CN116110691A - 线圈部件以及带线圈部件的安装基板 - Google Patents

Abstract

在线圈部件在安装基板上的安装状态下，由于安装基板的挠曲、温度变化而产生的应力使焊料产生裂纹或者使作为部件主体的芯体产生裂缝。在线圈部件(1)中，外部电极(3、4)具有沿着部件主体(2)的底面(5)设置的底面电极部(9)和与底面电极部(9)相连且沿着部件主体(2)的端面(6)设置的端面电极部(10)。底面电极部(9)与部件主体(2)的紧贴强度比端面电极部(10)与部件主体(2)的紧贴强度低。由此，实现若对外部电极(3、4)施加外力，则作为外部电极(3、4)的一部分的底面电极部(9)能够容易地相对于部件主体移动的状态。因此，能够有利地释放使焊料(21、22)的裂纹、部件主体的裂缝产生的应力。

Description

线圈部件以及带线圈部件的安装基板

本申请是申请号为201810994265.6、申请日为2018年08月29日、申请人为株式会社村田制作所、发明名称为“线圈部件以及带线圈部件的安装基板”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及线圈部件以及带线圈部件的安装基板，特别是涉及具备部件主体和形成在其外表面上的外部电极的线圈部件以及具备这样的线圈部件的带线圈部件的安装基板。

背景技术

作为对本发明来说感兴趣的线圈部件，例如有日本特开2011－77183号公报(专利文献1)所记载的线圈部件。专利文献1所记载的线圈部件具备具有卷芯部以及分别设置于卷芯部的各端部的第一凸缘部及第二凸缘部的鼓芯。在鼓芯的卷芯部缠绕有线。在鼓芯的第一凸缘部以及第二凸缘部分别形成有外部电极，在外部电极分别电连接线的端部。

通过在涂覆包括银作为导电成分的导电性膏并进行烧镀之后，实施镀镍以及镀锡，来形成上述的外部电极。另外，外部电极形成为从凸缘部的朝向安装面侧的底面经由与卷芯部所在侧相反侧的端面延伸至与上述底面朝向相反方向的顶面。

专利文献1：日本特开2011－77183号公报

专利文献1所记载的线圈部件通常在安装于安装基板上的状态下进行实用。通过将线圈部件的外部电极焊接于设置于安装基板侧的导体来实现线圈部件的安装结构。

在上述的安装状态下，由于温度变化而产生的应力最容易集中在用于将线圈部件的外部电极与安装基板的导体连接的焊料部分，其结果是，容易在焊料产生裂纹。另外，在安装状态下，在安装基板产生挠曲的情况下，也会产生应力，并且也有由于该应力而在鼓芯产生裂缝的情况。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供能够使上述的焊料的裂纹、鼓芯等部件主体的裂缝不容易产生的线圈部件。

本发明的其它的目的在于提供具备上述的线圈部件的带线圈部件的安装基板。

本发明是着眼于以下而完成的：在专利文献1所记载的技术中，引起上述那样的问题的原因是外部电极稳固地固定于部件主体。

本发明用于线圈部件，该线圈部件具备：部件主体；以及外部电极，其形成在部件主体的外表面上，部件主体至少具有朝向安装面侧的底面和沿从安装面上升的方向延伸的端面，外部电极至少具有沿着部件主体的底面设置的底面电极部和与底面电极部相连并沿着部件主体的端面设置的端面电极部，并且为了解决上述的技术课题，底面电极部与部件主体的紧贴强度比端面电极部与部件主体的紧贴强度低。

上述的构成实现如下状态：若对外部电极施加外力，则作为外部电极的一部分的底面电极部能够相对于部件主体容易移动。

在本发明所涉及的线圈部件中，也可以如底面电极部已经从部件主体剥离的情况等那样，底面电极部与部件主体的紧贴强度为0。

在本发明所涉及的线圈部件中，优选：部件主体在底面与端面交叉的棱线部分形成有弧形倒角部，上述底面电极部还包括沿着弧形倒角部设置并且与端面电极部相连的弧形电极部。根据该构成，能够将能够容易地相对于部件主体移动的区域扩展至弧形电极部。

优选本发明所涉及的线圈部件具备的部件主体具备具有卷芯部及分别设置于卷芯部的第一端及与第一端相反的第二端的第一凸缘部及第二凸缘部的芯体、以及缠绕于卷芯部的线。在该情况下，上述底面由第一凸缘部以及第二凸缘部的各自的朝向安装面侧的凸缘部底面提供，上述端面由第一凸缘部以及第二凸缘部的各自的与卷芯部所在侧相反侧的凸缘部端面提供。另外，外部电极形成为与线的端部电连接，并且至少从第一凸缘部以及第二凸缘部的各自的凸缘部底面延伸至凸缘部端面。能够在一般的绕组型的线圈部件中采用该构成。

在用于上述的绕组型的线圈部件的实施方式中，优选：凸缘部具有与凸缘部底面朝向相反方向的凸缘部顶面，外部电极的端面电极部形成为留下凸缘部端面中的凸缘部顶面侧的区域，外部电极不环绕至凸缘部顶面上。根据该构成，能够不因外部电极而遮挡在线圈部件中产生的磁通。

另外，在用于上述的绕组型的线圈部件的实施放式中，优选：在芯体的底面电极部所在的表面部分形成有与其它的部分相比电阻较低的低电阻部，底面电极部由在低电阻部上沉积的电镀膜构成。这样，能够使在低电阻部上沉积的电镀膜与芯体的紧贴强度比较低。

即使是代替上述的实施方式，而由含有金属粉但不含玻璃的树脂构成底面电极部，也能够使与芯体的紧贴强度比较低。

另外，在用于上述的绕组型的线圈部件的实施方式中，优选端面电极部由溅射膜构成。由溅射膜构成的端面电极部能够针对芯体实现比较高的紧贴强度。

即使是代替上述的实施方式，而由含有与芯体耦合的玻璃的导体构成端面电极部，也能够针对芯体实现比较高的紧贴强度。

在本发明所涉及的线圈部件中，优选外部电极还具备连续地覆盖底面电极部以及端面电极部的外层镀膜。根据该构成，即使紧贴强度比较低的底面电极部从部件主体的底面剥离，也能够维持经由外层镀膜通过紧贴强度比较高的端面电极部保持该底面电极部的状态。

在上述的情况下，更优选外层镀膜的厚度在10μm以上。根据该构成，能够在外层镀膜中得到规定以上的机械强度。其结果是，能够更可靠地发挥经由外层镀膜通过端面电极部保持从部件主体剥离的底面电极部这样的外层镀膜的功能。

在本发明所涉及的线圈部件中，如上述那样，也可以比端面电极部的紧贴强度低的底面电极部的紧贴强度是0。换句话说，也可以底面电极部成为从部件主体的底面剥离的状态。该状态能够在将线圈部件安装在安装基板上之后产生。由此，本发明也能够用于以下那样的线圈部件的安装结构。

本发明所涉及的带线圈部件的安装基板的特征在于，具备：上述的本发明所涉及的线圈部件；以及安装基板，其用于安装线圈部件，并且具有焊接了外部电极的导体，外部电极在底面电极部的至少一部分从部件主体的底面剥离。

根据本发明所涉及的线圈部件，外部电极中的底面电极部与部件主体的紧贴强度比外部电极中的端面电极部与部件主体的紧贴强度低，所以若对外部电极施加外力，则首先作为外部电极的一部分的底面电极部能够相对于部件主体移动。因此，在线圈部件的安装状态下，能够有利地释放使焊料的裂纹、部件主体的裂缝产生的应力，能够实现针对温度变化、安装基板的挠曲的耐性较高的安装结构。

附图说明

图1是从正面方向示出本发明的一实施方式的线圈部件1的剖视图。

图2的(A)是图1的部分A的放大剖视图，图2的(B)是图1的部分B的放大剖视图，图2的(C)是图1的部分C的放大剖视图。

图3是表示将图1所示的线圈部件1安装在安装基板20上的状态的剖视图。

图4是表示在实施品中，为了确认外部电极在底面电极部的至少一部分从部件主体的底面剥离的状态，而拍摄对外部电极以及部件主体进行研磨而现出的剖面而得到的照片的图。

附图标记说明：1…线圈部件，2…部件主体，3、4…外部电极，5…底面，5a、5b…凸缘部底面，6…端面，6a、6b…凸缘部端面，7…顶面，7a、7b…凸缘部顶面，9…底面电极部，10…端面电极部，11…弧形倒角部，12…弧形电极部，14…卷芯部，15、16…凸缘部，17…芯体，18…线，19…外层镀膜，20…安装基板，21、22…焊料，25…缝隙。

具体实施方式

参照图1～图3，对本发明的一实施方式的线圈部件1进行说明。图示的线圈部件1是绕组型。

线圈部件1具备部件主体2和形成在部件主体2的外表面上的第一外部电极3及第二外部电极4。部件主体2至少具有朝向安装面侧的底面5、沿从安装面上升的方向延伸的端面6以及与底面5朝向相反方向的顶面7。外部电极3以及4均至少具有沿着部件主体2的底面5设置的底面电极部9和与底面电极部9相连并沿着部件主体2的端面6设置的端面电极部10。

这里，本发明的特征在于底面电极部9与部件主体2的紧贴强度比端面电极部10与部件主体2的紧贴强度低。该构成实现如下状态：若对外部电极3以及4施加外力，则如图3所示，作为外部电极3以及4的一部分的底面电极部9从部件主体2剥离等，而能够相对于部件主体2移动。

在该实施方式中，部件主体2在底面5与端面6交叉的棱线部分形成有弧形倒角部11，上述底面电极部9包括沿着弧形倒角部11设置并且与端面电极部10相连的弧形电极部12。根据该构成，能够使能够相对于部件主体2移动的区域扩展至弧形电极部12。因此，对于外部电极3以及4，能够提高针对焊接时的热疲劳的耐性以及针对挠曲的耐性。

如上述那样，图示的线圈部件1是绕组型。因此，部件主体2构成为具备具有卷芯部14及分别设置于卷芯部14的第一端以及与第一端相反的第二端的第一凸缘部15以及第二凸缘部16的芯体17、以及缠绕于卷芯部14的线18。芯体17由电绝缘性材料，更具体而言，由铁素体那样的磁性体、氧化铝那样的非磁性体或者固化树脂等构成。此外，在图1以及图3中，省略线18进行图示。线18既可以在卷芯部14上缠卷单层，也可以缠卷多层。

在该情况下，上述底面5由第一凸缘部15及第二凸缘部16的各自的朝向安装面侧的凸缘部底面5a及5b提供，上述端面6由第一凸缘部15及第二凸缘部16的各自的与卷芯部14所在侧相反侧的凸缘部端面6a及6b提供，上述顶面7由第一凸缘部15及第二凸缘部16的各自的凸缘部顶面7a及7b提供。

另外，第一外部电极3以及第二外部电极4分别形成为至少从第一凸缘部15以及第二凸缘部16的各自的凸缘部底面5a以及5b延伸到凸缘部端面6a以及6b。更具体而言，外部电极3以及4的端面电极部10形成为留下第一凸缘部15以及第二凸缘部16的各自的凸缘部端面6a以及6b中的凸缘部顶面7a以及7b侧的区域，外部电极3以及4并不环绕至第一凸缘部15以及第二凸缘部16的各自的凸缘部顶面7a以及7b上。根据该构成，能够不因外部电极3以及4而遮挡在线圈部件1产生的磁通。

线18的端部例如通过热压接与第一外部电极3以及第二外部电极4连接。在该实施方式中，如图1所示，线18的端部在部件主体2的底面5侧与外部电极3以及4连接。然而，虽然未图示，但若进一步要求线18与外部电极3以及4的连接的稳定性，则也可以使线18的端部在部件主体2的端面6侧或者顶面7侧与外部电极3以及4连接。

为了实现如上述那样使底面电极部9与部件主体2的紧贴强度比端面电极部10与部件主体2的紧贴强度低这样的本发明的特征构成，有几个实施方式。这些实施方式有针对底面电极部9的几个实施方式和针对端面电极部10的几个实施方式，通常能够任意地组合针对底面电极部9的实施方式和针对端面电极部10的实施方式。

作为针对底面电极部9的实施方式，第一例如有将通过激光镀覆法形成的电镀膜作为底面电极部9的实施方式。更具体而言，是如下的实施方式：在芯体17由铁素体或者氧化铝那样的陶瓷构成的情况下，通过对芯体17的底面电极部9所在的表面部分照射激光来使导电性显现，换句话说，使得低电阻化，并对该低电阻部分实施电镀，由此形成底面电极部9。底面电极部9例如通过由银或者铜那样的导电性金属构成的镀膜形成。通过该方法形成的电镀膜由于受到通过激光而芯体17的表面改性的影响，而针对芯体17示出比较低的紧贴强度。

在为了形成底面电极部9，而使芯体17的一部分成为与其它的部分相比电阻较低的低电阻部时，也可以应用激光照射以外的方法。即，在芯体17的被照射了激光的部分，金属氧化物被还原，成为未被氧化的金属，形成带导电性的低电阻部。因此，也可以应用激光照射以外的还原法。

此外，虽然通过激光照射，从芯体17的表面到规定的深度形成低电阻部，但也可能在其后由于暴露在大气中，而在芯体17的极其表面的部分再次被氧化。因此，也可能在低电阻部中，一部分的表面被高电阻化。然而，即使在该情况下，通常来说还不至于完全不能够进行上述那样的电镀。相反地，推测该情况使电镀膜的紧贴强度进一步降低，对于底面电极部9来说，反而带来优选的结果。

作为针对底面电极部9的实施方式，第二有由含有金属粉但不含玻璃的树脂构成底面电极部9的实施方式。该实施方式的底面电极部9由于不含作为针对芯体17的粘合剂发挥作用的玻璃，所以针对芯体17示出比较低的紧贴强度。作为底面电极部9所包括的金属粉，例如能够使用银或者铜那样的导电性金属粉。另外，作为底面电极部9所包括的树脂，既可以使用热固化性或者紫外线固化性那样的固化性树脂，也可以使用热塑性树脂。

另一方面，作为针对端面电极部10的实施方式，第一有通过溅射膜形成端面电极部10的实施方式。由溅射膜构成的端面电极部10能够针对芯体17实现比较高的紧贴强度。例如通过将银或者铜那样的导电性金属作为靶进行溅射来形成溅射膜。

作为针对端面电极部10的实施方式，第二有由含有与芯体17耦合的玻璃的导体构成端面电极部10的实施方式。在该情况下，玻璃作为针对芯体17的粘合剂发挥作用，端面电极部10能够针对芯体17实现比较高的紧贴强度。构成端面电极部10的上述导体例如包括银或者铜作为导电成分。

此外，对于上述的底面电极部9或者端面电极部10的形成所使用的激光镀覆法、无玻璃树脂电极、玻璃电极、溅射电极来说，并不仅是例示的组合，除此之外也可以自由地进行组合。只要起码底面电极部9与部件主体2的紧贴强度比端面电极部10与部件主体2的紧贴强度低，则可以应用任何的组合。

虽然并不太管底面电极部9的形成工序与端面电极部10的形成工序的先后关系，但优选先实施需要较高温的工序，后实施能够以较低温形成的工序。这是因为在先前的工序形成的电极部不容易受到后面的工序的影响。

在该实施方式中，第一外部电极3以及第二外部电极4还具备连续地覆盖底面电极部9以及端面电极部10的外层镀膜19。根据该构成，例如如图3所示，即使紧贴强度比较低的底面电极部9从部件主体2的底面5剥离，也能够维持经由外层镀膜19通过紧贴强度比较高的端面电极部10保持该底面电极部9的状态。因此，例如，即使在底面电极部9从部件主体2的底面完全剥离的情况下，底面电极部9也不会从部件主体2脱落。另外，如图3所示，在线圈部件1安装在安装基板20上的情况下，能够抑制部件主体2与端面电极部10一起在安装基板20上产生位置偏移，并且能够抑制线圈部件1与安装基板20的电连接状态受到损坏。

优选外层镀膜19的厚度在10μm以上。若外层镀膜19的厚度在10μm以上，则在外层镀膜19中能够得到规定以上的机械强度。其结果是，能够更可靠地发挥经由外层镀膜19通过端面电极部10保持从部件主体2剥离的底面电极部9这样的外层镀膜19的功能。

如图2所示，优选形成镀镍层19a、其上的镀铜层19b以及其上的镀锡层19c等多个镀层，作为外层镀膜19。在该情况下，作为一个例子，镀镍层19a的厚度为3μm，镀铜层19b的厚度在30μm以上并且在50μm以下，镀锡层19c的厚度为10μm。

此外，在外层镀膜19中，只要镀锡层19c为最外层则没有问题，因此，也可以代替上述的Ni/Cu/Sn这样的层叠顺序，而采用Cu/Ni/Sn这样的层叠顺序。另外，由于镀铜层19b具有电镀的紧贴力提高的功能，所以例如也可以分为双层来形成等，形成为比上述的厚度厚。

例如能够通过实施以下那样的热循环试验来确认成为本发明的特征的底面电极部9的紧贴强度比端面电极部10的紧贴强度低的情况。

准备使用部件推荐厚度的焊膏将利用应该形成底面电极部的形成方法以及应该形成端面电极部的形成方法的各个形成了部件推荐形状的外部电极的线圈部件安装在由FR－4构成的基板上的样品。接下来，将在－40℃保管30分钟和在+105℃保管30分钟作为一个周期，对该试料实施反复多次该周期的热循环试验。实施该热循环试验直至在底面电极部和端面电极部的至少一方确认了剥离，能够将先产生剥离的一方评价为紧贴强度较低。

如上述那样，底面电极部9与部件主体2的紧贴强度也可以是0。换句话说，底面电极部9也可以成为与部件主体2的底面5剥离的状态。如图3所示，该状态能够在线圈部件1安装在安装基板20上之后产生。

即，在线圈部件1的外部电极3以及4分别经由焊料21以及22与安装基板20的导体连接的状态下，例如若由于温度变化、安装基板20的挠曲，而在安装基板20中在箭头23以及24所示那样的方向上产生应力，则成为在焊料21以及22产生裂纹或者在部件主体2产生裂缝之前，底面电极部9的至少一部分从部件主体2的底面5剥离的状态。其结果是，能够防止在焊料21以及22产生裂纹或者在部件主体2产生裂缝。

在图3中，在底面电极部9与底面5之间图示有缝隙25。这应该理解为为了明显地示出底面电极部9从底面5剥离的状态，而夸张地图示缝隙25。因此，实际上明显地出现这样的缝隙25的情况较少，即使在底面电极部9从底面5剥离之后，底面电极部9与底面5接触的情况也较多。

本发明也用于上述那样的线圈部件1的安装结构。此外，在本发明所涉及的线圈部件1的安装结构中，关于从部件主体2的底面5剥离的，不仅设为底面电极部9，而设为底面电极部9的至少一部分，这是因为不仅包括第一外部电极3以及第二外部电极4的各自的底面电极部9均仅一部分剥离的情况，也包括仅第一外部电极3以及第二外部电极4中的任意一方的底面电极部9剥离的情况。

图4示出在实施品中，为了确认外部电极在底面电极部的至少一部分从部件主体的底面剥离的状态，而拍摄对外部电极以及部件主体进行研磨而现出的剖面而得到的照片。在图4中，拍摄有图3的右下图示的配置成覆盖第二凸缘部16的凸缘部底面5b附近以及底面5b的第二外部电极4的主要部分的底面电极部9。

在图4中，形成在底面电极部9与底面5之间的缝隙25作为稍微粗黑的线而被拍摄到，能够确认缝隙25的存在。

以上，基于作为部件主体2而具备具有卷芯部14及分别设置于卷芯部14的第一端以及与第一端相反的第二端的第一凸缘部15以及第二凸缘部16的芯体17、以及缠绕于卷芯部14的线18的、绕组型的线圈部件1相关的实施方式对本发明所涉及的线圈部件进行了说明，但该实施方式是例示的实施方式，除此之外也能够有各种变形例。

例如，也能够将本发明应用于如下的层叠结构的线圈部件：该线圈部件的部件主体构成为具备层叠了多个绝缘体层的层叠体和沿着层叠体内的绝缘体层间的界面配置的线圈导体。

另外，在绕组型的线圈部件的情况下，能够根据线圈部件的功能变更线圈部件所具备的线的根数以及线的缠绕方向及外部电极的个数等。

另外，在线圈部件具备多个外部电极的情况下，在至少一个外部电极中应用本发明的特征构成即可，在线圈部件中也可以存在不具备本发明的特征构成的外部电极。

Claims (11)

1.一种线圈部件，具备：

部件主体；以及

外部电极，其形成在所述部件主体的外表面上，

所述部件主体具备芯体以及线，所述芯体具有卷芯部以及分别设置于所述卷芯部的第一端及与所述第一端相反的第二端的第一凸缘部及第二凸缘部，所述线缠绕于所述卷芯部，

所述部件主体至少具有底面和端面，所述底面由所述芯体中的所述第一凸缘部以及第二凸缘部的各自的朝向安装面侧的凸缘部底面提供，所述端面沿从安装面上升的方向延伸并且由所述芯体中的所述第一凸缘部以及第二凸缘部的各自的与所述卷芯部所在侧相反侧的凸缘部端面提供，

所述外部电极与所述线的端部电连接，并且形成为至少从所述第一凸缘部以及第二凸缘部的各自的所述凸缘部底面延伸至所述凸缘部端面，并且至少具有沿着所述凸缘部底面设置的底面电极部和与所述底面电极部相连且沿着所述凸缘部端面设置的端面电极部，

所述线的端部以在所述外部电极的表面露出的状态与所述外部电极连接。

2.根据权利要求1所述的线圈部件，其中，

所述底面电极部与所述芯体的紧贴强度为0。

3.根据权利要求1所述的线圈部件，其中，

所述部件主体在所述底面与所述端面交叉的棱线部分形成有弧形倒角部，

所述底面电极部还包括沿着所述弧形倒角部设置并且与所述端面电极部相连的弧形电极部。

4.根据权利要求1所述的线圈部件，其中，

所述凸缘部具有与所述底面朝向相反方向的凸缘部顶面，

所述外部电极的所述端面电极部形成为留下所述凸缘部端面中的所述凸缘部顶面侧的区域，所述外部电极不环绕至所述凸缘部顶面上。

5.根据权利要求1～4中任意一项所述的线圈部件，其中，

在所述芯体的所述底面电极部所在的表面部分形成有与其它的部分相比电阻较低的低电阻部，

所述底面电极部由在所述低电阻部上沉积的电镀膜构成。

6.根据权利要求1～4中任意一项所述的线圈部件，其中，

所述底面电极部由含有金属粉但不含玻璃的树脂构成。

7.根据权利要求1～4中任意一项所述的线圈部件，其中，

所述端面电极部由溅射膜构成。

8.根据权利要求1～4中任意一项所述的线圈部件，其中，

所述端面电极部由含有与所述芯体耦合的玻璃的导体构成。

9.根据权利要求1～4中任意一项所述的线圈部件，其中，

所述外部电极还具备连续地覆盖所述底面电极部以及所述端面电极部的外层镀膜。

10.根据权利要求9所述的线圈部件，其中，

所述外层镀膜的厚度在10μm以上。

11.一种带线圈部件的安装基板，具备：

权利要求1～10中任意一项所述的线圈部件；以及

安装基板，其用于安装所述线圈部件，并且具有焊接了所述外部电极的导体，

所述外部电极在所述底面电极部的至少一部分从所述部件主体的所述底面剥离。

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