CN114388221A - 层叠线圈部件 - Google Patents

Abstract

层叠线圈部件(1)具备：包含多个金属磁性颗粒(M1)的素体(2)、配置于素体(2)内的线圈(15)、以及配置于素体(2)的表面且与线圈(15)电连接的外部电极(4)。在素体(2)的金属磁性颗粒(M1、M1)间的空隙部分(V)的至少一部分填充有第一树脂(R1)，外部电极(4)具有包含第二树脂(R2)和分散于该第二树脂(R2)中的导体粉末(M2)的树脂电极(32)，从树脂电极(32)连接的第二树脂(R2)在素体(2)内延伸。

Description

层叠线圈部件

技术领域

本公开涉及层叠线圈部件。

背景技术

作为现有的层叠线圈部件，例如有日本特开2012－238841号公报中记载的线圈部件。在该现有的线圈部件的素体，包含由软磁性合金构成的多个金属颗粒。向由金属颗粒的集聚而产生的空隙的至少一部分填充树脂材料。

发明内容

在素体包含多个金属颗粒的情况下，即使在进行树脂材料的填充的情况下，实际上在素体也容易产生空隙。因此，作为层叠线圈部件，谋求提高素体和外部电极之间的密合强度。

本公开是为了解决上述问题而做出的，其目的在于，提供能够提高素体和外部电极之间的密合强度的层叠线圈部件。

本公开的一方面的层叠线圈部件具备：素体，其包含多个金属磁性颗粒；线圈，其配置于素体内；以及外部电极，其配置于素体的表面，且与线圈电连接，在素体的金属磁性颗粒间的至少一部分填充有第一树脂，外部电极具有包含第二树脂和分散于该第二树脂中的导体粉末的树脂电极，从树脂电极连接的第二树脂在素体内延伸。

在该层叠线圈部件中，从树脂电极连接的第二树脂在素体内延伸。由此，即使在素体包含多个金属磁性颗粒的情况下，也可提高素体和树脂电极的密合强度。通过素体和树脂电极的密合强度变高，能够抑制树脂电极从素体的剥离，并且能够提高层叠线圈部件的可靠性。

也可以是，在素体内，第一树脂和第二树脂结合。在该情况下，通过第一树脂和第二树脂的结合，能够进一步提高素体和树脂电极的密合强度。

也可以是，第一树脂和第二树脂是同类的树脂。在该情况下，能够更充分地确保第一树脂和第二树脂的结合强度，并且能够进一步提高素体和树脂电极的密合强度。

也可以是，外部电极在树脂电极和素体之间具有基底烧结电极。在该情况下，能够经由基底烧结电极使线圈和树脂电极之间的电连接良好。

也可以是，在素体内，第二树脂延伸至素体和基底烧结电极接触的部分。在该情况下，第二树脂以绕过基底烧结电极的方式延伸，因此，能够进一步提高素体和树脂电极的密合强度。

也可以是，在素体内，第二树脂延伸至素体和树脂电极不接触的部分。在该情况下，在素体内的第二树脂的延伸区域充分地扩展，并且能够进一步提高素体和树脂电极的密合强度。

附图说明

图1是示出层叠线圈部件的一实施方式的立体图。

图2是示出图1所示的层叠线圈部件的截面结构的图。

图3是示出线圈的结构的立体图。

图4是将素体内部的截面结构放大并示出的概略图。

图5是示出外部电极及外部电极周边的素体的截面结构的图。

图6是将第二电极层的截面结构放大并示出的概略图。

图7是将图5的单点划线区域中的素体内部的截面结构放大并示出的概略图。

图8是示出变形例的层叠线圈部件的外部电极及外部电极周边的素体的截面结构的图。

具体实施方式

以下，一边参照附图，一边对本公开一方面的层叠线圈部件的优选的实施方式进行详细地说明。

参照图1～图3说明本实施方式的层叠线圈部件1的结构。图1是示出层叠线圈部件一实施方式的立体图。图2是示出图1所示的层叠线圈部件的截面结构的图。图3是示出线圈的结构的立体图。

如图1所示，层叠线圈部件1具备构成长方体形状的素体2和一对外部电极4、4。一对外部电极4、4分别配置于素体2的两端部，且相互分开。长方体形状中包含角部及棱线部被倒角的长方体形状、及角部及棱线部被倒圆的长方体形状。层叠线圈部件1例如能够适用于磁珠电感器或功率电感器。

构成长方体形状的素体2具有彼此相对的一对端面2a、2a、彼此相对的一对主面2b、2b、以及彼此相对的一对侧面2c、2c。端面2a、2a以与一对主面2b、2b相邻的方式定位。端面2a、2a以也与一对侧面2c、2c相邻的方式定位。主面2b的一方例如在将层叠线圈部件1安装于其它电子设备(电路基板、电子部件等)时，可成为与该其它电子设备相对的面(安装面)。

在本实施方式中，将一对端面2a、2a的相对方向(第一方向D1)设为素体2的长度方向。将一对主面2b、2b的相对方向(第二方向D2)设为素体2的高度方向。将一对侧面2c、2c的相对方向(第三方向D3)设为素体2的宽度方向。第一方向D1、第二方向D2、及第三方向D3相互正交。

第一方向D1上的素体2的长度比第二方向D2及第三方向D3上的素体2的长度大。第二方向D2上的素体2的长度与第三方向D3上的素体2的长度同等。即，在本实施方式中，一对端面2a、2a构成正方形状，一对主面2b、2b及一对侧面2c、2c构成长方形状。

第一方向D1上的素体2的长度也可以与第二方向D2及第三方向D3上的素体2的长度同等。第二方向D2上的素体2的长度也可以与第三方向D3上的素体2的长度不同。除了相等之外，同等还包含在预先设定的范围内的微差或制造误差等。例如，如果多个值包含于该多个值的平均值的±5％的范围内，则将这些值视作同等。

一对端面2a、2a以连结一对主面2b、2b的方式沿着第二方向D2延伸。一对端面2a、2a也以连结一对侧面2c、2c的方式沿着第三方向D3延伸。一对主面2b、2b以连结一对端面2a、2a的方式沿着第一方向D1延伸。一对主面2b、2b也以连结一对侧面2c、2c的方式沿着第三方向D3延伸。一对侧面2c、2c以连结一对端面2a、2a的方式沿着第一方向D1延伸。一对侧面2c、2c也以连结一对主面2b、2b的方式沿着第二方向D2延伸。

素体2通过将多个磁性体层11(参照图3)层叠而构成。各磁性体层11沿主面2b、2b的相对方向层叠。即，各磁性体层11的层叠方向与主面2b、2b的相对方向一致(以下，将主面2b、2b的相对方向称为“层叠方向”)。各磁性体层11构成大致矩形状。在实际的素体2，各磁性体层11以不能辨识其层间的边界的程度被一体化。

如图4所示，各磁性体层11包含多个金属磁性颗粒M1。金属磁性颗粒M1例如由软磁性合金构成。软磁性合金例如为Fe-Si系合金。在软磁性合金为Fe-Si系合金的情况下，软磁性合金也可以包含P。软磁性合金例如也可以是Fe-Ni-Si-M系合金。“M”包含选自Co、Cr、Mn、P、Ti、Zr、Hf、Nb、Ta、Mo、Mg、Ca、Sr、Ba、Zn、B、Al、及稀土元素的一种以上的元素。

在磁性体层11，金属磁性颗粒M1、M1彼此结合。金属磁性颗粒M1、M1彼此的结合通过例如形成于金属磁性颗粒M1的表面的氧化膜彼此的结合而实现。金属磁性颗粒M1的平均粒径例如为0.5μm～15μm。在本实施方式中，金属磁性颗粒M1的平均粒径为5μm。“平均粒径”是指通过激光衍射·散射法求得的粒度分布中的累计值50％处的粒径。

如图4所示，素体2包含第一树脂R1。第一树脂R1存在于多个金属磁性颗粒M1、M1间。第一树脂R1是具有电绝缘性的树脂。作为第一树脂R1，例如可使用有机硅树脂、酚醛树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂等。第一树脂R1未完全填充素体2内的多个金属磁性颗粒M1、M1间，在多个金属磁性颗粒M1、M1间的至少一部分存在空隙部分V。

由空隙部分V引起空隙率，也可以例如在表面侧比素体2的中央侧高。在一例中，素体2的中央侧的空隙率低于10％，素体2的表面侧的空隙率为30％左右。空隙率能够通过例如将素体2的截面通过扫描电子显微镜(SEM)放大至3000倍，求得空隙部分V的面积的相对于素体2的截面的面积的比而算出。

如图2及图3所示，在素体2内配置有线圈15。线圈15包含多个线圈导体16a～16f。多个线圈导体16a～16f包含导电材料(例如Ag或Pd等)。多个线圈导体16a～16f作为包含导电性材料(例如Ag粉末或Pd粉末等)的导电性膏体的烧结体而构成。

线圈导体16a包含连接导体17。连接导体17具有配置于素体2的一端面2a侧并且露出于一端面2a的端部。连接导体17的端部在一端面2a，露出于靠近一主面2b的位置，并与一外部电极4连接。即，线圈15经由连接导体17与一外部电极4电连接。在本实施方式中，线圈导体16a的导体图案和连接导体17的导体图案一体连续地形成。

线圈导体16f包含连接导体18。连接导体18具有配置于素体2的另一端面2a侧并且露出于另一端面2a的端部。连接导体18的端部在另一端面2a，露出于靠近另一主面2b的位置，并与另一外部电极4连接。即，线圈15经由连接导体18与另一外部电极4电连接。在本实施方式中，线圈导体16f的导体图案和连接导体18的导体图案一体连续地形成。

多个线圈导体16a～16f在素体2内沿磁性体层11的层叠方向形成。多个线圈导体16a～16f以线圈导体16a、线圈导体16b、线圈导体16c、线圈导体16d、线圈导体16e、线圈导体16f的顺序排列。在本实施方式中，线圈15由线圈导体16a的除连接导体17以外的部分、多个线圈导体16b～16d、及线圈导体16f的除连接导体18以外的部分构成。

线圈导体16a～16f的端部彼此通过通孔导体19a～19e连接。通过通孔导体19a～19e，线圈导体16a～16f相互电连接。线圈15通过将多个线圈导体16a～16f电连接而构成。各通孔导体19a～19e包含导电材料(例如Ag或Pd等)。各通孔导体19a～19e与多个线圈导体16a～16f一样，作为包含导电性材料(例如Ag粉末或Pd粉末等)的导电性膏体的烧结体而构成。

外部电极4以覆盖素体2的端面2a侧的端部的方式进行配置。如图1所示，外部电极4具有：覆盖端面2a的电极部分4a；伸出至一对主面2b、2b的电极部分4b、4b、及伸出至一对侧面2c、2c的电极部分4c、4c。即，外部电极4通过电极部分4a、4b、4c的5个面形成。

电极部分4a以覆盖露出于端面2a的连接导体17、18的端部的整体的方式进行配置，并且连接导体17、18相对于外部电极4直接连接。即，连接导体17、18将线圈15的端部和电极部分4a连接。由此，线圈15与外部电极4电连接。

相互相邻的电极部分4a、4b、4c彼此在素体2的棱线部连续并电连接。电极部分4a和电极部分4b在端面2a与主面2b之间的棱线部连接。电极部分4a和电极部分4c在端面2a与侧面2c之间的棱线部连接。

如图5所示，外部电极4具有：第一电极层21、第二电极层23、第三电极层25、及第四电极层27。上述的电极部分4a、4b、4c均包含第一电极层21、第二电极层23、第三电极层25、及第四电极层27而构成。第四电极层27是构成外部电极4的最外层的层。在图5中，示出一外部电极4的截面结构，但其他外部电极4也为同样的结构。

第一电极层21是通过向素体2的表面赋予导电性膏体并进行烧结而形成的基底烧结电极31。第一电极层21通过导电性膏体所包含的金属成分(金属粉末)烧结而形成。在本实施方式中，第一电极层21是由Ag构成的烧结金属层。第一电极层21也可以是由Pd构成的烧结金属层。对导电性膏体使用向由Ag或Pd构成的粉末混合了玻璃成分、有机胶粘剂、及有机溶剂的物质。第一电极层21在素体2的端面2a与线圈15的连接导体17、18接触并电连接。

第二电极层23是通过使赋予第一电极层21上的第二树脂R2固化而形成的树脂电极32。第二电极层23以覆盖第一电极层21的整体的方式形成。如图6所示，第二电极层23通过向第二树脂R2混合导体粉末M2及有机溶剂等而构成。作为导体粉末M2，例如使用Ag粉末等。分散于第二树脂R2中的多个导体粉末M2与作为基底的第一电极层21接触。由此，与使第二电极层23与线圈15的连接导体17、18直接接触的情况相比，能够充分确保线圈15和第二电极层23的导通。

作为构成第二树脂R2的热固性树脂，例如可使用有机硅树脂、酚醛树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂、聚酰亚胺树脂等。在本实施方式中，素体2所使用的第一树脂R1和树脂电极32所使用的第二树脂R2为同类的树脂。例如在素体2所使用的第一树脂R1为环氧树脂的情况下，树脂电极32所使用的第二树脂R2也为环氧树脂。另外，例如在素体2所使用的第一树脂R1为酚醛树脂的情况下，树脂电极32所使用的第二树脂R2也为酚醛树脂。

第三电极层25通过镀敷法形成于第二电极层23上。在本实施方式中，第三电极层25是通过在第二电极层23上镀Ni形成的镀Ni层。第三电极层25也可以是镀Sn层、镀Cu层、或镀Au层。第四电极层27通过镀敷法形成于第三电极层25上。在本实施方式中，第四电极层27是通过在第三电极层25上镀Sn而形成的镀Sn层。第四电极层27也可以是镀Cu层或镀Au层。第三电极层25及第四电极层27构成形成于第二电极层23的双层镀层。

接着，对上述的素体2和第二电极层23(树脂电极32)的关系进行更详细地说明。

如图5所示，在层叠线圈部件1的外部电极4，以覆盖第一电极层21的方式设置第二电极层23。即，第二电极层23以第一电极层21的缘21a被第二电极层23隐藏的方式设置于第一电极层21上。由此，在素体2的主面2b、2b及侧面2c、2c形成有树脂电极32接触的部分35A、基底烧结电极31接触的部分35B、树脂电极32及基底烧结电极31均不接触的部分35C中的各个状态不同的三个部分。

树脂电极32接触的部分35A以一定的宽度从第一电极层21的缘21a沿着第一方向D1伸出。基底烧结电极31接触的部分35B位于比树脂电极32接触的部分35A更靠端面2a侧。树脂电极32及基底烧结电极31均不接触的部分35C相对于树脂电极32接触的部分35A位于与端面2a的相反侧。

在这三个部分35A、35B、35C，如图7所示，从树脂电极32连接的第二树脂R2在素体2内延伸。在树脂电极32接触的部分35A，从树脂电极32连接的第二树脂R2进入素体2内，并且填充素体2的表面及存在于表面附近的空隙部分V。在素体2内，素体2内的第一树脂R1和从树脂电极32连接的第二树脂R2相互结合。

在树脂电极32接触的部分35A的第二树脂R2距素体2的表面的的进入深度是任意的。第二树脂R2例如对于第二方向D2也可以到达最接近主面2b的线圈导体16a或16f，也可以到达素体2的表面和线圈导体16a或16f之间的位置。对于第三方向D3，也可以为与第二方向D2同程度的进入深度。进入深度例如由在树脂电极32接触的部分35A的平均值规定。

在基底烧结电极31接触的部分35B，从树脂电极32连接的第二树脂R2从树脂电极32接触的部分35A绕过基底烧结电极31，朝向端面2a沿着第一方向D1延伸。在该部分35B，与树脂电极32接触的部分35A一样，第二树脂R2填充素体2的表面及存在于表面附近的空隙部分V。在素体2内，素体2内的第一树脂R1和从树脂电极32连接的第二树脂R2相互结合的基底烧结电极31接触的部分35B的第二树脂R2向第一方向D1的延伸长度是任意的。第二树脂R2可以到达端面2a，也可以不到达端面2a。

在基底烧结电极31接触的部分35B的第二树脂R2距素体2的表面的进入深度是任意的。与树脂电极32接触的部分35A一样，例如对于第二方向D2，第二树脂R2也可以是到达最接近主面2b的线圈导体16a或16f的进入深度，也可以是成为素体2的表面与线圈导体16a或16f之间的位置的进入深度。在基底烧结电极31接触的部分35B的第二树脂R2的进入深度也可以与在树脂电极32接触的部分35A的第二树脂R2的进入深度相等，也可以小于该深度或超过该深度。

在树脂电极32及基底烧结电极31均不接触的部分35C，从树脂电极32连接的第二树脂R2朝向素体2的中央沿着第一方向D1延伸。在该部分35C，与树脂电极32接触的部分35A一样，第二树脂R2填充素体2的表面及存在于表面附近的空隙部分V。在素体2内，素体2内的第一树脂R1和从树脂电极32连接的第二树脂R2相互结合。树脂电极32及基底烧结电极31均不接触的部分35C的第二树脂R2向第一方向D1的延伸长度是任意的。第二树脂R2的延伸长度例如成为与基底烧结电极31接触的部分35B的第二树脂R2向第一方向D1的延伸长度相同的程度。

在树脂电极32及基底烧结电极31均不接触的部分35C的第二树脂R2距素体2的表面的进入深度是任意的。与树脂电极32接触的部分35A一样，例如对于第二方向D2，第二树脂R2也可以是到达最接近主面2b的线圈导体16a或16f的进入深度，也可以是成为素体2的表面和线圈导体16a或16f之间的位置的进入深度。树脂电极32及基底烧结电极31均不接触的部分35C的第二树脂R2的进入深度也可以与在树脂电极32接触的部分35A的第二树脂R2的进入深度相等，也可以小于该深度或超过该深度。

在制作上述的层叠线圈部件1的情况下，首先，层叠多个磁性体层11，对该层叠体进行烧成。由此，得到在内部配置有线圈15的素体2。接着，在素体2形成第一电极层21(基底烧结电极31)。另外，将形成有第一电极层21的素体2浸渍于第一树脂R1，使第一树脂R1进入素体2内的多个金属磁性颗粒M1、M1间。向第一树脂R1浸渍后，通过清洗液清洗素体2的表面。通过素体2的表面的清洗，除去素体2的表面及表面附近的第一树脂R1的至少一部分，素体2的表面及表面附近的空隙部分V的空隙率变得高于素体2的中央侧的空隙部分V的空隙率。

清洗素体2的表面后，以覆盖第一电极层21的方式对素体2赋予含有导体粉末M2及有机溶剂等的第二树脂R2，在第一电极层21上形成第二电极层23。在形成第二电极层23时，在素体2树脂电极32接触的部分35A，通过毛细管现象，第二树脂R2进入素体2内的空隙部分V，第一树脂R1和第二树脂R2结合。

进入素体2内的第二树脂R2从树脂电极32接触的部分35A分别沿着第一方向D1朝向端面2a及素体2的中央延伸。在基底烧结电极31接触的部分35B及树脂电极32及基底烧结电极31均不接触的部分35C，通过毛细管现象，第二树脂R2也进入素体2内的空隙部分V，第一树脂R1和第二树脂R2结合。形成第二电极层23后，依次形成第三电极层25及第四电极层27。由此，在素体2形成外部电极4，得到图1所示的层叠线圈部件1。

如以上进行的说明，在层叠线圈部件1，从树脂电极32连接的第二树脂R2在素体2内延伸(参照图7)。由此，即使在素体2包含多个金属磁性颗粒M1的情况下，通过第二树脂R2进入素体2内的空隙部分V，也能够提高素体2和树脂电极32的密合强度。通过素体2和树脂电极32的密合强度提高，能够抑制树脂电极32从素体2的剥离，并且能够提高层叠线圈部件1的可靠性。

在本实施方式中，在素体2内，第一树脂R1和第二树脂R2结合。通过在素体2内的第一树脂R1和第二树脂R2的结合，能够进一步提高素体2和树脂电极32的密合强度。在本实施方式中，第一树脂R1和第二树脂R2为同类的树脂。因此，能够更充分地确保在素体2内的第一树脂R1和第二树脂R2的结合强度，并且能够进一步提高素体2和树脂电极32的密合强度。

在本实施方式中，外部电极4在树脂电极32和素体2之间具有基底烧结电极31。基底烧结电极31在素体2的端面2a与线圈15的连接导体17、18电连接(参照图6)。另外，分散于第二树脂R2中的多个导体粉末M2与基底烧结电极31接触。通过这种结构，能够经由基底烧结电极31使线圈15和树脂电极32之间的电连接良好。

在本实施方式中，在素体2内，第二树脂R2延伸至素体2和基底烧结电极31接触的部分35B。由此，第二树脂R2以绕过基底烧结电极31的方式延伸，因此，能够进一步提高素体2和树脂电极32的密合强度。另外，第二树脂R2延伸至素体2的角部或角部附近，因此，即使在应力容易集中的素体2的角部，也能够适当地抑制树脂电极32从素体2的剥离。

在本实施方式中，在素体2内，第二树脂R2延伸至素体2和树脂电极32不接触的部分35C。由此，在素体2内的第二树脂R2的延伸区域充分扩展，能够进一步提高素体2和树脂电极32的密合强度。

本公开不限于上述实施方式。例如，第二树脂R2也可以不完全填充素体2内的空隙部分V。即，也可以在素体2的表面或表面附近残存第二树脂R2未进入的空隙部分V，也可以在素体2内第一树脂R1和第二树脂R2的结合部分的一部分残存空隙部分V。

从树脂电极32连接的第二树脂R2在素体2内延伸即可，第一树脂R1和第二树脂R2也可以未必在素体2内结合。第一树脂R1和第二树脂R2结合的部分、第一树脂R1和第二树脂R2未结合的部分也可以在素体2内混合存在。

在素体2和树脂电极32接触的部分35A，第二树脂R2在素体2内延伸即可，也可以未必延伸至素体2和基底烧结电极31接触的部分35B、及素体2和树脂电极32不接触的部分35C。另外，第一树脂R1和第二树脂R2也可以不是同类的树脂。例如也可以第一树脂R1为酚醛树脂，第二树脂R2为环氧树脂。

在磁性体层11，在多个金属磁性颗粒M1、M1间的至少一部分也可以存在直径比金属磁性颗粒M1小的非磁性陶瓷颗粒。

在上述实施方式中，各磁性体层11的层叠方向与主面2b、2b的相对方向一致，例如，如图8所示，各磁性体层的层叠方向也可以是与主面2b、2b交叉(正交)的方式。在图8的例子中，以覆盖素体2的端面2a、2a的方式分别设置外部电极4，磁性体层的层叠方向与连结素体2的端面2a、2a的方向一致。即，在图8的例子中，素体2内的线圈15的形成方向与连结素体2的端面2a、2a的方向一致。即使在这种方式中，通过从树脂电极32连接的第二树脂R2在素体2内延伸(参照图7)，也实现与上述实施方式同样的作用效果。

Claims (6)

1.一种层叠线圈部件，其中，

具备：

素体，其包含多个金属磁性颗粒；

线圈，其配置于所述素体内；以及

外部电极，其配置于所述素体的表面，且与所述线圈电连接，

在所述素体的所述金属磁性颗粒间的至少一部分填充有第一树脂，

所述外部电极具有包含第二树脂和分散于该第二树脂中的导体粉末的树脂电极，

从所述树脂电极连接的所述第二树脂在所述素体内延伸。

2.根据权利要求1所述的层叠线圈部件，其中，

在所述素体内，所述第一树脂和所述第二树脂结合。

3.根据权利要求2所述的层叠线圈部件，其中，

所述第一树脂和所述第二树脂为同类的树脂。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的层叠线圈部件，其中，

所述外部电极在所述树脂电极和所述素体之间具有基底烧结电极。

5.根据权利要求4所述的层叠线圈部件，其中，

在所述素体内，所述第二树脂延伸至所述素体和所述基底烧结电极接触的部分。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的层叠线圈部件，其中，

在所述素体内，所述第二树脂延伸至所述素体和所述树脂电极不接触的部分。

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