CN113539644B - 线圈部件 - Google Patents

Abstract

在本发明的线圈部件(10)的绝缘层(40A、40B)中，位于比第一覆盖部(41)靠贯通孔(20c)侧处的第二覆盖部(42)和第三覆盖部(43)与第一覆盖部(41)相比厚度变薄。通过使绝缘层(40A、40B)的第一覆盖部(41)比第二覆盖部(42)和第三覆盖部(43)厚，而实现在平面线圈图案(23)与外部端子电极(14A、14B)之间产生的寄生电容的降低。此外，绝缘层(40A、40B)的第二覆盖部(42)和第三覆盖部(43)比第一覆盖部(41)薄，因此保持素体(12)的外形尺寸且实现磁量的增大，由此实现较高的电感。

Description

线圈部件

技术领域

本申请基于2020年4月20日提交的日本专利申请No.2020-74741主张优先权，将其全部内容援引于此。

本发明涉及线圈部件。

背景技术

作为现有的线圈部件，例如特开2016-103591号公报(专利文献1)中公开有一种线圈部件，其包括：设置于绝缘基板上的线圈图案；在绝缘基板上规定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，在线圈与磁性体之间设有绝缘层。

发明内容

上述的结构的线圈部件可适用于30MHz以上的高频段的噪声滤波器。为了在高频段下提高线圈部件的噪声除去性能，要求较高的阻抗。

发明人获得了以下发现：通过增厚设置于线圈与磁性体之间的绝缘层，能够降低线圈部件的寄生电容，从而实现阻抗的提高。

但是，当设置于线圈与磁性体之间的绝缘层变厚时，随着磁性体的体积降低而导致磁量(magnetic volume)的降低，电感会降低。

根据本发明，提供一种能够降低寄生电容且实现电感的提高的线圈部件。

本发明的一方面的线圈部件包括：素体，其由磁性体构成，具有彼此平行的一对端面；绝缘基板，其沿着一对端面的面对面方向延伸，设置有贯通孔；第一线圈，其包含：在素体内绕绝缘基板的一面的贯通孔而形成的平面线圈图案；设置于绝缘基板的一面且位于平面线圈图案的线间、内周及外周的树脂壁；和将平面线圈图案引出至一对端面的一者的引出配线图案；第二线圈，其包含：平面线圈图案，其在素体内绕绝缘基板的另一面的贯通孔而形成，并且经由贯穿地设置于绝缘基板的通孔导体与第一线圈的平面线圈图案导通；设置于绝缘基板的另一面且位于平面线圈图案的线间、内周及外周的树脂壁；和将平面线圈图案引出至一对端面的另一者的引出配线图案；一对绝缘层，其在素体内覆盖第一线圈和第二线圈各自的表面；以及一对外部端子电极，其分别覆盖一对端面，与第一线圈和第二线圈的引出配线图案分别连接，绝缘层具有第一部分和位于比该第一部分靠贯通孔侧处的第二部分，第二部分的厚度比第一部分的厚度薄。

在上述线圈部件中，通过使绝缘层的第一部分比第二部分厚，而实现在平面线圈图案与外部端子电极之间产生的寄生电容的降低。而且，由于第二部分比第一部分薄，因此能够增大素体的磁量，实现电感的提高。

在另一方式的线圈部件中，绝缘层的厚度随着去往贯通孔侧而逐渐变薄。

在另一方式的线圈部件中，以基板表面为基准的引出配线图案的高度比平面线圈图案的高度低。

在另一方式的线圈部件中，与形成于绝缘基板的另一面的第二线圈的引出配线图案的形成区域对应的绝缘基板的一面的区域，被具有比构成素体的磁性体的相对介电常数低的相对介电常数的材料覆盖。

在另一方式的线圈部件中，素体具有与绝缘基板平行且位于绝缘基板的另一面侧的安装面，外部端子电极连续地覆盖素体的端面和安装面，覆盖第二线圈的绝缘层的厚度比覆盖第一线圈的绝缘层的厚度厚。

附图说明

图1是实施方式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3所示的截面的主要部分放大图。

图5是表示图1所示的线圈部件的制造工序的一部分的图。

图6是表示图1所示的线圈部件的制造工序的一部分的图。

图7是表示图1所示的线圈部件的制造工序的一部分的图。

图8是表示不同方式的线圈部件的截面图。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的实施方式详细地进行说明。在说明中，对于相同要素或具有相同功能的要素，使用相同附图标记并省略重复的说明。

参照图1～3，对实施方式的线圈部件的结构进行说明。为了便于说明，如图示那样设定XYZ坐标。即，将线圈部件的厚度方向设定为Z方向，将外部端子电极的面对面方向设定为X方向，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为平面线圈元件，由呈现长方体形状的素体12和设置于素体12的表面的一对外部端子电极14A、14B构成。作为一例，线圈部件10按长边2.5mm、短边2.0mm、高度0.8～1.2mm的尺寸进行设计。

素体12具有：在X方向上面对面并且彼此平行的一对端面12a、12b；在Z方向上面对面并且彼此平行的上表面12c和下表面12d；以及在Y方向上面对面并且彼此平行的一对侧面12e、12f。素体12的下表面12d是与安装线圈部件1的安装基板对置的安装面。一对外部端子电极14A、14B分别覆盖一对端面12a、12b的整个面，且绕到上表面12c、下表面12d和侧面12e、12f侧而覆盖各面12c、12d、12e、12f的一部分。

素体12由磁性体26构成，在内部具有绝缘基板20和设置于绝缘基板20的线圈C。

绝缘基板20是由非磁性绝缘材料构成的板状部件。如图2所示，绝缘基板20沿着X方向延伸，并且与素体12的上表面12c和下表面12d平行。绝缘基板20从其厚度方向观察具有大致椭圆环状的形状，在其中央部分设置有椭圆形的贯通孔20c。作为绝缘基板20，能够使用在玻璃布中含浸了环氧系树脂的基板。此外，除了环氧系树脂之外，也能够使用BT树脂、聚酰亚胺、芳族聚酰胺等。作为绝缘基板20的材料，也能够使用陶瓷或玻璃。作为绝缘基板20的材料，可以是大量生产的印刷基板材料，例如也可以是BT印刷基板、FR4印刷基板或者FR5印刷基板中所使用的树脂材料。绝缘基板20的厚度例如为10～60μm，也可以为40～60μm。绝缘基板20的相对介电常数例如为5.0以下，也可以为4.0以下，也可以为2.0以下。

线圈C构成为包括：设置于绝缘基板20的一面20a(图2中的上表面)的第一线圈22A；设置于绝缘基板20的另一面20b(图2中的下表面)的第二线圈22B；和在绝缘基板20的贯通孔20c的外缘沿厚度方向贯穿绝缘基板20的通孔导体25。

第一线圈22A和第二线圈22B分别具有：绕贯通孔20c卷绕的平面旋涡状的平面线圈图案23；和将平面线圈图案23的外周端引出至素体12的端面12a、12b的引出配线图案27。第一线圈22A和第二线圈22B均是通过使用了形成于绝缘基板20上的种子图案的电镀而形成的镀敷线圈，能够用Cu等导体材料形成。

平面线圈图案23中的第一线圈22A的第一平面线圈图案23A从上方向(Z方向)观察时向外侧顺时针卷绕。位于第一平面线圈图案23A的内周端的连接端部，连接到通孔导体25。第一平面线圈图案23A的高度(绝缘基板20的厚度方向上的以上表面20a为基准的长度)在全长上都是相同的。

引出配线图案27中的第一线圈22A的第一引出配线图案27A将第一平面线圈图案23A的外周端引出至素体12的端面12a。第一引出配线图案27A在素体12的端面12a露出，与覆盖端面12a的外部端子电极14A连接。第一引出配线图案27A的高度比第一平面线圈图案23A的高度低。

平面线圈图案23中的第二线圈22B的第二平面线圈图案23B从上方向(Z方向)观察时向外侧逆时针卷绕。即，从上方向观察时，第二平面线圈图案23B在与第一平面线圈图案23A相反的方向上卷绕。位于第二平面线圈图案23B的内周端的连接端部在绝缘基板20的厚度方向上与第一平面线圈图案23A的连接端部对位，并连接到通孔导体25。第二平面线圈图案23B的高度在全长上都是相同的，能够设计为与第一平面线圈图案23A的高度相同。

引出配线图案27中的第二线圈22B的第二引出配线图案27B将第一平面线圈图案23A的外周端引出至素体12的端面12b。第二引出配线图案27B在素体12的端面12b露出，与覆盖端面12b的外部端子电极14B连接。第二引出配线图案27B的高度比第二平面线圈图案23B的高度低。

通孔导体25将第一平面线圈图案23A的连接端部和第二平面线圈图案23B的连接端部连接。通孔导体25可由设置于绝缘基板20的孔和填充于该孔的导电材料(例如Cu等金属材料)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。通孔导体25的位置可以是贯通孔20c的外缘(即，贯通孔附近)，也可以是与贯通孔20c隔开规定距离的位置。

另外，第一线圈22A和第二线圈22B分别具有树脂壁24。树脂壁24中的第一线圈22A的树脂壁24A位于第一平面线圈图案23A的线间、内周和外周，第二线圈22B的树脂壁24B位于第二平面线圈图案23B的线间、内周和外周。

本实施方式中，位于平面线圈图案23的内周和外周的树脂壁24被设计为比位于平面线圈图案23的线间的树脂壁24厚。特别是位于平面线圈图案23的外周并且隔着绝缘基板20与引出配线图案27重叠的最外树脂壁24’，比位于平面线圈图案23的内周和线间的树脂壁24厚。

树脂壁24由绝缘性的树脂材料构成。树脂壁24能够在形成平面线圈图案23之前设置于绝缘基板20上，在该情况下，在树脂壁24中规定出的壁间，使平面线圈图案23镀敷生长。即，利用设置于绝缘基板20上的树脂壁24，规定平面线圈图案23的形成区域。树脂壁24能够在形成了平面线圈图案23后设置于绝缘基板20上，在该情况下，通过填充或涂敷等在平面线圈图案23设置树脂壁24。

树脂壁24的高度(即，绝缘基板20的厚度方向上的长度)被设计为与平面线圈图案23的高度相同。树脂壁24的高度也能够被设计比平面线圈图案23高。在该情况下，与树脂壁24的高度和平面线圈图案23的高度相同的情况相比，能够实现隔着树脂壁24相邻的平面线圈图案23间的沿面距离的延长。由此，能够实现抑制在相邻的平面线圈图案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。更详细而言，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。此外，磁性体26填充于绝缘基板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用粘合剂树脂将金属磁性粉体粘结而成的粘结粉体。磁性体26的介电常数例如为150.0～300.0(作为一例，195.0)。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、非晶质或结晶质的FeSiCr系合金、硅铁铝、Fe-Si系合金等构成。粘合剂树脂例如为热固化性的环氧树脂。在本实施方式中，粘结粉体中的金属磁性粉体的含量按体积百分比为80～92vol％，按质量百分比计为95～99wt％。从磁特性的观点来看，也可以为粘结粉体中的金属磁性粉体的含量按体积百分比计为85～92vol％，按质量百分比计为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平均粒径的粉体，也可以是具有多种平均粒径的混合粉体。

在素体12中还设置有一对绝缘层40A、40B，利用绝缘层40A、40B覆盖第一线圈22A和第一线圈22A各自的表面。一对绝缘层40A、40B中的第一绝缘层40A一体地覆盖设置于绝缘基板20的上表面20a的第一平面线圈图案23A、第一引出配线图案27A和树脂壁24A的表面(上端面)。一对绝缘层40A、40B中的第二绝缘层40B一体地覆盖设置于绝缘基板20的下表面20b的第二平面线圈图案23B、第二引出配线图案27B和树脂壁24B的表面(下端面)。

绝缘层40A、40B例如由光致抗蚀剂材料等树脂构成，具有绝缘性。绝缘层40A、40B的相对介电常数例如为3.0～5.0(作为一例，3.8)。绝缘层40A、40B的厚度随着去往贯通孔20c侧(即，线圈C的线圈轴侧)而逐渐变薄。如图4所示，例如在第一绝缘层40A中，当将覆盖平面线圈图案23的最外周匝23a的部分设为第一覆盖部41，将覆盖中间匝23b的部分设为第二覆盖部42，将覆盖最内周匝23c的部分设为第三覆盖部43时，厚度按照第一覆盖部41、第二覆盖部42、第三覆盖部43的顺序逐渐变薄。此外，第一绝缘层40A的厚度按照位于平面线圈图案23的外周的树脂壁24(最外树脂壁24’)、位于平面线圈图案23的线间的树脂壁24、位于平面线圈图案23的内周的树脂壁24的顺序而逐渐变薄。第一绝缘层40A在覆盖最外树脂壁24’的部分最厚。绝缘层40A、40B的最大厚度例如为20～50μm(作为一例，35μm)，最小厚度例如为5～20μm(作为一例，10μm)。

绝缘层40A、40B能够通过图5～7所示的工序而形成。即，如图5所示，在绝缘基板20上制造设置有多个线圈C的中间产品50，在之后的工序中，将中间产品50切分成单片。中间产品50中，相邻的线圈C的引出配线图案27彼此连接。图6表示使成为上述的绝缘层40A、40B的抗蚀膜60覆盖在整个中间产品50的工序，多个线圈C各自被抗蚀膜60覆盖。图6中表示从中间产品50的一面覆盖抗蚀膜60的情形，但抗蚀膜60可以分别覆盖在中间产品50的两面。如图7所示，当线圈C被抗蚀膜60覆盖时，在相邻的线圈C的最外树脂壁24’彼此靠近的区域(图7的由虚线表示的区域)中，抗蚀膜60的位置和形状被保持。另一方面，绝缘基板20的贯通孔20c周边的抗蚀膜60以流入贯通孔20c的方式变形，在贯通孔20c周边发生抗蚀膜60的薄化。其结果，得到线圈C的内周侧比外周侧薄的绝缘层40A、40B。

如以上进行的说明，在线圈部件10的绝缘层40A、40B中，位于比第一覆盖部41靠贯通孔20c侧处的第二覆盖部42和第三覆盖部43(第二部分)，与第一覆盖部41(第一部分)相比厚度薄。在线圈部件10中，通过使绝缘层40A、40B的第一覆盖部41比第二覆盖部42及第三覆盖部43厚，实现在平面线圈图案23与外部端子电极14A、14B之间产生的寄生电容的降低。例如，由于图4所示的平面线圈图案23的最外周匝23a与外部端子电极14A的电位差，可能在两者之间产生寄生电容。但是，由于设置于两者之间的第一绝缘层40A的第一覆盖部41较厚，因此有效地降低寄生电容。此外，在线圈部件10中，绝缘层40A、40B的第二覆盖部42和第三覆盖部43比第一覆盖部41薄，因此保持素体12的外形尺寸且实现磁量的增大，由此实现较高的电感。

特别是在平面线圈图案23的最内周匝23c的附近非常有助于线圈部件10的电感，因此通过减薄第三覆盖部43以增大最内周匝23c附近的磁量，而有效地提高线圈C的电感。

另外，在线圈部件10中，引出配线图案27的高度比平面线圈图案23的高度低。由此，在覆盖引出配线图案27的部分的绝缘层40A、40B中，实现更进一步的厚膜化。

另外，在线圈部件10中，如图3所示，与第二线圈22B的第二引出配线图案27B的形成区域对应的上表面20a的区域被最外树脂壁24’所覆盖。同样，与第一线圈22A的第一引出配线图案27A的形成区域对应的下表面20b的区域被最外树脂壁24’所覆盖。最外树脂壁24’由具有比构成素体12的磁性体26的介电常数低的介电常数的材料构成，因此实现在平面线圈图案23的最外周匝23a与外部端子电极14A、14B之间产生的寄生电容的降低。最外树脂壁24’可以与其它树脂壁24分体地设置，也可以由与其它树脂壁24不同的材料构成。

此外，本发明不限于上述的实施方式，可采取各种形态。

例如，绝缘层的厚度可以是随着去往贯通孔侧而逐渐变薄的形态以外的形态，例如可以是阶梯状变薄的形态。此外，不需要在一对绝缘层这两者中随着去往贯通孔侧而减薄厚度，只要在至少任一绝缘层中随着去往贯通孔侧而减薄厚度即可。

另外，外部端子电极也可以是具有图8所示那样的L字状截面的形状。在该情况下，外部端子电极14A、14B分别连续地覆盖素体12的端面12a、12b和下表面12d，包含覆盖下表面12d的下表面覆盖部14a。下表面覆盖部14a在线圈部件10的厚度方向(Z方向)上与第二线圈22B的第二平面线圈图案23B面对面。因此，由于外部端子电极14A、14B的下表面覆盖部14a与第二平面线圈图案23B的电位差，可能在两者之间产生寄生电容。如图8所示，外部端子电极14A、14B的下表面覆盖部14a与第二平面线圈图案23B之间的寄生电容，通过使覆盖第二线圈22B的第二绝缘层40B的厚度比覆盖第一线圈22A的第一绝缘层40A的厚度厚而被降低。

Claims (5)

1.一种线圈部件，其特征在于，包括：

素体，其由磁性体构成，具有彼此平行的一对端面；

绝缘基板，其沿着所述一对端面的面对面方向延伸，设置有贯通孔；

第一线圈，其包含：在所述素体内绕所述绝缘基板的一面的所述贯通孔而形成的平面线圈图案；设置于所述绝缘基板的一面且位于所述平面线圈图案的线间、内周及外周的树脂壁；和将所述平面线圈图案引出至所述一对端面的一者的引出配线图案；

第二线圈，其包含：平面线圈图案，其在所述素体内绕所述绝缘基板的另一面的所述贯通孔而形成，并且经由贯穿地设置于所述绝缘基板的通孔导体与所述第一线圈的所述平面线圈图案导通；设置于所述绝缘基板的另一面且位于所述平面线圈图案的线间、内周及外周的树脂壁；和将所述平面线圈图案引出至所述一对端面的另一者的引出配线图案；

一对绝缘层，其在所述素体内覆盖所述第一线圈和所述第二线圈各自的表面；以及

一对外部端子电极，其分别覆盖所述一对端面，与所述第一线圈和所述第二线圈的所述引出配线图案分别连接，

所述绝缘层具有第一部分和位于比该第一部分靠所述贯通孔侧处的第二部分，所述第二部分的厚度比所述第一部分的厚度薄，

所述绝缘层的厚度随着去往所述贯通孔侧而逐渐变薄。

2.根据权利要求1所述的线圈部件，其特征在于：

以所述基板表面为基准的所述引出配线图案的高度比所述平面线圈图案的高度低。

3.根据权利要求1所述的线圈部件，其特征在于：

与形成于所述绝缘基板的另一面的所述第二线圈的所述引出配线图案的形成区域对应的所述绝缘基板的一面的区域，被具有比构成所述素体的所述磁性体的相对介电常数低的相对介电常数的材料覆盖。

4.根据权利要求2所述的线圈部件，其特征在于：

与形成于所述绝缘基板的另一面的所述第二线圈的所述引出配线图案的形成区域对应的所述绝缘基板的一面的区域，被具有比构成所述素体的所述磁性体的相对介电常数低的相对介电常数的材料覆盖。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的线圈部件，其特征在于：

所述素体具有与所述绝缘基板平行且位于所述绝缘基板的另一面侧的安装面，

所述外部端子电极连续地覆盖所述素体的所述端面和所述安装面，

覆盖所述第二线圈的所述绝缘层的厚度比覆盖所述第一线圈的所述绝缘层的厚度厚。