CN105513746B - 电子部件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电子部件。其目的是提供在内置有线圈的电子部件中能提高电感值的电子部件。电子部件(1)具备由绝缘体形成的主体(10)、位于主体的内部并包含线圈导体(32、37)的线圈(30)、由底面电极(21)和柱状电极(23)构成并与线圈导体(37)连接的外部电极(20)、由底面电极(26)和柱状电极(28)构成并与线圈导体连接的外部电极。线圈导体位于线圈导体与主体的底面(S1)之间。柱状电极在从z轴方向观察时隔着线圈的中心轴而位于与柱状电极相反的一侧。线圈导体的最外周在从z轴方向观察时与柱状电极重叠。线圈导体与侧面(S2)的最短距离(d1)比线圈导体与侧面(S3)的最短距离(d2)小。
Description
技术领域
本发明涉及电子部件，特别是涉及内置有线圈的电子部件。
背景技术
作为内置有线圈的电子部件，公知有专利文献1记载的电感器。在这种电子部件500中，如图18所示，将半圆的圆弧和直线组合而成的螺旋状的线圈导体510和形状与该线圈导体510相同的线圈导体520以其中心轴CL500大致一致的方式被配置于该电子部件500的内部，它们连接而构成一个线圈501。另外，作为线圈导体510的一侧的端部的连接电极512以及作为线圈导体520的另一侧的端部的连接电极522为了与外部电极连接而使其面积比其它部分大。并且，这两个线圈导体510、520被配置为在从线圈501的中心轴方向观察时与中心轴CL500交叉，并相对于与线圈导体510、520的直线部分正交的直线HL500(参照图19)线对称。除此之外，线圈导体510被设置为在从线圈501的中心轴方向观察时不与线圈导体520的连接电极522重叠。此外，在图19中，用虚线表示线圈导体520的连接电极522。
内置有这样的线圈的电子部件被搭载于以智能手机为代表的移动设备，伴随着该移动设备的高集成化，进一步发展小型化。但是，即使内置有线圈的电子部件小型化，对该电子部件所具有的电感值等性能的要求也在提高。因此，在这种电子部件中，需要在内置线圈的有限空间中尽可能增大电感值。
专利文献1：日本特开2014-22723号公报
发明内容
本发明的目的是提供一种在内置有线圈的电子部件中，能够提高电感值的电子部件。
本发明的一方式的电子部件的特征在于，具备：主体，其由绝缘体形成；线圈，其包含被设置于位于上述主体的内部的第一平面上的第一线圈导体、和以在从正交于该第一平面的正交方向观察时与该第一线圈导体重叠的方式被设置于该主体的内部的与该第一平面平行的第二平面上的第二线圈导体；第一外部电极，其由位于与上述第一平面平行的上述主体的底面的第一底面电极和从该第一底面电极向上述第一线圈导体的一侧的端部延伸的第一柱状电极构成，并与该第一线圈导体电连接；以及第二外部电极，其由位于上述底面的第二底面电极和从该第二底面电极向上述第二线圈导体的另一侧的端部延伸的第二柱状电极构成，并与该第二线圈导体电连接上述第二线圈导体位于上述第一线圈导体与上述底面之间，上述第一柱状电极在从上述正交方向观察时，隔着上述线圈的中心轴而位于与上述第二柱状电极相反的一侧，上述第一线圈导体的最外周的一部分在从上述正交方向观察时，与上述第二柱状电极重叠，上述第一线圈导体与上述主体的另一侧的侧面的最短距离比上述第二线圈导体与该主体的一侧的侧面的最短距离小。
在本发明的一方式的电子部件中，第一线圈导体的最外周的一部分在从正交于第一平面的方向观察时与第二柱状电极重叠，上述第一线圈导体与上述主体的另一侧的侧面的最短距离比上述第二线圈导体与该主体的一侧的侧面的最短距离小。即，在本发明的一方式的电子部件中，将在现有的电子部件中没有被利用的主体内部的空间用作设置第一线圈的空间。由此，能够增大第一线圈的外形，结果是电感值提高。
根据本发明，在内置有线圈的电子部件中，能够提高电感值。
附图说明
图1是作为一实施例的电子部件的外观图。
图2是作为一实施例的电子部件的分解立体图。
图3是从底面俯视作为一实施例的电子部件的图。
图4是从正交于底面的方向观察作为一实施例的电子部件的线圈导体、绝缘体层以及柱状电极的平面图。
图5是从正交于底面的方向观察作为一实施例的电子部件的线圈导体、绝缘体层以及柱状电极的平面图。
图6是表示一实施例的电子部件的制造过程的图。
图7是表示一实施例的电子部件的制造过程的图。
图8是表示一实施例的电子部件的制造过程的图。
图9是表示一实施例的电子部件的制造过程的图。
图10是表示一实施例的电子部件的制造过程的图。
图11是表示一实施例的电子部件的制造过程的图。
图12是表示一实施例的电子部件的制造过程的图。
图13是表示一实施例的电子部件的制造过程的图。
图14是表示一实施例的电子部件的制造过程的图。
图15是表示一实施例的电子部件的制造过程的图。
图16是表示一实施例的电子部件的制造过程的图。
图17是表示一实施例的电子部件的制造过程的图。
图18是表示与在专利文献1中记载的电感器同种的电子部件的内部构造的立体图。
图19是从正交于底面的方向观察与在专利文献1中记载的电感器同种的电子部件的线圈导体以及连接电极的平面图。
图20是从正交于底面的方向观察与在专利文献1记载的电感器同种的电子部件的线圈导体以及连接电极的平面图。
附图标记的说明
CL32、CL37…中心轴；d1、d2…最短距离；L5…最外周；S1…底面；S6、S7…上表面(第一平面、第二平面)；1…电子部件；10…主体；20、25…外部电极；21、26…底面电极；23、28…柱状电极；30…线圈；32、37…线圈导体；101…母基板。
具体实施方式
(电子部件的结构，参照图1～图5)
参照附图来说明作为一实施例的电子部件1。以下，将与电子部件1的底面正交的方向定义为z轴方向。另外，在从z轴方向俯视时，将沿电子部件1的长边的方向定义为x轴方向，将沿电子部件1的短边的方向定义为y轴方向。此外，x轴、y轴以及z轴相互正交。
电子部件1具备主体10、外部电极20、25以及线圈30。另外，如图1所示，电子部件1呈近似长方体状。
如图2所示，主体10由绝缘体层11～14、绝缘体基板16以及磁路18构成。另外，在主体10中，从z轴方向的正方向侧向负方向侧，按顺序层叠有绝缘体层11、12、绝缘体基板16、绝缘体层13、14。
绝缘体层11、14由含磁粉的树脂等形成。此外，作为磁粉可举出铁素体、金属磁性体(FeSiCr等)，作为树脂可举出聚酰亚胺树脂、环氧树脂。这里，在本实施例中，考虑电子部件1的L值以及直流叠加特性，含有90wt％以上的磁粉。另外，绝缘体层11位于主体10的z轴方向的正方向侧的端部。而且，绝缘体层14位于电子部件1的z轴方向的负方向侧的端部，绝缘体层14的z轴方向的负方向侧的面即底面S1是将电子部件1安装于电路基板时的安装面。
绝缘体层12、13由环氧树脂等形成。另外，绝缘体层12相对于绝缘体层11位于z轴方向的负方向侧，绝缘体层13相对于绝缘体层14而位于z轴的正方向侧。此外，绝缘体层12、13的材料可以是苯并环丁烯等绝缘性树脂、玻璃陶瓷等绝缘性无机材料。
绝缘体基板16是在玻璃布中含浸有环氧树脂的印刷布线基板，在z轴方向上被夹在上绝缘体层12与绝缘体层13之间。此外，绝缘体基板16的材料也可以是苯并环丁烯等绝缘性树脂、玻璃陶瓷等绝缘性无机材料。
磁路18是位于主体10的内部的大致中央的含磁粉的树脂。此外，作为磁粉可举出铁素体、金属磁性体(FeSiCr等)，作为树脂可举出聚酰亚胺树脂、环氧树脂。这里，在本实施例中，考虑电子部件1的L值以及直流叠加特性，含有90wt％以上的磁粉。并且，为了提高向磁路18的填充性，使粒度不同的两种粉末混在一起。另外，磁路18沿z轴方向贯穿绝缘体层12、13以及绝缘体基板16，剖面呈椭圆状的柱状。并且，磁路18被设置为位于后述的线圈导体32、37的内周侧。
从主体10的外部观察时，外部电极20被设置于底面S1以及主体10的x轴方向的正方向侧的侧面S2。另外，外部电极20由金属和树脂的复合材料所形成的底面电极21、以及以Cu为材料的柱状电极23构成。此外，作为能够用于柱状电极23的其它材料，可举出Au、Ag、Pd、Ni等。
底面电极21是将低电阻的金属粉末、在本实施例中是将涂覆Ag的平均颗粒直径为100nm的Cu粉末分散在酚醛树脂中而得到的所谓的树脂电极。另外，底面电极21是被设置于绝缘体层14的底面S1的x轴方向的正方向侧的区域的平板状的电极。并且，在从z轴方向的负方向侧俯视时，底面电极21呈长方形。
柱状电极23是被设置于主体10内的x轴方向的正方向侧的区域并以沿z轴方向贯穿绝缘体层14的方式延伸的电极。其中，柱状电极23的x轴方向的正方向侧的侧面S4在主体10的侧面S2露出。另外，柱状电极23呈长方体状。并且，从z轴方向俯视柱状电极23时，柱状电极23被收在底面电极21内。除此之外，柱状电极23的侧面S4的面积比底面电极21的面积小。而且，柱状电极23的z轴方向的负方向侧的面(以下，将“z轴方向的负方向侧的面”称为下表面)与底面电极21的z轴方向的正方向侧的面(以下，将“z轴方向的正方向侧的面”称为上表面)接触。
从主体10的外部观察时，外部电极25被设置于底面S1以及主体10的x轴方向的负方向侧的侧面S3。另外，外部电极25由金属和树脂的复合材料所形成的底面电极26、以及以Cu等为材料的柱状电极28构成。此外，作为能够用于柱状电极28的其它材料，可举出Au、Ag、Pd、Ni等。
底面电极26是将低电阻的金属粉末、在本实施例中是将涂覆Ag的平均颗粒直径为100nm的Cu粉末分散在酚醛树脂中而得到的所谓的树脂电极。另外，底面电极26是被设置于绝缘体层14的底面S1的x轴方向的负方向侧的区域的平板状的电极。并且，从z轴方向的负方向侧俯视时，底面电极26呈长方形。
柱状电极28是被设置于主体10内的x轴方向的负方向侧的区域并以沿z轴方向贯穿绝缘体层14的方式延伸的电极。其中，柱状电极28的x轴方向的负方向侧的侧面S5在主体10的侧面S3露出。另外，柱状电极28呈长方体状。并且，从z轴方向俯视柱状电极28，柱状电极28被收在底面电极26内。除此之外，柱状电极28的侧面S5的面积比底面电极26的面积小。而且，柱状电极28的下表面与底面电极26的上表面接触。并且，如图3所示，柱状电极28隔着线圈30的中心轴CL30，位于与柱状电极23相反的一侧。
如图2所示，线圈30位于主体10的内部，由Au、Ag、Cu、Pd、Ni等导电性材料形成。另外，线圈30由线圈导体32、通孔导体33、线圈导体37、通孔导体38、39构成。
线圈导体32被设置于绝缘体基板16的上表面S6。另外，线圈导体32由多个直线部分和多个圆弧部分构成，在从z轴方向的正方向侧俯视时，是一边顺时针旋转一边远离中心的螺旋状的线状导体。而且，线圈导体32的外周侧的一端向主体10的侧面S3延伸。这里，从z轴方向观察线圈导体32时，如图4所示，线圈导体32的x轴方向的正方向侧的最外周L5与柱状电极23重叠。并且，线圈导体32与侧面S2的最短距离d1是后述的线圈导体37与侧面S3的最短距离d2的一半以下。
如图2所示，通孔导体33将线圈导体32的外周侧的一端与柱状电极28连接。因此，通孔导体33沿z轴方向贯通绝缘体基板16以及绝缘体层13。
线圈导体37被设置于绝缘体基板16的下表面即绝缘体层13的上表面S7。另外，线圈导体37由多个直线部分和多个圆弧部分构成，从z轴方向的正方向侧俯视时，是一边顺时针旋转一边接近中心的螺旋状的线状导体。而且，线圈37的外周侧的一端向主体10的侧面S2延伸。并且，线圈导体37的内周侧的另一端被设置为在从z轴方向观察时，与线圈导体32的内周侧的另一端重叠。这里，对于在线圈导体32以及线圈导体37的直线状的部分且从z轴方向观察重合的部分而言，它们的宽度方向的中心轴、图4所示的线圈导体32的中心轴CL32、以及图5所示的线圈导体37的中心轴CL37从z轴方向观察大致一致。
如图2所示，通孔导体38将线圈导体37的外周侧的一端与柱状电极23连接。因此，通孔导体38沿z轴方向贯通绝缘体层13。
通孔导体39沿z轴方向贯通绝缘体基板16，将线圈导体32的内周侧的另一端与线圈导体37的内周侧的另一端连接。
对于如上所述构成的电子部件1而言，从外部电极20或者外部电极25输入的信号经由线圈30，从外部电极25或者外部电极20输出，从而作为电感器发挥功能。
(制造方法，参照图6～图17)
以下，说明作为一实施例的电子部件1的制造方法。在说明制造方法时使用的z轴方向是与通过该制造方法制造的电子部件1的底面正交的方向。
首先，如图6所示，准备将作为多个绝缘体基板16的母绝缘体基板116。而且，如图7所示，通过激光加工等形成多个用于在母绝缘体基板116上设置通孔导体39的贯通孔H1。
接下来，对形成有多个贯通孔H1的母绝缘体基板116的上表面以及下表面进行镀Cu。此时，贯通孔内也被电镀，设置多个通孔导体39。然后，通过光刻，在母绝缘体基板116的上表面以及下表面形成多个如图8所示那样的与线圈导体32、37对应的导体图案132、137。
在形成多个导体图案132、137后，再次进行镀Cu，得到如图9所示那样的粗细足够的多个线圈导体32、37。
而且，如图10所示，利用将作为多个绝缘体层12、13的绝缘体片112、113从z轴方向夹住形成有多个线圈导体32、37的母绝缘体基板116。
接下来，如图11所示，通过激光加工等在绝缘体片112，113上形成多个用于设置通孔导体33、38的贯通孔H2。并且，为了将因贯通孔形成所产生的胶渣除去而进行除胶渣处理。
在除胶渣处理后首先对绝缘体片113进行无电解镀Cu施。该无电解电镀的目的是形成用于之后的Cu电镀的籽晶层。籽晶层形成后，对绝缘体片113进行Cu电镀。由此，绝缘体片113的表面以及贯通孔内被电镀，设置多个通孔导体33、38。
然后，通过光刻以及镀Cu，如图12所示，在绝缘体片113上形成与柱状电极23、28对应的足够的粗细的多个导体图案123。
接下来，为了设置磁路18，通过激光加工等，如图13所示那样形成多个沿z轴方向贯通母绝缘体基板116以及绝缘体片112、113的贯通孔δ。这里，形成贯通孔δ的位置在xy平面中位于被设置于母绝缘体基板116的多个线圈32、37各自的内周侧。此外，可以使用具有与贯通孔δ对应的开口部的掩膜，从该开口部进行喷砂，从而形成贯通孔δ。
然后，如图14所示，利用与绝缘体层11、14对应的含金属磁粉的树脂片111、114从z轴方向夹住按照绝缘体片112、母绝缘体基板116以及绝缘体片113的顺序层叠而成的层叠体并进行压接。此时，含金属磁粉的树脂片111从绝缘体片112侧被压接，含金属磁粉的树脂片114从绝缘体片113侧被压接。另外，通过该压接，含金属磁粉的树脂片111、114进入多个贯通孔δ，设置多个磁路18。然后，使用烤炉等恒温槽进行热处理来使其固化。
接下来，对树脂片114的表面进行抛光、精研以及利用研磨机等进行研削。由此，如图15所示，导体图案123在树脂片114的表面露出。此外，在对树脂片114进行研削处理时，可以研削树脂片111的表面来调整厚度。
将通过网版印刷而分散有涂覆Ag的平均颗粒直径为100nm的Cu的粉末的酚醛树脂涂覆于在树脂片114的表面露出的导体图案123上并使该酚醛树脂干燥，将如图16所示那样的与底面电极21、26对应的多个树脂电极图案121设置于树脂片114的表面。由此，多个电子部件1的集合体即母基板101完成。
最后，将母基板101分割为多个电子部件1。具体而言，利用切片机等切割母基板101，如图17所示，将母基板101分割为多个电子部件1。此时，导体图案123被一分为二，形成柱状电极23、28。并且，树脂电极图案121也被分割成底面电极21、26。此外，在分割为多个电子部件1后，为了提高外部电极20、25的焊料润湿性，可以对外部电极20、25的表面进行镀Ni/Sn。
(效果)
在作为一实施例的电子部件1中，与电子部件500相比，能够提高电感值。具体而言，在现有的电子部件500中，相当于电子部件1的线圈导体32的线圈导体510在从线圈501的中心轴方向观察时被配置为不与线圈导体520的连接电极522重叠。因此，电子部件501内的线圈导体510的内周侧的面积变小与连接电极522所占有的面积对应的量。另一方面，在电子部件1中，如图4所示，相当于电子部件500的线圈导体510的线圈导体32的最外周L5在从z轴方向观察时与相当于电子部件500的连接电极522的柱状电极23重叠。并且，线圈导体32与主体10的侧面S2的最短距离d1比线圈导体37与主体10的侧面S3的最短距离d2小。即，在电子部件1中，将在现有的电子部件500中没有被利用的电子部件内部的空间用作设置线圈导体32的空间。由此，进一步增大线圈导体32的外形从而能够增大内周侧的面积，结果是电感值提高。
另外，在现有的电子部件500中，如图20的阴影部分所示，从Z轴方向俯视时，线圈导体520向线圈导体510的内周侧的区域突出，结果是内磁路变窄。另一方面，在电子部件1中，将在现有的电子部件500中没有被利用的电子部件内部的空间用作设置线圈导体32的空间，从而能够将线圈导体32配置为在从Z轴方向俯视时，使相当于线圈导体520的线圈导体37向线圈导体32的内周侧突出的区域减小。由此，电子部件1的线圈30的内磁路比现有的电子部件500的线圈501的内磁路大，电感值提高。
这里，本申请发明者为了确认上述效果，使用相当于电子部件1的第一样本以及相当于现有的电子部件500的第二样本来测定它们的电感值。第一样本以及第二样本大小相同，长边为1.6mm，短边为1.2mm，高度为0.3mm。另外，它们所含有的线圈的卷数以及该线圈所含有的线圈导体的线宽、线间距离、厚度也相同。具体而言，线圈的卷数为9.5匝，构成该线圈的线圈导体的线宽为65μm，线间距离为10μm，厚度为45μm。但是，第一样本线圈导体的x轴方向的外形比第二样本线圈导体的外形大60μm。而且，测定电感值的结果，第一样本电感值为0.422μH，第二样本电感值为0.400μH。因此，相当于电子部件1的第一样本电感值比相当于现有的电子部件500的第二样本电感值大。即，其结果表示电子部件1的电感值相对于现有的电子部件的电感值有所提高。
然而，伴随着电子部件的小型化，电子部件内部的柱状电极的占有率增加。这是由于在使与外部电极和线圈导体连接的部分的电阻比规定的值小的情况下，需要将柱状电极保持在一定大小以上。因此，如电子部件1那样，将在现有的电子部件500中没有被利用的电子部件内部的空间用作设置线圈导体32的空间而得到的效果在电子部件越小型时越显著。
(其它实施例)
本发明的电子部件不限定于上述实施例，可以在其宗旨的范围内进行各种变更。例如，线圈的卷数、柱状电极、底面电极的形状以及位置是任意的。
产业上的利用可能性
如上所述，本发明对内置有线圈的电子部件有用，在能够提高电感值方面很出色。
Claims (3)
1.一种电子部件，其特征在于，
具备：主体，其由绝缘体形成；
线圈，其包含被设置于位于所述主体的内部的第一平面上的第一线圈导体、和以在从正交于该第一平面的正交方向观察时与该第一线圈导体重叠的方式被设置于该主体的内部的与该第一平面平行的第二平面上的第二线圈导体；
第一外部电极，其由位于与所述第一平面平行的所述主体的底面的第一底面电极和从该第一底面电极向所述第一线圈导体的一侧的端部延伸的第一柱状电极构成，并与该第一线圈导体电连接；以及
第二外部电极，其由位于所述主体的底面的第二底面电极和从该第二底面电极向所述第二线圈导体的另一侧的端部延伸的第二柱状电极构成，并与该第二线圈导体电连接
所述第二线圈导体位于所述第一线圈导体与所述主体的底面之间，
所述第一柱状电极在从所述正交方向观察时，隔着所述线圈的中心轴而位于与所述第二柱状电极相反的一侧，
所述第一线圈导体的最外周的一部分在从所述正交方向观察时，与所述第二柱状电极重叠，
所述第一线圈导体与所述主体的所述第一柱状电极存在侧的侧面的最短距离比所述第二线圈导体与该主体的所述第二柱状电极存在侧的侧面的最短距离小。
2.根据权利要求1所述的电子部件，其特征在于，
所述第一线圈导体与所述主体的所述第一柱状电极存在侧的侧面的最短距离为所述第二线圈导体与该主体的所述第二柱状电极存在侧的侧面的最短距离的一半以下。
3.根据权利要求1或2所述的电子部件，其特征在于，
所述第一线圈导体的形状以及所述第二线圈导体的形状分别是由多个直线部分和与该直线的两端部连接的多个圆弧部分构成的螺旋状，
对于在所述第一线圈导体以及所述第二线圈导体的直线状的部分且是在从所述正交方向观察时重合的部分而言，通过它们的宽度方向的中点且与正交于该宽度方向的延伸方向平行的中心轴在从所述正交方向观察时一致。
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