層疊線圈部件的制作方法
【專利摘要】具有由Ni-Zn系鐵氧體材料構(gòu)成的磁體部2和卷繞為線圈狀的以Cu為主成分的線圈導(dǎo)體3，線圈導(dǎo)體3埋設(shè)于磁體部2而形成部件主體1。部件主體1被劃分為線圈導(dǎo)體3鄰近的第1區(qū)域6和第1區(qū)域6以外的第2區(qū)域7。第1區(qū)域6中的磁體部2的平均結(jié)晶粒徑D1相對于第2區(qū)域7中的磁體部2的平均結(jié)晶粒徑D2的粒徑比D1/D2是0.85以下。使鐵氧體原料中的CuO的摩爾含量為6mol%以下，在氧分壓為Cu-Cu2O平衡氧分壓以下的還原環(huán)境中燒制?？傻玫綗o需復(fù)雜工序、即使受到由此帶來的熱沖擊或受到來自外部的應(yīng)力電感的變動也小而具有良好的耐熱沖擊性、且直流疊加特性良好的層疊線圈部件。
【專利說明】層疊線圈部件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種層疊線圈部件，更詳細(xì)而言，涉及一種具有由鐵氧體材料形成的磁體部和以Cu為主成分的線圈導(dǎo)體的層疊電感器等層疊線圈部件。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，使用具有尖晶石型結(jié)晶結(jié)構(gòu)的N1-Zn等鐵氧體系磁鐵而成的層疊線圈部件被廣泛使用，鐵氧體材料的開發(fā)也積極地進(jìn)行著。
[0003]這種層疊線圈部件，具有卷繞成線圈狀的導(dǎo)體部埋設(shè)于磁體部中的結(jié)構(gòu)，通常導(dǎo)體部和磁體部通過同時燒制而形成。
[0004]然而，在上述層疊線圈部件中，由鐵氧體材料構(gòu)成的磁體部與以導(dǎo)電性材料為主成分的導(dǎo)體部之間的線性膨脹系數(shù)不同，所以由于兩者的線性膨脹系數(shù)的差別，導(dǎo)致在燒制后的冷卻過程中內(nèi)部會產(chǎn)生應(yīng)力變形。而且，在基板實(shí)裝時的回流焊處理等中如果施加急劇的溫度變化或外部應(yīng)力，則由于上述的應(yīng)力變形產(chǎn)生變化，所以電感等磁特性產(chǎn)生變動。
[0005]因此，專利文獻(xiàn)I中提出了一種層疊芯片電感器，是由層疊的陶瓷片形成層疊芯片的骨架，由內(nèi)部導(dǎo)體在層疊芯片內(nèi)形成線圈導(dǎo)體，其起始端和終端分別與另外的外部電極端子連接而成的層疊芯片電感器；上述陶瓷片是磁體片，按照除向外部電極端子引出的引出部以外包含上述內(nèi)部導(dǎo)體的方式在層疊芯片內(nèi)形成環(huán)狀的非磁體區(qū)域。
[0006]該專利文獻(xiàn)I中，制作磁體片后，在該磁體片上涂布非磁體糊料形成規(guī)定圖案的非磁體膜，然后，使用磁體糊料、內(nèi)部導(dǎo)體用糊料、以及非磁體糊料依次實(shí)施多次印刷處理，由此得到層疊芯片電感器。
[0007]另外，在該專利文獻(xiàn)I中，通過使與線圈導(dǎo)體連接的陶瓷為非磁體，從而即使在由于同時燒制而在內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力變形，而后受到熱沖擊或受到來自外部的應(yīng)力的情形下，也會抑制磁特性的變動。
[0008]另一方面，對于這種層疊線圈部件而言，可得到即使在大電流通電的情形下也穩(wěn)定的電感器是重要的，因此，具有即使在以大的直流電流通電時也可抑制電感降低的直流疊加特性是必要的。
[0009]但是，層疊電感器等層疊線圈部件由于形成閉磁路，所以進(jìn)行大電流通電時容易產(chǎn)生磁飽和，電感降低而不能得到預(yù)期的直流疊加特性。
[0010]因此，專利文獻(xiàn)2中提出了一種層疊線圈部件，是具有端部在磁體層間連接且在層疊方向重疊環(huán)繞的導(dǎo)體圖案的層疊線圈部件，其具有與層疊方向的兩端的導(dǎo)體圖案連接、位于該導(dǎo)體圖案內(nèi)側(cè)、且透磁率比該磁體層低的材料層。
[0011]在該專利文獻(xiàn)2中，通過將由透磁率比磁體層低的材料(例如，N1-Fe系鐵氧體材料中Ni含量少的材料、非磁體材料等)形成的層設(shè)置在導(dǎo)體圖案的外側(cè)，從而防止磁通集中于端部的導(dǎo)體圖案的內(nèi)側(cè)的角部而將磁通分散于主磁路的中央部分，由此防止磁飽和的發(fā)生，實(shí)現(xiàn)電感的提聞。[0012]另外，專利文獻(xiàn)3中提出一種層疊型珠，是將磁體層和導(dǎo)體圖案層疊、在主體內(nèi)形成阻抗元件的層疊型珠，其將用于調(diào)整磁體層的燒結(jié)性的燒結(jié)調(diào)整劑混入導(dǎo)體糊料。
[0013]在該專利文獻(xiàn)3中，燒結(jié)調(diào)整劑由覆蓋銀粉末的SiO2構(gòu)成，而且以銀的換算重量計(jì)含有0.05?0.3wt%的SiO2，將混入該燒結(jié)調(diào)整劑的導(dǎo)體糊料印刷于磁體層形成導(dǎo)體圖案。
[0014]另外，在專利文獻(xiàn)3中，通過將上述的燒結(jié)調(diào)整劑混入導(dǎo)體糊料，從而由于燒結(jié)調(diào)整劑適度擴(kuò)散到磁體中，導(dǎo)體圖案鄰近的磁體的燒結(jié)狀態(tài)比其以外的部分延遲，由此梯度地形成對磁惰性的層。即，通過使導(dǎo)體圖案鄰近的磁體的燒結(jié)狀態(tài)比其以外的部分延遲，從而能夠形成導(dǎo)體圖案間或?qū)w圖案鄰近的磁體的粒徑比其以外的部分小而透磁率低的層，形成對磁惰性的部分。由此，在高頻區(qū)域直到大電流區(qū)域也可提高直流疊加特性，防止磁特性的惡化。
[0015]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0016]專利文獻(xiàn)
[0017]專利文獻(xiàn)1:日本實(shí)開平6-45307號公報(bào)(權(quán)利要求2，段落號[0024]，圖2，圖7)
[0018]專利文獻(xiàn)2:日本特許第2694757號說明書(權(quán)利要求1，圖1等)
[0019]專利文獻(xiàn)3:日本特開2006-237438號公報(bào)(權(quán)利要求1，段落號[0007])

【發(fā)明內(nèi)容】

[0020]但是，專利文獻(xiàn)I除內(nèi)部導(dǎo)體用糊料以外，必須交替使用磁體糊料、非磁體糊料等多個糊料進(jìn)行印刷處理，其制造工序復(fù)雜，缺乏實(shí)用性。而且，在磁體糊料和非磁體糊料的成分系統(tǒng)不同時，可能因收縮行為不同而在同時燒制時發(fā)生應(yīng)力殘留，產(chǎn)生裂紋等缺陷。
[0021]另外，專利文獻(xiàn)2也必須準(zhǔn)備組成不同的多個磁體糊料、或磁體糊料和非磁體糊料進(jìn)行印刷處理，與專利文獻(xiàn)I同樣地，其制造工序復(fù)雜，缺乏實(shí)用性。
[0022]另外，在專利文獻(xiàn)3的方法中，由于將燒結(jié)調(diào)整劑混入導(dǎo)體糊料，所以將導(dǎo)體糊料燒結(jié)而得到的導(dǎo)體圖案的電阻必然升高，直流電阻(Rdc)存在變大的可能。
[0023]本發(fā)明是鑒于上述事實(shí)的發(fā)明，本發(fā)明的目的在于提供不需要復(fù)雜的工序、即使受到熱沖擊或受到來自外部的應(yīng)力電感的變動也小而具有良好的耐熱沖擊性、且直流疊加特性良好的層疊線圈部件。
[0024]本發(fā)明人等在導(dǎo)體部中使用Cu，在磁體部中使用N1-Zn系鐵氧體材料進(jìn)行了深入研究之后，發(fā)現(xiàn)在Cu不發(fā)生氧化的還原環(huán)境中，將Cu與成為磁體部的磁體片同時燒制，則Cu擴(kuò)散到導(dǎo)體部鄰近的鐵氧體原料中，由此導(dǎo)體部鄰近區(qū)域(以下稱為“第I區(qū)域”)中的CuO含量增加，第I區(qū)域的燒結(jié)性與該第I區(qū)域以外的區(qū)域(以下稱為“第2區(qū)域”)的燒結(jié)性相比出現(xiàn)降低。另外得到如下見解，即這樣在第I區(qū)域和第2區(qū)域之間燒結(jié)性產(chǎn)生差異，通過相對于第2區(qū)域的燒結(jié)性降低第I區(qū)域的燒結(jié)性，能夠提高耐熱沖擊性、直流疊加特性。
[0025]即，為了提高耐熱沖擊性、直流疊加特性，優(yōu)選在第I區(qū)域和第2區(qū)域之間使燒結(jié)性產(chǎn)生差異，因此，在燒制時有必要抑制第I區(qū)域中結(jié)晶粒子的粒子成長。
[0026]因此，本發(fā)明人等為了抑制燒制時第I區(qū)域中的結(jié)晶粒子的粒子成長進(jìn)行了進(jìn)一步的深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)通過按照第I區(qū)域的平均結(jié)晶粒徑相對于第2區(qū)域的平均結(jié)晶粒徑為0.85以下的方式抑制第I區(qū)域中的結(jié)晶粒子的粒子成長，能夠在第I區(qū)域和第2區(qū)域之間產(chǎn)生適度的燒結(jié)性差異，由此，能夠提高耐熱沖擊性、直流疊加特性。
[0027]本發(fā)明是基于上述知識而完成的發(fā)明，本發(fā)明的層疊線圈部件的特征在于，具有由鐵氧體材料構(gòu)成的磁體部和卷繞成線圈狀的導(dǎo)體部，該導(dǎo)體部埋設(shè)于上述磁體部形成部件主體，上述部件主體被劃分為上述導(dǎo)體部鄰近的第I區(qū)域和該第I區(qū)域以外的第2區(qū)域，上述第I區(qū)域中的上述磁體部的平均結(jié)晶粒徑相對于上述第2區(qū)域中的上述磁體部的平均結(jié)晶粒徑的粒徑比是0.85以下，且上述導(dǎo)體部以Cu為主成分。
[0028]另外，通過以換算成CuO計(jì)將Cu含量抑制到6mol%以下(包括0mol%),為了 Cu不發(fā)生氧化而在氧分壓為Cu-Cu2O平衡氧分壓以下的還原環(huán)境中進(jìn)行燒制，能夠容易地得到上述粒徑比為0.85以下的層疊線圈部件。
[0029]S卩，本發(fā)明的層疊線圈部件優(yōu)選上述鐵氧體材料的Cu含量換算成CuO為6mol%以下(包括0mol%)。
[0030]由此，即使在Cu不發(fā)生氧化的還原環(huán)境中燒制，也不會損失第2區(qū)域中的粒子成長，能夠容易地將粒徑比控制在0.85以下，能夠得到既確保良好的絕緣性而且耐熱沖擊性以及直流疊加特性也良好的層疊電感器等層疊線圈部件。
[0031]另外，在上述的Cu不發(fā)生氧化的還原環(huán)境中，如果Cu含量換算成CuO為超過6mol%時，則其燒結(jié)性降低。因此，通過在第I區(qū)域和第2區(qū)域之間設(shè)置CuO含有重量的差值，能夠在燒結(jié)性上產(chǎn)生差異。
[0032]而且，本發(fā)明人等的深入研究的結(jié)果表明，通過將第2區(qū)域相對于第I區(qū)域的Cu含有比例以換算成CuO的重量比計(jì)設(shè)置為0.6以下(包括0)，能夠使上述粒徑比為0.85以下而在第I區(qū)域和第2區(qū)域之間燒結(jié)性產(chǎn)生差異。
[0033]S卩，本發(fā)明的層疊線圈部件優(yōu)選上述第2區(qū)域相對于上述第I區(qū)域的Cu的含有比例以換算成CuO的重量比計(jì)為0.6以下(包括O)。
[0034]另外，通過使鐵氧體材料中含有Mn成分，絕緣性能夠進(jìn)一步得到提高。
[0035]即，本發(fā)明的層疊線圈部件優(yōu)選上述鐵氧體材料含有Mn成分。
[0036]另外，通過使鐵氧體材料中含有Sn成分，直流疊加特性能夠進(jìn)一步得到提高。
[0037]S卩，本發(fā)明層疊線圈部件優(yōu)選上述鐵氧體材料含有Sn成分。
[0038]進(jìn)一步地，本發(fā)明的層疊線圈部件優(yōu)選上述部件主體是在Cu-Cu2O的平衡氧分壓以下的環(huán)境中進(jìn)行燒結(jié)而成的。
[0039]由此，即使將成為導(dǎo)體部的以Cu為主成分的導(dǎo)電膜和成為磁體部的磁體片同時燒制，Cu也沒有被氧化，且能夠?qū)⑵錈Y(jié)。
[0040]根據(jù)上述層疊線圈部件，在具有由鐵氧體材料形成的磁體部和卷繞成線圈狀的導(dǎo)體部且該導(dǎo)體部埋設(shè)于上述磁體部而形成部件主體的層疊線圈部件中，上述部件主體被劃分為上述導(dǎo)體部鄰近的第I區(qū)域和該第I區(qū)域以外的第2區(qū)域，上述第I區(qū)域中的上述磁體部的平均結(jié)晶粒徑相對于上述第2區(qū)域中的上述磁體部的平均結(jié)晶粒徑的粒徑比是0.85以下，且上述導(dǎo)體部以Cu為主成分，因此第I區(qū)域與第2區(qū)域相比燒制時的粒子成長受到抑制，其燒結(jié)性降低，透磁率也是第I區(qū)域比第2區(qū)域低。
[0041]S卩，導(dǎo)體部鄰近的第I區(qū)域與第2區(qū)域相比燒結(jié)性降低，上述第I區(qū)域的燒結(jié)密度降低，所以能夠緩和內(nèi)部應(yīng)力，即使在基板實(shí)裝時的回流焊處理中受到熱沖擊或來自外部的應(yīng)力，也能夠抑制電感等磁特性的變動。另外，由于第I區(qū)域中透磁率降低，所以直流疊加特性得到改善，其結(jié)果，能夠大幅緩和磁通的集中，提高飽和磁通密度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0042]圖1:示出作為本發(fā)明層疊線圈部件的層疊電感器的一個實(shí)施方
[0043]式(第I實(shí)施方式)的立體圖。
[0044]圖2:圖1的A-A截面圖(橫截面圖)。
[0045]圖3:用于說明上述層疊電感器的制造方法的分解立體圖。
[0046]圖4:示出上述層疊電感器的第2實(shí)施方式的橫截面圖。
[0047]圖5:示出實(shí)施例的結(jié)晶粒徑以及組成的測定部位的圖。
[0048]圖6:示出CuO的摩爾含量和粒徑比的關(guān)系的圖。
[0049]圖7:示出熱沖擊試驗(yàn)中CuO的摩爾含量和電感變化率的關(guān)系的圖。
[0050]圖8:示出直流疊加試驗(yàn)中CuO的摩爾含量和電感變化率的關(guān)系的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0051]接下來，對本發(fā)明的實(shí)施方式作詳細(xì)說明。
[0052]圖1是示出作為本發(fā)明層疊線圈部件的層疊電感器的一個實(shí)施方式的立體圖，圖2是圖1的A-A截面圖(橫截面圖)。
[0053]本層疊電感器的部件主體I具有磁體部2和線圈導(dǎo)體(導(dǎo)體部)3，線圈導(dǎo)體3埋設(shè)于磁體部2。另外，在線圈導(dǎo)體3的兩端形成引出電極4a、4b，而且在部件主體I的兩端形成由Ag等形成的外部電極5a、5b,該外部電極5a、5b與引出電極4a、4b進(jìn)行電連接。
[0054]本實(shí)施方式中，磁體部2由含有Fe、N1、Zn、以及Cu的各成分作為主成分的鐵氧體材料形成，線圈導(dǎo)體3由以Cu為主成分的導(dǎo)電性材料形成。
[0055]如圖2所示，磁體部2被劃分為線圈導(dǎo)體3的鄰近區(qū)域的第I區(qū)域6和該第I區(qū)域6以外的第2區(qū)域7，如數(shù)學(xué)式(I)所示，第I區(qū)域6的平均結(jié)晶粒徑Dl相對于第2區(qū)域7的平均結(jié)晶粒徑D2是0.85以下。
[0056]D1/D2 ( 0.85…(I)
[0057]于是，由此第2區(qū)域7在燒制時能促進(jìn)粒子成長而具有良好的燒結(jié)性，形成燒結(jié)密度高的高密度區(qū)域，另一方面，第I區(qū)域6與第2區(qū)域7相比燒結(jié)性差，結(jié)晶粒子的粒子成長受到抑制，形成燒結(jié)密度低的低密度區(qū)域。
[0058]即，第I區(qū)域6與第2區(qū)域7相比平均結(jié)晶粒徑小，燒制時粒子成長受到抑制，其燒結(jié)性差，燒結(jié)密度降低。因此，即使受到熱沖擊或來自外部的應(yīng)力也能夠緩和內(nèi)部應(yīng)力，能夠抑制電感等磁特性的變動。
[0059]另外，由于第I區(qū)域6如前文所述燒結(jié)性差，所以其透磁率μ也出現(xiàn)降低，直流疊加特性得到改善，由此，磁通的集中大幅得到緩和，難以磁飽和。
[0060]應(yīng)予說明，如果第I區(qū)域6的平均結(jié)晶粒徑Dl與第2區(qū)域7的平均結(jié)晶粒徑D2的粒徑比D1/D2超過0.85，則即使粒徑比D1/D2在I以下，第I區(qū)域6和第2區(qū)域7之間的燒結(jié)性也沒有產(chǎn)生足夠的差異，另外如果粒徑比D1/D2超過1，則第I區(qū)域6與第2區(qū)域7相比會促進(jìn)粒子成長，燒結(jié)性上升，因此不優(yōu)選。
[0061 ] 另外，通過將磁體 部2中的Cu的摩爾含量設(shè)置為換算成CuO是6mol%(包括0mol%)以下，在Cu不發(fā)生氧化的氧分壓為Cu-Cu2O平衡氧分壓以下的還原環(huán)境中進(jìn)行燒制，能夠?qū)⒘奖菵1/D2容易地控制在0.85以下。
[0062]S卩，在大氣環(huán)境中進(jìn)行燒制的情形下，對于N1-Zn-Cu系鐵氧體材料而言，如果減少熔點(diǎn)低至1026°C的CuO的含量，則燒結(jié)性降低，因此通常以燒制溫度為1050?1250°C左右進(jìn)行。
[0063]另一方面，在線圈導(dǎo)體3以Cu為主成分的情形下，需要在Cu不氧化的還原環(huán)境中與磁體部2同時燒制。
[0064]可是，如果降低燒制環(huán)境的氧濃度，則在燒制處理中在結(jié)晶結(jié)構(gòu)中會形成氧缺陷，促進(jìn)結(jié)晶中存在的Fe、N1、Cu、Zn的相互擴(kuò)散，有可能提高低溫?zé)Y(jié)性。
[0065]然而，在這樣氧濃度低的還原環(huán)境中燒制時，與在大氣環(huán)境中燒制的情形相比，Cu氧化物在結(jié)晶粒子中容易作為異相析出。因此，如果鐵氧體原料中的Cu的摩爾含量變多，則Cu氧化物對結(jié)晶粒子的析出量會增大，由于Cu氧化物的析出，磁體部2整體的燒結(jié)性反而降低。
[0066]即，對于線圈導(dǎo)體3以Cu為主成分的情形而言，雖然需要在Cu不氧化的還原環(huán)境中與磁體部2同時燒制，但此時，如果增加Cu的摩爾含量，換算成CuO超過6mol%時，則Cu氧化物對結(jié)晶粒子的析出量變得過量，因此在第2區(qū)域7中結(jié)晶粒子的粒子成長也受到抑制，不能進(jìn)行期望的低溫?zé)啤?br> [0067]另一方面，如果將Cu的摩爾含量設(shè)置為換算成CuO是6mol%以下，在Cu不發(fā)生氧化的Cu-Cu2O平衡氧分壓以下的還原環(huán)境中進(jìn)行燒制，則燒制過程中線圈導(dǎo)體3中含有的Cu擴(kuò)散到第I區(qū)域6中。因此，燒制后線圈導(dǎo)體3周圍的Cu氧化物的含有重量增加，其結(jié)果，第I區(qū)域6中燒結(jié)性降低，粒子成長受到抑制，平均結(jié)晶粒徑變小，燒結(jié)密度降低。另一方面，由于第2區(qū)域7沒有受到Cu擴(kuò)散的影響，能夠維持良好的燒結(jié)性。
[0068]這樣，由于第I區(qū)域6和第2區(qū)域7之間燒結(jié)性的差異而產(chǎn)生粒徑差，第I區(qū)域6的平均結(jié)晶粒徑Dl比第2區(qū)域7的平均結(jié)晶粒徑D2小，能夠使粒徑比D1/D2為0.85以下。
[0069]另外，此時，由于線圈導(dǎo)體3的Cu發(fā)生擴(kuò)散，所以第I區(qū)域6的CuO的含有重量Xl比第2區(qū)域7的含有重量x2多。另外，通過在上述的Cu的摩爾含量換算成CuO為6mol%以下的范圍內(nèi)、在Cu沒有發(fā)生氧化的還原環(huán)境中進(jìn)行燒制，能夠?qū)⒌?區(qū)域7的含有重量相對于第I區(qū)域6的含有重量的重量比例x2/xl控制在0.6以下，由此能夠得到粒徑比Dl/D2為0.85以下的層疊電感器。
[0070]這樣，在該實(shí)施方式中，對于線圈導(dǎo)體3以Cu為主成分的情形而言，燒制過程中線圈導(dǎo)體3的Cu擴(kuò)散到鄰近區(qū)域第I區(qū)域6，結(jié)果導(dǎo)致第I區(qū)域6的Cu氧化物的含有重量增力口，由此磁體部2中的第I區(qū)域6的燒結(jié)性降低。另外，通過在第I區(qū)域6和第2區(qū)域7之間對燒結(jié)性設(shè)置差異，將粒徑比D1/D2設(shè)置為0.85以下，從而由于第I區(qū)域6中粒子成長受到抑制平均結(jié)晶粒徑變小，燒結(jié)狀態(tài)變得疏密，所以即使受到熱沖擊或來自外部的應(yīng)力，其內(nèi)部應(yīng)力也能得到緩和，能夠抑制電感等磁特性的變動。另外，由于燒結(jié)密度低的第I區(qū)域6的透磁率也會降低，所以直流疊加特性也得到了改善，結(jié)果磁通的集中得到大幅緩和，難以磁飽和。
[0071]應(yīng)予說明，形成鐵氧體組成中Cu以外的主成分的各成分的含量，即Fe、N1、Zn的含量無特別限制，優(yōu)選按照以下進(jìn)行配合，即分別換算成Fe203、Ni0、以及ZnO為Fe2O3:20?48mol%、ZnO:6 ~33mol%、以及 NiO:剩余部分。
[0072]N1-Zn系鐵氧體這樣具有尖晶石型結(jié)晶結(jié)構(gòu)的鐵氧體中，從化學(xué)計(jì)量組成上看3價(jià)化合物和2價(jià)化合物等摩爾配合，但如果與化學(xué)計(jì)量組成相比將3價(jià)的Fe2O3進(jìn)行適度減量，使化學(xué)計(jì)量組成相比將2價(jià)的元素化合物NiO過量存在，則Fe2O3的還原受到抑制，妨礙Fe3O4的生成,能夠提高耐還原性。即，F(xiàn)e3O4能夠由Fe2O3.FeO表示,如果與化學(xué)計(jì)量組成相比2價(jià)的Ni化合物NiO過量存在，則即使在對于Fe2O3也為還原環(huán)境的Cu-Cu2O平衡氧分壓以下進(jìn)行燒制，也會妨礙與Ni同樣的2價(jià)的FeO的生成，其結(jié)果，F(xiàn)e2O3不會被還原為Fe3O4,能夠維持Fe2O3的狀態(tài)，耐還原性得到提高，能夠確保期望的絕緣性。 [0073]另外，根據(jù)需要，優(yōu)選以換算成Mn2O3計(jì)在I~10mol%的范圍含有Mn。通過含有Mn，從而由于Mn2O3優(yōu)先被還原，所以能夠在Fe2O3被還原前完成燒結(jié)，另外，即使在Cu-Cu2O的平衡氧分壓以下的環(huán)境中燒制，也能夠避免鐵氧體材料的電阻率P降低，使絕緣性得到提聞。
[0074]即，在800°C以上的溫度區(qū)域內(nèi)，Mn2O3與Fe2O3相比，以更高的氧分壓成為還原性環(huán)境。因此，Cu-Cu2O的平衡氧分壓以下的氧分壓中，Mn2O3與Fe2O3相比成為強(qiáng)還原性環(huán)境，因此，Mn2O3能夠優(yōu)先被還原完成燒結(jié)。換言之，由于Mn2O3與Fe2O3相比優(yōu)先被還原，所以能夠在Fe2O3被還原為Fe3O4之前完成燒制處理，其耐還原性得到提高，能夠確保更進(jìn)一步良好的絕緣性。
[0075]接下來，參照圖3詳細(xì)說明上述層疊電感器的制造方法的一個例子。
[0076]首先，作為鐵氧體原料，準(zhǔn)備Fe氧化物、Zn氧化物、Ni氧化物，進(jìn)一步根據(jù)需要準(zhǔn)備Mn氧化物、Cu氧化物。接下來將這些各鐵氧體原料按照換算成Fe203、ZnO> NiO、Mn2O3>CuO 例如為 Fe2O3:20 ~48mol%、ZnO:6 ~33mol%、Mn203:1 ~10mol%、Cu0:6mol% 以下、NiO:剩余部分的方式進(jìn)行稱量。
[0077]接下來，將這些稱量物與純水以及PSZ (部分穩(wěn)定化氧化鋯)球等玉石一起放入球磨機(jī)，以濕式進(jìn)行充分混合粉碎，蒸發(fā)干燥后，在800~900°C的溫度預(yù)燒制規(guī)定時間。
[0078]接下來，將這些預(yù)燒制物與聚乙烯醇縮丁醛系等有機(jī)粘合劑、乙醇、甲苯等有機(jī)溶齊?、以及PSZ球一起再次投入球磨機(jī)，充分混合粉碎，制作漿料。
[0079]接下來，使用刮刀法等將上述漿料成形加工為片狀，制作為規(guī)定膜厚的磁體片8a ~8h。
[0080]接下來，為了使磁體片8a~8h中的磁體片8b~8g相互間能夠進(jìn)行電連接,使用激光加工設(shè)備在磁體片8b~Sg的規(guī)定位置形成通孔。
[0081]接下來，準(zhǔn)備以Cu為主成分的線圈導(dǎo)體用導(dǎo)電性糊料。然后，使用該導(dǎo)電性糊料進(jìn)行網(wǎng)版印刷，在磁體片8b~Sg上形成線圈圖案9a~9f，且在通孔中填充上述導(dǎo)電性糊料，制作通孔導(dǎo)體IOa~10e。應(yīng)予說明，在形成于磁體片8b以及磁體片8g的各線圈圖案9a、9f形成引出部9a’、9f ’使得能夠與外部電極進(jìn)行電連接。
[0082]接下來，將形成了線圈圖案9a~9f的磁體片8b~8g進(jìn)行層疊,用未形成線圈圖案的磁體片8a以及磁體片8h包夾它們并進(jìn)行壓合，由此制成線圈圖案9a~9f介由通孔導(dǎo)體IOa~IOe連接的壓合塊。然后，將該壓合塊按照一定尺寸切斷制作為層疊成形體。
[0083]接下來，將該層疊成形體在線圈圖案中的Cu不氧化的環(huán)境中在規(guī)定溫度充分進(jìn)行脫脂后，將其供給到利用N2-H2-H2O的混合氣體控制氧分壓的燒制爐中，在900~1050°C燒制規(guī)定時間，由此得到在磁體部2中埋設(shè)有線圈導(dǎo)體3的部件主體I。即，在燒制溫度900?1050°C的范圍內(nèi)，將燒制環(huán)境設(shè)定為Cu-Cu2O的平衡氧分壓以下的氧分壓進(jìn)行燒制處理。
[0084]應(yīng)予說明，通過該燒制處理,線圈圖案9a?9f中的Cu擴(kuò)散到磁體片8b?8g側(cè)，由此磁體部2被劃分為燒結(jié)密度低的第I區(qū)域6和第I區(qū)域6以外的燒結(jié)性良好且燒結(jié)密度高的第2區(qū)域7。
[0085]接下來，在部件主體I的兩端部，涂布含有Ag粉等導(dǎo)電性粉末、玻璃粉、清漆、以及有機(jī)溶劑的外部電極用導(dǎo)電糊料，干燥之后，在750°C燒結(jié)形成外部電極5a、5b，由此制成層疊電感器。
[0086]這樣在該實(shí)施方式中，部件主體I被劃分為線圈導(dǎo)體3鄰近的第I區(qū)域6和該第I區(qū)域6以外的第2區(qū)域7，第I區(qū)域6中的磁體部2的平均結(jié)晶粒徑相對于第2區(qū)域7中的磁體部2的平均結(jié)晶粒徑的粒徑比是0.85以下，且由于線圈導(dǎo)體3以Cu為主成分，所以在Cu沒有發(fā)生氧化的還原環(huán)境下將線圈導(dǎo)體3和磁體部2同時燒制時，線圈導(dǎo)體3中的Cu擴(kuò)散到第I區(qū)域6，由此第I區(qū)域6中的CuO的含有重量xl增加，第I區(qū)域6的燒結(jié)性與第2區(qū)域7的燒結(jié)性相比降低，能夠容易地將粒徑比設(shè)置為0.85以下。
[0087]這樣，由于第I區(qū)域6與第2區(qū)域7相比燒結(jié)性降低，燒制時的粒子成長受到抑制，所以第I區(qū)域6的透磁率也出現(xiàn)降低。而且，由于線圈導(dǎo)體3鄰近的第I區(qū)域6的燒結(jié)性降低，燒結(jié)密度降低，所以能夠緩和內(nèi)部應(yīng)力，即使在基板實(shí)裝時的回流焊處理等中受到熱沖擊或受到來自外部的應(yīng)力，也能夠抑制電感等磁特性的變動。另外，由于第I區(qū)域6中透磁率降低，所以直流疊加特性得到改善，其結(jié)果磁通的集中得到大幅緩和，能提高飽和磁通
山/又ο
[0088]另外，通過將Cu含量設(shè)置為換算成CuO是6mol%以下(包括0mol%)，從而即使在Cu沒有發(fā)生氧化的還原環(huán)境中燒制，也不會損害第2區(qū)域7中的粒子成長，能夠容易地將粒徑比設(shè)置為0.85以下，能夠得到確保良好的絕緣性的同時耐熱沖擊性以及直流疊加特性良好的層疊電感器等層疊線圈部件。
[0089]另外，通過將上述第2區(qū)域7相對于上述第I區(qū)域6的Cu的含有比例以換算成CuO的重量比計(jì)設(shè)置為0.6以下(包括0)，從而上述粒徑比D1/D2也變?yōu)?.85以下，能夠得到期待的耐熱沖擊性以及直流疊加特性。
[0090]另外，部件主體i通過在Cu-Cu2O的平衡氧分壓以下的環(huán)境中燒結(jié)，從而即使使用以Cu為主成分的線圈導(dǎo)體I與磁體部2同時燒制，Cu也沒有發(fā)生氧化，能夠?qū)崿F(xiàn)燒結(jié)。
[0091]可見，根據(jù)本實(shí)施方式，能夠得到具有即使受到熱沖擊或來自外部的應(yīng)力電感等磁特性也受到抑制的良好的耐熱沖擊性，且具有良好的直流疊加特性的層疊線圈部件。
[0092]圖4是示出本發(fā)明的層疊線圈部件的第2實(shí)施方式的橫截面圖，在該第2實(shí)施方式中，還優(yōu)選設(shè)置橫切磁路的非磁體層11，成為開磁路型，這樣通過成為開磁路型，能夠更進(jìn)一步地提高直流疊加特性。
[0093]此處，作為非磁性層11，可以使用燒制時的收縮行為類似的材料，例如，將N1-Zn-Cu系鐵氧體的Ni用Zn全部置換的Zn-Cu系鐵氧體或Zn系鐵氧體。
[0094]應(yīng)予說明，本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施方式。上述實(shí)施方式中，磁體部2是由含有Fe、N1、Zn、以及Cu各成分作為主成分的鐵氧體材料形成的，但也優(yōu)選在鐵氧體材料中適量含有作為副成分的Sn成分(例如，相對于主成分100重量份以換算成SnO2計(jì)為I~3重量份)，由此，能夠更進(jìn)一步地提高直流疊加特性。
[0095]另外，在上述實(shí)施方式中，對于燒制環(huán)境而言，如上所述，為了線圈導(dǎo)體3的Cu不發(fā)生氧化，優(yōu)選在Cu-Cu2O的平衡氧分壓以下的環(huán)境下燒制，但是氧濃度過度降低時，鐵氧體的電阻率可能降低，從這樣的角度來看，優(yōu)選為Cu-Cu2O的平衡氧分壓的1/100以上。
[0096]另外，本發(fā)明雖然是對層疊線圈部件進(jìn)行說明，但是當(dāng)然也適用于層疊LC部件這樣的層疊復(fù)合部件。
[0097]接下來，對本發(fā)明的實(shí)施例作具體說明。
[0098]實(shí)施例1
[0099](樣品的制作)
[0100][磁體片的制作]
[0101]作為鐵氧體原料，準(zhǔn)備Fe203、Mn203、Zn0、Ni0、以及CuO，按照表1的組成，稱量這些陶瓷原料。即，取 Fe2O3:46.5mol%、Mn203:2.5mol%、Zn0:30.0mol%，Cu0 在 0.0 ~8.0mol% 變化，其余部分由NiO調(diào)整。
[0102][表1]
【權(quán)利要求】
1.一種層疊線圈部件，其特征在于，具有由鐵氧體材料形成的磁體部和卷繞成線圈狀的導(dǎo)體部，該導(dǎo)體部埋設(shè)于所述磁體部而形成部件主體， 所述部件主體被劃分為所述導(dǎo)體部鄰近的第I區(qū)域和該第I區(qū)域以外的第2區(qū)域， 所述第I區(qū)域中的所述磁體部的平均結(jié)晶粒徑相對于所述第2區(qū)域中的所述磁體部平均結(jié)晶粒徑的粒徑比是0.85以下， 且所述導(dǎo)體部以Cu為主成分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的層疊線圈部件，其特征在于，所述鐵氧體材料的Cu含量換算成CuO為6mol%以下，其中包括0mol%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的層疊線圈部件，其特征在于，所述第2區(qū)域相對于所述第I區(qū)域的Cu含有比例以換算成CuO的重量比計(jì)為0.6以下，其中包括O。
4.根據(jù)權(quán)利要求1?3中任一項(xiàng)所述的層疊線圈部件，其特征在于，所述鐵氧體材料含有Mn成分。
5.根據(jù)權(quán)利要求1?4中任一項(xiàng)所述的層疊線圈部件，其特征在于，所述鐵氧體材料含有Sn成分。
6.根據(jù)權(quán)利要求1?5中任一項(xiàng)所述的層疊線圈部件，其特征在于，所述部件主體是在Cu-Cu2O的平衡氧分壓以下的環(huán)境中燒結(jié)而成的。
【文檔編號】H01F1/34GK103597558SQ201280029328
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2012年5月18日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月15日
【發(fā)明者】山本篤史, 中村彰宏, 野宮裕子, 安久智之, 內(nèi)藤修 申請人:株式會社村田制作所