專利名稱：層疊型電感元件及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及在多個陶瓷生片上形成導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：
以往，公知有在由磁性體材料構成的陶瓷生片上印制導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轉換器用扼流圈等時，要謀求大的電感值。以往，以提高直流重疊特性為目的、或者以實現(xiàn)因磁性體材料的熱收縮率的不同而引起的應力緩和為目的，提出了在層疊體內部設置空隙的技術(參照例如專利文獻I)。專利文獻1:日本特開平4-65807號公報但是，為了設置空隙，必須涂覆在燒制時消失的碳膏，從而導致需要多余的步驟。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構的層疊型電感元件及其制造方法。

發(fā)明內容
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；以及將設置在該層疊體的層間的線圈導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，至少設置I處上述線圈導體彼此的間隔比其他的上述線圈導體彼此的間隔窄的部位，并將位于該部位上下的線圈導體電連接為同電位。當燒制這樣的層疊型電感元件時，由于陶瓷生片與線圈導體的熱膨脹系數(shù)的差而產(chǎn)生應力。并且，由于至少設置I處線圈導體彼此的間隔比其他的線圈導體彼此的間隔窄的部位，所以在該部位產(chǎn)生很多裂痕。通過該裂痕，應力被緩和，具有與空隙相同的功能。另夕卜，由于位于該部位上下的線圈導體為同電位，所以即使由于裂痕而導致上下線圈導體彼此電接觸，也不會發(fā)生線圈短路。另外，優(yōu)選線圈導體由包含銀的導電膏構成，且是銀粒子的平均粒徑在Iym以下的微粉。當將金屬粒子微?；骄皆贗ym以下時，熔點降低。由此，在陶瓷生片和線圈導體中，在燒制時的升溫時產(chǎn)生熱收縮的差，因此能夠可靠地使裂痕產(chǎn)生。另外，還可以是對線圈導體添加玻璃的方式。通過添加低熔點的材料，也會在陶瓷生片與線圈導體中，在燒制時的升溫時產(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現(xiàn)具有與空隙相同功能的結構。


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，附圖標記說明如下:
11、12、13、14、15、16…磁性體鐵氧體層；21、31…導體圖案；51…通孔；71…裂痕。
具體實施例方式圖1是示意性地表示本發(fā)明的實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，將紙面上側作為層疊型電感元件的上表面?zhèn)龋瑢⒓埫嫦聜茸鳛閷盈B型電感元件的下表面?zhèn)?。此外，雖然在本實施方式中，說明了全部層疊磁性體陶瓷生片的層疊型電感元件，但實際上，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層的層疊體構成。在構成層疊型電感元件的一部分的陶瓷生片上形成有內部布線。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電膏構成的導體圖案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電膏形成的導體圖案21。導體圖案21以及導體圖案31通過通孔51沿層疊方向電連接。通孔51是通過對各陶瓷生片在規(guī)定位置開沖孔，并對該沖孔填充導電膏而形成的。這樣，通過夾著磁性體鐵氧體層螺旋狀地實施布線，來形成線圈導體，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個導體圖案21為相同的布 線圖案，利用這2個導體圖案21形成I圈線圈導體。此外，在圖1的例中，示出了導體圖案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)選通過用熱收縮率相對低的非磁性體鐵氧體層夾持熱收縮率相對高的磁性體鐵氧體層，利用燒制壓縮元件整體來使強度提高。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，導體圖案21以及導體圖案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)高的材料即導體圖案所夾持，所以在燒制時，陶瓷生片中會產(chǎn)生拉伸應力。然后，本實施方式中的層疊型電感元件在層疊體的層疊方向上，至少設置I處線圈導體彼此的間隔比其他的線圈導體彼此的間隔窄的部位。換句話說，用導體圖案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,通過燒制,磁性體鐵氧體層13中產(chǎn)生裂痕71。通過產(chǎn)生該裂痕71，施加于各層的應力被緩和，能夠防止作為元件整體的彎曲、破裂等。如上述那樣，裂痕71通過燒制時候的降溫時所產(chǎn)生的收縮差引起的拉伸應力而產(chǎn)生。因此，裂痕71主要在平面方向上產(chǎn)生。但是，也會有裂痕71沿鐵氧體內的孔隙、通孔51在層疊方向上產(chǎn)生的情況。因此，本實施方式的層疊型電感元件用2個通孔51電連接2個導體圖案21，使其為同電位。另外，由于2個導體圖案21為相同的布線圖案，且通過這2個導體圖案21形成I圈線圈導體，所以即使上下線圈導體彼此通過裂痕電接觸，2個導體圖案21也不會因裂痕71而變?yōu)榫€圈短路。此外，磁性體鐵氧體層13可以通過相對于其他磁性體鐵氧體層減少陶瓷生片的片數(shù)而變薄，還可以通過使用薄的陶瓷生片而變薄。另外，優(yōu)選導體圖案21以及導體圖案31由包含銀的導電膏形成，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始燒制溫度約為700°C 800°C左右，與此相對，若使用包含以往的粒徑(例如Ιμπι以上)的銀的導電膏，則開始燒制溫度為600°C 700°C左右，因此燒制時侯的升溫時的收縮差少。與此相對，在使用包含平均粒徑在Ιμπι以下的金屬納米粒子的導電膏的情況下，熔點進一步降低。因此，在燒制時侯的升溫時也產(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)選以開始燒制溫度的差為200 400°C左右的方式來決定導電膏的組成。另外，還可以是對導電膏添加低熔點玻璃的方式。在添加了低熔點玻璃的情況下，作為導電膏的熔點也降低，所以在燒制時侯的升溫時會產(chǎn)生熱收縮的差。由此，該情況下，也能夠在燒制時侯的升溫時產(chǎn)生裂痕。其中，添加量越大則電阻值也越大，所以優(yōu)選添加量最大為5wt%左右。如以上那樣產(chǎn)生的裂痕71通過因燒制時的層間收縮差產(chǎn)生的應力而率先產(chǎn)生，從而緩和施加于其他層的應力，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，示出了相對于無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，本實施方式的層疊型電感元件無需預先涂覆在燒制時消失而成為空隙的碳膏等材料，就能夠實現(xiàn)具有與空隙相同的功能的結構。接下來，對層疊型電感元件的制造步驟進行說明。層疊型電感元件通過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，實際上，除此之外還層疊有多層陶瓷生片。另外，一個層疊體中可以同時形成有多個線圈，但在圖3中，為了便于說明，示出在一個層疊體中形成一個線圈的例子。首先，準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，對各陶瓷生片在要成為通孔51的位置上開沖孔。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，對各陶瓷生片的沖孔填充導電膏，形成通孔51。然后，如圖3 (C)所示，涂覆導電膏，形成導體圖案21以及導體圖案31等內部布線。此外，通孔51還可以在形成導體圖案21以及導體圖案31后形成。其中，如上述那樣，2個導體圖案21為相同的布線圖案，通過這2個導體圖案21會形成I圈線圈導體。還可以進一步設置多個連接2個導體圖案21的通孔51。接下來，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，并進行預壓緊。由此，形成燒制前的母層疊體。然后，進行燒制。由此，獲得燒制后的母層疊體。在該燒制時，在磁性體鐵氧體層13中產(chǎn)生裂痕71。
權利要求
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，其將設置在該層疊體的層間的線圈導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置I處上述線圈導體彼此的間隔比其他的上述線圈導體彼此的間隔窄的部位，并將位于該部位上下的線圈導體電連接為同電位。
2.根據(jù)權利要求1所述的層疊型電感元件，其特征在于， 上述線圈導體由包含銀的導電膏形成，且是銀粒子的平均粒徑在Iym以下的微粉。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的層疊型電感元件，其特征在于， 上述線圈導體添加有玻璃。
4.一種層疊型電感元件的制造方法，其特征在于， 具有: 準備包含磁性體的多個陶瓷生片的步驟； 在上述多個陶瓷生片中的至少一部分中形成孔，并對該孔填充導電膏的步驟； 在上述多個陶瓷生片中的至少一部分上形成線圈導體的步驟； 層疊上述多個陶瓷生片，并沿層疊方向對上述線圈導體之間進行電連接，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層的上述陶瓷生片上下的上述線圈導體電連接成同電位。
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構的層疊型電感元件及其制造方法。用導體圖案(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2個通孔(51)電連接2個導體圖案(21)，且使它們?yōu)橥娢弧?個導體圖案(21)為相同的布線圖案，通過這2個導體圖案(21)形成1圈線圈導體，因此即使由于裂痕上下的線圈導體彼此電接觸，2個導體圖案(21)也不會因裂痕(71)而產(chǎn)生線圈短路。
文檔編號H01F37/00GK103165278SQ20121053911
公開日2013年6月19日 申請日期2012年12月13日 優(yōu)先權日2011年12月14日
發(fā)明者橫山智哉, 池田哲也 申請人:株式會社村田制作所