CN109979700B

CN109979700B - 层叠线圈型电子部件

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Publication number: CN109979700B
Application number: CN201811409388.5A
Authority: CN
Inventors: 铃木孝志; 佐藤英和; 永井雄介; 角田晃一; 川崎邦彦; 近藤真一; 石间雄也; 佐藤真一; 高桥圣树; 远藤贵志
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2017-12-27
Filing date: 2018-11-23
Publication date: 2021-07-06
Anticipated expiration: 2038-11-23
Also published as: JP2019117898A; JP7145610B2; CN109979700A; KR20190079501A; KR102179495B1; TWI684190B; US20190198210A1; TW201929001A; US11302466B2; JP2022171894A

Abstract

本发明提供一种提高了电感L、Q和强度的层叠线圈型电子部件。层叠线圈型电子部件具有线圈导体和磁性素体层叠而成的元件。磁性素体含有软磁性金属颗粒和树脂。树脂填充于上述软磁性金属颗粒间的间隙的空间中。软磁性金属颗粒由软磁性金属颗粒主体和覆盖软磁性金属颗粒主体的氧化覆膜构成。氧化覆膜中的与软磁性金属颗粒主体相邻接的层包括含有Si的氧化物。

Description

层叠线圈型电子部件

技术领域

本发明涉及层叠线圈型电子部件。

背景技术

作为用于便携设备等各种电子设备的电源电路中的电子部件，已知有变压器、扼流线圈、电感器等的线圈型电子部件。

这种线圈型电子部件具有在发挥规定的磁特性的磁性体的周围配置有作为电导体的线圈的结构。作为磁性体，根据所希望的特性可以使用各种材料。

近年来，为了对应线圈型电子部件的进一步的小型化、低损失化、高频化，正在尝试使用软磁性金属材料作为磁性体。

在此，在作为线圈型电子部件的磁性体使用软磁性金属材料的情况下，软磁性金属材料的绝缘性成为问题。特别是，在层叠线圈型电子部件的情况下，因为磁性体与线圈导体直接接触，所以当软磁性金属材料的绝缘性低时，在电压施加时会发生短路。

进而，当作为电源用扼流线圈等的磁芯而使用绝缘性低的软磁性金属材料时，在软磁性金属颗粒中产生涡电流，会产生涡电流导致的损失。

在专利文献1中记载有关于层叠电感器的发明，其特征在于，在磁性体中，使Fe－Si－Cr合金颗粒彼此之间的空隙含浸树脂。但是，因为在含浸树脂之前的Fe－Si－Cr合金颗粒间存在Si的氧化物，所以含浸树脂之前的空隙少。因此，即使进一步含浸树脂，树脂的含浸量也少，含浸树脂的效果小。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012－238840号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

本发明是鉴于这种实际情况而完成的，其目的在于，提供一种提高了电感L、Q和强度的层叠线圈型电子部件。

用于解决问题的技术手段

第一方面提供一种层叠线圈型电子部件，其具有线圈导体和磁性素体层叠而成的元件，该层叠线圈型电子部件的特征在于，

所述磁性素体包含软磁性金属颗粒和树脂，

所述树脂填充于所述软磁性金属颗粒间的间隙的空间中，

所述软磁性金属颗粒包括软磁性金属颗粒主体和覆盖所述软磁性金属颗粒主体的氧化覆膜，

所述氧化覆膜中的与所述软磁性金属颗粒主体相邻接的层包括含有Si的氧化物。

第一方面的层叠线圈型电子部件由于具有上述特征，从而成为电感L、Q和强度全部优异的线圈型电子部件。

第一方面的层叠线圈型电子部件中，也可以是，所述氧化覆膜的平均厚度为5nm以上且60nm以下。

也可以是，所述含有Si的氧化物实质上仅包含于所述氧化覆膜中。

第二方面提供一种层叠线圈型电子部件，其具有线圈导体和磁性素体层叠而成的元件，该层叠线圈型电子部件的特征在于，

所述磁性素体含有软磁性金属颗粒和树脂，

所述树脂填充于所述软磁性金属颗粒间的间隙的空间中，

所述软磁性金属颗粒中的Fe的含量为92.5质量％以上且97.0质量％以下，Si的含量为3.0质量％以上且7.5质量％以下，实质上不含Cr。

第二方面的层叠线圈型电子部件由于具有上述特征，从而成为电感L、Q和强度全部优异的线圈型电子部件。

以下的记载为在第一方面和第二方面的发明中共通的内容。

也可以是，在通过利用SEM观察所述层叠线圈型电子部件的层间部的截面获得的SEM观察图像中，

所述间隙的空间的面积比率相对于所述SEM观察图像整体为10.0％以上且35.0％以下。

也可以是，在所述层叠线圈型电子部件的层间部中，所述软磁性金属颗粒的D50－D10为3.0μm以下，D90－D50为4.5μm以下。另外，D50－D10也可以为2.5μm以下。

也可以是，所述软磁性金属颗粒为Fe－Si合金颗粒。

也可以是，所述树脂为酚醛树脂或环氧树脂。

也可以是，所述树脂的质量相对于所述线圈导体和所述磁性素体的合计质量的质量比率为0.5质量％以上且3.0质量％以下。

附图说明

图1是本发明一实施方式的层叠电感器。

图2是图1的层叠电感器的磁性素体的截面示意图。

图3是实施例1中填充树脂之前的层间部的截面SEM图像。

图4是实施例1中填充了树脂后的层间部的截面SEM图像。

图5是实施例1中镀敷之后的层间部的截面SEM图像。

图6是比较例1中镀敷之后的层间部的截面SEM图像。

图7是比较例2中填充了树脂后的层间部的截面SEM图像。

图8是比较例2中镀敷之后的层间部的截面SEM图像。

图9是实施例1的层间部的BF像。

图10是实施例1的层间部的HADDF像。

图11是实施例1的层间部的放大示意图。

图12是实施例1的GC－MS分析结果。

符号说明

1…层叠电感器

2…元件

2a…表面部

2b…中央部

3…端子电极

4…磁性素体

4a…层间部

5…线圈导体

5a、5b…引出电极

11…软磁性金属颗粒

11a…软磁性金属颗粒主体

11b…氧化覆膜

12…间隙的空间

13…树脂

14…空隙

具体实施方式

以下，基于附图所示的实施方式说明本发明。

在本实施方式中，作为层叠线圈型电子部件，例示图1所示的层叠电感器。

如图1所示，本实施方式的层叠电感器1具有元件2和端子电极3。元件2具有在磁性素体4的内部三维地且螺旋状地埋设有线圈导体5的结构。在元件2的两端形成有端子电极3，该端子电极3经由引出电极5a、5b与线圈导体5连接。另外，元件2包括埋设有线圈导体5的中央部2b和存在于中央部2b的层叠方向(z轴方向)上下且没有埋设线圈导体5的表面部2a。另外，在本实施方式中，将磁性素体4中的、层叠方向上的线圈导体5彼此的中间部作为层间部4a。

元件2的形状是任意的，但通常为长方体形状。另外，其尺寸也没有特别限制，只要根据用途设为适当的尺寸即可。例如，可以设为0.2～2.5mm×0.1～2.0mm×0.1～1.2mm。

就端子电极3的材质而言，只要是电导体，则可以是任意的材质。例如，能够使用Ag、Cu、Au、Al、Ag合金、Cu合金等。特别是使用Ag的情况下廉价且为低电阻，所以优选。端子电极3也可以含有玻璃料(Glass frit)。另外，端子电极3也可以在表面实施了镀敷。例如也可以依次实施镀Cu、Ni和镀Sn、或者镀Ni和镀Sn。

就线圈导体5和引出电极5a、5b的材质而言，只要是电导体，则可以为任意的材质。例如，能够使用Ag、Cu、Au、Al、Ag合金、Cu合金等。特别是，使用Ag的情况下廉价且为低电阻，所以优选。

如图2所示，磁性素体4由软磁性金属颗粒11和树脂13构成。图2是磁性素体4的截面示意图。另外，将磁性素体4中的软磁性金属颗粒11以外的部分作为间隙的空间12。而且，在间隙的空间12中填充树脂13，没有填充树脂13的部分为空隙14。另外，在填充树脂前的阶段，间隙的空间12全部为空隙14。

如后述的图11所示，软磁性金属颗粒11由软磁性金属颗粒主体11a和覆盖软磁性金属颗粒主体11a的氧化覆膜11b构成。

软磁性金属颗粒主体11a的材质没有特别限制。软磁性金属颗粒主体11a的材质例如也可以为主要含有Fe和Si的Fe－Si类合金、或者主要含有Fe、Ni、Si和Co的坡莫合金(Permalloy)。软磁性金属颗粒主体11a优选为Fe－Si类合金。

在软磁性金属颗粒主体11a为Fe－Si类合金的情况下，将Fe的含量和Si的含量的合计设为100质量％，Si的含量以Si换算优选为7.5质量％以下。即，Fe的含量以Fe换算优选为92.5质量％以上。

在Si的含量过多的情况下，使用软磁性金属粉末成形时的成形性恶化，其结果是，存在焙烧后的焙烧体密度降低的趋势。并且，存在不能适当地维持热处理后的合金焙烧颗粒的氧化状态，特别是导磁率降低的趋势。

另外，在将Fe的含量和Si的含量的合计设为100质量％的情况下，Si的含量以Si换算优选为3.0质量％以上。即，Fe的含量以Fe换算优选为97.0质量％以下。

在Si的含量过少的情况下，存在尽管成形性提高，但不能适当地维持烧结后的软磁性金属颗粒的氧化状态，电阻率降低的趋势。

就本实施方式的Fe－Si类合金而言，在将Fe的含量和Si的含量的合计设为100质量％的情况下，其它元素的含量除O之外，最大为0.15质量％以下。并且，实质上不含Cr。实质上不含Cr是指Cr的含量为0.03质量％以下。即，在本实施方式中，Fe－Si类合金不包括Fe－Si－Cr合金。

另外，本实施方式的软磁性金属合金也可以含有P。在软磁性金属合金为Fe－Si类合金的情况下，P相对于Fe的含量和Si的含量的合计100质量％优选含有110～650ppm。通过软磁性金属合金含有P，能够获得可以兼得高的电阻率(比电阻)和规定的磁特性这两者的层叠电感器。并且，通过按上述的范围含有P，能够显示在磁性素体4中不产生短路的程度的高电阻率、例如1.0×10⁵Ω·cm以上的电阻率。并且，能够发挥规定的磁特性。

关于本实施方式的层叠电感器1具有上述的特性的理由，例如，以下所述的推测成立。即，认为Fe－Si合金以含有规定量的磷的状态被进行热处理，由此能够适当地控制构成热处理后的磁性素体4的软磁性金属颗粒11的氧化状态、即氧化覆膜11b的覆盖率或厚度等。其结果是，热处理后的磁性素体4显示高的电阻率，而且能够发挥规定的磁特性。因此，本实施方式的磁性素体4适合作为与线圈导体5直接接触的磁性素体。

此外，在软磁性金属颗粒主体为坡莫合金的情况下，将Fe、Ni、Si和Co的含量的合计设为100质量％，优选Fe的含量为45～60质量％、Ni的含量为33～48质量％、Si的含量为1～6质量％、Co的含量为1～6质量％。并且，该坡莫合金实质上不含Cr。即，在将Fe、Ni、Si和Co的合计含量设为100质量％的情况下，Cr的含量为0.06质量％(600ppm)以下。进而，关于P等其它元素的含量，除了O之外，最大为0.15质量％(1500ppm)以下。

并且，覆盖本实施方式的软磁性金属颗粒主体11a的氧化覆膜11b优选包含由含有Si的氧化物形成的层，优选软磁性金属颗粒主体11a与由含有Si的氧化物形成的层相邻接。覆盖软磁性金属颗粒主体11a的氧化覆膜11b包含由含有Si的氧化物形成的层，由此软磁性金属颗粒11彼此之间的绝缘性提高，从而Q提高。另外，覆盖软磁性金属颗粒主体11a的氧化覆膜11b包含由含有Si的化合物形成的层，由此也能够防止形成Fe的氧化物。

树脂13的种类是任意的。具体而言，优选为酚醛树脂或环氧树脂。在树脂13为酚醛树脂或环氧树脂的情况下，特别容易填充到间隙的空间12中。另外，树脂13为酚醛树脂是因为廉价且处理容易，故而优选。

通过将树脂13填充到间隙的空间12中，层叠电感器1的强度(特别是抗弯强度)提高。另外，由于软磁性金属颗粒11彼此之间的绝缘性进一步提高，从而Q进一步提高。并且，可靠性和耐热性提高。

在此，层叠电感器1的元件2中的、树脂13最不易填充到间隙的空间12中的部分是层间部4a。因此，如果在层间部4a的间隙的空间12中填充树脂13，则可以说在层叠电感器1的元件2全体中充分地填充有树脂13。

确认覆盖软磁性金属颗粒主体11a的氧化覆膜11b是否包含由含有Si的氧化物形成的层、和树脂13是否填充到了间隙的空间12中的方法没有特别限制。例如，能够进行SEM－EDS测定和STEM－EDS测定，通过目视确认覆盖软磁性金属颗粒主体11a的氧化覆膜11b是否包含由含有Si的氧化物形成的层、和树脂13是否填充到了间隙的空间12。

在此，图3～图5是后述的实施例1的层间部的SEM图像(倍率10000倍)。图3是填充树脂前的SEM图像，图4是填充了树脂后的SEM图像，图5是在树脂填充后对端子电极实施了镀敷后的SEM图像。根据图4和图5可知，在软磁性金属颗粒以外存在树脂，填充了间隙的空间。与之相对，图6～图8是后述的比较例1和比较例2的层间部的SEM图像(倍率10000倍)。可知，在任一图中，树脂均未填充间隙的空间。

并且，图9和图10是后述的实施例1的镀敷品的层间部的STEM－EDS测定图像(倍率20000倍)。图11是将后述的实施例1的镀敷品中的层间部进一步放大来观察时的放大示意图。此外，图9和图10是对表面进行砂纸抛光后的图像。

图9是STEM的明视野图像(BF像、Bright-field image)。图10是STEM的暗视野图像(HAADF像、Dark field image)。

根据图9和图10可知，将树脂13填充于层间部的间隙的空间12并使其固化。进而，通过图像分析和基于STEM－EDS的元素分析，Si实质上仅存在于软磁性金属颗粒11，C实质上仅存在于间隙的空间12。另外，也可以将在软磁性金属颗粒11以外的部分存在C的部分的面积作为对于观察范围整体的间隙的空间12整体的面积。

另外，如图11所示，存在覆盖软磁性金属颗粒主体11a的氧化覆膜11b。氧化覆膜11b包含Si氧化物层。进而进行图像解析，Si实质上仅存在于软磁性金属颗粒主体11a和氧化覆膜11b。另外，Si的氧化物实质上仅存在于氧化覆膜11b。此外，Si氧化物层11b主要是由Si的氧化物形成的层。

另外，氧化覆膜11b的厚度是任意的。除Si氧化物层与软磁性金属颗粒主体11a相邻接以外，可以形成为任意的构造。例如，氧化覆膜11b可以仅由Si氧化物层构成，也可以为Si氧化物层和其它的氧化物层的多层构造。与软磁性金属颗粒主体11a相邻接的Si氧化物层实质上也可以仅由Si的氧化物构成。氧化覆膜11b的厚度和各层的厚度能够使用STEM－EDS测定图像进行测定。在本实施方式中，优选氧化覆膜11b整体的平均厚度为5nm以上60nm以下。此外，上述的平均厚度为对至少50个以上的软磁性金属颗粒11测定了氧化覆膜11b的厚度时的厚度的平均。此外，氧化覆膜11b的形成方法是任意的。例如，可以通过焙烧软磁性金属粉来形成。另外，氧化覆膜11b的厚度和各氧化物层的厚度可以通过焙烧温度或时间等焙烧条件或退火条件等进行控制。此外，氧化覆膜11b越厚，间隙的空间12越小，树脂13的填充量降低。此外，Si的氧化物实质上仅包含于氧化覆膜11b中，优选在夹在比氧化覆膜11b靠外侧的两个软磁性金属颗粒11之间的部分(间隙的空间12)中几乎不存在。

在本实施方式的层叠电感器1中，构成磁性素体4的软磁性材料(软磁性金属颗粒11)的电阻率高。这是因为，软磁性金属颗粒主体11a被氧化覆膜11b覆盖。并且，在间隙的空间12中填充有树脂13。因此，镀敷液不易侵入间隙的空间12。因此，即使在镀敷后也不会产生短路，具有高的电感L。并且，层叠电感器1的强度(特别是抗弯强度)也提高等，能够发挥规定的性能。

软磁性金属颗粒11的平均粒径(D50)没有特别限制。另外，也可以形成为在表面部2a与中央部2b中粒径不同。为了提高可靠性，优选使中央部2b的软磁性金属颗粒11的D50比表面部2a的软磁性金属颗粒11的D50小。例如，中央部2b的软磁性金属颗粒11的D50优选为1.0～10μm，表面部2a的软磁性金属颗粒11的D50优选为2.0～18μm。

另外，软磁性金属颗粒11的粒径的偏差(不均匀)较小时，间隙的空间12变大，使树脂的填充量增大，故而优选。偏差(不均匀)小具体而言是指D50－D10和D90－D50小。例如，可以将中央部2b的D50－D10设为0.5μm以上且3.0μm以下，可以将D90－D50设为1.5μm以上且4.5μm以下。另外，可以将表面部2a的D50－D10设为4.0μm以上且6.0μm以下，可以将D90－D50设为7.0μm以上且12.0μm以下。此外，上述D50－D10的下限和D90－D50的下限是例示。并且，在准备D50－D10和D90－D50小的软磁性金属颗粒11的情况下，减小偏差(不均匀)产生的效果变小，另一方面，成本增大。

D10、D50和D90的计算方法没有特别限制。例如，利用SEM观察截面，通过图像解析算出软磁性金属颗粒11的面积，以作为对应于该面积的圆的直径(相当于圆的直径)所计算出的值为粒径。而且，对于各测定部位，算出100个以上的软磁性金属颗粒11的粒径，计算出D10、D50和D90。此外，软磁性金属颗粒11的形状没有特别限制。

另外，优选层间部4a(中央部2b)的截面中的间隙的空间12的面积比率相对于SEM观察图像整体为10.0％以上且35.0％以下。间隙的空间12的面积比率能够通过软磁性金属颗粒的粒径分布来控制，除此之外，也能够通过控制生片中的粘合剂树脂的树脂量、形成生片时的成形压力、焙烧条件、退火条件等进行控制。另外，如果软磁性金属颗粒的粒径分布为该程度，则间隙的空间大，能够填充的树脂的量越多，电感L越小，存在Q和抗弯强度增大的趋势。

接着，对上述层叠电感器的制造方法的一例进行说明。首先，对制作成为构成磁性素体的软磁性金属颗粒的原料的软磁性金属粉末的方法进行说明。在本实施方式中，软磁性金属粉末能够使用与公知的软磁性金属粉末的制作方法相同的方法获得。具体而言，能够使用气体雾化法、水雾化法、转盘法等制作。这些方法中，从容易获得具有所希望的磁特性的软磁性金属粉末的观点出发，优选使用水雾化法。并且，通过控制软磁性金属粉末的粒径，能够控制最终获得的软磁性金属颗粒的D10、D50和D90。

在水雾化法中，将熔融的原料(熔融金属)通过设于熔炉底部的喷嘴作为线状的连续的流体供给，对所供给的熔融金属喷射高压的水，使熔融金属形成为液滴，同时进行骤冷，从而获得微细的粉末。

在本实施方式中，通过将Fe的原料和Si的原料熔融并且添加了P，将由此所得的原料通过水雾化法形成为细粉，能够制造本实施方式的软磁性金属粉末。另外，在原料中，例如Fe的原料中含有P的情况下，通过控制Fe的原料中的P的含量和添加P的量的合计量，能够控制最终获得的软磁性金属颗粒中含有的P的量。也可以通过水雾化法将溶融物形成为细粉。或者，也可以利用水雾化法将使用P的含量不同的多种Fe的原料、以软磁性金属粉末中的P的含量成为上述范围内的方式进行了调整的溶融物形成为细粉。

接着，使用这样获得的软磁性金属粉末制造层叠电感器。制造层叠电感器的方法没有限制，可以采用公知的方法。以下，对使用片材法制造层叠电感器的方法进行说明。

将所获得的软磁性金属粉末与溶剂或粘合剂等添加剂一同形成浆料，制作膏。然后，使用该膏形成在焙烧后成为磁性素体的生片。此时，也可以在表面部用的生片和中央部用的生片使用粒径不同的软磁性金属粉末。接着，在所形成的中央部用生片上涂布线圈导体膏，形成线圈导体图案。线圈导体膏通过将成为线圈导体的金属(Ag等)与溶剂或粘合剂等添加剂一同形成浆料而制作。接着，在将形成有线圈导体图案的生片层叠了多个后，将各线圈导体图案接合，由此获得线圈导体呈三维且螺旋状地形成的坯料层叠体。

对所获得的层叠体进行热处理(脱粘合剂工序和焙烧工序)，由此除去粘合剂，软磁性金属粉末中所含的软磁性金属颗粒成为软磁性金属焙烧颗粒。然后，将软磁性金属焙烧颗粒彼此相互连接，获得固定了的(一体化的)作为焙烧体的层叠体。脱粘合剂工序中的保持温度(脱粘合剂温度)只要是粘合剂能够分解而作为气体被除去的温度，就没有特别限制，但在本实施方式中优选为300～450℃。另外，脱粘合剂工序中的保持时间(脱粘合剂时间)也没有特别限制，但在本实施方式中优选为0.5～2.0小时。

焙烧工序中的保持温度(焙烧温度)只要是构成软磁性金属粉末的软磁性金属颗粒能够相互连接的温度，就没有特别限制，但在本实施方式中优选为550～850℃。另外，焙烧工序中的保持时间(焙烧时间)也没有特别限制，但在本实施方式中优选为0.5～3.0小时。

此外，在本实施方式中，优选调整脱粘合剂和焙烧中的气氛。具体而言，可以在如大气中这样的氧化气氛中进行脱粘合剂和焙烧，但优选在氧化力比大气气氛弱的气氛中、例如氮气氛中或者氮和氢的混合气氛中进行。由此，能够高度维持软磁性金属颗粒的电阻率，并且提高磁性素体的密度，进而提高导磁率(μ)等。另外，容易在软磁性金属颗粒的表面形成Si氧化覆膜，不易形成Fe的氧化物。其结果是，能够防止Fe的氧化导致的电感L的降低。

也可以在焙烧后进行退火处理。进行退火处理时的条件是任意的，例如也可以在500～800℃中进行0.5～2.0小时。另外，退火后的气氛也是任意的。

此外，上述热处理后的软磁性金属颗粒的组成与上述热处理前的软磁性金属粉末的组成实质上一致。

接着，在元件上形成端子电极。形成端子电极的方法没有特别限制，通常将成为端子电极的金属(Ag等)与溶剂或粘合剂等添加剂一同形成浆料(浆料化)来制作。

接着，通过对元件含浸树脂，在间隙的空间中填充树脂。含浸树脂的方法是任意的。例如可举出真空含浸的方法。

真空含浸通过将上述层叠电感器浸渍于树脂中，进行气压控制来进行。通过降低气压使树脂侵入磁性素体内部。并且，因为从磁性素体的表面至内部存在间隙的空间，所以利用毛细管现象的原理经由间隙的空间使树脂侵入至磁性素体内部，特别是侵入到最难侵入的层间部，向间隙的空间中填充树脂。进而，通过加热使树脂固化。加热条件根据树脂的种类而不同。

树脂的种类是任意的，但需要最终能够填充到间隙的空间中的树脂。例如，在使用硅树脂的情况下，树脂成为尤其是在表面部的软磁性金属颗粒的表面以膜状存在的状态，树脂不易充分侵入至磁性素体内部(特别是层间部)的间隙的空间中。并且，因为当以300℃以上加热时树脂发生分解，所以耐热性也低。与之不同，特别是在使用酚醛树脂或环氧树脂的情况下，树脂充分侵入至磁性素体内部(特别是层间部)的间隙的空间中，在固化后也容易充分填充在间隙的空间中。并且，即使加热也不会容易分解，因此，耐热性也高。

最终获得的层叠电感器的磁性素体中的树脂的含量优选为0.5重量％以上且3.0重量％以下。树脂越少，L越大，但存在Q减小而抗弯强度降低的趋势。此外，树脂的含量例如可以通过改变含浸时的树脂溶液浓度、浸渍时间、浸渍次数等来控制。

在本实施方式中，可以在填充了树脂后对端子电极实施电镀。因为树脂被填充于间隙的空间中，所以即使将层叠电感器投入镀敷液中，镀敷液也不易侵入磁性素体内部。因此，在镀敷后，在层叠电感器内部也不会产生短路，能够保持高的电感。

如上说明了本发明的实施方式，但本发明不受上述实施方式任何限定，在本发明的范围内可以以各种方式改变。

【实施例】

以下，使用实施例更详细地说明发明，但本发明不限于这些实施例。

(实验例1)

首先，作为原料，分别准备Fe单体和Si单体。接着，将它们混合，收容在配置于水雾化装置内的熔炉中。接着，在不活泼性气氛中，使用设于熔炉外部的工作线圈将熔炉通过高频感应加热至1600℃以上，将熔炉中的锭、块或砂丸熔融、混合，获得熔融金属。此外，磷含量的调整通过在将软磁性金属粉末的原料熔融、混合时调整Fe单体的原料中所含的磷的量来进行。

接着，使高压(50MPa)的水流与从设于熔炉的喷嘴以形成线状的连续的流体的方式供给的熔融金属冲击，在形成液滴的同时进行骤冷，进行脱水、干燥、分级，由此制作由Fe－Si类合金颗粒构成的软磁性金属粉末。此时，制作粒径分布互不相同的表面部用的软磁性金属粉末和中央部用的软磁性金属粉末这两种软磁性金属粉末。此外，适当控制制造条件、分级条件等以成为表1所示的粒径分布。

通过ICP分析法对所获得的软磁性金属粉末进行组成分析，结果确认到，全部的实施例和比较例中使用的软磁性金属粉末为Fe：94mass％、Si：6mass％，P含量为350ppm。并且，确认到实质上不含有Fe、Si和P以外的元素、例如Cr等。

将上述的软磁性金属粉末与溶剂、粘合剂等添加物一同形成浆料，制作膏。而且，使用该膏形成在焙烧后成为磁性素体的生片。在该生片上形成规定图案的Ag导体(线圈导体)并进行层叠，由此制作厚度0.8mm的坯料的层叠体。

将所获得的坯料层叠体切割为2.0mm×1.2mm形状，获得坯料层叠电感器。对所获得的层叠电感器在不活泼性气氛中以400℃进行脱粘合剂处理。然后，在还原性气氛下以750℃－1h的条件进行焙烧，获得焙烧体。此外，不活泼性气氛是指在N₂气体中，还原性气氛是指在N₂和H₂气体的混合气体中，氢浓度1.0％的气氛。在所获得的焙烧体的两侧端面涂布端子电极用膏并进行干燥，在650℃下进行0.5小时的烧结处理，形成端子电极，获得层叠电感器(烧结品)。

接着，关于全部的实施例和比较例1以外的比较例，对于所获得的烧结品使树脂原料的混合物真空含浸，然后进行加热，使树脂固化，由此在层叠电感器的间隙的空间中填充了树脂。树脂的固化通过在150℃中加热2.0小时来进行。此外，在使树脂固化时，包含于树脂混合物中的溶剂等蒸发。用于真空含浸的树脂原料的混合物的种类表示在下表1中。此外，表1中的酚醛树脂A混合物是混合了约50重量％的酚类(C₇H₈O.CH₂O.C₄H₁₀O)_x、约38重量％的乙二醇单丁醚、约11重量％的1－丁醇、约0.20重量％的甲醛和约0.1％的m－甲酚的混合物，通过固化来获得酚醛树脂A。酚醛树脂B混合物是混合了约50重量％的酚类(C₆H₆O.CH₂O)_x、约1.7重量％的甲醛、约小于0.3重量％的甲醇和约44重量％的1－丁醇的混合物，通过固化而获得酚醛树脂B。酚醛树脂C混合物是混合了约63重量％的酚类(C₆H₆O.CH₂O)_x、约5.5重量％的苯酚、约0.60重量％的甲醛和约30重量％的甲醇的混合物，通过固化而获得酚醛树脂C。环氧树脂混合物是混合了萘型环氧树脂、固化剂、溶剂(甲苯)等的混合物，通过固化而获得环氧树脂。硅树脂混合物是混合了有机聚硅氧烷、溶剂甲苯等的混合物，通过固化而获得硅树脂。

然后，实施电解电镀，在端子电极上形成镀Ni层和镀Sn层。此外，在比较例1中，在形成端子电极后，立即实施电解电镀，形成镀Ni层和镀Sn层。

关于在各实施例和比较例中的、真空含浸后使树脂固化的含浸品和镀敷后的镀敷品，使用TG－DTA测定树脂的质量相对于线圈导体和磁性素体的合计质量的质量比率。表2中表示了结果。其中，对于全部的实施例和比较例，在含浸品和镀敷品中，树脂的质量比率实质上没有变化。并且，使用ICP分析法确认磁性素体的组成，确认了与作为原料的软磁性金属粉末的组成实质上一致。

对于各实施例和比较例的含浸品和镀敷品，确认了有无向层间部的间隙的空间中填充的树脂。具体而言，通过使用SEM以倍率10000倍按13μm×10μm的尺寸拍摄层间部的截面照片，并观察截面照片来确认。表2中表示其结果。其中，说明书的图3～图5分别是实施例1的烧结品、含浸品和镀敷品中的层间部的SEM图像。图6是比较例1的镀敷品的SEM图像，图7是比较例2的含浸品的SEM图像，图8是比较例2的镀敷品的SEM图像。

对各实施例和比较例的层间部和表面部测定了间隙的空间的面积比率。具体而言，对于各实施例和比较例的含浸品，在填入了抛光用的填埋树脂之后，使用SEM－EDS以倍率2000倍按62μm×44μm的尺寸进行观察，将Fe、Si、O、C的合计设为100％，将存在C的部分作为间隙的空间，测定了面积比率。表1中表示其结果。其中，表1中记载的间隙的空间的面积比率，是对于各实施例和比较例分别测定了30个层叠电感器的面积比率的平均值。

此外，图9是实施例1的BF像，图10是实施例1的HADDF像。

并且，使用STEM－EDS，以比上述的测定高倍率的倍率20000倍按7μm×7μm的尺寸进行观察，确认到了实质上在氧化覆膜以外不存在Si。另外，在全部的实施例中，确认到了存在软磁性金属颗粒主体、和与软磁性金属颗粒主体相邻接的Si氧化物层。

对于各实施例和比较例的层叠电感器，使用LCR仪表(HEWLETT PACKARD公司制：4285A)以f＝2MHz、I＝0.1A测定L和Q。表2中表示其结果。其中，表2中记载的L和Q是对各实施例和比较例分别测定了30个层叠电感器的L和Q的平均值。在本实施例中，将L为0.30μH以上的情况作为良好，将L为0.40μH以上的情况作为更良好。另外，将Q为30以上的情况作为良好，将Q为40以上的情况作为更良好。

对各实施例和比较例的层叠电感器测定短路数。短路数通过使用LCR仪表对各实施例和比较例的含浸品和镀敷品(各30个)进行测定，测定30个之中的几个层叠电感器发生了短路。表2中表示其结果。在本实施例中，将短路数为0的情况作为良好。

对于各实施例和比较例的层叠电感器，测定抗弯强度。抗弯强度使用粘结强度试验机Aikoh Engineering(アイコーエンジニアリング)公司制(CPU GAUGE9500SERIES)以10mm/min进行测定。表2中表示其结果。其中，表2中记载的结果是对各10个层叠电感器测定了抗弯强度的平均值。在本实施例中，将抗弯强度超过30.0N的情况作为良好，将超过45.0N的情况作为更良好。

【表1】

【表2】

根据表1和表2，在使用酚醛树脂或环氧树脂作为树脂的实施例1～9中，向最不容易填充树脂的层间部的间隙的空间中也填充了树脂。其结果是，即使在进行镀敷后也不会产生短路，且L和Q也能够被维持得较高。进而，抗弯强度也高。

与之不同，没有使用树脂的比较例1的镀敷品全部产生短路。并且，L和Q也显著降低，抗弯强度也降低。并且，在进行了硅树脂含浸的比较例2中，树脂不能被充分地填充，特别是在层间部的SEM照片中，完全没有确认到树脂被填充到间隙的空间中。其结果是，就镀敷品而言，镀敷液侵入间隙的空间，产生了短路。而且，镀敷品与含浸品相比，L和Q显著降低。并且，由于没有被充分地填充树脂，抗弯强度也显著降低。

并且，进行了高温负荷试验和耐湿负荷试验。高温负荷试验中，对各实施例和比较例的层叠电感器(镀敷品)以85℃施加2.1A的电流，在经过2000小时后，确认L和Q的降低是否为10％以下。耐湿负荷试验中，对于各实施例和比较例的层叠电感器以85℃、湿度85％施加2.1A的电流，在经过2000小时后，确认L和Q的降低是否为10％以下。在全部的实施例中，高温负荷试验和耐湿负荷试验的结果良好。

(实验例2)

在实验例2中，对实施例1～3和3a的层叠电感器(镀敷品)以220～340℃进行了5分钟热处理。然后，与实验例1同样地评价短路数、L、Q和抗弯强度。表3中表示其结果。

【表3】

用酚醛树脂含浸后的实施例1～3的层叠电感器(镀敷品)和用环氧树脂含浸后的实施例3a的层叠电感器(镀敷品)在热处理后也没有产生短路，L和Q良好。另外，对于抗弯强度，在热处理温度超过300℃的情况下，虽然与300℃以下的情况相比降低，但维持了上述良好范围内的抗弯强度。此外，当热处理温度超过300℃时，抗弯强度降低的理由认为是因为树脂的一部分气化了。

此外，图12中记载有使酚醛树脂A混合物含浸于层叠电感器后使酚醛树脂A混合物固化而获得的实施例中包含的酚醛树脂A的GC－MS分析结果、和仅使酚醛树脂A混合物固化而获得的酚醛树脂A的GC－MS分析结果。

在对含浸于层叠电感器之后固化而获得的酚醛树脂A进行GC－MS分析时，具体而言，通过将层叠电感器用刀切割一半，加入生态杯(Eco Cup)(金属容器)中，在600℃中进行6秒的热分解来进行。在仅对酚醛树脂A进行GC－MS分析的情况下，具体而言，首先仅使酚醛树脂A混合物固化，获得酚醛树脂A。然后，通过仅将酚醛树脂A加入生态杯(金属容器)中，在600℃中进行6秒的热分解来进行。此外，用装置：岛津制作所制GCMS－QP2010、热分解装置：Double Shot Pyrolyzer(Flontier Lab Py2020iD)、GC：载气He、分割率20:1(50kPa、全流量24mL/min、使用栏：Ultra Alloy－5(0.25mm＊30m)、温度曲线：40℃(3min)－10℃/min－300℃(15min)、MS：Scan模式、m/z＝33－500、检测器电压1.1V进行GC－MS分析。图12中上部的图表是对于除了将酚醛树脂A混合物含浸了2次、在150℃下固化2小时这一点以外，以与实施例1相同的条件制作的层叠电感器中所含的酚醛树脂A进行GC－MS分析的结果。图12中下部的图表是仅将酚醛树脂A混合物在150℃下固化2小时后进行GC－MS分析的结果。下表4中记载了酚醛树脂A和酚醛树脂A混合物的溶剂中所含的各推定化合物的峰值(文献值)。根据图12和表4可知，实施例1的层叠电感器中含有酚类A。

【表4】

时间(分钟)	推定化合物
		2.105	丁醛
2.714	丁醇
		7.388	乙二醇单丁醚
9.091	三甲基苯
		10.55	甲苯酚(甲酚)
11.757	二甲基苯酚
		12.198	二甲基苯酚
12.445	二甲基苯酚
		13.045	三甲基苯酚
13.555	三甲基苯酚
		14.049	三甲基苯酚
14.881	四甲基苯酚

Claims

1.一种层叠线圈型电子部件，其具有线圈导体与磁性素体层叠而成的元件，所述层叠线圈型电子部件的特征在于：

所述磁性素体包含软磁性金属颗粒和树脂，

所述树脂填充于所述软磁性金属颗粒间的间隙的空间中，

所述软磁性金属颗粒主体为Fe－Si类合金，并且实质上不包含Cr，

在所述软磁性金属颗粒主体中，P的含量相对于Fe的含量和Si的含量的合计100质量％为0.011质量％以上0.065质量％以下，

所述氧化覆膜中的与所述软磁性金属颗粒主体相邻接的层包括含有Si的氧化物，

所述氧化覆膜的平均厚度为5nm以上60nm以下。

2.如权利要求1所述的层叠线圈型电子部件，其特征在于：

所述含有Si的氧化物实质上仅包含在所述氧化覆膜中。

3.一种层叠线圈型电子部件，其具有线圈导体与磁性素体层叠而成的元件，所述层叠线圈型电子部件的特征在于：

所述磁性素体包含软磁性金属颗粒和树脂，

所述树脂填充于所述软磁性金属颗粒间的间隙的空间中，

所述软磁性金属颗粒主体中的Fe的含量和Si的含量的合计设为100质量％，

Fe的含量为92.5质量％以上且97.0质量％以下，Si的含量为3.0质量％以上且7.5质量％以下，P的含量为0.011质量％以上0.065质量％以下，除Fe、Si、O之外的其他元素的合计含量为0.15质量％以下，

所述氧化覆膜的平均厚度为5nm以上60nm以下。

4.如权利要求1或3所述的层叠线圈型电子部件，其特征在于：

在通过利用SEM观察所述层叠线圈型电子部件的层间部的截面获得的SEM观察图像中，所述间隙的空间的面积比率相对于所述SEM观察图像整体为10.0％以上且35.0％以下。

5.如权利要求1或3所述的层叠线圈型电子部件，其特征在于：

在所述层叠线圈型电子部件的层间部中，所述软磁性金属颗粒的D50－D10为3.0μm以下，D90－D50为4.5μm以下。

6.如权利要求1所述的层叠线圈型电子部件，其特征在于：

所述Fe－Si合金颗粒中，Fe、Si和O以外的元素的含量，相对于Fe的含量和Si的含量的合计100质量％，为0.15质量％以下。

7.如权利要求1或3所述的层叠线圈型电子部件，其特征在于：

所述树脂为酚醛树脂或环氧树脂。

8.如权利要求1或3所述的层叠线圈型电子部件，其特征在于：

所述树脂的质量相对于所述线圈导体和所述磁性素体的合计质量的质量比率为0.5质量％以上且3.0质量％以下。