TWI431646B - 積層型線圈 - Google Patents

Description

積層型線圈

本發明涉及積層型線圈，更具體而言，涉及增大線圈圖案的直徑並在積層體的外周面上形成絕緣膜的積層型線圈。

近年來，在電氣、電子領域，大多使用能夠小型化、量產性優異的積層型線圈。該積層型線圈藉由按照所希望的順序積層多層絕緣層和多個線圈圖案，使其一體化，並依序連接線圈圖案，從而在積層體的內部形成線圈。通常將線圈圖案的外周緣形成於絕緣層的外周緣的內側，並在其中間設置間隙，以使得線圈圖案的外周緣不會從積層體的外周面露出。此外，絕緣層使用磁性體或非磁性體。

在該積層型線圈中，已知藉由增大線圈圖案，能夠提高線圈特性。

例如，在絕緣層是由磁性體構成的磁芯型的積層型線圈中，若將線圈圖案的寬度保持相同不變，並增大線圈圖案的內徑及外形，則能夠提高線圈的直流重疊特性。

另外，在絕緣層是由非磁性體構成的空芯型的積層型線圈中，若將線圈圖案的寬度保持相同不變，並增大線圈圖案的內徑及外形，則能夠提高線圈的Q值。

另外，在磁芯型及空芯型的積層型線圈中，若將內徑保持相同不變，並增大線圈圖案的寬度(增大外徑)，則能夠減小線圈圖案的直流電阻，能夠提高線圈的Q值。

然而，在積層型線圈中，若增大線圈圖案，則可能會引起積層體的整體形狀變大的問題。

因此，在專利文獻1(日本特開2000-133521號公報)中，作為解決上述問題而提出了以下積層型線圈：即，儘管增大線圈圖案，但是使線圈圖案的外周緣和絕緣層的外周緣的間隙為零，從而避免增大整個積層體的形狀。而且，對於線圈圖案從積層體的外周面露出的問題，藉由在積層體的外周面形成由絕緣性樹脂構成的絕緣膜來解決。

圖5～7中示出了專利文獻1所示的積層型線圈300。其中，圖5是立體圖，圖6(A)是圖5的點劃線X-X部分的剖面圖，圖6(B)是圖5的點劃線Y-Y部分的剖面圖，圖7是分解立體圖。此外，在圖7中，省略外部電極和絕緣膜的圖示。

如圖5～7所示，積層型線圈300中，由磁性體或非磁性體構成的矩形狀的絕緣層101與線圈圖案102按照所希望的順序積層，一體化，並形成積層體103。線圈圖案102的直徑形成得較大，其外周緣在整個周邊上與絕緣層101的外周緣接觸。即，線圈圖案102的外周緣和絕緣層101的外周緣之間的間隙為零。然而，線圈圖案102透過貫通絕緣層101形成的通孔導體104a相互連接，在積層體103內形成線圈105。此外，在積層體103的兩端附近未積層線圈圖案102，而積層有多層絕緣層101，該多層絕緣層101上形成有用於將線圈105引出到外部的通孔導體104b。

然後，在積層體103的兩端形成一對外部電極106a、106b，外部電極106a與線圈105的一側端部相連接，外部電極106b與線圈105的另一側端部相連接。另外，在積層體103的外周面上形成有由絕緣性樹脂構成的絕緣膜107。絕緣膜107是用於使露出絕緣層103的外周面的線圈圖案102的外周緣與外部絕緣而設置的。

此外，在採用上述結構的積層型線圈300中，在利用磁性體構成絕緣層101的情況下，儘管線圈是磁芯型，但是線圈圖案102的外周緣到達積層體103的外周面，因此形成開磁路型線圈。因而，不易產生磁飽和，能夠抑制流過直流電流時的電感的降低，能夠改善直流重疊特性。

上述現有的積層型線圈300例如可以用以下方法製造。

為了一次製造多個積層型線圈300，準備多枚作為絕緣層101的基材的母坯片(未圖示)，該母坯片由陶瓷等構成。然後，在各母坯片上形成多個積層型線圈300用的通孔導體104a或104b，並根據需要形成線圈圖案102。通孔導體104a、104b是例如藉由將導電性糊埋入預先形成於母坯片的孔來形成的。線圈圖案102是例如藉由在母坯片的表面利用網版印刷將導電性糊印刷為規定的形狀來形成的。

接著，將形成有規定的通孔導體104a、104b及線圈圖案102的母坯片按照規定的順序積層，並對其進行加壓，以規定的分佈進行燒成，形成包含多個積層體103的積層體塊。然後，將積層體塊切割成多個積層體103。

接著，在積層體103的外周面形成絕緣膜107，再在積層體103的兩端面形成外部電極106a、106b，從而完成積層型線圈300。絕緣膜107是例如利用浸漬或印刷來塗布熱硬化性的環氧樹脂，對其進行加熱使其硬化而形成的。外部電極106a、106b是例如將積層體103的端部浸漬於導電性糊，以塗布導電性糊，並進行燒接而形成的。有時也利用鍍敷將外部電極106a、106b形成外層。

專利文獻1：日本特開2000-133521號公報

上述的現有的積層型線圈300藉由採用上述結構，能夠不增大整體形狀，就增大線圈圖案，並力圖提高線圈特性。

然而，現有的積層型線圈300中存在以下問題。即，積層型線圈300在積層體103的外周面形成絕緣膜107，但是如圖6(B)所示，絕緣膜107並未充分附著於積層體103的稜線部分，換言之，即絕緣層101的四個角部C，會導致線圈圖案102露出外部的問題。如上所述，絕緣膜107是藉由塗布環氧樹脂，對其進行加熱使其硬化的方法等形成的，但是所塗布的環氧樹脂會因表面張力而向積層體103的外周面中央移動，導致在積層體103的稜線部分不足的問題。

然後，線圈圖案102在積層體103的稜線部分從絕緣膜107露出，積層型線圈300成為非充分絕緣的不合格品。或者，在利用鍍敷來形成外部電極106a、106b的外層的情況下，會導致該部分的鍍敷成長，而成為不合格品的問題。

本發明的積層型線圈是用於解決上述的現有問題的，作為其手段，本發明的積層型線圈，具備：積層體，係矩形狀之絕緣層與線圈圖案分別交互積層複數個而一體化構成；線圈，線圈圖案相互連接而形成於積層體之內部；一對外部電極，係形成於積層體之兩端，與線圈之兩端分別連接；以及絕緣膜，係形成於積層體之外周面；其特徵在於：線圈圖案之至少一個之外周緣之至少一部分接觸於絕緣層之外周緣，但未接觸於絕緣層之四個角部。即，在絕緣層的四個角部附近設置有線圈圖案非形成部。

本發明的積層型線圈採用上述結構，能夠不增大整體形狀就增大線圈圖案，提高線圈特性，而且特別是線圈圖案不會在積層體的稜線部分露出外部，因此，不會因絕緣不良而成為不合格品。

此外，藉由增大線圈圖案，能夠提高下一線圈特性。在磁芯型的積層型線圈中，若將線圈圖案的寬度保持相同不變，並增大線圈圖案的內徑及外徑，則能夠提高線圈的直流重疊特性。在空芯型的積層型線圈中，若將線圈圖案的寬度保持相同不變，並增大線圈圖案的內徑及外徑，則能夠增大線圈的Q值。在磁芯型及空芯型的積層型線圈中，若將內徑保持相同不變，並增大線圈圖案的寬度(增大外徑)，則能夠減小線圈圖案的直流電阻，能夠增大線圈的Q值。

以下，參照圖式說明本發明之實施形態。

(實施形態)

圖1～圖3表示本發明的實施形態的積層型線圈100。其中，圖1是立體圖，圖2是圖1的點劃線X-X部分的剖面圖，圖3是分解立體圖。此外，在圖3中，省略外部電極6a、6b和絕緣膜7的圖示。

如圖1～3所示，積層型線圈100中，由矩形狀的絕緣層1與大致為“”形形狀的線圈圖案2交替積層，一體化，並形成積層體3。積層體3的大小為任意，例如設為縱向為0.6mm，橫向為1.0mm，長度為1.9mm。

絕緣層1可以使用例如肥粒鐵等磁性體、電介質陶瓷等非磁性體。在絕緣層1使用磁性體的情況下，積層型線圈100為磁芯型。在絕緣層1使用非磁性體的情況下，積層型線圈100為空芯型。絕緣層1的大小為任意，例如設為縱向為0.6mm，橫向為1.0mm，厚度為40μm。

線圈圖案2使用例如銀、鈀、銅、金、銀鈀等。線圈圖案2的寬度為任意，例如設為100μm。

對於線圈圖案2，外周緣與絕緣層1的外周緣相接。即，線圈圖案2的外周緣和絕緣層1的外周緣之間的間隙為零。然而，線圈圖案2未與絕緣層1的四個角部C相接。即，在絕緣層1的四個角部分C附近分別設置線圈圖案非形成部N。線圈圖案非形成部N例如可以是等腰直角三角形。此外，等腰三角形的兩條相等的邊的長度為任意，例如設為80μm。其中，該兩條相等的邊的長度還取決於後述的絕緣層7的厚度，最好為50μm以上。

而且，線圈圖案2透過貫通絕緣層1形成的通孔導體4a相互連接，在積層體3內形成線圈5。此外，在積層體3的兩端附近未積層有線圈圖案2，而積層有多層絕緣層1，該多層絕緣層1上形成有用於將線圈5引出到外部的通孔導體4b。

然後，在積層體3的兩端形成一對外部電極6a、6b，外部電極6a與線圈5的一側端部相連接，外部電極6b與線圈5的另一側端部相連接。線圈圖案6a、6b能夠使用例如銅、銀、鎳等。另外，外部電極6a、6b也不限於單層，也能夠改變材料而形成多層。

另外，在積層體3的外周面上形成有由環氧樹脂等絕緣性樹脂構成的絕緣膜7。絕緣膜7的厚度取決於積層體3的大小，但是在積層體3的外周面的中央附近例如為50~100μm左右。然而，積層體3的稜線部分即絕緣層1的四個角部C附近，與現有技術相同，絕緣膜7的厚度減小。然而，如上所述，在絕緣層1的四個角部C附近設置線圈圖案非形成部N，因此，線圈圖案2不會從該部分向積層體3的側面部露出。因而，即使該部分的絕緣膜7的厚度減小，也不會導致積層型線圈100的絕緣性降低。

採用上述結構的本發明的實施形態的積層型線圈100例如可以用以下方法製造。

為了一次製造多個積層型線圈100，準備多枚作為絕緣層1的基材的母坯片(未圖示)。母坯片是使用刮刀法等將漿料狀的原料形成片狀，上述漿料狀的原料是混練有磁性體或非磁性體和結合材等而製成的。

然後，在各母坯片上形成有多個積層型線圈100用的通孔導體4a或4b，並根據需要形成線圈圖案2。通孔導體4a、4b是藉由例如將導電性糊埋入預先形成於母坯片的孔來形成的。線圈圖案2是例如藉由在母坯片的表面利用網版印刷將導電性糊印刷為規定的形狀來形成的。

接著，將形成有規定的通孔導體4a、4b及線圈圖案2的母坯片按照規定的順序積層，並對其進行加壓，以規定的分佈進行燒成，形成包含多個積層體3的積層體塊。

然後，將積層體塊切割成多個積層體3。此外，也可在上述燒成之前切割為各積層體3。

接著，在積層體3的外周面形成絕緣膜7。絕緣膜7是藉由在積層體3的外周面例如利用浸漬或印刷來塗布熱硬化性的環氧樹脂，對其進行加熱使其硬化而形成的。

接著，在積層體3的兩端面形成外部電極6a、6b。外部電極6a、6b是例如將積層體3的端部浸漬於導電性糊，以塗布導電性糊，並進行燒接而形成的。而且，還在其上利用鍍敷等來形成外層。此外，對於積層體3，還可以互換絕緣膜7、外部電極6a、6b的形成順序。

以上，對本發明的實施形態的積層型線圈100及其製造方法的一個例子進行了說明。然而，本發明並不限於上述內容，只要遵循發明的要點，能夠進行種種改變。

例如，絕緣層1、線圈電極2的形狀、大小、層數等都可以為任意，並不限於上述內容。

另外，在上述內容中，積層型線圈100是利用被稱為片材積層方法來製造的，在上述片材積層方法中，藉由通孔導體4a來連接線圈圖案2，藉由通孔導體4b來將線圈5引出到外部，並使用坯片，與此相對，在利用被稱為印刷積層法來製造積層型線圈的情況下，能夠省略通孔導體，上述印刷積層法交替地印刷、塗布絕緣體的絕緣性糊和線圈圖案的導電性糊。

(變形例)

圖4表示本發明的變形例的積層型線圈200。其中，圖4是積層型線圈200的剖面圖。

積層型線圈200僅改變上述實施形態的積層型線圈100的線圈圖案2的形狀，對於其他部分，與積層型線圈100相同。

即，積層型線圈200的線圈圖案12在絕緣層1的四個角部C附近將內周緣及外周緣形成為曲線狀。積層型線圈200利用線圈圖案非形成部N’能夠確保充分的絕緣性，還能夠進一步增大線圈圖案12，並力圖提高線圈特性。

1‧‧‧絕緣層

2、12‧‧‧線圈圖案

3‧‧‧積層體

4a、4b‧‧‧通孔導體

5‧‧‧線圈

6a、6b‧‧‧外部電極

7‧‧‧絕緣膜

N、N’‧‧‧線圈圖案非形成部

圖1是表示本發明的實施形態的積層型線圈100的立體圖。

圖2是表示本發明的實施形態的積層型線圈100的剖面圖，表示圖1的點劃線X-X部分。

圖3是表示本發明的實施形態的積層型線圈100的分解立體圖。此外，在圖3中，省略外部電極6a、6b和絕緣膜7的圖示。

圖4是表示本發明的變形例的積層型線圈200的剖面圖。

圖5是表示現有的積層型線圈300的立體圖。

圖6(A)是表示現有的積層型線圈300的剖面圖，表示圖5的點劃線X-X部分。圖6(B)是表示現有的積層型線圈300的剖面圖，表示圖5的點劃線Y-Y部分。

圖7是表示現有的積層型線圈300的分解立體圖。此外，在圖7中，省略外部電極106a、106b和絕緣膜107的圖示。

1．．．絕緣層

2．．．線圈圖案

3．．．積層體

4a．．．通孔導體

5．．．線圈

7．．．絕緣膜

100．．．積層型線圈

C．．．角部

N．．．線圈圖案非形成部

Claims (6)

1. 一種積層型線圈，具備：長方體狀之積層體，係矩形狀之絕緣層與線圈圖案分別交互積層複數個而一體化構成；線圈，該線圈圖案相互連接而形成於該積層體之內部；一對外部電極，係形成於該積層體之兩端，與該線圈之兩端分別連接；以及絕緣膜，係形成於該積層體之連接形成有該外部電極之該兩端之四個外周面；在相對於該絕緣層及該線圈圖案之積層方向垂直之方向將該積層體切斷之情形，在呈矩形狀之該積層體之剖面，形成在四個角部附近之該絕緣膜之厚度較形成在四個各邊之中央部近之該絕緣膜之厚度小；其特徵在於：該線圈圖案之外周緣之至少一部分接觸於該絕緣層之外周緣，但未接觸於該絕緣層之四個角部；在該積層體之該四個外周面分別露出至少一個該線圈圖案；在該積層體之連接該四個外周面之四個稜線，任一個該線圈圖案皆未露出。
2. 如申請專利範圍第1項之積層型線圈，其中，該絕緣層係由磁性體構成。
3. 如申請專利範圍第1項之積層型線圈，其中，該絕緣層係由非磁性體構成。
4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之積層型線圈，其中，該絕緣膜係由絕緣性樹脂構成。
5. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之積層型線圈，其中，該線圈圖案相互之連接係藉由通孔導體進行。
6. 如申請專利範圍第4項之積層型線圈，其中，該線圈圖案相互之連接係藉由通孔導體進行。