層疊線圈部件的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種層疊線圈部件的制造方法，其包括：層疊體塊制造工序，在該工序中，將以含有玻璃材料的磁性金屬材料為主要成分的磁性體層與含有導電性材料的導體層交互層疊，使所述導體層彼此之間電連接，形成線圈圖案，制作為多個層疊體的集合體的層疊體塊；將層疊體塊切開、分割成各層疊體的分割工序；將含有磁性金屬材料的磁性材料施加到層疊體側(cè)面部的磁性材料施加工序；將施加有磁性材料的層疊體焙燒、制作部件基體1的焙燒工序。部件基體1由以磁性金屬材料為主要成分并含有玻璃材料作為輔助成分的磁性體主體部8和形成在該磁性體主體部8的側(cè)面部、由磁性材料構(gòu)成的磁性材料施加部9a、9b構(gòu)成。由此，能夠在不損害直流疊加特性的情況下，實現(xiàn)可靠性提高、適合用作功率電感器的層疊線圈部件的制造方法。
【專利說明】層疊線圈部件的制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及層疊線圈部件的制造方法，更詳細地，涉及具有以磁性金屬材料為主要成分的磁性體層的功率電感器等層疊線圈部件的制造方法。

【背景技術(shù)】
[0002]以往，作為大電流流通的電源電路、DC/DC轉(zhuǎn)換器電路用的功率電感器等中使用的電子部件，已知的有使用將磁性金屬材料的表面用玻璃材料覆蓋而得的金屬系磁性材料、形成部件基體(部件素體)、將線圈導體內(nèi)置于上述部件基體中而成的層疊線圈部件。
[0003]例如，在專利文獻I中提出了一種電子部件的制造方法，即向含有Cr、Si和Fe的金屬磁性合金粉末中添加以Si02、B203、ZnO為主要成分且軟化溫度為600±50°C的玻璃，使玻璃體積小于該金屬磁性合金粉末體積的10%，然后使用將該金屬磁性合金粉末的表面用該玻璃粉末覆蓋而成的金屬磁性體，形成內(nèi)置有線圈的成形體，將該成形體在真空或者無氧或低氧分壓的非氧化環(huán)境中、在700°C以上、小于該線圈的導體材料的熔點的溫度下焙燒，制造電子部件。
[0004]在該專利文獻I中，通過使用上述制造方法，能夠在不提高線圈電阻的情況下提高絕緣電阻，從而能夠得到直流疊加特性良好、磁損耗少的功率電感器。
[0005]另一方面，以往也提出了各種使用鐵素體系磁性材料的層疊線圈部件的技術(shù)方案。
[0006]例如，在專利文獻2中提出了一種片式(chip)鐵氧體部件，其具有由磁性鐵氧體材料構(gòu)成的部件基體(磁性鐵氧體主體)和以構(gòu)成線圈的方式埋設(shè)在該部件基體內(nèi)部的內(nèi)部導體，該內(nèi)部導體的至少一部分露出在部件基體的外部，露出在外部的部分被非磁性材料覆蓋。
[0007]在該專利文獻2中，通過具有上述構(gòu)成而形成開磁路結(jié)構(gòu)，由此能夠得到在大電流下穩(wěn)定的電感器、具有電感器的片式鐵氧體部件。
[0008]專利文獻:
[0009]專利文獻1:日本特開2010-62424號公報(權(quán)利要求1)
[0010]專利文獻2:日本特開2001-44039號公報(權(quán)利要求1、2)


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]專利文獻I中的部件基體由金屬系磁性材料形成，因而，與像專利文獻2那樣的部件基體由鐵氧體系磁性材料形成的片式鐵氧體部件相比，飽和磁通密度Bs高，不易發(fā)生磁飽和，因此，被認為能夠得到即使通入大電流、電感的變化率仍小、直流疊加特性好的層疊線圈部件。
[0012]另一方面，從確保良好的生產(chǎn)率的角度考慮，這種層疊型線圈部件通常是通過所謂的多部件獲取方式制得的。
[0013]多部件獲取方式是使用層疊法等制作焙燒后成為部件基體的層疊體的集合體，將作為該層疊體集合體的層疊體塊縱橫切割、由I個層疊體塊得到多個層疊體的方式。并且，通過對該層疊體進行焙燒，由I個層疊體塊得到多個部件基體，再通過在該部件基體上形成外部電極，能夠高效率地制造層疊線圈部件。
[0014]然而，在專利文獻I中，在使用上述那樣的多部件獲取方式制造層疊線圈部件時，存在以下問題。
[0015]S卩，在專利文獻I中，內(nèi)置有線圈的金屬磁性體由表面用玻璃覆蓋的金屬系磁性材料形成，因而，在切割層疊體塊時，會有金屬磁性體損傷、覆蓋金屬系磁性材料的玻璃材料脫落、金屬系磁性材料露出表面之虞。而且，由于該金屬系磁性材料的耐腐蝕性差，因而，若該金屬系磁性材料露出表面，則會有露出部分發(fā)生腐蝕、生銹，導致特性劣化之虞。
[0016]另一方面，在如專利文獻2那樣用鐵氧體系磁性材料形成部件基體時，雖然比電阻高、高頻區(qū)域下渦電流損失小，但與金屬系磁性材料性比，飽和磁通密度Bs低，容易發(fā)生磁飽和。
[0017]因此，在專利文獻2中，使部件基體的一部分露出在外部，將該露出在外部的部分用非磁性材料覆蓋，形成開磁路結(jié)構(gòu)，以提高直流疊加特性。
[0018]然而，專利文獻2中使用的鐵氧體系磁性材料因材料特性的原因而無法得到金屬系磁性材料那樣的良好的直流疊加特性，因此，難以得到功率電感器所需的規(guī)定的直流疊加特性。
[0019]本發(fā)明是鑒于上述情況而作出的，旨在在不損害直流疊加特性的情況下提供一種可靠性提高、適合功率電感器的層疊線圈部件的制造方法。
[0020]為達成上述目的，本發(fā)明的層疊線圈部件的制造方法的特征在于包括如下工序，即，層疊體塊制造工序:將以至少含有玻璃材料的磁性金屬材料為主要成分的磁性體層與含有導電性材料的導體層交互層疊，使含有導電性材料的導體層彼此之間電連接、形成線圈圖案，制作為多個層疊體的集合體的層疊體塊；分割工序:將上述層疊體塊切開、分割成上述各層疊體；磁性材料施加工序:將含有上述磁性金屬材料的磁性材料施加到上述層疊體的側(cè)面部；焙燒工序:將施加了上述磁性材料的層疊體焙燒、制作部件基體。
[0021]由此，即使在分割工序中分割層疊體塊時導體層中所含的玻璃材料出現(xiàn)損傷、脫落，由于在層疊體的側(cè)面部施加了磁性材料,因此,焙燒后的部件基體的導體部分也不會露出表面。而且，由于如上所述，導體部分不會露出表面，因而導體部分不會與大氣接觸，所以也不會生銹，能夠得到不會導致特性劣化的層疊線圈部件。
[0022]此外，在本發(fā)明的層疊線圈部件的制造方法中，優(yōu)選上述分割工序以使上述導體層的至少一部分從上述層疊體的側(cè)面部露出表面的方式對上述層疊體塊進行分割。
[0023]這樣，即使導體層的至少一部分從層疊體的側(cè)面部露出表面，由于側(cè)面上施加了磁性材料，因而不會生銹，能夠得到適合更小型的功率電感器的層疊線圈部件。
[0024]此外，在本發(fā)明的層疊線圈部件的制造方法中，優(yōu)選上述層疊體塊制作工序包括如下工序,即,磁性體糊劑制作工序:制作以至少含有玻璃材料的磁性金屬材料為主要成分的磁性體糊劑；磁性體層制作工序:對上述磁性體糊劑實施成形加工，制作片狀的磁性體層；導體層形成工序:將含有上述導電性材料的導電性糊劑涂布到上述磁性體層上，形成具有規(guī)定的導體圖案的導體層；層疊工序:層疊形成有上述導體層的磁性體層，并使上述導體層彼此之間電連接，形成線圈圖案。并且，優(yōu)選在上述磁性材料施加工序中，將上述磁性體糊劑涂布到上述層疊體的側(cè)面部。
[0025]此外，在本發(fā)明的層疊線圈部件的制造方法中，優(yōu)選上述磁性體糊劑制作工序包括將上述磁性金屬材料的表面用上述玻璃材料覆蓋、制作磁性體原料的磁性體原料制作工序和將上述磁性體原料糊劑化的糊劑化工序。
[0026]這樣，即使在分割工序中進行切割時，覆蓋磁性金屬材料表面的玻璃材料出現(xiàn)損傷、脫落，磁性金屬材料仍被磁性材料覆蓋，能夠避免內(nèi)部導體生銹。
[0027]根據(jù)本發(fā)明的層疊線圈部件的制造方法，包括如下工序，S卩，層疊體塊制造工序:將以至少含有玻璃材料的磁性金屬材料為主要成分的磁性體層與含有導電性材料的導體層交互層疊，使含有導電性材料的導體層彼此之間電連接、形成線圈，制作為多個層疊體的集合體的層疊體塊；分割工序:將上述層疊體塊切開、分割成上述各層疊體；磁性材料施加工序:將含有上述磁性金屬材料的磁性材料施加到上述層疊體的側(cè)面部；焙燒工序:將施加了上述磁性材料的層疊體焙燒，制作部件主體。因此，即使在分割工序中分割層疊體塊時導體層中所含的玻璃材料出現(xiàn)損傷、脫落，由于層疊體的側(cè)面部上施加了磁性材料，因而焙燒后的部件基體中的耐腐蝕性差的磁性金屬材料也不會露出表面。而且，由于如上所述，導體部分不會露出表面，因而導體部分也不會與大氣接觸而生銹，從而能夠得到不會導致特性劣化的層疊線圈部件。
[0028]而且，由于部件基體以金屬材料為主要成分，與部件基體由鐵氧體系材料形成的情況相比，直流疊加特性良好，因此，能夠得到直流疊加特性良好且具有良好可靠性的適合功率電感器的層疊線圈部件。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1是顯示用本發(fā)明的制造方法制得的層疊線圈部件的一實施方式的斜視圖。
[0030]圖2是圖1的示意截面圖。
[0031]圖3是顯示層疊體塊的一實施方式的斜視圖。
[0032]圖4是層疊體的分解斜視圖。
[0033]圖5是層疊體的斜視圖。
[0034]圖6是形成有磁性材料涂布部的層疊體的斜視圖。

【具體實施方式】
[0035]下面對本發(fā)明的實施方式進行詳細說明。
[0036]圖1是顯示本發(fā)明的層疊線圈部件的一實施方式的斜視圖，圖2是圖1的示意截面圖。
[0037]該層疊線圈部件由部件基體1、內(nèi)置在部件基體I中的導體2和形成在部件基體I的兩端部的外部導體3a、3b構(gòu)成。
[0038]此外，在線圈導體2中，如圖2所示，形成為具有規(guī)定的導體圖案的內(nèi)部導體4(4a?4ο)介由導通導體(圖中未示出)而電串聯(lián)，卷繞成線圈狀。而且，在本層疊線圈部件中，內(nèi)部導體4ο的引出部6與一方的外部電極3a電連接，且內(nèi)部導體4a的引出部7與另一方的外部電極3b電連接。
[0039]此外，部件基體I如圖1所示，由以磁性金屬材料為主要成分且含有玻璃材料為輔助成分的磁性體主體部8和形成在該磁性體主體部8的側(cè)面部、由磁性材料構(gòu)成的磁性材料施加部9a、9b構(gòu)成。
[0040]下面對上述層疊線圈部件的制造方法進行詳述。
[0041]首先，準備磁性金屬材料和玻璃材料。
[0042]作為磁性金屬材料，只要是具有磁性的金屬材料即可，無特殊限制，可以使用例如以Fe為主要成分、還含有Si的Fe-Si系、還含有S1、Cr的Fe-S1-Cr系、還含有Ni的Fe-Ni系、還含有S1、Al的Fe-S1-Al系等的結(jié)晶系或無定形系的各種磁性金屬材料。
[0043]此外，對玻璃材料也無特殊限制，可以使用S1-B系、S1-B-堿金屬系、S1-B-Zn系、水玻璃等各種玻璃材料。
[0044]將這些磁性金屬材料和玻璃材料混合，用玻璃材料覆蓋磁性金屬材料表面，制作磁性體原料。
[0045]對將該玻璃材料覆蓋到磁性金屬材料表面的覆蓋方法無特殊限制，例如可以使用機械融合法等，用玻璃材料覆蓋磁性金屬材料表面。即，可以通過將磁性金屬材料和玻璃材料混合，對該混合物施加機械能而使該混合物產(chǎn)生機械化學反應，從而用玻璃材料覆蓋磁性金屬材料表面。
[0046]另外，作為磁性金屬材料與玻璃材料的混合比率，只要磁性金屬材料形成主要成分即可，例如可以用磁性金屬材料的含量為70?90重量％的方式進行混合。
[0047]向該磁性體原料中加入有機溶劑、有機粘合劑、分散劑、增塑劑等添加劑進行混煉，由此制作磁性體糊劑。
[0048]此外，向Ag粉末等導電性粉末中加入清漆、有機溶劑進行混煉，由此制作內(nèi)部導體用導電性糊劑(下面稱作“內(nèi)部導體糊劑”)。
[0049]接著，使用上述磁性體糊劑和內(nèi)部導體糊劑，制作層疊體塊。
[0050]圖3是層疊體塊的斜視圖。
[0051]該層疊體塊10是層疊體11的集合體，用層疊法制作在聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)等基膜(圖中未示出)上。在該層疊體塊10中，在層疊體塊10上設(shè)有切割線15、16，以使I個層疊體11在焙燒后形成I個部件基體I。并用切片機、切割刀片等切割工具沿切割線15、16切割層疊體塊10，由此形成在焙燒后成為部件基體I的層疊體11。
[0052]下面對該層疊體11的制作方法進行說明。
[0053]圖4是層疊體11的分解斜視圖。
[0054]首先，將磁性體糊劑涂布在基膜上，干燥，由此制作磁性體片12a、12b。接著，向該磁性體片12b表面用絲網(wǎng)印刷法等涂布內(nèi)部導體糊劑，干燥，形成規(guī)定圖案的導體層13a。
[0055]然后，向形成有導體層13a的磁性體片12b上涂布磁性體糊劑，干燥，由此制作磁性體片12c。然后在該磁性體片12c表面用絲網(wǎng)印刷法等涂布內(nèi)部導體糊劑，干燥，形成規(guī)定圖案的導體層13b。在形成磁性體片12c時，先形成導通孔14a，使導體層13b和導體層13a能夠?qū)ā?br> [0056]下面，按同樣的方法、順序使用磁性體糊劑和內(nèi)部導體糊劑,依次形成磁性體片12d?12q、導體層13c?13ο,用同樣方法形成磁性體片12d?12p時,先形成導通孔14b?14η，使上下導體層導通。由此，在基膜上以矩陣狀一體地制作多個層疊體11，形成層疊體塊10。
[0057]然后，如上述那樣，使用切割工具沿切割線15、16切割層疊體塊10，形成圖5所示的層疊體11。
[0058]接著，在向?qū)盈B體11的側(cè)面部涂布磁性體糊劑、施加磁性材料之后，將該施加了磁性材料的層疊體11裝入匣子中，在氮氣氛下、在300?500°C的溫度下進行脫脂(debinding)處理，之后在氮氣氛下、在900?1000°C的溫度下進行焙燒處理，由此得到部件基體I。
[0059]圖6是部件基體I的斜視圖,在磁性體主體部8的側(cè)面部形成有磁性材料施加部9a、9b0
[0060]之后，在部件基體I的兩端部上涂布以Ag等為主要成分的外部電極用糊劑，進行焙燒處理，形成外部電極3a、3b，由此形成層疊線圈部件。
[0061]這樣，在本實施方式中包括如下工序，S卩，層疊體塊制造工序:將以至少含有玻璃材料的磁性金屬材料為主要成分的磁性體片12a?12q(磁性體層)與上述導體層13a?13ο交互層疊，使含有導電性材料的導體層13a?13ο彼此之間電連接、形成線圈圖案，制作為多個層疊體11的集合體的層疊體塊10 ;分割工序:將上述層疊體塊10切開、分割成各層疊體11 ;磁性材料施加工序:將含有上述磁性金屬材料的磁性材料施加到上述層疊體11的側(cè)面部；焙燒工序:將施加了上述磁性材料的層疊體11焙燒，制作部件基體。因此，即使在分割工序中分割層疊體塊10時導體層13a?13ο中所含的玻璃材料出現(xiàn)損傷、脫落，由于層疊體11的側(cè)面部上施加了磁性材料，因而焙燒后的部件基體I中的耐腐蝕性差的磁性金屬材料也不會露出表面。即，即使在分割工序中的切割時包覆磁性金屬材料表面的玻璃材料出現(xiàn)損傷、脫落，由于磁性金屬材料被磁性材料包覆，因而能夠避免線圈導體2生銹。
[0062]而且，由于如上所述，磁性金屬材料不會露出表面，因而導體部分也不會接觸大氣而生銹，能夠得到不會導致特性劣化的層疊線圈部件。
[0063]并且，由于部件基體I以磁性金屬材料為主要成分，因而與部件基體I由鐵氧體系材料形成的情況相比，直流疊加特性良好，所以能夠得到直流疊加特性良好且具有良好可靠性的適合功率電感器等的層疊線圈部件。
[0064]另外，本發(fā)明不局限于上述實施方式，在不脫離本發(fā)明主旨的范圍內(nèi)可做各種變更。
[0065]上述分割工序中，層疊體塊10上設(shè)有切割線15、16，沿切割線15、16切割層疊體塊10，使I個層疊體11在焙燒后形成I個部件基體1，但優(yōu)選以使導體層13a?13ο的至少一部分從層疊體11的側(cè)面部露出表面的方式切割上述層疊體塊10。這種情況下，雖然導體層13a?13ο的至少一部分從層疊體11的側(cè)面部露出表面，但由于側(cè)面部上被施加了磁性材料，因而不會生銹，能夠得到適合進一步小型化的功率電感器的層疊線圈部件。
[0066]下面對本發(fā)明的實施例進行具體說明。
[0067]實施例
[0068]作為磁性金屬材料，準備Fe:92.0重量％、S1:3.5重量％、Cr:4.5重量％、平均粒徑為6 μ m的Fe — Si — Cr系磁性金屬粉末。
[0069]此外，作為玻璃材料，準備S12:79重量％、B2O3:19重量％、K2O:2重量％、軟化點為760°C、平均粒徑為I μ m的堿硼硅酸鹽玻璃的玻璃粉末。
[0070]接著，混合上述磁性金屬材料和上述玻璃材料，使磁性金屬粉末為88重量％、玻璃粉末為12重量％，使用機械融合法將磁性金屬材料表面用玻璃材料覆蓋，制得磁性體原料。
[0071]然后,相對于該磁性體原料100重量份,稱量作為有機溶劑的二氫乙酸松油酯26重量份、作為有機粘合劑的乙基纖維素3重量份、分散劑I重量份、增塑劑I重量份，混煉，制得磁性體糊劑。
[0072]此外，準備含有Ag粉末、清漆和有機溶劑的內(nèi)部導體糊劑。
[0073]然后，將磁性體糊劑涂布到PET膜上，干燥，重復該操作多次，制作磁性體片，接著在該磁性體片的表面上使用絲網(wǎng)印刷法涂布內(nèi)部導體糊劑，干燥，形成規(guī)定圖案的導體層。
[0074]然后，在形成有導體層的磁性體片上涂布磁性體糊劑，干燥，由此制得磁性體片。此時，在磁性體片的規(guī)定處形成導通孔。然后，在該磁性體片的表面上使用絲網(wǎng)印刷法涂布內(nèi)部導體糊劑，干燥，形成規(guī)定圖案的導體層。此時，介由導通孔，與最初形成的導體層導通。
[0075]下面，按同樣的方法、順序使用磁性體糊劑和內(nèi)部導體糊劑依次形成磁性體片和導體層，由此形成圖4所示的具有導體圖案的層疊體的集合體、即層疊體塊。
[0076]然后，使用切片機切割層疊體塊，由此得到層疊體。
[0077]接著，在層疊體的側(cè)面部涂布磁性體糊劑，干燥，得到涂布有磁性材料的層疊體。
[0078]然后，將該層疊體裝入匣子中，在氮氣氛中、在400°C的溫度下加熱2小時進行脫脂處理后，在氮氣氛中、在900°C的溫度下進行90分鐘焙燒處理，得到部件基體。
[0079]接著，使用浸潰法將以Ag等為主要成分的外部電極用糊劑涂布到部件基體的兩端部，在氮氣氛中、在100°C的溫度下干燥10分鐘后，在780°C的溫度下進行15分鐘烘焙處理，形成外部電極，由此制得層疊線圈部件(實施例試樣)。
[0080]此外，作為比較例，按與上述同樣的方法、順序制作層疊體塊，之后，切開該層疊體塊，按層疊體逐個分割，在不在該層疊體的側(cè)面部涂布磁性體糊劑的情況下進行焙燒，得到以此作為部件基體的層疊線圈部件(比較例試樣)。
[0081]下面，將這樣制得的實施例試樣和比較例試樣的各試樣100個在保持在相對濕度95% RH、溫度40°C下的恒溫槽中放置500小時，用光學顯微鏡觀察各試樣是否因銹跡等而變色。
[0082]結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在比較例試樣中，100個試樣中有60個試樣的外觀發(fā)生變色，與此相對，在實施例試樣中，無一變色試樣。
[0083]根據(jù)本發(fā)明，即使在用多部件獲取方式制作具有以磁性金屬材料為主要成分的部件基體的層疊線圈部件的情況下，也能夠避免外表面生銹，實現(xiàn)直流疊加特性良好、可靠性優(yōu)異的層疊線圈部件。
[0084]符號說明:
[0085]2線圈導體
[0086]10層疊體塊
[0087]11層疊體
[0088]12a?12q磁性體片(磁性體層)
[0089]13a?13ο導體層
【權(quán)利要求】
1.層疊線圈部件的制造方法，其包括: 層疊體塊制造工序:將以至少含有玻璃材料的磁性金屬材料為主要成分的磁性體層與含有導電性材料的導體層交互層疊，使所述導體層彼此之間電連接，形成線圈圖案，制作為多個層疊體的集合體的層疊體塊； 分割工序:將所述層疊體塊切開、分割成所述各層疊體； 磁性材料施加工序:將含有所述磁性金屬材料的磁性材料施加到所述層疊體的側(cè)面部; 焙燒工序:將施加有所述磁性材料的層疊體焙燒，制作部件基體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的層疊線圈部件的制造方法，其特征在于，在所述分割工序中，以使所述導體層的至少一部分從所述層疊體的側(cè)面部露出表面的方式將所述層疊體塊分割。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的層疊線圈部件的制造方法，其特征在于，所述層疊體塊制作工序包括: 制作以至少含有玻璃材料的磁性金屬材料為主要成分的磁性體糊劑的磁性體糊劑制作工序、 對所述磁性體糊劑實施成形加工、制作片狀的磁性體層的磁性體層制作工序、 將含有所述導電性材料的導電性糊劑涂布到所述磁性體層上、形成具有規(guī)定的導體圖案的導體層的導體層形成工序、 層疊形成有所述導體層的磁性體層、使所述導體層彼此之間電連接、形成線圈圖案的層置工序； 在所述磁性材料施加工序中，將所述磁性體糊劑涂布在所述層疊體的側(cè)面部。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的層疊線圈部件的制造方法，其特征在于，所述磁性體糊劑制造工序包括: 將所述磁性金屬材料的表面用所述玻璃材料覆蓋、制作磁性體原料的磁性體原料制作工序，以及 將所述磁性體原料進行糊劑化的糊劑化工序。
【文檔編號】H01F41/04GK104380402SQ201380025992
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2013年7月5日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月20日
【發(fā)明者】浜田邦彥, 前田英一, 河端謙治 申請人:株式會社村田制作所