电感器的制作方法

1.本公开涉及具备锥形线圈的电感器。


背景技术：

2.已知有具备线圈状的导体的各种电感器(例如，参照专利文献1、2)。在专利文献1公开了在绝缘壳体内收容绕组构成锥形线圈的电感器。在专利文献2公开了在生片形成锥状的孔，并在其内壁形成线圈状的导体构成锥形线圈的电感器。
3.专利文献1：日本特开2018－190814号公报
4.专利文献2：日本特开平9－148135号公报
5.然而，在专利文献1所记载的电感器中，绕组的剖面为圆形，在封装体的高度方向的体积效率(导体填充密度)较低。除此之外，绕组收容于形成在壳体的旋涡状的孔。此时，为了形成绝缘体的壳体，需要在线圈的轴向上相邻的两个孔之间设置足够的厚度的绝缘体。因此，有电感器增大的趋势。
6.另外，专利文献2所记载的电感器沿着锥状的孔形成线圈状的导体。因此，不能够在卷绕轴方向重叠线圈状导体，所以与卷绕轴方向正交的径向的尺寸增大。另外，由于对有阶梯差的孔进行开孔，并在其侧壁面追加内部导体，所以卷绕径的微细化较难。


技术实现要素：

7.本发明的一实施方式的目的在于提供体积效率较高，且能够小型化的电感器。
8.本发明的一实施方式是一种电感器，其特征在于，具备由绝缘材料构成的壳体、和设置在上述壳体的内部的锥形线圈，上述锥形线圈由卷绕为螺旋状的线圈导体形成，上述锥形线圈的卷绕径连续地扩大，上述线圈导体具有矩形形状的剖面，上述线圈导体的在卷绕轴方向上相邻的部分配置为在从上述锥形线圈的卷绕轴方向观察时，上述线圈导体的一部分相互重复，上述壳体的上述绝缘材料无缝隙地配置在上述线圈导体的周围。
9.根据本发明的一实施方式，能够提高体积效率，并且能够使电感器小型化。
附图说明
10.图1是表示本发明的第一实施方式的电感器的立体图。
11.图2是表示图1中的电感器的主视图。
12.图3是从图2中的箭头iii－iii方向观察电感器的剖视图。
13.图4是放大图3中的a部示出的放大剖视图。
14.图5是表示本发明的第二实施方式的电感器的主视图。
15.图6是从图5中的箭头vi－vi方向观察电感器的剖视图。
具体实施方式
16.以下，参照附图对本发明的实施方式的电感器进行详细说明。
17.图1～图4示出本发明的第一实施方式的电感器1。电感器1具备壳体2、和锥形线圈3。
18.壳体2例如由陶瓷材料那样的绝缘材料i形成。壳体2的绝缘材料i既可以是磁性材料，也可以是非磁性材料。壳体2例如形成为长方体形状。壳体2具有相互面对面的第一主面2a和第二主面2b。壳体2并不限定于长方体形状，例如也可以是圆柱形状。
19.锥形线圈3设置于壳体2的内部。如图3所示，锥形线圈3由将卷绕轴o作为中心卷绕为螺旋状的线圈导体4形成。线圈导体4例如由作为导电性材料的导电性金属材料形成。线圈导体4形成为细长的带状。线圈导体4卷绕为螺旋状，并卷绕为与壳体2的第一主面2a以及第二主面2b正交的方向成为卷绕轴方向。线圈导体4具备卷绕为圆锥形状的线圈部4a、与线圈部4a的第一端部连接的电极连接部4b、以及与线圈部4a的第二端部连接的电极连接部4c。线圈导体4的线圈部4a朝向卷绕轴方向卷绕多次(例如七次)。线圈部4a从第一圈的部分t1连续地连接到第七圈的部分t7。线圈导体4的第一端部位于锥形线圈3的径向外侧，成为锥形线圈3的外径侧端部。线圈导体4的第一端部配置在接近壳体2的第一主面2a的位置，成为电极连接部4b。线圈导体4的第二端部位于锥形线圈3的径向内侧，成为锥形线圈3的内径侧端部。线圈导体4的第二端部配置于接近壳体2的第二主面2b的位置，成为电极连接部4c。
20.如图3以及图4所示，线圈导体4的剖面s为矩形形状。线圈导体4的剖面s形成为锥形线圈3的径向的尺寸l1比锥形线圈3的轴向的尺寸l2大的形状。因此，线圈导体4的剖面s的纵横比设定为比1大的值(例如10左右)。
21.锥形线圈3的卷绕径随着从第二主面2b接近第一主面2a，连续地扩大。例如第二圈的部分t2的卷绕径φ2比线圈导体4的第一圈的部分t1的卷绕径φ1大。这一点在第二圈以后也相同(φ1＜φ2＜
…
＜φ7)。在从锥形线圈3的卷绕轴方向观察时，配置为线圈导体4重复。在卷绕轴方向俯视的情况下，例如线圈导体4的第一圈的部分t1与第二圈的部分t2相互重叠一部分。这一点在第二圈以后也相同。即，线圈导体4中在卷绕轴方向相邻的部分相互重叠一部分。壳体2的绝缘材料i无缝隙地配置在线圈导体4的周围。
22.第一外部电极5设置于壳体2并与线圈导体4的第一端部(电极连接部4b)连接。第一外部电极5例如由作为导电性材料的导电性金属材料形成。第一外部电极5配置于壳体2的第一主面2a。
23.第二外部电极6设置于壳体2并与线圈导体4的第二端部(电极连接部4c)连接。第二外部电极6例如由作为导电性材料的导电性金属材料形成。第二外部电极6配置于壳体2的第二主面2b。第一外部电极5与第二外部电极6配置为相互分离。
24.本发明的第一实施方式的电感器1具有以上那样的构成。使用包含以下的三个工序的制造方法制造电感器1。
25.在第一工序中，通过喷墨方式排出由陶瓷粒子、有机粘合剂以及溶剂构成的绝缘体墨、和由金属粒子、有机粘合剂以及溶剂构成的导体墨，并反复各墨中的溶剂的挥发干燥。此时，例如沿着卷绕轴方向，一层一层地层叠由陶瓷粒子以及金属粒子构成的层。由此，形成由陶瓷粒子、金属粒子以及有机成分构成的成形体。此外，成形体不需要沿着锥形线圈3的卷绕轴方向层叠，也可以沿着锥形线圈3的径向层叠。
26.在第二工序(脱脂工序)中，除去在第一工序形成的成形体的有机成分。在第三工序(烧制工序)中，对在第二工序除去了有机成分的成形体进行加热，使绝缘体以及导体同
时烧结。由此，形成内置了锥形线圈3的壳体2。
27.其后，在壳体2安装第一外部电极5以及第二外部电极6。由此，电感器1完成。此时，第一外部电极5位于壳体2的第一主面2a，并与锥形线圈3的第一端部(电极连接部4b)电连接。第二外部电极6位于壳体2的第二主面2b，并与锥形线圈3的第二端部(电极连接部4c)电连接。
28.这样，在本实施方式的电感器1中，线圈导体4具有矩形形状的剖面s。因此，能够在卷绕轴方向减小相邻的线圈导体4间的间隔尺寸。由此，能够减小在卷绕轴方向相邻的线圈导体4间的绝缘材料i的厚度，能够在卷绕轴方向在壳体2内较密地配置线圈导体4。其结果，能够增加线圈导体4相对于壳体2的比例，所以电感器1的体积效率(导体填充密度)提高，能够使电感器1小型化。
29.另外，在线圈导体4的卷绕轴方向相邻的部分配置为在从锥形线圈3的卷绕轴方向观察时，线圈导体4的一部分相互重叠。因此，与线圈导体不重叠的情况相比，能够减小相对于锥形线圈3的卷绕径向的壳体2的外径尺寸，能够使电感器1小型化。除此之外，能够减小锥形线圈3的卷绕径尺寸，所以能够使锥形线圈3的小径部(接近电极连接部4c的部分)的电感值降低。
30.并且，线圈导体4的剖面s形成为锥形线圈3的卷绕径向的尺寸l1比锥形线圈3的卷绕轴方向的尺寸l2大的形状。即，线圈导体4的剖面s的矩形的纵横比比1大。因此，通过使线圈导体4的厚度(卷绕轴方向的尺寸l2)减少，能够使内部应力减少。因此，例如即使在对成形体进行烧制形成壳体2的情况下，也能够抑制烧制时的壳体2的弯曲、破裂。
31.接下来，使用图5以及图6，对本发明的第二实施方式进行说明。第二实施方式的特征在于在锥形线圈的卷绕径向的内侧配置有由透磁率比壳体的绝缘材料高的磁性材料构成的芯体，芯体与线圈导体的至少一部分接触。此外，在第二实施方式中，对与第一实施方式相同的构成要素附加相同的附图标记，并省略其说明。
32.第二实施方式的电感器11与第一实施方式相同，具备壳体12、和锥形线圈3。
33.壳体12例如由陶瓷材料那样的绝缘材料i1形成。壳体12的绝缘材料i1既可以是磁性材料，也可以是非磁性材料。壳体12例如形成为长方体形状。壳体12具有相互面对面的第一主面12a和第二主面12b。
34.但是，在壳体12，位于锥形线圈3的卷绕径向的内侧，形成有圆锥形状的凹部13。在这一点，第二实施方式的壳体12与第一实施方式的壳体2不同。凹部13的径向尺寸与锥形线圈3的形状对应，在第一主面12a侧较大，随着接近第二主面12b而减小。凹部13在第一主面12a开口。锥形线圈3的线圈导体4在凹部13的侧壁面露出。
35.芯体14在壳体12填充于凹部13。芯体14由绝缘材料i2构成，与凹部13对应地形成为圆锥形状。芯体14由透磁率比壳体12的绝缘材料i1高的磁性材料形成。芯体14与线圈导体4的至少一部分接触。具体而言，芯体14的外周面与线圈导体4的内周部分接触。芯体14既可以与壳体12一同烧制，也可以在壳体12的烧制之后进行填充。
36.因此，在像这样构成的第二实施方式的电感器11中，也能够提高体积效率，并且能够使电感器11小型化。例如，专利文献1所记载的电感器由于在绕组的周围形成缝隙，所以有由于缝隙而绕组的径向尺寸增大的趋势。另外，在芯体卷绕铜线的类型的电感器中，为了确保芯体的强度，也有径向尺寸增大的趋势。与此相对，在第二实施方式中，芯体14与线圈
导体4接触。除此之外，芯体14既可以与壳体12一同地形成，也可以在壳体12的形成后插入壳体12的凹部13。因此，不需要提高芯体14的刚性，能够减小锥形线圈3的径向尺寸。另外，与在芯体卷绕铜线的类型的电感器相比，制造容易，能够提高线圈导体4相对于磁性材料的位置精度。
37.此外，在上述各实施方式中，线圈导体4的剖面s形成为锥形线圈3的卷绕径向的尺寸l1比锥形线圈3的卷绕轴方向的尺寸l2大的形状。本发明并不限定于此，线圈导体4的剖面s也可以形成为锥形线圈3的卷绕径向的尺寸l1与锥形线圈3的卷绕轴方向的尺寸l2大致相同的形状。
38.在上述各实施方式中，例举线圈导体4的匝数为七次的例子进行了说明。本发明并不限定于此，线圈导体4的匝数也可以在两次以上且在六次以下，也可以在八次以上。
39.接下来，作为上述实施方式所包含的电感器，例如考虑以下叙述的方式的电感器。
40.作为第一方式，是电感器，具备由绝缘材料构成的壳体、和设置在上述壳体的内部的锥形线圈，上述锥形线圈由卷绕为螺旋状的线圈导体形成，上述锥形线圈的卷绕径连续地扩大，上述线圈导体具有矩形形状的剖面，上述线圈导体的在卷绕轴方向上相邻的部分配置为在从上述锥形线圈的卷绕轴方向观察时，上述线圈导体的一部分相互重叠，上述壳体的上述绝缘材料无缝隙地配置在上述线圈导体的周围。
41.此时，线圈导体的剖面为矩形形状。因此，能够减小在卷绕轴方向上相邻的线圈导体间的间隔尺寸。由此，能够减小在卷绕轴方向相邻的线圈导体间的绝缘材料的厚度，能够在卷绕轴方向在壳体内较密地配置线圈导体。其结果，能够增加线圈导体相对于壳体的比例，所以电感器的体积效率(导体填充密度)提高，能够使电感器小型化。
42.另外，配置为在从锥形线圈的卷绕轴方向观察时，线圈导体重复。因此，能够减小相对于锥形线圈的卷绕径向的壳体的外径尺寸，能够使电感器小型化。除此之外，能够减小锥形线圈的卷绕径尺寸，所以能够使锥形线圈的小径部的电感值降低。
43.作为第二方式，在第一方式中，上述线圈导体的上述剖面形成为上述锥形线圈的卷绕径向的尺寸比上述锥形线圈的卷绕轴方向的尺寸大的形状。
44.因此，通过使线圈导体的厚度减少，能够使内部应力减少。因此，例如即使在对成形体进行烧制形成壳体的情况下，也能够抑制烧制时的壳体的弯曲、破裂。
45.作为第三方式，在第一或者第二方式中，在上述锥形线圈的卷绕径向的内侧配置有由透磁率比上述壳体的上述绝缘材料高的磁性材料构成的芯体，上述芯体与上述线圈导体至少一部分接触。
46.由此，能够减小锥形线圈的径向尺寸。另外，与在芯体卷绕铜线的类型的电感器相比，制造容易，能够提高线圈导体相对于磁性材料的位置精度。
47.附图标记说明
48.1、11
…
电感器，2、12
…
壳体，3
…
锥形线圈，4
…
线圈导体，5
…
第一外部电极，6
…
第二外部电极，14
…
芯体。