專利名稱：電子零件及其制造方法
技術領域：
本發明是關于ー種電子零件及其制造方法，尤其關于ー種具備保護設置在基材上且具有電氣功能的零件及電路的外裝構造的電子零件及其制造方法。
背景技術：
以往，已知有利用樹脂材料來包覆保護設置在基材或基板上且具有電氣功能的零件及電路的樹脂外裝(或樹脂密封)構造的電子零件。此處，在裝載在手機等便攜式電子設備的電子零件中，也因可靠性觀點，而強烈要求對于使用環境(溫度及濕度等)變化具有高耐久性。作為此種電子零件的示例，例如專利文獻I中記載，已知有將導線卷繞在鼓型鐵氧體磁芯，且利用外裝用樹脂材料來包覆保護該導線的表面貼裝型的卷線型電感器。此處， 專利文獻I中掲示有通過調整外裝用樹脂材料的組成，而使鐵氧體磁芯與外裝樹脂的線膨脹系數接近，從而提高對于溫度環境變化的耐久性。另外，應用有此種鐵氧體磁芯的電感器因通常可使外形尺寸(尤其高度尺寸)小型化，因此具有適于對電路基板上進行高密度安裝及低高度安裝的特長。[背景技術文獻][專利文獻]專利文獻I :日本專利特開2010-016217號公報
發明內容
[發明所要解決的問題]近年來，隨著電子設備的小型薄型化或高功能化，而需要一方面具有所需的電氣特性(例如電感器特性)及高可靠性，一方面可進行高密度安裝或低高度安裝的電子零件(例如電感器)。而且，另ー方面，為了應對電子設備的低價格化，而需要可進ー步提高生產率而不降低可靠性的電子零件的制造方法。本發明的第I目的在于提供ー種可一方面提高電氣特性及可靠性，一方面對電路基板上良好地進行高密度安裝或低高度安裝的小型電子零件及其制造方法。而且，本發明的第2目的在于提供ー種一方面具有所需的電氣特性及可靠性，一方面可提高生產率的小型電子零件及其制造方法。[解決問題的技術手段]技術方案I記載的發明的電子零件的特征在于包含含有軟磁性合金粒子的聚集體的基材、卷繞在基材上的包覆導線、包含含有填料的樹脂材料且包覆所述包覆導線部的外周的外裝樹脂部，且所述基材是所述樹脂材料自所述外裝樹脂部所接觸的界面浸透至所述基材內部。技術方案2記載的發明是根據技術方案I所述的電子零件，其特征在于
所述基材是所述樹脂材料自所述界面以10 30 y m的深度浸透至所述基材內部。技術方案3記載的發明是根據技術方案I或2所述的電子零件，其特征在于構成所述外裝樹脂部的所述樹脂材料含有50vol %以上的所述填料。技術方案4記載的發明是根據技術方案I至3中任一項所述的電子零件，其特征在于所述基材是吸水率為I. 0%以上，或者孔隙率為10 25%。技術方案5記載的發明是根據技術方案I至4中任一項所述的電子零件，其特征 在于所述基材是包含含有鐵、硅、及比鐵易于氧化的元素的所述軟磁性合金粒子群，且在各軟磁性合金粒子的表面生成將該軟磁性合金粒子氧化而形成的氧化層，該氧化層是與該軟磁性合金粒子相比含有更多比鐵易于氧化的元素，且粒子彼此隔著所述氧化層而結
ロ o技術方案6記載的發明是根據技術方案5所述的電子零件，其特征在于所述比鐵易于氧化的元素為鉻，且所述軟磁性合金至少含有2 15wt%的鉻。技術方案7記載的發明是根據技術方案I至6中任一項所述的電子零件，其特征在于所述電子零件包括所述基材，具有柱狀卷芯部、及設置在該卷芯部兩端的一對凸緣部；所述包覆導線，卷繞在所述基材的所述卷芯部；ー對端子電極，設置在所述凸緣部的外表面，且連接著所述包覆導線的兩端部；以及所述外裝樹脂部，以包覆所述包覆導線部的外周的方式，設置在所述ー對凸緣部間；所述樹脂材料至少浸透所述外裝樹脂部所接觸且所述一對凸緣部對向的面。技術方案8記載的發明的電子零件的制造方法的特征在于包括如下步驟將包覆導線卷繞在包含軟磁性合金粒子的聚集體的基材；以包覆所述包覆導線部的外周的方式，在所述基材的表面上涂布含有第I含有率的填料的樹脂材料；使所述樹脂材料自所述外裝樹脂部所接觸的界面以特定的深度浸透至所述基材內部；以及使所述樹脂材料干燥、硬化，形成包含使所述填料的含有率變為高于所述第I含有率的第2含有率的所述樹脂材料的外裝樹脂部。技術方案9記載的發明是根據技術方案8所述的電子零件的制造方法，其特征在于使所述樹脂材料浸透至所述基材的步驟是使所述樹脂材料自所述界面以10 30 u m的深度浸透至所述基材內部。技術方案10記載的發明是根據技術方案8或9所述的電子零件的制造方法，其特征在于涂布所述樹脂材料的步驟是所述樹脂材料中所含的所述填料的所述第I含有率為40vol%以上。
技術方案11記載的發明是根據技術方案8至10中任一項所述的電子零件的制造方法，其特征在干所述基材是吸水率為I. 0%以上，或者孔隙率為10 25%。技術方案12記載的發明是根據技術方案8至11中任一項所述的電子零件的制造方法，其特征在干所述基材是包含含有鐵、硅、及比鐵易于氧化的元素的軟磁性合金的粒子群，且在各軟磁性合金粒子的表面上，生成將該軟磁性合金粒子氧化而形成的氧化層，該氧化層與該軟磁性合金粒子相比含有更多比鐵易于氧化的元素，且粒子彼此隔著所述氧化層而結
ム
ロ o技術方案13記載的發明是根據技術方案12所述的電子零件的制造方法，其特征在于所述比鐵易于氧化的元素為鉻，且所述軟磁性合金至少含有2 15wt%的鉻。[發明的效果]根據本發明，可提供ー種一方面提高電氣特性及可靠性，一方面可對電路基板上良好地進行高密度安裝或低高度安裝的小型電子零件及其制造方法，從而可有助于提高裝載有該電子零件的電子設備的小型薄型化、高功能化及可靠性。而且，根據本發明，可提供ー種一方面具有所需的電氣特性及可靠性，一方面可提高生產率的小型電子零件及其制造方法，從而可有助于削減具有特定可靠性的電子零件的成本。
圖I是表示用作本發明電子零件的卷線型電感器的ー實施方式的概略立體圖。圖2是表示本實施方式的卷線型電感器的內部構造的概略剖面圖。圖3是表示本實施方式的卷線型電感器的制造方法的流程圖。圖4是表示應用于本發明電子零件基材的軟磁性合金粒子的聚集體(成形體)與鐵氧體中的樹脂材料的浸透相關特性的圖。圖5是表示本發明的基材與包含鐵氧體的基材中的表面附近截面的示意圖。圖6是用以說明本發明基材中的表面附近截面的放大示意圖。圖7是表示在本發明的基材與包含鐵氧體的基材上涂布有含磁粉樹脂的情況下無機填料的含有率與線膨脹系數的關系的圖表。[符號的說明]10卷線型電感器11磁芯構件Ila卷芯部Ilb上凸緣部Ilc下凸緣部Ild樹脂材料浸透的部分12線圈導線
16AU6B 端子電極18外裝樹脂部SlOl磁芯構件制造步驟S102端子電極形成步驟S103線圈導線卷繞步驟S104外裝步驟 S105線圈導線接合步驟
具體實施例方式以下，對本發明的電子零件及其制造方法，以實施方式為示例進行詳細說明。此處，對應用卷線型電感器作為本發明電子零件的情形進行說明。另外，此處所示的實施方式是表示可作為本發明的電子零件而應用的一例，但并不受其任何限定。首先，對用作本發明電子零件的卷線型電感器的概略構成進行說明。(卷線型電感器)圖I是表示用作本發明電子零件的卷線型電感器的ー實施方式的概略立體圖。此處，圖1(a)是自上表面側(上凸緣部側)觀察本實施方式的卷線型電感器所得的概略立體圖，圖1(b)是自底面側(下凸緣部側)觀察本實施方式的卷線型電感器所得的概略立體圖。圖2是表示本實施方式的卷線型電感器的內部構造的概略剖面圖。此處，圖2(a)是表示沿著圖1(a)所示的A-A線的卷線型電感器的截面的圖，圖2(b)是將圖2(a)所示的B部放大所得的主要部分剖面圖。本實施方式的卷線型電感器是如圖I、圖2所示，概略地包括鼓型磁芯構件11、卷繞在該磁芯構件11上的線圈導線12、連接著線圈導線12的端部13A、13B的ー對端子電極16A、16B、以及包覆所述卷繞的線圈導線12的外周且包含含磁粉樹脂的外裝樹脂部18。具體而言，磁芯構件11是如圖I (a)、圖2(a)所示，包括卷繞著線圈導線12的柱狀卷芯部11a、設置在該卷芯部Ila的圖式上端的上凸緣部lib、以及設置在卷芯部Ila的圖式下端的下凸緣部11c，且其外觀具有鼓型形狀。此處，如圖I、圖2(a)所示，所述磁芯構件11的卷芯部IIa是截面優選大致圓形或圓形，以便可使獲得特定的卷繞數所需的線圈導線12的長度變得更短，但并不限定于此。磁芯構件11的下凸緣部Ilc的外形是俯視圖形狀優選大致四邊形或四邊形，以對應高密度安裝實現小型化，但并不限定于此，也可為多邊形或大致圓形等。而且，所述磁芯構件11的上凸緣部Ilb的外形優選與下凸緣部Ilc相應地為類似的形狀，以對應高密度安裝實現小型化，進而優選與下凸緣部Ilc為相同尺寸或略微小于下凸緣部Ilc的尺寸。這樣，通過在卷芯部Ila的上端及下端設置上凸緣部Ilb及下凸緣部11c，而變得容易控制線圈導線12相對卷芯部Ila的卷繞位置，從而可使電感器的特性穩定。而且，可通過對上凸緣部Ilb的四角適當地實施倒角等，而在上凸緣部Ilb及下凸緣部Ilc之間，容易地填充構成下述外裝樹脂部18的含磁性粉樹脂。另外，上凸緣部Ilb及下凸緣部Ilc的厚度是其下限值可考慮到所述磁芯構件11中的上凸緣部Ilb及下凸緣部Ilc分別相距卷芯部Ila的突出尺寸，適當地設定為滿足特定的強度。而且，如圖1(b)、圖2(a)所示，在磁芯構件11的下凸緣部Ilc的底面(外表面)11B，挾持著卷芯部Ila的中心軸CL的延長線設置有ー對端子電極16A、16B。此處，在底面11B，也可在形成有ー對端子電極16A、16B的區域(電極形成區域)，例如圖1(b)、圖2(a)所示，形成槽15A、15B。此處，在本實施方式的卷線型電感器10中，應用所述磁芯構件11的吸水率為1.0%以上或者孔隙率為10 25%的多孔質成形體。具體而言，在本實施方式的卷線型電感器中，作為磁芯構件11，例如可應用如下多孔質成形體，即，該多孔質成形體是構成為含有包含鐵(Fe)、硅(Si)、及比鐵易于氧化的元素的軟磁性合金粒子群，且在各軟磁性合金粒子的表面，形成有該軟磁性合金粒子經氧化的氧化層，該氧化層是與該軟磁性合金粒子相比，含有更多的比鐵易于氧化的元素，且粒子彼此隔著該氧化層而結合。尤其在本實施方式中，作為所述比鐵易于氧化的元素，可應用鉻(Cr)，且所述軟磁性合金粒子優選至少含有2 15wt%的鉻,而且,軟磁性合金粒子的平均粒徑優選大致2 30 ii m左右。這樣,可通過在所述范圍內適當地設定構成磁芯構件11的軟磁性合金粒子中的鉻含有率、或該軟磁性合金粒子的平均粒徑，而實現高飽和磁通密度Bs (I. 2T以上)與高磁導率U (37以上)，并且即使在IOOkHz以上的頻率中，也可抑制粒子內產生渦流損耗。而 且，由于具有該高磁導率U及高飽和磁通密度Bs，本實施方式的卷線型電感器10可實現優異的電感器特性(電感-直流重疊特性=L-Idc特性)。而且，如圖2 (a)所示，線圈導線12是應用在包含銅(Cu)或銀(Ag)等的金屬線13的外周形成有包含聚胺基甲酸酯樹脂或聚酯樹脂等的絕緣涂層14的包覆導線。而且，線圈導線12是卷繞在所述磁芯構件11的柱狀卷芯部Ila的周圍，并且如圖I、圖2(a)所示，一個及另一個端部13A、13B在將絕緣涂層14去除的狀態下，分別通過焊錫17A、17B而與所述端子電極16A、16B導電連接。此處，線圈導線12是將例如直徑0. I 0. 2mm的包覆導線在磁芯構件11的卷芯部Ila的周圍卷繞3. 5 15. 5圏。應用于線圈導線12的金屬線13并未限定為單線，也可為2根以上的線或股線。而且，該線圈導線12的金屬線13并未限定為具有圓形截面形狀者，也可使用例如具有長方形截面形狀矩形線或具有正方形截面形狀的方線等。而且，在所述端子電極16A、16B設置在槽15A、15B的內部時，優選，將線圈導線12的端部13A、13B的直徑設定為大于槽15A、15B的深度。另外，所述線圈導線12的端部13A、13B與端子電極16A、16B的焊錫引起的導電連接是兩者只要具有經由焊錫而導電連接的部位即可，并不限定為僅由焊錫而導電連接。例如，端子電極16A、16B與所述線圈導線12的端部13A、13B也可具有通過熱壓接合而利用金屬間結合接合的部位，并且具有以覆蓋該接合部位的方式由焊錫包覆的構造。端子電極16A、16B是例如圖1(b)、圖2(a)所示，當設置在槽15A、15B內時，連接在沿著該槽15A、15B延伸的線圈導線12的各端部13A、13B。而且，端子電極16A、16B可使用各種電極材料，例如，可良好地應用銀(Ag)、銀(Ag)與鈀(Pd)的合金、銀(Ag)與鉬(Pt)的合金、銅(Cu)、鈦(Ti)與鎳(Ni)與錫(Sn)的合金、鈦(Ti)與銅(Cu)的合金、鉻(Cr)與鎳(Ni)與錫(Sn)的合金、鈦(Ti)與鎳(Ni)與銅(Cu)的合金、鈦(Ti)與鎳(Ni)與銀(Ag)的合金、鎳(Ni)與錫(Sn)的合金、鎳(Ni)與銅(Cu)的合金、鎳(Ni)與銀(Ag)的合金、以及磷青銅等。作為使用該等電極材料的端子電極16A、16B，例如可較佳地應用將銀(Ag)或含銀(Ag)合金等之中添加有玻璃的電極糊涂布在所述槽15A、15B內、或下凸緣部Ilc的底面11B，且通過以特定的溫度進行烘焙的形成方法而獲得的烘焙電扱。而且，作為端子電極16A、16B的另一方式，例如也可良好地應用通過使用包含環氧系樹脂等膠粘劑將包含磷青銅板等的板狀構件(架)粘合在下凸緣部Ilc的底面IlB的方法所獲得的電極框。而且，作為端子電極16A、16B的又一方式，例如也可良好地應用通過使用濺鍍法或蒸鍍法使鈦(Ti)或含鈦(Ti)合金等在所述槽15A、15B內、或下凸緣部Ilc的底面IlB上形成金屬薄膜的方法所獲得的電極膜。另外，作為端子電極16A、16B，在應用所述烘焙電極或電極膜時，也可在其表面通過電解電鍍而形成有鎳(Ni)或錫(Sn)等金屬電鍍層。外裝樹脂部18是設為將含磁粉樹脂如圖2(a)所示，包覆卷繞在磁芯構件11對向的上凸緣部Ilb及下凸緣部Ilc間的卷芯部Ila上的線圈導線12的外周，且，填充于由卷芯部Ila與上凸緣部Ilb及下凸緣部Ilc所包圍的區域。
·
含磁粉樹脂是應用于在卷線型電感器10的使用溫度范圍中具有特定黏彈性的樹脂材料中，以特定的比率含有包含磁粉或例如ニ氧化硅(SiO2)等無機材料的無機填料者。更具體而言，可良好地應用作為硬化時的物性在相對溫度的剛性率的變化中，自玻璃狀態轉移至橡膠狀態的過程中玻璃轉移溫度為100 150°C的含磁粉樹脂。此處，作為樹脂材料，可良好地應用例如硅樹脂，且為了縮短將含磁粉樹脂裝入至磁芯構件11的上凸緣部Ilb及下凸緣部Ilc間的步驟中的前導時間，可應用例如環氧樹脂與羧基改性丙ニ醇的混合樹脂。而且，作為含磁粉樹脂中所含的無機填料，可使用包含Fe-Cr-Si合金或Mn-Zn鐵氧體或Ni-Zn鐵氧體等的各種磁粉、或者用以調整黏彈性的ニ氧化硅(SiO2)等，但作為具有特定磁導率的磁粉，優選使用例如具有與構成磁芯構件11的軟磁性合金粒子相同組成的磁粉末，或含有該磁粉末者。此種情況下，所述磁粉的平均粒徑優選大致2 30 y m左右。而且，含磁粉樹脂優選含有大致50vol %以上的包含磁性粉的無機填料。而且，在本實施方式的卷線型電感器10中，如圖2(a)、(b)所示，其特征在于在多孔質磁芯構件11的上凸緣部Ilb及下凸緣部Ilc接觸有構成外裝樹脂部18的含磁粉樹脂的區域中，具有所述含磁粉樹脂中僅樹脂材料，自磁芯構件11接觸有外裝樹脂部18的界面(即磁芯構件11的表面)沿著磁芯構件11的內部方向以特定深度浸透的部分lid。此處，樹脂材料沿著磁芯構件11的內部方向所浸透的深度優選大致10 30 y m。這樣，由于具有構成外裝樹脂部18的含磁粉樹脂中僅樹脂材料浸透磁芯構件11的部分，故可使至少磁芯構件11接觸有外裝樹脂部18的界面附近的含磁粉樹脂中所含的無機填料的比率(含有率)相對地上升，且使該含磁粉樹脂的線膨脹系數下降，因此，可減小與磁芯構件11的線膨脹系數的差值，提高對于卷線型電感器10的使用環境變化(尤其溫度變化)的耐受性。或者，由于可一方面維持對于卷線型電感器10的使用環境變化(尤其溫度變化)的耐受性，一方面將構成外裝樹脂部18的含磁粉樹脂中所含的無機填料的比率(含有率)設定為較低，因此，在對上凸緣部Ilb及下凸緣部Ilc間填充含磁粉樹脂的涂布步驟中，可改善含磁粉樹脂的噴出性或流動性，提高卷線型電感器10的生產率。(卷線型電感器的制造方法)其次，對所述卷線型電感器的制造方法進行說明。圖3是表示本實施方式的卷線型電感器的制造方法的流程圖。所述卷線型電感器是如圖3所示，大致而言經由磁芯構件制造步驟S101、端子電極形成步驟S102、線圈導線卷繞步驟S103、外裝步驟S104、及線圈導線接合步驟S105而制造。(a)磁芯構件制造步驟SlOl在磁芯構件制造步驟SlOl中，首先，將以特定比率含有鐵(Fe)、硅(Si)、及鉻(Cr)的軟磁性合金粒子群作為原料粒子，混合特定的結合剤，形成特定形狀的成形體。具體而言，在含有鉻2 15wt%、硅0. 5 7wt%、剰余部分含鐵的原料粒子中，添加例如熱塑性樹脂等結合劑(粘結劑)，進行攪拌混合，獲得造粒物。接著，使用粉末成形壓カ機將該造粒物壓縮成形，形成成形體，例如使用磨盤通過無心研磨而在上凸緣部Ilb及下凸緣部Ilc間，形成凹部，以形成柱狀卷芯部11a，從而獲得鼓形成形體。接著，煅燒所得成形體。具體而言，將所述成形體在大氣中以400 900°C的溫度進行熱處理。通過以此方式在大氣中進行熱處理，而對經混合的熱塑性樹脂進行脫脂(脫 黏處理)(debinding Process),并且一面使原本存在于粒子中且通過熱處理而移動至表面的鉻、及作為粒子主成分的鐵與氧結合，一面使粒子表面生成包含金屬氧化物的氧化層，且，使鄰接的粒子的表面的氧化層彼此結合。生成的氧化層(金屬氧化物層)是主要包含鐵與鉻的氧化物，且可提供一方面確保粒子間的絕緣一方面包含軟磁性合金粒子聚集體的磁芯構件11。此處，作為所述原料粒子的示例，可應用以水霧化法制造的粒子，作為原料粒子的形狀之例，可列舉球狀、扁平狀。而且，在所述熱處理中，若使氧環境下的熱處理溫度上升，則結合劑分解，軟磁性合金的粒子被氧化。因此，作為成形體的熱處理條件，優選在大氣中以400 900°C保持I分鐘以上。可通過在該溫度范圍內進行熱處理而形成優異的氧化層。更優選600 800°C。也可在大氣中以外的條件、例如氧分壓與大氣為同等程度的環境中進行熱處理。由于在還原環境或非氧化環境中，無法通過熱處理來生成包含金屬氧化物的氧化層，所以，粒子彼此燒結，體積電阻率顯著下降。而且，對于環境中的氧濃度、水蒸氣量，并無特別限定，但若考慮到生產方面，優選大氣或干燥空氣。在所述熱處理中，可通過設定為超過400°C的溫度而獲得優異的強度與優異的體積電阻率。另ー方面，若熱處理溫度超過900°C，則即便強度增加，但會產生體積電阻率下降。而且，所述熱處理溫度下的保持時間因設為I分鐘以上，而易于生成包含含有鐵與鉻的金屬氧化物的氧化層。此處，由于氧化層厚度在恒定值下飽和，所以，并未設定保持時間的上限，但考慮到生產率，宜為2小時以下。由于可以此方式通過熱處理溫度、熱處理時間、熱處理環境中的氧量等而控制氧化層形成，因此，可通過將熱處理條件設定為所述范圍，而同時滿足優異的強度與優異的體積電阻率，從而制造包含具有氧化層的軟磁性合金粒子的聚集體的磁芯構件11。另外，所述鼓形成形體并未限定為在通過含有原料粒子的造粒物而形成的成形體的周側面，通過無心研磨而形成獲得凹部的方法，例如，也可通過使用粉末成形壓カ機將所述造粒物干式一體成形，而獲得鼓形成形體。而且，作為磁芯構件11的又一制造方法，并未限定為如上所述預先準備鼓形成形體進行煅燒的方法，也可為例如準備通過所述造粒物而形成的成形體(周側面未形成凹部的成形體)后，進行脫脂(脫黏)處理，且以特定的溫度進行煅燒后，使用金剛石砂輪在該燒結體的周側面通過切削加工而形成凹部。而且，在磁芯構件11的底面IlB形成槽15A、15B時，在所述磁芯構件11的制造步驟中，當通過含有原料粒子的造粒物而形成成形體吋，除了在印模表面預設ー對突條，且與該成形體的成形同時形成的方法以外，例如，也可對所得成形體的表面實施切削加工，從而形成一對槽。(b)端子電極形成步驟S102接著，在端子電極形成步驟S102中，在所述磁芯構件11的下凸緣部Ilc的槽15A、15B內、或者底面IlB形成端子電極16A、16B。此處，作為端子電極16A、16B的形成方法，如上所述，可應用于特定的溫度下烘焙經涂布的電極糊的方法、或者使用膠粘劑粘合電極框的方法、以及使用濺鍍法及蒸鍍法等進行薄膜形成的方法等各種方法。此處，作為一例，表示有涂布電極糊進行烘焙的方法，作為制造成本最低且生產率較高的方法。端子電極形成步驟是首先將含有電極材料(例如銀或銅等、或者含有該等的復數 種類的金屬材料)的粉末與玻璃料的電極糊涂布在所述槽15A、15B內、或下凸緣部Ilc的底面IlB后，對磁芯構件11進行熱處理，由此，形成端子電極16A、16B。此處，作為電極糊的涂布方法，除了例如軋輥轉印法或移印法等轉印法、絲網印刷法或孔版印刷法等印刷法以外，也可應用噴霧法或噴墨法等。另外，為了將端子電極16A、16B良好地收納在所述槽15A、15B內，從而具有穩定的寬度尺寸，更優選采用轉印法。而且，電極糊中電極材料或玻璃的含量是根據使用的電極材料的種類及組成等而適當設定。另外，電極糊中的玻璃是具有含有由例如硅(Si)、鋅(Zn)、鋁(Al)、鈦(Ti)、鈣(Ca)等構成的玻璃及金屬氧化物的組成。而且，對下凸緣部Ilc的底面IlB涂布電極糊后的磁芯構件11的熱處理(電極烘焙處理)是例如在大氣環境中或氧濃度為IOppm以下的N2氣體環境中，以750 900°C的溫度條件實行。通過這種的端子電極16A、16B的形成方法，而將磁芯構件11與包含特定電極材料的導電層牢固地粘合。(C)線圈導線卷繞步驟S103接著，在線圈導線卷繞步驟S103中，將包覆導線在所述磁芯構件11的卷芯部Ila上卷繞特定圈數。具體而言，以所述磁芯構件11的卷芯部Ila露出的方式，將磁芯構件11的上凸緣部Ilb固定在卷線裝置的夾盤上。接著，將例如直徑為0. I 0. 2mm的包覆導線，在暫時固定在形成于下凸緣部Ilc的底面IlB上的端子電極16A、16B(或槽15A、15B)的任ー側的狀態下切斷，作為線圈導線12的一端側。其后，使所述夾盤旋轉，使包覆導線在卷芯部Ila上卷繞例如3. 5 15. 5圏。接著，將包覆導線在暫時固定在所述端子電極16A、16B (或槽15A、15B)的另ー側的狀態下切斷，作為線圈導線12的另一端側，由此，形成卷芯部Ila上卷繞有線圈導線12的磁芯構件11。線圈導線12的一端側及另一端側是對應于所述端部13A、13B。(d)外裝步驟 S104接著，在外裝步驟S104中，以包覆卷繞在所述磁芯構件11的上凸緣部Ilb與下凸緣部Ilc之間且卷芯部Ila的周圍的線圈導線12的外周的方式，形成包含以特定比率含有無機填料的含磁粉樹脂的外裝樹脂部18。具體而言，例如通過分注器將含有具有與構成磁芯構件11的軟磁性合金粒子相同的組成的磁粉的含磁粉樹脂的漿料噴出至磁芯構件11的上凸緣部Ilb及下凸緣部Ilc間的區域，以包覆線圈導線12的外周的方式進行填充。接著，例如通過在150°C的溫度下加熱I小時，使含磁粉樹脂的漿料硬化而形成包覆線圈導線12的外周的外裝樹脂部18。
此處，優選，噴出至磁芯構件11的上凸緣部Ilb與下凸緣部Ilc之間所填充的含磁粉樹脂是無機填料的含有率(第I含有率)設定為例如大致40Vol%以上，經加熱、硬化后的含磁粉樹脂是無機填料的含有率(第2含有率)設定為例如大致50Vol%以上。而且，在該外裝步驟中，形成含磁粉樹脂中僅樹脂材料自噴出、填充的含磁粉樹脂所接觸的區域的磁芯構件11 (主要為上凸緣部Ilb及下凸緣部Ilc ;參照圖2(a))的表面浸透磁芯構件11的內部的部分lid。此時的樹脂材料所浸透的部分Ild的深度設定為大致10 30 ii m。另外，在本實施方式中，所述樹脂材料所浸透的部分Ild的深度大致而言通過以下方法測定。首先，對樹脂材料所浸透的部分Ild的基材，以倍率1000 5000倍拍攝10張照片。接著，對拍攝的各照片，測定樹脂材料自基材表面所浸透的最大及最小的距離，并算出作為其中點的距離。接著，對拍攝的10張照片，將算出的所述各中點的距離進行平均，并將該平均值規定為樹脂材料所浸透的部分Ild的深度。(e)線圈導線接合步驟S105接著，在線圈導線接合步驟S105中，首先，將卷繞在磁芯構件11的線圈導線12的兩端部13A、13B的絕緣涂層14剝離、去除。具體而言，通過對卷繞在磁芯構件11的線圈導線12的兩端部13A、13B涂布包覆剝離溶劑，或者通過照射特定能量的激光，而使形成線圈導線12的兩端部13A、13B附近的絕緣涂層14的樹脂材料溶解或蒸發，從而完全地剝離、去除。接著，將剝離絕緣涂層14后的線圈導線12的兩端部13A、13B焊錫接合在各端子電極16A、16B，進行導電連接。具體而言，在含有剝離絕緣涂層14后的線圈導線12的兩端部13A、13B的各端子電極16A、16B上，通過例如孔版印刷法而涂布有包含焊劑的焊錫膏后，通過加熱至240°C的熱板進行加熱擠壓，使焊錫熔融、固著，由此，通過焊錫17A、17B而將線圈導線12的兩端部13A、13B接合在各端子電極16A、16B。線圈導線12對端子電極16A、16B的焊錫接合后，進行去除焊劑殘渣的洗浄處理。(作用效果的驗證)其次，對本發明的電子零件及其制造方法的作用效果進行說明。此處，為了驗證本發明的電子零件的電極形成方法中的作用效果，而作為比較對象，表示電子零件的基材包含眾所周知的鐵氧體的情形。另外，具有包含鐵氧體的基材的電子零件是例如以所述卷線電感器為主已普遍市售且裝載在各種電子設備者，且為了提高對于使用環境(溫度及濕度等)變化的耐久性及生產率，而考量各種構成或方法，且受到市場的較高評價。圖4是表示應用于本發明電子零件的基材中的軟磁性合金粒子聚集體(成形體)與鐵氧體中的關于樹脂材料浸透的特性的圖。此處，圖4(a)是表示本發明的基材與包含鐵氧體的基材中的吸水率、密度(視密度、真密度)、孔隙率的差異的表，圖4(b)是表示本發明的基材與包含鐵氧體的基材中的吸水率的差異的圖。而且，圖5是表示本發明的基材與包含鐵氧體的基材中的表面附近的截面的示意圖。圖5(a)是表示本發明的基材中的表面附近的截面的示意圖，圖5(b)是表示包含鐵氧體的基材中的表面附近的截面的示意圖。圖6是用以說明本發明的基材中的表面附近的截面的放大示意圖。圖6(a)是表示本發明的基材中的樹脂材料浸透前的狀態的放大示意圖，圖6(b)是表示本發明的基材中的樹脂材料浸透后的狀態的放大示意圖。
如上所述，由于應用于本發明電子零件的基材中的軟磁性合金粒子的聚集體為多孔質，所以，如圖4(a)、(b)所示，與具有致密結晶構造的眾所周知的鐵氧體相比，吸水率及孔隙率較高。具體而言，在本發明的基材中，例如真密度為7. 6g/cm3的基體在視密度為6. 2g/cm3時，表現出吸水率為2%、孔隙率為18. 4%的高值。與此相對，在包含鐵氧體的基材中，例如真密度為5. 35g/cm3的基體在視密度為5. 34g/cm3時，表現出吸水率為0. 2%、孔隙率為0. 2%且與本發明的基材相比約為1/10以下的低值。此狀態示于圖5。S卩，如圖5(a)、圖6(a)所示，在本發明的基材中，由于具有在軟磁性合金粒子的表面形成氧化膜，且軟磁性合金粒子彼此隔著該氧化膜而結合的構造，因此，自基材表面至內部，大致同樣地在軟磁性合金粒子間存在相對較大的孔隙。與此相對，如圖5(b)所示，由于在包含眾所周知的鐵氧體的基材中，具有致密的結晶構造，所以，成為在基材內部大致均不存在孔隙的狀態。 在所述實施方式中，對這種多孔質基材涂布將磁粉的含有率設為第I含有率的含磁粉樹脂，并使其硬化，由此，如圖6 (a)、(b)所示，在基材內部的軟磁性合金粒子之間的孔隙部分中，僅含磁粉樹脂的樹脂材料(例如環氧樹脂等)浸透，形成包含磁粉含有率為相對地高于第I含有率的第2含有率的含磁粉樹脂的外裝樹脂部18。其次，對所述多孔質基材涂布有含磁粉樹脂時無機填料的含有比率與線膨脹系數的關系進行驗證。圖7是表不本發明的基材與包含鐵氧體的基材上涂布有含磁粉樹脂時無機填料的含有率與線膨脹系數的關系的圖表。對如上所述的多孔質基材涂布含磁粉樹脂并使其硬化時的線膨脹系數如圖7所示，表現出隨著含磁粉樹脂中的無機填料的含有率增加而下降的傾向。而且，對包含鐵氧體的基材上涂布含磁粉樹脂并使其硬化時的線膨脹系數如圖7所示，和所述多孔質基材的情形相比，表現出例如高50%左右的值，并且表現出隨著含磁粉樹脂中的無機填料的含有率增加而下降的傾向。此處，在如上所述的多孔質基材中，由于涂布的含磁粉樹脂中的樹脂材料易于浸透基材內，所以，可確認使含磁粉樹脂硬化后的磁粉含有率呈現增高例如5 IOvol %左右的傾向。由此，在所述實施方式所示的卷線型電感器中，可使至少磁芯構件11接觸有外裝樹脂部18的界面附近的含磁粉樹脂中所含的磁粉的比率(含有率)相對上升，且使該含磁粉樹脂的線膨脹系數下降，所以，如圖7所示，可使與磁芯構件11 (尤其上凸緣部Ilb及下凸緣部lie)的線膨脹系數的差值變小，使對于卷線型電感器10的使用環境變化(尤其溫度變化)的耐受性提高。因此，可提高電子零件的可靠性。另外，在所述實施方式所示的卷線型電感器中，若表示具體數值，則將例如粒度為6 23iim的金屬粉(例如ATOMIX股份有限公司制的4. 5Cr3SiFe)成形(例如6.0 6. 6g/cm3 —理論孔隙率22 13% )、研磨、烘焙,制造鼓型磁芯構件11。接著，在該磁芯構件11的下凸緣部Ilc形成端子電極16A、16B后，在卷芯部Ila上卷繞包含包覆導線的線圈導線12。接著，對卷繞的線圈導線12涂布含磁粉樹脂(例如無機填料含有率為55Vol% )并使其硬化后，將線圈導線12與端子電極16A、16B焊錫連接，由此，制造卷線型電感器10。此處，在將含磁粉樹脂涂布、硬化的步驟中，如上所述，由于磁粉含有樹脂中僅樹脂材料浸透磁芯構件11內，故如圖7所示，無機填料含有率為55vol %的含磁粉樹脂的線膨脹系數，與對幾乎不產生樹脂材料浸透的包含鐵氧體的基材上涂布含磁粉樹脂并使其硬化時的14ppm/°C左右相比，呈現10ppm/°C左右的低值,所以,可減小與磁芯構件11的線膨脹系數的差值。因此，如所述作用效果的驗證所示，在電子零件或裝載有該電子零件的電子設備中，可使對于使用環境變化的耐受性提高，從而提高可靠性(熱循環耐受性)。而且，可通過一方面維持對磁芯構件11涂布含磁粉樹脂時的噴出的流動性，一方面在涂布后使樹脂材料適度地浸透磁芯構件11，而控制含磁粉樹脂的流動性及濡濕性，從而可提高生產率。另外，在將此時的線膨脹系數(10ppm/°C)應用于包含鐵氧體的基材時，如圖7所示，無機填料的含有率相當于59Vol%左右，此相當于含磁粉樹脂的噴出性及流動性顯著下降從而無法進行良好地涂布的含有率。而且，本實施方式中的如上所述的無機填料含有率與線膨脹系數的關系，換而言之，可如以下方式提及。即，在包含與上述情況相同的組成及構造的磁芯構件11上形成端子電極16A、16B后，將線圈導線12卷繞在卷芯部Ila上。接著，對卷繞的線圈導線12的外周涂布含磁粉樹脂(例如無機填料含有率為44Vol%)并使其硬化后，將端子電極16A、16B·與線圈導線12焊錫連接，由此，制造卷線型電感器10。此處，在將該無機填料含有率為44vol %的含磁粉樹脂涂布、硬化的步驟中，如上所述，由于含磁粉樹脂中僅樹脂材料浸透磁芯構件11內，故如圖7所示，線膨脹系數呈現15ppm/°C左右的值。該值相當于對幾乎不產生樹脂材料浸透的包含鐵氧體的基材涂布無機填料含有率為53Vol%左右的含磁粉樹脂并使其硬化時的線膨脹系數，即使無機填料含有率低于鐵氧體的情形，也可使與磁芯構件11的線膨脹系數的差值變得相對較小。而且，此時，若假定含磁粉樹脂中例如5Vol%的樹脂材料浸透磁芯構件11內，則可將涂布含磁粉樹脂時的無機填料的含有率設定為較低。因此，如所述作用效果的驗證所示，可一方面某種程度地維持對于電子零件的使用環境變化(尤其溫度變化)的耐受性，一方面在外裝步驟中，改善涂布的含磁粉樹脂的噴出性及流動性，從而提高生產率。另外，在將此時的無機填料的含有率(44Vol% )應用于包含鐵氧體的基材時，如圖7所示，線膨脹系數呈現出22ppm/°C左右的高值，與磁芯構件11的線膨脹系數的差值極度地變大，此相當于對于電子零件的使用環境變化無法確保足夠的耐受性的線膨脹系數。另外，在所述實施方式中，對應用電感器作為本發明電子零件的情形進行了說明，但本發明并不限定于此。即，本發明的電子零件及其制造方法若為對具有多孔質基材的電子零件涂布含有無機填料的樹脂材料(含磁粉樹脂)并使其硬化，且包覆保護電子零件者，則即使其他電子零件也可良好地應用。[產業上的可利用性]本發明是適合于可對電路基板上進行表面貼裝的經小型化的電感器等具備外裝構造的電子零件。尤其在具有多孔質基材的電子零件中，對提高對于使用環境的耐受性極為有效。
權利要求
1.一種電子零件，其特征在于包含 含有軟磁性合金粒子的聚集體的基材、 卷繞在基材上的包覆導線、 包含含有填料的樹脂材料且包覆所述包覆導線部的外周的外裝樹脂部，且 所述基材是所述樹脂材料自所述外裝樹脂部所接觸的界面浸透至所述基材內部。
2.根據權利要求I所述的電子零件，其特征在于 所述基材是所述樹脂材料自所述界面以10 30 y m的深度浸透至所述基材內部。
3.根據權利要求I所述的電子零件，其特征在于 構成所述外裝樹脂部的所述樹脂材料含有50vol %以上的所述填料。
4.根據權利要求I所述的電子零件，其特征在于 所述基材是吸水率為I. 0%以上，或者孔隙率為10 25%。
5.根據權利要求I所述的電子零件，其特征在于 所述基材是包含含有鐵、硅、及比鐵易于氧化的元素的所述軟磁性合金粒子群，且在各軟磁性合金粒子的表面生成將該軟磁性合金粒子氧化而形成的氧化層，該氧化層是與該軟磁性合金粒子相比含有更多比鐵易于氧化的元素，且粒子彼此隔著所述氧化層而結合。
6.根據權利要求5所述的電子零件，其特征在于 所述比鐵易于氧化的元素為鉻，且 所述軟磁性合金至少含有2 15wt%的鉻。
7.根據權利要求I至6中任一項所述的電子零件，其特征在于 所述電子零件包括 所述基材，具有柱狀卷芯部、及設置在該卷芯部兩端的一對凸緣部；所述包覆導線，卷繞在所述基材的所述卷芯部；ー對端子電極，設置在所述凸緣部的外表面，且連接著所述包覆導線的兩端部；以及所述外裝樹脂部，以包覆所述包覆導線部的外周的方式，設置在所述ー對凸緣部間； 所述樹脂材料至少浸透所述外裝樹脂部所接觸且所述一對凸緣部對向的面。
8.一種電子零件的制造方法，其特征在于包括如下步驟 將包覆導線卷繞在包含軟磁性合金粒子的聚集體的基材； 以包覆所述包覆導線部的外周的方式，在所述基材的表面上涂布含有第I含有率的填料的樹脂材料； 使所述樹脂材料自所述外裝樹脂部所接觸的界面以特定的深度浸透至所述基材內部；以及 使所述樹脂材料干燥、硬化，形成包含使所述填料的含有率變為高于所述第I含有率的第2含有率的所述樹脂材料的外裝樹脂部。
9.根據權利要求8所述的電子零件的制造方法，其特征在于 使所述樹脂材料浸透至所述基材的步驟是使所述樹脂材料自所述界面以10 30i!m的深度浸透至所述基材內部。
10.根據權利要求8所述的電子零件的制造方法，其特征在于 涂布所述樹脂材料的步驟是所述樹脂材料中所含的所述填料的所述第I含有率為40vol% 以上。
11.根據權利要求8所述的電子零件的制造方法，其特征在于 所述基材是吸水率為I. O%以上，或者孔隙率為10 25%。
12.根據權利要求8至11中任一項所述的電子零件的制造方法，其特征在于 所述基材是包含含有鐵、硅、及比鐵易于氧化的元素的軟磁性合金的粒子群，且在各軟磁性合金粒子的表面上，生成將該軟磁性合金粒子氧化而形成的氧化層，該氧化層與該軟磁性合金粒子相比含有更多比鐵易于氧化的元素，且粒子彼此隔著所述氧化層而結合。
13.根據權利要求12所述的電子零件的制造方法，其特征在于 所述比鐵易于氧化的元素為鉻，且 所述軟磁性合金至少含有2 15wt%的鉻。
全文摘要
本發明提供一種可一方面提高電氣特性及可靠性，一方面對電路基板上可良好地進行高密度安裝或低高度安裝的小型電子零件及其制造方法。本發明的電子零件包括包含含有鐵(Fe)、硅(Si)、鉻(Cr)的軟磁性合金粒子群的聚集體的鼓型磁芯構件(11)、卷繞在該磁芯構件(11)上的線圈導線(12)、連接著線圈導線(12)的端部(13A、13B)的一對端子電極(16A、16B)、包覆所述卷繞的線圈導線(12)且含有含磁粉樹脂的外裝樹脂部(18)，且具有所述含磁粉樹脂中僅樹脂材料自磁芯構件(11)的表面朝向內部方向以特定深度浸透的部分(11d)。
文檔編號H01F1/147GK102956342SQ201210277288
公開日2013年3月6日 申請日期2012年8月6日 優先權日2011年8月25日
發明者和田幸一郎, 桑原真志, 中田佳成, 粕谷雄一, 高橋正慎, 熊洞哲郎 申請人:太陽誘電株式會社