CN111986895A

CN111986895A - 线圈部件

Info

Publication number: CN111986895A
Application number: CN202010427904.8A
Authority: CN
Inventors: 浅井深雪; 江田北斗; 荒田正纯; 大久保等
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2019-05-21
Filing date: 2020-05-20
Publication date: 2020-11-24
Also published as: US10943719B2; US20200373050A1; JP2020191353A

Abstract

本发明涉及一种线圈部件。在线圈部件(10)中，绝缘层(40)覆盖导体图案(23)的上表面(23a)，由此提高了导体图案(23)与磁性体(26)之间的绝缘性，并且提高了导体图案(23)间的绝缘性。另外，在线圈部件(10)中，由于磁性体(26)以覆盖绝缘层(40)的方式进入树脂壁(24)间，因此，导体图案(23)的上方的磁性体(26)的体积增大，并且实现了高的线圈特性。

Description

线圈部件

技术领域

本公开涉及一种线圈部件。

背景技术

作为现有的线圈部件，例如，日本特开2018-148200号公报(专利文献1)公开了一种线圈部件，其具备设置于绝缘基板上的线圈图案、在绝缘基板上划分平面线圈图案的形成区域的树脂壁、以及一体地覆盖线圈图案和树脂壁的磁性体，并且使绝缘层介于线圈和磁性体之间。

发明内容

发明想要解决的技术问题

在上述的现有技术所涉及的线圈部件中，经由树脂壁而相邻的线圈图案间的爬电距离不充分，可能会发生线圈图案间的短路。发明者们新发现了一种技术，其能够提高线圈图案间的绝缘性，并且增加位于线圈图案的上方的磁性体的体积并提高线圈特性。

根据本公开，可以提供一种谋求了线圈图案间的绝缘性提高以及线圈特性的提高的线圈部件。

用于解决技术问题的技术手段

本公开的一个侧面所涉及的线圈部件具备：绝缘基板；线圈，其具有形成于绝缘基板的至少一个面上的平面线圈图案；树脂壁，其设置于绝缘基板上，划分平面线圈图案的形成区域，并且以绝缘基板为基准的高度比平面线圈图案的高度高；绝缘层，其在树脂壁之间覆盖平面线圈图案的表面；以及磁性体，其一体地覆盖绝缘基板和线圈，并且进入树脂壁之间并覆盖绝缘层。

在上述线圈部件中，通过绝缘层覆盖平面线圈图案的表面，可以谋求线圈图案间的绝缘性的提高，并且通过磁性体进入树脂壁之间以覆盖绝缘层，从而有效地增加磁性体的体积，可以谋求线圈特性的提高。

在本公开的另一个侧面所涉及的线圈部件中，绝缘层具有关于绝缘基板的厚度方向的厚度最薄的最薄部，并且最薄部比树脂壁的上端的宽度薄。

在本公开的另一个侧面所涉及的线圈部件中，绝缘层的上表面凹状地弯曲，或者，绝缘层的上表面凸状地弯曲。

附图说明

图1是实施方式所涉及的线圈部件的概略立体图。

图2是图1所示的线圈部件的分解图。

图3是图1所示的线圈部件的III-III线截面图。

图4是图1所示的线圈部件的IV-IV线截面图。

图5是图4所示的截面的主要部分放大图。

图6是图5所示的截面的主要部分放大图。

图7是示出不同的样态的线圈部件的图。

图8是示出不同的样态的线圈部件的图。

具体实施方式

以下，参照附图对本公开的实施方式进行详细地说明。在说明中，对同一要素或具有同一功能的要素，使用相同的附图标记，并省略重复的说明。

参照图1～4，对实施方式的线圈部件的结构进行说明。为了便于说明，如图所示地设定XYZ坐标。即，将线圈部件的厚度方向设定为Z方向，将外部端子电极的相对方向设定为X方向，并且将与Z方向和X方向正交的方向设定为Y方向。

线圈部件10是平面线圈元件，并且由呈长方体形状的主体部12和设置于主体部12的表面的一对外部端子电极14A、14B构成。一对外部端子电极14A、14B以在X方向上覆盖相对的一对端面12a、12b的整个面的方式设置。作为一例，线圈部件10被设计成长边为2.5mm、短边为2.0mm、高度为0.8～1.0mm的尺寸。

主体部12包含绝缘基板20、设置于绝缘基板20的线圈C和磁性体26而构成。

绝缘基板20是由非磁性的绝缘材料构成的板状构件，并且从其厚度方向观察，具有大致椭圆环状的形状。在绝缘基板20的中央部分，设置有椭圆形的贯通孔20c。作为绝缘基板20，可以使用环氧类树脂渗透于玻璃布且板厚为10μm～60μm的基板。此外，除了环氧类树脂之外，还可以使用BT树脂、聚酰亚胺、芳纶等。作为绝缘基板20的材料，也可以使用陶瓷或玻璃。作为绝缘基板20的材料，也可以是大量生产的印刷基板材料，也可以是用于BT印刷基板、FR4印刷基板、或者FR5印刷基板的树脂材料。

线圈C具有：第一线圈部22A，其绝缘覆盖有设置于绝缘基板20的一个面20a(图2中的上表面)的平面空芯线圈用的第一导体图案23A；第二线圈部22B，其绝缘覆盖有设置于绝缘基板20的另一个面20b(图2中的下表面)的平面空芯线圈用的第二导体图案23B；以及通孔导体25，其连接第一导体图案23A和第二导体图案23B。即，线圈C包含第一导体图案23A和第二导体图案23B这两个导体图案23(平面线圈图案)。

第一导体图案23A是成为平面空芯线圈的平面螺旋状图案，并且由Cu等的导体材料电镀形成。第一导体图案23A以卷绕于绝缘基板20的贯通孔20c周围的方式形成。更详细地说，从上方(Z方向)观察，第一导体图案23A向外侧顺时针卷绕3匝。第一导体图案23A的高度(绝缘基板20的厚度方向上的长度)在整个长度相同。

第一导体图案23A的外侧的端部22a在主体部12的端面12a露出，并且连接于覆盖端面12a的外部端子电极14A。第一导体图案23A的内侧的端部23b连接于通孔导体25。

第二导体图案23B也与第一导体图案23A同样地，是成为平面空芯线圈的平面螺旋状图案，并且由Cu等的导体材料电镀形成。第二导体图案23B也以卷绕于绝缘基板20的贯通孔20c周围的方式形成。更详细地说，从上方(Z方向)观察，第二导体图案23B向外侧逆时针卷绕3匝。即，从上方观察，第二导体图案23B以与第一导体图案23A相反的方向卷绕。第二导体图案23B的高度在整个长度相同，并且可以被设计成与第一导体图案23A的高度相同。

第二导体图案23B的外侧的端部23c在主体部12的端面12b露出，并且连接于覆盖端面12b的外部端子电极14B。第二导体图案23B的内侧的端部23d与第一导体图案23A的内侧的端部23b在绝缘基板20的厚度方向上对准位置，并且连接于通孔导体25。

通孔导体25贯通并设置于绝缘基板20的贯通孔20c的边缘区域，并且连接第一导体图案23A的端部23b和第二导体图案23B的端部23d。通孔导体25可以由设置于绝缘基板20的孔和填充于该孔中的导电材料(例如Cu等的金属材料)构成。通孔导体25具有沿绝缘基板20的厚度方向延伸的大致圆柱状或大致棱柱状的外形。

此外，如图3和图4所示，第一线圈部22A和第二线圈部22B分别具有树脂壁24。在树脂壁24中，第一线圈部22A的树脂壁24A位于第一导体图案23A的线间、内周和外周，第二线圈部22B的树脂壁24B位于第二导体图案23B的线间、内周和外周。在本实施方式中，位于导体图案23A、23B的内周和外周的树脂壁24A、24B被设计成比位于导体图案23A、23B的线间的树脂壁24A、24B厚。

树脂壁24由绝缘性的树脂材料构成。树脂壁24可以在形成导体图案23之前设置于绝缘基板20上，在这种情况下，在树脂壁24中所划分的壁间，镀覆生长有导体图案23。即，通过设置于绝缘基板20上的树脂壁24来划分导体图案23的形成区域。树脂壁24可以在形成了导体图案23之后设置于绝缘基板20上，在这种情况下，在导体图案23通过填充或涂布等设置有树脂壁24。

树脂壁24的高度(即，以绝缘基板20为基准的高度)被设计成高于导体图案23的高度。因此，与树脂壁24的高度和导体图案23的高度相同的情况相比，可以谋求经由树脂壁24而相邻的导体图案23间的爬电距离的延长。由此，可以谋求抑制在相邻的导体图案23间发生短路的情况。

磁性体26一体地覆盖绝缘基板20和线圈C。更详细地说，磁性体26从上下方向覆盖绝缘基板20和线圈C，并且覆盖绝缘基板20和线圈C的外周。另外，磁性体26填充了绝缘基板20的贯通孔20c的内部和线圈C的内侧区域。

磁性体26由含金属磁性粉的树脂构成。含金属磁性粉的树脂是金属磁性粉体通过粘合剂树脂而粘结的粘结粉体。构成磁性体26的含金属磁性粉的树脂的金属磁性粉例如由铁-镍合金(坡莫合金)、羰基铁、无定形、非晶质或晶质的FeSiCr系合金、铁硅铝等构成。粘合剂树脂例如是热固性的环氧树脂。在本实施方式中，粘结粉体中的金属磁性粉体的含量以体积百分比计为80～92vol％，以质量百分比计为95～99wt％。从磁特性的观点来看，粘结粉体中的金属磁性粉体的含量以体积百分比计可以为85～92vol％，以质量百分比计可以为97～99wt％。构成磁性体26的含金属磁性粉的树脂的磁性粉可以是具有一种的平均粒径的粉体，也可以是具有多种的平均粒径的混合粉体。在本实施方式中，构成磁性体26的含金属磁性粉的树脂的磁性粉是具有3种的平均粒径的混合粉体。在构成磁性体26的含金属磁性粉的树脂的磁性粉为混合粉体的情况下，平均粒径不同的磁性粉的种类可以相同，也可以不同。

如图5所示，磁性体26具有进入树脂壁24之间的埋入部27。由于树脂壁24的高度高于导体图案23的高度，因此，在树脂壁24与导体图案23之间产生高低差(凹陷)，并且埋入部27进入该高低差。埋入部27的厚度D1可以规定为从树脂壁24的前端部朝向导体图案23延伸的长度。埋入部27的厚度D1例如为1μm～50μm(作为一例，为20μm)。

此时，如图6所示，构成磁性体26的含金属磁性粉的树脂的磁性粉28进入树脂壁24与导体图案23之间的凹陷。在磁性粉28中，具有最大的平均粒径的磁性粉(大径粉)28A的粒径可以设定为15～30μm，具有最小的平均粒径的磁性粉(小径粉)28C的粒径可以设定为0.3～1.5μm，具有大径粉和小径粉之间的平均粒径的磁性粉(中间粉)28B可以设定为3～10μm。相对于混合粉体100重量份，可以以60～80重量份的范围包含大径粉，以10～20重量份的范围包含中径粉，以10～20重量份的范围包含小径粉。磁性粉28的平均粒径由粒度分布中的累计值50％的粒径(d50，所谓的中值粒径)规定，并由以下的方式求出。对磁性体26的截面的SEM(扫描型电子显微镜)照片进行拍摄。通过软件对拍摄的SEM照片进行图像处理，判断金属磁性粉28的边界，并且计算磁性粉28的面积。将算出的磁性粉28的面积换算成当量圆直径来计算粒径。例如，算出100个以上的磁性粉28的粒径，并求出这些磁性粉28的粒度分布。将所求得的粒度分布中累计值50％的粒径设为平均粒径d50。此外，对磁性粉28的颗粒形状没有特别限定。

绝缘层40介于磁性体26的埋入部27和导体图案23之间。绝缘层40在相邻的树脂壁24之间，横跨导体图案23的上表面23a的整个面而设置。绝缘层40例如由环氧树脂或聚酰亚胺树脂等树脂构成。在本实施方式中，绝缘层40是使用电沉积法而形成的电沉积层。绝缘层40具有均匀的厚度D2，例如具有1μm～30μm(作为一例，为8μm)的厚度。在本实施方式中，绝缘层40的厚度D2被设计成比树脂壁24的上端的宽度W小。绝缘层40的厚度D2可以被设计成比磁性体26的埋入部27的厚度D1薄。

在上述线圈部件10中，绝缘层40覆盖导体图案23的上表面23a，由此提高了导体图案23与磁性体26之间的绝缘性，并且提高了导体图案23间的绝缘性。另外，在线圈部件10中，由于磁性体26以覆盖绝缘层40的方式进入树脂壁24间，因此，导体图案23的上方的磁性体26的体积增大，并且实现了电感值等的线圈特性的提高。

另外，在线圈部件10中，绝缘层40的厚度D2比树脂壁24的上端的宽度W小。通过使绝缘层40的厚度D2变薄，可以进一步增大磁性体26的体积，并且可以谋求线圈特性的进一步提高。另一方面，通过使树脂壁24的上端的宽度W变厚，可以确保导体图案23间的爬电距离，并且抑制了导体图案23间的短路。

此外，本公开不限于上述的实施方式，可以采取各种样态。

例如，绝缘层40也可以是如图7、8所示的厚度不均匀的方式。图7所示的绝缘层40在夹持导体图案23的树脂壁24的中间位置具有最薄的最薄部41，并且上表面40a凹状地弯曲。由于图7所示的绝缘层40的与夹持导体图案23的两侧的树脂壁24相接的部分的厚度变厚，因此，可以提高树脂壁24的刚性。此外，由于图7所示的绝缘层40与上表面40a平坦的情况相比，谋求了与磁性体26的接触面积的扩大，因此，还可以谋求与磁性体26之间的粘着力的提高。图8所示的绝缘层40在靠近夹持导体图案23的树脂壁24的位置具有最薄的最薄部41，并且上表面40a凸状地弯曲。由于图8所示的绝缘层40与上表面40a平坦的情况相比，谋求了与磁性体26的接触面积的扩大，因此，可以谋求与磁性体26之间的粘着力的提高。例如，通过调整形成绝缘层时的绝缘材料的润湿性(对于导体图案和树脂壁的润湿性)，可以形成具有不均匀的厚度的绝缘层。

Claims

1.一种线圈部件，其特征在于，

具备：

绝缘基板；

线圈，其具有形成于所述绝缘基板的至少一个面上的平面线圈图案；

树脂壁，其设置于所述绝缘基板上，划分所述平面线圈图案的形成区域，并且以所述绝缘基板为基准的高度比所述平面线圈图案的高度高；

绝缘层，其在所述树脂壁之间覆盖所述平面线圈图案的表面；以及

磁性体，其一体地覆盖所述绝缘基板和所述线圈，并且进入所述树脂壁之间并覆盖所述绝缘层。

2.根据权利要求1所述的线圈部件，其特征在于，

所述绝缘层具有关于所述绝缘基板的厚度方向的厚度最薄的最薄部，所述最薄部比所述树脂壁的上端的宽度薄。

3.根据权利要求1或2所述的线圈部件，其特征在于，

所述绝缘层的上表面凹状地弯曲。

4.根据权利要求1或2所述的线圈部件，其特征在于，

所述绝缘层的上表面凸状地弯曲。