电感部件

文档序号:1044986 发布日期:2020-10-09 浏览:4次 >En<

阅读说明:本技术 电感部件 (Inductance component ) 是由 盐川登 泉泽卓也 于 2020-03-25 设计创作,主要内容包括:本发明提供能够在超过自共振频率的频带中抑制衰减特性不稳定化的电感部件。电感部件具备:芯体,其具有卷芯部、在上述卷芯部的在轴向上的第1端设置的第1凸缘部和在上述卷芯部的在上述轴向上的第2端设置的第2凸缘部;第1电极,其设置于上述第1凸缘部;第2电极,其设置于上述第2凸缘部;以及线材,其与上述第1电极和上述第2电极电连接,并构成沿着上述卷芯部的轴向排列的多个卷绕区域地卷绕于上述卷芯部,相邻的上述卷绕区域的间隔大于上述各卷绕区域内的上述线材的卷绕间隔。(The invention provides an inductance component capable of restraining attenuation characteristic from being unstable in a frequency band exceeding a self-resonance frequency. The inductance component is provided with: a core body having a winding core portion, a 1 st flange portion provided at a 1 st end in an axial direction of the winding core portion, and a 2 nd flange portion provided at a 2 nd end in the axial direction of the winding core portion; a 1 st electrode provided on the 1 st flange; a 2 nd electrode provided on the 2 nd flange portion; and a wire material that is electrically connected to the 1 st electrode and the 2 nd electrode, and that is wound around the winding core so as to form a plurality of winding regions arranged in an axial direction of the winding core, wherein a distance between adjacent winding regions is larger than a winding distance of the wire material in each of the winding regions.)

电感部件

技术领域

本发明涉及电感部件。

背景技术

以往,作为电感部件,记载于日本特开2013-219088号公报(专利文献1)。该电感部件具备:芯体,其包括卷芯部、第1凸缘部和第2凸缘部;第1电极和第2电极,其分别设置于第1凸缘部和第2凸缘部;和线材,其与第1电极和第2电极电连接并卷绕于卷芯部。卷绕于卷芯部的线材构成沿着卷芯部的轴向排列的多个卷绕区域。卷绕区域包括:紧密卷绕的多个密绕部分和稀疏卷绕的疏绕部分。疏绕部分配置于多个密绕部分之间。

专利文献1:日本特开2013-219088号公报

然而,在以往的电感部件中,在使疏绕部分的匝数比密绕部分的匝数多(或是少)的情况下,仅着眼于自共振频率以下的频率下的L值的设定,关于比自共振频率高的频带的S21的衰减特性中的特性变动,没有进行控制,因此存在比自共振频率高的频带下的衰减特性劣化之担忧。并且,在Q高的线圈串联连接而使它们衰减的情况下,在各个电感器的共振频率间产生***振(波动),因此有时得不到宽频带衰减特性。

另外,根据仅有LB(600MHz~1GHz)带、WiFi2.4~2.6GHz、5~6GHz带的现状来看,将来除了上述频带之外还需要1.5GHz~2.5GHz带、3~5GHz带等也衰减,因此需要在声音等低频信号线中使高频信号在宽频带衰减。

发明内容

因此,本公开在于提供能够在超过自共振频率的频带中抑制衰减特性不稳定化的电感部件。

为了解决上述课题,本公开的一方式的电感部件具备:

芯体,其具有卷芯部、在上述卷芯部的在轴向上的第1端设置的第1凸缘部和在上述卷芯部的在上述轴向上的第2端设置的第2凸缘部;

第1电极,其设置于上述第1凸缘部;

第2电极,其设置于上述第2凸缘部;以及

线材,其与上述第1电极和上述第2电极电连接,并构成沿着上述卷芯部的轴向排列的多个卷绕区域地卷绕于上述卷芯部,

相邻的上述卷绕区域的间隔大于上述各卷绕区域内的上述线材的卷绕间隔。

根据上述方式,相邻的卷绕区域的间隔大于各卷绕区域内的线材的卷绕间隔,因此,通过相邻的卷绕区域的间隔,能够调整各卷绕区域(分布L性)间的线间电容(分布C性)而设定***振频率。因此,能够在宽频带中获得高衰减特性,或者能够在宽频带中获得成为低波动的衰减特性。因此,能够在超过自共振频率的频带中抑制衰减特性不稳定化。

另外,在电感部件的一方案中,上述芯体是电介质,并且是实心的。

根据上述方案,芯体是电介质,并且是实心的,因此能够增加由芯体引起的磁心损耗,降低Q值。由此,共振变钝而能够扩大高阻抗的频带。

另外,在电感部件的一方案中,上述芯体由磁性材料构成。

根据上述方案,芯体由磁性材料构成,因此能够增加由芯体引起的磁心损耗而降低Q值。由此,共振变钝而能够扩大高阻抗的频带。

另外,在电感部件的一方案中,

上述多个卷绕区域包括从上述第1凸缘部侧向上述第2凸缘部侧依次排列的第1卷绕区域、第2卷绕区域和第3卷绕区域,

上述第2卷绕区域中的上述线材的卷绕圈数与上述第1卷绕区域中的上述线材的卷绕圈数或者上述第3卷绕区域中的上述线材的卷绕圈数不同。

根据上述方案,第2卷绕区域的线材的卷绕圈数不同于第1卷绕区域的线材的卷绕圈数或者第3卷绕区域的线材的卷绕圈数,因此不仅能够调整线间电容(分布C性),还能够通过卷绕圈数来调整分布L性,***振频率的设定的自由度提高,能够在更宽的宽频带中得到高衰减特性或者成为低波动的衰减特性。

另外,在电感部件的一方案中,上述第2卷绕区域中的上述线材的卷绕圈数比上述第1卷绕区域中的上述线材的卷绕圈数和上述第3卷绕区域中的上述线材的卷绕圈数多。

根据上述方案,能够将***振频率设定为较低的频带,能够在宽频带中获得高衰减特性。

另外,在电感部件的一方案中,上述第2卷绕区域中的上述线材的卷绕圈数比上述第1卷绕区域中的上述线材的卷绕圈数和上述第3卷绕区域中的上述线材的卷绕圈数多4匝以上。

根据上述方案,在4GHz前后(3GHz~5GHz带)也能够维持高衰减特性。

另外,在电感部件的一方案中,上述第2卷绕区域中的上述线材的卷绕圈数为7匝,上述第1卷绕区域中的上述线材的卷绕圈数和上述第3卷绕区域中的上述线材的卷绕圈数为3匝。

根据上述方案,在4GHz前后(3GHz~5GHz带)也能够维持高衰减特性。

另外,在电感部件的一方案中,上述第2卷绕区域中的上述线材的卷绕圈数比上述第1卷绕区域中的上述线材的卷绕圈数和上述第3卷绕区域中的上述线材的卷绕圈数少。

根据上述方案,能够将***振频率设定为较高的频带,能够在宽频带中获得成为低波动的衰减特性。

另外,在电感部件的一方案中,上述第2卷绕区域中的上述线材的卷绕圈数比上述第1卷绕区域中的上述线材的卷绕圈数和上述第3卷绕区域中的上述线材的卷绕圈数少3匝以上。

根据上述方案,在15GHz前后(14GHz~16GHz带)也能够确保成为低波动的衰减特性。

另外,在电感部件的一方案中,上述第2卷绕区域中的上述线材的卷绕圈数为1匝,上述第1卷绕区域中的上述线材的卷绕圈数和上述第3卷绕区域中的上述线材的卷绕圈数为4匝。

根据上述方案,在15GHz前后(14GHz~16GHz带)也能够确保成为低波动的衰减特性。

根据本公开的一方式的电感部件,能够抑制在超过自共振频率的频带中衰减特性不稳定化。

附图说明

图1是表示电感部件的第1实施方式的从下表面侧观察到的立体图。

图2是表示第1实施例和比较例中的频率与阻抗间的关系的图。

图3是表示第2实施例和比较例中的频率与S21间的关系的图。

图4A是表示第3、第4实施例和比较例中的频率与阻抗间的关系的图。

图4B是表示第5、第6实施例和比较例中的频率与阻抗间的关系的图。

图5是表示电感部件的第2实施方式的从下表面侧观察到的立体图。

图6是表示实施例和比较例中的频率与阻抗间的关系的图。

图7是表示实施例和比较例中的频率与S21间的关系的图。

附图标记说明

1、1A...电感部件;10...芯体;11...第1凸缘部;12...第2凸缘部;13...卷芯部;21...线材;31...第1电极;32...第2电极;60...罩部件;Z1...第1卷绕区域;Z2...第2卷绕区域;Z3...第3卷绕区域。

具体实施方式

以下,通过图示的实施方式对本公开的一方式的电感部件更详细地进行说明。此外,附图包括局部示意性的部分,有时不反应实际的尺寸、比率。

(第1实施方式)

图1是表示电感部件的第1实施方式的从下表面侧观察的立体图。如图1所示,电感部件1具备芯体10、设置于芯体10的第1电极31和第2电极32以及卷绕于芯体10并与第1电极31和第2电极32电连接的线材21。

芯体10具有:卷芯部13,其为沿恒定方向延伸的形状;第1凸缘部11,其设置于卷芯部13的延伸方向的第1端,并沿与该方向正交的方向伸出;以及第2凸缘部12,其设置于卷芯部13的延伸方向的第2端,并沿与该方向正交的方向伸出。卷芯部13的形状、第1凸缘部11的形状和第2凸缘部12的形状例如为长方体,但不局限于此,也可以是其他形状例如五棱柱、六棱柱等长方体以外的多棱柱、圆柱。另外,也可以局部是弯曲面。在以下的说明中,将卷芯部13的延伸方向称为卷芯部13的轴向。卷芯部13的轴向也能够改称为线材21的卷绕轴线方向。

作为芯体10的材料,例如优选铁氧体的烧结体、含有磁性粉的树脂的成型体等磁性材料,也可以是氧化铝、含有非磁性粉的树脂或者不含有填料的树脂等非磁性材料。另外,也可以是陶瓷的烧结体、玻璃等非晶固体、以Si为主原料的结晶体、树脂等的成形体等电介质。芯体10是实心的,但也可以是中空(空心)的。此外,以下,将芯体10的下表面作为向安装基板安装的面。

第1电极31设置于第1凸缘部11的下表面,第2电极32设置于第2凸缘部12的下表面。第1电极31和第2电极32是通过例如涂覆以银(Ag)作为导电成分的导电性膏并进行烧制而形成的,或者时候通过溅射镍(Ni)-铬(Cr)、镍(Ni)-铜(Cu)而形成的。另外,也可以根据需要而进一步形成镀敷膜。作为镀敷膜的材料,能够使用例如锡(Sn)、Cu、Ni等金属、Ni-Sn等合金。此外,镀敷膜也可以为多层构造,也可以使用两种以上的镀敷材料。

线材21卷绕于卷芯部13而构成线圈。线材21是由例如铜等金属构成的导线被由聚氨酯、聚酰胺酰亚胺等树脂构成的被膜覆盖的带绝缘被膜的导线。线材21的一端与第1电极31电连接,线材21的另一端与第2电极32电连接。线材21和第1、第2电极31、32通过例如热压、钎焊、焊接等连接。

电感部件1在安装于安装基板时,第1凸缘部11的下表面和第2凸缘部12的下表面与安装基板对置。此时,卷芯部13的轴向与安装基板的主面平行。即,电感部件1是线材21的卷绕轴线与安装基板平行的横向卷绕型。

电感部件1也可以还具有双点划线所示的罩部件60。罩部件60设置于卷芯部13的上表面和侧面,以覆盖卷绕于卷芯部13的线材21。作为罩部件60的材料,例如能够使用环氧类的树脂。例如在将电感部件1向安装基板安装时,罩部件60使得利用吸嘴进行的吸附能得以可靠地进行。另外,罩部件60防止在利用吸嘴进行的吸附时损伤线材21。此外,罩部件60使用磁性材料,从而能够提高电感部件1的电感值(L值)。此外,设置有罩部件60不局限于卷芯部13的上表面和侧面,例如也可以设置于卷芯部13的上表面而不覆盖卷芯部13的侧面。

卷绕于卷芯部13的线材21构成沿着卷芯部13的轴向排列的多个卷绕区域Z1、Z2、Z3。在所有卷绕区域Z1、Z2、Z3中,相邻的卷绕区域Z1与Z2的间隔和相邻的卷绕区域Z2与Z3的间隔比各卷绕区域Z1、Z2、Z3内的线材21的卷绕间隔大。此处,卷绕区域是指使线材21的卷绕方向相对于卷芯部13的轴线成为恒定角度地将线材21卷绕于卷芯部13的区域。连接相邻的卷绕区域的线材的卷绕方向的角度比卷绕区域中的线材的卷绕方向的角度扩大。

具体而言,多个卷绕区域Z1、Z2、Z3包括:从第1凸缘部11侧向第2凸缘部12侧依次排列的第1卷绕区域Z1、第2卷绕区域Z2和第3卷绕区域Z3。第1卷绕区域Z1与第2卷绕区域Z2的间隔和第2卷绕区域Z2与第3卷绕区域Z3的间隔大于各卷绕区域Z1、Z2、Z3内的线材21的匝间距。第2卷绕区域Z2中的线材21的卷绕圈数不同于第1卷绕区域Z1中的线材21的卷绕圈数或者第3卷绕区域Z3中的线材21的卷绕圈数。第2卷绕区域Z2中的线材21的卷绕圈数比第1卷绕区域Z1中的线材21的卷绕圈数和第3卷绕区域Z3中的线材21的卷绕圈数多。此外,也可以是,第1卷绕区域Z1中的线材21的卷绕圈数与第3卷绕区域Z3中的线材21的卷绕圈数相同。

根据上述电感部件1,相邻的卷绕区域Z1、Z2、Z3的间隔大于各卷绕区域Z1、Z2、Z3内的卷绕间隔,因此通过相邻的卷绕区域Z1、Z2、Z3的间隔,能够调整各卷绕区域(分布L性)间的线间电容(分布C性)而设定***振频率。而且,在本实施方式中,第2卷绕区域Z2中的线材21的卷绕圈数比第1卷绕区域Z1中的线材21的卷绕圈数和第3卷绕区域Z3中的线材21的卷绕圈数多,因此能够将***振频率设定为较低的频带,能够在宽频带中获得高衰减特性。因此,能够在超过自共振频率的频带中抑制衰减特性不稳定化。

另外,从仅为LB(600MHz~1GHz)带、WiFi2.4~2.6GHz、5~6GHz带的现状来看,将来,除了上述频带之外,还需要1.5GHz~2.5GHz带、3~5GHz带等也衰减,通过使用上述电感部件1,能够在声音等低频信号线中使高频信号在宽频带衰减。

进一步详细而言,构成为,作为电感器的自共振频率(SRF)以下的频带中的电感器的电磁场分布,线圈整体的电感成分(L性)和电容成分(C性)成为有益的构成,作为其结果,发现自共振点。而且,在高频特别是比电感器的SRF高的频带中,电感器的行为成为分布常数的行为,电感器的线材的卷绕区域成为L性和C性局部发挥功能的状态。另外,SRF以下存在多个***振频率,但在按接近SRF的顺序定义为第1***振频率时,SRF与第1***振频率之间的电磁场分布通过L性+C性+L性之类的结构进行动作。

而且,在电感部件1中,C性是形成线圈的线材的线间电容,***振频率由C性的贡献支配,因此,能通过中央的第2卷绕区域Z2的卷绕圈数得到所希望的***振频率。因此,通过将***振频率设计为比以往构造低的频率,从而能够扩大高阻抗的频带,得到优异的衰减特性。

根据上述电感部件1,第2卷绕区域Z2的线材21的卷绕圈数不同于第1卷绕区域Z1的线材21的卷绕圈数或者第3卷绕区域Z3的线材21的卷绕圈数,因此,不仅线间电容(分布C性)能够调整,还能够通过卷绕圈数而调整(分布L性),从而***振频率的设定的自由度提高。

优选的是,第2卷绕区域Z2中的线材21的卷绕圈数比第1卷绕区域Z1中的线材21的卷绕圈数和第3卷绕区域Z3中的线材21的卷绕圈数多4匝以上。更优选第2卷绕区域Z2中的线材21的卷绕圈数为7匝,第1卷绕区域Z1中的线材21的卷绕圈数和第3卷绕区域Z3中的线材21的卷绕圈数为3匝。据此,在4GHz前后(3GHz~5GHz带)也能够维持高衰减特性。

此处,对于各卷绕区域中的线材的卷绕圈数(匝)而言,线材21绕卷芯部13卷绕1周为1匝。但是,在各卷绕区域中的卷绕开始侧或者卷绕结束侧卷绕的线材21中卷绕于卷芯部13的一半以上的情况下,视为1匝。在该实施方式中,若在各卷绕区域中的卷绕开始侧或者卷绕结束侧卷绕的线材21在卷芯部13的除去下表面之外的面(3面)卷绕则可称为卷绕一半以上,能够视为1匝。换句话说,即便在卷芯部13的下表面卷绕3匝,但若在卷绕开始侧或者卷绕结束侧卷芯部13的除去下表面之外面(3面)卷绕4匝,则此时的线材的卷绕圈数为4匝。此外,在卷芯部13为圆柱的情况下,线材21卷绕于圆周的一半以上时能够视为1匝。在卷芯部13为多棱柱的情况下,当在卷芯部13的与轴向正交的截面中的外周的一半以上卷绕有线材21时能够视为1匝。

优选的是,芯体10是电介质,并且是实心的。据此,能够增加由芯体引起的磁心损耗而降低Q值。由此,共振变钝(共振点的阻抗的峰值变缓),阻抗的降低量平缓,共振间的阻抗的降低不易辨别。因此,能够扩大高阻抗的频带。

优选的是,芯体10由铁氧体等磁性材料构成。据此,能够增加由芯体引起的磁心损耗而降低Q值。由此,共振变钝而能够扩大高阻抗的频带。

此外,除了使用电介质的实心的芯体、磁性材料的芯体以外,只要是磁心损耗变大那样的结构,则可以是任意结构。例如也可以是,通过罩部件60使用磁性粉,从而增大磁心损耗而降低Q值。

以下,对上述第1实施方式的实施例进行说明。

作为第1实施例,芯体使用氧化铝,芯体为中空。在该芯体中,相对介电常数Er为100,相对透磁率μr为1,损耗因子tanδ为0。第2卷绕区域Z2的卷绕圈数为5匝,第1卷绕区域Z1的卷绕圈数和第3卷绕区域Z3的卷绕圈数为4匝。作为比较例,线材以等间隔卷绕于芯体13匝,没有设置多个卷绕区域。

第1实施例和比较例中的频率与阻抗的关系如图2所示。图2中,第1实施例由L1示出,比较例由L0示出。如图2所示,对于L1而言,与L0相比,能够使***振频率向低频率偏移,能够扩大高阻抗的频带。

作为第2实施例,芯体使用非磁性铁氧体,芯体为实心。在该芯体中,相对介电常数Er为100,相对透磁率μr为1,损耗因子tanδ为2。第2卷绕区域Z2的卷绕圈数为5匝,第1卷绕区域Z1的卷绕圈数和第3卷绕区域Z3的卷绕圈数为4匝。作为比较例,线材以等间隔卷绕于芯体13匝,没有设置多个卷绕区域。

第2实施例和比较例中的频率与S21间的关系如图3所示。图3中,第2实施例由L2示出,比较例由L0示出。如图3所示,对于L2而言,与L0相比,通过Q值的降低而使共振变钝,能够在宽频带中连续地获得高衰减特性。

作为第3~第6实施例,芯体使用氧化铝,芯体为中空。在该芯体中,相对介电常数Er为100,相对透磁率μr为1,损耗因子tanδ为0。在第3实施例中,第2卷绕区域Z2的卷绕圈数为1匝,第1卷绕区域Z1的卷绕圈数和第3卷绕区域Z3的卷绕圈数为11匝。在第4实施例中,第2卷绕区域Z2的卷绕圈数为9匝,第1卷绕区域Z1的卷绕圈数和第3卷绕区域Z3的卷绕圈数为2匝。在第5实施例中,第2卷绕区域Z2的卷绕圈数为7匝,第1卷绕区域Z1的卷绕圈数和第3卷绕区域Z3的卷绕圈数为3匝。在第6实施例中,第2卷绕区域Z2的卷绕圈数为5匝,第1卷绕区域Z1的卷绕圈数和第3卷绕区域Z3的卷绕圈数为4匝。作为比较例,线材以等间隔卷绕于芯体13匝,没有设置多个卷绕区域。

第3~第6实施例和比较例中的频率与阻抗的关系如图4A和图4B所示。在图4A和图4B中,第3实施例由L3示出,第4实施例由L4示出,第5实施例由L5示出,第6实施例由L6示出,比较例由L0示出。如图4A和图4B所示,对于L3~L6而言,与L0相比,能够使***振频率向低频率偏移,能够扩大高阻抗的频带。另外,在第3~第6实施例L3~L6中,L6具有最好的效果,L5具有第二好的效果,L4具有第三好的效果,L3具有第四好的效果。

(第2实施方式)

图5是表示电感部件的第2实施方式的从下表面侧观察到的立体图。第2实施方式与第1实施方式卷绕区域的卷绕圈数不同。以下对该不同的结构进行说明。其他结构是与第1实施方式相同的结构,标注与第1实施方式相同的附图标记并省略其说明。

如图5所示,对于第2实施方式的电感部件1A而言,第2卷绕区域Z2中的线材21的卷绕圈数比第1卷绕区域Z1中的线材21的卷绕圈数和第3卷绕区域Z3中的线材21的卷绕圈数少。据此,能够将***振频率设定为较高的频带,能够在宽频带中获得成为低波动的衰减特性。因此,能够在超过自共振频率的频带中抑制衰减特性不稳定化。

优选的是,第2卷绕区域Z2中的线材21的卷绕圈数比第1卷绕区域Z1中的线材21的卷绕圈数和第3卷绕区域Z3中的线材21的卷绕圈数少3匝以上。进一步优选第2卷绕区域Z2中的线材21的卷绕圈数为1匝,第1卷绕区域Z1中的线材21的卷绕圈数和第3卷绕区域Z3中的线材21的卷绕圈数为4匝。据此,能够在15GHz前后(14GHz~16GHz带)也确保成为低波动的衰减特性。

以下,对上述第2实施方式的实施例进行说明。

作为实施例,芯体使用氧化铝,芯体为中空。在该芯体中,相对介电常数Er为10,相对透磁率μr为1,损耗因子tanδ为0。第2卷绕区域Z2的卷绕圈数为1匝,第1卷绕区域Z1的卷绕圈数和第3卷绕区域Z3的卷绕圈数为4匝。作为比较例,线材以等间隔卷绕于芯体9匝,没有设置多个卷绕区域。

图6示出实施例和比较例中的频率与阻抗的关系,图7示出实施例和比较例中的频率与S21的关系。图6和图7中,实施例由L11示出,比较例由L10示出。如图6所示,对于L11而言,与L10相比,能够使***振频率向高频率偏移,作为其结果,如图7所示,对于L11而言,与L10相比,能够在宽频带中得到成为低波动的衰减特性。

此外,本公开不限定于上述的实施方式,能够在不脱离本公开的主旨的范围内进行设计变更。例如,也可以将第1和第2实施方式的各个特征点分别组合。

在上述实施方式中,线材为一根,但也可以并列连接两根以上。在上述实施方式中,电极为两个,但也可以设置中间接头而成为三个以上。在上述实施方式中,卷绕区域的数量为三个,但也可以为四个以上,相邻的卷绕区域的间隔比各卷绕区域内的线材的卷绕间隔大即可。

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