CN103680850B - 表面安装电感器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供能够在高频下改善Q值且即使在高频下电感器的效率也不会恶化的表面安装电感器。该表面安装电感器具有将绕线卷绕而形成的线圈、以及主要由磁性粉末和树脂形成且在内部内置该线圈的芯部。磁性粉末含有彼此粒径不同的多种磁性粉末，多种磁性粉末以Σan·Φn≤10μm（an为配混比率，Φn为平均粒径，n为2以上）的方式配混。
Description
技术领域
本发明涉及具有将绕线卷绕而形成的线圈、以及由磁性粉末和树脂形成且在内部内置线圈的芯部的表面安装电感器。
背景技术
在现有的表面安装电感器中有如下的表面安装电感器：如图2所示那样，将绕线卷绕而形成线圈31，由金属磁性粉末和树脂的复合材料形成芯部32并在内部配置该线圈31（日本特开2010-245473号公报）。在该芯部32的表面形成有外部端子33，在外部端子33间连接有线圈31。
这种表面安装电感器使用金属磁性材料，因此，可以将线圈配置在高磁导率材料中来改善直流叠加特性。因此，这种表面安装电感器用于流通大电流的电源电路、DC/DC变流器电路用的电感器、变压器等。
发明内容
发明要解决的问题
近年来，在使用这种表面安装电感器的电源电路、DC/DC变流器电路中，存在操作信号由现在的1～4MHz向6～10MHz高频化的倾向。
在这种状况下，现有的表面安装电感器的金属磁性材料的Q值为峰值的频率是0.5MHz左右，超过1MHz时会存在电感器的效率变差的问题。
本发明的目的在于提供能够在高频下改善Q值且即使在高频下电感器的效率也不会恶化的表面安装电感器。
用于解决问题的方案
对本发明而言，在具有将绕线卷绕而形成的线圈、以及主要由磁性粉末和树脂形成且在内部内置线圈的芯部的表面安装电感器中，磁性粉末含有彼此粒径不同的多种磁性粉末，多种磁性粉末以Σan·Φn≤10μm（an为配混比率，Φn为平均粒径，n为2以上）的方式配混。
另外，对本发明而言，在具有将绕线卷绕而形成的线圈、以及主要由磁性粉末和树脂形成且在内部内置线圈的芯部的表面安装电感器中，磁性粉末含有彼此粒径不同的两种磁性粉末，两种磁性粉末以a×Φ1+(1-a)×Φ2≤10μm（Φ1为第一磁性粉末的粒径，Φ2为第二磁性粉末的粒径，a为配混比率）的方式配混。
发明的效果
对本发明的表面安装电感器而言，由于构成内置线圈的芯部的磁性粉末含有彼此粒径不同的多种磁性粉末，多种磁性粉末以Σan·Φn≤10μm（an为配混比率，Φn为平均粒径，n为2以上）的方式配混，因此，能够在高频下改善Q值，并且即使在高频下也能够防止电感器的效率恶化。
另外，对本发明的表面安装电感器而言，由于构成内置线圈的芯部的磁性粉末含有彼此粒径不同的两种磁性粉末，两种磁性粉末以a×Φ1+(1-a)×Φ2≤10μm（Φ1为第一磁性粉末的粒径，Φ2为第二磁性粉末的粒径，a为配混比率）的方式配混，因此，能够在高频下改善Q值，并且即使在高频下也能够防止电感器的效率恶化。
附图说明
图1是示出本发明的表面安装电感器的实施例的立体图。
图2是示出现有的表面安装电感器的立体图。
附图标记说明
11 线圈
12 芯部
具体实施方式
本发明的表面安装电感器具有将绕线卷绕而形成的线圈、以及主要由磁性粉末和树脂形成且在内部内置线圈的芯部。磁性粉末含有彼此粒径不同的两种金属磁性粉末。这两种金属磁性粉末以a×Φ1+(1-a)×Φ2≤10μm（Φ1为第一磁性粉末的粒径，Φ2为第二磁性粉末的粒径，a为配混比率）的方式配混。
因此，本发明的表面安装电感器能够使金属磁性材料的Q值为峰值的频率向高频侧移动而不会降低磁导率，交流电阻也减小。
实施例
以下，参照图1说明本发明的表面安装电感器的实施例。
图1是示出本发明的表面安装电感器的实施例的立体图。
在图1中，11为线圈，12为芯部。
线圈11是以其两端部11A、11B分别位于外周的方式使绕线卷绕成两层而形成的。绕线使用实施了绝缘包覆的扁形线。
芯部12主要由磁性粉末和树脂形成，磁性粉末由含有彼此粒径不同的两种金属磁性粉末的复合材料形成。两种金属磁性粉末使用非晶合金粉末。此时，两种金属磁性粉末以a×Φ1+(1-a)×Φ2≤10μm（Φ1为第一金属磁性粉末的粒径，Φ2为第二金属磁性粉末的粒径，a为配混比率）的方式配混。另外，树脂使用环氧树脂。在该芯部12的内部埋设线圈11。在芯部12的同一侧面露出线圈11的两端部11A、11B的表面。在芯部12的侧面露出的线圈11的两端部11A、11B的表面的绝缘包覆被剥离，导体露出。
然后，在芯部12的端面和4个侧面形成外部端子13A、13B。外部端子13A与线圈11的端部11A连接，外部端子13B与线圈11的端部11B连接，由此线圈11被连接在外部端子13A与外部端子13B之间。
这种表面安装电感器是如下制造的。首先，利用主要含有彼此粒径不同的两种非晶合金粉末和环氧树脂且两种非晶合金粉末以a×Φ1+(1-a)×Φ2≤10μm（Φ1为第一非晶合金粉末的粒径，Φ2为第二非晶合金粉末的粒径，a为配混比率）的方式配混而成的复合材料形成平板形状的块料（tablet）及在平板形状的周缘部具有柱状凸部的块料的两个块料。
接着，在平板形状的周缘部具有柱状凸部的块料上搭载线圈11，在使线圈的两端部11A、11B贴着块料的柱状凸部的外侧侧面的状态下，配置于成型模具内。此时，线圈的两端部11A、11B被夹在块料的柱状凸部的外侧侧面与成型模具的内壁面之间。
接着，在配置于该成型模具内的在平板形状的周缘部具有柱状凸部的块料和线圈上搭载平板形状的块料。在使用该成型模具加热到构成块料的复合材料软化的温度的状态下对它们进行加压，使线圈与两个块料一体化，并且使块料固化从而形成芯部12。
进而，将该成型模具内的内置有线圈11的芯部12取出，在该芯部12的端面和4个侧面上涂布导电糊剂，形成外部端子13A、13B。
这样形成的本发明的表面安装电感器在构成芯部的磁性粉末中使用粒径为10μm且磁导率为18.9的非晶合金粉末和粒径为5μm且磁导率为12.7的非晶合金粉末，在改变其比率时，磁导率、平均粒径、Q值为峰值的频率如表1所示那样变化。
表1
| 比率 | μ | 平均粒径（μm） | Q值（MHz） |
| 10:0 | 18.9 | 10 | 1 |
| 9:1 | 19.4 | 9.5 | 1 |
| 8:2 | 19.4 | 9 | 1 |
| 7:3 | 19.2 | 8.5 | 1 |
| 6:4 | 18.7 | 8 | 1.3 |
| 5:5 | 17.4 | 7.5 | 1.3 |
| 4:6 | 16.5 | 7 | 1.8 |
| 0:10 | 12.7 | 5 | 3.5 |
这种本发明的表面安装电感器以a×Φ1+(1-a)×Φ2≤10μm（Φ1为第一非晶合金粉末的粒径，Φ2为第二非晶合金粉末的粒径，a为配混比率）的方式配混，结果相对于现有的平均粒径为24μm、Q值为峰值的频率为0.5MHz的表面安装电感器，能够使Q值为峰值的频率为1MHz以上。
另外，这种本发明的表面安装电感器在满足a×Φ1+(1-a)×Φ2=10μm（Φ1为第一非晶合金粉末的粒径，Φ2为第二非晶合金粉末的粒径，a为配混比率）的状态下将粒径为5μm的非晶合金粉末的添加比率设定为4以上时，虽然能够使Q值为峰值的频率为1.3MHz以上，但磁导率变得比粒径为10μm的非晶合金粉末的磁导率低。进而，这种本发明的表面安装电感器在满足a×Φ1+(1-a)×Φ2=10μm（Φ1为第一非晶合金粉末的粒径，Φ2为第二非晶合金粉末的粒径，a为配混比率）的状态下将粒径为5μm的非晶合金粉末的添加比率设定得不足4时，虽然Q值为峰值的频率为1MHz，但磁导率变得比粒径为10μm的非晶合金粉末的磁导率高。
因此，本发明的表面安装电感器通过以a×Φ1+(1-a)×Φ2=10μm（Φ1为第一非晶合金粉末的粒径，Φ2为第二非晶合金粉末的粒径，a为配混比率）的方式配混，并将第一非晶合金粉末与粒径小于第一非晶合金粉末的粒径的第二非晶合金粉末的比例设定为7:3～9:1，从而能够增大Q值为峰值的频率而不会降低磁导率。
以上描述了本发明的表面安装电感器的制造方法的实施例，但本发明不限定于该实施例。例如，在实施例中虽然说明了金属磁性粉末为两种的情况，但三种以上也可以适用。此时，多种磁性粉末以Σan·Φn≤10μm（an为配混比率，Φn为平均粒径，n为2以上）的方式配混。
另外，实施例中虽然使用非晶合金粉末作为磁性粉末，但可以使用硅铬合金粉末等各种组成的磁性粉末。
进而，作为多种磁性粉末，可以使用磁导率不同的磁性粉末。
此外，构成芯部的树脂除了环氧树脂以外可以使用各种组成的树脂。
Claims (2)
1.一种表面安装电感器，其具有将绕线卷绕而形成的线圈、以及主要由磁性粉末和树脂形成且在内部内置该线圈的芯部，其特征在于，
该磁性粉末含有彼此粒径不同的两种磁性粉末，该两种磁性粉末以a×Φ1+(1-a)×Φ2≤10μm的方式配混，其中，Φ1为第一磁性粉末的粒径，Φ2为第二磁性粉末的粒径，a为配混比率，
其中，所述磁性粉末为非晶合金，所述第二磁性粉末的粒径Φ2小于所述第一磁性粉末的粒径Φ1，第一磁性粉末与第二磁性粉末的比例为7:3～9:1。
2.根据权利要求1所述的表面安装电感器，其中，使所述第一磁性粉末的磁导率与所述第二磁性粉末的磁导率不同。
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