專(zhuān)利名稱(chēng)：層疊型電感元件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在多個(gè)陶瓷生片上形成導(dǎo)體圖案并層疊而成的層疊型電感元件及其制造方法。
背景技術(shù)：
以往，公知有在由磁性體材料構(gòu)成的陶瓷生片上印制導(dǎo)體圖案并層疊而成的電感元件。在將層疊型電感元件用于DC-DC轉(zhuǎn)換器用扼流圈等時(shí)，要謀求大的電感值。以往，以提高直流重疊特性為目的、或者以實(shí)現(xiàn)因磁性體材料的熱收縮率的不同而引起的應(yīng)力緩和為目的，提出了在層疊體內(nèi)部設(shè)置空隙的技術(shù)(參照例如專(zhuān)利文獻(xiàn)I)。專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)平4-65807號(hào)公報(bào)但是，為了設(shè)置空隙，必須涂覆在燒制時(shí)消失的碳膏，從而導(dǎo)致需要多余的步驟。因此，本發(fā)明的目的在于提供一種不增加步驟而具備具有與空隙相同功能的結(jié)構(gòu)的層疊型電感元件及其制造方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的層疊型電感元件的特征在于，具有:包含磁性體的多層層疊而成的層疊體；以及將設(shè)置在該層疊體的層間的線(xiàn)圈導(dǎo)體沿上述層疊體的層疊方向連接的電感器，其中，在上述層疊體的層疊方向上，至少設(shè)置I處上述線(xiàn)圈導(dǎo)體彼此的間隔比其他的上述線(xiàn)圈導(dǎo)體彼此的間隔窄的部位，并將位于該部位上下的線(xiàn)圈導(dǎo)體電連接為同電位。當(dāng)燒制這樣的層疊型電感元件時(shí)，由于陶瓷生片與線(xiàn)圈導(dǎo)體的熱膨脹系數(shù)的差而產(chǎn)生應(yīng)力。并且，由于至少設(shè)置I處線(xiàn)圈導(dǎo)體彼此的間隔比其他的線(xiàn)圈導(dǎo)體彼此的間隔窄的部位，所以在該部位產(chǎn)生很多裂痕。通過(guò)該裂痕，應(yīng)力被緩和，具有與空隙相同的功能。另夕卜，由于位于該部位上下的線(xiàn)圈導(dǎo)體為同電位，所以即使由于裂痕而導(dǎo)致上下線(xiàn)圈導(dǎo)體彼此電接觸，也不會(huì)發(fā)生線(xiàn)圈短路。另外，優(yōu)選線(xiàn)圈導(dǎo)體由包含銀的導(dǎo)電膏構(gòu)成，且是銀粒子的平均粒徑在Iym以下的微粉。當(dāng)將金屬粒子微?；?，平均粒徑在Iym以下時(shí)，熔點(diǎn)降低。由此，在陶瓷生片和線(xiàn)圈導(dǎo)體中，在燒制時(shí)的升溫時(shí)產(chǎn)生熱收縮的差，因此能夠可靠地使裂痕產(chǎn)生。另外，還可以是對(duì)線(xiàn)圈導(dǎo)體添加玻璃的方式。通過(guò)添加低熔點(diǎn)的材料，也會(huì)在陶瓷生片與線(xiàn)圈導(dǎo)體中，在燒制時(shí)的升溫時(shí)產(chǎn)生熱收縮的差，所以能夠可靠地產(chǎn)生裂痕。根據(jù)本發(fā)明，能夠不增加步驟而實(shí)現(xiàn)具有與空隙相同功能的結(jié)構(gòu)。


圖1是示意性地表示層疊型電感元件的剖視圖。圖2是層疊型電感元件的特性比較圖。圖3是表示層疊型電感元件的制造步驟的圖。其中，附圖標(biāo)記說(shuō)明如下:
11、12、13、14、15、16…磁性體鐵氧體層；21、31…導(dǎo)體圖案；51…通孔；71…裂痕。
具體實(shí)施例方式圖1是示意性地表示本發(fā)明的實(shí)施方式的層疊型電感元件的剖視圖。在圖1所示的剖視圖中，將紙面上側(cè)作為層疊型電感元件的上表面?zhèn)?，將紙面下?cè)作為層疊型電感元件的下表面?zhèn)取４送?，雖然在本實(shí)施方式中，說(shuō)明了全部層疊磁性體陶瓷生片的層疊型電感元件，但實(shí)際上，層疊型電感元件可以層疊磁性體以及非磁性體的陶瓷生片而成。層疊型電感元件由從最外層中的上表面?zhèn)瘸蛳卤砻鎮(zhèn)纫来闻渲糜写判泽w鐵氧體層11至磁性體鐵氧體層16這6層的層疊體構(gòu)成。在構(gòu)成層疊型電感元件的一部分的陶瓷生片上形成有內(nèi)部布線(xiàn)。在該圖中，在磁性體鐵氧體層12、磁性體鐵氧體層15以及磁性體鐵氧體層16的上表面形成有由導(dǎo)電膏構(gòu)成的導(dǎo)體圖案31。另外，在磁性體鐵氧體層13以及磁性體鐵氧體層14的上表面同樣形成有由導(dǎo)電膏形成的導(dǎo)體圖案21。導(dǎo)體圖案21以及導(dǎo)體圖案31通過(guò)通孔51沿層疊方向電連接。通孔51是通過(guò)對(duì)各陶瓷生片在規(guī)定位置開(kāi)沖孔，并對(duì)該沖孔填充導(dǎo)電膏而形成的。這樣，通過(guò)夾著磁性體鐵氧體層螺旋狀地實(shí)施布線(xiàn)，來(lái)形成線(xiàn)圈導(dǎo)體，從而使層疊體作為電感器發(fā)揮作用。其中，形成在磁性體鐵氧體層13以及磁性體鐵氧體層14的上表面的2個(gè)導(dǎo)體圖案21為相同的布 線(xiàn)圖案，利用這2個(gè)導(dǎo)體圖案21形成I圈線(xiàn)圈導(dǎo)體。此外，在圖1的例中，示出了導(dǎo)體圖案31形成在磁性體鐵氧體層12、磁性體鐵氧體層15以及磁性體鐵氧體層16的上表面的例子，導(dǎo)體圖案31也可以形成在磁性體鐵氧體層11、磁性體鐵氧體層14以及磁性體鐵氧體層15的下表面。另外，導(dǎo)體圖案21也可以不形成在磁性體鐵氧體層13以及磁性體鐵氧體層14的上表面，而形成在磁性體鐵氧體層12以及磁性體鐵氧體層13的下表面。此外，在層疊磁性體鐵氧體層與非磁性體鐵氧體層的情況下，優(yōu)選通過(guò)用熱收縮率相對(duì)低的非磁性體鐵氧體層夾持熱收縮率相對(duì)高的磁性體鐵氧體層，利用燒制壓縮元件整體來(lái)使強(qiáng)度提高。例如，使用包含鐵、鎳、鋅以及銅的鐵氧體作為磁性體鐵氧體層，使用包含鐵、鋅以及銅的鐵氧體作為非磁性體鐵氧體層。另外，導(dǎo)體圖案21以及導(dǎo)體圖案31以熱膨脹系數(shù)比磁性體鐵氧體層以及非磁性體鐵氧體層的陶瓷生片高的材料(例如銀)為主成分。由于熱膨脹系數(shù)低的材料即陶瓷生片被熱膨脹系數(shù)高的材料即導(dǎo)體圖案所夾持，所以在燒制時(shí)，陶瓷生片中會(huì)產(chǎn)生拉伸應(yīng)力。然后，本實(shí)施方式中的層疊型電感元件在層疊體的層疊方向上，至少設(shè)置I處線(xiàn)圈導(dǎo)體彼此的間隔比其他的線(xiàn)圈導(dǎo)體彼此的間隔窄的部位。換句話(huà)說(shuō)，用導(dǎo)體圖案21夾持的磁性體鐵氧體層13比其他磁性體鐵氧體層薄。因此,通過(guò)燒制,磁性體鐵氧體層13中產(chǎn)生裂痕71。通過(guò)產(chǎn)生該裂痕71，施加于各層的應(yīng)力被緩和，能夠防止作為元件整體的彎曲、破裂等。如上述那樣，裂痕71通過(guò)燒制時(shí)候的降溫時(shí)所產(chǎn)生的收縮差引起的拉伸應(yīng)力而產(chǎn)生。因此，裂痕71主要在平面方向上產(chǎn)生。但是，也會(huì)有裂痕71沿鐵氧體內(nèi)的孔隙、通孔51在層疊方向上產(chǎn)生的情況。因此，本實(shí)施方式的層疊型電感元件用2個(gè)通孔51電連接2個(gè)導(dǎo)體圖案21，使其為同電位。另外，由于2個(gè)導(dǎo)體圖案21為相同的布線(xiàn)圖案，且通過(guò)這2個(gè)導(dǎo)體圖案21形成I圈線(xiàn)圈導(dǎo)體，所以即使上下線(xiàn)圈導(dǎo)體彼此通過(guò)裂痕電接觸，2個(gè)導(dǎo)體圖案21也不會(huì)因裂痕71而變?yōu)榫€(xiàn)圈短路。此外，磁性體鐵氧體層13可以通過(guò)相對(duì)于其他磁性體鐵氧體層減少陶瓷生片的片數(shù)而變薄，還可以通過(guò)使用薄的陶瓷生片而變薄。另外，優(yōu)選導(dǎo)體圖案21以及導(dǎo)體圖案31由包含銀的導(dǎo)電膏形成，且是銀粒子的平均粒徑在Iym以下的微粉。磁性體鐵氧體層、非磁性體鐵氧體層的開(kāi)始燒制溫度約為700°C 800°C左右，與此相對(duì)，若使用包含以往的粒徑(例如Ιμπι以上)的銀的導(dǎo)電膏，則開(kāi)始燒制溫度為600°C 700°C左右，因此燒制時(shí)侯的升溫時(shí)的收縮差少。與此相對(duì)，在使用包含平均粒徑在Ιμπι以下的金屬納米粒子的導(dǎo)電膏的情況下，熔點(diǎn)進(jìn)一步降低。因此，在燒制時(shí)侯的升溫時(shí)也產(chǎn)生大的收縮差，所以能夠可靠地使裂痕71產(chǎn)生。此外，雖然粒徑越小則熔點(diǎn)的降低越大，但粒徑越小則越昂貴，所以考慮成本，優(yōu)選以開(kāi)始燒制溫度的差為200 400°C左右的方式來(lái)決定導(dǎo)電膏的組成。另外，還可以是對(duì)導(dǎo)電膏添加低熔點(diǎn)玻璃的方式。在添加了低熔點(diǎn)玻璃的情況下，作為導(dǎo)電膏的熔點(diǎn)也降低，所以在燒制時(shí)侯的升溫時(shí)會(huì)產(chǎn)生熱收縮的差。由此，該情況下，也能夠在燒制時(shí)侯的升溫時(shí)產(chǎn)生裂痕。其中，添加量越大則電阻值也越大，所以?xún)?yōu)選添加量最大為5wt%左右。如以上那樣產(chǎn)生的裂痕71通過(guò)因燒制時(shí)的層間收縮差產(chǎn)生的應(yīng)力而率先產(chǎn)生，從而緩和施加于其他層的應(yīng)力，具有與以往的空隙相同的功能。圖2是層疊型電感元件的特性比較圖。如圖2所示，示出了相對(duì)于無(wú)空隙的層疊型電感元件，有空隙的層疊型電感元件的效率高，在本實(shí)施方式中示出的產(chǎn)生裂痕71的層疊型電感元件也表現(xiàn)了與有空隙的層疊型電感元件相同的效率。這樣，本實(shí)施方式的層疊型電感元件無(wú)需預(yù)先涂覆在燒制時(shí)消失而成為空隙的碳膏等材料，就能夠?qū)崿F(xiàn)具有與空隙相同的功能的結(jié)構(gòu)。接下來(lái)，對(duì)層疊型電感元件的制造步驟進(jìn)行說(shuō)明。層疊型電感元件通過(guò)以下的步驟制造而成。圖3是表示層疊型電感元件的制造步驟的圖。在圖3中為了便于說(shuō)明，僅示出層疊磁性體鐵氧體層12、磁性體鐵氧體層13以及磁性體鐵氧體層14的部分，實(shí)際上，除此之外還層疊有多層陶瓷生片。另外，一個(gè)層疊體中可以同時(shí)形成有多個(gè)線(xiàn)圈，但在圖3中，為了便于說(shuō)明，示出在一個(gè)層疊體中形成一個(gè)線(xiàn)圈的例子。首先，準(zhǔn)備要作為磁性體鐵氧體層或者非磁性體鐵氧體層的陶瓷生片。然后，如圖3 (A)所示，對(duì)各陶瓷生片在要成為通孔51的位置上開(kāi)沖孔。沖孔的形狀不局限于圓形形狀，也可以是矩形、半圓形等其他形狀。然后，如圖3 (B)所示，對(duì)各陶瓷生片的沖孔填充導(dǎo)電膏，形成通孔51。然后，如圖3 (C)所示，涂覆導(dǎo)電膏，形成導(dǎo)體圖案21以及導(dǎo)體圖案31等內(nèi)部布線(xiàn)。此外，通孔51還可以在形成導(dǎo)體圖案21以及導(dǎo)體圖案31后形成。其中，如上述那樣，2個(gè)導(dǎo)體圖案21為相同的布線(xiàn)圖案，通過(guò)這2個(gè)導(dǎo)體圖案21會(huì)形成I圈線(xiàn)圈導(dǎo)體。還可以進(jìn)一步設(shè)置多個(gè)連接2個(gè)導(dǎo)體圖案21的通孔51。接下來(lái)，層疊各陶瓷生片。在圖3 (C)的例中，從上表面?zhèn)纫来畏謩e層疊磁性體鐵氧體層12、磁性體鐵氧體層13以及磁性體鐵氧體層14，并進(jìn)行預(yù)壓緊。由此，形成燒制前的母層疊體。然后，進(jìn)行燒制。由此，獲得燒制后的母層疊體。在該燒制時(shí)，在磁性體鐵氧體層13中產(chǎn)生裂痕71。
權(quán)利要求
1.一種層疊型電感元件，其特征在于， 具有: 層疊體，其由包含磁性體的多層層疊而成；以及 電感器，其將設(shè)置在該層疊體的層間的線(xiàn)圈導(dǎo)體沿上述層疊體的層疊方向連接， 其中，在上述層疊體的層疊方向至少設(shè)置I處上述線(xiàn)圈導(dǎo)體彼此的間隔比其他的上述線(xiàn)圈導(dǎo)體彼此的間隔窄的部位，并將位于該部位上下的線(xiàn)圈導(dǎo)體電連接為同電位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的層疊型電感元件，其特征在于， 上述線(xiàn)圈導(dǎo)體由包含銀的導(dǎo)電膏形成，且是銀粒子的平均粒徑在Iym以下的微粉。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的層疊型電感元件，其特征在于， 上述線(xiàn)圈導(dǎo)體添加有玻璃。
4.一種層疊型電感元件的制造方法，其特征在于， 具有: 準(zhǔn)備包含磁性體的多個(gè)陶瓷生片的步驟； 在上述多個(gè)陶瓷生片中的至少一部分中形成孔，并對(duì)該孔填充導(dǎo)電膏的步驟； 在上述多個(gè)陶瓷生片中的至少一部分上形成線(xiàn)圈導(dǎo)體的步驟； 層疊上述多個(gè)陶瓷生片，并沿層疊方向?qū)ι鲜鼍€(xiàn)圈導(dǎo)體之間進(jìn)行電連接，得到作為電感器發(fā)揮作用的層疊體的步驟；以及 燒制上述層疊體，得到層疊型電感元件的步驟， 其中，至少I(mǎi)層的上述陶瓷生片的厚度比其他層的厚度薄，并且將位于至少I(mǎi)層的上述陶瓷生片上下的上述線(xiàn)圈導(dǎo)體電連接成同電位。
全文摘要
本發(fā)明提供一種不增加步驟而具備具有與空隙相同功能的結(jié)構(gòu)的層疊型電感元件及其制造方法。用導(dǎo)體圖案(21)夾持的磁性體鐵氧體層(13)比其他磁性體鐵氧體層薄。因此，通過(guò)燒制而使磁性體鐵氧體層(13)產(chǎn)生裂痕(71)。由于產(chǎn)生該裂痕(71)，所以施加于各層的應(yīng)力被緩和，從而能夠防止元件整體的彎曲、破裂等。另外，在層疊型電感元件中，通過(guò)2個(gè)通孔(51)電連接2個(gè)導(dǎo)體圖案(21)，且使它們?yōu)橥娢弧?個(gè)導(dǎo)體圖案(21)為相同的布線(xiàn)圖案，通過(guò)這2個(gè)導(dǎo)體圖案(21)形成1圈線(xiàn)圈導(dǎo)體，因此即使由于裂痕上下的線(xiàn)圈導(dǎo)體彼此電接觸，2個(gè)導(dǎo)體圖案(21)也不會(huì)因裂痕(71)而產(chǎn)生線(xiàn)圈短路。
文檔編號(hào)H01F37/00GK103165278SQ20121053911
公開(kāi)日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2012年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月14日
發(fā)明者橫山智哉, 池田哲也 申請(qǐng)人:株式會(huì)社村田制作所