CN115116715A - 线圈部件和电子设备 - Google Patents

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勅使川原秀多
长野将典
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Taiyo Yuden Co Ltd
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Abstract

本发明提供能够抑制外部电极延伸地形成至非预期的部分的线圈部件和电子设备。线圈部件(300)包括：磁性基体(10)，其包含由以铁为主成分的软磁性合金形成的金属磁性颗粒；设置于磁性基体(10)的线圈导体(30)；玻璃膜(50)，其设置于磁性基体(10)的表面，由低温烧结玻璃形成，低温烧结玻璃含有氧化钛、氧化锆和氧化钨中的至少一者的填料；以及外部电极(60)，其与玻璃膜(50)相接触地设置，与线圈导体30电连接。

Description

线圈部件和电子设备
技术领域
本发明涉及线圈部件和电子设备。
背景技术
存在代替铁氧体而使用由磁饱和特性优异的软磁性合金构成的金属磁性颗粒的情况。例如，公知有通过将磁性体层与由导电性粉末形成的导电体层层叠而形成线圈部件的技术，其中，该磁性体层由以铁、硅、铝为主成分的合金粉末和含有硼硅酸玻璃或氧化硅的耐热性接合剂的复合体形成(例如专利文献1)。另外，公知有通过将金属磁性体层与由导体糊料形成的导体图案层叠而形成线圈部件的技术，其中，该金属磁性体层由含有金属磁性颗粒和热固化性树脂的金属磁性体糊料形成(例如专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平9-148118号公报
专利文献2：日本特开2007-27353号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
软磁性合金与铁氧体相比电阻较低。因此，在使用由软磁性合金形成的金属磁性颗粒所形成的磁性基体的表面，利用电解电镀法形成外部电极的情况下，存在外部电极延伸而形成至非预期的部分的状况。
本发明是鉴于上述的技术问题而完成的，其目的在于抑制外部电极延伸而形成至非预期的部分。
用于解决技术问题的技术方案
本发明为一种线圈部件，其包括：磁性基体，其包含由以铁为主成分的软磁性合金形成的金属磁性颗粒；设置于上述磁性基体的线圈导体；玻璃膜，其设置于上述磁性基体的表面，由低温烧结玻璃形成，上述低温烧结玻璃含有氧化钛、氧化锆和氧化钨中的至少一者的填料；以及外部电极，其与上述玻璃膜相接触地设置，与上述线圈导体电连接。
在上述构成中，也可以为，上述外部电极形成为包含金属膜和上述金属膜上的镀覆膜。
在上述构成中，也可以为，上述玻璃膜含有10体积％以上的上述填料。
在上述构成中，也可以为，上述玻璃膜由含有氧化钛填料和氧化锆填料中的至少一者的硼硅酸玻璃形成。
在上述构成中，也可以为，上述玻璃膜夹在上述磁性基体与上述外部电极之间地设置，具有比上述外部电极大的外形。
在上述构成中，也可以为，上述玻璃膜与上述磁性基体的棱线相接触地设置。
在上述构成中，也可以为，上述玻璃膜具有与上述外部电极不同的颜色。
在上述构成中，也可以为，上述玻璃膜通过含有由氧化锰、氧化钴和铁氧体中的至少一者形成的填料而与上述外部电极的颜色不同。
本发明为一种电子设备，其包括上述所记载的线圈部件和安装有上述线圈部件的电路板。
发明效果
依照本发明，能够抑制外部电极延伸而形成至非预期的部分。
附图说明
图1中，图1的(a)为本发明的第一实施方式的线圈部件的立体图，图1的(b)为从A方向观察图1的线圈部件的平面图。
图2为图1的线圈部件的截面图。
图3为图1的线圈部件的磁性基体的分解立体图。
图4中，图4的(a)为第一比较方式的线圈部件的下表面图，图4的(b)为外部电极附近的截面图。
图5中，图5的(a)为第二比较方式的线圈部件的外部电极附近的截面图，图5的(b)为形成镀覆膜前的截面图。
图6中，图6的(a)为析出物附近的扫描型电子显微镜像的示意图，图6的(b)至图6的(d)是图6的(a)部分的、能量色散X射线分析图像的示意图。
图7中，图7的(a)为第一实施方式的线圈部件的扫描型电子显微镜像的示意图，图7的(b)至图7的(e)为图7的(a)部分的、能量色散X射线分析图像的示意图。
图8中，图8的(a)为第一实施方式的线圈部件的下表面图，图8的(b)为外部电极附近的截面图。
图9是在进行了滚筒研磨后的线圈部件的磁性基体的棱线(边)的R部设置的外部电极的局部截面图。
图10是第一实施方式的变形例的线圈部件的透视外部电极地表示玻璃膜的状态的平面图。
图11中，图11的(a)是本发明的第二实施方式的线圈部件的立体图，图11的(b)是图11的(a)的线圈部件的截面图。
图12中，图12的(a)是本发明的第三实施方式的线圈部件的立体图，图12的(b)是图12的(a)的线圈部件的截面图。
图13中，图13的(a)是本发明的第四实施方式的线圈部件的立体图，图13的(b)为图13的(a)的线圈部件的截面图。
图14是本发明的第五实施方式的线圈部件的截面图。
图15是具有本发明的第一实施方式的线圈部件的电子设备的截面图。
附图标记说明
10 磁性基体
11～15 磁性体层
16 上部覆盖层
17 下部覆盖层
20 主体部
30 线圈导体
32 卷绕部
34a、34b 引出部
50 玻璃膜
52a、52b 开口
60 外部电极
62 金属膜
64 镀覆膜
70 轴部
72 凸缘部
74 导线
90 电路板
92 焊料
94 焊垫电极
110 磁性基体
130 线圈导体
150 玻璃膜
160 外部电极
162 金属膜
164 镀覆膜
166 镍镀覆膜
168 锡镀覆膜
180 区域
190 析出物
300、310、400、500、600、700、1000、1100 线圈部件
800 电子设备。
具体实施方式
以下，适当参照附图，对本发明的实施方式进行说明。但是，本发明不限于图示的方式。另外，在多个附图中对于共同的构成要素在该多个附图中标注相同的附图标记。为了说明的方便，各图中并不一定以准确的比例尺来记载，这一点请留意。
[第一实施方式]
图1的(a)是本发明的第一实施方式的线圈部件300的立体图，图1的(b)是从A方向观察图1的线圈部件300的平面图。图1的(b)是表示透视了外部电极60的图。图2是图1的线圈部件300的截面图。图3是图1的线圈部件300的磁性基体10的分解立体图。此外，在图1的(a)和图2中，为了使图明确，在外部电极60的4边各自的部分的玻璃膜50的大小与后述的图8不同，将玻璃膜50的露出部较大地图示。图1的(a)、图1的(b)、图2和图3中表示了在各种各样的电路中作为无源元件使用的层叠电感器。层叠电感器为能够在本发明中适用的线圈部件的一例。本发明能够适用于DC-DC转换器中使用的功率电感器或其以外的各种线圈部件。
本第一实施方式的线圈部件300如图1的(a)、图1的(b)、图2和图3所示，包括：磁性基体10；埋设在磁性基体10中的线圈导体30；玻璃膜50；和与线圈导体30电连接的一对外部电极60。将线圈部件300的“长度”方向、“宽度”方向、“高度”方向分别设为“L轴”方向、“W轴”方向、“T轴”方向。L轴、W轴、T轴彼此正交。线圈导体30的线圈轴线A沿着T轴方向延伸。磁性基体10的大小不受特别限制，例如长度尺寸(L轴方向的尺寸)为0.2mm～6.0mm，宽度尺寸(W轴方向的尺寸)为0.1mm～4.5mm，高度尺寸(T轴方向的尺寸)为0.1mm～4.0mm。
磁性基体10形成大致长方体的形状(大致长方体形状)。磁性基体10由6个面来规定外表面。此外，所谓大致长方体形状包括各顶点带圆弧的情况、各棱(各面的边界部)带圆弧的情况、或者各面具有曲面的情况等。
在本第一实施方式中，在提及线圈部件300的上下方向时，以图1的(a)、图2和图3中的上下方向为基准。即，以T轴方向的正方向为上方向、负方向为下方向。
磁性基体10包含由以铁为主成分的软磁性合金形成的金属磁性颗粒而形成。在本第一实施方式中，磁性基体10通过多个金属磁性颗粒经由形成于金属磁性颗粒的表面的氧化膜结合而形成，但磁性基体10也可以通过利用树脂将多个金属磁性颗粒固化而形成。形成于金属磁性颗粒的表面的氧化膜为软磁性合金的氧化物。所谓以铁为主成分是指，铁相对于构成软磁性合金的元素的合计量的比例为50wt％(重量％)以上，也可以为70wt％以上，也可以为80wt％以上，也可以为90wt％以上。
例如金属磁性颗粒可以是包含铁和硅的合金颗粒，也可以是包含铁和与铁相比离子化倾向更大的金属元素M的合金颗粒。作为金属元素M，例如能够举例铬、铝、锆、钛、锰等。作为一个例子，金属磁性颗粒为铁、硅和与铁相比离子化倾向更大的1种以上的金属元素M(例如铬和铝中的至少一者)的合金颗粒。铁的比例可以为85wt％～97wt％，硅的比例可以为1.5wt％～7wt％，金属元素M的比例可以为1.5wt％～8wt％。金属磁性颗粒可以包含氧和/或碳等非预期的杂质。杂质的比例可以为1wt％以下。另外，金属磁性颗粒也可以包含钴、镍、铜、硫、磷和/或硼等。金属磁性颗粒的组成比例如能够利用扫描型电子显微镜以2000倍至20000倍程度对磁性基体10的截面进行拍摄，并利用基于能量色散X射线分析(EDS)的ZAF法计算。
线圈导体30具有卷绕部32。卷绕部32具有卷绕图案C11～C15和通孔V1～V4。卷绕图案C11～C15沿着与线圈轴线A正交的平面(LW平面)延伸，并且在线圈轴线A的方向(T轴方向)上彼此隔开间隔。卷绕图案C11～C15中的在T轴方向上相邻的卷绕图案经由通孔V1～V4电连接。由此，形成环绕线圈轴线A的卷绕部32。
卷绕部32的一端利用由通孔V5、V6形成的引出部34a与一个外部电极60电连接。卷绕部32的另一端通过由通孔V11～V16形成的引出部34b电连接于另一个外部电极60。
磁性基体10具有：由设置有卷绕部32的磁性体层11～15形成的主体部20；设置在主体部20上的、由一层或者多层构成的上部覆盖层16；和设置在主体部20下的、由一层或者多层构成的下部覆盖层17。卷绕图案C11和通孔V1、V11形成于磁性体层11，卷绕图案C12和通孔V2、V12形成于磁性体层12，卷绕图案C13和通孔V3、V13形成于磁性体层13，卷绕图案C14和通孔V4、V14形成于磁性体层14，卷绕图案C15和通孔V5、V15形成于磁性体层15。通孔V6、V16形成于下部覆盖层17。
卷绕图案C11～C15和通孔V1～V6、V11～V16由导电性优异的金属材料例如银、钯、铜、铝、或者它们的合金形成。
玻璃膜50设置于磁性基体10的表面。在本第一实施方式中，玻璃膜50在L轴方向上分离地设置于构成磁性基体10的外表面的6个面之中的下表面。玻璃膜50由低温烧结玻璃形成，该低温烧结玻璃含有氧化钛(TiO2)、氧化锆(ZrO2)和氧化钨(WO3)中的至少一者的金属氧化物填料。例如，玻璃膜50由含有氧化钛填料的硼硅酸玻璃形成。氧化钛填料的含量例如为10vol％(体积百分比)以上。玻璃膜50中的玻璃部分和金属氧化物填料部分通过SEM观察能够区别。例如，观察到玻璃部分为不规则形状。观察到金属氧化物填料部分为具有晶界的颗粒。两者通过对比度能够区别，或者通过EDS分析来进行成分分析而能够区别。
外部电极60与玻璃膜50相接触地设置。外部电极60可以以俯视时与玻璃膜50重叠的方式设置。在本第一实施方式中，外部电极60除了在引出部34a或者引出部34b从磁性基体10露出的部分和设置于其周围的开口52a或者开口52b的部分以外，设置于玻璃膜50的下表面。即，除了设引出部34a或者引出部34b从磁性基体10露出的部分和设置于其周围的开口52a或者开口52b的部分以外，玻璃膜50被夹在外部电极60与磁性基体10之间。俯视时，玻璃膜50比外部电极60大。即，俯视时，外部电极60没有完全覆盖玻璃膜50，玻璃膜50具有可单独地被看到的部分。一对外部电极60中的一者，通过被埋入在设置于玻璃膜50的开口52a而与引出部34a电连接，另一者通过被埋入在设置于玻璃膜50的开口52b而与引出部34b电连接。开口52a或者开口52b的大小优选比引出部34a或者引出部34b从磁性基体10露出的部分大而设置至其周围，但也可以设置为与引出部34a或者引出部34b从磁性基体10露出的部分相同的尺寸。另外，也可以为开口52a或者开口52b的大小比引出部34a或者引出部34b从磁性基体10露出的部分小，而玻璃膜50覆盖引出部34a或者引出部34b从磁性基体10露出的部分的一部分。外部电极60具有金属膜62和设置于金属膜62的下表面的镀覆膜64。金属膜62例如由银、钯、铜或者它们的合金形成。镀覆膜64例如为镍镀覆膜与锡镀覆膜的层叠膜。
[制造方法]
对本第一实施方式的线圈部件300的制造方法的一例进行说明。首先，形成成为上部覆盖层16的上部层叠体。上部层叠体通过将多个磁性体片层叠而形成。磁性体片例如通过在塑料制的基底膜的表面涂敷浆料并使其干燥，将干燥后的浆料按规定的尺寸裁切而得到。浆料通过将由以铁为主成分的软磁性合金构成的金属磁性颗粒与有机粘合剂和溶剂等混合而制作。作为有机粘合剂例如能够采用聚乙烯醇缩丁醛(PVB)树脂或者环氧树脂等绝缘性优异的树脂材料。作为溶剂例如能够使用甲苯等。
接着，形成成为下部覆盖层17的下部层叠体。下部层叠体通过在上述的磁性体片层叠未烧制的设置有导体通孔的复合片而形成。复合片通过在与磁性体片的通孔V6、V16对应的位置形成贯通孔，并在该贯通孔中利用例如丝网印刷埋入导电糊料而得到。此外，导体通孔也可以利用丝网印刷以外的方法形成。
接着，形成成为主体部20的中间层叠体。中间层叠体通过层叠复合片而形成，该复合片是在成为磁性体层11～15的磁性体片形成有成为卷绕图案C11～C15的未烧制的导体图案和成为通孔V1～V5、V11～V15的未烧制的导体通孔的复合片。为了形成该复合片，首先，在上述的磁性体片的与通孔V1～V5、V11～V15对应的位置形成贯通孔。接着，在磁性体片利用例如丝网印刷来印刷导电糊料，由此在磁性体片形成未烧制的导体图案。这时，在形成于磁性体片的贯通孔中埋入导电糊料。由此，在磁性体片形成成为卷绕图案C11～C15的未烧制的导体图案和成为通孔V1～V5、V11～V15的未烧制的导体通孔。此外，导体图案和导体通孔也可以利用丝网印刷以外的方法形成。
接着，在成为磁性基体10的最下层的磁性体片(例如，下部层叠体的最下层的磁性体片)的下表面形成成为玻璃膜50的绝缘体图案。绝缘体图案通过印刷由含有氧化钛填料的硼硅酸玻璃构成的玻璃糊料而形成。接着，在成为玻璃膜50的绝缘体图案的下表面涂敷导电糊料，由此形成成为外部电极60的金属膜62的未烧制的导体图案。成为玻璃膜50的绝缘体图案和成为外部电极60的金属膜62的未烧制的导体图案，除了形成在成为磁性基体10的最下层的磁性体片的情况以外，也可以在通过后述的压接形成了主体层叠体后、或者在将主体层叠体单片化而形成芯片层叠体后、或者在对芯片层叠体进行了热处理后形成。该情况下，在成为磁性基体10的最下层的磁性体片，在该阶段没有形成成为玻璃膜50的绝缘体图案和成为外部电极60的金属膜62的未烧制的导体图案。
接着，从T轴方向的负方向侧起向正方向侧将下部层叠体、中间层叠体和上部层叠体按照该顺序进行层叠。将层叠体利用冲压机进行热压接而形成主体层叠体。在形成主体层叠体的工序中，对成为玻璃膜50的绝缘体图案和成为外部电极60的金属膜62的导体图案在层叠方向上施加压力。因此，存在成为玻璃膜50的绝缘体图案和成为外部电极60的金属膜62的导体图案，被埋入成为磁性基体10的最下层的磁性体片的下表面的情况。将成为玻璃膜50的绝缘体图案和成为外部电极60的金属膜62的未烧制的导体图案在压接后形成的情况下，在该阶段，按绝缘体图案和导体图案的顺序来形成。各图案的形成能够使用适宜的现有方法。例如可以使用丝网印刷，例如也可以使用转印法。
接着，使用切割机或者激光加工机等的裁切机将主体层叠体单片化成所希望的尺寸，由此形成芯片层叠体。将成为玻璃膜50的绝缘体图案和成为外部电极60的金属膜62的未烧制的导体图案在单片化之后形成的情况下，在该阶段，按绝缘体图案和导体图案的顺序来形成。各图案的形成能够使用适宜的现有方法。例如可以使用丝网印刷，例如也可以使用转印法，例如也可以使用浸渍法。接着，对芯片层叠体进行用于烧制的热处理。热处理在含氧的气氛下在规定的温度下进行。通过该热处理，在下部层叠体、中间层叠体和上部层叠体中含有的金属磁性颗粒的表面形成由金属磁性颗粒的材料成分的氧化物形成的氧化膜，并且，多个金属磁性颗粒经由氧化膜彼此结合。对于该芯片层叠体的端部，根据需要进行滚筒研磨等研磨处理。将成为玻璃膜50的绝缘体图案和成为外部电极60的金属膜62的导体图案在热处理后形成的情况下，在该阶段按绝缘体图案和导体图案的顺序形成。各图案的形成能够使用适宜的现有方法。例如可以使用丝网印刷，例如可以使用转印法，例如可以使用浸渍法，也可以使用溅射法等的薄膜工艺。在形成了成为玻璃膜50的绝缘体图案和成为外部电极60的金属膜62的导体图案后，根据需要进行热处理，能够得到玻璃膜50和金属膜62。
接着，在成为外部电极60的金属膜62的导体图案的表面，使用电解电镀法形成镀覆膜，由此形成由金属膜62和镀覆膜64构成的外部电极60。由此，得到线圈部件300。
[第一比较方式]
第一比较方式的线圈部件，在磁性基体的下表面没有设置玻璃膜这一点与第一实施方式的线圈部件300不同。第一比较方式的线圈部件的其它结构与第一实施方式的线圈部件300相同。另外，第一比较方式的线圈部件除了不形成玻璃膜这一点以外，通过与第一实施方式中所说明的制造方法同样的方法来形成。
图4的(a)是第一比较方式的线圈部件1000的下表面图，图4的(b)是外部电极160附近的截面图。图4的(a)是示意性地表示用光学显微镜观察线圈部件1000的下表面的显微镜图像的图，图4的(b)是示意性地表示用扫描型电子显微镜(SEM)观察线圈部件1000的截面的SEM像的图。观察到的线圈部件1000，由Fe-Si-Cr类的软磁性合金形成的金属磁性颗粒经由形成于金属磁性颗粒的表面的氧化膜结合而形成磁性基体110。线圈导体130由银形成，外部电极160由由银形成的金属膜162、以及由利用电解电镀法形成的镍镀覆膜166和锡镀覆膜168构成的镀覆膜164形成。
如图4的(a)和图4的(b)所示，在第一比较方式的线圈部件1000中，镀覆膜164比金属膜162更向外侧延伸地形成。尤其是，在构成磁性基体110的棱线附近(边附近)镀覆膜164较多地延伸而形成。
像这样，镀覆膜164比金属膜162更向外侧延伸地形成这一结构是出于以下原因。磁性基体110通过由以铁为主成分的软磁性合金形成的金属磁性颗粒经由形成于金属磁性颗粒的表面的氧化膜结合而形成。磁性基体110的表面由于制造工艺(例如滚筒研磨或异物除去处理等)而受到物理冲击，形成于金属磁性颗粒的表面的氧化膜可能受到损坏。由于作为金属磁性颗粒的软磁性合金与在其表面生成的氧化膜相比电阻低，因此金属磁性颗粒的表面的氧化膜受到损坏，而磁性基体110的表面的电阻变低。尤其是，磁性基体110的棱线附近(边附近)或顶点附近(角附近)容易受到因制造工艺导致的物理冲击，因此仅在该部分电阻容易局部地变低。出于上述缘故，在利用电解电镀法形成镀覆膜164时，考虑镀覆膜164比金属膜162更向外侧延伸地形成的结构，尤其是在金属膜162中，在磁性基体110的棱线附近(边附近)或顶点附近(角附近)形成的部分，镀覆膜164比金属膜162更向外侧延伸地形成。
伴随电子设备的小型化，线圈部件的小型化也在发展，一对外部电极160彼此的间隔变窄。因此，外部电极160延伸而形成至非预期的部分时，一对外部电极160间的耐压变得不充分，有可能在线圈部件1000产生不良状况。在这样的情况下，尤其是通过实施本发明，能够防止这样的不良状况。
[第二比较方式]
为了抑制外部电极160延伸而形成至非预期的部分，考虑在磁性基体110与外部电极160之间形成绝缘性的玻璃膜。因此，在第二比较方式的线圈部件中，在磁性基体110与构成外部电极160的金属膜162之间设置有由硼硅酸玻璃(不含氧化钛填料)形成的玻璃膜。第二比较方式的线圈部件除了玻璃膜的材质不同这一点以外，与第一实施方式为相同的结构。另外，第二比较方式的线圈部件除了使玻璃膜的材质不同以外，通过与第一实施方式中所说明的制造方法同样的方法形成。
图5的(a)是第二比较方式的线圈部件1100的外部电极160附近的截面图，图5的(b)是形成镀覆膜164前的截面图。图5的(a)和图5的(b)是示意性地表示用扫描型电子显微镜(SEM)观察线圈部件1100的截面的SEM像的图。观察到到的线圈部件1100与第一比较方式同样，通过由Fe-Si-Cr类的软磁性合金形成的金属磁性颗粒经由形成于金属磁性颗粒的表面的氧化膜结合而形成磁性基体110。线圈导体130由银形成，外部电极160由由银形成的金属膜162、以及由利用电解电镀法形成的镍镀覆膜166和锡镀覆膜168构成的镀覆膜164形成。玻璃膜150由不含氧化钛填料的硼硅酸玻璃形成。
如图5的(a)所示，即使在磁性基体110的表面设置有玻璃膜150的情况下，镀覆膜164比金属膜162更向外侧延伸地形成。另外，观察到玻璃膜150附近的磁性基体110的区域180与磁性基体110的其它区域相比发生了变性。另外，观察到在玻璃膜150与镍镀覆膜166之间、以及磁性基体110与镍镀覆膜166之间等形成有析出物190。如图5的(b)所示，在形成镀覆膜164前也能够观察到变性的区域180和析出物190。
接着，利用能量色散X射线分析(EDS)对析出物190进行评价。图6的(a)是用扫描型电子显微镜(SEM)观察析出物190附近的SEM像的示意图，图6的(b)至图6的(d)是图6的(a)的部分的、能量色散X射线分析(EDS)图像的示意图。图6的(b)、图6的(c)、图6的(d)分别绘制了铁、硅、氧的K线。阴影区域为较多地含有该元素的区域，阴影较密集的区域与较稀疏的区域相比表示该元素的含量较多(后述的图7的(b)至图7的(e)也相同)。
如图6的(a)所示，进行了能量色散X射线分析(EDS)的图像中，在磁性基体110的表面设置有玻璃膜150，在玻璃膜150的表面形成有析出物190。如图6的(b)至图6的(d)所示，确认了在析出物190分布有铁、硅和氧。在析出物190中含有铁、硅和氧是出于以下原因。即，在形成磁性基体110的热处理中，玻璃膜150软化而向磁性基体110内扩散(由此形成了变性的区域180)，因此铁被取入到玻璃膜150中，其结果是，形成了含有铁、硅和氧的析出物190。由于析出物190中含有铁、硅和氧，因此推测析出物190中含有铁的氧化物和硅的氧化物。在铁的氧化物中存在三氧化二铁(Fe2O3)和四氧化三铁(Fe3O4)，但由于析出物190的氧的量较多，因此作为铁的氧化物较多地含有四氧化三铁。四氧化三铁的电阻率比玻璃膜150中的二氧化硅(SiO2)的电阻率低。因此，推测在玻璃膜150的下表面析出析出物190，由此电阻降低。
像这样，由于在玻璃膜150的下表面析出析出物190而电阻变低，因此考虑镀覆膜164从金属膜162延伸至玻璃膜50的下表面和磁性基体110的下表面而形成的结构。
[第一实施方式的评价]
图7的(a)是利用扫描型电子显微镜(SEM)观察第一实施方式的线圈部件300的截面的SEM像的示意图，图7的(b)至图7的(e)是图7的(a)的部分的、能量色散X射线分析(EDS)图像的示意图。图7的(b)、图7的(c)、图7的(d)、图7的(e)分别绘制了铁、硅、氧、钛的K线。图7的(a)是形成镀覆膜64前的SEM像的示意图，在磁性基体10的表面设置有玻璃膜50，在玻璃膜50的表面设置有金属膜62。观察到的线圈部件300中，通过由Fe-Si-Cr类的软磁性合金形成的金属磁性颗粒经由形成于金属磁性颗粒的表面的氧化膜结合而形成了磁性基体10。外部电极60的金属膜62由银形成，玻璃膜50由含有氧化钛填料的硼硅酸玻璃形成。在图7的(a)至图7的(e)的例子中，氧化钛填料的含量为25vol％。
如图7的(a)所示，在第一实施方式的线圈部件300中，在磁性基体10没有观察到变性的区域，在磁性基体10的表面和玻璃膜50的表面没有观察到析出物。通过使用含有氧化钛填料的玻璃膜50而抑制了磁性基体10的变性、以及磁性基体10的表面和玻璃膜50的表面的析出物的形成，是出于以下原因。即，通过将含有氧化钛填料的硼硅酸玻璃用于玻璃膜50，即使进行用于形成磁性基体10的热处理，玻璃膜50也难以软化，或者即便软化而玻璃膜50的粘度也难以降低。这是由于在氧化钛填料的周围保持玻璃成分。因此，即使进行形成磁性基体10的热处理，也能够抑制玻璃膜50向磁性基体10内扩散，其结果是，能够抑制磁性基体10的变性以及磁性基体10和玻璃膜50的表面的析出物的形成。
如图7的(b)所示，铁分布在磁性基体10内，而在玻璃膜50中几乎没有分布。如图7的(c)所示，硅分布在磁性基体10和玻璃膜50的两者中，玻璃膜50与磁性基体10相比含量多。如图7的(d)所示，氧在玻璃膜50中含有较多，而在磁性基体10中含有较少。如图7的(e)所示，钛在玻璃膜50中含有较多，而在磁性基体10中几乎不含有。
图8的(a)为第一实施方式的线圈部件300的下表面图，图8的(b)为外部电极60附近的截面图。图8的(a)是示意性地表示用光学显微镜观察线圈部件300的下表面的显微镜图像，图8的(b)是示意性地表示用扫描型电子显微镜(SEM)观察线圈部件300的截面的SEM像的图。观察到的线圈部件300如上所述，通过由Fe-Si-Cr类的软磁性合金形成的金属磁性颗粒经由形成于金属磁性颗粒的表面的氧化膜结合而形成了磁性基体10。线圈导体30和外部电极60的金属膜62由银形成，玻璃膜50由含有氧化钛填料的硼硅酸玻璃形成。在图8的(a)和图8的(b)的例子中，氧化钛填料的含量为25vol％。外部电极60的镀覆膜64利用电解电镀法形成，由镍镀覆膜66和锡镀覆膜68构成。
如图8的(a)和图8的(b)所示，在第一实施方式的线圈部件300中，抑制了镀覆膜64从金属膜62向外侧延伸地形成。这是因为，通过使用含有氧化钛填料的玻璃膜50，如图7的(a)所示，抑制了在玻璃膜50的表面和磁性基体10的表面形成析出物，因此抑制了电阻的降低。
如以上所述，依照本第一实施方式，如图1的(a)和图2所示，在磁性基体10的表面设置有由含有氧化钛填料的硼硅酸玻璃形成的玻璃膜50。外部电极60与玻璃膜50相接触地设置。玻璃膜50由含有氧化钛填料的硼硅酸玻璃形成，即使在磁性基体10的制造步骤中进行了热处理的情况下，也能够抑制在玻璃膜50的表面形成析出物，从而能够抑制电阻降低。由此，通过与这样的玻璃膜50相接触地形成外部电极60，能够抑制外部电极60延伸而形成至非预期的部分。
另外，在上述第一实施方式中，给出了玻璃膜50由含有氧化钛填料的硼硅酸玻璃形成的例子，但并不限定于此，也可以由含有锆的氧化物(氧化锆)的填料的硼硅酸玻璃形成，该锆为与Fe的反应性较弱、且在玻璃化时成为高软化点(软化点变高)的金属元素。另外，出于同样的理由，玻璃膜50也可以是由含有氧化钨填料的硼硅酸玻璃形成的情况。另外，玻璃膜50不限于硼硅酸玻璃，只要是低温烧结玻璃即可。在这些情况下，能够抑制在磁性基体10和玻璃膜50的表面形成析出物。
另外，在本第一实施方式中，外部电极60包括金属膜62和金属膜62上的镀覆膜64而构成。在玻璃膜50的表面的电阻较低的情况下，镀覆膜64容易延伸地形成，但通过使用由含有氧化钛、氧化锆和氧化钨中的至少一者的填料的低温烧结玻璃形成的玻璃膜50，能够抑制玻璃膜50的表面的电阻的降低，能够抑制镀覆膜64延伸地形成。
另外，在本第一实施方式中，玻璃膜50中，含有10vol％(体积％)以上的氧化钛、氧化锆和氧化钨中的至少一者的填料。由此，能够有效地抑制外部电极60延伸而形成至非预期的部分。从抑制外部电极60延伸而形成至非预期的部分的观点出发，填料的含量优选为15vol％以上，更优选为20vol％以上，进一步优选为25vol％以上。另一方面，从用于形成玻璃膜50的玻璃糊料的制造的观点出发，如果填料的含量过多，则玻璃糊料的粘度上升，而分散性变差。因此，填料的含量如果没有达到60vol％以下，则在工业上制作玻璃糊料较为困难，优选为50vol％以下的情况，进一步考虑到要成为考虑了印刷容易性的粘度特性，更优选为40vol％以下的情况。玻璃膜50中的玻璃部分和填料部分能够通过SEM观察来区别。例如，能够观察到玻璃部分为不规则形状。能够观察到填料部分为具有晶界的颗粒。两者能够通过对比度来区别，或者利用EDS分析来进行成分分析来区别。玻璃膜50中的填料的含量，能够根据在俯视玻璃膜50利用SEM以2000倍至20000倍放大观察时的、填料的面积和其它玻璃部分的面积来计算。填料部分和其它玻璃部分能够利用对比度来区别，例如能够使用2值化或者多值化技术来计算各自的面积。另外，在用对比度难以进行区别的情况下，能够利用EDS分析进行绘制，求取该部分的元素组成，确定填料部分和其它玻璃部分并计算各自的面积。
另外，在本第一实施方式中，玻璃膜50靠近磁性基体10的棱线(边)地设置。磁性基体10的棱线(边)和顶点(角)由于制造工艺(例如滚筒研磨或异物除去处理等)而容易受到物理冲击，因此形成于金属磁性颗粒的表面的氧化膜受到损伤而容易导致电阻变低，外部电极60容易延伸地形成。因此，通过与磁性基体10的棱线(边)相接触地设置玻璃膜50，能够有效地抑制外部电极60延伸地形成至非预期的部分。
另外，在本第一实施方式中，关于玻璃膜50，除了引出部34a或者引出部34b从磁性基体10露出的部分和设置于其周围的开口52a或者开口52b的部分以外，夹在磁性基体10与外部电极60之间地设置，具有比外部电极60大的外形。即，俯视时，外部电极60没有完全覆盖玻璃膜50，玻璃膜50具有可单独地被看到的部分。由此，能够有效地抑制外部电极60延伸地形成至非预期的部分。
另外，在上述第一实施方式中，优选玻璃膜50为与外部电极60不同的颜色。由此，能够通过图像识别来判断外部电极60是否延伸而形成至非预期的部分。换言之，能够抑制在图像识别中将设置有玻璃膜50的区域误识别为外部电极60延伸地形成的区域。玻璃膜50可以通过含有氧化锰、氧化钴和铁氧体中的至少一者的填料，而成为与外部电极60不同颜色。由此，能够容易地实现使玻璃膜50与外部电极60为不同的颜色。
另外，在上述第一实施方式中，优选在线圈部件300的制造步骤中，对热处理后的芯片层叠体进行滚筒研磨。通过进行滚筒研磨，如图9所示，磁性基体10的棱线(边)被倒角，玻璃膜50容易露出。磁性基体10的棱线(边)为镀覆膜64容易延伸地形成的部位，但通过在该部位露出玻璃膜50，能够抑制镀覆膜64的延伸，能够抑制外部电极60形成至非预期的部分。
[第一实施方式的变形例]
图10是第一实施方式的变形例的线圈部件310的平面图。图10中透视了外部电极60进行图示。在第一实施方式的变形例的线圈部件310中，如图10所示，玻璃膜50形成沿着磁性基体10的棱线(边)的
Figure BDA0003503701950000161
字形状。磁性基体10的棱线(边)为镀覆膜容易延伸地形成的部位。在玻璃膜50形成为这样的形状的情况下，在镀覆膜容易延伸地形成的部位，实际上能够抑制镀覆膜延伸，能够抑制外部电极60形成至非预期的部分。
[第二实施方式]
图11的(a)是本发明的第二实施方式的线圈部件400的立体图，图11的(b)是图11的(a)的线圈部件400的截面图。在第二实施方式的线圈部件400中，如图11的(a)和图11的(b)所示，在磁性基体10的下表面中除了引出部34a或者引出部34b从磁性基体10露出的部分和设置于其周围的开口52a或者开口52b的部分以外的全部区域，设置有玻璃膜50。其它结构与第一实施方式的线圈部件300相同，因此省略说明。
在本第二实施方式中，在磁性基体10的表面设置有由低温烧结玻璃形成的玻璃膜50，该低温烧结玻璃含有氧化钛(TiO2)、氧化锆(ZrO2)和氧化钨(WO3)中的至少一者的金属氧化物填料。例如，设置由含有氧化钛填料的硼硅酸玻璃形成的玻璃膜50，外部电极60与玻璃膜50相接触地设置。由此，与第一实施方式同样地，能够抑制外部电极60延伸地形成至非预期的部分。
另外，在本第二实施方式中，由于玻璃膜50设置在磁性基体10的整个下表面，因此能够进一步抑制外部电极60形成至非意图的部分。并且，玻璃膜50设置在磁性基体10的整个下表面是指，在外部电极60彼此之间存在玻璃膜50，能够抑制外部电极60彼此的短路。
[第三实施方式]
图12的(a)是本发明的第三实施方式的线圈部件500的立体图，图12的(b)是图12的(a)的线圈部件500的截面图。在第三实施方式的线圈部件500中，如图12的(a)和图12的(b)所示，玻璃膜50从磁性基体10的下表面延伸至端面(WT面)。外部电极60也同样地，从磁性基体10的下表面延伸至端面。引出部34a和34b在L轴方向上延伸地形成，在磁性基体10的端面与外部电极60连接。为了将玻璃膜50和外部电极60形成在磁性基体10的端面(WT面)，优选在单片化以后的步骤中形成，因此成为玻璃膜50的绝缘体图案和成为外部电极60的金属膜62的未烧制的导体图案(的形成)，在单片化后、或者热处理后的阶段中依次分别形成。其它结构与第一实施方式的线圈部件300相同，因此省略说明。
在本第三实施方式中，在磁性基体10的表面设置有由低温烧结玻璃形成的玻璃膜50，该低温烧结玻璃含有氧化钛(TiO2)、氧化锆(ZrO2)和氧化钨(WO3)中的至少一者的金属氧化物填料。例如，设置由含有氧化钛填料的硼硅酸玻璃形成的玻璃膜50，外部电极60与玻璃膜50相接触地设置。由此，与第一实施方式同样地，能够抑制外部电极60延伸地形成至非预期的部分。由于外部电极60从磁性基体10的下表面延伸至端面，因此在向电路板安装线圈部件时，能够利用焊料熔块将端面(WT面)固定。因此，能够实现高安装强度。
[第四实施方式]
图13的(a)是本发明的第四实施方式的线圈部件600的立体图，图13的(b)是图13的(a)的线圈部件600的截面图。在第四实施方式的线圈部件600中，如图13的(a)和图13的(b)所示，玻璃膜50从磁性基体10的下表面经由端面(WT面)和侧面(LT面)延伸至上表面。外部电极60也同样地，从磁性基体10的下表面经由端面和侧面延伸至上面。引出部34a和34b在L轴方向上延伸地形成，在磁性基体10的端面连接于外部电极60。为了将玻璃膜50和外部电极60形成在磁性基体10的端面(WT面)、侧面(LT面)和上表面，优选在单片化以后的步骤中形成，因此成为玻璃膜50的绝缘体图案和成为外部电极60的金属膜62的未烧制的导体图案(的形成)，在单片化后、或者热处理后的阶段中依次地分别形成。其它结构与第一实施方式的线圈部件300相同，因此省略说明。
在本第四实施方式中，在磁性基体10的表面设置有由低温烧结玻璃形成的玻璃膜50，该低温烧结玻璃含有氧化钛(TiO2)、氧化锆(ZrO2)和氧化钨(WO3)中的至少一者的金属氧化物填料。例如，设置有由含有氧化钛填料的硼硅酸玻璃形成的玻璃膜50，外部电极60与玻璃膜50相接触地设置。由此，与第一实施方式同样地能够抑制外部电极60延伸地形成至非意图的部分。外部电极60从磁性基体10的下表面经由端面(WT面)和侧面(LT面)延伸至上表面，由此在向电路板安装线圈部件时，能够利用焊料熔块将端面(WT面)和侧面(LT面)固定。因此，能够实现高安装强度。另外，因为可以将上表面和下表面中的任一面作为向基板的安装面，因此不需要在安装时的上下对齐。
[第五实施方式]
从上述第一实施方式至第四实施方式中例示了层叠型的线圈部件，在第五实施方式中表示卷绕型的线圈部件的例子。图14是本发明的第五实施方式的线圈部件700的截面图。第五实施方式的线圈部件700如图14所示，磁性基体10具有轴部70和设置于轴部70的两端的一对凸缘部72。线圈导体30通过框带绝缘覆膜的导线74卷绕在轴部70的周围而形成。在一对凸缘部72分别设置有玻璃膜50，在玻璃膜50上设置有外部电极60。设置于一个凸缘部72的外部电极60与线圈导体30的一端电连接，设置于另一个凸缘部72的外部电极60与线圈导体30的另一端电连接。此外，在图14中，例示了在一对凸缘部72分别设置有玻璃膜50和外部电极60的情况，但也可以是在一对凸缘部72中的一个凸缘部设置玻璃膜50和2个外部电极60的情况。
在本第五实施方式中，在磁性基体10的表面设置有由低温烧结玻璃形成的玻璃膜50，该低温烧结玻璃含有氧化钛(TiO2)、氧化锆(ZrO2)和氧化钨(WO3)中的至少一者的金属氧化物填料。例如，设置有由含有氧化钛填料的硼硅酸玻璃形成的玻璃膜50，外部电极60与玻璃膜50相接触地设置。由此，与第一实施方式同样地，能够抑制外部电极60延伸地形成至非预期的部分。
图15是具有本发明的第一实施方式的线圈部件300的电子设备800的截面图。电子设备800如图15所示，线圈部件300安装与电路板90。线圈部件300其外部电极60利用焊料92接合于电路板90的焊垫电极94，由此被安装于电路板90。由于抑制线圈部件300中外部电极60形成至非预期的部分，在与线圈部件300靠近地安装其它电子部件的情况下，能够抑制对其它电子部件造成不良影响。作为电子设备800，例如能够举例智能电话、平板终端和游戏机等。此外，安装在电路板90的线圈部件也可以是从第二实施方式至第五实施方式的线圈部件400～700。
[实施例]
以下，通过实施例和比较例对本发明进行具体说明，但本发明并不限定于这些实施例中所记载的方式。在以下的实施例和比较例的线圈部件中，将长度尺寸(L轴方向的尺寸)设为2.0mm，宽度尺寸(W轴方向的尺寸)设为1.6mm，高度尺寸(T轴方向的尺寸)设为0.65mm。另外，实施例和比较例的线圈部件如上述第一实施方式和第一比较方式的线圈部件那样，采用玻璃膜在L轴方向上分离地设置有2个的方式。将各个玻璃膜的L轴方向的尺寸设为0.5mm，W轴方向的尺寸设为1.6mm，T轴方向的尺寸(厚度)设为20μm。将构成各个外部电极的金属膜的L轴方向的尺寸设为0.4mm，W轴方向的尺寸设为1.52mm，T轴方向的尺寸(厚度)设为20μm，磁性基体的棱线(边)侧相对于玻璃膜的边各隔开40μm±20μm的间隔，关于各个外部电极相对的一侧，相对于玻璃膜的边隔开100μm±20μm的间隔。使构成外部电极的镀覆膜的T轴方向的尺寸(厚度)为，镍镀覆膜为1μm，锡镀覆膜为3μm。
[实施例1]
实施例1的线圈部件通过以下的方法制作。作为原料颗粒，使用组成比为硅：3.5wt％、铬：1.5wt％、其余部分为铁和不可避免的杂质的合金粉末，调制含有该合金粉、甲苯(溶剂)和聚乙烯醇缩丁醛(粘合剂)的浆料。将该浆料利用刮刀法涂敷在基底膜的表面，利用热风干燥机使其干燥，将干燥后的浆料以规定尺寸裁切而制作出磁性体片。根据需要在磁性体片的规定位置使用激光形成贯通孔，之后，在磁性体片的表面印刷含有银粉、丁基卡必醇(溶剂)和乙基纤维素(粘合剂)的导电糊料，利用热风干燥机使其干燥，制作出具有导体图案和通孔的前体的磁性体片。
在成为磁性基体的最下层的磁性体片的下表面印刷由含有氧化钛填料的硼硅酸玻璃形成的玻璃糊料，利用热风干燥机使其干燥，形成了作为玻璃膜的前体的绝缘体图案。接着，在绝缘体图案上印刷含有银粉、丁基卡必醇(溶剂)和乙基纤维素(粘合剂)的导电糊料，利用热风干燥机使其干燥，形成了作为构成外部电极的金属膜的前体的导体图案。
将这些磁性体片按规定的顺序层叠后，以规定的压力进行了压接。将压接成的压接体以芯片单位裁切，在进行了脱粘合剂处理等之后，在含氧的气氛下在800℃进行1小时的热处理。使热处理后的玻璃膜中含有的氧化钛填料的含量为10vol％。接着，在作为构成外部电极的金属膜的前体的导体图案的表面，利用电解电镀法形成由镍镀覆膜和锡镀覆膜构成的镀覆膜，由此形成了由金属膜和镀覆膜构成的外部电极。
[实施例2]
除了使热处理后的玻璃膜中含有的氧化钛填料的含量为12vol％这一点以外，利用与实施例1同样的方法制作了线圈部件。
[实施例3]
除了使热处理后的玻璃膜中含有的氧化钛填料的含量为15vol％这一点以外，利用与实施例1同样的方法制作了线圈部件。
[实施例4]
除了使热处理后的玻璃膜中含有的氧化钛填料的含量为20vol％这一点以外，利用与实施例1同样的方法制作了线圈部件。
[实施例5]
除了使热处理后的玻璃膜中含有的氧化钛填料的含量为25vol％这一点以外，利用与实施例1同样的方法制作了线圈部件。
[实施例6]
除了使热处理后的玻璃膜中含有的氧化钛填料的含量为40vol％这一点以外，利用与实施例1同样的方法制作了线圈部件。
[实施例7]
除了使热处理后的玻璃膜中含有的氧化钛填料的含量为50vol％这一点以外，利用与实施例1同样的方法制作了线圈部件。
[实施例8]
除了使热处理后的玻璃膜中含有的氧化钛填料的含量为60vol％这一点以外，利用与实施例1同样的方法制作了线圈部件。
[实施例9]
使用由含有氧化锆填料的硼硅酸玻璃形成的玻璃糊料形成玻璃膜，使热处理后的玻璃膜中含有的氧化锆填料的含量为25vol％，除了这一点以外，利用与实施例1同样的方法制作了线圈部件。
[实施例10]
使用由含有氧化锆填料的硼硅酸玻璃形成的玻璃糊料形成玻璃膜，使热处理后的玻璃膜中含有的氧化锆填料的含量为50vol％，除了这一点以外，利用与实施例1同样的方法制作了线圈部件。
[比较例]
使用由不含氧化钛填料和氧化锆填料的硼硅酸玻璃形成的玻璃糊料，来形成作为玻璃膜的前体的绝缘体图案，除了这一点以外，利用与实施例1同样的方法制作了线圈部件。
相对于实施例1至实施例10和比较例的线圈部件的外部电极附近的磁性基体截面进行能量色散X射线分析(EDS)，测量了构成外部电极的金属膜(银膜)的前端与镀覆膜中包含的锡镀覆膜的前端之间的距离。并且，将金属膜与锡镀覆膜之间的距离为20μm以上的情况，设为发生了镀覆延伸。对实施例1至实施例5和比较例的线圈部件分别进行了20个这样的评价，求出发生了镀覆延伸的线圈部件的比例。
在表1中示出所得到的结果。
表1
Figure BDA0003503701950000221
如表1所示，在使用不含氧化钛填料和氧化锆填料的玻璃膜的比较例中，以100％的比例(20个线圈部件全部)发生了镀覆延伸。另一方面，在使用含有10vol％的氧化钛填料的玻璃膜的实施例1中，发生了镀覆延伸的线圈部件的比例减少为30％，在使用含有12vol％的氧化钛填料的玻璃膜的实施例2中，发生了镀覆延伸的线圈部件的比例减少为15％。并且，在使用含有15vol％、20vol％、25vol％、40vol％、50vol％或60vol％的氧化钛填料的玻璃膜的实施例3至实施例8中，以及使用含有25vol％或者50vol％的氧化锆填料的玻璃膜的实施例9、实施例10中，20个线圈部件全部都没有发生镀覆延伸。
如上所述，确认了通过使用含有氧化钛填料或者氧化锆填料的玻璃膜，能够抑制镀覆延伸的发生，能够抑制外部电极延伸地形成至非预期的部分。此外，确认了氧化钛填料和氧化锆填料的含量优选为10vol％以上，更优选为12vol％以上，进一步优选为15vol％以上。
以上，对本发明的实施方式进行了详细说明，但本发明并不限定于该特定的实施方式，在权利要求所记载的本发明的主旨的范围内，能够进行各种变形、改变。

Claims (9)

1.一种线圈部件，其特征在于，包括：
磁性基体，其包含由以铁为主成分的软磁性合金形成的金属磁性颗粒；
设置于所述磁性基体的线圈导体；
玻璃膜，其设置于所述磁性基体的表面，由低温烧结玻璃形成，所述低温烧结玻璃含有氧化钛、氧化锆和氧化钨中的至少一者的填料；以及
外部电极，其与所述玻璃膜相接触地设置，与所述线圈导体电连接。
2.如权利要求1所述的线圈部件，其特征在于：
所述外部电极包含金属膜和所述金属膜上的镀覆膜。
3.如权利要求1或2所述的线圈部件，其特征在于：
所述玻璃膜含有10体积％以上的所述填料。
4.如权利要求1～3中任一项所述的线圈部件，其特征在于：
所述玻璃膜由含有氧化钛填料和氧化锆填料中的至少一者的硼硅酸玻璃形成。
5.如权利要求1～4中任一项所述的线圈部件，其特征在于：
所述玻璃膜夹在所述磁性基体与所述外部电极之间地设置，具有比所述外部电极大的外形。
6.如权利要求1～5中任一项所述的线圈部件，其特征在于：
所述玻璃膜与所述磁性基体的棱线相接触地设置。
7.如权利要求1～6中任一项所述的线圈部件，其特征在于：
所述玻璃膜具有与所述外部电极不同的颜色。
8.如权利要求7所述的线圈部件，其特征在于：
所述玻璃膜通过含有由氧化锰、氧化钴和铁氧体中的至少一者形成的填料而与所述外部电极的颜色不同。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：
权利要求1至8中任一项所述的线圈部件；和
安装有所述线圈部件的电路板。
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