TW201903790A

TW201903790A - 電感元件及電子電氣機器

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Publication number: TW201903790A
Application number: TW107108235A
Authority: TW
Inventors: 小島章伸; 佐藤桂一郎; 佐藤昭; 中林亮
Original assignee: 日商阿爾普士電氣股份有限公司
Priority date: 2017-05-31
Filing date: 2018-03-12
Publication date: 2019-01-16
Also published as: TWI663610B; JP2020123598A; WO2018221015A1

Abstract

本發明提供一種即便於電感元件小型化之情形時亦能夠適當地確保絕緣耐壓之電感元件。本發明之電感元件係具有由被絕緣性材料被覆之導電性金屬材捲繞而成之線圈體、自線圈體延伸之一對端子板、及於內部至少埋入有線圈體之磁芯者，且一對端子板之各者中之一端部位於磁芯外，該電感元件進而具備電性連接於一對端子板之各者並且將磁芯之表面之一部分覆蓋的一對塗佈型電極，磁芯含有磁性粉末，磁性粉末之體積基準之累積粒度分佈係10%累積粒徑D10為1.8 μm以上且3.0 μm以下，50%累積粒徑D50為4 μm以上且5 μm以下，且90%累積粒徑D90為7 μm以上且10 μm以下。

Description

電感元件及電子電氣機器

本發明係關於一種於磁芯中埋入有線圈之電感元件及具備該電感元件之電子電氣機器。

於專利文獻1中記載有一種電感元件，其特徵在於：其係具有由被絕緣性材料被覆之導電性金屬材捲繞而成之線圈體、自上述線圈體延伸之一對端子板、及於內部至少埋入有上述線圈體之磁芯者，且上述一對端子板之各者中之一端部位於上述磁芯外，該電感元件進而具備電性連接於上述一對端子板之各者之一對塗佈型電極，上述一對塗佈型電極之各者具有設置於以沿上述線圈體之捲繞軸之方向為面內方向之上述磁芯之側面之一部分上的側面塗佈部分，上述磁芯係磁性粉末之集合體，上述磁芯中之位於第1區域之磁性粉末之密度低於上述磁芯中之位於第2區域之磁性粉末之密度，該第1區域包含較上述線圈體之外側面更靠外側之區域以及使上述線圈體之外側面於沿上述線圈體之捲繞軸之方向延長而獲得之曲面之外周側之區域，該第2區域包含較上述線圈體之內側面更靠內側之區域以及使上述線圈體之內側面於沿上述線圈體之捲繞軸之方向延長而獲得之曲面之內周側之區域。 [先前技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1]日本專利特開2017-11042號公報

[發明所欲解決之問題] 如專利文獻1所揭示之具備線圈封入壓粉磁心之電感元件多被用作用以驅動智慧型手機等移動通信終端之顯示部之零件。對於移動通信終端繼續存在薄型化或小型化等要求，對於提高最大顯示亮度等提高顯示部之能力之要求亦繼續存在。以此種要求之存在為背景，而對電感元件要求應對小型化(包含低背化)及絕緣耐壓之提昇(對驅動電壓之高電壓化之應對)之基本上自相矛盾之要求。本發明係以該現狀為背景，目的在於提供一種即便於電感元件小型化之情形時亦能夠適當地確保絕緣耐壓之電感元件。本發明之目的亦在於提供一種安裝有上述電感元件之電子電氣機器。 [解決問題之技術手段] 為解決上述問題而提供之本發明於一態樣中係一種電感元件，其特徵在於：其係具有由被絕緣性材料被覆之導電性金屬材捲繞而成之線圈體、自上述線圈體延伸之一對端子板、及於內部至少埋入有上述線圈體之磁芯者，且上述一對端子板之各者中之一端部位於上述磁芯外，該電感元件進而具備電性連接於上述一對端子板之各者並且將上述磁芯之表面之一部分覆蓋的一對電極，上述磁芯含有磁性粉末，上述磁性粉末之體積基準之累積粒度分佈係10%累積粒徑D10為1.8 μm以上且3.0 μm以下，50%累積粒徑D50為4 μm以上且5 μm以下，且90%累積粒徑D90為7 μm以上且10 μm以下。藉由如上述般設定電感元件之壓粉芯中所含有之磁性粉末之粒度分佈，能夠適當地維持電感元件之磁特性並且提昇絕緣特性。於上述電感元件中，存在如下情形：就更穩定地實現適當地維持電感元件之磁特性並且提昇絕緣特性之觀點而言，較佳為自上述90%累積粒徑D90減去上述10%累積粒徑D10所得之差為5 μm以上且7 μm以下。又，於上述電感元件中，存在如下情形：就更穩定地實現適當地維持電感元件之磁特性並且提昇絕緣特性之觀點而言，較佳為上述50%累積粒徑D50與自上述90%累積粒徑D90減去上述10%累積粒徑D10所得之差的積為20 μm² 以上且35 μm² 以下。於上述電感元件中，上述導電性金屬材亦可為帶狀。於該情形時，上述線圈體較佳為扁繞捲。於扁繞捲之情形時，能夠使線圈體中進行捲繞後位於相鄰位置之導電性金屬材之間之電位差與例如於α捲之情形時位於相鄰位置之導電性金屬材之間之電位差相比穩定地減小。因此，被覆導電性金屬材之絕緣性材料之絕緣性對電感元件之絕緣特性造成之影響之程度較低。因此，藉由如上述般適當地管理壓粉芯之磁性粉末之粒度分佈，能夠使電感元件之絕緣特性穩定地提昇。於上述電感元件中，上述磁性粉末亦可至少一部分包含非晶質磁性材料。非晶質磁性材料與結晶質磁性材料相比為硬質，因此，於作為由磁性粉末形成磁芯之步驟、例如進行壓粉成形時，磁性粉末之形狀不易變化。因此，若針對作為形成磁芯之前之原料構件之磁性粉末，以具有如上所述之粒度分佈之方式進行製備，則所獲得之磁芯中所包含之磁性粉末之粒度分佈亦大致成為上述粒度分佈。如此，藉由磁性粉末之至少一部分包含非晶質磁性材料，能夠容易地獲得具備如下磁芯之電感元件，該磁芯包含具有上述粒度分佈之磁性粉末。於上述電感元件中，上述電極亦可包含塗佈型電極。例如，藉由包含導電膏之塗佈之步驟形成之塗佈型電極因容易製造，故而較佳。電極亦可具有塗佈型電極與藉由其他方法(可列舉鍍覆、濺鍍等作為具體例)形成之電極之積層構造。再者，若考慮最近對電感元件之小型化之強烈要求，則亦存在電極較佳為包含如上述之其他方法之電極而非塗佈型電極之情形。作為另一態樣，本發明提供一種安裝有上述電感元件之電子電氣機器。 [發明之效果] 利用本發明之電感元件，能夠適當地維持磁特性並且提昇絕緣特性。因此，根據本發明，提供一種即便於電感元件小型化之情形時亦能夠適當地確保絕緣耐壓之電感元件。又，根據本發明，亦提供一種安裝有該電感元件之電子電氣機器。

以下，一面參照圖式一面對本發明之實施形態進行說明。圖1係將本發明之一實施形態之電感元件之整體構成局部透視地表示之立體圖。圖2(a)係將圖1所示之電感元件之整體構成局部透視地表示之俯視圖。圖2(b)係圖2(a)之A-A剖視圖。本發明之一實施形態之電感元件100具有如下構造：具有包含磁性粉末之成形體且於大致立方體或長方體之磁芯30中埋入有線圈體10。作為扁繞線圈之線圈體10係將包含被絕緣性材料被覆之導電性金屬材且剖面為長方形之帶狀體即導電性帶體捲繞而形成。線圈體10係以導電性帶體之板面與捲繞軸(沿Z1-Z2方向之方向)大致垂直(即，成為沿X-Y面之面)且決定線圈體10之厚度方向之導電性帶體之側端面與捲繞軸平行之朝向，以導電性帶體之板面彼此沿捲繞軸重疊之方式捲繞。因此，線圈體10之上下端面(Z1-Z2方向之兩端面)係以沿線圈體10之線圈之捲繞軸之方向為法線。如圖1及圖2所示，線圈體10係以導電性帶體成為橢圓形之方式捲繞。線圈體10之捲繞之俯視形狀並不限定於橢圓形。線圈體10之捲繞之俯視形狀亦可為真圓形，可由業者適當選擇。再者，線圈體10之剖面形狀並無限定。線圈體10之剖面形狀亦可為圓形。於線圈體10之剖面形狀如上述般為長方形等矩形之情形時，能夠提高線圈體10之佔有率，故而較佳。導電性金屬材之具體組成不受限定。較佳為銅、銅合金、鋁、鋁合金等良導體。被覆導電性金屬材之絕緣性材料之種類不受限定。可列舉琺瑯等樹脂系材料作為較佳之材料之具體例。於線圈體10為扁繞線圈之情形時，位於外側面側之絕緣性材料容易被拉伸，因此，較佳為使用即便進行此種拉伸絕緣性亦不易下降之材料。於線圈體10已被捲繞成橢圓狀之狀態下，構成線圈體10之導電性帶體之兩個端部突出並進而被回折，從而靠近導電性帶體之末端之部分構成端子板20、25。如圖1所示，構成線圈體10之導電性帶體之一端部首先向谷折方向大致呈直角彎曲，繼而向峰折方向大致呈直角彎曲，進而向谷折方向大致呈直角再次彎折，該最後之彎折部至導電性帶體之末端之部分構成端子板20。構成線圈體10之導電性帶體之一端部於峰折部至第二次之谷折部之間，自磁芯30之內部突出，該部分至導電性帶體之末端之部分位於磁芯30外。藉由如上述般將構成線圈體10之導電性帶體之一端部彎折，從而自線圈體10延伸之端子板20位於以沿磁芯30中之線圈體10之捲繞軸之方向為法線之面(以下，稱為「磁芯30之上表面」)上，且端子板20之一端部位於磁芯30外。構成線圈體10之導電性帶體之另一端部首先向峰折方向大致呈直角彎折，繼而向谷折方向大致呈直角三次彎折，該最後之彎折部至導電性帶體之末端之部分構成端子板25。構成線圈體10之導電性帶體之另一端部於第一次之谷折部至第二次之谷折部之間，自磁芯30之內部突出，該部分至導電性帶體之末端之部分位於磁芯30外。藉由如上述般將構成線圈體10之導電性帶體之一端部彎折，從而自線圈體10延伸之端子板25位於磁芯30之上表面上，且端子板25之一端部位於磁芯30外。於圖1或圖2所示之電感元件100中，線圈體10與端子板20、25係由同一構件(導電性帶體)構成，但並不限定於此。亦可於構成線圈體10之導電性帶體之端部另外接合構件，由該構件構成端子板20、25。一對塗佈型電極40、45於磁芯30之上表面電性連接於端子板20、25之各者，進而具有設置於磁芯30之側面之一部分上之側面塗佈部分40a、45a。如圖1所示，塗佈型電極40、45亦設置於構成線圈體10之導電性帶體中之自磁芯30突出之部分所位於之磁芯30之側面及與該側面對向之側面之一部分。又，雖未圖示，但亦可於塗佈型電極40、45上賦予包含鎳、錫等金屬元素之鍍覆膜，以使與向電路基板安裝時所使用之焊料之密接性良好。或者，亦可藉由濺鍍或鍍覆等方法於磁芯30上形成電極膜來代替塗佈型電極40、45。如圖2(a)所示，線圈體10係埋入至磁芯30之內部。由於線圈體10係扁繞捲之線圈，故而構成線圈體10之導電性帶體以沿Z1-Z2方向之捲繞軸為中心進行捲繞。因此，如圖2(b)所示，於線圈體10中於Z1-Z2方向上相鄰之導電性帶體之間之電位差相對較小。因此，於使用電感元件100時，於該等相鄰之導電性帶體之間產生絕緣破壞之可能性較低。因此，導電性帶體中覆蓋導電性金屬材之絕緣性材料之絕緣性對電感元件100之絕緣特性造成之影響輕微。另一方面，與線圈體10連續地設置之2個端子板20、25中之端子板20係如圖1所示般，與線圈體10之Z1-Z2方向Z1側端部連續。因此，構成線圈體10之導電性帶體之中，位於Z1-Z2方向Z2側端部且最接近端子板20之導電性帶體101與端子板20之間之電位變得大於另一端子板25與最接近端子板25之導電性帶體102之間之電位。因此，於電感元件100中，在端子板20與導電性帶體101之間G1容易產生絕緣破壞。又，由於端子板20與塗佈型電極40電性連接，故而塗佈型電極40與導電性帶體101之間G2亦為容易產生絕緣破壞之部分。因此，構成磁芯30之構件對電感元件100之絕緣特性造成支配性影響。磁芯30具有含有磁性粉末且包含磁性粉末之成形體之部分。藉由雷射繞射、散射法測定磁芯30中所含有之磁性粉末而獲得之體積基準之累積粒度分佈均以自小粒徑側之累積計，10%累積粒徑D10為1.8 μm以上且3.0 μm以下，50%累積粒徑D50為4 μm以上且5 μm以下，且90%累積粒徑D90為7 μm以上且10 μm以下。磁芯30中所含有之磁性粉末因製造上之原因或獲取容易性之原因等，不包含單一粒徑之粉末，而包含不同粒徑之粉末之混合體從而具有特定之粒度分佈。包含具有該特定粒度分佈之磁性粉末之磁芯30一般而言以磁性粉末之中粒徑相對較大之粗粒或中粒相鄰之方式配置而構成作為磁芯30之外形，並以填充形成於該等相鄰之粗粒或中粒之間之間隙之方式定位細粒之磁性粉末。此處，對電感元件100之絕緣特性造成影響之若干因子之中，磁芯30之絕緣破壞電場係基於提高對磁芯30中之相隔之2點(例如於磁芯30具有環狀之形狀之情形時，為各底面之各1點)施加之電壓而產生絕緣破壞從而於2點間流動電流時之電壓進行定義。於產生該絕緣破壞時，在被施加有電壓之2點間，電流於電阻最低之導電路徑流動。圖3係用以對形成於磁芯30內之導電路徑進行說明之概念圖。如圖3所示，使電壓施加端子PR1、PR2與磁芯30之相隔之2個施加點P1、P2之各者接觸。此時形成於2個施加點P1、P2之間之導電路徑係以自位於一施加點P1之磁性粉末以念珠相連之方式經由複數個磁性粉末而到達至位於另一施加點P2之磁性粉末之方式形成。位於被施加有電壓之2點P1、P2之間之磁性粉末由於如上所述般具有特定之粒徑分佈，故而粒徑相對較大之粗粒或中粒以相鄰之方式定位，且以填充該等粗粒或中粒之間隙之方式定位細粒。因此，如圖3所示，形成於2個施加點P1、P2之間之導電路徑不僅可形成在構成外形之粗粒或中粒主體地流動之導電路徑EP1，而且亦能夠形成除粗粒及中粒以外亦通過細粒之導電路徑EP2、EP3。導電路徑中所包含之磁性粉末之內部之導電性相對較高，因此，位於在導電路徑中相鄰之磁性粉末之各者之表面的氧化膜或表面絕緣被膜、位於相鄰之磁性粉末之間的包含有機系成分等之黏合劑成分等非導電性之物質會對導電路徑整體之電阻造成支配性影響。因此，於形成於被施加有電壓之2點間之導電路徑中之在構成外形之粗粒或中粒主體地流動之導電路徑EP1中，構成導電路徑之磁性粉末之數量相對較少，因此，位於導電路徑之非導電性之物質之量相對變少，而導電路徑之電阻值容易變低。相對於此，於形成於被施加有電壓之2點間之導電路徑中之不僅通過構成外形之粗粒或中粒而且亦通過細粒之導電路徑EP2、EP3中，構成導電路徑之磁性粉末之數量相對較多，因此，位於導電路徑之非導電性之物質之量相對變多，從而導電路徑之電阻值容易變高。如上所述，於產生絕緣破壞時，於形成於被施加有電壓之2點P1、P2之間之導電路徑中之電阻最低之導電路徑中流動電流。因此，於圖3所示之3個導電路徑EP1、EP2、EP3之中，於產生絕緣破壞時電流流動之導電路徑係在構成外形之粗粒或中流主體地流動且通過細粒之量較少之導電路徑EP1。根據以上之說明可明確，具有特定粒度分佈之磁性粉末之中，對絕緣破壞之產生容易性造成較大影響的為粗粒或中粒之磁性粉末，細粒之磁性粉末對絕緣破壞之產生容易性造成之影響相對較低。即，於磁芯30中所包含之磁性粉末中粗粒之磁性粉末較多之情形時，導電路徑之電阻值容易變低，結果為，電感元件100容易產生絕緣破壞。如此，就提高絕緣特性之觀點而言，較佳為粗粒之磁性粉末較少，因此，本發明之一實施形態之電感元件100之磁芯30中所包含的磁性粉末之體積基準之累積粒度分佈係90%累積粒徑D90為10 μm以下。即，於構成磁芯30之磁性粉末中超過10 μm之粒徑者以體積基準計少至未達10%。藉此，能夠提昇電感元件100之絕緣特性。又，於磁性粉末之體積基準之累積粒度分佈中，於90%累積粒徑D90為10 μm以下之情形時，磁性粉末之體積基準之累積粒度分佈中之50%累積粒徑D50為5 μm以下，藉此，尤其能夠提高磁芯30之絕緣破壞電場。如上所述，就提高磁芯30之絕緣破壞電場之觀點而言，磁性粉末較佳為全部為細粒，但於磁性粉末之粒度分佈過度偏向細粒側之情形時，有於構成磁芯30之材料中黏合劑成分等非磁性材料之比率容易升高之傾向。磁芯30中非磁性材料之比率升高會引起相對磁導率等磁特性之下降。又，於磁性粉末之粒徑過小之情形時，有時亦會產生獲取容易性或操作性下降等不良情況。因此，就提高電感元件100之絕緣特性並且適當地維持磁特性等之觀點而言，電感元件100之磁芯30中所包含之磁性粉末之體積基準之累積粒度分佈係10%累積粒徑D10設為1.8 μm以上且3.0 μm以下，50%累積粒徑D50設為4 μm以上且5 μm以下，且90%累積粒徑D90設為7 μm以上且10 μm以下。就更穩定地實現適當地維持電感元件100之磁特性之觀點而言，上述10%累積粒徑D10較佳為2.0 μm以上，更佳為2.3 μm以上。就更穩定地實現提高電感元件100之絕緣特性之觀點而言，上述90%累積粒徑D90較佳為9.0 μm以下，更佳為8.8 μm以下。於上述中，自90%累積粒徑D90減去10%累積粒徑D10所得之差(D90－D10，以下，亦存在記載為「ΔD」之情形)更佳為5 μm以上且7 μm以下。於ΔD為5 μm以上之情形時，電感元件100之相對磁導率μ等磁特性容易更穩定地提高。又，於ΔD為7 μm以下之情形時，磁芯30之絕緣破壞電場容易更穩定地提高。又，於上述中，進而較佳為將50%累積粒徑D50與ΔD相乘所得之值即D50×ΔD為20 μm² 以上且35 μm² 以下。於D50×ΔD為20 μm² 以上之情形時，電感元件100之相對磁導率μ等磁特性容易更穩定地提高。又，於D50×ΔD為35 μm² 以下之情形時，磁芯30之絕緣破壞電場容易更穩定地提高。磁性粉末之組成及組織不受限定。存在就提高磁特性之觀點而言磁性粉末較佳為Fe基合金之情形。又，磁性粉末既可為結晶質亦可為非晶質(amorphous)，還可為包含20 nm左右或20 nm以下之微細結晶之所謂之奈米結晶質。作為Fe基之結晶質磁性材料之具體例，可列舉Fe-Si-Cr系合金、Fe-Ni系合金、Fe-Co系合金、Fe-V系合金、Fe-Al系合金、Fe-Si系合金、Fe-Si-Al系合金、羰基鐵及純鐵。作為非晶質磁性材料之具體例，可列舉Fe-Si-B系合金、Fe-P-C系合金及Co-Fe-Si-B系合金。上述非晶質磁性材料既可包含1種材料，亦可包含複數種材料。構成非晶質磁性材料之粉末的磁性材料較佳為選自由上述材料所組成之群中之1種或2種以上之材料，其等之中，較佳為含有Fe-P-C系合金，更佳為由Fe-P-C系合金構成。作為Fe-P-C系合金之具體例，可列舉組成式以Fe₁₀₀ _原子 _% _－ _a _－ _b _－ _c _－ _x _－ _y _－ _z _－ _t Ni_a Sn_b Cr_c P_x C_y B_z Si_t 表示且0原子%≦a≦10原子%、0原子%≦b≦3原子%、0原子%≦c≦6原子%、6.8原子%≦x≦13原子%、2.2原子%≦y≦13原子%、0原子%≦z≦9原子%、0原子%≦t≦7原子%之Fe基非晶質合金。於上述組成式中，Ni、Sn、Cr、B及Si為任意添加元素。磁芯30之磁性粉末亦可至少一部分包含非晶質磁性材料。非晶質合金與結晶質合金相比為硬質，因此，於由磁性粉末形成磁芯30之步驟、例如進行壓粉成形時，磁性粉末之形狀不易變化。因此，若針對作為形成磁芯30之前之原料構件的磁性粉末，以具有如上所述之粒度分佈之方式進行製備，則所獲得之磁芯30中所包含之磁性粉末之粒度分佈亦大致成為上述粒度分佈。如此，藉由磁性粉末之至少一部分包含非晶質磁性材料，而能夠容易地獲得具備如下磁芯30之電感元件100，該磁芯30包含具有上述粒度分佈之磁性粉末。亦可對磁芯30之磁性粉末之表面實施絕緣處理。作為此種表面絕緣處理，可例示磷酸處理、磷酸鹽處理、氧化處理等。亦可將磷酸系之玻璃材料藉由機械熔融法塗佈於磁性粉末之表面。於該情形時，於直至形成為磁芯30或電感元件100之期間，將磁性粉末加熱至對磁性粉末進行塗佈之磷酸系之玻璃材料之玻璃轉移溫度以上，藉此，尤其能夠提高電感元件100之絕緣特性。再者，如上述般加熱至玻璃轉移溫度以上之磷酸系之玻璃材料之塗佈亦存在至少一部分結晶化之情形。本發明之一實施形態之電感元件100之製造方法不受限定。若採用以下說明之製造方法，則能夠有效率地製造電感元件100。本發明之一實施形態之電感元件100之製造方法包含：以沿線圈體10之捲繞軸之方向(Z1-Z2方向)為加壓方向之成形加工、及於藉由成形加工而獲得之成形製造物之表面形成塗佈型電極40、45之步驟。又，於較佳之一例中，上述成形加工包含藉由加壓成形使複數個成形構件一體化之作業。圖4(a)係表示用以形成圖1所示之電感元件100之捲繞體10P之整體構成的立體圖。圖4(b)係表示包含用以形成電感元件100之磁性粉末之成形構件之一個(第1成形構件31)的立體圖。圖4(c)係表示包含用以形成電感元件100之磁性粉末之成形構件之另一個(第2成形構件32)的立體圖。圖5係表示使用上述捲繞體10P以及第1成形構件31及第2成形構件32製造電感元件100之過程的剖視圖。如圖4(a)所示，將導電性帶體BM捲繞而準備捲繞體10P。圖4(a)所示之捲繞體10P與電感元件100所具備之包含線圈體10之導電性帶體之形狀不同，處於未進行其兩端之最後之谷折之狀態、即以相當於端子板20、25之部分之板面以沿捲繞體10P之捲繞軸之方向(Z1-Z2方向)為面內方向之方式配置之狀態。圖4(b)所示之第1成形構件31係構成磁芯30之一部分(磁芯30之下表面側)之構件。第1成形構件31具有能夠收容捲繞體10P之一部分之中空部HP1，於該中空部HP1內載置捲繞體10P。圖4(c)所示之第2成形構件32係構成磁芯30之另一部分(磁芯30之上表面側)之構件。第2成形構件32具有能夠收容捲繞體10P之一部分之中空部HP2，進而以相當於捲繞體10P之端子板20、25之部分可位於第2成形構件32外之方式具備狹縫33、34。於收容有捲繞體10P之一部分之第1成形構件31上載置第2成形構件32，並於中空部HP2內收容捲繞體10P之一部分，藉此，可獲得電感元件100之臨時組裝體100P(圖5)。如圖5所示，將該臨時組裝體100P載置於配置在壓製機50之模具本體51內之上模52與下模53之間之模腔54內。而且，對上模52及下模53進行加壓。加壓之朝向係如圖5中利用箭頭P所示般，為上模52與下模53相接近之朝向。臨時組裝體100P之成形條件(加壓力、加壓時之溫度、加壓時間等)係根據成形構件(第1成形構件31、第2成形構件32)之組成或形狀等適當設定。於在常溫(非加熱)下進行成形之情形時，可藉由以0.5 GPa至2 GPa左右之加壓力加壓數秒鐘而成形磁芯(壓粉成形)。藉由進行加壓成形，而第1成形構件31及第2成形構件32一體化，從而形成內包線圈體10之磁芯30。又，於該加壓成形時，將以沿線圈體10之捲繞軸之方向成為板面之面內方向之方式配置之端子板20、25彎折90˚，藉此，能夠於磁芯30之上表面之上配置端子板20、25。第1成形構件31及第2成形構件32只要藉由預成形而形成即可。構成第1成形構件31及第2成形構件32之材料只要包含磁性粉末則並無其他限定。既可包含磁性粉末，亦可進而包含有機系成分。有機系成分較佳為使磁性粉末相互黏結之黏合劑成分。作為黏合劑成分之有機系成分之具體組成不受限定。有機系成分亦可包含樹脂材料，作為樹脂材料，可例示矽酮樹脂、環氧樹脂、酚系樹脂、三聚氰胺樹脂、尿素樹脂、丙烯酸系樹脂、烯烴樹脂等。有機系成分亦可包含如上所述之樹脂材料接受熱處理而形成之物質。該物質之組成可根據接受熱處理之樹脂材料之組成、熱處理條件等進行調整。有機系成分較佳為能夠使第1成形構件31及第2成形構件32中所包含之磁性粉末相互電性獨立。有機系成分相關之樹脂材料既可包含1種，亦可包含複數種。例如，有機系成分相關之樹脂材料亦可為如酚系樹脂之熱固性樹脂與如丙烯酸系樹脂之熱塑性樹脂之混合體。於第1成形構件31及第2成形構件32含有有機系成分之情形時，第1成形構件31及第2成形構件32之各者中之有機系成分之含量不受限定。於有機系成分為黏合劑成分之情形時，較佳為含有可適當地發揮作為黏合劑成分之功能之量。再者，較佳為考慮到存在如下情形而設定第1成形構件31及第2成形構件32之各者中之有機系成分之含量，即，於有機系成分之含量過高之情形時，可看出具備包含第1成形構件31及第2成形構件32之磁芯30的電感元件100之磁特性下降之傾向。第1成形構件31及第2成形構件32之各者亦可含有磁性粉末及有機系成分以外之物質。作為該物質，可列舉玻璃、氧化鋁等絕緣性之無機系成分；矽烷偶合劑等用以提昇與磁性粉末及有機系成分之密接性之偶合劑等。於第1成形構件31及第2成形構件32含有該等物質之情形時，第1成形構件31及第2成形構件32之各者中之該等物質之含量不受限定。磁芯30亦可於其表面及視需要於表面附近之部分具有絕緣層。藉由具有絕緣層，而能夠提高磁芯30之絕緣性。構成絕緣層之材料不受限定。作為構成絕緣層之材料之具體例，可列舉：矽酮系樹脂、環氧系樹脂、丁醛酚系樹脂、丙烯酸系樹脂等有機系材料；氧化物、氮化物、碳化物等無機系材料等。構成設置於磁芯30之上之塗佈型電極40、45之材料不受限定。就生產性優異之觀點而言，較佳為具備由銀膏等導電膏形成之金屬化層及形成於該金屬化層上之鍍覆層。形成該鍍覆層之材料不受限定。作為該材料所含有之金屬元素，可例示銅、鋁、鋅、鎳、鐵、錫等。於塗佈型電極40、45具備金屬化層及鍍覆層之情形時，作為用以形成金屬化層之導電膏之塗佈量，可例示0.05 g/cm² 左右，作為鍍覆層之厚度之範圍，可例示5～10 μm左右。再者，於上述磁芯30中，雖形成有塗佈型電極40、45，但亦可於磁芯30上藉由鍍覆或濺鍍等方法將由銅、鋁、鋅、鎳、鐵、錫等形成之電極直接形成於磁芯30上，來代替此種塗佈型電極40、45。本發明之一實施形態之電感元件100由於磁芯30所包含之磁性粉末之粒度分佈得到適當控制，故即便於電感元件100特別小型之情形時，亦不易產生絕緣破壞。因此，本發明之一實施形態之電感元件100即便特別小型，動作穩定性亦優異。因此，安裝有本發明之一實施形態之電感元件100之電子電氣機器容易小型化。又，能夠於電子電氣機器之安裝空間安裝多個電子零件。關於該方面，藉由電感元件100為小型，而能夠使電源切換電路、電壓升降電路、平流電路、阻擋高頻電流之電路等小型化。因此，增加電子電氣機器之電源供給電路變得容易。其結果，能夠進行更精密之電源控制，從而能夠抑制電子電氣機器之消耗電力。以上所說明之實施形態係為了容易理解本發明而記載者，並非為了限定本發明而記載者。因此，上述實施形態所揭示之各要素意指亦包含屬於本發明之技術範圍之所有設計變更或均等物。 [實施例] 以下，藉由實施例等儘快一步具體地說明本發明，但本發明之範圍並不限定於該等實施例等。 (實施例1) 使用與上述本發明之一實施形態之電感元件之磁芯中所包含者同種之磁性粉末製作環形磁芯。環形磁芯之形狀、製造條件等如下所述。 (形狀) 類型1：外徑20 mm×內徑12.7 mm×厚度3.0 mm 類型2：外徑9 mmm×內徑5 mm×厚度1.0 mm (磁性粉末) 磁性粉末均係包含Fe-P-C系非晶質合金材料且利用機械熔融法實施有磷酸系玻璃之塗佈者。各實施例之磁性粉末之體積基準之累積粒度分佈係使用日機裝公司製造之「Microtrac粒度分佈測定裝置MT3300EX」予以測定。該等累積粒度分佈中之10%累積粒徑D10、50%累積粒徑D50及90%累積粒徑D90如表1所述。又，根據所獲得之粒度分佈算出之 ΔD(D90﹣D10)及D50×ΔD亦示於表1。圖6係實施例5及實施例10中所使用之磁性粉末之累積粒度分佈。 [表1] (成形) 溫度：常溫(25℃) 壓力：0.6～1.2 GPa (熱處理) 最高達到溫度：350～500℃ 加熱時間：0.1～1小時以所獲得之環形磁芯之上下之底面為施加點，使用Chroma公司製造之「PROGRAMABLE HF AC TESTER MOEDL 11802」，測定絕緣耐壓(單位：V)，將所獲得之絕緣耐壓除以環形磁芯之厚度(mm)而算出絕緣破壞電場(V/mm)。將算出結果示於表1。又，針對在類型2之環形磁芯捲繞5次被覆銅線而獲得之環形線圈，使用阻抗分析儀(Impedance Analyzer)(HP公司製造之「4192A」)，以100 kHz之條件測定相對磁導率μ。將測定結果示於表1。如表1及根據表1之結果製成之圖7及圖8所示，關於50%累積粒徑D50，可確認於4 μm以上之情形時，相對磁導率μ穩定地成為20以上，於5 μm以下之情形時，絕緣破壞電場穩定地成為100 V/mm以下。於該情形時，如表1所示，10%累積粒徑D10滿足1.8 μm以上且3.0 μm以下，90%累積粒徑D90滿足7 μm以上且10 μm以下。又，如表1及根據表1之結果製成之圖9及圖10所示，關於ΔD，可確認於5 μm以上之情形時，相對磁導率μ更穩定地成為20以上，於7 μm以下之情形時，絕緣破壞電場更穩定地成為100 V/mm以下。進而，如表1及根據表1之結果製成之圖11及圖12所示，關於D50×ΔD，可確認於20 μm² 以上之情形時，相對磁導率μ更穩定地成為20以上，於35 μm² 以下之情形時，絕緣破壞電場更穩定地成為100 V/mm以下。再者，如表1以及圖8、圖10及圖12所示，環形磁芯之形狀(尤其是厚度)對絕緣破壞電場造成之影響輕微。 [產業上之可利用性] 本發明之一實施形態之具備磁阻效應元件之電感元件可較佳地用作智慧型手機、筆記型電腦等可攜式電子機器中之顯示部之電源電路之構成要素。

10‧‧‧線圈體

10P‧‧‧捲繞體

20‧‧‧端子板

25‧‧‧端子板

30‧‧‧磁芯

31‧‧‧第1成形構件

32‧‧‧第2成形構件

33‧‧‧狹縫

34‧‧‧狹縫

40‧‧‧塗佈型電極

40a‧‧‧側面塗佈部分

45‧‧‧塗佈型電極

45a‧‧‧側面塗佈部分

50‧‧‧壓製機

51‧‧‧模具本體

52‧‧‧上模

53‧‧‧下模

54‧‧‧模腔

100‧‧‧電感元件

100P‧‧‧臨時組裝體

101‧‧‧最接近端子板20之導電性帶體

102‧‧‧最接近端子板25之導電性帶體

BM‧‧‧導電性帶體

D10‧‧‧10%累積粒徑

D50‧‧‧50%累積粒徑

D90‧‧‧90%累積粒徑

EP1‧‧‧導電路徑

EP2‧‧‧導電路徑

EP3‧‧‧導電路徑

G1‧‧‧端子板20與導電性帶體101之間

G2‧‧‧塗佈型電極40與導電性帶體101之間

HP1‧‧‧中空部

HP2‧‧‧中空部

P‧‧‧箭頭

P1‧‧‧施加點

P2‧‧‧施加點

PR1‧‧‧電壓施加端子

PR2‧‧‧電壓施加端子

X1‧‧‧方向

X2‧‧‧方向

Y1‧‧‧方向

Y2‧‧‧方向

Z1‧‧‧方向

Z2‧‧‧方向

圖1係將本發明之一實施形態之電感元件之整體構成局部透視地表示之立體圖。圖2係(a)將圖1所示之電感元件之整體構成局部透視地表示之俯視圖、及(b)圖2(a)之A-A剖視圖。圖3係對形成於磁芯內之導電路徑進行說明之圖。圖4係(a)表示用以形成圖1所示之電感元件之捲繞體之整體構成的立體圖、(b)表示包含用以形成圖1所示之電感元件之磁性粉末之成形構件中之一個的立體圖、及(c)表示包含用以形成圖1所示之電感元件之磁性粉末之成形構件中之另一個的立體圖。圖5係表示使用圖4所示之構件製造電感元件之過程的剖視圖。圖6係表示對實施例中所使用之磁性粉末之一種測定體積基準之累積粒度分佈所得之結果的曲線圖。圖7係表示關於實施例之環形磁芯之絕緣破壞電場與50%累積粒徑D50之關係的曲線圖。圖8係表示關於實施例之環形線圈之相對磁導率μ與50%累積粒徑D50之關係的曲線圖。圖9係表示關於實施例之環形磁芯之絕緣破壞電場與自90%累積粒徑D90減去10%累積粒徑D10所得之差之關係的曲線圖。圖10係表示關於實施例之環形線圈之相對磁導率μ與自90%累積粒徑D90減去10%累積粒徑D10所得之差之關係的曲線圖。圖11係表示關於實施例之環形磁芯之絕緣破壞電場和50%累積粒徑D50與自90%累積粒徑D90減去10%累積粒徑D10所得之差之積之關係的曲線圖。圖12係表示關於實施例之環形線圈之相對磁導率μ和50%累積粒徑D50與自90%累積粒徑D90減去10%累積粒徑D10所得之差之積之關係的曲線圖。

Claims

一種電感元件，其特徵在於：其係具有由被絕緣性材料被覆之導電性金屬材捲繞而成之線圈體、自上述線圈體延伸之一對端子板、及於內部至少埋入有上述線圈體之磁芯者，且上述一對端子板之各者中之一端部位於上述磁芯外，該電感元件進而具備電性連接於上述一對端子板之各者並且將上述磁芯之表面之一部分覆蓋的一對電極，上述磁芯含有磁性粉末，上述磁性粉末之體積基準之累積粒度分佈係10%累積粒徑D10為1.8 μm以上且3.0 μm以下，50%累積粒徑D50為4 μm以上且5 μm以下，且90%累積粒徑D90為7 μm以上且10 μm以下。
如請求項1之電感元件，其中自上述90%累積粒徑D90減去上述10%累積粒徑D10所得之差為5 μm以上且7 μm以下。
如請求項1或2之電感元件，其中上述50%累積粒徑D50與自上述90%累積粒徑D90減去上述10%累積粒徑D10所得之差的積為20 μm² 以上且35 μm² 以下。
如請求項1或2之電感元件，其中上述導電性金屬材為帶狀且上述線圈體為扁繞捲。
如請求項1或2之電感元件，其中上述磁性粉末之至少一部分包含非晶質磁性材料。
如請求項1或2之電感元件，其中上述電極包含塗佈型電極。
一種電子電氣機器，其安裝有如請求項1或2之電感元件。