JP2009117664A - 積層型インダクタ及びその製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】導体パターンの厚みが大きい場合であっても、積層体のうち積層方向において隣り合う導体パターンの間に位置している部分にクラックが極めて発生し難い積層型インダクタ及びその製造方法を提供する。
【解決手段】積層型インダクタ10は、積層体12と、積層体12の外表面にそれぞれ配置された一対の外部電極と、帯状の複数の導体パターンが互いに電気的に接続されて構成され、積層体12内に配置されたコイルとを備える。導体パターンは、積層方向と交差すると共に互いに対向する一対の幅広面S1,S2と、一対の幅広面S1,S2と隣り合うと共に積層方向に沿って拡がる周側面S3を有する。周側面S3は、積層方向に沿って凹部18aと凸部18bとが交互に並んだ凹凸面とされている。周側面S3の凹部18aには、積層体12が入り込んでいる。
【選択図】図5

Description

本発明は、積層型インダクタ及びその製造方法に関する。
従来、導体パターンの厚さを大きくして抵抗値を小さくする目的で、レーザ光によってグリーンシートに溝を形成し、当該溝に導体ペーストを充填するようにしたカプラ等の電子部品の製造方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。この電子部品の製造方法よって製造された電子部品は、複数の絶縁体層が積層されて構成された積層体と、当該積層体内に配置された帯状の導体パターンとを備えており、導体パターンは、一対の幅広面と、一対の幅広面の全周にわたって一対の幅広面を連結する周側面を有している。
特開2006−041017号公報
ところで、近年、例えば携帯電話の電源用のチョークコイルとして用いられるような積層型インダクタとして、大きな直流電流(例えば、1A〜5A程度)を流してもインダクタンス値の低下が少ない、直流重畳特性の良好なもの(直流抵抗値の小さいもの)が求められている。そのため、上記した従来の電子部品の製造方法を採用することにより、導体パターンの厚さが大きい積層型インダクタを得ることも考えられる。
しかしながら、従来の電子部品の製造方法を採用した場合、一般に、導体ペーストの焼成時における収縮率がグリーンシートの焼成時における収縮率よりも大きくなるように導体ペースト及びグリーンシートが調製されていることから、導体パターンの厚さが大きくなった分、製造される積層型インダクタにおいて導体パターンの周側面と積層体のうちこの周側面と接する部分との間に間隙が発生しやすくなる。そのため、この間隙の発生に伴い、導体パターンの周側面と積層体のうちこの周側面と接する部分との間において剥離が成長して、積層体のうち積層方向において隣り合う導体パターンの間に位置している部分にクラックが発生してしまうという問題があった。このようなクラックが発生すると、導体パターンがこのクラック内に移動してしまうマイグレーション現象によって、隣り合う導体パターン同士が短絡してしまうことも起こりうる。
そこで、本発明は、導体パターンの厚みが大きい場合であっても、積層体のうち積層方向において隣り合う導体パターンの間に位置している部分にクラックが極めて発生し難い積層型インダクタ及びその製造方法を提供することを目的とする。
本発明に係る積層型インダクタは、複数の絶縁体層が積層されて構成された積層体と、積層体の外表面にそれぞれ配置された第1及び第2の外部電極と、帯状の複数の導体パターンが互いに電気的に接続されて構成され、積層体の内部に配置されたコイルと、コイルの一端に電気的に接続されると共に第1の外部導体に電気的に接続される第1の引き出し導体と、コイルの他端に電気的に接続されると共に第2の外部電極に電気的に接続される第2の引き出し導体とを備え、導体パターンは、積層体の積層方向において互いに対向する第1及び第2の幅広面、及び、当該第1及び第2の幅広面の全周にわたって当該第1及び第2の幅広面を連結する周側面を有し、その厚さが20μm以上となるように設定され、周側面は、その周方向に沿って延びる凹部とその周方向に沿って延びる凸部とが積層方向に沿って交互に並んだ凹凸面とされており、周側面の凹部に積層体の一部が入り込んでいることにより、導体パターンは、積層方向から見たときに、積層体のうち周側面の凹部に入り込んだ部分と導体パターンとが重なり合っている重複部分と、重複部分以外の部分である非重複部分とを有している。
本発明に係る積層型インダクタでは、導体パターンが有する周側面が凹部と凸部とが、積層方向に沿って交互に並んだ凹凸面とされており、この周側面の凹部には、積層体の一部が入り込んでいる。そのため、いわゆるアンカー効果によって、積層体のうち導体パターンの周側面と接する部分が凹凸状の周側面から極めて剥離し難くなっている。その結果、導体パターンの厚みが大きい(20μm以上)場合であっても、積層体のうち積層方向において隣り合う導体パターンの間に位置している部分にクラックが極めて発生し難くなっている。従って、マイグレーション現象によって隣り合う導体パターン同士が短絡してしまう虞が大きく低減されている。
好ましくは、導体パターンの幅は、60μmよりも大きくなるように設定されており、重複部分の幅は、20μm以上で且つ非重複部分の幅よりも小さくなるように設定されている。重複部分の幅が20μm未満であると、導体パターンの周側面が凹凸状とされていることによって生ずるアンカー効果(凹凸状の周側面から積層体が剥離し難くなる効果)が十分に発揮されない傾向にある。重複部分の幅が非重複部分の幅以上であると、導体パターンの断面積が相対的に小さくなり、積層型インダクタの直流抵抗値が大きくなる傾向にあり、このような積層型インダクタは大電流用途として好適でない。
好ましくは、周側面の凸部は、その先端が先細形状となっている。このようにすると、積層体のうち導体パターンの周側面と接する部分が凹凸状の周側面からより剥離し難くなる。
好ましくは、積層体は、積層方向と交差すると共に互いに対向する第1及び第2の主面を有し、導体パターンは、第1の幅広面が第1の主面寄りとなると共に第2の幅広面が第2の主面寄りとなるように積層体内に配置され、凸部の先端は積層方向から見たときに第1及び第2の幅広面の縁と略一致しており、これにより凹部の底は積層方向から見たときに第1及び第2の幅広面と重なっており、第1の幅広面のうち重複部分における領域は積層体と接し、第1の幅広面のうち非重複部分における領域の一部と積層体との間には空隙が形成されている。このようにすると、通常、空気の比誘電率が積層体の比誘電率よりも小さいことから、分布容量が小さくなる。その結果、高周波における損失を小さくすることが可能となる。
より好ましくは、導体パターンは、積層方向に沿って延びるスルーホール導体と接続される端部を有し、導体パターンとスルーホール導体とは、導体パターンの端部にのみ設けられた接続導体を介して接続されており、接続導体は、積層方向から見たときに、スルーホール導体よりも大きく、且つ、第1の幅広面のうち非重複部分における領域内に配置されている。このようにすると、導体パターンとスルーホール導体とが接続導体によって確実に接続されるので、接続信頼性を大きく向上させることが可能となる。
一方、本発明に係る積層型インダクタの製造方法は、グリーンシートを用意するグリーンシート用意工程と、グリーンシート上に所定のパターンで導体ペーストを塗布して乾燥することで、帯状の第1の導電塗膜を形成する第1の導電塗膜形成工程と、第1の導電塗膜の縁部を覆うと共に第1の導電塗膜の縁部以外の上面を露出させるようにセラミックスラリーを塗布して乾燥することで、第1のセラミック塗膜を形成する第1のセラミック塗膜形成工程と、第1の導電塗膜の露出面及び第1のセラミック塗膜上に所定のパターンで導体ペーストを塗布して乾燥することで、積層方向から見たときに第1の導電塗膜と重なる、帯状の第2の導電塗膜を形成する第2の導電塗膜形成工程と、第2の導電塗膜の縁部を覆うと共に第2の導電塗膜の縁部以外の上面を露出させるようにセラミックスラリーを塗布して乾燥することで、第2のセラミック塗膜を形成する第2のセラミック塗膜形成工程とを備えることを特徴とする。
本発明に係る積層型インダクタの製造方法では、第1の導電塗膜の縁部を覆うと共に第1の導電塗膜の縁部以外の上面を露出させるように第1のセラミック塗膜を形成し、第1の導電塗膜の露出面及び第1のセラミック塗膜上に、第1の導電塗膜と同じパターンの第2の導電塗膜を形成し、第2の導電塗膜の縁部を覆うと共に第2の導電塗膜の縁部以外の上面を露出させるように第2のセラミック塗膜を形成している。そのため、本発明に係る積層型インダクタの製造方法によれば、導体パターンの有する周側面が積層方向に沿って凹部と凸部とが交互に並んだ凹凸面とされると共に、この周側面の凹部に積層体が入り込んだ状態とされた積層型インダクタを製造することができることとなる。その結果、いわゆるアンカー効果によって、積層体がこの凹凸状の周側面から極めて剥離し難くなり、積層体のうち積層方向において隣り合う導体パターンの間に位置している部分にクラックが極めて発生し難くなる。従って、マイグレーション現象によって隣り合う導体パターン同士が短絡してしまう虞が大きく低減されている。
好ましくは、第1のセラミック塗膜形成工程では、第1のセラミック塗膜のグリーンシートからの高さが第1の導電塗膜のグリーンシートからの高さよりも高くなるように、第1のセラミック塗膜を形成し、第2のセラミック塗膜形成工程では、第2のセラミック塗膜のグリーンシートからの高さが第2の導電塗膜のグリーンシートからの高さよりも高くなるように、第2のセラミック塗膜を形成する。このようにすると、複数のグリーンシートを積層した場合に、グリーンシート積層体全体を均一に圧着することができることとなる。その結果、製造される積層型インダクタにおいて、層間剥離の発生を十分に抑制することが可能となる。
本発明によれば、導体パターンの厚みが大きい場合であっても、積層体のうち積層方向において隣り合う導体パターンの間に位置している部分にクラックが極めて発生し難い積層型インダクタ及びその製造方法を提供することができる。
本発明の好適な実施形態について、図面を参照して説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。
(積層型インダクタの構成)
まず、図1〜図5を参照して、本実施形態に係る積層型インダクタ10の構成について説明する。積層型インダクタ10は、図1及び図2に示されるように、略直方体形状の積層体12と、積層体12の長手方向の両側面にそれぞれ形成された一対の外部電極14,16と、積層体12の内部において導体パターンC1〜C12がそれぞれ互いに電気的に接続されてなるコイルLとを備える。
積層体12は、互いに略平行となるように対向する一対の主面12a,12bを有している。主面12a,12bのうちの一方は、積層型インダクタ10が外部基板(図示せず)に実装されたときに、当該外部基板に対向する面である。
積層体12は、図2に示されるように、磁性体層A1〜A4、非磁性体層B1、磁性体層A5〜A7、非磁性体層B2及び磁性体層A8〜A12がこの順に積層されることで構成される。すなわち、磁性体層A1の上面が積層体12の主面12aを構成し、磁性体層A12の下面が積層体12の主面12bを構成することとなり(図2参照)、主面12a,12bの対向方向(以下、対向方向と称する)は本実施形態において積層体12(磁性体層A1〜A12及び非磁性体層B1,B2)の積層方向(以下、積層方向と称する)と一致する。
磁性体層A1〜A12、非磁性体層B1,B2及び後述する磁性体膜F1〜F10は、電気絶縁性を有する絶縁体として機能する。磁性体層A1〜A12及び磁性体膜F1〜F10は、例えば、Ni−Cu−Zn系フェライト、Cu−Zn系フェライト又はNi−Cu−Zn−Mg系フェライト等のフェライトを用いて形成することができる。非磁性体層B1,B2は、例えば、Cu−Zn系非磁性フェライト等の非磁性フェライトを用いて形成することができる。実際の積層型インダクタ1では、磁性体層A1〜A12、非磁性体層B1,B2及び磁性体膜F1〜F10の境界が視認できない程度に一体化されている。
磁性体層A2の表面には、導体パターンC1及び引き出し導体D1が形成されている。導体パターンC1は、コイルLの一端に位置するように配置されている。導体パターンC1の一端には、引き出し導体D1が一体的に形成されている。引き出し導体D1は、磁性体層A2の外部電極12が形成される側の縁に引き出され、その端部が磁性体層A2の端面に露出している。このため、導体パターンC1は、引き出し導体D1を介して、外部電極12と電気的に接続される。導体パターンC1の他端は、磁性体層A2を厚み方向に貫通して形成された(すなわち、積層方向に沿って延びる)円柱状のスルーホール導体E1と電気的に接続される。このため、導体パターンC1は、積層された状態で、スルーホール導体E1及び接続導体G1(詳しくは後述する)を介して、対応する導体パターンC2と電気的に接続される。
磁性体層A3の表面には導体パターンC2及び磁性体膜F1が形成されている。導体パターンC2は、帯状を呈しており、コイルLの略1ターンに相当し、磁性体層A3上でスパイラル状に巻回されている。導体パターンC2の一端には、その表面に接続導体G1が設けられており、この接続導体G1は、積層された状態で、スルーホール導体E1と接続されている。つまり、導体パターンC2は、接続導体G1を介してスルーホール導体E1と接続される端部を有している。導体パターンC2の他端は、磁性体層A3を厚み方向に貫通して形成された(すなわち、積層方向に沿って延びる)円柱状のスルーホール導体E2と電気的に接続される。このため、導体パターンC2は、積層された状態で、スルーホール導体E2及び接続導体G2(詳しくは後述する)を介して、対応する導体パターンC3と電気的に接続される。
磁性体層A4の表面には導体パターンC3及び磁性体膜F2が形成されている。導体パターンC3は、帯状を呈しており、コイルLの略1ターンに相当し、磁性体層A4上でスパイラル状に巻回されている。導体パターンC3の一端には、その表面に接続導体G2が設けられており、この接続導体G2は、積層された状態で、スルーホール導体E2と接続されている。つまり、導体パターンC3は、接続導体G2を介してスルーホール導体E2と接続される端部を有している。導体パターンC3の他端は、磁性体層A4を厚み方向に貫通して形成された(すなわち、積層方向に沿って延びる)円柱状のスルーホール導体E3と電気的に接続される。このため、導体パターンC3は、積層された状態で、スルーホール導体E3及び接続導体G3(詳しくは後述する)を介して、対応する導体パターンC4と電気的に接続される。
非磁性体層B1の表面には導体パターンC4及び磁性体膜F3が形成されている。導体パターンC4は、帯状を呈しており、コイルLの略1ターンに相当し、非磁性体層B1上でスパイラル状に巻回されている。導体パターンC4の一端には、その表面に接続導体G3が設けられており、この接続導体G3は、積層された状態で、スルーホール導体E3と接続されている。つまり、導体パターンC4は、接続導体G3を介してスルーホール導体E3と接続される端部を有している。導体パターンC4の他端は、非磁性体層B1を厚み方向に貫通して形成された(すなわち、積層方向に沿って延びる)円柱状のスルーホール導体E4と電気的に接続される。このため、導体パターンC4は、積層された状態で、スルーホール導体E4及び接続導体G4(詳しくは後述する)を介して、対応する導体パターンC5と電気的に接続される。
磁性体層A5の表面には導体パターンC5及び磁性体膜F4が形成されている。導体パターンC5は、帯状を呈しており、コイルLの略1ターンに相当し、磁性体層A5上でスパイラル状に巻回されている。導体パターンC5の一端には、その表面に接続導体G4が設けられており、この接続導体G4は、積層された状態で、スルーホール導体E4と接続されている。つまり、導体パターンC5は、接続導体G4を介してスルーホール導体E4と接続される端部を有している。導体パターンC5の他端は、磁性体層A5を厚み方向に貫通して形成された(すなわち、積層方向に沿って延びる)円柱状のスルーホール導体E5と電気的に接続される。このため、導体パターンC5は、積層された状態で、スルーホール導体E5及び接続導体G5(詳しくは後述する)を介して、対応する導体パターンC6と電気的に接続される。
磁性体層A6の表面には導体パターンC6及び磁性体膜F5が形成されている。導体パターンC6は、帯状を呈しており、コイルLの略1ターンに相当し、磁性体層A6上でスパイラル状に巻回されている。導体パターンC6の一端には、その表面に接続導体G5が設けられており、この接続導体G5は、積層された状態で、スルーホール導体E5と接続されている。つまり、導体パターンC6は、接続導体G5を介してスルーホール導体E5と接続される端部を有している。導体パターンC6の他端は、磁性体層A6を厚み方向に貫通して形成された(すなわち、積層方向に沿って延びる)円柱状のスルーホール導体E6と電気的に接続される。このため、導体パターンC6は、積層された状態で、スルーホール導体E6及び接続導体G6(詳しくは後述する)を介して、対応する導体パターンC7と電気的に接続される。
磁性体層A7の表面には導体パターンC7及び磁性体膜F6が形成されている。導体パターンC7は、帯状を呈しており、コイルLの略1ターンに相当し、磁性体層A7上でスパイラル状に巻回されている。導体パターンC7の一端には、その表面に接続導体G6が設けられており、この接続導体G6は、積層された状態で、スルーホール導体E6と接続されている。つまり、導体パターンC7は、接続導体G6を介してスルーホール導体E6と接続される端部を有している。導体パターンC7の他端は、磁性体層A7を厚み方向に貫通して形成された(すなわち、積層方向に沿って延びる)円柱状のスルーホール導体E7と電気的に接続される。このため、導体パターンC7は、積層された状態で、スルーホール導体E7及び接続導体G7(詳しくは後述する)を介して、対応する導体パターンC8と電気的に接続される。
非磁性体層B2の表面には導体パターンC8及び磁性体膜F7が形成されている。導体パターンC8は、帯状を呈しており、コイルLの略1ターンに相当し、非磁性体層B2上でスパイラル状に巻回されている。導体パターンC8の一端には、その表面に接続導体G7が設けられており、この接続導体G7は、積層された状態で、スルーホール導体E7と接続されている。つまり、導体パターンC8は、接続導体G7を介してスルーホール導体E7と接続される端部を有している。導体パターンC8の他端は、非磁性体層B2を厚み方向に貫通して形成された(すなわち、積層方向に沿って延びる)円柱状のスルーホール導体E8と電気的に接続される。このため、導体パターンC8は、積層された状態で、スルーホール導体E8及び接続導体G8(詳しくは後述する)を介して、対応する導体パターンC9と電気的に接続される。
磁性体層A8の表面には導体パターンC9及び磁性体膜F8が形成されている。導体パターンC9は、帯状を呈しており、コイルLの略1ターンに相当し、磁性体層A8上でスパイラル状に巻回されている。導体パターンC9の一端には、その表面に接続導体G8が設けられており、この接続導体G8は、積層された状態で、スルーホール導体E8と接続されている。つまり、導体パターンC9は、接続導体G8を介してスルーホール導体E8と接続される端部を有している。導体パターンC9の他端は、磁性体層A8を厚み方向に貫通して形成された(すなわち、積層方向に沿って延びる)円柱状のスルーホール導体E9と電気的に接続される。このため、導体パターンC9は、積層された状態で、スルーホール導体E9及び接続導体G9(詳しくは後述する)を介して、対応する導体パターンC10と電気的に接続される。
磁性体層A9の表面には導体パターンC10及び磁性体膜F9が形成されている。導体パターンC10は、帯状を呈しており、コイルLの略1ターンに相当し、磁性体層A9上でスパイラル状に巻回されている。導体パターンC10の一端には、その表面に接続導体G9が設けられており、この接続導体G9は、積層された状態で、スルーホール導体E9と接続されている。つまり、導体パターンC10は、接続導体G9を介してスルーホール導体E9と接続される端部を有している。導体パターンC10の他端は、磁性体層A9を厚み方向に貫通して形成された(すなわち、積層方向に沿って延びる)円柱状のスルーホール導体E10と電気的に接続される。このため、導体パターンC10は、積層された状態で、スルーホール導体E10及び接続導体G10(詳しくは後述する)を介して、対応する導体パターンC11と電気的に接続される。
磁性体層A10の表面には導体パターンC11及び磁性体膜F10が形成されている。導体パターンC11は、帯状を呈しており、コイルLの略3/8ターンに相当し、磁性体層A10上でL字状に形成されている。導体パターンC11の一端には、その表面に接続導体G10が設けられており、この接続導体G10は、積層された状態で、スルーホール導体E10と接続されている。つまり、導体パターンC11は、接続導体G10を介してスルーホール導体E10と接続される端部を有している。導体パターンC11の他端は、磁性体層A10を厚み方向に貫通して形成された(すなわち、積層方向に沿って延びる)円柱状のスルーホール導体E11と電気的に接続される。このため、導体パターンC11は、積層された状態で、スルーホール導体E11を介して、対応する導体パターンC12と電気的に接続される。
磁性体層A11の表面には、導体パターンC12及び引き出し導体D2が形成されている。導体パターンC12の一端には、積層された状態でスルーホール電極E11と電気的に接続される領域が含まれている。導体パターンC12の他端には、引き出し導体D2が一体的に形成されている。引き出し導体D2は、磁性体層A11の外部電極14が形成される側の縁に引き出され、その端部が磁性体層A11の端面に露出している。このため、導体パターンC12は、引き出し導体D2を介して、外部電極14と電気的に接続される。
ここで、図3〜図5を参照して、導体パターンC2〜C11の構成についてより詳しく説明する。なお、図3〜図5では導体パターンC2〜C11のうち一部のみを示しているが、以下に述べる導体パターンC2〜C11の構成はいずれも共通している。
導体パターンC2〜C11は、その厚さが20μm以上となるように設定されており、その厚さが40μm〜80μm程度となるように設定されていると好ましい。導体パターンC2〜C11の厚さが20μm未満となると、導体パターンC2〜C11の断面積が相対的に小さくなり、積層型インダクタ10の直流抵抗値が大きくなる傾向にあり、このような積層型インダクタ10は大電流用途として好適でない。
導体パターンC2〜C11は、積層方向において互いに対向する一対の幅広面S1,S2と、この一対の幅広面S1,S2の全周にわたって幅広面S1と幅広面S2とを連結する周側面S3とを有している。導体パターンC2〜C11は、幅広面S1が主面12a寄りとなると共に幅広面S2が主面12b寄りとなるように、積層体12内に配置されている(特に図4参照)。
導体パターンC2〜C11の周側面S3は、図3〜図5に示されるように、凹部18aと凸部18bとが積層方向に沿って交互に並んだ凹凸面とされている。凹部18a及び凸部18bは、周側面S3の全周にわたって、周側面S3の周方向に沿うように延びている。凹部18aには、図4及び図5に示されるように、積層体12(磁性体膜F1〜F10)の一部が入り込んでいる。そのため、導体パターンC2〜C11は、図5に示されるように、積層方向から見たときに、積層体12(磁性体膜F1〜F10)のうち凹部18aに入り込んだ部分と導体パターンC2〜C11とが重なり合っている重複部分20aと、重複部分20a以外の部分である非重複部分20bとを有している。一方、凸部18bは、その先端が先細形状となっている。凸部18bの先端は、積層方向から見たときに幅広面S1,S2の縁と略一致している。そのため、凹部18aの底は、積層方向から見たときに幅広面S1,S2と重なっている。
導体パターンC2〜C11の幅W1(図5参照)は、60μmよりも大きくなるように設定されており、200μm〜300μm程度となるように設定されていると好ましい。重複部分20aの幅W2(図5参照)は、20μm以上で且つ非重複部分20bの幅W3(図5参照)よりも小さくなるように設定されている。重複部分20aの幅W2が20μm未満であると、周側面S3が凹凸状とされていることによって生ずるアンカー効果(凹凸状の周側面S3から積層体12が剥離し難くなる効果)が十分に発揮されない傾向にある。重複部分20aの幅W2が非重複部分20bの幅W3以上であると、導体パターンC2〜C11の断面積が相対的に小さくなり、積層型インダクタ10の直流抵抗値が大きくなる傾向にあり、このような積層型インダクタ10は大電流用途として好適でない。
導体パターンC2〜C11の幅広面S1のうち重複部分20aにおける領域S1aは、図5に示されるように、積層体12(磁性体膜F1〜F10)と接している。一方、導体パターンC2〜C11の幅広面S1のうち非重複部分20bにおける領域S1bは、図5に示されるように、積層体12(磁性体膜F1〜F10)とは接していない。また、領域S1bのうちスルーホール導体E1〜E10に対応する部分には、円柱状又は切頭半球状を呈し、且つ、積層方向から見たときにスルーホール導体E1〜E10よりも大きい接続導体G1〜G10が配置されている。つまり、接続導体G1〜G10は、導体パターンC2〜C11の端部にのみ設けられている。なお、接続導体G1〜G10が配置されている部分を除く領域S1b(すなわち、図3において斜線で示される領域)の一部と、積層体12との間には、空隙Vが形成されている(図5参照)。
導体パターンC2〜C11の幅広面S2は、図3〜図5に示されるように、その全面又は大部分が積層体12と接している。
なお、上述した導体パターンC1〜C12及び引き出し導体D1,D2は、例えば、Ag等の金属材料を用いて形成することができる。また、上述した導体パターンC1,C12及び引き出し導体D1,D2は、その厚さを10μm〜25μm程度に設定することができ、上述した導体パターンC1,C12は、その幅を200μm〜300μm程度に設定することができる。
(積層型インダクタの製造方法)
続いて、図6〜図9を参照して、本実施形態に係る積層型インダクタ10の製造方法について説明する。なお、図6〜図9では後述する磁性体グリーンシートGS1及び非磁性体グリーンシートGS2のうち一部のみを示しているが、磁性体グリーンシートGS1上又は非磁性体グリーンシートGS2上に後述する導電塗膜H1〜H4及び磁性体塗膜I1〜I4を形成する工程はいずれも共通している。
まず、磁性体スラリー、非磁性体スラリー、導体ペースト及び接続用導体ペーストを用意する。具体的には、磁性体スラリーは、例えば、Ni−Cu−Zn系フェライト粉末、Cu−Zn系フェライト粉末又はNi−Cu−Zn−Mg系フェライト粉末等の磁性体粉末を、バインダ及び溶剤と共に混練することによって得られる。非磁性体スラリーは、例えば、Cu−Zn系非磁性フェライト粉末等の非磁性体粉末を、バインダ及び溶剤と共に混練することによって得られる。導体ペースト及び接続用導体ペーストは、例えば、導体粉末をバインダ及び有機溶剤と共に所定の比率で配合した後、混練することによって作成される。導体粉末としては、通常、Ag、Ag合金、Cu、Cu合金等を用いることができるが、抵抗率の小さいAgを用いるとより好ましい。なお、混練には、三本ロール、ホモジナイザー、サンドミル等を用いることができる。また、接続用導体ペーストの焼成後縮率が導体ペーストの焼成後縮率よりも低くなるようにするため、導体ペーストと接続用導体ペーストとで、例えば、バインダ及び溶剤の種類、量を変えている。
続いて、例えばドクターブレード法や印刷法を用いて、磁性体スラリーをPETフィルム等の支持体上に塗布し、磁性体層A1〜A12となる磁性体グリーンシートGS1(図9参照)を形成する。また、例えばドクターブレード法や印刷法を用いて、非磁性体スラリーをPETフィルム等の支持体上に塗布し、非磁性体層B1,B2となる非磁性体グリーンシートGS2(図6〜図9参照)を形成する。これらの磁性体グリーンシートGS1及び非磁性体グリーンシートGS2の厚さは、例えば10μm〜30μm程度に設定することができる。そして、レーザ加工等によって、磁性体グリーンシートGS1及び非磁性体グリーンシートGS2を厚み方向に貫通するスルーホール(貫通孔)TH(図9参照)を所定位置に形成し、このスルーホールTHに導体ペーストを充填する。
続いて、磁性体層A2となる磁性体グリーンシートGS1上に導体ペーストを所定のパターンにて塗布し、40℃〜80℃程度にて1時間未満乾燥することで、導体パターンC1及び引き出し導体D1となる帯状の導電塗膜を形成する。同様に、磁性体層A11となる磁性体グリーンシートGS1上に導体ペーストを所定のパターンにて塗布して乾燥することで、導体パターンC12及び引き出し導体D2となる帯状の導電塗膜を形成する。これらの導体パターンC1,C12及び引き出し導体D1,D2となる導電塗膜は、その厚さを10μm〜25μm程度に設定することができ、これらの導体パターンC1,C12となる導電塗膜は、その幅を200μm〜300μm程度に設定することができる。
続いて、磁性体層A3〜A10となる磁性体グリーンシートGS1上及び非磁性体層B1,B2となる非磁性体グリーンシートGS2上に、導体パターンC2〜C11となる導電塗膜及び磁性体膜F1〜F10となる磁性体塗膜をそれぞれ形成する。具体的には、まず、図6に示されるように磁性体層A3〜A10となる磁性体グリーンシートGS1上及び非磁性体層B1,B2となる非磁性体グリーンシートGS2上にそれぞれ導体ペーストを所定のパターンにて塗布し、40℃〜80℃程度にて1時間未満乾燥することで、帯状の導電塗膜H1を形成する。この導電塗膜H1は、その厚さを15μm〜30μm程度に設定することができ、その幅を200μm〜300μm程度に設定することができる。
そして、導電塗膜H1の縁部H1aを覆うと共に導電塗膜H1の縁部H1a以外の中央部H1bの上面を露出させるように磁性体スラリーを塗布し、40℃〜80℃程度にて1時間未満乾燥することで、磁性体塗膜I1を形成する。この磁性体塗膜I1の厚さは、導電塗膜H1の厚さよりも大きくなるように設定されており、20μm〜40μm程度に設定されていると好ましい。つまり、磁性体塗膜I1の磁性体グリーンシートGS1又は非磁性体グリーンシートGS2からの高さは、導電塗膜H1の磁性体グリーンシートGS1又は非磁性体グリーンシートGS2からの高さよりも高くなっている。
導電塗膜H1の縁部H1aの幅T1は、20μm〜40μm程度に設定されていると好ましい。導電塗膜H1の中央部H1bの幅T2は、150μm〜270μm程度に設定されていると好ましい。
次に、図7に示されるように、導電塗膜H1の露出面及び磁性体塗膜I1上に、導体ペーストを導電塗膜H1と同じパターンにて塗布し、40℃〜80℃程度にて1時間未満乾燥することで、帯状の導電塗膜H2を形成する。この導電塗膜H2は、その厚さ及びその幅を導電塗膜H1と同程度に設定することができる。
そして、導電塗膜H2の縁部H2aを覆うと共に導電塗膜H2の縁部H2a以外の中央部H2bの上面を露出させるように磁性体スラリーを塗布し、40℃〜80℃程度にて1時間未満乾燥することで、磁性体塗膜I2を形成する。この磁性体塗膜I2の厚さは、導電塗膜H2の厚さよりも大きくなるように設定されており、磁性体塗膜I1の厚さと同程度に設定されていると好ましい。つまり、磁性体塗膜I2の磁性体グリーンシートGS1又は非磁性体グリーンシートGS2からの高さは、導電塗膜H2の磁性体グリーンシートGS1又は非磁性体グリーンシートGS2からの高さよりも高くなっている。
次に、図7に示されるように、導電塗膜H2及び磁性体塗膜I2と同様にして、導電塗膜H3、磁性体塗膜I3、導電塗膜H4及び磁性体塗膜I4をこの順に形成する。そのため、磁性体塗膜I1〜I4のうち最も上方に位置する磁性体塗膜I4の磁性体グリーンシートGS1又は非磁性体グリーンシートGS2からの高さは、導電塗膜H1〜H4のうち最も上方に位置する導電塗膜H4の磁性体グリーンシートGS1又は非磁性体グリーンシートGS2からの高さよりも高くなっている。
続いて、図8に示されるように、導電塗膜H1〜H4のうち最も上方に位置する導電塗膜H4の露出面上に、半球状となるように接続用導体ペーストを塗布し、40℃〜80℃程度にて1時間未満乾燥することで、接続用導電塗膜H5を形成する。つまり、接続用導電塗膜H5は、磁性体塗膜I4上に塗布されず、導電塗膜H4の端部にのみ形成されることとなる。
接続用導電塗膜H5の磁性体グリーンシートGS1又は非磁性体グリーンシートGS2からの高さは、磁性体塗膜I1〜I4のうち最も上方に位置する磁性体塗膜I4の磁性体グリーンシートGS1又は非磁性体グリーンシートGS2からの高さよりも高くなっている。接続用導電塗膜H5は、その厚さを10μm〜30μm程度に設定することができる。
続いて、磁性体層A1〜A12となる磁性体グリーンシートGS1及び非磁性体層B1,B2となる非磁性体グリーンシートGS2を図2に示される順序で積層して、積層方向に圧力を加えて圧着し、グリーンシート積層体(図示せず)を形成する。このとき、図9に示されるように、接続用導電塗膜H5が積層方向に隣り合う他のグリーンシートによって押しつぶされ、接続用導電塗膜H5と、当該他のグリーンシートにおける導電塗膜H1のうち当該他のグリーンシートのスルーホールTH内に充填された部分とが接続されることとなる。
続いて、グリーンシート積層体をチップ単位に切断した後に、850℃〜900℃程度にて10時間以上焼成し、積層体12を生成する。積層体12は、例えば、焼成後における長手方向の長さが2.5mm程度、幅が2.0mm程度、高さが1.0mm程度となるようにする。これにより、磁性体グリーンシートGS1が各磁性体層A1〜A12となり、非磁性体グリーンシートGS2が各非磁性体層B1,B2となり、導電塗膜H1〜H4が各導体パターンC2〜C11となり、磁性体塗膜I1〜I4が各磁性体膜F1〜F10となり、接続用導電塗膜H5が各接続導体G1〜G10となる。なお、導電塗膜の焼成時における収縮率は例えば15%〜25%程度に設定されており、各グリーンシートGS1,GS2及び磁性体塗膜の焼成時における収縮率は例えば10%〜20%程度に設定されている。また、導体ペーストと接続用導体ペーストとが上記のように相違していることにより、接続用導電塗膜H5の焼成時における収縮率は、導電塗膜の焼成時における収縮率よりも小さくなっている。
続いて、この積層体12に外部電極14,16を形成する。これにより、積層型インダクタ10が形成されることとなる。外部電極14,16は、積層体12の長手方向の両側面にAg、Cu又はNiを主成分とする導体ペーストをそれぞれ転写した後に所定温度(例えば、700〜800℃)にて焼き付け、更に電気めっきを施すことにより形成される。電気めっきには、例えばCu、Ni及びSnを用いることができる。
(作用)
以上のような本実施形態においては、導体パターンC2〜C11が有する周側面S3が、凹部と凸部とが積層方向に沿って交互に並んだ凹凸面とされており、この周側面S3の凹部18aに積層体12の一部が入り込んでいる。そのため、いわゆるアンカー効果によって、積層体12のうち導体パターンの周側面S3と接する部分がこの凹凸状の周側面から極めて剥離し難くなっている。その結果、導体パターンC2〜C11の厚みが大きい(20μm以上)場合であっても、積層体12のうち積層方向において隣り合う導体パターンの間に位置している部分にクラックが極めて発生し難くなっている。従って、マイグレーション現象によって隣り合う導体パターン同士が短絡してしまう虞が大きく低減されている。
また、本実施形態においては、周側面S3の凸部18bが、その先端が先細形状となっている。そのため、積層体12のうち導体パターンの周側面S3と接する部分が凹凸状の周側面S3からより剥離し難くなっている。
また、接続導体G1〜G10が配置されている部分を除く領域S1b(すなわち、図3において斜線で示される領域)の一部と、積層体12との間には、空隙Vが形成されている。そのため、通常、空気の比誘電率が積層体12の比誘電率よりも小さいことから、分布容量が小さくなる。その結果、高周波における損失を小さくすることが可能となる。
また、本実施形態においては、各導体パターンC2〜C11が、各接続導体G1〜G10を介してスルーホール導体E1〜E10とそれぞれ接続されている。そして、各接続導体G1〜G10は、積層方向から見たときに、各スルーホール導体E1〜E10よりも大きく、且つ、導体パターンC2〜C11の幅広面S1のうち非重複部分20bにおける領域S1b内に配置されている。そのため、導体パターンC2〜C11とスルーホール導体E1〜E10とが接続導体G1〜G10によって確実に接続されるので、接続信頼性を大きく向上させることが可能となっている。
また、本実施形態においては、磁性体塗膜I1〜I4のうち最も上方に位置する磁性体塗膜I4の磁性体グリーンシートGS1又は非磁性体グリーンシートGS2からの高さが、導電塗膜H1〜H4のうち最も上方に位置する導電塗膜H4の磁性体グリーンシートGS1又は非磁性体グリーンシートGS2からの高さよりも高くなっている。そのため、グリーンシート積層体全体を均一に圧着することができることとなる。その結果、製造される積層型インダクタ10において、層間剥離の発生を十分に抑制することが可能となる。
以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記した実施形態に限定されるものではない。例えば、本実施形態では積層体12が磁性体層A1〜A12及び非磁性体層B1,B2によって構成されていたが、これに限られず、全体が磁性材料によって構成されていてもよく、全体が非磁性材料によって構成されていてもよい。ただし、磁気飽和を抑制し、大電流を流した場合におけるインダクタンス値の低下を抑えることで、直流重畳特性の一層の改善を図るという観点から、本実施形態のように、磁性体層A4と磁性体層A5との間に非磁性体層B1が介在し、磁性体層A7と磁性体層A8との間に非磁性体層B2が介在した状態にて積層体12が構成されていると好ましい。
また、本実施形態では半球状の接続用導電塗膜H5を形成しているために、接続導体G1〜G10が円柱状又は切頭半球状とされていたが、これに限られない。すなわち、接続導体G1〜G10は、四角柱状、切頭四角錐状(四角錐台状)、三角柱状、切頭三角錐状(三角錐台状)等の種々の形状とすることができる。
また、本実施形態では導電塗膜H1〜H4及び磁性体塗膜I1〜I4を交互に4層ずつ形成したが、アンカー効果を得るという観点からは、導電塗膜及び磁性体塗膜を交互に2層以上形成するものであればよい。
また、本実施形態では周側面S3の凸部18bが導体パターンC2〜C11から離れる方向に向かうにつれて先鋭化された先細形状とされていたが、周側面S3が凹凸面となっていれば凸部18bが先鋭化されていなくてもよい。
図1は、本実施形態に係る積層型インダクタを示す斜視図である。 図2は、本実施形態に係る積層型インダクタが備える積層体の構成を説明するための分解斜視図である。 図3は、図2の一部を拡大して示す分解斜視図である。 図4は、積層体を図2のIV−IV線にて切断した状態で示す断面図である。 図5は、図4の一部を拡大して示す断面図である。 図6は、本実施形態に係る積層型インダクタを製造する一工程を示す図である。 図7は、図6の後続の工程を示す図である。 図8は、図7の後続の工程を示す図である。 図9は、図8の後続の工程を示す図である。
符号の説明
10…積層型インダクタ、12…積層体、12a,12b…主面、14,16…外部電極、A1〜A12…磁性体層、B1,B2…非磁性体層、C1〜C12…導体パターン、E1〜E11…スルーホール導体、F1〜F10…磁性体膜、G1〜G10…接続導体、H1〜H4…導電塗膜、H5…接続用導電塗膜、I1〜I4…磁性体塗膜、TH…スルーホール、V…空隙。

Claims (7)

  1. 複数の絶縁体層が積層されて構成された積層体と、
    前記積層体の外表面にそれぞれ配置された第1及び第2の外部電極と、
    帯状の複数の導体パターンが互いに電気的に接続されて構成され、前記積層体の内部に配置されたコイルと、
    前記コイルの一端に電気的に接続されると共に前記第1の外部導体に電気的に接続される第1の引き出し導体と、
    前記コイルの他端に電気的に接続されると共に前記第2の外部電極に電気的に接続される第2の引き出し導体とを備え、
    前記導体パターンは、前記積層体の積層方向において互いに対向する第1及び第2の幅広面、及び、当該第1及び第2の幅広面の全周にわたって当該第1及び第2の幅広面を連結する周側面を有し、その厚さが20μm以上となるように設定され、
    前記周側面は、その周方向に沿って延びる凹部とその周方向に沿って延びる凸部とが前記積層方向に沿って交互に並んだ凹凸面とされており、
    前記周側面の前記凹部に前記積層体の一部が入り込んでいることにより、前記導体パターンは、前記積層方向から見たときに、前記積層体のうち前記周側面の前記凹部に入り込んだ部分と前記導体パターンとが重なり合っている重複部分と、前記重複部分以外の部分である非重複部分とを有していることを特徴とする積層型インダクタ。
  2. 前記導体パターンの幅は、60μmよりも大きくなるように設定されており、
    前記重複部分の幅は、20μm以上で且つ前記非重複部分の幅よりも小さくなるように設定されていることを特徴とする請求項1に記載された積層型インダクタ。
  3. 前記周側面の前記凸部は、その先端が先細形状となっていることを特徴とする請求項1又は2に記載された積層型インダクタ。
  4. 前記積層体は、前記積層方向と交差すると共に互いに対向する第1及び第2の主面を有し、
    前記導体パターンは、前記第1の幅広面が前記第1の主面寄りとなると共に前記第2の幅広面が前記第2の主面寄りとなるように前記積層体内に配置され、
    前記凸部の先端は前記積層方向から見たときに前記第1及び第2の幅広面の縁と略一致しており、これにより前記凹部の底は前記積層方向から見たときに前記第1及び第2の幅広面と重なっており、
    前記第1の幅広面のうち前記重複部分における領域は前記積層体と接し、
    前記第1の幅広面のうち前記非重複部分における領域の一部と前記積層体との間には空隙が形成されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載された積層型インダクタ。
  5. 前記導体パターンは、前記積層方向に沿って延びるスルーホール導体と接続される端部を有し、
    前記導体パターンと前記スルーホール導体とは、前記導体パターンの前記端部にのみ設けられた接続導体を介して接続されており、
    前記接続導体は、前記積層方向から見たときに、前記スルーホール導体よりも大きく、且つ、前記第1の幅広面のうち前記非重複部分における領域内に配置されていることを特徴とする請求項4に記載された積層型インダクタ。
  6. グリーンシートを用意するグリーンシート用意工程と、
    前記グリーンシート上に所定のパターンで導体ペーストを塗布して乾燥することで、帯状の第1の導電塗膜を形成する第1の導電塗膜形成工程と、
    前記第1の導電塗膜の縁部を覆うと共に前記第1の導電塗膜の縁部以外の上面を露出させるようにセラミックスラリーを塗布して乾燥することで、第1のセラミック塗膜を形成する第1のセラミック塗膜形成工程と、
    前記第1の導電塗膜の露出面及び前記第1のセラミック塗膜上に前記所定のパターンで導体ペーストを塗布して乾燥することで、積層方向から見たときに前記第1の導電塗膜と重なる、帯状の第2の導電塗膜を形成する第2の導電塗膜形成工程と、
    前記第2の導電塗膜の縁部を覆うと共に前記第2の導電塗膜の縁部以外の上面を露出させるようにセラミックスラリーを塗布して乾燥することで、第2のセラミック塗膜を形成する第2のセラミック塗膜形成工程とを備えることを特徴とする積層型インダクタの製造方法。
  7. 前記第1のセラミック塗膜形成工程では、前記第1のセラミック塗膜の前記グリーンシートからの高さが前記第1の導電塗膜の前記グリーンシートからの高さよりも高くなるように、前記第1のセラミック塗膜を形成し、
    前記第2のセラミック塗膜形成工程では、前記第2のセラミック塗膜の前記グリーンシートからの高さが前記第2の導電塗膜の前記グリーンシートからの高さよりも高くなるように、前記第2のセラミック塗膜を形成することを特徴とする請求項6に記載された積層型インダクタの製造方法。
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