本發(fā)明涉及具有由合金磁性顆粒構成的磁性體部的層疊電感器。
背景技術:
因便攜設備的多功能化和汽車的電子化等,被稱為芯片型的小型的線圈部件或電感部件得到廣泛使用。尤其是,層疊型的電感部件(層疊電感器)能夠應對薄型化,因此,近年來,正在向流通大電流的功率器件的開發(fā)推進。
為了應對大電流化,正在研討將層疊電感器的磁性體部替換為材料自身的飽和磁通密度比現(xiàn)有的nicuzn類鐵氧體高的fecrsi合金。但是,由于fecrsi合金的材料自身的體積電阻率比現(xiàn)有的鐵氧體低,因此,需要下功夫提高其體積電阻率。
所以,在專利文獻1中公開了在包含fe、cr、si的磁性合金的粉末中添加以sio2、b2o3、zno為主成分的玻璃,在非氧化氣氛中(700℃)進行燒制的電子部件的制造方法。根據該方法,不提高形成在成形體內的線圈的電阻,就能夠提高成形體的絕緣電阻。
現(xiàn)有技術文獻
專利文獻
專利文獻1:日本特開2010-62424號公報
技術實現(xiàn)要素:
發(fā)明想要解決的技術問題
但是,在專利文獻1記載的方法中,通過添加在磁性合金粉末中的玻璃提高磁性體部的體積電阻率,因此,為了獲得磁性體部的所期望的絕緣電阻,需要增加玻璃的添加量。其結果是,磁性合金粉末的充填率降低,因此難以獲得高電感特性,而且,越進行薄型化,這樣的問題越顯著。
另外,至今為止,形成磁性體部的磁性合金粉末大多著眼于提高導磁率,在不成為其他的特性限制的范圍內使用盡可能大的粒徑的磁性合金粉末。但是,在使用大粒徑的情況下,由于粒徑而表面粗糙度容易變大,所以,根據粒徑增厚層疊的厚度,例如以10μm的粒徑有6個以上的顆粒、6μm的粒徑有5個以上的顆粒在層疊方向上排列的方式改變了層疊的厚度。這是因為,如上所述使用小粒徑的磁性合金粉末,不產生導磁率的降低。
鑒于以上的情況,本發(fā)明的目的在于提供一種能夠不降低磁特性和絕緣特性而能夠實現(xiàn)薄型化的層疊電感器。
用于解決技術問題的技術方案
為了達成上述目的,本發(fā)明的一個方式的層疊電感器包括至少一個第一磁性層、內部導體、多個第二磁性層、多個第三磁性層和一對外部電極。上述至少一個第一磁性層,其沿一個軸方向的厚度為4μm以上19μm以下,包括:沿所述一個軸方向排列的3個以上的合金磁性顆粒;和使所述合金磁性顆粒相互結合且包含由cr和al的至少一種形成的第一成分的第一氧化膜。
上述內部導體具有多個導體圖案。上述多個導體圖案隔著上述第一磁性層在上述一個軸方向上相對配置,分別構成繞上述一個軸卷繞的線圈的一部分,隔著上述第一磁性層相互被電連接。
上述多個第二磁性層由合金磁性顆粒構成,隔著上述第一磁性層在上述一個軸方向上相對并且分別配置在上述多個導體圖案的周圍。
上述多個第三磁性層由合金磁性顆粒構成,隔著上述第一磁性層、上述多個第二磁性層和上述內部導體在上述一個軸方向上相對配置。
上述一對外部電極與上述內部導體電連接。
在上述層疊電感器中,配置在多個導體圖案間的第一磁性層具有4μm以上19μm以下的厚度,沿其厚度方向排列的4個以上的合金磁性顆粒分別經由第一氧化膜結合,因此,能夠不降低磁特性和絕緣特性地實現(xiàn)層疊電感器整體的薄型化。
上述第一磁性層還可以具有設置于上述合金磁性顆粒和上述第一氧化膜之間的第二氧化膜。上述第二氧化膜包含包括si和zr的至少1種的第二成分。
上述第一磁性層、上述多個第二磁性層和上述多個第三磁性層包含上述第一成分、上述第二成分和fe,并且由上述第二成分相對于上述第一成分的比率大于1的合金磁性顆粒構成。
上述多個第二磁性層和上述多個第三磁性層可以由上述第一成分為1.5~4wt%、上述第二成分為5~8wt%的合金磁性顆粒構成。
上述第一磁性層、上述多個第二磁性層和上述多個第三磁性層可以包含浸漬在上述合金磁性顆粒之間的樹脂材料。
上述第一磁性層、上述多個第二磁性層和上述多個第三磁性層可以在上述合金磁性顆粒之間包含磷元素。
發(fā)明效果
如以上所述,根據本發(fā)明,能夠不降低磁特性和絕緣特性地實現(xiàn)層疊電感器整體的薄型化。
附圖說明
圖1是本發(fā)明的一個實施方式的層疊電感器的整體立體圖。
圖2是圖1中的a-a線截面圖。
圖3是上述層疊電感器中的部件主體的分解立體圖。
圖4是圖1中的b-b線截面圖。
圖5是示意地表示在上述層疊電感器中的第一磁性層的厚度方向上排列的合金磁性顆粒的截面圖。
圖6是對上述層疊電感器中的磁性體層的制造方法進行說明的主要部分的概略截面圖。
具體實施方式
本發(fā)明并不是至今為止的利用大粒徑形成磁性體部,而是利用小粒徑能夠得到兼具高磁特性和絕緣性的層疊體。具體來說,在內部導體間排列3個以上的磁性顆粒來確保內部導體之間的絕緣性,促進部件的薄型化的發(fā)明。另外,本發(fā)明發(fā)現(xiàn)了不受到由粒徑導致的導磁率降低的影響的范圍,能夠兼具高性能。
以下,參照附圖說明本發(fā)明的實施方式。
圖1是本發(fā)明的一實施方式的層疊電感器的整體立體圖。圖2是圖1中的a-a線截面圖。
[層疊電感器的整體構成]
如圖1所示,本實施方式的層疊電感器10包括部件主體11和一對外部電極14、15。部件主體11形成為在x軸方向具有寬度w、在y軸方向具有長度l、在z軸方向具有高度h的長方體形狀。一對外部電極14、15設置于在部件主體11的長邊方向(y軸方向)相對的2個端面。
部件主體11的各部的尺寸無特別限定,在本實施方式中,長度l為1.6~2mm,寬度w為0.8~1.2mm,高度h為0.4~0.6mm。
如圖2所示,部件主體11包括長方體形狀的磁性體部12和由磁性體部12覆蓋的螺旋狀的線圈部13(內部導體)。
圖3是部件主體11的分解立體圖。圖4是圖1中的b-b線截面圖。
如圖3所示,磁性體部12具有多個磁性體層mlu、ml1~ml7和mld在高度方向(z軸方向)上層疊而一體化的構造。磁性體層mlu和mld構成磁性體部12的上下的覆蓋層(第三磁性層)。磁性體層ml1~ml7構成包含線圈部13的導體層,如圖4所示,分別具有第一磁性層121、第二磁性層122和導體圖案c11~c17。
第一磁性層121構成為存在于相鄰的上下導體圖案c11~c17之間的導體間層。第一磁性層121由具有軟磁特性的磁性材料構成,磁性材料能夠使用合金磁性顆粒。在此使用的磁性材料的軟磁特性是指頑磁力hc在250a/m以下。
合金磁性顆粒能夠使用fe(鐵)、第一成分和第二成分的合金顆粒。第一成分包括cr(鉻)和al(鋁)的至少1種,第二成分包括si(硅)和zr(鋯)的至少1種。本實施方式中,第一成分是cr,第二成分是si,所以,合金磁性顆粒由fecrsi合金顆粒構成。該合金磁性顆粒的組成典型來講是,在整體為100%的情況下,cr為1.5~5wt%,si為3~10wt%,除雜質以外其余為fe。
第一磁性層121具有使各合金磁性顆粒相互結合的第一氧化膜。第一氧化膜包含上述第一成分,在本實施方式中,為cr2o3。第一磁性層121還包含存在于各合金磁性顆粒與上述第一氧化膜之間的第二氧化膜。第二氧化膜包括第二成分,在本實施方式中為sio2。
由此,即使第一磁性層121的厚度在19μm以下,較薄,也能夠確保導體圖案c11~c17之間的所需要的絕緣耐壓。另外,與能夠減小第一磁性層121的厚度的量相應地,能夠使導體圖案c11~c17形成得較厚,因此,能夠實現(xiàn)線圈部13的直流電阻的低電阻化。
導體圖案c11~c17配置在第一磁性層121之上。如圖2所示,導體圖案c11~c17構成繞z軸卷繞的線圈的一部分,經由通孔v1~v6在z軸方向上分別電連接,從而形成線圈部13。磁性體層ml1的導體圖案c11具有與一方的外部電極14電連接的引出端部13e1,磁性體層ml7的導體圖案c17具有與另一方的外部電極15電連接的引出端部13e2。
第二磁性層122由與第一磁性層121相同種類的合金磁性顆粒(fecrsi合金顆粒)構成。第二磁性層122隔著第一磁性層121在z軸方向上相對,分別配置在第一磁性層121上的導體圖案c11~c17的周圍。各磁性體層ml1~ml7中的第二磁性層122的沿z軸方向的厚度典型來說與導體圖案c11~c17的厚度相同,但是,這些厚度可以具有差異。
第三磁性層123由與第一磁性層121相同種類的合金磁性顆粒(fecrsi合金顆粒)構成。第三磁性層123分別對應于上層的磁性體層mlu和下層的磁性體層mld,隔著磁性體層ml1~ml7的第一磁性層121、第二磁性層122和導體圖案c11~c17(線圈部13)在z軸方向上相對配置。磁性體層mlu、mld分別由多個第三磁性層123的層疊體構成,但它們的層疊數(shù)無特別限定。另外,磁性體層ml7的第一磁性層121可以由位于磁性體層mld的最上層的第三磁性層123構成。另外,磁性體層mlu的最下層可以由第一磁性層121構成。
在構成第一~第三磁性層121~123的合金磁性顆粒(fecrsi合金顆粒)的表面,如上所述,該fecrsi合金顆粒的氧化物膜(第一氧化膜和第二氧化膜)作為絕緣膜存在。各磁性層121~123內的fecrsi合金顆粒經由上述氧化物膜相互結合,線圈部13附近的fecrsi合金顆粒經由上述氧化物膜與線圈部13密接(緊貼)。上述氧化物膜,典型來說,包含屬于磁性體的fe3o4、屬于非磁性體的fe2o3、cr2o3、sio2的至少1種。
作為fecrsi以外的合金磁性顆粒,能夠列舉fecrzr、fealsi、fetisi、fealzr、fetizr等,以fe為主成分,并且包含si和zr的任意一種以上的元素(第二成分)和si或者zr以外的比fe容易氧化的1種以上的元素(第一成分)即可。優(yōu)選的是:fe為85~95.5wt%、fe和si、zr的元素(第二成分)以外的1種以上的元素(第一成分)包含比fe容易氧化的元素、第二成分相對于第一成分的比例(第二成分/第一成分)大于1的金屬磁性材料。通過使用這樣的磁性材料,上述的氧化膜穩(wěn)定地形成,尤其在低溫度下進行熱處理的情況下,也能夠提高絕緣性。
另外,使構成第一~第三磁性層121~123的合金磁性顆粒的第二成分相對于第一成分的比例(第二成分/第一成分)大于1,通過使這些合金磁性顆粒高電阻化,由此,q特性良好,能夠有助于電路工作時的效率的改善。
在第一成分為cr的情況下,fecrsi類合金中的cr的含有率例如為1~5wt%。cr的存在在熱處理時形成非動態(tài)來抑制過剩的氧化,并且體現(xiàn)強度和絕緣電阻這方面而優(yōu)選。另一方面,當cr的含量超過5wt%時,存在磁特性降低的趨勢。另外,當cr的含量不足1wt%時,因氧化導致的合金磁性顆粒的膨脹發(fā)展,在第一磁性層121和第二磁性層122的界面容易產生微小的分層(剝離),不優(yōu)選。cr的含有率優(yōu)選為1.5~3.5wt%。
fecrsi類合金中的si的含有率為3~10wt%。si的含量越多,越能夠構成高電阻且高導磁率的磁性層,能夠獲得高效率的電感特性(高q特性)。si的含量越少,磁性層的成形性越良好。考慮上述內容,調整si的含量。尤其是,通過兼有高電阻和高導磁率,即使為小型的部件也能夠制作直流電阻好的部件,si的含有率更優(yōu)選為4~8wt%。進一步,不僅q特性而且頻率特性也變好,能夠應對今后的高頻化。
在fecrsi類合金中,si和cr以外的剩余部分除了不可避免的雜質之外,優(yōu)選為fe。作為fe、si和cr以外也可以包含的金屬,能夠列舉al、mg(鎂)、ca(鈣)、ti、mn(錳)、co(鈷)、ni(鎳)、cu(銅)等,作為非金屬能夠列舉p(磷)、s(硫)、c(碳)等。
各磁性層121~123的厚度(沿z軸方向的厚度。以下相同)和作為合金磁性顆粒的體積基準的顆粒粒徑,觀察時的平均粒徑(中值粒徑)由各自不同的大小構成。
在本實施方式中,第一磁性層121的厚度為4μm以上19μm以下。第一磁性層121的厚度對應于隔著第一磁性層121在z軸方向上相對的導體圖案c11~c17間的距離(導體間距離)。在本實施方式中,構成第一磁性層121的合金磁性顆粒的平均粒徑為在上述厚度尺寸中在厚度方向(z軸方向)上排列3個以上的合金磁性顆粒的大小,例如1μm以上4μm以下。特別是,因為兼具薄層化和導磁率,所以合金磁性顆粒的平均粒徑優(yōu)選在2μm以上3μm以下。
在此,在厚度方向上排列3個以上的合金磁性顆粒的大小不限于上述3個以上的合金磁性顆粒沿厚度方向在同一直線上排列的情況。例如圖5示意性地表示5個合金磁性顆粒排列的例子。即,在厚度方向上排列的合金磁性顆粒的數(shù)量是指在導體圖案(內部導體b、c)間落在與厚度方向平行的基準線ls上的顆粒的數(shù)量,在圖示的例子中為5個。
在第一磁性層121的厚度不到4μm的情況下,存在第一磁性層121的絕緣特性降低、無法確保導體圖案c11~c17間的絕緣耐壓的問題。另外,當?shù)谝淮判詫?21的厚度超過19μm時,第一磁性層121的厚度為必要厚度以上,較厚,部件主體11甚至層疊電感器10的薄型化變得困難。
通過使構成第一磁性層121的合金磁性顆粒的平均粒徑為2μm以上5μm以下這樣比較小的粒徑,合金磁性顆粒的表面積變大,所以,經由上述氧化物膜結合的合金磁性顆粒間的絕緣耐壓提高。由此,在第一磁性層121的厚度為4μm~19μm的比較薄的情況下,也能夠確保導體圖案c11~c12間的所期望的絕緣耐壓。
另外,平均粒徑越小,越能夠提高第一磁性層121的表面的平滑性。由此,能夠使在第一磁性層121的厚度方向上排列的顆粒的數(shù)量穩(wěn)定,即使減薄厚度,也能夠確保絕緣。另外,能夠由與第一磁性層121相接觸的第二磁性層122和導體圖案c11~c17可靠地覆蓋第一磁性層121。
并且,與能夠使第一磁性層121的厚度減薄的量相應地使導體圖案c11~c17的厚度增加。在該情況下,能夠實現(xiàn)線圈部13的直流電阻的低電阻化,因此,應對大電力的功率器件時特別有利。
另一方面,第二磁性層122的厚度例如為30μm以上60μm以下,磁性體層mlu,mld各自的厚度(第三磁性層123的總厚度)例如為50μm以上120μm以下。構成第二磁性層122和第三磁性層123的合金磁性顆粒的平均粒徑分別例如為4μm以上20μm以下。
在本實施方式中,第二和第三磁性層122、123由具有比構成第一磁性層121的合金磁性顆粒大的平均粒徑的合金磁性顆粒構成。具體來講,第二磁性層122由平均粒徑為6μm的合金磁性顆粒構成,第三磁性層123由平均粒徑為4μm的合金磁性顆粒構成。特別是,使構成第二磁性層122的合金磁性顆粒的平均粒徑比構成第一磁性層121的合金磁性顆粒的平均粒徑大,由此磁性體部12整體的導磁率提高,其結果是,能夠抑制損失、頻率特性等的影響并降低直流電阻。
另外,構成第二磁性層122和第三磁性層123的合金磁性顆粒在各自的磁性層中包括:從線圈部13至外部電極14、15之間排列的10個以上的合金磁性顆粒;和使上述合金磁性顆粒相互結合的包含包括cr和al的至少1種的第一成分的第一氧化膜。通過使用排列10個以上合金磁性顆粒的磁性材料,能夠確保線圈部13與外部電極14、15之間的絕緣。
線圈部13由導電性材料構成,包括:與外部電極14電連接的引出端部13e1;和與外部電極15電連接的引出端部13e2。線圈部13由導電膏的燒制體構成,在本實施方式中,由銀(ag)膏的燒制體構成。
線圈部13在磁性體部12的內部繞高度方向(z軸方向)呈螺旋狀卷繞。如圖3所示,線圈部13包括:在磁性體層ml1~ml7上分別形成為規(guī)定形狀的7個導體圖案c11~c17;和將導體圖案c11~c17在z軸方向上連接的共計6個通孔v1~v6,將這些部件一體化成螺旋形狀而構成。此外,導體圖案c12~c16對應于線圈部13的卷繞部,導體圖案c11、c17對應于線圈部13的引出部。圖示的線圈部13的匝數(shù)大約為5.5,但是,當然不限于此。
如圖3所示,線圈部13形成從z軸方向觀看時以磁性體部12的長邊方向為長軸的橢圓形。由此,能夠使流過線圈部13的電流的路徑為最短,因此,能夠實現(xiàn)直流電阻的低電阻化。在此,橢圓形,典型來說是指橢圓或長圓(將2個半圓用直線相連的形狀)、倒圓角長方形等。此外,不限于此,線圈部13可以為從z軸方向觀看時的形狀為大致矩形狀。
[層疊電感器的制造方法]
接著,對層疊電感器10的制造方法進行說明。圖6a~c是對層疊電感器10中的磁性體層ml1~ml7的制造方法進行說明的主要部分的概略截面圖。
磁性體層ml1~ml7的制造方法包括第一磁性層121的制作工序、導體圖案c10的形成工序和第二磁性層122的形成工序。
(第一磁性層的制作)
在制作第一磁性層121時,使用刮刀或模具涂料機等的涂敷機(圖示省略),將預先準備的磁性體膏(糊膏)涂敷在塑料制的基底膜(圖示省略)的表面。接著,使用熱風干燥機等的干燥機(圖示省略)將該基底膜在大約80℃、大約5分鐘的條件下干燥,分別制作與磁性體層ml1~ml7對應的第1~第7磁性片121s(參照圖6a)。這些磁性片121s分別形成為能夠取得多個第一磁性層121的尺寸。
在此使用的磁性體膏的組成中,fecrsi合金顆粒組為75~85wt%,二甘醇丁醚(溶劑)為13~21.7wt%,聚乙烯醇縮丁醛(粘合劑)為2~3.3wt%,通過fecrsi顆粒組的平均粒徑(中值粒徑)調整。例如,fecrsi合金顆粒組的平均粒徑(中值粒徑)在3μm以上,分別為85wt%、13wt%、2wt%,在1.5μm以上小于3μm時,分別為80wt%、17.3wt%、2.7wt%,在小于1.5μm時,分別為75wt%、21.7wt%、3.3wt%。fecrsi合金顆粒組的平均粒徑根據第一磁性層121的厚度等選擇。fecrsi合金顆粒組例如通過霧化法制造。
如上所述,第一磁性層121的厚度在4μm以上19μm以下,構成為沿厚度方向排列3個以上的合金磁性顆粒(fecrsi合金顆粒)。所以,在本實施方式中,合金磁性顆粒的平均粒徑在體積基準中,d50(中值粒徑)優(yōu)選為1~4μm。合金磁性顆粒的d50使用利用激光衍射散射法的顆粒粒徑·粒度分布測定裝置(例如,日機裝社制的微磁道)來測定。
接著,使用沖孔加工機、激光加工機等的穿孔機(圖示省略),在與磁性體層ml1~ml6對應的第1~第6磁性片121s按規(guī)定配置形成與通孔v1~v6(參照圖3)對應的貫通孔(圖示省略)。貫通孔的配置設定成在層疊了第1~第7磁性片121s時,在充填了導體的貫通孔與導體圖案c11~c17形成內部導體。
(導體圖案的形成)
接著,如圖6b所示,在第1~第7磁性片121s之上形成導體圖案c11~c17。
導體圖案c11使用絲網印刷機、凹版印刷機等的印刷機(圖示省略),將預先準備的導體膏印刷在與磁性體層ml1對應的第一磁性片121s的表面。并且,在形成導體圖案c11時,在與通孔v1對應的貫通孔中充填上述導體膏。然后,使用熱風干燥機等的干燥機(圖示省略)將第一磁性片121s在大約80℃、大約5分鐘的條件下干燥,按規(guī)定配置制作與導體圖案c11對應的第一印刷層。
導體圖案c12~c17和通孔v2~v6也通過與上述相同的方法制作。由此,在與磁性體層ml2~ml7對應的第2~第7磁性片121s的表面,按規(guī)定配置制作與導體圖案c12~c17對應的第2~第7印刷層。
在此所使用的導體膏的組成中,ag顆粒組為85wt%,二甘醇丁醚(溶劑)為13wt%,聚乙烯醇縮丁醛(粘合劑)為2wt%,ag顆粒組的d50(中值粒徑)為大約5μm。
(第二磁性層的形成)
接著,如圖6c所示,在第一~第七磁性片121s之上形成第二磁性層122。
在形成第二磁性層122時,使用絲網印刷機、凹版印刷機等的印刷機(圖示省略),將預先準備的磁性體膏(糊膏)涂敷在第一~第七磁性片121s上的導體圖案c11~c17的周圍。接著,使用熱風干燥機等的干燥機(圖示省略),將該磁性體膏在大約80℃、大約5分鐘的條件下干燥。
在此使用的磁性體膏的組成中,fecrsi合金顆粒組為85wt%,二甘醇丁醚(溶劑)為13wt%,聚乙烯醇縮丁醛(粘合劑)為2wt%。
第二磁性層122的厚度被調整為與導體圖案c11~c17的厚度相同或者20%以內的厚度差,在層疊方向上大致形成同一平面,能夠在各磁性層不產生高低差、不產生層疊偏差等地得到磁性體部12。如上所述,第二磁性層122由金屬磁性顆粒(fecrsi合金顆粒)構成,第二磁性層122的厚度在30μm以上60μm以下。本實施方式中,構成第二磁性層122的合金磁性顆粒的平均粒徑比構成第一磁性層121的合金磁性顆粒的平均粒徑大,例如構成第一磁性層121的合金磁性顆粒的平均粒徑為1~4μm,構成第二磁性層122的合金磁性顆粒的平均粒徑為4~6μm。
如上所述那樣,制作與磁性體層ml1~ml7對應的第一~第七片(參照圖6c)。
(第三磁性層的制作)
在制作第三磁性層123時,使用刮刀、模具涂料機等的涂敷機(圖示省略),將預先準備的磁性體膏(糊膏)涂敷在塑料制的基底膜(圖示省略)的表面。接著,使用熱風干燥機等的干燥機(圖示省略)將該基底膜在大約80℃、大約5分鐘的條件下干燥,分別制作與構成磁性體層mlu、mld的第三磁性層123對應的磁性片。這些磁性片分別形成為能夠取得多個第三磁性層123的尺寸。
在此使用的磁性體膏的組成中,fecrsi合金顆粒組為85wt%,二甘醇丁醚(溶劑)為13wt%,聚乙烯醇縮丁醛(粘合劑)為2wt%。
如上所述,第三磁性層123以磁性體層mlu、mld各自的厚度例如在50μm以上120μm以下的方式根據其層疊數(shù)設定。在本實施方式中,構成第三磁性層123的合金磁性顆粒的平均粒徑與構成第一磁性層121的合金磁性顆粒的平均粒徑(1~4μm)和構成第二磁性層122的合金磁性顆粒的平均粒徑(6μm)相同或者比其小,例如4μm。在平均粒徑相同的情況下,能夠提高導磁率,在較小的情況下,能夠減薄第三磁性層123。
(層疊和切斷)
接著,使用吸附搬送機和沖壓機(均圖示省略),將第一~第七片(與磁性體層ml1~ml7對應)、第八片組(與磁性體層mlu、mld對應)按圖3所示的順序重疊熱壓接來制作層疊體。
接著,使用切片機和激光加工機等的切斷機(圖示省略),將層疊體切斷為部件主體尺寸,制作加工處理前芯片(包括加熱處理前的磁性體部和線圈部)。
(脫脂和氧化物膜的形成)
接著,使用燒制爐等的加熱處理機(圖示省略),在大氣等的氧化性氣氛中,將多個加熱處理前芯片一并進行加熱處理。該加熱處理包括脫脂處理和氧化物膜形成處理,脫脂處理在大約300℃、大約1小時的條件下實施,氧化物膜形成處理在大約700℃、大約2小時的條件下實施。
在實施脫脂處理前的加熱處理前芯片中,在加熱處理前的磁性體內的fecrsi合金顆粒之間存在多個細微間隙,在該細微間隙中包含粘合劑等。但是,這些粘合劑等在脫脂處理中消失,在脫脂處理完成后,該細微間隙變成空隙(空隙)。另外,在加熱處理前的線圈部內的ag顆粒之間也存在多個細微間隙,在該細微間隙中包含粘合劑等,但是,這些粘合劑等在脫脂處理中消失。
在接著脫脂處理的氧化物膜形成處理中,加熱處理前的磁性體內的fecrsi合金顆粒密集來制作磁性體部12(參照圖1、圖2)的同時,在fecrsi合金顆粒各自的表面形成該顆粒的氧化物膜。另外,加熱處理前的線圈部內的ag顆粒組燒結來制作線圈部13(參照圖1、圖2),由此制作部件主體11。
(外部電極的形成)
接著,使用浸漬涂敷機、輥涂敷機等的涂敷機(圖示省略),將預先準備的導體膏涂敷在部件主體11的長度方向兩端部,使用燒制爐等的加熱處理機(圖示省略),將其在大約650℃、大約20分的條件下進行印烤(印燒)處理,通過該印烤處理來使溶劑和粘合劑消失以及進行ag顆粒組的燒結,制作外部電極14、15(參照圖1、圖2)。
在此所使用的外部電極14、15用的導體膏的組成,ag顆粒組為85wt%以上,除了ag顆粒組以外還包括玻璃、二甘醇丁醚(溶劑)、聚乙烯醇縮丁醛(粘合劑),ag顆粒組的d50(中值粒徑)為大約5μm。
(樹脂含浸處理)
接著,對磁性體部12進行樹脂含浸的處理。磁性體部12中,在形成磁性體部12的合金磁性顆粒彼此之間存在空間。這里的樹脂含浸的處理填埋該空間。具體來說,在包含硅樹脂的樹脂材料的溶液中浸漬所獲得的磁性體部12,將樹脂材料充填在空間中,之后,在150℃下進行60分鐘熱處理,使樹脂材料固化。
作為樹脂含浸的處理,例如能夠列舉在液體狀態(tài)的樹脂材料、樹脂材料的溶液等的、樹脂材料的液狀物中浸漬磁性體部12并降低壓力,或將樹脂材料的液狀物涂敷在磁性體部12從表面滲入到內部等的處理。其結果是,樹脂附著在合金磁性顆粒表面的氧化膜的外側,能夠填埋合金磁性顆粒彼此的空間的一部分。該樹脂具有增加強度和抑制吸濕性的優(yōu)點,水分難以進入磁性材部12的內部,因此,特別在高濕下能夠抑制絕緣性的降低。
另外,作為另外的效果,在外部電極的形成時使用鍍覆的情況下,能夠抑制鍍覆延展并實現(xiàn)成品率的提高。作為樹脂材料能夠列舉有機樹脂、硅樹脂。優(yōu)選由選自硅類樹脂、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、硅酸鹽樹脂、聚氨酯樹脂、酰亞胺樹脂、丙烯酸樹脂、聚酯類樹脂和聚乙烯類樹脂的至少一種形成。
(磷酸鹽處理)
另外,作為進一步提高絕緣的方法,在形成磁性體部12的合金磁性顆粒的表面形成磷酸類的氧化物。該工序通過將制作了外部電極14、15的層疊電感器10浸漬在磷酸鹽處理浴中,之后,進行水洗、干燥等來進行。作為磷酸鹽例如能夠列舉錳鹽、鐵塩、鋅鹽等。進行各自適當?shù)臐舛日{整,進行處理。
其結果是,能夠在形成磁性體部12的合金磁性顆粒彼此之間確認磷元素。磷元素以填埋合金磁性顆粒彼此的空間的一部分的方式作為磷酸類的氧化物存在。在該情況下,在形成磁性體部12的合金磁性顆粒的表面存在氧化膜,但是,在氧化膜不存在的部分,以fe和磷置換的形式形成磷酸類的氧化物。
通過兼有該氧化膜和磷酸類的氧化物,并且在使用fe的比率高的合金磁性顆粒的情況下也能夠確保絕緣性。另外,作為該效果,與樹脂含浸同樣,能夠抑制鍍覆延展。另外,通過組合樹脂含浸和磷酸鹽處理,能夠期待不僅絕緣而且能夠提高耐濕性的協(xié)同效應。關于該組合,在樹脂含浸后進行磷酸鹽的處理,在磷酸鹽后進行樹脂含浸的處理,都能夠獲得同樣的效果。
最后,進行鍍覆。鍍覆通過一般的電鍍進行,ni和sn的金屬膜添加在事先將ag顆粒組燒結而形成的外部電極14、15。如上所述,能夠獲得層疊電感器10。
【實施例】
接著,對本發(fā)明的實施例進行說明。
(實施例1)
在以下的條件下,制作長度為大約1.6mm、寬度為大約0.8mm、高度為大約0.54mm的長方體形狀的層疊電感器。
作為磁性材料,由包含fecrsi類的合金磁性顆粒的磁性膏制作第一~第三磁性層。此外,第一磁性層和第二磁性層分別對應于圖4中的第一磁性層121和第二磁性層122,第三磁性層對應于圖4中的磁性體層mlu和磁性體層mld(以下相同)。
構成第一~第三磁性層的fecrsi類合金磁性顆粒中的cr和si的組成為,6cr3si(cr:6wt%、si:3wt%、其余:fe的合計100wt%。其中,除去雜質。實施例2以后也同樣。)。第一磁性層的厚度為16μm,其合金磁性顆粒的平均粒徑為4μm。第二磁性層的厚度為37μm,其合金磁性顆粒的平均粒徑為6μm。第三磁性層的厚度為56μm,其合金磁性顆粒的平均粒徑為4.1μm。第一和第二磁性層的層數(shù)為將各8層交替配置,將第三磁性層的2層配置在層疊方向的兩側。
線圈部在第一磁性層的表面以第二磁性層的厚度由印刷的ag膏形成。如圖3所示,線圈部通過將具有大約(5/6)匝的量的線圈長的多個卷繞部和具有規(guī)定的線圈長的引出部在線圈軸方向上層疊來制作。線圈部的匝數(shù)為6.5匝,線圈部的厚度與第二磁性層的厚度相同。
將如上述方式構成的磁性層的層疊體(磁性體部)切斷為部件主體尺寸,實施300℃下的熱處理(脫脂處理)和700℃下的熱處理(氧化物膜形成處理)。然后,在引出部的端面露出的磁性體部的兩端部形成由ag膏形成的外部電極的基底層。然后,在進行磁性體部的樹脂含浸處理后,在外部電極的基底層實施鍍ni、sn。
關于如上所述制作的層疊電感器,評價在第一磁性層內部在其厚度方向上排列的合金磁性顆粒的數(shù)量、電流特性和耐電壓特性。在進行各評價時,首先對各試樣使用lcr表,測量測定頻率1mhz下的電感系數(shù)值,選擇相對于設計的電感系數(shù)值(0.22μh)在10%以內的試樣,進行各評價。
合金磁性顆粒的數(shù)量通過層疊電感器的圖1的a-a截面中的sem觀察進行。具體而言,對上述a-a截面進行研磨加工或者銑磨加工,在各內部導體的寬度方向中間位置求出各個內部導體間的距離,內部導體間作為整體收容的倍率的1000~5000倍的范圍觀察。采用a-a截面的理由是為了對靠近外部電極側的各個內部導體的距離和顆粒的數(shù)量進行評價。并且,如圖5所示,從內部導體b的中間位置向內部導體c引出對應于1μm寬度的垂線(ls),從落在該垂線上的顆粒中對內部導體b、c間的距離的1/10以上的大小(在截面上觀看的垂線方向的長度)的顆粒的數(shù)量進行計數(shù)。在不引出垂線的情況下,在內部導體b與內部導體c的最短距離引出對應于1μm寬度的直線,從落在該直線的顆粒中對內部導體b、c的最短距離的1/10以上的大小(在截面上觀看的垂線方向的長度)的顆粒的數(shù)量進行計數(shù)。在各內部導體間進行該評價,以最少的顆粒的數(shù)量作為在第一磁性層排列的合金磁性顆粒的數(shù)量。
另外,對第二磁性層、第三磁性層也使用相同的試樣進行評價。在第二磁性層中,引出連結從與內部導體相接觸的面至第二磁性層側面的最短距離的對應于1μm寬度的直線,從落在該直線的顆粒中對上述的內部導體b、c間的距離的最小值的1/10以上的大小(在截面上觀看的垂線方向的長度)的顆粒的數(shù)量進行計數(shù)。在第三磁性層中,引出連結從與內部導體相接廚的面至外部電極的最短距離的對應于1μm寬度的直線,從落在該直線的顆粒中對上述的各內部導體b、c間的距離的最小值的1/10以上的大小(在截面上觀看的垂線方向的長度)的顆粒的數(shù)量進行計數(shù)。通過該評價,第二磁性層和第三磁性層的顆粒的數(shù)量在各實施例中均為10以上。
q特性使用lcr表測定在測定頻率1mhz下獲得的q的值。使用的設備是4285a(キーサイト·テクノロジーズ·インク(keysighttechnologies,inc.)公司制)。
耐電壓特性通過靜電耐電壓試驗進行評價。靜電耐電壓試驗通過靜電放電(esd:electrostaticdischarge)試驗對試樣施加電壓,通過前后有無特性變化來進行。試驗條件使用人體模型(hbm:humanbodymodel),基于iec61340-3-1標準進行。以下對試驗方法進行詳細述說。
首先,使用lcr表,求出作為試樣的層疊電感器的在10mhz的q值,作為初始值(試驗前)。接著,在放電電容100pf、放電電阻1.5kω、試驗電壓1kv、脈沖施加數(shù)在兩極各1次的條件下施加電壓,實施試驗(第一次試驗)。之后,再次求出q值,所獲得的試驗后的數(shù)值為初始值的70%以上的試樣判斷為良品,不到70%的試樣判斷為不合格。
然后,對判斷為良品的試樣,在放電電容100pf、放電電阻1.5kω、試驗電壓1.2kv、脈沖施加數(shù)在兩極各1次的條件下施加電壓,實施試驗(第二次試驗)。之后,再次求出q值,所獲得的試驗后的數(shù)值在初始值的70%以上的試樣判斷為良品,不到70%的試樣判斷為不合格。
在各3個的評價中,至少在第一次試驗中為良品的試樣是合格,兩次都為良品的試樣是“a”,僅在第一次試驗中為良品的試樣是“b”。此外,在第一次試驗中為非良品的是不合格(評價“c”)。測定機器使用4285a(keysighttechnologies,inc.公司制)。
評價的結果是,內部導體間的距離為16μm,合金磁性顆粒的數(shù)量為4個,直流電阻為69mω,q值為26,耐電壓特性(絕緣擊穿評價)為“a”。
(實施例2)
除了使第一磁性層的厚度為12μm、其合金磁性顆粒的平均粒徑為3.2μm、第二磁性層的厚度為42μm、第三磁性層的厚度為52μm以外,在與實施例1相同的條件下制作層疊電感器。
關于該層疊電感器,在與實施例1相同的條件下,對在第一磁性層內部在其厚度方向上排列的合金磁性顆粒的數(shù)量、電流特性和耐電壓特性進行評價時,內部導體間的距離為12μm,合金磁性顆粒的數(shù)量為3個,直流電阻為60mω,q值為30,耐電壓特性(絕緣擊穿評價)為“a”。
(實施例3)
除了使第一磁性層的厚度為7μm、其合金磁性顆粒的平均粒徑為1.9μm、第二磁性層的厚度為46μm、第三磁性層的厚度為52μm以外,在與實施例1相同的條件下制作層疊電感器。
關于該層疊電感器,在與實施例1相同的條件下,對在第一磁性層內部在其厚度方向上排列的合金磁性顆粒的數(shù)量、電流特性和耐電壓特性進行評價時,內部導體間的距離為7.2μm,合金磁性顆粒的數(shù)量為3個,直流電阻為55mω,q值為32,耐電壓特性(絕緣擊穿評價)為“a”。
(實施例4)
除了使第一磁性層的厚度為7μm、其合金磁性顆粒的平均粒徑為1μm、第二磁性層的厚度為41μm、第三磁性層的厚度為74μm、第二磁性層的合金磁性顆粒的平均粒徑為4μm,在與實施例1相同的條件下制作層疊電感器。
關于該層疊電感器,在與實施例1相同的條件下,對在第一磁性層內部在其厚度方向上排列的合金磁性顆粒的數(shù)量、電流特性和耐電壓特性進行評價時,內部導體間的距離為7.5μm,合金磁性顆粒的數(shù)量為7個,直流電阻為63mω,q值為29,耐電壓特性(絕緣擊穿評價)為“a”。
(實施例5)
除了使第一磁性層的厚度為3.5μm、其合金磁性顆粒的平均粒徑為1μm、第二磁性層的厚度為42μm、第三磁性層的厚度為82μm、第二磁性層的合金磁性顆粒的平均粒徑為4μm以外,在與實施例1相同的條件下制作層疊電感器。
關于該層疊電感器,在與實施例1相同的條件下,對在第一磁性層內部在其厚度方向上排列的合金磁性顆粒的數(shù)量、電流特性和耐電壓特性進行評價時,內部導體間的距離為4.0μm,合金磁性顆粒的數(shù)量為3個,直流電阻為61mω,q值為30,耐電壓特性(絕緣擊穿評價)為“a”。
(實施例6)
除了使構成第一~第三磁性層的fecrsi類合金磁性顆粒中的cr和si的組成為4cr5si(cr:4wt%、si:5wt%、其余:fe的合計100wt%)以外,在與實施例3相同的條件下制作層疊電感器。
關于該層疊電感器,在與實施例1相同的條件下,對在第一磁性層內部在其厚度方向上排列的合金磁性顆粒的數(shù)量、電流特性和耐電壓特性進行評價時,內部導體間的距離為7.2μm,合金磁性顆粒的數(shù)量為3個,直流電阻為55mω,q值為33,耐電壓特性(絕緣擊穿評價)為“a”。
(實施例7)
除了使構成第一~第三磁性層的fecrsi類合金磁性顆粒中的cr和si的組成為2cr7si(cr:2wt%、si:7wt%、其余:fe的合計100wt%)、第一磁性層的合金磁性顆粒的平均粒徑為2μm以外,在與實施例3相同的條件下制作層疊電感器。
關于該層疊電感器,在與實施例1相同的條件下,對在第一磁性層內部在其厚度方向上排列的合金磁性顆粒的數(shù)量、電流特性和耐電壓特性進行評價時,內部導體間的距離為7.3μm,合金磁性顆粒的數(shù)量為3個,直流電阻為55mω,q值為35,耐電壓特性(絕緣擊穿評價)為“a”。
(實施例8)
除了使構成第一~第三磁性層的fecrsi類合金磁性顆粒中的cr和si的組成為1.5cr8si(cr:1.5wt%,si:8wt%,其余:fe的合計100wt%)以外,在與實施例3相同的條件下制作層疊電感器。
關于該層疊電感器,在與實施例1相同的條件下,對在第一磁性層內部在其厚度方向上排列的合金磁性顆粒的數(shù)量、電流特性和耐電壓特性進行評價時,內部導體間的距離為7.4μm,合金磁性顆粒的數(shù)量為3個,直流電阻為56mω,q值為36,耐電壓特性(絕緣擊穿評價)為“a”。
(實施例9)
除了使構成第一~第三磁性層的fecrsi類合金磁性顆粒中的cr和si的組成為1cr10si(cr:1wt%,si:10wt%,其余:fe的合計100wt%)以外,在與實施例7相同的條件下制作層疊電感器。
關于該層疊電感器,在與實施例1相同的條件下,對在第一磁性層內部在其厚度方向上排列的合金磁性顆粒的數(shù)量、電流特性和耐電壓特性進行評價時,內部導體間的距離為7.8μm,合金磁性顆粒的數(shù)量為4個,直流電阻為59mω,q值為29,耐電壓特性(絕緣擊穿評價)為“b”。
(實施例10)
除了使構成第二和第三磁性層的fealsi類合金磁性顆粒中的al和si的組成為4al5si(al:4wt%,si:5wt%,其余:fe的合計100wt%)以外,在與實施例7相同的條件下制作層疊電感器。
關于該層疊電感器,在與實施例1相同的條件下,對在第一磁性層內部在其厚度方向上排列的合金磁性顆粒的數(shù)量、電流特性和耐電壓特性進行評價時,內部導體間的距離為7.3μm,合金磁性顆粒的數(shù)量為3個,直流電阻為55mω,q值為33,耐電壓特性(絕緣擊穿評價)為“a”。
(實施例11)
除了使構成第一磁性層的fealsi類合金磁性顆粒中的al和si的組成為2al7si(al:2wt%,si:7wt%,其余:fe的合計100wt%)以外,在與實施例7相同的條件下制作層疊電感器。
關于該層疊電感器,在與實施例1相同的條件下,對在第一磁性層內部在其厚度方向上排列的合金磁性顆粒的數(shù)量、電流特性和耐電壓特性進行評價時,內部導體間的距離為7.4μm,合金磁性顆粒的數(shù)量為3個,直流電阻為55mω,q值為35,耐電壓特性(絕緣擊穿評價)為“a”。
(實施例12)
除了使構成第一磁性層的fealsi類合金磁性顆粒中的al和si的組成為1.5al8si(al:1.5wt%,si:8wt%,其余:fe的合計100wt%)以外,在與實施例7相同的條件下制作層疊電感器。
關于該層疊電感器,在與實施例1相同的條件下,對在第一磁性層內部在其厚度方向上排列的合金磁性顆粒的數(shù)量、電流特性和耐電壓特性進行評價時,內部導體間的距離為7.4μm,合金磁性顆粒的數(shù)量為3個,直流電阻為56mω,q值為36,耐電壓特性(絕緣擊穿評價)為“a”。
(實施例13)
除了使構成第一磁性層的fecrzr類合金磁性顆粒中的cr和zr的組成為2cr7zr(cr:2wt%,zr:7wt%,其余:fe的合計100wt%)以外,在與實施例3相同的條件下制作層疊電感器。
關于該層疊電感器,在與實施例1相同的條件下,對在第一磁性層內部在其厚度方向上排列的合金磁性顆粒的數(shù)量、電流特性和耐電壓特性進行評價時,內部導體間的距離為7.2μm,合金磁性顆粒的數(shù)量為3個,直流電阻為55mω,q值為35,耐電壓特性(絕緣擊穿評價)為“a”。
(實施例14)
除了使構成第一磁性層的fecrsi類合金磁性顆粒中的cr和si的組成為6cr3si(cr:6wt%,si:3wt%,其余:fe的合計100wt%)以外,在與實施例6相同的條件下制作層疊電感器。
關于該層疊電感器,在與實施例1相同的條件下,對在第一磁性層內部在其厚度方向上排列的合金磁性顆粒的數(shù)量、電流特性和耐電壓特性進行評價時,內部導體間的距離為7μm,合金磁性顆粒的數(shù)量為3個,直流電阻為54mω,q值為32,耐電壓特性(絕緣擊穿評價)為“a”。
(實施例15)
除了使構成第一磁性層的fecrsi類合金磁性顆粒中的cr和si的組成為6cr3si(cr:6wt%,si:3wt%,其余:fe的合計100wt%)以外,在與實施例7相同的條件下制作層疊電感器。
關于該層疊電感器,在與實施例1相同的條件下,對在第一磁性層內部在其厚度方向上排列的合金磁性顆粒的數(shù)量、電流特性和耐電壓特性進行評價時,內部導體間的距離為6.9μm,合金磁性顆粒的數(shù)量為3個,直流電阻為54mω,q值為34,耐電壓特性(絕緣擊穿評價)為“a”。
(實施例16)
除了使構成第一磁性層的fecrsi類合金磁性顆粒中的cr和si的組成為6cr3si(cr:6wt%,si:3wt%,其余:fe的合計100wt%)以外,在與實施例8相同的條件下制作層疊電感器。
關于該層疊電感器,在與實施例1相同的條件下,對在第一磁性層內部在其厚度方向上排列的合金磁性顆粒的數(shù)量、電流特性和耐電壓特性進行評價時,內部導體間的距離為6.9μm,合金磁性顆粒的數(shù)量為3個,直流電阻為55mω,q值為35,耐電壓特性(絕緣擊穿評價)為“a”。
(實施例17)
除了使第一磁性層的厚度為13μm、其合金磁性顆粒的平均粒徑為1.9μm、第二磁性層的厚度為42μm、第三磁性層的厚度為48μm以外,在與實施例1相同的條件下制作層疊電感器。
關于該層疊電感器,在與實施例1相同的條件下,對在第一磁性層內部在其厚度方向上排列的合金磁性顆粒的數(shù)量、電流特性和耐電壓特性進行評價時,內部導體間的距離為13μm,合金磁性顆粒的數(shù)量為7個,直流電阻為60mω,q值為30,耐電壓特性(絕緣擊穿評價)為“a”。
(實施例18)
除了使第一磁性層的厚度為17μm、其合金磁性顆粒的平均粒徑為1.9μm、第二磁性層的厚度為38μm、第三磁性層的厚度為48μm以外,在與實施例1相同的條件下制作層疊電感器。
關于該層疊電感器,在與實施例1相同的條件下,對在第一磁性層內部在其厚度方向上排列的合金磁性顆粒的數(shù)量、電流特性和耐電壓特性進行評價時,內部導體間的距離為17μm,合金磁性顆粒的數(shù)量為9個,直流電阻為66mω,q值為29,耐電壓特性(絕緣擊穿評價)為“a”。
(實施例19)
除了使第一磁性層的厚度為19μm、其合金磁性顆粒的平均粒徑為1.9μm、第二磁性層的厚度為36μm、第三磁性層的厚度為48μm以外,在與實施例1相同的條件下制作層疊電感器。
關于該層疊電感器,在與實施例1相同的條件下,對在第一磁性層內部在其厚度方向上排列的合金磁性顆粒的數(shù)量、電流特性和耐電壓特性進行評價時,內部導體間的距離為19μm,合金磁性顆粒的數(shù)量為10個,直流電阻為70mω,q值為28,耐電壓特性(絕緣擊穿評價)為“a”。
(比較例1)
除了使第一磁性層的厚度為24μm、其合金磁性顆粒的平均粒徑為5μm、第二磁性層的厚度為29μm以外,在與實施例1相同的條件下制作層疊電感器。
關于該層疊電感器,在與實施例1相同的條件下,對在第一磁性層內部在其厚度方向上排列的合金磁性顆粒的數(shù)量、電流特性和耐電壓特性進行評價時,內部導體間的距離為24μm,合金磁性顆粒的數(shù)量為4個,直流電阻為88mω,q值為24,耐電壓特性(絕緣擊穿評價)為“a”。
表1表示實施例1~19和比較例1的試樣的制作條件,表2表示在表1中記載的磁性材料的種類(合金磁性顆粒的組成),并且,在表3中表示各試樣的評價結果。
【表1】
【表2】
【表3】
如表1~3所示,能夠確認第一磁性層的厚度為19μm以下的實施例1~19的層疊電感器與比較例1的層疊電感器相比直流電阻較低且q值較高。這被推定認為是因為,與第一磁性層的厚度所減小的量相應地能夠增大第二磁性層和內部導體的厚度,由此能夠實現(xiàn)線圈部的低電阻化并且獲得高q特性(低損失)。
另外,在實施例1~19的層疊電感器中,能夠確認,由于構成第一磁性層的合金磁性顆粒的平均粒徑為4μm以下,較小,因此,合金磁性顆粒的比表面積增加,由此,第一磁性層的絕緣特性提高,能夠確保所期望的耐電壓特性。
另外,如實施例1~5所示,能夠確認在使合金磁性顆粒的組成相同的情況下,與第一磁性層的厚度減小的量相應地能夠使內部導體的厚度增大,因此,第一磁性層的厚度越小越能夠實現(xiàn)直流電阻的低電阻化和q特性(損失)的提高。
特別是,通過使用實施例6~8的si5~8wt%、cr1.5~4wt%的合金磁性顆粒,能夠獲得比比較例1高大約其25%以上的較高q特性。并且,如實施例2所示,在合金磁性顆粒的平均粒徑為3.2μm以下的情況下,即使合金磁性顆粒的數(shù)量為3個也能夠確保絕緣性。由此,能夠促進該3個以上顆粒排列的范圍中的薄型化。
但是,如實施例4所示,合金磁性顆粒的平均粒徑在1μm的情況下,由于顆粒粒徑導致的導磁率的降低和制造過程中的粘合劑量等的增加導致的充填率的降低,而與實施例3相比直流電阻變高。因此,合金磁性顆粒的平均粒徑在2μm以上3μm以下,能夠實現(xiàn)較低的直流電阻的設計。
實施例6與實施例3相比si含量較多,因此,能夠獲得比實施例3高的q值。實施例7和實施例3的關系以及實施例8和實施例3的關系也同樣。實施例8和實施例7的關系同樣,實施例8一方比實施例7的si含量多,因此,盡管少量,q值也得到提高。
實施例9能夠獲得與實施例4同樣的直流電阻和q值,但是,與其它的實施例相比,絕緣耐壓特性降低。這被認為是因為,實施例9的cr含量與其它的實施例的cr含量相比較少而進行過剩的氧化,電阻值較低的fe的氧化物(磁鐵礦)形成得較多。另外,被認為是通過過剩的氧化導致的膨脹發(fā)展,導致增大了內部導體間的距離。
根據實施例10、11、12能夠確認,使用不同的材質的合金磁性顆粒的組成,能夠獲得分別與實施例6、7、8相同的直流電阻、q特性。
實施例13也同樣能夠獲得與實施例7相同的直流電阻、q特性。
實施例14、15、16分別與實施例6、7、8相比能夠降低直流電阻。這被認為是因為,與第一磁性層相比,第二、第三磁性層中使用si量較多的合金磁性顆粒,雖然各自的硬度較柔軟的一方的第一磁性層的合金磁性顆粒產生變形,但能夠使第一磁性層的厚度薄,并能夠提高充填率。
實施例17、18分別與實施例1相比能夠降低直流電阻。這是因為使用與實施例1相比平均粒徑較小的合金磁性顆粒。另一方面,在實施例19中,成為與實施例1相同的直流電阻,看不到使用平均粒徑小的合金磁性顆粒的效果。根據上述情況,優(yōu)選在第一磁性層內部在其厚度方向上排列的合金磁性顆粒的數(shù)量為9個以下。由此,為了使絕緣性和直流電阻這兩者更良好,在第一磁性層內部在其厚度方向上排列的合金磁性顆粒的數(shù)量為3以上9以下。
如上所述可知,根據本實施例的層疊電感器,能夠獲得低電阻和高效率的器件特性。而且,能夠實現(xiàn)部件的小型化、薄型化,因此,作為功率器件用途的層疊電感器能夠充分應用。
以上,對本發(fā)明的實施方式進行了說明,但是,本發(fā)明不僅限于上述的實施方式,還能夠進行各種變更。
例如在以上的實施方式中,外部電極14、15設置在與部件主體11的長邊方向相對的2個端面,但是不限于此,也可以設置在與部件主體11的短邊方向相對的2個側面。
另外,在以上的實施方式中,對具有多個第一磁性層121的層疊電感器10進行了說明,但是,也同樣能夠適用于第一磁性層121為單層(即,內部導體為2層)的層疊電感器。
附圖標記說明
10…層疊電感器
11…部件主體
12…磁性體部
13…線圈部
14、15…外部電極
c11~c17…導體圖案
v1~v6…通孔。