CN109243759A - 线圈部件 - Google Patents

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Abstract

本发明的平面线圈部件中，通过狭窄地设计位于非重叠区域的第1树脂壁以及第1匝的总宽度，具体地来说通过窄于位于比第1匝更外侧的第2匝和位于该匝内侧的第2树脂壁的总宽度或窄于位于进一步外侧的第3匝和位于该匝内侧的第3树脂壁的总宽度来进行设计，从而非重叠区域中的死区被缩小。其结果就能够增加线圈的磁芯部中的磁性素体的体积，并且能够谋求到作为磁特性的电感值的提高。

Description

线圈部件
技术领域
本发明涉及线圈部件。
背景技术
作为现有的线圈部件，例如在日本专利申请公开2015-220452号公报(专利文献1)中公开有具备包含分别被形成于绝缘基板双面的线圈导体图形的磁性体主体的线圈部件。该文献的线圈部件的绝缘基板是通过贯通孔被设置于中央部并且磁性体被充填于该贯通孔从而形成磁芯部。
在如以上所述的那样的现有技术所涉及的线圈部件中，被形成于绝缘基板双面的线圈导体图形彼此相关于层叠方向而不重叠的非重叠区域被形成于贯通孔周边，在非重叠区域产生线圈导体图形不存在于基板的一个面上的死(静)区(dead space)。如此死区因为无助于线圈部件的电感值，所以会成为阻碍磁特性提高的一个原因。
发明内容
本发明人经悉心研究终于新发现了能够缩小上述死区来谋求磁特性的提高的技术。
根据本发明能够提供一种能够谋求到磁特性提高的线圈部件。
本发明所涉及的线圈部件具备：绝缘基板，设置有贯通孔；线圈，具有形成于绝缘基板的一个面的贯通孔周围的第1线圈导体图形、形成于绝缘基板的另一个面的贯通孔周围并从绝缘基板的厚度方向上看在与第1线圈导体图形的卷绕方向相反的卷绕方向上卷绕的第2线圈导体图形、被贯通设置于绝缘基板并连接第1线圈导体图形以及第2线圈导体图形的贯通孔侧的端部彼此的通孔导体；树脂壁，配置于第1线圈导体图形以及第2线圈导体图形各自的匝间、最内周匝的内侧以及最外周匝的外侧；磁性素体，以覆盖第1线圈导体图形和第2线圈导体图形以及树脂壁的形式被设置于绝缘基板的一个面以及另一个面并且充满绝缘基板的贯通孔、第1线圈导体图形以及第2线圈导体图形的内侧；存在有第1线圈导体图形的最内周匝和第2线圈导体图形的最内周匝在绝缘基板的厚度方向上不互相重叠的非重叠区域，该非重叠区域中的第1线圈导体图形的最内周匝的宽度和位于该最内周匝的内侧的树脂壁的宽度合计后的总宽度窄于比第1线圈导体图形的最内周匝更靠近外侧的匝的宽度和位于该匝内侧的树脂壁的宽度合计后的总宽度，并且通孔导体的宽度为第1线圈导体图形的最内周匝的宽度以下。
就上述线圈部件而言，因为能够谋求到非重叠区域中的死区的缩小所以能够实现磁特性的提高。
就本发明的其他侧面所涉及的线圈部件而言，在第1线圈导体图形中最内周匝的高度与比该最内周匝更靠近外侧的匝的高度相等。在此情况下，因为最内周匝的截面积不会变得过度狭窄所以最内周匝上的电阻的增大能够被抑制。
本发明的其他侧面所涉及的线圈部件而言，在第1线圈导体图形中位于最内周匝内侧的树脂壁的宽度大于位于匝间的树脂壁的宽度。在此情况下，位于最内周内侧的树脂壁在很大程度上有助于线圈刚性的提高。
本发明的其他侧面所涉及的线圈部件而言，绝缘基板的贯通孔扩大到非重叠区域。在此情况下，由贯通孔的扩大而能够增加磁性素体的量，并且磁特性进一步提高。
附图说明
图1是实施方式所涉及的平面线圈部件的概略斜视图。
图2是图1所表示的平面线圈部件的分解图。
图3是图1所表示的平面线圈部件的沿着III-III线的截面图。
图4是图1所表示的平面线圈部件的沿着IV-IV线的截面图。
图5是表示图1所表示的平面线圈部件的第1导体图形的平面图。
图6是表示不同形态的平面线圈部件的截面图。
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。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，参照图1～图5并就本发明的实施方式所涉及的线圈部件的一种即平面线圈部件的结构作如下说明。为了便于说明，如图所示设定XYZ坐标。即，将平面线圈部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X方向，将垂直于Z方向和X方向的方向设定为Y方向。
平面线圈部件10是由呈长方体形状的主体部12、以覆盖与主体部12进行相对的一对端面12a、12b的形式进行处理并被设置的一对外部端子电极14A、14B来构成。平面线圈部件10作为一个例子是以长边2.5mm；短边2.0mm；高度0.8～1.0mm的尺寸进行设计。
主体部12是通过包含绝缘基板20、被设置于绝缘基板20的线圈C来构成。
绝缘基板20为由非磁性的绝缘材料构成的板状构件，从其厚度方向来看具有大致椭圆状的形状。在绝缘基板20的中央部分上设置椭圆形的贯通孔20c。作为绝缘基板20是玻璃布被浸渍到环氧类树脂的基板，能够使用板厚10μm～60μm的绝缘基板。还有，除了环氧类树脂之外还可以使用BT树脂、聚酰亚胺、芳纶(芳香族聚酰胺)(aramid)。作为绝缘基板20的材料还可以使用陶瓷或玻璃。作为绝缘基板20的材料也可以是被大量生产的印制基板材料，并且也可以是被用于BT印制基板、FR4印制基板、或者FR5印制基板的树脂材料。
线圈C具有被设置于绝缘基板20的一方面20a(图2中的上面)的平面空芯线圈用的第1导体图形22A、被设置于绝缘基板20的另一个面20b(图2中的下面)的平面空芯线圈用的第2导体图形22B、连接第1导体图形22A和第2导体图形22B的通孔导体25。
第1导体图形22A(第1线圈导体图形)为成为平面空芯线圈的平面螺旋状图形，并且是用Cu等导体材料通过电镀来形成。第1导体图形22A以卷绕于绝缘基板20的贯通孔20c周围的形式被形成。第1导体图形22A更加详细地来说如图2以及图5所示从上方向(Z方向)来看向外侧向右旋转地卷绕3匝的量。在以下的说明中，从内侧按顺序也将第1导体图形22A的3匝称为第1匝23p、第2匝23q、第3匝23r。第1导体图形22A的高度(绝缘基板20的厚度方向上的长度)遍布于全长为相同，第1匝23p的高度、第2匝23q的高度以及第3匝23r的高度相等。
第1导体图形22A的外侧的端部22a在主体部12的端面12a上露出，并与覆盖端面12a的外部端子电极14A相连接。第1导体图形22A的内侧的端部22b被连接于通孔导体25。
第2导体图形22B(第2线圈导体图形)也与第1导体图形22A相同为成为平面空芯线圈的平面螺旋状图形，并且使用Cu等导体材料通过电镀来形成。第2导体图形22B也是以卷绕于绝缘基板20的贯通孔20c周围的形式被形成。第2导体图形22B更加详细地来说从上方向(Z方向)来看向外侧向左逆时针旋转地卷绕3匝的量。即，第2导体图形22B从上方向来看在与第1导体图形22A相反的方向上被卷绕。第2导体图形22B的高度遍布于全长为相同，可以设计成与第1导体图形22A的高度相同。
第2导体图形22B的外侧的端部22c在主体部12的端面12b上露出，并与覆盖端面12b的外部端子电极14B相连接。第2导体图形22B的内侧的端部22d与第2导体图形22B的内侧的端部22b在绝缘基板20的厚度方向上被位置对齐，并被连接于通孔导体25。
通孔导体25被贯通设置于绝缘基板20的贯通孔20c的边缘区域，并连接第1导体图形22A的端部22b和第2导体图形22B的端部22d。通孔导体25可以由被设置于绝缘基板20的孔、被充填于该孔的导电材料(例如Cu等金属材料)来构成。通孔导体25具有在绝缘基板20的厚度方向上进行延伸的大致圆柱状或者大致方柱状的外形，如图4所示具有规定宽度w(即垂直于延伸方向的方向上的长度)。
另外，如图3～图5所示，在第1导体图形22A以及第2导体图形22B上分别设置树脂壁24A、24B。例如，被设置于第1导体图形22A的树脂壁24A如图5所示包含位于第1匝23p内侧的第1树脂壁24p、位于第1匝23p与第2匝23q之间的第2树脂壁24q、位于第2匝23q与第3匝23r之间的第3树脂壁24r、位于第3匝23r外侧的第4树脂壁24s。
树脂壁24A、24B是由绝缘性的树脂材料构成。树脂壁24A、24B能够在形成第1导体图形22A或第2导体图形22B之前设置于绝缘基板20上，在此情况下第1导体图形22A或第2导体图形22B被电镀生长于在树脂壁24A、24B上被划定的壁间。树脂壁24A、24B能够在形成第1导体图形22A或第2导体图形22B之后设置于绝缘基板20上，在此情况下树脂壁24A、24B通过充填和涂布等从而被设置于第1导体图形22A以及第2导体图形22B。
主体部12如图2～图4所示具有覆盖绝缘基板的一个面20a以及另一个面20b的磁性素体26。磁性素体26是由包含金属磁性粉的树脂构成。在构成磁性素体26的树脂中可以使用例如热固化性的环氧树脂。磁性素体26经由绝缘层27一体地覆盖第1导体图形22A、第2导体图形22B以及树脂壁24A、24B。另外，磁性素体26被充填于绝缘基板20的贯通孔20c、第1导体图形22A以及第2导体图形22B的内侧。再有，磁性素体26如图4所示从外侧覆盖绝缘基板20、第1导体图形22A以及第2导体图形22B。绝缘层27通过以介于第1导体图形22A和第2导体图形22B与磁性素体26之间的形式进行设置从而提高包含于磁性素体26的金属磁性粉与导体图形之间的绝缘性。绝缘层27可以由绝缘树脂或者绝缘磁性材料构成。
在以上所述的平面线圈部件10中，第1导体图形22A以及第2导体图形22B夹住绝缘基板20作大致重叠，因为都以围绕绝缘基板20的贯通孔20c的形式被配置，所以由绝缘基板20的贯通孔20c和第1导体图形22A以及第2导体图形22B的空芯部分来划定线圈C的磁芯部30。于是，磁性素体26被充填于该磁芯部30。
另外，就平面线圈部件10而言，因为线圈C的第1导体图形22A和第2导体图形22B从上方向来看是在相反方向上被卷绕，所以能够在一个方向上使电流流到被通孔导体25连接的第1导体图形22A和第2导体图形22B。在如此线圈C中，因为在以一个方向使电流流动的时候在第1导体图形22A和第2导体图形22B上电流流动的旋转方向成为相同，所以在两个导体图形上发生的磁通进行重叠并互相加强。
在此，如图4所示存在有第1导体图形22A的第1匝23p(最内周匝)和第2导体图形22B的最内周匝在绝缘基板20的厚度方向上不互相重叠的非重叠区域。将在非重叠区域中的第1树脂壁24p的宽度W11和第1导体图形22A的第1匝23p的宽度W12加在一起的总宽度W1窄于第2树脂壁24q的宽度W21和第1导体图形22A的第2匝23q的宽度W22的总宽度W2，因而W1＜W2的关系成立。另外，将在非重叠区域中的第1树脂壁24p的宽度W11和第1导体图形22A的第1匝23p的宽度W12加在一起的总宽度W1窄于第3树脂壁24r的宽度W31和第1导体图形22A的第3匝23r的宽度W23的总宽度W3，因而W1＜W3的关系成立。
另外，在第1导体图形22A的第1匝23p的端部22b上被连接的通孔导体25的宽度w成为第1匝23p的宽度W12以下。
在上述非重叠区域，在绝缘基板20的另一方面20b上产生线圈导体图形不存在的死区。如此死区因为实质上无助于平面线圈部件10的电感值，所以会成为阻碍磁特性提高的一个原因。因此，通过狭窄地设计位于非重叠区域的第1树脂壁24p以及第1匝23p的总宽度W1，具体地来说通过窄于比第1匝23p更靠近外侧的第2匝23q和位于该匝内侧的第2树脂壁24q的总宽度W2或窄于进一步靠近外侧的第3匝23r和位于该匝内侧的第3树脂壁24r的总宽度来进行设计，从而非重叠区域中的上述死区被缩小。其结果就能够增加线圈C的磁芯部30中的磁性素体26的体积，并且能够谋求到作为磁特性的电感值的提高。此时，在通孔导体25的宽度w大于第1匝23p的宽度W12的情况下，通孔导体25阻碍了第1匝23p的宽度W12的窄小化，但是如以上所述的是实施方式那样在通孔导体25的宽度w成为第1匝23p的宽度W12以下的情况下，能够容易地设计宽度窄的第1匝23p。因此，对于以上所述的平面线圈部件10来说，能够谋求到死区的缩小并且能够实现磁特性的提高。
还有，关于第2导体图形22B也与以上所述的第1导体图形22A相同，通过较比第1匝更靠外侧的匝和位于该匝内侧的树脂壁的总宽度更窄地设计位于非重叠区域的第1树脂壁以及第1匝的总宽度，从而死区被缩小并且谋求到了磁特性的进一步提高。
另外，就以上所述的平面线圈部件10而言，在第1导体图形22A中第1匝23p的高度成为与比第1匝23p更靠近外侧的匝(即第2匝23q以及第3匝23r)的高度相等，第1匝23p的高度没有变得低于外侧的匝的高度。在第1匝23p的高度低于外侧的匝的高度的情况下，第1匝23p的截面积变得过于狭窄，因而第1匝23p上的电阻增大。如以上所述的实施方式那样在第1匝23p的高度与外侧的匝的高度相等的情况下，因为第1匝23p的截面积不会变得过于狭窄，所以第1匝23p上的电阻的增大被抑制。
再有，就以上所述的平面线圈部件10而言，在第1导体图形22A上位于第1匝23p内侧的第1树脂壁24p的宽度W11变得宽于位于匝间的树脂壁的宽度(即第2树脂壁24q的宽度W21以及第3树脂壁24r的宽度W31)。因此，第1树脂壁24p大大地有助于线圈C刚性的提高。
还有，本发明并不限于以上所述的实施方式，各种各样的形态都是可以采纳的。
例如，如图6所示的形态那样也可以绝缘基板20A的贯通孔20c跨达到非重叠区域。在此情况下，通过扩大贯通孔20从而就能够进一步增加线圈C的磁芯部30中的磁性素体26的体积，并且能够谋求到作为磁特性的电感值的进一步提高。

Claims (4)

1.一种线圈部件，其特征在于，
具备：
绝缘基板，设置有贯通孔；
线圈，具有形成于所述绝缘基板的一个面的所述贯通孔周围的第1线圈导体图形、形成于所述绝缘基板的另一个面的所述贯通孔周围并且从所述绝缘基板的厚度方向看在与所述第1线圈导体图形的卷绕方向相反的卷绕方向上卷绕的第2线圈导体图形、被贯通设置于所述绝缘基板并连接所述第1线圈导体图形以及所述第2线圈导体图形的所述贯通孔侧的端部彼此的通孔导体；
树脂壁，配置于所述第1线圈导体图形以及所述第2线圈导体图形各自的匝间、最内周匝的内侧以及最外周匝的外侧；以及
磁性素体，以覆盖所述第1线圈导体图形、所述第2线圈导体图形以及所述树脂壁的形式被设置于所述绝缘基板的一个面以及另一个面并且充满所述绝缘基板的所述贯通孔、所述第1线圈导体图形以及所述第2线圈导体图形的内侧，
存在有所述第1线圈导体图形的最内周匝和所述第2线圈导体图形的最内周匝在所述绝缘基板的厚度方向上不互相重叠的非重叠区域，该非重叠区域中的所述第1线圈导体图形的最内周匝的宽度和位于该最内周匝的内侧的所述树脂壁的宽度合计后的总宽度窄于比所述第1线圈导体图形的最内周匝更靠近外侧的匝的宽度和位于该匝的内侧的所述树脂壁的宽度合计后的总宽度，并且所述通孔导体的宽度为所述第1线圈导体图形的最内周匝的宽度以下。
2.如权利要求1所述的线圈部件，其特征在于，
在所述第1线圈导体图形中，所述最内周匝的高度与比该最内周匝更靠近外侧的匝的高度相等。
3.如权利要求1或者2所述的线圈部件，其特征在于：
在所述第1线圈导体图形中，位于所述最内周匝的内侧的所述树脂壁的宽度大于位于所述匝间的所述树脂壁的宽度。
4.如权利要求1～3中任意一项所述的线圈部件，其特征在于，
所述绝缘基板的贯通孔扩大到所述非重叠区域。
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