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JP4858568B2 - 電子部品の製造方法 - Google Patents
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Description

本発明は、コイル部品などの電子部品を製造する方法に係り、さらに詳しくは、ガラス塗膜の欠けなどを防止し、部品本体の表面が露出することを有効に防止することができる電子部品の製造方法に関する。
コイル部品の小型化に伴い、必要な特性を得るために、従来のNi−ZnコアからMn−Znコアの使用が検討されている。ところが、Mn−Znコアは、導電性であるために、コアの表面に直接に電極を設けることができないため、コアの表面に絶縁膜を設ける必要がある。絶縁膜としては、ガラスや樹脂が上げられる。
特許文献1では、コアの表面にバレルコーティング法でガラス塗膜を形成することが提案されている。しかしなから、バレルコーティング方法は、均一なガラス塗膜を形成することが可能であるとされているが、製品同士が接触し、ぶつかり合うため、ガラス塗膜の欠けが発生するおそれがある。ガラス塗膜が欠けたまま製品化してしまうと、短絡不良などの問題が生じるおそれがある。そこで、ガラス塗膜の欠けなどを確実に抑える方法が求められている。
また、導電性ではないフェライトコア、バリスタ等の電子部品であっても、その耐環境性や絶縁性を高めるため、その表面に保護膜としてガラス塗膜を熱処理して形成されたガラス硬化膜を形成することがあり、欠けなどを生じることなく、部品の表面全体を覆うことができるガラス塗膜の形成方法が求められている。
特開2001−237135号公報
本発明は、このような実状に鑑みてなされ、その目的は、ガラス塗膜の欠けなどを防止し、部品本体の表面が露出することを有効に防止することができる電子部品の製造方法を提供することである。
上記目的を達成するために、本発明に係る電子部品の製造方法は、
部品本体の表面に、ガラス粉末とバインダと溶剤とを含むガラススラリーを塗布してガラス塗膜を形成する工程と、
前記ガラス塗膜の硬化処理を行う工程とを有し、
前記ガラス塗膜を形成する際に、前記ガラス塗膜の膜厚方向に塗膜強度差を設け、硬化処理前の段階で、前記部品本体の近くよりも表面側で、前記ガラス塗膜の強度が低いように、前記ガラス塗膜を形成することを特徴とする。
本発明に係る電子部品の製造方法では、部品本体の近くよりも表面側で、ガラス塗膜の強度が低いように、ガラス塗膜(硬化処理前)を形成する。そのため、ガラス塗膜を形成する際に、製品同士が接触し、ぶつかり合ったとしても、ガラス塗膜の表面が犠牲膜となり、欠けたりすることはあるが、部品本体近くのガラス塗膜は残ることになる。すなわち、本発明に係る方法では、仮にガラス塗膜の表面が欠けたとしても、部品本体近くのガラス塗膜が残り、部品本体の表面が完全に露出することが少ない。また、部品本体近くのガラス塗膜が残れば、ガラス塗膜の硬化処理による熱のために、周囲のガラス塗膜が軟化して、膜厚の薄い部分が補修され、硬化処理後には、比較的に均一な膜厚のガラス硬化膜が得られる。
塗膜強度差を設ける手段としては、特に限定されないが、好ましくは、前記ガラス塗膜を形成する際に、前記部品本体に前記ガラス塗膜を塗布形成する初期に前記ガラススラリーに含まれる前記ガラス粉末に対する前記バインダの濃度に比較して、前記ガラス塗膜を塗布形成する終期に前記ガラススラリーに含まれる前記ガラス粉末に対する前記バインダの濃度を低く設定し、前記ガラス塗膜の膜厚方向に塗膜強度差を設ける。この場合には、ガラス塗膜の表面におけるバインダ濃度が低くなり、ガラス塗膜を焼成することなどで硬化処理した後には、バインダ濃度が低いガラス塗膜から得られるガラス硬化膜は、バインダ濃度が高いガラス塗膜から得られるガラス硬化膜よりも脆くなく機械的強度が高くなる。なお、本明細書において、特に断りがない限り、バインダ樹脂の濃度(バインダ濃度またはバインダ樹脂の含有量)とは、ガラス粉末に対する濃度である。たとえばバインダ樹脂の含有量10%とは、ガラス粉末が100gに対してバインダ樹脂が10gである。
あるいは、前記ガラス塗膜を形成する際に、前記部品本体に前記ガラス塗膜を塗布形成する初期に前記ガラススラリーに含まれる前記バインダに比較して、前記ガラス塗膜を塗布形成する終期に前記ガラススラリーに含まれる前記バインダの種類を変化させることで、前記ガラス塗膜の膜厚方向に塗膜強度差を設けてもよい。
あるいは、前記ガラス塗膜を形成する際に、前記部品本体に前記ガラス塗膜を塗布形成する初期に前記ガラススラリーに含まれる前記ガラス粉末の粒径に比較して、前記ガラス塗膜を塗布形成する終期に前記ガラススラリーに含まれる前記ガラス粉末の粒径を小さくすることで、前記ガラス塗膜の膜厚方向に塗膜強度差を設けてもよい。
あるいは、前記ガラス塗膜を形成する際に、前記部品本体に前記ガラス塗膜を塗布形成する初期に前記ガラススラリーに含まれる前記ガラス粉末に比較して、前記ガラス塗膜を塗布形成する終期に前記ガラススラリーに含まれる前記ガラス粉末の種類を変化させることで、前記ガラス塗膜の膜厚方向に塗膜強度差を設けてもよい。
好ましくは、前記ガラス塗膜を形成する際に、前記部品本体に前記ガラス塗膜を塗布形成する初期から終期に向かう途中で、急に、前記ガラススラリーの種類を変化させる。このようにすることで、塗膜強度の変化が急激になり、ガラス塗膜の表面における犠牲膜としての効果が向上する。
好ましくは、前記塗膜強度差を示す引っ掻き試験による強度比は2倍以上である。2倍以上に設定することで、ガラス塗膜の表面における犠牲膜としての効果が向上する。
前記部品本体は、移動可能なバレル内に収容され、当該バレル内で前記ガラススラリーを前記部品本体に吹き付けることにより、前記ガラス塗膜を形成する。いわゆるスプレーバレル法を用いることで、一度に多量の部品本体に対して、均一なガラス塗膜を形成することでできる。すなわち、大量生産が可能になる。
図1は本発明の一実施形態に係る電子部品の製造方法で用いるバレル装置の概略断面図である。 図2は図1に示すバレル装置で処理されるドラムコアの断面図である。 図3は図2に示すドラムコアの表面に第1ガラス塗膜を形成した概略断面図である。 図4は第1ガラス塗膜の表面に第2ガラス塗膜を形成したドラムコアの断面図である。 図5はコイルを巻回した後のドラムコアの断面図である。 図6は本発明の実施例に係るドラムコアにおける塗膜強度比と素地見え欠陥発生率との関係を示すグラフである。
以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。
第1実施形態
図1に示すように、本発明の一実施形態に係るコイル部品の製造方法に用いるバレル装置1は、円柱状または角柱状のシリンダケーシング1aを有し、その中空の内部に、バレル容器2が、その軸芯回りに矢印A方向(またはその逆方向)に回転自在に収容してある。
ケーシング1aには、入口管3と出口管4とが、バレル容器2を挟んでケーシング1aの反対側に、それぞれ形成してある。入口管3からは乾燥用気体がケーシング1aの内部に入り込み、出口管4からケーシング内部の空気を排出可能になっている。
バレル容器2の内部における軸芯位置には、スプレーノズル5が軸方向に沿って配置してあり、ノズル5から、バレル容器2の内部に貯留してある多数のコア部品10に向けてスラリー6を吹き付け可能になっている。バレル容器2は、矢印A方向に回転するために、バレル容器2の内部に貯留してあるコア部品10は、バレル容器2の鉛直方向直下よりも回転方向A側に偏って集められ、バレル容器2の回転により撹拌される。
ノズル5は、バレル容器2の鉛直方向直下よりも回転方向A側に偏って集められるコア部品10の集合に向けてスラリー6を噴霧することができるようになっている。なお、ノズル5からのスラリーの噴霧方向を自由に変えられるようにしても良い。バレル容器2の下方に位置するケーシング1aには、図示省略してある排出パイプが接続してあり、余分なスラリー6を排出可能になっている。
バレル容器2の壁には、外部と内部とを連通する多数の孔が形成してあり、ケーシング1aの下方に貯留してあるスラリー6は、バレル容器2の内部にも侵入し、そのスラリー7にコア部品10を浸漬することができる。また、バレル容器2の壁には、外部と内部とを連通する多数の孔が形成してあることから、ケーシング1aに形成してある入口管3から出口管4へと、ケーシング1aの内部を流れる乾燥用気体がバレル容器2の内部にも流通するようになっている。
次に、図1に示すバレル装置を用いて、コイル部品を製造する方法について説明する。まず、図2に示すコア部品10を準備する。この実施形態のコア部品10は、Mn−Znフェライト、パーマロイなどの軟磁性金属、金属圧粉などの導電性磁性材で構成してあり、ドラムコア形状を有している。
このコア部品10は、円柱または角柱状の巻芯部12と、その巻芯部12の軸方向に沿って両側に一体的に形成してある一対の鍔部14とを有する。鍔部14の外径は、巻芯部12の外径よりも大きく、巻芯部12の外周には、鍔部14にて囲まれた凹部16が形成してあり、その凹部16に、後で、図5に示すように、コイル30が巻回される。
この実施形態では、巻芯部12の外径は、0.6〜1.2mmであり、巻芯部12の軸方向幅Wは、0.3〜1.0mm、鍔部14の外径は、2.0〜3.0mmであり、鍔部14の厚みは0.2〜0.3mm、鍔部14の外周表面から巻芯部12の外周表面までの深さをDは、0.5〜1.0mmである。しかも本実施形態では、D/Wが1以上、好ましくは1.0〜1.5である。なお、鍔部14の形状は、円形の他、四角形、八角形などでもよい。
このようなコア部品10を、図1に示すバレル容器2の内部に多数収容し、まず、ノズル5からスラリー6のみを吹き付ける。その際に、バレル容器2を回転させ、コア部品10を撹拌しながら、ノズル5からスラリー6を吹き付ける。
スラリー6は、ガラス粉末と、バインダ樹脂と、溶剤とを含む。このスラリー6中におけるガラス粉末に対するバインダ樹脂の含有量は、本実施形態では、初期と終期で変化し、初期時には、好ましくは10〜40重量%、さらに好ましくは15〜25重量%である。
また、スラリー6中におけるガラス粉末に対するバインダ樹脂の含有量は、塗布工程の終期には、好ましくは2〜10重量%、さらに好ましくは3〜8重量%である。バインダ樹脂の含有量が小さすぎるとガラス塗膜の強度が低くなり、高すぎると焼成後のガラス硬化膜の強度が低くなるからである。スラリー6に含まれるバインダ樹脂はポリビニルアルコール(PVA)及びその変性体が好ましい。
スラリー6に含まれるガラス粉末に対するバインダ樹脂の含有量を切り替える方法としては、特に限定されないが、バインダ樹脂の含有量が異なる2種類以上のスラリー6を準備しておき、スプレー塗布の途中で、スラリー6の種類を変えればよい。あるいは、スラリー6に含まれるガラス粉末に対するバインダ樹脂の含有量を徐々に小さくするために、ガラス粉末を、徐々にスラリーに加えていくことでも良い。
図3はガラス粉末に対するバインダ樹脂の量が相対的に多く含まれるスラリー6により塗布初期に形成される第1ガラス塗膜6aが形成された状態を示し、図4は、その第1ガラス塗膜6aの表面にガラス粉末に対するバインダ樹脂の量が相対的に少なく含まれるスラリー6により形成される第2ガラス塗膜6bが形成された状態を示す。
スラリー6に含まれるガラス粉末に対するバインダ樹脂の含有量を切り替えるタイミングについては、たとえば第1ガラス塗膜6aの膜厚t1および第2ガラス塗膜6bの膜厚t2などにより決定される。たとえば第1ガラス塗膜6aおよび第2ガラス塗膜6bからなるガラス塗膜20の合計膜厚をt3とした場合に、t1/t3が1/8〜1/2であり、t2/t3が1/2〜7/8となるように、スラリー中のバインダ樹脂の含有量が切り替えられる。t1よりもt2が大きい方が好ましいのは、バインダ樹脂の含有量が少ない膜厚t2の方が脱バインダ処理が良好で焼成後のガラス硬化膜強度が高くなることなどの理由による。ガラス塗膜20の合計膜厚t3は、好ましくは2〜30μmである。薄すぎると、ガラス塗膜としての効果が少なく、厚すぎると、応力が強くなって塗膜が剥がれるおそれがあると共に経済的ではない。
ガラス粉末の軟化温度は800℃以下であることが好ましい。ガラス粉末の平均粒径(メジアン径)は、特に限定されないが、好ましくは、0.1μm以上10μm以下である。ガラス粉末としては、例えば、シリカ系ガラスの中からホウ珪酸鉛系ガラス、ホウ珪酸ビスマス系ガラス、ホウ珪酸亜鉛系ガラス等の非晶質ガラス粉末や結晶化ガラス粉末等が挙げられる。
溶剤は、水を含むことが好ましい。溶剤は水100%でもよいが、ガラス粉末の表面と水との接触角が大きいときは、エタノール、イソプロピルアルコール(IPA)、IBA(イソブチルアルコール)等の水溶性のアルコールを一定の割合で混ぜることにより、ガラス粉末の凝集や沈降を抑制することが好ましい。
ガラス粉末の軟化点は300℃以上800℃以下であることが好ましい。このように、800℃以下の軟化点をもつガラス粉末を使用することにより、バインダ樹脂の熱分解温度からガラスの軟化点までの温度領域を狭くするか、無くすることが可能となる。そのために、焼成工程においてガラスの軟化点まで昇温する間のガラス粉層の形状を保持できるので好ましい。また、300℃以上と規定したのは、多くのガラス粉末の軟化点が300℃以上であることによる。
図1に示すバレル容器2を回転させて部品10を容器2内で撹拌させながら、これらの部品10にノズル5からスラリー6を吹き付ける。部品10に吹き付けられたスラリー6は、各部品10の表面を覆い、余分なスラリー6は、図示省略してあるパイプを通して排出される。バレル容器2を回転させて部品10にノズル5からスラリー6を吹き付ける処理時間は、特に限定されないが、たとえば30〜180分程度である。
スプレー時のスラリー6の温度は、溶剤の組成にもよるが40℃以上100℃以下が好ましい。沸点の低い溶剤を使用する場合は、上記温度範囲内で温度を下げることが好ましい。
被処理対象である部品10の量が少ない場合は、部品10と比重及び体積の近いボールをメディアとしてバレル容器2内に投入し、メディア及び部品10の量を一定に保ってもよい。
スラリー6をスプレーしながら同時にガラス塗膜の乾燥処理を行う。入口管3から乾燥用気体をケーシング1aの内部に流し込み、出口管4から排出させる。図4に示すように、部品10の表面に塗布された第1ガラス塗膜6aおよび第2ガラス塗膜6bとからなるガラス塗膜20を乾燥させる。この乾燥処理に用いる乾燥用気体は、たとえば温度50〜100°Cの空気である。スプレー終了後さらに乾燥処理を、たとえば5〜30分行ってもよい。
スラリー6をノズル5から吐出する時の周速度Vs1は、好ましくは0.01m/sec以上0.1m/sec以下であり、好ましくは0.01m/sec以上0.08m/sec以下、さらに好ましくは0.01m/sec以上0.06m/sec以下である。
図4に示すように、乾燥処理後の部品10の表面には、第1ガラス塗膜6aおよび第2ガラス塗膜6bからなるガラス塗膜20が形成される。乾燥処理後の第2ガラス塗膜6bに対する第1ガラス塗膜6aの引っ掻き試験による塗膜強度の比は2倍以上である。2倍以上に設定することで、第2ガラス塗膜6bにおける犠牲膜としての効果(後述)が向上する。
引っ掻き試験は、ロードセルに連結されたナイフエッジ(デザインナイフ/コクヨ製HA-F30用替刃)を、試験用コア部品の表面に形成された各ガラス塗膜6a,6bに垂直に押し当てながらコアを移動させて、引っ掻き試験を行い、ガラス塗膜が剥がれてコア部品の表面が露出するまでの力をロードセルにより測定することで行う。たとえばバインダ樹脂の含有量が5重量%である場合には塗膜強度が約7Nであるのに対して、バインダ樹脂の含有量が25重量%および30重量%である場合には、約22N程度になる。
乾燥処理後には、部品10は、バレル容器2から取り出され、焼成(硬化)処理される。焼成条件は、ガラス塗膜20に含まれるガラス粉末の軟化点などに応じて決定され、好ましくはガラス粉末の軟化温度以上でガラス塗膜20を焼成する。具体的には、焼成温度は、好ましくは600〜800℃であり、焼成時間は、5〜30分である。ガラス塗膜20の焼成後にはガラス硬化膜20’(図5参照)となり、そのガラス硬化膜20’の膜厚は、焼成後において、好ましくは1μm以上20μm以下、さらに好ましくは2μm以上10μm以下である。焼成前に脱バインダ処理を行っても良い。
その後に、図5に示すように、各コア部品10における一方の鍔部14の端面に、銀、チタン、ニッケル、クロム、銅などで構成された一対の端子電極32を、印刷、転写、浸漬、スパッタ、メッキ法などで形成する。端子電極32は、コア部品10が導電性であっても、ガラス硬化膜20’のために絶縁されている。
その後に、巻芯部12の周囲にワイヤ30を巻回し、そのワイヤの両端を、それぞれ端子電極32に熱圧着、超音波やレーザなどによる溶接、はんだ法などで接続し、コイル部品が完成する。なお、図5では、説明の容易化のために、第1ガラス塗膜6aを硬化して得られる第1ガラス硬化膜6a’と、第2ガラス塗膜6bを硬化して得られる第2ガラス硬化膜6b’とを区別して描いてあるが、焼成後には、第1ガラス硬化膜6a’と第2ガラス硬化膜6b’とは区別が付かない状態に一体化される。ただし、焼成の条件などによっては脱バインダ処理時に発生した気泡がガラス硬化膜内に残り、気泡の数や大きさによって、第1ガラス硬化膜6a’と第2ガラス硬化膜6b’との区別がつく場合もある。
本実施形態に係るコイル部品の製造方法では、バレル容器2の内部で複数の部品10を動かしながら、複数の部品10に、スラリー6を吹き付けて部品10の表面にガラス塗膜20を形成する。そのため、一度に多量の部品10の表面に対して、ほぼ均一にガラス塗膜20を形成することができる。すなわち、大量生産が可能になる。
しかも、本実施形態に係るコイル部品の製造方法では、コア部品10を直接に覆っている第1ガラス塗膜6aよりも、ガラス塗膜20の表面に位置する第2ガラス塗膜6bで、ガラス塗膜20の強度が低いように、ガラス塗膜20を形成する。そのため、ガラス塗膜20を形成する際に、製品同士が接触し、ぶつかり合ったとしても、ガラス塗膜20の表面に位置する第2ガラス塗膜bが犠牲膜となり、欠けたりすることはあるが、コア部品10を直接に覆っている第1ガラス塗膜6aは残ることになる。第1ガラス塗膜6aは、バインダ樹脂を多く含むため、コア部品10との密着性にも優れている。
すなわち、本実施形態に係る方法では、仮に第2ガラス塗膜6bが欠けたとしても、第1ガラス塗膜6aが残り、コア部品10の表面が完全に露出することが少ない。また、第1ガラス塗膜6aが残れば、ガラス塗膜20の硬化処理による熱のために、周囲の第2ガラス塗膜2が軟化して、膜厚の薄い部分が補修され、比較的に均一な膜厚のガラス硬化膜20’(焼成処理後)が得られる。
また、本実施形態では、ガラス塗膜20の表面におけるバインダ濃度が低くなる。バインダ濃度が低い第2ガラス塗膜6bはバインダが抜け易いため、ガラス塗膜20を焼成して硬化処理した後には、バインダ濃度が高い第1ガラス塗膜6aから得られる第1ガラス硬化膜6a’に比較して、バインダ濃度が低い第2ガラス塗膜6bから得られる第2ガラス硬化膜6b’は脆くなく機械的強度が高くなる。たとえばバインダ樹脂の含有量が30重量%の第1ガラス塗膜から得られる第1硬化膜6a’では、焼成後の引っ掻き試験による塗膜強度が10Nであるのに対して、バインダ樹脂の含有量が5重量%の第2ガラス塗膜から得られる第2ガラス硬化膜6b’では、焼成後の引っ掻き試験による塗膜強度が35Nと高くなる。
さらに本実施形態では、ガラス塗膜20を形成する際に、コア部品10にガラス塗膜20を塗布形成する初期から終期に向かう途中で、急に、ガラススラリーの種類を変化させる。このようにすることで、ガラス塗膜20における膜厚方向の塗膜強度の変化が急激になり、第2ガラス塗膜6bにおける犠牲膜としての効果が向上する。
第2実施形態
この実施形態では、図4に示すガラス塗膜20の第1ガラス塗膜6aと第2ガラス塗膜6bとで、塗膜強度差を設けるために、スラリー6中に含まれるバインダの種類を、スプレー塗布の途中で変化させる以外は、第1実施形態と同様であり、同様な作用効果を奏するので、重複する説明は省略する。
この実施形態では、たとえば第1ガラス塗膜6aに含まれるバインダ樹脂に比較して、第2ガラス塗膜6bに含まれるバインダ樹脂の分子量を小さくしてある。一般に、バインダ樹脂の分子量が大きいと、そのバインダ樹脂を含むスラリーによる塗膜の強度が高くなる。ただし、分子量が高すぎると、スラリー化が困難になり、スプレー塗布が困難になる傾向にある。
そこで、下記の組み合わせが好ましい。すなわち、第1ガラス塗膜に含まれるバインダ樹脂が、ポリビニルアルコール(PVA)樹脂であり、第2ガラス塗膜に含まれるバインダ樹脂がエチルセルロース樹脂またはアクリル樹脂である。
第3実施形態
この実施形態では、図4に示すガラス塗膜20の第1ガラス塗膜6aと第2ガラス塗膜6bとで、塗膜強度差を設けるために、スラリー6中に含まれるガラス粒子の粒径を、スプレー塗布の途中で変化させる以外は、第1実施形態と同様であり、同様な作用効果を奏するので、重複する説明は省略する。
この実施形態では、たとえば第1ガラス塗膜6aに含まれるガラス粒子の粒径に比較して、第2ガラス塗膜6bに含まれるガラス粒子の粒径を小さくすることで、ガラス塗膜20の膜厚方向に強度差を生じさせ、ガラス塗膜20の外表面に対して内表面の塗膜強度を高くすることができる。たとえば第1ガラス塗膜6aに含まれるガラス粒子の粒径を0.8〜1.2μmとし、第2ガラス塗膜6bに含まれるガラス粒子の粒径を0.3〜0.7μmとすることが好ましい。
第4実施形態
この実施形態では、図4に示すガラス塗膜20の第1ガラス塗膜6aと第2ガラス塗膜6bとで、塗膜強度差を設けるために、スラリー6中に含まれるガラス粒子の種類を、スプレー塗布の途中で変化させる以外は、第1実施形態と同様であり、同様な作用効果を奏するので、重複する説明は省略する。
この実施形態では、たとえば第1ガラス塗膜6aに含まれるガラス粒子に比較して、第2ガラス塗膜6bに含まれるガラス粒子の種類を、強度が弱いものを選択することで、ガラス塗膜20の膜厚方向に強度差を生じさせ、ガラス塗膜20の外表面に対して内表面の塗膜強度を高くすることができる。
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変することができる。
たとえば、上述した実施形態では、第1ガラス塗膜6aまたは第2ガラス塗膜6bをスプレー塗布しながら乾燥処理を行ったが、第1ガラス塗膜6aを形成した後に、乾燥処理を行い、その後に第2ガラス塗膜6bを形成して乾燥処理を行っても良い。あるいは、第1ガラス塗膜6aおよび第2ガラス塗膜6bをスプレー塗布により連続して形成した後に乾燥処理を行ってもよい。また、第1ガラス塗膜6aと第2ガラス塗膜6bとの間には、その他のガラス塗膜、あるいはガラス以外の塗膜を形成しても良いし、第2ガラス塗膜6bの表面にその他のガラス塗膜を形成しても良い。さらに、上述した実施形態では、焼成前の状態で、第1ガラス塗膜6aと第2ガラス塗膜6bとの境界が明確であるが、かならずしも明確でなくても良い。スラリー中のガラス粉末に対するバインダ樹脂の量が徐々に変化する場合には、第1ガラス塗膜6aと第2ガラス塗膜6bとの境界は必ずしも明確ではない。
また、本発明の方法により処理される部品本体としては、コイル部品のコア部品10に限らず、トランス等のインダクティブデバイスのコアでもよい。また、コアの材質は、特に限定されず、例えばフェライト、アルミナ、鉄などからなるものであってもよい。さらに、本発明の方法で処理される部品としては、バリスタ、サーミスタ、コンデンサ、コイル等のセラミック積層チップ部品、Nd−Fe系金属磁石などでもよい。
また、本発明では、第2ガラス塗膜6bを形成するためのスラリー中の溶剤には水を含めず、かつバインダ樹脂として非水溶性のエチルセルロースなどを用いてもよい。これによって、第1ガラス塗膜6aの水溶性のバインダ樹脂(PVA)が第2ガラス塗膜6b中へ溶出することを防止することができる。
さらに、上述した実施形態では、ガラス硬化膜20’を絶縁膜として用いたが、その他の用途、たとえば緩衝膜として用いることも可能である。緩衝膜を付けることで、部品10が硬い場合に、部品10を取り扱う工具の摩耗を低減することができる。また、ガラス硬化膜20’は、部品10を保護するための膜として用いても良い。
以下、本発明を、さらに詳細な実施例に基づき説明するが、本発明は、これら実施例に限定されない。
実施例1
図1に示すバレル容器2の外径が200mmのバレル装置1を準備し、図2に示すコア部品10に対してガラス塗膜を形成した。コア部品10は、Mn−Zn系のフェライトで構成され、鍔14の直径が3mm、顎14の厚みが0.25mm、寸法Dが0.8mm、寸法Wが0.6mmであった。
まず、軟化点が645℃で平均粒径が0.5μmのガラス粉末を作製し、当該ガラス粉末とポリビニルアルコール樹脂とを所定の重量比で混合した。さらに、得られた固形成分(ガラス粉末及びポリビニルアルコールの混合物)と溶剤とを所定の重量比で混合し、16時間ボールミルでかき混ぜて第1スラリーを準備した。溶剤としては、水とエタノールを8:2で混合したものを用いた。第1スラリー中のスラリー全体に対するガラス粉末の割合は5重量%であった。第1スラリー中のバインダ樹脂の含有量は、ガラス粉末に対して20重量%であった。
また、軟化点が645℃で平均粒径が0.5μmのガラス粉末を作製し、当該ガラス粉末とポリビニルアルコール樹脂とを所定の重量比で混合した。さらに、得られた固形成分(ガラス粉末及びポリビニルアルコールの混合物)と溶剤とを所定の重量比で混合し、16時間ボールミルでかき混ぜて第2スラリーを準備した。溶剤としては、水とエタノールを8:2で混合したものを用いた。第2スラリー中のスラリー全体に対するガラス粉末の割合は5重量%であった。第2スラリー中のバインダ樹脂の含有量は、ガラス粉末に対して5重量%であった。
次に、図1に示すバレル装置1のバレル容器2内に部品10を900g投入し、部品10の表面に、まず、上述した第1スラリーを用いたスプレー処理により、膜厚t1が10μmの第1ガラス塗膜6aを形成した。引き続き、第2スラリーを用いたスプレー処理により、膜厚t2が10μmの第2ガラス塗膜6bを形成した。ガラス塗膜20の合計膜厚t3は20μmであった。バレル容器2の回転スピードは5rpm(周速0.05m/s)でスラリー吐出量、コーティング時間は適宜調整した。スプレー処理と同時に、温風温度70℃で乾燥処理した。
その後に、バレル容器2から部品10を取り出し、得られた部品10を680℃で1時間焼成した。1000個の部品10について、目視により、ガラス塗膜20におけるコア部品10の表面が見える欠陥(素地見え欠陥)がある部品10の個数を調べた。素地見え欠陥がある部品10の発生率は、0.0%であった。また、引っ掻き試験による第2ガラス塗膜に対する第1ガラス塗膜の塗膜強度(焼成前)の比は、2.9倍であり2倍以上であった。
比較例1
第2スラリーを用いないで、第1スラリーのみを用いて、合計膜厚t3=20μmの第1ガラス塗膜をコア部品10の表面に形成した以外は、実施例1と同様にして、複数のコア部品10を作製し、素地見え欠陥の発生率を調べた。素地見え欠陥がある部品10の発生率は、3.0%であった。
また、焼成前の状態で、引っ掻き試験による第1ガラス塗膜の塗膜強度を調べたところ22Nであった。また、焼成後には、引っ掻き試験による第1ガラス硬化膜の塗膜強度を調べたところ25Nであった。
比較例2
第1スラリーを用いないで、第2スラリーのみを用いて、合計膜厚t3=20μmの第2ガラス塗膜をコア部品10の表面に形成した以外は、実施例1と同様にして、複数のコア部品10を作製し、素地見え欠陥の発生率を調べた。素地見え欠陥がある部品10の発生率は、32.1%であった。
また、焼成前の状態で、引っ掻き試験による第1ガラス塗膜の塗膜強度を調べたところ7.5Nであった。また、焼成後には、引っ掻き試験による第1ガラス硬化膜の塗膜強度を調べたところ35Nであった。
比較例1および比較例2から、焼成前のガラス塗膜の強度が高い程、素地見え欠陥の発生率は低いことがわかった。しかし、塗膜強度の高い比較例1においても素地見え欠陥は実施例1のように0.0%にすることはできなかった。表面側の塗膜強度を低くすることで、表面側のガラス塗膜が犠牲膜として働き、素地見え欠陥を著しく減少させることができた。
また、焼成後においては、バインダ濃度の低い第2スラリーから得られる第1ガラス塗膜の方が第1スラリーから得られる第2ガラス硬化膜よりも膜強度を高くすることができた。
実施例2
第1スラリー中のバインダ樹脂の含有量を20重量%とし、第2スラリー中のバインダ樹脂の含有量を、8重量%とした以外は、実施例1と同様にして、複数のコア部品10を作製し、素地見え欠陥の発生率を調べた。素地見え欠陥がある部品10の発生率は、0.0%であった。また、引っ掻き試験による第2ガラス塗膜に対する第1ガラス塗膜の塗膜強度(焼成前)の比は、2.2倍であり2倍以上であった。
実施例3
第1スラリー中のバインダ樹脂の含有量を20重量%とし、第2スラリー中のバインダ樹脂の含有量を、10重量%とした以外は、実施例1と同様にして、複数のコア部品10を作製し、素地見え欠陥の発生率を調べた。素地見え欠陥がある部品10の発生率は、0.1%であった。また、引っ掻き試験による第2ガラス塗膜に対する第1ガラス塗膜の塗膜強度(焼成前)の比は、1.8倍であり2倍よりも小さかった。
実施例4
第1スラリー中のバインダ樹脂の含有量を20重量%とし、第2スラリー中のバインダ樹脂の含有量を、12重量%とした以外は、実施例1と同様にして、複数のコア部品10を作製し、素地見え欠陥の発生率を調べた。素地見え欠陥がある部品10の発生率は、0.8%であった。また、引っ掻き試験による第2ガラス塗膜に対する第1ガラス塗膜の塗膜強度(焼成前)の比は、1.5倍であった。
実施例5
第1スラリー中のバインダ樹脂の含有量を20重量%とし、第2スラリー中のバインダ樹脂の含有量を、15重量%とした以外は、実施例1と同様にして、複数のコア部品10を作製し、素地見え欠陥の発生率を調べた。素地見え欠陥がある部品10の発生率は、2.2%であった。また、引っ掻き試験による第2ガラス塗膜に対する第1ガラス塗膜の塗膜強度(焼成前)の比は、1.2倍であった。
図6に示すように、実施例2〜5から、塗膜強度の比が1.5倍以上であれば、素地見え欠陥の発生率を1.0%以下と低く抑えることができ、2倍以上であればさらに好ましく、0.0%とすることが確認できた。
比較例3
第1スラリー中のバインダ樹脂の含有量を5重量%とし、第2スラリー中のバインダ樹脂の含有量を、20重量%とした以外は、実施例1と同様にして、複数のコア部品10を作製し、素地見え欠陥の発生率を調べた。素地見え欠陥がある部品10の発生率は、30.2%であった。また、引っ掻き試験による第2ガラス塗膜に対する第1ガラス塗膜の塗膜強度の比(焼成前)の比は、0.3倍であり1より小さかった。
実施例6
スラリー6中に含まれるバインダの種類を、スプレー塗布の途中で変化させたり、スラリー6中に含まれるガラス粒子の粒径を、スプレー塗布の途中で変化させたり、スラリー6中に含まれるガラス粒子の種類を、スプレー塗布の途中で変化させた場合も、実施例1〜5と同様なことが確認できた。
1… バレル装置
1a… ケーシング
2… バレル容器
3… 入口管
4… 出口管
5… スプレーノズル
6… スラリー
6a… 第1ガラス塗膜
6a’… 第1ガラス硬化膜
6b… 第2ガラス塗膜
6b’… 第2ガラス硬化膜
10… コア部品
12… 巻芯部
14… 鍔部
16… 凹部
20… ガラス塗膜

Claims (7)

  1. 部品本体の表面に、ガラス粉末とバインダと溶剤とを含むガラススラリーを塗布してガラス塗膜を形成する工程と、
    前記ガラス塗膜の硬化処理を行う工程とを有し、
    前記ガラス塗膜を形成する際に、前記ガラス塗膜の膜厚方向に塗膜強度差を設け、硬化処理前の段階で、前記部品本体の近くよりも表面側で、前記ガラス塗膜の強度が低いように、前記ガラス塗膜を形成し、
    前記ガラス塗膜を形成する際に、前記部品本体に前記ガラス塗膜を塗布形成する初期に前記ガラススラリーに含まれる前記ガラス粉末に対する前記バインダの濃度に比較して、前記ガラス塗膜を塗布形成する終期に前記ガラススラリーに含まれる前記ガラス粉末に対する前記バインダの濃度を低く設定し、前記ガラス塗膜の膜厚方向に塗膜強度差を設けることを特徴とする電子部品の製造方法。
  2. 前記ガラス塗膜を形成する際に、前記部品本体に前記ガラス塗膜を塗布形成する初期に前記ガラススラリーに含まれる前記バインダに比較して、前記ガラス塗膜を塗布形成する終期に前記ガラススラリーに含まれる前記バインダの種類を変化させることで、前記ガラス塗膜の膜厚方向に塗膜強度差を設けることを特徴とする請求項1に記載の電子部品の製造方法。
  3. 前記ガラス塗膜を形成する際に、前記部品本体に前記ガラス塗膜を塗布形成する初期に前記ガラススラリーに含まれる前記ガラス粉末の粒径に比較して、前記ガラス塗膜を塗布形成する終期に前記ガラススラリーに含まれる前記ガラス粉末の粒径を小さくすることで、前記ガラス塗膜の膜厚方向に塗膜強度差を設けることを特徴とする請求項1または2に記載の電子部品の製造方法。
  4. 前記ガラス塗膜を形成する際に、前記部品本体に前記ガラス塗膜を塗布形成する初期に前記ガラススラリーに含まれる前記ガラス粉末に比較して、前記ガラス塗膜を塗布形成する終期に前記ガラススラリーに含まれる前記ガラス粉末の種類を変化させることで、前記ガラス塗膜の膜厚方向に塗膜強度差を設けることを特徴とする請求項1〜のいずれかに記載の電子部品の製造方法。
  5. 前記ガラス塗膜を形成する際に、前記部品本体に前記ガラス塗膜を塗布形成する初期から終期に向かう途中で、急に、前記ガラススラリーの種類を変化させる請求項1〜のいずれかに記載の電子部品の製造方法。
  6. 前記塗膜強度差を示す強度比は2倍以上である請求項1〜のいずれかに記載の電子部品の製造方法。
  7. 前記部品本体は、移動可能なバレル内に収容され、当該バレル内で前記ガラススラリーを前記部品本体に吹き付けることにより、前記ガラス塗膜を形成する請求項1〜のいずれかに記載の電子部品の製造方法。
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