WO2020121421A1 - インダクタンス素子 - Google Patents
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- WO2020121421A1 WO2020121421A1 PCT/JP2018/045576 JP2018045576W WO2020121421A1 WO 2020121421 A1 WO2020121421 A1 WO 2020121421A1 JP 2018045576 W JP2018045576 W JP 2018045576W WO 2020121421 A1 WO2020121421 A1 WO 2020121421A1
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
- H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
Definitions
- the present invention relates to an inductance element, and more particularly to an inductance element in which a coil body is embedded inside a molded body made of magnetic powder.
- Patent Document 1 discloses an inductor in which a tip of a metal wire pulled out from a coil is drawn from a side surface to a lower surface and is electrically connected to a conductive paste on the lower surface.
- Patent Document 2 in an inductance element in which a coil body is embedded inside a magnetic core of a powder compact formed by press-molding magnetic powder and a binder resin, the dimension in the width direction is smaller than the dimension in the thickness direction. Also, a long conductive strip having a rectangular cross section is used, and the conductive strip is wound so that the thickness direction thereof is oriented parallel to the winding center line and overlapped in the winding center line direction.
- the coil body is formed, the ends of the pair of conductive strips extending from the coil body, the thickness direction is bent in a direction parallel to the winding center line, a pair of terminal portions are formed,
- the coil body is embedded in the magnetic core, the terminal portion is exposed on the surface of the magnetic core, the thickness direction of the conductive strip forming the coil body, and the conductive strip forming the terminal portion.
- An inductance element is characterized in that the thickness directions of the magnetic cores are oriented in the pressing direction of the magnetic core, which is a powder compact.
- the end of the coil projects as a lead-out portion in the final compression body, and the lead-out portion is bent so as to wrap around the lower surface of the magnetic core.
- Two terminals having a rectangular outline in a bottom view are formed so as to be electrically connected to the lead-out portion.
- the inductance element described in Patent Document 2 since the end portion of the coil is arranged on the surface corresponding to the lower surface of the inductance element by powder compaction, the coil element is efficient and the coil body is compacted. Since it does not have a portion protruding from, it is advantageous for downsizing the inductance element.
- the terminal portion arranged on the mounting surface of the element is a plate surface of a metal strip forming a coil body. Partially has a facing area.
- the conductive paste is finally provided on the mounting surface of the inductance element to form the two electrode portions of the inductance element, the resistivity of the conductive paste is higher than that of the conductive material of the coil body. Therefore, since the conductive path by the conductive paste is shortened by increasing the area of the terminal portion on the mounting surface to the extent that it has the facing area, the configuration described in Patent Document 2 is the direct current resistance (DCR) of the inductance element.
- DCR direct current resistance
- the coil portion and the coil end required to maintain the insulation resistance between the coil portion and the coil terminal portion (coil end portion) in the facing area are provided.
- the influence of the distance from the part is increasing.
- reducing the thickness of the conductive wire lowers the conductivity of the coil body, resulting in a higher direct current resistance (DCR) of the inductance element.
- An object of the present invention is to provide an inductance element capable of maintaining sufficient inductance and achieving low DCR even if there is an increasing demand for downsizing and height reduction.
- the present inventors have examined the arrangement of coil bodies in the inductance element. If the inductance element described in Patent Document 2 has a facing area, as described above, it is necessary to provide a certain distance or more between the coil portion and the coil end portion from the viewpoint of ensuring insulation resistance. It is preferable not to provide the facing area from the viewpoint of reducing the height. However, if the coil end is exposed only on the side surface and is not pulled out to the mounting surface, the conductive path from the coil end exposed on the side surface to the mounting surface is composed of a conductive paste (conductive resin). .. As described above, since the resistivity of the conductive resin is relatively large, the DCR of the inductance element may be high in such a configuration.
- the coil it is preferable to arrange the coil such that the coil end portion is located on the mounting surface while not having the facing area.
- an inductance element in which a coil body is embedded in a molded body made of magnetic powder, and the molded body is orthogonal to a winding center line of the coil body and has a predetermined shape.
- the coil body has a first surface and a second surface that are provided at intervals, and a side surface that is provided between the first surface and the second surface and that is parallel to the winding center line.
- the coil body has a surface insulating coating. It has a coil part formed of a flat conductor, and a pair of coil end parts electrically connected to the coil part.
- each of the pair of coil end portions is provided so as to extend from the end of the coil portion to the side surface, and to reach the first surface from the pull-out portion to be flatly continuous with the molded body (that is, An extension portion having a connection surface (provided to be flush with the molded body). The extending portion does not overlap with the coil portion when viewed from the direction along the winding center line. Further, a pair of electrode portions made of a conductive resin is provided on the first surface of the molded body, and the extending portions of the pair of coil end portions are electrically connected to the pair of electrode portions at least on the connection surface.
- the coil body is embedded inside the molded body made of magnetic powder, thereby forming an inductance element having an increased density of magnetic powder.
- this inductance element as a coil end, a lead-out portion that is pulled out to the side surface and a connecting surface that is provided so as to be flat and continuous with the molded body, and an extending portion that extends from the lead-out portion to the first surface (mounting surface) And the extending portion is electrically connected to the electrode portion at least on the first surface, but the extending portion does not have a portion overlapping with the coil portion when viewed from the direction along the winding center line. A sufficient distance can be provided between the coil end portion and the coil end portion, and a decrease in inductance can be suppressed without increasing DCR.
- the tip end surface of the extended portion may be provided so as to be flat and continuous with the first surface, and the connection surface may have the first connection surface provided on the tip end surface.
- the entire tip surface serves as the first connection surface.
- the extending portion has a standing portion provided along the side surface of the molded body, and a bent portion that is connected to the standing portion and is parallel to the first surface of the molded body, and is connected.
- the surface preferably has a first connecting surface provided on at least a part of the bent portion.
- each of the pair of electrode portions may be extended from the first surface side of the molded body so as to cover a part of the side surface of the molded body.
- the connection surface has a second connection surface provided on at least a part of a portion of each of the extended portions of the pair of coil end portions along the side surface of the molded body. Since the coil body and the electrode portion are electrically connected to each other even on the side surface of the molded body, the contact resistance between the coil body and the electrode portion is reduced, and an increase in DCR of the inductance element is suppressed.
- all of the parallel surfaces which are at least a part of the extended portion and parallel to the side surface of the molded body, are electrically connected to the electrode portion. Is preferred.
- the coil portion is provided in any one of an oval shape, an elliptical shape, and a circular shape as viewed in the direction along the winding center line, and the drawn portion is a distance between the coil portion and the side surface of the molded body. Is preferably drawn toward a portion other than the closest portion. At this time, it is preferable that the drawn-out portion is drawn out toward a portion where the distance between the coil portion and the side surface of the molded body is the longest. As a result, the distance between the extended portion and the coil portion, which are continuously provided in the extended portion, increases, so that the insulation resistance between the extended portion and the coil portion can be increased.
- an inductance element that can maintain a sufficient inductance and can achieve a low DCR even if the size and height are reduced.
- (A) And (b) is a perspective view which illustrates the inductance element concerning a 1st embodiment. It is sectional drawing of a coil body.
- (A) And (b) is a perspective view which illustrates the inductance element concerning a 2nd embodiment.
- (A)-(c) is a top view which illustrates the inductance element which concerns on 2nd Embodiment.
- (A) And (b) is a figure which shows the example (the 1) of another coil body.
- (A) And (b) is a figure which shows the example (the 2) of another coil body.
- FIG. 1A and 1B are perspective views illustrating the inductance element according to the first embodiment.
- 1A shows the entire inductance element 1
- FIG. 1B shows the coil body 20 of the inductance element 1.
- the molded body 10 and the electrode portion 30 are shown by a two-dot chain line in FIG.
- FIG. 2 is a sectional view of the coil body.
- the inductance element 1 has a configuration in which the coil body 20 is embedded inside the molded body 10 made of magnetic powder.
- the molded body 10 constitutes a magnetic core of the inductance element 1.
- the molded body 10 is molded into a core shape by supplying a core material composed of magnetic powder and a binder resin into a mold, and applying pressure and heating as necessary. As a result, the density of the magnetic powder can be increased and a high inductance can be obtained.
- the magnetic powder is a magnetic alloy powder, for example, an Fe-based amorphous alloy powder mainly composed of Fe and containing various metals such as Ni, Sn, Cr, P, C, B, and Si, and a water atomizing method. It was pulverized by.
- the binder resin is a silicone resin or an epoxy resin.
- the molded body 10 has a first surface 11, a second surface 12 and a side surface 13. Each of the first surface 11 and the second surface 12 is a surface orthogonal to the winding center line O of the coil body 20, and is provided at a predetermined interval from each other.
- the side surface 13 is provided between the first surface 11 and the second surface 12 and is a surface parallel to the winding center line O.
- the molded body 10 is, for example, a rectangular parallelepiped. It should be noted that a rectangular parallelepiped also includes a rectangular parallelepiped with chamfers such as R on the sides and corners thereof during manufacturing.
- first side surface 13-1 to fourth side surface 13-4 are provided.
- the first side surface 13-1 and the second side surface 13-2 are provided in parallel with each other, and the third side surface 13-3 and the fourth side surface 13-4 are provided in parallel with each other.
- the third side surface 13-3 and the fourth side surface 13-4 are orthogonal to the first side surface 13-1 and the second side surface 13-2.
- the coil body 20 is formed by winding a metal strip body 200.
- the metal strip 200 is a strip (rectangular conductor) having a rectangular cross section.
- the metal strip 200 is made of, for example, copper.
- a coating layer 210 is formed on the surface of the metal strip 200. That is, the coil body 20 is formed of a rectangular conductor (metal strip body 200) having a surface insulating coating (coating layer 210).
- the coating layer 210 has a two-layer structure in which a fusion layer such as nylon is laminated on the surface of an insulating resin layer such as polyimide.
- the coil body 20 has a coil portion 21.
- the plate surface of the metal strip 200 is perpendicular to the winding center line O, and the side surfaces that determine the thickness direction are parallel to the winding center line O, and the plate surfaces are wound center line O. It is wound so as to overlap along.
- the coil portion 21 is provided in any one of an oval shape, an elliptical shape, and a circular shape when viewed in the direction along the winding center line O.
- the coil body 20 has a pair of coil end portions 25 that are electrically connected to the coil portion 21.
- Each of the pair of coil end portions 25 has a pull-out portion 251 pulled out from the end (winding start or winding end) of the coil portion 21 to the side surface 13 of the molded body 10, and the first surface 11 of the molded body 10 from the pulled-out portion 251.
- an extending portion 252 that extends to.
- the lead-out portion 251 and the extending portion 252 are integrally formed by the same metal strip body 200 as the coil portion 21, and function as a conductive portion pulled out from the end of the coil portion 21 toward the outside of the coil portion 21.
- the lead-out portion 251 is provided from the end of the coil portion 21 toward the first side surface 13-1 of the molded body 10, and the tip end side of the lead-out portion 251 is bent to form the extending portion 252. ..
- the extending portion 252 is provided along the first side surface 13-1 and reaches the first surface 11.
- the extending portion 252 has a connection surface (at least one of the first connection surface Sa and the second connection surface Sb) provided so as to be flat and continuous with the surface of the molded body 10. It is electrically connected to the electrode part 30.
- a connection surface at least one of the first connection surface Sa and the second connection surface Sb
- the connection surface has at least one of the first connection surface Sa and the second connection surface Sb. It should be.
- Each of the pair of electrode portions 30 is provided on the first surface 11 of the molded body 10.
- the electrode portion 30 is electrically connected to the extending portion 252 on the first connection surface Sa.
- the first connection surface Sa is provided on a cutting surface (tip surface 252a) formed by cutting the tip of the extending portion 252. Therefore, each of the pair of electrode portions 30 is provided on the first surface 11 of the molded body 10, so that the electrode portion 30 is provided on the first connection surface Sa provided on each of the distal end surfaces 252 a of the pair of coil end portions 25.
- the extended portion 252 are electrically connected.
- the tip end surface 252a is exposed from the first surface 11 with the covering layer 210 removed.
- the exposed tip end surface 252a is connected so as to be electrically connected to the electrode portion 30.
- the first connection surface Sa may be the entire tip surface 252a or may be a part of the tip surface 252a that is electrically connected to the electrode portion 30.
- the extending portion 252 provided along the first side surface 13-1 has a surface 252b provided so as to be flat and continuous with the first side surface 13-1.
- the second connection surface Sb is provided on at least a part of the surface 252b. That is, the portion of the surface 252b where the coating layer 210 is removed is the second connection surface Sb, and the pair of coil ends 25 and the pair of electrode portions 30 are electrically connected to each other on the second connection surface Sb.
- a conductive resin is used for the electrode section 30, for example. By applying a conductive resin to a predetermined region of the first surface 11, the electrode portion 30 electrically connected to the tip surface 252a exposed from the first surface 11 is formed.
- the electrode portion 30 is coated on the first surface 11 and the side surface 13 adjacent to the first surface 11.
- one electrode portion 30 is formed from the first surface 11 to the first side surface 13-1, the second side surface 13-2, and the fourth side surface 13-4, and the other electrode portion 30 is formed from the first surface 11 to the first side surface 13-1. It is formed over the first side surface 13-1, the second side surface 13-2, and the third side surface 13-3. Since the first surface 11 is the mounting surface of the inductance element 1, the electrode portion 30 is extended from the first surface 11 to the side surface adjacent to the first surface 11, so that the solder when mounting using the solder is performed. Can improve the wettability of.
- the electrode portion 30 is also provided on the first side surface 13-1, it is possible to obtain conduction with the electrode portion 30 also on the second connection surface Sb. As a result, the contact area between the coil end portion 25 and the electrode portion 30 can be increased and the direct current resistance (DCR) can be reduced as compared with the case where the electrode portion 30 is electrically connected only by the cut surface (the tip end surface 252a). ..
- the coil end portion 25 is provided with the lead-out portion 251 drawn to the side surface 13 and the extension portion 252 reaching from the lead-out portion 251 to the first surface 11, the coil portion 21 is formed. It is possible to provide a sufficient distance from the coil end portion 25. As a result, it becomes possible to suppress a decrease in inductance without increasing the DCR of the inductance element 1.
- the extending portion 252 does not have a portion overlapping the coil portion 21 when viewed from the direction along the winding center line O. Accordingly, the gap between the coil portion 21 and the coil end portion 25 can be sufficiently provided, and the decrease in inductance can be suppressed without increasing DCR.
- the lead-out portion 251 is drawn out to a portion other than the portion where the distance between the coil portion 21 and the side surface 13 of the molded body 10 is the shortest.
- each of the two drawn-out portions 251 is drawn out toward the corner of the first side surface 13-1 which is one of the longest distances between the coil portion 21 and the side surface 13 of the molded body 10.
- the lead-out portion 251 can be arranged in a region where the distance between the coil portion 21 and the side surface 13 of the molded body 10 can be long, and the reduction in inductance due to the coil end portion 25 can be effectively exhibited.
- FIGS. 4A to 4C are plan views illustrating the inductance element according to the second embodiment.
- 4A is a top view of the inductance element 1B
- FIG. 4B is a front view of the inductance element 1B
- FIG. 4C is a side view of the inductance element 1B. ..
- the molded body 10 and the electrode portion 30 are indicated by a chain double-dashed line.
- the inductance element 1B has a configuration in which the coil body 20 is embedded inside the molded body 10 made of magnetic powder.
- the molded body 10 constitutes a magnetic core of the inductance element 1.
- the molded body 10 is molded into a core shape by supplying a core material composed of magnetic powder and a binder resin into a mold, and applying pressure and heating as necessary. As a result, the density of the magnetic powder can be increased and a high inductance can be obtained.
- the magnetic powder is a magnetic alloy powder, for example, an Fe-based amorphous alloy powder containing Fe as a main component and various metals such as Ni, Sn, Cr, P, C, B, and Si, and a water atomizing method. It was pulverized by.
- the binder resin is a silicone resin or an epoxy resin.
- the molded body 10 has a first surface 11, a second surface 12 and a side surface 13. Each of the first surface 11 and the second surface 12 is a surface orthogonal to the winding center line O of the coil body 20, and is provided at a predetermined interval from each other.
- the side surface 13 is provided between the first surface 11 and the second surface 12 and is a surface parallel to the winding center line O.
- the molded body 10 is, for example, a rectangular parallelepiped. It should be noted that a rectangular parallelepiped also includes a rectangular parallelepiped with chamfers such as R on the sides and corners thereof during manufacturing.
- first side surface 13-1 to fourth side surface 13-4 are provided.
- the first side surface 13-1 and the second side surface 13-2 are provided in parallel with each other, and the third side surface 13-3 and the fourth side surface 13-4 are provided in parallel with each other.
- the third side surface 13-3 and the fourth side surface 13-4 are orthogonal to the first side surface 13-1 and the second side surface 13-2.
- the coil body 20 is formed by winding a metal strip body 200.
- the metal strip 200 is a strip (rectangular conductor) having a rectangular cross section.
- the metal strip 200 is made of, for example, copper.
- a coating layer 210 is formed on the surface of the metal strip 200.
- the coating layer 210 has a two-layer structure in which a fusion layer such as nylon is laminated on the surface of an insulating resin layer such as polyimide.
- the coil body 20 has a coil portion 21.
- the plate surface of the metal strip 200 is perpendicular to the winding center line O, and the side surfaces that determine the thickness direction are parallel to the winding center line O, and the plate surfaces are wound center line O. It is wound so as to overlap along.
- the coil portion 21 is provided in any one of an oval shape, an elliptical shape, and a circular shape when viewed in the direction along the winding center line O.
- the coil body 20 has a pair of coil end portions 25 that are electrically connected to the coil portion 21.
- Each of the pair of coil end portions 25 has a pull-out portion 251 pulled out from the ends (winding start and winding end) of the coil portion 21 to the side surface 13 of the molded body 10, and the first surface 11 of the molded body 10 from the pulled-out portion 251.
- an extending portion 252 that extends to.
- the lead-out portion 251 and the extending portion 252 are integrally formed by the same metal strip body 200 as the coil portion 21, and function as a conductive portion pulled out from the end of the coil portion 21 toward the outside of the coil portion 21.
- a lead-out portion 251 is provided from the end of the coil portion 21 toward the first side surface 13-1 of the shaped body 10 in a state of being assembled in the molded body 10, and the tip side of the drawn-out portion 251 is bent.
- the extending portion 252 is formed.
- the extending portion 252 has a connection surface (at least one of the first connection surface Sa and the second connection surface Sb) provided so as to be flat and continuous with the surface of the molded body 10, and a pair of electrodes is provided on this connection surface. Conductive with the section 30.
- a connection surface at least one of the first connection surface Sa and the second connection surface Sb
- the connection surface has at least one of the first connection surface Sa and the second connection surface Sb. It should be.
- the extending portion 252 includes a standing portion 2521 provided along the first side surface 13-1 and a bent portion 2522 continuous from the standing portion 2521 to the tip side.
- the bent portion 2522 is bent so as to be parallel to the first surface 11. That is, the pair of coil end portions 25 are drawn out from the coil portion 21 toward the first side surface 13-1 (drawing-out portion 251), and extend along the first side surface 13-1 at the position reaching the first side surface 13-1. (Standing portion 2521), and at the position reaching the first surface 11, it is further bent along the first surface 11 (bending portion 2522).
- the extending portion 252 including the bent portion 2522 does not have a portion that overlaps with the coil portion 21 when viewed from the direction along the winding center line O.
- the extension portion 252 including the bent portion 2522 is provided so as not to have a portion that overlaps the coil portion 21, so that the influence of the coil end portion 25 on the reduction in the inductance of the coil portion 21 can be suppressed. it can.
- the bent portion 2522 along the first surface 11 has a surface 2522a provided so as to be flat and continuous with the first surface 11.
- the first connection surface Sa is provided on at least a part of the surface 2522a. That is, the portion of the surface 2522a where the coating layer 210 has been removed is the first connection surface Sa.
- a pair of electrode portions 30 is provided on the first surface 11 of the molded body 10.
- Each of the pair of electrode portions 30 is electrically connected to the surface 2522a that is the first connection surface Sa of each of the pair of coil end portions 25. That is, in the state where the electrode portion 30 is not provided, at least the first connection surface Sa on the surface 2522a of the bent portion 2522 is exposed from the first surface 11.
- the extended portion 252 and the electrode portion 30 are electrically connected to each other on the first connection surface Sa exposed from the first surface 11.
- the contact area between the coil end portion 25 and the electrode portion 30 can be increased, and the DCR can be reduced, compared to the case where conduction is achieved only by the cut surface of the extending portion 252 (the tip end surface 252a shown in FIG. 1). It
- the standing portion 2521 along the first side surface 13-1 has a surface 2521a provided so as to be flat and continuous with the first side surface 13-1.
- the second connection surface Sb is provided on at least a part of the surface 2521a. That is, the portion of the surface 2521a where the coating layer 210 is removed is the second connection surface Sb, and the pair of coil end portions 25 and the pair of electrode portions 30 are electrically connected to each other on the second connection surface Sb.
- the coil end portion By connecting the electrode portion 30 with the second connection surface Sb of the front surface 2521a of the standing portion 2521, the coil end portion can be compared with the case where only the first connection surface Sa of the surface 2522a of the bent portion 2522 is connected with the electrode portion 30.
- the contact area between 25 and the electrode portion 30 can be increased. This further reduces DCR.
- the extending portion 252 including the bent portion 2522 does not have a portion overlapping with the coil portion 21 when viewed from the direction along the winding center line O. Accordingly, the gap between the coil portion 21 and the coil end portion 25 can be sufficiently provided, and the decrease in inductance can be suppressed without increasing DCR.
- the lead-out portion 251 is directed toward a portion other than the portion where the distance between the coil portion 21 and the side surface 13 of the molded body 10 is the shortest. Has been pulled out.
- each of the two drawn-out portions 251 is drawn out toward the corner of the first side surface 13-1 which is one of the longest distances between the coil portion 21 and the side surface 13 of the molded body 10.
- the lead-out portion 251 can be arranged in a region where the distance between the coil portion 21 and the side surface 13 of the molded body 10 can be long, and the reduction in inductance due to the coil end portion 25 can be effectively exhibited.
- FIG. 5A and 5B are views showing an example (No. 1) of another coil body.
- FIG. 5A shows a perspective view of another coil body 20B
- FIG. 5B shows a side view of the other coil body 20B.
- the orientation of the plate surface of the metal strip body 200 with respect to the winding center line O is different from that of the coil body 20. That is, the plate surface of the metal strip body 200 in the coil body 20B is parallel to the winding center line O, and the side surfaces that determine the thickness direction are perpendicular to the winding center line O. It is wound so as to overlap in a direction perpendicular to the line O.
- the coil body 20B is formed by winding the metal strip body 200, as in the first embodiment.
- the metal strip 200 is a strip (rectangular conductor) having a rectangular cross section.
- the metal strip 200 is made of, for example, copper.
- a coating layer 210 (see FIG. 2) is formed on the surface of the metal strip 200.
- the coating layer 210 has a two-layer structure in which a fusion layer such as nylon is laminated on the surface of an insulating resin layer such as polyimide.
- the coil body 20B has a pair of coil end portions 25 that are electrically connected to the coil portion 21.
- the lead-out portion 251 and the extending portion 252 are integrally formed by the same metal strip body 200 as the coil portion 21, and function as a conductive portion pulled out from the end of the coil portion 21 toward the outside of the coil portion 21.
- the lead-out portion 251 is provided from the end of the coil portion 21 toward the first side surface 13-1 of the molded body 10 in the state of being incorporated in the molded body 10, and the tip side of the pulled-out portion 251 is the first side.
- the extension portion 252 is formed by bending toward the surface 11.
- the extending portion 252 is provided along the first side surface 13-1 and reaches the first surface 11.
- the extending portion 252 has a connection surface (at least one of the first connection surface Sa and the second connection surface Sb), and is electrically connected to the pair of electrode portions 30 on this connection surface.
- a connection surface at least one of the first connection surface Sa and the second connection surface Sb
- the connection surface has at least one of the first connection surface Sa and the second connection surface Sb. It should be.
- the first connection surface Sa is provided on a cut surface (tip surface 252a) formed by cutting the tip of the extending portion 252. Therefore, each of the pair of electrode portions 30 is provided on the first surface 11 of the molded body 10, so that the electrode portion 30 is provided on the first connection surface Sa provided on each of the distal end surfaces 252 a of the pair of coil end portions 25. And the extended portion 252 are electrically connected.
- the tip surface 252a is exposed from the first surface 11 with the coating layer 210 removed in a state where the tip portion 252a is incorporated in the molded body 10 and the electrode portion 30 is not provided.
- the exposed tip end surface 252a is connected so as to be electrically connected to the electrode portion 30.
- the first connection surface Sa may be the entire tip surface 252a or may be a part of the tip surface 252a that is electrically connected to the electrode portion 30.
- the extending portion 252 along the first side surface 13-1 has a surface 252b provided so as to be continuous with the first side surface 13-1.
- the second connection surface Sb is provided on at least a part of the surface 252b. That is, the portion of the surface 252b where the coating layer 210 is removed is the second connection surface Sb, and the pair of coil ends 25 and the pair of electrode portions 30 are electrically connected to each other on the second connection surface Sb.
- the coil end portion 25 and the electrode portion 25 can be electrically connected to the electrode portion 30 only by the cut surface (tip surface 252a).
- the contact area with 30 can be enlarged. This reduces DCR.
- the extending portion 252 does not have a portion overlapping with the coil portion 21 when viewed from the direction along the winding centerline O. Accordingly, the gap between the coil portion 21 and the coil end portion 25 can be sufficiently provided, and the decrease in inductance can be suppressed without increasing DCR.
- the lead-out portion 251 has the coil portion in the state of being incorporated in the molded body 10. 21 and the side surface 13 of the molded body 10 are drawn out toward a portion other than the closest distance. For example, each of the two drawn-out portions 251 is drawn out toward the corner of the first side surface 13-1 which is one of the longest distances between the coil portion 21 and the side surface 13 of the molded body 10.
- the lead-out portion 251 can be arranged in a region where the distance between the coil portion 21 and the side surface 13 of the molded body 10 can be long, and the reduction in inductance due to the coil end portion 25 can be effectively exhibited.
- FIGS. 6A and 6B are diagrams showing an example (No. 2) of another coil body.
- FIG. 6A shows a perspective view of another coil body 20C
- FIG. 6B shows a side view of the other coil body 20C.
- the coil body 20C is oriented such that the plate surface of the metal strip body 200 is parallel to the winding center line O and the side surface that determines the thickness direction is perpendicular to the winding center line O.
- the plate surfaces are wound so as to overlap each other in the direction perpendicular to the winding center line O.
- the coil body 20C is formed by winding the metal strip body 200, as in the first embodiment.
- the metal strip 200 is a strip (rectangular conductor) having a rectangular cross section.
- the metal strip 200 is made of, for example, copper.
- a coating layer 210 (see FIG. 2) is formed on the surface of the metal strip 200.
- the coating layer 210 has a two-layer structure in which a fusion layer such as nylon is laminated on the surface of an insulating resin layer such as polyimide.
- the coil body 20C has a pair of coil end portions 25 that are electrically connected to the coil portion 21.
- the lead-out portion 251 and the extending portion 252 are integrally formed by the same metal strip body 200 as the coil portion 21, and function as a conductive portion pulled out from the end of the coil portion 21 toward the outside of the coil portion 21.
- the lead-out portion 251 is provided from the end of the coil portion 21 toward the first side surface 13-1 of the molded body 10 in the state of being incorporated in the molded body 10, and the tip side of the pulled-out portion 251 is the first side.
- the extension portion 252 is formed by bending toward the surface 11.
- the extended portion 252 has a connection surface (at least one of the first connection surface Sa and the second connection surface Sb), and is electrically connected to the pair of electrode portions 30 on this connection surface.
- a connection surface at least one of the first connection surface Sa and the second connection surface Sb
- the connection surface has at least one of the first connection surface Sa and the second connection surface Sb. It should be.
- the extended portion 252 is connected to the standing portion 2521 provided along the first side face 13-1 and the leading end side from the standing portion 2521 in a state of being incorporated in the molded body 10. And a bent portion 2522.
- the bent portion 2522 is bent so as to be parallel to the first surface 11.
- the extension portion 252 including the bent portion 2522 does not have a portion that overlaps with the coil portion 21 when viewed in the direction along the winding centerline O. In this way, the extension portion 252 including the bent portion 2522 is provided so as not to have a portion that overlaps the coil portion 21, so that the influence of the coil end portion 25 on the reduction in the inductance of the coil portion 21 can be suppressed. it can.
- the bent portion 2522 of the extending portion 252 along the first surface 11 has a surface 2522a provided so as to be flat and continuous with the first surface 11.
- the first connection surface Sa is provided on at least a part of the surface 2522a. That is, the portion of the surface 2522a where the coating layer 210 has been removed is the first connection surface Sa.
- On this first connection surface Sa each of the pair of coil end portions 25 and each of the pair of electrode portions 30 are electrically connected.
- the contact area between the coil end portion 25 and the electrode portion 30 can be increased as compared with the case where conduction is achieved only by the cut surface of the extending portion 252 (the tip end surface 252a shown in FIG. 5). This reduces DCR.
- the upright portion 2521 along the first side surface 13-1 has a surface 2521a provided so as to be flat and continuous with the first side surface 13-1.
- the second connection surface Sb is provided on at least a part of the surface 2521a. That is, the portion of the surface 2521a where the coating layer 210 is removed is the second connection surface Sb, and the pair of coil end portions 25 and the pair of electrode portions 30 are electrically connected to each other on the second connection surface Sb.
- the coil end portion By connecting the electrode portion 30 with the second connection surface Sb of the front surface 2521a of the standing portion 2521, the coil end portion can be compared with the case where only the first connection surface Sa of the surface 2522a of the bent portion 2522 is connected with the electrode portion 30.
- the contact area between 25 and the electrode portion 30 can be increased. This further reduces DCR.
- the extending portion 252 including the bent portion 2522 does not have a portion overlapping the coil portion 21 when viewed from the direction along the winding center line O. Accordingly, the gap between the coil portion 21 and the coil end portion 25 can be sufficiently provided, and the decrease in inductance can be suppressed without increasing DCR.
- the lead-out portion 251 has the coil portion in the state of being incorporated in the molded body 10. 21 and the side surface 13 of the molded body 10 are drawn out toward a portion other than the closest distance. For example, each of the two drawn-out portions 251 is drawn out toward the corner of the first side surface 13-1 which is one of the longest distances between the coil portion 21 and the side surface 13 of the molded body 10.
- the lead-out portion 251 can be arranged in a region where the distance between the coil portion 21 and the side surface 13 of the molded body 10 can be long, and the reduction in inductance due to the coil end portion 25 can be effectively exhibited.
- the inductance elements 1 and 1B that can maintain a sufficient inductance and can achieve low DCR even if the size and the height are reduced.
- the present embodiment has been described above, but the present invention is not limited to these examples.
- the example of the rectangular parallelepiped is shown as the shape of the molded body 10
- the molded body 10 is provided between the first surface 11 and the second surface 12 which are parallel to each other, and between the first surface 11 and the second surface 12. It may have a columnar shape or a polygonal prism shape as long as it has the side surface 13.
- a person skilled in the art appropriately added, deleted, and changed the design of each of the above-described embodiments, and appropriately combined the features of the configuration examples of the embodiments, the gist of the present invention. As long as it has, it is included in the scope of the present invention.
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Abstract
本発明の一態様は、磁性粉末による成形体の内部にコイル体が埋め込まれたインダクタンス素子であって、成形体は、コイル体の巻き中心線と直交し所定の間隔で設けられた第1面および第2面と、第1面と第2面との間に設けられ、巻き中心線と平行な側面と、を有し、コイル体は、表面絶縁被覆を有する平角導体によって形成されたコイル部と、コイル部と導通する一対のコイル端部と、を有する。一対のコイル端部のそれぞれは、コイル部の端から側面まで引き出された引き出し部分と、成形体と平坦に連なるように設けられた接続面を有し引き出し部分から第1面まで達する延出部分と、を有する。延出部分は、巻き中心線に沿った方向からみてコイル部と重複する部分を有しない。また、成形体の第1面には導電性樹脂からなる一対の電極部が設けられる。一対のコイル端部のそれぞれの延出部分は、少なくとも接続面において一対の電極部のそれぞれと導通する。
Description
本発明は、インダクタンス素子に関し、より詳しくは、磁性粉末による成形体の内部にコイル体が埋め込まれたインダクタンス素子に関するものである。
磁性粉末を用いた圧粉成形体にコイル体が埋め込まれたインダクタンス素子は、磁性粉末の密度を高くでき、高いインダクタンスを得ることが可能である。特許文献1には、コイルから引出した金属線の先端を側面から下面に引回し、下面で導電性ペーストと導通させたインダクタが開示される。
特許文献2には、磁性粉末とバインダー樹脂とが加圧成形された圧粉成形体の磁性コアの内部にコイル体が埋め込まれているインダクタンス素子において、幅方向の寸法が厚さ方向の寸法よりも大きく断面が長方形で長尺状の導電性帯体が使用され、前記導電性帯体は、厚さ方向が巻き中心線と平行に向けられて巻き中心線方向へ重ねられるように巻かれて前記コイル体が形成され、前記コイル体から延びる一対の導電性帯体の端部は、厚さ方向が前記巻き中心線と平行な向きに折り曲げられて、一対の端子部が形成されており、前記コイル体が前記磁性コアに埋め込まれ、前記端子部が前記磁性コアの表面に露出し、前記コイル体を形成する導電性帯体の厚さ方向と、前記端子部を構成する導電性帯体の厚さ方向が、共に圧粉成形体である前記磁性コアの加圧方向に向けられていることを特徴とするインダクタンス素子が開示される。
特許文献1に記載されるインダクタは、特許文献1の図5に示されるように、最終圧縮体においてコイルの端部が引出部として突出しており、引出部を磁性コアの下面に回り込むように折り曲げ、下面視輪郭が矩形をなす2つの端子がこの引出部と電気的に接続するように形成されている。これに対し、特許文献2に記載されるインダクタンス素子では、インダクタンス素子の下面に相当する面にコイルの端部を圧粉成形によって配置するため、効率的であり、かつコイル体が圧粉成形体から突出する部分を有しないため、インダクタンス素子を小型化に有利である。
ここで、特許文献2のインダクタンス素子では、特許文献2の図4に示されるように、当該素子の実装面に配置された端子部は、コイル体を形成している金属製帯体の板面に一部が対面する対面領域を有する。インダクタンス素子において実装面には最終的に導電ペーストが設けられてインダクタンス素子の2つの電極部が構成されるところ、導電ペーストの抵抗率はコイル体の導電材料よりも抵抗率が高い。それゆえ、実装面における端子部の面積を対面領域を有する程度に大きくすることにより導電ペーストによる導電経路は短縮されるため、特許文献2に記載される構成は、インダクタンス素子の直流抵抗(DCR)を低減させる観点から有利であった。
しかしながら、インダクタンス素子の低背化の要請が特に高まってくると、対面領域においてコイル部とコイルの端子部(コイル端部)との絶縁抵抗を維持するために必要とされるコイル部とコイル端部との離間距離の影響が大きくなってきている。この離間距離を一定以上保持したままインダクタンス素子のさらなる低背化を実現しようとすると、コイル端部を構成する導線の厚さを薄くする必要がある。しかしながら、導線の厚さを薄くするとコイル体の導電率が低下するため、結果、インダクタンス素子の直流抵抗(DCR)が高くなってしまう。
本発明は、小型化および低背化への要請が高まっても十分なインダクタンスを維持できるとともに低DCR化を図ることができるインダクタンス素子を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、本発明者らはインダクタンス素子におけるコイル体の配置について検討を行った。特許文献2に記載されるインダクタンス素子のように対面領域を有すると、上記のとおり、絶縁抵抗を確保する観点からコイル部とコイル端部との離間距離を一定以上設けることが必要となるため、対面領域を設けないことが低背化の観点から好ましい。しかしながら、コイル端部を側面で露出させるのみとして実装面まで引き出さない構成とすると、側面に露出したコイル端部から実装面までの導電経路は導電ペースト(導電性樹脂)によって構成されることになる。前述のように、導電性樹脂の抵抗率は比較的大きいため、このような構成ではインダクタンス素子のDCRが高くなる恐れがある。
したがって、対面領域を有しないようにしつつ、コイル端部を実装面に位置するようにコイルを配置することがインダクタンス素子の低背化の観点から好ましい。
以上の検討に基づき完成された本発明の一態様は、磁性粉末による成形体の内部にコイル体が埋め込まれたインダクタンス素子であって、成形体は、コイル体の巻き中心線と直交し所定の間隔で設けられた第1面および第2面と、第1面と第2面との間に設けられ、巻き中心線と平行な側面と、を有し、コイル体は、表面絶縁被覆を有する平角導体によって形成されたコイル部と、コイル部と導通する一対のコイル端部と、を有する。このインダクタンス素子において、一対のコイル端部のそれぞれは、コイル部の端から側面まで引き出された引き出し部分と、引き出し部分から第1面まで達し成形体と平坦に連なるように設けられた(すなわち、成形体と同一面となるように設けられた)接続面を有する延出部分と、を有する。延出部分は、巻き中心線から沿った方向からみてコイル部と重複しない。また、成形体の第1面には導電性樹脂からなる一対の電極部が設けられ、一対のコイル端部のそれぞれ延出部分は、少なくとも接続面に一対の電極部のそれぞれと導通する。
このような構成によれば、磁性粉末による成形体の内部にコイル体が埋め込まれることで、磁性粉末の密度を高めたインダクタンス素子が構成される。このインダクタンス素子において、コイル端部として、側面まで引き出された引き出し部分と、成形体と平坦に連なるように設けられた接続面を有し引き出し部分から第1面(実装面)まで達する延出部分とが設けられ、延出部は少なくとも第1面において電極部と導通するが、延出部分は巻き中心線に沿った方向からみてコイル部と重複する部分を有しないことで、コイル部と、コイル端部との間隔を十分に設けることができ、DCRを高めることなくインダクタンスの低下を抑制することができる。
上記インダクタンス素子において、延出部分の先端面は第1面と平坦に連なるように設けられ、接続面は、先端面に設けられた第1接続面を有していてもよい。先端面が延出部分の切断面である場合には、先端面の全体が第1接続面となる。これにより、コイル部から電極まで引き出す導通部分を短くすることができ、DCRの増加を抑制できる。なお、延出部分の先端面がコイル端部の切断面であって平角導体が露出していれば、電極部との接触面を設けるための表面絶縁被覆を除去する作業が不要となるため、インダクタンス素子の生産性を高める観点からも好ましい。
上記インダクタンス素子において、延出部分は、成形体の側面に沿って設けられた立設部分と、立設部分に連設されて成形体の第1面に平行な折り曲げ部分とを有し、接続面は、この折り曲げ部分の少なくとも一部に設けられた第1接続面を有していることが好ましい。これにより、コイル端部と電極部との第1面における接触面積を増加でき、インダクタンス素子のDCRの増加がより安定的に抑制される。
上記インダクタンス素子において、一対の電極部のそれぞれは、成形体の側面の一部を覆うように成形体の第1面側から延設されていてもよい。この場合において、接続面は、一対のコイル端部のそれぞれの延出部分における成形体の側面に沿う部分の少なくとも一部に設けられた第2接続面を有していることが好ましい。成形体の側面においてもコイル体と電極部とが導通することにより、コイル体と電極部との接触抵抗が低くなって、インダクタンス素子のDCRの増加が抑制される。インダクタンス素子のDCRの増加をより安定的に抑制する観点から、延出部分のうち、成形体の側面と平行な部分の少なくとも一部である平行表面の全てが電極部と電気的に接続していることが好ましい。
上記インダクタンス素子において、コイル部は、巻き中心線に沿った方向にみて、長円形、楕円形および円形のうちいずれかの形状に設けられ、引き出し部分は、コイル部と成形体の側面との距離が最も近い部分以外に向けて引き出されていることが好ましい。この際、引き出し部分は、コイル部と成形体の側面との距離が最も遠い部分に向けて引き出されていることが好ましい。これにより、引き出し部分に連設される延出部とコイル部との距離が大きくなるため、延出部とコイル部との間の絶縁抵抗を高めることができる。
本発明によれば、小型化および低背化しても十分なインダクタンスを維持できるとともに低DCR化を図ることができるインダクタンス素子を提供することが可能になる。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明では、同一の部材には同一の符号を付し、一度説明した部材については適宜その説明を省略する。
(第1実施形態)
図1(a)および(b)は、第1実施形態に係るインダクタンス素子を例示する斜視図である。
図1(a)にはインダクタンス素子1の全体が示され、図1(b)にはインダクタンス素子1のコイル体20が示される。説明の便宜上、図1(a)では成形体10および電極部30を二点鎖線で示している。
図2は、コイル体の断面図である。
図1(a)および(b)は、第1実施形態に係るインダクタンス素子を例示する斜視図である。
図1(a)にはインダクタンス素子1の全体が示され、図1(b)にはインダクタンス素子1のコイル体20が示される。説明の便宜上、図1(a)では成形体10および電極部30を二点鎖線で示している。
図2は、コイル体の断面図である。
本実施形態に係るインダクタンス素子1は、磁性粉末による成形体10の内部にコイル体20が埋め込まれた構成を備える。成形体10によってインダクタンス素子1の磁性コアが構成される。成形体10は、磁性粉末とバインダー樹脂とから成るコア材料を金型内に供給し、加圧および必要に応じて加熱することでコア形状に成形される。これにより、磁性粉末の密度を高くでき、高いインダクタンスを得ることが可能となる。
磁性粉末は磁性合金粉末であり、例えば、Feを主体とし、Ni、Sn、Cr、P、C、B、Siなどの各種金属が含まれたFe基非結晶合金の粉末であり、水アトマイズ法により粉末化されたものである。バインダー樹脂は、シリコーン樹脂やエポキシ樹脂などである。
成形体10は、第1面11、第2面12および側面13を有する。第1面11および第2面12のそれぞれは、コイル体20の巻き中心線Oと直交する面であり、互いに所定の間隔で設けられる。側面13は、第1面11と第2面12との間に設けられ、巻き中心線Oと平行な面である。成形体10は例えば直方体である。なお、製造上、直方体の辺や角にRなどの面取りが設けられているものも直方体に含まれる。
成形体10が直方体の場合には、4つの側面(第1側面13-1~第4側面13-4)が設けられる。第1側面13-1および第2側面13-2は互いに平行に設けられ、第3側面13-3および第4側面13-4は互いに平行に設けられる。第3側面13-3および第4側面13-4は、第1側面13-1および第2側面13-2と直交する。
コイル体20は、金属製帯体200を巻いて形成されている。金属製帯体200は、断面が長方形の帯状体(平角導体)である。金属製帯体200は例えば銅で形成されている。金属製帯体200の表面には被覆層210が形成されている。すなわち、コイル体20は、表面絶縁被覆(被覆層210)を有する平角導体(金属製帯体200)によって形成されている。被覆層210は、例えばポリイミドなどの絶縁樹脂層の表面にナイロンなどの融着層が重ねられた2層構造を有する。
コイル体20はコイル部21を有する。コイル部21は、金属製帯体200の板面が巻き中心線Oと垂直となり、厚さ方向を決めている側面が巻き中心線Oと平行となる向きで、板面どうしが巻き中心線Oに沿って重なるように巻かれている。コイル部21は、巻き中心線Oに沿った方向にみて、長円形、楕円形および円形のうちいずれかの形状に設けられる。
コイル体20は、コイル部21と導通する一対のコイル端部25を有する。一対のコイル端部25のそれぞれは、コイル部21の端(巻き始めまたは巻き終わり)から成形体10の側面13まで引き出された引き出し部分251と、引き出し部分251から成形体10の第1面11まで達する延出部分252と、を有する。
引き出し部分251および延出部分252は、コイル部21と同じ金属製帯体200によって一体的に形成され、コイル部21の端からコイル部21の外側に向けて引き出された導通部分として機能する。本実施形態では、コイル部21の端から成形体10の第1側面13-1に向けて引き出し部分251が設けられ、引き出し部分251よりも先端側を折り曲げて延出部分252を構成している。本実施形態に係るインダクタンス素子1のコイル体20では、延出部分252は第1側面13-1に沿って設けられ、第1面11まで達している。
延出部分252は、成形体10の表面と平坦に連なるように設けられた接続面(第1接続面Saおよび第2接続面Sbの少なくともいずれか)を有し、この接続面において後述する一対の電極部30と導通する。なお、本実施形態では、接続面として第1接続面Saおよび第2接続面Sbを有する例を説明するが、接続面は第1接続面Saおよび第2接続面Sbの少なくともいずれかを有していればよい。
一対の電極部30のそれぞれは、成形体10の第1面11に設けられる。電極部30は、第1接続面Saにおいて延出部分252と導通する。ここで、第1接続面Saは、延出部分252の先端部を切断して構成される切断面(先端面252a)に設けられる。したがって、一対の電極部30のそれぞれが成形体10の第1面11に設けられることで、一対のコイル端部25のそれぞれの先端面252aに設けられた第1接続面Saにおいて、電極部30と延出部分252とが導通するようになる。
具体的には、電極部30が設けられていない状態では、先端面252aは被覆層210が除去された状態で第1面11から露出している。電極部30を形成すると、この露出する先端面252aが電極部30と導通するように接続される。なお、第1接続面Saは、先端面252aの全体になる場合もあれば、電極部30と導通する先端面252aの一部の場合もある。
また、第1側面13-1に沿って設けられた延出部分252は、第1側面13-1と平坦に連なるように設けられた表面252bを有する。この表面252bの少なくとも一部に第2接続面Sbが設けられる。すなわち、表面252bにおいて被覆層210が除去された部分が第2接続面Sbであり、この第2接続面Sbにおいて一対のコイル端部25のそれぞれと一対の電極部30のそれぞれとが導通する。
電極部30には、例えば導電性樹脂が用いられる。第1面11の所定領域に導電性樹脂を塗布することで、第1面11から露出した先端面252aと電気的に導通した電極部30が形成される。
また、電極部30は、第1面11とこれに隣接する側面13にかけて塗布されていることが好ましい。例えば、一方の電極部30は、第1面11から第1側面13-1、第2側面13-2および第4側面13-4にかけて形成され、他方の電極部30は、第1面11から第1側面13-1、第2側面13-2および第3側面13-3にかけて形成される。第1面11はインダクタンス素子1の実装面となるため、電極部30が第1面11から第1面11に隣接する側面へと延設されることで、はんだを用いて実装する場合のはんだの濡れ性を高めることができる。
また、第1側面13-1にも電極部30が設けられていることにより、第2接続面Sbにおいても電極部30との導通を得ることができる。これにより、切断面(先端面252a)のみで電極部30と導通させる場合に比べてコイル端部25と電極部30とを接触面積を広くすることができ、直流抵抗(DCR)が低減される。
このようなインダクタンス素子1では、コイル端部25として、側面13まで引き出された引き出し部分251と、引き出し部分251から第1面11まで達する延出部分252とが設けられることで、コイル部21と、コイル端部25との間隔を十分に設けることができる。これにより、インダクタンス素子1のDCRを高めることなくインダクタンスの低下を抑制することができるようになる。
また、インダクタンス素子1において、延出部分252は、巻き中心線Oに沿った方向からみてコイル部21と重複する部分を有しない。これにより、コイル部21と、コイル端部25との間隔を十分に設けることができ、DCRを高めることなくインダクタンスの低下を抑制することができる。
また、本実施形態に係るインダクタンス素子1では、引き出し部分251が、コイル部21と成形体10の側面13との距離が最も近い部分以外に向けて引き出されている。例えば、2つの引き出し部分251のそれぞれは、コイル部21と成形体10の側面13との距離が最も遠い部分の一つである第1側面13-1の隅部に向けて引き出されている。
これにより、コイル部21と成形体10の側面13との距離を長くとれる領域に引き出し部分251を配置することができ、コイル端部25によるインダクタンス低下の抑制を効果的に発揮できるようになる。
(第2実施形態)
図3(a)および(b)は、第2実施形態に係るインダクタンス素子を例示する斜視図である。
図3(a)にはインダクタンス素子1Bの全体が示され、図3(b)にはインダクタンス素子1Bのコイル体20が示される。説明の便宜上、図3(a)では成形体10および電極部30を二点鎖線で示している。
図4(a)から(c)は、第2実施形態に係るインダクタンス素子を例示する平面図である。
図4(a)にはインダクタンス素子1Bの上面図が示され、図4(b)にはインダクタンス素子1Bの正面図が示され、図4(c)にはインダクタンス素子1Bの側面図が示される。説明の便宜上、図4では成形体10および電極部30を二点鎖線で示している。
図3(a)および(b)は、第2実施形態に係るインダクタンス素子を例示する斜視図である。
図3(a)にはインダクタンス素子1Bの全体が示され、図3(b)にはインダクタンス素子1Bのコイル体20が示される。説明の便宜上、図3(a)では成形体10および電極部30を二点鎖線で示している。
図4(a)から(c)は、第2実施形態に係るインダクタンス素子を例示する平面図である。
図4(a)にはインダクタンス素子1Bの上面図が示され、図4(b)にはインダクタンス素子1Bの正面図が示され、図4(c)にはインダクタンス素子1Bの側面図が示される。説明の便宜上、図4では成形体10および電極部30を二点鎖線で示している。
第2実施形態に係るインダクタンス素子1Bは、第1実施形態と同様、磁性粉末による成形体10の内部にコイル体20が埋め込まれた構成を備える。成形体10によってインダクタンス素子1の磁性コアが構成される。成形体10は、磁性粉末とバインダー樹脂とから成るコア材料を金型内に供給し、加圧および必要に応じて加熱することでコア形状に成形される。これにより、磁性粉末の密度を高くでき、高いインダクタンスを得ることが可能となる。
磁性粉末は磁性合金粉末であり、例えば、Feを主体とし、Ni、Sn、Cr、P、C、B、Siなどの各種金属が含まれたFe基非結晶合金の粉末であり、水アトマイズ法により粉末化されたものである。バインダー樹脂は、シリコーン樹脂やエポキシ樹脂などである。
成形体10は、第1面11、第2面12および側面13を有する。第1面11および第2面12のそれぞれは、コイル体20の巻き中心線Oと直交する面であり、互いに所定の間隔で設けられる。側面13は、第1面11と第2面12との間に設けられ、巻き中心線Oと平行な面である。成形体10は例えば直方体である。なお、製造上、直方体の辺や角にRなどの面取りが設けられているものも直方体に含まれる。
成形体10が直方体の場合には、4つの側面(第1側面13-1~第4側面13-4)が設けられる。第1側面13-1および第2側面13-2は互いに平行に設けられ、第3側面13-3および第4側面13-4は互いに平行に設けられる。第3側面13-3および第4側面13-4は、第1側面13-1および第2側面13-2と直交する。
コイル体20は、金属製帯体200を巻いて形成されている。金属製帯体200は、断面が長方形の帯状体(平角導体)である。金属製帯体200は例えば銅で形成されている。金属製帯体200の表面には被覆層210が形成されている。被覆層210は、例えばポリイミドなどの絶縁樹脂層の表面にナイロンなどの融着層が重ねられた2層構造を有する。
コイル体20はコイル部21を有する。コイル部21は、金属製帯体200の板面が巻き中心線Oと垂直となり、厚さ方向を決めている側面が巻き中心線Oと平行となる向きで、板面どうしが巻き中心線Oに沿って重なるように巻かれている。コイル部21は、巻き中心線Oに沿った方向にみて、長円形、楕円形および円形のうちいずれかの形状に設けられる。
コイル体20は、コイル部21と導通する一対のコイル端部25を有する。一対のコイル端部25のそれぞれは、コイル部21の端(巻き始めおよび巻き終わり)から成形体10の側面13まで引き出された引き出し部分251と、引き出し部分251から成形体10の第1面11まで達する延出部分252と、を有する。
引き出し部分251および延出部分252は、コイル部21と同じ金属製帯体200によって一体的に形成され、コイル部21の端からコイル部21の外側に向けて引き出された導通部分として機能する。本実施形態では、成形体10に組み込んだ状態で、コイル部21の端から成形体10の第1側面13-1に向けて引き出し部分251が設けられ、引き出し部分251よりも先端側を折り曲げて延出部分252を構成している。
延出部分252は、成形体10の表面と平坦に連なるように設けられた接続面(第1接続面Saおよび第2接続面Sbの少なくともいずれか)を有し、この接続面において一対の電極部30と導通する。なお、本実施形態では、接続面として第1接続面Saおよび第2接続面Sbを有する例を説明するが、接続面は第1接続面Saおよび第2接続面Sbの少なくともいずれかを有していればよい。
インダクタンス素子1Bのコイル体20において、延出部分252は、第1側面13-1に沿って設けられた立設部分2521と、この立設部分2521から先端側に連設された折り曲げ部分2522とを有する。折り曲げ部分2522は第1面11に平行になるように折り曲げられている。すなわち、一対のコイル端部25は、コイル部21から第1側面13-1に向けて引き出され(引き出し部分251)、第1側面13-1に達した位置で第1側面13-1に沿うように折り曲げられ(立設部分2521)、第1面11に達した位置でさらに第1面11に沿うように折り曲げられる(折り曲げ部分2522)。
さらに、折り曲げ部分2522を含む延出部分252は、巻き中心線Oに沿った方向からみてコイル部21と重なる部分を有しない。このように、折り曲げ部分2522を含む延出部分252がコイル部21と重なる部分を有しないように設けられることで、コイル端部25がコイル部21のインダクタンスの低下に与える影響を抑制することができる。
第1面11に沿う折り曲げ部分2522は、第1面11と平坦に連なるように設けられた表面2522aを有する。この表面2522aの少なくとも一部に第1接続面Saが設けられる。すなわち、表面2522aにおいて被覆層210が除去された部分が第1接続面Saである。この第1接続面Saにおいて一対のコイル端部25のそれぞれと一対の電極部30のそれぞれとが導通する。
成形体10の第1面11には一対の電極部30が設けられる。一対の電極部30のそれぞれは、一対のコイル端部25のそれぞれの第1接続面Saである表面2522aと導通する。すなわち、電極部30が設けられていない状態では、折り曲げ部分2522の表面2522aにおける少なくとも第1接続面Saは第1面11から露出している。電極部30を形成することにより、第1面11から露出する第1接続面Saにおいて延出部分252と電極部30とが電気的に導通する状態になる。これにより、延出部分252の切断面(図1に示す先端面252a)のみで導通する場合に比べ、コイル端部25と電極部30との接触面積を広くすることができ、DCRが低減される。
また、第1側面13-1に沿う立設部分2521は、第1側面13-1と平坦に連なるように設けられた表面2521aを有する。この表面2521aの少なくとも一部に第2接続面Sbが設けられる。すなわち、表面2521aにおいて被覆層210が除去された部分が第2接続面Sbであり、この第2接続面Sbにおいて一対のコイル端部25のそれぞれと一対の電極部30のそれぞれとが導通する。
立設部分2521における表面2521aの第2接続面Sbで電極部30と導通させることで、折り曲げ部分2522における表面2522aの第1接続面Saのみで電極部30と導通させる場合に比べてコイル端部25と電極部30とを接触面積を広くすることができる。これにより、さらにDCRが低減される。
また、インダクタンス素子1Bにおいて、折り曲げ部分2522を含む延出部分252は、巻き中心線Oに沿った方向からみてコイル部21と重複する部分を有しない。これにより、コイル部21と、コイル端部25との間隔を十分に設けることができ、DCRを高めることなくインダクタンスの低下を抑制することができる。
また、本実施形態に係わるインダクタンス素子1Bにおいても、第1実施形態のインダクタンス素子1と同様、引き出し部分251が、コイル部21と成形体10の側面13との距離が最も近い部分以外に向けて引き出されている。例えば、2つの引き出し部分251のそれぞれは、コイル部21と成形体10の側面13との距離が最も遠い部分の一つである第1側面13-1の隅部に向けて引き出されている。
これにより、コイル部21と成形体10の側面13との距離を長くとれる領域に引き出し部分251を配置することができ、コイル端部25によるインダクタンス低下の抑制を効果的に発揮できるようになる。
(他のコイル体の例)
図5(a)および(b)は、他のコイル体の例(その1)を示す図である。
図5(a)には他のコイル体20Bの斜視図が示され、図5(b)には他のコイル体20Bの側面図が示される。
このコイル体20Bでは、巻き中心線Oに対する金属製帯体200の板面の向きがコイル体20と相違する。すなわち、コイル体20Bにおける金属製帯体200の板面は、巻き中心線Oと平行となり、厚さ方向を決めている側面が巻き中心線Oと垂直となる向きで、板面どうしが巻き中心線Oと垂直な方向に重なるように巻かれている。
図5(a)および(b)は、他のコイル体の例(その1)を示す図である。
図5(a)には他のコイル体20Bの斜視図が示され、図5(b)には他のコイル体20Bの側面図が示される。
このコイル体20Bでは、巻き中心線Oに対する金属製帯体200の板面の向きがコイル体20と相違する。すなわち、コイル体20Bにおける金属製帯体200の板面は、巻き中心線Oと平行となり、厚さ方向を決めている側面が巻き中心線Oと垂直となる向きで、板面どうしが巻き中心線Oと垂直な方向に重なるように巻かれている。
コイル体20Bは、第1実施形態と同様、金属製帯体200を巻いて形成されている。金属製帯体200は、断面が長方形の帯状体(平角導体)である。金属製帯体200は例えば銅で形成されている。金属製帯体200の表面には被覆層210(図2参照)が形成されている。被覆層210は、例えばポリイミドなどの絶縁樹脂層の表面にナイロンなどの融着層が重ねられた2層構造を有する。
コイル体20Bは、コイル部21と導通する一対のコイル端部25を有する。一対のコイル端部25のそれぞれは、成形体10に組み込んだ状態で、コイル部21の端(巻き始めおよび巻き終わり)から、成形体10の側面13まで引き出される引き出し部分251と、引き出し部分251から成形体10の第1面11まで達する延出部分252と、を有する。
引き出し部分251および延出部分252は、コイル部21と同じ金属製帯体200によって一体的に形成され、コイル部21の端からコイル部21の外側に向けて引き出された導通部分として機能する。本実施形態では、成形体10に組み込んだ状態で、コイル部21の端から成形体10の第1側面13-1に向けて引き出し部分251が設けられ、引き出し部分251よりも先端側を第1面11に向かって折り曲げて延出部分252を構成している。延出部分252は第1側面13-1に沿って設けられ、第1面11まで達している。
このコイル体20Bにおいて、延出部分252は接続面(第1接続面Saおよび第2接続面Sbの少なくともいずれか)を有し、この接続面において一対の電極部30と導通する。なお、本実施形態では、接続面として第1接続面Saおよび第2接続面Sbを有する例を説明するが、接続面は第1接続面Saおよび第2接続面Sbの少なくともいずれかを有していればよい。
第1接続面Saは、延出部分252の先端部を切断して構成される切断面(先端面252a)に設けられる。したがって、一対の電極部30のそれぞれが成形体10の第1面11に設けられることで、一対のコイル端部25のそれぞれの先端面252aに設けられた第1接続面Saにおいて、電極部30と延出部分252とが導通するようになる。
具体的には、成形体10に組み込み、電極部30が設けられていない状態では、先端面252aは被覆層210が除去された状態で第1面11から露出している。電極部30を形成すると、この露出する先端面252aが電極部30と導通するように接続される。なお、第1接続面Saは、先端面252aの全体になる場合もあれば、電極部30と導通する先端面252aの一部の場合もある。
また、コイル体20Bにおいて、第1側面13-1に沿う延出部分252は、第1側面13-1と平坦に連なるように設けられた表面252bを有する。この表面252bの少なくとも一部に第2接続面Sbが設けられる。すなわち、表面252bにおいて被覆層210が除去された部分が第2接続面Sbであり、この第2接続面Sbにおいて一対のコイル端部25のそれぞれと一対の電極部30のそれぞれとが導通する。
延出部分252における表面252bの第2接続面Sbにおいても電極部30と導通させることで、切断面(先端面252a)のみで電極部30と導通させる場合に比べてコイル端部25と電極部30とを接触面積を広くすることができる。これにより、DCRが低減される。
また、コイル体20Bにおいて、延出部分252は、巻き中心線Oに沿った方向からみてコイル部21と重複する部分を有しない。これにより、コイル部21と、コイル端部25との間隔を十分に設けることができ、DCRを高めることなくインダクタンスの低下を抑制することができる。
また、上記したコイル体20Bを用いたインダクタンス素子においても、上記第1実施形態および第2実施形態におけるインダクタンス素子1、1Bと同様、成形体10に組み込んだ状態で、引き出し部分251が、コイル部21と成形体10の側面13との距離が最も近い部分以外に向けて引き出されている。例えば、2つの引き出し部分251のそれぞれは、コイル部21と成形体10の側面13との距離が最も遠い部分の一つである第1側面13-1の隅部に向けて引き出されている。
これにより、コイル部21と成形体10の側面13との距離を長くとれる領域に引き出し部分251を配置することができ、コイル端部25によるインダクタンス低下の抑制を効果的に発揮できるようになる。
図6(a)および(b)は、他のコイル体の例(その2)を示す図である。
図6(a)には他のコイル体20Cの斜視図が示され、図6(b)には他のコイル体20Cの側面図が示される。
このコイル体20Cは、コイル体20Bと同様に、金属製帯体200の板面が、巻き中心線Oと平行となり、厚さ方向を決めている側面が巻き中心線Oと垂直となる向きで、板面どうしが巻き中心線Oと垂直な方向に重なるように巻かれている。
図6(a)には他のコイル体20Cの斜視図が示され、図6(b)には他のコイル体20Cの側面図が示される。
このコイル体20Cは、コイル体20Bと同様に、金属製帯体200の板面が、巻き中心線Oと平行となり、厚さ方向を決めている側面が巻き中心線Oと垂直となる向きで、板面どうしが巻き中心線Oと垂直な方向に重なるように巻かれている。
コイル体20Cは、第1実施形態と同様、金属製帯体200を巻いて形成されている。金属製帯体200は、断面が長方形の帯状体(平角導体)である。金属製帯体200は例えば銅で形成されている。金属製帯体200の表面には被覆層210(図2参照)が形成されている。被覆層210は、例えばポリイミドなどの絶縁樹脂層の表面にナイロンなどの融着層が重ねられた2層構造を有する。
コイル体20Cは、コイル部21と導通する一対のコイル端部25を有する。一対のコイル端部25のそれぞれは、成形体10に組み込んだ状態で、コイル部21の端(巻き始めおよび巻き終わり)から、成形体10の側面13まで引き出される引き出し部分251と、引き出し部分251から成形体10の第1面11まで達する延出部分252と、を有する。
引き出し部分251および延出部分252は、コイル部21と同じ金属製帯体200によって一体的に形成され、コイル部21の端からコイル部21の外側に向けて引き出された導通部分として機能する。本実施形態では、成形体10に組み込んだ状態で、コイル部21の端から成形体10の第1側面13-1に向けて引き出し部分251が設けられ、引き出し部分251よりも先端側を第1面11に向かって折り曲げて延出部分252を構成している。
延出部分252は接続面(第1接続面Saおよび第2接続面Sbの少なくともいずれか)を有し、この接続面において一対の電極部30と導通する。なお、本実施形態では、接続面として第1接続面Saおよび第2接続面Sbを有する例を説明するが、接続面は第1接続面Saおよび第2接続面Sbの少なくともいずれかを有していればよい。
コイル体20Cでは、成形体10に組み込んだ状態で、延出部分252は、第1側面13-1に沿って設けられた立設部分2521と、この立設部分2521から先端側に連設された折り曲げ部分2522とを有する。折り曲げ部分2522は第1面11に平行になるように折り曲げられている。
折り曲げ部分2522を含む延出部分252は、巻き中心線Oに沿った方向にみてコイル部21と重なる部分を有しない。このように、折り曲げ部分2522を含む延出部分252がコイル部21と重なる部分を有しないように設けられることで、コイル端部25がコイル部21のインダクタンスの低下に与える影響を抑制することができる。
延出部分252において第1面11に沿う折り曲げ部分2522は、第1面11と平坦に連なるように設けられた表面2522aを有する。この表面2522aの少なくとも一部に第1接続面Saが設けられる。すなわち、表面2522aにおいて被覆層210が除去された部分が第1接続面Saである。この第1接続面Saにおいて一対のコイル端部25のそれぞれと一対の電極部30のそれぞれとが導通する。これにより、延出部分252の切断面(図5に示す先端面252a)のみで導通する場合に比べ、コイル端部25と電極部30との接触面積を広くすることができる。これにより、DCRが低減される。
また、延出部分252において第1側面13-1に沿う立設部分2521は、第1側面13-1と平坦に連なるように設けられた表面2521aを有する。この表面2521aの少なくとも一部に第2接続面Sbが設けられる。すなわち、表面2521aにおいて被覆層210が除去された部分が第2接続面Sbであり、この第2接続面Sbにおいて一対のコイル端部25のそれぞれと一対の電極部30のそれぞれとが導通する。
立設部分2521における表面2521aの第2接続面Sbで電極部30と導通させることで、折り曲げ部分2522における表面2522aの第1接続面Saのみで電極部30と導通させる場合に比べてコイル端部25と電極部30とを接触面積を広くすることができる。これにより、さらにDCRが低減される。
また、コイル体20Cにおいて、折り曲げ部分2522を含む延出部分252は、巻き中心線Oに沿った方向からみてコイル部21と重複する部分を有しない。これにより、コイル部21と、コイル端部25との間隔を十分に設けることができ、DCRを高めることなくインダクタンスの低下を抑制することができる。
また、上記したコイル体20Cを用いたインダクタンス素子においても、上記第1実施形態および第2実施形態におけるインダクタンス素子1、1Bと同様、成形体10に組み込んだ状態で、引き出し部分251が、コイル部21と成形体10の側面13との距離が最も近い部分以外に向けて引き出されている。例えば、2つの引き出し部分251のそれぞれは、コイル部21と成形体10の側面13との距離が最も遠い部分の一つである第1側面13-1の隅部に向けて引き出されている。
これにより、コイル部21と成形体10の側面13との距離を長くとれる領域に引き出し部分251を配置することができ、コイル端部25によるインダクタンス低下の抑制を効果的に発揮できるようになる。
以上説明したように、本実施形態によれば、小型化および低背化しても十分なインダクタンスを維持できるとともに低DCR化を図ることができるインダクタンス素子1、1Bを提供することが可能になる。
なお、上記に本実施形態を説明したが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。例えば、成形体10の形状として直方体の例を示したが、成形体10は互いに平行な第1面11および第2面12と、第1面11と第2面12との間に設けられた側面13とを有していれば、円柱型や多角柱型であってもよい。また、前述の各実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除、設計変更を行ったものや、各実施形態の構成例の特徴を適宜組み合わせたものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含有される。
1,1B…インダクタンス素子
10…成形体
11…第1面
12…第2面
13…側面
13-1…第1側面
13-2…第2側面
13-3…第3側面
13-4…第4側面
20,20B,20C…コイル体
21…コイル部
25…コイル端部
30…電極部
200…金属製帯体
210…被覆層
251…引き出し部分
252…延出部分
252a…先端面
252b…表面
2521…立設部分
2521a…表面
2522…折り曲げ部分
2522a…表面
O…巻き中心線
Sa…第1接続面
Sb…第2接続面
10…成形体
11…第1面
12…第2面
13…側面
13-1…第1側面
13-2…第2側面
13-3…第3側面
13-4…第4側面
20,20B,20C…コイル体
21…コイル部
25…コイル端部
30…電極部
200…金属製帯体
210…被覆層
251…引き出し部分
252…延出部分
252a…先端面
252b…表面
2521…立設部分
2521a…表面
2522…折り曲げ部分
2522a…表面
O…巻き中心線
Sa…第1接続面
Sb…第2接続面
Claims (6)
- 磁性粉末による成形体の内部にコイル体が埋め込まれたインダクタンス素子であって、
前記成形体は、
前記コイル体の巻き中心線と直交し所定の間隔で設けられた第1面および第2面と、
前記第1面と前記第2面との間に設けられ、前記巻き中心線と平行な側面と、を有し、
前記コイル体は、
表面絶縁被覆を有する平角導体によって形成されたコイル部と、
前記コイル部と導通する一対のコイル端部と、を有し、
前記一対のコイル端部のそれぞれは、前記コイル部の端から前記側面まで引き出された引き出し部分と、前記成形体と平坦に連なるように設けられた接続面を有し前記引き出し部分から前記第1面まで達する延出部分と、を有し、
前記延出部分は、前記巻き中心線に沿った方向からみて前記コイル部と重複する部分を有せず、
前記成形体の前記第1面には導電性樹脂からなる一対の電極部が設けられ、
前記一対のコイル端部のそれぞれの前記延出部分は、少なくとも前記接続面において前記一対の電極部のそれぞれと導通する、ことを特徴とするインダクタンス素子。 - 前記延出部分の先端面は前記第1面と平坦に連なるように設けられ、
前記接続面は、前記先端面に設けられた第1接続面を有する、請求項1記載のインダクタンス素子。 - 前記延出部分は、前記側面に沿って設けられた立設部分と、当該立設部分に連設されて前記第1面に平行な折り曲げ部分とを有し、
前記接続面は、前記折り曲げ部分の少なくとも一部に設けられた第1接続面を有する、請求項1記載のインダクタンス素子。 - 前記一対の電極部のそれぞれは、前記側面の一部を覆うように前記第1面側から延設され、
前記接続面は、前記延出部分における前記成形体の前記側面に沿う部分の少なくとも一部に設けられた第2接続面を有する、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のインダクタンス素子。 - 前記コイル部は、前記巻き中心線に沿った方向にみて、長円形、楕円形および円形のうちいずれかの形状に設けられ、
前記引き出し部分は、前記コイル部と前記成形体の前記側面との距離が最も近い部分以外に向けて引き出された、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のインダクタンス素子。 - 前記引き出し部分は、前記コイル部と前記成形体の前記側面との距離が最も遠い部分に向けて引き出された、請求項5記載のインダクタンス素子。
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Legal Events
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121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 18943122 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
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NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
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122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 18943122 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
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NENP | Non-entry into the national phase |
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