CN113327754A - 线圈部件、电路板和电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种线圈部件,其能够实现外部电极中包含的电极层与镀层的紧贴强度的提高。线圈部件(1)包括:基体(10);设置于基体(10)的表面的外部电极(21、22);和与外部电极(21、22)电连接且绕线圈轴线(Ax)卷绕的导体(25),外部电极(21、22)具有第一电极层(24A)、覆盖第一电极层(24A)的第二电极层(24B)和覆盖第二电极层(24B)的镀层(26),第一电极层(24A)和第二电极层(24B)分别包含多个填料(F)和树脂(R),第二电极层(24B)中的填料(FB)的体积的比例比第一电极层(24A)中的填料(FB)的体积的比例大。
Description
技术领域
本说明书的公开涉及线圈部件、电路板和电子设备。
背景技术
现有的电感器等线圈部件,典型地包括由磁性材料构成的磁性基体、设置于该磁性基体内且绕线圈轴线卷绕的导体和与该导体的端部连接的外部电极。该线圈部件例如通过使用焊锡将外部电极和基板电连接来安装,用作各种电子设备的部件。现有的线圈部件例如在专利文献1中有所公开。专利文献1的线圈部件的外部电极包含通过对含有金属填料和树脂的导电性糊料进行热处理而形成的电极层。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2017-120809号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
在使用含有金属填料和树脂的导电性糊料形成电极层的情况下,通常在该电极层上设置镀层。从提高电极层与基材的紧贴性的观点来看,优选提高电极层中包含的树脂的比率。但是,若提高电极层中的树脂的比例,则在电极层上生长镀层时,容易在该镀层上形成结构缺陷。其结果是,电极层和镀层的紧贴强度有可能降低。
本发明的目的之一在于提供一种线圈部件,其能够实现外部电极中包含的电极层与镀层的紧贴强度的提高。本发明的此以外的目的由整个说明书的记载来明确。
用于解决技术问题的技术方案
本发明的一个实施方式的线圈部件包括:基体;设置于基体表面的外部电极;与外部电极电连接且绕线圈轴线卷绕的导体,外部电极具有第一电极层、覆盖第一电极层的第二电极层和覆盖第二电极层的镀层,第一电极层和第二电极层分别包含多个填料和树脂,第二电极层中的填料的体积的比例比第一电极层中的填料的体积的比例大。
在本发明的一个实施方式中,也可以为第一电极层中的树脂的体积的比例比第二电极层中的树脂的体积的比例大。
在本发明的一个实施方式中,也可以为第一电极层与基体的紧贴强度比第二电极层与基体的紧贴强度高。
在本发明的一个实施方式中,也可以为第一电极层中的树脂的比例为65vol%以下。
在本发明的一个实施方式中,也可以为多个填料由金属材料构成。
在本发明的一个实施方式中,也可以为多个填料包含第一填料和第二填料,第一填料的长宽比为2以下,第二填料的长宽比为3以上。
在本发明的一个实施方式中,也可以为第二电极层的多个填料中的第一填料的比例为40vol%以上70vol%以下,第二填料的比例为30vol%以上60vol%以下。
在本发明的一个实施方式中,也可以为第二电极层中包含的多个填料的至少一部分与镀层金属结合。
在本发明的一个实施方式中,也可以为镀层包含与第二电极层接触且由Ni构成的第一镀层。
在本发明的一个实施方式中,也可以为第一镀层覆盖第二电极层的整个外表面。
在本发明的一个实施方式中,也可以为树脂是热固性树脂。
本发明的一个实施方式涉及包括上述任一电子部件的电路板。此外,本发明的一个实施方式涉及包括上述电路板的电子设备。
发明效果
依照本发明,提供一种线圈部件,其能够实现外部电极中包含的电极层与镀层的紧贴强度的提高。
附图说明
图1是示意性地表示本发明的一实施方式的线圈部件的立体图。
图2是将图1的线圈部件的磁性基体的截面示意性地放大表示的放大截面图。
图3是放大表示图1的线圈部件的导体的一端部与外部电极的接合部分周围的截面的放大截面图。
图4是表示图1的线圈部件的外部电极和导体的截面图。
图5是图1的线圈部件的外部电极的截面的电子显微镜像的示意图。
图6是示意性地表示图1的线圈部件的基体与外部电极的接合部分的截面的放大截面图。
图7A是示意性地表示本发明线圈部件的外部电极的另一实施方式的截面图。
图7B是示意性地表示本发明线圈部件的外部电极的另一实施方式的截面图。
图8是示意性地表示本发明的另一实施方式的线圈部件的立体图。
附图标记说明
1、100……线圈部件,10……磁性基体,21……外部电极,22……外部电极,23……金属膜,24……电极层,24A……第一电极层,24B……第二电极层,FA1、FB1……第一填料,FA2、FB2……第二填料,RA、RB……树脂,25……导体,26……镀层,26A……第一镀层,26B……第二镀层。
具体实施方式
下面,适当参照附图,对本发明的各种实施方式进行说明。此外,多个附图中共同的构成要素通过该多个附图标注相同的参照标记。需要注意的是,为了便于说明,各附图并不一定都按正确的比例尺绘制。
参照图1,对本发明的一实施方式的线圈部件1的概要进行说明。图1是示意性地表示线圈部件1的立体图。如图1所示,线圈部件1包括基体10、设置于基体10的内部的线圈导体(导体)25、设置于基体10的表面的外部电极21、和在基体10的表面上设置于与外部电极21隔开间隔的位置的外部电极22。
在本说明书中,除了特别说明的情况,线圈部件1的“长度”方向、“宽度”方向和“高度”方向分别为图1的“L轴”方向、“W轴”方向和“T轴”方向。
线圈部件1安装于未图示的电路板。在该电路板上设有两个焊盘部。线圈部件1可通过将外部电极21、22和与该外部电极21、22对应的焊盘部分别接合而安装于电路板。可搭载该电路板的电子设备包括智能手机、平板电脑、游戏机和除它们以外的各种电子设备。该电路板也可以搭载于电子设备的一种即汽车的电子安装部件。
线圈部件1能够应用于在基体10的表面具有外部电极21、22的电感器、变压器、滤波器、电抗器和除它们以外的各种线圈部件。线圈部件1也能够应用于耦合电感器、扼流线圈和除它们以外的各种磁耦合型线圈部件。线圈部件1的用途不限于本说明书中公开的用途。
基体10由绝缘材料构成。在一个实施方式中,基体10主要由磁性材料构成,形成为长方体形状。本发明的一实施方式的线圈部件1的基体10形成为长度尺寸(L轴方向的尺寸)为1.0mm~4.5mm、宽度尺寸(W轴方向的尺寸)为0.5mm~3.2mm、高度尺寸(T轴方向的尺寸)为0.5mm~5.0mm。基体10的尺寸不限于本说明书中具体说明的尺寸。在本说明书中,在称为“长方体”或“长方体形状”的情况下,不仅仅指的是数学上严格意义的“长方体”。
基体10具有第一主面10a、第二主面10b、第一端面10c、第二端面10d、第一侧面10e和第二侧面10f。基体10的外表面由这六个面规定。第一主面10a和第二主面10b分别形成高度方向两端的面,第一端面10c和第二端面10d分别形成长度方向两端的面,第一侧面10e和第二侧面10f分别形成宽度方向两端的面。
如图1所示,因为第一主面10a位于基体10的上侧,有时将第一主面10a称为“上表面”。同样,有时将第二主面10b称为“下表面”。由于线圈部件1以第一主面10a与电路板对置的方式配置,因此有时将第一主面10a称为“安装面”。在提及线圈部件1的上下方向时,以图1的上下方向为基准。
下面,参照图2,对具有磁性的基体10进一步进行说明。图2是将基体10的截面示意性地放大表示的放大截面图。如图所示,基体10包含多个第一金属磁性颗粒11、多个第二金属磁性颗粒12和结合材料13。结合材料13将多个第一金属磁性颗粒11和多个第二金属磁性颗粒12彼此结合。和颜值,基体10由结合材料13以及通过结合材料13结合的多个第一金属磁性颗粒11和多个第二金属磁性颗粒12构成。基体10也可以含有磁性材料、或非磁性材料、或作为非磁性材料的介电材料。
多个第一金属磁性颗粒11具有比多个第二金属磁性颗粒12大的平均粒径。即,多个第一金属磁性颗粒11的平均粒径(以下称为第一平均粒径)和多个第二金属磁性颗粒12的平均粒径(以下称为第二平均粒径)不同。第一平均粒径例如为30μm,第二平均粒径例如为2μm,但也可以分别是与它们不同的平均粒径。在本发明的一个实施方式中,基体10也可以还含有未图示的多个第三金属磁性颗粒(以下将第三金属磁性颗粒的平均粒径称为第三平均粒径),该未图示的多个第三金属磁性颗粒具有与第一平均粒径和第二平均粒径不同的平均粒径。第三平均粒径可以比第一平均粒径小比第二平均粒径大,也可以比第二平均粒径小。在以下说明中,在本说明书中,在不需要将第一金属磁性颗粒11、第二金属磁性颗粒12和第三金属磁性颗粒彼此区別开来的情况下,有时将磁性基体10所含的第一金属磁性颗粒11、第二金属磁性颗粒12和第三金属磁性颗粒统称为“金属磁性颗粒”。
第一金属磁性颗粒11和第二金属磁性颗粒12由各种软磁性材料构成。第一金属磁性颗粒11例如以Fe为主成分。具体而言,一个金属磁性颗粒11是(1)Fe、Ni等金属颗粒、(2)包含Fe、Si、Cr的合金、包含Fe、Si、Al的合金、包含Fe、Ni的合金等的晶质合金颗粒、(3)包含Fe、Si、Cr、B、C的合金、包含Fe、Si、Cr、B的合金等的非晶合金颗粒、或(4)将上述物质混合得到的混合颗粒。磁性基体10所含的金属磁性颗粒的组成不限于上述的组成。第一金属磁性颗粒11例如含有85wt%以上的Fe。由此,能够得到具有优异导磁率的磁性基体10。第二金属磁性颗粒12的组成可以与第一金属磁性颗粒11的组成相同,也可以不同。在磁性基体10含有未图示的多个第三金属磁性颗粒的情况下,第三金属磁性颗粒的组成可以与第二金属磁性颗粒12的组成同样地,与第一金属磁性颗粒11的组成相同,也可以不同。
金属磁性颗粒其表面也可以被未图示的绝缘膜覆盖。例如,该绝缘膜由玻璃、树脂或除它们以外的绝缘性优异的材料形成。该绝缘膜例如通过将第一金属磁性颗粒11和玻璃材料的粉末在未图示的摩擦混合机内混合而形成于第一金属磁性颗粒11的表面。由玻璃材料形成的绝缘膜在摩擦混合机内通过压缩摩擦作用而固定于第一金属磁性颗粒11的表面。玻璃材料也可以含有ZnO及P2O5。该绝缘膜能够由各种玻璃材料形成。绝缘膜14也可以代替玻璃粉末或除了玻璃粉末之外还由氧化铝粉末、氧化锆粉末或除它们以外的绝缘性优异的氧化物粉末形成。绝缘膜的厚度例如为100nm以下。
第二金属磁性颗粒12也可以被与第一金属磁性颗粒11的绝缘膜不同的绝缘膜覆盖。该绝缘膜也可以是第二金属磁性颗粒12氧化而形成的氧化膜。该绝缘膜的厚度例如为20nm以下。该绝缘膜也可以是通过在大气气氛下对第二金属磁性颗粒12进行热处理而在第二金属磁性颗粒12的表面形成的氧化膜。该绝缘膜也可以是包含Fe及其以外的第二金属磁性颗粒12中含有的元素的氧化物的氧化膜。该绝缘膜也可以是通过将第二金属磁性颗粒12投入磷酸中进行搅拌而在第二金属磁性颗粒12的表面形成的磷酸铁膜。第一金属磁性颗粒11的绝缘膜也可以是第一金属磁性颗粒11氧化而形成的氧化膜,第二金属磁性颗粒12的绝缘膜也可以是与第二金属磁性颗粒12的氧化无关地、另外设置的覆盖膜。
结合材料13例如是绝缘性优异的热固性树脂。作为结合材料13,例如可使用环氧树脂、聚酰亚胺树脂、聚苯乙烯(PS)树脂、高密度聚乙烯(HDPE)树脂、聚甲醛(POM)树脂、聚碳酸酯(PC)树脂、聚偏二氟乙烯(PVDF)树脂、酚醛(Phenolic)树脂、聚四氟乙烯(PTFE)树脂、或聚苯并恶唑(PBO)树脂。另外,作为结合材料13,也可以使用玻璃等,结合材料13也可以含有绝缘填料等。
导体25形成为具有规定图案。在图示的实施方式中,导体25绕线圈轴线Ax卷绕(参照图1)。俯视时,导体25例如具有椭圆形状、曲折形状、直线形状或者将它们组合得到的形状。导体25可以具有任意形状,例如螺旋形状。
导体25由Cu、Ag或除它们以外的导电性材料形成。导体25也可以被绝缘膜覆盖端面25a2和端面25b2以外的整个表面。如图所示,在导体25绕线圈轴线Ax卷绕了多匝的情况下,导体25的各匝可以与相邻的其他匝隔开间隔。在这种情况下,基体10介于相邻的匝彼此之间。
导体25在其一端部具有引出导体25a1,在其另一端部具有引出导体25b1。在引出导体25a1的端部形成有端面25a2,在引出导体25b1的端部形成有端面25b2。作为导体25的一端部的引出导体25a1与外部电极21电连接,作为导体25的另一端部的引出导体25b1与外部电极22电连接。
在本发明的一个实施方式中,外部电极21设置于基体10的第一主面10a、第二主面10b、第一端面10d、第一侧面10e和第二侧面10f的一部分。外部电极22设置于基体10的第一主面10a、第二主面10b、第二端面10c、第一侧面10e和第二侧面10f的一部分。外部电极21和外部电极22配置为相互分开。各外部电极21、22的形状和配置不限于图示的例子。引出导体25a1和引出导体25b1分别被引出到基体10的第一主面(即,安装面)10a,引出导体25a1的端面25a2和引出导体25b1的端面25b2在第一主面10a上从基体10露出。即,引出导体25a1的端面25a2和引出导体25b1的端面25b2在同一面上从基体10露出。引出导体25a1的端面25a2和引出导体25b1的端面25b2也可以彼此不同的面上从基体10露出。
下面,参照图3、图4和图5,对本发明的一实施方式的线圈部件1的外部电极详细地进行说明。图3是放大表示图1的线圈部件1的导体25的一端部与外部电极21的接合部分周边的截面的放大截面图。图4是表示线圈部件1的外部电极21和导体25的截面图。图5是图1的线圈部件的外部电极的截面的电子显微镜像的示意图。在以下说明中,对外部电极21进行说明,只要没有特别说明,外部电极21的说明也适用于外部电极22。此外,图3~图5是说明外部电极21的图,但也适用于外部电极22。如图3~图5所示,外部电极21具有金属膜23、电极层24和镀层26。金属膜23、电极层24和镀层26依次层叠于基体10中的导体25的一端部(即,端面25a2)露出的第一主面10a。层叠方向沿与基体10的表面中的导体25的一端部(即,端面25a2)露出的面(在图示的例子中,第一主面10a)垂直的方向延伸。图3至图5都表示沿该层叠方向将线圈部件1截断得到的截面。
金属膜23以与第一主面10a和导体25的一端部接触的方式设置。金属膜23例如是溅射膜,金属膜23和导体25的一端部(即,端面25a2)的至少一部分通过金属结合而连接。这里,“至少一部分”是指端面25a2的任意区域。例如,金属膜23和端部25a1也可以在端面25a2的周缘PP(参照图3)通过金属结合而连接。图3表示在端面25a2的整个面上金属膜23和导体25的端部25a1通过金属结合而连接的例子。在图3的例子中,金属膜23和端部25a1在端面25a2的周缘PP也金属结合。
金属膜23的材料例如是Ag、Au、Pd、Pt、Cu、Ni、Ti、Ta等金属或者它们的合金。金属膜23中使用的金属优选难以氧化的金属或者即使氧化也能够容易地还原的金属。此外,金属膜23优选使用体积电阻率低的材料。金属膜23的厚度没有特别限定,例如可以为0.5μm以上5μm以下。金属膜23中包含的金属的主成分的离子化倾向优选比构成导体25的金属的离子化倾向小。这里,“金属膜23中包含的金属的主成分”是指构成金属膜23的金属中的以重量%计占金属种类超过一半的金属成分。当金属膜23中包含的金属种类为一种时,主成分指其金属成分。作为一个例子,在构成导体25的材料为Cu的情况下,能够使金属膜23中包含的金属为Ag。
金属膜23中包含的金属颗粒的长宽(aspect)比的平均值为0.8以上1.5以下。这里,所谓金属颗粒的长宽比,是指在将平行于边界面BI的方向上的金属膜23中包含的一个金属颗粒的尺寸设为a,将垂直于边界面BI的垂直方向上的该一个金属颗粒的尺寸设为b的情况下,b/a的值。金属颗粒的长宽比的平均值例如可采用5个、10个等多个金属颗粒的各长宽比的平均值。金属膜23中包含的金属颗粒彼此金属结合。
电极层24设置于金属膜23上,与导体25的一端部电连接。电极层24具有在层叠方向上层叠的多个层。在图示的实施方式中,电极层24具有第一电极层24A和覆盖第一电极层24A的第二电极层24B。第二电极层24B在层叠方向上设置于相对于第一电极层24A与金属膜23相反的一侧。在图示的实施方式中,第一电极层24A形成为覆盖金属膜23和基体10的主面10a的一部分。第一电极层24A形成为覆盖金属膜23的至少一部分即可。在这种情况下,第一电极层24A也可以形成为覆盖基体10的主面10a的一部分,还可以形成为覆盖基体10的主面10a。第二电极层24B形成为覆盖第一电极层24A的整个外表面(即,不与金属膜23和基体10接触的面)、以及基体10的第二主面10b、第一端面10d、第一侧面10e和第二侧面10f的一部分。外部电极22中包含的第二电极层24B形成为覆盖第一电极层24A的整个外表面(即,不与金属膜23和基体10接触的面)、以及基体10的第二主面10b、第二端面10c、第一侧面10e和第二侧面10f的一部分。第一电极层24A的厚度例如为10μm~20μm程度,第二电极层24B的厚度例如为20μm~30μm程度。第一电极层24A与第二电极层24B的界面可以为第一电极层24A中包含的树脂R与第二电极层24B中包含的树脂R的边界。第一电极层24A中包含的树脂R与第二电极层24B中包含的树脂R的边界例如可通过使用光学显微镜进行观察来确认。
电极层24(即,第一电极层24A和第二电极层24B)包含多个填料F和树脂R。在以下的说明中,将第一电极层24A中包含的填料设为填料FA,将第二电极层24B中包含的填料设为填料FB,将第一电极层24A中包含的树脂设为RA、将第二电极层24B中包含的树脂设为RB而进行说明。第二电极层24B中的填料FB的体积的比例比第一电极层24A中的填料FA的体积的比例大。在本发明的一个或多个实施方式中,第一电极层24A中的填料FB的体积和第二电极层24B中的填料FB的体积的大小,能够通过在以沿层叠方向延伸的平面(即,平行于层叠方向延伸的平面)截断外部电极21得到的截断面中,将填料FA的面积相对于第一电极层24A的面积的比例与填料FB的面积相对于第二电极层24B的面积的比例进行比较来决定。即,在填料FB的面积相对于第二电极层24B的面积的比例比填料FA的面积相对于第一电极层24A的面积的比例大的情况下,第二电极层24B中的填料FB的体积的比例比第一电极层24A中的填料FA的体积的比例大。第一电极层24A的面积意味着第一电极层24A中包含的填料FA的面积和树脂RA的面积的总和。第二电极层24B的面积意味着第二电极层24B中包含的填料FB的面积和树脂RB的面积的总和。以沿层叠方向延伸的平面(即,平行于层叠方向延伸的平面)截断外部电极21得到的截断面上的第一电极层24A、第二电极层24B、填料FA、填料FB、树脂RA和树脂RB的面积,能够通过对用扫描型电子显微镜(SEM)拍摄该截断面得到的SEM照片进行图像处理来测量。第一电极层24A中包含的填料FA包括多个第一填料FA1和多个第二填料FA2。同样,第二电极层24B中包含的填料FB包括多个第一填料FB1和多个第二填料FB2。多个第一填料FA1、FB1分别为球形形状,其长宽比为2以下。多个第二填料FA2、FB2分别为扁平形状,其长宽比为3以上。在本说明书中,长宽比是指电极层24的厚度方向的截面中的填料F的短轴方向的尺寸相对于长轴方向的尺寸之比(即,最大粒径除以最小粒径得到的值)。在电极层24的厚度方向的截面中,第二填料FA2、FB2的最大粒径的平均值比第一填料FA1、FB1的最大粒径的平均值大。第一填料FFA1、FB1的最大粒径的平均值例如为1μm~10μm,第二填料FA2、FB2的最大粒径的平均值例如为0.1μm~10μm。第一电极层24A的多个填料FA中的第一填料FA1的比例为30vol%以上70vol%以下,第二填料FA2的比例为30vol%以上70vol%以下。第二电极层24B的多个填料FB中的第一填料FB1的比例为40vol%以上70vol%以下,第二填料FB2的比例为30vol%以上60vol%以下。
第一填料FA1、FB1和第二填料FA2、FB2例如由Ag、Cu、Au、Pd或Ni等的导电性优异的金属材料构成。或者,作为第一填料FA1、FB1和第二填料FA2、FB2的材料,也可以使用如AgPd、黄铜或者青铜那样的合金。第一填料FA1、FB1和第二填料FA2、FB2也可以是被Ag之类的低电阻金属的覆膜覆盖的金属填料。此外,第一填料FA1、FB1和第二填料FA2、FB2含有相同成分的金属。在图示的实施方式中,第一填料FA1、FB1和第二填料FA2、FB2都由Ag构成。第一填料FA1、FB1和第二填料FA2、FB2也可以含有彼此不同的金属,还可以由仅由彼此不同的金属构成。此外,第一电极层24A中包含的第一填料FA1和第二电极层24B中包含的第一填料FB1也可以含有彼此不同的金属,还可以仅由彼此不同的金属构成。第一电极层24A中包含的第二填料FA2和第二电极层24B中包含的第二填料FB2也可以含有彼此不同的金属,还可以仅由彼此不同的金属构成。在第一填料FA1、FB1和第二填料FA2、FB2含有彼此不同的金属的情况下,第一填料FA1、FB1和第二填料FA2、FB2也金属结合,第一填料FA1、FB1与第二填料FA2、FB2的结合部合金化。在这种情况下,优选第一填料FA1、FB1中包含的金属和第二填料FA2、FB2中包含的金属的组合选择结合强度比同种金属间的金属结合更强的组合。关于由不同的金属的组合形成的合金的结合强度,能够借助公知的文献来明确。
第一电极层24A和第二电极层24B的第一填料FA1、FB1和第二填料FA2、FB2在线圈部件1的制造过程中被热处理。由此,第一填料FA1、FB1和第二填料FA2、FB2彼此金属结合。此外,第一电极层24A和第二电极层24B也可以包含第二填料FA2、FB2彼此在该第二填料FA2、FB2的长轴相互平行的状态下金属结合的部分。第一电极层24A和第二电极层24B也可以包含第一填料FA1、FB1彼此金属结合的部分。在第一电极层24A与金属膜23的界面中,第二填料FA2与金属膜23金属结合。由此,第一电极层24A与金属膜23电连接。此外,在第二电极层24B与镀层26的界面中,第二填料FB2与镀层26金属结合。第二填料FB2的长轴方向相对于与电极层24的厚度方向垂直的方向大致平行。由此,第二电极层24B与镀层26电连接。同样,第一电极层24A的第一填料FA1也可以与金属膜23金属结合。第二电极层24B的第一填料FB1也可以与镀层26金属结合。
第一电极层24A和第二电极层24B中包含的树脂RA、RB例如是热固性树脂。作为热固性树脂,通常能够使用用于粘合用途等的热固性树脂,例如可举出环氧树脂、丙烯酸树脂、酚醛树脂、氰酸酯树脂、氨基树脂、氧杂环丁烷树脂、有机硅改性有机树脂、聚酰亚胺树脂、马来酰亚胺树脂、及BT(双马来酰亚胺-三嗪)树脂等。第一电极层24A中包含的树脂和第二电极层24B中包含的树脂可以含有两种以上的热固性树脂。第一电极层24A中包含的树脂RA和第二电极层24B中包含的树脂RB可以是彼此相同的种类,也可以彼此不同。在本发明的一个或多个实施方式中,第一电极层24A中的树脂RA的体积的比例比第二电极层24B中的树脂RB的体积的比例大。第一电极层24A中的树脂RA的体积和第二电极层24B中的树脂RB的体积的大小,能够在通过以沿层叠方向延伸的平面截断外部电极21得到的截断面中将树脂RA的面积相对于第一电极层24A的面积的比例与树脂RB的面积相对于第二电极层24B的面积的比例进行比较来决定。即,在树脂RA的面积相对于第一电极层24A的面积的比例比树脂RB的面积相对于第二电极层24B的面积的比例大的情况下,第一电极层24A中的树脂RA的体积的比例比第二电极层24B中的树脂RB的体积的比例大。由此,第一电极层24A与基体10的紧贴强度比第二电极层24B与基体10的紧贴强度高。第一电极层24A中的树脂RA的比例为65vol%以下。优选第一电极层24A中的树脂RA的比例为30vol%~65vol%。更优选第一电极层24A中的树脂RA的比例小于65vol%。第二电极层24B的树脂RB的比例为60vol%以下。优选第二电极层24B的树脂RB的比例为25vol%~60vol%。更优选第二电极层24B的树脂RB的比例小于55vol%。
第一电极层24A由第一导电性糊料形成,该第一导电性糊料含有成为第一填料FA1的第一金属颗粒、成为第二填料FA2的第二金属颗粒和未固化树脂。第二电极层24B由第二导电性糊料形成,该第二导电性糊料含有成为第一填料FB1的第一金属颗粒、成为第二填料FB2的第二金属颗粒和未固化树脂。在第一导电性糊料和第二导电性糊料中,第一金属颗粒和第二金属颗粒的含有率不同。第一金属颗粒和第二金属颗粒分别是通过线圈部件1的制造过程中的热处理被金属结合前的第一填料FA1、FB1和第二填料FA2、FB2。第二金属颗粒分别为扁平形状,在该第二金属颗粒的长轴方向的两端部E,第二金属颗粒的外形的曲率最小。第二金属颗粒的最小曲率半径(即,第二金属颗粒的长轴方向的端部的曲率)的平均值为第一金属颗粒的0.5μm以下。作为一个例子,第二金属颗粒的最小曲率半径为0.1μm以下。在图5中,将通过热处理被金属结合的第二填料FA2、FB2的端部表示为第二金属颗粒的端部E。在图5中,示意性地表示已金属结合的第二填料FA2、FB2的端部的边界。第二填料FA2、FB2的端部的边界例如能够通过使用电子显微镜以50000倍观察包含第二填料FA2、FB2的电极层24的截面来确认。在实际的观察中,有时也不能明确地观察到第二填料FA2、FB2的端部的边界。例如,在第二填料FA2、FB2的端部与其他第一填料FA1、FB1或第二填料FA2、FB2结合的情况下,有时不能明确地观察到边界。在这种情况下,也可以将用电子显微镜观察的第二填料FA2、FB2的内部的晶粒的边界作为第二填料FA2、FB2的边界。在不能明确地观察到第二填料FA2、FB2的内部的晶粒的边界的情况下,也可以将根据不能明确观察的第二填料FA2、FB2的端部以外的部分的形状通过任意公知的推断方法推断的曲线作为第二填料FA2、FB2的端部的边界。
镀层26设置于第二电极层24B上。镀层26覆盖第二电极层24B的整个外表面(即,不与第一电极层24A和基体10接触的面)。在图示的实施方式中,镀层26具有多层结构,具有与第二电极层24B接触的第一镀层26A和设置于第一镀层26A上的第二镀层26B。第一镀层26A的厚度例如为5μm~7μm,第二镀层26B的厚度例如为5μm~10μm。第一镀层26A例如由Ni构成,第二镀层26B例如由Sn构成。第一镀层26A也可以由Ni以及成为对焊接时的热处理具有耐腐蚀性的阻挡层的金属或合金构成。第二镀层26B也可以由Sn构以及焊料润湿性良好的金属或合金构成。镀层26也可以是由Ni等或Sn等构成的单层的镀层。
图6是将线圈部件1的基体10与外部电极21的接合部分的截面放大表示的截面图。如图6所示,基体10的表面具有由于第一金属磁性颗粒11和/或第二金属颗粒12的脱粒而产生的多个凹凸。由此,基体10与第一电极层24A的界面具有多个凹凸,通过锚固(anchor)效应,基体10与第一电极层24A结合。同样,第一电极层24A与第二电极层24B的界面、第二电极层24B与第一镀层26A的界面、以及第一镀层26A与第二镀层26B的界面也分别具有多个凹凸,第一电极层24A和第二电极层24B、第二电极层24B和第一镀层26A、第一镀层26A和第二镀层26B分别通过锚固效应而彼此结合。由此,能够实现外部电极21、22整体的强度提高。
下面,对本发明的一个实施方式的线圈部件1的制造方法进行说明。首先,将由金属材料等形成为线圈状的导体25和混合树脂组成物装入成型模具中,进行压缩成型以使得导体25的引出导体25a1的端面25a2和引出导体25b1的端面25b2在表面露出,其中,该混合树脂组成物是将含有第一金属磁性颗粒11和第二金属磁性颗粒12的颗粒组与由树脂等构成的结合材料13混炼而制作出的。形成为线圈状的导体25例如使用将导线卷绕成螺旋状而形成的导体,除了绕组以外,也可以采用平面线圈,线圈形状没有特别限制。导体25也可具有绝缘覆盖物。通过使成型体中的树脂固化,能够得到埋入有导体25的基体10。
接着,对露出了导体25的引出导体25a1的端面25a2和引出导体25b1的端面25b2的磁性基体10的表面进行平滑化,去除氧化物。这里,在使用研磨剂进行了研磨后,进行等离子体蚀刻。作为该研磨剂的粒径,优选采用比第一金属磁性颗粒11小的粒径。例如,当第一金属颗粒11的平均粒径为30μm时,选择25μm的粒径。蚀刻只要是例如等离子体蚀刻等能够去除磁性基体的表面的氧化物的方法即可。
接着,形成金属膜23。作为形成金属膜23的方法,例如有溅射沉积法,特别是高密度溅射沉积法。高密度溅射沉积法是通过仅在短时间内施加大电功率,而一边防止溅射膜达到高温一边得到致密膜的方法。通过在溅射时冷却试样,能够进一步施加大电功率,能够得到更加致密的溅射膜。当通过该方法使用上述金属时,溅射效率高,能够高效地形成金属膜23。在本说明书中,将通过溅射沉积法形成的金属膜称为溅射膜。如果金属膜23的形成方法能够使导体25的端面25a2与金属膜23金属结合,则也可以通过溅射沉积法以外的方法来形成金属膜23。
接着,在金属膜23上形成电极层24。电极层24的形成中,首先形成第一电极层24A。第一电极层24A的形成中,首先准备第一导电性糊料,该第一导电性糊料包含成为第一填料FA1的第一金属颗粒和成为第二填料FA2的第二金属颗粒。接着,通过印刷法等,形成第一导电性糊料层。接着,通过热处理等,使第一导电性糊料层中包含的第一金属颗粒与第二金属颗粒金属结合。作为一个例子,热处理是在170℃~250℃、30分钟~60分钟的条件下进行的。此外,根据第一填料FA1和第二填料FA2的材质,在低氧或还原气氛下进行热处理。接着,在第一电极层24A上形成第二电极层24B。第二电极层24B的形成中,通过印刷法等,形成第二导电性糊料层,该第二导电性糊料层包含成为第一填料FB1的第一金属颗粒和成为第二填料FB2的第二金属颗粒。接着,通过热处理等,使第二导电性糊料层中包含的第一金属颗粒和第二金属颗粒金属结合。对第二导电性糊料的热处理例如在与对第一导电性糊料进行的热处理同样的条件下进行。通过该工序,形成经由金属膜23与导体25的端部电连接的电极层24。
最后,通过电镀法,形成第一镀层26A和第二镀层26B。通过以上工序,形成外部电极21、22,制造线圈部件1。所制造出的线圈部件1通过将外部电极21、22分别钎焊到电路板的焊盘部而安装于电路板。
如上所述,线圈部件1的外部电极21、22具有第一电极层24A、覆盖第一电极层24A的第二电极层24B和覆盖第二电极层24B的镀层26,第二电极层24B中的填料FB的体积的比例比第一电极层24A的填料FA的体积的比例大。通常,从提高电极层24与基材10的紧贴性的观点来看,优选提高电极层24中包含的树脂R的比例。但是,当提高电极层24的树脂R的比例后在电极层24上生长镀层26时,容易在该镀层26上形成结构缺陷,电极层24与镀层26的紧贴强度有可能降低。在本发明的一个实施方式的线圈部件1中,通过相对地减小与基体10接触的第一电极层24A中的填料FA的体积的比例(即,相对地增大树脂RA的体积的比例),来确保与基体10的紧贴强度。另一方面,通过相对地增大与镀层26接触的第二电极层24B中的填料FB的体积的比例(即,相对地减小树脂RB的体积的比例),能够在第二电极层24B上生长镀层26时抑制形成结构缺陷。因此,能够确保电极层24与基体10的紧贴强度,并且实现电极层24与镀层26的紧贴强度的提高。
也可以为,电极层24的多个填料FA、FB包含球形形状的第一填料FA1、FB1和扁平形状的第二填料FA2、Fb2,第一填料FA1、FB1的长宽比为2以下,第二填料FA2、FB2的长宽比为3以上。由于第二填料FA2、FB2分别为扁平形状,第二填料FA2、FB2的长轴方向的两端部E的曲率变小,长轴方向的中央部的曲率变大。因此,在第二填料的长轴方向的两端部E,通过进行热处理得到的金属结合所需要的能量小,在第二填料的长轴方向的中央部,通过进行热处理得到的金属结合所需要的能量大。因此,在第二填料的长轴方向的两端部E,容易进行基于金属结合的结合,在第二填料的长轴方向的中央部,难以进行基于金属结合的结合。因而,能够通过第二填料FA2、FB2的长轴方向的两端部E确保电连接,并且抑制随通过进行热处理得到的金属结合而来的第一填料FA1、FB1和第二填料FA2、FB2的凝聚。其结果是,能够抑制第一填料FA1、FB1和第二填料FA2、FB2在电极层24内的不均匀分布,抑制外部电极21、22的强度降低。
也可以为,第二电极层24B的多个填料FB中的第一填料FB1的比例为40vol%以上70vol%以下,第二填料FB2的比例为30vol%以上60vol%以下。由此,在第二电极层24B的填料FB和树脂RB的分散状态下,树脂RB能够填充在由第一填料FB1和第二填料FB2构成的填料FB的凝聚体之间,并且抑制树脂RB的偏析。特别是能够抑制镀层26与第二电极层24B的接合界面附近的树脂RB的偏析。
第二电极层24B中包含的多个填料F的至少一部分也可以与镀层26金属结合。由此,能够实现镀层26与第二电极层24B之间的电阻的降低。
下面,参照图7A和图7B,对线圈部件1的外部电极21、22的另一实施方式进行说明。图7A和图7B是示意性地表示线圈部件1的外部电极的另一实施方式的截面图。如图7A所示,另一实施方式的外部电极121也可以仅设置于基体10的第一主面10a的一部分。在这种情况下,仅覆盖外部电极121的第二电极层24B的外表面。另外,如图7B所示,另一实施方式的外部电极221也可以仅设置于基体10的第一主面10a和第一端面10d的一部分。在这种情况下,以覆盖外部电极221的第二电极层24B的外表面和第一端面10d的一部分的方式形成。
下面,参照图8,对本发明的另一实施方式的线圈部件100进行说明。图8是示意性地表示线圈部件100的立体图。如图所示,线圈部件100与线圈部件1同样地具有设置于基体10内的线圈导体25、设置于基体10的表面的外部电极21、和在基体10的表面上设置于与外部电极21隔开间隔的位置的外部电极22。线圈部件100在包括设置于基体10内的绝缘板50,导体25设置于绝缘板50的上表面和下表面这方面与线圈部件1不同。
线圈部件100的外部电极21、22也与线圈部件1同样地具有第一电极层24A、覆盖第一电极层24A的第二电极层24B和覆盖第二电极层24B的镀层26,第二电极层24B中的填料F的体积的比例比第一电极层24A中的填料F的体积的比例大。因此,出于与线圈部件1同样的理由,能够确保电极层24与基体10的紧贴强度,并且实现电极层24与镀层26的紧贴强度的提高。
上述各种实施方式中说明的各构成要素的尺寸、材料和配置都不限于各实施方式中明确说明的尺寸、材料和配置,该各构成要素能够变形为具有可包含在本发明范围内的任意尺寸、材料和配置的方式。此外,也能够将本说明书中未明确说明的构成要素附加到上述各实施方式中,也能够省略各实施方式中说明的构成要素的一部分。
例如,线圈部件1和线圈部件100的外部电极21、22也可以不具有金属膜23。在这种情况下,也可以将电极层24与导体25的端部直接连接。
Claims (15)
1.一种线圈部件,其特征在于,包括:
基体;
设置于所述基体的表面的外部电极;和
与所述外部电极电连接且绕线圈轴线卷绕的导体,
所述外部电极具有第一电极层、覆盖所述第一电极层的第二电极层和覆盖所述第二电极层的镀层,
所述第一电极层和所述第二电极层分别包含多个填料和树脂,
所述第二电极层中的所述填料的体积的比例比所述第一电极层中的所述填料的体积的比例大。
2.如权利要求1所述的线圈部件,其特征在于:
所述第一电极层中的树脂的体积的比例比所述第二电极层中的树脂的体积的比例大。
3.如权利要求1所述的线圈部件,其特征在于:
所述第一电极层与所述基体的紧贴强度比所述第二电极层与所述基体的紧贴强度高。
4.如权利要求1~3中任一项所述的线圈部件,其特征在于:
所述第一电极层中的树脂的比例为65vol%以下。
5.如权利要求1~4中任一项所述的线圈部件,其特征在于:
所述多个填料由金属材料构成。
6.如权利要求1~5中任一项所述的线圈部件,其特征在于:
所述多个填料包含第一填料和第二填料,
所述第一填料的长宽比为2以下,所述第二填料的长宽比为3以上。
7.如权利要求6所述的线圈部件,其特征在于:
所述第二电极层的所述多个填料中的所述第一填料的比例为40vol%以上70vol%以下,所述第二填料的比例为30vol%以上60vol%以下。
8.如权利要求1~7中任一项所述的线圈部件,其特征在于:
所述第二电极层中包含的所述多个填料的至少一部分与所述镀层金属结合。
9.如权利要求1~8中任一项所述的线圈部件,其特征在于:
所述镀层包含与所述第二电极层接触且由Ni构成的第一镀层。
10.如权利要求9所述的线圈部件,其特征在于:
所述第一镀层覆盖所述第二电极层的整个外表面。
11.如权利要求1~10中任一项所述的线圈部件,其特征在于:
所述树脂为热固性树脂。
12.一种线圈部件,其特征在于,包括:
基体;
设置于所述基体的表面的外部电极;和
与所述外部电极电连接且绕线圈轴线卷绕的导体,
所述外部电极具有:包含多个第一填料和第一树脂的第一电极层;覆盖所述第一电极层且包含多个第二填料和第二树脂的第二电极层;以及覆盖所述第二电极层的镀层,
所述第一电极层、所述第二电极层和所述镀层在层叠方向上层叠,
在以平行于所述层叠方向延伸的平面截断所述外部电极得到的截面观察时,所述第二填料的面积相对于所述第二电极层的面积的比例比所述第一填料的面积相对于所述第一电极层的面积的比例大。
13.如权利要求12所述的线圈部件,其特征在于:
在以平行于所述层叠方向延伸的平面截断所述外部电极得到的截面观察时,所述第一树脂的面积相对于所述第一电极层的面积的比例比所述第二树脂的面积相对于所述第二电极层的面积的比例大。
14.一种电路板,其特征在于:
包括权利要求1~13中任一项所述的线圈部件。
15.一种电子设备,其特征在于:
包括权利要求14所述的电路板。
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