CN112335004B - 电感器 - Google Patents
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Abstract
电感器包括:布线,其在剖视时为大致圆形形状;以及磁性层,其覆盖布线。布线包括导体线和覆盖导体线的绝缘层。磁性层含有各向异性磁性颗粒和粘结剂。磁性层在为布线的半径的1.5倍以内的周边区域中具有:第1区域,在该第1区域中,各向异性磁性颗粒沿着布线的圆周方向取向;以及第2区域,在该第2区域中,各向异性磁性颗粒沿着与圆周方向交叉的交叉方向取向或者各向异性磁性颗粒未取向。
Description
技术领域
本发明涉及一种电感器。
背景技术
已知电感器搭载于电子设备等,用作电压转换构件等的无源元件。
例如,提出一种电感器,该电感器包括:长方体形状的基片主体部,其由磁性体材料形成;以及铜等内部导体,其埋设于该基片主体部的内部,基片主体部的截面形状和内部导体的截面形状为相似形状(参照专利文献1。)。即,在专利文献1的电感器中,在剖视时为矩形形状(长方体形状)的布线(内部导体)的周围覆盖有磁性体材料。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平10-144526号公报
发明内容
发明要解决的问题
另外,研究了如下方面,使用扁平状磁性颗粒等各向异性磁性颗粒作为磁性体材料,使该各向异性磁性颗粒在布线的周围取向,从而提高电感器的电感。
然而,在专利文献1的电感器中,布线在剖视时为矩形形状,因此,会产生因角部等的存在而难以使各向异性磁性颗粒在该布线的周围取向的不良。因此,存在电感的提高并不充分的情况。
因此,进一步研究了如下方面,使用剖视时为圆形形状的布线,在该布线的周围进行各向异性磁性颗粒的取向。
然而,在该方法中,虽然提高了电感,但直流叠加特性不充分,从而谋求进一步的改良。
本发明提供一种电感和直流叠加特性良好的电感器。
用于解决问题的方案
本发明[1]包含一种电感器,其中,该电感器包括:布线,其在剖视时为大致圆形形状;以及磁性层,其覆盖所述布线,所述布线包括导体线和覆盖所述导体线的绝缘层,所述磁性层含有各向异性磁性颗粒和粘结剂,在所述布线的半径的1.5倍以内的周边区域中具有:第1区域,在该第1区域中,所述各向异性磁性颗粒沿着所述布线的圆周方向取向;以及第2区域,在该第2区域中,所述各向异性磁性颗粒沿着与所述圆周方向交叉的交叉方向取向或者所述各向异性磁性颗粒未取向。
本发明[2]是根据[1]所述的电感器,其中,该电感器具有多个所述第2区域。
本发明[3]是根据[1]或[2]所述的电感器,其中,所述第2区域是所述各向异性磁性颗粒沿着所述布线的径向取向的区域。
本发明[4]是根据[3]所述的电感器,其中,在所述第2区域中,所述各向异性磁性颗粒的填充率为40体积%以上。
本发明[5]是根据[1]~[4]中任一项所述的电感器,其中,所述磁性层在所述周边区域的外侧具有第3区域,在该第3区域中,所述各向异性磁性颗粒沿着所述布线的径向取向。
发明的效果
本发明的电感器包括布线和覆盖布线的磁性层,在布线的周边区域中,具有各向异性磁性颗粒沿着布线的圆周方向取向的第1区域,因此,电感良好。另外,在第1区域以外的第2区域中,各向异性磁性颗粒沿着交叉方向取向或者所述各向异性磁性颗粒未取向,因此直流叠加特性良好。
附图说明
图1表示本发明的电感器的第1实施方式的立体图。
图2表示与图1的轴线方向正交的方向上的剖视图。
图3A和图3B表示图1所示的电感器的制造工序,图3A表示将磁性片和布线相对配置的工序,图3B表示将磁性片层叠于布线的工序。
图4表示图1所示的电感器的实际的SEM照片剖视图。
图5表示图1所示的电感器的变形例(在内侧径向取向区域的一部分未填充有颗粒的形态)的剖视图。
图6表示图1所示的电感器的变形例(具有4个内侧径向取向区域的形态)的剖视图。
图7表示图1所示的电感器的变形例(具有1个内侧径向取向区域的形态)的剖视图。
图8表示图1所示的电感器的变形例(中心未处于两个内侧径向取向区域之间的形态)的剖视图。
图9表示本发明的电感器的第2实施方式的剖视图。
图10表示本发明的电感器的第3实施方式的剖视图。
图11表示在实施例1~实施例5的模拟中使用的电感器的模型图。
图12表示在实施例6~实施例8的模拟中使用的电感器的模型图。
图13表示在实施例9~实施例11的模拟中使用的电感器的模型图。
具体实施方式
在图2中,纸面左右方向是第1方向,纸面左侧是第1方向的一侧,纸面右侧是第1方向另一侧。纸面上下方向是第2方向(与第1方向正交的方向),纸面上侧是第2方向的一侧,纸面下侧是第2方向另一侧。纸面纸厚方向是第3方向(与第1方向和第2方向正交的方向、即轴线方向),纸面近前侧是第3方向的一侧,纸面进深侧是第3方向另一侧。具体而言,以各图的方向箭头为基准。
<第1实施方式>
参照图1和图2来说明本发明的电感器的第1实施方式的一个实施方式。
如图1所示,电感器1在轴线方向上较长地延伸,例如具有俯视大致环形状。电感器1包括布线2和磁性层3。
如图1和图2所示,布线2在轴线方向上较长地延伸,具有剖视大致圆形形状。布线2是被绝缘层覆盖的电线,具体而言,包括导体线4和覆盖导体线4的绝缘层5。
如图2所示,导体线4具有在剖视时呈大致圆形的形状。
导体线4的材料例如是铜、银、金、铝、镍和它们的合金等金属导体,优选举出铜。导体线4可以是单层构造,也可以是在芯导体(例如铜)的表面进行镀敷(例如镍)等而成的多层构造。
导体线4的半径R1例如为25μm以上,优选为50μm以上,另外例如为2000μm以下,优选为200μm以下。
绝缘层5是用于保护导体线4不受药品、水的影响并防止导体线4的短路的层。绝缘层5以覆盖布线2的整个外周面的方式配置。
绝缘层5具有与布线2共有中心轴线的在剖视时呈大致圆环的形状。
作为绝缘层5的材料,例如,列举出聚乙烯醇缩甲醛、聚酯、聚酯酰亚胺、聚酰胺、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺等绝缘性树脂。
它们可以单独使用1种,也可以组合使用两种以上。
绝缘层5可以由单层构成,也可以由多个层构成。
对于绝缘层5的厚度R2,在圆周方向的任意位置处,厚度R2在布线2的径向(与圆周方向交叉的交叉方向的一个例子)上都大致均匀,例如为1μm以上,优选为3μm以上,另外例如为100μm以下,优选为50μm以下。
导体线4的半径R1相对于绝缘层5的厚度R2的比(R1/R2)例如为1以上,优选为10以上,例如为200以下,优选为100以下。
布线2的半径(R1+R2)例如为25μm以上,优选为50μm以上,另外例如为2000μm以下,优选为200μm以下。
磁性层3是用于提高电感的层。
磁性层3以覆盖布线2的整个外周面的方式配置。
磁性层3由含有各向异性磁性颗粒6和粘结剂7的磁性组合物形成。
作为构成各向异性磁性颗粒6的材料,列举出软磁性体、硬磁性体。从电感的观点出发,优选举出软磁性体。
作为软磁性体,例如,列举出磁性不锈钢(Fe-Cr-Al-Si合金)、铁硅铝(Fe-Si-Al合金)、坡莫合金(Fe-Ni合金)、铜硅合金(Fe-Cu-Si合金)、Fe-Si合金、Fe-Si―B(-Cu-Nb)合金、Fe-Si-Cr-Ni合金、Fe-Si-Cr合金、Fe-Si-Al-Ni-Cr合金、铁素体等。这些当中,从磁特性的方面考虑,优选举出铁硅铝(Fe-Si-Al合金)。
作为各向异性磁性颗粒6的形状,从各向异性的观点出发,例如,列举出扁平状(板状)、针状等,从在面方向(二维)上相对磁导率良好的观点出发,优选举出扁平状。
作为粘结剂7,可举出粘结剂树脂。作为粘结剂树脂,例如,可举出热固性树脂、热塑性树脂。
作为热固性树脂,例如,可举出环氧树脂、酚醛树脂、三聚氰胺树脂、热固性聚酰亚胺树脂、不饱和聚酯树脂、聚氨酯树脂、硅酮树脂等。从粘接性、耐热性等观点出发,优选举出环氧树脂、酚醛树脂。
作为热塑性树脂,例如,可举出丙烯酸类树脂、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚碳酸酯树脂、聚酰胺树脂(尼龙6、尼龙66等)、热塑性聚酰亚胺树脂、饱和聚酯树脂(PET、PBT等)等。优选举出丙烯酸类树脂。
作为树脂,优选举出将热固性树脂和热塑性树脂组合使用。更优选举出丙烯酸类树脂、环氧树脂和酚醛树脂的组合使用。
由此,能够将各向异性磁性颗粒6以规定的取向状态且以高填充率更可靠地固定于布线2的周围。
另外,根据需要,磁性组合物也能够含有热固化催化剂、无机颗粒、有机颗粒、交联剂等添加剂。
在磁性层3中,在粘结剂7内,各向异性磁性颗粒6取向并均匀地配置。
在剖视时,磁性层3一体地包括一个主体部8和多个(两个)侧部9。
主体部8具有与布线2共有中心轴线的在剖视时呈大致圆环的形状。主体部8一体地具有划分在内侧的周边区域11和划分在该周边区域11的外侧的外周区域12。
周边区域11具有在剖视时呈大致圆环的形状。周边区域11是主体部8中的位于距布线2的中心点C的距离为布线2的半径R1+R2的1.5倍以内的范围内的区域。即,周边区域11是位于从周边区域11的内周缘起向径向外侧远离半径R1+R2的0.5倍的距离的范围内的区域。
周边区域11连续地具有多个(两个)内侧圆周方向取向区域13(第1区域的一个例子)和多个(两个)内侧径向取向区域14(第2区域的一个例子)。
在内侧圆周方向取向区域13中,在剖视时,各向异性磁性颗粒6沿着圆周方向取向。即,各向异性磁性颗粒6的相对磁导率较高的方向(例如在扁平状各向异性磁性颗粒的情况下为颗粒的面方向)与以布线2的中心点C为中心的圆的切线所处方向大致一致。更具体而言,将颗粒6的面方向与该颗粒6所处的圆的切线所成的角度为15度以下的情况定义为颗粒6沿圆周方向取向。
在内侧圆周方向取向区域13中,沿圆周方向取向的各向异性磁性颗粒6的数量相对于该区域13所包含的各向异性磁性颗粒6整体的数量的比例超过50%,优选为70%以上。即,在内侧圆周方向取向区域13中,可以是,含有小于50%的未取向的各向异性磁性颗粒6,优选含有30%以下的未取向的各向异性磁性颗粒6。
多个内侧圆周方向取向区域13夹着布线2在第2方向上相互隔开间隔地相对配置。
多个内侧圆周方向取向区域13的面积相对于整个周边区域11的面积的比例为50%以上,优选为60%以上,另外例如为90%以下,优选为80%以下。
在内侧圆周方向取向区域13中,各向异性磁性颗粒6的填充率例如为40体积%以上,优选为45体积%以上,另外例如为90体积%以下,优选为70体积%以下。若填充率为上述下限以上,则电感优异。
填充率能够通过实际比重的测量、SEM照片剖视图的二值化等来算出。
在内侧圆周方向取向区域13中,圆周方向的相对磁导率例如为5以上,优选为10以上,更优选为30以上,另外例如为500以下。
径向的相对磁导率例如为1以上,优选为5以上,另外例如为100以下,优选为50以下,更优选为25以下。另外,圆周方向的相对磁导率相对于径向的相对磁导率的比(圆周方向/径向)例如为2以上,优选为5以上,另外例如为50以下。若相对磁导率在上述范围内,则电感优异。
相对磁导率例如能够通过使用有磁性材料测试装置的阻抗分析仪(Agilent公司制造、“4291B”)来测量。
在内侧径向取向区域14中,在剖视时,各向异性磁性颗粒6沿着径向(在图2中为第1方向)取向。即,各向异性磁性颗粒6的相对磁导率较高的方向(例如在扁平状各向异性磁性颗粒的情况下为颗粒的面方向)与径向大致一致。更具体而言,将颗粒6的面方向与该颗粒6所处的径向所成的角度为15度以下的情况定位为颗粒6在径向上取向。
在内侧径向取向区域14中,在径向上取向的各向异性磁性颗粒6的数量相对于该区域14所包含的各向异性磁性颗粒6整体的数量的比例超过50%,优选为70%以上。即,在内侧径向取向区域14中,也可以是,含有小于50%的未取向的各向异性磁性颗粒6、优选含有30%以下的未取向的各向异性磁性颗粒6。
多个内侧径向取向区域14夹着布线彼此相对地配置于布线2的第1方向的一侧和布线2的第1方向另一侧。具体而言,布线2的中心点C位于一侧的内侧径向取向区域14与另一侧的内侧径向取向区域14之间。
另外,多个内侧圆周方向取向区域13和多个内侧径向取向区域14在圆周方向上交替地配置,具体而言,在径向上相对的两个内侧径向取向区域14被夹在具有圆弧形状的两个内侧圆周方向取向区域13之间。
多个内侧径向取向区域14的面积相对于整个周边区域11的面积的比例为10%以上,优选为20%以上,另外例如为50%以下,优选为40%以下。
在内侧径向取向区域14中,各向异性磁性颗粒6的填充率例如为40体积%以上,优选为50体积%以上,另外例如为90体积%以下,优选为70体积%以下。若填充率在上述范围内,则电感优异。
在内侧径向取向区域14中,径向的相对磁导率例如为5以上,优选为10以上,更优选为30以上,另外例如为500以下。圆周方向(在图2中为第2方向)的相对磁导率例如为1以上,优选为5以上,另外例如为100以下,优选为50以下,更优选为25以下。另外,径向的相对磁导率相对于圆周方向的相对磁导率的比(径向/圆周方向)例如为2以上,优选为5以上,另外例如为50以下。若相对磁导率在上述范围内,则电感优异。
另外,在周边区域11中,其内侧的区域(最内侧区域)中的各向异性磁性颗粒6的填充率例如为40体积%以上,优选为50体积%以上,另外例如为90体积%以下,优选为70体积%以下。若填充率在上述范围内,则电感优异。
最内侧区域是主体部8中的位于距布线2的中心点C的距离为布线2的半径R1+R2的1.25倍以内的范围内的区域。
外周区域12具有在剖视时呈大致圆环的形状。外周区域12是主体部8中的位于周边区域11的外侧的区域。外周区域12的内周缘与周边区域11的外周缘一体地连续。
外周区域12具有多个(两个)外侧圆周方向取向区域15和多个(两个)外侧径向取向区域16。
多个外侧圆周方向取向区域15与多个内侧圆周方向取向区域13相对应地位于多个内侧圆周方向取向区域13的径向外侧。多个外侧圆周方向取向区域15具有与内侧圆周方向取向区域13同样的结构,各向异性磁性颗粒6被在圆周方向上取向。
多个外侧径向取向区域16与多个内侧径向取向区域14相对应地位于多个内侧径向取向区域14的径向外侧。多个外侧径向取向区域16具有与内侧径向取向区域14同样的结构,各向异性磁性颗粒6被在径向上取向。
主体部8的厚度R3为布线2的半径R1+R2的0.3倍以上,优选为0.5倍以上,另外例如为5.0倍以下,优选为3.0倍以下。具体而言,例如为50μm以上,优选为80μm以上,另外例如为500μm以下,优选为200μm以下。
多个侧部9在主体部8的两外侧配置为沿第1方向(径向)延伸。多个侧部9以夹着主体部8的方式相互隔开间隔地相对配置于主体部8的第1方向的一侧和主体部8的第1方向另一侧。
多个侧部9的第2方向一侧面和第2方向另一侧面形成为平坦。
多个侧部9分别具有侧部取向区域17(第3区域的一个例子)。
侧部取向区域17配置于侧部9的第2方向中间。另外,侧部取向区域17配置于径向取向区域(内侧径向取向区域14和外侧径向取向区域16)的径向外侧。
在侧部取向区域17中,各向异性磁性颗粒6沿着径向(在图2中为第1方向)取向。即,各向异性磁性颗粒6的相对磁导率较高的方向(例如在扁平状各向异性磁性颗粒的情况下为颗粒的面方向)与径向大致一致。更具体而言,颗粒6的面方向与径向所成的角度为15度以下。
在侧部取向区域17中,在径向上取向的各向异性磁性颗粒6的数量相对于该区域17所包含的各向异性磁性颗粒6整体的数量的比例超过50%,优选为60%以上。
在侧部9的除侧部取向区域17以外的区域中,各向异性磁性颗粒6沿着侧部取向区域17的取向方向(第1方向、即与径向平行的方向)取向。
即,在侧部9的全部区域中,各向异性磁性颗粒6沿着第1方向取向。
在侧部9中,各向异性磁性颗粒6的填充率例如为40体积%以上,优选为50体积%以上,另外例如为90体积%以下,优选为70体积%以下。若填充率为上述下限以上,则电感优异。
在侧部9中,径向的相对磁导率例如为5以上,优选为10以上,更优选为30以上,另外例如为500以下。圆周方向(在图2中为第2方向)的相对磁导率例如为1以上,优选为5以上,另外例如为100以下,优选为50以下,更优选为25以下。另外,径向的相对磁导率相对于圆周方向的相对磁导率的比(径向/圆周方向)例如为2以上,优选为5以上,另外例如为50以下。若相对磁导率在上述范围内,则电感优异。
侧部9的第1方向长度W(从主体部8的第1方向最外侧起到侧部9的外侧端缘为止的第1方向距离)例如为10μm以上,优选为80μm以上,另外例如为1000μm以下,优选为500μm以下。
侧部9的第2方向长度(厚度)T2例如为100μm以上,优选为200μm以上,另外例如为2000μm以下,优选为1000μm以下。
接着,参照图3A和图3B来说明电感器1的制造方法的一个实施方式。电感器1的制造方法例如包括准备布线2和两个各向异性磁性片20的准备工序和以埋设布线2的方式层叠两个各向异性磁性片20的层叠工序。
在准备工序中,对于布线2,例如,能够使用公知或市售的漆包线。
各向异性磁性片20具有沿面方向延伸的片状,由磁性组合物形成。在各向异性磁性片20中,各向异性磁性颗粒6被在面方向上取向。优选的是,各向异性磁性片20为半固化状态(B阶段)。
作为这样的各向异性磁性片20,可举出日本特开2014-165363号、日本特开2015-92544号等记载的软磁性热固性粘接薄膜、软磁性薄膜等。
在层叠工序中,首先,如图3A所示,在两个各向异性磁性片20之间配置布线2,具体而言,以使两个各向异性磁性片20位于布线2的第2方向的一侧和第2方向另一侧的方式将两个各向异性磁性片20和布线2相对配置。
接着,如图3B所示,以埋设布线2的方式使两个各向异性磁性片20相互接近并层叠。具体而言,将第2方向的一侧的各向异性磁性片20朝向第2方向另一侧按压,将第2方向另一侧的各向异性磁性片20朝向第2方向的一侧按压。
此时,在各向异性磁性片20为半固化状态的情况下进行加热。由此,各向异性磁性片20成为固化状态(C阶段)。另外,两个各向异性磁性片20的界面消失,两个各向异性磁性片20形成一个磁性层3。
由此,如图2所示,得到包括剖视时为大致圆形形状的布线2和覆盖该布线2的磁性层3的电感器1。即,电感器1是将多个(两个)各向异性磁性片20以夹着布线2的方式层叠而成的。此外,将实际的电感器的剖视图(SEM照片)示于图4。
该电感器1在磁性层3的主体部8中具有圆周方向取向区域(内侧圆周方向取向区域13和外侧圆周方向取向区域15)和径向取向区域(内侧径向取向区域14和径向取向区域16),在磁性层3的侧部9中具有径向取向区域。另外,在主体部8中,在圆周方向取向区域与径向取向区域之间的交界周边处,各向异性磁性颗粒6的取向角度从圆周方向向径向(或从圆周方向向径向)平缓地倾斜。
电感器1是电子设备的一零部件,即,是用于制作电子设备的零部件,不含有电子元件(芯片、电容器等)、安装电子元件的安装基板,而是以单个零部件流通,是可在产业上利用的器件。
电感器1例如搭载(组装)于电子设备等。该情况未图示,电子设备包括安装基板和安装于安装基板的电子元件(芯片、电容器等)。并且,电感器1借助焊料等连接构件安装于安装基板,且与其他电子设备电连接,作为线圈等无源元件发挥作用。
并且,电感器1包括剖视大致圆形形状的布线2和覆盖布线2的磁性层3,磁性层3含有各向异性磁性颗粒6和粘结剂7。另外,在磁性层3的周边区域11中,各向异性磁性颗粒6具有沿着布线2的圆周方向取向的内侧圆周方向取向区域13。因此,电感提高。
另外,在周边区域11中,各向异性磁性颗粒6具有沿着径向取向的内侧径向取向区域14。因此,直流叠加特性提高。
(变形例)
参照图5~图8来说明图1和图2所示的一个实施方式的变形例。此外,在变形例中,对于与上述一个实施方式相同的构件,标注相同的附图标记,并省略其说明。这些变形例也起到与上述一个实施方式等相同的作用效果。
在图2所示的实施方式中,在磁性层3中,各向异性磁性颗粒6均匀地配置,但例如,也可以是,如图5所示,在内侧径向取向区域14的中,局部未填充有各向异性磁性颗粒6。
即,内侧径向取向区域14也可以在其中具有未填充有各向异性磁性颗粒6的非填充区域18。
非填充区域18的径向长度R4相对于内侧径向取向区域14的径向长度的比例例如为90%以下,优选为50%以下。具体而言,例如为80μm以下,优选为50μm以下,另外例如超过0μm。
在该情况下,内侧径向取向区域14的填充率例如为5体积%以上,优选为10体积%以上,另外例如为70体积%以下,优选为60体积%以下。
从电感的观点出发,优选举出图2所示的形态。
图5所示的实施方式例如能够通过在层叠工序中适当变更各向异性磁性片20的加压条件(温度、压力等)来制造。
在图2所示的实施方式中,电感器1包括两个内侧径向取向区域14和两个侧部9,但这些数量未受限定,例如,如图6所示,电感器1也可以包括4个内侧径向取向区域14和4个侧部9。另外,例如,如图7所示,电感器1也可以包括1个内侧径向取向区域14和1个侧部9。
图6所示的电感器1例如能够通过将4个各向异性磁性片20从四个方向配置于布线2来制造。另外,图7所示的电感器1能够通过将1个各向异性磁性片20以卷绕于布线2的方式配置来制造。
在图2所示的实施方式中,布线2的中心点C位于一侧的内侧径向取向区域14与另一侧的内侧径向取向区域14之间,但例如,也可以是,如图8所示,布线2的中心点C不位于一侧的内侧径向取向区域14与另一侧的内侧径向取向区域14之间。
图1所示的电感器1具有在俯视时呈大致环形的形状,但其形状未受限定,能够根据目的和用途来决定轴线方向的延伸方式。
<第2实施方式>
参照图9来说明本发明的电感器的第2实施方式。此外,在变形例中,对于与上述第1实施形相同的构件,标注相同的附图标记,并省略其说明。
在第2实施方式的电感器1中,周边区域11一体地具有多个内侧圆周方向取向区域13(第1区域的一个例子)和多个内侧非取向区域21(第2区域的一个例子)。
在内侧非取向区域21中,在剖视时,各向异性磁性颗粒6未取向。即,以使各向异性磁性颗粒6的相对磁导率较高的方向(例如在扁平状各向异性磁性颗粒的情况下为颗粒的面方向)成为不规则的方式配置多个各向异性磁性颗粒6。
多个内侧非取向区域21以夹着布线2的方式相互隔开间隔地相对配置于布线2的第1方向的一侧和布线2的第1方向另一侧。具体而言,布线2的中心点C位于一侧的内侧非取向区域21与另一侧的内侧非取向区域21之间。
多个内侧非取向区域21的面积相对于整个周边区域11的面积的比例为10%以上,优选为20%以上,另外例如为50%以下,优选为40%以下。
在内侧非取向区域21中,各向异性磁性颗粒6的填充率例如为40体积%以上,优选为50体积%以上,另外例如为90体积%以下,优选为70体积%以下。若填充率在上述范围内,则电感优异。
第2实施方式的电感器1也起到与第1实施方式等相同的作用效果。
从高电感化的观点出发,优选举出第1实施方式。
第1实施方式的变形例也能够同样地适用于第2实施方式。
(第3实施方式)
参照图10来说明本发明的电感器的第3实施方式。此外,在变形例中,对于与上述第1实施形相同的构件,标注相同的附图标记,并省略其说明。
第3实施方式的电感器1不包括多个侧部9。即,磁性层3仅由主体部8形成。
第3实施方式的电感器1也起到与第1实施方式等相同的作用效果。
从能够进一步提高电感的观点出发,优选举出第1实施方式。
第3实施方式的变形例也能够同样地适用于第1实施方式。另外,与第2实施方式同样地,在第3实施方式中,也能够使内侧径向取向区域14为内侧非取向区域21。
<模拟结果>
实施例1
在图11所示的模型中,以下述所示的条件,通过模拟算出电感器的电感和直流叠加特性。
软件:ANSYS公司制造的“Maxwell 3D”,
导体线4的轴线方向长度:10mm,
导体线4的半径R1:110μm,
绝缘层5的厚度R2:5μm,
磁性层3的主体部8的厚度R3:100μm,
内侧径向取向区域14的第2方向长度(厚度)T1:50μm,
在各区域中的扁平状各向异性磁性颗粒6的沿着面方向的方向上的相对磁导率μ:140,
在各区域中的扁平状各向异性磁性颗粒6的沿着厚度方向的方向上的相对磁导率μ:10,
频率:10MHz。
直流叠加特性设定磁特性B相对于外部的磁场强度H的变化。另外,针对面方向,以非线形(当外部的磁场强度H变强时B逐渐饱和的模式)进行了设定,针对厚度方向,以线形(相对于外部的磁场强度H而言B始终为一定而不饱和的模式)进行了设定。
在对布线施加了直流电流的状态下,算出了相对于直流磁场的电感值。
以电流值为0.1A~100A的范围进行了扫描。此时,将直流电流为0.1A时的电感值作为基准(100%),将降低至70%时的直流电流的值作为直流叠加电流值并算出。将结果表示在表1中。
实施例2~实施例5
将内侧径向取向区域14的厚度T1变更为表1记载的厚度,除此以外,与实施例1同样地算出电感值和直流叠加电流值。将结果表示在表1中。
比较例1
将内侧径向取向区域14的厚度T1变更为0μm,除此以外,与实施例1同样地算出电感值和直流叠加电流值。将结果表示在表1中。
实施例6
通过模拟算出图12所示的直线状的电感器的电感和直流叠加特性。
具体而言,将侧部9的长度W设定为50μm和将侧部9的第2方向长度(厚度)T2设定为300μm,除此以外,以与实施例1相同的设定来实施了模拟。将结果示于表2。
实施例7和实施例8
将侧部9的长度W变更为表2记载的长度,除此以外,与实施例6同样地算出电感值和直流叠加电流值。将结果示于表2。
比较例2~比较例4
将内侧径向取向区域14的厚度T1变更为0μm,将侧部9的长度W变更为表2记载的长度,除此以外,与实施例6同样地算出电感值和直流叠加电流值。将结果示于表2。
实施例9
通过模拟算出图13所示的直线状的电感器的电感和直流叠加特性。
具体而言,在实施例1中,将距内侧径向取向区域14的内侧缘22.5μm为止的区域设定为非填充区域18(不含有各向异性磁性颗粒6的相对磁导率μ为1的各向同性区域),除此以外,与实施例1同样地算出电感值和直流叠加电流值。将结果示于表3。
实施例10和实施例11
将非填充区域18的距离R4变更为表3记载的距离,除此以外,与实施例9同样地算出电感值和直流叠加电流值。将结果示于表3。
比较例5
将颗粒未填充区域的距离R4变更为100μm,即,变更为在内侧径向取向区域14中完全不含有各向异性磁性颗粒6的条件,除此以外,与实施例9同样地算出电感值和直流叠加电流值。将结果示于表3。
【表1】
实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 比较例1 | |
模型图 | 图11 | 图11 | 图11 | 图11 | 图11 | 图11 |
T1(μm) | 50 | 5 | 10 | 20 | 80 | 0 |
W(μm) | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
电感(nH) | 83 | 161 | 144 | 121 | 65 | 181 |
直流叠加电流值(A) | 4.5 | 1.3 | 1.5 | 2.2 | 7 | 0.9 |
【表2】
实施例6 | 实施例7 | 实施例8 | 比较例2 | 比较例3 | 比较例4 | |
模型图 | 图12 | 图12 | 图12 | 图12 | 图12 | 图12 |
T1(μm) | 50 | 50 | 50 | 0 | 0 | 0 |
W(μm) | 50 | 100 | 300 | 50 | 100 | 300 |
电感(nH) | 96 | 102 | 113 | 183 | 185 | 190 |
直流叠加电流值(A) | 4.5 | 5 | 5 | 0.9 | 1.0 | 1.2 |
【表3】
实施例1 | 实施例9 | 实施例10 | 实施例11 | 比较例5 | |
模型图 | 图11 | 图13 | 图13 | 图13 | 图13 |
T1(μm) | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 |
W(μm) | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
R4(μm) | 0 | 22.5 | 35 | 50 | 100 |
电感(nH) | 83 | 71 | 63 | 54 | 22 |
直流叠加电流值(A) | 4.5 | 6 | 7 | 8 | 30 |
此外,提供了上述发明作为本发明的例示的实施方式,但这仅是例示,并不能限定性地解释本发明。对于该技术领域的技术人员而言明显的本发明的变形例包含于后述的权利要求书中。
产业上的可利用性
电感器能组装于电子设备。
附图标记说明
1、电感器;2、布线;3、磁性层;4、导体线;5、绝缘层;6、各向异性磁性颗粒;11、周边区域;13、内侧圆周方向取向区域;14、内侧径向取向区域;17、侧部取向区域;21、内侧非取向区域。
Claims (5)
1.一种电感器,其特征在于,
该电感器包括:
布线,其在剖视时为大致圆形形状;以及
磁性层,其覆盖所述布线,
所述布线包括导体线和覆盖所述导体线的绝缘层,
所述磁性层含有各向异性磁性颗粒和粘结剂,
在所述布线的半径的1.5倍以内的周边区域中具有:
第1区域,在该第1区域中,所述各向异性磁性颗粒沿着所述布线的圆周方向取向;以及
第2区域,在该第2区域中,所述各向异性磁性颗粒沿着与所述圆周方向交叉的交叉方向取向或者所述各向异性磁性颗粒未取向。
2.根据权利要求1所述的电感器,其特征在于,
该电感器具有多个所述第2区域。
3.根据权利要求1所述的电感器,其特征在于,
所述第2区域是所述各向异性磁性颗粒沿着所述布线的径向取向的区域。
4.根据权利要求3所述的电感器,其特征在于,
在所述第2区域中,所述各向异性磁性颗粒的填充率为40体积%以上。
5.根据权利要求1所述的电感器,其特征在于,
所述磁性层在所述周边区域的外侧具有第3区域,在该第3区域中,所述各向异性磁性颗粒沿着所述布线的径向取向。
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