專(zhuān)利名稱(chēng)：Stacked coil component and mehtod for manufacturing the stacked coil component的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及燒結(jié)磁性體陶瓷層與以Ag為主要成分的用于形成線(xiàn)圈的內(nèi)部導(dǎo)體層 疊而成的陶瓷疊層體從而制成的疊層線(xiàn)圈零件，其具有將螺旋狀線(xiàn)圈配置在磁性體陶瓷元 件內(nèi)部的結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，電子零件小型化的需求增大，即使有關(guān)線(xiàn)圈零件，其主流也在向疊層型的 線(xiàn)圈零件方面發(fā)展。可是，同時(shí)燒結(jié)磁性體陶瓷和內(nèi)部導(dǎo)體而得到的疊層線(xiàn)圈零件，在磁性體陶瓷層 和內(nèi)部導(dǎo)體層之間因熱脹系數(shù)的不同而產(chǎn)生的內(nèi)部應(yīng)力，會(huì)使磁性體陶瓷的磁特性下降， 從而引起疊層線(xiàn)圈零件的阻抗值降低或離散。因此，為了消除這樣的問(wèn)題，有人提出了疊層型阻抗元件的方案(專(zhuān)利文獻(xiàn)1)，首 先把燒結(jié)后的磁性體陶瓷元件放在酸性鍍液中進(jìn)行浸漬處理，在磁性體陶瓷層和內(nèi)部導(dǎo)體 層之間設(shè)置空隙，由此來(lái)避免內(nèi)部導(dǎo)體層對(duì)磁性體陶瓷層的應(yīng)力的影響，從而消除阻抗值 降低或離散。但是，在該專(zhuān)利文獻(xiàn)1的疊層型阻抗元件中，將磁性體陶瓷元件浸漬在鍍液中，從 內(nèi)部導(dǎo)體層露出磁性體陶瓷元件的表面的部分把鍍液浸透到內(nèi)部，這樣就會(huì)在磁性體陶瓷 層和內(nèi)部導(dǎo)體層之間形成不連續(xù)的空隙，所以在磁性體陶瓷層之間就形成內(nèi)部導(dǎo)體層和空 隙，內(nèi)部導(dǎo)體層變細(xì)，內(nèi)部導(dǎo)體層在陶瓷層之間所占的比例不得不減小。因此，難以得到直流電阻低的產(chǎn)品。特別是一旦尺寸達(dá)到1. OmmXO. 5mmX0. 5mm 的產(chǎn)品或0. 6mmX0. 3mmX0. 3mm那樣小型的產(chǎn)品，就必須把磁性體陶瓷層做得很薄，很難 既在磁性體陶瓷層之間設(shè)置內(nèi)部導(dǎo)體層和空隙又把內(nèi)部導(dǎo)體層形成得很厚，因此，不僅不 能降低直流電阻，而且容易產(chǎn)生沖擊等引起的內(nèi)部導(dǎo)體的斷線(xiàn)，就無(wú)法確保足夠高的可靠 性。專(zhuān)利文獻(xiàn)1 特開(kāi)2004-22798號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于為解決上述的問(wèn)題而提供一種可靠性高的疊層線(xiàn)圈零件，在構(gòu) 成疊層線(xiàn)圈零件的磁性體陶瓷層與內(nèi)部導(dǎo)體層之間不需形成原來(lái)的那種空隙，就可以緩解 磁性體陶瓷層與內(nèi)部導(dǎo)體層之間因燒結(jié)收縮率或熱脹系數(shù)的不同而產(chǎn)生的內(nèi)部應(yīng)力的問(wèn) 題，從而降低了直流電阻，而且不易發(fā)生因沖擊等引起的內(nèi)部導(dǎo)體的斷線(xiàn)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明(權(quán)利要求1)的疊層線(xiàn)圈零件，在磁性體陶瓷元件內(nèi)部 具有層間連接內(nèi)部導(dǎo)體而形成的螺旋狀線(xiàn)圈，所述磁性體陶瓷元件是通過(guò)燒結(jié)由磁性體陶 瓷層層疊起來(lái)而形成、并具備以Ag為主要成分的用于形成線(xiàn)圈的所述內(nèi)部導(dǎo)體的陶瓷疊 層體而制成；其中，在所述內(nèi)部導(dǎo)體與所述內(nèi)部導(dǎo)體的周?chē)拇判泽w陶瓷的界面上不存在 空隙；而且，所述內(nèi)部導(dǎo)體與所述磁性體陶瓷的界面不結(jié)合。
在本發(fā)明的疊層線(xiàn)圈零件中，所述內(nèi)部導(dǎo)體的側(cè)部與所述磁性體陶瓷元件的側(cè)面 之間的區(qū)域即側(cè)隙部中的磁性體陶瓷的孔隙面積率最好處在6% 20%范圍內(nèi)。最好使側(cè)隙部中的磁性體陶瓷的孔隙面積率，大于磁性體陶瓷元件內(nèi)的內(nèi)部導(dǎo)體 的上側(cè)最外層的上表面與磁性體陶瓷元件的上表面之間的外層區(qū)域、和磁性體陶瓷元件內(nèi) 的內(nèi)部導(dǎo)體的下側(cè)最外層的下表面與磁性體陶瓷元件的下表面之間的外層區(qū)域中的孔隙 面積率。作為所述磁性體陶瓷，最好是以MCuZn鐵氧體為主要成分的陶瓷，最好使用含有 0. 1 0. 5重量％的軟化點(diǎn)為500 700°C的硼硅酸鋅系低軟化點(diǎn)玻璃的陶瓷；使用含有 0. 2 0. 4重量％所述的硼硅酸鋅系低軟化點(diǎn)玻璃的陶瓷就更好。作為所述磁性體陶瓷，最好使用還含有0. 3 1. 0重量％的SnO2的陶瓷；使用含 有0. 5 0. 8重量％比率的SnO2的陶瓷就更好。有關(guān)所述磁性體陶瓷的孔隙面積率的孔隙的直徑的平均值最好處在0. 1 0. 6μπι范圍內(nèi)。本發(fā)明的疊層線(xiàn)圈零件的制造方法的特征在于包含如下工序燒結(jié)由磁性體陶瓷 層與以Ag為主要成分的用于形成線(xiàn)圈的內(nèi)部導(dǎo)體層疊起來(lái)的陶瓷疊層體，形成在內(nèi)部具 備螺旋狀線(xiàn)圈的磁性體陶瓷元件；從所述磁性體陶瓷元件的側(cè)面，經(jīng)所述內(nèi)部導(dǎo)體的側(cè)部 與所述磁性體陶瓷元件的側(cè)面之間的區(qū)域即側(cè)隙部浸透酸性溶液，并且使酸性溶液到達(dá)所 述內(nèi)部導(dǎo)體與其周?chē)拇判泽w陶瓷的界面上，由此來(lái)切斷所述內(nèi)部導(dǎo)體與其周?chē)拇判泽w 陶瓷的界面的結(jié)合。本發(fā)明的疊層線(xiàn)圈零件的制造方法的特征在于包含如下工序燒結(jié)具備層疊起來(lái)的多層磁性體陶瓷坯片和以Ag為主要成分的用于形成線(xiàn)圈的 多層內(nèi)部導(dǎo)體圖形的陶瓷疊層體，形成在內(nèi)部具備螺旋狀線(xiàn)圈的磁性體陶瓷元件，所述螺 旋狀線(xiàn)圈的兩端部的各一方在所述磁性體陶瓷元件的相對(duì)的兩側(cè)面分別露出來(lái)，同時(shí)所述 內(nèi)部導(dǎo)體的側(cè)部與所述磁性體陶瓷元件的側(cè)面之間的區(qū)域即側(cè)隙部的孔隙面積率為6% 20% ；在所述螺旋狀線(xiàn)圈的兩端部分別露出來(lái)的所述磁性體陶瓷元件的所述兩側(cè)面上 形成外部電極；用酸性的鍍液對(duì)所述外部電極的表面實(shí)施電鍍。發(fā)明的有益效果本發(fā)明(權(quán)利要求1)的疊層線(xiàn)圈零件，燒結(jié)由磁性體陶瓷層與以Ag為主要成分 的用于形成線(xiàn)圈的內(nèi)部導(dǎo)體層疊起來(lái)的陶瓷疊層體而形成，其中以Ag為主要成分的內(nèi)部 導(dǎo)體與內(nèi)部導(dǎo)體的周?chē)拇判泽w陶瓷的界面上不存在空隙且內(nèi)部導(dǎo)體與磁性體陶瓷的界 面呈不結(jié)合的狀態(tài)，所以不需在內(nèi)部導(dǎo)體與磁性體陶瓷的界面上設(shè)空隙(即，不會(huì)使內(nèi)部 導(dǎo)體變細(xì))就能夠緩和應(yīng)力。因此，能夠提供特性的離散小，直流電阻降低，并可抑制、防止 沖擊引起的內(nèi)部導(dǎo)體的斷線(xiàn)的可靠性高的疊層線(xiàn)圈零件。由于內(nèi)部導(dǎo)體的側(cè)部與磁性體陶瓷元件的側(cè)面之間的區(qū)域即側(cè)隙部中的磁性體 陶瓷的孔隙面積率的范圍為6% 20%，所以即使使用作為疊層線(xiàn)圈零件整體能夠?qū)崿F(xiàn) 高強(qiáng)度和高導(dǎo)磁率的鐵氧體系的陶瓷作為磁性體陶瓷的情況下，也能夠高效地浸透酸性溶 液，不需在內(nèi)部導(dǎo)體層與磁性體陶瓷的界面上設(shè)空隙，就能夠切斷兩者的界面的結(jié)合。
由于使前述側(cè)隙部中的磁性體陶瓷的孔隙面積率，大于磁性體陶瓷元件內(nèi)的內(nèi)部 導(dǎo)體的上側(cè)最外層的上表面與磁性體陶瓷元件的上表面之間的外層區(qū)域、和磁性體陶瓷元 件內(nèi)的內(nèi)部導(dǎo)體的下側(cè)最外層的下表面與磁性體陶瓷元件的下表面之間的外層區(qū)域中的 孔隙面積率，這樣就能夠從側(cè)隙部高效地浸透酸性溶液。由于在外層區(qū)域內(nèi)孔隙面積率小， 所以作為整體能夠得到具有所期望的強(qiáng)度的疊層線(xiàn)圈零件。作為磁性體陶瓷，由于是以NiCuZn鐵氧體為主要成分的陶瓷，并且使用含有 0. 1 0. 5重量％的軟化點(diǎn)為500 700°C的硼硅酸鋅系低軟化點(diǎn)玻璃的陶瓷，所以即使在 磁性體陶瓷含孔而密度較低的情況下，也能夠得到作為疊層線(xiàn)圈零件整體的強(qiáng)度大且導(dǎo)磁 率高的疊層電感器。由于硼硅酸鋅系低軟化點(diǎn)玻璃是結(jié)晶玻璃，所以能夠穩(wěn)定磁性體陶瓷 的燒結(jié)密度。另外，使用含有0. 2 0. 4重量％的硼硅酸鋅系低軟化點(diǎn)玻璃的陶瓷作為磁 性體陶瓷就能夠進(jìn)一步提高上述效果。使用以NiCuZn鐵氧體為主要成分，且含有上述配比的硼硅酸鋅系低軟化點(diǎn)玻璃， 同時(shí)含有0. 3 1. 0重量％配比的SnO2的陶瓷作為磁性體陶瓷，這種情況下能夠得到耐外 應(yīng)力性和直流重疊特性好的疊層線(xiàn)圈零件。在使用含有0. 5 0. 8重量％配比的SnO2的陶瓷的情況下，能夠更加確保上述效^ ο添加SnO2，磁性體陶瓷的導(dǎo)磁率就下降，強(qiáng)度也降低，但是添加硼硅酸鋅系低軟化 點(diǎn)結(jié)晶玻璃就能夠補(bǔ)足該降低了的導(dǎo)磁率和強(qiáng)度。在本發(fā)明中，磁性體陶瓷的孔隙面積率的孔隙的直徑的平均值的范圍最好是 0. 1 0.6 μ m，如果孔隙直徑不足0. 1 μ m，酸性溶液就很難從側(cè)隙部到達(dá)內(nèi)部導(dǎo)體與其周 圍的磁性體陶瓷的界面上，如果大于0.6 μ m，磁性體陶瓷元件的強(qiáng)度就降低。至于本發(fā)明的疊層線(xiàn)圈零件的制造方法，由于從磁性體陶瓷元件的側(cè)面經(jīng)側(cè)隙部 浸透酸性溶液，并使酸性溶液到達(dá)內(nèi)部導(dǎo)體與其周?chē)拇判泽w陶瓷的界面上，從而切斷內(nèi) 部導(dǎo)體與其周?chē)拇判泽w陶瓷的界面的結(jié)合，所以即使在外部電極覆蓋住磁性體陶瓷元件 的端面的情況下，也能夠使酸性溶液確實(shí)地由側(cè)隙部浸透到內(nèi)部導(dǎo)體與其周?chē)拇判泽w陶 瓷的界面，從而能夠緩和內(nèi)部導(dǎo)體與其周?chē)拇判泽w陶瓷的界面的應(yīng)力。結(jié)果，特性的離散 小，能夠降低直流電阻，不易發(fā)生因沖擊等引起的內(nèi)部導(dǎo)體的斷線(xiàn)，從而能夠制造出可靠性 高的疊層線(xiàn)圈零件。由于本發(fā)明的疊層線(xiàn)圈零件的制造方法是首先形成在內(nèi)部具備螺旋狀線(xiàn)圈的磁 性體陶瓷元件，螺旋狀線(xiàn)圈的兩端部各一方在磁性體陶瓷元件的相對(duì)的兩側(cè)面分別露出 來(lái)，同時(shí)側(cè)隙部的孔隙面積率為6% 20% ；在螺旋狀線(xiàn)圈的兩端部分別露出來(lái)的磁性體 陶瓷元件的兩側(cè)面上形成外部電極之后，用酸性的鍍液對(duì)外部電極的表面實(shí)施電鍍，所以 即使在外部電極覆蓋住磁性體陶瓷元件的端面的情況下，也能夠使鍍液(酸性溶液)確實(shí) 地從孔隙面積率為6% 20%的側(cè)隙部浸透到內(nèi)部導(dǎo)體與其周?chē)拇判泽w陶瓷的界面，切 斷內(nèi)部導(dǎo)體與其周?chē)拇判泽w陶瓷的界面的結(jié)合，從而能夠緩和施加到磁性體陶瓷上的應(yīng) 力。由于使用酸性溶液作為鍍液來(lái)實(shí)施電鍍時(shí)，同時(shí)使鍍液浸透到磁性體陶瓷元件 內(nèi)，所以沒(méi)有必要在已有的工序中附加新的工序，從而能夠高效率地制造出可靠性高的疊 層線(xiàn)圈零件。


圖1是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例(實(shí)施例1)的疊層線(xiàn)圈零件的構(gòu)成的正面斷面圖。圖2是本發(fā)明的實(shí)施例1的疊層線(xiàn)圈零件主要部分構(gòu)成的分解立體圖。圖3是本發(fā)明的實(shí)施例1的疊層線(xiàn)圈零件的構(gòu)成的側(cè)面斷面圖。圖4是本發(fā)明的實(shí)施例1和比較例的疊層線(xiàn)圈零件的孔隙面積率的測(cè)定方法的說(shuō) 明圖。圖5是把本發(fā)明的實(shí)施例1的疊層線(xiàn)圈零件(表1的3號(hào)試件)的斷面進(jìn)行鏡面 研磨后由FIB加工好的面(W-T面)的SIM像。圖6是本發(fā)明的實(shí)施例1的疊層線(xiàn)圈零件(表1的3號(hào)試件)的三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)得 到的斷裂面的SEM像。圖7是添加到磁性體陶瓷內(nèi)的硼硅酸鋅系低軟化點(diǎn)玻璃的軟化點(diǎn)與阻抗的關(guān)系
圖。
符號(hào)的說(shuō)明
1…磁性體陶瓷層
2…內(nèi)部導(dǎo)體
2a···內(nèi)部導(dǎo)體的側(cè)部
3…磁性體陶瓷元件
3a…磁性體陶瓷元件的側(cè)面
4…螺旋狀線(xiàn)圈
4a、4b…螺旋狀線(xiàn)圈的兩端部
5a、5b…外部電極
8…側(cè)隙部
9…外層區(qū)域
10…疊層線(xiàn)圈零件(疊層阻抗元件)
11…磁性體陶瓷
21…陶瓷坯片
21a…沒(méi)有內(nèi)部導(dǎo)體圖形的陶瓷坯片
22…內(nèi)部導(dǎo)體圖形(線(xiàn)圈圖形)
23…疊層體(未燒結(jié)的磁性體陶瓷元件)
24…導(dǎo)通孔
A…界面
具體實(shí)施例方式以下展示本發(fā)明的實(shí)施例來(lái)更加詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明的特征。實(shí)施例1圖1是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的疊層線(xiàn)圈零件(該實(shí)施例中是疊層阻抗元件)的構(gòu) 成的斷面圖，圖2是表示其制造方法的分解立體圖。該疊層線(xiàn)圈零件10是經(jīng)燒結(jié)工序制造的，該燒結(jié)工序是燒結(jié)由磁性體陶瓷層1與以Ag為主要成分的用于形成線(xiàn)圈的內(nèi)部導(dǎo)體2層疊起來(lái)的疊層體3的工序，在磁性體陶瓷 元件3的內(nèi)部設(shè)置有螺旋狀線(xiàn)圈4。在磁性體陶瓷元件3的兩端部配置有一對(duì)外部電極5a、5b，該外部電極與螺旋狀 線(xiàn)圈4的兩端部4a、4b導(dǎo)通。如圖1示意性地表示的那樣，在該疊層線(xiàn)圈零件10中，在內(nèi)部導(dǎo)體2與其周?chē)?磁性體陶瓷11的界面A上不存在空隙，內(nèi)部導(dǎo)體2與其周?chē)拇判泽w陶瓷11基本上貼緊， 但是內(nèi)部導(dǎo)體2與磁性體陶瓷11在界面A上呈不結(jié)合狀態(tài)。在該疊層線(xiàn)圈零件10中，由于內(nèi)部導(dǎo)體2與磁性體陶瓷11在其界面A上不結(jié)合， 所以無(wú)需為切斷內(nèi)部導(dǎo)體2與磁性體陶瓷11的結(jié)合而在界面A上設(shè)置空隙，也不需使內(nèi)部 導(dǎo)體變細(xì)，就能夠得到緩和了應(yīng)力的疊層線(xiàn)圈零件10。因此，特性的離散小，能夠降低直流 電阻，不易發(fā)生因沖擊等引起的內(nèi)部導(dǎo)體的斷線(xiàn)，從而能夠提供高可靠性的疊層線(xiàn)圈零件。然后說(shuō)明該疊層線(xiàn)圈零件10的制造方法。(1)按 48. Omol % 的 Fe203、29. 5mol % 的 ZnO、14. 5mol % 的 Ni0、8. Omol % 的 CuO 的 配比稱(chēng)量調(diào)制磁性體原料，在球磨機(jī)中進(jìn)行48小時(shí)的濕式混合。此后，用噴干機(jī)干燥濕式 混合好的漿液，在700°C的溫度下煅燒2小時(shí)；再在球磨機(jī)中把所得到的煅燒物進(jìn)行16小 時(shí)的濕式粉碎，粉碎結(jié)束后混合規(guī)定量的粘合劑，從而得到陶瓷漿。此后，把該陶瓷漿成形 為片狀，制成厚25 μ m的陶瓷坯片。(2)把導(dǎo)通孔形成在該陶瓷坯片的規(guī)定位置之后，在陶瓷坯片的表面印刷用于形 成內(nèi)部導(dǎo)體的導(dǎo)電膏，從而形成線(xiàn)圈圖形(內(nèi)部導(dǎo)體圖形)。采用不純物元素少于0.1重 量％ WAg粉末、清漆和溶劑配制的含Ag率為85重量％的導(dǎo)電膏作為上述的導(dǎo)電膏。最好 采用上述那樣含Ag量高的導(dǎo)電膏如含Ag率為83 89重量％的導(dǎo)電膏作為用于形成線(xiàn)圈 圖形(內(nèi)部導(dǎo)體圖形)的導(dǎo)電膏。如果不純物多，就有可能發(fā)生酸性溶液腐蝕內(nèi)部導(dǎo)體而 增大直流電阻的弊端。(3)接下來(lái)，如圖2示意表示的那樣，把多片形成了該內(nèi)部導(dǎo)體圖形(線(xiàn)圈圖 形)22的陶瓷坯片21層疊起來(lái)并壓緊，進(jìn)一步在其上下兩面層疊未形成線(xiàn)圈圖形的陶瓷 坯片21a之后，以lOOOkgf/cm2的壓強(qiáng)將其壓緊，從而得到疊層體(未燒制的磁性體陶瓷元 件)23。在該未燒制的磁性體陶瓷元件23的內(nèi)部設(shè)置有用導(dǎo)通孔24把各內(nèi)部導(dǎo)體圖形 (線(xiàn)圈圖形)22連接起來(lái)而成的疊層型的螺旋狀線(xiàn)圈。線(xiàn)圈的匝數(shù)為7. 5匝。(4)把這些壓緊塊切成預(yù)定的尺寸之后，脫粘合劑，在820°C 910°C之間改變溫 度，將其燒結(jié)，由此得到內(nèi)部具備螺旋狀線(xiàn)圈的磁性體陶瓷元件。此時(shí)的磁性體陶瓷(鐵氧體)與內(nèi)部導(dǎo)體的燒制時(shí)的燒結(jié)收縮率，磁性體陶瓷為 13 20%，而內(nèi)部導(dǎo)體為8%。在燒制溫度為820°C 910°C的范圍內(nèi)，內(nèi)部導(dǎo)體的燒結(jié)收
縮率基本一定。以磁性體陶瓷(鐵氧體)的收縮率大于導(dǎo)體圖形即內(nèi)部導(dǎo)體的收縮率為前提，取 導(dǎo)體圖形即內(nèi)部導(dǎo)體的燒結(jié)收縮率為0 15%，且在預(yù)定的溫度下燒結(jié)時(shí)，在磁性體陶瓷 元件的內(nèi)部出現(xiàn)孔隙面積的分布，如圖3所示，內(nèi)部導(dǎo)體2的側(cè)部2a與磁性體陶瓷元件3 的側(cè)面3a之間的區(qū)域即側(cè)隙部8的孔隙面積率，高于磁性體陶瓷元件3內(nèi)的內(nèi)部導(dǎo)體2的 上側(cè)最外層的上表面與磁性體陶瓷元件3的上表面之間的外層區(qū)域9、和磁性體陶瓷元件3內(nèi)的內(nèi)部導(dǎo)體2的下側(cè)最外層的下表面與磁性體陶瓷元件3的下表面之間的外層區(qū)域9的 孔隙面積率。即，把所述外層區(qū)域9燒結(jié)得致密，而側(cè)隙部8的孔隙的分布變多。這樣，將所述外層區(qū)域9燒結(jié)得致密而側(cè)隙部8的孔隙的分布變多，是由于使內(nèi)部 導(dǎo)體2的燒結(jié)收縮率比磁性體陶瓷11小預(yù)定的比例，使內(nèi)部導(dǎo)體2與磁性體陶瓷11的燒 結(jié)收縮率出現(xiàn)差異，內(nèi)部導(dǎo)體2因此而抑制了磁性體陶瓷11的燒結(jié)收縮。適當(dāng)?shù)剡x擇例如 內(nèi)部導(dǎo)體形成用的導(dǎo)電膏中的導(dǎo)電成分(Ag粉末)的含有率和導(dǎo)電膏內(nèi)所含的清漆和溶劑 的種類(lèi)，就能夠控制內(nèi)部導(dǎo)體的燒結(jié)收縮率。在內(nèi)部導(dǎo)體的燒結(jié)收縮率不足0%的情況下，燒制中內(nèi)部導(dǎo)體不收縮或者比燒制 前更膨脹，會(huì)造成結(jié)構(gòu)缺陷或影響芯片形狀，所以不適宜。如果內(nèi)部導(dǎo)體的燒結(jié)收縮率高于 15%，在磁性體陶瓷元件內(nèi)部就不產(chǎn)生孔隙率的分布，就不能夠既使所述外層區(qū)域9達(dá)到 預(yù)定的高密度，又使M鍍液能從側(cè)隙浸入。因此，最好使內(nèi)部導(dǎo)體的燒結(jié)收縮率的范圍為0 15%，5 11%更好。測(cè)定磁性體陶瓷的燒結(jié)收縮率時(shí)，首先把陶瓷坯片層疊起來(lái)，再在與實(shí)際制造疊 層線(xiàn)圈零件時(shí)相同的壓力條件下進(jìn)行壓緊，切成預(yù)定的尺寸后進(jìn)行燒結(jié)，用熱機(jī)械分析裝 置(TMA)測(cè)定沿層疊方向的燒結(jié)收縮率。按以下的方法來(lái)進(jìn)行內(nèi)部導(dǎo)體的燒結(jié)收縮率的測(cè)定。首先，將內(nèi)部導(dǎo)體形成用的導(dǎo)電膏薄薄地延展在玻璃板上，干燥之后用乳缽把干 燥物粉碎成粉末狀。隨后裝入模具內(nèi)按與制造疊層線(xiàn)圈零件時(shí)同樣的壓力條件單軸沖壓成 形，切成預(yù)定的尺寸后燒結(jié)，用TMA測(cè)定沿沖壓方向的燒結(jié)收縮率。(5)此后，在內(nèi)部具備了螺旋狀線(xiàn)圈4的磁性體陶瓷元件(燒結(jié)元件)3的兩端部 涂覆用于形成外部電極的導(dǎo)電膏并干燥之后，在750°C的溫度下燒結(jié)，由此形成外部電極 5a、5b(參照?qǐng)D1)。采用平均粒徑0. 8 μ m的Ag粉末、耐電鍍性好的B_Si_K系的平均粒徑1. 5 μ m的 玻璃粉料、清漆和溶劑配制成的導(dǎo)電膏作為用于形成外部電極的導(dǎo)電膏。燒結(jié)該導(dǎo)電膏而 形成的外部電極是在以下的工序中不易被鍍液腐蝕的致密的電極。(6)接下來(lái)，在所形成的外部電極5a、5b上鍍Ni、鍍Sn，形成下層為Ni鍍膜層而上 層為Sn鍍膜層的雙層結(jié)構(gòu)的鍍膜。這樣，就得到了如圖1所示的在磁性體陶瓷元件3的內(nèi) 部具有螺旋狀線(xiàn)圈4的結(jié)構(gòu)的疊層線(xiàn)圈零件(疊層阻抗元件)10。在上述的電鍍工序中，用PH值為4的酸性溶液作為M鍍液，其中包含硫酸鎳約 300g/L、氯化鎳約50g/L和硼酸約35g/L。用PH值為5的酸性溶液作為Sn鍍液，其中包含 硫酸錫約70g/L、檸檬酸氫銨約100g/L和硫酸銨約100g/L。[特性的評(píng)價(jià)]對(duì)上述那樣制作的疊層線(xiàn)圈零件，按以下方法進(jìn)行了阻抗的測(cè)定和三點(diǎn)彎曲試驗(yàn) 得到的抗折強(qiáng)度的測(cè)定。另外，在上述(6)的工序中，對(duì)于對(duì)外部電極實(shí)施電鍍前的階段的磁性體陶瓷元 件按以下方法進(jìn)行了孔隙面積率的測(cè)定。(a)阻抗的測(cè)定用阻抗分析儀(惠普公司制HP4291A)對(duì)50個(gè)試件進(jìn)行阻抗的測(cè)定，求出平均值 (n = 50pcs) ο
(b)抗折強(qiáng)度的測(cè)定按EIAJ-ET-7403中規(guī)定的試驗(yàn)方法對(duì)50個(gè)試件進(jìn)行測(cè)定，把作出威伯爾概率曲 線(xiàn)圖的情況下的破壞概率=時(shí)的強(qiáng)度作為抗折強(qiáng)度(n = 50pcs)。(c)孔隙面積率的測(cè)定將電鍍前的磁性體陶瓷元件的寬度方向和厚度方向上規(guī)定的斷面(下稱(chēng)“W-T 面”)進(jìn)行鏡面研磨，用掃描電子顯微鏡(SEM)觀察聚焦離子束加工(FIB加工)好的面，并 且測(cè)定燒結(jié)后的磁性體陶瓷中的孔隙面積率。具體地說(shuō)，用圖像處理軟件“WINR00F(三谷商事株式會(huì)社)”測(cè)定孔隙面積率。其 具體的測(cè)定方法如下FIB 裝置FEI 制 FIB200TEMFE-SEM (掃描電子顯微鏡)日本電子制JSM-7500FAWinROOF(圖像處理軟件)三谷商事株式會(huì)社制，Ver. 5. 6<聚焦離子束加工(FIB加工)>如圖4所示，對(duì)用上述的方法鏡面研磨好的試件的研磨面進(jìn)行5°入射角的FIB加工。<用掃描電子顯微鏡(SEM)觀察>按如下條件進(jìn)行SEM觀察加速電壓15kV試件傾斜0°信號(hào)二次電子涂層Pt倍率5000倍〈孔隙面積率的計(jì)算〉按如下方法求出孔隙面積率a)決定計(jì)量范圍，太小會(huì)產(chǎn)生測(cè)定地點(diǎn)引起的誤差。(該實(shí)施例中，取為 22. 85 μ mX 9. 44 μ m)b)如果難以識(shí)別磁性體陶瓷和孔隙，就調(diào)節(jié)亮度、對(duì)比度。c)進(jìn)行兩值化處理，僅提取出孔隙。用圖像處理軟件WinROOF的“色提取”不完全 的情況下，進(jìn)行手動(dòng)補(bǔ)充。d)提取出孔隙以外的數(shù)據(jù)的情況下，消除孔隙以外的數(shù)據(jù)。e)用圖像處理軟件的“總面積 個(gè)數(shù)計(jì)量”測(cè)定總面積、個(gè)數(shù)、孔隙的面積率、計(jì)量 范圍的面積。本發(fā)明中的孔隙面積率是像上面描述的那樣測(cè)定的值。表1中示出像上面描述的那樣測(cè)定的側(cè)隙部的孔隙面積率和外層區(qū)域的孔隙面 積率、阻抗(|Z|)的值、抗折強(qiáng)度的值，同時(shí)示出燒結(jié)溫度、FIB加工面的SEM觀察的磁性體 陶瓷與內(nèi)部導(dǎo)體的界面有無(wú)空隙、疊層線(xiàn)圈零件斷裂時(shí)的磁性體陶瓷與內(nèi)部導(dǎo)體的界面處 有無(wú)剝離的產(chǎn)生。[表1]試件號(hào)燒結(jié)溫度 CC )側(cè)隙部的 孔隙面積 率(％ )外層區(qū)域 的孔隙面 積率(% )阻抗Iz (Ω) IOOMHz抗折強(qiáng)度 (N)界面有 無(wú)空隙界面處有 無(wú)剝離1820262054413無(wú)有2835201559518無(wú)有3850161263719無(wú)有487011865920無(wú)有58858566021無(wú)有68906462621無(wú)有79102137322無(wú)無(wú)表1中，在FIB加工面的SEM觀察中，在磁性體陶瓷與內(nèi)部導(dǎo)體的界面上未見(jiàn)到空 隙而疊層線(xiàn)圈零件斷裂時(shí)磁性體陶瓷與內(nèi)部導(dǎo)體的界面上見(jiàn)到剝離的試件(1 6號(hào)試件) 是具備本發(fā)明的要件的試件，即“在以Ag為主要成分的內(nèi)部導(dǎo)體與內(nèi)部導(dǎo)體周?chē)拇判泽w 陶瓷的界面上不存在空隙；且內(nèi)部導(dǎo)體與磁性體陶瓷的界面不結(jié)合”。7號(hào)試件是內(nèi)部導(dǎo)體 與磁性體陶瓷的界面結(jié)合在一起的試件，是不具備本發(fā)明的要件的試件。如上所述，磁性體陶瓷(鐵氧體)與內(nèi)部導(dǎo)體燒結(jié)時(shí)磁性體陶瓷的燒結(jié)收縮率是 13 20%，而內(nèi)部導(dǎo)體的燒結(jié)收縮率是8%，內(nèi)部導(dǎo)體的燒結(jié)收縮率小于鐵氧體的燒結(jié)收 縮率，所以，在燒結(jié)結(jié)束后的階段，內(nèi)部導(dǎo)體與磁性體陶瓷的界面牢固地結(jié)合起來(lái)?？墒窃谶@些內(nèi)部導(dǎo)體與磁性體陶瓷的界面牢固結(jié)合的試件中，例如通過(guò)實(shí)施鍍 附，在側(cè)隙部的孔隙面積率大一定程度的情況下，實(shí)施電鍍的同時(shí)，M鍍液就從磁性體陶瓷 元件(疊層線(xiàn)圈零件)的外部電極未覆蓋的區(qū)域的孔隙浸透到內(nèi)部，并到達(dá)內(nèi)部導(dǎo)體與磁 性體陶瓷的界面，切斷內(nèi)部導(dǎo)體與磁性體陶瓷的界面處的結(jié)合。與此不同，在側(cè)隙部的孔隙面積率小的情況下，鍍液不能浸透到內(nèi)部，就不能切斷 內(nèi)部導(dǎo)體與磁性體陶瓷的界面處的結(jié)合。表1的7號(hào)試件的側(cè)隙部的孔隙面積率低到2%，在使疊層線(xiàn)圈零件斷裂時(shí)在磁性 體陶瓷與內(nèi)部導(dǎo)體的界面上見(jiàn)不到剝離，經(jīng)電鍍工序之后，內(nèi)部導(dǎo)體與磁性體陶瓷的界面 仍然結(jié)合在一起，而內(nèi)部導(dǎo)體的燒結(jié)收縮對(duì)磁性體陶瓷施加了應(yīng)力，因此，顯著地降低了阻 抗。另一方面，在側(cè)隙部的孔隙面積率等于或大于6%的1 6號(hào)試件的情況下，鍍液 浸透到磁性體陶瓷元件的內(nèi)部，充分切斷了內(nèi)部導(dǎo)體與磁性體陶瓷的界面處的結(jié)合，所以 能夠得到阻抗下降少的特性良好的疊層線(xiàn)圈零件。在1 6號(hào)試件的情況下，在FIB加工面的SEM觀察中在磁性體陶瓷與內(nèi)部導(dǎo)體 的界面處未見(jiàn)到空隙，而在疊層線(xiàn)圈零件斷裂時(shí)在磁性體陶瓷與內(nèi)部導(dǎo)體的界面上見(jiàn)到了 剝離。因此，Ni鍍液從磁性體陶瓷元件(疊層線(xiàn)圈零件)的外部電極未覆蓋的區(qū)域的孔隙 浸透到內(nèi)部，并到達(dá)內(nèi)部導(dǎo)體與磁性體陶瓷的界面，切斷了內(nèi)部導(dǎo)體與磁性體陶瓷的界面的結(jié)合。由于1號(hào)試件的孔隙面積率高達(dá)26%，所以阻抗降低得少，而抗折強(qiáng)度下降。因 此，為了既能抑制阻抗的下降又能確保高的抗折強(qiáng)度，最好像2 6號(hào)試件那樣，使孔隙面 積率的范圍為6 20%。像3 5號(hào)試件那樣，孔隙面積率為8 16%，阻抗和抗折強(qiáng)度 更加穩(wěn)定，這種情況就更好。圖5中所示的是把本發(fā)明的實(shí)施例的疊層線(xiàn)圈零件(表1的3號(hào)試件)的斷面鏡 面研磨之后再由FIB加工好的面(W-T面)的SIM像。該SIM像是用SIM在5000倍的倍率 下觀察鏡面研磨電鍍后的疊層線(xiàn)圈零件的W-T面之后再由FIB加工好的面所得到的像，在 磁性體陶瓷與內(nèi)部導(dǎo)體的界面上未見(jiàn)到空隙。圖6中所示的是實(shí)施例的疊層線(xiàn)圈零件(表1的3號(hào)試件)的三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)形成 的斷裂面的SEM像。如圖6所示，在斷裂面的SEM觀察中見(jiàn)到了間隙，這是由于內(nèi)部導(dǎo)體與 磁性體陶瓷的界面不結(jié)合，所以斷裂時(shí)內(nèi)部導(dǎo)體延伸而在拉出時(shí)出現(xiàn)間隙。即使將試件剪 斷的情況下，也能見(jiàn)到同樣的間隙。實(shí)施例2該實(shí)施例2中所示的是用添加了玻璃的磁性體陶瓷制作的疊層線(xiàn)圈零件的實(shí)施 例。在球磨機(jī)中把按48. 0mol% 的 Fe203、29. 5mol % 的 ZnO、14. 5mol% 的 Ni0、8. Omol % 的CuO的配比稱(chēng)量的磁性體原料進(jìn)行48小時(shí)的濕式混合而成漿液。此后，用噴干機(jī)干燥該 漿液，在700°C的溫度下煅燒2小時(shí)得到煅燒物。然后，在該煅燒物中按0 0. 6重量％的配比添加硼硅酸鋅系的低軟化點(diǎn)結(jié)晶玻 璃；在球磨機(jī)中進(jìn)行16小時(shí)的濕式粉碎后混合規(guī)定量的粘合劑，從而得到陶瓷漿。也可以 在煅燒前添加硼硅酸鋅系的低軟化點(diǎn)結(jié)晶玻璃，這里所添加的硼硅酸鋅系的低軟化點(diǎn)結(jié)晶 玻璃是由12重量％ Si02、60重量％ Zn0、28重量％ B2O3的組分構(gòu)成的玻璃，是軟化點(diǎn)580°C、 結(jié)晶溫度690°C、粒徑1. 5 μ m的玻璃。作為玻璃的組分，也可以在上述基本組分內(nèi)含有BaO、 K2O, CaO、Na2O, A1203、SnO2, SrO, MgO 等添加物。此后，把該陶瓷漿成形為片狀，得到厚25μπι的陶瓷坯片。然后用與上述實(shí)施例1 的(2) (4)的工序相同的方法制成內(nèi)部具備疊層型的螺旋狀線(xiàn)圈的未燒制的疊層體(磁 性體陶瓷元件)。調(diào)整燒結(jié)溫度燒結(jié)該疊層體，使側(cè)隙部的孔隙面積率達(dá)到11%。此后，在與上述實(shí)施例1同樣的方法和條件下，測(cè)定阻抗和三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)的抗折強(qiáng)度。表2中示出使用改變了玻璃添加量的磁性體陶瓷的各試件的阻抗(|Ζ|)的值和抗 折強(qiáng)度的值。[表 2]
權(quán)利要求
一種疊層線(xiàn)圈零件，在磁性體陶瓷元件內(nèi)部具有層間連接內(nèi)部導(dǎo)體而形成的螺旋狀線(xiàn)圈，所述磁性體陶瓷元件通過(guò)燒結(jié)由磁性體陶瓷層層疊起來(lái)而形成并具備以Ag為主要成分的用于形成線(xiàn)圈的所述內(nèi)部導(dǎo)體的陶瓷疊層體而制成；其中，在所述內(nèi)部導(dǎo)體與所述內(nèi)部導(dǎo)體的周?chē)拇判泽w陶瓷的界面上不存在空隙；而且，所述內(nèi)部導(dǎo)體與所述磁性體陶瓷的界面不結(jié)合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的疊層線(xiàn)圈零件，其特征在于所述內(nèi)部導(dǎo)體的側(cè)部與所述磁性 體陶瓷元件的側(cè)面之間的區(qū)域即側(cè)隙部中的磁性體陶瓷的孔隙面積率處在6% 20%范 圍內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的疊層線(xiàn)圈零件，其特征在于所述側(cè)隙部中的磁性體陶瓷 的孔隙面積率大于磁性體陶瓷元件內(nèi)的內(nèi)部導(dǎo)體的上側(cè)最外層的上表面與磁性體陶瓷元 件的上表面之間的外層區(qū)域、和磁性體陶瓷元件內(nèi)的內(nèi)部導(dǎo)體的下側(cè)最外層的下表面與磁 性體陶瓷元件的下表面之間的外層區(qū)域中的磁性體陶瓷的孔隙面積率。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3任一項(xiàng)所述的疊層線(xiàn)圈零件，其特征在于所述磁性體陶瓷是以 NiCuZn鐵氧體為主要成分的陶瓷，含有0. 1 0. 5重量％的軟化點(diǎn)為500 700°C的硼硅 酸鋅系低軟化點(diǎn)玻璃。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 3任一項(xiàng)所述的疊層線(xiàn)圈零件，其特征在于所述磁性體陶瓷是以 NiCuZn鐵氧體為主要成分的陶瓷，含有0. 2 0. 4重量％的軟化點(diǎn)為500 700°C的硼硅 酸鋅系低軟化點(diǎn)玻璃。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 3任一項(xiàng)所述的疊層線(xiàn)圈零件，其特征在于所述磁性體陶瓷是以 NiCuZn鐵氧體為主要成分的陶瓷，含有0. 1 0. 5重量％的軟化點(diǎn)為500 700°C的硼硅 酸鋅系低軟化點(diǎn)玻璃，同時(shí)含有0. 3 1. 0重量％的Sn02。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 3任一項(xiàng)所述的疊層線(xiàn)圈零件，其特征在于所述磁性體陶瓷是以 NiCuZn鐵氧體為主要成分的陶瓷，含有0. 1 0. 5重量％的軟化點(diǎn)為500 700°C的硼硅 酸鋅系低軟化點(diǎn)玻璃，同時(shí)含有0. 5 0. 8重量％的Sn02。
8.根據(jù)權(quán)利要求2 7任一項(xiàng)所述的疊層線(xiàn)圈零件，其特征在于與所述磁性體陶瓷的 孔隙面積率相關(guān)的孔隙的直徑的平均值處在0. 1 0.6μπι范圍內(nèi)。
9.一種疊層線(xiàn)圈零件的制造方法，其特征在于包含如下工序燒結(jié)由磁性體陶瓷層與以Ag為主要成分的用于線(xiàn)圈形成的內(nèi)部導(dǎo)體層疊起來(lái)而成的 陶瓷疊層體，形成在內(nèi)部具備螺旋狀線(xiàn)圈的磁性體陶瓷元件；從所述磁性體陶瓷元件的側(cè)面，經(jīng)所述內(nèi)部導(dǎo)體的側(cè)部與所述磁性體陶瓷元件的側(cè)面 之間的區(qū)域即側(cè)隙部浸透酸性溶液，并且使酸性溶液到達(dá)所述內(nèi)部導(dǎo)體與其周?chē)拇判泽w 陶瓷的界面上，由此來(lái)切斷所述內(nèi)部導(dǎo)體與其周?chē)拇判泽w陶瓷的界面的結(jié)合。
10.一種疊層線(xiàn)圈零件的制造方法，特征在于包含如下工序燒結(jié)具備層疊起來(lái)的多層磁性體陶瓷坯片和以Ag為主要成分的用于形成線(xiàn)圈的多 層內(nèi)部導(dǎo)體圖形的陶瓷疊層體，形成在內(nèi)部具備螺旋狀線(xiàn)圈的磁性體陶瓷元件，所述螺旋 狀線(xiàn)圈的兩端部各有一方在所述磁性體陶瓷元件的相對(duì)的兩側(cè)面分別露出來(lái)，同時(shí)所述內(nèi) 部導(dǎo)體的側(cè)部與所述磁性體陶瓷元件的側(cè)面之間的區(qū)域即側(cè)隙部的孔隙面積率為6% 20% ；在所述螺旋狀線(xiàn)圈的兩端部露出來(lái)的所述磁性體陶瓷元件的所述兩個(gè)側(cè)面上形成外部電極；用酸性的鍍液對(duì)所述外部電極的表面實(shí)施電鍍。
全文摘要
文檔編號(hào)H01F17/04GK101952911SQ200880107819
公開(kāi)日2011年1月19日 申請(qǐng)日期2008年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月14日
發(fā)明者Hashimoto Hiroki, Konoue Masaharu, Ueda Mitsuru, Mizuno Tatsuya, Maeda Yukio 申請(qǐng)人:Murata Manufacturing Co