CN102005279B - 电感器以及dc-dc变换器 - Google Patents
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Abstract
实现难以磁饱和且直流重叠特性优异的薄型电感器以及难以特性劣化的薄型且省空间的DC-DC变换器。电感器(1)具有通过连接电极(105)连接在同一平面上排列且向相同方向卷绕的第1螺旋电极(101)和第2螺旋电极(102)的线圈电极部(10)。通过第1磁性体层(11)及第2磁性体层(12)从与平面垂直的方向的两侧夹持线圈电极部(10)。第1螺旋电极(101)和第2螺旋电极(102)的与连接电极(105)侧相反的端部的第1突起电极(103)及第2突起电极(104)具有沿着与平面垂直的方向延伸的形状，具有从第1磁性体层(11)突出的长度，作为电感器(1)的两端电极发挥功能。通过将该薄型电感器(1)配置在安装电路基板(20)上，形成2层构造的薄型DC-DC变换器。
Description
技术领域
本发明涉及电感器以及利用了该电感器的DC-DC变换器。
背景技术
当前，伴随电子设备的小型化，该电子设备中所采用的DC-DC变换器也被要求小型化、薄型化。因此，要求在该DC-DC变换器中需要比较大的空间的电感器的小型化、薄型化。
作为这样的小型电感器，例如，在专利文献1中公开了如下的电感器：具有平面状的螺旋线圈，从相对的两面侧用绝缘层夹持该螺旋线圈之后，进而按照夹持该绝缘层的方式配置磁性体。
此外，在专利文献2中公开了如下结构的电感器：在三层绝缘层的各层间配置螺旋线圈，用磁性体夹持由这些绝缘层和螺旋线圈构成的层状部件。
【专利文献1】JP专利第3410876号公报
【专利文献2】JP特开平1-157507号公报
但是，在上述专利文献1或专利文献2所记载的电感器中，必须形成绝缘层，该绝缘层成为限制薄型化的原因。此外，在专利文献1或专利文献2所记载的电感器中，因为由多个螺旋线圈产生的磁场相耦合，所以若磁性体薄，则容易引起磁饱和，直流重叠特性差。尤其在DC-DC变换器的输出电感器中，由于使用用途的不同而有负载电流变大的情况，电感器容易磁饱和，容易产生特性劣化。另一方面，为了难以引起磁饱和、使直流重叠特性良好，不得不使磁性体变厚，这也成为限制薄型化的原因。
发明内容
因此，本发明的目的在于实现即使在负载电流变大那样的状况下使用也难以磁饱和、直流重叠特性优异的薄型的电感器。进而，通过利用该电感器，从而实现各种特性优异、薄型化、小型化的DC-DC变换器。
(1)本发明涉及由线圈电极和磁性体层构成的电感器。线圈电极部具有：第1螺旋电极，其形成为螺旋状；第2螺旋电极，其在与该第1螺旋电极相同的平面上形成为沿着与第1螺旋电极相同方向卷绕的螺旋状；连接电极，其连接该第2螺旋电极的外周端与第1螺旋电极的外周端；和第1突起电极以及第2突起电极，所述第1突起电极形成在第1螺旋电极的内周端沿着与平面大致垂直的方向延伸，所述第2突起电极形成在第2螺旋电极的内周端沿着与平面大致垂直的方向延伸。线圈电极部将第1突起电极以及第2突起电极作为两端电极，磁性体层形成为夹持该线圈电极部，并且使第1突起电极以及第2突起电极向外部露出。
在该结构中，没有绝缘层，所以电感器被薄型化。此外，因为由第1螺旋电极产生的磁场与由第2螺旋电极产生的磁场向相同方向并列地存在，所以不相互耦合加强，所以难以磁饱和，直流重叠特性优异。而且，通过该特性，能够使磁性体层的厚度变薄，可以进一步薄型化。
(2)此外，本发明的电感器的磁性体层通过混合磁性体粉和绝缘性树脂而形成。
在该结构中，能够容易地提高磁性体层的电阻率。能够容易地实现上述没有绝缘层的结构。
(3)此外，本发明的电感器的磁性体层由第1磁性体层和第2磁性体层构成，所述第1磁性体层和第2磁性体层从与所述平面垂直的方向夹持第1螺旋电极、第2螺旋电极以及连接电极。在第1磁性体层形成使突起电极通过的贯穿孔。在第2磁性体层形成用于容纳第1螺旋电极、第2螺旋电极以及连接电极的凹部。
在该结构中，示出了电感器的具体结构，能够实现线圈电极的除了第1突起电极以及第2突起电极之外的部分完全由第1磁性体层以及第2磁性体层包围的构造。由此，能够使电感器的特性提高。
(4)此外，本发明的电感器的第2磁性体层在第1螺旋电极以及第2螺旋电极的卷绕的中央区域具备凸部，所述凸部具有与第1磁性体层抵接或靠近的高度。将由该凸部、假设使该凸部的平面区域跨过第1磁性体层的厚度方向的全长而延伸的第1立体区域和假设使凸部的平面区域跨过除了该凸部的所述第2磁性体层的厚度方向的全长而延伸的第2立体区域构成的区域，作为中央立体区域。对应于第1螺旋电极或第2螺旋电极，横截所述中央立体区域中的所述第1磁性体层或除了所述凸部的所述第2磁性体层的与所述厚度方向平行的侧面的面积Sv、与沿着所述中央立体区域的所述第1螺旋电极或所述第2螺旋电极的厚度方向的中央截面的截面面积Sh形成为0.1＜Sv/Sh＜0.65。
在该结构中，示出了更具体的电感器的形状，通过这样的尺寸设定的构造，能够更有效地实现即使薄型也难以产生磁饱和的构造。
(5)此外，本发明的电感器的第1螺旋电极、第2螺旋电极以及连接电极通过单一金属板的冲压加工而形成。
在该结构中，能够使第1螺旋电极、第2螺旋电极以及连接电极的一体构造容易地成型。
(6)此外，在本发明的电感器的线圈电极部形成有在与第1突起电极以及第2突起电极相同方向上延伸的形状的其他突起电极。
在该结构中，通过形成其他突起电极，能够用作电感器的中间分接或安装该电感器时的辅助用的脚。
(7)此外，本发明的电感器中，在通过金属板的冲压加工形成线圈电极部时，通过进一步的折弯加工形成第1突起电极、第2突起电极以及其他突起电极的全部。
在该结构中，能够使其他突起电极容易地成型。
(8)此外，在本发明的电感器中，在磁性体层的外面形成至少对第1突起电极以及第2突起电极进行加固的加固件。
在该结构中，通过利用加固件，能够使第1突起电极以及第2突起电极的强度提高。
(9)此外，在本发明的电感器中，在冲压加工和所述进一步的折弯加工之间，对第1突起电极、第2突起电极以及其他突起电极的全部实施成为非平面形状的异形加工。
在该结构中，通过对各突起电极进行非平面形状地异形加工，即使这些突起电极的厚度较薄，也能够使强度提高。
(10)此外，本发明的电感器的磁性体层具备向与第1突起电极以及第2突起电极相同方向突出的形状的磁性体突起部。
在该结构中，能够用磁性体形成可作为安装该电感器时的脚的部件，通过利用该磁性体，能够使强度高的脚以更自由的形状成型。
(11)此外，本发明的电感器中，磁性体层的与露出第1突起电极以及第2突起电极的面相反侧的面平坦地形成。
在该结构中，在将该电感器安装到安装电路基板上时，与安装面相反侧的面平坦，所以容易被装配机(mounter)的吸嘴吸附。
(12)此外，本发明涉及由电感器和安装电路基板构成的DC-DC变换器。电感器具有线圈电极部和磁性体层。线圈电极部具有：第1螺旋电极，其形成为螺旋状；第2螺旋电极，其在与该第1螺旋电极相同的平面上形成为沿着与第1螺旋电极相同方向卷绕的螺旋状；连接电极，其连接该第2螺旋电极的外周端与第1螺旋电极的外周端；和第1突起电极以及第2突起电极，所述第1突起电极形成在第1螺旋电极的内周端沿着与平面大致垂直的方向延伸，所述第2突起电极形成在第2螺旋电极的内周端沿着与平面大致垂直的方向延伸。线圈电极部将第1突起电极以及第2突起电极作为两端电极，磁性体层形成为夹持该线圈电极部，并且使第1突起电极以及第2突起电极向外部露出。电感器由沿平面具有扩大区域，在与平面垂直的厚度方向薄的平板状构成。安装电路基板形成用于构成DC-DC变换器的电路图案，在该电路图案的规定焊盘安装至少包括电容器和开关元件的多个电子部件。平板状电感器按照覆盖多个电子部件的至少一部分的方式配置在该安装电路基板的安装面侧，在电路图案的要连接输出电感器的焊盘连接第1突起电极以及第2突起电极。
在该结构中，在安装电路基板上配置平板状且薄型化的电感器的2层构造，由此能够使DC-DC变换器省空间化且薄型化。
(13)此外，本发明的DC-DC变换器的磁性体层通过混合磁性体粉和绝缘性树脂而形成。
在该结构中，能够容易地提高磁性体层的电阻率，能够容易地实现没有绝缘层的薄型化的电感器。由此，DC-DC变换器的薄型化也能够容易实现。
(14)此外，本发明的DC-DC变换器的平板状电感器的磁性体层由第1磁性体层和第2磁性体层构成，所述第1磁性体层和第2磁性体层从与平面垂直的方向夹持第1螺旋电极、第2螺旋电极以及连接电极。在第1磁性体层形成使突起电极通过的贯穿孔，在第2磁性体层形成用于容纳第1螺旋电极、第2螺旋电极以及连接电极的凹部。
在该结构中，示出了DC-DC变换器中的电感器的具体结构，能够实现线圈电极的除了第1突起电极以及第2突起电极的部分完全被第1磁性体层以及第2磁性体层包围的构造。由此，能够使电感器的特性提高，从而也能够使DC-DC变换器的特性提高。
(15)此外，本发明的DC-DC变换器的平板状电感器的第2磁性体层在第1螺旋电极以及第2螺旋电极的卷绕的中央区域具备凸部，所述凸部具有与第1磁性体层抵接或靠近的高度。将由该凸部、假设使该凸部的平面区域跨过第1磁性体层的厚度方向的全长而延伸的第1立体区域和假设使凸部的平面区域跨过除了该凸部的第2磁性体层的厚度方向的全长而延伸的第2立体区域构成的区域，作为中央立体区域。对应于第1螺旋电极或第2螺旋电极，横截所述中央立体区域中的第1磁性体层或除了凸部的第2磁性体层的与厚度方向平行的侧面的面积Sv、与沿着中央立体区域的第1螺旋电极或第2螺旋电极的厚度方向的中央截面的截面面积Sh形成为0.1＜Sv/Sh＜0.65。
在该结构中，更具体地示出了DC-DC变换器的平板状电感器的形状，通过这样的尺寸设定的构造，能够更有效地实现薄型且难以产生磁饱和的构造。
(16)此外，在本发明的DC-DC变换器的平板状电感器的线圈电极部形成有在与所1突起电极以及第2突起电极相同方向上延伸的形状的其他突起电极，该其他突起电极的至少一个连接于所述安装电路基板的所述电路图案中的成为输出电感器的中间分接的位置。
在该结构中，能够容易地形成具有中间分接的电感器，所以例如，在并联连接DC-DC变换器那样的结构的情况下，能够薄型且省空间地实现将通过中间分接而分割的各电感器分配给各个DC-DC变换器的结构。
(17)此外，在本发明的DC-DC变换器的平板状电感器的线圈电极部，形成有在与第1突起电极以及第2突起电极相同方向上延伸的形状的其他突起电极，该其他突起电极形成为与平板状电感器和安装电路基板之间的距离大致相同的长度，连接于安装电路基板的浮置电极。
在该结构中，能够将电连接电感器与其他电路的第1突起电极以及第2突起电极以外的突起电极用作将电感器和安装电路基板保持在规定间隔的脚。由此，与仅由第1突起电极以及第2突起电极构成的构造相比，能够提高DC-DC变换器的强度。
(18)此外，本发明的DC-DC变换器的平板状电感器的磁性体层具备磁性体突起部，所述磁性体突起部具有与第1突起电极以及第2突起电极向相同的方向突出的形状，并且具有与平板状电感器和安装电路基板之间的距离大致相同的长度。
在该结构中，能够将磁性体突起部用作将电感器和安装电路基板保持在规定间隔的脚。由此，能够使DC-DC变换器的强度提高。而且，因为是利用了磁性体的突起部，所以与利用上述突起电极的情况相比，形状以及设置位置的自由度提高，容易获得必要的强度。
(19)此外，在本发明的DC-DC变换器的平板状电感器和安装电路基板之间填充树脂。
在该结构中，作为将电感器和安装电路基板保持在规定间隔的脚，能够利用所充填的树脂。由此，能够提高DC-DC变换器的强度。此外，通过树脂保护安装电路基板上的电子部件、电极图案，可靠性提高。
(20)此外，本发明的DC-DC变换器相对于安装该DC-DC变换器的母基板，从该母基板侧按照安装电路基板、平板状电感器的顺序配置，在所述安装电路基板上具备对于母基板的连接单元。
在该结构中，示出了2层构造的DC-DC变换器的具体形状。这里，对于母基板，按照安装电路基板、平板状电感器的顺序配置。
(21)此外，本发明的DC-DC变换器相对于安装该DC-DC变换器的母基板，从该母基板侧按照平板状电感器、安装电路基板的顺序配置，在平板状电感器的侧面具备将安装电路基板连接于母基板的连接单元。
在该结构中，示出了2层构造的DC-DC变换器的具体形状。这里，相对于母基板，按照平板状电感器、安装电路基板的顺序配置。在该情况下，安装电路基板和母基板通过电感器而相离，但通过在电感器的侧面设置连接单元，来连接这些安装电路基板和母基板，电感器和安装电路基板作为DC-DC变换器发挥功能。
(22)此外，本发明的DC-DC变换器相对于安装该DC-DC变换器的母基板，从该母基板侧按照平板状电感器、安装电路基板的顺序配置，并且具有对母基板投影的安装电路基板的面积比平板状电感器的面积宽的形状。在之间没有平板状电感器的区域，具备将安装电路基板连接于母基板的连接单元。
在该结构中也示出了2层构造的DC-DC变换器的具体形状。这里，相对于母基板，也按照平板状电感器、安装电路基板的顺序配置。但是，在该情况下，安装电路基板比电感器宽，所以在没有配置电感器的区域，设置用于连接安装电路基板和母基板的机构。利用该机构，连接安装电路基板和母基板，电感器和安装电路基板作为DC-DC变换器发挥功能。
(发明效果)
根据本发明，能够实现难以磁饱和且直流重叠特性优异的简单构造且薄型的电感器。此外，根据本发明，能够实现即使发生负载变动大、负载电流变大的状况也不发生特性劣化的小型且薄型的DC-DC变换器。
附图说明
图1是第1实施方式的电感器1的外观立体图以及电感器1的分解立体图。
图2是第1实施方式的电感器1中的线圈电极部10的俯视图以及侧视图、第1磁性体层11的俯视图以及侧视图、第2磁性体层12的俯视图以及侧视图。
图3是示意性地表示由第1实施方式的电感器1产生的磁场的样子的侧面剖面图。
图4是用于说明中央立体区域的尺寸定义的图。
图5是表示作为基于中央立体区域的尺寸设定的电感器的特性变化的图。
图6是表示第1实施方式的其他结构构成的电感器的例的外观立体图。
图7是第2实施方式的电感器1D的外观立体图以及线圈电极10B的外观立体图。
图8是第3实施方式的DC-DC变换器的等效电路图。
图9是示意性地表示第3实施方式的DC-DC变换器的机构构成的侧视图。
图10是示意性地表示第3实施方式的DC-DC变换器的机构构成的侧视图。
图11是示意性地表示第4实施方式的DC-DC变换器的机构构成的侧视图。
符号说明：
1、1A～1D-电感器元件；10、10A、10B-线圈电极部；11、11A～11C-第1磁性体层；12-第2磁性体层；13-加固件；101-第1螺旋电极；102-第2螺旋电极；103、104、106、106A～106D-突起电极；105-连接电极；110、120-磁性体；110Br、120Br-立体区域；113、114、116A～116D-贯穿孔；115-磁性体突起部；121-凹部；122-凸部；20-安装电路基板；21、21T、203-连接用焊盘电极；22-安装用焊盘电极；25-支撑部件；30-加强脚；40-底层填料(underfill)；200-母基板；211-导电柱部件。
具体实施方式
参照附图说明本发明的第1实施方式的电感器。
图1(A)是本实施方式的电感器1的外观立体图，图1(B)是电感器1的分解立体图。
图2(A)是线圈电极部10的俯视图，图2(B)是线圈电极部10的侧视图。图2(C)是第1磁性体层11的俯视图，图2(D)是第1磁性体层11的侧视图。图2(E)是第2磁性体层12的俯视图，图2(F)是第2磁性体层12的侧视图。
图3是示意性地表示由本实施方式的电感器1产生的磁场的样子的侧面剖面图。另外，在图3中粗的双点划线示意性地示出由电感器1产生的磁场的一部分。
如图1所示，电感器1具备平板状的线圈电极部10、构成包围该线圈电极部10的磁性体的第1磁性体层11以及第2磁性体层12。线圈电极部10的几乎全部部分被第1磁性体层11和第2磁性体层12从与该线圈电极部10的平板面垂直的方向的两侧夹持，但是线圈电极10的第1突起电极103以及第2突起电极104从第1磁性体层11突出规定长度。而且，该第1突起电极103以及第2突起电极104作为电感器1的两端电极发挥功能。
线圈电极部10具有在同一平面上分别在不同的区域卷绕的第1螺旋电极101和第2螺旋电极102。第1螺旋电极101和第2螺旋电极102的卷绕方向相同。例如，在本实施方式的情况下，第1螺旋电极101是以内周端为起点、以外周端为终点若从第1磁性体层11侧观察则为逆时针旋转地卷绕形状，成为与其连续的形状的第2螺旋电极102是以外周端为起点、以内周端为终点若从第1磁性体层11侧观察则为逆时针旋转地卷绕形状。
该第1螺旋电极101的外周端和第2螺旋电极102的外周端处于相距规定的距离间隔相靠近的位置，外周端彼此通过连接电极105相连接。另一方面，在第1螺旋电极101的内周端，形成向与该第1螺旋电极101形成的平面垂直的方向延伸的形状的第1突起电极103。此外，在第2螺旋电极102的内周端，形成由与第1突起电极103平行地延伸的形状构成的第2突起电极104。该第1突起电极103、第2突起电极104的长度被设定为比第1磁性体层11的厚度长、且在安装于后述的DC-DC变换器时可以与安装用电路基板连接的长度。
构成线圈电极部10的这些第1螺旋电极101、第2螺旋电极102、第1突起电极103、第2突起电极104以及连接电极105被一体成形。作为具体的成形方法，采用对规定厚度(例如，0.2mm左右)的铜板等金属板在上述全部部位一体化的状态下进行冲压加工(punching process)之后，将与第1突起电极103以及第2突起电极104对应的部位折弯加工的方法。通过采用这样的金属板的冲压加工和折弯加工，能够用简单的工序容易地形成线圈电极部10。
第1磁性体层11由规定厚度(例如，0.4mm～0.6mm左右)的平板形状构成，形成有用于使线圈电极部10的第1突起电极103以及第2突起电极104通过的贯穿孔113、114。
第2磁性体层12相同地也由规定厚度(例如，0.4mm～0.6mm左右，优选与凹部121底面对应的区域的厚度与第1磁性体层的厚度相等)的平板形状构成，形成有容纳线圈电极部10的第1螺旋电极101、第2螺旋电极102以及连接电极105的凹部121。该凹部121形成为与第1螺旋电极101、第2螺旋电极102以及连接电极105的厚度大致相同且能够完全容纳第1螺旋电极101、第2螺旋电极102以及连接电极105的深度。
而且，在第1螺旋电极101、第2螺旋电极102的卷绕的中央区域，形成有凸部122，该凸部122的高度为在第2磁性体层12的周边部与第1磁性体层11抵接时与该第1磁性体层11抵接或靠近。另外，在本实施方式中，示出了使第1螺旋电极101、第2螺旋电极102以及凸部122的形状为长方体的情况，但也可以是将长方体的侧壁棱线倒角或R倒角后的形状、圆柱形、椭圆柱形，进而可以是平面截面为多边形的柱状体。
通过用这种结构的第1磁性体层11和第2磁性体层12夹持第1螺旋电极101、第2螺旋电极102以及连接电极105，从而包括侧面在内，能够用第1磁性体层11以及第2磁性体层12完全地包围第1螺旋电极101、第2螺旋电极102以及连接电极105。由此，与仅是用平板状的磁性体层彼此夹持的情况相比，能够构成优异特性的电感器。
第1磁性体层11和第2磁性体层12采用铁氧体系、粉尘(dust)系、金属系等中电阻率高的磁性材料，例如，采用电阻率为约103Ω·m以上的磁性体材料。通过采用这样的高电阻率的材料来形成第1磁性体层11以及第2磁性体层12，从而不需要如现有技术所示的通常的电感器那样，在第1磁性体层11和线圈电极部10之间以及第2磁性体层12和线圈电极部10之间插入绝缘层。因此，能够减薄与这两个绝缘层的厚度相应的部分，与以往相比，能够构成薄型的电感器。
而且如上所述，通过在同一平面的不同位置以相同的卷绕方向形成第1螺旋电极101和第2螺旋电极102，从而如图3所示，第1螺旋电极101和第2螺旋电极102各自产生的磁场不耦合，不相互加强。因此，即使流过大电流，产生的磁场也能够抑制地比两个电极的磁场相耦合的情况弱。因此，即使不使磁性体层变厚，也难以磁饱和。因此，在使磁性体层的厚度变薄的情况下也能够获得优异的直流重叠特性。即，能够构成直流重叠特性优异的薄型的电感器。
此外，在用上述那样的结构形成电感器1并将第1突起电极103、第2突起电极104侧作为安装电路基板侧进行安装时，第2磁性体层12的表面平坦，所以在安装时容易用吸嘴(pickup nozzle)吸附，不特别需要别的部件，能够构成安装作业性优异的电感器。
此外，这种结构的电感器1，更优选如下地设定包含由第1螺旋电极101、第2螺旋电极102包围的凸部122的规定立体区域的尺寸。图4(A)是用于说明该立体区域的尺寸的定义的俯视图以及从垂直的二侧面方向观察的剖面图，图4(B)是将图4(A)的A-A’截面放大的图，图4(C)是将图4(A)的B-B’截面放大的图。此外，图5是表示作为基于立体区域的尺寸设定的电感器的特性变化的图。
如图4所示，包含凸部122的立体区域由第2磁性体层12的凸部122、假设使该凸部122的平面区域在第1磁性体层11的厚度方向的全长延伸的第1立体区域110Br、和假设使凸部122的平面区域在除了该凸部122的第2磁性体层12的厚度方向的全长延伸的第2立体区域120Br构成。这里，例如，在凸部122是长方体的情况下，在第1磁性体层11中设第1磁性体层11的与第1立体区域110Br的厚度方向平行的周边面的侧面积为Svs(110)、Svt(110)时，面积Sv用Sv(110)＝2×(Svs(110)+Svt(110))表示。同样，在第2磁性体层12中，设第2磁性体层的与第2立体区域120Br的厚度方向平行的周边面的侧面积为Svs(120)、Svt(120)时，可以用Sv(120)＝2×(Svs(120)+Svt(120))表示。而且，用规定的比例设定该凸部122的第1螺旋电极101或第2螺旋电极102的厚度方向的沿中央截面的截面面积Sh(图4(A)中的实线型斜线的阴影部)、面积Sv(110)以及面积Sv(120)。
具体而言，用0.1＜Sv(110)/Sh＜0.65以及0.1＜Sv(120)/Sh＜0.65设定该比例。这是因为，若Sv/Sh小于0.1，则如图5所示磁通密度上升而产生部分磁饱和的可能性高；若Sv/Sh大于0.65，则如图5所示即使增加侧面积Sv、即、增加电感器1的厚度，磁通密度降低效果也饱和。此外，在本实施方式中，示出了凸部122与第1磁性体层11抵接的例，但在不抵接的情况下也能够进行同样的设定。
另外，在本实施方式中，示出了直接将平板状的第1突起电极103以及第2突起电极104设为电感器1的两端电极的例，但如上所述，在向安装电路基板安装时，通过图6所示的构造，对该第1突起电极103以及第2突起电极104进行加强，由此能够提高安装时以及安装后的连接部的强度。
图6是表示本实施方式的其他结构构成的电感器的例的图。图6(A)是采用加固件13的例，图6(B)是将第1突起电极以及第2突起电极的形状变更为立体的(非平面的)例，图6(C)是采用磁性体突起部115的例。
图6(A)所示的电感器1A具有在从第1磁性体层11突出的位置用加固件13加固了第1突起电极103以及第2突起电极104的构造。其他结构与图1所示的电感器1相同。加固件13采用绝缘性树脂等具有绝缘性的材料。通过这样的构造，只是对第1突起电极103、第2突起电极104的强度增加加固件13的强度，所以能够提高机械强度。
如图6(B)所示的电感器1B，第1突起电极103A、第2突起电极104A具有在宽度方向的中间弯曲的非平面形状，而不仅是平板形状。第1突起电极103A、第2突起电极104A形成为从与第1螺旋电极101以及第2螺旋电极102连接的位置弯曲的形状。该弯曲形状，例如，若在通过折弯加工而形成第1突起电极103A以及第2突起电极104A之前，通过冲压等在平板面形成相当于弯曲形状的凹槽，则可以容易地成形。在这样的第1突起电极103A、第2突起电极104A的形状的情况下，在第1磁性体层11形成具有俯视而在孔的长边方向的中间弯曲的大致长方形的截面的贯穿孔113A、114A。通过形成这样的在平板的宽度方向弯曲形状的第1突起电极103A、第2突起电极104A，与仅是平板形状的第1突起电极103、第2突起电极104相比，能够提高机械强度。另外，图6(B)所示的立体的弯曲形状是一例，只要是使平板沿宽度方向弯曲等的非平面的构造，则也可以是其他形状。
如图6(C)所示的电感器1C，在第1磁性体层11的第1突起电极103、第2突起电极104突出侧的表面形成了具有与第1突起电极103、第2突起电极104的突出部分的长度大致相同长度的多个磁性体突起部115。磁性体突起部115在第1磁性体层11的表面被配置为在安装电路基板上安装电感器1C时代替第1突起电极103、第2突起电极104来承受力。例如，在图6(C)的例的情况下，配置在第1磁性体层11的靠近第1突起电极103、第2突起电极104侧的侧边的中央附近位置、和远离第1突起电极103、第2突起电极104侧的侧边的两端附近位置。这些磁性体突起部115由与第1磁性体层11相同的材质构成，与第1磁性体层11一体成形。即使个别地成型也能够实现同样的构造，但是若采用这样的一体成形，则能够用更简单的工序进行成形。而且，通过这样的结构，要施加给第1突起电极103、第2突起电极104的力向磁性体突起部115分散，能够提高机械强度。另外，图6(C)所示的磁性体突起部115的形状、形成位置以及形成个数是一例，可以根据向安装电路基板的安装规格而适当进行设定。
下面，参照附图说明第2实施方式的电感器。
图7(A)是本实施方式的电感器1D的外观立体图，图7(B)是本实施方式的电感器1D中采用的线圈电极10B的外观立体图。
本实施方式的电感器1D与第1实施方式的图1所示的电感器1相比，在线圈电极部10B上还形成了突起电极106A～106D。突起电极106A～106D形成在第1螺旋电极101、第2螺旋电极102以及连接电极105上的与第1突起电极103以及第2突起电极104不同的位置。此外，突起电极106A～106D以与第1突起电极103、第2突起电极104大致相同的宽度以及大致相同的长度形成。对于这样的线圈电极部10B，在第1磁性体层11C上在与突起电极106A～106D对应的位置形成贯穿孔116A～116D。
通过这样的构造，在安装该电感器1D时，若使各突起电极106A～106D与安装电路基板的浮置电极接合，则能够作为与第1突起电极103、第2突起电极104平行的加固件来利用。由此，在电感器1D的安装状态下能够提高机械强度。此外，通过在安装电路基板的规定电路位置连接各突起电极106A～106D的规定的至少一个，还能够作为电感器1D的中间分接(tap)电极来利用。作为中间分接电极而使用的情况，例如并联连接多个DC-DC变换器来使用的情况下，能够将由该中间分接电极分割的各电感器分配给各个DC-DC变换器的输出电感器，能使并联连接的各DC-DC变换器的输出始终相同。如此，若采用本实施方式的结构，则能够形成使用用途更广的电感器。
而且，这些突起电极106A～106D通过形成在第1螺旋电极101、第2螺旋电极102的最外周边、最内周边，能够与第1突起电极103、第2突起电极104同样地通过简单的折弯加工来成形。
另外，图7所示的突起电极106A～106D的形成位置、形成个数是一例，这些可以根据规格而适当设定。
下面参照附图说明第3实施方式的DC-DC变换器。
图8是本实施方式的DC-DC变换器的等效电路图，这里，例示了图8(A)～图8(C)的三种，但可以是其他结构。
图8(A)的DC-DC变换器是根据输出电流值而进行开关控制的非绝缘型的降压变换器，具有开关元件Q1、Q2、输出电感器Lo、平滑电容器Co、输出电流检测用的电阻元件R1、R2、控制IC。
图8(B)的DC-DC变换器是不仅利用输出电流值还利用输出电感器Lo的电流检测结果来进行开关控制的非绝缘型的降压变换器，在图8(A)的结构的基础上，还具有用于检测输出电感器Lo的电流值的电阻器RD、运算放大器OP。
图8(C)的DC-DC变换器是不仅利用输出电流还利用输出电感器Lo的电流检测结果来进行开关控制的非绝缘型的降压变换器，在图8(A)的结构的基础上，还具有用于取得输出电感器Lo的电流值的电阻器RD1和电容器CD1的串联电路以及电容器CD2和电阻器RD2的串联电路。
在这样的DC-DC变换器中，输出电感器Lo通过上述第1实施方式或第2实施方式所示的电感器来实现。而且，其他电路元件以及电路图案通过后述的安装电路基板上形成的电极图案以及安装的安装电子部件SMD来实现。若采用这样的结构，则尤其在利用于POL(Point of Load)的DC-DC变换器的情况下，因为负载电流急剧增减并且需要小型且薄型化，所以以下所示的本实施方式的结构更加有效。
下面示出具体的DC-DC变换器的机构构成。图9(A)～(C)以及图10(A)、(B)是示意性地示出本实施方式的DC-DC变换器的机构构成的侧视图。
这些DC-DC变换器M1～M5如下地构成：作为基本构造，由2层构造构成，在未图示的母基板上安装有安装电路基板，该安装电路基板安装了上述各电路元件，在该安装电路基板上配置成为输出电感器Lo的电感器。
图9(A)的DC-DC变换器M1具备电感器1D和安装电路基板20，电感器1D具有在上述实施方式示出的突起电极106(106A～106D)。在安装电路基板20上，形成用于构成图8(A)～图8(C)的任一个的电路图案，在安装面上形成有连接用焊盘电极21、安装用焊盘电极22。在各安装用焊盘电极22上安装构成图8(A)～图8(C)的任一个的电路元件SMD1～SMD4。此外，在各连接用焊盘电极21上分别连接电感器1D的第1突起电极103以及第2突起电极104。此外，各突起电极106与未图示的浮置电极接合。在这样的结构中，第1突起电极103、第2突起电极104、突起电极106用作在安装电路基板20上的规定位置支撑电感器1D的脚。
通过采用这样的2层构造，与以往的在安装电路基板20的安装面上直接设置并安装分立(discrete)型的电感器的情况相比，对DC-DC变换器的母基板的平面面积减小，能够实现省空间化。而且，通过利用上述薄型化的电感器，在2层构造的情况下更能够薄型地形成DC-DC变换器。
图9(B)的DC-DC变换器M2具备电感器1C和安装电路基板20，电感器1C具有在上述实施方式示出的磁性体突起部115。安装电路基板20的结构与图9(A)基本上相同，但是DC-DC变换器M2具有磁性体突起部115与安装电路基板20的安装面抵接的构造，将该磁性体突起部115用作用于支撑电感器1C的脚。即使是这样的结构，也能够形成省空间且薄型的DC-DC变换器。而且，通过使与磁性体突起部115的延伸方向垂直的截面积增大，能够获得更高的机械强度。
图9(C)的DC-DC变换器M3具备在上述实施方式示出的基本结构的电感器1和安装电路基板20。安装电路基板20的结构与图9(A)相同，但是DC-DC变换器M3在电感器1的下部即第1磁性体层11的表面配置了加强脚30。该加强脚30采用绝缘性材料且采用具有规定机械强度的材料，发挥与上述磁性体突起部115同样的功能。即使是这样的结构，也能够形成省空间且薄型的DC-DC变换器。而且，通过使与加强脚30的延伸方向垂直的截面积增大，能够获得更高的机械强度。
图10(A)的DC-DC变换器M4与图9(C)的DC-DC变换器M3同样地具备上述最简单结构的电感器1和安装电路基板20。安装电路基板20的基本结构与图9(A)相同，但是在安装电路基板20的安装面上形成了与第1突起电极103以及第2突起电极104的突出部分的长度为标准的电介质的支撑部件25。即使是这样的结构，也能够形成省空间且薄型的DC-DC变换器。而且，通过使与支撑部件25的延伸方向垂直的截面积增大，能够获得更高的机械强度。
图10(B)的DC-DC变换器M5相对于图9(A)的DC-DC变换器M1，具有在电感器1D和安装电路基板20之间填充了由绝缘性树脂等构成的底层填料(underfill)40的结构。即使是这样的结构，也能够形成省空间且薄型的DC-DC变换器，通过底层填料40能够提高机械强度。而且，通过底层填料40，能够外在地保护第1突起电极103、第2突起电极104、突起电极106以及电路元件SMD1～SMD4，所以能够形成可靠性更高的DC-DC变换器。
另外，这些图9(A)～(C)、图10(A)、(B)的结构是一例，可以适当组合这些结构来形成DC-DC变换器。
下面参照附图说明第4实施方式的DC-DC变换器。图11是示意性地示出本实施方式的DC-DC变换器的机构构成的侧视图。
这些DC-DC变换器M1R、M2R，作为基本构造也由2层构造构成，但是与图9、图10的DC-DC变换器不同，具有如下构造：在母基板上配置电感器1，在该电感器1上配置安装了各电路元件的安装电路基板。
图11(A)的DC-DC变换器M1R在母基板200上配置上述电感器1。此时，电感器1被配置为作为平坦面的第2磁性体层12侧与母基板200抵接。在该电感器1的第1磁性体层11侧的表面上，配置安装电路基板20。此时，安装电路基板20被配置为与安装各电路元件的安装面相反侧的面与电感器1的第1磁性体层11抵接。安装电路基板20的各电路元件SMD1～SMD4的安装结构与上述图9、图10所示的安装电路基板20相同，但是在图11(A)的安装电路基板20上形成了用于使电感器1的第1突起电极103以及第2突起电极104从安装面侧露出的贯穿孔(未图示)，通过该贯穿孔，第1突起电极103以及第2突起电极104与安装面侧的连接用焊盘电极21连接。此外，在电感器1的侧面上形成未图示的布线电极，通过该布线电极，安装电路基板20和母基板200电连接。即使是这样的结构，也能够形成省空间且薄型的DC-DC变换器。
图11(B)的DC-DC变换器M2R与图11(A)的DC-DC变换器M1R同样地在母基板200上直接配置电感器1。而且，在DC-DC变换器M2R中，电感器1上所配置的安装电路基板20A被配置为从电感器1离开规定距离、并且安装面朝向电感器1侧。此外，安装电路基板20A形成为俯视面积比电感器1大。电感器1和安装电路基板20A的电连接以及支撑构造具有将上述图9(A)的构造翻转而得到的构造，通过使第1突起电极103以及第2突起电极104与连接用焊盘电极21接合来实现电连接，通过第1突起电极103、第2突起电极104、电介质的支撑部件25实现安装电路基板20A的支撑机构。而且，如图11(B)所示，若安装电路基板20A比电感器1宽，则通过用导电柱部件211连接没有经由电感器1的区域中的安装电路基板20A的连接用焊盘电极21T和母基板200的连接用焊盘电极203，来实现安装电路基板20A和母基板200的电连接。即使是这样的结构，也能够形成省空间且薄型的DC-DC变换器。
另外，图11(A)、(B)所示的结构也是一例，可以适当组合这些结构来形成DC-DC变换器。
Claims (18)
1.一种电感器，其特征在于，包括线圈电极部和磁性体层，
所述线圈电极部具有：
第1螺旋电极，其形成为螺旋状；
第2螺旋电极，其在与该第1螺旋电极相同的平面上形成为沿着与所述第1螺旋电极相同方向卷绕的螺旋状；
连接电极，其连接该第2螺旋电极的外周端与所述第1螺旋电极的外周端；和
第1突起电极以及第2突起电极，所述第1突起电极形成在所述第1螺旋电极的内周端沿着与所述平面大致垂直的方向延伸，所述第2突起电极形成在所述第2螺旋电极的内周端沿着与所述平面大致垂直的方向延伸，
所述线圈电极部将所述第1突起电极以及第2突起电极作为两端电极，
所述磁性体层形成为夹持该线圈电极部，并且使所述第1突起电极以及第2突起电极向外部露出，
所述磁性体层由第1磁性体层和第2磁性体层构成，所述第1磁性体层和第2磁性体层从与所述平面垂直的方向夹持所述第1螺旋电极、所述第2螺旋电极以及所述连接电极，
在所述第1磁性体层形成使所述突起电极通过的贯穿孔，
在所述第2磁性体层形成用于容纳所述第1螺旋电极、所述第2螺旋电极以及所述连接电极的凹部，
所述第2磁性体层在所述第1螺旋电极以及所述第2螺旋电极的卷绕的中央区域具备凸部，所述凸部具有与所述第1磁性体层抵接或靠近的高度，
将由该凸部、假设使该凸部的平面区域跨过所述第1磁性体层的厚度方向的全长而延伸的第1立体区域和假设使所述凸部的平面区域跨过除了该凸部的所述第2磁性体层的厚度方向的全长而延伸的第2立体区域构成的区域，作为中央立体区域，
对应于所述第1螺旋电极或所述第2螺旋电极，横截所述中央立体区域中的所述第1磁性体层或除了所述凸部的所述第2磁性体层的与所述厚度方向平行的侧面的面积Sv、与沿着所述中央立体区域的所述第1螺旋电极或所述第2螺旋电极的厚度方向的中央截面的截面面积Sh形成为0.1＜Sv/Sh＜0.65。
2.根据权利要求1所述的电感器，其特征在于，
所述磁性体层通过混合磁性体粉和绝缘性树脂而形成。
3.根据权利要求1或2所述的电感器，其特征在于，
所述第1螺旋电极、所述第2螺旋电极以及所述连接电极通过单一的金属板冲压加工而形成。
4.根据权利要求1或2所述的电感器，其特征在于，
在所述线圈电极部形成有在与所述第1突起电极以及所述第2突起电极相同方向上延伸的形状的其他突起电极。
5.根据权利要求4所述的电感器，其特征在于，
在通过金属板的冲压加工形成所述线圈电极部时，通过进一步的折弯加工形成所述第1突起电极、所述第2突起电极以及所述其他突起电极的全部。
6.根据权利要求1或2所述的电感器，其特征在于，
在所述磁性体层的外面形成至少对所述第1突起电极以及所述第2突起电极进行加固的加固件。
7.根据权利要求5所述的电感器，其特征在于，
在所述冲压加工和所述进一步的折弯加工之间，对所述第1突起电极、所述第2突起电极以及所述其他突起电极的全部实施成为非平面形状的异形加工。
8.根据权利要求1或2所述的电感器，其特征在于，
所述磁性体层具备沿着与所述第1突起电极以及所述第2突起电极相同的方向突出的形状的磁性体突起部。
9.根据权利要求1或2所述的电感器，其特征在于，
所述磁性体层的与露出所述第1突起电极以及第2突起电极的面相反侧的面平坦地形成。
10.一种DC-DC变换器，其特征在于，具备平板状电感器和安装电路基板，所述平板状电感器具有线圈电极部和磁性体层，
所述线圈电极部具有：
第1螺旋电极，其形成为螺旋状；
第2螺旋电极，其在与该第1螺旋电极相同的平面上形成为沿着与所述第1螺旋电极相同方向卷绕的螺旋状；
连接电极，其连接该第2螺旋电极的外周端与所述第1螺旋电极的外周端；和
第1突起电极以及第2突起电极，所述第1突起电极形成在所述第1螺旋电极的内周端沿着与所述平面大致垂直的方向延伸，所述第2突起电极形成在所述第2螺旋电极的内周端沿着与所述平面大致垂直的方向延伸，
所述线圈电极部将所述第1突起电极以及第2突起电极作为两端电极，
所述磁性体层形成为夹持该线圈电极部，并且使所述第1突起电极以及第2突起电极向外部露出，
所述平板状电感器沿所述平面具有扩大区域，在与所述平面垂直的厚度方向薄，
所述安装电路基板形成用于构成DC-DC变换器的电路图案，在该电路图案的规定焊盘安装至少包括电容器和开关元件的多个电子部件，
所述平板状电感器按照覆盖所述多个电子部件的至少一部分的方式配置在该安装电路基板的安装面侧，在所述电路图案的要连接输出电感器的焊盘连接所述第1突起电极以及第2突起电极，
所述平板状电感器的所述磁性体层由第1磁性体层和第2磁性体层构成，所述第1磁性体层和第2磁性体层从与所述平面垂直的方向夹持所述第1螺旋电极、所述第2螺旋电极以及所述连接电极，
在所述第1磁性体层形成使所述突起电极通过的贯穿孔，
在所述第2磁性体层形成用于容纳所述第1螺旋电极、所述第2螺旋电极以及所述连接电极的凹部，
所述平板状电感器的第2磁性体层在所述第1螺旋电极以及所述第2螺旋电极的卷绕的中央区域具备凸部，所述凸部具有与所述第1磁性体层抵接或靠近的高度，
将由该凸部、假设使该凸部的平面区域跨过所述第1磁性体层的厚度方向的全长而延伸的第1立体区域和假设使所述凸部的平面区域跨过除了该凸部的所述第2磁性体层的厚度方向的全长而延伸的第2立体区域构成的区域，作为中央立体区域，
对应于所述第1螺旋电极或所述第2螺旋电极，横截所述中央立体区域中的所述第1磁性体层或除了所述凸部的所述第2磁性体层的与所述厚度方向平行的侧面的面积Sv、与沿着所述中央立体区域的所述第1螺旋电极或所述第2螺旋电极的厚度方向的中央截面的截面面积Sh形成为0.1＜Sv/Sh＜0.65。
11.根据权利要求10所述的DC-DC变换器，其特征在于，
所述磁性体层通过混合磁性体粉和绝缘性树脂而形成。
12.根据权利要求10或11所述的DC-DC变换器，其特征在于，
在所述平板状电感器的所述线圈电极部形成有在与所述第1突起电极以及所述第2突起电极相同方向上延伸的形状的其他突起电极，
该其他突起电极的至少一个连接于所述安装电路基板的所述电路图案中的成为所述输出电感器的中间分接的位置。
13.根据权利要求10或11所述的DC-DC变换器，其特征在于，
在所述平板状电感器的所述线圈电极部形成有在与所述第1突起电极以及所述第2突起电极相同方向上延伸的形状的其他突起电极，
该其他突起电极形成为与所述平板状电感器和所述安装电路基板之间的距离大致相同的长度，连接于所述安装电路基板的浮置电极。
14.根据权利要求10或11所述的DC-DC变换器，其特征在于，
所述平板状电感器的磁性体层具备磁性体突起部，所述磁性体突起部具有与所述第1突起电极以及所述第2突起电极向相同的方向突出的形状，并且具有与所述平板状电感器和所述安装电路基板之间的距离大致相同的长度。
15.根据权利要求10或11所述的DC-DC变换器，其特征在于，
在所述平板状电感器和所述安装电路基板之间填充树脂。
16.根据权利要求10或11所述的DC-DC变换器，其特征在于，
相对于安装该DC-DC变换器的母基板，从该母基板侧按照所述安装电路基板、所述平板状电感器的顺序配置，在所述安装电路基板上具备对于所述母基板的连接单元。
17.根据权利要求10或11所述的DC-DC变换器，其特征在于，
相对于安装该DC-DC变换器的母基板，从该母基板侧按照所述平板状电感器、所述安装电路基板的顺序配置，在所述平板状电感器的侧面具备将所述安装电路基板连接于所述母基板的连接单元。
18.根据权利要求10或11所述的DC-DC变换器，其特征在于，
相对于安装该DC-DC变换器的母基板，从该母基板侧按照所述平板状电感器、所述安装电路基板的顺序配置，并且具有对所述母基板投影的所述安装电路基板的面积比所述平板状电感器的面积宽的形状，
在之间没有所述平板状电感器的区域，具备将所述安装电路基板连接于所述母基板的连接单元。
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