JP2017220573A - Coil part and coil device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、たとえばトランス、バラン、コモンモードフィルタ（コモンモードチョーク）などに含まれるインダクタなどとして用いられるコイル装置と、そのコイル装置の内部に配置されるコイル部とに関する。 The present invention relates to a coil device used as, for example, an inductor included in a transformer, a balun, a common mode filter (common mode choke), and the like, and a coil unit disposed inside the coil device.
各種の電子・電気機器には、インダクタなどとして用いられる多くのコイル装置が搭載されている。そのようなコイル装置の一例として、たとえば特許文献１に示すコイル装置が開発されている。この特許文献１に示すコイル装置では、一対のらせん状のコイル導体を積層し、各コイル導体の内側端部同士を接続してある。そして、コイル導体のらせん状の導電経路間のパターン隙間は、焼結前のグリーンシートを圧力で流動させることで埋められて絶縁されている。 Various electronic devices are equipped with many coil devices used as inductors. As an example of such a coil device, for example, a coil device shown in Patent Document 1 has been developed. In the coil device shown in Patent Document 1, a pair of helical coil conductors are stacked, and the inner ends of the coil conductors are connected to each other. The pattern gap between the spiral conductive paths of the coil conductor is filled and insulated by flowing the green sheet before sintering with pressure.
しかしながら従来のコイル装置では、コイル導体のらせん状の導電経路間のパターン隙間は、焼結前のグリーンシートを圧力で流動させることで埋められることから、そのパターン隙間を、グリーンシートが圧力で流動して入り込める程度に広くする必要がある。なお、パターン隙間の幅を小さくしてパターン隙間を液状の絶縁部材で埋めて硬化させることも考えられる。しかしながら、パターン隙間の幅を小さくすると、液状の絶縁部材でも入り込み難いという課題を有する。また、絶縁部材中に空隙（気泡）が残りやすくなり、絶縁信頼性が低下する。 However, in the conventional coil device, the pattern gap between the spiral conductive paths of the coil conductor is filled by flowing the green sheet before sintering by pressure, so the green sheet flows by pressure. It must be wide enough to enter. It is also conceivable that the width of the pattern gap is reduced and the pattern gap is filled with a liquid insulating member and cured. However, if the width of the pattern gap is reduced, there is a problem that even a liquid insulating member is difficult to enter. In addition, voids (bubbles) are likely to remain in the insulating member, and insulation reliability is reduced.
本発明は、このような実状に鑑みてなされ、その目的は、パターン隙間の幅を小さくしても、パターン隙間に絶縁部材が入り込み易く絶縁信頼性に優れ、しかも巻き数を増やすことが容易であると共に小型化が可能なコイル装置と、そのコイル装置の内部に埋め込まれるコイル部とを提供することである。 The present invention has been made in view of such a situation, and the object thereof is to make it easy for an insulating member to enter the pattern gap even when the width of the pattern gap is reduced, and to have excellent insulation reliability and to easily increase the number of turns. Another object of the present invention is to provide a coil device that can be miniaturized and a coil portion that is embedded in the coil device.
上記目的を達成するために、本発明に係るコイル部は、
所定のパターン隙間で分離されて二次元のらせん状パターンを形成する導電経路を有する導電性板片を有するコイル部であって、
前記パターン隙間の最小値をｃ１min とし、前記導電性板片の厚みをｔ１とした場合に、ｃ１min ／ｔ１が１よりも小さく、
前記パターン隙間の横断面には、当該パターン隙間の開口面に向けて隙間が広がる広がり部分が形成してあることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the coil portion according to the present invention comprises:
A coil portion having a conductive plate piece having a conductive path that is separated by a predetermined pattern gap to form a two-dimensional helical pattern,
When the minimum value of the pattern gap is c1min and the thickness of the conductive plate piece is t1, c1min / t1 is smaller than 1,
The cross section of the pattern gap is formed with a widened portion in which the gap widens toward the opening surface of the pattern gap.
本発明に係るコイル部では、パターン隙間の最小値をｃ１min とし、前記導電性板片の厚みをｔ１とした場合に、ｃ１min ／ｔ１が１よりも小さい。すなわち、パターン隙間の幅が、従来に比べて十分に小さい。パターン隙間の幅が小さいことから、らせんの巻き数を増やすことが容易であると共にコイル部の小型化が可能である。 In the coil portion according to the present invention, c1min / t1 is smaller than 1 when the minimum value of the pattern gap is c1min and the thickness of the conductive plate piece is t1. That is, the width of the pattern gap is sufficiently small as compared with the conventional case. Since the width of the pattern gap is small, it is easy to increase the number of turns of the spiral, and the coil portion can be reduced in size.
また、パターン隙間を小さくしてあるが、パターン隙間の横断面には、当該パターン隙間の開口面に向けて隙間が広がる広がり部分が形成してある。このため、広がり部分から絶縁被覆層を埋め込むことができ、狭いパターン隙間への絶縁被覆層の埋込作業が容易になり、作業時間の短縮を図ることができる。さらに、絶縁被覆層を形成するための液状の絶縁部材に含まれる気泡は、パターン隙間の広がり部分から容易に抜けることが可能であり、硬化後の絶縁部材には、気泡などがほとんど含まれない。そのため、パターン隙間における絶縁信頼性が向上する。 In addition, although the pattern gap is reduced, the cross section of the pattern gap has a widened portion in which the gap widens toward the opening surface of the pattern gap. For this reason, it is possible to embed the insulating coating layer from the widened portion, and it becomes easy to embed the insulating coating layer in the narrow pattern gap, and the working time can be shortened. Furthermore, the bubbles contained in the liquid insulating member for forming the insulating coating layer can easily escape from the widened portion of the pattern gap, and the cured insulating member contains almost no bubbles. . Therefore, the insulation reliability in the pattern gap is improved.
好ましくは、前記パターン隙間には、前記導電性板片の外表面を覆う絶縁被覆層が、前記らせん状パターンの長手方向に沿って連続的または断続的に埋め込まれ、相互に隣り合う前記導電経路を絶縁しながら連結している。そのため、その後の工程において、コイル部を金型内にインサートして磁性体粉を圧力成形しても、らせん状パターンがばらけることがなく、巻乱れが生じるおそれが少ない。なお、本発明のコイル部は、コイル部を金型内にインサートして磁性体粉を圧力成形してコア部を成形する製法以外の製造方法にも用いることができる。 Preferably, an insulating coating layer covering an outer surface of the conductive plate piece is embedded in the pattern gap continuously or intermittently along the longitudinal direction of the spiral pattern, and the conductive paths adjacent to each other. Are connected while being insulated. Therefore, in the subsequent steps, even if the coil portion is inserted into the mold and the magnetic powder is pressure-molded, the spiral pattern does not come apart, and there is little possibility of winding disturbance. In addition, the coil part of this invention can be used also for manufacturing methods other than the manufacturing method which inserts a coil part in a metal mold | die, press-molds a magnetic body powder, and shape | molds a core part.
特に本発明のコイル部では、絶縁被覆層は、相互に隣り合う前記導電経路を絶縁しながら連結しているため、ショート不良が生じるおそれも少ない。 In particular, in the coil portion of the present invention, the insulating coating layer is connected while insulating the conductive paths adjacent to each other, so that there is little possibility of short circuit failure.
また、パターン隙間が狭いためと、その隙間には絶縁被覆層が予め形成してあるために、その後の工程でコイル部の周囲にコア部を圧力成形する際に、コア部を構成する磁性体粉がパターン隙間に入り込み難い。そのため、隙間に入り込んだ磁性体粉が絶縁被覆層を傷つけるおそれが少なくなり、ショート不良を有効に防止することができる。 In addition, since the pattern gap is narrow and an insulating coating layer is formed in advance in the gap, when the core part is pressure-formed around the coil part in the subsequent process, the magnetic body constituting the core part It is difficult for the powder to enter the pattern gap. Therefore, the possibility that the magnetic powder that has entered the gap damages the insulating coating layer is reduced, and a short circuit failure can be effectively prevented.
好ましくは、前記導電性板片の外表面を覆う絶縁被覆層の厚みに比較して、前記パターン隙間の幅が、同等または小さい。さらに好ましくは、前記パターン隙間の最小幅をｃ１min とし、前記導電性板片の厚みをｔ１とした場合に、ｃ１min ／ｔ１が０．１〜０．５、さらにまた好ましくは０．１〜０．２である。また、パターン隙間は、好ましくは５〜９０μｍ、さらに好ましくは５〜５０μｍ、さらにまた好ましくは５〜３０μｍである。 Preferably, the width of the pattern gap is equal to or smaller than the thickness of the insulating coating layer covering the outer surface of the conductive plate piece. More preferably, when the minimum width of the pattern gap is c1min and the thickness of the conductive plate piece is t1, c1min / t1 is 0.1 to 0.5, more preferably 0.1 to 0. 2. The pattern gap is preferably 5 to 90 μm, more preferably 5 to 50 μm, and still more preferably 5 to 30 μm.
前記広がり部分は、前記導電性板片の片側表面に、前記パターン隙間の長手方向に沿って連続的または断続的に形成してあってもよい。あるいは、前記広がり部分は、前記導電性板片の両側表面に、前記パターン隙間の長手方向に沿って連続的または断続的に形成してあってもよい。いずれの場合にも、絶縁被覆層を形成するための絶縁部材を広がり部分側から塗布することで、絶縁部材がパターン隙間に入り込み易くなり、しかも気泡などが抜けやすい。 The spreading portion may be formed continuously or intermittently along the longitudinal direction of the pattern gap on one surface of the conductive plate piece. Alternatively, the spread portion may be formed continuously or intermittently along the longitudinal direction of the pattern gap on both side surfaces of the conductive plate piece. In any case, by applying the insulating member for forming the insulating coating layer from the widened portion side, the insulating member can easily enter the pattern gap, and air bubbles can easily escape.
好ましくは、複数の前記導電性板片が積層方向に配置され、積層方向に隣り合う前記導電性板片の内側端部同士、または外側端部同士が電気的に接続してある。このように構成することで、コイル部の巻き数を、さらに増大させることができる。 Preferably, the plurality of conductive plate pieces are arranged in the stacking direction, and inner end portions or outer end portions of the conductive plate pieces adjacent in the stacking direction are electrically connected. With this configuration, the number of turns of the coil portion can be further increased.
好ましくは、本発明のコイル部は、第１内側端部と第１外側端部とを持ち、二次元の第１所定パターンを有する第１導電性板片と、
第２内側端部と第２外側端部とを持ち、二次元の第２所定パターンを有する第２導電性板片と、を有するコイル部であって、
前記第１導電性板片と前記第２導電性板片とが積層方向に配置してあり、
前記第１内側端部には、前記第１所定パターンのパターン延長線に交差する方向に突出する第１内側凸部が一体的に形成してあり、
前記第２内側端部には、前記第１内側凸部が突出する方向に合わせて突出する第２内側凸部が一体的に形成してあり、
前記第１内側凸部と前記第２内側凸部とが電気的に接続してある。
Preferably, the coil portion of the present invention includes a first conductive plate piece having a first inner end portion and a first outer end portion and having a two-dimensional first predetermined pattern;
A second conductive plate piece having a second inner end and a second outer end and having a two-dimensional second predetermined pattern;
The first conductive plate piece and the second conductive plate piece are arranged in the stacking direction,
The first inner end is integrally formed with a first inner protrusion that protrudes in a direction intersecting the pattern extension line of the first predetermined pattern,
The second inner end is integrally formed with a second inner protrusion that projects in accordance with the direction in which the first inner protrusion projects.
The first inner convex portion and the second inner convex portion are electrically connected.
好ましくは、前記第１所定パターンおよび前記第２所定パターンのうちの少なくとも１つが、らせん状パターンである。このように構成することで、コイル部の巻き数を増大させることができる。 Preferably, at least one of the first predetermined pattern and the second predetermined pattern is a spiral pattern. By comprising in this way, the winding number of a coil part can be increased.
前記第１外側端部には、第１外部端子片が一体に形成してあっても良い。第１外部端子片は、後述するコイル装置における封止部から外部に露出する部分である。この部分が第１外側端部に一体成形されることで、端子片を別途接続する必要がなくなる。 A first external terminal piece may be formed integrally with the first outer end portion. A 1st external terminal piece is a part exposed outside from the sealing part in the coil apparatus mentioned later. Since this portion is integrally formed with the first outer end portion, it is not necessary to separately connect the terminal pieces.
第３内側端部と第３外側端部とを持ち、二次元の第３所定パターンを有する第３導電性板片を、本発明のコイル部がさらに有してもよい。 The coil portion of the present invention may further include a third conductive plate piece having a third inner end portion and a third outer end portion and having a two-dimensional third predetermined pattern.
好ましくは、前記第２導電性板片と前記第３導電性板片とが積層方向に配置してあり、
前記第２外側端部には、前記第２所定パターンのパターン延長線に交差する方向に突出する第２外側凸部が一体的に形成してあり、
前記第３外側端部には、前記第２外側凸部が突出する方向に合わせて突出する第３外側凸部が一体的に形成してあり、
前記第２外側凸部と前記第３外側凸部とが電気的に接続してある。
Preferably, the second conductive plate piece and the third conductive plate piece are arranged in the stacking direction,
The second outer end portion is integrally formed with a second outer protrusion that protrudes in a direction intersecting the pattern extension line of the second predetermined pattern,
The third outer end is integrally formed with a third outer protrusion that protrudes in a direction in which the second outer protrusion protrudes,
The second outer convex portion and the third outer convex portion are electrically connected.
第４内側端部と第４外側端部とを持ち、二次元の第４所定パターンを有する第４導電性板片を、本発明のコイル部がさらに有してもよい。 The coil portion of the present invention may further include a fourth conductive plate piece having a fourth inner end portion and a fourth outer end portion and having a two-dimensional fourth predetermined pattern.
好ましくは、前記第３導電性板片と前記第４導電性板片とが積層方向に配置してあり、
前記第３内側端部には、前記第３所定パターンのパターン延長線に交差する方向に突出する第３内側凸部が一体的に形成してあり、
前記第４内側端部には、前記第３内側凸部が突出する方向に合わせて突出する第４内側凸部が一体的に形成してあり、
前記第３内側凸部と前記第４内側凸部とが電気的に接続してある。
Preferably, the third conductive plate piece and the fourth conductive plate piece are arranged in the stacking direction,
The third inner end is integrally formed with a third inner protrusion that protrudes in a direction intersecting the pattern extension line of the third predetermined pattern,
The fourth inner end is integrally formed with a fourth inner protrusion that projects in accordance with the direction in which the third inner protrusion projects.
The third inner convex portion and the fourth inner convex portion are electrically connected.
前記第４外側端部には、第４外部端子片が一体に形成してあってもよい。第４外部端子片は、後述するコイル装置における封止部から外部に露出する部分である。この部分が第４外側端部に一体成形されることで、端子片を別途接続する必要がなくなる。 A fourth external terminal piece may be formed integrally with the fourth outer end portion. A 4th external terminal piece is a part exposed outside from the sealing part in the coil apparatus mentioned later. Since this portion is integrally formed with the fourth outer end portion, it is not necessary to separately connect the terminal pieces.
前記第１導電性板片と前記第４導電性板片との間には、前記第２導電性板片と前記第３導電性板片との対が、複数繰り返して積層してあってもよい。このように構成することで、コイル部の巻き数を、さらに増大させることができる。 A plurality of pairs of the second conductive plate piece and the third conductive plate piece may be repeatedly stacked between the first conductive plate piece and the fourth conductive plate piece. Good. With this configuration, the number of turns of the coil portion can be further increased.
好ましくは、前記第３所定パターンおよび前記第４所定パターンのうちの少なくとも１つが、らせん状パターンである。このように構成することで、コイル部の巻き数を、さらに増大させることができる。 Preferably, at least one of the third predetermined pattern and the fourth predetermined pattern is a spiral pattern. With this configuration, the number of turns of the coil portion can be further increased.
前記第１所定パターンおよび第４所定パターンの内の少なくとも一方がリードパターンであっても良い。全てのパターンがらせん状パターンであることが、コイル部の巻き数を増大させる観点からは好ましいが、外部端子片が形成されるいずれかの導電性板片は、たとえば円弧状あるいは直線状のリードパターンであっても良い。リードパターンを有する導電性板片の内側端部には、溶接などによる接合部を形成しやすい。 At least one of the first predetermined pattern and the fourth predetermined pattern may be a lead pattern. It is preferable that all the patterns are spiral patterns from the viewpoint of increasing the number of turns of the coil portion. However, any of the conductive plate pieces on which the external terminal pieces are formed may be, for example, arc-shaped or linear leads. It may be a pattern. It is easy to form a joint portion by welding or the like at the inner end portion of the conductive plate piece having the lead pattern.
前記第２外側端部には、第２外部端子片が一体に形成してあってもよい。第２外部端子片は、後述するコイル装置における封止部から外部に露出する部分である。この部分が第２外側端部に一体成形されることで、端子片を別途接続する必要がなくなる。 A second external terminal piece may be formed integrally with the second outer end portion. A 2nd external terminal piece is a part exposed outside from the sealing part in the coil apparatus mentioned later. Since this portion is integrally formed with the second outer end portion, there is no need to separately connect the terminal pieces.
前記第２所定パターンが、リードパターンであっても良い。リードパターンを有する導電性板片の内側端部には、溶接などによる接合部を形成しやすい。 The second predetermined pattern may be a lead pattern. It is easy to form a joint portion by welding or the like at the inner end portion of the conductive plate piece having the lead pattern.
本発明に係るコイル装置は、上記のいずれかに記載のコイル部と、前記コイル部の主要部分を覆う封止部と、を有する。前記封止部は、磁性体含有樹脂で構成されていてもよい。本発明のコイル部は、封止部の内部に容易に埋め込まれることができる。 The coil apparatus which concerns on this invention has a coil part in any one of said, and the sealing part which covers the principal part of the said coil part. The sealing portion may be made of a magnetic substance-containing resin. The coil part of the present invention can be easily embedded in the sealing part.
以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。 Hereinafter, the present invention will be described based on embodiments shown in the drawings.
第１実施形態
図１Ａおよび図１Ｂに示すように、本発明の一実施形態におけるコイル装置としてのインダクタ素子２は、圧縮成形体としてのコア部（封止部）４と、コア部４の内部でコイルを構成するコイル部６とを有する。コイル部６の主要部分は、コア部４により覆われている。なお、コイル部６の主要部分とは、コア部４から露出している外部端子片１２ａ，１２ｄを除くコイルとして機能する部分である。
First Embodiment As shown in FIGS. 1A and 1B, an inductor element 2 as a coil device according to an embodiment of the present invention includes a core portion (sealing portion) 4 as a compression molded body, and an inside of the core portion 4. And a
図２Ａに示すように、コイル部６は、Ｚ軸方向（積層方向）に積層される複数の導電性板片６ａ〜６ｄから成る。図２Ａでは、第１〜第４導電性板片６ａ〜６ｄがＺ軸方向に積層されてコイル部６が構成されているが、少なくとも１つ以上、好ましくは２つの導電性板片６ａ，６ｄによりコイル部６を構成することができる。あるいは、コイル部６は、４つ以上の導電性板片により構成されていてもよい。たとえば第３導電性板片６ｃと第４導電性板片６ｄとの間に、第２導電性板片６ｂと第３導電性板片６ｃとの対を、一対以上に追加してもよい。
As shown in FIG. 2A, the
以下の実施形態では、４つの第１〜第４導電性板片６ａ〜６ｄがＺ軸方向に積層されてコイル部６が構成されているものとして説明する。
In the following embodiments, description will be made on the assumption that the first to fourth
第１導電性板片６ａは、Ｘ軸およびＹ軸を含む二次元の平面でらせん状（渦巻き状）の第１所定パターン７ａを有する。らせん状のパターン７ａの巻き数は、特に限定されないが、好ましくは１／２〜１０ターン、さらに好ましくは１〜５ターンである。らせん状の第１所定パターン７ａの内側端には、第１内側端部８ａが形成してあり、らせん状のパターン７ａの外側端には、第１外側端部１０ａが形成してある。なお、「らせん」とは、図示するようなＺ軸方向から見て楕円状のらせんのみでなく、円形のらせん、四角形（長方形含む）のらせん、その他の多角形状、あるいはその他の曲線形状のらせんを含む。
The first
第１外側端部１０ａには、第１外側凸部１１ａが一体的に形成してある。本実施形態では、第１外側凸部１１ａが、らせんの径方向外側方向（この実施形態ではＸ軸方向）に突出する第１外部端子片１２ａを構成している。第１外部端子片１２ａは、後工程で除去される第１リードフレーム１４ａに連結してある。
A first outer
第１内側端部８ａには、図２Ｂに示すように、らせん状の第１所定パターン７ａのパターン延長線Ｐ１に所定角度θで交差する方向Ｐ２に突出する第１内側凸部８ａが一体的に形成してある。所定角度θは、第１内側凸部８ａが形成される位置に応じて変化するが、図示する例では、好ましくは４５〜１３５度、さらに好ましくは８０〜１００度である。
As shown in FIG. 2B, the first inner
本実施形態では、第１内側凸部８ａが突出する方向Ｐ２が、らせん状パターンの中心Ｏの近くを向くように半径方向の内側を向いている。第１内側凸部８ａが突出する方向Ｐ２は、第１内側凸部８ａが、その外側に位置するらせん状のパターン７ａの導電性板片途中部分との間の余裕隙間ｃ２を、広げることができる方向であれば特に限定されない。すなわち、余裕隙間ｃ２が、らせん状のパターン７ａにおけるパターン隙間ｃ１よりも広くなる方向となるように、所定角度θが決定される。
In the present embodiment, the direction P2 in which the first inner
図２Ａに示すように、第２導電性板片６ｂは、Ｘ軸およびＹ軸を含む二次元の平面でらせん状の第２所定パターン７ｂを有する。らせん状の第２所定パターン７ｂは、らせん状の第１所定パターンに対して、内から外側に向けて逆向きのらせん状パターンである以外は同様である。このらせん状の第２所定パターン７ｂの内側端には、第２内側端部８ｂが形成してあり、らせん状のパターン７ｂの外側端には、第２外側端部１０ｂが形成してある。
As shown in FIG. 2A, the second
第２外側端部１０ｂには、第２外側凸部１１ｂが一体的に形成してある。本実施形態では、第２外側凸部１１ｂが、らせんの径方向外側方向（この実施形態ではＸ軸方向）に突出している。第２外側凸部１１ｂは、それよりも内側に位置するらせん状のパターン７ｂの導電性板片途中部分との間に、パターン隙間ｃ１（図２Ｂ参照）よりも広い余裕隙間ｃ２が形成される方向に突出している。
A second outer
第２内側端部８ｂには、第１内側凸部９ａが突出する方向に合わせて突出する第２内側凸部９ｂが一体的に形成してある。第２内側凸部９ｂに関しても、第１内側凸部９ａと同様に、図２Ｂに示すパターン隙間ｃ１よりも広い余裕隙間ｃ２が形成される方向に突出している。
The second
第２内側凸部９ｂは、第１内側凸部９ａと同じ方向に突出しており、第１内側凸部９ａとＺ軸方向にはズレているがＸ−Ｙ座標位置が同じである。第２導電性板片６ｂは、らせん状の第２所定パターン７ｂのＸ軸方向の中間位置で、後工程にて除去される第２リードフレーム１４ｂに連結してある。
The second inner
図２Ａに示すように、第３導電性板片６ｃは、Ｘ軸およびＹ軸を含む二次元の平面でらせん状の第３所定パターン７ｃを有する。らせん状の第３所定パターン７ｃは、らせん状の第２所定パターンに対して、内から外側に向けて逆向きのらせん状パターンである以外は同様である。このらせん状の第３所定パターン７ｃの内側端には、第３内側端部８ｃが形成してあり、らせん状のパターン７ｃの外側端には、第３外側端部１０ｃが形成してある。
As shown in FIG. 2A, the third
第３外側端部１０ｃには、第３外側凸部１１ｃが一体的に形成してある。本実施形態では、第３外側凸部１１ｃが、らせんの径方向外側方向（この実施形態ではＸ軸方向）に突出している。第３外側凸部１１ｃは、それよりも内側に位置するらせん状のパターン７ｃの導電性板片途中部分との間に、パターン隙間ｃ１（図２Ｂ参照）よりも広い余裕隙間ｃ２が形成される方向に突出している。第３外側凸部１１ｃは、第２外側凸部１１ｂと同じ方向に突出しており、Ｚ軸方向にはズレているがＸ−Ｙ座標位置が同じである。
A third outer
第３内側端部８ｃには、第１内側凸部９ａが突出する方向に合わせて突出する第３内側凸部９ｃが一体的に形成してある。第３内側凸部８ｃに関しても、第１内側凸部８ａと同様に、図２Ｂに示すパターン隙間ｃ１よりも広い余裕隙間ｃ２が形成される方向に突出している。なお、本実施形態では、第３内側凸部９ｃは、第１内側凸部９ａが突出するＸ−Ｙ座標位置に合わせて突出しているが、らせん状パターンの他の内側位置で、第１内側凸部９ａと同様に突出するように構成されていてもよい。第３導電性板片６ｃは、らせん状の第３所定パターン７ｃのＸ軸方向の中間位置で、後工程にて除去される第３リードフレーム１４ｃに連結してある。
The third inner end 8c is integrally formed with a third
図２Ａに示すように、第４導電性板片６ｄは、Ｘ軸およびＹ軸を含む二次元の平面でらせん状の第４所定パターン７ｄを有する。らせん状の第４所定パターン７ｄは、らせん状の第３所定パターンに対して、内から外側に向けて逆向きのらせん状パターンである以外は同様である。このらせん状の第４所定パターン７ｄの内側端には、第４内側端部８ｄが形成してあり、らせん状のパターン７ｄの外側端には、第４外側端部１０ｄが形成してある。
As shown in FIG. 2A, the fourth
第４外側端部１０ｄには、第４外側凸部１１ｄが一体的に形成してある。本実施形態では、第４外側凸部１１ｄが、らせんの径方向外側方向（この実施形態ではＸ軸方向）に突出している。本実施形態では、第４外側凸部１１ｄが、第４外部端子片１２ｄを構成している。第４外部端子片１２ｄは、第１外部端子片１２ａとＸ軸方向の逆向きに形成してあり、後工程で除去される第４リードフレーム１４ｄに連結してある。
A fourth outer
第４内側端部８ｄには、第３内側凸部９ｃが突出する方向に合わせて突出する第４内側凸部９ｄが一体的に形成してある。第４内側凸部８ｄに関しても、第１内側凸部８ａと同様に、図２Ｂに示すパターン隙間ｃ１よりも広い余裕隙間ｃ２が形成される方向に突出している。
The fourth
リードフレーム１４ａ〜１４ｄをそれぞれ含む各導電性板片６ａ〜６ｄは、それぞれ金属板（金属箔含む）などの導電性板材を図２Ａに示すパターンに加工してある板片である。パターン加工するための方法としては、打抜き加工、エッチング加工、ワイヤカット、レーザー加工、放電加工、ドリル加工などが例示される。
Each of the
各導電性板片６ａ〜６ｄの厚みは、好ましくは１００〜１０００μｍ、さらに好ましくは１００〜５００μｍである。コイルとしての性能を向上させる観点からは厚い方が好ましいが、厚すぎると加工が困難になる傾向にある。薄すぎると、変形しやすく取り扱いに不便である。
The thickness of each of the
各導電性板片６ａ〜６ｄにおけるパターン隙間ｃ１（図２Ｂ参照）の幅は、好ましくは５〜９０μｍ、さらに好ましくは５〜５０μｍ、さらにまた好ましくは５〜３０μｍである。らせん状のパターン７ａ〜７ｄの各パターン幅ｃ３は、好ましくは１００〜１０００μｍ、さらに好ましくは１００〜５００μｍである。
The width of the pattern gap c1 (see FIG. 2B) in each of the
各導電性板片６ａ〜６ｄの材質としては、特に限定されないが、たとえばＣｕ、Ａｌ、Ｆｅ、Ａｇ、Ａｕ、リン青銅などが例示される。各導電性板片６ａ〜６ｄには、パターン加工された後に、図２Ｃに示すように、絶縁コートが施されて絶縁被覆層３０が形成されることが好ましい。絶縁コートのための方法としては、電着法、コーティング法、ディップ法、印刷、フィルムの貼り付けなどが例示される。絶縁被覆層３０の材質としては、たとえばポリウレタン、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリエステル、ポリエステル−イミド、ポリエステル−ナイロンなどの合成樹脂が例示される。
Although it does not specifically limit as a material of each
各導電性板片６ａ〜６ｄの外表面に、絶縁被覆層３０を形成するための液状樹脂を塗布（電着や印刷など含む）することで、パターン隙間ｃ１を構成する貫通溝２０に樹脂が入り込む。その後に、樹脂を乾燥させて硬化、または熱硬化または紫外線硬化させる。その結果、絶縁被覆層３０が、らせん状パターン７ａ〜７ｄの長手方向に沿って連続的または断続的に埋め込まれるように形成され、相互に隣り合う導電経路１５を絶縁しながら連結する。図２Ｃに示すように、本実施形態では、導電経路１５の横断面形状は、実質的に四角形になる。
By applying a liquid resin (including electrodeposition and printing) for forming the insulating
絶縁被覆層３０の厚みｔ２は、特に限定されないが、パターン隙間ｃ１の幅と同等以上であることが好ましく、好ましくは５〜１２０μｍ、さらに好ましくは１０〜９０μｍである。好ましくは、絶縁被覆層３０の厚みｔ２に比較して、パターン隙間ｃ１の幅は同等または小さい。厚みｔ２の絶縁被覆層３０を形成する場合に、パターン隙間ｃ１が溝２０の長手方向に沿って連続的または断続的に塞がれることが好ましい。また、パターン隙間ｃ１の最小幅をｃ１min とし、導電性板片の厚みをｔ１とした場合に、ｃ１min ／ｔ１が１よりも小さく、好ましくはｃ１min ／ｔ１が０．１〜０．８、さらに好ましくは０．１〜０．４である。
The thickness t2 of the insulating
なお、図２Ｄに示すように、パターン隙間ｃ１の幅が１００μｍ以上に大きい場合には、パターン隙間ｃ１を構成する貫通溝２０ａを、絶縁被覆層３０で塞ぐことが困難になる。そのため、後工程での圧粉成形時に比較パターン７ｅに圧力が作用した場合に、比較パターン７ｅは、貫通溝２０ａを介して特にＺ軸方向に巻乱れが生じてしまう。また、貫通溝２０ａが絶縁被覆層３０で塞がっていないと、後工程での圧粉成形時に、貫通溝２０ａの内部に、金属粒子磁性体粒子が入り込み、そこに位置する絶縁被覆層３０を傷つけ、絶縁性を低下させ、ショート不良などを発生させるおそれがある。
As shown in FIG. 2D, when the width of the pattern gap c1 is as large as 100 μm or more, it is difficult to close the through
本実施形態において、パターン隙間ｃ１を構成する貫通溝２０は、図２Ｅに示すように、導電性板片６ａ〜６ｄの表面２２から裏面２４に向けて均一な隙間ｃ１では無くても良い。たとえば貫通溝２０は、表側開口面２２ａに向けて隙間幅が広がる広がり部分２６と、裏側開口面２４ａにおいて隙間幅が最も狭くなる最狭部分２８とを有していてもよい。広がり部分２６は、少なくともいずれかの導電性板片６ａ〜６ｄの片側表面に、パターン隙間ｃ１の長手方向に沿って連続的または断続的に形成してあることが好ましい。さらに、表側開口面２２ａの両側には、それぞれ表面２２からＺ軸方向に突出する盛上り部２３が形成してあってもよい。
In the present embodiment, the through
また本実施形態では、図２Ｆに示すように、パターン隙間ｃ１を構成する貫通溝２０は、表側開口面２２ａに向けて隙間幅が広がる広がり部分２６ａと、裏側開口面２４ａに向けて隙間幅が広がる広がり部分２６ｂと、それらの中間において隙間幅が最も狭くなる最狭部分２８とを有していてもよい。本実施形態では、一方の広がり部分２６ａの最大隙間幅が、他方の広がり部２６ｂの最大隙間幅よりも大きい。広がり部分２６ａ，２６ｂは、少なくともいずれかの導電性板片６ａ〜６ｄの両側表面に、パターン隙間の長手方向に沿って連続的または断続的に形成してあることが好ましい。表側開口面２２ａの両側には、それぞれ表面２２からＺ軸方向に突出する盛上り部２３が形成してあってもよい。さらにまた、裏側開口面２４ａの両側には、それぞれ裏面２４からＺ軸方向に突出する盛上り部２３が形成してあってもよい。
Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 2F, the through
さらに本実施形態において、パターン隙間ｃ１を構成する貫通溝２０は、図２Ｅまたは図２Ｆに示す断面に限らず、種々の断面形状であっても良い。また、パターン隙間ｃ１を構成する貫通溝２０は、たとえば図２Ｂのらせん状パターン７ａの長手方向に沿って、同じような断面形状を有することが好ましいが、途中で異なっていても良い。貫通溝２０をレーザ加工などで形成する場合には、レーザ照射側に、広がり部分２６または２６ａが形成されやすい。本実施形態では、貫通溝２０における最狭部分２８での隙間幅が、パターン隙間ｃ１の最小幅ｃ１min となる。
Further, in the present embodiment, the through
本実施形態において、貫通溝２０および／または盛上り部２３が形成してある導電性板片６ａ〜６ｄの表面２２または裏面２４に被覆してある絶縁被覆層３０の表面形状は、表面２２または裏面２４の下地形状に合わせて変化していてもよい。また、本実施形態では、導電性板片６ａ〜６ｄの表面２２および裏面２４の双方に、絶縁被覆層３０を形成することで、貫通溝２０を絶縁被覆層３０で埋め、らせん状の導電経路１５をＸ−Ｙ平面方向に連結している。しかしながら、絶縁被覆層３０は、導電性板片６ａ〜６ｄの表面２２または裏面２４のいずれかのみに絶縁被覆層３０を形成することで、貫通溝２０を絶縁被覆層３０で埋め、らせん状の導電経路１５をＸ−Ｙ平面方向に連結してもよい。
In the present embodiment, the surface shape of the insulating
本実施形態では、図１Ｂおよび図２Ａに示すように、第１内側凸部９ａと第２内側凸部９ｂとが電気的に接続されて、接合部９ａｂとなる。また、第２外側凸部１１ｂと第３外側凸部１１ｃとが電気的に接続されて、接合部１１ａｂとなる。さらに、第３内側凸部９ｃと第４内側凸部９ｄとが電気的に接続されて、接合部９ｃｄとなる。
In the present embodiment, as shown in FIGS. 1B and 2A, the first inner
これらの接合部を形成するための方法は、特に限定されず、レーザ溶接、アーク溶接法、超音波接合法、はんだ接合、導電性ペーストなどでの接合などが例示される。接合時には、図２Ａに示すリードフレーム１４ａ〜１４ｄが各導電性板片６ａ〜６ｄにそれぞれ取り付けられた状態であることが好ましいが、除去された後でもよい。また、接合時には、接合部に対応する位置で、図２Ｃに示す絶縁被覆層３０を予め除去してもよいが、予め除去しなくとも、接合時の熱で除去される。さらに、図２Ｃに示す絶縁被覆層３０は、接合部を形成した後に形成してもよい。
The method for forming these joints is not particularly limited, and examples thereof include laser welding, arc welding, ultrasonic joining, solder joining, joining with a conductive paste, and the like. At the time of joining, the lead frames 14a to 14d shown in FIG. 2A are preferably attached to the
本実施形態では、図２Ａに示すリードフレーム１４ａ〜１４ｄ（図示上の２点鎖線の部分）が各導電性板片６ａ〜６ｄにそれぞれ取り付けられた状態で、上記の接合が行われ、その後に、図１Ｂに示すコア部４の形成が行われ、その後に、リードフレーム１４ａ〜１４ｄが切断などにより除去されてもよい。あるいは、コア部４の形成前に、リードフレーム１４ａ〜１４ｄが切断などにより除去されてもよい。図１Ｂに示すように、本実施形態では、コア部４は、コイル部６の内周部と外周部と巻回軸両端部とを一体化して全体を覆うようになっている。
In the present embodiment, the above-described joining is performed in a state where the lead frames 14a to 14d (parts indicated by two-dot chain lines in the drawing) shown in FIG. 2A are attached to the respective
コア部４は、磁性粉体およびバインダを含む顆粒を圧縮成形または射出成形して形成してある。磁性粉体としては、特に限定されないが、センダスト（Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ；鉄−シリコン−アルミニウム）、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｃｒ（鉄−シリコン−クロム）、パーマロイ（Ｆｅ−Ｎｉ）、カルボニル鉄系、カルボニルＮｉ系、アモルファス粉、ナノクリスタル粉などの金属磁性体粉が好ましく用いられる。 The core part 4 is formed by compression molding or injection molding a granule containing magnetic powder and a binder. Although it does not specifically limit as magnetic powder, Sendust (Fe-Si-Al; Iron-silicon-aluminum), Fe-Si-Cr (iron-silicon-chromium), permalloy (Fe-Ni), carbonyl iron system, Metallic magnetic powders such as carbonyl Ni-based, amorphous powder, and nanocrystal powder are preferably used.
磁性粉体の粒径は、好ましくは０．５〜５０μｍである。本実施形態では、磁性粉体は、金属磁性粒子であり、その粒子外周は、絶縁被膜してあることが好ましい。絶縁被膜としては、金属酸化物被膜、樹脂被膜、リンや亜鉛などの化成膜などが例示される。 The particle size of the magnetic powder is preferably 0.5 to 50 μm. In the present embodiment, the magnetic powder is a metal magnetic particle, and the outer periphery of the particle is preferably coated with an insulating film. Examples of the insulating film include a metal oxide film, a resin film, and a chemical film such as phosphorus or zinc.
ただし、磁性粉体としては、Ｍｎ−Ｚｎ、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎなどのフェライト磁性体粉であってもよい。バインダ樹脂としては、特に限定されないが、たとえばエポキシ樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド、ポリアミドイミド、シリコン樹脂、これらを組み合わせたものなどが例示される。 However, the magnetic powder may be a ferrite magnetic powder such as Mn—Zn and Ni—Cu—Zn. The binder resin is not particularly limited, and examples thereof include epoxy resins, phenol resins, acrylic resins, polyester resins, polyimides, polyamideimides, silicon resins, and combinations thereof.
コア部４の形成に際しては、コイル部６の主要部分が金型の内部にインサートされ、外部端子片１２ａおよび１２ｄの大部分は金型から露出して、金型内でコア部４が圧縮成形により形成される。図１Ａおよび図１Ｂに示す実施形態では、コア部４の対向するＸ軸方向側面４ＣからＸ軸方向に沿って外部端子片１２ａおよび１２ｄがそれぞれ引き出され、コア部４の形状に合わせてコア部４の側面４Ｃから上面４Ａに折曲成形される。本実施形態では、コア部４の上面４Ａが実装面となり、コア部４の下面が反実装面となる。
When the core portion 4 is formed, the main portion of the
本実施形態では、外部端子片１２ａおよび１２ｄは、コイル部６を構成する導電性板片６ａ〜６ｄのいずれかと一体に成形してあり、図２Ｂに示すパターン幅ｃ３よりも大きいＹ軸方向幅を有する。外部端子片１２ａおよび１２ｄのＹ軸方向幅は、コア部４のＹ軸方向幅の３０〜１００％の幅であることが好ましい。
In the present embodiment, the
本実施形態では、コア部４の上面４Ａは、回路基板などに接続される実装側外面であり、相互に垂直なＸ軸およびＹ軸を通る平面と略平行に形成してあり、コイル部６の巻軸が、Ｘ軸およびＹ軸を通る平面と垂直なＺ軸に対して略平行になっている。本実施形態では、コア部４の下面４Ｂは、上面４Ａに対して略平行な反実装側外面であり、４つの側面４Ｃは、これらの上面および下面に対して略垂直となっている。ただし、コア部４の形状は、特に限定されず、６面体に限らず、円柱形、楕円柱、多角柱などであっても良い。
In the present embodiment, the
本実施形態のインダクタ素子２のサイズは、特に限定されないが、たとえばＸ軸方向幅Ｘ０が１．０〜２０ｍｍ、Ｙ軸方向幅Ｙ０が１．０〜２０ｍｍ、高さＺ０が１．０〜１０ｍｍである。このインダクタ素子２は、たとえばトランス、バラン、コモンモードフィルタ（コモンモードチョーク）、ＤＣ／ＤＣコンバータ等の回路素子、電源ラインにおけるチョークコイル、デカップリング素子、インピーダンスマッチングのための素子、フィルタの構成素子、アンテナ素子などとして用いることができる。 The size of the inductor element 2 of the present embodiment is not particularly limited. For example, the X-axis direction width X0 is 1.0 to 20 mm, the Y-axis direction width Y0 is 1.0 to 20 mm, and the height Z0 is 1.0 to 10 mm. It is. The inductor element 2 includes, for example, a transformer, a balun, a common mode filter (common mode choke), a circuit element such as a DC / DC converter, a choke coil in a power supply line, a decoupling element, an element for impedance matching, and a filter constituent element. It can be used as an antenna element.
本実施形態に係るコイル部６では、図２Ｂに示すように、第１内側端部８ａには、第１所定パターン７ａのパターン延長線Ｐ１に所定角度θで交差する方向Ｐ２に突出する第１内側凸部９ａが一体的に形成してある。このため、第１所定パターン７ａがらせん状パターンである場合においても、第１内側凸部９ａと、その外側に位置するらせん状パターンの導電性板片途中部分との間の余裕隙間ｃ２を広げることができる。すなわち、余裕隙間ｃ２を、らせん状パターンにおけるパターン隙間ｃ１よりも広い隙間にすることができる。
In the
そのため、第１内側凸部９ａと第２内側凸部９ｂとを溶接などで接合する場合に、その接合部９ａｂが、その外側に位置するらせん状パターンの導電性板片途中部分にまで及ばす、ショート不良を引き起こすおそれが少ない。したがって、本発明のコイル部６では、コイル部６の外径を小さくしても、導電性板片６ａ〜６ｄを複数積層することで、コイル部６の巻き数を増大させることが容易である。
Therefore, when joining the 1st inner side
また本実施形態では、全ての導電性板片６ａ〜６ｄが、らせん状のパターン７ａ〜７ｄを有するために、コイル部６の巻き数を増大させることができる。さらに本実施形態では、第１外側端部１０ａには、第１外部端子片１２ａが一体に形成してあると共に、第４外側端部１０ｄには、第４外部端子片１２ｄが一体に形成してある。外部端子片１０ａ，１０ｄは、コア部（封止部）４から外部に露出する部分である。これらの部分が、いずれかの導電性板片に一体成形されることで、端子片を別途接続する必要がなくなる。
Moreover, in this embodiment, since all the
本実施形態に係るコイル部６では、パターン隙間ｃ１の最小値をｃ１min とし、導電性板片６ａ〜６ｄの厚みをｔ１とした場合に、ｃ１min ／ｔ１が１よりも小さい。すなわち、パターン隙間ｃ１の幅が、従来に比べて十分に小さい。パターン隙間ｃ１の幅が小さいことから、らせんの巻き数を増やすことが容易であると共にコイル部の小型化が可能である。
In the
また、パターン隙間ｃ１の幅を小さくしてあるが、パターン隙間ｃ１の横断面には、当該パターン隙間ｃ１の開口面２ａに向けて隙間幅が広がる広がり部分２６，２６ａが形成してある。このため、広がり部分２６，２６ａから絶縁被覆層３０を埋め込むことができ、狭いパターン隙間ｃ１への絶縁被覆層３０の埋込作業が容易になり、作業時間の短縮を図ることができる。さらに、絶縁被覆層３０を形成するための液状の絶縁部材に含まれる気泡は、パターン隙間ｃ１の広がり部分２６，２６ａから容易に抜けることが可能であり、硬化後の絶縁部材には、気泡などがほとんど含まれない。そのため、パターン隙間ｃ１における絶縁信頼性が向上する。
Further, although the width of the pattern gap c1 is reduced,
また、パターン隙間ｃ１には、導電性板片６ａ〜６ｄの外表面を覆う絶縁被覆層３０が、らせん状パターン７ａ〜７ｄの長手方向に沿って連続的または断続的に埋め込まれ、相互に隣り合う導電経路１５を絶縁しながら連結している。そのため、その後の工程において、コイル部６を金型内にインサートして磁性体粉を圧力成形しても、らせん状パターンがばらけることがなく、巻乱れが生じるおそれが少ない。
Further, in the pattern gap c1, the insulating
特に本実施形態のコイル部６では、絶縁被覆層３０は、相互に隣り合う導電経路１５を絶縁しながら連結しているため、ショート不良が生じるおそれも少ない。
In particular, in the
また、パターン隙間ｃ１が狭いためと、その隙間ｃ１には絶縁被覆層３０が予め形成してあるために、その後の工程でコイル部６の周囲にコア部４を圧力成形する際に、コア部４を構成する磁性体粉がパターン隙間ｃ１に入り込み難い。そのため、隙間ｃ１に入り込んだ磁性体粉が絶縁被覆層３０を傷つけるおそれが少なくなり、ショート不良を有効に防止することができる。
Further, since the pattern gap c1 is narrow and the insulating
さらに、広がり部分２６，２６ａは、導電性板片６ａ〜６ｄの片側表面に、パターン隙間ｃ１の長手方向に沿って連続的または断続的に形成してある。あるいは、２６，２６ａ広がり部分は、導電性板片６ａ〜６ｄの両側表面に、パターン隙間ｃ１の長手方向に沿って連続的または断続的に形成してあってもよい。いずれの場合にも、絶縁被覆層３０を形成するための絶縁部材を広がり部分２６，２６ａ側から塗布することで、絶縁部材がパターン隙間ｃ１に入り込み易くなり、しかも気泡などが抜けやすい。
Further, the widened
特に本実施形態のコイル部６では、パターン隙間ｃ１の幅が小さいことから、らせんの巻き数を増やすことが容易であると共にコイル部６の小型化が可能である。さらに、絶縁被覆層３０は、相互に隣り合う前記導電経路１５を絶縁しながら連結しているため、ショート不良が生じるおそれも少ない。
In particular, in the
また、パターン隙間ｃ１の幅を小さくすることで、絶縁被覆層３０のパターン隙間ｃ１の貫通溝２０への埋込作業が容易になり、作業時間の短縮を図ることができる。また、パターン隙間ｃ１の幅が狭いためと、その隙間には絶縁被覆層３０が予め形成してあるために、その後の工程でコイル部６の周囲にコア部４を圧力成形する際に、コア部４を構成する磁性体粉がパターン隙間ｃ１に入り込み難い。そのため、隙間ｃ１に入り込んだ磁性体粉が絶縁被覆層３０を傷つけるおそれが少なくなり、ショート不良を有効に防止することができる。
Further, by reducing the width of the pattern gap c1, the work of embedding the pattern gap c1 of the insulating
第２実施形態
図３および図４に示すように、本実施形態に係るインダクタ素子２Ａは、コイル部６Ａの構成が少し異なる以外は、第１実施形態に係るインダクタ素子２と同じである。本実施形態のコイル部６Ａは、第４導電性板片６ｄ１が、第１実施形態の第４導電性板片６ｄの代わりに配置される。以下、第１実施形態と異なる部分について詳細に説明し、共通する部分の説明は省略する。
Second Embodiment As shown in FIGS. 3 and 4, the
図４に示すように、本実施形態の第４導電性板片６ｄ１は、第４所定パターン７ｄ１を有する。この第４所定パターン７ｄ１は、Ｘ軸およびＹ軸を含む二次元の平面で円弧状を形成するリードパターンであり、コイル部６Ａからの引出配線を構成するが、約１/２周分だけ、コイル部６Ａの一部も兼ねている。
As shown in FIG. 4, the fourth conductive plate piece 6d1 of the present embodiment has a fourth predetermined pattern 7d1. The fourth predetermined pattern 7d1 is a lead pattern that forms an arc shape on a two-dimensional plane including the X axis and the Y axis, and constitutes a lead-out wiring from the
本実施形態の第４導電性板片６ｄ１のパターン７ｄ１の外側端には、第４外側端部１０ｄが形成してある。第４外側端部１０ｄには、第４外側凸部１１ｄが一体的に形成してある。本実施形態では、第４外側凸部１１ｄが、コイル部６Ａの径方向外側方向（この実施形態ではＸ軸方向）に突出している。本実施形態では、第４外側凸部１１ｄが、第４外部端子片１２ｄを構成している。第４外部端子片１２ｄは、第１外部端子片１２ａとＸ軸方向の逆向きに形成してあり、後工程で除去される第４リードフレーム１４ｄに連結してある。
A fourth
第４内側端部８ｄには、第３内側凸部９ｃが突出する方向に合わせて突出する第４内側凸部９ｄが一体的に形成してある。第３内側凸部９ｃと第４内側凸部９ｄとが電気的に接続されて、図３に示す接合部９ｃｄとなる。
The fourth
本実施形態では、コイル部６Ａを構成する導電経路１５の巻き数が、第１実施形態と比較して少なくなるが、第４導電性板片６ｄ１がリードパターンを有するために、その内側端部８ｄには、溶接などによる接合部ｃｄを形成しやすい。
In the present embodiment, the number of turns of the
図５に示すコイル部６Ｂは、図４に示すコイル部６Ａの変形例であり、第４導電性板片６ｄ２が図４に示す第４導電性板片６ｄ１の代わりに配置してある以外は、図４に示すコイル部６Ａと同様である。本実施形態の第４導電性板片６ｄ２は、第４所定パターン７ｄ２を有する。
The coil portion 6B shown in FIG. 5 is a modification of the
この第４所定パターン７ｄ２は、Ｘ軸およびＹ軸を含む二次元の平面で直線状パターンの組合せからなるリードパターンであり、コイル部６Ｂからの引出配線を構成するが、約１/２周分だけ、コイル部６Ｂの一部も兼ねている。図５に示すコイル部６Ｂも、図４に示すコイル部６Ａと同様な作用効果を奏する。
The fourth predetermined pattern 7d2 is a lead pattern composed of a combination of linear patterns on a two-dimensional plane including the X axis and the Y axis, and constitutes a lead-out wiring from the coil portion 6B. However, it also serves as a part of the coil portion 6B. The coil part 6B shown in FIG. 5 also has the same effects as the
第３実施形態
図６Ａおよび図６Ｂに示すように、本実施形態に係るインダクタ素子２Ｂは、コア部４の構成が異なる以外は、第１実施形態または第２実施形態に係るインダクタ素子２と同じである。本実施形態のコア部４は、上面４Ａの少なくとも中央部分を含む第１領域４ａと、下面４Ｂの少なくとも中央部分を含む第２領域４ｂとから成る。本実施形態では、中央部分とは、コイル部６の内側部分を意味する。
Third Embodiment As shown in FIGS. 6A and 6B, an
本実施形態では、第１領域４ａは、コイル部６のＺ軸方向上端よりもさらに上に位置して上面４Ａの全面を含むベース部４ａ１と、ベース部４ａ１の中央部から連続して下面４Ｂの方向にＺ軸方向に沿って山形に突出する凸部４ａ２とを有する。ベース部４ａ１は、上面４Ａと、コア部４の４つの側面４Ｃの上部とを構成している。
In the present embodiment, the
第２領域４ｂは、コイル部６のＺ軸方向下端よりもさらに下に位置して下面４Ｂの全面を含むベース部４ｂ１と、ベース部４ｂ１の中央部から連続して上面４Ｂの方向にＺ軸方向に沿って突出する凸部４ｂ２とを有する。凸部４ｂ２は、山形に突出する凸部４ａ２と共に、コイル部６の内周面との隙間を埋めるような形状を有している。第２領域４ｂは、ベース部４ｂ１からコイル部６の外周部で連続して上面４Ａの方向にＺ軸方向に沿って突出する外周部４ｂ３を有する。外周部４ｂ３は、コア部４の４つの側面４Ｃの下部を構成している。
The
第１領域４ａのベース部４ａ１のＺ軸方向の厚みは、好ましくは、コア部４の高さＺ０の１０〜４０％であり、第２領域４ｂのベース部４ｂ１のＺ軸方向の厚みと同程度であるが、必ずしも同一である必要はない。凸部４ａ２の高さ（Ｚ軸方向）は、コイル部６のＺ軸方向の高さより低くても高くてもよい。また、凸部４ａ２は、裁頭錐体形状であることが好ましい。凸部４ａ２の形成が容易であると共に、空芯コイルとしてのコイル部６の内部に凸部４ａ２を入り込ませやすく、しかも位置決め効果があるからである。
The thickness in the Z-axis direction of the base portion 4a1 in the
本実施形態では、コア部４を構成する第１領域４ａおよび第２領域４ｂは、所定の界面で直接に接触しており、双方共に、磁性粉末とバインダ樹脂とを含むが、バインダ樹脂の含有量、あるいは空隙の密度が異なる。すなわち、第１領域４ａにおける空隙の密度よりも、第２領域４ｂにおける空隙の密度を異ならせても良い。あるいは、第１領域４ａにおけるバインダ樹脂の含有量よりも、第２領域４ｂにおけるバインダ樹脂の含有量を異ならせても良い。
In the present embodiment, the
本実施形態において、空隙とは、コア部４を任意の断面で切断した場合に、内径が３〜３０μｍの断面空間が観察された部分を意味する。空隙の形状は、たとえば円形に近いことが好ましいが、必ずしも円形ではなく、楕円形、多角形でもよい。空隙の内径は、観察された断面空間の形状の外接円で判断する。 In the present embodiment, the void means a portion where a cross-sectional space having an inner diameter of 3 to 30 μm is observed when the core portion 4 is cut in an arbitrary cross section. The shape of the gap is preferably close to a circle, for example, but is not necessarily a circle and may be an ellipse or a polygon. The inner diameter of the air gap is determined by the circumscribed circle of the shape of the observed cross-sectional space.
本実施形態において、空隙の密度は、コア部４を任意の断面で切断した場合の断面写真において、９０μｍ×１２０μｍの四角形の面積内に観察される空隙の数で定義される。また、空隙の密度が高いとは、比較される断面における空隙の密度に対して、好ましくは１５０％以上、さらに好ましくは３００％以上に密度が高いことを意味する。 In the present embodiment, the density of voids is defined by the number of voids observed within a square area of 90 μm × 120 μm in a cross-sectional photograph when the core part 4 is cut in an arbitrary cross section. In addition, the high density of voids means that the density is preferably 150% or higher, more preferably 300% or higher, with respect to the density of the voids in the cross-sections to be compared.
たとえば第１領域４ａに対して第２領域４ｂの空隙の密度を高くするための方法の一例としては、たとえば第２領域４ｂを形成するための材料に含まれる溶剤の量を、第２領域４ｂを形成するための材料に含まれる溶剤の量よりも多くすることが挙げられる。溶剤の量を多くすることで、コア部４を成形するための乾燥工程、加熱工程、あるいは圧縮工程において、第２領域４ｂでは、溶剤が蒸発して空隙となる割合が多くなり、第２領域４ｂの空隙の密度を高くすることができる。
For example, as an example of a method for increasing the density of voids in the
第１領域４ａに対して第２領域４ｂの空隙の密度を高くするための方法の別の例としては、以下の方法も考えられる。たとえば第１領域４ａを予め成形した後に、第２領域４ｂを形成するための磁性体ペーストに、成形後の第１領域４ａの凸部４ａ２側をコイル部６と共に浸漬させ、磁性体ペーストを硬化させる際に、磁性体ペーストから溶剤成分が抜け難くするようにしてもよい。たとえば溶剤が抜けにくいパレットに磁性体ペーストを入れ、そこに、成形後の第１領域４ａの凸部４ａ２側をコイル部６と共に浸漬させ、溶剤が外部に抜けにくい状態で磁性体ペーストを硬化させてもよい。このような方法によっても、第２領域４ｂにおける空隙の密度を、第１領域４ａよりも高めることができる。
As another example of the method for increasing the density of the voids in the
本実施形態では、第１領域４ａおよび第２領域４ｂに含まれるバインダ樹脂の含有量は、磁性粉末１００質量部に対して、１〜１１であることが好ましい。第１領域４ａおよび第２領域４ｂに含まれるバインダ樹脂の含有量は、同じでもよいが、異ならせても良い。第２領域４ｂにおいて、空隙の密度を上げる観点からは、第２領域４ｂに含まれるバインダ樹脂の含有量は、第１領域４ａに含まれるバインダ樹脂の含有量よりも多いことが好ましい。たとえば第２領域４ｂに含まれるバインダ樹脂の含有量は、第１領域４ａに含まれるバインダ樹脂の含有量の１１０〜２００％であることが好ましい。
In this embodiment, it is preferable that content of binder resin contained in the 1st area |
次に、図６Ａおよび図６Ｂに示すインダクタ素子２の製造方法について説明する。まず、たとえば金型のキャビティ内に、図６Ｂに示す第１領域４ａを形成する。第１領域４ａには、山形の凸部４ａ２が形成してある。第１領域４ａは、磁性粉末とバインダ樹脂とを少なくとも含んでいる。第１領域４ａの形状は比較的に単純な形状なので、第１領域４ａを形成するための材料には、溶剤はほとんど含ませなくても良い。
Next, a method for manufacturing the inductor element 2 shown in FIGS. 6A and 6B will be described. First, for example, a
次に、凸部４ａ２が空芯コイルとしてのコイル部６の内部に入り込むように、コイル部６をベース部４ａ１の上に設置する。その際に、凸部４ａ２とベース部４ａ１との鈍角状の境界部に、コイル部６の下端内周部が自己整合的に位置合わせされる。凸部４ａ２は、裁頭錐体形状を有するために、コイル部６を第１領域４ａのベース部４ａ１上の中央部に位置決めして設置しやすい。なお、コイル部６は、第１実施形態のコイル部６と同様にして製造される。
Next, the
その後に、第２領域４ｂを構成する磁性粉末とバインダ樹脂とを含む混合物（第１領域４ａよりも溶剤を多く含む）をキャビティ内に充填し、全体を加熱圧縮することで、図６Ａに示すインダクタ素子２が得られる。加熱圧縮時の加熱温度は、好ましくは５０〜３００°Ｃであり、圧縮圧力は、好ましくは１〜４００Ｐａである。圧縮成形（圧粉成形）するための方法としては、金型を用いてもよいし、油圧や水圧を利用してもよい。
After that, the mixture containing the magnetic powder and the binder resin constituting the
その後にコア体４から飛び出している外部端子片１２ａ，１２ｄをコア部４の外表面に沿って折り曲げて成形する。
Thereafter, the external
本実施形態に係るインダクタ素子２では、反実装側外面である下面４Ｂの少なくとも中央部分を含むコア部４の第２領域４ｂにおける空隙の密度が、実装側外面の上面４Ａに比較して多くなっている。このため、コア部４の反実装側外面である下面４Ｂでは、第２領域４ｂから成る空孔リッチ層が形成され、その空孔リッチ層が、応力緩和層およびクラック拡大防止層となり、クラックの発生を抑制すると共に、クラックの拡大を抑制する。
In the inductor element 2 according to the present embodiment, the density of voids in the
本実施形態に係るインダクタ素子２Ｂでは、特にスイッチング周波数が高い用途（たとえば携帯電話用）に用いられる場合に、コイル部６が発熱してコア部４の実装側外面と反実装側外面との間で熱膨張差が生じたとしても、反実装側外面である下面４Ｂにクラックが生じ難くなる。
In the
また逆に、実装側外面の上面４Ａの少なくとも中央部分を含むコア部４の第１領域４ａにおける空隙の密度を、反実装側外面である下面４Ｂに比較して多くすれば、第１領域４ａが空孔リッチ層となる。その場合には、実装側外面である上面４Ｂに空孔リッチ層が形成され、空孔リッチ層が、応力緩和層およびクラック拡大防止層となり、クラックの発生を抑制すると共に、クラックの拡大を抑制する。特に自動車のエンジンルームや動力機械の内部など、高温環境下に曝される場合などに、回路基板が熱膨張したとしても、実装側外面であるコア部４の上面４Ａにクラックが生じ難くなる。
Conversely, if the density of voids in the
さらに本実施形態において、実装側外面である上面４Ａの少なくとも中央部分を含むコア部４の第１領域４ａにおける樹脂の含有量を、反実装側外面の下面４Ｂに比較して多くした場合には、第１領域４ａから成る樹脂リッチ層が形成され、その樹脂リッチ層が、応力緩和層となり、クラックの発生を抑制する。
Furthermore, in the present embodiment, when the resin content in the
さらにまた、本実施形態において、反実装側外面である下面４Ｂの少なくとも中央部分を含むコア部４の第２領域４ｂにおける樹脂の含有量を、実装側外面の上面４Ａに比較して多くした場合には、第２領域４ｂから成る樹脂リッチ層が形成され、その樹脂リッチ層が、応力緩和層となり、クラックの発生を抑制する。
Furthermore, in this embodiment, when the content of the resin in the
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変することができる。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified within the scope of the present invention.
たとえば、図１〜図６に示す実施形態では、第１導電性板片６ａと第４導電性板片６ｄ（６ｄ１，６ｄ２も同様）との間に、第２導電性板片６ｂと第３導電性板片６ｃとを積層させて接続してあるが、第２導電性板片６ｂと第３導電性板片６ｃとを省略してもよい。その場合には、第１導電性板片６ａの内側端部８ａに第４導電性板片６ｄ（６ｄ１，６ｄ２も同様）の内側端部８ｄ（８ｄ１，８ｄ２も同様）が接続され、第４導電性板片６ｄ（６ｄ１，６ｄ２も同様）が第２導電性板片として機能する。
For example, in the embodiment shown in FIG. 1 to FIG. 6, the second
また、上述した実施形態では、それぞれの導電性板片６ａ〜６ｄに形成してある貫通孔２０の広がり部２６または２６ａが、全てＺ軸方向の上方向を向くように、導電性板片６ａ〜６ｄを積層してあるが、必ずしもそのような配置では無くても良い。たとえば積層方向（Ｚ軸）に隣り合う導電性板片６ａ〜６ｄの相互間では、広がり部２６または２６ａ同士が向き合うように、導電性板片６ａ〜６ｄを積層してもよい。
In the above-described embodiment, the
２，２ａ〜２ｂ… インダクタ素子（コイル装置）
４… コア部（封止部）
４ａ… 第１領域
４ａ１… ベース部
４ａ２… 凸部
４ｂ… 第２領域
４ｂ１… ベース部
４ｂ２… 内周部
４Ａ… 上面
４Ｂ… 下面
４Ｃ… 側面
６、６Ａ，６Ｂ… コイル部
６ａ〜６ｄ… 導電性板片
７ａ〜７ｄ… 第１〜第４所定パターン
７ｅ… 比較パターン
８ａ〜８ｄ… 内側端部
９ａ〜９ｄ… 内側凸部
９ａｂ，９ｃｄ，１１ｂｃ… 接合部
１０ａ〜１０ｄ… 外側端部
１１ａ〜１１ｄ… 外側凸部
１２ａ，１２ｄ… 外部端子片
１４ａ〜１４ｄ… リードフレーム
１５… 導電経路
２０，２０ａ… 貫通溝
２２… 表面
２２ａ… 表側開口面
２３… 盛上り部
２４… 裏面
２４ａ… 裏側開口面
２６，２６ａ，２６ｂ… 広がり部分
２８… 最狭部分
３０… 絶縁被覆層
Ｐ１… パターン延長線
Ｐ２… 突出方向
ｃ１… パターン隙間
ｃ２… 余裕隙間
ｔ１… 厚み
ｔ２… 被覆厚み
2, 2a-2b ... Inductor element (coil device)
4 ... Core part (sealing part)
4a ... 1st area | region 4a1 ... Base part 4a2 ...
Claims (7)
前記パターン隙間の最小値をｃ１min とし、前記導電性板片の厚みをｔ１とした場合に、ｃ１min ／ｔ１が１よりも小さく、
前記パターン隙間の横断面には、当該パターン隙間の開口面に向けて隙間が広がる広がり部分が形成してあることを特徴とするコイル部。 A coil portion having a conductive plate piece having a conductive path that is separated by a predetermined pattern gap to form a two-dimensional helical pattern,
When the minimum value of the pattern gap is c1min and the thickness of the conductive plate piece is t1, c1min / t1 is smaller than 1,
The coil section, wherein a cross section of the pattern gap is formed with a widened portion in which the gap widens toward the opening surface of the pattern gap.
前記コイル部の主要部分を覆う封止部と、を有するコイル装置。 The coil part according to any one of claims 1 to 5,
And a sealing unit that covers a main part of the coil unit.
Priority Applications (1)
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020035966A (en) * | 2018-08-31 | 2020-03-05 | 太陽誘電株式会社 | Coil component and electronic apparatus |
| US11049638B2 (en) | 2016-08-31 | 2021-06-29 | Vishay Dale Electronics, Llc | Inductor having high current coil with low direct current resistance |
| US11705267B2 (en) | 2019-04-16 | 2023-07-18 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Coil component |
| US11948724B2 (en) | 2021-06-18 | 2024-04-02 | Vishay Dale Electronics, Llc | Method for making a multi-thickness electro-magnetic device |
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