CN1627457A - 磁性元件及磁性元件的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是要提供一种磁性构件导磁率高、且能使直流重叠特性提高，同时制造工艺方便的磁性元件及磁性元件的制造方法。其设有：通过具有绝缘膜的导体卷绕而形成的线圈30，由绝缘性的软磁性铁氧体构成、同时包围线圈30的第1磁心构件20，以软磁性金属粉末为材质、同时由第1磁心构件20包围的第2磁心构件50，以软磁性金属粉末为材质、同时软磁性金属粉末的填充率比第2磁心构件50高、而且由第1磁心构件20包围的第3磁心构件40。

Description

磁性元件及磁性元件的制造方法

技术领域

本发明涉及的是有关用于电子设备的电感器之类的磁性元件及磁性元件的制造方法。

背景技术

近年来，对于电感器之类的磁性元件要求进一步提高性能。而且，在性能提高的同时，还要求磁性元件小型化，不能为了提高性能而使磁性元件的尺寸大型化。但是，目前的磁性元件有鼓形、叠层形等。

鼓形磁性元件的概略构造如附图20所示。鼓形磁性元件在该磁性元件所具有的鼓形磁心100的上缘部101和下缘部102之间存在空隙103，由于该空隙103的存在，确保了直流重叠的L值(电感)的延伸(不降低)。但是，存在空隙103时，却有磁通量向外部泄漏的问题。此外，存在空隙103时，L值还是稍有降低。

随着鼓形磁性元件朝小型化(薄型化)方向发展，构成鼓形磁心100的上缘部101及下缘部102逐渐变薄。因此，若在上缘部101及下缘部102处加上应力，则增加了破损的危险性。即是：鼓形磁性元件的小型化是有一定限度的。此外，除了破损问题之外，当鼓形磁性元件朝小型化方向发展，与大型的磁性元件相比较，难以减小相对于电流的电阻，因此不能流过大电流。而且，磁性元件要求直流重叠的电感(L值)的降低要少，即使在高频区域也要求损失小。

在上述鼓形磁性元件中，作为获得较大L值的方法可考虑在空隙部分配制导磁率高的材料(如：铁氧体材料)。但是，配制如铁氧体之类导磁率高的材料时，容易磁饱和，在规定的电流值以上时，导磁率相反会下降，最终形成和空芯线圈相同的状况。因此，所配置材料的导磁率需要进行一定程度的抑制。此外，为了获得较大L值，也可以变更决定电感之外的因素(如磁路断面积)。但是，这类变更与小型化的要求相反，会带来磁性元件的大型化。因此，既要具有较大的电感、直流重叠特性良好、而且高频区域的损失又小的磁性元件难以实现。

其他形式的磁性元件(鼓形之外形式的磁性元件)中，作为谋求小型化(薄型化)的有叠层形磁性元件。这类叠层形磁性元件可以采用层叠成为片状或是通过印刷等层叠的方法来制造。叠层形磁性元件目前用于微小电流的信号。但是，叠层形磁性元件由于构造上的限制、磁特性的限度等，在大电流时不能对应，这时作为电感器不能充分发挥性能。

即是：鼓形及叠层形任何一种磁性元件，在朝小型化发展时，一般其特性均处于不良状态，要求提高特性。

解决这类问题的方法，有专利文献1公开的磁性元件。专利文献1所公开的磁性元件，为了消除空隙、提高L值、同时抑制磁饱和的发生，采用了在过去的空隙部分夹介由金属粉末和树脂组成的糊状物(也称为混合物，专利文献1的磁性构件A)，而且由磁性构件A包覆线圈周围的构造。采用这种构造时，对于L值等，由糊状物组成的磁性构件A的导磁率要比磁性构件B(铁氧体)的导磁率贡献大。

(专利文献1)日本专利  特开2001-185421号公报(参照摘要、图1、图2等)

发明内容

(发明要解决的问题)

上述专利文献1公开的磁性元件的磁性构件A，为了确保糊状物的流动性，金属粉末和树脂要以一定的比例混合。然而，要在不牺牲直流重叠特性下使该磁性构件A的导磁率进一步提高时，会考虑增加金属粉末的量(比例)。但是，若在糊状物中增加金属粉末的量，哪怕少量也会阻碍未硬化的糊状物的流动性。由此会产生成形性不良、糊状物不能流入线圈绕线之间的微小空隙中等不良状况。此外，糊状物的流动性不良，还存在生产效率下降等问题。

对于如同专利文献1所公开的磁性元件那样具有上缘部和下缘部的构造，在制造时由具备流动性的糊状物组成的磁性构件A会流出来。因此，必须采用专门的工具，从而使制造成本上升。

本发明根据上述情况，其目的是要提供一种磁性构件导磁率高、且能使直流重叠特性提高，同时制造工艺方便的磁性元件及磁性元件的制造方法。

(解决问题的手段)

为了解决上述问题，本发明的磁性元件的特征是：在由绝缘性的软磁性铁氧体形成的底盘内，配置着由具有绝缘膜的导体形成的线圈，连接于该线圈端部的端子电极配备在底盘外，由以磁性金属粉末和树脂为主要成份的混合物将底盘内的线圈埋设。

本发明的上述磁性元件的另一发明点，其特征是混合物和端子电极为非接触状态。

本发明的上述磁性元件的另一发明点，其特征是线圈的形成是把金属制作布线图案于耐热性树脂膜上。

本发明的上述磁性元件的另一发明点，其特征是混合物中磁性金属粉末为75～95Vol％、树脂占25～5Vol％。

本发明的上述磁性元件的另一发明点，其特征是线圈的绕线之间不存在混合物。

本发明的上述磁性元件的另一发明点，其特征是端子电极要进行电镀处理，以防止腐蚀裂纹和确保润湿性。

本发明的上述磁性元件的另一发明点，其特征是外部电极具有以热固性树脂为材质，同时通过加热固化该热固性树脂，从而形成外部电极。

本发明的上述磁性元件的另一发明点，其特征是在由绝缘性的软磁性铁氧体形成的底盘内，设置了由具有绝缘膜的导体形成的线圈，连接于该线圈端部的端子电极形成于底盘外，底盘内的线圈由以磁性金属粉末和树脂为主要成份的混合物所埋设。

磁性元件的其他发明点是具有由绝缘性的软磁性铁氧体构成的、同时包围线圈的第1磁心构件，以软磁性金属粉末为材质、同时由第1磁心构件包围的第2磁心构件，以软磁性金属粉末为材质、同时导磁率比第2磁心构件高、而且由第1磁心构件包围的第3磁心构件。

具有这样的构造时，以软磁性金属粉末为材质的第3磁心构件比同样以软磁性金属粉末为材质的第2磁心构件导磁率高。因此，只要存在第3磁心构件，就能提高磁性元件的电感。此外，第3磁心构件由于以金属粉末为材质，所以在提高电感的同时，还能使直流重叠特性变得良好。

本发明的上述磁性元件的另一发明点是具有由带有绝缘膜的导体卷绕而形成的线圈，由绝缘性的软磁性铁氧体构成的、同时包围线圈的第1磁心构件，以软磁性金属粉末为材质、同时由第1磁心构件包围的第2磁心构件，以软磁性金属粉末为材质、同时软磁性金属粉末的填充率比第2磁心构件高，而且由第1磁心构件包围的第3磁心构件。

具有这样构造时，金属粉末的填充率第3磁心构件要比第2磁心构件高。这样，当提高金属粉末的填充率时，就能减低第3磁心构件存在的空隙比例。由此，就能使第3磁心构件的导磁率提高，还能提高电感。

本发明的上述磁性元件的另一发明点是：第2磁心构件是由具有流动性的糊状物固化后所形成、同时糊状物除了软磁性金属粉末之外还具有热固性树脂为材质。具有这样构造时，第2磁心构件在热固性树脂固化前的状态是糊状物，处于具有流动性的状态。因此，该糊状物就有可能流入存在于线圈和第1磁心构件等处的细小凹凸部分。这样，由于第2磁心构件是由糊状物的固化来制造的，因此磁性元件的制造方便，可以使生产率提高。此外，对于第1磁心构件，通过糊状物固化，可以将第3磁心构件及线圈牢固地粘合。

本发明的上述磁性元件的另一发明点是：第3磁心构件由软磁性金属粉末加压成型而形成。具有这样构造时，由软磁性金属粉末构成的第3磁心构件可以靠加压成型挤破内部包含的空隙。这样，就能使第3磁心构件的填充率比第2磁心构件的高，就能提高磁性元件的导磁率及电感。

本发明的上述磁性元件的另一发明点是：从线圈发生的磁通量中，每一个串联通过第1磁心构件、第2磁心构件及第3磁心构件的部分，比除了其中至少一个通过的部分要多。

具有这样构造时，从线圈发生的磁通量主要串联通过第1磁心构件、第2磁心构件及第3磁心构件。即是：从线圈发生的磁通量也通过比第2磁心构件导磁率高的第3磁心构件。因此，可以提高磁性元件的电感。

本发明的上述磁性元件的另一发明点是：第1磁心构件的构造是具有凹嵌部的杯体。具有这样构造时，就能方便地将线圈、第2磁心构件及第3磁心构件配置于凹嵌部内。特别是在第2磁心构件是由流动性的糊状物固化后形成时，在凹嵌部内容易挡住糊状物。因此，可以提高磁性元件的生产率。此外，第1磁心构件形成杯体后，就不会构成具有上缘部及下缘部的鼓形磁心。因此，在谋求磁性元件的薄型化时，就可以防止发生上缘部及下缘部变薄后容易破损之类的不良情况。这样，在谋求薄型化时也能确保磁性元件的强度。

本发明的上述磁性元件的另一发明点是：第3磁心构件设置成圆柱状，该圆柱状一端侧的端面载置于杯体的底部，同时该圆柱状的第3磁心构件由第2磁心构件覆盖。

具有这样构造时，由于第3磁心构件设置成圆柱状，所以能把第3磁心构件配置于线圈的芯部。这样，就可以使电感提高。此外，由于第2磁心构件将第3磁心构件覆盖，就可以使磁通量主要串联通过第1磁心构件、第2磁心构件及第3磁心构件。

本发明的上述磁性元件的另一发明点是：第3磁心构件设置成圆柱状，该圆柱状一端侧的端面载置于杯体的底部，同时该圆柱状的第3磁心构件设置在和第2磁心构件的端面同一面上。

具有这样构造时。形成了凹嵌部的第3磁心构件体积增加的结构。这样，在凹嵌部的内部，磁导率高的第3磁心构件的比例增大，由此可提高磁性元件的电感。

本发明的上述磁性元件的另一发明点是：第3磁心构件设置成盖体状，该盖体状的第3磁心构件载置于第2磁心构件上，堵塞杯体的开口部分。

具有这样构造时，在凹嵌部的内部，可以使导磁率高的第3磁心构件的体积增大。此外，可以使由线圈发生的磁通量中，主要串联通过第1磁心构件、第2磁心构件及第3磁心构件的磁通量的比例增大。由此可以获得磁性元件电感增大的效果。

本发明的上述磁性元件的另一发明点是：第3磁心构件具有盖体状的盖体部和从该盖体部中央部分向该盖体部法线方向延伸的圆柱状的圆柱状部，第3磁心构件由上述盖体部和圆柱状部其侧面形状成为“T”字状，第2磁心构件介于第3磁心构件和杯体的底部之间。

具有这样构造时，在凹嵌部的内部，可以使导磁率高的第3磁心构件的体积增大。此外，由线圈发生的磁通量中，可以使主要部分串联通过第1磁心构件、第2磁心构件及第3磁心构件。由此可以增大磁性元件的电感。

本发明的上述磁性元件的另一发明点是：线圈的形成是把金属制作布线图案于耐热性树脂膜上。具有这样构造时，可以将卷绕成希望形状的线圈方便地卷绕。

本发明的上述磁性元件的另一发明点是：在线圈的绕线之间不存在第2磁心构件。具有这样构造时，可以抑制环绕线圈绕线的磁通量局部磁滞回线的发生，能确保适当的磁通量的流动。

本发明的上述磁性元件的另一发明点是：对于线圈电气连接，同时具备安装在第1磁心构件外周面上的外部电极，而且该外部电极以导电性粘结剂为材质而形成。

具有这样构造时，在由导电性粘结剂构成的外部电极上，线圈电气连接。

(发明效果)

采用本发明后，对于磁性元件能提高磁性构件的导磁率、而且可以使直流重叠特性向上。此外，能方便地制造磁性元件。

本发明的最佳实施方式

(第1实施方式)

在本实施方式中作为磁性元件的电感元件，采用简单的结构实现了既是薄型、又可以作为电源用使用的目的。下面采用实施例、按照附图1～11对于本发明的第1实施方式加以说明。在各附图中对于相同的结构零件标上相同的符号，以省略重复的说明。在下面的说明中对于电感元件的构造，在明示制造工序的同时加以说明。

(实施例1)

附图1明示了实施例1的电感元件的制造工序表。在制造工序中，首先由铁氧体成型为底盘1(铁氧体底盘)，同时经烧结后进行滚磨(S1)。由此制得的底盘1的斜视图如附图2所示。底盘1形成有底的四方柱状。即是：底盘1具有平面形状为四方形的底部1a以及将该底部1a的外周侧缘部朝后述的上方侧在四周方向连续围绕的四个侧壁1b。这样，底盘1呈断面大致为“口”字形的杯状的形状。底盘1中将由底部1a及侧壁1b围绕的部分称为凹部1d。

侧壁1b中，在对向的2个侧壁1b、1b上形成缺口部1c、1c。缺口部1c、1c设置在与侧壁1b、1b的长度方向中不设缺口部1c一方的侧壁1b(侧壁1b1)相邻的位置上。缺口部1c、1c是由从侧壁1b、1b的中央部分朝下方按规定尺寸切成矩形后形成。在该缺口部1c、1c上配置后述的线圈3。底盘1的形状不限于四方筒状，也可以是圆柱状。

接着成形线圈3(S2)。该线圈3例如可用瓷漆等绝缘膜包覆导电体的导体3a构成，本实施方式中该导体3a的断面及正面形状为方形。线圈3如附图3所示。例如在中央部具有四方孔3b的状态，卷绕成其平面形状为四方型的长方体状。该线圈3具体的可以由弯曲扁平线后形成，或是通过把铜之类的金属制作布线图案于耐热性树脂膜上后形成。线圈3的导体3a也可以卷绕成圆筒状。

经上述卷绕后，将线圈3设置在底盘1的凹部1d时，导体3a的一端侧和缺口部1c的下面大致在同一面上，但导体3a的另一端侧和缺口部1c的下面不在同一面上。因此，导体3a的另一端侧要朝上方大致弯曲90°，同时要在和导体3a大致相同高度的位置向外径侧再大致弯曲90°。这样，导体3a的一端侧及另一端侧分别从缺口部1c朝向外侧，能良好的导出。

然后，将线圈3放入铁氧体底盘1的凹部1d，将线圈3的端部4配置于缺口部1c、1c上临时固定(S3)。接着，涂布以银为主要成份的端子电极5，在150℃下加热固化，使之与线圈3的端部4连接(S4)。这时，如附图5及附图6所示，涂布时要使端子电极5靠近在侧壁1b外周面中设有缺口部1c、1c的部位。在上述涂布时还要在端子电极5靠近并覆盖底部1a反面侧的状态下涂布(下面，将这部分称为安装部5a)。这样，将电感元件安装在基板上时，安装部5a可以在对于基板具有规定面积的状态下接触，还能进行电感元件的平面安装。此外，端子电极5在和后述的混合物2非接触的状态下配置，使之露出于底盘1的外侧。

接着，在铁氧体底盘的缺口部1c、1c处将树脂填充于线圈3的端部4的上部形成护板(S5)。这样，在缺口部1c、1c的内部，护板处在位于端部4的上面的状态，就可以防止以后填充的混合物2流出到铁氧体底盘1的外面。此外，形成护板后可以控制混合物2和端子电极5之间的尺寸。然后，对于在上述工序S4中涂布后的端子电极5进行滚镀(S6)。该滚镀处理是有关防止锡焊料的腐蚀裂纹和确保润湿性的处理。

然后，配制以磁性金属粉末和树脂为主要成份的混合物2(S7)。混合物2是将热固性树脂混合在软磁性金属粉末中并确保流动性，不能加压成型。该混合物2中磁性金属粉末占75～95vol％、树脂占25～5vol％。接着，将配制成的混合物2从插入于附图2铁氧体底盘1中的线圈3的上部注入。这样，线圈3由混合物2埋设，同时混合物2填充于铁氧体底盘1的凹部1d。此外，对于凹部1d的混合物2填充后，在150℃下对混合物2加热使之固化(S8)。然后，将前面工序S5填充的树脂(有关护板的树脂)洗净、除去(S9)。

在上述填充时，线圈3的绕线之间(相邻的导体3a和导体3a之间)处于混合物不注入的状态。上述混合物2要确保(调整)流动性时，可以调整金属粉末的粉末形状。例如，当金属粉末为针状或有许多凸起的形状时，糊状物的流动性就不良。但是当金属粉末接近球形时，流动性就变得良好，容易流入细小的凹凸处。在本实施方式中，也可以对金属粉末的形状进行流动性的调整。

经过上述的树脂洗净、除去后，制得电感元件，再进行特性试验(特性检查)(S10)，即告完成。附图4表示完成的电感元件的平面图，附图5表示沿附图4的A-A线的断面图，附图6表示沿附图4的B-B线的断面图。如附图4～附图6所表明，在制造工序中通过在工序S5时控制混合物2和端子电极5之间的尺寸，或者是对混合物2和端子电极5之间填充耐热性绝缘树脂进行处理，混合物2和端子电极5就处于非接触状态，因此，构成磁心部分的磁性体不必采用绝缘性材料，这在工程及成本上非常有利。

由于构成线圈3的导体3a经绝缘包覆，所以作为磁心的磁性体不必采用绝缘性材料。因此，电感元件可以作为电源线路之类的电源用使用。而且，在线圈3的绕线之间采用了不夹介混合物2的结构。这样，就能在线圈3的每根导体3a处抑制围绕该导体3a的磁通量的局部磁滞回线的发生，可以确保适当的磁通量流动。

由于混合物2中，磁性金属粉末为75～95vol％、树脂占25～5vol％，所以可获得电感值高的电感元件。附图7表示磁性金属粉末的含量分别为70、75、80、90、95、96vol％时的电流—电感值的特性。从附图7可知：磁性金属粉末的含量分别为70vol％、96vol％时的电感值比磁性金属粉末的含量为75～95vol％时的电感值显著降低。即是：在混合物2中，磁性金属粉末为75～95vol％、树脂占25～5vol％的混合比为最佳。

作为构成混合物2的软磁性铁氧体可采用高导磁率铁镍合金(Permalloy)、铁硅铝磁合金(Sendust)之类的Fe-Si系磁性体、Fe-Cr系磁性体、Ni系磁性体。此外，工序S7配制的以磁性金属粉末和树脂为主要成份的混合物2在工序S8也可构成混合物2，不必一定要在工序S8开始之前配制。

(实施例2)

在实施例2中采用附图8所示的线圈3A。线圈3A是由断面形状或正面形状为圆线的、并施以绝缘包覆的导体3Aa卷绕而成的。该线圈3A也和线圈3一样，例如在中央部具有四方孔3Ab的状态下，卷绕成其平面形状为四方形的长方体状。此外，线圈3A也可以将导体3Aa卷绕成圆筒状。而且线圈3A还可以由用绝缘膜包覆导电体的导体3Aa构成。本实施方式的绝缘膜，例如可用加热或加乙醇之类溶剂熔融的溶粘物作为材料。因此，进行这类溶粘可以使导体3Aa之间密贴，形成混合物2不会夹介于线圈3A的导体3Aa之间的结构。这样，就能在线圈3A的每根导体3Aa处抑制围绕该导体3Aa的磁通量的局部磁滞回线的发生，可以确保适当的磁通量流动。

此外，也可以采用以溶粘物为绝缘膜材质之外的结构，使导体3Aa之间不夹介混合物2。例如：在形成线圈3A后，对于该线圈3A采用浸渍或喷雾等一般的方法进行树脂包覆。这时也可以良好的防止在导体3Aa之间夹介混合物2。

如附图9所示，底盘1A和实施例1的底盘1(参照附图2)具有基本相同的构造。但是，本实施方式的底盘1A设置缺口部1Ac、1Ac的位置和实施例1的缺口部1c、1c不同。即是：缺口部1Ac、1Ac设置在侧壁1Ab、1Ab长度方向中大致中央的部位。缺口部1Ac、1Ac也和缺口部1c、1c一样从侧壁1Ab、1Ab的中央部朝下方按照规定的尺寸切成矩形后形成。

采用这样的底盘1A和线圈3A制造电感元件的工序，可以根据在实施例1中已加以说明的、附图1所示的工序表。此外，在本实施例2中，该工序S7中配制的以磁性金属粉末和树脂为主要成份的混合物2，在工序S8中也可填充混合物2，不必一定要在工序S8开始之前配制。

在采用本实施例2的电感元件中，完成的电感元件的平面图如附图10所示。附图11是表示沿着附图10的C-C线的断面图。如附图10、附图11所表明，在制造工序中通过在工序S5时控制混合物2和端子电极5之间的尺寸，或者是对混合物2和端子电极5之间填充耐热性绝缘树脂于凹部1Ad进行处理，混合物2和端子电极5就处于非接触状态，因此，构成磁心部分的磁性体不必采用绝缘性材料，这在工程及成本上非常有利。

由于构成线圈3A的导体3Aa经绝缘包覆，所以作为磁心的磁性体不必采用绝缘性材料。因此，电感元件可以作为电源线路之类的电源用使用。而且，在线圈3A的绕线之间采用了不夹介混合物2的结构。这样，就能在线圈3A的每根导体3Aa处抑制围绕该导体3Aa的磁通量的局部磁滞回线的发生，可以确保适当的磁通量流动。

混合物2的组成和实施例1相同。因此，实施例2的电感元件也显示出实施例1的附图7所示的电流—电感值特性。

此外，作为构成混合物2的软磁性铁氧体可采用高导磁率铁镍合金(Permalloy)、铁硅铝磁合金(Sendust)之类的Fe-Si系磁性体、Fe-Cr系磁性体、Ni系磁性体。

(第2实施方式)

下面，对于作为本发明第2实施方式的磁性元件的电感器，按照附图12加以说明。附图12是表示电感器10构造的侧断面图。如附图12所示，电感器10具有杯体20、线圈30、压制体40、糊状物固化部50、线圈末端31、外部电极60。

杯体20其外观为有底的杯状。杯体20具有圆盘状的底部21以及将该底部21的外周侧缘部朝后述的上方侧在四周方向连续围绕的外周侧壁22。由该底部21和外周壁部22包围，构成用于装入后述线圈30等的凹嵌部23。与底部21对向的一侧(后述的上方侧)处于开放状态。在杯体20的外周壁部22上设有一对孔部24。孔部24从凹嵌部23向外径侧贯穿外周壁部22，将后述的线圈末端31导出到外部电极60侧。即是孔部24为具有对应于线圈末端31直径的贯通孔。

在以下的说明中，杯体20中从底部21看和其对向的开放侧为上侧(上方侧)，从开放侧看和对向的底部21侧为下侧(下方侧)。作为代替孔部24的设置，也可以设置从上方向下方切缺外周壁部22一定深度的缺口部。具有这样的构造也可以将线圈末端31向外部电极60侧良好地导出。

该杯体20对应于第1磁心构件，其材质为磁性材料、是具有绝缘性的铁氧体。铁氧体中有NiZn铁氧体、MnZn铁氧体等。但是，杯体20的材质只要是磁性材料、且具有绝缘性，对铁氧体没有限定。后述的外部电极60对于杯体20不直接接触，外部电极60和杯体20之间能确保绝缘性时(例如将树脂等夹介于外部电极60和杯体20之间时)，杯体20的材质也可以是绝缘性不太高的高导磁率铁镍合金等。

在凹嵌部23内配置线圈30。该线圈30由采用瓷漆等绝缘膜包覆导电体的导线构成，将该导线卷绕规定的圈数后形成线圈30。线圈30在配置于凹嵌部23的最初为空芯线圈。此外，导线中不构成线圈30的部分即为后述的线圈末端31。

在线圈30的空芯部分配置作为第3磁心构件的压制体40。压制体40以软磁性金属粉末为材质，同时将该金属粉末经模压后成形。构成压制体40的软磁性金属粉末，以铁为主要成份，例如有铁硅铝磁合金(Fe-Al-Si)、高导磁率铁镍合金(Fe-Ni)、铁硅铬合金(Fe-Si-Cr)等。但是，也可以采用以上述之外的软磁性材料作为金属粉末形成压制体40。

在本实施方式中，压制体40设置成圆柱状(棒状)。压制体40的长度应设置成在将圆柱状下端面40b(对应于一端侧的端面)放置于底部21上时，其(压制体40的)上端面40a比杯体20的上端面20a低。即是压制体40处在不突出于凹嵌部23、由后述的糊状物固化部50所覆盖的状态。

为了覆盖线圈30及压制体40，设有作为第2磁心构件的糊状物固化部50。糊状物固化部50是把未固化状态的糊状物(作为糊状物固化部50固化前的、具备流动性的金属粉末和热固性树脂的混合物，也称为混合物)流入凹嵌部23经固化后形成。而且，在本实施方式中，糊状物固化部50的上端面50a和杯体20的上端面20a处于大致同一平面状态(也可以正确处于同一平面状态)。因此，糊状物固化部50在线圈30及压制体40的上方，与由于该线圈30及压制体40的存在而产生的凹凸无关、无间隙地覆盖。

在本实施方式中，糊状物固化部50处于不进入线圈30中最上部下方侧的导线和导线之间的状态。本实施方式中，用图表示出糊状物固化部50，而对于糊状物则没有用图示出。上述热固性树脂的代表例有环氧树脂、酚醛树脂、三聚氰胺树脂。

糊状物固化部50固化前的阶段的、具有流动性的糊状物，除了金属和热固性树脂之外还混合了有机溶剂，随着固化的进行，有机溶剂蒸发。因此，糊状物固化、形成糊状物固化部50后，以金属粉末和热固性树脂为主要成份，同时还存在有机溶剂蒸发后留下的空隙。

该糊状物固化部50的成份是磁性金属粉末为75～95vol％、热固性树脂占25～5vol％。这里，vol％是用来表示(金属或树脂的粉末体积)/(金属粉末体积+树脂粉末体积)的概念。

这里，对于均具有软磁性金属粉末成份的上述压制体40和糊状物固化部50进行比较并加以说明。压制体40是把软磁性金属粉末模压成形的产物，粉末填充率比糊状物固化部50高。这里，粉末填充率是用来表示(金属粉末体积)/(粉末体积+树脂体积+空间部分)的概念，和上述vol％的概念不同。

在压制体40中树脂体积一般为0～4wt％。因此，具有相同体积时压制体40比糊状物固化部50的粉末填充率要高。但是，实际上对于空间部分热固性树脂要进入。因此，不加压时的粉末填充率和糊状物固化部50比较，有较大幅降低的情况。所以，制造压制体40时经模压成形可使空间部分的体积减少。由此，压制体40的粉末填充率比糊状物固化部50的粉末填充率要高。

作为压制体40的金属粉末的粉末填充率最好是在70％～90％的范围，更好是在80～90％范围。

糊状物固化部50是在软磁性金属粉末中混合了热固性树脂来确保流动性，不能模压成形。因此，粉末填充率为减去树脂体积和有机溶剂蒸发量的结果。

在上述糊状物中，要确保(调整)流动性时，可以调整金属粉末的粉末形状。例如，当金属粉末为针状或有许多凸起的形状时，糊状物的流动性就不良。但是当金属粉末接近球形时，流动性就变得良好，容易流入细小的凹凸处。在本实施方式中，也可以对金属粉末的形状进行流动性的调整。

此外，在杯体20的孔部24处插入线圈末端31。线圈末端31是导线中和线圈30连接、同时没有形成该线圈30的末端部分，是从凹嵌部23向外部导出的部分。该线圈末端31露出在外周壁部22的外表面。外周壁部22中对应于该线圈末端31露出的部分设有外部电极60。

在本实施方式中，外部电极60是在杯体20的对称位置、并在与孔部24对应的位置上设置一对(合计2个)。但是，外部电极60的个数不限于2个，也可以是3个以上。这时，对应于外部电极60的个数，也要增加孔部24的个数。

外部电极60是把含有树脂的导电性粘结剂涂布在杯体20的外周壁部22的外周壁上后形成。此外，外部电极60其表面要施以电镀处理。因此，外部电极60易靠在外周壁部22处形成。此外，由于进行电镀处理，可以防止外部电极60产生的所谓锡焊料腐蚀裂纹(接合时由于锡焊使外部电极60变细)，同时可以获得锡焊料的润湿性。但是，外部电极也可以把例如银之类的金属涂布于外周壁部22上构成。

外部电极60和线圈末端31电气连接。即是用加热等方法使线圈末端31的绝缘包覆熔融，从而使外部电极60和线圈30的导电体直接接触。

该外部电极60也可以采用从杯体20的底面向下方突出的结构，采用这样的结构时，可以将电感器10平面安装在回路基板上。但是，电感器10不采用平面安装的结构时，外部电极也可以不采用从杯体20底面向下方突出的结构。

采用以上的结构后，由向线圈30导通电流而产生的磁通量处于主要串联通过压制体40、糊状物固化部50及杯体20的状态。这里，所谓的主要串联通过是指串联通过压制体40、糊状物固化部50及杯体20的磁通量比在缺少其中至少1个的状态下通过的磁通量要多。

上述结构是电感器10的基本样式。但是，即使是该电感器10的基本结构(磁通量主要串联通过压制体40、糊状物固化部50及杯体20)相同，还可以有各种变形。其实例如下所示。

附图13所示的电感器11的结构设置成压制体41的上端面41a和糊状物固化部50的上端面50a处于基本相同的平面上(也可以是正确地处在同一平面上)。具有这样结构时，磁通量也是主要串联通过压制体41、糊状物固化部50及杯体20。此外，在这样的结构时，由于压制体41的体积增大，可以提高金属粉末填充率占有高的部分的比例。

附图14所示的电感器12的结构设置为形成盖体状(薄板圆盘状)的压制体42的上端面42a和杯体20的上端面20a处于基本相同的平面上(也可以是正确地处在同一平面上)。具有这样结构时，磁通量也是主要串联通过压制体42、糊状物固化部50及杯体20。

附图15所示的电感器13的结构设置成侧面形状大致呈T字形的压制体43的上端面43a和杯体20的上端面20a处于基本相同的平面上(也可以是正确地处在同一平面上)。这时，压制体43由盖体部431和圆柱状部432构成。此外，在圆柱状部432的下面432a和底部21之间夹介糊状物固化部50。因此，在附图15的结构中，磁通量也是主要串联通过压制体43、糊状物固化部50及杯体20。

下面对于具有附图12所示结构的电感器10的制造方法按照附图19的程序方框图加以说明。附图19所示的程序方框图是针对附图12所示的电感器10的制造方法进行说明。

首先形成由铁氧体构成的杯体20坯料的成型体，接着对成型体进行烧结，再对成型体进行滚磨。这样就形成了附图12所示的杯体20(工序S11)。此外，在工序S11前后，将导线卷绕规定的圈数形成线圈30(工序S12)。在上述工序S11、S12前后，将软磁性的金属粉末模压成型、形成压制体40(工序S13)。

接着，在轴线和线圈30的轴线一致的状态下，将线圈30置于杯体20的凹嵌部23的底部21中央部，对线圈30进行临时固定(工序S14)。这时，和线圈30的设置一起，将线圈末端31插通孔部24，使该线圈末端31的端部导出到凹嵌部23的外方。然后，在杯体20的外周壁部22的外周侧形成外部电极60，使线圈末端31和外部电极60电气连接(工序S15)。这时，首先在杯体20的外周壁部22的外周侧涂布含树脂的导电性粘结剂。这时涂布导电性粘结剂是使线圈末端31处于覆盖状态。而且，在该导电性粘结剂固化后，对该粘结剂的固化物表面进行电镀处理。进行该电镀处理时或者对导电性粘结剂进行加热处理时，要使覆盖导电体的导线绝缘膜熔融，使导电体和导电性粘结剂电气连接。

外部电极60的形成也可以在后述工序S17结束后进行。此外。线圈末端31和外部电极60之间的连接也可以用锡焊等进行。

接着，将压制体40设置于线圈30的空芯部分32(工序S16)。这时，使压制体40的下面与底部21接触。然后将糊状物流入凹嵌部23(S17)。但该糊状物流入后，用约150℃加热该糊状物使之固化(工序S18)。该流入要达到糊状物流入后的滞留物(糊状物固化部50固化前的糊状物)相对于杯体20上端面20a呈基本同一平面的状态。经过一定时间后，形成糊状物固化部50，制得电感器10。

糊状物固化部50形成后，可以进行去除该糊状物固化部50中多余部分(如突出上端面20a的部分)的作业。然后对电感器10进行特性试验(特性检查)(工序S19)后即告完成。

附图13中的电感器11的制造方法和附图12的电感器10基本相同。此外，附图14及附图15中的电感器12、13，压制体40的设置和糊状物流入相反，但其他工序和附图12的情况相同。

对于具有以上结构的电感器10的作用，根据实验结果说明如下。使用上述电感器10，对线圈30流过电流时的L值(电感值：单位μH)和L值下降10％的电流值(单位A)如附图16所示。从附图16中可知：当L值下降10％，直流重叠特性不良，电流值越高、直流重叠特性良好。

在该附图16中，存在构成比较例的电感器14，该比较例的结构如附图17所示。在该附图17中，显示出不存在压制体40，在凹嵌部23只存在糊状物固化部50的电感器14的侧断面部。

如附图16所示，若使压制体40中填充率提高，则随着该填充率的提高、L值变高。即是在填充率最大的85％时，L值为最大。此外，若使压制体40中填充率提高，则随着该填充率的提高，流过大电流、直流重叠特性提高。即是直流重叠特性的值随着L值的变高而变高。

附图12～附图15所示构造的电感器10～13中，对于粉末填充率为80％时的L值和L值下降10％的电流值，如附图18所示。该图所示的结果为：附图15所示的构造L值及L值下降10％(即：L-10％)的特性最好。附图15所示的电感器13，具有在压制体40～43中体积最大的压制体43。

根据上述结果，若提高金属粉末的填充率，则L值变高，同时直流重叠特性也变得良好。其原因是在凹嵌部23只用糊状物覆盖线圈30时，若该糊状物固化、有机溶剂消失，则在不存在有机构件的部位进入空气，以取代有机溶剂。即是只用糊状物固化部50覆盖线圈30时，金属粉末的填充率要下降热固性树脂的量和空气的进入量。与此相反，在将金属粉末填充率提高的压制体40配置于凹嵌部23时，由于压制体40不存在热固性树脂，而且由于模压成形、空气减少，所以该配置可以增加金属粉末的量。因此，可减低存在于凹嵌部23的空隙，提高L值。此外，由于在金属粉末之间，即使模压成形也存在适度量的空隙，直流重叠特性也不下降，呈良好状态。

具有这样结构的电感器10，和过去的电感器相比较，由于是压制体40和糊状物固化部50一起配置于凹嵌部23内部的结构，所以能提高凹嵌部23内部的金属粉末填充率。随着该填充率的提高，可以提高导磁率，因此可以提高L值。

由于采用金属粉末形成压制体40，所以压制体40形成内部包含规定空隙的结构。因此，直流重叠特性不恶化，与附图17所示的不存在压制体40时相比较，处于良好状态(参照附图16)。这样，即使流过大电流时，也能扩大L值不下降的区域。即是可以流过大电流。

而且，和鼓形电感器(磁性元件)不同，形成不具有鼓形磁心的结构。因此，可以消除使鼓形磁心的上缘部及下缘部薄型化的必要性，可以防止电感器10的强度下降。此外，由于能防止强度的降低，所以可更进一步谋求电感器10的小型化。

上述电感器10中，在金属粉末(压制体40、糊状物固化部50)和外部电极之间，夹介了以绝缘性铁氧体为材质的杯体20。因此，具有金属粉末的压制体40及糊状物固化部50和外部电极60之间能确保绝缘性，可以防止在不确保绝缘性时产生的L值的降低。

而且，上述结构的电感器10中，不存在如鼓形磁心的空隙之类的结构，所以能减低磁通量漏向外部。上述电感器10中，采用杯型的型式作为第1磁心构件。即是由于其结构不具有带上缘部和下缘部的鼓形磁心，所以在谋求电感器10薄型化时，不必使上缘部和下缘部减薄就可完成。因此，即使在谋求电感器10薄型化时，也能确保该电感器10的强度。

在如附图13所示型式的电感器11中，可以使压制体41的体积比附图12所示型式的电感器10时增大。因此，在凹嵌部23中，可以使导磁率高的部分比附图12的电感器10增大，能提高L值。电感器11可以使直流重叠特性变得比附图12的电感器10良好(参照附图18)。

附图14所示型式的电感器12，压制体42设置成盖体状。因此，附图14所示的电感器12，在凹嵌部23的内部，可以使导磁率高的压制体42的体积增大，能获得和附图12的电感器10相同的效果。

附图15所示型式的电感器13，压制体43其侧面形状大致呈“T”字形。因此，附图15所示的电感器13在凹嵌部23内部，可以使导磁率高的压制体43的体积增大。此外，该型式的电感器13，和附图12～附图14所示型式的电感器10、11、12相比较，可以使L值及直流重叠特性变得良好(参照附图18)。因此，其作为电感器的功能优良。

在上述实施方式中，糊状物固化部50含热固性树脂、且通过使具有流动性的糊状物固化后形成。因此，线圈30和存在于杯体20的细小凹凸部分也能进入糊状物固化部50。此外，由于确保糊状物的流动性，所以容易制造电感器10，能使生产率提高。通过使未固化的糊状物固化，对于杯体20可以将线圈30及压制体40牢固粘合。

在上述实施方式中，通过模压成形形成压制体40。因此，经过模压成形能使存在于金属粉末之间的空隙减少，可以确保提高压制体40的粉末填充率。这样，通过将空隙减少的压制体40配置于凹嵌部23的内部，就能确实地使电感器10的导磁率及电感提高。

在上述电感器10中，从线圈30发生的磁通量中，每1个串联通过杯体20的内部、糊状物固化部50的内部及压制体40的内部的磁通量，要比除了其中至少1个的部分多。即是由于通过导磁率高的压制体40内部的磁通量多，所以能提高电感器10的L值。

电感器10结构中具有杯体20。因此，可以将线圈30、压制体40方便地配置于凹嵌部23。而且，糊状物具有流动性，因而能很好地使糊状物贮存于凹嵌部23中。从而使电感器10的制造变得方便，可使该电感器10的生产率提高。

电感器10没有带上缘部和下缘部的鼓形磁心，具有杯体20。因此，在谋求电感器10薄型化时，不必如鼓形磁心薄型化那样使上缘部及下缘部变薄。因此，即使谋求电感器10的薄型化，也能确保电感器10的强度。

压制体40由金属粉末模压成形后形成，所以和金属的整体材料(块状)相比较，电流难以流过。因此，难以如采用整体材料那样产生涡流损耗，可以使电感器10的发热量变小。

上面对于本发明的实施方式已加以说明，但本发明除此之外还能有各种变形。以下对此加以说明。

在上述实施方式中，对于第1磁心构件采用杯体20的情况已作了说明。但是，第1磁心构件并不限于杯体20。例如第1磁心构件的形状也可以为环状。这时，电感器10可以采用在环状的底部配置另外的底盖构件的结构，或者是采用不配置的结构。

在上述实施方式中，外部电极60是采用导电性粘结剂、同时在涂布了导电性粘结剂的表面施以电镀处理后形成。但是，外部电极60也可不受此结构的限制，例如可以靠在外周壁部22安装金属板，该金属板即为外部电极。

在上述实施方式中，由模压成形形成作为第3磁心构件的压制体40。但是，若是金属粉末的粉末填充率提高，也可采用模压成形之外的方法。作为其一例可考虑采用烧结形成第3磁心构件。

在上述实施方式中，线圈30由圆线构成的例子如附图所示(参照附图12～附图15)。但是，构成线圈30的导线并不限于圆线，也可以采用扁平线等圆线以外的导线。

在上述实施方式中，磁性元件中对于电感器10已作了说明。但是，磁性元件不限于电感器。其他磁性元件例如变压器、滤波器等使用线圈的结构中，也能适用本发明的构成(线圈、第1磁心构件、第2磁心构件、第3磁心构件)。此外，在上述实施方式中，已对使用绕线线圈的磁性元件作了说明，但对于不使用绕线线圈的叠层型或薄膜型的磁性元件，本发明也适用。

(产业上的利用可能性)

本发明的磁性元件可以用于电气设备的领域。

附图的简单说明

附图1是表示本发明的电感元件制造工序之一例。

附图2是表示本发明实施例1的电感元件的铁氧体底盘结构的斜视图。

附图3是表示本发明实施例1的电感元件的线圈结构的斜视图。

附图4是表示本发明实施例1的电感元件的结构的平面图。

附图5是表示沿附图4的A-A线切断电感元件状态的断面图。

附图6是表示沿附图4的B-B线切断电感元件状态的断面图。

附图7是表示本发明的电感元件对混合物的组成进行各种变更时电流—电感值特性图。

附图8是表示本发明实施例2的电感元件的线圈结构的斜视图。

附图9是表示本发明实施例2的电感元件的铁氧体底盘结构的斜视图。

附图10是表示本发明实施例2的电感元件的结构的平面图。

附图11是表示沿附图10的C-C线切断电感元件状态的断面图。

附图12是表示本发明第2实施方式的电感器结构的侧断面图，是表示压制体由糊状物固化部覆盖的状态图。

附图13是本发明第2实施方式变形例，是表示压制体延伸到上端面的状态的电感器结构的侧断面图。

附图14是本发明第2实施方式变形例，是表示盖体状的压制体载置于上端部分状态的电感器结构的侧断面图。

附图15是本发明第2实施方式变形例，是表示断面形状大致呈“T”字形的压制体从上方侧插入状态的电感器结构的侧断面图。

附图16是表示附图12中使填充率变化时的特性的图表。

附图17是用于比较本发明第2实施方式的各电感器和特性的电感器，表示不存在压制体状态的电感器结构的侧断面图。

附图18是表示在附图12～附图15的电感器中填充率固定在80％状态的各电感器特性的图表。

附图19是表示附图12所示电感器的制造方法的程序方框图。

附图20是表示过去的具有鼓形磁心的磁性元件结构的侧断面图。

(符号说明)

1，1A  底盘、

1c，1Ac  缺口部、

2  混合物、

3，3A  线圈、

3a，3Aa  导体、

4  端部、

5  端子电极、

10～14  电感器(对应于磁性元件)、

20  杯体(对应于第1磁心构件)、

21  底部、

22  外周壁部、

23  凹嵌部、

24  孔部、

30  线圈、

31  线圈末端、

40～43  压制体(对应于第3磁心构件)、

50  糊状物固化部(对应于第2磁心构件)、

60  外部电极

Claims (26)

1.一种磁性元件，其在由绝缘性的软磁性铁氧体形成的底盘内，配置着由具有绝缘膜的导体形成的线圈；与该线圈端部相连接的端子电极配备在上述底盘外；由以磁性金属粉末和树脂为主要成份的混合物将上述底盘内的线圈予以埋设。

2.如权利要求1所述的磁性元件，其特征在于所说的混合物和端子电极为非接触状态。

3.如权利要求1所述的磁性元件，其特征在于所说的线圈是把金属制作布线图案于耐热性树脂膜上而形成的。

4.如权利要求1所述的磁性元件，其特征在于所说的混合物中，磁性金属粉末为75～95vol％、树脂占25～5vol％。

5.如权利要求1所述的磁性元件，其特征在于所说的线圈的绕线之间不存在所说的混合物。

6.如权利要求1所述的磁性元件，其特征在于所说的端子电极进行了用于防止锡焊时的腐蚀裂纹和确保润湿性的电镀处理。

7.如权利要求1所述的磁性元件，其特征在于所说的端子电极，以热固性树脂为材质，同时通过加热固化该热固性树脂，从而形成外部电极。

8.一种磁性元件的制造方法，其是在由绝缘性的软磁性铁氧体形成的底盘内，设置了由具有绝缘膜的导体形成的线圈；与该线圈端部相连接的端子电极配备在上述底盘外；底盘内的线圈由以磁性金属粉末和树脂为主要成份的混合物所埋设。

9.如权利要求8所述的磁性元件的制造方法，其特征在于所说的混合物和端子电极为非接触状态。

10.如权利要求8所述的磁性元件的制造方法，其特征在于所说的线圈，是通过把金属制作布线图案于耐热性树脂膜上而形成的。

11.如权利要求8所述的磁性元件的制造方法，其特征在于所说的混合物中，磁性金属粉末为75～95vol％、树脂占25～5vol％。

12.如权利要求8所述的磁性元件的制造方法，其特征在于所说的线圈的绕线之间不存在所说的混合物。

13.如权利要求8所述的磁性元件的制造方法，其特征在于所说的端子电极进行了用于防止锡焊时的腐蚀裂纹和确保润湿性的电镀处理。

14.一种磁性元件，其设有：

通过具有绝缘膜的导体卷绕而形成的线圈，

由具有绝缘性的软磁性铁氧体构成、同时包围上述线圈的第1磁心构件，

以软磁性金属粉末为材质、同时由上述第1磁心构件包围的第2磁心构件，

以软磁性金属粉末为材质、同时导磁率比第2磁心构件高、而且由上述第1磁心构件包围的第3磁心构件。

15.一种磁性元件，其设有：

通过具有绝缘膜的导体卷绕而形成的线圈，

由绝缘性的软磁性铁氧体构成、同时包围上述线圈的第1磁心构件，以软磁性金属粉末为材质、同时由上述第1磁心构件包围的第2磁心构件，

以软磁性金属粉末为材质、同时上述软磁性金属粉末的填充率比第2磁心构件高、而且由上述第1磁心构件包围的第3磁心构件。

16.如权利要求14或15所述的磁性元件，其特征在于所说的第2磁心构件，是由具有流动性的糊状物固化后所形成的；同时，该糊状物除了上述软磁性金属粉末之外，还以热固性树脂为材质。

17.如权利要求14或15所述的磁性元件，其特征在于所说的第3磁心构件，是由上述软磁性金属粉末加压成型而形成的。

18.如权利要求14或15所述的磁性元件，其特征在于从所说的线圈产生的磁通量中，一个一个串联通过第1磁心构件、第2磁心构件和第3磁心构件的部分，比除去其中至少一个后通过的部分要多。

19.如权利要求14或15所述的磁性元件，其特征在于所说的第1磁心构件的构造，是具有凹嵌部的杯体结构。

20.如权利要求19所述的磁性元件，其特征在于所说的第3磁心构件设置为圆柱状，该圆柱状一端侧的端面载置于上述杯体结构的底部，同时该圆柱状的上述第3磁心构件由第2磁心构件覆盖。

21.如权利要求19所述的磁性元件，其特征在于所说的第3磁心构件设置为圆柱状，该圆柱状一端侧的端面载置于上述杯体结构的底部，同时该圆柱状的上述第3磁心构件端面设置在与上述第2磁心构件端面同一的面上。

22.如权利要求19所述的磁性元件，其特征在于所说的第3磁心构件，设置为盖体状，该盖体状的上述第3磁心构件载置于上述第2磁心构件或者线圈上，以堵塞上述杯体的开口部分。

23.如权利要求19所述的磁性元件，其特征在于所说的第3磁心构件，具有盖体状的盖体部、和从该盖体部中央部分向该盖体部法线方向延伸的圆柱状的圆柱状部；上述第3磁心构件通过上述盖体部和圆柱状部，其侧面形状呈“T”字状；上述第2磁心构件介于上述第3磁心构件和杯体底部之间。

24.如权利要求14或15所述的磁性元件，其特征在于所说的线圈，是把金属制作布线图案于耐热性树脂膜上而形成的。

25.如权利要求14或15所述的磁性元件，其特征在于在所说的线圈绕线之间不存在上述第2磁心构件。

26.如权利要求14或15所述的磁性元件，其特征在于相对于线圈进行电连接，同时设有安装在上述第1磁心构件外周面上的外部电极；而且该外部电极是以导电性粘结剂为材质而形成的。

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