CN104995698A - 电子部件 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于抑制由线材形成的导体内置于陶瓷烧结体中的电子部件在烧制后的直流电阻值大于烧制前的直流电阻值。电子部件(10)具备陶瓷烧结体(12)和内部导体(30)。内部导体(30)构成电路元件，由添加了镍且以铜为主成分的线材形成。
Description
技术领域
本发明涉及电子部件，特别涉及由线材形成的导体内置于陶瓷烧结体中的电子部件。
背景技术
作为现有的由线材形成的导体内置于陶瓷烧结体中的电子部件，已知有专利文献1中记载的电感元件。这种电感元件500如图8所示为多片铁氧体片501层叠而成的烧结体，在内部配置有金属导体503。金属导体503为由银、铜等形成的棒状部件。另外，在电感元件500的表面形成有未图示的端子电极。
然而，电感元件500中，如图9所示，对于烧制前呈直线状的金属导体503而言，由伴随烧制中的晶粒生长产生的晶界的粗大化引起龟裂的发生。而且，若烧制中的铁氧体片的收缩的压缩力施加于发生龟裂的金属导体503，则如图10所示，在金属导体503的多个位置发生断裂。这样，存在烧制后的电感元件500的直流电阻值大于烧制前的电感元件500的直流电阻值这样的问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平7－22266号公报
发明内容
因此，本发明的目的在于抑制由线材形成的导体内置于陶瓷烧结体中的电子部件在烧制后的直流电阻值大于烧制前的直流电阻值。
作为本发明的第1方式的电子部件，其特征在于，具备：陶瓷烧结体和内部导体，该内部导体由以铜为主成分且添加了镍的线材形成，构成电路元件。
作为本发明的第2方式的电子部件，其特征在于，具备陶瓷烧结体和内部导体，该内部导体构成电路元件，由以铜为主成分的线材形成，
在上述线材的表面被覆有镍。
根据本发明的电子部件，能够通过抑制烧制中的晶粒生长而抑制烧制后的直流电阻值大于烧制前的直流电阻值。
附图说明
图1是作为第1实施例的电子部件的外观立体图。
图2是作为第1实施例的电子部件中的层叠体的分解立体图。
图3是表示对第1～第4样品进行第1实验时的结果的图。
图4是表示由对第1～第4样品进行第1实验时的结果导出的直流电阻值的偏差的图。
图5是表示对第1和第2样品进行第2实验时的结果的图。
图6是表示对第5～第7样品进行第4实验时的结果的图。
图7是作为第4实施例的电子部件的外观立体图。
图8是与专利文献1中记载的电感元件同种的电感元件的分解立体图。
图9是从层叠方向俯视与专利文献1中记载的电感元件同种的电感元件中配置有金属导体的铁氧体片的图。
图10是从层叠方向俯视与烧制后的专利文献1中记载的电感元件同种的电感元件中配置有金属导体的铁氧体片的图。
具体实施方式
(第1实施例)
以下，参照附图对作为第1实施例的电子部件10A进行说明。图1是作为第1实施例的电子部件10A的外观立体图。图2是作为第1实施例的电子部件10A中的层叠体12的分解立体图。以下，将电子部件10A的层叠方向定义为z轴方向，将从z轴方向俯视时沿电子部件10A的长边的方向定义为x轴方向。并且，将从z轴方向俯视时沿电子部件10A的短边的方向定义为y轴方向。应予说明，x轴、y轴和z轴相互正交。
电子部件10A如图1所示呈长方体状。另外，电子部件10A由层叠体(陶瓷烧结体)12、内部导体30和外部电极40a、40b构成。
如图2所示，层叠体12通过绝缘体层20a～20g从z轴方向的负方向侧向正方向侧依次并列层叠而构成。另外，各绝缘体层20a～20g从z轴方向俯视时呈长方形。因此，绝缘体层20a～20g层叠而构成的层叠体12如图1所示为长方体。而且，绝缘体层的材料为含有Fe、Ni、Zn、Cu以及Mn的铁氧体。以下，将各绝缘体层20a～20g的z轴方向的正方向侧的面称为上表面。
如图2所示，内部导体30配置在绝缘体层20d的上表面的y轴方向的中央，内置于层叠体12。另外，内部导体30为与x轴方向平行的线状的导体，呈圆形的截面形状。即，内部导体30为金属部件拉伸而制成的线材。内部导体30的材料为向作为主成分的铜添加镍而得的铜合金，相对于内部导体30中的铜100重量份，镍的添加量为1重量份。向铜添加镍而得的铜合金比铜熔点高。内部导体30的两端从层叠体12的x轴方向的正负两侧的面露出，与后述的外部电极40a、40b连接。
如图1所示，外部电极40a以覆盖层叠体12的x轴方向的负方向侧的面的方式设置。另外，外部电极40b以覆盖层叠体12的x轴方向的正方向侧的面的方式设置。应予说明，外部电极40a、40b的材料为Au、Ag、Pd、Cu、Ni等导电性材料。另外，如上所述，外部电极40a、40b与内部导体30的两端连接。
(电子部件的制造方法)
以下对如上构成的电子部件10A的制造方法进行说明。应予说明，以下，对一个电子部件10A进行说明，但实际上制作未烧制的多个烧结体12连接成的母层叠体，将母层叠体切开后形成外部电极40a、40b，得到多个电子部件10A。
首先，准别要成为绝缘体层20a～20g的陶瓷生片。具体而言，按氧化铁(Fe2O3)和氧化锰(Mn2O3)的混合物49mol％、氧化锌(ZnO)25mol％、氧化镍(NiO)21～26mol％、氧化铜(CuO)0～5mol％的比率称量后，将各材料作为原材料投入罐磨料机，进行湿式调配。将得到的混合物干燥后粉碎，将得到的粉末在700℃～800℃预烧规定时间，得到铁氧体陶瓷粉末。
向该铁氧体陶瓷粉末加入聚乙烯醇缩丁醛系的有机粘结剂、乙醇、甲苯等有机溶剂在罐磨料机中进行混合，其后，通过减压进行脱泡，得到陶瓷浆料。将得到的陶瓷浆料利用刮刀法在载片上形成为片状后干燥，制作要成为绝缘体层20a～20g的陶瓷生片。
接下来在要成为绝缘体层20d的陶瓷生片的表面上配置作为以铜为主成分的线材的内部导体30。
接下来，将要成为绝缘体层20a～20g的陶瓷生片依次并列层叠·压接而得到未烧制的母层叠体。其后，利用等静压制等对未烧制的母层叠体加压而进行主压接。
接下来，用切刀将母层叠体切成规定尺寸的层叠体12。其后，对未烧制的层叠体12实施脱粘结剂处理和烧制。脱粘结剂处理是在内部导体30中的铜不发生氧化的气氛下进行加热。例如，在低氧气氛中、500℃、2小时的条件下进行。另外，烧制在用N2－H2－H2O的混合气体将气氛调节成Cu－Cu2O的平行氧分压以下的烧制炉中、900℃～1050℃、规定时间的条件下进行。
接下来，形成外部电极40a、40b。首先，在烧结体12的侧面涂布由以Cu为主成分的导电性材料形成的电极糊料。接下来，在约900℃的温度下烧焊涂布的电极糊料。由此，形成外部电极40a、40b的基底电极。
最后，对基底电极的表面实施镀Ni/Sn。由此，形成外部电极40a、40b。经过以上的工序完成电子部件10A。
(效果)
采用电子部件10A，能够抑制烧制后的直流电阻值大于烧制前的直流电阻值。具体而言，电子部件10A中，使用了添加有镍的铜作为内部导体30的材料。由此，抑制由伴随烧制中的晶粒生长产生的晶界的粗大化引起的龟裂的发生。因此，即便因烧制中的铁氧体片的收缩而使内部导体30受到压缩力，也能抑制内部导体30发生断裂。其结果，能够抑制烧制后的直流电阻值大于烧制前的直流电阻值。
另外，在抑制内部导体30发生断裂的同时，也抑制烧制后的电子部件10A的直流电阻值的偏差。此外，还能够抑制烧制后热冲击施加于电子部件10A时的龟裂的发展。
本申请发明人等为了弄清楚电子部件10A所起到的效果进行了实验。实验中，首先，制作了电子部件10A的内部导体30中未添加镍的第1样品、与电子部件10A相当的第2样品、电子部件10A的内部导体30中的镍的添加量为2重量份的第3样品以及电子部件10A的内部导体30中的镍的添加量为5重量份的第4样品。应予说明，各样品的个数为30个。另外，各样品的大小为1.6mm×0.8mm×0.8mm，各样品的内部导体30的线径为0.10mm。
首先，作为第1实验，对第1～第4样品通直流电流，测定各电阻值。作为第2实验，对第1和第2样品进行热冲击试验。热冲击试验是将各样品在125℃保持30分钟后在﹣55℃保持30分钟，将其作为1次循环，合计进行500次循环。
图3是表示对第1～第4样品进行第1实验时的结果的图。图4是表示由对第1～第4样品进行第1实验时的结果导出的直流电阻值的偏差的图。图5是表示对第1和第2样品进行第2实验时的结果的图。图3中，纵轴表示直流电阻值(mΩ)，横轴表示镍的添加量(重量份)。图4中，纵轴表示直流电阻值的偏差(％)，横轴表示镍的添加量(重量份)。图5中，纵轴表示直流电阻值的变化率(％)，横轴表示热冲击试验的循环数。应予说明，上述的直流电阻值的偏差是用平均值除标准偏差而计算的。
第1实验中，通直流电流时，如图3所示，可知第2样品的电阻值显示了比第1样品的电阻值低的值。这表明通过向铜中添加镍，抑制了烧制时内部导体30的龟裂，结果抑制了直流电阻的增大。第3样品和第4样品显示了比第2样品高的电阻值的理由是镍自身的电阻率比铜高，因此随着镍的添加量的增大，铜合金自身的电阻率上升。因此，根据第1实验的结果，通过添加镍，内部导体30的直流电阻值降低。但是，如果镍的添加量超过1重量份，则因镍自身的电阻率导致内部导体30的直流电阻值上升。换言之，镍的添加量优选为1重量份以下。
另外，如图4所示，可知通过添加镍，各样品的直流电阻值的偏差减少。这表明通过向铜中添加镍，抑制了烧制时内部导体30的龟裂，结果抑制了直流电阻值的偏差。
此外，进行第2实验而得的结果如图5所示，第1样品的电阻值的变化率随着循环数的增加而变大。这是由于温度差引起的样品的膨胀·收缩导致由内部导体30的龟裂引起的断裂发展。另一方面，几乎没有观察到第2样品的电阻值发生变化。这是由于第2样品中，几乎没有发生内部导体30的龟裂，结果也没有因热冲击使断裂发展。
(第2实施例)
作为第2实施例的电子部件10B中，内部导体30的材料为铜，对内部导体30的表面实施了镍的镀覆处理。其它构成与上述第1实施例同样。因此，第2实施例中内部导体30以外的说明如上述第1实施例中所说明。
采用作为第2实施例的电子部件10B，能够抑制烧制后的直流电阻值大于烧制前的直流电阻值。具体而言，电子部件10B中，镍覆盖了内部导体30的表面。由此，抑制电子部件10B在烧制中发生内部导体30的龟裂。结果能够抑制烧制后的直流电阻值大于烧制前的直流电阻值。
另外，在抑制内部导体30发生龟裂的同时，也抑制烧制后的电子部件10B的直流电阻值的偏差。此外，还能够抑制烧制后热冲击施加于电子部件10B时的龟裂的发展。
(第3实施例)
作为第3实施例的电子部件10C中，内部导体30的材料为铜，对内部导体30的表面实施了铁的镀覆处理。其它构成与上述第1实施例同样。因此，本第3实施例中内部导体30以外的说明如上述第1实施例中所说明。
采用作为第3实施例的电子部件10C，能够抑制烧制后的直流电阻值大于烧制前的直流电阻值。具体而言，电子部件10C中，铁覆盖了内部导体30的表面。由此，抑制电子部件10C在烧制中发生内部导体30的龟裂。结果能够抑制烧制后的直流电阻值大于烧制前的直流电阻值。
另外，在抑制内部导体30发生龟裂的同时，也抑制烧制后的电子部件10C的直流电阻值的偏差。此外，还能够抑制烧制后热冲击施加于电子部件10C时的龟裂的发展。
本申请发明人为了弄清楚电子部件10B、10C所起到的效果进行了实验。更详细而言，制作了电子部件10的内部导体30的材料为铜但未实施镀覆处理的第5样品、与电子部件10B相当的第6样品以及与电子部件10C相当的第7样品。应予说明，各样品的个数为30个。另外，各样品的大小为1.6mm×0.8mm×0.8mm，各样品的内部导体30的线径为0.10mm。
首先，作为第3实验，对第5～第7的样品通直流电流，测定各电阻值。作为第4实验，对第5～第7的样品进行热冲击试验。热冲击试验是将各样品在125℃保持30分钟后在－55℃保持30分钟，将其作为1次循环，合计进行500次循环。
表1是表示对第5～第7样品进行第3实验时的结果的表。表2是表示由对第5～第7样品进行第3实验时的结果导出的直流电阻值的偏差的表。图6是表示对第5～第7样品进行第4实验时的结果的图。图6中，纵轴表示直流电阻值的变化率(％)，横轴表示热冲击试验的循环数。
[表1]
[表1]
[表2]
[表2]
第3实验中，通直流电流时，如表1所示，可知第7样品的电阻值显示了最低的电阻值。这表明通过用铁被覆内部导体30，抑制了烧制时的内部导体30的龟裂，结果抑制了直流电阻的增大。第6样品显示了比第7样品高的电阻值的理由是镍自身的电阻率比铜高，因此内部导体30的表面的电阻上升。
另外，如表2所示，第6和第7样品的直流电阻值的偏差比第5样品的直流电阻值的偏差小。这表明通过使用镍或者铁被覆内部导体30的表面，抑制了烧制时的内部导体30的龟裂，结果抑制了直流电阻值的偏差。
此外，进行第4实验而得的结果如图6所示，几乎没有观察到第6和第7样品的电阻值发生变化。这是由于第6和第7样品中，几乎没有发生内部导体30的龟裂，结果也没有因热冲击导致由龟裂引起的断裂发展。
(第4实施例)
作为第4实施例的电子部件10D与作为第1实施例的电子部件10的不同点如图7所示，是内部导体30的形状为沿x轴方向延伸的螺旋状，并且用长方体状的陶瓷的烧结体15代替层叠体12覆盖内部导体30。其它构成与上述第1实施例同样。因此，第4实施例中其它的说明如上述第1实施例中所说明。
如上构成的电子部件10D中，由于内部导体30的形状为螺旋状，所以与电子部件10相比，能够得到更高的电感值。
(其它实施例)
应予说明，本发明的电子部件不限于上述实施例，可以在其主旨的范围内进行各种变更。
特别是绝缘体层的材质、形状、尺寸可根据用途适当地选择。另外，可以使用铁作为内部导体30的添加物。
产业上的可利用性
如上，本发明对导体内置于烧结体中的电子部件有用，特别是在能够抑制烧制后的直流电阻值大于烧制前的直流电阻值这点上优异。
符号说明
10A～10D 电子部件
12 层叠体(陶瓷烧结体)
15 烧结体(陶瓷烧结体)
30 内部导体
Claims (7)
1.一种电子部件，其特征在于，具备陶瓷烧结体和内部导体，该内部导体由以铜为主成分且添加了镍的线材形成，构成电路元件。
2.根据权利要求1所述的电子部件，其特征在于，所述镍的添加量相对于内部导体中的铜100重量份为1重量份以下。
3.一种电子部件，其特征在于，具备陶瓷烧结体和内部导体，该内部导体构成电路元件，由以铜为主成分的线材形成，
在所述线材的表面被覆有镍。
4.根据权利要求3所述的电子部件，其特征在于，在所述线材的表面通过镀覆而被覆有镍。
5.根据权利要求1～4中任1项所述的电子部件，其特征在于，所述陶瓷为含有铁、锌、铜以及锰的铁氧体。
6.根据权利要求1～4中任1项所述的电子部件，其特征在于，所述陶瓷为含有铁、镍、铜以及锰的铁氧体。
7.根据权利要求1～4中任1项所述的电子部件，其特征在于，所述陶瓷为含有铁、镍、锌、铜以及锰的铁氧体。
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