TW201800271A - 附印字之電子零件及其製造方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種可兼顧耐濕性能與印字之視認性之附印字之電子零件及其製造方法。本發明之附印字之電子零件之製造方法製備印字前之電子零件，該印字前之電子零件具備：磁性坯體，其於表面包括含有過渡金屬之合金磁性材料；及玻璃層，其被覆上述磁性坯體之至少一部分，包含Bi且不含過渡金屬；使波長為1064 nm之雷射透過上述玻璃層而對上述印字前之電子零件照射，藉此於上述磁性坯體與上述玻璃層之界面附近之一部分玻璃部分形成印字部分。

Description

附印字之電子零件及其製造方法

本發明係關於一種附印字之電子零件及其製造方法。

出於節能、環保之社會趨勢，於動力車中亦開始推進電子化，於驅動系統周邊搭載更多電子零件，追求更高溫環境下之耐久性、穩定性。因此，於電感器中亦開始開發以金屬材料為主之商品，其中該金屬材料係具有於高溫環境下穩定之飽和磁通密度之磁性材料。進而，對於金屬磁性材料之電感器，不僅要求具備高溫環境性能，尤其要求具備與先前之鐵氧體磁性材料之電感器同樣穩定之耐濕性能、耐腐蝕性能等可靠性較高之性能。因此，希望其製品印字製程亦無損該等性能。尤其是最近用於電子零件之雷射印字雖然於量產製程上具有諸多優點，但對於金屬材料會破壞形成於金屬表面之絕緣被膜，因此被避免使用。藉由對包括施以玻璃塗佈後之電子零件在內、尤其是電感器(金屬材料)進行雷射而實現之印字如專利文獻1所示，藉由將玻璃表面及其生坯本身之表面切削為凹狀態而利用光散射及折射率之差，藉此獲得視認性。[先前技術文獻][專利文獻][專利文獻1]日本專利特開平8-31682號公報

[發明所欲解決之問題]於專利文獻1所揭示之技術中，由於將玻璃表面及其生坯本身之表面切削為凹狀態，所以為了防銹而進行玻璃塗佈後之金屬核心之印字部分之玻璃膜厚會變薄。因此，會產生原本之功能尤其是耐濕性能降低而容易生銹之問題。又，於未進行玻璃塗佈之金屬核心，形成於金屬材料表面之較薄之絕緣被膜層會遭到破壞，從而產生銹化或絕緣性能劣化之問題。又，於製造時會產生玻璃或金屬材料生坯之粉塵，於其回收時需追加新步驟，從而成為成本較高之印字方法。鑒於該等問題，本發明之課題在於提供一種可兼顧耐濕性能與印字之視認性之附印字之電子零件及其製造方法。[解決問題之技術手段]本發明人等進行了積極研究，最終完成了以下內容之本發明。於本發明之製造方法中，製備印字前之電子零件，該印字前之電子零件具備：磁性坯體，其於表面包括含有過渡金屬之合金磁性材料；及玻璃層，其被覆上述磁性坯體之至少一部分，包含Bi且不含過渡金屬；使波長為1064 nm之雷射透過上述玻璃層而對上述印字前之電子零件照射，藉此於上述磁性坯體與上述玻璃層之界面附近之一部分玻璃部分形成印字部分。以此方式，獲得附印字之電子零件。[發明之效果]根據本發明，可不損傷玻璃層及磁性坯體表面地實施視認性較高之印字。

以下，一面適當參照圖式一面詳細敍述本發明。但本發明並不限定於圖示之態樣，又，於圖式中，存在將發明之特徵部分強調而表現之情況，因此於圖式各部未必保證比例尺之正確性。圖1係電子零件之一例之模式剖視圖。本發明之電子零件至少具備磁性坯體及玻璃層。於圖1之態樣中，描寫了包含形成為螺旋狀等之導體之線圈102及其周圍之磁性坯體101、103。磁性坯體包含合金磁性材料。磁性坯體於整體上被理解為原本獨立之多個合金磁性粒子彼此結合而成之集合體。磁性坯體亦可被理解為包含多個合金磁性粒子之壓粉體。於至少一部分合金磁性粒子，跨及其周圍之至少一部分、較佳為大致整體而形成有氧化膜，藉由該氧化膜而確保磁性坯體之絕緣性。合金磁性粒子含有至少一種過渡金屬，作為上述過渡金屬之典型，可列舉鐵(Fe)。於本說明書中，存在記載以Fe為代表之過渡金屬之情形，但過渡金屬並不限定於Fe。合金磁性粒子較佳為亦包含Fe以外之元素。作為Fe以外之元素，較佳可列舉Si、Zr、Ti、Ni中之一者或兩者以上。對於各個合金磁性粒子中之至少一部分，於其周圍之至少一部分形成有氧化膜。氧化膜既可於形成磁性坯體之前之原料粒子之階段形成；亦可為於原料粒子之階段不存在氧化膜或存在極少氧化膜，於磁性坯體之成形過程中才使氧化膜產生。較佳為氧化膜係由合金磁性粒子自身氧化所得者形成。藉由氧化膜之存在，磁性坯體整體上之絕緣性得到確保。磁性坯體之態樣及製造方法可適當參照先前技術。例如，於利用合金磁性粒子嵌埋螺旋狀之絕緣導線之後對其進行加熱、加壓，藉此可獲得磁性坯體。根據另一態樣，將包含導體粒子之漿料以特定圖案印刷於包含合金磁性粒子之坯片上，並對印刷完畢之坯片進行積層、加壓、加熱，藉此可構成積層電感器，於該情形時，可將源自於合金磁性粒子而產生之絕緣體部分理解為磁性坯體。根據本發明，於磁性坯體之表面之至少一部分包含過渡金屬，且磁性坯體藉由玻璃層而被覆。藉由玻璃層而被覆磁性坯體之至少一部分便足矣，較佳為被覆磁性坯體之全部。藉由玻璃層所進行之被覆係先於下述印字而進行。換言之，於印字前之電子零件中，玻璃層既已被覆磁性坯體之表面。玻璃層之被覆方法並不特別限定，可適當採用先前公知之方法。根據本發明，構成玻璃層之玻璃材料包含Bi。藉由於玻璃層中包含Bi，作為下述印字之結果，視認性提高。據推測，磁性坯體中之Fe等過渡金屬元素藉由用以印字之雷射照射而擴散，由於上述擴散，包含附近玻璃層中所含之Bi之化合物發生偏析，此點有助於視認性之提高。玻璃層中之Bi之濃度較佳為以Bi₂ O₃ 計50～90 wt%。於本發明中，於用以印字之雷射照射之前之階段，於構成玻璃層之玻璃材料中不含過渡金屬。此處，所謂不含過渡金屬係指不與雷射反應，玻璃材料內之過渡金屬濃度視所使用之雷射之強度而定，例如為1%以下。此種過渡金屬之存在會使玻璃之透過性劣化，從而令雷射難以到達零件坯體之表面之包含過渡金屬之層。於同一輸出雷射下到達能量減少，但若增加雷射能量則會引起玻璃之加工，因此不妥。玻璃層之厚度較佳為30 μm以上。藉由30 μm以上之玻璃層之存在，由於伴隨雷射加工之熱所致之膨脹等而使玻璃及磁性坯體表面層發生斷裂等不良影響得以顯著降低，結果可獲得視認性較高之印字。玻璃層之厚度之上限並不特別限定，可為100 μm左右之一般玻璃塗層之厚度。自生產成本及最小玻璃量之觀點而言，玻璃層之厚度之上限較佳為略厚於30 μm之40 μm左右。對於如上所述具有由玻璃層被覆之印字前之電子零件，藉由雷射照射而實施印字。用以印字之雷射之波長為1064 nm。圖2係印字之例，印字可為製品記號等文字、圖形、或文字與圖形之組合等。雷射照射透過上述玻璃層而到達磁性坯體之表面，藉此於磁性坯體與玻璃層之界面附近之一部分玻璃部分產生印字。圖3係印字產生之推定機制之模式圖。如圖3(A)所示，存在合金磁性粒子301集成而成之磁性坯體及玻璃層302，而構成印字前之電子零件。波長為1064 nm之雷射303透過於初始狀態下不含過渡金屬之玻璃層302，雷射光對於合金磁性粒子301中之Fe等過渡金屬表現出相對較高之吸收率。因此，於磁性坯體與玻璃層之界面附近304，Fe等過渡金屬被雷射局部加熱，並且與該加熱後之過渡金屬接觸之玻璃層被局部加熱，從而過渡金屬元素自磁性坯體向玻璃層之擴散發生並推進。進而，藉由該經擴散之玻璃層部分之雷射之吸收率增大，除磁性坯體表面以外，該經過渡金屬擴散之玻璃層部分亦藉由雷射而局部發熱。藉由該發熱及擴散後之過渡金屬，包含玻璃層之於磁性坯體界面附近發生狀態變化後之Bi之化合物析出。藉由此種於磁性坯體與玻璃層之界面附近Fe等過渡金屬向玻璃層擴散之擴散部及包含Bi之化合物之存在，印字之視認性提高。圖3(B)係將印字後之磁性坯體與玻璃層之界面附近放大後之截面之顯微鏡觀察像之追蹤模式圖。觀察自磁性坯體之Fe之擴散311、及自玻璃層之Bi之偏析312，該等藉由EDX(Energy Dispersive X-Ray，能量色散X射線)分析等便可容易地檢測、鑑定。於非印字部分之、例如磁性坯體之不同表面之玻璃層或雖為磁性坯體之同一表面之玻璃層但明顯自因印字而變色之部分遠離之部分，不含與雷射反應之濃度之Fe，因此於印字部分之磁性坯體界面附近之玻璃部可容易地檢測出Fe之擴散。與非印字部分之玻璃層部分之Bi量相比，印字部分之磁性坯體界面之玻璃部之Bi量多出10%以上，因此可容易地檢測出Bi之偏析。雷射照射之條件等並不特別限定，可適當參照先前技術。即，因為於雷射輸出過弱之情形時不會引起加工，於雷射輸出過強之情形時又會貫通加工物或使加工物發生損壞，所以使適當雷射輸出最佳化，係先前技術之範疇。又，藉由反覆實施數次雷射照射，而抑制每一次照射之雷射輸出，減輕對加工物之損壞，此亦為先前技術之範疇。於本發明中同樣地，若雷射輸出過弱則無法印字，若雷射輸出過強則會發生磁性坯體之加工，造成損壞，因此使適當雷射輸出最佳化，又，實施數次雷射照射，藉此可獲得不發生磁性坯體之加工及損壞地進行合適之印字之雷射照射之條件。例如，藉由於7～8.5 W之峰值輸出下反覆實施3～4次雷射照射，亦可進而提高印字之視認性。以此方式，可獲得附印字之電子零件。以此方式獲得之附印字之電子零件亦為本發明之一實施形態。根據本發明之製造方法，可不損傷具備玻璃被覆之磁性坯體之表面地實施印字，可使之為能夠視認之狀態，且可於圖像處理中識別，又可於耐溶劑性中確保較高之耐性。亦可期待於製造步驟中不產生粉塵之效果。又，藉由本印字方法而形成者係將印字部分保護於玻璃被覆內部，印字部分並不直接暴露於大氣中，因此具有如下特徵：不易受到大氣中之氧氣及濕度之影響，於高溫下該效果尤其顯著故而耐熱性較高，於550℃下視認性亦不易劣化。圖4表示藉由雷射照射所得之印字結果之例。圖4之各圖係藉由雷射照射對具備玻璃層之印字前之電子零件實施印字所得者之攝像追蹤圖。圖4(A)係於印字區域之面積之100%無印字缺陷之A級之良品。A級係可識別出通常文字且亦可識別出條碼之等級，係非常良好之等級。圖4(B)係印字區域之面積之90%無印字缺陷之B級之良品。B級被分類為無印字缺陷之面積為整體之90%以上且未達100%者，其係可識別出通常文字而對於條碼雖然難以識別出二維條碼但可識別出更簡略之線狀條碼之等級，係對於通常印字無問題之等級。圖4(C)係於印字區域之面積之70%無印字缺陷之C級之實施品。於C級分類無印字缺陷之面積為整體之70～90%者。其係可識別出通常文字但無論對於線狀條碼抑或對於二維條碼均難以識別之等級，係除條碼印字用途以外均可使用之等級。印字缺陷係指因印字區域內之未顯色而可見磁性坯體之部分、於玻璃層或磁性坯體表面發生了損壞之部分，可藉由目視等被容易地區分，但於分級時，定義為於利用相機拍攝所得之圖像中相對於通常印字部分亮度高出15%以上之部分，根據其面積而分類。圖5係雷射照射後之磁性坯體與玻璃層之界面附近之剖視觀察像。圖5(A)係於峰值輸出為7.15 W之條件下進行4次雷射照射之後之觀察像，觀察了磁性坯體501、及玻璃層502。圖5(B)係於峰值輸出為8.35 W之條件下進行4次雷射照射之後之觀察像，觀察了磁性坯體511、玻璃層512及磁性坯體之損壞部分513。圖6表示藉由雷射照射所得之印字結果之例。表示出於各種玻璃層之厚度及雷射照射條件下進行印字之結果。(1)至(4)列分別係玻璃層之厚度為10 μm、20 μm、25 μm、30 μm之情形時之印字結果。(A)至(E)行分別係作為雷射照射之條件，峰值輸出為7.15 W(4次照射)、峰值輸出為7.75 W(3次照射)、峰值輸出為8.35 W(3次照射)、峰值輸出為8.35 W(2次照射)、峰值輸出為9.05 W(2次照射)之情形時之印字結果。關於該等印字，於玻璃層之厚度為30 μm之情形時，無論於何種雷射照射條件下，視認性均為A級地顯著良好；於玻璃層之厚度為20 μm及25 μm之情形時，僅於峰值輸出為7.15 W(4次照射)、峰值輸出為7.75 W(3次照射)、峰值輸出為8.35 W(3次照射)之情形時，視認性為A級及B級地良好。於該等以外之情形時，為包括雖能夠視認但就圖像識別性而言難以稱之為較佳之C級、無法稱之為顯著良好之程度之品質。

101‧‧‧磁性坯體
102‧‧‧線圈
103‧‧‧磁性坯體
301‧‧‧合金磁性粒子
302‧‧‧玻璃層
303‧‧‧雷射照射
304‧‧‧磁性坯體與玻璃層之界面附近
311‧‧‧Fe擴散
312‧‧‧Bi偏析
501‧‧‧磁性坯體
502‧‧‧玻璃層
511‧‧‧磁性坯體
512‧‧‧玻璃層
513‧‧‧損壞部分

圖1係電子零件之一例之模式剖視圖。圖2表示對於電子零件之印字例。圖3(A)、(B)係印字產生之推定機制之模式圖。圖4(A)～(C)係藉由雷射照射所得之印字結果之例之分級說明圖。圖5(A)、(B)係雷射照射後之磁性坯體與玻璃層之界面附近之剖視模式圖。圖6表示藉由雷射照射所得之印字結果之例。

101‧‧‧磁性坯體

102‧‧‧線圈

103‧‧‧磁性坯體

Claims (7)

1. 一種附印字之電子零件之製造方法，其製備印字前之電子零件，該印字前之電子零件具備：磁性坯體，其於表面包括含有過渡金屬之合金磁性材料；及玻璃層，其被覆上述磁性坯體之至少一部分，包含Bi且不含過渡金屬；使雷射透過上述玻璃層而對上述印字前之電子零件照射，藉此於上述磁性坯體與上述玻璃層之界面附近之一部分玻璃部分形成印字部分。
2. 如請求項1之電子零件之製造方法，其中上述玻璃層之厚度為30 μm以上。
3. 一種附印字之電子零件，其具備：磁性坯體，其於表面包括含有過渡金屬之合金磁性材料；及玻璃層，其被覆上述磁性坯體之至少一部分，且包含Bi；上述玻璃層於非印字部分不含過渡金屬，於上述磁性坯體表面與上述玻璃層之界面附近之一部分玻璃部分，存在對印字部分藉由雷射而實施所得之印字。
4. 如請求項3之電子零件，其中於上述磁性坯體表面與上述玻璃層之界面附近之一部分玻璃部分，存在過渡金屬。
5. 如請求項3之電子零件，其中於上述磁性坯體表面與上述玻璃層之界面附近之一部分玻璃部分，存在較上述玻璃層之非印字部分多出10%以上之Bi。
6. 如請求項4之電子零件，其中於上述磁性坯體表面與上述玻璃層之界面附近之一部分玻璃部分，存在較上述玻璃層之非印字部分多出10%以上之Bi。
7. 如請求項3至6中任一項之電子零件，其中上述玻璃層之厚度為30 μm以上。