JP5454712B2 - 積層コイル部品 - Google Patents

Description

本発明は、磁性体セラミック層と、Ａｇを主成分とするコイル形成用の内部導体とを積層したセラミック積層体を焼成することにより形成される、磁性体セラミック素子の内部に螺旋状コイルが配設された構造を有する積層コイル部品に関する。

近年、電子部品の小型化への要求が大きくなり、コイル部品に関しても、その主流は積層型のものに移りつつある。

ところで、磁性体セラミックと内部導体を同時焼成して得られる積層コイル部品は、磁性体セラミック層と内部導体層との間で熱膨張係数の違いから発生する内部応力が、磁性体セラミックの磁気特性を低下させ、積層コイル部品のインピーダンス値の低下やばらつきを引き起こすという問題点がある。

そこで、このような問題点を解消するために、焼成後の磁性体セラミック素子を酸性のめっき液中に浸漬処理して、磁性体セラミック層と内部導体層との間に空隙を設けることにより、内部導体層による磁性体セラミック層への応力の影響を回避して、インピーダンス値の低下やばらつきを解消するようにした積層型インピーダンス素子が提案されている（特許文献１）。

しかしながら、この特許文献１の積層型インピーダンス素子においては、磁性体セラミック素子をめっき液中に浸漬して、内部導体層が磁性体セラミック素子の表面に露出する部分からめっき液を内部に浸透させることにより、磁性体セラミック層と内部導体層の間に不連続な空隙を形成するようにしていることから、磁性体セラミック層間に、内部導体層と空隙が形成されることになり、内部導電体層が細って、セラミック層間に占める内部導体層の割合が小さくならざるを得ないのが実情である。

そのため、直流抵抗の低い製品を得ることが困難になるという問題点がある。特に、寸法が、１．０ｍｍ×０．５ｍｍ×０．５ｍｍの製品や、０．６ｍｍ×０．３ｍｍ×０．３ｍｍの製品などのように小型の製品になると、磁性体セラミック層を薄くすることが必要になり、磁性体セラミック層間に、内部導体層と空隙の両方を設けつつ、内部導体層を厚く形成することが困難になるため、直流抵抗の低減を図ることができなくなるばかりでなく、サージなどによる内部導体の断線が発生しやすくなり、十分な信頼性を確保することができなくなるという問題点がある。

特開２００４−２２７９８号公報

本発明は、上記課題を解決するものであり、積層コイル部品を構成する磁性体セラミック層と内部導体層との間で、焼結収縮挙動や熱膨張係数の違いから発生する内部応力の問題を緩和することが可能で、直流抵抗が低く、かつサージなどによる内部導体の断線が発生しにくい、信頼性の高い積層コイル部品を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明（請求項１）の積層コイル部品は、
磁性体セラミック層を積層することにより形成され、Ａｇを主成分とするコイル形成用の内部導体を備えたセラミック積層体を焼成することにより形成された磁性体セラミック素子の内部に、前記内部導体を層間接続させることにより形成された螺旋状コイルを有する積層コイル部品であって、
前記螺旋状コイルの一対の端部が露出した前記磁性体セラミック素子の一対の側面に形成された外部電極と、前記外部電極上に湿式めっきにより形成されためっき膜とを備え、かつ、
前記内部導体の側部と、前記磁性体セラミック素子の前記螺旋状コイルの一対の端部が露出していない側面との間の領域であるサイドギャップ部における、磁性体セラミックのポア面積率が６〜２０％の範囲にあること
を特徴としている。

また、前記サイドギャップ部における磁性体セラミックのポア面積率を、磁性体セラミック素子内の内部導体の上側最外層の上面と、磁性体セラミック素子の上面との間の外層領域、および、磁性体セラミック素子内の内部導体の下側最外層の下面と、磁性体セラミック素子の下面との間の外層領域におけるポア面積率よりも大きくすることが望ましい。

また、前記磁性体セラミックとしては、ＮｉＣｕＺｎフェライトを主成分とするものであって、軟化点が５００〜７００℃であるホウケイ酸亜鉛系低軟化点ガラスを０．１〜０．５重量％含有するものを用いることが望ましく、さらには、前記ホウケイ酸亜鉛系低軟化点ガラスを０．２〜０．４重量％含有するものを用いることが望ましい。

また、磁性体セラミックとしては、さらに、ＳｎＯ₂を０．３〜１．０重量％含有するものを用いることが望ましく、さらには、ＳｎＯ₂を０．５〜０．８重量％の割合で含有するものを用いることが望ましい。

また、前記磁性体セラミックのポア面積率に係わるポアの直径の平均値が、０．１〜０．６μｍの範囲にあることが好ましい。

本発明（請求項１）の積層コイル部品は、磁性体セラミック層と、Ａｇを主成分とするコイル形成用の内部導体とを積層したセラミック積層体を焼成することにより形成された積層コイル部品であって、螺旋状コイルの一対の端部が露出した磁性体セラミック素子の一対の側面に形成された外部電極と、外部電極上に湿式めっきにより形成されためっき膜とを備え、かつ、内部導体の側部と、磁性体セラミック素子の螺旋状コイルの一対の端部が露出していない側面との間の領域であるサイドギャップ部における、磁性体セラミックのポア面積率が６〜２０％の範囲にある。
この積層コイル部品は、上述のように、外部電極上に湿式めっきによりめっき膜が形成されており、湿式めっきによるめっき膜の形成の際に用いられるめっき液が、ポア面積率が６〜２０％のポーラスなサイドギャップ部から、内部導体とその周囲の磁性体セラミックとの界面に浸透することにより、内部導体とその周囲の磁性体セラミックとの界面の結合が切断され、磁性体セラミックに加わる応力が緩和されることになる。

なお、サイドギャップのポア面積率を６〜２０％としているので、磁性体セラミック素子の端面を外部電極が覆っている場合にも、ポーラスなサイドギャップ部から、めっき液が内部導体とその周囲の磁性体セラミックとの界面に確実に浸透し、内部導体とその周囲の磁性体セラミックとの界面の結合が切断される。
したがって、特性のばらつきが少なく、直流抵抗を低減することが可能で、サージなどによる内部導体の断線を抑制、防止することが可能な、信頼性の高い積層コイル部品を提供することが可能になる。

また、内部導体の側部と、磁性体セラミック素子の側面との間の領域であるサイドギャップ部における、磁性体セラミックのポア面積率を６〜２０％の範囲とすることにより、積層コイル部品全体として大きい強度と高い透磁率を実現することが可能なフェライト系のセラミックを磁性体セラミックとして用いた場合にも、めっき液を効率よく浸透させることが可能になり、内部導体層と磁性体セラミックの界面に空隙を設けることなく、両者の界面の結合を切断することができる。

また、前記サイドギャップ部における磁性体セラミックのポア面積率を、磁性体セラミック素子内の内部導体の上側最外層の上面と、磁性体セラミック素子の上面との間の外層領域、および、磁性体セラミック素子内の内部導体の下側最外層の下面と、磁性体セラミック素子の下面との間の外層領域におけるポア面積率よりも大きくすることにより、サイドギャップ部から効率よくめっき液を浸透させることが可能になる。また、外層領域ではポア面積率が小さいため、全体として所望の強度を有する積層コイル部品を得ることが可能になる。

また、磁性体セラミックとして、ＮｉＣｕＺｎフェライトを主成分とするものであって、軟化点が５００〜７００℃であるホウケイ酸亜鉛系低軟化点ガラスを０．１〜０．５重量％含有するものを用いることにより、磁性体セラミックがポアを含み低密度である場合にも、積層コイル部品全体としての強度が大きく、透磁率の高い積層インダクタを得ることが可能になる。また、ホウケイ酸亜鉛系低軟化点ガラスが結晶化ガラスであることから、磁性体セラミックの焼結密度を安定させることが可能になる。さらに、磁性体セラミックとして、上記のホウケイ酸亜鉛系低軟化点ガラスを０．２〜０．４重量％の割合で含有するものを用いることにより、上述の効果をさらに向上させることができる。

また、磁性体セラミックとして、ＮｉＣｕＺｎフェライトを主成分とし、ホウケイ酸亜鉛系低軟化点ガラスを上述の割合で含有するととともに、ＳｎＯ₂を０．３〜１．０重量％の割合で含有するものを用いた場合、耐外部応力性と直流重畳特性に優れた積層コイル部品を得ることが可能になる。
また、ＳｎＯ₂を０．５〜０．８重量％の割合で含有するものを用いた場合、上記効果をより確実なものにすることができる。
また、ＳｎＯ₂を添加すると、磁性体セラミックの透磁率が低下し、強度も低下するが、ホウケイ酸亜鉛系低軟化点結晶化ガラスを添加することにより、その低下した透磁率と強度を補うことができる。

また、本発明においては、磁性体セラミックのポア面積率に係わるポアの直径の平均値を、０．１〜０．６μｍの範囲とすることが好ましいが、これは、ポア径が０．１μｍ未満になると、めっき液がサイドギャップ部から内部導体とその周囲の磁性体セラミックの界面に到達しにくくなり、また、０．６μｍより大きくなると、磁性体セラミック素子の強度が低下することによる。

本発明の一実施例（実施例１）にかかる積層コイル部品の構成を示す正面断面図である。 本発明の実施例１にかかる積層コイル部品の要部構成を示す分解斜視図である。 本発明の実施例１にかかる積層コイル部品の構成を示す側面断面図である。 本発明の実施例１および比較例の積層コイル部品のポア面積率の測定方法を説明する図である。 本発明の実施例１の積層コイル部品（表１の試料番号３の試料）の断面を鏡面研磨後、ＦＩＢにより加工した面（Ｗ−Ｔ面）のＳＩＭ像を示す図である。 本発明の実施例１の積層コイル部品（表１の試料番号３の試料）の三点曲げ試験による破断面のＳＥＭ像を示す図である。 磁性体セラミックに添加したホウケイ酸亜鉛系低軟化点ガラスの軟化点とインピーダンスの関係を示す図である。

以下、本発明の実施例を示して、本発明の特徴とするところをさらに詳しく説明する。

図１は本発明の一実施例にかかる積層コイル部品（この実施例１では積層インピーダンス素子）の構成を示す断面図、図２はその製造方法を示す分解斜視図である。

この積層コイル部品１０は、磁性体セラミック層１と、Ａｇを主成分とするコイル形成用の内部導体２とを積層した積層体３を焼成する工程を経て製造されており、磁性体セラミック素子３の内部に螺旋状コイル４を備えている。
また、磁性体セラミック素子３の両端部には、螺旋状コイル４の両端部４ａ，４ｂと導通するように一対の外部電極５ａ，５ｂが配設されている。

そして、この積層コイル部品１０においては、図１に模式的に示すように、内部導体２と、その周囲の磁性体セラミック１１との界面Ａには空隙が存在せず、内部導体２とその周囲の磁性体セラミック１１とは、ほぼ密着しているが、内部導体２と磁性体セラミック１１とが界面Ａで解離した状態となるように構成されている。

また、この積層コイル部品１０においては、内部導体層２と磁性体セラミック１１が、その界面Ａで解離しているため、内部導体層２と磁性体セラミック１１との結合を切断するために界面Ａに空隙を設ける必要がなく、内部導体を細らせることなく、応力が緩和された積層コイル部品１０を得ることができる。したがって、特性のばらつきが少なく、直流抵抗を低減することが可能で、サージなどによる内部導体の断線が発生しにくい、高信頼性の積層コイル部品を提供することが可能になる。

次に、この積層コイル部品１０の製造方法について説明する。
(１)Ｆｅ₂Ｏ₃を４８．０ｍｏｌ％、ＺｎＯを２９．５ｍｏｌ％、ＮｉＯを１４．５ｍｏｌ％、ＣｕＯを８．０ｍｏｌ％の比率で秤量した磁性体原料を調製し、ボールミルにて４８時間の湿式混合を行った。
それから、湿式混合したスラリーをスプレードライヤーにより乾操し、７００℃にて２時間仮焼した。
得られた仮焼物をボールミルにて１６時間湿式粉砕し、粉砕終了後にバインダーを所定量混合し、セラミックスラリーを得た。
それから、このセラミックスラリーをシート状に成形して厚み２５μｍのセラミックグリーンシートを作製した。

(２)次に、このセラミックグリーンシートの所定の位置にビアホールを形成した後、セラミックグリーンシートの表面に内部導体形成用の導電性ペーストを印刷して、コイルパターン（内部導体パターン）を形成した。
なお、上記導電性ペーストとしては、不純物元素が０．１重量％以下のＡｇ粉末と、ワニスと、溶剤とを配合してなり、Ａｇ含有率が８５重量％の導電性ペーストを用いた。コイルパターン（内部導体パターン）形成用の導電性ペーストとしては、上述のように、Ａｇの含有量が高いもの、例えば、Ａｇ含有率が８３〜８９重量％のものを用いることが望ましい。なお、不純物が多いと、酸性溶液（めっき液）により内部導体が腐食し、直流抵抗が増加するという不具合が生じる場合がある。

(３)次に、図２に模式的に示すように、この内部導体パターン（コイルパターン）２２が形成されたセラミックグリーンシート２１を複数枚積層して圧着し、さらにその上下両面側にコイルパターンが形成されていないセラミックグリーンシート２１ａを積層した後、１０００ｋｇｆ／ｃｍ2で圧着することにより、積層体（未焼成の磁性体セラミック素子）２３を得た。
この未焼成の磁性体セラミック素子２３は、その内部に、各内部導体パターン（コイルパターン）２２がビアホール２４により接続されてなる積層型の螺旋状コイルを備えている。なお、コイルのターン数は７．５ターンとした。

(４)それから圧着ブロックを所定のサイズにカットした後、脱バインダーを行い、８２０℃〜９１０℃の間で、焼成温度を変えて、焼結させることにより、内部に螺旋状コイルを備えた磁性体セラミック素子を得た。
このときの磁性体セラミック（フェライト）と内部導体の焼成時の焼結収縮率は、磁性体セラミックが１３〜２０％であるのに対して、内部導体は８％である。なお、焼成温度が８２０℃〜９１０℃の範囲では内部導体の焼結収縮率はほぼ一定になるものである。

なお、導体パターンである内部導体の収縮率より磁性体セラミック（フェライト）の収縮率の方が大きいことを前提として、導体パターンである内部導体の焼結収縮率を０〜１５％とし、かつ所定の温度で焼成すると、磁性体セラミック素子の内部にポア面積率の分布が生じ、図３に示す、内部導体２の側部２ａと、磁性体セラミック素子３の側面３ａとの間の領域であるサイドギャップ部８の方が、磁性体セラミック素子３内の内部導体２の上側最外層の上面と、磁性体セラミック素子３の上面との間の外層領域９、および、磁性体セラミック素子３内の内部導体２の下側最外層の下面と、磁性体セラミック素子３の下面との間の外層領域９よりもポア面積率が高くなる。すなわち、前記外層領域９の方が緻密に焼結し、サイドギャップ部８の方が、ポアの分布が多くなる。

このように、前記外層領域９の方が緻密に焼結し、サイドギャップ部８にポアの分布が多くなるのは、内部導体２の焼結収縮率を磁性体セラミック１１よりも所定の割合だけ小さくすることにより、内部導体２と磁性体セラミック１１の焼結収縮率に差が生じて、内部導体２が磁性体セラミック１１の焼結収縮を抑制することによる。
なお、内部導体の焼結収縮率は、例えば、内部導体形成用の導電性ペースト中の導電成分（Ａｇ粉末）の含有率と、導電性ペーストに含まれるワニスおよび溶剤の種類を適宜選択することにより制御することができる。

内部導体の焼結収縮率が０％未満である場合、焼成中に内部導体が収縮しないか、焼成前よりも膨張することになり、構造欠陥やチップ形状に影響し好ましくない。
また、内部導体の焼結収縮率が１５％以上になると、磁性体セラミック素子内部にポア率の分布が生じなくなり、前記外層領域９を所定の高密度にしつつ、Ｎｉめっき液をサイドギャップから浸入させることができなくなる。
したがって、内部導体の焼結収縮率は０〜１５％の範囲とすることが望ましく、５〜１１％とすることがさらに好ましい。
磁性体セラミックの焼結収縮率の測定は、セラミックグリーンシートを積み重ね、実際に積層コイル部品を製造する際の条件と同じ圧力条件で圧着し、所定の寸法にカットした後焼成し、積層方向に沿う方向の焼結収縮率を熱機械分析装置（ＴＭＡ）にて測定することにより行った。

また、内部導体の焼結収縮率の測定は以下の方法で行った。
まず、内部導体形成用の導電性ペーストをガラス板上に薄く延ばして乾燥した後に、乾燥物をかきとって乳鉢で粉末状に粉砕した。それから金型に入れて積層コイル部品を製造する際の条件と同じ圧力条件で一軸プレス成形し、所定の寸法にカットした後焼成し、プレス方向に沿う方向の焼結収縮率をＴＭＡにて測定した。

(５)それから、内部に螺旋状コイル４を備えた磁性体セラミック素子（焼結素子）３の両端部に外部電極形成用の導電性ペーストを塗布して乾燥した後、７５０℃で焼き付けることにより外部電極５ａ，５ｂ（図１参照）を形成した。
なお、外部電極形成用の導電性ペーストとしては、平均粒径が０．８μｍのＡｇ粉末と耐めっき性に優れたＢ−Ｓｉ−Ｋ系の平均粒径が１．５μｍのガラスフリットとワニスと溶剤とを配合した導電性ペーストを用いた。そして、この導電性ペーストを焼き付けることにより形成された外部電極は、以下のめっき工程でめっき液によって侵食されにくい緻密なものであった。

(６)それから、形成された外部電極５ａ，５ｂに、Ｎｉめっき、Ｓｎめっきを行い、下層にＮｉめっき膜層、上層にＳｎめっき膜層を備えた２層構造のめっき膜を形成した。これにより、図１に示すように、磁性体セラミック素子３の内部に、螺旋状コイル４を備えた構造を有する積層コイル部品（積層インピーダンス素子）１０が得られる。

なお、上記めっき工程では、Ｎｉめっき液として、硫酸ニッケルを約３００ｇ／Ｌ、塩化ニッケルを約５０ｇ／Ｌ、ホウ酸を約３５ｇ／Ｌの割合で含み、ｐＨが４の酸性の溶液を用いた。
また、Ｓｎめっき液として、硫酸スズを約７０ｇ／Ｌ、クエン酸水素アンモニウムを約１００ｇ／Ｌ、硫酸アンモニウムを約１００ｇ／Ｌの割合で含み、ｐＨが５の酸性の溶液を用いた。

［特性の評価］
上述のようにして作製した積層コイル部品について、以下の方法でインピーダンスの測定、三点曲げ試験による抗折強度の測定を行った。
また、上記(６)の工程で、外部電極にめっきを施す前の段階の磁性体セラミック素子について、以下の方法でポア面積率の測定を行った。

(ａ)インピーダンスの測定
５０個の試料について、インピーダンスアナライザ（ヒューレット・パッカード社製ＨＰ４２９１Ａ）を用いてインピーダンスの測定を行い平均値（ｎ＝５０ｐｃｓ）を求めた。

(ｂ)抗折強度の測定
５０個の試料について、ＥＩＡＪ−ＥＴ−７４０３に規定の試験方法にて測定を行い、ワイブルプロットした場合における破壊確率＝１％のときの強度を抗折強度とした（ｎ＝５０ｐｃｓ）。

(ｃ)ポア面積率の測定
めっき前の磁性体セラミック素子の幅方向と厚み方向で規定される断面（以下、「Ｗ−Ｔ面」という）を鏡面研磨し、収束イオンビーム加工（ＦＩＢ加工）した面を走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）により観察し、焼結後の磁性体セラミック中のポア面積率を測定した。

具体的には、ポア面積率は画像処理ソフト「ＷＩＮＲＯＯＦ（三谷商事(株)」により測定した。その具体的な、測定方法は、以下の通りである。
ＦＩＢ装置 ：ＦＥＩ製ＦＩＢ２００ＴＥＭ
ＦＥ−ＳＥＭ（走査電子顕微鏡） ：日本電子製ＪＳＭ−７５００ＦＡ
ＷｉｎＲＯＯＦ（画像処理ソフト）：三谷商事株式会社製、Ｖｅｒ．５．６

＜収束イオンビーム加工（ＦＩＢ加工）＞
図４に示すように、上述の方法で鏡面研磨した試料の研磨面に対し、入射角５°でＦＩＢ加工を行った。

＜走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）による観察＞
ＳＥＭ観察は、以下の条件で行った。
加速電圧 ：１５ｋＶ
試料傾斜 ：０゜
信号 ：二次電子
コーティング ：Ｐｔ
倍率 ：５０００倍

＜ポア面積率の算出＞
ポア面積率は、以下の方法で求めた。
ａ)計測範囲を決める。小さすぎると測定箇所による誤差が生じる。
（この実施例では、２２．８５μｍ×９．４４μｍとした）
ｂ)磁性体セラミックとポアが識別しにくければ明るさ、コントラストを調節する。
ｃ)２値化処理を行い、ポアのみを抽出する。画像処理ソフトＷｉｎＲＯＯＦの「色抽出」では完全でない場合には手動で補う。
ｄ)ポア以外を抽出した場合はポア以外を削除する。
ｅ)画像処理ソフトの「総面積・個数計測」で総面積、個数、ポアの面積率、計測範囲の面積を測定する。
本発明におけるポア面積率は、上述のようにして測定した値である。

表１に、上述のようにして測定したサイドギャップ部のポア面積率および外層領域のポア面積率、インピーダンス（|Ｚ|）の値、抗折強度の値を示すとともに、焼成温度、ＦＩＢ加工面のＳＥＭ観察による磁性体セラミックと内部導体との界面の空隙の有無、積層コイル部品を破断したときの磁性体セラミックと内部導体との界面における剥離の発生の有無を併せて示す。

表１において、ＦＩＢ加工面のＳＥＭ観察で、磁性体セラミックと内部導体との界面に空隙が認められず、かつ、積層コイル部品を破断したときに磁性体セラミックと内部導体との界面に剥離が認められる試料（試料番号１〜６の試料）が、「Ａｇを主成分とする内部導体と、内部導体の周囲の磁性体セラミックとの界面には空隙が存在せず、かつ、内部導体と磁性体セラミックとの界面が解離している」試料であり、試料番号７は、内部導体と磁性体セラミックとの界面が結合している試料である。

上述のように、磁性体セラミック（フェライト）と内部導体の焼成時の焼結収縮率は、磁性体セラミックが１３〜２０％であるのに対して、内部導体は８％であり、内部導体の焼結収縮率がフェライトの焼結収縮率よりも小さいので、焼成が終了した後の段階では、内部導体と磁性体セラミックの界面は強固に結合している。

ところが、これらの、内部導体と磁性体セラミックの界面が強固に結合している試料に、例えばＮｉめっきを施すことにより、サイドギャップ部のポア面積率がある程度大きい場合、めっきが行われると同時に、Ｎｉめっき液が磁性体セラミック素子（積層コイル部品）の外部電極が覆っていない領域のポアから内部に浸透し、内部導体と磁性体セラミックの界面に到達して、内部導体と磁性体セラミックの界面における結合の切断が行われる。
これに対し、サイドギャップ部のポア面積率が小さい場合、めっき液が内部に浸透できず、内部導体と磁性体セラミックの界面で結合を切断することができなくなる。

表１の、試料番号７の試料は、サイドギャップ部のポア面積率が、２％と低く、積層コイル部品を破断したときに磁性体セラミックと内部導体との界面に剥離が認められない試料であって、めっき工程を経た後も内部導体と磁性体セラミックの界面が結合しており、内部導体の焼結収縮により磁性体セラミックに応力が加わるため、インピーダンスが著しく低下している。

一方、サイドギャップ部のポア面積率が６％以上の試料番号１〜６の試料の場合、めっき液が磁性体セラミック素子の内部に浸透し、内部導体と磁性体セラミックの界面における結合が十分に切断されることから、インピーダンスの低下の少ない特性の良好な積層コイル部品が得られることがわかる。

なお、試料番号１〜６の試料の場合、ＦＩＢ加工面のＳＥＭ観察で、磁性体セラミックと内部導体との界面に空隙は認められないものの、積層コイル部品を破断したときに磁性体セラミックと内部導体との界面に剥離が認められている。このことから、Ｎｉめっき液が磁性体セラミック素子（積層コイル部品）の外部電極が覆っていない領域のポアから内部に浸透し、内部導体と磁性体セラミックの界面に到達して、内部導体と磁性体セラミックの界面の結合が切断されていることがわかる。

なお、試料番号１の試料は、ポア面積率が２６％と高いことから、インピーダンスの低下は少ないものの、抗接強度の低下が認められる。
したがって、インピーダンスの低下の抑制しつつ、高い抗折強度を確保する見地からは、試料番号２〜６のように、サイドギャップ部のポア面積率を６〜２０の範囲とすること望ましい。
また、試料番号３〜５のように、ポア面積率を８〜１６％とした場合、インピーダンス、および抗折強度がより安定しており、さらに好ましいことがわかる。

なお、図５に、本発明の実施例の積層コイル部品（表１の試料番号３の試料）の断面を鏡面研磨後、ＦＩＢにより加工した面（Ｗ−Ｔ面）のＳＩＭ像を示す。
このＳＩＭ像は、めっき後の積層コイル部品のＷ−Ｔ面を鏡面研磨した後、ＦＩＢで加工した面を、ＳＩＭにより５０００倍で観察したものであり、磁性体セラミックと内部導体の界面に空隙が認められないことがわかる。

また、図６に、実施例の積層コイル部品（表１の試料番号３の試料）の三点曲げ試験による破断面のＳＥＭ像を示す。
破断面のＳＥＭ観察では、図６からわかるように、隙間が認められるが、これは、内部導体と磁性体セラミックの界面が解離しているので、破断時に内部導体が延びて、手前に引き出されるときに隙間が形成されたものと考えられる。なお、試料をニッパで破断した場合にも、同様の隙間が認められる。

この実施例２では、ガラスを添加した磁性体セラミックを用いて作製した積層コイル部品の実施例を示す。
Ｆｅ₂Ｏ₃：４８．０ｍｏｌ％、ＺｎＯ：２９．５ｍｏｌ％、ＮｉＯ：１４．５ｍｏｌ％、ＣｕＯ：８．０ｍｏｌ％の比率で秤量した磁性体原料を、ボールミルにて４８時間湿式混合してスラリーとした。
そして、このスラリーをスプレードライヤーにより乾操し、７００℃にて２時間仮焼して仮焼物を得た。

それから、この仮焼物に、ホウケイ酸亜鉛系の低軟化点結晶化ガラスを０〜０．６重量％の割合で添加し、ボールミルにて１６時間の湿式粉砕をおこなった後、バインダーを所定量混合してセラミックスラリーを得た。なお、ホウケイ酸亜鉛系低軟化点結晶化ガラスは、仮焼前に添加してもよい。
ここで添加したホウケイ酸亜鉛系結晶化ガラスは、１２重量％ＳｉＯ₂−６０重量％ＺｎＯ−２８重量％Ｂ₂Ｏ₃の組成からなるガラスで、軟化点５８０℃、結晶化温度６９０℃、粒径１．５μｍのガラスである。
なお、ガラスの組成としては、上記基本組成に、ＢａＯ、Ｋ₂Ｏ、ＣａＯ、Ｎａ₂Ｏ、Ａｌ₂Ｏ₃、ＳｎＯ₂、ＳｒＯ、ＭｇＯなどの添加物が含まれていてもよい。

それから、このセラミックスラリーをシート状に成形して厚み２５μｍのセラミックグリーンシートを得た。
その後、上記実施例１の場合の(２)〜(４)の工程と同じ方法で、内部に積層型の螺旋状コイルを備えた未焼成の積層体（磁性体セラミック素子）を作製した。
そして、この積層体を、サイドギャップ部のポア面積率が１１％となるように、焼成温度を調整して、焼結させた。

それから、上記実施例１の場合と同様の方法および条件で、インピーダンス、三点曲げ試験により抗折強度を測定した。
表２に、ガラスの添加量を変えた磁性体セラミックを用いた各試料のインピーダンス（|Ｚ|）の値、抗折強度の値を示す。

表２に示すように、ホウケイ酸亜鉛系結晶化ガラスを添加することにより、所定のポア面積率を有し、低密度である場合にも、機械的強度が高く、透磁率の高い磁性体セラミックを得ることが可能になる。したがって、インピーダンスの低下を招くことなく、抗折強度の高い積層コイル部品を得ることが可能になる。
なお、ホウケイ酸亜鉛系結晶化ガラスの添加量は０．１〜０．５重量％の範囲とすることが好ましく、０．２〜０．４重量％の範囲とすることがさらに好ましい。

また、この実施例２で用いたホウケイ酸亜鉛系結晶化ガラスの組成を変更して、軟化点が４００〜７７０℃の範囲にあるホウケイ酸亜鉛系結晶化ガラスを作製した。そして、このホウケイ酸亜鉛系結晶化ガラスの添加量を０．３重量％として、他は上記実施例１の場合と同じ方法および条件で積層コイル部品を作製し、得られた積層コイル部品のインピーダンスを測定した。その結果を、図７に示す。

図７からわかるように、使用するガラスの軟化点を５００〜７００℃の範囲とすることにより高いインピーダンス（|Ｚ|）値を得ることができる。
なお、ガラス軟化点が５００℃未満になると、流動性が低下して磁性体セラミックの焼結を阻害したり、ガラスが蒸発して透磁率の低下を招いたりするため好ましくない。
また、ガラス軟化点が７００℃を超えた場合も、やはり磁性体セラミックの焼結が阻害されて透磁率が低下し、インピーダンスが低下するため好ましくない。

なお、本発明において、サイドギャップのポア面積率を制御する方法に特別の制約はなく、
(１)磁性体セラミックと内部導体の焼結収縮率差を５〜２０％の範囲で調整する方法、
(２)磁性体セラミックシートの厚み（例えば１０〜５０μｍ）に対する内部導体の厚みを、例えば５〜５０μｍの範囲で調整する方法、
(３)磁性体セラミックシートを構成するセラミックの粒径を、例えば０．５〜５μｍの範囲で調整する方法、
(４)磁性体セラミックシートのバインダー含有率を、例えば８〜１５重量％の範囲で調整する方法、
(５)上記(１)〜(４)を組み合わせる方法など
によりサイドギャップのポア面積率を制御することが可能である。

この実施例３では、ＮｉＣｕＺｎフェライトにＳｎＯ₂を添加した磁性体セラミックを用いて作製した積層コイル部品の実施例を示す。

Ｆｅ₂Ｏ₃を４８．０ｍｏｌ％、ＺｎＯを２９．５ｍｏｌ％、ＮｉＯを１４．５ｍｏｌ％、ＣｕＯを８．０ｍｏｌ％、およびＳｎＯ₂を主成分に対し０〜１．２５重量％の割合（すなわち外掛けで０〜１．２重量％の割合）で秤量した磁性体原料を、ボールミルにて４８時間、湿式混合してスラリー化した。

得られたスラリーをスプレードライヤーにより乾操し、７００℃にて２時間仮焼して仮焼物を得た。
この仮焼物に、ホウケイ酸亜鉛系低軟化点結晶化ガラスを０．３重量％加え、ボールミルにて１６時間の湿式粉砕を行った後、バインダーを所定量添加して混合することによりセラミックスラリーを得た。

その後、上記実施例２と同じ方法で、内部に積層型の螺旋状コイルを備えた未焼成の積層体（磁性体セラミック素子）を作製した。
そして、この積層体を、サイドギャップ部のポア面積率が１１％となるように、焼成温度を調整して、焼結させた。

そして、実施例２と同じようにして、インピーダンス、三点曲げ試験により抗折強度を測定した。また、各試料それぞれ５０個について、−５５℃〜１２５℃の熱衝撃試験を２０００サイクル行い、試験前後のインピーダンスの変化率を測定し、その最大値を求めた。
表３に、ＳｎＯ₂の添加量を変えた各試料のインピーダンス（|Ｚ|）の値、抗折強度、および熱衝撃試験の前後のインピーダンス（|Ｚ|）の変化率の最大値を示す。

表３からわかるように、ＳｎＯ₂添加量が増えるにしたがって、熱衝撃試験の前後のインピーダンスの変化率が低減する。
ただし、抗折強度とインピーダンスも低下するため、ＳｎＯ₂添加量は、０．３〜１．０重量％の範囲とすることが望ましい。
さらに、試料番号１６，１７のように、ＳｎＯ₂添加量を０．５〜０．８重量％の範囲とした場合、より特性の安定した積層コイル部品を得ることが可能になり特に望ましい。

なお、上記の各実施例では、いずれもセラミックグリーンシートを積層する工程を備えたいわゆるシート積層工法により製造する場合を例にとって説明したが、磁性体セラミックスラリーおよび内部導体形成用の導電性ペーストを用意し、これらを、各実施例で示したような構成を有する積層体が形成されるように印刷してゆく、いわゆる逐次印刷工法によっても製造することが可能である。

さらに、例えば、キャリアフィルム上にセラミックスラリーを印刷（塗布）することにより形成されたセラミック層をテーブル上に転写し、その上に、キャリアフィルム上に電極ペーストを印刷（塗布）することにより形成された電極ペースト層を転写し、これを繰り返して、各実施例で示したような構成を有する積層体を形成する、いわゆる逐次転写工法によっても製造することが可能である。

本発明の積層コイル部品は、さらに他の方法によっても製造することが可能であり、その具体的な製造方法に特別の制約はない。

また、本発明は、非磁性体セラミックを一部に含む開磁路構造の積層インダクタなどにも適用することが可能である。

また、上記の各実施例では、１個ずつ積層コイル部品を製造する場合（個産品の場合）を例にとって説明したが、量産する場合には、例えば、多数のコイル導体パターンをマザーセラミックグリーンシートの表面に印刷し、このマザーセラミックグリーンシートを複数枚積層圧着して未焼成の積層体ブロックを形成した後、積層体ブロックをコイル導体パターンの配置に合わせてカットし、個々の積層コイル部品用の積層体を切り出す工程を経て多数個の積層コイル部品を同時に製造する、いわゆる多数個取りの方法を適用して製造することが可能である。

また、上記各実施例では、積層コイル部品が積層インピーダンス素子である場合を例にとって説明したが、本発明は、積層インダクタや積層トランスなど種々の積層コイル部品に適用することが可能である。

本発明はさらにその他の点においても上記実施例に限定されるものではなく、内部導体の厚みや磁性体セラミック層の厚み、製品の寸法、積層体（磁性体セラミック素子）の焼成条件などに関し、発明の範囲内において種々の応用、変形を加えることができる。

上述のように、本発明によれば、積層コイル部品を構成する磁性体セラミック層と内部導体層の間に従来のような空隙を形成することなく、磁性体セラミック層と内部導体層との間で、焼結収縮挙動や熱膨張係数の違いから発生する内部応力の問題を緩和することが可能で、直流抵抗が低く、かつサージなどによる内部導体の断線が発生しにくい、信頼性の高い積層コイル部品を提供することが可能になる。
したがって、本発明は、磁性体セラミック中にコイルを備えた構成を有する積層インピーダンス素子や積層インダクタなどをはじめとする種々の積層コイル部品に広く適用することが可能である。

１ 磁性体セラミック層
２ 内部導体
２ａ 内部導体の側部
３ 磁性体セラミック素子
３ａ 磁性体セラミック素子の側面
４ 螺旋状コイル
４ａ，４ｂ 螺旋状コイルの両端部
５ａ，５ｂ 外部電極
８ サイドギャップ部
９ 外層領域
１０ 積層コイル部品（積層インピーダンス素子）
１１ 磁性体セラミック
２１ セラミックグリーンシート
２１ａ 内部導体パターンを有しないセラミックグリーンシート
２２ 内部導体パターン（コイルパターン）
２３ 積層体（未焼成の磁性体セラミック素子）
２４ ビアホール
Ａ 界面

Claims (7)

1. 磁性体セラミック層を積層することにより形成され、Ａｇを主成分とするコイル形成用の内部導体を備えたセラミック積層体を焼成することにより形成された磁性体セラミック素子の内部に、前記内部導体を層間接続させることにより形成された螺旋状コイルを有する積層コイル部品であって、
   前記螺旋状コイルの一対の端部が露出した前記磁性体セラミック素子の一対の側面に形成された外部電極と、前記外部電極上に湿式めっきにより形成されためっき膜とを備え、かつ、
   前記内部導体の側部と、前記磁性体セラミック素子の前記螺旋状コイルの一対の端部が露出していない側面との間の領域であるサイドギャップ部における、磁性体セラミックのポア面積率が６〜２０％の範囲にあること
   を特徴とする積層コイル部品。
2. 前記サイドギャップ部における磁性体セラミックのポア面積率が、磁性体セラミック素子内の内部導体の上側最外層の上面と、磁性体セラミック素子の上面との間の外層領域、および、磁性体セラミック素子内の内部導体の下側最外層の下面と、磁性体セラミック素子の下面との間の外層領域における磁性体セラミックのポア面積率よりも大きいことを特徴とする請求項１記載の積層コイル部品。
3. 前記磁性体セラミックが、ＮｉＣｕＺｎフェライトを主成分とするものであって、軟化点が５００〜７００℃であるホウケイ酸亜鉛系低軟化点ガラスを０．１〜０．５重量％含有するものであることを特徴とする請求項１または２記載の積層コイル部品。
4. 前記磁性体セラミックが、ＮｉＣｕＺｎフェライトを主成分とするものであって、軟化点が５００〜７００℃であるホウケイ酸亜鉛系低軟化点ガラスを０．２〜０．４重量％含有するものであることを特徴とする請求項１または２記載の積層コイル部品。
5. 前記磁性体セラミックが、ＮｉＣｕＺｎフェライトを主成分とするものであって、軟化点が５００〜７００℃であるホウケイ酸亜鉛系低軟化点ガラスを０．１〜０．５重量％含有するととともに、ＳｎＯ₂を０．３〜１．０重量％含有するものであることを特徴とする請求項１または２記載の積層コイル部品。
6. 前記磁性体セラミックが、ＮｉＣｕＺｎフェライトを主成分とするものであって、軟化点が５００〜７００℃であるホウケイ酸亜鉛系低軟化点ガラスを０．１〜０．５重量％含有するととともに、ＳｎＯ₂を０．５〜０．８重量％含有するものであることを特徴とする請求項１または２記載の積層コイル部品。
7. 前記磁性体セラミックのポア面積率に係わるポアの直径の平均値が、０．１〜０．６μｍの範囲にあることを特徴とする請求項２〜６のいずれかに記載の積層コイル部品。