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    本發明提供一種即便尺寸小型化亦同時實現較高之L值與強度之積層電感器。一種積層電感器1，其包括內部導線形成區域10、20、以及以自上下夾著內部導線形成區域之方式形成之上部覆蓋區域30及下部覆蓋區域40，內部導線形成區域包括軟磁性合金粒子11成形而成之磁性體部10、及以埋入磁性體部10內之方式設置之包含導體之螺旋狀的內部導線30，上部覆蓋區域30及下部覆蓋區域40之至少一者(較佳為兩者)係由構成元素之種類與內部導線形成區域中之磁性體部10之軟磁性合金粒子11相同且平均粒徑更大之軟磁性合金粒子成形而成者。
    公开号:TW201308370A
    申请号:TW101110893
    申请日:2012-03-28
    公开日:2013-02-16
    发明作者:Hitoshi Matsuura；Takayuki Arai；Kenji Otake
    申请人:Taiyo Yuden Kk；
    IPC主号:H01F17-00
    专利说明:
    積層電感器
    本發明係關於一種積層電感器。
    先前以來，作為積層電感器之製造方法之一，已知有於含有鐵氧體等之陶瓷生坯片上印刷內部導體圖案，且將該等片材積層並煅燒之方法。
    根據專利文獻1，於使用鐵氧體粉末所獲得之陶瓷生坯片中之特定位置形成通孔。繼而，利用導電膏於形成有通孔之片材之一主面印刷藉由積層且通孔連接而構成螺旋狀之線圈的線圈導體圖案(內部導體圖案)。
    其次，將形成有上述通孔及線圈導體圖案之片材以特定構成積層，且於其上下積層未形成通孔及線圈導體圖案之陶瓷生坯片(虛設片材)。繼而，將所獲得之積層體壓接後進行煅燒，於線圈末端導出之端面形成外部電極，藉此獲得積層電感器。此處，藉由在虛設片材使用磁導率較高之材料，可獲得較高之L值。
    近年來，對積層電感器要求大電流化(係指額定電流之高值化)，為滿足該要求，研究有將磁性體之材質自先前之鐵氧體替換為軟磁性合金。作為軟磁性合金而提出之Fe-Cr-Si合金或Fe-Al-Si合金之材料本身之飽和磁通密度較鐵氧體高。相反，材料本身之體積電阻率較先前之鐵氧體顯著低。 [先前技術文獻] [專利文獻]
    [專利文獻1]日本專利特開平10-241942號公報
    於此種積層電感器中，可將形成有線圈等導體圖案之區域稱為內部導線形成區域，且可將熱處理內部導線形成區域之上下所積層之虛設片材而成之區域稱為上部覆蓋區域及下部覆蓋區域。於使用鐵氧體之先前技術中，內部導線形成區域中有時因與導體材料之配合性及其他理由而用作磁性體之材料受到限制，為作為器件整體獲得更高之L值，嘗試使用磁導率較高之物質作為材料選擇之自由度相對較高之上部及下部覆蓋區域之材料。然而，於使用鐵氧體之積層電感器中，在使用磁導率不同之物質之情形時，組成不同之材料彼此會接合。因此，有引起彼此之材料之成分的擴散，而產生特性之劣化之情形。
    本發明者等人嘗試於使用軟磁性合金之積層電感器中，亦使用與內部導線形成區域之物質不同之物質作為上部及下部覆蓋區域之材料。於使用軟磁性合金之積層電感器中，不會如使用鐵氧體之積層電感器般發生由成分之相互擴散所引起之特性劣化。然而，根據試行結果，初次判明於使用軟磁性合金之積層電感器中，在使用不同物質之情形時，內部導線形成區域與上部及下部覆蓋區域之接合較差。其為使用鐵氧體之積層電感器中未顯在化之課題。又，隨著最近之器件之小型化，積層電感器內之內部導線往往會變細，從而必需考慮內部導線難以短路或斷線之設計。
    考慮到上述情形，本發明之課題在於提供一種積層電感器，其將軟磁性合金用作磁性材料，且提高磁導率，呈現較高之L值，亦可應對器件之小型化。
    本發明者等人進行努力研究，結果完成一種包括內部導線形成區域、以及以自上下夾著上述內部導線形成區域之方式形成之上部覆蓋區域及下部覆蓋區域之積層電感器的發明。根據本發明，上述內部導線形成區域包括軟磁性合金粒子成形而成之磁性體部、及以埋入上述磁性體部內之方式設置之內部導線。而且，上述上部覆蓋區域及上述下部覆蓋區域之至少一者、較佳為兩者由構成元素之種類與上述內部導線形成區域中之上述磁性體部之軟磁性合金粒子相同且平均粒徑更大之軟磁性合金粒子所形成。
    根據本發明之較佳態樣，上述內部導線形成區域之上述磁性體部、上述上部覆蓋區域及上述下部覆蓋區域之軟磁性合金粒子均包含Fe-Cr-Si系軟磁性合金。
    根據本發明，由於覆蓋區域中使用粒徑較大之軟磁性合金粒子，故而器件整體之磁導率提昇，結果作為電感器之L值亦提昇。藉由內部導線形成區域之磁性體部中使用粒徑較小之軟磁性合金粒子，可使內部導線之短路、斷線難以發生，結果可應對器件之小型化。可將用於上部及下部覆蓋區域之軟磁性合金粒子與用於內部導線形成區域之磁性體部之軟磁性合金粒子由同一組成或近似組成之軟磁性合金構成，從而上部及下部覆蓋區域與內部導線形成區域之接合性提昇，有助於作為器件整體之強度提昇。
    根據本發明之較佳態樣，藉由使用Fe-Cr-Si系合金作為軟磁性合金，而可以高密度構成上部及下部覆蓋區域、以及內部導線形成區域之磁性體部，結果可提高積層電感器整體之強度。
    以下，一面適當參照圖式一面詳述本發明。然而，本發明並不限定於圖示之態樣，又，圖式中有時強調地表現發明之特徵性之部分，因此圖式各部中並不擔保縮小比例之正確性。
    圖1(A)係積層電感器之模式性之剖面圖。圖1(B)係圖1(A)之局部放大圖。根據本發明，積層電感器1包括內部導線形成區域10、20、以及以自上下夾著該區域10、20之方式存在之上部及下部覆蓋區域30、40。內部導線形成區域包括磁性體部10、及以埋入其中之方式設置之內部導線20。上部覆蓋區域30及下部覆蓋區域40中未埋入內部導線，而是實質上由磁性體層所形成。本發明中，「上下」一詞表示自上方依序積層一覆蓋層(上部覆蓋層)30、內部導線形成區域10、20、另一覆蓋層(下部覆蓋層)40之方向。「上下」一詞並不限定積層電感器1之使用態樣或製造方法。若2個覆蓋層30、40之構成無區別，則將哪一個認作上方為任意。
    本發明之對象即積層電感器1具有內部導線20之大部分埋設於磁性材料(磁性體部10)中之構造。典型的是，內部導線20為形成為螺旋狀之線圈，於此情形時，可以如下方式形成：藉由絲網印刷法等將大致環狀或半環狀等之導體圖案印刷於生坯片上，於通孔中填充導體，並積層上述片材。印刷導體圖案之生坯片含有磁性材料，且於特定之位置設置有通孔。再者，作為內部導線，除圖示之螺旋狀之線圈以外，可列舉漩渦狀之線圈、蜿蜒(meander)狀之導線、或直線狀之導線等。
    圖1(B)係內部導線形成區域之磁性體部10與上部覆蓋區域30之邊界附近之模式性之放大圖。積層電感器1中，軟磁性合金粒子11大量集聚而構成特定形狀之磁性體部10。同樣，軟磁性合金粒子31大量集聚而構成特定形狀之上部覆蓋區域30。雖於圖1(B)中未加以表現，但下部覆蓋區域40亦相同。各個軟磁性合金粒子11、31係遍及其周圍之大致整體形成有氧化覆膜，藉由該氧化覆膜而確保磁性體部10、上部及下部覆蓋區域30、40之絕緣性。較佳為，該氧化覆膜係軟磁性合金粒子11、31自身之表面及其附近氧化而成者。圖式中，省略了氧化覆膜之描繪。鄰接之軟磁性合金粒子11、31彼此大體上藉由各個軟磁性合金粒子11、31所具有之氧化覆膜彼此結合，而構成具有一定形狀之磁性體部10、上部及下部覆蓋區域30、40。局部上亦可為鄰接之軟磁性合金粒子11、31之金屬部分彼此結合。又，於內部導線20之附近，軟磁性合金粒子11與內部導線20主要經由上述氧化覆膜而密接。於軟磁性合金粒子11、31包含Fe-M-Si系合金(其中，M為較鐵易氧化之金屬)之情形時，確認到氧化覆膜中至少含有作為磁性體之Fe3O4、及作為非磁性體之Fe2O3及MOx(x為根據金屬M之氧化數而決定之值)。
    上述氧化覆膜彼此之結合之存在可藉由例如以下方式等明確地判斷：於放大為約3000倍之SEM(Scanning electron Microscope，掃描式電子顯微鏡)觀察像等中，視覺辨認鄰接之軟磁性合金粒子11、31所具有之氧化覆膜為同一相。藉由氧化覆膜彼此之結合之存在，而實現積層電感器1中之機械強度與絕緣性之提昇。較佳為鄰接之軟磁性合金粒子11、31所具有之氧化覆膜彼此遍及積層電感器1之整體而結合，但只要一部分結合，便可實現相應之機械強度與絕緣性之提昇，可以說此種形態亦為本發明之一態樣。
    同樣，上述軟磁性合金粒子11、31之金屬部分彼此之結合亦可藉由例如以下方式等明確地判斷結合之存在：於放大為約3000倍之SEM觀察像等中，視覺辨認鄰接之軟磁性合金粒子11、31彼此保持為同一相且具有結合點。藉由軟磁性合金粒子11、31彼此之結合之存在而實現磁導率之進一步之提昇。
    再者，亦可局部地存在如下形態：鄰接之軟磁性合金粒子不存在氧化覆膜彼此之結合、及金屬粒子彼此之結合之任一者而僅物理性地接觸或接近。
    積層電感器1中之內部導線形成區域中，存在磁性體部10、及以埋入磁性體部10內之方式設置之具有螺旋狀之線圈等之形態的內部導線20。構成內部導線20之導體可適當使用積層電感器中通常使用之金屬，可非限定性地例示銀或銀合金等。內部導線20之兩端典型的是分別經由引出導體(未圖示)而被引出至積層電感器1之外表面之相對向之端面，並連接於外部端子(未圖示)。
    根據本發明，上部覆蓋區域30及下部覆蓋區域40以夾著內部導線形成區域10、20之方式存在。上部覆蓋區域30及下部覆蓋區域40為包含無內部導線形成之層之區域。與內部導線形成區域之磁性體部10中所使用之軟磁性合金粒子11之平均粒徑相比，上部覆蓋區域30及下部覆蓋區域40之至少一者中所使用之軟磁性合金粒子之平均粒徑更大。較佳為，上部覆蓋區域30中所使用之軟磁性合金粒子之平均粒徑及下部覆蓋區域40中所使用之軟磁性合金粒子之平均粒徑均大於上述磁性體部10中所使用之軟磁性合金粒子11之平均粒徑。又，上述磁性體部10中所使用之軟磁性合金粒子11、與上部覆蓋區域30及下部覆蓋區域40之至少一者、較佳為兩者中之軟磁性合金粒子為相同組成或近似組成。較佳為軟磁性合金粒子之構成元素之種類於上部覆蓋區域30及下部覆蓋區域40之至少一者、與內部導線形成區域之磁性體部10中為相同，更佳為軟磁性合金粒子之構成元素之種類及存在比率於上部覆蓋區域30及下部覆蓋區域40之至少一者、與內部導線形成區域之磁性體部10中為相同。亦可為軟磁性合金粒子之構成元素之種類於上部覆蓋區域30及下部覆蓋區域40之一者或兩者、與內部導線形成區域之磁性體部10中為相同，且亦可為軟磁性合金粒子之構成元素之存在比率於上部覆蓋區域30及下部覆蓋區域40之一者或兩者、與內部導線形成區域之磁性體部10中為不同。藉由以下之例示而說明構成元素之種類相同之情形。例如，只要存在包含Fe、Cr及Si之三元素之兩種軟磁性合金(Fe-Cr-Si系軟磁性合金)，則不論Fe、Cr及Si之存在比率，可對其等評價為構成元素之種類相同。
    較佳為，上部覆蓋區域30及下部覆蓋區域40之至少一者中所使用之軟磁性合金粒子之平均粒徑為上述磁性體部10中所使用之軟磁性合金粒子11之平均粒徑之1.3倍以上，更佳為1.5~7.0倍。進而較佳為，上部覆蓋區域30中所使用之軟磁性合金粒子之平均粒徑及下部覆蓋區域40中所使用之軟磁性合金粒子之平均粒徑兩者均處於相對於上述磁性體部10中所使用之軟磁性合金粒子11之平均粒徑之上述數值範圍內。
    根據上述構成，上部及下部之至少一覆蓋區域30、40由較大之軟磁性合金粒子構成，結果可實現磁導率之提昇。根據本發明，內部導線形成區域之磁性體部10中可使用較小之軟磁性合金粒子。因此，即便器件小型化而內部導線20之導線變細，亦難以斷線。結果，可同時實現器件之小型化與磁導率提昇。尤其，若上述磁性體部10與覆蓋區域30、40由包含相同組成或近似組成之軟磁性合金粒子構成，則覆蓋區域30、40與內部導線形成區域之磁性體部10之接合性良好。圖1(A)中雖描繪為上部覆蓋區域30與內部導線形成區域之磁性體部10之界面於材質上明確地被區分，但實際上，如作為局部放大圖之圖1(B)所示，於接合界面附近，用於上部覆蓋區域30之軟磁性合金粒子31與用於內部導線形成區域之磁性體部10之軟磁性合金粒子11亦可相互混入。於下部覆蓋區域40與內部導線形成區域之磁性體部10之接合界面附近亦相同。
    上述磁性體部10及覆蓋區域30、40中所使用之軟磁性合金粒子之平均粒徑為取得SEM像並供於圖像分析而獲得之d50值。具體而言，取得上述磁性體部10及覆蓋區域30、40之剖面之SEM像(約3000倍)，選出300個以上之測定部分中之平均大小之粒子，測定其等於SEM像中之面積，並假定粒子為球體而算出平均粒徑。作為選出粒子之方法，例如可列舉如下方法。於上述SEM像內存在之粒子未達300個之情形時，對該SEM像內之所有粒子進行取樣，並上述取樣於複數個部位進行而選出300個以上。於上述SEM像內存在300個以上之粒子之情形時，在該SEM像內以特定間隔繪製直線，對位於該直線上之所有粒子進行取樣，而選出300個以上。或者，對於內部導線形成區域之粒子，對300個以上之與內部導線接觸之粒子進行取樣，對於覆蓋區域之粒子，對300個以上之位於最外側之粒子進行取樣。再者，於使用軟磁性合金粒子之積層電感器中，已知原料粒子之粒徑、與構成熱處理後之上述磁性體部10及覆蓋區域30、40之軟磁性合金粒子之粒徑大致相同。因此，藉由預先測定用作原料之軟磁性合金粒子之平均粒徑，亦可估計出積層電感器1中所含之軟磁性合金粒子之平均粒徑。
    以下，說明本發明之積層電感器1之典型的製造方法。於積層電感器1之製造時，首先，使用刮刀或模塗機等塗佈機，將預先準備之磁性體膏(漿料)塗佈於包含樹脂等之基底膜之表面。將其以熱風乾燥機等乾燥機乾燥而獲得生坯片。上述磁性體膏包含軟磁性合金粒子、以及典型的是作為黏合劑之高分子樹脂、及溶劑。
    軟磁性合金粒子為主要包含合金之呈現軟磁性之粒子。作為合金之種類，可列舉Fe-M-Si系合金(其中，M為較鐵易氧化之金屬)。作為M，可列舉Cr、Al等，較佳為Cr。作為軟磁性合金粒子11、31，例如可列舉以霧化法製造之粒子。
    於M為Cr之情形時，即，Fe-Cr-Si系合金中之鉻之含有率較佳為2~8 wt%。鉻之存在就於熱處理時形成鈍態而抑制過度氧化，並且顯現出強度及絕緣電阻之方面而言較佳，另一方面，就磁特性之提昇之觀點而言以鉻較少為宜，故而考慮上述方面而提出上述較佳範圍。
    Fe-Cr-Si系軟磁性合金中之Si之含有率較佳為1.5~7 wt%。Si之含有量越多則於高電阻、高磁導率之方面越佳，Si之含有量越少則成形性越良好，故而考慮上述方面而提出上述較佳範圍。
    Fe-Cr-Si系合金中，Si及Cr以外之剩餘部分除不可避免之雜質以外，較佳為鐵。作為除Fe、Si及Cr以外亦可含有之金屬，可列舉鋁、鎂、鈣、鈦、錳、鈷、鎳、銅等，作為非金屬，可列舉磷、硫、碳等。
    對於構成積層電感器1中之各個軟磁性合金粒子之合金，例如可使用掃描式電子顯微鏡(SEM)拍攝積層電感器1之剖面，其後，以基於能量分散型X射線分析(EDS，Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy)之ZAF法算出化學組成。
    根據本發明，較佳為將用於內部導線形成區域之磁性體部10之磁性體膏(漿料)、與用於上部及下部覆蓋區域30、40之磁性體膏(漿料)分別製造。於用於內部導線形成區域之磁性體部10之磁性體膏(漿料)之製造時，使用相對較小之軟磁性合金粒子，於用於上部及下部覆蓋區域30、40之磁性體膏(漿料)之製造時，使用相對較大之軟磁性合金粒子。
    就作為用於內部導線形成區域之磁性體部10之原料而使用之軟磁性合金粒子之粒徑而言，於體積基準下，d50較佳為2~20 μm，更佳為3~10 μm。就作為用於上部及下部覆蓋區域30、40之原料而使用之軟磁性合金粒子之粒徑而言，於體積基準下，d50較佳為5~30 μm，更佳為6~20 μm。軟磁性合金粒子之d50係使用利用雷射繞射散射法之粒徑、粒度分佈測定裝置(例如，日機裝股份有限公司製造之Microtrac)而測定。於使用軟磁性合金粒子之積層電感器10中，已知作為原料粒子之軟磁性合金粒子之粒子尺寸與構成積層電感器10之磁性體部12之軟磁性合金粒子11、31之粒子尺寸大致相等。
    於上述磁性體膏中，較佳為含有作為黏合劑之高分子樹脂。高分子樹脂之種類並無特別限定，例如可列舉聚乙烯丁醛(PVB，polyvinyl butyral)等聚乙烯縮醛樹脂等。磁性體膏之溶劑之種類並無特別限定，例如可使用丁基卡必醇等二醇醚等。磁性體膏中之軟磁性合金粒子、高分子樹脂、溶劑等之調配比率等可適當調節，藉此亦可設定磁性體膏之黏度等。
    用以塗佈及乾燥磁性體膏而獲得生坯片之具體方法可適當沿用先前技術。
    繼而，使用打孔加工機或雷射加工機等穿孔機，對生坯片進行穿孔而以特定排列形成通孔(貫通孔)。通孔之排列係以於積層各片材時由填充有導體之通孔與導體圖案形成內部導線20之方式設定。用以形成內部導線之通孔之排列及導體圖案之形狀可適當沿用先前技術，又，於後述之實施例中一面參照圖式一面說明具體例。
    為填充於通孔中及印刷導體圖案，較佳為使用導體膏。導體膏中含有導體粒子、以及典型的是作為黏合劑之高分子樹脂及溶劑。
    作為導體粒子，可使用銀粒子等。就導體粒子之粒徑而言，於體積基準下，d50較佳為1~10 μm。導體粒子之d50係使用利用雷射繞射散射法之粒徑、粒度分佈測定裝置(例如，日機裝股份有限公司製造之Microtrac)而測定。
    於導體膏中，較佳為含有作為黏合劑之高分子樹脂。高分子樹脂之種類並無特別限定，例如可列舉聚乙烯丁醛(PVB)等聚乙烯縮醛樹脂等。導體膏之溶劑之種類並無特別限定，例如可使用丁基卡必醇等二醇醚等。導體膏中之導體粒子、高分子樹脂、溶劑等之調配比率等可適當調節，藉此亦可設定導體膏之黏度等。
    繼而，使用絲網印刷機或凹板印刷機等印刷機，將導體膏印刷於生坯片之表面，並將其以熱風乾燥機等乾燥機乾燥，而形成與內部導線對應之導體圖案。於印刷時，亦於上述通孔中填充導體膏之一部分。其結果，填充於通孔中之導體膏與所印刷之導體圖案構成內部導線之形狀。
    使用吸附搬送機與壓製機，將印刷後之生坯片以特定順序重疊並熱壓接而製作積層體。繼而，使用切割機或雷射加工機等切斷機，將積層體切斷為零件本體尺寸，而製作包含加熱處理前之磁性體部及內部導線之加熱處理前晶片。
    使用煅燒爐等加熱裝置，於大氣等氧化性環境中對加熱處理前晶片進行加熱處理。該加熱處理通常包含脫黏合劑製程與氧化覆膜形成製程，脫黏合劑製程可列舉用作黏合劑之高分子樹脂消失之程度之溫度，例如約300℃，及約1 hr之條件，氧化物膜形成製程可列舉例如約750℃、及約2 hr之條件。
    於加熱處理前晶片中，各個軟磁性合金粒子彼此之間存在多數之微細間隙，通常該微細間隙由溶劑與黏合劑之混合物填滿。該等溶劑與黏合劑於脫黏合劑製程中消失，於脫黏合劑製程結束後，該微細間隙變為空孔。又，於加熱處理前晶片中，導體粒子彼此之間亦存在多數之微細間隙。該微細間隙由溶劑與黏合劑之混合物填滿。該等溶劑與黏合劑亦於脫黏合劑製程中消失。
    於繼脫黏合劑製程之後的氧化覆膜形成製程中，軟磁性合金粒子11、31密集而形成磁性體部10以及上部及下部覆蓋區域30、40，典型的是，此時，軟磁性合金粒子11、31各自之表面及其附近被氧化，而於該粒子11、31之表面形成氧化覆膜。此時，導體粒子燒結而形成內部導線20。藉此，獲得積層電感器1。
    通常，於加熱處理之後形成外部端子。使用浸塗機或輥塗機等塗佈機，將預先準備之導體膏塗佈於積層電感器1之長度方向兩端部，使用煅燒爐等加熱裝置，於例如約600℃、約1 hr之條件下對其進行燒附處理，藉此形成外部端子。外部端子用之導體膏可適當使用上述導體圖案之印刷用之膏、或與其類似之膏。 [實施例]
    以下，藉由實施例對本發明更具體地進行說明。然而，本發明並不限定於該等實施例中所記載之態樣。 [積層電感器之具體構造]
    說明本實施例中製造之積層電感器1之具體構造例。作為零件之積層電感器1之長度為約3.2 mm、寬度為約1.6 mm、高度為約1.0 mm，整體形成為長方體形狀。
    圖2係積層電感器之模式性之分解圖。內部導線形成區域之磁性體部10具有共5層磁性體層ML1~ML5一體化之構造。上部覆蓋區域30具有8層磁性體層ML6一體化之構造。下部覆蓋區域40具有7層磁性體層ML6一體化之構造。積層電感器1之長度為約3.2 mm、寬度為約1.6 mm、高度為約1.0 mm。各磁性體層ML1~ML6之長度為約3.2 mm、寬度為約1.6 mm、厚度為約30 μm。各磁性體層ML1~ML6係將作為軟磁性合金粒子之具有表1記載之組成、平均粒徑(d50)之軟磁性合金粒子作為主體成形而成，不含玻璃成分。又，本發明者等人藉由SEM觀察(3000倍)而確認到於軟磁性合金粒子各自之表面存在氧化覆膜(未圖示)，且磁性體部10以及上部及下部覆蓋區域30、40內之軟磁性合金粒子係經由鄰接之合金粒子各自所具有之氧化覆膜而相互結合。
    內部導線20具有共5個線圈區段CS1~CS5、及將該線圈區段CS1~CS5連接之共4個中繼區段IS1~IS4呈螺旋狀一體化之線圈之構造，其匝數為約3.5。該內部導線20主要係熱處理銀粒子而獲得，用作原料之銀粒子之體積基準下之d50為5 μm。
    4個線圈區段CS1~CS4形成為字狀，1個線圈區段CS5形成為帶狀，各線圈區段CS1~CS5之厚度為約20 μm、寬度為約0.2 mm。最上方之線圈區段CS1連續地包含用於與外部端子連接之L字狀之引出部分LS1，最下方之線圈區段CS5連續地包含用於與外部端子連接之L字狀之引出部分LS2。各中繼區段IS1~IS4形成為貫通磁性體層ML1~ML4之柱狀，各自之口徑為約15 μm。
    各外部端子(未圖示)遍及至積層電感器1之長度方向之各端面與該端面附近之4側面，其厚度為約20 μm。一外部端子與最上方之線圈區段CS1之引出部分LS1之端緣連接，另一外部端子與最下位之線圈區段CS5之引出部分LS2之端緣連接。該等外部端子主要係熱處理體積基準下之d50為5 μm之銀粒子而獲得。 [積層電感器之製造]
    製備包含表1記載之軟磁性合金粒子85 wt%、丁基卡必醇(溶劑)13 wt%、聚乙烯丁醛(黏合劑)2 wt%之磁性體膏。用於上述磁性體層10之磁性體膏、與用於上部及下部覆蓋區域30、40之磁性體膏係分別製備。使用刮刀，將該磁性體膏塗佈於塑膠製之基底膜之表面，以熱風乾燥機，於約80℃、約5 min之條件下對其進行乾燥。以上述方式於基底膜上獲得生坯片。其後，切割生坯片，而分別獲得對應於磁性體層ML1~ML6(參照圖2)且適合於取得多個之尺寸之第1~第6片材。
    繼而，使用穿孔機，對與磁性體層ML1對應之第1片材進行穿孔，而以特定排列形成與中繼區段IS1對應之貫通孔。同樣，於與磁性體層ML2~ML4對應之第2~第4片材各自中，以特定排列形成與中繼區段IS2~IS4對應之貫通孔。
    繼而，使用印刷機，將包含上述Ag粒子85 wt%、丁基卡必醇(溶劑)13 wt%、聚乙烯丁醛(黏合劑)2 wt%之導體膏印刷於上述第1片材之表面，以熱風乾燥機，於約80℃、約5 min之條件下對其進行乾燥，而以特定排列製作與線圈區段CS1對應之第1印刷層。同樣，於上述第2~第5片材各自之表面，以特定排列製作與線圈區段CS2~CS5對應之第2~第5印刷層。
    第1~第4片材各自中所形成之貫通孔位於重疊於第1~第4印刷層各自之端部之位置上，因此於印刷第1~第4印刷層時使導體膏之一部分填充於各貫通孔中，而形成與中繼區段IS1~IS4對應之第1~第4填充部。
    繼而，使用吸附搬送機與壓製機，將設置有印刷層及填充部之第1~第4片材、僅設置有印刷層之第5片材、及未設置印刷層及填充部之第6片材以圖2所示之順序重疊並熱壓接，而製作積層體。以切斷機將該積層體切斷為零件本體尺寸，而獲得加熱處理前晶片。
    繼而，使用煅燒爐，於大氣中環境下，將多個加熱處理前晶片總括地進行加熱處理。首先，作為脫黏合劑製程，於約300℃、約1 hr之條件下進行加熱，繼而，作為氧化覆膜形成製程，於約750℃、約2 hr之條件下進行加熱。藉由該加熱處理，軟磁性合金粒子密集而形成磁性體部10，又，銀粒子燒結而形成內部導線20，藉此獲得零件本體。
    繼而，形成外部端子。以塗佈機將含有上述銀粒子85 wt%、丁基卡必醇(溶劑)13 wt%、聚乙烯丁醛(黏合劑)2 wt%之導體膏塗佈於零件本體之長度方向兩端部，利用煅燒爐，於約800℃、約1 hr之條件下對其進行燒附處理。其結果，溶劑及黏合劑消失，且銀粒子燒結而形成外部端子，從而獲得積層電感器1。 [積層電感器之評價]
    評價所獲得之積層電感器中之內部導線形成區域之磁性體部10、與上部覆蓋區域30之接合性。評價方法如下。
    於光學顯微鏡100倍下，藉由晶片側面之觀察、或者晶片斷裂面或研磨面之觀察而進行評價。
    該評價中之評價指標如下。
    ○…無法確認到剝離、裂紋等。
    ×…可確認到剝離、裂紋等。
    利用Agilent Technologies公司之阻抗分析儀4294A，對所獲得之積層電感器中之電感測定1 MHz之值。作為比較對象，製作使用與內部導線形成區域之磁性體部10完全相同之軟磁性合金粒子形成上部覆蓋區域30與下部覆蓋區域40而成之積層電感器(以下，稱為「比較用電感器」)，比較測定對象之積層電感器與比較用電感器之電感。
    該評價中之評價指標如下。
    ○…電感較比較用電感器大。
    Δ…與比較用電感器之電感相等。
    ×…電感較比較用電感器小。
    關於所獲得之積層電感器中之作為器件之強度，測定3點彎曲斷裂應力。圖3係3點彎曲斷裂應力之測定之模式性之說明圖。對於測定對象物如圖示般施加荷重，對測定對象物斷裂時之荷重W進行測定。考慮彎曲力矩M及斷面二次矩I，根據以下之式算出3點彎曲斷裂應力σb。
    σb=(M/I)×(h/2)=3WL/2bh2
    作為比較對象，製作使用與內部導線形成區域之磁性體部10完全相同之軟磁性合金粒子形成上部覆蓋區域30與下部覆蓋區域40而成之積層電感器(以下，稱為「比較用電感器」)，比較測定對象之積層電感器與比較用電感器之3點彎曲斷裂應力。
    該評價中之評價指標如下。
    ○…3點彎曲斷裂應力較比較用電感器大。
    Δ…與比較用電感器之3點彎曲斷裂應力相等。
    ×…3點彎曲斷裂應力較比較用電感器小。
    綜合以上，利用以下之基準進行積層電感器之綜合評價。
    ○…上述3個評價全為○。
    Δ…無○之評價，亦無×之評價。
    ×…上述3個評價中只要有一個為×。
    將各實施例、比較例之製造條件與評價結果匯總於表1。關於相當於本發明之比較例者，於試樣編號上標註「*」。再者，試樣編號1、5及9之試樣相當於上述「比較用電感器」。表中，組成一欄中之剩餘部分全為Fe。
    1．．．積層電感器
    10．．．內部導體形成區域之磁性體部
    11．．．軟磁性合金粒子
    20．．．內部導線
    30．．．上部覆蓋區域
    31．．．軟磁性合金粒子
    40．．．下部覆蓋區域
    圖1(A)、(B)係積層電感器之模式剖面圖。
    圖2係積層電感器之模式性之分解圖。
    圖3係3點彎曲斷裂應力之測定之模式說明圖。
    1．．．積層電感器
    10．．．內部導體形成區域之磁性體部
    11．．．軟磁性合金粒子
    20．．．內部導線
    30．．．上部覆蓋區域
    31．．．軟磁性合金粒子
    40．．．下部覆蓋區域
    权利要求:
    Claims (3)
    [1] 一種積層電感器，其包括內部導線形成區域、以及以自上下夾著上述內部導線形成區域之方式形成之上部覆蓋區域及下部覆蓋區域，上述內部導線形成區域包括由軟磁性合金粒子形成之磁性體部、及以埋入上述磁性體部內之方式設置之內部導線，上述上部覆蓋區域及上述下部覆蓋區域之至少一者係由構成元素之種類與上述內部導線形成區域中之磁性體部之軟磁性合金粒子相同且平均粒徑更大之軟磁性合金粒子所形成者。
    [2] 如請求項1之積層電感器，其中上述上部覆蓋區域及上述下部覆蓋區域之兩者均係由構成元素之種類與上述內部導線形成區域中之上述磁性體部之軟磁性合金粒子相同且平均粒徑更大之軟磁性合金粒子所形成者。
    [3] 如請求項1或2之積層電感器，其中上述內部導線形成區域之上述磁性體部、上述上部覆蓋區域及上述下部覆蓋區域之軟磁性合金粒子均包含Fe-Cr-Si系軟磁性合金。
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    法律状态:
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    JP2011171856||2011-08-05||
    JP2011284571A|JP5048155B1|2011-08-05|2011-12-26|積層インダクタ|
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