CN110676032A - 线圈元件 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种线圈元件(31)，端子电极(50)具有：沿着凸缘部(36)的底面(38)存在的底面电极部(57)、沿着凸缘部(36)的外侧端面(48)存在的端面电极部(58)、以及一起覆盖底面电极部(57)和端面电极部(58)的镀敷膜(59)，底面电极部(57)包含Ag和Si，端面电极部(58)由金属膜构成。

Description

线圈元件

技术领域

本公开涉及线圈元件，特别是涉及至少具备两个线材的绕组型的线圈元件。

背景技术

图5引用日本特开平11-204346号公报(专利文献1)的图1。图5示出作为绕组型的线圈元件的一个例子的绕组型的共模扼流线圈所具备的鼓状芯2的外观。图5将鼓状芯2以使朝向安装基板侧的面朝向上方的姿势图示。

共模扼流线圈具备：鼓状芯2、和分别构成电感器的第1线材和第2线材(未图示)。

鼓状芯2具有：卷芯部5、和在卷芯部5的相互相反的第1端和第2端分别设置的第1凸缘部6和第2凸缘部7。在卷芯部5上，从第1凸缘部6侧的端部朝向第2凸缘部7侧的端部，第1线材和第2线材实质上相互具有相同的匝数地以螺旋状卷绕。

更详细而言，第1凸缘部6具有：安装时朝向安装基板侧的底面8、朝向与底面8相反方向的顶面10、分别沿与安装基板正交的方向延伸且朝向相互相反的侧方的第1侧面12和第2侧面14、朝向卷芯部5侧的内侧端面16、以及朝向内侧端面16的相反一侧的外侧的外侧端面18。

针对第2凸缘部7，也与第1凸缘部6的情况相同，具有：安装时朝向安装基板侧的底面9、朝向与底面9相反方向的顶面11、分别沿与安装基板正交的方向延伸且朝向相互相反的侧方的第1侧面13和第2侧面15、朝向卷芯部5侧的内侧端面17、以及朝向内侧端面17的相反一侧的外侧的外侧端面19。

在第1凸缘部6设置有两个第1端子电极20、21，在第2凸缘部7设置有两个第2端子电极22、23。在第1凸缘部6的底面8设置有使两个第1端子电极20、21相互隔离的凹部24，在第2凸缘部7的底面9设置有使两个第2端子电极22、23相互隔离的凹部25。

第1线材的相互相反的第1端和第2端与一个第1端子电极20和一个第2端子电极22连接，第2线材的相互相反的第1端和第2端与另一个第1端子电极21和另一个第2端子电极23连接。在上述线材和端子电极20～23间的连接中例如应用热压接。

专利文献1：日本特开平11-204346号公报

上述的端子电极20～23通过以烧结厚膜作为基底并在其上实施镀敷而形成。烧结厚膜通过如下方式形成，即，例如准备包含作为导电成分的Ag粉末并且包含作为玻璃成分的Si的树脂的导电性糊料，并利用浸渍法将上述导电性糊料赋予凸缘部6、7的底面8，接下来进行烧结而使树脂的糊料成分挥发并且使玻璃成分烧结。因此，烧结厚膜包含Ag和Si。镀敷膜例如通过依次实施镀Ni和镀Sn而形成。

上述的镀敷膜仅在形成有烧结厚膜的区域析出，因此烧结厚膜的轮廓形状反映于镀敷膜的轮廓形状。因此，端子电极20～23的轮廓形状通过烧结厚膜的轮廓形状来控制。

如图5所示，第1端子电极20、21在形成于第1凸缘部6的底面8并且延伸至与底面8邻接的多个面12、14、16、18以及限定凹部24的两个侧面的各自局部的状态下形成。针对第2端子电极22、23也相同，在以形成于第2凸缘部7的底面9并且延伸至与底面9邻接的多个面13、15、17、19以及限定凹部25的两个侧面的各自局部的状态下形成。端子电极20～23中的上述的邻接面延长部的高度在图5中由“H1”示出。

端子电极20～23中的上述的邻接面延长部的高度H1对焊接安装在安装基板上时的共模扼流线圈1的固定强度带来影响。即，若邻接面延长部的高度H1低，则端子电极20～23和凸缘部6、7间的接合面积变小，因此端子电极20～23和凸缘部6、7间的接合强度变低。另外，若邻接面延长部的高度H1低，则在向安装基板安装时未形成有足够的焊料圆角，针对安装状态的共模扼流线圈1，不易获得与安装基板之间的足够的固定强度。因此，从固定性能的观点考虑，可以说优选邻接面延长部的高度H1更高。

另一方面，邻接面延长部的高度H1越高，则端子电极20～23各自的边缘接近卷芯部5，因此，担忧卷绕于卷芯部5的线材和端子电极20～23各自之间的不必要的接触、电短路。并且，线材和端子电极20～23更接近地结构亦即线材向卷芯部5的多层卷绕也较为困难。

此外，作为兼顾提高前述的固定强度、和不易产生线材与端子电极20～23之间的不必要的接触这两者的方案，可考虑提高邻接面延长部的高度H1，并且仅在向内侧端面16、17延长的延长部处，降低高度H1。但是，如前述那样，成为端子电极20～23的基底的烧结厚膜通过利用浸渍法将导电性糊料赋予底面8、9而形成，因此烧结厚膜的边缘因应该被底面8、9浸渍的导电性糊料浴的表面而必然成为直线状，因此为了使端子电极20～23互不短路，高度H1必须成为凹部25的深度以下。这样，关于端子电极20～23的形状，可以说几乎没有设计的自由度。

同种问题不局限于绕组型的共模扼流线圈，对于具备多个线材且在各凸缘部设置有多个端子电极，例如绕组型的变压器或者平衡-不平衡转换器那样的其他绕组型的线圈元件中也可遭遇到。

发明内容

因此，本公开提供能够兼顾提高安装状态下的固定强度、和不易产生线材与端子电极之间的不必要的接触的绕组型的线圈元件。

本公开的一方式所涉及的线圈部具备：鼓状芯，其具有卷芯部、和分别在卷芯部的相互相反的第1端、第2端设置的第1凸缘部、第2凸缘部；第1线材和第2线材，其卷绕于卷芯部；以及多个端子电极，其设置于第1凸缘部或者第2凸缘部并电连接有第1线材和第2线材的相互相反的第1端和第2端中的任一者。

在上述线圈元件中，第1凸缘部和第2凸缘部分别具有：在安装时朝向安装基板侧的底面、朝向与底面相反方向的顶面、沿与安装基板正交的方向延伸并朝向卷芯部侧的内侧端面、以及朝向内侧端面的相反一侧的外侧的外侧端面。

并且，在上述线圈元件中，其特征在于，端子电极具有：沿着上述底面存在的底面电极部、沿着上述外侧端面存在的端面电极部、以及一起覆盖底面电极部和端面电极部的镀敷膜，底面电极部包含Ag和Si，端面电极部由金属膜构成。

根据上述线圈元件，端子电极除了具备底面电极部之外，还具备端面电极部，并且上述底面电极部和端面电极部至少由镀敷膜一起覆盖。因此，能够扩大端子电极和鼓状芯的凸缘部之间的接合面积，因此能够提高端子电极与凸缘部间的接合强度。另外，在焊接安装线圈元件时，沿着端面电极部和其上的镀敷膜而形成足够的焊料圆角。根据上述，在线圈元件的安装状态下，能够提高与线圈元件的安装基板之间的固定强度。

另外，端子电极，与底面电极部独立地具有端面电极部，因此即便不使底面电极部的邻接面延长部的高度变高，也能够如上述那样通过端面电极部的高度来提高线圈元件的与安装基板之间的固定强度。因此，能够兼顾提高安装状态下的固定强度、和不易产生卷芯部上的线材与凸缘部上的端子电极之间的不必要的接触。

附图说明

图1是将一实施方式的线圈元件31的外观使朝向安装基板的面成为上方而示出的立体图。

图2是单独示出图1所示的线圈元件31所具备的鼓状芯32的立体图。

图3是表示将图2所示的鼓状芯32的第1凸缘部36放大示出的沿着图2的线III-III的剖视图。

图4是将由图3的圆IV包围的部分进一步放大而示出的剖视图。

图5是表示专利文献1所记载的线圈元件所具备的鼓状芯2的立体图。

附图标记说明

31...线圈元件；32...鼓状芯；33...第1线材；34...第2线材；35...卷芯部；36...第1凸缘部；37...第2凸缘部；38、39...底面；40、41...顶面；42、43...第1侧面；44、45...第2侧面；46、47...内侧端面；48、49...外侧端面；50、51...第1端子电极；52、53...第2端子电极；57...底面电极部；57a...外侧端面延长部；58...端面电极部；59...镀敷膜；60...第1金属层；61...第2金属层。

具体实施方式

参照图1和图2对本公开的一实施方式所涉及的线圈元件31进行说明。在图1和图2中，将线圈元件31和鼓状芯32使朝向安装基板的面为上方地示出。图示的线圈元件31例如构成共模扼流线圈。

线圈元件31所具备的鼓状芯32具备：用于配置第1线材33和第2线材34并沿轴向延伸的卷芯部35、和分别在卷芯部35的相互相反的第1端、第2端设置的第1凸缘部36、第2凸缘部37。鼓状芯32可由非导电性材料更具体而言氧化铝那样的非磁性体、铁氧体那样的磁性体、或者树脂等构成，但优选由氧化铝或者铁氧体那样的陶瓷构成。

鼓状芯32所具备的卷芯部35以及第1凸缘部36和第2凸缘部37成为例如具有四边形的剖面形状的四棱柱形状。另外，四棱柱形状的卷芯部35和凸缘部36、37各自的棱线部分优选实施圆弧倒角。

第1凸缘部36具有：安装时朝向安装基板侧的底面38、朝向与底面38相反方向的顶面40、分别沿与安装基板正交的方向延伸并朝向卷芯部35侧的内侧端面46、朝向内侧端面46的相反一侧的外侧的外侧端面48、以及与内侧端面46和外侧端面48正交并且朝向相互相反的侧方的第1侧面42和第2侧面44。

针对第2凸缘部37，也与第1凸缘部36的情况相同，具有：安装时朝向安装基板侧的底面39、朝向与底面39相反方向的顶面41、分别沿与安装基板正交的方向延伸并朝向卷芯部35侧的内侧端面47、朝向内侧端面47的相反一侧的外侧的外侧端面49、以及与内侧端面47和外侧端面49正交并且朝向相互相反的侧方的第1侧面43和第2侧面45。

在第1凸缘部36的底面38设置有两个第1端子电极50、51。在第2凸缘部37的底面39设置有两个第2端子电极52、53。在第1凸缘部36的底面38设置有使两个第1端子电极50、51相互隔离的凹部54，在第2凸缘部37的底面39设置有使两个第2端子电极52、53相互隔离的凹部55。

参照图3和图4对端子电极50～53的详细的构造将后述。

线材33、34例如由被酰亚胺改性聚氨酯、聚酰胺酰亚胺等树脂绝缘覆盖的铜线构成。线材33、34成为以螺旋状在卷芯部35上卷绕的状态。第1线材33的第1端33a与一个第1端子电极50连接，第1线材33的与第1端33a相反的第2端33b和一个第2端子电极52连接。第2线材34的第1端34a与另一个第1端子电极51连接，第2线材34的与第1端34a相反的第2端34b和另一个第2端子电极53连接。上述端子电极50～53和线材33、34的连接例如应用热压接。

线圈元件31也可以还具备架设于第1凸缘部36的顶面40和第2凸缘部37的顶面41之间的板状芯56。针对板状芯56，也与鼓状芯32的情况相同，由非导电性材料更具体而言氧化铝那样的非磁性体、铁氧体那样的磁性体、或者树脂等构成。板状芯56通过粘合剂而相对于鼓状芯32固定。

接下来，除了图1和图2之外，还参照图3和图4，对端子电极50～53的详细的构造进行说明。此外，端子电极50～53各自的形式和剖面构造实质上共用，因此，以下，对图3和图4中图示的第1端子电极50详细地说明，对其他端子电极51～53省略详细的说明。

如图3清楚示出的那样，第1端子电极50具有：沿着第1凸缘部36的底面38存在的底面电极部57、沿着第1凸缘部36的外侧端面48存在的端面电极部58、以及一起覆盖底面电极部57和端面电极部58的镀敷膜59。底面电极部57包含Ag和Si，端面电极部58由不包含作为玻璃成分的Si的金属膜构成。这样，若端面电极部58由不包含Si的金属膜构成，则端面电极部58中非导体成分减少，因此能够较薄地形成端面电极部58，能够减少线圈元件31的外形尺寸。

包含Ag和Si的底面电极部57是通过准备包含作为导电成分的Ag粉末并且包含作为玻璃成分的Si的导电性糊料，并利用浸渍法将该导电性糊料赋予凸缘部36的底面38、接下来烧结而形成的烧结厚膜。底面电极部57的厚度是20μm左右。底面电极部57不仅形成在底面38上，还形成为从底面38延伸至与底面38分别邻接的外侧端面48、内侧端面46和第1侧面42、以及对与第1侧面42平行的凹部54进行限定的侧面54a的各自的局部。上述邻接面延长部的高度在图3中由“H2”表示。

另一方面，构成端面电极部58的金属膜例如由包含Ni、Cr和Cu的溅射薄膜构成。端面电极部58具有特定的图案而形成于外侧端面48的特定的区域，因此在溅射工序中使用掩模。基于溅射的端面电极部58的形成比较耗费时间，因此通过使端面电极部58的厚度为2.0μm以下，例如薄至1.6μm，能够使用于溅射工序的作业时间以短时间结束。另外，通过相对于比较有厚度的底面电极部57而较薄地抑制端面电极部58的厚度，能够减少对线圈元件的外形尺寸的影响。

如图3所示，端面电极部58局部与延伸至底面电极部57的外侧端面18的局部的外侧端面延长部57a重叠。这样，通过在底面电极部57的外侧端面延长部57a与端面电极部58之间设置重叠部，能够在底面电极部57与端面电极部58之间实现可靠的电导通状态。

关于上述的底面电极部57的外侧端面延长部57a和端面电极部58之间的重叠部，在该实施方式中，端面电极部58以覆盖外侧端面延长部57a的局部的方式重叠。该重叠顺序源自制造方法。即，由于底面电极部57先形成，其后，形成端面电极部58。底面电极部57如前述那样由烧结厚膜构成，因此在该形成过程中伴随着烧结工序。因此，通过将端面电极部58在底面电极部57之后形成，端面电极部58覆盖底面电极部57的外侧端面延长部的局部地与之重叠，从而构成端面电极部58的溅射薄膜能够防止由于暴露在用于形成底面电极部57的烧结工序中的高温中而引起的端面电极部58的氧化、劣化等。

如图4所示，构成端面电极部58的金属膜优选具备：包含Ni和Cr的第1金属层60、和形成在其上的包含Ni和Cu的第2金属层61。

构成端面电极部58的金属膜所含的Cr、特别是第1金属层60所含的Cr有助于端面电极部58相对于鼓状芯32的紧贴力的提高。从紧贴力的提高的观点出发，优选第1金属层60中的Cr的含有率为5体积％以上且20体积％以下。第1金属层60中的Cr的含有率为5体积％以上，由此能够可靠地确保第1金属层60相对于鼓状芯32的紧贴性。另外，第1金属层60中的Cr的含有率为20体积％以下，由此能够可靠地确保第1金属层60相对于第2金属层61的紧贴性。

第1端子电极50的最外表面由镀敷膜59构成。镀敷膜59如前述那样，一起覆盖底面电极部57和端面电极部58。如图4所示，镀敷膜59例如具备镀Ni层62和在其上的镀Sn层63。

在该实施方式中，如前述那样，在底面电极部57的外侧端面延长部57a和端面电极部58之间具有重叠部，但由于镀敷膜59一起覆盖底面电极部57和端面电极部58，所以这样的重叠部不是必需的。例如，即便底面电极部57的边缘与端面电极部58的边缘成为对接状态，底面电极部57的边缘与端面电极部58的边缘也可以稍微离开。

针对图3和图4未图示的端子电极51～53，也具有与上述的第1端子电极50的情况相同的形式和剖面构造。

根据以上说明的实施方式，如能够根据图1和图2类推的那样，两个第1端子电极50、51各自的端面电极部在第1凸缘部36的外侧端面48沿与底面38平行的方向排列配置。另外，两个第2端子电极52、53各自的端面电极部在第2凸缘部37的外侧端面49处沿与底面39平行的方向排列配置。

这样，在外侧端面48、49中，端子电极50～53各自的端面电极部具有特定的图案形成于特定的区域，能够通过不是利用浸渍法而是利用溅射法形成端面电极部而容易地实现。

以上，与图示的实施方式相关进行了说明，但能够成为其他各种实施方式。

例如，上述的实施方式与构成共模扼流线圈的线圈元件相关，但至少具备两个线材即可，也可以构成其他变压器、平衡-不平衡转换器等。另外，根据线材的数量、线圈元件的功能变更，据此，设置于各凸缘部的端子电极的数量也可以为三个以上。

另外，欲与图示的实施方式相关而说明的几个变形例能够适当地组合而成为另外的实施方式。

Claims (9)

1.一种线圈元件，其特征在于，具备：

鼓状芯，其具有卷芯部、和分别在所述卷芯部的相互相反的第1端、第2端设置的第1凸缘部、第2凸缘部；

第1线材和第2线材，其卷绕于所述卷芯部；以及

多个端子电极，其设置于所述第1凸缘部或者所述第2凸缘部并电连接有所述第1线材和第2线材的相互相反的第1端和第2端中的任一者，

所述第1凸缘部和所述第2凸缘部分别具有：在安装时朝向安装基板侧的底面、朝向与所述底面相反方向的顶面、沿与安装基板正交的方向延伸并朝向所述卷芯部侧的内侧端面、以及朝向所述内侧端面的相反一侧的外侧的外侧端面，

所述端子电极具有：沿着所述底面存在的底面电极部、沿着所述外侧端面存在的端面电极部、以及一起覆盖所述底面电极部和所述端面电极部的镀敷膜，

所述底面电极部包含Ag和Si，所述端面电极部由金属膜构成。

2.根据权利要求1所述的线圈元件，其特征在于，

所述底面电极部具备：从所述底面延伸至所述外侧端面的局部的外侧端面延长部，所述端面电极部局部与所述外侧端面延长部重叠。

3.根据权利要求2所述的线圈元件，其特征在于，

所述端面电极部覆盖所述外侧端面延长部的局部地与之重叠。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的线圈元件，其特征在于，

所述金属膜不包含Si。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的线圈元件，其特征在于，

所述金属膜包含Ni、Cr和Cu。

6.根据权利要求5所述的线圈元件，其特征在于，

所述金属膜具备：包含Ni和Cr的第1金属层、和形成在所述第1金属层上的包含Ni和Cu的第2金属层。

7.根据权利要求6所述的线圈元件，其特征在于，

在所述第1金属层中，Cr的含有率为5体积％以上且20体积％以下。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的线圈元件，其特征在于，

所述端面电极部的厚度为2.0μm以下。

9.根据权利要求1～8中任一项所述的线圈元件，其特征在于，

在所述第1凸缘部和所述第2凸缘部分别设置有多个所述端子电极，

设置于所述第1凸缘部的所述多个所述端子电极中的所述端面电极部在所述第1凸缘部的所述外侧端面处沿与所述底面平行的方向延伸，设置于所述第2凸缘部的所述多个所述端子电极中的所述端面电极部在所述第2凸缘部的所述外侧端面处沿与所述底面平行的方向延伸。

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