CN1838349A - 电感器 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于能够将电感器安装于可挠性电路板上,同时能够将该电感器使用于大电流的信号线或电源线上。本发明的电感器,具有通过依次配置耐热性树脂薄膜(14)、具有可挠性的导体线圈(16)、以及覆盖导体线圈(16)用的绝缘膜(20)而形成的薄膜型线圈(12),所述薄膜型线圈(12)的两个面上或一个面上配置将磁性粉末与树脂合成形成的复合磁体(30),耐热性树脂薄膜(14)、绝缘膜(20)及复合磁体(30)至少具有可挠性。
Description
技术领域
本发明涉及便携式电话、便携式设备等各种电子设备或车辆的电子设备中使用的电感器(inductor)。
背景技术
已有的电感器是,将铁氧体烧结体或金属粉末的压力成形体使用于磁芯主体。而且,在将环箍(hoop)等使用于电极类型的电感器中,磁芯主体的刚性大,电感器几乎不变形。因此电感器的抗弯曲能力差,而且承受跌落试验等冲击的能力也差。又,在将电感器安装于可挠性电路板上的情况下,已有的刚性大的电感器,如果是小型的,则能够安装于电路板上,但如果是大型部件,则不能够跟踪电路板的弯曲,不能够安装于可挠性电路板上。作为解决这样的问题的电感器,已知有例如专利文献1公开的电感器。
专利文献1:特开2000-91135号公报(图1~图3)
发明内容
发明所要解决的课题
专利文献1公开的电感器,在利用薄铜板成一整体形成的弯曲导体构成的电感部,从两面贴上具有柔软性的绝缘性树脂片。由于电感部和树脂片具有可挠性,所以专利文献1所公开的电感器具有可挠性。
但是,专利文献1所公开的电感器形成以绝缘性树脂片挟持薄铜板的结构,磁性材料不包含于该电感器的结构中。因此,该电感器是空心线圈型的电感器,该电感器的电感值小。因此,空心线圈型的电感器可以在高频·低电感的微小电流的信号线路中使用,但是在高电感·高叠加特性的大电流的信号线或电源线等中使用则比较困难。
本发明鉴于上述情况,目的在于提供一种能够安装于可挠性电路板,同时能够使用于大电流的信号线或电源线的电感器。
为了解决上述课题,本发明的电感器,具有通过依次配置耐热性树脂薄膜、具有可挠性的导体线圈、以及覆盖导体线圈用的绝缘膜而形成的薄膜型线圈,薄膜型线圈的两个面上或一个面上配置将磁性粉末与树脂合成形成的复合磁体,耐热性树脂薄膜、绝缘膜以及复合磁体至少具有可挠性。
在这样构成的情况下,作为电感器构成要素的耐热性树脂薄膜、绝缘膜以及复合磁体至少具有可挠性,因此电感器具有可挠性。从而,能够适应电路板的弯曲,也能够安装于可挠性电路板上。又,由于具有可挠性,也能够耐受跌落试验等的冲击。还有,通过在薄膜型线圈上配置复合磁体,电感器的电感值提高,也能够使用于大电流流过的电源线等。
又,另一发明是,在上述发明的基础上,导体线圈是在耐热性树脂薄膜上作为导电性薄膜形成的。在这样构成的情况下,导体线圈作为薄膜形成,因此导体线圈具有可挠性。因此,薄膜型线圈也能够适应安装的电路板的弯曲。
还有,另一发明是,在上述发明的基础上,导体线圈和绝缘膜是,在耐热性树脂薄膜上,将导电糊和树脂溶液进行图案印刷而形成的。在这样构成的情况下,由于在形成导体线圈和绝缘膜时使用导电糊和印刷,因此能够高精度且廉价地在耐热性树脂薄膜上形成导体线圈和绝缘膜。
还有,另一发明是,在上述各发明的基础上,导体线圈是通过蚀刻金属、电镀、电铸、印刷或蒸镀在耐热性树脂薄膜上形成图案的。在这样构成的情况下,容易改变导体线圈的厚度。因此也容易改变整个电感器的可挠性程度。又,对于复杂的形状也能够得到均匀的膜厚,因此能够提高导体线圈的成形精度。
还有,另一发明是,在上述各发明的基础上,在耐热性树脂薄膜的未形成导体线圈的部分上形成冲孔。在这样构成的情况下,由于复合磁体进入冲孔中,相对于导体线圈发出的磁通不形成间隙。因此能够提高电感器的电感值,在具有大电流的电源线上能够使用。
又,本发明的电感器具有通过依次配置耐热性树脂薄膜、具有可挠性的导体线圈、覆盖导体线圈用的绝缘膜而形成的薄膜型线圈,在薄膜型线圈的两面或一个面上配置磁体,耐热性树脂薄膜、绝缘膜以及磁体至少具有可挠性。
在这样构成的情况下,作为电感器构成要素的耐热性树脂薄膜、绝缘膜以及磁体至少具有可挠性,因此电感器成为具有可挠性的电感器。从而,能够适应电路板的弯曲,也能够在可挠性电路板上安装。又,由于具有可挠性,也能够耐受跌落试验等的冲击。而且,通过在薄膜型线圈上配置磁体,能够在维持电感器可挠性的同时,提高电感器的电感值。借助于此,也能够将电感器使用于流过大电流的电源线等。
还有,另一发明是,在上述发明的基础上,导体线圈的两端从耐热性树脂薄膜的端面露出,同时连接于外部电极,在该外部电极与磁体之间配置绝缘体。在这样构成的情况下,配置绝缘体的部位相对于磁体形成间隙,在电感器上配置的磁体的导磁率增大。从而,能够防止磁体发生磁饱和,能够提高电感器的直流叠加特性。
还有,另一发明是,在上述各发明的基础上,导体线圈配置多个。在这样构成的情况下,将多个导体线圈配置于一个电感器中,以此能够提高电感器的功能,能够实现电感器的小型化。
还有,另一发明是,在上述各发明的基础上,磁体采用金属磁性膜。在这样构成的情况下,由于可以将磁体做成薄膜,因此磁体具有可挠性。所以能够谋求电感器的薄型化,也能够适应安装的电路板的弯曲。
还有,另一发明是,在上述发明的基础上,金属磁性膜是通过压延方法制造的箔材或熔融金属骤冷形成的箔材。在这样构成的情况下,可以使金属磁体作为薄膜形成,能够实现电感器的薄型化。
还有,另一发明是,在上述发明的基础上,金属磁性膜是利用电铸、电镀或包括PVD的蒸镀方法形成的。在这样构成的情况下,可以使金属磁性膜形成薄膜,能够实现电感器的薄型化。而且,可以容易地改变金属磁性膜的厚度,因此能够容易地改变电感器整体的可挠性程度。而且对于复杂的形状也能够得到均匀的膜厚,因此能够提高金属磁性膜的形成精度。
还有,另一发明是,在上述发明的基础上,金属磁性膜是经过热处理的。在这样构成的情况下,可以消除金属磁性膜的残余变形,消除金属磁性膜的脆性。从而容易维持金属磁性膜的可挠性。
还有,另一发明是,在上述发明的基础上,即导体线圈是在耐热性树脂薄膜上作为导电性的薄膜形成的。在这样构成的情况下,由于导体线圈是作为薄膜形成的,所以导体线圈具有可挠性。因此,薄膜型线圈在安装的电路板弯曲的情况下也能够适应。
还有,另一发明是,在上述发明的基础上,导体线圈和绝缘膜是,在耐热性树脂薄膜上,将导电糊和树脂溶液进行图案印刷而形成的。在这样构成的情况下,由于在形成导体线圈和绝缘膜时使用导电糊和印刷,因此能够高精度且廉价地在耐热性树脂薄膜上形成导体线圈和绝缘膜。
还有,另一发明是,在上述发明的基础上,导体线圈通过蚀刻金属、电镀、电铸、印刷、PVD或蒸镀在耐热性树脂薄膜上形成图案。在这样构成的情况下,能够容易地改变导体线圈的厚度。因此能够容易地改变电感器整体的可挠性的大小。又,对于复杂的形状也能够得到均匀的膜厚,因此能够提高导体线圈的形成精度。
采用本发明,能够将电感器安装于可挠性电路板上,同时也能够将其使用于大电流的信号线或电源线上。
附图说明
图1是将本发明第1实施形态的电感器从其未安装于电路板上的面透视时的平面图。
图2表示图1中的电感器沿A-A线切断的结构侧剖面图。
图3是图2的电感器中的箭头B表示部分的放大图。
图4表示薄膜型线圈的结构,(a)是从其上方观察的平面图,(b)是从其下方观察的平面图。
图5是图4所示的薄膜型线圈的侧剖面图。
图6是图5的电感器中的箭头C所示部分的放大图。
图7表示图1中的电感器沿A-A线切断情况下的结构图,(a)是复合磁体的总厚度采用100微米情况下的侧剖面图,(b)是复合磁体的总厚度采用200微米情况下的侧剖面图,(c)是复合磁体的总厚度采用400微米情况下的侧剖面图。
图8是对图5薄膜型线圈的中心部打孔状态下的侧剖面图。
图9是从上方观察图8的薄膜型线圈的情况下,导体线圈结构的平面图。
图10是用图8的薄膜型线圈构成的电感器侧剖面图。
图11是将本发明第2实施形态的电感器从未安装于电路板上的面透视情况下的平面图。
图12是图11中的电感器沿D-D线切断的结构侧剖面图。
图13是图11中的电感器沿D-D线切断的结构图,是金属磁性膜的总厚度采用20微米情况下的侧剖面图。
图14是图11中的电感器沿D-D线切断的结构图,是金属磁性膜的总厚度采用100微米情况下的侧剖面图。
图15是图11中的电感器沿D-D线切断的结构图,是金属磁性膜的总厚度采用200微米情况下的侧剖面图。
图16是图11中的电感器沿D-D线切断的结构图,是金属磁性膜的总厚度采用400微米情况下的侧剖面图。
图17是图11中的电感器沿D-D线切断的结构图,是金属磁性膜的总厚度采用1000微米情况下的侧剖面图。
符号说明
10、60、80… 电感器
12、61… 薄膜型线圈
14 … 耐热性树脂薄膜
16 … 导体线圈
20 … 绝缘膜
30 … 复合磁体
34、84… 外部电极
62 … 冲孔
82 … 金属磁性膜(磁体)
86 … 绝缘被覆膜(绝缘体)
最佳实施方式
第1实施形态
下面根据图1~图10以及表1对本发明第1实施形态的电感器10进行说明。图1是将电感器10从其没有安装于电路板上的面透视时的平面图。图2表示图1中的电感器10沿A-A线切断情况下的结构侧剖面图。图3是图2的电感器10中的箭头B所示部分的放大图。图4表示薄膜型线圈12的结构,(a)是从其上方观察的平面图,(b)是从其下方观察的平面图。图5是图4所示的薄膜型线圈12的侧剖面图。图6是图5的薄膜型线圈12中的箭头C所示部分的放大图。图7是图1的电感器10沿A-A线切断的结构示图,(a)是复合磁体30的总厚度采用100微米的情况下的侧剖面图,(b)是复合磁体30的总厚度采用200微米的情况下的侧剖面图,(c)是复合磁体30的总厚度采用400微米的情况下的侧剖面图。图8是薄膜型线圈61的侧剖面图。图9是从上方观察图8的薄膜型线圈61时的导体线圈16的结构平面图。图10是用图8的薄膜型线圈61构成的电感器60的侧剖面图。表1表示使用于电感器10的复合磁体30的厚度与电感器10的电感值的关系。另外,在下面的说明中,所谓一端侧是指左侧,所谓另一端侧是指右侧。又,图2、图3、图5~图9中,所谓上方是指上侧,所谓下方是指下侧。
如图1和图2所示,电感器10主要由电感部31、和将电感器10与安装该电感器10的电路板可导电地加以连接的外部电极34构成。又,电感部31主要由具有可挠性的薄膜型线圈12和挟持该薄膜型线圈12配置的复合磁体30构成。还有,在本实施形态中定义的所谓可挠性,是指在挠曲方向上给予电感器10的长度的1/3挠曲的情况下,该电感器10不损坏,能够维持与初期相同性能的情况。
还有,薄膜型线圈12如图4(a)、图4(b)以及图5所示,由耐热性树脂薄膜14、形成于耐热性树脂薄膜14的上表面15a和下表面15b的涡旋状导体线圈16a、16b(以下在概括称呼导体线圈16a、16b时,为导体线圈16)、以及覆盖该导体线圈16配置的绝缘膜20a、20b(以下将绝缘膜20a、20b概括称为绝缘膜20)构成。
如图4所示,导体线圈16,在具有可挠性的耐热性树脂薄膜14的上表面15a和下表面15b上,形成为圆形涡旋状。耐热性树脂薄膜14的外形形成为八角形,是六角形中相对的一组顶部在垂直于连接这对顶部的对角线的方向上被切断而形成的八角形形状。而且,被切断的部分形成端面14a、14b。另外,耐热性树脂薄膜14采用聚酰亚胺薄膜或PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯;polyethylene terephthalate)薄膜。如图4(a)所示,在耐热性树脂薄膜14的上表面15a上,导体线圈16a被形成为逆时针方向的涡旋状,导体线圈16a的一端16c从涡旋的中央部下方向下表面15b,将耐热性树脂薄膜14穿通打孔。又,导体线圈16a的另一端从涡旋的外侧向端面14b延伸出,连接于端面14b。导体线圈16a是在耐热性树脂薄膜14上贴压延铜箔,通过感光胶膜曝光(resist exposure)形成图案之后,对压延铜箔进行蚀刻形成的。还有,也可以根据需要在耐热性树脂薄膜14上贴压延铜箔,然后对该压延铜箔镀铜。在本实施形态中,蚀刻方法采用以化学方法去除薄膜和感光胶膜的化学蚀刻方法。导体线圈16a的形成方法不限于对利用感光胶膜曝光形成的图案进行蚀刻,也可以通过照射集束离子束等激光形成铜箔图案,也可以借助于使用掩模的等离子体蚀刻形成铜箔图案。而且不限于蚀刻,也可以利用导电糊的图案印刷、电镀处理、电铸、金属箔印刷或PVD(物理气相生长法)等蒸镀形成图案。由于利用这些方法将导体线圈16a作为薄膜形成,所以该导体线圈16a具有可挠性。
在耐热性树脂薄膜14的下表面15b上,如图4(b)所示,导体线圈16b形成为顺时针方向卷绕的圆形涡旋状。该导体线圈16b的另一端16e,与在涡旋的中央部下方从上表面15a穿通耐热性树脂薄膜14形成通孔的导体线圈16a的一端16c连接。又,导体线圈16b的一端16f从涡旋的外侧向端面14a延伸,连接于端面14a。导体线圈16b的形成方法与导体线圈16a的情况相同。
耐热性树脂薄膜14的上表面15a和下表面15b上,形成有覆盖导体线圈16a、16b的绝缘膜20a、20b。绝缘膜20是为了使导体线圈16的表面与外部不导通而设置的。绝缘膜20a,如图4(a)所示,是从形成覆盖导体线圈16a的圆筒形状的外侧向另一端侧的端面14b延伸形成的。又,如图5所示,绝缘膜20a进入形成涡旋状的导体线圈16a中相邻的导体线圈16a、16a之间。因此,也能够防止相邻的导体线圈16a、16a之间互相导通。又,绝缘膜20a通过从导体线圈16a的上方使形成绝缘膜用的树脂溶液流入、利用图案印刷而形成。因此,绝缘膜20a形成为薄膜,具有可挠性。绝缘膜20b也如图4(b)所示,与绝缘膜20a同样形成于下表面15b。绝缘膜20b的形状为,从覆盖导体线圈16b的形状——即圆筒状的外侧向一端侧的端面14a延伸的形状。又,绝缘膜20b与绝缘膜20a一样,在形成为涡旋状的导体线圈16b中,进入相邻的导体线圈16b、16b之间,防止该导体线圈16b、16b之间互相导通。
如上所述,在薄膜型线圈12中,导体线圈16a、16b除了端面14a、14b的部分外,分别被绝缘膜20a、20b完全覆盖,导体线圈16a、16b从端面14a、14b以外的部位与外部不导通。在本实施形态中,如图6所示,薄膜型线圈12的厚度,在耐热性树脂薄膜14、导体线圈16以及绝缘膜20的厚度分别采用50微米、30微米、20微米的情况下合计为150微米。在这里,耐热性树脂薄膜14的厚度也可以采用20微米~100微米的范围,导体线圈16的厚度也可以采用10微米~50微米的范围,绝缘膜20的厚度也可以采用5微米~40微米的范围。
在薄膜型线圈12的两侧,如图2所示,配置复合磁体30。复合磁体30是以紧贴于薄膜型线圈12的上下两面而配置的。复合磁体30具有可挠性,通过将磁性粉末充填于树脂材料中形成。作为磁性粉末,可以采用例如以铁为主成份的形状没有限定的金属磁性粉末、或软磁性的铁氧体粉末,树脂采用例如具有可挠性的弹性体或塑料。
在利用复合磁体30挟持薄膜型线圈12的电感部31的、相当于一端侧端面的一端面35a与相当于另一端侧端面的另一端面35b上,形成有外部电极34a、34b(以下将外部电极34a、34b统称为外部电极34)。外部电极34a、34b如图2所示,形成为剖面为“コ”字形的薄膜,从电感部31的一端面35a和另一端面35b到复合磁体30的上端面30c和下端面30d形成。因此,外部电极34a、34b连接于电感部31的一端面35a和另一端面35b,从而外部电极34a、34b也与薄膜型线圈12的端面14a、14b连接。又,导体线圈16b的一端16f和导体线圈16a的另一端16d从端面14a、14b露出,因此外部电极34a、34b与导体线圈16b的一端16f和导体线圈16a的另一端16d可靠接触。因此,导体线圈16能够通过外部电极34与安装电路板导电。这样,电流通过外部电极34流向导体线圈16。外部电极34采用无电解镀膜、金属箔或利用PVD等方法形成的蒸镀膜。
如上所述,电感器10的构成是,在由复合磁体30挟持薄膜型线圈12的电感部31的一端面35a和另一端面35b上,形成有外部电极34a、34b。又,在本实施形态中,如图3所示,电感器10的厚度为,将上述厚度为150微米的薄膜型线圈12以厚度为50微米的复合磁体30挟持的合计250微米的厚度。又,以电感器10能够维持可挠性为前提,如图7(b)、图7(c)所示,也可以将两个复合磁体30的总厚度形成为200微米或400微米。还有,如图8和图9所示,也可以在薄膜型线圈12的中央形成冲孔62做成薄膜型线圈61。采用薄膜型线圈61形成电感器60的情况下,如图10所示,不仅薄膜型线圈61的上下两侧,在冲孔62的内部也配置复合磁体30。
表1表示复合磁体30的厚度与电感器10、60的电感值的关系。
表1
可挠性复合磁体厚度 | 冲孔 | 电感器 |
50μm | 无 | 0.6μH |
100μm | 无 | 1.2μH |
200μm | 无 | 1.6μH |
300μm | 无 | 2.1μH |
50μm | 有 | 1.5μH |
如表1所示,电感器10的电感值,与复合磁体30的厚度大致成比例地增大。因此,通过改变复合磁体的厚度,能够改变电感器10的电感值。又,从表1可知,在薄膜型线圈12上设置冲孔62的薄膜型线圈61的情况下,与没有设置冲孔62的薄膜型线圈12的情况相比,电感值达到2倍或2倍以上。如图10所示,这是因为在电感器60中,通过在冲孔62中放入复合磁体30,相对于电感器60中发生的磁通不再产生间隙。从而,通过在电感器10中设置冲孔62,能够增大电感值。
下面就电感器10的制造方法进行说明。
首先,加工为规定形状的耐热性树脂薄膜14的上表面15a中,从端而14b向内侧形成逆时针方向旋转的涡旋状导体线圈16a。导体线圈16a的形成是,在耐热性树脂薄膜14的上表面15a上贴压延铜箔,利用感光胶膜曝光使压延铜箔形成图案,然后对该压延铜箔进行蚀刻而形成的。接着,使导体线圈16a的一端16c,从耐热性树脂薄膜14的上表面15a到下表面15b形成穿孔。然后,从穿孔到下表面15b的导体线圈16b的另一端16e,使导体线圈16b向外侧形成顺时针方向旋转的涡旋状,然后,使导体线圈16b到达端面14a。导体线圈16b也与导体线圈16a一样通过蚀刻形成。
接着,使绝缘膜形成用的树脂溶液从导体线圈16a的上方流入,通过图案印刷形成绝缘膜20a。绝缘膜20a从形成导体线圈16a的圆筒状部分向端面14b形成。又,把形成绝缘膜20a的耐热性树脂薄膜翻过来,与导体线圈16a的情况一样,使绝缘膜形成用的树脂溶液从导体线圈16b上方流入,利用图案印刷形成绝缘膜20b。通过以上工序形成薄膜型线圈12。
接着,在薄膜型线圈12的两侧,配置有复合磁体30,以挟持该薄膜型线圈12。复合磁体30以紧贴薄膜型线圈12的上下两面而配置的。通过以上工序形成电感部31。然后,在电感部31的一端面35a和另一端面35b上,利用无电解镀法或PVD方法蒸镀等形成外部电极34a、34b。从电感部31的一端面35a和另一端面35b到复合磁体30的上端面30c和下端面30d,形成外部电极34a、34b(参照图2)。电感器10通过以上各工序被制造。
如上所述构成的电感器10中,作为电感器10构成要素的耐热性树脂薄膜14、导体线圈16、绝缘膜20以及复合磁体30,全部具有可挠性,因此电感器10整体具有可挠性。从而,电感器10对于安装电路板的弯曲也能够适应,也能够安装于可挠性电路板。又,电感器10由于具有可挠性,所以也能够耐受跌落试验等的冲击。而且,通过在薄膜型线圈12的两侧配置具有可挠性的复合磁体30,能够维持电感器10的可挠性,同时能够提高电感值。由此,在流过大电流的电源线等低频区域也能够使用。
又,在电感器10中,导体线圈16是在利用感光胶膜曝光使压延铜箔形成图案后,通过对该压延铜箔进行蚀刻而形成的。这样,由于使用蚀刻形成导体线圈16,所以能够高精度且廉价地将导体线圈16图案化形成于耐热性树脂薄膜14上。
又,在电感器10中,导体线圈16通过在耐热性树脂薄膜14上利用蚀刻金属、电镀、电铸、印刷或蒸镀等方法图案成形。由于利用这样的方法形成导体线圈16,因此能够容易改变导体线圈16的厚度。因此,也能够容易改变整个电感器的可挠性程度。又,由于对于复杂的形状也能够得到均匀的膜厚,所以能够提高导体线圈16的成形精度。
又,电感器10中,外部电极34采用无电解镀膜、金属箔或PVD等的蒸镀膜。这些薄膜利用电镀、印刷或蒸镀形成,因此能够将外部电极34做得薄而且膜厚均匀。而且,也能够容易地改变外部电极34的膜厚。
又,在电感器10中,在薄膜型线圈12的两侧配置复合磁体30。因此,与没有设置复合磁体30的情况相比,能够增大电感器10的电感值。而且,通过调整复合磁体30的厚度,能够调整电感器10的电感值。因此,也能够将电感器10使用于大电流的电源线。
又,在电感器60中,形成有冲孔62,成为复合磁体30进入该冲孔62内的构造。所以对于导体线圈16发生的磁通不能形成间隙。因此能够进一步提高电感器60的电感值,适合将其使用于具有大电流的电源线。
第2实施形态
接着,根据图11~图17以及表2对本发明实施形态2的电感器80进行说明。图11是将电感器80从未安装于电路板的面透视情况下的平面图。图12是图11的电感器80沿D-D线切断情况下的结构侧剖面图。图13是图11的电感器80沿D-D线切断情况下的结构图,是金属磁性膜82的总厚度采用20微米情况下的侧剖面图。图14是图11的电感器80沿D-D线切断情况下的结构图,是金属磁性膜82的总厚度采用100微米情况下的侧剖面图。图15是图11的电感器80沿D-D线切断情况下的结构图,是金属磁性膜82的总厚度采用200微米情况下的侧剖面图。图16是图11的电感器80沿D-D线切断情况下的结构图,是金属磁性膜82的总厚度采用400微米情况下的侧剖面图。图17是图11的电感器80沿D-D线切断情况下的结构图,是金属磁性膜82的总厚度采用1000微米情况下的侧剖面图。表2表示使用于电感器80的金属磁性膜82的厚度与电感器80的电感值的关系。还有,在以下说明中,所谓一端侧是指左侧,所谓另一端侧是指右侧。又,在图12~17中,所谓上方是指上侧,所谓下方是指下侧。又,与第1实施形态相同的构件、相同的部分,标以相同的符号,同时省略或简化其说明。还有,在第2实施形态中,由于形成与第1实施形态相同的结构,所以只对不同于第1实施形态的部分进行说明。
如图11和图12所示,电感器80主要由电感部81、和可导电地连接电感器80与安装该电感器80的电路板的外部电极84构成。又,电感部81主要由具有可挠性的薄膜型线圈12、挟持该薄膜型线圈12配置的金属磁性膜82、以及在金属磁性膜82的一端和另一端上配置的绝缘被覆膜86构成。
薄膜型线圈12与第1实施形态的情况相同,由耐热性树脂薄膜14、在耐热性树脂薄膜14的上表面15a和下表面15b上形成为圆形的涡旋状导体线圈16、以及覆盖该导体线圈16配置的绝缘膜20构成。
在本实施形态中,耐热性树脂薄膜14的外形为长方形,该耐热性树脂薄膜14的一端侧与另一端侧的端面形成端面14a、14b。又,导体线圈16a、16b的一端和另一端,与端面14a、14b相连接。在本实施形态中,导体线圈16也是通过在耐热性树脂薄膜14的上表面15a和下表面15b上贴压延铜箔,利用感光胶膜曝光形成图案之后,对该压延铜箔进行蚀刻,作为薄膜而形成的。因此,该导体线圈16具有可挠性。
与第1实施形态的情况相同,绝缘膜20是为了使导体线圈16的表面不与外部导通而设置的。又,绝缘膜20形成为覆盖导体线圈16的圆筒形,与端面14a、14b相接触。绝缘膜20是使绝缘膜形成用的树脂溶液从导体线圈16的上方流入,利用图案印刷形成的。因此,绝缘膜20形成为薄膜,具有可挠性。本实施形态中的薄膜型线圈12的厚度与第1实施形态的情况相同。
在薄膜型线圈12的两侧,如图12所示,配置有金属磁性膜82。金属磁性膜82以紧贴薄膜型线圈12的上下两面而配置。金属磁性膜82具有可挠性,是利用将磁体压延形成的箔材或使磁体的熔融金属骤冷形成的箔材。作为磁体,采用例如铁、坡莫合金或铁氧体等。作为压延方法,采用对粉末一边通电加热一边进行压延形成薄膜状的粉末压延、或在高温下对材料进行压延的热轧等方法。又,金属磁性膜82也可以是采用电铸、电镀方法或PVD等蒸镀方法所形成的金属磁性体薄膜。又,金属磁性膜82通过热处理消除存在于金属磁性膜82中的残余变形。热处理是在真空中、氩气保护中或氮气保护中等非氧化空间内进行。又,热处理温度,其下限为400℃,与材料无关,特别理想的是600℃或600℃以上,其上限以各材料的熔点温度的70%的温度为宜。如上述那样形成的金属磁性膜82的厚度为数微米~100微米。
如图11和图12所示,在挟持薄膜型线圈12的两个金属磁性膜82、82双方的一端部与另一端部上,配置由绝缘体形成的绝缘被覆膜86。而且,在由金属磁性膜82挟持薄膜型线圈12的电感部81的一端侧与另一端侧的端面88a、88b上,形成有外部电极84a、84b(以下将外部电极84a、84b统称为外部电极84)。外部电极84a、84b如图12所示,形成为剖面为“コ”字形的薄膜,而且形成于从电感部81的一端面88a以及另一端面88b到绝缘被覆膜86的上端面86a和绝缘被覆膜86的下端面86b。又,外部电极84,形成于从图11中的电感部81的上端部81a附近开始至下端部81b附近。外部电极84a、84b连接电感部81的一端面88a和另一端面88b。因此,外部电极84a、84b也与薄膜型线圈12的端面14a、14b相接。又,导体线圈16的一端16f和另一端16d从端面14a、14b露出。因此,外部电极84a、84b能够可靠地与导体线圈16b的一端16f和另一端16d接触。因此导体线圈16能够通过外部电极84与安装电路板导电。其结果是,电流能够通过外部电极84流入导体线圈16。外部电极84采用无电解镀膜、金属箔或利用PVD等形成的蒸镀膜。
在本实施形态中,如图3所示,电感器80的厚度也是以厚度为50微米的金属磁性膜82挟持厚度为150微米的薄膜型线圈12,所得的总计250微米的厚度。又,以能够维持电感器80的可挠性为前提,如图13~图17所示,也可以使两金属磁性膜82的总厚度为20微米、100微米、200微米、400微米或1000微米。
表2表示金属磁性膜82的厚度与电感器80的电感值的关系。
表2
金属磁性膜 | 电感器 |
10μm | 0.4μH |
25μm | 1.0μH |
50μm | 1.8μH |
100μm | 3.6μH |
200μm | 4.8μH |
300μm | 6.5μH |
500μm | 10μH |
如表2所示,电感器80的电感值,与金属磁性膜82的厚度大致成比例地增大。因此,通过使金属磁性膜82的厚度改变,能够改变电感器80的电感值。又,将表1与表2相比可知,在本实施形态中,与第1实施形态的情况相比,电感值约为其3倍。这是因为第1实施形态的电感器10采用的复合磁体30,其磁导率数值为10~100(H/m)的范围,而本实施形态的金属磁性膜82的磁导率数值在3000~20000(H/m)的范围内,金属磁性膜82的磁导率数值比复合磁体30的磁导率数值大。又,在电感器80中,绝缘被覆膜86相对于在电感器80发生的磁通形成间隙,在电感器80中能够得到更高的直流叠加特性。电感器80的制造方法,除了绝缘被覆膜86的配置外,其它与电感器10的制造方法相同,因此省略其说明。
在上述构成的电感器80中,作为电感器80结构要素的耐热性树脂薄膜14、导体线圈16、绝缘膜20以及金属磁性膜82,全部具有可挠性,所以电感器80整体具有可挠性。因此电感器80能够适应安装电路板的弯曲,也能够安装于可挠性电路板上。而且,电感器80由于具有可挠性,所以对跌落试验等的冲击也能够耐受。而且,通过在薄膜型线圈12的两侧上配置具有可挠性的金属磁性膜82,能够维持电感器80的可挠性,同时能够增大电感值。因此,在大电流流过的电源线等低频区域也能够使用。
又,在电感器80中,由于磁体采用形成薄膜的金属磁性膜82,所以磁体具有可挠性。因此,电感器80具有可挠性,同时能够谋求电感器80的薄型化。又,由于金属磁性膜82的磁导率高达3000~20000(H/m),因此电感器80的电感值增大。
又,在电感器80中,在金属磁性膜82的一端和另一端上配置有绝缘被覆膜86。因此,配置绝缘被覆膜86的部位,相对于金属磁性膜82形成间隙,电感器80上配置的金属磁性膜82的磁导率则变大。因此,能够防止金属磁性膜82的磁饱和,提高该电感器80的直流叠加特性。
又,在电感器80中,金属磁性膜82采用压延制造的箔材或熔融金属骤冷制造的箔材。因此,能够将金属磁性膜82作为薄膜形成,能够实现电感器80的薄型化。
又,在电感器80中,金属磁性膜82利用电铸、电镀或PVD等蒸镀法制造。因此,金属磁性膜82能够形成为薄膜,电感器80能够实现薄型化。而且,由于能够容易改变金属磁性膜82的厚度,因此也能够容易改变电感器80整体的可挠性程度。而且,对于复杂的形状也能够得到均匀的膜厚,因此能够提高金属磁性膜82的成形精度。
又,在电感器80中,金属磁性膜82被热处理。因此能够消除金属磁性膜82中存在的残余变形,能够消除金属磁性膜82的脆性。从而容易维持金属磁性膜82的可挠性。
以上对本发明各实施形态进行了说明,但是本发明除此以外可以有各种变形。
在上述各实施形态中,外部电极34、84的形成采用PVD法,但是并不限于此,也可以采用化学气相析出(CVD)法等别的手段。又,可以利用掩模形成没有掩模的部分,在该部分上形成薄膜。
又,在上述各实施形态中,电感器10、80采用在两层上形成导体线圈16的双层结构,但是并不限于此,也可以是3层或3层以上的多层结构,又可以是仅为1层的结构。在采用多层结构的情况下,将多个导体线圈16配置于一个电感器中,以此能够提高电感器10、80的功能,同时能够实现电感器10、80的小型化。
又,在上述各实施形态中,将复合磁体30和金属磁性膜82设置于薄膜型线圈12的两侧,但是也可以只在薄膜型线圈12的某一方设置。
又,在上述各实施形态中,导体线圈16形成为圆形的涡旋状,但是并不限于此形状,也可以形成为四角形的涡旋状,也可以是弯曲“S”那样的形状。
又,在上述第2实施形态中,金属磁性膜82的热处理温度的下限采用400℃及400℃以上,上限采用材料熔点的70%的温度,但是并不限于此,也可以是其下限采用400℃以下的温度,其上限采用材料熔点的70%以上的温度。
又,在上述第2实施形态中,金属磁性膜82的磁导率在3000~20000(H/m)的范围内,但是并不限于此,也可以采用3000(H/m)以下,也可以采用20000(H/m)以上。
又,在上述第2实施形态中,电感器80的一端和另一端上配置有绝缘被覆膜86,但是也可以不配置。
在上述第2实施形态中,金属磁性膜82的形成采用电铸、电镀或PVD方法,但是并不限于此,也可以采用化学气相析出(CVD)法等别的手段。
在上述第2实施形态中,在电感器80的中央没有设置冲孔,但是也可以设置冲孔。
工业应用性
本发明的电感器可以使用于便携式电话、便携式设备或车载用电子设备等各种设备上。
Claims (15)
1.一种电感器,其特征在于,
具有通过依次配置耐热性树脂薄膜、具有可挠性的导体线圈、以及覆盖该导体线圈用的绝缘膜而形成的薄膜型线圈,
所述薄膜型线圈的两个面上或一个面上配置将磁性粉末与树脂合成形成的复合磁体,
所述耐热性树脂薄膜、所述绝缘膜以及所述复合磁体至少具有可挠性。
2.如权利要求1所述的电感器,其特征在于,所述导体线圈是在上述耐热性树脂薄膜上作为导电性薄膜形成的。
3.如权利要求1或2所述的电感器,其特征在于,所述导体线圈和绝缘膜是,在上述耐热性树脂薄膜上,将导电糊和树脂溶液进行图案印刷而形成的。
4.如权利要求1或2所述的电感器,其特征在于,所述导体线圈是通过蚀刻金属、电镀、电铸、印刷或蒸镀,在上述耐热性树脂薄膜上形成图案。
5.如权利要求1或2所述的电感器,其特征在于,在所述耐热性树脂薄膜的未形成上述导体线圈的部分上,形成冲孔。
6.一种电感器,其特征在于,
具有通过依次配置耐热性树脂薄膜、具有可挠性的导体线圈、覆盖该导体线圈用的绝缘膜而形成的薄膜型线圈,
在所述薄膜型线圈的两个面上或一个面上配置磁体,
所述耐热性树脂薄膜、所述绝缘膜、以及所述磁体至少具有可挠性。
7.如权利要求6所述的电感器,其特征在于,所述导体线圈的两端,从所述耐热性树脂薄膜的端面露出,同时连接于外部电极,在该外部电极与上述磁体之间配置绝缘体。
8.如权利要求6或7所述的电感器,其特征在于,所述导体线圈配置多个。
9.如权利要求6或7所述的电感器,其特征在于,所述磁体是金属磁性膜。
10.如权利要求9所述的电感器,其特征在于,所述金属磁性膜是通过压延方法制造的箔材或熔融金属骤冷形成的箔材。
11.如权利要求9所述的电感器,其特征在于,所述金属磁性膜是利用电铸、电镀或包括PVD的蒸镀方法形成的。
12.如权利要求9所述的电感器,其特征在于,所述金属磁性膜是经过热处理的。
13.如权利要求6或7所述的电感器,其特征在于,所述导体线圈是在上述耐热性树脂薄膜上作为导电性薄膜形成的。
14.如权利要求6或7所述的电感器,其特征在于,所述导体线圈和绝缘体是,在上述耐热性树脂薄膜上,将导电糊和树脂溶液进行图案印刷而形成的。
15.如权利要求6或7所述的电感器,其特征在于,所述导体线圈通过蚀刻金属、电镀、电铸、印刷、PVD或蒸镀,在上述耐热性树脂薄膜上形成图案。
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