JP2007189205A - 埋め込み式インダクタ構造及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】同じサイズ規格の下、コイルの巻数を増すことでインダクタンス値を高めつつ電流負荷特性を改善できる埋め込み式インダクタ構造及びその製造方法を提供する。
【解決手段】埋め込み式インダクタ構造２は、少なくとも一つのコイル２１及び磁性体２２を含む。前記コイル２１は導電線材を中段部分より二つの端部２０１に向けて巻いて形成され、前記コイル２１は前記磁性体２２に埋め込まれる。
【選択図】図２

Description

本発明は埋め込み式インダクタ構造及びその製造方法に関し、特にコイルを中段部分から二つの端部に向けらせん状に巻いて形成させる埋め込み式インダクタ構造及びその製造方法に関するものである。

電子製品の小型化につれて、デバイスの小型化の傾向にあり、これに対応するために、基本的且つ重要な部品、例えばインダクタ構造についても同様にサイズの縮小化が要求されている。

図１を参照すると、従来の埋め込み式インダクタ構造１はコイル（coil）１１、磁性体１２及び二つの端子１３を有している。前記コイル１１の両端は前記端子１３と連結され、且つ前記磁性体１２は前記コイル１１を覆っている。また、前記端子１３は前記磁性体１２の外に露出し、埋め込み式インダクタ構造１のピンとなる。

前記コイル１１は、通常は導電線材を一端から他端に向けて巻いていき、中空の筒状構造を形成する。しかし、この従来の巻き線方式を利用して得られるコイル１１は、そのコイル中央部分を導電線材の巻き付けに利用できないために中央に隙間部分が残り、よってコイル１１のサイズが有効に縮小できない。故に、埋め込み式インダクタ構造１の厚みが増大し、デバイスの小型化の要求に対応できない。さらに、コイル１１は、その巻いてできる空間を完全に埋めることのできないものであるため、同じサイズ規格の下では、コイルの巻数に一定の制限が課せられる。

よって、同じサイズ規格の下で、コイルの巻数を増すことでインダクタンス値と高電流負荷の耐久性(endurance)とを向上できる埋め込み式インダクタ構造及びその製造方法を如何に提供するかが重大な課題である。

本発明の目的は同じサイズ規格の下で、コイルの巻数を増すことでインダクタンス値を高めつつ電流負荷特性を改善できる、埋め込み式インダクタ構造及びその製造方法を提供することにある。

本発明はさらに構造体の体積を縮小できる埋め込み式インダクタ構造及びその製造方法を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するために、本発明による埋め込み式インダクタ構造は少なくとも一つのコイル及び磁性体を含む。前記コイルは、導電線材を中段部分から二つの端部に向けらせん状に巻くことで、らせん状配列をなす。前記コイルは前記磁性体中に埋め込まれる。

上述の目的を達成するために、本発明による埋め込み式インダクタ構造の製造方法は次のステップを含む。すなわち、導電線材を中段部分から二つの端部に向けてらせん状に巻くことにより、らせん状配列をなすコイルを形成するステップと、その後、前記コイルを磁性材料中に埋め込むステップを含む。

上述したように、本発明による埋め込み式インダクタ構造及びその製造方法は、導電線材を中段部分から二つの端部に向け、らせん状に巻き、らせん状配列をなすコイルを形成する。よって、従来の技術と比べ、本発明は、同じサイズ規格の下で、より多くの巻数を有しており、故に比較的に高いインダクタンス値を備えつつ、電流負荷特性、例えば高電流負荷耐久性を改善することができる。

以下に、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態である埋め込み式インダクタ構造及びその製造方法を説明する。

図２及び図３は、本発明の好ましい実施形態における埋め込み式インダクタ構造２の立体図及び側面図である。前記埋め込み式インダクタ構造２は少なくとも一つのコイル２１、磁性体２２及び二つの端子２３を含む。

前記コイル２１は導電線材を中段部分より二つの端部２０１に向かって、らせん状に巻かれて形成されるため、前記コイル２１は緊密ならせん状の配列をなす。よって同じ体積条件のもと、巻数がより多くなり、インダクタンス値上昇の効果が達成される。さらに前記端部２０１を前記端子２３と連結させ、外部回路と電気接続できる構造にする。前記導電線材２０或いは前記端子２３の断面形状は円形、楕円形、多辺形或いは扁平状とすることができる。また、前記端部２０１自体を接続部とすることもでき、前記端子２３を付加しなくてもよい。

図３、図４Ａ及び図４Ｂを参照すると、前記導電線材２０は、内から外へ巻く方式で巻かれ、この巻き方式は、前記端部２０１を前記コイル２１の周縁部分より外へ延伸させる。また、前記端部２０１の方向は同じ或いは異なっても良い（例えば前記端部２０１間の夾角が４５度、９０度、１８０度或いはその他の任意の角度となる。）もちろん、前記コイル２１の巻き方向は、前記導電線材２０を中段部分から二つの端部２０１に向け、時計回り或いは逆時計回りのらせん状に巻くものとすることができる。前記コイル２１の各端部２０１の巻き方向は同じ或いは異なっても良い。

前記磁性体２２は前記コイル２１及び前記端子２３を覆い、前記コイル２１を内部に埋め込み、且つ前記端子２３の一部分を前記磁性体２２の外に露出させ、これにより埋め込み式インダクタ構造２が構成される。外に露出している前記端子２３は埋め込み式インダクタ構造２のピンとなる。前記磁性体２２は少なくとも１つの磁性金属粉末（例えば鉄粉或いは鉄系合金）を熱硬化性樹脂と混合し製造される。

前記インダクタ構造２は、付加的な端子２３をピンとして用いる必要がなく、前記端部２０１を前記磁性体２２の外に露出させこれ自体をピンとすればよい。もちろん、前記端部２０１の方向は同じ或いは異なっても良い。

図５及び図６Ａ乃至６Ｃは、本発明の好ましい実施形態における埋め込み式インダクタ構造の製造方法のフローチャート及び説明図である。本実施形態の製造方法は上述の前記埋め込み式インダクタ構造２を製造できる。

図５と図６Ａの如く、ステップＳ０１において、前記導電線材２０を提供する。前記導電線材２０の断面形状は円形、楕円形、多辺形或いは扁平状とすることができる。

そして、ステップＳ０２において、前記導電線材２０を中段部分から二つの端部２０１に向けて同じ（或いは反対）方向に巻き付けて、コイル２１を形成する。前記導電線材２０の各端部２０１の巻き方式は前述の如くであり、ここでは、繰り返して述べない。そして、さらに前記コイル２１をプレスする（図６Ａの矢印が示す方向にプレスする）ことによって、前記コイル２１が緊密ならせん状の配列となる。前記コイル２１の前記端部２０１を治具２４（図６Ｂの如く）上に置く。

図５と図６Ｃの如く、ステップＳ０３において、前記導電線材２０の前記端部２０１を前記治具２４に固定する。前記端部２０１と固定される前記治具２４の部分を前記端子２３とする。

ステップＳ０４において、前記コイル２１及び前記端子２３を磁性材料で覆い、前記コイル２１を埋め込み且つ一部分の前記端子２３を前記磁性体２２の外に露出させる。その後に、前記治具２４を取り除き、前記端部２０１と連結する部分だけを残して、これを前記端子２３とし、前記埋め込み式インダクタ構造２（図２の如く）を得る。前記端子２３をピンとする必要のないときは、このステップを省略し、前記端部２０１自体を前記磁性体２２の外に露出させ、ピンとしてもよいことにも留意されたい。

図７を参照すると、本発明のもう一つの好ましい実施形態における導電線材の巻き方法の説明図である。本実施形態と上述の実施形態との相違は、本実施形態の前記導電線材２０は外から内へ巻く巻き付け方式からによって巻かれコイル２１を形成する。この時前記コイル２１の端部２０１は中心部分（例えば、中央）から延伸する。その他の点については上述の実施形態と同様であるため、ここで繰り返し説明しない。

本発明をわかり易くするために、本実施形態ステップＳ０４について、前記コイルを前記磁性材料に埋め込むステップの説明を加える。図８は、好ましい実施形態における、磁性材料でコイルを覆うステップのフローチャートを示し、下記のステップを含む。ステップＳ１１において、磁性材料からなるベースを提供する。前記ベースは収納スペースを有している。さらにステップＳ１２においては、前記コイルを収納スペース内に置く。その後に、ステップＳ１３において、前記ベースに磁性材料を入れ、前記収納スペースを充填する。さらにステップＳ１４において、プレスすることで前記ベース及び前記磁性材料で前記コイルを覆う。

図９は、もう一つの好ましい実施形態における、磁性材料でコイルを覆うステップのフローチャートを示し、下記のステップを含む。ステップＳ２１において、磁性材料からなるベースを提供する。前記ベースは収納スペース及び少なくとも二つの側壁を有している。その後に、ステップＳ２２において、前記コイルを前記収納スペース内に置き、さらにステップＳ２３において、プレスすることで、前記ベースの前記側壁の解体と再分布を行い、前記コイルを覆う。

図１０は、さらに別の好ましい実施形態における、磁性材料でコイルを覆うステップのフローチャートを示し、下記のステップを含む。ステップＳ３１において、磁性材料を下地にし、さらにステップＳ３２で前記コイルを前記磁性材料上に置く。その後に、ステップＳ３３において磁性材料を充填し前記コイルを覆い、さらにステップＳ３４でプレスし、前記磁性材料で前記コイルを覆う。

以上まとめると、本発明による埋め込み式インダクタ構造及びその製造方法は、導電線材を中段部分より二つの端部に向け、らせん状に巻き付け、らせん状配列をなすコイルを形成する。よって従来の技術と比べて、本発明は同じサイズ規格のもとで、より多くの巻数を有するため、比較的高いインダクタンス値を有しつつ、電流負荷特性、例えば高電流負荷耐久性を改善することができる。

以上、好適な実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定はされないと解されるべきであり、つまり本発明は、（当業者であれば自明であるような）各種変更および均等な構成を包含するものである。上に掲げた実施例は、本発明の原理を説明するための最良の態様を提示すべく選択し記載したものである。即ち、添付の特許請求の範囲は、かかる各種変更および均等な構成が全て包含されるように、最も広い意味に解釈されるべきである。

従来の埋め込み式インダクタ構造の概略図である。 本発明の好ましい実施形態における埋め込み式インダクタ構造の立体図である。 本発明の好ましい実施形態における埋め込み式インダクタ構造の側面図である。 本発明の好ましい実施形態における埋め込み式インダクタ構造の端部の一例を示す。 本発明の好ましい実施形態における埋め込み式インダクタ構造の端部のもう一つの例を示す。 本発明の好ましい実施形態における埋め込み式インダクタ構造の製造方法のフローチャートである。 本発明の好ましい実施形態における埋め込み式インダクタ構造の製造方法の説明図である。 本発明の好ましい実施形態における埋め込み式インダクタ構造の製造方法の説明図である。 本発明の好ましい実施形態における埋め込み式インダクタ構造の製造方法の説明図である。 本発明の好ましい実施形態における導電線材の巻き方法の説明図である。 本発明の好ましい実施形態の埋め込み式インダクタ構造の製造方法における、磁性材料でコイルを覆うステップのフローチャートの一例である。 本発明の好ましい実施形態の埋め込み式インダクタ構造の製造方法における、磁性材料でコイルを覆うステップのフローチャートの一例である。 本発明の好ましい実施形態の埋め込み式インダクタ構造の製造方法における、磁性材料でコイルを覆うステップのフローチャートの一例である。

符号の説明

１，２ 埋め込み式インダクタ構造
１１，２１ コイル
１２，２２ 磁性体
１３，２３ 端子
２０ 導電線材
２０１ 端部
２４ 治具

Claims (12)

1. 導電線材を中段部分より二つの端部に向け、らせん状に巻いて形成される少なくとも一つのコイルと、
   前記コイルが埋め込まれる磁性体と、を含んだ埋め込み式インダクタ構造。
2. 前記導電線材の各端部は内から外へ巻く或いは外から内へ巻く方式で巻かれることを特徴とする請求項１に記載の埋め込み式インダクタ構造。
3. 前記端部は前記コイルの周縁部分より外に引出され或いは前記コイルの中心部分より外に引出されることを特徴とする請求項１に記載の埋め込み式インダクタ構造。
4. 前記端部は、巻かれた後に外側へ向かい前記磁性体の外に引出されることを特徴とする請求項１に記載の埋め込み式インダクタ構造。
5. 前記端部にそれぞれ連結される二つの端子をさらに含み、前記端子は前記磁性体から外に露出することを特徴とする請求項１に記載の埋め込み式インダクタ構造。
6. 前記導電線材の断面形状は円形、楕円形、多辺形或いは扁平状であることを特徴とする請求項１に記載の埋め込み式インダクタ構造。
7. 前記磁性体は少なくとも一つの磁性金属粉末を熱硬化性樹脂に混合することにより製造され、且つ前記磁性金属粉末は鉄粉或いは鉄系合金であることを特徴とする請求項１に記載の埋め込み式インダクタ構造。
8. 導電線材を提供するステップと、
   前記導電線材を中段部分より二つの端部に向けて巻くことによりコイルを形成するステップと、
   前記コイルを磁性材料中に埋め込むステップと、を含んだ埋め込み式インダクタ構造の製造方法。
9. 前記コイルを形成するステップの後に、前記導電線材の前記端部を治具に固定し、前記端部が固定される前記治具の部分をそれぞれ二つの端子とするステップをさらに含んだ請求項８に記載の埋め込み式インダクタ構造の製造方法。
10. 前記コイルを磁性材料中に埋め込むステップは、
    磁性材料からなる収納スペースを有しているベースを提供するステップと、
    前記コイルを前記収納スペース内に置くステップと、
    前記ベースに磁性材料を入れ、前記収納スペースを充填するステップと、
    プレスすることで、前記ベース及び前記磁性材料で前記コイルを覆うステップと、をさらに含んだ請求項８に記載の埋め込み式インダクタ構造の製造方法。
11. 前記コイルを磁性材料中に埋め込むステップは、
    磁性材料からなる、収納スペース及び二つの側壁を有しているベースを提供するステップと、
    前記コイルを前記収納スペース内に置くステップと、
    プレスすることによって、前記ベースの前記側壁の解体と再分布を行い、前記コイルを覆うステップと、をさらに含んだ請求項８に記載の埋め込み式インダクタ構造の製造方法。
12. 前記コイルを磁性材料中に埋め込むステップは、
    磁性材料を下地にするステップと、
    前記コイルを前記磁性材料の上に置くステップと、
    磁性材料を充填し、前記コイルを覆うステップと、
    プレスすることによって、前記磁性材料に前記コイルを覆わせるステップと、をさらに含んだ請求項８に記載の埋め込み式インダクタ構造の製造方法。

Images