JP2013098310A - Inductor component and electronic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば電子部品モジュール等に用いられるインダクタ部品および電子装置に関するものである。 The present invention relates to an inductor component and an electronic device used for, for example, an electronic component module.
例えば携帯電話機等の電子機器分野において、インダクタおよびIC素子等の複数の電子部品が回路基板に実装された電子部品モジュールの開発が進められている。その電子部品モジュールに用いられるインダクタ部品は、例えば電源用途等において、インダクタンス値の増大化が求められており、磁性材料が用いられている。 For example, in the field of electronic devices such as mobile phones, development of electronic component modules in which a plurality of electronic components such as inductors and IC elements are mounted on a circuit board is in progress. The inductor component used in the electronic component module is required to increase the inductance value in, for example, a power supply application, and a magnetic material is used.
磁性材料が用いられたインダクタ部品は、高電流におけるインダクタンス値を高くするために、磁性体を飽和させ難くする必要があり、サイズが大きくなる傾向がある。インダクタ部品のサイズの増大化に伴う電子部品モジュールのサイズの増大化を抑えるために、IC素子上にインダクタ部品が設けられている構造が提案されている。 An inductor component using a magnetic material needs to make it difficult to saturate a magnetic body in order to increase an inductance value at a high current, and tends to increase in size. In order to suppress the increase in the size of the electronic component module accompanying the increase in the size of the inductor component, a structure in which the inductor component is provided on the IC element has been proposed.
インダクタ部品として、インダクタンス値を高くするために、例えばトロイダルコイルを埋設されたものが知られている。 As an inductor component, for example, a toroidal coil is embedded in order to increase the inductance value.
しかしながら、トロイダルコイルは、高電流を流した場合には低電流を流した場合に比べてインダクタンス値が大きく低下する。その結果、高電流を流した場合に、所望のインダクタンス値が得られないという問題があった。 However, the toroidal coil has a significantly lower inductance value when a high current is applied than when a low current is applied. As a result, there is a problem that a desired inductance value cannot be obtained when a high current is passed.
本発明の一つの態様によれば、板状の基体部と、磁性材料を含んでおり前記基体部の下面に設けられた脚部と、平面透視において前記基体部の中心部を囲むように、前記基体部に埋設されたトロイダルコイル導体とを含んでいる。平面透視において前記脚部と前記トロイダルコイル導体とが重なるように設けられている。 According to one aspect of the present invention, a plate-like base portion, a leg portion containing a magnetic material and provided on the lower surface of the base portion, and surrounding a central portion of the base portion in a plan view, And a toroidal coil conductor embedded in the base portion. The planar portion is provided so that the leg portion and the toroidal coil conductor overlap each other.
本発明の一つの態様によるインダクタ部品は、磁性材料を含んでおり基体部の下面に設けられた脚部が、平面透視において基体に埋設されたトロイダルコイル導体と重なるように設けられていることによって、トロイダルコイル導体に高電流を流した場合に所望のインダクタンス値を得ることができる。 An inductor component according to an aspect of the present invention includes a magnetic material, and a leg portion provided on a lower surface of the base portion is provided so as to overlap with a toroidal coil conductor embedded in the base body in a plan view. When a high current is passed through the toroidal coil conductor, a desired inductance value can be obtained.
以下、本発明のいくつかの例示的な実施形態について図面を参照して説明する。 Hereinafter, some exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1の実施形態)
図1〜図3に示されているように、第1の実施形態における電子装置は、インダクタ部品1と、インダクタ部品1の下方に設けられたIC素子2とを含んでいる。インダクタ部品1およびIC素子2は、例えば電子部品モジュールを構成する回路基板3上に実装される。
(First embodiment)
As shown in FIGS. 1 to 3, the electronic device according to the first embodiment includes an
インダクタ部品1は、板状の基体部11と、基体部11の下面に設けられた脚部12と、基体部11に埋設されたトロイダルコイル導体13とを含んでいる。図3において、脚部12、トロイダルコイル導体13およびIC素子2は、基体部11を透視した状態で破線によって示されており、トロイダルコイル導体13は、ドット模様によって塗りつぶされている。
The
基体部11および脚部12は、磁性材料を含んでおり、焼成によって一体的に形成されている。基体部11および脚部12によって、磁性材料構造体が構成されている。例示的な基体11および脚部12は、99質量%以上のフェライトおよび1質量%未満のガラスから成り、フェライトは、高い透磁率を得るという観点において、ZnFe2O4,MnFe2O4,FeFe2O4,CoFe2O4,NiFe2O4,BaFe2O4,SrFe2O4およ
びCuFe2O4のうちの少なくとも1種類であることが好ましい。
The
基体部11は、板形状を有しており、互いに積層された第1の層111〜第3の層113を含んでいる。図2において、第1の層111〜第3の層113の界面は、仮想の二点鎖線によって示されている。第2の層112は、第1の層111の上に積層されており、第3の層113は、第2
の層112の上に積層されている。
The
Is laminated on the
脚部12は、平面透視においてトロイダルコイル導体13と重なるように設けられている。本実施形態において、平面透視とは図1および図2に示すB方向から見たときの視点である。脚部12が“トロイダルコイル導体13と重なるように設けられている”とは、単にトロイダルコイル導体13の基体部11の側面への引出しパターンの直下に設けられていることではなく、トロイダルコイル導体13の平面透視において基体部11の中心部を囲んでいる部分の少なくとも一部分の直下に設けられていることをいう。脚部12は、枠形状を有しており、IC素子2が配置された空間を含んでいる。
The
トロイダルコイル導体13は、平面透視において基体部11の中心部を囲むような形状を有しており、基体部11に埋設されている。例えば、トロイダルコイル導体13は、例えば導体を円環状の仮想線の周りに螺旋状に巻いた形状を有している。平面透視において、トロイダルコイル導体13は、脚部12の幅方向12wにおける形成領域内に含まれている。トロイダルコイル導体13は、平面視において複数の直線部分を有しており、脚部12が直線部分の少なくとも一部と重なるように位置している。トロイダルコイル導体13は、第1の層111の
上面に形成された第1のコイルパターン131と第2の層112の上面に形成された第2のコイ
ルパターン132とを含んでいる。第1のコイルパターン131および第2のコイルパターン132は、基体部11の第2の層112に設けられたビア導体によって電気的に接続されている。
The
IC素子2は、インダクタ部品1の基体部11の下面と脚部12とによって囲まれた空間14に設けられている。IC素子2は、例えばDC−DCコンバータにおける制御用IC素子である。IC素子2とインダクタ部品1のトロイダルコイル導体13とは電気的に接続される。
The
以下、磁性材料としてフェライトを含むインダクタ部品1の製造方法について説明する。インダクタ部品1の製造方法は、フェライトを含むスラリーを得る工程と、スラリーを用いてフェライトグリーンシートを得る工程と、コイルパターンを含む積層体を得る工程と、積層体を焼成する工程とを含んでいる。
Hereinafter, a method for manufacturing the
スラリーは、フェライト粉末に適当な有機バインダ、可塑剤および有機溶剤等が混合されて得られる。フェライト粉末は、フェライトグリーンシートの焼結状態において均一化を図るために、仮焼が施されており、粒径の均一化が図られており、球形状に近い形状を有するものがよい。フェライト粉末に部分的に小さい粒径の粒子が含まれている場合、その小さい粒径の粒子の部分のみ結晶粒の成長が低下し、焼結後に得られるフェライト層の透磁率が安定しにくい傾向がある。 The slurry is obtained by mixing ferrite powder with an appropriate organic binder, plasticizer, organic solvent, and the like. The ferrite powder is calcined in order to make it uniform in the sintered state of the ferrite green sheet, has a uniform particle size, and preferably has a shape close to a spherical shape. When the ferrite powder contains particles with a small particle size, the growth of crystal grains is reduced only at the small particle size, and the permeability of the ferrite layer obtained after sintering tends to be difficult to stabilize. There is.
フェライトグリーンシートは、スラリーを用いて、ドクターブレード法、圧延法およびカレンダーロール法等によって製造される。積層体は、一部のフェライトグリーンシートにコイルパターンが形成されている複数のフェライトグリーンシートを含んでいる。コイルパターンは、銅(Cu),銀(Ag),金(Au)または銀合金等の金属粉末に適用な有機バインダおよび溶剤が混練された導体ペーストを、スクリーン印刷法またはグラビア印刷法等によってフェライトグリーンシートの表面に塗布することによって形成される。 The ferrite green sheet is manufactured by using a slurry by a doctor blade method, a rolling method, a calendar roll method, or the like. The laminate includes a plurality of ferrite green sheets in which coil patterns are formed on some ferrite green sheets. The coil pattern is made of a conductive paste kneaded with an organic binder and a solvent applied to a metal powder such as copper (Cu), silver (Ag), gold (Au), or silver alloy. It is formed by applying to the surface of the green sheet.
本実施形態におけるインダクタ部品1は、磁性材料を含んでおり基体部11の下面に設けられた脚部12を含んでおり、脚部12は、平面透視において基体部11に埋設されたトロイダルコイル導体13の少なくとも一部と重なるように設けられていることによって、例えば基体部11の下面と脚部12とによって囲まれた空間14にIC素子2を設けてインダクタ部品1を含む複数の電子部品の実装面積を低減させることができる。
The
本実施形態におけるインダクタ部品1において、トロイダルコイル導体13の周囲に形成される磁束線は、脚部12に入り込むように分布している。したがって、トロイダルコイル導体13に高電流を流した場合に、基体部11の第1のコイルパターン131と第2のコイルパ
ターン132とビア導体とで囲まれた領域に生じる磁束の量が低減される。
磁束の量が低減されると、磁束が飽和状態となる電流値を高くできるので、インダクタ部品1は、トロイダルコイル導体13に高電流を流した場合に所望のインダクタンス値得ることができる。
In the
When the amount of magnetic flux is reduced, the current value at which the magnetic flux is saturated can be increased. Therefore, the
本実施形態のインダクタ部品1は、トロイダルコイル導体13が、平面透視において脚部12の幅方向12wにおける形成領域内に含まれている場合、トロイダルコイル導体13の周囲に発生する磁束線が脚部12内に入り易くなり、トロイダルコイル導体13に高電流値を流した場合にインダクタ部品1のインダクタンス値が得ることができる。
When the
本実施形態のインダクタ部品1において、トロイダルコイル導体13が、平面視で直線部分を含む形状を有しており、脚部12が、平面視において直線部分の少なくとも一部と重なるように位置している場合、直線部分は比較的均一な磁場を発生し易いため、インダクタ部品1のインダクタンス値をさらに向上できる。
In the
本実施形態における電子装置は、上述のインダクタ部品1と、インダクタ部品1の基体部11の下面と脚部12とによって囲まれた空間14に設けられたIC素子2とを含んでいることによって、インダクタ部品1およびIC素子2を含む電子装置の実装面積を低減させ、かつインダクタ部品1の高電流におけるインダクタンス値を向上させることができる。
The electronic device in the present embodiment includes the above-described
(第2の実施形態)
図4および図5を参照して、本発明の第2の実施形態における電子装置について説明する。本実施形態の電子装置において、第1の実施形態における電子装置と異なる構成は、第1の実施形態における枠形状の脚部12に代えて直線状の複数の脚部22aおよび22bを有することである。その他の構成は、第1の実施形態における電子装置と同様である。
(Second Embodiment)
With reference to FIG. 4 and FIG. 5, the electronic device in the 2nd Embodiment of this invention is demonstrated. In the electronic device of the present embodiment, the configuration different from the electronic device in the first embodiment is to have a plurality of linear legs 22a and 22b instead of the frame-shaped
複数の脚部22aおよび22bは、下面視において矩形状の基体部11の一対の辺に沿って配置されている。IC素子2は、複数の脚部22aおよび22bによって挟まれた空間に設けられている。
The plurality of leg portions 22a and 22b are arranged along a pair of sides of the
本実施形態におけるインダクタ部品1は、磁性材料を含んでおり基体部11の下面に設けられた複数の脚部22aおよび22bを含んでおり、複数の脚部22aおよび22bは、基体部11に埋設されたトロイダルコイル導体13の少なくとも一部と重なるように設けられていることによって、例えば基体部11の下面と脚部22aおよび22bとによって囲まれた空間にIC素子2を設けてインダクタ部品1を含む複数の電子部品の実装面積を低減させ、かつインダクタ部品1の特性を向上させてインダクタ部品1を含む電子装置の低背化を図ることができる。
The
本実施形態のインダクタ部品1において、トロイダルコイル導体13の形成領域が、平面透視において、複数の脚部22aおよび22bの幅方向22wにおける形成領域内に含まれている場合、トロイダルコイル導体13の周囲に発生する磁束線が複数の脚部22aおよび22b内に入り易くなり、トロイダルコイル導体13に高電流値を流した場合でも、インダクタ部品1のインダクタンス値を向上できる。
In the
本実施形態のインダクタ部品1において、トロイダルコイル導体13が、平面視において直線部分を含む形状を有しており、複数の脚部22aおよび22bが、直線部分の直下に位置している場合、インダクタ部品1のインダクタンス値をさらに向上できる。
In the
本実施形態のインダクタ部品1において、直線状の複数の脚部22aおよび22bが基体部11の下面における一対の辺に沿って設けられていることによって、例えばIC素子2の実装領域以外に他の電子部品を実装する等、基体部11の下面を有効に利用することができる。
In the
本実施形態における電子装置は、上述のインダクタ部品1と、インダクタ部品1の基体部11の下面と複数の脚部22aおよび22bとによって囲まれた空間に設けられたIC素子2とを含んでいることによって、インダクタ部品1およびIC素子2を含む電子装置の実装面積を低減させ、かつインダクタ部品1の高電流におけるインダクタンス値を向上できる。
The electronic device in the present embodiment includes the above-described
本実施形態の電子装置において、IC素子2が複数の脚部22aおよび22bによって挟まれた空間に設けられていることによって、IC素子2によって発生された熱が複数の脚部22aおよび22bの間から放散され、電子装置の放熱性が向上されている。
In the electronic device of the present embodiment, the
(第3の実施形態)
図6および図7を参照して、本発明の第3の実施形態における電子装置について説明する。本実施形態の電子装置において、第1の実施形態における電子装置と異なる構成は、第1の実施形態における枠形状の脚部12に代えて柱状の複数の脚部32a〜32dを有することである。その他の構成は、第1の実施形態における電子装置と同様である。
(Third embodiment)
An electronic device according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the electronic device according to the present embodiment, a configuration different from the electronic device according to the first embodiment is to have a plurality of columnar legs 32a to 32d instead of the frame-shaped
複数の脚部32a〜32dは、下面視において矩形状の基体部11の4つの角部分に配置されている。IC素子2は、複数の脚部32a〜32dによって囲まれた空間に設けられている。
The plurality of leg portions 32a to 32d are arranged at four corner portions of the
本実施形態におけるインダクタ部品1は、磁性材料を含んでおり基体部11の下面に設けられた複数の脚部32a〜32dを含んでおり、複数の脚部32a〜32dは、基体部11に埋設されたトロイダルコイル導体13の少なくとも一部と重なるように設けられていることによって、例えば基体部11の下面と複数の脚部32a〜32dとによって囲まれた空間にIC素子2を設けてインダクタ部品1を含む複数の電子部品の実装面積を低減させ、かつ高電流を流した場合にインダクタンス値を向上できるインダクタ部品1を含む電子装置の低背化を図ることができる。
The
本実施形態のインダクタ部品1において、トロイダルコイル導体13の形成領域が、平面透視において、複数の脚部32a〜32dの幅方向22wにおける形成領域内に含まれている場合、トロイダルコイル導体13の周囲に発生する磁束線が複数の脚部32a〜32d内に入り易くなり、トロイダルコイル導体13に高電流を流した場合のインダクタ部品1のインダクタンス値を向上できる。
In the
本実施形態のインダクタ部品1において、平面視でトロイダルコイル導体13の中心から遠い第1および第2のコイルパターンにおける特性が向上されており、トロイダルコイル導体13の直線部分における特性の差が低減されている。
In the
本実施形態のインダクタ部品1において、柱状の複数の脚部32a〜32dが基体部11の下面における角部分に設けられていることによって、例えばIC素子2の実装領域以外に他の電子部品を実装する等、基体部11の下面を有効に利用することができる。
In the
本実施形態における電子装置は、上述のインダクタ部品1と、インダクタ部品1の基体部11の下面と複数の脚部32a〜32dとによって囲まれた空間に設けられたIC素子2とを含んでいることによって、インダクタ部品1およびIC素子2を含む電子装置の実装面積を低減させ、かつインダクタ部品1の高電流におけるインダクタンス値を向上できる。
The electronic device in the present embodiment includes the above-described
本実施形態の電子装置において、IC素子2が複数の脚部32a〜32dによって囲まれた空間に設けられていることによって、IC素子2によって発生された熱が複数の脚部32a〜32dの間から放散され、電子装置の放熱性が向上されている。
In the electronic device according to the present embodiment, the
(第1〜第3の実施形態の他の例1)
図8を参照して、第1〜第3の実施形態の他の例1を第1の実施形態の変形例として説明する。この他の例1は、第2および第3の実施形態にも適用され得る。他の例1の電子装置において、脚部12は、段差部121を有している。IC素子2は、基体部11の下面に接
合されて、脚部12の段差部121に形成された導体パッドにボンディングワイヤによって電
気的に接続されている。
(Another example 1 of the first to third embodiments)
With reference to FIG. 8, another example 1 of the first to third embodiments will be described as a modification of the first embodiment. This other example 1 can also be applied to the second and third embodiments. In the electronic device of another example 1, the
(第1〜第3の実施形態の他の例2)
第1〜第3の実施形態の他の例2を第1の実施形態の変形例として説明する。この他の例2は、第2および第3の実施形態にも適用され得る。他の例2の電子装置において、基体部11の第1の層111〜第3の層113は、部分的に異なる透磁率を有している。具体的には
、複数のコイルパターン131および132間の第2の層112の透磁率が、第2の層112を挟んでいる第1の層111および第3の層113の透磁率よりも低い。上下方向に位置する複数のコイルパターン131および132間では磁束の方向が同じであり強め合うため、第2の層112の透
磁率を低くすることで、磁束の強め合う力を弱めることができる。その結果、高電流を流した場合のインダクタンス値をさらに向上できる。
(Other example 2 of the first to third embodiments)
Another example 2 of the first to third embodiments will be described as a modification of the first embodiment. This other example 2 can also be applied to the second and third embodiments. In the electronic device of another example 2, the
1 インダクタ部品
11 基体部
111〜113 第1〜第3の層
12 脚部
121 段差部
13 トロイダルコイル導体
131、132 第1および第2のコイルパターン
14 空間
2 IC素子
3 回路基板
1 Inductor parts
11 Base part
111-113 First to third layers
12 legs
121 Step
13 Toroidal coil conductor
131, 132 first and second coil patterns
14
Claims (2)
磁性材料を含んでおり前記基体部の下面に設けられた脚部と、
平面透視において前記基体部の中心部を囲むように、前記基体部に埋設されたトロイダルコイル導体とを備えており、
平面透視において前記脚部と前記トロイダルコイル導体とが重なるように設けられていることを特徴とするインダクタ部品。 A plate-like base portion;
A leg portion containing a magnetic material and provided on the lower surface of the base portion;
A toroidal coil conductor embedded in the base portion so as to surround a central portion of the base portion in a plan view,
An inductor component, wherein the leg portion and the toroidal coil conductor are provided so as to overlap each other in a plan view.
該インダクタ部品の前記基体部の下面と前記脚部とによって囲まれた空間に設けられたIC素子とを備えたことを特徴とする電子装置。 An inductor component according to claim 1;
An electronic device comprising: an IC element provided in a space surrounded by a lower surface of the base portion of the inductor component and the leg portion.
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