CN112652447A - 线圈和具备该线圈的电感器 - Google Patents

Abstract

提供能够充分维持形状的线圈和具备该线圈的电感器。该电感器包含：卷绕部，是通过使导线卷绕成利用配置于最内周的过渡部连接起来的上段和下段而形成的，该导线具有绝缘被膜，具有相互对置的一对幅宽面，且两端位于最外周；和一对引出部，它们从上段和下段的最外周引出，与两端连续，过渡部的至少局部包含加宽部，导线在加宽部处的宽度比导线在加宽部以外部分的宽度宽。

Description

线圈和具备该线圈的电感器

技术领域

本发明涉及线圈和具备该线圈的电感器。

背景技术

作为如DCDC转换器那样的电源电路的扼流圈，使用在包含磁性粉和树脂的磁性部中埋设有卷绕导线而成的线圈的电感器。针对用于这种电感器的线圈，能够使用各种线圈。作为其中之一，存在如下这种线圈，即，将截面矩形的导线卷绕成上段和下段这两段，其中，两段通过位于最内周的导线连结起来，并且各段在最外周具有导线的端部(所谓α绕组线圈)(例如参照专利文献1)。

专利文献1：美国专利申请公开第2019/0198235号说明书

在如上述那样使用埋设α绕组的线圈的电感器的方案当中，近年来，为了响应电源电路小型化的要求，DCDC转换器的动作频率高频化，并且电感器低电感化。因此，能够减少线圈的匝数。在为线圈的引出部向相互对置的方向引出的α绕组线圈时，最小匝数是2.5匝。

然而，若减少匝数形成α绕组的线圈，则导线彼此的熔接区域减少，不易保持线圈的形状。具体来说，针对匝数多的α绕组的线圈，各周的导线的幅宽面成为熔接区域，能够充分保持线圈的形状。另一方面，在匝数少的线圈例如2.5匝的α绕组线圈中，由于在上段和下段各自当中，导线仅卷绕有1圈以下，所以仅连接上段与下段且位于最内周的导线的幅宽面成为主要的熔接区域，可能产生线圈的绕组松动等。

发明内容

本发明的一个方式的目的在于提供即便低匝数也能充分维持形状的线圈和具备该线圈的电感器。

本发明的一个方式的线圈的特征在于，包含：卷绕部，是通过使导线卷绕成利用最内周的过渡部连接起来的上段和下段而形成的，该导线具有绝缘被膜，具有相互对置的一对幅宽面，且两端位于最外周；和一对引出部，它们从上段和下段的最外周引出，与两端连续。

【发明的效果】

根据本发明，能够提供即便低匝数也能充分维持形状的线圈和具备该线圈的电感器。

附图说明

图1是表示具备本发明的实施方式的线圈的电感器的立体图。

图2是图1的A－A线的剖视图。

图3是表示实施方式的电感器的制造工序的图。

图4是本发明的其它实施方式的线圈的展开图。

附图标记说明：

1…电感器；2…本体；2a、2b、2c、2d、2e、2f…面；4…外部电极；6…磁性部；8…线圈；10…卷绕部；10a…卷绕部的上端；10b…卷绕部的下端；12…上段；14…下段；12a、14a…内周侧幅宽面；16…引出部；16a…末端；18…加宽部；18a…加宽部的上端；18b…加宽部的下端；18c…外周侧幅宽面；20…过渡部；50、56…夹具；52、54…凸缘；58…卷芯；60…绕线槽；100…导线；r…有效内径；t1、t2…厚度；w1、w2、w3…宽度；θ…角度。

具体实施方式

以下，基于附图详细说明本发明的实施方式。此外，在以下的说明中，使用根据需要表示特定的方向、位置的术语(例如“上”、“下”、“右”、“左”和包含这些术语的其它术语)。这些术语的使用是为了容易参照附图理解发明，本发明的技术范围不受这些术语的含义限定。另外，在多个附图中示出的相同附图标记的部分表示相同的部分或者部件。

在后述实施方式、实施例中，省略针对与上述共通的情况的记述，仅说明不同点。特别是针对基于相同结构的相同的作用效果，并未按照实施方式、实施例依次提及。

1.实施方式

参照图1和图2说明本发明的实施方式的电感器1。

图1是表示本发明的实施方式的电感器的立体图。图2是图1的A－A线的剖视图。

如图1所示，本实施方式的电感器1具备本体2和配置于本体2上的一对外部电极4。本体2具备线圈8和埋设线圈8的磁性部6。

线圈8包含卷绕部10和从卷绕部10的最外周引出的一对引出部16。

卷绕部10通过卷绕一根导线而形成。卷绕部10被卷绕成经由导线的位于最内周的过渡部20连接起来的上段12和下段14。过渡部20在其中央部包含加宽部18。即，加宽部18是过渡部20的至少局部。导线的加宽部18处的宽度w2比导线的除加宽部18以外部分的宽度w1宽。

一对引出部16分别从上段12的最外周和下段14的最外周相互向对置的方向引出，与一对外部电极4电连接。

(线圈)

线圈8是所谓α绕组线圈，具备：长圆形的卷绕部10，其是将具有相互对置的一对幅宽面的导线卷绕为上下两段而形成的；和一对引出部16，它们从卷绕部10引出。

形成线圈8的导线具备在导体的表面具有绝缘性的包覆层和位于包覆层的表面的熔接层，该导线具有相互对置的一对幅宽面，截面为矩形(所谓扁线)。导体例如由铜等形成，宽度为100μm以上、1000μm以下，厚度为10μm以上、200μm以下。包覆层由聚酰胺酰亚胺等绝缘性树脂形成，厚度例如为2μm以上、20μm以下，优选为4μm。熔接层由如能够固定构成卷绕部10的导线彼此那样包含自熔接成分的热塑性树脂或者热固化性树脂等形成，厚度例如为0.5μm以上、4μm以下，优选为1.5μm。因此，导线的线宽方向的长度w1例如为100μm以上、1100μm以下，厚度t1例如为15μm以上、250μm以下。

卷绕部10的上段12和下段14经由位于卷绕部10的最内周的过渡部20相互连接。过渡部20是导线的局部，是跨上段12和下段14延伸的部分，在图1中，是从箭头S0起至箭头E0为止的1匝。另外，一个引出部16和上段12的导线从箭头S0起至箭头S1卷绕3/4匝，另一个引出部16和下段14的导线从箭头E0起至箭头E1卷绕3/4匝，整体上，形成2.5匝的线圈。

过渡部20包含将形成线圈8的导线的局部压扁形成的加宽部18。在图1所示的电感器中，加宽部18是过渡部20的局部，但也可以是过渡部20整体是加宽部18。如图1和图2所示，加宽部18处的导线的宽度w2比加宽部18以外部分的导线的宽度w1宽，加宽部18处的导线的厚度t2比加宽部18以外部分的导线的厚度t1薄。加宽部18的外周侧幅宽面18c与上段12和下段14的内周侧幅宽面12a、14a接触，经由导线的熔接层熔接。加宽部18也可以为从内周侧朝向外周侧凹陷的区域。

加宽部18的最大宽度w2与加宽部18以外部分的导线的宽度w1之比w2/w1比1大，且为2以下。并且，加宽部18的上端18a配置于比卷绕部10的上端10a靠下方处，加宽部18的下端18b配置于比卷绕部10的下端10b靠上方处。

针对加宽部18的厚度t2，例如平均厚度为加宽部18以外部分的导线的厚度t1的50～90％左右。

加宽部18的长度d1比过渡部20的长度短。如上述所述，由于过渡部20的长度比卷绕部10的最内周的长度短，所以加宽部18的长度d1还比卷绕部10的最内周的长度短。

一个引出部16从卷绕部10的上段12引出，另一个引出部16从下段14引出。引出部16的末端16a从后述磁性部6暴露。特别优选引出部16的末端16a的幅宽面从磁性部6暴露。

(磁性部)

磁性部6埋设有线圈8。但是，引出部16的末端16a的至少局部从磁性部6暴露。

磁性部6是通过对磁性粉与树脂的混合物加压成型而形成的。针对混合物中的磁性粉的填充率，例如重量占60％以上，优选重量占80％以上。作为磁性粉，使用Fe、Fe－Si、Fe－Si－Cr、Fe－Si－Al、Fe－Ni、Fe－Ni－Al、Fe－Ni－Mo、Fe－Cr－Al等铁基金属磁性粉、其他组成系的金属磁性粉、非晶体等金属磁性粉、表面由玻璃等绝缘体包覆的金属磁性粉、表面改质了的金属磁性粉、纳米级微小金属磁性粉末。作为树脂，使用环氧树脂、聚酰亚胺树脂、酚醛树脂等热固化性树脂或者聚乙烯树脂、聚酰胺树脂等热塑性树脂。

(本体)

本体2由上述线圈8和磁性部6构成。本体2的外观形状为大致长方体，例如，宽度方向的长度为1.2mm、以上3.2mm以下，深度方向的长度为0.6mm以上、2.5mm以下，高度为0.6mm以上、1.8mm以下。

引出部16的末端16a的至少局部在本体2的对置的侧面2c、2e暴露。

(外部电极)

一对外部电极4形成于本体2的表面，相互间隔配置。在本实施方式中，一个外部电极4覆盖本体2的侧面2c和与该侧面2c邻接的四个面2a、2b、2d、2f的局部，与一个引出部16的从磁性部6暴露的末端16a电连接。另外，另一个外部电极4覆盖本体2的侧面2e和与该侧面2e邻接的四个面2a、2b、2d、2f的局部，与另一个引出部16的从磁性部6暴露的末端16a电连接。

外部电极4例如由含有金属粒子和树脂的导电性树脂形成。金属粒子使用银。树脂使用环氧树脂。另外，对于外部电极4，也可以在导电性树脂上形成具备由镍形成的第一层和形成于第一层之上且由锡形成的第二层的镀敷层。

在这样构成的电感器中，加宽部18处的导线的宽度w2比加宽部18以外部分的导线的宽度w1宽。由此，过渡部20与上段12和下段14熔接的熔接区域增加，能够提高导线彼此的接合强度。其结果是，能够充分维持线圈8的形状。

并且，在这样构成的电感器中，加宽部18处的导线的厚度t2比加宽部18以外部分的导线的厚度t1薄。由此，能够扩大线圈8的有效内径r(参照图2)，能够提高线圈8的电感值。

如以上那样构成的电感器包含：卷绕部10，是通过将卷绕成通过配置于最内周的过渡部20连接起来的上段12和下段14而形成的，该导线具有绝缘被膜，具有相互对置的一对幅宽面，且两端位于最外周；和一对引出部16，它们从上段12和下段14的最外周引出，与两端连续，过渡部20包含加宽部18，导线在加宽部18处的宽度w2比导线在加宽部18以外部分的宽度w1宽。

2.制造方法

接下来，参照图3说明实施方式的电感器的制造方法。图3是表示实施方式的电感器的制造工序的图。

实施方式的电感器的制造方法包含：

(1)形成线圈8的工序；

(2)形成本体2的工序；和

(3)形成外部电极4的工序。

以下，详细说明各工序。

(1)形成线圈的工序

在本工序中，形成具有卷绕部10和引出部16的线圈8。线圈8具备：包覆层，其在导体的表面形成，具有绝缘性；和熔接层，其在包覆层的表面形成，线圈8使用具有相互对置的幅宽面的导线100(所谓扁线)形成。

线圈8使用具有凸缘52的夹具50和设置有截面长圆状的柱状的卷芯58和凸缘54的夹具56形成。线圈8在使夹具56的卷芯58与夹具50的凸缘52对接而形成的绕线槽60中，将导线100卷绕于卷芯58形成。

以下，详细说明线圈8的形成方法。

(a)首先，预先将导线100的中间部分的幅宽面压扁，形成比其他部分薄且宽度宽的加宽部18。此时，形成为加宽部18的最大宽度为压扁前的导线100的宽度w1的两倍以下。另外，加宽部18的长度形成为比卷芯58的周长短。并且，优选导线100仅从一个幅宽面侧压扁，另一个幅宽面与导线100的除加宽部18以外部分的幅宽面是同一个面。此外，在图3中，加宽部18为相对于长度方向的中心轴线A1对称的形状，但不限定于此，加宽部18也可以相对于中心轴线A1不对称，以用尽可能大的区域与上段12和下段14的内周侧幅宽面12a、14a接触。

(b)接下来，如图3所示，将加宽部18配置于卷芯58上，并使加宽部18位于夹具50与夹具56之间的大致中间。此时，在形成加宽部18的工序中，导线100配置成导线100压扁一侧的幅宽面与卷芯58对置。并且，导线100配置成导线100的宽度方向A2相对于卷芯58的中心轴线A3具有角度。优选卷芯58的中心轴线A3与导线100的幅宽面的长度方向的中心轴线A1之间的角度θ例如为80°以上、89°以下。另外，优选夹具50与夹具56之间的绕线槽60的宽度w3即卷芯58的长度被设定为比导线100的宽度w1的大致两倍稍宽。

此外，加宽部18也可以是在将导线100卷绕于夹具56的卷芯58时，将导线100按压于卷芯58形成的。

(c)接下来，使导线100的两端分别绕卷芯58约一周地将导线100卷绕于卷芯58。由此，形成卷绕部10的过渡部20。

(d)并且，在过渡部之上将导线100的两端卷绕约3/4匝，形成上段12和下段14。

(e)而且，在加热线圈8使熔接层熔接之后，将夹具50与夹具56分离，从夹具56的卷芯58上将线圈8取下。

这里，由于实施方式的线圈8是2.5匝的α绕组线圈，所以将导线100的两端卷绕有约3/4匝，但通过将导线100的两端分别卷绕规定圈数，能够形成具有2.5匝以上匝数的α绕组线圈。

(f)最后，能够将引出部16折弯为所希望的形状，获得实施方式的线圈8。

(2)形成本体的工序

在本工序中，将线圈8收容于模具的型腔，在型腔内填充磁性粉与树脂的混合物。此时，优选线圈8收容于型腔内，且使一个引出部16的所希望的区域和另一个引出部16的所希望的区域同型腔的侧面接触。这里，所希望的区域是指在本体2的侧面2c、2e想要暴露的区域。因此，在使引出部16的末端16a的幅宽面在本体2的侧面2c、2e暴露时，使引出部16的末端16a的幅宽面与型腔的侧面接触。并且，在模具内对磁性粉与树脂的混合物加热至树脂的软化温度以上的温度(例如60℃以上150℃以下)的状态下，以100kg/cm²以上、500kg/cm²以下的程度进行加压，加热至树脂的固化温度以上的温度(例如100℃以上220℃以下)进行成型、固化。由此，磁性部6和线圈8一体化，形成引出部16的末端16a的至少局部在侧面2c、2e暴露的本体2。此外，固化也可以在成型后进行。

(3)形成外部电极的工序

在本工序中，跨本体2的供引出部16的末端16a暴露的侧面2c、2e和与上述侧面2c、2e邻接的四个面2a、2b、2d、2f的局部，形成有相互间隔开的一对外部电极4。一对外部电极4是通过利用沾涂方式将如导电胶那样具有流动性的导电性树脂涂覆至本体2的所希望的位置而形成的。另外，一对外部电极4也可以是在所涂覆的导电性树脂上实施镀敷而形成的。镀敷由在导电性树脂上形成的镍层和在镍层上形成的锡层构成。

3.变形例

图4是本发明的其它实施方式的线圈的展开图。如图4所示，在导线的宽度w1的两侧，高度大致直角三角形的L1、R1也可以为中心对称形成的形状。另外，在上述说明中，使导线100为2.5匝地形成有线圈8，但导线100的匝数不限定于此。本发明通过应用于匝数少的线圈更加发挥效果，例如，假设导线100的匝数为2.5匝以上3.5匝以下。

在上述中，说明了本发明的实施方式，但公开内容也可以在结构的细节中变化，实施方式中的要素的组合、顺序的变化等能够不脱离权利要求的范围和思想来实现。

Claims (6)

1.一种线圈，其特征在于，包含：

卷绕部，是使导线卷绕成利用配置于最内周的过渡部连接起来的上段和下段而形成的，该导线具有绝缘被膜，具有相互对置的一对幅宽面，且两端位于最外周；和

一对引出部，它们从所述上段和所述下段的最外周引出，与所述两端连续，

所述过渡部的至少局部包含加宽部，

导线在所述加宽部处的宽度比导线在所述加宽部以外部分的宽度宽。

2.根据权利要求1所述的线圈，其特征在于，

所述加宽部的厚度比导线的所述加宽部以外部分的厚度薄。

3.根据权利要求1或2所述的线圈，其特征在于，

导线在所述加宽部处的宽度与所述导线在所述加宽部以外部分的宽度之比比1大，且为2以下。

4.根据权利要求1～3中的任一项所述的线圈，其特征在于，

导线在所述加宽部处的长度比导线在所述卷绕部的最内周处的长度短。

5.根据权利要求1～4中的任一项所述的线圈，其特征在于，

所述线圈的匝数为2.5匝以上、3.5匝以下。

6.一种电感器，其特征在于，

权利要求1～5中的任一项所述的线圈埋设于包含磁性粉和树脂的磁性部。

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