CN113363050B - 线圈部件 - Google Patents

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Abstract

充分确保将线圈部埋入的磁性素体的体积。线圈部件(1)具备将线圈部(C)埋入的磁性素体(M)，从轴向观察，具有配置有线圈部(C)的线圈区域(A1)、和分别配置有端子电极(E1、E2)的端子区域(A2、A3)。线圈图案(CP1)的外周端与端子电极(E1)连接，线圈图案(CP1、CP2)的内周端彼此经由通孔导体(V23)而连接，线圈图案(CP2、CP3)的外周端彼此经由通孔导体(V33)而连接。通孔导体(V33)配置于与端子区域(A2)重叠的位置。这样，由于通孔导体(V33)配置于与端子区域(A2)重叠的位置，因此磁性素体(M)的体积不会减少。

Description

线圈部件
技术领域
本发明涉及一种线圈部件，特别是涉及一种具有由卷绕成螺旋状的多个线圈图案构成的线圈部被磁性素体埋入的结构的线圈部件。
背景技术
专利文献1中公开了一种具有由卷绕成螺旋状的多个线圈图案构成的线圈部被磁性素体埋入的结构的线圈部件。如专利文献1公开的线圈部件那样，如果在磁性素体的内部埋入线圈部，则磁性素体作为磁路发挥功能，由此能够得到高的电感值。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2018-190828号公报
发明内容
发明所要解决的问题
在将层叠的多个线圈图案串联连接的情况下，需要将各线圈图案的内周端连接于与轴向上的一侧(例如下侧)相邻的其它线圈图案的内周端，将各线圈图案的外周端连接于与轴向上的另一侧(例如上侧)相邻的其它线圈图案的外周端。在此，由于对线圈图案彼此的连接使用了通孔导体，因此，为了可靠地进行线圈图案与通孔导体的连接，需要扩大线圈图案的内周端或外周端的尺寸。
但是，如果通过扩大线圈图案的内周端或外周端的尺寸而使磁性素体的体积减少与扩大的量相应的量，则存在电感值降低的问题。
因此，本发明的目的在于，在具有由卷绕成螺旋状的多个线圈图案构成的线圈部被磁性素体埋入的结构的线圈部件中，充分地确保磁性素体的体积。
用于解决问题的技术方案
本发明的一方面提供一种线圈部件，其特征在于，具备：线圈部，其具有将卷绕成螺旋状的多个线圈图案在轴向上层叠且串联连接的结构；第一端子电极，其与线圈部的一端连接；第二端子电极，其与线圈部的另一端连接；以及磁性素体，其将线圈部埋入，从轴向观察，线圈部件具有：线圈区域，其配置有线圈部；第一端子区域，其位于线圈区域的外侧，配置有第一端子电极；第二端子区域，其位于线圈区域的外侧，配置有第二端子电极；内径区域，其被线圈区域包围，配置有磁性素体；以及外侧区域，其位于线圈区域的外侧，配置有磁性素体，多个线圈图案至少包含第一、第二和第三线圈图案，第一线圈图案的外周端与第一端子电极连接，第一线圈图案的内周端与第二线圈图案的内周端连接，第二线圈图案的外周端与第三线圈图案的外周端连接，将第二线圈图案的外周端和第三线圈图案的外周端连接的通孔导体配置于与第一或第二端子区域重叠的位置。
本发明的另一方面提供一种线圈部件，其特征在于，具备：线圈部，其具有将卷绕成螺旋状的多个线圈图案在轴向上层叠且串联连接的结构；第一端子电极，其与线圈部的一端连接；第二端子电极，其与线圈部的另一端连接；以及磁性素体，其将线圈部埋入，从轴向观察，线圈部件具有：线圈区域，其配置有线圈部；第一端子区域，其位于线圈区域的外侧，配置有第一端子电极；第二端子区域，其位于线圈区域的外侧，配置有第二端子电极；内径区域，其被线圈区域包围，配置有磁性素体；以及外侧区域，其位于线圈区域的外侧，配置有磁性素体，外侧区域包含位于线圈区域和第一端子区域之间的切口区域，多个线圈图案至少包含第一、第二和第三线圈图案，第一线圈图案的外周端与第一端子电极连接，第一线圈图案的内周端与第二线圈图案的内周端连接，第二线圈图案的外周端与第三线圈图案的外周端连接，将第二线圈图案的外周端和第三线圈图案的外周端连接的通孔导体配置于与切口区域重叠的位置。
根据本发明，由于连接线圈图案的外周端彼此的通孔导体配置于与第一或第二端子区域、或与切口区域重叠的位置，因此，能够在不减少磁性素体的体积的情况下，扩大线圈图案的外周端的尺寸。
在本发明中，将第一线圈图案的内周端和第二线圈图案的内周端连接的通孔导体也可以以陷入内径区域的方式配置。由此，能够将磁性素体的体积的减少抑制到最小限，并且扩大线圈图案的内周端的尺寸。
发明效果
这样，根据本发明，在具有由卷绕成螺旋状的多个线圈图案构成的线圈部被磁性素体埋入的结构的线圈部件中，能够充分地确保磁性素体的体积。由此，能够得到比现有的线圈部件更高的电感值。
附图说明
图1是用于说明本发明的一个实施方式的线圈部件1的结构的概略截面图。
图2是表示导体层10的图案形状的概略俯视图。
图3是表示导体层20的图案形状的概略俯视图。
图4是表示导体层30的图案形状的概略俯视图。
图5是表示导体层40的图案形状的概略俯视图。
图6是表示变形例的导体层10的图案形状的概略俯视图。
符号说明
1 线圈部件
10、20、30、40 导体层
11、12、21、22、31、32、41、42 电极图案
51～55 层间绝缘膜
A1 线圈区域
A2 第一端子区域
A3 第二端子区域
A4 内径区域
A5 外侧区域
A5a 切口区域
C 线圈部
CP1～CP4 线圈图案
E1 第一端子电极
E2 第二端子电极
L 直线
M 磁性素体
Ma 突起部
V21～V23、V31～V33、V41～V43 通孔导体
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的优选的实施方式进行详细说明。
图1是用于说明本发明的一个实施方式的线圈部件1的结构的概略截面图。
本发明的一个实施方式的线圈部件1是适合用作电源电路用的电感器的表面安装型的芯片部件，如图1所示，具备磁性素体M和埋入于磁性素体M的线圈部C。线圈部C的结构将在之后描述，但是，在本实施方式中，具有螺旋状的线圈图案的导体层经由层间绝缘膜而层叠4层，由此形成一个线圈导体。
磁性素体M为包含由铁(Fe)或坡莫合金类材料等构成的金属磁性填料和树脂粘接剂的复合构件，构成通过向线圈部C流动电流而产生的磁通的磁路。作为树脂粘接剂，优选使用液状或粉体的环氧树脂。在图1所示的截面中，在从轴向上下夹持线圈部C的部分以及线圈部C的内径区域设置有磁性素体M，但如后所述，从轴向观察，在线圈部C的外侧区域也配置有磁性素体M。
如图1所示，线圈部C具有经由层间绝缘膜51～55而层叠有导体层10、20、30、40的结构。导体层10、20、30、40分别具有螺旋状的线圈图案CP1～CP4，线圈图案CP1～CP4的上表面或下表面由层间绝缘膜51～55覆盖。线圈图案CP1～CP4的侧面分别由层间绝缘膜52～55的一部分覆盖。在此，线圈图案CP1～CP4的上表面及下表面是指相对于线圈轴垂直的面，线圈图案CP1～CP4的侧面是指相对于线圈轴水平或倾斜的面。
线圈图案CP1～CP4通过经由贯通层间绝缘膜52～54而设置的通孔导体来串联连接，构成一个线圈导体。作为导体层10、20、30、40的材料，优选使用铜(Cu)。导体层10、20、30、40的图案形状分别示于图2～图5。图1所示的截面相当于沿着图2～图5所示的B－B线的截面。
导体层10为形成于层间绝缘膜51上的第一层的导体层，如图2所示，由螺旋状地卷绕了3匝的线圈图案CP1和两个电极图案11、12构成。线圈图案CP1的外周端与电极图案11连接。与此相对，电极图案12独立于线圈图案CP1而设置。
导体层20是经由层间绝缘膜52而形成于导体层10的上表面的第二层的导体层，如图3所示，由螺旋状地卷绕了3匝的线圈图案CP2和两个电极图案21、22构成。如图3所示，电极图案21、22均独立于线圈图案CP2而设置。电极图案21经由贯通层间绝缘膜52而设置的多个通孔导体V21与电极图案11连接。同样地，电极图案22经由贯通层间绝缘膜52而设置的多个通孔导体V22与电极图案12连接。进而，线圈图案CP2的内周端经由贯通层间绝缘膜52而设置的通孔导体V23，与线圈图案CP1的内周端连接。
导体层30是经由层间绝缘膜53而形成于导体层20的上表面的第三层的导体层，如图4所示，由螺旋状地卷绕了3匝的线圈图案CP3和两个电极图案31、32构成。如图4所示，电极图案31、32均独立于线圈图案CP3而设置。电极图案31经由贯通层间绝缘膜53而设置的多个通孔导体V31与电极图案21连接。同样地，电极图案32经由贯通层间绝缘膜53而设置的多个通孔导体V32与电极图案22连接。进而，线圈图案CP3的外周端经由贯通层间绝缘膜53而设置的通孔导体V33，与线圈图案CP2的外周端连接。通孔导体V31设置于从轴向观察相对于通孔导体V21偏移了的平面位置，通孔导体V32设置于从轴向观察相对于通孔导体V22偏移了的平面位置。由此，降低由通孔导体的重叠引起的凹凸。
导体层40为经由层间绝缘膜54而形成于导体层30的上表面的第四层的导体层，如图5所示，由螺旋状地卷绕了2.5匝的线圈图案CP4和两个电极图案41、42构成。线圈图案CP4的外周端与电极图案42连接。与之相对，电极图案41独立于线圈图案CP4而设置。电极图案41经由贯通层间绝缘膜54而设置的多个通孔导体V41与电极图案31连接。同样地，电极图案42经由贯通层间绝缘膜54而设置的多个通孔导体V42与电极图案32连接。进而，线圈图案CP4的内周端经由贯通层间绝缘膜54而设置的通孔导体V43，与线圈图案CP3的内周端连接。通孔导体V41设置于从轴向观察相对于通孔导体V31偏移了的平面位置，通孔导体V42设置于从轴向观察相对于通孔导体V32偏移了的平面位置。由此，降低由通孔导体的重叠引起的凹凸。
通过该结构，线圈图案CP1～CP4串联连接，形成合计11.5匝的线圈导体。另外，电极图案11、21、31、41相互短路、从磁性素体M露出，从而作为第一端子电极E1使用。同样地，电极图案12、22、32、42相互短路，从磁性素体M露出，从而作为第二端子电极E2使用。
如图1～图5所示，本实施方式的线圈部件1从轴向观察时能够划分成区域A1～A5。其中，区域A1是配置有线圈部C的线圈图案CP1～CP4的线圈区域A1。区域A2是位于线圈区域A1的外侧，配置有第一端子电极E1的第一端子区域。区域A3是位于线圈区域A1的外侧，配置有第二端子电极E2的第二端子区域。区域A4是被线圈区域A1包围，配置有磁性素体M的一部分的内径区域。区域A5是位于线圈区域A1的外侧，配置有磁性素体M的剩余的部分的外侧区域。
在本实施方式中，连接线圈图案CP2、CP3的外周端彼此的通孔导体V33配置于与第一端子区域A2重叠的位置。在线圈图案CP2、CP3和通孔导体V33的连接位置、即线圈图案CP2、CP3的外周端，线圈图案CP2、CP3的图案宽度扩大，由此，确保经由通孔导体V33的连接。但是，相反地，当将通孔导体V33配置于外侧区域A5时，由于在该部分扩大了线圈图案CP2、CP3的图案宽度，因此磁性素体M的体积会减少。与之相对，在本实施方式的线圈部件1中，由于将通孔导体V33配置于与第一端子区域A2重叠的位置，因此能够在不减少磁性素体M的体积的情况下，连接线圈图案CP2、CP3的外周端彼此。
进而，连接线圈图案CP1、CP2的内周端彼此的通孔导体V23以陷入内径区域A4的方式配置。在线圈图案CP1、CP2和通孔导体V23的连接位置、即线圈图案CP1、CP2的内周端，线圈图案CP1、CP2的图案宽度扩大，由此，确保经由通孔导体V23的连接。但是，不仅线圈图案CP1、CP2的内周端，而且当在其周围的区域也去除磁性素体M时，填充到内径区域A4的磁性素体M的体积会减少。与之相对，在本实施方式的线圈部件1中，由于以陷入内径区域A4的方式配置有通孔导体V23，因此在位于内径区域A4的磁性素体M形成有位于线圈图案CP1、CP2的内周端和卷绕图案之间的突起部Ma。所涉及的突起部Ma因为与设置于外侧区域A5的磁性素体M的距离近，所以通过设置这样的突起部Ma，能够提高电感值。
如以上说明的那样，本实施方式的线圈部件1中，由于将连接线圈图案CP2、CP3的外周端彼此的通孔导体V33配置于与第一端子区域A2重叠的位置，因此，磁性素体M的体积不会减少。但是，将通孔导体V33配置于与第一端子区域A2重叠的位置不是必需的，也可以配置于与第二端子区域A3重叠的位置。即使在该情况下，由于磁性素体M的体积不会减少，因此也能够得到高的电感值。
另外，在定义了从内径区域A4向外侧区域A5沿径向延伸的直线L(参照图2)的情况下，无论将直线L定义在哪个位置，位于直线L上的图案的数在线圈图案CP1～CP3中为3根，在线圈图案CP4中为2根或3根，均不会超过3根。由此，不会存在例如局部地沿径向排列有4根图案，在该部分磁性素体M的体积减少的情况。
图6是表示变形例的导体层10的图案形状的概略俯视图。
图6所示的变形例的导体层10在电极图案11的一部分缺损的方面，与图2所示的导体层10的图案形状不同。由于其它的基本的结构与图2所示的导体层10的图案形状相同，因此，对相同的要素标注相同的符号，并省略重复的说明。
如图6所示，电极图案11缺损的部分构成作为外侧区域A5的一部分的切口区域A5a，位于线圈区域A1和第一端子区域A2之间。切口区域A5a与图4所示的通孔导体V33重叠。这样，即使切削形成有电极图案11的第一端子区域A2的一部分从而形成切口区域A5a，在与切口区域A5a重叠的位置设置通了孔导体V33的情况下，也能够得到与上述实施方式相同的效果。
以上，对本发明优选的实施方式进行了说明，但本发明不限定于上述实施方式，在不脱离本发明的宗旨的范围内可进行各种变更，不用说这些也包含在本发明的范围内。

Claims (6)

1.一种线圈部件，其特征在于，
具备：
线圈部，其具有将卷绕成螺旋状的多个线圈图案在轴向上层叠且串联连接的结构；
第一端子电极，其与所述线圈部的一端连接；
第二端子电极，其与所述线圈部的另一端连接；以及
磁性素体，其将所述线圈部埋入，
从所述轴向观察，所述线圈部件具有：线圈区域，其配置有所述线圈部；第一端子区域，其位于所述线圈区域的外侧，配置有所述第一端子电极；第二端子区域，其位于所述线圈区域的外侧，配置有所述第二端子电极；内径区域，其被所述线圈区域包围，配置有所述磁性素体；以及外侧区域，其位于所述线圈区域的外侧，配置有所述磁性素体，
所述多个线圈图案至少包含第一、第二和第三线圈图案，
所述第一线圈图案的外周端与所述第一端子电极连接，
所述第一线圈图案的内周端与所述第二线圈图案的内周端连接，
所述第二线圈图案的外周端与所述第三线圈图案的外周端连接，
将所述第二线圈图案的所述外周端和所述第三线圈图案的所述外周端连接的通孔导体配置于与所述第一或第二端子区域重叠的位置，
将所述第一线圈图案的所述内周端和所述第二线圈图案的所述内周端连接的通孔导体以陷入所述内径区域的方式配置。
2.一种线圈部件，其特征在于，
具备：
第一导体层，其包含第一线圈图案和与所述第一线圈图案的外周端连接的第一电极图案；
第二导体层，其包含第二线圈图案和独立于所述第二线圈图案而设置的第二电极图案；
第三导体层，其包含第三线圈图案和独立于所述第三线圈图案而设置的第三电极图案；
第一通孔导体，其将所述第一线圈图案的内周端与所述第二线圈图案的内周端连接；
第二通孔导体，其将所述第二线圈图案的外周端与所述第三线圈图案的外周端连接；以及
磁性素体，其以埋入于所述第一、第二和第三线圈图案的方式配置，
所述第一电极图案具有：第一区域，其与所述第二和第三电极图案重叠；以及第二区域，其与所述第二通孔导体重叠，
所述磁性素体具有第一突起部，其以被所述第一线圈图案的最内周匝与所述第一线圈图案的内周端夹持的方式配置。
3.根据权利要求2所述的线圈部件，其特征在于，
所述磁性素体还具有第二突起部，其以被所述第二线圈图案的最内周匝与所述第二线圈图案的所述内周端夹持的方式配置。
4.根据权利要求3所述的线圈部件，其特征在于，
所述第一和第二突起部彼此不重叠。
5.根据权利要求4所述的线圈部件，其特征在于，
所述磁性素体还具有第三突起部，其以被所述第三线圈图案的最内周匝与所述第三线圈图案的内周端夹持的方式配置。
6.根据权利要求5所述的线圈部件，其特征在于，
所述第一和第三突起部彼此重叠。
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