TW201719692A - 積層電感器 - Google Patents

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Ryuichi Kondou
Akiko Yamaguchi
Shinsuke Takeoka
Kazuhiko Oyama
Kenji Otake
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Taiyo Yuden Kk
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Abstract

本發明之課題在於不使磁特性及絕緣特性下降而實現薄型化。本發明之積層電感器具備第1磁性層、內部導體、第2磁性層、第3磁性層、及一對外部電極。第1磁性層係沿著單軸方向之厚度為4μm以上且19μm以下，且具有沿著上述單軸方向排列之3個以上之合金磁性粒子、及將上述合金磁性粒子相互耦合且含有Cr之氧化膜。內部導體具有複數個導體圖案，該等複數個導體圖案係隔著第1磁性層於上述單軸方向上對向地配置，分別構成繞上述單軸捲繞之線圈之一部分，且經由第1磁性層而相互電性連接。第2磁性層包含合金磁性粒子，隔著第1磁性層於上述單軸方向上對向且分別配置於導體圖案之周圍。第3磁性層包含合金磁性粒子，且隔著第1磁性層、第2磁性層及內部導體於上述單軸方向上對向地配置。

Description

積層電感器
本發明係關於一種具有包含合金磁性粒子之磁性體部的積層電感器。
因行動裝置之多功能化或汽車之電子化等，而廣泛使用被稱為晶片型之小型之線圈零件或電感零件。尤其是積層型之電感零件(積層電感器)可應對薄型化，故而近年來，不斷推進面向供大電流流動之功率裝置之開發。
為了應對大電流化，進行了如下研究，即，將積層電感器之磁性體部替換為材料本身之飽和磁通密度較先前之NiCuZn系鐵氧體高之FeCrSi合金。然而，FeCrSi合金由於材料本身之體積電阻率較先前之鐵氧體低，故而需要設法提高其體積電阻率。
因此，於專利文獻1中，揭示有如下電子零件之製造方法，即，將以SiO2、B2O3、ZnO為主成分之玻璃添加至含有Fe、Cr、Si之磁性合金之粉末中，並於非氧化氣體氛圍中(700℃)進行焙燒。根據該方法，可在不提高形成於成形體內之線圈之電阻之情況下，提高成形體之絕緣電阻。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2010-62424號公報
然而，於專利文獻1所記載之方法中，由於藉由添加至磁性合金粉末之玻璃提高磁性體部之體積電阻率，故而為了獲得磁性體部所期望之絕緣電阻，必須使玻璃之添加量增多。其結果為，因磁性合金粉末之填充率下降而難以獲得較高之電感特性，又，越推進薄型化，此種問題變得越顯著。
又，在此之前，關於形成磁性體部之磁性合金粉末，多數情況下主要著眼於提高磁導率，而於不成為其他特性制約之範圍內儘可能使用較大之粒徑者。然而，於使用較大之粒徑之情形時，因粒徑而導致表面粗糙度亦容易變大，因此，根據粒徑而加厚積層之厚度，例如，以若為10μm之粒徑則將6個以上之粒子於積層方向上排列，若為6μm之粒徑則將5個以上之粒子於積層方向上排列之方式，改變積層之厚度。其原因在於，如上所述，藉由使用小粒徑之磁性合金粉末，而使得不產生磁導率之下降。
鑒於如上所述之情況，本發明之目的在於提供一種可不使磁特性及絕緣特性下降而實現薄型化之積層電感器。
為了達成上述目的，本發明之一形態之積層電感器具備至少1個第1磁性層、內部導體、複數之第2磁性層、複數之第3磁性層、及一對外部電極。
上述至少1個第1磁性層係沿著單軸方向之厚度為4μm以上且19μm以下，且具有沿著上述單軸方向排列之3個以上之合金磁性粒子、及將上述合金磁性粒子相互耦合且包含含有Cr及Al之至少1種之第1成分的第1氧化膜。
上述內部導體具有複數個導體圖案。上述複數個導體圖案係隔著上述第1磁性層於上述單軸方向上對向地配置，分別構成繞上述單 軸捲繞之線圈之一部分，且經由上述第1磁性層而相互電性連接。
上述複數之第2磁性層包含合金磁性粒子，隔著上述第1磁性層於上述單軸方向上對向且分別配置於上述複數個導體圖案之周圍。
上述複數之第3磁性層包含合金磁性粒子，且隔著上述第1磁性層、上述複數之第2磁性層及上述內部導體於上述單軸方向上對向地配置。
上述一對外部電極與上述內部導體電性連接。
於上述積層電感器中，配置於複數個導體圖案間之第1磁性層具有4μm以上且19μm以下之厚度，且沿著其厚度方向排列之4個以上之合金磁性粒子之各者經由第1氧化膜而耦合，故而可不使磁特性及絕緣特性下降而實現積層電感器整體之薄型化。
上述第1磁性層亦可進而具有介置於上述合金磁性粒子與上述第1氧化膜之間之第2氧化膜。上述第2氧化膜包含含有Si及Zr之至少1種之第2成分。
上述第1磁性層、上述複數之第2磁性層及上述複數之第3磁性層亦可包含合金磁性粒子，該合金磁性粒子包含上述第1成分、上述第2成分及Fe，且上述第2成分相對於上述第1成分之比率大於1。
上述複數之第2磁性層及上述複數之第3磁性層亦可包含上述第1成分為1.5~4wt%、上述第2成分為5~8wt%之合金磁性粒子。
上述第1磁性層、上述複數之第2磁性層及上述複數之第3磁性層亦可包含含浸於上述合金磁性粒子之間之樹脂材料。
上述第1磁性層、上述複數之第2磁性層及上述複數之第3磁性層亦可於上述合金磁性粒子之間包含磷元素。
如上所述，根據本發明，可不使磁特性及絕緣特性下降而實現積層電感器整體之薄型化。
10‧‧‧積層電感器
11‧‧‧零件本體
12‧‧‧磁性體部
13‧‧‧線圈部
13e1‧‧‧引出端部
13e2‧‧‧引出端部
14‧‧‧外部電極
15‧‧‧外部電極
121‧‧‧第1磁性層
121S‧‧‧磁性薄片
122‧‧‧第2磁性層
123‧‧‧第3磁性層
b‧‧‧內部導體
c‧‧‧內部導體
C11~C17‧‧‧導體圖案
H‧‧‧高度
L‧‧‧長度
Ls‧‧‧垂線
MLU‧‧‧磁性體層
ML1~ML7‧‧‧磁性體層
MLD‧‧‧磁性體層
V1~V6‧‧‧通孔
W‧‧‧寬度
X‧‧‧軸
Y‧‧‧軸
Z‧‧‧軸
圖1係本發明之一實施形態之積層電感器之整體立體圖。
圖2係圖1中之A-A線剖視圖。
圖3係上述積層電感器中之零件本體之分解立體圖。
圖4係圖1中之B-B線剖視圖。
圖5係模式性地表示於上述積層電感器中之第1磁性層之厚度方向上排列之合金磁性粒子的剖視圖。
圖6A~C係說明上述積層電感器中之磁性體層之製造方法之主要部分之概略剖視圖。
本發明並非此前之由較大之粒徑形成磁性體部，而是藉由小粒徑獲得兼具較高之磁特性及絕緣性之積層體者。具體而言，藉由在內部導體間排列3個以上之磁性粒子而確保內部導體之間之絕緣性，並促進零件之薄型化。又，本發明發現了不受因粒徑所導致之磁導率下降之影響之範圍，而使兼具較高之性能成為可能。
以下，一面參照圖式，一面對本發明之實施形態進行說明。
圖1係本發明之一實施形態之積層電感器之整體立體圖。圖2係圖1中之A-A線剖視圖。
[積層電感器之整體構成]
如圖1所示，本實施形態之積層電感器10具有零件本體11、及一對外部電極14、15。零件本體11形成為於X軸方向上具有寬度W、於Y軸方向上具有長度L、於Z軸方向上具有高度H之長方體形狀。一對外部電極14、15係設置於在零件本體11之長邊方向(Y軸方向)上對向之2個端面。
零件本體11之各部之尺寸並無特別限定，於本實施形態中，長度L係設為1.6~2mm，寬度W係設為0.8~1.2mm，高度H係設為0.4~ 0.6mm。
如圖2所示，零件本體11具有長方體形狀之磁性體部12、及由磁性體部12覆蓋之螺旋狀之線圈部13(內部導體)。
圖3係零件本體11之分解立體圖。圖4係圖1中之B-B線剖視圖。
如圖3所示，磁性體部12具有將複數之磁性體層MLU、ML1~ML7及MLD於高度方向(Z軸方向)上積層並一體化而成之構造。磁性體層MLU及MLD構成磁性體部12之上下之覆蓋層(第3磁性層)。磁性體層ML1~ML7構成包含線圈部13之導體層，如圖4所示，分別具有第1磁性層121、第2磁性層122、及導體圖案C11~C17。
第1磁性層121係作為介置於鄰接之上下之導體圖案C11~C17之間的導體間層而構成。第1磁性層121包含具有軟磁特性之磁性材料，於磁性材料使用合金磁性粒子。此處所使用之磁性材料之軟磁特性係指保磁力Hc為250A/m以下者。
於合金磁性粒子使用Fe(鐵)、第1成分、及第2成分之合金粒子。第1成分含有Cr(鉻)及Al(鋁)之至少1種，第2成分含有Si(矽)及Zr(鋯)之至少1種。於本實施形態中，第1成分為Cr，第2成分為Si，因此，合金磁性粒子包含FeCrSi合金粒子。關於該合金磁性粒子之組成，典型而言，Cr為1.5~5wt%，Si為3~10wt%，除雜質以外，將剩餘部分設為Fe，整體上設為100%。
第1磁性層121具有將各合金磁性粒子相互耦合之第1氧化膜。第1氧化膜包含上述第1成分，於本實施形態中，為Cr2O3。第1磁性層121進而具有介置於各合金磁性粒子與上述第1氧化膜之間之第2氧化膜。第2氧化膜包含第2成分，於本實施形態中，為SiO2。
藉此，即便第1磁性層121之厚度較薄為19μm以下，亦能夠確保導體圖案C11~C17之間之所需之絕緣耐壓。又，能夠以第1磁性層121之厚度可減小之程度較厚地形成導體圖案C11~C17，因此，能夠 謀求線圈部13之直流電阻之低電阻化。
導體圖案C11~C17配置於第1磁性層121上。如圖2所示，導體圖案C11~C17構成繞Z軸捲繞之線圈之一部分，且經由通孔V1~V6於Z軸方向上分別電性連接，藉此形成線圈部13。磁性體層ML1之導體圖案C11具有與一外部電極14電性連接之引出端部13e1，磁性體層ML7之導體圖案C17具有與另一外部電極15電性連接之引出端部13e2。
第2磁性層122包含與第1磁性層121為同種之合金磁性粒子(FeCrSi合金粒子)。第2磁性層122隔著第1磁性層121於Z軸方向上對向，且分別配置於第1磁性層121上之導體圖案C11~C17之周圍。典型而言，各磁性體層ML1~ML7中之第2磁性層122之沿著Z軸方向之厚度與導體圖案C11~C17之厚度相同，但其等之厚度亦可存在差。
第3磁性層123包含與第1磁性層121為同種之合金磁性粒子(FeCrSi合金粒子)。第3磁性層123分別相當於上層之磁性體層MLU及下層之磁性體層MLD，且隔著磁性體層ML1~ML7之第1磁性層121、第2磁性層122及導體圖案C11~C17(線圈部13)於Z軸方向上對向地配置。磁性體層MLU、MLD分別包含複數之第3磁性層123之積層體，但其等之積層數並無特別限定。又，磁性體層ML7之第1磁性層121亦可由位於磁性體層MLD之最上層之第3磁性層123構成。又，磁性體層MLU之最下層亦可由第1磁性層121構成。
如上所述，於構成第1~第3磁性層121~123之合金磁性粒子(FeCrSi合金粒子)之表面，存在該FeCrSi合金粒子之氧化物膜(第1氧化膜及第2氧化膜)作為絕緣膜。各磁性層121~123內之FeCrSi合金粒子經由上述氧化物膜而相互耦合，線圈部13附近之FeCrSi合金粒子經由上述氧化物膜與線圈部13密接。典型而言，上述氧化物膜包含屬於磁性體之Fe3O4、屬於非磁性體之Fe2O3、Cr2O3、SiO2中之至少1種。
作為除FeCrSi以外之合金磁性粒子，可列舉FeCrZr、FeAlSi、 FeTiSi、FeAlZr、FeTiZr等，只要為以Fe為主成分且包含Si及Zr之任1種以上之元素(第2成分)、及除Si或Zr以外之較Fe容易氧化之1種以上之元素(第1成分)者即可。較佳為如下金屬磁性材料，該金屬磁性材料中，Fe為85~95.5wt%，且Fe及Si、Zr之元素(第2成分)以外之1種以上之元素(第1成分)包括較Fe容易氧化之元素，且第2成分相對於第1成分之比率(第2成分/第1成分)大於1。藉由使用此種磁性材料，而穩定地形成上述氧化膜，尤其是即便於以低溫度進行熱處理之情形時，亦能夠提高絕緣性。
又，藉由使構成第1~第3磁性層121~123之合金磁性粒子之第2成分相對於第1成分之比率(第2成分/第1成分)大於1，從而該等合金磁性粒子高電阻化，藉此，Q(quality，品質)特性變得良好，可有助於改善電路動作時之效率。
於第1成分為Cr之情形時，FeCrSi系合金中之Cr之含有率例如為1~5wt%。Cr之存在就於熱處理時形成鈍態而抑制過度之氧化，並且顯現出強度及絕緣電阻之方面而言較佳。另一方面，若Cr之含量超過5wt%，則處於磁特性下降之傾向。又，若Cr之含量未達1wt%，則因氧化所導致之合金磁性粒子之膨脹加劇，而易於在第1磁性層121與第2磁性層122之界面產生微小之剝層(剝離)，從而欠佳。Cr之含有率更佳為1.5~3.5wt%。
FeCrSi系合金中之Si之含有率為3~10wt%。Si之含量越多，越能夠構成高電阻且高磁導率之磁性層，且越能夠獲得高效率之電感器特性(高Q特性)。Si之含量越少，磁性層之成形性越良好。考慮該等情況而調整Si之含量。尤其是，藉由兼具高電阻及高磁導率，可製作即便為小型之零件直流電阻亦良好之零件，Si之含有率更佳為4~8wt%。進而，不僅Q特性變好，而且頻率特性亦變好，藉此可應對今後之高頻化。
於FeCrSi系合金中，關於Si及Cr以外之剩餘部分，除不可避免之雜質以外，較佳為Fe。作為除Fe、Si及Cr以外亦可包含之金屬，可列舉Al、Mg(鎂)、Ca(鈣)、Ti、Mn(錳)、Co(鈷)，Ni(鎳)、Cu(銅)等，作為非金屬，可列舉P(磷)、S(硫)、C(碳)等。
各磁性層121~123之厚度(沿著Z軸方向之厚度，以下同樣)及作為合金磁性粒子之體積基準之粒徑而觀察之情形時之平均粒徑(中值徑)具有各不相同之大小。
於本實施形態中，第1磁性層121之厚度係設為4μm以上且19μm以下。第1磁性層121之厚度相當於隔著第1磁性層121於Z軸方向上對向之導體圖案C11~C17間之距離(導體間距離)。於本實施形態中，構成第1磁性層121之合金磁性粒子之平均粒徑係設為於上述厚度尺寸中在厚度方向(Z軸方向)上排列3個以上之合金磁性粒子之大小，例如，設為1μm以上且4μm以下。尤其是就兼具薄層化與磁導率之方面而言，合金磁性粒子之平均粒徑較佳為2μm以上且3μm以下。
此處，所謂於厚度方向上排列3個以上之合金磁性粒子之大小，並不限定於該等3個以上之合金磁性粒子沿著厚度方向整齊排列於同一直線上之情形。例如，圖5模式性地表示5個合金磁性粒子排列之例。亦即，於厚度方向上排列之合金磁性粒子之數量係指落在導體圖案(內部導體b、c)間平行於厚度方向之基準線Ls之粒子之數量，於圖示之例中意指5個。
於第1磁性層121之厚度未達4μm之情形時，有第1磁性層121之絕緣特性下降而無法確保導體圖案C11~C17間之絕緣耐壓之虞。又，若第1磁性層121之厚度超過19μm，則第1磁性層121之厚度超出需要地變厚，從而零件本體11、甚至積層電感器10之薄型化變得困難。
藉由將構成第1磁性層121之合金磁性粒子之平均粒徑設為2μm 以上且5μm以下之較小之粒徑，從而合金磁性粒子之表面積變大，因此經由上述氧化物膜而耦合之合金磁性粒子間之絕緣耐壓提高。藉此，即便於第1磁性層121之厚度相對較薄為4μm~19μm之情形時，亦能夠確保導體圖案C11~C12間之所期望之絕緣耐壓。
又，平均粒徑越小，越能夠提高第1磁性層121之表面之平滑性。藉此，可使於第1磁性層121之厚度方向上排列之粒子之數量穩定，且即便使厚度變薄，亦能夠確保絕緣。又，可利用與第1磁性層121相接之第2磁性層122及導體圖案C11~C17確實地被覆第1磁性層121。
進而，亦可以能夠使第1磁性層121之厚度變薄之程度增加導體圖案C11~C17之厚度。於此情形時，可謀求線圈部13之直流電阻之低電阻化，因此，尤其對處理大電力之功率裝置有利。
另一方面，第2磁性層122之厚度例如設為30μm以上且60μm以下，磁性體層MLU、MLD各自之厚度(第3磁性層123之總厚)例如設為50μm以上且120μm以下。構成第2磁性層122及第3磁性層123之合金磁性粒子之平均粒徑分別設為例如4μm以上且20μm以下。
於本實施形態中，第2及第3磁性層122、123包含具有較構成第1磁性層121之合金磁性粒子大之平均粒徑之合金磁性粒子。具體而言，第2磁性層122包含平均粒徑為6μm之合金磁性粒子，第3磁性層123包含平均粒徑為4μm之合金磁性粒子。尤其是，藉由使構成第2磁性層122之合金磁性粒子之平均粒徑大於構成第1磁性層121之合金磁性粒子之平均粒徑，而磁性體部12整體之磁導率提高，其結果能夠抑制損耗、頻率特性等之影響，並且降低直流電阻。
又，構成第2磁性層122及第3磁性層123之合金磁性粒子於各自之磁性層中，具有在自線圈部13至外部電極14、15之間排列之10個以上之合金磁性粒子、及將上述合金磁性粒子相互耦合且包含含有Cr及 Al之至少1種之第1成分的第1氧化膜。藉由使用供合金磁性粒子排列10個以上之磁性材料，可確保線圈部13與外部電極14、15之間之絕緣。
線圈部13包含導電性材料，且具有與外部電極14電性連接之引出端部13e1、及與外部電極15電性連接之引出端部13e2。線圈部13包含導電膏之焙燒體，於本實施形態中，包含銀(Ag)膏之焙燒體。
線圈部13係於磁性體部12之內部繞高度方向(Z軸方向)呈螺旋狀捲繞。如圖3所示，線圈部13具有於磁性體層ML1~ML7上分別形成為特定形狀之7個導體圖案C11~C17、及於Z軸方向上連接導體圖案C11~C17之合計6個通孔V1~V6，藉由使其等呈螺旋狀一體化而構成。再者，導體圖案C12~C16相當於線圈部13之環繞部，導體圖案C11、C17相當於線圈部13之引出部。圖示之線圈部13之捲繞數約為5.5，但當然並不限定於此。
如圖3所示，於自Z軸方向觀察時，線圈部13形成為以磁性體部12之長邊方向作為長軸之卵圓形狀。藉此，能夠使於線圈部13中流動之電流之路徑最短，因此，能夠實現直流電阻之低電阻化。此處，所謂卵圓形狀，典型而言，意指橢圓或長圓(以直線連接2個半圓而成之形狀)、圓角長方形狀等。再者，並不限定於此，線圈部13亦可為自Z軸方向觀察時之形狀為大致矩形狀者。
[積層電感器之製造方法]
繼而，對積層電感器10之製造方法進行說明。圖6A~C係說明積層電感器10中之磁性體層ML1~ML7之製造方法之主要部分之概略剖視圖。
磁性體層ML1~ML7之製造方法具有第1磁性層121之製作步驟、導體圖案C10之形成步驟、及第2磁性層122之形成步驟。
(第1磁性層之製作)
於製作第1磁性層121時，使用刮刀或模嘴塗佈機等塗佈機(省略圖示)，將預先準備之磁性體膏(漿料)塗佈於塑膠製之基底膜(省略圖示)之表面。其次，使用熱風乾燥機等乾燥機(省略圖示)，於約80℃、約5分鐘之條件下使該基底膜乾燥，而分別製作對應於磁性體層ML1~ML7之第1~第7磁性薄片121S(參照圖6A)。該等磁性薄片121S分別形成為能夠取得多個第1磁性層121之尺寸。
關於此處所使用之磁性體膏之組成，FeCrSi合金粒子群為75~85wt%，丁基卡必醇(溶劑)為13~21.7wt%，聚乙烯丁醛(黏合劑)為2~3.3wt%，根據FeCrSi粒子群之平均粒徑(中值徑)予以調整。例如，若FeCrSi合金粒子群之平均粒徑(中值徑)為3μm以上，則分別設為85wt%、13wt%、2wt%，若為1.5μm以上且未達3μm，則分別設為80wt%、17.3wt%、2.7wt%，若未達1.5μm，則分別設為75wt%、21.7wt%、3.3wt%。FeCrSi合金粒子群之平均粒徑係根據第1磁性層121之厚度等而選擇。FeCrSi合金粒子群係利用例如霧化法而製造。
第1磁性層121係如上所述般厚度為4μm以上且19μm以下，且以沿著厚度方向排列3個以上之合金磁性粒子(FeCrSi合金粒子)之方式構成。因此，於本實施形態中，關於合金磁性粒子之平均粒徑，以體積基準計，d50(中值徑)較佳為設為1~4μm。合金磁性粒子之d50係使用利用雷射繞射散射法之粒徑、粒度分佈測定裝置(例如，日機裝公司製造之Microtrac)而進行測定。
繼而，使用沖切加工機或雷射加工機等穿孔機(省略圖示)，於對應於磁性體層ML1~ML6之第1~第6磁性薄片121S，以特定排列形成對應於通孔V1~V6(參照圖3)之貫通孔(省略圖示)。關於貫通孔之排列，以於積層第1~第7磁性薄片121S時，由填充有導體之貫通孔與導體圖案C11~C17形成內部導體之方式設定。
(導體圖案之形成)
繼而，如圖6B所示，於第1~第7磁性薄片121S上形成導體圖案C11~C17。
導體圖案C11係使用網版印刷機或凹版印刷機等印刷機(省略圖示)，將預先準備之導體膏印刷至對應於磁性體層ML1之第1磁性薄片121S之表面。進而，於形成導體圖案C11時，將上述導體膏填充至對應於通孔V1之貫通孔。然後，使用熱風乾燥機等乾燥機(省略圖示)，於約80℃、約5分鐘之條件下使第1磁性薄片121S乾燥，從而以特定排列製作對應於導體圖案C11之第1印刷層。
關於導體圖案C12~C17及通孔V2~V6，亦利用與上述相同之方法製作。藉此，於對應於磁性體層ML2~ML7之第2~第7磁性薄片121S之表面，以特定排列製作對應於導體圖案C12~C17之第2~第7印刷層。
關於此處所使用之導體膏之組成，Ag粒子群為85wt%，丁基卡必醇(溶劑)為13wt%，聚乙烯丁醛(黏合劑)為2wt%，Ag粒子群之d50(中值徑)約為5μm。
(第2磁性層之形成)
繼而，如圖6C所示，於第1~第7磁性薄片121S上形成第2磁性層122。
於形成第2磁性層122時，使用網版印刷機或凹版印刷機等印刷機(省略圖示)，將預先準備之磁性體膏(漿料)塗佈於第1~第7磁性薄片121S上之導體圖案C11~C17之周圍。其次，使用熱風乾燥機等乾燥機(省略圖示)，於約80℃、約5分鐘之條件下使該磁性體膏乾燥。
關於此處所使用之磁性體膏之組成，FeCrSi合金粒子群為85wt%，丁基卡必醇(溶劑)為13wt%，聚乙烯丁醛(黏合劑)為2wt%。
第2磁性層122之厚度係以與導體圖案C11~C17之厚度相同或成為20%以內之厚度差之方式調整，於積層方向上形成大致同一平面， 可於各磁性層不產生階差且不產生積層偏移等地獲得磁性體部12。如上所述，第2磁性層122包含金屬磁性粒子(FeCrSi合金粒子)，第2磁性層122之厚度為30μm以上且60μm以下。於本實施形態中，構成第2磁性層122之合金磁性粒子之平均粒徑大於構成第1磁性層121之合金磁性粒子之平均粒徑，例如，構成第1磁性層121之合金磁性粒子之平均粒徑為1~4μm，構成第2磁性層122之合金磁性粒子之平均粒徑為4~6μm。
以上述方式製作對應於磁性體層ML1~ML7之第1~第7薄片(參照圖6C)。
(第3磁性層之製作)
於製作第3磁性層123時，使用刮刀或模嘴塗佈機等塗佈機(省略圖示)，將預先準備之磁性體膏(漿料)塗佈於塑膠製之基底膜(省略圖示)之表面。其次，使用熱風乾燥機等乾燥機(省略圖示)，於約80℃、約5分鐘之條件下使該基底膜乾燥，而分別製作對應於構成磁性體層MLU、MLD之第3磁性層123之磁性薄片。該等磁性薄片分別形成為能夠取得多個第3磁性層123之尺寸。
關於此處所使用之磁性體膏之組成，FeCrSi合金粒子群為85wt%，丁基卡必醇(溶劑)為13wt%，聚乙烯丁醛(黏合劑)為2wt%。
如上所述，第3磁性層123係以磁性體層MLU、MLD各自之厚度成為例如50μm以上且120μm以下之方式，根據其積層數而設定。於本實施形態中，構成第3磁性層123之合金磁性粒子之平均粒徑與構成第1磁性層121之合金磁性粒子之平均粒徑(1~4μm)及構成第2磁性層122之合金磁性粒子之平均粒徑(6μm)相同，或者為小於其之例如4μm。於平均粒徑相同之情形時，可提高磁導率，於較小之情形時，可使第3磁性層123變薄。
(積層及切斷)
繼而，使用吸附搬送機及壓製機(均省略圖示)，將第1~第7薄片(對應於磁性體層ML1~ML7)及第8薄片群(對應於磁性體層MLU、MLD)以圖3所示之順序層疊並進行熱壓接，而製作積層體。
繼而，使用切割機或雷射加工機等切斷機(省略圖示)，將積層體切斷為零件本體尺寸，而製作加工處理前晶片(包含加熱處理前之磁性體部及線圈部)。
(脫脂及氧化物膜之形成)
繼而，使用焙燒爐等加熱處理機(省略圖示)，於大氣等氧化性氣體氛圍中，對多個加熱處理前晶片一併進行加熱處理。該加熱處理包含脫脂製程及氧化物膜形成製程，脫脂製程係於約300℃、約1小時之條件下實施，氧化物膜形成製程係於約700℃、約2小時之條件下實施。
於實施脫脂製程前之加熱處理前晶片中，在加熱處理前之磁性體內之FeCrSi合金粒子之間存在多個微細間隙，且於該微細間隙中包含黏合劑等。然而，其等於脫脂製程中消失，故而於脫脂製程完成之後，該微細間隙變為空孔(空隙)。又，於加熱處理前之線圈部內之Ag粒子之間亦存在多個微細間隙，且於該微細間隙中包含黏合劑等，但其等於脫脂製程中消失。
於繼脫脂製程之後之氧化物膜形成製程中，加熱處理前之磁性體內之FeCrSi合金粒子密集而製作磁性體部12(參照圖1、圖2)，與此同時，於FeCrSi合金粒子各自之表面形成該粒子之氧化物膜。又，對加熱處理前之線圈部內之Ag粒子群進行燒結而製作線圈部13(參照圖1、圖2)，藉此，製作零件本體11。
(外部電極之形成)
繼而，使用浸漬塗佈機或輥塗佈機等塗佈機(省略圖示)，將預先準備之導體膏塗佈於零件本體11之長度方向兩端部，並使用焙燒爐等 加熱處理機(省略圖示)，於約650℃、約20分鐘之條件下對其進行烘烤處理，藉由該烘烤處理進行溶劑及黏合劑之去除及Ag粒子群之燒結，從而製作外部電極14、15(參照圖1、圖2)。
關於此處所使用之外部電極14、15用之導體膏之組成，Ag粒子群為85wt%以上，除Ag粒子群以外還包含玻璃、丁基卡必醇(溶劑)、聚乙烯丁醛(黏合劑)，Ag粒子群之d50(中值徑)約為5μm。
(樹脂含浸處理)
繼而，對磁性體部12進行樹脂含浸之處理。於磁性體部12，在形成磁性體部12之合金磁性粒子彼此之間存在空間。此處之樹脂含浸之處理係欲填埋該空間者。具體而言，藉由將所獲得之磁性體部12浸漬於包含矽酮樹脂之樹脂材料的溶液中，而將樹脂材料填充於空間，其後，藉由在150℃下進行60分鐘熱處理，而使樹脂材料硬化。
作為樹脂含浸之處理，例如，可列舉如下等方法：將磁性體部12浸漬於液體狀態之樹脂材料或樹脂材料之溶液等樹脂材料之液狀物中並降低壓力，或者將樹脂材料之液狀物塗佈於磁性體部12而使其自表面滲入至內部。其結果為，樹脂附著於合金磁性粒子表面之氧化膜之外側，從而能夠填埋合金磁性粒子彼此之空間之一部分。該樹脂由於有強度之增加或吸濕性之抑制之優勢，且水分不易進入至磁性體部12之內部，故而尤其可於高濕下抑制絕緣性之下降。
又，作為另一效果，於將鍍敷用於外部電極之形成之情形時，可抑制鍍敷延伸而謀求良率之提高。作為樹脂材料，可列舉有機樹脂、或矽酮樹脂。較佳為包含選自由矽酮系樹脂、環氧系樹脂、酚系樹脂、矽酸鹽系樹脂、胺基甲酸酯系樹脂、醯亞胺系樹脂、丙烯酸系樹脂、聚酯系樹脂及聚乙烯系樹脂所組成之群中之至少1種。
(磷酸鹽處理)
又，作為進一步提高絕緣之方法，於形成磁性體部12之合金磁 性粒子之表面形成磷酸系之氧化物。該步驟係將製作有外部電極14、15之積層電感器10浸漬於磷酸鹽處理浴中，其後，進行水洗、乾燥等。作為磷酸鹽，例如，可列舉錳鹽、鐵鹽、鋅鹽等。分別進行適當之濃度調整而進行處理。
其結果為，可於形成磁性體部12之合金磁性粒子彼此之間確認磷元素。磷元素係以填埋合金磁性粒子彼此之空間之一部分之方式以磷酸系之氧化物之形式存在。於此情形時，雖然於形成磁性體部12之合金磁性粒子之表面存在氧化膜，但於如不存在氧化膜之部分中，以Fe與磷置換之形式形成磷酸系之氧化物。
藉由兼具該氧化膜及磷酸系之氧化物，即便於使用Fe之比率更高之合金磁性粒子之情形時，亦能夠確保絕緣性。又，作為其效果，與樹脂含浸同樣地，能夠抑制鍍敷延伸。又，藉由將樹脂含浸與磷酸鹽處理進行組合，可期待不僅能夠優化絕緣而且進而能夠使耐濕性良好之協同效果。關於該組合，無論為於樹脂含浸後進行磷酸鹽之處理，抑或為於磷酸鹽後進行樹脂含浸之處理，均能夠獲得同樣之效果。
最後，進行鍍敷。鍍敷係藉由一般之電鍍而進行，使Ni及Sn之金屬膜附著於剛才對Ag粒子群進行燒結而形成之外部電極14、15。以此方式，可獲得積層電感器10。
[實施例]
繼而，對本發明之實施例進行說明。
(實施例1)
於以下之條件下，製作長度約為1.6mm、寬度約為0.8mm、高度約為0.54mm之長方體形狀之積層電感器。
作為磁性材料，由包含FeCrSi系之合金磁性粒子之磁性膏製作第1~第3磁性層。再者，第1磁性層及第2磁性層分別相當於圖4中之第1 磁性層121及第2磁性層122，第3磁性層相當於圖4中之磁性體層MLU及磁性體層MLD(以下同樣)。
構成第1~第3磁性層之FeCrSi系合金磁性粒子中之Cr及Si之組成係設為6Cr3Si(Cr：6wt%、Si：3wt%、剩餘部分：Fe之合計100wt%，其中，雜質除外。實施例2及其之後亦同樣)。第1磁性層之厚度係設為16μm，其合金磁性粒子之平均粒徑係設為4μm。第2磁性層之厚度係設為37μm，其合金磁性粒子之平均粒徑係設為6μm。第3磁性層之厚度係設為56μm，其合金磁性粒子之平均粒徑係設為4.1μm。第1及第2磁性層之層數係交替地配置各8層，將第3磁性層之2層配置於積層方向之兩側。
線圈部係由以第2磁性層之厚度印刷至第1磁性層之表面之Ag膏形成。如圖3所示，線圈部係藉由將具有約(5/6)匝程度之線圈長度之複數個環繞部、及具有特定之線圈長度之引出部於線圈軸方向上積層而製作。線圈部之匝數係設為6.5匝，線圈部之厚度係設為與第2磁性層之厚度相同。
將以上述方式構成之磁性層之積層體(磁性體部)切斷為零件本體尺寸，並實施300℃下之熱處理(脫脂製程)及700℃下之熱處理(氧化物膜形成製程)。然後，於引出部之端面露出之磁性體部之兩端部形成包含Ag膏之外部電極之基底層。然後，於進行磁性體部之樹脂含浸處理之後，對外部電極之基底層實施鍍Ni、鍍Sn。
關於以上述方式製作之積層電感器，對第1磁性層內部於其厚度方向上排列之合金磁性粒子之數量、電流特性及耐電壓特性進行評估。當進行各評估時，首先，對於各試樣，使用LCR(Inductance Capacitance Resistance，電感電容電阻)測定計，對測定頻率1MHz時之電感值進行測定，並選擇相對於設計之電感值(0.22μH)成為10%以內者，從而進行各評估。
合金磁性粒子之數量係藉由積層電感器之圖1之A-A剖面之SEM(Scanning Electron Microscope，掃描式電子顯微鏡)觀察而進行。具體而言，對上述A-A剖面進行研磨加工或銑削加工，以於各內部導體之寬度方向中間位置求出各個內部導體間之距離之方式，於內部導體間整體上所容納之倍率之1000~5000倍之範圍內進行觀察。設為A-A剖面之理由在於，對靠近外部電極之側之各個內部導體之距離或粒子之數量進行評估。而且，如圖5所示，自內部導體b之中間位置朝向內部導體c引出相當於1μm寬度之垂線(Ls)，自落在該垂線之粒子之中，對內部導體b、c間之距離之1/10以上之大小(於剖面可觀察到之垂線方向之長度)之粒子的數量進行計數。於無法引出垂線之情形時，在內部導體b與內部導體c之最短距離引出相當於1μm寬度之直線，自落在該直線之粒子之中，對內部導體b、c之最短距離之1/10以上之大小(於剖面可觀察到之垂線方向之長度)之粒子的數量進行計數。於各內部導體間進行該評估，將最少之粒子之數量設為排列於第1磁性層之合金磁性粒子之數量。
又，對於第2磁性層、第3磁性層，亦使用相同之試樣進行評估。於第2磁性層中，引出連結自與內部導體相接之面至第2磁性層側面之最短距離的相當於1μm寬度之直線，自落在該直線之粒子之中，對上述內部導體b、c間之距離之最小值之1/10以上之大小(於剖面可觀察到之垂線方向之長度)之粒子的數量進行計數。於第3磁性層中，引出連結自與內部導體相接之面至外部電極之最短距離的相當於1μm寬度之直線，自落在該直線之粒子之中，對上述各內部導體b、c間之距離之最小值之1/10以上之大小(於剖面可觀察到之垂線方向之長度)之粒子的數量進行計數。根據該評估，第2磁性層及第3磁性層之粒子之數量於各實施例中均為10以上。
關於Q特性，使用LCR測定計，對測定頻率1MHz時所獲得之Q 值進行測定。所使用之機器係設為4285A(Keysight Technologies,Inc.製造)。
耐電壓特性係藉由靜電耐電壓試驗進行評估。靜電耐壓試驗係藉由靜電放電(ESD：electrostatic discharge)試驗對試樣施加電壓，根據前後之特性變化之有無而進行。關於試驗條件，使用人體模型(HBM：human body model)，依據IEC61340-3-1標準進行。以下，詳細地對試驗方法進行敍述。
首先，使用LCR測定計，求出作為試樣之積層電感器之10MHz時之Q值，並將其作為初始值(試驗前)。其次，於放電電容100pF、放電電阻1.5kΩ、試驗電壓1kV、脈衝施加數設為兩極各1次之條件下施加電壓，而實施試驗(第1次試驗)。其後，再次求出Q值，將所獲得之試驗後之數值為初始值之70%以上者判斷為良品，將未達70%者判斷為不合格。
然後，對於被判斷為良品之樣品，於放電電容100pF、放電電阻1.5kΩ、試驗電壓1.2kV、脈衝施加數設為兩極各1次之條件下施加電壓，而實施試驗(第2次試驗)。其後，再次求出Q值，將所獲得之試驗後之數值為初始值之70%以上者判斷為良品，將未達70%者判斷為不合格。
將於各3個評估中至少於第1次試驗中為良品者設為合格，將2次均為良品者設為「A」，將僅第1次試驗為良品者設為「B」。再者，於第1次試驗中被判斷為不良品者係設為不合格(評估「C」)。關於測定機器，使用4285A(Keysight Technologies,Inc.製造)。
評估之結果為，內部導體間之距離為16μm，合金磁性粒子之數量為4個，直流電阻為69mΩ，Q值為26，耐電壓特性(絕緣破壞評估)為「A」。
(實施例2)
除了將第1磁性層之厚度設為12μm，將其合金磁性粒子之平均粒徑設為3.2μm，將第2磁性層之厚度設為42μm，將第3磁性層之厚度設為52μm以外，以與實施例1相同之條件製作積層電感器。
關於該積層電感器，以與實施例1相同之條件，對第1磁性層內部中於其厚度方向上排列之合金磁性粒子之數量、電流特性及耐電壓特性進行評估，結果為，內部導體間之距離為12μm，合金磁性粒子之數量為3個，直流電阻為60mΩ，Q值為30，耐電壓特性(絕緣破壞評估)為「A」。
(實施例3)
除了將第1磁性層之厚度設為7μm，將其合金磁性粒子之平均粒徑設為1.9μm，將第2磁性層之厚度設為46μm，將第3磁性層之厚度設為52μm以外，以與實施例1相同之條件製作積層電感器。
關於該積層電感器，以與實施例1相同之條件，對第1磁性層內部中於其厚度方向上排列之合金磁性粒子之數量、電流特性及耐電壓特性進行評估，結果為，內部導體間之距離為7.2μm，合金磁性粒子之數量為3個，直流電阻為55mΩ，Q值為32，耐電壓特性(絕緣破壞評估)為「A」。
(實施例4)
除了將第1磁性層之厚度設為7μm，將其合金磁性粒子之平均粒徑設為1μm，將第2磁性層之厚度設為41μm，將第3磁性層之厚度設為74μm，將第2磁性層之合金磁性粒子之平均粒徑設為4μm以外，以與實施例1相同之條件製作積層電感器。
關於該積層電感器，以與實施例1相同之條件，對第1磁性層內部中於其厚度方向上排列之合金磁性粒子之數量、電流特性及耐電壓特性進行評估，結果為，內部導體間之距離為7.5μm，合金磁性粒子之數量為7個，直流電阻為63mΩ，Q值為29，耐電壓特性(絕緣破壞 評估)為「A」。
(實施例5)
除了將第1磁性層之厚度設為3.5μm，將其合金磁性粒子之平均粒徑設為1μm，將第2磁性層之厚度設為42μm，將第3磁性層之厚度設為82μm，將第2磁性層之合金磁性粒子之平均粒徑設為4μm以外，以與實施例1相同之條件製作積層電感器。
關於該積層電感器，以與實施例1相同之條件，對第1磁性層內部中於其厚度方向上排列之合金磁性粒子之數量、電流特性及耐電壓特性進行評估，結果為，內部導體間之距離為4.0μm，合金磁性粒子之數量為3個，直流電阻為61mΩ，Q值為30，耐電壓特性(絕緣破壞評估)為「A」。
(實施例6)
除了將構成第1~第3磁性層之FeCrSi系合金磁性粒子中之Cr及Si之組成設為4Cr5Si(Cr：4wt%、Si：5wt%、剩餘部分：Fe之合計100wt%)以外，以與實施例3相同之條件製作積層電感器。
關於該積層電感器，以與實施例1相同之條件，對第1磁性層內部中於其厚度方向上排列之合金磁性粒子之數量、電流特性及耐電壓特性進行評估，結果為，內部導體間之距離為7.2μm，合金磁性粒子之數量為3個，直流電阻為55mΩ，Q值為33，耐電壓特性(絕緣破壞評估)為「A」。
(實施例7)
除了將構成第1~第3磁性層之FeCrSi系合金磁性粒子中之Cr及Si之組成設為2Cr7Si(Cr：2wt%、Si：7wt%、剩餘部分：Fe之合計100wt%)，並將第1磁性層之合金磁性粒子之平均粒徑設為2μm以外，以與實施例3相同之條件製作積層電感器。
關於該積層電感器，以與實施例1相同之條件，對第1磁性層內 部中於其厚度方向上排列之合金磁性粒子之數量、電流特性及耐電壓特性進行評估，結果為，內部導體間之距離為7.3μm，合金磁性粒子之數量為3個，直流電阻為55mΩ，Q值為35，耐電壓特性(絕緣破壞評估)為「A」。
(實施例8)
除了將構成第1~第3磁性層之FeCrSi系合金磁性粒子中之Cr及Si之組成設為1.5Cr8Si(Cr：1.5wt%、Si：8wt%、剩餘部分：Fe之合計100wt%)以外，以與實施例3相同之條件製作積層電感器。
關於該積層電感器，以與實施例1相同之條件，對第1磁性層內部中於其厚度方向上排列之合金磁性粒子之數量、電流特性及耐電壓特性進行評估，結果為，內部導體間之距離為7.4μm，合金磁性粒子之數量為3個，直流電阻為56mΩ，Q值為36，耐電壓特性(絕緣破壞評估)為「A」。
(實施例9)
除了將構成第1~第3磁性層之FeCrSi系合金磁性粒子中之Cr及Si之組成設為1Cr10Si(Cr：1wt%、Si：10wt%、剩餘部分：Fe之合計100wt%)以外，以與實施例7相同之條件製作積層電感器。
關於該積層電感器，以與實施例1相同之條件，對第1磁性層內部中於其厚度方向上排列之合金磁性粒子之數量、電流特性及耐電壓特性進行評估，結果為，內部導體間之距離為7.8μm，合金磁性粒子之數量為4個，直流電阻為59mΩ，Q值為29，耐電壓特性(絕緣破壞評估)為「B」。
(實施例10)
除了將構成第2及第3磁性層之FeAlSi系合金磁性粒子中之Al及Si之組成設為4Al5Si(Al：4wt%、Si：5wt%、剩餘部分：Fe之合計100wt%)以外，以與實施例7相同之條件製作積層電感器。
關於該積層電感器，以與實施例1相同之條件，對第1磁性層內部中於其厚度方向上排列之合金磁性粒子之數量、電流特性及耐電壓特性進行評估，結果為，內部導體間之距離為7.3μm，合金磁性粒子之數量為3個，直流電阻為55mΩ，Q值為33，耐電壓特性(絕緣破壞評估)為「A」。
(實施例11)
除了將構成第1磁性層之FeAlSi系合金磁性粒子中之Al及Si之組成設為2Al7Si(Al：2wt%、Si：7wt%、剩餘部分：Fe之合計100wt%)以外，以與實施例7相同之條件製作積層電感器。
關於該積層電感器，以與實施例1相同之條件，對第1磁性層內部中於其厚度方向上排列之合金磁性粒子之數量、電流特性及耐電壓特性進行評估，結果為，內部導體間之距離為7.4μm，合金磁性粒子之數量為3個，直流電阻為55mΩ，Q值為35，耐電壓特性(絕緣破壞評估)為「A」。
(實施例12)
除了將構成第1磁性層之FeAlSi系合金磁性粒子中之Al及Si之組成設為1.5Al8Si(Al：1.5wt%、Si：8wt%、剩餘部分：Fe之合計100wt%)以外，以與實施例7相同之條件製作積層電感器。
關於該積層電感器，以與實施例1相同之條件，對第1磁性層內部中於其厚度方向上排列之合金磁性粒子之數量、電流特性及耐電壓特性進行評估，結果為，內部導體間之距離為7.4μm，合金磁性粒子之數量為3個，直流電阻為56mΩ，Q值為36，耐電壓特性(絕緣破壞評估)為「A」。
(實施例13)
除了將構成第1磁性層之FeCrZr系合金磁性粒子中之Cr及Zr之組成設為2Cr7Zr(Cr：2wt%、Zr：7wt%、剩餘部分：Fe之合計100 wt%)以外，以與實施例3相同之條件製作積層電感器。
關於該積層電感器，以與實施例1相同之條件，對第1磁性層內部中於其厚度方向上排列之合金磁性粒子之數量、電流特性及耐電壓特性進行評估，結果為，內部導體間之距離為7.2μm，合金磁性粒子之數量為3個，直流電阻為55mΩ，Q值為35，耐電壓特性(絕緣破壞評估)為「A」。
(實施例14)
除了將構成第1磁性層之FeCrSi系合金磁性粒子中之Cr及Si之組成設為6Cr3Si(Cr：6wt%、Si：3wt%、剩餘部分：Fe之合計100wt%)以外，以與實施例6相同之條件製作積層電感器。
關於該積層電感器，以與實施例1相同之條件，對第1磁性層內部中於其厚度方向上排列之合金磁性粒子之數量、電流特性及耐電壓特性進行評估，結果為，內部導體間之距離為7μm，合金磁性粒子之數量為3個，直流電阻為54mΩ，Q值為32，耐電壓特性(絕緣破壞評估)為「A」。
(實施例15)
除了將構成第1磁性層之FeCrSi系合金磁性粒子中之Cr及Si之組成設為6Cr3Si(Cr：6wt%、Si：3wt%、剩餘部分：Fe之合計100wt%)以外，以與實施例7相同之條件製作積層電感器。
關於該積層電感器，以與實施例1相同之條件，對第1磁性層內部中於其厚度方向上排列之合金磁性粒子之數量、電流特性及耐電壓特性進行評估，結果為，內部導體間之距離為6.9μm，合金磁性粒子之數量為3個，直流電阻為54mΩ，Q值為34，耐電壓特性(絕緣破壞評估)為「A」。
(實施例16)
除了將構成第1磁性層之FeCrSi系合金磁性粒子中之Cr及Si之組 成設為6Cr3Si(Cr：6wt%、Si：3wt%、剩餘部分：Fe之合計100wt%)以外，以與實施例8相同之條件製作積層電感器。
關於該積層電感器，以與實施例1相同之條件，對第1磁性層內部中於其厚度方向上排列之合金磁性粒子之數量、電流特性及耐電壓特性進行評估，結果為，內部導體間之距離為6.9μm，合金磁性粒子之數量為3個，直流電阻為55mΩ，Q值為35，耐電壓特性(絕緣破壞評估)為「A」。
(實施例17)
除了將第1磁性層之厚度設為13μm，將其合金磁性粒子之平均粒徑設為1.9μm，將第2磁性層之厚度設為42μm，將第3磁性層之厚度設為48μm以外，以與實施例1相同之條件製作積層電感器。
關於該積層電感器，以與實施例1相同之條件，對第1磁性層內部中於其厚度方向上排列之合金磁性粒子之數量、電流特性及耐電壓特性進行評估，結果為，內部導體間之距離為13μm，合金磁性粒子之數量為7個，直流電阻為60mΩ，Q值為30，耐電壓特性(絕緣破壞評估)為「A」。
(實施例18)
除了將第1磁性層之厚度設為17μm，將其合金磁性粒子之平均粒徑設為1.9μm，將第2磁性層之厚度設為38μm，將第3磁性層之厚度設為48μm以外，以與實施例1相同之條件製作積層電感器。
關於該積層電感器，以與實施例1相同之條件，對第1磁性層內部中於其厚度方向上排列之合金磁性粒子之數量、電流特性及耐電壓特性進行評估，結果為，內部導體間之距離為17μm，合金磁性粒子之數量為9個，直流電阻為66mΩ，Q值為29，耐電壓特性(絕緣破壞評估)為「A」。
(實施例19)
除了將第1磁性層之厚度設為19μm，將其合金磁性粒子之平均粒徑設為1.9μm，將第2磁性層之厚度設為36μm，將第3磁性層之厚度設為48μm以外，以與實施例1相同之條件製作積層電感器。
關於該積層電感器，以與實施例1相同之條件，對第1磁性層內部中於其厚度方向上排列之合金磁性粒子之數量、電流特性及耐電壓特性進行評估，結果為，內部導體間之距離為19μm，合金磁性粒子之數量為10個，直流電阻為70mΩ，Q值為28，耐電壓特性(絕緣破壞評估)為「A」。
(比較例1)
除了將第1磁性層之厚度設為24μm，將其合金磁性粒子之平均粒徑設為5μm，將第2磁性層之厚度設為29μm以外，以與實施例1相同之條件製作積層電感器。
關於該積層電感器，以與實施例1相同之條件，對第1磁性層內部中於其厚度方向上排列之合金磁性粒子之數量、電流特性及耐電壓特性進行評估，結果為，內部導體間之距離為24μm，合金磁性粒子之數量為4個，直流電阻為88mΩ，Q值為24，耐電壓特性(絕緣破壞評估)為「A」。
分別將實施例1~19及比較例1之樣品之製作條件示於表1，將表1中所記載之磁性材料之種類(合金磁性粒子之組成)示於表2，而且，將各樣品之評估結果示於表3。
如表1~3所示，可確認，關於第1磁性層之厚度為19μm以下之實施例1~19之積層電感器，相較於比較例1之積層電感器，直流電阻較低，且Q值較高。推測其原因在於，能夠以使第1磁性層之厚度減小之程度增大第2磁性層及內部導體之厚度，藉此，可謀求線圈部之低電阻化，並且獲得較高之Q特性(低損耗)。
又，可確認，於實施例1~19之積層電感器中，由於構成第1磁性層之合金磁性粒子之平均粒徑較小為4μm以下，，故而合金磁性粒子之比表面積增加，藉此，第1磁性層之絕緣特性提高，可確保所期望之耐電壓特性。
又，可確認，於如實施例1~5所示般將合金磁性粒子之組成設為相同之情形時，第1磁性層之厚度較小，相應地能夠增大內部導體 之厚度，故而第1磁性層之厚度越小，越能夠謀求直流電阻之低電阻化及Q特性(損耗)之提高。
尤其是，藉由使用實施例6~8之Si為5~8wt%、Cr為1.5~4wt%之合金磁性粒子，可獲得較比較例1約高25%以上之Q特性。進而，於如實施例2般合金磁性粒子之平均粒徑為3.2μm以下之情形時，即便合金磁性粒子之數量為3個，亦能夠確保絕緣性。由此，可推進該3個以上粒子所排列之範圍內之薄型化。
但是，於如實施例4般合金磁性粒子之平均粒徑為1μm之情形時，因粒徑所導致之磁導率之下降、及製造過程中之黏合劑量等之增加所導致之填充率之下降，而導致直流電阻較實施例3變高。因此，藉由將合金磁性粒子之平均粒徑設為2μm以上且3μm以下，能夠進行較低之直流電阻之設計。
實施例6由於Si含量較實施例3多，故而可獲得高於實施例3之Q值。關於實施例7與實施例3之關係、及實施例8與實施例3之關係，亦同樣。由於關於實施例8與實施例7之關係，亦同樣地實施例8之Si含量較實施例7多，故而雖然程度較少，但Q值得以提高。
實施例9雖可獲得與實施例4相同之直流電阻及Q值，但絕緣耐壓特性較其他實施例下降。認為其原因在於，由於實施例9之Cr含量少於其他實施例之Cr含量，故而進行過度之氧化，而較多地形成電阻值較低之Fe之氧化物(磁鐵礦)。又，認為因過度之氧化所導致之膨脹加劇，由此亦導致使內部導體間之距離變大。
根據實施例10、11、12，可確認，即便使用不同材質之合金磁性粒子之組成，亦能夠獲得分別與實施例6、7、8相同之直流電阻、Q特性。
關於實施例12，亦同樣地可獲得與實施例7相同之直流電阻、Q特性。
實施例14、15、16可分別較實施例6、7、8降低直流電阻。認為其原因在於，藉由使用相較於第1磁性層於第2、3磁性層中Si量更多之合金磁性粒子，各自之硬度較軟者之第1磁性層之合金磁性粒子可一面引起變形，一面使第1磁性層之厚度變薄，又，提高填充率。
實施例17、18可分別較實施例1降低直流電阻。其原因在於，使用平均粒徑小於實施例1之合金磁性粒子。另一方面，於實施例19中，成為與實施例1相同之直流電阻，未看到使用平均粒徑較小之合金磁性粒子之效果。就該方面而言，第1磁性層內部中於其厚度方向上排列之合金磁性粒子之數量較佳為設為9個以下。由此，為了使絕緣性及直流電阻之兩者更加良好，第1磁性層內部中於其厚度方向上排列之合金磁性粒子之數量為3以上且9以下。
如上所述，可知，根據本實施例之積層電感器，可獲得低電阻及高效率之裝置特性。並且，可實現零件之小型化、薄型化，因此，亦能夠充分地作為功率裝置用途之積層電感器而應用。
以上，對本發明之實施形態進行了說明，但當然本發明並不僅限定於上述實施形態，可添加各種變更。
例如，於以上之實施形態中，外部電極14、15係設置於在零件本體11之長邊方向上對向之2個端面，但並不限定於此，亦可設置於在零件本體11之短邊方向上對向之2個側面。
又，於以上之實施形態中，對具備複數之第1磁性層121之積層電感器10進行了說明，但亦能夠同樣地應用於第1磁性層121為單層(亦即，內部導體為2層)之積層電感器。
11‧‧‧零件本體
121‧‧‧第1磁性層
122‧‧‧第2磁性層
123‧‧‧第3磁性層
C11~C17‧‧‧導體圖案
MLU‧‧‧磁性體層
ML1~ML7‧‧‧磁性體層
MLD‧‧‧磁性體層

Claims (7)

  1. 一種積層電感器，其具備：至少1個第1磁性層，其沿著單軸方向之厚度為4μm以上且19μm以下，且具有沿著上述單軸方向排列之3個以上之合金磁性粒子、及將上述合金磁性粒子相互耦合且包含含有Cr及Al之至少1種之第1成分的第1氧化膜；內部導體，其具有複數個導體圖案，該等複數個導體圖案係隔著上述第1磁性層於上述單軸方向上對向地配置，分別構成繞上述單軸捲繞之線圈之一部分，且經由上述第1磁性層而相互電性連接；複數之第2磁性層，其等包含合金磁性粒子，隔著上述第1磁性層於上述單軸方向上對向且分別配置於上述複數個導體圖案之周圍；複數之第3磁性層，其等包含合金磁性粒子，且隔著上述第1磁性層、上述複數之第2磁性層及上述內部導體於上述單軸方向上對向地配置；及一對外部電極，其等與上述內部導體電性連接。
  2. 如請求項1之積層電感器，其中上述第1磁性層進而具有介置於上述合金磁性粒子與上述第1氧化膜之間之第2氧化膜，上述第2氧化膜包含含有Si及Zr之至少1種之第2成分。
  3. 如請求項2之積層電感器，其中上述第1磁性層、上述複數之第2磁性層及上述複數之第3磁性層包含合金磁性粒子，該合金磁性粒子含有上述第1成分、上述第2成分及Fe，且上述第2成分相對於上述第1成分之比率大於1。
  4. 如請求項2之積層電感器，其中上述複數之第2磁性層及上述複數之第3磁性層包含上述第1成分為1.5~4wt%、上述第2成分為5~8wt%之合金磁性粒子。
  5. 如請求項1至4中任一項之積層電感器，其中上述第1磁性層、上述複數之第2磁性層及上述複數之第3磁性層包含含浸於上述合金磁性粒子之間之樹脂材料。
  6. 如請求項1至4中任一項之積層電感器，其中上述第1磁性層、上述複數之第2磁性層及上述複數之第3磁性層於上述合金磁性粒子之間包含磷元素。
  7. 如請求項5中之積層電感器，其中上述第1磁性層、上述複數之第2磁性層及上述複數之第3磁性層於上述合金磁性粒子之間包含磷元素。
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