CN101821822A - 叠层线圈零件 - Google Patents
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Abstract
提供一种叠层线圈零件,即使由多孔疏松的磁性体陶瓷形成磁性体陶瓷元件的至少一部分的情况下,在锡焊工序中也不会吸收焊剂而影响焊锡的熔融性或自定位性。在内部导体(2)与其周围的磁性体陶瓷(11)的界面处不存在空隙且界面不相结合,处于内部导体(2)的上侧最外层与下侧最外层之间的中央区域(7)的磁性体陶瓷,具有从磁性体陶瓷元件的侧面(3a)至内部导体的孔隙面积率为6%~20%的区域{侧隙部(8)},中央区域的上侧的第一外层区域(9a)和中央区域的下侧的第二外层区域(9b)中的至少一方(安装基板的搭载面侧的外层区域)的孔隙面积率低于5%。磁性体陶瓷元件的厚度尺寸(T)与宽度尺寸(W)不同,能够识别方向性。
Description
技术领域
本发明涉及烧结磁性体陶瓷层与以Ag为主要成分的用于形成线圈的内部导体层叠起来的陶瓷叠层体而制成的叠层线圈零件,具有将螺旋状线圈配置在磁性体陶瓷元件内部的结构。
背景技术
近年来,电子零件小型化的需求增大,即使有关线圈零件,其主流也在向叠层型的线圈零件发展。
可是,同时烧结磁性体陶瓷和内部导体而得到的叠层线圈,在磁性体陶瓷层和内部导体层之间因热胀系数的不同而产生的内部应力会使磁性体陶瓷的磁特性下降,从而引起叠层线圈零件的阻抗值降低或离散。
因此,为了消除这样的问题,有人提出了如下叠层型阻抗元件的方案(专利文献1),首先把烧结后的磁性体陶瓷元件放在酸性镀液中进行浸渍处理,再在磁性体陶瓷层和内部导体层之间设置空隙,由此来避免内部导体层对磁性体陶瓷层的应力的影响,从而消除阻抗值降低或离散。
但是,在该专利文献1的叠层型阻抗元件中,将磁性体陶瓷元件浸渍在镀液中,从内部导体层露出磁性体陶瓷元件的表面的部分把镀液浸透到内部,这样就会在磁性体陶瓷层和内部导体层之间形成不连续的空隙,所以在磁性体陶瓷层之间就形成内部导体层和空隙,内部导体层变细,内部导体层在陶瓷层之间所占的比例不得不减小。
因此,难以得到直流电阻低的产品。特别是一旦尺寸达到1.0mm×0.5mm×0.5mm的产品或0.6mm×0.3mm×0.3mm那样小型的产品,就必须把磁性体陶瓷层做得很薄,很难既在磁性体陶瓷层之间同时设置内部导体层和空隙,又把内部导体层形成得很厚,因此,不仅不能降低直流电阻,而且容易产生因冲击等引起的内部导体层的断线,就无法确保足够高的可靠性。
专利文献1:特开2004-22798号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
本发明的目的在于为解决上述的问题而提供一种可靠性高的叠层线圈零件,不需在构成叠层线圈零件的磁性体陶瓷层与内部导体层之间形成原来的那种空隙,就可以缓解磁性体陶瓷层与内部导体层之间因烧结收缩或热胀系数不同而产生的内部应力的问题,从而降低了直流电阻,而且不易发生因冲击等引起的内部导体的断线;另外,还可以确保自定位性,安装效果好。
解决问题的技术方案
为实现上述目的,本发明(权利要求1)的叠层线圈零件,在磁性体陶瓷元件内部具有层间连接内部导体而形成的螺旋状线圈,所述磁性体陶瓷元件是通过烧结由磁性体陶瓷层层叠起来而形成并具备以Ag为主要成分的用于形成线圈的所述内部导体的陶瓷叠层体而制成;其中,
在所述内部导体与所述内部导体的周围的磁性体陶瓷的界面上不存在空隙;
所述内部导体与所述磁性体陶瓷的界面不相结合;
所述磁性体陶瓷元件内的构成处于所述内部导体的上侧最外层与下侧最外层之间的中央区域的磁性体陶瓷,具有从磁性体陶瓷元件的侧面至所述内部导体的、孔隙面积率为6%~20%的区域;
所述磁性体陶瓷元件内的所述内部导体的上侧最外层的上表面与所述磁性体陶瓷元件的上表面之间的第一外层区域,和所述磁性体陶瓷元件内的所述内部导体的下侧最外层的下表面与所述磁性体陶瓷元件的下表面之间的第二外层区域的至少一方的孔隙面积率低于5%。
本发明的叠层线圈零件中,所述第一和第二外层区域的孔隙面积率最好都低于5%。
可以使构成所述内部导体的侧部与所述磁性体陶瓷元件的侧面之间的区域即侧隙部的磁性体陶瓷的孔隙面积率为6%~20%。
也可以把构成所述中央区域的磁性体陶瓷的整体做成孔隙面积率为6%~20%的磁性体陶瓷。
所述螺旋状线圈的两个端部的各一方被分别引出到所述磁性体陶瓷元件的相对的两个侧面上的情况下,最好使从引出了所述螺旋状线圈的端部的侧面观察所述磁性体陶瓷元件时,层叠方向尺寸即厚度尺寸和与层叠方向正交的方向的尺寸即宽度尺寸不同。
所述的第一和第二外层区域中,与搭载叠层线圈零件的安装基板面对的搭载面侧的外层区域的厚度最好比另一侧外层区域的厚度厚,而且,最好使该搭载面侧的外层区域的孔隙面积率低于5%。
发明的有益效果
本发明的叠层线圈零件,被外层区域挟住的叠层方向上的中央区域,具有从磁性体陶瓷元件的侧面至所述内部导体的孔隙面积率为6%~20%的区域,同时,挟住所述中央区域的第一和第二外层区域的至少一方为孔隙面积率低于5%的致密的区域,所以,通过以致密的外层区域作为面对安装基板的搭载面侧的外层区域来进行安装,例如在用搪锡方法进行安装时,就能够防止锡膏中的焊剂被磁性体陶瓷元件吸收掉。因此,在锡焊工序中的焊锡的熔融性及自定位性好,从而能够提供安装性好的叠层线圈零件。
由于中央区域具有从磁性体陶瓷元件的侧面至内部导体的孔隙面积率为6%~20%的区域,所以能够通过把磁性体陶瓷元件浸渍到酸性镀液内而使酸性镀液达到磁性体陶瓷与内部导体的界面处,从而有效地切断界面处内部导体与磁性体陶瓷的结合。因此,能够提供可靠性高的叠层线圈零件,这种叠层线圈零件在内部导体与所述内部导体的周围的磁性体陶瓷的界面处不存在空隙,内部导体与磁性体陶瓷的界面呈不相结合的状态,可抑制、防止对内部导体周围的磁性体陶瓷施加应力,高特性而特性的离散少,阻抗低且能够抑制、防止因冲击等引起的内部导体的断线。
由于将第一和第二外层区域的两方做成孔隙面积率低于5%的致密的外层区域,所以能够进行安装而不需顾及正反方向,而使本发明更具有实际效益。
本发明中,构成所述中央区域的磁性体陶瓷,只要其一部分具有从磁性体陶瓷元件的侧面至所述内部导体的孔隙面积率为6%~20%的区域就可以,但是,如果使构成侧隙部的磁性体陶瓷的孔隙面积率为6%~20%,则能够使酸性镀液更加确实地到达磁性体陶瓷与内部导体的界面处。
考虑到在通常的叠层线圈零件的制造工序中所用的磁性体陶瓷坯片与用于形成内部导体的导电膏的组合,如果把侧隙部的孔隙面积率做到6%~20%,就能够更加有效地实现上述效果。
如上所述,本发明中,只要其一部分具有从磁性体陶瓷元件的侧面至内部导体的孔隙面积率为6%~20%的区域就可以,但是,也可以将构成中央区域的磁性体陶瓷整体做成孔隙面积率为6%~20%的磁性体陶瓷。这种情况下,由于是将烧结后孔隙面积率为6%~20%的磁性体陶瓷坯片层叠起来构成中央区域,所以无需特别复杂的制造过程,就能够容易而可靠地形成整体疏松的中央区域。
由于磁性体陶瓷元件的厚度尺寸与宽度尺寸不同,所以不需附带方向识别标记就能够识别配置了磁性体陶瓷元件的外层区域的面(上下面)与未形成外层区域的面(侧面),能够在配置了外层区域的面对着安装基板的姿势下可靠地安装叠层线圈零件。
由于第一和第二外层区域中,与搭载叠层线圈零件的安装基板面对的搭载面侧的外层区域的厚度比另一侧外层区域的厚度厚,而且,该搭载面侧的外层区域的孔隙面积率低于5%,所以,作为叠层线圈零件整体能够降低高度,同时能够确实地抑制、防止锡膏中的焊剂被磁性体陶瓷元件吸收掉。
附图说明
图1是本发明的实施例1的叠层线圈零件的正面断面图。
图2是表示本发明的实施例1的叠层线圈零件制造方法的分解立体图。
图3是本发明的实施例1的叠层线圈零件的构成的侧面断面图。
图4是把本发明的实施例1的叠层线圈零件安装在安装基板上的状态的示图。
图5是本发明的其他实施例(实施例2)的叠层线圈零件的侧面断面图。
图6是本发明的再另外的实施例(实施例3)的叠层线圈零件的构成的侧面断面图。
图7是本发明的再另外的实施例(实施例4)的叠层线圈零件的构成的正面断面图。
【符号的说明】
1…磁性体陶瓷层
2…内部导体
2a…上侧最外层的内部导体
2b…下侧最外层的内部导体
2s…内部导体的侧部
3…磁性体陶瓷元件
3a…磁性体陶瓷元件的侧面
4…螺旋状线圈
4a、4b…螺旋状线圈的两端部
5a、5b…外部电极
7…中央区域
8…侧隙部
9a…第一外层区域
9b…第二外层区域
10…叠层线圈零件(叠层阻抗元件)
11…磁性体陶瓷
21…中央区域用的陶瓷坯片
21a…外层区域用的陶瓷坯片
22…内部导体图形(线圈图形)
23…叠层体(未烧结的磁性体陶瓷元件)
24…导通孔
31…安装基板
32…焊盘
33…焊锡
L…长度尺寸
T…厚度尺寸
W…宽度尺寸
具体实施方式
以下展示本发明的实施例进一步详细地说明本发明的特征。
实施例1
图1是本发明的一个实施例(实施例1)的叠层线圈零件(该实施例1中是叠层阻抗元件)的断面图,图2是表示其制造方法的分解立体图,图3是图1的叠层线圈零件的侧面断面图。
该叠层线圈零件10是经烧结工序制造的,该烧结工序是烧结由磁性体陶瓷层1与以Ag为主要成分的用于形成线圈的内部导体2层叠起来而成的叠层体的工序,在磁性体陶瓷元件3的内部设置有螺旋状线圈4。
在磁性体陶瓷元件3的两端部配置有一对外部电极5a、5b,与螺旋状线圈4的两端部4a、4b导通。
在该叠层线圈零件10中,在内部导体2与其周围的磁性体陶瓷11的界面处不存在空隙,内部导体2与其周围的磁性体陶瓷11基本上贴紧,但是内部导体2与磁性体陶瓷11在界面处呈不相结合的状态。
磁性体陶瓷元件3的处于上侧最外层的内部导体2a与下侧最外层的内部导体2b之间的中央区域7的至少内部导体2的侧部2s和磁性体陶瓷元件3的侧面3a之间的区域即侧隙部8,由空隙面积率为6%~20%(该实施例1的叠层型线圈零件中为18%)的多孔疏松的磁性体陶瓷构成。
在该叠层线圈零件10中,磁性体陶瓷元件3内的上侧最外层的内部导体2a的上表面与磁性体陶瓷元件3的上表面之间的第一外层区域9a、和磁性体陶瓷元件3内的下侧最外层的内部导体2b的下表面与磁性体陶瓷元件3的下表面之间的第二外层区域9b,由孔隙面积率低于5%(该实施例1的叠层型线圈零件10中为4%)的致密的磁性体陶瓷构成。
在内部导体2与其周围的磁性体陶瓷11的界面处不存在空隙,内部导体2与其周围的磁性体陶瓷11基本上贴紧,但是内部导体2与磁性体陶瓷11在界面处呈不相结合状态。
该实施例的叠层型线圈零件10的尺寸是长度尺寸L=1.0mm、厚度尺寸T=0.5mm、宽度尺寸W=0.5mm。
在该叠层线圈零件10中,由于在内部导体2与磁性体陶瓷11的界面处呈无空隙的状态,内部导体2与磁性体陶瓷11的界面不相结合,所以能够得到不会使内部导体变细而又缓和了对内部导体周围的磁性体陶瓷施加的应力的叠层线圈零件10。因此,从而能够提供特性的离散少,能够降低直流电阻,不易发生因冲击等引起的内部导体的断线的高可靠性的叠层线圈零件。
然后说明该叠层线圈零件10的制造方法。
(1)调制按48.0mol%的Fe2O3、29.5mol%的ZnO、14.5mol%的NiO、8.0mol%的CuO的配比称量的磁性体原料,在球磨机中进行48小时的湿式混合。此后,用喷干机干燥湿式混合好的浆液,在700℃的温度下煅烧2小时;再在球磨机中把所得到的煅烧物进行16小时的湿式粉碎,粉碎结束后混合规定量的粘合剂,从而得到陶瓷浆;此后,把该陶瓷浆成形为片状,制成厚25μm的中央区域用的陶瓷坯片。同时在球磨机中把与上述相同的煅烧物进行32小时的湿式粉碎,粉碎结束后混合规定量的粘合剂,从而得到陶瓷浆,此后,把该陶瓷浆成形为片状,制成厚25μm的外层区域用的陶瓷坯片。
(2)然后,把导通孔形成在中央区域用的陶瓷坯片的规定位置之后,在陶瓷坯片的表面上印刷用于形成内部导体的导电膏,从而形成厚16μm的线圈图形(内部导体图形)。采用不纯物元素不超过0.1重量%的Ag粉末、清漆和溶剂配制的含Ag率为85重量%的导电膏作为上述导电膏。
(3)接下来,如图2示意表示的那样,把多片形成了内部导体图形(线圈图形)22的中央区域用的陶瓷坯片21层叠起来并压紧,进一步在其上下两面侧层叠上未形成线圈图形的外层区域用的陶瓷坯片21a之后,以1000kgf/cm2的压强将其压紧,从而得到叠层体(未烧制的磁性体陶瓷元件)23。不特别限定各陶瓷坯片的叠层方法等。
在该未烧制的磁性体陶瓷元件23的内部设置有用导通孔24把各内部导体图形(线圈图形)22连接起来而成的叠层型的螺旋状线圈。线圈的匝数为7.5匝。
(4)把这些压紧块切成预定的尺寸并脱粘合剂之后,在860℃的温度下将其烧结,由此得到内部具备螺旋状线圈的磁性体陶瓷元件。发明人确认到此时的内部导体2的侧部2s与磁性体陶瓷元件3的侧面3a之间的侧隙部8的孔隙面积率为18%。
磁性体陶瓷元件3内的上侧最外层的内部导体2a的上表面与磁性体陶瓷元件3的上表面之间的第一外层区域9a、和磁性体陶瓷元件3内的下侧最外层的内部导体2b的下表面与磁性体陶瓷元件3的下表面之间的第二外层区域9b,都被确认是空隙面积率为4%的致密的磁性体陶瓷层。
(5)此后,在内部具备了螺旋状线圈4的磁性体陶瓷元件(烧结元件)3的两端部涂覆外部电极形成用的导电膏并干燥之后,在750℃的温度下烧结,由此形成外部电极5a、5b(参照图1)。采用平均粒径0.8μm的Ag粉末、耐电镀性好的B-Si-K系的平均粒径1.5μm的玻璃料、清漆和溶剂配制成的导电膏作为外部电极形成用的导电膏。烧结该导电膏而形成的外部电极是在以下的工序中不易被镀液腐蚀的致密的电极。
(6)接下来,在所形成的外部电极5a、5b上镀Ni、镀Sn,形成下层为Ni镀膜层而上层为Sn镀膜层的双层结构的镀膜。这样,就得到了具有如图1、图3所示的结构的叠层线圈零件(叠层阻抗元件)10。
在上述的电镀工序中,用PH值为4的酸性溶液作为Ni镀液,其中包含硫酸镍约300g/L、氯化镍约50g/L和硼酸约35g/L。用PH值为5的酸性溶液作为Sn镀液,其中包含硫酸锡约70g/L、硫酸铵约100g/L。
然后用搪锡焊接的方法把上述制作的叠层线圈零件安装在安装基板上。图4所表示的是在安装基板上安装了叠层线圈零件的状态。
如图4所示,在经焊锡33把该实施例1的叠层线圈零件10安装在安装基板31的焊盘32上的情况下,构成磁性体陶瓷元件3的外层区域9a、9b的孔隙面积率低于5%,搪锡焊接工序所用的锡膏中的焊剂不被外层区域(图4的状态下为下侧的外层区域9a)吸收,并且焊锡熔融良好,叠层线圈零件10可靠地被安装到了预定的位置上(即自定位性好)。
在外部电极上进行镀Ni、镀Sn的工序中,由于酸性镀液从磁性体陶瓷元件的侧隙部浸入到磁性体陶瓷与内部导体的界面处并切断内部导体与磁性体陶瓷在界面处的结合,因此得到了施加到内部导体的周围的磁性体陶瓷上的应力被缓解并且阻抗等特性高且离散少的叠层型线圈零件。
对构成该实施例1的叠层线圈零件的磁性体陶瓷元件的端面进行聚焦离子束加工(FIB加工)而使内部导体露出来之后,用扫描电子显微镜(SEM)观察加工面,可确认磁性体陶瓷与内部导体的界面处未形成空隙。
实施例2
图5是本发明的其他实施例(实施例2)的叠层线圈零件的侧面断面图。
如图5所示,该叠层线圈零件10在层叠方向的尺寸即厚度尺寸T与正交于层叠方向的方向的尺寸即宽度尺寸W不同(实施例1中,厚度尺寸T=宽度尺寸W),从而能够识别磁性体陶瓷元件3的上下面和侧面,同时使厚度尺寸T小于宽度尺寸W,从而能够降低高度。例如厚度尺寸T最好小于0.5mm,具体地说最好做成0.3mm等。其他构成均与上述实施例1的叠层线圈零件相同。
该叠层线圈零件除减少上下外层区域用的陶瓷坯片的层叠片数之外,其他可以按与上述实施例1同样的方法来制造。
像该叠层线圈零件那样,由于厚度尺寸T与宽度尺寸W不同,所以能够识别磁性体陶瓷元件的上下面和侧面,就不必特别设置方向识别标记,能够容易且可靠地在以致密的外层区域作为对着安装基板的面进行安装。
实施例3
图6是本发明的再另外实施例(实施例3)的叠层线圈零件的侧面断面图。
该叠层线圈零件10中,下侧的外层区域9b的厚度比上侧的外层区域9a的厚度更厚,同时,磁性体陶瓷元件3的厚度尺寸T小于宽度尺寸W。其他构成均与上述实施例1的情况一样。
该叠层线圈零件除上下外层区域形成用的陶瓷坯片的层叠片数不同之外,可以按与上述实施例1的情况同样的方法来制造。
在该实施例3的叠层线圈零件10中,由于厚度尺寸T小于宽度尺寸W,从而能够降低高度,同时能够从其形状来识别磁性体陶瓷元件3的上下面和侧面。
另外,在该叠层线圈零件10中,由于下侧的外层区域9b的厚度厚,而上侧的外层区域9a的厚度薄,所以在厚度厚的外层区域9b对着安装基板的状态下进行安装就能够确实地抑制、防止吸收包含在焊锡浆内的焊剂。
可是,在该叠层线圈零件的情况下,安装时必须加上用来识别上下面(应与安装基板相面对的面)的标记。在用标记来可靠地识别上下面并进行层叠的情况下,只要安装时对着安装基板的下面侧的外层区域是致密的磁性体陶瓷就可以,上面侧的外层区域不一定必须是孔隙面积率低于5%的致密的磁性体陶瓷层。
实施例4
图7是本发明的再另外实施例(实施例4)的叠层线圈零件的正面断面图。
该叠层线圈零件10的外部电极5a、5b从磁性体陶瓷元件3的两端面仅翻折至下面侧,而不翻折至上面侧,这一点不同于上述实施例1~3的叠层线圈零件,其他的构成与上述实施例3的叠层线圈零件一样。
在该实施例4的叠层线圈零件10中,由于外部电极5a、5b仅翻折至磁性体陶瓷元件3的下面侧,所以外部电极5a、5b也起到方向识别标记的作用。结果,不必特别设置方向识别用的标记,就能够识别磁性体陶瓷元件3的上、下面和侧面。
在该实施例4的构成中,由于能够用从磁性体陶瓷元件的端面翻折至下面侧的外部电极5a、5b来识别磁性体陶瓷元件的上面、下面和侧面,所以例如即使在厚度尺寸与宽度尺寸相同而上下外层区域的厚度不同的情况下,也无需特别设置方向识别用的标记,就能够在安装时识别磁性体陶瓷元件的上下面和侧面,能够在厚度厚的外层区域对着安装基板的状态下安装叠层线圈零件。该实施例4的构成能够实现这种特有的作用效果。
另外,在该叠层线圈零件中,由于外部电极仅翻折至磁性体陶瓷元件的下面侧而不形成在上面侧,所以能够降低相应的高度,同时能够防止发生外部电极一直翻折至上面侧情况下所产生的干扰其他配线引起的弊端。
其他方面也能够得到与上述实施例3的叠层线圈零件相同的效果。
在该实施例4的构成中,也不一定需要把上面侧的外层区域做成孔隙面积率低于5%的致密的磁性体陶瓷层。
[比较例]
为进行比较,使用与上述实施例1中用作外层区域用的陶瓷坯片(烧结后成为孔隙面积率4%的致密磁性体陶瓷的坯片)相同的陶瓷坯片作为中央区域用的陶瓷坯片,也用同样的陶瓷坯片作为外层区域用的陶瓷坯片,由此制成叠层线圈零件(比较例1)。
另外,使用与上述实施例1中用作中央区域用的陶瓷坯片(烧结后成为孔隙面积率18%的多孔疏松磁性体陶瓷的坯片)相同的陶瓷坯片作为外层区域用的陶瓷坯片,也用同样的陶瓷坯片作为中央区域用的陶瓷坯片,由此制成叠层线圈零件(比较例2)。
[特性的评价]
对于上述那样制作的本发明的实施例1~4的叠层线圈零件和比较例1、2的叠层线圈零件,用以下的方法测定了阻抗,同时测定了外层区域和侧隙部的孔隙面积率。另外,用搪锡焊接的方法将各叠层线圈零件安装在安装基板上,检查此时的自定位性是否良好。
(a)阻抗的测定
用阻抗分析仪(惠普公司制HP4291A、HP16196)对30个试件进行阻抗的测定,求出平均值(n=30pcs)。
(b)孔隙面积率的测定
将磁性体陶瓷元件的宽度方向和厚度方向所定义的断面(下称“W-T面”)进行镜面研磨,用扫描电子显微镜(SEM)观察聚焦离子束加工(FIB加工)好的面,并且测定磁性体陶瓷中的空隙面积率。
具体地说,用图像处理软件“WINROOF(三谷商事株式会社)”测定孔隙面积率。其具体的测定方法如下:
FIB装置:FEI制FIB200TEM
FE-SEM(扫描电子显微镜):日本电子制JSM-7500FA
WINROOF(图像处理软件):三谷商事株式会社制,Ver.5.6
<聚焦离子束加工(FIB加工)>
对用上述的方法镜面研磨好的试件的研磨面以5°入射角进行了FIB加工。
<用扫描电子显微镜(SEM)观察>
按以下条件进行SEM观察
加速电压:15kV
试件倾斜:0°
信号:二次电子
涂层:Pt
倍率:5000倍
<孔隙面积率的计算>
按以下方法求出孔隙面积率
a)决定计量范围,如果太小,会产生测定地点引起的误差。
(该实施例中,取为22.85μm×9.44μm)
b)如果难以识别磁性体陶瓷和孔隙,就调节亮度、对比度。
c)进行两值化处理,仅提取出孔隙。用图像处理软件WINROOF的“色提取”不完全的情况下,进行手动补充。
d)提取出来孔隙以外的数据的情况下,消除孔隙以外的数据。
e)用图像处理软件的“总面积·个数计量”测定总面积、个数、孔的面积率、计量范围的面积。
本发明中的孔隙面积率是像上述那样测定的值。
(c)自定位性
为了故意产生叠层线圈零件的搭载位置的偏移(安装偏移),在叠层线圈零件的长度方向上使搭载坐标偏移中心150μm或在宽度方向上偏移中心150μm,进行安装,在大气气氛下搪锡后,在叠层线圈零件的搭载位置上存在偏离目标位置超过50μm的情况为判定不良(×),低于50μm的情况判定为良好(○)。
表1中示出了像上述那样测定的侧隙部的孔隙面积率和外层区域的孔隙面积率、阻抗(|Z|)的值、自定位性是否良好的判定结果。
[表1]
试件 | 侧隙部孔隙面积率(%) | 外层区域孔隙面积率(%) | 阻抗|Z|·100MHz(Ω) | 自定位性 |
实施例1 | 18 | 4 | 605 | ○ |
实施例2 | 18 | 4 | 590 | ○ |
实施例3 | 18 | 4 | 587 | ○ |
实施例4 | 18 | 4 | 595 | ○ |
比较例1 | 4 | 4 | 350 | ○ |
比较例2 | 4 | 18 | 610 | × |
如表1所示,本发明的实施例1~4的叠层线圈零件的情况下,得到了高的阻抗值。这是由于中央区域的侧隙部的孔隙面积率高达18%,在外部电极的电镀工序中镀液浸入到了磁性体陶瓷元件的内部,从而切断了磁性体陶瓷与内部导体的界面的结合,缓解了对内部导体周围的磁性体陶瓷施加的应力。
实验结果表明,本发明的实施例1~4的叠层线圈零件的自定位性良好。这是由于外层区域为孔隙面积率4%的致密结构,所以安装工序所使用的锡膏中的焊剂没有被外层区域吸收,保持了良好的焊锡的熔融性,从而确保了高的自定位性。
相对于此,使用与用作外层区域用的陶瓷坯片(烧结后成为孔隙面积率4%的致密磁性体陶瓷的陶瓷坯片)相同的陶瓷坯片作为中央区域用的陶瓷坯片来制作的叠层线圈零件(比较例1)的情况下,自定位性良好,但阻抗值低。这是由于侧隙部为孔隙面积率4%的致密结构,在对外部电极的电镀工序中镀液不能从侧隙部浸入到磁性体陶瓷元件的内部,未切断内部导体与其周围的磁性体陶瓷的结合,对磁性体陶瓷施加了应力而使特性下降。
使用与用作中央区域用的陶瓷坯片(烧结后成为孔隙面积率18%的多孔疏松磁性体陶瓷的陶瓷坯片)相同的陶瓷坯片作为外层区域用的陶瓷坯片来制作的叠层线圈零件(比较例2)的情况下,在对外部电极的电镀工序中镀液浸入到内部,切断了磁性体陶瓷与内部导体的界面结合,所以阻抗值高,但自定位性不好。这是由于外层区域的孔隙面积率高达18%,安装工序中锡膏中的焊剂被外层区域吸收掉,焊锡的熔融性下降的结果,从而导致自定位性不良。
在上述的各实施例中,使用按不同的条件(在上述的实施例中,用于制作中央区域用的陶瓷坯片的煅烧物在球磨机中的粉碎时间是16小时,不同于用作制作外层区域用的陶瓷坯片的32小时)制作的陶瓷坯片作为中央区域用的陶瓷坯片和外层区域用的陶瓷坯片,侧隙部的孔隙面积率达到预定值以上,但是,也可以使磁性体陶瓷的烧结收缩率大于内部导体的烧结收缩率,用两者的烧结收缩率之差来使侧隙部的孔隙面积率达到6~20%。这种情况下,以磁性体陶瓷的烧结收缩率大于内部导体的烧结收缩率为前提,将内部导体的烧结收缩率做到0~15%,就能够使侧隙部的孔隙面积率达到6~20%。
在中央区域用的陶瓷坯片内形成了内部导体图形之后,在内部导体图形的周围涂覆烧结后成为孔隙面积率6~20%的磁性体陶瓷的陶瓷浆,并将其层叠起来,由此也能够将侧隙部的孔隙面积率做到6~20%。
在上述的各实施例中,都是以具备将陶瓷坯片层叠起来的工序的所谓叠片工艺来制造的情况为例进行了说明,但是也可以采用所谓逐次印刷工艺来制造,所谓逐次印刷工艺是首先准备磁性体陶瓷浆液和内部导体形成用的导电膏,然后进行印刷来形成具有各实施例所示的结构的叠层体。
另外,也可以采用所谓逐次复制工艺进行制造,即,将在例如载体薄膜上印刷(涂覆)陶瓷浆而形成的陶瓷层复制在桌上,在其上,再复制通过在载体薄膜上印刷(涂覆)电极膏而形成的电极膏层,重复进行这些工序来形成具有各实施例所示的结构的叠层体。
在上述的各实施例中,利用电镀外部电极时的镀液作为酸性溶液,并将叠层线圈零件浸渍在该镀液内,由此来切断内部导体与其周围的磁性体陶瓷的界面的结合,但是也可以例如在电镀工序之前的阶段将叠层线圈零件浸渍在NiCl2溶液(PH3.8~5.4)中。也可以采用其他的酸性溶液。
在上述的各实施例中,以逐个制造叠层线圈零件的情况(单个产品的情况)为例进行了说明,在批量生产的情况下,也可以采用所谓多件生产的方法来制造,即,例如可以把多个线圈导体图形印刷在母陶瓷坯片的表面上,再将多片母陶瓷坯片层叠压紧形成未烧制的叠层体块,然后对照线圈导体图形的配置位置切割叠层体块,切成单个的叠层线圈零件用的叠层体,经这样的工序同时制造多个叠层线圈零件。
也可以用其他的方法来制造本发明的叠层线圈零件,对其具体的制造方法并不特别限定。
在上述的各实施例中,以叠层线圈零件为叠层阻抗元件的情况为例作了说明,但是本发明也可以适用于叠层电感器或叠层变压器等种种叠层线圈零件。
本发明也可以适用于局部包含非磁性体陶瓷的开磁路结构的叠层线圈零件。
本发明在其他方面也不限定于上述实施例,关于构成外层区域的磁性体陶瓷元件的孔隙面积率的值、内部导体的厚度和磁性体陶瓷层的厚度、产品的尺寸、叠层体(磁性体陶瓷元件)的烧结条件等,在发明的范围内都可以加以种种应用、变形。
工业实用性
如上所述,按照本发明,为了能够使镀液浸透到内部,而用疏松的磁性体陶瓷形成磁性体陶瓷元件的至少一部分的情况下,也能够得到在锡焊工序中不会吸收焊剂而影响焊锡的熔融性或自定位性的叠层线圈零件。
因此,本发明能够广泛地适用于在磁性体陶瓷中具备线圈的叠层阻抗元件及叠层电感器等各种各样的叠层线圈零件。
Claims (6)
1.一种叠层线圈零件,在磁性体陶瓷元件内部具有层间连接内部导体而形成的螺旋状线圈,烧结由磁性体陶瓷层层叠起来而形成、并具备以Ag为主要成分的用于形成线圈的所述内部导体的陶瓷叠层体而制成所述磁性体陶瓷元件;其中,
在所述内部导体与所述内部导体的周围的磁性体陶瓷的界面处不存在空隙;
所述内部导体与所述磁性体陶瓷的界面不相结合;
所述磁性体陶瓷元件内的、处于所述内部导体的上侧最外层与下侧最外层之间的中央区域的磁性体陶瓷,具有从磁性体陶瓷元件的侧面至所述内部导体的孔隙面积率为6%~20%的区域;
所述磁性体陶瓷元件内的所述内部导体的上侧最外层的上表面与所述磁性体陶瓷元件的上表面之间的第一外层区域、和所述磁性体陶瓷元件内的所述内部导体的下侧最外层的下表面与所述磁性体陶瓷元件的下表面之间的第二外层区域的至少一方的孔隙面积率低于5%。
2.根据权利要求1所述的叠层线圈零件,其特征在于所述第一外层区域和所述第二外层区域的孔隙面积率都低于5%。
3.根据权利要求1或2所述的叠层线圈零件,其特征在于所述内部导体的侧部与所述磁性体陶瓷元件的侧面之间的区域即侧隙部的磁性体陶瓷的孔隙面积率为6%~20%。
4.根据权利要求1或2所述的叠层线圈零件,其特征在于所述中央区域的磁性体陶瓷的整体是孔隙面积率为6%~20%的磁性体陶瓷。
5.根据权利要求1~4任一项所述的叠层线圈零件,其特征在于所述螺旋状线圈的两端部的各一方被分别引出到所述磁性体陶瓷元件的相对的两侧面上的情况下,从引出了所述螺旋状线圈的端部的侧面观察所述磁性体陶瓷元件时,层叠方向上的尺寸即厚度尺寸和与层叠方向正交的方向上的尺寸即宽度尺寸不同。
6.根据权利要求1~5任一项所述的叠层线圈零件,其特征在于所述的第一和第二外层区域中,与搭载叠层线圈零件的安装基板面对的搭载面侧的外层区域的厚度,比另一侧外层区域的厚度厚,而且,该搭载面侧的外层区域的孔隙面积率低于5%。
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