CN105321684B

CN105321684B - 磁性体芯和线圈装置

Info

Publication number: CN105321684B
Application number: CN201510329262.7A
Authority: CN
Inventors: 工藤孝洁
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2014-06-13
Filing date: 2015-06-15
Publication date: 2017-06-09
Anticipated expiration: 2035-06-15
Also published as: JP2016004814A; JP6387697B2; CN105321684A

Abstract

本发明提供了端子电极的形成容易的磁性体芯、以及具有该磁性体芯的线圈装置。其是金属颗粒(30)由绝缘相(32)绝缘的磁性体芯(2)。仅在磁性体芯(2)表面的一部分，绝缘相(32)被除去并形成有通过金属颗粒(30)的平面方向的延伸部分(30a)而使金属颗粒(30)相互连接的电极预定部分(20)，端子电极(24,26)形成在电极预定部分(20)。

Description

磁性体芯和线圈装置

技术领域

本发明涉及端子电极的形成容易的磁性体芯、以及具有该磁性体芯的线圈装置。

背景技术

为了在线圈装置等所使用的磁性体芯形成端子电极(例如Ag电极膜)，首先，在磁性体芯的电极预定部分，涂布Ag粉和玻璃料并进行热处理(烧成)而形成基底电极，其后，进行Ni和Sn镀覆。

或者，如下述的专利文献1所示，在基底电极涂布焊料膏体并形成端子电极。不论怎样做，均需要涂布Ag粉和玻璃料并进行热处理(烧成)而形成基底电极，具有工序变得繁杂且作业性差的问题。另外，为了通过这样的方法形成基底电极，还有存在玻璃料的一部分存在于表面而难以镀覆的情况的问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-45928号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

本发明有鉴于这样的实际情况而完成，其目的在于提供端子电极的形成容易的磁性体芯、以及具有该磁性体芯的线圈装置。

解决技术问题的手段

为了达到上述目的，本发明所涉及的磁性体芯，其特征在于，是金属颗粒由绝缘相绝缘的磁性体芯，仅在所述磁性体芯表面的一部分，所述绝缘相被除去并且形成有通过所述金属颗粒的平面方向的延伸部分使所述金属颗粒相互连接的电极预定部分，在所述电极预定部分形成有端子电极。

在本发明所涉及的磁性体芯中，不需要涂布Ag等金属粉和玻璃料并进行热处理(烧成)来形成基底电极。取而代之，例如通过研磨仅磁性体芯的表面一部分，从而绝缘相被除去并且形成有通过金属颗粒的平面方向的延伸部分使金属颗粒相互连接的电极预定部分。

在电极预定部分，绝缘相被除去并且通过金属颗粒的平面方向的延伸部分使金属颗粒相互连接，因而在其表面上可以进行镀覆处理，通过镀覆能够容易地形成端子电极。另外，在本发明中，由于不使用玻璃料，因此不会有玻璃料的一部分存在于表面的情况，镀覆能够容易而且切实地进行。再有，在本发明的电极预定部分，替代镀覆而形成焊料被膜也是容易的。在本发明中，端子电极能够由镀膜或者焊料被膜构成。

在本发明中，电极预定部分的形成方法并没有特别限定，优选只要是研磨磁性体芯的表面一部分即可。作为研磨方法，并没有特别限定，例如可以例示使用砂轮等的机械研磨方法、使用喷砂或真空等离子体等的物理研磨方法等。

所述绝缘相可以是形成在所述金属颗粒表面的无机绝缘被膜，也可以是所述金属颗粒分散的合成树脂。

优选地，在所述磁性体芯，卷绕有导线的卷芯部、以及位于所述卷芯部的轴心方向端部的凸缘部一体形成，所述电极预定部分形成在所述凸缘部。

例如，所述导线的至少一端连接于所述端子电极。

本发明所涉及的线圈装置具有上述的磁性体芯、以及卷绕于所述卷芯部的导线。

附图说明

图1A是本发明的一个实施方式所涉及的线圈装置的一部分缺口立体图。

图1B是本发明的另一个实施方式所涉及的线圈装置的一部分缺口立体图。

图2是从底面侧看图1A所示的线圈装置的立体图。

图3(A)～图3(C)是表示图1A所示的端子电极的制造方法的概略截面图。

图4是表示本发明的另一个实施方式所涉及的线圈装置的制造过程的磁性体芯的立体图。

图5A是表示接着图4的工序，并且是表示电极预定部分的变形例的立体图。

图5B是表示图5A的变形例的立体图。

图6A是表示接着图5(A)的工序的线圈装置的制造过程的立体图。

图6B是表示与图6A不同的制造工序，并且是表示接着图5(A)的工序的线圈装置的制造过程的立体图。

图7A是表示接着图6A的工序的本发明的另一个实施方式所涉及的线圈装置的立体图。

图7B是表示接着图6B的工序的本发明的又一个实施方式所涉及的线圈装置的立体图。

图8A是沿着图7A所示的VIIIA-VIIIA线的截面立体图。

图8B是沿着图7B所示的VIIIB-VIIIB线的截面立体图。

附图说明：

1…线圈装置

2…磁性体芯

4…卷芯部

6、8…凸缘部

8a1…槽

8a2…框部

10…线圈部

12…导线

20…电极预定部分

24、26…端子电极

24A、26A…焊料

30…金属颗粒

30a…金属颗粒的平面方向的延伸部分

32…绝缘被膜

具体实施方式

第1实施方式

以下，基于附图所示的实施方式说明本发明。

如图1A和图2所示，本发明的一个实施方式所涉及的线圈装置1具有磁性体芯2。磁性体芯2具有卷绕有导线12的卷芯部4、分别位于卷芯部4的轴心方向(Z轴方向)的两端部的凸缘部6,8，它们一体成形。

卷芯部4在本实施方式中为圆柱形状，在其四周卷绕着单层或者多层导线12并构成线圈部10。但是，卷芯部4并不限定于圆柱形状，也可以是椭圆柱形状、棱柱形状或者其他形状。另外，凸缘部6和凸缘部8在本实施方式中为矩形板形状，但是也可以是多边板形状、圆板形状、椭圆板形状、除此以外，只要是比卷芯部4大的尺寸的形状则哪样的形状都可以。

凸缘部6和8不必相互是相同的形状，但是在本实施方式中为相同的形状。线圈装置1的尺寸没有特别限定，例如纵(X轴方向)为0.4～20mm，横(Y轴方向)为0.2～20mm，高(Z轴方向)为0.2～15mm。再有，X轴、Y轴和Z轴相互垂直。

在本实施方式中，在两个凸缘部6和8内，在安装有线圈装置1的侧的凸缘部8的背面8a，在X轴方向的两侧隔开规定距离地绝缘，形成膜状的端子电极24和26。端子电极24具有固定于凸缘部8的背面8a的电极主体24a、以及在该电极主体24a的Y轴方向的两端连续地形成且固定于与凸缘部8的Y轴方向相对的侧面8b和8c的辅助电极片24b。

端子电极26与端子电极24同样地具有固定于凸缘部8的背面8a的电极主体26a、以及在该电极主体26a的Y轴方向的两端连续地形成且固定于与凸缘部8的Y轴方向相对的侧面8b和8c的辅助电极片26b。卷绕于线圈部10的导线12的两端12a,12b分别由激光熔接、电阻熔接或者焊接等连接于形成在Y轴方向的一个侧面8b的辅助电极片24b,26b。再有，导线12的两端12a,12b也可以直接连接于固定于凸缘部8的背面8a的电极主体24a,26a。

在本实施方式中，作为导线12并没有特别限定，可以是单线或者绞合线，作为其材质，可以例示铜、银、金、或者它们的合金等。另外，导线12的横截面并不限于圆形，也可以如图1B所示为平角状截面。这些导线12优选在连接于辅助电极片24b,26b的两端12a,12b以外的部分被绝缘覆盖。再有，在图1B中，导线12沿边(edgewise)卷绕于卷芯部4，但是也可以交叉(crosswise)卷绕。

在本实施方式中，磁性体芯2如图3(A)所示具有多个金属颗粒30由作为绝缘相的无机绝缘被膜32相互绝缘的微细结构。作为金属颗粒30，只要是磁性体金属便没有特别限定，例如可以例示Fe-Ni合金粉、Fe-Si合金粉、Fe-Si-Cr合金粉、Fe-Si-Al合金粉、铁镍合金粉、非晶质粉、Fe粉等。这些强磁性金属粉末与铁氧体粉末相比饱和磁通密度大且直流重叠特性保持至高磁场，因而优选。

无机绝缘被膜32例如可以由硅类氧化被膜、金属氧化膜、玻璃膜等构成。金属颗粒30的粒径没有特别限定，优选为0.5～100μm。无机绝缘被膜32的膜厚并没有特别限定，优选为金属颗粒30的粒径的1/1000～1/10。虽然金属颗粒30自身具有导电性，但是金属颗粒30相互之间被绝缘被膜32绝缘，作为磁性体芯2的整体可以说是绝缘体。

本实施方式的磁性体芯2为烧结体，通过将包含有金属颗粒30的造粒粉在模具内加压成规定形状后进行烧成而得到。作为成型方法，并不限定于本实施方式。例如，可以列举射出成型、挤出成型、层叠成型、转印成型等。通过将烧成前的磁芯成型体在例如600～1100℃下进行烧成，从而得到烧成后的磁性体芯2。

接着，表示在图1A和图1B所示的磁性体芯2形成端子电极24和26的方法。

就仅形成有端子电极24和26的磁性体芯2的电极预定部分20，进行磁芯2的表面研磨(也包含表面磨削)。作为研磨方法，并没有特别限定，例如可以例示使用砂轮等的机械研磨方法、使用喷砂或真空等离子体等的物理研磨方法等。虽然哪种研磨都可以，但是只要在对应于电极预定部分20的磁芯2的表面，如图3(B)所示将作为绝缘相的绝缘被膜32除去并通过金属颗粒30的平面方向的延伸部分30a使研磨后的金属颗粒30相互连接即可。出于这样的观点，特别优选期望利用砂轮、研磨膜(lapping film)、研磨纸的研磨方法。

接着，在本实施方式中，如图3(C)所示在绝缘被膜32被除去且形成有金属颗粒30的平面方向的延伸部分30a的电极预定部分20的表面，通过电解镀覆或无电解镀覆来使所期望的镀膜析出而形成规定厚度的端子电极24和26。镀膜既可以是单层的也可以是多层的，例如可以形成有Ni-Sn镀、Cu-Ni-Sn镀、Sn镀、Ni-Au镀、Au镀等镀膜。端子电极24和26的厚度并没有特别限定，优选为0.1～15μm。

在本实施方式所涉及的磁性体芯2中，不需要涂布Ag等金属粉和玻璃料并进行热处理(烧成)来形成基底电极。取而代之，通过例如研磨仅磁性体芯2的表面的一部分(电极预定部分20)，从而除去绝缘被膜32并形成有通过金属颗粒30的平面方向的延伸部分30a使金属颗粒30相互连接的电极预定部分20。

在电极预定部分20，绝缘被膜32被除去且通过金属颗粒30的平面方向的延伸部分30a使金属颗粒30相互连接，因此在其表面上容易进行镀覆处理，能够通过镀覆容易地形成端子电极24,26。另外，在本实施方式中，由于不使用玻璃料，因此玻璃料的一部分不会存在于表面，并且镀覆能够容易且切实地进行。另外，在本实施方式中，由于不需要涂布Ag等金属粉和玻璃料并进行热处理(烧成)来形成基底电极，因此也有助于制造成本的降低。

再有，在本实施方式的电极预定部分20中，也可以替代镀覆而形成焊料被膜来形成端子电极24,26。为了形成焊料被膜，如图3(B)和图3(C)所示，在绝缘被膜32被除去且形成有金属颗粒30的平面方向的延伸部分30a的电极预定部分表面20，选择性地形成焊料被膜，得到端子电极24,26。在形成焊料被膜时，可以在涂布助焊剂(flux)后，通过浸渍法形成焊料被膜，形成端子电极24,26。

由于在此情况下丝毫不需要进行镀覆处理，因此作业性进一步提高，并且也有助于制造成本的削减。此外，通过不进行镀覆处理，从而能够有效地防止因镀液残留而引起的IR劣化。

另外，在上述的实施方式中，不仅是在凸缘部8的底面8a而且还在侧面8b,8c连续地形成端子电极24,26，但是也可以仅在任一个面形成。另外，形成有端子电极24,26的位置并没有特别限定。

第2实施方式

本发明的第2实施方式所涉及的线圈装置除了以下所示以外与第1实施方式的线圈装置1同样，发挥同样的效果。即，在本实施方式中，如图4以及图5(A)和图5(B)所示，在凸缘部8的背面8a，形成有在Y轴方向上隔开并沿着X轴方向延伸的一对槽8a1。

槽8a1是通过从磁性体芯2的背面8a磨削、研磨或者切削而被加工成凹陷的部分，可以如图5(A)所示在各槽8a1的X轴方向外侧残留框部8a2，也可以如图5(B)所示除去框部8a2。

各槽8a1的Z轴方向的槽深并没有特别限定，但是比凸缘部8的Z轴方向厚度t0小，优选为t0的1/2以下。槽8a1的槽深，出于降低线圈装置1的Z轴方向高度的观点，优选为端子电极24和26的至少一部分(优选为全部)收纳于槽8a1的内部的程度。通过由磨削、研磨或者切削来形成槽8a1，从而与第1实施方式同样地在该部分形成有电极预定部分20。再有，在不需要减小线圈装置1的Z轴方向高度的情况下，可以不形成槽8a1，而对相应的表面进行磨削或者研磨来形成电极预定部分20。

既可以如图6A所示在成为由导线12形成的绕线后，使导线12的各端12a,12b进入到各槽8a1的电极预定部分20，也可以如图6B所示在成为由导线12形成的绕线前，选择性地将焊料24A和26A安装于各槽8a1的电极预定部分20。

如图6A所示，在成为由导线12形成的绕线后，在使导线12的各端12a,12b进入的情况下，其后，如图7A所示，以覆盖位于各槽8a1内的导线12的各端12a,12b的方式将焊料安装于各槽8a1的电极预定部分20来形成端子电极24,26。在此情况下，如图8A所示，由焊料构成的端子电极24,26所覆盖的导线12的各端12a,12b紧密附着于各槽8a1的底面。

如图6B所示，在成为由导线12形成的绕线前，选择性地将焊料24A和26A安装于各槽8a1的电极预定部分20的情况下，其后，成为如图6A所示的由导线12形成的绕线。其后，导线12的各端12a,12b以埋入到图6B所示的焊料24A和24B的内部的方式再次安装焊料，并且如图7B所示被埋入到由焊料构成的端子电极24,26的内部。在此情况下，如图8B所示在由端子电极24,26覆盖的导线12的各端12a,12b与各槽8a1的底面之间形成有间隙，且焊料介于其间。

再有，本发明并不限定于上述的实施方式，在本发明的范围内能够进行各种改变。

例如，磁性体芯2不必为烧结体，也可以是由压粉成型得到的成型体，也可以包含合成树脂。在压粉成型时，使分散有金属颗粒的熔融状态的合成树脂流入到模具的内部，例如通过热使合成树脂固化。在此情况下，磁性体芯2由金属颗粒30分散的合成树脂构成，该合成树脂成为绝缘相。作为压粉成型所使用的合成树脂，例如可以例示环氧树脂、聚氨酯树脂、丙烯酸树脂、邻苯二甲酸二烯丙酯树脂、硅酮树脂、聚酰亚胺酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、PVA树脂等。

在上述的实施方式中，也可以在凸缘部6和8相互之间的间隙，将含有磁性体粉末的合成树脂填充于线圈部10的外周。在该情况下，作为线圈装置的电感会提高。

实施例

以下，基于更详细的实施例说明本发明，但是本发明并不限定于这些实施例。

实施例1

通过将包含有金属颗粒30的造粒粉填充于模具内并进行加压成型，从而得到烧成前的磁芯成型体。通过将该烧成前的磁芯成型体在600～850℃下进行烧成，从而得到烧成后的磁性体芯2。将仅磁性体芯2的表面的一部分，通过机械研磨法，在用SiC研磨纸#4000研磨至表面出来金属光泽为止的研磨条件下进行研磨。在该表面，在滚镀Ni-Sn的双层镀的条件下，形成镀膜，得到端子电极。能够确认镀膜仅在磁芯2的研磨表面形成。镀膜的膜厚总计为8μm。

实施例2

通过将包含金属颗粒30的造粒粉填充于模具内并进行加压成型，从而得到固化前的磁芯成型体。通过热使合成树脂固化，制作磁性体芯2。将仅磁性体芯2的表面的一部分，通过机械研磨法，在用SiC研磨纸#4000研磨至磁性体芯表面出来金属光泽为止的研磨条件下进行研磨。在该表面，在滚镀Ni-Sn的双层镀的条件下，形成镀膜，得到端子电极。能够确认镀膜仅在磁芯2的研磨表面形成。镀膜的膜厚总计为8μm。

实施例3

在实施例1和2中，不进行镀覆，在涂布助焊剂后，在焊料溶液中进行浸渍，由此形成焊料被膜，除此以外与实施例1和2同样地形成端子电极。能够确认焊料被膜仅在磁芯2的研磨表面形成。焊料被膜的膜厚为20μm。

Claims

1.一种磁性体芯，其特征在于：

是多个金属颗粒由绝缘相彼此绝缘的磁性体芯，

仅在所述磁性体芯表面的一部分，所述绝缘相被除去，并且形成有通过所述金属颗粒的平面方向的延伸部分使所述金属颗粒相互连接的电极预定部分，

在所述电极预定部分，形成有端子电极。

2.如权利要求1所述的磁性体芯，其特征在于：

所述端子电极为镀膜或者焊料被膜。

3.如权利要求1或2所述的磁性体芯，其特征在于：

所述电极预定部分通过研磨所述磁性体芯的表面的一部分而形成。

4.如权利要求1或2所述的磁性体芯，其特征在于：

所述绝缘相是形成在所述金属颗粒表面的无机绝缘被膜。

5.如权利要求1或2所述的磁性体芯，其特征在于：

所述绝缘相是所述金属颗粒分散的合成树脂。

6.如权利要求1或2所述的磁性体芯，其特征在于：

在所述磁性体芯，

卷绕有导线的卷芯部、以及位于所述卷芯部的轴心方向的端部的凸缘部一体形成，

所述电极预定部分形成在所述凸缘部。

7.如权利要求6所述的磁性体芯，其特征在于：

所述导线的至少一端连接于所述端子电极。

8.一种线圈装置，其特征在于：

具有：

权利要求6或7所述的磁性体芯、以及

卷绕于所述卷芯部的导线。