所采用的树脂的特性来确定。另外，在使用热塑性树脂的情况下，不需要进行用于将树脂固化的加热处理。

进而，如上述实施方式所示的，中芯部6d的树脂含量也可以为0重量份。在该情况下，构成中芯部6d的预成型体也可以是磁性粉体的烧结体。

此外，构成芯部6的磁性粉体和树脂也可以根据各部位6a～6d使用不同的材质。

实施例

以下，基于更详细的实施例来说明本发明，但本发明不限于这些实施例。

(实验1)

在实验1中，通过预压缩成型制作图3所示的5分割的预成型体，然后进行主压缩成型，由此得到图1B所示的电感元件2B。

首先，准备用于制造预成型体的颗粒。对于颗粒的原料，作为磁性粉末使用平均粒径为25μm的大致球状的Fe-Si合金，作为树脂使用环氧树脂。另外，通过溶胶-凝胶法在磁性粉末的表面上形成由Si-O系氧化物膜构成的绝缘涂层。接着，将上述磁性粉末和用丙酮稀释的环氧树脂混合并进行搅拌。之后，使其通过目径为250μm的筛网，在室温下使其干燥24小时，由此得到填充到模具的型腔内的颗粒。

在颗粒的制造中，如表1的实施例1～3所示，树脂的加入量根据每个预成型体60a～60d进行变更。另外，树脂含量表示使磁性粉末整体为100重量份时的比例。

接着，将如上所述制造的颗粒填充到模具的型腔内，并在6×10²MPa的压力下进行预成型压缩。由此，得到图3所示的预成型体60a、60b、60c1、60c2、60d。

接着，将上述预成型体和插入部件以图3所示的方式配置在与用于预压缩成型的模具不同的模具的型腔内。另外，对于插入部件，使用内径为3.2mm、高度为5.0mm的绕组部4。将预成型体和插入部件组装到模具中之后，在3×10²MPa的压力下进行主压缩。

之后，从模具中取出成型体，在比所述环氧树脂开始固化的温度130℃高的200℃下进行1小时的加热处理来固化所述环氧树脂。这样，得到表1所示的实施例1～3的电感元件的样品。另外，得到的芯部的尺寸为长7.0mm×宽7.0mm×高5.0mm。

另外，对于各实施例，分别制作五个样品，并进行以下所示的评价。

电感的测定

对得到的各电感元件，测定电感L。对各实施例和比较例进行5次测定，将其平均值作为测定结果示于表1中。另外，使用LCR仪(Hewlett-Packard Company制造)在测定频率100kHz、测定电压0.5mV下测定电感。将电感L为40μH以上的情况设定为良好。

另外，对于所得到的各电感元件，通过SEM观察其截面，计算芯部的各部位(顶板部、底板部、外周部、中芯部)中的树脂填充率。其结果，算出的树脂含量和树脂加入量之间没有差异，确认了可以判断树脂含量和树脂加入量实质上相同。

比较例1～5

在比较例1～5中，以与实验1相同的工序来制造电感元件的样品，仅改变各预成型体中的树脂含量。在表1中示出了实施例的结果以及比较例1～5的树脂含量和电感的测定结果。

[表1]

对于比较例1，由于芯整体的树脂含量低，因此，成型性差，在主压缩时不能维持成型体。同样地，对于比较例4，由于外周部的树脂含量与其他部位相比极少，因此，成型性恶化，在主压缩时不能维持成型体。此外，在比较例2中，主压缩后在芯部产生了裂纹。与此相对，在实施例1～3中都没有产生裂纹。从该结果可以确认，通过与顶板部和底板部相比，增加外周部的树脂含量可以抑制裂纹的产生。

根据表1，在使外周部的树脂含量大于顶板部和底板部的树脂含量的实施例1～3中，电感高于比较例1～5。特别地，在实施例2和3中，与比较例2相比，芯整体的树脂含量较高(即磁性粉体的比例较小)。可以认为如果增加树脂含量，则磁性体的含量相对变少，因此，理论上电感趋于降低。然而，实施例2和3的电感高于比较例2。根据该结果可以证明，通过相对地增加外周部中的树脂含量，从而表观磁导率提升并且实现了电感的提高。

这表明芯的表观磁导率不仅受到构成材料的磁导率的影响，而且各部位间的密合性也产生影响。在此，认为通过增加外周部的树脂含量，从而外周部与顶板部和底板部之间的密合性提高，其结果，提高了作为芯的表观磁导率，由此提高了电感。

进而，实施例1具有比其他的实施例2和3高的电感。因此，如实施例1所示，可以确认通过以中芯部＜顶板部(底板部)＜外周部的顺序增加树脂含量，从而芯部的密合性变得更良好，并且电感值的提高效果变高。

实验2

在实验2中，以与实验1相同的工序制造电感元件的样品，但是仅改变各预成型体中的树脂含量。表2示出了实验2中各实施例的树脂含量。

在实施例4～9中，相对于100重量份的磁性粉体，将顶板部、底板部和中芯部的树脂含量固定为0.75重量份，将外周部的树脂含量在1.5重量份～6.0重量份的范围内变化。

此外，在实施例10～13和比较例6中，相对于100重量份的磁性粉体，将中芯部的树脂含量固定为0.75重量份，并将外周部的树脂含量固定为5.0重量份，然后将顶板部和底板部的树脂含量在0.25～5.0重量份的范围内变化。

进而，在实施例14～17中，相对于100重量份的磁性粉体，将顶板部和底板部的树脂含量固定为2.0重量份，并将外周部的树脂含量固定为3.0重量份，然后将中芯部的树脂含量在0～3.0重量份的范围内变化。

[表2]

如表2所示，在实施例4～9中，由于外周部的树脂含量大于顶板部和底板部的树脂含量，因此，电感高于比较例1～5。特别地，在将外周部的树脂含量设定为2.0～5.0重量份的范围内的实施例5～8中，电感为42μH以上，可以确认对于提高电感元件的特性是有效的。

此外，在实施例5和实施例6中，外周部以外的树脂含量彼此相同，实施例6的芯部整体的树脂含量大于实施例5。但是，实施例6的电感高于实施例5。从该结果可知，外周部相对于顶板部和底板部的树脂含量的比率有助于电感的提高。

与实施例4～8相比，实施例9的电感降低。这是因为外周部的树脂含量较大由此密合性进一步提高，对照地，磁性粉体量减少，该部位的磁导率降低。当外周部的树脂含量大于6.0重量份时，与由密合性提高而引起的电感的提高相比，磁导率伴随磁性粉末量的减少的降低对作为元件的电感的影响更大。根据该结果可知，外周部的树脂含量优选为6.0重量份以下。

在实施例11～13中，顶板部和底板部的树脂含量在0.5～4.0重量份的范围，与在该范围外的实施例10以及比较例6相比，电感变得更高。因此，可以确认通过将顶板部和底板部的树脂含量设定为所述范围内，对于提高电感元件的特性是有效的。

在实施例14～16中，中芯部的树脂含量为2.0重量份以下，与含有2.0重量份以上的实施例17相比，电感变得更高。因此，可以确认通过将中芯部的树脂含量设定为所述范围，对于提高电感元件的特性是有效的。

中芯部是作为电感元件来看时磁通通过的区域，构成中芯部的磁导率对作为元件的电感的作用大于其他部位。即，对于中芯部，与由密合性提高而引起的电感的提高相比，提高中芯部自身的磁导率对于提高作为元件的电感更加有效。实际上，在实施例14～16中，与实施例17相比，树脂含量较小且磁性粉末的含量较大。即，在实施例14～16中，中芯部自身的磁导率高于实施例17，由该结果可知，中芯部的树脂含量优选为2.0重量份以下。

实验3

在实验3中，改变所使用的树脂的种类，以与实验1相同的方式制作电感元件的样品。作为树脂，使用了酚醛树脂、三聚氰胺树脂、脲醛树脂、呋喃树脂、醇酸树脂、不饱和聚酯树脂、邻苯二甲酸二烯丙酯树脂、聚苯硫醚(PPS)、聚丙烯(PP)、液晶聚合物(LCP)。

其结果，无论使用哪种树脂，都与实验1同样地通过使外周部的树脂含量大于其他部位(顶板部和底板部)，从而有电感提高的倾向。

Claims

1.一种电感元件，其特征在于，

所述电感元件具有：

将导体卷绕成线圈状的绕组部；和

包围所述绕组部的周围且包含金属磁性粉体和树脂的芯部，

所述芯部是将预成型体组合而构成的，

所述芯部具有：与所述绕组部的上端面相接且覆盖所述上端面的顶板部、与所述绕组部的下端面相接且覆盖所述下端面的底板部、以及与所述绕组部的外侧侧面相接且位于所述绕组部的外周侧的外周部，

所述外周部中的所述树脂相对于所述金属磁性粉体的含量大于所述顶板部和所述底板部中的所述树脂相对于所述金属磁性粉体的含量。

2.根据权利要求1所述的电感元件，其中，

相对于100重量份的所述金属磁性粉体，所述顶板部和所述底板部中的所述树脂的含量为0.5~4.0重量份，

相对于100重量份的所述金属磁性粉体，所述外周部中的所述树脂的含量为2.0〜6.0重量份。

3.根据权利要求1或2所述的电感元件，其中，

所述芯部具有位于所述绕组部的内周侧的中芯部，

相对于100重量份的所述金属磁性粉体，所述中芯部中的所述树脂的含量为2.0重量份以下。

4.根据权利要求3所述的电感元件，其中，

所述中芯部中的所述树脂相对于所述金属磁性粉体的含量小于所述顶板部和所述底板部中的所述树脂相对于所述金属磁性粉体的含量。