JP2020107844A - コイル部品 - Google Patents
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Abstract
【課題】コイル導体と外部電極間の絶縁性が高いコイル部品を提供【解決手段】金属粒子を含む磁性体部と前記磁性体部に埋設されたコイル導体とを含む素体と、前記素体上に設けられ、前記コイル導体に電気的に接続された少なくとも一対の外部電極とを含むコイル部品であって、前記磁性体部は、相対的に平均粒径が小さい金属粒子を含む領域Ａと、相対的に平均粒径が大きい金属粒子を含む領域Ｂとを含み、前記領域Ａは、前記外部電極と、前記コイル導体との間に存在するコイル部品。【選択図】図１
Description
本開示は、コイル部品に関する。
コイル部品の電気特性を向上させるために、種々の工夫がなされている。例えば、特許文献１では、積層コイル部品において、磁性体層に用いられる金属粒子の粒径を所定の範囲内とすることにより、直流重畳特性、直流抵抗などの電気特性を改善している。
上記のようなコイル部品の信頼性を高めるためには、素体に高い耐電圧性が求められる。しかしながら、特許文献１に記載のようなコイル部品は、特にコイル導体と外部電極間の絶縁性が十分であるとはいえない。
本開示の目的は、コイル導体と外部電極間の絶縁性が高いコイル部品を提供することにある。
本開示は、以下の態様を含む。
［１］ 金属粒子を含む磁性体部と前記磁性体部に埋設されたコイル導体とを含む素体と、
前記素体上に設けられ、前記コイル導体に電気的に接続された少なくとも一対の外部電極と
を含むコイル部品であって、
前記磁性体部は、相対的に平均粒径が小さい金属粒子を含む領域Ａと、相対的に平均粒径が大きい金属粒子を含む領域Ｂとを含み、
前記領域Ａは、前記外部電極と、前記コイル導体との間に存在する、
コイル部品。
［２］ 積層コイル部品である、上記［１］に記載のコイル部品。
［３］ 前記一対の外部電極は、前記素体の対向する端面に設けられ、コイル導体は、その軸が前記素体の上下方向に沿うように配置されている、上記［１］または［２］に記載のコイル部品。
［４］ 領域Ｂにおける金属粒子の平均粒径は、領域Ａにおける金属粒子の平均粒径の１．１倍以上３０倍以下である、上記［１］〜［３］のいずれかに記載のコイル部品。
［５］ 領域Ａにおける金属粒子の平均粒径は、１．０μｍ以上２．０μｍ以下である、上記［１］〜［４］のいずれかに記載のコイル部品。
［６］ 領域Ａにおける金属粒子の平均粒径は、１．０μｍ以上２．０μｍ以下であり、
領域Ｂにおける金属粒子の平均粒径は、２．０μｍ以上２０．０μｍ以下である、
上記［１］〜［５］のいずれかに記載のコイル部品。
［７］ 前記領域Ｂは、少なくとも前記コイル導体の上方領域および下方領域に存在する、上記［１］〜［６］のいずれかに記載のコイル部品。
［８］ 前記外部電極は５面電極である、上記［１］〜［７］のいずれかに記載のコイル部品。
［９］ 前記領域Ａは、前記磁性体部の端面から前記外部電極の端を結んだ面までの領域である、上記［１８］に記載のコイル部品。
［１０］ 前記磁性体部の端面から前記コイル導体の巻き線部までの領域に、前記領域Ａおよび前記領域Ｂの両方が存在する、上記［１］〜［９］のいずれかに記載のコイル部品。
［１１］ 上方から平面視した場合、前記領域Ａが、前記磁性体層の端面からコイル導体の巻き線部の端を超えた部分までの領域である、上記［１］〜［９］のいずれかに記載のコイル部品。
［１２］ 上方から平面視した場合の領域Ａの両端の厚みよりも中央の厚みが小さい、上記［１］〜［８］のいずれかに記載のコイル部品。
［１］ 金属粒子を含む磁性体部と前記磁性体部に埋設されたコイル導体とを含む素体と、
前記素体上に設けられ、前記コイル導体に電気的に接続された少なくとも一対の外部電極と
を含むコイル部品であって、
前記磁性体部は、相対的に平均粒径が小さい金属粒子を含む領域Ａと、相対的に平均粒径が大きい金属粒子を含む領域Ｂとを含み、
前記領域Ａは、前記外部電極と、前記コイル導体との間に存在する、
コイル部品。
［２］ 積層コイル部品である、上記［１］に記載のコイル部品。
［３］ 前記一対の外部電極は、前記素体の対向する端面に設けられ、コイル導体は、その軸が前記素体の上下方向に沿うように配置されている、上記［１］または［２］に記載のコイル部品。
［４］ 領域Ｂにおける金属粒子の平均粒径は、領域Ａにおける金属粒子の平均粒径の１．１倍以上３０倍以下である、上記［１］〜［３］のいずれかに記載のコイル部品。
［５］ 領域Ａにおける金属粒子の平均粒径は、１．０μｍ以上２．０μｍ以下である、上記［１］〜［４］のいずれかに記載のコイル部品。
［６］ 領域Ａにおける金属粒子の平均粒径は、１．０μｍ以上２．０μｍ以下であり、
領域Ｂにおける金属粒子の平均粒径は、２．０μｍ以上２０．０μｍ以下である、
上記［１］〜［５］のいずれかに記載のコイル部品。
［７］ 前記領域Ｂは、少なくとも前記コイル導体の上方領域および下方領域に存在する、上記［１］〜［６］のいずれかに記載のコイル部品。
［８］ 前記外部電極は５面電極である、上記［１］〜［７］のいずれかに記載のコイル部品。
［９］ 前記領域Ａは、前記磁性体部の端面から前記外部電極の端を結んだ面までの領域である、上記［１８］に記載のコイル部品。
［１０］ 前記磁性体部の端面から前記コイル導体の巻き線部までの領域に、前記領域Ａおよび前記領域Ｂの両方が存在する、上記［１］〜［９］のいずれかに記載のコイル部品。
［１１］ 上方から平面視した場合、前記領域Ａが、前記磁性体層の端面からコイル導体の巻き線部の端を超えた部分までの領域である、上記［１］〜［９］のいずれかに記載のコイル部品。
［１２］ 上方から平面視した場合の領域Ａの両端の厚みよりも中央の厚みが小さい、上記［１］〜［８］のいずれかに記載のコイル部品。
本開示によれば、素体のコイル導体と外部電極間に、平均粒径が比較的小さな金属粒子を用いているので、コイル導体と外部電極間の絶縁性が高いコイル部品を得ることができる。
以下、本開示の一の実施形態のコイル部品について、図面を参照しながら詳細に説明する。但し、本実施形態のコイル部品および各構成要素の形状および配置等は、図示する例に限定されない。
（実施形態１）
本実施形態のコイル部品１の斜視図を図１に、ｘ−ｘ断面図を図２（１）に、ｙ−ｙ断面図を図２（２）に模式的に示す。但し、下記実施形態のコイル部品および各構成要素の形状および配置等は、図示する例に限定されない。
本実施形態のコイル部品１の斜視図を図１に、ｘ−ｘ断面図を図２（１）に、ｙ−ｙ断面図を図２（２）に模式的に示す。但し、下記実施形態のコイル部品および各構成要素の形状および配置等は、図示する例に限定されない。
図１、図２（１）および図２（２）に示されるように、本実施形態のコイル部品１は、略直方体形状を有する積層コイル部品である。コイル部品１において、図１のＬ軸に垂直な面を「端面」と称し、Ｗ軸に垂直な面を「側面」と称し、Ｔ軸に垂直な面のうち上側の面を「上面」と称し、下側の面を「下面」と称する。コイル部品１は、概略的には、磁性体部２と、そこに埋設されたコイル導体３と、コイル導体３に電気的に接続された一対の外部電極４，５とを有してなる。本明細書において、磁性体部２とコイル導体３を合わせて素体とも称する。
図２（１）および図２（２）に示されるように、磁性体部２は、領域Ａおよび領域Ｂから構成される。領域Ａは、相対的に平均粒径が小さい金属粒子を含む領域である。領域Ｂは、相対的に平均粒径が大きい金属粒子を含む領域である。図２（１）および図２（２）に示されるように、領域Ａは、各外部電極側に存在し、ＴＷ面である面Ｓ１およびＳ２、ＬＷ面である面Ｓ３およびＳ４、ならびにＬＴ面である面Ｓ５およびＳ６に囲まれた領域、およびコイル導体層に挟まれた磁性体層である。外部電極側の面Ｓ１は、磁性体部２の端面と重なり、コイル導体３側の面Ｓ２は、コイル導体３の巻き線部の端１０に接触するように位置する。上端の面Ｓ３は、コイル導体３の上端と磁性体部２の上端の間に位置し、下端の面Ｓ４は、コイル導体３の下端と磁性体部２の下端の間に位置する。磁性体部２の側面側に位置する面Ｓ５およびＳ６は、それぞれ、磁性体部２の側面と重なる。図２（１）および図２（２）に示されるように、領域Ｂは、領域Ａの面Ｓ３から磁性体部２の上端までの領域、領域Ａの面Ｓ４から磁性体部２の下端までの領域、およびコイル導体３の巻芯部内部であってコイル導体層と同じ層である。
コイル導体３は、コイル軸がコイル部品の上下方向（即ち、Ｔ方向）に沿うように配置される。コイル導体３の両端は、それぞれ磁性体部２の端面に引き出され、そこで外部電極４および５に電気的に接続されている。コイル導体３は、複数のコイル導体層がビア（図示していない）を介して積層されることにより構成されている。
上記磁性体部２は、領域Ａおよび領域Ｂから構成される。
上記領域Ａは、相対的に平均粒径が小さい金属粒子を含み、上記領域Ｂは、相対的に平均粒径が大きい金属粒子を含む。即ち、領域Ａに含まれる金属粒子の平均粒径は、領域Ｂに含まれる金属粒子の平均粒径よりも小さい。
ここに、上記平均粒径とは、磁性体部の断面のＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）画像における金属粒子の円相当径の平均を意味する。例えば、上記平均粒径は、コイル部品１を切断して得られた断面について、複数箇所（例えば５箇所）の領域（例えば１３０μｍ×１００μｍ）をＳＥＭで撮影し、このＳＥＭ画像を画像解析ソフト（例えば、旭化成エンジニアリング株式会社製、Ａ像くん（登録商標））を用いて解析して、５００個以上の金属粒子について円相当径を求め、その平均を算出することにより得ることができる。
一の態様において、領域Ｂにおける金属粒子の平均粒径は、領域Ａにおける金属粒子の平均粒径の１．１倍以上３０倍以下、好ましくは２．０倍以上２０倍以下、より好ましくは５．０倍以上１５倍以下である。領域Ａと領域Ｂにおける平均粒径を上記の範囲にすることにより、絶縁性と透磁率をより高レベルで両立することができる。
一の態様において、領域Ａにおける金属粒子の平均粒径は、１．０μｍ以上２．０μｍ以下、好ましくは１．２μｍ以上１．８μｍ以下である。領域Ａにおける金属粒子の平均粒径を２．０μｍ以下にすることにより、領域Ａにおける絶縁性が高くなる。かかる平均粒径をより小さくすることにより、領域Ａにおける比抵抗がより高く、換言すれば絶縁性がより高くなる。領域Ａにおける金属粒子の平均粒径を１．０μｍ以上とすることにより、領域Ａの透磁率が大きくなり、領域Ａの厚さ（即ち、面Ｓ１と面Ｓ２間の距離）を小さくした場合であっても、高いインダクタンスを確保することができる。かかる平均粒径をより大きくすることにより、領域Ａにおける透磁率がより大きくなり、より高いインダクタンスを確保することができる。
一の態様において、領域Ｂにおける金属粒子の平均粒径は、２．０μｍ以上２０．０μｍ以下、好ましくは４．０μｍ以上２０．０μｍ以下、より好ましくは８．０μｍ以上２０．０μｍ以下である。領域Ｂにおける金属粒子の平均粒径を２．０μｍ以上とすることにより、領域Ｂにおける透磁率が高くなる。かかる平均粒径をより大きくすることにより、領域Ｂにおける透磁率がより高くなる。領域Ｂにおける金属粒子の平均粒径を２０μｍ以下とすることにより、交流損失を低減することができる。かかる平均粒径をより小さくすることにより、交流損失をより低減することができる。
一の態様において、領域Ａにおける金属粒子の平均粒径は、１．０μｍ以上２．０μｍ以下、好ましくは１．２μｍ以上１．８μｍ以下であり、領域Ｂにおける金属粒子の平均粒径は、２．０μｍ以上２０．０μｍ以下、好ましくは４．０μｍ以上２０．０μｍ以下、より好ましくは８．０μｍ以上２０．０μｍ以下であり、領域Ｂにおける金属粒子の平均粒径は、領域Ａにおける金属粒子の平均粒径の１．１倍以上３０倍以下、好ましくは２．０倍以上２０倍以下、より好ましくは５．０倍以上１５倍以下である。領域Ａと領域Ｂにおける平均粒径を上記の範囲にすることにより、絶縁性と透磁率をより高レベルで両立することができる。
好ましい態様において、上記金属粒子のＣＶ値は、３０％以下、好ましくは２０％以下である。このようなＣＶ値を有する金属粒子は、比較的均一な粒径を有する。上記金属粒子のＣＶ値の下限は、特に限定されず、例えば、１％以上、５％以上、または１０％以上であり得る。ＣＶ値を３０％以下にすることにより、領域Ａでは絶縁性がより向上し、領域Ｂでは透磁率がより高くなる。ＣＶ値をより小さくすることにより、上記絶縁性および透磁率はより高くなる。ＣＶ値を１％以上とすることにより、領域Ａおよび領域Ｂの双方において、金属粒子の充填率が向上し、透磁率がより向上する。
ここに、上記ＣＶ値とは、下記式により算出される値である。
ＣＶ値（％）＝（σ／Ａｖｅ）×１００
（式中：
Ａｖｅは、平均粒径であり
σは、粒径の標準偏差である。）
ＣＶ値（％）＝（σ／Ａｖｅ）×１００
（式中：
Ａｖｅは、平均粒径であり
σは、粒径の標準偏差である。）
上記金属粒子を構成する金属材料としては、特に限定されないが、例えば、鉄、コバルト、ニッケルもしくはガドリニウム、またはこれらの１種または２種以上を含む合金が挙げられる。好ましくは、上記金属材料は、鉄または鉄合金である。鉄は、鉄そのものであってもよく、鉄誘導体、例えば錯体であってもよい。かかる鉄誘導体としては、特に限定されないが、鉄とＣＯの錯体であるカルボニル鉄、好ましくはペンタカルボニル鉄が挙げられる。特に、オニオンスキン構造（粒子の中心から同心球状の層を形成している構造）のハードグレードのカルボニル鉄（例えば、ＢＡＳＦ社製のハードグレードのカルボニル鉄）が好ましい。鉄合金としては、特に限定されないが、例えば、Ｆｅ−Ｓｉ系合金、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｃｒ系、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ系、Ｆｅ−Ｎｉ系、Ｆｅ−Ｃｏ系、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｂ−Ｎｂ−Ｃｕ系等が挙げられる。上記合金は、さらに、他の副成分としてＢ、Ｃ等を含んでいてもよい。副成分の含有量は、特に限定されないが、例えば０．１ｗｔ％以上５．０ｗｔ％以下、好ましくは０．５ｗｔ％以上３．０ｗｔ％以下であり得る。上記金属材料は、１種のみであっても、２種以上であってもよい。また、領域Ａと領域Ｂにおける金属材料は、同じであっても、異なっていてもよいが、好ましくは同じである。
上記金属粒子の表面は、絶縁材料の被膜（以下、単に「絶縁被膜」ともいう）により覆われていてもよい。金属粒子の表面を絶縁被膜により覆うことにより、粒子間の絶縁性が向上し、ひいては磁性体部２の絶縁性が向上する。
上記金属粒子の表面が被覆されている場合、金属粒子の表面は、粒子間の絶縁性を高めることができる程度に絶縁被膜に覆われていればよく、金属粒子の表面の一部だけ絶縁被膜に覆われていてもよい。また、絶縁被膜の形状は、特に限定されず、網目状であっても、層状であってもよい。好ましい態様において、上記金属粒子は、その表面の３０％以上、好ましくは６０％以上、より好ましくは８０％以上、さらに好ましくは９０％以上、特に好ましくは１００％の領域が絶縁被膜により覆われていてもよい。
本開示において、上記領域Ａにおける絶縁皮膜と領域Ｂにおける絶縁皮膜は、同じであっても異なっていてもよい。
一の態様において、上記絶縁被膜は、金属粒子の表面に形成された酸化皮膜であってもよい。
別の態様において、上記絶縁皮膜は、Ｓｉを含む絶縁材料により形成されていてもよい。Ｓｉを含んだ絶縁材料としては、例えば、ケイ素系化合物、例えばＳｉＯｘ（ｘは１．５以上２．５以下、代表的にはＳｉＯ２）が挙げられる。ケイ素を含む絶縁材料による絶縁被膜は強度が高いので、金属粒子をケイ素を含む絶縁材料で被覆することにより、金属粒子の強度を高めることができる。
別の態様において、上記絶縁皮膜は、リン酸またはリン酸残基（具体的にはＰ＝Ｏ基）を含んだ絶縁材料により形成されていてもよい。
上記リン酸としては、特に限定されないが、（Ｒ２Ｏ）Ｐ（＝Ｏ）（ＯＨ）２または（Ｒ２Ｏ）２Ｐ（＝Ｏ）ＯＨで表される有機リン酸が挙げられる。式中、Ｒ２は、それぞれ独立して、炭化水素基である。Ｒ２は、鎖長が、好ましくは５原子以上、より好ましくは１０原子以上、さらに好ましくは２０原子以上の基であることが好ましい。Ｒ２の鎖長は、好ましくは２００原子以下、より好ましくは１００原子以下、さらに好ましくは５０原子以下の基であることが好ましい。
上記炭化水素基は、好ましくは、置換されていてもよい、アルキルエーテル基またはフェニルエーテル基である。置換基としては、例えば、アルキル基、フェニル基、ポリオキシアルキレン基、ポリオキシアルキレンスチリル基、ポリオキシアルキレンアルキル基、不飽和ポリオキシエチレンアルキル基等が挙げられる。
上記有機リン酸は、リン酸塩の形態であってもよい。かかるリン酸塩におけるカチオンとしては、特に限定されないが、例えば、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ等のアルカリ金属のイオン、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ等のアルカリ土類金属のイオン、Ｃｕ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｍｎ、Ａｇ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ等のその他の金属のイオン、ＮＨ４ ＋、アミンイオン等が挙げられる。好ましくは、カウンターカチオンは、Ｌｉ＋、Ｎａ＋、Ｋ＋、ＮＨ４ ＋またはアミンイオンである。
好ましい態様において、上記有機リン酸は、ポリオキシアルキレンスチリルフェニルエーテルリン酸、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルリン酸、ポリオキシアルキレンアルキルアリールエーテルリン酸、アルキルエーテルリン酸、または不飽和ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルリン酸またはその塩であり得る。
上記絶縁被膜のコーティングの方法は、特に限定されず、当業者に公知のコーティング法、例えば、ゾル−ゲル法、メカノケミカル法、スプレードライ法、流動層造粒法、アトマイズ法、バレルスパッタ等を用いて行うことができる。
上記絶縁被膜の厚みは、特に限定されないが、好ましくは１ｎｍ以上１００ｎｍ以下、より好ましくは３ｎｍ以上５０ｎｍ以下、さらに好ましくは５ｎｍ以上３０ｎｍ以下、例えば１０ｎｍ以上３０ｎｍ以下または５ｎｍ以上２０ｎｍ以下であり得る。絶縁被膜の厚みをより大きくすることにより、磁性体部の絶縁性をより高くすることができる。また、絶縁被膜の厚みをより小さくすることにより、磁性体部中の金属材料の量をより多くすることができ、磁性体部の磁気的特性が向上し、磁性体部の小型化を図ることが容易になる。
一の態様において、領域Ａの金属粒子の絶縁被膜の厚みは、領域Ｂの金属粒子の絶縁皮膜の厚みよりも厚い。
上記磁性体部２は、金属粒子に加え、樹脂材料を含み得る。
上記樹脂材料としては、特に限定されないが、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリオレフィン樹脂などの熱硬化性樹脂が挙げられる。樹脂材料は、１種のみであっても、２種以上であってもよい。
本開示のコイル部品において、上記領域Ａは、外部電極４，５と、コイル導体３の間に介在するように配置される。外部電極４，５とコイル導体３の間に、絶縁性が比較的高い領域Ａを配置することにより、外部電極４，５とコイル導体３の絶縁性を高めることができる。
図２（１）および図２（２）に示されるように、コイル部品１の領域Ａは、磁性体部２の端面と重なる面Ｓ１と、該端面に平行でコイル導体３の巻き線部の端１０に接する面Ｓ２と、磁性体部２の上面に略平行でコイル導体３の上面と磁性体部２の上面の間に位置する面Ｓ３と、磁性体部２の下面に略平行でコイル導体３の下面と磁性体部２の下面の間に位置する面Ｓ４と、磁性体部２の両側面と重なるＳ５およびＳ６とに囲まれる領域（ただし、コイル導体３の引出部が存在する領域は含まない）、および各コイル導体層に挟まれた層として存在する。
上記のように領域Ａを配置することにより、外部電極４，５とコイル導体３の接続部を除き、外部電極４，５とコイル導体３の間に必ず領域Ａが存在する。このように領域Ａが配置されることにより、外部電極４，５とコイル導体３の絶縁性を高めることができる。さらに、コイル導体３のコイル導体層に挟まれた各層を領域Ａとすることにより、コイル導体３の巻き線間の絶縁性を高めることができる。
外部電極４，５とコイル導体３の間に位置する領域Ａの厚さ（即ち、面Ｓ１と面Ｓ２間の距離）は、好ましくは４０μｍ以上１３０μｍ以下、より好ましくは４０μｍ以上１００μｍ以下であり得る。かかる厚さを４０μｍ以上とすることにより、外部電極４，５とコイル導体３間の絶縁性をより確実に確保することができる。かかる厚さをより大きくすることにより、外部電極４，５とコイル導体３間の絶縁性をより高めることができる。また、かかる厚さを１３０μｍ以下とすることにより、コイル導体３を配置する領域を大きく確保することができ、コイル導体３のインダクタンスをより大きくすることができる。かかる厚さをより小さくすることにより、コイル導体３を配置する領域をより大きくすることができる。
コイル導体３のコイル導体層に挟まれた層である領域Ａの厚さ（積層方向の厚さ）は、好ましくは８μｍ以上１５μｍ以下、より好ましくは９μｍ以上１０μｍ以下であり得る。
コイル導体３よりも上方にある領域Ａの厚さ（即ち、上面と面Ｓ３間の距離）、およびコイル導体３よりも下方にある領域Ａの厚さ（即ち、下面と面Ｓ４間の距離）は、特に限定されないが、それぞれ独立して、好ましくは４０μｍ以上１３０μｍ以下、より好ましくは４０μｍ以上１００μｍ以下であり得る。
図２（１）および図２（２）に示されるように、上記領域Ｂは、上記面Ｓ３と磁性体部２の上面の間の領域、上記面Ｓ４と磁性体部２の下面の間の領域、およびコイル導体３の巻芯部でコイル導体層と同じ層に存在する。換言すれば、上記領域Ｂは、コイル導体３の上方領域、下方領域、および内部領域に存在する。このようにコイル導体３により生じる磁束が通る部分に、透磁率が比較的高い領域Ｂを配置することにより、コイル部品１のインダクタンスが向上する。
コイル部品１のように領域Ａおよび領域Ｂを配置することにより、磁性体部２において高い絶縁性が求められる箇所の絶縁性が向上し、高い透磁率が求められる箇所の透磁率を高くすることができ、コイル部品１の耐電圧性およびインダクタンスが、高いレベルで両立される。
コイル導体３は、複数のコイル導体層がビアを介して積層されることにより形成されている。図２（１）および図２（２）に示されるように、コイル導体３は、楕円状に巻かれており、その端は磁性体部２の両端面に引き出され、露出している。コイル導体３は、磁性体部２の端面において、外部電極４，５に電気的に接続されている。
コイル導体３を構成する材料は、導電性であれば特に限定されず、Ａｇ、Ｃｕなどの一般的な導電性材料を用いることができる。当業者であれば、どのような導電性材料を用いるかは、用途、磁性体部の組成、焼成温度などの因子を考慮して、適宜選択することができる。
上記外部電極４，５は、素体の端面全体、両側面、上面および下面の一部上に設けられる。即ち、外部電極４，５は、端面上と、端面から隣接する面の一部にまで延在するように設けられる。外部電極４，５は、いわゆる５面電極である。
上記外部電極４，５の端９は、面Ｓ２よりも外部電極側に位置する。即ち、外部電極４，５のそれぞれの端部を結んだ面は、領域Ａのコイル導体側の端よりも、外部電極側に位置する。このように外部電極４，５の端９よりも内側（換言すればコイル導体側）まで領域Ａを設けることにより、コイル部品の絶縁性はより向上する。
上記外部電極は、導電性材料、好ましくはＡｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｎｉ、ＳｎおよびＣｕから選択される１種またはそれ以上の金属材料から構成される。
上記外部電極４，５は、単層であっても、多層であってもよい。一の態様において、外部電極が多層である場合、外部電極は、ＡｇまたはＣｕを含む層、Ｎｉを含む層、またはＳｎを含む層を含み得る。好ましい態様において、上記外部電極は、ＡｇまたはＣｕを含む層、Ｎｉを含む層、およびＳｎを含む層からなる。好ましくは、上記の各層は、コイル導体側から、ＡｇまたはＣｕを含む層、Ｎｉを含む層、Ｓｎを含む層の順で設けられる。好ましくは、上記ＡｇまたはＣｕを含む層はＡｇペーストまたはＣｕペーストを焼き付けた層であり、上記Ｎｉを含む層およびＳｎを含む層は、めっき層であり得る。
本開示のコイル部品１は、優れた電気的特性を保持したまま小型化することができる。一の態様において、本発明のコイル部品の長さ（Ｌ）は、好ましくは０．９５ｍｍ以上１．７５ｍｍ以下、より好ましくは０．９５ｍｍ以上１．５５ｍｍ以下である。一の態様において、コイル部品１の幅（Ｗ）は、好ましくは０．４５ｍｍ以上０．９５ｍｍ以下、より好ましくは０．４５ｍｍ以上０．７５ｍｍ以下である。好ましい態様において、本発明のコイル部品は、長さ（Ｌ）が０．９５ｍｍ以上１．７５ｍｍ以下であり、幅（Ｗ）が０．４５ｍｍ以上０．９５ｍｍ以下、好ましくは長さ（Ｌ）が０．９５ｍｍ以上１．５５ｍｍ以下であり、幅（Ｗ）が０．４５ｍｍ以上０．７５ｍｍ以下である。また、一の態様において、コイル部品１の高さ（または厚み（Ｔ））は、好ましくは０．８０ｍｍ以下、より好ましくは０．７０ｍｍ以下である。
本開示のコイル部品１は、磁性体部として領域Ａと領域Ｂを設けること以外は、従来の積層コイル部品と同様の方法で製造することができる。例えば、本開示のコイル部品１は、以下のような方法で製造することができる。
まず、それぞれ領域Ａおよび領域Ｂとなる磁性体シートＡおよび磁性体シートＢを準備する。また、それぞれ領域Ａおよび領域Ｂとなる磁性体ペーストＡおよび磁性体ペーストＢを準備する。別途、コイル導体形成用の導体ペーストを準備する。
次いで、磁性体シートＡの所定位置にレーザー照射によりビアホールを形成し、上記導体ペーストを充填し、さらに磁性体シートＡ上に導体ペーストをスクリーン印刷することによりコイルパターンを形成する。次いで、導体ペーストが印刷されていない領域にのうち、コイルパターンに外側に磁性体ペーストＡを、内側に磁性体ペーストＢをスクリーン印刷することにより、各層に応じたコイルパターンが印刷された磁性体シートＣを作製する。
上記の磁性体シートＢおよび磁性体シートＣを、それぞれ所定枚数、所定の順で積層し、熱圧着することで積層体ブロックを作製する。得られた積層体ブロックを、ダイサーで切断することにより、各素子に個片化する。個片化した積層体を焼成する。次に、焼成後の素子を減圧環境下で樹脂に浸漬し、素体の内部に樹脂を含浸させ、熱硬化させた。次に、素子の端面に外部電極を形成することにより、図１に示すコイル部品を得ることができる。
（実施形態２）
図３（１）および図３（２）に示すように、実施形態２のコイル部品は、下記の点を除き上記実施形態１のコイル部品１と同様の構成を有する。実施形態２のコイル部品においては、外部電極４，５の端９は、コイル導体３の巻き線部よりも磁性体部２の端面側に位置する。領域Ａは、磁性体部２の端面から上記各外部電極４，５の端９を結んだ面までの領域、および各コイル導体層に挟まれた層である。領域Ｂは、実施形態１のコイル部品１における領域Ｂに加え、コイル導体層が存在する層におけるコイル導体と領域Ａの間の領域１１にも存在する。即ち、磁性体部２の端面からコイル導体３の巻き線部までの領域に、領域Ａおよび領域Ｂの両方が存在し、該領域Ａが磁性体部２の端面から外部電極４，５の端９を結んだ面までの領域に存在する。
図３（１）および図３（２）に示すように、実施形態２のコイル部品は、下記の点を除き上記実施形態１のコイル部品１と同様の構成を有する。実施形態２のコイル部品においては、外部電極４，５の端９は、コイル導体３の巻き線部よりも磁性体部２の端面側に位置する。領域Ａは、磁性体部２の端面から上記各外部電極４，５の端９を結んだ面までの領域、および各コイル導体層に挟まれた層である。領域Ｂは、実施形態１のコイル部品１における領域Ｂに加え、コイル導体層が存在する層におけるコイル導体と領域Ａの間の領域１１にも存在する。即ち、磁性体部２の端面からコイル導体３の巻き線部までの領域に、領域Ａおよび領域Ｂの両方が存在し、該領域Ａが磁性体部２の端面から外部電極４，５の端９を結んだ面までの領域に存在する。
本実施形態のコイル部品において、領域Ａの面Ｓ２および外部電極４，５の端を結んだ面は、コイル導体３の巻き線部よりも端面側に位置している。このような配置とすることにより、コイル導体３と領域Ａの面Ｓ２の間に領域Ｂ（１１）を配置することができる。この領域Ｂ（１１）の存在によりコイル部品のインダクタンスがより大きくなる。さらに外部電極４，５の端を結んだ面は、面Ｓ２よりもコイル導体３側に存在しない。従って、外部電極４，５とコイル導体３間の絶縁性も高くすることができる。
（実施形態３）
図４（１）および図４（２）に示すように、実施形態３のコイル部品は、下記の点を除き上記実施形態１のコイル部品１と同様の構成を有する。実施形態３のコイル部品においては、領域Ａが、磁性体部２の端面からコイル導体３の巻き線部の端１０を超えた位置までの領域、および各コイル導体層に挟まれた層である。即ち、上方から平面視した場合、領域Ａは、磁性体部２の端面からコイル導体３の巻き線部の端１０を超えた領域まで存在する。換言すれば、領域Ａの面Ｓ２は、コイル導体３の巻き線部の端１０よりも内側に存在する。同様に、外部電極４，５の端９は、コイル導体３の巻き線部の端１０よりも内側に存在する。
図４（１）および図４（２）に示すように、実施形態３のコイル部品は、下記の点を除き上記実施形態１のコイル部品１と同様の構成を有する。実施形態３のコイル部品においては、領域Ａが、磁性体部２の端面からコイル導体３の巻き線部の端１０を超えた位置までの領域、および各コイル導体層に挟まれた層である。即ち、上方から平面視した場合、領域Ａは、磁性体部２の端面からコイル導体３の巻き線部の端１０を超えた領域まで存在する。換言すれば、領域Ａの面Ｓ２は、コイル導体３の巻き線部の端１０よりも内側に存在する。同様に、外部電極４，５の端９は、コイル導体３の巻き線部の端１０よりも内側に存在する。
本実施形態のコイル部品では、磁性体部２の端面部分に存在する領域Ａの厚みを大きくすることができる。従って、外部電極４，５とコイル導体３の間の絶縁性がより向上する。
（実施形態４）
図５（１）および図５（２）に示すように、実施形態４のコイル部品は、下記の点を除き上記実施形態３のコイル部品と同様の構成を有する。実施形態４のコイル部品においては、上方から（即ち、積層方向）から平面視した場合に、領域Ａのコイル導体３側の面が端面側に湾曲している。即ち、実施形態３のコイル部品における面Ｓ２に対応する面が、面Ｓ１側に湾曲している。換言すれば、コイル部品を積層方向から平面視した場合、領域Ａの両端の厚み（即ち、磁性体部２の側面における厚み）よりも、中央の厚みが小さい。
図５（１）および図５（２）に示すように、実施形態４のコイル部品は、下記の点を除き上記実施形態３のコイル部品と同様の構成を有する。実施形態４のコイル部品においては、上方から（即ち、積層方向）から平面視した場合に、領域Ａのコイル導体３側の面が端面側に湾曲している。即ち、実施形態３のコイル部品における面Ｓ２に対応する面が、面Ｓ１側に湾曲している。換言すれば、コイル部品を積層方向から平面視した場合、領域Ａの両端の厚み（即ち、磁性体部２の側面における厚み）よりも、中央の厚みが小さい。
本実施形態のコイル部品では、コイル導体３と外部電極４，５の間に領域Ｂが存在することから、コイル部品のインダクタンスがより向上する。
該湾曲面の頂点を含む面Ｓ２’とＳ１との距離は、好ましくは４０μｍ以上１３０μｍ以下、より好ましくは４０μｍ以上１００μｍ以下であり得る。
該湾曲面の頂点を含む面Ｓ２’とＳ２”との距離は、好ましくは２０μｍ以上１５０μｍ以下、より好ましくは５０μｍ以上１００μｍ以下であり得る。
該湾曲面の頂点を含む面Ｓ２’とコイル導体の巻き線部の端１０との距離は、好ましくは１０μｍ以上１５０μｍ以下、より好ましくは３０μｍ以上１００μｍ以下であり得る。
以上、本開示の実施形態であるコイル部品について説明したが本開示のコイル部品はこれらに限定されず、種々の改変が可能である。
例えば、コイル部品は、外部電極４，５を除いて、保護層により覆われていてもよい。
上記保護層を構成する絶縁性材料としては、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド等の電気絶縁性が高い樹脂材料が挙げられる。
以上、本発明のコイル部品およびその製造方法について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で設計変更可能である。
（実施例１）
・磁性体シート
Ｄ５０が１．５μｍのＦｅ−Ｓｉ系磁性合金粉末を準備し、所定量のバインダー樹脂、分散剤、有機溶剤とともに混合し、ドクターブレード法でシート状に成形し、磁性体シートを作製した。同じく、Ｄ５０が５μｍのＦｅ−Ｓｉ系磁性合金粉末を用いて磁性体シートを作製した。以下、Ｄ５０が１．５μｍのシートを磁性体シートＡ、Ｄ５０が５μｍのシートを磁性体シートＢとする。
・磁性体シート
Ｄ５０が１．５μｍのＦｅ−Ｓｉ系磁性合金粉末を準備し、所定量のバインダー樹脂、分散剤、有機溶剤とともに混合し、ドクターブレード法でシート状に成形し、磁性体シートを作製した。同じく、Ｄ５０が５μｍのＦｅ−Ｓｉ系磁性合金粉末を用いて磁性体シートを作製した。以下、Ｄ５０が１．５μｍのシートを磁性体シートＡ、Ｄ５０が５μｍのシートを磁性体シートＢとする。
・磁性体ペースト
Ｄ５０が１．５μｍのＦｅ−Ｓｉ系磁性合金粉末、およびＤ５０が５μｍのＦｅ−Ｓｉ系磁性合金粉末を準備し、所定量のバインダー樹脂、可塑剤、有機溶剤を加え、混錬することで磁性体ペーストを作製した。以下、Ｄ５０が１．５μｍのペーストを磁性体ペーストＡ、Ｄ５０が５μｍのペーストを磁性体ペーストＢとする。
Ｄ５０が１．５μｍのＦｅ−Ｓｉ系磁性合金粉末、およびＤ５０が５μｍのＦｅ−Ｓｉ系磁性合金粉末を準備し、所定量のバインダー樹脂、可塑剤、有機溶剤を加え、混錬することで磁性体ペーストを作製した。以下、Ｄ５０が１．５μｍのペーストを磁性体ペーストＡ、Ｄ５０が５μｍのペーストを磁性体ペーストＢとする。
・導体ペースト
導電ペーストとしてＡｇを主成分としたＡｇペーストを準備した。
導電ペーストとしてＡｇを主成分としたＡｇペーストを準備した。
・コイルパターンが印刷された磁性体シートの作製
上記で得られた磁性体シートＡの所定位置にレーザー照射によりビアホールを形成し、上記Ａｇペーストを充填する。次に、磁性体シートＡにＡｇペーストをスクリーン印刷することでコイルパターンを形成した。次いで、上記Ａｇペーストが印刷されていない領域に磁性体ペーストＡおよびＢをスクリーン印刷することで磁性体ペースト層を形成した。具体的には、Ａｇペーストの端から素子本体の端面となる箇所までの領域は磁性体ペーストＡを印刷し、他の領域は磁性体ペーストＢを印刷した。このようにして、各層に応じたコイルパターンが印刷された磁性体シート（以下、「磁性体シートＣ」という）を複数作製した。
上記で得られた磁性体シートＡの所定位置にレーザー照射によりビアホールを形成し、上記Ａｇペーストを充填する。次に、磁性体シートＡにＡｇペーストをスクリーン印刷することでコイルパターンを形成した。次いで、上記Ａｇペーストが印刷されていない領域に磁性体ペーストＡおよびＢをスクリーン印刷することで磁性体ペースト層を形成した。具体的には、Ａｇペーストの端から素子本体の端面となる箇所までの領域は磁性体ペーストＡを印刷し、他の領域は磁性体ペーストＢを印刷した。このようにして、各層に応じたコイルパターンが印刷された磁性体シート（以下、「磁性体シートＣ」という）を複数作製した。
・積層体ブロックの作製
外装となる磁性体シートＢ、上記で得られた磁性体シートＣ、および外装となる磁性シートＢを、それぞれ所定枚数、所定の順で積層し、熱圧着することで積層体ブロックを作製した。
外装となる磁性体シートＢ、上記で得られた磁性体シートＣ、および外装となる磁性シートＢを、それぞれ所定枚数、所定の順で積層し、熱圧着することで積層体ブロックを作製した。
・コイル部品の作製
上記で得られた積層体ブロックを、ダイサーで切断することにより、各素子に個片化した。個片化した積層体をバレル処理し、積層体の角部に丸みを形成した。次に、積層体を７００℃の温度で熱処理し、焼成した。焼成後の素子を１Ｐａ以下の減圧環境下でエポキシ樹脂に浸漬し、素体の内部にエポキシ樹脂を含浸させた。自然乾燥後、エポキシ樹脂を熱硬化させた。次に、素子の端面にＡｇを含有した樹脂ペーストを塗布、硬化させることで下地電極を形成した。無電解めっきによりＮｉめっき層、Ｓｎめっき層を下地電極の上に順に形成し、外部電極を形成し、図１に示すコイル部品（実施例試料）を得た。
上記で得られた積層体ブロックを、ダイサーで切断することにより、各素子に個片化した。個片化した積層体をバレル処理し、積層体の角部に丸みを形成した。次に、積層体を７００℃の温度で熱処理し、焼成した。焼成後の素子を１Ｐａ以下の減圧環境下でエポキシ樹脂に浸漬し、素体の内部にエポキシ樹脂を含浸させた。自然乾燥後、エポキシ樹脂を熱硬化させた。次に、素子の端面にＡｇを含有した樹脂ペーストを塗布、硬化させることで下地電極を形成した。無電解めっきによりＮｉめっき層、Ｓｎめっき層を下地電極の上に順に形成し、外部電極を形成し、図１に示すコイル部品（実施例試料）を得た。
比較例１
磁性体シートＡおよび磁性体ペーストＡの代わりに磁性体シートＢおよび磁性体ペーストＢを用いた以外は、すなわち磁性体シートＢおよび磁性体ペーストＢのみを用いたこと以外は実施例１と同様にして、比較例１のコイル部品（比較例試料）を得た。
磁性体シートＡおよび磁性体ペーストＡの代わりに磁性体シートＢおよび磁性体ペーストＢを用いた以外は、すなわち磁性体シートＢおよび磁性体ペーストＢのみを用いたこと以外は実施例１と同様にして、比較例１のコイル部品（比較例試料）を得た。
評価
・耐電圧試験
作製した実施例試料および比較例試料それぞれ５０個について、２５Ｖのパルス電圧を３００回印加して耐電圧試験を行った。実施例試料では耐電圧試験でショートは発生しなかったが、比較例試料ではショートが発生した。
・耐電圧試験
作製した実施例試料および比較例試料それぞれ５０個について、２５Ｖのパルス電圧を３００回印加して耐電圧試験を行った。実施例試料では耐電圧試験でショートは発生しなかったが、比較例試料ではショートが発生した。
本発明のコイル部品は、インダクタなどとして幅広く様々な用途に使用され得る。
１…コイル部品
２…磁性体部
３…コイル導体
４，５…外部電極
６…領域Ａ
７…領域Ｂ
９…外部電極の端
１０…巻き線部の端
１１…領域Ｂ
２…磁性体部
３…コイル導体
４，５…外部電極
６…領域Ａ
７…領域Ｂ
９…外部電極の端
１０…巻き線部の端
１１…領域Ｂ
Claims (12)
- 金属粒子を含む磁性体部と前記磁性体部に埋設されたコイル導体とを含む素体と、
前記素体上に設けられ、前記コイル導体に電気的に接続された少なくとも一対の外部電極と
を含むコイル部品であって、
前記磁性体部は、相対的に平均粒径が小さい金属粒子を含む領域Ａと、相対的に平均粒径が大きい金属粒子を含む領域Ｂとを含み、
前記領域Ａは、前記外部電極と、前記コイル導体との間に存在する、
コイル部品。 - 積層コイル部品である、請求項１に記載のコイル部品。
- 前記一対の外部電極は、前記素体の対向する端面に設けられ、コイル導体は、その軸が前記素体の上下方向に沿うように配置されている、請求項１または２に記載のコイル部品。
- 領域Ｂにおける金属粒子の平均粒径は、領域Ａにおける金属粒子の平均粒径の１．１倍以上３０倍以下である、請求項１〜３のいずれか１項に記載のコイル部品。
- 領域Ａにおける金属粒子の平均粒径は、１．０μｍ以上２．０μｍ以下である、請求項１〜４のいずれか１項に記載のコイル部品。
- 領域Ａにおける金属粒子の平均粒径は、１．０μｍ以上２．０μｍ以下であり、
領域Ｂにおける金属粒子の平均粒径は、２．０μｍ以上２０．０μｍ以下である、
請求項１〜５のいずれか１項に記載のコイル部品。 - 前記領域Ｂは、少なくとも前記コイル導体の上方領域および下方領域に存在する、請求項１〜６のいずれか１項に記載のコイル部品。
- 前記外部電極は５面電極である、請求項１〜７のいずれか１項に記載のコイル部品。
- 前記領域Ａは、前記磁性体部の端面から前記外部電極の端を結んだ面までの領域である、請求項８に記載のコイル部品。
- 前記磁性体部の端面から前記コイル導体の巻き線部までの領域に、前記領域Ａおよび前記領域Ｂの両方が存在する、請求項１〜９のいずれか１項に記載のコイル部品。
- 上方から平面視した場合、前記領域Ａが、前記磁性体層の端面からコイル導体の巻き線部の端を超えた部分までの領域である、請求項１〜９のいずれか１項に記載のコイル部品。
- 上方から平面視した場合の領域Ａの両端の厚みよりも中央の厚みが小さい、請求項１〜８のいずれか１項に記載のコイル部品。
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