CN105989987B - 电子部件及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电子部件及其制造方法，在使用了含有金属磁性粉的绝缘体的电子部件中，在该绝缘体上具有树脂的涂膜。线圈部件(1)具备：主体(10)，由绝缘体形成；涂膜(14)，覆盖主体(10)；线圈(24、26)，位于主体(10)的内部；以及外部电极(12a、12b)。涂膜(14)由树脂、以及作为绝缘体所含有的构成元素的阳离子元素、且标准电极电位E0满足E0＜0的金属的阳离子构成。
Description
技术领域
本发明涉及电子部件及其制造方法，尤其涉及使用了含有金属磁性粉的绝缘体的电子部件及其制造方法。
背景技术
作为使用了含有金属磁性粉的绝缘体的电子部件，已知有专利文献1所记载的线圈部件。在该种电子部件(以下，称为以往的电子部件)中，用含有金属磁性粉的绝缘体覆盖内部的电路元件。而且，在以往的电子部件中，以绝缘体所含有的金属磁性粉的防锈等为目的，进行基于磷酸盐的化学合成处理。其中，通过基于磷酸盐的化学合成处理形成的涂膜一般较薄，相对于电子部件所需要的涂膜的品质，耐湿性、耐化学性等是不足的。
专利文献1：日本特开2013－225718号公报
发明内容
本发明的目的在于提供一种在使用了含有金属磁性粉的绝缘体的电子部件中，在该绝缘体上具有树脂的涂膜的电子部件及其制造方法。
本发明所涉及的电子部件，其特征在于，具备由绝缘体形成的主体、覆盖主体的涂膜、位于主体的内部的导体部、以及与导体部连接的外部电极，绝缘体含有金属磁性粉，涂膜由树脂、以及金属的阳离子构成，该金属的阳离子是作为绝缘体所含有的构成元素的阳离子元素、且标准电极电位E0满足E0＜0。另外，在本发明所涉及的电子部件中，优选标准电极电位E0满足E0＜0的金属包括Sn、Cr、Fe、Zn、Mn、Al、Mg、Ca、Ba、K、Li中的至少1种。
并且，在本发明所涉及的电子部件中，优选标准电极电位E0满足E0＜0的金属除了Fe以外，还包括选自Sn、Cr、Zn、Mn、Al、Mg、Ca、Ba、K、Li的至少1种的金属。
在本发明所涉及的电子部件中，优选绝缘体含有第一粉和第二粉，其中，第一粉含有作为金属磁性粉的Fe，第二粉含有选自Sn、Cr、Zn、Mn、Al、Mg、Ca、Ba、K、Li的至少1种的金属。
或者，在本发明所涉及的电子部件中，优选，在金属磁性粉的表面具有包覆，包覆含有选自Sn、Cr、Zn、Mn、Al、Mg、Ca、Ba、K、Li的至少1种金属元素。
进一步，在本发明所涉及的电子部件中，优选金属磁性粉是含有Fe、与选自Sn、Cr、Fe、Zn、Mn、Al、Mg、Ca、Ba、K、Li的至少1种金属的合金或者固溶体。
另外，在本发明所涉及的电子部件中，优选导体部由标准电极电位E0满足E0≥0的金属形成。标准电极电位E0满足E0≥0的金属可以是Cu、Ag、Pt、Au。
本发明所涉及的电子部件的制造方法，其特征在于，包括：准备主体的步骤，该主体具备由绝缘体形成的主体和位于绝缘体的内部的导体部，该绝缘体包括含有标准电极电位E0满足E0＜0的金属的金属磁性粉与绝缘性树脂；准备混合溶液的步骤，该混合溶液含有使构成金属磁性粉的金属离子化的离子化成分、表面活性剂、以及树脂成分；将混合溶液涂布于主体并干燥的步骤。
根据本发明所涉及的电子部件，由于覆盖主体的涂膜由树脂以及作为绝缘体所含有的金属粉的构成元素的阳离子元素、且标准电极电位E0满足E0＜0的金属的阳离子构成，所以涂膜比通过磷酸盐的化学合成处理而形成的涂膜更厚，本发明的电子部件在耐磨性、绝缘性、耐湿性、耐化学性等出色。
另外，根据本发明所涉及的电子部件，覆盖主体的涂膜由树脂以及作为绝缘体所含有的金属粉的构成元素的阳离子元素、且标准电极电位E0满足E0＜0的金属构成，由于该阳离子元素通过从绝缘体所含有的金属粉被离子化而成为阳离子，即便在通过磨削步骤等而使施加于金属粉的绝缘性的包覆剥离的情况下，通过之后的步骤，阳离子元素从该金属粉溶解为阳离子，这些阳离子形成涂膜。作为其结果，本发明所涉及的电子部件在绝缘性、防锈性更出色。
另外，根据本发明所涉及的电子部件，若绝缘体所含有的Fe与标准电极电位E0满足E0＜0的金属独立存在，即，在基于金属磁性体所采用的Fe类材料(第一粉)的树脂形成反应不充分的情况下，通过进一步添加容易离子化的金属(第二粉)而作为形成助剂产生作用。
另一方面，若绝缘体所含有的Fe与标准电极电位E0满足E0＜0的金属独立存在(即，绝缘体含有作为金属磁性粉的第一粉和第二粉)，绝缘体含有Fe以外的金属粉，使得作为磁性体的Fe含有率下降，若标准电极电位E0满足E0＜0的金属涂敷绝缘体所含有的Fe的表面(即，在所述金属磁性粉的表面具有包覆，所述包覆含有选自Sn、Cr、Zn、Mn、Al、Mg、Ca、Ba、K、Li的至少1种金属元素)，或者标准电极电位E0满足E0＜0的金属作为与绝缘体所含有的Fe的合金或者固溶体存在(即，金属磁性粉是含有Fe与选自Sn、Cr、Fe、Zn、Mn、Al、Mg、Ca、Ba、K、Li的至少1种金属的合金或者固溶体)，则通过向Fe添加离子性高的金属，能够不使磁性体的含有率下降而作为形成助剂产生作用。
即，一边抑制绝缘体的Fe含有率下降来抑制绝缘体的磁性下降，一边容易地形成涂膜。
发明效果
根据本发明，在使用了含有金属磁性粉的绝缘体的电子部件中，能够在该绝缘体上得到树脂的涂膜，并能够得到耐湿性、耐化学性等出色的电子部件及其制造方法。
通过参照附图来说明用于实施进行的以下发明的实施方式，本发明的上述目的、其他目的、特征以及优点会变得更加清楚。
附图说明
图1是表示本发明所涉及的线圈部件的一个例子的剖面示意图。
图2是表示本发明所涉及的线圈部件的制造方法的一个例子的流程图。
图3是外部电极的放大剖视图。
图4是另外的外部电极的放大剖视图。
图5是其他的外部电极的放大剖视图。
附图标记说明
1-线圈部件；10-主体；12a、12b-外部电极；13a、13b-镀覆覆膜；14-涂膜；16、17、18、19-绝缘体层；20-绝缘体基板；22-磁路；24、26-线圈；24a、26a-线圈的外周侧的一端；C-凹部；d1、d2-厚度；S1-底面；S2、S3-侧面。
具体实施方式
对本发明所涉及的电子部件以及其制造方法的一个实施方式进行说明。
1.电子部件
对于本发明所涉及的电子部件，以线圈部件作为示例来一边参照附图一边进行说明。图1是表示本发明所涉及的线圈部件的一个例子的剖面示意图。对图1所示的线圈部件1而言，以下，将与线圈部件1的底面正交的方向定义为z轴方向。即，线圈部件1的底面S1是位于z轴的负方向侧的面。另外，当从z轴方向俯视时，将沿着线圈部件1的长边的方向定义为x轴方向，并将沿着线圈部件1的短边的方向定义为y轴方向。此外，x轴、y轴以及z轴相互正交。
另外，将位于x轴方向的正方向侧的面设为侧面S2，并将位于x轴方向的负方向侧的面设为侧面S3。
如图1所示，线圈部件1具备主体10以及外部电极12a、12b。并且，线圈部件1具备覆盖主体10的涂膜14。另外，线圈部件1形成为大致长方体形状。
如图1所示，主体10由绝缘体层16～19、绝缘体基板20、磁路22以及作为导体部的线圈24、26构成。另外，在主体10中，从z轴方向的负方向侧朝正方向侧，依次层叠绝缘体层16、17、绝缘体基板20、绝缘体层18、19。
绝缘体层16、19由加入了金属磁性粉的环氧树脂等形成。在本实施方式中，作为绝缘体层中的金属粉，含有标准电极电位E0满足E0＜0的金属。标准电极电位E0为E0＜0的金属包括Sn、Cr、Fe、Zn、Mn、Al、Mg、Ca、Ba、K、Li之中的至少1种。例如，金属磁性粉可以是Fe粉、含有Fe的合金粉、含有Fe的非结晶粉。Fe合金是指例如Fe－Si合金、Fe－Si－Cr合金、Fe－Si－Al合金。并且，在本实施方式中，为了提高绝缘体层中的金属磁性粉的密度，绝缘体层16、19也可以包含粒径不同的2种金属磁性粉。具体而言，例如是平均粒径80μm的由Fe－Si－Cr合金形成的磁性粉(最大粒径100μm)、以及平均粒径3μm的由羰基铁形成的磁性粉的混合粉。另外，通过化学合成处理，对这些粉末预先实施由金属氧化物形成的绝缘性的包覆。并且，考虑到线圈部件1的L值以及直流叠加特性，金属磁性粉相对于绝缘体层16、19例如含有90wt％以上。另外，绝缘体层16、19所含有的树脂也可以是玻璃陶瓷等绝缘性无机材料、聚酰亚胺树脂。
绝缘体层16位于主体10的z轴方向的负方向侧的端部，绝缘体层16的z轴方向的负方向侧的面、即底面S1是将线圈部件1安装于电路基板之际的安装面。另外，绝缘体层19位于线圈部件1的z轴方向的正方向侧的端部。此外，绝缘体层16、19的厚度例如是约60μm，比该绝缘体层16、19所含有的金属磁性粉的最大粒径小。
绝缘体层17、18由环氧树脂等形成。另外，绝缘体层17相对于绝缘体层16位于z轴方向的正方向侧，绝缘体层18相对于绝缘体层19位于z轴的负方向侧。此外，绝缘体层17、18的材料也可以是苯并环丁烯等绝缘性树脂、玻璃陶瓷等绝缘性无机材料。
绝缘体基板20是使环氧树脂浸渗于玻璃布的印刷布线基板，并在z轴方向上被夹在绝缘体层17与绝缘体层18之间。此外，绝缘体基板20的材料也可以是苯并环丁烯等绝缘性树脂、玻璃陶瓷等绝缘性无机材料。
磁路22由位于主体10的内部的大致中央的加入了磁性粉的树脂形成。此处，在本实施方式中，考虑到线圈部件1的L值以及直流叠加特性，磁性粉例如含有90wt％以上。并且，为了提高对磁路22的填充性，使粒度不同的2种粉状体混在一起作为磁性粉。另外，磁路22在z轴方向贯通绝缘体层17、18以及绝缘体基板20，剖面例如构成椭圆形状的柱形。并且，磁路22以位于后述的线圈24、26的内周的方式设置。
另外，如图1所示，主体10的表面、即绝缘体层16、19的表面含有露出于其表面的金属粉(金属磁性粉)而被涂膜14覆盖。另外，涂膜14含有作为绝缘体层16、19所含有的金属粉的构成元素的阳离子性元素、和树脂。此外，在图1所示的线圈部件1中，在绝缘体层16、19与后述的外部电极12a、12b表面不存在涂膜14。
作为涂膜14所含有的构成元素的阳离子元素是主体10的绝缘体层16、19的一部分溶解而析出的。更具体地，作为涂膜14所含有的金属粉的构成元素的阳离子元素包括标准电极电位E0满足E0＜0的金属。标准电极电位E0满足E0＜0的金属包括Sn、Cr、Fe、Zn、Mn、Al、Mg、Ca、Ba、K、Li中的至少1种。
并且，绝缘体层16、19所含有的Fe与标准电极电位E0满足E0＜0的金属也可以独立存在，标准电极电位E0满足E0＜0的金属也可以以涂敷在绝缘体层16、19所含有的Fe粉的表面的状态存在，绝缘体层16、19所含有的Fe与标准电极电位E0满足E0＜0的金属也可以作为合金或者固溶体存在。
若绝缘体层16、19所含有的Fe与标准电极电位E0满足E0＜0的金属独立存在，则在基于金属磁性体中所使用的Fe系材料的树脂形成反应不充分的情况下，通过进一步添加易于离子化的金属，从而能够作为形成助剂发挥作用。
更具体地，作为绝缘体层16、19所含有的金属磁性粉，优选包括含有Fe的粉(第一粉)和除了第一粉还包括含有从Sn、Cr、Zn、Mn、Al、Mg、Ca、Ba、K、Li选择的至少1种金属的第二粉。第二粉含有的金属因标准电极电位E0满足E0＜0而容易离子化。因此，若绝缘体层16、19除了含有第一粉以外还含有第二粉，则含有更多的标准电极电位E0小且容易离子化的金属，并容易形成涂膜14。此外，更优选第二粉从其标准电极电位E0比Fe小的Cr、Zn、Mn、Al、Mg、Ca、Ba、K、Li选择。
优选，金属磁性粉具备覆盖其表面的包覆，包覆含有从Sn、Cr、Zn、Mn、Al、Mg、Ca、Ba、K、Li选择的至少1种金属。该情况下，标准电极电位E0小且容易离子化的金属存在于金属磁性粉的表面，当使含有离子化成分(蚀刻剂)的树脂乳液附着在主体10时，变得容易形成覆盖主体10的涂膜14。此外，更优选包覆含有从其标准电极电位E0比Fe小的Cr、Zn、Mn、Al、Mg、Ca、Ba、K、Li选择的1种以上的金属。
另外，优选金属磁性粉是含有Fe与从Sn、Cr、Fe、Zn、Mn、Al、Mg、Ca、Ba、K、Li选择的至少1种的金属的合金或者固溶体。该情况下，金属磁性粉除了含有Fe以外还含有容易离子化的金属，当使含有离子化成分(蚀刻剂)的树脂乳液附着在主体10时，变得容易形成覆盖主体10的涂膜14。此外，更优选金属磁性粉是从其标准电极电位E0比Fe更小的Cr、Zn、Mn、Al、Mg、Ca、Ba、K、Li选择的1种以上的金属与Fe的合金或者固溶体。
并且，若绝缘体层16、19所含有的Fe和标准电极电位E0满足E0＜0的金属独立存在，则因含有Fe以外的金属粉，而导致作为磁性体的Fe的含有率下降，若标准电极电位E0满足E0＜0的金属涂敷在绝缘体层16、19所含有的Fe的表面，或者，标准电极电位E0满足E0＜0的金属作为与绝缘体层16、19所含有的Fe的合金或者固溶体存在，则由于对Fe添加离子性高的金属，从而能够作为形成助剂发挥作用而不使磁性体的含有率下降。
涂膜14所含有的树脂例如包括丙烯酸系树脂。该丙烯酸系树脂形成交联结构。此外，涂膜14所含有的树脂除了是丙烯酸系树脂以外，也可以是环氧树脂、聚酰亚胺树脂、有机硅树脂、聚酰胺酰亚胺树脂、聚醚醚酮树脂、氟树脂、丙烯酸硅酮树脂等。除此以外，作为构成涂膜14的树脂，也可以列举出从丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸2-羟基乙酯、丙烯酸2-羟基丙酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸2-羟基乙酯、甲基丙烯酸2-羟基丙酯、丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、丙烯腈、苯乙烯、乙烯、丁二烯、氯乙烯、偏氯乙烯、乙烯基乙酸酯、丙烯酸、甲基丙烯酸等选择的1种单体或者由1种以上形成的聚合物树脂等。此外，上述的树脂中含有用于得到该树脂的过硫酸铵、过硫酸钾、叔丁基氢过氧化物这样的聚合引发剂不影响涂膜14的特性。
此外，对涂膜14而言，考虑到将线圈部件1安装在电路基板时使用焊料的情况，优选热分解温度较高。例如，在将使构成涂膜14的树脂减少5％左右的质量的温度作为热分解温度的情况下，该热分解温度在240℃以上。此处，热分解温度能够通过以下的分析装置以及分析条件测量。
·分析装置：TG－DTA 2000SA(NETZSCH·日本公司制)
·分析条件
温度曲线：RT→300℃(10℃/min)
测量环境：减压(使用旋转泵：0.1Pa)
样品容器(单元)材质：Al
测量样品重量：100mg
另外，作为确认涂膜14所含有的金属磁性粉的元素的离子(阳离子)的一种分析技术，列举了X射线光电子分光分析(XPS)。XPS的测量条件如以下所述。
·测量装置：ULVAC-PHI公司制PHI 5000VersaProbe
·X射线源：Al－Kα射线
·测量区域：100μmφ
·X射线的加速能量：93.9eV
·测量1步骤对应的时间：100ms
·Fe2p累计数：500
·能量补偿：C1s＝284.6eV
若用XPS分析涂膜14，则在Fe2p3光谱中，能够确认表示Fe阳离子的存在的710eV附近的峰值。另一方面，未确认峰值在表示Fe金属(金属状态的Fe)的存在的707eV附近。由此，能够证明构成涂膜14所含有的金属磁性粉的元素的离子(阳离子)的存在。
另外，涂膜14也进入因绝缘体层16、19所含有的金属磁性粉从该绝缘体层16、19脱落而产生的凹部C，并大致占满凹部C。作为其结果，在凹部C的涂膜14的厚度d1比在主体10的表面的其他的部分的涂膜14的厚度d2厚。
线圈24、26位于主体10的内部，并由Au、Ag、Cu、Pd、Pt、Ni等导电性材料形成。
此外，在本实施方式中，优选，绝缘体层16、19含有标准电极电位E0满足E0＜0的金属，作为导体部的线圈24、26由标准电极电位比绝缘体层16、19所含有的标准电极电位E0满足E0＜0的金属大的金属形成。因此，例如，优选线圈24、26由标准电极电位E0满足E0≥0的金属形成。更具体地，优选，线圈24、26由从Cu、Ag、Pt、Au选择的1种以上的金属形成。该情况下，绝缘体层16、19所含有的金属与位于绝缘体层16、19的内部并从绝缘体层16、19露出端部的线圈24、26的金属相比离子化倾向更大。因此，在使含有离子化成分(蚀刻成分)的混合溶液附着在线圈24、26从绝缘体层16、19露出的绝缘体层16、19的情况下，与线圈24、26的金属相比，绝缘体层16、19含有的金属被选择性地离子化，并产生阳离子。利用产生的阳离子，电荷的平衡崩溃且树脂成分变得难以维持乳液的状态而堆积在绝缘体层16、19上，从而形成涂膜14。此时，由于在线圈24、26露出的部分中阳离子难以产生，所以能够一边抑制覆盖露出的线圈24、26，一边形成涂层(涂膜14)。若线圈24、26被涂膜14覆盖，则外部电极12a、12b与线圈24、26的连接性变弱，并且线圈部件1(电子部件)的Rdc变小。在本发明中，由于能够抑制露出的线圈24、26被涂膜14覆盖，所以能够抑制线圈部件1(电子部件)的Rdc变小。
另外，导体部(线圈24、26)可以是形成为线圈状的导体，例如可以是金属的绕线、或者是形成为线圈状的导电糊剂、金属箔。
如图1所示，线圈24被设置在绝缘体基板20的上表面，当从z轴方向的正方向侧俯视时，是一边顺时针回旋一边向中心接近的螺旋状的导体。另外，线圈24的外周侧的一端24a朝主体10的侧面S2延伸，并在侧面S2中露出。
线圈26被设置在绝缘体基板20的下表面，当从z轴方向的正方向侧俯视时，线圈26是一边顺时针回旋一边从中心朝外侧远离的螺旋状的导体。另外，线圈26的外周侧的一端26a朝主体10的侧面S3延伸，并在侧面S3中露出。并且，线圈26的内周侧的另一端以当从z轴方向观察时与线圈26的内周侧的另一端重叠的方式设置。
外部电极12a以覆盖主体10的侧面S2以及其周围的面的一部分的方式设置。而且，外部电极12a与在主体10的侧面S2中露出的线圈24的外周侧的一端24a电连接。另外，外部电极12b以覆盖主体10的侧面S3以及其周围的面的一部分的方式设置。而且，外部电极12b与在主体10的侧面S3中露出的线圈26的外周侧的一端26a电连接。
从外部电极12a或者外部电极12b输入的信号经由线圈24、26从外部电极12b或者外部电极12a输出，由此以上那样构成的线圈部件1作为电感器发挥功能。
2.电子部件的制造方法
以下，以线圈部件作为例子，对本发明所涉及的电子部件的制造方法进行说明。图2是表示本发明所涉及的线圈部件的制造方法的一个例子的流程图。制造方法的说明时所使用的z轴方向是与由该制造方法制造的线圈部件1的底面正交的方向。
首先，在步骤S1中，准备要成为多个绝缘体基板20的母绝缘体基板。此外，为了提高电感值的取得效率，优选绝缘体基板的厚度在60μm以下。
接着，在步骤S2中，在母绝缘体基板的上表面以及下表面形成有与线圈24、26对应的多个导体图案。在多个导体图案的形成后，进一步实施镀Cu，从而得到厚度足够的多个线圈24、26。
而且，在步骤S3中，用要成为多个绝缘体层17、18的绝缘体片，从z轴方向对形成有多个线圈24、26的母绝缘体基板进行夹持，从而形成层叠体。另外，用绝缘体片夹持的步骤目的在于使绝缘体片进入线圈间微小的间隙，优选在真空中进行。除此之外，为了抑制因线圈24、26而引起的浮游电容的发生，优选绝缘体片的相对电容率在4以下。
接着，在步骤S4中，为了设置磁路22，利用激光加工等，形成在z轴方向贯通母绝缘体基板以及绝缘体片的多个贯通孔。此外，形成贯通孔的位置是在xy平面中设置于母绝缘体基板的多个线圈24、26各自的内周侧。
而且，在步骤S5中，与要成为绝缘体层17、18的绝缘体片同样地，利用与绝缘体层16、19对应的加入了金属磁性粉的树脂片，将以应成为绝缘体层17的绝缘体片、应成为绝缘体基板20的母绝缘体基板、应成为绝缘体层18的绝缘体片的顺序层叠的层叠体从z轴方向夹住、压接。此时，应成为绝缘体层16的加入了金属磁性粉的树脂片从应成为绝缘体层17的绝缘体片侧被压接，应成为绝缘体层19的加入了金属磁性粉的树脂片从应成为绝缘体层18的绝缘体片侧被压接。另外，利用该压接，加入了金属磁性粉的树脂片进入形成于层叠体的多个贯通孔，从而设置多个磁路22。
然后，在步骤S6中，由树脂片夹持的层叠体通过使用烘箱等恒温层来实施热处理而被固化。
接着，在步骤S6中由树脂片夹持的层叠体被固化之后，在步骤S7中，为了调整厚度，利用抛光研磨、打磨研磨以及砂轮机等对加入了金属磁性粉的树脂片的表面进行磨削。由此，多个线圈部件1的主体10的集合体、即母基板完成。
接着，用切片机等将母基板切割，并分割成多个主体10。通过该分割，线圈24的外周侧的一端24a以及线圈26的外周侧的一端26a在其切断面露出。
而且，在之后的步骤中，示出了[方法1]～[方法3]3种制造方法。
(a)[方法1]的情形
在[方法1]的制造方法的情况下，在步骤S8中，外部电极糊剂被涂布于在步骤S7中得到的多个主体10的侧面S2、S3。然后，外部电极糊剂被烧结，并形成分别与线圈24的外周侧的一端24a以及线圈26的外周侧的一端26a电连接的外部电极12a、12b。
接着，在步骤S9中，将在步骤S7中得到的多个主体10浸渍在混合溶液中，该混合溶液含有将蚀刻促进成分和表面活性剂添加到市售的胶乳中的成分，其中，市售的胶乳是蚀刻成分和树脂成分分散于水系的溶剂的胶乳。在表1中表示混合溶液的具体的组成。通过该浸渍，各线圈部件的表面被蚀刻。该蚀刻是由于混合溶液所含有的硫酸以及过氧化氢溶液的作用而产生。此外，代替混合溶液中的硫酸以及过氧化氢溶液，也可以使用氢氟酸、硝酸、盐酸、磷酸、羧酸等各种有机酸。
[表1]
| 材料名 | 分量(ml/l) |
| NipolLATEX SX-1706A | 100 |
| ELEMINOL JS-2 | 35 |
| 5％硫酸 | 50 |
| 30％过氧化氢 | 2 |
| 纯水 | 813 |
另外，通过该蚀刻，作为绝缘体层16、19的构成元素的阳离子元素被离子化。并且，离子化的阳离子元素与混合溶液中的NipolLATEX SX-1706(日本ZEON公司制)所含有的树脂成分反应。作为其结果，混合溶液中的树脂成分被中和，并沉积在构成线圈部件1的主体10的表面，从而主体10被涂膜14覆盖。此外，混合溶液所含有的Eleminol JS-2(三洋化成公司制)是对作为绝缘体层16、19的构成元素的阳离子元素与树脂成分的反应量进行调整的表面活性剂。
然后，经过纯水的清洗以及脱水，对涂膜14实施加热处理。通过该加热处理，涂膜14所含有的树脂成分经由阳离子元素交联，或者树脂成分彼此地交联。
接着，在步骤S10中，通过电解或者无电解镀覆法，在外部电极12a、12b之上形成有镀覆覆膜13a、13b。镀覆覆膜13a、13b例如采用由下层的镀Ni膜和上层的镀Sn膜构成的二重结构。图3是由[方法1]的制造方法形成的外部电极12b的部分的放大剖视图。通过以上的步骤，线圈部件1完成。
(b)[方法2]的情形
另外，在[方法2]的制造方法的情况下，在步骤S11中，将在步骤S7中得到的多个主体10浸渍在混合溶液中，该混合溶液含有将蚀刻促进成分和表面活性剂添加到市售的胶乳中的成分，其中，市售的胶乳是蚀刻成分和树脂成分分散于水系的溶剂的胶乳。通过该浸渍，各线圈部件的表面被蚀刻。该蚀刻是由于混合溶液所含有的硫酸以及过氧化氢溶液的作用而产生。
另外，通过该蚀刻，作为绝缘体层16、19的构成元素的阳离子元素被离子化。并且，离子化的阳离子元素与混合溶液中的NipolLATEX SX－1706(日本ZEON公司制)所含有的树脂成分反应。作为其结果，混合溶液中的树脂成分被中和，并沉积在构成线圈部件1的主体10的表面，从而主体10被涂膜14覆盖。其中，线圈24的外周侧的一端24a以及线圈26的外周侧的一端26a未被涂膜14覆盖。这是因为，作为线圈24、26的构成元素、例如Cu相对于离子化的阳离子元素是惰性元素而几乎不被离子化，作为其结果，难以与树脂成分反应。
然后，经过纯水的清洗以及脱水，对涂膜14实施加热处理。通过该加热处理，涂膜14所含有的树脂成分经由阳离子元素交联，或者树脂成分彼此地交联。
接着，在步骤S12中，在形成有涂膜14的主体10的侧面S2、S3涂布外部电极糊剂。然后，以涂膜14不会热分解的温度烧结外部电极糊剂，从而形成与线圈24的外周侧的一端24a以及线圈26的外周侧的一端26a分别电连接的外部电极12a、12b。
接着，在步骤S13中，通过电解或者无电解镀覆法，在外部电极12a、12b之上形成有镀覆覆膜13a、13b。图4是由[方法2]的制造方法形成的外部电极12b的部分的放大剖视图。通过以上的步骤，线圈部件1完成。
(c)[方法3]的情形
另外，在[方法3]的制造方法的情况下，在步骤S14中，外部电极被涂布于在步骤S7中得到的多个主体10的侧面S2、S3。然后，外部电极糊剂被烧结，从而形成分别与线圈24的外周侧的一端24a以及线圈26的外周侧的一端26a电连接的外部电极12a、12b。
接着，在步骤S15中，通过电解或者无电解镀覆法，在外部电极12a、12b之上形成有镀覆覆膜13a、13b。
接着，在步骤S16中，将外部电极12a、12b以及镀覆覆膜13a、13b的形成的主体10浸渍在混合溶液中，该混合溶液含有将蚀刻促进成分和表面活性剂添加到市售的胶乳中的成分，其中，市售的胶乳是蚀刻成分和树脂成分分散于水系的溶剂的胶乳。通过该浸渍，各线圈部件的表面被蚀刻。该蚀刻是由于混合溶液所含有的硫酸以及过氧化氢溶液的作用而产生。
另外，通过该蚀刻，作为绝缘体层16、19的构成元素的阳离子元素被离子化。并且，离子化的阳离子元素与混合溶液中的NipolLATEX SX－1706(日本ZEON公司制)所含有的树脂成分反应。作为其结果，混合溶液中的树脂成分被中和，并沉积在构成线圈部件1的主体10的表面，从而主体10被涂膜14覆盖。
然后，经过纯水的清洗以及脱水，对涂膜14实施加热处理。通过该加热处理，涂膜14所含有的树脂成分经由阳离子元素交联，或者树脂成分彼此地交联。图5是通过[方法3]的制造方法形成的外部电极12b的部分的放大剖视图。通过以上的步骤，线圈部件1完成。
如上所述那样，在[方法1]、[方法2]以及[方法3]使用的混合溶液含有树脂成分、离子化成分(蚀刻成分)以及表面活性剂。对于该混合溶液所含有的各成分等，具体而言，如以下所述那样。
树脂成分并没有特别限定，例如也可以是丙烯酸系树脂、环氧树脂、聚酰亚胺类树脂、有机硅类树脂、聚酰胺酰亚胺树脂、聚醚醚酮树脂、氟树脂、丙烯酸硅酮树脂等。
离子化成分(蚀刻成分)是将绝缘体所含有的金属离子化的成分。离子化成分除了可以是将Fe离子化的成分以外，也可以是将选自Sn、Cr、Zn、Mn、Al、Mg、Ca、Ba、K、Li的至少1种金属离子化的成分。具体而言，离子化成分是硫酸、氢氟酸、氟化铁、硝酸、盐酸、磷酸、羧酸。
作为调整涂膜14的厚度的材料的表面活性剂虽然采用阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂，但是优选阴离子表面活性剂。优选在阴离子表面活性剂具有磺酸基的情况下，表面活性剂的失活的程度合适而容易形成涂层膜，并且，混溶液容易处理。作为阴离子表面活性剂，例如列举出：油酸钠、蓖麻油钾等脂肪酸油、月桂基硫酸钠、月桂基硫酸铵等烷基硫酸酯盐、十二烷基苯磺酸钠等烷基苯磺酸盐、烷基萘磺酸盐、烷磺酸盐、二烷基磺基琥珀酸盐、烷基磷酸酯盐、萘磺酸-福尔马林缩合产物、聚氧乙烯、烷基苯基醚硫酸酯盐、聚氧乙烯烷基硫酸酯盐等。上述表面活性剂可以单独使用或者也可以组合2种以上使用。作为阴离子表面活性剂，列举出：烷基苯磺酸盐、烷基二硫酸盐、烷基二苯基醚二磺酸盐、聚乙烯烷基苯基醚硫酸盐、聚乙烯芳基醚硫酸盐、羧酸盐类表面活性剂、磷酸盐类表面活性剂、萘磺酸福尔马林缩合物、聚羧酸型表面活性剂等。
作为非离子表面活性剂，列举出：聚氧乙烯烷基醚硫酸(烷基；辛基、癸基、月桂基、硬脂基、油烯基等)、聚氧乙烯烷基苯基醚(烷基；辛基、壬基等)、聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物等。另外，列举具有磺酸基及其盐、羧基及其盐、和磷酸基及其盐等的水溶性的树脂。
在本发明所涉及的线圈部件1中，覆盖主体10的涂膜14由树脂以及作为绝缘体层16、19所含有的金属粉的构成元素的阳离子元素、且标准电极电位E0满足E0＜0的金属的阳离子构成。这样的构成的涂膜14比由磷酸盐的化学合成处理形成的涂膜厚，在耐磨性、绝缘性、耐湿性、耐化学性等均优良。
另外，绝缘体层16、19所含有的金属粉被预先施加绝缘性的包覆，该绝缘性的包覆通过化学合成处理由金属氧化物形成。可是，在线圈部件1的制造过程之一的磨削步骤中，存在该绝缘性的包覆剥离的顾虑。此处，在线圈部件1中，覆盖主体10的涂膜14由树脂以及作为绝缘体层16、19所含有的金属粉的构成元素的阳离子元素、且标准电极电位E0满足E0＜0的金属的阳离子构成，该阳离子元素通过离子化从绝缘体层16、19所含有的金属粉产生。因此，即便在经过磨削步骤等使施加于金属粉的绝缘性的包覆剥离的情况下，通过之后的步骤，阳离子元素也从该金属粉溶解，并形成涂膜14。作为其结果，在线圈部件1中，绝缘性、防锈性更优良。
除此之外，在磨削步骤等中，即便在施加于金属磁性粉的绝缘性的包覆剥离的情况下，通过之后的步骤，涂膜14也被形成在金属磁性粉上，这对线圈部件1的小型化和低背化做出贡献。具体而言，为了使线圈部件1小型化和低背化，需要使绝缘体层16、19尽量变薄。鉴于此，为了使绝缘体层16、19变薄，磨削步骤成为必须的步骤。其中，在以往的电子部件中，担心基于化学合成处理的绝缘性的包覆从金属磁性粉剥下，而使得含有金属磁性粉的绝缘体层的厚度比该金属磁性粉的粒径更厚。可是，在线圈部件1中，由于金属磁性粉被涂膜14保护，所以能够使绝缘体层16、19的厚度比金属磁性粉的粒径更薄。作为其结果，能够使线圈部件1小型化和低背化。
然而，若将含有金属磁性粉的树脂用于绝缘体层16、19，则通过切削等加工，其加工面的金属磁性粉的一部分脱粒，在主体10的表面、具体地在绝缘体层16、19的表面产生凹部C。通过产生凹部C，使得主体10向大气露出的面积增加。作为其结果，绝缘体层16、19变得容易吸收大气中的水分。并且，通过凹部C的产生，位于主体10内的线圈24、26与主体10的表面的距离变小。根据以上理由，因凹部C的产生，线圈24、26而变得容易被腐蚀。如以往的电子部件那样，在通过磷酸盐化学合成处理形成涂膜的情况下，由于形成的膜厚较薄，所以填埋该凹部C是困难的。然而，在线圈部件1中，不采用基于磷酸盐化学合成处理的涂膜，而采用由从绝缘体层16、19溶解的阳离子元素与树脂构成的涂膜14。由于这样的涂膜14比基于磷酸盐化学合成处理的涂膜更厚，所以能够填埋因金属磁性粉的脱落所形成的凹部C。因此，在线圈部件1中，能够抑制线圈24、26的腐蚀。即，线圈部件1耐湿性优良。
此处，本申请发明者进行了确认针对线圈部件1的耐湿性的效果的实验。在实验中，分别使用相当于线圈部件1的第一样品(由图2中的[方法1]制作)、以及将线圈部件1的涂膜14置换成由磷酸盐化学合成处理形成的涂膜的第二样品各50个，在高温并且高湿度下，确认各样品是否正常通电。实验的具体的条件被设为：在温度为85±2℃、湿度为85±2％之下，连续流过6A的电流。而且，自实验开始24小时后，确认各样品的通电状态。此外，在第一样品和第二样品中，作为涂膜14所含有的构成元素的阳离子元素、即标准电位E0满足E0＜0的金属被设为Zn。
作为实验结果，对第一样品而言，50个中有2个不通电，对第二样品而言，50个中有16个不通电。即，第一样品的不合格率是4％，而第二样品的不合格率是32％。作为该结果，表示出与由磷酸盐化学合成处理形成的涂膜相比，线圈部件1中的由阳离子元素和树脂构成的涂膜14的耐湿性更优良。
另外，填埋了涂膜14因金属磁性粉的脱粒而产生的凹部C，这有助于线圈部件1的外部电极12a、12b与搭载线圈部件1的电路基板的连接可靠性。具体而言，在凹部C存在于外部电极12a、12b附近的主体10的表面的情况下，基于磷酸盐化学合成处理的涂膜不能够填埋该凹部C。作为结果，当对外部电极12a、12b施加镀覆覆膜13a、13b时，电镀液从外部电极12a、12b附近的凹部C向外部电极12a、12b与主体10的表面侵入，并且外部电极12a、12b从主体10上浮。在该状态下，若将电子部件与电路基板焊接，则电子部件对电路基板的固着力变得不足，有损外部电极12a、12b与电路基板的连接可靠性。另一方面，在线圈部件1中，由于填埋了涂膜14因金属磁性粉的脱粒而产生的凹部C，所以能够维持外部电极12a、12b与电路基板的连接可靠性。
此处，本申请发明者进行了确认针对线圈部件1的连接可靠性的效果的实验。首先，分别准备第一样品(由图2中的[方法1]制成)和第二样品各50个。接着，将样品与电路基板焊接，并将该电路基板垂直地竖立，在垂直方向下侧对各样品的侧面施加力F。而且，测量各样品从电路基板掉下时对各样品的侧面施加的力F。
作为实验的结果，第一样品的最小力是35N，第二样品的最小力是25N。该结果表示出由阳离子元素与树脂构成的涂膜14使线圈部件1的外部电极12a、12b与搭载线圈部件1的电路基板的连接可靠性提高。
另一方面，在由图2中的[方法2]制作的线圈部件1中，由于在涂膜14的形成后设置外部电极12a、12b，所以如图4所示，涂膜14存在于主体10与外部电极12a的界面。如此，涂膜14存在于主体10与外部电极12a的界面，从而提高了线圈部件1的外部电极12a与搭载线圈部件1的电路基板的连接可靠性。以下具体地进行说明。
如上述那样，若将含有金属磁性粉的树脂用于形成绝缘体层16、19，则由于切削等加工，其加工面的金属磁性粉的一部分脱粒，并在主体10的表面产生凹部C。这样的凹部C例如在主体10的侧面S2、S3产生。若将外部电极12a、12b直接地形成在该凹部C上，则基于镀覆覆膜13a、13b的外部电极12a、12b的包覆不充分。作为结果，凹部C上的大部分镀覆覆膜13a、13b在焊料内溶解，发生所谓的焊料腐蚀。若焊料腐蚀发生，则外部电极12a、12b露出，基于焊料的连接不能够进行或者变得不充分，因此外部电极12a、12b与搭载线圈部件1的电路基板的连接可靠性受损。
然而，在由[方法2]制作的线圈部件1中，由于借助涂膜14、在主体10的侧面S2、S3产生的凹部被填埋，所以外部电极12a、12b被镀覆覆膜13a、13b充分地包覆。因此，在由[方法2]制作的线圈部件1中，涂膜14存在于主体10与外部电极12a、12b的界面，从而能够使线圈部件1的外部电极12a、12b与搭载线圈部件1的电路基板的连接可靠性提高。
此处，本申请发明者进行了确认针对由[方法2]制作的线圈部件1的连接可靠性的效果的实验。首先，准备与由[方法2]制作的线圈部件1相当的第三样品50个。用于确认连接可靠性的实验与对第一样品和第二样品进行的实验同样。此外，在第三样品中，作为涂膜14所含有的构成元素的阳离子元素、即标准电位E0满足E0＜0的金属设为Zn。
作为实验的结果，第三样品的最小力是35N。该结果表示：当与第二样品的实验结果比较时，由阳离子元素与树脂构成的涂膜14使线圈部件1的外部电极12a、12b与搭载线圈部件1的电路基板的连接可靠性提高。
本发明所涉及的电子部件以及其制造方法并不限定于所述实施方式，在其主旨的范围内能够进行各种变更。
除了上述材料以外，也可以将使耐腐蚀性提高的丹宁、对涂膜14赋予柔软性的酞酸二丁酯这样的可塑剂、使涂膜14的成膜性提高的氟化银等金属离子、以及防止涂膜14的表面的刮伤以及提高耐水性的润滑剂添加到用于形成涂膜14的混合溶液中，例如，将氟树脂系润滑剂、聚烯烃系蜡、氰尿酸三聚氰胺、二硫化钼添加到混合溶液中。
并且，以涂膜14的耐腐蚀性的提高和电子部件的着色为目的，也可以将碳黑，酞菁蓝等颜料添加到用于形成涂膜14的混合溶液中。
而且，通过将具有含磷的酸基的高分子聚合物，例如，在主链、或者支链具有磷酸基、亚磷酸基、膦酸基、次膦酸基的有机高分子化合物添加在用于形成涂膜14的混合溶液中，从而能够使耐腐蚀性、耐化学性提高。
另外，从提高涂膜14的强度、热传导性、电传导性等角度出发，也可以将玻璃纤维、碳酸钙、酰胺纤维、石墨、氧化铝、氮化铝、氮化硼等填料等添加在混合溶液中。
此外，在上述的实施方式中，虽然以线圈部件为例来说明电子部件，但是本发明并不限制于线圈部件，也能够在不含有线圈的电感器等各种电子部件中广泛应用。
产业上的可利用性
如以上所述那样，本发明对电子部件以及其制造方法是有用的，尤其，在使用了含有金属磁性粉的绝缘体的电子部件中，能够在该绝缘体上得到树脂的涂膜，并能够得到耐湿性、耐化学性出色的电子部件。
Claims (12)
1.一种电子部件，其特征在于，具备：
主体，由绝缘体形成；
涂膜，覆盖所述主体；
导体部，位于主体的内部；以及
外部电极，与所述导体部连接，
所述绝缘体含有金属磁性粉与绝缘性树脂，
所述涂膜由树脂以及金属的阳离子构成，所述金属的阳离子是作为所述绝缘体所含有的构成元素的阳离子元素、且标准电极电位E0满足E0＜0，
所述绝缘体包含第一粉和第二粉，所述第一粉含有作为所述金属磁性粉的Fe，所述第二粉含有选自Sn、Cr、Zn、Mn、Al、Mg、Ca、Ba、K、Li的至少1种金属
所述导体部的金属与所述绝缘体所含有的金属相比离子化倾向小，所述导体部的外周侧的一端未被所述涂膜覆盖。
2.一种电子部件，其特征在于，具备：
主体，由绝缘体形成；
涂膜，覆盖所述主体；
导体部，位于主体的内部；以及
外部电极，与所述导体部连接，
所述绝缘体含有金属磁性粉与绝缘性树脂，
所述涂膜由树脂以及金属的阳离子构成，所述金属的阳离子是作为所述绝缘体所含有的构成元素的阳离子元素、且标准电极电位E0满足E0＜0，
所述电子部件还具有覆盖所述金属磁性粉的表面的包覆，所述包覆含有选自Sn、Cr、Zn、Mn、Al、Mg、Ca、Ba、K、Li的至少1种金属元素，
所述导体部的金属与所述绝缘体所含有的金属相比离子化倾向小，所述导体部的外周侧的一端未被所述涂膜覆盖。
3.一种电子部件，其特征在于，具备：
主体，由绝缘体形成；
涂膜，覆盖所述主体；
导体部，位于主体的内部；以及
外部电极，与所述导体部连接，
所述绝缘体含有金属磁性粉与绝缘性树脂，
所述涂膜由树脂以及金属的阳离子构成，所述金属的阳离子是作为所述绝缘体所含有的构成元素的阳离子元素、且标准电极电位E0满足E0＜0，
所述金属磁性粉是含有Fe和选自Sn、Cr、Fe、Zn、Mn、Al、Mg、Ca、Ba、K、Li的至少1种金属的合金或者固溶体，
所述导体部的金属与所述绝缘体所含有的金属相比离子化倾向小，所述导体部的外周侧的一端未被所述涂膜覆盖。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的电子部件，其特征在于，
所述标准电极电位E0满足E0＜0的金属包括Sn、Cr、Fe、Zn、Mn、Al、Mg、Ca、Ba、K、Li之中的至少1种。
5.根据权利要求1至3中任意一项所述的电子部件，其特征在于，
所述标准电极电位E0满足E0＜0的金属除了Fe之外，还包括选自Sn、Cr、Zn、Mn、Al、Mg、Ca、Ba、K、Li的至少1种金属。
6.根据权利要求1至3中任意一项所述的电子部件，其特征在于，
所述导体部由标准电极电位E0满足E0≥0的金属形成。
7.根据权利要求6所述的电子部件，其特征在于，
所述标准电极电位E0满足E0≥0的金属包括选自Cu、Ag、Pt、Au的1种以上的金属。
8.一种电子部件的制造方法，其特征在于，具备：
准备主体的步骤，该主体具备由绝缘体形成的主体和位于所述绝缘体的内部的导体部，所述绝缘体含有包括标准电极电位E0满足E0＜0的金属的金属磁性粉与绝缘性树脂；
准备混合溶液的步骤，该混合溶液含有使构成所述金属磁性粉的金属离子化的离子化成分、表面活性剂、以及树脂成分；以及
将所述混合溶液涂布于所述主体并干燥的步骤，
所述绝缘体包含第一粉和第二粉，所述第一粉含有作为所述金属磁性粉的Fe，所述第二粉含有选自Sn、Cr、Zn、Mn、Al、Mg、Ca、Ba、K、Li的至少1种金属，
所述导体部的金属与所述绝缘体所含有的金属相比离子化倾向小。
9.一种电子部件的制造方法，其特征在于，具备：
准备主体的步骤，该主体具备由绝缘体形成的主体和位于所述绝缘体的内部的导体部，所述绝缘体含有包括标准电极电位E0满足E0＜0的金属的金属磁性粉与绝缘性树脂；
准备混合溶液的步骤，该混合溶液含有使构成所述金属磁性粉的金属离子化的离子化成分、表面活性剂、以及树脂成分；以及
将所述混合溶液涂布于所述主体并干燥的步骤，
所述电子部件具有覆盖所述金属磁性粉的表面的包覆，所述包覆含有选自Sn、Cr、Zn、Mn、Al、Mg、Ca、Ba、K、Li的至少1种金属元素，
所述导体部的金属与所述绝缘体所含有的金属相比离子化倾向小。
10.一种电子部件的制造方法，其特征在于，具备：
准备主体的步骤，该主体具备由绝缘体形成的主体和位于所述绝缘体的内部的导体部，所述绝缘体含有包括标准电极电位E0满足E0＜0的金属的金属磁性粉与绝缘性树脂；
准备混合溶液的步骤，该混合溶液含有使构成所述金属磁性粉的金属离子化的离子化成分、表面活性剂、以及树脂成分；以及
将所述混合溶液涂布于所述主体并干燥的步骤，
所述金属磁性粉是含有Fe和选自Sn、Cr、Fe、Zn、Mn、Al、Mg、Ca、Ba、K、Li的至少1种金属的合金或者固溶体，
所述导体部的金属与所述绝缘体所含有的金属相比离子化倾向小。
11.根据权利要求8至10中任意一项所述的电子部件的制造方法，其特征在于，
所述标准电极电位E0满足E0＜0的金属除了Fe之外，还包括选自Sn、Cr、Zn、Mn、Al、Mg、Ca、Ba、K、Li的至少1种金属。
12.根据权利要求8至10中任意一项所述的电子部件的制造方法，其特征在于，
所述表面活性剂是具有磺酸基的阴离子表面活性剂。
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| WO2012070515A1 (ja) * | 2010-11-22 | 2012-05-31 | 日本化学工業株式会社 | 導電性粉体、それを含む導電性材料及びその製造方法 |
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| C06 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |