層疊型線圈部件的製作方法

2023-07-30 10:14:46

層疊型線圈部件的製作方法
【專利摘要】層疊型線圈部件具備：素體，其通過層疊多層絕緣體層而形成；以及線圈部，其通過多個線圈導體而形成在前述素體的內部；素體具有：在內部配置有線圈部的線圈部配置層；以及以夾持線圈部配置層的方式設置有至少一對且保持線圈部配置層的形狀的保形層；保形層由含有SrO的玻璃陶瓷構成，線圈部配置層的軟化點比保形層的軟化點或熔點低。
【專利說明】層疊型線圈部件
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種層疊型線圈部件。
【背景技術】
[0002]作為現有的層疊型線圈部件，例如已知有專利文獻I所記載的層疊型線圈部件。在該層疊型線圈部件中，在玻璃陶瓷的薄片上形成線圈導體的導體圖案，層疊各薄片並且使各薄片中的線圈導體電連接並進行燒成，由此形成在內部配置有線圈部的素體。另外，在素體的兩端面形成有與線圈部的端部電連接的外部電極部。
[0003]現有技術文獻
[0004]專利文獻
[0005]專利文獻1:日本特開平11-297533號公報
【發明內容】

[0006]發明所要解決的問題
[0007]此處，層疊型線圈部件出於其構造或製造方法等理由等，與卷繞了金屬線的繞線線圈相比Q (quality factor,品質因數)值低。然而,近年來隨著特別是要求能夠適應高頻的部件，對層疊型線圈部件也要求高Q值。在現有的層疊型線圈部件中，無法實現滿足這樣的要求的高Q值。
[0008]本發明有鑑於上述技術問題，其目的在於提供一種能夠得到高Q值的層疊型線圈部件。
[0009]解決問題的技術手段
[0010]為了提高線圈的Q值，提高線圈導體的表面的平滑性是合適的。再有，本
【發明者】等人發現，為了提高線圈導體的表面的平滑性，使素體的陶瓷為非晶質是有效的。若素體為結晶質，則因該素體的表面的凹凸的影響，與其接觸的線圈導體的表面的凹凸也變大，平滑性變低(例如，參照圖3 U))。另一方面，若素體為非晶質，則因該素體的光滑的表面的影響，與其接觸的線圈導體的表面也變得光滑，平滑性變高(例如，參照圖3 (b))。
[0011]此處，本
【發明者】等人發現，在為了使素體為非晶質而降低軟化點的情況下，因素體整體軟化而導致素體的形狀變圓(例如，參照圖4(b))，存在無法保持形狀的問題。因此，本
【發明者】等人進行銳意研究，結果發現如下所述的層疊型線圈部件的結構。
[0012]S卩，本發明的一個側面所涉及的層疊型線圈部件，具備:素體，其通過層疊多層絕緣體層而形成；以及線圈部，其通過多個線圈導體而形成在素體的內部；素體具有:在內部配置有線圈部的線圈部配置層、以及以夾持線圈部配置層的方式設置有至少一對且保持線圈部配置層的形狀的保形層；保形層由含有SrO的玻璃陶瓷構成，線圈部配置層中，線圈部配置層的軟化點比保形層的軟化點或熔點低。
[0013]在層疊型線圈部件中，素體具有:在內部配置有線圈部的線圈部配置層；以及夾持該線圈部配置層的保形層。由於該保形層由含有SrO的玻璃陶瓷構成，故而軟化點或熔點變高。另一方面，為了使線圈部配置層為非晶質，將軟化點設定得比保形層的軟化點或熔點低。由於如此降低軟化點的線圈部配置層被保形層所夾持，故而在燒成時不會變圓而保持形狀。此處，在用於提高軟化點的物質在燒成時從保形層向線圈部配置層擴散的情況下，不能降低線圈部配置層的軟化點，不能成為非晶質。但是，由於SrO具有不擴散的特性，故而可防止因燒成時從保形層而來的擴散而導致線圈部配置層的軟化點上升。由此，能夠切實地使線圈部配置層為非晶質。通過如以上所述使線圈部配置層為非晶質，從而能夠使線圈導體的表面的平滑性提升，由此能夠提高層疊型線圈部件的Q值。
[0014]另外，在層疊型線圈部件中，線圈部配置層也可含有86.7?92.5重量％的Si02。由此，能夠減小線圈部配置層的介電常數。
[0015]另外，在層疊型線圈部件中，線圈部配置層也可含有0.5?2.4重量％的八1203。由此，能夠防止線圈部配置層中的晶體轉移。
[0016]本發明的一個側面所涉及的層疊型線圈部件，具備:素體，其通過層疊多層絕緣體層而形成；以及線圈部，其通過多個線圈導體而形成在素體的內部；素體具有:在內部配置有線圈部且由玻璃陶瓷構成的非晶質的線圈部配置層；以及保持線圈部配置層的形狀且由玻璃陶瓷構成的結晶質的保形層。
[0017]在層疊型線圈部件中，素體具有:在內部配置有線圈部的線圈部配置層；以及保持該線圈部配置層的形狀的保形層。由於該保形層是由玻璃陶瓷構成的結晶質的層，故而在燒成過程中不會軟化。因此，保形層在燒成時也能夠保持形狀。另一方面，由於線圈部配置層是由玻璃陶瓷構成的非晶質的層，故而是在燒成時容易軟化的層。然而，由於素體不僅具有線圈部配置層而且也具有保形層，故而線圈部配置層通過在燒成時被保形層所支撐，從而在燒成時不會變圓，形狀得以保持。如上所述，通過在燒成時保持形狀的狀態下使線圈部配置層為非晶質，能夠使線圈導體的表面的平滑性提升，由此可提高層疊型線圈部件的Q值。
[0018]另外，在層疊型線圈部件中，保形層可含有20?80重量％的八1203。由此，能夠維持保形層的結晶質。
[0019]另外，在層疊型線圈部件中，保形層也可含有SrO或BaO。由此，可對保形層進行低溫燒成。
[0020]另外，在層疊型線圈部件中，也可一對保形層夾持線圈部配置層。由此，能夠提高保形層的保形效果。
[0021]此處，本
【發明者】等人發現，在使素體為非晶質的情況下，素體的強度變弱，存在會因外部應力或衝擊而產生破裂或缺損的可能性。因此，本
【發明者】等人進行銳意研究，結果發現以下的層疊型線圈部件的結構。
[0022]S卩，本發明的一個側面所涉及的層疊型線圈部件，具備:素體，其通過層疊多層絕緣體層而形成；以及線圈部，其通過多個線圈導體而形成在素體的內部；素體具備:在內部配置有線圈部且由玻璃陶瓷構成的非晶質的線圈部配置層；增強線圈部配置層且由玻璃陶瓷構成的結晶質的增強層；以及形成在線圈部配置層與增強層之間且具有比其他部分高的孔隙率的應力緩和層。
[0023]在層疊型線圈部件中，素體具有:在內部配置有線圈部的線圈部配置層；以及增強該線圈部配置層的增強層。由於線圈部配置層是由玻璃陶瓷構成的非晶質的層，故而能夠使配置在內部的線圈導體的表面的平滑性提升，由此能夠提高層疊型線圈部件的Q值。另外，由於增強層是由玻璃陶瓷構成的結晶質的層，故而能夠增強非晶質的線圈部配置層。此外，素體在線圈部配置層與增強層之間具備應力緩和層。由於該應力緩和層具有比其他部分高的孔隙率，故而在線圈部配置層與增強層之間能夠緩和作用於素體的應力。通過上述情況從而能夠提高層疊型線圈部件的Q值，能夠相對於應力而增強。
[0024]另外，在層疊型線圈部件中，應力緩和層的孔隙率可為8~30%。通過將應力緩和層的孔隙率設為該範圍，能夠確保充分的應力緩和性能。另外，在孔隙率過高的情況下，產生吸溼所致的經年劣化或強度不足，但通過將應力緩和層的孔隙率設為30%以下，能夠抑制經年劣化或強度不足。
[0025]另外，在層疊型線圈部件中，線圈部配置層也可含有0.7~1.2重量％的1(20。由此，可以低溫燒結，可使線圈部配置層成為非晶質。
[0026]另外，在層疊型線圈部件中，增強層的K2O的含有率也可小於線圈部配置層的K2O的含有率。由此，通過使K從線圈部配置層向增強層擴散，能夠在線圈部配置層的邊界部分附近形成應力緩和層。
[0027]發明的效果
[0028]根據本發明，能夠提高層疊型線圈部件的Q值。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1是表示本發明的第I實施方式及第2實施方式的層疊型線圈部件的截面圖。
[0030]圖2是表示線圈導體的表面的平滑性與表面電阻的關係的示意圖。
`[0031]圖3是表示素體的狀態與線圈導體的表面的平滑性的關係的示意圖。
[0032]圖4是表示具有保形層的情況與不具有保形層的情況的燒成時的素體的狀態的示意圖。
[0033]圖5是表示第I實施方式中的實施例及比較例所涉及的層疊型線圈導體的線圈導體與素體的狀況的放大照片。
[0034]圖6是表示本發明的第3實施方式所涉及的層疊型線圈部件的截面圖。
[0035]圖7是表示形成有應力緩和層的狀況的示意圖、以及表示各層的狀況的放大圖。
[0036]符號的說明:
[0037]I…層疊型線圈部件
[0038]2…素體
[0039]2A…線圈部配置層
[0040]2B…保形層、增強層
[0041]2C…應力緩和層
[0042]3…線圈部
[0043]4，5…線圈導體
[0044]6…外部導體。
【具體實施方式】
[0045]以下，一邊參照附圖，一邊對本發明所涉及的層疊型線圈部件的適當的實施方式進行詳細說明。
[0046][第I實施方式]
[0047]圖1是表示本發明的第I實施方式所涉及的層疊型線圈部件的截面圖。如圖1所示，層疊型線圈部件I具備:素體2，通過層疊多層絕緣體層而形成；線圈部3，通過多個線圈導體4，5而形成在素體2的內部；以及一對外部電極6，形成在素體2的兩端面。
[0048]素體2是由層疊有多層陶瓷生片的燒結體構成的長方體狀或立方體狀的層疊體。素體2具備在內部配置有線圈部3的線圈部配置層2A、以及以夾持該線圈部配置層2A的方式設置有一對的保形層2B。線圈部配置層2A及保形層2B由玻璃陶瓷(關於具體組成在後面敘述)構成。至少線圈部配置層2A由非晶質的陶瓷構成。保形層2B具有保持線圈部配置層2A在燒結時的形狀的功能。保形層2B以覆蓋線圈部配置層2A的端面中在層疊方向上相對的端面2a及端面2b的整個面的方式形成。層疊方向上的線圈部配置層2A的厚度例如為0.1mm以上，層疊方向上的保形層2B的厚度為5μπι以上。
[0049]線圈部配置層2Α中作為主成分，含有35?60重量％的硼矽酸玻璃成分，且含有15?35重量％的石英成分，剩餘部分含有不定形矽成分；作為副成分，含有氧化鋁，氧化鋁的含量相對於前述主成分100重量％而含有0.5?2.5重量％。而且，線圈部配置層2Α在燒成後具有SiO2為86.7?92.5重量％、B2O3為6.2?10.7重量％、K2O為0.7?1.2重量％、Al2O3為0.5?2.4重量％的組成。通過線圈部配置層2Α含有86.7?92.5重量％的SiO2,能夠減小線圈部配置層2Α的介電常數。另外，通過線圈部配置層2Α含有0.5?2.4重量％的Al2O3,能夠防止線圈部配置層2Α中的晶體轉移。再有，也可含有1.0重量％以下的 MgO、CaO。
[0050]保形層2Β中作為主成分，含有50?70重量％的玻璃成分，且含有30?50重量％的氧化鋁成分。而且，保形層2Β在燒成後具有SiO2為23?42重量％、B2O3為0.25?3.5重量％、Al2O3為34.2?58.8重量％、鹼土金屬氧化物為12.5?31.5重量％的組成，該鹼土金屬氧化物中的60重量％以上(即保形層2Β整體的7.5?31.5重量％)為SrO。
[0051]線圈部配置層2A的軟化點是比保形層2B的軟化點或熔點設定得要低。具體而言，線圈部配置層2A的軟化點為800?1050°C，保形層2B的軟化點或熔點為1200°C以上。通過降低線圈部配置層2A的軟化點，能夠使線圈部配置層2A成為非晶質。通過提高保形層2B的軟化點或熔點，能夠以在燒成時使軟化點低的線圈部配置層2A不變形的方式保持形狀。
[0052]若含有SrO則無法降低軟化點，故而線圈部配置層2A中不含有SrO。此處，由於SrO難以擴散，故而可抑制燒成時保形層2B的SrO擴散至線圈部配置層2A。另外，線圈部配置層2A中不含有SrO，則可相應地增加相對低介電常數的SiO2,由此能夠降低介電常數。因此，能夠提高線圈的Q (quality factor)值。另一方面,保形層2B中含有SrO,則SiO2的含量相應地與線圈部配置層2A相比介電常數變高，但在該保形層2B中不內含線圈導體4，5，對線圈的Q值不會產生影響。另外，線圈部配置層2A中SiO2的含量高且強度低，但保形層2B中SiO2的含量低且強度高。即，保形層2B在燒成後也能夠作為線圈部配置層2A的增強層發揮功能。
[0053]線圈部3具有繞線部所涉及的線圈導體4、以及與外部電極6連接的抽出部所涉及的線圈導體5。線圈導體4，5由例如以銀、銅和鎳中的任一種為主成分的導體膏體所形成。線圈部3僅配置在線圈部配置層2A的內部，未配置在保形層2B中。另外，線圈部3的任一線圈導體4，5均未與保形層2B接觸。層疊方向上的線圈部3的兩端部與保形層2B相離，且在該線圈部3與保形層2B之間配置有線圈部配置層2A的陶瓷。繞線部所涉及的線圈導體4通過在形成線圈部配置層2A的陶瓷生片上利用導體膏體形成規定的繞線的導體圖案而構成。各層的導體圖案通過通孔導體而在層疊方向上連接。另外，抽出部所涉及的線圈導體5通過如將繞線圖案的端部抽出至外部電極6般的導體圖案而構成。再有，繞線部的線圈圖案或繞線數、或抽出部的抽出位置等並無特別限定。
[0054]一對外部電極6以覆蓋素體2的端面中在與層疊方向正交的方向上相對的兩端面的方式形成。各外部電極6也可以以覆蓋該兩端面整體的方式形成，並且一部分該兩端面向其他四面迴繞。各外部電極6對例如以銀、銅和鎳中的任一種為主成分的導體膏體進行絲網印刷或者使用浸潰方式而形成。
[0055]以下，對上述結構的層疊型線圈部件I的製造方法進行說明。
[0056]首先，準備形成線圈部配置層2A的陶瓷生片、以及形成保形層2B的陶瓷生片。以成為如上述般的組成的方式調製陶瓷的膏體，並利用刮刀法等進行薄片成型，由此準備各陶瓷生片。
[0057]繼而，在成為線圈部配置層2A的各陶瓷生片的規定的位置、即形成有通孔電極的預定位置，通過雷射加工等分別形成通孔。其次，在成為線圈部配置層2A的各陶瓷生片上分別形成各導體圖案。此處，各導體圖案及各通孔電極使用含有銀或鎳等的導電膏且通過絲網印刷法而形成。
[0058]繼而，層疊各陶瓷生片。此時，在成為保形層2B的陶瓷生片上堆積成為線圈部配置層2A的陶瓷生片，並自其上重疊成為保形層2B的陶瓷生片。再有，形成在底部和上部的保形層2B可分別由一塊陶瓷生片形成，也可由多塊陶瓷生片形成。其次，在層疊方向上施加壓力而使各陶瓷生片壓接。
[0059]繼而，對該層疊的層疊體在規定的溫度(例如800?1150°C左右)下進行燒成，形成素體2。再有，此時所設定的燒成溫度設定為線圈部配置層2A的軟化點以上且未到保形層2B的軟化點或熔點。此時，保形層2B保持線圈部配置層2A的形狀。
[0060]繼而，在該素體2形成外部電極6。由此，形成層疊型線圈部件I。外部電極6通過在素體2的長度方向的兩端面分別塗布以銀、鎳或銅為主成分的電極膏體，並在規定的溫度(例如，600?700°C左右)下進行燒結，再實施電鍍而形成。作為該電鍍，可使用CiuNi及Sn等。
[0061]其次，就第I實施方式的層疊型線圈部件I的作用.效果進行說明。
[0062]為了提高線圈的Q(quality factor)值,提升線圈導體的表面的平滑性是合適的。頻率越高則表皮深度越淺，在高頻的情況下，線圈導體的表面的平滑性對Q值產生影響。例如，如圖2 (b)所示，在線圈導體的表面的平滑性低且形成有凹凸的情況下，線圈導體的表面電阻上升，線圈的Q值降低。另一方面，如圖2 (a)般，若線圈導體的表面的平滑性高，則線圈導體的表面電阻降低，能夠提高線圈的Q值。
[0063]為了提升線圈導體的表面的平滑性，使素體的陶瓷為非晶質是有效的。如圖3(a)所示，若素體為結晶質，則因該素體的表面的凹凸的影響，與其接觸的線圈導體的表面的凹凸也變大，平滑性變低。另一方面，如圖3 (b)所示，若素體為非晶質，則因該素體的光滑的表面的影響，與其接觸的線圈導體的表面也變得光滑，平滑性變高。
[0064]此處，本
【發明者】等人發現，在為了使素體為非晶質而降低軟化點的情況下，如圖4(b)所示，因素體整體軟化而使素體的形狀變圓，存在無法保持形狀的問題。因此，本
【發明者】等人進行銳意研究，結果發現本實施方式的層疊型線圈部件I的結構。
[0065]即，在本實施方式所涉及的層疊型線圈部件I中，素體2具有:在內部配置有線圈部3的線圈部配置層2A、以及夾持該線圈部配置層2A的保形層2B。由於該保形層2B由含有SrO的玻璃陶瓷構成，故而軟化點變高。另一方面，為了使線圈部配置層2A為非晶質，而將軟化點設定得比保形層2B的軟化點或熔點要低。由於如此降低軟化點的線圈部配置層2A被保形層2B所夾持，故而在燒成時不會變圓而形狀得以保持。此處，在用於提高軟化點的物質例如MgO或CaO般在燒成時從保形層2B向線圈部配置層2A擴散的情況下，不能降低線圈部配置層2A的軟化點，不能成為非晶質。但是，由於SrO具有不擴散的特性，故而能夠防止因燒成時從保形層2B而來的擴散而導致線圈部配置層2A的軟化點上升。由此，能夠切實地使線圈部配置層2A為非晶質。通過如上述般使線圈部配置層2A為非晶質，能夠使線圈導體4，5的表面的平滑性提升，能夠提高層疊型線圈部件I的Q值。
[0066]再有，在本實施方式中，素體並非為完全的非晶質而是含有少量(0.5?2.4重量％)的氧化鋁成分，從而相應地含有一部分結晶質，但由於為極少量，故而可得到如圖3(b)般的光滑的表面。如此，此處的「非晶質」是指，只要少量的話部分包含結晶質者也符
八
口 ο
[0067]圖5 (a)是表示比較例所涉及的層疊型線圈部件的線圈導體與素體的狀況的放大照片，圖5 (b)是表示實施例所涉及的層疊型線圈部件的線圈導體與素體的狀況的放大照片。
[0068]比較例所涉及的層疊型線圈部件的素體為結晶質。如圖5 (a)所示，在比較例中，通過使素體成為結晶質而使線圈導體的平滑性變低。再有，比較例所涉及的層疊型線圈部件通過如下所述的材料、製造條件來製造。即，比較例所涉及的層疊型線圈部件的線圈部配置層中，作為主成分含有70重量％的玻璃成分，且含有30重量％的氧化鋁成分。而且，在燒成後，比較例所涉及的層疊型線圈部件的線圈部配置層含有1.5重量％的民03、2.1重量％的Mg0、37重量％的Al203、32重量％的Si02、4重量％的Ca0、22重量％的Sr0、0.21重量％的BaO。比較例所涉及的層疊型線圈部件不具有保形層。另外，採用Ag作為線圈導體的材質。另外，燒成溫度設定在900°C。
[0069]另一方面，實施例所涉及的層疊型線圈部件的素體成為非晶質。如圖5 (b)所示，在實施例中，通過使素體成為非晶質，從而線圈導體的平滑性變高。由此，可實現高Q值。再有，實施例所涉及的層疊型線圈部件通過如下所述的材料、製造條件來製造。即，實施例所涉及的層疊型線圈部件的線圈部配置層中作為主成分含有60重量％的硼矽酸玻璃成分、20重量％的石英成分、20重量％的不定形矽成分、1.5重量％的氧化鋁成分。在燒成後，實施例所涉及的層疊型線圈部件含有10.2重量％的B203、1.2重量％的Al203、87.5重量％的SiO2U.1重量％的K20。實施例所涉及的層疊型線圈部件的保形層中，作為主成分含有70重量％的玻璃成分、30重量％的氧化鋁成分。在燒成後，實施例所涉及的層疊型線圈部件的保形層含有1.5重量％的Β203、2.1重量％的Mg0、37重量％的Al203、32重量％的Si02、4重量％的Ca0、22重量％的Sr0、0.21重量％的BaO。另外，採用Ag作為線圈導體的材質。另夕卜，燒成溫度設定在900°C。
[0070][第2實施方式]
[0071]圖1是表示本發明的第2實施方式所涉及的層疊型線圈部件的截面圖。如圖1所示，層疊型線圈部件I具備:通過層疊多層絕緣體層形成的素體2、通過多個線圈導體4，5形成在素體2的內部、以及形成在素體2的兩端面的一對外部電極6。
[0072]素體2是由層疊有多層陶瓷生片的燒結體構成的長方體狀或立方體狀的層疊體。素體2具備在內部配置有線圈部3的線圈部配置層2A、以及以夾持該線圈部配置層2A的方式設置有一對的保形層2B。線圈部配置層2A及保形層2B由玻璃陶瓷(關於具體的組成在後面敘述)構成。線圈部配置層2A由非晶質的陶瓷構成。保形層2B由結晶質的陶瓷構成。保形層2B具有保持線圈部配置層2A在燒結時的形狀的功能。保形層2B以覆蓋線圈部配置層2A的端面中在層疊方向上相對的端面2a及端面2b的整個面的方式形成。層疊方向上的線圈部配置層2A的厚度為例如0.1mm以上，層疊方向上的保形層2B的厚度為5 μ m以上。
[0073]線圈部配置層2A中，作為主成分含有35?60重量％的硼矽酸玻璃成分，且含有15?35重量％的石英成分，剩餘部分含有不定形矽成分，作為副成分含有氧化鋁，且氧化鋁的含量相對於上述主成分100重量％而含有0.5?2.5重量％。而且，線圈部配置層2A在燒成後具有SiO2為86.7?92.5重量％、B2O3為6.2?10.7重量％、K2O為0.7?1.2重量％、Al2O3為0.5?2.4重量％的組成。通過線圈部配置層2A含有86.7?92.5重量％的SiO2,能夠減小線圈部配置層2A的介電常數。另外，通過線圈部配置層2A含有0.5?2.4重量％的Al2O3,能夠防止線圈部配置層2A中的晶體轉移。再有，也可含有1.0重量％以下的 MgO、CaO。
[0074]保形層2B中，作為主成分含有80?20重量％的玻璃成分，且含有20?80重量％的氧化鋁成分。而且，保形層2B在燒成後具有SiO2為4.5?28重量％、B2O3為0.25?20重量％、Al2O3為20?80重量％、鹼土金屬氧化物為10?48重量％的組成。作為鹼土金屬，優選為SrO、BaO、CaO, MgO，特別優選為SrO、BaO。通過保形層2B含有20?80重量％的Al2O3,能夠維持保形層2B的結晶質。通過保形層2B含有SrO或BaO，可以對保形層2B進行低溫燒成。再有，低溫燒成是指800?950°C左右的溫度下的燒成。
[0075]線圈部配置層2A的軟化點設定得比保形層2B的軟化點或熔點要低。具體而言，線圈部配置層2A的軟化點為800?1050°C，保形層2B的軟化點或熔點為1200°C以上。通過降低線圈部配置層2A的軟化點，能夠使線圈部配置層2A成為非晶質。通過提高結晶質的保形層2B的軟化點或熔點，能夠以在燒成時軟化點低的線圈部配置層2A不變形的方式保持形狀。
[0076]線圈部3具有繞線部所涉及的線圈導體4、以及與外部電極6連接的抽出部所涉及的線圈導體5。線圈導體4，5由例如以銀、銅和鎳中的任一種為主成分的導體膏體所形成。線圈部3僅配置在線圈部配置層2A的內部，未配置在保形層2B中。另外，線圈部3的任一線圈導體4，5均未與保形層2B接觸。層疊方向上的線圈部3的兩端部與保形層2B相離，且在該線圈部3與保形層2B之間配置有線圈部配置層2A的陶瓷。繞線部所涉及的線圈導體4通過在形成線圈部配置層2A的陶瓷生片上利用導體膏體形成規定的繞線的導體圖案而構成。各層的導體圖案通過通孔導體而在層疊方向上連接。另外，抽出部所涉及的線圈導體5通過如將繞線圖案的端部抽出至外部電極6般的導體圖案而構成。再有，繞線部的線圈圖案或繞線數、或抽出部的抽出位置等並無特別限定。
[0077]一對外部電極6以覆蓋素體2的端面中在與層疊方向正交的方向上相對的兩端面的方式形成。各外部電極6也可以覆蓋該兩端面整體的方式形成，並且一部分從該兩端面向其他四面迴繞。各外部電極6對例如以銀、銅和鎳中的任一種為主成分的導體膏體進行絲網印刷或使用浸潰方式而形成。
[0078]以下，就上述構成的層疊型線圈部件I的製造方法進行說明。
[0079]首先，準備形成線圈部配置層2A的陶瓷生片、以及形成保形層2B的陶瓷生片。以成為上述般的組成的方式調製陶瓷的膏體，並利用刮刀法等進行薄片成型，由此準備各陶瓷生片。
[0080]繼而，在成為線圈部配置層2A的各陶瓷生片的規定的位置、即形成通孔電極的預定的位置，通過雷射加工等分別形成通孔。其次，在成為線圈部配置層2A的各陶瓷生片上分別形成各導體圖案。此處，各導體圖案及各通孔電極使用包含銀或鎳等的導電膏且通過絲網印刷法而形成。
[0081]繼而，層疊各陶瓷生片。此時，在成為保形層2B的陶瓷生片上堆積成為線圈部配置層2A的陶瓷生片，並自其上重疊成為保形層2B的陶瓷生片。再有，形成在底部和上部的保形層2B可分別由一塊陶瓷生片形成，也可由多塊陶瓷生片形成。其次，在層疊方向上施加壓力而使各陶瓷生片壓接。
[0082]繼而，對該層疊的層疊體在規定的溫度(例如800?1150°C左右)下進行燒成，形成素體2。再有，此時所設定的燒成溫度設定為線圈部配置層2A的軟化點以上且未到保形層2B的軟化點或熔點。此時，保形層2B保持線圈部配置層2A的形狀。
[0083]繼而，在該素體2形成外部電極6。由此，形成層疊型線圈部件I。外部電極6通過在素體2的長度方向的兩端面分別塗布以銀、鎳或銅為主成分的電極膏體，在規定的溫度(例如，600?700°C左右)下進行燒結，再實施電鍍而形成。作為該電鍍，可使用Cu、Ni及Sn等。
[0084]以下，就第2實施方式所涉及的層疊型線圈部件I的作用.效果進行說明。
[0085]為了提高線圈的Q(quality factor)值,提升線圈導體的表面的平滑性是合適的。頻率越高則表皮深度越淺，在高頻的情況下，線圈導體的表面的平滑性對Q值產生影響。例如，如圖2 (b)所示，在線圈導體的表面的平滑性低且形成有凹凸的情況下，線圈導體的表面電阻上升，線圈的Q值降低。另一方面，如圖2 (a)般，若線圈導體的表面的平滑性高，則線圈導體的表面電阻降低，能夠提高線圈的Q值。
[0086]為了提升線圈導體的表面的平滑性，使素體的陶瓷為非晶質是有效的。如圖3(a)所示，若素體為結晶質，則因該素體的表面的凹凸的影響，與其接觸的線圈導體的表面的凹凸也變大，平滑性變低。另一方面，如圖3 (b)所示，若素體為非晶質，則因該素體的光滑的表面的影響，與其接觸的線圈導體的表面也變得光滑，平滑性變高。
[0087]此處，本
【發明者】等人發現，在為了使素體為非晶質而降低軟化點的情況下，如圖4(b)所示，因素體整體軟化而使素體的形狀變圓，存在無法保持形狀的問題。因此，本
【發明者】等人進行銳意研究，結果發現本實施方式的層疊型線圈部件I的結構。
[0088]即，在本實施方式的層疊型線圈部件I中，素體2具有:在內部配置有線圈部3的線圈部配置層2A、以及保持該線圈部配置層2A的形狀的保形層2B。由於該保形層2B是由玻璃陶瓷構成的結晶質的層，故而在燒成過程中不會軟化。因此，保形層2B在燒成時也能夠保持形狀。另一方面，由於線圈部配置層2A是由玻璃陶瓷構成的非晶質的層，故而是在燒成時容易軟化的層。然而，由於素體2不僅具有線圈部配置層2A而且還具有保形層2B，故而線圈部配置層2A在燒成時被保形層2B所支撐而在燒成時不會變圓，形狀得以保持。如以上所述，通過在燒成時保持形狀的狀態下使線圈部配置層2A為非晶質，能夠使線圈導體4的表面的平滑性提升，由此能夠提高層疊型線圈部件I的Q值。
[0089]另外，在本實施方式所涉及的層疊型線圈部件I中，一對保形層2B夾持線圈部配置層2A。由此，能夠提高保形層2B的保形效果。
[0090]再有，在本實施方式中，線圈部配置層2A並非為完全的非晶質而是含有少量(0.5?2.4重量％)的氧化鋁成分，從而相應地含有一部分結晶質，但由於為極少量，故而可獲得如圖3 (b)般的光滑的表面。如此，此處的「非晶質」是指，只要少量的話部分包含結晶質者也符合。
[0091]圖5 (a)是表示比較例所涉及的層疊型線圈部件的線圈導體與素體的狀況的放大照片。
[0092]比較例所涉及的層疊型線圈部件的素體為結晶質。如圖5 (a)所示，在比較例中，通過使素體成為結晶質而使線圈導體的平滑性變低。再有，比較例所涉及的層疊型線圈部件通過如下所述的材料、製造條件而製造。即，比較例所涉及的層疊型線圈部件的線圈部配置層中作為主成分含有70重量％的玻璃成分，且含有30重量％的氧化鋁成分。而且，在燒成後，比較例所涉及的層疊型線圈部件的線圈部配置層含有1.5重量％的B203、2.1重量％的Mg0、37重量％的Al203、32重量％的Si02、4重量％的Ca0、22重量％的Sr0、0.21重量％的BaO。比較例所涉及的層疊型線圈部件不具有保形層。另外，採用Ag作為線圈導體的材質。另外，燒成溫度設定在900°C。
[0093]另一方面，實施例所涉及的層疊型線圈部件的素體為非晶質。在實施例中，通過使素體成為非晶質，從而使線圈導體的平滑性變高。由此，可實現高Q值。再有，實施例所涉及的層疊型線圈部件通過如下所述的材料、製造條件而製造。即，實施例所涉及的層疊型線圈部件的線圈部配置層中作為主成分含有60重量％的硼娃酸玻璃成分、20重量％的石英成分、20重量％的不定形矽成分、1.5重量％的氧化鋁成分。在燒成後，實施例所涉及的層疊型線圈部件含有10.2重量%的B2O3' 1.2重量%的Α1203、87.5重量%的SiO2U.1重量%的K2O0實施例所涉及的層疊型線圈部件的保形層中作為主成分含有70重量％的玻璃成分、30重量％的氧化鋁成分。在燒成後，實施例所涉及的層疊型線圈部件的保形層含有1.5重量％的Β203、2.I重量％的Mg0、37重量％的Al203、25重量％的Si02、4重量％的Ca0、26重量％的31<)、3.21重量％的8&0。另外，採用Ag作為線圈導體的材質。另外，燒成溫度設定在 900°C。
[0094][第3實施方式]
[0095]圖6是表示本發明的第3實施方式所涉及的層疊型線圈部件的截面圖。如圖6所示，層疊型線圈部件I具備:通過層疊多層絕緣體層而形成的素體2、通過多個線圈導體4，5而形成在素體2的內部的線圈部3、以及形成在素體2的兩端面的一對外部電極6。
[0096]素體2是由層疊有多層陶瓷生片的燒結體構成的長方體狀或立方體狀的層疊體。素體2的大小設定為長度0.3?1.7mm、寬度0.1?0.9mm、高度0.1?0.9mm左右。素體2具備:在內部配置有線圈部3的線圈部配置層2A、以夾持該線圈部配置層2A的方式設置有一對的增強層2B、以及形成在線圈部配置層2A與增強層2B之間的應力緩和層2C。線圈部配置層2A是由玻璃陶瓷構成的非晶質的層。線圈部配置層2A的厚度設定為0.1mm以上。增強層2B是由玻璃陶瓷構成的結晶質的層。增強層2B具有增強非晶質的線圈部配置層2A的強度的功能。另外，增強層2B也具有保持線圈部配置層2A在燒結時的形狀的功能。增強層2B的厚度設定為5μπι以上。應力緩和層2C是在內部具有大量孔隙的由陶瓷構成的層。應力緩和層2C具有緩和作用於素體2的應力的功能。應力緩和層2C的厚度設定為10?25 μ m左右。增強層2B以覆蓋線圈部配置層2A的端面中在層疊方向上相對的端面2a及端面2b的整個面的方式形成。另外，應力緩和層2C以在線圈部配置層2A與增強層2B之間覆蓋端面2a及端面2b的整個面的方式形成。
[0097]線圈部配置層2A中，作為主成分含有35?60重量％的硼矽酸玻璃成分，且含有15?35重量％的石英成分，剩餘部分含有不定形矽成分，作為副成分而含有氧化鋁，氧化鋁的含量相對於上述主成分100重量％而含有0.5?2.5重量％。而且，線圈部配置層2A在燒成後具有SiO2為86.7?92.5重量％、B2O3為6.2?10.7重量％、K2O為0.7?1.2重量％、Al2O3為0.5?2.4重量％的組成。通過線圈部配置層2A含有86.7?92.5重量％的SiO2,能夠減小線圈部配置層2A的介電常數。另外，通過線圈部配置層2A含有0.5?2.4重量％的Al2O3,能夠防止線圈部配置層2A中的晶體轉移。通過線圈部配置層2A含有0.7?
1.2重量％的K2O,在低溫(800?950°C)下燒結，能夠使線圈部配置層2A成為非晶質的層。再有，也可含有1.0重量％以下的Mg0、Ca0。
[0098]增強層2B中，作為主成分含有50?70重量％的玻璃成分，且含有30?50重量％的氧化鋁成分。而且，增強層2B在燒成後具有SiO2為23?42重量％、B2O3為0.25?3.5重量％、Al2O3為34.2?58.8重量％、鹼土金屬氧化物為12.5?31.5重量％的組成，該鹼土金屬氧化物中的60重量％以上(即增強層2B整體的7.5?31.5重量％)為SrO。
[0099]應力緩和層2C是與線圈部配置層2A及增強層2B相比具有高的孔隙率的陶瓷的層。應力緩和層2C的孔隙率優選為8?30%，更優選為10?25%。通過將應力緩和層2C的孔隙率設為該範圍，能夠確保充分的應力緩和性能。另外，在孔隙率過高的情況下，會產生吸溼所致的經年劣化或強度不足，但通過將應力緩和層2C的孔隙率設為30%以下、更優選為25%以下，從而能夠抑制經年劣化或強度不足。再有，「孔隙率」是指，通過對燒成後的陶瓷斷裂面的SEM像使用圖像解析，算出觀察視野的應力緩和層2C所示的孔隙的比例(相對於觀察視野整體的面積的孔隙所佔的面積)而確定的值。
[0100]具體而言，應力緩和層2C通過使構成線圈部配置層2A的非晶質的陶瓷層在內部具有大量孔隙而形成。若將具有上述組成的線圈部配置層2A的陶瓷生片與具有上述組成的增強層2B的陶瓷生片進行層疊並燒成，則如圖7 Ca)所示，在兩層的邊界附近會引起K或B等的擴散。即，線圈部配置層2A的K或B等成分(圖中由M表示)向與該線圈部配置層2A相比這些成分少的增強層2B擴散。由此，因邊界附近的非晶質的層的K或B等成分減少而使組成的平衡性失衡，該區域未被充分燒結。如此未產生充分的燒結而導致該區域中的晶粒成長未充分進行，作為其結果，形成如圖7 (b)所示的孔隙H。應力緩和層2C的孔隙率的調整通過進行邊界部分的線圈部配置層2A的陶瓷生片及增強層2B的陶瓷生片的成分調整而進行。再有，也可通過進行兩陶瓷生片的成分調整，使K或B等成分從增強層2B擴散至線圈部配置層2A，在構成增強層2B的結晶質的陶瓷層形成孔隙從而形成應力緩和層2C。其中，優選地，增強層2B的1(20的含有率小於線圈部配置層2A的1(20的含有率，且在線圈部配置層2A側形成應力緩和層2C。
[0101]再有，用於形成應力緩和層2C的方法也可採用如上述般由線圈部配置層2A的陶瓷生片及增強層2B的陶瓷生片的成分調整所實現的方法以外的方法。例如，也可使插入含有樹脂粒的生片介於線圈部配置層2A的陶瓷生片與增強層2B的陶瓷生片之間。在該生片中，通過燒成來燒毀樹脂粒而成為孔隙。由此，該生片的部分成為應力緩和層2C。再有，此時的生片的成分並無特別限定。或者也可增加邊界部分的線圈部配置層2A的陶瓷生片(絕緣體膏體)及/或增強層2B的陶瓷生片(絕緣體膏體)的樹脂量。由此，在該部分樹脂多，故而通過燒成而形成孔隙，成為應力緩和層2C。再有，在增加樹脂量而形成孔隙的情況下，樹脂量優選相對於陶瓷粉重量為20?30重量％。
[0102]線圈部3具有繞線部所涉及的線圈導體4、以及與外部電極6連接的抽出部所涉及的線圈導體5。線圈導體4，5由例如以銀、銅和鎳中的任一種為主成分的導體膏體所形成。線圈部3僅配置在線圈部配置層2A的內部，未配置在增強層2B及應力緩和層2C中。另外，線圈部3的任一線圈導體4，5均未與增強層2B及應力緩和層2C接觸。層疊方向上的線圈部3的兩端部與增強層2B及應力緩和層2C相離，在該線圈部3與增強層2B及應力緩和層2C之間配置有線圈部配置層2A的陶瓷。繞線部所涉及的線圈導體4是通過在形成線圈部配置層2A的陶瓷生片上利用導體膏體形成規定的繞線的導體圖案而構成。各層的導體圖案通過通孔導體而在層疊方向上連接。另外，抽出部所涉及的線圈導體5通過如將繞線圖案的端部抽出至外部電極6般的導體圖案而構成。再有，繞線部的線圈圖案或繞線數、或抽出部的抽出位置等並無特別限定。
[0103]一對外部電極6以覆蓋素體2的端面中在與層疊方向正交的方向上相對的兩端面的方式形成。各外部電極6也可以覆蓋該兩端面整體的方式形成，並且使一部分從該兩端面向其他四面迴繞。各外部電極6是對例如以銀、銅和鎳中的任一種為主成分的導體膏體進行絲網印刷或使用浸潰方式而形成。
[0104]其次，就上述結構的層疊型線圈部件I的製造方法進行說明。
[0105]首先，準備形成線圈部配置層2A的陶瓷生片、以及形成增強層2B的陶瓷生片。以成為如上述般的組成的方式調製陶瓷的膏體，並利用刮刀法等進行薄片成型，由此準備各陶瓷生片。再有，也可以僅在線圈部配置層2A的陶瓷生片與增強層2B的陶瓷生片的邊界附近以容易形成有應力緩和層2C的方式由另外的組成調製。
[0106]繼而，在成為線圈部配置層2A的各陶瓷生片的規定的位置、即形成通孔電極的預定的位置，通過雷射加工等分別形成通孔。其次，在成為線圈部配置層2A的各陶瓷生片上分別形成各導體圖案。此處，各導體圖案及各通孔電極使用含有銀或鎳等的導電膏且通過絲網印刷法而形成。
[0107]繼而，層疊各陶瓷生片。此時，在成為增強層2B的陶瓷生片上堆積成為線圈部配置層2A的陶瓷生片，並自其上重疊成為增強層2B的陶瓷生片。再有，形成在底部和上部的增強層2B可分別通過一塊陶瓷生片而形成，也可通過多塊陶瓷生片而形成。其次，在層疊方向上施加壓力而使各陶瓷生片壓接。[0108]繼而，對該層疊的層疊體在規定的溫度(例如800?1150°C左右)下進行燒成，形成素體2。再有，此時所設定的燒成溫度設定為線圈部配置層2A的軟化點以上且未到增強層2B的軟化點或熔點。此時，增強層2B保持線圈部配置層2A的形狀。另外，在燒成中對應於應力緩和層2C的區域中，因與其他部分相比未進行充分的燒結而未引起充分的晶粒成長，由此形成孔隙。由此，形成有非晶質的線圈部配置層2A、結晶質的增強層2B、以及高孔隙率的應力緩和層2C。
[0109]繼而，在該素體2形成外部電極6。由此，形成層疊型線圈部件I。外部電極6通過在素體2的長度方向的兩端面分別塗布以銀、鎳或銅為主成分的電極膏體，並在規定的溫度(例如，600?700°C左右)下進行燒結，再實施電鍍而形成。作為該電鍍，可使用CiuNi及Sn等。
[0110]其次，就第3實施方式所涉及的層疊型線圈部件I的作用.效果進行說明。
[0111]為了提高線圈的Q(quality factor)值,提升線圈導體的表面的平滑性是合適的。頻率越高則表皮深度越淺，在高頻的情況下，線圈導體的表面的平滑性對Q值產生影響。例如，如圖2 (b)所示，在線圈導體的表面的平滑性低且形成有凹凸的情況下，線圈導體的表面電阻上升，線圈的Q值降低。另一方面，如圖2 (a)般，若線圈導體的表面的平滑性高，則線圈導體的表面電阻降低，能夠提高線圈的Q值。
[0112]為了提升線圈導體的表面的平滑性，使素體的陶瓷為非晶質是有效的。如圖3(a)所示，若素體為結晶質，則因該素體的表面的凹凸的影響，與其接觸的線圈導體的表面的凹凸也變大，平滑性變低。另一方面，如圖3 (b)所示，若素體為非晶質，則因該素體的光滑的表面的影響，與其接觸的線圈導體的表面也變得光滑，平滑性變高。
[0113]此處，本
【發明者】等人發現，在使素體為非晶質的情況下，素體的強度變弱，存在因外部應力或衝擊而產生破裂或缺損的問題。因此，本
【發明者】等人進行銳意研究，結果發現合適的層疊型線圈部件I的結構。
[0114]即，在本實施方式的層疊型線圈部件I中，素體2具有:在內部配置有線圈部3的線圈部配置層2A、以及增強該線圈部配置層2A的增強層2B。由於線圈部配置層2A是由玻璃陶瓷構成的非晶質的層，故而可使配置在內部的線圈導體4，5的表面的平滑性提升，由此可提高層疊型線圈部件I的Q值。另外，由於增強層2B是結晶質的層，故而能夠增強非晶質的線圈部配置層2A。此外，素體2在線圈部配置層2A與增強層2B之間具備應力緩和層2C。由於該應力緩和層2C具有比其他部分更高的孔隙率，故而能夠在線圈部配置層2A與增強層2B之間緩和作用於素體2的應力。通過以上所述，能夠提高層疊型線圈部件I的Q值，且能夠相對於應力增強。
[0115]再有，在本實施方式中，線圈部配置層2A並非為完全的非晶質而是含有少量(0.5?2.5重量％)的氧化鋁成分，從而相應地含有一部分結晶質，但由於為極少量，故而可獲得如圖3 (b)般的光滑的表面。如此，此處的「非晶質」是指，只要為少量的話部分包含結晶質者也符合。
[0116]本發明並不限定於上述實施方式。
[0117]例如，在上述實施方式中，例示了具有一個線圈部的層疊型線圈部件，但例如也可以是陣列狀地具有多個線圈部者。
[0118]另外，在上述第1、2實施方式中，線圈部配置層2A自層疊方向兩側被一對保形層2B所夾持，但也可僅在其中一側形成保形層2B。
[0119]另外，在第3實施方式中，線圈部配置層2A自層疊方向兩側被一對增強層2B及應力緩和層2C所夾持，但也可僅在其中一側形成有增強層2B及應力緩和層2C。或者也可在層疊方向兩側形成有一對增強層2B,另一方面,也可僅在層疊方向的其中一側形成應力緩和層2C。
[0120]產業上的可利用性
[0121]本發明可利用在層疊型線圈部件。
【權利要求】
1.一種層疊型線圈部件，其特徵在於， 具備: 素體，其通過層疊多層絕緣體層而形成；以及 線圈部，其通過多個線圈導體而形成在所述素體的內部； 所述素體具有:在內部配置有所述線圈部的線圈部配置層、以及以夾持所述線圈部配置層的方式設置有至少一對且保持所述線圈部配置層的形狀的保形層； 所述保形層由含有SrO的玻璃陶瓷構成， 所述線圈部配置層的軟化點比所述保形層的軟化點或熔點低。
2.如權利要求1所述的層疊型線圈部件，其特徵在於， 所述線圈部配置層含有86.7?92.5重量％的SiO2。
3.如權利要求1或2所述的層疊型線圈部件，其特徵在於， 所述線圈部配置層含有0.5?2.4重量％的Al2O315
4.一種層疊型線圈部件，其特徵在於， 具備: 素體，其通過層疊多層絕緣體層而形成；以及 線圈部，其通過多個線圈導體而形成在所述素體的內部； 所述素體具有:在內部配置有所述線圈部且由玻璃陶瓷構成的非晶質的線圈部配置層、以及保持所述線圈部配置層的形狀且由玻璃陶瓷構成的結晶質的保形層。
5.如權利要求4所述的層疊型線圈部件，其特徵在於， 所述保形層含有20?80重量％的Al2O3。
6.如權利要求4或5所述的層疊型線圈部件，其特徵在於， 所述保形層含有SrO或BaO。
7.如權利要求4至6中的任一項所述的層疊型線圈部件，其特徵在於， 一對所述保形層夾持所述線圈部配置層。
8.一種層疊型線圈部件，其特徵在於， 具備: 素體，其通過層疊多層絕緣體層而形成 '及 線圈部，其通過多個線圈導體而形成在所述素體的內部； 所述素體具有:在內部配置有所述線圈部且由玻璃陶瓷構成的非晶質的線圈部配置層、增強所述線圈部配置層且由玻璃陶瓷構成的結晶質的增強層、以及形成在所述線圈部配置層與所述增強層之間且具有比其他部分高的孔隙率的應力緩和層。
9.如權利要求8所述的層疊型線圈部件，其特徵在於， 所述應力緩和層的孔隙率為8?30%。
10.如權利要求8或9所述的層疊型線圈部件，其特徵在於， 所述線圈部配置層含有0.7?1.2重量％的K2O。
11.如權利要求8至10中的任一項所述的層疊型線圈部件，其特徵在於， 所述增強層的K2O的含有率比所述線圈部配置層的K2O的含有率小。
【文檔編號】H01F17/00GK103827991SQ201280043679
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2012年8月20日 優先權日:2011年9月7日
【發明者】佐藤高弘, 石間雄也, 梅本周作, 鈴木孝志, 岡本悟, 坂口義一 申請人:Tdk株式會社