CN109215923A - 线圈部件及lc复合部件 - Google Patents

线圈部件及lc复合部件 Download PDF

Info

Publication number
CN109215923A
CN109215923A CN201810687200.7A CN201810687200A CN109215923A CN 109215923 A CN109215923 A CN 109215923A CN 201810687200 A CN201810687200 A CN 201810687200A CN 109215923 A CN109215923 A CN 109215923A
Authority
CN
China
Prior art keywords
magnetic
particle
coil
composite
central axis
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201810687200.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109215923B (zh
Inventor
原田明洋
新海芳浩
高桥恭平
花井智也
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TDK Corp
Original Assignee
TDK Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TDK Corp filed Critical TDK Corp
Publication of CN109215923A publication Critical patent/CN109215923A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109215923B publication Critical patent/CN109215923B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
    • H01F1/14Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/20Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder
    • H01F1/22Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder pressed, sintered, or bound together
    • H01F1/24Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder pressed, sintered, or bound together the particles being insulated
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/40Structural association with built-in electric component, e.g. fuse
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
    • H01F1/33Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials mixtures of metallic and non-metallic particles; metallic particles having oxide skin
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F17/00Fixed inductances of the signal type 
    • H01F17/0006Printed inductances
    • H01F17/0013Printed inductances with stacked layers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F17/00Fixed inductances of the signal type 
    • H01F17/04Fixed inductances of the signal type  with magnetic core
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/24Magnetic cores
    • H01F27/255Magnetic cores made from particles
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/2804Printed windings
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/29Terminals; Tapping arrangements for signal inductances
    • H01F27/292Surface mounted devices
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/40Structural combinations of fixed capacitors with other electric elements, the structure mainly consisting of a capacitor, e.g. RC combinations
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H1/00Constructional details of impedance networks whose electrical mode of operation is not specified or applicable to more than one type of network
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H7/00Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
    • H03H7/01Frequency selective two-port networks
    • H03H7/0115Frequency selective two-port networks comprising only inductors and capacitors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F17/00Fixed inductances of the signal type 
    • H01F17/0006Printed inductances
    • H01F2017/0066Printed inductances with a magnetic layer
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F17/00Fixed inductances of the signal type 
    • H01F17/04Fixed inductances of the signal type  with magnetic core
    • H01F2017/048Fixed inductances of the signal type  with magnetic core with encapsulating core, e.g. made of resin and magnetic powder
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/2804Printed windings
    • H01F2027/2809Printed windings on stacked layers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/002Details
    • H01G4/228Terminals
    • H01G4/248Terminals the terminals embracing or surrounding the capacitive element, e.g. caps
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/30Stacked capacitors
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H1/00Constructional details of impedance networks whose electrical mode of operation is not specified or applicable to more than one type of network
    • H03H2001/0021Constructional details
    • H03H2001/0057Constructional details comprising magnetic material
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H1/00Constructional details of impedance networks whose electrical mode of operation is not specified or applicable to more than one type of network
    • H03H2001/0021Constructional details
    • H03H2001/0085Multilayer, e.g. LTCC, HTCC, green sheets

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Coils Or Transformers For Communication (AREA)
  • Soft Magnetic Materials (AREA)
  • Hard Magnetic Materials (AREA)

Abstract

本发明提供一种包含含有磁性颗粒的复合磁性材料及线圈的线圈部件。磁性颗粒具有平均短轴长超过5.0nm且为50nm以下,平均长径比为2.0以上且10.0以下的形状。磁性颗粒在垂直于线圈的中心轴的方向上取向,并且在垂直于线圈的中心轴的面内中随机取向。复合磁性材料的饱和磁化σs为80.0emu/g以上。

Description

线圈部件及LC复合部件
技术领域
本发明涉及线圈部件及LC复合部件。
背景技术
近年来,手机或移动信息终端等无线通信设备的利用频带的向高频化进展,使用的无线信号频率为GHz频段。因此,相对于在这样的GHz频段的高频区域下使用的电子部件,通过适用即使在GHz频段的高频区域导磁率也较大的磁性材料,尝试实现滤波特性的改善或天线尺寸的小型化。
在专利文献1中,特别是通过使用磁性颗粒的平均长径比为3以上且低于60的复合材料,在GHz频段的高频区域实现低磁损及高导磁率。
但是,目前,寻求提供在GHz频段的高频区域实现更低磁损及高导磁率的电子部件。在此,低磁损及高导磁率的电子部件具有高的电感及高的Q值。即,寻求提供在GHz频段的高频区域具有高的电感及高的Q值的线圈部件及LC复合部件。
专利文献1:日本特开2013-207234号公报
发明内容
本发明的目的在于,提供在GHz频段的高频区域具有高的电感及高的Q值的线圈部件及LC复合部件。
用于解决问题的技术方案
为了实现上述目的,本发明的第一观点提供一种线圈部件,其包含含有磁性颗粒的复合磁性材料及线圈,其中,
所述磁性颗粒具有平均短轴长超过5.0nm且为50nm以下、且平均长径比为2.0以上且10.0以下的形状,
所述磁性颗粒在垂直于所述线圈的中心轴的方向上取向,且在垂直于所述线圈的中心轴的面内随机取向,
所述复合磁性材料的饱和磁化σs为80.0emu/g以上。
所述复合磁性材料也可以包含所述磁性颗粒及粘合剂。
所述磁性颗粒也可以包含Fe和/或Co。
所述复合磁性材料也可以包含包覆所述磁性颗粒的含氧层。
本发明的第二观点提供一种LC复合部件,其包含:线圈区域,其包含含有磁性颗粒的复合磁性材料及线圈;电容区域,其包含电介质层,其中,
所述磁性颗粒具有平均短轴长超过5.0nm且为50nm以下、平均长径比为2.0以上且10.0以下的形状,
所述磁性颗粒在垂直于所述线圈的中心轴的方向上取向,且在垂直于所述线圈的中心轴的面内随机取向,
所述复合磁性材料的饱和磁化σs为80.0emu/g以上。
所述复合磁性材料也可以包含所述磁性颗粒及粘合剂。
所述磁性颗粒也可以包含Fe和/或Co。
所述复合磁性材料也可以包含包覆所述磁性颗粒的含氧层。
本发明的线圈部件及LC复合部件通过具有上述结构,在高频区域具有高的电感及高的Q值。
附图说明
图1是第一实施方式的层叠型电感器的立体图。
图2是用II-II线剖切图1的层叠型电感器的剖视图。
图3是用于说明磁性颗粒的取向的XZ平面。
图4是用于说明磁性颗粒的取向的XY平面。
图5是第二实施方式的复合电子部件的剖视图。
符号说明
2…层叠型电感器
4…磁芯部
6…线圈
6a…导体
6b…引线部
8…端子电极
10…LC复合部件
12…线圈区域
14…磁芯部
16…线圈
22…电容区域
24…电介质层
26…内部电极层
32…中间材料层
具体实施方式
以下,基于附图所示的实施方式说明本发明。
(第一实施方式)
如图1及图2所示,本发明一实施方式的层叠型电感器2具有磁芯部4、线圈6及端子电极8。线圈6由在磁芯部4的内部呈现三维且螺旋状形成的导体6a及与端子电极8连接的引线部6b构成。导体6a及引线部6b的结构没有特别限制。例如,由导线和根据需要包覆导线的外周的绝缘包覆层构成。
在本实施方式中,具有从线圈6沿X轴方向引出一对引线部6b、一对引线部6b与一对端子电极8连接的形状。在本实施方式中,各端子电极8与磁芯部4的侧面及上下表面的一部分贴紧接合。
在本实施方式中,磁芯部4的下表面与通过相互垂直的X轴及Y轴的平面大体平行地形成,线圈6的卷绕轴大体平行于和通过X轴及Y轴的平面垂直的Z轴。本实施方式中,磁芯部4的上表面与其下表面大体平行,4个侧面与该上表面及下表面大体垂直。但是,在本实施方式中,磁芯部4的形状没有特别限定,不限于六面体,也可以是圆柱形、椭圆柱、多棱柱等。另外,引线部6b及端子电极8的形状也没有特别限定。
本实施方式的层叠型电感器2的尺寸没有特别限定,例如,X轴方向宽度为0.3~4mm,Y轴方向宽度为0.3~6mm,Z轴方向高度为0.3~2mm。
磁芯部4由含有磁性颗粒的复合磁性材料构成。磁性颗粒的材质没有特别限制,优选包含Fe和/或Co,进一步优选含有Fe作为必须元素。优选Fe的含量为30质量%以上且100质量%以下。优选Co的含量为0质量%以上且70质量%以下。
另外,在各磁性颗粒中,也可以含有其它的元素,例如Ni、V、Cr、Mn、Cu、Zn、Mg、Ca、Sr、Ba、稀土类元素、Ti、Zr、Hf、Nb、Ta、Zn、Al、Ga及Si等。其它元素的含量没有特别限制,优选相对于磁性颗粒整体合计为5质量%以下。
优选复合磁性材料包含包覆磁性颗粒的含氧层。构成含氧层的相的种类没有特别限制,例如是含有选自Mg、Ca、Sr、Ba、稀土类元素、Ti、Zr、Hf、Nb、Ta、Zn、Al、Ga、Si、Sn及Bi中的一种以上的元素及氧的相即可。含氧层的厚度没有地限制,例如,能够设定为1.0nm以上且5.0nm以下,优选能够设定为1.0nm以上且3.0nm以下。另外,测定含氧层的厚度的方法没有特别限制,例如能够使用TEM进行测定。通过包覆磁性颗粒的厚度1.0nm以上的含氧层存在,容易防止磁性颗粒的氧化。另外,通过确保磁性颗粒间的绝缘,抑制涡电流损失,因此,容易防止Q值的下降。另外,通过将含氧层的厚度设定为3.0nm以下,容易提高饱和磁化σs。
在此,本实施方式的磁性颗粒的平均短轴长超过5.0nm且为50nm以下,且平均长径比为2.0以上且10.0以下。在平均短轴长过短的情况下,高频区域的电感L容易降低。在平均短轴长过长的情况下,高频区域的Q值容易降低。另外,在平均长径比过小的情况下,高频区域的Q值容易降低。在平均长径比过大的情况下,高频区域的电感L容易降低。
只要平均短轴长及平均长径比在上述的范围内,磁性颗粒的形状就没有特别限制。例如,能够设为棒状、针状、纺锤状等形状。特别是因为磁性颗粒的形状是棒状容易提高高频区域的电感L及Q值,故而优选。
优选复合磁性材料还含有粘合剂。通过含有粘合剂,磁性颗粒间的绝缘性进一步提高,更容易地防止Q值的降低。粘合剂的种类没有特别限制,优选使用树脂。树脂的种类没有特别限制。例如,示例有环氧树脂、酚醛树脂、丙烯酸树脂、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、硅酮树脂、将他们组合的树脂等。优选为环氧树脂、酚醛树脂、丙烯酸树脂,进一步优选为环氧树脂。
复合磁性材料的粘合剂的含量没有特别限制,根据磁性颗粒的种类、组成及形状等及粘合剂的种类,优选的含量发生变化。在粘合剂的含量过多的情况下,复合磁性材料的饱和磁化σs容易降低。此外,本实施方式的复合磁性材料的饱和磁化σs为80.0emu/g以上。在饱和磁化σs过低的情况下,高频区域的电感L及Q值容易降低。
在此,在本实施方式的层叠型电感器2中,构成包含于磁芯部4的复合磁性材料的磁性颗粒在垂直于线圈6的中心轴(Z轴)的方向、即垂直于Z轴的方向取向,且在垂直于线圈6的中心轴的面内、即XY平面内为随机取向。
对于磁性颗粒的取向,参照图3及图4进行说明。此外,磁性颗粒的取向通过利用SEM观察磁芯部4的截面而能够确认。
图3中记载有一个磁性颗粒4a。纵轴是Z轴。横轴的方向只要是与Z轴垂直的方向,就没有特别限制。例如,如图3所示,也可以是X轴。
在图3所图示的XZ平面,在磁性颗粒4a的长轴方向采用直线L1,将直线L1相对于X轴的角度设为θ1(-90°<θ1≦90°)。
在磁性颗粒整体中所占的-30°≦θ1≦30°的磁性颗粒4a的比例以颗粒数基准计为70%以上的情况下,磁性颗粒在垂直于线圈6的中心轴的方向、即垂直于Z轴的方向取向。在以下的记载中,有时也将该取向简称为“垂直取向”。
图4中记载有一个磁性颗粒4b。图4中,将纵轴设为Y轴,将横轴设为X轴,但纵轴及横轴只要是与XY平面平行,则也可以设定在任何方向。
如图4所图示,在磁性颗粒4b的长轴方向采用直线L2,将直线L2相对于横轴(X轴)的角度设为θ2(0°≦θ2<180°)。
而且,无论将纵轴及横轴设定在与XY平面平行的任何方向,在磁性颗粒整体中所占的0°≦θ2≦45°的磁性颗粒4b的比例以颗粒数基准计为20%以上且30%以下,且90°≦θ2≦135°的磁性颗粒4b的比例以颗粒数基准计为20%以上且30%以下的情况下,磁性颗粒在与线圈6的中心轴(Z轴)垂直的面内为随机取向。随机取向可以说是无取向。
包含于本实施方式的复合磁性材料的磁性颗粒在垂直于线圈6的中心轴的方向取向,且在垂直于线圈6的中心轴的面内是随机取向,由此,能够显著提高高频区域的电感L及Q值。在磁性颗粒在垂直于线圈6的中心轴的方向无取向的情况或在垂直于线圈6的中心轴的面内不是随机取向的情况下,Q值处于显著下降的趋势。
以下,对本实施方式的线圈部件的制造方法进行说明,但本实施方式的线圈部件的制造方法不限定于以下的方法。
首先,制作包含上述的磁性颗粒的磁性粉末。磁性粉末的制作方法没有特别限制,能够使用本技术领域的通常的方法。例如,通过将由α-FeOOH、或含有Co的α-FeOOH等化合物构成的原料粉末进行加热还原的公知的方法也可以制作。通过控制原料粉末中的Fe、Co、和/或其它元素的含量,能够控制得到的磁性粉末的组成。
在此,通过控制原料粉末的平均短轴长及平均长径比,能够控制包含于复合磁性材料的磁性颗粒的平均短轴长及平均长径比。此外,控制包含于复合磁性材料的磁性颗粒的平均短轴长及平均长径比的方法不限定于上述的方法。
另外,作为使磁性粉末包覆含氧层的情况,示例在含有选自Mg、Ca、Sr、Ba、稀土类元素、Ti、Zr、Hf、Nb、Ta、Zn、Al、Ga、Si、Sn及Bi的一种以上的元素后,对原料粉末进行加热还原的方法。相对于原料粉末含有上述一种以上的元素的方法没有特别限定,但例如举出混合原料粉末和包含上述一种以上的元素的溶液之后,进行pH调制,进行过滤并使其干燥的方法。另外,通过控制含有上述一种以上的元素的溶液的浓度、pH及混合时间、进而加热还原后的逐渐氧化条件等,能够控制含氧层的厚度。
将通过上述方法加热还原而获得的磁性粉末和粘合剂和溶剂混合,获得磁性体用膏体。磁性体用膏体的磁性粉末和粘合剂的混合比例没有特别限制。例如,通过混合相对于磁性粉末100质量%含有1~15质量%作为粘合剂的环氧树脂的溶液,获得磁性体用膏体。通过控制环氧树脂的含量,能够控制最终获得的复合磁性材料的饱和磁化σs。
作为磁性体用膏体的溶剂,例如能够使用丙酮、IPA、MEK、BCA、甲醇等。另外,作为粘合剂,例如能够使用树脂粘合剂、分散剂等。作为树脂粘合剂,例如能够使用环氧树脂、丙烯酸树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺树脂、酚醛树脂、硅酮树脂等。作为分散剂,能够使用Si偶联剂、油酸、油胺等。
接着,通过刮刀法将磁性体用膏体片材化,制作磁性体片材。
在本实施方式中,根据各复合磁性材料的组成及形状等,使片材的进给速度及刀片和载体膜的间隔适当变化。通过适当控制片材的进给速度及刀片和载体膜的间隔,能够控制最终获得的线圈部件的磁性颗粒的取向的有无。
刀片和载体膜的间隔越小,复合磁性颗粒越容易具有垂直取向。另外,片材的进给速度越慢,复合磁性颗粒在XY面内越容易成为随机取向(无取向)。但是,刀片和载体膜的间隔过小时,复合磁性颗粒容易凝集。另外,片材的进给速度过慢时,复合磁性颗粒也容易凝集。
刀片和载体膜的适当的间隔因复合磁性颗粒的组成及形状而不同,但优选比本技术领域的通常的间隔小。例如,能够设为1μm以上且10μm以下。片材的适当的进给速度也根据复合磁性颗粒的组成及形状而不同,优选比本技术领域的通常的速度慢。例如,能够设为1.0mm/sec以上且5.0mm/sec以下。
接着,使所得的磁性体片材干燥,使溶剂蒸发。然后,使用该磁性体片材制作层叠型电感器2。
层叠型电感器2的制作方法没有特别限制,能够利用通常的方法来制作。例如,通过沿图1的Z轴方向层叠通过上述的工序而得的磁性体片材并进行加压,能够获得磁芯部4。此时,通过通常使用的方法内置线圈6。例如,也可以在磁性体片材上印刷线圈图案后进行层叠。而且,在磁芯部4形成端子电极8,制作层叠型电感器2。
另外,通过在层叠后进行烧结,可以获得由烧结体构成的磁芯部4,也可以利用其它的方法获得磁芯部4。但是,在本实施方式中,无论在用任何方法获得磁芯部4的情况下,都需要包含于磁芯部4的磁性颗粒具有垂直取向,且在XY面内为随机取向(无取向)。
在本实施方式中,对层叠型电感器进行了描述,但本发明的线圈部件不限于层叠型电感器,也可以是绕线电感器或薄膜电感器等。另外,本发明的线圈部件的用途没有特别限制。例如,可举出变压器、天线等。
(第二实施方式)
以下,对第二实施方式进行说明,特别是对于没有记载的事项,与第一实施方式相同。
如图5所示,本发明第二实施方式的LC复合部件10在上下形成有线圈区域12和电容区域22,在这些线圈区域12和电容区域22之间介有中间材料层32并一体化。
线圈区域12具有磁芯部14、在磁芯部14的内部将导体16a卷绕成线圈状的线圈16。
磁芯部14由包含磁性颗粒的复合磁性材料构成。磁性颗粒的材质没有特别限制,但优选包含Fe和/或Co,更优选包含Fe作为必须元素。优选复合磁性材料包含包覆磁性颗粒的含氧层。构成含氧层的相的种类没有特别限制。
在此,本实施方式的磁性颗粒平均短轴长为超过5.0nm且为50nm以下,且平均长径比为2.0以上且10.0以下。在平均短轴长过短的情况下,高频区域的电感L容易降低。在平均短轴长过长的情况下,高频区域的Q值容易降低。另外,在平均长径比过小的情况下,高频区域的Q值容易降低。在平均长径比过大的情况下,高频区域的电感L容易降低。
只要平均短轴长及平均长径比在上述的范围内,磁性颗粒的形状就没有特别限制。
优选复合磁性材料还包含粘合剂,作为粘合剂优选包含树脂。
复合磁性材料的粘合剂的含量没有特别限制,适合的含量根据磁性颗粒的种类、组成及形状等而变化。在粘合剂的含量过多的情况下,复合磁性材料的饱和磁化σs容易降低。此外,本实施方式的复合磁性材料的饱和磁化σs为80.0emu/g以上。在饱和磁化σs过低的情况下,高频区域的电感L及Q值容易降低。
在此,在本实施方式的线圈区域12,磁性颗粒在垂直于线圈16的中心轴的方向、即垂直于Z轴的方向取向,且在垂直于线圈16的中心轴的面内、即XY平面内随机取向。
包含于本实施方式的复合磁性材料的磁性颗粒在垂直于线圈16的中心轴的方向取向,且在垂直于线圈16的中心轴的面内随机取向,由此,能够显著提高高频区域的电感L及Q值。在磁性颗粒在垂直于线圈16的中心轴的方向没有取向的情况、或在垂直于线圈16的中心轴的面内不是随机取向的情况下,Q值处于明显降低的趋势。
电容区域22具有电介质层24和内部电极层26交替一体化的多层构造。此外,内部电极层26不是必须的。也可以只存在外部电极。
中间材料层32是能够使线圈区域12和电容区域22一体化的结构即可,中间材料层32也可以不存在。
对于本实施方式的LC复合部件10的制造方法,没有特别限制,能够使用通常用的复合电子部件的制造方法。例如,能够与第一实施方式同样地制作磁性体片材,进而制作电介质片材。而且,通过将各片材适当层叠并加压,能够获得本实施方式的LC复合部件10。另外,通过其它的方法,也能够获得复合电子部件10。但是,在本实施方式中,在利用任何的方法得到LC复合部件10的情况下,都需要包含于线圈区域12的磁芯部14的复合磁性颗粒具有垂直取向,且在XY面内随机取向(无取向)。
另外,图5中沿着层叠方向(Z轴方向)配置线圈区域12和电容区域22,但也可以沿着与层叠方向垂直的方向(与XY平面平行的方向)配置线圈区域12和电容区域22。特别是在该情况下,中间材料层32可以是不必要的。
本实施方式的LC复合部件10的用途没有特别限制。例如,除LC滤波器外,可举出包含线圈和电容器的全部电子部件。
【实施例】
接着,基于具体的实施例进一步详细说明本发明,但本发明不限定于以下的实施例。
首先,制作磁性粉末。磁性粉末通过在H2中将由棒状的α-FeOOH构成的粉末加热还原的公知的方法制作。
通过控制由棒状的α-FeOOH构成的粉末的Co的含量,控制磁性粉末的组成。
进而,通过使棒状的α-FeOOH的形状变化,控制平均短轴长及平均长径比。另外,在将磁性粉末的形状自身形成为球状或扁平状的情况下,使用球状或扁平状的Fe2O4
在上述的加热还原之前,也可以形成包覆磁性颗粒的含氧层。作为含氧层,例如在包覆含有Al和O的层的情况下,在进行上述的加热还原之前,在Al2(SO4)3的水溶液中混合含有Co的棒状的α-FeOOH,进行pH调制后,进行过滤并使其干燥。在使磁性粉末包覆含有Y和O的层的情况下,在Y(NO3)3的水溶液中混合含有Co的棒状的α-FeOOH,进行pH调制后,进行过滤并使其干燥。在使磁性粉末包覆含有Si和O的层的情况下,在Na2SiO3的水溶液中混合含有Co的棒状的α-FeOOH,进行pH调制后,进行过滤并使其干燥。
在包覆Al、Y及O的情况下,首先,通过上述方法包覆Al和O,并使其干燥。之后,通过上述方法包覆Y和O。在包覆Al、Si及O的情况下,首先通过上述的方法包覆Al和O,并使其干燥。之后,通过上述的方法包覆Si和O。
将通过上述的方法获得的磁性粉末涂料化,制作磁性体用膏体。作为树脂粘合剂,相对于磁性粉末100质量份添加10质量份的环氧树脂。在此,通过控制环氧树脂的含量,能够控制最终获得的复合磁性材料的饱和磁化σs。通常,处于环氧树脂的含量越少,饱和磁化σs越大的趋势。仅比较例10中,使环氧树脂的添加量比上述的添加量大,饱和磁化σs降低。
相对于磁性粉末100质量份,作为溶剂添加100质量份的BCA,作为分散剂添加6质量份的Si偶联剂,进行混炼,由此制作磁性体用膏体。
进而,通过刮刀法使用磁性体用膏体制作磁性体片材。此时,根据各混合粉末的组成及形状等使片材的进给速度及刀片和载体膜的间隔适当变化。通过适当控制片材的进给速度及刀片和载体膜的间隔,控制通过最终获得的层叠型电感器的磁性颗粒的取向的有无。
具体而言,在磁性颗粒具有垂直取向的试样(包括磁性颗粒的形状为球状的试样)中,将刀片和载体膜的间隔设为1μm以上且10μm以下。在磁性颗粒不具有垂直取向的试样中,将刀片和载体膜的间隔设为50μm。磁性颗粒在XY面内随机取向的试样(包括磁性颗粒的形状为球状或扁平状的试样)中,将片材的进给速度设为1.0mm/sec以上且5.0mm/sec以下。在磁性颗粒在XY面内具有取向的试样中,将片材的进给速度设为20mm/sec。
使获得的磁性体片材干燥,使溶剂蒸发。之后,以获得在各实施例及比较例中图1所示的共同的形状的层叠型电感器的方式对磁性体片材印刷线圈图案。具体而言,线圈的匝数为3.5,线圈的平均径为0.3mm。而且,通过沿图1的Z轴方向层叠磁性体片材,相对于加压而获得的磁芯部形成外部电极,获得各实施例及比较例的层叠型电感器。就层叠型电感器的磁芯部的尺寸而言,X轴方向是0.5mm,Y轴方向是0.65mm,Z轴方向是0.4mm,上述加压时的压力及时间以得到具有各实施例及比较例中最良好的特性的层叠型电感器的方式适当控制。将加压时的压力设为98~588MPa,在10~600秒的范围内适当控制加压时间。
各实施例及比较例的磁芯部的饱和磁化σs使用VSM进行测定。在本实施例中,以80emu/g以上为良好。结果示于表1。
在各实施例及比较例中,使用阻抗分析仪测定电感(L)及Q值(Q)。另外,测定与各实施例及比较例相同的形状的空磁芯线圈的电感(L0)及Q值(Q0)。而且,作为ΔL=L-L0、ΔQ=Q-Q0,算出频率为2.4GHz的ΔL/L0(%)及ΔQ/Q0(%)。将结果示于表1。在本实施例中,将ΔL/L0为10%以上设为良好,将ΔQ/Q0为0.1%以上设为良好。结果示于表1。
另外,在各实施例及比较例中,使用SEM测定磁性颗粒的平均短轴长及平均长径比。结果示于表1。另外,使用SEM确认磁性颗粒是否具有垂直取向及在XY面内是随机取向或是否具有取向。结果示于表1。
根据表1,磁性颗粒具有规定的范围内的平均短轴长及平均长径比,在垂直于线圈的中心轴的方向取向,在垂直于线圈的中心轴的面内(XY面内)随机取向,压粉体的饱和磁化σs为80emu/g以上的实施例的线圈特性全部为良好。
与之相对,磁性颗粒的平均短轴长或平均长径比在规定的范围外的比较例、磁性颗粒在垂直于线圈的中心轴的方向无取向的比较例、在垂直于线圈的中心轴的面内不是随机取向(不是无取向)比较例及压粉体的饱和磁化σs低于80emu/g的比较例的线圈特性全部不良好。

Claims (10)

1.一种线圈部件,其特征在于,
包含含有磁性颗粒的复合磁性材料及线圈,
所述磁性颗粒具有平均短轴长超过5.0nm且为50nm以下、且平均长径比为2.0以上且10.0以下的形状,
所述磁性颗粒在垂直于所述线圈的中心轴的方向上取向,且在垂直于所述线圈的中心轴的面内随机取向,
所述复合磁性材料的饱和磁化σs为80.0emu/g以上。
2.根据权利要求1所述的线圈部件,其中,
所述复合磁性材料包含所述磁性颗粒及粘合剂。
3.根据权利要求1或2所述的线圈部件,其中,
所述磁性颗粒包含Fe和/或Co。
4.根据权利要求1或2所述的线圈部件,其中,
所述复合磁性材料包含包覆所述磁性颗粒的含氧层。
5.根据权利要求3所述的线圈部件,其中,
所述复合磁性材料包含包覆所述磁性颗粒的含氧层。
6.一种LC复合部件,其特征在于,
包含:线圈区域,其包含含有磁性颗粒的复合磁性材料及线圈;电容区域,其包含电介质层,
所述磁性颗粒具有平均短轴长超过5.0nm且为50nm以下,且平均长径比为2.0以上且10.0以下的形状,
所述磁性颗粒在垂直于所述线圈的中心轴的方向上取向,且在与所述线圈的中心轴垂直的面内随机取向,
所述复合磁性材料的饱和磁化σs为80.0emu/g以上。
7.根据权利要求6所述的LC复合部件,其中,
所述复合磁性材料包含所述磁性颗粒及粘合剂。
8.根据权利要求6或7所述的LC复合部件,其中,
所述磁性颗粒包含Fe和/或Co。
9.根据权利要求6或7所述的LC复合部件,其中,
所述复合磁性材料包含包覆所述磁性颗粒的含氧层。
10.根据权利要求8所述的LC复合部件,其中,
所述复合磁性材料包含包覆所述磁性颗粒的含氧层。
CN201810687200.7A 2017-06-29 2018-06-28 线圈部件及lc复合部件 Active CN109215923B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017-127886 2017-06-29
JP2017127886A JP6795791B2 (ja) 2017-06-29 2017-06-29 コイル部品およびlc複合部品

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109215923A true CN109215923A (zh) 2019-01-15
CN109215923B CN109215923B (zh) 2021-01-19

Family

ID=64739058

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810687200.7A Active CN109215923B (zh) 2017-06-29 2018-06-28 线圈部件及lc复合部件

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10854376B2 (zh)
JP (1) JP6795791B2 (zh)
CN (1) CN109215923B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7156209B2 (ja) * 2019-08-09 2022-10-19 株式会社村田製作所 インダクタ部品およびインダクタ部品内蔵基板
JP7348596B2 (ja) * 2019-11-08 2023-09-21 株式会社豊田中央研究所 圧粉磁心

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11176681A (ja) * 1997-12-16 1999-07-02 Tokin Corp 圧粉磁芯の製造方法
CN101615490A (zh) * 2007-06-26 2009-12-30 胜美达集团株式会社 线圈部件
JP4534085B2 (ja) * 2004-03-24 2010-09-01 Dowaエレクトロニクス株式会社 高密度化に対応した塗布型磁気記録媒体用磁性粉末およびその製造方法
JP2013030261A (ja) * 2012-08-15 2013-02-07 Dowa Electronics Materials Co Ltd 金属磁性粉末
US8696874B2 (en) * 2009-02-27 2014-04-15 Seagate Technology Llc Seed layer comprising FCC structure
CN104575942A (zh) * 2013-10-14 2015-04-29 三星电机株式会社 多层电子元件
CN105210234A (zh) * 2013-03-19 2015-12-30 迪睿合株式会社 线圈模块、天线装置以及电子设备
CN106062907A (zh) * 2014-02-10 2016-10-26 日清制粉集团本社股份有限公司 磁性粒子的制造方法、磁性粒子及磁性体
US20170069344A1 (en) * 2015-09-08 2017-03-09 Fujifilm Corporation Magnetic recording medium

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002203720A (ja) * 2000-12-28 2002-07-19 Tdk Corp インダクタを含む複合電子部品およびその製造方法
JP2003168945A (ja) * 2001-12-04 2003-06-13 Koa Corp Lcノイズフィルタおよびその製造方法
JP2004039195A (ja) * 2002-07-08 2004-02-05 Sony Corp 磁気記録媒体
JP6242568B2 (ja) 2012-03-29 2017-12-06 Tdk株式会社 高周波用圧粉体、及びそれを用いた電子部品
JP5548234B2 (ja) * 2012-05-10 2014-07-16 Dowaエレクトロニクス株式会社 磁性部品とそれに用いられる金属粉末およびその製造方法
JP2014116332A (ja) * 2012-12-06 2014-06-26 Samsung R&D Institute Japan Co Ltd 磁性体複合材料

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11176681A (ja) * 1997-12-16 1999-07-02 Tokin Corp 圧粉磁芯の製造方法
JP4534085B2 (ja) * 2004-03-24 2010-09-01 Dowaエレクトロニクス株式会社 高密度化に対応した塗布型磁気記録媒体用磁性粉末およびその製造方法
CN101615490A (zh) * 2007-06-26 2009-12-30 胜美达集团株式会社 线圈部件
US8696874B2 (en) * 2009-02-27 2014-04-15 Seagate Technology Llc Seed layer comprising FCC structure
JP2013030261A (ja) * 2012-08-15 2013-02-07 Dowa Electronics Materials Co Ltd 金属磁性粉末
CN105210234A (zh) * 2013-03-19 2015-12-30 迪睿合株式会社 线圈模块、天线装置以及电子设备
CN104575942A (zh) * 2013-10-14 2015-04-29 三星电机株式会社 多层电子元件
CN106062907A (zh) * 2014-02-10 2016-10-26 日清制粉集团本社股份有限公司 磁性粒子的制造方法、磁性粒子及磁性体
US20170069344A1 (en) * 2015-09-08 2017-03-09 Fujifilm Corporation Magnetic recording medium

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
邓刚等: "颗粒增强铁基复合材料拉伸应力场数值分析 ", 《特种铸造及有色合金》 *

Also Published As

Publication number Publication date
US10854376B2 (en) 2020-12-01
CN109215923B (zh) 2021-01-19
US20190006095A1 (en) 2019-01-03
JP6795791B2 (ja) 2020-12-02
JP2019012750A (ja) 2019-01-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4585493B2 (ja) 絶縁性磁性材料の製造方法
JP5085471B2 (ja) コアシェル型磁性材料、コアシェル型磁性材料の製造方法、デバイス装置、およびアンテナ装置。
CN108735429B (zh) 线圈部件
CN108364767A (zh) 软磁性材料、磁芯及电感器
US9875839B2 (en) Magnetic composition and inductor including the same
CN104575942A (zh) 多层电子元件
JP3551863B2 (ja) 複合磁性材料およびインダクタ素子
US8896407B2 (en) Inductor
CN106024270A (zh) 线圈部件
TWI500052B (zh) Electronic Parts
CN107527701A (zh) 软磁性金属粉末、软磁性金属烧结体及线圈型电子部件
CN109215923A (zh) 线圈部件及lc复合部件
JPWO2020162295A1 (ja) 軟磁性組成物、焼結体、複合体、ペースト、コイル部品、及び、アンテナ
KR20150011168A (ko) 자성 재료, 그 제조방법 및 자성 재료를 포함하는 전자부품
JP5628247B2 (ja) 積層型電子部品用非磁性体組成物、これを用いた積層型電子部品及びその製造方法
US9257216B2 (en) Metal powder and electronic component
CN1321938C (zh) 低温燃烧的铁氧体材料及该材料制成的铁氧体部件
KR20160014936A (ko) 복합 자성 분말 및 그를 이용한 칩 코일 부품
JP3683680B2 (ja) 高周波積層インダクタ用磁性材料
JP5085470B2 (ja) コアシェル型磁性材料、デバイス装置、およびアンテナ装置。
CN107887106A (zh) 线圈部件
CN111383818B (zh) Lc复合部件
JP4556668B2 (ja) フェライト材料及びインダクタ素子
JP3449322B2 (ja) 複合磁性材料およびインダクタ素子
CN111383820B (zh) Lc复合部件

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant