JP2002289433A

JP2002289433A - 電子部品

Info

Publication number: JP2002289433A
Application number: JP2001084798A
Authority: JP
Inventors: Shinji Wada; 信二和田; Hidekazu Ochiai; 英一落合; Koji Yasumura; 浩治安村; Kenzo Isozaki; 賢蔵磯▲崎▼
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-03-23
Filing date: 2001-03-23
Publication date: 2002-10-04

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、機械的衝撃や熱的衝撃に強い電子
部品を提供するとともに、製造歩留りや機械的特性を向
上できる電子部品を提供することを目的としている。【解決手段】基体は導電部材を取り囲む基体Ａと基体
Ａを取り囲む或いは挟み込む基体Ｂから構成され、基体
Ａと基体Ｂの主結晶相は同一であり、基体Ｂには略球形
状や略球形状が連結変形した気孔が内在することによ
り、機械的衝撃や熱的衝撃に強くなり電気的特性を劣化
させることなく機械的特性を向上させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回路基板などに実
装される電子部品（特にノイズ対策の電子部品）に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、マルチメディア時代の流れを受
け、情報機器の高速信号化が進んでいる。これに伴い電
子回路内部で輻射ノイズが発生しやすくなり、その対策
としてコンデンサ，インダクタ，フィルタなどの各種ノ
イズ部品が現在使用されている。この中でインダクタ，
フィルタについては、酸化物磁性材料の基体に導電部材
が内在するタイプがあり、酸化物磁性材料や導電部材な
どの種類や形状などの違いにより多くの品種がある。

【０００３】このタイプの電子部品は、積層工法や押出
工法で製造することができる。積層工法とは、塗工機や
押出成形機で酸化物磁性材料シートを作製し、酸化物磁
性材料シートの特定位置に導電部材を配置させた後に酸
化物磁性材料シートを積層させて特定の寸法に切断し、
その切断面４面の一部から前記導電部材が存在し、外部
電極に接続される。

【０００４】一方、押出工法とは、混練機で酸化物磁性
材料混練物を作製し、酸化物磁性材料混練物と導電部材
を押出成形機の異なる部分に挿入し、酸化物磁性材料混
練物と導電部材を特定の形状に一体成形し、特定の寸法
に切断するもので、通常は対向する切断面に導電部材が
存在し、外部電極に接続される。

【０００５】以上のように、積層工法または押出工法で
成形された導電部材を内在する成形体は切断、焼成さ
れ、焼成体は共ズリなどの研磨工程で基体各部を研磨す
る。基体は酸化物磁性材料などのセラミック材料などが
使用される場合、研磨工程において基体同士のぶつかり
合いにより、基体にマイクロクラックを生じやすい。低
靱性の酸化物磁性材料はその後の製造工程において、機
械的あるいは熱的ストレスによってマイクロクラックが
進展し、基体強度が低下する。

【０００６】例えば、特開平２−３０３８０３公報に
は、コンクリートパネルについてコンクリートに繊維を
混在させて、コンクリートの強度対策をした技術が開示
されている。また、実開平６−４５３０７公報には、チ
ップインダクタの内部構造において、内部の導電部材近
傍には非磁性材料を、その非磁性材料を取り囲むように
磁性材料を配置させて、インダクタの電気的特性の安定
化対策をした技術が開示されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来のチップインダク
タやチップフィルタなどセラミックの酸化物磁性材料に
よって基体が構成されている電子部品については、酸化
物磁性材料の機械的強度が低いことや磁性材料が脆いこ
となどの理由で、製造工程（例えば焼成後の共ズリ研磨
工程）において基体にマイクロクラックが発生し、その
後の製造工程や回路基板への実装時にそのマイクロクラ
ックが進展し強度劣化する傾向にある。

【０００８】特開平２−３０３８０３公報は、前記した
ようにコンクリートと繊維を混在させており、この構成
によって、コンクリートパネルが補強される。ここで、
繊維を電子部品に混在させた場合を考えてみると、例え
ば、酸化物磁性材料とセラミック繊維を混在させた基体
とその内部に導電部材が存在するチップタイプの電子部
品について、セラミック繊維が混在しない酸化物磁性材
料のみの基体と比較すると、電気的特性が大幅に低下す
る。この傾向は、微量のセラミック繊維を含有する場合
でもみられ、微量の不純物の存在で磁気特性に大きな悪
影響を与えることがわかっている。

【０００９】また、実開平６−４５３０７公報は、前記
したようにチップインダクタの内部の導電部材近傍には
非磁性材料を、その非磁性材料を取り囲むように磁性材
料を配置させている。この構成により、チップインダク
タの電気的特性は安定化されるようであるが、基体の外
側部分に磁性材料を適用しているため、マイクロクラッ
クが発生しやすい傾向にある。

【００１０】本発明は、前記従来の課題を解決するもの
で、機械的衝撃や熱的衝撃に強い電子部品を提供すると
ともに、製造歩留りや機械的特性を向上できる電子部品
を提供することを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の電子部品として
は、基体は少なくとも導電部材を取り囲む基体Ａと基体
Ａを取り囲む或いは挟み込む基体Ｂから構成され、基体
Ａと基体Ｂの主結晶相は同一であり、基体Ｂには少なく
とも略球形状や略球形状が連結変形した気孔が内在する
ことを規定する。

【００１２】

【発明の実施の形態】請求項１に係る発明は、基体と、
前記基体に設けられた外部電極と、前記基体中に設けら
れ前記外部電極と電気的に接続された導電部材を備え、
前記基体は少なくとも前記導電部材を取り囲む基体Ａと
前記基体Ａ上に設けられた基体Ｂから構成され、前記基
体Ａと前記基体Ｂの主結晶相は同一であり、前記基体Ｂ
には気孔が内在しているとともに、前記基体Ａには気孔
を全く設けないかあるいは、前記基体Ｂに存在する気孔
の気孔率よりも小さな気孔率を有するように前記基体Ａ
中に気孔を設けたことを特徴とする電子部品とすること
で、機械的衝撃や熱的衝撃に強くなり電気的特性を劣化
させることなく機械的特性を向上できる。

【００１３】請求項２に係る発明は、請求項１におい
て、気孔の平均気孔径は３〜２０μｍで気孔率は１〜６
％に規定したことによって、さらに機械的衝撃や熱的衝
撃に強くなり電気的特性を劣化させることなく機械的特
性を向上できる。

【００１４】請求項３に係る発明は、請求項１におい
て、基体Ｂと前記導電部材との距離が１５０μｍ以上に
規定したことによって、さらに電気的特性を劣化させる
ことなく機械的特性を向上できる。

【００１５】請求項４に係る発明は、気孔は、基体Ａ或
いは基体Ｂ中に樹脂粉末を分散させて、前記樹脂粉末を
焼失させて構成したことを特徴とする請求項１記載の電
子部品とすることで、容易に基体Ａ或いは基体Ｂ中に複
数の気孔を簡単に構成でき、しかも気孔の量の調整をス
ラリーの添加量にて制御できるので、特性調整も容易に
行うことができる。

【００１６】請求項５に係る発明は、気孔は、略球形状
か略球形状が連結変形した形状の少なくとも一方である
ことを特徴とする請求項１記載の電子部品とすること
で、比較的等方的に強度を向上させることができる。

【００１７】以下、本発明の実施の形態について、図
１，図２，図３，図４及び図５を用いて説明する。

【００１８】図１，図２はそれぞれ、本発明の実施の形
態による電子部品の斜視図，横断面図である。図１、図
２において、１は基体で、基体１は角柱状もしくは略円
柱状に形成され、特に好ましくは、略直方体状の形状に
することが実装性の面で優れており、しかも断面形状を
長方形状とすることが、回路基板等に実装した際に取り
付け高さを低くすることができるので、電子機器等の小
型化を行うことができる。

【００１９】また、基体１は磁性材料や非磁性材料で構
成されるが、例えば特に高いインピーダンス値が必要な
電子部品の場合には磁性材料が好適に用いられ、低いイ
ンピーダンス値が必要な場合には非磁性材料が好適に用
いられる。基体１に磁性材料を用いる場合には、フェラ
イト等の酸化物磁性材料の焼結体が好適に用いられ、特
に酸化物磁性材料の中でも、Ｎｉ−Ｚｎ系を用いること
が好ましく、更にはＮｉ−Ｚｎ系の酸化物磁性材料の中
でも、Ｆｅ₂Ｏ₃−ＮｉＯ−ＺｎＯが好ましく用いられ
る。Ｆｅ₂Ｏ₃−ＮｉＯ−ＺｎＯ系のフェライト材料の具
体的構成は、４０〜６０ｍｏｌ％：１０〜３０ｍｏｌ
％：２０〜４０ｍｏｌ％とし、時には、この組成で構成
された材料に所定の添加物（Ｓｉ等）を外割で所定量配
合しても良く、この材料は、比透磁率が約８００、固有
抵抗値が１０⁶Ω・ｃｍと大きく良好なインピーダンス
値を得ることができる。

【００２０】２は基体内部に設けられた導電部材で、導
電部材２は、銀、ニッケル、パラジウム、銅、白金、金
の少なくとも一つから構成することが好ましい。特にこ
の中でも、銀単体か銀合金（例えば、銀−ニッケル、銀
−パラジウム）で構成することが好ましい。また、導電
部材２の断面は、略円状や略矩形状で構成される。この
導電部材２は、基体１中に略直線的に配置されるか或い
は、図示していないが、スパイラル状に埋設してもよ
い。また、導電部材２として、固体状の導電部材を用い
ても、印刷や転写などで形成させた導電部材を用いても
良い。

【００２１】３は基体１の端面１ａ，１ｂにそれぞれ設
けられ、導電部材２と電気的に接触した外部電極で、外
部電極３は端面１ａ，１ｂと側面１ｃ，１ｄ，１ｅ，１
ｆの一部に設けられた構成となっており、この構成によ
って、回路基板等との接触面積を大きくすることがで
き、ランドなどとの接合性を向上させることができる。
また、外部電極３を端面１ａ，１ｂのみに設けることに
よって、電子部品の側面に半田などの接合材がはみ出さ
ないようにすることができるので、高密度実装などに有
効である。

【００２２】また、外部電極３の構成材料としては、
銀、金、銅、ニッケルの少なくとも一つかそれらの合金
が好適に用いられる。更に、半田等の接合材や、Ｓｎ単
体か若しくはＳｎとＡｇ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｂｉ，Ｉｎの少
なくとも一つから構成される鉛フリー半田等も好適に用
いられる。また、外部電極３を多層構造とすることもで
きる。例えば、銀などの導電性金属を塗布して焼き付
け、その上に、耐候性を向上させるためにＮｉやＮｉ−
Ｃｒ膜を設け、その上に半田や鉛フリー半田等を設け
る。

【００２３】最も一般的に用いられるものが、銀単体或
いは銀と他の合金を端面１ａ，１ｂに塗布して焼き付け
る方法が用いられ、この様な構成によって、製法が簡単
で、生産性などを向上させることができる。

【００２４】以上のように構成された電子部品の外形サ
イズ（高さ：Ｐ１，幅：Ｐ２，長さ：Ｐ３）は、０.３ｍｍ＜Ｐ１＜１.６ｍｍ０.３ｍｍ＜Ｐ２＜１.７ｍｍ０.６ｍｍ＜Ｐ３＜４.６ｍｍとなることが好ましい。

【００２５】なお、本実施の形態では、チップフィルタ
について説明したが、例えば、チップ抵抗、チップイン
ダクタ等の他のチップ部品等の電子部品に適応できる。

【００２６】以上のように構成された電子部品につい
て、その特徴部分について説明する。

【００２７】図２は、前記したように、本発明の実施の
形態による電子部品の横断面図である。積層工法で成形
した場合、図２のような積層構造になる。図２は６層構
造で、３層目と４層目の間に導電部材２が内在してい
る。また、２，３，４，５層目は同一材料の基体１Ａ、
１，６層目は同一材料の基体１Ｂから構成されている。

【００２８】ここで、基体１Ａと基体１Ｂは主結晶相が
同一であるが、基体Ｂには少なくとも略球形状や略球形
状が連結変形した気孔が内在する。基体１Ａは導電部材
２の近傍に存在し、電気的特性（例えばインピーダンス
特性）を維持するために最も高い特性値を発揮できる材
料を適用することが好ましい。一方、基体１Ｂは導電部
材２の近傍には存在せず、電気特性を維持する効果は大
きくないため、基体１Ａと同一材料にする必要はない
が、基体１Ａと基体１Ｂの主結晶相を同一にすることは
焼結性、焼成収縮率、電気的特性の面で好ましい。ま
た、基体Ｂには少なくとも略球形状や略球形状が連結変
形した気孔が内在するが、前記したような焼成体の研磨
工程など外部からの機械的衝撃、熱的衝撃によって生じ
るマイクロクラックの進展を前記気孔で抑制する効果が
ある。

【００２９】気孔の形状が略球形状や略球形状が連結変
形した形状であると、気孔自体によるマイクロクラック
の誘発を抑えることができ、前記した他部位で発生した
マイクロクラックの進展を抑制できるため好ましい。こ
れは、マイクロクラックが鋭角に進展し前記略球形状の
気孔まで達した場合、略球形状の気孔に丸みがあるため
鋭角な亀裂を止める効果がある。

【００３０】前記基体１Ｂに内在する略球形状や略球形
状が連結変形した部分の平均気孔径は３〜２０μｍ、気
孔率は１〜６％が好ましい。平均気孔径が３μｍ以下で
あったり気孔率が１％以下であると、前記気孔の存在率
が低いためにマイクロクラックの進展を抑制する効果が
小さく、平均気孔径が２０μｍ以上であったり気孔率が
６％以上であると、基体の機械的強度が低下するために
マイクロクラックは進展しやすくなる。

【００３１】基体１Ａは導電部材２の近傍に存在し、電
気特性（例えばインピーダンス特性）を維持するために
最も高い特性値を発揮できる材料を適用することが好ま
しい。一方、基体１Ｂは導電部材２の近傍には存在せ
ず、電気特性を維持する効果は大きくないため、基体１
Ａと同一材料にする必要はないが、基体１Ａと基体１Ｂ
の主結晶相を同一にすることは焼結性、焼成収縮率、電
気的特性の面で好ましい。また、前記基体１Ｂと前記導
電部材との距離は１５０μｍ以上であることが好まし
い。基体１Ａと基体１Ｂは主結晶相が同一であるが、基
体１Ｂには略球形状や略球形状が連結変形した気孔が存
在するため、導電部材の近傍に存在すると磁気特性が低
下してしまう。

【００３２】次に、図２のように構成される電子部品の
製造方法について以下に詳しく説明する。

【００３３】図３，図４及び図５はそれぞれ、本発明の
実施の形態による酸化物磁性材料シート成形工程の製造
外観図，同酸化物磁性材料シート積層工程の製造外観
図，及び同酸化物磁性材料積層体切断工程の製造外観図
である。図３，図４，図５において、４は酸化物磁性材
料スラリー、５は酸化物磁性材料シート、６は酸化物磁
性材料積層体である。

【００３４】まず、酸化物磁性材料粉末とバインダや分
散剤や可塑剤などを溶剤とともにボールミル内で十分に
分散させ、酸化物磁性材料スラリー４Ａを作製する。こ
れとは別に、酸化物磁性材料粉末と平均粒子径４〜１５
μｍの略球形状の気孔形成材粉末とバインダや分散剤や
可塑剤などを溶剤とともにボールミル内で十分に分散さ
せ、酸化物磁性材料スラリー４Ｂを作製する。気孔形成
材粉末の分散について、酸化物磁性材料粉末と気孔形成
材粉末を同時に有機溶剤等で分散する方法もあるが、気
孔形成材粉末の分散性が悪い場合は酸化物磁性材料粉末
と気孔形成材粉末をそれぞれ有機溶剤等で十分に分散し
た後に混合してもよい。

【００３５】ここで、気孔形成材に適用できるものには
ポリエチレンやポリスチレンなどの樹脂粉末やカーボン
粉末が考えられる。カーボン粉末は焼成工程における残
留物が存在しやすく磁気特性を低下させるが、ポリエチ
レンやポリスチレンなどの樹脂粉末は焼成で残留物が殆
どなく磁気特性の低下は小さいため好ましい。また、気
孔形成材は略球形状で平均粒子径４〜１５μｍであるこ
と、特に粒度分布の狭いもの（例えば１〜２０μｍ）を
適用することが好ましい。平均粒子径が４μｍ以下であ
ると、基体に存在する略球形状や略球形状が連結変形し
た気孔自体がマイクロクラックの鋭角形状に近づくため
にマイクロクラックは進展しやすくなり、平均粒子径１
５μｍ以上であると、基体の機械的強度が低下するため
にマイクロクラックは進展しやすくなる。

【００３６】次の工程では、図３のような塗工機に酸化
物磁性材料スラリー４Ａを充填して酸化物磁性材料シー
ト５Ａを成形する。これとは別に、図３のような塗工機
に酸化物磁性材料スラリー４Ｂを充填して酸化物磁性材
料シート５Ｂを成形する。

【００３７】次に、酸化物磁性材料シート５Ａと酸化物
磁性材料シート５Ｂをそれぞれ所定の寸法に切断する。
酸化物磁性材料シート５Ａについては、印刷方式や転写
方式などで酸化物磁性材料シート５Ａ表面に導電部材２
を特定パターンで形成させる。ここで、酸化物磁性材料
シート５Ａ表面には必ずしも導電部材を形成させなくて
もよく、後工程の積層成形工程において導電部材を酸化
物磁性材料シート５Ａの特定位置に挟みこんで形成させ
てもよい。

【００３８】次の積層成形工程では、図４のように導電
部材を酸化物磁性材料シート５Ａで挟み込み、これを酸
化物磁性材料シート５Ｂで挟み込んだ状態で積層プレス
して成形する。ここで、酸化物磁性材料シート５Ａは必
ず導電部材の近傍にあたる基体の内側に配置させ、酸化
物磁性材料シート５Ｂは導電部材の近傍ではなく基体の
外側に配置させる必要がある。

【００３９】積層プレス成形された酸化物磁性材料積層
体６は図５のようにカッター等により所定の寸法に切断
された後、焼成工程において基体を焼結させることで電
気的特性が得られる。焼成工程では酸化物磁性材料シー
ト５Ａと酸化物磁性材料シート５Ｂが一体焼成される
が、両酸化物磁性材料シートの主成分はほぼ同じに構成
されているため、酸化物磁性材料シート５Ａと酸化物磁
性材料シート５Ｂの接触部分においても焼結反応が同じ
ように進行する。これにより、焼成後の基体Ａ部分と基
体Ｂ部分の変形が小さく、寸法精度の高い電子部品が得
られる。

【００４０】以上のように、酸化物磁性材料を分散させ
たスラリーから酸化物磁性材料シートＡを作製し、酸化
物磁性材料と気孔形成材粉末を分散させたスラリーから
酸化物磁性材料シートＢを作製する工程と、前記酸化物
磁性材料シートＡ上に特定パターンの導電部材を形成さ
せる工程と、前記酸化物磁性材料シートＢをセットし、
その上から前記導電部材が形成された前記酸化物磁性材
料シートＡを前記導電部材が上側になるようセットし、
その上から前記酸化物磁性材料シートＡをセットし、そ
の上から前記酸化物磁性材料シートＢをセットし、積層
プレス成形する工程により、機械的衝撃や熱的衝撃に強
い電子部品を作製することができる。

【００４１】また、基体は少なくとも導電部材を取り囲
む基体Ａと基体Ａを取り囲む或いは挟み込む基体Ｂから
構成され、基体Ａと基体Ｂの主結晶相は同一であり、基
体Ｂには少なくとも略球形状や略球形状が連結変形した
気孔が内在することにより、機械的衝撃や熱的衝撃に強
くなり電気的特性を劣化させることなく機械的特性を向
上できる。

【００４２】

【発明の効果】本発明の電子部品としては、基体は少な
くとも導電部材を取り囲む基体Ａと基体Ａを取り囲む或
いは挟み込む基体Ｂから構成され、基体Ａと基体Ｂの主
結晶相は同一であり、基体Ｂには気孔が内在するように
規定したことによって、機械的衝撃や熱的衝撃に強くな
り電気的特性を劣化させることなく機械的特性を向上さ
せるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態による電子部品の斜視図

【図２】本発明の実施の形態による電子部品の横断面図

【図３】本発明の実施の形態による磁性材料シート成形
工程の製造外観図

【図４】本発明の実施の形態による磁性材料シート積層
工程の製造外観図

【図５】本発明の実施の形態による磁性材料積層体切断
工程の製造外観図

【符号の説明】

１基体２導電部材３外部電極４酸化物磁性材料スラリー５酸化物磁性材料シート６酸化物磁性材料積層体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者安村浩治大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者磯▲崎▼ 賢蔵大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内Ｆターム(参考） 5E070 AA01 AB01 AB03 BA11 BB01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基体と、前記基体に設けられた外部電極
と、前記基体中に設けられ前記外部電極と電気的に接続
された導電部材を備え、前記基体は少なくとも前記導電
部材を取り囲む基体Ａと前記基体Ａ上に設けられた基体
Ｂから構成され、前記基体Ａと前記基体Ｂの主結晶相は
同一であり、前記基体Ｂには気孔が内在しているととも
に、前記基体Ａには気孔を全く設けないかあるいは、前
記基体Ｂに存在する気孔の気孔率よりも小さな気孔率を
有するように前記基体Ａ中に気孔を設けたことを特徴と
する電子部品。
【請求項２】基体Ｂに内在する気孔の平均気孔径は３〜
２０μｍで気孔率は１〜６％であることを特徴とする請
求項１記載の電子部品。
【請求項３】基体Ｂと前記導電部材との距離が１５０μ
ｍ以上であることを特徴とする請求項１記載の電子部
品。
【請求項４】気孔は、基体Ａ或いは基体Ｂ中に樹脂粉末
を分散させて、前記樹脂粉末を焼失させて構成したこと
を特徴とする請求項１記載の電子部品。
【請求項５】気孔は、略球形状か略球形状が連結変形し
た形状の少なくとも一方であることを特徴とする請求項
１記載の電子部品。