JP5108162B1 - 積層インダクタ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】Fe−Si−M系軟磁性合金粒子で形成された複数の磁性体層10と、Ag含有材料からなる複数のコイル及び中継セグメント21、22とを有し、軟磁性合金粒子の周囲の少なくとも一部には前記軟磁性合金が酸化してなる酸化被膜が存在し、コイルセグメント21および中継セグメント22は電気的に一体化した内部導体20を構成し、内部導体20の周辺の磁性体層10中にAg粒子30及び/又は軟磁体層19に内部導体20から伸びたAgからなる凸状部31が存在するAg拡散領域11が存在し、前記コイルセグメント21に挟まれた磁性体層10中にAg不存在領域12が存在し、隣接する軟磁性合金粒子間には酸化被膜を介する結合部および金属部分どうしの結合部が存在する積層インダクタ。
【選択図】図1
Description
特許文献2には、セラミック積層体の積層面に平行に複数の帯状導体が設けられ、セラミック積層体を挟んだ2以上の帯状導体の端部を接続する複数のバイアホールからなる接続導体によって、コイル導体がセラミック積層体内に構成されてなる、積層コイル部品が開示されている。
特許文献3には、金属磁性体粒子と熱硬化性樹脂を含有する金属磁性体ペーストを用いて形成された金属磁性体層と、導体ペーストを用いて形成された導体パターンとを積層し、得られる積層体内にコイルが形成されてなる積層型電子部品の製造方法が開示されている。
本発明の積層インダクタは、Fe−Si−M系軟磁性合金(但し、MはFeより酸化し易い金属元素である。)で形成された複数の磁性体層と、Ag含有材料からなる複数のコイルセグメントと、Ag含有材料からなる中継セグメントとを有する。軟磁性合金粒子の周囲の少なくとも一部には前記軟磁性合金が酸化してなる酸化被膜が存在する。この磁性体層には隣接する軟磁性合金粒子の周囲に形成された酸化被膜を介しての結合部および酸化被膜が存在しない金属部分における軟磁性合金粒子どうしの結合部が存在する磁性体層とコイルセグメントとは交互に積層された積層構造を構成する。中継セグメントは磁性体層を貫通してコイルセグメント間を導通するように形成され、コイルセグメントおよび中継セグメントは電気的に一体化した内部導体を構成する。個々の磁性体層はコイルセグメントに接するAg拡散領域とAg拡散領域からみてコイルセグメントとは反対側に位置するAg不存在領域とを有する。Ag拡散領域には(A)前記内部導体の周辺の磁性体層中にあるAg粒子、及び/又は(B)前記軟磁体層に内部導体から伸びたAgからなる凸状部が存在する。
好適には、Ag拡散領域の厚さが1μm以上である。また、好適には、Ag不存在領域の厚さが3μm以上である。
磁性体層10は軟磁性合金粒子が多数集積して形成されている。そして、軟磁性合金粒子の間には空隙が形成されている。内部導体20の周辺の磁性体層10にも空隙が存在する。内部導体20を構成するAgの一部は、周辺の磁性体層10の空隙に入り込む。このような状態をここでは「拡散」と呼ぶことにする。
本実施例で製造した積層インダクタ1の具体構造例を説明する。部品としての積層インダクタ1は長さが約3.2mmで、幅が約1.6mmで、高さが約1.0mmで、全体が直方体形状を成している。
レーザ回折散乱法を利用した粒子径・粒度分布測定によるd50が10μmであって表1記載の組成の軟磁性合金粒子85wt%、ブチルカルビトール(溶剤)が13wt%、ポリビニルブチラール(バインダ)2wt%からなる磁性体ペーストを調製した。ドクターブレードを用いて、この磁性体ペーストをプラスチック製のベースフィルムの表面に塗工し、これを熱風乾燥機で、約80℃、約5minの条件で乾燥した。このようにしてベースフィルム上にグリーンシートを得た。その後、グリーンシートをカットして、磁性体層ML1〜ML6(図2を参照)に対応し、且つ、多数個取りに適合したサイズの第1〜第6シートをそれぞれ得た。
実施例1〜3、5〜7では、5ton/cm2
実施例4、8では、7ton/cm2
比較例1〜6、8では、5ton/cm2
比較例7では、2ton/cm2
比較例8では、5ton/cm2
得られた積層体を切断機で部品本体サイズに切断して、加熱処理前チップを得た。
熱処理における最高温度及び保持時間は、実施例1〜4、比較例1、3、4では700℃にて1時間保持、比較例2では850℃にて1時間保持、実施例5〜8、比較例5、7、8では800℃にて2時間保持、比較例6では900℃にて2時間保持、とした。
熱処理における昇温過程での保持条件は以下のとおりである。
実施例1では、昇温過程で600℃にて1時間保持した。
実施例2では、昇温過程で600℃にて3時間保持した。
実施例3では、昇温過程で600℃にて10時間保持した。
実施例4では、昇温過程で600℃にて3時間保持した。
実施例5では、昇温過程で600℃にて1時間保持した。
実施例6では、昇温過程で600℃にて3時間保持した。
実施例7では、昇温過程で600℃にて10時間保持した。
実施例8では、昇温過程で600℃にて3時間保持した。
比較例1では、昇温過程で600℃にて20時間保持した。
比較例2、3では、昇温過程での特定温度での保持を行わなかった。
比較例4では、昇温過程で600℃にて1時間保持した。
比較例5では、昇温過程で600℃にて20時間保持した。
比較例6、7では、昇温過程での特定温度での保持を行わなかった。
比較例8では、昇温過程で600℃にて1時間保持した。
得られた積層インダクタについて、断面を走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて撮影して、その後、エネルギー分散型X線分析(EDS)によるZAF法で化学組成を求めることにより、Ag粒子および上述した凸状部の存在の有無を調べた。その上で、Ag拡散領域11と、Ag不存在領域12の厚さを測定した。測定は断面のSEM像を用いて行い、1つの実施例・比較例について、20個の積層インダクタについてそれぞれ5層におけるAg不存在領域12の厚さを測ることにより100個の測定データを取得し、その最小値をAg不存在領域12の厚さとした。そして、磁性体層10の厚さから上述のAg不存在領域12の厚さを差し引いた値の1/2の値をAg拡散領域11の厚さとした。なお、2つのコイルセグメント間の距離(つまり、磁性体層10の厚さ)は実施例1〜4および比較例1〜4では17.8μmであり、実施例5〜8および比較例5〜8では40.0μmであった。
また、比較例4と比較例8では銀電極ではなく銅電極を用いており、表1における「Ag拡散領域の厚さ」および「Ag不存在領域の厚さ」の欄の表示は、それぞれ「銅拡散領域の厚さ」および「銅不存在領域の厚さ」を意味する。
当該初期値評価における評価指標は以下のとおりである。
○・・・Q値が40以上。
×・・・Q値が40未満。
−・・・インダクタとしてのQ値が得られなかった。
○・・・Q値の耐湿負荷試験前(初期値)からの変化率が絶対値で30%未満。
×・・・Q値の耐湿負荷試験前(初期値)からの変化率が絶対値で30%以上。
−・・・初期のQ値が得られず未評価。
Claims (2)
- Fe−Si−M系軟磁性合金(但し、MはFeより酸化し易い金属元素である。)で形成された複数の磁性体層と、Ag含有材料からなる複数のコイルセグメントと、Ag含有材料からなる中継セグメントとを有し、
前記軟磁性合金粒子の周囲の少なくとも一部には前記軟磁性合金が酸化してなる酸化被膜が存在し、前記磁性体層には隣接する軟磁性合金粒子の周囲に形成された酸化被膜を介しての結合部および酸化被膜が存在しない金属部分における軟磁性合金粒子どうしの結合部が存在し、
前記磁性体層と前記コイルセグメントとは交互に積層された積層構造を構成し、前記中継セグメントは前記磁性体層を貫通して前記コイルセグメント間を導通するように形成され、前記コイルセグメントおよび中継セグメントは電気的に一体化した内部導体を構成し、
個々の磁性体層はコイルセグメントに接するAg拡散領域とAg拡散領域からみてコイルセグメントとは反対側に位置するAg不存在領域とを有し、
前記Ag拡散領域には少なくとも下記(A)及び(B)の少なくとも一つが存在する、積層インダクタ。
(A)前記内部導体の周辺の磁性体層中にあるAg粒子
(B)前記軟磁体層に内部導体から伸びたAgからなる凸状部 - Ag拡散領域の厚さが1μm以上であり、Ag不存在領域の厚さが3μm以上であり、磁性体層の厚さが40μm以下である請求項1記載の積層インダクタ。
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