[go: up one dir, main page]

CN115910570A - 线圈装置 - Google Patents

线圈装置 Download PDF

Info

Publication number
CN115910570A
CN115910570A CN202210955362.0A CN202210955362A CN115910570A CN 115910570 A CN115910570 A CN 115910570A CN 202210955362 A CN202210955362 A CN 202210955362A CN 115910570 A CN115910570 A CN 115910570A
Authority
CN
China
Prior art keywords
metal
main body
layer
resin
coil device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202210955362.0A
Other languages
English (en)
Inventor
东田启吾
外海透
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TDK Corp
Original Assignee
TDK Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TDK Corp filed Critical TDK Corp
Publication of CN115910570A publication Critical patent/CN115910570A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/29Terminals; Tapping arrangements for signal inductances
    • H01F27/292Surface mounted devices
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F17/00Fixed inductances of the signal type
    • H01F17/04Fixed inductances of the signal type with magnetic core
    • H01F17/045Fixed inductances of the signal type with magnetic core with core of cylindric geometry and coil wound along its longitudinal axis, i.e. rod or drum core
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/34Special means for preventing or reducing unwanted electric or magnetic effects, e.g. no-load losses, reactive currents, harmonics, oscillations, leakage fields
    • H01F27/36Electric or magnetic shields or screens
    • H01F27/363Electric or magnetic shields or screens made of electrically conductive material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F17/00Fixed inductances of the signal type
    • H01F17/04Fixed inductances of the signal type with magnetic core
    • H01F2017/048Fixed inductances of the signal type with magnetic core with encapsulating core, e.g. made of resin and magnetic powder
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/2823Wires

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Coils Or Transformers For Communication (AREA)

Abstract

一种线圈装置(2),其具有:元件主体(4),其包含磁性体;线圈部(6α),其设置于元件主体(4)内;端子电极(8),其与线圈部(6α)的引线部连接。在元件主体(4)的外表面中的至少一面(4a)形成有含有金属和树脂的屏蔽层(10)。

Description

线圈装置
技术领域
本发明涉及用于例如电感器等用途的线圈装置。
背景技术
电感器等线圈装置被广泛用于电子设备。针对这种线圈装置,为了降低通过电流流通而产生的磁通的一部分泄露到产品的外部,在专利文献1的线圈装置中,通过将由铜制的片材构成的屏蔽与线圈装置的元件主体分开地形成并安装于元件主体,并遮断漏磁通。
但是,如果这样将屏蔽与元件主体分开地形成并安装,则存在线圈装置变大,并且线圈装置的制造成本增加的技术问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特表2019-516246号公报
发明内容
发明所要解决的问题
本发明是鉴于这样的实际情况而完成的,其目的在于提供一种线圈装置,能够特别在高频率下能有效地降低漏磁通,而且能够实现装置的小型化及制造成本的降低。
用于解决技术问题的手段
本发明人等对能够有效地降低漏磁通,而且能够实现装置的小型化及制造成本的降低的线圈装置进行了专门研究,其结果发现,通过将特定的屏蔽层形成于元件主体的表面,即使薄薄地形成屏蔽层,也特别是在高频率下能够有效地降低来自线圈装置的漏磁通,并由此完成了本发明。
即,本发明的线圈装置具有:
元件主体,其包含磁性体;
线圈部,其设置于所述元件主体内;及
端子电极,其与所述线圈部的引线部连接,
在所述元件主体的外表面内的至少一面形成有含有金属和树脂的屏蔽层。
该屏蔽层能够仅通过涂布含有金属和树脂的膏状的原料并使其干燥、固化而形成,能够容易地控制该屏蔽层的厚度。因此,与将金属制的片材的屏蔽安装于元件主体的结构相比,能够容易地制造线圈装置。而且,与在元件主体上安装金属制的片材的结构的线圈装置相比,也提高了屏蔽层和元件主体的密合性,并且也能够实现线圈装置的小型化。
优选所述屏蔽层具有被观察到所述金属比所述树脂多的富金属区域。优选在所述富金属区域的截面中,含有50%以上的所述金属。更优选在所述富金属区域的截面中,含有80%以上的所述金属。也认为,该富金属区域提高了漏磁通的遮断效果。
优选所述屏蔽层具有被观察到较多所述树脂的富树脂区域,所述富树脂区域存在于所述元件主体和所述富金属区域的界面。认为该富树脂区域提高了屏蔽层和元件主体的密合性。
也可以是,所述端子电极具有与所述屏蔽层的所述富金属区域相同材质的区域。通过这样构成,能够针对特定的噪声频率有效地实现漏磁通的降低。认为其原因在于,相同材质的富金属区域能够以更广的范围覆盖元件主体表面。另外,可以由相同的原料同时形成端子电极和屏蔽层,因此,能够降低制造成本。
优选所述屏蔽层具有将含有所述金属和所述树脂的膏涂布于所述元件主体的外表面而形成的涂布层。涂布层能够容易地形成,厚度的控制也容易。因此,与具有金属制的片材的屏蔽的线圈装置相比,设计变更也容易,能够降低制造成本。
优选所述屏蔽层含有Ag。确认出,通过含有Ag的屏蔽层,即使形成得薄,特别是在高频率下也能够有效地降低漏磁通。
优选所述膏含有扁平形状的金属粉体。另外,也可以是,所述膏含有球形的金属粉体。另外,优选所述涂布层是将所述膏在170℃~230℃下热处理而形成的。
通过由这种膏形成的屏蔽层,漏磁通的降低效果提高。特别优选的是,含有平均粒径优选为800nm以下,更优选为100~500nm的小的金属粉体。通过含有这种金属粉体,在以使膏中包含的树脂固化的温度(170℃~230℃)将膏涂布膜热处理的情况下,能够提高富金属区域的金属含有率。因为金属粉体的颗粒细,所以认为是否在比金属本身的熔点温度低的温度下发生接近金属的烧结的现象。
优选所述屏蔽层形成于与形成有所述端子电极的所述元件主体的外表面相反侧的外表面。这样,在反安装侧面形成有屏蔽层的线圈装置能够有效地降低来自反安装面侧的漏磁通。此外,也可以是,在所述屏蔽的表面形成有镀敷层。镀敷层可以与形成于线圈装置的端子电极的表面的镀敷层的形成同时形成。
所述屏蔽层也可以具有形成于所述元件主体的反安装侧面的反安装侧屏蔽层、和从所述反安装侧屏蔽层穿过所述元件主体的侧面延伸至所述元件主体的安装侧面附近的接地导通部。
通过这样构成,可以使屏蔽层接地。因此,能够使屏蔽层与接地电位为相同电位。其结果,能够提高屏蔽层对漏磁通的遮断效果。另外,接地导通部也能够作为元件主体的侧面上的漏磁通的屏蔽发挥作用。而且,通过将接地导通部接地,从而即使在端子电极以外的部分,线圈装置的连接部位也增大,也能够提高线圈装置的安装强度。
也可以是,在所述元件主体的安装侧面朝向反安装侧形成有凹部,在所述凹部形成有安装侧屏蔽层。通过这样构成,能够在凹部与安装基板之间形成的空间中配置电容器芯片等其它电子部件。另外,通过形成于凹部的屏蔽层降低漏磁通,从而也能够防止对电子部件产生的不良影响。
也可以是,所述屏蔽层形成为覆盖所述元件主体的除安装侧面以外的外表面。通过这样构成,能够进一步降低漏磁通。
也可以是,所述端子电极从所述元件主体的安装侧面朝向所述元件主体的侧面形成为L字状。通过这样构成,在安装于基板等时容易形成焊锡圆角。
附图说明
图1A是表示本发明的一个实施方式的线圈装置的立体图。
图1B是表示本发明的另一实施方式的线圈装置的立体图。
图1C是表示本发明的再一实施方式的线圈装置的立体图。
图1D是表示本发明的再一实施方式的线圈装置的立体图。
图1E是表示本发明的再一实施方式的线圈装置的立体图。
图2A是从另一角度观察图1A所示的线圈装置的立体图。
图2B是从另一角度观察图1C所示的线圈装置的立体图。
图3A是将图1A所示的线圈装置安装于基板时的沿着IIIA-IIIA线的截面图。
图3B是将图1B所示的线圈装置安装于基板时的沿着IIIB-IIIB线的截面图。
图3C是将图1D所示的线圈装置安装于基板时的沿着IIIC-IIIC线的截面图。
图4A是实施例的线圈装置的放大截面照片的示意图。
图4B是另一实施例的线圈装置的放大截面照片的示意图。
图5是漏磁通的测量装置的概略图。
附图标记说明
2、2a、2b、2c……电感器
4……元件主体
4a……上表面(反安装侧面)
4b……底面(安装侧面)
4c~4f……侧面
41……第一芯部
41a……凸缘部
41b……卷芯部
41c……切口部
42……第二芯部
42a……磁性体颗粒
6α……线圈部
6……电线
6a……引线部
61……取出电极部
8……端子电极
8a……接地用端子电极
10……屏蔽层
10a……反安装侧屏蔽层
10b……接地导通部
10c……侧面屏蔽层
10d……安装侧屏蔽层
12……富金属层(区域)
14……富树脂层(区域)
15……镀敷层
16……中间层
18……最外层
20……凹部
22……脚部
30……基板
32……焊盘
32a……接地用焊盘
34……焊锡
36……其它电子部件
50……漏磁通测定装置
52……分析装置
54……探测器
56……测定平面
具体实施方式
下面,基于附图所示的实施方式对本发明进行说明。
第一实施方式
如图1A所示,作为本发明的第一实施方式的线圈装置的电感器2具有由大致长方体(大致六面体)构成的元件主体4。
元件主体4具有上表面4a、在Z轴方向上位于与上表面4a相反侧的底面4b、以及四个侧面4c~4f。元件主体4的尺寸没有特别限定。例如,可以将元件主体4的X轴方向的尺寸设为1.2~6.5mm,可以将Y轴方向的尺寸设为0.6~6.5mm,可以将高度(Z轴)方向的尺寸设为0.5~5.0mm。
如图1A、图2A及图3A所示,在元件主体4的底面4b形成有一对端子电极8。一对端子电极8在X轴方向上背离,且相互绝缘。在本实施方式的电感器2中,通过将这些端子电极8与图3A所示的形成于基板30的焊盘32等连接,从而能够连接外部电路。
即,电感器2可以使用焊锡34或导电性粘接剂等接合部件安装于电路基板等各种基板30上。在安装于基板30的情况下,元件主体4的底面4b成为安装面,端子电极8和基板30通过焊锡34等接合部件接合。
元件主体4在其内部具有线圈部6α。该线圈部6α通过将作为导体的电线6卷绕成线圈状而构成。在本实施方式的图1A中,线圈部6α为交叉(crosswise)卷绕,但也可以为正常卷绕。或者,电线6也可以直接卷绕于卷芯部41b。
构成线圈部6α的电线6由主要含有铜的导体部和覆盖该导体部的外周的绝缘层构成。更具体而言,导体部由无氧铜或韧铜(tough pitch copper)等纯铜、磷青铜或黄铜、红铜、铍铜、银-铜合金等含有铜的合金、或者铜包钢线等构成。另一方面,绝缘层具有电绝缘性即可,没有特别限定。例如,例示了环氧树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚酯、尼龙等、或者将上述中的至少两种树脂混合而成的合成树脂。另外,在本实施方式中,如图1A及图3A所示,电线6为圆线,导体部的截面形状为圆形。
如图1A及图3A所示,本实施方式的元件主体4具有第一芯部41和第二芯部42。该第一芯部41及第二芯部42均可以由包含磁性材料和树脂的压粉体构成。
各芯部41、42中包含的磁性材料例如可以由铁氧体粉末或金属磁性粉末构成。作为铁氧体粉末,例示了例如Ni-Zn系铁氧体、Mn-Zn系铁氧体等。另外,作为金属磁性粉末,没有特别限定,例示了例如Fe-Ni合金、Fe-Si合金、Fe-Co合金、Fe-Si-Cr合金、Fe-Si-Al合金、含Fe的非晶合金、含Fe的纳米结晶合金等其它软磁性合金。
此外,也可以向上述铁氧体粉末或金属磁性粉末中适当地添加副成分。另外,第一芯部41及第二芯部42例如也可以由同种磁性材料构成,且使第一芯部41的相对磁导率μ1和第二芯部42的相对磁导率μ2相等。另外,也可以由材质不同的磁性材料分别构成第一芯部41和第二芯部42。
另外,关于构成第一芯部41或第二芯部42的磁性材料(即铁氧体粉末或金属磁性粉末),可以将其中值粒径(D50)设为5μm~50μm。而且,上述磁性材料也可以将D50不同的多个颗粒群混合而构成。例如,也可以将D50为8μm~30μm的大粒径粉、D50为1μm~5μm的中粒径粉、D50为0.3μm~0.9μm的小粒径粉混合。
如上述,在将多个颗粒群混合的情况下,大粒径粉、中粒径粉以及小粒径粉的比例没有特别限制。另外,大粒径粉、中粒径粉以及小粒径粉可以全部由同种材质构成,也可以由不同材质构成。这样,通过由多个颗粒群构成第一芯部41或第二芯部42中包含的磁性材料,能够提高元件主体4中包含的磁性材料的填充率。其结果,电感器2的磁导率或涡流损耗、直流叠加特性等各种特性提高。
此外,磁性材料的粒径可以通过使用扫描型电子显微镜(SEM)或扫描透射型电子显微镜(STEM)等观察元件主体4的截面,利用软件对获得的截面照片进行图像分析而测定。此时,磁性材料的粒径优选通过当量圆直径换算进行测量。
另外,在由金属磁性粉末构成第一芯部41或第二芯部42的情况下,就构成该粉末的颗粒而言,优选该颗粒间相互绝缘。作为绝缘的方法,可举出例如在颗粒表面形成绝缘覆膜的方法。作为绝缘覆膜,可举出由树脂或无机材料形成的覆膜及通过热处理将颗粒表面氧化而形成的氧化覆膜。在由树脂或无机材料形成绝缘覆膜的情况下,作为树脂,可举出硅树脂、环氧树脂等。作为无机材料,可举出磷酸镁、磷酸钙、磷酸锌、磷酸锰等磷酸盐、硅酸钠等硅酸盐(水玻璃)、钠钙玻璃、硼硅酸盐玻璃、铅玻璃、铝硅酸玻璃、硼酸盐玻璃、硫酸盐玻璃等。通过形成绝缘覆膜,能够提高颗粒间的绝缘性,能够提高电感器2的耐电压。
另外,作为第一芯部41及第二芯部42中包含的树脂,没有特别限制,可以使用例如环氧树脂、酚醛树脂、三聚氰胺树脂、脲醛树脂(urea resin)、呋喃树脂、醇酸树脂(alkydresin)、聚酯树脂、邻苯二甲酸二丙烯酯树脂等热固性树脂、或丙烯酸树脂、聚苯硫醚(PPS)、聚丙烯(PP)、液晶聚合物(LCP)等热塑性树脂等。
如图1A所示,第一芯部41具有凸缘部41a、卷芯部41b以及切口部41c。凸缘部41a朝向元件主体4的各侧面4c~4f突出,对应各侧面4c~4f形成有四个。在该凸缘部41a的上表面搭载有线圈部6α,凸缘部41a支承线圈部6α。在此,将沿着X轴方向突出的两个凸缘部41a分别设为第一凸缘部41ax,将沿着Y轴方向突出的两个凸缘部41a分别设为第二凸缘部41ay。第一凸缘部41ax的厚度比第二凸缘部41ay的厚度薄,在第一凸缘部41ax的下方存在收容引线部6a的一部分的空间。
卷芯部41b位于比凸缘部41a靠Z轴方向的上方,与凸缘部41a一体形成。另外,卷芯部41b由朝向Z轴的上方突出的大致椭圆柱构成,插入线圈部6α的内侧。卷芯部41b的形状不限定于图1A及图3A所示的方式,制成与线圈部6α的卷绕形状一致的形状即可。例如,可以制成圆柱状、棱柱状。
切口部41c位于各凸缘部41a之间,在X-Y平面的四角形成有四个。即,切口部41c形成于元件主体4的各侧面4c~4f相互交叉的部位附近。该切口部41c作为用于从线圈部6α引出的引线部6a通过的通路而利用。另外,切口部41c在制造过程中也作为构成第二芯部42的成形材料从第一芯部41的表面侧向背面侧流动时的通路发挥作用。在图1A中,切口部41c被切成大致正方形状,但其形状只要为引线部6a及上述的成形材料通过的形状即可,没有特别限制。例如,切口部41c也可以为贯通凸缘部41a的表背面的贯通孔。
如图3A所示,第二芯部42覆盖第一芯部41。更具体而言,第二芯部在凸缘部41a的上方覆盖线圈部6α和卷芯部41b,并且填充在存在于切口部41c及第一凸缘部41ax的下方的空间中。此外,如图1A所示,第二凸缘部41ay的下表面构成元件主体4的底面4b的一部分,在该第二凸缘部41ay的下方未填充第二芯部42。
如图1A所示,一对引线部6a分别在第一凸缘部41ax的上方从线圈部6α沿着Y轴被引出。另外,一对引线部6a分别在元件主体4的侧面4c附近折回,并在第一凸缘部41ax的下方从侧面4c侧朝向侧面4d侧延伸。
在此,元件主体4的从底面4b到第一凸缘部41ax的Z轴方向的高度h(参照图3A)比引线部6a的外径小。因此,在第一凸缘部41ax的下方,引线部6a的大半收容于元件主体4(特别是第二芯部42)的内部,引线部6a的外周缘的一部分在元件主体4的底面4b露出。引线部6a均由电线6构成,但在于底面4b露出的部位除去存在于电线6的外周侧的绝缘层,露出电线6的导体部。在本实施方式中,如图2A所示,将电线6的导体部在底面4b露出的部位特别称为取出电极部61。
在本实施方式中,如图2A所示,以分别覆盖一对取出电极部61的方式形成一对端子电极8,取出电极部61和端子电极8电连接。
端子电极8也可以具有树脂电极层。另外,端子电极8也可以为具有树脂电极层和其它电极层的层叠结构。在将端子电极8制成层叠结构的情况下,树脂电极层位于与取出电极部61接触的部分,其它电极层层叠于树脂电极层的外侧即取出电极部61的相反侧。
其它电极层可以为单层,也可以为多层,其材质没有特别限定。例如,其它电极层可以由Sn、Au、Ni、Pt、Ag、Pd等金属、或含有这些金属元素中的至少一种的合金构成,可以通过镀敷或溅射形成。另外,端子电极8整体的平均厚度优选为10μm~60μm,端子电极8中包含的树脂电极层的平均厚度优选为10μm~50μm。
如图1A所示,在本实施方式中,在元件主体4的上表面4a形成有屏蔽层10。屏蔽层10具有遍及元件主体4的上表面4a的整体形成的反安装侧屏蔽层10a。反安装侧屏蔽层10a形成为从Z轴方向俯视时至少覆盖线圈部6α。该反安装侧屏蔽层10a也可以不遍及上表面4a的整体而形成,但优选以大的范围覆盖上表面4a。
由反安装侧屏蔽层10a构成的屏蔽层10如其横截面照片的示意图即图4A及图4B所示,具有作为富金属区域的富金属层12和作为富树脂区域的富树脂层14。在富金属层12的表面也可以形成有镀敷层15。
镀敷层15例如也可以具有中间层16和最外层18。该镀敷层15优选与形成于端子电极8的表面的镀敷层同时形成,镀敷层的最外层18优选含有例如与焊锡的润湿性优异的锡或锡合金等。另外,中间层含有镍或镍合金等,可以为单层,也可以为多个层叠膜。
在本实施方式中,在元件主体4的第二芯部42的表面和富金属层12的界面可观察到富树脂层14。将线圈装置的由SEM得到的截面照片的示意图示于图4A及图4B。在由SEM得到的截面照片中,树脂成分及空间部分以黑色部分被观察到,金属成分以白色被观察到,磁性体颗粒以灰色被观察到。在截面照片的示意图即图4A及图4B中,以斜线或白色表示通过SEM观察为白色的金属的截面,以倾斜交叉的虚线表示观察为灰色的第二芯部的磁性体颗粒的截面,素体主体4中观察为黑色的截面表示树脂。此外,以倾斜交叉的格子状的阴影表示通过SEM观察为黑色的屏蔽层的外侧的空间。另外,元件主体4及屏蔽层10的内部中的黑色部分除树脂成分外也包含一部分间隙空间,但通过其它试验方法(例如密合试验等)可确认出,富树脂层14中的黑色部分为树脂成分而非间隙空间。
富金属层12可以定义为在包含磁性体颗粒42a的元件主体4的表面上除镀敷层15外被观察到表示金属成分的白的部分的面积比例比表示树脂的黑色部分多的区域的层。另外,富树脂层14可以定义为在富金属层12和元件主体4的表面的界面表示树脂的黑色部分相对于表示金属成分的白的部分多的区域被观察为呈层状的层。
以截面上的面积比例计,富金属层12中的金属的比例优选为50%以上,更优选为80%以上,特别优选为90%以上。另外,在富树脂层14中,以截面上的面积比例计,金属的比例优选为50%以下,更优选为20%以下,特别优选为3%以下。
此外,上述中各成分所占的面积可以通过利用SEM或者STEM观察截面,对获得的截面图像进行图像分析而测定。在使用SEM的情况下,优选根据反射电子图像进行观测,在使用STEM的情况下,优选根据HAADF图像进行观测。在上述观察图像中,对比度暗的部分(接近黑色的部分)为树脂成分,对比度亮的部分(接近白色的部分)为金属成分。
富树脂层14在富金属层12和元件主体4的表面的界面厚度略有偏差,但优选连续形成。但是,富树脂层14也可以存在沿着长边方向不连续的部分。
不连续的部分被定义为富金属层12的金属成分(白色部分的颗粒或块)和元件主体4的内部中包含的1μm以上的粒径的磁性体颗粒(灰色部分的颗粒)的距离为0.1μm以下的窄的部分。被观察到0.1μm以下的粒径的独立的颗粒不限于白色或灰色,可以包含于富树脂层14中而进行定义。
富树脂层14的厚度优选为0.5~5μm,更优选为1~3μm。另外,富金属层12的厚度优选为1~50μm,更优选为3~15μm。
富金属层12中的金属优选含有Ag,另外也可以含有Cu、Ni、Sn、Au、Pd等。另外,富树脂层14中的树脂成分优选可例示环氧树脂或酚醛树脂等热固性树脂等。
接下来,对本实施方式的电感器2的制造方法进行说明。
首先,通过加热加压成形等冲压法或注塑成形法制作第一芯部41。在第一芯部41的制作中,将磁性材料的原料粉和粘合剂、溶剂等混炼并制成颗粒,使用该颗粒作为成形用的原料。在由多个颗粒群构成磁性材料的情况下,可以准备粒度分布不同的磁性粉末,按规定的比例混合。
接着,在获得的第一芯部41搭载线圈部6α。线圈部6α也可以为预先将电线6卷绕成规定的形状的空芯线圈,向该空芯线圈插入第一芯部41的卷芯部41b。或者,也可以在第一芯部41的卷芯部41b直接卷绕电线6,形成线圈部6α。将第一芯部41和线圈部6α组合后,如图1A所示,从线圈部6α引出一对引线部6a并配置于第一凸缘部41ax的下方。
接着,通过嵌件注塑成形制作第二芯部42。在第二芯部42的制作中,首先,将搭载线圈部6α的第一芯部41设置于成形用模具的内部。
作为构成第二芯部42的原料,使用成形时有流动性的材料。具体而言,使用将磁性材料的原料粉和热塑性树脂或热固性树脂等粘合剂混练得到的复合材料。也可以向该复合材料适当地添加溶剂、分散剂等。在嵌件注塑成形中,将上述复合材料以浆料化后的状态导入成形用模具内。此时,导入的浆料通过第一芯部41的切口部41c,也被填充到第一凸缘部41ax的下方。另外,在注塑成形时,根据使用的粘合剂的材质,被适当地加热。这样,可得到第一芯部41、第二芯部42、线圈部6α被一体化了的元件主体4。
接着,对元件主体4的底面4b的一部分即图3A中形成一对端子电极8的部位照射激光,形成电极预定部。通过该激光照射,去除在底面4b露出的引线部6a的绝缘层,形成取出电极部61。另外,通过激光照射,在底面4b的最表面去除芯部42(41也同样)中包含的树脂。即,在电极预定部,芯部42(41也同样)中包含的磁性材料露出,并且取出电极部61露出。由此,端子电极8容易密合于元件主体4的底面4b。
接着,将树脂电极用膏通过印刷法等方法涂布于电极预定部。此时使用的树脂电极用膏中包含有成为树脂成分的粘合剂和成为导体粉末的金属原料粉末。更具体而言,金属原料粉末优选包含粒径为微米级的微颗粒和粒径为纳米级的纳米颗粒。
此外,同时,使用与用于形成端子电极8的树脂电极用膏相同的膏,将用于形成图1A所示的屏蔽层10的涂布膜形成于元件主体4的上表面。涂布膜的厚度也可以与端子电极8的树脂电极层的厚度相同程度,但优选将图4A或图4B所示的加热处理后的富金属区域12的厚度确定为上述的优选范围。涂布时,为了调整厚度,可以反复进行多次涂布,也可以反复进行涂布和干燥。
在形成端子电极8的电极预定部和形成屏蔽层10的屏蔽预定部涂布树脂电极用膏后,在规定的条件下将元件主体4进行加热处理,使膏中的粘合剂(树脂成分)固化。就加热处理的条件而言,例如,优选将处理温度(保持温度)设为170℃~230℃,将保持时间设为60min~90min。
此外,在形成成为端子电极8的树脂电极层后,也可以在树脂电极层的外表面适当地形成镀敷膜或溅射膜。例如,通过预先在树脂电极层的外表面形成Ni、Cu、Sn等镀敷膜,相对于焊锡的润湿性提高。在形成镀敷膜时,如图4A及图4B所示,在屏蔽层10的表面同时形成有镀敷层15。
通过以上制造方法,在元件主体4的底面(安装侧面)4b形成有一对端子电极8,可得到在上表面(反安装侧面)4a形成有屏蔽层10的电感器2。
(第一实施方式的总结)
而且,在本实施方式中,在元件主体4的外表面内的至少一面即上表面4a形成有含有金属和树脂的屏蔽层10。该屏蔽层10可以仅通过涂布含有金属和树脂的膏状的原料并使其干燥、固化而形成,能够容易地控制该屏蔽层10的厚度。因此,与将金属制的片材的屏蔽安装于元件主体的结构相比,能够容易地制造线圈装置2。而且,与将元件主体4安装于金属制的片材的结构的线圈装置相比,屏蔽层10和元件主体4的密合性也提高,并且也能够实现线圈装置2的小型化。
另外,如图4A及图4B所示,屏蔽层10具有被观察到金属比树脂多的富金属层12。在图4A所示的富金属层12的截面中,含有50%以上的金属。而且,在图4B所示的富金属层12的截面中,含有80%以上的金属。也认为,该富金属层12提高了漏磁通的遮断效果。
屏蔽层10还具有富树脂层14,富树脂层14存在于元件主体4和富金属层12的界面。认为该富树脂层14提高了屏蔽层10和元件主体4的密合性。
另外,端子电极8具有与屏蔽层10的富金属层12相同材质的树脂电极层。通过这样构成,能够实现针对特定的噪声频率有效地降低漏磁通。认为其原因在于,相同材质的富金属层12能够以更广的范围覆盖元件主体4的表面。另外,可以由相同原料同时形成端子电极8和屏蔽层10,因此,能够降低制造成本。
屏蔽层10具有将含有金属和树脂的膏涂布于元件主体的外表面而形成的涂布层。涂布层能够容易地形成,厚度的控制也容易。因此,与具有金属制的片材的屏蔽的线圈装置相比,设计变更也容易,能够降低制造成本。
优选上述屏蔽层含有Ag。根据含有Ag的屏蔽层确认出,即使较薄地形成,也能够特别在高频率下有效地降低漏磁通。
优选上述膏含有扁平形状的金属粉体。另外,也可以是,上述膏含有大致球形的金属粉体。另外,优选上述涂布层是将上述膏在170℃~230℃下热处理而形成的。
根据由这种膏形成的屏蔽层,漏磁通的降低效果提高。特别优选的是,含有平均粒径优选低于800nm,更优选为100~500nm的小的金属粉体。通过含有这种金属粉体,在以能使膏中包含的树脂固化的温度(170℃~230℃)对膏涂布膜进行热处理的情况下,能够提高富金属层的金属含有率。因为金属粉体含有纳米颗粒,所以考虑在比金属本身的熔点温度低的温度下是否发生了接近金属的烧结的现象。
在本实施方式中,屏蔽层10形成于与形成有端子电极8的元件主体4的底面4b相反侧的上表面4a。这样,在反安装侧面即上表面4a形成有屏蔽层10的线圈装置2能够有效地降低来自反安装面侧的漏磁通。
第二实施方式
如图1B及图3B所示,除下述以外,本实施方式的线圈装置2a与第一实施方式的线圈装置2同样,省略共同的说明。
在本实施方式的线圈装置2a中,屏蔽层10具有形成于元件主体4的上表面4a的反安装侧屏蔽层10a、和从反安装侧屏蔽层10a分别穿过元件主体4的侧面4c、4d延伸至元件主体4的底面4b的接地导通部10b。各接地导通部10b在元件主体4的各侧面4c、4d的X轴方向的大致中央部以不使一对端子电极8、8短路的程度的沿X轴的宽度沿着Z轴方向形成,且与图3B所示的接地用端子电极8a连接。
接地用端子电极8a通过焊锡34等连接构件与形成于基板30的接地用焊盘32a连接。接地用端子电极8a与端子电极8同样形成。另外,各接地导通部10b与反安装侧屏蔽层10a同样形成。
在本实施方式的线圈装置2a中,可以使屏蔽层10与基板30的接地用焊盘(接地)32a连接。因此,可以使屏蔽层10与接地电位为相同电位。其结果,能够提高屏蔽层10对漏磁通的遮断效果。另外,接地导通部10b也可以作为元件主体4的侧面4c、4d上的漏磁通的屏蔽发挥作用。而且,通过将接地导通部10b接地,即使在除向线圈部6α进行电力供给的端子电极8、8以外的部分,线圈装置2a的连接部位也增大,能够提高线圈装置2a向基板30的安装强度。
第三实施方式
如图1C及图2B所示,除下述以外,本实施方式的线圈装置2b与上述的实施方式的线圈装置2或2a同样,省略重复的说明。
在本实施方式的线圈装置2b中,屏蔽层10具有形成于元件主体4的上表面4a的反安装侧屏蔽层10a、和从反安装侧屏蔽层10a分别穿过元件主体4的四个侧面延伸至元件主体4的底面4b或者底面4b附近的侧面屏蔽层10c。
与反安装侧屏蔽层10a同样,侧面屏蔽层10c以与屏蔽层10a连续的方式形成。侧面屏蔽层10c的Z轴方向的下端以与端子电极8绝缘的方式形成。或者,端子电极8以确保相对于侧面屏蔽层10c的Z轴方向的下端绝缘的范围的面积形成于元件主体4的底面4b。
这样,本实施方式的屏蔽层10也可以形成为覆盖元件主体的除安装侧面即底面4b以外的外表面。通过这样构成,也能够降低向平面(包含X轴及Y轴的平面)方向的漏磁通。
第四实施方式
如图1D及图3C所示,除下述以外,本实施方式的线圈装置2c与上述的实施方式的线圈装置2或2a~2b同样,省略重复的说明。
在本实施方式的线圈装置2c中,在元件主体4的底面4b朝向Z轴的上方向凹陷的凹部20形成于沿着X轴以规定间隔配置的脚部22、22之间。在元件主体4的脚部22的底面4b分别形成有端子电极8。
在元件主体4的凹部20的顶面形成有安装侧屏蔽层10d。安装侧屏蔽层10d与反安装侧屏蔽层10a同样形成,可以如图示那样分离形成,也可以通过形成于元件主体4的侧面4c、4d的部分侧面屏蔽层(省略图示)连续形成。
在本实施方式的线圈装置2c中,如图3C所示,可以在凹部20与安装用的基板30之间形成的空间配置电容器芯片等其它电子部件36。另外,通过形成于凹部20的屏蔽层10d降低漏磁通,也能够防止对电子部件36的不良影响。
第五实施方式
如图1E所示,除下述以外,本实施方式的线圈装置2d与上述的实施方式的线圈装置2或2a~2c同样,省略重复的说明。
在本实施方式的线圈装置2d中,各端子电极8从元件主体4的底面4b朝向各侧面4e、4f形成为L字状。为了确保与各端子电极8的绝缘,屏蔽层10的反安装侧屏蔽层10a不是元件主体4的上表面4a的整体,而是以从各端子电极8在X轴方向上以规定间隔分离的方式形成于上表面4a。
在本实施方式的线圈装置2d中,在安装于图3A所示的基板30等时,容易在形成于元件主体4的侧面4e、4f的端子电极8形成焊锡圆角等。
其它实施方式
此外,本发明不限定于上述的实施方式,在本发明的范围内可以进行各种改变。
例如,在上述的实施方式中,线圈部6α由圆线的电线6构成,但电线6的种类不限定于此,也可以为导体部的截面形状为大致长方形的扁线。或者,也可以为方线或将细线绞合的绞合线。而且,线圈部6α也可以将导电性的板材层叠而构成。
另外,在上述的实施方式中,作为形成端子电极8及屏蔽层10的膏,使用包含微颗粒和纳米颗粒两者的金属原料粉末,但也可以仅使用其中任一方,或者也可以使用比表面积比微颗粒大的金属颗粒来代替微颗粒。
而且,在上述的实施方式中,端子电极8的树脂电极层和构成屏蔽层10的涂布膜是使相同膏热处理而形成的,但它们也可以不同。例如,端子电极8只要为可以实现与电线6的引线部6a的导通的电极层即可,没有特别限定。
另外,优选的是,如图4B所示,构成屏蔽层10的富金属层12优选以金属成分的颗粒或块形成层状的方式连续连接。作为图4B所示的用于形成富金属层12的膏,优选为以规定含有比例含有以下所示的金属原料粉末的膏。
即,优选的金属原料粉末包含粒径为微米级的微颗粒和粒径为纳米级的纳米颗粒。就微颗粒而言,平均粒径优选为1μm~10μm,更优选为3μm~5μm。另一方面,就纳米颗粒而言,平均粒径优选低于800nm,更优选为100nm~500nm。
另外,微颗粒及纳米颗粒均优选以Ag为主成分。在膏中也含有Ag以外的金属元素的情况下,该金属元素的存在形态没有特别限定。例如,Ag以外的金属元素可以作为微颗粒及纳米颗粒以外的颗粒存在,也可以固溶于微颗粒。
另外,在上述的实施方式中,通过涂布法在由含有磁性粉体的树脂构成的元件主体4的表面形成屏蔽层10,但屏蔽层10也可以形成于由不含有树脂的磁性粉体的烧结体构成的元件主体的表面。
例如,构成元件主体4的第一芯部41也可以作为铁氧体粉末或金属磁性粉末的烧结体。另外,也可以以元件主体4本身为FT型、ET型、EI型、UU型、EE型、EER型、UI型、鼓型、壶型、杯型的压粉体芯或者烧结体芯,在该芯上卷绕线圈而构成电感器元件。在该情况下,引线部无需埋设于元件主体的内部,也可以沿着芯的外周引出而与端子电极8的外表面连接。
另外,本发明的线圈装置不限定于电感器,也可以为变压器、扼流线圈、共模滤波器等电子部件。
实施例
下面,基于更加详细的实施例对本发明进行说明,但本发明不限定于这些实施例。
实施例1
在实施例1中,制作图1A所示的电感器试样。具体而言,通过实施方式中描述的方法制作元件主体4,在元件主体4的上表面4a形成屏蔽层10。
屏蔽层10的形成使用实施方式所示的膏,在实施方式中描述的条件下实施加热处理。
如图5所示,将获得的电感器试样(线圈装置2)与试验用的基板30连接,通过漏磁通测定装置50的分析装置52测定线圈装置2的试样的漏磁通。
具体而言,在线圈装置2的试样上,假定测定平面56,使探测器54沿着测定平面以规定间隔(例如1mm)与基板30平行地移动,测定线圈装置2的试样的漏磁通。线圈装置2的漏磁通的试验在400kHz的条件1和2MHz的条件2的两个条件下进行,针对线圈装置2测定垂直方向(Z轴)的漏磁通和水平方向(X-Y轴)的漏磁通。将结果示于表1。
表1
Figure BDA0003791111400000181
另外,由SEM对实施例1中获得的线圈装置的包含屏蔽层10的截面进行拍摄的结果,将获得的截面照片的示意图示于图4A。富金属层10的平均厚度为15μm,树脂层14的平均厚度为2μm。另外,也可观察到由镍镀敷构成的中间层16和由锡镀敷构成的最外层18。另外,将根据截面照片测定的富金属层10中的金属含有率示于表1。
实施例2
在实施例2中,除以下所示的以外,与实施例1同样,制作线圈装置2的电感器试样,进行与实施例1同样的测定。将结果示于表1。另外,将包含屏蔽层10的截面照片的示意图示于图4B。
在实施例2中,在形成密封层10时,使用含有膏中包含的金属粉体的平均粒径小于实施例1的金属粉体的膏,在实施方式中描述的条件下实施加热处理。
比较例1
在比较例1中,除了未形成屏蔽层10以外,与实施例1同样,制作线圈装置2的电感器试样,进行与实施例1同样的测定。将结果示于表1。
评价
如表1所示,与比较例1相比较,在实施例1、优选为实施例2中能够确认出,即使屏蔽层的厚度较薄,特别在高频率下也能够有效地降低漏磁通。另外,在实施例1及2中,能够将屏蔽层10的形成与端子电极的形成同时形成,因此,也能够确认出可以实现线圈装置的小型化及制造成本的降低。
此外,通过基于剥落的试验能够确认出,与端子电极8同样,屏蔽层10对元件主体4的表面的密合性也优异。即,可确认出,图4A及图4B所示的元件主体4的表面和富金属层12的界面的黑的部分不是间隙,能够确认为充满树脂的富树脂层14。

Claims (17)

1.一种线圈装置,其中,
具有:
元件主体,其包含磁性体;
线圈部,其设置于所述元件主体内;及
端子电极,其与所述线圈部的引线部连接,
在所述元件主体的外表面内的至少一面形成有含有金属和树脂的屏蔽层。
2.根据权利要求1所述的线圈装置,其中,
所述屏蔽层具有富金属区域,所述富金属区域是被观察到的所述金属比所述树脂多的区域。
3.根据权利要求2所述的线圈装置,其中,
在所述富金属区域的截面中,含有50%以上的所述金属。
4.根据权利要求3所述的线圈装置,其中,
在所述富金属区域的截面中,含有80%以上的所述金属。
5.根据权利要求2~4中任一项所述的线圈装置,其中,
所述屏蔽层具有富树脂区域,所述富树脂区域是被观察到较多所述树脂的区域,所述富树脂区域存在于所述元件主体和所述富金属区域的界面。
6.根据权利要求2~4中任一项所述的线圈装置,其中,
所述端子电极具有与所述屏蔽层的所述富金属区域相同材质的区域。
7.根据权利要求1~4中任一项所述的线圈装置,其中,
所述屏蔽层含有Ag。
8.根据权利要求1~4中任一项所述的线圈装置,其中,
所述屏蔽层具有涂布层,该涂布层是将含有所述金属和所述树脂的膏涂布于所述元件主体的外表面而形成的。
9.根据权利要求8所述的线圈装置,其中,
所述涂布层是将所述膏在170℃~230℃下热处理而形成的。
10.根据权利要求8所述的线圈装置,其中,
所述膏含有大致球形的金属粉体。
11.根据权利要求8所述的线圈装置,其中,
所述膏含有扁平形状的金属粉体。
12.根据权利要求1~4中任一项所述的线圈装置,其中,
所述屏蔽层形成于与形成有所述端子电极的所述元件主体的外表面相反侧的外表面。
13.根据权利要求1~4中任一项所述的线圈装置,其中,
在所述屏蔽层的表面形成有镀敷层。
14.根据权利要求1~4中任一项所述的线圈装置,其中,
所述屏蔽层具有:
形成于所述元件主体的反安装侧面的反安装侧屏蔽层、和
从所述反安装侧屏蔽层穿过所述元件主体的侧面延伸至所述元件主体的安装侧面附近的接地导通部。
15.根据权利要求1~4中任一项所述的线圈装置,其中,
在所述元件主体的安装侧面朝向反安装侧形成有凹部,在所述凹部形成有安装侧屏蔽层。
16.根据权利要求1~4中任一项所述的线圈装置,其中,
所述屏蔽层形成为覆盖所述元件主体的除安装侧面以外的外表面。
17.根据权利要求1~4中任一项所述的线圈装置,其中,
所述端子电极从所述元件主体的安装侧面朝向所述元件主体的侧面形成为L字状。
CN202210955362.0A 2021-08-18 2022-08-10 线圈装置 Pending CN115910570A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021-133630 2021-08-18
JP2021133630A JP2023028128A (ja) 2021-08-18 2021-08-18 コイル装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115910570A true CN115910570A (zh) 2023-04-04

Family

ID=85331656

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210955362.0A Pending CN115910570A (zh) 2021-08-18 2022-08-10 线圈装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20230075338A1 (zh)
JP (1) JP2023028128A (zh)
CN (1) CN115910570A (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2025003328A1 (en) * 2023-06-29 2025-01-02 Würth Elektronik eiSos Gmbh & Co. KG Magnetic component with shielding

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04267512A (ja) * 1991-02-22 1992-09-24 Murata Mfg Co Ltd 複合電子部品
JP2607591Y2 (ja) * 1992-01-20 2001-11-12 ティーディーケイ株式会社 積層電子部品
US6768409B2 (en) * 2001-08-29 2004-07-27 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Magnetic device, method for manufacturing the same, and power supply module equipped with the same
JP6069070B2 (ja) * 2013-03-28 2017-01-25 日東電工株式会社 軟磁性熱硬化性接着フィルム、磁性フィルム積層回路基板、および、位置検出装置
JP2016108561A (ja) * 2014-12-04 2016-06-20 日東電工株式会社 軟磁性樹脂組成物および軟磁性フィルム
KR20160099882A (ko) * 2015-02-13 2016-08-23 삼성전기주식회사 칩 전자부품 및 그 제조방법
JP2017005114A (ja) * 2015-06-10 2017-01-05 日東電工株式会社 コイルモジュールおよびその製造方法
US9871005B2 (en) * 2016-01-07 2018-01-16 Advanced Semiconductor Engineering, Inc. Semiconductor device package and method of manufacturing the same
JP6815807B2 (ja) * 2016-09-30 2021-01-20 太陽誘電株式会社 表面実装型のコイル部品
JP6597576B2 (ja) * 2016-12-08 2019-10-30 株式会社村田製作所 インダクタ、および、dc−dcコンバータ
KR102016500B1 (ko) * 2018-04-02 2019-09-02 삼성전기주식회사 코일 부품
JP2020009866A (ja) * 2018-07-05 2020-01-16 住友電気工業株式会社 インダクタ、回路基板、及び電源装置
KR102069635B1 (ko) * 2018-09-06 2020-02-24 삼성전기주식회사 코일 부품
JP6965858B2 (ja) * 2018-09-19 2021-11-10 株式会社村田製作所 表面実装インダクタおよびその製造方法
WO2021141067A1 (ja) * 2020-01-07 2021-07-15 タツタ電線株式会社 電磁波シールドフィルム

Also Published As

Publication number Publication date
US20230075338A1 (en) 2023-03-09
JP2023028128A (ja) 2023-03-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110957095B (zh) 含软磁性金属颗粒的磁性基体和含该磁性基体的电子部件
KR101607027B1 (ko) 칩 전자 부품 및 칩 전자 부품의 실장 기판
CN114446575B (zh) 线圈部件
KR102214223B1 (ko) 코일 부품
JP6760500B2 (ja) コイル部品
KR20160140153A (ko) 코일 전자부품 및 그 제조방법
JP2020061410A (ja) 積層型電子部品
US11705271B2 (en) Coil component
KR20160043796A (ko) 칩 전자부품
US11742126B2 (en) Inductor
US12230434B2 (en) Electronic component
CN115910570A (zh) 线圈装置
CN113674968B (zh) 电子部件
CN115223777A (zh) 电子部件及信息读取方法
JP7578440B2 (ja) 電子部品
KR101719970B1 (ko) 코일 전자부품 및 그 제조방법
KR20170089188A (ko) 코일 전자부품
JP7560245B2 (ja) コイル部品及びコイル部品の製造方法
JP7384187B2 (ja) インダクタおよびインダクタの製造方法
KR102029630B1 (ko) 코일 전자부품 및 그 제조방법
JP2023147051A (ja) インダクタおよびインダクタの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination