CN104685586B - 电感元件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电感元件。线状导体(20)设置于磁性体层(12b)的一个主表面，线状导体(18)设置于磁性体层(12b)的另一个主表面。另外，侧面导体(34a、34b)为了将线状导体(18、20)连接为螺旋状而设置于磁性体层(12b)的侧面。非磁性体层(12c)层叠于磁性体层(12b)的一个主表面侧，非磁性体层(12a)层叠于磁性体层(12b)的另一个主表面侧。在非磁性体层(12c)的内部设置有线状导体(22)，在非磁性体层(12a)的内部设置有线状导体(16)。通孔导体(32a、32b)为了将线状导体(22)与线状导体(20)并联而设置于非磁性层(12c)的内部。另外，通孔导体(30a、30b)为了将线状导体(16)与线状导体(18)并联而设置于非磁性层(12a)的内部。

Description

电感元件

技术领域

本发明涉及电感元件，尤其涉及作为近距离无线通信用天线线圈应用的电感元件。

背景技术

如专利文献1所公开的线圈元件那样，公知有通过层叠在主面印刷有线圈图案的磁性体片材，从而在层叠体也就是磁性体的外周缠绕线圈图案的元件。在这种元件中，为了防止线圈图案的短路，而将非磁性体片材覆盖于层叠体的最外层。并且，为了降低线圈图案的直流电阻分量，从而将与线圈图案并联的线状导体设置于非磁性体片材的内部。

专利文献1：日本特开2007－49737号公报

但是，若在非磁性体片材设置线状导体，则电感元件的高度增大。另一方面，若为了实现电感元件的低矮化而减薄非磁性体片材的厚度，则通过电感元件的制造工序(特别是滚磨的工序)磨削非磁性体片材的端部，从而存在导体破损的担忧。

发明内容

为此，本发明的主要目的在于提供能够降低导体破损的风险的电感元件。

本发明所涉及的电感元件(10：在实施例中相当的参照附图标记。以下相同)具备：磁性体层(12b)、设置于磁性体层的一个主面的第1线状导体(20、20、…)、设置于磁性体层的另一个主表面的第2线状导体(18、18、…)、为了将第1线状导体以及第2线状导体连接为螺旋状而设置于磁性体层的侧面的侧面导体(34a、34a、…、34b、34b、…)、层叠于磁性体层的一个主表面侧的第1非磁性体层(12c)、层叠于磁性体层的另一个主表面侧的第2非磁性体层(12a)、设置于第1非磁性体层的内部的第3线状导体(22、22、…)、设置于第2非磁性体层的内部的第4线状导体(16、16、…)、设置于用于将第3线状导体与第1线状导体并联的第1非磁性体层的内部的第1连接导体(32a、32a、…、32b、32b、…)、以及为了将第4线状导体与第2线状导体并联而设置于第2非磁性体层的内部或者侧面的第2连接导体(30a、30a、…、30b、30b、…、36a、36a、…、36b、36b、…)。

优选为，第3线状导体被设置为在从层叠方向观察时与第1线状导体重叠，第1连接导体相当于沿层叠方向延伸的通孔导体。

优选为，第2连接导体形成于第2非磁性体层的内部。

进一步优选为，第4线状导体被设置为在从层叠方向观察时与第2线状导体重叠，第2连接导体相当于沿层叠方向延伸的通孔导体。

优选为，第1线状导体具有第1图案，第2线状导体具有与第1图案不同的第2图案。

优选为，磁性体层包括分别具有磁性体并层叠的多个片材(SH3、SH4)，第1非磁性体层包括分别具有非磁性体并层叠的多个片材(SH5、SH6)，第2非磁性体层包括分别具有非磁性体并层叠的多个片材(SH0、SH1、SH2)。

根据本发明，通过将设置于一方非磁性体层的内部的线状导体与设置于磁性体层的一方线状导体并联，将设置于另一方非磁性体层的内部的线状导体与设置于磁性体层的另一方线状导体并联，从而降低电感的直流电阻分量。这里，用于并联的两个连接导体的至少一方设置于非磁性体层的内部。由此，降低了设置于非磁性体层的线状导体或者连接导体在制造工序中破损的风险。

从参照附图进行的以下的实施例的详细说明进一步明确本发明的上述目的、其他目的、特征以及优点。

附图说明

图1是表示分解了本实施例的天线线圈元件的状态的分解图。

图2(A)是表示形成天线线圈元件的陶瓷片SH1的一个例子的俯视图，图2(B)是表示形成天线线圈元件的陶瓷片SH2的一个例子的俯视图。

图3(A)是表示形成天线线圈元件的陶瓷片SH4的一个例子的俯视图，图3(B)是表示形成天线线圈元件的陶瓷片SH5的一个例子的俯视图。

图4是表示本实施例的天线线圈元件的外观的立体图。

图5(A)是表示陶瓷片SH1的制造工序的一部分的工序图，图5(B)是表示陶瓷片SH1的制造工序的另一部分的工序图。

图6(A)是表示陶瓷片SH1的制造工序的其他一部分的工序图，图6(B)是表示陶瓷片SH1的制造工序的又一其他一部分的工序图。

图7(A)是表示陶瓷片SH2的制造工序的一部分的工序图，图7(B)是表示陶瓷片SH2的制造工序的其他一部分的工序图。

图8(A)是表示陶瓷片SH2的制造工序的其他一部分的工序图，图8(B)是表示陶瓷片SH2的制造工序的又一其他一部分的工序图。

图9(A)是表示陶瓷片SH3的制造工序的一部分的工序图，图9(B)是表示陶瓷片SH3的制造工序的其他一部分的工序图，图9(C)是表示陶瓷片SH3的制造工序的其他一部分的工序图。

图10(A)是表示陶瓷片SH4的制造工序的一部分的工序图，图10(B)是表示陶瓷片SH4的制造工序的其他一部分的工序图。

图11(A)是表示陶瓷片SH4的制造工序的其他一部分的工序图，图11(B)是表示陶瓷片SH4的制造工序的又一其他一部分的工序图。

图12(A)是表示陶瓷片SH5的制造工序的一部分的工序图，图12(B)是表示陶瓷片SH5的制造工序的其他一部分的工序图。

图13(A)是表示陶瓷片SH5的制造工序的其他一部分的工序图，图13(B)是表示陶瓷片SH5的制造工序的又一其他一部分的工序图。

图14(A)是表示天线线圈元件的制造工序的一部分的工序图，图14(B)是表示天线线圈元件的制造工序的其他一部分的工序图，图14(C)是表示天线线圈元件的制造工序的其他一部分的工序图。

图15是表示经由图14(C)所示的制造工序而制成的天线线圈元件的剖面的剖视图。

图16是表示分解了其他实施例的天线线圈元件的状态的分解图。

图17是表示其他实施例的天线线圈元件的剖面的剖视图。

具体实施方式

参照图1，本实施例的线圈天线元件10被利用作为13.56MHz频段的无线通信用天线元件，包括将形成为长方形的各个主表面层叠而成的陶瓷片SH0～SH6。其中，陶瓷片SH0～SH2、SH5～SH6具有非磁性体，陶瓷片SH3～SH4具有磁性体。其结果是，由陶瓷片SH0～SH2形成非磁性体层12a，由陶瓷片SH3～SH4形成磁性体层12b，而且，由陶瓷片SH5～SH6形成非磁性体层12c。换句话说，形成线圈天线元件10的层叠体12具有利用非磁性体层12a以及12b夹持磁性体层12b而成的层叠构造。

形成层叠体12的主表面的长方形的长边以及短边分别沿X轴以及Y轴延伸，层叠体12的厚度沿Z轴增大。在层叠体12的下表面，与X轴方向两端的位置对应地设置有导电端子14a以及14b。

其中，主表面的尺寸在陶瓷片SH0～SH6之间一致。另外，陶瓷片SH0～SH2、SH5～SH6以非磁性(相对磁导率：1)的铁氧体为材料，陶瓷片SH3～SH4以磁性(相对磁导率：100～120)的铁氧体为材料。并且，根据需要将层叠体12或者陶瓷片SH0～SH6的一个主表面以及另一个主表面分别称为“上表面”以及“下表面”。

如图2(A)～图2(B)所示，在陶瓷片SH1的上表面形成有多个线状导体16、16、…，在陶瓷片SH2的上表面形成有多个线状导体18、18、…。另外，如图3(A)～图3(B)所示，在陶瓷片SH4的上表面形成有多个线状导体20、20、…，在陶瓷片SH5的上表面形成有多个线状导体22、22、…。

其中，在陶瓷片SH3的上表面不存在线状导体，磁性体遍及上表面的整体而呈现。同样，在非磁性体片材SH0以及SH6的上表面也不存在线状导体，非磁性体遍及上表面的整体而呈现。

参照图2(A)，线状导体16以向相对于Y轴倾斜的方向延伸的姿势沿X轴方向隔开距离D1而排列。线状导体16的长度方向两端停留于比陶瓷片SH1的上表面的Y轴方向两端靠近内侧。另外，X轴方向两侧的两个线状导体16、16配置于比陶瓷片SH1的上表面的X轴方向两端靠近内侧。

参照图2(B)，线状导体18以向相对于Y轴倾斜的方向延伸的姿势沿X轴方向隔开距离D1而排列。线状导体18的长度方向两端到达陶瓷片SH2的上表面的Y轴方向两端。另外，X轴方向两侧的两个线状导体18、18配置于比陶瓷片SH2的上表面的X轴方向两端靠近内侧。

参照图3(A)，线状导体20以沿Y轴延伸的姿势沿X轴方向隔开距离D1排列。线状导体20的长度方向两端到达陶瓷片SH4的上表面的Y轴方向两端。另外，X轴方向两侧的两个线状导体20、20配置于比陶瓷片SH4的上表面的X轴方向两端靠近内侧。

参照图3(B)，线状导体22以沿Y轴延伸的姿势沿X轴方向隔开距离D1而排列。线状导体22的长度方向两端停留于比陶瓷片SH5的上表面的Y轴方向两端靠近内侧。另外，X轴方向两侧的两个线状导体22、22配置于比陶瓷片SH5的上表面的X轴方向两端靠近内侧。

陶瓷片SH1上的线状导体16的配置除了Y轴方向上的两侧部之外与陶瓷片SH2上的线状导体18的配置一致。因此，在从Z轴方向观察时，线状导体16与线状导体18重叠。同样，陶瓷片SH5上的线状导体22的配置除了Y轴方向上的两侧部之外，与陶瓷片SH4上的线状导体20的配置一致。因此，在从Z轴方向观察时，线状导体22与线状导体20重叠。

另外，设置于陶瓷片SH2的线状导体18从一端至另一端在X轴方向上的距离相当于“D1”，在陶瓷片SH4上相邻的两个线状导体20的间隔也相当于“D1”。并且，线状导体18的一端的位置被调整为在从Z轴方向观察时与线状导体20的一端重叠的位置，线状导体18的另一端的位置被调整为在从Z轴方向观察时与线状导体20的另一端重叠的位置。另外，线状导体18的个数比线状导体20的个数少一个。

因此，若从Z轴方向观察，则线状导体18以及20沿X轴方向交替排列。另外，线状导体18的一端与线状导体20的一端重叠，线状导体18的另一端与线状导体20的另一端重叠。

在陶瓷片SH1的上表面追加形成有板状导体24a以及24b。同样，在陶瓷片SH2的上表面也追加形成有板状导体26a以及26b。板状导体24a以及26a被设置于比X轴方向的正侧端部略靠近负侧并且相当于Y轴方向的正侧端部的位置。另外，板状导体24b以及26b被设置于比X轴方向的负侧端部略靠近正侧并且相当于Y轴方向的负侧端部的位置。

从存在于X轴方向上最正侧的线状导体18的一端至板状导体26a的距离相当于“D1”，从存在于X轴方向最负侧的线状导体18的另一端至板状导体26b的距离也相当于“D1”。另外，在从Z轴方向观察时，板状导体24a以及24b分别与板状导体26a以及26b重叠。

如图1所示，通孔导体28a在形成有板状导体24a以及26a的位置沿Z轴方向贯通陶瓷片SH0～SH2。另外，通孔导体28b在形成有板状导体24b以及26b的位置沿Z轴方向贯通陶瓷片SH0～SH2。因此，板状导体24a以及26a经由通孔导体28a与导电端子14a连接。板状导体24b以及26b经由通孔导体28b与导电端子14b连接。

进一步参照图4，在磁性体层12b的Y轴方向上的正侧的侧面，分别形成有沿Z轴方向延伸的多个侧面导体34a、34a、…。另外，在磁性体层12b的Y轴方向上的负侧的侧面，分别形成有沿Z轴方向延伸的多个侧面导体34b、34b、…。

侧面导体34a的个数与线状导体20的个数一致，侧面导体34b的个数也与线状导体20的个数一致。另外，侧面导体34a以及34b分别隔开距离D1沿X轴方向排列。并且，存在于X轴方向最正侧的侧面导体34a与板状导体26a连接，存在于X轴方向最负侧的侧面导体34b与板状导体26b连接。

因此，由形成于陶瓷片SH2的线状导体18、形成于陶瓷片SH4的线状导体20、侧面导体34a以及34b形成线圈导体(缠绕体)。由于在线圈导体的内侧存在磁性体，所以线圈导体作为电感发挥功能。

如图1所示，通孔导体30a、30a、…在线状导体16、16、…的一端的位置沿Z轴方向贯通陶瓷片SH2。另外，通孔导体30b、30b、…在线状导体16、16、…的另一端的位置沿Z轴方向贯通陶瓷片SH2。在从Z轴方向观察时重叠的两个线状导体16以及18由通孔导体30a以及30b并联。在并联而成的线状导体16以及18之间夹设有非磁性体，电感的直流电阻分量因线状导体16而降低。

同样，通孔导体32a、32a、…在线状导体22、22、…的一端的位置沿Z轴方向贯通陶瓷片SH5。另外，通孔导体32b、32b、…在线状导体22、22、…的另一端的位置沿Z轴方向贯通陶瓷片SH5。在从Z轴方向观察时重叠的两个线状导体20以及22由通孔导体32a以及32b并联。在并联而成的线状导体20以及22之间夹设有非磁性体，电感的直流电阻分量也因线状导体22而降低。

陶瓷片SH1按图5(A)～图5(B)以及图6(A)～图6(B)所示的要领制成。首先，准备由非磁性的铁氧体材料构成的陶瓷生片作为母片材BS1(参照图5(A))。这里，沿X轴方向以及Y轴方向延伸的多条虚线表示切开位置。

接下来，在母片材BS1上与虚线的交点附近对应地形成多个贯通孔HL1、HL1、…(参照图5(B))，并将导电膏PS1填充至贯通孔HL1(参照图6(A))。填充的导电膏PS1形成通孔导体28a或者28b。若导电膏PS1的填充结束，则将形成线状导体16、板状导体24a、24b的线圈图案CP1印刷至母片材BS1的一个主表面(参照图6(B))。

应予说明，陶瓷片SH0是通过在母板上形成与图5(B)所示的贯通孔HL1相同的贯通孔，并导电膏填充至该贯通孔，然后在下表面印刷导电端子14a以及14b而制成的。

陶瓷片SH2按图7(A)～图7(B)以及图8(A)～图8(B)所示的要领制成。首先，准备由非磁性的铁氧体材料构成的陶瓷生片作为母片材BS2(参照图7(A))。这里，沿X轴方向以及Y轴方向延伸的多条虚线表示切开位置。

接下来，在母片材BS2上与沿X轴方向延伸的虚线的两侧的位置对应地形成多个贯通孔HL2、HL2、…(参照图7(B))，并将导电膏PS2填充至贯通孔HL2(参照图8(A))。导电膏PS2的一部分形成通孔导体28a或者28b，导电膏PS2的其他的一部分形成通孔导体30a或者30b。若导电膏PS2的填充结束，则将形成线状导体18、板状导体26a、26b的线圈图案CP2印刷至母片材BS2的一个主表面(参照图8(B))。

陶瓷片SH3按照图9(A)～图9(C)所示的要领制成。首先，准备由磁性的铁氧体材料构成的陶瓷生片作为母片材BS3(参照图9(A))。这里，沿X轴方向以及Y轴方向延伸的多条虚线表示切开位置。接下来，在母片材BS3上沿在X轴方向延伸的虚线形成有多个贯通孔HL3、HL3、…(参照图9(B))，并将形成侧面导体34a或者34b的导电膏PS3填充至贯通孔HL3(参照图9(C))。

陶瓷片SH4按图10(A)～图10(B)以及图11(A)～图11(B)所示的要领制成。首先，准备由磁性的铁氧体材料构成的陶瓷生片作为母片材BS4(参照图10(A))。这里，沿X轴方向以及Y轴方向延伸的多条虚线表示切开位置。

接下来，在母片材BS4上沿在X轴方向延伸的虚线形成有多个贯通孔HL4、HL4、…(参照图10(B))，并将形成侧面导体34a或者34b的导电膏PS4填充至贯通孔HL4(参照图11(A))。若导电膏PS4的填充结束，则将形成线状导体20的线圈图案CP4印刷至母片材BS4的一个主表面(参照图11(B))。

陶瓷片SH5按照图12(A)～图12(B)以及图13(A)～图13(B)所示的要领制成。首先，准备非磁性体的铁氧体材料构成的陶瓷生片作为母片材BS5(参照图12(A))。这里，沿X轴方向以及Y轴方向延伸的多条虚线表示切开位置。

接下来，在母片材BS5上与沿X轴方向延伸的虚线的两侧的位置对应地形成有多个贯通孔HL5、HL5、…(参照图12(B))，并将形成通孔导体32a或者32b的导电膏PS5填充至贯通孔HL5(参照图13(A))。若导电膏PS5的填充结束，则将形成线状导体22的线圈图案CP5印刷至母片材BS5的一个主表面(参照图13(B))。

将经过了上述的工序的母片材BS1～BS5、相当于陶瓷片SH0的母片材BS0、以及相当于陶瓷片SH6的母片材BS6以按照图14(A)所示的要领层叠的状态相互压接。根据图14(A)，将母片材BS0～BS6按照该顺序层叠。此时，各片材的层叠位置被调整为分配给各片材的虚线在从Z轴方向观察时重叠。

压接而成的层叠体通过在烧制前沿上述虚线被切割而单片化(参照图14(B))。然后，对单片实施滚磨、烧制以及镀敷处理的一系列处理(参照图14(C))，由此，图15所示的天线线圈元件10完成。根据图15，形成天线线圈元件10的立方体的角部(具体而言，陶瓷片SH0以及SH6)通过滚磨而变圆。

根据以上的说明可知，线状导体20设置于磁性体层12b的一个主表面，线状导体18设置于磁性体层12b的另一个主表面。另外，侧面导体34a以及34b为了将线状导体18以及20连接为螺旋状而设置于磁性体层12b的侧面。非磁性体层12c层叠于磁性体层12b的一个主表面侧，非磁性体层12a层叠于磁性体层12b的另一个主表面侧。在非磁性体层12c的内部设置有线状导体22，在非磁性体层12a的内部设置有线状导体16。通孔导体32a以及32b为了将线状导体22与线状导体20并联而设置于非磁性层12c的内部。另外，通孔导体30a以及30b为了将线状导体16与线状导体18并联而设置于非磁性层12a的内部。

通过将设置于非磁性体层12c的内部的线状导体22与设置于磁性体层12b的一个主表面的线状导体20并联，将设置于非磁性体层12a的内部的线状导体16与设置于磁性体层12b的另一个主表面的线状导体18并联，从而降低电感的直流电阻分量。

这里，用于将线状导体20以及22并联的通孔导体32a以及32b设置于非磁性体层12c的内部，用于将线状导体16以及18并联的通孔导体30a以及30b也设置于非磁性体层12a的内部。由此，降低设置于非磁性体层12a或者12c的导体在制造工序(滚磨工序)中破损的风险。

此外，在本实施例中，设置于非磁性体层12a的内部的线状导体16通过通孔导体30a以及30b与磁性体层12b的线状导体18并联。但是，如图16所示，也可以使设置于非磁性体层12a的内部的线状导体16的一端以及另一端延伸至陶瓷片SH1的Y轴方向两端并且在陶瓷片SH2的Y轴方向两侧面形成侧面导体36a以及16b，利用侧面导体36a以及36b将线状导体16以及18并联。在该情况下，经由滚磨而完成的天线线圈元件10具有图17所示的构造。

另外，在本实施例中，线状导体18向相对于Y轴倾斜的方向延伸，另一方面，线状导体20沿Y轴方向延伸。但是，只要利用侧面导体34a以及34b将线状导体18以及20连接为螺旋状，则也可以使线状导体18以及20的延伸方向与本实施例不同。

并且，在本实施例中，将板状导体24a以及26a经由通孔导体28a与导电端子14a连接，将板状导体24b以及26b经由通孔导体28b与导电端子14b连接(参照图1、图2(A)、图2(B))。但是，在将侧面导体34a以及34b作为端子电极安装于印刷布线板的情况下，不需要板状导体24a、24b、26a、26b、通孔导体28a、28b、以及导电端子14a以及14b。

附图标记说明：

10…天线线圈元件；SH0～SH6…陶瓷片；12a、12c…非磁性体层；12b…磁性体层；16、18、20、22…线状导体；28a、28b、30a、30b、32a、32b…通孔导体；34a、34b、36a、36b…侧面导体。

Claims (6)

1.一种电感元件，其中，具备：

磁性体层；

设置于所述磁性体层的一个主表面的第1线状导体；

设置于所述磁性体层的另一个主表面的第2线状导体；

为了将所述第1线状导体以及所述第2线状导体连接为螺旋状而设置于所述磁性体层的侧面的侧面导体；

层叠于所述磁性体层的一个主表面侧的第1非磁性体层；

层叠于所述磁性体层的另一个主表面侧的第2非磁性体层；

设置于所述第1非磁性体层的内部的第3线状导体；

设置于所述第2非磁性体层的内部的第4线状导体；

为了将所述第3线状导体与所述第1线状导体并联而设置于所述第1非磁性体层的内部的第1连接导体；以及

为了将所述第4线状导体与所述第2线状导体并联而设置于所述第2非磁性体层的内部或者侧面的第2连接导体。

2.根据权利要求1所述的电感元件，其中，

所述第3线状导体被设置为在从层叠方向观察时与所述第1线状导体重叠，

所述第1连接导体相当于沿所述层叠方向延伸的通孔导体。

3.根据权利要求1或2所述的电感元件，其中，

所述第2连接导体形成于所述第2非磁性体层的内部。

4.根据权利要求3所述的电感元件，其中，

所述第4线状导体被设置为在从层叠方向观察时与所述第2线状导体重叠，

所述第2连接导体相当于沿所述层叠方向延伸的通孔导体。

5.根据权利要求1所述的电感元件，其中，

所述第1线状导体具有第1图案，

所述第2线状导体具有与所述第1图案不同的第2图案。

6.根据权利要求1所述的电感元件，其中，

所述磁性体层包括分别具有磁性体并层叠的多个片材，

所述第1非磁性体层包括分别具有非磁性体并层叠的多个片材，

所述第2非磁性体层包括分别具有所述非磁性体并层叠的多个片材。