CN103563022B - 电子部件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种能够获得良好的直流叠加特性的电子部件。层叠体（12）由磁性体层及非磁性体层（20）层叠而构成，且呈长方体形状。线圈导体（16）是与磁性体层及非磁性体层（20）一起层叠，且将在x轴方向上相互对置的层叠体（12）的端面（S3、S4）连接的直线状导体。在z轴方向上的端面（S3、S4）的长度（L2）小于在y轴方向上的端面（S3、S4）的长度（L1）。
Description
技术领域
本发明涉及电子部件，尤其涉及内设置有线圈的电子部件。
背景技术
作为已往的电子部件，已知有例如专利文献1记载的层叠电感元件。图8是层叠电感元件500的层叠体502的分解立体图。图9是层叠电感元件500的剖面结构图。
层叠电感元件500具备层叠体502、导体图案504及外部电极（未图示）。层叠体502是多个铁氧片506及非磁性陶瓷层507层叠而构成，呈长方体形状。以下，从层叠方向俯视时，将层叠体502的位于长边方向上的两端的面称为端面，将层叠体502的位于短边方向上的两端的面称为侧面。此外，将层叠体502的层叠方向上的上侧的面称为上面，将层叠体502的层叠方向上的下侧的面称为底面。
导体图案504设置在层叠体502内，将层叠体502的两端面之间直线连接。导体图案504构成线圈。此外二个外部电极（未图示）分别覆盖两端面，连接于导体图案504的两端。
如上构成的层叠电感元件500的与导体图案504正交的剖面呈图9所示的结构。具体而言，在导体图案504的侧方设置有非磁性陶瓷层507。由于磁通不易通过非磁性陶瓷层507，所以从层叠体502的侧面向外部漏出。由此，能够抑制在层叠体502内磁通过于集中而产生的磁饱和。
然而，在专利文献1记载的层叠电感元件500中，不易获得良好的直流叠加特性。具体而言，如图9所示，层叠体502的剖面呈横长的长方形。因此，从导体图案504至层叠体502侧面的距离较长。因此，旋绕导体图案504的磁通不易从层叠体502侧面向外部漏出。由此，在专利文献1记载的层叠电感元件500中，存在在层叠体502内磁通过于集中而产生磁饱和的顾虑。若产生磁饱和，则层叠电感元件500的电感值急速降低。根据上述说明，在层叠电感元件500中不易获得良好的直流叠加特性。
专利文献1：日本专利第4307822号公报
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种能够获得良好的直流叠加特性的电子部件。
本发明一个实施方式的电子部件的特征在于，具备：层叠体，其构成为层叠第1绝缘体层，且呈长方体形状；和直线状的线圈导体，其与上述第1绝缘体层一起被层叠，且将在与层叠方向正交的第1方向上彼此对置的上述层叠体的二个端面连接；在与层叠方向以及上述第1方向正交的第2方向上的上述端面的长度小于在层叠方向上的上述端面的长度。
根据本发明，能够获得良好的直流叠加特性。
附图说明
图1是一个实施方式的电子部件的外观立体图。
图2是图1的电子部件的层叠体的分解立体图。
图3是图1的电子部件的A-A的剖面结构图。
图4是比较例的电子部件的外观立体图。
图5是第1变形例的电子部件的剖面结构图。
图6是第2变形例的电子部件的剖面结构图。
图7是第3变形例的电子部件的剖面结构图。
图8是层叠电感元件的层叠体的分解立体图。
图9是层叠电感元件的剖面结构图。
具体实施方式
以下，说明本发明实施方式的电子部件。
（电子部件的结构）
以下，参照附图说明一个实施方式的电子部件的结构。图1是一个实施方式的电子部件10a的外观立体图。图2是图1的电子部件10a的层叠体12的分解立体图。图3是图1的电子部件10a的A-A处的剖面结构图。以下，将层叠体12的层叠方向定义成y轴方向。此外，从y轴方向俯视时，将层叠体12的长边所延伸方向定义成x轴方向，将层叠体12的短边所延伸方向定义成z轴方向。x轴方向、y轴方向及z轴方向彼此正交。
电子部件10a具备层叠体12、外部电极14（14a、14b）、以及线圈导体16。
层叠体12呈长方体形状，具有侧面S1、S2、端面S3、S4、上面S5及底面S6。侧面S1、S2为层叠体12的z轴方向的正向侧及负向侧的面。端面S3、S4分别为层叠体12的x轴方向的负向侧及正向侧的面。上面S5为层叠体12的y轴方向的正向侧的面。底面S6为层叠体12的y轴方向的负向侧的面。
如图2所示，层叠体12是以磁性体层18a～18f、非磁性体层20及磁性体层18g～18l从y轴方向的正向侧向负向侧依次排列的方式层叠而构成的。磁性体层18是由磁性体材料构成的长方形的层。磁性体材料是指在-55℃以上+125℃以下的温度范围内发挥磁性体材料作用的材料。非磁性体层20具有比磁性体层18（18a～18l）低的透磁率，在本实施方式中为由非磁性体材料构成的长方形的层。非磁性体材料是指在-55℃以上+125℃以下的温度范围内发挥非磁性体材料作用的材料。以下，将磁性体层18及非磁性体层20的y轴方向上的正向侧的面称为表面，将磁性体层18及非磁性体层20的y轴方向上的负向侧的面称为背面。
此外，如图1所示，在层叠体12中，在z轴方向上的端面S3、S4的长度L2小于在y轴方向上的端面S3、S4的长度L1。
线圈导体16是通过与磁性体层18以及非磁性体层20一起层叠而内设于层叠体12。线圈导体16是将在x轴方向上相互对置的端面S3、S4连接的直线状的线状导体，其被设置在非磁性体层20的表面上。线圈导体16在x轴方向上延伸，通过将以Ag、Cu等为主成分的导电性糊涂布在非磁性体层20的表面而形成。此外，线圈导体16可以是通过加工金属箔形成，也可以由具有圆形剖面或平角剖面的金属线而形成。
此外，如图3所示，线圈导体16在z轴方向上被设置在层叠体12内的大致中央处。即，从线圈导体16至侧面S1的距离D1与从线圈导体16至侧面S2的距离D2大致相等。
此外，如图2所示，线圈导体16在y轴方向上被设置在层叠体12内的大致中央处。即，从线圈导体16至上面S5的距离D3与从线圈导体16至底面S6的距离D4大致相等。
外部电极14a设置于层叠体12的端面S3，并向侧面S1、S2、上面S5及底面S6折回。因此，外部电极14a连接于线圈导体16的x轴方向上的负向侧的端部。外部电极14a，例如，在层叠体12的端面S3涂布导电性糊而形成的银电极上施加镀Sn及镀Ni而形成。
外部电极14b设置于层叠体12的端面S4，并向侧面S1、S2、上面S5及底面S6折回。因此，外部电极14b连接于线圈导体16的x轴方向的正向侧的端部。外部电极14b，例如，在层叠体12的端面S4涂布导电性糊而形成的银电极上施加镀Sn及镀Ni而形成。
以上述方式构成的电子部件10a被安装于电路基板来使用。此时，侧面S2用作为向电路基板安装时与电路基板对置的安装面。
（电子部件的制造方法）
接着，参照附图说明一个实施方式的电子部件10a的制造方法。
首先，准备要成为磁性体层18的陶瓷生片。具体而言，将以规定的比率秤量氧化铁（Fe2O3）、氧化锌（ZnO）、氧化镍（NiO）、以及氧化铜（CuO）而得到的各材料作为原材料放入球磨机，进行湿式调合。将获得的混合物干燥后粉碎，将获得的粉末以800℃预烧1小时。将获得的预烧粉末用球磨机湿式粉碎后，使其干燥并解碎，获得铁氧陶瓷粉末。
对该铁氧陶瓷粉末添加结合剂（醋酸乙烯、水溶性丙烯酸等）、可塑剂、湿润材及分散剂并用球磨机进行混合，然后通过减压进行脱泡。将获得的陶瓷浆料通过刮刀法在载片上形成为片状并使其干燥，来制作陶瓷生片。陶瓷生片的厚度为20μm～25μm。
接着，准备要成为非磁性体层20的陶瓷生片。具体而言，将以规定的比率秤量氧化铁（Fe2O3）、氧化锌（ZnO）及氧化铜（CuO）而得到的各材料作为原材料放入球磨机，进行湿式调合。将获得的混合物干燥后粉碎，将获得的粉末以800℃预烧1小时。将获得的预烧粉末以球磨机湿式粉碎后，使其干燥并解碎，来获得铁氧陶瓷粉末。
对该铁氧陶瓷粉末添加结合剂（醋酸乙烯、水溶性丙烯酸等）、可塑剂、湿润材及分散剂并用球磨机进行混合，然后通过减压进行脱泡。将获得的陶瓷浆料通过刮刀法在载片上形成为片状并使其干燥，来制作陶瓷生片。陶瓷生片的厚度为20μm～25μm。
接着，在要成为非磁性体层20的陶瓷生片的表面上，利用丝网印刷法或光刻法等方法涂布由导电性材料构成的糊，由此形成线圈导体16。由导电性材料构成的糊，例如通过对Ag添加清漆及溶剂来获得。
接着，如图2所示，将要成为磁性体层18a～18f的陶瓷生片、要成为非磁性体层20的陶瓷生片、以及要成为磁性体层18g～18l的陶瓷生片从y轴方向的正方向侧起依次排列进行层叠及预压接。由此，获得未烧成的母层叠体。然后，对未烧成的母层叠体以静水压加压实施正式压接。静水压加压的条件为100MPa的压力及45℃的温度。
接着，将母层叠体裁切成独立的层叠体12。由此，获得未烧成的层叠体12。进一步，对未烧成的层叠体12实施脱粘合剂处理及烧成。例如，在低氧环境气氛中以850℃且2小时的条件进行脱粘合剂处理。例如，以900℃～930℃且2.5小时的条件进行烧成。然后，对层叠体12的表面实施球磨处理来进行倒角。
接着，将由以Ag为主成分的导电性材料构成的电极糊涂布在层叠体12的端面S3、S4。然后，将涂布后的电极糊以约800℃的温度且1小时的条件烧接。由此，形成要成为外部电极14的银电极。进一步，通过对要成为外部电极14的银电极的表面实施镀Ni/镀Sn，来形成外部电极14。通过以上步骤完成电子部件10a。
（效果）
根据以上述方式构成的电子部件10a，能够获得良好的直流叠加特性。具体而言，在专利文献1中记载的层叠电感元件500中，如图9所示，层叠体502的剖面呈横长的长方形。因此，从导体图案504至层叠体502的侧面的距离较长。由此，旋绕导体图案504的磁通不易从层叠体502侧面向外部漏出。因此，在专利文献1记载的层叠电感元件500中，会有在层叠体502内磁通过于集中而产生磁饱和的顾虑。若产生磁饱和，则层叠电感元件500的电感值急剧降低。根据上述说明，在层叠电感元件500中，不易获得良好的直流叠加特性。
另一方面，在电子部件10a中，线圈导体16通过与磁性体层18以及非磁性体层20一起层叠而被内置于层叠体12。而且，在z轴方向上的端面S3、S4的长度L2小于在y轴方向上的端面S3、S4的长度L1。由此，电子部件10a的从线圈导体16至侧面S1、S2的距离D1、D2小于相同尺寸的层叠电感元件500的从导体图案504至层叠体502的侧面的距离。并且，距离D1，D2小于相同尺寸的层叠电感元件500的从导体图案504至层叠体502的上面及底面的距离。因此，在电子部件10a中从侧面S1、S2泄露的磁通的条数多于从层叠电感元件500的上面、底面及侧面泄露的磁通的条数。由此，在电子部件10a中能够抑制磁饱和的产生，获得良好的直流叠加特性。
此外，还由于下述理由能够在电子部件10a中获得良好的直流叠加特性。具体而言，在电子部件10a中，非磁性体层20在z轴方向上横穿层叠体12，线圈导体16设置在非磁性体层20的表面上。而且，在y轴方向上的端面S3、S4的长度L1大于在z轴方向上的端面S3、S4的长度L2。因此，从线圈导体16至侧面S1、S2的距离D1、D2变小。由此，旋绕线圈导体16的大部分磁通在经过非磁性体层20时，从侧面S1、S2漏出。其结果为，在电子部件10a中能够抑制磁饱和的产生，获得良好的直流叠加特性。
此外，在电子部件10a中，侧面S2为向电路基板进行安装时与电路基板对置的安装面。因此，线圈导体16不与电路基板主面对置。由此，线圈导体16与电路基板内的布线对置的面积小。其结果为，在电子部件10a中在与电路基板之间产生的浮游电容降低。
（仿真）
本发明的发明人为了使电子部件10a起到的效果更为明确，进行了以下说明的计算机仿真。图4是比较例的电子部件110的外观立体图。此外，在电子部件110中，针对与电子部件10a相同的构成，赋予与电子部件10a的附图标记加上100而得的附图标记。
本发明的发明人制作了图1所示的电子部件10a以及图4所示的电子部件110作为第1模型以及第2模型。电子部件10a的尺寸与电子部件110的尺寸相同。此外，线圈导体16的宽度与线圈导体116的宽度相同。其中，电子部件10a的层叠方向为y轴方向，电子部件110的层叠方向为z轴方向。此外，在电子部件10a中，线圈导体16设置在非磁性体层20上，相对于此，在电子部件110中，线圈导体116被从y轴方向的两侧夹持在非磁性体层120之间。然后，对各模型使1mA、500mA、1000mA、3000mA以及5000mA的电流流过，算出电感值。进一步，算出使500mA、1000mA、3000mA、及5000mA的电流流过时的电感值相对于使1mA的电流流过时的电感值的减少率。表1是表示仿真结果的表。
[表1]
根据表1可知第1模型与第2模型相比，在电流变大的情况下的电感值的减少率小。由此，根据本仿真可知，电子部件10a能够获得良好的直流叠加特性。
（第1变形例）
以下，参照附图说明第1变形例的电子部件。图5是第1变形例的电子部件10b的剖面结构图。
电子部件10b具有与电子部件10a相同的结构。电子部件10b与电子部件10a的不同点为用于安装面的面。具体而言，在电子部件10b中，底面S6为向电路基板进行安装时与电路基板对置的安装面。
在以上的电子部件10b中，也能够与电子部件10a同样地获得良好的直流叠加特性。
（第2变形例）
以下，参照附图说明第2变形例的电子部件。图6是第2变形例的电子部件10c的剖面结构图。
电子部件10a与电子部件10c的不同点为线圈导体16被设置的位置。具体而言，在电子部件10a中，线圈导体16被设置在非磁性体层20的表面上。另一方面，在电子部件10c中，线圈导体16被埋入到非磁性体层20。即，非磁性体层20被设置在线圈导体16的z轴方向上的正向侧及负向侧。此外，在线圈导体16的y轴方向的两侧未设置非磁性体层20而设置有磁性体层18。
在以上的电子部件10c中，侧面S2为向电路基板进行安装时与电路基板对置的安装面。
在上述电子部件10c中，也能够与电子部件10a同样地获得良好的直流叠加特性。
（第3变形例）
以下，参照附图说明第3变形例的电子部件。图7是第3变形例的电子部件10d的剖面结构图。
电子部件10d具有与电子部件10c相同的结构。电子部件10d与电子部件10c的不同点为用于安装面的面。具体而言，在电子部件10d中，底面S6为向电路基板进行安装时与电路基板对置的安装面。
在以上的电子部件10d中，也能够与电子部件10a～10c同样地能够获得良好的直流叠加特性。
本申请要求于2011年7月6日提交的日本申请2011-149902号的优先权，参照其全部的内容并引用至本说明书。
如上所述，本发明对电子部件有用，尤其在能够获得良好的直流叠加特性的点上优异。
附图标记说明：
S1、S2…侧面；S3、S4…端面；S5…上面；S6…底面；10a～10d…电子部件；12…层叠体；14a、14b…外部电极；16…线圈导体；18a～18l…磁性体层；20…非磁性体层。
Claims (7)
1.一种电子部件，其特征在于，具备：
层叠体，其构成为层叠第1绝缘体层，且呈长方体形状；和
直线状的线圈导体，其与所述第1绝缘体层一起被层叠，且将在与层叠方向正交的第1方向上相互对置的所述层叠体的2个端面连接，
与层叠方向以及所述第1方向正交的第2方向上的所述端面的长度小于层叠方向上的所述端面的长度，
所述层叠体还包含第2绝缘体层，所述第2绝缘体层具有比所述第1绝缘体层低的透磁率，且与所述第1绝缘体层一起被层叠，
所述线圈导体被设置在所述第2绝缘体层上。
2.一种电子部件，其特征在于，具备：
层叠体，其构成为层叠第1绝缘体层，且呈长方体形状；和
直线状的线圈导体，其与所述第1绝缘体层一起被层叠，且将在与层叠方向正交的第1方向上相互对置的所述层叠体的2个端面连接，
与层叠方向以及所述第1方向正交的第2方向上的所述端面的长度小于层叠方向上的所述端面的长度，
所述层叠体还包含第2绝缘体层，所述第2绝缘体层具有比所述第1绝缘体层低的透磁率，且与所述第1绝缘体层一起被层叠；
所述线圈导体被埋入到所述第2绝缘体层。
3.根据权利要求1或2所述的电子部件，其特征在于，
位于所述第2方向的一侧的侧面是向电路基板进行安装时与所述电路基板对置的安装面。
4.根据权利要求1或2所述的电子部件，其特征在于，
位于层叠方向的一侧的底面是向电路基板进行安装时与所述电路基板对置的安装面。
5.根据权利要求1或2所述的电子部件，其特征在于，
从所述线圈导体至位于所述第2方向的一侧的侧面的距离与从所述线圈导体至位于所述第2方向的另一侧的侧面的距离相等。
6.根据权利要求1或2所述的电子部件，其特征在于，
从所述线圈导体至位于层叠方向的一侧的底面的距离与从所述线圈导体至位于层叠方向的另一侧的上面的距离相等。
7.根据权利要求1或2所述的电子部件，其特征在于，
还具备第1外部电极以及第2外部电极，所述第1外部电极以及第2外部电极被分别设置于所述2个端面，且连接于所述线圈导体的两端。
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