JP3807438B2 - インダクタンス部品とそれを用いた電子機器 - Google Patents
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Description
図1と図2は、実施の形態1のインダクタンス部品を示している。図2において、コイル21とスルーホール電極50は銅や銀などの高導電率材料をめっきして構成される。もちろん銅線等によりコイル21を形成してもよい。THP22はコイル21の中心部に形成される。また、場合によってはコイル21の外側部分に形成してもよい。コイル21の厚みは、用いられる機器により異なるが、少なくとも大電流に対応するために10μm以上の厚みが必要となる。また、コイル21の上段のコイルは、インダクタンス部品の一方の側面にある端子部23からTHP22に向かって渦巻き状に巻かれている。そして、中央部で下段に移りスルーホール電極50からインダクタンス部品の他方の側面にある端子部24向かって渦巻き状に巻いて形成される。なお、このコイル21の上段及び下段のコイルの巻く方向は同じ向きである。これによって、端子部23から電流を入力した場合、電流はインダクタンス部品の側面から中央に向かってコイル21の上段を渦巻き状に流れる。さらに、上段から下段に流れ、インダクタンス部品の中央から側面に向かってコイル21の下段を渦巻き状に流れ、端子部24に出力される。なお、コイル21が、図2のように二段ではなく、一段あるいは三段以上であってもよい。コイル21はコイル絶縁材25内に埋設されている。このコイル絶縁材25は、コイル21がショートするのを防ぐ。次に、多層磁性層(以後MLMという)30を、コイル21の上面に配置し、同時にTHP22の内壁を形成する。ここで、MLP30は、磁性層26と絶縁層29とから構成されている。さらに、コイル21の下面にもMLM30を配置する。絶縁材27は、MLM30を覆うように形成する。即ち、コイル21の上面及び下面のMLP30を覆い、さらにTHP22内のMLP30を覆っている。その時、THP22内のMLP30からなる空間部にも絶縁材27が充填される。絶縁材27は、MLM30が露出した状態でインダクタンス部品を電子部品に搭載した場合に、ショートするのを防ぐために設ける。なお図2は、THP22内のMLP30からなる空間部を絶縁材27が完全に充填している状態を示しているが、必ずしも完全に充填する必要はない。しかし、インダクタンス部品を吸引して基板上に実装する場合は、絶縁材27をTHP22内のMLP30からなる空間部を完全に充填していることがより好ましい。また絶縁材27として、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂等の有機樹脂材料が好ましい。なお、図2においては、MLM30同士は一体になるよう形成されているが、必ずしもMLM30同士が一体になるよう形成する必要はない。しかし、磁束が最も集中しやすいTHP22のコ−ナー部71において、磁気ギャップが生じないように連続的に磁性層を形成することが好ましい。このようにすると、漏洩磁束も少なく、インダクタンスも大きくすることできる。なお、THP22内のMLM30上に磁性体を配置させてもよい。その際、できるだけ磁気ギャップが生じないように密着させることがより好ましい。また、磁性体は、フェライト磁性体、フェライト磁性粉末と絶縁性樹脂との複合体、あるいは金属磁性粉末と絶縁性樹脂との複合体からなる群のうちの少なくとも一つから構成される。このようにすると、絶縁材27がない場合でも絶縁性が優れ且つ回路上でのショート等を低減できるので、優れた信頼性が得られる。図3はTHP22の拡大断面図である。めっき下地層28は、コイル絶縁材25にMLM30を構成するために設ける。つまり、電気めっきでめっき下地層28の上に磁性層26を形成させ易くするために設けられる。めっき下地層28は、例えば無電解めっきで形成され、導電性の優れたCu、Niあるいは金属磁性層が好ましく用いられる。
次に図6を参照しながら、実施の形態2のインダクタンス部品を説明する。インダクタンス部品の基本的な構成は、実施の形態1のインダクタンス部品と同様である。ただ、MLM30を構成する各磁性層26の厚さが異なっている点が、実施の形態1と相違している。図6において、MLM30は各磁性層26を絶縁層29で隔てることで構成されている。MLM30は、以下のようにして形成される。まず、めっき下地層の上に電気めっきで磁性層26を形成させ、次に電気めっきあるいは電着等で絶縁層29を形成する。さらに、磁性層、絶縁層、磁性層の順で形成することによって、MLM30が構成される。このようにして、めっきによりMLM30の一層あたりの磁性層の断面積を十分に小さくしている。本実施の形態においてインダクタンス部品のTHP22の内壁に形成するMLM30は、実施の形態1と異なり、以下のように構成される。MLM30を構成するそれぞれの磁性層26の厚さが、コイル21の中心に向かうにつれて厚くなるように形成する。なお、図6においてはMLM30を三層としたが、二層の磁性層または四層以上のMLM30であってもよい。また、MLM30の構成において、形成し易くするために絶縁層と磁性層の間にめっき下地層28と同様な下地層を設けてもよい。
次に、本実施の形態のインダクタンス部品を、図7を参照しながら説明する。インダクタンス部品の基本的な構成は実施の形態1のインダクタンス部品と同様である。コイル21のTHP22の内壁に形成したMLM30と、コイル上面及び下面に配置するMLM30とからなるコーナー部71の磁性層の厚みを厚くした点に相違がある。図7において、コーナー部71は、MLM30のそれぞれの磁性層の厚みが厚くなるよう形成されている。そのため、コーナー部71のMLM30の厚さ方向の断面積は、コイル21の上面及び下面に配置するMLM30やTHP22の内壁に形成されたMLM30の厚さ方向の断面積に比べて大きくなっている。上記構成のインダクタンス部品について、以下その動作を説明する。コイル21に電流を流すと磁束が発生するが、この磁束は主にコイル21の外壁、上面、下面及びTHP22の内壁を沿うように磁気回路を構成する。さらに、MLM30の面内方向にも磁束が生じる。このMLM30の面内方向の磁束は、磁束の一番集中しやすいTHP22のMLM30のコ−ナー部71において、MLMで構成される磁気回路から漏れやすくなる。
次に、図8を参照しながら、本実施の形態のインダクタンス部品を説明する。インダクタンス部品の基本的な構成は実施の形態1のインダクタンス部品と同様である。しかし、THP22の上面と下面のうち少なくともいずれか一方の絶縁材27に、凹部を設ける点に相違がある。図8は、本実施の形態のインダクタンス部品のTHP22の上面付近の拡大図である。図8において、絶縁材27は、THP22内のMLP30からなる空間部に充填される。そして、THP22の上面と下面のうち少なくともいずれか一方に凹部を設ける。また絶縁材27として、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂等の有機樹脂材料が好ましい。
次に、本実施の形態のインダクタンス部品について、図9を参照しながら説明する。インダクタンス部品の基本的な構成は実施の形態1のインダクタンス部品と同様であるが、MLM30の面内方向にスリット91を構成している点に相違がある。
次に、本実施の形態のインダクタンス部品について図10を参照しながら説明する。インダクタンス部品の基本的な構成は実施の形態1のインダクタンス部品と同様である。THP22の内壁に形成したMLM30の縦方向に、上部より下部にわたるスリット92を構成している点に相違がある。上記構成のインダクタンス部品について、以下その動作を説明する。コイル21に電流を流すとインダクタンス部品には磁束が生じる。そして、大部分の磁束はコイル21の上面及び下面、さらにTHP22の内壁に配置しているMLM30の面内方向に生ずる。さらに、THP22の内壁に形成されたMLP26からなる空間部の中央あたりにも縦方向の磁束が生ずる。この磁束を打ち消す方向、特にTHP22の内壁に配置された環状のMLP30の円周方向に渦電流が生じる。その結果、インダクタンスが小さくなる。しかし、本実施の形態のインダクタンス部品はTHP22の内壁に形成されたMLM30の縦方向に,スリット92を構成している。そのため、円周方向の渦電流を断つことができ、インダクタンス部品のインダクタンスを大きくすることができる。また、インダクタンス部品からの発熱もおさえることができる。なお、図10ではスリットを縦に一箇所設けているが、二つ以上でもよいことはいうまでもない。さらに、できるだけ細いスリットを縦方向に一箇所構成されている方が、高いインダクタンスが得られる点から好ましい。
22 スルーホール部
23、24 端子部
25 コイル絶縁材
26 磁性層
27 絶縁材
28 めっき下地層
29 絶縁層
30 多層磁性層
50 スルホール電極
71 コーナー部
91、92 スリット
101 電池
102 コイル
112 多層磁性膜
111 コイル
113 磁性層
114 スルーホール部
115 層間絶縁層
Claims (14)
- コイルと、前記コイル内に形成したスルーホール部と、多層磁性層とを有するインダクタンス部品であって、前記スルーホール部の内壁と、前記コイルの上面及び下面とに前記多層磁性層を配置したインダクタンス部品。
- コイルと、前記コイル内に形成したスルーホール部と、多層磁性層とを有するインダクタンス部品であって、前記スルーホール部の内壁に前記多層磁性層を、前記コイルの上面及び下面に磁性体を配置したインダクタンス部品。
- 前記磁性体が、フェライト磁性体、フェライト磁性粉末と絶縁性樹脂との複合体、あるいは金属磁性粉末と絶縁性樹脂との複合体からなる群のうちの少なくとも一つである請求項2記載のインダクタンス部品。
- 前記スルーホール部の内壁に形成された前記多層磁性層からなる空間部に、絶縁材を充填した請求項1と請求項2のうちいずれか一つに記載のインダクタンス部品。
- 前記多層磁性層は、磁性層と絶縁層が交互に積層して構成される請求項1と請求項2のうちいずれか一つに記載のインダクタンス部品。
- 前記多層磁性層は、めっき法により形成した層を少なくとも一つを有する請求項1と請求項2のうちいずれか一つに記載のインダクタンス部品。
- 前記多層磁性層は、主組成がFe、Ni、Coからなる群のうちのうち少なくとも一つを有する請求項1と請求項2のうちいずれか一つに記載のインダクタンス部品。
- 前記コイルの前記スルーホール部の内壁に形成した前記多層磁性層を構成するそれぞれの磁性層の厚さが、前記コイルの中心に向かうにつれて厚くなるように形成されている請求項1と請求項2のうちいずれか一つに記載のインダクタンス部品。
- 前記コイルの前記スルーホール部の内壁に形成した前記多層磁性層と、前記コイルの上面及び下面に配置する前記多層磁性層とが一体になるように構成した請求項1記載のインダクタンス部品。
- 前記コイルの前記スルーホール部の内壁に形成した前記多層磁性層と、前記コイルの上面及び下面に配置する前記多層磁性層とからなるコーナー部の磁性層の厚みを厚くした請求項9記載のインダクタンス部品。
- 前記絶縁材の上面と下面のうち少なくともいずれか一方に凹部を有する請求項4に記載のインダクタンス部品。
- 前記コイルの上面及び下面に配置する前記多層磁性層の面内方向にスリットを構成した請求項1に記載のインダクタンス部品。
- 前記スルーホール部の内壁に形成した前記多層磁性層の少なくとも縦方向の一部にスリットを構成した請求項1請求項2のうちいずれか一つに記載のインダクタンス部品。
- 請求項1または請求項2に記載のインダクタンス部品を搭載した電子機器。
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