CN107527714A - 带印字的电子部件及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可以兼得耐湿性能和印字的辨识性的带印字的电子部件及其制造方法。制备印字前的电子部件，该印字前的电子部件包括：由表面含有过渡金属的合金磁性材料构成的磁性基体；和覆盖所述磁性基体的至少一部分的含有Bi且不含过渡金属的玻璃层，通过使波长1064nm的激光透射所述玻璃层来照射所述印字前的电子部件，在所述磁性基体与所述玻璃层的界面附近的一部分玻璃部分形成印字部分。

Description

带印字的电子部件及其制造方法

技术领域

本发明涉及带印字的电子部件及其制造方法。

背景技术

从节能、生态环境的社会趋势出发，在汽车中，电子化也正在发展，在驱动系统周边搭载更多的电子部件，寻求在更高温环境下的耐久性、稳定性。因此，正在开发在电感器中以作为在高温环境下具有稳定的饱和磁通密度的磁性材料的金属材料为主的商品。而且，金属磁性材料的电感器不仅被要求具备高温环境性能，而且特别要与目前的铁氧体磁性材料的电感器同样地具有稳定的耐湿性能、耐腐蚀性能等的高可靠性性能。因此，期望其产品印字工艺也不损害上述性能。特别是，在电子部件中最近使用的激光印字在量产工艺上具有许多优点，但对于金属材料而言，因为破坏了形成于金属表面的绝缘覆膜，所以要避免使用。

包括实施了玻璃涂层的电子部件在内，特别是对电感器(金属材料)的激光的印字，如专利文献1所示，通过将玻璃表面及其坯料自身的表面切削成凹状态，利用光散射或折射率的差，由此得到辨识性。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平8－31682号公报

发明所要解决的课题

在专利文献1所公开的技术中，因为将玻璃表面及其坯料自身的表面切削成凹状态，所以为了防锈而实施了玻璃涂层的金属芯的印字部分的玻璃膜厚变薄。因此，本来的功能、特别是耐湿性能降低，产生容易锈蚀的课题。另外，在没有实施玻璃涂层的金属芯中，形成于金属材料表面的薄的绝缘覆膜层被破坏，产生锈蚀或绝缘性能劣化的问题。另外，在进行制造时，产生玻璃或金属材料坯料的粉尘，其回收需要追加新的工序，这是成本较高的印字方法。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的课题在于，提供能够兼得耐湿性能和印字的辨识性的带印字的电子部件及其制造方法。

用于解决课题的技术方案

本发明者等深入探讨的结果是，完成了以下的内容的本发明。

本发明的制造方法中，制备印字前的电子部件，所述印字前的电子部件包括：由表面含有过渡金属的合金磁性材料构成的磁性基体；和覆盖所述磁性基体的至少一部分的、含有Bi且不含过渡金属的玻璃层，通过使波长1064nm的激光透射所述玻璃层来照射所述印字前的电子部件，由此，在所述磁性基体与所述玻璃层的界面附近的一部分玻璃部分形成印字部分。这样，得到带印字的电子部件。

发明效果

根据本发明，能够使玻璃层或磁性基体表面不带损伤地实施辨识性高的印字。

附图说明

图1是电子部件的一例的示意性截面图。

图2表示对电子部件的印字例。

图3(A)～图3(B)是印字生成的推定机理的示意图。

图4(A)～图4(C)是利用激光照射的印字结果的例子的分级的说明图。

图5(A)～图5(B)是激光照射后的磁性基体和玻璃层的界面附近的截面示意图。

图6表示利用激光照射的印字结果的例子。

符号说明

101…磁性基体、102…线圈、103…磁性基体、301…合金磁性颗粒、302…玻璃层、303…激光照射、311…Fe扩散、312…Bi偏析、501…磁性基体、502…玻璃层、511…磁性基体、512…玻璃层、513…损伤部分

具体实施方式

以下，适宜参照附图详述本发明。但是，本发明不限于图示的方式，另外，在附图中有强调表现发明的特征的部分，因此，附图各部分未必保证比例尺的准确性。

图1是电子部件的一例的示意性截面图。本发明的电子部件至少具有磁性基体和玻璃层。图1的方式中，描绘了形成为螺旋形状等的由导体构成的线圈102和其周围的磁性基体101、103。

磁性基体由合金磁性材料构成。磁性基体作为整体是原本独立的多个合金磁性颗粒彼此结合而成的集合体。磁性基体也可以是由多个合金磁性颗粒构成的压粉体。在至少一部分合金磁性颗粒上，在其周围的至少一部分或者遍及其大致整体形成有氧化膜，通过该氧化膜确保磁性基体的绝缘性。合金磁性颗粒含有至少一种过渡金属，作为上述过渡金属，典型而言可举出铁(Fe)。本说明书中，有时作为过渡金属的代表以Fe进行记载，但过渡金属不限于Fe。合金磁性颗粒优选也含有Fe以外的元素。作为Fe以外的元素，优选可举出Si、Zr、Ti、Ni中的一种或两种以上。

在各合金磁性颗粒的至少一部分，在其周围的至少一部分形成有氧化膜。氧化膜可以在形成磁性基体之前的原料颗粒的阶段形成，也可以在原料颗粒的阶段不存在氧化膜或极少存在氧化膜，在磁性基体的成形过程中生成氧化膜。优选氧化膜是由合金磁性颗粒其自身氧化而成的氧化膜。通过氧化膜的存在，保证作为磁性基体整体的绝缘性。

磁性基体的形态和制造方法可以适当参照现有技术。例如，可以通过用合金磁性颗粒埋入螺旋形状的绝缘导线后进行加热加压而得到磁性基体。根据其它的形态，也可以在含有合金磁性颗粒的生片上以规定图案印刷含有导体颗粒的膏，将印刷完成的生片层叠、加压、加热，由此构成层叠电感器，该情况下，从合金磁性颗粒生成的绝缘体部分可以解释为磁性基体。

根据本发明，在磁性基体的表面的至少一部分含有过渡金属，磁性基体由玻璃层覆盖。利用玻璃层的覆盖只要在磁性基体的至少一部分即可，优选覆盖磁性基体的整体。利用玻璃层的覆盖在后述的印字之前进行。换言之，在印字前的电子部件中，玻璃层已覆盖着磁性基体的表面。玻璃层的覆盖方法没有特别限定，可以适宜采用现有公知的方法。

根据本发明，构成玻璃层的玻璃材料含有Bi。通过使玻璃层中含有Bi，作为后述的印字的结果，辨识性提高。磁性基体中的Fe等的过渡金属元素由于用于印字的激光照射而扩散，因上述扩散而导致包含于附近的玻璃层中的含有Bi的化合物偏析，推测为对辨识性的提高有贡献。玻璃层中的Bi的浓度优选作为Bi₂O₃为50wt％～90wt％。本发明中，在用于印字的激光照射之前的阶段，构成玻璃层的玻璃材料中不含过渡金属。在此，不含过渡金属是指不与激光发生反应，玻璃材料内的过渡金属浓度取决于要使用的激光的强度，例如为1％以下。这样的过渡金属的存在使玻璃的透射性劣化，激光不易到达部件基体的表面的含有过渡金属的层。在同一输出激光的情况下到达能量会减少，但如果增加激光能量，则会引发玻璃的加工，所以不优选。

玻璃层的厚度优选为30μm以上。由于30μm以上的玻璃层的存在，从而伴随激光加工的热导致的膨胀等所引起的玻璃和磁性基体表面层的裂痕的产生等不好的影响显著降低，结果，得到辨识性高的印字。玻璃层的厚度的上限没有特别限定，也可以是100μm左右的一般的玻璃涂层的厚度。从生产上的成本和最小的玻璃量的观点出发，优选玻璃层的厚度的上限为比30μm稍厚的40μm程度。

对于上述那样的具有由玻璃层形成的覆盖的印字前的电子部件，通过激光照射实施印字。用于印字的激光的波长为1064nm。图2是印字的例子，印字也可以是制品记号等文字、图形、文字和图形的组合等。激光照射透过上述的玻璃层到达磁性基体的表面，由此，在磁性基体和玻璃层的界面附近的一部分玻璃部分产生印字。

图3(A)～图3(B)是印字产生的推定机理的示意图。如图3(A)所示，存在合金磁性颗粒301聚集而成的磁性基体和玻璃层302，构成印字前的电子部件。波长1064nm的激光303在初始状态透射不含过渡金属的玻璃层302，激光在合金磁性颗粒301中的Fe等过渡金属中显示较高的吸收率。因此，在磁性基体和玻璃层的界面附近304，Fe等过渡金属被激光局部加热，并且，与该被加热的过渡金属相接的玻璃层被局部加热，发生过渡金属元素从磁性基体向玻璃层的扩散且该扩散发展。进而，由于该扩散了的玻璃层部分的激光的吸收率增大，从而不仅磁性基体表面，而且该过渡金属所扩散了的玻璃层部分被激光局部加热。通过该发热和扩散了的过渡金属，在玻璃层的磁性基体界面附近析出状态变化了的含有Bi的化合物。由于在这样的磁性基体与玻璃层的界面附近的Fe等过渡金属向玻璃层的扩散部和含有Bi的化合物的存在，从而印字的辨识性提高。

图3(B)是摹写出放大了印字后的磁性基体与玻璃层的界面附近的截面的显微镜观察图像的示意图。观察Fe从磁性基体的扩散311和Bi从玻璃层的偏析312，它们可以通过EDX分析等容易地检测并鉴定。Fe在非印字部分的、例如磁性基体的其它表面的玻璃层、或即使是磁性基体的同一表面的玻璃层也明显地远离了由于印字导致变色部分的部分中，为不含与激光发生反应的浓度，因此，在印字部分的磁性基体界面附近的玻璃部中能够容易地检测出Fe的扩散。关于Bi的偏析，与非印字部分的玻璃层部分的Bi量相比，印字部分的磁性基体界面的玻璃部的Bi量多10％以上，因此，能够容易地检测出来。

激光照射的条件等没有特别限定，可以适宜参照现有技术。即，在激光输出过弱的情况下，不能产生加工，在激光输出过强的情况下，会贯通加工物、或者在加工物上产生损伤，因此，适当地将激光输出最佳化，这是现有技术的范畴。另外，通过反复进行多次激光照射，抑制每一次照射的激光输出，减轻对加工物的损伤也是现有技术的范畴。在本发明中，如果激光输出过弱，则不能进行印字，如果激光输出过强，则发生磁性基体的加工，而产生损伤，因此，通过适当地将激光输出最佳化，另外通过使激光照射为多次，可以不产生磁性基体的加工或损伤而能够得到进行适当的印字的激光照射的条件。例如，通过以7～8.5W的峰值输出反复进行3～4次的激光照射，也能够进一步提高印字的辨识性。这样，可以得到带印字的电子部件。这样得到的带印字的电子部件也是本发明的实施一方式。

根据本发明的制造方法，可以使具有玻璃覆盖的磁性基体的表面不发生损伤地被印字，是可辨识的状态且能够实现图像处理中的识别，另外，在耐溶剂性方面能够确保高的耐性。也可以期待在制造工序中不产生粉尘的效果。另外，通过该印字方法形成的带印字电子部件具有下述特征，印字部分被保护在玻璃覆盖内部，印字部分不直接露出在大气中，因此，不易受到大气中的氧或湿度的影响，特别是在高温下该效果变得显著，因此，耐热性高，在550℃下，辨识性也不易劣化。

图4(A)～图4(C)表示激光照射产生的印字结果的例子。图4(A)～图4(C)的各图是描绘出拍摄到对具有玻璃层的印字前的电子部件实施了基于激光照射的印字后的情况的图像的图。图4(A)是在印字区域的100％的面积中没有印字缺陷的级别A的良品。级别A是可以识别通常的文字且也可以识别条形码的等级，是非常良好的等级。图4(B)是印字区域的90％的面积没有印字缺陷的级别B的良品。级别B被分类为没有印字缺陷的面积为整体的90％以上且低于100％的级别，是可以识别通常的文字，且关于条形码，虽然难以识别二维条形码，但能够识别更简单的线状的条形码的等级，是对于通常的印字没有问题的等级。图4(C)是印字区域的70％的面积没有印字缺陷的级别C的实施品。级别C被分类为没有印字缺陷的面积为整体的70～90％的级别。是虽然能够识别通常的文字，但无论是线状条形码还是二维条形码都在条形码的识别时有障碍的等级，是除条形码印字用途外可以使用的等级。印字缺陷是指由于印字区域内的未显色能够看到磁性基体的部分、在玻璃层或磁性基体表面产生了损伤的部分，虽然通过目视等容易区别，但在分级别时，在用照相机所拍摄到的图像中，定义为相对于通常印字部分亮度高15％以上的部分，根据该面积进行分类。

图5(A)～图5(B)是激光照射后的磁性基体与玻璃层的界面附近的截面观察图像。图5(A)是以峰值输出为7.15W的条件照射了4次激光后的观察图像，对磁性基体501、玻璃层502进行了观察。图5(B)是以峰值输出为8.35W的条件照射了4次激光后的观察图像，对磁性基体511、玻璃层512和磁性基体的损伤部分513进行了观察。

图6表示利用激光照射的印字结果的例子。表示以各种玻璃层的厚度和激光照射条件进行了印字的结果。(1)至(4)行分别是玻璃层的厚度为10μm、20μm、25μm、30μm的情况下的印字结果。(A)至(E)列分别是作为激光照射的条件，峰值输出为7.15W(4次照射)、峰值输出为7.75W(3次照射)、峰值输出为8.35W(3次照射)、峰值输出为8.35W(2次照射)、峰值输出为9.05W(2次照射)的情况下的印字结果。

关于这些印字，在玻璃层的厚度为30μm的情况下，无论是哪种激光照射条件，辨识性都仅为级别A，显著地良好，在玻璃层的厚度为20μm和25μm的情况下，仅在峰值输出为7.15W(4次照射)、峰值输出为7.75W(3次照射)、峰值输出为8.35W(3次照射)的場合情况下，辨识性为级别A和级别B，良好。在除此以外的情况下，虽然能够辨识，但包含在图像识别上很难说是优选的级别C，是不能说是非常良好的程度的品质。

Claims (6)

1.一种带印字的电子部件的制造方法，其特征在于，包括：

制备印字前的电子部件的步骤，所述印字前的电子部件包括：由表面含有过渡金属的合金磁性材料构成的磁性基体；和覆盖所述磁性基体的至少一部分的、含有Bi且不含过渡金属的玻璃层；和

通过使激光透射所述玻璃层来照射所述印字前的电子部件，在所述磁性基体与所述玻璃层的界面附近的一部分玻璃部分形成印字部分的步骤。

2.根据权利要求1所述电子部件的制造方法，其特征在于：

所述玻璃层为30μm以上的厚度。

3.一种带印字的电子部件，其特征在于：

包括：由表面含有过渡金属的合金磁性材料构成的磁性基体；和覆盖所述磁性基体的至少一部分的含有Bi的玻璃层，所述玻璃层在非印字部分中不含过渡金属，在所述磁性基体表面与所述玻璃层的界面附近的一部分玻璃部分中存在通过激光施加了印字的印字部分。

4.根据权利要求3所述的电子部件，其特征在于：

在所述磁性基体表面与所述玻璃层的界面附近的一部分玻璃部分中存在过渡金属。

5.根据权利要求3或4所述的电子部件，其特征在于：

在所述磁性基体表面与所述玻璃层的界面附近的所述一部分玻璃部分中存在的Bi比所述玻璃层的非印字部分中存在的Bi多10％以上。

6.根据权利要求3～5中任一项所述的电子部件，其特征在于：

所述玻璃层为30μm以上的厚度。