线圈式电感器的制作方法

本发明涉及线圈式电感器，特别是涉及关于线圈式电感器中的线圈的形态以及卷绕方式的改良。

背景技术：

作为本发明感兴趣的线圈式电感器，例如记载于日本特开2007-311525号公报(专利文献1)。在图8中用立体图示出专利文献1中记载的线圈式电感器的外观。

图8所示的线圈式电感器1具备芯体2和线圈3。芯体2具有：卷芯部4以及分别位于卷芯部4的各端部的第一凸缘部5和第二凸缘部6。线圈3在卷芯部4上以螺旋状卷绕。在第一凸缘部5以及第二凸缘部6设有第一端子电极7以及第二端子电极8，上述线圈3的各端部分别与第一端子电极7以及第二端子电极8连接。

另外，图8中用虚线示出作为填料包含磁性粉末的树脂封装9。

在图8中，线圈式电感器1以使端子电极7、8朝向上方的姿势进行图示。即，线圈式电感器1以使图8中的上表面朝向安装基板侧的状态进行安装。

图9是将图8所示的线圈3的一部分放大表示的剖视图。如图9中明确示出的那样，线圈3由被覆扁导线获得，该被覆扁导线构成为包括：作为导体部的例如由铜构成的导线部10、和对导线部10进行绝缘覆盖的被覆部11。

从图8以及图9可知，线圈3以其剖面的短径方向沿着卷芯部4的轴线方向延伸的状态在卷芯部4上进行扁立卷绕。这样的线圈3的剖面形态以及卷绕方式以提高线圈式电感器1的q为目的而被采用，q的提高通过提高线圈3的导线部9的占空系数、减小直流电阻来实现。

另外，如图8以及图9所示，线圈3在卷芯部4上以相互紧贴的状态卷绕。由此能够提高磁场的耦合系数，从而高效地获得电感。这也有助于q的提高。

专利文献1：日本特开2007-311525号公报

然而，在上述的线圈式电感器1中，仅在低频下使用时能够期待q的提高。例如若在10mhz以上的高频下使用，则线圈式电感器1不能够得到较高的q。

在高频下使用时，会在线圈3中出现集肤效应。因此在卷芯部4由非磁性体材料构成的情况下，电流仅在导线部10中的、位于卷芯部4侧的内径侧的表面区域12(该区域通过在图9中对导线部10的内径侧施画阴影线而示意地示出)流动。其结果，导线部10中的、除内径侧的表面区域12以外的大部分对电流流动无作用。即，导线部10的大部分变得浪费。不仅如此，导线部10的外径侧的大部分阻碍由线圈3产生的磁通的返回，甚至成为使磁阻增加的原因。

另一方面，在卷芯部4由磁性体材料构成的情况下，由于上述集肤效应，电流仅在导线部10中的、位于与卷芯部4侧相反的一侧的外径侧的表面区域13(该区域通过在图9中对导线部10的外径侧施画阴影线而示意地示出)流动。其结果，导线部10中的、除外径侧的表面区域13以外的大部分对电流流动无作用。即，导线部10的大部分变得浪费。不仅如此，导线部10的内径侧的大部分阻碍由线圈3产生的磁通的生成，甚至成为使磁阻增加的原因。

另外，在本说明书中，“高频”是指出现集肤效应的深度比导线的半径浅的频率以上的频率区域。

技术实现要素：

因此，本发明的目的在于提供一种能够在高频下获得更高的q的线圈式电感器。

本发明涉及的线圈式电感器，具备：具有卷芯部的芯体、和卷绕于卷芯部上的线圈，线圈具有扁平形状的截面，为了解决上述的技术课题，其特征在于具备如下的结构。

即，本发明的线圈式电感器的特征在于，在线圈的截面中，将对相互正交的长径方向以及短径方向测定出的尺寸分别作为长径方向尺寸以及短径方向尺寸，并用(长径方向尺寸)/(短径方向尺寸)来表示截面的扁平率时，截面的扁平率为1.3以上且3.0以下，线圈以长径方向沿着卷芯部的轴线方向延伸的状态在卷芯部上卷绕为仅一层的螺旋状。

高频电流凭借集肤效应仅在线圈的内径侧或外径侧的表面区域流动，但若采用上述那样的结构，则供高频电流流动的表面区域扩展到线圈的截面中沿着向长径方向延伸的边的位置。因此能够提高高频电流在集肤效应下流动的部分的截面积相对于线圈的整个截面积的比率。

在本发明中，线圈优选为在卷芯部上以在相互之间形成有空间的状态卷绕。假设若线圈如专利文献1所记载的那样，在卷芯部上以相互紧贴的状态卷绕，则在高频下容易产生涡流损耗。若线圈以相互紧贴的状态卷绕，则确实能够期待提高电感的获得效率的效果，但该效果越被抵消，在高频下涡流所产生的损失越增加，结果是q降低。因此如上述的那样，若线圈在卷芯部上以在相互之间形成有空间的状态卷绕，则能够在高频下抑制q降低。

在采用如下结构时也起到上述的效果。

即，在本发明中，优选地，在卷芯部上的线圈的作为导体部的导线部之间的距离为20μm以上且100μm以下。特别是若线圈的导线部之间的距离选择为20μm以上，则更加可靠地抑制导线部的邻近效应引起的涡流的产生，另外若该距离选择为100μm以下，则抑制距离过长引起的电感的获得效率的降低。

另外，卷芯部上的线圈的导线部之间的距离为20μm以上且100μm以下的结构如以下说明的那样，存在与线圈在卷芯部上以在相互之间形成有空间的状态卷绕的结构并存的情况、和不并存的情况。

线圈通常由被覆导线获得，该被覆导线构成为包括：作为导体部的例如由铜构成的导线部、和对导线部进行绝缘覆盖的被覆部构成。这样，在线圈由被覆导线构成的情况下，通常，若在卷芯部上的线圈的导线部之间的距离为20μm以上且100μm以下，则凭借该距离而在卷芯部上的线圈之间形成相当于被覆部的厚度的较窄的空间。这是上述两个结构并存的情况。但是根据被覆部的厚度，满足在卷芯部上的线圈的导线部之间的距离为20μm以上且100μm以下的结构，但可能存在线圈在卷芯部上在相互之间仅存在被覆部而未形成空间的情况。这是上述两个结构不并存的情况。

另一方面，在线圈未被绝缘覆盖而仅由作为导体部的导线部构成的情况下，若在卷芯部上的线圈的导线部之间的距离为20μm以上且100μm以下，则该距离原封不动地成为空间的大小，形成于卷芯部上的线圈之间。在这样的实施方式中，上述两个结构必然并存。

根据本发明，由于线圈以长径方向沿着卷芯部的轴线方向延伸的状态卷绕于卷芯部上，因此供高频电流流动的内径侧的表面区域扩展到线圈的截面中沿着向长径方向延伸的边的位置。因此，能够提高高频电流在集肤效应下流动的部分的截面积相对于线圈的整个截面积的比率，即，能够扩大有效截面积，因此能够提高q。

另外，如上所述，若以长径方向沿着卷芯部的轴线方向延伸的状态将线圈卷绕于卷芯部上，则与线圈以短径方向沿着卷芯部的轴线方向延伸的状态卷绕的情况相比，在欲构成具有相同尺寸的外径的线圈式电感器时，能够增大线圈的内径尺寸，即卷芯部的外径尺寸。因此能够扩宽磁通的通路，这也能够有助于q的提高。

另外，在本发明中，线圈的截面的扁平率为1.3以上且3.0以下。通过将扁平率选择为该范围，由此能够抑制集肤效应引起的q的劣化，并且能够抑制电感的获得效率的降低。这也能够有助于q的提高。

另外，根据该发明，线圈在卷芯部上卷绕为仅一层的螺旋状，因此能够禁止线圈重叠卷绕的情况下线圈的导线部的邻近效应引起的涡流的产生。这也能够有助于q的提高。

附图说明

图1是示出本发明的第一实施方式的线圈式电感器21的外观的立体图，并且以使朝向安装基板侧的面朝向上方的方式进行图示。

图2是图1所示的线圈式电感器21的沿着线ii-ii的剖视图。

图3是放大示出图2所示的线圈式电感器21的剖视图中的一部分的图。

图4是关于线圈式电感器示出线圈的截面的“扁平率”与“q×l获得效率”的关系的图。

图5是关于线圈式电感器示出在卷芯部上的线圈的导线部之间的“距离”与“q”的关系的图。

图6是用于说明本发明的第二实施方式的图，并且是将线圈23a的剖面形状与卷芯部24的一部分一同示出的剖视图。

图7是用于说明本发明的第三实施方式的图，并且是将线圈23b的剖面形状与卷芯部24的一部分一同示出的剖视图。

图8是示出专利文献1中记载的线圈式电感器1的外观的立体图，并且以使朝向安装基板侧的面朝向上方的方式进行图示。

图9是放大示出图8所示的线圈式电感器1的一部分的剖视图。

具体实施方式

参照图1至图3，对本发明的第一实施方式的线圈式电感器21进行说明。

线圈式电感器21具备芯体22和线圈23。芯体22具有：卷芯部24、和分别位于卷芯部24的各端部的第一凸缘部25以及第二凸缘部26。线圈23在卷芯部24上卷绕成螺旋状。在第一凸缘部25以及第二凸缘部26设有第一端子电极27以及第二端子电极28。

线圈23的各端部分别与第一端子电极27以及第二端子电极28连接。在进行该连接时，优选采用如下的结构。即，端子电极27及28作为最外层具备sn层。而且线圈23的各端部热压接于端子电极27及28，由此该各端部一边熔化，一边牢固地钎焊于端子电极27及28。

如图3所示，在线圈23由作为导体部的例如铜所构成的导线部29、和对导线部29进行绝缘覆盖的例如环氧树脂所构成的被覆部30构成的情况下，通过在上述连接工序中实施热压接，由此在将线圈23中的导线部29钎焊于端子电极27及28的同时，去除被覆部29。

芯体22例如由氧化铝等绝缘体陶瓷、或者铁氧体等磁性体构成。图示的卷芯部24以及凸缘部25、26呈截面四边形形状。但是这些卷芯部24以及凸缘部25、26也可以呈其他多边形形状，还可以呈圆形。

卷绕于卷芯部24上的线圈23具有扁平形状的截面。在本实施方式中，线圈23的截面所呈现的扁平形状是椭圆或者大致椭圆形状。参照图3对线圈23的截面形状的详细情况进行说明。

在线圈23的截面中，将对相互正交的长径方向31以及短径方向32测定出的尺寸分别作为长径方向尺寸以及短径方向尺寸，并用(长径方向尺寸)/(短径方向尺寸)来表示截面的扁平率时，截面的扁平率选择为1.3以上且3.0以下。对于该数值范围的限定理由，参照图4在下文进行叙述。

另外，如图3所示的线圈23那样，在线圈由导线部29和被覆部30构成的情况下，在求解(长径方向尺寸)/(短径方向尺寸)时，将上述的“线圈23”换为“导线部29”更加准确。然而，实际上由于被覆部30的厚度为5～10μm左右较薄，几乎能够忽略，因此即使根据线圈23的截面的长径方向尺寸以及短径方向尺寸求解扁平率，也没有实质上的差异。

线圈23以截面的长径方向31沿着卷芯部24的轴线方向延伸的状态卷绕于卷芯部24上。即，在卷芯部24上，卷线23以使其截面中的沿着长径方向31延伸的边朝向内径侧的方式卷绕。这样的线圈23的截面方向与图8及图9所示的专利文献1中记载的方向相比，实际上相差90度。

在卷芯部24由非磁性体材料构成的情况下，高频电流凭借集肤效应而仅在图3中施画阴影线的线圈23的内径侧的表面区域33流动，但根据上述那样的结构，供高频电流流动的内径侧的表面区域33扩展到线圈23的截面中沿着向长径方向31延伸的边的位置。因此能够提高供高频电流在集肤效应下流动的部分(表面区域33)的截面积相对于线圈23的整个截面积的比率，即、能够扩大有效截面积，因此能够提高q。

另外，在卷芯部24由磁性体材料构成的情况下，虽省略图示，但供高频电流流动的位置从卷芯部24由非磁性体材料构成的情况下线圈23的内径侧的表面区域33向外径侧的表面区域逆转。但是即使在该情况下，也同样能够起到上述的效果。

另外，如上述那样，若线圈23以长径方向31沿着卷芯部24的轴线方向延伸的状态卷绕于卷芯部24上，则与线圈23以短径方向沿着卷芯部的轴线方向延伸的状态卷绕的情况相比，在欲构成具有相同尺寸的外径的线圈式电感器时，能够增大线圈23的内径尺寸，即卷芯部24的外径尺寸。因此能够扩宽磁通的通路，这也能够有助于q的提高。

另外，线圈23在卷芯部24上不是重叠卷绕，而是卷绕成仅一层的螺旋状。根据该结构，能够禁止线圈23假设被重叠卷绕的情况下线圈的导线部的邻近效应所引起的涡流的产生。这也能够有助于q的提高。

如图3所示，优选为，线圈23在卷芯部24上以在相互之间形成有空间s的状态卷绕。另外，也能够从图1及图2看出线圈23以在相互之间形成有空间s的状态卷绕。另外在图示的结构中，在空间s仅存在空气，但在空间s的至少一部分也可以存在被覆部30以外的电介质等材料。

另外，如图3所示，在卷芯部24上的线圈23的作为导体部的导线部29之间的距离优选选择为20μm以上且100μm以下，更优选选择为50μm左右。关于该数值范围的限定理由，参照图5在下文进行叙述。

在本实施方式中，线圈23在卷芯部24上以在相互之间形成有空间s的状态卷绕，因此可以说线圈23无需绝缘覆盖，而也可以仅由作为导体部的导线部29构成。在该情况下，空间s的大小与距离d相等。

参照图4，对将线圈23的截面的扁平率选择为1.3以上且3.0以下的理由进行说明。在图4中，示出线圈23的截面的“扁平率”与“q×l获得效率”的关系。在图4中，“q×l获得效率”的优选的范围的下限用虚线表示。关于“q×l获得效率”，得到上述虚线上以及比虚线靠上的值，是扁平率为1.3以上且3.0以下的范围。

根据图4可知，通过将扁平率以上述方式选择为1.3以上且3.0以下的范围，由此抑制集肤效应引起的q的劣化，并且抑制电感的获得效率的降低。这能够有助于q的提高。

另外，图4所示的数据是基于图1所示的结构的线圈式电感器，即外形尺寸为1.6mm×0.8mm×0.8mm的线圈式电感器所得到的数据，但确认了即使是外形尺寸为2.5mm×2.0mm×2.0mm的线圈式电感器，也能够得到同样的数据。

接下来，参照图5对在卷芯部24上的线圈23的导线部29之间的距离d优选选择为20μm以上且100μm以下的理由进行说明。在图5中示出在卷芯部24上的线圈23的导线部29之间的“距离”与“q”的关系。在图5中“q”的优选的范围的下限用虚线表示。关于“q”，得到上述虚线上以及比虚线靠上方的值是距离d为20μm以上且100μm以下的范围。另外在距离d为50μm附近，能够得到最高的“q”。

如上述那样，若线圈23的导线部29之间的距离选择为20μm以上，则更加可靠地抑制导线部的邻近效应所引起的涡流的产生，另外，若将该距离选择为100μm以下，则抑制因距离过长引起的电感的获得效率的降低。其结果如图5所示，能够维持较高的q。

另外，关于图5所示的数据，也与图4所示的数据的情况同样，是基于图1所示的结构的线圈式电感器，即外形尺寸为1.6mm×0.8mm×0.8mm的线圈式电感器而得到的数据，但确认了即使是外形尺寸为2.5mm×2.0mm×2.0mm的线圈式电感器，也能够得到同样的数据。

图6以及图7分别是用于说明本发明的第二实施方式以及第三实施方式的图，且示出关于线圈的截面形状的代表的变形例。如上述那样，线圈可以具备导线部以及被覆部，也可以不具备被覆部而仅由导线部构成，但无论哪种情况，在图6以及图7中，均省略线圈的被覆部的图示。

在图6以及图7中，例如对与图3所示的要素相当的要素标注相同的参照标记，并省略重复的说明。

在上述第一实施方式中，线圈23的截面所呈现的扁平形状具有椭圆或者大致椭圆形状。与此相对，图6所示的线圈23a具有椭圆形的截面。另外，图7所示的线圈23b具有角被弄圆的矩形的截面。另外，在本发明中所适用的卷线的截面形状，不限于这些图示的形状，也可以是图示的形状中的两种形状的中间的形状，只要是扁平形状，则可以是任意的形状。

另外，特别是在高频下使用的线圈式电感器的情况下，作为线圈，如图3所示的线圈23或者图6所示的线圈23a那样，优选为长径方向31的端部整体具有圆弧。这是因为根据长径方向31的端部整体具有圆弧的线圈23或23a，更难以阻碍沿着卷芯部24的中心轴线通过的磁通的返回，因此能够在高频下获得更高的q。

另一方面，在相对低频下使用的线圈式电感器的情况下，如图7所示的线圈23b那样，优选为截面积更大的线圈。另外，该情况并不否定图7所示的线圈23b被用在高频用的线圈式电感器中。

以上，将本发明与图示的实施方式相关联地进行了说明，但图示的各实施方式为例示，应注意能够在不同的实施方式之间进行结构的局部的替换或组合。

附图标记说明：21…线圈式电感器；22…芯体；23、23a、23b…线圈；24…卷芯部；29…导线部；30…被覆部；31…长径方向；32…短径方向；s…卷芯部上的线圈之间的空间；d…卷芯部上的线圈的导线部之间的距离。