CN113539612A - 线圈装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种可防止线圈部的匝间产生短路故障的的线圈装置。线圈装置(2)具有:芯部(4),其包含磁性粉体(41)和树脂(42);以及线圈部(6),其埋设于芯部(4)的内部且通过卷绕形成有绝缘包覆层(61)的电线(6a)而形成。在线圈部(6)的周边部形成有富树脂层(40)。
Description
技术领域
本发明涉及一种线圈装置。
背景技术
例如,作为在素体内部埋设有线圈部的线圈装置,已知有专利文献1中记载的线圈装置。专利文献1中记载的线圈装置通过如下方法得到,将在表面设置有绝缘覆膜的线圈部埋设于充填有磁性粉体的成型模具内,并将其压缩成形。
但是,这种线圈装置中,如果在成形时将成型模具内的树脂与磁性粉体一起压缩,则有时磁性粉体的至少一部分进入(扎进)形成于线圈部的表面的绝缘包覆中。因此,需要注意在线圈部的匝间,不经由磁性粉体产生短路故障。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2001-267160号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
本发明是鉴于这种实际状况而研发的,其目的在于,提供一种线圈装置,可防止线圈部的匝间的短路故障的产生。
用于解决技术问题的技术方案
为了实现上述目的,本发明提供一种线圈装置,其具有:
素体,其包含磁性粉体和树脂;以及
线圈部,其被埋设于所述素体的内部,且通过卷绕形成有绝缘包覆层的电线而形成,
在所述线圈部的周边部形成有富树脂层。
本发明的线圈装置中,在线圈部的周边部形成有富树脂层。富树脂层中,磁性粉体的含量相对较少(或,树脂的含量相对较多),因此,在将成型模具内的树脂与磁性粉体一起压缩时,可降低磁性粉体进入电线的绝缘包覆层的内部的概率。因此,本发明的线圈装置中,与现有的线圈装置相比,难以产生磁性粉体进入(扎进)电线的绝缘包覆层的现象,能够防止在线圈部的匝间产生短路故障,并提高线圈装置的耐压(ESD)。
优选在所述绝缘包覆层的表面形成有热熔接层。通过设为这种结构,可使热熔接层作为富树脂层发挥作用,在将成型模具内的树脂与磁性粉体一起压缩时,能够利用热熔接层防止磁性粉体进入电线的绝缘包覆层。因此,在该情况下,也能够防止在线圈部的匝间产生短路故障。
优选所述磁性粉体包含第一磁性粉体和粒径比所述第一磁性粉体小的第二磁性粉体,在所述富树脂层中包含所述第一磁性粉体和所述第二磁性粉体。第一磁性粉体的粒径比第二磁性粉体大,因此,通过使富树脂层包含第一磁性粉体,从而作为线圈装置整体,电感特性变得良好。另外,第二磁性粉体的粒径比第一磁性粉体小,因此,在将成型模具内的树脂与磁性粉体一起压缩时,第二磁性粉体比第一磁性粉体难以进入电线的绝缘包覆层。因此,通过使富树脂层包含第二磁性粉体,从而能够有效地防止上述的磁性粉体进入电线的绝缘包覆层的现象。
优选所述富树脂层中,在接近所述线圈部的位置,所述第二磁性粉体的含量比所述第一磁性粉体多。在该情况下,第二磁性粉体进入形成于电线的匝间的槽的内侧,或在多个第一磁性粉体各自之间配置第二磁性粉体,因此,可在素体内部提高磁性粉体的含有比例(密度)。因此,能够得到具有良好的电感特性的线圈装置。
所述富树脂层中所含的磁性粉体也可以由软磁性金属构成。通过设为这种结构,能够得到具有良好的高频特性的线圈装置。
也可以在所述富树脂层中包含粒径比所述绝缘包覆层的厚度大的所述磁性粉体。例如在将铁氧体那样导电性较低的材料用作磁性粉体的情况下,即使磁性粉体进入电线的绝缘包覆层,也难以在线圈部的匝间产生短路故障。另外,通过将磁性粉体的粒径设为上述那样的大小,能够得到具有良好的电感特性的线圈装置。
所述富树脂层中所含的磁性粉体也可以为金属磁性粉体,在所述富树脂层中可以包含粒径比所述绝缘包覆层的厚度小的所述金属磁性粉体。通过将金属磁性粉体用作磁性粉体,从而能够得到具有良好的电感特性的线圈装置。另外,通过将金属磁性粉体的粒径设为上述那样的大小,能够有效地防止上述的磁性粉体进入电线的绝缘包覆层的现象。
所述富树脂层也可以仅由(实际上)所述树脂构成。在该情况下,在线圈部的周边部不包含磁性粉体,因此,能够有效地防止上述的磁性粉体进入电线的绝缘包覆层的现象。
所述电线也可以由扁平线构成。通过设为这种结构,可在素体内部提高线圈部的占空系数(space factor),能够得到具有良好的电感特性的线圈装置。另外,能够实现线圈部的低电阻化。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式的线圈装置的立体图。
图2是图1所示的线圈装置的分解立体图。
图3A是图1所示的线圈装置的沿着IIIA-IIIA线的截面图。
图3B是图1所示的线圈装置的沿着IIIB-IIIB线的截面图。
图4是由图3A的虚线包围的区域的局部放大图。
图5是表示本发明的第三实施方式的线圈装置的电线结构的横截面图。
图6是本发明的第四实施方式的线圈装置的截面图。
符号说明
2、102……线圈装置
4、104……芯部
4a……安装侧外表面
4a1、4b1……安装槽
4b……反安装侧外表面
4c……侧面(侧方外表面)
4c1……主安装侧面
4c2……副安装侧面
4c3a、4c3b、4c4a、4c4b……非安装侧面
40、140……富树脂层
41……磁性粉体
41a……第一磁性粉体
41b……第二磁性粉体
42……树脂
6、106……线圈部
6a、106a……电线
60……导线
61……绝缘包覆层
610……第一绝缘包覆层
620……第二绝缘包覆层(热熔接层)
6b……引线部
6c……接合部
8……端子电极
80……主端子主体
82……副端子主体
83、84……弹性片
85……引线支承部
具体实施方式
以下,基于附图所示的实施方式说明本发明。
第一实施方式
如图1所示,本发明的第一实施方式的线圈装置2具有:包含磁性粉体和树脂的作为压缩成形体的芯部(素体)4、埋设于芯部4的内部且卷绕形成有绝缘包覆层(绝缘覆膜)的电线6a而成的线圈部6(参照图3A)、利用接合部6c与电线6a的引线部6b连接的端子电极8。线圈装置2作为电源用变压器、电源用电感器、除噪声用电感器等,被用于电子设备、电气装置、车载装置等。
本实施方式中,附图中,将线圈部6的卷轴方向设为Z轴,将与Z轴相互正交的轴设为X轴及Y轴。本实施方式中,X轴与一对端子电极8相对的方向一致,但没有特别限定。
线圈装置2的尺寸没有特别限定,例如X轴方向宽度为1.0~20mm,Y轴方向宽度为1.0~20mm,高度为1.0~10mm。
如图2所示,芯部4在Z轴方向的下部形成有安装侧外表面4a,并且在Z轴方向的上部形成有反安装侧外表面4b。在安装侧外表面4a和反安装侧外表面4b之间形成有作为侧方外表面的侧面4c。
本实施方式中,侧面4c通过多个平面和曲面的组合构成,但没有特别限定,作为整体,可以是曲面,作为整体也可以是多边形的侧面。本实施方式中,在从Z轴方向的上部或下部观察芯部4时,优选为非对称形状。这是由于,在从Z轴方向的上部或下部观察芯部4时,容易识别线圈装置的形状或方向。
芯部4的侧面4c具有X轴方向上相互位于相反侧的一对主安装侧面4c1。本实施方式中,主安装侧面4c1根据端子电极8的主端子主体80的形状而形成为平面状,但如果主端子主体80的内表面为曲面状,则也可以根据其设为曲面状。另外,从Z轴方向之上观察,芯部4的侧面4c在主安装侧面4c1的顺时针的旁边具有副安装侧面4c2。引线部6b从副安装侧面4c2突出。
另外,从Z轴方向之上观察,芯部4的侧面4c在副安装侧面4c2的顺时针的旁边具有非安装侧面4c3a、4c4a或4c3b、4c4b。本实施方式中,相互位于相反侧的侧面4c1、4c1具有相互相同的形状和面积,侧面4c2、4c2也一样。
相互位于相反侧的非安装侧面4c3a、4c3b具有相互不同的X轴方向宽度。另外,相互位于相反侧的非安装侧面4c4a、4c4b的一方为平面,另一方为曲面,具有相互不同的形状。即,本实施方式中,相互位于相反侧的非安装侧面4c3a和4c3b(4c4a和4c4b)具有相互不同的形状或尺寸。通过这样构成,在从Z轴方向的上部或下部观察芯部4时,能够设为非对称形状。
各端子电极8具有主端子主体80。主端子主体80根据芯体4的主安装侧面4c1的形状,为四边形的平板形状,但如上所述,如果改变主安装侧面4c1的形状,则能够具有与其形状对应的形状。
如图3B所示,将下弹性片83从主端子主体80折弯并一体成形于主端子主体80的Z轴方向的下部。另外,将上弹性片84从主端子主体80折弯并一体成形于主端子主体80的Z轴方向的上部。如图2所示,下弹性片83与形成于作为芯部4的底面的安装侧外表面4a的下安装槽4a1嵌合。
下安装槽4a1的底部朝向线圈部6的中心轴并向Z轴方向的上方向倾斜,下弹性片83与下安装槽4a1嵌合后难以脱离。上弹性片84与形成于作为芯部4的上表面的反安装侧外表面4b的上安装槽4b1嵌合。上安装槽4b1的底部朝向线圈部6的中心轴并向Z轴方向的下方向倾斜,上弹性片84与上安装槽4b1嵌合后难以脱离。
如图2所示,在主端子主体80一体成形有副端子主体82。副端子主体82相对于主端子主体80的面,以按规定的角度交叉的方式折弯。上述角度与芯部4的主安装面4c1和副安装面4c2的交叉角度大致一致。
副端子主体82具有与副安装面4c2的外表面形状对应的内表面形状,本实施方式中为平板形状,但也可以根据副安装面4c2的外表面形状,设为曲面形状。另外,如图3A所示,副端子主体82与副安装面4c2的外表面相对,但也可以未必接触。
如图2所示,将引线支承部85从副端子主体82向外侧折弯并一体成形于副端子主体82的Z轴方向的上部。此外,端子电极8中,外侧是远离芯部4的一侧,内侧是接近芯部4的一侧。
如图3A及图3B所示,线圈部6是电线6a卷绕成线圈状的部分,从线圈部6向芯部4的外部引出作为电线6a的两端的至少一对引线部6b。图示的实施方式中,从线圈部6,将一对引线部6b从芯部4的副安装侧面4c2向相对于该侧面大致垂直方向引出至外部。
电线6a由例如导线60和包覆导线60的外周的绝缘包覆层61构成。导线60由例如Cu、Al、Fe、Ag、Au、磷青铜等构成。绝缘包覆层61由例如聚氨酯、聚酰胺酰亚胺、聚酰亚胺、聚酯、聚酯-酰亚胺、聚酯-尼龙等构成。本实施方式中,电线6a的横截面形状成为圆形。此外,如后述,绝缘包覆层61由双层(第一绝缘包覆层610及第二绝缘包覆层620)构成。
绝缘包覆层61的厚度优选为100~300μm,进一步优选为200~300μm。
芯部4由包含磁性粉体(磁性粉末)和树脂的复合材料料构成,通过对包含磁性粉体及树脂(粘合剂树脂)的颗粒进行压缩成形或注塑成形而形成。作为磁性粉体,没有特别限定,优选使用铁硅铝(sendust)粉(Fe-Si-Al;铁-硅-铝)、Fe-Si-Cr(铁-硅-铬)、坡莫合金(Fe-Ni)、羰基铁系、羰基Ni系、非晶粉、纳米晶粉等金属磁性粉体(软磁性金属磁性粉体)。
磁性粉体的粒径优选为0.5~50μm。本实施方式中,磁性粉体为金属磁性粉体,该粒子外周优选为绝缘覆膜。作为绝缘覆膜,示例金属氧化物覆膜、树脂覆膜、磷或锌等化成膜等。
但是,作为磁性粉体,也可以是Mn-Zn、Ni-Cu-Zn等铁氧体磁性粉体。作为粘合剂树脂,没有特别限定,例如示例有环氧树脂、苯酚树脂、丙烯酸树脂、聚酯树脂、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、硅酮树脂、组合它们得到的树脂等。
本实施方式中,对位于线圈部6的周边部的芯部4实施绝缘处理,在线圈部6的周边部形成有富树脂层40。富树脂层40构成芯部4的一部分,包含磁性粉体和树脂双方。
以下,如图4所示,将芯部4中所含的磁性粉体记载为“磁性粉体41”,将芯部4中所含的树脂记载为“树脂42”。本实施方式中,在富树脂层40中包含有磁性粉体41和树脂42。富树脂层40中所含的磁性粉体41及树脂42的种类与富树脂层40以外的部分中所含的磁性粉体41及树脂42的种类一样,但也可以不同。例如,可以将富树脂层40中所含的磁性粉体40设为铁氧体等,将富树脂层40以外的部分中所含的磁性粉体40设为金属磁性粉体等。
本实施方式中,在芯部4中的磁性粉体41及树脂42各自的含量中设置差异(梯度),以富树脂层40中成为富树脂的方式,树脂成分在富树脂层40中变多。此外,富树脂层40中的磁性粉体41及树脂42各自的含量能够通过截面EDS进行的简易定量分析求得。在该情况下,富树脂层40中,与除此以外的部分(例如,芯部4的中心部)相比,构成磁性粉体41的金属元素(例如,Fe)的重量的比例(或,原子数的比例)变少,构成树脂42的元素(例如,C)的重量的比例(或,原子数的比例)变多。
富树脂层40中所含的磁性粉体41优选由软磁性金属构成。在该情况下,能够得到具有良好的高频特性的线圈装置2。
本实施方式中,富树脂层40由磁性粉体41和树脂42两者构成,但富树脂层40的构成不限定于此,也可以仅由树脂42构成。或者,与磁性粉体41的含量相比,树脂42的含量也可以非常大(实际上,富树脂层40也可以仅由树脂构成)。此外,在构成线圈部6的电线6a中形成有仅由树脂构成的绝缘包覆层61,但富树脂层40与绝缘包覆层61分别地构成。
在富树脂层40中,例如与芯部4的中心部(图3A所示的线圈部6的卷绕轴C的周边部)相比,树脂42的含量变多。或者,富树脂层40中,例如与芯部4的中心部(图3A所示的线圈部6的卷绕轴C的周边部)相比,磁性粉体41的含量变少。此外,富树脂层40中的树脂42(或,磁性粉体41)的含量也可以比芯部4的中心部以外的部分变多(也可以变少)。
如图3A及图3B所示,富树脂层40以具有规定的厚度,且包围线圈部6的周围(外周面)的方式形成。更详细而言,富树脂层40以沿着线圈部6的外周面形状的方式,以规定的厚度形成于电线6a的绝缘包覆层61(参照图4)的外表面上。富树脂层40具有防止磁性粉体41(特别是后述的第一磁性粉体41a)进入(扎进)绝缘包覆层61的功能。
富树脂层40的形状不限定于图示的例子,例如富树脂层40除了线圈部6的周边部,也可以形成于远离线圈部6的位置。例如,富树脂层40的一部分也可以形成于电线6a的引线部6b的周边部。或,富树脂层40也可以局部形成于线圈部6的周边部。例如,富树脂层40也可以在成形时,将成型模具内的树脂与磁性粉体一起压缩时,选择性地形成于其压力变高的位置。
富树脂层40的厚度优选为5~200μm,进一步优选为50~150μm,特别优选为80~120μm。另外,富树脂层40的厚度比形成于导线60的表面的绝缘包覆层61的厚度厚。富树脂层40的厚度可基于截面SEM图像等求得。
如图4所示,磁性粉体41包含第一磁性粉体(大粒子或粗粉)41a和粒径比第一磁性粉体41a小的第二磁性粉体(小粒子或微粉)41b。第一磁性粉体41a主要为了提高芯部4的电感值而具备于芯部4中,第二磁性粉体41b主要为了提高芯部4中的磁性粉体41的充填密度而具备于芯部4中。第一磁性粉体41a和第二磁性粉体41b可以是相同的组成,或也可以是不同的组成。
在富树脂层40中包含第一磁性粉体41a和第二磁性粉体41b。在富树脂层40中存在例如粒径为20~50μm的第一磁性粉体41a,也可以存在粒径为5~10μm的第二磁性粉体41b。
此外,第一磁性粉体41a和第二磁性粉体41b也包含于芯部4中的富树脂层40以外的区域(芯部4的中心部等)。该区域中所含的第一磁性粉体41a及第二磁性粉体41b各自的粒径可以与富树脂层40中所含的第一磁性粉体41a及第二磁性粉体41b各自的粒径一样,也可以不同。
第二磁性粉体41b以位于多个第一磁性粉体41a各自之间的方式(或,以填埋多个第一磁性粉体41a各自之间的方式)配置。在富树脂层40中,在接近线圈部6的位置,第二磁性粉体41b的含量变得比第一磁性粉体41a多。即,富树脂层40中,随着接近线圈部6,第二磁性粉体41b的含量变大,随着离开线圈部6,第一磁性粉体41a的含量变大。但是,富树脂层40中的磁性粉体41及树脂42的含量的分布不限定于此,也可以在富树脂层40整个区域中一定。
第二磁性粉体41b进入(充填)形成于电线6a的相邻匝间的大致V字状的槽中。另一方面,第一磁性粉体41a未进入上述槽,优选配置于比较远离线圈部6的位置。
在富树脂层40中包含有粒径比形成于导线60的表面的绝缘包覆层61的厚度大的磁性粉体41(第一磁性粉体41a)。这样,在富树脂层40中包含粒径比绝缘包覆层61的厚度大的第一磁性粉体41a的情况下,优选构成该磁性粉体41的材料为导电性低的材料(例如,Ni-Zn系的铁氧体)。在该情况下,构成第二磁性粉体41b的材料也可以与第一磁性粉体41a一样是导电性低的材料。或者,在第二磁性粉体41b的粒径比绝缘包覆层61的厚度小的情况下,构成第二磁性粉体41b的材料也可以是导电性高的材料。
接着,对图1所示的线圈装置2的制造方法进行说明。首先,如图3A及图3B所示,准备电线6a卷绕成线圈状的线圈部6。线圈部6例如由空芯线圈等构成。电线6a使用在导线60的表面形成有绝缘包覆层61的电线。
接着,将线圈部6浸渍于树脂液中,使线圈部6的表面附着树脂。作为树脂液,使用构成富树脂层40的树脂42(参照图4)。此时,通过适当调整使线圈部6浸渍于树脂液中的时间等,从而能够在线圈部6的表面形成厚度为5~200μm的树脂层。
接着,在形成于线圈部6的表面的树脂层固化的状态下,利用芯部4(素体)覆盖也包含该线圈部6的内部的整体,使构成线圈部6的电线6a的引线部6b从芯部4的外表面露出。芯部4的成形通过如下进行,例如在模具的腔室内嵌入有线圈部6的状态下,在模具的内部,将包含磁性粉体和粘合剂树脂的混合物充填于腔室内,并对整体进行压缩(加热加压)。作为磁性粉体,使用构成富树脂层40的磁性粉体41(参照图4)。另外,作为磁性粉体41,使用包含第一磁性粉体41a和第二磁性粉体41b的磁性粉体。作为用于压缩成形的方法,可以使用模具,也可以利用油压或水压。
当将模具内的树脂与磁性粉体一起压缩时,模具内的磁性粉体的一部分进入形成于线圈部6的表面的树脂层的内部,将包含该磁性粉体的树脂层形成于线圈部6的表面。如上所述,上述磁性粉体由构成富树脂层40的磁性粉体41构成,上述树脂层由构成富树脂层40的树脂42构成。因此,通过模具内的磁性粉体进入形成于线圈部6的表面的树脂层的内部,从而得到包含磁性粉体41和树脂42的富树脂层40。
通过调整压缩成型时的压力,可调整进入形成于线圈部6的表面的树脂层的内部的磁性粉体的量,能够将富树脂层40中的磁性粉体41的含量设为期望的值。在成形后,引线部6b与成形体一起被取出。也可以对芯部4的外表面实施玻璃涂布及绝缘树脂涂布等。
在成形芯部4的同时或其前后,准备图2所示的端子电极8。端子电极8优选由Cu及磷青铜等金属(包含合金)构成。端子电极8可通过如下得到,将均匀的厚度的单一金属板或包层材料等复合金属板通过冲压加工等进行切割并折弯成形。也可以在端子电极8的表面形成有提高与锡焊的密合性的镀膜等。可以根据需要,在端子电极8形成下弹性片83及上弹性片84。
然后,在引线支承部85的前端部形成与引线部6b的接合部6c。接合部6c中,引线部6b和引线支承部85的前端部通过例如激光焊接而接合。此外,作为用于形成连接部6c的方法,不限于激光焊接,可示例电弧焊接、超声波接合、热压接接合及锡焊接合等。
优选在形成接合部6c前,去除引线部6b的树脂皮膜。进一步优选引线部6b的树脂皮膜的去除是在将端子电极8安装于芯部4的外表面之前进行。如以所上,能够得到图1所示的线圈装置2。
本实施方式的线圈装置2中,在线圈部6的周边部形成有富树脂层40。富树脂层40中,磁性粉体41的含量相对较少(或,树脂42的含量相对较多),因此,在将成型模具内的树脂与磁性粉体41一起压缩时,可降低磁性粉体41进入电线6a的绝缘包覆层61的内部的概率。因此,本实施方式的线圈装置2中,与现有的线圈装置相比,难以产生磁性粉体41进入(扎进)电线6a的绝缘包覆层61的现象,能够防止在线圈部6的匝间产生短路故障,并提高线圈装置2的耐压(ESD)。
另外,本实施方式中,磁性粉体41包含第一磁性粉体41a和粒径比第一磁性粉体41a小的第二磁性粉体41b,在富树脂层40中包含有第一磁性粉体41a和第二磁性粉体41b。第一磁性粉体41a的粒径比第二磁性粉体41b大,因此,通过使富树脂层40包含第一磁性粉体41a,从而作为线圈装置2整体,电感特性良好。另外,第二磁性粉体41b的粒径比第一磁性粉体41a小,因此,在将成型模具内的树脂与磁性粉体41一起压缩时,第二磁性粉体41b比第一磁性粉体41a难以进入电线6a的绝缘包覆层61。因此,通过使富树脂层40包含第二磁性粉体41b,能够有效地防止上述的磁性粉体41进入电线6a的绝缘包覆层61的现象。
另外,本实施方式中,在富树脂层40中,在接近线圈部6的位置,第二磁性粉体41b的含量比第一磁性粉体41a多。在该情况下,第二磁性粉体41b进入形成于电线6a的匝间的槽的内侧。另外,在多个第一磁性粉体41a各自之间配置第二磁性粉体41b。因此,在芯部4(素体)内部,可提高磁性粉体41的含有比例(密度)。因此,能够得到具有良好的电感特性的线圈装置2。
另外,本实施方式中,在富树脂层40中包含有粒径比绝缘包覆层61的厚度大的磁性粉体41(第一磁性粉体41a)。例如在将铁氧体那样导电性较低的材料用作第一磁性粉体41a的情况下,即使第一磁性粉体41a进入电线6a的绝缘包覆层61,也难以在线圈部6的匝间产生短路故障。另外,通过将第一磁性粉体41a的粒径设为上述那样的大小,能够得到具有良好的电感特性的线圈装置2。
第二实施方式
就本发明的第二实施方式的线圈装置而言,仅其制造方法不同,其结构与上述的第一实施方式一样。以下,对于与第一实施方式共同的部分,省略其详细的说明。
本实施方式的线圈装置的制造方法中,仅富树脂层40的形成方法不同。即,本实施方式中,首先,准备电线6a卷绕成线圈状的线圈部6,并利用芯部4(素体)覆盖包含该线圈部6的内部的整体,使电线6a的引线部6b从芯部4的外表面露出。然后,在该状态下,预备成形芯部4。芯部4的预备成形通过如下进行,例如在将线圈部6嵌入模具的腔室内的状态下,在模具的内部,将包含磁性粉体和粘合剂树脂的混合物充填于腔室内,对整体进行压缩(加热加压)。预备成形中,以比后述的正式成形小的压力进行芯部4的压缩。作为磁性粉体,使用图4所示的包含第一磁性粉体41a和第二磁性粉体41b的磁性粉体41。
接着,将通过预备成形得到的芯部4(预备成形体)浸渍于树脂液。作为树脂液,使用构成富树脂层40的树脂42。此时,通过毛细管现象,树脂液穿过形成于电线6a的引线部6b的周围的极小的间隙流入芯部4的内部,并到达线圈部6的周边部。其结果,树脂液以覆盖线圈部的周围的方式(以包围的方式)附着于线圈部6的表面,在线圈部6的表面形成树脂层。通过适当调整使芯部4浸渍于树脂液的时间等,可在线圈部6的表面形成厚度为5~200μm的树脂层。
接着,对芯部4进行正式成形。正式成形中,通过比预备成形大的压力进行芯部4的压缩(加热加压)。当压缩芯部4时,模具内的磁性粉体的一部分进入形成于线圈部6的表面的树脂层的内部,将包含该磁性粉体的树脂层形成于线圈部6的表面。如上所述,上述磁性粉体由构成富树脂层40的磁性粉体41构成,上述树脂层由构成富树脂层40的树脂42构成。因此,通过模具内的磁性粉体进入形成于线圈部6的表面的树脂层的内部,可得到包含磁性粉体41和树脂42的富树脂层40(参照图3A及图3B)。
本实施方式中,不仅线圈部6的周边部,在电线6a的引线部6b的周边部也充填树脂液,因此,在该周边部也形成树脂层。因此,在芯部4的压缩时(正式成形时),模具内的磁性粉体也进入形成于引线部6b的周边部的树脂层,形成富树脂层40。此外,也可以在引线部6b的周边部以外的部分形成有富树脂层40。
在本实施方式中,也得到与第一实施方式一样的线圈装置2,且得到与第一实施方式一样的效果。
第三实施方式
就本发明的第三实施方式的线圈装置而言,仅其制造方法不同,其结构与上述的第一实施方式一样。以下,对于与第一实施方式共同的部分,省略其详细的说明。
本实施方式中,仅富树脂层40的形成方法不同。即,本实施方式中,首先,如图3A及图3B所示,准备电线6a卷绕成线圈状的线圈部6a。线圈部6例如由空芯线圈等构成。如图5所示,形成于导线60的表面的绝缘包覆层61具有第一绝缘包覆层610和第二绝缘包覆层620。第一绝缘包覆层610形成于导线60的表面,第二绝缘包覆层620形成于第一绝缘包覆层610的表面。
作为构成第二绝缘包覆层620的树脂,可使用比构成第一绝缘包覆层610的树脂容易熔融的树脂。本实施方式中,作为构成第二绝缘包覆层620的树脂,使用构成富树脂层40的树脂42。例如,第一绝缘包覆层610由聚酰胺酰亚胺构成,第二绝缘包覆层620由向聚酰胺酰亚胺中添加了添加物的材料构成。
本实施方式中,在线圈部6的形成阶段,例如加热空芯线圈,由此,使第二绝缘包覆层620熔融,而形成热熔接层(自熔接层)。由此,第一绝缘包覆层610的表面被热熔接层整体性地覆盖,线圈部6的相邻的各匝彼此通过热熔接层连接(粘接)。其结果,线圈部6a的相邻的各匝彼此经由热熔接层而被一体化。此外,如后述,在加热气氛中使模具内的树脂与磁性粉体一起压缩(加热加压)时,也可以使第二绝缘包覆层620熔融,在第一绝缘包覆层610的表面形成热熔接层。
接着,利用芯部4(素体)覆盖也包含线圈部6的内部的整体,使构成线圈部6的电线6a的引线部6b从芯部4的外表面露出。芯部4的成形通过如下进行,例如在将线圈部6嵌入模具的腔室内的状态下,在模具的内部,将包含磁性粉体和粘合剂树脂的混合物充填于腔室内,并对整体进行压缩。作为磁性粉体,使用图4所示的包含第一磁性粉体41a和第二磁性粉体41b的磁性粉体41。
在加热气氛中将模具内的树脂与磁性粉体一起压缩(加热加压)时,形成于第一绝缘包覆层610的表面的热熔接层的一部分熔融,且渗出于位于线圈部6的周边部的芯部4的内部。其结果,线圈部6的周边部由于熔融的热熔接层的量而成为富树脂。如上所述,上述磁性粉体由构成富树脂层40的磁性粉体41构成,上述热熔接层由构成富树脂层40的树脂42构成。因此,通过使形成于第一绝缘包覆层610的表面的热熔接层渗出于线圈部6的周边部,从而得到包含磁性粉体41和树脂42的富树脂层40(参照图3A及图3B)。
此外,通过调整压缩成型时的加热温度,可调整渗出于芯部4的内部的热熔接层的量,能够在线圈部6的表面形成厚度为5~200μm的热熔接层。另外,能够将富树脂层40中的树脂42的含量设为期望的值。
在本实施方式中,也得到与第一实施方式一样的线圈装置,且得到与第一实施方式一样的效果。特别是本实施方式中,在绝缘包覆层61的表面形成有热熔接层(以第二绝缘包覆层620为基础而形成的热熔接层)。因此,可使热熔接层作为富树脂层40发挥作用,在将成型模具内的树脂42与磁性粉体41一起压缩时,能够利用热熔接层防止磁性粉体41进入电线6的绝缘包覆层61。因此,在本实施方式中,也能够防止在线圈部6的匝间产生短路故障。
第四实施方式
就图6所示的本发明的第四实施方式的线圈装置102而言,仅以下的点不同,其它的结构与上述的第一实施方式一样。附图中,对于与第一实施方式共同的部件标注共同的符号,并省略其详细的说明。
如图6所示,线圈装置110具有线圈部106和富树脂层140。线圈部106具有电线106a,且电线106a由扁平线电线构成,在这一点上,与第一实施方式的电线6a不同。
电线106a根据普通的标准宽度卷绕。但是,电线106a的卷绕方式不限定于此,例如也可以通过扁绕(edge width)或α卷绕进行卷绕。
在图示的例子中,线圈部106在Z轴方向(卷绕轴方向)上以两层形成,但也可以是两层以外。另外,线圈部106在X轴方向或Y轴方向上以4层形成,但也可以是4层以外。
富树脂层140形成于线圈部106的周边部,覆盖卷绕扁平线电线而成的线圈部106的周边部(包围)。
在本实施方式中,也得到与第一实施方式一样的效果。特别是本实施方式中,电线106a由扁平线构成。因此,在芯部4(素体)内部可提高线圈部106的占空系数,能够得到具有良好的电感特性的线圈装置102。另外,能够实现线圈部6的低电阻化。
此外,本发明不限定于上述的实施方式,能够在本发明的范围内进行各种改变。
在上述各实施方式中,也可以在富树脂层40中包含粒径比形成于导线60的表面的绝缘包覆层61的厚度小的磁性粉体41(第一磁性粉体41a)。这样,在富树脂层40中包含粒径比绝缘包覆层61的厚度小的第一磁性粉体41a的情况下,作为构成该第一磁性粉体41a的材料,也可以使用导电性高的材料(金属磁性粉体)。通过将金属磁性粉体用作第一磁性粉体41a,能够得到具有良好的电感特性的线圈装置2。另外,通过将第一磁性粉体41a(金属磁性粉体)的粒径设为上述那样的大小,能够有效地防止第一磁性粉体41a进入上述的电线6a的绝缘包覆层61的现象。
在上述各实施方式中,富树脂层40也可以(实质上)仅由树脂42构成。在该情况下,在线圈部6的周边部不包含磁性粉体42,因此,能够有效地防止磁性粉体41进入上述的电线6a的绝缘包覆层61的现象。
在上述各实施方式中,富树脂层40也可以仅由第二磁性粉体(小颗粒)41b构成。在该情况下,第二磁性粉体41b的粒径优选与绝缘包覆层61的厚度相等或为其以下。
在上述各实施方式中,图2所示的相互位于相反侧的侧面4c1、4c1具有相互相同的形状和面积,但也可以不同。侧面4c2、4c2也一样。
在上述各实施方式中,线圈部6为圆形线圈状,但没有特别限定,也可以是方形线圈状、多边线圈状、椭圆线圈状、其它的线圈状。另外,芯部4的形状没有特别限定,也可以是圆柱形、椭圆柱、多棱柱等。
在上述各实施方式中,富树脂层40中所含的磁性粉体41的种类也可以根据需要适当变更。
Claims (9)
1.一种线圈装置,其具有:
素体,其包含磁性粉体和树脂;以及
线圈部,其被埋设于所述素体的内部,且通过卷绕形成有绝缘包覆层的电线而形成,
在所述线圈部的周边部形成有富树脂层。
2.根据权利要求1所述的线圈装置,其中,
在所述绝缘包覆层的表面形成有热熔接层。
3.根据权利要求1或2所述的线圈装置,其中,
所述磁性粉体包含第一磁性粉体和粒径比所述第一磁性粉体小的第二磁性粉体,
在所述富树脂层中包含所述第一磁性粉体和所述第二磁性粉体。
4.根据权利要求3所述的线圈装置,其中,
所述富树脂层中,在接近所述线圈部的位置,所述第二磁性粉体的含量比所述第一磁性粉体多。
5.根据权利要求1或2所述的线圈装置,其中,
所述富树脂层中所含的磁性粉体由软磁性金属构成。
6.根据权利要求1或2所述的线圈装置,其中,
在所述富树脂层中包含粒径比所述绝缘包覆层的厚度大的所述磁性粉体。
7.根据权利要求1或2所述的线圈装置,其中,
所述富树脂层中所含的磁性粉体为金属磁性粉体,
在所述富树脂层中包含粒径比所述绝缘包覆层的厚度小的所述金属磁性粉体。
8.根据权利要求1或2所述的线圈装置,其中,
所述富树脂层仅由所述树脂构成。
9.根据权利要求1或2所述的线圈装置,其中,
所述电线由扁平线构成。
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