CN115691965A - 线圈部件 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种线圈部件，实现贯通导体周边的散热性的提高。在线圈部件中，平面线圈的内侧端部的截面积被设计得相对较大，所以贯通导体中产生的发热容易传递到内侧端部。这样，在线圈部件中，从贯通导体向内侧端部高效地传热，所以能够实现贯通导体周边的高的散热性。

Description

线圈部件

技术领域

本发明涉及线圈部件。

背景技术

目前已知一种在素体内设置有多个线圈的线圈部件。下述专利文献1中公开有在素体内设置有两个线圈的四端子的线圈部件，设置于绝缘基板的两面的平面线圈彼此经由贯通导体连接。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015-130472号公报

发明内容

发明要解决的课题

在上述的线圈部件中，驱动时贯通导体周边的温度有时变得过高，在该情况下，元件特性的稳定性可能受损。发明人等对贯通导体周边的散热进行了反复研究，最新发现了可提高散热性的技术。

本发明的目的在于，提供一种实现了贯通导体周边的散热性的提高的线圈部件。

用于解决课题的方法

本发明的一方面的线圈部件中，其包括：素体；设置在素体内的绝缘基板；和具有在绝缘基板上彼此并行地卷绕的一对平面线圈和与彼此相邻的平面线圈的内侧端部分别重叠并且贯通绝缘基板的一对贯通导体的一对线圈部，在相对于绝缘基板正交的截面上，平面线圈的内侧端部的截面积大于比该内侧端部靠外侧部分的平面线圈的截面积，且大于贯通导体的截面积。

在上述线圈部件中，贯通导体的截面积相对较小，在贯通导体中，驱动时在平面线圈中流通的电流的电流密度高，因此容易发热。但是，与贯通导体重叠的平面线圈的内侧端部的截面积大于其外侧部分的平面线圈的截面积，所以贯通导体中产生的发热容易传递到内侧端部。这样，在线圈部件中，从贯通导体向内侧端部高效地传热，所以能够实现贯通导体周边的高的散热性。

本发明的另一方面的线圈部件中，平面线圈的内侧端部的高度低于比该内侧端部靠外侧部分的平面线圈的高度。

本发明的另一方面的线圈部件中，平面线圈的内侧端部的宽度大于比该内侧端部靠外侧部分的平面线圈的宽度。

本发明的另一方面的线圈部件中，平面线圈被绝缘材料覆盖，覆盖平面线圈的内侧端部的绝缘材料的厚度大于覆盖比该内侧端部靠外侧部分的平面线圈的绝缘材料的厚度。

本发明的另一方面的线圈部件中，绝缘基板的厚度小于平面线圈的内侧端部的厚度。

本发明的另一方面的线圈部件中，一对平面线圈各自的内侧端部的厚度互不相同。

本发明的另一方面的线圈部件中，绝缘基板的厚度小于该绝缘基板的延伸方向上的贯通导体的尺寸。

本发明的另一方面的线圈部件中，相对于绝缘基板正交的截面上的贯通导体的截面形状形成细腰的形状。

本发明的另一方面的线圈部件中，贯通导体相对于平面线圈的内侧端部偏倚在外侧。

发明效果

根据本发明，提供一种实现了贯通导体周边的散热性的提高的线圈部件。

附图说明

图1是实施方式的线圈部件的概略立体图。

图2是表示图1的线圈部件的内部的图。

图3是图2所示的线圈的分解图。

图4是图2所示的线圈部件的IV-IV线截面图。

图5是图2所示的线圈部件的V-V线截面图。

图6是图2所示的线圈的俯视图。

图7是放大了图4所示的截面图的主要部分的图。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。在说明中，对相同要素或具有相同功能的要素使用相同的标号，省略重复的说明。

作为一例，实施方式的线圈部件1为平衡-不平衡线圈。平衡-不平衡线圈在将例如近场无线通信电路(NFC电路)装载于蜂窝终端时利用。通过平衡-不平衡线圈进行天线的不平衡信号和NFC电路的平衡信号之间的转换，实现不平衡电路和平衡电路的连接。线圈部件1也可用于共模滤波器或变压器。

如图1所示，线圈部件1包括素体10、埋设于素体10内的线圈结构体20、和设置于素体10的表面的两对外部端子电极60A、60B、60C、60D而构成。

素体10具有长方体状的外形，具有六个面10a～10f。作为一例，素体10被设计成长边2.0mm、短边1.25mm、高度0.65mm的尺寸。在素体10的面10a～10f中，端面10a(第1端面)和端面10b(第2端面)相互平行，上表面10c和下表面10d相互平行，侧面10e和侧面10f相互平行。素体10的上表面10c为与安装线圈部件1的安装基板的安装面平行地相对的面。

素体10由作为磁性材料的一种的含金属磁性粉树脂12构成。含金属磁性粉树脂12为通过粘合树脂将金属磁性粉体粘接的粘接粉体。含金属磁性粉树脂12的金属磁性粉由例如铁镍合金(坡莫合金)、羰基铁、非晶、非晶质或结晶质的FeSiCr类合金、铁硅铝磁合金等构成。粘合树脂例如为热固化性的环氧树脂。在本实施方式中，粘接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，也可以是，粘接粉体中的金属磁性粉体的含量以体积百分比计为85～92vol％，以质量百分比计为97～99wt％。含金属磁性粉树脂12的磁性粉可以为具有一种平均粒径的粉体，也可以为具有多种平均粒径的混合粉体。

素体10的含金属磁性粉树脂12一体覆盖后述的线圈结构体20。具体而言，含金属磁性粉树脂12从上下方向覆盖线圈结构体20，并且覆盖线圈结构体20的外周。另外，含金属磁性粉树脂12填充线圈结构体20的内周区域。

线圈结构体20包括绝缘基板30、设置于绝缘基板30的上侧的上侧线圈结构体40A、和设置于绝缘基板30的下侧的下侧线圈结构体40B而构成。

绝缘基板30被设计成具有平板状的形状，遍及素体10的端面10a、10b间延伸，且与端面10a、10b正交。另外，绝缘基板30与素体10的上表面10c和下表面10d平行地延伸。如图3所示，绝缘基板30具有沿着素体10的长边方向延伸的椭圆环状的线圈形成部31、和沿着素体10的短边方向延伸并且从两侧夹着线圈形成部31的一对框架部34A、34B。在线圈形成部31的中央部分设置有沿着素体10的长边方向延伸的椭圆状的开口32。

绝缘基板30由非磁性的绝缘材料构成。绝缘基板30的厚度可设计成例如10～60μm的范围。在本实施方式中，绝缘基板30具有环氧类树脂浸渍于玻璃布中的结构。构成绝缘基板30的树脂不限于环氧类树脂，也可以为BT树脂、聚酰亚胺、芳族聚酰胺等。绝缘基板30的构成材料也可以为陶瓷或玻璃。绝缘基板30的构成材料也可以为大量生产的印刷基板材料。绝缘基板30的构成材料也可以为用于BT印刷基板、FR4印刷基板或FR5印刷基板的树脂材料。

上侧线圈结构体40A设置于绝缘基板30的线圈形成部31的基板上表面30a。如图2、3所示，上侧线圈结构体40A包括第1平面线圈41、第2平面线圈42、上侧绝缘体50A而构成。第1平面线圈41和第2平面线圈42在绝缘基板30的上表面30a上以按照并行的方式相邻的状态卷绕。

第1平面线圈41为在绝缘基板30的上表面30a上且在同一层内绕线圈形成部31的开口32卷绕的大致长圆形的漩涡状空心线圈。第1平面线圈41的匝数可以为1匝，也可以为多匝。在本实施方式中，第1平面线圈41的匝数为3～4。第1平面线圈41具有外侧端部41a和内侧端部41b。外侧端部41a设置于框架部34A，且从素体10的端面10a露出。内侧端部41b设置于开口32的缘。在绝缘基板30上，在与第1平面线圈41的内侧端部41b重叠的位置以贯通绝缘基板30的方式设置有在绝缘基板30的厚度方向延伸的第1贯通导体41c。第1平面线圈41由例如Cu构成，可通过电解镀形成。

与第1平面线圈41同样，第2平面线圈42为在绝缘基板30的上表面30a上且在同一层内绕线圈形成部31的开口32卷绕的大致长圆形的漩涡状空心线圈。第2平面线圈42在第1平面线圈41的内周侧以与第1平面线圈41相邻的方式卷绕。第2平面线圈42的匝数可以为1匝，也可以为多匝。在本实施方式中，第2平面线圈42的匝数与第1平面线圈41的匝数相同。第2平面线圈42具有外侧端部42a和内侧端部42b。与第1平面线圈41的外侧端部41a同样，第2平面线圈42的外侧端部42a设置于框架部34A，且从素体10的端面10a露出。第2平面线圈42的内侧端部42b设置于开口32的缘，且与第1平面线圈41的内侧端部41b相邻。在绝缘基板30上，在与第2平面线圈42的内侧端部42b重叠的位置以贯通绝缘基板30的方式设置有在绝缘基板30的厚度方向延伸的第2贯通导体42c。第2贯通导体42c与第1贯通导体41c相邻。与第1平面线圈41同样，第2平面线圈42由例如Cu构成，可通过电解镀形成。

上侧绝缘体50A设置在绝缘基板30的上表面30a上。上侧绝缘体50A包含通过公知的光刻进行了图案形成的厚膜抗蚀剂。上侧绝缘体50A的厚膜抗蚀剂划分第1平面线圈41和第2平面线圈42的镀敷生长区域。在本实施方式中，如图4所示，上侧绝缘体50A一体覆盖第1平面线圈41和第2平面线圈42，更具体而言，覆盖第1平面线圈41和第2平面线圈42的侧面和上表面。在本实施方式中，上侧绝缘体50A包含覆盖第1平面线圈41和第2平面线圈42的上表面的绝缘树脂膜。如图5、6所示，上侧绝缘体50A的一部分从素体10的内部穿过外侧端部41a与外侧端部42a之间延伸至素体10的端面10a，在端面10a露出。另外，如图5、6所示，上侧绝缘体50A的一部分沿着基板上表面30a从素体10的内部延伸至端面10b，在端面10b露出。上侧绝缘体50A的厚度比第1平面线圈41和第2平面线圈42的厚度厚。上侧绝缘体50A由例如环氧树脂构成。

下侧线圈结构体40B设置于绝缘基板30的线圈形成部31的基板下表面30b。如图2、3所示，下侧线圈结构体40B包括第1平面线圈41、第2平面线圈42、下侧绝缘体50B而构成。第1平面线圈41和第2平面线圈42在绝缘基板30的下表面30b上以按照并行的方式相邻的状态卷绕。

下侧线圈结构体40B的第1平面线圈41和第2平面线圈42与上侧线圈结构体40A的第1平面线圈41和第2平面线圈42具有对称性。更具体而言，下侧线圈结构体40B的第1平面线圈41和第2平面线圈42具有使上侧线圈结构体40A的第1平面线圈41和第2平面线圈42绕与素体10的短边平行的轴反转的形状。

下侧线圈结构体40B的第1平面线圈41的外侧端部41a设置于框架部34B，且从素体10的端面10b露出。下侧线圈结构体40B的第1平面线圈41的内侧端部41b与设置于绝缘基板30的第1贯通导体41c重叠。因此，下侧线圈结构体40B的第1平面线圈41的内侧端部41b经由第1贯通导体41c与上侧线圈结构体40A的第1平面线圈41的内侧端部41b电连接。下侧线圈结构体40B的第1平面线圈41由例如Cu构成，可以通过电解镀形成。

下侧线圈结构体40B的第2平面线圈42的外侧端部42a设置于框架部34B，且从素体10的端面10b露出。下侧线圈结构体40B的第2平面线圈42的内侧端部42b与设置于绝缘基板30的第2贯通导体42c重叠。因此，下侧线圈结构体40B的第2平面线圈42的内侧端部42b经由第2贯通导体42c与上侧线圈结构体40A的第2平面线圈42的内侧端部42b电连接。下侧线圈结构体40B的第2平面线圈42由例如Cu构成，可通过电解镀形成。

下侧绝缘体50B设置在绝缘基板30的下表面30b上。下侧绝缘体50B包含通过公知的光刻进行了图案形成的厚膜抗蚀剂。与上侧绝缘体50A的厚膜抗蚀剂同样，下侧绝缘体50B的厚膜抗蚀剂划分第1平面线圈41和第2平面线圈42的镀敷生长区域。在本实施方式中，如图4所示，下侧绝缘体50B一体覆盖第1平面线圈41和第2平面线圈42，更具体而言，覆盖第1平面线圈41和第2平面线圈42的侧面和上表面。在本实施方式中，下侧绝缘体50B包含覆盖第1平面线圈41和第2平面线圈42的上表面的绝缘树脂膜。与上侧绝缘体50A同样，下侧绝缘体50B的一部分从素体10的内部穿过外侧端部41a与外侧端部42a之间延伸至素体10的端面10b，在端面10b露出。另外，下侧绝缘体50B的一部分沿着基板下表面30b从素体10的内部延伸至端面10a，在端面10a露出。下侧绝缘体50B的厚度比第1平面线圈41和第2平面线圈42的厚度厚。下侧绝缘体50B的厚度也可以与上侧绝缘体50A的厚度相同。下侧绝缘体50B由例如环氧树脂构成。

素体10中包括构成双线圈结构的一对线圈部C1、C2。第1线圈部C1由设置于绝缘基板30的上表面30a的上侧线圈结构体40A的第1平面线圈41、设置于绝缘基板30的下表面30b的下侧线圈结构体40B的第1平面线圈41、和将两面的第1平面线圈41彼此连接的第1贯通导体41c构成。在第1线圈部C1中，上侧线圈结构体40A的第1平面线圈41的外侧端部41a构成第1端部，下侧线圈结构体40B的第1平面线圈41的外侧端部41a构成第2端部。第2线圈部C2由设置于绝缘基板30的上表面30a的上侧线圈结构体40A的第2平面线圈42、设置于绝缘基板30的下表面30b的下侧线圈结构体40B的第2平面线圈42、和将两面的第2平面线圈42彼此连接的第2贯通导体42c构成。在第2线圈部C2中，上侧线圈结构体40A的第2平面线圈42的外侧端部42a构成第1端部，下侧线圈结构体40B的第2平面线圈42的外侧端部42a构成第2端部。

两对外部端子电极60A、60B、60C、60D在素体10的相互平行的端面10a、10b上各设置一对。

设置于端面10a的一对外部端子电极60A、60B中，外部端子电极60A与上侧线圈结构体40A的第1平面线圈41的外侧端部41a连接，外部端子电极60B与上侧线圈结构体40A的第2平面线圈42的外侧端部42a连接。如图6所示，从端面10a侧观察，外部端子电极60A偏倚在侧面10f侧，覆盖至端面10a上的侧面10f附近。另外，外部端子电极60B偏倚在侧面10e侧，覆盖至端面10a上的侧面10e附近。从端面10a侧观察，外部端子电极60A和外部端子电极60B以规定的均匀宽度分开。

设置于端面10b的一对外部端子电极60C、60D中，外部端子电极60C与下侧线圈结构体40B的第1平面线圈41的外侧端部41a连接，外部端子电极60D与下侧线圈结构体40B的第2平面线圈42的外侧端部42a连接。外部端子电极60C偏倚在侧面10f侧，覆盖至端面10b上的侧面10f附近。另外，外部端子电极60D偏倚在侧面10e侧，覆盖至端面10b上的侧面10e附近。从端面10b侧观察，外部端子电极60C和外部端子电极60D以规定的均匀宽度分开。

端面10a的外部端子电极60A和端面10b的外部端子电极60C在素体10的长边方向上设置于相互对应的位置。同样，端面10a的外部端子电极60B和端面10b的外部端子电极60D在素体10的长边方向上设置于相互对应的位置。

外部端子电极60A、60B、60C、60D均弯曲成L字状，连续地覆盖端面10a、10b和上表面10c。在本实施方式中，外部端子电极60A、60B、60C、60D由树脂电极构成，例如由含有Ag粉的树脂构成。

接着，参照图7对平面线圈41、42的内侧端部41b、42b和贯通导体41c、42c的结构进行说明。图7表示相对于绝缘基板30正交的截面即穿过贯通导体41c、42c的截面，是放大了图4的截面图的主要部分的图。在以下说明中，对上侧线圈结构体40A中的平面线圈41、42的结构进行说明，但下侧线圈结构体40B的平面线圈41、42的结构也相同或同样。

如图7所示，第1平面线圈41的内侧端部41b的截面积S1和第2平面线圈42的内侧端部42b的截面积S2均被设计得大于比其内侧端部41b、42b靠外侧的匝的平面线圈41、42的截面积s。在图7所示的方式中，第1平面线圈41的内侧端部41b的宽度W1和第2平面线圈42的内侧端部42b的宽度W2均大于比其内侧端部41b、42b靠外侧的匝的平面线圈41、42的宽度w。而且，在图7所示的方式中，覆盖第1平面线圈41的内侧端部41b的部分的绝缘材料的厚度D1和覆盖第2平面线圈42的内侧端部42b的部分的绝缘材料的厚度D2均比覆盖比其内侧端部41b、42b靠外侧的匝的平面线圈41、42的部分的绝缘材料的厚度d厚。

另外，第1平面线圈41的内侧端部41b的截面积S1和第2平面线圈42的内侧端部42b的截面积S2被设计得互不相同。此外，截面积S1、S2也可以被设计成相同。在图7所示的方式中，第1平面线圈41的内侧端部41b的截面积S1大于第2平面线圈42的内侧端部42b的截面积S2。另外，第1平面线圈41的内侧端部41b的厚度H1和第2平面线圈42的内侧端部42b的厚度H2被设计得互不相同。在图7所示的方式中，第1平面线圈41的内侧端部41b的厚度H1比第2平面线圈42的内侧端部42b的厚度H2厚。关于上侧绝缘体50A的厚度，覆盖第1平面线圈41的内侧端部41b的部分的绝缘材料的厚度D1比覆盖第2平面线圈42的内侧端部42b的部分的绝缘材料的厚度D2薄。此外，厚度D1、D2也可以相同。第1平面线圈41的内侧端部41b的宽度W1可以与第2平面线圈42的内侧端部42b的宽度W2不同，也可以与第2平面线圈42的内侧端部42b的宽度W2相同。

与第1平面线圈41的内侧端部41b重叠的第1贯通导体41c和与第2平面线圈42的内侧端部42b重叠的第2贯通导体42c具有与绝缘基板30的厚度t相同的厚度。第1贯通导体41c和第2贯通导体42c在绝缘基板30的厚度方向上具有圆形截面。绝缘基板30的厚度被设计得比第1贯通导体41c和第2贯通导体42c的直径(即绝缘基板30的延伸方向上的尺寸)薄。第1贯通导体41c的截面积s1小于第1平面线圈41的内侧端部41b的截面积S1。另外，第2贯通导体42c的截面积s2小于第2平面线圈42的内侧端部42b的截面积S2。第1贯通导体41c和第2贯通导体42c均为截面形状形成细腰的形状，随着从绝缘基板30的上下表面30a、30b向内侧去而宽度变窄。另外，第1贯通导体41c和第2贯通导体42c均相对于平面线圈41、42的内侧端部41b、42b偏倚在线圈外周侧(图7中的右侧)。此外，第1贯通导体41c和第2贯通导体42c也可以为不偏倚在线圈外周侧的方式(例如相对于内侧端部41b、42b的中心位置进行了对位的方式)。

如以上所说明，贯通导体41c、42c的截面积s1、s2相对变小(例如变得比平面线圈41、42的内侧端部41b、42b的截面积S1、S2小)，驱动线圈部件1时在平面线圈41、42中流通的电流的电流密度在贯通导体41c、42c中变高，所以容易在贯通导体41c、42c中发热。特别是，在如线圈部件1那样贯通导体41c、42c为相邻的结构的情况下，容易产生过度的发热。另外，在贯通导体41c、42c的截面形状形成细腰的形状的情况下，电流密度变得较高，容易发热。

在线圈部件1中，平面线圈41、42的内侧端部41b、42b的截面积S1、S2被设计得相对较大(例如大于其外侧部分的平面线圈41、42的截面积s)，所以贯通导体41c、42c中产生的发热容易传递到内侧端部41b、42b。这样，在线圈部件1中，从贯通导体41c、42c向内侧端部41b、42b高效地传热，所以实现贯通导体41c、42c周边的高的散热性。

此外，本发明不限于上述的实施方式，可采取各种方式。

例如，第1线圈部的匝数和第2线圈部的匝数能够适当地增减。另外，也可以为线圈部的素体中包含三个以上的线圈部的方式。

Claims (9)

1.一种线圈部件，其特征在于，包括：

素体；

设置在所述素体内的绝缘基板；和

一对线圈部，具有在所述绝缘基板上彼此并行地卷绕的一对平面线圈和与彼此相邻的所述平面线圈的内侧端部分别重叠并且贯通所述绝缘基板的一对贯通导体，

在与所述绝缘基板正交的截面上，所述平面线圈的内侧端部的截面积大于比该内侧端部靠外侧部分的所述平面线圈的截面积，且大于所述贯通导体的截面积。

2.如权利要求1所述的线圈部件，其特征在于：

所述平面线圈的内侧端部的高度低于比该内侧端部靠外侧部分的所述平面线圈的高度。

3.如权利要求1或2所述的线圈部件，其特征在于：

所述平面线圈的内侧端部的宽度大于比该内侧端部靠外侧部分的所述平面线圈的宽度。

4.如权利要求1～3中任一项所述的线圈部件，其特征在于：

所述平面线圈被绝缘材料覆盖，覆盖所述平面线圈的内侧端部的绝缘材料的厚度大于覆盖比该内侧端部靠外侧部分的所述平面线圈的绝缘材料的厚度。

5.如权利要求1～4中任一项所述的线圈部件，其特征在于：

所述绝缘基板的厚度小于所述平面线圈的内侧端部的厚度。

6.如权利要求1～5中任一项所述的线圈部件，其特征在于：

所述一对平面线圈各自的内侧端部的厚度互不相同。

7.如权利要求1～6中任一项所述的线圈部件，其特征在于：

所述绝缘基板的厚度小于该绝缘基板的延伸方向上的所述贯通导体的尺寸。

8.如权利要求1～7中任一项所述的线圈部件，其特征在于：

与所述绝缘基板正交的截面上的所述贯通导体的截面形状形成细腰的形状。

9.如权利要求1～8中任一项所述的线圈部件，其特征在于：

所述贯通导体相对于所述平面线圈的内侧端部偏倚在外侧。

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