JP6113510B2 - Magnetic element - Google Patents
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Description
本発明は、絶縁基材の表裏面に設けられたコイル間を絶縁基材に設けられたコンタクトホールを介して電気的に接続してなる磁気素子に関する。 The present invention relates to a magnetic element in which coils provided on the front and back surfaces of an insulating base material are electrically connected through contact holes provided in the insulating base material.
下記特許文献には、絶縁基材と、コイルと、磁性体とを有する磁気素子が開示されている。絶縁基材の表面側と裏面側とに設けられたコイルはそれぞれ、絶縁基材に設けられた第1のコンタクトホールを介して電気的に接続されている。絶縁基材には第1のコンタクトホールとは別に第2のコンタクトホールが設けられ、この第2のコンタクトホール内に磁性体が設けられている。 The following patent document discloses a magnetic element having an insulating base, a coil, and a magnetic body. The coils provided on the front surface side and the back surface side of the insulating base material are electrically connected via first contact holes provided in the insulating base material. In addition to the first contact hole, the insulating base material is provided with a second contact hole, and a magnetic material is provided in the second contact hole.
特許文献に示すように、絶縁基材にコンタクトホールを設けて、その中に磁性体を埋め込み、磁性体の周囲の絶縁基材の表面に平面コイルを巻回形成することはインダクタンスの向上を図るうえで好ましい。 As shown in the patent document, providing a contact hole in an insulating base material, embedding a magnetic material therein, and winding a planar coil around the surface of the insulating base material around the magnetic material is intended to improve inductance. In addition, it is preferable.
しかしながら、特許文献では、絶縁基材に第1のコンタクトホールを設けて、絶縁基材の表裏面のコイル同士を導通させ、第1のコンタクトホールとは別に設けた第2のコンタクトホール内に磁性体を埋め込む構成とするため、磁気素子が大型化する問題があった。 However, in the patent document, the first contact hole is provided in the insulating base material, and the coils on the front and back surfaces of the insulating base material are electrically connected to each other, and the magnetism is provided in the second contact hole provided separately from the first contact hole. Since the body is embedded, there is a problem that the magnetic element is enlarged.
そこで本発明は、上記の従来課題を解決するためのものであり、特に、高いインダクタンスが得られるとともに小型化を促進できる磁気素子を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention is to solve the above-described conventional problems, and in particular, an object of the present invention is to provide a magnetic element that can obtain a high inductance and can promote downsizing.
本発明における磁気素子は、
絶縁基材と、前記絶縁基材の上面に形成された第1のコイルと、前記絶縁基材の下面に形成された第2のコイルと、前記第1のコイルの内側に位置する巻き始端及び前記第2のコイルの内側に位置する巻き始端間を電気的に接続する導通層と、を有し、
前記絶縁基材にはスルーホールが形成され、前記導通層は前記スルーホールの側壁に、全周にわたって形成され、前記導通層の内側に第1の磁性体が設けられ、前記第1の磁性体が前記スルーホールの全周にわたって、前記導通層に直接接しながら前記スルーホールを埋めていることを特徴とするものである。このように本発明では同じスルーホール内に導通層と第1の磁性体とを設けたので、各コイルの中心部を磁束が絶縁基材の厚さ方向に通りやすくなり、高いインダクタンスが得られるとともに磁気素子の小型化を促進することができる。
The magnetic element in the present invention is
An insulating base material, a first coil formed on the upper surface of the insulating base material, a second coil formed on the lower surface of the insulating base material, a winding start position located inside the first coil, and A conductive layer electrically connecting between the winding start ends located inside the second coil,
A through hole is formed in the insulating substrate, the conductive layer is formed on the entire side wall of the through hole, and a first magnetic body is provided inside the conductive layer, and the first magnetic body is provided. Is characterized in that the through hole is filled in direct contact with the conductive layer over the entire circumference of the through hole . As described above, in the present invention, since the conductive layer and the first magnetic body are provided in the same through hole, the magnetic flux can easily pass through the central portion of each coil in the thickness direction of the insulating base material, and high inductance can be obtained. At the same time, miniaturization of the magnetic element can be promoted.
また、導通層は各コイルの巻き始端と繋がっている部分であるため、導通層と電気導電性の第1の磁性体とが直接、接していてもインダクタンス等の特性の低下を招くことがなく、かつ小型化をより効果的に促進できる。 In addition, since the conductive layer is a portion connected to the winding start end of each coil , even if the conductive layer is in direct contact with the electrically conductive first magnetic body, the characteristics such as inductance are not deteriorated. In addition, downsizing can be more effectively promoted.
また本発明では、前記第1のコイル側に重ねて第2の磁性体が設けられ、前記第2のコイル側に重ねて第3の磁性体が設けられ、前記第1の磁性体と前記第2の磁性体及び前記第3の磁性体との間に磁路が形成されていることが好ましい。第1の磁性体、第2の磁性体及び第3の磁性体との間で磁路を形成でき、漏れ磁束が減り、より効果的にインダクタンスの向上を図ることができる。 In the present invention, a second magnetic body is provided so as to overlap with the first coil side, and a third magnetic body is provided so as to overlap with the second coil side, and the first magnetic body and the first magnetic body are provided. A magnetic path is preferably formed between the second magnetic body and the third magnetic body. A magnetic path can be formed between the first magnetic body, the second magnetic body, and the third magnetic body, leakage flux is reduced, and inductance can be improved more effectively.
また、前記第2の磁性体と前記第3の磁性体とが、前記絶縁基材の側部の外方にまで設けられており、前記第2の磁性体と前記第3の磁性体との間に磁路が、前記側部の外方にて形成されている構成にもできる。これにより、より効果的にインダクタンスを高めることができる。 Further, the second magnetic body and the third magnetic body are provided to the outside of the side portion of the insulating base material, and the second magnetic body and the third magnetic body It is also possible to adopt a configuration in which a magnetic path is formed outside the side portion. Thereby, an inductance can be raised more effectively.
また本発明では、前記第1の磁性体は、前記第2の磁性体及び前記第3の磁性体と異なる磁性材料で形成される構成にできる。このとき、前記第1の磁性体を構成する磁性材料は、前記第2の磁性体及び前記第3の磁性体を構成する磁性材料よりも高い飽和磁束密度もしくは高い透磁率、または高い飽和磁束密度と高い透磁率を有する構成にできる。これにより、より効果的に高いインダクタンスを得ることができる。 In the present invention, the first magnetic body may be formed of a magnetic material different from that of the second magnetic body and the third magnetic body. At this time, the magnetic material constituting the first magnetic body has a higher saturation magnetic flux density or higher magnetic permeability or a higher saturation magnetic flux density than the magnetic materials constituting the second magnetic body and the third magnetic body. And having a high magnetic permeability. Thereby, a high inductance can be obtained more effectively.
また本発明では、前記第1のコイルの外側に位置する巻き終端に第1の取出電極が電気的に接続され、前記第2のコイルの外側に位置する巻き終端に第2の取出電極が電気的に接続されており、
前記第1のコイル及び前記第2のコイルの外側であって、前記第1の取出電極及び前記第2の取出電極が形成されていない領域に、外側磁性体が設けられており、前記外側磁性体と前記第2の磁性体及び前記第3の磁性体との間に磁路が形成されていることが好ましい。これにより、各コイルの周りに閉磁路を形成でき、漏れ磁束をより効果的に抑制でき、インダクタンスを効果的に増大させることができる。
In the present invention, the first extraction electrode is electrically connected to the winding end located outside the first coil, and the second extraction electrode is electrically connected to the winding termination located outside the second coil. Connected,
An outer magnetic body is provided in an area outside the first coil and the second coil and in which the first extraction electrode and the second extraction electrode are not formed, and the outer magnetic It is preferable that a magnetic path is formed between the body and the second magnetic body and the third magnetic body. Thereby, a closed magnetic circuit can be formed around each coil, leakage magnetic flux can be more effectively suppressed, and inductance can be effectively increased.
また本発明では、平面視にて前記第1のコイル及び第2のコイルの外側に位置する左方領域、右方領域、前方領域、及び後方領域のうちいずれか一つの領域に前記第1の取出電極が設けられ、残り3つの前記領域のうちいずれか一つの領域に前記第2の取出電極が設けられ、残り2つの前記領域にそれぞれ前記外側磁性体が設けられることが好ましい。スペースを有効活用でき、外側磁性体を適切に形成できる。 Further, in the present invention, the first region is located in any one of a left region, a right region, a front region, and a rear region located outside the first coil and the second coil in a plan view. It is preferable that an extraction electrode is provided, the second extraction electrode is provided in any one of the remaining three regions, and the outer magnetic body is provided in each of the remaining two regions. Space can be used effectively and the outer magnetic body can be formed appropriately.
また本発明では、前記第1の取出電極及び前記第2の取出電極は、前記左方領域及び前記右方領域に設けられ、前記外側磁性体は、前記前方領域及び前記後方領域に設けられることが好ましい。各コイルの中心から見て前方及び後方にそれぞれ閉磁路を形成でき、インダクタンスを効果的に増大させることができる。 In the present invention, the first extraction electrode and the second extraction electrode are provided in the left region and the right region, and the outer magnetic body is provided in the front region and the rear region. Is preferred. Closed magnetic paths can be formed in front and rear as viewed from the center of each coil, and inductance can be effectively increased.
また本発明では、前記第1のコイル及び前記第2のコイルのコイルターン間の少なくとも一部にコイルターン間磁性体が、前記コイルターンとは電気的に絶縁された状態で設けられていることが好ましい。これにより、より効果的に磁束漏れを抑制でき、より高いインダクタンスを得ることができる。 In the present invention, the inter-turn-turn magnetic material is provided at least partially between the coil turns of the first coil and the second coil in a state of being electrically insulated from the coil turns. Is preferred. Thereby, magnetic flux leakage can be suppressed more effectively and higher inductance can be obtained.
また本発明では、前記コイルターン間磁性体は、電気絶縁性の磁性材料で構成されることが好ましい。これによりコイルターン間の間隔を広げなくても簡単かつ適切にコイルターン間磁性体とコイルターンとを電気的に絶縁された状態にできる。 In the present invention, the inter-coil turn magnetic body is preferably made of an electrically insulating magnetic material. Accordingly, the magnetic material between the coil turns and the coil turn can be electrically insulated from each other without increasing the interval between the coil turns.
本発明によれば、高いインダクタンスが得られるとともに磁気素子の小型化を促進することができる。 According to the present invention, high inductance can be obtained, and downsizing of the magnetic element can be promoted.
図1(a)は、第1の実施形態における薄型インダクタの平面図であり、特に、絶縁基材上に設けられた第1のコイルと、取出電極の上面部の平面図であり、図1(b)は、絶縁基材下に設けられる第2のコイル及び取出電極の下面部の平面図である。なお図1(a)(b)では、磁性シート21,22を削除した。また、図2(a)は、図1(a)に示すA−A線から切断し矢印方向から見た薄型インダクタの縦断面図であり、図2(b)は、図1(a)に示すB−B線から切断し矢印方向から見た薄型インダクタの縦断面図であり、図2(c)は、図2(b)の変形例を示す。
FIG. 1A is a plan view of the thin inductor according to the first embodiment, and in particular, a plan view of the first coil provided on the insulating base and the upper surface portion of the extraction electrode. (B) is a top view of the lower surface part of the 2nd coil and extraction electrode which are provided under an insulating base material. In FIGS. 1A and 1B, the
図2(a)(b)に示すように薄型インダクタ(磁気素子)10は、絶縁基材11と、第1のコイル12と、第2のコイル13と、導通層14と、第1の取出電極15と、第2の取出電極16と、中央磁性体(第1の磁性体)20と、磁性シート(第2の磁性体及び第3の磁性体)21,22と、を有して構成される。
As shown in FIGS. 2A and 2B, the thin inductor (magnetic element) 10 includes an insulating
絶縁基材11の材質は特に限定しないが、後述する各コイル12,13を構成する銅箔(箔体)を合わせて、ガラスエポキシ基板であることが好適である。
Although the material of the insulating
図1(a)では、絶縁基材11の平面は、正方形や矩形状であるが、形状を限定するものでない。
In FIG. 1A, the plane of the insulating
図1(a)、図2(a)に示すように、第1のコイル12は、絶縁基材11の上面11aに形成されている。また図1(c)、図2(a)に示すように第2のコイル13は、絶縁基材11の下面11bに形成されている。
As shown in FIGS. 1A and 2A, the
図1(a)に示すように、第1のコイル12は、内側の巻き始端12aから外側の巻き終端12bにかけて直角に折れ曲がりながら巻回された平面コイルである。
As shown in FIG. 1 (a), the
また、図1(b)に示すように、第2のコイル13は、内側の巻き始端13aから外側の巻き終端13bにかけて直角に折れ曲がりながら巻回された平面コイルである。
Further, as shown in FIG. 1B, the
図1、図2に示すように絶縁基材11の略中央には、上面11aから下面11bにかけて貫通するスルーホール25が形成されている。図1(a)(b)には、スルーホール25の側壁25aが点線で示されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, a through
図1では、スルーホール25の平面形状は四角形状となっているが、形状を限定するものでなく円形状等であってもよい。またスルーホール25を、絶縁基材11にドリル加工やレーザ加工、あるいは絶縁基板11のスルーホール25に相当する部分を金型で抜く金型加工などで形成できる。
In FIG. 1, the planar shape of the through
図1(a)(b)、図2に示すように、スルーホール25の側壁25aに沿って導通層14が形成されている。導通層14は、第1のコイル12の巻き始端12a及び第2のコイル13の巻き始端13aにそれぞれ一体的に接続されている。したがって第1のコイル12と第2のコイル13とは、導通層14を介して電気的に接続された状態になっている。
As shown in FIGS. 1A and 1B, the
図1,図2に示すように導通層14は、スルーホール25の周囲に形成されており、スルーホール25内をすべて埋めていない。したがって導通層14はスルーホール25の側壁25aに沿って形成された外形が四角形のリング状(中空状)になっている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
図1(a)(b)、図2に示すように導通層14は、スルーホール25の側壁25aのみならず一部が絶縁基材11の上面11a及び下面11bにまではみ出して四角形の外形を構成している。ただしスルーホール25が円形であれば、導通層14の外形も円形にできる。図1(a)(b)に示すように、導通層14は、第1のコイル12及び第2のコイル13と巻き始端12a,13aの位置のみで繋がっており、各コイル12、13の最も内側に位置するコイルターン12c,13cとは接していない。
As shown in FIGS. 1A and 1B, the
図1(a)(b)及び図2(a)(b)に示すように、導通層14が形成されたスルーホール25と同じスルーホール25内に中央磁性体(第1の磁性体)20が埋め込まれている。中央磁性体20は、導通層14の内側に存在するスルーホール25内を埋めている。
As shown in FIGS. 1A and 1B and FIGS. 2A and 2B, a central magnetic body (first magnetic body) 20 is formed in the same through
このようにスルーホール25は、導通層14と中央磁性体20とで埋められた状態になっている。なおスルーホール25内は導通層14と中央磁性体20とで完全に埋められていなくてもよいが、導通層14以外の空間を中央磁性体20で完全に埋めたほうがインダクタンスを効果的に向上させることができ好適である。
Thus, the through
また図1、図2に示す実施形態では、導通層14と中央磁性体20とが直接、接している。例えば導通層14と中央磁性体20との間に絶縁層を介在させて、導通層14と中央磁性体20とを電気的に絶縁することも可能であるが、導通層14は各コイル12,13の巻き始端12a,13aと繋がっている部分であるため、導通層14と導通性の中央磁性体20とが直接、接していてもインダクタンス等の特性の低下を招くことがない。このように導通層14と中央磁性体20とを接して形成できるので、上記した絶縁層などをスルーホール25内に入れる必要はなく、簡単にスルーホール25内を導通層14と中央磁性体20とで埋めることができるとともに、薄型インダクタ10の小型化を効果的に促進できる。
In the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the
上記のように、導通層14と中央磁性体20とは導通していてもよいから中央磁性体20を導通性の磁性材料で形成することができる。
As described above, since the
中央磁性体20を磁性シート21,22と同じ磁性材料で形成することもできるし、異なる磁性材料で形成することもできる。中央磁性体20を磁性シート21,22と異なる磁性材料で形成する場合は、磁性シート21,22よりも高い透磁率μもしくは高い飽和磁束密度Bsを有する磁性材料、または高い透磁率μと高い飽和磁束密度Bsを有する磁性材料を用いて中央磁性体20を形成することで、より効果的にインダクタンスを高めることができる。
The central
図2(a)に示すように、絶縁基材11の左方側面(X1側面)11d側に第1の取出電極15が形成されている。また図2(a)に示すように、絶縁基材11の右方側面(X2側側面)11e側に第2の取出電極16が形成されている。
As shown in FIG. 2A, the
図1(a)に示すように第1の取出電極15は、第1のコイル12の巻き終端12bに接続される。また図1(b)に示すように第2の取出電極16は、第2のコイル13の巻き終端13bに接続される。
As shown in FIG. 1A, the
第1のコイル12及び第2のコイル13はそれぞれ、例えば絶縁基材11の上面11a及び下面11bに形成された箔体(例えば銅箔)を図1(a)(b)に示すようなスパイラル状にエッチング等の手法により形成した導体と、この導体の表面に重ねて電解めっき等で形成されためっき層との積層構造で形成される。
Each of the
また、絶縁基材11の上面11a及び下面11bに位置する第1の取出電極15及び第2の取出電極16もコイル12,13と同様に箔体とめっき層との積層構造で形成される。また、絶縁基材11の側面11d,11eに位置する取出電極15,16の部分はめっき層で形成される。
Further, the
また導通層14は第1のコイル12及び第2のコイル13と連続して各コイル12,13を構成するめっき層により形成される。
The
ただし、コイル12,13、導通層14及び取出電極15,16の層構造については特に限定するものではない。
However, the layer structures of the
図2(a)に示すように、第1の取出電極15及び第2の取出電極16の最表面に薄いはんだランド34が形成されている。はんだランド34は例えばNi/Au層(Niが下地側)、Ni/Sn層、Ni/はんだ層、Ni/Ag層である。
As shown in FIG. 2A, thin solder lands 34 are formed on the outermost surfaces of the
図2(a)に示すように、第1のコイル12の上面には絶縁層(接着層)31を介して第1の磁性シート21が配置されている。また、図2(a)に示すように、第2のコイル13の下面には絶縁層(接着層)32を介して第2の磁性シート22が配置されている。
As shown in FIG. 2A, the first
本実施形態では、中央磁性体20と各磁性シート21,22との間に磁路が形成されている。中央磁性体20と各磁性シート21,22との間に絶縁層31,32が介在しても磁路が形成されれば問題はない。なお、中央磁性体20と各磁性シート21,22を構成する磁性層とが接するように構成することもできる。
In the present embodiment, a magnetic path is formed between the central
磁性シート21,22の構成は特に限定されるものでない。ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド系等の絶縁シート表面にFeAlN、FeAlOやFeN等の磁性層が形成された構成、絶縁シートの表面に、FeAlN、FeAlOやFeNの磁性層とSiO2等の絶縁層とが交互に所定数、積層された構成、あるいは既存のフェライトシートやフェライト板、磁性合金薄帯や軟磁性粉末を絶縁性樹脂と混合し複合化したシート状の素材等を提示できる。
The configuration of the
各コイル12,13と各磁性シート21,22間を接合する絶縁層(接着層)31,32には、例えば、エポキシ系低温硬化剤、アクリル系低温硬化剤を用いることができる。
For the insulating layers (adhesive layers) 31 and 32 that join the
図1(a)に示すように、薄型インダクタ10の幅寸法はT1で、長さ寸法はL1であり、スルーホール25の幅寸法はT2(<T1)で、長さ寸法はL2(<L1)である。具体的には、幅寸法T1は、1.0〜10mmで、幅寸法T2は、0.1〜5mmで、長さ寸法L1は、0.5〜10mmで、長さ寸法L2は、0.1〜5mmである。
As shown in FIG. 1A, the width dimension of the
従来では、導通層と磁性体とを絶縁基材に形成した別々のスルーホール内に形成していた。このため、複数のスルーホールを形成するための領域を絶縁基材に確保しなくてはならず、磁気素子の小型化を阻害する要因になっていた。 Conventionally, the conductive layer and the magnetic material are formed in separate through holes formed in the insulating base material. For this reason, a region for forming a plurality of through holes has to be secured in the insulating base material, which has been a factor that hinders downsizing of the magnetic element.
本実施形態では、図1、図2(a)(b)に示すように、絶縁基材11の上下面にそれぞれコイル12,13を設け、これらコイル12,13の巻き始端12a,13a間を、絶縁基材11に形成したスルーホール25を介して導通させる構成を基本としている。
In this embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2A and 2B, coils 12 and 13 are provided on the upper and lower surfaces of the insulating
図1に示すようにコイル12,13は平面コイルであり、最も内側に位置するコイルターン12cの内側に位置する中央領域に、導通層14のみならず中央磁性体20も適切に形成することができるスルーホール25を形成した。
As shown in FIG. 1, the
そして共通のスルーホール25内に導通層14と中央磁性体20とを形成することで、各コイル12,13の中心部を磁束が絶縁基材11の厚さ方向に通りやすくなり、高いインダクタンスが得られる。加えて、導通層14を形成するためのスルーホール25を利用して同じスルーホール25内に中央磁性体20を形成したので、別々のスルーホールを絶縁基材11に形成する必要はなく、薄型インダクタ10の小型化を促進でき、また製造工程の煩雑化を抑制できる。
By forming the
導通層14は例えば無電解めっき層であり、これによりスルーホール25の側壁25aに沿って適切に導通層14を形成できる。またこのときスルーホール25内全体が導通層14で埋まることはなく、スルーホール25の中央は貫通状態で残されやすい。
The
中央磁性体20は、例えば磁性粉と結着材(バインダー樹脂)とを固化成形したものである。磁性粉の材質を限定するものではないが、磁性シート21,22を構成する磁性層と異なる材質とする場合には、高い飽和磁束密度Bsあるいは高い透磁率μを有する磁性粉、または高い飽和磁束密度Bsと高い透磁率μを有する磁性粉を中央磁性体20に用いることで、より効果的に高いインダクタンスを得ることができる。なお、磁性粉と結着材とを有するスラリーをスルーホール25内に充填して固化成形することで中央磁性体20を形成することができる。
The central
例えばフェライトとバインダー樹脂とを有する電気絶縁性の磁性材料で中央磁性体20を形成することも可能であるが、中央磁性体20と導通層14とは接していても特に問題はないので、中央磁性体20には導通性の磁性合金粉末を用い、その際、高い飽和磁束密度Bsもしくは高い透磁率μ、または高い飽和磁束密度Bsと高い透磁率μを有するFeSiB、FePCやFePCB等のFe基非晶質合金、FeZrB、FeNbBやFeNbCuSiB等のFe基ナノ結晶合金、FeNi、FeAlSiやFeSi等のFe基結晶質合金の粉末などを用いることが可能である。
For example, the central
図1、図2に示す実施形態では、導通層14は、スルーホール25の全ての側壁25aに形成されている。したがって導通層14は、スルーホール25の周囲を囲む形状となっている。導通層14は、第1のコイル12と第2のコイル13間を、スルーホール25を介して電気的に接続する部分であるので、導通層14を全ての側壁25aに形成せず、コイル12,13間を接続できていれば側壁25aの一部だけに形成することもできる。ただし本実施形態のように、導通層14をスルーホール25の全ての側壁25aに形成することで、第1のコイル12と第2のコイル13との間をより確実に導通させることが可能である。
In the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the
また図1,図2に示す実施形態では、中央磁性体20と磁路を形成する磁性シート21,22を各コイル12,13に重ねて形成したため、漏れ磁束を減らすことができ、インダクタンス及びQ値の向上を図ることができる。また、磁性シート21,22を磁気シールドとして用いることができる。
In the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, since the
また図2(c)に示すように、第1の磁性シート21の前方部21a及び後方部21bを絶縁基材11の前方側面11f及び後方側面11gよりも外方に延ばして形成し、また、第2の磁性シート22の前方部22a及び後方部22bを絶縁基材11の前方側面11f及び後方側面11gよりも外方に延ばして形成し、各前方部21a,22a同士、及び各後方部21b,22b同士が接触し、あるいは近づくように各前方部21a,22a、及び各後方部21b,22bを高さ方向に曲げ、各前方部21a,22a、及び各後方部21b,22b間を接着などして固定する。これにより、前方部21a,22a及び後方部21b,22bを介して第1の磁性シート21と第2の磁性シート22間に磁路を形成することができ、薄型インダクタ10の中央磁性体20が設けられた位置から前方(Y1)及び後方(Y2)に向けてそれぞれ閉磁路を形成できる。よってより効果的にインダクタンスの向上を図ることが可能である。
Further, as shown in FIG. 2C, the
なお、図1、図2に示す実施形態においてはスルーホール25に中央磁性体20を形成した後に各磁性シート21、22を接着層31を介して配置しているが、スルーホール25に中央磁性体20を形成しない状態で各磁性シート21、22を接着層31を介して接着した後に、各磁性シート21、22のスルーホール25に対応する箇所にスルーホールを形成し、その後、スルーホール25および各磁性シート21、22に開けられたスルーホール内に中央磁性体20を形成しても良い。この場合、各磁性シート21、22にもスルーホール25に対応した位置にスルーホールが形成されることとなる。
In the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the
図3(a)は、第2の実施形態における薄型インダクタの平面図であり、図3(c)は、図3(a)に示すC−C線から切断し矢印方向から見た薄型インダクタの縦断面図であり、図3(c)は、絶縁基材下に設けられる第2のコイル及び取出電極の下面部の平面図である。
なお図3において図1,図2と同じ部分については同じ符号を付した。
FIG. 3A is a plan view of the thin inductor according to the second embodiment, and FIG. 3C is a cross-sectional view of the thin inductor taken along the line CC shown in FIG. FIG. 3C is a longitudinal sectional view, and FIG. 3C is a plan view of the lower surface portion of the second coil and the extraction electrode provided under the insulating base material.
In FIG. 3, the same parts as those in FIGS.
図3に示すように、第1のコイル12と電気的に接続される第1の取出電極15は、第1のコイル12から見て左方領域(X1側の領域)11jに形成されており、第2のコイル13と電気的に接続される第2の取出電極16は、第2のコイル13から見て右方領域(X2側の領域)11kに形成されている。
As shown in FIG. 3, the
よって第1のコイル12及び第2のコイル13から見て、前方領域(Y1側の領域)11h及び後方領域(Y2側の領域)11iには、取出電極15,16が形成されていない。
Therefore, when viewed from the
図3に示すように、各コイル12,13の前方領域(Y1側の領域)11h及び後方領域(Y2側の領域)11iにそれぞれ、外側磁性体26,27が設けられている。
As shown in FIG. 3, outer
例えば、図3(a)(c)に示すように、絶縁基材11の前方領域11h及び後方領域11iに切欠36,37(点線部分が切欠の側壁である)が形成され、外側磁性体26,27が切欠36,37内に設けられている。外側磁性体26,27は一部が絶縁基材11の上面11a及び下面11bにも及んでいるが、各コイル12,13の最も外側に位置するコイルターン12d,13dとは接していない。
For example, as shown in FIGS. 3A and 3C,
各外側磁性体26,27と各磁性シート21,22との間に磁路が形成されている。これにより、中央磁性体20−磁性シート21,22−外側磁性体26,27に至る閉磁路が形成され、漏れ磁束をより効果的に抑制でき、インダクタンスの更なる向上を図ることができる。
Magnetic paths are formed between the outer
外側磁性体26,27と各磁性シート21,22との間に磁路を形成できれば、外側磁性体26,27を絶縁基材11に対してどのように設けるか特に限定しない、例えば、絶縁基材11の前方領域11h及び後方領域11iにスルーホールを形成し、各スルーホール内に外側磁性体26,27を埋め込む構成とすることもできる。ただし絶縁基材11に切欠36,37を設け、各切欠36,37内に外側磁性体26,27を埋め込む構成とすることで、薄型インダクタ10の小型化を維持しながら、可能な限り外側磁性体26,27を大きく形成できる。
If the magnetic path can be formed between the outer
また外側磁性体26,27を、中央磁性体20と同様に高い飽和磁束密度Bsや高い透磁率μを有する磁性材料で形成することができる。
Further, the outer
図3に示す実施形態では、コイル12,13の外側に位置する左方領域11j、右方領域11k、前方領域11h、後方領域11iのうち、左方領域11j及び右方領域11kにそれぞれ取出電極15,16が形成され、残りの前方領域11h及び後方領域11iに外側磁性体26,27が設けられた構成となっているが、例えば、左方領域11j及び前方領域11hにそれぞれ取出電極15,16が設けられ、残りの右方領域11k及び後方領域11iにそれぞれ外側磁性体26,27(このとき外側磁性体26,27は一体化したL字状となっていてもよい)が設けられる構成としてもよい。ただし、図3に示す実施形態の構成とすることで、コイル12,13の中心から前方(Y1)及び後方(Y2)にそれぞれ閉磁路を形成でき、インダクタンスを効果的に増大させることができる。
In the embodiment shown in FIG. 3, out of the left region 11j, the
なお、本実施形態においても、第1の実施形態のように、スルーホール25や切欠き36.37に中央磁性体20や外側磁性体26、27を形成しない状態で各磁性シート21、22を接着層31を介して接着した後に、各磁性シート21、22のスルーホール25や切欠き26、27に対応する箇所にスルーホールを形成し、その後、スルーホール25や切欠き26、27および各磁性シート21、22に開けられたスルーホール内に中央磁性体20および外側磁性体26、27を形成しても良い。
In the present embodiment as well, as in the first embodiment, the
図4(a)は、第3の実施形態における薄型インダクタの平面図であり、図4(c)は、図4(a)に示すD−D線から切断し矢印方向から見た薄型インダクタの縦断面図であり、図4(c)は、絶縁基材下に設けられる第2のコイル及び取出電極の下面部の平面図である。 4A is a plan view of the thin inductor according to the third embodiment, and FIG. 4C is a cross-sectional view of the thin inductor as viewed from the direction of the arrow cut along the line DD shown in FIG. FIG. 4C is a longitudinal sectional view, and FIG. 4C is a plan view of the lower surface portion of the second coil and the extraction electrode provided under the insulating base material.
図4に示す実施形態では、各コイル12,13を構成する各コイルターン間にコイルターン間磁性体40が設けられている。また最も外側に位置するコイルターン12d,13dの外側周囲にも磁性体41が設けられている。図4(a)(c)では、磁性体40,41を斜線で示した。
In the embodiment shown in FIG. 4, an inter-coil
各磁性体40,41はコイル12,13と同様に絶縁基材11の上面11a及び下面11bに形成されている。また、各磁性体40,41は、コイルターンとは電気的に絶縁された状態とされている。例えば、各磁性体40,41はフェライトとバインダー樹脂とを有する電気絶縁性の磁性材料で形成される。これにより各磁性体40,41と各コイルターンとが接触した状態にできるので、各コイルターン間の間隔を広げる必要がなく薄型インダクタの小型化を促進することができる。各磁性体40,41は、スラリー状の磁性体をコイルターン間やコイルの外側に位置する絶縁基材11の表裏面に塗布したり、あるいはスパッタ法、蒸着法などで形成することが可能である。
Each of the
図4に示すように、磁性体40,41を設けることで、より効果的に漏れ磁束を低減でき、より高いインダクタンスを得ることができる。
As shown in FIG. 4, by providing the
また図5のように、磁性体40,41とともに図4に示した外側磁性体26,27を前方領域11h及び後方領域11iに設けることで、更に高いインダクタンスを得ることができる。なお、各磁性シート21、22や中央磁性体20及び外側磁性体26、27は第1の実施形態及び第2の実施形態と同様に形成することができる。
Further, as shown in FIG. 5, by providing the outer
図4,図5に示す磁性体40,41のうちどちらか一方の磁性体を形成する構成にもできる。またコイルターン間磁性体40では、全てのコイルターン間に配置される必要はなく、コイルターン間の一部にコイルターン間磁性体40が設けられる構成としてもよい。
One of the
10 薄型インダクタ
11 絶縁基材
11h 前方領域
11i 後方領域
11j 左方領域
11k 右方領域
12 第1のコイル
12a、13a 巻き始端
12b、13b 巻き終端
12c、13c、12d、13d コイルターン
13 第2のコイル
14 導通層
15、16 取出電極
20 中央磁性体(第1の磁性体)
21、22 磁性シート(第2の磁性体、第3の磁性体)
25 スルーホール
26 外側磁性体
40、41 磁性体
DESCRIPTION OF
21, 22 Magnetic sheet (second magnetic body, third magnetic body)
25 Through-
Claims (10)
前記絶縁基材にはスルーホールが形成され、前記導通層は前記スルーホールの側壁に、全周にわたって形成され、前記導通層の内側に第1の磁性体が設けられ、前記第1の磁性体が前記スルーホールの全周にわたって、前記導通層に直接接しながら前記スルーホールを埋めていることを特徴とする磁気素子。 An insulating base material, a first coil formed on the upper surface of the insulating base material, a second coil formed on the lower surface of the insulating base material, a winding start position located inside the first coil, and A conductive layer electrically connecting between the winding start ends located inside the second coil,
A through hole is formed in the insulating substrate, the conductive layer is formed on the entire side wall of the through hole, and a first magnetic body is provided inside the conductive layer, and the first magnetic body is provided. The magnetic element is characterized in that the through hole is filled in direct contact with the conductive layer over the entire circumference of the through hole .
前記第1のコイル及び前記第2のコイルの外側であって、前記第1の取出電極及び前記第2の取出電極が形成されていない領域に、外側磁性体が設けられており、前記外側磁性体と前記第2の磁性体及び前記第3の磁性体との間に磁路が形成されている請求項2ないし5のいずれか1項に記載の磁気素子。 A first extraction electrode is electrically connected to the winding end located outside the first coil, and a second extraction electrode is electrically connected to the winding end located outside the second coil. And
An outer magnetic body is provided in an area outside the first coil and the second coil and in which the first extraction electrode and the second extraction electrode are not formed, and the outer magnetic body and the second magnetic body and third magnetic element according to any one of claims 2 to 5 magnetic path is formed between the magnetic body.
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