JP2023023579A - コイル部品 - Google Patents
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Abstract
【課題】クラックが生じにくい、金属磁性体粒子を含有する素体と、当該素体中に埋設されたコイルとを有する積層コイル部品の提供。【解決手段】金属磁性体粒子を含有する素体と、前記素体中に埋設されたコイルとを有する積層コイル部品であって、前記コイルは、銀を含有する複数の内部電極層を有し、前記内部電極層は、ポア面積率が高い第一内部電極層と、ポア面積率が低い第二内部電極層を含む、積層コイル部品。【選択図】図１
Description
本開示は、コイル部品に関する。
金属磁性粉を含む磁性体部を有する積層コイル部品が知られている。しかしながら、金属磁性粉は鉄や鉄合金を配合した導電性粒子であり、そのままでは積層コイル部品に用いることができない。かかる問題に対して、金属磁性粉ペーストとコイル導体用銀ペーストを交互に印刷積層して得た積層体を、熱処理することにより、金属磁性粉の表面に自己生成酸化膜を形成させて絶縁性を確保し、同時に、金属磁性粉及び銀を焼成し、積層コイル部品を得る方法が知られている（特許文献１）。
特許文献１に記載のような方法で得た積層コイル部品は、金属磁性層にクラックが生じやすいという問題があった。
従って、本開示の目的は、クラックが生じにくい、金属磁性体粒子を含有する素体と、当該素体中に埋設されたコイルとを有する積層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］ 金属磁性体粒子を含有する素体と、前記素体中に埋設されたコイルとを有する積層コイル部品であって、
前記コイルは、銀を含有する複数の内部電極層を有し、
前記内部電極層は、ポア面積率が高い第一内部電極層と、ポア面積率が低い第二内部電極層を含む、積層コイル部品。
［２］ 前記素体は、前記金属磁性体粒子を含有する磁性体層を含み、
前記磁性体層は、絶縁コートされた金属磁性体粒子を含む第一磁性体層と、表面に酸化被膜を有する金属磁性体粒子を含む第二磁性体層とを含む、
上記［１］に記載の積層コイル部品。
［３］ 前記第二内部電極層の両主面は、前記第二磁性体層に接している、上記［２］に記載の積層コイル部品。
［４］ 前記素体は、前記金属磁性体粒子を含有する磁性体層、及び前記磁性体層より透磁率が低い低透磁率層を含み、
前記低透磁率層は、前記複数の内部電極層間に位置する、
上記［１］に記載の積層コイル部品。
［５］ 前記第二内部電極層の両主面は、前記低透磁率層に接している、上記［４］に記載の積層コイル部品。
［６］ 前記低透磁率層は、非磁性フェライト層である、上記［４］又は［５］に記載の積層コイル部品。
［７］ 前記内部電極層の最下層及び最上層の少なくとも一方は、前記第一内部電極層である、上記［１］～［６］のいずれか１項に記載の積層コイル部品。
［８］ 前記内部電極層の最下層及び最上層は、前記第一内部電極層である、上記［１］～［７］のいずれか１項に記載の積層コイル部品。
［９］ 前記第一内部電極層のポア面積率は、１０％以上２０％以下であり、前記第二内部電極層のポア面積率は、１％以上５％以下である、上記［１］～［８］のいずれか１項に記載の積層コイル部品。
［１］ 金属磁性体粒子を含有する素体と、前記素体中に埋設されたコイルとを有する積層コイル部品であって、
前記コイルは、銀を含有する複数の内部電極層を有し、
前記内部電極層は、ポア面積率が高い第一内部電極層と、ポア面積率が低い第二内部電極層を含む、積層コイル部品。
［２］ 前記素体は、前記金属磁性体粒子を含有する磁性体層を含み、
前記磁性体層は、絶縁コートされた金属磁性体粒子を含む第一磁性体層と、表面に酸化被膜を有する金属磁性体粒子を含む第二磁性体層とを含む、
上記［１］に記載の積層コイル部品。
［３］ 前記第二内部電極層の両主面は、前記第二磁性体層に接している、上記［２］に記載の積層コイル部品。
［４］ 前記素体は、前記金属磁性体粒子を含有する磁性体層、及び前記磁性体層より透磁率が低い低透磁率層を含み、
前記低透磁率層は、前記複数の内部電極層間に位置する、
上記［１］に記載の積層コイル部品。
［５］ 前記第二内部電極層の両主面は、前記低透磁率層に接している、上記［４］に記載の積層コイル部品。
［６］ 前記低透磁率層は、非磁性フェライト層である、上記［４］又は［５］に記載の積層コイル部品。
［７］ 前記内部電極層の最下層及び最上層の少なくとも一方は、前記第一内部電極層である、上記［１］～［６］のいずれか１項に記載の積層コイル部品。
［８］ 前記内部電極層の最下層及び最上層は、前記第一内部電極層である、上記［１］～［７］のいずれか１項に記載の積層コイル部品。
［９］ 前記第一内部電極層のポア面積率は、１０％以上２０％以下であり、前記第二内部電極層のポア面積率は、１％以上５％以下である、上記［１］～［８］のいずれか１項に記載の積層コイル部品。
本開示によれば、金属磁性体粒子を含有する素体と、当該素体中に埋設されたコイルとを有する積層コイル部品において、コイルを、ポア面積率が高い第一内部電極層、及びポア面積率が低い第二内部電極層を含む内部電極層で構成することにより、クラックが生じにくい積層コイル部品を提供することができる。
本開示の積層コイル部品について、以下、図面を参照しながら詳細に説明する。但し、本開示の積層コイル部品、及び各構成要素の形状及び配置等は、図示する例に限定されない。各図面中、同一の機能を有する部材には、同一符号を付している場合がある。要点の説明又は理解の容易性を考慮して、便宜上実施形態に分けて説明するが、異なる実施形態で示した構成の部分的な置換又は組み合わせは可能である。後述の実施形態では、前述と共通の事柄についての記述を省略し、異なる点についてのみ説明する場合がある。特に、同様の構成による同様の作用効果については、実施形態ごとには逐次言及しない場合がある。各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため、誇張して示している場合もある。
（第一実施形態）
本実施形態の積層コイル部品１ａの斜視図を図１に、断面図を図２に模式的に示す。
本実施形態の積層コイル部品１ａの斜視図を図１に、断面図を図２に模式的に示す。
図１及び図２に示されるように、本実施形態の積層コイル部品１ａは、略直方体形状を有している。積層コイル部品１ａは、概略的には、素体２、該素体２に埋設されたコイル３、及び外部電極４を有してなる。上記素体２は、素体２の上部及び下部に位置する第一磁性体層２１及びその間に位置する第二磁性体層２２から構成される。尚、図１においてＴ方向が上下方向である。素体２の内部には、コイル３が埋設されている。上記コイル３は、複数の内部電極層がビア導体（図示していない）により接続されて形成されている。複数の内部電極層は、該内部電極層の最上層及び最下層に位置する第一内部電極層３１、及び該第一内部電極層３１の間に位置する第二内部電極層３２から構成される。素体２の両端面（ＷＴ面）上には、外部電極４が設けられている。外部電極４は、各端面から、隣接する四面の一部にまで延在している。即ち、外部電極４は、五面電極である。上記コイル３の末端は、それぞれ、素体２の端面において外部電極４に電気的に接続されている。
上記したように、本実施形態において、素体２は、第一磁性体層２１及び第二磁性体層２２から構成される。
上記第一磁性体層２１及び第二磁性体層２２は、金属磁性体粒子を含む。
上記金属磁性体粒子を構成する金属磁性材料としては、磁性を有するものであれば特に限定されず、例えば、鉄、コバルト、ニッケルもしくはガドリニウム、又はこれらの１種又は２種以上を含む合金が挙げられる。好ましくは、上記金属磁性材料は、鉄又は鉄合金である。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系合金、Ｆｅ－Ｓｉ－Ａｌ系合金等が挙げられる。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０．１質量％以上５．０質量％以下、好ましくは０．５質量％以上３．０質量％以下であり得る。上記金属磁性材料は、１種のみであっても、２種以上であってもよい。
上記金属磁性体粒子は、好ましくは０．５μｍ以上５０μｍ以下、より好ましくは１μｍ以上３０μｍ以下、さらに好ましくは２μｍ以上２０μｍ以下の平均粒径を有する。上記金属磁性体粒子の平均粒径を０．５μｍ以上とすることにより、金属磁性体粒子の取り扱いが容易になる。また、上記金属磁性体粒子の平均粒径を、５０μｍ以下とすることにより、金属磁性体粒子の充填率をより大きくすることが可能になり、磁性体層の磁気的特性が向上する。
ここに、上記平均粒径とは、磁性体層の断面のＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）画像における金属磁性体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、積層コイル部品１ａ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））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。
上記第一磁性体層２１は、絶縁性被膜により絶縁コートされた金属磁性体粒子を含む。
上記絶縁性被膜は、金属磁性体粒子を構成する金属の酸化被膜、即ち自己生成酸化膜以外の被膜である。なお、上記金属磁性体粒子が、自己生成酸化膜を有することを妨げるものではない。
好ましい態様において、上記絶縁性被膜は、金属酸化物を含む被膜であり、好ましくはＳｉの酸化物の被膜である。
上記絶縁性被膜を形成する方法としては、例えば、メカノケミカル法、ゾルゲル法等が挙げられる。特に、Ｓｉの酸化物の被膜を形成する場合には、ゾルゲル法が好ましい。ゾルゲル法でＳｉの酸化物を含む被膜を形成する場合、Ｓｉアルコキシドを含むゾルゲルコート剤と有機鎖含有シランカップリング剤とを混合し、この混合液を金属磁性体粒子の表面に付着させ、加熱処理によって脱水結合させた後、所定の温度で乾燥することで形成できる。
上記絶縁性被膜は、金属磁性体粒子の表面の一部だけを覆っていてもよく、全面を覆っていてもよい。また、絶縁性被膜の形状は、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、上記金属磁性体粒子は、その表面の５０％以上、好ましくは７０％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％の領域が絶縁性被膜により覆われている。金属粒子の表面を絶縁性被膜で覆うことにより、金属磁性体粒子の表面に、かかる金属磁性体粒子の酸化被膜が形成されることを抑制することができる。また、磁性体層内部の比抵抗を高くすることができる。
上記絶縁性被膜の厚みは、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以下又は５ｎｍ以上２０ｎｍ以下であり得る。絶縁性被膜の厚みをより大きくすることにより、金属磁性体粒子の酸化被膜が形成されることをより抑制することができる。また、絶縁性被膜の厚みをより小さくすることにより、磁性体層中の金属磁性体粒子の量をより多くすることができ、磁性体層の磁気的特性が向上し、また、磁性体層の小型化を図ることが容易になる。
上記第二磁性体層２２は、酸化被膜を有する金属磁性体粒子を含む。
上記酸化被膜は、金属磁性体粒子を構成する金属の酸化被膜、即ち、即ち自己生成酸化膜である。
上記酸化被膜の厚みは、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以下又は５ｎｍ以上２０ｎｍ以下であり得る。酸化被膜の厚みをより大きくすることにより、磁性体層の比抵抗が向上する。また、酸化被膜の厚みをより小さくすることにより、磁性体層中の金属磁性体粒子の量をより多くすることができ、磁性体層の磁気的特性が向上し、また、磁性体層の小型化を図ることが容易になる。
上記第二磁性体層２２において、金属磁性体粒子は、上記酸化被膜により結合している。
上記コイル３は、複数の内部電極層がビア導体（図示していない）により接続されて形成されている。
上記内部電極層は、導電性材料を含む。当該導電性材料としては、銀、銅、又は金、あるいはこれらの合金を含む。上記内部電極層は、好ましくは、導電性材料として銀を含み、より好ましくは銀のみを含む。
上記内部電極層の厚さは、特に限定されないが、好ましくは１５μｍ以上４５μｍ以下であり、より好ましくは２０μｍ以上４０μｍ以下である。
上記内部電極層は、ポア面積率が高い第一内部電極層３１と、ポア面積率が低い第二内部電極層３２を含む。本開示の積層コイル部品は、ポア面積率が高い第一内部電極層を含むことにより、内部応力が緩和され、クラックの発生が抑制される。
上記第一内部電極層のポア面積率は、好ましくは１０％以上２０％以下、より好ましくは１３％以上１８％以下である。
上記第二内部電極層のポア面積率は、好ましくは１％以上５％以下、より好ましくは１％以上３％以下である。
上記第一内部電極層のポア面積率と第二内部電極層のポア面積率の差は、好ましくは５％以上３０％以下、より好ましくは１０％以上２０％以下、さらに好ましくは１３％以上１８％以下である。
上記内部電極層のポア面積率は、コイルの断面をイオンミリング等により露出させ、得られた断面を電子顕微鏡で観察し、コイルの長さ方向に垂直な断面全体の画像を取得し、得られた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、ポア部と銀部とで２値化し、ポア部の面積率を算出することにより得ることができる。
本実施形態において、上記内部電極層は、最上層及び最下層に位置する第一内部電極層３１、及び該第一内部電極層３１の間に位置する第二内部電極層３２から構成される。
上記第一内部電極層３１の一方の主面（外側の主面）は、上記第一磁性体層２１に接し、他方の主面（内側の主面）は、上記第二磁性体層２２に接している。ここに内部電極層の主面とは、積層方向に垂直な面をいう。
上記第二内部電極層３２の両主面は、上記第二磁性体層２２に接している。好ましくは、上記第二内部電極層３２は、全体が上記第二磁性体層２２に接している。
本実施形態の積層コイル部品１ａは、比較的ポア面積率が高い第一内部電極層３１がコイルの最外層に位置することにより、クラックが生じやすい最外層の内部電極層の外側近傍においてクラックの発生を抑制し、また、第二磁性体層２２において、金属磁性体粒子が絶縁性被膜により絶縁コートされていないことにより、高い磁気的特性を得ることができる。
なお、図２において、内部電極層の断面形状は矩形で表されているが、かかる断面形状は内部電極層の形状を模式的に示したものであって、これに限定されない。例えば、内部電極層の断面形状は、矩形が崩れた形状、例えば略楕円形状であってもよい。
上記外部電極４は、積層コイル部品１ａの各端面から、隣接する四面の一部にまで延在する、いわゆる、五面電極である。外部電極４は、それぞれ、素体２の端面において上記コイル３の末端に電気的に接続されている。
上記外部電極４は、導電性材料、好ましくはＡｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ｓｎ及びＣｕから選択される１種又はそれ以上の金属材料から構成される。
上記外部電極４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又はＰｄを含む層、Ｎｉを含む層、又は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又はＰｄを含む層、Ｎｉを含む層、及び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又はＰｄ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又はＰｄを含む層はＡｇペースト又はＰｄペーストを焼き付けた層であり、上記Ｎｉを含む層及びＳｎを含む層は、めっき層であり得る。
上記外部電極４の厚みは、特に限定されないが、例えば１μｍ以上２０μｍ以下、好ましくは５μｍ以上１０μｍ以下であり得る。
（第二実施形態）
本実施形態の積層コイル部品１ｂの断面図を図３に示す。尚、積層コイル部品１ｂの斜視図は、積層コイル部品１ａの斜視図と同様に示される。
本実施形態の積層コイル部品１ｂの断面図を図３に示す。尚、積層コイル部品１ｂの斜視図は、積層コイル部品１ａの斜視図と同様に示される。
図３に示されるように、本実施形態の積層コイル部品１ｂは、略直方体形状を有し、積層コイル部品１ｂは、概略的には、素体２、該素体２に埋設されたコイル３、及び外部電極４を有してなる。上記素体２は、磁性体層２３及び各内部電極層間に位置する低透磁率層２５から構成される。素体２の内部には、コイル３が埋設されている。上記コイル３は、複数の内部電極層がビア導体（図示していない）により接続されて形成されている。複数の内部電極層は、該内部電極層の最上層及び最下層に位置する第一内部電極層３１、及び該第一内部電極層３１の間に位置する第二内部電極層３２から構成される。素体２の両端面（ＷＴ面）上には、外部電極４が設けられている。外部電極４は、各端面から、隣接する四面の一部にまで延在している。即ち、外部電極４は、五面電極である。上記コイル３の末端は、それぞれ、素体２の端面において外部電極４に電気的に接続されている。
上記磁性体層２３は、上記第一実施形態における第一磁性体層２１と同様の構成を有する。即ち、上記磁性体層２３は、絶縁性被膜により絶縁コートされた金属磁性体粒子を含む。
上記低透磁率層２５は、上記磁性体層２３よりも透磁率が低い層であり、非磁性フェライト、低磁性フェライト、ガラス、又は粒子径の小さな金属粒子を含み得る。
上記低透磁率層２５は、好ましくは酸化物層、より好ましくは非磁性フェライト層である。
上記非磁性フェライト層を構成する非磁性フェライトとしては、例えばＺｎ、Ｃｕ、Ｍｎ、及びＦｅから選択される２種以上の金属を含む複合酸化物であり得る。
上記非磁性フェライトは、例えば、
ＦｅをＦｅ２Ｏ３に換算して４０ｍｏｌ％以上４９．５ｍｏｌ％以下で含み、
ＣｕをＣｕＯに換算して６ｍｏｌ％以上１３ｍｏｌ％以下で含み、
残部がＺｎＯである、
非磁性フェライトであり得る。
ＦｅをＦｅ２Ｏ３に換算して４０ｍｏｌ％以上４９．５ｍｏｌ％以下で含み、
ＣｕをＣｕＯに換算して６ｍｏｌ％以上１３ｍｏｌ％以下で含み、
残部がＺｎＯである、
非磁性フェライトであり得る。
上記非磁性フェライトは、必要に応じてＭｎ、Ｓｎ、Ｃｏ、Ｂｉ、Ｓｉ等の添加物を１種又は任意の２種以上の組み合わせで含んでいてよく、及び／又は、微量な不可避不純物を含んでいてもよい。
上記内部電極層は、上記積層コイル部品１ａと同様に、ポア面積率が高い第一内部電極層３１と、ポア面積率が低い第二内部電極層３２を含む。
上記第一内部電極層３１の一方の主面（外側の主面）は、上記磁性体層２３に接し、他方の主面（内側の主面）は、上記低透磁率層２５に接している。
上記第二内部電極層３２の両主面は、上記低透磁率層２５に接している。本実施形態において、上記第二内部電極層３２の側面は、上記磁性体層２３に接している。
本実施形態の積層コイル部品１ｂは、比較的ポア面積率が高い第一内部電極層３１がコイルの最外層に位置することにより、クラックが生じやすい最外層の内部電極層の外側近傍の磁性体層におけるクラックの発生を抑制することができる。さらに、各内部電極層の間に低透磁率層２５が存在することから、直流重畳特性が向上する。
なお、図３において、内部電極層の断面形状は矩形で表されるが、かかる形状は内部電極層の形状を模式的に示したものであって、これに限定されない。例えば、内部電極層の断面形状は、矩形が崩れた形状、例えば略楕円形状であってもよい。また、低透磁率層２５は、内部電極層の主面に完全に一致して接しているが、これに限定されない。例えば、低透磁率層２５は、内部電極層の主面の周縁部において接していなくてもよい。
以上、本開示の積層コイル部品を実施形態を挙げて説明したが、本開示の積層コイル部品は上記の実施形態に限定されず、種々の変更が可能である。
一の態様において、本開示の積層コイル部品は、外部電極４を除いて、保護層により覆われていてもよい。保護層を設けることにより、基板等に実装した際に、他の電子部品と短絡することを防止することができる。
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。
一の態様において、第二実施形態における低透磁率層２５は、上記第二内部電極層３２の表面全体を覆っていてもよい。
一の態様において、第二実施形態における低透磁率層２５は、内部電極層が存在する範囲を超えて素体の側面方向に延在してもよい。例えば、低透磁率層２５は、素体２の側面まで延在し、素体２の側面から露出していてもよい。
次に、本開示の積層コイル部品の製造方法について説明する。
本開示の積層コイル部品は、磁性体ペーストと、導体ペーストと、必要に応じて磁性体ペーストよりも透磁率が低い低透磁率ペーストを積層し、これを熱処理することにより得ることができる。
詳細には、第一実施形態の積層コイル部品１ａは、以下のようにして製造することができる。
第一磁性体ペーストとして、絶縁性被膜により絶縁コートされた金属磁性体粒子を含む磁性体ペーストを準備する。
体積基準の累積５０％粒子径Ｄ５０が２μｍ以上２０μｍ以下の金属磁性体粒子を準備する。次いで、メカノケミカル法又はゾルゲル法などで金属磁性体粒子表面に絶縁性被膜を形成することにより絶縁コートする。絶縁された金属磁性体粒子を、結合剤としてセルロース又はポリビニルブチラールを、溶剤としてターピネオール又はブチルジグリコールアセテートの混合物と混合し、混錬することにより第一磁性体ペーストを得る。
第二磁性体ペーストとして、絶縁コートされていない金属磁性体粒子を含む磁性体ペーストを準備する。第二磁性体ペーストは、金属磁性体粒子を絶縁コートしないこと以外は、上記第一磁性体ペーストと同様にして得ることができる。
導体ペーストとして、導体ペースト、例えば銀ペーストを準備する。
次に、上記のペーストの積層体を作製する。まず、支持体上に熱剥離シート及びポリエチレンテレフタレート等のフィルムを積み重ねた基板を準備し、その上に第一磁性体ペーストを所定回数スクリーン印刷し、第一磁性体ペーストの印刷層５１を形成する（図４（ａ））。
次に、印刷層５１の上に、導体ペーストの印刷層５２を形成する（図４（ｂ））。
次に、印刷層５１の上の導体ペーストの印刷層５２が形成されていない領域に、第一磁性体ペーストの印刷層５３を形成する（図４（ｃ））。
次に、印刷層５２及び５３上の全体に、第二磁性体ペーストの印刷層５４を形成する（図４（ｄ））。
次に、印刷層５４の上に、導体ペーストの印刷層５５を形成する（図４（ｅ））。
次に、印刷層５４の上の導体ペーストの印刷層５５が形成されていない領域に、第二磁性体ペーストの印刷層５６を形成する（図４（ｆ））。
次に、上記図４（ｄ）～（ｆ）に示す工程を繰り返し、第二磁性体ペーストの印刷層５７、導体ペーストの印刷層５８、第二磁性体ペーストの印刷層５９、第二磁性体ペーストの印刷層６０、導体ペーストの印刷層６１、第二磁性体ペーストの印刷層６２、及び第二磁性体ペーストの印刷層６３を形成し、図４（ｂ）及び図４（ａ）に示す工程と同様にして、導体ペーストの印刷層６４、第一磁性体ペーストの印刷層６５、及び第一磁性体ペーストの印刷層６６を形成して、ペーストの積層体を得る（図４（ｇ））。得られた積層体を加圧圧縮して、積層体ブロックを作製する。第一磁性体ペーストの印刷層５１、５３、６５及び６６は、積層コイル部品１ａの第一磁性体層２１となる。第二磁性体ペーストの印刷層５４、５６、５７、５９、６０、６２、及び６３は、積層コイル部品１ａの第二磁性体層２２となる。導体ペーストの印刷層５２及び６４は、積層コイル部品１ａの第一内部電極層３１となる。導体ペーストの印刷層５５、５８及び６１は、積層コイル部品１ａの第二内部電極層３２となる。
次に、得られた積層体ブロックをダイサー等で切断して個片化し、脱脂し、焼成炉に入れ、焼成する。なお、個片化は、焼成の後に行ってもよい。
上記焼成の温度は、好ましくは６００℃以上８００℃以下、より好ましくは６５０℃以上７５０℃以下である。
上記焼成の時間は、好ましくは３０分以上９０分以下、より好ましくは４０分以上８０分以下である。
上記焼成は、好ましくは大気中で行われる。
上記焼成により、磁性体ペーストに含まれる金属磁性体粒子の表面に酸化被膜が形成される。この際、かかる酸化被膜の影響により、銀ペースト中の有機成分の分解が促進され、金属磁性体粒子近傍の内部電極層が収縮する。その結果、内部電極層のポア面積率は低くなる。かかる酸化被膜の影響は、より酸化被膜が生じやすい、絶縁コートされていない金属磁性体粒子を含む第二磁性体ペーストに接する領域で大きくなる。その結果、第二磁性体ペーストに挟まれた導体ペーストから形成される内部電極層は、他の内部電極層と比較して、ポア面積率が小さくなる。
次に、焼成した素体の端面に、外部電極を形成することにより、積層コイル部品１ａを得ることができる。
第二実施形態の積層コイル部品１ｂは、下記する積層体ブロックの形成以外は、上記積層コイル部品１ａと同様にして製造することができる。
上記第一磁性体ペースト及び導体ペーストに加え、低透磁率ペーストを準備する。
上記低透磁率ペーストは、上記金属磁性体粒子より透磁率が低い低透磁率粒子、例えばフェライト粒子を、結合剤としてセルロース又はポリビニルブチラールを、溶剤としてターピネオール又はブチルジグリコールアセテートの混合物と混合し、混錬することにより得ることができる。
次に、上記のペーストの積層体を作製する。まず、支持体上に熱剥離シート及びポリエチレンテレフタレート等のフィルムを積み重ねた基板を準備し、その上に第一磁性体ペーストを所定回数スクリーン印刷し、第一磁性体ペーストの印刷層７１を形成する（図５（ａ））。
次に、印刷層７１の上に、導体ペーストの印刷層７２を形成する（図５（ｂ））。
次に、印刷層７１の上の導体ペーストの印刷層７２が形成されていない領域に、第一磁性体ペーストの印刷層７３を形成する（図５（ｃ））。
次に、印刷層７２の上に、低透磁率ペーストの印刷層７４を形成する（図５（ｄ））。
次に、印刷層７３の上の低透磁率ペーストの印刷層７４が形成されていない領域に、第一磁性体ペーストの印刷層７５を形成する（図５（ｅ））。
次に、印刷層７４の上に、導体ペーストの印刷層７６を形成する（図５（ｆ））。
次に、印刷層７５の上の導体ペーストの印刷層７６が形成されていない領域に、第一磁性体ペーストの印刷層７７を形成する（図５（ｇ））。
次に、上記図５（ｄ）～（ｇ）に示す工程を繰り返し、低透磁率ペーストの印刷層７８、第一磁性体ペーストの印刷層７９、導体ペーストの印刷層８０、第一磁性体ペーストの印刷層８１、低透磁率ペーストの印刷層８２、第一磁性体ペーストの印刷層８３、導体ペーストの印刷層８４、第一磁性体ペーストの印刷層８５、低透磁率ペーストの印刷層８６、第一磁性体ペーストの印刷層８７、導体ペーストの印刷層８８、第一磁性体ペーストの印刷層８９、及び第一磁性体ペーストの印刷層９０を形成して、ペーストの積層体を得る（図５（ｈ））。得られた積層体を加圧圧縮して、積層体ブロックを作製する。導体ペーストの印刷層７２及び８８は、積層コイル部品１ｂの第一内部電極層３１となる。導体ペーストの印刷層７６、８０、及び８４は、積層コイル部品１ｂの第二内部電極層３２となる。第一磁性体ペーストの印刷層７１、７３、７５、７７、７９、８１、８３、８５、８７、８９及び９０は、積層コイル部品１ｂの磁性体層２３となる。低透磁率ペーストの印刷層７４、７８、８２及び８６は、積層コイル部品１ｂの低透磁率層２５となる。
上記積層体は、焼成の際、上記低透磁率粒子に含まれる酸化物の影響により、導体ペースト中の有機成分の分解が促進され、低透磁率粒子近傍の内部電極層が収縮する。その結果、かかる内部電極層のポア面積率は低くなる。一方、磁性体ペーストに含まれる金属磁性体粒子の表面には、上記焼成により酸化被膜が形成される。しかしながら、上記金属磁性体粒子は絶縁性被膜により絶縁コートされているため、酸化被膜が、導体ペースト中の有機成分の分解に与える影響は小さい。その結果、低透磁率ペーストに挟まれた導体ペーストから形成される内部電極層は、他の内部電極層と比較して、ポア面積率が小さくなる。
以下、本発明を実施例を挙げて説明するが、本発明はかかる実施例のみに限定されるものではない。
実施例１
・第一磁性体ペーストの調製
Ｄ５０が１０μｍのＦｅ－Ｓｉ合金の金属磁性粒子を準備し、ゾルゲル法などで金属磁性粉末表面にＳｉを含む絶縁性被膜により絶縁コートした。絶縁コート金属磁性体粒子に、結合剤としてセルロースを、溶剤としてターピネオール及びブチルジグリコールアセテートの混合物を加え、混錬して第一磁性体ペーストを調製した。
・第一磁性体ペーストの調製
Ｄ５０が１０μｍのＦｅ－Ｓｉ合金の金属磁性粒子を準備し、ゾルゲル法などで金属磁性粉末表面にＳｉを含む絶縁性被膜により絶縁コートした。絶縁コート金属磁性体粒子に、結合剤としてセルロースを、溶剤としてターピネオール及びブチルジグリコールアセテートの混合物を加え、混錬して第一磁性体ペーストを調製した。
・第二磁性体ペーストの調製
絶縁コートしていない金属磁性体粒子に、結合剤としてセルロースを、溶剤としてターピネオール及びブチルジグリコールアセテートの混合物を加え、混錬して第二磁性体ペーストを調製した。
絶縁コートしていない金属磁性体粒子に、結合剤としてセルロースを、溶剤としてターピネオール及びブチルジグリコールアセテートの混合物を加え、混錬して第二磁性体ペーストを調製した。
・導体ペーストの調製
銀粉末に、結合剤としてセルロースを、溶剤としてターピネオール及びブチルジグリコールアセテートの混合物を加え、混錬して導体ペーストを調製した。
銀粉末に、結合剤としてセルロースを、溶剤としてターピネオール及びブチルジグリコールアセテートの混合物を加え、混錬して導体ペーストを調製した。
・積層体ブロックの作製
金属プレートの上に熱剥離シート及びポリエチレンテレフタレートフィルムを積み重ねた基板上に、上記第一磁性体ペースト、第二磁性体ペースト、及び導体ペーストを用いて層を形成し、図４（ｇ）に示す積層体を作製し、加圧圧縮して積層体ブロックを作製した。
金属プレートの上に熱剥離シート及びポリエチレンテレフタレートフィルムを積み重ねた基板上に、上記第一磁性体ペースト、第二磁性体ペースト、及び導体ペーストを用いて層を形成し、図４（ｇ）に示す積層体を作製し、加圧圧縮して積層体ブロックを作製した。
・積層コイル部品の作製
上記で得られた積層体ブロックをダイサーで切断して個片化した。個片化した積層体を脱脂し、次いで、焼成炉にて、大気中７００℃で６０分間焼成した。次いで、焼成した素体の端面に、銀粉末、ガラス成分及びワニスを含む外部電極用銀ペーストを塗布し、７００℃で焼き付けて下地電極を形成した。次いで、素子をエポキシ樹脂に浸漬して、エポキシ樹脂を素子中に含浸させ、熱硬化した。最後に電解めっきにより下地電極上にＮｉ層及びＳｎ層を形成し、外部電極を形成して、積層コイル部品を得た。得られた積層コイル部品は、長さ＝１．６ｍｍ、幅＝０．８ｍｍ、高さ＝０．６ｍｍであった。
上記で得られた積層体ブロックをダイサーで切断して個片化した。個片化した積層体を脱脂し、次いで、焼成炉にて、大気中７００℃で６０分間焼成した。次いで、焼成した素体の端面に、銀粉末、ガラス成分及びワニスを含む外部電極用銀ペーストを塗布し、７００℃で焼き付けて下地電極を形成した。次いで、素子をエポキシ樹脂に浸漬して、エポキシ樹脂を素子中に含浸させ、熱硬化した。最後に電解めっきにより下地電極上にＮｉ層及びＳｎ層を形成し、外部電極を形成して、積層コイル部品を得た。得られた積層コイル部品は、長さ＝１．６ｍｍ、幅＝０．８ｍｍ、高さ＝０．６ｍｍであった。
実施例２
・非磁性フェライトペーストの調製
Ｆｅ２Ｏ３、ＺｎＯ、及びＣｕＯの配合原料を純水及びＰＳＺ（部分安定化ジルコニア）ボールと共にボールミルに入れ、湿式で６時間混合し、粉砕した。次いで、水分を蒸発して乾燥した後、７５０℃の温度で３時間仮焼して、仮焼粉末を作製した。仮焼粉末に、結合剤としてセルロースを、溶剤としてターピネオール及びブチルジグリコールアセテートの混合物を加え、混錬して非磁性フェライトペーストを調製した。
・非磁性フェライトペーストの調製
Ｆｅ２Ｏ３、ＺｎＯ、及びＣｕＯの配合原料を純水及びＰＳＺ（部分安定化ジルコニア）ボールと共にボールミルに入れ、湿式で６時間混合し、粉砕した。次いで、水分を蒸発して乾燥した後、７５０℃の温度で３時間仮焼して、仮焼粉末を作製した。仮焼粉末に、結合剤としてセルロースを、溶剤としてターピネオール及びブチルジグリコールアセテートの混合物を加え、混錬して非磁性フェライトペーストを調製した。
・積層体ブロックの作製
金属プレートの上に熱剥離シート及びポリエチレンテレフタレートフィルムを積み重ねた基板上に、上記第一磁性体ペースト、非磁性フェライトペースト、及び導体ペーストを用いて層を形成し、図５（ｈ）に示す積層体を作製し、加圧圧縮して積層体ブロックを作製した。
金属プレートの上に熱剥離シート及びポリエチレンテレフタレートフィルムを積み重ねた基板上に、上記第一磁性体ペースト、非磁性フェライトペースト、及び導体ペーストを用いて層を形成し、図５（ｈ）に示す積層体を作製し、加圧圧縮して積層体ブロックを作製した。
・積層コイル部品の作製
実施例１と同様にして、積層コイル部品を得た。得られた積層コイル部品は、長さ＝１．６ｍｍ、幅＝０．８ｍｍ、高さ＝０．６ｍｍであった。
実施例１と同様にして、積層コイル部品を得た。得られた積層コイル部品は、長さ＝１．６ｍｍ、幅＝０．８ｍｍ、高さ＝０．６ｍｍであった。
比較例１
第一磁性体ペーストの代わりに第二磁性体ペーストを用いること以外は、即ち、磁性体ペーストとしてすべて第二磁性体ペーストを用いること以外は実施例１と同様にして、比較例１の積層コイル部品を作製した。
第一磁性体ペーストの代わりに第二磁性体ペーストを用いること以外は、即ち、磁性体ペーストとしてすべて第二磁性体ペーストを用いること以外は実施例１と同様にして、比較例１の積層コイル部品を作製した。
・評価
（ポア面積率）
上記実施例１及び２の積層コイル部品、及び比較例１の積層コイル部品について、イオンミリングにより、Ｌ方向の１／２まで削り、コイル断面を露出させ、得られた断面を電子顕微鏡で観察し、内部電極層の断面全体の画像を取得した。得られた画像を画像解析ソフト（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、最外層の内部電極層、及び中央層である内部電極層について、断面全体をポア部と銀部とで２値化し、ポア部の面積率を算出することにより、ポア面積率を算出した。実施例１、実施例２、及び比較例１について、それぞれ１０個の試料のポア面積率を算出し、その平均値を表１に示す。
（ポア面積率）
上記実施例１及び２の積層コイル部品、及び比較例１の積層コイル部品について、イオンミリングにより、Ｌ方向の１／２まで削り、コイル断面を露出させ、得られた断面を電子顕微鏡で観察し、内部電極層の断面全体の画像を取得した。得られた画像を画像解析ソフト（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、最外層の内部電極層、及び中央層である内部電極層について、断面全体をポア部と銀部とで２値化し、ポア部の面積率を算出することにより、ポア面積率を算出した。実施例１、実施例２、及び比較例１について、それぞれ１０個の試料のポア面積率を算出し、その平均値を表１に示す。
（クラック試験）
各試料１０個につき、クラックの発生の有無を調べ、クラック発生率を算出した。結果を表１に示す。
各試料１０個につき、クラックの発生の有無を調べ、クラック発生率を算出した。結果を表１に示す。
本発明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。
１ａ，１ｂ…積層コイル部品，２…素体，３…コイル，４…外部電極
２１…第一磁性体層，２２…第二磁性体層，２３…磁性体層，２５…低透磁率層
３１…第一内部電極層，３２…第二内部電極層
５１…第一磁性体ペーストの印刷層，５２…導体ペーストの印刷層
５３…第一磁性体ペーストの印刷層，５４…第二磁性体ペーストの印刷層
５５…導体ペーストの印刷層，５６…第二磁性体ペーストの印刷層
５７…第二磁性体ペーストの印刷層，５８…導体ペーストの印刷層
５９…第二磁性体ペーストの印刷層，６０…第二磁性体ペーストの印刷層
６１…導体ペーストの印刷層，６２…第二磁性体ペーストの印刷層
６３…第二磁性体ペーストの印刷層，６４…導体ペーストの印刷層
６５…第一磁性体ペーストの印刷層，６６…第一磁性体ペーストの印刷層
７１…第一磁性体ペーストの印刷層，７２…導体ペーストの印刷層
７３…第一磁性体ペーストの印刷層，７４…低透磁率ペーストの印刷層
７５…第一磁性体ペーストの印刷層，７６…導体ペーストの印刷層
７７…第一磁性体ペーストの印刷層，７８…低透磁率ペーストの印刷層
７９…第一磁性体ペーストの印刷層，８０…導体ペーストの印刷層
８１…第一磁性体ペーストの印刷層，８２…低透磁率ペーストの印刷層
８３…第一磁性体ペーストの印刷層，８４…導体ペーストの印刷層
８５…第一磁性体ペーストの印刷層，８６…低透磁率ペーストの印刷層
８７…第一磁性体ペーストの印刷層，８８…導体ペーストの印刷層
８９…第一磁性体ペーストの印刷層，９０…第一磁性体ペーストの印刷層
２１…第一磁性体層，２２…第二磁性体層，２３…磁性体層，２５…低透磁率層
３１…第一内部電極層，３２…第二内部電極層
５１…第一磁性体ペーストの印刷層，５２…導体ペーストの印刷層
５３…第一磁性体ペーストの印刷層，５４…第二磁性体ペーストの印刷層
５５…導体ペーストの印刷層，５６…第二磁性体ペーストの印刷層
５７…第二磁性体ペーストの印刷層，５８…導体ペーストの印刷層
５９…第二磁性体ペーストの印刷層，６０…第二磁性体ペーストの印刷層
６１…導体ペーストの印刷層，６２…第二磁性体ペーストの印刷層
６３…第二磁性体ペーストの印刷層，６４…導体ペーストの印刷層
６５…第一磁性体ペーストの印刷層，６６…第一磁性体ペーストの印刷層
７１…第一磁性体ペーストの印刷層，７２…導体ペーストの印刷層
７３…第一磁性体ペーストの印刷層，７４…低透磁率ペーストの印刷層
７５…第一磁性体ペーストの印刷層，７６…導体ペーストの印刷層
７７…第一磁性体ペーストの印刷層，７８…低透磁率ペーストの印刷層
７９…第一磁性体ペーストの印刷層，８０…導体ペーストの印刷層
８１…第一磁性体ペーストの印刷層，８２…低透磁率ペーストの印刷層
８３…第一磁性体ペーストの印刷層，８４…導体ペーストの印刷層
８５…第一磁性体ペーストの印刷層，８６…低透磁率ペーストの印刷層
８７…第一磁性体ペーストの印刷層，８８…導体ペーストの印刷層
８９…第一磁性体ペーストの印刷層，９０…第一磁性体ペーストの印刷層
Claims (9)
- 金属磁性体粒子を含有する素体と、前記素体中に埋設されたコイルとを有する積層コイル部品であって、
前記コイルは、銀を含有する複数の内部電極層を有し、
前記内部電極層は、ポア面積率が高い第一内部電極層と、ポア面積率が低い第二内部電極層を含む、積層コイル部品。 - 前記素体は、前記金属磁性体粒子を含有する磁性体層を含み、
前記磁性体層は、絶縁コートされた金属磁性体粒子を含む第一磁性体層と、表面に酸化被膜を有する金属磁性体粒子を含む第二磁性体層とを含む、
請求項１に記載の積層コイル部品。 - 前記第二内部電極層の両主面は、前記第二磁性体層に接している、請求項２に記載の積層コイル部品。
- 前記素体は、前記金属磁性体粒子を含有する磁性体層、及び前記磁性体層より透磁率が低い低透磁率層を含み、
前記低透磁率層は、前記複数の内部電極間に位置する、
請求項１に記載の積層コイル部品。 - 前記第二内部電極層の両主面は、前記低透磁率層に接している、請求項４に記載の積層コイル部品。
- 前記低透磁率層は、非磁性フェライト層である、請求項４又は５に記載の積層コイル部品。
- 前記内部電極層の最下層及び最上層の少なくとも一方は、前記第一内部電極層である、請求項１～６のいずれか１項に記載の積層コイル部品。
- 前記内部電極層の最下層及び最上層は、前記第一内部電極層である、請求項１～７のいずれか１項に記載の積層コイル部品。
- 前記第一内部電極層のポア面積率は、１０％以上２０％以下であり、前記第二内部電極層のポア面積率は、１％以上５％以下である、請求項１～８のいずれか１項に記載の積層コイル部品。
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