CN111986898A - 线圈部件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种线圈部件。在线圈部件(10)中，通过绝缘层(40)和树脂壁(24)所设置的凹凸结构有助于与磁性体(26)之间的接触面积的扩大，并且可以谋求与磁性体(26)之间的粘着力提高。另外，磁性体(26)朝向相当于凹凸结构中的凹部的树脂壁(24)的露出区域(S)并向下方突出，可以谋求体积的增大，并且可以谋求电感值等的线圈特性的提高。
Description
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含金属磁性粉的树脂，并且使绝缘层介于线圈和含金属磁性粉的树脂之间。
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，有进一步提高绝缘层与含金属磁性粉的树脂之间的粘着力的余地。发明者们新发现了一种技术，其能够提高绝缘层与含金属磁性粉的树脂之间的粘着力，并且增大位于线圈图案的上方的磁性体的体积来提高线圈特性。
根据本公开，可以提供一种谋求了绝缘层与含金属磁性粉的树脂之间的粘着力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，并且划分平面线圈图案的形成区域；绝缘层，其一体地覆盖平面线圈图案的表面和夹持平面线圈图案的各树脂壁的一部分；以及磁性体，其一体地覆盖绝缘基板、平面线圈图案和绝缘层，并且在从绝缘层露出的露出区域与树脂壁相接，磁性体是包含金属磁性粉和树脂的含磁性粉的树脂，以绝缘基板为基准的绝缘层的上端位置与树脂壁的上端位置不同。
在上述线圈部件中，由于绝缘层的上端位置与树脂壁的上端位置不同，因此，在平面线圈图案的上侧设置有凹凸结构。通过绝缘层和树脂壁所设置的凹凸结构有助于与磁性体之间的接触面积的扩大，并且可以谋求与磁性体之间的粘着力提高。另外，磁性体在从绝缘层露出的露出区域与树脂壁相接的部分中，可以谋求体积的增大，并且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，含磁性粉的树脂包含平均粒径不同的多个金属磁性粉，树脂壁的露出区域的宽度比具有最小的平均粒径的所述金属磁性粉的平均粒径大。
在本公开的另一个侧面所涉及的线圈部件中，以绝缘基板为基准的树脂壁的高度比平面线圈图案的高度高。
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3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是与图5不同的形态的截面的主要部分放大图。
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，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金属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金属磁性粉是具有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金属磁性粉为混合粉体的情况下，平均粒径不同的金属磁性粉的种类可以相同，也可以不同。
如图5所示，绝缘层40介于磁性体26与导体图案23之间。绝缘层40一体地覆盖导体图案23的表面23a(即，上表面)和夹持导体图案23的两侧的树脂壁24的各个表面24a(即，上端面)的一部分。树脂壁24在其上端面24a具有未被绝缘层40覆盖而从绝缘层40露出的露出区域S。绝缘层40例如由环氧树脂或聚酰亚胺树脂等的树脂构成。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。
在绝缘层40中，以绝缘基板20为基准的绝缘层40的上端位置H1存在于夹持导体图案23的树脂壁24的中间位置，并且具有凸状地弯曲的表面。绝缘层40的上端位置H1不同于树脂壁24的上端位置H2，位置H1位于比位置H2更高的位置。因此，在导体图案23的上侧，通过绝缘层40和树脂壁24设置有凹凸结构。并且，以沿着该凹凸结构的方式设置磁性体26，并且在从绝缘层40露出的露出区域S(即，凹凸结构中的凹部)与树脂壁24的上端面24a相接。
在上述的线圈部件10中，通过绝缘层40和树脂壁24所设置的凹凸结构有助于与磁性体26之间的接触面积的扩大，并且可以谋求与磁性体26之间的粘着力提高。另外，磁性体26朝向相当于凹凸结构中的凹部的树脂壁24的露出区域S并向下方突出，可以谋求体积的增大，并且可以谋求电感值等的线圈特性的提高。
如图6所示，金属磁性粉27被包含于向磁性体26的下方突出的部分。在金属磁性粉27中，具有最大的平均粒径的磁性粉(大径粉)27A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)27C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)27B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。金属磁性粉27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27的边界，并且计算金属磁性粉27的面积。将算出的金属磁性粉27的面积换算成当量圆直径来计算粒径。例如，算出100个以上的金属磁性粉27的粒径，并求出这些金属磁性粉27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，对金属磁性粉27的颗粒形状没有特别限定。
树脂壁24的露出区域S的宽度W可以设计成大于磁性体26中所包含的金属磁性粉27的粒径。例如，在构成磁性体26的含金属磁性粉的树脂包含平均粒径不同的多个磁性粉27A、27B、27C的情况下，树脂壁24的露出区域S的宽度W可以被设计成比具有最小的平均粒径的磁性粉(小径粉27C)的平均粒径w大。树脂壁24的露出区域S的宽度W例如为5～20μm。
此外，如图7所示，可以是树脂壁24的高度与导体图案23的高度相同，并且树脂壁24的表面24a与导体图案23的表面23a齐平的形态。即使是这样的形态，通过绝缘层40和树脂壁24所设置的凹凸结构也有助于与磁性体26之间的接触面积的扩大，并且可以谋求与磁性体26之间的粘着力提高。另外，磁性体26朝向相当于凹凸结构中的凹部的树脂壁24的露出区域S并向下方突出，可以谋求体积的增大，并且可以谋求电感值等的线圈特性的提高。
Claims (3)
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，并且划分所述平面线圈图案的形成区域；
绝缘层，其一体地覆盖所述平面线圈图案的表面和夹持所述平面线圈图案的各树脂壁的一部分；以及
磁性体，其一体地覆盖所述绝缘基板、所述平面线圈图案和所述绝缘层，并且在从所述绝缘层露出的露出区域与所述树脂壁相接，
所述磁性体是包含金属磁性粉和树脂的含磁性粉的树脂，
以所述绝缘基板为基准的所述绝缘层的上端位置与所述树脂壁的上端位置不同。
2.根据权利要求1所述的线圈部件，其特征在于，
所述含磁性粉的树脂包含平均粒径不同的多个金属磁性粉，
所述树脂壁的露出区域的宽度比具有最小的平均粒径的所述金属磁性粉的平均粒径大。
3.根据权利要求1或2所述的线圈部件，其特征在于，
以所述绝缘基板为基准的所述树脂壁的高度比所述平面线圈图案的高度高。
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