线圈部件的制作方法

线圈部件的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种在预想进一步小型化、薄型化的状况下，同时具有高绝缘性和高磁导率的线圈部件。其包括磁性体部和形成为具有中心轴的螺旋形状的内部导体(21)，内部导体(21)被埋入磁性体部中，在上下方向上包含中心轴的平面的截面中，磁性体部能够划分为位于螺旋形状的相邻的圈之间的导体部(11)、包含中心轴的位于螺旋形状的圈的内侧的芯部(12)、位于螺旋形状的下端的下方和上端的上方的覆盖部(13、14)和位于螺旋形状的圈的外侧的侧部(15)，磁性体部含有铁类软磁性颗粒和至少一种以上的比铁易于氧化的元素的氧化膜，相邻的铁类软磁性颗粒彼此的结合的至少一部分通过是氧化膜进行的，含氧量在导体部中比在芯部中大。
【专利说明】
线圈部件
技术领域
[0001] 本发明涉及以层叠电感器等为代表的线圈部件。
【背景技术】
[0002] 最近，电感器部件中，在大电流化进展的同时也要求高频化。以往，为了实现大电 流化的要求，从铁氧体材料置换为Fel类或合金类的金属材料的研究正在进行。使用这些金 属材料的情况下，以往采用用树脂或玻璃使磁性颗粒结合、或使磁性颗粒彼此烧结的方法。 但是，使用树脂的情况下为了确保强度，必须增加树脂的添加量，结果，磁性颗粒的填充率 下降，不能获得充分的磁导率。另一方面，烧结的情况下可以获得高磁导率，但是因损失的 影响存在频率的限制，作为用于便携设备等的电子部件受到限定。因此，研究了不使用树脂 或玻璃的方法，已知通过使磁性颗粒氧化而在颗粒表面制造氧化膜，用该氧化膜使磁性颗 粒彼此结合，从而能够制造高填充率的磁性体。
[0003]专利文献1所公开的发明中，具备使用用玻璃覆盖金属磁性体粉末的表面的金属 磁性体内置了线圈的成形体。成形体的表面被陶瓷覆盖。另外，在形成了陶瓷的成形体表面 含浸树脂。
[0004] 现有技术文献
[0005] 专利文献1:日本特开2010-118587号公报

【发明内容】

[0006] 发明要解决的课题
[0007] 在层叠电感器等中，要求现有以上的高填充且饱和特性优秀的压坯。但是，例如在 通过生片等的层叠进行的制造中能够施加的压力存在极限。这是为了防止压力引起的层叠 体内部的内部导体的变形或破坏。另外，在磁性颗粒高填充化时担心随之产生绝缘性降低。
[0008] 考虑以上情况，本发明的课题在于提供一种在预想进一步小型化、薄层化的状况 下，同时具有高绝缘性和高磁导率的线圈部件。
[0009] 本发明人等进行了深入研究，结果完成了具有以下特征的线圈部件的发明。根据 本发明，线圈部件包括磁性体部和形成为具有中心轴的螺旋形状的内部导体。内部导体被 埋入在磁性体部中。在上下方向包含内部导体的螺旋的中心轴的平面的截面中，磁性体部 能够划分为导体部、芯部、覆盖部和侧部。这里，导体部位于螺旋形状的相邻的圈之间。芯部 包含中心轴、位于螺旋形状的上述圈的内侧。覆盖部位于螺旋形状的下端的下方或上端的 上方。侧部位于螺旋形状的上述圈的外侧。磁性体部包括铁类软磁性颗粒和比铁易于氧化 的元素的氧化膜。这里，相邻的上述铁类软磁性颗粒彼此的结合的至少一部分是通过上述 氧化膜进行的。含氧量在上述导体部中比在上述芯部中大。
[0010] 优选含氧量在导体部中比在侧部中大。
[0011] 另外，优选内部导体含有Ag或Cu中的至少一者。
[0012] 根据本发明，通过在内部导体附近的导体部中提高含氧量来确保绝缘性，并且在 芯部中将含氧量抑制为较低，能够提高磁性颗粒的金属部分的比例，得到磁导率优秀、电感 特性良好的线圈部件。另外，如果发挥能够改良该特性的特征，结果是能够有助于线圈部件 的薄型化。
【附图说明】
[0013]图1是线圈部件的示意截面图。
[0014] 符号说明
[0015] 11导体部，12芯部，13、14覆盖部，
[0016] 15侧部，21内部导体
【具体实施方式】
[0017] 以下，适当参考附图详细叙述本发明。但是，本发明不限定于图示的方式，另外，因 为在附图中存在强调表现发明的特征性的部分的情况，所以在附图各部分中并不一定保证 比例尺的正确性。
[0018] 图1是作为线圈部件的典型例的层叠电感器的示意性的截面图。在以下的说明中， 列举层叠电感器作为本发明的对象即线圈部件的一个具体的实施方式，但线圈部件例如也 可以是变压器、电源用共模滤波器等。层叠电感器具有在磁性体部（由磁性体层构成的层叠 体）中埋入有内部导体21的结构。典型而言，内部导体21是形成为螺旋形状的线圈，除此以 外，可以列举螺旋状的线圈的导线等。内部导体21形成的螺旋形状具有中心轴，图1中用点 划线表现该中心轴。
[0019] 在作为线圈部件的层叠电感器中，通常，将形成了不足螺旋形状的一圈的导体图 案的平面片层叠，使平面片之间通过通孔等导通，由此形成内部导体21。具有线圈段和中继 段。图1中未描绘通孔，表示出了在平面片上形成的导体图案。引出导线(未图示)从内部导 体21的两端延伸至线圈部件的外侧表面等，实现与外部的电导通。
[0020] 内部导体21用的导电性材料能够不特别限定地使用用作现有的电子部件的电极 的各种材料，典型而言，是Ag或Cu，优选是实质上不含其他金属的Ag或Cu。另外，也可以是 100重量份的Ag与50重量份以下的其他金属的混合物或合金，作为上述其他金属，能够非限 定地例示 411、(]11、？1:、？(1等。
[0021] 磁性体部（图1中的符号11~15)整体上可以认为是原本独立的多个铁类软磁性颗 粒彼此结合而成的集合体。磁性体部也能够认为是由多个铁类软磁性颗粒构成的压坯。在 至少一部分铁类软磁性颗粒中，在其周围的至少一部分、优选在大致整体形成有氧化膜(未 图示），通过该氧化膜确保磁性体部的绝缘性。相邻的铁类软磁性颗粒彼此主要利用位于各 个铁类软磁性颗粒的周围的氧化膜结合，结果，构成具有一定形状的磁性体部。相邻的铁类 软磁性颗粒也可以部分地通过金属部分彼此结合。在现有的磁性体中，使用在硬化了的有 机树脂的基体中分散有磁性颗粒或数个程度的磁性颗粒的结合体的磁性体，或者在硬化了 的玻璃成分的基体中分散有磁性颗粒或数个程度的磁性颗粒的结合体的磁性体。本发明 中，优选在铁类软磁性颗粒彼此的结合的部分中，实质上不存在由有机树脂构成的基体和 由玻璃成分构成的基体。
[0022] 各个铁类软磁性颗粒是至少含有铁(Fe)的呈现软磁性的颗粒，可以是合金颗粒， 也可以含有铁颗粒。优选由含有铁和至少一种以上的比铁更易于氧化的金属元素(本发明 中统称为M。）的合金构成。典型的是，Μ可以列举Cr(铬）、A1(铝）、Ti(钛)等，优选为Cr或A1。 铁类软磁性颗粒也可以含有Si。磁性体部中也可以含有硫(S)、硅(Si)。
[0023]对于磁性体部的化学组成，例如能够使用扫描电子显微镜（SEM)拍摄磁性体部的 截面，通过利用能量色散X射线光谱（EDS:Energy dispersive X-ray spectrometry)的ZAF 法计算。
[0024] 作为Fe、Si和Μ以外也可以含有的金属元素，可以列举Μη(锰）、Co(钴）、Ni (镍）、Cu (铜）、P(磷）、c(碳)等。优选磁性体部由Fe、金属元素 M、Si、氧原子构成。
[0025] 在构成磁性体部的各个铁类软磁性颗粒的至少一部分中，在其周围的至少一部分 形成有氧化膜。氧化膜可以在形成磁性体部之前的作为原料的磁性颗粒（以下也称为原料 颗粒。）的阶段形成，也可以在原料颗粒的阶段氧化膜不存在或非常少而在成形过程中生成 氧化膜，或者，也可以对原料颗粒涂布比Fe更易于氧化的氧化物，或者混合微粒。优选氧化 膜由铁类软磁性颗粒自身的氧化物构成。换言之，优选不为了形成氧化膜而另外添加上述 铁类软磁性颗粒以外的材料。优选对成形后的铁类软磁性颗粒施加热处理得到磁性体部 时，铁类软磁性颗粒的表面部分氧化生成氧化膜，多个铁类软磁性颗粒通过该生成的氧化 膜结合。氧化膜的存在能够在扫描电子显微镜（SEM)的5000倍程度的拍摄影像中用对比度 (亮度)的不同进行识别。通过氧化膜的存在可以保证磁性体部整体的绝缘性。
[0026]在氧化膜中，优选上述用Μ表示的金属元素相对于Fe元素的摩尔比，与铁类软磁性 颗粒相比更大。为了得到这样的结构的氧化膜，可以列举使获得磁性体部用的原料颗粒中 尽可能少地含有Fe的氧化物或者尽可能不含有Fe的氧化物，在获得磁性体部的过程中通过 热处理等使磁性颗粒的表面部分氧化等。通过这样的处理，比Fe更易于氧化的金属元素 Μ被 选择性地氧化，结果，氧化膜中的金属Μ相对于Fe的摩尔比比铁类软磁性颗粒中的金属Μ相 对于Fe的摩尔比相对更大。通过在氧化膜中相比于Fe元素更多地包含用Μ表示的金属元素， 具有抑制合金颗粒的过剩氧化的优点。
[0027] 测定磁性体部中的氧化膜的化学组成的方法如下所述。首先，使磁性体部断裂等 而使其截面露出。接着，通过离子研磨等得到平滑面并用扫描电子显微镜(SEM)拍摄，对氧 化膜的部分通过能量色散X射线光谱(EDS)用ZAF法计算。
[0028] 磁性体部中的铁类软磁性颗粒彼此主要通过氧化膜结合。通过氧化膜结合的结合 部(未图示)的存在，例如能够在放大至约5000倍的SEM观察像等中明确地判断。通过存在通 过氧化膜结合的结合部，可以实现机械强度和绝缘性的提高。优选在磁性体部整体中，相邻 的铁类软磁性颗粒通过所具有的氧化膜而结合，但即使在一部分结合，也可以实现相应的 机械强度和绝缘性的提高，这样的形式也可以认为是本发明的一个方式。另外，也可以部分 地不通过氧化膜而存在铁类软磁性颗粒彼此的结合。进而，相邻的铁类软磁性颗粒也可以 既不存在通过氧化膜结合的结合部、也不存在铁类软磁性颗粒彼此的结合部，而部分地具 有只是物理上接触或接近的形式。进而，磁性体部也可以部分地具有空隙。另外，也可以为 了填充空隙而含浸树脂等。
[0029] 为了生成通过氧化膜结合的结合部，例如可以列举在制造磁性体部时在存在氧的 低氧浓度气氛下以后述的规定温度施加热处理等。
[0030] 上述铁类软磁性颗粒彼此的结合部的存在，例如能够在放大至约5000倍的SEM观 察像(截面照片）中观察到。由于铁类软磁性颗粒彼此的结合部的存在，可以进一步实现磁 导率的提尚。
[0031] 为了生成铁类软磁性颗粒彼此的结合部，例如可以列举使用氧化膜少的颗粒作为 原料颗粒，或在用于制造磁性体部的热处理中如后所述地调节温度或氧浓度，或调节用原 料颗粒获得磁性体部时的成形密度等。
[0032] 原料颗粒的组成反映在最终得到的磁性体中的合金组成中。因此，能够根据最终 要获得的磁性体的组成适当选择原料颗粒的组成，该适当的组成范围与上述磁性体的适当 的组成范围相同。
[0033] 各个原料颗粒的大小与构成最终获得的磁性体中的磁性体部的颗粒的大小实质 上相等。关于原料颗粒的大小，考虑磁导率和颗粒内涡电流损失时，d50优选为2~30μπι。原 料颗粒的d50能够用利用激光衍射/散射的测定装置测定。
[0034] 用作原料的磁性颗粒适合用雾化法制造。在雾化法中，利用高频熔炉添加作为主 原材料的Fe、并且根据需要添加 Cr、Al、Si或FeS(硫化铁)等进行熔解。此处，确认各成分的 重量比。能够用这样得到的材料通过雾化法获得磁性颗粒。另外，铁颗粒也可以是羰基铁粉 (carbonyl iron dust)。羰基铁粉是Fe的纯度高、粒径小的颗粒，所以将合金颗粒与铁颗粒 混合的情况下，通过使用比合金颗粒粒径小的颗粒，能够稳定地形成氧化膜。
[0035] 本发明中，磁性体部能够划分区域为以下4部分。此处，"划分区域"的目的并不是 限定制造的顺序等，而指的是能够分为下述的区域理解。在对磁性体部划分区域时，考虑如 图1所示的线圈部件的截面图。此处，截面图需要包含内部导体21形成的螺旋形状的中心 轴，进而，需要以该中心轴是上下方向的朝向来考虑。以下的记载中的"上下"等表示方向性 的用语，指的是考虑上述这样的截面图时的方向性。"内侧"指的是线圈部件中的靠近上述 中心轴的方向，"外侧"指的是朝向线圈部件的外侧表面的方向。
[0036] 第一区域是导体部11。导体部11是位于内部导体21形成的螺旋形状的相邻的圈之 间的区域。例如，在层叠电感器中，是形成了导体图案的2个相邻的层之间的区域。
[0037] 第二区域是芯部12。芯部12是内部导体21形成的螺旋形状的内侧的包括中心轴的 区域。但是，虽然位于上述区域，但与后述的覆盖部13、14对应的区域不认为是芯部。
[0038]第三区域是覆盖部13、14。覆盖部13是位于比内部导体21的下端靠下的区域。覆盖 部14是位于比内部导体21的上端靠上的区域。
[0039] 第四区域是侧部15。侧部15是位于比内部导体21靠外侧的区域。但是，虽然是位于 比内部导体21靠外侧，但与上述覆盖部13、14对应的区域不认为是侧部15。
[0040] 根据本发明，导体部11的含氧量比芯部12的含氧量大。对含氧量通过上述EDS比较 大小。大小的比较，具体而言，如下所述地进行。对所得到的层叠体以与中心轴平行的方式 研磨，磨削至大致通过中心轴的位置。然后，对该磨削后的表面进行离子研磨处理。由此，磁 性体部的导体部11、芯部12、覆盖部13、14、侧部15的截面能够看到。通过各截面的分析可以 求出含氧量。分析方法能够使用利用SEM-EDS、WDS的图谱分析，进行导体部11的内部电极间 的原料颗粒的表面氧化膜与芯部12的中央部的原料微粒的表面氧化膜的比较。进而，通过 使用SEM-EDS的ZAF法，能够以数值进行比较。根据每单位面积检测出的Fe和0(氧），求出0/ Fe比，能够认为该数值较大的一方的含氧量较高。此时，为了提高分析的精度，使各分析在 相同的设定下进行。
[0041] 首先，导体部指的是被上侧的内部导体和作为相反侧的下侧的内部导体夹着的部 分。此处，以可容纳被内部导体夹着的导体部11的方式设定倍率，使其他的设定固定。然后， 使图像移动使得能够容纳芯部，同样进行分析。
[0042] 另外，含氧量取决于铁类软磁性颗粒之间的氧化膜的厚度。另外，作为与氧化膜的 厚度相反的关系，表示出了软磁性颗粒的金属比例。含氧量高则磁性颗粒的金属比例低，含 氧量低则磁性颗粒的金属比例高。该含氧量表示磁性颗粒的金属以外的氧化物的比例，受 到氧化膜的厚度影响。即，能够由磁性颗粒之间的氧化膜的厚度决定磁性体部的磁性特性。 这能够通过在低氧浓度的条件下进行热处理而实现。
[0043] 氧化膜的厚度使用上述含氧量的评价试样进行评价。此处，为了确认绝缘性，进行 导体部11的氧化膜的厚度的评价。首先，使用SEM(扫描电子显微镜），以100~200倍的倍率， 与上述同样地决定对应于导体部11的截面的中心的部位，选择中心附近的磁性颗粒。接着， 设为10000~20000倍的倍率，在所选择的磁性颗粒和与所选择的磁性颗粒隔着氧化膜相邻 的磁性颗粒之间描绘切线，在与切线正交的方向观察时，在所选择的磁性颗粒和与所选择 的磁性颗粒通过氧化膜接合的相邻的磁性颗粒的距离最近的部分描绘与切线正交的线，在 该线上进行EDS(能量色散X射线分析装置)的线分析。分析的范围是从切线与正交线的交点 起的向两侧0.5~Ιμπι，以在两端的Ο/Fe较小的一方为基准，求出Ο/Fe的值为基准的1.2倍以 上的部分的长度。其中，此处相邻的磁性颗粒也可以是多个，对它们分别进行测定。对其从 接近中心的磁性颗粒起依次进行测定，直到测定超过10次，求出它们的平均值。关于接近中 心的磁性颗粒的选择，采用从中心描绘圆，从半径较小的位置起选择圆中的磁性颗粒的方 法。
[0044]另外，作为评价对象的磁性颗粒，从进行绝缘性的确认的观点来看，设为粒径在 SEM观察像的衬度(对比度)下在X方向、Y方向都是Ιμπι以上的、并且是铁颗粒以外的颗粒。
[0045] 通过提高导体部11的含氧量确保绝缘性，能够使内部导体21彼此的间隔变窄，通 过降低芯部12的含氧量能够提高铁类软磁性颗粒的金属比例，能够得到较高的磁导率。结 果，可以有助于线圈部件的薄型化。
[0046] 优选导体部11的含氧量比侧部15的含氧量大。对含氧量通过上述ZAF法比较大小。 大小的比较，具体而言，用上述ZAF法求出导体部11的含氧量之后，保持倍率、其他设定不 变，使观察的区域移动以便能够进行侧部15的观察，同样地求出含氧量。
[0047] 为了获得导体部11的含氧量比侧部15的含氧量高的状态，能够通过将氧浓度设定 得更低而实现。不存在内部导体的侧部15从层叠体的外侧获得氧，由此促进氧化膜的形成。 但是，通过将氧浓度设定得较低，从外部获得的氧变少，氧化膜的厚度形成得较薄。由此，侧 部能够提尚磁导率。
[0048] 优选内部导体含有Ag或Cu中的至少一者。通过采用含Ag或Cu的内部导体，能够使 原料颗粒的比Fe易于氧化的金属元素 Μ或原料颗粒表面的氧化物的氧化进行，促进氧化膜 的形成。此处，通过使热处理在低氧浓度的气氛中进行，因内部导体与比Fe易于氧化的金属 元素 Μ之间的标准电极电位差，易于氧化的金属元素 Μ氧化，同时Ag或Cu被还原。即，通过选 择用于内部导体的材料，即使在低氧浓度的气氛下的热处理中，也能够在导体部11得到必 要的电阻。另外，内部导体作为含氧量少的金属存在，能够得到较高的导电性。所以，成为电 阻引起的损失较少的部件，能够达成小型化和高效率化。
[0049] 以下，作为本发明的线圈部件的制造方法的说明，说明层叠电感器的典型且非限 定的制造方法。在制造层叠电感器时，首先，使用刮刀或金属型涂料机等涂敷机，在由树脂 等构成的基膜的表面涂敷预先准备好的磁性体膏(衆料、slurry)。用热风干燥机等干燥机 对其进行干燥，得到生片。上述磁性体膏中含有软磁性合金颗粒，典型的是含有作为粘结剂 的高分子树脂和溶剂。
[0050] 优选上述磁性体膏中含有作为粘结剂的高分子树脂。高分子树脂的种类不特别限 定，例如可以列举聚乙烯醇缩丁醛(PVB)等聚乙烯醇缩醛树脂等。磁性体膏的溶剂的种类不 特别限定，例如能够使用乙醇与甲苯的混合溶剂等。磁性体膏中的软磁性合金颗粒、高分子 树脂、溶剂等的配比等能够适当调节，由此，也能够设定磁性体膏的粘度等。
[0051] 用于涂敷磁性体膏和使其干燥得到生片的具体方法能够适当参考现有技术。此 时，为了调节线圈部件中的上述各区域的含氧比例和含铁比例，也能够按各个区域改变材 料组成。
[0052] 接着，使用冲孔加工机或激光加工机等穿孔机，对生片进行穿孔，按规定排列形成 通孔(贯通孔）。对于通孔的排列，以将各片层叠时，由填充了导体的通孔和卷绕图案形成内 部导体21的方式设定。关于用于形成内部导体的通孔的排列和导体图案的形状，能够适当 参考现有技术。
[0053] 为了对通孔进行填充，并且为了印刷导体图案，优选使用导体膏。导体膏中含有导 电性材料，典型的是含有作为粘结剂的高分子树脂和溶剂。
[0054]作为导体颗粒的导电性材料的粒径能够适当选择，按体积基准，优选d50为1~10μ m。导体颗粒的d50可以使用利用激光衍射散射法的粒径/粒度分布测定装置(例如NIKKIS0 CO.，LTD.制造的Microtrac)测定。
[0055]优选导体膏中含有作为粘结剂的高分子树脂。高分子树脂的种类不特别限定，例 如可以列举乙基纤维素(EC)等纤维素树脂等。导体膏的溶剂的种类不特别限定，例如能够 使用丁基卡必醇(butyl carbitol)等二醇醚类(Glycol ether)等。导体膏中的导电性材 料、高分子树脂、溶剂等的配比等能够适当调节，由此，也能够设定导体膏的粘度等。
[0056]接着，使用丝网印刷机或凹版印刷机等印刷机，在生片的表面印刷导体膏，用热风 干燥机等干燥机将其干燥，形成导体图案。印刷时，导体膏的一部分也填充在上述通孔中。 结果，由填充在通孔中的导体膏和所印刷的导体图案构成内部导体21的形状。
[0057] 将所得到的生片以内部导体21成为螺旋状的方式层叠，在层叠方向上施加压力将 生片压接之后，切断为线圈部件尺寸，形成层叠体。
[0058] 对所得到的层叠体，使用烧结炉等加热装置，在低氧浓度的气氛或大气中，在加热 处理之前进行脱脂。在氧浓度为0.1~21 %的范围、温度为300~500 °C的温度下进行1~2小 时。然后，在低氧浓度的气氛中，对脱脂后的层叠体进行热处理。热处理气氛设为低氧浓度 的气氛，将氧浓度设为〇. 0005~0.1 %，或优选为0.0005~0.005%。在升温过程中优选在 300~500°C下保持1~600分钟，之后进一步提高温度。最高温度优选为600°C以上，进一步 优选为600~850°C，优选在最高温度下保持0.5小时以上、更详细而言为保持0.5~5小时。 [0059]通常，在热处理之后形成外部端子。使用浸涂机或辊涂机等涂布机，在层叠电感器 的长度方向两端部涂布预先准备好的导体膏，用烧制炉等加热装置对其例如以约700°C、约 lhr的条件进行烧结处理，由此形成外部端子。外部端子用的导体膏，能够适当使用印刷上 述导体图案用的膏、或与其类似的膏。
[ΟΟ?Ο]对于线圈部件，可以用所谓的衆料构建法（slurry build)制造线圈部件。作为衆 料构建法的非限定性的例子，通过丝网印刷等印刷磁性体膏形成磁性体印刷膜，在其上丝 网印刷导体膏形成导体图案。在其上丝网印刷磁性体膏，使导体图案的一部分露出地进行 涂布。同样，与上述一部分露出图案连续地交替地形成导体图案和磁性体印刷膜，最后在涂 布磁性体印刷膜之后，切断为线圈部件尺寸形成层叠体。对于所得到的层叠体，对于之后的 加热及其他处理能够采用上述方法。
[0061] 【实施例】
[0062] 以下，用实施例更具体地说明本发明。但是，本发明并不限定于这些实施例中记载 的方式。
[0063] 如下所述地制造层叠电感器。基于图1的层叠电感器的示意性的截面图进行说明。
[0064] 磁性体部使用表1所示的原料颗粒。表中，FeSiCr(l)颗粒是组成为3.5wt%的Si、 4.(^1:%的0、剩余部分为?6，其颗粒的大小为平均粒径6以1]1的原料颗粒，？63;[0(2)颗粒是 组成为2. Owt%的Si、2 .Owt %的Cr、剩余部分为Fe，颗粒的大小为平均粒径6μηι的原料颗粒， FeSiAl颗粒是组成为3.5wt%的Si、4.0wt%的Α1、剩余部分为Fe，颗粒的大小为平均粒径6μ m的原料颗粒，FeSi颗粒是组成为3.0wt%的Si、剩余部分为Fe，颗粒的大小为平均粒径6μηι 的原料颗粒，Fe颗粒是组成为0.4wt%的杂质、剩余部分为Fe，颗粒的大小为平均粒径2μηι的 原料颗粒。另外，在实施例7中制造了 FeSiCr(l)颗粒与FeSiAl颗粒的60:40(重量比）的混合 物，在实施例8中制造了 FeSiCr(l)颗粒与FeSiCr(2)颗粒的50:50(重量比）的混合物，在实 施例10、11中制造了FeSiCr颗粒与Fe颗粒的90:10 (重量比）的混合物。
[0065] 线圈状导体21以成为约10.5圈的螺旋状的方式设置导体图案和通孔。线圈状导体 21使用表1所示的原料，进行热处理而获得。作为各个金属颗粒，按体积基准的d50是5μπι，实 施例8中，使用对Cu颗粒涂覆Ag得到的颗粒。
[0066] 热处理在表1所示的气氛下进行。其分别表示出了氧浓度，在实施例中，设为 0.00005~0.1 %的范围，在比较例中，设为21、1、不足0.000001。不足0.000001通过氮/氢混 合气体(氮中有1%的氢的气体)进行。其中，在热处理之前，进行各个层叠体的脱脂，按氧浓 度1 %、从常温到300°C升温速度为100°C/小时、保持时间2小时进行。
[0067] 如下所述地制造层叠电感器。
[0068]调制由85wt %的合金类磁性颗粒、13wt %的丁基卡必醇（溶剂）、2wt %的聚乙稀醇 缩丁醛(粘结剂)组成的磁性体膏。使用刮刀，在塑料制的基膜的表面涂敷该磁性体膏，用热 风干燥机将其在约80°C、约5min的条件下进行干燥。这样在基膜上得到生片。之后，对生片 进行切割。
[0069] 接着，根据需要对片穿孔而形成规定排列的贯通孔。之后，用印刷机在规定的片的 表面印刷和/或在贯通孔中填充由85wt%的金属颗粒、13wt%的丁基卡必醇（溶剂）、2wt% 的乙基纤维素(粘结剂)组成的导体膏，用热风干燥机将其在约80°C、约5min的条件下进行 干燥。
[0070] 接着，使用吸附搬运机和压制机，将实施了必要的印刷和/或填充后的各片按规定 的顺序堆叠并进行热压接之后，切断为线圈部件尺寸得到层叠体。然后，使用烧结炉，在各 个气氛下进行700°C、1小时的热处理。通过该热处理，合金类磁性颗粒聚集而形成磁性体， 另外，导体膏中的金属颗粒进行烧结而形成内部导体21，由此得到部件主体。
[0071] 接着，形成外部电极。用涂布机在部件主体的表面涂布与上述内部导体相同的含 有85wt%的金属颗粒、13wt%的丁基卡必醇（溶剂）、2wt%的乙基纤维素（粘结剂）的导体 膏，用烧结炉对其在约700°C、约0.5hr的条件下进行烧结处理。使烧结时的气氛为与热处理 时相同的气氛。结果，溶剂和粘结剂消失，上述金属颗粒烧结。之后，通过实施镀Ni/Sn形成 外部电极，完成层叠电感器。
[0072] 将层叠电感器的尺寸形成为2. OmmX 1.2mmX 1.0mm。另外，将导体部11的螺旋形状 的相邻的圈之间的距离分别设定为16μπι。
[0073] 表1中记载了各实施例、各比较例的层叠电感器的特征。
[0074] 【表1】
[0075]
[0076] (评价方法）
[0077]关于含氧量，用EDS比较大小。如上所述地制造磁性体部的导体部11、芯部12、覆盖 部13、14、侧部15各部分的截面可见的试样。对于各个截面，用SEM-EDS的ZAF法，根据单位面 积检测出的Fe和0(氧），求出O/Fe比。此处，关于各部分的评价范围，从上下方向（覆盖部13、 14中的哪一方在上方均可)观察覆盖部13、14时，决定对应于各部分的上下方向、左右方向 的中心的位置，以该部分为中心以200倍的倍率，按照对应于0 · 05mm X 0 · 05mm的范围进行。 使用此处得到的Ο/Fe比的数值，求出相对导体部11的截面的O/Fe比的芯部12的截面的O/Fe 比，进行含氧量的比较。另外，同样地求出相对导体部11的截面的Ο/Fe比的侧部15的截面的 O/Fe比。对于此处得到的各含氧量的比较，通过求出相对导体部的含氧量的芯部的含氧量、 相对导体部的含氧量的侧部的含氧量，来进行含氧量的比较。
[0078] 关于氧化膜的厚度，使用上述含氧量的评价试样进行，进行导体部11的氧化膜的 厚度的评价。首先，使用SEM(扫描电子显微镜），以100倍的倍率，与上述同样地决定对应于 导体部11的截面的中心的位置，选择接近中心的磁性颗粒。接着，以该磁性颗粒为中心改为 10000倍的倍率，在该磁性颗粒和与该磁性颗粒隔着氧化膜相邻的磁性颗粒之间描绘切线， 在与切线正交的方向观察时，在所选择的磁性颗粒和与所选择的磁性颗粒通过氧化膜接合 的相邻的磁性颗粒的距离最近的部分描绘与切线正交的线，在该线上进行EDS(能量色散X 射线分析装置）的线分析。分析的范围是从切线与正交线的交点起的两侧〇.5μπι，以两端中 Ο/Fe较小的一方为基准，求出Ο/Fe的值在基准的1.2倍以上的部分的长度。将其从接近中心 的磁性颗粒起依次进行测定，直到测定超过10次，求出它们的平均值。
[0079] 其中，对于比较例3,未能检测出厚度。（表2中，标记为"一"。）
[0080] 电感测定使用LCR仪表，以1MHz的频率进行。对各实施例、各比较例都测定10个求 出平均值。以下的表2中记载了评价结果。
[0084]这样通过低氧浓度气氛的热处理，能够使用Fe的比例高的原料颗粒。由此，能够使 以往Fe占磁性体部的比例成为92.5~97wt%，能够使饱和特性提高到现有以上，提高作为 线圈部件的饱和电流。结果，可以有助于线圈部件的薄型化。
[0085]另外，降低热处理时的氧浓度时，部件主体表面的氧化膜整体变薄，但也能够在热 处理之后进行磷化处理。由此，即使存在氧化膜较薄的部分或即使存在未形成氧化膜的缺 陷，也能够通过磷化处理形成磷酸盐类的化合物而进行氧化膜的加固。由此，能够进一步提 高可靠性。
[0086]另外，即使磁性体部的导体部和芯部中含氧量不同，也能够通过在低氧浓度气氛 下进行热处理，而延缓氧化膜的形成速度，抑制因热膨胀等而产生裂缝等。由此，不仅在特 性方面，对于薄层化也能够应对，即使使导体之间变窄也不会降低可靠性，能够实现线圈部 件的薄型化。
【主权项】
1. 一种线圈部件，其特征在于： 包括磁性体部和形成为具有中心轴的螺旋形状的内部导体； 内部导体被埋入在磁性体部中， 在上下方向包含所述中心轴的平面的截面中，磁性体部能够划分为： (1) 位于所述螺旋形状的相邻的圈之间的导体部； (2) 包含所述中心轴的位于所述螺旋形状的所述圈的内侧的芯部； (3) 位于所述螺旋形状的下端的下方或上端的上方的覆盖部;和 (4) 位于所述螺旋形状的所述圈的外侧的侧部， 所述磁性体部包括铁类软磁性颗粒和至少一种以上的比铁易于氧化的元素的氧化膜， 相邻的所述铁类软磁性颗粒彼此的结合的至少一部分是通过所述氧化膜进行的， 所述磁性体部中的含氧量在所述导体部中比在所述芯部中大。2. 如权利要求1所述的线圈部件，其特征在于： 所述含氧量在所述导体部中比在所述侧部中大。3. 如权利要求1或2所述的线圈部件，其特征在于： 所述内部导体含有Ag或Cu中的至少一者。
【文档编号】H01F17/00GK106024270SQ201610202409
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年3月31日
【发明人】竹冈伸介, 山口亚希子, 大竹健二
【申请人】太阳诱电株式会社