JP2013016727A

JP2013016727A - 電子部品及びその製造方法

Info

Publication number: JP2013016727A
Application number: JP2011149903A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Oishi; 正之生石; Nobuyuki Yagi; 信之谷木
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2011-07-06
Filing date: 2011-07-06
Publication date: 2013-01-24

Abstract

【課題】コイルの直流抵抗値を低減できる電子部品及びその製造方法を提供することである。
【解決手段】本体１２は、絶縁性材料からなり、直方体状をなしている。コイル部１３は、本体１２に内蔵されているコイル部２０ａ〜２０ｃであって、同一形状を有する１枚の金属部材からなる複数のコイル導体２０ａ〜２０ｃが一致した状態で積層されてなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子部品及びその製造方法に関し、より特定的には、コイルを内蔵している電子部品及びその製造方法に関する。

従来の電子部品としては、例えば、特許文献１に記載の電子部品が知られている。該電子部品では、基板及び絶縁膜上に接着剤により貼りつけられた導体箔がエッチングにより加工されて、２つの導体パターンが基板及び絶縁膜上に形成されている。そして、基板及び絶縁膜が積層されて積層体が形成されることにより、２つの導体パターン同士が接続されて、コイルが形成されている。

ところで、特許文献１に記載の電子部品は、コイルの直流抵抗値を低減することが困難であるという問題を有している。より詳細には、コイルの直流抵抗値は、コイルを構成している導体パターンの断面積の大きさに依存している。そして、導体パターンの断面積は、導体パターンの線幅及び導体パターンの厚みにより決定される。そこで、導体パターンの厚みを大きくして、導体パターンの断面積を大きくすることが考えられる。ところが、この場合には、厚みの大きな導体箔を加工する必要があり、導体箔を所望の導体パターンに加工することが困難となる。

特開平１１−３２９８４２号公報

そこで、本発明の目的は、コイルの直流抵抗値を低減できる電子部品及びその製造方法を提供することである。

本発明の一形態に係る電子部品は、絶縁性材料からなる直方体状の本体と、前記本体に内蔵されているコイル部であって、同一形状を有する１枚の金属部材からなる複数のコイル導体が平面視したときに一致するように積層されてなるコイル部と、を備えていること、を特徴とする。

本発明の一形態に係る電子部品の製造方法は、同一形状を有する１枚の金属部材からなる複数のコイル導体を準備する第１の工程と、前記複数のコイル導体を平面視したときに一致させて積層してコイル部を作製する第２の工程と、前記コイル部を絶縁性材料からなる本体内に埋め込む第３の工程と、を備えていること、を特徴とする。

本発明によれば、コイルの直流抵抗値を低減できる。

一実施形態に係る電子部品の透視図である。図２（ａ）は、マザーコイル導体の外観斜視図である。図２（ｂ）は、マザーコイル部の外観斜視図である。マザー本体の透視図である。図４（ａ）は、比較例に係る電子部品のミアンダ部の断面構造図である。図４（ｂ）は、電子部品のミアンダ部の断面構造図である。変形例に係る電子部品の積層体の分解斜視図である。変形例に係る電子部品のマザー積層体の分解斜視図である。

以下に、本発明の実施形態に係る電子部品及びその製造方法について説明する。

（電子部品の構造）
以下に、一実施形態に係る電子部品の構造について図面を参照しながら説明する。図１は、一実施形態に係る電子部品１０の透視図である。図１において、上下方向をｚ軸方向と定義する。また、電子部品１０をｚ軸方向から平面視したときに、電子部品１０の長辺が延在している方向をｘ軸方向と定義し、電子部品１０の短辺が延在している方向をｙ軸方向と定義する。

電子部品１０は、本体１２、コイル部１３及び外部電極１４（１４ａ，１４ｂ）を備えている。本体１２は、絶縁性材料からなり、より特定的には、磁性体材料からなっており、直方体状をなしている。本実施形態では、本体１２は、熱可塑性樹脂やセルロース等とフェライトとが混合されたペースト状の坏土が固められて焼成された部材である。

コイル部１３は、複数のコイル導体２０（２０ａ〜２０ｃ）により構成されている。コイル導体２０ａ〜２０ｃは、同一形状を有する１枚の金属部材からなり、金属板（金属シート）がエッチングにより加工されて作製されている。コイル導体２０は、例えば、ＣｕやＡｇ等により作製されている。

コイル導体２０（２０ａ〜２０ｃ）はそれぞれ、ミアンダ部２２（２２ａ〜２２ｃ）及び引き出し部２４（２４ａ〜２４ｃ），２６（２６ａ〜２６ｃ）を有している。ミアンダ部２２は、ｘ軸方向に進行しながらｙ軸方向に往復するジグザグ形状をなしている。引き出し部２４は、ｙ軸方向に延在する長方形状をなしており、ミアンダ部２２のｘ軸方向の負方向側の端部に接続されている。引き出し部２６は、ｙ軸方向に延在する長方形状をなしており、ミアンダ部２２のｘ軸方向の正方向側の端部に接続されている。

以上のように構成されたコイル導体２０ａ〜２０ｃは、ｚ軸方向から平面視したときに、一致するように積層されている。そして、コイル導体２０ａ〜２０ｃは、拡散接合により一体化されている。これにより、コイル導体２０ａ〜２０ｃは、コイル部１３を構成している。拡散接合による接合方法とは、母材を密着させ、母材の融点以下の温度条件で、塑性変形をできるだけ生じない程度に加圧して、接合面間に生じる原子の拡散を利用して接合する方法である。

また、コイル部１３は、本体１２に内蔵されている。ただし、引き出し部２４，２６の一部は、本体１２から露出している。より詳細には、引き出し部２４のｘ軸方向の負方向側の長辺は、本体１２のｘ軸方向の負方向側の端面において本体１２から露出している。また、引き出し部２４のｙ軸方向の両側の短辺は、本体１２のｙ軸方向の両側の側面において本体１２から露出している。引き出し部２６のｘ軸方向の正方向側の長辺は、本体１２のｘ軸方向の正方向側の端面において本体１２から露出している。また、引き出し部２６のｙ軸方向の両側の短辺は、本体１２のｙ軸方向の両側の側面において本体１２から露出している。

外部電極１４ａは、本体１２の表面に設けられ、より詳細には、本体１２のｘ軸方向の負方向側の端面を覆っており、該端面に隣接する面に折り返されている。これにより、外部電極１４ａは、引き出し部２４（すなわち、コイル部１３の端部）に接続されている。外部電極１４ａは、例えば、本体１２のｘ軸方向の負方向側の端面に導電性ペーストが塗布されて形成された銀電極上にＳｎめっき及びＮｉめっきが施されて形成されている。

外部電極１４ｂは、本体１２の表面に設けられ、より詳細には、本体１２のｘ軸方向の正方向側の端面を覆っており、該端面に隣接する面に折り返されている。これにより、外部電極１４ｂは、引き出し部２６（すなわち、コイル部１３の端部）に接続されている。外部電極１４ｂは、例えば、本体１２のｘ軸方向の正方向側の端面に導電性ペーストが塗布されて形成された銀電極上にＳｎめっき及びＮｉめっきが施されて形成されている。

（電子部品の製造方法）
次に、一実施形態に係る電子部品１０の製造方法について図面を参照しながら説明する。図２（ａ）は、マザーコイル導体１２０の外観斜視図である。図２（ｂ）は、マザーコイル部１１３の外観斜視図である。図３は、マザー本体１１２の透視図である。

まず、図２（ａ）に示す複数のマザーコイル導体１２０を準備する。具体的には、Ｃｕ又はＡｇの金属板をエッチングにより加工して、図２（ａ）に示す形状のマザーコイル導体１２０を作製する。

次に、図２（ｂ）に示すように、マザーコイル導体１２０ａ〜１２０ｃをｚ軸方向から平面視したときに一致させて積層して、マザーコイル部１１３を作製する。具体的には、複数のマザーコイル導体１２０ａ〜１２０ｃ同士を密着させ、真空や不活性ガス中などの制御された雰囲気中で、加圧・加熱することによって、拡散接合により一体化する。拡散接合時の温度は、マザーコイル導体１２０の母材の再結晶温度以上、マザーコイル導体１２０の母材の融点以下である。マザーコイル導体１２０がＡｇにより作製されている場合には、拡散接合時の温度は、２００℃（Ａｇの再結晶温度）以上９６０℃（Ａｇの融点）以下である。マザーコイル導体１２０がＣｕにより作製されている場合には、接合時の温度は、２００℃〜２５０℃（Ｃｕの再結晶温度）以上１０８０℃（Ｃｕの融点）以下である。

次に、ペースト状の坏土を作製する。具体的には、酸化第二鉄（Ｆｅ₂Ｏ₃）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化ニッケル（ＮｉＯ）及び酸化銅（ＣｕＯ）を所定の比率で秤量したそれぞれの材料を原材料としてボールミルに投入し、湿式調合を行う。得られた混合物を乾燥してから粉砕し、得られた粉末を８００℃で１時間仮焼する。得られた仮焼粉末をボールミルにて湿式粉砕した後、乾燥してから解砕して、フェライトセラミック粉末を得る。

このフェライトセラミック粉末に対して結合剤（熱可塑性樹脂、セルロース等）と可塑剤、湿潤材、溶剤を加えてミキサー、混錬機等で混合及び脱気を行う。これにより、ペースト状の坏土を得る。

次に、板状のマザー本体１１２を作製するための型にマザー金属板１１６をセットし、型にペースト状の坏土を流し込む。これにより、図３に示すように、板状のマザー本体１１２内にマザーコイル部１１３を埋め込む。この後、マザー本体１１２に対して、静水圧プレスによる圧着を施す。

次に、マザー本体１１２を図３の点線に沿ってカットして、未焼成の複数の本体１２を得る。

次に、未焼成の本体１２に、脱バインダー処理及び焼成を施す。更に、本体１２の表面に、バレル研磨処理を施して、面取りを行う。

次に、Ａｇを主成分とする導電性材料からなる導電性ペーストを、本体１２のｘ軸方向の両側の端面に塗布する。そして、塗布した導電性ペーストを所定条件で焼き付ける。これにより、外部電極１４ａ，１４ｂとなるべき銀電極を形成する。更に、外部電極１４ａ，１４ｂとなるべき銀電極の表面に、Ｎｉめっき／Ｓｎめっきを施すことにより、外部電極１４ａ，１４ｂを形成する。以上の工程により、電子部品１０が完成する。

（効果）
以上のような電子部品１０及びその製造方法によれば、コイルの直流抵抗値を低減できる。より詳細には、電子部品１０では、コイル部１３は、同一形状を有する１枚の金属部材からなる複数のコイル導体２０ａ〜２０ｃが平面視したときに一致するように積層されて構成されている。これにより、コイル部１３のｚ軸方向の厚みは、コイル導体２０の厚みの３倍となる。よって、コイル部１３の断面積を増加させることができる。その結果、電子部品１０及びその製造方法によれば、コイルの直流抵抗値を低減することが可能となる。

また、電子部品１０及びその製造方法によれば、以下の理由によっても、コイルの直流抵抗値を低減できる。図４（ａ）は、比較例に係る電子部品のミアンダ部２２２の断面構造図である。図４（ｂ）は、電子部品１０のミアンダ部２２の断面構造図である。

比較例に係る電子部品のミアンダ部２２２のｚ軸方向の厚さは、電子部品１０のミアンダ部２２のｚ軸方向の厚さの３倍である。すなわち、ミアンダ部２２のｚ軸方向の厚さは、ミアンダ部２２ａ〜２２ｃのｚ軸方向の厚さの合計と等しい。以上のようなミアンダ部２２，２２２をそれぞれエッチングにより形成すると、ミアンダ部２２，２２２の角部が削り取られる。例えば、両面フォトエッチングによりミアンダ部２２，２２２を形成すると、ミアンダ部２２，２２２の線幅が、ミアンダ部２２，２２２のｚ軸方向の厚みの約２０％程度減少する。したがって、相対的に厚みの小さなミアンダ部２２の方が、相対的に厚みの大きなミアンダ部２２２よりも、精度よく加工され、大きな断面積を有している。よって、電子部品１０及びその製造方法によれば、コイルの直流抵抗値を低減できる。

また、電子部品１０及びその製造方法によれば、コイル導体２０が拡散接合により一体化されることによりコイル部１３が構成されている。拡散接合では、コイル導体２０ａ〜２０ｃ同士が原子レベルで接合しているので、コイル導体２０ａ〜２０ｃ同士の密着度が高い。その結果、コイル部１３の直流抵抗値がより低減される。

また、電子部品１０及びその製造方法によれば、薄い金属板をエッチングしてコイル導体２０を形成した後、コイル導体２０を積層してコイル部１３を形成している。そのため、厚みの大きな金属板をエッチングすることなく、厚みの大きなコイル部１３を得ることができる。したがって、コイル導体２０の形成が容易となるので、電子部品１０の製造が容易となる。

（変形例）
以下に、変形例に係る電子部品１０ａについて図面を参照しながら説明する。図５は、変形例に係る電子部品１０ａの積層体１２ａの分解斜視図である。図６は、変形例に係る電子部品１０ａのマザー積層体１１２ａの分解斜視図である。なお、電子部品１０ａの透視図は、図１を援用する。

電子部品１０ａの積層体１２ａは、図５に示すように、絶縁体層３０ａ〜３０ｈがｚ軸方向の正方向側から負方向側へとこの順に並ぶように積層されることによって構成されている。絶縁体層３０（３０ａ〜３０ｈ）の材料は、積層体１２の材料と同じである。そして、コイル部１３は、絶縁体層３０ｄ，３０ｅ間に設けられている。電子部品１０ａのその他の構成は、電子部品１０と同じであるので、説明を省略する。

電子部品１０ａの製造方法は、図６に示すように、セラミックグリーンシート１３０ａ〜１３０ｈと共に、マザーコイル部１１３を積層することにより、マザーコイル部１１３をマザー本体１１２ａに埋め込む。セラミックグリーンシート１３０ａ〜１３０ｈの材料は、マザー本体１１２のペースト状の坏土と同じ成分である。なお、電子部品１０ａの製造方法のその他の工程は、電子部品１０の製造方法と同じであるので、説明を省略する。

以上のような電子部品１０ａ及びその製造方法においても、電子部品１０及びその製造方法と同様に、コイルの直流抵抗値を低減できる。

（その他の実施形態）
本発明に係る電子部品及びその製造方法は、前記実施形態に係る電子部品１０，１０ａ及びその製造方法に限らず、その要旨の範囲内において変更可能である。

電子部品１０の製造方法では、本体１２を焼成していたが、本体１２の材料によっては、焼成工程は不要である。具体的には、本体１２が金属磁性体を樹脂で固めたメタルコンポジットである場合には、本体１２の焼成は不要である。

また、電子部品１０，１０ａでは、コイル部１３は、ミアンダ状をなしているが、直線状等のその他の形状であってもよい。

なお、コイル導体２０は、金属板が加工されて作製されるのではなく、金属箔が加工されて作製されてもよい。

以上のように、本発明は、電子部品及びその製造方法に有用であり、コイルの直流抵抗値を低減できる点において優れている。

１０，１０ａ電子部品
１２本体
１２ａ積層体
１３コイル部
１４ａ，１４ｂ外部電極
２０ａ〜２０ｃコイル導体
２２ａ〜２２ｃミアンダ部
２４ａ〜２４ｃ，２６ａ〜２６ｃ引き出し部
３０ａ〜３０ｈ絶縁体層

Claims

絶縁性材料からなる直方体状の本体と、
前記本体に内蔵されているコイル部であって、同一形状を有する１枚の金属部材からなる複数のコイル導体が平面視したときに一致するように積層されてなるコイル部と、
を備えていること、
を特徴とする電子部品。
前記コイル導体は、金属シートがエッチングにより加工されて作製されていること、
を特徴とする請求項１に記載の電子部品。
前記複数のコイル導体は、拡散接合により一体化されていること、
を特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の電子部品。
前記コイル部の両端にそれぞれ接続され、かつ、前記本体の表面に設けられている第１の外部電極及び第２の外部電極を、
更に備えていること、
を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の電子部品。
同一形状を有する１枚の金属部材からなる複数のコイル導体を準備する第１の工程と、
前記複数のコイル導体を平面視したときに一致させて積層してコイル部を作製する第２の工程と、
前記コイル部を絶縁性材料からなる本体内に埋め込む第３の工程と、
を備えていること、
を特徴とする電子部品の製造方法。
前記第１の工程では、金属シートをエッチングにより加工して前記コイル導体を作製すること、
を特徴とする請求項５に記載の電子部品の製造方法。
前記第２の工程では、前記複数のコイル導体を拡散接合により一体化すること、
を特徴とする請求項５又は請求項６のいずれかに記載の電子部品の製造方法。
前記第３の工程では、ペースト状の絶縁性材料内に前記コイル部を埋め込むこと、
を特徴とする請求項５ないし請求項７のいずれかに記載の電子部品の製造方法。
前記第３の工程では、複数枚の絶縁体層と共に前記コイル部を積層することにより、該コイル部を前記本体内に埋め込むこと、
を特徴とする請求項５ないし請求項７のいずれかに記載の電子部品の製造方法。