CN110459389A - 表面安装电感器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种能够使耐受电压提高的表面安装电感器，具备：线圈、成型体、以及外部端子，成型体具有长方体形状，该长方体形状具有对置的第一主面、第二主面以及四个侧面，在第一主面的长边方向的两端部分别形成有第一外部端子和第二外部端子，在成型体的表面，除形成有第一外部端子和第二外部端子的区域以外部分，形成树脂被膜，当将在形成了树脂被膜的成型体的第一主面的在短边方向上对置的第一棱线与第二棱线之间的宽度设为(W0)，且将形成了树脂被膜的成型体的第一主面的在短边方向上的第一外部端子以及第二外部端子的宽度设为(W1)时，(W1)小于(W0)，并且第一外部端子与第二外部端子的宽度方向的两端不与第一棱线和第二棱线相接。
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
作为使用于功率电感器的表面安装电感器，例如可使用将卷绕导线而形成的线圈埋设于包含金属磁性粉末的成型体而成的表面安装电感器。上述表面安装电感器例如公知有如下构造，使用具有使导线的两端位于外周地卷绕而形成的卷绕部和从卷绕部的外周引出的引出部的线圈，且将线圈的引出部的端部向成型体的侧面引出，且将该引出部的端部连接于在成型体的侧面和与侧面邻接的安装面形成的外部端子(例如，专利文献1)。
专利文献1：日本特开2009-267350号公报
以往的表面安装电感器对成型体使用绝缘性较低的金属磁性粉末，因此存在无法确保充分的耐受电压的问题。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供能够使耐受电压提高的表面安装电感器。
为了解决上述课题，本发明的一个形式所涉及的表面安装电感器具备：线圈，其具有卷绕导线而得的卷绕部和分别从卷绕部的外周引出的第一、第二引出部；成型体，其含有金属磁性粉末，且埋设有线圈；以及外部端子，其设置于成型体，成型体具有长方体形状，该长方体形状具有长方形的对置的第一主面、第二主面以及4个侧面，在第一主面的长边方向的两端部分别形成有与第一引出部的端部连接的第一外部端子和与第二引出部的端部连接的第二外部端子，在成型体的表面除形成有第一外部端子和第二外部端子的区域以外部分，形成树脂被膜，当在形成了树脂被膜的成型体的第一主面的在短边方向对置的第一棱线与第二棱线之间的距离为W0，且形成了树脂被膜的成型体的第一主面的在短边方向上的第一外部端子或第二外部端子的距离为W1时，W1小于W0，并且第一外部端子和第二外部端子的短边方向的两端形成为不与第一棱线和第二棱线相接。
根据上述形式，能够使表面安装电感器的耐受电压提高。
根据本发明，能够提供使耐受电压提高的表面安装电感器。
附图说明
图1是表示本发明的一个形式所涉及的表面安装电感器的构造的一个例子的示意性透视立体图。
图2是表示使外部端子的宽度相对于棱线间的宽度发生了变化时的表面安装电感器的极限固定力和极限耐受电压的值的图表。
附图标记说明
1…表面安装电感器；11…线圈；11a…卷绕部；11b…第一引出部；11c…第二引出部；12…成型体；12a…第一主面；12b…第二主面；12c…侧面；12d…侧面；12e…侧面；12f…侧面；121b…第一棱线；122b…第二棱线；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。
本实施方式所涉及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分别从卷绕部的外周引出的第一、第二引出部；成型体，其含有金属磁性粉末，且埋设有线圈；以及外部端子，其设置于成型体。成型体具有长方体形状，该长方体具有对置的第一主面、第二主面以及4个侧面，在第一主面的长边方向的两端部分别形成有与第一引出部的端部连接的第一外部端子和与第二引出部的端部连接的第二外部端子。在成型体的表面除形成有第一外部端子和第二外部端子的区域以外，形成树脂被膜。当将在形成了树脂被膜的成型体的第一主面的短边方向上对置的第一棱线与第二棱线之间的宽度设为W0，且将形成了树脂被膜的成型体的第一主面的短边方向的第一外部端子以及上述第二外部端子的宽度设为W1时，W1小于W0，并且第一外部端子和第二外部端子的短边方向的两端形成为分别与第一棱线和上述第二棱线不相接。
另外，在其他形式中，W1是W0的55％以上且95％以下。
根据上述形式，能够确保安装基板与外部端子的连接强度并且提高耐受电压。
另外，根据其他形式，在第一主面的第一棱线附近和第二棱线附近中的至少任一方附着有导体。
根据上述形式，即便在棱线附近存在导体的情况下，也能够确保安装基板与外部端子的连接强度，并且提高耐受电压。
另外，根据其他形式，线圈被埋设于成型体而使得线圈的卷绕轴线与成型体的第一主面平行。
根据上述形式，引出部的端部无需扭转等复杂的加工，因此能够抑制品质的偏差，且能够使可靠性提高。
图1是表示从设置了外部端子的主面侧观察本实施方式所涉及的表面安装电感器1(以下，也称为电感元件)的构造的一个例子的示意性透视立体图。表面安装电感器1具有包含金属磁性粉末和树脂的成型体12，并在其中埋设有一个卷绕导线而成的线圈11。在图1中示出成型体12是长边方向L、短边方向W、高度方向T的长方体的例子。成型体12具有第一主面12a和第二主面12b来作为对置的一对主面。这里，第一主面12a相当于安装面(以下，也将第一主面称为安装面)。成型体12具有4个侧面，该4个侧面是在第一主面12a的长边方向L上对置的一对侧面12c、12d和在第一主面12a的短边方向W上对置的一对侧面12e、12f。第一主面12a具有位于第一主面12a和侧面12e之间且与长边方向平行的第一棱线121b；和位于第一主面12a与侧面12f之间且与长边方向平行的第二棱线122b。线圈11是具备卷绕为螺旋状的2段(α卷)并使导线的两端位于线圈的外周的卷绕部11a和将导线的两端从卷绕部11a的外周所对置的位置引出而形成的第一引出部11b、第二引出部11c的空芯线圈。线圈11埋设于成型体12中而使得卷绕部11a的卷绕轴线A与成型体12的第一主面12a平行。导线能够使用截面为矩形状的扁平线。
第一引出部11b在成型体12内延伸，且被弯折加工而使得端部从第一主面12a暴露，末端面在侧面12c暴露。另外，第二引出部11c也在成型体12内延伸，且被弯折加工而使得端部在第一主面12a暴露，末端面在侧面12d暴露。并且，第一引出部11b的在第一主面12a处局部暴露的端部与第一外部端子13连接，第二引出部11c的在第一主面12a处局部暴露的端部与第二外部端子14连接。第一外部端子13与第二外部端子14在第一主面12a的长边方向上分离而形成，第一外部端子13跨第一主面12a与侧面12c而形成，第二外部端子14跨第一主面12a与侧面12d而形成。
在该成型体12的表面，除了形成有第一外部端子和第二外部端子的区域以外，形成有绝缘包覆用的树脂被膜。另外，当将在形成了树脂被膜的成型体12的在第一主面12a的短边方向上对置的第一棱线121b与第二棱线122b之间的距离设为W0(以下，也称为棱线间的宽度)，且将第一外部端子13或第二外部端子14的在第一主面12a的短边方向的距离设为W1时(以下，也称为外部端子的宽度)，W1小于W0，并且第一外部端子13和第二外部端子14的短边方向的两端形成为与第一棱线121b和第二棱线122b不相接。
成型体12包含金属磁性粉末和树脂，作为金属磁性粉末例如能够使用Fe、Fe-Si系、Fe-Si-Cr系、Fe-Si-Al系、Fe-Ni-Al系、及Fe-Cr-Al系等铁系的金属磁性粉末、不包含铁的组成系的金属磁性粉末、及包含铁的其他组成系的金属磁性粉、非晶体状态的金属磁性粉末、表面通过玻璃等绝缘体而包覆的金属磁性粉末、将表面改性过的金属磁性粉末、以及纳米级的微小金属磁性粉末等。另外，作为使用于成型体12的树脂例如能够分别使用环氧树脂、聚酰亚胺树脂、及酚醛树脂等热固化性树脂和聚乙烯树脂、聚酰胺树脂等热塑性树脂等，也能够使用将这些混合而成的材料。并且，树脂被膜能够使用丙烯酸树脂、环氧树脂、聚酰亚胺树脂、有机硅树脂、以及聚酰胺酰亚胺树脂等。并且，第一外部端子13和第二外部端子14使用Cu、Ni、Sn、银、以及包含银的合金等导体而形成，且通过1层或多层导体膜形成。
成型体12的大小只要是能够使用于表面安装用的大小即可而并不特别限定。例如，在形成了树脂被膜的状态下为L＝2.5mm、W＝2.0mm、T＝2.0mm的大小。另外，树脂被膜例如形成为具有8μm～12μm的厚度。
本实施方式所涉及的表面安装电感器例如能够使用以下制造方法而制造。使实施了绝缘包覆的截面为矩形状的导线的两端位于线圈的外周而将该实施了绝缘包覆的截面为矩形状的导线卷绕为螺旋状的2段从而形成图1所示的卷绕部11a。接着将导线的两端从卷绕部的外周对置的位置引出而形成第一引出部11b和二引出部11c，从而形成线圈11。使用于绝缘包覆的树脂优选其耐热温度较高，能够举出聚酰胺系树脂、聚酯系树脂、酰亚胺改性聚氨基甲酸乙酯树脂等。也能够对导线使用截面为圆形的圆线、截面为多边形状的线。
接下来，制造将金属磁性粉末与树脂混合而成的密封件(以下，也称为成型体用材料)。作为金属磁性粉末例如能够使用Fe、Fe-Si-Cr系、Fe-Si-Al系、Fe-Ni-Al系、及Fe-Cr-Al系等铁系的金属磁性粉末、不包含铁的组成的金属磁性粉末、包含铁的其他组成的金属磁性粉末、非晶体状态的金属磁性粉末、表面被玻璃等绝缘体包覆的金属磁性粉末、将表面改性过的金属磁性粉末、以及纳米级的微小金属磁性粉末等。另外，作为树脂例如能够使用环氧树脂。接下来，使线圈11的卷绕轴线与成型体的安装面平行地将线圈11配置于规定的成型用模具内，将成型体用材料填充于该模具内，而压缩成型。由此，如图1所示，获得埋设有线圈11的成型体12。另外，成型法并不限定于压缩成型法，也能够使用压粉成型法。另外，进行滚磨等而除掉毛刺等，而修整成型体的形状。
而且，在该成型体的表面形成绝缘包覆用的树脂被膜。对该树脂被膜能够使用丙烯酸树脂、环氧树脂、聚酰亚胺树脂、有机硅树脂、以及聚酰胺酰亚胺树脂等。
接下来，使用激光照射、喷砂处理、以及研磨等树脂除去手段，除去存在于成型体12的第一主面12a和侧面12c、12d中的形成外部端子的部分的表面的树脂成分和树脂被膜。由此，在成型体12的第一主面12a和侧面12c、12d形成暴露有金属磁性粉末的区域。另外，使用该树脂除去手段，除去线圈11的两端的第一引出部11b和第二引出部11c的绝缘包覆，而使导线暴露。
并且，通过在成型体12实施镀敷处理，并在成型体12的第一主面12a和侧面12c、12d中的暴露有金属磁性粉末的区域以及导线上，使镀敷生长，从而形成第一外部端子13和第二外部端子14。由此，第一外部端子13与线圈11的第一引出部11b的端部连接，第二外部端子与线圈11的第二引出部11c的端部连接。此外，通过在成型体12的安装面12a和侧面12c、12d中的暴露有金属磁性粉末的区域以及导线上由Cu形成第一镀敷层，且在其上由Ni形成第二镀敷层，且在其上由Sn形成第三镀敷层，来形成第一外部端子13和第二外部端子14。作为使用于镀敷的导电材料只要是能够镀敷的导体即可而并不特别限定，除Cu、Ni、以及Sn以外还能够使用银和包含银的合金等导体，使用的导体的顺序也可以对应特性而改变。另外，第一外部端子13和第二外部端子14也可以形成为单层、双层、进而三层以上的层。
对于这样获得的本实施方式所涉及的表面安装电感器而言，当将在形成了树脂被膜的成型体的第一主面12a的在宽度方向上对置的第一棱线121b与第二棱线122b之间的宽度(棱线间的宽度)设为W0，且将第一外部端子13或第二外部端子14的在第一主面12a的短边方向上的距离(外部端子的宽度)设为W1时，W1小于W0，并且第一外部端子13与第二外部端子14的在宽度方向上的两端与第一棱线121b和第二棱线122b不相接。关于其理由在以下进行说明。
成型体的棱线部分存在构成成型体的金属磁性粉末和树脂的密度容易变低、且在滚磨时金属磁性粉末容易脱落的倾向。在金属磁性粉末脱落了的情况下，在成型体的表面会产生直径0.05mm左右的空隙。若在这样的状态下的成型体的表面形成绝缘包覆用的树脂被膜，则由于金属磁性粉末脱落而成的空隙较小，因此容易成为树脂被膜不附着于空隙，而保持在成型体的棱线部分产生有空隙的状态。因此，在通过镀敷法形成外部端子的情况下，产生镀敷液侵入于该空隙，而附着于该空隙，即，产生所谓镀敷的异常析出。其结果是，棱线附近的绝缘电阻降低，从而表面安装电感器的耐受电压容易降低。相对于此，使外部端子的宽度小于形成了树脂被膜的成型体的棱线间的宽度，并且，使外部端子的宽度方向的两端远离形成了树脂被膜的成型体的棱线，从而外部端子不易受到棱线附近的绝缘电阻的影响。由此，能够使表面安装电感器的耐受电压提高。此外，本发明中使用的耐受电压是指当在外部端子间施加电压时，不会在外部端子间且在成型体的表面引起绝缘破坏而失去作为电感器的性能的电压。
这里，优选W1是W0的55％以上且95％以下。更优选W1是W0的58％以上且90％以下。这是由于若W1小于W0的55％，则外部端子相对于安装基板的连接强度不够，若W1大于W0的95％则耐受电压容易降低。例如，在形成了树脂被膜的成型体使用L＝2.5mm、W＝2.0mm、T＝2.0mm大小的成型体的情况下，W0是2.0mm，因此在W1是W0的55％以上且95％以下的情况下，W1为1.1mm～1.9mm，而在形成了树脂被膜的成型体的棱线与外部端子之间分别形成0.05mm～0.45mm的缝隙。
另外，在第一主面12a的第一棱线121b附近和第二棱线122b的附近中的至少任一者附着有导体的情况下，也优选W1是W0的55％以上且95％以下。这里，导体是指由于上述镀敷的异常析出形成的在镀敷中析出的金属的粒子，包含有一个以上金属的粒子。
另外，外部端子只要至少形成于安装面即可，但如图1所示，优选第一外部端子13和第二外部端子14从第一主面12a分别延伸至与该第一主面12a邻接的侧面12c、12d，而具有截面L字形状。由此，能够进一步增大外部端子与成型体之间的固定强度。并且，只要线圈的引出部的端部至少在第一主面暴露即可，但如图1所示，优选线圈的引出部的端部的末端面在与第一主面12a邻接的侧面12c、12d暴露。使引出部的端部与外部端子间的接合面积增加，能够减小引出部的端部与外部端子间的电阻。
实施例
实验例
在本实验例中，对使外部端子的宽度相对于棱线间的宽度发生了变化时的电感元件的耐受电压进行了评价。实验中使用的电感元件的形成了树脂被膜的成型体的大小是L＝2.5mm、W＝2.0mm、T＝2.0mm。另外，成型体所使用的金属磁性粉末是Fe-Si-Cr，树脂是环氧树脂。另外，树脂被膜使用丙烯酸树脂。
(极限固定力的评价方法)
根据AEC-Q200，在测定夹具的基板安装电感元件，且在测定夹具的基板的布线间通过钎焊而连接了电感元件的状态下，通过按压夹具在与测定夹具基板平行的方向上加压，从而来测量固定力。另外，本实施例的极限固定力为使电感元件损坏或电感元件从测定夹具的基板的布线发生了脱离的压力。
(极限耐受电压的评价方法)
耐受电压是使用脉冲试验机(19301A kuromaJP社制)而进行测定电感元件被破坏的电压的极限耐受电压试验来评价。
(结果)
在图2中表示使外部端子的宽度相对于棱线间的宽度发生了变化时的极限固定力和极限耐受电压的测定结果。若使外部端子的宽度相对于棱线间的宽度减小，则虽极限耐受电压提高，但极限固定力降低。若外部端子的宽度比棱线间的宽度之比例不足55％，则不满足通过AEC-Q200求得的极限固定力，因此下限为55％。另外，若外部端子的宽度比棱线间的宽度之比例超过95％，则在以下情况下，即、在形成了树脂被膜的成型体的第一主面的宽度方向上对置的棱线处，成型体的表面从树脂被膜暴露、或附着有导体的情况下极限耐受电压降低，因此上限为95％。
此外，在上述实施方式中，作为使线圈的引出部在成型体的安装面暴露的方法说明了使线圈的卷绕轴线与成为成型体的安装面的第一主面平行地，将线圈埋设于成型体的方法，但在本发明中，也能够使用除此以外的方法。例如，也能够使用使线圈的卷绕轴线相对于成为成型体的安装面的第一主面垂直地，将线圈埋设于成型体，且扭转加工引出部而使其在成型体的安装面暴露的方法。
Claims (4)
1.一种表面安装电感器，其特征在于，
具备：线圈，其具有卷绕导线而成的卷绕部和分别从所述卷绕部的外周引出的第一、第二引出部；成型体，其含有金属磁性粉末，且埋设有线圈；以及外部端子，其设置于所述成型体，
所述成型体具有长方体形状，该长方体形状具有对置的第一主面、第二主面、以及4个侧面，
在所述第一主面的长边方向的两端部分别形成有，与所述第一引出部的端部连接的第一外部端子和与所述第二引出部的端部连接的第二外部端子，
在所述成型体的表面，除形成有所述第一外部端子和所述第二外部端子的区域以外部分，形成树脂被膜，
当将在形成了所述树脂被膜的成型体的第一主面的在短边方向上对置的第一棱线与第二棱线之间的宽度设为W0，且将形成了所述树脂被膜的成型体的第一主面的在短边方向上的所述第一外部端子以及所述第二外部端子的宽度设为W1时，W1小于W0，并且所述第一外部端子和所述第二外部端子的宽度方向的两端不与所述第一棱线和所述第二棱线相接。
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W1是所述W0的55％以上且95％以下。
3.根据权利要求2所述的表面安装电感器，其特征在于，
在所述第一主面的所述第一棱线附近和所述第二棱线附近中的至少任一者附着有导体。
4.根据权利要求1～3中的任一项所述的表面安装电感器，其特征在于，
所述线圈埋设于所述成型体，使所述线圈的卷绕轴线与所述成型体的所述第一主面平行。
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