CN106373711B - 层叠线圈部件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种能够谋求到减少构成线圈的线圈部种类数的层叠线圈部件。层叠线圈部件(1)中，第1线圈部(22A)以及第2线圈部(22B)的两端部对(22a,22b)从层叠方向看是相同位置并且是相同形状，连接部(28)在层叠方向上侧只连接于第1线圈部(22A)的第2端部(22b)，并且在层叠方向下侧只连接于第2线圈部(22B)的第1端部(22a)。因此，能够构成不错开连接部(28)的位置并且沿着层叠方向卷绕的线圈(20)。因此，能够以完全相同的形状设计多个线圈部(22)各自的全体形状，因此，能够减少线圈部(22)的种类数，并且还能够谋求到削减如现有技术那样伴随于准备多种导体图形的功夫和时间。
Description
技术领域
本发明涉及层叠线圈部件。
背景技术
一直以来，搭载了线圈部件的DC-DC变换器被用于便携式通信终端等的电源用途。在上述线圈部件中，从小型化等观点出发使用了层叠型的线圈部件(层叠线圈部件)。像这样的层叠线圈部件例如被公开在专利文献1(日本专利申请公开2010-192715号公报)。
但是，如专利文献1所公开的层叠线圈部件那样在连接在层叠方向上邻接的线圈导体彼此的中继孔导体在俯视图中被配置于比线圈形成区域更内侧的情况下，与中继孔导体相连接的线圈导体的端部进入到线圈内侧从而线圈内径实质上被减小。如果就这样线圈内径被减小的话，则要获得充分的线圈特性(例如电感或Q值)会变得困难。
因此，在所引用的文献2(日本专利申请公开2015-18852号公报)中有方案提出以在俯视图中将具有与中继导体相同功能的导体图形配置于线圈形成区域的区域内从而不使线圈内径减小的形式进行加工的技术。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利申请公开2010-192715号公报
专利文献2：日本专利申请公开2015-18852号公报
发明内容
然而，在引用文献2所公开的层叠线圈部件中，连接在层叠方向上上下邻接的导体图形彼此的连接部各个位置在俯视图中是错开的。这个原因在于因为在连接部上下导体图形的端部彼此进行重叠，所以如果互相不错开连接部位置的位置的话，则不能够构成沿着上下方向被卷绕的线圈。
然后，如引用文献2的层叠线圈那样在连接部各个位置在俯视图中进行错位的情况下有必要以适合于各个连接部的位置的形式准备多种导体图形。因此，对以准备各个导体图形来说需要功夫和时间，因而不能够容易地制作出线圈部件。
本发明是借鉴于以上所述的技术问题而做出的不懈努力之结果，其目的在于提供一种能够谋求到减少构成线圈的线圈部种类数的层叠线圈部件。
本发明所涉及的层叠线圈部件是一种具有层叠结构并且在绝缘性素体内部包含线圈的层叠线圈部件，具备：第1线圈部，构成线圈的一部分并在构成层叠结构的层内延伸并且具有分断部和由夹住该分断部的第1端部以及第2端部构成的端部对；第2线圈部，构成线圈的一部分并在构成层叠结构的层内延伸且位于第1线圈部的层叠方向下侧并且从层叠方向看在与第1线圈部相同的位置上具有与第1线圈部的分断部以及端部对相同形状的分断部以及端部对；层状连接部，介于第1线圈部与第2线圈部之间并沿着第1线圈部的分断部形状延伸从而连接第1线圈部和第2线圈部；第1线圈部以及第2线圈部的端部对中，第1端部的层叠方向上的上侧部分比下侧部分更向第2端部侧延伸突出，并且第2端部的层叠方向上的下侧部分比上侧部分更向第1端部侧延伸突出，连接部在层叠方向上侧仅连接于第1线圈部的端部对中的第2端部并且在层叠方向下侧仅连接于第2线圈部的端部对中的第1端部。
在上述层叠线圈部件中，第1线圈部以及第2线圈部的两端部对从层叠方向看是相同位置并且是相同形状，连接部在层叠方向上侧仅连接于第1线圈部的第2端部，并且在层叠方向下侧仅连接于第2线圈部的第1端部。因此，例如在进一步将连接部设置于第1线圈部的上侧或第2线圈部的下侧的情况下，构成互相不错开连接部的各自位置并且沿着层叠方向被卷绕的线圈。因此，能够以完全相同的形状设计第1线圈部和第2线圈部的全体形状，因此，能够减少线圈部的种类数，并且还能够谋求到削减如现有技术那样伴随于准备多种导体图形的功夫和时间。
另外，本发明所涉及的层叠线圈部件也可以是以下所述形态，即，具备：多个线圈部，构成线圈的一部分并在构成层叠结构的层内延伸并且从层叠方向看在与第1线圈部相同的位置上具有与第1线圈部的分断部以及端部对相同形状的分断部以及端部对；与多个线圈部相交替排列且从层叠方向看处于与连接部相同的位置并且是与连接部相同的形状的多个连接部；连接部仅连接于位于层叠方向上侧的线圈部的端部对中的第2端部，并且仅连接于位于层叠方向下侧的线圈部的端部对中的第1端部。在此情况下，能够构成多个连接部的各自位置互相不错开并且多个线圈部和多个连接部进行交替排列的线圈。此时，因为能够以完全相同的形状设计各个线圈部的全体形状，所以能够谋求到线圈部种类数的减少。
本发明所涉及的层叠线圈部件是一种具有层叠结构并且在绝缘性素体内部包含线圈的层叠线圈部件，具备：第1线圈部，构成线圈的一部分并在构成层叠结构的层内延伸并且具有由仅隔开规定长度且互相相对的第1端部以及第2端部进行构成的端部对；第2线圈部，构成线圈的一部分并在构成层叠结构的层内进行延伸且位于第1线圈部的层叠方向下侧并且从层叠方向看在与第1线圈部相同的位置上具有与第1线圈部的端部对相同形状的端部对；层状连接部，介于第1线圈部与第2线圈部之间并沿着端部对的相对方向延伸从而连接第1线圈部和第2线圈部；关于第1线圈部以及第2线圈部的各个端部对，在平行于端部对的相对方向的纵截面上将第1端部的层叠方向上的上端位置设定为a点并将下端位置设定为b点；如果将第2端部的层叠方向上的上端位置设定为c点并将下端位置设定为d点，此时，则关于相对方向从第1端部侧按b点、a点、d点、c点的顺序不重叠地排列，并且就相对方向而言连接部的长度D大于a点与d点的间隔距离并且小于b点与c点的间隔距离，连接部在层叠方向上侧仅连接于第1线圈部的端部对中的第2端部并且在层叠方向下侧仅连接于第2线圈部的端部对中的第1端部。
在上述层叠线圈部件中，第1线圈部以及第2线圈部的两端部对从层叠方向来看是相同位置相同形状，连接部在层叠方向上侧只连接于第1线圈部的第2端部，并且在层叠方向下侧只连接于第2线圈部的第1端部。因此，例如在进一步将连接部设置于第1线圈部的上侧或第2线圈部的下侧的情况下，构成互相不错开连接部的各自位置并且沿着层叠方向被卷绕的线圈。因此，能够以完全相同的形状设计第1线圈部和第2线圈部的全体形状，因此，能够减少构成线圈的线圈部种类数，并且还能够谋求到削减如现有技术那样伴随于准备多种导体图形的功夫和时间。
另外，本发明所涉及的层叠线圈部件也可以是以下所述形态，即，具备：多个线圈部，构成线圈的一部分并在构成层叠结构的层内延伸并且从层叠方向来看在与第1线圈部相同的位置上具有与第1线圈部的端部对相同形状的端部对；与多个线圈部相交替排列且从层叠方向看是处于与连接部相同的位置并且是与连接部相同的形状的多个连接部；连接部仅连接于位于层叠方向上侧的线圈部的端部对中的第2端部，并且仅连接于位于层叠方向下侧的线圈部的端部对中的第1端部。在此情况下，能够构成多个连接部的各自位置互相不错位并且多个线圈部和多个连接部进行交替排列的线圈。此时，因为能够以完全相同的形状设计各个线圈部的全体形状，所以能够谋求到线圈部种类数的减少。
还有，本发明所涉及的层叠线圈部件也可以是以下所述形态，即，在第1端部以及第2端部中的至少一方端面上形成台阶部。另外，也可以是一种绝缘性素体由磁性材料来构成的形态。再有，也可以是一种在与连接部相同的层内具备低导磁率层的形态。
附图说明
图1是本发明的实施方式所涉及的层叠线圈部件的概略立体图。
图2是表示图1所表示的层叠线圈部件的绝缘性素体内部结构的概略立体图。
图3是沿着图2所表示的绝缘性素体的III-III线的截面图。
图4是表示图1所表示的层叠线圈部件的层叠结构一部分的示意图。
图5是表示图1所表示的层叠线圈部件的线圈部与连接部的位置关系的示意图。
具体实施方式
以下是参照附图并就本发明的实施方式进行详细说明。还有，在说明过程中将相同符号标注于相同要素或者具有相同功能的要素，并省略重复的说明。
首先，参照附图1、2并就本发明的实施方式所涉及的层叠线圈部件1的全体结构作如下说明。
层叠线圈部件1如图1所示由具有大致长方体形状的外形的绝缘性素体10、形成于其内部的线圈20构成。另外，层叠线圈部件1如图2所示具有包含层L1～L20的层叠结构。还有，在绝缘性素体10的相对的一对端面10a,10b上设置外部端子电极12A,12B。层叠线圈部件1作为一个例子是以长度为2.0mm和短边为1.6mm以及高度为0.9mm的尺寸来设计的。
为了便于说明起见，如图所示设定XYZ坐标。即，将层叠线圈部件1的层叠方向设定为Z方向，将设置有外部端子电极的端面10a,10b的相对方向设定为X方向，将垂直于Z方向和X方向的方向设定为Y方向。
绝缘性素体10是由磁性材料构成，并且能够由铁氧体(例如Ni-Cu-Zn类铁氧体、Ni-Cu-Zn-Mg类铁氧体、Cu-Zn类铁氧体)或金属磁性材料(Fe、Fe-Si、Fe-Si-Cr、Fe-Si-Al合金等)、金属和铁氧体的复合化材料来进行构成。构成层叠线圈部件1的层L1～L20中最上层L1以及最下层L20两层覆盖层全体是由磁性材料构成。另外，其他层也是除了形成有线圈20的部分和后面所述的形成有低导磁率层29的部分之外，是由磁性材料构成。
线圈20是由被层叠的多层金属层构成。作为金属层的材料并没有特别的限定，但是能够使用Ag、Cu、Au、Al、Pd、Pd/Ag合金等。在金属层中也可以添加Ti化合物、Zr化合物、Si化合物等。像这样的金属层能够用印刷法或薄膜生长法来形成。线圈20如图3所示具有延伸至设置有外部端子电极的一方端面10a的外部端子电极12A、延伸至设置有外部端子电极的另一方端面10b的外部端子电极12B。
线圈20如图3,4所示包括构成线圈1匝的量的多个线圈部22、连接线圈部22彼此的多个连接部28。然后，同一个形状的线圈部22和同一个形状的连接部28在层叠方向上交替排列。还有，本实施方式中的线圈部22的任一个都是由上线圈层23以及下线圈层24的2层金属层构成，连接部28的任一个都是由1层金属层构成。作为一个例子，上线圈层23的厚度为43μm，下线圈层24的厚度为20μm，连接部28的厚度为18μm。
在此，线圈部22从层叠方向来看所具有的形状为一部分具有分断部25的大致环状，也可以是如图4所表示的C字状。于是，线圈部22具有由夹住分断部25并且关于分断部25相对的第1端部22a以及第2端部22b构成的端部对。
但是，上线圈层23上的分断部25的位置与下线圈层24上的分断部25的位置因为在第1端部22a与第2端部22b的相对方向(即X方向)上错位，所以台阶部26被形成于各个端部22a,22b的端面。更加具体地来说在第1端部22a上通过上线圈层23比下线圈层24更向分断部25侧延伸突出从而形成台阶部26。相反，在第2端部22b上通过下线圈层24比上线圈层23更向分断部25侧延伸突出从而形成台阶部26。
于是，连接部28被配置于与线圈部22的分断部25的位置对应的位置，并且具有沿着端部对22a,22b的相对方向(即分沿着割部25的形状)进行延伸的长方形状。连接部28连接在层叠方向上进行上下邻接的线圈部22彼此。即，连接部从层叠方向来看是被配置于环状的线圈形成区域内，由此能够确保线圈内径充分大。
包含连接部28的层L3、L6、L9、L12、L15、L18除了连接部28之外还包含由导磁率低的材料(例如非磁性材料)构成的低导磁率层29。更加详细地来说在包含连接部28的一部分层(L3、L9、L15)上形成与线圈部22相同的C字状的低导磁率层29，在包含连接部28的其他层(L6、L12、L18)上将低导磁率层29形成于形成有连接部28的区域的剩余区域的整体。由这些低导磁率层29而形成磁隙，由此就能够谋求到直流重叠特性的提高。
接着，参照图5并就线圈部与连接部的位置关系作更加详细的说明。图5是平行于线圈部22的端部对22a,22b相对的相对方向(X方向)的纵截面(X-Z截面)，将第1端部22a的层叠方向上的上端位置设定为a点，将下端位置设定为b点，将第2端部22b的层叠方向上的上端位置设定为c点，将下端位置设定为d点。还有，对应于必要也将图5所表示的2个线圈部22中的上侧的线圈部22称之为第1线圈部22A并且也将下侧的线圈部22称之为第2线圈部22B。
如图5所示关于线圈部22(第1线圈部22A)的端部22a,22b的相对方向，从第1端部22a侧按b点、a点、d点、c点这个顺序不重叠地进行排列。
第1端部22a的上端位置a点处于上侧的连接部28上，第1端部22a与上侧的连接部28相连接。第1端部22a的下端位置b点处于比下侧的连接部28来得后退的位置，第1端部22a不与下侧的连接部28相连接。
第2端部22b的上端位置c点处于比上侧的连接部28来得后退的位置，第2端部22b不与上侧的连接部28相连接。第2端部22b的下端位置d点处于下侧的连接部28上，第2端部22b与下侧的连接部28相连接。
还有，关于相对方向的连接部28的长度D是以成为大于第1端部22a的上端位置a点与第2端部22b的下端位置d点的间隔距离D1并且成为小于第1端部22a的下端位置b点与第2端部22b的上端位置c点的间隔距离D2的形式被设计的。
于是，如图5所示下侧的第2线圈部22B的端部对22a,22b的形状与上侧的第1线圈部22A的端部对22a,22b的形状相同。另外，第2线圈部22B的端部对22a,22b从层叠方向来看是处于与第1线圈部22A的端部对22a,22b相同的位置。还有，不仅仅是第1线圈部22A以及第2线圈部22B，关系到其他线圈部22也具有相同形状的端部对22a,22b并且从层叠方向看在相同位置具有该端部对22a,22b。另外，各个端部对22a,22b因为是相同的形状，当然对于被夹在各个端部对22a,22b的各个分断部25来说也成为相同的形状。
再有，如图4、5所示既是关于构成线圈20的多个连接部28各自也是从层叠方向看具有相同形状(即长方形状)并处于相同位置。
如同以上所述，在层叠线圈部件1中具有相同形状的端部对22a,22b的线圈部22和相同形状的连接部28在层叠方向上交替排列，任一个线圈部22以及连接部28都具有相同的位置关系。即，各个连接部28通过连接层叠方向上的上侧的第1线圈部22A的第2端部22b、层叠方向上的下侧的第2线圈部22B的第1端部22a，从而在层叠方向上连接上下邻接的线圈部22彼此。由如此连接就构成了沿着层叠方向被卷绕并且电流在上下邻接的各个线圈部22以同一旋转方向进行流动的线圈20。
如同以上所说明那样在层叠线圈部件1中，第1线圈部22A以及第2线圈部22B的两端部对22a,22b从层叠方向来看即使是相同位置并且是相同形状，连接部28在层叠方向上侧也只连接于第1线圈部22A的第2端部22b，并且在层叠方向下侧也只连接于第2线圈部22B的第1端部22a。因此，即使进一步将连接部28设置于第1线圈部22A的上侧或第2线圈部22B的下侧也能够构成不互相错开连接部28各自的位置并且沿着层叠方向被卷绕的线圈20。
因此，在层叠线圈部件1中，能够以完全相同的形状来设计多个线圈部22各自的全体形状，因此，能够减少线圈部22的种类数并且能够谋求到削减如目前那样伴随于准备多种类导体图形的功夫或时间。
另外，在层叠线圈部件1中，因为连接部28从层叠方向来看是被配置于线圈形成区域内，所以能够确保大的线圈内径并且由此能够实现高的的线圈特性(例如电感或Q值)。
再有，在层叠线圈部件1中，就连接部28而言因为上下邻接的线圈部22彼此不重叠，所以连接部28上的厚度增加被抑制。因此，也能够谋求到抑制在连接部28周边产生大的内部应力。
以上所述的层叠线圈部件1例如是考虑了在使用印刷法来进行制作的情况下从最下层L20按顺序重复印刷一层一层往上叠加的方法。在此情况下，线圈部22等的截面被认为不是如图3、5所表示的那样的有角的轮廓而是成为平滑弯曲的轮廓。
或者，将多层(例如3层，L3～5)作为一个单元来作个别设置，通过使多个单元重合从而制作层叠线圈部件1也是可能的。在此情况下，与由印刷来一层一层往上叠加的制造方法相比较相对能够高效率地制作层叠线圈部件1。
还有，层叠线圈部件并不限定于以上所述的实施方式，能够各种各样地进行变形。
例如，线圈部的平面形状除了矩形环状之外也可以是圆环状和椭圆环状等。另外，各个线圈部如果至少端部对的形状为相同形状的话则全体形状也可以不是完全相同的形状。再有，线圈部并不一定有必要构成1匝的量，例如也可以是1/2匝的量和1/4匝的量等。另外，线圈部并不一定有必要是2层结构，也能够做成单层结构或3层以上的多层结构。层叠线圈部件的层叠数能够对应于必要作适当增减。
在线圈部的各个端部的端面上并不一定有必要设置台阶部，例如也可以将该端面做成就层叠方向而言进行倾斜的斜面。
另外，连接部从层叠方向来看并不一定有必要在一个方向上进行延伸的形状，也可以是曲折的形状或弯曲的形状。例如，在线圈部的平面形状为多角环状的时候通过使用曲折的形状或弯曲的形状的连接部，从而就能够在对应于线圈部的角部的位置上连接上下线圈部。
Claims (10)
1.一种层叠线圈部件，其特征在于：
是具有层叠结构并且在绝缘性素体的内部包含线圈的层叠线圈部件，
具备：
第1线圈部，构成所述线圈的一部分并在构成所述层叠结构的层内延伸，具有分断部和由夹住该分断部的第1端部以及第2端部构成的端部对；
第2线圈部，构成所述线圈的一部分并在构成所述层叠结构的层内延伸，且位于所述第1线圈部的层叠方向下侧，并且从层叠方向看在与所述第1线圈部相同的位置上具有与所述第1线圈部的所述分断部以及所述端部对相同形状的分断部以及端部对；以及
层状的连接部，介于所述第1线圈部与所述第2线圈部之间并沿着所述第1线圈部的分断部的形状延伸从而连接所述第1线圈部和所述第2线圈部,
所述第1线圈部以及所述第2线圈部的所述端部对中，所述第1端部的层叠方向上的上侧部分比下侧部分更向所述第2端部侧延伸突出，并且所述第2端部的层叠方向上的下侧部分比上侧部分更向所述第1端部侧延伸突出，
所述连接部在层叠方向上侧仅连接于所述第1线圈部的所述端部对中的所述第2端部，并且在层叠方向下侧仅连接于所述第2线圈部的所述端部对中的所述第1端部，
在所述连接部，所述第1线圈部和所述第2线圈部不重叠。
2.如权利要求1所述的层叠线圈部件，其特征在于：
具备：
多个线圈部，构成所述线圈的一部分并在构成所述层叠结构的层内延伸，并且从层叠方向看在与所述第1线圈部相同的位置上具有与所述第1线圈部的所述分断部以及所述端部对相同形状的分断部以及端部对；以及
与所述多个线圈部交替排列且从层叠方向看位于与所述连接部相同的位置并且是与所述连接部相同的形状的多个连接部，
所述连接部仅连接于位于层叠方向上侧的所述线圈部的端部对中的所述第2端部，并且仅连接于位于层叠方向下侧的所述线圈部的端部对中的所述第1端部。
3.一种层叠线圈部件，其特征在于：
是具有层叠结构并且在绝缘性素体的内部包含线圈的层叠线圈部件，
具备：
第1线圈部，构成所述线圈的一部分并在构成所述层叠结构的层内延伸，并且具有由仅隔开规定长度而互相相对的第1端部以及第2端部构成的端部对；
第2线圈部，构成所述线圈的一部分并在构成所述层叠结构的层内延伸且位于所述第1线圈部的层叠方向下侧，并且从层叠方向看在与所述第1线圈部相同的位置上具有与所述第1线圈部的所述端部对相同形状的端部对；以及
层状的连接部，介于所述第1线圈部与所述第2线圈部之间并沿着所述端部对的相对方向延伸，从而连接所述第1线圈部和所述第2线圈部,
关于所述第1线圈部以及所述第2线圈部的各个所述端部对，在平行于所述端部对的相对方向的纵截面上，将所述第1端部的层叠方向上的上端位置设定为a点，下端位置设定为b点，将所述第2端部的层叠方向上的上端位置设定为c点，下端位置设定为d点，此时，
在所述相对方向上，从第1端部侧按b点、a点、d点、c点的顺序不重叠地排列，
在所述相对方向上，所述连接部的长度D大于a点与d点的间隔距离并且小于b点与c点的间隔距离，
所述连接部在层叠方向上侧仅连接于所述第1线圈部的所述端部对中的所述第2端部并且在层叠方向下侧仅连接于所述第2线圈部的所述端部对中的所述第1端部。
4.如权利要求3所述的层叠线圈部件，其特征在于：
具备：
多个线圈部，构成所述线圈的一部分并在构成所述层叠结构的层内延伸，并且从层叠方向看在与所述第1线圈部相同的位置上具有与所述第1线圈部的所述端部对相同形状的端部对；以及
与所述多个线圈部交替排列且从层叠方向看位于与所述连接部相同的位置并且是与所述连接部相同的形状的多个连接部，
所述连接部仅连接于位于层叠方向上侧的所述线圈部的端部对中的所述第2端部，并且仅连接于位于层叠方向下侧的所述线圈部的端部对中的所述第1端部。
5.如权利要求1～4中任意一项所述的层叠线圈部件，其特征在于：
在所述第1端部以及所述第2端部中的至少一方的端面上形成台阶部。
6.如权利要求1～4中任意一项所述的层叠线圈部件，其特征在于：
所述绝缘性素体由磁性材料构成。
7.如权利要求1～4中任意一项所述的层叠线圈部件，其特征在于：
在与所述连接部相同的层内具备低导磁率层。
8.如权利要求5所述的层叠线圈部件，其特征在于：
所述绝缘性素体由磁性材料构成。
9.如权利要求5所述的层叠线圈部件，其特征在于：
在与所述连接部相同的层内具备低导磁率层。
10.如权利要求6所述的层叠线圈部件，其特征在于：
在与所述连接部相同的层内具备低导磁率层。
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