JP2008130736A - 電子部品及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 積層インダクタや、インダクタを内蔵する多層基板等の電子部品において、励磁電流によってインダクタンス値の変動が少なく、かつ大きな励磁電流であっても、インダクタンスが急激に低下する事のない電子部品を提供する。
【解決手段】 積層体の積層方向に複数の導体パターンを接続してなるコイルで形成したインダクタを含む電子部品であって、コイルを形成する全ての導体パターンを非磁性体層に直接して形成し、導体パターンの周囲には、その厚みと略等しい厚みの第１磁性体、非磁性体層に直接に配置し、導体パターンの端部は、非磁性体層に設けたビアホールを介して他の導体パターンと接続し、コイルの上下には第２磁性体層を配した。
【選択図】 図１

Description

本発明は、積層インダクタや積層インダクタを内蔵する基板、並びにＤＣ−ＤＣコンバータ制御回路、スイッチング素子を含む半導体集積回路等の能動素子と、コンデンサなどの受動素子を複合したＤＣ−ＤＣコンバータ等の電子部品およびその製造方法に関する。

携帯型の各種電子機器（携帯電話、携帯情報端末ＰＤＡやノート型コンピュータ、ＤＶＤ，ＣＤ，ＭＤプレイヤー、デジタルカメラ、ビデオカメラ等々）は、電源として電池を用いるものが多く、電源電圧を所定の動作電圧に変換する電力変換装置としてＤＣ−ＤＣコンバータを備えている。
ＤＣ−ＤＣコンバータは、スイッチング素子、制御回路を含む半導体集積回路（能動素子）とインダクタ、コンデンサなどの受動素子を、接続線路が形成されたプリント基板等の上にディスクリート回路として構成するのが一般的であるが、電子機器の小型化に伴い、受動素子の小型化、低背化や、受動素子と能動素子との複合化が求められている。

これまで、磁心に導線を巻いた巻線タイプのインダクタが多く用いられてきたが、小型化には限界があり、積層インダクタが用いられる様になって来た。また、積層インダクタを多層基板として、これに半導体集積回路を実装して複合化することも提案されている。
積層インダクタや多層基板等の電子部品の一般的な構造を図５の斜視図に示す。電子部品は、磁性体（フェライト）１０と内部導体（導体パターン）２０とをシート積層法、印刷法などにより一体成形した後，同時焼成し、得られた焼成体表面に外部端子用ペーストを印刷または転写し、焼き付けて外部端子５０として製造される、所謂モノリシック構造を有する。このような電子部品は機械的強度に優れ、かつ小型化に適した構造ではあるが、一方で構造に起因する幾つかの課題があった。以下積層インダクタを例にとって説明する。

第１の課題は直流重畳特性である。従来の巻線タイプのインダクタは開磁路構造であったが、積層インダクタは閉磁路構造（図６参照）であるため，大きな励磁電流（重畳電流とも言う）を流すと磁性体１０が磁気飽和することによりインダクタンスが急激に低下する場合があった。直流重畳特性はＤＣ−ＤＣコンバータに用いる場合には特に問題となる。

このような課題を解決するため、例えば特許文献１には、印刷形成された非磁性の絶縁体層１５を磁性体層１０の間へ介在させて磁気ギャップとし、積層インダクタを開磁路構造とすることが提案されている（図７参照）。この方法によれば、直流重畳特性を改善することが出来るものの、印刷形成される非磁性絶縁体層は厚みがばらつき易く、安定したインダクタンスが得られない場合があった。
またその内部においては、内部導体２０に流れる励磁電流により磁束φａが形成されるとともに、周囲が磁性体に囲まれた内部導体２０ａの周囲には漏れ磁束φｂが生じ、絶縁体層１５に隣接する内部導体２０ｂの周囲には漏れ磁束φｃが生じる。図６に示した従来構造のインダクタでは、内部導体２０の周囲に生じる漏れ磁束φｂは相互に打ち消し合う。ところが、図７示した従来構造のインダクタでは、内部導体２０ａと内部導体２０ｂとの間で漏れ磁束が相殺されず、その分、インダクタンス値は高くなる。しかしながら大きな励磁電流となれば、内部導体２０間の磁性体１０が局部的に磁気飽和しインダクタンス値が低下する。このように前記積層インダクタは、励磁電流によってもインダクタンス値が大きく変動し直流重畳特性に劣るものであった。
なお、このようなインダクタンス値の変化は非線形特性（スイング特性）と呼ばれており、積極的に利用される場合がある。しかしながら、非磁性絶縁体層の厚みがばらつきやすい構造では、非線形特性を制御するのは実質的に困難である。

第２の課題は品質係数Ｑの低下である。図６に示した従来の積層インダクタでは、隣り合う内部導体２０の間に磁性体１０が存在する。また、内部導体に流れる電流の向きも同じのなので、それぞれの内部導体２０は同じ方向の磁束φａを生じさせる。内部導体２０の間には漏れ磁束φｂが生じるが、それぞれの漏れ磁束φｂの方向が逆方向となるため、磁気抵抗が増し、インダクタンス値の低下や品質係数Ｑが低下するという問題があった。
このような課題を解決するため、例えば特許文献２には、上下に重畳する部分の内部導体間を低透磁率の電気絶縁体３０として、漏洩磁束を低減した積層インダクタが開示されている（図８参照）。電気絶縁体３０としては、透磁率の低い磁性体、誘電体、あるいはセラミックが例示されている。しかしながら、電気絶縁体３０の選択によっては、磁性体１０との線膨張係数差により内部応力が生じ、後述する磁性体の磁歪効果によって透磁率が変化したり、内部クラックが発生したりするといった問題があった。

第３の課題は応力に対する透磁率の変化である。このような現象は磁歪効果と呼ばれ、磁性体が持つ磁歪により生じる現象である。積層インダクタに与えられる応力は様々なものがあるが、特に積層インダクタにおいては、磁性体に内部導体との線膨張係数の差異により内部に応力が作用する点で、従来のインダクタと異なる。
このような課題を解決するため、例えば特許文献３や特許文献４では、磁性体１０と内部導体２０との間に応力緩和材３５や空隙を介在させることが開示されている（図９参照）。また、特許文献５には磁性体と内部導体との間に応力緩和材を配置し、その熱膨張率を磁性体と内部導体の各熱膨張率の間とすることが開示されている。しかしなが、このような構造では積層インダクタの機械的強度の低下を招くことがあった。
特開昭５６−１５５５１６号 特開昭５７−１７３９１８号 特開平０６−９６９５３号 特開平０４−６５８０７号 特開平０８−８３７１５号

前述の様に、未だ従来の積層インダクタは様々な課題を有している。そこで本発明では、積層インダクタや、インダクタを内蔵する多層基板等の電子部品において、励磁電流によってインダクタンス値の変動が少なく、かつ大きな励磁電流であっても、インダクタンスが急激に低下する事のない電子部品を得ることを第１の目的とする。さらに磁性体に作用する内部応力を低減し、透磁率の変化や、内部クラックの発生を防ぐことを第２の目的とする。

本発明は、積層体の積層方向に複数の導体パターンを接続してなるコイルで形成されたインダクタを含む電子部品であって、コイルを形成する全ての導体パターンは非磁性体層に直接して形成され、前記導体パターンの周囲には、その厚みと略等しい厚みの第１磁性体層が、前記非磁性体層に直接して配置され、前記導体パターンの端部は、非磁性体層に設けられたビアホールを介して他の導体パターンと接続し、前記コイルの上下には第２磁性体層を有することを特徴とする電子部品である。
本発明の電子部品では、コイルを形成する導体パターンのうち、隣接する導体パターン間の間隙には非磁性体層のみが配置されている。前記非磁性体層は、コイルを形成する導体パターンに比べて、その厚みは１／８〜１／２程度であり、またコイルを形成する全ての導体パターンに直接して形成されているため、それぞれの導体パターン間での漏洩磁束が低減し、インダクタンス値の低下を防ぐことが出来る。
また、コイルの内側領域も、あるいはコイルの内側及び外側の領域も導体パターン間に位置する非磁性体層が配置されており、反磁界によって励磁電流に対して容易に磁気飽和しない開磁路構造となる。このため、低励磁電流から高励磁電流において安定したインダクタンス値を得ることが出来る。

さらに非磁性体層の形成は、ドクターブレード法等の公知のシート成形方法を採用することが出来るため、印刷形成法による場合に比較して厚みのばらつきを少なく構成できる。非磁性体層の厚みのばらつきは、磁気ギャップ寸法のばらつきと等しい。このため厚み寸法が大きくばらつきが小さい程、高精度のインダクタとなる。

前記第１磁性体層と前記第２磁性体層は、Ｍｇ−Ｚｎ系フェライト、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライト、Ｌｉ−Ｚｎ系フェライトから選択される軟磁性材料を主成分とするフェライト材料で構成するのが好ましい。Ｌｉ−Ｚｎ系フェライトは他のフェライトと比べて磁歪定数が小さく、内部電極や外部端子、あるいはめっき比較、樹脂封止などの応力が作用する場合に、磁気特性の変動が少ないので好ましい。Ｍｇ−Ｚｎ系フェライトは、酸化ニッケル等の高価な金属成分を使わないため、低廉であり好ましい。Ｎｉ−Ｚｎ系フェライトはＭｇ−Ｚｎ系フェライトやＬｉ−Ｚｎ系フェライトと比べて、低損失であるため好ましい。
第１磁性体層と第２磁性体層に用いるフェライト材料の選定は、インダクタとして要求される諸特性により適宜選択される。このため、第１、第２磁性体層は、それぞれ同じフェライト材料を用いて構成しても良いし、異なるフェライト材料を用いて構成しても良い。異なるフェライト材料とは、同系のフェライト材料であって、組成量が異なる場合や、平均結晶粒径等が異なる場合も含む。

前記第１磁性体層及び／又は前記非磁性体層は、Ｂｉを含むことが好ましい。Ｂｉはセラミクスの焼結温度を低下させる機能を有する。前記非磁性体層は、ケイ酸ジルコニウム、ジルコン酸カルシウム、ジルコニウムを主成分とするセラミクスとするのが好ましい。本発明においては、非磁性体層が第１磁性体層や第２磁性体層に直接して配置されるため、第１磁性体層、第２磁性体層は線膨張係数が大きな導体パターンの影響を受けにくく、また、前記セラミクスは第１磁性体層や第２磁性体層を構成するフェライトと線膨張係数差が小さいため、内部応力の発生を抑え、フェライトの透磁率の変化や、内部クラックが発生することを抑止することが出来る。
前記セラミクスは、通常第１磁性体層と第２磁性体層を構成するフェライト材料の焼結温度は焼結しないが、Ｂｉを含有させることで焼結が促進されるため、第１、第２磁性体層及び内部電極と一体焼結することが出来る。

第２の発明は、積層体の積層方向に複数の導体パターンを接続してなるコイルで形成されたインダクタを含む電子部品の製造方法であって、非磁性体のセラミックグリーンシートに導体パターンを印刷し、しかる後、前記導体パターンの周囲に第１磁性体のペーストを印刷して複合シートを形成する工程と、前記複合シートを複数枚積層した後、圧着して、前記導体パターンがビアホールを介して互いに接続するコイルを形成した積層体とする工程を有することを特徴とする電子部品の製造方法である。第１磁性体はその厚みが実質的に導体パターンと同じとなるように、ペーストを用いて導体パターンの周囲に印刷形成される。
複合シートは段差のない平坦なものが好ましいが、導体パターンの端縁部と第１磁性体のペーストが重なり合う場合に、重なり部で第１磁性体の盛り上りが生じたりする。また導体パターンが第１磁性体に対して盛り上がる場合もある。このような場合には複合シートの平滑性が損ねられ、積層の際に、空気を巻き込んでデラミネーションを誘発したり、圧力が均一に作用せず積層ずれを引き起こしたりする。そこで、更に複合シートを形成する工程の後、複合シートをプレスして平坦化しても良い。なお第１磁性体のペーストは導体パターンの周囲に導体パターンの端縁部と第１磁性体のペーストが重なり合わないように形成しても良い。また印刷後の導体パターンの断面形状は、中央部が厚く端縁部近傍ほど薄くなる傾向にある。そこで、予め導体パターンを印刷形成したセラミックグリーンシートをプレスして、前記導体パターンを平坦化しても良い。

第３の発明は、積層体の積層方向に複数の導体パターンを接続してなるコイルで形成されたインダクタを含む電子部品の製造方法であって、非磁性体のセラミックグリーンシートに導体パターンの印刷パターンに相応する部分を除いて第１磁性体のペーストを印刷し、しかる後、導体パターンを印刷して複合シートを形成する工程と、前記複合シートを複数枚積層した後、圧着して、前記導体パターンがビアホールを介して互いに接続するコイルを形成した積層体とする工程を有することを特徴とする電子部品の製造方法である。本発明は第２の発明とは、非磁性体のセラミックグリーンシートに、先に導体パターンの印刷パターンに相応する部分を除いた領域に第１磁性体のペーストを印刷し、しかる後、導体パターンを印刷する点で異なる。

第２、第３の発明においては、更にコイルの上下に第２磁性体のグリーンシートを積層する工程を備えるのが好ましい。本工程は、複合シートを積層してなる積層体の積層方向の上下に、第２磁性体のグリーンシートを積層してなる他の積層体を重ねて圧着する場合や、予め複数枚の第２磁性体のグリーンシートを積層する工程の後、その上に複合シートを複数枚積層し、更にその上に第２磁性体のグリーンシートを積層する場合を含む。

本発明によれば、積層インダクタや、インダクタを内蔵する多層基板等の電子部品において、励磁電流によってインダクタンス値の変動が少なく、かつ大きな励磁電流に対応可能であり、さらに磁性体に作用する内部応力を低減し、透磁率が変化や、内部クラックの発生を防ぐことが出来る。

以下，本発明をその実施のための形態を示す図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施例に係る電子部品（積層インダクタ）の断面図である。図２（ａ）〜（ｆ）は電子部品を構成するための複合シートの断面図である。図３は電子部品を構成する複合シートの積層順を説明するための斜視図である。尚、ここでは導体パターン等については、その記載を省略している。また図６は電子部品（積層インダクタ）の斜視図である。本実施例の積層インダクタは、積層体の側面側に非磁性体層４０が現れる以外は、一般的な積層インダクタの外観とほぼ同一である。

積層インダクタは、帯状の導体パターンを形成した第１、第２の複合シートと磁性体シートを主体として構成されている。
第１の複合シートは、磁性体シート１０ａに導体パターン２０を印刷形成するとともに（図２（ａ））、更に前記導体パターン２０の周囲にその厚みと略等しい厚みの磁性体１０ｂが磁性体シート１０ａと導体パターン２０に直接して印刷形成されている（図２（ｂ））。第２の複合シートは、非磁性体シート４０に導体パターン２０を印刷形成するとともに（図２（ｃ））、更に前記導体パターン２０の周囲にその厚みと略等しい厚みの磁性体１０ｂが非磁性体シート４０と導体パターン２０に直接して印刷形成されている（図２（ｄ））。
第１、第２の複合シートにおいて、磁性体シート１０ａあるいは非磁性体シート４０に、先に導体パターン２０を印刷形成しても良いし、磁性体１０ｂを先に印刷形成しても良い。
図２（ｅ）は、第２の複合シートの導体パターン２０部分を拡大した図である。導体パターン２０を先に印刷形成する場合には、磁性体１０ｂが導体パターン２０の縁部に被る状態となる。また、図２（ｆ）は磁性体１０ｂを先に印刷形成する場合について示している。この複合シートでは、磁性体１０ｂを印刷形成した後、導体パターン２０を開口部に印刷形成することで、導体パターン２０が磁性体１０ｂの縁部を覆う状態となる。

図３は、積層工程の手順を説明するための図である。これに基づいて複合シートの積層順を説明する。
支持体となるキャリアフィルム上に形成された磁性体シート１０ａを、前記キャリアフィルム（図示せず）とともに所定の形状に切断し、これをプレートに配置するとともにキャリアフィルム側を吸着保持する。次に他の磁性体シート１０ａをキャリアフィルムが上になるようにして重ねて圧着し、キャリアフィルムを剥離する。これを所定回数繰り返して第２磁性体層となる部分を形成した。更に複数の電極パターンが形成された第２の複合シート１５０ｂを重ねて圧着し、キャリアフィルムを剥離することを所定回数繰り返した後、第１の複合シート１５０ａを圧着しキャリアフィルムを剥離して、導体パターン間に非磁性体層が形成されたコイル部を形成した。前記導体パターン２０は、その端部が非磁性体層４０や磁性体シート１０ａに設けられたビアホールを介して他の導体パターン２０と接続して周回するコイルとなる。この上に別の磁性体シート１０ａを圧着して、コイルとなる部分の上下に第２磁性体層を形成した積層体とした。

前記キャリアフィルムは、５０μｍ〜２５０μｍ程度の厚みで、表面に剥離材としてのシリコーン樹脂をコーティングしたポリエステルフィルムが用いられる。このキャリアフィルム上に成形される磁性体シート１０ａや非磁性体シート４０は、ドクターブレード法、ダイコータ法、ロールコータ法などの公知の成形方法により成形される。成形される磁性体シート１０ａの厚みは１０μｍ〜３００μｍであり、非磁性体シート４０の厚みは３〜２０μｍであり、得ようとする積層インダクタの電気的性能に応じて、適宜成形される。
前記積層体を一定の間隔をもって切断して、対向する側面に導体パターンの端部を露出させた個片の積層体とした。これを８５０℃〜９５０℃で２〜６時間焼結した後、バレル研磨し、コイルの両端が現れた積層体の側面にＡｇペーストを焼き付けて外部端子５０と形成した。導体パターンや外部端子を構成する導体材料は、抵抗率が小さく、低廉のものが好ましいが、Ａｇの他に、Ｐｔ，Ｐｄ，Ａｕ，Ｃｕ，Ｎｉの１種以上を含有する合金等から選択しても良い。

本発明において、磁性体１０ｂにより形成される第１磁性体層や、磁性体シート１０ａで形成される第２磁性体層を構成するフェライトは、インダクタとして要求される磁気特性（初透磁率、損失、品質係数等）に応じて適宜選定されるものであるが、比抵抗が大きく、比較的低損失であることから、Ｎｉ−Ｚｎフェライトが用いられることが多い。

好ましいＮｉ−Ｚｎフェライトは、例えばＦｅ_２Ｏ_３換算で４７〜５０．５ｍｏｌ％、ＺｎＯ換算で１９〜３０ｍｏｌ％、残部がＮｉＯの主成分を有するものである。低温焼結化を目的として、Ｎｉの一部をＣｕで１５ｍｏｌ％以下（ＣｕＯ換算）置換しても良い。所望の透磁率を得ながら、高い飽和磁束密度を得るには、ＮｉＯ／ＣｕＯのモル比を０．３〜５．８とするのが好ましい。
ここでＦｅをＦｅ_２Ｏ_３換算で４７〜５０．５ｍｏｌ％含有させるのは、透磁率を低下させずに、高い飽和磁束密度Ｂｓを得るためである。４７ｍｏｌ％未満であると所望の透磁率、飽和磁束密度が得られず、５０．５ｍｏｌ％より多いとＦｅ^２＋の増加によって抵抗値が低下するという問題が生じる。
ＺｎをＺｎＯ換算で１９〜３０ｍｏｌ％含有させるのは高い飽和磁束密度を得るためである。１９ｍｏｌ％未満であると所望の磁束密度が得られず、３０ｍｏｌ％より多いとキュリー温度が低下し実用温度範囲を下回るという問題が生じる。

更に副成分として、Ｎｂ、Ｔａ、Ｖ、Ｔｉ、Ｂｉ、Ｃｏ、Ｓｎ、Ｃａ、Ｓｉの酸化物を、それぞれ、Ｎｂ_２Ｏ_５、Ｔａ_２Ｏ_５、Ｖ_２Ｏ_５、ＴｉＯ_２、Ｂｉ_２Ｏ_３、Ｃｏ_３Ｏ_４、ＳｎＯ_２、ＣａＯ、ＳｉＯ_２換算で、Ｎｂ_２Ｏ_５：０．０１〜１．０ｗｔ％、Ｔａ_２Ｏ_５：０．１〜１．５ｗｔ％、Ｖ_２Ｏ_５：０．１〜１．５ｗｔ％、ＴｉＯ_２：０．１〜１．５ｗｔ％、Ｂｉ_２Ｏ_３：０．１〜１．５ｗｔ％、Ｃｏ_３Ｏ_４：０．１〜１．５ｗｔ％、ＳｎＯ_２：０．１〜１．５ｗｔ％、ＣａＯ：０．１〜１．５ｗｔ％、ＳｉＯ_２：０．１〜１．５ｗｔ％含んでいても良い。
副成分としてＮｂをＮｂ_２Ｏ_５換算で０．０１〜１．０ｗｔ％含有すれば結晶粒径を制御する効果を得る。ＴａをＴａ_２Ｏ_５換算で０．０１〜１．０ｗｔ％含有することで、抵抗率を向上することが出来る。ＴｉをＴｉＯ換算で０．０１〜２．０ｗｔ％含有することで、抵抗率を向上することが出来る。ＶをＶ_２Ｏ_５換算で０．１〜１．５ｗｔ％含有するのは、低温焼結を促進するためである。ＢｉをＢｉ_２Ｏ_３換算で０．１〜１．５ｗｔ％含有するのは、低温焼結を促進するとともに、抵抗率を向上させるためである。ＣｏをＣｏ_３Ｏ_４換算で０．１〜１．５ｗｔ％含有するのは、高周波損失を低減するためである。ＳｎをＳｎＯ_２換算で０．１〜１．５ｗｔ％含有するのは、ヒステリシス損失を低減するためである。ＣａをＣａＯ換算で０．１〜１．５ｗｔ％含有するのは、粒成長を抑制するためである。ＳｉをＳｉＯ_２換算で０．１〜１．５ｗｔ％含有するのは、粒成長を抑制するためである。Ｓｎは結晶粒内に固溶し格子定数を変化させることで、磁歪特性を改善し、応力に対する磁気特性の変化を低減する。また、Ｓｉ、Ｖ、Ｂｉは粒界に存在して結晶粒の引張り応力を与える。この場合も磁歪特性を改善することが出来る。

これらの副成分が所定量よりも多い場合には、低温焼結性を阻害したり、焼結密度が低下したり、機械的強度（抗折強度）が低下したりする問題がある。また少ない場合には、その添加による明確な効果が得られない。また、前記副成分は単独で添加しても２種以上添加しても良い。複合添加する場合には、その総量を５ｗｔ％以下とするのが好ましい。総量が５ｗｔ％を超える場合も、焼結性を阻害する場合がある。
また素原料中に不可避的に含まれるＮａ，Ｓ，Ｃｌ，Ｐ、Ｗ，Ｂ等の不可避不純物は、極力低減するのが好ましいが、工業的に供される素原料中に含む程度は、その含有を許容し、０．０５ｗｔ％以下であるのが好ましい。

他のフェライトとしては、Ｆｅ_２Ｏ_３、ＺｎＯ、ＭｇＯ（一部をＣｕＯで置換しても良い）を主成分とするＭｇ−Ｚｎフェライトや、Ｆｅ_２Ｏ_３、ＺｎＯ、ＬｉＯ（一部をＣｕＯで置換しても良い）を主成分とするＬｉ−Ｚｎフェライトが用いられる。Ｍｇ−Ｚｎフェライトであれば、高価なＮｉを用いる事無く、低廉な積層インダクタとすることが出来る。またＬｉ−Ｚｎフェライトであれば、磁歪による磁気特性の劣化が少ない積層インダクタとすることが出来る。

第１磁性体層と第２磁性体層には、実質的に同一なフェライト材料を用いるのが好ましい。ここで実質的に同一とは、主成分組成が同一のフェライト材料を用いるということであって、副成分やその添加量が異なる場合があるし、結晶粒径が異なる場合もある。

また前記非磁性体層は、使用される温度範囲にて透磁率が実質的に１となるフェライト材料や、ケイ酸ジルコニウム、ジルコン酸カルシウム、ジルコニウムのいずれかを主成分とするセラミック材料を用いるのが好ましい。１磁性体層と第２磁性体層を構成するフェライトとの線膨張係数差が、導体パターンを構成する導体材料に比べて小さい材料が選択される。前記セラミック材料の線膨張係数は、ケイ酸ジルコニウムが４ｐｐｍ／℃、ジルコン酸カルシウムが９．６ｐｐｍ／℃、ジルコニウムが８ｐｐｍ／℃である。前記セラミック材料等を用いることで、内部応力の発生を抑え、フェライトの磁歪による磁気特性の変動を低減し、透磁率の変化や、内部クラックが発生することを抑止することが出来る。

本発明ではコイルを構成する複数の導体パターンが、非磁性体層に直接して形成される。そしてコイルの内外側には、導体パターンの厚みと略等しい第１磁性体層が非磁性体層と直接して配置されている。非磁性体層を構成するのにセラミックグリーンシートを用いるため、積層インダクタとしたときに、非磁性体層の厚みを精度良く形成できる。前記非磁性体層は磁気ギャップとして機能するので励磁電流によってインダクタンス値が大きく変動するのを防ぐとともに、個々のインダクタンス値のばらつきを小さくすることが出来る。
また、直流抵抗を低減するように導体パターンを厚く形成しても、第１磁性体層によって圧着時に生じやすい層間剥離（デラミネーション）を防ぐことが出来る。

以下、本発明の実施例について詳細に説明する。第１磁性体層と第２磁性体層には、Ｆｅ_２Ｏ_３：４７．５ｍｏｌ％、ＮｉＯ：１９．７ｍｏｌ％、ＣｕＯ：８．８ｍｏｌ％、ＺｎＯ：２４．０ｍｏｌ％を主成分とし、この主成分に対してＢｉ_２Ｏ_３：１ｗｔ％、Ｃｏ_３Ｏ_４：０．０８ｗｔ％、ＳｎＯ_２：０．５ｗｔ％、ＳｉＯ_２：０．５ｗｔ％を副成分として添加・含有するフェライト材料を用いた。

前記酸化物を秤量、混合し、８５０℃で２時間仮焼して、その仮焼体をボールミルで湿式粉砕してＢＥＴ比表面積が７．０ｍ^２／ｇのフェライト粉末とした。これに、エチルセルロースなどのバインダー、溶剤と配合し、各々の配合物を三本ロールで混練して第１磁性体層用のフェライトペーストを作製した。

また、前記ＢＥＴ比表面積が７．０ｍ^２／ｇのフェライト粉末に、ポリビニルブチラールを主成分としたバインダーと、エタノール、トルエン、キシレン等の溶媒とともにボールミル中で混練してスラリーとし、粘度を調製した後、ポリエステルフィルム等の樹脂フィルム上にドクターブレード法等で塗布し、乾燥後の厚みが１０μｍと６０μｍの第２磁性体層用のフェライトグリーンシートを作製した。

また、平均結晶粒径が０．５μｍのジルコニア（ＺｒＯ_２）を用い、ポリビニルブチラールを主成分としたバインダーと、前記溶媒とともにボールミル中で混練してスラリーとし、粘度を調製した後、ポリエステルフィルム等の樹脂フィルム上にドクターブレード法等で塗布し、乾燥後の厚みが１０μｍの非磁性体用のグリーンシートを作製した。

次に、第２磁性体層用のフェライトグリーンシート（厚み１０μｍ）にＡｇペーストを印刷し、コイルを形成する導体パターンを形成した。乾燥後、前記導体パターンの周囲に第１磁性体層用のフェライトペーストを印刷し、乾燥させて厚みが３０μｍの第１の複合シートを作成した。
また、非磁性体用のグリーンシートにＡｇペーストを印刷し、コイルを形成する導体パターンを形成した。乾燥後、前記導体パターンの周囲に第１磁性体層用のフェライトペーストを印刷し、乾燥させて厚みが３０μｍの第２の複合シートを作成した。前記第２の複合シートには電気的接続を行なうビアホールが形成されている。
得られた第２磁性体層用のフェライトグリーンシート（厚み６０μｍ）を下層として、これを６層重ね、更に第２の複合シートを７層重ねた。更にその上に第２の複合シートを１層重ね、その上に第２磁性体層用のフェライトグリーンシート（厚み６０μｍ）を６層重ねた。これを圧着して積層体を形成した。得られた積層体を所定の大きさ（例えば焼結後寸法が３．２ｍｍ×１．６ｍｍ×１．０ｍｍ）に切断し、これを脱バインダー後、大気中で９００℃×３時間焼成した。
導体パターンが露出している側面に、Ａｇを主成分とした導電性ペーストを塗布し、約６００℃で焼き付けを行い、外部端子を形成して７．５ターンのコイルを内蔵した積層インダクタを作成した。外観や内部構造は、コイルの巻数が異なるものの、図１や図３に示した構造と実質的に同一である。

実施例の積層インダクタは、導体パターン間に厚み精度良く非磁性体層が設けられているため、導体パターン間に生じる漏れ磁束が極僅かであり、また、非磁性体層と磁性体層の線膨張係数差が導体パターンに対して小さく、内部応力の発生を減じることが出来、その結果高いＱ値を有し、個々のインダクタンス値のばらつきが小さく、また大励磁電流となってもインダクタンス値が安定した直流重畳特性を示した。
また任意に１０ケ抜き取りＳＥＭにてコイル周辺の断面観察を行なった。クラック等の発生は無く、構造的な欠陥を生じたものは無かった。

本発明によれば、積層インダクタや、インダクタを内蔵する多層基板等の電子部品において、励磁電流によってインダクタンス値の変動が少なく、かつ大きな励磁電流に対応可能であり、さらに磁性体に作用する内部応力を低減し、透磁率が変化や、内部クラックの発生を防ぐことが出来る。

本発明の一実施例に係る積層型インダクタの断面図である。 （ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）（ｆ）は 本発明の一実施例に係る積層型インダクタに用いるグリーンシートの断面図である。 本発明の一実施例に係る積層型インダクタの積層順を説明するための斜視図である。 本発明の一実施例に係る積層型インダクタの斜視図である。 従来の積層型インダクタの斜視図である。 従来の積層型インダクタの断面図である。 従来の他の積層型インダクタの断面図である。 従来の他の積層型インダクタの断面図である。 従来の他の積層型インダクタの断面図である。

符号の説明

１０ 磁性体（フェライト）
１０ａ、１０ｂ 磁性体層
２０ 導体パターン
４０ 非磁性体層
５０ 外部端子
１００ 電子部品（積層型インダクタ）

Claims (8)

1. 積層体の積層方向に複数の導体パターンを接続してなるコイルで形成されたインダクタを含む電子部品であって、
   コイルを形成する全ての導体パターンは非磁性体層に直接して形成され、前記導体パターンの周囲には、その厚みと略等しい厚みの第１磁性体層が、前記非磁性体層に直接して配置され、前記導体パターンの端部は、非磁性体層に設けられたビアホールを介して他の導体パターンと接続し、前記コイルの上下には第２磁性体層を有することを特徴とする電子部品。
2. コイルを形成する導体パターンのうち、隣接する導体パターン間の間隙には非磁性体層のみが配置されていることを特徴とする請求項１に記載の電子部品。
3. 前記第１磁性体層と前記第２磁性体層は、Ｍｇ−Ｚｎ系フェライト、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライト、Ｌｉ−Ｚｎ系フェライトから選択される軟磁性材料を主成分とすることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子部品。
4. 前記第１磁性体層及び／又は前記非磁性体層は、Ｂｉを含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の電子部品。
5. 前記非磁性体層は、ケイ酸ジルコニウム、ジルコン酸カルシウム、ジルコニウムを主成分とすることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の電子部品。
6. 積層体の積層方向に複数の導体パターンを接続してなるコイルで形成されたインダクタを含む電子部品の製造方法であって、
   非磁性体のセラミックグリーンシートに導体パターンを印刷し、しかる後、前記導体パターンの周囲に第１磁性体のペーストを印刷して複合シートを形成する工程と、
   前記複合シートを複数枚積層した後、圧着して、前記導体パターンがビアホールを介して互いに接続するコイルを形成した積層体とする工程を有することを特徴とする電子部品の製造方法。
7. 積層体の積層方向に複数の導体パターンを接続してなるコイルで形成されたインダクタを含む電子部品の製造方法であって、
   非磁性体のセラミックグリーンシートに導体パターンの印刷パターンに相応する部分を除く領域に第１磁性体のペーストを印刷し、しかる後、導体パターンを印刷して複合シートを形成する工程と、
   前記複合シートを複数枚積層した後、圧着して、前記導体パターンがビアホールを介して互いに接続するコイルを形成した積層体とする工程を有することを特徴とする電子部品の製造方法。
8. コイルの上下に第２磁性体のグリーンシートを積層する工程を備えることを特徴とする請求項６又は７に記載の電子部品の製造方法。
   

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