CN110364334A - 表面安装电感器 - Google Patents
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Abstract
提供能够实现低电阻化和提高可靠性的表面安装电感器。本发明的表面安装电感器具备：线圈，其具有卷绕导线而成的卷绕部和从卷绕部的外周引出的引出部；成型体，其含有金属磁性粉并埋设有线圈；以及外部端子，其形成于成型体并与引出部连接，成型体具有相互对置的一对主面、与一对主面邻接且相互对置的一对端面、以及与一对主面和一对端面邻接且相互对置的侧表面，以主面中一者为安装面，具有因在安装面形成凹部而位于相对较高的位置的高位区域和位于相对较低的位置的低位区域，线圈的卷绕部使卷绕轴线与成型体的安装面平行地埋设于成型体，线圈的引出部配置为从卷绕部向安装面侧引出并在安装面的低位区域暴露，且在低位区域与外部端子连接。
Description
技术领域
本发明涉及表面安装电感器，更详细而言涉及至少一个线圈埋设于成型体的表面安装电感器。
背景技术
作为用于功率电感器的表面安装电感器，例如，使用在包含磁性粉的成型体中埋设有通过卷绕导线而形成的线圈的表面安装电感器。作为表面安装电感器，例如公知有以下结构，即，使用具有使导线的两端位于外周地卷绕形成的卷绕部和从卷绕部的外周引出的引出部的线圈，将线圈的引出部的端部在成型体的侧表面引出，在形成于成型体的侧表面和与侧表面邻接的安装面的外部端子上连接该引出部的端部(例如专利文献1)。
专利文献1：日本特开2009-267350号公报
近年，伴随着电子设备的小型化、轻型化，用于电源电路的功率电感器也谋求小型化、轻型化，同时伴随着电源电压的低电压化，谋求低电压下也流过大电流的所谓的应对大电流。然而，在以往的表面安装电感器中，使线圈的引出部的端部在成型体的侧表面引出，在成型体的侧表面与外部端子连接。因此，需要从外部端子中的与线圈的引出部连接的连接部分至成型体的安装面这段电流路径。作为其结果，电流路径变长，外部端子处的电阻增加，存在用于应对大电流的低电阻化较为困难这样的问题。另外，若欲使线圈的引出部的端部在成型体的安装面暴露，则线圈的引出部的端部的加工变复杂，因此，也存在引出部的端部的强度降低，或产生品质的不一致，从而产品的可靠性降低这样的问题。
发明内容
因此，本发明目的在于提供能够实现低电阻化和提高可靠性的表面安装电感器。
为了解决上述课题，本发明的一方式所涉及的表面安装电感器具备：线圈，其具有使导线的两端位于外周地卷绕该导线而成的卷绕部和从上述卷绕部的外周引出的一对引出部；成型体，其含有金属磁性粉，并埋设有上述线圈；以及一对外部端子，它们形成于上述成型体并与上述引出部连接，
上述成型体具有：相互对置的一对主面、与上述一对主面邻接且相互对置的一对端面、以及与上述一对主面和上述一对端面邻接且相互对置的侧表面，以上述主面中的一者作为安装面，具有通过在上述安装面形成凹部而位于相对较高的位置的高位区域、和位于相对较低的位置的低位区域，
上述线圈使卷绕部的卷绕轴线与上述成型体的上述安装面的凹部平行地埋设于上述成型体，
上述一对引出部配置为从上述卷绕部的外周向安装面侧引出并在上述安装面的上述低位区域分别暴露，且在上述低位区域处，与上述一对外部端子连接。
根据上述方式，能够缩短线圈的引出部与外部端子的安装于基板的部分间的距离，因此能够减少外部端子的电阻，并且线圈的引出部的端部不需要复杂的加工，因此能够提高可靠性。
另外，在其他方式中，安装面具有将高位区域与低位区域连接的区域，引出部延伸为在将高位区域与上述低位区域连接的区域和低位区域处暴露。
根据上述方式，能够减少线圈的引出部与外部端子间的连接部分的电阻，并且能够提高引出部与外部端子之间的固定强度、和外部端子与成型体之间的固定强度。
另外，在其他方式中，成型体具有与安装面邻接的端面，外部端子配设为从低位区域向端面延伸。
根据上述方式，能够进一步提高成型体与外部端子之间的固定强度。
另外，在其他方式中，引出部还在成型体的端面暴露，引出部在成型体的端面也与外部端子连接。
根据上述方式，线圈的引出部与外部端子间的接合面积增加，因此能够进一步减少线圈的引出部与外部端子间的连接部分的电阻，并且能够提高引出部与外部端子之间的固定强度。
另外，在其他方式中，外部端子沿着将高位区域与低位区域连接的区域和低位区域延伸。
根据上述方式，能够进一步提高成型体与外部端子之间的固定强度。
另外，在其他方式中，在将一对端面对置的方向设为L方向，将引出部的在低位区域中的在L方向上的长度设为L1，将外部端子的在低位区域中的在L方向上的长度设为L2时，L1与L2相同。
根据上述方式，通过使引出部与外部端子的接合面积增加，能够更加减少引出部与外部端子之间的连接部分的电阻。
另外，在其他方式中，在将一对端面对置的方向设为L方向，将引出部的在低位区域中的在L方向上的长度设为L1，将外部端子的在低位区域中的在L方向上的长度设为L2时，L2大于L1。
根据上述方式，能够增加外部端子与成型体间的接合面积，能够提高外部端子与成型体间的固定强度。
根据本发明，能够提供能够实现低电阻化和提高可靠性的表面安装电感器。
附图说明
图1是表示实施方式1的表面安装电感器的示意透视立体图。
图2是图1所示的表面安装电感器的示意纵剖视图。
图3是图2的局部示意放大纵剖视图。
图4是表示实施方式1的表面安装电感器的其他例子的仰视图。
图5是表示实施方式1的表面安装电感器的又一其他例子的仰视图。
图6是实施方式2所涉及的表面安装电感器2的示意纵剖视图。
图7是图6的局部示意放大剖视图。
附图标记说明
1...表面安装电感器；2...表面安装电感器；11...线圈；11a...卷绕部；11b...引出部；11c...引出部；111b...前端面；12...成型体；12a...上表面；12b...安装面；12c...端面；12d...端面；121b...第一区域；122b...第二区域；123b...第三区域；124b...第四区域；125b...第五区域；13...第一外部端子；14...第二外部端子。
具体实施方式
以下，参照附图等对本发明的实施方式进行说明。此外，在以下的附图中，在使用相同部件的情况下，标注相同的附图标记，有时省略或者简化重复的说明。
(实施方式1)
本实施方式所涉及的表面安装电感器具备：线圈，其具有将导线绕卷绕轴线卷绕而成的卷绕部和从卷绕部的外周引出的引出部；成型体，其含有磁性粉并埋设有线圈；以及外部端子，其以成型体形成。成型体具备：相互对置的一对主面、与上述一对主面邻接且相互对置的一对端面、以及与上述一对主面和上述一对端面邻接且相互对置的侧表面，将上述主面中的一者作为安装面，通过在安装面形成凹部而形成位于相对较高的位置的高位区域、和位于相对较低的位置的低位区域。线圈成为卷绕部的卷绕轴线与成型体的安装面的凹部平行地埋设于成型体。线圈的从卷绕部向安装面侧引出的引出部的端部配置为在安装面的低位区域暴露，在低位区域与外部端子连接。
图1是表示本实施方式所涉及的表面安装电感器1的示意透视立体图，且是从安装面侧观察的图。表面安装电感器1具有由包含磁性粉和树脂的密封材料构成的成型体12，且在其中埋设卷绕导线而成的一个线圈11。图1中，示出成型体12为长方体的例子。成型体12作为对置的一对主面而具有上表面12a和底面。此处，底面相当于安装面12b。另外，成型体12具有：与上表面12a和安装面12b邻接且相互对置的一对端面12c、12d；和与上表面12a、安装面12b以及一对端面12c、12d邻接且相互对置的侧表面。线圈11是无芯线圈，且导线的两端位于线圈的外周，并具备：以在内周相互相连的状态分两段卷绕的卷绕部11a、和从卷绕部11a的外周相互向相反方向引出的一对引出部11b、11c。线圈11成为卷绕部11a的卷绕轴线A与成型体12的安装面12b平行地埋设于成型体12中。导线能够使用截面为扁平状的扁平线。
成型体12的安装面12b形成有与线圈11的卷绕部的卷绕轴线A平行地延伸的槽状的凹部，并具有：由凹部的底面构成的位于相对较高的位置的第一区域121b、在第一区域121b的两侧夹着第一区域121b地位于相对较低的位置(比第一区域121b低的位置)的第二区域122b和第三区域123b、将第一区域121b与第二区域122b连接并由凹部的侧表面构成的第四区域124b、以及将第一区域121b与第三区域123b连接并由凹部的侧表面构成的第五区域125b。第四区域124b和第五区域125b在第一区域121b与第二区域122b之间、在第一区域121b与第三区域123b之间分别平缓地倾斜形成。一个引出部11b从卷绕部11a的外周起在成型体12内延伸，且被折弯加工为其端部在安装面12b的第二区域122b暴露。另外，另一个引出部11c也从卷绕部11a的外周起在成型体12内延伸，且被折弯加工为其端部在安装面12b的第三区域123b暴露。并且，在第二区域122b暴露的引出部11b与第一外部端子13连接，在第三区域123b暴露的引出部11c与第二外部端子14连接。此外，也可以是，第四区域124b和第五区域125b在第一区域121b与第二区域122b、第一区域121b与第三区域123b之间分别垂直地形成。
图2是图1所示的表面安装电感器1的示意纵剖视图，且示出使安装面在下侧的例子。另外，图3是图2的局部示意放大剖视图，且示出引出部与外部端子的关系。对于引出部和外部端子的关系，以引出部11b作为例子进行说明。折弯加工过的引出部11b在安装面12b侧引出，沿着第四区域124b延伸，在第二区域122b暴露，并且引出部11b的前端面111b配置为在与安装面12b邻接的端面12c暴露。另一方面，第一外部端子13从安装面12b的第二区域122b向与安装面12b邻接的端面12c的局部以截面L字形状延伸，与第二区域122b和在端面12c暴露的引出部11b连接。
成型体12由包含磁性粉和树脂的密封材料形成。作为磁性粉，例如能够使用，Fe、Fe-Si系、Fe-Si-Cr系、Fe-Si-Al系、Fe-Ni-Al系、Fe-Cr-Al系等铁系的金属磁性粉、不包含铁的组成系的金属磁性粉、包含铁的其他的组成系的金属磁性粉、非晶体状态的金属磁性粉、表面由玻璃等绝缘体被覆的金属磁性粉、表面改质了的金属磁性粉、纳米等级微小的金属磁性粉等，或使用将这些混合而成的材料。另外，作为树脂，例如能够使用，环氧树脂、聚酰亚胺树脂、酚醛树脂等热固化性树脂、聚乙烯树脂、聚酰胺树脂等热塑性树脂等，或使用将它们混合而成的材料。另外，成型体12的大小只要是表面安装用所能够使用的大小则未特别限定。例如，能够成为L(长度)2.5mm×W(宽度)2.0mm×T(高度)2.0mm的大小。并且，在成型体12的大小为L(长度)2.5mm×W(宽度)2.0mm×T(高度)2.0mm的情况下，从作为凹部的深度的第一区域121b至第二区域122b或者第三区域123b的距离例如具有50μm以上。
本实施方式所涉及的表面安装电感器例如能够使用以下的制造方法来制造。将被实施了绝缘被覆的截面扁平状的导线使其两端沿着外周而位于相反一侧，以在内周相互相连的状态以螺旋状卷绕两段，形成图1所示的卷绕部11a。接下来，将导线的两端从卷绕部的外周的相互相反一侧向安装面侧方向引出，相互向相反方向折弯而形成引出部11b、11c，从而形成线圈11。绝缘被覆所使用的树脂优选为耐热温度高的材料，可举出聚酰胺系树脂、聚酯系树脂、酰亚胺改性聚氨酯树脂等。导线也能够使用截面圆形的圆线、截面多边形状的结构。
接下来，制造将金属磁性粉与树脂混合而成的密封材料(以下称为成型体用材料)。作为金属磁性粉，例如使用，Fe、Fe-Si-Cr系、Fe-Si-Al系、Fe-Ni-Al系、Fe-Cr-Al系等铁系的金属磁性粉、不包含铁的组成系的金属磁性粉、包含铁的其他的组成系的金属磁性粉、非晶体状态的金属磁性粉、表面由玻璃等绝缘体被覆的金属磁性粉、表面改质了的金属磁性粉、纳米等级微小的金属磁性粉等。另外，作为树脂，例如，分别使用环氧树脂、聚酰亚胺树脂、酚醛树脂等热固化性树脂、聚乙烯树脂、聚酰胺树脂等热塑性树脂等。接下来，制造预备成型体，上述预备成型体使用该成型体用材料而预先形成，并具备底部、设置于底部的用于插入卷绕部的卷轴部、以及在底部包围卷轴部地设置的壁部，在壁部形成用于使引出部引出的缺口。而且，使引出部沿着预备成型体的壁部的外侧地，在预备成形体安装线圈。上述线圈使其卷绕轴线与成型体的安装面平行地配置于能够对安装面赋予凹部的规定的成型模具内。而且，在该成型模具内配置其他预备成型体或者将成型体用材料填充于该模具内，对它们进行压缩成型。由此，如图1所示那样，得到埋设有线圈11并在安装面12b形成有凹部的成型体12。另外，成型法不限定于这样的压缩成型法，也能够使用压粉成型法。
接下来，使用激光照射、喷砂处理、研磨等树脂除去方法，将在成型体12的安装面12b的形成有外部端子的部分的表面存在的树脂成分除去。由此，在成型体12的安装面12b形成使金属磁性粉暴露的区域。另外，使用该树脂除去方法，将线圈11的引出部11b、11c的端部的绝缘被覆除去并使导线暴露。
并且，在成型体12实施镀敷处理，并在成型体12的安装面12b的金属磁性粉所暴露的区域和导线上，使镀敷生长，由此形成第一外部端子13和第二外部端子14。由此，第一外部端子13与线圈11的引出部11b连接，第二外部端子14与线圈11的引出部11c连接。此外，通过在成型体12的安装面12b的金属磁性粉所暴露的区域和导线上，由Cu形成第一镀敷层，并在其上由Ni形成第二镀敷层，且在其上由Sn形成第三镀敷层，从而形成第一外部端子13和第二外部端子14。作为镀敷所使用的导电材料，只要是能够镀敷的导体，则未特别限定，除了Cu、Ni和Sn以外，还能够使用银、包含银的合金等导体，所使用的导体的顺序也可以根据特性而改变。另外，第一外部端子13和第二外部端子14也可以由一层、二层、甚至三层以上的层形成。
根据本实施方式，能够将线圈的引出部直接向安装面引出，与外部端子连接，因此与以往相比，线圈的引出部与外部端子的安装于基板的部分间的距离变短。由此，由于外部端子处的电阻减少，能够实现表面安装电感器的低电阻化。例如，将线圈的引出部的端部向成型体的侧表面引出，在成型体的侧表面和与侧表面邻接的安装面形成外部端子，对于通过在该外部端子连接线圈的引出部的端部的以往的表面安装电感器而成为6.15mΩ的直流电阻而言，在本实施方式的电感器中能够减少至4.88mΩ。而且根据本实施方式，线圈的卷绕轴线与成型体的安装面平行地使线圈埋设于成型体，因此在安装面将引出部的端部引出时，不需要使引出部的端部大幅变形的加工。例如，如以往那样，若线圈的卷绕轴线与成型体的安装面垂直地使线圈埋设于成型体，则为了在安装面将引出部引出，需要用于使引出部扭转或压溃等大幅变形的复杂的加工。作为其结果，有时引出部的机械强度降低而破损，或品质上产生不一致。根据本实施方式，不需要使引出部的端部大幅变形的加工，因此能够提高产品的可靠性。另外，通过在成型体的安装面设置凹部，从而与没有凹部的情况相比，能够与凹部的位于第一区域与第二、第三区域之间的侧表面(第四区域和第五区域)的大小对应地增大第一外部端子与第二外部端子之间的沿面距离，因此能够抑制外部端子之间的短路。由此，能够提高表面安装电感器的耐压。另外，通过在成型体的安装面设置凹部，从而在基板挠曲的情况下，也能够防止基板与成型体的安装面直接接触这种情况，因此通过减少基板的挠曲、振动的影响，也能够提高表面安装电感器的可靠性。另外，在使用粘合剂将表面安装电感器临时固定并安装于基板的情况下，能够将凹部用作使粘合剂填充的空间，因此能够提高安装面与基板的固定强度，从而能够更加提高表面安装电感器的可靠性。
在本实施方式中，示出安装面的凹部是与线圈的卷绕轴线平行地形成的槽状，位于相对较低的位置的第二区域和第三区域在位于相对较高的位置的第一区域的两侧夹着第一区域地形成的例子，但不限定于此。例如，也可以在安装面设置一个凹部，包围由凹部的底面构成的相对较高的区域地设置于相对低位区域。而且，也可以是，在俯视时凹部为圆形状。另外，第二区域和第三区域大小(安装面上的面积)可以相同也可以不同。
另外，在本实施方式中，线圈11的引出部11b的前端面也可以不在与安装面12b邻接的端面12c暴露，但如图2、3所示，优选配置为在与安装面12b邻接的端面12c暴露。能够增加线圈的引出部的暴露面积，因此提高线圈的引出部与外部端子之间的固定强度，并且也能够提高外部端子与成型体之间的固定强度。
另外，在本实施方式中，外部端子至少形成于安装面即可，但如图1、图2所示，优选外部端子从安装面延伸至与该安装面邻接的端面而具有剖面L字形状。能够更加增加外部端子与成型体之间的固定强度。另外，在使线圈的引出部的端部在端面暴露的情况下，若使外部端子以截面L字形状形成，则能够增加引出部与外部端子间的接合面积，因此能够更减少引出部与外部端子之间的电阻。此外，在外部端子具有截面L字形状的情况下，从固定强度和低电阻化的观点出发，图2所示的沿端面延伸的部分的高度H1优选为成型体12的高度H0的1/4以上，更优选为1/4以上且1/2以下。此外，在使线圈的引出端部在端面暴露的情况下，优选外部端子的端面部分的长度与安装面部分的长度相同。
另外，如图1所示，成型体12具有一对端面12c、12d，它们是与安装面12b接触且相互对置的一对端面，并在与卷绕轴线A正交的方向上配置。而且，如图2、图3所示，在将一对端面12c、12d所对置的方向设为L方向，将引出部11b的在第二区域122b中的在L方向上的长度设为L1，将第一外部端子13的在第二区域122b中的在L方向上的长度设为L2时，L1与L2也可以相同。其例子如图4所示。图4是表示表面安装电感器1的构造的一个例子的仰视图，且示出安装面的状态。引出部11b和引出部11c的在L方向上的长度分别与第一外部端子13和第二外部端子14的在L方向上的长度相同。通过使引出部与外部端子间的接合面积增加，能够更减少引出部与外部端子之间的电阻。
另一方面，如图5所示，也能够使第一外部端子13和第二外部端子14的在L方向上的长度分别大于引出部11b和引出部11c的在L方向上的长度。在这种情况下，能够增加成型体与外部端子的固定强度。
此外，图4、图5中，示出引出部11b和引出部11c的在L方向上的长度相同，第一外部端子和第二外部端子的在L方向上的长度相同的例子，但引出部11b和引出部11c的在L方向上的长度也可以互不相同，另外，第一外部端子和第二外部端子的在L方向上的长度也可以互不相同。
(实施方式2)
在本实施方式中，在安装面中，除了线圈的引出部在第四、第五区域和第二、第三区域中暴露地延伸以外，其他具有与实施方式1相同的结构。
图6是本实施方式所涉及的表面安装电感器2的示意纵剖视图，且示出使安装面在下侧的例子。另外，图7是图6的局部示意放大剖视图，且示出引出部和外部端子的关系。针对引出部和外部端子的关系，以引出部11b为例子进行说明。折弯加工过的引出部11b配置为，在安装面12b侧引出，在第四区域124b和第二区域122b暴露。另一方面，第一外部端子13从第四区域124b向第二区域122b进而向与安装面12b邻接的端面12c的局部以截面L字形状延伸，与在第四区域124b和第二区域122b暴露的引出部11b连接。
根据本实施方式，使引出部从第四区域暴露，从而具有以下的效果。在成型体的成型时，线圈的在成型模具内的定位与设置于成型模具内的凹部位置迎合地配置，从而线圈的在成型模具内的定位变得容易，能够提高成型体中的线圈的引出部的端部的位置精度。另外，通过使引出部从第四区域暴露，能够增加引出部的暴露面积，因此能够进一步提高引出部与外部端子间的固定强度，并且能够进一步减少外部端子与引出部之间的电阻。另外，外部端子与成型体之间的固定强度也能够进一步提高。另外，在向基板的安装时，不仅在外部端子的端面侧，在外部端子的凹部侧也形成有焊料圆角，因此能够进一步提高向基板固定的固定强度。
Claims (7)
1.一种表面安装电感器，其特征在于，具备：
线圈，其具有使导线的两端位于外周地卷绕该导线而成的卷绕部和从所述卷绕部的外周引出的一对引出部；成型体，其含有金属磁性粉，并埋设有所述线圈；以及一对外部端子，它们形成于所述成型体并与所述引出部连接，
所述成型体具有：相互对置的一对主面、与所述一对主面邻接且相互对置的一对端面、以及与所述一对主面和所述一对端面邻接且相互对置的侧表面，以所述主面中的一者作为安装面，具有通过在所述安装面形成凹部而位于相对较高的位置的高位区域、和位于相对较低的位置的低位区域，
所述线圈使卷绕部的卷绕轴线与所述成型体的所述安装面的凹部平行地埋设于所述成型体，
所述一对引出部配置为从所述卷绕部的外周向安装面侧引出并在所述安装面的所述低位区域分别暴露，且在所述低位区域与所述一对外部端子连接。
2.根据权利要求1所述的表面安装电感器，其特征在于，
所述安装面具有将所述高位区域与所述低位区域连接的区域，所述引出部延伸为在将所述高位区域与所述低位区域连接的区域和所述低位区域暴露。
3.根据权利要求1或2所述的表面安装电感器，其特征在于，
所述成型体具有与所述安装面邻接的端面，所述外部端子配设为从所述低位区域向所述端面延伸。
4.根据权利要求3所述的表面安装电感器，其特征在于，
所述引出部还在所述端面暴露，所述引出部在所述端面也与所述外部端子连接。
5.根据权利要求2～4中任一项所述的表面安装电感器，其特征在于，
所述外部端子沿着将所述高位区域与所述低位区域连接的区域和所述低位区域延伸。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的表面安装电感器，其特征在于，
在将所述一对端面对置的方向设为L方向，将所述引出部的在所述低位区域中的在L方向上的长度设为L1，将所述外部端子的在所述低位区域中的在L方向上的长度设为L2时，L1与L2相同。
7.根据权利要求1～5中任一项所述的表面安装电感器，其特征在于，
在将所述一对端面对置的方向设为L方向，将所述引出部的在所述低位区域中的在L方向上的长度设为L1，将所述外部端子的在所述低位区域中的在L方向上的长度设为L2时，L2大于L1。
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