TW202036615A - 電感器 - Google Patents

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Abstract

本發明之電感器1具備配線2及磁性層3，該配線2具備導線4、及配置於導線4之整個周面之絕緣膜5，該磁性層3供埋設配線2。磁性層3包含磁性粒子。磁性層3具備與配線2之周面接觸之第1層10、與第1層之表面接觸之第2層20、…與第(n-1)層之表面接觸之第n層(n為3以上之正數)。於磁性層3中之鄰接之2個層中，更靠近配線2之層之相對磁導率低於距配線2更遠之層之相對磁導率。

Description

電感器
本發明係關於一種電感器。
先前，已知電感器搭載於電子機器等，被用作電壓轉換構件等無源元件。
例如，提出一種電感器，其具備由磁性材料構成之長方體狀之晶片本體部、及埋設於該晶片本體部之內部之由銅構成之內部導體(例如參照下述專利文獻1)。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開10-144526號公報
[發明所欲解決之問題]
但是，就專利文獻1之電感器而言，有直流重疊特性不充分之不良情況。
本發明提供一種直流重疊特性優異之電感器。 [解決問題之技術手段]
本發明(1)包含一種電感器，其具備：配線，其具備導線、及配置於上述導線之整個周面之絕緣膜；及磁性層，其供埋設上述配線；上述磁性層包含磁性粒子，上述磁性層具備與上述配線之周面接觸之第1層、與上述第1層之表面接觸之第2層、…與第(n-1)層之表面接觸之第n層(n為3以上之正數)，於上述磁性層中之鄰接之2個層中，更靠近上述配線之層之相對磁導率低於距上述配線更遠之層之相對磁導率。
本發明(2)包含如(1)所記載之電感器，其中上述配線具有剖視大致圓形狀。
本發明(3)包含如(2)所記載之電感器，其中上述第2層～上述第n層中之任一層具有與上述配線共有中心之剖視大致圓弧形狀。
本發明(4)包含如(1)至(3)中任一項所記載之電感器，其中上述第1層～上述第n層中之任一層具有延出部，該延出部自上述配線於與上述配線延伸之方向及上述磁性層之厚度方向正交之方向上延出。
本發明(5)包含如(1)至(4)中任一項所記載之電感器，其中上述第1層中所包含之磁性粒子具有大致球形狀，上述第2層～上述第n層中所包含之磁性粒子具有大致扁平形狀。
本發明(6)包含如(1)至(5)中任一項所記載之電感器，其中至少上述第2層中所包含之磁性粒子於上述配線之外周面進行配向。 [發明之效果]
本發明之電感器之直流重疊特性優異。
＜一實施形態＞ 參照圖1來說明本發明之電感器之一實施形態。
＜電感器之基本形態＞ 如圖1所示，該電感器1具有於面方向上延伸之形狀。具體而言，電感器1具有於厚度方向上對向之一表面及另一表面，且該等一表面及另一表面均具有沿著面方向所包含之方向，且配線2(下述)傳輸電流之方向(相當於紙面深度方向)及與厚度方向正交之第1方向的平坦形狀。
電感器1具備配線2及磁性層3。
＜配線＞ 配線2具有剖視大致圓形狀。具體而言，配線2於與作為傳輸電流之方向之第2方向(傳輸方向)(紙面深度方向)正交之剖面(第1方向剖面)處切斷時，具有大致圓形狀。
配線2具備導線4及被覆該導線4之絕緣膜5。
導線4係具有於第2方向上較長地延伸之形狀之導電線。又，導線4具有與配線2共有中心軸線之剖視大致圓形狀。
作為導線4之材料，例如可列舉銅、銀、金、鋁、鎳及其等之合金等金屬導體，較佳為列舉銅。導線4可為單層構造，亦可為於芯導體(例如銅)之表面進行了鍍覆(例如鎳)等之複層構造。
導線4之半徑例如為25 μm以上，較佳為50 μm以上，且例如為2000 μm以下，較佳為200 μm以下。
絕緣膜5保護導線4免受化學藥品或水之侵蝕，且防止導線4與磁性層3之短路。絕緣膜5被覆導線4之整個外周面(圓周面)。
絕緣膜5具有與配線2共有中心軸線(中心)之剖視大致圓環形狀。
作為絕緣膜5之材料，例如可列舉聚乙烯醇縮甲醛、聚酯、聚酯醯亞胺、聚醯胺(包含尼龍)、聚醯亞胺、聚醯胺醯亞胺及聚胺基甲酸酯等絕緣性樹脂。該等材料可單獨使用1種，亦可併用2種以上。
絕緣膜5可由單層構成，亦可由複數層構成。
絕緣膜5之厚度於圓周方向之任一位置處在配線2之徑向上大致均勻，例如為1 μm以上，較佳為3 μm以上，且例如為100 μm以下，較佳為50 μm以下。
導線4之半徑與絕緣膜5之厚度之比例如為1以上，較佳為5以上，且例如為500以下，較佳為100以下。
配線2之半徑R(＝導線4之半徑及絕緣膜5之厚度之合計)例如為25 μm以上，較佳為50 μm以上，且例如為2000 μm以下，較佳為200 μm以下。
＜磁性層之概要(層構成、形狀等)＞ 磁性層3提高了電感器1之電感，並且亦提高了電感器1之直流重疊特性。磁性層3被覆配線2之整個外周面(圓周面)。藉此，磁性層3供埋設配線2。磁性層3形成電感器1之外形。具體而言，磁性層3具有於面方向(第1方向及第2方向)上延伸之矩形狀。更具體而言，磁性層3具有於厚度方向上對向之一表面及另一表面，磁性層3之一表面及另一表面之各者分別形成電感器1之一表面及另一表面。
磁性層3具備：第1層10，其供埋設配線2；第2層20，其與第1層10之表面接觸；第3層30，其與第2層20之表面接觸；及第4層40，其與第3層30之表面接觸。
又，於與配線2重疊之位置(重疊位置)，自配線2朝向厚度方向之兩側分別排列有第1層10、第2層20、第3層30及第4層40。於厚度方向上投影之投影面中，在自配線2朝第1方向偏移之位置處，自磁性層3之厚度方向中間部(中央部)朝向厚度方向兩側分別排列有第1層10、第2層20、第3層30及第4層40。
第1層10具有於面方向上延伸之形狀，且具有於厚度方向上對向之一表面11及另一表面12。又，第1層10被覆絕緣膜5之整個外周面(圓周面)。藉此，第1層10供埋設絕緣膜5。因此，第1層10進而具有與絕緣膜5之外周面接觸之內周面13。
第1層10具有與配線2共有中心之剖視大致圓弧形狀。具體而言，第1層10於剖視時一體地具有一側第1圓弧部分15、另一側第1圓弧部分16及延出部17。
一側第1圓弧部分15配置於較配線2之中心更靠厚度方向一側。一側第1圓弧部分15於剖視時與配線2之周面中較配線2之中心更靠厚度方向一側之一側區域18在徑向上對向。一側第1圓弧部分15之一表面11形成與配線2共有中心之圓弧面。一側第1圓弧部分15之中心角例如未達180度，較佳為135度以下，且例如為30度以上，較佳為60度以上。
另一側第1圓弧部分16於剖視時與配線2之周面中較配線2之中心更靠厚度方向另一側之另一側區域19在徑向上對向。另一側第1圓弧部分16之另一表面12形成與配線2共有中心之圓弧面。另一側第1圓弧部分16之中心角例如未達180度，較佳為135度以下，且例如為30度以上，較佳為60度以上。
一側第1圓弧部分15及另一側第1圓弧部分16之合計中心角例如未達360度。
再者，另一側第1圓弧部分16與一側第1圓弧部分15相對於沿著面方向通過配線2之中心之假想面為面對稱。
延出部17具有自配線2朝向第1方向外側延出之形狀。延出部17於第1層10設置有2個。2個延出部17之各者分別配置於配線2之第1方向兩外側。2個延出部17之各者自一側第1圓弧部分15及另一側第1圓弧部分16之間之配線2之周面朝向第1方向外側延出，分別到達電感器1之第1方向兩端面。延出部17之一表面11與另一表面12平行。延出部17具有於俯視時在配線2之第1方向兩外側沿第2方向延伸之2片平帶形狀。
一側第1圓弧部分15及另一側第1圓弧部分16各自之厚度例如為1 μm以上，較佳為5 μm以上，且例如為1000 μm以下，較佳為800 μm以下。延出部17之厚度例如為2 μm以上，較佳為10 μm以上，且例如為2000 μm以下，較佳為1600 μm以下。
第1層10之厚度相當於一側第1圓弧部分15及另一側第1圓弧部分16之合計厚度，且亦相當於延出部17之厚度。具體而言，第1層10之厚度例如為2 μm以上，較佳為10 μm以上，且例如為2000 μm以下，較佳為1600 μm以下，更佳為1000 μm以下，進而較佳為500 μm以下。
第1層10之厚度與磁性層3之厚度(下述)之比例如為0.01以上，較佳為0.05以上，更佳為0.1以上，進而較佳為0.2以上，特佳為0.3以上，且例如為0.5以下，較佳為0.4以下。
若第1層10之厚度與磁性層3之厚度之比為上述下限以上，則可確保第2層20與配線2之充分之距離，抑制第2層20、第3層30及第4層40之磁飽和，即，可於第2層20之後配置維持優異之直流重疊特性且相對磁導率更高之層。
第2層20獨立地具有一側第2層21及另一側第2層22。
一側第2層21與第1層10之一表面11接觸。一側第2層21具有追隨於第1層10之一側第1圓弧部分15及2個延出部17之一表面11之形狀。一側第2層21具有與第1層10之一表面11接觸之另一表面24、及隔開間隔地配置於另一表面24之厚度方向一側之一表面23。一側第2層21具有與配線2共有中心之剖視大致圓弧形狀之一側第2圓弧部27。
另一側第2層22隔著第1層10對向配置於一側第2層21之厚度方向另一側。另一側第2層22與第1層10之另一表面12接觸。另一側第2層22具有追隨於第1層10之另一側第1圓弧部分16及2個延出部17之另一表面12之形狀。另一側第2層22具有與第1層10之另一表面12接觸之一表面25、及隔開間隔配置於一表面25之厚度方向另一側之另一表面26。另一側第2層22具有與配線2共有中心之剖視大致圓弧形狀之另一側第2圓弧部28。
另一側第2層22與一側第2層21相對於沿著面方向通過配線2之中心之假想面為面對稱。
第2層20之厚度係一側第2層21及另一側第2層22之合計厚度，例如為1 μm以上，較佳為5 μm以上，且例如為1000 μm以下，較佳為800 μm以下。
第2層20之厚度與磁性層3之厚度(下述)之比例如為0.01以上，較佳為0.05以上，且例如為0.5以下，較佳為0.4以下。
第2層20之厚度與第1層10之厚度之比例如為0.1以上，較佳為0.2以上，且例如為100以下，較佳為10以下。
第3層30獨立地具有一側第3層31及另一側第3層32。
一側第3層31與一側第2層21接觸。又，一側第3層31遍及第1方向具有大致相同之厚度。一側第3層31具有與一側第2層21之一表面23接觸之另一表面34、及隔開間隔地對向配置於另一表面34之厚度方向一側之一表面33。一側第3層31具有於面方向上延伸之形狀。
另一側第3層32以將第1層10及第2層20隔開間隔之方式對向配置於一側第3層31之厚度方向另一側。又，另一側第3層32遍及第1方向具有大致相同之厚度。另一側第3層32具有與另一側第2層22之另一表面26接觸之一表面35、及隔開間隔地對向配置於一表面35之厚度方向另一側之另一表面36。另一側第3層32具有於面方向上延伸之形狀。
另一側第3層32與一側第3層31相對於沿著面方向通過配線2之中心之假想面為面對稱。
第3層30之厚度係一側第3層31及另一側第3層32之合計厚度，例如為1 μm以上，較佳為5 μm以上，且例如為1000 μm以下，較佳為800 μm以下。
第3層30之厚度與磁性層3之厚度之比例如為0.01以上，較佳為0.05以上，且例如為0.5以下，較佳為0.4以下。
第3層30之厚度相對於第2層20之厚度之比例如為0.1以上，較佳為0.2以上，且例如為100以下，較佳為10以下。
第4層40獨立地具有一側第4層41及另一側第4層42。
一側第4層41與一側第3層31接觸。又，一側第4層41遍及第1方向具有大致相同之厚度。一側第4層41具有與一側第3層31之一表面33接觸之另一表面44、及隔開間隔地對向配置於另一表面44之厚度方向一側之一表面43。一側第4層41之一表面43於厚度方向一側露出。一表面43具有沿著第1方向及第2方向之平坦面。
另一側第4層42隔著第1層10、第2層20及第3層30對向配置於一側第4層41之厚度方向另一側。又，另一側第4層42遍及第1方向具有大致相同之厚度。另一側第4層42與另一側第3層32接觸。另一側第4層42具有與另一側第3層32之另一表面36接觸之一表面45、及與一表面45隔開間隔地對向配置之另一表面46。另一表面46於厚度方向另一側露出。另一表面46具有沿著第1方向及第2方向之平坦面。
第4層40之厚度係一側第4層41及另一側第4層42之合計厚度，例如為1 μm以上，較佳為5 μm以上，且例如為1000 μm以下，較佳為800 μm以下。
第4層42之厚度與磁性層3之厚度之比例如為0.01以上，較佳為0.05以上，且例如為0.5以下，較佳為0.4以下。
第4層40之厚度與第3層30之厚度之比例如為0.1以上，較佳為0.2以上，且例如為100以下，較佳為10以下。
磁性層3之厚度係第1層10、第2層20、第3層30及第4層40之合計厚度，為配線2之半徑例如2倍以上，較佳為3倍以上，且例如為20倍以下。具體而言，磁性層3之厚度例如為100 μm以上，較佳為200 μm以上，且例如為3000 μm以下，較佳為1500 μm以下，更佳為950 μm以下，進而較佳為900 μm以下，特佳為850 μm。再者，磁性層3之厚度係磁性層3之一表面及另一表面間之距離。
＜磁性層之相對磁導率＞ 於第1層10、第2層20、第3層30及第4層40中之鄰接之2個層中，更靠近配線2之層之相對磁導率低於距配線2更遠之層之相對磁導率。
於磁性層3中，例如藉由適當變更各層之磁性粒子之種類、形狀及體積比率，可將更靠近配線2之層之相對磁導率設定為低於距配線2更遠之層之相對磁導率。關於其詳細之調整(配方)之態樣，將於第1態樣～第2態樣中進行說明。
再者，相對磁導率係於10 MHz之頻率下測定。
具體而言，第1層10之相對磁導率低於第2層20之相對磁導率。第2層20之相對磁導率低於第3層30之相對磁導率。第3層30之相對磁導率低於第4層40之相對磁導率。
又，於第1層10、第2層20、第3層30及第4層40中之鄰接之2個層中，更靠近配線2之層之相對磁導率與距配線2更遠之層之相對磁導率的比R例如為0.9以下，較佳為0.7以下，更佳為0.5以下，進而較佳為0.4以下，特佳為0.3以下，且例如為0.01以上。
具體而言，第1層10之相對磁導率與第2層20之相對磁導率之比R1(第1層10之相對磁導率/第2層20之相對磁導率)為0.9以下，較佳為0.7以下，更佳為0.5以下，進而較佳為0.4以下，特佳為0.3以下，且例如為0.1以上。
第2層20之相對磁導率與第3層30之相對磁導率之比R2(第2層20之相對磁導率/第3層30之相對磁導率)為0.9以下，較佳為0.88以下，更佳為0.85以下，且例如為0.1以上，較佳為0.2以上，更佳為0.4以上，且更佳為0.5以上，進而較佳為0.6以上，特佳為0.7以上。
第3層30之相對磁導率與第4層40之相對磁導率之比R3(第3層30之相對磁導率/第4層40之相對磁導率)為0.9以下，較佳為0.8以下，更佳為0.75以下，進而較佳為0.7以下，且例如為0.1以上，較佳為0.2以上，更佳為0.3以上。
上述比R1〜比R3可均相同抑或變動，較佳為比R1小於比R2，且比R2小於比R3。
比R1與比R2之比率例如為0.9以下，較佳為0.8以下，且例如為0.2以上，較佳為0.3以上，更佳為0.35以上。
比R2與比R3之比率例如為0.8以下，較佳為0.7以下，且例如為0.3以上，較佳為0.5以上。 又，於第1層10、第2層20、第3層30及第4層40中之鄰接之2個層中，自距配線2更遠之層之相對磁導率減去更靠近配線2之層之相對磁導率所得之值D例如為5以上，較佳為10以上，更佳為15以上，且例如為100以下。
具體而言，自第2層20之相對磁導率減去第1層10之相對磁導率所得之值D1(第2層20之相對磁導率－第1層10之相對磁導率)例如為5以上，較佳為10以上，更佳為25以上，且例如為50以下。
自第3層30之相對磁導率減去第2層20之相對磁導率所得之值D2(第3層30之相對磁導率－第2層20之相對磁導率)例如為5以上，較佳為10以上，且例如為50以下，較佳為40以下，更佳為30以下。
自第4層40之相對磁導率減去第3層30之相對磁導率所得之值D3(第4層40之相對磁導率－第3層30之相對磁導率)例如為10以上，較佳為20以上，且例如為70以下。
又，上述值D1～值D3可均相同抑或變動。
若上述相對磁導率之比R(包含R1～R3)或差D(相減後之值)(包含D1～D3)為上述下限以上，則可提高電感器1之直流重疊特性。
藉由上述各層之相對磁導率來定義各層。
具體而言，於磁性層3中，測定與配線2之周面接觸之區域(相當於第1層10之內周面13之區域)之相對磁導率，繼而，以遠離配線2之方式連續地測定相對磁導率，將至具有與最初獲取之相對磁導率相同之相對磁導率之區域為止的區域定義為第1層10。對第2層20、第3層30及第4層40亦依序實施上述測定。即，將具有相同相對磁導率之區域定義為一個層。再者，上文中，自第1層10之內周面13開始實施相對磁導率之測定，但例如亦可自第4層40之一表面43開始實施相對磁導率之測定。
再者，如下所述，當各層由複數片磁性片材(下述)(參照圖2之假想線)形成時，若參考上述定義，則用以形成各層之複數片磁性片材之相對磁導率相同。
又，於下述製造方法中，亦可預先測定用以形成磁性層3之第1片材51、第2片材52、第3片材53及第4片材54之各者之相對磁導率，並將其設定為第1層10、第2層20、第3層30及第4層40之各者之相對磁導率。
＜磁性層之材料＞ 磁性層3含有磁性粒子。具體而言，作為磁性層3之材料，例如可列舉含有磁性粒子及黏合劑之磁性組合物等。
作為構成磁性粒子之磁性材料，例如可列舉軟磁體、硬磁體。自電感及直流重疊特性之觀點來看，較佳為列舉軟磁體。
作為軟磁體，例如可列舉以純物質狀態包含1種金屬元素之單一金屬體、及例如1種以上之金屬元素(第1金屬元素)與1種以上之金屬元素(第2金屬元素)及/或非金屬元素(碳、氮、矽、磷等)之共熔體(混合物)即合金體。該等可單獨使用或併用。
作為單一金屬體，例如可列舉僅由1種金屬元素(第1金屬元素)構成之金屬單質。作為第1金屬元素，例如自鐵(Fe)、鈷(Co)、鎳(Ni)及其他作為軟磁體之第1金屬元素而含有之金屬元素中適當選擇。
又，作為單一金屬體，例如可列舉包括僅包含1種金屬元素之芯、及修飾該芯之表面一部分或全部之包含無機物及/或有機物質之表面層的形態、例如包含第1金屬元素之有機金屬化合物或無機金屬化合物經分解(例如熱分解)後的形態。作為後一種形態，更具體而言，可列舉包含鐵作為第1金屬元素之有機鐵化合物(具體而言為羰基鐵)經熱分解所得之鐵粉(有時稱為羰基鐵粉)等。再者，修飾僅包含1種金屬元素之部分之包含無機物質及/或有機物質之層的位置不限於如上所述之表面。再者，作為可獲得單一金屬體之有機金屬化合物或無機金屬化合物，並無特別限定，可自能獲得軟磁體之單一金屬體之公知或常用之有機金屬化合物或無機金屬化合物中適當選擇。
合金體係1種以上之金屬元素(第1金屬元素)與1種以上之金屬元素(第2金屬元素)及/或非金屬元素(碳、氮、矽、磷等)之共熔體，只要為可用作軟磁體之合金體者，則並無特別限定。
第1金屬元素係合金體中之必需元素，例如可列舉鐵(Fe)、鈷(Co)、鎳(Ni)等。再者，若第1金屬元素為Fe，則合金體係設為Fe系合金，若第1金屬元素為Co，則合金體係設為Co系合金，若第1金屬元素為Ni，則合金體係設為Ni系合金。
第2金屬元素係合金體中次要地含有之元素(副成分)，且係與第1金屬元素相容(共熔)之金屬元素，例如可列舉鐵(Fe)(第1金屬為Fe以外之元素時)、鈷(Co)(第1金屬元素為Co以外之元素時)、鎳(Ni)(第1金屬元素為Ni以外之元素時)、鉻(Cr)、鋁(Al)、矽(Si)、銅(Cu)、銀(Ag)、錳(Mn)、鈣(Ca)、鋇(Ba)、鈦(Ti)、鋯(Zr)、鉿(Hf)、釩(V)、鈮(Nb)、鉭(Ta)、鉬(Mo)、鎢(W)、釕(Ru)、銠(Rh)、鋅(Zn)、鎵(Ga)、銦(In)、鍺(Ge)、錫(Sn)、鉛(Pb)、鈧(Sc)、釔(Y)、鍶(Sr)及各種稀土元素等。該等可單獨使用或併用2種以上。
非金屬元素係合金體中次要地含有之元素(副成分)，且係與第1金屬元素相容(共熔)之非金屬元素，例如可列舉硼(B)、碳(C)、氮(N)、矽(Si)、磷(P)、硫(S)等。該等可單獨使用或併用2種以上。
作為合金體之一例之Fe系合金，例如可列舉磁性不鏽鋼(Fe-Cr-Al-Si合金)(包含電磁不鏽鋼)、鐵矽鋁合金(Fe-Si-Al合金)(包含超級鐵矽鋁合金)、坡莫合金(Fe-Ni合金)、Fe-Ni-Mo合金、Fe-Ni-Mo-Cu合金、Fe-Ni-Co合金、Fe-Cr合金、Fe-Cr-Al合金、Fe-Ni-Cr合金、Fe-Ni-Cr-Si合金、矽銅(Fe-Cu-Si合金)、Fe-Si合金、Fe-Si-B(-Cu-Nb)合金、Fe-B-Si-Cr合金、Fe-Si-Cr-Ni合金、Fe-Si-Cr合金、Fe-Si-Al-Ni-Cr合金、Fe-Ni-Si-Co合金、Fe-N合金、Fe-C合金、Fe-B合金、Fe-P合金、鐵氧體(包含不鏽鋼系鐵氧體、進而Mn-Mg系鐵氧體、Mn-Zn系鐵氧體、Ni-Zn系鐵氧體、Ni-Zn-Cu系鐵氧體、Cu-Zn系鐵氧體、Cu-Mg-Zn系鐵氧體等軟鐵氧體、鐵鈷合金(Fe-Co合金)、Fe-Co-V合金、Fe基非晶合金等。
作為合金體之一例之Co系合金，例如可列舉Co-Ta-Zr及鈷(Co)基非晶合金等。
作為合金體之一例之Ni系合金，例如可列舉Ni-Cr合金等。
較佳為，自該等軟磁材料中適當選擇，以滿足第1層10、第2層20、第3層30及第4層40之各者之上述相對磁導率。
磁性粒子之形狀並無特別限定，可列舉大致扁平形狀(板形狀)、大致針形狀(包含大致紡錘(橄欖球)形狀)等顯示各向異性之形狀、例如大致球形狀、大致顆粒形狀、大致塊形狀等顯示各向同性之形狀等。作為磁性粒子之形狀，自上述形狀中適當選擇，以滿足第1層10、第2層20、第3層30及第4層40之各者之上述相對磁導率。
磁性粒子之最大長度之平均值例如為0.1 μm以上，較佳為0.5 μm以上，且例如為200 μm以下，較佳為150 μm以下。磁性粒子之最大長度之平均值可計算為磁性粒子之中值粒徑。
磁性組合物中之磁性粒子之體積比率(填充率)例如為10體積%以上，較佳為20體積%以上，且例如為90體積%以下，較佳為80體積%以下。
藉由適當變更磁性粒子之種類、形狀、大小、體積比率等，第1層10、第2層20、第3層30及第4層40之相對磁導率滿足所期望之關係。
作為黏合劑，例如可列舉丙烯酸系樹脂等熱塑性成分、例如環氧樹脂組合物等熱硬化性成分。丙烯酸系樹脂例如包含含羧基之丙烯酸酯共聚物。環氧樹脂組合物例如包含作為主劑之環氧樹脂(例如甲酚酚醛清漆型環氧樹脂等)、環氧樹脂用硬化劑(例如酚系樹脂等)、及環氧樹脂用硬化促進劑(例如咪唑化合物等)。
作為黏合劑，可分別單獨使用或併用熱塑性成分及熱硬化性成分，較佳為併用熱塑性成分及熱硬化性成分。
再者，關於上述磁性組合物之更詳細之配方，記載於日本專利特開2014-165363號公報等中。
＜電感器之製造方法＞ 參照圖2來說明該電感器1之製造方法。
為了製造該電感器1，首先，準備配線2。
繼而，製備2片第1片材51、2片第2片材52、2片第3片材53及2片第4片材54。
第1片材51、第2片材52、第3片材53及第4片材54係藉由變更其等所含有之磁性粒子之種類、形狀及體積比率等而具有如滿足下述式(1)～(3)之任一者之相對磁導率。
第1片材51之相對磁導率＜第2片材52之相對磁導率   (1) 第2片材52之相對磁導率＜第3片材53之相對磁導率   (2) 第3片材53之相對磁導率＜第4片材54之相對磁導率   (3) 具體而言，根據如上所述之配方製備含有磁性粒子之第1片材51、第2片材52、第3片材53及第4片材54，調整第1片材51、第2片材52、第3片材53及第4片材54之相對磁導率。
第1片材51、第2片材52、第3片材53及第4片材54分別為用以形成第1層10、第2層20、第3層30及第4層40之磁性片材。由上述磁性組合物使上述各片材形成為於面方向上延伸之板形狀。
再者，根據用途及目的，其中一片第1片材51可為單層，抑或由複數層(2層以上)(參照圖2之假想線)構成。關於另一片第1片材51、進而第2片材52之各者、第3片材53之各者及第4片材54之各者亦相同。
隨後，將第1片材51、第2片材52、第3片材53及第4片材54依序分別配置於配線2之厚度方向兩側。具體而言，以夾著配線2之方式配置2片第1片材51。第2片材52、第3片材53及第4片材54以依序遠離配線2之方式配置於第1片材51。
具體而言，朝向厚度方向一側依序配置第4片材54、第3片材53、第2片材52、第1片材51、配線2、第1片材51、第2片材52、第3片材53及第4片材54。
繼而，例如將其等進行熱壓。於熱壓中，例如使用平板加壓機。
藉此，如圖1所示，第1片材51、第2片材52、第3片材53及第4片材54變形，分別形成第1層10、第2層20、第3層30及第4層40。
詳細而言，例如，第1片材51自板形狀變形為具有一側第1圓弧部分15及另一側第1圓弧部分16且供埋設配線2之形狀，藉此，形成第1層10。
第2片材52自板形狀變形為具有一側第2圓弧部27及另一側第2圓弧部28且追隨於第1層10之一表面11及另一表面12之形狀，藉此，形成第2層10。
又，第3層30及第4層40分別由第3片材53及第4片材54形成。
再者，當磁性組合物含有熱硬化性成分時，藉由與熱壓同時之加熱或其後之加熱，使磁性組合物熱硬化。
藉此，形成供埋設配線2之磁性層3。
藉此製造電感器1，該電感器1具備配線2及磁性層3，於磁性層3之第1層10、第2層20、第3層30及第4層40中之鄰接之2個層中，距配線2更遠之層之相對磁導率低於更靠近配線2之層之相對磁導率。
而且，於該電感器1中，具備具有上述相對磁導率之第1層10、第2層20、第3層30及第4層40之磁性層3。
因此，該電感器1之直流重疊特性優異。
推測其原因在於，越是靠近配線2，則相對磁導率越低而不易發生磁飽和。
又，於該電感器1中，第1層10具備延出部17，故而有助於提高直流重疊特性之磁性粒子(填料)之絕對量變多，因此，提高了直流重疊特性。
(變化例) 於變化例中，對與一實施形態相同之構件及步驟附上相同之參照符號，並省略其詳細之說明。又，除特別記載以外，可發揮與一實施形態相同之作用效果。進而，可適當組合一實施形態及其變化例。
於上述一實施形態中，如圖1所示，磁性層3具備第1層10～第4層，但磁性層3只要具有n層(n為3以上之正數)，則並無特別限定，例如雖未圖示，但磁性層3可不具備第4層40，而具備第1層10～第3層30(n為3之態樣)。又，磁性層3亦可具備第1層10～第5層(n為5之態樣)。
又，於上述一實施形態中，如圖1所示，配線2具有剖視大致圓形狀，但其剖視形狀並無特別限定，例如雖未圖示，但可為剖視大致矩形狀、剖視橢圓形狀。
於一實施形態中，延出部17自配線2之周面到達電感器1之第1方向端面，例如雖未圖示，但亦可不自配線2之周面到達電感器1之第1方向端面，而延出至配線2之周面與電感器1之第1方向端面之間之中間部。
於一實施形態中，將延出部17設置於第1層10，但亦可設置於磁性層3中之任一層，例如如圖7所示，可設置於第2層20。
如圖7所示，第1層10具有剖視大致圓環形狀。第1層10具有內周面13、及相對於內周面13位於徑向外側之外周面14。
第2層10具有一側第2圓弧部27、另一側第2圓弧部28及延出部17。
如圖8所示，第2層20、第3層30及第4層40之各者可由1層構成。
第2層20配置於第1層10之一表面11。第2層20具有與第1層10之一表面11接觸之另一表面24、及與另一表面24對向之一表面23。
第3層30配置於第2層20之一表面23。第3層30具有與第2層之一表面23接觸之另一表面34、及與另一表面34對向之一表面33。
第4層40配置於第3層30之一表面33。第4層40具有與第3層30之一表面33接觸之另一表面44、及與另一表面44對向之一表面43。
又，第3層30可具有剖視大致圓弧形狀。
而且，藉由適當變更磁性層3中之各層之磁性粒子之種類、形狀及體積比率，可使第1層10、第2層20、第3層30及第4層40中更靠近配線2之層之相對磁導率低於距配線2更遠之層之相對磁導率。
(具體態樣) 以下，對於第1態樣～第2態樣，參照圖3～圖6來說明具體態樣，即，藉由變更磁性層3中之各層之磁性粒子之種類、形狀、體積比率等，使更靠近配線2之層之相對磁導率低於距配線2更遠之層之相對磁導率。
再者，於圖1～圖2中未描畫磁性粒子，但於圖3～圖6中，為了易於理解而描畫了磁性粒子之形狀、第2磁性粒子之配向。但是，於圖3～圖6中，誇大地描畫了磁性粒子之形狀及配向等。
(第1態樣) 參照圖3～圖4來說明第1態樣之電感器1。
如圖3所示，於第1態樣之電感器1中，第1層10含有具有大致球形狀之第1磁性粒子61，第2層20、第3層30及第4層40含有具有大致扁平形狀之第2磁性粒子62。
第1磁性粒子61於第1層10中未配向而均勻(各向同性)地分散。第1磁性粒子61之平均粒徑例如為0.1 μm以上，較佳為0.5 μm以上，且例如為100 μm以下，較佳為50 μm以下。作為第1磁性粒子61之磁性材料，較佳為列舉有機鐵化合物經熱分解後之鐵粉，更佳為列舉羰基鐵粉(10 MHz下之相對磁導率：例如為1.1以上，較佳為3以上，且例如為25以下，較佳為20以下)。
第1層10由於含有大致球形狀之第1磁性粒子61，故而可將其相對磁導率設定為確實低於下述含有大致扁平形狀之第2磁性粒子62之第2層20之相對磁導率。又，若為大致球形狀之第1磁性粒子61，則電感器1具有優異之電感。進而，若為大致球形狀之第1磁性粒子61，則可抑制磁飽和。
第2磁性粒子62於第2層20、第3層30及第4層40之各者中，在沿著各層之方向上配向。
具體而言，第2磁性粒子62於第2層20之一側第2圓弧部27及另一側第2圓弧部28處，於配線2之圓周方向上配向。再者，將第2磁性粒子62之面方向與和第2磁性粒子62在徑向內側對向之配線2之圓周面相接的切線所成之角度為15度以下之情形定義為第2磁性粒子62沿圓周方向配向。
又，第2磁性粒子62於第3層30及第4層40中沿著上述面方向配向。
第2磁性粒子62之最大長度之平均值例如為3.5 μm以上，較佳為10 μm以上，且例如為200 μm以下，較佳為150 μm以下。
作為第2磁性粒子62之材料，較佳為列舉Fe-Si合金(10 MHz下之相對磁導率：25以上)。
例如，當第2層20、第3層30及第4層40之第2磁性粒子62之種類相同時，調整第2層20、第3層30及第4層40之第2磁性粒子62之體積比率。於此情形時，將更靠近配線2之層中之第2磁性粒子62之體積比率設定為低於距配線2更遠之層中之第2磁性粒子62之體積比率。
又，當第2層20、第3層30及第4層40之第2磁性粒子62之體積比率大致相同時，變更第2層20、第3層30及第4層40之第2磁性粒子62之種類。於此情形時，以使更靠近配線2之層中之第2磁性粒子62之相對磁導率低於距配線2更遠之層中之第2磁性粒子62之相對磁導率之方式，選擇第2磁性粒子62之種類。
又，亦可變更第2磁性粒子62之體積比率及相對磁導率之兩者。
為了製造該電感器1，如圖4所示，準備含有第1磁性粒子61之第1片材51、及以相同或不同之體積比率含有相對磁導率相同或不同之第2磁性粒子62的第2片材52、第3片材53及第4片材54。第2磁性粒子62於第2片材52、第3片材53及第4片材54之各者中於面方向上配向。
其後，對配線2及上述第1片材51～第4片材54進行熱壓。
而且，關於該電感器1，第1層10含有大致球形狀之第1磁性粒子61，第2層20、第3層30及第4層40具有大致扁平形狀之第2磁性粒子62。
如此一來，第1磁性粒子61各向同性地配置於第1層10中，另一方面，於第2層20之一側第2圓弧部27及另一側第2圓弧部28處，第2磁性粒子62可沿圓周方向配向。因此，該電感器1之直流重疊特性與高電感之兩者優異。
又，由於第2層20中所包含之大致扁平形狀之第2磁性粒子62於配線2之外周面配向，故而電感器1之電感優異。
(第2態樣) 參照圖5～圖6來說明第2態樣之電感器1。
如圖5所示，於第2態樣之電感器1中，第1層10、第2層20、第3層30及第4層30均含有大致扁平形狀之第2磁性粒子62。第2磁性粒子62具有大致扁平形狀。第2磁性粒子62於第1層10、第2層20、第3層30及第4層30之各者中，在沿著各層之方向上配向。
具體而言，第2磁性粒子62於第1層10之一側第1圓弧部分15及另一側第1圓弧部分16處，在配線2之圓周方向上配向，於延出部17處，在面方向上配向。又，第2磁性粒子62於一側第2圓弧部27及另一側第2圓弧部28處，在配線2之圓周方向上配向。另一方面，第2磁性粒子62於第3層30及第4層40中，沿著上述面方向配向。
例如，當第1層10、第2層20、第3層30及第4層30之第2磁性粒子62之種類相同時，調整第1層10、第2層20、第3層30及第4層30之第2磁性粒子62之體積比率。於此情形時，將更靠近配線2之層中之第2磁性粒子62之體積比率設定為低於距配線2更遠之層中之第2磁性粒子62之體積比率。具體而言，第1層10中之第2磁性粒子62之體積比率與第2層20中之第2磁性粒子62之體積比率之比例如未達1，較佳為0.9以下，更佳為0.8以下，且例如為0.5以上，且為0.6以上。關於第3層30及第4層40之第2磁性粒子62之體積比率亦與上述相同。
又，當第1層10、第2層20、第3層30及第4層30中之第2磁性粒子62之體積比率大致相同時，變更第1層10、第2層20、第3層30及第4層30之第2磁性粒子62之種類。於此情形時，以使更靠近配線2之層中之第2磁性粒子62之相對磁導率低於距配線2更遠之層中之第2磁性粒子62之相對磁導率之方式，選擇第2磁性粒子62之種類。
又，可採用變更第2磁性粒子62之體積比率之方法、及變更第2磁性粒子62之相對磁導率之方法之兩者。
自第1層10～第4層40之相對磁導率之調整範圍更寬之觀點來看，相比變更第2磁性粒子62之體積比率之方法，較佳為採用變更第2磁性粒子62之相對磁導率之方法。
另一方面，自確保優異之生產性之觀點來看，相比變更第2磁性粒子62之相對磁導率之方法，較佳為採用變更第2磁性粒子62之體積比率之方法。
又，第1態樣及第2態樣中，較佳為第1態樣。第1態樣與第2態樣相比，可使第1層10之相對磁導率確實且容易地低於第2層20之相對磁導率。
為了製造第2態樣之電感器1，如圖6所示，準備以相同或不同之體積比率含有相對磁導率相同或不同之第2磁性粒子62的第1片材51、第2片材52、第3片材53及第4片材54。第2磁性粒子62於第1片材51、第2片材52、第3片材53及第4片材54之各者中，在面方向上配向。
其後，對配線2及上述第1片材51～第4片材54進行熱壓。
(又一變化例) 雖未圖示，但第1層10～第4層40之全部例如可含有各向同性磁性粒子、具體而言為大致球形狀之第1磁性粒子61。 [實施例]
以下示出實施例及比較例，更具體地說明本發明。再者，本發明不受任何實施例及比較例限定。又，以下之記載中所使用之調配比率(含有比率)、物性值及參數等具體數值可代替上述「用以實施發明之形態」中所記載之對應於其等之調配比率(含有比率)、物性值及參數等相應記載之上限(定義為「以下」、「未達」之數值)或下限(定義為「以上」、「超過」之數值)。
製備例1 ＜黏合劑之製備＞ 按照表1所記載之配方，製備黏合劑。
實施例1 ＜基於第1態樣之電感器之製造例＞ 首先，準備半徑為130 μm之配線2。導線4之半徑為115 μm，絕緣膜5之厚度為15 μm。
以成為表2中所記載之磁性粒子之種類、填充率之方式，製作第1片材51、第2片材52、第3片材53及第4片材54。
作為第1片材51，準備4片厚度60 μm之片材。作為第2片材52，準備8片厚度為130 μm之片材。作為第3片材53，準備8片厚度60 μm之片材。作為第4片材54，準備4片厚度100 μm之片材。
然後，朝向厚度方向一側，依序配置2片第4片材54、4片第3片材53、4片第2片材52、2片第1片材51、配線2、2片第1片材51、4片第2片材52、4片第3片材53及2片第4片材54。
繼而，使用平板加壓機對其等進行熱壓，藉此形成磁性層3。
藉此，製造出具備配線2及供埋設該配線2之磁性層3之電感器1。電感器1之厚度為975 μm。
實施例2～比較例1 除按照表3～表6變更了磁性片材之配方以外，以與實施例1相同之方式製造電感器1。
再者，實施例2之電感器1對應於第2態樣(詳細而言為變更磁性層中之各層之磁性粒子之種類的態樣)。
又，實施例3之電感器1對應於第2態樣(詳細而言為變更磁性層中之各層之磁性粒子之含有比率(填充率)之態樣)。
又，實施例4之電感器1係第2態樣，且為變更磁性層中之各層之磁性粒子之種類及含有比率(填充率)之兩者之態樣。
＜評估＞ 評估下述項目，並將其結果記載於表2～表7中。
＜相對磁導率＞ 藉由使用磁性材料測試夾具之阻抗分析器(Agilent公司製造，「4291B」)測定實施例1～比較例1之第1片材51、實施例1～實施例4之第2片材52、實施例1～實施例4之第3片材53、以及實施例1及實施例3之第4片材54之各者之相對磁導率。 ＜直流重疊特性＞ 使用安裝DC(Direct Current，直流)偏壓測試夾具及DC偏壓電源之阻抗分析器(由Kuwaki Electronics公司製造，「65120B」)，於實施例1～比較例1之電感器1之導線4中流通10 A之電流，測定電感下降率，藉此評估直流重疊特性。
電感下降率係基於下述式算出。 [未施加DC偏壓電流之狀態下之電感－已施加DC偏壓電流之狀態下之電感]/[已施加DC偏壓電流之狀態下之電感]×100(%)
[表1]
表1
黏合劑配方 製備例1
熱塑性成分 含羧基之丙烯酸酯共聚物 Nagase ChemteX公司製造之Tessan樹脂SG-70L 18.7
熱硬化性成分(環氧樹脂組合物) 甲酚酚醛清漆型環氧樹脂(主劑) DIC股份有限公司製造之EPICLON N-665-EXP-S 9.7
酚系樹脂(硬化劑) 明和化成公司製造之MEH-7851SS 9.7
咪唑化合物 (硬化促進劑) 四國化成工業公司製造之2PHZ-PW 0.3
數值為體積%
[表2]
表2
實施例1 磁性層 磁性粒子 製造中使用之磁性片材之數量 R(比)*A D(%)*B
相對磁導率 各磁性片材之厚度(μm) 電感下降率 (%) 形狀 中值粒徑[μm] 種類 填充率 (體積%)
磁性片材 第1片材 7.9 60 18.0 球形狀 1.5 羰基鐵粉 57 4 一側 2 R1 0.29 D1 20
另一側 2
第2片材 27.7 130 扁平形狀 50 Fe-Si合金 49 8 一側 4 R2 0.42 D2 39
另一側 4
第3片材 66.6 60 扁平形狀 38 Fe-Si合金 59 8 一側 4 R3 0.66 D3 35
另一側 4
第4片材 101.6 100 扁平形狀 38 Fe-Si合金/鐵矽鋁合金之混合物(1:1) 57 4 一側 2 - -
另一側 2
Figure 02_image001
[表3]
表3
實施例2 磁性層 磁性粒子 製造中使用之磁性片材之數量 R(比)*A D(%)*B
相對磁導率 各磁性片材之厚度(μm) 電感下降率 (%) 形狀 中值粒徑[μm] 種類 填充率 (體積%)
磁性片材 第1片材 27.7 130 35.5 扁平形狀 50 Fe-Si合金 49 8 一側 4 R1 0.42 D1 39
另一側 4
第2片材 66.6 60 扁平形狀 38 Fe-Si合金 59 8 一側 4 R2 0.66 D2 35
另一側 4
第3片材 101.6 100 扁平形狀 - Fe-Si合金/鐵矽鋁合金之混合物(1:1) 57 4 一側 2 - -
另一側 2
Figure 02_image003
[表4]
表4
實施例3 磁性層 磁性粒子 製造中使用之磁性片材之數量 R(比)*A D(%)*B
相對磁導率 各磁性片材之厚度(μm) 電感下降率 (%) 形狀 種類 填充率 (體積%)
磁性片材 第1片材 70.0 60 58.6 扁平形狀 鐵矽鋁合金 30 12 一側 6 R1 0.75 D1 23
另一側 6
第2片材 93.3 60 扁平形狀 鐵矽鋁合金 40 8 一側 4 R2 0.80 D2 23
另一側 4
第3片材 116.7 85 扁平形狀 鐵矽鋁合金 50 8 一側 4 R3 0.83 D3 23
另一側 4
第4片材 140.0 85 扁平形狀 鐵矽鋁合金 60 4 一側 2 - -
另一側 2
Figure 02_image005
[表5]
表5
實施例4 磁性層 磁性粒子 製造中使用之磁性片材之數量 R(比)*A D(%)*B
相對磁導率 各磁性片材之厚度(μm) 電感下降率 (%) 形狀 中值粒徑[μm] 種類 填充率 (體積%)
磁性片材 第1片材 12.5 55 19.4 球形狀 - 羰基鐵粉 61 8 一側 4 R1 0.29 D1 31
另一側 4
第2片材 43.4 55 扁平形狀 40 Fe-Si合金 44 4 一側 2 R2 0.80 D2 11
另一側 2
第3片材 54.1 95 扁平形狀 40 Fe-Si合金 57 8 一側 4 - -
另一側 4
Figure 02_image007
[表6]
表6
比較例1 磁性層 磁性粒子 製造中使用之磁性片材之數量
相對磁導率 各磁性片材之厚度(μm) 電感下降率 (%) 形狀 種類 填充率 (體積%)
磁性片材 140 85 78.5 扁平形狀 鐵矽鋁合金 60 14 一側 7
另一側 7
[表7]
表7
   實施例1 實施例2 實施例3 實施例4 比較例1
態樣 第1 第2*A 第2*B 第3*D -
厚度 975 675 930 805 497
相對磁導率 第1片材 7.9 27.7 70 12.5 140.0
第2片材 27.7 66.6 93.3 43.4
第3片材 66.6 101.6 116.7 54.1
第4片材 101.6 - 140 -
直流重疊特性 電感下降率*C (%) 18.0 35.5 58.6 19.4 78.5
*A 變動第1片材～第n片材中之磁性粒子之種類(相對磁導率)
*B 變動第1片材～第n片材中之磁性粒子之填充率
Figure 02_image009
*D 變動第1片材～第n片材中之磁性粒子之種類及填充率
再者，上述發明係作為本發明之例示之實施形態而提供，但此僅為例示，不應限定性地解釋。本領域技術人員所明確之本發明之變化例包含於下述申請專利範圍中。 [產業上之可利用性]
電感器係搭載於電子機器等。
1:電感器 2:配線 3:磁性層 4:導線 5:絕緣膜 10:第1層 11:一表面 12:另一表面 13:內周面 15:第1圓弧部分 16:第1圓弧部分 17:延出部 18:一側區域 19:另一側區域 20:第2層 21:一側第2層 22:另一側第2層 23:一表面 24:另一表面 25:一表面 26:另一表面 27:一側第2圓弧部 28:另一側第2圓弧部 30:第3層 31:一側第3層 32:另一側第3層 33:一表面 34:另一表面 35:一表面 36:另一表面 40:第4層 41:一側第4層 42:另一側第4層 43:一表面 44:另一表面 45:一表面 46:另一表面 51:第1片材 52:第2片材 53:第3片材 54:第4片材 61:第1磁性粒子(大致球形狀之磁性粒子) 62:第2磁性粒子(大致平板形狀之磁性粒子)
圖1表示本發明之電感器之一實施形態之前剖視圖。 圖2表示說明圖1所示之電感器之製造方法之前剖視圖。 圖3表示對應於第1態樣之電感器之前剖視圖。 圖4表示說明圖3所示之電感器之製造方法之前剖視圖。 圖5表示對應於第2態樣之電感器之前剖視圖。 圖6表示說明圖5所示之電感器之製造方法之前剖視圖。 圖7表示圖1所示之電感器之變化例(第2層具備延出部之變化例)之前剖視圖。 圖8表示圖1所示之電感器之變化例(第1層～第4層分別由1層構成之變化例)之前剖視圖。
1:電感器
2:配線
3:磁性層
4:導線
5:絕緣膜
10:第1層
11:一表面
12:另一表面
13:內周面
15:第1圓弧部分
16:第1圓弧部分
17:延出部
18:一側區域
19:另一側區域
20:第2層
21:一側第2層
22:另一側第2層
23:一表面
24:另一表面
25:一表面
26:另一表面
27:一側第2圓弧部
28:另一側第2圓弧部
30:第3層
31:一側第3層
32:另一側第3層
33:一表面
34:另一表面
35:一表面
36:另一表面
40:第4層
41:一側第4層
42:另一側第4層
43:一表面
44:另一表面
45:一表面
46:另一表面

Claims (6)

  1. 一種電感器，其特徵在於具備： 配線，其具備導線、及配置於上述導線之整個周面之絕緣膜；及 磁性層，其供埋設上述配線； 上述磁性層包含磁性粒子， 上述磁性層具備與上述配線之周面接觸之第1層、與上述第1層之表面接觸之第2層、…與第(n－1)層之表面接觸之第n層(n為3以上之正數)， 於上述磁性層中之鄰接之2個層中，更靠近上述配線之層之相對磁導率低於距上述配線更遠之層之相對磁導率。
  2. 如請求項1之電感器，其中上述配線具有剖視大致圓形狀。
  3. 如請求項2之電感器，其中上述第2層～上述第n層中之任一層具有與上述配線共有中心之剖視大致圓弧形狀。
  4. 如請求項1至3中任一項之電感器，其中上述第1層～上述第n層中之任一層具有延出部，該延出部自上述配線於與上述配線延伸之方向及上述磁性層之厚度方向正交之方向上延出。
  5. 如請求項1至3中任一項之電感器，其中上述第1層中所包含之磁性粒子具有大致球形狀， 上述第2層～上述第n層中所包含之磁性粒子具有大致扁平形狀。
  6. 如請求項1至3中任一項之電感器，其中至少上述第2層中所包含之磁性粒子於上述配線之外周面進行配向。
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