JP5093252B2 - 電子部品 - Google Patents

Description

本発明は、コイル部品などの電子部品に関する。

コイル部品の小型化に伴い、必要な特性を得るために、従来のＮｉ−ＺｎコアからＭｎ−Ｚｎコアの使用が検討されている。ところが、Ｍｎ−Ｚｎコアは、導電性であるために、コアの表面に直接に電極を設けることができないため、コアの表面に絶縁膜を設ける必要がある。

特許文献１では、フェライトコアの表面にガラス膜を形成し、コアの絶縁性を確保するという記載がある。しかしながら、製造工程などにおいてガラス膜に物理的な衝撃や熱衝撃が加わると、ガラス膜にクラックが発生しやすい。また、クラックが進行すると、ガラス膜が欠けるなどして、絶縁不良を起こすおそれがある。

特開２００１−２３７１３５号公報

本発明は、このような実状に鑑みてなされ、その目的は、クラックの発生および進行を抑えることが可能で、耐久性および信頼性に優れた電子部品を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明に係る電子部品は、
素子本体と、
前記素子本体の少なくとも一部を被うガラス膜とを有し、
前記ガラス膜の内部に空孔が存在していることを特徴とする。

本発明では、素子本体を被うガラス膜の内部に空孔が存在している。内部に空孔を存在させることで、ガラス膜に物理的な衝撃や熱衝撃が加わっても、クラックの進行を大幅に低減できることが本発明者等により新たに見い出された。また、内部に空孔を存在させても、本発明で特徴とする空孔率の範囲内において、ガラス膜の表面硬度は大幅には減少しないことが本発明者等により確認された。したがって、本発明では、ガラス膜の十分な強度を確保しつつも、クラックの発生および進行を抑えることが可能になると共に、ガラス膜の耐久性および信頼性を向上させることができる。

好ましくは、前記空孔の直径は、０．１〜１０．６μｍである。また、好ましくは、前記ガラス膜を、前記素子本体の平坦部との界面と直交する少なくとも一つの横断面で見た場合に、前記横断面の面積に対して、前記空孔の面積が占める面積比を空孔率とした場合に、前記空孔率は、０．１〜１５．１％である。

空孔率が０．１％より小さいと、ガラス膜に物理的な衝撃や熱衝撃が加わった場合に、ガラス膜に比較的大きなクラックが発生する傾向にある。また、空孔率が１５．１％より大きいと、ガラス膜の強度が低下する傾向にある。したがって、空孔率を０．１〜１５．１％の範囲にすることにより、ガラス膜の強度を良好に高めつつ、クラックのサイズを小さく抑えることができる。

さらに好ましくは、前記空孔率は、０．６〜６％である。空孔率が０．６〜６％の範囲にあることにより、ガラス膜の強度をさらに良好に高めつつ、クラックのサイズをさらに小さく抑えることができる。

好ましくは、前記ガラス膜を、表面に接する第１層と、前記界面に接する第２層とで分離して観察した場合に、前記第１層よりも前記第２層の方が、前記空孔率が大きい。

表面に接する第１層において、第２層に比べ空孔率を小さくすることで、特に、ガラス膜の表面の硬度を向上させることができ、ガラス膜の十分な強度を確保することができる。

好ましくは、前記ガラス膜の前記表面は平滑な面をしている。表面平滑性を高くすることにより、表面への印字などが容易になる。

前記素子本体は導電性を有していても良い。

図１は、本発明の一実施形態に係る電子部品の断面図である。 図２は、図１に示す電子部品に用いられるコア部品の断面図である。 図３は、ガラス塗膜が形成されたコア部品の断面図である。 図４は、図１のIV部拡大図である。 図５は、電子部品の製造方法で用いるバレル装置の概略断面図である。 図６（Ａ）は、図１に示すガラス膜断面の走査型電子顕微鏡写真、図６（Ｂ）は、比較例におけるガラス膜の走査型電子顕微鏡写真である。 図７は、本発明の他の実施形態に係る電子部品に用いられるコア部品の断面図である。 図８は、図７に示すガラス膜の断面図である。 図９は、本発明の他の実施形態に係る電子部品に用いられるコア部品の断面図である。 図１０は、硬さ試験を行った時のガラス膜表面の写真である。 図１１は、空孔率における、亀裂長さとビッカース硬度の測定結果を示すグラフである。

第１実施形態
図１に示すように、本発明の一実施形態に係る電子部品１は、たとえばコイル部品であり、コア部品１０を有する。

この実施形態のコア部品１０は、Ｍｎ−Ｚｎフェライト、パーマロイなどの軟磁性金属、金属圧粉などの磁性材料で構成してあり、図２に示すようにドラムコア形状を有している。

本実施形態では、図１に示すように、コア部品１０の表面には、ガラス膜６ｂが被覆してある。図１に示す電子部品１は、ガラス膜６ｂが被覆されたコア部品１０と、コア部品１０における一方の鍔部１４（図２で述べる）の端面に形成してある一対の端子電極３２と、巻芯部１２（図２で述べる）の周囲に巻回されるワイヤ３０とを有する。

端子電極３２は、銀、チタン、ニッケル、クロム、銅などで構成され、印刷、転写、浸漬、スパッタ、メッキ法などで形成されている。端子電極３２は、コア部品１０が導電性であっても、ガラス膜６ｂのために絶縁されている。

ワイヤ３０の両端３０ａは、それぞれ端子電極３２に熱圧着、超音波やレーザなどによる溶接、はんだ法などで接続されている。

コア部品１０は、図２に示すように、円柱または角柱状の巻芯部１２と、その巻芯部１２の軸方向に沿って両側に一体的に形成してある一対の鍔部１４とを有する。鍔部１４の外径は、巻芯部１２の芯径よりも大きく、巻芯部１２の外周には、鍔部１４にて囲まれた凹部１６が形成してある。

この実施形態では、巻芯部１２の芯径は、０．６〜１．２ｍｍであり、巻芯部１２の軸方向幅Ｗは、０．３〜１．０ｍｍ、鍔部１４の外径は、２．０〜３．０ｍｍであり、鍔部１４の厚みは０．２〜０．３ｍｍ、鍔部１４の外周表面から巻芯部１２の外周表面までの深さＤは、０．５〜１．０ｍｍである。しかも本実施形態では、Ｄ／Ｗが１以上、好ましくは１．０〜１．５である。なお、鍔部１４の形状は、円形の他、四角形、八角形などでもよい。また、図２の形状のようなドラムコア形状に限らず、円柱形状、角柱形状、あるいはトロイダルコアのようなリング形状などであってもよい。

コア部品１０は、以下のようにして製造される。まず、所定の磁性材料を調合し、顆粒にして、不図示の金型に充填した後、プレス成型され、成型体ができる。その成型体は、切削加工が施された後、大気中あるいは所定の窒素雰囲気中にて、例えば１０００〜１５００度の温度で焼成される。

図４に示すように、ガラス膜６ｂの内部には、空孔７が形成されている。なお、本実施形態において、空孔７の直径φ＝０．１〜１０．６μｍであることが好ましい。空孔７は、独立した気泡であることが好ましいが、空孔７の一部が互いにつながっていても良い。

図４では、ガラス膜６ｂを、コア部品１０との界面６ｃと直交する任意の横断面８で観察した様子を模式的に示している。観察を行う任意の横断面８の幅Ｗ１は、たとえば１００〜１５０μｍである。膜厚ｔ１で形成されるガラス膜６ｂが界面６ｃにおいて、コア部品１０と接している。なお、膜厚ｔ１＝１〜３０μｍであることが好ましい。

横断面８の面積に対して、空孔７の面積が占める面積比を空孔率Ｐとした場合に、空孔率Ｐ＝０．１〜１５．１％であることが好ましく、さらに好ましくは、０．６〜６％である。空孔率Ｐは、図４に示す空孔７の孔径や、空孔７の数によって変化する。また、ガラス膜６の表面６ｂは平滑な面をしていることが好ましい。

このガラス膜６ｂをコア部品１０の表面に被覆形成する際に用いるガラス粉末としては、例えば、シリカ系ガラスの中から、シリカ−ボロン系のガラスが好ましく、たとえばホウ珪酸鉛系ガラス、ホウ珪酸ビスマス系ガラス、ホウ珪酸亜鉛系ガラス等の非晶質ガラス粉末や結晶化ガラス粉末等が挙げられる。

次に、上述したガラス膜６ｂの被覆形成方法について、以下に述べる。

ガラス膜６ｂの被覆形成方法
図５に示すように、コイル部品の製造方法に用いるバレル装置２０は、円柱状または角柱状のシリンダケーシング２０ａを有し、その中空の内部に、バレル容器２２が、その軸芯回りに矢印Ａ方向（またはその逆方向）に回転自在に収容してある。

ケーシング２０ａには、入口管２３と出口管２４とが、バレル容器２２を挟んでケーシング２０ａの反対側に、それぞれ形成してある。入口管２３からは乾燥用気体がケーシング２０ａの内部に入り込み、出口管２４からケーシング内部の空気を排出可能になっている。

バレル容器２２の内部における軸芯位置には、スプレーノズル２５が軸方向に沿って配置してあり、ノズル２５から、バレル容器２２の内部に貯留してある多数のコア部品１０に向けてスラリー２６を吹き付け可能になっている。バレル容器２２は、矢印Ａ方向に回転するために、バレル容器２２の内部に貯留してあるコア部品１０は、バレル容器２２の鉛直方向直下よりも回転方向Ａ側に偏って集められ、バレル容器２２の回転により撹拌される。

ノズル２５は、バレル容器２２の鉛直方向直下よりも回転方向Ａ側に偏って集められるコア部品１０の集合に向けてスラリー２６を噴霧することができるようになっている。なお、ノズル２５からのスラリーの噴霧方向を自由に変えられるようにしても良い。バレル容器２２の下方に位置するケーシング２０ａには、図示省略してある排出パイプが接続してあり、余分なスラリー２６を排出可能になっている。

バレル容器２２の壁には、外部と内部とを連通する多数の孔が形成してあり、ケーシング２０ａに形成してある入口管２３から出口管２４へと、ケーシング２０ａの内部を流れる乾燥用気体がバレル容器２２の内部にも流通するようになっている。

次に、図５に示すバレル装置を用いて、電子部品１を製造する方法について説明する。まず、図２に示すコア部品１０を準備する。

このようなコア部品１０を、図５に示すバレル容器２２の内部に多数収容し、まず、ノズル２５からスラリー２６のみを吹き付ける。その際に、バレル容器２２を回転させ、コア部品１０を撹拌しながら、ノズル２５からスラリー２６を吹き付ける。

スラリー２６は、ガラス粉末と、バインダ樹脂と、溶剤とを含む。このスラリー２６中におけるガラス粉末に対するバインダ樹脂の含有量は、本実施形態では、好ましくは２〜４０重量％、さらに好ましくは、３〜２５重量％である。このような範囲にすることで、上述した空孔率Ｐを、Ｐ＝０．１〜１５．１％の範囲にすることができる。
なお、本明細書において、特に断りがない限り、バインダ樹脂の含有量（バインダ濃度）とは、ガラス粉末に対する含有割合（重量％）である。たとえばバインダ樹脂の含有量１０％とは、ガラス粉末が１００ｇに対してバインダ樹脂が１０ｇである。

スラリー２６に含まれるバインダ樹脂はポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルアルコール樹脂変性体、またはこれらの混合物であることが好ましい。その理由は、これらを含むガラス塗膜がフェライトコアなどの部品１０との密着性に優れているからなどの理由による。

ガラス粉末の軟化温度は８００℃以下であることが好ましい。ガラス粉末は、特に限定されないが、好ましくは、０．７５〜１．５μｍ、さらに好ましくは１．０〜１．５μｍの間に平均粒径（メジアン径）のピークが存在するものが用いられる。

ガラス粉末の粒径分布は、平均粒径のピークがシャープであることが好ましく、平均粒径±０．２μｍの範囲内のガラス粉末が、ガラス粉末の全体の７０重量％以上であることが好ましい。ガラス粉末としては、既述したものが挙げられる。

溶剤は、水を含むことが好ましい。溶剤は水１００％でもよいが、ガラス粉末の表面と水との接触角が大きいときは、エタノール、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）、ＩＢＡ（イソブチルアルコール）等の水溶性のアルコールを一定の割合で混ぜることにより、ガラス粉末の沈降や凝集を抑制することが好ましい。

ガラス粉末の軟化点は３００℃以上８００℃以下であることが好ましい。このように、８００℃以下の軟化点をもつガラス粉末を使用することにより、バインダ樹脂の熱分解温度からガラスの軟化点までの温度領域を狭くするか、無くすることが可能となる。そのために、焼成工程においてガラスの軟化点まで昇温する間のガラス粉層の形状を保持できるので好ましい。また、３００℃以上と規定したのは、多くのガラス粉末の軟化点が３００℃以上であることによる。

図５に示すバレル容器２２を回転させて部品１０を容器２２内で撹拌させながら、これらの部品１０にノズル２５からスラリー２６を吹き付ける。部品１０に吹き付けられたスラリー２６は、各部品１０の表面を覆い、余分なスラリー２６は、図示省略してあるパイプを通して排出される。バレル容器２２を回転させて部品１０にノズル２５からスラリー２６を吹き付ける処理時間は、特に限定されないが、たとえば３０〜１８０分程度である。

スプレー時のスラリー２６の温度は、溶剤の組成にもよるが４０℃以上１００℃以下が好ましい。沸点の低い溶剤を使用する場合は、上記温度範囲内で温度を下げることが好ましい。

被処理対象である部品１０の量が少ない場合は、部品１０と比重及び体積の近いボールをメディアとしてバレル容器２２内に投入し、メディア及び部品１０の量を一定に保ってもよい。

スラリーをスプレーしながら同時にガラス塗膜の乾燥処理を行う。入口管２３から乾燥用気体をケーシング２０ａの内部に流し込み、出口管２４から排出させる。図３に示すように、部品１０の表面に塗布されたガラス塗膜６ａを乾燥させる。この乾燥処理に用いる乾燥用気体は、たとえば温度５０〜１００℃の空気である。スプレー終了後さらに乾燥処理を、たとえば５〜３０分行ってもよい。

スラリー２６をノズル２５から吐出する時の周速度Ｖｓ１は、好ましくは０．０１ｍ／ｓｅｃ以上０．１ｍ／ｓｅｃ以下であり、好ましくは０．０１ｍ／ｓｅｃ以上０．０８ｍ／ｓｅｃ以下、さらに好ましくは０．０１ｍ／ｓｅｃ以上０．０６ｍ／ｓｅｃ以下である。

図３に示すように、乾燥処理後の部品１０の表面には、ガラス塗膜６ａが形成される。ガラス塗膜の厚みは、５０μｍ以下、好ましくは４０μｍ以下、さらに好ましくは３０μｍ以下である。ガラス塗膜の厚みが厚すぎると、剥がれやすくなる傾向にある。また、ガラス塗膜の厚みの下限は、ガラス塗膜を硬化した後のガラス膜の保護機能などとの兼ね合いで決定され、好ましくは、１μｍ以上、さらに好ましくは２μｍ以上である。ガラス膜を絶縁膜として用いる場合は、５μｍ以上、さらに好ましくは１０μｍ以上である。

乾燥処理後には、部品１０は、バレル容器２２から取り出され、ガラス塗膜に含まれるバインダ除去のための熱処理（脱バイ処理）が行われる。脱バイ処理は、熱処理温度が焼成処理に比較して低いため、部品本体の酸化を心配する必要が無く、空気中で行っても良い。

その後に、部品１０は、焼成（硬化）処理される。焼成条件は、ガラス塗膜６ａに含まれるガラス粉末の軟化点などに応じて決定され、好ましくはガラス粉末の軟化温度以上でガラス塗膜６ａを焼成する。具体的には、焼成温度は、好ましくは６００〜８００℃であり、焼成時間は、５〜３０分である。焼成温度の上限は、ガラス塗膜に含まれるガラス粉末の軟化点などに応じて決定され、たとえばガラス粉末の軟化点＋１００℃が上限である。なお、上述した脱バイ処理は、焼成と共に行っても良い。

焼成は、酸素分圧０．１％以下での窒素ガス雰囲気下で焼成を行う。酸素分圧を低くすることで、たとえばＭｎ−Ｚｎ系フェライトなどのコア部品の酸化を防止することができる。Ｍｎ−Ｚｎ系フェライトは、酸化されるとヘマタイトが形成され、特性劣化の原因となる。また、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライトにおいても、組成によっては酸化の課題を有する。

なお、酸素分圧を低くするのは、焼成時においてガラス塗膜６ａが軟化するまででよい。ガラス塗膜６ａが軟化した後は、部品１０は、酸素分圧が高い状態、たとえば空気中で焼成しても良い。また、軟化する前であっても、酸化の影響が小さい温度帯（例として５００℃以下）では空気中で焼成することもできる。焼成の後には、部品１０は冷却され、ガラス塗膜６ａはガラス膜６ｂとなる。

上述した工程を経て、図１に示す電子部品１が製造される。この電子部品１のガラス膜６ｂを、コア部品１０との界面６ｃと直交する任意の横断面８で見て、走査型電子顕微鏡で観察した写真を図６（Ａ）に示す。図６（Ｂ）に示す比較例ではガラス膜６ｂ’の内部に空孔が形成されていないのに対し、図６（Ａ）では、ガラス膜６ｂの内部に空孔７が形成されている。

本実施形態では、ガラス粉末の平均粒径を特定の範囲に設定し、バインダ樹脂の含有量を特定範囲にすると共に、その含有量を変化させることで、コア部品１０を被うガラス膜６ｂの内部に空孔７を存在させている。本実施形態では、ガラス膜の十分な強度を確保しつつも、クラックの発生および進行を抑えることが可能になると共に、ガラス膜の耐久性および信頼性を向上させることができる。

本実施形態では、ガラス膜６ｂの表面６ｄを平滑な面にすることができる。表面平滑性を高くすることにより、表面６ｄへの印字などが容易になる。
第２実施形態

この実施形態では、コア部品１０の表面にガラス塗膜６ａを形成する際に、以下に示す方法を用いる以外は、前述した第１実施形態と同様にして、電子部品１を製造する。以下、第１実施形態の方法と異なる部分について説明し、共通する部分の説明は省略する。

この実施形態では、図１に示すノズル２５から吹き出されるスラリー２６中におけるガラス粉末に対するバインダ樹脂の含有量を、初期と終期で変化させて、空孔７の密度を異ならせる。塗布工程の初期時には、スラリー２６中におけるガラス粉末に対するバインダ樹脂の含有量は、好ましくは１５〜４０重量％、さらに好ましくは、１５〜２５重量％である。

また、スラリー２６中におけるガラス粉末に対するバインダ樹脂の含有量は、塗布工程の終期には、好ましくは２〜１０重量％、さらに好ましくは３〜８重量％である。

図７に示すように、本実施形態では、電子部品１の製造途中のコア部品１０の表面には、第１ガラス塗膜６ａ１および第２ガラス塗膜６ａ２からなるガラス塗膜６ａが形成され、上述した実施形態で述べた工程を経て、ガラス膜６ｂが形成される。

このようにしてスラリー２６中におけるガラス粉末に対するバインダ樹脂の含有量を、塗布工程の初期と終期とで変化させることで、本実施形態では、図８に示すようなガラス膜６ｂを得ることができる。すなわち、ガラス膜６ｂを、表面６ｄに接する第１層６ｂ１と、コア部品１０との界面６ｃに接する第２層６ｂ２とで分離して観察した場合に、第１層６ｂ１に比較して第２層６ｂ２の方が、空孔率Ｐが大きいガラス膜６ｂを得ることができる。

本実施形態では、第１層６ｂ１に比較して第２層６ｂ２の方が、空孔７の直径φが大きい。また、第１層６ｂ１に比較して第２層６ｂ２の方が、空孔７の数が多い。

なお、スラリー２６に含まれるバインダ樹脂の含有量を切り替える方法としては、特に限定されないが、バインダ樹脂の含有量が異なる２種類以上のスラリー２６を準備しておき、スプレー塗布の途中で、スラリー２６の種類を変えてもよい。あるいは、スラリー２６に含まれるガラス粉末に対するバインダ樹脂の含有量を徐々に小さくするために、ガラス粉末を、徐々にスラリーに加えていくことでも良い。

スラリー２６に含まれるバインダ樹脂の含有量を切り替えるタイミングについては、たとえばスプレー塗布の初期に形成される第１ガラス塗膜の膜厚ｔ３および第２ガラス塗膜（図示省略）の膜厚ｔ４などにより決定される。たとえば第１ガラス塗膜および第２ガラス塗膜からなるガラス塗膜６ａの合計膜厚をｔ２とした場合に、ｔ３／ｔ２が１／８〜１／２であり、ｔ４／ｔ２が１／２〜７／８となるように、スラリー中のバインダ樹脂の含有量が切り替えられる。ｔ３よりもｔ４が大きい方が好ましいのは、バインダ樹脂の含有量が少ない膜厚ｔ４の方が脱バインダ処理が良好で焼成後のガラス膜の強度が高くなることなどの理由による。ガラス塗膜６ａの合計膜厚ｔ２は、好ましくは２〜３０μｍである。薄すぎると、ガラス塗膜としての効果が少なく、厚すぎると、応力が強くなって塗膜が剥がれるおそれがあると共に経済的ではない。

本実施形態では、図８に示す第１層６ｂ１の空孔率Ｐを、第２層６ｂ２に比べ小さくすることが可能になり、特に、ガラス膜６ｂの表面６ｄの硬度を向上させることができ、ガラス膜６ｂの十分な強度を確保することができる。また、ガラス膜６ｂの第２層６ｂ２を構成することになる第１ガラス塗膜は、バインダ樹脂を多く含むため、コア部品１０との密着性にも優れている。
第３実施形態

この実施形態では、図８に示すガラス膜６ｂの第１層６ｂ１の空孔率Ｐを、第２層６ｂ２に比べ小さくするために、スラリー２６中に含まれるガラス粒子の粒径を、スプレー塗布の途中で変化させる以外は、第２実施形態と同様であり、同様な作用効果を奏するので、重複する説明は省略する。

この実施形態では、たとえば第１ガラス塗膜６ａ１に含まれるガラス粒子の粒径に比較して、第２ガラス塗膜６ａ２に含まれるガラス粒子の粒径を小さくすることで、図８に示す第１層６ｂ１の空孔率Ｐを、第２層６ｂ２に比べ小さくすることができる。

たとえば第１ガラス塗膜６ａ１に含まれるガラス粒子の粒径を１．０〜３．０μｍとし、第２ガラス塗膜６ａ２に含まれるガラス粒子の粒径を０．３〜１．０μｍとすることで、図８に示す第１層６ｂ１の空孔率Ｐを、第２層６ｂ２に比べ小さくすることができる。
第４実施形態

この実施形態では、図９に示すように、コア部品１０の表面にガラス塗膜６ａを形成する際に、以下に示す方法を用いる以外は、前述した第１実施形態と同様にして、電子部品１を製造する。以下、第２実施形態と異なる部分について説明し、共通する部分の説明は省略する。

スラリー２６は、ガラス粉末と、バインダ樹脂と、溶剤とを含む。または、さらにその他の添加物とを含んでいてもよい。アルカリ金属酸化物等のその他の添加物は、ガラス粉末中に既に含まれているのが通常である。添加物を混ぜ込んだガラスを作成し、これを砕いて粉末にしたものをガラス粉末として用いてスラリーを形成している。ガラス塗膜の軟化点を変えるためには、ガラス粉末に最初から含まれている添加物の量や種類が異なるガラス粉末を用いればよい。

本実施形態では、塗布工程の最終には、たとえばスラリー２６に含まれるその他の添加物の種類を変化させたり、添加量を変化させたりする。あるいは、最初からガラス粉末中に含まれる添加物の種類や量の異なるガラス粉末を用いる。そのようにすることで、図９に示すガラス塗膜６ａの表層６ａ５に位置する外側ガラス塗膜成分の軟化点を、その表層６ａ５よりも内側に位置する第１下地膜６ａ３および第２下地膜６ａ４を構成する内側ガラス塗膜成分の軟化点よりも高く設定させる。

具体的には、外側ガラス塗膜成分の軟化点は、内側ガラス塗膜成分の軟化点よりも、好ましくは３０〜１００℃、さらに好ましくは５０〜８０℃高く設定される。外側ガラス塗膜成分と内側ガラス塗膜成分の軟化点の差が小さすぎると外側ガラス塗膜成分の軟化が進みすぎてしまい、差が大きすぎると外側ガラス塗膜成分をガラス化するために、内側ガラス塗膜成分に対して、必要以上の熱を加えなくてはならないからである。なお、ガラス塗膜成分の軟化点は、たとえば示差熱分析により測定される。

表層６ａ５に位置する外側ガラス塗膜成分の軟化点を高く設定するための方法としては、スラリー２６に含まれるその他の添加物の種類を変化させたり、添加量を変化させたりする以外に、ガラス粉末の種類を変化させても良い。ガラス粉末の種類が異なる場合というのは、鉛系やビスマス系のように、ガラス自体が異なる場合もあれば、添加物の量や種類が異なる場合もある。

スラリー２６におけるガラス塗膜成分を切り替える方法は、スラリー２６に含まれるバインダ樹脂の含有量を切り替える方法と同様にして行うことができる。スラリー２６に含まれるその他の添加物としては、Ｎａ₂ Ｏ、Ｋ_２ Ｏ、ＣａＯ等のアルカリ金属酸化物やアルカリ土類金属酸化物などが例示される。

図９に示すように、まず、バインダ樹脂が相対的に多く含まれるスラリー２６により塗布初期に形成される第１下地膜６ａ３が形成される。その第１下地膜６ａ３の表面にバインダ樹脂が相対的に少なく含まれるスラリー２６により形成される第２下地膜６ａ４と、第１下地膜６ａ３および第２下地膜６ａ４よりも軟化点が高く設定してある表層６ａ５が形成された状態を示す。

スラリー２６におけるガラス塗膜成分を切り替えるタイミングについては、たとえば第１下地膜６ａ３の膜厚ｔ３、第２下地膜６ａ４の膜厚ｔ４および表層６ａ５膜厚ｔ５などにより決定される。たとえば第１下地膜６ａ３、第２下地膜６ａ４および表層６ａ５からなるガラス塗膜６ａの合計膜厚をｔ２とした場合に、好ましくはｔ３／ｔ２が１／８〜１／２であり、ｔ４／ｔ２が１／８〜１／２であり、ｔ５／ｔ２が１／８〜１／２となるように、スラリーにおけるガラス塗膜成分が切り替えられる。特に、ｔ５／ｔ２は、さらに好ましくは１／８〜１／５である。ガラス塗膜６ａの合計膜厚ｔ２は、好ましくは５〜３０μｍである。

第１下地膜６ａ３および第２下地膜６ａ４に含まれるガラス粉末の軟化点は３００℃以上８００℃以下であることが好ましい。また、表層６ａ５に含まれるガラス粉末の軟化点は３００℃以上９２０℃以下であることが好ましい。このような軟化点をもつガラス粉末を使用することにより、バインダ樹脂の熱分解温度からガラスの軟化点までの温度領域を狭くするか、無くすることが可能となる。そのために、焼成工程においてガラスの軟化点まで昇温する間のガラス粉層の形状を保持できるので好ましい。また、３００℃以上と規定したのは、多くのガラス粉末の軟化点が３００℃以上であることによる。

本実施形態では、表層６ａ５に含まれるガラス粉末の軟化点は、第１下地膜６ａ３および第２下地膜６ａ４に含まれるガラス粉末の軟化点に対して、同じでも良いが、好ましくは３０〜１００℃高いことが好ましい。なお、ガラス粉末自体の軟化点は、たとえば示差熱分析により測定される。

本実施形態においても、図８に示す第１層６ｂ１の空孔率Ｐを、第２層６ｂ２に比べ小さくすることができる。なお、本実施形態では、表層６ａ５に相当するガラス膜部分は、空孔率Ｐをゼロにすることができ、表面が特に平滑になる。

特に本実施形態では、焼成の過程でガラス塗膜の表層６ａ５の全体又は少なくとも表層６ａ５の表面は軟化点が焼成温度よりも高いことから軟化しないか、もしくは軟化の初期段階の粘度が低い状態にしか至らないと考えられ、そのため、コア部品１０同士のくっつきや焼成炉への付着によるガラス塗膜６ａの欠けや膜厚バラツキを有効に防止することができる。また、ガラス塗膜６ａへの異物の付着をも有効に防止することができる。しかも、必ずしも理由は明らかではないが、表層６ａ５のガラス塗膜成分も、それよりも内側に位置する第１および第２下地膜６ａ３，６ａ４と同様にガラス化されて硬化することが確認されている。内側に位置する第１および第２下地膜６ａ３，６ａ４のガラス化に影響を受けるためと考えられる。
第５実施形態

この実施形態では、スラリー２６に、さらに発泡剤を含ませることで、図４に示すように、コア部品１０を被うガラス膜６ｂの内部に空孔７を存在させている。本実施形態において、スラリー２６中におけるガラス粉末に対する発泡剤の含有量は、好ましくは０．１〜３．０重量％である。なお、発泡剤の含有量（発泡剤の濃度）とは、ガラス粉末に対する含有量である。

発泡剤としては、例えばＢａＣＯ_３、ＣａＣＯ_３、ＮａＨＣＯ_３などの炭酸塩や、石灰石、タルクなどを用いることが好ましい。発泡剤は、ガラス塗膜の焼成工程において発泡し、ガラス塗膜内に空孔が形成される。

なお、図８に示すガラス膜６ｂの第１層６ｂ１の空孔率Ｐを、第２層６ｂ２に比べ小さくするために、発泡剤の含有量を、初期と終期で変化させても良い。

なお、ガラス膜６ｂの内部に空孔を形成する手段としては上述した実施形態に限定されない。例えば、脱バインダ温度を３００〜５００度の範囲に設定することにより、空孔を形成しても良い。脱バインダ温度を上述した範囲のように通常より低くすることで、空孔７をガラス膜６ｂの内部に形成しやすくなる。

なお、他の方法を用いて空孔を形成しても良い。

なお、ガラス膜を形成するためのコア部品１０の材質としては、特に限定されず、例えば、酸化アルミニウム、鉄などであっても良い。また、ガラス膜が形成される電子部品としては、特に限定されず、バリスタ、サーミスタ、コンデンサ、コイルなどのセラミックチップ部品、あるいはＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系金属、Ｓｍ−Ｃｏ系、フェライト系などの磁石などにも適用することができる。

以下、本発明を、さらに詳細な実施例に基づき説明するが、本発明は、これら実施例に限定されない。
実施例１
図２に示すコア部品１０のサイズは、巻芯部１２の芯径をφ１．１ｍｍとし、巻芯部１２の軸方向幅Ｗを０．６ｍｍ、鍔部１４の外径をφ３．０ｍｍ、鍔部１４の厚みを０．４ｍｍ、鍔部１４の外周表面から巻芯部１２の外周表面までの深さＤを０．９５ｍｍとした。

上記のコア部品１０を準備し、図５に示すバレル容器２２の内部に多数収容した。スラリー２６としては、ガラス粉末として、軟化温度が７９０度のシリカ系ガラス粉末を用い、バインダ樹脂としてＰＶＡ樹脂を用い、溶剤として水とエタノールの混合液を用いた。バインダ樹脂の含有量は、ガラス粉末に対して５重量％であった。ガラス粉末としては、平均粒径のピークが１．１μｍ±３μｍとなるものが８０重量％以上含まれるものを用いた。上記のスラリー２６を、コア部品１０に以下の条件で吹き付けた。

スプレー時のスラリー２６の温度を６０〜１００℃とし、乾燥用気体は、温度５０〜１００℃の空気にし、スラリー２６をノズル２５から吐出する時の周速度Ｖｓ１を０．０１ｍ／ｓｅｃ以上０．１ｍ／ｓｅｃ以下とした。その後、バレル容器２２からコア部品１０を取り出し、そのコア部品１０を大気中で４７０〜５００℃、５時間の条件で脱バインダ処理し、その後、酸素分圧０．１％以下の窒素ガス雰囲気下で７００〜８００℃で焼成を行った。

上述した工程で、表面にガラス膜６ｂが形成されたコア部品１０について、図４に示す横断面８の幅Ｗ１＝１３０μｍの範囲について、空孔７の観察を行った。ガラス膜６ｂの平均膜厚ｔ１＝７〜１４μｍであった。直径φ＝０．１〜１０．６μｍを有する空孔７の総面積を求め、横断面８の面積から、空孔率Ｐを求めた。空孔率Ｐは０．３％であった。

次に、表面にガラス膜６ｂが形成されたコア部品１０について加圧試験を行い、ガラス膜６ｂに生じる亀裂の長さを測定した。Ｍｉｔｓｕｔｏｙｏ製の微小硬さ試験機（ＨＭ−２１１）を用いて、４秒間の加圧を行い、４秒間の除圧を行った。試験力は、１ｋｇｆとした。試験後に、Ｎｉｋｏｎ製の実体顕微鏡を用い、接眼×１０、対物×５０倍にて、図１０に示す亀裂Ｃ１〜Ｃ４の長さを測定した。なお、亀裂Ｃ１〜Ｃ４の長さの平均値を、本実施例における亀裂長さとした。

次に、表面にガラス膜６ｂが形成されたコア部品１０の鍔部１４の平坦部について、ビッカース硬度の測定を行った。Ｍｉｔｓｕｔｏｙｏ製の微小硬さ試験機（ＨＭ−２１１）を用いて、４秒間の加圧を行い、５秒間安定させ、４秒間の除圧を行った。試験力は、１ｋｇｆとした。

亀裂長さおよびビッカース硬度の測定結果を、図１１および表１に示す。

実施例２〜８
実施例１では、スラリー２６に用いるバインダ樹脂のガラス粉末に対する含有量は５重量％であったが、実施例２〜８では、バインダ樹脂の含有量を実施例１と異ならせて、空孔率Ｐの異なるコア部品１０を製造した。すなわち、実施例２ではバインダ樹脂の含有量を８重量％とした。そして、図４に示す横断面８の幅Ｗ１＝１３０μｍの範囲について空孔率Ｐを測定した結果は、表１に示すように空孔率Ｐ＝０．６％であった。

また、実施例３ではバインダ樹脂の含有量を１０重量％とした結果、表１に示す空孔率Ｐ＝０．９％であった。実施例４ではバインダ樹脂の含有量を１２重量％とした結果、表１に示す空孔率Ｐ＝３．０％であった。実施例５ではバインダ樹脂の含有量を１５重量％とした結果、表１に示す空孔率Ｐ＝５．０％であった。実施例６ではバインダ樹脂の含有量を１７重量％とした結果、表１に示す空孔率Ｐ＝６．１％であった。実施例７ではバインダ樹脂の含有量を２０重量％とした結果、表１に示す空孔率Ｐ＝１５．１％であった。実施例８ではバインダ樹脂の含有量を２５重量％とした結果、表１に示す空孔率Ｐ＝１７．９％であった。

そして、実施例２〜８についても、実施例１と同様にして亀裂長さおよびビッカース硬度の測定を行った。結果を表１に示す。

比較例１
スラリー２６に用いるバインダ樹脂の含有量を３．５重量％とした結果、表１に示す空孔率Ｐ＝０．０％であった。すなわち、ガラス膜６ｂに空孔が存在しないようにコア部品１０を製造した。断面写真を図６（Ｂ）に示す。そして、亀裂長さおよびビッカース硬度の測定を行った。

評価１
図１１および表１から、ガラス膜の内部に空孔を存在させることで、ガラス膜に物理的な衝撃や熱衝撃が加わっても、クラックの進行を大幅に低減できることが確認できた。また、内部に空孔を存在させても、ガラス膜の表面硬度は大幅には減少しないことが新たに確認できた。特に、空孔率Ｐを０．１％以上にすることで、ガラス膜６ｂに物理的な衝撃や熱衝撃が加わった場合に、ガラス膜６ｂに発生するクラックを抑制できることが確認できた。また、空孔率Ｐを１５．１％以下にすることで、ガラス膜６ｂの強度を低下させる割合を小さくできることが確認できた。したがって、空孔率Ｐを０．１〜１５．１％の範囲にすることにより、ガラス膜６ｂの強度を良好に高めつつ、クラックのサイズを小さく抑えることが確認できた。また、さらに好ましくは、空孔率Ｐは、０．６〜６％である。空孔率Ｐが０．６〜６％の範囲にあることにより、ガラス膜６ｂの強度をさらに良好に高めつつ、クラックのサイズをさらに小さく抑えることが確認できた。

実施例９
次に、上述した実施例５について、コア部品１０の製造工程において、スラリー２６中におけるガラス粉末に対するバインダ樹脂の含有量を、初期と終期で変化させて、空孔７の密度を異ならせた。初期時には、バインダ樹脂の含有量を１５重量％とし、終期には、５重量％とした。スラリー２６に含まれるバインダ樹脂の含有量を切り替えるタイミングについては、図７に示す膜厚の比率ｔ３／ｔ２が１／２であり、ｔ４／ｔ２が１／２となるように、スラリー中のバインダ樹脂の含有量を切り替えた。

上記の条件にて、コア部品１０（表２に示す試料５ａ〜５ｃ）を製造し、上述した実施例と同様の条件で、亀裂長さおよびビッカース硬度の測定を行った。結果を以下に示す。

表２より、表面に接する第１層６ｂ１（図８に示す）において、第２層６ｂ２に比べ空孔率Ｐを小さくすることで、特に、ガラス膜６ｂの表面６ｄの硬度を向上させることができ、ガラス膜の十分な強度を確保することができることが判明した。

１…電子部品
６ａ…ガラス塗膜
６ｂ…ガラス膜
６ｂ１…第１層
６ｂ２…第２層
６ｃ…表面
６ｄ…界面
７…空孔
８…横断面
１０…コア部品

Claims (4)

1. 素子本体と、
   前記素子本体の少なくとも一部を被うガラス膜とを有し、
   前記ガラス膜の内部に空孔が存在し、
   前記空孔の直径は、０．１〜１０．６μｍであり、
   前記ガラス膜を、前記素子本体の平坦部との界面と直交する少なくとも一つの横断面で見た場合に、前記横断面の面積に対して、前記空孔の面積が占める面積比を空孔率とした場合に、前記空孔率は、０．１〜１５．１％であり、
   前記ガラス膜を、表面に接する第１層と、前記界面に接する第２層とで分離して観察した場合に、
   前記第１層よりも前記第２層の方が、前記空孔率が大きく、
   前記第１層に比較して前記第２層の方が、前記空孔の数が多く、
   前記ガラス膜の厚みが１〜３０μｍであることを特徴とする電子部品。
2. 前記空孔率は、０．６〜６％であることを特徴とする請求項１に記載の電子部品。
3. 前記ガラス膜の前記表面は平滑な面をしていることを特徴とする請求項１または２に記載の電子部品。
4. 前記素子本体は導電性を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の電子部品。

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