CN1255712A - 片状电子元件及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种片状电感器、片状电容器等的片状电子元件及其制造方法。片状电子元件内部会产生分层,当受到外来冲击或其内流过高频电流时,内部导体会因冲击或电磁力而产生振动,产生金属疲劳而断线。本发明的片状电子元件10,在因分层而形成的空隙20内浸渍合成树脂22,用合成树脂22抑制内部导体18的振动,故可防止断线。外部电极14可在浸渍合成树脂22之前用烧结导电性膏形成的多孔质导电体来形成,也可在浸渍合成树脂22之后用导电性合成树脂来形成。

Description

片状电子元件及其制造方法
本发明涉及片状电感器、片状电容器、LC复合片状元件等的片状电子元件及其制造方法。
片状电子元件一般由作为电子元件本体的片状单元体及被形成于此单元体端部的一对外部电极所驵成。单元体由磁性组成物体及设于此磁性组成物体内部的片状内部导体组成。内部导体的端部露出于单元体的端部，外部电极被设置于此单元体的端部，外部电极与内部电极于此被电连接。
片状电子元件为片状电感器时，磁性组成物体系由磁性体构成，内部导体一般在磁性组成物体的内部被形成为螺旋状。又，片状电子元件为片状电容器时，磁性组成物体系由电介质磁性组成物构成，相邻的内部导体相隔规定间隔平行相对，在其间挟持由电介质磁性组成物的一部分形成的片状电介质层。
上述单元体例如系将印刷有以Ag粉等为主成分的导电膏形成的导电图案的陶瓷印刷电路基片多片层叠起来以形成叠层体，在此叠层体的正反表面层叠未印刷有导电图案的多片陶瓷印刷电路基片作为保护层，将其压住使之压接，将其以窄间隔裁断为格子状，将所获得的片状的叠层体以高温焙烧而形成。
外部电极系通过在单元体的端部涂敷导电膏并烧结而形成。在外部电极的表面为了防止焊锡时的耗损焊锡，被施以电气电镀。又，一施以电气电镀，在洗净后，于单元体以及外部电极的表面附近的细孔内残留电解质，片状电子元件的耐湿性降低，会有电气特性恶化之虞，因此于进行电气电镀前，有时会在单元体以及外部电极的表面附近浸渍合成树脂。
然而，在上述片状电子元件的制造工序中，在以高温焙烧片状的叠层体以形成单元体时，叠层体的焙烧收缩产生不均匀，在叠层体内部的相邻陶瓷板之间或陶瓷板与内部导体之间产生剥离(分层)，在此剥离部份会形成空隙。
而且，与此空隙相邻的内部导体至少单边失掉陶瓷板的支撑，成为浮动状态，因此，在从外部对单元体施加冲击的情况下，会产生内部导体在空隙内振动，产生金属疲劳，从而断线的问题。
特别是在片状电子元件为电感器的情况下，如在内部导体流过高频电流，由周围的磁性体对内部导体作用有激烈变化的电磁力，内部导体受到此电磁力在空隙内激烈振动，会产生大的金属疲劳，从而有断线的问题。
本发明是为了解决此种问题而完成的，目的在于提供：内部导体不会在空隙内由于外部来的冲击或电磁力而振动，故不会因金属疲劳而断线的片状电子元件及其制造方法。
本发明的片状电子元件具有片状的单元体及设于该单元体外侧的外部电极，该单元体由磁性组成物体与被设置于该磁性组成物体内部的片状的内部导体构成，该外部电极系由多孔质的导电体形成，该内部导体的端部与该外部电极被电连接，在该磁性组成物体与该内部导体之间形成有空隙，在该空隙内浸渍有合成树脂。
此处，上述外部电极内所含的细孔最好至少从该外部电极的表面连通至上述单元体的表面。又，最好被浸渍于上述外部电极内的合成树脂与被浸渍在上述单元体内的合成树脂互相连续地相接。
本发明的片状电子元件的制造方法系上述片状电子元件的制造方法，具备：形成在磁性组成物体的内部设有片状内部导体的单元体的单元体形成工序，在该单元体的外侧设置由多孔质的导电体形成的外部电极的外部电极形成工序，将由该外部电极形成工序所获得的外部电极浸于液状的合成树脂中，使浸渍该合成树脂的浸渍工序，以及使在该浸渍工序被浸渍的合成树脂硬化的硬化工序，在上述外部电极形成工序中所形成的外部电极内所含的细孔从该外部电极的表面连通至上述单元体的表面。
本发明的另一片状电子元件具有片状的单元体及被设置在该单元体外侧的外部电极，该单元体包括磁性组成物体及被设置于该磁性组成物体内部的片状内部导体，该外部电极系由导电性的合成树脂形成，该内部导体的端部与该外部电极电连接，在该磁性组成物体与该内部导体之间形成空隙，在该空隙内被浸渍有合成树脂。
本发明的片状电子元件的制造方法系上述另一片状电子元件的制造方法，具备：形成在磁性组成物体内部设有片状内部导体的单元体的单元体形成工序，将由该单元体形成工序所获得的单元体浸于液状合成树脂中，使浸渍该合成树脂的浸渍工序，使在该浸渍工序被浸渍于该单元体的合成树脂热硬化的硬化工序，以及在经过该硬化工序的单元体外部设置由导电性的合成树脂形成的外部电极的外部电极形成工序。
附图的简单说明
图1系本发明一实施形态中的片状电子元件的说明图。
图2系图1的重要部位放大图。
图3系本发明另一实施形态中的片状电子元件之一部份的放大说明图。
图1系本发明一实施形态中的片状电子元件的说明图，图2系图1的放大图。如这些图所示，片状电子元件10系由片状的单元体12与被设置于单元体12的两端部的一对的外部电极14、14所组成。单元体12系由磁性组成物体16与被设置在磁性组成物体16内部的片状的内部导体18所组成。内部导体18的终端露出于单元体12的端部，在此与外部电极14电连接。
在片状电子元件12为电感器的情况下，磁性组成物体16系由磁性体所构成，片状电子元件16为叠层片状电容器时，磁性组成物体16系由电介质磁性组成物所构成。内部导体18系由焙烧例如以Ag、Ag-Pd等的粉末为主成分的导电膏形成的导电图案所形成。
另外，外部电极14系由多孔质的导电体所形成。多孔质的导电体系由将以Ag、Ag-Pd等的粉末为主成分的导电膏形成的导电图案焙烧而成。外部电极14内所含的细孔从外部电极14的表面连通至单元体12的表面。
此外，在磁性组成物体16与内部电极18之间形成有空隙20，在空隙20内浸渍有合成树脂22。浸渍在空隙20内的合成树脂22，例如可以使用硅树脂、环氧树脂、酚醛树脂，但是也可以使用这些之外的合成树脂。
另外，在单元体12以及外部电极14中也浸渍有合成树脂22。而且，被浸渍在单元体12内的合成树脂22与被浸渍在外部电极14内的合成树脂22连续地相连接。而且，在外部电极14的表面以电镀形成有电镀层24。
上述的片状电子元件可以通过形成在磁性组成物体16内部设有片状内部导体18的单元体12，在此单元体12的外侧形成外部电极14、14，将其浸于液状合成树脂中使之浸渍合成树脂22，使此浸渍后的合成树脂22热硬化而制造。
此处，单元体12例如系将印有以Ag、Ag-Pd的粉末为主成分的导电膏形成的导电图案的陶瓷印刷电路基片多片层叠以形成叠层体，在此叠层体的正反表面层叠未印有导电图案的多片陶瓷印刷电路基片作为保护层，将其压住使之压接，将其以窄间隔裁断为格子状，将所获得的片状叠层体以高温焙烧而形成。
又，由多孔质导电体形成的外部电极14例如可以通过在单元体12的外侧，将例如以Ag、Ag-Pd粉末为主成分的导电膏烧结而形成。导电膏的配合使外部电极14内所含的细孔从外部电极14的表面连通至单元体12的表面。
图3系本发明另一实施形态的片状电子元件的局部放大说明图。如该图所示，基本结构与上述实施形态的片状电子元件相同。不同之处为：外部电极14并非由多孔质的导电体所形成，而是由导电性的合成树脂形成。导电性的合成树脂虽然例如可以使用热硬化型环氧树脂系导电膏，但也可以使用此外的导电性合成树脂。
上述片状电子元件可以通过先形成在磁性组成物体内部设有片状内部导体的单元体12，然后将此单元体浸于液状合成树脂中，使浸渍该合成树脂22，使该浸渍的合成树脂22热硬化，并在单元体12外部涂敷导电性树脂以形成外部电极14、14，再通过电镀形成电镀层24而制造。
现说明实施例1。
首先，以下述配合比例(克分子％)(mol％)秤量Fe2O3、NiO、ZnO以及CuO的粉末，将其加水以球磨机搅拌15小时，用喷洒式干燥机进行喷洒干燥，获得混合粉末。
氧化物的种类  配合比例
Fe2O3      49mol％
NiO           35mol％
ZnO           10mol％
CuO           6mol％
接着，将此混合粉末以800℃进行1小时假烧，将获得的假烧物置入球磨机，加水，进行15小时的粉碎。而且，将获得的浆用喷洒干燥机进行喷洒干燥，获得假烧物的粉末。
接着，在此粉末加上有机结合剂以及有机溶剂加以搅拌，使用所得浆料，利用刮浆(doctor blade)法制成厚度为50μm的铁氧体印刷电路基片。
接着，在如上所述制成的铁氧体印刷电路基片的规定位置制作多个通孔，在其中一个主面上印刷通过用导电膏(Ag主成分)进行层叠并连接通孔，从而形成螺旋状线圈的导体图案。
此处，导体图案使用如下组成的导电膏进行印刷。
Ag粉末(球状粒子，平均粒径0.3μm)70wt％
乙基纤维素                      9wt％
丁基卡必醇                      19wt％
增黏剂                          2wt％
接着，将此铁氧体印刷电路基片以规定顺序层叠，获得在铁氧体单元体内部埋设有卷数为10圈的线圈的叠层体。将获得的叠层体裁断为规定的片状尺寸，以900℃温度进行焙烧。经此焙烧获得片状电子元件本体的单元体。
接着，在单元体的线圈终端部的导出面涂敷导电膏，将其以600℃温度进行烧结，获得半成品的叠层片状电感器。
在此，使用下述组成作为导电膏。
Ag粉末(球状粒子，平均粒径0.5μm)          73wt％
玻璃料(ZnO-B2O3-SiO2)                  4wt％
乙基纤维素                                10wt％
丁基卡必醇醋酸与乙基卡必醇的(1∶1)混合液  13wt％
接着，在容器内放入以甲苯稀释的硅树脂液，在此硅树脂液内放入上述半成品的叠层片状电感器，将此容器置入减压容器内，以真空泵减压为30乇，在此状态约保持10分钟。通过此处理，树脂液浸渍入磁性体与内部导体的空隙内。
接着，将此叠层片状电感器由容器取出，以200℃加热1小时，硬化被浸渍在空隙内的硅树脂。
接着，将此叠层片状电感器置入旋转筒内，去除附着在外部电极表面的合成树脂，在外部电极表面施以电气电镀。
接着，将此叠层片状电感器包含内部电极地进行切断，以显微镜观察内部导体的附近，可以观察到内部导体被浸渍在空隙内的硅树脂固定。
现说明实施例2。
与实施例1相同地形成单元体。
接着，在容器内置入以甲苯稀释的硅树脂，在此硅树脂液内放入上述单元体，将此容器置入减压容器内，以真空泵减压为30乇，在此状态约保持10分钟。通过此处理，磁性体与内部导体的空隙被浸渍树脂液。
接着，将此单元体由容器取出，以200℃加热1小时，使浸渍在空隙内的硅树脂硬化。
接着，置入旋转筒内，去除附着在内部导体的引出部的合成树脂。
接着，在单元体的两端部涂敷热硬化型环氧树脂系导电膏，以150℃ 60分钟、200℃ 30分钟进行加热使之硬化。而且，在外部电极施以电气电镀，获得叠层片状电感器。
接着，将此叠层片状电感器包含内部电极地进行切断，以显微镜观察内部导体的附近，可以观察到内部导体被浸渍在空隙内的硅树脂固定。
依据本发明，原来在单元体的空隙内浮动的内部导体由于浸渍在空隙内的合成树脂而被固定，故空隙内的内部导体不会因来自外部的冲击或激烈变化的电磁力而产生振动，其金属疲劳被加以防止，具有提高片状电子元件的信赖性的效果。
又，依据本发明，在单元体的空隙内浸渍合成树脂，单元体叠层方向的结合强度得以提高，故单元体不容易沿着空隙剥离，具有提高片状电子元件信赖性的效果。
又，依据本发明，在以内部空隙连续的细孔所形成的多孔质的材料来形成外部电极的情况下，可以通过外部电极使合成树脂浸渍入单元体，故具有能容易地使合成树脂浸渍入单元体空隙内的效果。
又，依据本发明，在以内部空隙连续的细孔所形成的多孔质的材料来形成外部电极的情况下，被浸渍在外部电极内的合成树脂与被浸渍在上述单元体内的合成树脂连续地相互连接，故具有外部电极对单元体的机械结合强度提高的效果。
又，因为一般合成树脂不耐热，故在外部电极烧结之前无法浸渍合成树脂，但依据本发明，以导电性的合成树脂形成外部电极时，不须烧结就可形成外部电极，可以在形成妨碍浸渍的外部电极之前，使合成树脂浸渍入单元体，故具有能使合成树脂很容易地浸渍至单元体内部的效果。

Claims (6)

1.一种片状电子元件，其特征为：具有片状的单元体及设于所述单元体外侧的外部电极，所述单元体包括磁性组成物体与设于所述磁性组成物体内部的片状内部导体，所述外部电极由多孔质的导电体形成，所述内部导体的端部与所述外部电极被电连接，在所述磁性组成物体与所述内部导体之间形成有空隙，在所述空隙内浸渍有合成树脂。
2.如权利要求1记载的片状电子元件，其特征在于，上述外部电极内所含的细孔从所述外部电极的表面连通至所述单元体的表面。
3.如权利要求1或2记载的片状电子元件，其特征在于，被浸渍于上述外部电极内的合成树脂与被浸渍于所述述单元体内的合成树脂连续地互相连接。
4.一种片状电子元件的制造方法，其特征为，具备形成在磁性组成物体的内部设有片状内部导体的单元体的单元体形成工序，在所述单元体的外侧设置由多孔质的导电体形成的外部电极的外部电极形成工序，将由所述外部电极形成工序所获得的外部电极浸于液状的合成树脂中，使浸渍所述合成树脂的浸渍工序，以及使在所述浸渍工序被浸渍的合成树脂硬化的硬化工序，在上述外部电极形成工序中所形成的外部电极之内所含的细孔从所述外部电极的表面连通至上述单元体的表面。
5.一种片状电子元件，其特征为：具有片状的单元体及设在所述单元体外侧的外部电极，所述单元体包括磁性组成物体及设于所述磁性组成物体内部的片状的内部导体，所述外部电极由导电性的合成树脂形成，所述内部导体的端部与所述外部电极电气连接，在所述磁性组成物体与所述内部导体之间形成有空隙，在所述空隙内浸渍有合成树脂。
6.一种片状电子元件的制造方法，其特征为，具备：形成在磁性组成物体内部设有片状内部导体的单元体的单元体形成工序；将由所述单元体形成工序所获得的单元体浸于液状合成树脂中，使其浸渍所述合成树脂的浸渍工序；使在所述浸渍工序被浸渍于所述单元体的合成树脂热硬化的硬化工序；以及在经过所述硬化工序的单元体外部设置由导电性合成树脂形成的外部电极的外部电极形成工序。
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