JP2013110171A

JP2013110171A - 積層インダクタ

Info

Publication number: JP2013110171A
Application number: JP2011252099A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Hachiya; 正大八矢; Takayuki Arai; 隆幸新井; Kenji Otake; 健二大竹
Original assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Current assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Priority date: 2011-11-17
Filing date: 2011-11-17
Publication date: 2013-06-06
Anticipated expiration: 2031-11-17
Also published as: US20130127576A1; US8866579B2; JP5960971B2

Abstract

【課題】軟磁性合金を磁性材料として用い、透磁率を高めて、高いインダクタンス、低抵抗、高定格電流を呈し、デバイスの小型化にも対応できる積層インダクタの提供。
【解決手段】内部導線形成領域１０、２０ならびに内部導線形成領域１０、２０を上下から挟むように形成された上部カバー領域３０及び下部カバー領域４０を有し、内部導線形成領域は、軟磁性合金粒子１１で形成された磁性体部１０と磁性体部１０内に埋め込まれるように設けられた内部導線２０とを有し、上部カバー領域３０及び下部カバー領域４０の少なくとも一方は、２つのピークをもつ粒度分布曲線（個数基準）を呈する軟磁性合金粒子３１、３２で形成されたものである、積層インダクタ１。
【選択図】図１

Description

本発明は積層インダクタに関する。

従来より、積層インダクタの製造方法の一つとして、フェライト等を含有するセラミックグリーンシートに内部導体パターンを印刷し、これらのシートを積層し、焼成する方法が知られている。

積層インダクタの典型的な製造法では、フェライト粉を用いて得られたセラミックグリーンシートにおける所定の位置にスルーホールを形成する。次いで、スルーホールを形成したシートの一方の主面に、積層してスルーホール接続することによってらせん状のコイルが構成されるコイル導体パターン（内部導体パターン）を、導電ペーストにより印刷する。

次に、上記スルーホールおよびコイル導体パターンが形成されたシートを所定の構成で積層し、その上下にスルーホールおよびコイル導体パターンが形成されていないセラミックグリーンシート（ダミーシート）を積層する。次いで、得られた積層体を圧着した後焼成し、コイル末端が導出している端面に外部電極を形成することで積層インダクタが得られる。

近年、積層インダクタには大電流化（定格電流の高値化を意味する）が求められており、例えば特許文献１によれば、該要求を満足するために、磁性体の材質を従前のフェライトから軟磁性合金に切り替えることが検討されている。軟磁性合金として提案されるＦｅ−Ｃｒ−Ｓｉ合金やＦｅ−Ａｌ−Ｓｉ合金は、材料自体の飽和磁束密度がフェライトに比べて高い。その反面、材料自体の体積抵抗率が従前のフェライトに比べて格段に低い。

特開２００７−２７３５３号公報

市場で要求される高インダクタンスあるいは低背に対応するためには高透磁率の材料を用いることが望ましい。高透磁率の材料を得る方法として、（１）金属磁性体の充填率を高める、（２）大粒径の金属磁性体を用いる、（３）透磁率の大きい組成の粒子を用いる、（４）磁束の方向に磁化容易軸を持つ粒子を用いるといった方法が考えられる。しかしながら、積層インダクタでは、（１）内部電極と同時に圧着するため高い成形圧をかけられず金属磁性体の占有率を上げられない、（２）内部電極間の幅を上回る大きさの粒子を含有するとショートや断線が発生するため使用できる粒径に上限がある、（３）アモルファス等の高透磁率の粉体は粉体強度が高かったり扁平粉等の非球形であったりするので金属磁性体の占有率が上がらない、といった理由のため透磁率が低くなり所望のインダクタンス値や、製品高さが得にくい。

これらのことを考慮し、本発明は軟磁性合金を磁性材料として用い、透磁率を高めて、高いインダクタンス値、低い抵抗値、高い定格電流値を呈し、デバイスの小型化にも対応できる積層インダクタを提供することを課題とする。

本発明者らが鋭意検討した結果、内部導線形成領域ならびに前記内部導線形成領域を上下から挟むように形成された上部カバー領域及び下部カバー領域を有する積層インダクタの発明を完成した。本発明によれば、前記内部導線形成領域は、軟磁性合金粒子で形成された磁性体部と前記磁性体部内に埋め込まれるように設けられた内部導線とを有し、前記上部カバー領域及び前記下部カバー領域の少なくとも一方は、２つのピークをもつ粒度分布曲線（個数基準）を呈する軟磁性合金粒子で形成される。
好ましくは、前記内部導線形成領域における磁性体部の軟磁性合金粒子と、上記２つのピークをもつ粒度分布曲線を呈する軟磁性合金粒子と、は構成元素の種類が同じである。
別途好ましくは、上記２つのピークにおける小粒子径側のピークの粒子径ａと、大粒子径側のピークの粒子径ｂと、の比率ａ／ｂが０．１８以下である。
別途好ましくは、上記２つのピークにおける小粒子径側のピークの高さｔ１と、大粒子径側のピークの高さｔ２と、の比率ｔ１／ｔ２が０．１〜０．５である。
別途好ましくは、上記２つのピークにおける小粒子径側のピークの粒子径ａと、大粒子径側のピークの粒子径ｂと、前記内部導線形成領域における磁性体部の軟磁性合金粒子のＤ５０の値ｃと、の間にａ＜ｃ＜ｂなる関係が成り立つ。

本発明によれば、カバー領域には粒子径の大きな軟磁性合金粒子を用いるので、デバイス全体の透磁率が向上し、結果としてインダクタとしてのＬ値が向上し、また、低抵抗化、高定格電流化が期待される。内部導線形成領域の磁性体部には粒子径の小さな軟磁性合金粒子を用いることによって、内部導線のショート・断線が生じにくく、結果としてデバイスの小型化に対応し得る。上部及び下部カバー領域のための軟磁性合金粒子と内部導線形成領域の磁性体部のための軟磁性合金粒子とを同一組成又は近似する組成の軟磁性合金で構成することができ、上部及び下部カバー領域と内部導線形成領域との接合性が向上し、デバイス全体としての強度向上に寄与する。

積層インダクタの模式断面図である。軟磁性合金粒子の模式化した粒度分布曲線である。積層インダクタの模式的な分解図である。

以下、図面を適宜参照しながら本発明を詳述する。但し、本発明は図示された態様に限定されるわけでなく、また、図面においては発明の特徴的な部分を強調して表現することがあるので、図面各部において縮尺の正確性は必ずしも担保されていない。

図１（Ａ）は積層インダクタの模式的な断面図である。図１（Ｂ）は図１（Ａ）の部分拡大図である。本発明によれば、積層インダクタ１は内部導線形成領域１０、２０と、当該領域１０、２０を上下から挟むように存在する上部及び下部カバー領域３０、４０とを有する。内部導線形成領域は磁性体部１０とそこに埋め込まれるように設けられた内部導線２０とを有する。上部カバー領域３０及び下部カバー領域４０には内部導線が埋め込まれておらず、実質的には磁性体層からなる。本発明において、「上下」という語は、上から順に、一方のカバー層（上部カバー層）３０、内部導線形成領域１０、２０、他方のカバー層（下部カバー層）４０が積層される方向をあらわす。「上下」という語は、積層インダクタ１の使用態様や製造方法を限定するものではない。２つのカバー層３０、４０の構成に区別がなければ、どちらを上であると認識するかは任意である。

本発明の対象である積層インダクタ１は、内部導線２０の大部分が磁性材料（磁性体部１０）の中に埋没している構造を有する。典型的には、内部導線２０は螺旋状に形成されたコイルであり、この場合は、ほぼ環状あるいは半環状などの導体パターンを、スクリーン印刷法などによってグリーンシート上に印刷し、スルーホールに導体を充填して、前記シートを積層することにより形成される。導体パターンが印刷されるグリーンシートは、磁性材料を含有し、所定の位置にスルーホールが設けられている。なお、内部導線としては、図示された螺旋状のコイルの他、渦巻き状のコイル、ミアンダ（蛇行）状の導線、あるいは直線状の導線等が挙げられる。

図１（Ｂ）は、内部導線形成領域の磁性体部１０と上部カバー領域３０との境界付近の模式的な拡大図である。積層インダクタ１では、軟磁性合金粒子１１が多数集積して所定形状の磁性体部１０を構成している。同様に、軟磁性合金粒子３１が多数集積して所定形状の上部カバー領域３０を構成している。図１（Ｂ）には表現されていないが、下部カバー領域４０についても同様である。個々の軟磁性合金粒子１１、３１、３２はその周囲の概ね全体にわたって酸化被膜が形成されていて、この酸化被膜により磁性体部１０、上部及び下部カバー領域３０、４０の絶縁性が確保される。図面では、酸化被膜の描写を省略している。隣接する軟磁性合金粒子１１、３１、３２どうしは、概ね、それぞれの軟磁性合金粒子１１、３１、３２がもつ酸化被膜を介して結合することにより、一定の形状を有する磁性体部１０、上部及び下部カバー領域３０、４０を構成している。部分的には、隣接する軟磁性合金粒子１１、３１、３２の、酸化被膜が無い金属部分どうしが結合していてもよい。また、内部導線２０の近傍では、主に上記酸化被膜を介して、軟磁性合金粒子１１と内部導線２０とが密着している。軟磁性合金粒子１１、３１、３２がＦｅ−Ｍ−Ｓｉ系合金（但し、Ｍは鉄より酸化し易い金属である。）からなる場合、酸化被膜には、磁性体であるＦｅ₃Ｏ₄と、非磁性体であるＦｅ₂Ｏ₃及びＭＯ_ｘ（ｘは金属Ｍの酸化数に応じて決まる値である。）を少なくとも含むことが確認されている。

上述の酸化被膜どうしが結合してなる結合部の存在は、例えば、約３０００倍に拡大したＳＥＭ観察像などにおいて、隣接する軟磁性合金粒子１１、３１、３２が有する酸化被膜が同一相であることを視認することなどで、明確に判断することができる。酸化被膜を介した結合部の存在により、積層インダクタ１における機械的強度と絶縁性の向上が図られる。積層インダクタ１の全体にわたって、隣接する軟磁性合金粒子１１、３１、３２が有する酸化被膜を介して結合していることが好ましいが、一部でも結合していれば、相応の機械的強度と絶縁性の向上が図られ、そのような形態も本発明の一態様であるといえる。

同様に、上述の軟磁性合金粒子１１、３１、３２の酸化被膜が無いところの金属部分どうしの結合部についても、例えば、約３０００倍に拡大したＳＥＭ観察像などにおいて、隣接する軟磁性合金粒子１１、３１、３２どうしが同一相を保ちつつ結合点を有することを視認することなどにより、軟磁性合金粒子１１、３１、３２どうしの結合部の存在を明確に判断することができる。軟磁性合金粒子１１、３１、３２どうしの結合部の存在により透磁率のさらなる向上が図られる。

なお、隣接する軟磁性合金粒子が、酸化被膜を介した結合部も、酸化被膜の無い金属部分どうしの結合部もいずれも存在せず単に物理的に接触又は接近するに過ぎない形態が部分的にあってもよい。

積層インダクタ１における内部導線形成領域では、磁性体部１０と、磁性体部１０内に埋め込まれるように設けられた螺旋状のコイルなどの形態を有する内部導線２０とが存在する。内部導線２０を構成する導体は積層インダクタにおいて通常使用される金属を適宜用いることができ、銀や銀合金などを非限定的に例示することができる。内部導線２０の両端は、典型的には、それぞれ引出導体（図示せず）を介して積層インダクタ１の外表面の相対向する端面に引き出され、外部端子（図示せず）に接続される。

本発明によれば、上部カバー領域３０および下部カバー領域４０が内部導線形成領域１０、２０を挟むように存在する。上部カバー領域３０および下部カバー領域４０は内部導線の形成が無い層からなる領域である。

上部カバー領域３０と下部カバー領域４０の少なくとも一方、好ましくは両方は、粒子分布において以下詳述する特徴をもつ軟磁性合金粒子から形成される。
すなわち、上部カバー領域３０と下部カバー領域４０の少なくとも一方を形成する軟磁性合金粒子は、その粒度分布曲線に２つのピークを有する。図１（Ｂ）では、上部カバー領域３０において、そのような２つのピークを有する粒度分布曲線を呈する軟磁性合金粒子３０が用いられている形態が表現されている。

比較的大きな粒子径の軟磁性合金粒子３１が存在することでと高い透磁率の発現が期待され、併せて、比較的小さな粒子径の軟磁性合金粒子３２が存在することで粒子の充填密度が増し、高いインダクタンス値、低い抵抗値および低背が両立する積層インダクタを作製することが可能になる。

ここで、軟磁性合金粒子の粒度分布曲線は、ＳＥＭ像を取得して画像解析に供して得ることができる。具体的には、測定対象部分、例えば上下のカバー領域３０、４０の断面のＳＥＭ像（約３０００倍）を取得し、測定部分における任意の粒子を１０００個以上選び出して、それらのＳＥＭ像における面積を測定し、粒子が球体であると仮定して個々の粒子の粒子径を算出する。算出した粒子径を横軸とし、縦軸に粒子の個数（頻度）をとり、粒度分布曲線を得ることができる。粒子を選び出す方法としては、例えば次のような方法が挙げられる。前記のＳＥＭ像内に存在する粒子が１０００個未満の場合は、該ＳＥＭ像内の粒子をすべてサンプリングし、これを複数個所行って１０００個以上選び出す。前記のＳＥＭ像内に１０００個以上粒子が存在する場合は、該ＳＥＭ像内に所定間隔で直線を引いて、その直線上にかかった粒子を全部サンプリングして、１０００個以上選び出す。なお、軟磁性合金粒子を用いる積層インダクタにおいては、原料粒子の粒子径と、熱処理後の上記磁性体部１０およびカバー領域３０、４０を構成する軟磁性合金粒子の粒子径とはほぼ同じであることが知られている。このため、原料として用いる軟磁性合金粒子の平均粒子径を測定しておくことで、積層インダクタ１に含まれる軟磁性合金粒子の平均粒子径を想定することも可能である。

図２は軟磁性合金粒子の模式化した頻度（個数）基準の粒度分布曲線である。ここで、上記２つのピークにおける小粒子径側のピークの粒子径をａ、大粒子径側のピークの粒子径をｂとする。また、小粒子径側のピークの高さをｔ１、大粒子径側のピークの高さをｔ２とする。なお、図２は２つのピークの存在を強調して描写している。実際には、両ピークの一部が互いに重なり合っていてもよい。

好適には、ａとｂとの比率ａ／ｂは０．１８以下である。別途好ましくはｂは１０μｍ以上である。ｂの上限はデバイスの大きさ等により適宜設定することができ、例えば３０μｍなどが挙げられる。ａの下限値は特に制限されないが、典型的には０．５μｍなどが例示される。ａとｂとの間に上記関係が成り立つことにより、より高充填率にて軟磁性合金粒子３１、３２からカバー領域３０、４０を形成することができ、本発明をより実効あらしめることができる。

別途好適には、ｔ１とｔ２との比率ｔ１／ｔ２は０．１〜０．５である。このような関係が成り立つことにより、より高充填率にて軟磁性合金粒子３１、３２からカバー領域３０、４０を形成することができ、本発明をより実効あらしめることができる。粒度分布曲線のピークの高さであるｔ１およびｔ２は、それぞれのピークを示す粒子径の粒子の存在比率を反映する。

ａ／ｂおよびｔ１／ｔ２の比率を制御するためには、原料として用いる粉末の粒度分布と配合比率を調整することが考えられる。典型的には、目標とするａに近い粒子径を狭い分布にて有する粒子群と、目標とするｂに近い粒子径を狭い粒子分布にて有する粒子群とを所定割合で配合することにより、図２のような分布を有するカバー領域３０、４０を得ることができる。

ここで、上記磁性体部１０の軟磁性合金粒子１１のＤ５０の値をｃとする。このとき、好ましくはａ＜ｃ＜ｂなる関係が成り立つ。ｃの値は、上述した軟磁性合金粒子の粒度分布曲線の求め方に準じてＳＥＭ像から３００個以上の粒子径の分布を求めてそのＤ５０値を算出することにより得られる。磁性体部１０の軟磁性合金粒子１１が大き過ぎない、つまりｃ＜ｂであることにより、内部電極２０形成のための電極ペースト等の印刷精度が向上する。この印刷精度向上の観点からは、ｃは好ましくは１〜１０μｍである。

好ましくは、上記磁性体部１０に用いられる軟磁性合金粒子１１と、上記２つのピークをもつ粒度分布曲線を呈する軟磁性合金粒子３１、３２と、は同組成あるいは近似した組成であり、具体的には、軟磁性合金粒子の構成元素の種類が磁性体部１０と、上部カバー領域３０または下部カバー領域４０とで同一であり、より好ましくは、軟磁性合金粒子の構成元素の種類及び存在比率が磁性体部１０と、上部カバー領域３０または下部カバー領域４０とで同一である。構成元素の種類が同一であることは以下の例示により説明される。例えば、ＦｅとＣｒとＳｉとの三元素からなる二種類の軟磁性合金（Ｆｅ−Ｃｒ−Ｓｉ系軟磁性合金）が存在すれば、ＦｅとＣｒとＳｉとの存在比率を問わずに、これらについては構成元素の種類は同一であると評価することができる。

上記の構成により、上部および下部の少なくとも一方のカバー領域３０、４０には大きな軟磁性合金粒子３１を含有させることができ、結果として、透磁率の向上を図ることができる。本発明によれば、内部導線形成領域の磁性体部１０では小さな軟磁性合金粒子を用いることができる。このためデバイスが小型化して内部導線２０の導線が細くなっても断線しにくくなる。結果として、デバイスの小型化と透磁率向上とを両立することができる。特に、上記磁性体部１０と、カバー領域３０、４０とが同組成あるいは近似した組成からなる軟磁性合金粒子で構成されていれば、カバー領域３０、４０と内部導線形成領域の磁性体部１０との接合性が良好である。図１（Ａ）では、上部カバー領域３０と内部導線形成領域の磁性体部１０との界面が材質的に明瞭に区分けされているように描写されているが、実際には、部分拡大図である図１（Ｂ）のように、接合界面付近では、上部カバー領域３０のための軟磁性合金粒子３１と、内部導線形成領域の磁性体部１０のための軟磁性合金粒子１１とが入り混じっていてもよい。下部カバー領域４０と内部導線形成領域の磁性体部１０との接合界面付近でも同様である。

以下、本発明に係る積層インダクタ１の典型的かつ非限定的な製造方法を説明する。積層インダクタ１の製造にあたっては、まず、ドクターブレードやダイコータ等の塗工機を用いて、予め用意した磁性体ペースト（スラリー）を、樹脂等からなるベースフィルムの表面に塗工する。これを熱風乾燥機等の乾燥機で乾燥してグリーンシートを得る。上記磁性体ペーストは、軟磁性合金粒子と、典型的には、バインダとしての高分子樹脂と、溶剤とを含む。

軟磁性合金粒子は、主として合金からなる軟磁性を呈する粒子である。合金の種類としては、Ｆｅ−Ｍ−Ｓｉ系合金（但し、Ｍは鉄より酸化し易い金属である。）が挙げられる。Ｍとしては、Ｃｒ、Ａｌなどが挙げられ、好ましくはＣｒである。軟磁性合金粒子としては、例えばアトマイズ法で製造される粒子が挙げられる。

ＭがＣｒである場合、つまり、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｓｉ系合金におけるクロムの含有率は、好ましくは２〜８ｗｔ％である。クロムの存在は、熱処理時に不動態を形成して過剰な酸化を抑制するとともに強度および絶縁抵抗を発現する点で好ましく、一方、磁気特性の向上の観点からはクロムが少ないことが好ましく、これらを勘案して上記好適範囲が提案される。

Ｆｅ−Ｃｒ−Ｓｉ系軟磁性合金におけるＳｉの含有率は、好ましくは１．５〜７ｗｔ％である。Ｓｉの含有量が多ければ高抵抗・高透磁率という点で好ましく、Ｓｉの含有量が少なければ成形性が良好であり、これらを勘案して上記好適範囲が提案される。

Ｆｅ−Ｃｒ−Ｓｉ系合金において、ＳｉおよびＣｒ以外の残部は不可避不純物を除いて、鉄であることが好ましい。Ｆｅ、ＳｉおよびＣｒ以外に含まれていてもよい金属としては、アルミニウム、マグネシウム、カルシウム、チタン、マンガン、コバルト、ニッケル、銅などが挙げられ、非金属としてはリン、硫黄、カーボンなどが挙げられる。

積層インダクタ１における各々の軟磁性合金粒子を構成する合金については、例えば、積層インダクタ１の断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて撮影して、その後、エネルギー分散型Ｘ線分析（ＥＤＳ）によるＺＡＦ法で化学組成を算出することができる。

本発明によれば、内部導線形成領域の磁性体部１０のための磁性体ペースト（スラリー）と、上部及び下部カバー領域３０、４０のための磁性体ペースト（スラリー）をそれぞれ別に製造することが好ましい。このときに、上述のａ、ｂ、ｃ、ｔ１、ｔ２が上述の好適条件を満たすように軟磁性合金粒子の粒子径と混合比率等を調節することができる。

原料段階の軟磁性合金粒子の粒度分布は、レーザ回折散乱法を利用した粒子径・粒度分布測定装置（例えば、日機装（株）製のマイクロトラック）を用いて測定することができる。軟磁性合金粒子を用いる積層インダクタ１０においては、原料粒子としての軟磁性合金粒子の粒子サイズは、完成した積層インダクタ１０の磁性体部１０、上下のカバー領域３０、４０を構成する軟磁性合金粒子１１、３１、３２の粒子サイズと概ね等しいことが分かっている。

上述の磁性体ペーストには、好適にはバインダとしての高分子樹脂が含まれる。高分子樹脂の種類は特に限定はなく、例えば、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）等のポリビニルアセタール樹脂などが挙げられる。磁性体ペーストの溶剤の種類は特に限定はなく、例えば、ブチルカルビトール等のグリコールエーテルなどを用いることができる。磁性体ペーストにおける軟磁性合金粒子、高分子樹脂、溶剤などの配合比率などは適宜調節することができ、それによって、磁性体ペーストの粘度などを設定することも可能である。

磁性体ペーストを塗工および乾燥してグリーンシートを得るための具体的な方法は従来技術を適宜援用することができる。

次いで、打ち抜き加工機やレーザ加工機等の穿孔機を用いて、グリーンシートに穿孔を行ってスルーホール（貫通孔）を所定配列で形成する。スルーホールの配列については、各シートを積層したときに、導体を充填したスルーホールと導体パターンとで内部導線２０が形成されるように設定される。内部導線を形成するためのスルーホールの配列および導体パターンの形状については、従来技術を適宜援用することができ、また、後述の実施例において図面を参照しながら具体例が説明される。

スルーホールに充填するため、および、導体パターンの印刷のために、好ましくは導体ペーストが使用される。導体ペーストには導体粒子と、典型的にはバインダとしての高分子樹脂と溶剤とが含まれる。

導体粒子としては、銀粒子などを用いることができる。導体粒子の粒子径は、体積基準において、ｄ５０が好ましくは１〜１０μｍである。導体粒子のｄ５０は、レーザ回折散乱法を利用した粒子径・粒度分布測定装置（例えば、日機装（株）製のマイクロトラック）を用いて測定される。

導体ペーストには、好適にはバインダとしての高分子樹脂が含まれる。高分子樹脂の種類は特に限定はなく、例えば、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）等のポリビニルアセタール樹脂などが挙げられる。導体ペーストの溶剤の種類は特に限定はなく、例えば、ブチルカルビトール等のグリコールエーテルなどを用いることができる。導体ペーストにおける導体粒子、高分子樹脂、溶剤などの配合比率などは適宜調節することができ、それによって、導体ペーストの粘度などを設定することも可能である。

次いで、スクリーン印刷機やグラビア印刷機等の印刷機を用いて、導体ペーストをグリーンシートの表面に印刷し、これを熱風乾燥機等の乾燥機で乾燥して、内部導線に対応する導体パターンを形成する。印刷の際に、上述のスルーホールにも導体ペーストの一部が充填される。その結果、スルーホールに充填された導体ペーストと、印刷された導体パターンとが内部導線の形状を構成することになる。

印刷後のグリーンシートを、吸着搬送機とプレス機を用いて、所定の順序で積み重ねて熱圧着して積層体を作製する。続いて、ダイシング機やレーザ加工機等の切断機を用いて、積層体を部品本体サイズに切断して、加熱処理前の磁性体部及び内部導線を含む、加熱処理前チップを作製する。

焼成炉等の加熱装置を用いて、大気等の酸化性雰囲気中で、加熱処理前チップを加熱処理する。この加熱処理は、通常は、脱バインダプロセスと酸化被膜形成プロセスとを含み、脱バインダプロセスは、バインダとして用いた高分子樹脂が消失する程度の温度、例えば、約３００℃、約１ｈｒの条件が挙げられ、酸化物膜形成プロセスは、好適には４００〜９００℃、典型例としては約７５０℃、約２ｈｒの条件が挙げられる。

加熱処理前チップにあっては、個々の軟磁性合金粒子どうしの間に、多数の微細間隙が存在し、通常、該微細間隙は溶剤とバインダとの混合物で満たされている。これらは脱バインダプロセスにおいて消失し、脱バインダプロセスが完了した後は、該微細間隙はポアに変わる。また、加熱処理前チップにおいて、導体粒子どうしの間にも多数の微細隙間が存在する。この微細間隙は溶剤とバインダとの混合物で満たされている。これらも脱バインダプロセスにおいて消失する。

脱バインダプロセスに続く酸化被膜形成プロセスでは、軟磁性合金粒子１１、３１、３２が密集して磁性体部１０ならびに上部及び下部カバー領域３０、４０ができ、典型的には、その際に、軟磁性合金粒子１１、３１、３２それぞれの表面に酸化被膜が形成される。このとき、導体粒子が焼結して内部導線２０が形成される。これにより積層インダクタ１が得られる。

通常は、加熱処理の後に外部端子を形成する。ディップ塗布機やローラ塗布機等の塗布機を用いて、予め用意した導体ペーストを積層インダクタ１の長さ方向両端部に塗布し、これを焼成炉等の加熱装置を用いて、例えば、約６００℃、約１ｈｒの条件で焼付け処理を行うことにより、外部端子が形成される。外部端子用の導体ペーストは、上述した導体パターンの印刷用のペーストや、それに類似したペーストを適宜用いることができる。

以下、実施例により本発明をより具体的に説明する。ただし、本発明はこれらの実施例に記載された態様に限定されるわけではない。

（実施例１）
［積層インダクタの具体構造］
本実施例で製造した積層インダクタ１の具体構造例を説明する。部品としての積層インダクタ１は長さが約２．０ｍｍで、幅が約１．２５ｍｍで、高さが約１．２５ｍｍで、全体が直方体形状を成している。

図３は積層インダクタの模式的な分解図である。内部導線形成領域の磁性体部１０は、計５層の磁性体層ＭＬ１〜ＭＬ５が一体化した構造を有する。上部カバー領域３０は８層の磁性体層ＭＬ６が一体化した構造を有する。下部カバー領域４０は７層の磁性体層ＭＬ６が一体化した構造を有する。各磁性体層ＭＬ１〜ＭＬ５は、粒度分布曲線においてピークを１つ有し、Ｄ５０が６μｍのＣｒを５ｗｔ％、Ｓｉを３ｗｔ％含み、残部がＦｅである軟磁性合金粒子を主体として成形されてなり、ガラス成分を含んでいない。また、軟磁性合金粒子それぞれの表面には酸化被膜（図示せず）が存在し、磁性体部１０ならびに上部及び下部カバー領域３０、４０内の軟磁性合金粒子は隣接する合金粒子それぞれが有する酸化被膜を介して相互結合していることを、本発明者らはＳＥＭ観察（３０００倍）によって確認した。

上下のカバー領域に相当するＭＬ６については、Ｄ５０が１．５μｍの軟磁性合金粒子とＤ５０が１０μｍの軟磁性合金粒子とを重量比で１：４にて混合したものをバインダとしてのＰＶＢと溶剤に加えて、これらを混合した後に、ドクターブレード法によりシートを形成して得た。

内部導線２０は、計５個のコイルセグメントＣＳ１〜ＣＳ５と、該コイルセグメントＣＳ１〜ＣＳ５を接続する計４個の中継セグメントＩＳ１〜ＩＳ４とが、螺旋状に一体化したコイルの構造を有し、その巻き数は約３．５である。この内部導線２０は、主として銀粒子を熱処理して得られ、原料として用いた銀粒子の体積基準のｄ５０は５μｍである。

４個のコイルセグメントＣＳ１〜ＣＳ４はコ字状を成し、１個のコイルセグメントＣＳ５は帯状を成しており、各コイルセグメントＣＳ１〜ＣＳ５の厚さは約２０μｍで、幅は約０．２ｍｍである。最上位のコイルセグメントＣＳ１は、外部端子との接続に利用されるＬ字状の引出部分ＬＳ１を連続して有し、最下位のコイルセグメントＣＳ５は、外部端子との接続に利用されるＬ字状の引出部分ＬＳ２を連続して有している。各中継セグメントＩＳ１〜ＩＳ４は磁性体層ＭＬ１〜ＭＬ４を貫通した柱状を成しており、各々の口径は約１５μｍである。

各外部端子（図示せず）は、積層インダクタ１の長さ方向の各端面と該端面近傍の４側面に及んでおり、その厚さは約２０μｍである。一方の外部端子は最上位のコイルセグメントＣＳ１の引出部分ＬＳ１の端縁と接続し、他方の外部端子は最下位のコイルセグメントＣＳ５の引出部分ＬＳ２の端縁と接続している。これら外部端子は、主として体積基準のｄ５０が５μｍである銀粒子を熱処理して得た。

［積層インダクタの製造］
表１記載の軟磁性合金粒子８５ｗｔ％、ブチルカルビトール（溶剤）が１３ｗｔ％、ポリビニルブチラール（バインダ）２ｗｔ％からなる磁性体ペーストを調製した。上記磁性体層１０のための磁性体ペーストと、上部及び下部カバー領域３０、４０のための磁性体ペーストは別々に調製した。ドクターブレードを用いて、この磁性体ペーストをプラスチック製のベースフィルムの表面に塗工し、これを熱風乾燥機で、約８０℃、約５ｍｉｎの条件で乾燥した。このようにしてベースフィルム上にグリーンシートを得た。その後、グリーンシートをカットして、磁性体層ＭＬ１〜ＭＬ６（図３を参照）に対応し、且つ、多数個取りに適合したサイズの第１〜第６シートをそれぞれ得た。

続いて、穿孔機を用いて、磁性体層ＭＬ１に対応する第１シートに穿孔を行い、中継セグメントＩＳ１に対応する貫通孔を所定配列で形成した。同様に、磁性体層ＭＬ２〜ＭＬ４に対応する第２〜第４シートそれぞれに、中継セグメントＩＳ２〜ＩＳ４に対応する貫通孔を所定配列で形成した。

続いて、印刷機を用いて、上記Ａｇ粒子が８５ｗｔ％で、ブチルカルビトール（溶剤）が１３ｗｔ％で、ポリビニルブチラール（バインダ）が２ｗｔ％からなる導体ペーストを上記第１シートの表面に印刷し、これを熱風乾燥機で、約８０℃、約５ｍｉｎの条件で乾燥して、コイルセグメントＣＳ１に対応する第１印刷層を所定配列で作製した。同様に、上記第２〜第５シートそれぞれの表面に、コイルセグメントＣＳ２〜ＣＳ５に対応する第２〜第５印刷層を所定配列で作製した。

第１〜第４シートそれぞれに形成した貫通孔は、第１〜第４印刷層それぞれの端部に重なる位置に存するため、第１〜第４印刷層を印刷する際に導体ペーストの一部が各貫通孔に充填されて、中継セグメントＩＳ１〜ＩＳ４に対応する第１〜第４充填部が形成される。

続いて、吸着搬送機とプレス機を用いて、印刷層及び充填部が設けられた第１〜第４シートと、印刷層のみが設けられた第５シートと、印刷層及び充填部が設けられていない第６シートとを、図３に示した順序で積み重ねて熱圧着して積層体を作製した。この積層体を切断機で部品本体サイズに切断して、加熱処理前チップを得た。

続いて、焼成炉を用いて、大気中雰囲気で、加熱処理前チップを多数個一括で加熱処理した。まず、脱バインダプロセスとして約３００℃、約１ｈｒの条件で加熱し、次いで、酸化被膜形成プロセスとして約７５０℃、約２ｈｒの条件で加熱した。この加熱処理によって、軟磁性合金粒子が密集して磁性体部１０が形成し、また、銀粒子が焼結して内部導線２０が形成され、これにより部品本体を得た。

続いて、外部端子を形成した。上記銀粒子を８５ｗｔ％、ブチルカルビトール（溶剤）を１３ｗｔ％で、ポリビニルブチラール（バインダ）を２ｗｔ％含有する導体ペーストを塗布機で、部品本体の長さ方向両端部に塗布し、これを焼成炉で、約８００℃、約１ｈｒの条件で焼付け処理を行った。その結果、溶剤及びバインダが消失し、銀粒子が焼結して、外部端子が形成され、積層インダクタ１を得た。

（実施例２）
上下のカバー領域に相当するＭＬ６については、Ｄ５０が２０μｍの軟磁性合金粒子とＤ５０が３μｍの軟磁性合金粒子とを重量比で８：２にて混合したものを用いたことのほかは、実施例１と同様にして積層インダクタを得た。

（実施例３）
磁性体層ＭＬ１〜ＭＬ５については、粒度分布曲線においてピークを１つ有し、Ｄ５０が６μｍのＣｒを５ｗｔ％、Ｓｉを５ｗｔ％含み、残部がＦｅである軟磁性合金粒子を用いて、上下のカバー領域に相当するＭＬ６については、磁性体層ＭＬ１〜ＭＬ５で用いたものと同組成である、Ｄ５０が１０μｍの軟磁性合金粒子とＤ５０が１．５μｍの軟磁性合金粒子とを重量比で８：２にて混合したものを用いたことのほかは、実施例１と同様にして積層インダクタを得た。

（実施例４）
上下のカバー領域に相当するＭＬ６については、Ｄ５０が１０μｍの軟磁性合金粒子とＤ５０が１．８μｍの軟磁性合金粒子とを重量比で８：２にて混合したものを用いたことのほかは、実施例１と同様にして積層インダクタを得た。

（実施例５）
磁性体層ＭＬ１〜ＭＬ５については、粒度分布曲線においてピークを１つ有し、Ｄ５０が１．５μｍのＣｒを５ｗｔ％、Ｓｉを３ｗｔ％含み、残部がＦｅである軟磁性合金粒子を用いて、上下のカバー領域に相当するＭＬ６については、Ｄ５０が１０μｍの軟磁性合金粒子とＤ５０が１．５μｍの軟磁性合金粒子とを重量比で８：２にて混合したものを用いたことのほかは、実施例１と同様にして積層インダクタを得た。

（実施例６）
上下のカバー領域に相当するＭＬ６については、Ｄ５０が１０μｍの軟磁性合金粒子とＤ５０が１．５μｍの軟磁性合金粒子とを重量比で９１：９にて混合したものを用いたことのほかは、実施例１と同様にして積層インダクタを得た。

（実施例７）
上下のカバー領域に相当するＭＬ６については、Ｄ５０が１０μｍの軟磁性合金粒子とＤ５０が１．５μｍの軟磁性合金粒子とを重量比で６７：３３にて混合したものを用いたことのほかは、実施例１と同様にして積層インダクタを得た。

（実施例８）
磁性体層ＭＬ１〜ＭＬ５については、粒度分布曲線においてピークを１つ有し、Ｄ５０が６μｍのＡｌを５．５ｗｔ％、Ｓｉを９．５ｗｔ％含み、残部がＦｅである軟磁性合金粒子を用いて、上下のカバー領域に相当するＭＬ６については、磁性体層ＭＬ１〜ＭＬ５で用いたものと同組成である、Ｄ５０が１０μｍの軟磁性合金粒子とＤ５０が１．５μｍの軟磁性合金粒子とを重量比で８：２にて混合したものを用いたことのほかは、実施例１と同様にして積層インダクタを得た。

（比較例１）
磁性体層ＭＬ１〜ＭＬ５および上下のカバー領域に相当するＭＬ６のいずれについても、粒度分布曲線においてピークを１つ有し、Ｄ５０が１０μｍのＣｒを５ｗｔ％、Ｓｉを３ｗｔ％含み、残部がＦｅである軟磁性合金粒子を用いたことのほかは、実施例１と同様にして積層インダクタを得た。

（比較例２）
磁性体層ＭＬ１〜ＭＬ５および上下のカバー領域に相当するＭＬ６のいずれについても、粒度分布曲線においてピークを１つ有し、Ｄ５０が１０μｍのＡｌを５．５ｗｔ％、Ｓｉを９．５ｗｔ％含み、残部がＦｅである軟磁性合金粒子を用いたことのほかは、実施例１と同様にして積層インダクタを得た。

得られた積層インダクタにおける上記ａ、ｂ、ｃ、ｔ１、ｔ２について測定した。また、得られた積層インダクタの特性として、インダクタンスＬが１．０μＨの条件にて、直流抵抗（Ｒｄｃ）および直流重畳許容電流（Ｉｄｃ）を測定した。また、インダクタ不良発生率（Ｎ＝５０）を計測した。結果を表１、表２にまとめる。

１積層インダクタ、１０内部導体形成領域の磁性体部、１１軟磁性合金粒子、２０内部導線、３０上部カバー領域、３１、３２軟磁性合金粒子、４０下部カバー領域、ＭＬ１〜ＭＬ６各磁性体層、ＣＳ２〜ＣＳ５コイルセグメント、ＩＳ１〜ＩＳ４中継セグメント。

Claims

内部導線形成領域ならびに前記内部導線形成領域を上下から挟むように形成された上部カバー領域及び下部カバー領域を有し、
前記内部導線形成領域は、軟磁性合金粒子で形成された磁性体部と前記磁性体部内に埋め込まれるように設けられた内部導線とを有し、
前記上部カバー領域及び前記下部カバー領域の少なくとも一方は、２つのピークをもつ粒度分布曲線（個数基準）を呈する軟磁性合金粒子で形成されたものである、
積層インダクタ。
前記内部導線形成領域における磁性体部の軟磁性合金粒子と、上記２つのピークをもつ粒度分布曲線を呈する軟磁性合金粒子と、は構成元素の種類が同じである、請求項１記載の積層インダクタ。
上記２つのピークにおける小粒子径側のピークの粒子径ａと、大粒子径側のピークの粒子径ｂと、の比率ａ／ｂが０．１８以下である請求項１または２記載の積層インダクタ。
上記２つのピークにおける小粒子径側のピークの高さｔ１と、大粒子径側のピークの高さｔ２と、の比率ｔ１／ｔ２が０．１〜０．５である請求項１〜３のいずれか１項に記載の積層インダクタ。
上記２つのピークにおける小粒子径側のピークの粒子径ａと、大粒子径側のピークの粒子径ｂと、前記内部導線形成領域における磁性体部の軟磁性合金粒子のＤ５０の値ｃと、の間にａ＜ｃ＜ｂなる関係が成り立つ請求項１〜４のいずれか１項に記載の積層インダクタ。