TW201621937A - 線圈零件 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種能夠兼顧高電感與高飽和電流之線圈零件。 本發明之線圈零件具備：柱狀部11；四角板狀部12，其形成於柱狀部11之兩端部；線圈31，其係使絕緣被覆導體捲繞於柱狀部11而成；電極端子41，其係與線圈31之兩端部電性連接而成；及外裝部21，其覆蓋線圈31之至少一部分；且柱狀部11及四角板狀部12包含鐵氧體材料，外裝部21含有金屬磁性粒子及樹脂材料，於通過柱狀部11之中心且與柱狀部11之長軸方向垂直之截面，柱狀部11之截面面積S1大於外裝部21之截面面積S2。

Description

線圈零件

本發明係關於一種具有所謂之鼓型磁芯之線圈零件。

作為線圈零件之一個類型，可列舉具有包含磁性材料等之鼓型磁芯、及使絕緣被覆導體捲繞至該磁芯而成之線圈之鼓型線圈零件。若為以行動裝置(mobile device)為代表之電子機器，則要求高性能化，而要求提供具有高性能之零件。作為線圈零件，高飽和電流之用途擴展，亦要求為高耐受電壓者。因此，於線圈零件之領域要求兼顧高絕緣性及高電流特性。

於專利文獻1之技術中，提供將鐵氧體磁芯與包含鐵氧體粉之外裝組合而成之線圈零件，而能夠獲得高電感。於此種線圈零件中，使用有燒結而成之鐵氧體粉末，此種燒結粉係於粉末之狀態下燒結、或將燒結後之磁體粉碎而獲得等，由於藉由任一方法均會比表面積較大、且若與樹脂混練則無法降低黏性等理由，不得不降低燒結粉之填充率。因此，一直以來對如下方法進行了摸索，即藉由使外裝變厚獲得高屏蔽效果而獲得高電感。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2008-166596號公報

但是，於上述專利文獻1之技術中，雖然能夠獲得高電感，但由於鐵氧體磁芯變得易飽和，故而飽和電流變低。

鑒於上述內容，本發明之課題在於提供一種防止電感或絕緣性下降，並且呈高飽和電流之線圈零件。

本發明人等進行了銳意研究，結果完成了如下所述之本發明。

(1)一種線圈零件，其具備：柱狀部；四角板狀部，其形成於上述柱狀部之兩端部；線圈，其係使絕緣被覆導體捲繞至上述柱狀部而成；電極端子，其係與上述線圈之兩端部電性連接而成；及外裝部，其覆蓋上述線圈之至少一部分；且上述柱狀部及四角板狀部包含鐵氧體材料，上述外裝部含有金屬磁性粒子及樹脂材料，於通過上述柱狀部之中心且與柱狀部之長軸方向垂直之截面，上述柱狀部之截面面積S1大於上述外裝部之截面面積S2。

(2)如(1)之線圈零件，其中上述柱狀部之長軸之長度較上述四角板狀部之最長之邊之長度長。

(3)如(1)或(2)之線圈零件，其中上述外裝部含有50~90vol%之金屬磁性粒子。

(4)如(1)至(3)之線圈零件，其中上述外裝部含有非晶質之金屬磁性粒子。

(5)如(1)至(4)之線圈零件，其中上述絕緣被覆導體僅捲繞於上述柱狀部而成。

(6)如(1)至(5)之線圈零件，其中上述截面面積S2為上述截面面積S1之0.2~0.95倍。

根據本發明，可提供一種兼顧高電感及高飽和電流之線圈零件。具體而言，藉由使柱狀部之截面面積大於包含金屬磁性粒子之外 裝部，可提高包含鐵氧體材料之柱狀部之飽和點，而可獲得高飽和電流。由於柱狀部及四角板狀部為鐵氧體材料，故而能夠擔保高絕緣性，而對於如晶片零件般之小型零件之製造有利。較佳為，柱狀部之長軸較四角板狀部之最長之邊長，藉此，外裝部於磁路佔有之比例變大，而可減小外裝部之影響，並且充分發揮磁體之性能，結果為，磁體具有之飽和特性被有效地發揮，而能夠獲得較大之飽和電流。

根據本發明之較佳態樣，即便為於外裝部佔有之金屬磁性粒子較多、而較薄之外裝部，亦能夠獲得高電感。另一方面，根據較佳態樣，於外裝部包含非晶質之金屬磁性粒子，藉此，填充性變高，可使外裝部之厚度變薄，而能夠進一步提高飽和電流。根據又一較佳態樣，藉由使絕緣被覆導體僅捲繞於柱狀部，可防止所謂之線圈鼓出，能夠僅以與其相稱之程度，使柱狀部變大，且能夠降低外裝部之不均。

11‧‧‧柱狀部

12‧‧‧四角板狀部

21‧‧‧外裝部

31‧‧‧線圈

41‧‧‧電極端子

L1‧‧‧長度

L2‧‧‧長邊

L3‧‧‧短邊

圖1(A)、(B)係本發明之實施態樣之線圈零件之模式圖。

圖2(A)、(B)係本發明之實施態樣之柱狀部及四角板狀部之模式圖。

圖3(A)、(B)係本發明之實施態樣之線圈零件之模式圖。

圖4(A)、(B)係本發明之實施態樣之線圈零件之模式圖。

以下，一面適當參照圖式一面對本發明進行詳細敍述。但是，本發明並非限定於圖示之態樣，又，由於在圖式中存在強調表現發明之特徵性之部分之情況，故而於圖式各部中，不一定擔保比例尺之準確性。

本發明之線圈零件係具備磁芯及捲繞於磁芯之柱狀部之線圈的線圈零件。

圖1係本發明之實施態樣之線圈零件之模式圖。該圖(A)係沿柱狀部之長軸方向之模式剖視圖，其A-A'剖視圖為該圖(B)。磁芯具有柱狀部11及四角板狀部12。圖2係本發明之實施態樣之柱狀部及四角板狀部之模式圖。該圖(A)係沿柱狀部之長軸方向之模式剖視圖，其B-B'剖視圖為該圖(B)。

柱狀部11只要具備能夠捲繞絕緣被覆導體之區域，則形狀並無特別限定，較佳為圓筒狀或角柱狀等沿一方向具有長度L1之長軸之立體形狀。四角板狀部12分別設置於上述長軸之兩端，且為具有特定厚度之四邊形狀之板狀構造。較佳為，如圖示般，四邊形狀為具有長邊L2及短邊L3之長方形狀。柱狀部11之長軸之兩端較佳為抵接於四角板狀部12之四邊形狀之中心部。再者，柱狀部11與四角板部12亦可一體地構成。較佳為，於四角板狀部12中之至少1個設置電極端子41。電極端子41係與下述之線圈之端部電性連接，通常本發明之線圈零件係經由電極端子41而電性連接於基板等。

較佳為，柱狀部11之長軸之長度L1較四角板狀部12之最長之一邊長。藉此，外裝部於磁路佔有之比例變大，而可減小外裝部之影響，並且充分發揮磁體之性能，結果為，磁體具有之飽和特性被有效地發揮，而能夠獲得較大之飽和電流。由柱狀部11及2個四角板狀部12構成鼓型磁芯。於以下之說明中，存在將柱狀部11及2個四角板狀部12合起來記載為磁芯之情況。

柱狀部11及四角板狀部12包含鐵氧體材料。鐵氧體材料係以如下方式構成之材料，即於氧化鐵或鐵與其他金屬之複合氧化物中表現磁性，可無特別限定地使用公知之鐵氧體材料。例如，可較佳地使用磁導率為200~2000左右之Ni-Zn鐵氧體或Mn-Zn鐵氧體等。將此種鐵氧體材料與黏合劑混合，使用模具並施加壓力，而形成鼓型，其後進行焙燒等，可獲得柱狀部11及四角板狀部12。亦可進行對鐵氧體材料施 加玻璃塗層等粉體處理。關於由鐵氧體材料成形磁芯之具體之方法等，可適當參照先前技術。

藉由在磁芯之柱狀部11之周圍捲繞絕緣被覆導體，而獲得線圈31。又，較佳為將電極端子41形成於四角板狀部12。絕緣被覆導體之態樣及將絕緣被覆導體捲繞至柱狀部11而獲得線圈31之形態或方法等可適當參照先前技術。較佳為，絕緣被覆導體僅捲繞於柱狀部11，換言之，為藉由來回移動(traverse)而以1層形成繞線，且為以絕緣被覆導體彼此不重合之方式進行捲繞。藉此，可防止如上所述之不希望之線圈鼓出。電極端子41係與線圈31之兩端部之各者電性連接，可用作與本發明之線圈零件外之連接點。電極端子41之形態或製造法並無特別限定，較佳為使用鍍敷而形成，更佳為含有Ag、Ni及Sn。例如，將Ag漿塗佈於四角板狀部12，進行燒付而形成基底之後，實施Ni、Sn鍍敷，然後塗佈焊錫膏，繼而，使上述焊錫熔融，而將線圈之端部埋入，可使繞線與電極端子41電性接合。

線圈31之至少一部分被外裝部21覆蓋，外裝部21含有樹脂材料及金屬磁性粒子。因外裝部之存在而磁通之屏蔽性提高。較佳為，金屬磁性粒子佔有外裝部之重量之50~90vol%。藉由如此提高金屬磁性粒子之含有率，可期待高電感。

金屬磁性粒子係以如下方式構成之材料，即於未被氧化之金屬部分中表現磁性，例如，可列舉未被氧化之金屬粒子或合金粒子、或者於該等粒子之周圍設置氧化物等而成之粒子等。

於外裝部21，包含此種金屬磁性粒子及樹脂材料。例如，使將金屬磁性粒子與樹脂混練而成者覆蓋線圈31之外側而形成外裝部21。塗佈方法既可為使用輥之轉印，亦可藉由熱硬化而獲得外裝部21，亦可將外裝部21之形成前之半成品放入至注入有樹脂之模具並使其硬化、或使其浸漬等而局部地形成外裝部21。用以形成外裝部21之金屬 磁性粒子例如可列舉合金系之Fe-Si-Cr、Fe-Si-Al、Fe-Ni、非晶質之Fe-Si-Cr-B-C、Fe-Si-B-Cr、或Fe、或使該等混合而成之材料等，作為平均粒徑，較佳為2~30μm。外裝部用之樹脂材料並無特別限定，例如，可非限定性地例示環氧樹脂、酚樹脂、聚酯樹脂等。

較佳為，於外裝部21包含如上所述之非晶質之金屬磁性粒子。藉此，變得能夠進行高填充，而可進一步提高飽和電流。於外裝部21包含非晶質之金屬磁性粒子之情況，可藉由X射線繞射之測定方法，並根據繞射圖案較寬而進行確認。

金屬磁性粒子例如可列舉藉由霧化法而製造之粒子。具體而言，既可採用合金粒子製造之公知之方法，亦可使用例如作為EPSON ATMIX(股)公司製造之PF-20F、日本ATOMIZE加工(股)公司製造之SFR-FeSiAl等而被市售者。關於由金屬磁性粒子獲得外裝部21之方法，並無特別限定，可適當引進被覆技術或塗膜形成技術中之公知之方法。

於本發明中，柱狀部11之截面面積S1與外裝部21之截面面積S2之大小關係重要。

兩截面面積S1及S2係於通過柱狀部11之中心且與柱狀部11之長軸方向垂直之截面求出。該截面係圖1(A)中之A-A'截面，圖1(B)係該截面之俯視圖。該截面中之柱狀部11佔有之區域之面積為S1，外裝部21佔有之區域之面積為S2。於本發明中，為S1>S2，S2較佳為S1之0.2~0.95倍。藉由使柱狀部11之截面面積大於外裝部21，可提高包含鐵氧體材料之柱狀部11之飽和點，而可獲得高飽和電流。

圖3及圖4係本發明之另一實施態樣之線圈零件之模式圖。將圖3(A)及圖4(A)中之A-A'截面分別描繪成圖3(B)及圖4(B)。於圖3之形態中，外裝部21之被覆厚度薄於圖1之形態。於圖4之形態中，外裝部21僅被覆線圈31之一部分。又，於僅將外裝部21設為一部分之情形時， 以使電極端子41與外裝部21不接觸之方式進行配置變得容易，亦可提高耐受電壓。又，該等形態之線圈零件亦包含於本發明。

[實施例]

以下，藉由實施例更具體地對本發明進行說明。但是，本發明並非限定於該等實施例所記載之態樣。

以如下之要領製造線圈零件。

磁芯尺寸(柱狀部之長軸×四角板狀部之縱尺寸×四角板狀部之橫尺寸)：：2.0×2.0×2.0mm之鼓磁芯(實施例1、比較例1)：2.0×1.6×1.6mm之鼓磁芯(除上述以外)

磁芯之鐵氧體材料：將Ni-Zn鐵氧體粉末壓縮成形後於1000℃下進行焙燒

繞線：由聚醯亞胺樹脂被覆之銅線，0.1mm

環繞數：10圈

電極端子：Ag漿(焙燒)+Ag漿(硬化)+Ni/Sn鍍敷

外裝部之樹脂：環氧樹脂

包含柱狀部11及四角板狀部12之磁芯係藉由在將Ni-Zn鐵氧體材料壓縮成形至上述尺寸之後於1000℃下進行焙燒而獲得。線圈係藉由以上述條件捲繞絕緣被覆導線而獲得。電極端子41係藉由對Ag漿進行燒付，進而塗佈Ag漿並使其硬化，然後實施Ni/Sn鍍敷而形成。外裝部21係以如下條件製作而成。再者，於實施例4中，如圖4所記載般，由外裝部21覆蓋線圈31之僅一部分。

外裝部材料係如下所述。

FeSiCr．．．Fe為92wt%、Si為3wt%、Cr為5wt%之晶質材料

FeSiCrB．．．Fe為93wt%、Si為3wt%、Cr為3wt%、B為1wt%之非晶質材料

FeSiCrB+Fe．．．60重量份之上述FeSiCrB與40重量份之Fe(純度99.6%)之混合材料

(評價)

針對各個試樣，使用LCR計(Inductance Capacitance and Resistance meter，電感電容電阻測量計)求出1MHz下之電感值。

進而，針對各個試樣，藉由施加直流電流而使電感下降，將成為0.7μH時之電流值評價為飽和電流。

電感及飽和電流之各值係如下所述。

若對相同之尺寸之試樣進行比較，則於實施例中，達成了與比較例相比之高電感及高飽和電流。

11‧‧‧柱狀部

12‧‧‧四角板狀部

21‧‧‧外裝部

31‧‧‧線圈

41‧‧‧電極端子

Claims (11)

1. 一種線圈零件，其具備：柱狀部；四角板狀部，其形成於上述柱狀部之兩端部；線圈，其係使絕緣被覆導體捲繞至上述柱狀部而成；電極端子，其係與上述線圈之兩端部電性連接而成；及外裝部，其覆蓋上述線圈之至少一部分；且上述柱狀部及四角板狀部包含鐵氧體材料，且上述外裝部含有金屬磁性粒子及樹脂材料，且於通過上述柱狀部之中心且與柱狀部之長軸方向垂直之截面，上述柱狀部之截面面積S1大於上述外裝部之截面面積S2。
2. 如請求項1之線圈零件，其中上述柱狀部之長軸之長度較上述四角板狀部之最長之邊之長度長。
3. 如請求項2之線圈零件，其中上述外裝部含有50~90vol%之金屬磁性粒子。
4. 如請求項3之線圈零件，其中上述外裝部含有非晶質之金屬磁性粒子。
5. 如請求項1之線圈零件，其中上述絕緣被覆導體僅捲繞於上述柱狀部而成。
6. 如請求項2之線圈零件，其中上述絕緣被覆導體僅捲繞於上述柱狀部而成。
7. 如請求項4之線圈零件，其中上述絕緣被覆導體僅捲繞於上述柱狀部而成。
8. 如請求項1之線圈零件，其中 上述截面面積S2為上述截面面積S1之0.2~0.95倍。
9. 如請求項2之線圈零件，其中上述截面面積S2為上述截面面積S1之0.2~0.95倍。
10. 如請求項5之線圈零件，其中上述截面面積S2為上述截面面積S1之0.2~0.95倍。
11. 如請求項6之線圈零件，其中上述截面面積S2為上述截面面積S1之0.2~0.95倍。