CN107045915A - 线圈部件 - Google Patents

Abstract

本发明通过提供更薄的磁性顶板，从而实现线圈部件的进一步的薄型化。本发明的线圈部件具备：具有卷芯部(21)以及设置于其两端的凸缘部(22、23)的鼓形芯(20)；卷绕于卷芯部(21)的绕线(W)；分别设置于凸缘部(22、23)，并且接线于上述绕线(W)的端部的端子电极(E1～E4)；固定于凸缘部(22、23)，并且由通过在粘合剂树脂中混合具有扁平形状的金属软磁性粉而得到的含磁性粉树脂所构成的磁性顶板(30)。通过本发明，由于使用了具有扁平形状的金属软磁性粉作为磁性粉，因此，即便是在将磁性顶板的厚度降低至比以前更薄的情况下，也能够确保高的磁特性和屏蔽效果。由此，能够实现线圈部件的进一步的薄型化。

Description

线圈部件

技术领域

本发明涉及线圈部件，尤其涉及使用了鼓形芯的线圈部件。

背景技术

使用了鼓形芯的线圈部件与使用了环形芯(toroidal core)的线圈部件不同，由于能够在印刷基板上进行表面安装，因此广泛使用于智能手机等的便携性电子设备中。另外，使用了鼓形芯的线圈部件厚度薄，因此也有助于便携型电子设备的薄型化。

然而，在近些年来，对于便携型电子设备追求进一步的薄型化，为了实现该目的对于使用了鼓形芯的线圈部件也要求进一步的薄型化。作为使线圈部件薄型化的方法之一，通常考虑去除粘结于鼓形芯的磁性顶板的方法，但是在这种情况下磁通的泄漏增多，有可能对天线等其它的电路产生不良影响。而另一方面，由铁氧体做成的磁性顶板是脆的，因此如果使其厚度降低则其强度就不足，有可能在安装时或者实际使用时发生破损。

为了解决这样的问题，作为磁性顶板的材料可以不使用铁氧体而使用具有可挠性的含磁性粉的树脂。由于即便降低含磁性粉树脂的厚度其也能够保持一定程度的强度，因此如果使用含磁性粉树脂作为磁性顶板的材料，就能够实现薄型化并且能够抑制磁通的泄漏。作为使用了含磁性粉树脂作为磁性顶板的材料的例子，可以列举专利文献1和2中记载的线圈部件。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利文献特开平9-219318号公报

专利文献2：日本专利文献特开2004-363178号公报

发明内容

发明想要解决的技术问题

含磁性粉树脂可以通过将在粘合剂树脂中混合了磁性粉的混合溶液涂布于基膜等基体材料上来制作。然而，通常的磁性粉具有球形或者近似于球形的形状，因此，为了得到充分的磁特性而需要一定程度的厚度。因此，难以大幅度地降低由含磁性粉树脂构成的磁性顶板的厚度，并且难以实现足够的薄型化。

因此，本发明目的在于通过提供更薄的磁性顶板，从而实现线圈部件的进一步的薄型化。

解决技术问题的手段

根据本发明的线圈部件，其特征在于，具备：鼓形芯，其具有卷芯部以及设置于上述卷芯部的两端的第一凸缘部和第二凸缘部；绕线，其卷绕于上述卷芯部；端子电极，其分别设置于上述第一凸缘部和第二凸缘部，并且接线于上述绕线的端部；磁性顶板，其固定于上述第一凸缘部和第二凸缘部，并且由通过在粘合剂树脂中混合具有扁平形状的金属软磁性粉而得到的含磁性粉树脂构成。

根据本发明，由于使用了具有扁平形状的金属软磁性粉作为磁性粉，因此，即便是在比以前降低了磁性顶板的厚度的情况下，也可以确保高的磁特性并且能够确保屏蔽效果。由此，可以实现线圈部件的进一步的薄型化。

在本发明中，上述磁性顶板中，从厚度方向观察的上述金属软磁性粉存在的区域的比例优选为从厚度方向观察的整体面积的80％以上。由此，即便是在降低了磁性顶板的厚度的情况下，也能够充分抑制磁通的泄露。

该情况下，进一步优选：磁性顶板包含占据上述整体面积的10％的比例的外周区域和被上述外周区域所包围的中央区域，在上述中央区域中，从厚度方向观察的上述金属软磁性粉存在的区域的比例为上述中央区域的面积的95％以上。由于磁性顶板的外周区域主要是在加工时金属软磁性粉会发生脱落，因此，金属软磁性粉的存在比例有降低的倾向，但是，即便是在这种情况下，通过使中央区域的95％以上被金属软磁性粉覆盖，就能够充分地抑制磁通的泄露。

发明的效果

根据本发明，由于通过比以前更薄的磁性顶板也能够确保高的磁特性，所以能够实现线圈部件的进一步的薄型化。

附图说明

图1是从斜方向观察由本发明的优选实施方式得到的线圈部件10的上表面的立体图。

图2是从安装面观察线圈部件10的俯视图。

图3是用于说明磁性顶板30的结构的示意截面图。

图4是用于说明磁性顶板30中所含的磁性粉35的形状的示意图。

图5是从z方向上观察磁性顶板30的透视图。

图6是用于说明磁性顶板30的外周区域30A和中央区域30B的俯视图。

图7是用于说明制作在基膜F的表面上涂布了含磁性粉树脂R的薄片S的方法的示意图。

图8是用于说明线圈部件10的制造方法的工序图。

符号说明

10 线圈部件

20 鼓形芯

21 卷芯部

22、23 凸缘部

30 磁性顶板

30A 外周区域

30B 中央区域

31 磁性顶板的下表面

32 磁性顶板的上表面

34 粘合剂树脂

35 金属软磁性粉

40 粘结剂

E1～E4 端子电极

F 基膜

R 含磁性粉树脂

S 薄片

W 绕线

具体实施方式

以下，参照附图详细说明本发明的优选实施方式。

图1和图2是表示根据本发明的优选实施方式的线圈部件10的外观的图，并且，图1是从斜方向观察了上表面的立体图，图2是从安装面观察的俯视图。

如图1和图2所示，根据本实施方式的线圈部件10具备鼓形芯20以及磁性顶板30。鼓形芯20具有以x方向作为轴方向的卷芯部21、设置在卷芯部21的x方向上的两端的第一凸缘部22和第二凸缘部23。鼓形芯20由铁氧体等磁导率高的陶瓷材料构成，并且具有卷芯部21和凸缘部22、23被一体化了的结构。

卷芯部21上卷绕有2根绕线W，并且这些绕线W的两端接线于设置在凸缘部22和23的端子电极E1～E4。在本实施方式中，在一个凸缘部22上形成有端子电极E1、E2，并且在另一个凸缘部23上形成有端子电极E3、E4。端子电极E1～E4连续地形成于构成安装面的凸缘部22、23的xy面、位于安装面的相反侧并且构成上表面的凸缘部22、23的xy面、以及构成外侧面的凸缘部22、23的yz面。本实施方式中，设置于凸缘部22、23的上表面的端子电极E1～E4上接线有绕线W，但是也可以将绕线W接线于设置在凸缘部22、23的安装面上的端子电极E1～E4。在这种情况下，没有必要在凸缘部22、23的上表面上设置端子电极E1～E4。

对于本实施方式的线圈部件10的用途没有特别的限定，可以是电感用的通用线圈部件，也可以是用于特定的用途，例如，共模滤波器用、脉冲变压器用、平衡-不平衡变换器(Balance-unbalance transformers)用等的线圈部件。因此，对于卷绕于卷芯部21的绕线W的根数、卷绕圈数、卷绕方向、卷绕方法等没有特别的限定。对于线圈部件10的尺寸也没有特别的限定，但是x方向上的长度为1.6mm左右，y方向上的宽度为1.0mm左右，z方向上的高度为0.55mm～0.65mm左右。

如图1所示，构成凸缘部22、23的上表面的xy面上经由粘结剂40固定有磁性顶板30。磁性顶板30由通过在粘合剂树脂中混合具有扁平形状的金属软磁性粉而得到的含磁性粉树脂构成，并且具有比通常的树脂更高的磁导率。并且，磁性顶板30以跨过卷芯部21的方式固定于凸缘部22、23的上表面，因此，通过鼓形芯20以及磁性顶板30构成闭合磁路。因此，与使用仅由树脂构成的顶板的情况相比磁通的泄漏变少，并且能够降低对其它电路、例如天线电路等的磁影响。另外，磁性顶板30在安装于印刷基板上时，还可以作为处理用的吸附面来予以利用。

如上所述，构成磁性顶板30的含磁性粉树脂是在粘合剂树脂中混合具有扁平形状的金属软磁性粉而得到的树脂。其中，粘合剂树脂优选以丙烯酸酯共聚物作为主链并且含有由氨基甲酸酯键(urethane bond)构成的交联结构。另一方面，金属软磁性粉具有扁平形状，并且以其主平面成为xy平面的方式混合于粘合剂树脂中。换而言之，以具有扁平形状的金属软磁性粉的厚度方向成为z方向的方式混合于粘合剂树脂中。由此，即便是在降低磁性顶板30的厚度的情况下，也可以提高x方向上的磁导率并且具有扁平形状的金属软磁性粉还可以作为电磁屏蔽发挥作用，其中，x方向是通过磁性顶板30的磁通的方向。

图3是用于说明磁性顶板30的结构的示意截面图。

如图3所示，磁性顶板30具有粘结于凸缘部22、23的下表面31和位于下表面31的相反侧的上表面32。在磁性顶板30的内层部中，具有扁平形状的金属软磁性粉35基本均匀地分布于粘合剂树脂34内。由于金属软磁性粉35具有厚度方向为z方向的扁平形状，因此，多片金属软磁性粉35在z方向上重叠。因此，即便是在使磁性顶板30的厚度降低的情况下，从z方向上观察的整体面积的全部基本上都被金属软磁性粉35覆盖。

图4是用于说明磁性顶板30中所含的金属软磁性粉35的形状的示意图。

如图4所示，金属软磁性粉35具有在xy方向上扁平的形状。图4所示的金属软磁性粉35具有以x方向作为长边方向的形状，但是金属软磁性粉35的形状不限定于于此。这样，通过使用xy方向上扁平的金属软磁性粉作为金属软磁性粉35，能够得到在x方向上的高磁导率，其中，x方向为通过磁性顶板30的磁通的方向。

图5是从z方向上观察了磁性顶板30的透视图，并且将不存在金属软磁性粉35的部分全部涂黑。

如图5所示，可知从z方向透视地观察磁性顶板30时，整体面积的全部基本上都被金属软磁性粉35覆盖。但是，粘合剂树脂中的金属软磁性粉35的位置是无规的，因此，根据磁性顶板30的厚度或者金属软磁性粉35的密度，从z方向观察时可能会存在少许的不存在金属软磁性粉35的区域(图5中所示的黑区域)。即便是在该情况下，只要从z方向观察的存在金属软磁性粉35的区域的比例为整体面积的80％以上，就能够确保充分的磁特性和屏蔽效果。

磁性顶板30中的金属软磁性粉35的密度根据平面位置而变化。例如，如图6所示，在将属于距离磁性顶板30的外周端规定的距离范围，并且占据整体面积的10％的比例的区域定义为外周区域30A，并且将被外周区域30A所包围的区域定义为中央区域30B的情况下，外周区域30A中的金属软磁性粉35的密度有可能变得低于中央区域30B中的金属软磁性粉35的密度。这是主要是由于在加工时金属软磁性粉35的一部分从磁性顶板30的外周区域30A脱落的缘故。因为这样的金属软磁性粉35的不均匀的存在，使得从z方向观察的存在金属软磁性粉35的区域的比例有可能降低，但是，即便是在这样的情况下，只要中央区域30B的95％以上被金属软磁性粉覆盖，就能够确保充分的磁特性和屏蔽效果。

虽然没有特别的限定，但是优选磁性顶板30的z方向上的厚度为100μm以下，并且进一步优选为75μm以下，特别优选为60μm左右。通过将磁性顶板30的厚度做成100μm以下，能够使线圈部件10整体的z方向上的高度薄型化。在将磁性顶板的厚度降低至100μm以下的情况下，如果使用铁氧体则有可能因为强度不足而产生破损，但是如果使用在粘合剂树脂34中混合了扁平的金属软磁性粉35的磁性顶板30，则即便将厚度降低至100μm以下也不会产生破损等。另外，即便将厚度降低至100μm以下，与使用了具有球形或者接近于球形的形状的磁性粉的情况相比，也能够确保高的磁特性。对于磁性顶板30的厚度的下限没有特别的限定，但是优选为30μm以上。这是因为，如果将磁性顶板30的厚度降低至小于30μm，则强度不足，并且难以确保足够的磁特性。为了充分抑制磁通的泄漏，优选磁性顶板30的磁导率为30以上。

对于磁性顶板30中使用的粘合剂树脂，要求具有规定的可挠性、耐热性以及强度。需要可挠性以及强度的理由是为了即便在将磁性顶板30的厚度降低至例如100μm以下的情况下也不使其产生破损的缘故，而需要耐热性的理由是为了在回流焊时不使其产生变形等的缘故。因此，强度虽高但可挠性却低的材料或者可挠性虽高但耐热性却低的材料是不合适的。回流焊的温度为260℃左右，因此有必要使用至少在该温度下不会产生变形的粘合剂树脂。

考虑到这些因素，在本实施方式中，使用了以丙烯酸酯共聚物作为主链并且含有由氨基甲酸酯键(urethane bond)构成的交联结构的粘合剂树脂。对于其组成不特别限定，但是优选丙烯酸酯共聚物至少含有丙烯酸乙酯的共聚结构以及丙烯酸丁酯的共聚结构。这是因为，能够通过丙烯酸乙酯的共聚结构确保高的强度，并且通过丙烯酸丁酯的共聚结构赋予可挠性。另外，丙烯酸酯共聚物优选进一步包含丙烯腈的共聚结构。这是因为，通过含有丙烯腈的共聚结构可以提高耐热性以及强度。

磁性顶板30可以通过以下方法制作。首先，准备粘合剂溶液，该粘合剂溶液是将以具有羟基或者羧基作为官能团的丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯以及丙烯腈作为主要单体的溶质溶解于甲乙酮等的有机溶剂中而得到的，并且在该粘合剂溶液中混合扁平的金属软磁性粉以及固化剂，从而调制混合溶液。作为固化剂，优选使用异氰酸酯。作为异氰酸酯，例如优选使用芳香族异氰酸酯或在结构中含有三嗪环的异氰酸酯等，进一步优选在一个分子中具有多个异氰酸酯基的异氰酸酯。由此，丙烯酸酯共聚物中作为官能团具有的羟基或者羧基与异氰酸酯发生反应而形成交联结构。另外，还可以进一步混合磁性粉以外的填料，例如滑石粉、云母等。

接下来，如图7所示，将上述混合溶液涂布于基膜F上并加热，从而一边进行混合溶液中的溶剂的干燥以及粘合剂树脂的固化一边用辊进行卷取。可以通过在将混合溶液涂布于基膜F上时施加磁场，从而使磁性粉在规定方向上取向。由此，可以得到在基膜F的表面上涂布有含磁性粉树脂R的薄片S。作为基膜F，可以使用PET膜。在此，优选固化后的含磁性粉树脂中的磁性粉的含有比率为50～90重量％。这是因为，如果磁性粉的含有比率小于50重量％则不能得到足够的磁导率，而如果超过90重量％则磁性粉从磁性顶板30的切割面上脱落的可能性提高。如果使用这样的涂布方法，则扁平的金属软磁性粉的主平面自然地与基膜F的主面平行。

接下来，如图8(a)所示，通过模具将薄片S冲切成磁性顶板30的平面形状。接下来，如图8(b)所示在冲切出来的部分上涂布环氧系的粘结剂40之后，如图8(c)所示粘结卷绕有绕线W的鼓形芯20。然后，将粘结有磁性顶板30的鼓形芯20从薄片主体分离，剥离基膜F，从而完成由本实施方式得到的线圈部件10。

如上所述，本实施方式所涉及的线圈部件10中，作为磁性顶板30的材料使用了将具有扁平形状的金属软磁性粉35混合于粘合剂树脂中而得到的含磁性粉树脂，因此，即便是在降低了磁性顶板30的厚度的情况下，也能够确保高的磁特性和屏蔽效果。

以上，针对本发明的优选实施方式进行了说明。但是，本发明不限定于上述实施方式，可以在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种改变，并且这些显然也包含于本发明的范围内。

Claims (3)

1.一种线圈部件，其特征在于，

具备：

鼓形芯，其具有卷芯部以及设置于所述卷芯部的两端的第一凸缘部和第二凸缘部；

绕线，其卷绕于所述卷芯部；

端子电极，其分别设置于所述第一凸缘部和所述第二凸缘部，并且接线于所述绕线的端部；以及

磁性顶板，其固定于所述第一凸缘部和所述第二凸缘部，并且由通过在粘合剂树脂中混合具有扁平形状的金属软磁性粉而得到的含磁性粉树脂构成。

2.如权利要求1所述的线圈部件，其特征在于，

所述磁性顶板中，从厚度方向观察的所述金属软磁性粉存在的区域的比例为从厚度方向观察的整体面积的80％以上。

3.如权利要求2所述的线圈部件，其特征在于，

所述磁性顶板包含占据所述整体面积的10％的比例的外周区域和被所述外周区域所包围的中央区域，

所述中央区域中，从厚度方向观察的所述金属软磁性粉存在的区域的比例为所述中央区域的面积的95％以上。