层叠线圈部件的制作方法

1.本公开涉及一种层叠线圈部件。


背景技术：

2.作为现有的层叠线圈部件，例如有日本特开2018-098278号公报中记载的线圈部件。该现有的线圈部件的素体中包含由软磁性体构成的多个金属磁性颗粒。作为金属磁性颗粒，使用构成球状的普通颗粒、和构成比普通颗粒扁平的形状的扁平颗粒。


技术实现要素：

3.在层叠线圈部件中，构成线圈的导体(线圈导体)间的耐电压的提高非常重要。为了提高耐电压，增加存在于线圈导体间的金属磁性颗粒的界面的数量是有效的。另一方面，如果存在于线圈导体间的金属磁性颗粒的数量过剩，则金属磁性颗粒彼此的间隔变小，杂散电容的增大成为问题。
4.本公开是为了解决上述技术问题而研发的，其目的在于，提供一种层叠线圈部件，能够兼得线圈导体间的耐电压的提高及杂散电容的增大抑制。
5.本公开的一方面提供一种层叠线圈部件，其具备：素体，其将包含多个金属磁性颗粒的磁性体层层叠而成；线圈，其配置于素体内；外部电极，其配置于素体的表面，与线圈电连接，线圈通过将设置于构成素体的磁性体层中的各个的线圈导体电连接而构成，金属磁性颗粒具有构成椭圆体状的普通颗粒、和构成在厚度方向上比普通颗粒扁平的椭圆体状的扁平颗粒，在线圈导体间，多个普通颗粒、和以包含与厚度方向正交的长轴方向及短轴方向的面沿着磁性体层中的线圈导体的形成面的方式配置的至少一个扁平颗粒，沿磁性体层的层叠方向排列。
6.该层叠线圈部件中，至少一个扁平颗粒和多个普通颗粒在线圈导体间，沿磁性体层的层叠方向排列。扁平颗粒以包含与厚度方向正交的长轴方向及短轴方向的面沿着磁性体层的线圈导体的形成面的方式配置。扁平颗粒配置于线圈导体间的极小的间隙，因此，与仅使用普通颗粒的情况相比，能够增加线圈导体间的金属磁性颗粒的存在数量。由此，能够充分确保存在于线圈导体间的金属磁性颗粒的界面的数量，能够提高线圈导体间的耐电压。可以想到在为了提高耐电压而仅更多地配置扁平颗粒的情况下，线圈导体间的金属磁性颗粒的体积比率加，杂散电容会增大。与之相对，在该层叠线圈部件中，在线圈导体间混合存在有扁平颗粒和普通颗粒。通过配置比扁平颗粒更厚的普通颗粒，能够适当确保金属磁性颗粒彼此的间隔。因此，能够抑制杂散电容的增大。
7.扁平颗粒也可以以在长轴方向上横跨多个普通颗粒的方式配置。在该情况下，能够通过少数的扁平颗粒形成普通颗粒和扁平颗粒混合存在且沿层叠方向排列的区域。
8.普通颗粒的体积也可以比扁平颗粒的体积更大。在该情况下，可将扁平颗粒配置于线圈导体间的更小的间隙。因此，能够更充分地确保存在于线圈导体间的金属磁性颗粒的界面的数量，能够进一步提高线圈导体间的耐电压。
9.存在于线圈导体间的普通颗粒的总体积也可以比存在于线圈导体间的扁平颗粒的总体积更大。在该情况下，能够抑制扁平颗粒的存在数量过剩，能够适当保持金属磁性颗粒彼此的间隔。因此，能够更可靠地抑制杂散电容的增大。
10.扁平颗粒也可以包含短轴方向的长度比普通颗粒的厚度方向的长度更小的针状颗粒。通过在扁平颗粒中包含针状颗粒，能够更适当地保持金属磁性颗粒彼此的间隔。因此，能够更可靠地抑制杂散电容的增大。
11.在素体中，也可以在多个金属磁性颗粒间的至少一部分存在由树脂构成的填充部分。在该情况下，能够通过树脂充分提高素体的强度。
附图说明
12.图1是表示层叠线圈部件的一个实施方式的立体图。
13.图2是表示图1所示的层叠线圈部件的截面结构的图。
14.图3是表示线圈的结构的立体图。
15.图4是将素体中的线圈导体间的截面结构放大表示的示意性的图。
16.图5是表示普通颗粒的形状的示意性的图。
17.图6是表示扁平颗粒的形状的示意性的图。
18.图7是表示针状颗粒的形状的示意性的图。
19.图8是将素体中的线圈导体间的截面结构的另一例放大表示的示意性的图。
20.图9是将素体中的线圈导体间的截面结构的又一例放大表示的示意性的图。
具体实施方式
21.以下，参照附图对本公开的一个方面的层叠线圈部件的优选的实施方式进行详细地说明。
22.参照图1～图3说明本实施方式的层叠线圈部件1的结构。图1是表示层叠线圈部件一个实施方式的立体图。图2是表示图1所示的层叠线圈部件的截面结构的图。图3是表示线圈的结构的立体图。
23.如图1所示，层叠线圈部件1具备构成长方体形状的素体2、和一对外部电极4、4。一对外部电极4、4分别配置于素体2的两端部，且相互分开。长方体形状中包含将角部及棱线部进行了倒角的长方体形状、及将角部及棱线部进行了倒圆的长方体形状。层叠线圈部件1能够适用于例如磁珠电感器(bead inductor)或功率电感器。
24.构成长方体形状的素体2具有相互相对的一对端面2a、2a、相互相对的一对主面2b、2b、相互相对的一对侧面2c、2c。端面2a、2a以与一对主面2b、2b相邻的方式定位。端面2a、2a也以与一对侧面2c、2c相邻的方式定位。主面2b的一方(图1的底面)可成为安装面。安装面是在将层叠线圈部件1安装于其它电子设备(电路基板、电子部件等)时，与该其它电子设备相对的面。
25.在本实施方式中，将一对端面2a、2a的相对方向(第一方向d1)设为素体2的长度方向。将一对主面2b、2b的相对方向(第二方向d2)设为素体2的高度方向。将一对侧面2c、2c的相对方向(第三方向d3)设为素体2的宽度方向。第一方向d1、第二方向d2、及第三方向d3相互正交。
26.第一方向d1上的素体2的长度比第二方向d2及第三方向d3上的素体2的长度大。第二方向d2上的素体2的长度与第三方向d3上的素体2的长度同等。即，在本实施方式中，一对端面2a、2a构成正方形状，一对主面2b、2b及一对侧面2c、2c构成长方形状。
27.第一方向d1上的素体2的长度也可以与第二方向d2及第三方向d3上的素体2的长度同等。第二方向d2上的素体2的长度也可以与第三方向d3上的素体2的长度不同。同等除了相等之外，也包含预先设定的范围内的微差或制造误差等。例如如果多个值包含于该多个值的平均值的
±
5％的范围内，则将这些值看作同等。
28.一对端面2a、2a以连结一对主面2b、2b的方式沿着第二方向d2延伸。一对端面2a、2a也以连结一对侧面2c、2c的方式沿着第三方向d3延伸。一对主面2b、2b以连结一对端面2a、2a的方式沿着第一方向d1延伸。一对主面2b、2b也以连结一对侧面2c、2c的方式沿着第三方向d3延伸。一对侧面2c、2c以连结一对端面2a、2a的方式沿着第一方向d1延伸。一对侧面2c、2c也以连结一对主面2b、2b的方式沿着第二方向d2延伸。
29.素体2通过将多个磁性体层11(参照图3)层叠而构成。各磁性体层11沿主面2b、2b的相对方向层叠。即，各磁性体层11的层叠方向与主面2b、2b的相对方向一致(以下，将主面2b、2b的相对方向称为“层叠方向”)。各磁性体层11构成大致矩形状。在实际的素体2中，各磁性体层11被一体化成不能辨识其层间的边界的程度。
30.如图2及图3所示，在素体2内配置有线圈15。线圈15包含多个线圈导体16(16a～16f)。多个线圈导体16a～16f包含导电材料(例如ag或pd等)。多个线圈导体16a～16f作为包含导电性材料(例如ag粉末或pd粉末等)的导电性膏体的烧结体而构成。
31.线圈导体16a包含连接导体17。连接导体17具有配置于素体2的一个端面2a侧，并且露出于一个端面2a的端部。连接导体17的端部在一个端面2a上露出于靠一个主面2b的位置，并与一个外部电极4连接。即，线圈15经由连接导体17与一个外部电极4电连接。在本实施方式中，线圈导体16a的导体图案和连接导体17的导体图案一体连续地形成。
32.多个线圈导体16a～16f在素体2内沿磁性体层11的层叠方向形成。多个线圈导体16a～16f按照线圈导体16a、线圈导体16b、线圈导体16c、线圈导体16d、线圈导体16e、线圈导体16f的顺序排列。在本实施方式中，线圈15由线圈导体16a中的连接导体17以外的部分、多个线圈导体16b～16d、及线圈导体16f中的连接导体18以外的部分构成。
33.线圈导体16a～16f的端部彼此通过通孔导体19a～19e连接。通过通孔导体19a～19e，线圈导体16a～16f相互电连接。线圈15通过将多个线圈导体16a～16f电连接而构成。各通孔导体19a～19e包含导电材料(例如ag或pd等)。各通孔导体19a～19e与多个线圈导体16a～16f一样，作为包含导电性材料(例如ag粉末或pd粉末等)的导电性膏体的烧结体而构成。
34.外部电极4以覆盖素体2中的端面2a侧的端部的方式配置。如图1所示，外部电极4具有：覆盖端面2a的电极部分4a；伸出至一对主面2b、2b的电极部分4b、4b、及伸出至一对侧面2c、2c的电极部分4c、4c。即，外部电极4由通过电极部分4a、4b、4c构成的5个面形成。
35.电极部分4a以覆盖露出于端面2a的连接导体17、18的端部的整体的方式配置，连接导体17、18相对于外部电极4直接连接。即，连接导体17、18将线圈15的端部和电极部分4a连接。由此，线圈15与外部电极4电连接。
36.相互相邻的电极部分4a、4b、4c彼此在素体2的棱线部连续并电连接。电极部分4a
和电极部分4b在端面2a与主面2b之间的棱线部连接。电极部分4a和电极部分4c在端面2a与侧面2c之间的棱线部连接。
37.外部电极4包含导电性材料而构成。导电性材料例如为ag或pd。外部电极4为烧结电极，作为导电性膏体的烧结体而构成。导电性膏体包含导电性金属粉末及玻璃粉。导电性金属粉末例如为ag粉末或pd粉末。在外部电极4的表面上形成有镀层。镀层通过例如电镀而形成。电镀例如为电镀ni或电镀sn。
38.接着，对上述的素体2的结构进行更详细地说明。
39.图4是将素体中的线圈导体间的截面结构放大表示的示意性的图。如同图所示，素体2包含多个金属磁性颗粒m。金属磁性颗粒m例如由软磁性合金构成。软磁性合金例如为fe-si系合金。在软磁性合金为fe-si系合金的情况下，软磁性合金也可以包含p。软磁性合金例如也可以是fe-ni-si-m系合金。“m”包含选自co、cr、mn、p、ti、zr、hf、nb、ta、mo、mg、ca、sr、ba、zn、b、al、及稀土元素的一种以上的元素。
40.在素体2中，将金属磁性颗粒m、m彼此结合。金属磁性颗粒m、m彼此的结合通过例如形成于金属磁性颗粒m的表面的氧化膜彼此的结合而实现。如图4所示，素体2包含由树脂r构成的填充部分。树脂r存在于多个金属磁性颗粒m、m间的至少一部分。树脂r是具有电绝缘性的树脂。作为树脂r，例如可使用硅树脂、苯酚树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂等。也可以在多个金属磁性颗粒m、m间存在没有树脂r的填充的空隙部分。
41.更详细而言，金属磁性颗粒m包含构成椭圆体状的普通颗粒m1、和构成厚度方向上比普通颗粒扁平的椭圆体状(圆盘状)的扁平颗粒m2而构成。厚度方向是为方便起见而规定的方向。在此，在配置于素体2内的状态下，将磁性体层11的层叠方向即连结线圈导体16、16间的方向设为普通颗粒m1及扁平颗粒m2的厚度方向。普通颗粒m1具有包含与厚度方向正交的长轴方向及短轴方向的面(以下，称为基准面k1)。同样，扁平颗粒m2具有包含与厚度方向正交的长轴方向及短轴方向的面(以下，称为基准面k2)。在此，将与厚度方向正交的长轴方向的长度为厚度方向的长度的3倍以下的颗粒设为普通颗粒m1，将与厚度方向正交的长轴方向的长度超过厚度方向的长度的3倍的颗粒设为扁平颗粒m2。
42.在从与厚度方向正交的方向观察的情况、及从厚度方向观察的情况下，普通颗粒m1及扁平颗粒m2分别具有长径及短径。如图5的(a)所示，将从与厚度方向正交的方向观察普通颗粒m1的情况的长径设为a，将短径设为b。如图5的(b)所示，将从与厚度方向正交的方向观察普通颗粒m1的情况的短径设为g。将普通颗粒m1的体积设为v1。如图6的(a)所示，将从与厚度方向正交的方向观察扁平颗粒m2的情况的长径设为c，将短径设为d。如图6的(b)所示，将从厚度方向观察扁平颗粒m2的情况的短径设为f。将扁平颗粒m2的体积设为v2。
43.在普通颗粒m1和扁平颗粒m2的关系上，普通颗粒m1的长径a比扁平颗粒m2的长径c小，普通颗粒m1的短径b比扁平颗粒m2的短径d大。普通颗粒m1的短径g比扁平颗粒m2的短径f小。普通颗粒m1的体积v1比扁平颗粒m2的体积v2大。普通颗粒m1的体积v1也可以比扁平颗粒m2的体积v2的2倍大。
44.普通颗粒m1及扁平颗粒m2的短径及长径的测定及体积的测定中能够使用例如扫描电子显微镜(sem)。在该情况下，通过sem获取素体2的线圈导体16、16间的截面照片，并进行颗粒截面的椭圆近似，由此，测定颗粒的直径及短径。体积v1、v2基于线圈导体16、16间规定区域中的与第一方向d1、第二方向d2、及第三方向d3正交的各截面中存在的普通颗粒m1
及扁平颗粒m2中的各个粒径的平均值进行算出。
45.如图4所示，在线圈导体16、16间配置有多个普通颗粒m1和至少一个扁平颗粒m2。图4是示意性地表示普通颗粒m1和扁平颗粒m2的配置的图。同图的例子中，三个普通颗粒m1和一个扁平颗粒m2沿磁性体层11的层叠方向(连结线圈导体16、16彼此的方向)排列。扁平颗粒m2与线圈导体16、16的一方接触。三个普通颗粒m1沿磁性体层11的层叠方向连接成一列，并与扁平颗粒m2和线圈导体16、16的另一方接触。
46.图4的例子中，普通颗粒m1及扁平颗粒m2均以厚度方向沿着磁性体层11的层叠方向的方式配置。普通颗粒m1中，长径a沿着磁性体层11的面内方向的一轴(在此，第一方向d1)，短径b沿着连结线圈导体16、16彼此的方向，短径g沿着磁性体层11的面内方向的另一轴(在此，第三方向d3)。扁平颗粒m2中，长径c沿着磁性体层11的面内方向的一轴(在此，第一方向d1)，短径d沿着连结线圈导体16、16彼此的方向，短径f沿着磁性体层11的面内方向的另一轴(在此，第三方向d3)。
47.扁平颗粒m2以包含与厚度方向正交的长轴方向及短轴方向的基准面k2沿着磁性体层11中的线圈导体16的形成面s的方式配置。线圈导体16的形成面s是磁性体层11中形成有线圈导体16的面(参照图3)，是将第一方向d1及第三方向d3设为面内方向的面。扁平颗粒m2的基准面k2相对于线圈导体16的形成面s平行或大致平行。
48.在大致平行的情况下，例如也可以在连结线圈导体16、16彼此的方向的扁平颗粒m2的最下点和最上点之间的距离未超过普通颗粒m1的短径b的范围内，扁平颗粒m2的基准面k2相对于线圈导体16的形成面s倾斜。就扁平颗粒m2的姿势而言，例如在形成磁性体层11时，在将含有金属磁性颗粒m的涂料涂布于支撑体时，随着涂料的流动而位移，作为其结果，扁平颗粒m2的基准面k2相对于线圈导体16的形成面s平行或大致平行。此外，在本实施方式中，普通颗粒m1也以包含与厚度方向正交的长轴方向及短轴方向的基准面k1沿着磁性体层11中的线圈导体16的形成面s的方式配置。
49.扁平颗粒m2以在长轴方向上横跨多个普通颗粒m1的方式配置。在本实施方式中，扁平颗粒m2的长径c比普通颗粒m1的长径a大，扁平颗粒m2横跨第一方向d1上相邻的三个普通颗粒m1而配置。另外，在本实施方式中，扁平颗粒m2的短径f比普通颗粒m1的短径大，扁平颗粒m2也以在第三方向d3上横跨多个普通颗粒m1的方式配置。
50.存在于线圈导体16、16间的普通颗粒m1的总体积比存在于线圈导体16、16间的扁平颗粒m2的总体积大。存在于线圈导体16、16间的普通颗粒m1的总体积也可以比扁平颗粒m2的总体积的2倍大。普通颗粒m1的总体积及扁平颗粒m2的总体积能够通过如下计算，例如通过扫描电子显微镜(sem)将素体2的截面放大至3000倍，普通颗粒m1的体积v1及扁平颗粒m2的体积v2分别相乘该截面内的普通颗粒m1及扁平颗粒m2的颗粒数。
51.如以上进行的说明，层叠线圈部件1中，至少一个扁平颗粒m2和多个普通颗粒m1在线圈导体16、16间沿磁性体层11的层叠方向排列。扁平颗粒m2以包含与厚度方向正交的长轴方向及短轴方向的基准面k2沿着磁性体层11的线圈导体16的形成面s的方式配置。扁平颗粒m2配置于线圈导体16、16间的极小的间隙，因此，与仅使用普通颗粒m1的情况相比，能够增加线圈导体16、16间的金属磁性颗粒m的存在数。由此，能够充分确保存在于线圈导体16、16间的金属磁性颗粒m的界面的数量，能够提高线圈导体16、16间的耐电压。可以想到在为了提高耐电压而仅更多地配置扁平颗粒m2的情况下，线圈导体16、16间的金属磁性颗粒m
的体积比率增加，杂散电容会增大。与之相对，另一方面，层叠线圈部件1中，在线圈导体16、16间混合存在有扁平颗粒m2和普通颗粒m1。通过配置厚度方向的直径比扁平颗粒m2大的普通颗粒m1，能够适当确保金属磁性颗粒m、m彼此的间隔。因此，能够抑制杂散电容的增大。
52.在本实施方式中，扁平颗粒m2以在长轴方向上横跨多个普通颗粒m1的方式配置。通过这种结构，能够通过少数扁平颗粒m2形成普通颗粒m1和扁平颗粒m2混合存在且沿磁性体层11的层叠方向排列的区域。扁平颗粒m2的存在数不会过剩，由此，能够更适当地确保金属磁性颗粒m、m彼此的间隔。因此，能够更可靠地抑制杂散电容的增大。
53.在本实施方式中，普通颗粒m1的体积v1比扁平颗粒m2的体积v2大。由此，可将扁平颗粒m2配置于线圈导体16、16间的更小的间隙。因此，能够更充分确保存在于线圈导体16、16间的金属磁性颗粒m的界面的数量，能够进一步提高线圈导体16、16间的耐电压。
54.在本实施方式中，存在于线圈导体16、16间的普通颗粒m1的总体积比存在于线圈导体16、16间的扁平颗粒m2的总体积大。由此，能够抑制扁平颗粒m2的存在数过剩，能够适当保持金属磁性颗粒m、m彼此的间隔。因此，能够更可靠地抑制杂散电容的增大。
55.在本实施方式中，素体2中，在多个金属磁性颗粒m、m间的至少一部分存在由树脂r构成的填充部分v。通过树脂r的填充，能够充分提高素体2的强度。
56.本公开不限于上述实施方式。
57.如图7所示，扁平颗粒m2也可以包含基准面k2中的短轴方向的长度比普通颗粒m1中的厚度方向的长度小的针状颗粒m3。即，作为扁平颗粒，除了图6的(a)及图6的(b)所示那样的圆盘状的扁平颗粒m2之外，还能够使用基准面k2中的短轴方向的长度比普通颗粒m1的厚度方向的长度更小的针状颗粒m3。通过在扁平颗粒m2中包含针状颗粒m3，能够更适当地保持金属磁性颗粒m、m彼此的间隔。因此，能够更可靠地抑制杂散电容的增大。
58.如图7的(a)所示，在针状颗粒m3中，从与厚度方向正交的方向观察情况的长径c及短径d与扁平颗粒m2一样。另一方面，如图7的(b)所示，在针状颗粒m3中，从厚度方向观察的情况的短径h比扁平颗粒m2的短径f小。针状颗粒m3的短径h也可以与扁平颗粒m2的短径d相等。针状颗粒m3的短径h也可以比普通颗粒m1的短径g小。短径h比短径f小，因此，针状颗粒m3的体积v3比扁平颗粒m2的体积v2小。针状颗粒m3的体积v3也可以比普通颗粒m1的体积v1小。在使用针状颗粒m3的情况下，针状颗粒m3的存在数也可以比扁平颗粒m2的存在数多。所有的扁平颗粒也可以为针状颗粒m3。
59.在上述实施方式中，扁平颗粒m2与线圈导体16、16的一方接触，但如图8所示，也可以是扁平颗粒m2与线圈导体16、16的任一方均不接触的方式。图8的例子中，扁平颗粒m2位于沿连结线圈导体16、16彼此的方向排列的普通颗粒m1、m1间，普通颗粒m1均与线圈导体16、16接触。
60.在上述实施方式中，在连结线圈导体16、16彼此的方向上配置有一个扁平颗粒m2，但如图9所示，也可以在连结线圈导体16、16彼此的方向上配置多个扁平颗粒m2。图9的例子中，在连结线圈导体16、16的方向上配置有两个扁平颗粒m2。一个扁平颗粒m2与线圈导体16、16的一方接触，一个扁平颗粒m2位于沿连结线圈导体16、16彼此的方向排列的普通颗粒m1、m1间。
61.在图8及图9的方式中，扁平颗粒m2均以包含与厚度方向正交的长轴方向及短轴方向的基准面k2沿着磁性体层11中的线圈导体16的形成面s的方式配置。因此，与上述实施方
式一样，能够兼得线圈导体16、16间的耐电压的提高及杂散电容的增大抑制。