CN105051837A

CN105051837A - 层叠电感器

Info

Publication number: CN105051837A
Application number: CN201480018196.5A
Authority: CN
Inventors: 松林大介; 北冈干雄; 山内清久; 铃木美那子
Original assignee: FDK Corp
Current assignee: Enjie Electronic Parts Co., Ltd.
Priority date: 2013-03-25
Filing date: 2014-02-20
Publication date: 2015-11-11
Anticipated expiration: 2034-02-20
Also published as: JP2014187276A; US20160276093A1; CN105051837B; KR20160040446A; WO2014155952A1

Abstract

通过简易的工作方案来提供一种能够减小电感值的差异并且抑制磁干扰的产生的层叠电感器。根据本发明，层叠有多个电绝缘性的磁性层2和导电图案3a，在层叠方向上依次连接各个导电图案（3a），由此，形成卷绕数和线圈直径大致相等的2个线圈（3），2个线圈（3）以相对于两个线圈（3）间的假想面为镜像的关系的方式并且以使彼此的端部（4）位于相对于上述假想面为相反侧的外周部的方式并列地配置，在层叠方向上相邻的导电图案（3a）间配置具有相同形状的电绝缘性的非磁性图案（5），并且，仅在线圈（3）的内部在层叠方向上配设1层以上的电绝缘性的非磁性层（6）来代替磁性层（2）。

Description

层叠电感器

技术领域

本发明涉及在层叠形成的电绝缘性的磁性层内配置有连接导电图案的2个线圈的层叠电感器。

背景技术

通常，在便携式电话等的电路基板作为功率电感器等表面安装的层叠电感器中，在内部配置有多个线圈。

在这种层叠电感器中，在并列地配置有相同的线圈的情况下，起因于磁电路、制造工序的位置精度的偏差等而存在如下这样的问题点：在电感值产生差异或者此外特别地在用作功率电感器的情况下在相邻的线圈间产生磁干扰，根据一个电感器的使用状况而使另一个电感器中的电感值发生变化。

因此，以往，在下述专利文献1中，提出了如下的混合电子部件：在层叠印刷电路基板（greensheet）来配置2个电感器部的层叠体中的上述电感器部间，形成有在厚度方向上延伸的切口，在该切口内填充非磁性体，由此，防止夹着该非磁性体而在两侧形成的电感器部间的电感耦合。

此外，在下述专利文献2中，公开了如下的结构：在通过依次印刷绝缘体浆和导体浆来层叠而配置、形成有4个电感器的混合集成电路部件中，在上述印刷时以位于4个电感器之间的方式呈十字状地印刷非磁性层来重叠形成，由此，利用上述非磁性层来抑制在1个电感器中产生的磁通量对相邻的电感器赋予的影响。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平5-308021号公报；

专利文献2：日本特开2001-358022号公报。

发明内容

发明要解决的课题

然而，在上述以往的层叠电感器中，存在如下这样的问题点：为了在电感器（线圈）间形成磁性层，需要确保切口、用于印刷非磁性层的空间，产生设计上的无用，并且，为了形成切口来填充非磁性体或者按照各层的每一个印刷十字状的非磁性层，需要很大的工夫而招致制造工作量的增加。

本发明是鉴于上述情况而完成的，其课题在于提供能够利用简易的工作方案来降低电感值的差异并且抑制磁干扰的产生的层叠电感器。

用于解决课题的方案

为了解决上述课题，方案1所记载的发明是，一种层叠电感器，层叠有多个电绝缘性的磁性层和导电图案，在所述层叠方向上依次连接各个所述导电图案，由此，形成螺旋状地围绕的线圈，并且，所述线圈的两端部被引导到外周部，所述层叠电感器的特征在于，卷绕数和线圈直径大致相等的2个所述线圈以相对于该线圈间的假想面为镜像的关系的方式并且以使彼此的所述端部位于相对于所述假想面为相反侧的所述外周部的方式并列地配置，并且，仅在所述线圈的内部在所述层叠方向上配设1层以上的电绝缘性的非磁性层来代替所述磁性层。

方案2所记载的发明是，一种层叠电感器，层叠有多个电绝缘性的磁性层和导电图案，在所述层叠方向上依次连接各个所述导电图案，由此，形成螺旋状地围绕的线圈，并且，所述线圈的两端部被引导到外周部，所述层叠电感器的特征在于，卷绕数和线圈直径大致相等的2个所述线圈以相对于该线圈间的假想面为镜像的关系的方式并且以使彼此的所述端部位于相对于所述假想面为相反侧的所述外周部的方式并列地配置，并且，在所述线圈的内部和该线圈的外部即配置有所述端部的所述层叠电感器的外周部分在所述层叠方向上配设1层以上的电绝缘性的非磁性层来代替所述磁性层。

此外，方案3所记载的发明的特征在于，在方案1或2所记载的发明中，在所述层叠方向上相邻的所述导电图案间配置有具有与该导电图案的形状对应的形状的电绝缘性的非磁性图案，并且，所述非磁性层与所述非磁性图案连续地形成。

再有，在方案1~3所记载的发明中，卷绕数和线圈直径大致相等是指卷绕数相同并且线圈直径在导电图案和连接部的印刷误差和/或制造误差的范围内相等。

发明效果

根据方案1~3的任一项所记载的发明，将卷绕数和线圈直径大致相等的2个线圈配置为相对于该线圈间的假想面为镜像的关系，因此，由双方线圈形成的磁电路相等，其结果是，能够使电感值的差异变小。

进而，通过在各个线圈的内部配置至少1层非磁性层来形成磁隙的结果是，由一个线圈产生的磁通量难以通过另一个线圈的内部，因此，能够抑制一个线圈对另一个线圈的电感造成影响。

此外，不需要如以往那样在线圈间形成切口或者印刷非绝缘层，因此，能够避免空间上无用的设计，并且，制造工序也变得容易。特别地，根据方案3所记载的发明，在制造时利用同时印刷等形成非磁性层和非磁性图案，由此，能够进一步谋求制造工序的简化。

进而，在方案2所记载的发明中，除了上述线圈的内部之外，还在该线圈的外部即通过配置有线圈的端部而圈数变多的外周部分形成成为磁隙的非磁性层，因此，即使在层叠电感器的制造时的切断工序中在内部的线圈产生了位置偏离的情况下，只要该位置偏离为切断精度范围内的偏离，则在电感值基本不会产生差异。另外，也能够使低负载时的直流叠加特性平坦。

附图说明

图1A是示出本发明的第一实施方式的图，是示出线圈配置的平面图。

图1B是图1A的B-B线视剖面图。

图1C是图1A的C-C线视剖面图。

图2A是示出本发明的第二实施方式的图，是示出线圈配置的平面图。

图2B是图2A的B-B线视剖面图。

图2C是图2A的C-C线视剖面图。

图3A是示出本发明的第三实施方式的图，是示出线圈配置的平面图。

图3B是图3A的B-B线视剖面图。

图3C是图3A的C-C线视剖面图。

图4A是示出在实施例中用作比较例1的层叠电感器的线圈配置的平面图。

图4B是图4A的B-B线视剖面图。

图4C是图4A的C-C线视剖面图。

图5A是示出在实施例中用作比较例2的层叠电感器的线圈配置的平面图。

图5B是图5A的B-B线视剖面图。

图5C是图5A的C-C线视剖面图。

图6A是示出上述实施例中的实施例1的直流叠加特性的图表。

图6B是示出上述实施例中的实施例1的直流叠加特性的图表。

图7A是示出上述实施例中的实施例1的直流叠加特性的图表。

图7B是示出上述实施例中的实施例2的直流叠加特性的图表。

图8A是示出上述实施例中的比较例1的直流叠加特性的图表。

图8B是示出上述实施例中的比较例1的直流叠加特性的图表。

图9A是示出上述实施例中的比较例2的直流叠加特性的图表。

图9B是示出上述实施例中的比较例2的直流叠加特性的图表。

图10A是示出在上述实施例中在线圈产生了位置偏离的情况下的例子的平面图。

图10B是示出在上述实施例中在线圈产生了位置偏离的情况下的例子的平面图。

图10C是示出在上述实施例中在线圈产生了位置偏离的情况下的例子的平面图。

具体实施方式

（第一实施方式）

图1A、图1B、图1C示出本发明的层叠电感器的第一实施方式，该层叠电感器1是层叠有多个电绝缘性的磁性层2和导电图案3a而通过在层叠方向上依次连接各层的导电图案3a来形成螺旋状地围绕的线圈3并且线圈3的两端部4被引导到外周部的长方体状的电感器，通过引导到外周部的线圈3的端部4连接于未图示的电路基板的焊盘（land）而被表面安装。

然后，在本实施方式的层叠电感器1中，在磁性层2内，以使彼此的轴线平行的方式并列地配置有卷绕数相同且线圈直径在制造误差范围中相等的2个线圈3。在此，这些线圈3被配置为相对于该线圈3间的假想面彼此为镜像的关系。此外，线圈3进行如下配置：使彼此的端部4位于相对于上述假想面为相反侧的外周部具体地位于该层叠电感器1的长边部的角落部附近。

然后，在上述层叠方向上相邻的导电图案3a间配置有具有与该导电图案3a的形状对应的形状的电绝缘性的非磁性图案5。进而，在该层叠电感器1中，在线圈3间不形成磁隙，仅在线圈3的内部在上述层叠方向上配设1层成为磁隙的电绝缘性的非磁性层6来代替磁性层2。顺便地，与配置在导电图案3a间的非磁性图案5连续地形成该非磁性层6。

为了制造由上述结构构成的层叠电感器1，首先通过丝网印刷法等印刷Ni-Zn类铁氧体（ferrite）材料等电绝缘材料的浆，由此，形成磁性层2，在该磁性层2上印刷导电图案3a，并且，在除了该导电图案3a之外的部分印刷磁性层2。接着，在导电图案3a上，呈与该导电图案3a的形状对应的形状地印刷Zn铁氧体材料等的电绝缘性的浆来形成非磁性图案5，在除了各非磁性图案5之外的部分形成磁性层2。

像这样做，在磁性层2中交替地层叠导电图案3a和非磁性图案5，并且，在图中第五层印刷与非磁性图案5相同的Zn铁氧体材料等的电绝缘性的浆来形成非磁性层6。此时，与非磁性图案5连续地印刷非磁性层6，在除了这些之外的部分同样地印刷磁性层2。与此并行地，利用通孔（viahole）等将上下的导体图案3a间电连接。然后，进一步重复以上的层叠工序，由此，能够制造图1A~图1C所示的层叠电感器。

（第二实施方式）

图2A、图2B、图2C是示出本发明的层叠电感器的第二实施方式的图。再有，对与图1A~图1C所示的部分相同的结构部分标注相同的附图标记并简化其说明。

在本实施方式的层叠电感器10中，在第一实施方式中在线圈3的内部形成有非磁性层6的层，进一步与该非磁性层6和非磁性图案5连续地在线圈3的外部即配置有线圈3的端部4的外周部分7的整个表面配置电绝缘性的非磁性层8来代替上述磁性层2。

（第三实施方式）

图3A、图3B、图3C是示出本发明的第三实施方式的图，在该层叠电感器20中，在第三层与导电图案3a间的非磁性图案5连续地在线圈3的内部形成非磁性层6，并且，进而在第七层与线圈3内部的非磁性层6和导电图案3a间的非磁性图案5连续地在线圈3的外部即配置有线圈3的端部4的外周部分7的整个表面配置电绝缘性的非磁性层8来代替上述磁性层2。

根据由以上的结构构成的层叠电感器1、10、20，将卷绕数和线圈直径实质上相等的2个线圈3以相对于这些线圈3间的假想面彼此为镜像的关系的方式配置，因此，由双方线圈3形成的磁电路相等，其结果是，能够使电感值的差异变小。

而且，在各个线圈3的内部配置1层非磁性层6，由此，形成磁隙，因此，由一个线圈3产生的磁通量难以通过另一个线圈3的内部，因此，能够抑制一个线圈3对另一个线圈3的电感造成影响。

此外，在线圈3间未配置磁隙，因此，不需要如以往的层叠电感器那样在线圈间形成切口或者印刷非绝缘层，因此，能够避免空间上无用的设计，并且，在制造时利用同时印刷等来形成非磁性层6和非磁性图案5，因此，也能够谋求制造工序的简化。

进而，在第二和第三实施方式所示的层叠电感器10、20中，在线圈3的内部形成非磁性层6，并且，进而，在线圈3的外部即通过配置线圈3的端部4而圈数变多的外周部分7的整个表面也形成由非磁性层8构成的磁隙，因此，在制造时的切断工序中，即使在内部的线圈3产生了位置偏离的情况下，只要该位置偏离为切断精度范围内的偏离，则在电感值几乎不会产生差异。另外，也能够使低负载时的直流叠加特性平坦。

实施例

为了验证本发明的效果，作为本发明的层叠电感器，制作了具有第一实施方式的结构的层叠电感器（实施例1、“镜像、中央”）和具有第二实施方式的结构的层叠电感器（实施例2、“镜像、翅片”）的试制品。

此外，作为比较例，制作了图4A~图4C和图5A~图5C所示的结构的层叠电感器40、50。关于图4A~图4C所示的层叠电感器40，在第一实施方式的层叠电感器中将2个线圈31并列地配置为不是镜像的关系而是彼此平行移动的关系，并且，代替仅配置在线圈3的内部的非磁性层6而遍及层叠电感器40的整个表面与非磁性图案5连续地形成非磁性层32（比较例1“并列，整个表面”）。

此外，关于图5A~图5C所示的层叠电感器50，在第一实施方式的层叠电感器中将2个线圈31并列地配置为不是镜像的关系而是彼此平行移动的关系，并且，与第一实施方式同样地仅在线圈3的内部配置非磁性层6（比较例2“并列，中央”）。

然而，针对以下的2种情况，测定了直流叠加特性。再有，将以下2个线圈3、31分别记载为3（L1、L2）、31（L1、L2）。再有，关于线圈3、31，卷绕数和线圈直径相同。

首先，为了确认通过在一个线圈3（L1）、31（L1）中流动的电流产生的磁通量对另一个线圈3（L2）、31（L2）的电感值给予什么程度的影响，在不对另一个线圈3（L2）、31（L2）施加偏置电流的状态下测定了两者的直流叠加特性。

图6A、图7A、图8A和图9A分别示出上述实施例1、2和比较例1、2中的测定结果。

根据这些直流叠加特性的图表，证实了：在实施例1、2和比较例2的层叠电感器那样的仅在线圈3、31的内部配置非磁性层6的情况以及除了上述非磁性层6之外在线圈3、31的内部和配置有线圈3的端部4的外周部分7的整个表面配置非磁性层8的情况下，与比较例1的层叠电感器相比较，上述另一个的线圈3（L2）、31（L2）的电感值的变化小，因此，通过在一个线圈3（L1）、31（L1）中流动的电流产生的磁通量对另一个线圈3（L2）、31（L2）的电感值给予的影响少。

接着，为了确认通过在线圈3（L1、L2）、31（L1、L2）中流动的电流产生的磁通量相互给予什么程度的影响，针对对两个线圈3（L1、L2）、31（L1、L2）施加相同的偏置电流的情况测定了直流叠加特性。

图6B、图7B、图8B和图9B分别示出上述实施例1、2和比较例1、2中的测定结果。

在这些图表中，将线圈3（L1）、31（L1）与线圈（L2）、31（L2）对比，由此，同样地证实了：在实施例1、2和比较例2中，与比较例1相比，两者的变化大幅度小。此外，特别地验证了：在图7B的实施例2中在电感值没有局部地急剧的变化，其结果是，在双方线圈3（L1、L2）中得到稳定的直流叠加特性。

接着，在层叠电感器的制造中，通常存在在制造了包含多个层叠电感器的层叠体之后切断为各个层叠电感器的工序，在多数的情况下，通过压切来进行切断。在利用该压切的切断中，相对于设计值而在实际的切断处产生偏差，其结果是，如图10A、图10B、图10C所示那样无法避免在各层叠电感器内的线圈位置产生变化。

因此，验证在这样的情况下电感发生什么程度的变化。

表1是示出图10A~图10C的电感的变化的表，关于代替实施例1“中央”、实施例2“翅片”和实施例1的非磁性层6而遍及整个表面形成非磁性层的比较例3“整个表面”，如图10A~图10C所示那样，示出使线圈的外侧（外端部）与切断缘的距离变化的情况下的电感值的变化。

如在表1中所看到的那样，证实了在实施例1和实施例2中，与比较例3“整个表面”相比较，电感值的变化量小。此外，特别地，也证实了能够根据实施例2来使上述变化量进一步变小。

产业上的可利用性

能够通过简易的工作方案来提供一种能够减小电感值的差异并且抑制磁干扰的产生的层叠电感器。

附图标记的说明

1、10、20、40、50层叠电感器

2磁性层

3线圈

3a导电图案

4端部

5非磁性图案

6、8非磁性层

7外周部分。

Claims

1.一种层叠电感器，层叠有多个电绝缘性的磁性层和导电图案，在所述层叠方向上依次连接各个所述导电图案，由此，形成螺旋状地围绕的线圈，并且，所述线圈的两端部被引导到外周部，所述层叠电感器的特征在于，

卷绕数和线圈直径大致相等的2个所述线圈以相对于该线圈间的假想面为镜像的关系的方式并且以使彼此的所述端部位于相对于所述假想面为相反侧的所述外周部的方式并列地配置，并且，仅在所述线圈的内部在所述层叠方向上配设1层以上的电绝缘性的非磁性层来代替所述磁性层。

2.一种层叠电感器，层叠有多个电绝缘性的磁性层和导电图案，在所述层叠方向上依次连接各个所述导电图案，由此，形成螺旋状地围绕的线圈，并且，所述线圈的两端部被引导到外周部，所述层叠电感器的特征在于，

卷绕数和线圈直径大致相等的2个所述线圈以相对于该线圈间的假想面为镜像的关系的方式并且以使彼此的所述端部位于相对于所述假想面为相反侧的所述外周部的方式并列地配置，并且，在所述线圈的内部和该线圈的外部即配置有所述端部的所述层叠电感器的外周部分在所述层叠方向上配设1层以上的电绝缘性的非磁性层来代替所述磁性层。

3.根据权利要求1或2所述的层叠电感器，其特征在于，在所述层叠方向上相邻的所述导电图案间配置有具有与该导电图案的形状对应的形状的电绝缘性的非磁性图案，并且，所述非磁性层与所述非磁性图案连续地形成。