JP2983049B2 - 積層チップ・インダクタの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、導電体パターンが形成された未焼成の磁
性体シートを積層・焼成してなる積層チップ・インダク
タの製造方法に関するものである。

［従来の技術］ 第３図は従来の積層チップ・インダクタの斜視図、第
４図は従来の積層チップ・インダクタの素子の分解斜視
図である。

第３図に示すように、従来の積層チップ・インダクタ
は、サイコロ状の素子10と、この素子10の両端部に各々
形成された一対の外部電極20,20とからなる。

積層チップ・インダクタの素子10は、第４図に示すよ
うに、複数枚の未焼成の磁性体シート12と、この未焼成
の磁性体シート12の上に各々形成された導電体パターン
14とからなる。

この磁性体シート12としては、例えばフェライト粉末
等の磁性体粉末をバインダーで結合させて、厚さ50μｍ
程度のシート状に形成したものが使用されている。

また、導電体パターン14としては、例えばAg粉末をバ
インダーで混練して形成した導電性ペーストが使用され
ている。

導電体パターン14の形状は、未焼成の磁性体シート12
を積層したときに接続されてコイル状になるように、換
言すれば、コイルを所定長さ毎に切断してバラバラにし
たような形状になっている。

磁性体シート12を介して隣接する導電体パターン14,1
4は磁性体シート12に形成されたスルーホール（図示せ
ず）を介して相互に接続され、全体としてコイル状にな
っている。

そして、導電体パターン14のうちで、最外の導電体パ
ターン14a,14bの端末16は素子10の端面に表われてお
り、ここで外部電極20,20と電気的に接続されている。

なお、未焼成の磁性体シート12の焼成収縮率と導電体
パターン14の焼成収縮率とはできるだけ近似させ、磁性
体シート12と導電体パターン14との間、すなわち磁性体
と導電性との間にデラミテーション（剥離）が生じない
ようにしてある。

この積層チップ・インダクタは、例えば次のようにし
て製造される。

まず、Fe₂O₃,NiO,ZnO等からなる原料粉末を均一に混
合・分散させた後、800℃程度の温度で仮焼してフェラ
イト粉末を生成させる。

次に、このフェライト粉末にバインダーを混合してス
ラリーとし、このスラリーをポリエステルフィルム上に
ドクターブレード法等によって所定の厚さで塗布し、乾
燥後、所定サイズに切断して未焼成の磁性体シート12を
複数枚得る。

次に、この未焼成の磁性体シート12の所定位置にスル
ーホールを形成し、更にAgペーストからなる導電体パタ
ーン14を各パターン毎に印刷する。

次に、この複数枚の磁性体シート12を積層・圧着す
る。前記スルーホールは隣り合う導電体パターン14の端
部同士が重なる場所に形成されており、導電体パターン
14にはこの積層によりスルーホールを介してスパイラル
状に接続される。

次に、この積層させた磁性体シート12を所定位置でサ
イコロ状に裁断して未焼成の積層体チップ（素子）を形
成する。

次に、未焼成の積層体チップの端面のうちで、最外の
導電体パターン14a,14bの端末16が表われている端面に
外部電極用のAgペーストを塗布し、この未焼成の積層体
チップを外部電極用のAgペーストとともに900℃程度の
温度で焼成して、外部電極20,20が形成された積層チッ
プ・インダクタを得る。

または、先に未焼成の積層体チップを900℃程度の温
度で焼成し、その後、この積層体チップの端面に外部電
極用のAgペーストを焼き付けて、外部電極20,20が形成
された積層チップ・インダクタを得る。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、従来の積層チップ・インダクタは、磁石を
近付け、その後磁石を除去した場合、磁石を近付ける以
前のインダクタンス（以下、Ｌ値という）と、磁石を除
去した後のＬ値とが異なる。

また、従来の積層チップ・インダクタは、直流を重畳
した交流電流を流し、その後、重畳した直流を除去した
交流電流を流してＬ値を測定した場合、直流を重畳する
以前のＬ値と、重畳した直流を除去した後のＬ値とが異
なる。

このＬ値の変動は、積層チップ・インダクタの磁性体
が磁気の影響によって膨張収縮する現象（磁歪）によっ
て磁性体と導電体との間に応力が作用し、この応力によ
って磁性体から磁界が生じ、この磁界の影響により生ず
るものと考えられる。

このように、従来の積層チップ・インダクタは磁界の
影響によってＬ値が変化してしまい、安定した品質特性
を保証することができないという問題点を有していた。

この発明は、磁界の影響によってＬ値が変化しない、
安定した電磁気的特性を有する積層チップ・インダクタ
の製造方法を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る積層チップ・インダクタの製造方法
は、未焼成の磁性体シートと、導電性ペーストからなる
所定形状の導電体パターンとを交互に積層して前記磁性
体シート間に前記導電体パターンを連続的に成形させ、
この積層した未焼成の磁性体シートおよび前記導電体パ
ターンを焼成して、前記未焼成の磁性体シートを磁性体
に変化させ、前記導電体パターンを導電体に変化させる
積層チップ・インダクタの製造方法において、 前記磁性体シートの原料である磁性体粉末の比表面積
を1.0〜10.0m²/g、前記導電体パターンの原料である導
電体粉末の比表面積を0.5〜5.0m²/gとしたことを特徴と
するものである。

ここで、未焼成の磁性体シートとは、例えばフェライ
ト粉末等の磁性体粉末をバインダーで連結してシート状
に形成したものをいう。

また、導電性ペーストとは、例えばAg等の導電性物質
粉をバインダーとともに混練して形成したペーストをい
う。

また、導電体パターンとは、導電性ペーストからなる
所定形状、例えば導電体がコイル状の場合はコイルを細
切れに切断したような形状のパターンをいう。

また、導電体パターンを連続的に接続形成するとは、
導電体パターンを順次接続して、導電体を磁性体内にお
いて、例えばコイル状に連続的に巻回・形成することを
いう。

また、導電体とは、連続的に接続形成された導電体パ
ターンを磁性体シートとともに焼成して導体に変化させ
たものをいう。

また、磁性体粉末の比表面積を1.0〜10.0m²/gとした
のは、磁性体粉末の比表面積が1.0m²/g未満の場合は100
0℃以下の温度の焼成で焼結させることができず、また
磁性体粉末の比表面積が10.0m²/gを越える場合は粉末を
製造するのに手間がかかり、コスト高になるからであ
る。

また、導電体粉末の比表面積を0.5m²/g以上としたの
は、磁性体粉末の比表面積を1.0m²/g以上とした場合、
導電体粉末の比表面積を0.5m²/g以上としなければ、磁
性体と導電体の間に剥離を形成させる収縮が得られない
からである。

また、導電体粉末の比表面積を5.0m²/g以下としたの
は、磁性体粉末の比表面積を10.0m²/g以下とした場合、
導電体粉末の比表面積を5.0m²/g以下とすれば、磁性体
と導電体の間に剥離を形成させるに足る収縮が得られる
からである。

また、磁性体粉末や導電体粉末の比表面積は、粉末の
粒子の形状を制御することで増減させることができ、粉
末の粒子の形状は粒子の製造方法や製造条件等を変える
ことにより制御することができる。そして、磁性体粉末
や導電体粉末は、BET法でその比表面積を測定し、上述
した特定の数値範囲のものを使用する。

また、未焼成の磁性体シート上への導電体パターンの
塗布はスクリーン印刷等の印刷手段によって行なうこと
ができる。

なお、後述する実施例では導電体パターンを印刷形成
した未焼成英の磁性体シートを順次積層して磁性体シー
トと導電体パターンとを積層しているが、磁性体シート
と導電体パターンを直接交互に形成して磁性体シートと
導電体パターンとを積層してもよい。

［作用］ この発明に係る積層チップ・インダクタの製造方法に
おいては、導電体粉末の比表面積特定値以上としている
ので、圧縮に対する導電体粉末の抵抗力が大きくなり、
磁性体シートと導電体パターンの積層・圧着の際におけ
る導電体粉末の密度（粉の詰まり具合）の上昇が抑えら
れ、その結果、積層体チップを焼成した際に、導電体パ
ターンの焼成収縮率が磁性体シートの焼成収縮率より大
きくなり、磁性体と導電体の境界の全部または一部にお
いて剥離を生ずる。

［実施例］ 実施例１ 配合１の化合物を各々秤量し、これらの化合物を水と
ともにボールミルで混合して混合物を得た。

次に、この混合物を乾燥させ、大気中において800℃
で２時間仮焼して仮焼物（フェライト）を形成させた。
そして、この仮焼物を水とともにボールミルで15時間粉
砕し、乾燥させ、解砕してフェライト粉末を得た。この
フェライト粉末の比表面積をBET法で求めたところ、2.8
m²/gであった。

次に、このフェライト粉末とポリビニール・ブチラー
ルを主成分とするバインダーとをボールミルで混合して
スラリーを形成した。

次に、このスラリーを真空脱泡機で脱泡させた後、ポ
リエステルフィルム上にドクターブレード法で塗布し、
乾燥させた後、所定の大きさに切断して、所定位置にス
ルーホールを設けた厚さ約50μｍの磁性体シートを得
た。

また、エチルセルロース、α−ターピネオール、ブチ
ルカルビトールアセテートからなるバインダー中にAg粉
末（BET法で求めた比表面積は2.2m²/g）を加えて混練
し、Agペーストを作成した。

次に、前記未焼成のグリーンシートにAgペーストから
なる導電体パターンをそのパターン毎にスクリーン印刷
法で印刷した。

次に、導電体パターンが乾燥した後、この磁性体シー
トを積層し、500kg/cm²の圧力で加圧・圧着させて、磁
性体シート間を接合一体化させた。

前記スルーホールは隣り合う導電体パターンの端部同
士が重なる場所に形成されており、導電体パターンはこ
の加圧・圧着によりスルーホールを介してスパイラル状
に接続される。

次に、この加圧・圧着させて得られた積層体を所定の
位置でサイコロ状に裁断して多数の積層体チップを形成
した。

次に、この積層体チップを加熱してバインダーを燃焼
除去させ、その後、900℃の温度で１時間焼成した。

次に、積層体チップの端面のうちで、最外の導電体パ
ターンの端末が導出されている端面にAgペーストを塗布
し、大気中において700℃の温度で焼き付け、導電体パ
ターンの端末に外部電極が接続形成された状態の多数の
積層チップ・インダクタを形成した。

次に、この多数の積層チップ・インダクタから20個を
抜き取り、これらの積層チップ・インダクタの内部にエ
ポキシ樹脂を加圧して含浸させ、加熱してこのエポキシ
樹脂を熱硬化させた後、破断してその破断面を観察した
ところ、第１図に示すように、導電体（導電体パターン
14）と磁性体（磁性体シート12）との間にエポキシ樹脂
の侵入、すなわ空隙18の傾城が認められた。

次に、前記した多数の積層チップ・インダクタから50
個を抜き取り、これらの積層チップ・インダクタのＬ値
を測定したところ、その平均値は7.2μＨであった。

また、前記した多数の積層チップ・インダクタから50
個を抜き取り、これらの積層チップ・インダクタに1000
ガウスの磁石を近接させた後、再びＬ値を測定したとこ
ろ、その平均値は、前記のＬ値（7.2μＨ）よりも約2.8
％多い、7.4μＨであった。

また、前記した多数の積層チップ・インダクタから残
りの50個を抜き取り、これらの積層チップ・インダクタ
に直流電圧を印加し、50mAの直流を流した後、直流電圧
の印加を除去し、Ｌ値を測定したところ、その平均値
は、前記のＬ値（7.2μＨ）よりも約1.4％少ない、7.1
μＨであった。

比較例１ 磁性体シートの原料であるフェライト粉末の比表面積
を5.5m²/g、導電体パターンの原料であるAg粉末の比表
面積を0.7m²/gとした以外は、実施例１と同様にして積
層チップ・インダクタを形成した。

そして、実施例１と同様にして積層チップ・インダク
タの破断面を観察したところ、第２図に示すように導電
体（導電体パターン14）と磁性体（磁性体シート12）と
の間にエポキシ樹脂の侵入、すなわち空隙の形成は認め
られなかった。

また、実施例１と同様にして50個の積層チップ・イン
ダクタのＬ値を測定したところ、その平均値は5.5μＨ
であった。

また、別の50個の積層チップ・インダクタに1000ガウ
スの磁石を近接させた後のＬ値を測定したところ、その
平均値は、先の測定で得られたＬ値（5.5μＨ）より27.
3％少ない4.1μＨであった。

また、残りの50個の積層チップ・インダクタに50mAの
直流を流した後、直流電圧の印加を除去して測定したＬ
値は、先の測定で得られたＬ値（5.5μＨ）より22％少
ない4.0μＨであった。

［発明の効果］ この発明によれば、導電体パターンの焼成収縮率が磁
性体シートの焼成収縮率より大きいので、積層体チップ
の焼成の際に、磁性体と導電体がその境界の全部または
一部において剥離する。

そして、磁性体と導電体がその境界の全部または一部
において剥離しているので、磁性体が境磁界により膨張
収縮（磁歪）を生じた際に、磁性体と導電体との間に作
用する応力が小さくなる。

その結果、磁界の影響によるＬ値の変動の少ない、信
頼性の高い積層チップ・インダクタを得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例１に係る積層チップ・インダクタの断面
図、第２図は比較例１に係る積層チップ・インダクタの
断面図、第３図は従来の積層チップ・インダクタの斜視
図、第４図は従来の積層チップ・インダクタの分解斜視
図である。 10……素子 12……磁性体シート 14……導電体パターン 14a,14b……最外の導電体パターン 16……導電体パターンの端末 18……空隙 20,20……外部電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 倉田 定明 東京都台東区上野６丁目16番20号 太陽 誘電株式会社内 (56)参考文献 特開 昭49−63964（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−214605（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−34905（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−65807（ＪＰ，Ａ) 第10回武井セミナーテキスト（期日： 平成２年７月20日〜21日 場所：（財) 加藤科学振興会軽井沢研修所 主催：武 井セミナー運営委員会) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01F 17/00 H01F 41/04 H05K 3/46

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】未焼成の磁性体シートと、導電性ペースト
   からなる所定形状の導電体パターンとを交互に積層して
   前記磁性体シート間に前記導電体パターンを連続的に成
   形させ、この積層した未焼成の磁性体シートおよび前記
   導電体パターンを焼成して、前記未焼成の磁性体シート
   を磁性体に変化させ、前記導電体パターンを導電体に変
   化させる積層チップ・インダクタの製造方法において、 前記磁性体シートの原料である磁性体粉末の比表面積を
   1.0〜10.0m²/g、前記導電体パターンの原料である導電
   体粉末の比表面積を0.5〜5.0m²/gとしたことを特徴とす
   る積層チップ・インダクタの製造方法。