JP2014082280A - Laminated coil component - Google Patents

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信之 谷木
Hiromitsu Yamanaka
博光 山中
Naomasa Oiwa
直応 大岩
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laminated coil component in which the DC superposition characteristics are enhanced without causing any increase in the DC resistance, and the stress that may be generated in a magnetic material is reduced.SOLUTION: A laminated coil component (11) includes a magnetic material part (2) formed by laminating magnetic material layers, and a conductor part (3) formed by interconnecting a plurality of conductor pattern layers, arranged between the magnetic material layers, in a coil-shape while penetrating the magnetic material layers and by being embedded in the magnetic material part (2). The conductor part (3) consists of a conductor containing silver, the magnetic material part (2) is composed of a sintered ferrite material containing FeO, NiO, ZnO and CuO, the ratio of CuO content of the magnetic material part (2) in a region near the conductor part to CuO content of the magnetic material part (2) in a central region is 0.2-0.5, and at least one cavity is formed in the periphery of the conductor part of the magnetic material part.

Description

本発明は、積層コイル部品に関し、より詳細には、磁性体層が積層されて成る磁性体部と、磁性体層間に配置された複数の導体パターン層が磁性体層を貫通してコイル状に相互接続され、磁性体部に埋設されて成る導体部とを有する積層コイル部品に関する。   The present invention relates to a laminated coil component, and more specifically, a magnetic body portion formed by laminating magnetic layers and a plurality of conductor pattern layers arranged between the magnetic layers are formed in a coil shape through the magnetic layers. The present invention relates to a laminated coil component having a conductor part that is interconnected and embedded in a magnetic part.

従来、磁性体部にコイル導体部が埋設された積層コイル部品において、直流重畳特性を向上させるために、コイル導体部周辺に非磁性材料を用いて開磁路型の積層コイル部品とすることが知られている。このような積層コイル部品では、使用する磁性材料と非磁性材料の線膨張係数の違いにより、積層体の内部にクラックが入る可能性がある。   Conventionally, in a laminated coil part in which a coil conductor part is embedded in a magnetic body part, in order to improve DC superposition characteristics, a non-magnetic material is used around the coil conductor part to form an open magnetic circuit type laminated coil part. Are known. In such a laminated coil component, there is a possibility that cracks may occur inside the laminate due to the difference in the linear expansion coefficient between the magnetic material used and the non-magnetic material.

一般的に積層コイル部品内部のクラックは嫌われる傾向にあることから、これまでクラックの発生を抑制する技術が検討され、多くの報告がなされている。例えば、特許文献1には、使用する磁性材料との間において線膨張係数の差を小さくすることができる非磁性フェライトが提案されており、これにより積層部品内部におけるクラックの発生が抑制される、とされている。   In general, cracks in laminated coil components tend to be disliked, and so far, techniques for suppressing the occurrence of cracks have been studied and many reports have been made. For example, Patent Document 1 proposes a nonmagnetic ferrite that can reduce the difference in linear expansion coefficient with the magnetic material used, thereby suppressing the occurrence of cracks in the laminated component. It is said that.

特許第3251370号公報Japanese Patent No. 3251370

しかしながら、特許文献1に記載の構成では、内部電極周りの応力緩和および直流重畳特性が不十分である可能性がある。   However, in the configuration described in Patent Document 1, there is a possibility that the stress relaxation around the internal electrode and the DC superposition characteristics are insufficient.

本発明の目的は、内部電極周りの応力が緩和され、かつ直流重畳特性が向上した積層コイル部品を提供することにある。また、本発明の更なる目的は、かかる積層コイル部品の製造方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a laminated coil component in which the stress around the internal electrode is relieved and the direct current superposition characteristics are improved. Moreover, the further objective of this invention is to provide the manufacturing method of this laminated coil component.

本発明の1つの要旨によれば、磁性体層が積層されて成る磁性体部と、磁性体層間に配置された複数の導体パターン層が磁性体層を貫通してコイル状に相互接続され、磁性体部に埋設されて成る導体部とを有する積層コイル部品であって、
導体部が銀を含む導体から成り、
磁性体部がFe、Ni、Zn、Cuを含む焼結フェライト材料から成り、
磁性体部の中央領域におけるCu含有量(CuO換算)に対する、磁性体部の導体部近傍領域におけるCu含有量(CuO換算)の比が、0.2〜0.5であり、磁性体部の導体部周辺に、少なくとも1つの空隙を有することを特徴とする、積層コイル部品が提供される。
According to one aspect of the present invention, a magnetic part formed by laminating magnetic layers and a plurality of conductor pattern layers disposed between the magnetic layers are interconnected in a coil shape through the magnetic layer, A laminated coil component having a conductor portion embedded in a magnetic body portion,
The conductor portion is made of a conductor containing silver,
The magnetic body portion is made of sintered ferrite material containing Fe, Ni, Zn, Cu,
The ratio of the Cu content (CuO equivalent) in the conductor vicinity region of the magnetic part to the Cu content (CuO equivalent) in the central area of the magnetic part is 0.2 to 0.5, and There is provided a laminated coil component having at least one gap around a conductor portion.

従来、積層コイル部品の製造方法においては、Fe、Ni、Zn、Cuを含むNi−Cu−Zn系フェライト材料であって、Cu含有量(CuO換算)が8mol%以上のものが通常使用されている。CuOはNi−Cu−Zn系フェライト材料の他の素原料に比べて融点が低く、CuO量を低くした場合、焼結性が低下するので、十分焼結させるために焼成温度を銀の融点より高い温度まで上げる必要が生じ、Ni−Cu−Zn系フェライト材料のグリーンシートと、銀を含む導体ペーストとを同時焼成できなくなる。よって、これらを空気中で同時に焼成するために、Cu含有量(CuO換算)は8mol%以上とされている。   Conventionally, in a method of manufacturing a laminated coil component, a Ni—Cu—Zn-based ferrite material containing Fe, Ni, Zn, and Cu and having a Cu content (CuO conversion) of 8 mol% or more is usually used. Yes. CuO has a lower melting point than other raw materials of Ni—Cu—Zn ferrite materials, and when the amount of CuO is lowered, the sinterability is lowered. It becomes necessary to raise the temperature to a high temperature, and the green sheet of the Ni—Cu—Zn ferrite material and the conductor paste containing silver cannot be fired simultaneously. Therefore, in order to fire these simultaneously in air, Cu content (CuO conversion) is 8 mol% or more.

これに対して、本発明者らの鋭意研究の結果、Cu含有量(CuO換算)を低くしつつも、Ni−Cu−Zn系フェライト材料のグリーンシートと、銀を含む導体ペーストとを同時焼成できる熱処理条件を見出し(これについては後述する)、更に、これによって得られた積層コイル部品において、磁性体部の中央領域におけるCu含有量(CuO換算)(以下、本明細書において「x」(重量%)とする)に対する、磁性体部の導体部近傍領域におけるCu含有量(CuO換算)(以下、本明細書において「y」(重量%)とする)の比y/xが、0.5以下になっており、磁性体部の導体部周辺に、少なくとも1つの空隙が形成されていることを見出した。   On the other hand, as a result of intensive studies by the present inventors, a green sheet of Ni—Cu—Zn based ferrite material and a conductor paste containing silver are simultaneously fired while reducing the Cu content (CuO conversion). The heat treatment conditions that can be obtained are found (this will be described later), and in the laminated coil component obtained thereby, the Cu content (CuO equivalent) in the central region of the magnetic part (hereinafter referred to as “x” ( The ratio y / x of the Cu content (in terms of CuO) (hereinafter referred to as “y” (weight%) in the present specification) in the region in the vicinity of the conductor portion of the magnetic body portion is 0. It was 5 or less, and it was found that at least one void was formed around the conductor portion of the magnetic body portion.

本発明の積層コイル部品によれば、上記比y/xが0.2〜0.5となっているので、導体部近傍領域にCuO由来のCu成分を存在させつつ、導体部近傍領域の焼結密度および透磁率を中央領域よりも小さくすることができる。導体部近傍領域の透磁率がより小さいことによって、積層コイル部品の直流重畳特性を向上させることができる。更に、例えば焼成後の冷却(または放熱、以下同様)によって導体部と磁性体部が収縮する際、より熱膨張係数が大きい導体部が、より熱膨張係数が小さい磁性体部を引っ張ることにより、上記焼結性低下部分にクラックが生じ、空隙が形成される。この空隙が導体周りの磁路を切ることによって、積層コイル部品の直流重畳特性をさらに向上させることができる。また、導体部近傍領域の焼結密度が低下していることに加え、空隙が存在することによって、導体部近傍において内部応力を緩和することができ、積層コイル部品を熱衝撃試験に付した場合の磁気特性(例えばインダクタンス)の変化を低減することができる。   According to the laminated coil component of the present invention, since the ratio y / x is 0.2 to 0.5, the Cu component derived from CuO is present in the region near the conductor, and the region near the conductor is sintered. The density and permeability can be made smaller than the central region. Since the magnetic permeability in the vicinity of the conductor portion is smaller, the DC superposition characteristics of the laminated coil component can be improved. Furthermore, for example, when the conductor portion and the magnetic body portion contract due to cooling after firing (or heat dissipation, the same applies hereinafter), the conductor portion having a larger thermal expansion coefficient pulls the magnetic body portion having a smaller thermal expansion coefficient, Cracks occur in the sinterability-decreasing portion, and voids are formed. This gap cuts the magnetic path around the conductor, so that the direct current superimposition characteristics of the laminated coil component can be further improved. In addition to the decrease in the sintered density in the vicinity of the conductor portion, the presence of voids can relieve internal stress in the vicinity of the conductor portion, and the laminated coil component is subjected to a thermal shock test. The change in magnetic characteristics (for example, inductance) can be reduced.

なお、本発明において、「磁性体部の中央領域」とは、磁性体部のうち、導体パターン層が形成するコイルの内側に位置し、コイルの中心軸上およびその近傍に位置する領域を意味し、具体的には、コイルの中心軸から10μm以内の領域(例えば、図4(a)に示す領域X)で代表される。「磁性体部の導体部近傍領域」とは、磁性体部のうち、磁性体部と導体部との界面に近接した領域を意味し、磁性体部と導体部との界面から磁性体の内部へ1μm以上離れ、10μm以内にある領域(例えば、図4(a)に示す領域Y)で代表される。磁性体部のCu含有量(CuO換算)(重量%)は、磁性体部の所定の領域を波長分散型X線分析法(WDX法)を用いてCu含有量を測定し、これにより得られたCu含有量をCuOに換算することにより求められる。測定面積は、使用する分析機器によって異なり得、例えば、測定ビーム径で数十nm〜1μmであるが、これに限定されない。測定箇所は、測定対象とする領域内において適宜設定でき、Cu含有量(CuO換算)(重量%)は、該領域内のいくつかの箇所で測定した測定値の平均値として求められる。   In the present invention, the “central region of the magnetic body portion” means a region of the magnetic body portion that is located on the inner side of the coil formed by the conductor pattern layer and on and near the central axis of the coil. Specifically, it is represented by a region within 10 μm from the central axis of the coil (for example, a region X shown in FIG. 4A). The “region near the conductor portion of the magnetic body portion” means a region of the magnetic body portion that is close to the interface between the magnetic body portion and the conductor portion, and the inside of the magnetic body from the interface between the magnetic body portion and the conductor portion. It is represented by a region (for example, a region Y shown in FIG. 4A) that is 1 μm or more apart and within 10 μm. The Cu content (CuO equivalent) (% by weight) of the magnetic body part is obtained by measuring the Cu content of a predetermined region of the magnetic body part using wavelength dispersion X-ray analysis (WDX method). It is obtained by converting the Cu content to CuO. The measurement area may vary depending on the analytical instrument to be used. For example, the measurement beam diameter is several tens nm to 1 μm, but is not limited thereto. The measurement location can be set as appropriate within the region to be measured, and the Cu content (CuO equivalent) (% by weight) is obtained as an average value of the measurement values measured at several locations within the region.

また、本発明において、「磁性体部の導体部周辺」とは、上記「磁性体部の導体部近傍領域」とほぼ同等の領域を意味し、磁性体部と導体部との界面から磁性体の内部へ10μmまでの領域に代表される。   In the present invention, the “periphery of the conductor part of the magnetic part” means a region substantially equivalent to the above-mentioned “region near the conductor part of the magnetic part”, and the magnetic substance from the interface between the magnetic part and the conductor part. It is represented by the area | region to 10 micrometers inside.

本発明の上記積層コイル部品において、空隙が、互いに隣接する導体パターン層間にまたがって形成されていることがより好ましい。かかる態様によれば、導体周りの磁路を確実に切ることができ、積層コイル部品の直流重畳特性をより一層向上することができる。   In the laminated coil component of the present invention, it is more preferable that the air gap is formed across the conductor pattern layers adjacent to each other. According to this aspect, the magnetic path around the conductor can be cut reliably, and the DC superposition characteristics of the laminated coil component can be further improved.

本発明の上記積層コイル部品において、磁性体部の中央領域におけるCu含有量(CuO換算)xに対する、磁性体部の導体部近傍領域におけるCu含有量(CuO換算)yの比y/xが、0.2〜0.3であることがより好ましい。かかる態様によれば、積層コイル部品を熱衝撃試験に付した場合の磁気特性の変化を一層低減することができる。   In the laminated coil component of the present invention, the ratio y / x of the Cu content (CuO equivalent) y in the conductor vicinity region of the magnetic part to the Cu content (CuO equivalent) x in the central area of the magnetic part is: More preferably, it is 0.2-0.3. According to this aspect, it is possible to further reduce the change in magnetic characteristics when the laminated coil component is subjected to the thermal shock test.

本発明の1つの態様において、磁性体部の中央領域におけるCu含有量(CuO換算)は、0.2〜3重量%である。磁性体部の中央領域のCu含有量(CuO換算)が高いほど上記の比y/xが高くなる傾向にあるが、中央領域のCu含有量(CuO換算)が3重量%以下である場合、比y/xは0.5以下とすることが可能となる。磁性体部の中央領域のCu含有量(CuO換算)がこのように小さいと、磁性体部の飽和磁束密度(Bs)が高くなり、直流重畳特性の向上に寄与する。しかし、磁性体部の中央領域のCu含有量(CuO換算)が0.2重量%未満になると、磁性体部の中央領域におけるCu含有量(CuO換算)と導体部近傍領域におけるCu(CuO換算)含有量との間の差が小さくなって上記の比y/xが適切な範囲外となり、中央領域と導体部近傍領域の透磁率や結晶粒径の差が小さくなるので、0.2重量%以上とすることが好ましい。本発明の積層コイル部品は、磁性体部の中央領域の平均結晶粒径に対する磁性体部の導体部近傍領域の平均結晶粒径の比が1未満、好ましくは0.8未満となる。   In one aspect of the present invention, the Cu content (in terms of CuO) in the central region of the magnetic part is 0.2 to 3% by weight. The higher the Cu content (CuO equivalent) in the central region of the magnetic body part, the higher the ratio y / x tends to be. However, when the Cu content (CuO equivalent) in the central region is 3% by weight or less, The ratio y / x can be 0.5 or less. When the Cu content (in terms of CuO) in the central region of the magnetic part is so small, the saturation magnetic flux density (Bs) of the magnetic part is increased, which contributes to the improvement of the DC superposition characteristics. However, when the Cu content (CuO equivalent) in the central region of the magnetic part is less than 0.2% by weight, the Cu content (CuO equivalent) in the central region of the magnetic part and the Cu (CuO equivalent) in the conductor vicinity region ) The difference between the content and the ratio y / x is outside the appropriate range, and the difference in permeability and crystal grain size between the central region and the conductor vicinity region is small. % Or more is preferable. In the laminated coil component of the present invention, the ratio of the average crystal grain size in the region near the conductor portion of the magnetic body portion to the average crystal grain size in the central region of the magnetic body portion is less than 1, preferably less than 0.8.

上述したように、本発明者らは、Cu含有量(CuO換算)を低くしつつも、Ni−Cu−Zn系フェライト材料のグリーンシートと、銀を含む導体ペーストとを同時焼成できる熱処理条件を見出した。具体的には、Fe、Ni、Zn、Cuを含み、かつCuの含有量(CuO換算)が0.3〜4mol%であるフェライト材料を用いて、このフェライト材料を酸素濃度0.1体積%以下の雰囲気で焼成することにより、高い比抵抗(具体的には、10Ω・cm以上の比抵抗)を確保しつつ、フェライト材料を空気中で焼成する場合よりも低温で(銀の融点より低い温度で)焼結できるという知見を得た。これにより得られる焼結フェライト材料は、Cu含有量(CuO換算)の低下により、高い飽和磁束密度(Bs)を有する軟磁性材料である。本発明の上記製造方法によれば、Fe、Ni、Zn、Cuを含み、かつCu含有量(CuO換算)が0.3〜4mol%であるフェライト材料のグリーンシートおよび銀を含む導体ペースト層を含んで成る積層体を、酸素濃度0.1体積%以下の雰囲気で熱処理しているので、フェライト材料のグリーンシートおよび銀を含む導体ペースト層を同時焼成することができ、これにより得られる磁性体部は高い比抵抗を有し、中央領域において高い焼結密度を有する。上記製造方法を実施することにより、磁性体部の導体近傍領域におけるCu含有量(CuO換算)を中央領域におけるCu含有量(CuO換算)に対して0.2〜0.5にし、さらに磁性体部の導体部周辺に少なくとも1つの空隙を形成することができ、上記積層コイル部品が実現される。 As described above, the present inventors set heat treatment conditions that can simultaneously fire a green sheet of Ni—Cu—Zn-based ferrite material and a conductive paste containing silver while lowering the Cu content (CuO equivalent). I found it. Specifically, a ferrite material containing Fe, Ni, Zn, and Cu and having a Cu content (CuO conversion) of 0.3 to 4 mol% is used. By firing in the following atmosphere, while securing a high specific resistance (specifically, a specific resistance of 10 6 Ω · cm or more), the ferrite material is melted at a lower temperature than the case of firing in air (melting point of silver The knowledge that it can sinter at a lower temperature was obtained. The sintered ferrite material thus obtained is a soft magnetic material having a high saturation magnetic flux density (Bs) due to a decrease in Cu content (CuO equivalent). According to the above production method of the present invention, a conductor paste layer containing silver and a ferrite material green sheet containing Fe, Ni, Zn, and Cu and having a Cu content (CuO equivalent) of 0.3 to 4 mol% is provided. Since the laminate including the material is heat-treated in an atmosphere having an oxygen concentration of 0.1% by volume or less, a green paste ferrite material and a conductor paste layer containing silver can be simultaneously fired, and a magnetic material obtained thereby The part has a high specific resistance and a high sintered density in the central region. By carrying out the above manufacturing method, the Cu content (CuO equivalent) in the conductor vicinity region of the magnetic part is set to 0.2 to 0.5 with respect to the Cu content (CuO equivalent) in the central region, and further the magnetic substance At least one air gap can be formed around the conductor part of the part, and the laminated coil component is realized.

本発明によれば、磁性体部の導体近傍領域におけるCu含有量(CuO換算)を中央領域におけるCu含有量(CuO換算)に対して0.2〜0.5とし、磁性体部の導体部周辺に少なくとも1つの空隙を形成することにより、直流重畳特性が向上し、かつ、磁性体内に発生し得る内部応力を低減できる積層コイル部品が提供される。また、本発明によれば、上記積層コイル部品の製造方法も提供される。   According to the present invention, the Cu content (CuO conversion) in the conductor vicinity region of the magnetic body portion is set to 0.2 to 0.5 with respect to the Cu content (CuO conversion) in the central region, and the conductor portion of the magnetic body portion By forming at least one gap in the periphery, a laminated coil component is provided in which direct current superposition characteristics are improved and internal stress that can be generated in the magnetic body can be reduced. Moreover, according to this invention, the manufacturing method of the said multilayer coil component is also provided.

本発明の1つの実施形態における積層コイル部品の概略斜視図である。It is a schematic perspective view of the laminated coil component in one embodiment of this invention. 図1の実施形態における積層コイル部品の概略分解斜視図であって、外部電極を省略した図である。FIG. 2 is a schematic exploded perspective view of the laminated coil component in the embodiment of FIG. 1, with the external electrodes omitted. 図1の実施形態の改変例における積層コイル部品を示す図であって、図1のA−A’線に沿って見た概略断面図である。It is a figure which shows the laminated coil component in the modification of embodiment of FIG. 1, Comprising: It is the schematic sectional drawing seen along the A-A 'line of FIG. 図3に対応する図であって、(a)は、磁性体部の中央領域および導体部近傍領域を示す図であり、(b)は、高Cu含有量(CuO換算)領域および低Cu含有量(CuO換算)領域を例示的に示す図である。It is a figure corresponding to FIG. 3, Comprising: (a) is a figure which shows the center area | region of a magnetic body part, and a conductor part vicinity area | region, (b) is a high Cu content (CuO conversion) area | region and low Cu content. It is a figure which shows the quantity (CuO conversion) area | region exemplarily. 図3に対応する図であって、「導体コイルの内周面」および「導体コイルの外周面」を説明するための図である。FIG. 4 is a view corresponding to FIG. 3 for explaining an “inner peripheral surface of the conductor coil” and an “outer peripheral surface of the conductor coil”. 図1の実施形態の改変例における積層コイル部品を示す図であって、図3(a)に対応する図である。It is a figure which shows the laminated coil components in the modification of embodiment of FIG. 1, Comprising: It is a figure corresponding to Fig.3 (a). 実施例1および比較例1で得られた積層コイル部品の断面の写真である。2 is a photograph of a cross section of a laminated coil component obtained in Example 1 and Comparative Example 1.

本発明の積層コイル部品およびその製造方法について、以下、図面を参照しながら詳細に説明する。   The multilayer coil component and the manufacturing method thereof according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

図1および図3に示すように、本実施形態の積層コイル部品11は、概略的には、磁性体部2と、磁性体部2に埋設されて成るコイル状の導体部3と、該導体部3の周辺に少なくとも1つの空隙6とを有する積層体1を含んで成り、外部電極5aおよび5bが積層体1の外周両端面を覆うように設けられ得、導体部3の両端に位置する引出し部4aおよび4bは外部電極5aおよび5bにそれぞれ接続され得る。   As shown in FIG. 1 and FIG. 3, the laminated coil component 11 of the present embodiment schematically includes a magnetic body portion 2, a coil-shaped conductor portion 3 embedded in the magnetic body portion 2, and the conductor The laminate 3 includes at least one gap 6 around the portion 3, and the external electrodes 5 a and 5 b can be provided so as to cover the outer peripheral end faces of the laminate 1 and are located at both ends of the conductor portion 3. The lead portions 4a and 4b can be connected to the external electrodes 5a and 5b, respectively.

より詳細には、図2を参照して、磁性体部2は、磁性体層8a〜8hが積層されて成る。また、導体部3は、磁性体層8a〜8h間にそれぞれ配置された複数の導体パターン層9a〜9fが、磁性体層8b〜8fに貫通して設けられたビアホール10a〜10eを通ってコイル状に相互接続されている。なお、図2における引出し部9a’および9f’は、それぞれ、図1における引出し部4bおよび4aに対応する。   More specifically, with reference to FIG. 2, the magnetic part 2 is formed by laminating magnetic layers 8a to 8h. In addition, the conductor portion 3 is a coil through which the plurality of conductor pattern layers 9a to 9f disposed between the magnetic layers 8a to 8h pass through the magnetic layers 8b to 8f and pass through the via holes 10a to 10e. Connected to each other. Note that the drawer portions 9a 'and 9f' in FIG. 2 correspond to the drawer portions 4b and 4a in FIG. 1, respectively.

磁性体部2は、Fe、Ni、Zn、Cuを含む焼結フェライト材料から成る。この磁性体部2のCu含有量(CuO換算)については後述するものとする。導体部3は、銀を含む導体から成るものであればよいが、銀を主成分として含む導体から成ることが好ましい。外部電極5a、5bは、特に限定されないが、通常、銀を主成分として含む導体から成り、必要に応じてニッケルおよび/またはスズなどがメッキされ得る。   The magnetic part 2 is made of a sintered ferrite material containing Fe, Ni, Zn, and Cu. The Cu content (CuO equivalent) of the magnetic part 2 will be described later. The conductor portion 3 may be made of a conductor containing silver, but is preferably made of a conductor containing silver as a main component. The external electrodes 5a and 5b are not particularly limited, but are usually made of a conductor containing silver as a main component, and may be plated with nickel and / or tin as necessary.

但し、本実施形態の磁性体部2、導体部3および空隙6の構成、形状、巻回数および配置等は、図示する例に限定されないことに留意されたい。   However, it should be noted that the configuration, shape, number of turns, arrangement, and the like of the magnetic body portion 2, the conductor portion 3, and the gap 6 of the present embodiment are not limited to the illustrated example.

かかる本実施形態の積層コイル部品11は、以下のようにして製造される。   The multilayer coil component 11 of this embodiment is manufactured as follows.

まず、Fe、Ni、Zn、Cuを含み、かつCu含有量(CuO換算)が0.3〜4mol%であるフェライト材料のグリーンシートを準備する。   First, a green sheet of a ferrite material containing Fe, Ni, Zn, and Cu and having a Cu content (CuO conversion) of 0.3 to 4 mol% is prepared.

フェライト材料は、Fe、Zn、NiおよびCuを主成分として含み、必要に応じてBiなどの添加成分を更に含んでいてよい。通常、フェライト材料は、素原料として、Fe、NiO、ZnOおよびCuOの粉末を所望の割合で混合および仮焼して調製され得るが、これに限定されるものではない。 The ferrite material contains Fe, Zn, Ni and Cu as main components, and may further contain an additive component such as Bi as necessary. Usually, the ferrite material can be prepared by mixing and calcining powders of Fe 2 O 3 , NiO, ZnO and CuO at a desired ratio as a raw material, but is not limited thereto.

本実施形態において、フェライト材料におけるCu含有量(CuO換算)は、0.3〜4mol%(主成分合計基準)とする。Cu含有量(CuO換算)を0.3〜4mol%として、後述する熱処理により積層体を焼成することによって、直流重畳特性を向上させ、熱衝撃試験に付した場合の磁気特性の変化を小さくすることができる。   In this embodiment, Cu content (CuO conversion) in a ferrite material shall be 0.3-4 mol% (main component total reference | standard). When the Cu content (CuO conversion) is set to 0.3 to 4 mol%, the laminate is fired by heat treatment described later, thereby improving the DC superposition characteristics and reducing the change in magnetic characteristics when subjected to the thermal shock test. be able to.

フェライト材料におけるFe含有量(Fe換算)は、44〜49.8mol%(主成分合計基準)とすることが好ましい。Fe含有量(Fe換算)を44mol%以上とすることによって、磁性体部の中央領域において高い透磁率を得ることができ、大きなインダクタンスを取得できる。また、Fe含有量(Fe換算)を49.8mol以下とすることによって、高い焼結性を得ることができる。 The Fe content (in terms of Fe 2 O 3 ) in the ferrite material is preferably 44 to 49.8 mol% (main component total reference). By setting the Fe content (in terms of Fe 2 O 3 ) to 44 mol% or higher, a high magnetic permeability can be obtained in the central region of the magnetic body portion, and a large inductance can be obtained. Further, Fe content of (Fe 2 O 3 basis) by less 49.8Mol, it is possible to obtain a high sintering resistance.

フェライト材料におけるZn含有量(ZnO換算)は、6〜33mol%(主成分合計基準)とすることが好ましい。Zn含有量(ZnO換算)を6mol%以上とすることによって、高い透磁率を得ることができ、大きなインダクタンスを取得できる。また、Zn含有量(ZnO換算)を33mol%以下とすることによって、キュリー点の低下を回避でき、積層コイル部品の動作温度の低下を回避できる。   The Zn content (in terms of ZnO) in the ferrite material is preferably 6 to 33 mol% (main component total reference). By setting the Zn content (ZnO conversion) to 6 mol% or more, a high magnetic permeability can be obtained and a large inductance can be obtained. Moreover, by making Zn content (ZnO conversion) 33 mol% or less, the fall of a Curie point can be avoided and the fall of the operating temperature of laminated coil components can be avoided.

フェライト材料におけるNi含有量(NiO換算)は、特に限定されず、上述した他の主成分であるCu、Fe、Znの残部とし得る。   The Ni content (NiO equivalent) in the ferrite material is not particularly limited, and may be the balance of Cu, Fe, and Zn, which are the other main components described above.

また、フェライト材料におけるBi含有量(Bi換算)(添加量)は、主成分(Fe(Fe換算)、Zn(ZnO換算)、Ni(NiO換算)、Cu(CuO換算))の合計100重量部に対して、0.1〜1重量部とすることが好ましい。Bi含有量(Bi換算)を0.1〜1重量部とすることによって、低温焼成がより促進されると共に、異常粒成長を回避することができる。Bi含有量(Bi換算)が高すぎると、異常粒成長が起こり易く、異常粒成長部位にて比抵抗が低下し、外部電極形成時のめっき処理の際に、異常粒成長部位にめっきが付着するので好ましくない。 Furthermore, Bi content in the ferrite material (Bi 2 O 3 conversion) (added amount), a main component (Fe (Fe 2 O 3 basis), Zn (ZnO basis), Ni (NiO conversion), Cu (CuO conversion) ) Is preferably 0.1 to 1 part by weight per 100 parts by weight in total. By setting the Bi content (in terms of Bi 2 O 3 ) to 0.1 to 1 part by weight, low-temperature firing is further promoted and abnormal grain growth can be avoided. If the Bi content (in terms of Bi 2 O 3 ) is too high, abnormal grain growth is likely to occur, the specific resistance is reduced at the abnormal grain growth site, and the abnormal grain growth site is formed during the plating process during external electrode formation. Since plating adheres, it is not preferable.

上記のようにして調製したフェライト材料を用いてグリーンシートを準備する。例えば、フェライト材料を、バインダ樹脂および有機溶剤を含む有機ビヒクルと混合/混練し、シート状に成形することによりグリーンシートを得てよいが、これに限定されるものではない。   A green sheet is prepared using the ferrite material prepared as described above. For example, a green sheet may be obtained by mixing / kneading a ferrite material with an organic vehicle containing a binder resin and an organic solvent, and forming the sheet into a sheet shape, but is not limited thereto.

別途、銀を含む導体ペーストを準備する。市販で入手可能な、銀を粉末の形態で含む一般的な銀ペーストを使用できるが、これに限定されない。   Separately, a conductor paste containing silver is prepared. A commercially available silver paste containing silver in powder form can be used, but is not limited thereto.

そして、上記フェライト材料のグリーンシート(磁性体層8a〜8hに対応する)を、銀を含む導体ペースト層(導体パターン層9a〜9fに対応する)を介して積層し、導体ペースト層がフェライト材料のグリーンシートに貫通して設けられたビアホール(ビアホール10a〜10eに対応する)を通ってコイル状に相互接続されている積層体(未焼成積層体であり、積層体1に対応する)を得る。   And the green sheet of ferrite material (corresponding to the magnetic layers 8a to 8h) is laminated via the conductor paste layer containing silver (corresponding to the conductor pattern layers 9a to 9f), and the conductor paste layer becomes the ferrite material. To obtain a laminated body (unfired laminated body, corresponding to laminated body 1) interconnected in a coil shape through via holes (corresponding to via holes 10a to 10e) provided through the green sheet .

積層体の形成方法は、特に限定されず、シート積層法および印刷積層法などを利用して積層体を形成してよい。シート積層法による場合、フェライト材料のグリーンシートに、適宜ビアホールを設けて、導体ペーストを所定のパターンで(ビアホールが設けられている場合には、ビアホールに充填しつつ)印刷して導体ペースト層を形成し、導体ペースト層が適宜形成されたグリーンシートを積層および圧着し、所定の寸法に切断して、積層体を得ることができる。印刷積層法による場合、フェライト材料からなる磁性体ペーストを印刷して磁性体層を形成する工程、導体ペーストを所定のパターンで印刷して導体ペースト層を形成する工程を繰り返すことで積層体を作製する。磁性体層を形成する工程では所定の箇所にビアホールを設け、上下の導体ペースト層が導通するようにし、最後に磁性体ペーストを印刷して磁性体層(磁性体層8aに対応)を形成し、これを所定の寸法に切断して、積層体を得ることができる。この積層体は、複数個をマトリクス状に一度に作製した後に、ダイシング等により個々に切断して(素子分離して)個片化したものであってよいが、予め個々に作製したものであってもよい。   The formation method of a laminated body is not specifically limited, You may form a laminated body using a sheet | seat lamination method, a printing lamination method, etc. In the case of the sheet lamination method, via holes are appropriately provided in the ferrite material green sheet, and the conductor paste layer is printed by printing the conductor paste in a predetermined pattern (filling the via holes when via holes are provided). The green sheet with the conductor paste layer formed thereon is laminated and pressure-bonded, and cut into a predetermined size to obtain a laminate. In the case of the printing lamination method, a laminated body is produced by repeating a process of forming a magnetic layer by printing a magnetic paste made of a ferrite material and a step of printing a conductive paste in a predetermined pattern to form a conductive paste layer. To do. In the step of forming the magnetic layer, via holes are provided at predetermined positions so that the upper and lower conductive paste layers are conductive, and finally the magnetic paste is printed to form a magnetic layer (corresponding to the magnetic layer 8a). The laminate can be obtained by cutting it into predetermined dimensions. The laminated body may be a plurality of laminated bodies produced in a matrix at a time, and then cut into individual pieces by dicing or the like (element separation), but is individually produced in advance. May be.

次に、上記で得られた積層体を、酸素濃度0.1体積%以下の雰囲気で熱処理することにより、フェライト材料のグリーンシートおよび銀を含む導体ペースト層を焼成して、それぞれ磁性体層8a〜8hおよび導体パターン層9a〜9fとする。これにより得られた積層体1において、磁性体層8a〜8hは磁性体部2を形成し、導体パターン層9a〜9fは導体部3を形成する。   Next, the laminated body obtained above is heat-treated in an atmosphere having an oxygen concentration of 0.1% by volume or less to sinter a ferrite paste green sheet and a conductor paste layer containing silver, and each of the magnetic layers 8a. To 8h and conductor pattern layers 9a to 9f. In the laminated body 1 thus obtained, the magnetic layers 8 a to 8 h form the magnetic portion 2, and the conductor pattern layers 9 a to 9 f form the conductor portion 3.

酸素濃度0.1体積%以下の雰囲気で熱処理することにより、フェライト材料を空気中で熱処理する場合よりも低温で焼結でき、例えば、焼成温度を850〜930℃とし得る。本発明はいかなる理論によっても拘束されないが、低酸素濃度雰囲気で焼成した場合、結晶構造中に酸素欠陥が形成され、結晶中に存在するFe、Ni、Cu、Znの相互拡散が促進され、低温焼結性を高めることができるものと考えられる。   By heat-treating in an atmosphere having an oxygen concentration of 0.1% by volume or less, the ferrite material can be sintered at a lower temperature than when heat-treated in air. For example, the firing temperature can be 850 to 930 ° C. The present invention is not bound by any theory, but when fired in a low oxygen concentration atmosphere, oxygen defects are formed in the crystal structure, and interdiffusion of Fe, Ni, Cu, Zn present in the crystal is promoted, and the low temperature It is considered that the sinterability can be improved.

加えて、Cuの含有量(CuO換算)が4mol%以下であるNi−Zn−Cu系フェライト材料を使用することにより、酸素濃度0.1体積%以下の雰囲気で焼成しても、磁性体部2において高い比抵抗を確保することができる。本発明はいかなる理論によっても拘束されないが、低酸素濃度雰囲気で焼成した場合、熱処理雰囲気の還元作用によりCu2+がCuに還元されて磁性体部2の比抵抗が低下する(インピーダンスが低下する)と考えられ、Cuの含有量(CuO換算)を小さくすることによりCu2+の還元によるCuOの生成を抑制でき、これにより比抵抗の低下が抑制されるものと考えられる。但し、焼成雰囲気の酸素濃度は0.1体積%以下であればよいが、磁性体部2の比抵抗を確保するには0.001体積%以上であることが好ましい。本発明はいかなる理論によっても拘束されないが、酸素濃度があまり低すぎると、酸素欠陥が必要以上に生成されて磁性体部2の比抵抗が低下するおそれがあり、酸素をある程度存在させることにより、酸素欠陥の生成が過剰となるのを回避でき、これにより高い比抵抗を確保できるものと考えられる。 In addition, by using a Ni—Zn—Cu based ferrite material having a Cu content (CuO equivalent) of 4 mol% or less, the magnetic part can be fired even in an atmosphere having an oxygen concentration of 0.1 volume% or less. 2 can ensure a high specific resistance. The present invention is not bound by any theory, when fired at a low oxygen concentration atmosphere, Cu 2+ by the reducing action of the heat treatment atmosphere is reduced to Cu + with the specific resistance of the magnetic body portion 2 decreases (impedance decreases It is considered that the formation of Cu + O due to the reduction of Cu 2+ can be suppressed by reducing the Cu content (CuO equivalent), thereby suppressing the decrease in specific resistance. However, the oxygen concentration in the firing atmosphere may be 0.1 volume% or less, but is preferably 0.001 volume% or more in order to ensure the specific resistance of the magnetic body portion 2. Although the present invention is not bound by any theory, if the oxygen concentration is too low, oxygen defects may be generated more than necessary, and the specific resistance of the magnetic body part 2 may be reduced. It is considered that the generation of oxygen defects can be avoided and thereby a high specific resistance can be secured.

上記焼成と同時に、磁性体部の導体部周辺に、少なくとも1つの空隙が形成され得る。該空隙の形状および大きさは、導体周りの磁路を切ることができるものであれば特に限定されない。該空隙が、導体周りの磁路を切ることにより、積層コイル部品の直流重畳特性が向上する。また、空隙により、内部電極周りの応力が緩和され、熱衝撃耐性も向上する。   Simultaneously with the firing, at least one void may be formed around the conductor portion of the magnetic body portion. The shape and size of the gap are not particularly limited as long as the magnetic path around the conductor can be cut. The gap cuts the magnetic path around the conductor, thereby improving the direct current superposition characteristics of the laminated coil component. Moreover, the stress around the internal electrode is relieved by the gap, and the thermal shock resistance is also improved.

該空隙は、好ましくは、導体コイルの内周面および/または外周面に沿って広がっており、互いに隣接する導体パターン層間にまたがって形成される。すなわち、空隙は、積層体の積層方向に沿って、少なくとも導体パターン層間の距離以上の長さを有し、少なくとも2つの導体パターン層と隣接する。かかる態様によれば、空隙が、互いに隣接する導体パターン層を通る磁路を確実に切ることができ、積層コイル部品の直流重畳特性をより一層向上することができる。   The air gap preferably extends along the inner peripheral surface and / or the outer peripheral surface of the conductor coil, and is formed between the conductor pattern layers adjacent to each other. That is, the gap has a length that is at least the distance between the conductor pattern layers along the stacking direction of the laminate, and is adjacent to at least two conductor pattern layers. According to this aspect, the air gap can surely cut the magnetic path passing through the conductor pattern layers adjacent to each other, and the direct current superposition characteristics of the laminated coil component can be further improved.

また、好ましくは、該空隙の厚さは5μm以下、より好ましくは0.1〜1.0μmであり、縦(積層体の積層方向)は、導体パターン層間の距離以上、より好ましくは導体層全面、横(導体コイルの内周面および/または外周面に沿った方向)は、内周面または外周面の1/4以上、より好ましくは内周もしくは外周全面である。   Preferably, the thickness of the void is 5 μm or less, more preferably 0.1 to 1.0 μm, and the length (stacking direction of the laminate) is equal to or greater than the distance between the conductor pattern layers, more preferably the entire conductor layer. The horizontal (direction along the inner peripheral surface and / or outer peripheral surface of the conductor coil) is 1/4 or more of the inner peripheral surface or outer peripheral surface, more preferably the entire inner periphery or outer peripheral surface.

なお、「導体コイルの内周面」および「導体コイルの外周面」とは、それぞれ、導体コイルの中心軸に最も近い導体部分(または内側面)を含む面(図5に示す面z’)、および導体コイルの中心軸から最も遠い導体部分(または外側面)を含む面(図5に示す面z”)を意味する。   The “inner peripheral surface of the conductor coil” and “outer peripheral surface of the conductor coil” are surfaces including the conductor portion (or inner surface) closest to the central axis of the conductor coil (surface z ′ shown in FIG. 5). , And a surface (surface z ″ shown in FIG. 5) including the conductor portion (or outer surface) farthest from the central axis of the conductor coil.

該空隙は、例えば、導体部の熱膨張係数が、磁性体部の熱膨張係数よりも大きいことを利用し、冷却時の導体部の収縮量を、磁性体部の収縮量よりも大きくすることにより形成することができる。効率的に空隙を形成する方法としては、限定するものではないが、例えば低温で焼成して磁性体部の焼結密度を低くし、磁性体部の強度を下げる;内部導体の厚みを大きくして、冷却時の収縮量を大きくする;導体ペーストにおいて、溶剤量を多くし、粒径のシャープな(粒径のそろっている)金属(Ag)を用いて、焼成による収縮量を大きくする、等が挙げられる。   For example, the gap uses the fact that the coefficient of thermal expansion of the conductor part is larger than the coefficient of thermal expansion of the magnetic part, and makes the amount of contraction of the conductor part during cooling larger than the amount of contraction of the magnetic part. Can be formed. The method for efficiently forming the voids is not limited, but for example, firing at a low temperature lowers the sintered density of the magnetic body part and lowers the strength of the magnetic body part; increases the thickness of the internal conductor. In the conductor paste, the amount of solvent is increased, and metal (Ag) having a sharp particle size (with a uniform particle size) is used to increase the shrinkage amount by firing. Etc.

次に、上記で得られた積層体1の両端面を覆うように、外部電極5aおよび5bを形成する。外部電極5a、5bの形成は、例えば、銀の粉末をガラスなどと一緒にペースト状にしたものを所定の領域に塗布し、得られた構造体を、例えば800〜850℃で熱処理して銀を焼き付けることによって実施し得る。   Next, external electrodes 5a and 5b are formed so as to cover both end faces of the laminate 1 obtained above. The external electrodes 5a and 5b are formed by, for example, applying a paste of silver powder together with glass or the like to a predetermined region, and heat-treating the obtained structure at, for example, 800 to 850 ° C. Can be carried out by baking.

以上のようにして、本実施形態の積層コイル部品11が製造される。積層コイル部品11において、図4(a)に示すように、磁性体部2の中央領域Xを、導体部3が形成するコイルの中心軸(点線にて示す)から10μm以内の領域として規定し、磁性体部2の導体部近傍領域Yを、磁性体部2と導体部3との界面から磁性体2の内部方向へ1〜10μm以内の領域として規定する。なお、図4(a)においては、導体部近傍領域Yが導体パターン層間で離間した例を示しているが、本実施形態はこれに限定されず、導体パターン層間で重なり合っていてもよい。   As described above, the laminated coil component 11 of the present embodiment is manufactured. In the laminated coil component 11, as shown in FIG. 4A, the central region X of the magnetic body portion 2 is defined as a region within 10 μm from the central axis (indicated by a dotted line) of the coil formed by the conductor portion 3. The conductor portion vicinity region Y of the magnetic body portion 2 is defined as a region within 1 to 10 μm from the interface between the magnetic body portion 2 and the conductor portion 3 toward the inside of the magnetic body 2. FIG. 4A shows an example in which the conductor vicinity region Y is separated between the conductor pattern layers, but the present embodiment is not limited to this, and may overlap between the conductor pattern layers.

磁性体部2のうち導体部近傍領域YにおけるCu含有量(CuO換算)yは、磁性体部2の中央領域XにおけるCu含有量(CuO換算)xよりも低くなる。本発明はいかなる理論によっても拘束されないが、Cu含有量(CuO換算)が0.3〜4mol%であるフェライト材料と、銀を含む導体ペーストとを、酸素濃度0.1体積%以下の雰囲気で同時焼成すると、この焼成過程において、導体ペーストに由来する導体部が、フェライト材料からCuを吸収し、このため、導体部近傍領域YにおけるCu含有量(CuO換算)が低下するものと考えられる。すなわち、図4(b)に例示的に示すように、磁性体部2において、導体部3の周囲に低Cu含有量(CuO換算)領域Y’(導体部近傍領域Yを含む)が形成され、これにより、その他のバルク領域(積層体1の外表面に隣接した領域を除く)は、相対的にCu含有量(CuO換算)が高くなって、高Cu含有量(CuO換算)領域X’となる。磁性体部2の中央領域XにおけるCu含有量(CuO換算)は、高Cu含有量(CuO換算)領域X’におけるCu含有量(CuO換算)を代表するものとして理解され得、磁性体部2の導体部近傍領域YにおけるCu含有量(CuO換算)は、低Cu含有量(CuO換算)領域Y’におけるCu含有量(CuO換算)を代表するものとして理解され得る。なお、図4(b)に示すように、低Cu含有量(CuO換算)領域Y’は、導体パターン層間に隙間なく形成されることが好ましいが、本発明はこれに限定されない。   The Cu content (CuO equivalent) y in the conductor vicinity region Y of the magnetic part 2 is lower than the Cu content (CuO equivalent) x in the central area X of the magnetic part 2. Although the present invention is not limited by any theory, a ferrite material having a Cu content (CuO conversion) of 0.3 to 4 mol% and a conductor paste containing silver in an atmosphere having an oxygen concentration of 0.1 vol% or less. When co-firing, in this firing process, the conductor portion derived from the conductor paste absorbs Cu from the ferrite material, and therefore, the Cu content (converted to CuO) in the conductor portion vicinity region Y is considered to decrease. That is, as exemplarily shown in FIG. 4B, in the magnetic body portion 2, a low Cu content (CuO equivalent) region Y ′ (including the conductor vicinity region Y) is formed around the conductor portion 3. Thus, the other bulk regions (excluding the region adjacent to the outer surface of the laminate 1) have a relatively high Cu content (CuO conversion) and a high Cu content (CuO conversion) region X ′. It becomes. The Cu content (CuO equivalent) in the central region X of the magnetic part 2 can be understood as representing the Cu content (CuO equivalent) in the high Cu content (CuO equivalent) region X ′. The Cu content (CuO equivalent) in the conductor portion vicinity region Y can be understood as representing the Cu content (CuO equivalent) in the low Cu content (CuO equivalent) region Y ′. As shown in FIG. 4B, the low Cu content (CuO equivalent) region Y ′ is preferably formed without gaps between the conductor pattern layers, but the present invention is not limited to this.

積層コイル部品11において、Cu含有量(CuO換算)の比y/xは、0.2〜0.5となり、好ましくは0.2〜0.3である。基準となるCu含有量(CuO換算)xは、使用するフェライト材料のCu含有量(CuO換算)に依存するが、例えば0.2〜3重量%となる。このように、磁性体部2の導体部近傍領域YにおいてCu含有量(CuO換算)が低くなることにより、導体部近傍領域Yの焼結性が低下し、粒子成長が抑制されて、焼結密度が低くなり、この結果、透磁率も低くなる。これに対して、磁性体部2の中央領域Xでは、Cu含有量(CuO換算)が相対的に高いため、焼結性が高く、粒子成長が十分促進されて、焼結密度が高くなり、この結果、透磁率も高くなる。換言すれば、本実施形態の積層コイル部品11においては、磁性体部2のうち導体部近傍領域Yにおいて、低透磁率化と低焼結密度とを同時に達成することができる。また、磁性体部2の導体部近傍領域Yの焼結性を磁性体部2の中央領域Xの焼結性よりも低くすることにより、空隙が形成される箇所を、磁性体部2の導体部周辺とすることができる。空隙が磁性体部2の導体部周辺に形成されることにより、導体部の周りの磁路を切ることが可能になる。また、積層コイル部品11の磁性体部の中央領域の平均結晶粒径に対する磁性体部の導体部近傍領域の平均結晶粒径の比は1未満、好ましくは0.8未満となる。   In the laminated coil component 11, the ratio y / x of the Cu content (CuO equivalent) is 0.2 to 0.5, preferably 0.2 to 0.3. The reference Cu content (CuO equivalent) x depends on the Cu content (CuO equivalent) of the ferrite material used, but is, for example, 0.2 to 3% by weight. Thus, the lower Cu content (CuO equivalent) in the conductor portion vicinity region Y of the magnetic body portion 2 reduces the sinterability of the conductor portion vicinity region Y, suppresses particle growth, and sintering. The density is lowered, and as a result, the permeability is also lowered. On the other hand, in the central region X of the magnetic body portion 2, since the Cu content (CuO conversion) is relatively high, the sinterability is high, the particle growth is sufficiently promoted, and the sintering density is increased. As a result, the magnetic permeability is also increased. In other words, in the multilayer coil component 11 of the present embodiment, in the magnetic body portion 2 in the conductor portion vicinity region Y, it is possible to simultaneously achieve low permeability and low sintering density. In addition, by making the sinterability of the region Y near the conductor portion of the magnetic body portion 2 lower than the sinterability of the central region X of the magnetic body portion 2, the portion where the air gap is formed is changed to the conductor of the magnetic body portion 2. It can be a part periphery. By forming the air gap around the conductor part of the magnetic body part 2, it becomes possible to cut the magnetic path around the conductor part. In addition, the ratio of the average crystal grain size in the vicinity of the conductor portion of the magnetic body portion to the average crystal grain size in the central region of the magnetic body portion of the laminated coil component 11 is less than 1, preferably less than 0.8.

かかる積層コイル部品11を使用して、導体部3に電流を流した場合、導体部3の周囲に形成される磁束は、透磁率がより高い領域を通り易いので、低Cu含有量(CuO換算)領域Y’(透磁率の低い領域であって、導体部近傍領域Yを含む)よりも、その外に位置する高Cu含有量(CuO換算)領域X’(透磁率の高い領域であって、中央領域Xを含む)を通り易くなり、磁性体部2の全体が高透磁率である場合に比べて磁路が長くなる。磁路が長くなるにつれて、より大きな直流電流域に亘って安定したインダクタンスを得ることが可能となる。すなわち、向上した直流重畳特性を得ることが可能になる。これに加え、空隙6によってこの磁路が切られることにより、本実施形態の積層コイル部品11の直流重畳特性はさらに向上する。   When a current is passed through the conductor portion 3 using such a laminated coil component 11, the magnetic flux formed around the conductor portion 3 is likely to pass through a region having a higher magnetic permeability, so a low Cu content (CuO equivalent) ) Higher Cu content (CuO equivalent) region X ′ (high magnetic permeability region) located outside the region Y ′ (low magnetic permeability region including the conductor vicinity region Y) , Including the central region X), and the magnetic path becomes longer as compared with the case where the entire magnetic body portion 2 has a high magnetic permeability. As the magnetic path becomes longer, a stable inductance can be obtained over a larger DC current region. That is, it is possible to obtain improved direct current superposition characteristics. In addition, since the magnetic path is cut by the air gap 6, the direct current superposition characteristics of the laminated coil component 11 of the present embodiment are further improved.

また、かかる積層コイル部品11は、焼結フェライト材料からなる磁性体部2と、銀を含む導体から成る導体部3とで熱膨張係数(特に線膨張係数)が異なるものの、磁性体部2のうち、導体部近傍領域Yにおける焼結密度が低いことに加え、磁性体部2の導体部3の周辺に空隙を有するので、熱処理(焼成)後の冷却過程などにより磁性体部2内に発生し得る内部応力(または応力歪み)を緩和または低減することができる。よって、積層コイル部品11を熱衝撃試験に付した場合、または積層コイル部品11の用途(基板実装する際のリフロー処理や、ユーザーによる実使用)において、急激な温度変化に曝されたり、外部応力が負荷されたりした場合に、導体部近傍領域Y(焼結密度の低い領域)と空隙6によって内部応力の変動を小さくすることができ、よって、インダクタンスやインピーダンス等の磁気特性の変化を低減することができる。   Moreover, although this laminated coil component 11 differs in the thermal expansion coefficient (especially linear expansion coefficient) by the magnetic body part 2 which consists of a sintered ferrite material, and the conductor part 3 which consists of a conductor containing silver, Among them, in addition to the low sintered density in the conductor vicinity region Y, since there is a void around the conductor portion 3 of the magnetic body portion 2, it is generated in the magnetic body portion 2 due to a cooling process after heat treatment (firing). The internal stress (or stress strain) that can be reduced can be reduced or reduced. Therefore, when the laminated coil component 11 is subjected to a thermal shock test, or when the laminated coil component 11 is used (reflow processing when mounted on a substrate or actually used by a user), it is exposed to a sudden temperature change or external stress. When the load is applied, the fluctuation of the internal stress can be reduced by the conductor vicinity region Y (region where the sintered density is low) and the gap 6, thereby reducing the change in magnetic characteristics such as inductance and impedance. be able to.

以上、本発明の1つの実施形態について説明したが、本実施形態は種々の改変が可能である。例えば、図6に示すように、磁路を横切るように非磁性体層12を設け、開磁路型としてよい。非磁性体層12としては、磁性体部2(磁性体層8a〜8h)と熱膨張係数が類似する材料、例えば、磁性体部2のNi−Cu−Zn系フェライト材料のNiをZnで全量置換したZn−Cu系フェライト材料を使用することができる。このように、導体部周辺に空隙を形成することに加え、非磁性体層を挿入して開磁路型の積層コイル部品によれば、より一層の直流重畳特性の向上を図ることができる。   Although one embodiment of the present invention has been described above, the present embodiment can be variously modified. For example, as shown in FIG. 6, a nonmagnetic layer 12 may be provided so as to cross the magnetic path, and an open magnetic path type may be used. The non-magnetic layer 12 is made of a material having a thermal expansion coefficient similar to that of the magnetic unit 2 (magnetic layers 8a to 8h), for example, Ni of the Ni—Cu—Zn-based ferrite material of the magnetic unit 2 is entirely contained in Zn. Substituted Zn-Cu ferrite materials can be used. As described above, in addition to forming a gap around the conductor portion, the open magnetic circuit type laminated coil component by inserting the non-magnetic material layer can further improve the DC superposition characteristics.

(実施例1)
フェライト材料の素原料として、Fe(49mol%)、ZnO(20mol%)、NiO(30mol%)、およびCuO(1mol%)の各粉末を用意した。これらの合計100重量部に対して、Biを0.25重量部で秤量添加した。次いで、上記粉末を、純水およびPSZ(Partial Stabilized Zirconia; 部分安定化ジルコニア)ボールと共に、塩化ビニル製のポットミルに入れ、湿式で十分に混合粉砕した。粉砕処理物を蒸発乾燥させた後、750℃の温度で2時間仮焼した。これにより得られた仮焼物を、エタノールおよびPSZボールと共に、再び塩化ビニル製のポットミルに入れ、十分に混合粉砕し、更にポリビニルブチラール系バインダ(有機バインダ)を加えて混合し、フェライト材料を含むスラリー(セラミックスラリー)を得た。
Example 1
As raw materials for the ferrite material, Fe 2 O 3 (49 mol%), ZnO (20 mol%), NiO (30 mol%), and CuO (1 mol%) powders were prepared. Bi 2 O 3 was weighed and added at 0.25 parts by weight with respect to 100 parts by weight in total. Next, the powder was put into a pot mill made of vinyl chloride together with pure water and PSZ (Partial Stabilized Zirconia) balls, and was sufficiently mixed and pulverized in a wet manner. The pulverized product was evaporated to dryness and calcined at a temperature of 750 ° C. for 2 hours. The calcined material obtained in this way is put into a pot mill made of vinyl chloride together with ethanol and PSZ balls, sufficiently mixed and pulverized, further added with polyvinyl butyral binder (organic binder), mixed, and a slurry containing a ferrite material (Ceramic slurry) was obtained.

次に、ドクターブレード法を使用して、上記で得たフェライト材料のスラリーを、厚さ25μmのシート状に成形した。得られた成形体を縦50mm、横50mmの大きさに打ち抜いて、フェライト材料のグリーンシートを作製した。   Next, using the doctor blade method, the ferrite material slurry obtained above was formed into a sheet having a thickness of 25 μm. The obtained molded body was punched into a size of 50 mm in length and 50 mm in width to produce a green sheet of ferrite material.

別途、銀粉末、ワニスおよび有機溶剤を含む導体ペーストを用意した。レーザ加工機を使用して、上記で作製したグリーンシートの所定の位置にビアホールを形成した後、この導体ペーストを、グリーンシートに形成したビアホールに充填しつつ、グリーンシートの表面にスクリーン印刷して、導体ペースト層を形成した。   Separately, a conductor paste containing silver powder, varnish and organic solvent was prepared. After forming a via hole at a predetermined position of the green sheet produced above using a laser processing machine, this conductor paste is screen printed on the surface of the green sheet while filling the via hole formed in the green sheet. A conductor paste layer was formed.

次いで、導体ペースト層を所定のパターンで形成したフェライト材料のグリーンシートを適切に積層した後、これらを、導体ペースト層の形成されていないフェライト材料のグリーンシートで挟持し、60℃の温度で100MPaの圧力で圧着し、圧着ブロックを作製した。そして、この圧着ブロックを所定のサイズに切断して積層体を作製した。   Next, after appropriately laminating a green sheet of ferrite material in which a conductor paste layer is formed in a predetermined pattern, these are sandwiched between green sheets of ferrite material in which a conductor paste layer is not formed, and 100 MPa at a temperature of 60 ° C. A pressure-bonding block was produced by pressure bonding under the pressure of And this press-bonded block was cut into a predetermined size to produce a laminate.

上記で得られた積層体を、大気中で400℃に加熱して十分に脱脂した。次いで、N−Oの混合ガスにより酸素濃度が0.1体積%に制御された焼成炉に積層体を投入し、900℃に昇温し、2時間保持することにより熱処理(焼成)した。 The laminate obtained above was sufficiently degreased by heating to 400 ° C. in the atmosphere. Next, the laminate was put into a firing furnace in which the oxygen concentration was controlled to 0.1 volume% with a mixed gas of N 2 —O 2 , heated to 900 ° C., and held for 2 hours for heat treatment (firing). .

その後、銀粉末、ガラスフリット、ワニスおよび有機溶剤を含有した外部電極用導電ペーストを用意し、この外部電極用導電ペーストを、上記で熱処理した積層体の両端部に塗布して乾燥させた後、750℃で焼き付け、更に、電解めっきによりNi、Snめっきを順に施して、外部電極を形成した。   Then, after preparing a conductive paste for external electrodes containing silver powder, glass frit, varnish and organic solvent, the conductive paste for external electrodes was applied to both ends of the heat-treated laminate and dried, Baking was performed at 750 ° C., and Ni and Sn plating were sequentially performed by electrolytic plating to form external electrodes.

以上により、積層コイル部品を作製した。なお、積層コイル部品の外径寸法は、長さ2.0mm、幅1.2mm、厚さ1.0mmとし、導体部(コイル)のターン数は10.5ターンとした。   Thus, a laminated coil component was produced. The outer diameter of the laminated coil component was 2.0 mm in length, 1.2 mm in width, and 1.0 mm in thickness, and the number of turns of the conductor (coil) was 10.5.

得られた積層コイル部品の長辺方向をたてて無収縮樹脂に含有して導体内部が露出するところまで研磨して断面を観察したところ、図7の写真に示されるように、磁性体部の導体部周辺に、互いに隣接する導体パターン層間にわたる空隙が確認された。   When the longitudinal direction of the obtained laminated coil component was set up and contained in a non-shrinkable resin and polished to a position where the inside of the conductor was exposed, the cross section was observed. As shown in the photograph of FIG. A gap between adjacent conductor pattern layers was confirmed around the conductor portion.

(比較例1)
フェライト材料の素原料として、Fe(49mol%)、ZnO(20mol%)、NiO(26mol%)、およびCuO(6mol%)の粉末を用意し、実施例1と同じ製法にて積層コイル部品を作成した。
(Comparative Example 1)
As raw materials for the ferrite material, Fe 2 O 3 (49 mol%), ZnO (20 mol%), NiO (26 mol%), and CuO (6 mol%) powders were prepared. Created a part.

(評価)
上記実施例1と比較例1において得られた積層コイル部品を、直流重畳特性について評価した。
(Evaluation)
The laminated coil parts obtained in Example 1 and Comparative Example 1 were evaluated for DC superposition characteristics.

・直流重畳特性
実施例1と比較例1において得られた積層コイル部品を各30個用いて、JIS規格(C2560−2)に準拠し、1Aの直流電流を積層コイル部品に重畳した。電流印加前(初期)、1A印加時、および電流印加後での積層コイル部品のインダクタンスLを周波数1MHzで測定した。30個の試料での平均値を求め、結果を表1に示す。
-DC superimposition characteristic In accordance with JIS standard (C2560-2), 30 laminated coil parts obtained in Example 1 and Comparative Example 1 were used to superimpose a 1 A direct current on the laminated coil parts. The inductance L of the laminated coil component was measured at a frequency of 1 MHz before applying current (initially), when applying 1A, and after applying current. Average values of 30 samples were obtained, and the results are shown in Table 1.

表1から、磁性体部の導体部周辺に空隙を有する実施例1の積層コイル部品は、空隙を有さない比較例1の積層コイル部品と比べ、1A直流電流印加時のインダクタンス低下率が低いことが確認された。また、電流印加後のインダクタンス戻り率も、比較例1と比べ優れていることが確認された。   From Table 1, the laminated coil part of Example 1 having a gap around the conductor part of the magnetic part has a lower inductance reduction rate when applying a 1A DC current than the laminated coil part of Comparative Example 1 having no gap. It was confirmed. It was also confirmed that the inductance return rate after application of current was superior to that of Comparative Example 1.

本発明によって得られる積層コイル部品は、例えば高周波回路および電源回路のインダクタやトランスなどとして、幅広く様々な用途に使用され得る。   The laminated coil component obtained by the present invention can be used in a wide variety of applications, for example, as an inductor or a transformer of a high frequency circuit and a power supply circuit.

1 積層体
2 磁性体部
3 導体部
4a、4b 引出し部
5a、5b 外部電極
6 空隙
8a〜8h 磁性体層
9a〜9f 導体パターン層
9a’、9f’ 引出し部
10a〜10e ビア
11 積層コイル部品
12 非磁性体層
X 中央領域
Y 導体部近傍領域
X’ 高Cu含有量領域(CuO換算)
Y’ 低Cu含有量領域(CuO換算)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Laminated body 2 Magnetic body part 3 Conductor part 4a, 4b Lead part 5a, 5b External electrode 6 Space | gap 8a-8h Magnetic body layer 9a-9f Conductor pattern layer 9a ', 9f' Lead part 10a-10e Via 11 Laminated coil components 12 Non-magnetic layer X Central region Y Conductor region nearby X 'High Cu content region (CuO equivalent)
Y 'Low Cu content region (CuO conversion)

Claims (4)

磁性体層が積層されて成る磁性体部と、磁性体層間に配置された複数の導体パターン層が磁性体層を貫通してコイル状に相互接続され、磁性体部に埋設されて成る導体部とを有する積層コイル部品であって、
導体部が銀を含む導体から成り、
磁性体部がFe、Ni、Zn、Cuを含む焼結フェライト材料から成り、
磁性体部の中央領域におけるCu含有量(CuO換算)に対する、磁性体部の導体部近傍領域におけるCu含有量(CuO換算)の比が、0.2〜0.5であり、磁性体部の導体部周辺に、少なくとも1つの空隙を有することを特徴とする、積層コイル部品。
A magnetic part formed by laminating magnetic layers, and a conductor part formed by embedding a plurality of conductor pattern layers arranged between the magnetic layers through the magnetic layer in a coil shape and embedded in the magnetic part A laminated coil component having
The conductor portion is made of a conductor containing silver,
The magnetic body portion is made of sintered ferrite material containing Fe, Ni, Zn, Cu,
The ratio of the Cu content (CuO equivalent) in the conductor vicinity region of the magnetic part to the Cu content (CuO equivalent) in the central area of the magnetic part is 0.2 to 0.5, and A laminated coil component having at least one gap around a conductor portion.
空隙が、互いに隣接する導体パターン層間にまたがって形成されている、請求項1記載の積層コイル部品。   The multilayer coil component according to claim 1, wherein the air gap is formed across conductor pattern layers adjacent to each other. 磁性体部の中央領域におけるCu含有量(CuO換算)に対する、磁性体部の導体部近傍領域におけるCu含有量(CuO換算)の比が、0.2〜0.3である、請求項1または請求項2に記載の積層コイル部品。   The ratio of the Cu content (CuO equivalent) in the conductor vicinity region of the magnetic part to the Cu content (CuO equivalent) in the central area of the magnetic part is 0.2 to 0.3. The laminated coil component according to claim 2. 磁性体部の中央領域におけるCu含有量(CuO換算)が、0.2〜3重量%である、請求項1〜3のいずれかに記載の積層コイル部品。   The multilayer coil component according to any one of claims 1 to 3, wherein a Cu content (CuO equivalent) in a central region of the magnetic part is 0.2 to 3% by weight.
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