CN109903974A - 电子部件 - Google Patents

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小岛庆次郎
石田祐也
杉江宏之
高桥克志
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Murata Manufacturing Co Ltd
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Abstract

本发明提供一种固着强度高的电子部件。绕线型线圈部件(1)是具有由以树脂为粘结剂的磁粉树脂构成的芯主体(11)(成型体)、覆盖芯主体(11)的表面的至少一部分(下表面)的氧化物被膜(12)、和包含与氧亲和性高的金属层作为形成于氧化物被膜(12)的表面的基底层(31)的外部电极(30)的电子部件。

Description

电子部件
技术领域
本公开涉及一种电子部件。
背景技术
以往，线圈部件等电子部件具有将该电子部件连接于安装基板的外部电极(例如，参照专利文献1)。外部电极例如包含通过溅射法形成的铬(Cr)等金属层。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013-201374号公报
发明内容
然而，在电子部件中存在外部电极的密合性不充分的情况。该情况下，电子部件与安装基板的连接强度(固着强度)低，有可能连接稳定性降低。
本公开的目的在于提供一种固着强度高的电子部件。
作为本公开的一个方式的电子部件具有由以树脂为粘结剂的磁粉树脂构成的成型体、覆盖上述成型体的表面的至少一部分的氧化物被膜、和包含与氧亲和性高的金属层作为形成于上述氧化物被膜的表面的基底层的外部电极。
根据该构成，在成型体和氧化物被膜之间、外部电极的基底层和覆盖成型体的氧化物被膜之间产生强的密合性，电子部件与安装基板的固着强度提高。
上述电子部件优选含有Cr、Ti、V、Sc、Mn、Y、Zr、Nb、Mo、Tc、Hf、Ta、W、Re中的至少1种。
根据该构成，得到尤其是与氧亲和性高的金属层。
在上述电子部件中，上述氧化物被膜优选含有键合了有机链的金属氧化物。
根据该构成，能够进一步提高电子部件与安装基板的固着强度。
在上述电子部件中，上述氧化物被膜优选以未键合有机链的金属元素的0.5倍～1.5倍含有键合了有机链的金属元素。
根据该构成，耐热冲击性可靠地提高。
在上述电子部件中，上述氧化物被膜优选含有TiO或SiO。
根据该构成，能够提高量产性。
在上述电子部件中，上述有机链优选具有环氧基、氨基、异氰脲酸酯基、咪唑基、乙烯基、巯基、酚基、甲基丙烯酰基中的任一者。
根据该构成，能够更可靠地提高耐热冲击性。
在上述电子部件中，上述粘结剂优选为环氧树脂。
根据该构成，能够进一步提高固着强度和绝缘性。
在上述电子部件中，优选上述成型体卷绕有绕线，上述绕线的端部连接于上述外部电极。
根据该构成，可得到安装固着强度高的绕线型的线圈部件。
在上述电子部件中，优选上述氧化物被膜还夹杂在上述绕线和上述成型体之间。
根据该构成，能够抑制从绕线介由成型体泄露的电流路径的产生。
在上述电子部件中，上述氧化物被膜优选覆盖上述成型体的整个表面。
根据该构成，可得到高的绝缘性。
根据本公开的一个方式，能够提供一种提高了与安装基板的固着强度的电子部件。
附图说明
图1是绕线型线圈部件的简要截面图。
符号说明
10…芯，11…芯主体，12…氧化物被膜，20…绕线，30…外部电极，31…基底层，32…镀覆层，40…被覆树脂。
具体实施方式
以下，对本公开的一个方式的实施方式进行说明。
应予说明，附图有时为了易于理解而放大地显示构成要素。构成要素的尺寸比率存在与实际的尺寸比率或其它附图中的尺寸比率不同的情况。另外，在截面图中，为了易于理解而附加有影线，但存在一部分的构成要素省略了影线的情况。
图1中示出的绕线型线圈部件1是电子部件的一个例子。该绕线型线圈部件1具有芯10、卷绕于芯10的绕线20、连接于绕线20的外部电极30、以及对卷绕于芯10的绕线20进行封装的被覆树脂40。
芯10具有作为成型体的芯主体11和氧化物被膜12。
外部电极30包含基底层31和镀覆层32。
芯主体11具有在上下方向延伸的卷芯部13和形成于该卷芯部13的上下两端的凸缘部14、15。芯主体11的表面包含研削部。研削部是在芯主体11的形成中通过规定的研削处理而形成的面。规定的研削处理例如为滚筒抛光。应予说明，本说明书中的上下是以与安装电子部件的安装基板的主面垂直的方向为基准，将该方向的安装基板侧设为下，将其相反的一侧设为上。
芯主体11例如由包含树脂和金属粉的磁粉树脂构成。详细而言，芯主体11是由以树脂为粘结剂且含有金属磁性粉的磁粉树脂构成的成型体。树脂优选为环氧树脂，由此能够进一步提高固着强度和绝缘性。应予说明，作为树脂，除了上述的环氧树脂以外，还可以使用酚醛树脂、有机硅树脂这样的热固性树脂。芯主体11例如通过将金属磁性粉与上述粘结材料混合，使用模具成型后，进行加热使粘结剂固化而得到。
作为金属磁性粉，例如可以使用纯铁(Fe)、Fe合金的金属粉。作为Fe合金，例如可以举出FeNi、FeCo、FeSi、FeSiCr、FeSiAl、FeSiBCr、FePCSiBNbC等。另外，可以将这些粉末单独使用或组合使用2种以上。另外，上述纯铁粉也可以为例如通过对五羰基铁进行热分解而形成的羰基铁粉。
芯主体11由氧化物被膜12被覆。本实施方式中，氧化物被膜12形成为覆盖芯主体11的整个表面。应予说明，氧化物被膜12未必需要覆盖芯主体11的整个表面，也可以形成为覆盖芯主体11的表面的一部分。为了夹杂于绕线20和芯主体11之间，氧化物被膜12例如可以形成为覆盖卷绕绕线20的卷芯部13的表面、绕线20所接触的凸缘部14、15的内侧侧面14a、15a(卷芯部13一侧的侧面13a)和凸缘部15的端部。在氧化物被膜12覆盖芯主体11的整个表面的情况下形成氧化物被膜12时不需要图案化、掩模，因此能够有效率地形成氧化物被膜12。
应予说明，氧化物被膜12形成为至少夹杂于后述的外部电极30和芯主体11之间。氧化物被膜12特别优选形成为覆盖形成有外部电极30的凸缘部15的下表面15b的整体。
氧化物被膜12是含有金属氧化物的被膜。金属氧化物例如为氧化钛(TiO)、氧化硅(SiO)、氧化铝(AlO)、氧化锆(ZrO)等。特别是，从提高量产性的观点考虑，氧化物被膜12优选含有钛氧化物或硅酸化合物。这些金属氧化物在强度和固有的电阻率的观点上优选。应予说明，在本实施方式中，氧化物被膜12含有键合了有机链的这些金属氧化物(TiO、SiO、AlO、ZrO)，例如钛系醇盐、硅系醇盐等，具体而言，包含钛醇盐、钛酰化物、钛螯合物等。有机链优选具有环氧基、氨基、异氰脲酸酯基、咪唑基、乙烯基、巯基、酚基、甲基丙烯酰基中的任一者。氧化物被膜12例如可以利用溶胶凝胶法形成。对于像本实施方式那样将氧化物被膜12制成含有键合了有机链的金属氧化物的结构(有机无机混合结构)，例如可以将含有金属醇盐的溶胶凝胶涂布剂和含有机链的硅烷偶联剂混合，使混合液附着于芯主体11的表面，通过加热处理使其脱水键合后，以规定的温度使其干燥。
外部电极30形成于芯10的下表面、即氧化物被膜12的下表面(表面)的2个位置。外部电极30包含基底层31和镀覆层32。基底层31和镀覆层32依次形成于氧化物被膜12的下表面。
基底层31是与氧亲和性高的金属层。基底层31优选含有例如铬(Cr)、钛(Ti)、钒(V)、钪(Sc)、锰(Mn)、钇(Y)、锆(Zr)、铌(Nb)、钼(Mo)、锝(Tc)、铪(Hf)、钽(Ta)、钨(W)、铼(Re)中的至少1种，该情况下，与氧化物被膜12的密合性提高。基底层31特别优选Cr、Ti、V中的任一者，能够进一步提高与氧化物被膜12的密合性。应予说明，基底层31不限于由上述金属的单质构成的金属层，也可以含有上述金属的合金，例如，可以含有Ni-Ti、Ni-V、Ni-Cr等。该基底层31例如通过溅射法形成。应予说明，基底层31的形成方法不限定于溅射法，可以使用蒸镀法、原子层沉积法、镀覆法等公知的金属层的形成方法。
镀覆层32例如可以使用镍(Ni)、铜(Cu)、银(Ag)、锡(Sn)等金属，Ni-铬(Cr)、Ni-Cu等合金。镀覆层32例如通过电镀法而形成。应予说明，镀覆层32也可以由多个金属层(镀覆层)构成。
绕线20例如是具有Cu等线状导体和覆盖导体表面的树脂等绝缘被覆层的电线，并卷绕于芯10的卷芯部13。绕线20的两端部分别利用镀覆、热压接等而连接于外部电极30。由此，能够构成与层叠型线圈部件等相比在特性方面有利的绕线型线圈部件1。绕线20除了向与外部电极30的连接部分延伸的部分以外，由配设于芯10的凸缘部14、15之间的被覆树脂40封装。作为被覆树脂40，例如可使用作为芯主体11的材料所列举的磁性树脂。在本实施方式中，磁性树脂例如为含有金属磁性粉的环氧树脂。
(作用)
绕线型线圈部件1是一种具有由以树脂为粘结剂的磁粉树脂构成的芯主体11(成型体)、覆盖芯主体11的表面的至少一部分(下表面)的氧化物被膜12、和包含与氧亲和性高的金属层作为形成于氧化物被膜12的表面的基底层31的外部电极30的电子部件。
如上所述，在绕线型线圈部件1中，基底层31是与氧亲和性高的金属层，因此基底层31与氧化物被膜12的氧强烈地相互作用，形成例如共价键。因此，能够提高外部电极30与芯10(氧化物被膜12)的密合性。因此，能够提高绕线型线圈部件1的安装固着强度。
另外，氧化物被膜12含有键合了有机链的金属氧化物。芯主体11由以树脂为粘结剂的磁粉树脂构成，因此氧化物被膜12具有有机链时，与芯主体11的树脂强烈地相互作用，形成例如共价键。因此，能够提高氧化物被膜12与芯主体11的密合性。因此，能够进一步提高绕线型线圈部件1与安装基板的固着强度。
例如，使用玻璃被膜作为覆盖芯主体11的绝缘膜时，有可能因热冲击而在绝缘膜产生裂纹，绝缘性降低。与此相对，本实施方式的氧化物被膜12含有键合了有机链的金属氧化物。因此，氧化物被膜12具有柔软性，即便受到热冲击，氧化物被膜12也不易产生裂纹。
如上所述，芯主体11由以树脂为粘结剂的磁粉树脂构成。芯主体11在制造工序中存在成型后进行研削的情况。研削例如为滚筒抛光。通过该研削，芯主体11所含的金属磁性粉的一部分露出于芯主体11的表面。对于这样露出的金属磁性粉而言，如果绕线20的绝缘被覆层存在损伤，则有可能在该损伤部分与绕线20的导体接触，使绕线型线圈部件1的绝缘电阻(IR)的值降低。与此相对，绕线型线圈部件1的芯10具有覆盖芯主体11的整个表面的氧化物被膜12。因此，氧化物被膜12夹杂于绕线20和芯主体11之间，覆盖因上述的研削而露出于芯主体11的表面的金属磁性粉，因此得到高的绝缘电阻。
[实施例]
接下来，举出实施例和比较例对上述各实施方式更具体地进行说明。
(实施例1)
(试验体的制成)
本实施例中，使用环氧树脂作为粘结剂而形成芯主体11。具体而言，将金属磁性粉混合于环氧树脂，利用模具将混合物成型。将该成型的混合物以规定温度加热使环氧树脂固化，由此形成作为成型体的芯主体11。其后，对芯主体11进行滚筒研磨后，在芯主体11的表面形成含有TiO的氧化物被膜12。该情况下，不使用含有机链的硅烷偶联剂，氧化物被膜12是属于不含有机链的无机膜的、含有TiO的氧化物被膜。其后，利用溅射法形成由含Cr合金构成的基底层31，形成镀覆层32而制成外部电极30。
(固着强度测定)
例如使用焊膏将试验体安装于安装基板，对于试验体与安装基板之间的固着强度(N)，利用规定的测定方法(依据AEC-Q200)来测定初期的固着强度和热冲击试验后的固着强度。将测定结果示于表1。在表1中对于本实施例1和后述的实施例2～7和比较例1、2示出粘结剂、氧化物被膜、使用液(在混合液的情况下溶胶凝胶涂布剂(简记为“涂布剂”)与含有机链的偶联剂(简记为“偶联剂”)的比例)、端子电极(基底层)、固着强度(N)、固着强度(N)(热冲击试验后)。
(实施例2)
作为氧化物被膜12，使将含有TiO的溶胶凝胶涂布剂和含有机链的硅烷偶联剂以“2：1”的比例混合而成的混合液附着于芯主体11的表面，进行加热处理，形成含有TiO和键合了有机链的Si的有机无机混合结构的氧化物被膜。该情况下，氧化物被膜12以未键合有机链的Ti的约0.5倍含有键合了有机链的Si。粘结剂和基底层31与实施例1的情况同样地设为环氧树脂和含Cr合金。
(实施例3)
作为氧化物被膜12，使将含有TiO的溶胶凝胶涂布剂和含有机链的硅烷偶联剂以“1：1”的比例混合而成的混合液附着于芯主体11的表面，进行加热处理，形成含有TiO和键合了有机链的Si的有机无机混合结构的氧化物被膜。该情况下，氧化物被膜12以未键合有机链的Ti的约1.0倍含有键合了有机链的Si。粘结剂和基底层31与实施例1的情况同样地设为环氧树脂和含Cr合金。
(实施例4)
作为氧化物被膜12，使将含有TiO的溶胶凝胶涂布剂和含有机链的硅烷偶联剂以“2：3”的比例混合而成的混合液附着于芯主体11的表面，进行加热处理，形成含有TiO和键合了有机链的Si的有机无机混合结构的氧化物被膜。该情况下，氧化物被膜12以未键合有机链的Ti的约1.5倍含有键合了有机链的Si。粘结剂和基底层31与实施例1的情况同样地设为环氧树脂和含Cr合金。
(实施例5)
作为氧化物被膜12，仅使含有机链的硅烷偶联剂附着于芯主体11的表面，进行加热处理，形成仅含有键合了有机链的Si的有机无机混合结构的氧化物被膜。粘结剂和基底层31与实施例1的情况同样地设为环氧树脂和含Cr合金。
(实施例6)
作为氧化物被膜12，使将含有SiO的溶胶凝胶涂布剂和含有机链的硅烷偶联剂以“1：1”的比例混合而成的混合液附着于芯主体11的表面，进行加热处理，形成含有SiO和键合了有机链的Si的有机无机混合结构的氧化物被膜。该情况下，氧化物被膜12以未键合有机链的Si的约1.0倍含有键合了有机链的Si。粘结剂和基底层31与实施例1的情况同样地设为环氧树脂和含Cr合金。
(实施例7)
作为氧化物被膜12，使将含有TiO的溶胶凝胶涂布剂和含有机链的硅烷偶联剂以“1：1”的比例混合而成的混合液附着于芯主体11的表面，进行加热处理，形成含有TiO和键合了有机链的Si的有机无机混合结构的氧化物被膜。该情况下，氧化物被膜12以未键合有机链的Ti的约1.0倍含有键合了有机链的Si。本实施例7中，使基底层31为含Ti合金。粘结剂与实施例1的情况同样地设为环氧树脂。
(比较例1)
制成不具有氧化物被膜12(表1中记为“无”)的构成。粘结剂和基底层31与实施例1的情况同样地设为环氧树脂和含Cr合金。
(比较例2)
制成使粘结剂为聚硅氧烷树脂且不具有氧化物被膜12(表1中记为“无”)的构成。使基底层31为含Cr合金。
(结果)
如表1所示，对于试验体与安装基板的固着强度，比较例1和比较例2的初期的固着强度和热冲击试验后的固着强度分别为40(N)和45(N)。与此相对，在实施例1～7中，得到超过200(N)的安装固着强度作为初期的固着强度。即，可知在具有氧化物被膜12和含有与氧亲和性高的金属层作为基底层31的外部电极30时，试验体与安装基板的固着强度提高。另外，在氧化物被膜12为含有键合了有机链的金属氧化物的有机无机混合结构的氧化物被膜的实施例2～7中，不仅初期的固着强度超过200(N)，而且热冲击试验后也得到了超过200(N)的固着强度。即，可知含有键合了有机链的金属氧化物的氧化物被膜12的耐热冲击性也提高。应予说明，在实施例1～7中，得到了高的绝缘电阻(IR：Insulation Resistance)。
如上所述，根据本实施方式，取得以下的效果。
(1)绕线型线圈部件1是具有由以树脂为粘结剂的磁粉树脂构成的芯主体11(成型体)、覆盖芯主体11的表面的至少一部分(下表面)的氧化物被膜12、和含有与氧亲和性高的金属层作为形成于氧化物被膜12的表面的基底层31的外部电极30的电子部件。该基底层31与氧化物被膜12的氧强烈地相互作用，形成例如共价键。因此，能够提高外部电极30与芯10(氧化物被膜12)的密合性。因此，能够提高绕线型线圈部件1的安装固着强度。
(2)氧化物被膜12优选为含有键合了有机链的金属氧化物的、即有机无机混合结构的氧化物被膜。芯主体11由以树脂为粘结剂的磁粉树脂构成，因此氧化物被膜12的有机链与芯主体11的树脂强烈地相互作用，形成例如共价键。因此，能够提高氧化物被膜12与芯主体11的密合性。因此，能够进一步提高绕线型线圈部件1与安装基板的固着强度。
(3)氧化物被膜12优选含有有机链。该情况下，氧化物被膜12具有柔软性，因此即便受到热冲击，绕线型线圈部件1与安装基板的固着强度也不降低，能够提高耐热冲击性。
(4)优选芯主体11上卷绕有绕线20，且氧化物被膜12夹杂于芯主体11和绕线20之间。该情况下，即便金属磁性粉露出于芯主体11的表面，也因为由氧化物被膜12覆盖金属磁性粉，所以得到高的绝缘电阻。
(5)氧化物被膜12优选以未键合有机链的Si、Ti等金属元素的0.5倍～1.5倍含有键合了有机链的Si、Ti等金属元素。该情况下，可知耐热冲击性可靠地提高。
应予说明，上述实施方式也可以按以下变形例实施。
·上述实施方式是在凸缘部15具有2个外部电极30的绕线型线圈部件1。与此相对，也可以制成在2个凸缘部分别具有外部电极并与安装基板大致平行地支撑卷芯部的、所谓横卷型的绕线型线圈部件。另外，外部电极30的数量也可以大于2个。
·上述实施方式中，制成了在卷芯部13的两端具有凸缘部14、15的绕线型线圈部件1，但也可以对凸缘部14、15的大小分别进行适当变更。另外，也可以省略卷芯部13的上端的凸缘部14。
·上述实施方式中，作为电子部件，例示了绕线型线圈部件1。与此相对，电子部件也可以为层叠型线圈部件，该情况下，成型体为基体(素体)。除此以外，作为具有成型体和外部电极的电子部件，例如也可以为使用电介质的电容器、使用压电体的压电元件、使用半导体的变阻器等。
·上述实施方式和上述变形例可以适当地用公知的构成置换其一部分。另外，上述实施方式和上述变形例可以适当地将其一部分或全部与其它方式、例子组合。

Claims (10)

1.一种电子部件，具有：
成型体，由以树脂为粘结剂的磁粉树脂构成；
氧化物被膜，覆盖所述成型体的表面的至少一部分；以及
外部电极，包含与氧亲和性高的金属层作为形成于所述氧化物被膜的表面的基底层。
2.根据权利要求1所述的电子部件，其中，所述基底层含有Cr、Ti、V、Sc、Mn、Y、Zr、Nb、Mo、Tc、Hf、Ta、W、Re中的至少1种。
3.根据权利要求1或2所述的电子部件，其中，所述氧化物被膜含有键合了有机链的金属氧化物。
4.根据权利要求3所述的电子部件，其中，所述氧化物被膜以未键合有机链的金属元素的0.5倍～1.5倍含有键合了有机链的金属元素。
5.根据权利要求3或4所述的电子部件，其中，所述氧化物被膜含有TiO或SiO。
6.根据权利要求3～5中任一项所述的电子部件，其中，所述有机链具有环氧基、氨基、异氰脲酸酯基、咪唑基、乙烯基、巯基、酚基、甲基丙烯酰基中的任一者。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的电子部件，其中，所述粘结剂为环氧树脂。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的电子部件，其中，所述成型体卷绕有绕线，所述绕线的端部连接于所述外部电极。
9.根据权利要求8所述的电子部件，其中，所述氧化物被膜还夹杂在所述绕线与所述成型体之间。
10.根据权利要求8或9所述的电子部件，其中，所述氧化物被膜覆盖所述成型体的整个表面。
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