JP2021125598A - 積層コイル部品 - Google Patents
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Abstract
【課題】内部応力がより緩和された信頼性の高い積層コイル部品およびその製造方法の提供。
【解決手段】絶縁体部と、
前記絶縁体部に埋設され、複数のコイル導体層が電気的に接続されたコイルと、
前記絶縁体部の表面に設けられ、前記コイルの引き出し部と電気的に接続された外部電極と
を含む積層コイル部品の製造方法であって、
導電性ペーストにより導電性ペースト層を形成すること、
絶縁ペーストにより絶縁ペースト層を形成すること、
前記導電性ペースト層および絶縁ペースト層を含む積層成形体を形成すること、
前記積層成形体を焼成すること
を含み、前記導電性ペーストのＰＶＣは、６０％以上８０％以下である、製造方法。
【選択図】図１
【解決手段】絶縁体部と、
前記絶縁体部に埋設され、複数のコイル導体層が電気的に接続されたコイルと、
前記絶縁体部の表面に設けられ、前記コイルの引き出し部と電気的に接続された外部電極と
を含む積層コイル部品の製造方法であって、
導電性ペーストにより導電性ペースト層を形成すること、
絶縁ペーストにより絶縁ペースト層を形成すること、
前記導電性ペースト層および絶縁ペースト層を含む積層成形体を形成すること、
前記積層成形体を焼成すること
を含み、前記導電性ペーストのＰＶＣは、６０％以上８０％以下である、製造方法。
【選択図】図１
Description
本開示は、積層コイル部品およびその製造方法に関する。
積層コイル部品の製造方法としては、磁性体層上にコイル導体層を積層して、積層成形体を得、これを焼成する方法が知られている（特許文献１）。
積層コイル部品の製造において、磁性体層とコイル導体層は、焼成の際の収縮率が異なることから、この収縮率の相違に起因した内部応力が生じ得る。特許文献１は、内部応力の緩和のためにコイル導体層の上部に空隙部を設けているが、コイル導体層の一部は磁性体層と接しているため、この部分では内部応力が生じ得る。
本開示の目的は、内部応力がより緩和された信頼性の高い積層コイル部品およびその製造方法を提供することにある。
本開示は、以下の態様を含む。
［１］ 絶縁体部と、
前記絶縁体部に埋設され、複数のコイル導体層が電気的に接続されたコイルと、
前記絶縁体部の表面に設けられ、前記コイルの引き出し部と電気的に接続された外部電極と
を含む積層コイル部品の製造方法であって、
導電性ペーストにより導電性ペースト層を形成すること、
絶縁ペーストにより絶縁ペースト層を形成すること、
前記導電性ペースト層および絶縁ペースト層を含む積層成形体を形成すること、
前記積層成形体を焼成すること
を含み、前記導電性ペーストのＰＶＣは、６０％以上８０％以下である、製造方法。
［２］ 絶縁シートを準備すること、
樹脂ペーストにより、前記絶縁シート上に樹脂ペースト層を形成すること、
導電性ペーストにより、前記樹脂ペースト層上に導電性ペースト層を形成すること、
前記絶縁シート上に、前記導電性ペースト層の上面の少なくとも一部は露出するように、絶縁ペーストにより絶縁ペースト層を形成すること、
前記樹脂ペースト層、導電性ペースト層および絶縁ペースト層が形成された絶縁シートを複数積層して、積層成形体を形成すること、
前記積層成形体を焼成すること、
を含む、上記［１］に記載の製造方法。
［３］ 前記導電性ペーストは、銀ペーストである、上記［１］または［２］に記載の製造方法。
［４］ 前記導電性ペースト層の、前記引き出し部に対応する部分と重なるように、前記導電性ペーストよりもＰＶＣが大きい第２導電性ペーストにより第２導電性ペースト層を形成することを含む、上記［１］〜［３］のいずれか１項に記載の製造方法。
［５］ 絶縁体部と、
前記絶縁体部に埋設され、複数のコイル導体層が電気的に接続されたコイルと、
前記絶縁体部の表面に設けられ、前記コイルの引き出し部と電気的に接続された外部電極と
を含む積層コイル部品であって、
前記コイル導体層のポア面積率は、５％以上１５％以下である、積層コイル部品。
［６］ 前記コイル導体層のポア平均径は、０．１μｍ以上６．０μｍ以下である、上記［５］に記載の積層コイル部品。
［７］ 前記コイルは引き出し部を有し、該引き出し部を介して前記外部電極と電気的に接続され、前記引き出し部は、前記コイル導体よりもポア面積率が小さい低ポア面積率層を有する、上記［５］または［６］に記載の積層コイル部品。
［８］ 前記低ポア面積率層のポア面積率は、１．０％以上４．０％以下である、上記［５］〜［７］のいずれか１項に記載の積層コイル部品。
［９］ 前記コイル導体層と前記絶縁体部の間に空隙部が形成されている、上記［５］〜［８］のいずれか１項に記載の積層コイル部品。
［１０］ 前記空隙部は、コイルの巻き線方向に垂直な断面において、１つの面が絶縁体部に接し、他の部分が前記コイル導体層に接している、上記［９］に記載の積層コイル部品。
［１］ 絶縁体部と、
前記絶縁体部に埋設され、複数のコイル導体層が電気的に接続されたコイルと、
前記絶縁体部の表面に設けられ、前記コイルの引き出し部と電気的に接続された外部電極と
を含む積層コイル部品の製造方法であって、
導電性ペーストにより導電性ペースト層を形成すること、
絶縁ペーストにより絶縁ペースト層を形成すること、
前記導電性ペースト層および絶縁ペースト層を含む積層成形体を形成すること、
前記積層成形体を焼成すること
を含み、前記導電性ペーストのＰＶＣは、６０％以上８０％以下である、製造方法。
［２］ 絶縁シートを準備すること、
樹脂ペーストにより、前記絶縁シート上に樹脂ペースト層を形成すること、
導電性ペーストにより、前記樹脂ペースト層上に導電性ペースト層を形成すること、
前記絶縁シート上に、前記導電性ペースト層の上面の少なくとも一部は露出するように、絶縁ペーストにより絶縁ペースト層を形成すること、
前記樹脂ペースト層、導電性ペースト層および絶縁ペースト層が形成された絶縁シートを複数積層して、積層成形体を形成すること、
前記積層成形体を焼成すること、
を含む、上記［１］に記載の製造方法。
［３］ 前記導電性ペーストは、銀ペーストである、上記［１］または［２］に記載の製造方法。
［４］ 前記導電性ペースト層の、前記引き出し部に対応する部分と重なるように、前記導電性ペーストよりもＰＶＣが大きい第２導電性ペーストにより第２導電性ペースト層を形成することを含む、上記［１］〜［３］のいずれか１項に記載の製造方法。
［５］ 絶縁体部と、
前記絶縁体部に埋設され、複数のコイル導体層が電気的に接続されたコイルと、
前記絶縁体部の表面に設けられ、前記コイルの引き出し部と電気的に接続された外部電極と
を含む積層コイル部品であって、
前記コイル導体層のポア面積率は、５％以上１５％以下である、積層コイル部品。
［６］ 前記コイル導体層のポア平均径は、０．１μｍ以上６．０μｍ以下である、上記［５］に記載の積層コイル部品。
［７］ 前記コイルは引き出し部を有し、該引き出し部を介して前記外部電極と電気的に接続され、前記引き出し部は、前記コイル導体よりもポア面積率が小さい低ポア面積率層を有する、上記［５］または［６］に記載の積層コイル部品。
［８］ 前記低ポア面積率層のポア面積率は、１．０％以上４．０％以下である、上記［５］〜［７］のいずれか１項に記載の積層コイル部品。
［９］ 前記コイル導体層と前記絶縁体部の間に空隙部が形成されている、上記［５］〜［８］のいずれか１項に記載の積層コイル部品。
［１０］ 前記空隙部は、コイルの巻き線方向に垂直な断面において、１つの面が絶縁体部に接し、他の部分が前記コイル導体層に接している、上記［９］に記載の積層コイル部品。
本開示の積層コイル部品の製造方法は、焼成時にコイル導体層の内部に細孔を生じさせることによって内部応力の発生を抑制することができる。従って、信頼性の高い積層コイル部品を提供することができる。
以下、本開示について、図面を参照しながら詳細に説明する。但し、本実施形態の積層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。
本実施形態の積層コイル部品１の斜視図を図１に、ｘ−ｘ断面図を図２に、ｙ−ｙ断面図を図３に示す。但し、下記実施形態の積層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３に示されるように、本実施形態の積層コイル部品１は、略直方体形状を有する積層コイル部品である。積層コイル部品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軸に垂直な面を「上面」および「下面」と称する。積層コイル部品１は、概略的には、素体２と、該素体２の両端面に設けられた外部電極４，５とを含む。素体２は、絶縁体部６と該絶縁体部６に埋設されたコイル７を含む。該絶縁体部６は、第１絶縁体層１１および第２絶縁体層１２を有する。上記コイル７は、コイル導体層１５が、第１絶縁体層１１を貫通するビア導体（図示していない）によりコイル状に接続されることにより構成される。コイル７は、その両端に設けられた引き出し部１８において、外部電極４，５に接続される。上記絶縁体部６と上記コイル導体層１５の主面（図２および図３では下方主面）との間、即ち第１絶縁体層１１とコイル導体層１５との間に空隙部２１が設けられている。
上記した本実施形態の積層コイル部品１の製造方法を以下に説明する。本実施形態では、絶縁体部６がフェライト材料から形成される態様について説明する。
（１）フェライトペーストの調製
まず、フェライト材料を準備する。フェライト材料は、主成分としてＦｅ、Ｚｎ、およびＮｉを含み、所望によりさらにＣｕを含む。通常、上記フェライト材料の主成分は、実質的にＦｅ、Ｚｎ、ＮｉおよびＣｕの酸化物（理想的には、Ｆｅ２Ｏ３、ＺｎＯ、ＮｉＯおよびＣｕＯ）から成る。
フェライト材料として、Ｆｅ２Ｏ３、ＺｎＯ、ＣｕＯ、ＮｉＯ、および必要に応じて添加成分を所定の組成になるように秤量し、混合および粉砕する。粉砕したフェライト材料を乾燥し、例えば７００〜８００℃の温度で仮焼し、仮焼粉末を得る。この仮焼粉末に、所定量の溶剤（ケトン系溶剤など）、樹脂（ポリビニルアセタールなど）、および可塑剤（アルキド系可塑剤など）を加え、プラネタリーミキサー等で混錬した後、さらに３本ロールミル等で分散することでフェライトペーストを作製することができる。
（２）フェライトシートの調製
次に、上記と同じようにして得られたフェライト材料の仮焼粉末に、ポリビニルブチラール系等の有機バインダ、エタノール、トルエン等の有機溶剤を、ＰＳＺボールと共にポットミルに投入し、混合粉砕する。得られた混合物を、ドクターブレード法等で、所定の厚み、大きさ、形状のシートに成形加工して、フェライトシートを作製することができる。
次に、上記と同じようにして得られたフェライト材料の仮焼粉末に、ポリビニルブチラール系等の有機バインダ、エタノール、トルエン等の有機溶剤を、ＰＳＺボールと共にポットミルに投入し、混合粉砕する。得られた混合物を、ドクターブレード法等で、所定の厚み、大きさ、形状のシートに成形加工して、フェライトシートを作製することができる。
上記フェライト材料において、Ｆｅ含有量は、Ｆｅ２Ｏ３に換算して、好ましくは４０．０モル％以上４９．５モル％以下（主成分合計基準、以下も同様）であり、より好ましくは４５．０モル％以上４９．５モル％以下であり得る。
上記フェライト材料において、Ｚｎ含有量は、ＺｎＯに換算して、好ましくは５．０モル％以上３５．０モル％以下（主成分合計基準、以下も同様）であり、より好ましくは１０．０モル％以上３０．０モル％以下であり得る。
上記フェライト材料において、Ｃｕ含有量は、ＣｕＯに換算して、好ましくは４．０モル％以上１２．０モル％以下（主成分合計基準、以下も同様）であり、より好ましくは７．０モル％以上１０．０モル％以下である。
上記フェライト材料において、Ｎｉ含有量は、特に限定されず、上記した他の主成分であるＦｅ、ＺｎおよびＣｕの残部とし得る。
一の態様において、上記フェライト材料は、Ｆｅは、Ｆｅ２Ｏ３に換算して４０．０モル％以上４９．５モル％以下、Ｚｎは、ＺｎＯに換算して５．０モル％以上３５．０モル％以下、Ｃｕは、ＣｕＯに換算して４．０モル％以上１２．０モル％以下、ＮｉＯは残部である。
本開示において、上記フェライト材料は、さらに添加成分を含んでいてもよい。フェライト材料における添加成分としては、例えばＭｎ、Ｃｏ、Ｓｎ、Ｂｉ、Ｓｉ等が挙げられるが、これに限定されるものではない。Ｍｎ、Ｃｏ、Ｓｎ、ＢｉおよびＳｉの含有量（添加量）は、主成分（Ｆｅ（Ｆｅ２Ｏ３換算）、Ｚｎ（ＺｎＯ換算）、Ｃｕ（ＣｕＯ換算）およびＮｉ（ＮｉＯ換算））の合計１００重量部に対して、それぞれ、Ｍｎ３Ｏ４、Ｃｏ３Ｏ４、ＳｎＯ２、Ｂｉ２Ｏ３、およびＳｉＯ２に換算して、０．１重量部以上１重量部以下であることが好ましい。また、上記フェライト材料は、さらに製造上不可避な不純物を含んでいてもよい。
なお、焼結フェライトにおけるＦｅ含有量（Ｆｅ２Ｏ３換算）、Ｍｎ含有量（Ｍｎ２Ｏ３換算）、Ｃｕ含有量（ＣｕＯ換算）、Ｚｎ含有量（ＺｎＯ換算）およびＮｉ含有量（ＮｉＯ換算）は、焼成前のフェライト材料におけるＦｅ含有量（Ｆｅ２Ｏ３換算）、Ｍｎ含有量（Ｍｎ２Ｏ３換算）、Ｃｕ含有量（ＣｕＯ換算）、Ｚｎ含有量（ＺｎＯ換算）およびＮｉ含有量（ＮｉＯ換算）と実質的に相違ないと考えて差し支えない。
（３）コイル導体用導電性ペーストの調製
まず、導電性材料を準備する。導電性材料としては、例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｎｉ等が挙げられ、好ましくはＡｇまたはＣｕ、より好ましくはＡｇである。所定量の導電性材料の粉末を秤量し、所定量の溶剤（オイゲノールなど）、樹脂（エチルセルロースなど）、および分散剤と、プラネタリーミキサー等で混錬した後、３本ロールミル等で分散することで、コイル導体用導電性ペーストを作製することができる。
上記の導電性ペーストの調製において、導電性ペースト中の導電性材料（典型的には銀粉末）と樹脂成分合計の体積に対する、導電性材料の体積の濃度であるＰＶＣ（pigment volume concentration；顔料体積濃度）を調整することにより、焼成した時の収縮率が異なる二種類の導電性ペースト（第１導電性ペーストおよび第２導電性ペースト）を作製する。
第１導電性ペーストの焼成による収縮率は、好ましくは１５％以上２０％以下である。
第２導電性ペーストの焼成による収縮率は、第１導電性ペーストの焼成による収縮率よりも小さく、好ましくは５％以上１５％以下である。
第１導電性ペーストのＰＶＣは、好ましくは６０％以上８０％以下である。
第２導電性ペーストのＰＶＣは、上記第１導電性ペーストのＰＶＣよりも大きく、好ましくは８０％以上９０％以下である。
ここに、上記収縮率は、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムに導電性ペーストを塗布し、乾燥後、５ｍｍ×５ｍｍ程度の大きさに切りだし、その後、熱機械分析（ＴＭＡ：thermomechanical analyzer）により試料寸法の変化を測定して求めることができる。
上記ＰＶＣは、熱重量分析（ＴＧ：thermogravimetry）により導電性材料と樹脂成分の重量比率を測定し、導電性材料と樹脂成分の密度から計算することで求めることができる。
（４）樹脂ペーストの調製
上記積層コイル部品１の空隙部を作製するための樹脂ペーストを調製する。かかる樹脂ペーストは、溶剤（イソホロンなど）に、焼成時に消失する樹脂（アクリル樹脂など）を含有させることにより作製することができる。
（５）積層コイル部品の作製
（５−１）素体の作製
まず、フェライトシート３１を準備する（図４（ａ））。ここに、図４は、フェライトシートを上方から見た平面図である。
まず、フェライトシート３１を準備する（図４（ａ））。ここに、図４は、フェライトシートを上方から見た平面図である。
次に、空隙部２１を形成する箇所（即ち、引き出し部およびビア形成部を除くコイル導体層の形成箇所）に、上記樹脂ペーストを印刷し、樹脂ペースト層３２を形成する（図４（ｂ））。
次に、引き出し部を形成する箇所に、上記第２導電性ペーストを印刷し、第２導電性ペースト層３３を形成する（図４（ｃ））。
次に、コイル導体層１５を形成する箇所全体に、上記第１導電性ペーストを印刷し、第１導電性ペースト層３４を形成する（図４（ｄ））。
次に、第１導電性ペースト層３４が形成されていない領域に、上記フェライトペーストを、第１導電性ペースト層３４と同じ高さとなるように印刷し、フェライトペースト層３５を形成する（図４（ｅ））。
上記行程により、第１パターンシートが形成される。
別途、フェライトシート４１を準備する。該フェライトシート４１の所定箇所にビアホール４２を形成する（図５（ａ））。
次に、空隙部２１を形成する箇所に、上記樹脂ペーストを印刷し、樹脂ペースト層４３を形成する（図５（ｂ））。
次に、コイル導体層を形成する箇所全体に、上記第１導電性ペーストを印刷し、第１導電性ペースト層４４を形成する（図５（ｃ））。
次に、第１導電性ペースト層４４が形成されていない領域に、上記フェライトペーストを、第１導電性ペースト層４４と同じ高さとなるように印刷し、フェライトペースト層４５を形成する（図５（ｄ））。
上記行程により、第２パターンシートが形成される。
別途、フェライトシート５１を準備し、上記パターンシートと同様にして、ビアホール５２、樹脂ペースト層５３、第１導電性ペースト層５４、およびフェライトペースト層５５を形成して、第３パターンシートを得る（図６（ａ）〜（ｄ））。
別途、フェライトシート６１を準備し、上記パターンシートと同様にして、ビアホール６２、樹脂ペースト層６３、第２導電性ペースト層６４、第１導電性ペースト層６５、およびフェライトペースト層６６を形成して、第４パターンシートを得る（図７（ａ）〜（ｅ））。
以上のようにして作製した第１パターンシート〜第４パターンシートを順番に重ね合わせ、上下に何も印刷していないフェライトシートを配置し、熱圧着することで積層体ブロックを作製する。この積層体ブロックをダイサーなどで切断して、個片化する。
得られた素子をバレル処理することにより、素子の角を削り、丸みを形成する。バレル処理は、未焼成の積層体に対して行ってもよく、焼成後の積層体に対して行ってもよい。また、バレル処理は、乾式または湿式のどちらであってもよい。バレル処理は、素子同士を共擦する方法であってもよく、メディアと一緒にバレル処理する方法であってもよい。
バレル処理後、例えば８８０℃以上９２０℃以下の温度で素子を焼成し、積層コイル部品１の素体２を得る。焼成により、樹脂ペースト層が消失し、空隙部２１が形成される。また、焼成により、第１導電性ペースト層が収縮し、コイル導体内部に細孔が生じる。この細孔が導電性ペーストとフェライトシートまたはフェライトペーストとの収縮率の差による応力を緩和し、ひびの発生などの不具合が抑制される。
（５−２）外部電極の形成
次に、素体２の端面にＡｇおよびガラスを含む外部電極形成用Ａｇペーストを塗布し、焼き付けすることで下地電極を形成する。次に、電解めっきで下地電極の上に、Ｎｉ被膜、Ｓｎ被膜を順次形成することにより、外部電極を形成し、図１に示すような積層コイル部品１が得られる。
次に、素体２の端面にＡｇおよびガラスを含む外部電極形成用Ａｇペーストを塗布し、焼き付けすることで下地電極を形成する。次に、電解めっきで下地電極の上に、Ｎｉ被膜、Ｓｎ被膜を順次形成することにより、外部電極を形成し、図１に示すような積層コイル部品１が得られる。
本開示は、上記の製造方法、具体的には
絶縁体部と、
上記絶縁体部に埋設され、複数のコイル導体層が電気的に接続されたコイルと、
上記絶縁体部の表面に設けられ、上記コイルの引き出し部と電気的に接続された外部電極と
を含む積層コイル部品の製造方法であって、
導電性ペーストにより導電性ペースト層を形成すること、
絶縁ペーストにより絶縁ペースト層を形成すること、
上記導電性ペースト層および絶縁ペースト層を含む積層成形体を形成すること、
上記積層成形体を焼成すること
を含み、上記導電性ペーストのＰＶＣは、６０％以上８０％以下である、製造方法を提供する。
絶縁体部と、
上記絶縁体部に埋設され、複数のコイル導体層が電気的に接続されたコイルと、
上記絶縁体部の表面に設けられ、上記コイルの引き出し部と電気的に接続された外部電極と
を含む積層コイル部品の製造方法であって、
導電性ペーストにより導電性ペースト層を形成すること、
絶縁ペーストにより絶縁ペースト層を形成すること、
上記導電性ペースト層および絶縁ペースト層を含む積層成形体を形成すること、
上記積層成形体を焼成すること
を含み、上記導電性ペーストのＰＶＣは、６０％以上８０％以下である、製造方法を提供する。
好ましい態様において、本開示は、上記の積層コイル部品の製造方法であって、
絶縁シートを準備すること、
樹脂ペーストにより、上記絶縁シート上に樹脂ペースト層を形成すること、
導電性ペーストにより、上記樹脂ペースト層上に導電性ペースト層を形成すること、
上記絶縁シート上に、上記導電性ペースト層の上面の少なくとも一部は露出するように、絶縁ペーストにより絶縁ペースト層を形成すること、
上記樹脂ペースト層、導電性ペースト層および絶縁ペースト層が形成された絶縁シートを複数積層して、積層成形体を形成すること、
上記積層成形体を焼成すること、
を含む、上記の製造方法を提供する。
絶縁シートを準備すること、
樹脂ペーストにより、上記絶縁シート上に樹脂ペースト層を形成すること、
導電性ペーストにより、上記樹脂ペースト層上に導電性ペースト層を形成すること、
上記絶縁シート上に、上記導電性ペースト層の上面の少なくとも一部は露出するように、絶縁ペーストにより絶縁ペースト層を形成すること、
上記樹脂ペースト層、導電性ペースト層および絶縁ペースト層が形成された絶縁シートを複数積層して、積層成形体を形成すること、
上記積層成形体を焼成すること、
を含む、上記の製造方法を提供する。
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、上記では、各絶縁層に対応するフェライトシートを準備し、このシートに印刷をしてコイルパターンを形成し、これらを圧着して素子を得ているが、すべての層を順次印刷することにより形成して、素子を得てもよい。
上記した本開示の方法により製造された積層コイル部品は、製造時にひびなどの不具合が生じにくい。
従って、本開示は、上記の製造方法により得られる積層コイル部品も提供する。
具体的には、本開示は、
絶縁体部と、
上記絶縁体部に埋設され、複数のコイル導体層が電気的に接続されたコイルと、
上記絶縁体部の表面に設けられ、上記コイルの引き出し部と電気的に接続された外部電極と
を含む積層コイル部品であって、
上記コイル導体層のポア面積率は、５％以上１５％以下である積層コイル部品
を提供する。
絶縁体部と、
上記絶縁体部に埋設され、複数のコイル導体層が電気的に接続されたコイルと、
上記絶縁体部の表面に設けられ、上記コイルの引き出し部と電気的に接続された外部電極と
を含む積層コイル部品であって、
上記コイル導体層のポア面積率は、５％以上１５％以下である積層コイル部品
を提供する。
本実施形態の積層コイル部品１において、素体２は、絶縁体部６とコイル７から構成される。
上記絶縁体部６は、第１絶縁体層１１および第２絶縁体層１２を含み得る。
上記第１絶縁体層１１は、積層方向に隣接するコイル導体層１５の間、およびコイル導体層１５と素体の上面または下面との間に設けられる。
上記第２絶縁体層１２は、コイル導体層１５の周囲に、コイル導体層１５の上面（図２および図３で上側の主面）が露出するように設けられる。換言すれば、第２絶縁体層１２は、コイル導体層１５と積層方向に同じ高さにある層を形成する。例えば、図２において、第２絶縁体層１２ａは、コイル導体層１５ａと積層方向に同じ高さに位置する。
一の態様において、第２絶縁体層１２は、その一部がコイル導体層１５の外縁部分に乗り上げるように設けてもよい。換言すれば、第２絶縁体層１２は、コイル導体層１５の外縁部分を覆うように設けてもよい。即ち、第２絶縁体層１２は、一のコイル導体層１５および第２絶縁体層１２を上面側から平面視した場合に、コイル導体層１５の外縁よりも内側にまで存在し得る。
上記第１絶縁体層１１および第２絶縁体層１２は、素体２において、一体化していてもよい。この場合、第２絶縁体層１２は、コイル導体層１５と同じ高さに存在すると考えることができる。
上記絶縁体部６は、好ましくは磁性体、さらに好ましくは焼結フェライトから構成される。上記焼結フェライトは、主成分として、少なくともＦｅ、Ｎｉ、およびＺｎを含む。焼結フェライトは、さらにＣｕを含んでいてもよい。
上記第１絶縁体層１１および上記第２絶縁体層１２は、同じ組成であっても、異なる組成であってもよい。好ましい態様において、上記第１絶縁体層１１および上記第２絶縁体層１２は、同じ組成である。
一の態様において、上記焼結フェライトは、主成分として、少なくともＦｅ、Ｎｉ、ＺｎおよびＣｕを含む。
上記焼結フェライトにおいて、Ｆｅ含有量は、Ｆｅ２Ｏ３に換算して、好ましくは４０．０モル％以上４９．５モル％以下（主成分合計基準、以下も同様）であり、より好ましくは４５．０モル％以上４９．５モル％以下であり得る。
上記焼結フェライトにおいて、Ｚｎ含有量は、ＺｎＯに換算して、好ましくは５．０モル％以上３５．０モル％以下（主成分合計基準、以下も同様）であり、より好ましくは１０．０モル％以上３０．０モル％以下であり得る。
上記焼結フェライトにおいて、Ｃｕ含有量は、ＣｕＯに換算して、好ましくは４．０モル％以上１２．０モル％以下（主成分合計基準、以下も同様）であり、より好ましくは７．０モル％以上１０．０モル％以下である。
上記焼結フェライトにおいて、Ｎｉ含有量は、特に限定されず、上記した他の主成分であるＦｅ、ＺｎおよびＣｕの残部とし得る。
一の態様において、上記焼結フェライトは、Ｆｅは、Ｆｅ２Ｏ３に換算して４０．０モル％以上４９．５モル％以下、Ｚｎは、ＺｎＯに換算して５．０モル％以上３５．０モル％以下、Ｃｕは、ＣｕＯに換算して４．０モル％以上１２．０モル％以下、ＮｉＯは残部である。
本開示において、上記焼結フェライトは、さらに添加成分を含んでいてもよい。焼結フェライトにおける添加成分としては、例えばＭｎ、Ｃｏ、Ｓｎ、Ｂｉ、Ｓｉ等が挙げられるが、これに限定されるものではない。Ｍｎ、Ｃｏ、Ｓｎ、ＢｉおよびＳｉの含有量（添加量）は、主成分（Ｆｅ（Ｆｅ２Ｏ３換算）、Ｚｎ（ＺｎＯ換算）、Ｃｕ（ＣｕＯ換算）およびＮｉ（ＮｉＯ換算））の合計１００重量部に対して、それぞれ、Ｍｎ３Ｏ４、Ｃｏ３Ｏ４、ＳｎＯ２、Ｂｉ２Ｏ３、およびＳｉＯ２に換算して、０．１重量部以上１重量部以下であることが好ましい。また、上記焼結フェライトは、さらに製造上不可避な不純物を含んでいてもよい。
上記したように、上記コイル７は、コイル導体層１５がコイル状に相互に電気的に接続されることにより構成されている。積層方向に隣接するコイル導体層１５は、絶縁体部６を貫通するビア導体により接続されている。
コイル導体層１５を構成する材料は、特に限定されないが、例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｎｉ等が挙げられる。上記コイル導体層１５を構成する材料は、好ましくはＡｇまたはＣｕ、より好ましくはＡｇである。導電性材料は、１種のみであっても、２種以上であってもよい。
上記ビア導体は、第１絶縁体層１１を貫通するように設けられる。ビア導体を構成する材料は、上記コイル導体層１５に関して記載した材料であり得る。ビア導体を構成する材料は、コイル導体層１５を構成する材料と同じであっても異なっていてもよい。好ましい態様において、ビア導体を構成する材料は、コイル導体層１５を構成する材料と同じである。好ましい態様において、ビア導体を構成する材料は、Ａｇである。
上記コイル導体層のポア面積率は、５％以上１５％以下、好ましくは８％以上１３％以下である。コイル導体層のポア面積率を上記の範囲とすることにより、内部応力が緩和され、ひびの発生等を抑制することができる。
上記コイル導体層のポア平均径は、好ましくは０．１μｍ以上６．０μｍ以下、より好ましくは０．５μｍ以上５．０μｍ以下である。コイル導体層のポア平均径を上記の範囲とすることにより、内部応力が緩和され、ひびの発生等を抑制することができる。
上記コイル導体層は、焼成による収縮率が、好ましくは１５％以上２０％以下である材料により形成される。
好ましい態様において、上記コイル導体層１５のうち、少なくとも巻き線部分（即ち、引き出し部１８を除く部分）は、上記のポア面積率および／またはポア平均径を有する。
上記コイル７において、引き出し部１８おけるコイル導体層１５の厚みは、巻き線部におけるコイル導体層１５の厚みよりも大きい。上記コイル導体層の厚みを引き出し部において厚くすることにより、引き出し部におけるコイル導体層と絶縁体部の密着性が向上する。
本実施形態において、上記コイル７の引き出し部のコイル導体層１５は、上記したポア面積率を有する高ポア面積率層２０と、高ポア面積率層２０よりもポア面積率が小さい低ポア面積率層１９が積層されている。引き出し部においてポア面積率が小さい低ポア面積率層を積層することにより、焼成時の収縮が抑制され、引き出し部のコイル導体層と絶縁体部間に隙間が生じにくくなり、引き出し部のコイル導体層と絶縁体部間の密着性が向上する。
一方、コイル７の巻き線部のコイル導体層１５は、焼成時の収縮率が比較的大きい高ポア面積率層であり得る。巻き線部のコイル導体層１５を、焼成時の収縮率を比較的大きい高ポア面積率層とすることにより、焼成時の内部応力の発生を緩和することができ、また、応力緩和空間である空隙部２１をより確実に形成することができる。
上記低ポア面積率層１９のポア面積率は、１．０％以上４．０％以下、好ましくは２％以上３％以下である。低ポア面積率層１９のポア面積率を上記の範囲とすることにより、引き出し部のコイル導体層と絶縁体部間の隙間の発生を抑制することができる。
上記低ポア面積率層のポア平均径は、好ましくは０．１μｍ以上５．０μｍ以下、より好ましくは０．１μｍ以上３．０μｍ以下である。
一の態様において、低ポア面積率層１９は、焼成による収縮率が、好ましくは５％以上１５％以下である材料により形成される。
上記引き出し部１８における、低ポア面積率層１９と高ポア面積率層２０の厚みの比（低収縮層／高収縮層）は、好ましくは０．２以上１．８以下、より好ましくは０．２以上０．８以下であり得る。
上記空隙部２１は、いわゆる応力緩和空間として機能する。
空隙部２１の厚みは、好ましくは１μｍ以上３０μｍ以下、より好ましくは５μｍ以上１５μｍ以下である。
上記空隙部の幅および厚みは、以下のようにして測定することができる。
チップのＬＴ面を研磨紙に向けた状態で研磨を行い、コイル導体層のＷ寸中央部で研磨を停止する。その後、マイクロスコープで観察を行う。コイル導体層のＬ寸中央部に位置する空隙幅および厚みを、マイクロスコープに付属している測定機能にて測定する。
チップのＬＴ面を研磨紙に向けた状態で研磨を行い、コイル導体層のＷ寸中央部で研磨を停止する。その後、マイクロスコープで観察を行う。コイル導体層のＬ寸中央部に位置する空隙幅および厚みを、マイクロスコープに付属している測定機能にて測定する。
好ましい態様において、上記空隙部は、コイルの巻き線方向に垂直な断面において、１つの面が絶縁体部に接し、他の部分が前記コイル導体層に接している。即ち、図２に示されるように、空隙部２１は一つの面が第１絶縁体層１１に接し、他の面はコイル導体層１５に接している。換言すれば、第１絶縁体層１１上にある空隙部２１は、コイル導体層１５により覆われている。
外部電極４，５は、素体２の両端面を覆うように設けられる。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、上記外部電極は、多層、好ましくは２層以上４層以下、例えば３層であり得る。
一の態様において、外部電極は多層であり、ＡｇまたはＰｄ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Ｐｄ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、コイル導体層側から、ＡｇまたはＰｄ、好ましくはＡｇ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Ｐｄを含む層はＡｇペーストまたはＰｄ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。
本開示の積層コイル部品は、好ましくは、長さが０．４ｍｍ以上３．２ｍｍ以下であり、幅が０．２ｍｍ以上２．５ｍｍ以下であり、高さが０．２ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であり、より好ましくは長さが０．６ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であり、幅が０．３ｍｍ以上１．３ｍｍ以下であり、高さが０．３ｍｍ以上１．０ｍｍ以下である。
実施例
・フェライトペーストの調製
Ｆｅ２Ｏ３、ＺｎＯ、ＣｕＯ、およびＮｉＯの粉末を、これらの合計に対してそれぞれ、４９．０モル％、２５．０モル％、８．０モル％、および残部となるように秤量した。これらの粉末を、ＰＳＺメディア、純水、分散剤とともにボールミルに入れ、湿式で混合および粉砕し、乾燥し、７００℃で仮焼して、仮焼粉末を得た。この仮焼粉末に、所定量のケトン系溶剤、ポリビニルアセタール、およびアルキド系可塑剤を加え、プラネタリーミキサーで混錬した後、さらに３本ロールミルで分散することでフェライトペーストを作製した。
・フェライトペーストの調製
Ｆｅ２Ｏ３、ＺｎＯ、ＣｕＯ、およびＮｉＯの粉末を、これらの合計に対してそれぞれ、４９．０モル％、２５．０モル％、８．０モル％、および残部となるように秤量した。これらの粉末を、ＰＳＺメディア、純水、分散剤とともにボールミルに入れ、湿式で混合および粉砕し、乾燥し、７００℃で仮焼して、仮焼粉末を得た。この仮焼粉末に、所定量のケトン系溶剤、ポリビニルアセタール、およびアルキド系可塑剤を加え、プラネタリーミキサーで混錬した後、さらに３本ロールミルで分散することでフェライトペーストを作製した。
・フェライトシートの調製
上記フェライトペーストと同様の組成になるようにフェライト材料を秤量した。秤量物を、ＰＳＺメディア、純水、分散剤とともにボールミルに入れ、湿式で混合および粉砕した後、乾燥させ、７００℃の温度で仮焼し、仮焼粉末を得た。得られた仮焼粉末に、ポリビニルブチラール系有機バインダ、エタノールおよびトルエンを、ＰＳＺボールと共にポットミルに投入し、混合粉砕した。得られた混合物を、ドクターブレード法で、シートに成形加工して、フェライトシートを作製した。
上記フェライトペーストと同様の組成になるようにフェライト材料を秤量した。秤量物を、ＰＳＺメディア、純水、分散剤とともにボールミルに入れ、湿式で混合および粉砕した後、乾燥させ、７００℃の温度で仮焼し、仮焼粉末を得た。得られた仮焼粉末に、ポリビニルブチラール系有機バインダ、エタノールおよびトルエンを、ＰＳＺボールと共にポットミルに投入し、混合粉砕した。得られた混合物を、ドクターブレード法で、シートに成形加工して、フェライトシートを作製した。
・コイル導体用導電性ペーストの調製
導電性材料として、所定量の銀粉末を準備し、オイゲノール、エチルセルロース、および分散剤と、プラネタリーミキサーで混錬した後、３本ロールミルで分散することで、コイル導体用導電性ペーストを作製した。
導電性材料として、所定量の銀粉末を準備し、オイゲノール、エチルセルロース、および分散剤と、プラネタリーミキサーで混錬した後、３本ロールミルで分散することで、コイル導体用導電性ペーストを作製した。
上記の導電性ペーストの調製において、ＰＶＣを調整することにより、焼成した時の収縮率が異なる二種類の導電性ペースト（Ａ）および（Ｂ）を作製する。
（Ａ）第１導電性ペースト（ＰＶＣ７０％；８００℃で収縮率１５％）
（Ｂ）第２導電性ペースト（ＰＶＣ８５％；８００℃で収縮率１０％）
（Ａ）第１導電性ペースト（ＰＶＣ７０％；８００℃で収縮率１５％）
（Ｂ）第２導電性ペースト（ＰＶＣ８５％；８００℃で収縮率１０％）
・樹脂ペーストの調製
イソホロンに、アクリル樹脂を混合することにより、樹脂ペーストを調整した。
イソホロンに、アクリル樹脂を混合することにより、樹脂ペーストを調整した。
・積層コイル部品の作製
上記のフェライトシート、フェライトペースト、第１導電性ペースト、第２導電性ペーストおよび樹脂ペーストを用いて、図４〜図７に示す手順によりパターンシートを作製し、これらを圧着して集合体である積層体ブロックを得た。
上記のフェライトシート、フェライトペースト、第１導電性ペースト、第２導電性ペーストおよび樹脂ペーストを用いて、図４〜図７に示す手順によりパターンシートを作製し、これらを圧着して集合体である積層体ブロックを得た。
次に、積層体ブロックをダイサー等で切断し、素子に個片化した。得られた素子をバレル処理することにより、素子の角を削り、丸みを形成した。バレル処理後、９２０℃の温度で素子を焼成し、素体を得た。
次に、素体の端面にＡｇおよびガラスを含む外部電極形成用Ａｇペーストを塗布し、焼き付けすることで下地電極を形成した。次に、電解めっきで下地電極の上に、Ｎｉ被膜、Ｓｎ被膜を順次形成することにより、外部電極を形成して、実施例の積層コイル部品を得た。
比較例
第１導電性ペーストの代わりに、ＰＶＣが８５％の導電性ペーストを用いたこと以外は、上記実施例と同様にして、比較例の積層コイル部品を得た。
第１導電性ペーストの代わりに、ＰＶＣが８５％の導電性ペーストを用いたこと以外は、上記実施例と同様にして、比較例の積層コイル部品を得た。
実施例および比較例における試料（積層コイル部品）は、いずれもＬ（長さ）＝１．０ｍｍ、Ｗ（幅）＝０．５ｍｍ、Ｔ（高さ）＝０．５ｍｍであった。
評価
上記で得られた実施例および比較例の積層コイル部品の各１００個について、ひびの発生の有無を評価した。結果を下記表に示す。ひびの発生の有無は、ＬＴ面を研磨し、略中央部で研磨を止め、デジタルマイクロスコープを用いて研磨面を観察することにより確認した。
上記で得られた実施例および比較例の積層コイル部品の各１００個について、ひびの発生の有無を評価した。結果を下記表に示す。ひびの発生の有無は、ＬＴ面を研磨し、略中央部で研磨を止め、デジタルマイクロスコープを用いて研磨面を観察することにより確認した。
本開示の積層コイル部品は、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…積層コイル部品
２…素体
４，５…外部電極
６…絶縁体部
７…コイル
１１…第１絶縁体層
１２…第２絶縁体層
１５…コイル導体層
１８…引き出し部
１９…低ポア面積率層
２０…高ポア面積率層
２１…空隙部
３１…フェライトシート
３２…樹脂ペースト層
３３…第２導電性ペースト層
３４…第１導電性ペースト層
３５…フェライトペースト層
４１…フェライトシート
４２…ビアホール
４３…樹脂ペースト層
４４…第１導電性ペースト層
４５…フェライトペースト層
５１…フェライトシート
５２…ビアホール
５３…樹脂ペースト層
５４…第１導電性ペースト層
５５…フェライトペースト層
６１…フェライトシート
６２…ビアホール
６３…樹脂ペースト層
６４…第２導電性ペースト層
６５…第１導電性ペースト層
６６…フェライトペースト層
２…素体
４，５…外部電極
６…絶縁体部
７…コイル
１１…第１絶縁体層
１２…第２絶縁体層
１５…コイル導体層
１８…引き出し部
１９…低ポア面積率層
２０…高ポア面積率層
２１…空隙部
３１…フェライトシート
３２…樹脂ペースト層
３３…第２導電性ペースト層
３４…第１導電性ペースト層
３５…フェライトペースト層
４１…フェライトシート
４２…ビアホール
４３…樹脂ペースト層
４４…第１導電性ペースト層
４５…フェライトペースト層
５１…フェライトシート
５２…ビアホール
５３…樹脂ペースト層
５４…第１導電性ペースト層
５５…フェライトペースト層
６１…フェライトシート
６２…ビアホール
６３…樹脂ペースト層
６４…第２導電性ペースト層
６５…第１導電性ペースト層
６６…フェライトペースト層
Claims (10)
- 絶縁体部と、
前記絶縁体部に埋設され、複数のコイル導体層が電気的に接続されたコイルと、
前記絶縁体部の表面に設けられ、前記コイルの引き出し部と電気的に接続された外部電極と
を含む積層コイル部品の製造方法であって、
導電性ペーストにより導電性ペースト層を形成すること、
絶縁ペーストにより絶縁ペースト層を形成すること、
前記導電性ペースト層および絶縁ペースト層を含む積層成形体を形成すること、
前記積層成形体を焼成すること
を含み、前記導電性ペーストのＰＶＣは、６０％以上８０％以下である、製造方法。 - 絶縁シートを準備すること、
樹脂ペーストにより、前記絶縁シート上に樹脂ペースト層を形成すること、
導電性ペーストにより、前記樹脂ペースト層上に導電性ペースト層を形成すること、
前記絶縁シート上に、前記導電性ペースト層の上面の少なくとも一部は露出するように、絶縁ペーストにより絶縁ペースト層を形成すること、
前記樹脂ペースト層、導電性ペースト層および絶縁ペースト層が形成された絶縁シートを複数積層して、積層成形体を形成すること、
前記積層成形体を焼成すること、
を含む、請求項１に記載の製造方法。 - 前記導電性ペーストは、銀ペーストである、請求項１または２に記載の製造方法。
- 前記導電性ペースト層の、前記引き出し部に対応する部分と重なるように、前記導電性ペーストよりもＰＶＣが大きい第２導電性ペーストにより第２導電性ペースト層を形成することを含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の製造方法。
- 絶縁体部と、
前記絶縁体部に埋設され、複数のコイル導体層が電気的に接続されたコイルと、
前記絶縁体部の表面に設けられ、前記コイルの引き出し部と電気的に接続された外部電極と
を含む積層コイル部品であって、
前記コイル導体層のポア面積率は、５％以上１５％以下である、積層コイル部品。 - 前記コイル導体層のポア平均径は、０．１μｍ以上６．０μｍ以下である、請求項５に記載の積層コイル部品。
- 前記コイルは引き出し部を有し、該引き出し部を介して前記外部電極と電気的に接続され、前記引き出し部は、前記コイル導体よりもポア面積率が小さい低ポア面積率層を有する、請求項５または６に記載の積層コイル部品。
- 前記低ポア面積率層のポア面積率は、１．０％以上４．０％以下である、請求項５〜７のいずれか１項に記載の積層コイル部品。
- 前記コイル導体層と前記絶縁体部の間に空隙部が形成されている、請求項５〜８のいずれか１項に記載の積層コイル部品。
- 前記空隙部は、コイルの巻き線方向に垂直な断面において、１つの面が絶縁体部に接し、他の部分が前記コイル導体層に接している、請求項９に記載の積層コイル部品。
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| CN102771199B (zh) * | 2010-07-16 | 2015-02-04 | 株式会社村田制作所 | 线圈内置基板 |
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| JP7099345B2 (ja) * | 2019-02-04 | 2022-07-12 | 株式会社村田製作所 | コイル部品 |
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- 2020-02-06 JP JP2020018936A patent/JP7255510B2/ja active Active
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- 2021-02-05 CN CN202110159818.8A patent/CN113223851B/zh active Active
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- 2023-12-19 US US18/389,615 patent/US20240128004A1/en active Pending
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