本發(fā)明涉及層疊線圈部件,更詳細(xì)而言,涉及具有非磁性體層的層疊線圈部件。
背景技術(shù):
在使用銅作為層疊線圈部件的內(nèi)部導(dǎo)體時(shí),需要在銅不氧化的還原環(huán)境下將銅導(dǎo)體和鐵氧體材料(磁性體材料)同時(shí)燒制,但若在這種條件下燒制,則存在鐵氧體材料的fe從3價(jià)被還原至2價(jià),層疊線圈部件的電阻率下降等問題。因此,通常一直使用以銀為主成分的導(dǎo)體。然而,若考慮低電阻、比銀廉價(jià)、難以發(fā)生遷移,則優(yōu)選使用以銅為主成分的導(dǎo)體。
在專利文獻(xiàn)1中公開了一種層疊線圈部件,其具有以銅為主成分的線圈狀的導(dǎo)體部,磁性體部的cu的cuo換算含量為5mol%以下,fe的fe2o3換算含量為25~47mol%,且mn的mn2o3換算含量為1mol%以上且小于7.5mol%,或者,fe的fe2o3換算含量為35~45mol%,且mn的mn2o3換算含量為7.5~10mol%。進(jìn)而認(rèn)為根據(jù)這種構(gòu)成的鐵氧體材料,即使與cu系材料同時(shí)燒制,也可以抑制cu的氧化或fe2o3的還原。
另一方面,層疊線圈部件小型且輕量,通常若通電大的直流電流,則磁性體會(huì)磁飽和,電感下降,因此與繞線型線圈部件相比存在額定電流小的難點(diǎn)。因此,對(duì)于層疊線圈部件,要求提高飽和磁通密度,換言之,要求提高直流疊加特性(在更大的直流電流區(qū)域得到穩(wěn)定的電感)。
專利文獻(xiàn)1中,作為上述層疊線圈部件的一個(gè)方式,通過設(shè)置非磁性體層且設(shè)為開磁路型來實(shí)現(xiàn)直流疊加特性的提高。該非磁性體層是由將磁性體層中使用的ni-cu-zn系鐵氧體材料的ni以zn全部取代而成的zn-cu系鐵氧體材料形成的。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1:國際公開第2014/050867號(hào)
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
根據(jù)本發(fā)明的發(fā)明人等的研究發(fā)現(xiàn),zn的含量高的非磁性鐵氧體材料在還原環(huán)境下燒制時(shí),電阻率低,層疊線圈部件的q值變小。
還發(fā)現(xiàn)燒制時(shí)的氧分壓由設(shè)定值變?yōu)檫€原環(huán)境時(shí),產(chǎn)生如下問題:層疊線圈部件的電阻率進(jìn)一步下降,在對(duì)外部電極進(jìn)行鍍覆處理時(shí),鍍層生長至非磁性體部。例如,因擴(kuò)大量而使用更大的燒制爐時(shí),難以將燒制爐內(nèi)設(shè)為均勻的環(huán)境,燒制爐內(nèi)的氧分壓產(chǎn)生偏差。在這種情況下,在氧分壓比設(shè)定值低的情況下,產(chǎn)生如上述那樣層疊線圈部件的電阻率的下降。
本發(fā)明的目的是提供一種即使在低氧分壓下燒制的情況下電阻率也高的層疊線圈部件。
本發(fā)明的發(fā)明人等為了解決上述問題而進(jìn)行了深入研究,其結(jié)果發(fā)現(xiàn),通過使非磁性體部中含有規(guī)定量的釩且調(diào)整鐵、鋅,錳、銅等其它成分的量,可以提高電阻率,從而完成了本發(fā)明。
根據(jù)本發(fā)明的1個(gè)主旨,提供一種層疊線圈部件,具備:含有磁性體部、非磁性體部和線圈導(dǎo)體而成的層疊體,以及形成于上述層疊體的外表面且與上述線圈導(dǎo)體電連接的外部電極,
上述非磁性體部相對(duì)于換算成fe2o3的fe含量、換算成zno的zn含量和換算成v2o5的v含量、以及存在的情況下的換算成cuo的cu含量和換算成mn2o3的mn含量的合計(jì),
fe的含量換算成fe2o3為36.0~48.5mol%,
zn的含量換算成zno為46.0~57.5mol%,
v的含量換算成v2o5為0.5~5.0mol%,
mn的含量換算成mn2o3為0~7.5mol%,
cu的含量換算成cuo為0~5.0mol%。
根據(jù)本發(fā)明,通過將非磁性體部中的fe的含量設(shè)為換算成fe2o3為36.0~48.5mol%,將zn的含量設(shè)為換算成zno為46.0~57.5mol%,將mn的含量設(shè)為換算成mn2o3為0~7.5mol%,將cu的含量設(shè)為換算成cuo為0~5.0mol%,將v的含量設(shè)為換算成v2o5為0.5~5.0mol%,從而即使在低氧環(huán)境下進(jìn)行燒制,也可提供電阻率高的層疊線圈部件。
附圖說明
圖1是本發(fā)明的1個(gè)實(shí)施方式中的層疊線圈部件的簡(jiǎn)要立體圖。
圖2是圖1的實(shí)施方式中的層疊線圈部件的簡(jiǎn)要斷面圖,是沿著圖1的a-a’線觀察的圖。
圖3是圖1的實(shí)施方式中的層疊線圈部件的簡(jiǎn)要斷面圖,是與圖1的a-a’線垂直地觀察的圖。應(yīng)予說明,省略了導(dǎo)體部。
圖4是表示磁性鐵氧體材料中的fe(換算成fe2o3)和mn(換算成mn2o3)的含量的范圍的圖。
具體實(shí)施方式
以下,一邊參照附圖一邊對(duì)本發(fā)明的層疊線圈部件及其制造方法詳細(xì)地進(jìn)行說明。但是,需要注意的是本發(fā)明的層疊線圈部件的構(gòu)成、形狀、纏繞數(shù)和配置等不限于圖示的例子。
如圖1~圖3所示,本實(shí)施方式的層疊線圈部件1簡(jiǎn)要地說是具有層疊體2以及埋設(shè)于層疊體2而成的線圈狀的導(dǎo)體部3而成的,外部電極5a和5b以覆蓋層疊體2的外周兩端面的方式設(shè)置,位于導(dǎo)體部3的兩端的導(dǎo)出部4a和4b分別與外部電極5a和5b連接。如圖2所示,層疊體2是層疊磁性體層6和非磁性體層8而成的。此外,導(dǎo)體部3是將配置于磁性體層6和非磁性體層8的多個(gè)導(dǎo)體圖案層10通過與磁性體層6和非磁性體層8貫通而設(shè)置的通孔相互連接成線圈狀。如圖3所示,外部電極5a和5b由金屬層12和鍍覆于其上的ni層14和sn層16構(gòu)成。
磁性體層6由含有fe、zn和ni且根據(jù)所需也可以含有mn、cu和/或v的燒結(jié)鐵氧體構(gòu)成。
非磁性體層8由含有fe、mn和v且根據(jù)所需也可以含有zn和/或cu的燒結(jié)鐵氧體構(gòu)成。
導(dǎo)體部3只要由含有導(dǎo)電性金屬的導(dǎo)體構(gòu)成即可,但優(yōu)選由含有銅或銀作為主成分的導(dǎo)體構(gòu)成,更優(yōu)選由含有銅作為主成分的導(dǎo)體構(gòu)成。另外,導(dǎo)體中的主成分是指在導(dǎo)體中存在最多的成分,例如,可以是相對(duì)于導(dǎo)體整體為50質(zhì)量%以上,優(yōu)選為80質(zhì)量%以上,更優(yōu)選為90質(zhì)量%以上,例如95質(zhì)量%以上,98質(zhì)量%以上或99質(zhì)量%以上的成分。在優(yōu)選方式中,上述導(dǎo)體實(shí)質(zhì)上由銅或銀構(gòu)成,優(yōu)選實(shí)質(zhì)上由銅構(gòu)成。
外部電極5a和5b的金屬層12只要是導(dǎo)電性金屬則沒有特別限定,通常由含有銅或銀作為主成分的導(dǎo)體構(gòu)成,優(yōu)選由含有銅作為主成分的導(dǎo)體構(gòu)成。ni層14具有從焊料保護(hù)外部電極的功能,sn層16具有提高焊接的功能。另外,本發(fā)明中,ni層14和sn層16不是必須的,也可以不存在。
上述本實(shí)施方式的層疊線圈部件1以下述方式制造。
首先,準(zhǔn)備磁性鐵氧體材料。磁性鐵氧體材料的組成沒有特別限定,優(yōu)選含有fe、zn和ni,也可以根據(jù)所需進(jìn)一步含有mn、cu和/或v。
一個(gè)方式中,磁性鐵氧體材料含有fe、mn、zn、ni和cu作為主成分。通常,磁性鐵氧體材料能夠?qū)⒆鳛檫@些主成分的原材料的fe2o3,mn2o3、zno、nio和cuo的粉末以所需的比例混合和預(yù)燒而制備,但不限定于此。
該磁性鐵氧體材料中,fe(換算成fe2o3)含量為25mol%~47mol%,且mn(換算成mn2o3)含量為1mol%以上且小于7.5mol%,或者,fe(換算成fe2o3)含量為35mol%~45mol%,且mn(換算成mn2o3)含量為7.5mol%~10mol%。即,設(shè)為圖4所示的區(qū)域z的范圍以內(nèi)。圖4是將fe(換算成fe2o3)含量作為x軸、將mn(換算成mn2o3)含量作為y軸的圖,圖中的各點(diǎn)(x,y)是a(25,1)、b(47,1)、c(47,7.5)、d(45,7.5)、e(45,10)、f(35,10)、g(35,7.5)、h(25,7.5)。如此,通過使fe2o3與mn2o3共存而將fe(換算成fe2o3)含量與mn(換算成mn2o3)含量組合而如上所述地選擇各范圍,可以有效地避免在燒結(jié)磁性鐵氧體材料時(shí)3價(jià)的fe被還原為2價(jià)的鐵,在低氧環(huán)境下,即使在例如cu-cu2o平衡氧分壓以下的氧分壓(還原環(huán)境)下燒制,也可以防止因fe被還原所致的磁性體層的電阻率的下降。
該磁性鐵氧體材料中的zn(換算成zno)含量?jī)?yōu)選設(shè)為6~33mol%(主成分合計(jì)基準(zhǔn))。通過將zn(換算成zno)含量設(shè)為6mol%以上,可得到高的導(dǎo)磁率,可取得大的電感。此外,通過將zn(換算成zno)設(shè)為33mol%以下,可得到高的居里點(diǎn)(例如130℃以上),可確保高的線圈運(yùn)行溫度。
該磁性鐵氧體材料中的cu(換算成cuo)含量?jī)?yōu)選設(shè)為5mol%以下(主成分合計(jì)基準(zhǔn))。通過將cu(換算成cuo)含量設(shè)為5mol%以下,可確保磁性體層6中高的電阻率。另外,磁性鐵氧體材料中的cu不是必須成分,cu的含量也可以是0。cu(換算成cuo)含量只要為5mol%以下即可,為了得到充分的燒結(jié)性,優(yōu)選為0.2mol%以上。
該磁性鐵氧體材料中的ni(換算成nio)含量沒有特別限定,能夠設(shè)為作為上述其它主成分的fe、mn、zn和cu的剩余部分。
其他方式中,磁性鐵氧體材料含有fe、zn、ni和v,根據(jù)所需也可以進(jìn)一步含有mn和/或cu。通常,磁性鐵氧體材料能夠?qū)⒆鳛檫@些主成分的原材料的fe2o3、zno、nio、v2o5、mn2o3和cuo的粉末以所需的比例混合和預(yù)燒而制備,但不限于此。
該磁性鐵氧體材料中的fe(換算成fe2o3)含量?jī)?yōu)選設(shè)為36.0~48.5mol%(主成分合計(jì)基準(zhǔn))。通過將fe(換算成fe2o3)含量設(shè)為48.5mol%以下,可以抑制從fe的3價(jià)向2價(jià)的還原,抑制電阻率的下降。此外,若將fe(換算成fe2o3)含量設(shè)為小于36.0mol%,則反而會(huì)導(dǎo)致電阻率的下降,無法確保絕緣性,因此優(yōu)選為36.0mol%以上。
該磁性鐵氧體材料中的zn(換算成zno)含量?jī)?yōu)選設(shè)為6.0~45.0mol%(主成分合計(jì)基準(zhǔn))。通過將zn(換算成zno)含量設(shè)為6.0mol%以上,可得到高的導(dǎo)磁率,可取得大的電感。此外,通過將zn(換算成zno)含量設(shè)為45.0mol%以下,可避免居里點(diǎn)的下降,可避免層疊線圈部件的運(yùn)行溫度的下降。
該磁性鐵氧體材料中的v(換算成v2o5)含量?jī)?yōu)選設(shè)為0.5~5.0mol%(主成分合計(jì)基準(zhǔn))。通過將v(換算成v2o5)含量設(shè)為0.5~5.0mol%而燒制層疊體,可以提高電阻率,而且可以減少層疊線圈部件間的電阻率的偏差。
該磁性鐵氧體材料也可以進(jìn)一步含有cu。磁性鐵氧體材料中的cu(換算成cuo)含量?jī)?yōu)選設(shè)為0~5.0mol%(主成分合計(jì)基準(zhǔn))。另外,cu不是必須成分,cu的含量也可以為0。一個(gè)方式中,磁性鐵氧體材料中的cu(換算成cuo)含量為0.1~5.0mol%。通過包含cu而燒制層疊體,可以提高直流疊加特性,減小進(jìn)行熱沖擊試驗(yàn)時(shí)的磁特性的變化。
該磁性鐵氧體材料也可以進(jìn)一步含有mn。磁性鐵氧體材料中的mn(換算成mn2o3)含量?jī)?yōu)選設(shè)為0~7.5mol%(主成分合計(jì)基準(zhǔn))。另外,mn不是必須成分,mn、cu的含量也可以為0。一個(gè)方式中,磁性鐵氧體材料中的mn(換算成mn2o3)含量為0.1~7.5mol%。通過含有mn,磁性體的保持力減少,磁通密度變大,因此可以提高導(dǎo)磁率,進(jìn)而,由于mn比fe更優(yōu)先地被還原,因此可以避免fe的還原所引起的電阻率的下降。
該磁性鐵氧體材料中的ni(換算成nio)含量沒有特別限定,能夠設(shè)為作為上述其它主成分的fe、zn、v、cu和mn的剩余部分。
本發(fā)明中,磁性鐵氧體材料也可以進(jìn)一步含有添加成分。作為磁性鐵氧體材料中的添加成分,例如可舉出bi,但不限于此。bi含量(添加量)優(yōu)選相對(duì)于主成分(fe(換算成fe2o3)、zn(換算成zno)、v(換算成v2o5)、cu(換算成cuo)、mn(換算成mn2o3)和ni(換算成nio))的合計(jì)100重量份換算成bi2o3為0.1~1重量份。通過將bi(換算成bi2o3)含量設(shè)為0.1~1重量份,可以進(jìn)一步促進(jìn)低溫?zé)疲⑶冶苊猱惓AW映砷L。若bi(換算成bi2o3)含量過高,則容易發(fā)生異常粒子成長,在異常粒子成長部位電阻率下降,在形成外部電極時(shí)的鍍覆處理時(shí),鍍層附著在異常粒子成長部位,因此不優(yōu)選。
另外,在磁性體部的燒結(jié)前后,可能發(fā)生燒結(jié)前的磁性鐵氧體材料,例如,cuo、fe2o3通過燒制而其一部分分別變化為cu2o、fe3o4。但是,可以認(rèn)為該燒結(jié)后的磁性體部的各主成分的含量,例如,cuo換算含量、fe2o3換算含量分別與燒結(jié)前的磁性鐵氧體材料中的各主成分的含量,例如cuo含量、fe2o3含量沒有實(shí)質(zhì)不同。
使用上述磁性鐵氧體材料準(zhǔn)備磁性體片材。例如,可以將磁性鐵氧體材料與含有粘合劑樹脂和有機(jī)溶劑的有機(jī)載體進(jìn)行混合/混煉,成型為片狀,從而得到磁性體片材,但不限定于此。
另行準(zhǔn)備非磁性鐵氧體材料。非磁性鐵氧體材料含有fe、zn和v,根據(jù)所需也可以進(jìn)一步含有mn和/或cu。通常,非磁性鐵氧體材料能夠?qū)⑦@些主成分的原材料的fe2o3、zno、v2o5、mn2o3和cuo的粉末以所需的比例混合和預(yù)燒而制備,但不限于此。
非磁性鐵氧體材料中的fe(換算成fe2o3)含量為36.0~48.5mol%(主成分合計(jì)基準(zhǔn))。通過將fe(換算成fe2o3)含量設(shè)為48.5mol%以下,可抑制從fe的3價(jià)向2價(jià)的還原,抑制電阻率的下降。此外,若將fe(換算成fe2o3)含量設(shè)為小于36.0mol%,則反而會(huì)導(dǎo)致電阻率的下降,無法確保絕緣性,因此優(yōu)選為36.0mol%以上。
非磁性鐵氧體材料中的v(換算成v2o5)含量為0.5~5.0mol%(主成分合計(jì)基準(zhǔn))。優(yōu)選v(換算成v2o5)含量為0.5mol%以上且小于4.0mol%,更優(yōu)選為0.5~3.5mol%,進(jìn)一步優(yōu)選為0.5~3.0mol%。通過將v(換算成v2o5)含量設(shè)為0.5~5.0mol%而燒制層疊體,可以提高電阻率,進(jìn)而,可以減少層疊線圈部件間的電阻率的偏差。
非磁性鐵氧體材料中的zn(換算成zno)含量為46.0~57.5mol%(主成分合計(jì)基準(zhǔn))。
本發(fā)明中,非磁性鐵氧體材料也可以進(jìn)一步含有cu。鐵氧體材料中的cu(換算成cuo)含量為0~5.0mol%(主成分合計(jì)基準(zhǔn))。另外,cu不是必須成分,cu的含量也可以為0。一個(gè)方式中,鐵氧體材料中的cu(換算成cuo)含量為0.1~5.0mol%。通過含有cu而燒制層疊體,可得到更高的燒結(jié)性。此外,通過將cu含量(換算成cuo)設(shè)為5mol%以下,可抑制異相(cuo的相)的生成,可抑制非磁性體部的電阻率的下降。
本發(fā)明中,非磁性鐵氧體材料也可以進(jìn)一步含有mn。鐵氧體材料中的mn(換算成mn2o3)含量為0~7.5mol%(主成分合計(jì)基準(zhǔn))。另外,mn不是必須成分,mn的含量也可以為0。一個(gè)方式中,鐵氧體材料中的mn(mn2o3換算)含量為0.1~7.5mol%。通過含有mn,由于mn比fe更優(yōu)先地被還原,因此可以避免fe的還原所引起的電阻率的下降。
另外,在非磁性體部的燒結(jié)前后,可能發(fā)生燒結(jié)前的非磁性鐵氧體材料,例如,cuo、fe2o3通過燒制而其一部分分別變化為cu2o、fe3o4。但是,可以認(rèn)為該燒結(jié)后的非磁性體部的各主成分的含量,例如,cuo換算含量、fe2o3換算含量分別與燒結(jié)前的非磁性鐵氧體材料中的各主成分的含量,例如cuo含量、fe2o3含量沒有實(shí)質(zhì)不同。
使用上述非磁性鐵氧體材料準(zhǔn)備非磁性體片材。例如,可以通過將非磁性鐵氧體材料與含有粘合劑樹脂和有機(jī)溶劑的有機(jī)載體進(jìn)行混合/混煉,成型為片狀,從而得到非磁性體片材,但不限于此。
另行準(zhǔn)備導(dǎo)體糊料。作為導(dǎo)體糊料,沒有特別限定,例如優(yōu)選為含有銀或銅的糊料,更優(yōu)選為含有銅的糊料。例如,可使用能夠市售獲得的以粉末的形態(tài)含有銅的一般的銅糊料,但不限于此。
接下來,將上述磁性體片材和非磁性體片材介由導(dǎo)體糊料層層疊,得到導(dǎo)體糊料層通過貫通于磁性體片材和非磁性體片材而設(shè)置的通孔相互連接成線圈狀的層疊體。
層疊體的形成方法沒有特別限定,可以利用片材層疊法和印刷層疊法等形成層疊體。在利用片材層疊法時(shí),可以對(duì)磁性體片材或非磁性體片材設(shè)置適當(dāng)?shù)耐?,將?dǎo)體糊料以規(guī)定的圖案(在設(shè)置有通孔時(shí),填充于通孔的同時(shí))印刷而形成導(dǎo)體糊料層,將適當(dāng)形成有導(dǎo)體糊料層的磁性體片材和非磁性體片材進(jìn)行層疊和壓合,切斷為規(guī)定的尺寸,得到層疊體。利用印刷層疊法時(shí),可以將上述磁性鐵氧體材料和非磁性鐵氧體均設(shè)為糊料,在pet(聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯)膜等基材上,將以規(guī)定的順序印刷磁性鐵氧體糊料、非磁性鐵氧體糊料和導(dǎo)體糊料,適當(dāng)?shù)胤磸?fù)進(jìn)行形成磁性體糊料層、非磁性體糊料層、導(dǎo)體糊料層的工序,最后切斷為規(guī)定的尺寸,得到層疊體。對(duì)于該層疊體而言,可以將多個(gè)一次性制作成矩陣狀后通過切割等切斷為單個(gè)(進(jìn)行元件分離)而單片化,也可以預(yù)先逐個(gè)制作。
接著,通過將上述得到的未燒制層疊體在規(guī)定的氧分壓下進(jìn)行熱處理,可燒制磁性體片材和導(dǎo)體糊料層而分別制成磁性體層6、非磁性體層8和導(dǎo)體層10。由此得到的層疊體2中,磁性體層6形成磁性體部,非磁性體層8形成非磁性體部,導(dǎo)體層形成導(dǎo)體部3。
進(jìn)行上述燒制時(shí)的氧分壓沒有特別限定,導(dǎo)體部在以cu為主成分時(shí),優(yōu)選為cu-cu2o平衡氧分壓以下(還原環(huán)境),更優(yōu)選為cu-cu2o平衡氧分壓。通過在這種氧分壓下對(duì)未燒制層疊體進(jìn)行熱處理,可以避免將導(dǎo)體部的cu氧化。此外,可以在比空氣中進(jìn)行熱處理的情況低的溫度下燒結(jié)未燒制層疊體,例如,可將燒制溫度設(shè)為950~1100℃。雖然本發(fā)明不被任何理論限制,但在低氧濃度環(huán)境下燒制時(shí),在結(jié)晶結(jié)構(gòu)中形成氧缺陷,介由該氧缺陷促進(jìn)fe、zn、v、cu、mn、ni的相互擴(kuò)散,能夠提高低溫?zé)Y(jié)性。
接著,在上述得到的層疊體2的端面形成外部電極5a和5b。外部電極5a和5b的形成可以通過如下方式實(shí)施:例如,將銅或銀的粉末與玻璃等一起制成糊料狀,將該糊料涂布于規(guī)定的區(qū)域,將所得的結(jié)構(gòu)體在適當(dāng)?shù)沫h(huán)境下例如在將導(dǎo)體部以cu為主成分時(shí),在銅不氧化的環(huán)境下,例如在700~850℃進(jìn)行熱處理而燒結(jié)銅或銀。
以上述方式制造本實(shí)施方式的層疊線圈部件1。
本發(fā)明的層疊線圈部件中,非磁性體部含有釩,與以往的不含釩的非磁性體層相比,非磁性體部的電阻率提高,進(jìn)而,難以受到在大量生產(chǎn)時(shí)產(chǎn)生的氧分壓的偏差的影響,能夠減少電阻率的偏差。雖然本發(fā)明不被任何理論限制,但認(rèn)為通過在非磁性體部中添加釩而電阻率提高,偏差減少的理由如下:電阻率的下降的原因是fe從3價(jià)還原至2價(jià),在b位點(diǎn)間發(fā)生跳躍傳導(dǎo)。這里,若存在v(v2o5),則v從5價(jià)被還原至4價(jià)或3價(jià),該v進(jìn)入b位點(diǎn),從而抑制跳躍傳導(dǎo),改善電阻率。
本發(fā)明的層疊線圈部件的非磁性體部的電阻率(logρ)可以優(yōu)選為4.5ωcm以上,更優(yōu)選為4.8ωcm以上,進(jìn)一步優(yōu)選為5.0ωcm以上。
優(yōu)選方式中,本發(fā)明的層疊線圈部件的導(dǎo)體部由含有銅的導(dǎo)體形成。這種層疊線圈部件優(yōu)選在cu-cu2o平衡氧分壓以下(還原環(huán)境)同時(shí)燒制磁性體部、非磁性體部和導(dǎo)體部。由于在cu-cu2o平衡氧分壓以下進(jìn)行燒制,可防止導(dǎo)體部的銅的氧化。此外,如上所述,通過使非磁性體部具有特定的組成,即使在還原環(huán)境下進(jìn)行同時(shí)燒制的情況下非磁性體部也可以維持高的電阻率。
以上,對(duì)本發(fā)明的1個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行了說明,但本發(fā)明不限定于該實(shí)施方式,可進(jìn)行各種改變。
實(shí)施例
實(shí)施例1:非磁性體層的評(píng)價(jià)
為了制作非磁性體層,將fe2o3、zno、v2o5、mn2o3和cuo粉末以組成為表1的試樣編號(hào)1~29所示的比例的方式進(jìn)行稱量。另外,試樣編號(hào)2~7、10~16、19~24和26~28為本發(fā)明的實(shí)施例,試樣編號(hào)1、8、9、17、18、25和29(表中表示為帶有“*”)為比較例。
[表1]
接下來,將試樣編號(hào)1~29的各稱量物與純水和psz(partialstabilizedzirconia;部分穩(wěn)定化氧化鋯)球一起放入氯乙烯制的罐磨機(jī)中,以濕式充分地混合粉碎。使粉碎處理物蒸發(fā)干燥后,在750℃的溫度下預(yù)燒2小時(shí)。將由此得到的預(yù)燒粉與乙醇(有機(jī)溶劑)和psz球一起再次放入氯乙烯制的罐磨機(jī)中,充分地混合粉碎,進(jìn)一步加入聚乙烯醇縮丁醛系粘合劑(有機(jī)粘合劑)而充分地混合,得到陶瓷漿料。接著,通過刮刀法,將上述得到的陶瓷漿料成型為厚度25μm的片狀。將所得的成型體沖裁為縱50mm、橫50mm的大小,制作鐵氧體材料的非磁性體片材。
接下來,以燒制后的厚度為0.5mm的方式層疊非磁性體片材,在60℃的溫度以100mpa的壓力壓合1分鐘,制作壓合塊。由所得的壓合塊以模具沖裁直徑為10mm的圓板狀的試樣和外徑為20mm、內(nèi)徑為12mm的環(huán)狀的試樣。
將這些試樣放入燒制爐,在氮中加熱至400℃而充分地脫脂,接著,利用n2-h2-h2o的混合氣體將氧分壓調(diào)整為cu-cu2o平衡氧分壓,在1000℃保持3小時(shí)而燒制。
在上述得到的圓板狀的試樣的兩面涂布含有cu粉末、玻璃粉、清漆和有機(jī)溶劑的銅糊料(外部電極形成用銅糊料),將其在不氧化銅的環(huán)境下在800℃燒結(jié)5分鐘而形成電極。
對(duì)電極間外加直流電壓50v,測(cè)定1分鐘后的電阻值,由該測(cè)定值和試樣尺寸求出電阻率logρ(ω·cm)。求出10個(gè)試樣的平均,將其結(jié)果示于表2。
此外,對(duì)于環(huán)狀的試樣,放入至agilenttechnology公司制的磁性體測(cè)定夾具(型號(hào)16454a-s),使用agilenttechnology公司制的阻抗分析儀(型號(hào)e4991a)進(jìn)行在1mhz下的初始導(dǎo)磁率μ的測(cè)定。求出30個(gè)試樣的平均,將其結(jié)果示于表2。
實(shí)施例2:層疊線圈部件的評(píng)價(jià)
為了制作磁性體層,準(zhǔn)備fe2o3、mn2o3、zno、nio和cuo粉末,以fe2o3為46.5mol%、mn2o3為2.5mol%、zno為30.0mol%、nio為20.0mol%和cuo為1.0mol%的組成的方式進(jìn)行稱量。將這些稱量物與實(shí)施例1同樣地與純水和psz球一起放入氯乙烯制的罐磨機(jī)中,以濕式充分地混合粉碎。使粉碎處理物蒸發(fā)干燥后,在750℃的溫度預(yù)燒2小時(shí)。將由此得到的預(yù)燒粉與乙醇(有機(jī)溶劑)和psz球一起再次放入氯乙烯制的罐磨機(jī)中,充分地混合粉碎,進(jìn)一步加入聚乙烯醇縮丁醛系粘合劑(有機(jī)粘合劑)而充分地混合,得到陶瓷漿料。
接下來,通過刮刀法,將上述得到的陶瓷漿料成型為厚度25μm的片狀。將所得的成型體沖裁為縱50mm、橫50mm的大小,制作鐵氧體材料的磁性體片材。
接著,使用激光加工機(jī),在實(shí)施例1中制作的試樣編號(hào)1~27的非磁性體片材和上述制作的磁性體片材的規(guī)定位置形成通孔后,對(duì)含有cu粉末、清漆和有機(jī)溶劑的cu糊料在磁性體片材的表面進(jìn)行絲網(wǎng)印刷,且將上述cu糊料填充于通孔,形成線圈圖案。
將以這種方式制作的試樣編號(hào)1~29的非磁性體片材和磁性體片材以成為如圖2的配置的方式(將試樣編號(hào)1~29的層設(shè)為3層)層疊,在60℃的溫度以100mpa的壓力壓合1分鐘,制作壓合塊。然后,將該壓合塊切斷為規(guī)定的尺寸,制作陶瓷層疊體。
將以這種方式制作的陶瓷層疊體放入燒制爐,在氮中加熱至400℃而充分脫脂,接著,利用n2-h2-h2o的混合氣體將氧分壓調(diào)整為cu-cu2o平衡氧分壓,在1000℃保持3小時(shí)而燒制。另外,在cu-cu2o平衡氧分壓的0.1倍的氧分壓下同樣地?zé)啤?/p>
接著,將實(shí)施例1中使用的外部電極形成用銅糊料涂布于所燒制的陶瓷層疊體的兩端并干燥后,在銅不氧化的環(huán)境下,在800℃燒結(jié)5分鐘。進(jìn)而利用電鍍依次進(jìn)行鍍ni和鍍sn,形成具有如圖3所示的電極結(jié)構(gòu)的外部電極。以這種方式制作在磁性體部埋設(shè)有線圈導(dǎo)體的層疊線圈部件(圖1)。所制作的層疊線圈部件為長度2.1mm、寬度1.0mm、厚度1.0mm。
對(duì)于試樣編號(hào)1~29的非磁性體層的試樣,將各自10個(gè)試樣的表面(根據(jù)長度方向(l)和其厚度方向(t)的尺寸規(guī)定的2個(gè)lt面)以光學(xué)顯微鏡觀察,將外部電極的一端的位置作為起始點(diǎn),測(cè)定鍍層延伸至最遠(yuǎn)的位置的距離。對(duì)每個(gè)試樣在形成有非磁性層的3處、兩側(cè)面6處進(jìn)行測(cè)定,試樣10個(gè)取得共120個(gè)數(shù)據(jù)。其中,將鍍層延伸的長度全部為100μm以下的試樣判定為○,將大于100μm的鍍層即使為1處的試樣也判定為×(不良)。對(duì)在cu-cu2o平衡氧分壓和cu-cu2o平衡氧分壓的0.1倍的氧分壓下燒制的試樣進(jìn)行該評(píng)價(jià)。將其結(jié)果一并示于表2。
[表2]
如上述內(nèi)容所示,由實(shí)施例1的結(jié)果可確認(rèn)本發(fā)明的范圍內(nèi)的試樣編號(hào)2~7、10~16、19~24和26~28的試樣的導(dǎo)磁率為1.0,為非磁性。此外,確認(rèn)了本發(fā)明的范圍內(nèi)的非磁性體層即使在cu-cu2o平衡氧分壓下燒制的情況下,logρ也為4.5以上,具有高電阻率。另一方面,確認(rèn)了非磁性鐵氧體材料中1個(gè)以上的成分不在本發(fā)明的范圍內(nèi)的試樣編號(hào)1、8、9、17、18、25和29的電阻率小(logρ小于4)或具有磁性。
此外,由實(shí)施例2的結(jié)果可確認(rèn)使用本發(fā)明的范圍內(nèi)的非磁性鐵氧體材料的試樣即使在cu-cu2o平衡氧分壓下進(jìn)行燒制,也不會(huì)產(chǎn)生因鍍層延伸所致的不良。
而且,確認(rèn)了通過將v2o5的添加量設(shè)為0.5mol%以上且小于4.0mol%,即使在cu-cu2o平衡氧分壓的0.1倍的氧分壓下燒制,也不會(huì)產(chǎn)生因鍍層延伸所致的不良。這表示即使在燒制時(shí)氧分壓發(fā)生變動(dòng)而成為比設(shè)定值低的氧環(huán)境,也能夠穩(wěn)定地制作層疊線圈部件。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性
根據(jù)本發(fā)明得到的層疊線圈部件能夠在例如各種電子設(shè)備中用于廣泛的用途。
符號(hào)說明
1層疊線圈部件
2層疊體
3導(dǎo)體部
4a、4b導(dǎo)出部
5a、5b外部電極
6磁性體層
8非磁性體層
10導(dǎo)體圖案層
12金屬層
14ni層
16sn層