CN106205956B - 线圈部件 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种卷绕部的厚度变化被抑制的线圈部件。根据该线圈部件，因为邻接的一对树脂壁的各个、该一对树脂壁之间的种子部只以规定距离进行分开，所以在邻接的一对树脂壁之间被形成于种子部上的电镀部变得容易均匀地生长。因此，由电镀生长而获得表面平缓且厚度变化被抑制的卷绕部。

Description

线圈部件

技术领域

本发明涉及线圈部件。

背景技术

一直以来，表面安装型的平面线圈元件等线圈部件被广泛应用于民用设备以及产业用设备等电器产品。尤其是在小型便携式机器中伴随于功能的充实化而会有必要为了驱动各种装置而从单一的电源获得多个电压。因此，表面安装型的平面线圈元件也被使用于像这样的电源用途等。

像这样的线圈部件例如在专利文献1(日本专利申请公开2005-210010号公报)中有所公开。关于该文献所公开的线圈部件，平面漩涡状的空芯线圈分别被设置于基板的表面和背面，由以在空芯线圈的磁芯部分贯通基板的形式被设置的通孔导体来连接空芯线圈彼此。

发明内容

以上所述的空芯线圈是通过电镀Cu等导体材料并使其在被设置于基板上的种子图形(seed pattern)上生长来形成的，但是线圈的卷绕部的间隔会由于朝着基板的面方向的电镀生长而变得狭窄。因为在线圈的卷绕部的间隔较为狭窄的情况下会担心线圈的绝缘性降低，所以寄希望于更加切实地进行绝缘的技术。

因此，将树脂壁设置于线圈的邻接的卷绕部之间来谋求切实绝缘的技术正在不断被开发。但是，在由电镀生长来形成线圈的卷绕部的时候，卷绕部相对于基板会倾斜着生长，由此而得到的是表面的一部分发生较大的塌陷并且厚度发生大变化的卷绕部。

根据本发明，其目的在于提供一种卷绕部的厚度变化被抑制的线圈部件。

本发明的一个方面的线圈部件其特征在于具备：基板；线圈，是一种被设置于基板的主面上的线圈并且具有被配置于基板的主面上的种子部和在该种子部上进行电镀生长的电镀部；树脂体，被设置于基板的主面上并且具有线圈的卷绕部延伸于其间的多个树脂壁；覆盖树脂，由含有磁性粉的树脂构成并且一体地覆盖基板的主面的线圈和树脂体；邻接的一对树脂壁的各个、与该一对树脂壁之间的种子部仅以规定距离进行分开。

在如此线圈部件中，邻接的一对树脂壁的各个、该一对树脂壁之间的种子部因为是仅以规定距离进行分开，所以在邻接的一对树脂壁之间生长在种子部上的电镀部变得容易均匀地生长。因此，由电镀生长而获得表面平缓且厚度变化被抑制的卷绕部。

另外，一对树脂壁之间的种子部也可以是一种至少被形成于邻接的一对树脂壁的中间位置的形态。再有，邻接的一对树脂壁的各个、与该一对树脂壁之间的种子部也可以是一种仅以等距离进行分开的形态。在这些情况下，就能够容易获得相对于邻接的一对树脂壁的中间位置而言对称形状的卷绕部并且能够更进一步抑制厚度变化。

另外，在将一对树脂壁之间的种子部的宽度设定为W1并且将该一对树脂壁的间隔设定为W2时，也可以是一种W1/W2≥1/5的形态。在此情况下，种子部相对于基板具有充分的结合力，并且能够抑制种子部从基板剥离的情况。

另外，树脂体的树脂壁的截面形状也可以是一种矩形状的形态。此时，也可以是一种树脂体的树脂壁的长宽比大于1，并且该树脂壁沿着基板的主面的法线方向长长地进行延伸的形态。

另外，线圈的卷绕部的截面形状也可以是一种矩形状的形态。此时，也可以是一种线圈的卷绕部的截面其长宽比大于1，并且该卷绕部的截面沿着基板的主面的法线方向长长地进行延伸的形态。

另外，也可以是一种树脂体的树脂壁的高度大于线圈的卷绕部的高度的形态。在此情况下，卷绕部遍布于高度方向能够成为与设计尺寸相同的厚度。另外，卷绕部彼此越过树脂壁进行接触的情况被有意识地回避。

另外，也可以是一种树脂体是在线圈被电镀生长于基板的主面上之前被设置，线圈的卷绕部不被粘结于树脂体的树脂壁的形态。

另外，也可以是一种在基板的主面上多个排列的树脂壁当中位于最外侧的树脂壁的厚度厚于位于内侧的树脂壁的厚度的形态。

附图说明

图1是本发明的实施方式所涉及的线圈部件的概略立体图。

图2是表示被用于图1所表示的线圈部件的制造的基板的立体图。

图3是表示图2所表示的基板的种子图形的平面图。

图4是表示图1所表示的线圈部件的制造方法的一个工序的立体图。

图5是图4的V-V线截面图。

图6是表示被设置于线圈的卷绕部上的绝缘体的截面图。

图7是表示图1所表示的线圈部件的制造方法的一个工序的立体图。

图8是表示图1所表示的线圈部件的制造方法的一个工序的立体图。

图9是表示卷绕部的电镀生长的情况的示意图。

图10是表示卷绕部的电镀生长的情况的示意图。

具体实施方式

以下，参照附图并就本发明的实施方式进行详细的说明。还有，在说明过程中将相同符号标注于具有相同要素或者相同功能的要素上并省略重复的说明。

首先，参照图1～4并就本发明的实施方式所涉及的线圈部件的构造作如下说明。为了便于说明，如图示设定XYZ坐标。即，将平面线圈元件的厚度方向设定为Z方向，将外部端子电极的面对面方向设定为Y方向，将垂直于Z方向和Y方向的方向设定为X方向。

线圈部件1由呈现大致长方体形状的主体部10、以覆盖主体部10的相对的一对端面的形式进行设置的一对外部端子电极30A、30B所构成。线圈部件1作为一个例子是以长边为2.0mm、短边为1.6mm、高度为0.9mm的尺寸进行设计的。

以下是一边展示制作主体部10的顺序一边配合着就线圈部件1的结构进行说明。

主体部10包含图2所表示的基板11。基板11是一种由非磁性的绝缘材料构成的平板矩形状的构件。在基板11的中央部分上设置以连结主面11a、11b之间的形式进行贯通的大致圆形的开口12。作为基板11，是氰酸酯树脂(cyanate resin)(注册商标：BT(双马来酰亚胺三嗪(bismaleimide-triazine))树脂)浸渍到玻璃布的基板，可以使用板厚为60μm的基板。还有，除了BT树脂之外还可以使用聚酰亚胺、芳香族聚酰胺(芳纶)等。作为基板11的材料也可以使用陶瓷或玻璃。作为基板11的材料优选能够被大量生产的印制线路基板材料，特别是最优选被用于BT印制线路基板、FR4印制线路基板或者FR5印制线路基板的树脂材料。

在基板11，如图3所示，将用于使下述的线圈13电镀生长的种子图形13A形成于各个主面11a、11b。种子图形13A具有围绕基板11的开口12的周围的螺旋图形14A、被形成于基板11的关于Y方向的端部的端部图形15A，这些图形14A、15A被连续而且一体形成。还有，在被设置于一个主面11a侧的线圈13和被设置于另一个主面11b侧的线圈13上电极引出方向是相反的，因此，一个主面11a侧的端部图形15A和另一个主面11b侧的端部图形被形成于基板11的关于Y方向的互相不同的端部。

返回到图2，在基板11的各个主面11a、11b上设置树脂体17。树脂体17是一种由公知的光刻法来进行图形化的厚膜抗蚀剂。树脂体17具有划定线圈13的卷绕部14的生长区域的树脂壁18、划定线圈13的引出电极部15的生长区域的树脂壁19。

图4是表示使用种子图形13A来使线圈13电镀生长的时候的基板11的状态。对于线圈13的电镀生长来说能够采用公知的电镀生长方法。

线圈13由铜构成，并具有在种子图形13A的螺旋图形14A上进行形成的卷绕部14、在种子图形13A的端部图形15A上进行形成的引出电极部15。线圈13在俯视的时候与种子图形13A相同，成为平行于基板11的主面11a、11b进行延伸的平面漩涡状的空芯线圈的形状。更加详细地来说，基板上表面11a的卷绕部14从上面侧来看是沿着朝向外侧的方向往左旋转的漩涡，基板下表面11b的卷绕部14从下面侧来看是沿着朝向外侧的方向往左旋转的漩涡。基板上表面11a以及基板下表面11b的两个线圈13例如通过在开口12的附近另外设置的贯通孔而连接端部彼此。在沿一个方向使电流流到两个线圈13的时候，因为两个线圈13的电流的进行流动的旋转方向成为相同，所以在线圈13上所产生的磁通发生重叠并增强。

图5是表示图4所表示的电镀生长后的基板11的状态，并且是图4的V-V线截面图。

如图5所示，在基板11上形成沿着基板11的法线方向(Z方向)长长地进行延伸的矩形状截面的树脂壁18，线圈13的卷绕部14在这些树脂壁18之间向Z方向生长。线圈13的卷绕部14其生长区域由在电镀生长之前被形成于基板11上的树脂壁18来进行划定。

线圈13的卷绕部14由螺旋图形14A的一部分即种子部14a、在种子部14a上进行电镀生长的电镀部14b构成，并且通过电镀部14b渐渐生长于种子部14a周围来形成。此时，线圈13的卷绕部14以充填在邻接的2个树脂壁18之间被划成的空间的形式进行生长，并被形成为与在树脂壁18之间被划成的空间相同的形状，其结果，线圈13的卷绕部14成为沿着基板11的法线方向(Z方向)长长地进行延伸的形状。即，通过调整在树脂壁18之间被划成的空间的形状从而就能够调整线圈13的卷绕部14的形状，并且能够以与设计相同的形状来形成线圈13的卷绕部14。

另外，种子部14a在与左右树脂壁18之间设置有间隔CL，从左右树脂壁18各个仅以规定距离进行分开。在图5所表示的例子中，种子部14a的中心位于左右树脂壁18的中间位置(图中的点划线)，种子部14a的左右间隔CL成为相同大小。再有，在将种子部14a的宽度设定为W1并且将左右树脂壁的间隔设定为W2的时候成为W1/W2≥1/5。还有，左右树脂壁的间隔W2与上述卷绕部14的电镀部14b的厚度D相等。

线圈13的卷绕部14的截面尺寸作为一个例子其高度为50～260μm，宽度(厚度)为10～260μm，长宽比为1～20。线圈13的卷绕部14的长宽比也可以为2～10，或者也可以为10～20。树脂壁18的截面尺寸作为一个例子其高度为50～300μm，宽度(厚度)为5～30μm，长宽比为5～30并且也可以为10～30。树脂壁18的截面尺寸其高度也可以为180～300μm，宽度(厚度)也可以为5～12μm，长宽比也可以为15～30。种子部14a的截面尺寸其宽度为5～300μm(例如15μm)，高度为2～80μm(例如10μm)。另外，间隔CL的大小为1～40μm(例如20μm)。

线圈13的卷绕部14当在邻接的2个树脂壁18之间进行生长的时候一边接触于划定生长区域的树脂壁18的内侧面一边进行生长。此时，在线圈13的卷绕部14与树脂壁18之间既不发生机械性的结合也不发生化学性的结合。即，线圈13的卷绕部14就这样不与树脂壁18相粘结而进行电镀生长，并以非粘结状态介于树脂壁18之间。在本说明书中所谓“非粘结状态”是指不发生锚效应等机械性的结合以及共有结合等化学性的结合的状态。

如图5所示，线圈13的卷绕部14的高度h优选小于树脂壁18的高度H(h＜H)。即，线圈13的卷绕部14的电镀生长优选以在小于树脂壁18的高度H的位置上停止的形式进行调整。线圈13的卷绕部14的高度h如果小于树脂壁18的高度H的话则卷绕部14遍布高度方向成为与设计尺寸相同的厚度。另外，线圈13的卷绕部14的高度h如果大于树脂壁18的高度H的话则会发生邻接的卷绕部14彼此进行接触而变得不能够充分确保后面所述的绝缘体40或接合层41的厚度的情况，这也就是线圈13的耐压电阻降低的原因所在。

另外，线圈13的卷绕部14的厚度D遍布高度方向变得均匀。这就是邻接的树脂壁18的间隔遍布高度方向变得均匀之原因所在。

还有，在图5所表示的形态中，各个树脂壁18的厚度d1、d2也与线圈13的卷绕部14相同遍布高度方向变得均匀。其结果，邻接的线圈13的卷绕部14的间隔遍布高度方向变得均匀。即，线圈13的卷绕部14成为不存在或者难以存在关于高度方向局部变薄的地方(即，耐压电阻局部降低的地方)的结构。

另外，被树脂壁18划定的空间其上端被开放，树脂壁18的上端部因为不是以覆盖卷绕部14的上侧的形式绕入的，所以卷绕部14的上侧的设计自由度高。即，既可以选择将任意层形成于卷绕部14之上的形态又可以选择什么层也不形成的形态。

在将层形成于卷绕部14之上的情况下，可以选择各种层的形态或层的材料。例如，如图6所示，能够在卷绕部14之上为了提高包含于后面所述的覆盖树脂21中的金属磁性粉与卷绕部14之间的绝缘性而设置绝缘体40。绝缘体40能够用绝缘树脂或者绝缘磁性材料来构成。另外，绝缘体40直接或间接地接触于卷绕部14的上表面14c并且一体地覆盖卷绕部14和树脂壁18。还有，绝缘体40也能够做成选择性地只覆盖卷绕部14的结构。另外，为了提高卷绕部14与绝缘体40之间的接合性而可以设置规定的接合层(例如由铜镀层的氧化而形成的黑化层)41。

再有，如图5所示，多个树脂壁18当中位于最外侧的树脂壁18的厚度d1优选大于位于内侧的树脂壁18的厚度d2(d1＞d2)。在此情况下，相对于在线圈部件1的制作时或使用时受到的Z方向的压力赋予刚性。通过将厚度大的树脂壁18配置于最外位置从而就能够在这部分上主要挡住上述压力。从刚性的观点出发，位于两端的树脂壁18的双方优选厚于位于内侧的树脂壁18的厚度。

还有，以上所述的线圈13的电镀生长在基板11的两个主面11a、11b上进行。两个主面11a、11b的线圈13彼此在基板11的开口上各个端部彼此被连接并被导通。

在使线圈13电镀生长于基板11上之后，如图7所示，基板11被覆盖树脂21整体性地覆盖。即，覆盖树脂21一体地覆盖基板11的主面11a、11b的线圈13和树脂体17。树脂体17就这样残留于覆盖树脂21内并构成线圈部件1的一部分。覆盖树脂21由含有金属磁性粉的树脂构成，并被形成于晶圆状态的基板11之上，之后通过固化来成形。

构成覆盖树脂21的含有金属磁性粉的树脂由金属磁性粉被分散的树脂构成。金属磁性粉例如能够由铁镍合金(坡莫(permalloy)合金))、羰基铁、非晶(amorphous)、非晶质或者晶质的FeSiCr类合金、铝硅铁(sendust)等构成。在含有金属磁性粉的树脂中所使用的树脂例如是热固化性的环氧树脂。在含有金属磁性粉的树脂中所包含的金属磁性粉的含量作为一个例子为90～99wt％。

再有，通过切割并加以芯片化从而获得图8所示的主体部10。在芯片化之后，也可以对应于必要由滚筒研磨等来对边缘进行倒角。

最后，通过在主体部10的端部图形15A露出的端面(在Y方向上进行相对的端面)上以与端部图形15A相电连接的形式设置外部端子电极30A、30B，从而完成线圈部件1。外部端子电极30A、30B是一种用于连接于搭载线圈部件的基板的电路的电极，能够做成多层结构。例如，外部端子电极30A、30B能够通过在将树脂电极材料涂布于端面之后对该树脂电极材料实施金属电镀来形成。对于外部端子电极30A、30B的金属电镀来说能够使用Cr、Cu、Ni、Sn、Au、焊料等。

在此，参照图9、10并就卷绕部14的电镀生长作如下说明。

在以上所述的线圈部件1中，如图9所示，间隔CL被设置于种子部14a与左右树脂壁18之间。因此，电镀部14b在其生长阶段(特别是生长初期阶段)难以被左右树脂壁18妨碍。因此，电镀部14b以左右相同的速度均匀地向上方向(基板11的主面11a的法线方向)进行生长。其结果，所获得的卷绕部14的厚度也大致均匀，并且获得具有相对于基板11的主面11a平行的上表面14c的卷绕部14。

在图10中为了比较而表示在种子部14a与左右树脂壁18之间不存在间隔CL的形态。作为间隔CL不存在的形态可以有种子部14a接触于树脂壁18并且进入到树脂壁18的内部的形态。在此情况下，电镀部14b在生长初期阶段其生长被进行接触的树脂壁18妨碍，之后以倾斜的状态进行生长。其结果，所获得的卷绕部14的厚度在左右会有大不同，并且所获得的是左右厚度变化大的卷绕部14。在图10所表示的例子中，卷绕部14其种子部14a接触于树脂壁18的左侧厚度较大而右侧厚度相对变薄。此时，卷绕部14的上表面14c相对于基板11的主面11a会发生大倾斜。

如同以上所说明的那样，根据上述线圈部件1，邻接的一对树脂壁18各个、与该一对树脂壁18之间的种子部14a因为只以规定距离进行分开，所以在邻接的一对树脂壁18之间被生长于种子部14a上的电镀部14b变得容易均等地生长。因此，由电镀生长而获得表面平缓且厚度变化被抑制的卷绕部14。

特别是在线圈部件1中因为种子部14a被形成于左右树脂壁18的中间位置并且左右间隔CL为相同大小，所以容易获得关于左右树脂壁18的中间位置为对称形状的卷绕部14，并且能够更进一步抑制厚度变化。

另一方面，在邻接的一对树脂壁18各个、与该一对树脂壁18之间的种子部14a不进行分开的情况下获得的是厚度变化大的卷绕部14。特别是如图10所示在种子部14a进入到树脂壁18的内部的情况下，该地方的树脂壁18的厚度变小，还会发生夹住树脂壁18并进行邻接的卷绕部14之间的耐压变低的不良状况。

在线圈部件1中，种子部14a的宽度W1和树脂壁18的间隔W2因为满足W1/W2≥1/5的关系，所以以达到种子部14a不会从基板11剥离的程度来获得充分大的结合力的形式设计种子部14a的宽度。由此，就能够谋求到种子部14a从基板11剥离的情况被抑制。

再有，根据线圈部件1，因为线圈13的卷绕部14在非粘结状态下介于多个树脂壁18之间，所以线圈13的卷绕部14和树脂壁18相对于彼此能够进行位移。因此，即使是在线圈部件1的使用环境成为高温的时候等的周边温度条件下会有变化并且产生由线圈13的卷绕部14与树脂壁18之间的热膨胀系数之差引起的应力的情况下，该应力也会通过线圈13的卷绕部14和树脂壁18进行相对移动而被缓和。

另外，根据线圈部件1的制造方法，线圈13的卷绕部14以介于树脂体17的树脂壁18之间的形式进行电镀生长。即，在用覆盖树脂21来覆盖线圈13之前树脂壁18已经介于线圈13的卷绕部14之间。因此，没有必要以别的途径将树脂填充于线圈13的卷绕部14之间，并且由树脂壁18而能够谋求到线圈13的卷绕部14之间的树脂的尺寸精度的稳定化。

还有，线圈部件1并不限定于以上所述的方式，能够采用各种各样的方式。

例如，种子部14a的左右间隔CL的大小并不一定有必要相同，如果在种子部14a与树脂壁18各个之间设置间隔CL的话则种子部14a也可以偏向于一方的树脂壁18侧来进行配置。

Claims (9)

1.一种线圈部件，其特征在于：

具备：

基板；

线圈，是被设置于所述基板的主面上的线圈并且具有被配置于所述基板的主面上的种子部和在该种子部上进行电镀生长的电镀部；

树脂体，被设置于所述基板的主面上并且具有所述线圈的卷绕部延伸于其间的多个树脂壁；

绝缘体，一体地覆盖所述线圈的卷绕部和所述树脂壁；以及

覆盖树脂，由含有磁性粉的树脂构成并且一体地覆盖所述基板的主面的所述线圈和所述树脂体，

邻接的一对所述树脂壁的各个、与该一对树脂壁之间的所述种子部仅以规定距离进行分开，

一对所述树脂壁之间的所述种子部均形成于所述邻接的一对所述树脂壁的中间位置，

所述树脂体是由光刻法进行图形化的抗蚀剂，

所述绝缘体由绝缘树脂或绝缘磁性材料构成，

所述树脂体在所述线圈在所述基板的主面上被电镀生长之前被设置，

所述树脂体残留于所述覆盖树脂内并构成所述线圈部件的一部分，

所述线圈的卷绕部不被粘结于所述树脂体的树脂壁。

2.如权利要求1所述的线圈部件，其特征在于：

所述邻接的一对树脂壁的各个、与该一对树脂壁之间的所述种子部以等距离进行分开。

3.如权利要求1或2所述的线圈部件，其特征在于：

在将所述一对树脂壁之间的所述种子部的宽度设定为W1并且将该一对树脂壁的间隔设定为W2时，W1/W2≥1/5。

4.如权利要求1或2所述的线圈部件，其特征在于：

所述树脂体的树脂壁的截面形状为矩形。

5.如权利要求4所述的线圈部件，其特征在于：

所述树脂体的树脂壁的长宽比大于1，并且该树脂壁沿着所述基板的主面的法线方向较长地进行延伸。

6.如权利要求1或2所述的线圈部件，其特征在于：

所述线圈的卷绕部的截面形状为矩形。

7.如权利要求6所述的线圈部件，其特征在于：

所述线圈的卷绕部的截面的长宽比大于1，并且该卷绕部的截面沿着所述基板的主面的法线方向较长地进行延伸。

8.如权利要求1或2所述的线圈部件，其特征在于：

所述树脂体的树脂壁的高度大于所述线圈的卷绕部的高度。

9.如权利要求1或2所述的线圈部件，其特征在于：

在所述基板的主面上多个排列的树脂壁中、位于最外侧的树脂壁的厚度大于位于内侧的树脂壁的厚度。

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