CN107437458A - 线圈部件及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供具有良好的高频特性且具备优良的强度的线圈部件及其制造方法。所述线圈部件包括：素体，其包括磁性体部和构成为埋设于磁性体部的螺旋状的导体部；和一对外部电极，它们设置于素体的外表面，素体的外表面具有与线圈的中心轴平行的安装面，磁性体部包括在与中心轴平行的方向上依次配置的第一部分、第二部分以及第三部分，第二部分埋设导体部的卷绕部分的至少一部分，第一部分和第三部分含有玻璃和铁氧体，且铁氧体的含量为40体积％以上，第二部分含有玻璃和铁氧体，且铁氧体的含量小于第一部分和第二部分中的铁氧体的含量，第一部分和第三部分分别在安装面中具有被外部电极覆盖的覆盖区域和未被外部电极覆盖的暴露区域。
Description
技术领域
本发明涉及线圈部件及其制造方法。
背景技术
线圈部件广泛使用在电子设备的噪声对策等。作为线圈部件，提出一种在包含铁氧体的磁性体成分物的内部埋设有线圈导体的电子部件。
例如，专利文献1中记载了一种复合铁氧体组合物，其含有磁性体材料与非磁性体材料，磁性体材料与非磁性体材料的混合比率为20重量％：80重量％～80重量％：20重量％，磁性体材料为Ni-Cu-Zn系铁氧体，非磁性体材料的主成分至少含有Zn、Cu以及Si的氧化物，非磁性体材料的副成分含有硅硼玻璃。另外，在专利文献1中记载了电子部件和复合电子部件，所述电子部件构成为层叠有线圈导体和陶瓷部分，线圈导体包含Ag，陶瓷部分由上述复合铁氧体组合物构成。
专利文献1：日本特开2014-220469号公报
近几年，一方面，追求高频电路的阻抗元件等能够使用在高频用途的线圈部件。另一方面，还追求具有高的强度且可靠性高的电子部件。
发明内容
本发明的课题在于提供具有良好的高频特性且具备优良的强度的线圈部件及其制造方法。
本发明人们发现了，通过减少线圈部件的磁性体部所包含的铁氧体的含量，能够使线圈部件的高频特性提高。然而，弄清楚处于如下趋势，即，若减少磁性体部中的铁氧体的含量，则素体的强度降低。本发明人们认真研究的结果是，发现通过使磁性体部中的容易产生裂缝的位置的铁氧体含量为特定值以上能够兼得良好的高频特性与优良的强度，从而完成本发明。
根据本发明的第一要旨，提供一种线圈部件，其包括：素体，所述素体包括磁性体部和构成为埋设于磁性体部的螺旋状的导体部；一对外部电极，它们设置于素体的外表面，素体的外表面具有与线圈的中心轴平行的安装面，
磁性体部包括在与中心轴平行的方向上依次配置的第一部分、第二部分以及第三部分，第二部分埋设导体部的卷绕部分的至少局部，
第一部分和第三部分含有玻璃和铁氧体，且铁氧体的含量为40体积％以上，第二部分含有玻璃和铁氧体，且铁氧体的含量小于第一部分和第三部分中的铁氧体的含量，
第一部分和第三部分分别在安装面具有被外部电极覆盖的覆盖区域和未被外部电极覆盖的暴露区域。
根据本发明的第二要旨，提供一种线圈部件的制造方法，所述线圈部件包括：素体，其包括磁性体部和构成为埋设于磁性体部的螺旋状的导体部；一对外部电极，它们设置于素体的外表面，所述线圈部件的制造方法包括：
调制包含玻璃和铁氧体且铁氧体的含量为40体积％以上的第一混合物和包含玻璃和铁氧体且铁氧体的含量小于第一混合物的铁氧体的含量的第二混合物；
对第一混合物进行成型来形成第一片材；
对第二混合物进行成型来形成第二片材；
在第二片材上，应用导体膏来形成导体图案；
将形成有导体图案的第二片材层叠，使导体图案经由填充于贯通第二片材的导通孔的导体膏相互连接为螺旋状，而且，将第一片材上下层叠，使填充于贯通第一片材的导通孔的导体膏与导体图案连接，从而形成层叠体；
烧制层叠体而获得素体，其中，素体的外表面具有与线圈的中心轴平行的安装面，素体的磁性体部包括在与中心轴平行的方向上依次配置的第一部分、第二部分以及第三部分，第一部分和第三部分通过烧制第一片材获得，第二部分通过烧制第一片材获得；以及
通过在素体的外表面应用外部电极膏而覆盖第一部分和第三部分的安装面各自的局部，并且进行焙干来在素体的外表面形成外部电极。
本发明所涉及的线圈部件由于具有上述特征，所以具有良好的高频特性，且具备优良的强度。另外，本发明所涉及的线圈部件的制造方法由于具有上述特征，所以能够制造具有良好的高频特性且具备优良的强度的线圈部件。
附图说明
图1是本发明的一个实施方式所涉及的线圈部件的第一构成例的简要剖视图。
图2是本发明的一个实施方式所涉及的线圈部件的第二构成例的简要剖视图。
图3是本发明的一个实施方式所涉及的线圈部件的第三构成例的简要剖视图。
图4是本发明的一个实施方式所涉及的线圈部件的第四构成例的简要剖视图。
图5的(a)是表示本发明的一个实施方式所涉及的线圈部件中的外部电极的配置的第一变形例的、从下方观察的简要立体图，图5的(b)是图5的(a)所示的变形例的简要剖视图。
图6的(a)是表示本发明的一个实施方式所涉及的线圈部件中的外部电极的配置的第二变形例的、从下方观察的简要立体图，图6的(b)是图6的(a)所示的变形例的简要剖视图。
图7是本发明的一个实施方式所涉及的线圈部件(除外部电极以外)的简要分解立体图。
附图标记说明：
1...线圈部件；2...素体；21...端面；22...端面；23...安装面；3...磁性体部；31...第一部分；32...第二部分；33...第三部分；34...第四部分；35...第五部分；36a、36b、36c、36d、36e、36f、36g、36h、36i、36j...磁性体层；4...导体部；41...卷绕部分；42...卷绕部分；43...引出部分；44...引出部分；45a、45b、45c、45d、45e、45f...线圈图案层；46a、46b、46c、46d、46e、46f、46g、46h、46i、46j...连接导体；51...外部电极；52...外部电极。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。但是，以下所示的实施方式的目的是例示，本发明并不限定于以下的实施方式。对于以下说明的构成要素的尺寸、材质、形状、相对配置等而言，在没有特定记载的情况下，并不是将本发明的范围仅限定于此的主旨，只不过是说明例。另外，各附图所示出的构成要素的大小、形状、位置关系等为了使说明明确，有时会进行夸大表示。
[线圈部件]
以下对本发明的一个实施方式所涉及的线圈部件进行说明。图1～图4表示本发明的一个实施方式所涉及的线圈部件的第一～第四构成例的简要剖视图。线圈部件1包括：素体2，其包括磁性体部3和构成为埋设于磁性体部3的螺旋状的导体部4；和一对外部电极51、52，它们设置于素体2的外表面。素体2的形状和尺寸不特别限定，能够根据用途适当地设定。素体2的形状例如可以如图1所示，大致为长方体形状。素体2的外表面具有与线圈的中心轴平行的安装面23。在图1所示的线圈部件1中，导体部4设置为线圈的中心轴与素体2的长边平行。线圈部件1具有这样的结构，由此能够具有高的高频特性。
磁性体部3包括沿与线圈的中心轴平行的方向依次配置的第一部分31、第二部分32以及第三部分33。第二部分32埋设导体部4的卷绕部分的至少局部。在图1所示的第一构成例和图2所示的第二构成例中，第二部分32埋设导体部4的卷绕部分整体(用附图标记41表示)。另一方面，在图3所示的第三构成例和图4所示的第四构成例中，第二部分32埋设导体部4的卷绕部分的局部(用附图标记41表示)。
第一部分31和第三部分33含有玻璃和铁氧体，且铁氧体的含量为40体积％以上。第二部分32含有玻璃和铁氧体。第二部分32中的铁氧体的含量小于第一部分31和第三部分33中的铁氧体的含量。因此，第二部分32的介电常数比第一部分31和第三部分33的介电常数低。第二部分32埋设导体部4的卷绕部分的至少局部，因而第二部分32的组成对线圈部件的特性的影响较大。因此，通过使第二部分32的介电常数比第一部分31和第三部分33的介电常数低，能够使线圈部件1的高频特性提高。
优选在第二部分32埋设卷绕部分整体。在该情况下，能够使线圈部件1的高频特性进一步提高。
如图1所例示的那样，第一部分31在安装面23中具有被外部电极51覆盖的覆盖区域和未被外部电极51覆盖的暴露区域。同样，如图1所例示的那样，第三部分33在安装面23具有被外部电极52覆盖的覆盖区域和未被外部电极52覆盖的暴露区域。即，磁性体部3的第一部分31和第三部分33分别在安装面23具有被外部电极51、52覆盖的覆盖区域与未被外部电极51、52覆盖的暴露区域之间的边界。安装面23中的覆盖区域与暴露区域之间的边界存在于含有40体积％以上的铁氧体的第一部分31和第三部分33，从而能够使线圈部件1的强度提高，能够抑制安装线圈部件1时的裂缝产生。
大家认为通过使第一部分31和第三部分33中的铁氧体的含量为40体积％以上能够使线圈部件1的强度提高这一机理不受任何理论约束，但基本如下所述。在将线圈部件回流焊安装于基板时，对线圈部件施加负荷，由此有时线圈部件会产生裂缝。素体的安装面(安装于基板的一侧的面)在回流焊安装时容易施加有负荷，特别是，安装面中的被外部电极覆盖的覆盖区域与未被外部电极覆盖的暴露区域之间的边界部处于能够成为裂缝产生的起点的趋势。在为了使线圈部件的高频特性提高而减少磁性体部中的铁氧体的含量的情况下，处于素体的强度降低的趋势，因而裂缝产生的问题变得更显著。本发明人们发现：通过将减少磁性体部的埋设导体部的卷绕部分的中央附近的铁氧体的含量能够使高频特性提高，并且通过使磁性体部中的安装面的覆盖区域与暴露区域之间的边界附近的铁氧体含量为40体积％以上能够使能够成为裂缝产生的起点的边界处的素体的强度提高，能够抑制裂缝产生。大家认为铁氧体的含量越多，铁氧体彼此的结合越强，素体的强度越高。若安装面的覆盖区域与暴露区域之间的边界附近的铁氧体的含量为40体积％以上，则能够获得对抑制裂缝的产生而言足够的素体强度。在本实施方式所涉及的线圈部件1中，安装面23中的覆盖区域与暴露区域之间的边界存在于铁氧体含有40体积％以上的第一部分31和第三部分33，由此能够使线圈部件1的强度提高，其结果是，能够实现线圈部件1的回流焊安装。这样一来，能够兼得良好的高频特性与优良的强度。
第一部分31和第三部分33中的铁氧体的含量只要为40体积％以上就足够，上限不特别限定。优选第一部分31和第三部分33中的铁氧体的含量为50体积％以上、60体积％以下。若铁氧体含量在上述范围内，则既能够保持良好的高频特性，又能够使线圈部件的强度进一步提高。第一部分31中的铁氧体的含量与第三部分33中的铁氧体的含量可以相同，也可以不同。
在第二部分32中的铁氧体的含量比第一部分31和第三部分33中的铁氧体的含量少地情况下，能够使线圈部件1的高频特性提高。在铁氧体的含量在第一部分31与第三部分33不同情况下，第二部分32中的铁氧体的含量比第一部分31和第三部分33中较少的含量还少即可。优选第二部分32中的铁氧体的含量不足30体积％。若铁氧体的含量不足30体积％，则能够使高频特性进一步提高。进一步优选第二部分32中的铁氧体的含量为10体积％、以上20体积％以下。若铁氧体的含量在上述范围内，则既能够保持优良的素体强度，又能够实现更高的高频特性。
暴露区域的在与线圈的中心轴平行的方向上的宽度可以为素体2的与中心轴相交的两端面间的长度的35％以下，优选为5％以上、15％以下。若暴露区域的宽度为5％以上，则能够进一步有效地抑制裂缝的产生。另外，优选覆盖区域的在与线圈的中心轴平行的方向上的宽度为素体2的与中心轴相交的两端面间的长度(即端面21与端面22之间的长度)的5％以上、15％以下。若覆盖区域的宽度为5％以上，则能够进一步有效地抑制裂缝的产生。处于覆盖区域和暴露区域的宽度越大、抑制裂缝产生的效果越高的趋势。
第一部分31和第三部分33可以埋设导体部4的引出部分43和44的至少局部。例如，在图1所示的第一构成例和图3所示的第三构成例中，第一部分31埋设引出部分43整体，第三部分33埋设引出部分44整体。另一方面，在图2所示的第二构成例中，第一部分31埋设引出部分43的局部，第三部分33埋设引出部分44的局部。
在第一构成例中，磁性体部3由第一部分31、第二部分32以及第三部分33构成。这样的结构具有能够减少在后述的制造工序中使用的片材的种类并能够减少工时的优点。
磁性体部3还包括隔着第一部分31而与第二部分32对置的第四部分34和隔着第三部分33而与第二部分32对置的第五部分35。作为这样的结构的具体例子，能够举出图2所示的第二构成例和图4所示的第四构成例。第四部分34和第五部分35埋设导体部4的引出部分43和44的至少局部。例如，在图2所示的第二构成例中，第四部分34埋设引出部分43的局部，第五部分35埋设引出部分44的局部。另一方面，在图4所示的第四构成例中，第四部分34埋设引出部分43整体，第五部分35埋设引出部分44整体。
第四部分34和第五部分35含有玻璃和铁氧体。第四部分34和第五部分35中的铁氧体的含量小于第一部分31和第三部分33中的铁氧体的含量少。在铁氧体的含量在第一部分31与第三部分33中有所不同的情况下，第四部分34和第五部分35中铁氧体的含量比第一部分31和第三部分33中较少的含量还少即可。第四部分34中的铁氧体的含量与第五部分35中的铁氧体的含量可以相同，也可以不同。优选第四部分34和第五部分35中的铁氧体的含量不足30体积％。第四部分34和第五部分35的任一者中的铁氧体的含量可以不足30体积％。若铁氧体的含量不足30体积％，则能够使高频特性进一步提高。更优选第四部分34和第五部分35中的铁氧体的含量为10体积％以上、20体积％以下。第四部分34和第五部分35的任一者中的铁氧体的含量可以为10体积％以上、20体积％以下。若铁氧体的含量在上述范围内，则既能够保持优良的素体强度，又能够实现更高的高频特性。
第二构成例和第四构成例还包括铁氧体含量少的第四部分34和第五部分35，因此能够缩小含有铁氧体较多的第一部分31和第三部分33的宽度，其结果是，能够扩大磁性体部3中介电常数低的区域。通过这样的结构，既能够确保在进行回流焊安装时能够成为裂缝产生的起点的部分的强度，又能够实现更优良的高频特性。而且，与卷绕部分的仅局部(图4中用附图标记41表示)埋设于第二部分32的第四构成例相比，导体部4的卷绕部分整体(图2中用附图标记41表示)埋设于第二部分32的第二构成例具有更高的高频特性。
磁性体部3的第一部分31和第三部分33可以埋设导体部4的卷绕部分的局部。作为这样的结构的具体例子，能够举出图3所示的第三构成例和图4所示的第四构成例。在第三构成例中，第一部分31埋设卷绕部分的局部(用附图标记42表示)和引出部分43的整体，第三部分33埋设卷绕部分的局部(用附图标记42表示)和引出部分44的整体。在第四构成例中，第一部分31和第三部分33分别埋设卷绕部分的局部(用附图标记42表示)。
磁性体部3的第一部分31、第二部分32、第三部分33、第四部分34以及第五部分的各部分分别含有玻璃和铁氧体。磁性体部3的各部分可以还含有陶瓷填充物等无机材料。以下，对磁性体部3的各部分能够包含的成分进行说明。
(铁氧体)
优选铁氧体为作为尖晶石构造的固溶体的强磁性铁氧体。作为具有尖晶石构造的强磁性铁氧体，例如能够举出Ni-Zn系铁氧体(Ni-Zn-Cu系铁氧体也包括在内)、Mn-Zn系铁氧体、Mg-Zn系铁氧体、Ni-Co系铁氧体等。磁性体部3的各部分可以仅包含一种铁氧体，也可以包含两种以上的铁氧体。其中，Ni-Zn系铁氧体特别是Ni-Zn-Cu系铁氧体在高频带域具有足够高的导磁率，因而适于高频用途。因此，玻璃-陶瓷-铁氧体组合物优选包含Ni-Zn系铁氧体，更优选包含Ni-Zn-Cu系铁氧体。
磁性体部3的各部分所包含的铁氧体的组成可以互不相同，但优选相同。在磁性体部3的各部分所包含的铁氧体的组成相同的情况下，在后述的制造工序中，能够有效地抑制烧制时素体产生裂缝这种情况出现，共烧结很容易。优选磁性体部3的各部分所包含的铁氧体为Ni-Zn-Cu系铁氧体。Ni-Zn-Cu系铁氧体在高频带域具有足够高的导磁率，因而适于高频用途。
(玻璃)
玻璃的种类不特别限定，例如可以使用硅硼玻璃。硅硼玻璃也可以包括Li、Na以及K等碱金属元素。磁性体部3的各部分所包含的玻璃的组成和含量能够根据用途适当地做设定。优选磁性体部3的各部分所包含的玻璃均为硅硼玻璃。但磁性体部3的各部分所包含的玻璃的组成可以互不相同。磁性体部3的各部分中的玻璃的含量不特别限定，能够根据各部分中的铁氧体的含量适当地调节。
(陶瓷填充物)
陶瓷填充物的种类不特别限定，例如可以是氧化铝、镁橄榄石、石英、氧化锆、硅锌矿、堇青石、滑石以及莫来石等。磁性体部3的各部分可以仅包含一种陶瓷填充物，也可以包含两种以上的陶瓷填充物。磁性体部3的各部分可以都不包含陶瓷填充物，也可以是仅磁性体部3的各部分中的一部分含有陶瓷填充物。但是，优选磁性体部3的各部分全部含有陶瓷填充物。磁性体部3的各部分所包含的陶瓷填充物的种类可以互不相同，但优选相同。磁性体部3的各部分中的陶瓷填充物的含量不特别限定，能够根据各部分中的铁氧体的含量适当地调节。各部分中的陶瓷填充物含量例如可以不足30体积％。若在该范围内，则能够获得良好的高频特性。
若向磁性体部3添加镁橄榄石，则能够提高素体2的抗弯强度，其结果是，能够进一步有效地抑制安装时的裂缝的产生。若向磁性体部3添加石英，则能够增大素体2的线膨胀系数。其结果是，能够缓和安装线圈部件1时的热应力，能够进一步有效地抑制安装时的裂缝产生。另外，通过将氧化铝等晶体材料添加至磁性体部3能够提高素体的强度。
作为一个例子，线圈部件1能够获得如下结构，即磁性体部3的第一部分31和第三部分33不包含镁橄榄石，第二部分32包含镁橄榄石，且第一部分31、第二部分32以及第三部分33均包含石英的结构。
磁性体部3的各部分除包含上述玻璃、铁氧体以及陶瓷填充物之外，还可以包含氧化锆。
线圈部件1中的磁性体部3的各部分的组成例如能够通过组合电感耦合等离子体发光分析(ICP-AES)和X射线衍射法(XRD)来确定。
(导体部)
线圈部件1包括螺旋状的导体部4。如图1所示，导体部4包括卷绕部分41和与卷绕部分41的两端连接的引出部分43、44。以下，参照图7所示的构成例对导体部4的结构进行说明。导体部4的卷绕部分由线圈图案层45a、45b、45c、45d、45e、45f和连接导体46b、46c、46d、46e、46f构成。线圈图案层45a、45b、45c、45d、45e、45f分别设置于构成磁性体部3的磁性体层36a、36b、36c、36d、36e、36f、36i之间。各个线圈图案层经由贯通各磁性体层设置的连接导体46b、46c、46d、46e、46f相互连接为螺旋状，由此形成卷绕部分。卷绕部分的圈数、各线圈图案层以及连接导体的形状、尺寸、配置方式等并不限定于图7所示的构成例，能够根据用途适当地设定。
在图7所示的构成例中，导体部4的引出部分43是通过将分别贯通构成磁性体部3的磁性体层36a、36g、36h地设置的连接导体46a、46g、46h相互连接而形成的。同样，引出部分44是通过将分别贯通构成磁性体部3的磁性体层36i、36j地设置的连接导体46i、46j相互连接而形成的。此外，在图7所示的构成例的情况下，如图1所示，引出部分43、44分别引出至素体2的与线圈的中心轴相交的两端面21、22，但引出部分43、44也可以像后述那样引出至素体2的安装面23。
在图7所示的构成例中，例如，在磁性体层36g、36h、36j中的铁氧体含量为40体积％以上的情况下，上述磁性体层构成磁性体部3的第一部分31和第三部分33。另外，在磁性体层36a、36b、36c、36d、36e、36f、36i中的铁氧体的含量小于第一部分31和第三部分33中的铁氧体含量的情况下，上述磁性体层构成磁性体部3的第二部分32。通过像上述那样设定各磁性体层中的铁氧体含量，能够获得图1所示的第一构成例所涉及的线圈部件1。同样，通过适当地调节各磁性体层中的铁氧体含量，也能够获得第二构成例、第三构成例以及第四构成例所涉及的线圈部件。
导体部4可以由包含银、铜、铂、钯、金等导电性材料的导体构成。导体部可以仅包含一种导电性材料，也可以包含两种以上的导电性材料。其中，银的导体电阻较小，因而导体部优选由包含银的导体构成，更优选由主成分为银的导体构成，即更优选由实质上为银所构成的导体构成。
(外部电极)
在本实施方式所涉及的线圈部件1中，一对外部电极51、52设置于素体2的外表面。另外，磁性体部3的第一部分31和第三部分33分别在安装面23具有被外部电极覆盖的覆盖区域和未被外部电极覆盖的暴露区域。因此，外部电极51、52至少设置于安装面23。
在图1～图4所示的构成例中，一对外部电极中的一者(51)设置在素体2的与线圈的中心轴相交的一个端面21，且延伸到素体2的与端面21接触的4个面中的一部分。一对外部电极中的另一者(52)设置在素体2的与线圈的中心轴相交的另一端面22，且延伸到素体2的与端面22接触的4个面中的一部分。导体部4的两端在素体2的与线圈的中心轴相交的两端面21、22中，与一对外部电极51、52分别连接。更具体地说，导体部4的引出部分43的端部引出至素体2的端面21，并在该端面21处与外部电极51连接。另外，导体部4的引出部分44的端部引出至素体2的端面22，并在该端面22处与外部电极52连接。
图5中示出线圈部件中的外部电极的配置的第一变形例。第一变形例在一个外部电极跨素体的两个面设置这点上，与一个外部电极跨素体的5个面设置的图1～4所示的构成例不同。在第一变形例中，一对外部电极中的一者(51)设置在素体2的与线圈的中心轴相交的一个端面21，且延伸到安装面23的与端面21接触的局部，一对外部电极中的另一者(52)设置在素体2的与线圈的中心轴相交的另一个端面22，且延伸至安装面23的与端面22接触的局部。导体部4的两端在素体2的与线圈的中心轴相交的两端面21、22中，与一对外部电极51、52分别连接。更具体地说，如图5的(b)所示，导体部4的引出部分43的端部引出至素体2的端面21，并在该端面21处与外部电极51连接。另外，导体部4的引出部分44的端部引出至素体2的端面22，并在该端面22处与外部电极52连接。此外，图5的(b)所示的线圈部件1的素体2具有与图1所示的第一构成例中的素体2相同的构造，但素体2的构造并不限定于此，可以具有与第二～第四构成例中的素体2相同的构造。
图6中示出线圈部件中的外部电极的配置的第二变形例。第二变形例在外部电极仅设置于素体的安装面这点上与图1～4所示的构成例、图5所示的第一变形例不同。在第二变形例中，一对外部电极51、52分别设置于素体2的安装面23。导体部4的两端在安装面23中与一对外部电极51、52分别连接。更具体地说，如图6的(b)所示，导体部4的引出部分43的端部引出至素体2的安装面23，并在安装面23中与外部电极51连接。另外，导体部4的引出部分44的端部引出至素体2的安装面23，并在安装面23中与外部电极52连接。此外，图6的(b)所示的线圈部件1的素体2具有与图4所示的第四构成例中的素体2类似的构造，但素体2的构造并不限定于此，也可以具有与第一～第三构成例中的素体2类似的构造。
与一个外部电极跨素体的5个面设置的图1～图4所示的构成例相比，一个外部电极跨素体的两个面地设置的第一变形例和外部电极仅设置于安装面的第二变形例均能够进一步有效地抑制裂缝的产生。另外，第一、第二变形例能够实现省空间化的优点。而且，通过第一、第二变形例所涉及的外部电极的配置，能够减少寄生电容，其结果是，高频特性能够提高。特别地，与第一变形例相比，第二变形例具有能起到更好地抑制裂缝产生、省空间化以及高频特性这样的效果的优点。
外部电极可以由包括金、银、钯、铜、镍等导电性材料的导体构成。导体可以仅包含一种导电性材料，也可以包含两种以上的导电性材料。优选外部电极由主成分为银的导体构成。外部电极能够根据需要被镍和/或锡等镀敷。
线圈部件例如可以是层叠感应器。
[线圈部件的制造方法]
接下来，以下，对本发明的一个实施方式所涉及的线圈部件的制造方法进行说明。此外，以图1所示的第一构成例所涉及的线圈部件的制造方法为例进行说明，但通过对以下说明的方法适当地进行改变，也能够能够制造第二～第四构成例所涉及的线圈部件。另外，线圈部件的制造方法并不限定于以下说明的方法，能够通过适当地采用公知的技术来制造线圈部件。
本实施方式所涉及的方法是线圈部件的制造方法：线圈部件该包括如下部件：素体，其包括磁性体部和构成为埋设于磁性体部的螺旋状的导体部；和一对外部电极，它们设置于素体的外表面。本实施方式所涉及的方法包括：调制包含玻璃和铁氧体的第一混合物与第二混合物；对第一混合物进行成型来形成第一片材；对第二混合物进行成型来形成第二片材；在第二片材应用导体膏来形成导体图案；层叠形成有导体图案的第二片材、第一片材来形成层叠体；烧制层叠体获得素体；以及在素体的外表面形成外部电极。
首先，调制包含玻璃和铁氧体且铁氧体的含量为40体积％以上的第一混合物和包含玻璃和铁氧体且铁氧体的含量小于第一混合物的铁氧体的含量的第二混合物。优选第二混合物中的铁氧体含量不足30体积％。第一混合物和第二混合物除包含玻璃和铁氧体之外，还可以包括陶瓷填充物。以下，有时也将第一混合物和第二混合物统称为“混合物”。
此外，也可以认为第一混合物的组成与使用其所获得的磁性体部的第一部分和第三部分的组成实质上相同。另外，可以认为第二混合物的组成与使用其所获得的磁性体部的第二部分的组成实质上相同。即，也可以认为玻璃、铁氧体以及陶瓷填充物各自相对于上述混合物所包含的玻璃、铁氧体以及陶瓷填充物的总和所占的比例(即含量)，与使用上述混合物所获得的磁性体部的第一部分、第二部分以及第三部分所包含的玻璃、铁氧体以及陶瓷填充物的比例(含量)实质上相同。
第一混合物和第二混合物可以包含于膏料、浆料。膏料、浆料除包含第一混合物或第二混合物(即上述玻璃、铁氧体以及视情况选择与否的陶瓷填充物的混合物)之外，还可以包括甲苯、乙醇等溶剂、丙烯酸、聚乙烯醇缩丁醛等粘合剂树脂、邻苯二甲酸二辛酯等增塑剂、润湿剂、分散剂等。
第一混合物和第二混合物通过按照规定比例混合玻璃粉末、铁氧体粉末、以及视情况选择与否的陶瓷填充物粉末来获得。
接下来，对第一混合物进行成型来形成第一片材。在成型第一混合物的情况下，可以通过向混合物添加上述溶剂、粘合剂树脂、增塑剂、润湿剂以及分散剂等并利用球磨机混合规定时间来准备浆料、膏料，使用该浆料、膏料形成片材。片材的形成方法不特别限定，例如使用逗号涂布机将上述浆料、膏料涂覆于剥离性膜上，由此能够形成第一生片材。接着，将第一生片材剪裁为规定尺寸，由此能够获得第一片材。
对第二混合物进行成型来形成第二片材。第二片材能够按照与第一片材同样的顺序形成。在成型第二混合物的情况下，可以通过向混合物添加上述溶剂、粘合剂树脂、增塑剂、润湿剂以及分散剂等并利用球磨机混合规定时间来准备浆料、膏料，使用该浆料、膏料形成片材。
利用激光在所获得的第一片材和第二片材的规定位置形成贯通片材的导通孔。
接下来，在第二片材应用导体膏来形成导体图案。例如，通过利用网版印刷等方法将主成分为银或银合金的导体膏涂覆于第二片材来形成规定的导体图案，并且在导通孔填充导体膏。对形成有导体图案的第二片材进行加热使其干燥。另外，在第一片材的导通孔填充导体膏。
将形成有导体图案的第二片材层叠，并使导体图案经由填充于贯通第二片材的导通孔的导体膏相互连接为螺旋状。而且，将第一片材上下层叠，并使填充于贯通第一片材的导通孔的导体膏与导体图案连接，从而形成层叠体。
使用刚体那样的具备高硬度面的金属模从上下对这样获得的层叠体进行压接。通过切割机切割将压接后的层叠体剪裁为规定尺寸。对剪裁后的层叠体实施脱粘合剂处理。
对脱粘合剂处理后的层叠体进行烧制，获得包括磁性体部和构成为埋设于磁性体部的螺旋状的导体部的素体。烧制环境不特别限定，但例如在使用包含银等不易氧化的材料的导体膏的情况下，可以在大气环境下进行烧制，在使用包含铜等容易氧化的材料的导体膏的情况下，优选在氮气环境等低氧环境下进行烧制。烧制温度不特别限定，例如可以为1000℃以下。
所获得的素体的外表面具有与线圈的中心轴平行的安装面。素体的磁性体部包括在与线圈的中心轴平行的方向上依次配置的第一部分、第二部分以及第三部分。第一部分和第三部分通过烧制第一片材获得，第二部分通过烧制第一片材获得。
接下来，在素体的外表面应用外部电极膏，覆盖第一部分和第三部分的安装面各自的局部。外部电极膏的应用能够适当地进行，以获得目标的形状和配置方式的外部电极。例如，在导体部的引出部分在素体的两端面(图1中用附图标记21、22表示)暴露的情况下，外部电极膏亦应用于素体的两端面。通过焙干所应用的外部电极膏来在素体的外表面形成外部电极。焙干条件能够根据外部电极膏的种类适当地设定。根据情况不同，也可以对外部电极进行镀敷处理。例如，使用Ni镀敷液和Sn镀敷液，借助滚筒镀敷装置进行外部电极的镀敷处理。
这样一来，能够制造出在素体的外表面设置了外部电极的线圈部件。上述制造方法具有能够通过使用铁氧体含量不同的两种片材(第一片材和第二片材)来利用简便的方法制成包括第一部分、第二部分以及第三部分的磁性体部的优点。
[实施例]
按照以下说明的顺序制成实施例1～3和比较例1～10的线圈部件。首先，按照表1所示的比例混合铁氧体粉末、玻璃粉末以及陶瓷填充物粉末，准备第一混合物和第二混合物。向上述混合物添加粘合剂树脂、增塑剂、润湿剂以及分散剂并利用球磨机进行规定时间混合，获得包含第一混合物的浆料和包含第二混合物的浆料。使用Ni-Zn-Cu系铁氧体作为铁氧体，使用硅硼玻璃作为玻璃。
使用逗号涂布机将所获得的浆料分别涂覆于剥离性膜上，获得第一生片材和第二生片材。将该第一、第二生片材剪裁为规定尺寸，获得第一片材和第二片材。利用激光在第一、第二片材的规定位置形成贯通片材的导通孔。
通过利用网版印刷将主成分为银的导体膏涂覆于第二片材来形成规定的导体图案，并且在导通孔填充导体膏。对形成有导体图案的第二片材进行加热使其干燥。在第一片材的导通孔填充导体膏。
将形成有导体图案的第二片材层叠，并使导体图案经由填充于贯通第二片材的导通孔的导体膏相互连接为螺旋状。而且，将多个第一片材上下层叠，并使填充于贯通第一片材的导通孔的导体膏与导体图案连接，从而形成层叠体。使用刚体那样的具有高硬度面的金属模从上下对这样获得的层叠体进行压接之后，通过切割机切割剪裁为规定尺寸，对剪裁后的层叠体实施脱粘合剂处理。
以900℃烧制脱粘合剂处理后的层叠体，获得包括磁性体部和构成为埋设于磁性体部的螺旋状的导体部的素体。素体的尺寸为0.6mm(长度)×0.3mm(宽度)×0.3mm(厚度)。如图1所示，素体的磁性体部包括通过烧制第一片材获得的第一部分31、第三部分33和通过烧制第二片材获得的第二部分32。
接下来，为了获得图1所示的配置的外部电极，在素体的外表面应用外部电极膏。通过焙干所应用的外部电极膏来在素体的外表面形成外部电极。而且，使用Ni镀敷液和Sn镀敷液，借助滚筒镀敷装置进行外部电极的镀敷处理。这样一来，能够获得实施例1～3和比较例1～10的线圈部件。
[高频特性]
针对实施例1～3和比较例1～10的线圈部件，使用网络分析器(是德(Keysight)公司制N5222A)进行阻抗测定，进行高频特性的评价。结果如表1所示。在阻抗曲线在7GHz以上的区域具有峰且峰值超过1000Ω的情况下，判定为高频特性“优良”，在表1中用“◎”表示。在阻抗曲线在5GHz以上且不足7GHz的区域，具有峰且峰值超过1000Ω的情况下，判定为高频特性“良好”，在表1中用“○”表示。在阻抗曲线在5GHz以上的区域具有峰且峰值为500Ω以上、1000Ω以下的情况下，判定为高频特性“合格”，在表1中用“△”表示。在阻抗曲线在不足5GHz的区域具有峰的情况下，判定为高频特性“不良”，在表1中用“×”表示。
[线圈部件的强度]
对实施例1～3和比较例1～10的线圈部件(评价数：n＝100)进行回流焊安装，通过对回流焊安装后有无裂缝产生进行确认来评价线圈部件的强度。使用FR4基板作为安装基板、使用无铅焊料作为焊膏来进行回流焊安装。回流焊安装的峰温度约为260℃，回流焊次数为3次。回流焊安装后，利用加热板进行加热，由此从线圈部件除去焊料。在利用树脂固定好该线圈部件之后，将与线圈部件的安装面垂直且与线圈的中心轴平行的面研磨至线圈部件的中央，使素体的断面暴露。通过利用显微镜观察该断面来确认有无裂缝产生。结果如表1所示。在回流焊安装引起的裂缝产生率为0％的情况下，判定为强度“优良”，在表1中用“◎”表示。在回流焊安装引起的裂缝产生即便存在一个的情况下，即在裂缝产生率＞0％的情况下，判定为强度“不良”，在表1中用“×”表示。
[表1]
※余量为玻璃
如表1所示，实施例1～3的线圈部件能够兼得良好的高频特性与优良的强度。这认为是因为使用第一混合物所获得的磁性体部的第一部分和第三部分中的铁氧体的含量为40体积％以上，且使用第二混合物所获得的磁性体部的第二部分中的铁氧体含量小于第一部分和第三部分中的铁氧体的含量。另外，从实施例1～3可知，处于如下趋势，即使用第二混合物所获得的磁性体部的第二部分中铁氧体含量越少，高频特性越提高。具体而言，可知：在使用第二混合物所获得的磁性体部的第二部分中的铁氧体含量为10体积％以上、20体积％以下的范围中，高频特性处于提高的趋势。
在比较例1～7所涉及的线圈部件中，第一混合物中的铁氧体的含量与第二混合物中的铁氧体的含量相同，因此，磁性体部的第一部分、第二部分以及第三部分中的铁氧体的含量相同。第一部分和第三部分中的铁氧体的含量比40体积％少的比较例1～6的线圈部件的强度小于实施例1～3的线圈部件的强度。另外，在比较例1～7中，高频特性处于随着第二部分中的铁氧体的含量增加而降低的趋势，第二部分中的铁氧体的含量为40体积％的比较例7的线圈部件的高频特性“不合格(×)”。
在比较例8～10所涉及的线圈部件中，第二部分中的铁氧体的含量小于第一部分和第三部分中的铁氧体的含量，但第一部分和第三部分中的铁氧体的含量不足40体积％。因此，比较例8～10的线圈部件的强度比实施例1～3的线圈部件的强度低。从比较例8～10可知，处于如下趋势，即第二部分中的铁氧体含量越少，高频特性越提高。
[工业上的利用可能性]
本发明所涉及的线圈部件能够使用在高频用途，例如能够使用在高频电路的阻抗元件等广泛的用途。
Claims (12)
1.一种线圈部件，其包括：素体，所述素体包括磁性体部和构成为埋设于该磁性体部的螺旋状的导体部；和一对外部电极，它们设置于该素体的外表面，该素体的外表面具有与线圈的中心轴平行的安装面，其中，
所述磁性体部包括在与所述中心轴平行的方向上依次配置的第一部分、第二部分以及第三部分，所述第二部分埋设所述导体部的卷绕部分的至少局部，
所述第一部分和所述第三部分含有玻璃和铁氧体，且铁氧体的含量为40体积％以上，所述第二部分含有玻璃和铁氧体，且铁氧体的含量小于所述第一部分和所述第三部分中的铁氧体的含量，
所述第一部分和所述第三部分分别在所述安装面中具有被外部电极覆盖的覆盖区域和未被外部电极覆盖的暴露区域。
2.根据权利要求1所述的线圈部件，其中，
所述第二部分中的铁氧体含量不足30体积％。
3.根据权利要求1或2所述的线圈部件，其中，
所述暴露区域的在与所述中心轴平行的方向上的宽度为所述素体的与所述中心轴相交的两端面间的长度的35％以下。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的线圈部件，其中，
所述第一部分和所述第三部分埋设所述导体部的引出部分的至少局部。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的线圈部件，其中，
所述磁性体部还包括隔着所述第一部分而与所述第二部分对置的第四部分和隔着所述第三部分而与所述第二部分对置的第五部分，
所述第四部分和所述第五部分埋设所述引出部分的至少局部，
所述第四部分和第五部分含有玻璃和铁氧体，且铁氧体的含量小于所述第一部分和所述第三部分中的铁氧体的含量。
6.根据权利要求5所述的线圈部件，其中，
所述第四部分和/或所述第五部分中的铁氧体含量不足30体积％。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的线圈部件，其中，
所述第一部分和所述第三部分埋设所述卷绕部分的局部。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的线圈部件，其中，
所述一对外部电极中的一者设置在所述素体的与所述中心轴相交的一个端面，且延伸至所述素体的与该端面接触的4个面的局部，
所述一对外部电极中的另一者设置在所述素体的与所述中心轴相交的另一个端面，且延伸至所述素体的与该端面接触的4个面的局部，
所述导体部的两端在与所述中心轴相交的素体的两端面中与所述一对外部电极分别连接。
9.根据权利要求1～7中任一项所述的线圈部件，其中，
所述一对外部电极中的一者设置在所述素体的与所述中心轴相交的一个端面，且延伸至所述安装面的与该端面接触的局部，
所述一对外部电极中的另一者设置在所述素体的与所述中心轴相交的另一个端面，且延伸至所述安装面的与该端面接触的局部，
所述导体部的两端在素体的与所述中心轴相交的两端面处与所述一对外部电极分别连接。
10.根据权利要求1～7中任一项所述的线圈部件，其中，
所述一对外部电极分别设置于所述安装面，
所述导体部的两端在所述安装面处与所述一对外部电极分别连接。
11.一种线圈部件的制造方法，所述线圈部件包括：素体，其包括磁性体部和构成为埋设于该磁性体部的螺旋状的导体部；和一对外部电极，它们设置于该素体的外表面，
所述线圈部件的制造方法包括：
调制包含玻璃和铁氧体且铁氧体的含量为40体积％以上的第一混合物和包含玻璃和铁氧体且铁氧体的含量小于所述第一混合物的铁氧体的含量的第二混合物；
对所述第一混合物进行成型来形成第一片材；
对所述第二混合物进行成型来形成第二片材；
在所述第二片材应用导体膏来形成导体图案；
将形成有所述导体图案的第二片材层叠，并使所述导体图案经由填充于贯通所述第二片材的导通孔的导体膏相互连接为螺旋状，而且，将所述第一片材上下层叠，并使填充于贯通该第一片材的导通孔的导体膏与所述导体图案连接，从而形成层叠体；
烧制所述层叠体获得素体，其中，该素体的外表面具有与线圈的中心轴平行的安装面，所述素体的磁性体部包括在与所述中心轴平行的方向上依次配置的第一部分、第二部分以及第三部分，所述第一部分和所述第三部分通过烧制所述第一片材获得，所述第二部分通过烧制所述第一片材获得；以及
通过在所述素体的外表面应用外部电极膏而覆盖所述第一部分和所述第三部分的安装面各自的局部，并且进行焙干来在所述素体的外表面形成外部电极。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，
所述第二混合物中的铁氧体含量不足30体积％。
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