层叠型线圈部件的制作方法
【专利摘要】层叠型线圈部件具备：素体，其通过层叠多层绝缘体层而形成；以及线圈部，其通过多个线圈导体而形成在前述素体的内部；素体具有：在内部配置有线圈部的线圈部配置层；以及以夹持线圈部配置层的方式设置有至少一对且保持线圈部配置层的形状的保形层；保形层由含有SrO的玻璃陶瓷构成，线圈部配置层的软化点比保形层的软化点或熔点低。
【专利说明】层叠型线圈部件
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种层叠型线圈部件。
【背景技术】
[0002]作为现有的层叠型线圈部件，例如已知有专利文献I所记载的层叠型线圈部件。在该层叠型线圈部件中，在玻璃陶瓷的薄片上形成线圈导体的导体图案，层叠各薄片并且使各薄片中的线圈导体电连接并进行烧成，由此形成在内部配置有线圈部的素体。另外，在素体的两端面形成有与线圈部的端部电连接的外部电极部。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1:日本特开平11-297533号公报
【发明内容】
[0006]发明所要解决的问题
[0007]此处，层叠型线圈部件出于其构造或制造方法等理由等，与卷绕了金属线的绕线线圈相比Q (quality factor,品质因数)值低。然而,近年来随着特别是要求能够适应高频的部件，对层叠型线圈部件也要求高Q值。在现有的层叠型线圈部件中，无法实现满足这样的要求的高Q值。
[0008]本发明有鉴于上述技术问题，其目的在于提供一种能够得到高Q值的层叠型线圈部件。
[0009]解决问题的技术手段
[0010]为了提高线圈的Q值，提高线圈导体的表面的平滑性是合适的。再有，本
【发明者】等人发现，为了提高线圈导体的表面的平滑性，使素体的陶瓷为非晶质是有效的。若素体为结晶质，则因该素体的表面的凹凸的影响，与其接触的线圈导体的表面的凹凸也变大，平滑性变低(例如，参照图3 U))。另一方面，若素体为非晶质，则因该素体的光滑的表面的影响，与其接触的线圈导体的表面也变得光滑，平滑性变高(例如，参照图3 (b))。
[0011]此处，本
【发明者】等人发现，在为了使素体为非晶质而降低软化点的情况下，因素体整体软化而导致素体的形状变圆(例如，参照图4(b))，存在无法保持形状的问题。因此，本
【发明者】等人进行锐意研究，结果发现如下所述的层叠型线圈部件的结构。
[0012]S卩，本发明的一个侧面所涉及的层叠型线圈部件，具备:素体，其通过层叠多层绝缘体层而形成；以及线圈部，其通过多个线圈导体而形成在素体的内部；素体具有:在内部配置有线圈部的线圈部配置层、以及以夹持线圈部配置层的方式设置有至少一对且保持线圈部配置层的形状的保形层；保形层由含有SrO的玻璃陶瓷构成，线圈部配置层中，线圈部配置层的软化点比保形层的软化点或熔点低。
[0013]在层叠型线圈部件中，素体具有:在内部配置有线圈部的线圈部配置层；以及夹持该线圈部配置层的保形层。由于该保形层由含有SrO的玻璃陶瓷构成，故而软化点或熔点变高。另一方面，为了使线圈部配置层为非晶质，将软化点设定得比保形层的软化点或熔点低。由于如此降低软化点的线圈部配置层被保形层所夹持，故而在烧成时不会变圆而保持形状。此处，在用于提高软化点的物质在烧成时从保形层向线圈部配置层扩散的情况下，不能降低线圈部配置层的软化点，不能成为非晶质。但是，由于SrO具有不扩散的特性，故而可防止因烧成时从保形层而来的扩散而导致线圈部配置层的软化点上升。由此，能够切实地使线圈部配置层为非晶质。通过如以上所述使线圈部配置层为非晶质，从而能够使线圈导体的表面的平滑性提升，由此能够提高层叠型线圈部件的Q值。
[0014]另外，在层叠型线圈部件中，线圈部配置层也可含有86.7?92.5重量％的Si02。由此，能够减小线圈部配置层的介电常数。
[0015]另外，在层叠型线圈部件中，线圈部配置层也可含有0.5?2.4重量％的八1203。由此，能够防止线圈部配置层中的晶体转移。
[0016]本发明的一个侧面所涉及的层叠型线圈部件，具备:素体，其通过层叠多层绝缘体层而形成；以及线圈部，其通过多个线圈导体而形成在素体的内部；素体具有:在内部配置有线圈部且由玻璃陶瓷构成的非晶质的线圈部配置层；以及保持线圈部配置层的形状且由玻璃陶瓷构成的结晶质的保形层。
[0017]在层叠型线圈部件中，素体具有:在内部配置有线圈部的线圈部配置层；以及保持该线圈部配置层的形状的保形层。由于该保形层是由玻璃陶瓷构成的结晶质的层，故而在烧成过程中不会软化。因此，保形层在烧成时也能够保持形状。另一方面，由于线圈部配置层是由玻璃陶瓷构成的非晶质的层，故而是在烧成时容易软化的层。然而，由于素体不仅具有线圈部配置层而且也具有保形层，故而线圈部配置层通过在烧成时被保形层所支撑，从而在烧成时不会变圆，形状得以保持。如上所述，通过在烧成时保持形状的状态下使线圈部配置层为非晶质，能够使线圈导体的表面的平滑性提升，由此可提高层叠型线圈部件的Q值。
[0018]另外，在层叠型线圈部件中，保形层可含有20?80重量％的八1203。由此，能够维持保形层的结晶质。
[0019]另外，在层叠型线圈部件中，保形层也可含有SrO或BaO。由此，可对保形层进行低温烧成。
[0020]另外，在层叠型线圈部件中，也可一对保形层夹持线圈部配置层。由此，能够提高保形层的保形效果。
[0021]此处，本
【发明者】等人发现，在使素体为非晶质的情况下，素体的强度变弱，存在会因外部应力或冲击而产生破裂或缺损的可能性。因此，本
【发明者】等人进行锐意研究，结果发现以下的层叠型线圈部件的结构。
[0022]S卩，本发明的一个侧面所涉及的层叠型线圈部件，具备:素体，其通过层叠多层绝缘体层而形成；以及线圈部，其通过多个线圈导体而形成在素体的内部；素体具备:在内部配置有线圈部且由玻璃陶瓷构成的非晶质的线圈部配置层；增强线圈部配置层且由玻璃陶瓷构成的结晶质的增强层；以及形成在线圈部配置层与增强层之间且具有比其他部分高的孔隙率的应力缓和层。
[0023]在层叠型线圈部件中，素体具有:在内部配置有线圈部的线圈部配置层；以及增强该线圈部配置层的增强层。由于线圈部配置层是由玻璃陶瓷构成的非晶质的层，故而能够使配置在内部的线圈导体的表面的平滑性提升，由此能够提高层叠型线圈部件的Q值。另外，由于增强层是由玻璃陶瓷构成的结晶质的层，故而能够增强非晶质的线圈部配置层。此外，素体在线圈部配置层与增强层之间具备应力缓和层。由于该应力缓和层具有比其他部分高的孔隙率，故而在线圈部配置层与增强层之间能够缓和作用于素体的应力。通过上述情况从而能够提高层叠型线圈部件的Q值，能够相对于应力而增强。
[0024]另外，在层叠型线圈部件中，应力缓和层的孔隙率可为8~30%。通过将应力缓和层的孔隙率设为该范围，能够确保充分的应力缓和性能。另外，在孔隙率过高的情况下，产生吸湿所致的经年劣化或强度不足，但通过将应力缓和层的孔隙率设为30%以下，能够抑制经年劣化或强度不足。
[0025]另外，在层叠型线圈部件中，线圈部配置层也可含有0.7~1.2重量％的1(20。由此，可以低温烧结，可使线圈部配置层成为非晶质。
[0026]另外，在层叠型线圈部件中，增强层的K2O的含有率也可小于线圈部配置层的K2O的含有率。由此，通过使K从线圈部配置层向增强层扩散，能够在线圈部配置层的边界部分附近形成应力缓和层。
[0027]发明的效果
[0028]根据本发明，能够提高层叠型线圈部件的Q值。
【专利附图】
【附图说明】
[0029]图1是表示本发明的第I实施方式及第2实施方式的层叠型线圈部件的截面图。
[0030]图2是表示线圈导体的表面的平滑性与表面电阻的关系的示意图。
`[0031]图3是表示素体的状态与线圈导体的表面的平滑性的关系的示意图。
[0032]图4是表示具有保形层的情况与不具有保形层的情况的烧成时的素体的状态的示意图。
[0033]图5是表示第I实施方式中的实施例及比较例所涉及的层叠型线圈导体的线圈导体与素体的状况的放大照片。
[0034]图6是表示本发明的第3实施方式所涉及的层叠型线圈部件的截面图。
[0035]图7是表示形成有应力缓和层的状况的示意图、以及表示各层的状况的放大图。
[0036]符号的说明:
[0037]I…层叠型线圈部件
[0038]2…素体
[0039]2A…线圈部配置层
[0040]2B…保形层、增强层
[0041]2C…应力缓和层
[0042]3…线圈部
[0043]4，5…线圈导体
[0044]6…外部导体。
【具体实施方式】
[0045]以下，一边参照附图，一边对本发明所涉及的层叠型线圈部件的适当的实施方式进行详细说明。
[0046][第I实施方式]
[0047]图1是表示本发明的第I实施方式所涉及的层叠型线圈部件的截面图。如图1所示，层叠型线圈部件I具备:素体2，通过层叠多层绝缘体层而形成；线圈部3，通过多个线圈导体4，5而形成在素体2的内部；以及一对外部电极6，形成在素体2的两端面。
[0048]素体2是由层叠有多层陶瓷生片的烧结体构成的长方体状或立方体状的层叠体。素体2具备在内部配置有线圈部3的线圈部配置层2A、以及以夹持该线圈部配置层2A的方式设置有一对的保形层2B。线圈部配置层2A及保形层2B由玻璃陶瓷(关于具体组成在后面叙述)构成。至少线圈部配置层2A由非晶质的陶瓷构成。保形层2B具有保持线圈部配置层2A在烧结时的形状的功能。保形层2B以覆盖线圈部配置层2A的端面中在层叠方向上相对的端面2a及端面2b的整个面的方式形成。层叠方向上的线圈部配置层2A的厚度例如为0.1mm以上，层叠方向上的保形层2B的厚度为5μπι以上。
[0049]线圈部配置层2Α中作为主成分，含有35?60重量％的硼硅酸玻璃成分，且含有15?35重量％的石英成分，剩余部分含有不定形硅成分；作为副成分，含有氧化铝，氧化铝的含量相对于前述主成分100重量％而含有0.5?2.5重量％。而且，线圈部配置层2Α在烧成后具有SiO2为86.7?92.5重量％、B2O3为6.2?10.7重量％、K2O为0.7?1.2重量％、Al2O3为0.5?2.4重量％的组成。通过线圈部配置层2Α含有86.7?92.5重量％的SiO2,能够减小线圈部配置层2Α的介电常数。另外，通过线圈部配置层2Α含有0.5?2.4重量％的Al2O3,能够防止线圈部配置层2Α中的晶体转移。再有，也可含有1.0重量％以下的 MgO、CaO。
[0050]保形层2Β中作为主成分，含有50?70重量％的玻璃成分，且含有30?50重量％的氧化铝成分。而且，保形层2Β在烧成后具有SiO2为23?42重量％、B2O3为0.25?3.5重量％、Al2O3为34.2?58.8重量％、碱土金属氧化物为12.5?31.5重量％的组成，该碱土金属氧化物中的60重量％以上(即保形层2Β整体的7.5?31.5重量％)为SrO。
[0051]线圈部配置层2A的软化点是比保形层2B的软化点或熔点设定得要低。具体而言，线圈部配置层2A的软化点为800?1050°C，保形层2B的软化点或熔点为1200°C以上。通过降低线圈部配置层2A的软化点，能够使线圈部配置层2A成为非晶质。通过提高保形层2B的软化点或熔点，能够以在烧成时使软化点低的线圈部配置层2A不变形的方式保持形状。
[0052]若含有SrO则无法降低软化点，故而线圈部配置层2A中不含有SrO。此处，由于SrO难以扩散，故而可抑制烧成时保形层2B的SrO扩散至线圈部配置层2A。另外，线圈部配置层2A中不含有SrO，则可相应地增加相对低介电常数的SiO2,由此能够降低介电常数。因此，能够提高线圈的Q (quality factor)值。另一方面,保形层2B中含有SrO,则SiO2的含量相应地与线圈部配置层2A相比介电常数变高，但在该保形层2B中不内含线圈导体4，5，对线圈的Q值不会产生影响。另外，线圈部配置层2A中SiO2的含量高且强度低，但保形层2B中SiO2的含量低且强度高。即，保形层2B在烧成后也能够作为线圈部配置层2A的增强层发挥功能。
[0053]线圈部3具有绕线部所涉及的线圈导体4、以及与外部电极6连接的抽出部所涉及的线圈导体5。线圈导体4，5由例如以银、铜和镍中的任一种为主成分的导体膏体所形成。线圈部3仅配置在线圈部配置层2A的内部，未配置在保形层2B中。另外，线圈部3的任一线圈导体4，5均未与保形层2B接触。层叠方向上的线圈部3的两端部与保形层2B相离，且在该线圈部3与保形层2B之间配置有线圈部配置层2A的陶瓷。绕线部所涉及的线圈导体4通过在形成线圈部配置层2A的陶瓷生片上利用导体膏体形成规定的绕线的导体图案而构成。各层的导体图案通过通孔导体而在层叠方向上连接。另外，抽出部所涉及的线圈导体5通过如将绕线图案的端部抽出至外部电极6般的导体图案而构成。再有，绕线部的线圈图案或绕线数、或抽出部的抽出位置等并无特别限定。
[0054]一对外部电极6以覆盖素体2的端面中在与层叠方向正交的方向上相对的两端面的方式形成。各外部电极6也可以以覆盖该两端面整体的方式形成，并且一部分该两端面向其他四面回绕。各外部电极6对例如以银、铜和镍中的任一种为主成分的导体膏体进行丝网印刷或者使用浸溃方式而形成。
[0055]以下，对上述结构的层叠型线圈部件I的制造方法进行说明。
[0056]首先，准备形成线圈部配置层2A的陶瓷生片、以及形成保形层2B的陶瓷生片。以成为如上述般的组成的方式调制陶瓷的膏体，并利用刮刀法等进行薄片成型，由此准备各陶瓷生片。
[0057]继而，在成为线圈部配置层2A的各陶瓷生片的规定的位置、即形成有通孔电极的预定位置，通过激光加工等分别形成通孔。其次，在成为线圈部配置层2A的各陶瓷生片上分别形成各导体图案。此处，各导体图案及各通孔电极使用含有银或镍等的导电膏且通过丝网印刷法而形成。
[0058]继而，层叠各陶瓷生片。此时，在成为保形层2B的陶瓷生片上堆积成为线圈部配置层2A的陶瓷生片，并自其上重叠成为保形层2B的陶瓷生片。再有，形成在底部和上部的保形层2B可分别由一块陶瓷生片形成，也可由多块陶瓷生片形成。其次，在层叠方向上施加压力而使各陶瓷生片压接。
[0059]继而，对该层叠的层叠体在规定的温度(例如800?1150°C左右)下进行烧成，形成素体2。再有，此时所设定的烧成温度设定为线圈部配置层2A的软化点以上且未到保形层2B的软化点或熔点。此时，保形层2B保持线圈部配置层2A的形状。
[0060]继而，在该素体2形成外部电极6。由此，形成层叠型线圈部件I。外部电极6通过在素体2的长度方向的两端面分别涂布以银、镍或铜为主成分的电极膏体，并在规定的温度(例如，600?700°C左右)下进行烧结，再实施电镀而形成。作为该电镀，可使用CiuNi及Sn等。
[0061]其次，就第I实施方式的层叠型线圈部件I的作用.效果进行说明。
[0062]为了提高线圈的Q(quality factor)值,提升线圈导体的表面的平滑性是合适的。频率越高则表皮深度越浅，在高频的情况下，线圈导体的表面的平滑性对Q值产生影响。例如，如图2 (b)所示，在线圈导体的表面的平滑性低且形成有凹凸的情况下，线圈导体的表面电阻上升，线圈的Q值降低。另一方面，如图2 (a)般，若线圈导体的表面的平滑性高，则线圈导体的表面电阻降低，能够提高线圈的Q值。
[0063]为了提升线圈导体的表面的平滑性，使素体的陶瓷为非晶质是有效的。如图3(a)所示，若素体为结晶质，则因该素体的表面的凹凸的影响，与其接触的线圈导体的表面的凹凸也变大，平滑性变低。另一方面，如图3 (b)所示，若素体为非晶质，则因该素体的光滑的表面的影响，与其接触的线圈导体的表面也变得光滑，平滑性变高。
[0064]此处，本
【发明者】等人发现，在为了使素体为非晶质而降低软化点的情况下，如图4(b)所示，因素体整体软化而使素体的形状变圆，存在无法保持形状的问题。因此，本
【发明者】等人进行锐意研究，结果发现本实施方式的层叠型线圈部件I的结构。
[0065]即，在本实施方式所涉及的层叠型线圈部件I中，素体2具有:在内部配置有线圈部3的线圈部配置层2A、以及夹持该线圈部配置层2A的保形层2B。由于该保形层2B由含有SrO的玻璃陶瓷构成，故而软化点变高。另一方面，为了使线圈部配置层2A为非晶质，而将软化点设定得比保形层2B的软化点或熔点要低。由于如此降低软化点的线圈部配置层2A被保形层2B所夹持，故而在烧成时不会变圆而形状得以保持。此处，在用于提高软化点的物质例如MgO或CaO般在烧成时从保形层2B向线圈部配置层2A扩散的情况下，不能降低线圈部配置层2A的软化点，不能成为非晶质。但是，由于SrO具有不扩散的特性，故而能够防止因烧成时从保形层2B而来的扩散而导致线圈部配置层2A的软化点上升。由此，能够切实地使线圈部配置层2A为非晶质。通过如上述般使线圈部配置层2A为非晶质，能够使线圈导体4，5的表面的平滑性提升，能够提高层叠型线圈部件I的Q值。
[0066]再有，在本实施方式中，素体并非为完全的非晶质而是含有少量(0.5?2.4重量％)的氧化铝成分，从而相应地含有一部分结晶质，但由于为极少量，故而可得到如图3(b)般的光滑的表面。如此，此处的“非晶质”是指，只要少量的话部分包含结晶质者也符
八
口 ο
[0067]图5 (a)是表示比较例所涉及的层叠型线圈部件的线圈导体与素体的状况的放大照片，图5 (b)是表示实施例所涉及的层叠型线圈部件的线圈导体与素体的状况的放大照片。
[0068]比较例所涉及的层叠型线圈部件的素体为结晶质。如图5 (a)所示，在比较例中，通过使素体成为结晶质而使线圈导体的平滑性变低。再有，比较例所涉及的层叠型线圈部件通过如下所述的材料、制造条件来制造。即，比较例所涉及的层叠型线圈部件的线圈部配置层中，作为主成分含有70重量％的玻璃成分，且含有30重量％的氧化铝成分。而且，在烧成后，比较例所涉及的层叠型线圈部件的线圈部配置层含有1.5重量％的民03、2.1重量％的Mg0、37重量％的Al203、32重量％的Si02、4重量％的Ca0、22重量％的Sr0、0.21重量％的BaO。比较例所涉及的层叠型线圈部件不具有保形层。另外，采用Ag作为线圈导体的材质。另外，烧成温度设定在900°C。
[0069]另一方面，实施例所涉及的层叠型线圈部件的素体成为非晶质。如图5 (b)所示，在实施例中，通过使素体成为非晶质，从而线圈导体的平滑性变高。由此，可实现高Q值。再有，实施例所涉及的层叠型线圈部件通过如下所述的材料、制造条件来制造。即，实施例所涉及的层叠型线圈部件的线圈部配置层中作为主成分含有60重量％的硼硅酸玻璃成分、20重量％的石英成分、20重量％的不定形硅成分、1.5重量％的氧化铝成分。在烧成后，实施例所涉及的层叠型线圈部件含有10.2重量％的B203、1.2重量％的Al203、87.5重量％的SiO2U.1重量％的K20。实施例所涉及的层叠型线圈部件的保形层中，作为主成分含有70重量％的玻璃成分、30重量％的氧化铝成分。在烧成后，实施例所涉及的层叠型线圈部件的保形层含有1.5重量％的Β203、2.1重量％的Mg0、37重量％的Al203、32重量％的Si02、4重量％的Ca0、22重量％的Sr0、0.21重量％的BaO。另外，采用Ag作为线圈导体的材质。另夕卜，烧成温度设定在900°C。
[0070][第2实施方式]
[0071]图1是表示本发明的第2实施方式所涉及的层叠型线圈部件的截面图。如图1所示，层叠型线圈部件I具备:通过层叠多层绝缘体层形成的素体2、通过多个线圈导体4，5形成在素体2的内部、以及形成在素体2的两端面的一对外部电极6。
[0072]素体2是由层叠有多层陶瓷生片的烧结体构成的长方体状或立方体状的层叠体。素体2具备在内部配置有线圈部3的线圈部配置层2A、以及以夹持该线圈部配置层2A的方式设置有一对的保形层2B。线圈部配置层2A及保形层2B由玻璃陶瓷(关于具体的组成在后面叙述)构成。线圈部配置层2A由非晶质的陶瓷构成。保形层2B由结晶质的陶瓷构成。保形层2B具有保持线圈部配置层2A在烧结时的形状的功能。保形层2B以覆盖线圈部配置层2A的端面中在层叠方向上相对的端面2a及端面2b的整个面的方式形成。层叠方向上的线圈部配置层2A的厚度为例如0.1mm以上，层叠方向上的保形层2B的厚度为5 μ m以上。
[0073]线圈部配置层2A中，作为主成分含有35?60重量％的硼硅酸玻璃成分，且含有15?35重量％的石英成分，剩余部分含有不定形硅成分，作为副成分含有氧化铝，且氧化铝的含量相对于上述主成分100重量％而含有0.5?2.5重量％。而且，线圈部配置层2A在烧成后具有SiO2为86.7?92.5重量％、B2O3为6.2?10.7重量％、K2O为0.7?1.2重量％、Al2O3为0.5?2.4重量％的组成。通过线圈部配置层2A含有86.7?92.5重量％的SiO2,能够减小线圈部配置层2A的介电常数。另外，通过线圈部配置层2A含有0.5?2.4重量％的Al2O3,能够防止线圈部配置层2A中的晶体转移。再有，也可含有1.0重量％以下的 MgO、CaO。
[0074]保形层2B中，作为主成分含有80?20重量％的玻璃成分，且含有20?80重量％的氧化铝成分。而且，保形层2B在烧成后具有SiO2为4.5?28重量％、B2O3为0.25?20重量％、Al2O3为20?80重量％、碱土金属氧化物为10?48重量％的组成。作为碱土金属，优选为SrO、BaO、CaO, MgO，特别优选为SrO、BaO。通过保形层2B含有20?80重量％的Al2O3,能够维持保形层2B的结晶质。通过保形层2B含有SrO或BaO，可以对保形层2B进行低温烧成。再有，低温烧成是指800?950°C左右的温度下的烧成。
[0075]线圈部配置层2A的软化点设定得比保形层2B的软化点或熔点要低。具体而言，线圈部配置层2A的软化点为800?1050°C，保形层2B的软化点或熔点为1200°C以上。通过降低线圈部配置层2A的软化点，能够使线圈部配置层2A成为非晶质。通过提高结晶质的保形层2B的软化点或熔点，能够以在烧成时软化点低的线圈部配置层2A不变形的方式保持形状。
[0076]线圈部3具有绕线部所涉及的线圈导体4、以及与外部电极6连接的抽出部所涉及的线圈导体5。线圈导体4，5由例如以银、铜和镍中的任一种为主成分的导体膏体所形成。线圈部3仅配置在线圈部配置层2A的内部，未配置在保形层2B中。另外，线圈部3的任一线圈导体4，5均未与保形层2B接触。层叠方向上的线圈部3的两端部与保形层2B相离，且在该线圈部3与保形层2B之间配置有线圈部配置层2A的陶瓷。绕线部所涉及的线圈导体4通过在形成线圈部配置层2A的陶瓷生片上利用导体膏体形成规定的绕线的导体图案而构成。各层的导体图案通过通孔导体而在层叠方向上连接。另外，抽出部所涉及的线圈导体5通过如将绕线图案的端部抽出至外部电极6般的导体图案而构成。再有，绕线部的线圈图案或绕线数、或抽出部的抽出位置等并无特别限定。
[0077]一对外部电极6以覆盖素体2的端面中在与层叠方向正交的方向上相对的两端面的方式形成。各外部电极6也可以覆盖该两端面整体的方式形成，并且一部分从该两端面向其他四面回绕。各外部电极6对例如以银、铜和镍中的任一种为主成分的导体膏体进行丝网印刷或使用浸溃方式而形成。
[0078]以下，就上述构成的层叠型线圈部件I的制造方法进行说明。
[0079]首先，准备形成线圈部配置层2A的陶瓷生片、以及形成保形层2B的陶瓷生片。以成为上述般的组成的方式调制陶瓷的膏体，并利用刮刀法等进行薄片成型，由此准备各陶瓷生片。
[0080]继而，在成为线圈部配置层2A的各陶瓷生片的规定的位置、即形成通孔电极的预定的位置，通过激光加工等分别形成通孔。其次，在成为线圈部配置层2A的各陶瓷生片上分别形成各导体图案。此处，各导体图案及各通孔电极使用包含银或镍等的导电膏且通过丝网印刷法而形成。
[0081]继而，层叠各陶瓷生片。此时，在成为保形层2B的陶瓷生片上堆积成为线圈部配置层2A的陶瓷生片，并自其上重叠成为保形层2B的陶瓷生片。再有，形成在底部和上部的保形层2B可分别由一块陶瓷生片形成，也可由多块陶瓷生片形成。其次，在层叠方向上施加压力而使各陶瓷生片压接。
[0082]继而，对该层叠的层叠体在规定的温度(例如800?1150°C左右)下进行烧成，形成素体2。再有，此时所设定的烧成温度设定为线圈部配置层2A的软化点以上且未到保形层2B的软化点或熔点。此时，保形层2B保持线圈部配置层2A的形状。
[0083]继而，在该素体2形成外部电极6。由此，形成层叠型线圈部件I。外部电极6通过在素体2的长度方向的两端面分别涂布以银、镍或铜为主成分的电极膏体，在规定的温度(例如，600?700°C左右)下进行烧结，再实施电镀而形成。作为该电镀，可使用Cu、Ni及Sn等。
[0084]以下，就第2实施方式所涉及的层叠型线圈部件I的作用.效果进行说明。
[0085]为了提高线圈的Q(quality factor)值,提升线圈导体的表面的平滑性是合适的。频率越高则表皮深度越浅，在高频的情况下，线圈导体的表面的平滑性对Q值产生影响。例如，如图2 (b)所示，在线圈导体的表面的平滑性低且形成有凹凸的情况下，线圈导体的表面电阻上升，线圈的Q值降低。另一方面，如图2 (a)般，若线圈导体的表面的平滑性高，则线圈导体的表面电阻降低，能够提高线圈的Q值。
[0086]为了提升线圈导体的表面的平滑性，使素体的陶瓷为非晶质是有效的。如图3(a)所示，若素体为结晶质，则因该素体的表面的凹凸的影响，与其接触的线圈导体的表面的凹凸也变大，平滑性变低。另一方面，如图3 (b)所示，若素体为非晶质，则因该素体的光滑的表面的影响，与其接触的线圈导体的表面也变得光滑，平滑性变高。
[0087]此处，本
【发明者】等人发现，在为了使素体为非晶质而降低软化点的情况下，如图4(b)所示，因素体整体软化而使素体的形状变圆，存在无法保持形状的问题。因此，本
【发明者】等人进行锐意研究，结果发现本实施方式的层叠型线圈部件I的结构。
[0088]即，在本实施方式的层叠型线圈部件I中，素体2具有:在内部配置有线圈部3的线圈部配置层2A、以及保持该线圈部配置层2A的形状的保形层2B。由于该保形层2B是由玻璃陶瓷构成的结晶质的层，故而在烧成过程中不会软化。因此，保形层2B在烧成时也能够保持形状。另一方面，由于线圈部配置层2A是由玻璃陶瓷构成的非晶质的层，故而是在烧成时容易软化的层。然而，由于素体2不仅具有线圈部配置层2A而且还具有保形层2B，故而线圈部配置层2A在烧成时被保形层2B所支撑而在烧成时不会变圆，形状得以保持。如以上所述，通过在烧成时保持形状的状态下使线圈部配置层2A为非晶质，能够使线圈导体4的表面的平滑性提升，由此能够提高层叠型线圈部件I的Q值。
[0089]另外，在本实施方式所涉及的层叠型线圈部件I中，一对保形层2B夹持线圈部配置层2A。由此，能够提高保形层2B的保形效果。
[0090]再有，在本实施方式中，线圈部配置层2A并非为完全的非晶质而是含有少量(0.5?2.4重量％)的氧化铝成分，从而相应地含有一部分结晶质，但由于为极少量，故而可获得如图3 (b)般的光滑的表面。如此，此处的“非晶质”是指，只要少量的话部分包含结晶质者也符合。
[0091]图5 (a)是表示比较例所涉及的层叠型线圈部件的线圈导体与素体的状况的放大照片。
[0092]比较例所涉及的层叠型线圈部件的素体为结晶质。如图5 (a)所示，在比较例中，通过使素体成为结晶质而使线圈导体的平滑性变低。再有，比较例所涉及的层叠型线圈部件通过如下所述的材料、制造条件而制造。即，比较例所涉及的层叠型线圈部件的线圈部配置层中作为主成分含有70重量％的玻璃成分，且含有30重量％的氧化铝成分。而且，在烧成后，比较例所涉及的层叠型线圈部件的线圈部配置层含有1.5重量％的B203、2.1重量％的Mg0、37重量％的Al203、32重量％的Si02、4重量％的Ca0、22重量％的Sr0、0.21重量％的BaO。比较例所涉及的层叠型线圈部件不具有保形层。另外，采用Ag作为线圈导体的材质。另外，烧成温度设定在900°C。
[0093]另一方面，实施例所涉及的层叠型线圈部件的素体为非晶质。在实施例中，通过使素体成为非晶质，从而使线圈导体的平滑性变高。由此，可实现高Q值。再有，实施例所涉及的层叠型线圈部件通过如下所述的材料、制造条件而制造。即，实施例所涉及的层叠型线圈部件的线圈部配置层中作为主成分含有60重量％的硼娃酸玻璃成分、20重量％的石英成分、20重量％的不定形硅成分、1.5重量％的氧化铝成分。在烧成后，实施例所涉及的层叠型线圈部件含有10.2重量%的B2O3' 1.2重量%的Α1203、87.5重量%的SiO2U.1重量%的K2O0实施例所涉及的层叠型线圈部件的保形层中作为主成分含有70重量％的玻璃成分、30重量％的氧化铝成分。在烧成后，实施例所涉及的层叠型线圈部件的保形层含有1.5重量％的Β203、2.I重量％的Mg0、37重量％的Al203、25重量％的Si02、4重量％的Ca0、26重量％的31<)、3.21重量％的8&0。另外，采用Ag作为线圈导体的材质。另外，烧成温度设定在 900°C。
[0094][第3实施方式]
[0095]图6是表示本发明的第3实施方式所涉及的层叠型线圈部件的截面图。如图6所示，层叠型线圈部件I具备:通过层叠多层绝缘体层而形成的素体2、通过多个线圈导体4，5而形成在素体2的内部的线圈部3、以及形成在素体2的两端面的一对外部电极6。
[0096]素体2是由层叠有多层陶瓷生片的烧结体构成的长方体状或立方体状的层叠体。素体2的大小设定为长度0.3?1.7mm、宽度0.1?0.9mm、高度0.1?0.9mm左右。素体2具备:在内部配置有线圈部3的线圈部配置层2A、以夹持该线圈部配置层2A的方式设置有一对的增强层2B、以及形成在线圈部配置层2A与增强层2B之间的应力缓和层2C。线圈部配置层2A是由玻璃陶瓷构成的非晶质的层。线圈部配置层2A的厚度设定为0.1mm以上。增强层2B是由玻璃陶瓷构成的结晶质的层。增强层2B具有增强非晶质的线圈部配置层2A的强度的功能。另外，增强层2B也具有保持线圈部配置层2A在烧结时的形状的功能。增强层2B的厚度设定为5μπι以上。应力缓和层2C是在内部具有大量孔隙的由陶瓷构成的层。应力缓和层2C具有缓和作用于素体2的应力的功能。应力缓和层2C的厚度设定为10?25 μ m左右。增强层2B以覆盖线圈部配置层2A的端面中在层叠方向上相对的端面2a及端面2b的整个面的方式形成。另外，应力缓和层2C以在线圈部配置层2A与增强层2B之间覆盖端面2a及端面2b的整个面的方式形成。
[0097]线圈部配置层2A中，作为主成分含有35?60重量％的硼硅酸玻璃成分，且含有15?35重量％的石英成分，剩余部分含有不定形硅成分，作为副成分而含有氧化铝，氧化铝的含量相对于上述主成分100重量％而含有0.5?2.5重量％。而且，线圈部配置层2A在烧成后具有SiO2为86.7?92.5重量％、B2O3为6.2?10.7重量％、K2O为0.7?1.2重量％、Al2O3为0.5?2.4重量％的组成。通过线圈部配置层2A含有86.7?92.5重量％的SiO2,能够减小线圈部配置层2A的介电常数。另外，通过线圈部配置层2A含有0.5?2.4重量％的Al2O3,能够防止线圈部配置层2A中的晶体转移。通过线圈部配置层2A含有0.7?
1.2重量％的K2O,在低温(800?950°C)下烧结，能够使线圈部配置层2A成为非晶质的层。再有，也可含有1.0重量％以下的Mg0、Ca0。
[0098]增强层2B中，作为主成分含有50?70重量％的玻璃成分，且含有30?50重量％的氧化铝成分。而且，增强层2B在烧成后具有SiO2为23?42重量％、B2O3为0.25?3.5重量％、Al2O3为34.2?58.8重量％、碱土金属氧化物为12.5?31.5重量％的组成，该碱土金属氧化物中的60重量％以上(即增强层2B整体的7.5?31.5重量％)为SrO。
[0099]应力缓和层2C是与线圈部配置层2A及增强层2B相比具有高的孔隙率的陶瓷的层。应力缓和层2C的孔隙率优选为8?30%，更优选为10?25%。通过将应力缓和层2C的孔隙率设为该范围，能够确保充分的应力缓和性能。另外，在孔隙率过高的情况下，会产生吸湿所致的经年劣化或强度不足，但通过将应力缓和层2C的孔隙率设为30%以下、更优选为25%以下，从而能够抑制经年劣化或强度不足。再有，“孔隙率”是指，通过对烧成后的陶瓷断裂面的SEM像使用图像解析，算出观察视野的应力缓和层2C所示的孔隙的比例(相对于观察视野整体的面积的孔隙所占的面积)而确定的值。
[0100]具体而言，应力缓和层2C通过使构成线圈部配置层2A的非晶质的陶瓷层在内部具有大量孔隙而形成。若将具有上述组成的线圈部配置层2A的陶瓷生片与具有上述组成的增强层2B的陶瓷生片进行层叠并烧成，则如图7 Ca)所示，在两层的边界附近会引起K或B等的扩散。即，线圈部配置层2A的K或B等成分(图中由M表示)向与该线圈部配置层2A相比这些成分少的增强层2B扩散。由此，因边界附近的非晶质的层的K或B等成分减少而使组成的平衡性失衡，该区域未被充分烧结。如此未产生充分的烧结而导致该区域中的晶粒成长未充分进行，作为其结果，形成如图7 (b)所示的孔隙H。应力缓和层2C的孔隙率的调整通过进行边界部分的线圈部配置层2A的陶瓷生片及增强层2B的陶瓷生片的成分调整而进行。再有，也可通过进行两陶瓷生片的成分调整，使K或B等成分从增强层2B扩散至线圈部配置层2A，在构成增强层2B的结晶质的陶瓷层形成孔隙从而形成应力缓和层2C。其中，优选地，增强层2B的1(20的含有率小于线圈部配置层2A的1(20的含有率，且在线圈部配置层2A侧形成应力缓和层2C。
[0101]再有，用于形成应力缓和层2C的方法也可采用如上述般由线圈部配置层2A的陶瓷生片及增强层2B的陶瓷生片的成分调整所实现的方法以外的方法。例如，也可使插入含有树脂粒的生片介于线圈部配置层2A的陶瓷生片与增强层2B的陶瓷生片之间。在该生片中，通过烧成来烧毁树脂粒而成为孔隙。由此，该生片的部分成为应力缓和层2C。再有，此时的生片的成分并无特别限定。或者也可增加边界部分的线圈部配置层2A的陶瓷生片(绝缘体膏体)及/或增强层2B的陶瓷生片(绝缘体膏体)的树脂量。由此，在该部分树脂多，故而通过烧成而形成孔隙，成为应力缓和层2C。再有，在增加树脂量而形成孔隙的情况下，树脂量优选相对于陶瓷粉重量为20?30重量％。
[0102]线圈部3具有绕线部所涉及的线圈导体4、以及与外部电极6连接的抽出部所涉及的线圈导体5。线圈导体4，5由例如以银、铜和镍中的任一种为主成分的导体膏体所形成。线圈部3仅配置在线圈部配置层2A的内部，未配置在增强层2B及应力缓和层2C中。另外，线圈部3的任一线圈导体4，5均未与增强层2B及应力缓和层2C接触。层叠方向上的线圈部3的两端部与增强层2B及应力缓和层2C相离，在该线圈部3与增强层2B及应力缓和层2C之间配置有线圈部配置层2A的陶瓷。绕线部所涉及的线圈导体4是通过在形成线圈部配置层2A的陶瓷生片上利用导体膏体形成规定的绕线的导体图案而构成。各层的导体图案通过通孔导体而在层叠方向上连接。另外，抽出部所涉及的线圈导体5通过如将绕线图案的端部抽出至外部电极6般的导体图案而构成。再有，绕线部的线圈图案或绕线数、或抽出部的抽出位置等并无特别限定。
[0103]一对外部电极6以覆盖素体2的端面中在与层叠方向正交的方向上相对的两端面的方式形成。各外部电极6也可以覆盖该两端面整体的方式形成，并且使一部分从该两端面向其他四面回绕。各外部电极6是对例如以银、铜和镍中的任一种为主成分的导体膏体进行丝网印刷或使用浸溃方式而形成。
[0104]其次，就上述结构的层叠型线圈部件I的制造方法进行说明。
[0105]首先，准备形成线圈部配置层2A的陶瓷生片、以及形成增强层2B的陶瓷生片。以成为如上述般的组成的方式调制陶瓷的膏体，并利用刮刀法等进行薄片成型，由此准备各陶瓷生片。再有，也可以仅在线圈部配置层2A的陶瓷生片与增强层2B的陶瓷生片的边界附近以容易形成有应力缓和层2C的方式由另外的组成调制。
[0106]继而，在成为线圈部配置层2A的各陶瓷生片的规定的位置、即形成通孔电极的预定的位置，通过激光加工等分别形成通孔。其次，在成为线圈部配置层2A的各陶瓷生片上分别形成各导体图案。此处，各导体图案及各通孔电极使用含有银或镍等的导电膏且通过丝网印刷法而形成。
[0107]继而，层叠各陶瓷生片。此时，在成为增强层2B的陶瓷生片上堆积成为线圈部配置层2A的陶瓷生片，并自其上重叠成为增强层2B的陶瓷生片。再有，形成在底部和上部的增强层2B可分别通过一块陶瓷生片而形成，也可通过多块陶瓷生片而形成。其次，在层叠方向上施加压力而使各陶瓷生片压接。[0108]继而，对该层叠的层叠体在规定的温度(例如800?1150°C左右)下进行烧成，形成素体2。再有，此时所设定的烧成温度设定为线圈部配置层2A的软化点以上且未到增强层2B的软化点或熔点。此时，增强层2B保持线圈部配置层2A的形状。另外，在烧成中对应于应力缓和层2C的区域中，因与其他部分相比未进行充分的烧结而未引起充分的晶粒成长，由此形成孔隙。由此，形成有非晶质的线圈部配置层2A、结晶质的增强层2B、以及高孔隙率的应力缓和层2C。
[0109]继而，在该素体2形成外部电极6。由此，形成层叠型线圈部件I。外部电极6通过在素体2的长度方向的两端面分别涂布以银、镍或铜为主成分的电极膏体，并在规定的温度(例如，600?700°C左右)下进行烧结，再实施电镀而形成。作为该电镀，可使用CiuNi及Sn等。
[0110]其次，就第3实施方式所涉及的层叠型线圈部件I的作用.效果进行说明。
[0111]为了提高线圈的Q(quality factor)值,提升线圈导体的表面的平滑性是合适的。频率越高则表皮深度越浅，在高频的情况下，线圈导体的表面的平滑性对Q值产生影响。例如，如图2 (b)所示，在线圈导体的表面的平滑性低且形成有凹凸的情况下，线圈导体的表面电阻上升，线圈的Q值降低。另一方面，如图2 (a)般，若线圈导体的表面的平滑性高，则线圈导体的表面电阻降低，能够提高线圈的Q值。
[0112]为了提升线圈导体的表面的平滑性，使素体的陶瓷为非晶质是有效的。如图3(a)所示，若素体为结晶质，则因该素体的表面的凹凸的影响，与其接触的线圈导体的表面的凹凸也变大，平滑性变低。另一方面，如图3 (b)所示，若素体为非晶质，则因该素体的光滑的表面的影响，与其接触的线圈导体的表面也变得光滑，平滑性变高。
[0113]此处，本
【发明者】等人发现，在使素体为非晶质的情况下，素体的强度变弱，存在因外部应力或冲击而产生破裂或缺损的问题。因此，本
【发明者】等人进行锐意研究，结果发现合适的层叠型线圈部件I的结构。
[0114]即，在本实施方式的层叠型线圈部件I中，素体2具有:在内部配置有线圈部3的线圈部配置层2A、以及增强该线圈部配置层2A的增强层2B。由于线圈部配置层2A是由玻璃陶瓷构成的非晶质的层，故而可使配置在内部的线圈导体4，5的表面的平滑性提升，由此可提高层叠型线圈部件I的Q值。另外，由于增强层2B是结晶质的层，故而能够增强非晶质的线圈部配置层2A。此外，素体2在线圈部配置层2A与增强层2B之间具备应力缓和层2C。由于该应力缓和层2C具有比其他部分更高的孔隙率，故而能够在线圈部配置层2A与增强层2B之间缓和作用于素体2的应力。通过以上所述，能够提高层叠型线圈部件I的Q值，且能够相对于应力增强。
[0115]再有，在本实施方式中，线圈部配置层2A并非为完全的非晶质而是含有少量(0.5?2.5重量％)的氧化铝成分，从而相应地含有一部分结晶质，但由于为极少量，故而可获得如图3 (b)般的光滑的表面。如此，此处的“非晶质”是指，只要为少量的话部分包含结晶质者也符合。
[0116]本发明并不限定于上述实施方式。
[0117]例如，在上述实施方式中，例示了具有一个线圈部的层叠型线圈部件，但例如也可以是阵列状地具有多个线圈部者。
[0118]另外，在上述第1、2实施方式中，线圈部配置层2A自层叠方向两侧被一对保形层2B所夹持，但也可仅在其中一侧形成保形层2B。
[0119]另外，在第3实施方式中，线圈部配置层2A自层叠方向两侧被一对增强层2B及应力缓和层2C所夹持，但也可仅在其中一侧形成有增强层2B及应力缓和层2C。或者也可在层叠方向两侧形成有一对增强层2B,另一方面,也可仅在层叠方向的其中一侧形成应力缓和层2C。
[0120]产业上的可利用性
[0121]本发明可利用在层叠型线圈部件。
【权利要求】
1.一种层叠型线圈部件，其特征在于， 具备: 素体，其通过层叠多层绝缘体层而形成；以及 线圈部，其通过多个线圈导体而形成在所述素体的内部； 所述素体具有:在内部配置有所述线圈部的线圈部配置层、以及以夹持所述线圈部配置层的方式设置有至少一对且保持所述线圈部配置层的形状的保形层； 所述保形层由含有SrO的玻璃陶瓷构成， 所述线圈部配置层的软化点比所述保形层的软化点或熔点低。
2.如权利要求1所述的层叠型线圈部件，其特征在于， 所述线圈部配置层含有86.7?92.5重量％的SiO2。
3.如权利要求1或2所述的层叠型线圈部件，其特征在于， 所述线圈部配置层含有0.5?2.4重量％的Al2O315
4.一种层叠型线圈部件，其特征在于， 具备: 素体，其通过层叠多层绝缘体层而形成；以及 线圈部，其通过多个线圈导体而形成在所述素体的内部； 所述素体具有:在内部配置有所述线圈部且由玻璃陶瓷构成的非晶质的线圈部配置层、以及保持所述线圈部配置层的形状且由玻璃陶瓷构成的结晶质的保形层。
5.如权利要求4所述的层叠型线圈部件，其特征在于， 所述保形层含有20?80重量％的Al2O3。
6.如权利要求4或5所述的层叠型线圈部件，其特征在于， 所述保形层含有SrO或BaO。
7.如权利要求4至6中的任一项所述的层叠型线圈部件，其特征在于， 一对所述保形层夹持所述线圈部配置层。
8.一种层叠型线圈部件，其特征在于， 具备: 素体，其通过层叠多层绝缘体层而形成 '及 线圈部，其通过多个线圈导体而形成在所述素体的内部； 所述素体具有:在内部配置有所述线圈部且由玻璃陶瓷构成的非晶质的线圈部配置层、增强所述线圈部配置层且由玻璃陶瓷构成的结晶质的增强层、以及形成在所述线圈部配置层与所述增强层之间且具有比其他部分高的孔隙率的应力缓和层。
9.如权利要求8所述的层叠型线圈部件，其特征在于， 所述应力缓和层的孔隙率为8?30%。
10.如权利要求8或9所述的层叠型线圈部件，其特征在于， 所述线圈部配置层含有0.7?1.2重量％的K2O。
11.如权利要求8至10中的任一项所述的层叠型线圈部件，其特征在于， 所述增强层的K2O的含有率比所述线圈部配置层的K2O的含有率小。
【文档编号】H01F17/00GK103827991SQ201280043679
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2012年8月20日 优先权日:2011年9月7日
【发明者】佐藤高弘, 石间雄也, 梅本周作, 铃木孝志, 冈本悟, 坂口义一 申请人:Tdk株式会社