JP2023092705A - コイル部品、回路基板、電子機器およびコイル部品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】外部電極に掛かる応力集中を低減させるコイル部品及びその製造方法を提供する。
【解決手段】コイル部品は、基体１１と、基体１１の内部及び表面の少なくとも一方に設けられる導体と、基体１１が有する互いに隣り合った第１面及び第２面のうち第１面に設けられる第１下地電極層１２１ａと、第２面に設けられ、第１下地電極層１２１ａとは少なくとも一部が離間する第２下地電極層１２１ｂと、第１下地電極層１２１ａ及び第２下地電極層１２１ｂを覆う連続した金属層（ニッケル層１２２及びスズ層１２３からなる）とから形成され、導体と電気的に接続される外部電極１２と、を備える。
【選択図】図１１

Description

本発明は、コイル部品、回路基板、電子機器およびコイル部品の製造方法に関する。

通信機器や車載電装機器などの電子機器は、高性能化が進み、これに合わせて電子部品は高い性能と共に小型化が求められている。また、電子部品の使われる用途は広がる一方であり、用途の広がりに伴って、電子部品にはより多くのことが求められている。特に、使用環境に対する要求が高まっており、温度、湿度の厳しい環境に対応できる電子部品が必要となっている。

電子部品の小型化と使用環境への対応の検討は従来も行われており、多くの場合は電子部品を作る材料の見直しや材料の組み合わせを変えることが検討されている。つまり、電子部品の中で弱い部分があれば、強い材料に置き換えることが検討される。また、２つの材料が組み合わされる部分では２つの材料の性質を近づけることが検討される。しかし、全く異なる材料の組み合わせの場合、２つの材料の性質を近づけることは難しい。

例えば電子部品の積層体と外部電極の性質が大きく異なると製造過程や使用時に２つの材料の間に応力が生じる。このため特許文献１では、積層体と外部電極との寸法調整による残留応力の低減が提案されている。

また、多くの電子部品において、外部電極は２つ以上の材料で作られることが多く、外部電極に応力が生じる。コイル部品も２つ以上の材料で作られることが多い。より詳しくは、多くのコイル部品は、基体の表面に外部電極を接続させるための下地電極層と、基板に外部電極を実装するためのめっき層とを有する。異なる層を重ねた構造を有する外部電極においては、それぞれの層における性質の違いなどにより外部電極内で応力が発生している。この応力は、各層を作る金属が多いほど大きく成り易く、また各金属層の間での密度の差が大きいほど、金属層間で応力が発生し易くなる。

コイル部品においては、実装時の安定性や機械的強度を高めるためだけでなく、外部電極の抵抗を低く抑えるため、金属層の密度を高くし、また厚みを大きくすることが望まれる。このように金属層（外部電極）の密度を高めることは、外部電極内での応力を更に高める原因となる。

また、例えば特許文献２には、コイル部品の小型化に伴う外部電極の面積縮小に対し、固着力の低下抑制を図る技術が提案されている。

特開２０１５－０５３４９５号公報 特開２０１８－１４２６７１号公報

しかし、外部電極に掛かる応力としては、基板にコイル部品が実装された時の基板やはんだなどからの応力がある。特許文献２の場合には、基体と外部電極との接触面積が小さいため、基板への接続が強固になることで、逆にはんだから受ける応力が外部電極の一点に集中してしまう。即ち、基板からの引っ張り応力が基板に垂直な方向の力として端面部電極に掛かり、特に高さの高い中央部に集中することになる。また、基板からの応力は、基板とコイル部品の線熱膨張係数の違いによって基板に平行な方向にも生じており、垂直方向と平行方向の応力は複合的に大きな応力となってしまう。
そこで、本発明は、外部電極に掛かる応力集中の低減を目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の一態様に係るコイル部品は、基体と、上記基体の内部および表面の少なくとも一方に設けられる導体と、上記基体が有する互いに隣り合った第１面および第２面のうち当該第１面に設けられる第１下地電極層と、当該第２面に設けられ、当該第１下地電極層とは少なくとも一部が離間する第２下地電極層と、当該第１下地電極層および当該第２下地電極層を覆う連続した金属層とから形成され、前記導体と電気的に接続される外部電極とを備える。

また、本発明の一態様に係るコイル部品によれば、上記外部電極は、上記第１下地電極層と上記記第２下地電極層との間に、上記第１下地電極層および上記第２下地電極層とは少なくとも一部が離間する複数の第３下地電極層を有する。

また、本発明の一態様に係るコイル部品によれば、上記第２面は、上記コイル部品の実装時に基板に対向する底面であり、上記第１面は端面であり、上記金属層の、上記底面から上記端面に至る延伸方向における長さは、当該端面側の方が当該底面側よりも短い。
また、本発明の一態様に係るコイル部品によれば、上記金属層は、上記下地電極層よりも金属充填率が高い。

また、本発明の一態様に係るコイル部品によれば、上記金属層は、上記第１下地電極層および上記２下地電極層を覆う連続したニッケル層と、上記ニッケル層を覆い、当該ニッケル層よりも薄いスズ層と、を有する。
また、本発明の一態様に係るコイル部品によれば、上記外部電極は、上記第１下地電極層および上記第２下地電極層の少なくとも一方と上記金属層との間に導電性樹脂層を有する。

また、本発明の一態様に係る回路基板は、いずれかの上記コイル部品と、上記コイル部品が上記外部電極を介するはんだ接合で実装された基板と、を備える。
また、本発明の一態様に係る電子機器は、上記回路基板を備える。

また、本発明の一態様に係るコイル部品の製造方法は、いずれかの上記コイル部品を製造する製造方法であって、上記基体の、上記第１面と上記第２面との境界部分に凹凸を形成する工程と、上記凹凸が形成された上記基体に対し、下地電極層の材料を上記第１面から上記第２面まで付与する工程と、上記材料の付与と同時あるいは付与の後に、少なくとも一部が互いに離間した上記第１下地電極層および上記第２下地電極層を形成する工程と、
を有する。

また、本発明の一態様に係るコイル部品の製造方法は、いずれかの上記コイル部品を製造する製造方法であって、上記基体に対し、下地電極層の材料を上記第１面から上記第２面まで付与する工程と、上記第１面と上記第２面との境界部分について付与された上記材料を減らすことで、少なくとも一部が互いに離間した前記第１下地電極層および前記第２下地電極層を形成する工程と、
を有する。

本発明によれば、外部電極に掛かる応力を低減させることができる。

本発明の一実施形態に係るコイル部品を示す斜視図である。 基体を示す斜視図である。 導体を示す上面図である。 コイル部品の変形例を示す斜視図である。 コイル部品の変形例における基体の形状を示す斜視図である。 コイル部品の他の変形例を示す斜視図である。 コイル部品の他の変形例における基体の形状を示す斜視図である。 図１～図３に示すコイル部品１が実装された回路基板を示す図である。 回路基板の一部拡大図である。 外部電極の層構造を示す図である。 第２実施形態における外部電極の層構造を示す図である。 第３実施形態における外部電極の層構造を示す図である。 第４実施形態における外部電極の層構造を示す図である。 外部電極の層構造を形成する第１の形成方法を示す図である。 外部電極の層構造を形成する第２の形成方法を示す図である。 外部電極の層構造を形成する第３の形成方法を示す図である。

以下、添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、以下の実施形態は本発明を限定するものではなく、実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の構成に必須のものとは限らない。実施形態の構成は、本発明が適用される装置の仕様や各種条件（使用条件、使用環境等）によって適宜修正または変更され得る。

本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって画定され、以下の個別の実施形態によって限定されない。以下の説明に用いる図面は、各構成を分かり易くするため、実際の構造と縮尺および形状などを異ならせることがある。先に説明した図面に示された構成要素については、後の図面の説明で適宜に参照する場合がある。

＜コイル部品の外観＞
図１は、本発明の一実施形態に係るコイル部品を示す斜視図である。
コイル部品１は、インダクタ、トランス、フィルタ、リアクトルこれら以外の様々なコイル部品であってもよい。コイル部品１は、カップルドインダクタ、チョークコイルおよびこれら以外の様々な磁気結合型コイル部品であってもよい。コイル部品１は、例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータに用いられるインダクタであってもよい。コイル部品１の用途は、本明細書で明示されるものには限定されない。

本明細書においては、文脈上別に解される場合を除き、方向の説明は、図１の「Ｌ軸」方向、「Ｗ軸」方向および「Ｈ軸」方向を基準に用い、それぞれ、「長さ」方向、「幅」方向および「高さ」方向と称する。「高さ」方向については「厚さ」方向と呼ぶ場合もある。

コイル部品１は、直方体形状の外形を有する。即ちコイル部品１は、長さ方向の両端に第１の端面１ａおよび第２の端面１ｂを有し、高さ方向の両端に第１の主面１ｃ（上面１ｃ）および第２の主面１ｄ（底面１ｄ）を有し、幅方向の両端に前面１ｅおよび後面１ｆを有する。図１には、コイル部品１の底面１ｄ側が上向きで上面１ｃ側が下向きとなった姿勢でコイル部品１が示されている。

コイル部品１の第１の端面１ａ、第２の端面１ｂ、第１の主面１ｃ、第２の主面１ｄ、前面１ｅおよび後面１ｆはいずれも、平坦な平面であってもよいし湾曲した湾曲面であってもよい。また、コイル部品１の８つの角部および１２の稜線部は、丸みを有していてもよい。

本明細書においては、コイル部品１の第１の端面１ａ、第２の端面１ｂ、第１の主面１ｃ、第２の主面１ｄ、前面１ｅおよび後面１ｆの一部が湾曲している場合や、コイル部品１の角部や稜線部が丸みを有している場合にも、かかる形状を「直方体形状」と称することがある。つまり、本明細書において「直方体」又は「直方体形状」という場合には、数学的に厳密な意味での「直方体」を意味するものではない。

＜コイル部品の構造＞
本発明の一実施形態におけるコイル部品１は、基体１１と外部電極１２と外装部１３とを有し、内部に導体を有する。ここで基体１１としては、ドラムコアと称される、基体１１の表面に導体が巻き付けられるものであってもよく、基体１１の内部に導体が配置されるものであってもよい。

図２は、基体１１を示す斜視図であり、図３は、導体１４を示す上面図である。以下、図１～図３を参照して説明する。
基体１１は、磁性材料又は非磁性材料から成る。基体１１用の磁性材料としては、例えば、フェライトおよび軟磁性合金材を用いることができる。基体１１用の非磁性材料としては、アルミナやガラスを用いることができる。基体１１用の磁性材料は、各種の結晶質もしくは非晶質の合金磁性材料、または結晶質の材料と非晶質の材料とを組合せた材料であってもよい。

基体１１用の磁性材料として用いられ得る結晶質の合金磁性材料は、例えば、Ｆｅ（鉄）を主成分として５０ｗｔ％以上、または８５ｗｔ％以上含み、Ｓｉ（シリコン）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｃｒ（クロム）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｔｉ（チタン）、およびＺｒ（ジルコニウム）から成る群より選択される１以上の元素を含む結晶質の合金材料である。基体１０用の磁性材料として用いられ得る非晶質の合金磁性材料は、例えば、Ｓｉ（シリコン）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｃｒ（クロム）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｔｉ（チタン）、Ｚｒ（ジルコニウム）のいずれかに加えてＢ（ホウ素）又はＣ（炭素）のいずれか一方を含む非晶質の合金材料である。

基体１１用の磁性材料としては、Ｆｅ（鉄）および不可避不純物から成る純鉄を用いることができる。基体１１用の磁性材料としては、Ｆｅ（鉄）および不可避不純物から成る純鉄と各種の結晶質もしくは非晶質の合金磁性材料とを組み合わせた材料を用いることもできる。基体１１の材料は、本明細書で明示されるものに限られず、基体の材料として公知の任意の材料を用いることができる。

基体１１は、例えば、上述した磁性材料又は非磁性材料の粉末を潤滑剤と混合し、この混合材料を成形用の金型のキャビティに充填してプレス成形することにより圧粉体を作製し、この圧粉体を熱処理することにより作製される。また、基体１１は、上述した磁性材料又は非磁性材料の粉末を樹脂、ガラス、又は絶縁性酸化物（例えば、Ｎｉ－Ｚｎフェライトやシリカ）と混合し、この混合材料を成形して熱処理することによっても作製できる。熱処理は、用いる原材料により２００℃以下の温度で熱硬化させても、６００℃以上あるいは１０００℃以上の温度で焼結させてもよい。

導体１４は、導電性に優れた金属材料から成る。導体１４用の金属材料としては、例えば、Ｃｕ（銅）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｎｉ（ニッケル）、もしくはＡｇ（銀）のうちの１以上の金属、又はこれらの金属のいずれかを含む合金が用いられ得る。導体１４の表面には絶縁被膜が設けられていてもよい。導体１４は、基体１１の表面または内部に設けられる。導体１４は、図３に示すように１つの基体１１に対して１つ設けられてもよいし、あるいは導体１４は、１つの基体１１に対して複数設けられてもよい。

本発明の一実施形態における基体１１はドラムコアと称されるものであり、フランジ１１ａと巻芯１１ｂを有する。
本発明の一実施形態において、巻芯１１ｂは、長さ方向に延びた略四角柱形状をなしている。巻芯１１ｂは、図示された形状以外にも、導体１４が周回するために適した任意の形状をとることができる。例えば、巻芯１１ｂは、三角柱形状、五角柱形状、もしくは六角柱形状等の多角柱形状であってもよく、あるいは、巻芯１１ｂは、円柱形状、楕円柱形状、もしくは截頭円錐形状であってもよい。

フランジ１１ａは、長さ方向に延びた巻芯１１ｂの両端に設けられている。フランジ１１ａは巻芯１１ｂに対して垂直な方向に延伸している。本明細書において、「垂直」、「直交」、および「平行」という用語を使用するときには、数学的に厳密な意味で使用するものではない。例えば、フランジ１１ａが巻芯１１ｂと垂直な方向に延伸するという場合、フランジ１１ａと巻芯１１ｂとが為す角度は、９０°であってもよいが概ね９０°であればよい。概ね９０°の角度の範囲には、７０°～１１０°、７５°～１０５°、８０°～１００°、又は８５°～９５°の範囲内の任意の角度が含まれうる。「平行」、「直交」およびこれら以外の本明細書に含まれる数学的に厳密に解釈し得る用語についても、同様に、本発明の趣旨、文脈、および技術常識を考慮して、厳密な数学の意味よりも幅を持った解釈を取り得る。

本発明の一実施形態において、導体１４は、基体１１の巻芯１１ｂの外周に導線が巻き付けられて形成される。導線は、例えば０．２ｍｍ以下、または０．１ｍｍ以下、更には０．０２ｍｍ以下の太さを有する。導体１４を形成する導線の両端はフランジ１１ａ上で外部電極１２と接合される。

外部電極１２は、導電性に優れた金属材料から成る。外部電極１２の金属材料としては、例えばＣｕ（銅）、Ａｇ（銀）が用いられ、更にＮｉ（ニッケル）、Ｐｄ（パラジウム）、Ｓｎ（スズ）が用いられる。外部電極１２は、上記金属材料を主成分とする層、または一部で合金化した層が重なり、層状に形成される。外部電極１２は、例えば、ディップ（浸漬）による金属材料の塗布、スパッタリング法、あるいは蒸着法により形成される。

コイル部品１には外装部１３が設けられてもよい。外装部１３が設けられる場合、外装部１３は、２つのフランジ１１ａの間に収まるように導体１４を覆う。外装部１３は、外装部１３を設けることでコイル部品１の外形寸法に影響しないように設けられる。外装部１３が設けられる場合であっても、外装部１３は導体１４の全周を覆う必要はなく、少なくともコイル部品１の上面１ｃを形成するように設けられる。例えば、外装部１３は、周回部２１のうち上面１ｃ側のみを覆うことができ、あるいは、外装部１３は、コイル部品の上面１ｃ側から下面１ｄ側に向かって半分程度の範囲に設けられる。これにより実装時の吸着性を確保もしくは向上させることができる。

外装部１３は、例えば、２つのフランジ１１ａの間に樹脂を充填することにより形成される。外装部１３は、樹脂又はフィラーを含有する樹脂から構成される。外装部１３の材料としては、巻線タイプのコイル部品において巻線を被覆するために用いられる任意の樹脂材料が用いられ得る。フィラーとしては、磁性材料又は非磁性材料が用いられ得る。外装部１３は、樹脂、フィラーなどを含む複合材料をディスペンサーなどにより導体１４の外側を覆うように塗布し、樹脂成分を硬化することで形成される。

外装部１３は、樹脂以外の材料から形成されてもよい。樹脂以外の外装部１３の素材は、金属、セラミックス又はそれ以外の素材である。外装部１３は、例えば、金属、セラミックス又はそれ以外の素材から成る箔、板、又はこれらの複合部材を２つのフランジ１１ａの間に設けることで形成される。

＜変形例＞
基体１１などの構造は図１～図３に示された構造に限定されない。
図４は、コイル部品１の変形例を示す斜視図であり、図５は、コイル部品１の変形例における基体１１の形状を示す斜視図である。

図４、図５に示す変形例のコイル部品１も、基体１１と外部電極１２と外装部１３とを有し、内部に導体を有する。変形例の場合、基体１１は高さ方向に延びる巻芯１１ｂを有し、フランジ１１ａは、長さ方向に延びた巻芯１１ｂの両端に設けられている。このため、外部電極１２は、巻芯１１ｂの一端側のフランジ１１ａに対して２つ設けられている。

図６は、コイル部品１の他の変形例を示す斜視図であり、図７は、コイル部品１の他の変形例における基体１１の形状を示す斜視図である。

図６、図７に示す変形例のコイル部品１の場合、基体１１はドラムコアではなく、直方体形状の外形を有する。図６、図７に示す変形例では、導体が基体１１内部に設けられる。図６、図７に示す変形例の場合、コイル部品１は、例えば、積層により基体１１と内部導体が一体で形成される。

積層による形成では、上述した複合磁性材料からなる磁性シートが複数用意され、磁性シートの表面に、導体を形成するための平面状の導体パターンが例えば印刷などで作成される。導体パターンの形成には、めっきや、蒸着、ペーストの転写など印刷以外の手法が用いられてもよい。

また、各導体パターンを接続する引き出し導体が形成される。引き出し導体は、例えば印刷、充填によって作られる。引き出し導体の印刷は導体パターンの印刷と同時に行われてもよく個別に行われてもよい。引き出し導体の形成にも、めっきや、蒸着、ペーストの転写など印刷以外の手法が用いられてもよい。

その後、磁性シートと、導体パターンや引き出し導体が施された磁性シートとが重ねられ、圧着されて積層体が得られる。そして、得られた積層体が個片化され、熱処理が行われて、導体を内蔵した基体１１が得られる。積層体の熱処理では、６００～８５０℃の熱処理で樹脂を熱分解で除去するとともに磁性材料を焼結させてもよい。

＜外部電極の構造＞
図８は、図１～図３に示すコイル部品１が実装された回路基板を示す図であり、図９は、回路基板の一部拡大図である。
コイル部品１は、基板２ａに実装される。基板２ａには、例えば２つのランド部３が設けられている。コイル部品１は、２つの外部電極１２のそれぞれと基板２ａの対応するランド部３とがはんだ４で接合されることで基板２ａに実装される。本発明の一実施形態による回路基板２は、コイル部品１と、このコイル部品１が実装された基板２ａと、を備える。回路基板２は、様々な電子機器に備えられる。回路基板２を備えた電子機器としては、スマートフォン、タブレット、ゲームコンソール、自動車の電装品、サーバ、ボードコンピュータおよびこれら以外の様々な電子機器が想定される。

外部電極１２は、端面１ａ、１ｂ側に延びた端面部分１２ａと、底面１ｄ側に延びた底面部分１２ｂとを有し、底面１ｄから端面１ａ、１ｂに至る延伸方向に、２つの面に亘って延びている。即ち、端面部分１２ａでは延伸方向がコイル部品１の高さ方向となり、底面部分１２ｂでは延伸方向がコイル部品１の長さ方向となる。外部電極１２は、更に、前面１ｅおよび後面１ｆに至る部分を有してもよい。

外部電極１２に掛かる応力について本発明の発明者らが検討を行った結果、外部電極１２の一部を構成する後述するめっき層に主に起因した、外部電極１２自体で生じるものと、基板２ａに実装した時のはんだ４から受けるものが大きく影響することがわかってきた。

上述したように、外部電極１２は層構造を有している。
図１０は、外部電極１２の層構造を示す図である。図１０には、図８、図９に示す領域Ｒに相当する箇所が拡大して示されている。
本発明の一実施形態において、外部電極１２は、基体１１の表面に例えばＣｕ（銅）、Ａｇ（銀）が用いられて形成された下地電極層１２１と、Ｎｉ（ニッケル）が用いられて例えばめっきで形成されたニッケル層１２２と、Ｓｎ（スズ）が用いられて例えばめっきで形成されたスズ層１２３とを有する。ニッケル層１２２とスズ層１２３とは、一体の金属層としての役割を有する。

下地電極層１２１は、スパッタリング、金属材料を含むペーストの塗布、焼結などにより基体１１の表面に直接形成される。ニッケル層１２２およびスズ層１２３は、めっき以外のスパッタリング法や蒸着法などで形成されてもよい。

下地電極層１２１は、端面１ａ、１ｂ側に位置する端面部分１２１ａと、底面１ｄ側に位置する底面部分１２１ｂとに分かれている。そのため、基体１１の表面には、下地電極層１２１が存在しない不連続領域１１ｃが存在し、端面部分１２１ａと底面部分１２１ｂとの間は不連続となっており、端面部分１２１ａと底面部分１２１ｂとは少なくとも一部で離間している。不連続領域１１ｃは、端面１ａ、１ｂと底面１ｄとの境界部分に存在し、図１０の奥行方向（即ち、コイル部品１の幅方向）に延びている。

不連続領域１１ｃの存在については、基体１１の稜線部における断面をＳＥＭ等により観察することで確認することができる。例えば、ＳＥＭによる観察を行うことで、ニッケル層１２２およびスズ層１２３からなる金属層が基体１１と接している接触部分か、または酸素原子の存在による空隙部分か、のいずれかとして不連続領域１１ｃを確認することができる。

外部電極１２の中で生じる応力としては、外部電極１２自体で生じる応力と、外部電極１２と基体１１との間で生じる応力とが存在する。外部電極１２自体で生じる応力は、下地電極層１２１と金属層との性質の差によって生じる応力であり、外部電極１２と基体１１との間で生じる応力は、基体１１と下地電極層１２１との性質の差によって生じる応力である。また、外部電極１２の中で生じる応力は、外部電極１２の端面１ａ、１ｂ側で生じるとともに、外部電極１２の底面１ｄ側でも生じる。

外部電極１２の中で生じる応力は、下地電極層１２１の端面部分１２１ａと底面部分１２１ｂとの間に不連続領域１１ｃが存在して離間していることにより、外部電極１２の端面１ａ、１ｂ側で生じる応力と、外部電極１２の底面１ｄ側で生じる応力とが分離され、外部電極１２全体としての応力が分散され、応力の集中が緩和される。
また、外部電極は、端面部分１２１ａと底面部分１２１ｂとこの２つの間とに存在し、底面部分１２１ｂと対向する部分には設けないようにすることでも、更に応力を抑えることができる。また、応力を生じる面の数は、４面、または３面、更には２面と数が少ないことで応力の集中が緩和される。

不連続領域１１ｃが存在することによる応力の分散は、外部電極１２自体で生じる応力と、外部電極１２と基体１１との間で生じる応力との双方について作用する。即ち、いずれの応力も下地電極層１２１の表裏面で生じているので、端面部分１２１ａと底面部分１２１ｂとの間の不連続領域１１ｃで伝達が途切れ、外部電極１２全体としての応力が緩和される。

また、図８に示すように、底面１ｄから端面１ａ、１ｂに至る延伸方向における端面部分１２ａと底面部分１２ｂの長さＬ１、Ｌ２は、端面部分１２ａの長さＬ１の方が、底面部分１２ｂの長さＬ２よりも短い。これにより、端面１ａ、１ｂ側で外部電極１２に掛かる応力の集中が緩和される。
特に、基板２ａに実装した時のはんだ４から受ける応力は端面１ａ、１ｂの方向に大きく掛かり、更には基板２ａの撓みによる応力はほぼ端面１ａ、１ｂの方向のみ掛かることから、端面部分１２１ａと底面部分１２１ｂとの間以外の部分に不連続領域１１ｃを設けても、この端面１ａ、１ｂの方向に掛かる応力の集中を緩和する効果は得られない。

ニッケル層１２２およびスズ層１２３からなる金属層の金属充填率は、めっきによる形成の場合は９７～９９［ｖｏｌ％］であり、スパッタリングによる形成の場合には９７～９９．５［ｖｏｌ％］である。これに対して下地電極層１２１の金属充填率は、７８～９５［ｖｏｌ％］である。従って、金属層の金属充填率は下地電極層１２１の金属充填率よりも高い。

ここで、金属充填率は、断面をＳＥＭで５，００００倍に拡大して観察し、画像処理により断面に存在する金属の部分と金属以外の部分とのそれぞれについて面積を求め、断面の全面積に対する金属部分の面積を算出することで得た値である。金属以外の部分としては、空隙、樹脂成分、あるいは不純物の混入などが存在する。

本発明の一実施形態によれば、外部電極の応力の集中を緩和できることになり、金属層の金属充填率を高めることができる。これにより、下地電極層１２１の金属充填率よりも高い金属充填率の金属層が下地電極層１２１を覆っていることにより、欠陥の少ない金属層で下地電極層１２１が覆われることになるので、コイル部品１の実装性が向上する。また、外部電極１２における経時劣化が抑制される。更に、ニッケル層１２２が存在することにより、外部電極全体の劣化が抑制される。

外部電極１２は、下地電極層１２１とめっき層から形成される場合に、厚いニッケル層１２２が設けられてもよい。例えば、スズ層１２３よりも厚いニッケル層１２２が設けられてもよい。厚いニッケル層１２２が設けられることで、更に経時劣化が抑制され、また外部電極１２としての抵抗値が低減されてコイル部品１としての特性が向上する。

また、外部電極１２は、下地電極層１２１とスパッタリング層から形成される場合、ニッケル層１２２における金属充填率が高いため、薄いニッケル層１２２が設けられてもよい。外部電極１２としては、スパッタリング層のニッケル層１２２とめっき層のスズ層１２３とが組み合わされてもよい。金属充填率が高いスパッタリング層のニッケル層１２２を有する外部電極１２は、外部電極１２の全体として層厚を薄くすることができ、例えばスズ層１２３よりニッケル層１２２の方が薄くてもよい。
以下、外部電極１２における層構造が異なる他の実施形態について説明する。層構造以外の部分に関する重複説明は省略する。

＜第２実施形態＞
図１１は、第２実施形態における外部電極１２の層構造を示す図である。
第２実施形態における外部電極１２では、下地電極層１２１の端面部分１２１ａと底面部分１２１ｂとの間に、下地電極層１２１の一部として、端面部分１２１ａおよび底面部分１２１ｂとは不連続な複数の点在部分１２１ｃが設けられている。点在部分１２１ｃは例えば基体１１の表面が内部側に凹んだ凹部に設けられる。

点在部分１２１ｃの存在により、ニッケル層１２２およびスズ層１２３からなる金属層と基体１１との接合性が向上する。このため、下地電極層１２１の端面部分１２１ａと底面部分１２１ｂとの距離を広げて応力のさらなる緩和を実現することができる。点在部分１２１ｃについても、ＳＥＭ等の分析により、存在を確認することができる。

点在部分１２１ｃ同士の間隔ｄは、ニッケル層１２２およびスズ層１２３の合計の層厚に対し、５倍以下であることが望ましい。この範囲内の間隔ｄであると、ニッケル層１２２およびスズ層１２３がめっきにより端面部分１２１ａから底面部分１２１ｂまで連続に形成される。

また、点在部分１２１ｃ同士の間隔ｄは、上記層厚に対して２倍以下であることが更に望ましい。この範囲内の間隔ｄであると、端面部分１２１ａと底面部分１２１ｂとの間においてニッケル層１２２およびスズ層１２３の厚みが揃い、結果として上記層厚の低減につながる。そして、端面部分１２１ａと底面部分１２１ｂとの間における層厚の低減は、上述した応力分散の作用を増し、外部電極１２全体として一層の応力緩和が実現される。

＜第３実施形態＞
図１２は、第３実施形態における外部電極１２の層構造を示す図である。
第３実施形態における外部電極１２も下地電極層１２１に点在部分１２１ｃを有する。第３実施形態では、基体１１の表面に凹部が無く、点在部分１２１ｃは基体１１の表面から突出するように設けられている。

このように基体１１の表面から突出した点在部分１２１ｃであっても、第２実施径他と同様に、ニッケル層１２２およびスズ層１２３からなる金属層と基体１１との接合性を向上させることができる。従って、第３実施形態の場合も、下地電極層１２１の端面部分１２１ａと底面部分１２１ｂとの距離を広げて応力のさらなる緩和を実現することができる。

＜第４実施形態＞
図１３は、第４実施形態における外部電極１２の層構造を示す図である。
第４実施形態における外部電極１２は、ニッケル層１２２およびスズ層１２３からなる金属層と下地電極層１２１との間に導線性樹脂層１２４を有する。導電性樹脂層１２４は、下地電極層１２１に対して部分的に設けられてもよく、図１３の例では下地電極層１２１の端面部分１２１ａに対して設けられている。

導電性樹脂層１２４の金属充填率は３０～６０［ｖｏｌ％］であり、下地電極層１２１よりもさらに低い金属充填率を有するため、金属層と下地電極層１２１との間で生じる応力が更に緩和される。特に、端面部分１２１ａに導電性樹脂層１２４が設けられると、導電性樹脂層１２４の存在する部分では応力が緩和され、導電性樹脂層１２４の存在しない部分では、外部電極としての機械的強度の向上や、この部分の薄層化などの異なる効果を得ることができる。また、図示しないが、端面部分１２１ａと不連続領域１１ｃとに亘って導電性樹脂層１２４が設けられた場合や、また底面部分１２１ｂに導電性樹脂層１２４が設けられた場合も同様の効果を得ることができる。

＜製造方法＞
図１４は、外部電極１２の層構造を形成する第１の形成方法を示す図である。
図１４に示す形成方法によれば、例えば図１０に示す外部電極１２の層構造が得られる。
図１４に示す形成方法では、第１工程（図１４（Ａ））で、基体１１の表面に底面側から端面側に至る連続した下地電極層１２１が形成される。

第２工程（図１４（Ｂ））では、基体１１の稜線部に対してブラスト加工などの表面加工処理が施され、下地電極層１２１が端面部分１２１ａと底面部分１２１ｂとに分離される。端面部分１２１ａと底面部分１２１ｂと間には、基体１１の露出した不連続領域１１ｃが形成される。

第３工程（図１４（Ｃ））では、底面側から端面側に至る連続したニッケル層１２２およびスズ層１２３が形成され、外部電極１２の層構造が形成される。

図１５は、外部電極１２の層構造を形成する第２の形成方法を示す図である。
図１５に示す形成方法によれば、例えば図１１に示す外部電極１２の層構造が得られる。
図１５に示す形成方法では、第１工程（図１５（Ａ））で、稜線部に凹凸形状１１ｄを有した基体１１が準備される。

第２工程（図１５（Ｂ））では、基体１１の表面に下地電極層１２１の材料が付与される。稜線部の凹凸形状１１ｄにより、稜線部では下地電極層１２１が自ずと不連続となり、端面部分１２１ａと底面部分１２１ｂが形成されるとともに、凹凸形状１１ｄの凹部には点在部分１２１ｃが形成される。

第３工程（図１５（Ｃ））では、稜線部に対して表面加工処理が施されてもよい。表面加工処理により、凹凸形状１１ｄの凸部が削られて凹部が残るため、下地電極層１２１は、端面部分１２１ａと底面部分１２１ｂと点在部分１２１ｃが確実に不連続となる。

第４工程（図１５（Ｄ））では、底面側から端面側に至る連続したニッケル層１２２およびスズ層１２３が形成され、外部電極１２の層構造が形成される。

図１６は、外部電極１２の層構造を形成する第３の形成方法を示す図である。
図１６に示す形成方法によれば、例えば図１２に示す外部電極１２の層構造が得られる。
図１６に示す形成方法では、第１工程（図１６（Ａ））で、基体１１の表面に底面側から端面側まで下地電極層１２１の材料が付与される。但し、基体１１の稜線部では下地電極層１２１の材料が薄く付与される。

第２工程（図１６（Ｂ））では、下地電極層１２１の材料が焼結され、基体１１の稜線部で下地電極層１２１の材料の一部が消失する。これにより、互いに不連続な端面部分１２１ａと底面部分１２１ｂが形成されるとともに、稜線部には、端面部分１２１ａおよび底面部分１２１ｂと不連続な点在部分１２１ｃが形成される。

第３工程（図１６（Ｃ））では、底面側から端面側に至る連続したニッケル層１２２およびスズ層１２３が形成され、外部電極１２の層構造が形成される。
なお、外部電極１２の層構造を形成する形成方法としては、上述した各形成方法が組み合わされてもよい。

１ コイル部品
２ 回路基板
２ａ 基板
３ ランド部
４ はんだ
１１ 基体
１１ｃ 不連続領域
１２ 外部電極
１２ａ 端面部分
１２ｂ 底面部分
１３ 外装部
１４ 導体
１２１ 下地電極層
１２１ａ 端面部分
１２１ｂ 底面部分
１２１ｃ 点在部分
１２２ ニッケル層
１２３ スズ層

Claims (10)

1. 基体と、
   前記基体の内部および表面の少なくとも一方に設けられる導体と、
   前記基体が有する互いに隣り合った第１面および第２面のうち当該第１面に設けられる第１下地電極層と、当該第２面に設けられ、当該第１下地電極層とは少なくとも一部が離間する第２下地電極層と、当該第１下地電極層および当該第２下地電極層を覆う連続した金属層とから形成され、前記導体と電気的に接続される外部電極とを備えることを特徴とするコイル部品。
2. 前記外部電極は、前記第１下地電極層と前記第２下地電極層との間に、前記第１下地電極層および前記第２下地電極層とは少なくとも一部が離間する複数の第３下地電極層を有することを特徴とする請求項１に記載のコイル部品。
3. 前記第２面は、前記コイル部品の実装時に基板に対向する底面であり、
   前記第１面は端面であり、
   前記金属層の、前記底面から前記端面に至る延伸方向における長さは、当該端面側の方が当該底面側よりも短いことを特徴とする請求項１または２に記載のコイル部品。
4. 前記金属層は、前記下地電極層よりも金属充填率が高いことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のコイル部品。
5. 前記金属層は、
   前記第１下地電極層および前記第２下地電極層を覆う連続したニッケル層と、
   前記ニッケル層を覆い、当該ニッケル層よりも薄いスズ層と、
   を有することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のコイル部品。
6. 前記外部電極は、前記第１下地電極層および前記第２下地電極層の少なくとも一方と前記金属層との間に導電性樹脂層を有することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のコイル部品。
7. 請求項１から６のいずれか１項に記載のコイル部品と、
   前記コイル部品が前記外部電極の端面を覆うはんだにより実装された基板と、
   を備えたことを特徴とする回路基板。
8. 請求項７に記載の回路基板を備えることを特徴とする電子機器。
9. 請求項１から６のいずれか１項に記載のコイル部品を製造する製造方法であって、
   前記基体の、前記第１面と前記第２面との境界部分に凹凸を形成する工程と、
   前記凹凸が形成された前記基体に対し、下地電極層の材料を前記第１面から前記第２面まで付与する工程と、
   前記材料の付与と同時あるいは付与の後に、少なくとも一部が互いに離間した前記第１下地電極層および前記第２下地電極層を形成する工程と、
   を有することを特徴とするコイル部品の製造方法。
10. 請求項１から６のいずれか１項に記載のコイル部品を製造する製造方法であって、
    前記基体に対し、下地電極層の材料を前記第１面から前記第２面まで付与する工程と、
    前記第１面と前記第２面との境界部分について付与された前記材料を減らすことで、少なくとも一部が互いに離間した前記第１下地電極層および前記第２下地電極層を形成する工程と、
    を有することを特徴とするコイル部品の製造方法。

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