JP2013191863A - 磁性シートを用いた積層型インダクタ及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】積層型インダクタ10は、内部に磁性シートの面に導電回路が形成された回路層12が積層され、回路層12の上下側にランドが形成されたランド層14及び端子部が形成された端子層16が順に積層される。各回路層12の導電回路、ランド及び端子部は、ビアホールを介して導通され、コイル状の全回路が形成され、前記コイル状の回路内部に穴を開けて前記穴内に磁芯18が挿入される。
【選択図】図2
Description
このように、各LSIを別個に制御する電源が必要になり、携帯機器においては多くの電源回路が内蔵されるようになったのである。
従って、セラミック材料技術の進化に伴い、積層型のパワーインダクタが注目されている。
また、広さに制約無く使用可能な大容量の超薄型パワーインダクタを提供することをその技術的課題とする。
また、インダクタ内部に磁芯を用いて高いインダクタンスと直流重畳特性が確保される積層型パワーインダクタを提供することをその技術的課題とする。
さらに、インダクタ導電回路を、銅線を用いて低い直流抵抗が確保される積層型パワーインダクタを提供することをその技術的課題とする。
図1は、本発明の一実施例の外観図である。
磁性シートが積層されて形成されたインダクタ(10)であり、端子部(11)が外部に形成されている。
この時、磁性シートは、軟磁性金属合金粉末をバインダーに充填して形成される。
前記端子部は、磁性シートに銅で予めクラッドされるが、選択的なエッチングにより銅の部分だけが残って形成され、銅端子部の部位にニッケルと錫をメッキすることもできる。
端子部以外の部分は、エポキシ系樹脂絶縁体で塗布処理される。
積層型インダクタ(10)は、内部に磁性シートの面に導電回路が形成された回路層(12)が積層され、回路層(12)の上下側にランドが形成されたランド層(14)及び端子部が形成された端子層(16)が順に積層される。
導電回路が両面に形成された場合には、磁性シートの間に導電回路が形成されない磁性シートが挿入されて絶縁体層の役割をする。
各回路層(12)の導電回路、ランド及び端子部は、ビアホールを介して導通され、コイル状の全回路が形成され、前記コイル状の回路内部に穴を開けて前記穴内に磁芯(18)が挿入されたものである。
すなわち、磁芯(18)の周囲にコイル状回路が巻き付けられた形状を備えることになる。
積層型インダクタ(20)は、図2と同様に、内部に磁性シートの上面に導電回路が形成された回路層(22)とランド層(24)及び端子層(26)が形成され、内部に磁芯(28)が挿入されたものである。
回路層(22)が複数枚である場合には、回路層(22)自体が内部には等方性の磁性シート、上下部にはさらに異方性の磁性シートに分かれることもある。
すなわち、インダクタの上下部には異方性磁性シートが適用されており、中央部には等方性の磁性シートが適用されているので、磁気経路(29)は、図面の矢印方向に形成されるが、前記異方性磁性シートの異方性合金粉末の長さ方向と磁気経路が平行な時にインダクタンスが増加する効果が発生する。
場合によっては、中央の回路層(22)の側面部分を異方性粒子が垂直に立つように配列することにより、磁気経路(29)と平行な部分を作ることもできる。
この実施例は、銅線の導電コイルを磁芯に巻き付け、磁性シート内に挿入した積層型インダクタ(70)に関するものである。
すなわち、導電回路が形成されていない磁性シートが積層されて積層体(72)が形成され、前記積層体(72)の内部に穴が形成され、その穴に導電コイルを巻き付けた磁芯(78)が挿入され、その上下部にランド層(74)、端子部(71)が形成された端子層(76)が積層されている。
図5は、本発明の積層型インダクタの製造方法の一実施例を概略的に示すものである。
銅がクラッドされた磁性シート(32)の表面をエッチングし、導電回路(34)を形成して回路層(30)を複数枚製造する。導電回路(34)の適切なところにドリルで穴を開けてビアホール(36)を形成し、その内部を導電物質でメッキしておく。
この磁性シート(35)は、導電回路(34)が上下に当接しないように絶縁体層の役割をする。
それぞれ積層された導電回路の間は、メッキされたビアホールを介して導通され、全体としてコイル状の一つの回路が形成される。
前記で開示した工程のうち、銅クラッド磁性シート(32)の代わりに、銅クラッドされていない一般の磁性シートを適用し、積層して積層体(72)を形成した後、内部にパンチングして穴を開け、その穴に導電コイルを巻き付けた磁芯(78)を挿入する。
さらに、上下に端子層(76)である別途の銅クラッド磁性シートを積層し、エッチングして端子部(71)を作り、ドリルしてビアホールを形成し、そのビアホールの内部をメッキする。
銅がクラッドされ、Fe−Si磁性粉末とEPDMが混合されてなる210×300×0.1mm磁性シートの上下表面を50℃の温度の塩化鉄溶液で3分間エッチングし、導電回路を形成して回路層を3枚製造した。
導電回路に精密ドリリングマシンの外径0.2mmドリルビットを用いて穴を開けてビアホールを形成し、ビアホールの内部を銅でメッキした。
3枚の回路層を積層し、上下にランド層である別途の銅クラッド磁性シートを積層し、エッチングしてランドを形成し、ランド内にドリル作業してビアホールを作った後、そのビアホールの内部を導電物質でメッキした。
磁芯の挿入後、さらに上下に端子層である別途の銅クラッド磁性シートを積層し、エッチングして端子部を形成し、ドリルしてビアホールを形成し、そのビアホールの内部をメッキした。
最後に、端子部以外の表面部分にエポキシを塗布した。
Fe-Si磁性粉末とEPDMが混合されてなる210×300×0.1mmの磁性シート3枚を積層した後、内部にパンチング作業した。
上記1mmφのパンチングホールに、0.15 mmφの銅線が巻き付けられたパーマロイ磁芯を挿入した。
上下にランド層である別途の銅クラッド磁性シートを積層し、エッチングしてランドを形成し、ランド内にドリル作業してビアホールを開けた後、そのビアホールの内部を導電物質でメッキした。
さらに、上下に端子層である別途の銅クラッド磁性シートを積層し、エッチングして端子部を形成し、ドリルしてビアホール形成し、そのビアホールの内部をメッキした。
最後に、端子部以外の表面部分にエポキシを塗布した。
銅がクラッドされ、Fe-Si磁性粉末とEPDMが混合されてなる、210×300×0.1mmの磁性シートの上下表面を50℃の温度の塩化鉄溶液で3分間エッチングし、導電回路を形成して、回路層を3枚製造した。
導電回路に、精密ドリングマシンの外径0.2mmのドリルビットを用いて穴を開けてビアホールを形成し、ビアホールの内部を銅でメッキした。
3枚の回路層を積層し、上下にランド層である別途の銅クラッド磁性シートを積層し、エッチングしてランドを形成し、ランド内にドリル作業してビアホールを開けた後、そのビアホールの内部を導電物質でメッキした。
さらに、上下に端子層である別途の銅クラッド磁性シートを積層し、エッチングして端子部を形成し、ドリルしてビアホールを形成し、そのビアホールの内部をメッキした。
最後に、端子部以外の表面部分にエポキシを塗布した。
同グラフは、周波数によるインダクタンスの変化である。
発明例1及び発明例2が、比較例1に比べて周波数によるインダクタンスが非常に高いことが分かる。
・第1の態様:
その表面に導電回路が形成された複数枚の磁性シートが積層され、
最外部には端子部が形成され、
前記導電回路及び前記端子部は、ビアホールを介して導通され、コイル状の回路が形成され、
前記コイル状の回路の内部に穴が形成され、前記穴に磁芯が挿入されたことを特徴とする磁性シートを用いた積層型インダクタ。
・第2の態様:
複数枚の磁性シートが積層され、
最外部には端子部が形成され、
前記積層された磁性シートの内部に穴が形成され、前記穴に導電コイルが巻き付けられた磁芯が挿入され、
前記導電コイル及び前記端子部は、ビアホールを介して導通されたことを特徴とする磁性シートを用いた積層型インダクタ。
・第3の態様:
前記第1の態様において、前記磁性シートは、内部層は等方性の粉末が充填された等方性磁性シートであり、外部層は異方性の金属粉末が充填された磁性シートであることを特徴とする磁性シートを用いた積層型インダクタ。
・第4の態様:
前記第1〜3の態様のいずれかにおいて、前記磁芯は、Mo-パーマロイ、パーマロイ、Fe-Si-Al合金、Fe-Si合金、ケイ素鋼板、フェライト、アモルファス金属のいずれかであることを特徴とする磁性シートを用いた積層型インダクタ。
・第5の態様:
銅クラッド磁性シートの表面をエッチングして導電回路を形成し、ドリルしてビアホールを形成し、前記ビアホールの内部をメッキして回路層を形成するステップ;
前記回路層を積層し、前記回路層の上下側にランド層である銅クラッド磁性シートを積層して積層体を形成し、前記ランド層をエッチングしてランドを形成し、ドリルしてビアホールを形成し、ビアホールをメッキするステップ;
前記積層体の中央部にパンチングして中空を形成した後、前記中空に磁芯を挿入するステップ;
前記磁芯が挿入された積層体の上下側に端子層である別途の銅クラッド磁性シートを積層し、エッチングして端子部を形成し、ドリルしてビアホールを形成し、ビアホールをメッキするステップで構成されることを特徴とする磁性シートを用いた積層型インダクタの製造方法。
・第6の態様:
前記第5の態様において、前記回路層は、等方性の粉末が充填された等方性磁性シートが適用され、前記ランド層及び前記端子層は、異方性の金属粉末が充填された磁性シートが適用されることを特徴とする磁性シートを用いた積層型インダクタの製造方法。
・第7の態様:
磁性シートを積層して積層体を形成し、その積層体の中央部にパンチングして中空を形成した後、前記中空に導電コイルが巻き付けられた磁芯を挿入するステップ;
前記積層体の上下側にランド層である銅クラッド磁性シートを積層し、前記ランド層をエッチングしてランドを形成し、ドリルしてビアホールを形成し、ビアホールをメッキするステップ;
前記ランド層の上下側に端子層である別途の銅クラッド磁性シートを積層し、エッチングして端子部を形成し、ドリルしてビアホールを形成し、ビアホールをメッキするステップで構成されることを特徴とする磁性シートを用いた積層型インダクタの製造方法。
Claims (3)
- 複数枚の磁性シートが積層され、
最外部には端子部が形成され、
前記積層された磁性シートの内部に穴が形成され、前記穴に導電コイルが巻き付けられた磁芯が挿入され、
前記導電コイル及び前記端子部は、ビアホールを介して導通されたことを特徴とする磁性シートを用いた積層型インダクタ。 - 前記磁芯は、Mo-パーマロイ、パーマロイ、Fe-Si-Al合金、Fe-Si合金、ケイ素鋼板、フェライト、アモルファス金属のいずれかであることを特徴とする請求項1に記載の磁性シートを用いた積層型インダクタ。
- 磁性シートを積層して積層体を形成し、その積層体の中央部にパンチングして中空を形成した後、前記中空に導電コイルが巻き付けられた磁芯を挿入するステップ;
前記積層体の上下側にランド層である銅クラッド磁性シートを積層し、前記ランド層をエッチングしてランドを形成し、ドリルしてビアホールを形成し、ビアホールをメッキするステップ;
前記ランド層の上下側に端子層である別途の銅クラッド磁性シートを積層し、エッチングして端子部を形成し、ドリルしてビアホールを形成し、ビアホールをメッキするステップで構成されることを特徴とする磁性シートを用いた積層型インダクタの製造方法。
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