线圈封入压粉成形芯、电感元件以及电子/电气设备制造技术

在构成能维持基本特性(特别L/DCR)并使直流叠加特性提升的电感元件的本发明专利技术的线圈封入压粉成形芯中，配置于线圈封入压粉成形芯(100A)的内部的线圈(10)的卷绕体(10C)和压粉成形芯(30)具有下述定义的内部芯容积比RV成为3以上且5以下的关系。RV＝(V1/V2)/(1‑V/Vp)，在此，V1是压粉成形芯(30)中的、从沿着线圈(10)的卷绕轴的方向即第一方向来看线圈封入压粉成形芯(100A)时位于卷绕体(10C)的内侧的区域的容积，V2是压粉成形芯(30)中的位于卷绕体(10C)的外侧的区域的容积，V是压粉成形芯(30)的容积，Vp是线圈封入压粉成形芯(100A)的容积。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】线圈封入压粉成形芯、电感元件以及电子/电气设备
本专利技术涉及线圈封入压粉成形芯、具备该线圈封入压粉成形芯的电感元件以及安装该电感元件的电子/电气设备。在本说明书中，所谓“电感元件”，包含具备包含压粉芯的芯材以及线圈的无源元件的电抗器的概念。
技术介绍
近年来，出于实现部件的小型化的观点，使用线圈封入压粉成形芯，其具有在将包含磁性粉末而成的材料压粉成形而得的压粉成形芯的内部封入线圈的结构。在专利文献1所记载的线圈封入压粉成形芯中，为了防止流过线圈的端子电极间的电流所引起的发热，规定了芯端子间的电压、电流与芯的体积的关系。在专利文献2所记载的线圈封入压粉成形芯中，为了不招致直流叠加特性的降低地提高散热性，提出将压粉成形芯的一部分设为与其他部分不同的材料。在先技术文献专利文献专利文献1：JP特开2003-282342号公报专利文献2：JP特开2012-235051号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题具备专利文献1、专利文献2记载的线圈封入压粉成形芯的电感元件大量作为用于驱动智能手机等便携通信终端的显示部的部件而使用。在便携通信终端中，薄型化、小型化等要求持续存在，提高最大显示亮度等对提高显示部的能力的要求也持续存在。以这样的要求的存在为背景，谋求即使电感元件小型化(包含低矮化)，也维持基本特性(特别L/DCR)以及直流叠加特性双方。为了电感元件得到给定的自电感L，考虑使电感元件所具备的线圈封入压粉成形芯的线圈的匝数增加，但电感元件由于将小型化作为前提，因此即使使线圈的匝数增加，也不能使线圈封入压粉成形芯的体积增加。为此，线圈封入压粉成形芯中的压粉成形芯的体积相对减少。其结果，电感元件的直流叠加特性有变差的可能性。特别在电感元件所具备的线圈封入压粉成形芯的大小为数平方毫米的情况下，出于确保对电感元件谋求的自电感L的观点而减小线圈体积实质上是有极限的。为此，极难得到确保需要的自电感L并使得直流叠加特性提升的线圈封入压粉成形芯。为此，本专利技术目的在于，提供构成维持基本特性(特别L/DCR)并能使直流叠加特性提升的电感元件的线圈封入压粉成形芯。本专利技术目的还在于，具备上述的线圈封入压粉成形芯的电感元件、以及安装该电感元件的电子/电气设备。用于解决课题的手段为了解决上述课题，本专利技术的专利技术者们研讨的结果，得到如下的新的见解：通过在与压粉成形芯的关系下设定配置于线圈封入压粉成形芯的内部的线圈的卷绕体的形状，能稳定地提高电感元件的基本特性和直流叠加特性的综合评价的指标即Isat×L/DCR。通过相关的见解而完成的本专利技术如下那样。本专利技术的一个方案是线圈封入压粉成形芯，具有卷绕体的线圈被封入包含磁性粉末的压粉成形芯，下述定义的内部芯容积比RV为3以上且5以下。RV＝(V1/V2)/(1-V/Vp)在此，V1是所述压粉成形芯中的从沿着所述线圈的卷绕轴的方向即第一方向来看所述线圈封入压粉成形芯时位于所述线圈的所述卷绕体的内侧的区域(第1区域)的容积(第1容积)，V2是所述压粉成形芯中的从所述第一方向来看所述线圈封入压粉成形芯时位于所述线圈的所述卷绕体的外侧的区域(第2区域)的容积(第2容积)，V是所述压粉成形芯的容积(芯容积)，Vp是所述线圈封入压粉成形芯的容积(芯片容积)。由于基于流过线圈的电流的磁通流过第1区域，因此第1区域的容积即第1容积V1越大，越难以产生线圈封入压粉成形芯的磁饱和。因此，第1容积V1越大，具备线圈封入压粉成形芯的电感元件的自电感L(单位：μH)、Isat(直流叠加时自电感L降低30％降低的电流值、单位：A)也越高。但由于即使第1容积V1变大也不能加大压粉成形芯的容积即芯容积V，因此若第1容积V1变大，第2区域的容积即第2容积V2就变小。由于V2变小会给L以及Isat双方带来影响，因此若以内部芯容积比RV进行评价，则L以及Isat分别具有不同的非线性的关系。另外，内部芯容积比RV是用芯片容积Vp中所占的线圈容积的比例(1-V/Vp)将V1/V2标准化的值，线圈容积与芯容积V的总和成为芯片容积Vp。由于上述的不同的非线性关系，定位为电感元件的特性的综合评价的指标的Isat×L/DCR示出内部芯容积比RV在3到5的范围内有峰值的倾向。该倾向即使压粉成形芯中所含的磁性粉末的组成、压粉成形芯的制造方法不同也能看到。因此，在对线圈封入压粉成形芯设计形状时，通过进行设定，使得内部芯容积比RV成为3到5的范围，不管磁性粉末的组成、压粉成形芯的制造方法如何，电感元件都易于得到良好的特性。压粉成形芯所含的磁性粉末可以至少一部分包含非晶质磁性材料，作为更具体的示例，可以包含非晶质磁性材料以及晶质磁性材料。另外，压粉成形芯所含的磁性粉末也可以即年包含非晶质磁性材料，或仅包含晶质磁性材料。作为晶质磁性材料的具体例，能举出Fe-Si-Cr系合金、Fe-Ni系合金、Fe-Co系合金、Fe-V系合金、Fe-Al系合金、Fe-Si系合金、Fe-Si-Al系合金、羰基铁以及纯铁，晶质磁性材料可以包含从包含这些合金的群选出的1种或2种以上材料。晶质磁性材料有优选包含Fe-Si-Cr系合金的情况。作为非晶质磁性材料的具体例，能举出Fe-Si-B系合金、Fe-P-C系合金以及Co-Fe-Si-B系合金，非晶质磁性材料可以包含从包含这些合金的群选出的1种或2种以上材料。非晶质磁性材料有优选包含Fe-P-C系合金的情况。本专利技术作为其他一个方案而提供电感元件，其具备：上述的线圈封入压粉成形芯；和与该线圈封入压粉成形芯所具有的线圈各个端部连接的连接端子。相关的电感元件能基于上述的线圈封入压粉成形芯的卓越的特性来维持基本特性(L/DCR)并使直流叠加特性提升。本专利技术的再其他一个方案是安装有上述的电感元件的电子/电气设备，所述电感元件用所述连接端子与基板连接。作为相关的电子/电气设备，例示具备电源开关电路、电压升降电路、平滑电路等的电源装置、小型便携通信设备等。本专利技术所涉及的电子/电气设备由于具备上述的电感元件，因此易于应对小型化。专利技术效果在上述的专利技术所涉及的线圈封入压粉成形芯中，关于压粉成形芯，由于线圈的内侧的体积和外侧的体积具有合适的平衡，因此对于具备相关的线圈封入压粉成形芯的电感元件，能维持基本特性(L/DCR)并使直流叠加特性提升。另外，根据本专利技术，提供具备上述的线圈封入压粉成形芯的电感元件以及安装有该电感元件的电子/电气设备。附图说明图1是概念地表示具备本专利技术的一个实施方式所涉及的线圈封入压粉成形芯的电感元件的形状的立体图。图2的(a)是本专利技术的一个实施方式所涉及的线圈封入压粉成形芯的俯视图，并且(b)是图2的(a)的A-A剖视图。图3的(a)是设为模拟对象的线圈封入压粉成形芯的俯视图，并且(b)是图3的(a)的A1-A1剖视图。图4的(a)是计算例1-1所涉及的线圈封入压粉成形芯的俯视图，并且(b)是计算例1-6所涉及的线圈封入压粉成形芯的俯视图。图5是表示DCR与RV的关本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种线圈封入压粉成形芯，具备卷绕体的线圈被封入包含磁性粉末的压粉成形芯，其特征在于，/n下述定义的内部芯容积比RV为3以上且5以下，/nRV＝(V1/V2)/(1-V/Vp)/n在此，V1是所述压粉成形芯中的从沿着所述线圈的卷绕轴的方向即第一方向来看所述线圈封入压粉成形芯时位于所述线圈的所述卷绕体的内侧的区域的容积，V2是所述压粉成形芯中的从所述第一方向来看所述线圈封入压粉成形芯时位于所述线圈的所述卷绕体的外侧的区域的容积，V是所述压粉成形芯的容积，Vp是所述线圈封入压粉成形芯的容积。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180615 JP 2018-1145271.一种线圈封入压粉成形芯，具备卷绕体的线圈被封入包含磁性粉末的压粉成形芯，其特征在于，
下述定义的内部芯容积比RV为3以上且5以下，
RV＝(V1/V2)/(1-V/Vp)
在此，V1是所述压粉成形芯中的从沿着所述线圈的卷绕轴的方向即第一方向来看所述线圈封入压粉成形芯时位于所述线圈的所述卷绕体的内侧的区域的容积，V2是所述压粉成形芯中的从所述第一方向来看所述线圈封入压粉成形芯时位于所述线圈的所述卷绕体的外侧的区域的容积，V是所述压粉成形芯的容积，Vp是所述线圈封入压粉成形芯的容积。


2.根据权利要求1所述的线圈封入压粉成形芯，其特征在于，
所述磁性粉末的至少一部分包含非晶质磁性材料。


3.根据权利要求2所述的线圈封入压粉成形芯，其特征在于，
所述磁性粉末包含所述非晶质磁性材料以及晶质磁性材料。


4.根据权利要求3所述的线圈封入压粉成形芯，其特征在于，
所述晶质磁性材料包含从包含Fe-...

【专利技术属性】
技术研发人员：中林亮，小岛章伸，佐藤昭，佐藤桂一郎，饭塚雅博，
申请(专利权)人：阿尔卑斯阿尔派株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP