JP6508126B2 - コイル部品 - Google Patents

Description

本発明は、コイル部品およびその製造方法に関する。

コイル部品は、電子機器のノイズ対策等に広く用いられている。コイル部品として、フェライトを含む磁性体組成物の内部にコイル導体が埋設された電子部品が提案されている。

例えば、特許文献１には、磁性体材料と非磁性体材料とを含有する複合フェライト組成物であって、磁性体材料と非磁性体材料との混合比率が、２０重量％：８０重量％〜８０重量％：２０重量％であり、磁性体材料がＮｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライトであり、非磁性体材料の主成分が少なくともＺｎ、ＣｕおよびＳｉの酸化物を含有し、非磁性体材料の副成分がホウケイ酸ガラスを含有する複合フェライト組成物が記載されている。また、特許文献１には、コイル導体およびセラミック部分が積層されて構成される電子部品であって、コイル導体がＡｇを含み、セラミック部分が上述の複合フェライト組成物で構成されている電子部品および複合電子部品が記載されている。

特開２０１４−２２０４６９号公報

近年、高周波回路のインピーダンス素子等、高周波用途に使用可能なコイル部品が求められている。一方で、高い強度を有する、信頼性の高い電子部品も求められている。

本発明の課題は、良好な高周波特性を有し、かつ優れた強度を備えるコイル部品およびその製造方法を提供することにある。

本発明者らは、コイル部品の磁性体部に含まれるフェライトの含有量を少なくすることにより、コイル部品の高周波特性を向上させることができることを見出した。しかし、磁性体部におけるフェライトの含有量を少なくすると、素体の強度が低下する傾向にあることが判明した。本発明者らは鋭意検討した結果、磁性体部におけるクラックが発生しやすい箇所のフェライト含有量を特定の値以上にすることにより、良好な高周波特性と優れた強度とを両立し得ることを見出し、本発明を完成させるに至った。

本発明の第１の要旨によれば、磁性体部および磁性体部に埋設されてなるコイル状の導体部を含む素体と、素体の外表面に設けられる１対の外部電極とを含み、素体の外表面がコイルの中心軸に対して平行な実装面を有する、コイル部品であって、
磁性体部は、中心軸に対して平行な方向に順次位置する第１部分、第２部分および第３部分を含み、第２部分は導体部の巻回部分の少なくとも一部を埋設し、
第１部分および第３部分は、ガラスおよびフェライトを含有し、かつフェライトの含有量が４０体積％以上であり、第２部分は、ガラスおよびフェライトを含有し、かつフェライトの含有量が第１部分および第３部分におけるフェライトの含有量より少なく、
第１部分および第３部分がそれぞれ、実装面において外部電極に覆われている被覆領域と、外部電極に覆われていない露出領域とを有する、コイル部品が提供される。

本発明の第２の要旨によれば、磁性体部および磁性体部に埋設されてなるコイル状の導体部を含む素体と、素体の外表面に設けられる１対の外部電極とを含むコイル部品の製造方法であって、
ガラスおよびフェライトを含み、かつフェライトの含有量が４０体積％以上である第１の混合物と、ガラスおよびフェライトを含み、かつフェライトの含有量が第１の混合物よりも少ない第２の混合物とを調製すること、
第１の混合物を成型して第１のシートを形成すること、
第２の混合物を成型して第２のシートを形成すること、
第２のシートに導体ペーストを適用して導体パターンを形成すること、
導体パターンが形成された第２のシートを、第２のシートを貫通するビアホールに充填された導体ペーストを介して導体パターンがコイル状に相互接続されるように積層し、更に、第１のシートを、第１のシートを貫通するビアホールに充填された導体ペーストが導体パターンと接続するように上下に積層して、積層体を形成すること、
積層体を焼成して、素体を得ることであって、素体の外表面はコイルの中心軸に対して平行な実装面を有し、素体の磁性体部は、中心軸に対して平行な方向に順次位置する第１部分、第２部分および第３部分を含み、第１部分および第３部分は第１のシートを焼成することによって得られ、第２部分は第１のシートを焼成することによって得られる、こと、ならびに
素体の外表面に、第１部分および第３部分の実装面の各々一部を覆うように外部電極ペーストを適用し、焼き付けることにより、素体の外表面に外部電極を形成すること
を含む、方法が提供される。

本発明に係るコイル部品は、上記特徴を有することにより、良好な高周波特性を有し、かつ優れた強度を備える。また、本発明に係るコイル部品の製造方法は、上記特徴を有することにより、良好な高周波特性を有し且つ優れた強度を備えるコイル部品を製造することができる。

図１は、本発明の一の実施形態に係るコイル部品の第１の構成例の概略断面図である。 図２は、本発明の一の実施形態に係るコイル部品の第２の構成例の概略断面図である。 図３は、本発明の一の実施形態に係るコイル部品の第３の構成例の概略断面図である。 図４は、本発明の一の実施形態に係るコイル部品の第４の構成例の概略断面図である。 図５（ａ）は、本発明の一の実施形態に係るコイル部品における外部電極の配置の第１の変形例を示す、下方からみた概略斜視図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）に示す変形例の概略断面図である。 図６（ａ）は、本発明の一の実施形態に係るコイル部品における外部電極の配置の第２の変形例を示す、下方からみた概略斜視図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）に示す変形例の概略断面図である。 図７は、本発明の一の実施形態に係るコイル部品（外部電極を除く）の概略分解斜視図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。ただし、以下に示す実施形態は例示を目的とするものであり、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。以下に説明する構成要素の寸法、材質、形状、相対的配置等は、特定的な記載がない限りは本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。また、各図面が示す構成要素の大きさ、形状、位置関係等は説明を明確にするため誇張していることがある。

［コイル部品］
本発明の一の実施形態に係るコイル部品について以下に説明する。図１〜４に、本発明の一の実施形態に係るコイル部品の第１〜第４の構成例の概略断面図を示す。コイル部品１は、磁性体部３および磁性体部３に埋設されてなるコイル状の導体部４を含む素体２と、素体２の外表面に設けられる１対の外部電極５１および５２とを含む。素体２の形状および寸法は特に限定されるものではなく、用途に応じて適宜設定することができる。素体２の形状は、例えば図１に示すように略直方体形状であってよい。素体２の外表面は、コイルの中心軸に対して平行な実装面２３を有する。図１に示すコイル部品１において、導体部４は、コイルの中心軸が素体２の長辺に対して平行であるように設けられる。コイル部品１は、このような構成を有することにより、高い高周波特性を有し得る。

磁性体部３は、コイルの中心軸に対して平行な方向に順次位置する第１部分３１、第２部分３２および第３部分３３を含む。第２部分３２は、導体部４の巻回部分の少なくとも一部を埋設する。図１に示す第１の構成例および図２に示す第２の構成例において、第２部分３２は導体部４の巻回部分の全体（符号４１で示す）を埋設する。一方、図３に示す第３の構成例および図４に示す第４の構成例において、第２部分３２は導体部４の巻回部分の一部（符号４１で示す）を埋設する。

第１部分３１および第３部分３３は、ガラスおよびフェライトを含有し、かつフェライトの含有量が４０体積％以上である。第２部分３２は、ガラスおよびフェライトを含有する。第２部分３２におけるフェライトの含有量は、第１部分３１および第３部分３３におけるフェライトの含有量より少ない。そのため、第２部分３２の誘電率は、第１部分３１および第３部分３３の誘電率よりも低くなる。第２部分３２は導体部４の巻回部分の少なくとも一部を埋設しているので、第２部分３２の組成はコイル部品の特性に対する影響が大きい。そのため、第２部分３２の誘電率を第１部分３１および第３部分３３の誘電率よりも低くすることにより、コイル部品１の高周波特性を向上させることができる。

好ましくは、第２部分３２には、巻回部分の全体を埋設する。この場合、コイル部品１の高周波特性を更に向上させることができる。

第１部分３１は、図１に例示されるように、実装面２３において、外部電極５１に覆われている被覆領域と、外部電極５１に覆われていない露出領域とを有する。同様に、第３部分３３は、図１に例示されるように、実装面２３において、外部電極５２に覆われている被覆領域と、外部電極５２に覆われていない露出領域とを有する。即ち、磁性体部３の第１部分３１および第３部分３３はそれぞれ、実装面２３において、外部電極５１および５２に覆われている被覆領域と、外部電極５１および５２に覆われていない露出領域との境界を有する。実装面２３における被覆領域と露出領域との境界が、フェライトを４０体積％以上含有する第１部分３１および第３部分３３に存在することで、コイル部品１の強度を向上させることができ、コイル部品１を実装する際におけるクラック発生を抑制することができる。

第１部分３１および第３部分３３におけるフェライトの含有量を４０体積％以上とすることにより、コイル部品１の強度を向上させることができるメカニズムは、いかなる理論にも拘束されるものではないが、凡そ以下の通りであると考えられる。コイル部品を基板にリフロー実装する際、コイル部品に負荷がかかることにより、コイル部品にクラックが発生することがある。素体の実装面（基板に実装する側の面）はリフロー実装時に負荷がかかりやすく、特に、実装面における外部電極に覆われている被覆領域と外部電極に覆われていない露出領域との境界部は、クラック発生の起点となり得る傾向にある。コイル部品の高周波特性を向上させるために磁性体部におけるフェライトの含有量を少なくした場合、素体の強度が低下する傾向にあるので、クラック発生の問題はより顕著になる。本発明者らは、導体部の巻回部分が埋設される磁性体部の中央付近におけるフェライトの含有量を少なくすることで高周波特性を向上させつつ、実装面の被覆領域と露出領域との境界付近における磁性体部のフェライト含有量を４０体積％にすることで、クラック発生の起点となり得る境界における素体の強度を向上させることができ、クラック発生を抑制することができることを見出した。フェライトの含有量が多い程、フェライト同士の結合が強くなり、素体の強度が高くなると考えられる。実装面の被覆領域と露出領域との境界付近におけるフェライトの含有量が４０体積％であると、クラックの発生を抑制するのに十分な素体強度を得ることができる。本実施形態に係るコイル部品１において、実装面２３における被覆領域と露出領域との境界が、フェライトを４０体積％以上含有する第１部分３１および第３部分３３に存在することにより、コイル部品１の強度を向上させることができ、その結果、コイル部品１のリフロー実装が可能となる。このようにして、良好な高周波特性と優れた強度とを両立することが可能となる。

第１部分３１および第３部分３３におけるフェライトの含有量は、４０体積％以上であれば十分であり、上限は特に限定されない。第１部分３１および第３部分３３におけるフェライトの含有量は、好ましくは５０体積％以上６０体積％以下である。フェライト含有量が上記範囲内であると、良好な高周波特性を保持しつつ、コイル部品の強度をより一層向上させることができる。第１部分３１におけるフェライトの含有量と、第３部分３３におけるフェライトの含有量とは、同じであってよく、異なっていてもよい。

第２部分３２におけるフェライトの含有量が第１部分３１および第３部分３３におけるフェライトの含有量より少ない場合、コイル部品１の高周波特性を向上させることができる。フェライトの含有量が第１部分３１と第３部分３３とで異なる場合、第２部分３２におけるフェライトの含有量は、第１部分３１および第３部分３３のうち、より少ない含有量と比較して少なければよい。第２部分３２におけるフェライトの含有量は、３０体積％未満であることが好ましい。フェライトの含有量が３０体積％未満であると、高周波特性をより向上させることができる。第２部分３２におけるフェライトの含有量は、より好ましくは１０体積％以上２０体積％以下である。フェライトの含有量が上記範囲内であると、優れた素体強度を保持しつつ、より一層高い高周波特性を達成することができる。

コイルの中心軸に対して平行な方向における露出領域の幅は、中心軸と交わる素体２の両端面間の長さに対して３５％以下であってよく、好ましくは５％以上１５％以下である。露出領域の幅が５％以上であると、クラックの発生をより一層効果的に抑制することができる。また、コイルの中心軸に対して平行な方向における被覆領域の幅は、中心軸と交わる素体２の両端面間の長さ（すなわち端面２１と端面２２との間の長さ）に対して５％以上１５％以下であることが好ましい。被覆領域の幅が５％以上であると、クラックの発生をより一層効果的に抑制することができる。被覆領域および露出領域の幅が大きいほど、クラック発生を抑制する効果が高くなる傾向にある。

第１部分３１および第３部分３３は、導体部４の引き出し部分４３および４４の少なくとも一部を埋設してよい。例えば、図１に示す第１の構成例および図３に示す第３の構成例において、第１部分３１は引き出し部分４３の全体を埋設し、第３部分３３は引き出し部分４４の全体を埋設する。一方、図２に示す第２の構成例において、第１部分３１は引き出し部分４３の一部を埋設し、第３部分３３は引き出し部分４４の一部を埋設する。

第１の構成例において、磁性体部３は、第１部分３１、第２部分３２および第３部分３３からなる。このような構成は、後述する製造工程において使用するシートの種類を少なくすることができ、工数を少なくすることができるという利点を有する。

磁性体部３は、第１部分３１を挟んで第２部分３２と対向する第４部分３４と、第３部分３３を挟んで第２部分３２と対向する第５部分３５を更に含んでよい。このような構成の具体例として、図２に示す第２の構成例および図４に示す第４の構成例が挙げられる。第４部分３４および第５部分３５は、導体部４の引き出し部分４３および４４の少なくとも一部を埋設する。例えば、図２に示す第２の構成例において、第４部分３４は、引き出し部分４３の一部を埋設し、第５部分３５は、引き出し部分４４の一部を埋設する。一方、図４に示す第４の構成例においては、第４部分３４は、引き出し部分４３の全体を埋設し、第５部分３５は、引き出し部分４４の全体を埋設する。

第４部分３４および第５部分３５は、ガラスおよびフェライトを含有する。第４部分３４および第５部分３５におけるフェライトの含有量は、第１部分３１および第３部分３３におけるフェライトの含有量より少ない。フェライトの含有量が第１部分３１と第３部分３３とで異なる場合、第４部分３４および第５部分３５におけるフェライトの含有量は、第１部分３１および第３部分３３のうち、より少ない含有量と比較して少なければよい。第４部分３４におけるフェライトの含有量と、第５部分３５におけるフェライトの含有量とは、同じであってよく、異なっていてもよい。第４部分３４および第５部分３５におけるフェライトの含有量は、３０体積％未満であることが好ましい。第４部分３４および第５部分３５のいずれか一方におけるフェライトの含有量が３０体積％未満であってもよい。フェライトの含有量が３０体積％未満であると、高周波特性をより向上させることができる。第４部分３４および第５部分３５におけるフェライトの含有量は、より好ましくは１０体積％以上２０体積％以下である。第４部分３４および第５部分３５のいずれか一方におけるフェライトの含有量が１０体積％以上２０体積％以下であってもよい。フェライトの含有量が上記範囲内であると、優れた素体強度を保持しつつ、より一層高い高周波特性を達成することができる。

第２の構成例および第４の構成例は、フェライト含有量が少ない第４部分３４および第５部分３５を更に含むので、フェライトを多く含有する第１部分３１および第３部分３３の幅を小さくすることができ、その結果、磁性体部３において誘電率の低い領域をより広くすることができる。このような構成により、リフロー実装時にクラック発生の起点となり得る部分の強度を確保しつつ、より一層優れた高周波特性を実現することができる。更に、導体部４の巻回部分の全体（図２において符号４１で示す）が第２部分３２に埋設される第２の構成例は、巻回部分の一部のみ（図４において符号４１で示す）が第２部分３２に埋設される第４の構成例と比較して、より高い高周波特性を有する。

磁性体部３の第１部分３１および第３部分３３は、導体部４の巻回部分の一部を埋設してもよい。このような構成の具体例として、図３に示す第３の構成例および図４に示す第４の構成例が挙げられる。第３の構成例において、第１部分３１は、巻回部分の一部（符号４２で示す）および引き出し部分４３の全体を埋設し、第３部分３３は、巻回部分の一部（符号４２で示す）および引き出し部分４４の全体を埋設する。第４の構成例において、第１部分３１および第３部分３３はそれぞれ、巻回部分の一部（符号４２で示す）を埋設する。

磁性体部３の第１部分３１、第２部分３２、第３部分３３、第４部分３４および第５部分の各部分はそれぞれ、ガラスおよびフェライトを含有する。磁性体部３の各部分は更に、セラミックフィラー等の無機材料を含有してもよい。以下、磁性体部３の各部分に含まれ得る成分について説明する。

（フェライト）
フェライトは、スピネル構造の固溶体である強磁性フェライトであることが好ましい。スピネル構造を有する強磁性フェライトとしては、例えば、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライト（Ｎｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライトも含む）、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト、Ｍｇ−Ｚｎ系フェライト、Ｎｉ−Ｃｏ系フェライト等が挙げられる。磁性体部３の各部分は、１種類のフェライトのみを含んでよく、２種類以上のフェライトを含んでもよい。なかでも、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライト、特にＮｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライトは、高周波帯域で充分に高い透磁率を有するので、高周波用途に適している。そのため、ガラス−セラミック−フェライト組成物は、好ましくはＮｉ−Ｚｎ系フェライトを含み、より好ましくはＮｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライトを含む。

磁性体部３の各部分に含まれるフェライトの組成は、互いに異なってよいが、同じであることが好ましい。磁性体部３の各部分に含まれるフェライトの組成が同じである場合、後述する製造工程において、焼成時に素体にクラックが発生するのを効果的に抑制することができ、共焼結が容易である。磁性体部３の各部分に含まれるフェライトは、Ｎｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライトであることが好ましい。Ｎｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライトは、高周波帯域で充分に高い透磁率を有するので、高周波用途に適している。

（ガラス）
ガラスの種類は特に限定されるものではなく、例えばホウケイ酸ガラスを用いてよい。ホウケイ酸ガラスは、Ｌｉ、ＮａおよびＫ等のアルカリ金属元素を含んでもよい。磁性体部３の各部分に含まれるガラスの組成および含有量は、用途に応じて適宜設定することができる。磁性体部３の各部分に含まれるガラスは、共にホウケイ酸ガラスであることが好ましい。尤も磁性体部３の各部分に含まれるガラスの組成は、互いに異なっていてもよい。磁性体部３の各部分におけるガラスの含有量は特に限定されるものではなく、各部分におけるフェライトの含有量に応じて適宜調節することができる。

（セラミックフィラー）
セラミックフィラーの種類は特に限定されるものではなく、例えば、アルミナ、フォルステライト、クォーツ、ジルコニア、ウィレマイト、コージェライト、ステアタイト、ムライト等であってよい。磁性体部３の各部分はセラミックフィラーを１種類のみ含んでよく、２種類以上のセラミックフィラーを含んでもよい。磁性体部３の各部分がいずれもセラミックフィラーを含まなくてもよく、磁性体部３の各部分の一部のみがセラミックフィラーを含有してもよい。尤も、磁性体部３の各部分の全部がセラミックフィラーを含有することが好ましい。磁性体部３の各部分に含まれるセラミックフィラーの種類は互いに異なってよいが、同じであることが好ましい。磁性体部３の各部分におけるセラミックフィラーの含有量は、特に限定されるものではなく、各部分におけるフェライトの含有量に応じて適宜調節することができる。各部分におけるセラミックフィラー含有量は、例えば、３０体積％未満であってよい。この範囲内であると、良好な高周波特性を得ることができる。

磁性体部３にフォルステライトを添加すると、素体２の抗折強度を高くすることができ、その結果、実装時におけるクラックの発生をより一層効果的に抑制することができる。磁性体部３にクォーツを添加すると、素体２の線膨張係数を大きくすることができる。その結果、コイル部品１を実装する際の熱応力を緩和することができ、実装時におけるクラック発生をより一層効果的に抑制することができる。また、アルミナ等の結晶質材料を磁性体部３に添加することにより、素体の強度を高くすることができる。

一例として、コイル部品１は、磁性体部３の第１部分３１および第３部分３３がフォルステライトを含まず、第２部分３２がフォルステライトを含み、かつ第１部分３１、第２部分３２および第３部分３３が共にクォーツを含む構成を取り得る。

磁性体部３の各部分は、上述のガラス、フェライトおよびセラミックフィラーの他に、ジルコニアを含んでもよい。

コイル部品１における磁性体部３の各部分の組成は、例えば、誘導結合プラズマ発光分析（ＩＣＰ−ＡＥＳ）およびＸ線回折法（ＸＲＤ）を組み合わせることにより同定することができる。

（導体部）
コイル部品１は、コイル状の導体部４を含む。導体部４は、図１に示すように、巻回部分４１と、巻回部分４１の両端に接続する引き出し部分４３および４４とを含む。以下、導体部４の構成について、図７に示す構成例を参照して説明する。導体部４の巻回部分は、コイルパターン層４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄ、４５ｅおよび４５ｆと、接続導体４６ｂ、４６ｃ、４６ｄ、４６ｅおよび４６ｆとで構成される。コイルパターン層４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄ、４５ｅおよび４５ｆはそれぞれ、磁性体部３を構成する磁性体層３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄ、３６ｅ、３６ｆおよび３６ｉの間に設けられる。各々のコイルパターン層は、各磁性体層を貫通して設けられる接続導体４６ｂ、４６ｃ、４６ｄ、４６ｅおよび４６ｆを介してコイル状に相互接続し、これにより巻回部分を形成する。巻回部分の巻回数、各コイルパターン層および接続導体の形状、寸法ならびに配置等は、図７に示す構成例に限定されるものではなく、用途に応じて適宜設定することができる。

図７に示す構成例において、導体部４の引き出し部分４３は、磁性体部３を構成する磁性体層３６ａ、３６ｇおよび３６ｈをそれぞれ貫通して設けられる接続導体４６ａ、４６ｇおよび４６ｈが相互に接続する事により形成される。同様に、引き出し部分４４は、磁性体部３を構成する磁性体層３６ｉおよび３６ｊをそれぞれ貫通して設けられる接続導体４６ｉおよび４６ｊが相互に接続する事により形成される。なお、図７に示す構成例の場合、図１に示すように、引き出し部分４３および４４はそれぞれ、コイルの中心軸と交わる素体２の両端面２１および２２に引き出されるが、引き出し部分４３および４４は、後述するように素体２の実装面２３に引き出されてもよい。

図７に示す構成例において、例えば、磁性体層３６ｇ、３６ｈおよび３６ｊにおけるフェライト含有量を４０体積％以上とした場合、これらの磁性体層は磁性体部３の第１部分３１および第３部分３３を構成する。また、磁性体層３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄ、３６ｅ、３６ｆおよび３６ｉにおけるフェライトの含有量を第１部分３１および第３部分３３におけるフェライト含有量より少なくした場合、これらの磁性体層は、磁性体部３の第２部分３２を構成する。上述のように各磁性体層におけるフェライト含有量を設定することにより、図１に示す第１の構成例に係るコイル部品１を得ることができる。同様に、各磁性体層におけるフェライト含有量を適宜調節することにより、第２の構成例、第３の構成例および第４の構成例に係るコイル部品も得ることができる。

導体部４は、銀、銅、白金、パラジウム、金等の導電性材料を含む導体で構成されてよい。導体部は、１種類の導電性材料のみを含んでよく、２種類以上の導電性材料を含んでもよい。なかでも、銀は導体抵抗が小さいので、導体部は、好ましくは銀を含む導体で構成され、より好ましくは銀を主成分として含む導体、すなわち実質的に銀からなる導体で構成される。

（外部電極）
本実施形態に係るコイル部品１において、１対の外部電極５１および５２は、素体２の外表面に設けられる。また、磁性体部３の第１部分３１および第３部分３３はそれぞれ、実装面２３において外部電極に覆われている被覆領域と、外部電極に覆われていない露出領域とを有する。従って、外部電極５１および５２は、少なくとも実装面２３に設けられる。

図１〜４に示す構成例において、１対の外部電極の一方（５１）は、コイルの中心軸と交わる素体２の一方の端面２１に設けられ、かつ端面２１に接する素体２の４つの面の一部に延在する。１対の外部電極の他方（５２）は、コイルの中心軸と交わる素体２の他方の端面２２に設けられ、かつ端面２２に接する素体２の４つの面の一部に延在する。導体部４の両端は、コイルの中心軸と交わる素体２の両端面２１および２２において、１対の外部電極５１および５２とそれぞれ接続する。より具体的には、導体部４の引き出し部分４３の端部が素体２の端面２１に引き出され、その端面２１において外部電極５１と接続する。また、導体部４の引き出し部分４４の端部が素体２の端面２２に引き出され、その端面２２において外部電極５２と接続する。

図５に、コイル部品における外部電極の配置の第１の変形例を示す。第１の変形例は、一の外部電極が素体の２つの面にわたって設けられる点で、一の外部電極が素体の５つの面にわたって設けられる図１〜４に示す構成例と異なる。第１の変形例において、１対の外部電極の一方（５１）が、コイルの中心軸と交わる素体２の一方の端面２１に設けられ、かつ端面２１に接する実装面２３の一部に延在し、１対の外部電極の他方（５２）が、コイルの中心軸と交わる素体２の他方の端面２２に設けられ、かつ端面２２に接する実装面２３の一部に延在する。導体部４の両端は、コイルの中心軸と交わる素体２の両端面２１および２２において、１対の外部電極５１および５２とそれぞれ接続する。より具体的には、図５（ｂ）に示すように、導体部４の引き出し部分４３の端部が素体２の端面２１に引き出され、その端面２１において外部電極５１と接続する。また、導体部４の引き出し部分４４の端部が素体２の端面２２に引き出され、その端面２２において外部電極５２と接続する。なお、図５（ｂ）に示すコイル部品１の素体２は、図１に示す第１の構成例における素体２と同様の構造を有するが、素体２の構造はこれに限定されるものではなく、第２〜第４の構成例における素体２と同様の構造を有してもよい。

図６に、コイル部品における外部電極の配置の第２の変形例を示す。第２の変形例は、外部電極が素体の実装面のみに設けられる点で、図１〜４に示す構成例および図５に示す第１の変形例と異なる。第２の変形例において、１対の外部電極５１および５２は、素体２の実装面２３にそれぞれ設けられる。導体部４の両端は、実装面２３において、１対の外部電極５１および５２とそれぞれ接続する。より具体的には、図６（ｂ）に示すように、導体部４の引き出し部分４３の端部が素体２の実装面２３に引き出され、実装面２３において外部電極５１と接続する。また、導体部４の引き出し部分４４の端部が素体２の実装面２３に引き出され、実装面２３において外部電極５２と接続する。なお、図６（ｂ）に示すコイル部品１の素体２は、図４に示す第４の構成例における素体２に類似した構造を有するが、素体２の構造はこれに限定されるものではなく、第１〜第３の構成例における素体２に類似した構造を有してもよい。

一の外部電極が素体の２つの面にわたって設けられる第１の変形例、および外部電極が実装面のみに設けられる第２の変形例は共に、一の外部電極が素体の５つの面にわたって設けられる図１〜４に示す構成例と比較して、クラックの発生をより一層効果的に抑制することができる。また、第１および第２の変形例は、省スペース化を図ることができるという利点を有する。更に、第１および第２の変形例に係る外部電極の配置により、浮遊容量を低減することができ、その結果、高周波特性が向上し得る。特に、第２の変形例は、第１の変形例と比較して、クラック発生の抑制、省スペース化および高周波特性についてより一層高い効果を奏するという利点を有する。

外部電極は、金、銀、パラジウム、銅、ニッケル等の導電性材料を含む導体で構成されてよい。導体部は、１種類の導電性材料のみを含んでよく、２種類以上の導電性材料を含んでもよい。外部電極は、銀を主成分として含む導体で構成されることが好ましい。外部電極は、必要に応じて、ニッケルおよび／またはスズ等でめっきされ得る。

コイル部品は、例えば積層インダクタであってよい。

［コイル部品の製造方法］
次に、本発明の一の実施形態に係るコイル部品の製造方法について以下に説明する。なお、図１に示す第１の構成例に係るコイル部品の製造方法を例として説明を行うが、以下に説明する方法を適宜改変することにより、第２〜第４の構成例に係るコイル部品も同様に製造することができる。また、コイル部品の製造方法は、以下に説明する方法に限定されるものではなく、公知の技術を適宜採用することによりコイル部品を製造することができる。

本実施形態に係る方法は、磁性体部および磁性体部に埋設されてなるコイル状の導体部を含む素体と、素体の外表面に設けられる１対の外部電極とを含むコイル部品の製造方法である。本実施形態に係る方法は、ガラスおよびフェライトを含む第１の混合物ならびに第２の混合物を調製すること、第１の混合物を成型して第１のシートを形成すること、第２の混合物を成型して第２のシートを形成すること、第２のシートに導体ペーストを適用して導体パターンを形成すること、導体パターンが形成された第２のシートおよび第１のシートを積層して積層体を形成すること、積層体を焼成して素体を得ること、ならびに素体の外表面に外部電極を形成することを含む。

まず、ガラスおよびフェライトを含み、かつフェライトの含有量が４０体積％以上である第１の混合物と、ガラスおよびフェライトを含み、かつフェライトの含有量が第１の混合物よりも少ない第２の混合物とを調製する。第２の混合物におけるフェライト含有量は、３０体積％未満であることが好ましい。第１の混合物および第２の混合物は、ガラスおよびフェライトに加えて、セラミックフィラーを含んでもよい。以下、第１の混合物および第２の混合物を総称して「混合物」とよぶこともある。

なお、第１の混合物の組成は、これを用いて得られる磁性体部の第１部分および第３部分の組成と実質的に同一であると考えて差し支えない。また、第２の混合物の組成は、これを用いて得られる磁性体部の第２部分の組成と実質的に同一であると考えて差し支えない。すなわち、上述した混合物に含まれるガラス、フェライトおよびセラミックフィラーの合計に対するガラス、フェライトおよびセラミックフィラーのそれぞれの割合（つまり、含有量）は、これらの混合物を用いて得られる磁性体部の第１部分、第２部分および第３部分に含まれるガラス、フェライトおよびセラミックフィラーの割合（含有量）と実質的に同一であると考えて差し支えない。

第１の混合物および第２の混合物は、ペーストやスラリーに含まれていてもよい。ペーストやスラリーは、第１の混合物または第２の混合物（つまり、上述したガラス、フェライトおよび場合によりセラミックフィラーの混合物）の他に、トルエン、エタノール等の溶剤、アクリル、ポリビニルブチラール等のバインダー樹脂、フタル酸ジオクチル等の可塑剤、湿潤剤、分散剤等を含んでもよい。

第１の混合物および第２の混合物は、ガラス粉末と、フェライト粉末と、場合によりセラミックフィラー粉末とを所定の割合で混合することにより得られる。

次に、第１の混合物を成型して第１のシートを形成する。第１の混合物を成型する場合、混合物に上述の溶剤、バインダー樹脂、可塑剤、湿潤剤、分散剤等を加えてボールミルで所定の時間混合することによりスラリーやペーストを準備し、このスラリーやペーストを用いてシートを形成してよい。シートの形成方法は特に限定されるものではなく、例えば、上述のスラリーやペーストを、コンマコーターを用いて剥離性のフィルム上に塗布することにより、第１のグリーンシートを形成することができる。次いで、第１のグリーンシートを所定の寸法に裁断することにより、第１のシートを得ることができる。

第２の混合物を成型して第２のシートを形成する。第２のシートは、第１のシートと同様の手順で形成することができる。第２の混合物を成型する場合、混合物に上述の溶剤、バインダー樹脂、可塑剤、湿潤剤、分散剤等を加えてボールミルで所定の時間混合することによりスラリーやペーストを準備し、このスラリーやペーストを用いてシートを形成してよい。

得られた第１のシートおよび第２のシートの所定位置に、シートを貫通するビアホールをレーザーにより形成する。

次に、第２のシートに導体ペーストを適用して導体パターンを形成する。例えば、銀または銀合金を主成分とする導体ペーストを、スクリーン印刷等の方法で第２のシートに塗布することにより、所定の導体パターンを形成すると共に、ビアホールに導体ペーストを充填する。導体パターンが形成された第２のシートを加熱して乾燥させる。また、第１のシートのビアホールに導体ペーストを充填する。

導体パターンが形成された第２のシートを、第２のシートを貫通するビアホールに充填された導体ペーストを介して導体パターンがコイル状に相互接続されるように積層する。更に、第１のシートを、第１のシートを貫通するビアホールに充填された導体ペーストが導体パターンと接続するように上下に積層して、積層体を形成する。

このようにして得られた積層体を、剛体のような高硬度面を備える金型を用いて上下から圧着する。圧着された積層体を、ダイサーカットにより所定の寸法に裁断する。裁断した積層体を脱バインダー処理に付す。

脱バインダー処理した積層体を焼成して、磁性体部および磁性体部に埋設されてなるコイル状の導体部を含む素体を得る。焼成雰囲気は特に限定されないが、例えば、銀等の酸化しにくい材料を含む導体ペーストを用いる場合には、大気雰囲気で焼成を行ってよく、銅等の酸化しやすい材料を含む導体ペーストを用いる場合には、窒素雰囲気等の低酸素雰囲気で焼成を行うことが好ましい。焼成温度は特に限定されず、例えば１０００℃以下であってよい。

得られた素体の外表面は、コイルの中心軸に対して平行な実装面を有する。素体の磁性体部は、コイルの中心軸に対して平行な方向に順次位置する第１部分、第２部分および第３部分を含む。第１部分および第３部分は第１のシートを焼成することによって得られ、第２部分は第１のシートを焼成することによって得られる。

次に、素体の外表面に、第１部分および第３部分の実装面の各々一部を覆うように外部電極ペーストを適用する。外部電極ペーストの適用は、目的とする形状および配置の外部電極が得られるように適宜行うことができる。例えば、導体部の引き出し部分が素体の両端面（図１において符号２１および２２で示す）で露出している場合、外部電極ペーストは、素体の両端面にも適用される。適用された外部電極ペーストを焼き付けることにより、素体の外表面に外部電極を形成する。焼き付け条件は、外部電極ペーストの種類に応じて適宜設定することができる。場合により、外部電極をめっき処理してもよい。例えば、Ｎｉめっき液およびＳｎめっき液を用いて、回転バレルめっき装置にて外部電極のめっき処理を行ってよい。

このようにして、外部電極が素体の外表面に設けられたコイル部品を製造することができる。上述の製造方法は、フェライト含有量の異なる２種類のシート（第１のシートおよび第２のシート）を用いることにより、第１部分、第２部分および第３部分を含む磁性体部を簡便な方法で作製することができるという利点を有する。

以下に説明する手順で、実施例１〜３および比較例１〜１０のコイル部品を作製した。まず、フェライト粉末と、ガラス粉末と、セラミックフィラー粉末とを、表１に示す割合で混合して、第１の混合物および第２の混合物を準備した。これらの混合物にバインダー樹脂と可塑剤、湿潤剤、分散剤を加え、ボールミルで所定の時間混合を行って、第１の混合物を含むスラリーおよび第２の混合物を含むスラリーを得た。フェライトとしてＮｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライトを用い、ガラスとしてホウケイ酸ガラスを用いた。

得られたスラリーをそれぞれ、コンマコーターを用いて剥離性のフィルム上に塗布し、第１のグリーンシートおよび第２のグリーンシートを得た。この第１および第２のグリーンシートを所定の寸法に裁断して、第１のシートおよび第２のシートを得た。第１および第２のシートの所定位置に、シートを貫通するビアホールをレーザーにより形成した。

銀を主成分とする導体ペーストを、スクリーン印刷にて第２のシートに塗布することにより、所定の導体パターンを形成すると共に、ビアホールに導体ペーストを充填した。導体パターンが形成された第２のシートを加熱して乾燥させた。第１のシートのビアホールに導体ペーストを充填した。

導体パターンが形成された第２のシートを、第２のシートを貫通するビアホールに充填された導体ペーストを介して導体パターンがコイル状に相互接続されるように積層した。更に、複数の第１のシートを、第１のシートを貫通するビアホールに充填された導体ペーストが導体パターンと接続するように上下に積層して、積層体を形成した。このようにして得られた積層体を、剛体のような高硬度面を備える金型を用いて上下から圧着した後、ダイサーカットにより所定の寸法に裁断し、裁断した積層体を脱バインダー処理に付した。

脱バインダー処理した積層体を９００℃で焼成して、磁性体部および磁性体部に埋設されてなるコイル状の導体部を含む素体を得た。素体の寸法は、０．６ｍｍ（長さ）×０．３ｍｍ（幅）×０．３ｍｍ（厚さ）であった。素体の磁性体部は、図１に示すように、第１のシートを焼成することで得られる第１部分３１および第３部分３３と、第２のシートを焼成することで得られる第２部分３２を含んだ。

次に、図１に示す配置の外部電極が得られるように、素体の外表面に外部電極ペーストを適用した。適用された外部電極ペーストを焼き付けることにより、素体の外表面に外部電極を形成した。更に、Ｎｉめっき液およびＳｎめっき液を用いて、回転バレルめっき装置にて外部電極のめっき処理を行った。このようにして、実施例１〜３および比較例１〜１０のコイル部品が得られた。

［高周波特性］
実施例１〜３および比較例１〜１０のコイル部品についてネットワークアナライザ（キーサイト社製 Ｎ５２２２Ａ）を用いてインピーダンス測定を行い、高周波特性の評価を行った。結果を表１に示す。インピーダンスカーブが７ＧＨｚ以上の領域にピークを有し、ピーク値が１０００Ωを超える場合、高周波特性が「優」であると判定し、表１において「◎」で示した。インピーダンスカーブが５ＧＨｚ以上７ＧＨｚ未満の領域にピークを有し、ピーク値が１０００Ωを超える場合、高周波特性が「良」であると判定し、表１において「○」で示した。インピーダンスカーブが５ＧＨｚ以上の領域にピークを有し、ピーク値が５００Ω以上１０００Ω以下である場合、高周波特性が「可」であると判定し、表１において「△」で示した。インピーダンスカーブが５ＧＨｚ未満の領域にピークを有する場合、高周波特性が「不良」であると判定し、表１において「×」で示した。

［コイル部品の強度］
実施例１〜３および比較例１〜１０のコイル部品（評価数：ｎ＝１００）についてリフロー実装を行い、リフロー実装後におけるクラック発生の有無を確認することにより、コイル部品の強度を評価した。リフロー実装は、実装基板としてＦＲ４基板を使用し、はんだペーストとして鉛フリーはんだを使用して行った。リフロー実装におけるピーク温度は約２６０℃であり、リフロー回数は３回であった。リフロー実装後、ホットプレートで加熱することにより、コイル部品からはんだを除去した。このコイル部品を樹脂固めした後、コイル部品の実装面に対して垂直であり且つコイルの中心軸に対して平行な面を、コイル部品の中央まで研磨し、素体の断面を露出させた。この断面を顕微鏡で観察することにより、クラック発生の有無を確認した。結果を表１に示す。リフロー実装によるクラック発生率が０％であった場合、強度が「優」であると判定し、表１において「◎」で示した。リフロー実装によるクラック発生が１つでも存在した場合、即ちクラック発生率＞０％である場合、強度が「不良」であると判定し、表１において「×」で示した。

表１に示すように、実施例１〜３のコイル部品は、良好な高周波特性と優れた強度とを両立することができた。これは、第１の混合物を用いて得られる磁性体部の第１部分および第３部分におけるフェライトの含有量が４０体積％以上であり、かつ第２の混合物を用いて得られる磁性体部の第２部分におけるフェライト含有量が、第１部分および第３部分におけるフェライトの含有量より少なかったことによるものであると考えられる。また、実施例１〜３より、第２の混合物を用いて得られる磁性体部の第２部分におけるフェライト含有量が少ないほど、高周波特性が向上する傾向にあることがわかった。具体的には、第２の混合物を用いて得られる磁性体部の第２部分におけるフェライト含有量が１０体積％２０体積％以下の範囲では、高周波特性が向上する傾向にあることがわかった。

比較例１〜７に係るコイル部品において、第１の混合物におけるフェライトの含有量は、第２の混合物におけるフェライトの含有量と同じであり、そのため、磁性体部の第１部分、第２部分および第３部分におけるフェライトの含有量は同じであった。第１部分および第３部分におけるフェライトの含有量が４０体積％より少なかった比較例１〜６のコイル部品は、実施例１〜３のコイル部品よりも強度が低下した。また、比較例１〜７において、第２部分におけるフェライトの含有量が増加するに従って高周波特性が低下する傾向にあり、第２部分におけるフェライトの含有量が４０体積％であった比較例７のコイル部品は、高周波特性が「不可（×）」であった。

比較例８〜１０に係るコイル部品において、第２部分におけるフェライトの含有量は、第１部分および第３部分におけるフェライトの含有量より少なかったが、第１部分および第３部分におけるフェライトの含有量が４０体積％未満であった。このため、比較例８〜１０のコイル部品は、実施例１〜３のコイル部品よりも強度が低下した。比較例８〜１０より、第２部分におけるフェライト含有量が少ないほど、高周波特性が向上する傾向にあることがわかった。

本発明に係るコイル部品は高周波用途に使用可能であり、例えば、高周波回路のインピーダンス素子等の幅広い用途に使用され得る。

１ コイル部品
２ 素体
２１ 端面
２２ 端面
２３ 実装面
３ 磁性体部
３１ 第１部分
３２ 第２部分
３３ 第３部分
３４ 第４部分
３５ 第５部分
３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄ、３６ｅ、３６ｆ、３６ｇ、３６ｈ、３６ｉ、３６ｊ 磁性体層
４ 導体部
４１ 巻回部分
４２ 巻回部分
４３ 引き出し部分
４４ 引き出し部分
４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄ、４５ｅ、４５ｆ コイルパターン層
４６ａ、４６ｂ、４６ｃ、４６ｄ、４６ｅ、４６ｆ、４６ｇ、４６ｈ、４６ｉ、４６ｊ 接続導体
５１ 外部電極
５２ 外部電極

Claims (11)

1. 磁性体部および該磁性体部に埋設されてなるコイル状の導体部を含む素体と、該素体の外表面に設けられる１対の外部電極とを含み、該素体の外表面がコイルの中心軸に対して平行な実装面を有する、コイル部品であって、
   前記磁性体部は、前記中心軸に対して平行な方向に順次位置する第１部分、第２部分および第３部分を含み、前記第２部分は前記導体部の巻回部分の少なくとも一部を埋設し、
   前記第１部分および前記第３部分は、ガラスおよびフェライトを含有し、かつフェライトの含有量が４０体積％以上であり、前記第２部分は、ガラスおよびフェライトを含有し、かつフェライトの含有量が前記第１部分および前記第３部分におけるフェライトの含有量より少なく、
   前記第１部分および前記第３部分がそれぞれ、前記実装面において外部電極に覆われている被覆領域と、外部電極に覆われていない露出領域とを有し、
   前記中心軸に対して平行な方向における前記露出領域の幅が、前記中心軸と交わる前記素体の両端面間の長さに対して３５％以下である、コイル部品。
   コイル部品。
2. 前記第２部分におけるフェライト含有量が３０体積％未満である、請求項１に記載のコイル部品。
3. 前記第１部分および前記第３部分は前記導体部の引き出し部分の少なくとも一部を埋設する、請求項１または２に記載のコイル部品。
4. 前記磁性体部が、前記第１部分を挟んで前記第２部分と対向する第４部分と、前記第３部分を挟んで前記第２部分と対向する第５部分を更に含み、
   前記第４部分および前記第５部分は前記引き出し部分の少なくとも一部を埋設し、
   前記第４部分および第５部分は、ガラスおよびフェライトを含有し、かつフェライトの含有量が前記第１部分および前記第３部分におけるフェライトの含有量より少ない、請求項１〜３のいずれか１項に記載のコイル部品。
5. 前記第４部分および／または前記第５部分におけるフェライト含有量が３０体積％未満である、請求項４に記載のコイル部品。
6. 前記第１部分および前記第３部分が、前記巻回部分の一部を埋設する、請求項１〜５のいずれか１項に記載のコイル部品。
7. 前記１対の外部電極の一方が、前記中心軸と交わる前記素体の一方の端面に設けられ、かつ該端面に接する前記素体の４つの面の一部に延在し、
   前記１対の外部電極の他方が、前記中心軸と交わる前記素体の他方の端面に設けられ、かつ該端面に接する前記素体の４つの面の一部に延在し、
   前記導体部の両端は、前記中心軸と交わる素体の両端面において、前記１対の外部電極とそれぞれ接続する、請求項１〜６のいずれか１項に記載のコイル部品。
8. 前記１対の外部電極の一方が、前記中心軸と交わる前記素体の一方の端面に設けられ、かつ該端面に接する前記実装面の一部に延在し、
   前記１対の外部電極の他方が、前記中心軸と交わる前記素体の他方の端面に設けられ、かつ該端面に接する前記実装面の一部に延在し、
   前記導体部の両端は、前記中心軸と交わる素体の両端面において、前記１対の外部電極とそれぞれ接続する、請求項１〜６のいずれか１項に記載のコイル部品。
9. 前記１対の外部電極が、前記実装面にそれぞれ設けられ、
   前記導体部の両端は、前記実装面において、前記１対の外部電極とそれぞれ接続する、請求項１〜６のいずれか１項に記載のコイル部品。
10. 磁性体部および該磁性体部に埋設されてなるコイル状の導体部を含む素体と、該素体の外表面に設けられる１対の外部電極とを含むコイル部品の製造方法であって、
    ガラスおよびフェライトを含み、かつフェライトの含有量が４０体積％以上である第１の混合物と、ガラスおよびフェライトを含み、かつフェライトの含有量が前記第１の混合物よりも少ない第２の混合物とを調製すること、
    前記第１の混合物を成型して第１のシートを形成すること、
    前記第２の混合物を成型して第２のシートを形成すること、
    前記第２のシートに導体ペーストを適用して導体パターンを形成すること、
    前記導体パターンが形成された第２のシートを、前記第２のシートを貫通するビアホールに充填された導体ペーストを介して前記導体パターンがコイル状に相互接続されるように積層し、更に、前記第１のシートを、該第１のシートを貫通するビアホールに充填された導体ペーストが前記導体パターンと接続するように上下に積層して、積層体を形成すること、
    前記積層体を焼成して、素体を得ることであって、該素体の外表面はコイルの中心軸に対して平行な実装面を有し、前記素体の磁性体部は、前記中心軸に対して平行な方向に順次位置する第１部分、第２部分および第３部分を含み、前記第１部分および前記第３部分は前記第１のシートを焼成することによって得られ、前記第２部分は前記第１のシートを焼成することによって得られる、こと、ならびに
    前記素体の外表面に、前記第１部分および前記第３部分の実装面の各々一部を覆い、前記中心軸に対して平行な方向における露出領域の幅が、前記中心軸と交わる前記素体の両端面間の長さに対して３５％以下となるように外部電極ペーストを適用し、焼き付けることにより、前記素体の外表面に外部電極を形成し、前記露出領域は、前記第１部分および前記第３部分がそれぞれ前記実装面において前記外部電極に覆われていない領域である、こと
    を含む、方法。
11. 前記第２の混合物におけるフェライト含有量が３０体積％未満である、請求項１０に記載の方法。

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