TWI840369B - 電感器 - Google Patents

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TWI840369B
TWI840369B TW108120038A TW108120038A TWI840369B TW I840369 B TWI840369 B TW I840369B TW 108120038 A TW108120038 A TW 108120038A TW 108120038 A TW108120038 A TW 108120038A TW I840369 B TWI840369 B TW I840369B
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古川佳宏
奧村圭佑
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日商日東電工股份有限公司
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Abstract

本發明之電感器具備剖面觀察大致圓形狀之配線、及被覆配線之磁性層。配線具備導體線、及被覆導體線之絕緣層。磁性層含有各向異性磁性粒子、及黏合劑。磁性層於配線半徑之1.5倍以內之周邊區域,具有各向異性磁性粒子沿著配線之圓周方向配向之第1區域、及各向異性磁性粒子沿著與圓周方向交叉之交叉方向配向、或各向異性磁性粒子未配向之第2區域。

Description

電感器
本發明係關於一種電感器。
已知將電感器搭載於電子機器等而用作電壓轉換構件等被動元件。
例如,提出一種電感器,其具備包含磁性體材料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銅等內部導體,晶片本體部之剖面形狀與內部導體之剖面形狀為相似形(參照專利文獻1)。即,專利文獻1之電感器中,於剖面觀察矩形狀(長方體狀)之配線(內部導體)之周圍被覆有磁性體材料。 [先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1:日本專利特開平10-144526號公報
[發明所欲解決之問題]
且說,作為磁性體材料,研究使用扁平狀磁性粒子等各向異性磁性粒子,使該各向異性磁性粒子配向於配線之周圍,使電感器之電感提高。
然而,專利文獻1之電感器中,配線於剖面觀察為矩形狀,故由角部等之存在而產生難以使各向異性磁性粒子配向於該配線周圍之不良。因此,有電感之提高不充分之情形。
因此,進而研究使用剖面觀察圓形狀之配線,使各向異性磁性粒子配向於該配線之周圍。
然而,該方法中,電感雖提高,但直流重疊特性並不充分,需要進一步改良。
本發明提供一種電感及直流重疊特性良好之電感器。 [解決問題之技術手段]
本發明[1]包含一種電感器,其具備剖面觀察大致圓形狀之配線、及被覆上述配線之磁性層,上述配線具備導體線、及被覆上述導體線之絕緣層,上述磁性層含有各向異性磁性粒子、及黏合劑,於上述配線半徑之1.5倍以內之周邊區域,具有上述各向異性磁性粒子沿著上述配線之圓周方向配向之第1區域、及上述各向異性磁性粒子沿著與上述圓周方向交叉之交叉方向配向、或上述各向異性磁性粒子未配向之第2區域。
本發明[2]包含[1]之電感器,其具有複數個上述第2區域。
本發明[3]包含[1]或[2]之電感器,其中上述第2區域係上述各向異性磁性粒子沿著上述配線之徑向配向之區域。
本發明[4]包含[3]之電感器,其中於上述第2區域,上述各向異性磁性粒子之填充率為40體積%以上。
本發明[5]包含[1]至[4]中任一項之電感器,其中上述磁性層於上述周邊區域之外側,具有上述各向異性磁性粒子沿著上述配線之徑向配向之第3區域。 [發明之效果]
本發明之電感器具備配線、及被覆配線之磁性層,於配線之周邊區域,具有各向異性磁性粒子沿著配線之圓周方向配向之第1區域,故電感良好。又,於第1區域以外之第2區域,各向異性磁性粒子沿著交叉方向配向、或上述各向異性磁性粒子未配向,故直流重疊特性良好。
圖2中,紙面左右方向為第1方向,紙面左側為第1方向一側,紙面右側為第1方向另一側。紙面上下方向為第2方向(與第1方向正交之方向),紙面上側為第2方向一側,紙面下側為第2方向另一側。紙面紙厚方向為第3方向(與第1方向及第2方向正交之方向,軸方向),紙面近前側為第3方向一側,紙面縱深側為第3方向另一側。具體而言,依照各圖之方向箭頭。
<第1實施形態> 參照圖1~圖2說明本發明之電感器之第1實施形態之一實施形態。
如圖1所示,電感器1具有於軸方向上較長地延伸之例如俯視大致環形狀。電感器1具備配線2及磁性層3。
如圖1及圖2所示,配線2具有於軸方向上長條地延伸之剖面觀察大致圓形狀。配線2係被覆有絕緣層之電線,具體而言,其具備導體線4、及被覆該導體線4之絕緣層5。
如圖2所示,導體線4具有剖面觀察大致圓形狀。
導體線4之材料例如為銅、銀、金、鋁、鎳、及該等之合金等金屬導體,較佳可列舉銅。導體線4可為單層構造,亦可為於核心導體(例如銅)之表面實施了鍍覆(例如鎳)等之複層構造。
導體線4之半徑R1 例如為25 μm以上,較佳為50 μm以上,又,例如為2000 μm以下,較佳為200 μm以下。
絕緣層5係用以保護導體線4免受化學品或水之影響,又防止導體線4短路之層。以被覆配線2之外周面整面之方式而配置。
絕緣層5具有共有配線2與中心軸線之剖面觀察大致圓環形狀。
作為絕緣層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、聚醯亞胺、聚醯胺醯亞胺等絕緣性樹脂。 該等可單獨使用1種,亦可將2種以上併用。
絕緣層5可由單層構成,亦可由複數層構成。
絕緣層5之厚度R2 於圓周方向之任一位置,均於配線2之徑向(與圓周方向交叉之交叉方向之一例)上大致均勻,例如,為1 μm以上,較佳為3 μm以上,又,例如為100 μm以下,較佳為50 μm以下。
導體線4之半徑R1 相對於絕緣層5之厚度R2 之比(R1 /R2 )例如為1以上,較佳為10以上,且例如為200以下,較佳為100以下。
配線2之半徑(R1 +R2 )例如例如為25 μm以上,較佳為50 μm以上,又,例如為2000 μm以下,較佳為200 μm以下。
磁性層3係用以使電感提高之層。
磁性層3以被覆配線2之外周面整面之方式而配置。
磁性層3係由含有各向異性磁性粒子6與黏合劑7之磁性組合物而形成。
作為構成各向異性磁性粒子6之材料,可列舉軟磁性體、硬磁性體。自電感之觀點而言,較佳可列舉軟磁性體。
作為軟磁性體,例如可列舉磁性不鏽鋼(Fe-Cr-Al-Si合金)、鐵矽鋁合金(Fe-Si-Al合金)、鎳鐵合金(Fe-Ni合金)、矽銅(Fe-Cu-Si合金)、Fe-Si合金、Fe-Si-B(-Cu-Nb)合金、Fe-Si-Cr-Ni合金、Fe-Si-Cr合金、Fe-Si-Al-Ni-Cr合金、及鐵氧體等。該等之中,就磁特性之點而言,較佳可列舉鐵矽鋁合金(Fe-Si-Al合金)。
作為各向異性磁性粒子6之形狀,根據各向異性之觀點,例如可列舉扁平狀(板狀)、針狀等,根據於面方向(二維)上相對磁導率良好之觀點,較佳可列舉扁平狀。
作為黏合劑7,可列舉黏合劑樹脂。作為黏合劑樹脂,例如可列舉熱固性樹脂、熱塑性樹脂。
作為熱固性樹脂,例如可列舉環氧樹脂、酚樹脂、三聚氰胺樹脂、熱固性聚醯亞胺樹脂、不飽和聚酯樹脂、聚胺酯樹脂、聚矽氧樹脂等。根據接著性、耐熱性等之觀點,較佳為環氧樹脂、酚樹脂。
作為熱塑性樹脂,例如可列舉丙烯酸樹脂、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚碳酸酯樹脂、聚醯胺樹脂(6-尼龍、6,6-尼龍等)、熱塑性聚醯亞胺樹脂、飽和聚酯樹脂(PET(polyethylene terephthalate,聚對苯二甲酸乙二酯)、PBT(Polybutylene Terephthalt,聚對苯二甲酸丁二酯)等)等。較佳可列舉丙烯酸樹脂。
作為樹脂,較佳可列舉熱固性樹脂及熱塑性樹脂之併用。更佳為丙烯酸樹脂、環氧樹脂及酚樹脂之併用。 藉此,可將各向異性磁性粒子6以特定之配向狀態、且高填充而更確實地固定於配線2之周圍。
又,磁性組合物視需要亦可含有熱硬化觸媒、無機粒子、有機粒子、交聯劑等添加劑。
磁性層3中,將各向異性磁性粒子6配向並均勻地配置於黏合劑7內。
磁性層3於剖面觀察下,一體地具備一個主部8、及複數個(2個)側部9。
主部8具有與配線2共有中心軸線之剖面觀察大致圓環狀。主部8一體地具有於內側劃分之周邊區域11、及於其外側劃分之外周區域12。
周邊區域11具有剖面觀察大致圓環狀。周邊區域11係主部8中之位於自配線2之中心點C至配線2之半徑R1 +R2 之1.5倍以內之範圍的區域。即,周邊區域11係自周邊區域11之內周緣朝徑向外側位於半徑R1 +R2 之0.5倍之距離範圍的區域。
周邊區域11連續地具有複數個(2個)內側圓周方向配向區域13(第1區域之一例)、及複數個(2個)內側徑向配向區域14(第2區域之一例)。
內側圓周方向配向區域13於剖面觀察下,各向異性磁性粒子6沿著圓周方向配向。即,各向異性磁性粒子6之相對磁導率較高之方向(例如,扁平狀各向異性磁性粒子中,粒子之面方向)與以配線2之中心點C為中心之圓之切線大致一致。更具體而言,將粒子6之面方向、與該粒子6所處之圓之切線所成之角度為15度以下之情形定義為粒子6配向於圓周方向。
於內側圓周方向配向區域13中,配向於圓周方向之各向異性磁性粒子6之數量相對於該區域13所包含之各向異性磁性粒子6整體之數量之比例超過50%,較佳為70%以上。即,於內側圓周方向配向區域13,亦可包含未達50%之未配向之各向異性磁性粒子6,較佳為30%以下。
複數個內側圓周方向配向區域13隔著配線2於第2方向上相互隔開間隔而對向配置。
複數個內側圓周方向配向區域13相對於周邊區域11整體之面積之比例為50%以上,較佳為60%以上,又,例如為90%以下,較佳為80%以下。
於內側圓周方向配向區域13,各向異性磁性粒子6之填充率例如為40體積%以上,較佳為45體積%以上,又,例如為90體積%以下,較佳為70體積%以下。若填充率為上述下限以上,則電感優異。
填充率可藉由實際比重之測定、SEM(scanning electron microscope,掃描式電子顯微鏡)照片剖視圖之二值化等而算出。
於內側圓周方向配向區域13中,圓周方向之相對磁導率例如為5以上,較佳為10以上,更佳為30以上,又,例如為500以下。 徑向之相對磁導率例如為1以上,較佳為5以上,又,例如為100以下,較佳為50以下,更佳為25以下。又,圓周方向相對於徑向之相對磁導率之比(圓周方向/徑向)例如為2以上,較佳為5以上,又,例如為50以下。若相對磁導率為上述範圍,則電感優異。
相對磁導率例如可藉由使用有磁性材料測試夾具之阻抗分析儀(Agilent公司製造,「4291B」)而測定。
內側徑向配向區域14於剖面觀察下,各向異性磁性粒子6沿著徑向(圖2中第1方向)配向。即,各向異性磁性粒子6之相對磁導率較高之方向(例如,扁平狀各向異性磁性粒子中,粒子之面方向)與徑向大致一致。更具體而言,將粒子6之面方向、與該粒子6所位處之徑向所成之角度為15度以下之情形定義為粒子6配向於徑向。
於內側徑向配向區域14,配向於徑向之各向異性磁性粒子6之數量相對於該區域14所包含之各向異性磁性粒子6整體之數量之比例超過50%,較佳為70%以上。即,於內側徑向配向區域14,亦可包含未達50%之未配向之各向異性磁性粒子6,較佳為30%以下。
複數個內側徑向配向區域14於配線2之第1方向一側、與配線2之第1方向另一側隔著配線而相互對向配置。具體而言,配線2之中心點C位於一側之內側徑向配向區域14與另一側之內側徑向配向區域14之間。
又,複數個內側圓周方向配向區域13與複數個內側徑向配向區域14於圓周方向上交替配置,具體而言,於徑向對向之2個內側徑向配向區域14被具有圓弧形狀之2個內側圓周方向配向區域13夾隔。
複數個內側徑向配向區域14相對於周邊區域11整體之面積之比例為10%以上,較佳為20%以上,又,例如為50%以下,較佳為40%以下。
於內側徑向配向區域14,各向異性磁性粒子6之填充率例如為40體積%以上,較佳為50體積%以上,又,例如為90體積%以下,較佳為70體積%以下。若填充率為上述範圍,則電感優異。
於內側徑向配向區域14,徑向之相對磁導率例如為5以上,較佳為10以上,更佳為30以上,又,例如為500以下。圓周方向(圖2中第2方向)之相對磁導率例如為1以上,較佳為5以上,又,例如為100以下,較佳為50以下,更佳為25以下。又,徑向之相對磁導率相對於圓周方向之相對磁導率之比(徑向/圓周方向)例如為2以上,較佳為5以上,又,例如為50以下。若相對磁導率為上述範圍,則電感優異。
又,於周邊區域11,其內側之區域(最內側區域)之各向異性磁性粒子6之填充率例如為40體積%以上,較佳為50體積%以上,又,例如為90體積%以下,較佳為70體積%以下。若填充率為上述範圍,則電感優異。
最內側區域設為主部8中之位於自配線2之中心點C至配線2之半徑R1 +R2 之1.25倍以內之範圍之區域。
外周區域12具有剖面觀察大致圓環狀。外周區域12係主部8中之位於周邊區域11之外側之區域。外周區域12之內周緣與周邊區域11之外周緣一體地連續。
外周區域12具有複數個(2個)外側圓周方向配向區域15、及複數個(2個)外側徑向配向區域16。
複數個外側圓周方向配向區域15對應於複數個內側圓周方向配向區域13而位於複數個內側圓周方向配向區域13之徑向外側。複數個外側圓周方向配向區域15具有與內側圓周方向配向區域13相同之構成,各向異性磁性粒子6配向於圓周方向。
複數個外側徑向配向區域16對應於複數個內側徑向配向區域14而位於複數個內側徑向配向區域14之徑向外側。複數個外側徑向配向區域16具有與內側徑向配向區域14相同之構成,各向異性磁性粒子6配向於徑向。
主部8之厚度R3 為配線2之半徑R1 +R2 之0.3倍以上,較佳為0.5倍以上,又,例如為5.0倍以下,較佳為3.0倍以下。具體而言,例如為50 μm以上,較佳為80 μm以上,又,例如為500 μm以下,較佳為200 μm以下。
複數個側部9於主部8之兩外側,以於第1方向(徑向)延伸之方式而配置。複數個側部9於主部8之第1方向一側、與主部8之第1方向另一側以隔著主部8之方式相互隔開間隔而對向配置。
複數個側部9之第2方向一面及第2方向另一面形成為平坦。
複數個側部9分別具有側部配向區域17(第3區域之一例)。
側部配向區域17配置於側部9之第2方向中間。又,側部配向區域17配置於徑向配向區域(內側徑向配向區域14及外側徑向配向區域16)之徑向外側。
側部配向區域17中,各向異性磁性粒子6沿著徑向(圖2中,第1方向)配向。即,各向異性磁性粒子6之相對磁導率較高之方向(例如,扁平狀各向異性磁性粒子中,粒子之面方向)與徑向大致一致。更具體而言,粒子6之面方向與徑向所成之角度為15度以下。
側部配向區域17中,配向於徑向之各向異性磁性粒子6之數量相對於該區域17包所含之各向異性磁性粒子6整體之數量之比例超過50%,較佳為60%以上。
側部9之除側部配向區域17以外之區域中,各向異性磁性粒子6沿著側部配向區域17之配向方向(第1方向,與徑向平行之方向)配向。
即,側部9之整個區域中,各向異性磁性粒子6沿著第1方向配向。
於側部9,各向異性磁性粒子6之填充率例如為40體積%以上,較佳為50體積%以上,又,例如為90體積%以下,較佳為70體積%以下。若填充率為上述下限以上,則電感優異。
於側部9,徑向之相對磁導率例如為5以上,較佳為10以上,更佳為30以上,又,例如為500以下。圓周方向(圖2中,第2方向)之相對磁導率例如為1以上,較佳為5以上,又,例如為100以下,較佳為50以下,更佳為25以下。又,徑向之相對磁導率相對於圓周方向之相對磁導率之比(徑向/圓周方向)例如為2以上,較佳為5以上,又,例如為50以下。若相對磁導率為上述範圍,則電感優異。
側部9之第1方向長度W(自主部8之第1方向最外側至側部9之外側端緣為止之第1方向距離)例如為10 μm以上,較佳為80 μm以上,又,例如為1000 μm以下,較佳為500 μm以下。
側部9之第2方向長度(厚度)T2 例如為100 μm以上,較佳為200 μm以上,又,例如為2000 μm以下,較佳為1000 μm以下。
其次,參照圖3A-B,對電感器1之製造方法之一實施形態進行說明。電感器1之製造方法例如具備:準備配線2及2個各向異性磁性片材20之準備步驟、及以埋設配線2之方式將2個各向異性磁性片材20積層之積層步驟。
準備步驟中,配線2例如可使用作為漆包線之公知或市售者。
各向異性磁性片材20具有於面方向延伸之片狀,由磁性組合物而形成。各向異性磁性片材20中,各向異性磁性粒子6配向於面方向。較佳為各向異性磁性片材20為半硬化狀態(B-階段)。
作為此種各向異性磁性片材20,可列舉日本專利特開2014-165363號、日本專利特開2015-92544號等中記載之軟磁性熱固性接著膜或軟磁性膜等。
於積層步驟中,首先,如圖3A所示,將配線2配置於2個各向異性磁性片材20之間,具體而言,以使2個各向異性磁性片材20位於配線2之第2方向一側及第2方向另一側之方式將2個各向異性磁性片材20及配線2對向配置。
繼而,如圖3B所示,以埋設配線2之方式,使2個各向異性磁性片材20相互接近而積層。具體而言,將第2方向一側之各向異性磁性片材20朝第2方向另一側按壓,且將第2方向另一側之各向異性磁性片材20朝第2方向一側按壓。
此時,於各向異性磁性片材20為半硬化狀態之情形時加熱。藉此,各向異性磁性片材20成為硬化狀態(C-階段)。又,2個各向異性磁性片材20之邊界消失,2個各向異性磁性片材20形成1個磁性層3。
藉此,如圖2所示,可獲得具備剖面觀察大致圓形狀之配線2、及被覆配線2之磁性層3之電感器1。即,電感器1係將複數個(2個)各向異性磁性片材20以隔著配線2之方式積層而成者。再者,將實際之電感器之剖視圖(SEM照片)示於圖4。
該電感器1於磁性層3之主部8,具有圓周方向配向區域(內側圓周方向配向區域13及外側圓周方向配向區域15)及徑向配向區域(內側徑向配向區域14及徑向配向區域16),於磁性層3之側部9,具有徑向配向區域。又,於主部8,於圓周方向配向區域與徑向配向區域之邊界周邊,各向異性磁性粒子6自圓周方向朝徑向(或自徑向朝圓周方向)配向角度緩慢地傾斜。
電感器1係電子機器之一零件,即,其係用以製作電子機器之零件,且係不包含電子元件(晶片、電容器等)、或安裝電子元件之安裝基板、單獨以零件流通、產業上可利用之裝置。
電感器1例如搭載(組裝)於電子機器等。雖未圖示,但電子機器具備安裝基板、及安裝於安裝基板之電子元件(晶片、電容器等)。而且,電感器1經由焊料等連接構件而安裝於安裝基板,且與其他電子機器電性連接,作為線圈等被動元件而發揮作用。
而且,電感器1具備剖面觀察大致圓形狀之配線2、及被覆配線2之磁性層3,磁性層3含有各向異性磁性粒子6及黏合劑7。又,於磁性層3之周邊區域11,具有各向異性磁性粒子6沿著配線2之圓周方向配向之內側圓周方向配向區域13。因此,電感提高。
又,於周邊區域11,具有各向異性磁性粒子6沿著徑向配向之內側徑向配向區域14。因此,直流重疊特性提高。
(變化例) 參照圖5~圖8,對圖1~圖2所示之一實施形態之變化例進行說明。再者,於變化例中,對於與上述一實施形態相同之構件標註相同之符號,省略其說明。關於該等變化例,亦發揮與上述一實施形態等相同之作用效果。
於圖2所示之實施形態中,磁性層3中,各向異性磁性粒子6均勻地配置,但例如圖5所示,於內側徑向配向區域14,亦可有一部分未填充各向異性磁性粒子6。
即,內側徑向配向區域14亦可於其中具有未填充各向異性磁性粒子6之非填充區域18。
非填充區域18之徑向長度R4 相對於內側徑向配向區域14之徑向長度例如為90%以下,較佳為50%以下。具體而言,例如為80 μm以下,較佳為50 μm以下,又,例如超過0 μm。
該情形時,內側徑向配向區域14之填充率例如為5體積%以上,較佳為10體積%以上,又,例如為70體積%以下,較佳為60體積%以下。
自電感之觀點考慮,較佳為可列舉圖2所示之形態。
圖5所示之實施形態例如可於積層步驟中藉由適當變更各向異性磁性片材20之加壓條件(溫度、壓力等)而製造。
於圖2所示之實施形態中,電感器1具備2個內側徑向配向區域14及2個側部9,但該等之數量並未限定,例如圖6所示,電感器1亦可具備4個內側徑向配向區域14及4個側部9。又,例如圖7所示,電感器1亦可具備1個內側徑向配向區域14及1個側部9。
圖6所示之電感器1例如可藉由將4個各向異性磁性片材20自四方向配置於配線2而製造。又,圖7所示之電感器1可藉由將1個各向異性磁性片材20以捲繞於配線2之方式配置而製造。
圖2所示之實施形態中,配線2之中心點C位於一側之內側徑向配向區域14與另一側之內側徑向配向區域14之間,但例如圖8所示,配線2之中心點C亦可不位於一側之內側徑向配向區域14與另一側之內側徑向配向區域14之間。
圖1所示之電感器1具有俯視大致環形狀,但並不限定於該形狀,根據目的及用途而可決定軸方向之延伸方式。
<第2實施形態> 參照圖9,對本發明之電感器之第2實施形態進行說明。再者,於變化例中,對於與上述第1實施形相同之構件標註相同之符號,省略其說明。
於第2實施形態之電感器1中,周邊區域11一體地具有複數個內側圓周方向配向區域13(第1區域之一例)、及複數個內側非配向區域21(第2區域之一例)。
內側非配向區域21於剖面觀察下,各向異性磁性粒子6未配向。即,以各向異性磁性粒子6之相對磁導率高之方向(例如,扁平狀各向異性磁性粒子中,粒子之面方向)成為不規則之方式配置複數個各向異性磁性粒子6。
複數個內側非配向區域21於配線2之第1方向一側、與配線2之第1方向另一側以隔著配線2之方式相互隔開間隔而對向配置。具體而言,配線2之中心點C位於一側之內側非配向區域21與另一側之內側非配向區域21之間。
複數個內側非配向區域21相對於周邊區域11整體之面積之比例為10%以上,較佳為20%以上,又,例如為50%以下,較佳為40%以下。
於內側徑向配向區域14,各向異性磁性粒子6之填充率例如為40體積%以上,較佳為50體積%以上,又,例如為90體積%以下,較佳為70體積%以下。若填充率為上述範圍,則電感優異。
第2實施形態之電感器1亦發揮與第1實施形態等相同之作用效果。
自高電感化之觀點考慮,較佳可列舉第1實施形態。
第1實施形態之變化例亦可同樣應用於第2實施形態。
(第3實施形態) 參照圖10,對本發明之電感器之第3實施形態進行說明。再者,於變化例中,對於與上述第1實施形相同之構件標註相同之符號,省略其說明。
第3實施形態之電感器1不具備複數個側部9。即,磁性層3僅包含主部8。
第3實施形態之電感器1亦發揮與第1實施形態等相同之作用效果。
自可使電感進一步提高之觀點考慮,較佳為可列舉第1實施形態。
第3實施形態之變化例亦可同樣應用於第1實施形態。又,與第2實施形態同樣地,於第3實施形態中,亦可將內側徑向配向區域14設為內側非配向區域21。
<模擬結果> 實施例1 於圖11所示之模式中,於以下所示之條件下,藉由模擬而算出電感器之電感及直流重疊特性。
軟體:ANSYS公司製造之「Maxwell 3D」;導體線4之軸方向長度:10 mm;導體線4之半徑R1 :110 μm;絕緣層5之厚度R2 :5 μm;磁性層3之主部8之厚度R3 :100 μm;內側徑向配向區域14之第2方向長度(厚度)T1 :50 μm;各區域中扁平狀各向異性磁性粒子6之沿著面方向之方向之相對磁導率μ:140;各區域中扁平狀各向異性磁性粒子6之沿著厚度方向之方向之相對磁導率μ:10;頻率:10 MHz 直流重疊特性設定了磁特性B相對於外部之磁場強度H之變化。又,相對於面方向以非線性(隨著外部之磁場強度H變強,B慢慢飽和之模式)設定,相對於厚度方向,以線性(B相對於外部之磁場強度H始終固定而不飽和之模式)設定。
對配線施加有直流電流之狀態下,算出相對於直流磁場之電感值。
於0.1 A~100 A掃描電流值。此時,將直流電流為0.1 A時之電感值作為基準(100%),算出降低至70%時之直流電流之值作為直流重疊電流值。將結果示於表1。
實施例2~5 將內側徑向配向區域14之厚度T1 變更為表1中記載之厚度,除此之外以與實施例1相同之方式,算出電感值及直流重疊電流值。將結果示於表1。
比較例1 將內側徑向配向區域14之厚度T1 變更為0 μm,除此之外以與實施例1相同之方式算出電感值及直流重疊電流值。將結果示於表1。
實施例6 藉由模擬算出圖12所示之直線狀之電感器之電感及直流重疊特性。
具體而言,將側部9之長度W設定為50 μm,及將其第2方向長度(厚度)T2 設定為300 μm,除此之外以與實施例1相同之設定實施模擬。將結果示於表2。
實施例7~8 將側部9之長度W變更為表2中記載之長度,除此之外以與實施例6相同之方式算出電感值及直流重疊電流值。將結果示於表2。
比較例2~4 將內側徑向配向區域14之厚度T1 變更為0 μm,將側部9之長度W變更為表2中記載之長度,除此之外以與實施例6相同之方式算出電感值及直流重疊電流值。將結果示於表2。
實施例9 藉由模擬算出圖13所示之直線狀之電感器之電感及直流重疊特性。
具體而言,於實施例1中,將內側徑向配向區域14之自內側緣至22.5 μm為止之區域設定為非填充區域18(不含有各向異性磁性粒子6之相對磁導率μ為1之各向同性區域),除此之外以與實施例1相同之方式算出電感值及直流重疊電流值。將結果示於表3。
實施例10~11 將非填充區域18之距離R4 變更為表3中記載之距離,除此之外以與實施例9相同之方式算出電感值及直流重疊電流值。將結果示於表3。
比較例5 將粒子未填充區域之距離R4 變更為100 μm,即,變更為於內側徑向配向區域14完全不含有各向異性磁性粒子6之條件,除此之外以與實施例9相同之方式算出電感值及直流重疊電流值。將結果示於表3。
[表1]
[表2]
[表3]
再者,上述發明係作為本發明之例示之實施形態而提供,其僅為例示,並非限定性解釋。由該技術領域之業者明白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]
電感器組裝入電子機器。
1‧‧‧電感器 2‧‧‧配線 3‧‧‧磁性層 4‧‧‧導體線 5‧‧‧絕緣層 6‧‧‧各向異性磁性粒子 7‧‧‧黏合劑 8‧‧‧主部 9‧‧‧側部 11‧‧‧周邊區域 12‧‧‧外周區域 13‧‧‧內側圓周方向配向區域 14‧‧‧內側徑向配向區域 15‧‧‧外側圓周方向配向區域 16‧‧‧外側徑向配向區域 17‧‧‧側部配向區域 18‧‧‧非填充區域 20‧‧‧各向異性磁性片材 21‧‧‧內側非配向區域 C‧‧‧中心點 R1‧‧‧半徑 R2‧‧‧厚度 R3‧‧‧厚度 T1‧‧‧厚度
圖1表示本發明之電感器之第1實施形態之立體圖。 圖2表示與圖1之軸方向正交之方向之剖視圖。 圖3A-B係圖1所示之電感器之製造步驟,圖3A表示將磁性片材及配線對向配置之步驟,圖3B表示將磁性片材積層於配線之步驟。 圖4表示圖1所示之電感器之實際之SEM照片剖視圖。 圖5表示圖1所示之電感器之變化例(未於內側徑向配向區域之一部分填充粒子之形態)之剖視圖。 圖6表示圖1所示之電感器之變化例(具有4個內側徑向配向區域之形態)之剖視圖。 圖7表示圖1所示之電感器之變化例(具有1個內側徑向配向區域之形態)之剖視圖。 圖8表示圖1所示之電感器之變化例(中心不位於2個內側徑向配向區域之間之形態)之剖視圖。 圖9表示本發明之電感器之第2實施形態之立體圖。 圖10表示本發明之電感器之第3實施形態之立體圖。 圖11表示用於實施例1~5之模擬之電感器之模型圖。 圖12表示用於實施例6~8之模擬之電感器之模型圖。 圖13表示用於實施例9~11之模擬之電感器之模型圖。
1‧‧‧電感器
2‧‧‧配線
3‧‧‧磁性層

Claims (5)

  1. 一種電感器,其特徵在於: 具備剖面觀察大致圓形狀之配線、及被覆上述配線之磁性層, 上述配線具備導體線、及被覆上述導體線之絕緣層, 上述磁性層含有各向異性磁性粒子、及黏合劑, 於上述配線半徑之1.5倍以內之周邊區域,具有: 第1區域,其係上述各向異性磁性粒子沿著上述配線之圓周方向配向;及 第2區域,其係上述各向異性磁性粒子沿著與上述圓周方向交叉之交叉方向配向、或上述各向異性磁性粒子未配向。
  2. 如請求項1之電感器,其具有複數個上述第2區域。
  3. 如請求項1之電感器,其中上述第2區域係上述各向異性磁性粒子沿著上述配線之徑向配向之區域。
  4. 如請求項3之電感器,其中於上述第2區域,上述各向異性磁性粒子之填充率為40體積%以上。
  5. 如請求項1之電感器,其中上述磁性層於上述周邊區域之外側,具有上述各向異性磁性粒子沿著上述配線之徑向配向之第3區域。
TW108120038A 2018-06-21 2019-06-11 電感器 TWI840369B (zh)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US20170169932A1 (en) 2015-12-15 2017-06-15 William J. Lambert Magnetic material coated wire inductor

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