CN108183017A - 电感器以及dc－dc转换器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种具有基于屏蔽部件的噪声抑制效果，并且确保屏蔽部件与电感器的芯体之间的绝缘性以及散热性，并能够小型化的电感器。电感器(1)具备：芯体(10)，由金属磁性材料构成；卷绕线(11)，卷绕于芯体；一对外部电极(12)、(13)，与芯体的各端部连接；屏蔽部件(14)，配置为覆盖芯体的上表面和3面以上的侧面；以及绝缘部件(15)，配置在芯体与屏蔽部件(14)之间，具有热传导性。屏蔽部件的厚度通过将屏蔽部件的电阻率及磁导率和想要屏蔽的噪声的频率应用于求出趋肤效应的表皮深度的式子来设定。绝缘部件的厚度基于在电感器的使用环境下绝缘部件的绝缘击穿电压和想要确保绝缘的电压来设定。

Description

电感器以及DC－DC转换器
技术领域
本发明涉及电感器以及具备该电感器的DC－DC转换器。
背景技术
DC－DC转换器例如具备开关元件、二极管、电感器(功率电感器)、平滑电容器等，将任意的直流电压降压或者升压到所希望的直流电压。例如，在将DC－DC转换器用作汽车的电子装置的电源电路的情况下，存在从DC－DC转换器的电感器等放射的噪声在搭载于汽车的AM广播等中成为问题的情况。为了抑制从该电感器放射的噪声，例如，使用覆盖电感器的屏蔽部件。
然而，作为DC－DC转换器的功率电感器，例如，使用小型且应对大电流的金属复合型的电感器(以下，记载为“金属复合电感器”)。金属复合电感器的芯体由金属磁性材料形成。因此，在金属复合电感器使用屏蔽部件的情况下，需要使屏蔽部件与金属复合电感器的芯体之间绝缘。
作为具备屏蔽部件和绝缘部件的技术，例如，在专利文献1中，公开了一种在具备安装于安装基板的电子部件的电子装置中，具备粘合于安装基板的树脂膜、和覆盖树脂膜的与电子部件相反侧的面并与安装基板的接地用导电部电连接的导电膜的技术。树脂膜由环氧树脂等热固化性的树脂形成。
另外，在专利文献2中，公开了一种在用于电磁屏蔽基板上的电子部件的电磁屏蔽结构中，包含由高分子热收缩材料形成，并覆盖电子部件的热收缩绝缘结构；和作为热收缩绝缘结构上的电磁屏蔽发挥功能的导电性涂层的技术。热收缩绝缘结构由包含热传导性材料的绝缘材料构成，通过将该绝缘材料堆积在基板上的所希望的位置(包含多个电子部件的位置)，并将各电子部件的周围进行划分来形成。导电性涂层通过堆积屏蔽材料，以覆盖该划分出的绝缘材料而形成。
专利文献1：日本特开2002－334954号公报
专利文献2：日本特表2014－516212号公报
然而，在专利文献1所公开的技术中，设置在电子部件与导电膜之间的树脂膜不是由具有热传导性的材料形成的。因此，例如，在电子部件是电感器的情况下，电感器所产生的热难以通过树脂膜来散热，而存在电感器的温度上升的可能性。由此，在设计上，存在基于电感器的自身温度上升而导致额定电流的降低的可能性。
另一方面，在专利文献2所公开的技术中，由于覆盖电子部件的热收缩绝缘结构由包含热传导性材料的绝缘材料形成，所以具有散热性。然而，在专利文献2所公开的技术中，由于通过堆积绝缘材料以覆盖基板上的电子部件来形成热收缩绝缘结构，并通过在该热收缩绝缘结构上堆积屏蔽材料形成导电性涂层，所以存在热收缩绝缘结构、导电性涂层的厚度过分地增厚的可能性。另外，在专利文献2所公开的技术中，以覆盖基板上的全部的电子部件的方式设置有热收缩绝缘结构、导电性涂层。因此，由于设置这样的热收缩绝缘结构、导电性涂层，所以存在大型化的可能性。
发明内容
本发明是为了消除上述问题点而完成的，目的在于提供一种在具备由金属磁性材料构成的芯体的电感器中，具有基于屏蔽部件的噪声抑制效果，并且确保屏蔽部件与电感器的芯体之间的绝缘性以及散热性，并能够小型化的电感器以及DC－DC转换器。
本发明的电感器是安装于基板的电感器，其特征在于，具备：芯体，由金属磁性材料构成；卷绕线，卷绕于芯体；一对外部电极，分别与卷绕线的各端部连接，且设置于芯体；屏蔽部件，与基板的地线电连接，且配置为覆盖芯体的上表面和3面以上的侧面；以及绝缘部件，配置在芯体与屏蔽部件之间，具有热传导性，屏蔽部件的厚度通过将该屏蔽部件的电阻率、该屏蔽部件的磁导率以及想要利用该屏蔽部件屏蔽的噪声的频率应用于求出趋肤效应的表皮深度的式子来设定，绝缘部件的厚度基于该绝缘部件的绝缘击穿电压和在电感器的使用环境下想要通过绝缘部件来确保绝缘的电压来设定。
在本发明的电感器中，屏蔽部件以覆盖芯体的上表面和3面以上的侧面的方式设置，且该屏蔽部件与基板的地线连接。利用该屏蔽部件，屏蔽在电感器中产生的噪声，并抑制向外部放射的噪声。另外，在本发明的电感器中，在该屏蔽部件与芯体之间设置有具有热传导性的绝缘部件。利用该绝缘部件，确保由金属磁性材料构成的芯体与屏蔽部件的绝缘性。另外，由于绝缘部件具有热传导性，所以确保芯体与屏蔽部件之间的散热性。特别是，在本发明的电感器中，由于屏蔽部件的厚度通过将想要屏蔽的噪声的频率应用于求出趋肤效应的表皮深度的式子来设定，所以能够发挥针对想要屏蔽的频率的噪声的抑制效果，并且削薄屏蔽部件的厚度。另外，在本发明的电感器中，由于绝缘部件的厚度基于绝缘击穿电压和想要确保绝缘的电压来设定，所以能够确保针对想要确保绝缘的电压的绝缘性，并且削薄绝缘部件的厚度。由此，能够使具备屏蔽部件和绝缘部件的电感器小型化。这样，根据本发明的电感器，在具备由金属磁性材料构成的芯体的电感器中，具有基于屏蔽部件的噪声抑制效果，并且确保屏蔽部件与电感器的芯体之间的绝缘性以及散热性，并能够小型化。
在本发明的电感器中，优选屏蔽部件具有50[μm]～200[μm]的范围内的厚度。通过像这样构成，由于想要屏蔽的噪声的频率包含具有给AM广播等带来影响的可能性的频率，所以能够抑制屏蔽部件的厚度，并且抑制由从电感器放射的噪声给AM广播等带来的影响。
在本发明的电感器中，优选绝缘部件具有1[μm]～100[μm]的范围内的厚度。通过这样构成，由于在汽车等中使用电感器的情况下想要确保绝缘的电压包含具有被应用于汽车等的可能性的电源的电压，所以能够抑制绝缘部件的厚度，并且在汽车等中使用的情况下确保屏蔽部件与芯体之间的绝缘性。
在本发明的电感器中，优选将外部电极设置于芯体的下表面，将屏蔽部件和绝缘部件配置于芯体的上表面和全部的侧面。通过这样构成，能够利用屏蔽部件屏蔽在电感器中产生的各方向的噪声，并能够提高被放射到外部的噪声的抑制效果。
在本发明的电感器中，优选将外部电极设置于芯体的任意侧面，将屏蔽部件和绝缘部件配置于芯体的上表面和任意侧面以外的侧面。通过这样构成，由于能够通过设置于芯体的侧面的外部电极与基板的布线图案接合，所以能够提高外部电极与基板的布线图案的接合的可靠性。
在本发明的电感器中，优选在任意侧面，在不与外部电极接触的部分配置屏蔽部件和绝缘部件。通过这样构成，能够利用屏蔽部件尽可能地屏蔽在电感器中产生的朝向任意侧面侧的噪声，并能够提高被放射到外部的噪声的抑制效果。
本发明的DC－DC转换器的特征在于，具备：开关元件；功率电感器，与开关元件电连接；以及平滑用的电容器，与功率电感器电连接，功率电感器是上述的任一个电感器。根据本发明的DC－DC转换器，由于作为功率电感器使用具备上述的屏蔽部件和绝缘部件的电感器，所以具有利用屏蔽部件来抑制从功率电感器产生的噪声的效果，并且确保屏蔽部件与功率电感器的芯体之间的绝缘性以及散热性，并能够小型化。
根据本发明，在具备由金属磁性材料构成的芯体的电感器中，具有基于屏蔽部件的噪声抑制效果，并且确保屏蔽部件与电感器的芯体之间的绝缘性以及散热性，并能够小型化。
附图说明
图1是示意性地表示第一实施方式的电感器的结构的剖视图。
图2是示意性地表示第一实施方式的电感器的外观的图，(a)是侧面图，(b)是俯视图，(c)是仰视图。
图3是具备第一实施方式的电感器的DC－DC转换器的电路图。
图4是示意性地表示第二实施方式的电感器的结构的主视图。
图5是示意性地表示第二实施方式的电感器的外观的图，(a)是侧面图，(b)是俯视图，(c)是仰视图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的优选的实施方式进行详细说明。应予说明，在图中，对于相同或者相当部分使用相同附图标记。另外，在各图中，对于相同要素标注相同附图标记并省略重复的说明。
在实施方式中，使用环境是在汽车中使用的情况下的环境，将本发明的电感器应用于被用作汽车的电子装置的电源电路的DC－DC转换器的电感器(功率电感器)。在以下的说明中，对2个实施方式进行说明。此外，使用环境是使用电感器的对象中的环境(特别是，与电压相关的环境)。
(第一实施方式)
参照图1～图3，对第一实施方式的电感器1进行说明。图1是示意性地表示第一实施方式的电感器1的结构的剖视图。图2是示意性地表示第一实施方式的电感器1的外观的图，(a)是侧面图，(b)是俯视图，(c)是仰视图。图3是具备第一实施方式的电感器1的DC－DC转换器4的电路图。此外，在图1中，示有电感器1和安装该电感器1的基板5的一部分。
电感器1是作为DC－DC转换器4的电子部件之一来使用的功率电感器。包含该电感器1的DC－DC转换器4被安装于基板5。在对电感器1具体进行说明之前，参照图3，对DC－DC转换器4进行说明。
DC－DC转换器4例如将从电源40输入的任意的直流电压降压(变换)为所希望的直流电压，并将该降压后的电压输出至电负载50。DC－DC转换器4例如作为汽车的电子装置的电源电路来使用，将电源40(电池)的12V降压到5V并输出至电负载50。DC－DC转换器4是斩波方式(开关方式)的DC－DC转换器。
例如，如图3所示，DC－DC转换器4具备输入侧的电容器4a、开关元件4b、二极管4c、电感器1以及输出侧的电容器4d，这些电子部件被安装于基板5。在基板5上，形成有布线图案(地线图案、电源图案、信号图案)。开关元件4b被控制器(未图示)等开关控制，根据规定的开关频率导通(ON)/截止(OFF)。作为开关元件4b，例如，优选使用MOSFET。开关元件4b的开关频率例如是100[kHz]～400[kHz]。
对该DC－DC转换器4的动作进行说明。若开关元件4b导通，则电流流入电感器1。此时，电感器1利用自感应作用产生电动势储存能量，以妨碍流入的电流。若开关元件4b截止，则朝向电感器1的电流的流入停止。此时，电感器1想要维持电流，使所储存的能量作为电流流向输出侧。基于该开关的电压被电容器4d平滑化，并输出至电负载50。
在像这样动作的DC－DC转换器4中，根据开关元件4b中的开关，从电感器1产生噪声(电场的噪声、磁场的噪声)。若该噪声被放射到外部，则例如在汽车中使用DC－DC转换器4的情况下，若放射出的噪声在车载的AM广播等中传播，则来自广播的声音中可能混入杂音。为了抑制从该电感器1放射到外部的噪声，电感器1具有屏蔽功能。那么，对电感器1进行说明。
电感器1是金属复合电感器。电感器1例如优选使用卷绕线型的电感器。另外，电感器1也能够使用层叠型的电感器等。电感器1具备芯体10、卷绕线11、一对外部电极12、13、屏蔽部件14以及绝缘部件15。
芯体10由金属磁性材料构成。芯体10例如是立方体形状。卷绕线11通过将铜等导体卷绕于芯体10而形成。卷绕线11的两端部在芯体10的下表面10a引出。卷绕线11例如是纵向卷绕。
外部电极12、13是用于将电感器1安装于基板5的端子电极。外部电极12、13配置于芯体10的下表面10a。外部电极12、13由导体构成。外部电极12、13例如是平板状。一方的外部电极12与卷绕线11的一方的端部电连接。该外部电极12通过焊料5h与设置于基板5的上表面5a的电源图案5b连接，从而与DC－DC转换器4的开关元件4b和二极管4c的连接点电连接。另一方的外部电极13与卷绕线11的另一方的端部电连接。该外部电极13通过焊料5i与设置于基板5的上表面5a的电源图案5c连接，从而与DC－DC转换器4的输出侧的电容器4d的一端电连接。
屏蔽部件14是用于屏蔽在电感器1中产生的噪声的部件。屏蔽部件14由金属材料形成，具有导电性。该金属材料例如是铜。屏蔽部件14是没有狭缝、孔等的连续的平面状。屏蔽部件14例如优选使用金属板。另外，屏蔽部件14也能够使用金属箔、蒸镀金属的膜或者薄膜等。此外，由于芯体10由金属磁性材料形成，所以需要使屏蔽部件14与芯体10之间绝缘。
屏蔽部件14配置为覆盖芯体10的上表面10b以及4个侧面10c、10d、10e、10f。这样，屏蔽部件14覆盖芯体10的除了下表面10a以外的所有面。其中，在将电感器1安装于基板5的情况下，在芯体10的下方，配置有设置于基板5的内部的地线层5d。屏蔽部件14通过焊料5j与设置于基板5的上表面5a的地线图案5e连接。在基板5中，该地线图案5d经由通孔5f与地线层5d电连接。
特别是，屏蔽部件14的厚度在能够发挥噪声抑制效果(特别是，针对给AM广播带来影响的噪声的抑制效果)的范围内较薄地设定。为了设定该屏蔽部件14的厚度，使用趋肤效应的关系式。所谓的趋肤效应是高频电流在频率越高越向靠近导体的表面的位置流动的现象。例如，在使规定的频率的高频电流流入了导体的情况下，在距离导体的表面与规定的频率相应的表皮深度内的位置流动，不在距离导体的表面超过表皮深度的位置流动。因此，屏蔽部件14为了使噪声进入基板5的地线，具有与想要抑制的噪声的频率相应的表皮深度的程度的厚度即可。
屏蔽部件14的厚度使用通过下述的(式1)计算的值来设定。该(式1)是求出表皮深度的式子。(式1)中的t1是表皮深度，在本实施方式中为屏蔽部件14的厚度。(式1)中的ρ是导体的电阻率，在本实施方式中为屏蔽部件14的电阻率。(式1)中的μ是导体的磁导率，在本实施方式中为屏蔽部件14的磁导率。(式1)中的f是电流的频率，在本实施方式中为想要利用屏蔽部件14屏蔽的噪声的频率。顺便说一下，(式1)中的2πf是电流的角频率。
[数学式1]
在将想要屏蔽的噪声的频率f代入该(式1)，来设定屏蔽部件14的厚度t1的情况下，想要屏蔽的噪声的频率越低越需要加厚屏蔽部件14的厚度，该频率越高可以削薄屏蔽部件14的厚度。
在本实施方式中，由于将电感器1应用于汽车的电子装置的DC－DC转换器4的功率电感器，所以设定屏蔽部件14的厚度，以使从电感器1放射的电场噪声、磁场的噪声不给搭载于汽车的AM广播带来影响。如上所述，由于DC－DC转换器4的开关元件4b的开关频率为100[kHz]～400[kHz]，所以将想要屏蔽的噪声(基波的噪声)的下限频率设为100[kHz]。另外，由于AM广播中所使用的频段为500[kHz]～1800[kHZ]，所以将想要屏蔽的噪声(高次谐波的噪声)的上限频率设为1800[kHz]。
另外，例如，在作为屏蔽部件14的金属材料使用铜的情况下，作为屏蔽部件14的电阻率ρ使用铜的电阻率(＝1.68×10－8[Ωm])，作为屏蔽部件14的磁导率μ使用铜的磁导率(＝1.256×10－6[H/m])。若将该铜的电阻率和磁导率以及下限频率的100[kHz]代入(式1)来求屏蔽部件14的厚度，则约为200[μm]。另外，若将铜的电阻率和磁导率以及上限频率的1800[kHz]代入(式1)来求屏蔽部件14的厚度t1，则约为50[μm]。
对屏蔽部件14的厚度设定该50[μm]～200[μm]的范围内的适当的值。例如，在1800[kHz]的噪声对AM广播的影响较大的情况下，将屏蔽部件14的厚度削薄到50[μm]，也可得到噪声抑制效果。另外，在将屏蔽部件14的厚度设为200[μm]的情况下，从具有给AM广播带来影响的可能性的最低的频率的噪声到最高的频率的噪声，可得到噪声抑制效果。此外，在汽车中搭载有FM广播的情况下，由于在FM广播中使用比AM广播高的频段，所以通过使用该50[μm]～200[μm]的范围内的厚度的屏蔽部件14，也具有抑制给FM广播带来影响的噪声的效果。
绝缘部件15是防止由金属磁性材料构成的芯体10与屏蔽部件14的电短路(确保电绝缘)的部件。另外，绝缘部件15是提高电感器1中产生的热的散热性的部件。绝缘部件15由具有热传导性的绝缘性材料形成，具有热传导性和电绝缘性。具有该热传导性的绝缘性材料是具有热传导性的树脂材料，例如，填充有氧化铝填料的环氧树脂。绝缘部件15例如优选使用片状的部件。
绝缘部件15被配置在芯体10与屏蔽部件14之间。绝缘部件15例如以紧贴于芯体10的表面的状态来设置。绝缘部件15设置于配置屏蔽部件14的所有位置。因此，绝缘部件15被设置于芯体10的除了下表面10a以外的所有面(上表面10b以及4个侧面10c、10d、10e、10f)。
特别是，绝缘部件15的厚度在能够充分确保绝缘性的范围内较薄地设定。绝缘部件15的厚度通过由绝缘击穿电压和能够确保绝缘的距离构成的下述(式2)来计算。该(式2)中的t2为能够确保绝缘的距离，在本实施方式中为绝缘部件15的厚度。(式2)中的v为能够确保绝缘的电压，在本实施方式中为想要通过绝缘部件15确保绝缘的电压。(式2)中的d为绝缘击穿电压，在本实施方式中为绝缘部件15的绝缘击穿电压。绝缘击穿电压根据绝缘部件15的绝缘性材料而变化。
[数学式2]
在将想要确保绝缘的电压v代入该(式2)，来设定绝缘部件15的厚度t2的情况下，想要确保绝缘的电压v越高越需要加厚绝缘部件15的厚度，该电压v越低可以削薄绝缘部件15的厚度。
在本实施方式中，由于将电感器1应用于汽车的电子装置的DC－DC转换器4的功率电感器，所以以能够针对在汽车中使用的电源的电压确保绝缘性的方式设定绝缘部件15的厚度。由于在汽车中作为电源搭载辅助机器用的12V系列电池，所以考虑该12V系列电池，将想要确保绝缘的下限的电压设为12[V]。另外，在为作为驱动源具备电动马达的汽车的情况下，由于作为电动马达的电源搭载有数100[V]左右的高电压的电池，所以考虑该电动马达用的电池，将想要确保绝缘的上限的电压设为1000[V]。另外，在本实施方式中，例如，在绝缘部件15的绝缘性材料为树脂材料的情况下，由于绝缘击穿电压大体为10000～50000[V/mm]的范围内，所以作为绝缘击穿电压使用10000[V/mm]。
若将想要确保该绝缘的下限的电压的12[V]和绝缘击穿电压的10000[V/mm]代入(式2)来求绝缘部件15的厚度，则约为1[μm]。另外，若将想要确保绝缘的上限的电压的1000[V]和绝缘击穿电压的10000[V/mm]代入(式2)来求绝缘部件15的厚度t2，则为100[μm]。
对绝缘部件15的厚度设定该1[μm]～100[μm]的范围内的适当的值。例如，在为未搭载高电压电池的汽车的情况下，将绝缘部件15的厚度削薄到1[μm]左右，也能够确保绝缘性。另一方面，在为搭载有高电压电池，作为驱动源具备电动马达的汽车的情况下，通过将绝缘部件15的厚度设为100[μm]，能够充分地确保绝缘性。特别是，通过考虑实际搭载的高电压电池的电压，使用(式2)来设定绝缘部件15的厚度，能够设定比100[μm]薄的厚度。
对电感器1中的屏蔽部件14的作用进行说明。在电感器1中，在通过开关元件4b以规定的开关频率开关时，产生电场的噪声、磁场的噪声。由于在该电感器1的芯体10的周围设置有与基板5的地线连接的屏蔽部件14，所以通过该屏蔽部件14来屏蔽电场的噪声、磁场的噪声。特别是，由于设置有没有狭缝、孔的连续的屏蔽部件14，所以屏蔽磁场的噪声。由此，减少被放射到电感器1的外部的电场的噪声、磁场的噪声。特别是，由于在芯体10的周围的所有面(除去下表面10a)设置有屏蔽部件14，所以通过屏蔽部件14屏蔽所有方向的电场的噪声、磁场的噪声。
特别是，屏蔽部件14使用(式1)，设定与具有给AM广播带来影响的可能性的100[kHz]～1800[kHz]的频率对应的50[μm]～200[μm]的范围内的适当的厚度。因此，在电感器1中产生了给AM广播带来影响的频率的噪声的情况下，能够经由屏蔽部件14使该噪声流入基板5的地线。由此，减少被放射到外部的给AM广播带来影响的频率的噪声，并抑制AM广播的杂音。
对电感器1中的绝缘部件15的作用进行说明。电感器1的芯体10由金属磁性材料形成。由于在该芯体10和屏蔽部件14之间设置有绝缘部件15，所以通过该绝缘部件15来防止芯体10与屏蔽部件14的电短路。特别是，由树脂材料构成的绝缘部件15使用(式2)，设定考虑了搭载于汽车的电池的电压的与12[V]～1000[V]的电压对应的1[μm]～100[μm]的范围内的适当的厚度。因此，通过该绝缘部件15，确保针对搭载于汽车的电池的电压的绝缘性。另外，由于绝缘部件15由具有热传导性的材料形成，所以在电感器1中产生的热经由绝缘部件15以及金属制的屏蔽部件14被释放到外部。
此外，在电感器1的下方设置有基板5的地线层5d。通过该地线层5d屏蔽在电感器1的下方放射的电场的噪声、磁场的噪声。由此，减少在电感器1的下方放射的电场的噪声、磁场的噪声。另外，在电感器1中产生的热容易地经由地线层5d传导至基板5整体，散热效果提高。
根据第一实施方式的电感器1，由于具有50[μm]～200[μm]的范围内的厚度的屏蔽部件14被设置为覆盖芯体10，所以具有噪声抑制效果(特别是，针对具有给搭载于汽车的AM广播带来影响的可能性的噪声的抑制效果)。
另外，根据第一实施方式的电感器1，由于将具有1[μm]～100[μm]的范围内的厚度的绝缘部件15设置于屏蔽部件14和芯体10之间，所以能够确保由金属材料构成的屏蔽部件14和由金属磁性材料构成的芯体10之间的绝缘性(特别是，汽车中的绝缘性)。另外，根据第一实施方式的电感器1，由于通过具有热传导性的绝缘材料形成绝缘部件15，所以能够提高散热效果。电感器1的散热效果提高，从而能够抑制基于电感器1的自身温度上升的额定电流的降低。
另外，根据第一实施方式的电感器1，由于使用求出趋肤效应的表皮深度的(式1)将屏蔽部件14的厚度设定为50[μm]～200[μm]的范围内的适当的值，所以能够在发挥噪声抑制效果的范围内削薄屏蔽部件14的厚度。另外，根据第一实施方式的电感器1，由于使用由绝缘击穿电压和想要确保绝缘的电压构成的(式2)将绝缘部件15的厚度设定为1[μm]～100[μm]的范围内的适当的值，所以能够在可确保绝缘性的范围内削薄绝缘部件15的厚度。像这样由于能够削薄屏蔽部件14与绝缘部件15的厚度，所以能够使设置有屏蔽部件14和绝缘部件15的电感器1小型化。另外，通过削薄屏蔽部件14和绝缘部件15的厚度，能够轻型化，并且能够减少成本。
另外，根据第一实施方式的电感器1，由于将外部电极12、13设置于芯体10的下表面10a，并将屏蔽部件14和绝缘部件15配置于芯体10的上表面10b和4个侧面10c、10d、10e、10f，所以能够利用屏蔽部件14有效地屏蔽在电感器1中产生的各方向的噪声，并能够提高被放射到外部的噪声的抑制效果。
(第二实施方式)
参照图4和图5，对第二实施方式的电感器2进行说明。图4是示意性地表示第二实施方式的电感器2的结构的主视图。图5是示意性地表示第二实施方式的电感器2的外观的图，(a)是侧面图，(b)是俯视图，(c)是仰视图。此外，在图4中示有电感器2和安装该电感器2的基板5的一部分(剖面)。
电感器2若与第一实施方式的电感器1相比较，在将外部电极设置于芯体的侧面，且在该侧面不设置屏蔽部件和绝缘部件的点不同。电感器2具备与电感器1相同的芯体10和卷绕线11。另外，电感器2具备一对外部电极22、23、屏蔽部件24以及绝缘部件25。
外部电极22、23是用于将电感器2安装于基板5的端子电极。外部电极22、23从芯体10的下表面10a配置到侧面10f。外部电极22、23是平板状，剖面大致呈L字形状。一方的外部电极22通过焊料5l与设置于基板5的上表面5a的电源图案5b连接。另一方的外部电极23通过焊料5m与设置于基板5的上表面5a的电源图案5c连接。特别是，在该外部电极22、23的情况下，除了外部电极22、23的沿着芯体的下表面10a的部分以外，沿着芯体10的侧面10f的部分也通过焊料5l、5m与各电源图案5b、5c接合。在图5(a)中也示有用于接合外部电极22的焊料5l。
屏蔽部件24与第一实施方式的屏蔽部件14相比较，在不设置于设置外部电极22、23的芯体10的侧面10f的点不同。因此，屏蔽部件24被配置为覆盖芯体10的上表面10b以及3个侧面10c、10d、10e。
绝缘部件25与第一实施方式的绝缘部件15相比较，在不设置于设置外部电极22、23的芯体10的侧面10f的点不同。因此，绝缘部件25被配置于芯体10的上表面10b以及3个侧面10c、10d、10e。
第二实施方式的电感器2具有与第一实施方式相同的作用以及效果。其中，由于在芯体10的侧面10f未设置有屏蔽部件24，所以具有除此以外的方向的噪声抑制效果。此外，由于电感器2是纵向卷绕型，所以噪声易向电感器2的上方和下方放射。由于针对向该上方和下方放射的噪声，在电感器2的芯体10的上表面10b设置有屏蔽部件24，另外，在电感器2的下方设置有基板5的地线层5d，所以能够高效地抑制这些噪声。另外，由于在芯体10的侧面10f未设置屏蔽部件24以及绝缘部件25，所以能够提高散热效果。
特别是，根据第二实施方式的电感器2，由于在芯体10的侧面10f设置有外部电极22、23，所以能够提高外部电极22、33与基板5的电源图案5b、5c的接合的可靠性。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式能够进行各种变形。例如，在上述实施方式中，应用于作为汽车的电子装置的电源电路的DC－DC转换器4的电感器1(功率电感器)，但也能够应用于用于DC－DC转换器以外的电子电路的电感器，另外，也能够应用于在汽车以外使用的DC－DC转换器的电感器(功率电感器)。
在上述实施方式中，应用于具备立方体形状的芯体10的电感器1，但也能够应用于半球形状、圆柱形状、立方体形状以外的多面体形状等其他形状的芯体的电感器。在芯体不是立方体形状的情况下，设置屏蔽部件和绝缘部件的侧面的3面或者4面是隔着芯体对置的2面和与这2面的各侧端部相接的1面或者2面。上表面是与该侧面的3面或者4面的各上端部相接的面。
在上述实施方式中，将屏蔽部件14的厚度设为50[μm]～200[μm]的范围内的厚度，但也可以根据屏蔽部件所使用的金属材料、想要利用屏蔽部件屏蔽的噪声的频率，使用(式1)适当地设定屏蔽部件的厚度。
在上述实施方式中，将绝缘部件15的厚度设为1[μm]～100[μm]的范围内的厚度，但也可以根据绝缘部件的绝缘击穿电压(与绝缘性材料相应的电压)和在使用电感器的环境下想要通过绝缘部件确保绝缘的电压，使用(式2)适当地设定绝缘部件的厚度。
在上述实施方式中，为在电感器1的芯体10的下方在基板5的内部设置地线层5d(地线图案)的结构，但也可以为在电感器1的芯体10的下方在基板5的表面(例如，上表面5b)设置地线图案(其中，除去外部电极12、13的位置)的结构。
在上述第二实施方式中，为在芯体10的侧面10f设置外部电极22、23，在该侧面10f未设置屏蔽部件24以及绝缘部件25的结构，但也可以在该侧面10f在未与外部电极22、23接触的部分设置屏蔽部件24以及绝缘部件25。
附图标记说明
1、2…电感器；4…DC－DC转换器；5…基板；5b、5c…电源图案；5e…地线图案；5d…地线层；10…芯体；11…卷绕线；12、13、22、23…外部电极；14、24…屏蔽部件；24、25…绝缘部件。

Claims (7)

1.一种电感器，是安装于基板的电感器，其特征在于，具备：
芯体，由金属磁性材料构成；
卷绕线，卷绕于上述芯体；
一对外部电极，分别与上述卷绕线的各端部连接，且设置于上述芯体；
屏蔽部件，与上述基板的地线电连接，且配置为覆盖上述芯体的上表面和3面以上的侧面；以及
绝缘部件，配置在上述芯体与上述屏蔽部件之间，具有热传导性，
其中，上述屏蔽部件的厚度通过将该屏蔽部件的电阻率、该屏蔽部件的磁导率以及想要利用该屏蔽部件屏蔽的噪声的频率应用于求出趋肤效应的表皮深度的式子来设定，
上述绝缘部件的厚度基于该绝缘部件的绝缘击穿电压和在上述电感器的使用环境下想要通过上述绝缘部件来确保绝缘的电压来设定。
2.根据权利要求1所述的电感器，其特征在于，
上述屏蔽部件具有50μm～200μm的范围内的厚度。
3.根据权利要求1或2所述的电感器，其特征在于，
上述绝缘部件具有1μm～100μm的范围内的厚度。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的电感器，其特征在于，
上述外部电极设置于上述芯体的下表面，
上述屏蔽部件和上述绝缘部件配置于上述芯体的上表面和全部侧面。
5.根据权利要求1～3中任一项所述的电感器，其特征在于，
上述外部电极设置于上述芯体的任意侧面，
上述屏蔽部件和上述绝缘部件配置于上述芯体的上表面和上述任意侧面以外的侧面。
6.根据权利要求5所述的电感器，其特征在于，
在上述任意侧面，在未与上述外部电极接触的部分配置有上述屏蔽部件和上述绝缘部件。
7.一种DC－DC转换器，其特征在于，具备：
开关元件；
功率电感器，与上述开关元件电连接；以及
平滑用的电容器，与上述功率电感器电连接，
上述功率电感器是权利要求1～6中任一项所述的电感器。
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