JP2003243238A - コイル部品の製造方法とそれを用いたノイズ低減装置と電子機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明はコイル部品の製造方法に関し、特に
小型化が容易で、優れた特性のコイル部品の製造方法を
提供することを目的とする。 【解決手段】 セラミック素体１の少なくとも一部の表
面に導体層２を形成し、導体層２を螺旋状に切断した
後、熱処理を施して得られるコイル部品の製造方法であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は各種電子機器、通信
機器などに利用されるコイル部品の製造方法とそれを用
いたノイズ低減装置と電子機器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】コイル部品は各種電子機器、通信機器な
どに多用されており、近年は小型あるいは薄型、さらに
は多機能なコイル部品がますます要求されており、しか
も、回路の高周波化、高速信号化やデジタル化に伴って
ノイズ対策部品としてのコイル部品もますます重要にな
ってきている。

【０００３】従来これらの要望を満すコイル部品の製造
方法としては、フェライト磁性層とコイル用導体層を交
互に積層して得る方法や、あるいはフェライト磁性層に
コイル用導体層を形成し、これらを積層する方法、さら
にはセラミック素体に導体層を形成し、螺旋状に切断し
てコイル部品を得る方法など種々提案されている。さら
に、フェライトコア表面に螺旋状導体層を形成して、コ
イル部品を得る方法としては、フェライトにガラスを添
加したものを用いるものや、フェライトコア上にガラス
層を形成し、さらに導体層を形成する方法などが提案さ
れている。特に、前述したフェライトコア表面に螺旋状
導体層を形成してコイルを形成する方法では、コア材質
を特定のものに限定したり、導体下地層を特定のものに
することが必要であった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前述したように、フェ
ライトコア表面に螺旋状導体層を形成して、コイル部品
を得る方法としては、フェライトにガラスを添加したも
のを用いることが必要であったり、フェライトコア上に
ガラス層を形成し、さらに導体層を形成することが必要
な方法が既に提案されているが、これらはコア材質を特
定のものにしたり、導体下地層を特定のものにする必要
があった。

【０００５】本発明は以上のような従来の欠点を除去
し、セラミック素体の表面に直接螺旋状導体層を有する
コイル部品を得る製造方法を提供することを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明のコイル部品の製造方法は、セラミック素体の
少なくとも一部の表面に導体層を形成し、導体層を螺旋
状に切断した後、熱処理を施して得られるコイル部品の
製造方法としたものである。

【０００７】この本発明の製造方法によれば、セラミッ
ク素体の表面に直接螺旋状導体層を有するコイル部品を
得ることが可能となる。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、特に、セラミック素体の少なくとも一部の表面に導
体層を形成し、次に導体層を螺旋状に切断し、その後熱
処理を施すコイル部品の製造方法であり、セラミック素
体の表面に直接螺旋状導体層を有するコイル部品を得る
ことができる。

【０００９】請求項２に記載の発明は、特に、セラミッ
ク素体の少なくとも一部の表面に導体層を形成し、次に
導体層を螺旋状に切断し、その後熱処理を施し、次に外
部電極を形成するコイル部品の製造方法であり、実装性
の優れた外部電極を有するコイル部品を得ることができ
る。

【００１０】請求項３に記載の発明は、特に、セラミッ
ク素体の少なくとも一部の表面に導体層を形成し、次に
導体層を螺旋状に切断し、その後熱処理を施し、次に外
部電極を形成し、螺旋状に切断した導体層表面に外装材
を形成するコイル部品の製造方法であり、コイル絶縁性
の優れたコイル部品を得ることができる。

【００１１】請求項４に記載の発明は、特に、セラミッ
ク素体の少なくとも一部の表面に導体層を形成し、次に
導体層を螺旋状に切断し、その後螺旋状導体層の表面に
外装材を形成し、次に熱処理を施すコイル部品の製造方
法であり、絶縁性の優れたコイル部品を得ることができ
る。

【００１２】請求項５に記載の発明は、特に、セラミッ
ク素体の少なくとも一部の表面に導体層を形成し、次に
導体層を螺旋状に切断し、その後螺旋状に切断した導体
層表面に外装材を形成し、次に熱処理を施し、その後外
部電極を形成するコイル部品の製造方法であり、実装性
が優れたコイル部品を得ることができる。

【００１３】請求項６に記載の発明は、特に、前記セラ
ミック素体は、フェライト磁性体である請求項１〜５の
いずれか１つに記載のコイル部品の製造方法であり、イ
ンダクタンスの大きなコイル部品を得ることができる。

【００１４】請求項７に記載の発明は、特に、前記セラ
ミック素体は、主としてＴｉＯ₂を含んだ誘電体である
請求項１〜５のいずれか１つに記載のコイル部品の製造
方法であり、浮遊容量を積極的に利用したコイル部品を
得ることができる。

【００１５】請求項８に記載の発明は、特に、前記セラ
ミック素体は、ガラスとセラミックの混合体からなる請
求項１〜５のいずれか１つに記載のコイル部品の製造方
法であり、優れた高周波特性のコイル部品を得ることが
できる。

【００１６】請求項９に記載の発明は、特に、前記導体
層は、主として銀で構成されている請求項１〜５のいず
れか１つに記載のコイル部品の製造方法であり、低抵抗
のコイル部品を得ることができる。

【００１７】請求項１０に記載の発明は、特に、前記導
体層は、主として銀とパラジウムで構成されている請求
項１〜５のいずれか１つに記載のコイル部品の製造方法
であり、耐マイグレーション性の優れたコイル部品を得
ることができる。

【００１８】請求項１１に記載の発明は、特に、前記導
体層を螺旋状に切断する方法が、レーザーを用いた方法
である請求項１〜５のいずれか１つに記載のコイル部品
の製造方法であり、優れた生産性でコイル部品を得るこ
とができる。

【００１９】請求項１２に記載の発明は、特に、前記外
装材が主としてセラミックからなる請求項４または５に
記載のコイル部品の製造方法であり、絶縁性の優れたコ
イル部品を得ることができる。

【００２０】請求項１３に記載の発明は、特に、前記外
装材が、フェライトからなる請求項４または５に記載の
コイル部品の製造方法であり、優れた特性のコイル部品
を得ることができる。

【００２１】請求項１４に記載の発明は、特に、請求項
１〜５のいずれか１つに記載の製造方法で得られたコイ
ル部品を用いたノイズ低減装置であり、本発明の製造方
法で得られたコイル部品を用いたノイズ低減装置とする
ことで、優れたノイズ低減効果を発揮する装置となる。

【００２２】請求項１５に記載の発明は、特に、請求項
１〜５のいずれか１つに記載の製造方法で得られたコイ
ル部品を用いた電子機器であり、本発明の製造方法で得
られたコイル部品を用いた電子機器とすることによっ
て、特性の優れた電子機器となる。

【００２３】（実施の形態）以下、本発明の実施の形態
について図面を用いて説明する。

【００２４】図１から図５を用いて、本発明のコイル部
品の製造方法について説明する。まず、図１は代表的な
本発明の製造方法のセラミック素体１の模式的な外観図
を示す。（ａ）はセラミック素体１の模式的な外観斜視
図を示し、（ｂ）は正面図である。

【００２５】まず、ＮｉＺｎＣｕフェライト粉末１００
ｇに対してブチラール樹脂が８ｇ、ブチルベンジルフタ
レートが４ｇ、メチルエチルケトンが２４ｇおよび酢酸
ブチルが２４ｇ混合し、ポットミルを用いて混練して磁
性体スラリーを作製する。

【００２６】次に、このスラリーを使い、コータを用い
て乾燥後厚み０．２ｍｍの磁性体グリーンシートを作製
した。なおグリーンシートはＰＥＴフィルム上に形成す
る。

【００２７】その後、絶縁体グリーンシートを用いて、
図１に示すような形状のセラミック素体になるように金
型で成型加工した。プレス成型は室温で行い、成型圧力
は１０００ｋｇｆ／ｃｍ²で行う。

【００２８】次に、この成型によって作製したセラミッ
ク素体を９００℃で２時間保持する条件で焼成する。

【００２９】焼成したセラミック素体の全面に図２に示
すように湿式めっき法で銀電極からなる導体層２を形成
し、さらに図３に示すような螺旋状のコイル部３を形成
する。なお、導体層２を螺旋状に切断するのにＹＡＧレ
ーザーを用いる。さらに、コイル部３を形成した試料を
２００℃から９００℃の温度域で熱処理を施す。次に、
図４に示すように、コイル部３の表面に外装材４を形成
する。次に、図５に示すように、導体層２の表面に外装
材４を形成していない露出している部分に、さらに外部
電極５を形成する。この形態が、本実施の形態の特徴で
ある。

【００３０】本発明の基本的な製造方法は、図１から図
３を用いて示したように、セラミック素体１の表面に導
体層２を形成し、さらに導体層２の一部を螺旋状に切断
した後、熱処理を施す方法である。特に、重要なことは
螺旋状に導体層２を切断した後、熱処理を施すことによ
って切断時に発生したセラミック素体１や導体層２さら
には前記のそれぞれ単独ないしは両者が反応して生まれ
た加工変質層を熱処理を施すことによって、コイル部品
として重要な電気特性を確保することができる。さら
に、具体的には加工変質層は場合によっては、絶縁抵抗
が小さい物質が生成されることがあり、熱処理を施すこ
とによって絶縁抵抗が加工前の問題のないレベルに回復
可能である。例えば、セラミック素体１としてＮｉＺｎ
Ｃｕ系フェライトを用い、導体層２として銀電極を用
い、さらに螺旋状に切断するのにＹＡＧレーザーを用い
た場合、熱処理温度としては２００℃以上の温度でコイ
ル部品を得るのに必要な絶縁抵抗レベルに回復する。さ
らに、トランスのコイル間などのように十分な絶縁抵抗
を確保するためには、さらに高温度の熱処理を施すこと
によって、例えばＹＡＧレーザー加工前のレベルに回復
可能である。銀電極を用いた場合は、熱処理の限界温度
としては、銀の融点である約９６０℃までの温度が限界
となる。つまり、本発明の製造方法で重要なことは、導
体層２を螺旋状に切断してコイルを形成した後、熱処理
工程を経ることで以上の螺旋化に伴う絶縁性劣化を回復
させることができる。

【００３１】図４に示したコイル部品のコイル部３を覆
うように外装材４を設けることにより、コイル部３の保
護と絶縁が可能になる。外装材４を樹脂とした場合、こ
の樹脂にセラミック粉末を含有させると外装材４の強度
を向上できる。また、セラミック粉末を磁性粉末にすれ
ば、磁気シールド性や電気特性の向上が可能になる。当
然、樹脂系の外装材４を用いた場合は、熱処理温度の限
界温度はその耐熱温度となる。

【００３２】外装材４を形成した後、熱処理する方法で
は、例えばセラミック素体１にフェライト磁性材料を用
い、外装材４にもフェライト磁性材料を用いることで、
熱処理と外装材４の焼結も兼ねることができ、外装材４
形成後は、磁気回路的には閉磁路構成となり、優れた電
気特性のコイル部品を得ることができる。しかも、この
場合は、磁気シールド性もさらに向上する。

【００３３】セラミック素体１や外装材４は、非磁性体
であっても磁性体であってもいずれでもよい。必要なコ
イル部品特性を確保するために適宜選択すればよい。当
然のことながらこれらには絶縁性が要求される。非磁性
体としては、エポキシ、ポリイミドなどの有機系の絶縁
材料、ガラス、ガラスセラミックス、ＣｕＺｎ系フェラ
イトあるいはアルミナに代表されるようなセラミックス
などの無機系の絶縁材料などの電気的に絶縁性があれば
どのようなものであってもよい。磁性体としては、Ｎｉ
Ｚｎ系やＮｉＺｎＣｕ系、ＭｎＺｎ系などの一般に知ら
れる透磁率が大きいフェライト材料であればよい。Ｍｎ
Ｚｎ系フェライトの場合は、絶縁性が低いため、セラミ
ック素体１表面全面に絶縁体をコートし、その表面に導
体層２を形成するとよい。外装材５に関しては、有機物
に無機粒子を混合したものや無機物だけで構成したもの
でもよい。有機物に無機粒子を混入したものでは、無機
粒子の物性を適宜選択すればよい。

【００３４】セラミック素体１や外装材４を誘電率の低
いもので構成することによって、コイル間の浮遊容量を
低減することができ、コイルの自己共振周波数を高める
ことやコイルの高周波特性を改善することが可能にな
る。

【００３５】導体層２あるいは外部電極５の材料として
は電気的に良導体であれば何でもよいが、銀、銀とパラ
ジウムの合金や銀と白金の合金あるいは白金などが望ま
しい。さらには、複数層の異なる電極材料で構成したも
のでもよい。つまり、導体層２を湿式めっき法で形成す
る場合、セラミック素体１に無電解めっき法でまず下地
導体層を薄く形成し、この導体層を電極にして他の電極
材質を電気めっき法で形成する方法などで複数層の導体
層を容易に形成することができる。

【００３６】外部電極５としては導電性材料であればよ
いが、一般的には単一層でなく複数層から構成されるこ
とが望ましい。表面実装用とした場合にはプリント配線
板への実装時の実装強度あるいは実装時の半田の濡れ
性、半田くわれなどを配慮する必要があり、具体的には
最下層は導体層２と同じ導体材料を用い、中間層には半
田くわれを防止するニッケルを用い、最外層には半田に
対して濡れ性の良い半田あるいは錫などを用いる。

【００３７】しかしながら、これは一例であり、必ずし
もこの構成を採用する必要はなく、金属等の導電性に優
れた材料以外に導電性樹脂材料、銀と白金の合金や銀と
パラジウムの合金などでもよい。

【００３８】導体層２と外部電極５の一部の層を一体に
することによって、導体層２と外部電極５との接続信頼
性を優れたものにすることができる。例えば、図１から
図５を用いて示した方法のように、セラミック素体１の
表面全面に導体層２を、例えば銀で構成し、導体層２は
連続的な銀で構成される。外部電極４は銀を下地にし
て、さらにニッケルと錫の積層構造とすることによっ
て、接続信頼性を高めるとともに、チップ部品としての
実装性も優れたコイル部品になる。

【００３９】また、アルミナやフェライトなどのセラミ
ック基板に所定の配線パターンを形成し、セラミック基
板に窓を設けてコイル部品を挿入し、配線パターンとコ
イル部品の外部電極４を接続させ、厚膜形成プロセスを
用いて焼成して電気的に結線してもよい。

【００４０】導体層２を螺旋状に切断してコイル部３を
形成する方法としては、レーザー加工で行う方法、切削
加工で行う方法あるいはマスキングとマスキングを施し
ていない部分の導体を除去する方法などがある。さら
に、別な方法としては、外部電極５およびコイルを形成
していない部分にマスキングし、マスキングを施してい
ない部分に導体を形成する方法や外部電極４およびコイ
ル部３が形成される部分にのみ導体層を直接形成する方
法などもある。

【００４１】外部電極５は、導体層２のコイル部３にマ
スキングを施し、外部電極４の部分はマスキングせずに
露出した部分を電極にしてニッケルめっきおよび半田め
っきあるいは錫めっきを行う方法もあるが、前述したよ
うに、外装材４をマスキングに使うのが望ましい。さら
には、螺旋状コイルの形成方法としては、水、炭酸ガ
ス、砥粒などを吹き付けてのパターン形成あるいは刃物
や砥石を用いたパターン形成などや、金型やめっき等で
所定形状に予め形成した導体を転写する方法、マスキン
グしたものへの滴下、ポッティングあるいは溶射などの
方法などでもよい。導体層２はめっき、蒸着、スパッ
タ、塗布、転写、印刷、ディッピング、溶射、吹き付け
などで形成し、螺旋状へのパターンニングにはカット、
マスキング、エッチングなどを用いて行うことができ
る。さらには、セラミック素体１の表面形状をねじ状に
し、その表面に導体を形成し、ねじ山を排除する程度削
り落すことによって、セラミック素体１の表面の一部に
螺旋状導体からなるコイルを形成することも可能であ
る。

【００４２】セラミック素体１を得る方法としては、一
般に知られているグリーンシート成形法に金型成型法を
組み合わせた方法や粉末成型法などがある。

【００４３】前記のセラミック素体１を形成するための
ペーストないしスラリーは、各粉末とブチルカルビトー
ル、テルピネオール、アルコールなどの溶剤、エチルセ
ルロース、ポリビニルブチラール、ポリビニルアルコー
ル、ポリエチレンオキサイド、エチレン−酢酸ビニルな
どの結合剤、さらに、各種の酸化物あるいはガラス類な
どの焼結助剤を添加し、ブチルベンジルフタレート、ジ
ブチルフタレート、グリセリンなどの可塑剤あるいはさ
らに分散剤等を添加してもよい。これらを混合した混練
物を用いて各層を形成する。グリーンシートを作製する
場合のスラリーとしては、前記の溶剤に替えて蒸発性の
優れた各種の溶剤、例えば酢酸ブチル、メチルエチルケ
トン、トルエン、アルコールなどが望ましい。セラミッ
ク素体１を形成するときの焼成温度範囲としては約８０
０℃から約１６００℃の範囲である。

【００４４】以上の例で説明した通り、セラミック素体
１の少なくとも一部の表面に導体層２を形成し、導体層
２を螺旋状に切断してコイル部３を形成した後、熱処理
を施すことによって、従来知られるようなセラミック素
体を特定のものにすることや導体層の下地層に特定のも
のを用いる必要はなく、種々の構成が可能なコイル部品
を得ることができる。さらに開磁路回路や閉磁路回路の
構成も容易に可能となる。

【００４５】上記実施の形態においては、面実装タイプ
として両端等に外部電極４を設けたものについてのみ説
明してきたが、セラミック素体１にピン端子を埋設した
ものや、外部電極４の代りに端子を有するキャップ状電
極をセラミック素体１の両端に嵌合結合したリードタイ
プのコイル部品とすることも容易にできる。

【００４６】

【発明の効果】以上のように本発明は、セラミック素体
の少なくとも一部の表面に導体層を形成し、導体層を螺
旋状に切断した後、熱処理を施すコイル部品の製造方法
である。この発明によれば、種々の構成が可能であるた
め優れた電気特性のコイル部品を容易に得ることができ
る産業的価値の大なるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ），（ｂ）はそれぞれ本発明のコイル部品
の製造方法を示す斜視図と正面図

【図２】（ａ），（ｂ）はそれぞれ本発明のコイル部品
の製造方法を示す斜視図と断面図

【図３】（ａ），（ｂ）はそれぞれ本発明のコイル部品
の製造方法を示す斜視図と断面図

【図４】（ａ），（ｂ）はそれぞれ本発明のコイル部品
の製造方法を示す斜視図と断面図

【図５】（ａ），（ｂ）はそれぞれ本発明のコイル部品
の製造方法を示す斜視図と断面図

【符号の説明】

１ セラミック素体 ２ 導体層 ３ コイル部 ４ 外装材 ５ 外部電極

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 セラミック素体の少なくとも一部の表面
   に導体層を形成し、次に前記導体層を螺旋状に切断し、
   その後熱処理を施すコイル部品の製造方法。
2. 【請求項２】 セラミック素体の少なくとも一部の表面
   に導体層を形成し、次に前記導体層を螺旋状に切断し、
   その後熱処理を施し、次に外部電極を形成するコイル部
   品の製造方法。
3. 【請求項３】 セラミック素体の少なくとも一部の表面
   に導体層を形成し、次に前記導体層を螺旋状に切断し、
   その後熱処理を施し、次に外部電極を形成し、螺旋状に
   切断した導体層表面に外装材を形成するコイル部品の製
   造方法。
4. 【請求項４】 セラミック素体の少なくとも一部の表面
   に導体層を形成し、次に前記導体層を螺旋状に切断し、
   その後螺旋状に切断した導体層表面に外装材を形成し、
   次に熱処理を施すコイル部品の製造方法。
5. 【請求項５】 セラミック素体の少なくとも一部の表面
   に導体層を形成し、次に前記導体層を螺旋状に切断し、
   その後螺旋状に切断した導体層表面に外装材を形成し、
   次に熱処理を施し、その後外部電極を形成するコイル部
   品の製造方法。
6. 【請求項６】 前記セラミック素体は、フェライト磁性
   体である請求項１〜５のいずれか１つに記載のコイル部
   品の製造方法。
7. 【請求項７】 前記セラミック素体は、主としてＴｉＯ
   ₂を含んだ誘電体である請求項１〜５のいずれか１つに
   記載のコイル部品の製造方法。
8. 【請求項８】 前記セラミック素体は、ガラスとセラミ
   ックの混合体からなる請求項１〜５のいずれか１つに記
   載のコイル部品の製造方法。
9. 【請求項９】 前記導体層は、主として銀で構成されて
   いる請求項１〜５のいずれか１つに記載のコイル部品の
   製造方法。
10. 【請求項１０】 前記導体層は、主として銀とパラジウ
    ムで構成されている請求項１〜５のいずれか１つに記載
    のコイル部品の製造方法。
11. 【請求項１１】 前記導体層を螺旋状に切断する方法
    が、レーザーを用いた方法である請求項１〜５のいずれ
    か１つに記載のコイル部品の製造方法。
12. 【請求項１２】 前記外装材が、主としてセラミックか
    らなる請求項１〜５のいずれか１つに記載のコイル部品
    の製造方法。
13. 【請求項１３】 前記外装材が、フェライトからなる請
    求項４または５に記載のコイル部品の製造方法。
14. 【請求項１４】 請求項１〜５のいずれか１つに記載の
    コイル部品の製造方法で得られたコイル部品を用いたノ
    イズ低減装置。
15. 【請求項１５】 請求項１〜５のいずれか１つに記載の
    コイル部品の製造方法で得られたコイル部品を用いた電
    子機器。