TW202040601A - 電感器 - Google Patents

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TW202040601A
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奧村圭佑
古川佳宏
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日商日東電工股份有限公司
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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60。磁性層3包含：第1層10，其與配線2之外周面6之第1面7接觸；及第2層20，其與該配線2之外周面6之第2面8及第1層10之表面接觸。第1層10之相對磁導率高於第2層20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，其係具備如下構件者，即：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，且包含：第1層，其與上述配線之周面之一部分接觸；及第2層，其與上述配線之周面之其餘部分及上述第1層之表面接觸；上述第1層之相對磁導率高於上述第2層之相對磁導率。
本發明(2)包含如(1)所記載之電感器，其中上述第1層中所包含之磁性粒子具有大致扁平形狀，上述第2層中所包含之磁性粒子具有大致球形狀。
本發明(3)包含如(1)或(2)所記載之電感器，其中上述第1層相對於上述配線之周面之接觸面積S1大於上述第2層相對於上述配線之周面之接觸面積S2。
本發明(4)包含如(3)所記載之電感器，其中上述第2層之接觸面積S2相對於上述第1層之接觸面積S1及上述第2層之接觸面積S2之合計的比率(S2/(S1＋S2))為0.1以上且0.3以下。
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層具有與上述配線共有重心之剖視大致圓弧形狀，上述第2層具有平坦面。
本發明(6)包含如(1)至(5)中任一項所記載之電感器，其中上述第1層具有延出部，該延出部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自上述配線延出。 [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。
再者，於圖1中，為了易於理解一實施形態，誇大地描劃了磁性粒子60(下述)之形狀及配向等。
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，例如具有大致圓形狀。
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共有重心(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配置於導線4之整個外周面。絕緣膜5之外周面形成配線2之外周面6(下述)。絕緣膜5具有與配線2共有重心(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與配線2之整個外周面(圓周面)6接觸，並被覆該整個外周面(圓周面)6。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及第2層20。較佳為，磁性層3包含第1層10及第2層20。
第1層10具有於面方向上延伸之形狀。第1層10係磁性層3中之中間層。第1層10及第2層20與配線2之外周面6接觸。
具體而言，第1層10相對於配線2之外周面6所包含之第1面7接觸。
再者，第1面7於剖視時構成配線2之外周面6之主面(一部分之一例)，具體而言為剖視時外周面6中之中心角超過180度之圓弧面。第1面7之中心角較佳為210度以上，更佳為225度以上，且較佳為330度以下，更佳為315度以下。
第1面7之面積相當於第1層10相對於配線2之外周面6之接觸面積S1。該接觸面積S1將與下述接觸面積S2一起於下文進行敍述。
第1層10具有一表面11、另一表面12及第1接觸面13。
一表面11針對1個電感器1設置有1個。一表面11為大致平坦面。
另一表面12相對於一表面11對向配置於厚度方向另一側。另一表面12針對1條配線2設置有2個。2個另一表面12於第1方向上相互隔開間隔地配置。另一表面12為大致平坦面。2個另一表面12各自之內端緣位於配線2之外周面。
第1接觸面13於厚度方向上與一表面11對向配置。於剖視時，第1接觸面13為大致圓弧形狀。第1接觸面13連結2個另一表面12之內端緣。又，第1接觸面13與配線2之第1面7接觸。該第1層10係以如下方式埋設：藉由第1接觸面13與第1面7接觸，而使配線2之厚度方向另一端部9於厚度方向另一側露出。
又，第1層10於剖視時一體地具有圓弧部分15及延出部16。
圓弧部分15配置於較配線2之中心更靠厚度方向一側。圓弧部分15具有與配線2共有中心之圓弧形狀。於剖視時，圓弧部分15於徑向上與配線2之周面中之較配線2之中心更靠厚度方向一側之區域對向。圓弧部分15由對應之一表面11及對應之第1接觸面13劃分。
延出部16具有自配線2朝向第1方向外側延出之形狀。延出部16於第1層10設置有2個。2個延出部16之各者分別配置於配線2之第1方向兩外側。2個延出部16之各者於配線2之外周面6處，自與配線2於第1方向上對向之區域朝向第1方向外側延伸，分別到達電感器1之第1方向兩端面。延出部16由對向之第1接觸面13、對應之一表面11及對應之另一表面12劃分。延出部16之一表面11及另一表面12平行。延出部16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。
圓弧部分15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，自確保更優異之直流重疊特性之觀點來看，較佳為800 μm以下，更佳為600 μm以下，進而較佳為400 μm以下，特佳為200 μm以下，最佳為130 μm以下。圓弧部分15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0.1以上，且例如為0.5以下，自確保更優異之直流重疊特性之觀點來看，較佳為0.4以下，更佳為0.3以下，進而較佳為0.25以下，特佳為0.2以下。
延出部16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。延出部16之厚度與磁性層3之厚度(下述)之比例如為0.1以上，較佳為0.2以上，且例如為0.7以下，較佳為0.5以下。
再者，第1層10之厚度係相對於配線2之第1方向上之最大長度之中點(若配線2為剖視圓形狀，則為中心)的厚度方向一側部分(正上方部分)之第1層10之一表面11及另一表面12間之距離(具體而言，相當於圓弧部分15之厚度)。又，第1層10之厚度亦為剖視時相對於配線2之重心之厚度方向一側部分(正上方部分)的第1層10之一表面11及另一表面12間之距離。再者，於要求上述中點及重心之兩者之情形時，優先採用基於中點之第1層10之厚度之定義。另一方面，於僅要求重心之情形時，採用基於重心之第1層10之厚度之定義。
第2層20與配線2之外周面之第2面8(下述)、以及作為第1層10之表面之一例之厚度方向一表面11及另一表面12接觸。第2層20係磁性層3中之表面層。
第2層20獨立地具有一側第2層21及另一側第2層22。較佳為，第2層包含一側第2層21及另一側第2層22。
一側第2層21配置於第1層10之厚度方向一側。具體而言，一側第2層21與第1層10之一表面11接觸。一側第2層21具有於面方向上延伸之形狀。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之一表面23具有平坦形狀。即，一表面23為平坦面。一側第2層21之一表面23形成電感器1之厚度方向一表面。 一側第2層21之另一表面24為大致平坦面，更具體而言，具有追隨於第1層10之圓弧部分15及2個延出部16之一表面11的形狀。
另一側第2層22配置於配線2及第1層10之厚度方向另一側。另一側第2層22具有於面方向上延伸之形狀。另一側第2層22與配線2之外周面6中所包含之第2面8及第1層10之另一表面12接觸。
再者，第2面8於剖視時為配線2之外周面6中之第1面7之其餘部分，且於剖視時為配線2之外周面6中之中心角不滿180度之圓弧面。第2面8之中心角較佳為45度以上，更佳為60度以上，且較佳為150度以下，更佳為135度以下。
第2面8之面積相當於第2層20(另一側第2層22)相對於配線2之外周面6之接觸面積S2。
第2層20相對於配線2之外周面6(第2面8)之接觸面積S2較佳為小於第1層10相對於配線2之外周面6(第1面7)之接觸面積S1。換言之，第1層10相對於配線2之外周面6(第1面7)之接觸面積S1較佳為大於第2層20相對於配線2之外周面6(第2面8)之接觸面積。即，第1面7之面積S1較佳為大於第2面8之面積S2。
第2層20相對於配線2之外周面6之接觸面積S2與第1層10相對於配線2之外周面6之接觸面積S1及第2層20相對於配線2之外周面6之接觸面積S2之合計的比(S2/(S1＋S2))例如為0.01以上，較佳為0.1以上，且例如未達0.5，較佳為0.4以下，更佳為0.3以下。若接觸面積S2之比率處於上述範圍，則可抑制施加大電流時之磁體(磁性層3)之磁飽和，故而可進一步提高電感器1之直流重疊特性。
另一側第2層22具有一表面25及另一表面26，該一表面25與配線2之第2面8及2個延出部16之另一表面12接觸，該另一表面26隔開間隔地配置於一表面25之厚度方向另一側。
另一側第2層22之一表面25係大致平坦面，具體而言，具有追隨於配線2之第2面8及2個延出部16之另一表面12之形狀。另一側第2層22之一表面25包含與配線2之第2面8接觸之第2接觸面14。
另一側第2層22之另一表面26具有平坦形狀。即，另一表面26為平坦面。另一側第2層22之另一表面26形成電感器1之厚度方向另一表面。
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。
一側第2層21之厚度係相對於配線2之第1方向上之最大長度之中點(若配線2為剖視圓形狀，則為中心)的厚度方向一側部分(正上方部分)之一側第2層21之一表面23及另一表面24間之距離。又，一側第2層21之厚度亦為剖視時相對於配線2之重心之厚度方向一側部分(正上方部分)的一側第2層21之一表面23及另一表面24間之距離。再者，於要求上述中點及重心之兩者之情形時，優先採用基於中點之一側第2層21之厚度之定義。另一方面，於僅要求重心之情形時，採用基於重心之一側第2層21之厚度之定義。
另一側第2層22之厚度係相對於配線2之第1方向上之最大長度之中點(若配線2為剖視圓形狀，則為中心)的厚度方向一側部分(正下方部分)之另一側第2層22之一表面25及另一表面26間之距離。又，另一側第2層22之厚度亦為剖視時相對於配線2之重心之厚度方向一側部分(正下方部分)之另一側第2層22之一表面25與另一表面26間之距離。再者，於求出上述中點及重心之兩者之情形時，優先採用基於中點之另一側第2層22之厚度之定義。另一方面，於僅求出重心之情形時，採用基於重心之另一側第2層22之厚度之定義。
又，一側第2層21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。另一側第2層22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。一側第2層21之厚度與另一側第2層22之厚度之比例如為2以下，較佳為1.5以下，且例如為0.1以上，較佳為0.3以上。若一側第2層21之厚度之比為上述上限以下且上述下限以上，則可獲得更優異之直流重疊特性。
第2層20之厚度相對於磁性層3之厚度(下述)之比例如為0.1以上，較佳為0.2以上，且例如為0.7以下，較佳為0.5以下。
磁性層3之厚度係於厚度方向上投影之投影面中與配線2錯開之區域中之第1層10及第2層20之合計厚度，且為配線2之半徑之例如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。又，磁性層3之厚度係磁性層3之一表面(一側第2層21之一表面23)及另一表面(另一側第2層22之另一表面26)間之距離。
＜磁性層之材料＞ 磁性層3含有磁性粒子60。具體而言，作為磁性層3之材料，例如可列舉含有磁性粒子60及黏合劑之磁性組合物。
作為構成磁性粒子60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，以使第1層10及第2層20之各者滿足所期望之相對磁導率(下述)。
較佳為，第1層10含有Fe系合金，第2層20含有有機鐵化合物經熱分解後之鐵粉。更佳為，第1層10含有鐵矽鋁合金，第2層20含有羰基鐵粉。
磁性粒子60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60之形狀，自上述例示中適當選擇，以使第1層10及第2層20之各者滿足所期望之相對磁導率。
較佳為，第1層10中所含有之磁性粒子60具有顯示各向異性之形狀，第2層20中所含有之磁性粒子60具有顯示各向同性之形狀。
更佳為，第1層10中所含有之磁性粒子60具有大致扁平形狀，第2層20中所含有之磁性粒子60具有大致球狀。據此，可抑制施加大電流時之磁體(磁性層3)之磁飽和，故而可進一步提高電感器1之直流重疊特性。
第1層10中所含有之磁性粒子60於具有具備各向異性之形狀(具體而言為大致扁平形狀)之情形時，在圓弧部分15、及延出部16中位於配線2之附近之區域(例如，自配線2之第1面7到達徑向外側之與圓弧部分15之厚度相同之距離(較佳為圓弧部分15之厚度之半值)之區域中，在配線2之圓周方向上配向。再者，將磁性粒子60和與配線2之第1面7相接之切線所成之角度為15度以下之情形定義為磁性粒子60沿圓周方向配向。
另一方面，第1層10中所含有之磁性粒子60於延出部16中位於遠離配線2處之區域(例如，距配線2之第1面7之距離超過與圓弧部分15之厚度相同之距離之區域)中，在面方向上配向。
另一方面，第2層20中所含有之磁性粒子60當具有顯示各向同性之形狀(具體而言為大致球形狀)時，未配向而均勻(各向同性)地分散。
磁性粒子60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60之最大長度之平均值可計算為磁性粒子60之中值粒徑。
顯示各向異性之磁性粒子60之最大長度之平均值例如為3 μm以上，較佳為5 μm以上，且例如為200 μm以下，較佳為150 μm以下。
顯示各向同性之磁性粒子60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。
磁性組合物中之磁性粒子60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60之種類、形狀、大小、體積比率等，第1層10及第2層20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。
＜磁性層之相對磁導率＞ 第1層10之相對磁導率高於第2層20之相對磁導率。
第1層10及第2層20之相對磁導率均係於10 MHz之頻率下測定。
第1層10之相對磁導率與第2層20之相對磁導率之比R(第1層10之相對磁導率/第2層20之相對磁導率)例如為1.1以上，較佳為1.5以上，更佳為2以上，進而較佳為5以上，特佳為10以上，最佳為15以上，且例如為10000以下，且例如為1000以下。
又，自第1層10之相對磁導率減去第2層20之相對磁導率所得之值D(第1層10之相對磁導率－第2層20之相對磁導率)例如為1以上，較佳為5以上，更佳為10以上，進而較佳為25以上，特佳為100以上，最佳為125以上，且例如為1000以下。
若上述相對磁導率之比R或差D(相減後之值)為上述下限以上，則可更有效率地提高電感器1之直流重疊特性。
又，各層係藉由上述各層之相對磁導率定義。
具體而言，測定磁性層3之一表面即一側第2層21之一表面23之相對磁導率，繼而，以朝向厚度方向另一側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一側第2層21。
另一方面，測定磁性層3之另一表面即另一側第2層21之另一表面26之相對磁導率，繼而，以朝向厚度方向一側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另一側第2層22。
其後，於磁性層3中之沿厚度方向投影之投影面中與配線2錯開之區域中，將由一側第2層21及另一側第2層22於厚度方向上夾著之區域定義為第1層10。
再者，上文中，自磁性層3之一表面及另一表面3實施相對磁導率之測定，但例如亦可自第1層10之第1接觸面13實施上述測定。
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實質上相同。
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及第2片材52之各者之相對磁導率，並將上述相對磁導率設為第1層10及第2層20之各者之相對磁導率。
＜電感器之製造方法＞ 參照圖2A～圖2D來說明該電感器1之製造方法。
再者，於圖2A～圖2D中，為了明確地示出配線2及磁性層3之相對配置，除特別之框圖以外，省略了磁性粒子60。
為了製造電感器1，首先，準備配線2。
例如，將配線2配置於離型片材50之厚度方向一表面。具體而言，離型片材50具有硬質且平坦之一表面。又，離型片材50之一表面可實施適當之離型處理。
繼而，製備1片第1片材51及2片第2片材52。第1片材51及第2片材52分別為用以形成第1層10及第2層20之磁性片材(磁性層用片材)。
第1片材51之相對磁導率與第1層10之相對磁導率相同。第2片材52之相對磁導率與第2層20之相對磁導率相同。因此，第1片材51之相對磁導率高於第2片材52之相對磁導率。具體而言，為了使第1片材51之相對磁導率高於第2片材52之相對磁導率，適當調整(變更)第1片材51及第2片材52所含有之磁性組合物之配方(詳細而言為磁性粒子60之種類、形狀及體積比率等)。第1片材51及第2片材52之各者由上述磁性組合物形成為於面方向上延伸之片材(板)形狀。
又，較佳為，第1片材51含有具有顯示各向異性之形狀之磁性粒子60，第2片材52含有具有顯示各向同性之形狀之磁性粒子60。
更佳為，第1片材51含有大致扁平形狀之磁性粒子60，第2片材52含有大致球狀之磁性粒子60。
再者，根據用途及目的，第1片材51可為單層，抑或如參照圖2A之假想線般，由複數層(2層以上)構成。
又，2片第2片材52之各者可為單層，抑或如參照圖2C之假想線般，由複數層(2層以上)構成。
再者，當第1片材51含有如下磁性粒子60時，如圖2A之特別框圖所示，磁性粒子60於第1片材51中在面方向上配向，上述磁性粒子60具有具備各向異性之形狀(具體而言為大致扁平形狀)。
其後，如圖2A所示，將第1片材51配置於離型片材50及配線2之厚度方向一側，繼而，如圖2A之箭頭及圖2B所示，將第1片材51、離型片材50及配線2於厚度方向上進行熱壓。於熱壓中，例如使用平板加壓機。又，例如，亦可將柔軟之緩衝片材(未圖示)介置於第1片材51之厚度方向一側(對第1片材51而言之離型片材50之相反側)，並且實施熱壓。藉此，第1片材51變形，並追隨於配線2之外周面6(詳細而言，除剖視時與離型片材50之一表面接觸(點接觸)之厚度方向另一端緣90以外之外周面6)。
再者，當第1片材51含有具有具備各向異性之形狀(具體而言為大致扁平形狀)之磁性粒子60時，如上所述，具有具備各向異性之形狀(具體而言為大致扁平形狀)之磁性粒子60如圖2B之特別框圖所述，於上述區域中，在配線2之圓周方向上配向。
藉此，形成由一表面11、另一表面12及第1接觸面13劃分之第1層10。
再者，此時，配線2之厚度方向另一端緣90仍與離型片材50之一表面於剖視下以點狀接觸。
其後，如圖2B之箭頭及假想線所示，將離型片材50自配線2及第1層10剝離。
藉此，如圖2C所示，第1層10之另一表面12朝向厚度方向另一側露出。配線2之厚度方向另一端緣90自第1層10之另一表面12朝向厚度方向另一側露出。
隨後，將2片第2片材52之各者分別配置於第1層10之厚度方向一側及另一側。
繼而，如圖2D所示，將其等進行熱壓。於熱壓中例如使用平板加壓機。
藉此，第2片材52變形而形成第2層20。
再者，藉由上述熱壓，於配線2之外周面6自第1層10露出之區域於第1方向上擴寬(擴張)，藉此，另一側第2層22之一表面25與配線2之第2面8接觸。
又，第2片材52於配線2及第1層10之厚度方向另一側與配線2之外周面6之第2面8接觸，且與另一側第2層22之另一表面26接觸，並且於第1層10之一側與一側第2層21之一表面23接觸。藉此，第2層20形成於第1層10之一表面11及另一表面12、以及配線2之第2面8。
再者，當磁性組合物含有熱硬化性成分時，磁性組合物於熱壓之同時或藉由其後之加熱而熱硬化。
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，磁性層3具備與配線2之第1面7接觸之第1層10、及與配線2之第2面8及第1層10之表面(一表面11及另一表面12)接觸之第2層20。
而且，於該電感器1中，第1層10之相對磁導率高於第2層20之相對磁導率，因此電感器1之直流重疊特性優異。
推測其原因在於：相對磁導率低之第2層20擔負芯隙之作用。
(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，變化例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。
第1層10及第2層20之各者所含有之磁性粒子60之形狀不限於上述較佳例，第1層10及第2層20之兩者可含有具有顯示各向異性之形狀之磁性粒子60，抑或含有具有顯示各向同性之形狀之磁性粒子60。又，第1層10及第2層20之各者可含有具有顯示各向異性之形狀之磁性粒子60與具有顯示各向同性之形狀之磁性粒子60之混合粒子。
較佳為，如一實施形態般，第1層10含有各向異性磁性粒子60，第2層20含有各向同性磁性粒子60。據此，可抑制施加大電流時之磁體(磁性層3)之磁飽和，因此能夠確保優異之直流重疊特性。
第1層10相對於配線2之外周面6(第1面7)之接觸面積S1可小於第2層20相對於配線2之外周面6(第2面8)之接觸面積S2，亦可相同。
較佳為，如一實施形態般，第1層10相對於配線2之外周面6(第1面7)之接觸面積S1大於第2層20相對於配線2之外周面6(第2面8)之接觸面積S2。若為一實施形態，則可抑制施加大電流時之磁體(磁性層3)之磁飽和，因此可確保優異之直流重疊特性。
於一實施形態中，第1層10具有圓弧部分15，例如雖未圖示，第1層10亦可不具有圓弧部分15地構成。
又，於第2層20中，一側第2層21之一表面23及另一側第2層22之另一表面26均為平坦面，該等兩者或一者亦可包含與配線2對應之圓弧面。
較佳為，如一實施形態般，第1層10具有圓弧部分15，且一側第2層21之一表面23及另一側第2層22之另一表面26均為平坦面。
一實施形態可藉由圓弧部分15確保較高之電感值，因此可確保優異之直流重疊特性，且可使第2層20變薄。其結果，該電感器1為薄型且直流重疊特性優異。
於一實施形態中，延出部16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，第1層10具備延出部16，例如如圖3所示，亦可不具備延出部16。
較佳為，第1層10具備延出部16。藉此，可確保較高之電感值及優異之重疊特性。
於一實施形態中，磁性層3具備第1層10及第2層20，例如如圖2D之假想線所示，亦可進而具備第3層30。
第3層30配置於第2層20之表面。
第3層30具備一側第3層31及另一側第3層32。一側第3層31配置於一側第2層21之一表面23。另一側第3層32配置於另一側第2層22之另一表面26。
第3層30之相對磁導率並無特別限定，例如與第1層10之相對磁導率相同或為其以下，且例如為第2層20之相對磁導率以上。第3層30之相對磁導率較佳為第1層10之相對磁導率及第2層20之相對磁導率之平均值以上，更佳為與第1層10之相對磁導率相同。
為了形成具有第3層30之磁性層3，將第3片材53配置於第2片材52之外側。具體而言，於2片第2片材52各自之外側，配置2片第3片材53之各者。其後，將其等進行熱壓。藉此，由第3片材53形成第3層30。
又，第3層30亦可僅具備一側第3層31及另一側第3層32中之一者。
又，如圖4所示，第2層20可不具有一側第2層21，而僅具備另一側第2層22。於此情形時，第1層10之一表面11於厚度方向一側露出。
又，於雖未圖示，但配置有隨著趨向第1層10之一側，相對磁導率非連續地減少之複數層之情形時，僅與第1層10之一表面11接觸之層為第2層20(一側第2層21)。又，於配置有隨著趨向第1層10之另一側，相對磁導率非連續地減少之複數層之情形時，僅與第1層10之另一表面12接觸之層為第2層20(另一側第2層22)。
於一實施形態中，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，但亦可為大致橢圓形狀、大致矩形狀(包含正方形及長方形狀)、大致不定形狀。再者，作為配線2包含大致矩形狀之態樣，可為至少一條邊彎曲，還可為至少一個角彎曲。 [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 ＜基於一實施形態之電感器之製造例＞ 如圖2A所示，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。
隨後，將配線2配置於剝離片材50之一表面。
隨後，以成為表2所記載之磁性粒子60之種類、填充率之方式，由磁性粒子60及含有製備例1之黏合劑之磁性組合物製作第1片材51及第2片材52。
又，準備5片厚度60 μm、相對磁導率140之第1片材51。
準備10片厚度57 μm、相對磁導率7.9之第2片材52。
其後，如圖2A所示，將5片第1片材51配置於配線2及剝離片材50之厚度方向一側，繼而，如圖2B所示，使用平板加壓機對其等進行熱壓，藉此形成第1層10。
繼而，如圖2B之假想線所示，將離型片材50自配線2及第1層10剝離，繼而，如圖2C所示，依序配置5片第2片材52、配線2及第1層10、以及5片第2片材52。
其後，使用平板加壓機將其等熱壓而形成第2層20。
藉此製造具備配線2及磁性層3之電感器1，該磁性層3具有第1層10及第2層20。電感器1之厚度為430 μm。
實施例2～比較例1 除按照表3～表6變更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。
再者，實施例3之電感器1之磁性層3具備第3層30，該第3層30具有一側第3層31及另一側第3層32。
又，實施例4之電感器1之磁性層3具備第3層30，該第3層30不具有一側第3層31，而僅具有另一側第3層32。
又，比較例1之電感器1具備相對磁導率為140之單一磁性層3。
＜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＞ 藉由使用有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之相對磁導率、實施例1～實施例4之第2片材52之相對磁導率、及實施例3～實施例4之第3片材53之相對磁導率之各者。
＜直流重疊特性＞ 使用安裝有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 140 85 33.5 扁平形狀 40 鐵矽鋁合金 60 5 17.7 132
第2片材 7.9 60 球形狀 1.5 羰基鐵粉 57 10 一側 5 -
另一側 5
*A：R＝第1片材之相對磁導率/第2片材之相對磁導率 *B：D＝第1片材之相對磁導率－第2片材之相對磁導率
[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 140 85 45.5 扁平形狀 40 鐵矽鋁合金 60 7 17.7 132
第2片材 7.9 60 球形狀 1.5 羰基鐵粉 57 10 一側 6 -
另一側 4
*A：R＝第1片材之相對磁導率/第2片材之相對磁導率 *B：D＝第1片材之相對磁導率－第2片材之相對磁導率
[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 中值粒徑[μm] 種類 填充率 (體積%)
磁性片材 第1片材 140 85 40.1 扁平形狀 40 鐵矽鋁合金 60 5 R1 17.72 D1 132
第2片材 7.9 60 球形狀 1.5 羰基鐵粉 57 10 一側 5 R2 0.12 D2 -59
另一側 5
第3片材 66.6 60 扁平形狀    50 Fe-Si合金 49 4 一側 2 -
另一側 2
Figure 02_image001
[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 140 85 71.5 扁平形狀 40 鐵矽鋁合金 60 7 R1 17.7 D1 -132
第2片材 7.9 60 球形狀 1.5 羰基鐵粉 57 10 一側 6 R2 0.06 D2 132
另一側 4
第3片材 140 85 扁平形狀 40 鐵矽鋁合金 60 2 一側 - -
另一側 2
Figure 02_image003
[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 中值粒徑[μm] 種類 填充率 (體積%)
磁性片材 140 85 78.5 扁平形狀 40 鐵矽鋁合金 60 7 一側 3
另一側 4
[表7]
表7
實施例、比較例 實施例1 實施例2 實施例3 實施例4 比較例1
態樣 一實施形態 一實施形態 變化例 變化例 -
厚度(μm) 電感器 430 570 620 610 500
第1層 90 130 90 130 500
第2層 一側第2層 20 60 20 60 -
另一側第2層 60 120 60 120 -
相對磁導率 第1片材 140 140 140 140 140.0
第2片材 7.9 7.9 7.9 7.9
第3片材 - - 66.6*1 140*2
直流重疊特性 電感下降率*C (%) 33.5 45.5 40.1 71.5 78.5
*1 一側第2片材及另一側第2片材 *2 僅另一側第2片材
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]
電感器係例如搭載於電子機器等。
1:電感器 2:配線 3:磁性層 4:導線 5:絕緣膜 6:外周面 7:第1面 8:第2面 9:厚度方向另一端部 10:第1層 11:一表面 12:另一表面 13:第1接觸面 14:第2接觸面 15:圓弧部分 16:延出部 20:第2層 21:一側第2層 22:另一側第2層 23:一表面(平坦面之一例) 24:另一表面 25:一表面 26:另一表面(平坦面之一例) 30:第3層 31:一側第3層 32:另一側第3層 51:第1片材 52:第2片材 60:磁性粒子 90:厚度方向另一端緣
圖1表示本發明之電感器之一實施形態之前剖視圖。 圖2A～圖2D係說明圖1所示之電感器之製造方法之圖式，圖2A表示準備配線及第1片材之步驟，圖2B表示將第1片材熱壓至配線之步驟，圖2C表示將離型片材剝離後配置第2片材之步驟，圖2D表示將第2片材熱壓至配線之步驟。 圖3表示圖1所示之電感器之變化例(第1層不具備延出部之態樣)。 圖4表示圖1所示之電感器之變化例(第2層不具有一側第2層之態樣)之前剖視圖。
1:電感器
2:配線
3:磁性層
4:導線
5:絕緣膜
6:外周面
7:第1面
8:第2面
9:厚度方向另一端部
10:第1層
11:一表面
12:另一表面
14:第2接觸面
15:圓弧部分
16:延出部
20:第2層
21:一側第2層
22:另一側第2層
23:一表面(平坦面之一例)
24:另一表面
25:一表面
26:另一表面(平坦面之一例)
60:磁性粒子

Claims (6)

  1. 一種電感器，其特徵在於，其係具備如下構件者： 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，且包含：第1層，其與上述配線之周面之一部分接觸；及第2層，其與上述配線之周面之其餘部分及上述第1層之表面接觸； 上述第1層之相對磁導率高於上述第2層之相對磁導率。
  2. 如請求項1之電感器，其中上述第1層中所包含之磁性粒子具有大致扁平形狀， 上述第2層中所包含之磁性粒子具有大致球形狀。
  3. 如請求項1或2之電感器，其中上述第1層相對於上述配線之周面之接觸面積S1大於上述第2層相對於上述配線之周面之接觸面積S2。
  4. 如請求項3之電感器，其中上述第2層之接觸面積S2相對於上述第1層之接觸面積S1及上述第2層之接觸面積S2之合計的比率(S2/(S1＋S2))為0.1以上且0.3以下。
  5. 如請求項1之電感器，其中上述第1層具有與上述配線共有重心之剖視大致圓弧形狀， 上述第2層具有平坦面。
  6. 如請求項1之電感器，其中上述第1層具有延出部，該延出部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自上述配線延出。
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