CN110364339A - 线圈部件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种线圈部件,该线圈部件在含有树脂材料而成的坯体中埋设有线圈部,并有利于更小型化。该线圈部件具有含有填料以及树脂材料而成的坯体、由埋设在上述坯体中的线圈导体构成的线圈部、以及与上述线圈导体电连接的一对外部电极而构成,上述线圈导体被玻璃层覆盖。
Description
技术领域
本公开涉及线圈部件。
背景技术
作为在坯体部中埋设有线圈导体的线圈部件,已知在由含有金属粒子以及树脂材料的复合材料构成的坯体中埋设有α卷绕线圈的线圈部件(专利文献1)。
专利文献1:日本特开2016-201466号公报
上述那样的使用了含有树脂材料的复合材料的线圈部件如下那样制造:准备含有树脂材料的复合材料的片材,并在其上配置线圈,还从线圈上覆盖其它的复合材料的片材,并进行压缩成形。在这样将另外形成的α卷绕线圈***复合材料片材来制造线圈部件的情况下,较难使线圈小型化,另外,由于越小型化则线圈部的强度越降低,所以压缩成形变得困难。
发明内容
本发明的目的在于提供一种线圈部件,在含有树脂材料而成的坯体中埋设有线圈部,有利于更小型化。
本公开包括以下的方式。
[1]一种线圈部件,具有含有填料以及树脂材料而成的坯体、由埋设在上述坯体中的线圈导体构成的线圈部以及与上述线圈导体电连接的一对外部电极而构成,其中,上述线圈导体被玻璃层覆盖。
[2]根据上述[1]所述的线圈部件,其中,上述玻璃层的厚度为3μm以上且30μm以下。
[3]根据上述[1]或者上述[2]所述的线圈部件,其中,上述线圈导体的厚度为3μm以上且200μm以下。
[4]根据上述[1]~[3]中的任意一个所述的线圈部件,其中,上述外部电极被设置在上述坯体的下表面。
[5]根据上述[1]~[4]中的任意一个所述的线圈部件,其中,上述填料是金属粒子、铁氧体粒子或者玻璃粒子。
[6]根据上述[5]所述的线圈部件,其中,上述填料是金属粒子。
[7]根据上述[1]~[4]中的任意一个所述的线圈部件,其中,上述线圈部的轴方向与上述坯体的下表面大致平行。
[8]根据上述[1]~[4]中的任意一个所述的线圈部件,其中,上述线圈导体被烧制,上述坯体未被烧制。
[9]一种线圈部件的制造方法,上述线圈部件具有含有填料以及树脂材料而成的坯体、由埋设在上述坯体中的线圈导体构成的线圈部以及与上述线圈导体电连接的一对外部电极而构成,上述线圈导体被玻璃层覆盖,上述线圈部件的制造方法包括:
使用光刻法,在基板上利用含有构成上述线圈导体的金属的感光性金属糊料形成导体糊料层的工序;
使用光刻法,利用含有构成上述玻璃层的玻璃的感光性玻璃糊料形成玻璃糊料层,以覆盖上述导体糊料层的工序;
在基板上的上述导体糊料层以及上述玻璃糊料层不存在的区域中利用烧制后能够除去的感光性糊料形成保持层的工序;以及
对形成有上述导体糊料层、上述玻璃糊料层以及上述保持层的基板进行烧制,在基板上形成线圈部的工序。
[10]根据上述[9]所述的线圈部件的制造方法,其中,
还包括:
将含有坯体材料的坯体片材压入形成在上述基板上的线圈部的工序;
除去上述基板的工序;以及
对除去上述基板后的部分赋予坯体片材的工序。
根据本公开,能够提供有利于小型化的线圈部件。
附图说明
图1是作为本公开的一个实施方式的线圈部件1a的立体图。
图2是表示沿着图1的线圈部件1a的x-x的切断面的剖视图。
图3是图1的线圈部件1a的线圈部3a的立体图。
图4(1)~(6)是用于说明实施方式中的线圈部件1a的制造方法的图。
图5(1)~(4)是用于说明实施方式中的线圈部件1a的制造方法的图。
图6(1)~(3)是用于说明实施方式中的线圈部件1a的制造方法的图。
图7(1)~(4)是用于说明另一实施方式中的线圈部件的制造方法的图。
图8是表示另一线圈部件的切断面的剖视图。
图9是另一线圈部件的线圈部3a’的立体图。
图10是作为本公开的一个实施方式的线圈部件1b的立体图。
图11是表示沿着图10的线圈部件1b的x-x的切断面的剖视图。
图12是图10的线圈部件1b的线圈部3b的立体图。
图13(1)~(6)是用于说明实施方式中的线圈部件1b的制造方法的图。
图14(1)~(4)是用于说明实施方式中的线圈部件1b的制造方法的图。
图15是作为本公开的一个实施方式的线圈部件1c的立体图。
图16是表示沿着图15的线圈部件1c的x-x的切断面的剖视图。
图17是图15的线圈部件1c的线圈部3c的立体图。
图18(1)~(6)是用于说明实施方式中的线圈部件1c的制造方法的图。
图19(1)~(8)是用于说明实施方式中的线圈部件1c的制造方法的图。
附图标记说明
1a、1b、1c…线圈部件;2a、2b、2c…坯体;3a、3b、3c…线圈部;4a、5a、4b、5b、4c、5c…外部电极;6a、7a、6b、7b、6c、7c…引出部;8a,8b,8c…线圈导体;9a、9b、9c…玻璃层;10a、10b、10c…绝缘层;21…基板;22…玻璃糊料层;23…形状保持糊料层;24…导体糊料层;25…玻璃糊料层;26…形状保持糊料层;27…导体糊料层;28…玻璃糊料层;29…形状保持糊料层;31…磁性体片材;32…磁性体片材;35…Cu层;37…Sn层;41…导体糊料层;42…玻璃糊料层;43…形状保持糊料层;44…导体糊料层;45…玻璃糊料层;46…形状保持糊料层;51…基板;52…玻璃糊料层;53…形状保持糊料层;54…导体糊料层;55…导体糊料层;56…玻璃糊料层;57…导体糊料层;58…形状保持糊料层;59…导体糊料层;60…玻璃糊料层;61…形状保持糊料层;62…导体糊料层;63…玻璃糊料层;64…导体糊料层;65…形状保持糊料层;66…导体糊料层;67…玻璃糊料层;68…导体糊料层;69…形状保持糊料层;71…基板;72…玻璃糊料层;73…形状保持糊料层;74…导体糊料层;75…玻璃糊料层;76…导体糊料层;77…形状保持糊料层;78…导体糊料层;79…玻璃糊料层;80…形状保持糊料层;81…导体糊料层;82…玻璃糊料层;83…导体糊料层;84…形状保持糊料层;85…导体糊料层;86…玻璃糊料层;87…导体糊料层;88…形状保持糊料层;89…导体糊料层;90…玻璃糊料层;91…导体糊料层;92…形状保持糊料层;93…导体糊料层;94…玻璃糊料层;95…导体糊料层;96…形状保持糊料层
具体实施方式
以下,参照附图,详细地对本公开的线圈部件进行说明。但是,本实施方式的线圈部件以及各构成要素的形状以及配置等并不限于图示的例子。
(实施方式1)
图1示意性地表示本实施方式的线圈部件1a的立体图,图2示意性地表示剖视图。图3示意性地表示线圈部件1a的线圈部3a的立体图。但是,下述实施方式的线圈部件以及各构成要素的形状以及配置等并不限于图示的例子。
如图1~图3所示,本实施方式的线圈部件1a具有大致长方体形状。在线圈部件1a中,将图2的附图左右侧的面称为“端面”,将附图上侧的面称为“上表面”,将附图下侧的面称为“下表面”,将附图近前侧的面称为“前面”,将附图里侧的面称为“背面”。线圈部件1a大致具有坯体2a、埋设在该坯体中的线圈部3a以及一对外部电极4a、5a而构成。线圈部3a在坯体的前面-背面方向具有轴,即,与安装面平行的轴。如图3所示,线圈部3a具有引出部6a、7a,该引出部6a、7a分别与外部电极4a、5a电连接。如图2所示,线圈部3a的线圈导体8a被玻璃层9a覆盖。另外,线圈部件1a除了外部电极4a、5a之外被绝缘层10a覆盖。
在本说明书中,将线圈部件1a的长度称为“L”,将宽度称为“W”,将厚度(高度)称为“T”(参照图1)。在本说明书中,将与前面以及背面并行的面称为“LT面”,将与端面并行的面称为“WT面”,将与上表面以及下表面并行的面称为“LW面”。
上述坯体2a由含有填料以及树脂材料的复合材料构成。
作为上述树脂材料,并未特别限定,但例如列举环氧树脂、苯树脂、聚酯树脂、聚酰亚胺树脂、聚烯烃树脂等热固化性树脂。树脂材料可以仅是一种,也可以是两种以上。
上述填料优选为金属粒子、铁氧体粒子或者玻璃粒子,更优选为金属粒子。该填料可以仅是一种,或者也可以组合多种来使用。
在一个方式组合,上述填料优选具有0.5μm以上且50μm以下的平均粒径,更优选具有0.5μm以上且30μm以下的平均粒径,还优选具有0.5μm以上且10μm以下的平均粒径。通过将上述填料的平均粒径设为0.5μm以上,填料的操作变得容易。另外,通过将上述填料的平均粒径设为50μm以下,可以进一步增大填料的填充率,能够更有效地获得填料的特性。例如,在填料为金属粒子的情况下,磁的特性提高。
此处,对于上述平均粒径而言,根据坯体的剖面的SEM(扫描式电子显微镜)图像中的填料的当量圆直径来计算。例如,上述平均粒径能够通过如下的方法获得:针对将线圈部件1a切断而得到的剖面,通过SEM拍摄多处(例如5处)的区域(例如130μm×100μm),使用图像解析软件(例如,旭化成工程株式会社制造,AZO-KUN(注册商标))对该SEM图像进行解析,并针对500个以上的金属粒子,求出并计算当量圆直径。
作为构成上述金属粒子的金属材料,并未特别限定,但例如列举铁、钴、镍或钆,或者含有它们的一种或者两种以上的合金。优选为,上述金属材料是铁或者铁合金。铁可以是铁本身,也可以是铁衍生物例如配合物。作为所述的铁衍生物,并未特别限定,但列举铁和CO的配合物亦即羰基铁,优选为五羰基铁。特别优选为洋葱结构(从粒子的中心形成同心球状的层的结构)的硬级的羰基铁(例如,BASF公司制造的硬级的羰基铁)。作为铁合金,并未特别限定,例如列举Fe-Si系合金,Fe-Si-Cr系合金、Fe-Si-Al系合金、Ne-Ni系合金、Fe-Co系合金、Fe-Si-B-Nb-Cu系合金等。上述合金还可以含有B、C等作为其它副成分。对副成分的含量没有特别限定,但例如可以为0.1wt%以上且5.0wt%以下,优选为0.5wt%以上且3.0wt%以下。上述金属材料可以仅是一种,也可以是两种以上。
上述金属粒子的表面可以被绝缘材料的被膜(以下,仅称为“绝缘被膜”)覆盖。通过利用绝缘被膜覆盖金属粒子的表面,能够提高坯体的内部的比电阻。
上述金属粒子的表面只要被绝缘被膜覆盖到能够提高粒子间的绝缘性的程度即可,也可以仅金属粒子的表面的一部分被绝缘被膜覆盖。另外,对绝缘被膜的形状没有特别限定,可以是网眼状,也可以是层状。在优选的方式中,上述金属粒子也可以其表面的30%以上,优选为60%以上,更优选为80%以上,还优选为90%以上,尤其优选为100%的区域被绝缘被膜覆盖。
对上述绝缘被膜的厚度没有特别限定,但可优选为1nm以上且100nm以下,更优选为3nm以上且50nm以下,还优选为5nm以上且30nm以下,例如10nm以上且30nm以下或者5nm以上且20nm以下。通过进一步增大绝缘被膜的厚度,能够进一步提高坯体的比电阻。另外,通过进一步减小绝缘被膜的厚度,能够进一步增多坯体中的金属材料的量,由此坯体的磁特性提高,实现线圈部件的小型化变得容易。
在一个方式中,上述绝缘被膜由含有Si的绝缘材料形成。作为含有Si的绝缘材料,例如列举硅系化合物例如SiOx(x为1.5以上且2.5以下,代表的是SiO2)。
在一个方式中,上述绝缘被膜是通过金属粒子的表面氧化而形成的氧化膜。
对上述绝缘被膜的涂布的方法没有特别限定,能够使用本领域技术人员公知的涂布法,例如溶胶-凝胶法、机械化学法、喷雾干燥法法、流动层造粒法、雾化法、桶型溅射等来进行。
作为构成上述铁氧体粒子的铁氧体材料,并未特别限定,但例如列举含有Fe、Zn、Cu以及Ni的铁氧体材料作为主成分。
在一个方式中,铁氧体粒子也可以与上述金属粒子同样地被绝缘被膜覆盖。通过利用绝缘被膜覆盖铁氧体粒子的表面,能够提高坯体的内部的比电阻。
作为构成上述玻璃粒子的玻璃材料,并未特别限定,但例如列举Bi-B-O系玻璃、V-P-O系玻璃、Sn-P-O系玻璃、V-Te-O系玻璃等。
在本实施方式的线圈部件1a中,如图2以及图3所示,上述线圈部3a其两末端利用引出部6a、7a向坯体2a的下方引出,并在坯体2a的下表面露出。线圈部3a的轴与安装面平行,即与从坯体2a的前面朝向背面的方向(即,W方向)平行。通过使线圈部的轴与安装面平行,能够减少在线圈部的绕线部的侧方形成的引出部,或者无需在绕线部的侧方形成引出部。换言之,在俯视时,能够进一步减小绕线部和引出部重叠的区域,或者消除该区域。因此,能够减小在绕线部与外部电极之间产生的寄生电容。另外,由于能够进一步增大绕线的直径,所以能够增大L值的获取效率。另外,线圈部件1a的线圈部3a的卷数为1.5。但是,对本公开的线圈部件的卷数没有特别限定,能够根据目的适当地选择。
在线圈部件1a中,构成线圈部3a的线圈导体8a在W方向上层叠。因此,构成线圈部3a的线圈导体8a的剖面在T方向上较长,在L方向上较短。通过使线圈导体8a成为上述那样的形状,能够减小线圈部3a与外部电极4a、5a之间的寄生电容。
对构成上述线圈导体8a的导电性材料没有特别限定,但例如列举金、银、铜、钯、镍等。上述导电性材料优选为银或者铜,更优选为银。导电性材料,可以仅是一种,也可以是两种以上。
上述线圈导体8a的厚度(图2中的附图左右方向的厚度)可优选为3μm以上且200μm以下,更优选为5μm以上且100μm以下,还优选为10μm以上且100μm以下。通过进一步增大线圈导体的厚度,能够进一步减小线圈导体8a的电阻。另外,通过进一步减小线圈导体8a的厚度,能够使线圈部件更小型化。
上述线圈导体8a的宽度(图2中的附图上下方向的宽度)可优选为5μm以上且1mm以下,更优选为10μm以上且500μm以下,还优选为15μm以上且300μm以下,进一步更优选为20μm以上且100μm以下。通过进一步减小线圈导体的宽度,能够进一步减小线圈导体,并有利于线圈部件的小型化。另外,通过进一步增大线圈导体的宽度,能够进一步减小导线的电阻。
上述线圈部3a具有引出部6a、7a。该引出部从线圈部的绕线部向外部电极被引出,并分别与外部电极4a、5a电连接。
上述引出部的宽度优选为绕线部的宽度的1.0倍以上且6.0倍以下,更优选为超过1.0倍且6.0倍以下,还优选为1.5倍以上且5.0倍以下,进一步更优选为2.0倍以上且4.0倍以下。此处,引出部的宽度是指与外部电极相接的部分中的宽度,在本实施方式中,意味L方向的宽度。通过将所述的引出部的宽度设为线圈导体的宽度的1.0倍以上,特别是大于线圈导体的宽度,从而与外部电极的连接变得更可靠,可靠性提高。
在本公开的线圈部件中,线圈导体8a被玻璃层9a覆盖。
对构成上述玻璃层9a的玻璃材料没有特别限定,例如可以是SiO2-B2O3系玻璃、SiO2-B2O3-K2O系玻璃、SiO2-B2O3-Li2O-CaO系玻璃、SiO2-B2O3-Li2O-CaO-ZnO系玻璃以及Bi2O3-B2O3-SiO2-Al2O3系玻璃等。在优选的方式中,玻璃材料为SiO2-B2O3-K2O系玻璃。通过使用SiO2-B2O3-K2O系玻璃,从而形成玻璃层时烧结性变高。
在一个方式中,玻璃层9a还可以含有填料。作为玻璃层所包含的填料,例如列举石英、氧化铝、氧化镁、二氧化硅、镁橄榄石、冻石以及氧化锆等。
上述玻璃层9a的厚度可优选为3μm以上且30μm以下,更优选为5μm以上且20μm以下。通过将玻璃层9a的厚度设为3μm以上,能够更强地支承线圈部,另外,能够提高线圈部和坯体的绝缘性。另外,通过将玻璃层9a的厚度设为30μm以下,能够进一步使线圈部件小型化。
上述外部电极4a、5a分别被设置在线圈部件1a的下表面。通过将外部电极设置于下表面,从而能够进行线圈部件1a的表面安装。另外,与将外部电极设置于端面的情况下相比较,寄生电容变小。
上述外部电极4a、5a分别设置在被引出到坯体2a的下表面的线圈部3a的引出部6a、7a上。即,外部电极4a、5a分别与线圈部3a的引出部6a、7a电连接。
在一个方式中,外部电极4a、5a不仅设置在被引出到坯体2a的下表面的线圈部3a的引出部6a、7a上,还可以超出线圈导体的终端部延伸到线圈部件的下表面的其它部分。
在一个方式中,外部电极4a、5a被设置在不存在绝缘层10a的区域,即,坯体2a以及线圈部3a露出的整个区域中。
在一个方式中,外部电极4a、5a也可以延伸到线圈部件的端面。
对上述外部电极的厚度没有特别限定,但例如可以为1μm以上且100μm以下,优选为5μm以上且50μm以下,更优选为5μm以上且20μm以下。
上述外部电极由导电性材料,优选从Au、Ag、Pd、Ni、Sn以及Cu选择的一种或者一种以上的金属材料构成。
上述外部电极通过镀覆涂布含有导电性材料的糊料,并进行固化或者烘烤而形成,但优选通过镀覆而形成。
上述外部电极可以是单层,也可以是多层。
在一个方式中,外部电极为多层。外部电极可优选为Cu层、Ni层以及Sn层这3层,或者Ni层以及Sn层这两层。通过将Cu层形成在坯体2a上,能够提高镀覆与坯体的紧贴性。
在另一方式中,外部电极可优选为Ag层、Ni层以及Sn层这3层。Ag层可以通过涂布含有Ag粉末和树脂的糊料并进行热固化而形成,另外,也可以通过涂布含有Ag粉末和树脂的糊料并进行烘烤而形成。通过镀覆在其上依次形成Ni层、Sn层。
线圈部件1a除了外部电极4a、5a之外被绝缘层10a覆盖。
对上述绝缘层10a的厚度没有特别限定,但可优选为3μm以上且20μm以下,更优选为3μm以上且10μm以下,还优选为3μm以上且8μm以下。通过将绝缘层的厚度设为上述的范围,能够抑制线圈部件1a的尺寸的增加,并确保线圈部件1a的表面的绝缘性。
作为构成上述绝缘层10a的绝缘性材料,例如列举丙烯酸树脂、环氧树脂、聚酰亚胺等电绝缘性高的树脂材料,也可以由两种以上的树脂材料构成上述绝缘层10a。若设为丙烯酸树脂和环氧树脂双层构造则耐冲击性提高,所以更优选。
另外,在本公开的线圈部件中,绝缘层10a不是必需的,也可以不存在。
本公开的线圈部件能够在保持优异的电特性的同时小型化。在一个方式中,本公开的线圈部件的长度(L)优选为0.38mm以上且1.75mm以下,更优选为0.38mm以上且1.05mm以下。在一个方式中,本公开的线圈部件的宽度(W)优选为0.18mm以上且0.95mm以下,更优选为0.18mm以上且0.55mm以下。在优选的方式中,本公开的线圈部件可以长度(L)为1.0mm,宽度(W)为0.5mm,优选长度(L)为0.6mm,宽度(W)为0.3mm,更优选长度(L)为0.4mm,宽度(W)为0.2mm。另外,在一个方式中,本公开的线圈部件的高度(或者厚度(T))优选为0.95mm以下,更优选为0.55mm以下。
接下来,对线圈部件1a的制造方法进行说明。
·磁性体片材(坯体片材)的制成
准备金属粒子(填料)以及树脂材料。将金属粒子以及根据需要将其它填料成分(玻璃粉末、陶瓷粉末、铁氧体粉末等)与树脂材料以湿式混合并进行浆化,接下来,使用刮刀法等对规定的厚度的片材进行成形,并干燥。由此制成金属粒子和树脂的复合材料的磁性体片材。
·感光性导体糊料
准备导电性粒子,例如Ag粉末。通过在将溶剂以及有机成分混合而调制成的清漆中混合规定量的导电性粒子来制成感光性导体糊料。
·感光性玻璃糊料
准备玻璃粉末。通过在将溶剂以及有机成分混合而调制成的清漆中混合规定量的玻璃粉末来制成感光性玻璃糊料。
·形状保持感光糊料
准备在烧制阶段消失的材料、以及根据需要准备在烧制阶段不烧结的无机材料的粉末。作为在上述烧制阶段消失的材料,例如列举有机材料,优选为上述的清漆。作为上述无机材料,例如列举氧化铝等陶瓷粉末。上述无机材料的D50优选为0.1μm以上且10μm以下。通过在将溶剂以及有机成分混合而调制成的清漆中混合规定量的在烧制阶段中未烧结的无机材料的粉末来制成形状保持感光糊料。
·元件的制成
首先,作为基板而准备烧结完毕的陶瓷基板21(图4(1))。
在上述基板21上,使用光刻法利用上述感光性玻璃糊料形成玻璃糊料层22。具体而言,涂布感光性玻璃糊料,经由掩模进行光固化,并进行显影,从而形成玻璃糊料层22(图4(2))。接下来,使用光刻法,在玻璃糊料层22的周围利用形状保持用感光性糊料形成形状保持糊料层23。具体而言,涂布形状保持用感光性糊料,经由掩模进行光固化,并进行显影,从而在玻璃糊料层22的周围形成形状保持糊料层23(图4(2))。也可以根据需要,反复该步骤,形成规定厚度的玻璃糊料层22以及形状保持糊料层23。
接下来,在玻璃糊料层22上使用光刻法来形成导体糊料层24。具体而言,涂布涂布感光性导体糊料,经由掩模进行光固化,并进行显影,从而形成导体糊料层24(图4(3))。导体糊料层24形成于先前形成的玻璃糊料层22的内侧。
接下来,在导体糊料层24上使用光刻法来形成玻璃糊料层25。具体而言,通过涂布感光性玻璃糊料,经由掩模进行光固化,并进行显影,从而形成玻璃糊料层25,以覆盖导体糊料层24(图4(4))。此时,形成玻璃糊料层25,使得导体糊料层24的区域中成为引出部的区域、以及成为与接下来形成的导体糊料层27的连接部的区域露出。接下来,使用光刻法在玻璃糊料层25的周围利用形状保持用感光性糊料形成形状保持糊料层26。具体而言,涂布形状保持用感光性糊料,经由掩模进行光固化,并进行显影,从而在玻璃糊料层25的周围形成形状保持糊料层26(图4(4))。也可以根据需要,反复该步骤,形成规定厚度的玻璃糊料层25以及形状保持糊料层26。
接下来,在玻璃糊料层25上使用光刻法形成导体糊料层27。具体而言,通过涂布感光性导体糊料,经由掩模进行光固化,并进行显影,从而形成导体糊料层27(图4(5))。导体糊料层27形成在先前形成的玻璃糊料层25的内侧。
接下来,在导体糊料层27上使用光刻法来形成玻璃糊料层28。具体而言,通过涂布感光性玻璃糊料,经由掩模进行光固化,并进行显影,从而形成玻璃糊料层28,以覆盖导体糊料层27(图4(6))。接下来,使用光刻法在玻璃糊料层28的周围利用形状保持用感光性糊料形成形状保持糊料层29。具体而言,涂布形状保持用感光性糊料,经由掩模进行光固化,并进行显影,从而在玻璃糊料层28的周围形成形状保持糊料层29(图4(6))。也可以根据需要,反复该步骤,形成规定厚度的玻璃糊料层28以及形状保持糊料层29。
如上述那样在基板上形成层叠体。
将得到的层叠体在650~950℃的温度下烧制。形状保持糊料层的有机材料因烧制而消失,氧化铝等未烧结的无机材料没有烧结,保持为粉体。通过除去上述无机材料的粉末,从而在基板上获得被玻璃层9a覆盖的线圈部3a(图5(1))。由于被玻璃层9a覆盖的线圈部3a与基板21紧贴,所以有利于输送等操作。
接下来,将磁性体片材压入线圈部3a。通过在线圈部3a上配置磁性体片材31并利用金属模等进行加压,从而能够压入(图5(2))。
接下来,通过磨削等除去基板21(图5(3))。
通过冲压等使另外的磁性体片材与除去基板21后的面紧贴(图5(4))。之后,利用切割器等切断,进行单片化。
接下来,在单片化后的坯体2a的整个表面形成绝缘层10a。绝缘层的形成能够使用公知的方法,例如能够使用对绝缘材料进行喷雾来覆盖元件表面的、含浸绝缘材料的方法。
接下来,将形成坯体2a的外部电极的位置的绝缘层10a除去。除去能够通过激光照射或者机械手法来除去(图6(1))。
接下来,形成Cu层35(图6(2))。通过形成Cu层,也能够在导电性低的坯体上良好地形成外部电极。接下来,通过镀覆依次形成Ni层以及Sn层(图6(3))。
如以上那样制造本发明的线圈部件1a。
另外,上述的线圈部件1a的线圈部3a的卷数为1.5,但对本公开的线圈部件的卷数没有特别限定。例如对于卷数为2.5的线圈部件,通过在图4(4)和图4(5)所示的工序的之间如以下那样进行图7(1)~(4)所示的工序而能够制造。图8示出卷数为2.5的线圈部件的剖视图,图9示出卷数为2.5的线圈部3a’的立体图。
在图4(4)的工序之后,在玻璃糊料层25上使用光刻法来形成导体糊料层41。具体而言,通过涂布感光性导体糊料,经由掩模进行光固化,并进行显影,从而形成导体糊料层41(图7(1))。导体糊料层41形成在先前形成的玻璃糊料层25的内侧。
接下来,在导体糊料层41上使用光刻法来形成玻璃糊料层42。具体而言,通过涂布感光性玻璃糊料,经由掩模进行光固化,并进行显影,从而形成玻璃糊料层42,以覆盖导体糊料层41(图7(2))。此时,形成玻璃糊料层42,使得导体糊料层41的区域中成为引出部的区域、以及成为与接下来形成的导体糊料层44的连接部的区域露出。接下来,使用光刻法在玻璃糊料层42的周围利用形状保持用感光性糊料形成形状保持糊料层43。具体而言,涂布形状保持用感光性糊料,经由掩模进行光固化,并进行显影,从而在玻璃糊料层42的周围形成形状保持糊料层43(图7(2))。也可以根据需要,反复该步骤,形成规定厚度的玻璃糊料层42以及形状保持糊料层43。
接下来,与图7(1)以及(2)所示的工序同样地在玻璃糊料层42上使用光刻法来形成导体糊料层44(图7(3)),还在导体糊料层44上形成玻璃糊料层45,并在玻璃糊料层45的周围形成形状保持糊料层46(图7(4))。
接下来,通过进行图4(5)以下的工序,能够获得卷数为2.5的线圈部件。
因此,本公开提供一种线圈部件的制造方法,上述线圈部件具有含有填料以及树脂材料而成的坯体、由埋设在上述坯体轴的线圈导体构成的线圈部以及与上述线圈导体电连接的一对外部电极而构成,上述线圈导体被玻璃层覆盖,上述线圈部件的制造方法包括:
使用光刻法,在基板上利用含有构成上述线圈导体的金属的感光性金属糊料形成导体糊料层的工序;
使用光刻法,利用含有构成上述玻璃层的玻璃的感光性玻璃糊料形成玻璃糊料层,以覆盖上述导体糊料层的工序;
在基板上的上述导体糊料层以及上述玻璃糊料层不存在的区域中利用烧制后能够除去的感光性糊料形成保持层的工序;以及
对形成有上述导体糊料层、上述玻璃糊料层以及上述保持层的基板进行烧制,在基板上形成线圈部的工序。
在优选的方式中,本公开提供一种上述制造方法,还包括:
除去上述基板的工序;以及
对除去上述基板的部分赋予坯体片材的工序。
(实施方式2)
图10示意性地示出本实施方式的线圈部件1b的立体图,图11示意性地示出剖视图。图12示意性地示出线圈部件1b的线圈部3b的立体图图12。但是,下述实施方式的线圈部件以及各构成要素的形状以及配置等并不限于图示的例子。
如图10~图12所示,本实施方式的线圈部件1b与上述的线圈部件1a相比,线圈部的轴方向不同。具体而言,线圈部件1b具有以下的结构。线圈部件1b具有大致长方体形状。线圈部件1b大致具有坯体2b、埋设在该坯体中的线圈部3b以及一对外部电极4b、5b而构成。线圈部3b在坯体的上表面-下表面方向上具有轴,即,与安装面垂直的轴。如图12所示,线圈部3b具有引出部6b、7b,该引出部6b、7b分别与外部电极4b、5b电连接。如图11所示,线圈部3b的线圈导体8b被玻璃层9b覆盖。另外,线圈部件1b除了外部电极4b、5b之外被绝缘层10b覆盖。
上述对线圈部件1b的制造方法进行说明。
首先,作为基板,准备烧结完毕的陶瓷基板51(图13(1))。
在上述基板51上,使用光刻法利用上述感光性玻璃糊料形成玻璃糊料层52,另外,利用上述感光性导体糊料形成引出部用的导体糊料层54(图13(2))。接下来,使用光刻法在玻璃糊料层52的周围利用形状保持用感光性糊料形成形状保持糊料层53(图13(2))。也可以根据需要,反复该步骤,形成规定厚度的玻璃糊料层52、形状保持糊料层53以及导体糊料层54。
接下来,在玻璃糊料层52上使用光刻法来形成导体糊料层55(图13(3))。另外,也在引出部用的导体糊料层54上形成导体糊料层55。
接下来,在导体糊料层55上使用光刻法来形成玻璃糊料层56(图13(4))。此时,在成为线圈导体的连接部的区域中形成导体糊料层57(图13(4))。接下来,使用光刻法在玻璃糊料层56的周围利用形状保持用感光性糊料形成形状保持糊料层58(图13(4))。也可以根据需要,反复该步骤,形成规定厚度的玻璃糊料层56、导体糊料层57以及形状保持糊料层58。
接下来,在玻璃糊料层56上使用光刻法来形成导体糊料层59(图13(5))。
接下来,在导体糊料层59上使用光刻法来形成玻璃糊料层60(图13(6))。接下来,使用光刻法在玻璃糊料层60的周围利用形状保持用感光性糊料形成形状保持糊料层61(图13(6))。也可以根据需要,反复该步骤,形成规定厚度的玻璃糊料层60以及形状保持糊料层61。
如上述那样在基板上形成层叠体。
之后,与上述线圈部件1a同样地烧制层叠体,利用磁性体片材形成坯体部分,并通过镀覆形成外部电极,从而制造线圈部件1b。
另外,上述的线圈部件1b的线圈部3b的卷数为1.5,但对本公开的线圈部件的卷数没有特别限定。例如,对于卷数为2.5的线圈部件,通过在图13(4)和图13(5)所示的工序之间如以下那样进行图14(1)~(4)所示的工序,能够制造。
在图13(4)的工序之后,在玻璃糊料层56上使用光刻法来形成导体糊料层62(图14(1))。
接下来,在导体糊料层62上使用光刻法来形成玻璃糊料层63(图14(2))。此时,在导体糊料层62的区域中成为引出部的区域、以及成为与接下来形成的导体糊料层66的连接部的区域中形成导体糊料层64(图14(2))。接下来,使用光刻法在玻璃糊料层63的周围利用形状保持用感光性糊料形成形状保持糊料层65(图14(2))。也可以根据需要,反复该步骤,形成规定厚度的玻璃糊料层63、导体糊料层64以及形状保持糊料层65。
接下来,与图14(1)以及(2)所示的工序同样地在玻璃糊料层63上使用光刻法来形成导体糊料层66(图14(3)),还在导体糊料层66上形成玻璃糊料层67以及导体糊料层68,并在玻璃糊料层67的周围形成形状保持糊料层69(图14(4))。
接下来,通过进行图13(5)以下的工序,能够获得卷数为2.5的线圈部件。
(实施方式3)
图15示意性地示出本实施方式的线圈部件1c的立体图,图16示意性地示出剖视图。图17示意性地示出线圈部件1c的线圈部3c的立体图。但是,下述实施方式的线圈部件以及各构成要素的形状以及配置等并不限定于图示的例子。
如图15~图17所示,本实施方式的线圈部件1c与上述的线圈部件1a相比,线圈部的轴方向以及引出部的露出方向不同。具体而言,线圈部件1c具有以下的结构。线圈部件1c具有大致长方体形状。线圈部件1c大致具有坯体2c、埋设在该坯体中的线圈部3c以及一对外部电极4c、5c而构成。外部电极4c、5c是所谓的5面电极。线圈部3c在坯体的上表面-下表面方向具有轴,即,与安装面垂直的轴。如图17所示,线圈部3c具有引出部6c、7c,该引出部6c、7c分别在左右的端面中与外部电极4c、5c电连接。如图16所示,线圈部3c的线圈导体8c被玻璃层9c覆盖。另外,线圈部件1c除了外部电极4c、5c之外被绝缘层10c覆盖。
上述对线圈部件1c的制造方法进行说明。
首先,作为基板,准备烧结完毕的陶瓷基板71(图18(1))。
在上述基板71上使用光刻法利用上述感光性玻璃糊料形成玻璃糊料层72(图18(2))。接下来,使用光刻法在玻璃糊料层72的周围利用形状保持用感光性糊料形成形状保持糊料层73(图18(2))。也可以根据需要,反复该步骤,形成规定厚度的玻璃糊料层72以及形状保持糊料层73。
接下来,在玻璃糊料层72上使用光刻法来形成导体糊料层74(图18(3))。
接下来,在导体糊料层74上使用光刻法来形成玻璃糊料层75(图18(4))。此时,在成为线圈导体的连接部的区域中形成导体糊料层76(图18(4))。接下来,使用光刻法在玻璃糊料层75的周围利用形状保持用感光性糊料形成形状保持糊料层77(图18(4))。也可以根据需要,反复该步骤,形成规定厚度的玻璃糊料层75、导体糊料层76以及形状保持糊料层77。
接下来,在玻璃糊料层75上使用光刻法来形成导体糊料层78(图18(5))。
接下来,在导体糊料层78上使用光刻法来形成玻璃糊料层79(图18(6))。接下来,使用光刻法在玻璃糊料层79的周围利用形状保持用感光性糊料形成形状保持糊料层80(图18(6))。也可以根据需要,反复该步骤,形成规定厚度的玻璃糊料层79以及形状保持糊料层80。
如上述那样在基板上形成层叠体。
之后,与上述线圈部件1a同样地烧制层叠体,利用磁性体片材形成坯体部分,并通过镀覆形成外部电极,从而制造线圈部件1c。
另外,上述的线圈部件1c的线圈部3c的卷数为1.5,但对本公开的线圈部件的卷数没有特别限定。例如,对于卷数为3.5的线圈部件,通过在图18(4)和图18(5)所示的工序之间如以下那样进行图19(1)~(8)所示的工序,能够制造。
在图18(4)的工序之后,在玻璃糊料层75上使用光刻法来形成导体糊料层81(图19(1))。
接下来,在导体糊料层81上使用光刻法来形成玻璃糊料层82(图19(2))。此时,在导体糊料层81的区域中与接下来形成的导体糊料层85的连接部的区域中形成导体糊料层83(图19(2))。接下来,使用光刻法在玻璃糊料层82的周围利用形状保持用感光性糊料形成形状保持糊料层84(图19(2))。也可以根据需要,反复该步骤,形成规定厚度的玻璃糊料层82、导体糊料层83以及形状保持糊料层84。
接下来,与图19(1)以及(2)所示的工序同样地在玻璃糊料层82上使用光刻法来形成导体糊料层85(图19(3)),还在导体糊料层85上形成玻璃糊料层86以及导体糊料层87,并在玻璃糊料层86的周围形成形状保持糊料层88(图19(4))。并且,在玻璃糊料层86上使用光刻法来形成导体糊料层89(图19(5)),在导体糊料层89上形成玻璃糊料层90以及导体糊料层91,在玻璃糊料层90的周围形成形状保持糊料层92(图19(6))。并且,在玻璃糊料层90上使用光刻法来形成导体糊料层93(图19(7)),在导体糊料层93上形成玻璃糊料层94以及导体糊料层95,在玻璃糊料层94的周围形成形状保持糊料层96(图19(8))。
接下来,通过进行图18(5)以下的工序,能够获得卷数为3.5的线圈部件。
以上,对本公开的线圈部件以及其制造方法进行了说明,但本发明并不限于上述的实施方式,能够在不脱离本发明的要旨的范围中设计变更。
在上述的实施方式1~3中,坯体使用含有填料以及树脂材料的复合材料亦即磁性体片材而形成,坯体不经过烧制工序。然而,本公开的线圈部件并不限于此。
在一个方式中,本公开的线圈部件并不限于此,也可以通过烧制填料部分来形成,之后在空隙部分中填充树脂,从而形成坯体2a。
在另一方式中,坯体也可以通过对包含含有填料以及树脂材料的复合材料的糊料进行铸塑,并对此进行热固化而形成。
在上述的实施方式1~3中,在通过烧制得到被玻璃层覆盖的线圈部后,压入磁性体片材来获得坯体,并在该坯体上实施镀Cu、镀Ni、以及镀Sn,从而形成外部电极。然而,本公开的线圈部件并不限于此。
在一个方式中,也可以通过在将磁性体片材压入线圈部后,进行热固化来获得坯体,接下来,在该坯体上实施镀Cu、镀Ni、镀Sn等来形成外部电极。
在另一方式中,也可以通过在将磁性体片材压入线圈部后,进行热固化来获得坯体,接下来,在该坯体上通过烘烤Ag来形成基底电极,并在其上实施镀Ni、镀Sn等,从而形成外部电极。
在另一方式中,也可以通过在将磁性体片材压入线圈部后,进行烧制来获得烧结体,在该烧结体中烘烤Ag来形成基底电极,接下来,使树脂浸入上述烧结体的空隙,最后实施镀Ni、镀Sn等,从而形成外部电极。
在另一方式中,也可以在得到线圈部后,对包含含有填料以及树脂材料的复合材料的浆料进行铸塑,并对此进行热固化来获得坯体,接下来,在该坯体上形成外部电极。
·磁性体片材的制成
准备D50(相当于体积基准的累积百分率50%的粒径)为5μm的Fe-Si系的合金粉末。对于合金粉末,预先使用正硅酸乙酯(TEOS)作为金属醇盐,并利用溶胶-凝胶法在粉末表面形成约50nm的SiO2被膜。以湿式将规定量的合金粉末和环氧树脂混合,并利用刮刀法成形为片状(厚度100μm),得到磁性体片材。
·感光性玻璃糊料的制成
准备D50为1μm的硼硅酸盐玻璃(SiO2-B2O3-K2O)系玻璃粉末,并与甲基丙烯酸甲酯与甲基丙烯酸的共聚物(丙烯酸聚合物)、二季戊四醇五丙烯酸酯(感光性单体)、二丙二醇单甲醚(溶剂)、2,4-二乙基噻吨酮、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉代丙烷-1-酮、双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦(光聚合引发剂)以及分散剂混合,制成感光性玻璃糊料。
·感光性导体糊料
准备D50为2μm的Ag粉末,并与甲基丙烯酸甲酯与甲基丙烯酸的共聚物(丙烯酸聚合物)、二季戊四醇五丙烯酸酯(感光性单体)、二丙二醇单甲醚(溶剂)、2,4-二乙基噻吨酮、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉代丙烷-1-酮、双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦(光聚合引发剂)以及分散剂混合,制成感光性玻璃糊料。
·形状保持用感光性糊料
准备D50为10μm的氧化铝粉末,并与甲基丙烯酸甲酯与甲基丙烯酸的共聚物(丙烯酸聚合物)、二季戊四醇五丙烯酸酯(感光性单体)、二丙二醇单甲醚(溶剂)、2,4-二乙基噻吨酮、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉代丙烷-1-酮、双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦(光聚合引发剂)以及分散剂混合,制成感光性玻璃糊料。
·线圈部件的制成
准备基板(厚度为0.5mm以上的陶瓷烧结基板)(图4(1))。接下来,在基板上对感光性玻璃糊料进行丝网印刷并使之干燥后,经由掩模照射紫外线,从而光固化。通过利用显影液TMAH(TetraMethyl Ammonium Hydroxide)水溶液除去未固化部分来形成规定的形状的玻璃糊料层。接下来,印刷感光性氧化铝糊料,同样地进行曝光、显影,从而在玻璃层的四周形成氧化铝层(图4(2))。
接下来,印刷感光性导体糊料,并与上述同样地进行曝光、显影,从而在玻璃糊料层上形成规定形状的导体糊料层(线圈图案1)。接下来,通过涂布感光性玻璃糊料,并经由掩模进行光固化、显影,从而在导体层的四周形成玻璃糊料层(图4(3))。接下来,通过涂布感光性氧化铝糊料,并经由掩模进行光固化,从而在玻璃糊料层的四周形成氧化铝层(图4(3))。将该工序反复五次,由此形成线圈图案1。
接下来,通过涂布感光性玻璃糊料,并经由掩模进行光固化、显影,从而在除了连接部导体层之外的部分形成玻璃糊料层(图4(4))。接下来,通过涂布感光性氧化铝糊料,并经由掩模进行光固化,从而在玻璃糊料层的周围形成氧化铝层(图4(4))。
接下来,与上述同样地印刷感光性导体糊料,并与上述同样地进行曝光、显影,从而在玻璃糊料层上形成规定形状的导体糊料层(线圈图案2)(图4(5))。将该工序反复五次,从而形成线圈图案2。
接下来,通过与上述同样地涂布感光性玻璃糊料,并经由掩模进行光固化、显影,从而在除了连接部导体层之外的部分形成玻璃糊料层(图4(6))。
通过上述的工序,在基板上获得由形状保持糊料层支承的导体糊料层和玻璃层的层叠体。
将上述获得的层叠体在700℃下烧制。通过烧制,导体糊料层的金属以及玻璃糊料层的玻璃烧结,分别成为线圈导体以及玻璃层。另一方面,形状保持糊料层的氧化铝未烧结,而作为未烧结的氧化铝粉末残存。除去氧化铝粉末,表面被玻璃层覆盖,得到被基板支承的线圈部(图5(1))。
接下来,在基板的形成有线圈部的一侧配置磁性体片材,夹在金属模中并通过冲压进行加压,从而将磁性体片材压入到线圈部(图5(2))。
接下来,通过研磨来除去基板(图5(3))。
接下来,在除去基板后的面配置磁性体片材,由金属模夹着并通过冲压进行加压,从而使磁性体片材紧贴(图5(4))。
接下来,通过利用切割器切断而单片化为各元件。
一边使单片化后的元件摇动一边喷涂喷雾环氧树脂,之后进行热固化,从而在元件表面形成绝缘层。
接下来,通过激光照射将坯体的形成外部电极的部分的绝缘层除去(图6(1))。之后,通过电解电镀在露出的线圈上依次使Cu被膜、Ni被膜、Sn被膜析出,形成外部电极。
根据以上,得到线圈部件。对于得到的线圈部件,长度(L)1.0mm,宽度(W)0.5mm,高度(T)0.5mm。另外,线圈导体的厚度为100μm,线圈导体的宽度为120μm,引出部的宽度为300μm,玻璃层的厚度为15μm。
本发明的线圈部件能够作为电感器等广泛应用于各种用途。
Claims (10)
1.一种线圈部件,具有含有填料以及树脂材料而成的坯体、由埋设在上述坯体中的线圈导体构成的线圈部以及与上述线圈导体电连接的一对外部电极而构成,其中,
上述线圈导体被玻璃层覆盖。
2.根据权利要求1所述的线圈部件,其中,
上述玻璃层的厚度为3μm以上且30μm以下。
3.根据权利要求1或者2所述的线圈部件,其中,
上述线圈导体的厚度为3μm以上且200μm以下。
4.根据权利要求1~3中的任意一项所述的线圈部件,其中,
上述外部电极被设置在上述坯体的下表面。
5.根据权利要求1~4中的任意一项所述的线圈部件,其中,
上述填料是金属粒子、铁氧体粒子或者玻璃粒子。
6.根据权利要求5所述的线圈部件,其中,
上述填料是金属粒子。
7.根据权利要求1~6中的任意一项所述的线圈部件,其中,
上述线圈部的轴方向与上述坯体的下表面大致平行。
8.根据权利要求1~7中的任意一项所述的线圈部件,其中,
上述线圈导体被烧制,上述坯体未被烧制。
9.一种线圈部件的制造方法,上述线圈部件具有含有填料以及树脂材料而成的坯体、由埋设在上述坯体中的线圈导体构成的线圈部以及与上述线圈导体电连接的一对外部电极而构成,上述线圈导体被玻璃层覆盖,上述线圈部件的制造方法包括:
使用光刻法,在基板上利用含有构成上述线圈导体的金属的感光性金属糊料形成导体糊料层的工序;
使用光刻法,利用含有构成上述玻璃层的玻璃的感光性玻璃糊料形成玻璃糊料层,以覆盖上述导体糊料层的工序;
在基板上的上述导体糊料层以及上述玻璃糊料层不存在的区域中利用烧制后能够除去的感光性糊料形成保持层的工序;以及
对形成有上述导体糊料层、上述玻璃糊料层以及上述保持层的基板进行烧制,在基板上形成线圈部的工序。
10.根据权利要求9所述的线圈部件的制造方法,其中,
还包括:
将含有坯体材料的坯体片材压入形成在上述基板上的线圈部的工序;
除去上述基板的工序;以及
对除去上述基板后的部分赋予坯体片材的工序。
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