JP7255526B2 - Coil component manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、コイル部品の製造方法に関する。 The present invention relates to a method of manufacturing a coil component.
従来、コイル部品としては、特開2017-59749号公報(特許文献1)に記載されたものがある。コイル部品は、素体と、素体内に設けられたコイルとを備え、コイルは、積層された複数のコイル導体を含む。素体内には、コイル導体の表面に接する応力緩和空間が設けられている。応力緩和空間には、ZrO2の粉体が存在している。 Conventionally, there is a coil component described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2017-59749 (Patent Document 1). The coil component includes an element body and a coil provided in the element body, and the coil includes a plurality of laminated coil conductors. A stress relieving space is provided in the element body in contact with the surface of the coil conductor. ZrO 2 powder is present in the stress relief space.
ところで、前記従来のようなコイル部品を実際に製造しようとすると、セラミックグリーンシート上にスクリーン印刷等によりZrO2の粉体を含むペーストを付与して、応力緩和空間となる粉体パターンを形成する。続いて、セラミックグリーンシート上に形成された粉体パターン上に、スクリーン印刷等によって導電性ペーストを付与することにより、焼成後に各コイル導体となる導体パターンが形成される。その後、粉体パターンを焼成することで、応力緩和空間を形成する。このように、セラミックグリーンシート上にZrO2等のペーストを印刷する必要があり、工程が煩雑になるおそれがある。 By the way, when trying to actually manufacture the conventional coil component, a paste containing ZrO 2 powder is applied to the ceramic green sheet by screen printing or the like to form a powder pattern that becomes a stress relaxation space. . Subsequently, a conductive paste is applied to the powder pattern formed on the ceramic green sheet by screen printing or the like, thereby forming a conductor pattern that will become each coil conductor after firing. After that, the stress relaxation space is formed by baking the powder pattern. As described above, it is necessary to print a paste such as ZrO 2 on the ceramic green sheet, which may complicate the process.
そこで、本開示は、空隙部を容易に形成できるコイル部品の製造方法を提供することにある。 Accordingly, an object of the present disclosure is to provide a method of manufacturing a coil component that can easily form a gap.
課題を解決するため、本開示の一態様であるコイル部品の製造方法は、
磁性材料と第1バインダを含む第1未焼成磁性層と、磁性材料と第1バインダと異なる第2バインダを含む第2未焼成磁性層とを準備する準備工程と、
第1未焼成磁性層と第2未焼成磁性層の間に未焼成コイル配線を挟むように積層する積層工程と、
第1未焼成磁性層、第2未焼成磁性層および未焼成コイル配線を焼成して、第1未焼成磁性層の焼成後の第1磁性層と未焼成コイル配線の焼成後のコイル配線とを接触させ、第2未焼成磁性層の焼成後の第2磁性層とコイル配線との間に空隙部を形成する焼成工程と
を備える。
In order to solve the problem, a method for manufacturing a coil component, which is one aspect of the present disclosure, includes:
a preparation step of preparing a first unfired magnetic layer containing a magnetic material and a first binder, and a second unfired magnetic layer containing a magnetic material and a second binder different from the first binder;
a stacking step of stacking the unfired coil wiring between the first unfired magnetic layer and the second unfired magnetic layer;
The first unfired magnetic layer, the second unfired magnetic layer, and the unfired coil wiring are fired to form the first magnetic layer after firing the first unfired magnetic layer and the coil wiring after firing the unfired coil wiring. and a firing step of forming a gap between the second magnetic layer after firing of the second unfired magnetic layer and the coil wiring by bringing them into contact with each other.
ここで、未焼成磁性層とは、例えば、磁性シートまたは磁性ペーストである。未焼成コイル配線とは、例えば、導体ペーストである。 Here, the unfired magnetic layer is, for example, a magnetic sheet or magnetic paste. The unfired coil wiring is, for example, conductor paste.
前記態様によれば、第1未焼成磁性層の第1バインダと第2未焼成磁性層の第2バインダとは異なるので、第1未焼成磁性層と未焼成コイル配線の間の結合力と第2未焼成磁性層と未焼成コイル配線の間の結合力とは異なる。そして、焼成工程において、結合力が強い方である第1磁性層とコイル配線とを接触させ、結合力が弱い方である第2磁性層とコイル配線との間に空隙部を形成する。したがって、空隙部を容易に形成できる。 According to the aspect, since the first binder of the first unfired magnetic layer and the second binder of the second unfired magnetic layer are different, the binding force between the first unfired magnetic layer and the unfired coil wiring and the second binder are different. 2 different from the bonding force between the green magnetic layer and the green coil wiring. Then, in the firing step, the first magnetic layer having the stronger coupling force is brought into contact with the coil wiring, and a gap is formed between the second magnetic layer having the weaker coupling force and the coil wiring. Therefore, the void can be easily formed.
好ましくは、コイル部品の製造方法の一実施形態では、第2バインダの分解温度は、第1バインダの分解温度よりも低い。 Preferably, in one embodiment of the coil component manufacturing method, the decomposition temperature of the second binder is lower than the decomposition temperature of the first binder.
ここで、バインダの分解温度とは、3.5%O2濃度、昇温速度5℃/minの条件下でTg-MS(Thermogravimetry Mass Spectrometer:熱重量・質量分析装置)を用いた測定により、そのバインダ物質由来の発生ガスが消失する温度をいう。 Here, the decomposition temperature of the binder is measured using a Tg-MS (Thermogravimetry Mass Spectrometer) under conditions of 3.5% O 2 concentration and a temperature increase rate of 5 ° C./min. It is the temperature at which the generated gas derived from the binder material disappears.
前記実施形態によれば、焼成工程において、分解温度の低い第2バインダが先に消失しても、分解温度の高い第1バインダは分解せずに残るため、第1未焼成磁性層と未焼成コイル配線の間の結合力は、第2未焼成磁性層と未焼成コイル配線の間の結合力よりも強くなる。これにより、先に消失する第2バインダ側、つまり、第2磁性層とコイル配線との間で空隙部を容易に形成できる。 According to the above embodiment, even if the second binder having a lower decomposition temperature disappears first in the firing process, the first binder having a higher decomposition temperature remains without being decomposed. The coupling force between the coil wires is stronger than the coupling force between the second unfired magnetic layer and the unfired coil wires. As a result, the gap can be easily formed on the side of the second binder that disappears first, that is, between the second magnetic layer and the coil wiring.
好ましくは、コイル部品の製造方法の一実施形態では、
第1バインダの分解温度は、400℃以上420℃以下であり、
第2バインダの分解温度は、300℃以上350℃以下である。
Preferably, in one embodiment of the coil component manufacturing method,
The decomposition temperature of the first binder is 400° C. or higher and 420° C. or lower,
The decomposition temperature of the second binder is 300° C. or higher and 350° C. or lower.
前記実施形態によれば、焼成工程において、第2バインダが完全に消失しても、第1バインダを分解せずに残すことができる。 According to the above embodiment, even if the second binder completely disappears in the firing process, the first binder can remain without being decomposed.
好ましくは、コイル部品の製造方法の一実施形態では、
第1バインダは、PVB、PVA、ポリ酢酸ビニル、または、ポリエチレンの何れかであり、
第2バインダは、アクリル、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、または、ポリスチレンの何れかである。
Preferably, in one embodiment of the coil component manufacturing method,
the first binder is either PVB, PVA, polyvinyl acetate, or polyethylene;
The second binder is either acrylic, polyurethane, polyvinyl chloride, or polystyrene.
好ましくは、コイル部品の製造方法の一実施形態では、未焼成コイル配線に含まれる導体粉の収縮開始温度は、300℃以上350℃以下である。 Preferably, in one embodiment of the coil component manufacturing method, the shrinkage start temperature of the conductor powder contained in the unsintered coil wiring is 300° C. or higher and 350° C. or lower.
ここで、未焼成コイル配線に含まれる導体粉の収縮開始温度とは、未焼成コイル配線に含まれる導体粉がネック成長し、その導体粉同士の粒子間距離が小さくなることで収縮を開始する温度をいう。 Here, the contraction start temperature of the conductor powder contained in the unfired coil wiring means that the conductor powder contained in the unfired coil wiring starts to shrink when neck growth occurs and the distance between the particles of the conductor powder becomes smaller. means temperature.
前記実施形態によれば、焼成工程において、第2バインダが消失し、第1バインダが残っている状態で、未焼成コイル配線を収縮させることができ、第2磁性層とコイル配線との間で空隙部を容易に形成できる。 According to the above-described embodiment, in the firing process, the second binder disappears and the first binder remains, and the unfired coil wiring can be shrunk. Voids can be easily formed.
好ましくは、コイル部品の製造方法の一実施形態では、未焼成コイル配線に含まれる導体粉は、Agを含む。 Preferably, in one embodiment of the coil component manufacturing method, the conductor powder contained in the green coil wiring contains Ag.
好ましくは、コイル部品の製造方法の一実施形態では、未焼成コイル配線に含まれるバインダの分解温度は、第2バインダの分解温度よりも低い。 Preferably, in one embodiment of the coil component manufacturing method, the decomposition temperature of the binder contained in the unfired coil wiring is lower than the decomposition temperature of the second binder.
前記実施形態によれば、焼成工程において、第2バインダの分解が開始される前に、未焼成コイル配線に含まれるバインダが消失して、未焼成コイル配線に含まれる導体粉がネック成長し収縮することができる。 According to the embodiment, in the firing process, before the second binder starts to decompose, the binder contained in the unfired coil wiring disappears, and the conductor powder contained in the unfired coil wiring neck grows and shrinks. can do.
好ましくは、コイル部品の製造方法の一実施形態では、未焼成コイル配線に含まれるバインダの分解温度は、200℃以上300℃以下である。 Preferably, in one embodiment of the coil component manufacturing method, the decomposition temperature of the binder contained in the unfired coil wiring is 200° C. or higher and 300° C. or lower.
前記実施形態によれば、焼成工程において、未焼成コイル配線に含まれるバインダが完全に消失しても、第2バインダを分解せずに残すことができる。 According to the above embodiment, even if the binder contained in the unfired coil wiring completely disappears in the firing process, the second binder can remain without being decomposed.
好ましくは、コイル部品の製造方法の一実施形態では、未焼成コイル配線に含まれるバインダは、エチルセルロースである。 Preferably, in one embodiment of the coil component manufacturing method, the binder contained in the green coil wiring is ethyl cellulose.
好ましくは、コイル部品の製造方法の一実施形態では、積層工程では、第2未焼成磁性層、未焼成コイル配線、第1未焼成磁性層、未焼成コイル配線、および、第2未焼成磁性層を順に積層する。 Preferably, in one embodiment of the method for manufacturing a coil component, in the lamination step, the second unfired magnetic layer, the unfired coil wiring, the first unfired magnetic layer, the unfired coil wiring, and the second unfired magnetic layer are stacked in order.
前記実施形態によれば、第1未焼成磁性層、第2未焼成磁性層および未焼成コイル配線の数量を低減して、コイル部品の低背化を図ることができる。 According to the above embodiment, the number of the first unfired magnetic layers, the second unfired magnetic layers, and the unfired coil wiring can be reduced to reduce the height of the coil component.
好ましくは、コイル部品の製造方法の一実施形態では、積層工程では、第1未焼成磁性層、未焼成コイル配線、第2未焼成磁性層、第1未焼成磁性層、未焼成コイル配線、および、第2未焼成磁性層を順に積層する。 Preferably, in one embodiment of the method for manufacturing a coil component, in the lamination step, the first unfired magnetic layer, the unfired coil wiring, the second unfired magnetic layer, the first unfired magnetic layer, the unfired coil wiring, and , the second unfired magnetic layers are laminated in order.
前記実施形態によれば、コイル配線に対して積層方向の一方側(第2磁性層側)に空隙部を偏在できる。 According to the above-described embodiment, the gaps can be unevenly distributed on one side (second magnetic layer side) in the stacking direction with respect to the coil wiring.
好ましくは、コイル部品の製造方法の一実施形態では、積層工程では、第1未焼成磁性層と第2未焼成磁性層の間に、未焼成コイル配線と同一層に、第3未焼成磁性層を挟むように積層する。 Preferably, in one embodiment of the coil component manufacturing method, in the lamination step, the third unfired magnetic layer is formed between the first unfired magnetic layer and the second unfired magnetic layer, in the same layer as the unfired coil wiring, and in the same layer as the unfired coil wiring. are stacked so as to sandwich the
前記実施形態によれば、第3未焼成磁性層を未焼成コイル配線と同一層とすることで、コイル配線の厚みを保持でき、コイル配線の直流抵抗値(Rdc)を低減できる。 According to the above embodiment, the thickness of the coil wiring can be maintained and the DC resistance value (Rdc) of the coil wiring can be reduced by forming the third unfired magnetic layer in the same layer as the unfired coil wiring.
本開示の一態様であるコイル部品の製造方法によれば、空隙部を容易に形成できる。 According to the method for manufacturing a coil component, which is one aspect of the present disclosure, the gap can be easily formed.
以下、本開示の一態様であるコイル部品の製造方法を図示の実施の形態により詳細に説明する。なお、図面は一部模式的なものを含み、実際の寸法や比率を反映していない場合がある。 Hereinafter, a method for manufacturing a coil component, which is one aspect of the present disclosure, will be described in detail with reference to the illustrated embodiments. Note that the drawings are partially schematic and may not reflect actual dimensions or proportions.
(第1実施形態)
図1は、コイル部品の第1実施形態を示す斜視図である。図2は、図1のX-X断面図であり、W方向の中心を通るLT断面図である。図3は、コイル部品の分解平面図であり、下図から上図にわたってT方向に沿った図を表している。なお、L方向は、コイル部品1の長さ方向であり、W方向は、コイル部品1の幅方向であり、T方向は、コイル部品1の高さ方向である。以下、T方向の順方向を上側といい、T方向の逆方向を下側ともいう。
(First embodiment)
FIG. 1 is a perspective view showing a first embodiment of a coil component. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line XX of FIG. 1, and a cross-sectional view taken along line LT passing through the center in the W direction. FIG. 3 is an exploded plan view of the coil component, showing views along the T direction from the bottom to the top. The L direction is the length direction of the coil component 1 , the W direction is the width direction of the coil component 1 , and the T direction is the height direction of the coil component 1 . Hereinafter, the forward direction of the T direction is also referred to as the upper side, and the reverse direction of the T direction is also referred to as the lower side.
図1と図2と図3に示すように、コイル部品1は、素体10と、素体10の内部に設けられたコイル20と、素体10の表面に設けられコイル20に電気的に接続された第1外部電極31および第2外部電極32とを有する。
As shown in FIGS. 1, 2, and 3, the coil component 1 includes a
コイル部品1は、第1、第2外部電極31、32を介して、図示しない回路基板の配線に電気的に接続される。コイル部品1は、例えば、ノイズ除去フィルタとして用いられ、パソコン、DVDプレーヤー、デジタルカメラ、TV、携帯電話、カーエレクトロニクスなどの電子機器に用いられる。
The coil component 1 is electrically connected to wiring of a circuit board (not shown) via first and second
素体10は、略直方体状に形成されている。素体10の表面は、第1端面15と、第1端面15の反対側に位置する第2端面16と、第1端面15と第2端面16の間に位置する4つの側面17とを有する。第1端面15および第2端面16は、L方向に対向している。
The
素体10は、複数の第1磁性層11および第2磁性層12を含む。第1磁性層11および第2磁性層12は、T方向に交互に積層される。第1磁性層11および第2磁性層12は、例えば、Ni-Cu-Zn系のフェライト材料などの磁性材料からなる。第1磁性層11および第2磁性層12のそれぞれの厚みは、例えば、5μm以上でかつ30μm以下である。なお、素体10は、部分的に非磁性層を含んでいてもよい。
The
第1外部電極31は、素体10の第1端面15の全面と、素体10の側面17の第1端面15側の端部とを覆う。第2外部電極32は、素体10の第2端面16の全面と、素体10の側面17の第2端面16側の端部とを覆う。第1外部電極31は、コイル20の第1端に電気的に接続され、第2外部電極32は、コイル20の第2端に電気的に接続される。なお、第1外部電極31は、第1端面15と1つの側面17に渡って形成されるL字形状であってもよく、第2外部電極32は、第2端面16と1つの側面17に渡って形成されるL字形状であってもよい。
The first
コイル20は、T方向に沿って、螺旋状に巻回されている。コイル20は、例えば、AgまたはCuなどの導電性材料からなる。コイル20は、複数のコイル配線21と複数の引出導体層61,62とを有する。
The
2層の第1引出導体層61と、複数のコイル配線21と、2層の第2引出導体層62とは、T方向に順に配置され、ビア導体を介して電気的に順に接続される。複数のコイル配線21は、T方向に順に接続されて、T方向に沿った螺旋を形成する。第1引出導体層61は、素体10の第1端面15から露出して第1外部電極31に接続され、第2引出導体層62は、素体10の第2端面16から露出して第2外部電極32に接続される。なお、第1、第2引出導体層61,62の層数は、特に限定されず、例えば、それぞれ1層であってもよい。
The two-layered first lead conductor layers 61, the plurality of
コイル配線21は、平面上に1ターン未満に巻回された形状に形成されている。引出導体層61,62は、直線形状に形成されている。コイル配線21の厚みは、例えば、10μm以上でかつ40μm以下である。第1、第2引出導体層61,62の厚みは、例えば、30μmであるが、コイル配線21の厚みより薄くてもよい。
The
コイル配線21は、第1磁性層11と第2磁性層12の間に挟まれている。図3では、わかりやすくするために、第2磁性層12をハッチングで示す。コイル配線21は、第1、第2磁性層11,12の間に挟まれているため、コイル配線21の延在方向(巻回方向)に直交する断面において、コイル配線21の形状は、楕円形となっている。
The
具体的に述べると、T方向に沿って、第1磁性層11は2層あり、第2磁性層12は9層あり、コイル配線21は、4層ある。以下、第1磁性層11、第2磁性層12およびコイル配線21のそれぞれについて、下から数えて「何番目」という。そして、T方向に沿って順に、4番目の第2磁性層12、1番目の第1磁性層11、5番目の第2磁性層12、2番目の第1磁性層11、および、6番目の第2磁性層12が、配置されている。また、T方向に沿って順に、1番目のコイル配線21、2番目のコイル配線21、3番目のコイル配線21、および、4番目のコイル配線21が、配置されている。
Specifically, along the T direction, there are two layers of the first
そして、4番目の第2磁性層12と1番目の第1磁性層11の間に1番目のコイル配線21が配置され、1番目の第1磁性層11と5番目の第2磁性層12の間に2番目のコイル配線21が配置され、5番目の第2磁性層12と2番目の第1磁性層11の間に3番目のコイル配線21が配置され、2番目の第1磁性層11と6番目の第2磁性層12の間に4番目のコイル配線21が配置されている。
The
第1、第2引出導体層61,62は、それぞれ、コイル配線21と異なる層に設けられている。第1、第2引出導体層61,62は、それぞれ、2層の第2磁性層12の間に挟まれている。
The first and second lead conductor layers 61 and 62 are provided in layers different from the
図4は、図2のコイル配線21の周囲の拡大断面図である。図2と図4に示すように、素体10内には、空隙部51が存在する。空隙部51は、第2磁性層12とコイル配線21の間に位置している。
FIG. 4 is an enlarged sectional view around the
具体的に述べると、4番目の第2磁性層12と1番目のコイル配線21の間に空隙部51が設けられ、5番目の第2磁性層12と2番目のコイル配線21の間に空隙部51が設けられ、5番目の第2磁性層12と3番目のコイル配線21の間に空隙部51が設けられ、6番目の第2磁性層12と4番目のコイル配線21の間に空隙部51が設けられている。このように、空隙部51は、T方向に沿って、上下交互に設けられる。
Specifically, a
空隙部51は、コイル配線21と第2磁性層12の界面の全面に沿って設けられているが、その界面の一部に沿って部分的に設けられてもよい。空隙部51の厚みは、一定であってもよいし、変動があってもよい。空隙部51の最大厚みは、例えば、0.5μm以上でかつ8μm以下である。
The
空隙部51を設けることにより、コイル配線21と磁性層11,12の熱膨張係数の差から生じる、コイル配線21の温度変化による磁性層11,12への応力を、抑制できる。この結果、内部応力によるインダクタンスおよびインピーダンス特性の劣化を解消できる。
By providing the
次に、図5Aから図5Cを用いて、コイル部品1の製造方法を説明する。 Next, a method for manufacturing the coil component 1 will be described with reference to FIGS. 5A to 5C.
まず、磁性材料と第1バインダを含む第1未焼成磁性層111と、磁性材料と第1バインダと異なる第2バインダを含む第2未焼成磁性層112とを準備する。これを、準備工程という。第1未焼成磁性層111は、第1磁性層11の焼成前の状態である。第2未焼成磁性層112は、第2磁性層12の焼成前の状態である。
First, a first green
その後、第1未焼成磁性層111と第2未焼成磁性層112の間に未焼成コイル配線121を挟むように積層する。これを、積層工程という。つまり、図5Aに示すように、4番目(図3参照)の第2未焼成磁性層112上に、1番目の未焼成コイル配線121を積層する。未焼成コイル配線121は、コイル配線21の焼成前の状態である。図5Bに示すように、4番目の第2未焼成磁性層112および1番目の未焼成コイル配線121上に、1番目の第1未焼成磁性層111を積層する。図5Cに示すように、1番目の第1未焼成磁性層111上に、2番目の未焼成コイル配線121を積層し、1番目の第1未焼成磁性層111および2番目の未焼成コイル配線121上に、5番目の第2未焼成磁性層112を積層する。さらに、これを複数回繰り返して積層ブロック体を形成する。その後、この積層ブロック体を個片化する。
After that, the
その後、第1未焼成磁性層111、第2未焼成磁性層112および未焼成コイル配線121を焼成して、図4に示すように、第1未焼成磁性層111の焼成後の第1磁性層11と未焼成コイル配線121の焼成後のコイル配線21とを接触させ、第2未焼成磁性層112の焼成後の第2磁性層12とコイル配線21との間に空隙部51を形成する。これを、焼成工程という。その後、図1に示すように、素体10に外部電極31,32を設け、コイル部品1を製造する。
After that, the first unfired
コイル部品1の製造方法によれば、第1未焼成磁性層111の第1バインダと第2未焼成磁性層112の第2バインダとは異なるので、第1未焼成磁性層111と未焼成コイル配線121の間の結合力と第2未焼成磁性層112と未焼成コイル配線121の間の結合力とは異なる。そして、焼成工程において、結合力が強い方である第1磁性層11とコイル配線21とを接触させ、結合力が弱い方である第2磁性層12とコイル配線21との間に空隙部51を形成する。したがって、空隙部51を容易に形成できる。
According to the method of manufacturing the coil component 1, the first binder for the first unfired
また、積層工程では、第2未焼成磁性層112、未焼成コイル配線121、第1未焼成磁性層111、未焼成コイル配線121、および、第2未焼成磁性層112を順に積層するので、第1未焼成磁性層111、第2未焼成磁性層112および未焼成コイル配線121の数量を低減して、コイル部品1の低背化を図ることができる。
In the stacking step, the second unfired
好ましくは、第2バインダの分解温度は、第1バインダの分解温度よりも低い。ここで、バインダの分解温度とは、3.5%O2濃度、昇温速度5℃/minの条件下でTg-MS(Thermogravimetry Mass Spectrometer:熱重量・質量分析装置)を用いた測定により、そのバインダ物質由来の発生ガスが消失する温度をいう。 Preferably, the decomposition temperature of the second binder is lower than the decomposition temperature of the first binder. Here, the decomposition temperature of the binder is measured using a Tg-MS (Thermogravimetry Mass Spectrometer) under conditions of 3.5% O 2 concentration and a temperature increase rate of 5 ° C./min. It is the temperature at which the generated gas derived from the binder material disappears.
これによれば、焼成工程において、分解温度の低い第2バインダが先に消失しても、分解温度の高い第1バインダは分解せずに残るため、第1未焼成磁性層111と未焼成コイル配線121の間の結合力は、第2未焼成磁性層112と未焼成コイル配線121の間の結合力よりも強くなる。これにより、先に消失する第2バインダ側、つまり、第2磁性層12とコイル配線21との間で空隙部51を容易に形成できる。
According to this, even if the second binder having a lower decomposition temperature disappears first in the firing process, the first binder having a higher decomposition temperature remains without being decomposed. The coupling force between the
好ましくは、第1バインダの分解温度は、400℃以上420℃以下であり、第2バインダの分解温度は、300℃以上350℃以下である。これによれば、焼成工程において、第2バインダが完全に消失しても、第1バインダを分解せずに残すことができる。 Preferably, the decomposition temperature of the first binder is 400° C. or higher and 420° C. or lower, and the decomposition temperature of the second binder is 300° C. or higher and 350° C. or lower. According to this, even if the second binder completely disappears in the firing process, the first binder can remain without being decomposed.
好ましくは、第1バインダは、PVB(ポリビニルブチラール)、PVA(ポリビニルアルコール)、ポリ酢酸ビニル、または、ポリエチレンの何れかである。第2バインダは、アクリル、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、または、ポリスチレンの何れかである。分解温度について、PVBは、420℃であり、PVAは、420℃であり、ポリ酢酸ビニルは、420℃であり、ポリエチレンは、400℃であり、アクリルは、330℃であり、ポリウレタンは、325℃であり、ポリ塩化ビニルは、300℃であり、ポリスチレンは、350℃である。 Preferably, the first binder is either PVB (polyvinyl butyral), PVA (polyvinyl alcohol), polyvinyl acetate or polyethylene. The second binder is either acrylic, polyurethane, polyvinyl chloride, or polystyrene. Regarding the decomposition temperature, PVB is 420°C, PVA is 420°C, polyvinyl acetate is 420°C, polyethylene is 400°C, acrylic is 330°C, and polyurethane is 325°C. °C, polyvinyl chloride is 300 °C and polystyrene is 350 °C.
磁性材料の組成は、特に限定されないが、例えば、Fe2O3、ZnO、CuOおよびNiOを含むフェライト材料を用いることができる。磁性材料がFe2O3、ZnO、CuOおよびNiOを含む場合、これらの含有量は、例えば、Fe2O3が40.0mol%以上でかつ49.5mol%以下、ZnOが5mol%以上でかつ35mol%以下、CuOが8mol%以上でかつ12mol%以下、およびNiOが8mol%以上でかつ40mol%以下の範囲にある。磁性材料は、添加剤をさらに含み得る。添加剤としては、例えば、Mn3O4、Co3O4、SnO2、Bi2O3、SiO2を挙げることができる。 The composition of the magnetic material is not particularly limited, but ferrite materials containing Fe 2 O 3 , ZnO, CuO and NiO, for example, can be used. When the magnetic material contains Fe 2 O 3 , ZnO, CuO and NiO, the contents of these are, for example, Fe 2 O 3 is 40.0 mol % or more and 49.5 mol % or less, ZnO is 5 mol % or more and 35 mol % or less, CuO is 8 mol % or more and 12 mol % or less, and NiO is 8 mol % or more and 40 mol % or less. The magnetic material may further contain additives. Examples of additives include Mn 3 O 4 , Co 3 O 4 , SnO 2 , Bi 2 O 3 and SiO 2 .
好ましくは、未焼成コイル配線121に含まれる導体粉の収縮開始温度は、300℃以上350℃以下である。ここで、未焼成コイル配線121に含まれる導体粉の収縮開始温度とは、未焼成コイル配線121に含まれる導体粉がネック成長し、その導体粉同士の粒子間距離が小さくなることで収縮を開始する温度をいう。
Preferably, the shrinkage start temperature of the conductor powder contained in the
これによれば、焼成工程において、第2バインダが消失し、第1バインダが残っている状態で、未焼成コイル配線121を収縮させることができ、第2磁性層12とコイル配線21との間で空隙部51を容易に形成できる。
According to this, in the firing process, the
好ましくは、未焼成コイル配線121に含まれる導体粉は、Agを含む。好ましくは、未焼成コイル配線121に含まれるバインダの分解温度は、第2バインダの分解温度よりも低い。これによれば、焼成工程において、第2バインダの分解が開始される前に、未焼成コイル配線121に含まれるバインダが消失して、未焼成コイル配線121に含まれる導体粉がネック成長し収縮することができる。
Preferably, the conductor powder contained in the
好ましくは、未焼成コイル配線121に含まれるバインダの分解温度は、200℃以上300℃以下である。これによれば、焼成工程において、未焼成コイル配線121に含まれるバインダが完全に消失しても、第2バインダを分解せずに残すことができる。
Preferably, the decomposition temperature of the binder contained in the
好ましくは、未焼成コイル配線121に含まれるバインダは、エチルセルロースである。エチルセルロースの分解温度は、280℃である。
Preferably, the binder contained in the
次に、コイル部品1の製造方法の一例を説明する。 Next, an example of a method for manufacturing the coil component 1 will be described.
第1未焼成磁性層として、第1磁性シートを用いる。第1磁性シートの厚みは、35μmである。第1磁性シートの磁性材料は、Ni-Cu-Zn系のフェライト材料である。第1磁性シートの第1バインダは、PVB(ポリビニルブチラール)であり、第1バインダの分解温度は、420℃であり、第1バインダの割合は、12wt%である。なお、第1バインダの割合は、8%以上14%以下程度であればよい。 A first magnetic sheet is used as the first unsintered magnetic layer. The thickness of the first magnetic sheet is 35 μm. The magnetic material of the first magnetic sheet is a Ni--Cu--Zn based ferrite material. The first binder of the first magnetic sheet is PVB (polyvinyl butyral), the decomposition temperature of the first binder is 420° C., and the ratio of the first binder is 12 wt %. Note that the ratio of the first binder may be about 8% or more and 14% or less.
第2未焼成磁性層として、第2磁性シートを用いる。第2磁性シートの厚みは、35μmである。第2磁性シートの磁性材料は、Ni-Cu-Zn系のフェライト材料である。第2磁性シートの第2バインダは、アクリル系樹脂であり、第2バインダの分解温度は、330℃であり、第2バインダの割合は、12wt%である。なお、第2バインダの割合は、8%以上14%以下程度であればよい。 A second magnetic sheet is used as the second unsintered magnetic layer. The thickness of the second magnetic sheet is 35 μm. The magnetic material of the second magnetic sheet is a Ni--Cu--Zn based ferrite material. The second binder of the second magnetic sheet is an acrylic resin, the decomposition temperature of the second binder is 330° C., and the ratio of the second binder is 12 wt %. Note that the ratio of the second binder may be about 8% or more and 14% or less.
未焼成コイル配線として、コイル導体ペーストを用いる。コイル導体ペーストの導体粉は、Agであり、平均粒径D50は、1.0μmである。コイル導体ペーストのバインダは、エチルセルロースであり、バインダの分解温度は、280℃であり、バインダの割合は、1.5wt%である。なお、バインダの割合は、1.0%以上2.0%以下程度であればよい。 A coil conductor paste is used as the unfired coil wiring. The conductor powder of the coil conductor paste is Ag, and the average particle size D50 is 1.0 μm. The binder of the coil conductor paste is ethyl cellulose, the decomposition temperature of the binder is 280° C., and the proportion of the binder is 1.5 wt %. In addition, the ratio of the binder may be about 1.0% or more and 2.0% or less.
そして、第1磁性シート、第2磁性シートおよびコイル導体ペーストを用いて積層ブロック体を形成し、個片化後に、焼成を行う。 Then, the first magnetic sheet, the second magnetic sheet, and the coil conductor paste are used to form a laminated block body, which is singulated and then fired.
図6は、焼成時における第1磁性シート、第2磁性シートおよびコイル導体ペーストの分解タイミングの模式図である。図6に示すように、第2磁性シートの脱脂領域Z12は、約200℃以上約330℃以下であり、第1磁性シートの脱脂領域Z11は、約200℃以上約420℃以下である。「脱脂領域」とは、バインダが分解され始める温度から分解が完了する(完全に消失する)温度までの領域をいう。 FIG. 6 is a schematic diagram of decomposition timing of the first magnetic sheet, the second magnetic sheet, and the coil conductor paste during firing. As shown in FIG. 6, the degreasing zone Z12 of the second magnetic sheet has a temperature of about 200° C. or higher and about 330° C. or lower, and the degreasing zone Z11 of the first magnetic sheet has a temperature of about 200° C. or higher and about 420° C. or lower. The “degreasing region” refers to a region from the temperature at which the binder begins to decompose to the temperature at which the decomposition is completed (completely disappears).
コイル導体ペーストの脱脂領域Z21aは、約200℃以上約280℃以下である。コイル導体ペーストの表面拡散領域Z21bは、約200℃以上約320℃以下である。「表面拡散領域」とは、バインダの分解(脱脂)開始時に導体粉(Ag)同士がくっつきはじめる領域をいう。コイル導体ペーストの収縮領域Z21cは、約320℃以上約700℃以下である。「収縮領域」とは、導体粉(Ag)がネック成長し、その導体粉同士の粒子間距離が小さくなることで導体部分が収縮する領域をいう。 The temperature of the degreased region Z21a of the coil conductor paste is approximately 200° C. or higher and approximately 280° C. or lower. The surface diffusion region Z21b of the coil conductor paste has a temperature of approximately 200° C. or more and approximately 320° C. or less. "Surface diffusion region" refers to a region where the conductor powder (Ag) begins to stick to each other when decomposition (degreasing) of the binder starts. A contraction region Z21c of the coil conductor paste is at a temperature of about 320° C. or more and about 700° C. or less. The term “shrinkage region” refers to a region where the conductor portion shrinks due to the neck growth of the conductor powder (Ag) and the reduction in the distance between the particles of the conductor powder.
図6に示すように、第2磁性シートの脱脂領域Z12の終了後、第1磁性シートの脱脂領域Z11の終了前に、コイル導体ペーストの収縮領域Z21cが開始される。このように、焼成途中のコイル導体ペーストの導体部分の収縮タイミング時に、第2磁性シートの第2バインダは分解して消失し、第1磁性シートの第1バインダは分解せずに残っているため、導体部分と第2磁性シートの結合力は、導体部分と第1磁性シートの結合力よりも弱くなり、バインダが消失している第2磁性シート側で空隙部が形成される。 As shown in FIG. 6, after the degreasing zone Z12 of the second magnetic sheet ends and before the degreasing zone Z11 of the first magnetic sheet ends, the contraction zone Z21c of the coil conductor paste starts. As described above, the second binder of the second magnetic sheet decomposes and disappears at the timing of contraction of the conductor portion of the coil conductor paste during firing, and the first binder of the first magnetic sheet remains without being decomposed. , the coupling force between the conductor portion and the second magnetic sheet becomes weaker than the coupling force between the conductor portion and the first magnetic sheet, and a gap is formed on the side of the second magnetic sheet where the binder has disappeared.
さらに、焼成時における第1磁性シート、第2磁性シートおよびコイル導体ペーストの収縮を説明する。つまり、第1磁性シートおよび第2磁性シートを積層して形成されるシート積層体(素体の焼成前の状態)の収縮と、コイル導体ペーストの導体部分(Ag)の収縮を説明する。この収縮は、例えば、熱機械分析(Thermomechanical Analysis)により測定される。 Furthermore, shrinkage of the first magnetic sheet, the second magnetic sheet and the coil conductor paste during firing will be described. That is, the shrinkage of the sheet laminate (state before firing of the element body) formed by laminating the first magnetic sheet and the second magnetic sheet and the shrinkage of the conductor portion (Ag) of the coil conductor paste will be described. This shrinkage is measured, for example, by Thermomechanical Analysis.
コイル導体ペーストの導体部分の収縮は、約324℃で開始される。シート積層体の収縮は、約800℃で開始される。焼成は、約900℃で終了する。つまり、第1領域(約324℃~約800℃)では、コイル導体ペーストの導体部分が収縮し、シート積層体は収縮しないため、空隙部が形成されていく。第2領域(約800℃~約900℃)では、シート積層体が収縮し、コイル導体ペーストの導体部分は収縮しないため、空隙部が狭くなっていく。シート積層体の収縮が約900℃で完了するが、このとき形成される空隙部が、コイル部品の空隙部となる。 Contraction of the conductor portion of the coil conductor paste begins at about 324°C. Shrinkage of the sheet laminate begins at about 800°C. Firing ends at about 900°C. That is, in the first region (approximately 324° C. to approximately 800° C.), the conductor portion of the coil conductor paste shrinks and the sheet laminate does not shrink, so voids are formed. In the second region (approximately 800° C. to approximately 900° C.), the sheet laminate shrinks and the conductor portion of the coil conductor paste does not shrink, so the gap narrows. The shrinkage of the sheet laminate is completed at about 900° C., and the gap formed at this time becomes the gap of the coil component.
図7は、焼成後の第1磁性層11、第2磁性層12およびコイル配線21の状態を示す画像を基にした模式図である。図7では、コイル配線21の断面が確認できるまで研磨し、FE-SEM:JSM-7900F(日本電子)で、低真空モード:20Pa、WD=10mm、検出器:LVBEDCおよびLVSEDで観察して画像を取得して、この画像の外形線を描いた。図7に示すように、第2磁性層12とコイル配線21の間に空隙部51が設けられ、第1磁性層11とコイル配線21は接触している。
FIG. 7 is a schematic diagram based on an image showing the state of the first
(第2実施形態)
図8は、コイル部品の第2実施形態を示す分解平面図であり、図9は、コイル部品の第2実施形態を示す拡大断面図である。第2実施形態は、第1実施形態(図3、図4)とは、素体におけるコイル配線の位置が相違する。この相違する構成を以下に説明する。その他の構成は、第1実施形態と同じ構成であり、第1実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。
(Second embodiment)
FIG. 8 is an exploded plan view showing a second embodiment of the coil component, and FIG. 9 is an enlarged sectional view showing the second embodiment of the coil component. The second embodiment differs from the first embodiment (FIGS. 3 and 4) in the position of the coil wiring in the base body. This different configuration is described below. The rest of the configuration is the same as that of the first embodiment, and the same reference numerals as those of the first embodiment are given, and the description thereof is omitted.
図8と図9に示すように、第2実施形態のコイル部品1Aでは、素体10Aは、T方向に沿って、第2磁性層12と第1磁性層11を交互に含んでいる。具体的に述べると、T方向に沿って順に、1番目の第1磁性層11、1番目のコイル配線21、4番目の第2磁性層12、2番目の第1磁性層11、2番目のコイル配線21、および、5番目の第2磁性層12が積層される。3番目と4番目のコイル配線21については同様である。第2磁性層12とコイル配線21の間に空隙部51が設けられている。このように、第2磁性層12は、コイル配線21の上面に設けられ、空隙部51は、コイル配線21の上面に設けられている。
As shown in FIGS. 8 and 9, in the
第2実施形態のコイル部品1Aの製造方法を説明すると、第1実施形態とは積層工程が相違する。この相違する積層工程を説明すると、1番目の第1未焼成磁性層111、1番目の未焼成コイル配線121、4番目の第2未焼成磁性層112、2番目の第1未焼成磁性層111、2番目の未焼成コイル配線121、および、5番目の第2未焼成磁性層112を順に積層する。さらに、これを複数回繰り返して積層ブロック体を形成する。積層工程以外は、第1実施形態と同じであるため、その説明を省略する。
Explaining the method of manufacturing the
これによれば、コイル配線21に対して積層方向の一方側(第2磁性層12側)に空隙部51を偏在できる。
According to this, the
(第3実施形態)
図10は、コイル部品の第3実施形態を示す拡大断面図である。第3実施形態は、第2実施形態(図9)とは、素体の構成が相違する。この相違する構成を以下に説明する。その他の構成は、第1、第2実施形態と同じ構成であり、第1、第2実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。
(Third embodiment)
FIG. 10 is an enlarged cross-sectional view showing a third embodiment of the coil component. The third embodiment differs from the second embodiment (FIG. 9) in the configuration of the element body. This different configuration is described below. Other configurations are the same as those of the first and second embodiments, and the same reference numerals as those of the first and second embodiments are given, and descriptions thereof are omitted.
図10に示すように、第3実施形態のコイル部品1Bでは、素体10Bは、第1磁性層11および第2磁性層12に加えて、第3磁性層13を含む。第3磁性層13は、第1磁性層11上でコイル配線21と同一層に設けられている。つまり、第3磁性層13は、第1磁性層11上で、コイル配線21が形成されていない領域に、形成されている。第3磁性層13の材料は、第1磁性層11または第2磁性層12の材料と同様の材料であってもよく、または、異なっていてもよい。図10では、第3磁性層13の材料は、第2磁性層12の材料と同様であるため、コイル配線21と第3磁性層13の間に空隙部51が設けられている。
As shown in FIG. 10 , in the
第3実施形態のコイル部品1Bの製造方法を説明すると、第2実施形態とは積層工程が相違する。この相違する積層工程を説明すると、第1未焼成磁性層111と第2未焼成磁性層112の間に、未焼成コイル配線121と同一層に、第3未焼成磁性層を挟むように積層する。第3未焼成磁性層は、第3磁性層13の焼成前の状態である。この場合、第1未焼成磁性層111、第2未焼成磁性層112および第3未焼成磁性層として、例えば、磁性ペーストを用いる
Explaining the method of manufacturing the
これによれば、第3未焼成磁性層を未焼成コイル配線121と同一層とすることで、コイル配線21の厚みを保持でき、コイル配線21の直流抵抗値(Rdc)を低減できる。
According to this, by making the third green magnetic layer the same layer as the
なお、本開示は上述の実施形態に限定されず、本開示の要旨を逸脱しない範囲で設計変更可能である。例えば、第1から第3実施形態のそれぞれの特徴点を様々に組み合わせてもよい。 Note that the present disclosure is not limited to the above-described embodiments, and design changes are possible without departing from the gist of the present disclosure. For example, each characteristic point of the first to third embodiments may be combined in various ways.
前記第2、第3実施形態では、コイル配線21の下方に第1磁性層11を配置し、コイル配線21の上方に第2磁性層12を配置しているが、コイル配線21の下方に第2磁性層12を配置し、コイル配線21の上方に第1磁性層11を配置してもよい。このとき、空隙部51は、コイル配線21の下面と第2磁性層12の間に形成される。
In the second and third embodiments, the first
前記第1から第3実施形態では、引出導体層61,62は、第2磁性層12で挟まれているが、第1磁性層11で挟むようにしてもよく、これにより、引出導体層61,62の両面で結合力に差が生じないので、引出導体層61,62の両面に空隙部51は生じにくくなる。
Although the lead conductor layers 61 and 62 are sandwiched between the second
前記第1から第3実施形態では、空隙部51は、コイル配線21と第2磁性層12の間に形成されているが、さらにコイル配線21と第1磁性層11の間にも部分的に形成されていてもよい。また、コイル配線21は、1層の導体層から構成されるが、複数層の導体層を面接触して構成してもよい。
In the first to third embodiments, the
1,1A,1B コイル部品
10,10A,10B 素体
11 第1磁性層
111 第1未焼成磁性層
12 第2磁性層
112 第2未焼成磁性層
13 第3磁性層
15 第1端面
16 第2端面
17 側面
20 コイル
21 コイル配線
121 未焼成コイル配線
31 第1外部電極
32 第2外部電極
51 空隙部
61 第1引出導体層
62 第2引出導体層
Claims (12)
前記第1未焼成磁性層と前記第2未焼成磁性層の間に前記未焼成コイル配線を挟むように積層する積層工程と、
前記第1未焼成磁性層、前記第2未焼成磁性層および前記未焼成コイル配線を焼成して、前記第1未焼成磁性層の焼成後の第1磁性層と前記未焼成コイル配線の焼成後のコイル配線とを接触させ、前記第2未焼成磁性層の焼成後の第2磁性層と前記コイル配線との間に空隙部を形成する焼成工程と
を備える、コイル部品の製造方法。 An unfired coil wiring containing conductor powder; a first unfired magnetic layer containing a magnetic material and a first binder having a decomposition temperature higher than a shrinkage start temperature of the conductor powder; a preparation step of preparing a second unfired magnetic layer containing a second binder having a decomposition temperature lower than the shrinkage start temperature of the conductor powder ;
a stacking step of stacking the unfired coil wiring between the first unfired magnetic layer and the second unfired magnetic layer;
firing the first unfired magnetic layer, the second unfired magnetic layer and the unfired coil wiring, and after firing the first magnetic layer after firing the first unfired magnetic layer and the unfired coil wiring and a firing step of forming a gap between the second magnetic layer after firing of the second unfired magnetic layer and the coil wiring.
前記第2バインダの分解温度は、300℃以上350℃以下である、請求項2に記載のコイル部品の製造方法。 The decomposition temperature of the first binder is 400° C. or higher and 420° C. or lower,
3. The method of manufacturing a coil component according to claim 2, wherein the second binder has a decomposition temperature of 300[deg.] C. or more and 350[deg.] C. or less.
前記第2バインダは、アクリル、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、または、ポリスチレンの何れかである、請求項3に記載のコイル部品の製造方法。 The first binder is PVB, PVA, polyvinyl acetate, or polyethylene,
4. The method of manufacturing a coil component according to claim 3, wherein said second binder is acrylic, polyurethane, polyvinyl chloride, or polystyrene.
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