JP2013115067A

JP2013115067A - 電子部品

Info

Publication number: JP2013115067A
Application number: JP2011256900A
Authority: JP
Inventors: Daiki Hashimoto; 大喜橋本; Hideaki Matsushima; 秀明松嶋
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2011-11-25
Filing date: 2011-11-25
Publication date: 2013-06-10

Abstract

【課題】コイルの端部が端面から突出することを軽減できる電子部品を提供することである。
【解決手段】積層体１２は、焼成時における第１の収縮率を有する第１の磁性体材料及び第１の収縮率よりも小さな第２の収縮率を有する第２の磁性体材料により作製されている。コイルＬは、積層体１２に埋め込まれた金属線からなり、端部ｔａ，ｔｂにおいて積層体１２から露出している。外部電極１４ａ，１４ｂは、端部ｔａ，ｔｂを覆っている。積層体１２におけるコイルＬの端部ｔａ，ｔｂの周囲は、第２の磁性体材料により作製されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、電子部品に関し、より特定的には、金属線により構成されたコイルを内蔵している電子部品に関する。

従来の電子部品としては、例えば、特許文献１に記載のチップ型インピーダンス素子が知られている。該チップ型インピーダンス素子は、基台、導体及び２つの端子電極を備えている。基台は、直方体状の結晶磁性体である。導体は、円形の断面を有する金属線であり、基台の互いに対向する２つの端面を直線的に繋いでいる。また、導体の端部は、２つの端面から突出している。２つの端子電極はそれぞれ、基台の互いに対向する２つの端面を覆っており、金属線の両端に接続されている。

ところで、特許文献１に記載のチップ型インピーダンス素子では、焼成時における基台の収縮率は、焼成時における導体の収縮率よりも大きい。そのため、焼成時に導体の端部が端面から突出してしまう。導体の端部が端面から突出していると、導体の端部周囲の基台の端部と端子電極との間に空洞が形成されるおそれがある。空洞にめっき液等の水分が侵入すると、チップ型インピーダンス素子の実装時のリフロー工程において、水分が蒸発して外部電極が破損するはんだ爆ぜが発生するおそれがある。はんだ爆ぜは、チップ型インピーダンス素子の実装不良の原因となる。

特開平１１−９７２４７号公報

そこで、本発明の目的は、コイルの端部が端面から突出することを軽減できる電子部品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、焼成時における第１の収縮率を有する第１の絶縁材料及び該第１の収縮率よりも小さな第２の収縮率を有する第２の絶縁材料により構成されている素体と、前記素体に埋め込まれた金属線からなるコイルであって、端部において前記素体から露出しているコイルと、前記端部を覆っている外部電極と、を備えており、前記素体における前記コイルの端部の周囲は、前記第２の絶縁材料により構成されていること、を特徴とする。

本発明によれば、コイルの端部が端面から突出することを軽減できる。

本発明の一実施形態に係る電子部品の外観斜視図である。一実施形態に係る電子部品の積層体の分解斜視図である。図１の電子部品のＡ−Ａにおける断面構造図である。第１の変形例に係る電子部品の断面構造図である。第２の変形例に係る電子部品の断面構造図である。

以下に、本発明の実施形態に係る電子部品について説明する。

（電子部品の構成）
本発明の一実施形態に係る電子部品の構成について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る電子部品１０の外観斜視図である。図２は、一実施形態に係る電子部品１０の積層体１２の分解斜視図である。図３は、図１の電子部品１０のＡ−Ａにおける断面構造図である。

以下、電子部品１０の積層方向をｚ軸方向と定義し、電子部品１０のｚ軸方向の正方向側の面の長辺に沿った方向をｘ軸方向と定義し、電子部品１０のｚ軸方向の正方向側の面の短辺に沿った方向をｙ軸方向と定義する。ｘ軸方向とｙ軸方向とｚ軸方向とは直交している。

電子部品１０は、図１ないし図３に示すように、積層体（素体）１２、外部電極１４（１４ａ，１４ｂ）、及び、コイルＬ（図１には図示せず）を備えている。

積層体１２は、直方体状をなしており、コイルＬを内蔵している。積層体１２は、図３に示すように、端面Ｓ１，Ｓ２、上面、底面及び側面を有している。端面Ｓ１は、電子部品１０のｘ軸方向の負方向側に位置する面である。端面Ｓ２は、電子部品１０のｘ軸方向の正方向側に位置する面である。上面は、電子部品１０のｚ軸方向の正方向側に位置する面である。底面は、電子部品１０のｚ軸方向の負方向側に位置する面である。側面は、電子部品１０のｙ軸方向の両側に位置する面である。

積層体１２は、図２に示すように、絶縁体層１６ａ，１８ａ，１８ｂ，１６ｂ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り構成されている。絶縁体層１６（１６ａ，１６ｂ）は、焼成時における第１の収縮率を有する第１の磁性体材料（例えば、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライト）により構成されている長方形状の層である。絶縁体層１８（１８ａ，１８ｂ）は、焼成時における第２の収縮率を有する第２の磁性体材料（例えば、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライト）により構成されている長方形状の層である。第２の収縮率は、第１の収縮率よりも小さい。すなわち、絶縁体層１８ａ，１８ｂは、絶縁体層１６ａ，１６ｂよりも焼成時に収縮しにくい。このように、第２の収縮率が第１の収縮率よりも小さくなるように、本実施形態では、第２の磁性体材料を構成しているセラミック材料の比表面積は、第１の磁性体材料を構成しているセラミック材料の比表面積よりも小さい。具体的には、第１の磁性体材料を構成しているセラミック材料の比表面積は、仮焼後の粉砕において１０ｍ²／ｇ以上である。第２の磁性体材料を構成しているセラミック材料の比表面積は、仮焼後の粉砕において３．０ｍ²／ｇ以下である。比表面積の測定は、ＢＥＴ法による。このような比表面積の関係の場合、第２の磁性体材料を構成しているセラミック材料の粒径は、第１の磁性体材料を構成しているセラミック材料の粒径よりも大きくなる。

なお、磁性体材料とは、−５５℃以上＋１２５℃以下の温度範囲において、磁性体材料として機能する材料を意味する。以下では、絶縁体層１６，１８のｚ軸方向の正方向側の面を表面と称し、絶縁体層１６，１８のｚ軸方向の負方向側の面を裏面と称す。

コイルＬは、積層体１２に埋め込まれた金属線からなる。コイルＬは、図２及び図３に示すように、ｘ軸方向に延在しており、端部ｔａ，ｔｂにおいて積層体１２の端面Ｓ１，Ｓ２から露出している。そして、コイルＬは、第２の磁性体材料１８ａ，１８ｂによりｚ軸方向の両側から挟まれている。これにより、積層体１２におけるコイルＬの周囲は、第２の磁性体材料により構成されている。よって、積層体１２におけるコイルＬの端部ｔａ，ｔｂの周囲は、第２の磁性体材料により構成されている。

外部電極１４ａ，１４ｂはそれぞれ、積層体１２の端面Ｓ１及び端面Ｓ２を覆っている。また、外部電極１４ａ，１４ｂはそれぞれ、端面Ｓ１及び端面Ｓ２から上面、底面及び側面に折り返されている。これにより、外部電極１４ａ，１４ｂはそれぞれ、コイルＬの端部ｔａ，ｔｂに接続されている。

（電子部品の製造方法）
以下に、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。

まず、絶縁体層１６となるべきセラミックグリーンシートを準備する。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７００℃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、粉末状のフェライトセラミック材料を得る。該フェライトセラミック材料は、１０ｍ²／ｇ以上の比表面積を有している。

このフェライトセラミック材料に対して結合剤（酢酸ビニル、水溶性アクリル等）と可塑剤、湿潤材及び分散剤を加えてボールミルで混合を行い、その後、減圧により脱泡を行う。得られたセラミックスラリーをドクターブレード法により、キャリアシート上にシート状に形成して乾燥させ、絶縁体層１６となるべきセラミックグリーンシートを作製する。

次に、絶縁体層１８となるべきセラミックグリーンシートを準備する。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、粉末状のフェライトセラミック材料を得る。該フェライトセラミック材料は、３．０ｍ²／ｇ以下の比表面積を有している。

このフェライトセラミック材料に対して結合剤（酢酸ビニル、水溶性アクリル等）と可塑剤、湿潤材及び分散剤を加えてボールミルで混合を行い、その後、減圧により脱泡を行う。得られたセラミックスラリーをドクターブレード法により、キャリアシート上にシート状に形成して乾燥させ、絶縁体層１８となるべきセラミックグリーンシートを作製する。

次に、絶縁体層１６，１８となるべきセラミックグリーンシートを積層及び圧着して未焼成のマザー積層体を得る。具体的には、セラミックグリーンシートを１枚ずつ積層及び仮圧着する。この際、絶縁体層１８ａ，１８ｂ間にコイルＬを配置する。この後、未焼成のマザー積層体に対して、静水圧プレスにて本圧着を施す。静水圧プレスの条件は、１００ＭＰａの圧力及び４５℃の温度である。

次に、未焼成のマザー積層体をカットして、個別の未焼成の積層体１２を得る。次に、積層体１２の表面に、バレル研磨処理を施して、面取りを行う。この後、未焼成の積層体１２に、脱バインダー処理及び焼成を施す。脱バインダー処理は、例えば、低酸素雰囲気中においておよそ５００℃で２時間の条件で行う。焼成は、例えば、８９０℃で２．５時間の条件で行う。この際、絶縁体層１６の焼結密度は、５．１ｇ／ｃｍ³であり、絶縁体層１８の焼結密度は、４．４ｇ／ｃｍ³であった。なお、積層体１２の状態で絶縁体層１６の焼結密度及び絶縁体層１８の焼結密度のそれぞれを測定することはできない。そこで、絶縁体層１６のみからなる積層体及び絶縁体層１８のみからなる積層体を作成して、各積層体の焼結密度をアルキメデス法により測定することにより、絶縁体層１６の焼結密度及び絶縁体層１８の焼結密度を測定した。

ここで、絶縁体層１８となるべきセラミックグリーンシートのフェライトセラミック材料の比表面積は、絶縁体層１６となるべきセラミックグリーンシートのフェライトセラミック材料の比表面積よりも小さい。この状態では、絶縁体層１８となるべきセラミックグリーンシートのフェライトセラミック材料の粒径は、絶縁体層１６となるべきセラミックグリーンシートのフェライトセラミック材料の粒径よりも大きくなる。よって、絶縁体層１８となるべきセラミックグリーンシートは、焼結に多くのエネルギーが必要であり、同じ温度、同じ時間で焼成した場合、絶縁体層１６となるべきセラミックグリーンシートよりも焼成されにくい。その結果、絶縁体層１８となるべきセラミックグリーンシートは、絶縁体層１６となるべきセラミックグリーンシートよりも焼成時に収縮しにくい。したがって、コイルＬの端部ｔａ，ｔｂが端面Ｓ１，Ｓ２から突出することが軽減される。

次に、Ａｇを主成分とする導電性材料からなる電極ペーストを、積層体１２の端面Ｓ１，Ｓ２の全面及び上面、底面及び側面の一部に塗布する。そして、塗布した電極ペーストを約８００℃の温度で１時間の条件で焼き付ける。これにより、外部電極１４となるべき銀電極を形成する。更に、外部電極１４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１４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）
本実施形態に係る電子部品１０によれば、コイルＬの端部ｔａ，ｔｂが端面Ｓ１，Ｓ２から突出することが軽減される。より詳細には、特許文献１に記載のチップ型インピーダンス素子では、焼成時における基台の収縮率は、焼成時における導体の収縮率よりも大きい。そのため、焼成時に導体の端面から端部が突出してしまう。

そこで、電子部品１０では、積層体１２におけるコイルＬの端部ｔａ，ｔｂの周囲は、第１の収縮率よりも小さな第２の収縮率を有する第２の磁性体材料により構成されている。これにより、積層体１２におけるコイルＬの端部ｔａ，ｔｂの周囲の収縮率が、コイルＬの収縮率に近づく。その結果、焼成時に、コイルＬの端部ｔａ，ｔｂが端面Ｓ１，Ｓ２から突出することが軽減される。

更に、電子部品１０では、積層体１２におけるコイルＬの周囲が第２の磁性体材料により構成されている。これにより、積層体１２におけるコイルＬ全体の周囲の収縮率が、コイルＬの収縮率に近づく。その結果、焼成時に、コイルＬの端部ｔａ，ｔｂが端面Ｓ１，Ｓ２から突出することがより効果的に軽減される。

また、電子部品１０では、第１の磁性体材料により積層体１２の一部が構成されている。第１の磁性体材料を構成するセラミック材料の粒径は、第２の磁性体材料を構成するセラミック材料の粒径よりも小さい。そのため、第１の磁性体材料は、第２の磁性体材料よりも焼成されやすく、第２の磁性体材料よりも高い機械的強度を有する。したがって、電子部品１０は、積層体の全体が第２の磁性体材料により構成された電子部品よりも高い機械的強度を有する。

（第１の変形例）
以下に、第１の変形例に係る電子部品について図面を参照しながら説明する。図４は、第１の変形例に係る電子部品１０ａの断面構造図である。

電子部品１０ａと電子部品１０との相違点は、コイルＬの形状である。電子部品１０ａのコイルＬは、図４に示すように、螺旋状をなしている。より詳細には、コイルＬは、螺旋部２０及び直線部２２ａ，２２ｂにより構成されている。

螺旋部２０は、旋回しながらｘ軸方向に進行する螺旋状をなしている。直線部２２ａは、螺旋部２０のｘ軸方向の負方向側の端部からｘ軸方向の負方向側に向かって延在しており、端部ｔａを含んでいる。直線部２２ｂは、螺旋部２０のｘ軸方向の正方向側の端部からｘ軸方向の正方向側に向かって延在しており、端部ｔｂを含んでいる。

以上のように構成されたコイルＬは、絶縁体層１８ａ，１８ｂ内に埋め込まれている。よって、端部ｔａ，ｔｂを含んでいる直線部２２ａ，２２ｂの周囲は、第２の磁性体材料により構成されている。これにより、焼成時に、コイルＬの端部ｔａ，ｔｂが端面Ｓ１，Ｓ２から突出することが軽減される。

なお、コイルＬの螺旋部２０は、絶縁体層１８ａ，１８ｂに埋め込まれているが、絶縁体層１８ａ，１８ｂから絶縁体層１６ａ，１６ｂにはみ出していてもよい。

（第２の変形例）
以下に、第２の変形例に係る電子部品について図面を参照しながら説明する。図５は、第２の変形例に係る電子部品１０ｂの断面構造図である。

電子部品１０ｂと電子部品１０ａとの相違点は、積層体１２の構成である。電子部品１０ｂの積層体１２は、絶縁体部１１６，１１８ａ，１１８ｂにより構成されている。絶縁体部１１６は、第１の磁性体材料により構成されており、絶縁体部１１８ａ，１１８ｂは、第２の絶縁体材料により構成されている。また、絶縁体部１１８ａは、絶縁体部１１６のｘ軸方向の負方向側に設けられており、絶縁体部１１８ｂは、絶縁体部１１６のｘ軸方向の正方向側に設けられている。

コイルＬの螺旋部２０は、絶縁体部１１６に埋め込まれている。よって、螺旋部２０の周囲は、第１の絶縁体材料により構成されている。また、コイルＬの直線部２２ａ，２２ｂはそれぞれ、絶縁体部１１８ａ，１１８ｂに埋め込まれている。よって、直線部２２ａ，２２ｂの周囲は、第２の絶縁材料により構成されている。これにより、積層体１２におけるコイルＬの端部ｔａ，ｔｂの周囲は、第２の磁性体材料により構成されている。その結果、焼成時に、コイルＬの端部ｔａ，ｔｂが端面Ｓ１，Ｓ２から突出することが軽減される。

以上のように、本発明は、電子部品に有用であり、特に、コイルの端部が端面から突出することを軽減できる点において優れている。

Ｌコイル
Ｓ１，Ｓ２端面
ｔａ，ｔｂ端部
１０，１０ａ，１０ｂ電子部品
１２積層体
１４ａ，１４ｂ外部電極
１６ａ，１６ｂ，１８ａ，１８ｂ絶縁体層
２０螺旋部
２２ａ，２２ｂ直線部
１１６，１１８ａ，１１８ｂ絶縁体部

Claims

焼成時における第１の収縮率を有する第１の絶縁材料及び該第１の収縮率よりも小さな第２の収縮率を有する第２の絶縁材料により構成されている素体と、
前記素体に埋め込まれた金属線からなるコイルであって、端部において前記素体から露出しているコイルと、
前記端部を覆っている外部電極と、
を備えており、
前記素体における前記コイルの端部の周囲は、前記第２の絶縁材料により構成されていること、
を特徴とする電子部品。
前記コイルは、直線状をなしており、
前記素体における前記コイルの周囲は、前記第２の絶縁材料により構成されていること、
を特徴とする請求項１に記載の電子部品。
前記素体は、前記第１の絶縁材料からなる第１の絶縁体層と複数の前記第２の絶縁材料からなる第２の絶縁体層とが積層されて構成されており、
前記コイルは、前記第２の絶縁体層により挟まれていること、
を特徴とする請求項２に記載の電子部品。
前記コイルは、螺旋状をなしている螺旋部、及び、該螺旋部に接続され、かつ、前記端部を含んでいる直線部により構成されていること、
を特徴とする請求項１に記載の電子部品。
前記直線部の周囲は、前記第２の絶縁材料により構成されていること、
を特徴とする請求項４に記載の電子部品。
前記螺旋部の周囲は、前記第１の絶縁体材料により構成されていること、
を特徴とする請求項５に記載の電子部品。
前記第２の絶縁材料を構成しているセラミック材料の比表面積は、前記第１の絶縁材料を構成しているセラミック材料の比表面積よりも小さいこと、
を特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の電子部品。