专利名称：层叠线圈元件的制作方法
技术领域：
本发明涉及层叠线圈元件，尤其涉及在由铁素体(ferrite)形成的层叠体 中内藏有线圈的片式电感器等层叠线圈元件。
背景技术：
通常，片式电感器等层叠线圈元件是将由铁素体形成的片与线圈导体层叠，通 过通孔导体将线圈导体的端部连接，形成螺旋状的线圈的元件。因此，该种层叠线 圈元件用于应对噪音时，希望其阻抗I Z I大，即阻抗I Z I大为高性能。但是，以 往的层叠线圈元件，由于烧结时铁素体的收縮造成特性的变化，不能得到理想的阻 抗I Z I 。
在专利文献1中公开了一种层叠电感器，其中，粘合体层被面粘合在铁素体磁 性体层的上下表面，粘合体层的线膨胀率较铁素体磁性体层小。在该层叠电感器中， 粘合体层抑制铁素体磁性体层的膨胀收縮，可以抑制阻抗值的温度依赖性。但是， 该层叠电感器，不能缓和层叠体的烧结时由于线圈导体与铁素体之间的收縮差而产 生的应力，不能防止阻抗I Z I的下降。
专利文献1:日本专利特开平4-302104号公报
发明内容
本发明的目的是提供可以缓和层叠体的烧结时由于线圈导体与铁素体之间的 收縮差而产生的内部应力、可防止阻抗降低的层叠线圈元件。
为了达到上述目的，本发明涉及的层叠线圈元件的特征在于，具有内部设有线 圈的由第1铁素体形成的层叠体主体，以及在上述层叠体主体的线圈轴方向两端部 的至少一方形成的由第2铁素体形成的层叠体端部，第1铁素体与第2铁素体的铁 素体的组成不同，并且，第2铁素体在烧结时的收縮率较第1铁素体在烧结时的收 縮率大。
本发明涉及的层叠线圈元件，在层叠体烧结时，配置于层叠体外侧的第2铁素
体较含有线圈的配置于内侧的第1铁素体产生更大的收縮，使被收縮率小的线圈导 体阻碍的第1铁素体的收縮得到促进，缓和第1铁素体中产生的拉伸应力。这样可 以缓和在线圈导体周边的第1铁素体中产生的拉伸应力，防止阻抗的降低。
本发明涉及的层叠线圈元件中，如果使用Ni-Cu-Zn系铁素体或Ni-Zn系铁素 体作为第1铁素体以及第2铁素体，则可以得到良好的特性。特别是如果第2铁素 体的Zn含量多于第1铁素体的Zn的含量，则第2铁素体在烧结时的收縮率增大， 对第1铁素体中产生的应力的缓和作用增大。第2铁素体中Zn的含量宜为25 70mol%。
另外，线圈优选为通过通孔(Via hole)导体将由Ag形成的线圈导体连接而构 成螺旋状。Ag的电阻小，可以得到特性(Q值)良好的层叠线圈元件。
根据本发明，由于配置在层叠体外层的第2铁素体在烧结时的收縮率较含有线 圈的配置在内侧的第l铁素体在烧结时的收縮率更大，因此在层叠体的烧结时，第 2铁素体促进第1铁素体的收縮，可缓和第1铁素体中产生的拉伸应力，可防止阻 抗的降低。
显示本发明涉及的层叠线圈元件的第1实施例的立体简图。第1实施例的截面图。第1实施例的分解立体图。显示应力分布的示意图，(A)显示以往例，(B)显示第l实施例。 [5]模拟应力分布的结果的示意图，(A)显示以往例，(B)显示第l实施例。 [6]显示阻抗特性的图。显示本发明涉及的层叠线圈元件的第2实施例的立体示意图。 [8]第2实施例的分解立体图。
具体实施例方式
以下，参考
本发明涉及的层叠线圈元件的实施例。 (第1实施例、参考图1 图6)
作为本发明的第1实施例的层叠线圈元件1A如图1所示，具有在内部设有线 圈10的由第1铁素体形成的层叠体主体21，以及在线圈轴方向A的两端部(上下 部)形成的由第2铁素体形成的层叠体端部22，层叠体20的左右端设置有外部电
极23。图2显示了其断面。
更详细地，如图3所示，层叠了形成有线圈导体11及引出电极12的铁素体片 25、形成有规定图案的线圈导体11的铁素体片26以及空白的铁素体片27。片25、 26由第1铁素体形成，并形成上述主体21。片27由第2铁素体形成，并形成上述 端部22。各线圈导体11通过在一端部形成的通孔导体13形成螺旋状的线圈10。 另外，图3是示意分解图没有正确显示片的片数。
形成主体21的第1铁素体与形成端部22的第2铁素体的铁素体的组成不同， 并且第2铁素体使用烧结时的收縮率较第1的铁素体的烧结时的收縮率更大的组 成。关于铁素体的组成和收縮率将在后述内容中说明。
在此，说明层叠线圈元件的制造方法。制法方法大致分为2种。第1方法为， 在形成有贯通孔的铁素体生片上由导电浆通过丝网印刷等印刷法形成希望的图案， 对该片进行层叠形成螺旋状的线圈，再进行压接、切断、烧结，藉此得到层叠线圈 元件。第2方法为，通过丝网印刷等印刷法交替印刷铁素体材料和导体材料，形成 螺旋状线圈，再进行压接、切断、烧结，藉此得到层叠线圈元件。
具体地讲，通过以下工序制造层叠线圈元件1A。首先，准备铁素体片25 27。 优选导磁率高的材料，第1及第2铁素体均可使用Ni-Cu-Zn系铁素体、Ni-Zn系 铁素体、Cu-Zn系铁素体等。第2铁素体使用热收縮率较第1铁素体更大的材料。 热收縮率的调整可通过使铁素体中所含Ni、 Zn、 Cu等元素的含有率不同来进行。 例如，可通过变化Zn的含有率来进行调整。
在准备好的铁素体片25、 26中形成通孔导体用的孔，印刷内部导体(线圈导体 11、引出电极12)。为了作为阻抗元件实现高Q(品质因数)，内部导体优选为电阻 值低。例如可以使用以Ag、 Au、 Pt等作为主成分的贵金属或它们的合金，除此之 外，还有Cu、 Ni等贱金属或它们的合金。在本第l实施例的制造中使用Ag。
接着，将图3所示的各片25 27层叠、压接，制备内藏有线圈10的层叠体 20。以上的工序是在将多个单元的线圈IO配置成矩阵状作为母基板的状态下进行 的，将该母层叠体切断成1单元的层叠体(片)20。再将所得的层叠体20脱脂，烧 结。之后，在层叠体20的左右端部形成外部电极23。从层叠体20的左右端面开 始经上下面以及侧面形成外部电极23，在端面连接引出电极12。外部电极23以 Ag等作为主成分，并在表面形成镀层。
制得的层叠线圈元件lA为长边1.0mm、短边0.5mm、高度0. 5ram。另外，外层部22的第2铁素体的组成是Fe203为50mol%、 ZnO为15molX、 NiO为20molX、
Cu0为15mol%。内层部21的第1铁素体的组成是Fe203为35mol%、 ZnO为40mol%、 NiO为10mol%、 CuO为15mol%。
图4(A)中示意了以往的层叠线圈元件在烧结时产生的应力分布，图4(B)示意 了第1实施例的层叠线圈元件1A在烧结时产生的应力分布。如图4(A)所示，以往
的层叠线圈元件中，由于线圈导体与铁素体的收縮率之差在铁素体中产生了箭头所 示的大的拉伸应力。最强的磁场在线圈导体的内侧的铁素体中产生。该强磁场的铁 素体中在相对于磁场的平行方向产生了拉伸应力。铁素体的应力如果发挥作用则材 料的电特性ix下降，结果使阻抗I Z I下降。
另一方面，在第1实施例的层叠线圈元件1A中，如图4(B)所示，由于端部22 的第2铁素体的热收縮率较主体21的第1铁素体的热收縮率更大，因此端部22 在与线圈10的线圈轴方向相垂直的方向上大幅收縮。在主体21中由于存在热收縮 率小的线圈导体ll，因此主体21不能充分收缩在第1铁素体中产生拉伸应力。该 拉伸应力被端部22的大幅压縮抵消。藉此，强磁场部分的线圈导体11的周围的拉 伸应力被缓和，可以防止阻抗I Z I的降低。
图5 (A)是模拟图4 (A)所示的以往的层叠线圈元件中应力分布的示意图，图5 (B) 是模拟图4(B)所示第1实施例的层叠线圈元件1A中应力分布的示意图。图4及图 5中，向外的箭头表示拉伸应力，向内的箭头表示压縮应力。
在上述应力分布的模拟中，铁素体在88(TC烧结时的收縮率为23%，因此其线 膨胀系数为2. 614X 10—4(0. 23/880)。另外，由于线圈导体在88(TC烧结时的收縮率 为5%，因此其线膨胀系数为5. 682X105。
图6为阻抗I Z I特性的显示图，曲线Y显示了图4(A)、图5(A)所示以往的层 叠线圈元件的特性，曲线X显示了图4(B)、图5(B)所示第1实施例的层叠线圈元 件1A。由该图可知，第1实施例的层叠线圈元件1A中，阻抗I Z I整体提高(特别 是在10 1100MHz区域)。
在此，在下表1中以整数值显示了使端部22的厚度以及收縮率作各种变化后 的试料1 7以及以往例的，线圈导体11的周围的拉伸应力值(+)及收縮应力值(-) 的积分差。线圈导体周围是指以线圈10的中心部作为中心，宽度和高度均为线圈 10的2倍的范围。
表l
片高度尺寸 [rnnO第2铁素体厚度 E咖]第2铁素体的厚度 片高度尺寸第2铁素体的收缩率 第l铁素体的收缩率线圈导体周围的 拉伸应力(+)与 压縮应力(-)的 积分差
以往例0. 5没有第2铁素体没有第2铁素体+10
试料10. 50. 050. 11. 15+7
试料20. 50. 050. 11.35+1
试料30. 50. 050. 11. 53_5
试料40. 50. 050. 11.92-15
试料50. 50. 10. 21. 15+1
试料60. 50.10. 21. 25_3
试料70. 50. 10.21.35-10
由表1可知，相对于以往例的积分差为+10，第1实施例的试料1 7的积分差 均小。第1实施例中例举具体数值说明的层叠线圈元件1A为试料2，积分差为+1， 内层部21中产生的应力为1. 465N/mm2。内层部21中所产生的应力在O. 3 5. 0N/mm2 是适当的范围。
可通过Zn的含量调整铁素体的收縮率，对于具有各种收縮率的铁素体的组成 示于下表2。
表2
主成分组成(molX)添加剂主成分(wt%)Fe2()3ZnONi0CuOBi203Co304
第l铁素体5015201510. 3
第2铁素体(与第1铁素体的收縮率之差为1. 15)4025152010. 3
第2铁素体(与第1铁素体的收縮率之差为1. 25)4035101510. 3
第2铁素体(与第1铁素体的收縮率之差为1. 35)3540101510. 3
第2铁素体(与第1铁素体的收縮率之差为1. 53)255551510. 3
第2铁素体(与第1铁素体的收縮率之差为1. 92)1070101010. 3
(第2实施例、参考图7及图8)
图7所示的层叠线圈元件IB为，将线圈50配设于由第1铁素体形成的层叠体 主体61中使线圈50配置成其线圈轴方向A相对于安装面5平行，在线圈轴方向A 的两端部(层叠体60的左右端部)设置由第2铁素体形成的层叠体端部62的元件。
更详细地讲，如图8所示，各铁素体片65 68的两端部由收縮率大的第2铁 素体形成，其它部分由第l铁素体形成。在铁素体片65中形成线圈导体51、引出 电极52以及通孔导体53，在铁素体片66中形成通孔导体53,在铁素体片67中形 成线圈导体51及通孔导体53。将这些铁素体片65 67层叠，同时，在其上下部层叠空白的铁素体片68，形成螺旋状的线圈50。外部电极图中未示，是设置在层 叠体60的左右两端部。
对于该层叠线圈元件1B，由于在线圈轴方向A的两端部形成由收縮率大的第2 铁素体形成的端部62，因此与上述第1实施例同样可缓和线圈导体51周围的拉伸 应力，可防止阻抗I Z I的下降。
(其它实施例)
另外，本发明涉及的层叠线圈元件不限定于上述实施例，可在其要旨的范围内 进行各种变化。
特别是，并不一定在层叠体的两侧设置由收縮率大的第2铁素体形成的层叠体 端部，也可以在一侧设置。另外，形成于铁素体片上的线圈导体等的形状是任意的。 另外，本发明不仅可使用于层叠电感器而且也可适用于LC复合元件。
另外，上述实施例中，以相同组成系的铁素体构成第1及第2铁素体，但是也 可以由不同组成系的铁素体构成。以相同组成系的铁素体构成第1和第2铁素体时， 两者的密合性良好。
产业上利用的可能性
如上所述，本发明在层叠线圈元件中有用，特别是在可缓和在层叠体的烧结时 的线圈导体与铁素体的收縮差产生的内部应力、可防止阻抗的降低的方面表现优 良。
权利要求
1.层叠线圈元件，其特征在于，具有内部设有线圈的由第1铁素体形成的层叠体主体，以及在所述层叠体主体的线圈轴方向两端部的至少一方形成的由第2铁素体形成的层叠体端部，所述第1铁素体与所述第2铁素体的铁素体的组成不同，并且，第2铁素体在烧结时的收缩率较第1铁素体在烧结时的收缩率大。
2. 如权利要求1所述的层叠线圈元件，其特征在于，所述第1铁素体以及所述 第2铁素体为Ni-Cu-Zn系铁素体或Ni-Zn系铁素体。
3. 如权利要求1或2所述的层叠线圈元件，其特征在于，所述第2铁素体的 Zn含量较所述第1铁素体的Zn含量多。
4. 如权利要求1 3中任一项所述的层叠线圈元件，其特征在于，所述第2铁 素体中Zn的含量为25 70mol%。
5. 如权利要求1 4中任一项所述的层叠线圈元件，其特征在于，所述线圈通 过通孔导体将由Ag形成的线圈导体连接，构成螺旋状。
全文摘要
得到可以缓和在层叠体的烧结时由于铁素体的收缩而产生的内部应力、可防止阻抗的降低的层叠线圈元件。它是具有内部设有线圈(10)的由第1铁素体形成的层叠体主体(21)，以及在线圈轴方向A的两端部形成的由第2铁素体形成的层叠体端部(22)的层叠线圈元件。形成主体(21)的第1铁素体与形成端部(22)的第2铁素体的铁素体的组成不同，并且，第2铁素体在烧结时的收缩率较第1铁素体在烧结时的收缩率大。
文档编号H01F41/04GK101103420SQ200680002400
公开日2008年1月9日 申请日期2006年11月1日 优先权日2005年12月29日
发明者岩崎友秀 申请人:株式会社村田制作所