线圈部件的制作方法

相关参照的互相引用

本发明以2019年12月11日提交的日本专利申请第2019-223911号为基础并主张优先权，此处援引其全部内容。

本发明涉及一种线圈部件。

背景技术：

作为现有技术的线圈部件，例如，在美国专利申请公开第2016/0086714号说明书(专利文献1)中公开了用绝缘层覆盖由含磁性粉末树脂构成的素体的表面的线圈部件。依照这样的线圈部件，通过绝缘层提高素体表面的耐压，能够实现部件整体的耐压提高。

技术实现要素：

发明要解决的技术问题

发明人等对素体表面的耐压反复进行研究，新发现了能够进一步提高部件整体的耐压的技术。

本发明的目的在于，提供一种实现了耐压的提高的线圈部件。

用于解决技术问题的技术方案

本发明的一个方面的线圈部件，其包括：素体，其内部设置线圈并且由含金属磁性粉末树脂构成，具有树脂比例比内部的树脂比例高的表面部分；和由树脂构成的绝缘层，其覆盖包含表面部分的素体的表面。

在上述线圈部件中，通过用绝缘层覆盖素体的表面，实现了耐压的提高。素体具有树脂比例比内部的树脂比例高的表面部分，在该表面部分提高了绝缘性，实现了素体表面的耐压的进一步提高，线圈部件整体的耐压进一步提高。

另一个方面的线圈部件，在素体的表面部分形成有多个微小凹陷。

另一个方面的线圈部件，绝缘层的树脂进入到多个微小凹陷中。

另一个方面的线圈部件，微小凹陷的深度为构成素体的含金属磁性粉末树脂的金属磁性粉末的最大粒径以下。

附图说明

图1是实施方式的线圈部件的概要立体图。

图2是图1所示的线圈部件的分解图。

图3是图1所示的线圈部件的iii－iii线截面图。

图4是图1所示的线圈部件的iv－iv线截面图。

图5是表示素体和绝缘层的界面的主要部分放大截面图。

图6是表示不同形态的线圈部件的侧视图。

具体实施方式

下面，参照附图，对本发明的实施方式详细地进行说明。在说明中，对相同要素或具有相同功能的要素使用相同的附图标记，并省略重复的说明。

参照图1～4，对实施方式的线圈部件的结构进行说明。为了便于说明，如图所示设定xyz坐标。即，将线圈部件的厚度方向设定为z方向，将外部端子电极的对置方向设定为x方向，将与z方向和x方向正交的方向设定为y方向。

线圈部件10为平面线圈元件，由呈长方体形状的主体部12(素体)和设置于主体部12的表面的一对外部端子电极14a、14b构成。主体部12具有在x方向上对置的一对端面12a、12b、在z方向上对置的一对主面12c、12d和在y方向上对置的一对侧面12e、12f。一对外部端子电极14a、14b被设置成覆盖一对端面12a、12b的整个面。线圈部件10作为一例，以长边2.5mm、短边2.0mm、高度0.8～1.0mm的尺寸来设计。

主体部12包括绝缘基板20、设置于绝缘基板20的线圈c和磁性体26。

绝缘基板20为由非磁性的绝缘材料构成的板状部件，从其厚度方向观察，具有大致椭圆环状的形状。在绝缘基板20的中央部分设置有椭圆形的贯通孔20c。作为绝缘基板20，能够使用玻璃纤维布中含浸有环氧类树脂的基板，板厚为10μm～60μm。此外，除环氧类树脂外，还能够使用bt树脂、聚酰亚胺、芳族聚酰胺等。作为绝缘基板20的材料，还能够使用陶瓷或玻璃。作为绝缘基板20的材料，可以为大量生产的印刷电路板材料，也可以为特别是用于bt印刷电路板、fr4印刷电路板或fr5印刷电路板的树脂材料。

线圈c具有：第一线圈部22a，其绝缘包覆设置于绝缘基板20的一面20a(图2中的上表面)的平面空芯线圈用的第一导体图案23a；第二线圈部22b，其绝缘包覆设置于绝缘基板20的另一面20b(图2中的下表面)的平面空芯线圈用的第二导体图案23b；以及通孔导体25，其连接第一导体图案23a和第二导体图案23b。

第一导体图案23a(第一平面线圈图案)为成为平面空芯线圈的平面旋涡状图案，用cu等导体材料镀敷形成。第一导体图案23a形成为绕绝缘基板20的贯通孔20c卷绕。更详细而言，如图2所示，第一导体图案23a从上方向(z方向)观察时朝向外侧右旋地卷绕3匝的量。第一导体图案23a的高度(绝缘基板20的厚度方向上的长度)在全长上是相同的。

第一导体图案23a的外侧的端部23a在主体部12的端面12a露出，并与覆盖端面12a的外部端子电极14a连接。第一导体图案23a的内侧的端部23b与通孔导体25连接。

第二导体图案23b(第二平面线圈图案)也与第一导体图案23a同样，为成为平面空芯线圈的平面旋涡状图案，用cu等导体材料镀敷形成。第二导体图案23b也形成为绕绝缘基板20的贯通孔20c卷绕。更详细而言，第二导体图案23b从上方向(z方向)观察时朝向外侧左旋地卷绕3匝的量。即，从上方向观察时，第二导体图案23b向与第一导体图案23a相反的方向卷绕。第二导体图案23b的高度在全长上是相同的，能够设计成与第一导体图案23a的高度相同。

第二导体图案23b的外侧的端部23c在主体部12的端面12b露出，并与覆盖端面12b的外部端子电极14b连接。将第二导体图案23b的内侧的端部23d与第一导体图案23a的内侧的端部23b在绝缘基板20的厚度方向上位置对准，并与通孔导体25连接。

通孔导体25贯通地设置于绝缘基板20的贯通孔20c的边缘区域，将第一导体图案23a的端部23b和第二导体图案23b的端部23d连接。通孔导体25能够由设置于绝缘基板20的孔和填充于该孔的导电材料(例如cu等金属材料)构成。通孔导体25具有沿绝缘基板20的厚度方向延伸的大致圆柱状或大致棱柱状的外形。

例如，如图3和图4所示，第一线圈部22a和第二线圈部22b分别具有树脂壁24a、24b。第一线圈部22a的树脂壁24a位于第一导体图案23a的线间、内周和外周。同样，第二线圈部22b的树脂壁24b位于第二导体图案23b的线间、内周和外周。在本实施方式中，位于导体图案23a、23b的内周和外周的树脂壁24a、24b被设计成比位于导体图案23a、23b的线间的树脂壁24a、24b厚。

树脂壁24a、24b由绝缘性的树脂材料构成。树脂壁24a、24b能够在形成第一导体图案23a和第二导体图案23b前设置绝缘基板20上，在该情况下，在树脂壁24a、24b上划分出的壁间，使第一导体图案23a和第二导体图案23b镀敷生长。树脂壁24a、24b能够在形成了第一导体图案23a和第二导体图案23b后设置在绝缘基板20上，该情况下，在第一导体图案23a和第二导体图案23b通过填充或涂敷等设置树脂壁24a、24b。

第一线圈部22a和第二线圈部22b分别具有将第一导体图案23a及第二导体图案23b和树脂壁24a、24b从上表面侧一体地覆盖的绝缘层27。绝缘层27能够由绝缘树脂或绝缘磁性材料构成。

磁性体26一体覆盖绝缘基板20和线圈c。更详细而言，磁性体26从上下方向覆盖绝缘基板20和线圈c，并且覆盖绝缘基板20和线圈c的外周。此外，磁性体26充满绝缘基板20的贯通孔20c的内部及线圈c的内侧区域。磁性体26构成主体部12的所有表面，即，端面12a、12b、主面12c、12d、侧面12e、12f。

磁性体26由含金属磁性粉末树脂构成。含金属磁性粉末树脂为用粘合剂树脂30将金属磁性粉末28粘接而成的粘接粉体。构成磁性体26的含金属磁性粉末树脂的金属磁性粉，至少包含含fe的磁性粉末(例如铁镍合金(坡莫合金)、羰基铁、无定形、非晶质或结晶质的fesicr系合金、铁硅铝等)。粘合剂树脂例如为热固化性的环氧树脂。在本实施方式中，粘接粉体中的金属磁性粉体的含量按体积百分比为80～92vol％，按质量百分比为95～99wt％。从磁特性的观点考虑，粘接粉体中的金属磁性粉体的含量也可以按体积百分比为85～92vol％，按质量百分比为97～99wt％。构成磁性体26的含金属磁性粉末树脂的磁性粉末，可以为具有一种平均粒径的粉体，也可以为具有多种平均粒径的混合粉体。在构成磁性体26的含金属磁性粉末树脂的金属磁性粉末为混合粉体的情况下，平均粒径不同的磁性粉末的种类和fe组成比可以相同，也可以不同。作为一例，在具有三种平均粒径的混合粉体的情况下，具有最大的平均粒径的磁性粉末(大径粉末28a)的粒径为15～30μm，具有最小的平均粒径的磁性粉末(小径粉末28b)的粒径为0.3～1.5μm，具有大径粉末与小径粉末之间的平均粒径的磁性粉末(中径粉末28c)为3～10μm。也可以为，相对于混合粉体100重量份，大径粉末28a包含在60～80重量份的范围，中径粉末28c包含在10～20重量份的范围，小径粉末28b包含在10～20重量份的范围。

金属磁性粉末的平均粒径由粒度分布中的累计值50％的粒径(d50，所谓的中位径)来规定，如下所述进行求取。拍摄磁性体26的截面的sem(扫描型电子显微镜)照片。通过软件对拍摄到的sem照片进行图像处理，判断金属磁性粉末的边界，计算金属磁性粉末的面积。将计算出的金属磁性粉末的面积换算成当量圆直径来计算粒径。例如，计算100个以上的金属磁性粉末的粒径，并求取这些金属磁性粉末的粒度分布。将求出的粒度分布中的累计值50％的粒径作为平均粒径d50。金属磁性粉末的颗粒形状没有特别限制。

磁性体26能够包含粒径超过大径粉末28a的平均粒径的上限值(例如30μm)的金属磁性粉末。在本实施方式中，磁性体26包含最大粒径100μm的金属磁性粉末。

在线圈部件10中，主体部12的一对主面12c、12d和一对侧面12e、12f分别由绝缘层13整体地覆盖。绝缘层13由热固化性树脂构成，作为一例由环氧树脂构成。绝缘层13例如能够通过使涂敷于主面12c、12d上和侧面12e、12f上的树脂材料固化(例如热固化)来形成。

此处，参照图5，对素体与绝缘层的界面的状态进行说明。

如图5所示，主体部12的主面12c形成有多个微小凹陷32。这些微小凹陷32是由于构成磁性体26的含金属磁性粉末树脂的金属磁性粉末28从粘合剂树脂32脱离而形成的。因此，微小凹陷32的最大深度为磁性体26中所含的金属磁性粉末28的最大粒径(例如100μm)以下。金属磁性粉末28的脱离可能在对主体部12的主面12c进行研磨并蚀刻后产生。主体部12的主面12c由于多个微小凹陷32而具有大到某种程度的表面粗糙度(作为一例，rmax＝50μm)。构成绝缘层13的树脂材料进入到多个微小凹陷32的每一者中，微小凹陷32内被树脂材料填充。

此外，关于主体部12的另一主面12d，也具有与主面12c同样的表面状态，且覆盖主面12d的绝缘层13的树脂材料也进入到形成于主面12d的微小凹陷32中。

由于上述的金属磁性粉末28的脱离，主体部12的主面12c的磁性粉比例变得比素体内部的磁性粉末比例低。换而言之，主体部12的主面12c的树脂比例变得比素体内部的树脂比例高。

在线圈部件10中，通过用绝缘层13覆盖主体部12的主面12c、12d，实现了耐压的提高。主体部12具有树脂比例比内部的树脂比例高的表面部分，在该表面部分提高了绝缘性，实现主体部12的表面的耐压的进一步提高，线圈部件10整体的耐压进一步提高。

另外，在线圈部件10中，仅在外部端子电极14a、14b之间延伸的主面12c、12d，形成有树脂比例比内部的树脂比例高的表面部分，该表面部分被绝缘层13覆盖。不过，主体部12的表面中的树脂比例比内部的树脂比例高的表面部分，可以为主面12c、12d的至少任一者，也可以为侧面12e、12f的至少任一者，还可以为主面12c、12d和侧面12e、12f的两者。

绝缘层13可以整体地覆盖主面12c、12d和侧面12e、12f，也可以部分地覆盖主面12c、12d和侧面12e、12f。例如，如图6所示的线圈部件10a，也可以为主体部12的表面从绝缘层13与外部端子电极14a、14b之间露出的形态。在线圈部件10a中，绝缘层13不设置于主面12c、12d和侧面12e、12f中的端面12a、12b侧，而仅设置于主面12c、12d和侧面12e、12f的中央区域。

此外，本发明不限定于上述的实施方式，能够采用各种各样的形态。例如，线圈c可以为包括第一线圈部和第二线圈部这两者的形态，也可以为仅包括第一线圈部的形态。

附图标记说明

10、10a……线圈部件、12……主体部、13……绝缘层、14a、14b……外部端子电极、26……磁性体、28……金属磁性粉末、30……粘合剂树脂、c……线圈。