本發(fā)明涉及一種線圈部件，特別是涉及一種能夠用作耦合電感器的線圈部件。另外，本發(fā)明涉及一種埋入有這樣的線圈部件的電路基板。

背景技術：

作為dc/dc變換器等開關電源的平滑用線圈，有時使用被稱為耦合電感器的線圈部件。如專利文獻1、2所記載的，耦合電感器是使向互相相反的方向被卷繞的繞線進行磁耦合的裝置，如果在一個繞線流通電流，則電流由于電動勢也會流入另一個繞線。因此，如果用作開關電源的平滑用線圈，則可能會降低輸入電流的峰值。

在此，專利文獻1所記載的線圈部件是以電線或者金屬箔形成繞線而成的，在其圖32中展示了將2個繞線的端部連接于共同的外部端子的結(jié)構(gòu)。另外，在專利文獻2中公開了將平面螺旋形導體形成于絕緣基板的表背面而成的線圈部件。

現(xiàn)有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特表2013-526787號公報

專利文獻2：日本特開2015-130472號公報

技術實現(xiàn)要素：

發(fā)明所要解決的技術問題

然而，專利文獻1所記載的線圈部件因為繞線由電線或者金屬箔構(gòu)成，所以不僅制造工序復雜，而且所獲得的特性會發(fā)生很大的偏差。

另一方面，專利文獻2所記載的線圈部件因為作為繞線使用平面螺旋形導體，因此，特性的偏差小。然而，在專利文獻2中因為將2個平面螺旋形導體卷繞成同心圓狀，所以會有磁耦合率的調(diào)整困難的問題。即，耦合電感器因為沒有發(fā)生磁耦合的漏磁通元件帶來了平滑作用，所以為了獲得所希望的特性而需要某種程度地減弱磁耦合率，并且需要確保比其更充分的漏磁通元件。然而，為了在專利文獻2所記載的線圈部件中降低磁耦合率而需要擴大被卷繞成同心圓狀的2個平面螺旋形導體的導體間隔，在此情況下，產(chǎn)品的平面尺寸大型化。

因此，本發(fā)明的目的在于提供一種不使產(chǎn)品的平面尺寸增大而能夠調(diào)整磁耦合率，并且特性偏差小的線圈部件以及內(nèi)藏該線圈部件的電路基板。

解決技術問題的手段

本發(fā)明所涉及的線圈部件其特征在于，具備：第1平面螺旋形導體、被層疊于所述第1平面螺旋形導體并且向與所述第1平面螺旋形導體相反的方向被卷繞的第2平面螺旋形導體、被連接于所述第1平面螺旋形導體的外周端的第1外部端子、被連接于所述第2平面螺旋形導體的外周端的第2外部端子、和被共同連接于所述第1以及第2平面螺旋形導體的內(nèi)周端的第3外部端子。

另外，本發(fā)明所涉及的電路基板其特征在于：埋入有上述的線圈部件。

根據(jù)本發(fā)明，因為作為繞線使用了平面螺旋形導體，并且因為特性的偏差小并且在層疊方向上使2個平面螺旋形導體磁耦合，所以能夠不對產(chǎn)品的平面尺寸產(chǎn)生影響而調(diào)整磁耦合率。而且，因為2個平面螺旋形導體的內(nèi)周端彼此短路，所以也沒有必要在電路基板上將這些短路。另外，因為端子數(shù)量少，所以由端子部分產(chǎn)生的渦流損耗也少。

在本發(fā)明中，所述第1以及第2平面螺旋形導體的所述內(nèi)周端優(yōu)選從層疊方向來看重疊，并且在重疊的位置上，在所述層疊方向上被短路。由此，因為不需要用于連接內(nèi)周端彼此的連接導體等，所以能夠?qū)⒔Y(jié)構(gòu)簡單化。

在此情況下，所述第3外部端子從所述層疊方向來看優(yōu)選至少一部分與所述第1以及第2平面螺旋形導體的所述內(nèi)周端相重疊。由此，因為不需要用于連接平面螺旋形導體的內(nèi)周端和第3外部端子的連接導體等，所以能夠?qū)⒔Y(jié)構(gòu)簡單化。而且，因為第3外部端子被配置于內(nèi)周端的正上方，所以還能夠獲得高放熱效果。

本發(fā)明所涉及的線圈部件優(yōu)選進一步具備被設置于所述第1平面螺旋形導體與所述第2平面螺旋形導體之間的非磁性絕緣層。由此，能夠在螺旋導體之間獲得高磁耦合。

在此情況下，優(yōu)選進一步具備在層疊方向上夾持所述第1平面螺旋形導體、所述非磁性絕緣層以及所述第2平面螺旋形導體的第1以及第2磁性構(gòu)件，所述第2磁性構(gòu)件具有使所述第2平面螺旋形導體的所述內(nèi)周端露出的開口部，所述第3外部端子被埋入到所述開口部。由此，能夠有效地從被設置于第2磁性構(gòu)件的開口部進行放熱。

進一步，在此情況下，優(yōu)選進一步具備被設置于與所述第2平面螺旋形導體相同的平面上并且被連接于所述第1平面螺旋形導體的所述外周端的連接導體，所述第2磁性構(gòu)件進一步具有使所述連接導體露出的第1缺口部和使所述第2平面螺旋形導體的所述外周端露出的第2缺口，所述第1外部端子被埋入到所述第1缺口部，所述第2外部端子被埋入到所述第2缺口部。由此，能夠使第1～第3外部端子露出于第2磁性構(gòu)件的上面。

在此，所述第1磁性構(gòu)件和所述第2磁性構(gòu)件可以由互相不同的磁性材料構(gòu)成。在此情況下，所述第2磁性構(gòu)件可以由含有磁性體的樹脂構(gòu)成。

在本發(fā)明中，優(yōu)選進一步具備從層疊方向來看被設置于所述第1以及第2平面螺旋形導體的所述內(nèi)周端的附近并且貫通所述第1以及第2平面螺旋形導體的內(nèi)徑部而設置的第3磁性構(gòu)件，所述第1以及第2外部端子從所述層疊方向來看位于所述第3磁性構(gòu)件的一方側(cè)，所述第3外部端子從所述層疊方向來看位于所述第3磁性構(gòu)件的另一方側(cè)。由此，因為第1以及第2外部端子與第3外部端子的距離進一步隔開，所以能夠防止它們之間的短路。

在本發(fā)明中，所述第1～第3外部端子中，優(yōu)選與構(gòu)成所述第1以及第2平面螺旋形導體的金屬材料相同的金屬材料露出。由此，因為不需要對于第1～第3外部端子的電鍍等，所以能夠削減制造成本。在此情況下，所述金屬材料優(yōu)選為銅(cu)。

發(fā)明的效果

根據(jù)本發(fā)明，可以提供一種不會使產(chǎn)品的平面尺寸增大而能夠調(diào)整磁耦合率并且特性偏差小的線圈部件以及內(nèi)藏該線圈部件的電路基板。

附圖說明

圖1是表示本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式所涉及的線圈部件10的外觀的立體圖。

圖2是線圈部件10的分解立體圖。

圖3是沿著圖1所示的a-a線的截面圖。

圖4是沿著圖1所示的b-b線的截面圖。

圖5是線圈部件10的等效電路圖。

圖6是表示埋入有線圈部件10的電路基板50的結(jié)構(gòu)例的截面圖。

圖7(a)～(g)是用于說明線圈部件10的制造工序的平面圖案圖。

符號的說明：

10…線圈部件

11～15…磁性構(gòu)件

12a,12b…缺口部

12c…開口部

21,22…平面螺旋形導體

21a,22a…平面螺旋形導體的外周端

21b,22b…平面螺旋形導體的內(nèi)周端

23,24…連接導體

31～33…絕緣層

34…離子銑削用掩膜

41～43…外部端子

50…電路基板

51…樹脂基板

52…樹脂層

54…配線圖案

53,63～65,81～85,101～106,113～115…通孔

l1…理想變壓器部

l2…漏電感元件

具體實施方式

以下，一邊參照附圖一邊就本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式進行詳細地說明。

圖1是表示本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式所涉及的線圈部件10的外觀的立體圖。另外，圖2是線圈部件10的分解立體圖，圖3是沿著圖1所示的a-a線的截面圖，圖4是沿著圖1所示的b-b線的截面圖。

本實施方式所涉及的線圈部件10是能夠用作耦合電感器的芯片部件，如圖1～圖4所示，具備第1以及第2磁性構(gòu)件11,12、被這些磁性構(gòu)件11,12夾住的第1以及第2平面螺旋形導體21,22。

磁性構(gòu)件11是由燒結(jié)鐵氧體等磁性材料構(gòu)成的基板。如后所述，在線圈部件10的制造過程中將磁性構(gòu)件11作為基板，在其上面依次形成平面螺旋形導體21,22以及磁性構(gòu)件12。另一方面，磁性構(gòu)件12是由含有鐵氧體粉末或金屬磁性粉末的樹脂構(gòu)成的復合材料。在使用金屬磁性粉末的情況下，優(yōu)選使用坡莫合金(permalloy)類材料。另外，作為樹脂優(yōu)選使用液狀或者粉體的環(huán)氧樹脂。

第1平面螺旋形導體21經(jīng)由絕緣層31被形成于磁性構(gòu)件11的上面。平面螺旋形導體21如果從層疊方向來看，則從外周端21a向內(nèi)周端21b逆時針(反轉(zhuǎn))地卷繞。對于匝數(shù)，沒有特別地限定，例如為4.5匝。另外，連接導體23也被形成于與平面螺旋形導體21相同的導體層上。連接導體23與平面螺旋形導體21分開獨立地設置。外周端21a以及內(nèi)周端21b具有比除此以外的部分更充分大的導體寬度。

第2平面螺旋形導體22經(jīng)由絕緣層32被形成于第1平面螺旋形導體21的上面。平面螺旋形導體22如果從層疊方向來看，則從外周端22a向內(nèi)周端22b順時針(正轉(zhuǎn))地卷繞。即，平面螺旋形導體21,22的卷繞方向為互相反方向。對于匝數(shù)，優(yōu)選制成與第1平面螺旋形導體21相同的匝數(shù)。另外，連接導體24也被形成于與平面螺旋形導體22相同的導體層上。連接導體24被設置于與平面螺旋形導體21的外周端21a相重疊的位置，并且經(jīng)由被形成于絕緣層32的通孔被短路。同樣地，上述的連接導體23被設置于與平面螺旋形導體22的外周端22a相重疊的位置。連接導體23和平面螺旋形導體22的外周端22a可以互相連接，也可以不連接。外周端22a以及內(nèi)周端22b具有比除此以外的部分更充分大的導體寬度。

進一步，平面螺旋形導體21的內(nèi)周端21b和平面螺旋形導體22的內(nèi)周端22b從層疊方向來看被配置于相同的平面位置，并且經(jīng)由被形成于絕緣層32的通孔被短路。平面螺旋形導體21,22的內(nèi)周端21b,22b其平面位置不需要完全一致，只要至少在短路位置具有重疊即可。

平面螺旋形導體21,22以及連接導體23,24優(yōu)選都由銅(cu)等的良導體構(gòu)成，并且使用電解電鍍法來形成。

平面螺旋形導體22的上面經(jīng)由絕緣層33被第2磁性構(gòu)件12覆蓋。在磁性構(gòu)件12上設置2個缺口部12a,12b和1個開口部12c，分別將第1～第3外部端子41～43埋入到這些缺口部和開口部。缺口部12a,12b是削除了磁性構(gòu)件12的外周部的一部分(角部)的形狀，因此，缺口部12a,12b的壁面構(gòu)成磁性構(gòu)件12的外周壁。相對于此，開口部12c具有貫通遠離磁性構(gòu)件12的外周部的內(nèi)部的形狀。因此，開口部12c的內(nèi)周壁不構(gòu)成磁性構(gòu)件12的外周壁。

缺口部12a位于連接導體24的正上方，并使連接導體24的至少一部分露出。由此，被埋入到缺口部12a的第1外部端子41經(jīng)由連接導體24被連接于第1平面螺旋形導體21的外周端21a。第1外部端子41具有大于第1平面螺旋形導體21的外周端21a或連接導體24的面積。

缺口部12b位于第2平面螺旋形導體22的外周端22a的正上方，并使外周端22a的至少一部分露出。由此，被埋入到缺口部12b的第2外部端子42被連接于第2平面螺旋形導體22的外周端22a。第2外部端子42具有大于第2平面螺旋形導體22的外周端22a的面積。

開口部12c位于第2平面螺旋形導體22的內(nèi)周端22b的正上方，并使內(nèi)周端22b的至少一部分露出。由此，被埋入到開口部12c的第3外部端子43被共同連接于第1以及第2平面螺旋形導體21,22的內(nèi)周端21b,22b。第3外部端子43具有大于第1以及第2平面螺旋形導體21,22的內(nèi)周端21b,22b的面積。

外部端子41～43與平面螺旋形導體21,22同樣地由銅(cu)等良導體構(gòu)成。在本實施方式中，外部端子41～43和平面螺旋形導體21,22由互相相同的金屬材料構(gòu)成，該金屬材料直接露出于外部端子41～43。

外部端子41～43的上面從第2磁性構(gòu)件12的上面露出并且構(gòu)成與第2磁性構(gòu)件12的上面基本同一的平面。另外，對于外部端子41,42，側(cè)面的一部分從第2磁性構(gòu)件12的側(cè)面露出。相對于此，外部端子43的側(cè)面完全被第2磁性構(gòu)件12覆蓋。另外，外部端子43也可以制成其側(cè)面的一部分從與外部端子41,42相反側(cè)的第2磁性構(gòu)件12的側(cè)面露出的結(jié)構(gòu)。

外部端子41,42從層疊方向來看被設置于線圈部件10的互相鄰接的角部。由與第2磁性構(gòu)件12相同的材料構(gòu)成的磁性構(gòu)件13,14被埋入到相對于設置有外部端子41,42的角部位于對角的2個角部。另外，在平面螺旋形導體21,22的內(nèi)周部也埋入由與第2磁性構(gòu)件12相同的材料構(gòu)成的第3磁性構(gòu)件15。第3磁性構(gòu)件15貫通平面螺旋形導體21,22的內(nèi)徑部來設置。在此，被設置于平面螺旋形導體21,22的內(nèi)徑部的內(nèi)周端21b,22b從層疊方向來看偏置于一方側(cè)(在圖2中是左上側(cè))來配置，第3磁性構(gòu)件15從層疊方向來看偏置于另一方側(cè)(在圖2中是右下側(cè))來配置。由此，因為外部端子41,42與外部端子43的距離更加分開，所以能夠防止這些間的短路。

磁性構(gòu)件13～15經(jīng)由被設置于絕緣層31～33的通孔磁力連接第1磁性構(gòu)件11和第2磁性構(gòu)件12，由此起到形成閉合磁路的作用。絕緣層31～33例如由樹脂構(gòu)成，至少就絕緣層32而言優(yōu)選使用非磁性材料。另外，絕緣層32的厚度優(yōu)選為平面螺旋形導體21,22的厚度的1/2以下。由此，可以抑制直流電阻的增大，并且可以進行磁耦合的調(diào)整。

以上是本實施方式所涉及的線圈部件10的結(jié)構(gòu)。通過所述結(jié)構(gòu)，第1外部端子41和第3外部端子43經(jīng)由第1平面螺旋形導體21被連接。同樣地，第2外部端子42和第3外部端子43經(jīng)由第2平面螺旋形導體22被連接。而且，因為第1以及第2平面螺旋形導體21,22在層疊方向上磁耦合，因此，如果在一個平面螺旋形導體流入電流，則電流由電動勢也流入另一個平面螺旋形導體。此時，因為第1以及第2平面螺旋形導體21,22向互相相反的方向被卷繞，所以電流的流動方向為同一方向。

圖5是本實施方式所涉及的線圈部件10的等效電路圖。

如圖5所示，本實施方式所涉及的線圈部件10具有進行磁耦合的理想變壓器部l1、和使漏磁通發(fā)生的漏電感元件l2。理想變壓器部l1如果將第1以及第2外部端子41,42作為輸入側(cè)，則是在互相相反方向上進行磁耦合的元件。

如果將線圈部件10用作耦合電感器，則電流被理想變壓器部l1分割，并且被漏電感元件l2平滑化。因此，為了獲得所希望的特性而調(diào)整成磁耦合率某種程度地減弱，由此有必要確保漏電感元件l2。

在本實施方式中，能夠通過絕緣層32的膜厚來調(diào)整磁耦合率。這是因為第1平面螺旋形導體21和第2平面螺旋形導體22在層疊方向上進行磁耦合。因此，為了減弱磁耦合，只要增大絕緣層32的膜厚即可。絕緣層32的膜厚因為不會影響到線圈部件10的平面尺寸，所以即使調(diào)整磁耦合率也不會使線圈部件10的平面尺寸大型化。

而且，本實施方式所涉及的線圈部件10因為外部端子41～43的數(shù)量為3個，所以由端子部分而產(chǎn)生的渦流損耗也小。而且，因為不使用如通常的線圈部件那樣的l字形的端子電極，并且具有外部端子41～43直接露出于磁性構(gòu)件12的上面的結(jié)構(gòu)，所以也不會發(fā)生由l字形的端子電極引起的直流電阻的增大。

圖6是表示埋入有本實施方式所涉及的線圈部件10的電路基板50的結(jié)構(gòu)例的截面圖。

圖6所示的電路基板50具備樹脂基板51以及樹脂層52，并且具有在它們之間埋入了線圈部件10的結(jié)構(gòu)。具體地說，線圈部件10以面向上的方式被搭載于樹脂基板51的上面，由此，被設置于線圈部件10的外部端子41～43露出于上方。而且，以埋入線圈部件10的方式將樹脂層52設置于樹脂基板51上。在樹脂層52上形成有使外部端子41～43露出的通孔53。而且，被形成于樹脂層52的上面的配線圖案54經(jīng)由通孔53被連接于線圈部件10的外部端子41～43。

這樣在將線圈部件10埋入于電路基板50來進行使用的情況下，因為在外部端子41～43與配線圖案54的連接上不使用焊錫，所以沒有必要對外部端子41～43的表面施以鍍錫等，并且能夠使構(gòu)成外部端子41～43的銅(cu)直接露出。

如果將開關電源搭載于這樣的電路基板50，則可以通過1個電路基板就實現(xiàn)包含耦合電感器的開關電源。因為大電流流到開關電源用的耦合電感器，所以會發(fā)生比較大的發(fā)熱。這樣產(chǎn)生的熱主要從由金屬構(gòu)成的外部端子中放熱，但是在本實施方式所涉及的線圈部件10中，因為外部端子43在俯視圖中被配置于大致中央部，所以能夠有效地放出被蓄積于線圈部件10的中心部附近的熱。

另外，線圈部件10也可以將外部端子41～43向上搭載于電路基板的表面，在此情況下，也能夠直接引線接合(wirebonding)于外部端子41～43。進一步，對于上述的外部端子43的側(cè)面的一部分從與外部端子41,42相反側(cè)的第2磁性構(gòu)件12的側(cè)面露出的結(jié)構(gòu)的線圈部件10，也可以朝向電路基板接合外部端子41～43的通常的焊接安裝。

接著，就本實施方式所涉及的線圈部件10的制造方法進行說明。

圖7(a)～(g)是用于說明本實施方式所涉及的線圈部件10的制造工序的平面圖案圖。

首先，準備由具有規(guī)定厚度的燒結(jié)鐵氧體構(gòu)成的磁性構(gòu)件11，在其上面以圖7(a)所示的圖案形成絕緣層31。具體地說，在利用旋涂法將樹脂材料涂布于磁性構(gòu)件11的上面之后，利用光刻法形成規(guī)定的圖案。圖7(a)所示的通孔63～65在其后是埋入有磁性構(gòu)件13～15的部分。

接著，如圖7(b)所示，將第1平面螺旋形導體21以及連接導體23形成于絕緣層31的上面。作為這些導體的形成方法，優(yōu)選在使用濺射法等薄膜工藝來形成基底金屬膜之后，使用電解電鍍法來使鍍層生長到所希望的膜厚。

接著，如圖7(c)所示，以覆蓋第1平面螺旋形導體21以及連接導體23的方式將絕緣層32形成于絕緣層31的上面。形成方法與絕緣層31相同，在利用旋涂法涂布樹脂材料之后，利用光刻法形成規(guī)定的圖案。圖7(c)所示的通孔81,82分別被形成于使螺旋形導體21的外周端21a以及內(nèi)周端21b露出的位置。另一方面，通孔83～85在其后是埋入了磁性構(gòu)件13～15的部分。

接著，如圖7(d)所示，將第2平面螺旋形導體22以及連接導體24形成于絕緣層32的上面。由此，平面螺旋形導體22的內(nèi)周端22b經(jīng)由通孔82被連接于平面螺旋形導體21的內(nèi)周端21b。另外，連接導體24經(jīng)由通孔81被連接于平面螺旋形導體21的外周端21a。這些導體的形成方法如上所述。

接著，如圖7(e)、(f)所示，以覆蓋第2平面螺旋形導體22以及連接導體24的方式將絕緣層33以及離子銑削用掩膜34依次形成于絕緣層32的上面。形成方法與絕緣層31,32相同。圖7(e)所示的通孔101,102分別被形成于使平面螺旋形導體22的外周端22a以及內(nèi)周端22b露出的位置。另外，通孔106被形成于使連接導體24露出的位置。另一方面，通孔103～105在其后是埋入了磁性構(gòu)件13～15的部分。圖7(f)所示的通孔113～115也在其后被形成于埋入有磁性構(gòu)件13～15的位置。

在該狀態(tài)下，對于通孔113～115的范圍，如果使用離子銑削用掩膜34來進行離子銑削，則絕緣層31～33的對應部分被除去，磁性構(gòu)件11在該位置露出。接著，在除去了離子銑削用掩膜34之后，如圖7(g)所示在絕緣層33的上面形成外部端子41～43。由此，外部端子41經(jīng)由通孔106被連接于連接導體24，外部端子42經(jīng)由通孔101被連接于平面螺旋形導體22的外周端22a，外部端子43經(jīng)由通孔102被連接于平面螺旋形導體22的內(nèi)周端22b。這些導體的形成方法如上所述。

然后，在整個面形成含有磁性體的樹脂。由此，含有磁性體的樹脂進入到絕緣層31～33的對應部分被除去而成的凹部，形成了磁性構(gòu)件13～15，并且形成了覆蓋絕緣層33的上面的磁性構(gòu)件12。之后，如果對磁性構(gòu)件12進行研磨直到外部端子41～43的上面露出為止，并且對作為基板的磁性構(gòu)件11進行研磨直到成為所希望的厚度為止，則完成了本實施方式所涉及的線圈部件10。

這樣，本實施方式所涉及的線圈部件10因為使用薄膜工藝以及電解電鍍法來形成平面螺旋形導體21,22，所以與以電線或者金屬箔形成繞線的情況相比，能夠形成非常準確的圖案。

以上對本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式進行了說明，但是本發(fā)明并不限定于上述的實施方式，可以在不脫離本發(fā)明的宗旨的范圍內(nèi)進行各種變更，這些當然也包含于本發(fā)明的范圍內(nèi)。