JP2023039711A

JP2023039711A - インダクタ部品

Info

Publication number: JP2023039711A
Application number: JP2021146964A
Authority: JP
Inventors: 裕野口; Yutaka Noguchi
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2021-09-09
Filing date: 2021-09-09
Publication date: 2023-03-22
Anticipated expiration: 2041-09-09
Also published as: JP7484853B2

Abstract

【課題】インダクタンスおよび直流重畳特性の低下を共に好適に抑制可能なインダクタ部品を提供すること。【解決手段】金属磁性粒子を含む第１の磁性体層が積層された素体部と、前記素体部内にて複数の導体パターンが螺旋状に接続されたコイル部と、前記導体パターン間に配置された絶縁部とを備え、少なくとも前記コイル部の内側領域に該コイル部の巻回軸方向に対して交差する方向に延在するように、第２の磁性体層が設けられ、および、前記第２の磁性体層の透磁率が、前記第１の磁性体層の透磁率よりも小さくかつ前記絶縁部の透磁率よりも大きい、インダクタ部品。【選択図】図１Ａ

Description

本発明は、インダクタ部品に関する。

近年、ノートブック、スマートフォン、デジタルＴＶ等電子機器の小型および薄型化が進んでいる。これに伴い、電子機器に搭載されるインダクタ部品も小型および薄型であることが求められている。

特開２０１９－１６５１６９号公報

インダクタ部品には積層型がある。積層型インダクタ部品としては、金属磁性粒子を含む磁性体部と、磁性体部内に位置する螺旋状の導体パターンから構成されたコイル部と、導体パターン間に位置する絶縁層と、コイル部の内側領域（磁心部）にてコイル部の巻軸方向に対して略垂直な方向に延在する磁気ギャップ層とを有して成るものがある。

ここで、本願発明者は下記技術的課題を新たに見出した。具体的には、磁気ギャップ層によりインダクタ部品の直流重畳特性の低下抑制が図られていることは知られているところ、インダクタ部品の構成要素である磁気ギャップ層に、ポリイミド、ガラス、酸化アルミニウム等の非磁性体を使用すると、インダクタンスの低下を招くこととなる。

本発明は、かかる事情を鑑みてなされたものである。即ち、本発明の目的は、インダクタンスの低下を抑制しつつ、磁束制御により直流重畳特性の低下を好適に抑制可能なインダクタ部品を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一実施形態では、
金属磁性粒子を含む第１の磁性体層が積層された素体部と、前記素体部内にて複数の導体パターンが螺旋状に接続されたコイル部と、前記導体パターン間に配置された絶縁部とを備え、
少なくとも前記コイル部の内側領域に該コイル部の巻回軸方向に対して交差する方向に延在するように、第２の磁性体層が設けられ、および、
前記第２の磁性体層の透磁率が、前記第１の磁性体層の透磁率よりも小さくかつ前記絶縁部の透磁率よりも大きい、インダクタ部品が提供される。

本発明の一実施形態に係るインダクタ部品によれば、インダクタンスの低下を抑制しつつ、磁束制御により直流重畳特性の低下を好適に抑制可能である。

本発明の一実施形態に係るインダクタ部品を模式的に示す断面図である。第１の磁性体層に含まれる金属磁性粒子Ａの構成を模式的に示す断面図である。相対的に大きい厚みの第２磁性体層を有して成る本発明の別実施形態に係るインダクタ部品を模式的に示す断面図である。第２の磁性体層が第１磁性体層の金属磁性粒子により囲まれている状態を模式的に示す断面図である。２層以上の第２磁性体層を有して成る本発明の別実施形態に係るインダクタ部品を模式的に示す断面図である。本発明の別実施形態に係るインダクタ部品を模式的に示す断面図である。本発明の別実施形態に係るインダクタ部品を模式的に示す断面図である。第１の磁性体層用ペーストから構成される印刷層の形成工程を模式的に示す断面図である。第１の磁性体層用ペーストから構成される印刷層の形成工程を模式的に示す平面図である。導体パターン用ペーストから構成される印刷層の形成工程を模式的に示す断面図である。導体パターン用ペーストから構成される印刷層の形成工程を模式的に示す平面図である。第１の磁性体層用ペーストから構成される印刷層の形成工程を模式的に示す断面図である。絶縁部用ペーストから構成される印刷層の形成工程を模式的に示す断面図である。絶縁部用ペーストから構成される印刷層の形成工程を模式的に示す平面図である。第１の磁性体層用ペーストから構成される印刷層の形成工程を模式的に示す断面図である。第１の磁性体層用ペーストから構成される印刷層の形成工程を模式的に示す平面図である。導体パターン用ペーストから構成される印刷層の形成工程を模式的に示す断面図である。導体パターン用ペーストから構成される印刷層の形成工程を模式的に示す平面図である。第１の磁性体層用ペーストから構成される印刷層の形成工程を模式的に示す断面図である。絶縁部用ペーストから構成される印刷層の形成工程を模式的に示す断面図である。絶縁部用ペーストから構成される印刷層の形成工程を模式的に示す平面図である。第２の磁性体層用ペーストから構成される印刷層の形成工程を模式的に示す断面図である。第４の磁性体層用ペーストから構成される印刷層の形成工程を模式的に示す平面図である。第１の磁性体層用ペーストから構成される印刷層の形成工程を模式的に示す断面図である。導体パターン用ペーストから構成される印刷層の形成工程を模式的に示す断面図である。第１の磁性体層用ペーストから構成される印刷層の形成工程を模式的に示す断面図である。絶縁部用ペーストから構成される印刷層の形成工程を模式的に示す断面図である。第１の磁性体層用ペーストから構成される印刷層の形成工程を模式的に示す断面図である。導体パターン用ペーストから構成される印刷層の形成工程を模式的に示す断面図である。第１の磁性体層用ペーストから構成される印刷層の形成工程を模式的に示す断面図である。絶縁部用ペーストから構成される印刷層の形成工程を模式的に示す断面図である。第１の磁性体層用ペーストから構成される印刷層を形成する工程を模式的に示す断面図である。焼成済積層体に外部電極を設けて、本発明の一実施形態に係るインダクタ部品を得る工程を模式的に示す断面図である。

以下、図面を参照しつつ本発明の一実施形態に係るインダクタ部品について説明する。

［インダクタ部品の基本的構成］
まず、本発明の一実施形態に係るインダクタ部品の特徴部分を説明するに先立ち、インダクタ部品の基本的構成を図１Ａを参照しながら説明する。図１Ａは、本発明の一実施形態に係るインダクタ部品を模式的に示す断面図である。図１Ａに示すように、本発明の一実施形態に係るインダクタ部品１００は、第１の磁性体層１０Ａが積層された素体部２０と、素体部２０内にて複数の導体パターン３０が螺旋状に配置接続されたコイル部４０と、導体パターン３０間を絶縁する絶縁部５０と、素体部２０の表面に設けられた外部電極６０Ａ、６０Ｂとを少なくとも備える。

素体部２０を構成する第１の磁性体層１０Ａは、飽和磁束密度を高くする観点から図１Ｂに示すような金属磁性粒子Ａを含む。金属磁性粒子Ａは、金属磁性材料で構成されるコア部Ａ１を少なくとも含み、コア部Ａ１に加えコア部Ａ１の表面に設けられた絶縁性被膜Ａ２を含むことができる。金属磁性粒子Ａの平均粒径は、７．０μｍ以上２０．０μｍ以下であることが好ましく、例えば１０．０μｍであることができる。後述するが、粒子Ａは粒子径が相対的に大きく金属磁性材料で構成されるコア部Ａ１を備えることから、全体として当該粒子Ａを含む第１磁性体層の透磁率を相対的に高くすることができる。なお、透磁率は、第１の磁性体層１０Ａに用いられる材料の組成および配合比率から推測される。

又、絶縁性被膜Ａ２が存在すると、コア部Ａ１同士間の距離を取ることができる。そのため、外部磁場を印加したときに粒子Ａ間に発生する磁束の集中が緩和されて粒子Ａにおける磁束密度が低下する。そのため、粒子Ａ内における磁気飽和が抑制され、直流重畳特性が向上し得る。なお、被膜が「絶縁性」を有するか否かは、粉体抵抗測定器により測定される体積抵抗率を基準として判定することができる。

金属磁性材料の種類は特に限定されるものではなく、所望の特性および用途、ならびに表面に形成する絶縁性被膜の組成および絶縁性被膜の形成方法等に応じて適宜選択することができる。例えば、金属磁性材料は、ＦｅＳｉ系合金、ＦｅＳｉＣｒ系合金、ＦｅＳｉＡｌ系合金、ＦｅＣｏ系合金、ＦｅＮｉ系合金およびＦｅ系アモルファス合金からなる群から選択される少なくとも１種の合金で構成され得る。

素体部２０を熱処理することにより、金属磁性粒子Ａの表面近傍は、金属磁性粒子Ａを構成する金属の酸化物で覆われ絶縁性被膜として機能する。公知のゾルゲル法やメカノケミカル法等により絶縁性被膜を予め形成してもよい。構成する材料はＰ、Ｓｉ等の酸化物が好ましく、これにより金属磁性粒子間の絶縁性を高くすることが出来る。絶縁性被膜の形成方法や材料は、これに限定されるものではなく、所望の特性および用途、コア部の組成、絶縁性被膜の形成方法、製造時の焼成温度等に応じて適宜選択することができる。例えば、粒子Ａの絶縁性被膜の材料としては、例えば、シリカ、リン酸ガラスを挙げることができる。又、絶縁性被膜は非磁性であることが好ましい。絶縁性被膜が非磁性であると、粒子Ａ間における磁束の集中を効果的に緩和することができ、磁気飽和を効果的に抑制することができる。その結果、直流重畳特性がより向上し得る。金属磁性粒子同士は、絶縁性被膜を介して互いに結合していてもよい。

又、第１磁性体層１０Ａは樹脂を更に含むことができる。樹脂を含む場合、樹脂を硬化させることにより磁性体層を製造することができる。樹脂の硬化温度は金属磁性粒子の熱処理温度よりも低く低温硬化させることができ、素体部の強度向上、めっきプロセスでのめっき液の素体内部への浸入を抑制することができる。樹脂の種類は特に限定されるものではなく、所望の特性および用途等に応じて適宜選択することができる。樹脂は、例えば、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂、フェノール系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂およびポリフェニレンサルファイド系樹脂等であってよいが、上述の材料に限定されるものではない。樹脂の含有量は、磁性体全体の重量を基準として１．０重量％以上５．０重量％以下であることが好ましい。

コイル部４０の構成要素である複数の導体パターン３０はそれぞれ、例えば、銀、銅、アルミニウム、ニッケル、白金、又はパラジウムなどの金属材料、若しくはこれらを含む合金金属材料で形成されている。この導体パターン３０が絶縁部５０を層方向に貫通する層間接続ビアを介して螺旋状に接続されることにより、コイル部４０が形成される。層間接続ビアも導体パターン３０と同様の材料で形成することができる。絶縁部５０は、積層方向に沿って相互に直接対向する導体パターン３０同士間で絶縁可能に配置されている。絶縁部５０の幅寸法は、導体パターン３０の幅寸法と同じ、又は大きくすることで、積層時の積層ズレが生じても確実に絶縁することが可能となる。又、絶縁部５０は、コイルの巻軸方向と交差するように層形態を成している。好ましくは、絶縁部５０は、コイルの巻軸方向と直交する方向に延在している。絶縁部５０は、絶縁性材料（非磁性フェライト、ガラス等）から構成され、非磁性フェライトとしては、例えば、Ｃｕ－Ｚｎフェライトなどを用いることができる。

外部電極６０Ａ、６０Ｂは、例えば回路基材等にインダクタ部品１００を表面実装するためのものである。具体的には、外部電極をハンダにより回路基材の電極と接続されることで、回路基材等にインダクタ部品１００を表面実装することができる。外部電極６０Ａ、６０Ｂは、素体部２０の表面に設けられており引出導体を介してコイル部４０の両端とそれぞれ接続される。外部電極６０Ａ、６０Ｂはそれぞれ、素体部２０の下面２０ｂの一部から側面２０ａを介して上面２０ｃの一部までを覆うように設けられている。外部電極６０Ａ、６０Ｂは、導体パターン３０同様、例えば、銀、銅、アルミニウム、ニッケル、錫、白金、又はパラジウムなどの金属材料、若しくはこれらを含む合金金属材料で形成され得る。

［本発明のインダクタ部品の特徴部分］
上記基本的構成を前提として、以下にて、本発明の特徴部分について説明する。本願発明者らは、インダクタンスおよび直流重畳特性の低下を好適に抑制可能とするための解決策について鋭意検討した。その結果、本願発明者らは、下記思想を有する本発明を案出するに至った。

具体的には、本発明の一実施形態は、インダクタ部品１００の構成要素として、既述の要素に加えて下記の特徴を有する第２の磁性体層１０Ｂを更に設けるという思想を有する。具体的には、本発明の思想は、（１）少なくともコイル部４０の内側領域４１にてコイル部４０の巻回軸方向に対して交差する方向に延在し、かつ（２）その透磁率が上記第１の磁性体層１０Ａの透磁率よりも小さくかつ上記絶縁部５０の透磁率よりも大きい、第２の磁性体層１０Ｂを設けるというものである。第２の磁性体層１０Ｂは、コイル部４０の巻回軸方向に対して直交する方向に延在していることが好ましい。本明細書でいう「絶縁部」とは、導体パターン間の絶縁に寄与するものであり、非磁性体部（比透磁率＝１）および第２磁性体層１０Ｂの透磁率よりも小さい透磁率（比透磁率＞１）を有する低磁性体部を指す。なお、透磁率は、各部に用いられる材料の組成および配合比率から推測される。

上記思想に従えば、コイル部４０の内側領域４１に第２の磁性体層１０Ｂが設けられる。第２の磁性体層１０Ｂは、第１の磁性体層１０Ａよりも小さい透磁率を有するものである。コイル部４０から発生する磁束は透磁率の高い側を通る性質を有し得るため、磁束は第１の磁性体層１０Ａを通じやすい一方で第２の磁性体層１０Ｂを通じにくい。そのため、第２の磁性体層１０Ｂは、磁気ギャップ層として機能してコイル部４０から発生する磁束飽和を好適に制御することができる。その結果として、直流重畳特性の向上を図ることができる。

磁気ギャップ層が非磁性体層である場合、その非磁性体層の配置箇所は磁気として寄与しない箇所となりインダクタンスの低下を招く虞がある、この点につき、本発明では、磁気ギャップ層としての第２の磁性体層１０Ｂの透磁率が第１の磁性体層１０Ａよりも相対的に小さいが磁性体層として機能する。そのため、第２の磁性体層の配置箇所も磁気として寄与する箇所となり全体として磁気特性の低下を抑制することができる。

更に、第２磁性体層１０Ｂは、絶縁部５０よりも大きい透磁率を有するものである。磁束は透磁率の高い側を通る性質を有し得るため、磁束は第２の磁性体層１０Ｂよりも絶縁部５０をより通じにくい。そのため、コイル部４０から発生する磁束が絶縁部５０に通じることによる直流重畳特性の低下を好適に回避することができる。

特に、絶縁部５０として非磁性体が用いられる場合、比透磁率が１となり得るため、絶縁部５０として比透磁率が１を上回る低磁性体部を用いる場合と比べて、上記磁束が絶縁部５０に通じることをより好適に回避することができる。更に、絶縁部５０が絶縁性を有した非磁性体であると、導体パターン３０間の絶縁を好適に行うことができる。

［本発明のインダクタ部品の製造方法］
以下、本発明の一実施形態に係る上記インダクタ部品１００の製造方法について説明する。

（材料準備工程）
まず、上記インダクタ部品の構成要素の材料を準備する。具体的には、上記インダクタ部品の構成要素の材料として、第１の磁性体層用ペースト、第２の磁性体層用ペースト、導体パターン（層間接続ビア用含む）ペースト、および絶縁部用ペーストを準備する。

第１の磁性体層用ペーストは、金属磁性粒子Ａ、バインダー（エチルセルロース樹脂、ポリビニルブチラール樹脂等）、溶剤（ターピネオール、カルビトール、ブチルカルビトール、又はテキサノール等）、可塑剤等を加えて混錬することにより調整したペーストである。第２の磁性体層用ペーストは、金属磁性粒子Ｂ、バインダー（エチルセルロース樹脂、ポリビニルブチラール樹脂等）、溶剤（ターピネオール、カルビトール、ブチルカルビトール、又はテキサノール等）、可塑剤等を加えて混錬することにより調整したペーストである。導体パターンペーストは、上記導体パターンを構成する金属材料、バインダー（エチルセルロース樹脂、ポリビニルブチラール樹脂等）、溶剤（ターピネオール、カルビトール、ブチルカルビトール、又はテキサノール等）、可塑剤等を加えて混錬することにより調整したペーストである。絶縁部用ペーストは、上記絶縁性材料、バインダー（エチルセルロース樹脂、ポリビニルブチラール樹脂等）、溶剤（ターピネオール、カルビトール、ブチルカルビトール、又はテキサノール等）、可塑剤等を加えて混錬することにより調整したペーストである。

（未焼成積層体の形成工程）
次に、上記ペーストを用いて未焼成積層体を形成する。なお、下記にて各ペーストから構成される印刷層については、例えばスクリーン印刷法等の印刷法により形成することができる。

図７Ａおよび図７Ｂに示すように、上記第１の磁性体層用ペーストから構成される印刷層１０Ａαを形成する。当該印刷層１０Ａαについては、図示していないが、金属プレート上に熱剥離シートおよびＰＥＴ（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に第１の磁性体層用ペーストを所定回数スクリーン印刷することで形成することができる。この印刷層１０Ａαはインダクタ部品の外層に相当し得る。

図８Ａおよび図８Ｂに示すように、第１の磁性体層用ペーストから構成される印刷層１０Ａα上に、導体パターン用ペーストの印刷層３０αを形成する。

図９に示すように、導体パターン用ペーストの印刷層３０αが形成されていない領域に第１の磁性体用ペーストの印刷層１０Ａαを更に形成する。

図１０Ａおよび図１０Ｂに示すように、導体パターン用ペーストの印刷層３０α上に絶縁部用ペーストから構成される印刷層５０αを形成する。具体的には、絶縁部用ペーストの印刷層５０αの幅を導体パターン用ペーストの印刷層３０αよりも大きくして、導体パターン用ペーストの印刷層３０αが覆われるように印刷層５０αを形成する。なお、導体パターン（コイル導体に相当）同士を接続するビア部となる箇所には、印刷層５０αを印刷しないようにする。

図１１Ａおよび図１１Ｂに示すように、絶縁部用ペーストから構成される印刷層５０αが形成されていない領域であって、既に形成した第１の磁性体用ペーストの印刷層１０Ａα上および導体パターン用ペーストの印刷層３０αの一部上に第１の磁性体層用ペーストの印刷層１０Ａαを形成する。なお、導体パターン（コイル導体に相当）同士を接続するビア部となる箇所には、第１の磁性体用ペーストの印刷層１０Ａαを印刷しないようにする。

その後、導体パターン（コイル導体に相当）同士を接続するビア部となる箇所に導体パターン用ペーストの印刷層（ビア導体に相当）を形成する。

図１２Ａおよび図１２Ｂに示すように、第１の磁性体層用ペーストの印刷層１０Ａαおよび絶縁部用ペーストの印刷層５０α上に、導体パターン用ペーストの印刷層３０αを更に形成する。具体的には、図８Ｂに示す導体パターン用ペーストの印刷層３０αの一端３０α１側からスパイラル形態をなすように、第１の磁性体層用ペーストの印刷層１０Ａαおよび絶縁部用ペーストの印刷層５０α上に導体パターン用ペーストの印刷層３０αを更に形成する。

図１３に示すように、導体パターン用ペーストの印刷層３０αが形成されていない領域であって、既に形成した第１の磁性体用ペーストの印刷層１０Ａα上および絶縁部用ペーストの印刷層５０α上に、第１の磁性体用ペーストの印刷層１０Ａαを更に形成する。なお、導体パターン（コイル導体に相当）同士を接続するビア部となる箇所には、第１の磁性体用ペーストの印刷層１０Ａαを印刷しないようにする。

図１４Ａおよび図１４Ｂに示すように、導体パターン用ペーストの印刷層３０α上に絶縁部用ペーストから構成される印刷層５０αを形成する。具体的には、絶縁部用ペーストの印刷層５０αの幅を導体パターン用ペーストの印刷層３０αよりも大きくして、導体パターン用ペーストの印刷層３０αが覆われるように印刷層５０αを形成する。なお、導体パターン（コイル導体に相当）同士を接続するビア部となる箇所には、印刷層５０αを印刷しないようにする。

図１５Ａおよび図１５Ｂに示すように、第２の磁性体層用ペーストの印刷層１０Ｂαを形成する。具体的には、絶縁部用ペーストから構成される印刷層５０αにより囲まれる領域に位置する既に形成した第１の磁性体用ペーストの印刷層１０Ａα上に、第２の磁性体層用ペーストの印刷層１０Ｂαを形成する。なお、導体パターン（コイル導体に相当）同士を接続するビア部となる箇所には、第２の磁性体用ペーストの印刷層１０Ｂαを印刷しないようにする。

図１６に示すように、絶縁部用ペーストの印刷層５０αの外側領域に第１の磁性体用ペーストの印刷層１０Ａαを更に形成する。具体的には、絶縁部用ペーストの印刷層５０αおよび第２の磁性体層用ペーストの印刷層１０Ｂαが形成されていない領域であって、既に形成した第１の磁性体用ペーストの印刷層１０Ａα上に、第１の磁性体用ペーストの印刷層１０Ａαを更に形成する。なお、導体パターン（コイル導体に相当）同士を接続するビア部となる箇所には、第１の磁性体用ペーストの印刷層１０Ａαを印刷しないようにする。

以降、上記同様に、導体パターン用ペーストの印刷層３０αの形成工程（図１７参照）、第１の磁性体用ペーストの印刷層１０Ａαの形成工程（図１８参照）、ビア部となる箇所を確保した上での絶縁部用ペーストの印刷層５０αの形成工程（図１９参照）、ビア部となる箇所を確保した上での第１の磁性体用ペーストの印刷層１０Ａαの形成工程（図２０参照）、導体パターン用ペーストの印刷層３０αの形成工程（図２１参照）、第１の磁性体用ペーストの印刷層１０Ａαの形成工程（図２２参照）、ビア部となる箇所を確保した上での絶縁部用ペーストの印刷層５０αの形成工程（図２３参照）を順次繰り返す。

その後、導体パターン用ペーストの印刷層３０αの形成工程実施に続いて、導体パターン用ペーストの印刷層３０αが形成されていない領域に第１の磁性体用ペーストの印刷層１０Ａαを形成することで、インダクタ部品のコイル部の前駆体を形成する。

コイル部の前駆体の形成後、このコイル部の前駆体上に、スクリーン印刷を必要回数実施して、第１の磁性体層用ペーストの印刷層１０Ａαを形成する（図２４参照）。この印刷層１０Ａαはインダクタ部品の対向する側の外層に相当し得る。

以上により、未焼成積層体を作製することができる（図２４参照）。かかる未焼成積層体は、金属磁性粒子の充填率を高めるため圧着加工を行う。その後、ダイシング機等により所定のサイズに切断して個片化した未焼成積層体１００αを得る。

（焼成工程）
個片化した未焼成積層体は、大気中において所定温度（例えば３５０～４００℃）で脱バインダー処理及び焼成処理（例えば６００～８００℃を行う。当該熱処理の実施により、焼成積層体を得ることができる。上記熱処理により、金属磁性粒子の表面に絶縁性被膜が形成され、この絶縁性被膜を介して金属磁性粒子同士が互いに結合される。

続いて、焼成済積層体の両端部に外部電極用の導体ペーストを塗布した後、焼付け処理を行い、焼き付けられた電極（端子）上にめっきを施すことで外部電極６０Ａ、６０Ｂを形成する。この際に、積層体の磁性体層に存在する空隙部にめっき液が浸入するのを防止するために、予め積層体に存在する空隙部に樹脂を含浸してもよい。

以上により、本発明の一実施形態に係るインダクタ部品１００を製造することができる（図２５参照）。

以下、本発明の一実施形態に係るインダクタ部品の採り得る好適な態様について説明する。

ある好適な態様では、第２の磁性体層１０Ｂが金属磁性粒子Ｂを含むことが好ましい。

インダクタ部品１００の構成要素である磁気ギャップ層としての第２の磁性体層１０Ｂが、第１の磁性体層１０Ａと同様に金属磁性粒子Ｂを含むと、磁気ギャップ層がガラス等の非磁性材から構成される場合と比べて、以下の利点がある。具体的には、第１の磁性体層１０Ａと第２の磁性体層１０Ｂ共に金属磁性粒子を含む構成となる。かかる構成を採るということは、製造途中段階の焼成工程時に両磁性体層の前駆体が共に金属磁性粒子を含むことを意味する。

そのため、磁気ギャップ層として金属磁性粒子を含まない非磁性体の前駆体を用いる場合と比べて、焼成工程時にて両者の収縮挙動に違いが生じることを抑制することができる。これにより、最終的に得られるインダクタ部品１００内にて、第１の磁性体層１０Ａと第２の磁性体層１０Ｂとの間の界面領域においてクラックが生じることを抑制することができる。そのため、磁気ギャップ層としての第２の磁性体層１０Ｂによりコイル部４０から発生する磁束の制御を好適に実施でき、それによってインダクタ部品１００の直流重畳特性をより好適に図ることができる。

なお、金属磁性粒子Ｂは、金属磁性粒子Ａと同様に金属磁性材料で構成されるコア部を少なくとも含み、コア部に加えコア部の表面に設けられた絶縁性被膜を含むことができる。金属磁性粒子Ｂの平均粒径は、０．５μｍ以上７．０μｍ未満であることが好ましく、例えば２．０μｍであることができる。コア部および絶縁性被膜の採り得る材料等は金属磁性粒子Ａのものと同様である。そのため、その説明については重複を避けるため省略する。

ある好適な態様では、第２の磁性体層１０Ｂの金属磁性粒子Ｂの平均粒径は第１の磁性体層１０Ａの金属磁性粒子Ａの平均粒径よりも小さいことが好ましい。

上述のように、第１の磁性体層１０Ａも第２の磁性体層１０Ｂも共に金属磁性粒子を含み得る。ここで、金属磁性粒子の粒子径と磁性体の透磁率との間には相関関係が成り立ち得る。かかる関係をふまえ、第２の磁性体層１０Ｂの金属磁性粒子Ｂの平均粒径を第１の磁性体層１０Ａの金属磁性粒子Ａの平均粒径よりも小さくする。これにより、インダクタ部品１００の構成要素である第２の磁性体層１０Ｂの透磁率を第１の磁性体層１０Ａの透磁率よりも小さくすることができる。

なお、金属磁性粒子の平均粒径は次のように測定することが出来る。まず、コイル部品を切断して断面を形成する。断面は、コイル部の巻回軸を含み、素体部の側面と直交する面が好ましい。この断面をイオンミリングにより加工する。加工後の断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察する。ＳＥＭの拡大倍率は５００倍以上５０００倍以下程度に設定することが好ましい。得られたＳＥＭ像から、４０個の金属磁性粒子を無作為に抽出し、画像解析により、各金属磁性粒子の円相当径を算出し、それを各金属磁性粒子の粒径とする。各金属磁性粒子の形状を、上述のようにして求めた粒径を直径とする球と仮定し、各金属磁性粒子の体積を、球の体積として算出する。そして、上述のようにして求めた粒径と体積より、金属磁性粒子の平均粒径（体積基準のメジアン径Ｄ５０）を算出する。

ある好適な態様では、断面視で、第２の磁性体層１０Ｂが絶縁部５０と接するように配置されていることが好ましい（図１Ａ等参照）。なお、断面視する面は任意の断面を選択可能であるが、コイル部の巻回軸を含み、素体部の側面と直交する面が好ましい。

上述のように、本発明の一実施形態では、第２磁性体層１０Ｂの透磁率が絶縁部５０の透磁率よりも大きくなっている。コイル部４０から発生する磁束は透磁率の高い側を通る性質を有し得るため、磁束は第２の磁性体層１０Ｂと比べて絶縁部５０をより通じにくい。この際、第２の磁性体層１０Ｂと絶縁部５０とが互いに接する関係であれば、第２の磁性体層１０Ｂの端部と絶縁部５０の端部との間に第１の磁性体層１０Ａが存在しないため、第１の磁性体層１０Ａ側から第２の磁性体層１０Ｂを介することなく絶縁部５０側へと磁束が通じることを好適に回避することができる。

ある好適な態様では、断面視で第２の磁性体層１０ＢＩが導体パターン３０間に配置された絶縁部５０のうちの少なくとも１つと接し、第２の磁性体層１０ＢＩの厚みＷ１は第２の磁性体層１０ＢＩと接する絶縁部５０の厚みＷ２よりも厚いことが好ましい（図２参照）。又、ある好適な態様では、第２の磁性体層１０ＢＩが、第１の磁性体層１０Ａの金属磁性粒子Ａの平均粒径Ｄよりも相対的に大きい厚みＷ１を有することが好ましい（図３参照）。特に限定されるものではないが、第２の磁性体層１０ＢＩは、１０μｍ以上５０μｍ以下、例えば１５μｍの厚みＷ１を有することができる。

なお、Ｗ１とＷ２は次のように測定することが出来る。まず、コイル部品を切断して断面を形成する。断面は、コイル部の巻回軸を含み、素体部の側面と直交する面が好ましい。この断面をイオンミリングにより加工する。加工後の断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察する。得られたＳＥＭ像から、断面中における第２の磁性体層１０ＢＩの巻回軸方向の厚みの最大値を求め、第２の磁性体層１０ＢＩの厚みＷ１とする。また、断面中における第２の磁性体層１０ＢＩと接する絶縁部５０の巻回軸方向の厚みの最大値を求め、絶縁部５０の厚みＷ２とする。

上述のように、本発明の一実施形態に係るインダクタ部品１００の製造途中において、所定圧力による熱圧着を実施して未焼成積層体を形成する。当該熱圧着時には、積層方向において、磁気ギャップ層として機能し得る第２磁性体層の前駆体（製造後の第２磁性体層に相当）が第１磁性体層の前駆体（製造後の第１磁性体層に相当）に含まれる金属磁性粒子Ａにより圧縮される可能性がある。特に、大粒子径Ｄ_Ｌが第２磁性体層の前駆体の厚みと略同一またはそれ以上である場合、その圧縮の程度は大きくなる。そのため、第２磁性体層の前駆体が所望の任意の厚さを担保できない可能性がある。

この点につき、上記態様によれば、第２の磁性体層１０ＢＩの厚みが導体パターン３０間に配置された絶縁部５０よりも相対的に厚い。又、第２の磁性体層１０ＢＩの厚みが第１の磁性体層１０Ａの金属磁性粒子Ａの平均粒径Ｄよりも相対的に大きい厚みを有する。そのため、第２磁性体層の前駆体が金属磁性粒子Ａにより圧縮されて所望の任意の厚さを担保できないことを好適に回避することができる。又、相対的に厚いため、第２の磁性体層１０Ｂの磁気ギャップ層として寄与する領域を拡げることができる。これにより、かかる領域の拡大に起因して、コイル部４０から発生する磁束の飽和をより好適に制御することができ、直流重畳特性の向上をより図ることができる。

なお、第２の磁性体層については、図１Ａおよび図２では、コイル部４０の内側領域４１に１層設けられている態様が示されているが、２層以上設けても良い（図４参照）。第２の磁性体層の厚みおよび層数は、第１の磁性体層と第２の磁性体層との透磁率の関係により任意に設定することができるが、２層以上設けることで直流重畳特性の低下をより好適に抑制可能である。

好ましくは、コイル部４０の内側領域４１に第２の磁性体層１０Ｂを２層以上設ける場合、直流重畳特性の低下防止に加えインダクタンスの低下防止も図る観点から、これら２層以上の第２の磁性体層１０Ｂは、互いに離隔した状態で配置され得る(図４参照)。より好ましくは、コイル部４０の内側領域４１に第２の磁性体層１０Ｂを２層以上設ける場合、磁気ギャップ層として寄与する領域を増やす観点から、これら２層以上の第２の磁性体層１０Ｂは、複数の導体パターン３０間に配置された全ての絶縁部５０の各々に接するように設けられ得る。

なお、第２の磁性体層１０Ｂの厚さに着目した場合、断面視で、第２の磁性体層１０Ｂの端部領域は第２の磁性体層１０Ｂの中央領域よりも厚いことが好ましい。インダクタ部品の小型化が進むにつれて、磁束の集中はコイル部４０の内側領域４１にて生じやすくなる。この点につき、本願発明者らは、当該磁束の集中がコイル部４０の内側領域４１の中央側よりも端部側で顕著である傾向にあることを見出している。

かかる事項を鑑み、断面視で第２の磁性体層１０Ｂの厚みは略一定ではなく局所的な大小関係があることが好ましい。具体的には、断面視で、第２の磁性体層１０Ｂの端部領域（コイル部４０の内側領域４１の端部側に対応する領域）は第２の磁性体層１０Ｂの中央領域（コイル部４０の内側領域４１の中央側に対応する領域）よりも厚いことが好ましい。これにより、磁束が特に集中しやすい箇所における磁束飽和を好適に制御することができる。

ある好適な態様では、コイル部４０の外側領域４２にも第２の磁性体層１０Ｂ_２が更に設けられていることが好ましい（図５参照）。

上述のように、インダクタ部品の小型化が進むにつれて、磁束の集中はコイル部４０の内側領域４１にて生じやすくなるため、当該内側領域４１内に磁気ギャップ層としての第２の磁性体層１０Ｂ_１を設ける。この点につき、コイル部４０の内側に磁束は集中しやすいものの、その外側領域４２においても同様に磁束集中が発生する。かかる事情を鑑み、外側領域４２にも第２の磁性体層１０Ｂ_２を更に設けることが好ましい。

一例としては、図５に示すように、コイル部４０の内側領域４１と外側領域４２とにそれぞれ設けられた第２の磁性体層１０Ｂ_１、１０Ｂ_２が、導体パターン３０間に配置された単一の絶縁部５０に接するように設けられ得る。以上のように、外側領域４２にも第２の磁性体層１０Ｂ_２を配置することで、コイル部４０の内側領域４１にのみ第２の磁性体層１０Ｂ_１を配置する場合と比べて、インダクタ１００ＩＶの内部にて磁気ギャップ層として寄与する領域をより増やすことができる。その結果、コイル部４０から発生する磁束の飽和をより好適に制御することができ、直流重畳特性の向上をより図ることができる。

この第２の磁性体層１０Ｂ_２の配置は、インダクタ部品の所望のインダクタンスおよび直流重畳特性を考慮して、任意に設定することができる。なお、内側領域４１の第２の磁性体層１０Ｂ_１と外側領域４２の第２の磁性体層１０Ｂ_２を繋ぐように、導体パターン間にも第２の磁性体層が設けられてもよい。

好ましくは、コイル部４０の内側領域４１と外側領域４２とにそれぞれ設けられた第２の磁性体層１０Ｂ_１、１０Ｂ_２が、複数の導体パターン３０間に配置された全ての絶縁部５０の各々にそれぞれ接するように複数層設けられ得る（図６参照）。即ち、各絶縁部５０の外側部分と内側部分に磁気ギャップ層としての第２の磁性体層がそれぞれ位置付けられる。換言すれば、各絶縁部５０は磁気ギャップとしての第２の磁性体層１０Ｂ_１、１０Ｂ_２に挟み込まれるように配置され得る。これにより、インダクタ１００ＩＶの内部にて、磁気ギャップ層として寄与する領域を更により増やすことができる。その結果、コイル部４０から発生する磁束の飽和を更により好適に制御することができ、直流重畳特性の向上を更により図ることができる。

以上、本発明の一実施形態について説明してきたが、本発明の適用範囲のうちの典型例を例示したに過ぎない。従って、本発明はこれに限定されず、種々の改変がなされ得ることを当業者は容易に理解されよう。

本発明の一実施形態に係るインダクタ部品は、回路基材等に実装して用いることができる。

１００、１００Ｉ、１００ＩＩ、１００ＩＩＩ、１００ＩＶインダクタ
１０Ａ第１の磁性体層
１０Ｂ第２の磁性体層
１０Ａα 第１の磁性体層用ペーストの印刷層
１０Ｂα 第２の磁性体層用ペーストの印刷層
２０素体部
３０導体パターン
３０α 導体パターン用ペーストの印刷層
４０コイル部
４１コイル部の内側領域
４２コイル部の外側領域
５０絶縁部
５０α 絶縁部用ペーストの印刷層
６０Ａ、６０Ｂ外部電極
Ａ金属磁性粒子
Ａ１コア部
Ａ２絶縁性被膜

Claims

金属磁性粒子を含む第１の磁性体層が積層された素体部と、前記素体部内にて複数の導体パターンが螺旋状に接続されたコイル部と、前記導体パターン間に配置された絶縁部とを備え、
少なくとも前記コイル部の内側領域に該コイル部の巻回軸方向に対して交差する方向に延在するように、第２の磁性体層が設けられ、および、
前記第２の磁性体層の透磁率が、前記第１の磁性体層の透磁率よりも小さくかつ前記絶縁部の透磁率よりも大きい、インダクタ部品。
前記第２の磁性体層が金属磁性粒子を含む、請求項１に記載のインダクタ部品。
前記第２の磁性体層の金属磁性粒子の平均粒径が前記第１の磁性体層の金属磁性粒子の平均粒径よりも小さい、請求項２に記載のインダクタ部品。
断面視で、前記第２の磁性体層が前記絶縁部と接するように配置されている、請求項１～３のいずれかに記載のインダクタ部品。
前記第２の磁性体層が、少なくとも前記第１の磁性体層の金属磁性粒子の平均粒径よりも相対的に大きい厚みを有する、請求項１～４のいずれかに記載のインダクタ部品。
前記相対的に大きな厚みを有する前記第２の磁性体層が前記コイル部の前記内側領域に設けられている、請求項５に記載のインダクタ部品。
前記第２の磁性体層が前記コイル部の前記内側領域に互いに離隔した状態で２層以上設けられている、請求項１～６のいずれかに記載のインダクタ部品。
断面視で、前記第２の磁性体層が前記絶縁部と接するように配置され、前記第２の磁性体層の厚みは前記第２の磁性体層と接する前記絶縁部よりも厚い、請求項１～７のいずれかに記載のインダクタ部品。
前記コイル部の外側領域に前記第２の磁性体層が更に設けられている、請求項１～８のいずれかに記載のインダクタ部品。
前記コイル部の前記内側領域と前記外側領域とにそれぞれ設けられた前記第２の磁性体層が、前記複数の導体パターン間に配置された全ての前記絶縁部の各々にそれぞれ接するように複数層設けられている、請求項９に記載のインダクタ部品。
前記絶縁部が、非磁性体部および前記第２磁性体層の透磁率よりも小さい透磁率を有する低磁性体部の少なくとも一方である、請求項１～１０のいずれかに記載のインダクタ部品。
前記非磁性体部が非磁性フェライト部である、請求項１１に記載のインダクタ部品。