磁性基体及其制造方法、线圈部件、电路板和电子设备与流程

文档序号:31711698发布日期:2022-10-04 19:32阅读:36来源:国知局
1.本发明主要涉及磁性基体、磁性基体的制作方法、线圈部件、电路板和电子设备。
背景技术
::2.作为电子部件的磁性基体的材料,一直以来使用各种磁性材料。作为电感器等线圈部件用的磁性材料,广泛使用磁导率高的铁氧体。铁氧体的磁导率高,因此,适合作为电感器用的磁性材料。3.近年来,在电气部件等各种电子设备中,设备和电路的大电流化不断发展,因此,作为电感器的磁性基体的材料,使用能够应对大电流的软磁性材料。例如日本特开2017-183631号中公开了一种电感器,其具有包含由软磁性材料构成的金属磁性颗粒的磁性基体。4.现有技术文献5.专利文献6.专利文献1:日本特开2017-183631号技术实现要素:7.发明要解决的技术问题8.在磁性基体的制造工序中,对金属磁性颗粒和粘合剂树脂的混合材料进行加热处理。在该加热时,在金属磁性颗粒的表面上会形成由其构成元素的氧化物构成的氧化膜。例如,如专利文献1中公开的那样,在含有fe和cr的金属磁性颗粒的表面上,会形成由cr的氧化物构成的cr氧化膜和由fe的氧化物构成的fe氧化膜。9.在fe的氧化膜中,根据制造条件的不同,有时除了包含绝缘性优异但不呈现软磁性的赤铁矿以外,还包含绝缘性差但呈现软磁性的磁铁矿。因此,为了防止磁性基体的电阻值和绝缘耐压的劣化,形成在金属磁性颗粒的表面上的fe氧化膜以赤铁矿成为主要成分。但是,当在金属磁性颗粒的表面上形成以赤铁矿为主要成分的fe氧化膜时,会成为磁性基体磁导率降低的主要原因。10.本发明的目的在于,解决或缓和上述的问题的至少一部分。本发明的更具体的目的之一在于,提高包含由fe基的软磁性金属材料构成的金属磁性颗粒的磁性基体的磁导率。11.本说明书中公开的发明的上述以外的目的,通过参照本说明书整体将会变得明确。本说明书中公开的发明,可以不是解决上述的技术问题而是解决根据本说明书的记载可掌握的上述以外的技术问题,或者可以除了解决上述的技术问题以外,还解决根据本说明书的记载可掌握的上述以外的技术问题。12.用于解决技术问题的手段13.本发明的一个方式的磁性基体包括:多个金属磁性颗粒,其包含第一金属磁性颗粒和与所述第一金属磁性颗粒相邻的第二金属磁性颗粒,且各自含有fe;和多个金属fe颗粒,其以彼此隔开间隔的方式配置在形成于所述第一金属磁性颗粒的表面上的绝缘性的第一氧化物层(41a)与形成于所述第二金属磁性颗粒的表面上的绝缘性的第二氧化物层之间,其中,所述第一氧化物层包含元素a的氧化物,所述第二氧化物层包含元素b的氧化物,元素a为选自si、zr、al和ti中的至少一种元素,元素b为选自si、zr、al和ti中的至少一种元素。在一个实施方式中,多个金属fe颗粒各自含有金属fe。14.在本发明的一个方式中,所述多个金属fe颗粒的平均粒径在2~30nm的范围。15.在本发明的一个方式中,所述多个金属fe颗粒各自与所述第一氧化物层和所述第二氧化物层中的至少一者直接接触。16.在本发明的一个方式中,所述多个金属fe颗粒各自与所述多个金属fe颗粒中的相邻的金属fe颗粒由绝缘性的间隔部隔开。17.在本发明的一个方式中,所述多个金属磁性颗粒各自还含有cr。本发明的一个方式的磁性基体还包括含有金属cr的金属cr颗粒,该金属cr颗粒以彼此隔开间隔的方式配置在所述第一氧化物层与所述第二氧化物层之间。18.在本发明的一个方式中,所述多个金属cr颗粒各自以与所述多个金属fe颗粒各自隔开间隔的方式配置。19.本发明的一个方式涉及一种线圈部件。本发明的一个方式的线圈部件包括:上述任一个磁性基体;和设置于所述磁性基体的线圈导体。20.本发明的一个方式涉及一种电路板,其包括上述的线圈部件。21.本发明的一个方式涉及一种电子设备,其包括上述的电路板。22.本发明的一个方式涉及一种磁性基体的制造方法。本发明的一个方式的磁性基体的制造方法包括:准备包含多个金属磁性颗粒的主体的工序,所述多个金属磁性颗粒各自含有fe和元素a,其中,元素a为选自si、zr和ti中的至少一种元素;第一加热工序,通过对所述主体进行加热,在所述多个金属磁性颗粒各自的表面上形成包含元素a的氧化物的第一氧化膜,在所述第一氧化膜的表面上形成包含fe的氧化物的第二氧化膜;和第二加热工序,在所述第一加热工序之后,通过在还原气氛下对所述主体进行加热,从所述第二氧化膜生成多个金属fe颗粒。23.在本发明的一个方式中,在所述第二加热工序中,所述多个金属fe颗粒以彼此隔开间隔的方式生成。24.在本发明的一个方式中,在所述第一加热工序中,在所述第一氧化膜的表面上形成以cr的氧化物为主要成分的第三氧化膜。在本发明的一个方式中,所述第二氧化膜形成在所述第三氧化膜的表面上。在本发明的一个方式中,在所述第二加热工序中,从所述第三氧化膜生成多个金属cr颗粒。25.在本发明的一个方式中,所述第一加热工序在处于300~400℃的范围的第一温度、且在氧浓度为800ppm以上的氧气氛下进行。26.在本发明的一个方式中,所述第二加热工序在处于400~800℃的范围的第二温度进行。27.在本发明的一个方式中,进行所述第二加热工序的所述还原气氛的氢浓度为0.5%~4.0%。28.发明效果29.采用本发明的一个或多个实施方式,能够提高包含由fe基的软磁性金属材料构成的金属磁性颗粒的磁性基体的磁导率。附图说明30.图1是示意性地表示本发明一个实施方式的线圈部件的立体图。31.图2是示意性地表示图1的线圈部件的i-i线截面的截面图。32.图3是将图2所示的区域a放大并示意性地表示的图。33.图4是将图3所示的区域b放大并示意性地表示的图。34.图5是表示本发明一个实施方式的线圈部件的制造方法的流程的流程图。35.图6a是示意性地表示第一加热处理前的、相邻的金属磁性颗粒之间的区域的微观结构的一个例子的示意图。36.图6b是示意性地表示第一加热处理后的、相邻的金属磁性颗粒之间的区域的微观结构的一个例子的示意图。37.图7是示意性地表示第一加热处理前的、相邻的金属磁性颗粒之间的区域的微观结构的另一个例子的示意图。38.图8是示意性地表示本发明的另一个实施方式的线圈部件的分解立体图。39.图9是示意性地表示本发明的又一个实施方式的线圈部件的正面图。40.附图标记说明41.1线圈部件,10磁性基体,21、22外部电极,25线圈导体,31第一金属磁性颗粒,32第二金属磁性颗粒,41氧化物层,42金属fe颗粒,43金属cr颗粒,50间隔部,51a、51b、52、53a、53b氧化膜,61a、61b涂膜,ax线圈轴线。具体实施方式42.下面,适当参照附图对本发明的各种实施方式进行说明。对于多个附图中相同的构成要素,在该多个附图中标注相同的附图标记。需要注意的是,为了说明方便起见,各附图不一定是以准确的比例尺记载的。下面说明的本发明的实施方式并不是对权利要求书中的技术方案进行限定。下面的实施方式中说明的各要素,不一定是发明的解决方案中必须的。43.参照图1和图2对包括本发明一个实施方式的磁性基体10的线圈部件1进行说明。图1是示意性地表示包括磁性基体10的线圈部件1的立体图,图2是表示用图1的i-i线将线圈部件1截断而得到的截面的示意性截面图。如图所示,线圈部件1除了包括磁性基体10以外,还包括:设置在磁性基体10中的线圈导体25;设置在磁性基体10的表面上的外部电极21;和设置在磁性基体10的表面上与外部电极21隔开间隔的位置的外部电极22。在图1中,透过磁性基体10,图示出了设置在磁性基体10的内部的线圈导体25。44.在本说明书中,有时以图1和图2所示的“l轴”、“w轴”和“t轴”为基准来对各部件的配置、尺寸、形状和其它方面进行说明。在本说明书中,有时将线圈部件1的“长度”方向、“宽度”方向和“厚度”方向分别设为图1中的“l轴”方向、“w轴”方向和“t轴”方向。也有时将“厚度”方向称为“高度”方向。45.线圈部件1可安装在安装基板2a上。在安装基板2a上设置有焊盘部3a、3b。线圈部件1可以通过将外部电极21和焊盘部3a接合、并且将外部电极22和焊盘部3b连接而被安装在安装基板2a上。本发明一个实施方式的电路板2包括线圈部件1和用于安装该线圈部件1的安装基板2a。电路板2可搭载在各种电子设备中。可搭载电路板2的电子设备包括智能手机(smartphone)、平板电脑(tablet)、游戏机(gameconsole)、汽车的电气部件、服务器以及这些以外的各种电子设备。46.线圈部件1可以是电感器、变压器、滤波器、电抗器和这些以外的各种线圈部件。线圈部件1可以是耦合电感器、扼流线圈和这些以外的各种磁耦合型线圈部件。线圈部件1可以是例如在dc/dc转换器中使用的功率电感器。线圈部件1的用途并不限于本说明书中明示的用途。47.在图示的实施方式中,磁性基体10由磁性材料构成,具有大致长方体形状。在本发明的一个实施方式中,磁性基体10形成为长度尺寸(l轴方向的尺寸)为1.0mm~6.0mm、宽度尺寸(w轴方向的尺寸)为1.0mm~6.0mm、高度尺寸(t轴方向的尺寸)为1.0mm~5.0mm。磁性基体10的尺寸并不限于本说明书中具体地说明的尺寸。在本说明书中称为“长方体”或“长方体形状”的情况,并不是仅指数学上严格意义的“长方体”。磁性基体10的尺寸和形状并不限于本说明书中明示的情况。48.磁性基体10具有第一主面10a、第二主面10b、第一端面10c、第二端面10d、第一侧面10e和第二侧面10f。磁性基体10的外表面由这6个面划定。第一主面10a和第二主面10b分别构成磁性基体10的高度方向两端的面,第一端面10c和第二端面10d分别构成磁性基体10的长度方向两端的面,第一侧面10e和第二侧面10f分别构成磁性基体10的宽度方向两端的面。49.如图1所示,第一主面10a位于磁性基体10的上侧,因此,有时将第一主面10a称为“上表面”。同样,有时将第二主面10b称为“下表面”。线圈部件1以第二主面10b与基板2相对的方式配置,因此,有时也将第二主面10b称为“安装面”。在提到线圈部件1的上下方向时,以图1中的上下方向为基准。50.在本发明的一个实施方式中,外部电极21设置在磁性基体10的安装面10b和端面10c。外部电极22设置在磁性基体10的安装面10b和端面10d。外部电极21、22的形状和配置并不限于图示的例子。外部电极21和外部电极22在长度方向上彼此隔开间隔地配置。51.线圈导体25绕沿着厚度方向(t轴方向)延伸的线圈轴线ax呈螺旋状卷绕。线圈导体25的一端与外部电极21连接,线圈导体25的另一端与外部电极22连接。在图示的实施方式中,线圈导体25的仅两端从磁性基体10露出,线圈导体25的两端以外的部位设置在磁性基体10内。这样,线圈导体25的至少一部分被磁性基体10覆盖。在图示的实施方式中,线圈轴线ax与第一主面10a和第二主面10b交叉,但是不与第一端面10c、第二端面10d、第一侧面10e和第二侧面10f交叉。换言之,第一端面10c、第二端面10d、第一侧面10e和第二侧面10f沿着线圈轴线ax延伸。图2的截面表示利用通过该线圈轴线ax的平面截断而得到的磁性基体10的截面。52.在本发明的一个实施方式中,磁性基体10能够包含由软磁性金属材料构成的多个金属磁性颗粒。磁性基体10可以是包含1种金属磁性颗粒,也可以是包含平均粒径和/或组成不同的多种金属磁性颗粒。53.参照图3和图4对磁性基体10的微观结构进行说明。图3是将磁性基体10的截面中的图2所示的区域a放大并示意性地表示的图,图4是将磁性基体10的截面中的图3所示的区域b放大并示意性地表示的图。图3表示磁性基体10包含多种金属磁性颗粒的实施方式。图3所示的磁性基体10包含多个金属磁性颗粒31和多个金属磁性颗粒32。金属磁性颗粒31的组成和金属磁性颗粒32的组成可以相同,也可以不同。如图所示,多个金属磁性颗粒32的平均粒径小于多个金属磁性颗粒31的平均粒径。例如,金属磁性颗粒32的平均粒径可以为金属磁性颗粒31的平均粒径的1/2以下、1/3以下、1/4以下、1/5以下、1/6以下、1/7以下、1/8以下、1/9以下或1/10以下。金属磁性颗粒31和金属磁性颗粒32的平均粒径可以如下述那样确定:将磁性基体10沿着其厚度方向(t轴方向)截断使截面露出,基于利用扫描电子显微镜(sem)对该截面进行拍摄而得到的sem图像求出粒度分布,基于这样求得的粒度分布来确定。例如,可以将基于sem图像求得的粒度分布的50%值(d50)作为金属磁性颗粒的平均粒径。金属磁性颗粒31的平均粒径可以为例如1μm~50μm的范围,金属磁性颗粒32的平均粒径可以为例如0.1μm~20μm的范围。在金属磁性颗粒32的平均粒径小于金属磁性颗粒31的平均粒径的情况下,金属磁性颗粒32容易进入相邻的2个金属磁性颗粒31之间,其结果是,能够提高磁性基体10中的金属磁性颗粒的填充率(density)。在本说明书中,在不需要对金属磁性颗粒31和金属磁性颗粒32进行区分的情况下,有时将金属磁性颗粒31和金属磁性颗粒32不区分地仅称为金属磁性颗粒。磁性基体10也可以是仅包含1种金属磁性颗粒。例如,磁性基体10可以包含金属磁性颗粒31,而不包含金属磁性颗粒32。54.磁性基体10中包含的金属磁性颗粒各自由软磁性材料构成。在一个实施方式中,磁性基体10中包含的金属磁性颗粒各自由以fe为主要成分的软磁性材料构成。磁性基体10中包含的金属磁性颗粒各自含有fe。磁性基体10中包含的金属磁性颗粒各自除了含有fe以外,还含有选自si、zr、al和ti中的至少一种元素。金属磁性颗粒32中包含的元素可以与金属磁性颗粒31中包含的元素相同,也可以不同。磁性基体10中包含的金属磁性颗粒各自可以除了含有fe和选自si、zr、al和ti中的至少一种元素以外,还含有cr。磁性基体10中包含的金属磁性颗粒各自可以含有上述的元素(即,fe、选自si、zr、al和ti中的至少一种元素、cr)以外的元素,例如硼(b)、碳(c)和镍(ni)中的至少一种。磁性基体10中包含的金属磁性颗粒各自可以分别为(1)fe-si-cr合金、fe-si-al合金、fe-si-al-cr合金、fe-si合金等晶体合金颗粒;(2)fe-si-b合金、fe-si-cr-b-c合金、fe-si-cr-b合金等非晶合金颗粒;或(3)将它们混合而得到的混合颗粒。磁性基体10中包含的金属磁性颗粒的组成并不限于上述的组成。55.金属磁性颗粒31和金属磁性颗粒32的截面可以为各种形状。图3所示的金属磁性颗粒31和金属磁性颗粒32的截面形状为大致圆形,但是当在磁性基体10的制作工序中以高的压力对金属磁性颗粒31和金属磁性颗粒32进行了压缩的情况下,金属磁性颗粒31和金属磁性颗粒32中的至少一者会发生塑性变形,可以为不是圆形的截面形状。56.在磁性基体10中包含的金属磁性颗粒的表面上形成绝缘膜。金属磁性颗粒彼此可以经由形成在彼此的金属磁性颗粒的表面上的绝缘膜结合。形成在金属磁性颗粒的表面上的绝缘膜可以是以金属磁性颗粒中含有的选自si、zr、al和ti中的至少一种元素的氧化物为主要成分的氧化物层41。例如,氧化物层41以si的氧化物为主要成分。在氧化物层41中包含的氧以外的元素中si元素的存在量(将si元素的存在量用at%表示)最多的情况下,可以说该氧化物层41具有si的氧化物作为主要成分。在对元素的存在量进行比较的情况下,可以将用at%表示的各元素的存在量进行比较。氧化物层41以选自si、zr、al和ti中的至少一种元素的氧化物为主要成分,因此,具有高的绝缘性。氧化物层41例如由氧化硅构成。氧化物层41也可以是金属磁性颗粒中包含的si元素被氧化而形成的氧化膜。氧化物层41也可以是利用使用溶胶凝胶法的涂敷工艺在各金属磁性颗粒的表面上形成的、包含选自si、zr、al和ti中的至少一种元素的氧化物的涂膜。为了利用溶胶凝胶法在金属磁性颗粒的表面上形成包含氧化硅的涂膜,首先,向包含金属磁性颗粒、乙醇和氨水的混合液中,混合包含teos(四乙氧基硅烷、si(oc2h5)4)、乙醇和水的处理液来制作混合液,接着,对该混合液进行搅拌,然后对该搅拌后的混合液进行过滤。由此,能够将在各自的表面上形成有氧化硅膜的金属磁性颗粒从混合液中分离。可以对形成有氧化硅膜的金属磁性颗粒进行热处理。氧化物层41也可以是多层膜,该多层膜包括:金属磁性颗粒中包含的si元素被氧化而形成的氧化膜;和包含选自si、zr、al和ti中的至少一种元素的氧化物的涂膜。57.接着,参照图4对相邻的金属磁性颗粒间的微观结构进行说明。图4是将图3的区域b放大并示意性地表示的截面图。在图4中表示出了图3所示的多个金属磁性颗粒31中的第一金属磁性颗粒31a和与该金属磁性颗粒31a相邻的第二金属磁性颗粒31b的边界的一部分。第一金属磁性颗粒31a和第二金属磁性颗粒31b只是为了说明方便起见而从金属磁性颗粒中例示性地选择的颗粒,参照图4进行说明的关于第一金属磁性颗粒31a与第二金属磁性颗粒31b之间的微观结构的表述,也可适用于磁性基体10中包含的其它的相邻的金属磁性颗粒间的微观结构(包括金属磁性颗粒31间的微观结构、以及金属磁性颗粒31与金属磁性颗粒32之间的微观结构这两者)。同样为了说明方便起见,在图4中,将形成于第一金属磁性颗粒31a的表面上的氧化物层41称为第一氧化物层41a,将形成于第二金属磁性颗粒31b的表面上的氧化物层41称为第二氧化物层41b。如上所述,氧化物层41包含选自si、zr、al和ti中的至少一种元素的氧化物。为了说明方便起见,表述为氧化物层41a包含元素a(其中,元素a为选自si、zr、al和ti中的至少一种元素)的氧化物,氧化物层41b包含元素b(其中,元素b为选自si、zr、al和ti中的至少一种元素)的氧化物。氧化物层41a中包含的元素a的氧化物和氧化物层41b中包含的元素b的氧化物可以是相同元素的氧化物,也可以是不同元素的氧化物。在一个实施方式中,可以在氧化物层41a和氧化物层41b两者中包含si的氧化物。在另一个实施方式中,可以在氧化物层41a中包含al的氧化物,在氧化物层41b中不包含al的氧化物而包含zr的氧化物。58.如图4所示,第一金属磁性颗粒31a和第二金属磁性颗粒31b以第一氧化物层41a与第二氧化物层41b相对的方式配置。在第一氧化物层41a与第二氧化物层41b之间配置有多个金属fe颗粒42。多个金属fe颗粒42各自含有呈现软磁性的α相单相的金属fe。不可避免地少量含有γ相等α相以外的相的颗粒也能够视为金属fe颗粒42。在一个实施方式中,金属fe颗粒42的α相的占有率为95体积%以上。多个金属fe颗粒42隔着间隔部50彼此隔开间隔地配置。间隔部50可以是空隙,也可以是树脂或其以外的绝缘性的部件。也可以是存在多个的间隔部50的一部分为空隙,其余部分为绝缘性的部件。间隔部50也可以包含在第二热处理中在对氧化膜进行还原的工序中没有被还原的氧化铁。如图4所示,多个金属fe颗粒42分别位于第一氧化物层41a的表面和第二氧化物层41b的表面。多个金属fe颗粒42的至少一部分与第一氧化物层41a和第二氧化物层41b中的至少一者直接接触。多个金属fe颗粒42的一部分也可以不与第一氧化物层41a和第二氧化物层41b直接接触。金属fe颗粒42例如可以通过对金属磁性颗粒中包含的fe元素被加热而生成的氧化铁的膜进行还原将其分解来形成。在金属磁性颗粒31的表面的氧化物层41的表面上存在金属fe颗粒42这一点,可以以如下方式来确认。首先,将磁性基体10截断使截面露出,使用搭载有能量色散型x射线光谱(eds)检测器的透射电子显微镜(tem),在以观察区域成为250nm见方的倍率(例如,50000倍左右的倍率)对露出的磁性基体10的截面进行拍摄而得到的tem图像中进行eds分析,得到fe元素、元素a(例如si)和元素b(例如si)的分布图像。tem的观察区域以包含形成在金属磁性颗粒的表面上的绝缘膜(例如,氧化物层41)的方式确定。当以包含相邻的颗粒的边界的方式确定观察区域时,观察会变得容易。在第一金属磁性颗粒31a的表面上形成有包含元素a的氧化物(例如二氧化硅)的第一氧化物层41a,因此,在分析图像中与形成在第一金属磁性颗粒31a的表面上的第一氧化物层41a对应的位置,含有元素a的区域呈现为带状。同样,在第二金属磁性颗粒31b的表面上形成有包含元素b的氧化物(例如二氧化硅)的第二氧化物层41b,因此,在分析图像中与形成在第二金属磁性颗粒31b的表面上的第二氧化物层41b对应的位置,含有元素b的区域呈现为带状。当在该包含元素a的氧化物的带状的区域与包含元素b的氧化物的带状的区域之间存在fe元素凝聚的2nm~30nm的区域的情况下,能够判断为在该fe元素凝聚的区域存在金属fe颗粒42。通过利用sem-ebsd(electronbackscatteringdiffraction:电子背散射衍射法)对该fe元素凝聚的区域进行分析,能够确认凝聚的fe元素为α相单相的金属fe。59.在第一氧化物层41a与第二氧化物层41b之间,可以存在至少一个金属cr颗粒43。如后所述,金属cr颗粒43可以通过对包含cr的氧化物的氧化膜进行热处理,将cr的氧化物还原来形成。根据该热处理的条件的不同,有时会形成金属cr颗粒43,有时cr的氧化物不会被还原。因此,在第一金属磁性颗粒31a的表面和/或第二金属磁性颗粒31b的表面上,有时会存在金属cr颗粒43,有时会不存在金属cr颗粒43。60.在一个实施方式中,金属cr颗粒43包含呈现软磁性的α相单相的金属cr。不可避免地少量含有γ相等的α相以外的相的颗粒也能够视为金属cr颗粒43。在一个实施方式中,金属cr颗粒43的α相的占有率为95体积%以上。在第一氧化物层41a与第二氧化物层41b之间存在多个金属cr颗粒43的情况下,该多个金属cr颗粒43彼此隔开间隔地配置。金属cr颗粒43可以与金属fe颗粒42也隔开间隔地配置。金属cr颗粒43位于第一氧化物层41a的表面和第二氧化物层41b的表面上。多个金属cr颗粒43的至少一部分与第一氧化物层41a和第二氧化物层41b中的至少一者直接接触。多个金属cr颗粒43的一部分也可以不与第一氧化物层41a和第二氧化物层41b直接接触。金属cr颗粒43例如可以通过对金属磁性颗粒中包含的cr被加热而生成的cr氧化物的膜进行还原来形成。61.在一个实施方式中,多个金属fe颗粒42的平均粒径在2~30μm的范围。多个金属cr颗粒43的平均粒径也可以是在2~30μm的范围。金属fe颗粒42的平均粒径和金属cr颗粒43的平均粒径,可以利用与上述的金属磁性颗粒的平均粒径同样的方法来测量。62.接着,参照图5对包括本发明一个实施方式的磁性基体10的线圈部件1的制造方法的例子进行说明。图5表示本发明一个实施方式的线圈部件1的制造方法的一个例子。在图5所示的制造方法中,通过压缩成形工艺来制造线圈部件1。63.首先,作为准备工序,将多个金属磁性颗粒31和多个金属磁性颗粒32的混合颗粒与树脂和稀释溶剂进行混炼,生成混合树脂组合物。作为树脂,可以使用环氧树脂、聚乙烯醇缩丁醛(pvb)树脂、或者上述以外的公知的树脂。64.接着,在步骤s11中,在成形模具的型腔内设置预先准备的线圈导体25,向设置有线圈导体25的成形模具内填充上述那样生成的混合树脂组合物,对该成型模具内的混合树脂组合物施加成形压力来制作在内部包含线圈导体25的主体。在主体中包含多个金属磁性颗粒,金属磁性颗粒之间的区域被混合树脂组合物中包含的树脂填充。图6a表示步骤s11中制作的主体的截面中的金属磁性颗粒间的区域。在图6a中表示出了步骤s11中制作的主体的截面中的与磁性基体10的区域b对应的区域。如图所示,在主体中的第一金属磁性颗粒31a与第二金属磁性颗粒31b之间的区域填充有树脂45。树脂45是混合树脂组合物中包含的树脂。65.接着,在步骤s12中,对步骤s11中制作的主体进行第一加热处理。第一加热处理例如在含有800ppm以上的氧的氧气氛下、在300℃~400℃的温度进行30分钟~240分钟。第一加热处理也可以是在氧浓度约为21%的大气中进行。通过第一加热处理,树脂45被热分解从而被从主体除去。在金属磁性颗粒的表面上形成绝缘膜。即,在金属磁性颗粒的表面上形成包含金属磁性颗粒的构成元素的氧化物的氧化膜。具体而言,在金属磁性颗粒各自的表面上形成:以选自si、zr、al和ti中的至少一种元素的氧化物为主要成分的氧化膜;和以fe的氧化物为主要成分的氧化膜。在氧化膜中包含的氧以外的元素中fe元素的存在量最多的情况下,可以说该氧化膜包含fe的氧化物作为主要成分。例如,如图6b所示,通过第一加热处理,在第一金属磁性颗粒31a与第二金属磁性颗粒31b之间的区域形成有:氧化膜51a,其以第一金属磁性颗粒31a中包含的选自si、zr、al和ti中的至少一种元素被氧化而形成的、选自si、zr、al和ti中的至少一种元素的氧化物为主要成分;氧化膜51b,其以第二金属磁性颗粒31b中包含的选自si、zr、al和ti中的至少一种元素被氧化而形成的、选自si、zr、al和ti中的至少一种元素的氧化物为主要成分;氧化膜52,其以第一金属磁性颗粒31a和第二金属磁性颗粒31b中包含的fe被氧化而形成的氧化铁为主要成分;氧化膜53a,其以第一金属磁性颗粒31a中包含的cr被氧化而形成的cr的氧化物为主要成分;和氧化膜53b,其以第二金属磁性颗粒31b中包含的cr被氧化而形成的cr的氧化物为主要成分。在第一金属磁性颗粒31a中不含有cr的情况下,不会形成氧化膜53a,在第二金属磁性颗粒31b中不含有cr的情况下,不会形成氧化膜53b。66.为了制作主体,也可以使用通过涂敷工艺在表面上形成有以选自si、zr、al和ti中的至少一种元素的氧化物为主要成分的涂膜作为绝缘膜的金属磁性颗粒31和金属磁性颗粒32。在该情况下,在步骤s11中制作的主体中,如图7所示,在第一金属磁性颗粒31a的表面上形成有以选自si、zr、al和ti中的至少一种元素的氧化物为主要成分的涂膜61a,在第二金属磁性颗粒31b的表面上形成有以选自si、zr、al和ti中的至少一种元素的氧化物为主要成分的涂膜61b。在该形成于第一金属磁性颗粒31a的表面上的涂膜61a与形成于第二金属磁性颗粒31b的表面上的涂膜61b之间的区域,填充有树脂45。在该情况下,在步骤s12中的第一加热处理中,涂膜61a、61b被脱脂而成为上述的氧化膜51a、51b,树脂45被热分解从而被从主体除去。另外,在第一加热处理中,在涂膜61a与涂膜61b之间的区域形成氧化膜52。在涂膜61a和涂膜61b中的至少一者中,可以除了由选自si、zr、al和ti中的至少一种元素的氧化物构成的主要成分以外,还含有cr。在涂膜61a含有cr的情况下,在第一加热处理中,在涂膜61a与涂膜61b之间的区域形成氧化膜52和氧化膜53a。在涂膜61b含有cr的情况下,在第一加热处理中,在涂膜61a与涂膜61b之间的区域形成氧化膜52和氧化膜53b。如上所述,在使用在表面上形成有由元素a的氧化物构成的涂膜的金属磁性颗粒31和金属磁性颗粒32来制作主体的情况下,通过第一加热处理,在金属磁性颗粒间也会呈现图6b所示的微观结构。67.接着,在步骤s13中,对进行第一加热处理后的主体进行第二加热处理。第二加热处理例如在氢浓度为0.5%~4.0%的还原气氛下、在400℃~800℃的温度进行30分钟~240分钟。通过该第二加热处理,能够从主体形成磁性基体10。在该第二加热处理中,通过发生相邻的金属磁性颗粒的表面的绝缘膜中包含的元素的热扩散,能够形成相邻的金属磁性颗粒彼此的结合。而且,也能够对各个金属磁性颗粒的表面的绝缘膜进行热处理。具体而言,通过第二加热处理,氧化膜52中包含的氧化铁的至少一部分被还原,氧化膜52无法维持层状结构而被分解为多个金属fe颗粒42,另外,在存在氧化膜53a、53b的情况下,氧化膜53a、53b中包含的cr的氧化物的至少一部分被还原,氧化膜53a、53b无法维持层状结构而被分解为多个金属cr颗粒43。因此,在通过第二加热处理得到的磁性基体10中,如图4所示,在各个金属磁性颗粒的表面上,以彼此隔开间隔的方式存在多个金属fe颗粒42。另外,在金属磁性颗粒的组成中含有cr的情况下,或者在金属磁性颗粒的表面上存在含有cr的涂层的情况下,在通过第二加热处理得到的磁性基体10中,如图4所示,以彼此隔开间隔的方式存在多个金属cr颗粒43。可以是在相邻的金属磁性颗粒之间的区域中,多个金属fe颗粒42和多个金属cr颗粒43彼此隔开间隔。cr比fe难以被还原,因此,根据步骤s13中的第二加热处理的条件的不同,也有时仅形成金属fe颗粒42,而未形成金属cr颗粒43。氧化膜51a、51b由在氢气等还原性气氛中不易被还原的选自si、zr、al和ti中的至少一种元素的氧化物构成,因此,不会像氧化膜52和氧化膜53a、53b那样被分解为颗粒状,而在维持层状形状的状态下成为氧化物层41。68.如上所述,通过步骤s11~s13制作出本发明一个实施方式的磁性基体10。接着,在步骤s14中,通过在步骤s13中得到的磁性基体10的表面上涂敷导体膏,来形成外部电极21和外部电极22。外部电极21与设置在磁性基体10内的线圈导体25的一个端部电连接,外部电极22与设置在磁性基体10内的线圈导体25的另一个端部电连接。外部电极21、22可以包含镀层。该镀层可以为2层以上。2层的镀层可以包含ni镀层和设置在该ni镀层的外侧的sn镀层。也可以是通过以线圈导体25的端部从磁性基体10露出到外部的方式配置线圈导体25,并将该线圈导体25中的从磁性基体10露出的部分向安装面10b折弯,来将线圈导体25中的从磁性基体10露出到外部的部位作为外部电极。69.通过上述工序,可通过压缩成形工艺制造出线圈部件1。制造出的线圈部件1可以通过回流工序安装在基板2上。在该情况下,配置有线圈部件1的基板2,例如在高速通过被加热至峰值温度260℃的回流炉之后,外部电极21、22分别被焊接在安装基板2a的焊盘部3,从而线圈部件1被安装在安装基板2a上,得到电路板2。70.在使用图5说明的线圈部件1的制造方法中,可以进行各种变更。例如,可以与步骤s11的第一加热处理分开地进行用于将混合树脂组合物中包含的树脂除去的脱粘合剂处理。与第一加热处理分开地进行的脱粘合剂处理,可以通过在树脂的热分解温度以上的温度对元件进行加热来进行。脱粘合剂处理可以在第一加热处理的温度以下进行。脱粘合剂处理可以在步骤s11的第一加热处理之前进行。71.接着,参照图8对本发明的另一个实施方式的线圈部件1进行说明。图8表示本发明的另一个实施方式的线圈部件1的分解立体图。图8所示的线圈部件1为层叠线圈。72.线圈部件1包括磁性基体10。磁性基体10可以通过将多个磁性体片11~17在t轴方向上层叠,对层叠后的磁性体片进行热压接,并进行第一加热处理和第二加热处理来制作。如上所述,磁性基体10包含多个金属磁性颗粒,在磁性基体10中包含的各金属磁性颗粒的表面上形成有由元素a的氧化物构成的绝缘性的氧化物层41,在相邻的金属磁性颗粒之间配置有多个金属fe颗粒42。在金属磁性颗粒中含有cr的情况下,或者在金属磁性颗粒的表面上存在含有cr的涂层的情况下,在相邻的金属磁性颗粒之间配置有多个金属cr颗粒43。73.线圈导体25绕在t轴方向上延伸的线圈轴线ax延伸。如图所示,线圈导体25具有:导体图案c1~c5;和用于将该导体图案c1~c5中相邻地配置的导体图案彼此连接的过孔(via)导体v1~v4。过孔导体v1~v4可以通过在形成于磁性体片12~15中的沿t轴方向延伸的贯通孔中埋入导电性膏来制作。导体图案c1~c5例如可以通过将由导电性优异的金属或合金构成的导电性膏利用例如丝网印刷法印刷在磁性体片上来形成。作为该导电性膏的材料,可以使用ag、pd、cu、al或它们的合金。导体图案c1~c5各自经由过孔导体v1~v4与相邻的导体图案电连接。这样连接的导体图案c1~c5和过孔导体v1~v4,形成绕线圈轴线ax呈螺旋状延伸的线圈导体25。74.接着,对图8所示的线圈部件1的制造方法的例子进行说明。图8所示的线圈部件1可以通过层叠工艺来制造。首先,制作由磁性材料构成的多个磁性体片11~17。这些磁性体片11~17各自,可以通过将多个第一金属磁性颗粒31和多个第二金属磁性颗粒32的混合颗粒与粘合剂树脂(例如,聚乙烯醇缩丁醛(pvb)树脂)和稀释溶剂(例如,甲苯)进行混炼生成混合树脂组合物,将该生成的混合树脂组合物利用例如刮刀法呈片状涂敷在pet膜等基材上,并使该涂敷的混合树脂组合物干燥以使稀释溶剂挥发来制作。75.接着,在磁性体片12~15的规定的位置形成将各自在t轴方向上贯穿的贯通孔。接着,利用丝网印刷法在磁性体片12~16各自的上表面印刷导电性膏,由此,在磁性体片12~16上形成未烧制导体图案,并且在形成于磁性体片12~15中的各贯通孔中埋入导电性膏。形成在磁性体片12~16上的未烧制导体图案分别为导体图案c1~c5的前体,埋入到磁性体片12~15的贯通孔中的导电性膏分别为过孔导体v1~v4的前体。76.将磁性体片11~17以形成在该各磁性体片上的导体图案c1~c5的前体中相邻的前体彼此经由过孔导体v1~v4的前体电连接的方式层叠。接着,利用冲压机对上述那样层叠后的磁性体片进行热压接,制作出片层叠体。77.接着,使用切割机或激光加工机等切断机将热压接后的片层叠体单片化为期望的尺寸,从而得到单元片层叠体。接着,对该单元片层叠体按照关于步骤s12说明的条件进行第一加热处理,并对第一加热处理后的单元片层叠体按照关于步骤s12说明的条件进行第二加热处理。由此,从单元片层叠体中包含的磁性体片生成磁性基体10。78.接着,根据需要对进行第二热处理后的单元片层叠体的端部进行滚筒研磨等研磨处理。接着,通过在该单元片层叠体的两端部涂敷导体膏来形成外部电极。通过上述工序,可通过层叠工艺得到线圈部件1。79.接着,参照图9对本发明的另一个实施方式的线圈部件1进行说明。图9所示的线圈部件1为绕阻型的电感器。图9所示的实施方式的线圈部件1包括鼓型的磁性基体10、线圈导体25、第一外部电极21和第二外部电极22。磁性基体10具有:卷芯111;设置在该卷芯111的一个端部的长方体形状的凸缘112a;和设置在该卷芯111的另一个端部的长方体形状的凸缘112b。卷芯111沿着线圈轴线ax延伸。在卷芯111上卷绕有线圈导体25。即,线圈导体25绕线圈轴线ax呈螺旋状延伸。线圈导体25具有由导电性优异的金属材料构成的导线和包围该导线的周围的绝缘膜。第一外部电极21沿着凸缘112a的下表面设置,第二外部电极22沿着凸缘112b的下表面设置。80.如上所述,磁性基体10包含多个金属磁性颗粒,在磁性基体10中包含的各金属磁性颗粒的表面上形成有由元素a的氧化物构成的绝缘性的氧化物层41,在相邻的金属磁性颗粒之间配置有多个金属fe颗粒42。在金属磁性颗粒中含有cr的情况下,或者在金属磁性颗粒的表面上存在含有cr的涂层的情况下,在相邻的金属磁性颗粒之间配置有多个金属cr颗粒43。81.接着,对图9所示的绕阻型的线圈部件1的制造方法的例子进行说明。首先,将多个金属磁性颗粒与树脂和稀释溶剂进行混炼生成混合树脂组合物,通过对该混合树脂组合物进行压缩成形来制作成形体。接着,对该成形体按照关于步骤s12说明的条件进行第一加热处理,并对第一加热处理后的单元片层叠体按照关于步骤s12说明的条件进行第二加热处理。通过该第二加热处理,从成形体生成磁性基体10。82.接着,进行在通过上述的热处理工序得到的磁性基体10设置线圈导体25的线圈设置工序。在线圈设置工序中,绕磁性基体10的卷芯111卷绕线圈导体25,将该线圈导体25的一端与第一外部电极21连接,并将该线圈导体25的另一端与第二外部电极22连接。通过上述工序,得到绕阻型的线圈部件1。83.[实施例][0084]接着,对本发明的实施例进行说明。以如下方式制作出作为评价对象的样品。首先,准备具有fe-si-cr(si:3.5wt%,cr:1.5wt%,其余部分为fe和不可避免的杂质)的组成的平均粒径为4μm的金属磁性颗粒。接着,将上述的金属磁性颗粒与pvb树脂和有机溶剂混合,生成混合树脂组合物。接着,将该混合树脂组合物放入到成形模具内,通过施加成形压力制作出厚度1mm的板状的成形体。接着,通过对该成形体进行冲裁,制作出外径10mmφ、内径5mmφ的环形芯状的成型体。接着,对该环形芯状的成形体,在表1所示的12种条件下,将热处理1和热处理2依次分别进行60分钟。这样,制作出样品1~12。[0085][表1][0086][0087]另外,准备具有fe-si(si:3.5wt%,其余部分为fe和不可避免的杂质)的组成的平均粒径为4μm的金属磁性颗粒。接着,将上述的金属磁性颗粒与pvb树脂和有机溶剂混合,生成混合树脂组合物。接着,将该混合树脂组合物放入到成形模具内,通过施加成形压力制作出厚度1mm的板状的成形体。接着,通过对该成形体进行冲裁,制作出外径10mmφ、内径5mmφ的环形芯状的成型体。接着,对该环形芯状的成形体,在表2所示的12种条件下,将热处理1和热处理2依次分别进行60分钟。这样,制作出样品13~24。[0088][表2][0089][0090]对上述那样得到的样品1~样品24的环形形状的试验片各自,使用市售的阻抗分析仪来测量10mhz时的磁导率,并按照jis-k6911来测量体积电阻值。另外,对样品1~样品24各自,在相对的面上安装电极,使在该电极间施加的电压分阶段地增加,测量出发生短路时的电压。将该发生短路时的电压除以用微米单位表示的电极间的间隔而得到的值作为各样品的绝缘耐压。将该测量和计算的结果汇总在表3和表4中。[0091][表3][0092][0093][表4][0094][0095]对于样品1~24各自,在其制造工序中在处于300~400℃的范围的温度、且在800ppm的氧浓度的氧气氛或大气中进行了热处理1,因此,混合树脂组合物中的树脂通过该热处理1被除去。[0096]根据表3所示的测量结果可知,样品3~12的磁导率、电阻值和绝缘耐压,比由相同组成的金属磁性颗粒制作的样品1~2的磁导率、电阻值和绝缘耐压高。可认为该磁导率、电阻值和绝缘耐压的差异是由热处理2的条件的不同引起的。在样品1、2的制造工序中,在800ppm的氧浓度的氧气氛下或不活泼气氛下(n2气氛下)进行了热处理2,而在样品3~12的制造工序中,在还原气氛下进行了热处理2。具体而言,在样品3~6的制造工序中,在氢浓度为0.5%的还原气氛下进行了热处理2,在样品7~12的制造工序中,在氢浓度为4.0%的还原气氛下对成形体进行了热处理2。可认为,在样品3~12中,通过在还原气氛下进行热处理2,在热处理1中生成的由氧化铁构成的氧化膜在热处理2中被还原,从而被分解为彼此隔开间隔的多个金属fe颗粒,因此,得到了比由氧化铁构成的氧化膜没有被还原的样品1、2高的磁导率、电阻值和绝缘耐压。另外,当将在氢浓度为0.5%的还原气氛下进行了热处理2的样品3~6和在氢浓度为4.0%的还原气氛下进行了热处理2的样品7~12进行比较时,在还原能力更强的氢浓度为4.0%的还原气氛下进行了热处理2的样品7~12具有比在氢浓度为0.5%的还原气氛下进行了热处理2的样品3~6高的磁导率、电阻值和绝缘耐压。[0097]根据表4所示的测量结果,在使用含有al的金属磁性颗粒的样品13~24中,均观察到了与使用含有cr的金属磁性颗粒的样品1~12同样的趋势。具体而言,样品15~24的磁导率、电阻值和绝缘耐压,比样品13~14的磁导率、电阻值和绝缘耐压高。在样品13、14的制造工序中,在800ppm的氧浓度的氧气氛下或不活泼气氛下(n2气氛下)进行了热处理2,而在样品15~18的制造工序中,在氢浓度为0.5%的还原气氛下进行了热处理2,在样品19~24的制造工序中,在氢浓度为4.0%的还原气氛下对成形体进行了热处理2。可认为,在样品15~24中,在热处理1中生成的由氧化铁构成的氧化膜在热处理2中被还原,从而被分解为彼此隔开间隔的多个fe金属颗粒,因此,得到了比由氧化铁构成的氧化膜没有被还原的样品13、14高的磁导率、电阻值和绝缘耐压。另外,当将在氢浓度为0.5%的还原气氛下进行了热处理2的样品15~18和在氢浓度为4.0%的还原气氛下进行了热处理2的样品19~24进行比较时,在还原能力更强的氢浓度为4.0%的还原气氛下进行了热处理2的样品19~24具有比在氢浓度为0.5%的还原气氛下进行了热处理2的样品15~18高的磁导率、电阻值和绝缘耐压。[0098]另外,将样品1~24各自截断使截面露出,使用搭载有能量色散型x射线光谱(eds)检测器的透射电子显微镜(tem),对露出的截面的250nm见方的区域进行拍摄来得到tem图像。在该tem图像中进行eds分析,对相邻的金属磁性颗粒之间的区域进行观察时,在样品1、2、13、14中,在相邻的金属磁性颗粒间观察到了含有si和o的带状的2个层。在样品1、2中,在该2个含有si和o的层之间观察到了含有fe、cr和o的层。在样品13、14中,在该2个含有si和o的层之间观察到了含有fe和o的层。而在样品3~12、15~24中,在相邻的金属磁性颗粒之间观察到了含有si和o的带状的2个层,在该2个含有si和o的带状的层之间观察到了粒径在2nm~30nm的范围的多个纳米尺寸的颗粒。使用株式会社日立高新技术(hitachihigh-techcorporation)制造的超高分辨率肖特基扫描电子显微镜su7000和阿美特克公司(ametek,inc.)制造的velocity检测器,利用sem-ebsd对该纳米尺寸的颗粒的晶相进行分析。其结果是,确认了在样品3~12中的观察区域内的金属磁性颗粒的表面上附着在含有si和o的带状的层上的纳米尺寸的颗粒为α相单相的金属fe。另外,确认了在样品15~24中的观察区域内的金属磁性颗粒的表面上附着在含有si和o的带状的层上的纳米尺寸的颗粒为α相单相的金属fe。[0099]接着,对上述的实施方式的作用效果进行说明。依照本发明的一个或多个实施方式,在本发明的实施方式中,在第一氧化物层41a与第二氧化物层41b之间存在多个金属fe颗粒42。该金属fe颗粒42由呈现软磁性的α相单相的金属fe构成。因此,本发明的实施方式的磁性基体10,与fe元素作为氧化物包含在第一氧化物层41a与第二氧化物层41b之间的以往的磁性基体相比,呈现高的磁导率。另外,在本发明的实施方式中,在第一氧化物层41a与第二氧化物层41b之间,离散地配置有金属fe颗粒42,而不存在由氧化铁构成的膜。因此,本发明的实施方式的磁性基体10,与在相邻的金属磁性颗粒间设置有氧化铁的膜的以往的磁性基体相比,呈现优异的电阻值和绝缘耐压。[0100]在第一氧化物层41a与第二氧化物层41b之间的区域中,金属cr颗粒43也不是以层状或膜状而是离散地存在。因此,本发明的实施方式的磁性基体10,与cr元素作为氧化物包含在第一氧化物层41a与第二氧化物层41b之间的以往的磁性基体相比,呈现高的磁导率。另外,磁性基体10中,金属cr颗粒43离散地配置,因此,不会产生由金属cr颗粒43导致的绝缘性的降低。[0101]上述的各种实施方式中说明的各构成要素的尺寸、材料和配置,各自并不限于在各实施方式中明确地说明的内容,该各构成要素可以以具有本发明的范围中可包含的任意的尺寸、材料和配置的方式变形。例如,磁性基体10可以是如图1和图2所示的那样,以覆盖线圈导体25的方式构成和配置,也可以是如图9所示的那样,以将线圈导体25卷绕在磁性基体10的外表面的方式构成和配置。[0102]可以在上述的各实施方式中增加在本说明书中没有明确地说明的构成要素,也可以将各实施方式中已说明的构成要素的一部分省略。[0103]本说明书等中的“第一”、“第二”、“第三”等表述,是为了识别构成要素而添加的,不一定是对数量、顺序或其内容进行限定。另外,用于识别构成要素的编号是按每个语境使用的,在一个语境中使用的编号在另一个语境中不一定表示相同的构成。另外,不妨碍用某个编号识别的构成要素兼具用另一个编号识别的构成要素的功能。当前第1页12当前第1页12
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