CN107452492B - 线圈部件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种在使用在多相SW稳压器时能够缩小线圈的波动电流的线圈部件。线圈部件具有2N个(N为2以上的整数)线圈。2N个线圈构成为形成N组线圈对。在将构成N组线圈对之一的第一线圈以及第二线圈以外的线圈设为其他线圈时,第一线圈与第二线圈的磁耦合比第一线圈与其他线圈的磁耦合强。

Description

线圈部件
技术领域
本发明涉及线圈部件以及具备该线圈部件的开关稳压器。
背景技术
以往,作为线圈部件,公知有US6362986B1(专利文献1)所记载的线圈部件。该线圈部件具有多个(N个)线圈,上述线圈通过共用的磁芯而负磁耦合(以下,有时简记为“负耦合”),励磁电感比漏电感的约3倍大。这表示漏电感小即线圈彼此较强地负耦合。另外,该线圈部件在N大于3的情况下,通过在共用的磁芯卷绕线圈使全部的线圈较强地负耦合。特别是在该线圈部件中,公开了与各线圈最强地负耦合的线圈至少存在2个以上的结构。该线圈部件在多相开关稳压器(以下,记载为“多相SW稳压器”)的输出电压平滑电路中使用。在多相SW稳压器中,为了缩小向平滑电容器输入的波动电压,若将输入至各线圈的脉冲信号的周期(导通迁移彼此的间隔)以相位表示为360°,则上述脉冲信号以具有360°/N的相位差的方式输入至各线圈。此外,在无负载变动的定常状态中,脉冲信号的占空比恒定,另外,该占空比在脉冲信号间为相同的值。
专利文献1:US6362986B1
在上述现有的线圈部件中,例如若N=2,则两个线圈输入有相位差180°的脉冲信号。这里,若脉冲信号的占空比为50%,则一个线圈中输入的脉冲信号处于接通(ON)状态的期间(接通期间)成为另一个线圈中输入的脉冲信号处于断开(OFF)状态的期间(断开期间)。此时,在一个线圈中,电流增加,在另一个线圈中,电流减少,但由于上述线圈通过磁芯而负耦合,所以因该电流变化引起的磁芯中的磁通的变化为相同方向且彼此互相增强。因此,磁芯中的磁通的变化率大于两个线圈未磁耦合(以下,有时简记为“无耦合”)情况下的磁芯中的磁通的变化率,各线圈的有效电感大于无耦合的情况。由此,一个线圈中的电流的增加率降低,并且另一个线圈中的电流的减少率降低,各线圈中的波动电流小于无耦合的情况。特别地,在两个线圈的耦合系数为-1时,波动电流为0,在各线圈流动着直流电流。此外,在本申请中,“波动电流”是指在各线圈流动的电流(线圈电流)的最大值与最小值的差(Ipp)。另外,在平滑电容器的电容相对于减少的波动充裕的情况下,通过缩小各线圈的电感能够实现过渡响应速度的提高。
然而,本申请的发明人发现:在上述现有的线圈部件中,存在以下那样的问题。例如,根据线圈的数(N)、脉冲信号的占空比,有时存在输入的脉冲信号处于接通状态的线圈同时存在2个以上的期间(同时接通期间)。在同时接通期间,在该2个以上的线圈中,电流增加,但在上述现有的线圈部件中,该2个以上的线圈负耦合,该两个线圈的电流变化引起的磁芯中的磁通的变化为相反方向,彼此互相抵消。并且,在上述现有的线圈部件中,该2个以上的线圈的负耦合较强,互相抵消的磁通的量大,因此在同时接通期间,存在磁芯中的磁通的变化率小于无耦合的情况的可能性。此时,与无耦合的情况相比,各线圈的有效电感变小,从而各线圈中的电流的变化率变大,存在波动电流变大的可能性。这在同时断开期间即输入的脉冲信号处于断开状态的线圈同时存在2个以上的期间也同样。因此,若像上述现有的线圈部件那样,全部的线圈较强地负耦合(与各线圈最强地负耦合的线圈至少存在2个以上),则存在波动电流变大的可能性。
发明内容
因此,本发明的课题在于提供在使用在多相SW稳压器时能够缩小线圈的波动电流的线圈部件以及具备该线圈部件的开关稳压器。
对于本发明的一实施方式的线圈部件而言,
具有2N个(N为2以上的整数)的线圈,
上述2N个线圈构成为形成N组线圈对,
在将构成上述N组线圈对之一的第一线圈以及第二线圈以外的线圈设为其他线圈时,上述第一线圈与上述第二线圈的磁耦合比上述第一线圈与上述其他线圈的磁耦合强。
这里,在线圈部件内串联连接的线圈视为一个线圈。“第一线圈与第二线圈的磁耦合比第一线圈与其他线圈的磁耦合强”是指“第一线圈与第二线圈的耦合系数的绝对值比第一线圈与其他线圈的耦合系数的绝对值大”。
根据上述实施方式的线圈部件,成对的第一线圈与第二线圈的磁耦合比第一线圈与其他线圈的磁耦合强。由此,上述实施方式的线圈部件在使用在多相SW稳压器时,通过适当地选择输入至各线圈的脉冲信号,能够缩小第一线圈的波动电流。
另外,在线圈部件的一实施方式中,上述第一线圈与上述第二线圈的磁耦合比上述第二线圈与上述其他线圈的磁耦合强。
根据上述实施方式,在使用在多相SW稳压器时,通过适当地选择输入至各线圈的脉冲信号,能够缩小第二线圈的波动电流。
另外,在线圈部件的一实施方式中,上述成对的线圈彼此的磁耦合比不成对的上述线圈彼此的磁耦合中的任一者均强。
根据上述实施方式,在使用在多相SW稳压器时,通过适当地选择输入至各线圈的脉冲信号,能够缩小各线圈的波动电流。
另外,在线圈部件的一实施方式中,在上述第一线圈与上述第二线圈沿进行负耦合以便彼此的磁通互相抵消的方向流动有电流。
根据上述实施方式,在第一线圈与第二线圈沿负耦合的方向流动有电流,因此在第一线圈以及第二线圈输入180°的相位差的信号时,能够缩小第一、第二线圈的波动电流。此外,“彼此的磁通互相抵消”例如是指磁通在线圈的内径部分等主要磁通密度高的位置互相抵消,在线圈的周边部分等磁通密度比较低的位置中,磁通也可以互相增强。
另外,在线圈部件的一实施方式中,
还具备沿第一方向层叠有多个绝缘层的基体,
上述2N个线圈分别由配置于上述基体的内部并且卷绕于上述绝缘层上的螺旋布线构成,
对于各个上述2N个线圈,若将比上述螺旋布线的最内周更靠内侧的部分设为该线圈的内径部分,
则从上述第一方向观察,上述第一线圈的内径部分的至少一部分与上述第二线圈的内径部分的至少一部分相互重叠。
根据上述实施方式,第一线圈的内径部分的至少一部分与第二线圈的内径部分的至少一部分相互重叠。由此,若第一线圈的磁通沿第一线圈的轴在第一线圈的内径部分产生,则该磁通通过第二线圈的内径部分。另外,若第二线圈的磁通沿第二线圈的轴在第二线圈的内径部分产生,则该磁通通过第一线圈的内径部分。因此,能够增强成对的第一线圈与第二线圈的磁耦合。此外,在本申请中,螺旋布线是指卷绕在绝缘层等平面上的曲线状的布线,如后述的实施方式所示,螺旋布线也包括匝数(卷绕数)不足1周的曲线状的布线。
另外,在线圈部件的一实施方式中,上述第一线圈的内径部分与上述其他线圈的内径部分彼此不重叠。
根据上述实施方式,能够削弱不成对的第一线圈与其他线圈的磁耦合。
另外,在线圈部件的一实施方式中,上述第一线圈与上述第二线圈沿不同的方向卷绕。
根据上述实施方式,能够使第一线圈与第二线圈容易地负耦合。此外,在本申请中,两个线圈沿不同的方向卷绕例如是指:从第一方向观察,在两个线圈各自中,两端向一方与另一方引出的情况下,从一方侧朝向另一方侧的卷绕方向不同。具体而言,例如是指如下状态,即从第一方向观察,在一个线圈从一方侧朝向另一方侧顺时针卷绕情况下,另一个线圈从一方侧朝向另一方侧逆时针卷绕。
另外,在线圈部件的一实施方式中,
在同一上述绝缘层上层叠有多个上述线圈,
该多个上述线圈沿相同的方向卷绕。
根据上述实施方式,层叠于同一绝缘层上的多个线圈沿相同的方向卷绕,因此在不成对的线圈组中,能够使磁耦合比较大且在同一绝缘层上邻接的线圈组容易地负耦合,能够进一步抑制各线圈的波动电流。
另外,在线圈部件的一实施方式中,上述2N个线圈全部沿相同的方向卷绕。
根据上述实施方式,2N个线圈全部沿相同的方向卷绕,因此能够缩小电气特性的偏差,并且能够使制造容易。另外,能够使成对的线圈容易地正耦合。
另外,在线圈部件的一实施方式中,相对于上述2N个线圈的上述螺旋布线位于上述第一方向两侧的上述绝缘层包括由磁性体粉以及树脂的复合材料构成的磁性树脂层。
根据上述实施方式,相对于螺旋布线位于第一方向两侧的绝缘层包括磁性树脂层,因此能够廉价地提供小型且较薄并能够确保适当的电感、耦合系数的线圈部件。
另外,在线圈部件的一实施方式中,
上述磁性体粉的平均粒径为0.5μm以上100μm以下,
上述磁性体粉相对于上述树脂被含有50vol%以上85vol%以下。
根据上述实施方式,磁性体粉的平均粒径为0.5μm以上100μm以下,因此能够使磁性树脂形成为小型的磁芯。另外,磁性体粉相对于树脂被含有50vol%以上85vol%以下,因此能够获得足够的导磁率,能够增强成对的线圈的磁耦合。
另外,在线圈部件的一实施方式中,
对于各个上述2N个线圈,还具备由磁性体粉以及树脂的复合材料构成的磁性树脂体,该磁性树脂体设置于该线圈的内径部分以及比该线圈的上述螺旋布线的最外周更靠外侧的位置,
上述磁性树脂层与上述磁性树脂体构成闭磁路。
根据上述实施方式,磁性树脂层与磁性树脂体构成闭磁路。由此,能够减少漏磁通,能够抑制噪声,并且既能够增强成对的线圈间的磁耦合又能够削弱不成对的线圈间的磁耦合。
另外,在线圈部件的一实施方式中,
上述第一线圈以及上述第二线圈分别由卷绕于多个上述绝缘层上的多个上述螺旋布线构成,
上述第一线圈与上述第二线圈之间的最短距离比上述第一线圈、上述第二线圈各自中的上述螺旋布线彼此之间的最短距离长。
根据上述实施方式,第一线圈与第二线圈之间的最短距离比各自的螺旋布线彼此之间的最短距离长,因此能够相对地提高施加不同电压的期间比较长的第一线圈与第二线圈之间的绝缘性,并能够提高可靠性。
另外,在线圈部件的一实施方式中,
在同一上述绝缘层上卷绕有多个上述线圈的上述螺旋布线,
该螺旋布线彼此的最短距离比该螺旋布线内的布线间隔长。
根据上述实施方式,卷绕于同一绝缘层上且相邻的螺旋布线之间的最短距离比螺旋布线内的布线间隔长,因此能够相对地提高存在施加不同电压的期间且相邻的线圈的卷绕于同一绝缘层上的螺旋布线间的绝缘性,能够提高可靠性。
另外,在线圈部件的一实施方式中,与上述螺旋布线接触的上述绝缘层由绝缘体粉以及树脂的复合材料构成。
根据上述实施方式,能够进一步提高螺旋布线内以及螺旋布线间的绝缘性。
另外,在线圈部件的一实施方式中,
上述第一线圈的一端与上述第二线圈的一端相对于上述第一线圈以及上述第二线圈向相同的一方侧引出,并且,上述第一线圈的另一端与上述第二线圈的另一端相对于上述第一线圈以及上述第二线圈向相同的另一方侧引出,
上述第一线圈以及上述第二线圈卷绕为在从上述一端朝向上述另一端流动有电流的情况下、彼此的磁通互相抵消。
根据上述实施方式,在输入脉冲信号以便成对的第一线圈与第二线圈负耦合时,能够使第一、第二线圈的输入端、输出端分别在相同侧一致。因此,能够使安装线圈部件的基板中的布线绕回更容易。
另外,在线圈部件的一实施方式中,上述第一线圈以及上述第二线圈各自的匝数、线圈布线长以及线圈截面积相同。
根据上述实施方式,第一线圈以及第二线圈各自的匝数、线圈布线长以及线圈截面积相同,因此能够缩小各线圈的电气特性的偏差。
另外,在线圈部件的一实施方式中,与上述第一线圈的上述一端连接的第一外部端子和与上述第二线圈的上述一端连接的第二外部端子相邻。
根据上述实施方式,第一外部端子与第二外部端子相邻,因此能够使线圈部件小型化。
另外,在开关稳压器的一实施方式中,具备:
上述线圈部件;
2N个开关部,它们与上述线圈部件的各线圈的一端侧分别连接,
平滑电路,其与上述线圈部件的各线圈的一端或另一端侧连接,
上述开关部对上述线圈部件的成对的线圈输入具有180°的相位差的信号。
根据上述实施方式,具有上述线圈部件,因此借助线圈的波动电流的减少,能够实现性能的提高、小型化。
根据本发明的线圈部件,成对的第一线圈与第二线圈的磁耦合比第一线圈与其他线圈的磁耦合强,因此在使用在多相SW稳压器时,通过适当地选择输入至各线圈的脉冲信号,能够缩小第一线圈的波动电流。
附图说明
图1是表示第一实施方式所涉及的线圈部件1的简略结构图。
图2是表示第二实施方式所涉及的线圈部件1A的立体图。
图3是线圈部件1A的分解立体图。
图4是图2的X-X剖视图。
图5A是对线圈部件1A的制法进行说明的说明图。
图5B是对线圈部件1A的制法的第二实施方式进行说明的说明图。
图5C是对线圈部件1A的制法的第二实施方式进行说明的说明图。
图5D是对线圈部件1A的制法的第二实施方式进行说明的说明图。
图5E是对线圈部件1A的制法的第二实施方式进行说明的说明图。
图5F是对线圈部件1A的制法的第二实施方式进行说明的说明图。
图5G是对线圈部件1A的制法的第二实施方式进行说明的说明图。
图5H是对线圈部件1A的制法的第二实施方式进行说明的说明图。
图5I是对线圈部件1A的制法的第二实施方式进行说明的说明图。
图5J是对线圈部件1A的制法的第二实施方式进行说明的说明图。
图5K是对线圈部件1A的制法的第二实施方式进行说明的说明图。
图5L是对线圈部件1A的制法的第二实施方式进行说明的说明图。
图5M是对线圈部件1A的制法的第二实施方式进行说明的说明图。
图5N是对线圈部件1A的制法的第二实施方式进行说明的说明图。
图5O是对线圈部件1A的制法的第二实施方式进行说明的说明图。
图5P是对线圈部件1A的制法的第二实施方式进行说明的说明图。
图5Q是对线圈部件1A的制法的第二实施方式进行说明的说明图。
图5R是对线圈部件1A的制法的第二实施方式进行说明的说明图。
图6是表示比较例2的线圈部件的立体图。
图7是表示本实施例中的各线圈的输入电压以及电流的关系的图表。
图8是表示比较例1中的各线圈的输入电压以及电流的关系的图表。
图9是表示比较例2中的各线圈的输入电压以及电流的关系的图表。
图10A是表示第三实施方式所涉及的线圈部件1B的分解立体图。
图10B是表示第三实施方式所涉及的线圈部件1B的剖视图。
图11A是表示第四实施方式所涉及的线圈部件1C的分解立体图。
图11B是表示第四实施方式所涉及的线圈部件1C的剖视图。
图12A是表示第五实施方式所涉及的线圈部件1D的透视立体图。
图12B是图12A的X-X剖视图。
图12C是表示线圈部件1D的透视俯视图。
图13A是表示第六实施方式所涉及的线圈部件1E的透视立体图。
图13B是图13A的X-X剖视图。
图13C是表示线圈部件1E的透视俯视图。
图14A是表示第七实施方式所涉及的线圈部件1F的透视立体图。
图14B是图14A的X-X剖视图。
图14C是表示线圈部件1F的透视俯视图。
图14D是表示第七实施方式的变形例所涉及的线圈部件1G的透视立体图。
图14E是表示第七实施方式的变形例所涉及的线圈部件1H的透视立体图。
图15是表示第八实施方式所涉及的线圈部件1J的示意图。
图16是表示一实施方式所涉及的开关稳压器5的简略结构图。
附图标记说明:
1、1A~1H、1J...线圈部件;5...开关稳压器;6...电容器(平滑电路);7...负载;10...基体;10a...第一侧面;10b...第二侧面;11a~14a、11b~14b...第一~第四外部端子;21、22...第一、第二螺旋布线;21a、22a...内周端;21b、22b...外周端;23D~23F...螺旋布线;23a...一端;23b...另一端;25...通路布线;30...基底绝缘树脂层;31~34...第一~第四绝缘树脂层;35...绝缘树脂;35A...密封树脂;40...磁性树脂;40A、40B...第一、第二磁芯;41a~41c...第一~第三磁性树脂体;42...磁性树脂层;71~74...第一~第四柱状电极;75、75E...引出布线;L1~L(2N)...第一~第(2N)线圈;S1~S(2N)...第一~第(2N)开关部。
具体实施方式
以下,根据图示的实施方式对本发明的一个形态详细地进行说明。
(第一实施方式)
图1是表示第一实施方式所涉及的线圈部件1的简略结构图。如图1所示,线圈部件1具有2N个(N为2以上的整数)线圈L1、L2、···L(2N)。2N个线圈L1~L(2N)构成为形成N组线圈对。具体地说,第一线圈L1与第二线圈L2成对,第三线圈L3与第四线圈L4成对,同样,第(2N-1)线圈L(2N-1)与第(2N)线圈L(2N)成对。即,若一般化,则设M为1以上N以下的整数,第(2M-1)线圈L(2M-1)与第(2M)线圈L(2M)成对。
这里,线圈部件1所具有的2N个线圈L1、L2、···L(2N)相互磁耦合。其中,成对的第一线圈L1与第二线圈L2的磁耦合比不成对的第一线圈L1与其他线圈L3~L(2N)的磁耦合强。即,第一线圈L1与第二线圈L2的耦合系数的绝对值大于第一线圈L1与其他线圈L3~L(2N)的耦合系数的绝对值。
具体地说,第一、第二线圈的磁耦合K12比第一、第三线圈的磁耦合K13、第一、第(2N)线圈的磁耦合K1(2N)强。在图中,实线箭头表示强的磁耦合,虚线箭头表示弱的磁耦合。另外,在第一线圈L1与第二线圈L2中,沿进行负耦合以便彼此的磁通互相抵消的方向,具体而言从输入侧(例如图1的左侧)向输出侧(例如图1的右侧)流动有电流。
此外,不仅在将第一线圈L1作为基准的情况下,在将线圈L2~L(2N)作为基准的情况下也同样,和与作为该基准的线圈成对的线圈的磁耦合比不和作为该基准的线圈成对的其他线圈的磁耦合强。例如,若将第二线圈L2作为基准,则第一线圈L1与第二线圈L2的磁耦合比第二线圈L2与其他线圈L3~L(2N)的磁耦合强。另外,在成对的线圈中均沿进行负耦合以便彼此的磁通互相抵消的方向流动有电流。并且,在线圈部件1中,成对的线圈彼此的磁耦合比不成对的线圈彼此的磁耦合中的任一者均强。具体而言,例如成对的第一线圈L1与第二线圈L2的磁耦合比不成对的第三线圈L3与第(2N-1)线圈L(2N-1)的磁耦合强。
根据上述线圈部件1,成对的第一线圈L1与第二线圈L2的磁耦合比不成对的第一线圈L1与其他线圈L3~L(2N)的磁耦合强。由此,在将线圈部件1使用在多相SW稳压器时,通过适当地选择输入至各线圈L1~L(2N)的脉冲信号,能够缩小第一线圈L1的波动电流。
具体而言,首先,线圈部件1具有2N个线圈L1~L(2N),在使用在多相SW稳压器时,输入至线圈部件1的脉冲信号的总数为2N,因此将它们设为信号P1~P(2N)。此时,信号P1~P(2N)的周期相同,若将该周期以相位表示为360°,则信号P1~P(2N)成为具有360°/2N的相位差的信号的集合。另外,在无负载变动的定常状态下,各信号P1~P(2N)具有恒定且相同的占空比。这里,2N为偶数,因此在2N个信号P1~P(2N)存在具有180°的相位差的两个脉冲信号。
因此,考虑将输入至第一线圈L1的信号P1设为上述两个脉冲信号的一者、将输入至与该第一线圈L1成对的第二线圈L2的信号P2设为上述两个脉冲信号的另一者的情况。对于信号P2而言,其与信号P1的相位差为180°,是信号P2~P(2N)中相对于信号P1相位差最大的信号。即,若考虑信号P2~P(2N)的导通迁移(或者关断迁移)相对于信号P1的导通迁移(或者关断迁移)的间隔,则信号P2为该间隔最大的信号。这意味着:信号P2是信号P2~P(2N)中相对于信号P1能够实现线圈的负耦合引起的波动电流减少的期间(一方处于接通状态而另一方处于断开状态的期间)最长、可能引起线圈的负耦合引起的波动电流增加的期间(同时接通期间以及同时断开期间)最短的信号。即,信号P2是相对于信号P1最能够发挥线圈的负耦合引起的波动电流减少效果的信号。在线圈部件1中,通过在相对于输入有信号P1的第一线圈L1比较强地负耦合的第二线圈L2输入这样的信号P2,能够有效地缩小第一线圈L1的波动电流。
另外,在上述情况下,输入至不与第一线圈L1成对的其他线圈L3~L(2N)的信号P3~P(2N)是与信号P1的相位差小于信号P1与信号P2的相位差的信号。即,信号P3~P(2N)相对于信号P1,导通迁移彼此的间隔或关断迁移彼此的间隔比较小。这意味着:信号P3~P(2N)是相对于信号P1能够实现线圈的负耦合引起的波动电流减少的期间比较短、可能引起线圈的负耦合引起的波动电流增加的期间比较长的信号。即,信号P3~P(2N)是相对于第一脉冲信号比较难以发挥线圈的负耦合引起的波动电流减少效果、可能引起波动电流增加的信号。在线圈部件1中,通过在相对于输入有信号P1的第一线圈L1比较弱地磁耦合的其他线圈L3~L(2N)输入这样的信号P3~P(2N),能够抑制第一线圈L1的波动电流的增加。
根据以上,线圈部件1在使用在多相SW稳压器时,通过适当地选择输入至各线圈的脉冲信号,能够缩小第一线圈L1的波动电流。
特别地,在第一线圈L1与第二线圈L2沿进行负耦合以便彼此的磁通互相抵消的方向流动有电流,因此在第一线圈L1以及第二线圈L2输入有180°的相位差的信号P1、P2时,能够缩小第一、第二线圈L1、L2的感应波动电流。
另外,上述的耦合的相对强弱关系不仅在将第一线圈L1作为基准的情况下,在将线圈L2~L(2N)作为基准的情况下也同样。因此,与第一线圈L1同样,在将各线圈L2~L(2N)作为基准的情况下,通过在作为该基准的线圈及与其成对的线圈输入相位差为180°的脉冲信号,能够缩小各线圈L2~L(2N)的波动电流。此外,为了这样适当地选择脉冲信号,例如首先作为信号P1而选择任意信号,作为信号P(2M-1)而选择相对于信号P1具有(360°/(2N))×(M-1)的相位差的信号,作为信号P(2M)则选择相对于信号P1具有(360°/(2N))×(M-1)+180°的相位差的信号即可(M为1以上N以下的整数)。具体而言,例如在N=2时,作为信号P1~P4,首先作为信号P1而选择任意信号,作为信号P2而选择相对于信号P1具有180°的相位差的信号,作为信号P3而选择相对于信号P1具有90°的相位差的信号,作为信号P4而选择相对于信号P1具有270°的相位差的信号即可。
因此,在线圈部件1中,在使用在多相SW稳压器时,通过像上述那样适当地选择输入至各线圈L1~L(2N)的信号P1~P(2N),能够缩小全部的线圈L1~L(2N)的波动电流。其中,像从上述类推的那样,在线圈部件1中,将线圈L1~L(2N)中的至少一个线圈作为基准,和与该线圈成对的线圈的磁耦合比和不与该线圈成对的其他线圈的磁耦合强即可。此时,通过将与输入至该线圈的信号具有180°的相位差的信号输入至与该线圈成对的线圈,能够缩小该线圈的波动电流。此时,将该线圈以外的线圈作为基准的情况下的磁耦合的强弱关系可以是任意的。此外,如上述那样,在成对的线圈彼此的何种磁耦合均比不成对的线圈彼此的何种磁耦合强的情况下,能够更可靠地缩小各线圈L1~L(2N)的波动电流,所以优选。另外,如上述那样,在线圈部件1中,将某线圈作为基准,与该线圈“成对”的线圈是指该线圈以外的线圈中与该线圈最强地磁耦合的线圈。
(第二实施方式)
图2是表示第二实施方式所涉及的线圈部件1A的立体图。图3是线圈部件1A的分解立体图。图4是图2的X-X剖视图。如图2、图3以及图4所示,线圈部件1A具有:基体10;4(2×2)个第一~第四线圈L1~L4,它们设置于基体10内;以及第一~第四外部端子,它们设置于基体10外,与第一~第四线圈L1~L4电连接。另外,第一~第四外部端子由设置于基体10的第一侧面10a侧的外部端子11a~14a和设置于基体10的第二侧面10b侧的外部端子11b~14b构成。第一侧面10a与第二侧面10b相互对置,外部端子11a~14a与外部端子11b~14b分别配置为按照该顺序相互对置。第一~第四外部端子11a~14a、11b~14b例如是涂镀形成于基体10表面的Cu、Ni、Sn等的金属膜、包括网版印刷的Cu、Ag、Au等低电阻金属在内的树脂膜等。
此外,线圈部件1A将图2所示的配置有外部端子11a~14a以及外部端子11b~14b两方的面作为安装面。另外,以下,将与该安装面正交的方向设为上下方向(与图4的纸面上下方向对应),将线圈部件1A中的安装面侧设为下方,将其背面侧设为上方。
基体10具有覆盖各个第一~第四线圈L1~L4的绝缘树脂35和覆盖绝缘树脂35的磁性树脂40。绝缘树脂35由基底绝缘树脂层(绝缘层)30以及第一~第四绝缘树脂层(绝缘层)31~34构成。磁性树脂40由设置于绝缘树脂35的第一孔部35a内的第一磁性树脂体41a、设置于绝缘树脂35的第二孔部35b内的第二磁性树脂体41b、设置于绝缘树脂35的外周面的一部分的第三磁性树脂体41c、以及设置于绝缘树脂35的上下端面的磁性树脂层(绝缘层)42构成。由此,基体10具有沿上下方向层叠有多个绝缘层30~34、42的结构。即,本实施方式的上下方向相当于第一方向。此外,在该说明书中,覆盖对象物是指覆盖对象物的至少一部分,另外,不仅配置于对象物的上方的情况,配置于对象物的侧方、下方的情况也称为“覆盖”。在图3中,省略绝缘树脂35地进行描绘。
第一~第四线圈L1~L4分别由配置于基体10的内部并且卷绕在绝缘层30~33上的第一螺旋布线21以及第二螺旋布线22构成。这里,对于各个第一~第四线圈L1~L4,将比第一、第二螺旋布线21、22的最内周更靠内侧的部分设为内径部分。在内径部分包括沿着上下方向的各线圈L1~L4的卷绕中心轴(以下,有时简记为“线圈的轴”)。第二线圈L2层叠于第一线圈L1的上方。第四线圈L4层叠于第一线圈L1的侧方即层叠于同一绝缘层(基底绝缘树脂层30)上。第三线圈L3层叠于第四线圈L4的上方。第三线圈L3层叠于第二线圈L2的侧方即层叠于同一绝缘层(第二绝缘树脂层32)上。
这里,在线圈部件1A中,设计为沿上下方向排列的线圈成对。此时,四个线圈L1~L4构成为形成第一线圈L1与第二线圈L2的组以及第三线圈L3与第四线圈L4的组这2组线圈对。接下来,以下对成对的线圈彼此的磁耦合与不成对的线圈彼此的磁耦合的关系进行说明。
在线圈部件1A中,从上下方向观察,第一线圈L1的内径部分与第二线圈L2的内径部分相互重叠。由此,若第一线圈L1的磁通沿第一线圈L1的轴在第一线圈L1的内径部分产生,则该磁通通过第二线圈L2的内径部分。另外,若第二线圈L2的磁通沿第二线圈L2的轴在第二线圈L2的内径部分产生,则该磁通通过第一线圈L1的内径部分。因此,成对的第一线圈L1与第二线圈L2较强地磁耦合。此外,为了获得强的磁耦合,第一线圈L1的内径部分的至少一部分与第二线圈L2的内径部分的至少一部分相互重叠即可,但在第一线圈L1的轴与第二线圈L2的轴同轴(轴一致)的情况下,能够获得更强的磁耦合。
同样,在线圈部件1A中,从上下方向观察,第三线圈L3的内径部分与第四线圈L4的内径部分相互重叠。由此,成对的第三线圈L3与第四线圈L4较强地磁耦合。
另一方面,第一线圈L1以及第二线圈L2的轴与第三线圈L3以及第四线圈L4的轴空开间隔地平行配置。即,从上下方向观察,第一线圈L1的内径部分与第四线圈L4的内径部分彼此不重叠,第二线圈L2的内径部分与第三线圈L3的内径部分彼此不重叠。由此,和共有内径部分的第一线圈L1与第二线圈L2的磁耦合以及第三线圈L3与第四线圈L4的磁耦合相比,第一线圈L1与第四线圈L4的磁耦合以及第二线圈L2与第三线圈L3的磁耦合相对弱。并且,第一线圈L1与第三线圈L3以及第二线圈L2与第四线圈L4也进行磁耦合,但它们的内径部分相互也不重叠,而且线圈间的距离最大。因此,和第一线圈L1与第四线圈L4的磁耦合、第二线圈L2与第三线圈L3的磁耦合相比,第一线圈L1与第三线圈L3的磁耦合以及第二线圈L2与第四线圈L4的磁耦合相对弱,例如可以是线圈特性中基本可以忽略的程度。
根据以上,在线圈部件1A中,将2组线圈对之一亦即第一线圈L1以及第二线圈L2以外的线圈L3、L4设为其他线圈L3、L4时,第一线圈L1与第二线圈L2的磁耦合比第一线圈L1与其他线圈L3、L4的磁耦合强。同样,第二线圈L2与第一线圈L1的磁耦合比第二线圈L2与其他线圈L3、L4的磁耦合强。另外,将2组线圈对之一亦即第三线圈L3以及第四线圈L4以外的线圈L1、L2设为其他线圈L1、L2时,第三线圈L3与第四线圈L4的磁耦合比第三线圈L3与其他线圈L1、L2的磁耦合强。同样,第四线圈L4与第三线圈L3的磁耦合比第四线圈L4与其他线圈L1、L2的磁耦合强。
即,在线圈部件1A中,无论将第一~第四线圈L1~L4任一线圈作为基准,和与该线圈成对的线圈的磁耦合均比和不与该线圈成对的线圈的磁耦合强。
并且,从线圈部件1A的构造的对称性考虑,第一线圈L1与第二线圈L2的磁耦合和第三线圈L3与第四线圈L4的磁耦合为相同程度的强度。另外,第一线圈L1与第四线圈L4的磁耦合和第二线圈L2与第三线圈L3的磁耦合为相同程度的强度,第一线圈L1与第三线圈L3的磁耦合与第二线圈L2与第四线圈L4的磁耦合为相同程度的强度。因此,在线圈部件1A中,成对的线圈彼此的磁耦合比不成对的线圈彼此的磁耦合中的任一者均强。
此外,在线圈部件1A中,第一~第四线圈L1~L4各自的匝数、线圈布线长以及线圈截面积相同。由此,能够缩小各线圈的电气特性(阻抗、L值等)的偏差。并且,在该情况下,各线圈L1~L4的一端、另一端配置为靠近地排列,因此能够使与外部端子11a~14a、11b~14b连接的各线圈L1~L4的绕回最小,由此,能够实现线圈部件1A的小型化。此外,未必需要全部的线圈L1~L4均满足该关系,至少1对的线圈的匝数、线圈布线长以及线圈截面积相同就能够发挥上述效果。另外,在上述中,“相同”包括允许相对于匝数、线圈布线长以及线圈截面积的各值的制造偏差、误差(例如匝数以及线圈布线长为百分之几,线圈截面积为10%左右)的程度的差异、实质相同的情况。
第一线圈L1由卷绕在基底绝缘树脂层30上的第一螺旋布线21以及卷绕在第一绝缘树脂层31上的第二螺旋布线22这2层和沿上下方向贯通第一绝缘树脂层31并连接该2层的导通孔布线25构成。第一螺旋布线21与第二螺旋布线22从下层向上层依次配置。第一、第二螺旋布线21、22分别卷绕为平面螺旋(漩涡)状而形成。在第一线圈L1中,第一螺旋布线21从外周朝向内周逆时针卷绕,第二螺旋布线22从内周朝向外周逆时针卷绕。第一、第二螺旋布线21、22以及导通孔布线25例如由Cu、Ag、Au等低电阻金属构成。优选使用通过半加成法形成的Cu镀层,从而能够形成低电阻且窄间距的螺旋布线。
在第一线圈L1中,第二螺旋布线22经由导通孔布线25与第一螺旋布线21连接。具体而言,导通孔布线25将第一螺旋布线21的内周端21a与第二螺旋布线22的内周端22a连接。第一螺旋布线21的外周端21b向基体10的第一侧面10a侧引出,并与外部端子11a连接。第二螺旋布线22的外周端22b向基体10的第二侧面10b侧引出,并与外部端子11b连接。根据以上,将向第一侧面10a侧引出的外周端21b设为一端,将向第二侧面10b侧引出的外周端22b设为另一端,第一线圈L1从一端朝向另一端逆时针卷绕。
第二~第四线圈L2~L4也同样,由卷绕在下层侧的绝缘层(基底绝缘树脂层30或第二绝缘树脂层32)上的第一螺旋布线21以及卷绕在上层侧的绝缘层(第一绝缘树脂层31或第三绝缘树脂层33)上的第二螺旋布线22这2层和沿上下方向贯通上层侧的绝缘层并连接该2层的导通孔布线25构成。其中,在第二线圈L2中,第一螺旋布线21从外周朝向内周顺时针卷绕,第二螺旋布线22从内周朝向外周顺时针卷绕。另外,在第二线圈L2中,导通孔布线25将第一螺旋布线21的内周端21a与第二螺旋布线22的内周端22a连接。并且,在第二线圈L2中,第一螺旋布线21的外周端21b(一端)向基体10的第一侧面10a侧引出,并与外部端子12a连接。第二螺旋布线22的外周端22b(另一端)向基体10的第二侧面10b侧引出,并与外部端子12b连接。根据以上,第二线圈L2从一端朝向另一端顺时针卷绕。第三线圈L3具有与第一线圈L1同样的结构,向第一侧面10a侧引出的第一螺旋布线21的外周端(一端)与外部端子13a连接,向第二侧面10b侧引出的第二螺旋布线22的外周端(另一端)与外部端子13b连接。根据以上,第三线圈L3从一端朝向另一端逆时针卷绕。第四线圈L4具有与第二线圈L2同样的结构,向第一侧面10a侧引出的第一螺旋布线21的外周端(一端)与外部端子14a连接,向第二侧面10b侧引出的第二螺旋布线22的外周端(另一端)与外部端子14b连接。根据以上,第四线圈L4从一端朝向另一端顺时针卷绕。
这样,在线圈部件1A中,成对的第一线圈L1的一端(外周端21b)与第二线圈L2的一端(外周端21b)相对于第一线圈L1以及第二线圈L2向相同的第一侧面10a(一方)侧引出。另外,第一线圈L1的另一端(外周端22b)与第二线圈L2的另一端(外周端22b)相对于第一线圈L1以及第二线圈L2向相同的第二侧面10b(另一方)侧引出。并且,第一线圈L1从一端朝向另一端逆时针卷绕,第二线圈L2从一端朝向另一端顺时针卷绕,第一线圈L1与第二线圈L2沿不同的方向卷绕。即,第一线圈L1与第二线圈L2被卷绕以便在电流从一端朝向另一端流动的情况下彼此的磁通互相抵消。这意味着:在第一线圈L1与第二线圈L2的各一端均为脉冲信号的输入侧、各另一端均为脉冲信号的输出侧的情况下,第一线圈L1与第二线圈L2进行负耦合。
因此,在线圈部件1A中,在使用在多相SW稳压器时,在位于相同侧的第一线圈L1以及第二线圈L2的各一端输入具有180°的相位差的信号,从而能够缩小第一线圈L1以及第二线圈L2的波动电流。换言之,在第一线圈L1与第二线圈L2中,在输入脉冲信号以便进行负耦合时,能够使第一线圈L1以及第二线圈L2的输入侧(一端)、输出侧(另一端)分别在相同侧一致。由此,能够使安装线圈部件1A的基板中的布线绕回容易。
另外,在线圈部件1A中,成对的第三线圈L3以及第四线圈L4也与第一线圈L1和第二线圈L2为同样的结构。因此,在线圈部件1A中,在输入脉冲信号以便利用第三线圈L3和第四线圈L4进行负耦合时,能够使第三线圈L3以及第四线圈L4的输入侧、输出侧分别在相同侧一致。由此,能够使安装线圈部件1A的基板中的布线绕回容易。
另外,在线圈部件1A中,对第一~第四线圈L1~L4全部而言,一端与另一端向相同侧引出。由此,在线圈部件1A中,在输入脉冲信号以便成对的线圈全部进行负耦合时,能够使线圈L1~L4的输入侧、输出侧分别在相同侧一致。由此,能够使安装线圈部件1A的基板中的布线绕回更容易。
此外,在上述中,将外周端21b设为一端(脉冲信号的输入侧)、将外周端22b设为另一端(脉冲信号的输出侧)进行了说明,但从线圈部件1A的对称性考虑,也可以将外周端22b设为一端,将外周端21b设为另一端。
基底绝缘树脂层30以及第一~第四绝缘树脂层31~34从下层向上层依次配置。绝缘树脂层30~34的材料例如是由环氧类树脂、双马来酰亚胺、液晶聚合物、聚酰亚胺等构成的有机绝缘材料单一材料、或者与二氧化硅填充物等无机填充物材料、由橡胶系材料构成的有机系填充物等的组合所构成的绝缘材料。优选全部的绝缘树脂层30~34由同一材料构成。在该实施方式中,全部的绝缘树脂层30~34由二氧化硅填充物(绝缘体粉)以及环氧树脂的复合材料构成。这样,在与螺旋布线21、22接触的绝缘层(绝缘树脂层30~34)由绝缘体粉以及树脂的复合材料构成的情况下,能够进一步提高螺旋布线21、22内以及螺旋布线21、22间的绝缘性。
第一绝缘树脂层31层叠于基底绝缘树脂层30上,以便覆盖第一、第四线圈L1、L4的第一螺旋布线21。第二绝缘树脂层32层叠于第一绝缘树脂层31上,以便覆盖第一、第四线圈L1、L4的第二螺旋布线22。
第三绝缘树脂层33层叠于第二绝缘树脂层32上,以便覆盖第二、第三线圈L2、L3的第一螺旋布线21。第四绝缘树脂层34层叠于第三绝缘树脂层33上,以便覆盖第二、第三线圈L2、L3的第二螺旋布线22。
这里,各线圈L1~L4的导通孔布线25配置为从上下方向观察时不重叠。配置导通孔布线25的位置也是基体10的沿着上下方向的厚度容易因导通孔布线25向绝缘树脂层的填充量的偏差而产生偏差的位置,通过将这样的位置配置为不重叠,能够减少基体10的厚度的偏差。另外,优选第一线圈L1与第二线圈L2的导通孔布线25配置为在从上下方向观察时通过第一、第二线圈L1、L2的卷绕中心且相对于与第一、第二侧面10a、10b正交的直线线对称。由此,成对的第一、第二线圈L1、L2的形状能够形成为对称形,能够将线圈部件1A制造为上述成对的第一、第二线圈L1、L2的电气特性均匀。第三线圈L3与第四线圈L4的导通孔布线25的位置关系也同样,从而第三、第四线圈L3、L4也能够获得上述效果。
第一~第四线圈L1~L4的第一螺旋布线21的外周端21b沿第一侧面10a的长边方向(与上下方向垂直的方向)依次配置。即,第一侧面10a侧的外部端子11a~14a沿第一侧面10a的长边方向依次配置。
第一~第四线圈L1~L4的第二螺旋布线22的外周端22b沿第二侧面10b的长边方向(与上下方向垂直的方向)依次配置。即,第二侧面10b侧的外部端子11b~14b沿第二侧面10b的长边方向依次配置。
这样,与第一线圈L1连接的第一外部端子11和与第二线圈L2连接的第二外部端子12相邻地配置,与第三线圈L3连接的第三外部端子13和与第四线圈L3连接的第四外部端子14相邻地配置。在线圈部件1A中,成对的第一线圈L1与第二线圈L2沿上下方向配置,它们的外周端21b、22b位于比较近的位置。因此连接外周端21b、22b的第一外部端子11、第二外部端子12也位于较近的位置,从而能够缩短与第一线圈L1以及第二线圈L2的外部端子11、12连接的布线的绕回。成对的第三线圈L3以及第四线圈L4也为同样的结构,也能够缩短与各自的外部端子13、14连接的布线的绕回。由此,在线圈部件1A中,能够使外形小型化。另外,在线圈部件1A中,第一侧面10a中的外部端子11a~14a的排列顺序与第二侧面10b中的外部端子11b~14b的排列顺序一致。由此,在安装线圈部件1A的基板中,能够使输入侧的布线的排列顺序与输出侧的布线的排列顺序一致,安装变容易。因此,能够提供小型且安装容易的线圈部件1A。
在像线圈部件1A那样,第一线圈L1以及第二线圈L2分别由卷绕于多个绝缘层(绝缘树脂层30、31或绝缘树脂层32、33)上的多个螺旋布线21、22构成的情况下,优选第一线圈L1与第二线圈L2之间的最短距离比第一线圈L1、第二线圈L2各自的螺旋布线21、22彼此之间的最短距离长。由此,在能够缩小线圈L1、L2的波动电流的脉冲信号的组合中,能够相对地提高施加不同电压的期间比较长的第一线圈L1与第二线圈L2之间的绝缘性,并能够提高线圈部件1A的可靠性。第三线圈L3以及第四线圈L4也同样。
另外,在像线圈部件1A那样,多个线圈(例如第一线圈L1、第四线圈L4)的螺旋布线(例如第一螺旋布线21)卷绕于同一绝缘层(例如基底绝缘树脂层30)上的情况下,优选该螺旋布线彼此的布线间隔(例如第一线圈L1与第四线圈L4的螺旋布线21彼此的间隔)比该螺旋布线内的布线间隔长。由此,能够相对地提高存在施加不同电压的期间且相邻的线圈的卷绕于同一绝缘层上的螺旋布线间的绝缘性,并能够提高可靠性。
绝缘树脂35具有以第一线圈L1以及第二线圈L2的轴为中心的第一孔部35a和以第三线圈L3以及第四线圈L4的轴为中心的第二孔部35b。
磁性树脂40由磁性体粉以及树脂的复合材料构成。磁性体粉例如是由FeSi、FeCo、FeAl系的合金或非晶体构成的金属磁性材料,树脂例如是环氧等树脂材料。即,在线圈部件1A中,相对于第一~第四线圈L1~L4的螺旋布线21、22位于上下方向两侧的绝缘层包括由磁性体粉以及树脂的复合材料构成的磁性树脂层42。由此,由第一线圈L1~L4产生的磁通密度借助磁性树脂层42提高,能够廉价地提供小型且较薄并能够确保适当的电感、耦合系数的线圈部件1A。
另外,在线圈部件1A中,对于各个第一~第四线圈L1~L4,还具备设置于线圈L1~L4的内径部分(第一、第二孔部35a、35b)的磁性树脂体41a、41b以及设置于比线圈L1~L4的螺旋布线21、22的最外周更靠外侧的位置的磁性树脂体41c。磁性树脂体41a、41b、41c如上述那样由磁性体粉以及树脂的复合材料构成。这里,在线圈部件1A中,相对于第一、第二线圈L1、L2,磁性树脂层42与磁性树脂体41a、41c被连接,由此构成闭磁路,相对于第三、第四线圈L3、L4,磁性树脂层42与磁性树脂体41b、41c被连接,由此构成闭磁路。由此,能够减少从线圈L1~L4的漏磁通,能够抑制噪声,并且既能够增强成对的线圈L1、L2间的磁耦合以及线圈L3、L4间的磁耦合,又能够削弱不成对的除上述以外的线圈间的磁耦合。
磁性体粉的平均粒径优选为0.5μm以上100μm以下,由此,能够使磁性树脂形成为小型的磁芯。另外,磁性体粉优选相对于树脂被含有50vol%以上85vol%以下,由此,能够获得足够的导磁率,能够增强成对的线圈的磁耦合。
为了提高线圈部件1A的特性(电感值以及重叠特性),磁性体粉期望含有70vol%以上,另外,为了提高磁性树脂40的填充性,使粒度分布的不同的2种或3种磁性体粉混在一起更好。另外,磁性体粉为了可靠地填充于绝缘树脂35的第一、第二孔部35a、35b,磁性体粉的平均粒径优选小于第一、第二孔部35a、35b,40μm以下较好。另外,在线圈部件1A的用途中,在使用频率例如为40MHz以上等较高的情况下,磁性体粉可以是具有平均粒径为1μm以下的粒度分布的单一磁性填充物。
在线圈部件1A中,如图3所示,优选在成为第一线圈L1与第四线圈L4之间的最小距离的部分未填充第三磁性树脂体41c。由此,能够相对地削弱第一线圈L1与第四线圈L4的耦合。另外,磁性树脂40由含有金属的树脂构成,与绝缘树脂35相比,耐压性变差,因此若欲在第一线圈L1与第四线圈L4的最小距离填充磁性树脂40,则从可靠性的观点考虑,需要使第一线圈L1与第四线圈L4充分分离,导致线圈部件1A的外形尺寸增大。因此,在成为第一线圈L1与第四线圈L4之间的最小距离的部分不填充第三磁性树脂体41c,由此能够在相同外形下提高线圈部件1A的可靠性。在第二线圈L2与第三线圈L3之间也同样。
作为线圈部件1A的实施例,螺旋布线21、22的厚度为45μm,螺旋布线21、22的宽度为60μm,螺旋布线21、22内的布线间隔为10μm,螺旋布线21与螺旋布线22之间的绝缘树脂的厚度为10μm。线圈部件1A的外形尺寸为宽度2.0mm×进深1.2mm×高度0.85mm,线圈部件1A的各线圈L1~L4的电感值为74nH,成对的线圈间的耦合系数为0.8。
接下来,使用图5A~图5R对线圈部件1A的制造方法进行说明。
如图5A所示,准备基台50。基台50具有绝缘基板51和设置于绝缘基板51的两面的基底金属层52。在该实施方式中,绝缘基板51是玻璃环氧基板,基底金属层52为Cu箔,其主面为圆滑面。
而且,如图5B所示,在基台50的一个面上粘接伪金属层60。在该实施方式中,伪金属层60为Cu箔。伪金属层60与基台50的基底金属层52粘接,因而伪金属层60与基底金属层52的圆滑面粘接。因此,能够削弱伪金属层60与基底金属层52的粘接力,在后工序中,能够将基台50从伪金属层60容易地剥掉。优选粘接基台50与伪金属层60的粘接剂是低粘着粘接剂。另外,为了削弱基台50与伪金属层60的粘接力,期望基台50与伪金属层60的粘接面为光泽面。
然后,在临时固定于基台50的伪金属层60上层叠基底绝缘树脂层30。此时,将基底绝缘树脂层30利用真空层压机进行层叠之后进行热固化。
而且,如图5C所示,在基底绝缘树脂层30的一部分形成贯通孔30a、30d、30e、30f,使伪金属层60露出。贯通孔30a、30d、30e、30f通过激光加工形成,贯通孔30a形成为填充磁性树脂体41a的场所,贯通孔30d形成为填充磁性树脂体41b的场所,贯通孔30e、30f形成为填充磁性树脂体41c的场所。
而且,如图5D所示,在包围贯通孔30a、30d的基底绝缘树脂层30形成第一螺旋布线层3a和第一螺旋布线层3b。此时,利用半加成法同时形成第一螺旋布线层3a、3b。第一螺旋布线层3a构成第一线圈L1的第一螺旋布线21,第一螺旋布线层3b构成第四线圈L4的第一螺旋布线21。此时,在贯通孔30a、30d、30e、30f内及其周边的基底绝缘树脂层30上也形成布线层。
而且,如图5E所示,利用第一绝缘树脂层31覆盖第一螺旋布线层3a、3b。此时,将第一绝缘树脂层31利用真空层压机层叠于基底绝缘树脂层30上之后进行热固化。
而且,如图5F所示,在第一绝缘树脂层31,通过激光加工形成贯通孔31a、31d、31e、31f和导通孔31b、31c。贯通孔31a、31d、31e、31f分别形成于贯通孔30a、30d、30e、30f上方的第一绝缘树脂层31。
导通孔31b、31c形成在第一螺旋布线层3a、3b与接下来形成的第二层布线层串联电连接的位置,具体而言形成在成为第一螺旋布线21的内周端21a的部分上的第一绝缘树脂层31。这里,贯通孔31a、31d、31e、31f以及导通孔31b、31c同时加工,从而能够简化工序。
而且,如图5G所示,在包围贯通孔31a、31d的第一绝缘树脂层31上,利用与第一螺旋布线层3a、3b相同的半加成法形成第二螺旋布线层5a、5b。此时,将第二螺旋布线层5a的一部分填充至通孔31b,从而形成成为导通孔布线25的部分,使第一螺旋布线层3a与第二螺旋布线层5a电连接。此外,第二螺旋布线层5b也同样,在导通孔31c内形成成为导通孔布线25的部分,并与第一螺旋布线层3b电连接。第二螺旋布线层5a、5b分别构成第一线圈L1、第四线圈L4的第二螺旋布线22。由此,能够形成第一线圈L1以及第四线圈L4。此时,在贯通孔31a、31d、31e、31f内及其周边的第一绝缘树脂层31上也形成布线层。
而且,如图5H所示,利用第二绝缘树脂层32覆盖第二螺旋布线层5a、5b。此时,将第二绝缘树脂层32利用真空层压机层叠于第一绝缘树脂层31上之后进行热固化。
而且,如图5I所示,在第二绝缘树脂层32,通过激光加工形成贯通孔32a、32d、32e、32f。贯通孔32a、32d、32e、32f分别形成于贯通孔31a、31d、31e、31f上方的第二绝缘树脂层32。
而且,如图5J所示,在包围贯通孔32a、32d的第二绝缘树脂层32上,利用与第一螺旋布线层3a相同的半加成法形成第一螺旋布线层7a和第一螺旋布线层7b。第一螺旋布线层7a、7b分别构成第二线圈L2、第三线圈L3的第一螺旋布线21。此时,在贯通孔32a、32d、32e、32f内及其周边的第二绝缘树脂层32上也形成布线层。
而且,如图5K所示,利用第三绝缘树脂层33覆盖第一螺旋布线层7a、7b。此时,将第三绝缘树脂层33利用真空层压机层叠于第二绝缘树脂层32上之后进行热固化。
而且,如图5L所示,在第三绝缘树脂层33,通过激光加工形成贯通孔33a、33d、33e、33f和导通孔33b、33c。贯通孔33a、33d、33e、33f分别形成于贯通孔32a、32d、32e、32f上方的第三绝缘树脂层33。导通孔33b、33c形成在第一螺旋布线层7a、7b与接下来形成的布线层串联电连接的位置,具体而言形成在成为第一螺旋布线21的内周端21a的部分上的第三绝缘树脂层33。
而且,如图5M所示,在包围贯通孔33a、33d的第三绝缘树脂层33上,利用与第一螺旋布线层7a、7b相同的半加成法形成第二螺旋布线层9a、9b。此时,将第二螺旋布线层9a的一部分填充至导通孔33b,从而形成成为导通孔布线25的部分,使第一螺旋布线层7a与第二螺旋布线层9a电连接。此外,第二螺旋布线层9b也同样,在导通孔33c内形成成为导通孔布线25的部分,并与第一螺旋布线层7b电连接。第二螺旋布线层9a、9b分别构成第二线圈L2、第三线圈L3的第二螺旋布线22。由此,能够形成第二线圈L2以及第三线圈L3。此时,在贯通孔33a、33d、33e、33f内及其周边的第三绝缘树脂层33上也形成布线层。
而且,如图5N所示,利用第四绝缘树脂层34覆盖第二螺旋布线层9a、9b。此时,将第四绝缘树脂层34利用真空层压机层叠于第三绝缘树脂层33上之后进行热固化。
而且,如图5O所示,在第四绝缘树脂层34,通过激光加工形成贯通孔34a、34d、34e、34f。贯通孔34a、34d、34e、34f分别形成于贯通孔33a、33d、33e、33f上方的第四绝缘树脂层34。
而且,如图5P所示,在基台50(基底金属层52)的一面与伪金属层60的粘接面将基台50从伪金属层60剥掉。
而且,如图5Q所示,通过蚀刻除去伪金属层60。此时,同时蚀刻设置于各绝缘树脂层30~34的贯通孔30a~34a内、30d~34d、30e~34e、30f~31f内的布线层,从而形成如下空间,该空间形成线圈的内磁路以及外磁路。这样一来,形成具有线圈L1~L4的线圈基板2。
而且,如图5R所示,在线圈基板2的上下两侧配置多张成型为片状的磁性体粉以及树脂的复合材料,利用真空层压机或真空冲压机进行加热加压,然后进行固化处理。此时,在形成内磁路以及外磁路的空间填充复合材料,形成包括相当于内磁路的磁性树脂体41a、41b以及相当于外磁路的磁性树脂层42的磁性树脂40。然后,利用划片机等进行切割,进行个片化。此时,使相当于第一、第二螺旋布线21、22的外周端21b、22b的第一、第二螺旋布线层3a、3b、5a、5b、7a、7b、9a、9b的部分从切割面露出。并且,将外部端子11a~14a、11b~14b形成为与在该切割面露出的布线层连接,从而能够获得图2所示的线圈部件1A。
此外,在上述中,在基台50的两面中的一个面形成线圈基板2,但也可以在基台50的两面分别形成线圈基板2。另外,在上述中,在基台50的一个面形成一个线圈基板2,但也可以在基台50的一个面行列状地形成多个线圈基板2之后进行个片化,由此同时形成多个线圈部件1A。通过上述方法,能够获得高的生产性。另外,上述制造方法只不过是线圈部件1A的制造方法的一个例子,只要能够获得同样的结构,也可以应用公知的其他加工方法、技术。
根据上述线圈部件1A,成对的第一线圈L1与第二线圈L2的磁耦合比不成对的第一线圈L1与第三、第四线圈L3、L4的磁耦合强。由此,与第一实施方式所涉及的线圈部件1同样,在将线圈部件1A使用在多相SW稳压器时,通过适当地选择输入至各线圈L1~L4的脉冲信号,能够缩小第一线圈L1的波动电流。
另外,在线圈部件1A中,无论将第一~第四线圈L1~L4的任一线圈作为基准,和与该线圈成对的线圈的磁耦合均比和不与该线圈成对的线圈的磁耦合强。由此,与第一实施方式所涉及的线圈部件1同样,在将线圈部件1A使用在多相SW稳压器时,通过适当地选择输入至各线圈L1~L4的脉冲信号,能够缩小第一~第四线圈L1~L4的波动电流。
此外,这里,为了适当地选择脉冲信号以便缩小第一~第四线圈L1~L4的波动电流,例如,将与输入至第一线圈L1的信号相比具有180°的相位差的信号输入至第二线圈L2、将与输入至第一线圈L1的信号相比具有90°的相位差的信号输入至第三线圈L3、将与输入至第一线圈L1的信号相比具有270°的相位差的信号输入至第四线圈L4即可。
另外,在线圈部件1A中,与第一线圈L1连接的第一外部端子11和与第二线圈L2连接的第二外部端子12相邻,与第三线圈L3连接的第三外部端子13和与第四线圈L4连接的第四外部端子14相邻。在线圈部件1A中,从磁耦合的强弱关系考虑,第一线圈L1与第二线圈L2的间隔比第一线圈L1与其他线圈L3、L4的间隔短,第一线圈L1与第二线圈L2靠近地配置。因此,通过与靠近地配置的成对的线圈L1、L2连接的第一、第二外部端子11、12相邻,能够缩小线圈部件1A内的线圈L1、L2与外部端子11、12之间的绕回。由此,能够使线圈部件1A小型化。此外,在线圈部件1A中,与其他成对的第三、第四线圈L3、L4连接的第三、第四外部端子13、14也具有同样的结构,因此能够使线圈部件1A进一步小型化。
以下,根据本申请的发明人使用线圈部件1A的实施例所进行的评价,对实际能够缩小各线圈L1~L4的波动电流的情况进行说明。
表1中示出本实施例以及比较例1、2的结构、评价条件以及评价结果。本实施例以及比较例1、2均作为线圈部件而具有四个线圈L1~L4。线圈L1~L4的电感值分别为1μH。本实施例构成为具有图2~4所示的线圈部件1A的结构且线圈L1与线圈L2以及线圈L3与线圈L4分别成对。比较例1是四个线圈L1~L4相互未磁耦合的线圈部件。比较例2具有专利文献1所示的线圈部件的结构,具体而言,如图6所示,在车轮型磁芯100的4个辐条部101分别具有卷绕有四个线圈L1~L4的结构。
[表1]
Figure BDA0001255651930000271
如表1所示,在比较例1中,4个线圈L1~L4相互的耦合系数为0。在比较例2中,4个线圈L~L4相互较强地磁耦合,特别是图6中未排列在同一直线上的线圈彼此的磁耦合(例如线圈L1与线圈L2的磁耦合和线圈L1与线圈L4的磁耦合)相等,耦合系数为-0.399。在图6的排列在同一直线上的线圈彼此(例如线圈L1与线圈L3以及线圈L2与线圈L4)中,耦合系数也为-0.193。此外,比较例2的耦合系数是从利用磁场分析软件Femtet(村田软件株式会社制)的3D磁场分析结果计算的。
另一方面,在本实施例中,成对的线圈L1与线圈L2的耦合系数以及成对的线圈L3与线圈L4的耦合系数为-0.9,除此以外的不成对的线圈组合的耦合系数为-0.1。即,成对的线圈L1与线圈L2的磁耦合以及线圈L3与线圈L4的磁耦合比不成对的线圈彼此的磁耦合强。比较例1、2不满足该磁耦合的强弱关系。
而且,在本实施例与比较例1、2中,相对于输入至线圈L1的脉冲信号,在线圈L2输入具有180°的相位差的脉冲信号,在线圈L3输入具有90°的相位差的脉冲信号,在线圈L4输入具有270°的相位差的脉冲信号。此时的输入至线圈L1~L4的脉冲信号亦即输入电压[V]以及线圈电流[A]的关系如图7~图9所示。图7表示本实施例,图8表示比较例1,图9表示比较例2。在图中,(a)表示第一线圈L1,(b)表示第二线圈L2,(c)表示第三线圈L3,(d)表示第四线圈L4。在图中,矩形波表示输入电压,折线表示线圈电流。此外,线圈电流由LTSPICE计算。另外,将图7~图9所示的波形的数据整理成表1。
如表1所示,在本实施例中,与无耦合亦即比较例1相比,线圈L1~L4的波动电流约减少30%,波动有效值约减少69%。波动有效值是从线圈电流的有效值减去线圈电流的平均值的值。另外,在本实施例中,与比较例2相比,线圈L1~L4的波动电流约减少58%,波动有效值约减少76%。因此,可知:在本实施例中,与比较例1、2相比,能够缩小线圈L1~L4的波动电流。此外,在比较例2中,与无耦合亦即比较例1相比,波动电流约增加66%,波动有效值约增加31%。即,表明根据本评价发现:存在专利文献1所记载的线圈部件的波动电流大于无耦合的线圈部件的波动电流的情况。
(第三实施方式)
图10A是表示第三实施方式所涉及的线圈部件1B的分解立体图。图10B是表示线圈部件1B的剖视图。对第三实施方式而言,其构成各线圈的螺旋布线的层的数量与第二实施方式不同。以下对该不同的结构进行说明。此外,在第三实施方式中,与第二实施方式相同的附图标记是与第二实施方式相同的结构,因此省略其说明。
如图10A与图10B所示,在线圈部件1B中,第一~第四线圈L1~L4分别由1层螺旋布线21与导通孔布线25以及引出布线75的组合构成。此外,引出布线75呈直线状,不是螺旋布线。
绝缘树脂35由基底绝缘树脂层30以及第一、第二、第三绝缘树脂层31、32、33构成。第一、第四线圈L1、L4的螺旋布线21配置于基底绝缘树脂层30上,并被第一绝缘树脂层31覆盖,第一~第四线圈L1~L4的引出布线75配置于第一绝缘树脂层31上,并被第二绝缘树脂层32覆盖,第二、第三线圈L2、L3的螺旋布线21配置于第二绝缘树脂层32上,并被第三绝缘树脂层33覆盖。
线圈部件1B内的第一~第四线圈L1~L4的位置关系与线圈部件1A同样。因此,成对的第一线圈L1与第二线圈L2的磁耦合比不成对的第一线圈L1与第三、第四线圈L3、L4的磁耦合以及第二线圈L2与第三、第四线圈L3、L4的磁耦合强。另外,成对的第三线圈L3与第四线圈L4的磁耦合比不成对的第三线圈L3与第一、第二线圈L1、L2的磁耦合以及第四线圈L4与第一、第二线圈L1、L2的磁耦合强。
在线圈部件1B中,第一~第四线圈L1~L4的螺旋布线21的内周端21a经由设置于第一绝缘树脂层31或第二绝缘树脂层32的导通孔布线25与设置于第一绝缘树脂层31上的各线圈L1~L4的引出布线75连接。引出布线75从与导通孔布线25的连接部向基体10的侧面方向直线状延伸,并与对应的第一~第四外部端子11a~14a、11b~14b连接。此外,第一线圈L1~L4的螺旋布线21的外周端21b与第二实施方式所涉及的线圈部件1A同样,向基体10的侧面引出,并与对应的第一~第四外部端子11a~14a、11b~14b连接。
此外,在上述中,引出布线75设置于第一绝缘树脂层31上,即设置于设置有线圈L1、L4的螺旋布线21的层与设置有线圈L2、L3的螺旋布线21的层之间,但引出布线75并不局限于该结构。引出布线75例如也可以设置于比设置有线圈L1、L4的螺旋布线21的层更靠下层的位置、比设置有线圈L2、L3的螺旋布线21的层更靠上层的位置。
在线圈部件1B中,在将线圈L1~L4的一个设为第一线圈、与该第一线圈成对的线圈设为第二线圈、第一线圈以及第二线圈以外的线圈设为其他线圈时,第一线圈与第二线圈的磁耦合比第一线圈与其他线圈的磁耦合强。因此,即便是线圈部件1B,在使用在多相SW稳压器时,通过适当地选择输入至各线圈L1~L4的脉冲信号,也能够缩小各线圈L1~L4的波动电流。另外,在线圈部件1B中,各线圈L1~L4由1层螺旋布线21构成,因此能够使线圈部件1B低背化。
(第四实施方式)
图11A是表示第三实施方式所涉及的线圈部件1C的分解立体图。图11B是表示线圈部件1C的剖视图。对第四实施方式而言,其线圈L1~L4的向外部端子的引出部分的结构与第三实施方式不同。以下对该不同的结构进行说明。此外,在第四实施方式中,与第三实施方式相同的附图标记是与第三实施方式相同的结构,因此省略其说明。
如图11A与图11B所示,在线圈部件1C中,第一~第四线圈L1~L4各自的螺旋布线21的内周端21a通过第一~第四柱状电极71~74引出至基体10的上表面。另外,虽然图示省略,但在线圈部件1C中,外部端子的一部分设置于基体10的上表面侧,各线圈L1~L4的柱状电极71~74在上表面侧与对应的外部端子连接。第一~第四柱状电极71~74例如由Cu、Ag、Au等低电阻金属构成,例如通过半加成法形成。此外,第一~第四线圈L1~L4各自的螺旋布线21的外周端21b与第三实施方式同样,向基体10的侧面引出,并与对应的外部端子连接。以下,进一步详细地对线圈部件1C的内部构造进行说明。
第一、第四线圈L1、L4的螺旋布线21的内周端21a经由设置于第一绝缘树脂层31的导通孔布线25与设置于第一绝缘树脂层31上的引出布线75连接。第一、第四线圈L1、L4的引出布线75经由设置于第二绝缘树脂层32的导通孔布线25与设置于第二绝缘树脂层32上且磁性树脂40内的第一、第四柱状电极71、74分别连接。
第二、第三线圈L2、L3的螺旋布线21的内周端21a经由设置于第二绝缘树脂层32的导通孔布线25与设置于第二绝缘树脂层32上且磁性树脂40内的第二、第三柱状电极72、73连接。
线圈部件1C内的第一~第四线圈L1~L4的位置关系与线圈部件1A同样。因此,成对的第一线圈L1与第二线圈L2的磁耦合比不成对的第一线圈L1与第三、第四线圈L3、L4的磁耦合以及第二线圈L2与第三、第四线圈L3、L4的磁耦合强。另外,成对的第三线圈L3与第四线圈L4的磁耦合比不成对的第三线圈L3与第一、第二线圈L1、L2的磁耦合以及第四线圈L4与第一、第二线圈L1、L2的磁耦合强。
即,在线圈部件1C中,在将线圈L1~L4的一个设为第一线圈、与该第一线圈成对的线圈设为第二线圈、第一线圈以及第二线圈以外的线圈设为其他线圈时,第一线圈与第二线圈的磁耦合比第一线圈与其他线圈的磁耦合强。因此,即便是线圈部件1C,在使用在多相SW稳压器时,通过适当地选择输入至各线圈L1~L4的脉冲信号,也能够缩小各线圈L1~L4的波动电流。
另外,在线圈部件1C中,第一~第四线圈L1~L4各自的一个端部通过第一~第四柱状电极71~74向基体10的上表面引出,因此不需要像线圈部件1B那样形成螺旋布线21以外的布线层,能够进一步低背化。并且,在线圈部件1C中,外部端子的一部分设置于基体10的上表面侧,但例如该外部端子能够从上表面侧延长至侧面侧、底面侧,在该情况下,能够实现面安装。另外,例如即便仅在基体10的上表面设置外部端子的情况下,通过设置为线圈部件1C埋入至安装基板内等三维安装用,也能够从基体10的上表面与安装基板的布线图案直接连接。并且,此时,也可以不设置外部端子而将安装基板的布线图案与第一~第四柱状电极71~74直接连接。
(第五实施方式)
图12A是表示第五实施方式所涉及的线圈部件1D的透视立体图,图12B是图12A的X-X剖视图,图12C是表示线圈部件1D的透视俯视图。对于线圈部件1D而言,其构成各线圈L1~L4的螺旋布线的形状与第四实施方式的线圈部件1C不同。以下以该不同的结构为中心进行说明。此外,在第五实施方式中,与第一~第四实施方式相同的附图标记是与该实施方式相同的结构,因此省略其说明。
如图12A所示,在线圈部件1D中,第一~第四线圈L1~L4分别由1层螺旋布线23D构成。另外,如图12B所示,第一、第四线圈L1、L4的螺旋布线23D设置于基底绝缘树脂层30上,并被第一绝缘树脂层31覆盖。第二、第三线圈L2、L3设置于第一绝缘树脂层31上,并被第二绝缘树脂层32覆盖。即,螺旋布线23D配置于基体10的内部。并且,如图12C所示,螺旋布线23D在从上下方向观察时,呈半椭圆形的弧状。即,螺旋布线23D是卷绕于基底绝缘树脂层30或第一绝缘树脂层31上(绝缘层上)约半周的量的曲线状的布线。此外,螺旋布线23D的卷绕数不局限于约半周的量,可以是不足1匝的任意的数量。这样,在卷绕数不足1匝的情况下,螺旋布线23D的两端均成为最外周(不成为被自身围起的内周部分),因此能够不需要基于导通孔布线的立体布线。
对于第一线圈L1的螺旋布线23D而言,其两端23a、23b与第一外部端子11a、11b连接,并呈从该外部端子11a、11b朝向线圈部件1D的中心侧描绘孤的曲线状。对于第三线圈L3的螺旋布线23D而言,其与第一线圈L1的螺旋布线23D呈相同的形状,且其两端23a、23b与第三外部端子13a、13b连接。
对于第二线圈L2的螺旋布线23D而言,其两端23a、23b与第二外部端子12a、12b连接,并呈从该外部端子12a、12b朝向线圈部件1D的缘侧描绘孤的曲线状。对于第四线圈L4的螺旋布线23D而言,其与第二线圈L2的螺旋布线23D呈相同的形状,且其两端23a、23b与第四外部端子14a、14b连接。
这里,在线圈部件1D中,对于各个线圈L1~L4,将比螺旋布线23D的最内周更靠内侧(被螺旋布线23D的曲线与连结螺旋布线23D的两端23a、23b的直线围起的范围)的部分设为内径部分。此时,在线圈部件1D中,从上下方向观察,第一线圈L1的内径部分与第二线圈L2的内径部分相互重叠,第一线圈L3的内径部分与第四线圈L4的内径部分相互重叠。另外,第一线圈L1的内径部分与第三、第四线圈L3、L4的内径部分彼此不重叠,第二线圈L1的内径部分与第三、第四线圈L3、L4的内径部分彼此不重叠。
即,在线圈部件1D中,与第一实施方式的线圈部件1同样,第一线圈L1与第二线圈L2成对,第三线圈L3与第四线圈L4成对,四个线圈L1~L4构成为形成2组线圈对。并且,成对的第一线圈L1与第二线圈L2的磁耦合比不成对的第一线圈L1与第三、第四线圈L3、L4的磁耦合以及第二线圈L2与第三、第四线圈L3、L4的磁耦合强。另外,成对的第三线圈L3与第四线圈L4的磁耦合比不成对的第三线圈L3与第一、第二线圈L1、L2的磁耦合以及第四线圈L4与第一、第二线圈L1、L2的磁耦合强。实际上,在线圈部件1D的结构中,螺旋布线23D的布线宽度为50μm,布线厚度为45μm,布线最小间隔为10μm,层间最小间隔为10μm,进行使用磁场分析软件Femtet的3D磁场分析结果的计算。结果是,成对的第一线圈L1与第二线圈L2的耦合系数的绝对值是在基底绝缘树脂层30上邻接的第一线圈L1与第四线圈L4的耦合系数的绝对值的1.5倍以上。另外,设置的层不同且内径部分彼此的间隔也大的第一线圈L1与第三线圈L3的耦合系数的绝对值比上述耦合系数的绝对值小。
由此,在线圈部件1D中,在将线圈L1~L4的一个设为第一线圈、与该第一线圈成对的线圈设为第二线圈、第一线圈以及第二线圈以外的线圈设为其他线圈时,第一线圈与第二线圈的磁耦合比第一线圈与其他线圈的磁耦合强。因此,即便是线圈部件1D,在使用在多相SW稳压器时,通过适当地选择输入至各线圈L1~L4的脉冲信号,也能够缩小各线圈L1~L4的波动电流。另外,在线圈部件1D中,各线圈L1~L4由1层螺旋布线23D构成,因此能够使线圈部件1D低背化。并且,不需要像第三实施方式的线圈部件1B那样形成螺旋布线23D以外的布线层,能够进一步低背化。
(第六实施方式)
图13A是表示第六实施方式所涉及的线圈部件1E的透视立体图,图13B是表示线圈部件1E的剖视图,图13C是表示线圈部件1E的透视俯视图。对于线圈部件1E而言,其各线圈L1~L4的形状、设置的层与第五实施方式的线圈部件1D不同,并且在具备第一~第四柱状电极71a~74a、71b~74b方面与第五实施方式的线圈部件1D不同。以下以该不同的结构为中心进行说明。此外,在第六实施方式中,与第一~第五实施方式相同的附图标记是与该实施方式相同的结构,因此省略其说明。
如图13A所示,在线圈部件1E中,第一~第四线圈L1~L4分别由1层螺旋布线23E以及引出布线75E构成。另外,如图13B所示,第一~第四线圈L1~L4全部设置于基底绝缘树脂层30上,并被第一绝缘树脂层31覆盖。并且,如图13C所示,螺旋布线23E的两端与引出布线75E连接,并向线圈部件1E的侧面10a、10b侧引出。螺旋布线23E从上下方向观察时,呈半椭圆形的弧状。即,螺旋布线23E是卷绕于基底绝缘树脂层30上(绝缘层上)约半周的量的曲线状的布线。此外,螺旋布线23E的卷绕数不局限于约半周的量,可以是不足1匝的任意的数量。
对于第一线圈L1的引出布线75E而言,其一端与位于外侧的第一柱状电极71a、71b连接,并呈从第一柱状电极71a、71b向线圈部件1E的中心侧延伸的形状。对于第四线圈L4的引出布线75E而言,其一端与位于外侧的第四柱状电极74a、74b连接,并呈从第四柱状电极74a、74b向线圈部件1E的中心侧延伸的形状。对于第一、第四线圈L1、L4的螺旋布线23E而言,各自的两端与引出布线75E的另一端连接,并呈从该另一端朝向线圈部件1E的缘侧描绘孤的曲线状。
对于第二线圈L2的引出布线75E而言,其一端与位于内侧的第二柱状电极72a、72b连接,并呈从第二柱状电极72a、72b向线圈部件1E的缘侧延伸的形状。对于第三线圈L3的引出布线75E而言,其一端与位于内侧的第三柱状电极73a、73b连接,并呈从第三柱状电极73a、73b向线圈部件1E的缘侧延伸的形状。对于第二、第三线圈L2、L3的螺旋布线23E而言,各自的两端与引出布线75E的另一端连接,并呈从该另一端朝向线圈部件1E的中心侧描绘孤的曲线状。
这里,在线圈部件1E中,对于各个线圈L1~L4,将比螺旋布线23E的最内周更靠内侧(被螺旋布线23E的曲线与连结螺旋布线23E的两端的直线围起的范围)的部分设为内径部分。此时,在线圈部件1E中,从上下方向观察,任一线圈L1~L4的内径部分彼此不重叠。
另一方面,在线圈部件1E中,第一、第二线圈L1、L2的引出布线75E在其另一端相互接近,由此,第一、第二线圈L1、L2的螺旋布线23E在其两端接近,并且呈彼此向相反侧描绘孤的曲线状,因此形成一个椭圆形的圆弧状。第三、第四线圈L3、L4的引出布线75E在其另一端相互接近,由此,第三、第四线圈L3、L4的螺旋布线23E在其两端接近,并且呈彼此向相反侧描绘孤的曲线状,因此形成一个椭圆形的圆弧状。即,第一、第二线圈L1、L2的螺旋布线23E、第三、第四线圈L3、L4的螺旋布线23E分别形成椭圆形,由此共有该椭圆形的内径部分。在该椭圆形的内径部分中,由第一、第二线圈L1、L2产生的磁通、由第三、第四线圈L3、L4产生的磁通集中,因此第一线圈L1与第二线圈L1的磁耦合、第三线圈L3与第四线圈L4的磁耦合变强。
即,在线圈部件1E中,与第一实施方式的线圈部件1同样,第一线圈L1与第二线圈L2成对,第三线圈L3与第四线圈L4成对,四个线圈L1~L4构成为形成2组线圈对。并且,成对的第一线圈L1与第二线圈L2的磁耦合比不成对的第一线圈L1与第三、第四线圈L3、L4、的磁耦合以及第二线圈L2与第三、第四线圈L3、L4的磁耦合强。另外,成对的第三线圈L3与第四线圈L4的磁耦合比不成对的第三线圈L3与第一、第二线圈L1、L2的磁耦合以及第四线圈L4与第一、第二线圈L1、L2的磁耦合强。实际上,对于线圈部件1E的结构,在与线圈部件1D同样的条件下进行使用磁场分析软件Femtet的3D磁场分析结果的计算时,成对的第一线圈L1与第二线圈L2的耦合系数的绝对值是在基底绝缘树脂层30上邻接的第二线圈L2与第三线圈L3的耦合系数的绝对值的1.5倍以上。另外,内径部分彼此的间隔大的第二线圈L2与第四线圈L4的耦合系数的绝对值比上述耦合系数的绝对值小。
由此,在线圈部件1E中,在将线圈L1~L4的一个设为第一线圈、与该第一线圈成对的线圈设为第二线圈、第一线圈以及第二线圈以外的线圈设为其他线圈时,第一线圈与第二线圈的磁耦合比第一线圈与其他线圈的磁耦合强。因此,即便是线圈部件1E,在使用在多相SW稳压器时,通过适当地选择输入至各线圈L1~L4的脉冲信号,能够缩小各线圈L1~L4的波动电流。另外,在线圈部件1E中,各线圈L1~L4由1层螺旋布线23E构成,因此能够使线圈部件1E低背化。并且,不需要像第三实施方式的线圈部件1B那样形成螺旋布线23E以外的布线层,能够进一步低背化。而且,在线圈部件1E中,螺旋布线23E全部层叠于基底绝缘层30上,能够使绝缘树脂35形成为双层构造,能够实现进一步的低背化。此外,在第一~第四柱状电极71a~74a、71b~74b的外表面可以设置包括Cu、Ag、Ni、Sn、Au等金属在内的外部端子,在该情况下,能够提高安装品质。另外,第一~第四柱状电极71a~74a、71b~74b的外表面可以是外部端子,在该情况下,能够形成为适于将线圈部件1E埋入安装基板的用途的结构。
(第七实施方式)
图14A是表示第七实施方式所涉及的线圈部件1F的透视立体图,图14B是表示线圈部件1F的剖视图,图14C是表示线圈部件1F的透视俯视图。对于线圈部件1F而言,其各线圈L1~L4的形状与第六实施方式的线圈部件1E不同。以下以该不同的结构为中心进行说明。此外,在第七实施方式中,与第一~第六实施方式相同的附图标记是与该实施方式相同的结构,因此省略其说明。
如图14A所示,在线圈部件1F中,第一~第四线圈L1~L4分别由1层螺旋布线23F构成。另外,如图14B所示,第一~第四线圈L1~L4全部设置于基底绝缘树脂层30上,并被第一绝缘树脂层31覆盖。并且,如图14C所示,螺旋布线23F从上下方向观察时,呈半椭圆形的弧状。即,螺旋布线23F呈卷绕于基底绝缘树脂层30上(绝缘层上)约半周的量的曲线状的布线。
对于第一线圈L1的螺旋布线23F而言,其两端与位于外侧的第一柱状电极71a、71b连接,并呈从该第一柱状电极71a、71b朝向线圈部件1F的中心侧描绘孤的曲线状。对于第四线圈L4的螺旋布线23F而言,其两端与位于外侧的第四柱状电极74a、74b连接,并呈从该第四柱状电极74a、74b朝向线圈部件1F的中心侧描绘孤的曲线状。
对于第二线圈L2的螺旋布线23F而言,其两端与位于内侧的第二柱状电极72a、72b连接,并呈从该第二柱状电极72a、72b朝向线圈部件1F的缘侧描绘孤的曲线状。对于第三线圈L3的螺旋布线23F而言,其两端与位于内侧的第三柱状电极73a、73b连接,并呈从该第三柱状电极73a、73b朝向线圈部件1F的缘侧描绘孤的曲线状。
这里,在线圈部件1F中,对于各个线圈L1~L4,将比螺旋布线23F的最内周更靠内侧(被螺旋布线23F的曲线与连结螺旋布线23F的两端的直线围起的范围)的部分设为内径部分。此时,在线圈部件1F中,从上下方向观察,任一线圈L1~L4的内径部分彼此不重叠。
另一方面,在线圈部件1F中,第一、第二线圈L1、L2的螺旋布线23F相互接近。即,由第一线圈L1的螺旋布线23F产生的磁通在接近的第二线圈L2的螺旋布线23F的周围蔓延,由第二线圈L2的螺旋布线23F产生的磁通在接近的第一线圈L1的螺旋布线23F的周围蔓延。这在彼此的螺旋布线23F接近的第三、第四线圈L3、L4也同样。因此,第一线圈L1与第二线圈L2的磁耦合、第三线圈L3与第四线圈L4的磁耦合较强。
即,在线圈部件1F中,与第一实施方式的线圈部件1同样,第一线圈L1与第二线圈L2成对,第三线圈L3与第四线圈L4成对,四个线圈L1~L4构成为形成2组线圈对。并且,成对的第一线圈L1与第二线圈L2的磁耦合比不成对的第一线圈L1与第三、第四线圈L3、L4的磁耦合以及第二线圈L2与第三、第四线圈L3、L4的磁耦合强。另外,成对的第三线圈L3以及第四线圈L4的磁耦合比不成对的第三线圈L3与第一、第二线圈L1、L2的磁耦合以及第四线圈L4与第一、第二线圈L1、L2的磁耦合强。实际上,对于线圈部件1F的结构,在与线圈部件1D同样的条件下进行使用磁场分析软件Femtet的3D磁场分析结果的计算时,成对的第一线圈L1与第二线圈L2的耦合系数的绝对值是在基底绝缘树脂层30上邻接的第二线圈L2与第三线圈L3的耦合系数的绝对值的4倍以上。另外,内径部分彼此的间隔大的第二线圈L2与第四线圈L4的耦合系数的绝对值比上述耦合系数的绝对值小。
由此,在线圈部件1F中,在将线圈L1~L4的一个设为第一线圈、与该第一线圈成对的线圈设为第二线圈、第一线圈以及第二线圈以外的线圈设为其他线圈时,第一线圈与第二线圈的磁耦合比第一线圈与其他线圈的磁耦合强。因此,即便是线圈部件1F,在使用在多相SW稳压器时,通过适当地选择输入至各线圈L1~L4的脉冲信号,能够缩小各线圈L1~L4的波动电流。另外,在线圈部件1F中,各线圈L1~L4由1层螺旋布线23F构成,因此能够使线圈部件1F低背化。并且,不需要像线圈部件1B那样形成螺旋布线23F以外的布线层,能够进一步低背化。而且,在线圈部件1F中,螺旋布线23F全部层叠于基底绝缘层30上,能够使绝缘树脂35形成为双层构造,能够实现进一步的低背化。
此外,在线圈部件1F中,在第一、第二线圈L1、L2中,从位于相同侧的一端朝向位于其相反侧的另一端同时流动有电流的情况下,彼此的磁通互相增强。这意味着在将第一线圈L1与第二线圈L2的位于相同侧的各一端均设为脉冲信号的输入侧、位于其相反侧的各另一端均设为脉冲信号的输出侧的情况下、第一线圈L1与第二线圈L2正耦合。其中,例如若将第一线圈L1与第二线圈L2的一个线圈中的一端侧设为输入、另一端侧设为输出,将另一个线圈的一端侧设为输出、另一端侧设为输入,则能够使成对的第一线圈L1与第二线圈L2处于负耦合的状态。这对于第三、第四线圈L3、L4也同样。
另外,在线圈部件1F中,第一、第二线圈L1、L2的接近的部分隔着例如导磁率为1的绝缘树脂层,既能够确保耐压性又能够缩窄螺旋布线23F的间隔至例如10μm等。在该情况下,在上述接近的部分之间不存在磁性树脂,但十分接近,从而能够像上述计算结果那样确保磁耦合。
图14D是表示第七实施方式的变形例所涉及的线圈部件1G的透视立体图。对于线圈部件1G而言,其柱状电极的配置与上述线圈部件1F不同。首先,将位于基体10的第一侧面10a侧的各线圈L1~L4的端部设为一端、位于第二侧面10b侧的各线圈L1~L4的端部设为另一端。在线圈部件1G中,与第一、第三线圈L1、L3的一端侧连接的第一、第三柱状电极71a、73a以及与第二、第四线圈L2、L4的另一端侧连接的第二、第四柱状电极72b、74b分别在基体10的上方侧露出。另外,与第一、第三线圈L1、L3的另一端侧连接的第一、第三柱状电极71b、73b以及第二、第四线圈L2、L4的另一端侧连接的第二、第四柱状电极72a、74a分别在基体10的下方侧露出。
根据该结构,例如将线圈部件1G埋入至安装基板,并且在基体10的上表面侧配置脉冲信号的输入线,在基体10的下表面侧配置脉冲信号的输出线,由此能够更容易使成对的第一、第二线圈L1、L2以及第三、第四线圈L3、L4的组负耦合。
图14E是表示第七实施方式的变形例所涉及的线圈部件1H的透视立体图。对于线圈部件1H而言,其柱状电极的配置与上述线圈部件1F不同。具体而言,在线圈部件1H中,与第一、第三线圈L1、L3连接的第一、第三柱状电极71a、71b、73a、73b在下方侧分别从基体10露出。与第二、第四线圈L2、L4连接的第二、第四柱状电极72a、72b、74a、74b在上方侧分别从基体10露出。
根据该结构,线圈部件1H的相邻的第一~第四外部端子(第一~第四柱状电极)分别在不同的面露出,因此即便是相同的外形尺寸,在线圈部件1H中,相对于线圈部件1F,也能够增大端子间的间隔,能够使与安装基板的布线连接时在端子间的短路难以产生。
(第八实施方式)
在第二~第七实施方式中,具备具有层叠有绝缘层的基体和卷绕于绝缘层上的布线的结构、所谓的层叠线圈的结构,但像第一实施方式那样在成对的线圈与不成对的线圈之间赋予磁耦合的强弱的结构并不局限于此。
图15是表示第八实施方式所涉及的线圈部件1J的示意图。对于线圈部件1J而言,其基体10的结构以及各线圈L1~L4的结构与第二实施方式的线圈部件1A不同。以下以该不同的结构为中心进行说明。此外,在第八实施方式中,与第一~第七实施方式相同的附图标记是与该实施方式相同的结构,因此省略其说明。
如图15所示,在线圈部件1J中,基体10由第一磁芯40A、第二磁芯40B以及密封树脂35A构成,第一~第四线圈L1~L4分别由卷绕于第一、第二磁芯40A、40B的卷线构成。
第一、第二磁芯40A、40B分别呈大致四角形的框状,例如由铁氧体、铁等磁性体材料构成。在第一、第二磁芯40A、40B的对置的边的一组形成有外部端子11a~14a、11b~14b。密封树脂35A是用于将第一、第二磁芯40A、40B两者密封至一个基体10的部件,例如由环氧树脂等绝缘性材料构成。这里,第一磁芯40A与第二磁芯40B空开间隔地配置。
第一~第四线圈L1~L4例如是绝缘包覆过的铜线等,卷绕于第一、第二磁芯40A、40B的一边,其两端与第一~第四外部端子11a~14a、11b~14b连接。这里,第一、第二线圈L1、L2分别以相同的方向卷绕于第一磁芯40A的对置的边的组中的未形成有第一、第二外部端子11a、11b、12a、12b的组的一边、另一边。另外,第三、第四线圈L3、L4分别以相同的方向卷绕于第二磁芯40B的对置的边的组中的未形成有第三、第四外部端子13a、13b、14a、14b的组的一边、另一边。即,在线圈部件1J中,第一线圈L1与第二线圈L2卷绕于相同的第一磁芯40A,第三线圈L3与第四线圈L4卷绕于相同的第二磁芯40B。
根据上述结构,在线圈部件1J中,第一线圈L1与第二线圈L2的磁耦合、第三线圈L3与第四线圈L4的磁耦合较强。另一方面,第一磁芯40A与第二磁芯40B空开间隔地配置,因此第一线圈L1与第三、第四线圈L3、L4的磁耦合较弱,第二线圈L2与第三、第四线圈L3、L4的磁耦合较弱。
因此,在线圈部件1J中,与上述第一实施方式的线圈部件1同样,第一线圈L1与第二线圈L2成对,第三线圈L3与第四线圈L4成对,四个线圈L1~L4构成为形成2组线圈对。并且,成对的第一线圈L1与第二线圈L2的磁耦合比不成对的第一线圈L1与第三、第四线圈L3、L4的磁耦合以及第二线圈L2与第三、第四线圈L3、L4的磁耦合强。另外,成对的第三线圈L3与第四线圈L4的磁耦合比不成对的第三线圈L3与第一、第二线圈L1、L2的磁耦合以及第四线圈L4与第一、第二线圈L1、L2的磁耦合强。
由此,在线圈部件1J中,在将线圈L1~L4的一个设为第一线圈、与该第一线圈成对的线圈设为第二线圈、第一线圈以及第二线圈以外的线圈设为其他线圈时,第一线圈与第二线圈的磁耦合比第一线圈与其他线圈的磁耦合强。因此,即便是线圈部件1J,在使用在多相SW稳压器时,通过适当地选择输入至各线圈L1~L4的脉冲信号,能够缩小各线圈L1~L4的波动电流。
另外,在线圈部件1J中,第一线圈L1的一端与第二线圈L2的一端相对于第一线圈L1以及第二线圈L2向相同的一方侧引出,并且第一线圈L1的另一端与第二线圈L2的另一端相对于第一线圈L1以及第二线圈L2向相同的另一方侧引出。并且,第一线圈L1以及第二线圈L2沿相同的方向卷绕,因此在将一端设为脉冲信号的输入侧、另一端设为脉冲信号的输出侧时,进行负耦合。即,第一线圈L1以及第二线圈L2卷绕为在电流从一端朝向另一端流动的情况下、磁通在磁芯40A内相互抵消。这在第三线圈L3与第四线圈L4也相同。
因此,在线圈部件1J中,在输入脉冲信号以便成对的线圈全部负耦合时,能够使线圈L1~L4的输入侧、输出侧分别在相同侧一致。由此,能够使安装线圈部件1J的基板中的布线绕回更容易。
(第九实施方式)
图16是表示本发明的开关稳压器的一实施方式的简略结构图。如图16所示,开关稳压器5(以下记为“稳压器5”)是降压型开关稳压器,将输入电压Vin降压至规定的输出电压,向负载7供给。稳压器5具有:线圈部件1;开关部S1~S(2N),它们与线圈部件1的各线圈L1~L(2N)的一个端部侧分别连接;以及(作为平滑电路的一个例子的)电容器6,其与线圈部件1的线圈L1~L(2N)的另一个端部侧连接。稳压器5是多相SW稳压器,开关部S1~S(2N)与线圈L1~L(2N)的组在输入电压Vin与电容器6之间并联连接。
线圈部件1是与第一实施方式(图1)的线圈部件1相同的结构。此外,与第一实施方式相同的附图标记是与第一实施方式相同的结构,因此省略其说明。
各开关部S1~S(2N)将与自身连接的(与自身对应的)线圈L1~L(2N)和输入电压Vin或接地电压中的任一者连接(同步整流方式)。即,在各线圈L1~L(2N)输入具有输入电压Vin与接地电压2个值的矩形波亦即脉冲信号。这里,将输入电压Vin和与自身对应的线圈L1~L(2N)连接时的各开关部S1~S(2N)状态设为接通状态,将接地电压和与对应的线圈L1~L(2N)连接时的各开关部S1~S(2N)状态设为断开状态。接通状态与断开状态的切换由从稳压器5所具备的PWM(Pulse Width Modulation:脉冲宽度调制)产生器(未图示)输入至各开关部S1~S(2N)的驱动信号P1~P(2N)控制。
具体而言,在稳压器5设定有某振荡频率,PWM产生器按照该振荡频率利用驱动信号P1~P(2N)使各开关部S1~S(2N)移至接通状态(导通)。即,导通彼此的间隔是振荡频率的倒数。这意味着在各线圈L1~L(2N)输入具有恒定且相同的周期(振荡频率的倒数)的矩形波的脉冲信号。
另外,稳压器5具备对线圈L1~L(2N)的输出电压、在线圈L1~L(2N)流动的电流进行检测的检测电路(未图示),若该检测电路检测到一定以上的电压、电流,则PWM产生器利用驱动信号P1~P(2N)使各开关部S1~S(2N)移至断开状态(关断)。这里,在负载7的功率消耗无变动的状态(定常状态)下,从导通至关断的间隔是恒定的。即,在定常状态下,输入至各线圈L1~L(2N)的2N个脉冲信号在恒定且相同的周期内具有恒定且相同的占空比(导通-关断的间隔/振荡频率的倒数)。
并且,稳压器5是多相SW稳压器,若将上述振荡频率的倒数用360°的相位表示,则驱动信号P1~P(2N)是导通间隔错开360°/(2N)的信号,即是具有360°/(2N)的相位差的信号的集合。此时,输入至各线圈L1~L(2N)的脉冲信号也是具有360°/(2N)的相位差的信号的集合。由此,从各线圈L1~L(2N)输出的电压的峰值均匀地错开,因此能够缩小合成该输出电压的电压的最小值与最大值的差,即能够缩小向电容器6输入的波动电压。
若从各线圈L1~L(2N)的一个端部输入具有上述360°/(2N)的相位差的脉冲信号,则利用各线圈L1~L(2N)所具有的电感将矩形波的脉冲信号转换为三角波的脉冲信号,并从各线圈L1~L(2N)的另一个端部输入该三角波。
输出的该三角波由与线圈L1~L(2N)的另一个端部侧连接的电容器6进行平滑,向后段的负载7供给。此时,向负载7供给的电压(输出电压)是输入电压Vin与上述占空比的积。这样,在稳压器5中,通过适当地设定上述恒定的占空比来将输入电压Vin降压至规定的输出电压,向负载7供给。
这里,上述稳压器5具有线圈部件1。因此,通过适当地选择输入至各线圈L1~L(2N)的脉冲信号,能够减少各线圈L1~L(2N)的波动电流。具体而言,在稳压器5中,将M设为1以上N以下的整数,作为信号P(2M-1),选择相对于信号P1具有(360°/(2N))×(M-1)相位差的信号,作为信号P(2M),选择相对于信号P1具有(360°/(2N))×(M-1)+180°的相位差的信号。此时,在线圈部件1全部的成对的线圈L(2M-1)以及线圈L(2M)输入具有180°的相位差的脉冲信号,能够减少各线圈L1~L(2N)的波动电流。
因此,在稳压器5中,借助波动电流的减少,减少各线圈L1~L(2N)中的发热引起的损失,效率提高。另外,在稳压器5中,借助波动电流的减少,能够减少各线圈L1~L(2N)要求的电感值、电容器6所要求的静电电容值,能够实现过渡响应速度的提高、电路的小型化。即,在稳压器5中,能够实现性能提高、小型化。
此外,在上述中,稳压器5是PWM方式,但也可以是PFM(Pulse FrequencyModulation:脉冲频率调制)方式。即便是PFM方式,在定常状态下,输入至各线圈L1~L(2N)的2N个脉冲信号在恒定且相同的周期中具有恒定且相同的占空比,是具有360°/(2N)的相位差的信号的集合。因此,即便在该情况下,通过适当地选择2N个脉冲信号,在稳压器5中,也能够实现性能提高、小型化。
另外,在上述中,开关部S1~S(2N)为同步整流方式,但并不局限于此,例如也可以是各开关部S1~S(2N)具有一个开关元件和二极管的结构(二极管整流方式)。
另外,在上述中,稳压器5是降压型,但即便是升压型、升降压型的多相SW稳压器,由于具有线圈部件1,通过减少各线圈L1~L(2N)的波动电流,也能够实现性能提高、小型化。
此外,本发明并不限定于上述的实施方式,能够在不脱离本发明的主旨的范围内进行设计变更。例如,可以对第一~第九实施方式各自的特征点进行各种组合。
在上述第二~第八实施方式中,线圈部件具有4个线圈,但只要具有(2N)个(N为2以上的整数)的线圈即可,也可以是N>2。另外,在第二实施方式中,各线圈具有2层螺旋布线,但也可以具有3层以上的螺旋布线。
在上述第二实施方式中,线圈是层叠多个匝数为1周以上的螺旋布线的构造,但也可以是层叠多个匝数不足1周的螺旋布线的立体螺旋(helical)构造。
另外,在上述实施方式中,以成对的线圈负耦合的情况下的效果为中心进行了说明,但成对的线圈的耦合系数可以为正,即在成对的线圈同时流动有电流的情况下,成对线圈磁耦合为彼此的磁通相互增强。由此,能够缩小向成对的线圈输入的波动电流。此外,为了使成对的线圈的耦合系数为正,例如,在线圈部件1中,可以使成对的线圈组例如线圈L1、L2的一者的卷绕方向颠倒,也可以针对线圈L1、L2的一者使脉冲信号的输入输出反向。另外,例如在线圈部件1A中,可以沿相同的方向卷绕成对的线圈L1、L2。
另外,在线圈部件1A中,可以沿相同的方向卷绕全部的线圈(螺旋布线)。此时,容易使各线圈的形状、配置、制造条件等一致,能够缩小电气特性的偏差,并且能够使制造容易。另外,能够使成对的线圈容易地正耦合。
另外,在线圈部件1A中,在同一绝缘层(例如基底绝缘层30)上层叠有多个线圈(例如线圈L1、L4),该多个线圈沿不同的方向卷绕,但并不局限于此,该多个线圈可以沿相同的方向卷绕。在该情况下,层叠于同一绝缘层上的多个线圈沿相同的方向卷绕,因此能够使不成对的线圈组中的磁耦合比较大且在同一绝缘层上邻接的线圈组容易地负耦合,能够进一步抑制各线圈的波动电流。

Claims (18)

1.一种线圈部件,其特征在于,
具有2N个线圈,N为2以上的整数,
所述2N个线圈构成为形成N组线圈对,
在将形成所述N组线圈对之一的第一线圈以及第二线圈以外的线圈作为其他线圈时,所述第一线圈与所述第二线圈的磁耦合比所述第一线圈与所述其他线圈的磁耦合强,
还具备沿第一方向层叠有多个绝缘层的基体,
所述2N个线圈配置在所述基体的内部,
所述2N个线圈分别由以不足1匝被卷绕的螺旋布线构成,
所述2N个线圈设置在同一绝缘层上,
对于所述2N个线圈的每一个线圈,若将比所述螺旋布线的最内周更靠内侧作为该线圈的内径部分,则从所述第一方向观察,所述2N个线圈的每一个线圈的内径部分彼此不重叠。
2.根据权利要求1所述的线圈部件,其特征在于,
所述第一线圈与所述第二线圈的磁耦合比所述第二线圈与所述其他线圈的磁耦合强。
3.根据权利要求2所述的线圈部件,其特征在于,
形成所述线圈对的线圈彼此的磁耦合比未形成线圈对的所述线圈彼此的磁耦合的任一个都强。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的线圈部件,其特征在于,
在所述第一线圈与所述第二线圈中,沿进行负耦合以便彼此的磁通互相抵消的方向流动电流。
5.根据权利要求1~3中任一项所述的线圈部件,其特征在于,
从所述第一方向观察,所述第一线圈的内径部分与所述其他线圈的内径部分彼此不重叠。
6.根据权利要求1~3中任一项所述的线圈部件,其特征在于,
所述第一线圈与所述第二线圈沿不同的方向卷绕。
7.根据权利要求1~3中任一项所述的线圈部件,其特征在于,
所述2N个线圈全部沿相同的方向卷绕。
8.根据权利要求1~3中任一项所述的线圈部件,其特征在于,
相对于所述2N个线圈的所述螺旋布线位于所述第一方向两侧的所述绝缘层包括由磁性体粉以及树脂的复合材料构成的磁性树脂层。
9.根据权利要求8所述的线圈部件,其特征在于,
所述磁性体粉的平均粒径为0.5μm以上100μm以下,
所述磁性体粉相对于所述树脂被含有50vol%以上85vol%以下。
10.根据权利要求8所述的线圈部件,其特征在于,
对于各个所述2N个线圈,还具备由磁性体粉以及树脂的复合材料构成的磁性树脂体,该磁性树脂体设置于该线圈的内径部分以及比该线圈的所述螺旋布线的最外周更靠外侧的位置,
所述磁性树脂层与所述磁性树脂体构成闭磁路。
11.根据权利要求1~3中任一项所述的线圈部件,其特征在于,
所述第一线圈以及所述第二线圈分别由卷绕于多个所述绝缘层上的多个所述螺旋布线构成,
所述第一线圈与所述第二线圈之间的最短距离比所述第一线圈、所述第二线圈各自中的所述螺旋布线彼此之间的最短距离长。
12.根据权利要求1~3中任一项所述的线圈部件,其特征在于,
在同一所述绝缘层上卷绕有多个所述线圈的所述螺旋布线,
该螺旋布线彼此的最短距离比该螺旋布线内的布线间隔长。
13.根据权利要求1~3中任一项所述的线圈部件,其特征在于,
与所述螺旋布线接触的所述绝缘层由绝缘体粉以及树脂的复合材料构成。
14.根据权利要求1~3中任一项所述的线圈部件,其特征在于,
所述第一线圈的一端与所述第二线圈的一端相对于所述第一线圈以及所述第二线圈向相同的一方侧引出,并且所述第一线圈的另一端与所述第二线圈的另一端相对于所述第一线圈以及所述第二线圈向相同的另一方侧引出,
所述第一线圈以及所述第二线圈被卷绕以便在从所述一端朝向所述另一端流动有电流的情况下彼此的磁通互相抵消。
15.根据权利要求14所述的线圈部件,其特征在于,
所述第一线圈以及所述第二线圈各自的匝数、线圈布线长以及线圈截面积相同。
16.根据权利要求14所述的线圈部件,其特征在于,
与所述第一线圈的所述一端连接的第一外部端子和与所述第二线圈的所述一端连接的第二外部端子相邻。
17.根据权利要求1所述的线圈部件,其特征在于,
所述2N个线圈分别由以半周的量被卷绕的螺旋布线构成。
18.一种开关稳压器,其特征在于,具备:
线圈部件,具有2N个线圈,N为2以上的整数,所述2N个线圈构成为形成N组线圈对,在将形成所述N组线圈对之一的第一线圈以及第二线圈以外的线圈作为其他线圈时,所述第一线圈与所述第二线圈的磁耦合比所述第一线圈与所述其他线圈的磁耦合强;
2N个开关部,它们与所述线圈部件的各线圈的一端侧分别连接;以及
平滑电路,其与所述线圈部件的各线圈的一端或另一端侧连接,
所述开关部对所述线圈部件的成对的线圈输入具有180°的相位差的信号。
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