CN107017081A - 层叠电感器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种层叠电感器,其不降低磁特性和绝缘特性地实现薄型化。层叠电感器包括第一磁性层、内部导体、第二磁性层、第三磁性层和一对外部电极。第一磁性层沿一个轴方向的厚度为4μm以上19μm以下,包括:沿一个轴方向排列的3个以上的合金磁性颗粒;和使合金磁性颗粒相互结合且包含Cr的氧化膜。内部导体隔着第一磁性层在一个轴方向上相对配置,分别构成绕一个轴卷绕的线圈的一部分,具有隔着第一磁性层相互电连接的多个导体图案。第二磁性层由合金磁性颗粒构成,隔着第一磁性层在一个轴方向上相对并分别配置在导体图案的周围。第三磁性层由合金磁性颗粒构成,隔着第一磁性层、第二磁性层和内部导体在一个轴方向上相对配置。
Description
技术领域
本发明涉及具有由合金磁性颗粒构成的磁性体部的层叠电感器。
背景技术
因便携设备的多功能化和汽车的电子化等,被称为芯片型的小型的线圈部件或电感部件得到广泛使用。尤其是,层叠型的电感部件(层叠电感器)能够应对薄型化,因此,近年来,正在向流通大电流的功率器件的开发推进。
为了应对大电流化,正在研讨将层叠电感器的磁性体部替换为材料自身的饱和磁通密度比现有的NiCuZn类铁氧体高的FeCrSi合金。但是,由于FeCrSi合金的材料自身的体积电阻率比现有的铁氧体低,因此,需要下功夫提高其体积电阻率。
所以,在专利文献1中公开了在包含Fe、Cr、Si的磁性合金的粉末中添加以SiO2、B2O3、ZnO为主成分的玻璃,在非氧化气氛中(700℃)进行烧制的电子部件的制造方法。根据该方法,不提高形成在成形体内的线圈的电阻,就能够提高成形体的绝缘电阻。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2010-62424号公报
发明内容
发明想要解决的技术问题
但是,在专利文献1记载的方法中,通过添加在磁性合金粉末中的玻璃提高磁性体部的体积电阻率,因此,为了获得磁性体部的所期望的绝缘电阻,需要增加玻璃的添加量。其结果是,磁性合金粉末的充填率降低,因此难以获得高电感特性,而且,越进行薄型化,这样的问题越显著。
另外,至今为止,形成磁性体部的磁性合金粉末大多着眼于提高导磁率,在不成为其他的特性限制的范围内使用尽可能大的粒径的磁性合金粉末。但是,在使用大粒径的情况下,由于粒径而表面粗糙度容易变大,所以,根据粒径增厚层叠的厚度,例如以10μm的粒径有6个以上的颗粒、6μm的粒径有5个以上的颗粒在层叠方向上排列的方式改变了层叠的厚度。这是因为,如上所述使用小粒径的磁性合金粉末,不产生导磁率的降低。
鉴于以上的情况,本发明的目的在于提供一种能够不降低磁特性和绝缘特性而能够实现薄型化的层叠电感器。
用于解决技术问题的技术方案
为了达成上述目的,本发明的一个方式的层叠电感器包括至少一个第一磁性层、内部导体、多个第二磁性层、多个第三磁性层和一对外部电极。上述至少一个第一磁性层,其沿一个轴方向的厚度为4μm以上19μm以下,包括:沿所述一个轴方向排列的3个以上的合金磁性颗粒;和使所述合金磁性颗粒相互结合且包含由Cr和Al的至少一种形成的第一成分的第一氧化膜。
上述内部导体具有多个导体图案。上述多个导体图案隔着上述第一磁性层在上述一个轴方向上相对配置,分别构成绕上述一个轴卷绕的线圈的一部分,隔着上述第一磁性层相互被电连接。
上述多个第二磁性层由合金磁性颗粒构成,隔着上述第一磁性层在上述一个轴方向上相对并且分别配置在上述多个导体图案的周围。
上述多个第三磁性层由合金磁性颗粒构成,隔着上述第一磁性层、上述多个第二磁性层和上述内部导体在上述一个轴方向上相对配置。
上述一对外部电极与上述内部导体电连接。
在上述层叠电感器中,配置在多个导体图案间的第一磁性层具有4μm以上19μm以下的厚度,沿其厚度方向排列的4个以上的合金磁性颗粒分别经由第一氧化膜结合,因此,能够不降低磁特性和绝缘特性地实现层叠电感器整体的薄型化。
上述第一磁性层还可以具有设置于上述合金磁性颗粒和上述第一氧化膜之间的第二氧化膜。上述第二氧化膜包含包括Si和Zr的至少1种的第二成分。
上述第一磁性层、上述多个第二磁性层和上述多个第三磁性层包含上述第一成分、上述第二成分和Fe,并且由上述第二成分相对于上述第一成分的比率大于1的合金磁性颗粒构成。
上述多个第二磁性层和上述多个第三磁性层可以由上述第一成分为1.5~4wt%、上述第二成分为5~8wt%的合金磁性颗粒构成。
上述第一磁性层、上述多个第二磁性层和上述多个第三磁性层可以包含浸渍在上述合金磁性颗粒之间的树脂材料。
上述第一磁性层、上述多个第二磁性层和上述多个第三磁性层可以在上述合金磁性颗粒之间包含磷元素。
发明效果
如以上所述,根据本发明,能够不降低磁特性和绝缘特性地实现层叠电感器整体的薄型化。
附图说明
图1是本发明的一个实施方式的层叠电感器的整体立体图。
图2是图1中的A-A线截面图。
图3是上述层叠电感器中的部件主体的分解立体图。
图4是图1中的B-B线截面图。
图5是示意地表示在上述层叠电感器中的第一磁性层的厚度方向上排列的合金磁性颗粒的截面图。
图6是对上述层叠电感器中的磁性体层的制造方法进行说明的主要部分的概略截面图。
具体实施方式
本发明并不是至今为止的利用大粒径形成磁性体部,而是利用小粒径能够得到兼具高磁特性和绝缘性的层叠体。具体来说,在内部导体间排列3个以上的磁性颗粒来确保内部导体之间的绝缘性,促进部件的薄型化的发明。另外,本发明发现了不受到由粒径导致的导磁率降低的影响的范围,能够兼具高性能。
以下,参照附图说明本发明的实施方式。
图1是本发明的一实施方式的层叠电感器的整体立体图。图2是图1中的A-A线截面图。
[层叠电感器的整体构成]
如图1所示,本实施方式的层叠电感器10包括部件主体11和一对外部电极14、15。部件主体11形成为在X轴方向具有宽度W、在Y轴方向具有长度L、在Z轴方向具有高度H的长方体形状。一对外部电极14、15设置于在部件主体11的长边方向(Y轴方向)相对的2个端面。
部件主体11的各部的尺寸无特别限定,在本实施方式中,长度L为1.6~2mm,宽度W为0.8~1.2mm,高度H为0.4~0.6mm。
如图2所示,部件主体11包括长方体形状的磁性体部12和由磁性体部12覆盖的螺旋状的线圈部13(内部导体)。
图3是部件主体11的分解立体图。图4是图1中的B-B线截面图。
如图3所示,磁性体部12具有多个磁性体层MLU、ML1~ML7和MLD在高度方向(Z轴方向)上层叠而一体化的构造。磁性体层MLU和MLD构成磁性体部12的上下的覆盖层(第三磁性层)。磁性体层ML1~ML7构成包含线圈部13的导体层,如图4所示,分别具有第一磁性层121、第二磁性层122和导体图案C11~C17。
第一磁性层121构成为存在于相邻的上下导体图案C11~C17之间的导体间层。第一磁性层121由具有软磁特性的磁性材料构成,磁性材料能够使用合金磁性颗粒。在此使用的磁性材料的软磁特性是指顽磁力Hc在250A/m以下。
合金磁性颗粒能够使用Fe(铁)、第一成分和第二成分的合金颗粒。第一成分包括Cr(铬)和Al(铝)的至少1种,第二成分包括Si(硅)和Zr(锆)的至少1种。本实施方式中,第一成分是Cr,第二成分是Si,所以,合金磁性颗粒由FeCrSi合金颗粒构成。该合金磁性颗粒的组成典型来讲是,在整体为100%的情况下,Cr为1.5~5wt%,Si为3~10wt%,除杂质以外其余为Fe。
第一磁性层121具有使各合金磁性颗粒相互结合的第一氧化膜。第一氧化膜包含上述第一成分,在本实施方式中,为Cr2O3。第一磁性层121还包含存在于各合金磁性颗粒与上述第一氧化膜之间的第二氧化膜。第二氧化膜包括第二成分,在本实施方式中为SiO2。
由此,即使第一磁性层121的厚度在19μm以下,较薄,也能够确保导体图案C11~C17之间的所需要的绝缘耐压。另外,与能够减小第一磁性层121的厚度的量相应地,能够使导体图案C11~C17形成得较厚,因此,能够实现线圈部13的直流电阻的低电阻化。
导体图案C11~C17配置在第一磁性层121之上。如图2所示,导体图案C11~C17构成绕Z轴卷绕的线圈的一部分,经由通孔V1~V6在Z轴方向上分别电连接,从而形成线圈部13。磁性体层ML1的导体图案C11具有与一方的外部电极14电连接的引出端部13e1,磁性体层ML7的导体图案C17具有与另一方的外部电极15电连接的引出端部13e2。
第二磁性层122由与第一磁性层121相同种类的合金磁性颗粒(FeCrSi合金颗粒)构成。第二磁性层122隔着第一磁性层121在Z轴方向上相对,分别配置在第一磁性层121上的导体图案C11~C17的周围。各磁性体层ML1~ML7中的第二磁性层122的沿Z轴方向的厚度典型来说与导体图案C11~C17的厚度相同,但是,这些厚度可以具有差异。
第三磁性层123由与第一磁性层121相同种类的合金磁性颗粒(FeCrSi合金颗粒)构成。第三磁性层123分别对应于上层的磁性体层MLU和下层的磁性体层MLD,隔着磁性体层ML1~ML7的第一磁性层121、第二磁性层122和导体图案C11~C17(线圈部13)在Z轴方向上相对配置。磁性体层MLU、MLD分别由多个第三磁性层123的层叠体构成,但它们的层叠数无特别限定。另外,磁性体层ML7的第一磁性层121可以由位于磁性体层MLD的最上层的第三磁性层123构成。另外,磁性体层MLU的最下层可以由第一磁性层121构成。
在构成第一~第三磁性层121~123的合金磁性颗粒(FeCrSi合金颗粒)的表面,如上所述,该FeCrSi合金颗粒的氧化物膜(第一氧化膜和第二氧化膜)作为绝缘膜存在。各磁性层121~123内的FeCrSi合金颗粒经由上述氧化物膜相互结合,线圈部13附近的FeCrSi合金颗粒经由上述氧化物膜与线圈部13密接(紧贴)。上述氧化物膜,典型来说,包含属于磁性体的Fe3O4、属于非磁性体的Fe2O3、Cr2O3、SiO2的至少1种。
作为FeCrSi以外的合金磁性颗粒,能够列举FeCrZr、FeAlSi、FeTiSi、FeAlZr、FeTiZr等,以Fe为主成分,并且包含Si和Zr的任意一种以上的元素(第二成分)和Si或者Zr以外的比Fe容易氧化的1种以上的元素(第一成分)即可。优选的是:Fe为85~95.5wt%、Fe和Si、Zr的元素(第二成分)以外的1种以上的元素(第一成分)包含比Fe容易氧化的元素、第二成分相对于第一成分的比例(第二成分/第一成分)大于1的金属磁性材料。通过使用这样的磁性材料,上述的氧化膜稳定地形成,尤其在低温度下进行热处理的情况下,也能够提高绝缘性。
另外,使构成第一~第三磁性层121~123的合金磁性颗粒的第二成分相对于第一成分的比例(第二成分/第一成分)大于1,通过使这些合金磁性颗粒高电阻化,由此,Q特性良好,能够有助于电路工作时的效率的改善。
在第一成分为Cr的情况下,FeCrSi类合金中的Cr的含有率例如为1~5wt%。Cr的存在在热处理时形成非动态来抑制过剩的氧化,并且体现强度和绝缘电阻这方面而优选。另一方面,当Cr的含量超过5wt%时,存在磁特性降低的趋势。另外,当Cr的含量不足1wt%时,因氧化导致的合金磁性颗粒的膨胀发展,在第一磁性层121和第二磁性层122的界面容易产生微小的分层(剥离),不优选。Cr的含有率优选为1.5~3.5wt%。
FeCrSi类合金中的Si的含有率为3~10wt%。Si的含量越多,越能够构成高电阻且高导磁率的磁性层,能够获得高效率的电感特性(高Q特性)。Si的含量越少,磁性层的成形性越良好。考虑上述内容,调整Si的含量。尤其是,通过兼有高电阻和高导磁率,即使为小型的部件也能够制作直流电阻好的部件,Si的含有率更优选为4~8wt%。进一步,不仅Q特性而且频率特性也变好,能够应对今后的高频化。
在FeCrSi类合金中,Si和Cr以外的剩余部分除了不可避免的杂质之外,优选为Fe。作为Fe、Si和Cr以外也可以包含的金属,能够列举Al、Mg(镁)、Ca(钙)、Ti、Mn(锰)、Co(钴)、Ni(镍)、Cu(铜)等,作为非金属能够列举P(磷)、S(硫)、C(碳)等。
各磁性层121~123的厚度(沿Z轴方向的厚度。以下相同)和作为合金磁性颗粒的体积基准的颗粒粒径,观察时的平均粒径(中值粒径)由各自不同的大小构成。
在本实施方式中,第一磁性层121的厚度为4μm以上19μm以下。第一磁性层121的厚度对应于隔着第一磁性层121在Z轴方向上相对的导体图案C11~C17间的距离(导体间距离)。在本实施方式中,构成第一磁性层121的合金磁性颗粒的平均粒径为在上述厚度尺寸中在厚度方向(Z轴方向)上排列3个以上的合金磁性颗粒的大小,例如1μm以上4μm以下。特别是,因为兼具薄层化和导磁率,所以合金磁性颗粒的平均粒径优选在2μm以上3μm以下。
在此,在厚度方向上排列3个以上的合金磁性颗粒的大小不限于上述3个以上的合金磁性颗粒沿厚度方向在同一直线上排列的情况。例如图5示意性地表示5个合金磁性颗粒排列的例子。即,在厚度方向上排列的合金磁性颗粒的数量是指在导体图案(内部导体b、c)间落在与厚度方向平行的基准线Ls上的颗粒的数量,在图示的例子中为5个。
在第一磁性层121的厚度不到4μm的情况下,存在第一磁性层121的绝缘特性降低、无法确保导体图案C11~C17间的绝缘耐压的问题。另外,当第一磁性层121的厚度超过19μm时,第一磁性层121的厚度为必要厚度以上,较厚,部件主体11甚至层叠电感器10的薄型化变得困难。
通过使构成第一磁性层121的合金磁性颗粒的平均粒径为2μm以上5μm以下这样比较小的粒径,合金磁性颗粒的表面积变大,所以,经由上述氧化物膜结合的合金磁性颗粒间的绝缘耐压提高。由此,在第一磁性层121的厚度为4μm~19μm的比较薄的情况下,也能够确保导体图案C11~C12间的所期望的绝缘耐压。
另外,平均粒径越小,越能够提高第一磁性层121的表面的平滑性。由此,能够使在第一磁性层121的厚度方向上排列的颗粒的数量稳定,即使减薄厚度,也能够确保绝缘。另外,能够由与第一磁性层121相接触的第二磁性层122和导体图案C11~C17可靠地覆盖第一磁性层121。
并且,与能够使第一磁性层121的厚度减薄的量相应地使导体图案C11~C17的厚度增加。在该情况下,能够实现线圈部13的直流电阻的低电阻化,因此,应对大电力的功率器件时特别有利。
另一方面,第二磁性层122的厚度例如为30μm以上60μm以下,磁性体层MLU,MLD各自的厚度(第三磁性层123的总厚度)例如为50μm以上120μm以下。构成第二磁性层122和第三磁性层123的合金磁性颗粒的平均粒径分别例如为4μm以上20μm以下。
在本实施方式中,第二和第三磁性层122、123由具有比构成第一磁性层121的合金磁性颗粒大的平均粒径的合金磁性颗粒构成。具体来讲,第二磁性层122由平均粒径为6μm的合金磁性颗粒构成,第三磁性层123由平均粒径为4μm的合金磁性颗粒构成。特别是,使构成第二磁性层122的合金磁性颗粒的平均粒径比构成第一磁性层121的合金磁性颗粒的平均粒径大,由此磁性体部12整体的导磁率提高,其结果是,能够抑制损失、频率特性等的影响并降低直流电阻。
另外,构成第二磁性层122和第三磁性层123的合金磁性颗粒在各自的磁性层中包括:从线圈部13至外部电极14、15之间排列的10个以上的合金磁性颗粒;和使上述合金磁性颗粒相互结合的包含包括Cr和Al的至少1种的第一成分的第一氧化膜。通过使用排列10个以上合金磁性颗粒的磁性材料,能够确保线圈部13与外部电极14、15之间的绝缘。
线圈部13由导电性材料构成,包括:与外部电极14电连接的引出端部13e1;和与外部电极15电连接的引出端部13e2。线圈部13由导电膏的烧制体构成,在本实施方式中,由银(Ag)膏的烧制体构成。
线圈部13在磁性体部12的内部绕高度方向(Z轴方向)呈螺旋状卷绕。如图3所示,线圈部13包括:在磁性体层ML1~ML7上分别形成为规定形状的7个导体图案C11~C17;和将导体图案C11~C17在Z轴方向上连接的共计6个通孔V1~V6,将这些部件一体化成螺旋形状而构成。此外,导体图案C12~C16对应于线圈部13的卷绕部,导体图案C11、C17对应于线圈部13的引出部。图示的线圈部13的匝数大约为5.5,但是,当然不限于此。
如图3所示,线圈部13形成从Z轴方向观看时以磁性体部12的长边方向为长轴的椭圆形。由此,能够使流过线圈部13的电流的路径为最短,因此,能够实现直流电阻的低电阻化。在此,椭圆形,典型来说是指椭圆或长圆(将2个半圆用直线相连的形状)、倒圆角长方形等。此外,不限于此,线圈部13可以为从Z轴方向观看时的形状为大致矩形状。
[层叠电感器的制造方法]
接着,对层叠电感器10的制造方法进行说明。图6A~C是对层叠电感器10中的磁性体层ML1~ML7的制造方法进行说明的主要部分的概略截面图。
磁性体层ML1~ML7的制造方法包括第一磁性层121的制作工序、导体图案C10的形成工序和第二磁性层122的形成工序。
(第一磁性层的制作)
在制作第一磁性层121时,使用刮刀或模具涂料机等的涂敷机(图示省略),将预先准备的磁性体膏(糊膏)涂敷在塑料制的基底膜(图示省略)的表面。接着,使用热风干燥机等的干燥机(图示省略)将该基底膜在大约80℃、大约5分钟的条件下干燥,分别制作与磁性体层ML1~ML7对应的第1~第7磁性片121S(参照图6A)。这些磁性片121S分别形成为能够取得多个第一磁性层121的尺寸。
在此使用的磁性体膏的组成中,FeCrSi合金颗粒组为75~85wt%,二甘醇丁醚(溶剂)为13~21.7wt%,聚乙烯醇缩丁醛(粘合剂)为2~3.3wt%,通过FeCrSi颗粒组的平均粒径(中值粒径)调整。例如,FeCrSi合金颗粒组的平均粒径(中值粒径)在3μm以上,分别为85wt%、13wt%、2wt%,在1.5μm以上小于3μm时,分别为80wt%、17.3wt%、2.7wt%,在小于1.5μm时,分别为75wt%、21.7wt%、3.3wt%。FeCrSi合金颗粒组的平均粒径根据第一磁性层121的厚度等选择。FeCrSi合金颗粒组例如通过雾化法制造。
如上所述,第一磁性层121的厚度在4μm以上19μm以下,构成为沿厚度方向排列3个以上的合金磁性颗粒(FeCrSi合金颗粒)。所以,在本实施方式中,合金磁性颗粒的平均粒径在体积基准中,d50(中值粒径)优选为1~4μm。合金磁性颗粒的d50使用利用激光衍射散射法的颗粒粒径·粒度分布测定装置(例如,日机装社制的微磁道)来测定。
接着,使用冲孔加工机、激光加工机等的穿孔机(图示省略),在与磁性体层ML1~ML6对应的第1~第6磁性片121S按规定配置形成与通孔V1~V6(参照图3)对应的贯通孔(图示省略)。贯通孔的配置设定成在层叠了第1~第7磁性片121S时,在充填了导体的贯通孔与导体图案C11~C17形成内部导体。
(导体图案的形成)
接着,如图6B所示,在第1~第7磁性片121S之上形成导体图案C11~C17。
导体图案C11使用丝网印刷机、凹版印刷机等的印刷机(图示省略),将预先准备的导体膏印刷在与磁性体层ML1对应的第一磁性片121S的表面。并且,在形成导体图案C11时,在与通孔V1对应的贯通孔中充填上述导体膏。然后,使用热风干燥机等的干燥机(图示省略)将第一磁性片121S在大约80℃、大约5分钟的条件下干燥,按规定配置制作与导体图案C11对应的第一印刷层。
导体图案C12~C17和通孔V2~V6也通过与上述相同的方法制作。由此,在与磁性体层ML2~ML7对应的第2~第7磁性片121S的表面,按规定配置制作与导体图案C12~C17对应的第2~第7印刷层。
在此所使用的导体膏的组成中,Ag颗粒组为85wt%,二甘醇丁醚(溶剂)为13wt%,聚乙烯醇缩丁醛(粘合剂)为2wt%,Ag颗粒组的d50(中值粒径)为大约5μm。
(第二磁性层的形成)
接着,如图6C所示,在第一~第七磁性片121S之上形成第二磁性层122。
在形成第二磁性层122时,使用丝网印刷机、凹版印刷机等的印刷机(图示省略),将预先准备的磁性体膏(糊膏)涂敷在第一~第七磁性片121S上的导体图案C11~C17的周围。接着,使用热风干燥机等的干燥机(图示省略),将该磁性体膏在大约80℃、大约5分钟的条件下干燥。
在此使用的磁性体膏的组成中,FeCrSi合金颗粒组为85wt%,二甘醇丁醚(溶剂)为13wt%,聚乙烯醇缩丁醛(粘合剂)为2wt%。
第二磁性层122的厚度被调整为与导体图案C11~C17的厚度相同或者20%以内的厚度差,在层叠方向上大致形成同一平面,能够在各磁性层不产生高低差、不产生层叠偏差等地得到磁性体部12。如上所述,第二磁性层122由金属磁性颗粒(FeCrSi合金颗粒)构成,第二磁性层122的厚度在30μm以上60μm以下。本实施方式中,构成第二磁性层122的合金磁性颗粒的平均粒径比构成第一磁性层121的合金磁性颗粒的平均粒径大,例如构成第一磁性层121的合金磁性颗粒的平均粒径为1~4μm,构成第二磁性层122的合金磁性颗粒的平均粒径为4~6μm。
如上所述那样,制作与磁性体层ML1~ML7对应的第一~第七片(参照图6C)。
(第三磁性层的制作)
在制作第三磁性层123时,使用刮刀、模具涂料机等的涂敷机(图示省略),将预先准备的磁性体膏(糊膏)涂敷在塑料制的基底膜(图示省略)的表面。接着,使用热风干燥机等的干燥机(图示省略)将该基底膜在大约80℃、大约5分钟的条件下干燥,分别制作与构成磁性体层MLU、MLD的第三磁性层123对应的磁性片。这些磁性片分别形成为能够取得多个第三磁性层123的尺寸。
在此使用的磁性体膏的组成中,FeCrSi合金颗粒组为85wt%,二甘醇丁醚(溶剂)为13wt%,聚乙烯醇缩丁醛(粘合剂)为2wt%。
如上所述,第三磁性层123以磁性体层MLU、MLD各自的厚度例如在50μm以上120μm以下的方式根据其层叠数设定。在本实施方式中,构成第三磁性层123的合金磁性颗粒的平均粒径与构成第一磁性层121的合金磁性颗粒的平均粒径(1~4μm)和构成第二磁性层122的合金磁性颗粒的平均粒径(6μm)相同或者比其小,例如4μm。在平均粒径相同的情况下,能够提高导磁率,在较小的情况下,能够减薄第三磁性层123。
(层叠和切断)
接着,使用吸附搬送机和冲压机(均图示省略),将第一~第七片(与磁性体层ML1~ML7对应)、第八片组(与磁性体层MLU、MLD对应)按图3所示的顺序重叠热压接来制作层叠体。
接着,使用切片机和激光加工机等的切断机(图示省略),将层叠体切断为部件主体尺寸,制作加工处理前芯片(包括加热处理前的磁性体部和线圈部)。
(脱脂和氧化物膜的形成)
接着,使用烧制炉等的加热处理机(图示省略),在大气等的氧化性气氛中,将多个加热处理前芯片一并进行加热处理。该加热处理包括脱脂处理和氧化物膜形成处理,脱脂处理在大约300℃、大约1小时的条件下实施,氧化物膜形成处理在大约700℃、大约2小时的条件下实施。
在实施脱脂处理前的加热处理前芯片中,在加热处理前的磁性体内的FeCrSi合金颗粒之间存在多个细微间隙,在该细微间隙中包含粘合剂等。但是,这些粘合剂等在脱脂处理中消失,在脱脂处理完成后,该细微间隙变成空隙(空隙)。另外,在加热处理前的线圈部内的Ag颗粒之间也存在多个细微间隙,在该细微间隙中包含粘合剂等,但是,这些粘合剂等在脱脂处理中消失。
在接着脱脂处理的氧化物膜形成处理中,加热处理前的磁性体内的FeCrSi合金颗粒密集来制作磁性体部12(参照图1、图2)的同时,在FeCrSi合金颗粒各自的表面形成该颗粒的氧化物膜。另外,加热处理前的线圈部内的Ag颗粒组烧结来制作线圈部13(参照图1、图2),由此制作部件主体11。
(外部电极的形成)
接着,使用浸渍涂敷机、辊涂敷机等的涂敷机(图示省略),将预先准备的导体膏涂敷在部件主体11的长度方向两端部,使用烧制炉等的加热处理机(图示省略),将其在大约650℃、大约20分的条件下进行印烤(印烧)处理,通过该印烤处理来使溶剂和粘合剂消失以及进行Ag颗粒组的烧结,制作外部电极14、15(参照图1、图2)。
在此所使用的外部电极14、15用的导体膏的组成,Ag颗粒组为85wt%以上,除了Ag颗粒组以外还包括玻璃、二甘醇丁醚(溶剂)、聚乙烯醇缩丁醛(粘合剂),Ag颗粒组的d50(中值粒径)为大约5μm。
(树脂含浸处理)
接着,对磁性体部12进行树脂含浸的处理。磁性体部12中,在形成磁性体部12的合金磁性颗粒彼此之间存在空间。这里的树脂含浸的处理填埋该空间。具体来说,在包含硅树脂的树脂材料的溶液中浸渍所获得的磁性体部12,将树脂材料充填在空间中,之后,在150℃下进行60分钟热处理,使树脂材料固化。
作为树脂含浸的处理,例如能够列举在液体状态的树脂材料、树脂材料的溶液等的、树脂材料的液状物中浸漬磁性体部12并降低压力,或将树脂材料的液状物涂敷在磁性体部12从表面渗入到内部等的处理。其结果是,树脂附着在合金磁性颗粒表面的氧化膜的外侧,能够填埋合金磁性颗粒彼此的空间的一部分。该树脂具有增加强度和抑制吸湿性的优点,水分难以进入磁性材部12的内部,因此,特别在高湿下能够抑制绝缘性的降低。
另外,作为另外的效果,在外部电极的形成时使用镀覆的情况下,能够抑制镀覆延展并实现成品率的提高。作为树脂材料能够列举有机树脂、硅树脂。优选由选自硅类树脂、环氧树脂、酚醛树脂、硅酸盐树脂、聚氨酯树脂、酰亚胺树脂、丙烯酸树脂、聚酯类树脂和聚乙烯类树脂的至少一种形成。
(磷酸盐处理)
另外,作为进一步提高绝缘的方法,在形成磁性体部12的合金磁性颗粒的表面形成磷酸类的氧化物。该工序通过将制作了外部电极14、15的层叠电感器10浸渍在磷酸盐处理浴中,之后,进行水洗、干燥等来进行。作为磷酸盐例如能够列举锰盐、铁塩、锌盐等。进行各自适当的浓度调整,进行处理。
其结果是,能够在形成磁性体部12的合金磁性颗粒彼此之间确认磷元素。磷元素以填埋合金磁性颗粒彼此的空间的一部分的方式作为磷酸类的氧化物存在。在该情况下,在形成磁性体部12的合金磁性颗粒的表面存在氧化膜,但是,在氧化膜不存在的部分,以Fe和磷置换的形式形成磷酸类的氧化物。
通过兼有该氧化膜和磷酸类的氧化物,并且在使用Fe的比率高的合金磁性颗粒的情况下也能够确保绝缘性。另外,作为该效果,与树脂含浸同样,能够抑制镀覆延展。另外,通过组合树脂含浸和磷酸盐处理,能够期待不仅绝缘而且能够提高耐湿性的协同效应。关于该组合,在树脂含浸后进行磷酸盐的处理,在磷酸盐后进行树脂含浸的处理,都能够获得同样的效果。
最后,进行镀覆。镀覆通过一般的电镀进行,Ni和Sn的金属膜添加在事先将Ag颗粒组烧结而形成的外部电极14、15。如上所述,能够获得层叠电感器10。
【实施例】
接着,对本发明的实施例进行说明。
(实施例1)
在以下的条件下,制作长度为大约1.6mm、宽度为大约0.8mm、高度为大约0.54mm的长方体形状的层叠电感器。
作为磁性材料,由包含FeCrSi类的合金磁性颗粒的磁性膏制作第一~第三磁性层。此外,第一磁性层和第二磁性层分别对应于图4中的第一磁性层121和第二磁性层122,第三磁性层对应于图4中的磁性体层MLU和磁性体层MLD(以下相同)。
构成第一~第三磁性层的FeCrSi类合金磁性颗粒中的Cr和Si的组成为,6Cr3Si(Cr:6wt%、Si:3wt%、其余:Fe的合计100wt%。其中,除去杂质。实施例2以后也同样。)。第一磁性层的厚度为16μm,其合金磁性颗粒的平均粒径为4μm。第二磁性层的厚度为37μm,其合金磁性颗粒的平均粒径为6μm。第三磁性层的厚度为56μm,其合金磁性颗粒的平均粒径为4.1μm。第一和第二磁性层的层数为将各8层交替配置,将第三磁性层的2层配置在层叠方向的两侧。
线圈部在第一磁性层的表面以第二磁性层的厚度由印刷的Ag膏形成。如图3所示,线圈部通过将具有大约(5/6)匝的量的线圈长的多个卷绕部和具有规定的线圈长的引出部在线圈轴方向上层叠来制作。线圈部的匝数为6.5匝,线圈部的厚度与第二磁性层的厚度相同。
将如上述方式构成的磁性层的层叠体(磁性体部)切断为部件主体尺寸,实施300℃下的热处理(脱脂处理)和700℃下的热处理(氧化物膜形成处理)。然后,在引出部的端面露出的磁性体部的两端部形成由Ag膏形成的外部电极的基底层。然后,在进行磁性体部的树脂含浸处理后,在外部电极的基底层实施镀Ni、Sn。
关于如上所述制作的层叠电感器,评价在第一磁性层内部在其厚度方向上排列的合金磁性颗粒的数量、电流特性和耐电压特性。在进行各评价时,首先对各试样使用LCR表,测量测定频率1MHz下的电感系数值,选择相对于设计的电感系数值(0.22μH)在10%以内的试样,进行各评价。
合金磁性颗粒的数量通过层叠电感器的图1的A-A截面中的SEM观察进行。具体而言,对上述A-A截面进行研磨加工或者铣磨加工,在各内部导体的宽度方向中间位置求出各个内部导体间的距离,内部导体间作为整体收容的倍率的1000~5000倍的范围观察。采用A-A截面的理由是为了对靠近外部电极侧的各个内部导体的距离和颗粒的数量进行评价。并且,如图5所示,从内部导体b的中间位置向内部导体c引出对应于1μm宽度的垂线(Ls),从落在该垂线上的颗粒中对内部导体b、c间的距离的1/10以上的大小(在截面上观看的垂线方向的长度)的颗粒的数量进行计数。在不引出垂线的情况下,在内部导体b与内部导体c的最短距离引出对应于1μm宽度的直线,从落在该直线的颗粒中对内部导体b、c的最短距离的1/10以上的大小(在截面上观看的垂线方向的长度)的颗粒的数量进行计数。在各内部导体间进行该评价,以最少的颗粒的数量作为在第一磁性层排列的合金磁性颗粒的数量。
另外,对第二磁性层、第三磁性层也使用相同的试样进行评价。在第二磁性层中,引出连结从与内部导体相接触的面至第二磁性层侧面的最短距离的对应于1μm宽度的直线,从落在该直线的颗粒中对上述的内部导体b、c间的距离的最小值的1/10以上的大小(在截面上观看的垂线方向的长度)的颗粒的数量进行计数。在第三磁性层中,引出连结从与内部导体相接厨的面至外部电极的最短距离的对应于1μm宽度的直线,从落在该直线的颗粒中对上述的各内部导体b、c间的距离的最小值的1/10以上的大小(在截面上观看的垂线方向的长度)的颗粒的数量进行计数。通过该评价,第二磁性层和第三磁性层的颗粒的数量在各实施例中均为10以上。
Q特性使用LCR表测定在测定频率1MHz下获得的Q的值。使用的设备是4285A(キーサイト·テクノロジーズ·インク(KeysightTechnologies,Inc.)公司制)。
耐电压特性通过静电耐电压试验进行评价。静电耐电压试验通过静电放电(ESD:electrostatic discharge)试验对试样施加电压,通过前后有无特性变化来进行。试验条件使用人体模型(HBM:human body model),基于IEC61340-3-1标准进行。以下对试验方法进行详细述说。
首先,使用LCR表,求出作为试样的层叠电感器的在10MHz的Q值,作为初始值(试验前)。接着,在放电电容100pF、放电电阻1.5kΩ、试验电压1kV、脉冲施加数在两极各1次的条件下施加电压,实施试验(第一次试验)。之后,再次求出Q值,所获得的试验后的数值为初始值的70%以上的试样判断为良品,不到70%的试样判断为不合格。
然后,对判断为良品的试样,在放电电容100pF、放电电阻1.5kΩ、试验电压1.2kV、脉冲施加数在两极各1次的条件下施加电压,实施试验(第二次试验)。之后,再次求出Q值,所获得的试验后的数值在初始值的70%以上的试样判断为良品,不到70%的试样判断为不合格。
在各3个的评价中,至少在第一次试验中为良品的试样是合格,两次都为良品的试样是“A”,仅在第一次试验中为良品的试样是“B”。此外,在第一次试验中为非良品的是不合格(评价“C”)。测定机器使用4285A(Keysight Technologies,Inc.公司制)。
评价的结果是,内部导体间的距离为16μm,合金磁性颗粒的数量为4个,直流电阻为69mΩ,Q值为26,耐电压特性(绝缘击穿评价)为“A”。
(实施例2)
除了使第一磁性层的厚度为12μm、其合金磁性颗粒的平均粒径为3.2μm、第二磁性层的厚度为42μm、第三磁性层的厚度为52μm以外,在与实施例1相同的条件下制作层叠电感器。
关于该层叠电感器,在与实施例1相同的条件下,对在第一磁性层内部在其厚度方向上排列的合金磁性颗粒的数量、电流特性和耐电压特性进行评价时,内部导体间的距离为12μm,合金磁性颗粒的数量为3个,直流电阻为60mΩ,Q值为30,耐电压特性(绝缘击穿评价)为“A”。
(实施例3)
除了使第一磁性层的厚度为7μm、其合金磁性颗粒的平均粒径为1.9μm、第二磁性层的厚度为46μm、第三磁性层的厚度为52μm以外,在与实施例1相同的条件下制作层叠电感器。
关于该层叠电感器,在与实施例1相同的条件下,对在第一磁性层内部在其厚度方向上排列的合金磁性颗粒的数量、电流特性和耐电压特性进行评价时,内部导体间的距离为7.2μm,合金磁性颗粒的数量为3个,直流电阻为55mΩ,Q值为32,耐电压特性(绝缘击穿评价)为“A”。
(实施例4)
除了使第一磁性层的厚度为7μm、其合金磁性颗粒的平均粒径为1μm、第二磁性层的厚度为41μm、第三磁性层的厚度为74μm、第二磁性层的合金磁性颗粒的平均粒径为4μm,在与实施例1相同的条件下制作层叠电感器。
关于该层叠电感器,在与实施例1相同的条件下,对在第一磁性层内部在其厚度方向上排列的合金磁性颗粒的数量、电流特性和耐电压特性进行评价时,内部导体间的距离为7.5μm,合金磁性颗粒的数量为7个,直流电阻为63mΩ,Q值为29,耐电压特性(绝缘击穿评价)为“A”。
(实施例5)
除了使第一磁性层的厚度为3.5μm、其合金磁性颗粒的平均粒径为1μm、第二磁性层的厚度为42μm、第三磁性层的厚度为82μm、第二磁性层的合金磁性颗粒的平均粒径为4μm以外,在与实施例1相同的条件下制作层叠电感器。
关于该层叠电感器,在与实施例1相同的条件下,对在第一磁性层内部在其厚度方向上排列的合金磁性颗粒的数量、电流特性和耐电压特性进行评价时,内部导体间的距离为4.0μm,合金磁性颗粒的数量为3个,直流电阻为61mΩ,Q值为30,耐电压特性(绝缘击穿评价)为“A”。
(实施例6)
除了使构成第一~第三磁性层的FeCrSi类合金磁性颗粒中的Cr和Si的组成为4Cr5Si(Cr:4wt%、Si:5wt%、其余:Fe的合计100wt%)以外,在与实施例3相同的条件下制作层叠电感器。
关于该层叠电感器,在与实施例1相同的条件下,对在第一磁性层内部在其厚度方向上排列的合金磁性颗粒的数量、电流特性和耐电压特性进行评价时,内部导体间的距离为7.2μm,合金磁性颗粒的数量为3个,直流电阻为55mΩ,Q值为33,耐电压特性(绝缘击穿评价)为“A”。
(实施例7)
除了使构成第一~第三磁性层的FeCrSi类合金磁性颗粒中的Cr和Si的组成为2Cr7Si(Cr:2wt%、Si:7wt%、其余:Fe的合计100wt%)、第一磁性层的合金磁性颗粒的平均粒径为2μm以外,在与实施例3相同的条件下制作层叠电感器。
关于该层叠电感器,在与实施例1相同的条件下,对在第一磁性层内部在其厚度方向上排列的合金磁性颗粒的数量、电流特性和耐电压特性进行评价时,内部导体间的距离为7.3μm,合金磁性颗粒的数量为3个,直流电阻为55mΩ,Q值为35,耐电压特性(绝缘击穿评价)为“A”。
(实施例8)
除了使构成第一~第三磁性层的FeCrSi类合金磁性颗粒中的Cr和Si的组成为1.5Cr8Si(Cr:1.5wt%,Si:8wt%,其余:Fe的合计100wt%)以外,在与实施例3相同的条件下制作层叠电感器。
关于该层叠电感器,在与实施例1相同的条件下,对在第一磁性层内部在其厚度方向上排列的合金磁性颗粒的数量、电流特性和耐电压特性进行评价时,内部导体间的距离为7.4μm,合金磁性颗粒的数量为3个,直流电阻为56mΩ,Q值为36,耐电压特性(绝缘击穿评价)为“A”。
(实施例9)
除了使构成第一~第三磁性层的FeCrSi类合金磁性颗粒中的Cr和Si的组成为1Cr10Si(Cr:1wt%,Si:10wt%,其余:Fe的合计100wt%)以外,在与实施例7相同的条件下制作层叠电感器。
关于该层叠电感器,在与实施例1相同的条件下,对在第一磁性层内部在其厚度方向上排列的合金磁性颗粒的数量、电流特性和耐电压特性进行评价时,内部导体间的距离为7.8μm,合金磁性颗粒的数量为4个,直流电阻为59mΩ,Q值为29,耐电压特性(绝缘击穿评价)为“B”。
(实施例10)
除了使构成第二和第三磁性层的FeAlSi类合金磁性颗粒中的Al和Si的组成为4Al5Si(Al:4wt%,Si:5wt%,其余:Fe的合计100wt%)以外,在与实施例7相同的条件下制作层叠电感器。
关于该层叠电感器,在与实施例1相同的条件下,对在第一磁性层内部在其厚度方向上排列的合金磁性颗粒的数量、电流特性和耐电压特性进行评价时,内部导体间的距离为7.3μm,合金磁性颗粒的数量为3个,直流电阻为55mΩ,Q值为33,耐电压特性(绝缘击穿评价)为“A”。
(实施例11)
除了使构成第一磁性层的FeAlSi类合金磁性颗粒中的Al和Si的组成为2Al7Si(Al:2wt%,Si:7wt%,其余:Fe的合计100wt%)以外,在与实施例7相同的条件下制作层叠电感器。
关于该层叠电感器,在与实施例1相同的条件下,对在第一磁性层内部在其厚度方向上排列的合金磁性颗粒的数量、电流特性和耐电压特性进行评价时,内部导体间的距离为7.4μm,合金磁性颗粒的数量为3个,直流电阻为55mΩ,Q值为35,耐电压特性(绝缘击穿评价)为“A”。
(实施例12)
除了使构成第一磁性层的FeAlSi类合金磁性颗粒中的Al和Si的组成为1.5Al8Si(Al:1.5wt%,Si:8wt%,其余:Fe的合计100wt%)以外,在与实施例7相同的条件下制作层叠电感器。
关于该层叠电感器,在与实施例1相同的条件下,对在第一磁性层内部在其厚度方向上排列的合金磁性颗粒的数量、电流特性和耐电压特性进行评价时,内部导体间的距离为7.4μm,合金磁性颗粒的数量为3个,直流电阻为56mΩ,Q值为36,耐电压特性(绝缘击穿评价)为“A”。
(实施例13)
除了使构成第一磁性层的FeCrZr类合金磁性颗粒中的Cr和Zr的组成为2Cr7Zr(Cr:2wt%,Zr:7wt%,其余:Fe的合计100wt%)以外,在与实施例3相同的条件下制作层叠电感器。
关于该层叠电感器,在与实施例1相同的条件下,对在第一磁性层内部在其厚度方向上排列的合金磁性颗粒的数量、电流特性和耐电压特性进行评价时,内部导体间的距离为7.2μm,合金磁性颗粒的数量为3个,直流电阻为55mΩ,Q值为35,耐电压特性(绝缘击穿评价)为“A”。
(实施例14)
除了使构成第一磁性层的FeCrSi类合金磁性颗粒中的Cr和Si的组成为6Cr3Si(Cr:6wt%,Si:3wt%,其余:Fe的合计100wt%)以外,在与实施例6相同的条件下制作层叠电感器。
关于该层叠电感器,在与实施例1相同的条件下,对在第一磁性层内部在其厚度方向上排列的合金磁性颗粒的数量、电流特性和耐电压特性进行评价时,内部导体间的距离为7μm,合金磁性颗粒的数量为3个,直流电阻为54mΩ,Q值为32,耐电压特性(绝缘击穿评价)为“A”。
(实施例15)
除了使构成第一磁性层的FeCrSi类合金磁性颗粒中的Cr和Si的组成为6Cr3Si(Cr:6wt%,Si:3wt%,其余:Fe的合计100wt%)以外,在与实施例7相同的条件下制作层叠电感器。
关于该层叠电感器,在与实施例1相同的条件下,对在第一磁性层内部在其厚度方向上排列的合金磁性颗粒的数量、电流特性和耐电压特性进行评价时,内部导体间的距离为6.9μm,合金磁性颗粒的数量为3个,直流电阻为54mΩ,Q值为34,耐电压特性(绝缘击穿评价)为“A”。
(实施例16)
除了使构成第一磁性层的FeCrSi类合金磁性颗粒中的Cr和Si的组成为6Cr3Si(Cr:6wt%,Si:3wt%,其余:Fe的合计100wt%)以外,在与实施例8相同的条件下制作层叠电感器。
关于该层叠电感器,在与实施例1相同的条件下,对在第一磁性层内部在其厚度方向上排列的合金磁性颗粒的数量、电流特性和耐电压特性进行评价时,内部导体间的距离为6.9μm,合金磁性颗粒的数量为3个,直流电阻为55mΩ,Q值为35,耐电压特性(绝缘击穿评价)为“A”。
(实施例17)
除了使第一磁性层的厚度为13μm、其合金磁性颗粒的平均粒径为1.9μm、第二磁性层的厚度为42μm、第三磁性层的厚度为48μm以外,在与实施例1相同的条件下制作层叠电感器。
关于该层叠电感器,在与实施例1相同的条件下,对在第一磁性层内部在其厚度方向上排列的合金磁性颗粒的数量、电流特性和耐电压特性进行评价时,内部导体间的距离为13μm,合金磁性颗粒的数量为7个,直流电阻为60mΩ,Q值为30,耐电压特性(绝缘击穿评价)为“A”。
(实施例18)
除了使第一磁性层的厚度为17μm、其合金磁性颗粒的平均粒径为1.9μm、第二磁性层的厚度为38μm、第三磁性层的厚度为48μm以外,在与实施例1相同的条件下制作层叠电感器。
关于该层叠电感器,在与实施例1相同的条件下,对在第一磁性层内部在其厚度方向上排列的合金磁性颗粒的数量、电流特性和耐电压特性进行评价时,内部导体间的距离为17μm,合金磁性颗粒的数量为9个,直流电阻为66mΩ,Q值为29,耐电压特性(绝缘击穿评价)为“A”。
(实施例19)
除了使第一磁性层的厚度为19μm、其合金磁性颗粒的平均粒径为1.9μm、第二磁性层的厚度为36μm、第三磁性层的厚度为48μm以外,在与实施例1相同的条件下制作层叠电感器。
关于该层叠电感器,在与实施例1相同的条件下,对在第一磁性层内部在其厚度方向上排列的合金磁性颗粒的数量、电流特性和耐电压特性进行评价时,内部导体间的距离为19μm,合金磁性颗粒的数量为10个,直流电阻为70mΩ,Q值为28,耐电压特性(绝缘击穿评价)为“A”。
(比较例1)
除了使第一磁性层的厚度为24μm、其合金磁性颗粒的平均粒径为5μm、第二磁性层的厚度为29μm以外,在与实施例1相同的条件下制作层叠电感器。
关于该层叠电感器,在与实施例1相同的条件下,对在第一磁性层内部在其厚度方向上排列的合金磁性颗粒的数量、电流特性和耐电压特性进行评价时,内部导体间的距离为24μm,合金磁性颗粒的数量为4个,直流电阻为88mΩ,Q值为24,耐电压特性(绝缘击穿评价)为“A”。
表1表示实施例1~19和比较例1的试样的制作条件,表2表示在表1中记载的磁性材料的种类(合金磁性颗粒的组成),并且,在表3中表示各试样的评价结果。
【表1】
【表2】
【表3】
如表1~3所示,能够确认第一磁性层的厚度为19μm以下的实施例1~19的层叠电感器与比较例1的层叠电感器相比直流电阻较低且Q值较高。这被推定认为是因为,与第一磁性层的厚度所减小的量相应地能够增大第二磁性层和内部导体的厚度,由此能够实现线圈部的低电阻化并且获得高Q特性(低损失)。
另外,在实施例1~19的层叠电感器中,能够确认,由于构成第一磁性层的合金磁性颗粒的平均粒径为4μm以下,较小,因此,合金磁性颗粒的比表面积增加,由此,第一磁性层的绝缘特性提高,能够确保所期望的耐电压特性。
另外,如实施例1~5所示,能够确认在使合金磁性颗粒的组成相同的情况下,与第一磁性层的厚度减小的量相应地能够使内部导体的厚度增大,因此,第一磁性层的厚度越小越能够实现直流电阻的低电阻化和Q特性(损失)的提高。
特别是,通过使用实施例6~8的Si5~8wt%、Cr1.5~4wt%的合金磁性颗粒,能够获得比比较例1高大约其25%以上的较高Q特性。并且,如实施例2所示,在合金磁性颗粒的平均粒径为3.2μm以下的情况下,即使合金磁性颗粒的数量为3个也能够确保绝缘性。由此,能够促进该3个以上颗粒排列的范围中的薄型化。
但是,如实施例4所示,合金磁性颗粒的平均粒径在1μm的情况下,由于颗粒粒径导致的导磁率的降低和制造过程中的粘合剂量等的增加导致的充填率的降低,而与实施例3相比直流电阻变高。因此,合金磁性颗粒的平均粒径在2μm以上3μm以下,能够实现较低的直流电阻的设计。
实施例6与实施例3相比Si含量较多,因此,能够获得比实施例3高的Q值。实施例7和实施例3的关系以及实施例8和实施例3的关系也同样。实施例8和实施例7的关系同样,实施例8一方比实施例7的Si含量多,因此,尽管少量,Q值也得到提高。
实施例9能够获得与实施例4同样的直流电阻和Q值,但是,与其它的实施例相比,绝缘耐压特性降低。这被认为是因为,实施例9的Cr含量与其它的实施例的Cr含量相比较少而进行过剩的氧化,电阻值较低的Fe的氧化物(磁铁矿)形成得较多。另外,被认为是通过过剩的氧化导致的膨胀发展,导致增大了内部导体间的距离。
根据实施例10、11、12能够确认,使用不同的材质的合金磁性颗粒的组成,能够获得分别与实施例6、7、8相同的直流电阻、Q特性。
实施例13也同样能够获得与实施例7相同的直流电阻、Q特性。
实施例14、15、16分别与实施例6、7、8相比能够降低直流电阻。这被认为是因为,与第一磁性层相比,第二、第三磁性层中使用Si量较多的合金磁性颗粒,虽然各自的硬度较柔软的一方的第一磁性层的合金磁性颗粒产生变形,但能够使第一磁性层的厚度薄,并能够提高充填率。
实施例17、18分别与实施例1相比能够降低直流电阻。这是因为使用与实施例1相比平均粒径较小的合金磁性颗粒。另一方面,在实施例19中,成为与实施例1相同的直流电阻,看不到使用平均粒径小的合金磁性颗粒的效果。根据上述情况,优选在第一磁性层内部在其厚度方向上排列的合金磁性颗粒的数量为9个以下。由此,为了使绝缘性和直流电阻这两者更良好,在第一磁性层内部在其厚度方向上排列的合金磁性颗粒的数量为3以上9以下。
如上所述可知,根据本实施例的层叠电感器,能够获得低电阻和高效率的器件特性。而且,能够实现部件的小型化、薄型化,因此,作为功率器件用途的层叠电感器能够充分应用。
以上,对本发明的实施方式进行了说明,但是,本发明不仅限于上述的实施方式,还能够进行各种变更。
例如在以上的实施方式中,外部电极14、15设置在与部件主体11的长边方向相对的2个端面,但是不限于此,也可以设置在与部件主体11的短边方向相对的2个侧面。
另外,在以上的实施方式中,对具有多个第一磁性层121的层叠电感器10进行了说明,但是,也同样能够适用于第一磁性层121为单层(即,内部导体为2层)的层叠电感器。
附图标记说明
10…层叠电感器
11…部件主体
12…磁性体部
13…线圈部
14、15…外部电极
C11~C17…导体图案
V1~V6…通孔。
Claims (6)
1.一种层叠电感器,其特征在于,包括:
至少一个第一磁性层,其沿一个轴方向的厚度为4μm以上19μm以下,包括:沿所述一个轴方向排列的3个以上的合金磁性颗粒;和使所述合金磁性颗粒相互结合且包含由Cr和Al的至少一种形成的第一成分的第一氧化膜;
内部导体,其隔着所述第一磁性层在所述一个轴方向上相对配置,分别构成绕所述一个轴卷绕的线圈的一部分,并具有隔着所述第一磁性层相互被电连接的多个导体图案;
多个第二磁性层,其由合金磁性颗粒构成,隔着所述第一磁性层在所述一个轴方向上相对,并且分别配置在所述多个导体图案的周围;
多个第三磁性层,其由合金磁性颗粒构成,隔着所述第一磁性层、所述多个第二磁性层和所述内部导体在所述一个轴方向上相对配置;和
与所述内部导体电连接的一对外部电极。
2.如权利要求1所述的层叠电感器,其特征在于:
所述第一磁性层还包括设置于所述合金磁性颗粒与所述第一氧化膜之间的第二氧化膜,
所述第二氧化膜包含包括Si和Zr的至少1种的第二成分。
3.如权利要求2所述的层叠电感器,其特征在于:
所述第一磁性层、所述多个第二磁性层和所述多个第三磁性层包含所述第一成分、所述第二成分和Fe,并且由所述第二成分相对于所述第一成分的比率大于1的合金磁性颗粒构成。
4.如权利要求2所述的层叠电感器,其特征在于:
所述多个第二磁性层和所述多个第三磁性层由所述第一成分为1.5~4wt%、所述第二成分为5~8wt%的合金磁性颗粒构成。
5.如权利要求1~4中任一项所述的层叠电感器,其特征在于:
所述第一磁性层、所述多个第二磁性层和所述多个第三磁性层包括浸渍于所述合金磁性颗粒之间的树脂材料。
6.如权利要求1~4中任一项所述的层叠电感器,其特征在于:
所述第一磁性层、所述多个第二磁性层和所述多个第三磁性层中,在所述合金磁性颗粒之间包含磷元素。
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