JP2007214381A - Inductance element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、基板に所定長さの導体を形成してなるインダクタンス素子に関する。 The present invention relates to an inductance element in which a conductor having a predetermined length is formed on a substrate.
上記分野に関連する技術として、例えば特許文献1に記載の高周波用コイルがある。この従来の高周波用コイルでは、基板上に設けたコイルの頂面を断面凹状に形成することにより、導電部分の表面積(導電部分と絶縁部分の接触面積)を大きくしている。
導電部分の表面積を大きくすることは、通電によって発生する熱の放熱性を向上できる点や、表皮効果によって導体の表面を流れる特性を持つ高周波電流に対する低インピーダンス化を実現できる点でメリットがある。しかしながら、上述した従来の高周波用コイルでは、コイルの基板側の形状が単純に基板に沿った平坦なものであるため、表面積の大面積化が十分に図られているとは言い難い。そのため、放熱性の向上及び高周波電流に対する低インピーダンス化を十分に図ることができる技術が望まれていた。 Increasing the surface area of the conductive portion is advantageous in that it can improve the heat dissipation of heat generated by energization, and can realize low impedance against high-frequency current having the characteristic of flowing on the surface of the conductor due to the skin effect. However, in the conventional high-frequency coil described above, since the shape of the coil on the substrate side is simply flat along the substrate, it cannot be said that the surface area is sufficiently increased. Therefore, there has been a demand for a technique that can sufficiently improve heat dissipation and reduce impedance with respect to high-frequency current.
本発明は上記課題の解決のためになされたものであり、放熱性の向上及び高周波電流に対する低インピーダンス化を十分に図ることができるインダクタンス素子を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an inductance element that can sufficiently improve heat dissipation and reduce impedance against high-frequency current.
上記課題の解決のため、本発明に係るインダクタンス素子は、基板に所定長さの導体を形成してなるインダクタンス素子であって、基板には、導体の長手方向に沿って延在する電気絶縁性の核体が形成され、導体は、電解めっき法によって電気絶縁性の核体を覆うように成長させためっき層によって形成されていることを特徴としている。 In order to solve the above problems, an inductance element according to the present invention is an inductance element formed by forming a conductor having a predetermined length on a substrate, and the substrate has an electrical insulating property extending along the longitudinal direction of the conductor. The core is formed, and the conductor is formed by a plating layer grown so as to cover the electrically insulating core by electrolytic plating.
このインダクタンス素子では、基板に形成された電気絶縁性の核体を覆うように導体が形成されているので、電気絶縁性の核体と導体との接触面積の分だけ導体の基板側の表面積を大面積化できる。また、電解めっき法によるめっき層の成長により導体を形成するので、導体の頂部側の形状を例えばアーチ状に形成でき、導体の頂部側の表面積も大面積化できる。これらの結果、このインダクタンス素子では、放熱性の向上及び高周波電流に対する低インピーダンス化を十分に図ることができる。 In this inductance element, since the conductor is formed so as to cover the electrically insulating core formed on the substrate, the surface area on the substrate side of the conductor is increased by the contact area between the electrically insulating core and the conductor. The area can be increased. Further, since the conductor is formed by growing the plating layer by the electrolytic plating method, the shape on the top side of the conductor can be formed, for example, in an arch shape, and the surface area on the top side of the conductor can be increased. As a result, in this inductance element, it is possible to sufficiently improve heat dissipation and reduce the impedance against high-frequency current.
また、基板には、導体の長手方向に沿って延在するシード層が更に形成され、電気絶縁性の核体は、シード層上に形成されていることが好ましい。この場合、電気絶縁性の核体が基板から離間するので、導体と核体との接触面積をより大面積化できる。したがって、放熱性の向上及び高周波電流に対する低インピーダンス化を一層図ることができる Moreover, it is preferable that the substrate is further formed with a seed layer extending along the longitudinal direction of the conductor, and the electrically insulating core is formed on the seed layer. In this case, since the electrically insulating core is separated from the substrate, the contact area between the conductor and the core can be increased. Therefore, it is possible to further improve the heat dissipation and lower the impedance against the high frequency current.
また、電気絶縁性の核体は、複数列形成され、導体は、電解めっき法によって各電気絶縁性の核体を覆うように成長させためっき層のそれぞれを互いに接続して形成されていることが好ましい。このような構成により、導体の表面積を更に大面積化でき、放熱性及び高周波電流に対する低インピーダンス化を一層図ることができる。 In addition, the electrically insulating cores are formed in a plurality of rows, and the conductor is formed by connecting each of the plated layers grown so as to cover each electrically insulating core by the electrolytic plating method. Is preferred. With such a configuration, the surface area of the conductor can be further increased, and heat dissipation and impedance reduction with respect to high-frequency current can be further achieved.
また、電気絶縁性の核体のアスペクト比は、0.1以上であることが好ましい。この場合、導体で発生する渦電流損失を抑えることができる。これにより、導体自体の発熱を抑えることが可能となり、インダクタンス特性の向上が図られる。 The aspect ratio of the electrically insulating core is preferably 0.1 or more. In this case, eddy current loss generated in the conductor can be suppressed. Thereby, it is possible to suppress the heat generation of the conductor itself, and the inductance characteristics can be improved.
以上説明したように、本発明に係るインダクタンス素子によれば、放熱性の向上及び高周波電流に対する低インピーダンス化を十分に図ることができる。 As described above, according to the inductance element according to the present invention, it is possible to sufficiently improve the heat dissipation and reduce the impedance with respect to the high-frequency current.
以下、図面を参照しながら、本発明に係るインダクタンス素子の好適な実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, a preferred embodiment of an inductance element according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[第1実施形態]
図1は、本発明の第1実施形態に係るインダクタンス素子を示す平面図である。図1に示すように、インダクタンス素子1は、一辺が数mmの略正方形状の絶縁板(基板)2を有している。絶縁板2は、いわゆるフレキシブル基板であり、例えばポリイミド樹脂によって厚さ約60μmに形成され、折り曲げ可能な程度の柔軟性を有している。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a plan view showing an inductance element according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the
絶縁板2の略中央には、インダクタンス素子1を収容するフェライトコアの内脚部(図示しない)を挿通させるための円形の開口3が形成されている。絶縁板2の両面の各隅部には、導出端電極4がそれぞれ形成されている。
A circular opening 3 for inserting an inner leg portion (not shown) of a ferrite core that accommodates the
また、絶縁板2の両面には、開口3を囲む渦巻状のコイル(導体)5,5が形成されている。この両面のコイル5,5の一端部同士は、開口3の周縁部に設けられたコンタクト部6を介して電気的に接続され、各コイル5,5の他端部は、絶縁板2の一方の辺側に設けられた導出端電極4と、他方の辺側に設けられた導出端電極4とにそれぞれ電気的に接続されている。
Further, spiral coils (conductors) 5 and 5 surrounding the opening 3 are formed on both surfaces of the
したがって、絶縁板2の一方の辺側に設けられた導出端電極4と、他方の辺側に設けられた導出端電極4との間に所定の電圧を印加すると、絶縁板2の両面に形成されているコイル5,5間に電流が生じるようになっている。
Therefore, when a predetermined voltage is applied between the leading end electrode 4 provided on one side of the
ここで、上述したコイル5,5の内側の構成について、図2を参照しながら説明する。図2は、図1におけるII−II線断面の一部を示す図である。
Here, the internal configuration of the
図2に示すように、コイル5,5の内側には、複数列(本実施形態では3列)の電気絶縁性の核体7が設けられている。この電気絶縁性の核体7は、例えばBTレジンなどの樹脂を含んだフェライトによって形成され、コイル5,5の長手方向に沿って、互いに離間した状態で絶縁板2上に延在している。また、各電気絶縁性の核体7のアスペクト比、すなわち電気絶縁性の核体7の高さHと幅Wとの比は、0.1以上(本実施形態では約1.0)となっている。
As shown in FIG. 2, a plurality of rows (three rows in this embodiment) of electrically insulating
一方、コイル5,5は、電解めっき法によって各電気絶縁性の核体7を覆うように成長させた例えば銅からなるめっき層8のそれぞれを互いに接続することによって形成されている。コイル5,5の底面側は、各電気絶縁性の核体7の側面及び頂面に沿う凹凸形状となっており、コイル5,5の頂面側は、各電気絶縁性の核体7に対応する位置が突出するアーチ状の凹凸形状となっている。
On the other hand, the
次に、上述したインダクタンス素子1の製造方法について、図3を参照しながら説明する。
Next, a method for manufacturing the
まず、図3(a)に示すように、絶縁板2を準備する。絶縁板2は、絶縁板2は、厚さが60μmのポリイミド樹脂であり、折り曲げ可能な程度の柔軟性を有している。絶縁板2の略中央には、上述した円形の開口3(図3においては図示しない)が既に形成されている。
First, as shown in FIG. 3A, the
次に、図3(b)に示すように、BTレジンなどの樹脂を含んだフェライトからなる電気絶縁性の核体7を絶縁板2の両面に形成する。電気絶縁性の核体7のパターン形成には、例えばスクリーン印刷やインクジェットプリンティングを用いることができ、これにより、渦巻状のコイル5,5の形成ライン(図1参照)に対して3列設け、各電気絶縁性の核体7を互いに離間した状態で形成ラインに沿って延在させる。なお、フェライトに代えて、例えば感光性レジストを絶縁板2の両面に形成し、所定のマスクを用いたフォトリソグラフィーによって、上記パターンの各電気絶縁性の核体7を形成してもよい。
Next, as shown in FIG. 3B, electrically insulating
電気絶縁性の核体7を形成した後、図3(c)に示すように、電解めっきにより、各電気絶縁性の核体7を起点として、銅からなるめっき層8をそれぞれ電着させる。めっき層8の電着を進行させることにより、各電気絶縁性の核体7を覆うように各めっき層8がそれぞれ成長していく。そして、隣接する電気絶縁性の核体7の周りに肉厚に成長しためっき層8,8同士が互いに接続して一体化すると、絶縁板2の両面にコイル5,5が形成され、図1及び図2に示したインダクタンス素子1が完成する。
After forming the electrically insulating
このインダクタンス素子1では、コイル5,5の長手方向に沿って絶縁板2上に延在する3列の電気絶縁性の核体7が設けられており、コイル5,5は、電解めっき法によって各電気絶縁性の核体7を覆うように成長させためっき層8のそれぞれを互いに接続して形成されている。これにより、コイル5,5の底面側は、各電気絶縁性の核体7の側面及び頂面に沿う凹凸形状となっており、コイル5,5の頂面側は、各電気絶縁性の核体7に対応する位置が突出するアーチ状の凹凸形状となっている。
In this
この結果、このインダクタンス素子1では、コイル5,5の表面積(導電部分と絶縁部分との接触面積)が大面積化されるため、通電によってコイル5,5に発生する熱の放熱性を向上できると共に、表皮効果によって導体の表面を流れる特性を持つ高周波電流に対する低インピーダンス化を実現できる。
As a result, in this
また、インダクタンス素子1では、各電気絶縁性の核体7のアスペクト比が0.1以上となっているので、コイル5,5で発生する渦電流損失を抑えることができる。これにより、コイル5,5自体の発熱を抑えることが可能となり、インダクタンス特性の向上が図られる。
Further, in the
なお、上述したインダクタンス素子1は、以下のような製造方法によっても得ることが可能である。すなわち、まず、図4(a)に示すように、絶縁板2を準備し、次に、図4(b)に示すように、パラジウムを触媒として含む樹脂からなる電気絶縁性の核体7を絶縁板2の両面に形成する。電気絶縁性の核体7のパターンは、例えばスクリーン印刷やインクジェットプリンティング、フォトリソグラフィー等によって、図3(b)に示した実施形態と同様に形成する。
The
電気絶縁性の核体7を形成した後、各電気絶縁性の核体7の表面にプラズマ処理またはUV処理を施し、触媒であるパラジウムを表面に析出させる。そして、所定のめっきマスク(図示しない)を用いた無電解めっきにより、図4(c)に示すように、電気絶縁性の核体7の表面を覆うように例えば銅(または銀)からなる下地層9を選択的に形成する。
After forming the electrically insulating
その後、電解めっきにより、下地層9を起点としてめっき層8をそれぞれ電着させ、隣接する電気絶縁性の核体7の周りに肉厚に成長しためっき層8,8同士が互いに接続して一体化すると、絶縁板2の両面にコイル5,5が形成され、図1及び図2に示したインダクタンス素子1が完成する。
Thereafter, the
[第2実施形態]
続いて、本発明に係るインダクタンス素子の第2実施形態について説明する。この実施形態は、コイル5,5の内側に設けられた各電気絶縁性の核体7が絶縁板2から離間している点で、電気絶縁性の核7が絶縁板2上に直接形成されている第1実施形態と相違している。
[Second Embodiment]
Subsequently, a second embodiment of the inductance element according to the present invention will be described. In this embodiment, the electrically insulating
すなわち、第2実施形態に係るインダクタンス素子10においては、図5に示すように、コイル5,5の長手方向に沿って延在するシード層11が絶縁板2の両面に設けられ、3列の電気絶縁性の核体7は、コイル5,5の長手方向に沿って互いに離間した状態でシード層11上に延在している。各電気絶縁性の核のアスペクト比は、第1実施形態と同様に約1.0となっている。
That is, in the
また、コイル5,5は、電解めっき法によってシード層11及び各電気絶縁性の核体7を覆うように成長させためっき層8のそれぞれを互いに接続することによって形成されている。これにより、各電気絶縁性の核体7は、コイル5,5の底面側に内包され、コイル5,5の頂面側は、各電気絶縁性の核体7に対応する位置が窪んだアーチ状の凹凸形状となっている。
The
このようなインダクタンス素子10を製造する場合、まず、図6(a)に示すように、絶縁板2を準備する。次に、図6(b)に示すように、例えば銅からなるシード層11を絶縁板2の両面に形成する。シード層11は、形成するコイル5,5よりわずかに狭幅となるようにして、コイル5,5の形成ライン(図1参照)に沿って延在させる。このシード層11の形成には、例えばスクリーン印刷やインクジェットプリンティング、所定のマスク(図示しない)を介したスパッタリングを用いることができる。
When manufacturing such an
シード層11を形成した後、図6(c)に示すように、シード層11の表面に電気絶縁性の核体7を形成する。電気絶縁性の核体7のパターン形成には、第1実施形態と同様に、例えばスクリーン印刷やインクジェットプリンティング、フォトリソグラフィー等を用いることができ、これにより、渦巻状のコイル5,5の形成ライン(図1参照)に対して電気絶縁性の核体7を3列設け、各電気絶縁性の核体7を互いに離間した状態で形成ラインに沿って延在させる。
After the
電気絶縁性の核体7を形成した後、図6(d)に示すように、電解めっきにより、シード層11を起点としてめっき層8をそれぞれ電着させる。めっき層8の電着を進行させることにより、隣接する電気絶縁性の核体7の周りに肉厚に成長しためっき層8,8同士が互いに接続して一体化すると、絶縁板2の両面にコイル5,5が形成され、図5に示したインダクタンス素子10が完成する。
After forming the electrically insulating
このインダクタンス素子10では、シード層11を絶縁板2と各電気絶縁性の核体7との間に介在させることにより、電気絶縁性の核体7が絶縁板2から離間した状態でコイル5,5の底面側に内包されている。そのため、各電気絶縁性の核体7の側面及び頂面に接触する部分に加えて、各電気絶縁性の核体7の底面にも接触する分、コイル5,5の表面積をより大面積化することが可能となる。これにより、コイル5,5に発生する熱の放熱性の向上、及び高周波電流に対する低インピーダンス化を一層効果的に実現できる。
In this
また、インダクタンス素子10においても、各電気絶縁性の核体7のアスペクト比が0.1以上となっているので、コイル5,5で発生する渦電流損失を抑えることができる。これにより、コイル5,5自体の発熱を抑えることが可能となり、インダクタンス特性の向上が図られる。
Also in the
本発明は、上記実施形態に限られるものではない。例えば、上記各実施形態では、電気絶縁性の核体7を複数列設けているが、電気絶縁性の核体7は1列であってもよい。また、基板の材質は、上述したポリイミド樹脂製のフレキシブル基板に限られず、例えばフェライトであってもよい。また、絶縁性の基板に限られず、金属板であってもよい。
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, in each of the embodiments described above, a plurality of rows of electrically insulating
1,10…インダクタンス素子、2…絶縁板(基板)、5…コイル(導体)、7…電気絶縁性の核体、8…めっき層、11…シード層。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記基板には、前記導体の長手方向に沿って延在する電気絶縁性の核体が設けられ、
前記導体は、電解めっき法によって前記電気絶縁性の核体を覆うように成長させためっき層によって形成されていることを特徴とするインダクタンス素子。 An inductance element formed by forming a conductor of a predetermined length on a substrate,
The substrate is provided with an electrically insulating core extending along the longitudinal direction of the conductor,
The inductance element, wherein the conductor is formed by a plating layer grown so as to cover the electrically insulating core by an electrolytic plating method.
前記電気絶縁性の核体は、前記シード層上に形成されていることを特徴とするインダクタンス素子。 The substrate is further provided with a seed layer extending along the longitudinal direction of the conductor,
The inductance element, wherein the electrically insulating core is formed on the seed layer.
前記導体は、電解めっき法によって前記各電気絶縁性の核体を覆うように成長させためっき層のそれぞれを互いに接続して形成されていることを特徴とする請求項1又は2記載のインダクタンス素子。 The electrical insulating core is provided in a plurality of rows,
3. The inductance element according to claim 1, wherein the conductor is formed by connecting each of plating layers grown so as to cover the respective electrically insulating nuclei by an electrolytic plating method. .
The inductance element according to claim 1, wherein an aspect ratio of the electrically insulating core is 0.1 or more.
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JP2011029313A (en) * | 2009-07-23 | 2011-02-10 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Thick conductor substrate and manufacturing method thereof |
JP2013008859A (en) * | 2011-06-24 | 2013-01-10 | Asahi Kasei Electronics Co Ltd | Coil for wireless power feeding/receiving and unit using the same |
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