层叠线圈部件的制作方法

文档序号:22248827发布日期:2020-09-18 12:22阅读:132来源:国知局
层叠线圈部件的制作方法

本发明涉及层叠线圈部件,更详细而言涉及部件本体由玻璃材料形成的层叠共模扼流线圈等层叠线圈部件。



背景技术:

以往,对于信息通信终端等各种电子设备而言,为了去除噪声而使用共模扼流线圈等小型的层叠线圈部件。另外,伴随着近年来的通信设备的高频化的发展,高效地进行高频带的噪声去除的层叠线圈部件的研究、开发盛行。

例如,如图7所示,专利文献1提出一种层叠线圈部件,其在埋设有线圈导体101的电介质玻璃层102的两主面形成磁性体层103a、103b而构成层叠体104,并且在层叠体104的两主面还形成电介质玻璃层105a、105b,通过电介质玻璃层105a、105b约束层叠体104,以防止电介质玻璃层102和磁性体层103a、103b层间剥离。

在该专利文献1中,对于形成电介质玻璃层102、105a、105b的玻璃材料而言,线性膨胀系数比形成磁性体层103a、103b的铁氧体材料小,因此,由于这种线性膨胀系数之差,而在烧制工序等中从高温向常温冷却的过程中外层侧的电介质玻璃层105a、105b上负荷有压缩应力。因此,可认为即便在安装有这样的层叠线圈部件的基板上产生挠曲,也能够利用电介质玻璃层105a、105b而避免在层叠线圈部件产生裂缝等构造缺陷。

另外,专利文献2提出玻璃陶瓷烧结体和具备由该玻璃陶瓷烧结体构成的陶瓷层的线圈电子部件,其中,上述玻璃陶瓷烧结体为具有玻璃相和在玻璃相中分散的陶瓷相的玻璃陶瓷烧结体,且陶瓷相包括氧化铝(al2o3)粒子和氧化锆(zro2)粒子,上述玻璃相包括mo-al2o3-sio2-b2o3系玻璃(m是碱土金属),在上述烧结体的截面中,氧化铝粒子的面积率为0.05~12%,氧化锆粒子的面积率为0.05~6%。

在该专利文献2中,陶瓷层(部件本体)由玻璃陶瓷烧结体形成,并且在特定组成的玻璃相中以填料的形式含有特定量氧化铝粒子和氧化锆粒子,从而能够实现比较低温的烧制,不会使介电常数过度上升并确保强度。

专利文献1:日本特开2017-73475号公报(权利要求1、图1等)

专利文献2:日本特开2018-131353号公报(权利要求1、8、段落[0013]等)

然而,在专利文献1中,如上述那样在与磁性体层103a、103b接触的外层侧的电介质玻璃层105a、105b上负荷有压缩应力,因此能够抑制在层叠线圈部件产生裂缝等构造缺陷,但在层叠共模扼流线圈那样的层叠线圈部件中,共模成分的衰减特性(scc21)仍不充分。

即,噪声的衰减特性能够通过谐振频率的表示信号锐度的品质系数q(以下称为“q值”)来评价,为了获得良好的衰减特性,需要q值较高。另外,为了获得较高的q值,已知的是,相对介电常数低的低介电常数材料有效。

然而,对于形成磁性体层的铁氧体材料而言,相对介电常数比玻璃材料高,因此有时仍无法获得所希望的良好的衰减特性。

另外,在如专利文献2那样由电介质玻璃材料形成部件本体的情况下,如图8所示,内部导体112埋设于部件本体111,并且在部件本体111的两端部形成有外部电极113a、113b。而且,这样形成的电子部件通过回流焊加热处理等借助焊料114安装于基板115。

然而,在该情况下,玻璃材料由于相对介电常数比铁氧体材料低,所以q值也高,能够使衰减特性提高,但电介质玻璃层的表层部分几乎未负荷有压缩应力。因此,若基板产生挠曲,则在部件本体111产生拉伸应力,存在在部件本体111产生裂缝等构造缺陷116之虞。



技术实现要素:

本发明是鉴于这样的状况而完成的,目的在于提供即便在安装有层叠线圈部件的基板产生了挠曲的情况下,也能够确保良好的衰减特性并且抑制裂缝等构造缺陷的产生的层叠共模扼流线圈等层叠线圈部件。

如上述那样玻璃材料由于相对介电常数比铁氧体材料低而能够高q值化,所以为了提高高频带的衰减特性而优选部件本体整体由玻璃材料形成。

然而,在部件本体整体由相同组成的玻璃材料形成的情况下,如[背景技术]这部分所述那样,在电介质玻璃层的表层部分几乎未负荷有压缩应力。因此,若基板产生挠曲,则在部件本体上产生拉伸应力,存在在层叠线圈部件产生裂缝等构造缺陷之虞。

为了解决这种课题,本发明人着眼于石英与硼硅酸盐玻璃等通常玻璃材料之间的线性膨胀系数之差,进行了认真研究后得到以下见解,石英线性膨胀系数比通常的玻璃材料大,因此,将部件本体区分为埋设有内部导体的第1电介质玻璃层和该第1电介质玻璃层的外侧的薄层的第2电介质玻璃层,并在形成上述第1和第2电介质玻璃层的主成分的玻璃材料中添加石英,并且使第2电介质玻璃层的石英含量比第1电介质玻璃层少,由此能够在第1电介质玻璃层与第2电介质玻璃层之间产生线性膨胀系数之差,由此能够对第2电介质玻璃层负荷压缩应力,能够改善层叠线圈部件的挠曲强度。

本发明是基于这样的见解而完成的,本发明的层叠线圈部件具备:内置有内部导体的部件本体和在该部件本体的表面形成的外部电极,上述层叠线圈部件的特征在于,上述部件本体具有:埋设有上述内部导体的第1电介质玻璃层、和在该第1电介质玻璃层的两主面形成的薄层的第2电介质玻璃层,对于上述第1和第2电介质玻璃层而言,主成分由玻璃材料形成,并且含有至少包含石英的填料成分,上述第2电介质玻璃层中的至少一个第2电介质玻璃层的上述石英的含量比上述第1电介质玻璃层的上述石英的含量少。

由此,即便在安装基板产生挠曲、在层叠线圈部件产生拉伸应力,也由于第1电介质玻璃层和第2电介质玻璃层间的石英含量之差即两者的线性膨胀系数之差,而在第2电介质玻璃层负荷有压缩应力。而且作为其结果,能够获得层叠线圈部件的挠曲强度提高、并具有能够抑制裂缝等构造缺陷的良好的机械强度的层叠线圈部件。并且,部件本体整体由于主成分由玻璃材料形成,所以能够得到q值也高但高频带的衰减特性也良好的层叠线圈部件。即,能够获得兼具有机械强度和衰减特性的层叠线圈部件。

另外,对于本发明的层叠线圈部件而言,上述第1电介质玻璃层与上述至少一个第2电介质玻璃层之间的上述石英的含量差优选为,相对于上述玻璃材料100重量份为3重量份以上,更优选相对于上述玻璃材料100重量份为5重量份以上,进一步优选相对于上述玻璃材料100重量份为10重量份以下。

由此能够高效地获取兼具衰减特性和机械强度的层叠线圈部件。

另外,对于本发明的层叠线圈部件而言,上述第1和第2电介质玻璃层各自含有的上述石英的含量优选相对于上述玻璃材料100重量份为40~60重量份。

并且,对于本发明的层叠线圈部件而言,优选上述填料成分包括氧化铝,上述至少一个第2电介质玻璃层的上述氧化铝的含量比上述第1电介质玻璃层的上述氧化铝的含量多。

由此,与石英相比,氧化铝的相对介电常数高,但维氏硬度高,因此通过使第2电介质玻璃层的氧化铝的含量比第1电介质玻璃层多,能够提高机械强度。

另外,对于本发明的层叠线圈部件而言,优选上述至少一个第2电介质玻璃层与上述第1电介质玻璃层之间的上述氧化铝的含量差为,相对于上述玻璃材料100重量份为2重量份以上。

由此,能够高效地获得不有损衰减特性而具有更良好的机械强度的层叠线圈部件。

另外,对于本发明的层叠线圈部件而言,优选上述第1和第2电介质玻璃层各自含有的上述氧化铝的含量为,相对于上述玻璃材料100重量份为10重量份以下。

另外,在上述层叠线圈部件中,通过在第1电介质玻璃层与第2电介质玻璃层之间使石英的含量上设有差异,由此两者的线性膨胀系数产生差异,但不依赖于填料成分种类,就通过在第1电介质玻璃层与第2电介质玻璃层之间使线性膨胀系数产生差异,也能够解决本发明的课题,能够获得兼具衰减特性和机械强度的层叠线圈部件。

即,本发明的层叠线圈部件具备:内置有内部导体的部件本体和在该部件本体的表面形成的外部电极,上述层叠线圈部件的特征在于,上述部件本体具有:埋设有上述内部导体的第1电介质玻璃层、和在该第1电介质玻璃层的两主面形成的薄层的第2电介质玻璃层,对于上述第1和第2电介质玻璃层而言,主成分由玻璃材料形成,并且上述第2电介质玻璃层中的至少一个第2电介质玻璃层的线性膨胀系数比上述第1电介质玻璃层的线性膨胀系数小。

另外,对于本发明的层叠线圈部件而言,上述第1电介质玻璃层与上述至少一个第2电介质玻璃层的线性膨胀系数差优选为0.1ppm/℃以上,更优选为0.4ppm/℃以上。

像这样不依赖于填料成分种类而通过在第1电介质玻璃层与第2电介质玻璃层之间设置规定的线性膨胀系数差,从而能够如上述那样高效地获得兼具衰减特性和机械强度的层叠线圈部件。此外,在该情况下,上述第1和第2电介质玻璃层能够根据需要而含有各种填料成分。

另外,对于本发明的层叠线圈部件而言,上述至少一个第2电介质玻璃层的厚度优选为10μm~100μm,优选为75μm以下。

并且,对于本发明的层叠线圈部件而言,优选上述至少一个第2电介质玻璃层与安装基板对置。

由此,即便基板产生挠曲、在层叠线圈部件产生拉伸应力,也能够有效地抑制裂缝等构造缺陷的产生。

另外,对于本发明的层叠线圈部件而言,优选上述玻璃材料的主成分为硼硅酸盐玻璃。

硼硅酸盐玻璃的相对介电常数比铁氧体材料低,因此能够获得具有良好的衰减特性的层叠线圈部件。

另外,对于本发明的层叠线圈部件而言,优选上述内部导体以漩涡状或者螺旋状形成。

另外,优选本发明的层叠线圈部件为层叠共模扼流线圈。

由此,能够获得高强度且高频特性良好的层叠共模扼流线圈。

根据本发明的层叠线圈部件,是具备内置有内部导体的部件本体和在该部件本体的表面形成的外部电极的层叠线圈部件,上述部件本体具有:埋设有上述内部导体的第1电介质玻璃层、和在该第1电介质玻璃层的两主面形成的薄层的第2电介质玻璃层,对于上述第1和第2电介质玻璃层而言,主成分由玻璃材料形成,并且含有至少包含石英的填料成分,上述第2电介质玻璃层中的至少一个第2电介质玻璃层的上述石英的含量比上述第1电介质玻璃层的上述石英的含量少,因此,由于第1电介质玻璃层与第2电介质玻璃层两者的线性膨胀系数之差而对第2电介质玻璃层负荷有压缩应力。而且作为其结果,能够获得层叠线圈部件的挠曲强度提高、并具有能够抑制裂缝等构造缺陷的良好的机械强度的层叠线圈部件。并且,部件本体整体主成分由玻璃材料形成,因此能够获得q值高且高频带的衰减特性良好的层叠线圈部件。即,能够实现兼具机械强度和衰减特性的层叠线圈部件。

另外,根据本发明的层叠线圈部件,是具备内置有内部导体的部件本体和在该部件本体的表面形成的外部电极的层叠线圈部件,上述部件本体具有:埋设有上述内部导体的第1电介质玻璃层、和在该第1电介质玻璃层的两主面形成的薄层的第2电介质玻璃层,对于上述第1和第2电介质玻璃层而言,主成分由玻璃材料形成,并且上述第2电介质玻璃层中的至少一个第2电介质玻璃层的线性膨胀系数比上述第1电介质玻璃层的线性膨胀系数小,因此能够获得不依赖于填料种类并兼具衰减特性和机械强度的层叠线圈部件。

附图说明

图1是表示作为本发明的层叠线圈部件的层叠共模扼流线圈的一实施方式的示意性的示出的立体图。

图2是图1的a-a箭头方向的剖视图。

图3是示意性地表示层叠成形体的分解立体图。

图4是示意性地表示实施例中制造的比较例试料的立体图。

图5是与比较例试料一起示出试料编号3的衰减特性的图。

图6是与比较例模型一起示出模型1、2的第2电介质玻璃层的厚度与压缩应力之间的关系的图。

图7是表示具有磁性体层的类型的以往的层叠线圈部件的剖视图。

图8是用于对仅由电介质玻璃层形成的情况下的以往的层叠线圈部件的课题进行说明的图。

具体实施方式

接下来,对本发明的实施方式进行详述。

图1是表示作为本发明的层叠线圈部件的层叠共模扼流线圈的一实施方式的立体图,图2是图1的a-a箭头方向的剖视图。

该层叠共模扼流线圈在具有内部导体1的部件本体2的两端部形成有外部电极3a~3d。

具体而言,部件本体2成为具有埋设有内部导体1的第1电介质玻璃层4、和在该第1电介质玻璃层4的两主面形成的厚度t1、t2的薄层的第2电介质玻璃层5a、5b的层叠构造。

如图2所示,第1电介质玻璃层4由层叠有第1~第7电介质玻璃片6a~6g的烧结体形成,并且内部导体1具有使卷绕方向互为相同方向地以螺旋状(漩涡状)形成的第1和第2线圈导体7、8,上述第1线圈导体7和第2线圈导体8埋设于上述第1电介质玻璃层4。而且,第1线圈导体7具有:形成在第3电介质玻璃片6c上的第1线圈部9a、贯通第3电介质玻璃片6c的第1导通孔9b、以及形成在第2电介质玻璃片6b上的第1引出导体部9c,第1线圈部9a、第1导通孔9b和第1引出导体部9c电连接。另外,第2线圈导体8具有:形成在第4电介质玻璃片6d上的第2线圈部10a、贯通第5电介质玻璃片6e的第2导通孔10b、以及形成在第5电介质玻璃片6e上的第2引出导体部10c,第2线圈部10a、第2导通孔10b和第2引出导体部10c电连接。而且,本层叠共模扼流线圈配设为,第2电介质玻璃层5a与安装基板(未图示)对置,并经由焊料而与安装基板电连接。

对于这样构成的层叠共模扼流线圈而言,若在第1和第2线圈导体7、8流动有标准模式的电流,则该第1和第2线圈导体7、8相互向相反方向产生磁通量,磁通量相互抵消,因此不产生作为电感器的功能。另一方面,若在第1和第2线圈导体7、8流动有共模的电流,则该第1和第2线圈导体7、8向相同方向产生磁通量,作为电感器发挥功能。

对于这样层叠共模扼流线圈而言,在标准模式中不作为电感器发挥功能而传送信号成分,在共模中作为电感器发挥功能而传送噪声成分,因此能够利用它们传送模式的不同,分离为信号和噪声而进行噪声去除。

而且,在本实施方式中,对于第1和第2电介质玻璃层4、5a、5b而言,主成分由玻璃材料形成,并且含有至少包含石英的填料成分,第2电介质玻璃层5a、5b形成为石英含量比第1电介质玻璃层4少。

即,对于以硼硅酸盐玻璃(相对介电常数:4.0~5.0)为代表的玻璃材料而言,相对介电常数比铁氧体材料(相对介电常数:10~20)低,能够得到较高的q值,因此在ghz带域等高频带中,能够获得陡峭、良好的衰减特性,能够有效地去除噪声。特别是,石英相对介电常数不足4,比硼硅酸盐玻璃更低,因此能够得到更高的q值,能够实现衰减特性的进一步的提高。

然而,在部件本体整体由相同组成的玻璃材料形成的情况下,若在安装有层叠共模扼流的基板上产生挠曲,则在该基板产生拉伸应力,因此,存在以基板与外部电极3a~3d的侧面折返部前端的接触部分为起点而在电介质玻璃层产生裂缝等构造缺陷之虞。

即,当如专利文献1那样在磁性体层的外层侧配设有电介质玻璃层的情况下,由于铁氧体材料与玻璃材料间的线性膨胀系数的不同,在与磁性体层接触的外侧的电介质玻璃层上负荷有压缩应力,由此,能够抑制由于拉伸应力而引起的裂缝等构造缺陷的产生。

然而,在部件本体整体由相同组成的玻璃材料形成的情况下,在部件本体的外层特别是表层部分几乎没有负荷有压缩应力,因此,存在若在安装基板产生挠曲,则由于来自该安装基板的拉伸应力而产生裂缝等构造缺陷之虞。

因此,在本实施方式中,着眼于硼硅酸盐玻璃与石英的线性膨胀系数的不同,调整石英含量,以使得第2电介质玻璃层5a、5b中的石英含量比第1电介质玻璃层4中的石英含量少。即,硼硅酸盐玻璃的线性膨胀系数比石英的线性膨胀系数小。因此,通过使第2电介质玻璃层5a、5b中的石英含量比第1电介质玻璃层4中的石英含量少,从而第2电介质玻璃层5a、5b的线性膨胀系数比第1电介质玻璃层4的线性膨胀系数小,在烧制工序等的制造过程中从高温向常温冷却的过程中在第2电介质玻璃层5a、5b负荷有压缩应力,作为其结果,能够相对于拉伸应力等外部的应力提高机械强度。

这样在本实施方式中,层叠共模扼流线圈的机械强度提高,因此即便在基板产生挠曲也能够抑制在层叠共模扼流线圈产生裂缝等构造缺陷。

就第1电介质玻璃层4与第2电介质玻璃层5a、5b间的石英含量之差(石英含量差)而言,只要能以不在第2电介质玻璃层5a、5b产生裂缝等构造缺陷的程度在该第2电介质玻璃层5a、5b负荷压缩应力,则没有特别限定,但通常相对于玻璃材料100重量份,优选为3~10重量份,更优选为5~10重量份。若相对于玻璃材料100重量份,石英含量差不足3重量份,则石英含量差过度少,无法在两者间确保充分的线性膨胀系数差δα,无法得到充分的机械强度。另一方面,若相对于玻璃材料100重量份,石英含量差超过10重量份,则石英含量的绝对值变多,因此,存在导致烧结性的降低之虞。

第1和第2电介质玻璃层4、5a、5b分别含有的石英含量也没有特别限定,但通常相对于玻璃材料100重量份,优选40~60重量份。

另外,第1和第2电介质玻璃层4、5a、5b所含有的填料成分中,优选包含氧化铝,该情况下,优选第2电介质玻璃层5a、5b的氧化铝的含量比第1电介质玻璃层4多。与硼硅酸盐玻璃、石英相比,氧化铝的相对介电常数为8.5,相对高,但维氏硬度高,使第2电介质玻璃层5a、5b中的氧化铝的含量比第1电介质玻璃层4中的氧化铝的含量多,由此能够进一步提高机械强度。

就第1电介质玻璃层4与第2电介质玻璃层5a、5b间的氧化铝含量之差(氧化铝含量差)而言,只要更有助于机械强度的提高,则没有特别限定,但优选相对于玻璃材料100重量份,为2~10重量份。在氧化铝含量差为相对于玻璃材料100重量份不足2重量份的情况下,无法充分发挥氧化铝向第2电介质玻璃层5a、5b添加的效果。另一方面,若氧化铝含量差为相对于玻璃材料100重量份超过10重量份,则烧结性降低,存在水分侵入部件本体2之虞。

此外,在使第1和第2电介质玻璃层4、5a、5b含有氧化铝的情况下,就其含量而言,只要是能够确保良好的衰减特性和机械强度的范围,则没有特别限定,但通常相对于玻璃材料100重量份为10重量份以下。

另外,若考虑到来自安装基板的拉伸应力负荷于部件本体2的表层部分,则第2电介质玻璃层5a、5b的厚度t1、t2为,只要是薄层,则其厚度没有特别限定,但优选为10~100μm,更优选为10~75μm。

另外,对于上述层叠共模扼流线圈而言,通过在第1电介质玻璃层4与第2电介质玻璃层5a、5b之间,使石英的含量设有差,从而使线性膨胀系数产生差,但也可以是,不依赖于石英等填料成分种类,在第1电介质玻璃层4与第2电介质玻璃层5a、5b之间使线性膨胀系数产生差地,形成第1电介质玻璃层4和第2电介质玻璃层5a、5b。即,第2电介质玻璃层5a、5b的线性膨胀系数形成为比上述第1电介质玻璃层4的线性膨胀系数小,由此能够获得不依赖于填料成分种类地兼具衰减特性和机械强度的层叠线圈部件。

通过像这样以对第2电介质玻璃层5a、5b负荷有充分的压缩应力的程度产生线性膨胀系数差,由此能够解决本发明的课题。此外,在该情况下,能够使第1和第2电介质玻璃层4、5a、5b含有任意的各种填料成分。

就线性膨胀系数差而言,只要可对第2电介质玻璃层5a、5b负荷有充分的压缩应力,则没有特别限定,但线性膨胀系数差优选为0.1ppm/℃以上,更优选为0.4ppm/℃以上。

此外,作为玻璃材料,能够优选使用如上述那样以si、b作为主成分的相对介电常数低的硼硅酸盐玻璃。例如能够优选使用将si换算为sio2为70~85wt%、将b换算为b2o3为10~25wt%、将k换算为k2o为0.5~5wt%、将al换算为al2o3为0.5wt%的碱金属硼硅酸盐玻璃。

另外,作为第1和第2线圈导体7、8的导体材料,没有特别限定,能够使用ag、ag-pd、au、cu、ni等各种导电性材料,但通常优选使用比较廉价且能够在大气气氛下烧制的以ag为主成分的导电性材料。

接下来,对上述层叠共模扼流线圈的制造方法进行详述。

图3是示意性地表示本层叠共模扼流线圈的中间生成物亦即层叠成形体的分解立体图。

[第1~第7电介质玻璃片6a~6g的制造]

为使烧制后的玻璃成分的组成成为规定组成,称量si化合物、b化合物等玻璃原料,并将该称量物投入铂金坩埚,并使其在1500~1600℃的温度下以规定时间熔融,制造玻璃熔液。接着,该玻璃熔液快速冷却后,进行粉碎,由此获得玻璃材料。

接下来,称量石英,使之相对于烧制后的玻璃材料100重量份,优选成为40~60重量份,进一步,根据需要,优选在10重量份以下的范围内称量氧化铝。接着,将包含上述石英、氧化铝的填料成分添加于玻璃材料,进行了混合之后,将其与聚乙烯醇缩丁醛系等有机粘合剂、乙醇、甲苯等有机溶剂和增塑剂、连同psz球一起投入罐磨机,充分混合粉碎,制造电介质玻璃浆料。

接下来,使用刮刀法等成形加工法,将上述电介质玻璃浆料成形加工为片状,由此制造厚度为20~30μm的第1~第7电介质玻璃片6a~6g。

[外层用电介质玻璃片11a、11b的制造]

通过与第1~第7电介质玻璃片6a~6g的制造方法相同的方法、步骤制造玻璃材料。

接下来,为了使石英含量比第1~第7电介质玻璃片6a~6g少,优选称量石英,使得烧制后的石英含量差为,相对于玻璃材料100重量份成为3~10重量份(更优选为5~10重量份)。另外,为了根据需要使氧化铝含量比第1~第7电介质玻璃片6a~6g多,优选称量氧化铝,使得烧制后的氧化铝含量差为,相对于玻璃材料100重量份成为2重量份以上。

而且,将包含上述石英、氧化铝的填料成分添加于玻璃材料,并进行了混合之后,通过与上述相同的方法、步骤制造电介质玻璃浆料。

接下来,使用刮刀法等成形加工法,将上述电介质玻璃浆料成形加工为片状,由此制造膜厚10~100μm的外层用电介质玻璃片11a、11b。

[第1和第2导电膜12、13的制造]

准备以ag等作为主成分的导电性糊料。而且,使用丝网印刷法等涂覆法,在第2电介质玻璃片6b上涂覆导电性糊料,制造规定形状的第1引出导体图案12a。接下来,通过激光照射等,在第3电介质玻璃片6c的规定位置形成过孔,在该过孔中填充导电性糊料,形成第1导通孔导体12b。其后,使用丝网印刷法等涂覆法,在第3电介质玻璃片6c上,以漩涡状形成第1线圈图案12c,制造由第1引出导体图案12a、第1导通孔导体12b和第1线圈图案12c构成的第1导电膜12。

同样,使用丝网印刷法等涂覆法而在第4电介质玻璃片6d上涂覆导电性糊料,以漩涡状制造第2线圈图案13a。接下来,通过激光照射等,在第5电介质玻璃片6e的规定位置形成过孔,在该过孔中填充导电性糊料而形成第2导通孔导体13b。其后,使用丝网印刷法等涂覆法,在第5电介质玻璃片6e上形成第2引出导体图案13c,形成具有第2线圈图案13a、第2导通孔导体13b和第2引出导体图案13c的第2导电膜13。

[层叠共模扼流线圈的制造]

在外层用电介质玻璃片11a上层叠了第1电介质玻璃片6a后,层叠形成有导电膜12、13的第2~第5电介质玻璃片6b~6e,进一步在其上依次层叠第6~第7的电介质玻璃片6f、6g、外层用电介质玻璃片11b,并对其进行加热、压接,由此制造层叠成形体。

接着,将该层叠成形体投入烧制炉,在大气气氛下,在350~500℃的加热温度下进行脱粘合剂处理,其后,在800~900℃的温度下进行2小时烧制处理,由此,共同烧制外层用电介质玻璃片11a、11b、第1~第7电介质玻璃片6a~6g、第1和第2导电膜12、13。而且,获得在埋设有内部导体1(第1和第2线圈导体7、8)的第1电介质玻璃层4的两主面形成有薄层的第2电介质玻璃层5a、5b的部件本体2。

其后,在该部件本体2的两端部的规定位置涂覆以ag等为主成分的外部电极用导电性糊料,在700~800℃左右的温度下进行烧制处理而形成基底电极,在其上,依次形成镀ni和镀sn而在基底电极上形成ni皮膜和sn皮膜,由此,制造第1~第4外部电极3a~3d。即,第1引出导体部9c与第1外部电极3a电连接,并且第1线圈部9a与第3外部电极3c电连接,另外,第2线圈部10a与第4外部电极3d电连接,并且第2引出导体部10c与第2外部电极3b电连接,由此能够制造图1和图2所示的层叠共模扼流线圈。

此外,本发明不限定于上述实施方式。例如,在上述实施方式中,对于与第1电介质玻璃层4接触的一对第2电介质玻璃层5a、5b,调整石英、氧化铝的含量,但针对至少一个第2电介质玻璃层具体而言与安装基板对置的电介质玻璃层5a,形成为在它与第1电介质玻璃层4之间,使石英含量、氧化铝含量产生差即可。

另外,针对电介质玻璃层4、5a、5b,也可以在不对性能带来影响的范围内,除含有上述的材料种类以外,还适当地含有添加物。

另外,在上述实施方式中,使线圈形状漩涡状的两个内部导体1(第1和第2线圈导体7、8)埋设于第1电介质玻璃层4,但就内部导体的形态而言,只要是线圈形状,则没有特别限定,也可以经由多个导通孔将以螺旋状形成的内部导体埋设于第1电介质玻璃层4。

另外,在上述实施方式中,例示出层叠共模扼流线圈进行了说明,但也能够用于其他层叠线圈部件是不言而喻的。

接下来,对本发明的实施例具体地进行说明。

实施例1

[电介质玻璃材料的制造与线性膨胀系数的测定]

(电介质玻璃材料的制造)

准备以规定的比例含有sio2、b2o3、k2o和al2o3的玻璃材料和作为填料成分的石英粉末和氧化铝粉末。

接着,为使石英粉末和氧化铝粉末的含量相对于玻璃材料100重量份成为表1那样,称量上述玻璃粉末、石英粉末和氧化铝粉末并对它们进行混合,与聚乙烯醇缩丁醛系树脂等有机粘合剂、乙醇、甲苯等有机溶剂和增塑剂一起以及连同psz球一起投入球磨机,充分混合粉碎,制造出电介质玻璃浆料。

接下来,使用刮刀法,为使上述电介质玻璃浆料成为厚度10~30μm那样,以片状进行成形加工,制造出电介质玻璃片。

接下来,层叠多个该电介质玻璃片,在温度80℃、压力100mpa的条件下,进行wip(热等静压)处理而压接,获得成形体。接着,通过切割机切断,使烧制该成形体后的外形尺寸成为长度约4mm、宽度约1mm、高度约1mm,并将它投入烧制炉,在800~900℃的温度下烧制2小时,由此制造出试料编号a~e的电介质玻璃材料。

(线性膨胀系数α的测定)

针对试料编号a~e的电介质玻璃材料,使用热机械分析装置(rigaku公司制,thermoplusevo2tma系列),在20~500℃的温度范围内测定出线性膨胀系数α。

表1示出其测定结果。

[表1]

[层叠共模扼流线圈的制造与机械强度的测定]

(层叠共模扼流线圈的制造)

准备ag系导电性糊料,使用丝网印刷法在试料编号a的电介质玻璃片上涂覆上述ag系导电性糊料,形成漩涡状的线圈图案和引出导体图案。而且对于电介质玻璃片,在规定位置进行激光照射而形成过孔,在该过孔中填充ag系导电性糊料,形成导通孔导体,制造出第1和第2导电膜。

将形成有上述导电膜的试料编号a的电介质玻璃片和未形成有导电膜的试料编号a的电介质玻璃片以规定顺序层叠,该两主面由试料编号a~d中任一个电介质玻璃片夹持,在温度80℃、压力100mpa的条件下,进行wip处理而压接,得到层叠体块。此外,试料编号b~d在烧制后成为表2所示那样的第2电介质玻璃层的厚度t而以规定数量层叠。

接着,在将该层叠体块由切割机切断而单片化后,投入烧制炉,在800~900℃的温度下烧制2小时,由此得到部件本体。

接下来,在该部件本体的两端面涂覆ag系导电性糊料,在700~800℃左右的温度下进行烧制处理而形成基底电极,在其上依次进行镀ni和镀sn而在基底电极上形成ni皮膜和sn皮膜,由此制造第1~第4外部电极,得到试料编号1~6的层叠共模扼流线圈(试料)。

所得到的试料的外形尺寸为长度l为0.65mm,宽度w为0.50mm,厚度t为0.30mm。

(机械强度的评价)

针对试料编号1~6的各试料10个,以jisc60068-2-21(2009)为基准,进行挠曲强度试验,评价了机械强度。即,首先准备长度100mm、宽度40mm,厚度1.0mm的玻璃环氧制的挠曲强度试验用基板。接着,在该基板的表面中央部焊接试料,使该试料固定于基板表面,从基板的背面侧负荷载荷,使挠曲量δ为2mm或者3mm,并放置5秒钟。而且,由显微镜确认试料是否产生裂缝等构造缺陷,在10个试料中,全部没有构造缺陷的情况判断为合格(〇),有一个构造缺陷的情况也判断为不合格(×)。

表2示出试料编号1~6的填料成分、第1电介质玻璃层与第2电介质玻璃层的含量差δw、第2电介质玻璃层的厚度t、线性膨胀系数差δα和挠曲强度的试验结果。

[表2]

*为本发明外。

对于试料编号1而言,第1和第2电介质玻璃层均使用试料编号a的电介质玻璃材料,在第1电介质玻璃层和第2电介质玻璃层中没有石英含量差,因此关于挠曲强度,当挠曲量δ为2mm和3mm任一个时,产生了裂缝等构造缺陷。

相对于此,对于试料编号2~6而言,第2电介质玻璃层的石英含量比第1电介质玻璃层的石英含量少,含量差δw为,相对于玻璃材料100重量份为3重量份以上,因此能够确保线性膨胀系数差δα也为0.1ppm/℃以上。作为其结果,可知的是,与试料编号1相比,挠曲强度改善,机械强度提高。特别是,对于试料编号3~6而言,可知的是,含量差δw为,相对于玻璃材料100重量份为5重量份以上,第2电介质玻璃层的石英含量比第1电介质玻璃层的石英含量充分少,能够确保线性膨胀系数差δα也为0.4ppm/℃以上,因此即便挠曲量δ为3mm也不产生裂缝等构造缺陷,充分提高机械强度。

实施例2

针对作为填料成分加入到石英而含有氧化铝的情况,针对第1电介质玻璃层和第2电介质玻璃层的氧化铝含量差带给机械强度的影响进行了调查。

即,除了作为第1电介质玻璃层而使用试料编号e的电介质玻璃材料、作为第2电介质玻璃层而使用试料编号b的电介质玻璃材料以外,其他通过与实施例1相同的方法、步骤制造出试料编号11的试料。

而且,通过与实施例1相同的方法、步骤进行挠曲强度试验,评价了机械强度。

表3示出试料编号11的填料成分、第1电介质玻璃层与第2电介质玻璃层的含量差δw、第2电介质玻璃层的厚度t、线性膨胀系数差δα和挠曲强度的试验结果。此外,该表3中为了进行比较而再次示出表2的试料编号2。

[表3]

对于试料编号11而言,可知的是:在第1电介质玻璃层和第2电介质玻璃层中石英含量差和第2电介质玻璃层的厚度t相同,但第2电介质玻璃层的氧化铝含量比第1电介质玻璃层的氧化铝含量多,因此,即便挠曲量δ为3mm,也不会产生裂缝等构造缺陷,机械强度进一步提高。

即,对于在第1电介质玻璃层和第2电介质玻璃层中氧化铝含量相同的试料编号2而言,挠曲量δ为2mm时,没有产生裂缝等构造缺陷,但若挠曲量δ成为3mm,则产生构造缺陷。因此,可知的是,通过使第2电介质玻璃层的氧化铝含量比第1电介质玻璃层多,从而机械强度进一步提高。

实施例3

[比较例试料的制造]

作为比较例试料,制造在部件本体具有磁性体层的层叠共模扼流线圈,对本发明实施例的衰减特性与比较例试料的衰减特性进行了比较。

图4是作为比较例的层叠共模扼流线圈的立体图。

在该层叠共模扼流线圈中,对于部件主体51而言,厚度t1的埋设有内部导体52的第1电介质玻璃层53被厚度t2的一对磁性体层54a、54b夹持,而且在该一对磁性体层54a、54b各自的主面形成有厚度t3的一对第2电介质玻璃层55a、55b,具有厚度t的层叠构造。另外,在部件主体51的两端部形成有第1~第4外部电极56a~56d。

该比较例试料如以下那样制造。

首先,使用试料编号a的电介质玻璃片,通过与实施例1相同的方法、步骤,在该电介质玻璃片上形成漩涡状的线圈图案或者引出导体图案。而且对于该电介质玻璃片,在规定位置进行激光照射而形成过孔,在该过孔中填充ag系导电性糊料,形成导通孔导体。

另外,准备含有fe2o3、zno、cuo、nio的铁氧体材料,将其与聚乙烯醇缩丁醛系等有机粘合剂、乙醇、甲苯等有机溶剂并与psz球一起再次投入罐磨机,充分混合粉碎,制造磁性体浆料,其后使用刮刀法成形加工片状,由此制造出磁性体片。

接下来,依次层叠未形成有导电膜的电介质玻璃片、磁性体片、形成有导电膜的电介质玻璃片、磁性体片、以及未形成有导电膜的电介质玻璃片,通过与实施例1相同的方法,进行加热、加压而压接,形成层叠体。而且其后,在900℃的温度下烧制2小时而制造部件本体51,在该部件本体51的两端部形成外部电极56a~56d,由此制造比较例试料。

与试料编号3相同,制造出的比较例试料的外形尺寸为,长度l为0.65mm,宽度w为0.50mm,厚度t为0.30mm。

(衰减特性的测定)

针对试料编号3(本发明实施例)和比较例试料,测定了共模成分的衰减特性(scc21)。

图5示出其测定结果。横轴是频率(ghz),纵轴是衰减量(db)。另外,图5中,实线表示试料编号3(本发明实施例),虚线表示比较例试料。

如从该图5明确的那样,可知在ghz的高频带中,比较例试料衰减量相对于频率平缓变化,试料编号3衰减量的变化相对于频率陡峭,具有良好的衰减特性。即,电介质玻璃材料相对介电常数比铁氧体材料低,因此能够获得较高的q值,认为试料编号3衰减特性比比较例试料提高。

实施例4

作成层叠线圈部件的解析模型,使用有限元法进行应力解析,模拟了第2电介质玻璃层的厚度t和压缩应力间的关系。

具体而言,使层叠线圈部件的外形尺寸为,长度l:0.65mm、宽度w:0.50mm、厚度t:0.30mm,将第1电介质玻璃层与第2电介质玻璃层的线性膨胀系数差δα设定为1.9ppm/℃(模型1)和1.3ppm/℃(模型2)。而且,在部件本体的长度l方向上负荷热应力,在使温度从800℃冷却至20℃(室温)的情况下,计算出使第2电介质玻璃层的厚度t变化至10~140μm时的压缩应力。此外,形成于安装基板与层叠线圈部件之间的焊角部模拟为无应力状态。

图6示出模拟结果。横轴是第2电介质玻璃层的厚度t(μm),纵轴是压缩应力(mpa)。另外,图6中,●标记表示模型1(线性膨胀系数差δα:1.9ppm/℃),■标记表示模型2(线性膨胀系数差δα:1.3ppm/℃)。虚线是以与含有实施例3的磁性体层的比较例试料相同的规格作成比较例模型、并进行了模拟的部分。

如从该图6可知的那样,具有磁性体层的比较例模型不依赖于第2电介质玻璃层的厚度t而将约61mpa的压缩应力负荷于第2电介质玻璃层。

相对于此,在模型1、2中,可知的是,伴随着第2电介质玻璃层的厚度t变厚,负荷于第2电介质玻璃层的压缩应力减少,若厚度t超过100μm,则几乎未被负荷有压缩应力。即,可知的是,第2电介质玻璃层的厚度t变得越薄,则越大的压缩应力负荷于第2电介质玻璃层,能够有效地抑制裂缝等构造缺陷的产生,第2电介质玻璃层的厚度t优选为10~100μm,更优选为75μm以下。

另外,根据该模拟结果,可知若线性膨胀系数存在恒定的差,则不依赖于填料成分种类而在第2电介质玻璃层负荷有压缩应力。

工业上的可利用性

即便在由电介质玻璃材料形成了部件本体的情况下,也抑制相对于基板的挠曲而在部件本体产生裂缝等构造缺陷这种情况,兼具衰减特性和机械强度。

附图标记说明

1...内部导体;2...部件本体;3a~3d...外部电极;4...第1电介质玻璃层;5a、5b...第2电介质玻璃层。

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