JP7384190B2 - 積層型コイル部品 - Google Patents

Description

本発明は、積層型コイル部品に関する。

特許文献１には、ガラス及びフェライトを含有した磁性体部を含む素体を用いた良好な高周波特性を有する積層コイル部品が開示されている。

特開２０１７－２１２３７２号公報

しかしながら、特許文献１に記載された積層型コイル部品では、磁性体部に埋没された導体部（銀）と、磁性体部を構成する材料との線膨張係数の差により、外部電極（下地電極）の焼き付け時の応力が大きくなり、クラックが発生するおそれがある。
ガラスは、フェライトに比べ抗折強度が低いため、フェライト１００％の磁性体部の場合よりもこのような問題が顕著になる。

本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、外部電極の焼き付け時のクラックの発生を抑制できる積層型コイル部品を提供することを目的とする。

本発明の積層型コイル部品は、複数の絶縁層が積層方向に積層されてなり内部にコイルが設けられた積層体と、上記積層体の表面に設けられて上記コイルに電気的に接続された外部電極とを有し、上記絶縁層は、スピネル構造のフェライト相と、ＺｎＦｅ（ＢＯ_３）Ｏ型の結晶相とを含むことを特徴とする積層型コイル部品。

本発明によれば、外部電極の焼き付け時のクラックの発生を抑制できる積層型コイル部品を提供することができる。

図１は、本発明の積層型コイル部品の一例を模式的に示す斜視図である。 図２は、本発明の積層型コイル部品の一例を模式的に示す断面図である。 図３は、図２に示す積層型コイル部品を構成する絶縁層の様子を模式的に示す分解斜視模式図である。 図４は、図２に示す積層型コイル部品を構成する絶縁層の様子を模式的に示す分解平面模式図である。 図５は、実施例６で作製した試料のＸ線回析パターンを示す。 図６は、実施例１～１２、及び、比較例１～３で作製した試料の７００℃での線膨張係数を示すグラフである。

以下、本発明の積層型コイル部品について説明する。
しかしながら、本発明は、以下の構成及び態様に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において適宜変更して適用することができる。なお、以下において記載する本発明の個々の好ましい構成及び態様を２つ以上組み合わせたものもまた本発明である。

図１は、本発明の積層型コイル部品の一例を模式的に示す斜視図である。
図１に示す積層型コイル部品１は、積層体１０と第１外部電極２１と第２外部電極２２とを備えている。積層体１０は、例えば、６面を有する略直方体形状である。積層体１０の構成については後述するが、複数の絶縁層が積層方向に積層されてなり、内部にコイルが設けられている。第１外部電極２１及び第２外部電極２２は、それぞれ、コイルに電気的に接続されている。

本明細書における積層型コイル部品及び積層体では、長さ方向、高さ方向、幅方向を、図１におけるｘ方向、ｙ方向、ｚ方向とする。ここで、長さ方向（ｘ方向）と高さ方向（ｙ方向）と幅方向（ｚ方向）は互いに直交する。
長さ方向（ｘ方向）は積層方向と平行な方向である。

図１に示すように、積層体１０は、長さ方向（ｘ方向）に相対する第１端面１１及び第２端面１２と、長さ方向に直交する高さ方向（ｙ方向）に相対する第１主面１３及び第２主面１４と、長さ方向及び高さ方向に直交する幅方向（ｚ方向）に相対する第１側面１５及び第２側面１６とを有する。

図１には示されていないが、積層体１０は、角部及び稜線部に丸みが付けられていることが好ましい。角部は、積層体の３面が交わる部分であり、稜線部は、積層体の２面が交わる部分である。

第１外部電極及び第２外部電極は、例えば、積層体の端面の少なくとも一部から積層体の主面にわたって延在する外部電極である。
図１に示す積層型コイル部品１では、第１外部電極２１は、積層体１０の第１端面１１の一部を覆い、かつ、第１端面１１から延伸して第１主面１３の一部を覆って配置されている。
第１外部電極２１は、第１端面１１のうち、第１主面１３と交わる稜線部を含む領域を覆っている。

なお、図１では、積層体１０の第１端面１１を覆う部分の第１外部電極２１の高さは一定であるが、積層体１０の第１端面１１の一部を覆う限り、第１外部電極２１の形状は特に限定されない。例えば、積層体１０の第１端面１１において、第１外部電極２１は、端部から中央部に向かって高くなる山なり形状であってもよい。また、積層体１０の第１主面１３を覆う部分の第１外部電極２１の長さは一定であるが、積層体１０の第１主面１３の一部を覆う限り、第１外部電極２１の形状は特に限定されない。例えば、積層体１０の第１主面１３において、第１外部電極２１は、端部から中央部に向かって長くなる山なり形状であってもよい。

図１に示すように、第１外部電極２１は、さらに、第１端面１１及び第１主面１３から延伸して、第１側面１５の一部及び第２側面１６の一部を覆って配置されていてもよい。この場合、第１側面１５及び第２側面１６を覆う部分の第１外部電極２１は、いずれも、第１端面１１と交わる稜線部及び第１主面１３と交わる稜線部に対して斜めに形成されていることが好ましい。なお、第１外部電極２１は、第１側面１５の一部及び第２側面１６の一部を覆って配置されていなくてもよい。

図１に示す積層型コイル部品１では、第２外部電極２２は、積層体１０の第２端面１２の一部を覆い、かつ、第２端面１２から延伸して第１主面１３の一部を覆って配置されている。
第１外部電極２１と同様、第２外部電極２２は、第２端面１２のうち、第１主面１３と交わる稜線部を含む領域を覆っている。

第１外部電極２１と同様、積層体１０の第２端面１２の一部を覆う限り、第２外部電極２２の形状は特に限定されない。例えば、積層体１０の第２端面１２において、第２外部電極２２は、端部から中央部に向かって高くなる山なり形状であってもよい。また、積層体１０の第１主面１３の一部を覆う限り、第２外部電極２２の形状は特に限定されない。例えば、積層体１０の第１主面１３において、第２外部電極２２は、端部から中央部に向かって長くなる山なり形状であってもよい。

第１外部電極２１と同様、第２外部電極２２は、さらに、第２端面１２及び第１主面１３から延伸して、第１側面１５の一部及び第２側面１６の一部を覆って配置されていてもよい。この場合、第１側面１５及び第２側面１６を覆う部分の第２外部電極２２は、いずれも、第２端面１２と交わる稜線部及び第１主面１３と交わる稜線部に対して斜めに形成されていることが好ましい。なお、第２外部電極２２は、第１側面１５の一部及び第２側面１６の一部を覆って配置されていなくてもよい。

以上のように第１外部電極２１及び第２外部電極２２が配置されているため、積層型コイル部品１を基板上に実装する場合には、積層体１０の第１主面１３が実装面となる。

また、図１に示す形態とは異なり、第１外部電極が、積層体の第１端面の全部を覆い、かつ、第１端面から延伸して第１主面の一部、第２主面の一部、第１側面の一部、及び、第２側面の一部を覆っていてもよい。
また、第２外部電極が、積層体の第２端面の全部を覆い、かつ、第２端面から延伸して第１主面の一部、第２主面の一部、第１側面の一部、及び、第２側面の一部を覆っていてもよい。
この場合、積層体の第１主面、第２主面、第１側面及び第２側面のいずれかが実装面となる。

本発明の積層型コイル部品のサイズは特に限定されないが、０６０３サイズ、０４０２サイズ又は１００５サイズであることが好ましい。

絶縁層は、スピネル構造のフェライト相と、ＺｎＦｅ（ＢＯ_３）Ｏ型の結晶相とを含む。
積層型コイル部品を構成する絶縁層がスピネル構造のフェライト相を含む場合に、ＺｎＦｅ（ＢＯ_３）Ｏ型の結晶相がさらに含まれることによって、絶縁層の高温での線膨張係数が大きくなり、外部電極の焼き付け時のクラックの発生を抑制できる。

外部電極の焼き付け時のクラックの発生を効果的に抑制する観点からは、絶縁層の７００℃における線膨張係数は、９×１０^－６／Ｋ以上であることが好ましく、１０×１０^－６／Ｋ以上であることがより好ましい。
特に、絶縁層の７００℃における線膨張係数が１０×１０^－６／Ｋ以上であると、外部電極の焼き付け時のクラックの発生を防止することができる。

絶縁層の７００℃における線膨張係数の上限は特に限定されず、例えば、１４×１０^－６／Ｋ以下であってもよいし、１３×１０^－６／Ｋ以下であってもよいし、１２．５×１０^－６／Ｋ以下であってもよい。

銀を含む外部電極の焼き付け時のクラックの発生を効果的に抑制する観点からは、７００℃での絶縁層と銀の線膨張係数の差は、９．９×１０^－６／Ｋ以下であることが好ましく、８．９×１０^－６／Ｋ以下であることがより好ましい。
特に、７００℃での絶縁層と銀の線膨張係数の差が８．９×１０^－６／Ｋ以下であると、外部電極の焼き付け時のクラックの発生を防止することができる。
なお、絶縁層と銀の線膨張係数の差とは、銀の線膨張係数から絶縁層の線膨張係数を減算した値を意味する。

７００℃での絶縁層と銀の線膨張係数の差の下限は特に限定されず、例えば、４．９×１０^－６／Ｋ以上であってもよいし、５．９×１０^－６／Ｋ以上であってもよいし、６．４×１０^－６／Ｋ以上であってもよい。

スピネル構造のフェライト相は、スピネル構造をもつフェライト材料（スピネル型フェライト）を含む相である。このフェライト相は、スピネル構造をもつフェライト材料のみからなる相であってもよい。

ＺｎＦｅ（ＢＯ_３）Ｏ型の結晶相は、ＺｎＦｅ（ＢＯ_３）Ｏの結晶を含む相である。この結晶相は、ＺｎＦｅ（ＢＯ_３）Ｏの結晶のみからなる相であってもよい。

絶縁層は、フォルステライトの結晶相をさらに含むことが好ましい。
積層型コイル部品を構成する絶縁層に、フォルステライトの結晶相がさらに含まれることによって、外部電極の焼き付け時のクラックの発生を防止することができる。

フォルステライトの結晶相は、フォルステライト（２ＭｇＯ・ＳｉＯ_２）の結晶を含む相である。この結晶相は、フォルステライトの結晶のみからなる相であってもよい。

絶縁層は、石英の結晶相をさらに含むことが好ましい。

石英の結晶相は、石英（ＳｉＯ_２）の結晶を含む相である。この結晶相は、石英の結晶のみからなる相であってもよい。

絶縁層は、ＭｇＦｅ_２（ＢＯ_３）Ｏ_２型の結晶相をさらに含んでもよい。

ＭｇＦｅ_２（ＢＯ_３）Ｏ_２型の結晶相は、ＭｇＦｅ_２（ＢＯ_３）Ｏ_２の結晶を含む相である。この結晶相は、ＭｇＦｅ_２（ＢＯ_３）Ｏ_２の結晶のみからなる相であってもよい。

絶縁層は、ＭｇＦｅ_２（ＢＯ_３）Ｏ_２型の結晶相を含む場合、フォルステライトの結晶相を含まなくてもよく、反対に、フォルステライトの結晶相を含む場合、ＭｇＦｅ_２（ＢＯ_３）Ｏ_２型の結晶相を含まなくてもよい。

なお、上述のスピネル構造のフェライト相、ＺｎＦｅ（ＢＯ_３）Ｏ型の結晶相、フォルステライトの結晶相、石英の結晶相、及び、ＭｇＦｅ_２（ＢＯ_３）Ｏ_２型の結晶相は、いずれもＸ線回折法により同定することができる。

フェライト相は、少なくともＦｅ、Ｎｉ、Ｚｎ及びＣｕを含むスピネル構造の磁性相であり、絶縁層は、少なくともＺｎＦｅ（ＢＯ_３）Ｏ型の結晶相とＳｉとを含む非磁性相を含むことが好ましい。

フェライト相は、上述のように、少なくともＦｅ、Ｎｉ、Ｚｎ及びＣｕを含むスピネル構造の磁性相であることが好ましく、この場合、フェライト相（磁性相）は、Ｃｏ、Ｂｉ、Ｓｎ、Ｍｎ等をさらに含んでいてもよい。

フェライト相（磁性相）に含まれるスピネル構造をもつフェライト材料は、Ｎｉ－Ｃｕ－Ｚｎ系フェライト材料であることが好ましく、フェライト相（磁性相）は、Ｎｉ－Ｃｕ－Ｚｎ系フェライト材料であることが好ましい。フェライト相（磁性相）がＮｉ－Ｃｕ－Ｚｎ系フェライト材料であることにより、積層型コイル部品のインダクタンスが高まる。

Ｎｉ－Ｃｕ－Ｚｎ系フェライト材料は、Ｃｏ、Ｂｉ、Ｓｎ、Ｍｎ等の添加物や、不可避不純物をさらに含んでいてもよい。

また、フェライト相（磁性相）は、元素分析した場合にＦｅ、Ｎｉ、Ｚｎ及びＣｕを含む相であってもよい。また、磁性相は、元素分析した場合にＣｏ、Ｂｉ、Ｓｎ、Ｍｎ等をさらに含む相であってもよい。

フェライト相（磁性相）は、Ｆｅ_２Ｏ_３換算で４０ｍｏｌ％以上、４９．５ｍｏｌ％以下のＦｅと、ＺｎＯ換算で２ｍｏｌ％以上、３５ｍｏｌ％以下のＺｎと、ＣｕＯ換算で６ｍｏｌ％以上、１３ｍｏｌ％以下のＣｕと、ＮｉＯ換算で１０ｍｏｌ％以上、４５ｍｏｌ％以下のＮｉと、を含むことが好ましい。

非磁性相は、非磁性材料を有する相であり、少なくともＺｎＦｅ（ＢＯ_３）Ｏ型の結晶相とＳｉとを含む。非磁性相は、非磁性材料のみからなる相であってもよい。
非磁性相を構成する非磁性材料としては、ＺｎＦｅ（ＢＯ_３）Ｏの他に、誘電体ガラス材料、フォルステライト（２ＭｇＯ・ＳｉＯ_２）、ウィルマイト［ａＺｎＯ・ＳｉＯ_２（ａは、１．８以上、２．２以下）］等が挙げられる。

非磁性相は、誘電体ガラス材料を含むことが好ましい。
非磁性相に、誘電体ガラス材料が含まれることによって、絶縁層の誘電率を低下させることができる。絶縁層の誘電率が低下することによって、積層型コイル部品のＬＣ共振に起因する損失が小さくなる。具体的には、ＬＣ共振に起因する透過係数Ｓ２１の落ち込みが高周波方向へシフトし、例えば周波数６０ＧＨｚまでの領域での透過係数Ｓ２１を良好なものとすることができる。そのため、本発明の積層型コイル部品の高周波特性を優れたものとすることができる。

誘電体ガラス材料としては、ホウケイ酸ガラスが好ましい。
ホウケイ酸ガラスは、ＳｉをＳｉＯ_２に換算して７０重量％以上、８５重量％以下、ＢをＢ_２Ｏ_３に換算して１０重量％以上、２５重量％以下、アルカリ金属ＡをＡ_２Ｏに換算して０．５重量％以上、５重量％以下、ＡｌをＡｌ_２Ｏ_３に換算して０重量％以上、５重量％以下の割合で含むことが好ましい。アルカリ金属ＡとしてはＫ、Ｎａ等が挙げられる。

非磁性相は、フィラーとして、フォルステライト（２ＭｇＯ・ＳｉＯ_２）をさらに含んでいてもよいし、誘電体ガラス材料及びフィラーとして、石英（ＳｉＯ_２）等をさらに含んでいてもよい。
すなわち、非磁性相は、上述のフォルステライトの結晶相、石英の結晶相等をさらに含んでいてもよい。

フェライト相（磁性相）及び非磁性相については、以下のようにして区別することができる。まず、積層型コイル部品の積層体に対して、積層方向に沿う断面を研磨により露出させた後、走査型透過電子顕微鏡－エネルギー分散型Ｘ線分析（ＳＴＥＭ－ＥＤＸ）で元素マッピングを行う。そして、Ｆｅ元素が存在する領域（好ましくはＦｅ元素、Ｎｉ元素、Ｚｎ元素及びＣｕ元素が存在する領域）をフェライト相、フェライト相以外の領域を非磁性相として、両相を区別する。
なお、積層方向に沿う断面は、後述する図２に示すような断面である。

非磁性相を構成する非磁性材料は、フェライト相（磁性相）を構成するフェライト材料よりも誘電率が低いことが好ましい。
フェライト材料の比誘電率は、例えば１４．０以上、１５．５以下であってもよい。
非磁性材料の比誘電率は、磁性材料の比誘電率より低いことが好ましく、例えば７．０以下であることが好ましく、５．０以下であることがより好ましい。非磁性材料の比誘電率の下限は特に限定されないが、例えば３．５以上であってもよい。

フェライト材料の比誘電率、及び、非磁性材料の比誘電率を特定するためには、上記の元素マッピングによりフェライト相を構成するフェライト材料の構造式を特定し、非磁性相を構成する非磁性材料の構造式を特定する。そして、公知のデータベースから、当該構造式となる化合物の比誘電率を求める。この手順によりフェライト材料の比誘電率及び非磁性材料の比誘電率をそれぞれ特定することができる。
また、フェライト材料を所定の形状に成形した誘電率測定用試料を作製し、これに電極を形成した後所定の条件で比誘電率を測定してもよい。同様に、非磁性材料を所定の形状に成形した誘電率測定用試料を作製して非磁性材料の比誘電率を測定してもよい。

フェライト相（磁性相）及び非磁性相の合計体積に対する非磁性相の体積割合は、５０体積％以上、９０体積％以下であることが好ましく、６０体積％以上、９０体積％以下であることがより好ましく、７０体積％以上、９０体積％以下であることがさらに好ましい。

フェライト相（磁性相）及び非磁性相の合計体積に対する非磁性相の体積割合は、以下のようにして定められる。まず、積層型コイル部品を構成する積層体に対して、積層方向に対して直交方向における中央部まで研磨を施すことにより、積層方向に沿う断面を露出させる。
次に、露出した断面の中央付近において５０μｍ角の領域を３箇所抽出した後、走査型透過電子顕微鏡－エネルギー分散型Ｘ線分析で元素マッピングを行うことにより、上述したようにフェライト相と非磁性相とを区別する。そして、上述した３箇所の各領域について、得られた元素マッピング画像から、フェライト相及び非磁性相の合計面積に対する非磁性相の面積割合を、画像解析ソフトにより測定する。その後、これらの面積割合の測定値から平均値を算出し、この平均値を、フェライト相及び非磁性相の合計体積に対する非磁性相の体積割合とする。

続いて、積層型コイル部品を構成する積層体が内蔵するコイルの例について説明する。
コイルは、絶縁層とともに積層方向に積層された複数のコイル導体が電気的に接続されることにより形成される。

図２は、本発明の積層型コイル部品の一例を模式的に示す断面図であり、図３は、図２に示す積層型コイル部品を構成する絶縁層の様子を模式的に示す分解斜視模式図であり、図４は、図２に示す積層型コイル部品を構成する絶縁層の様子を模式的に示す分解平面模式図である。
図２は、絶縁層、コイル導体及び連結導体、並びに、積層体の積層方向を模式的に示すものであり、実際の形状及び接続等を厳密には表していない。例えば、コイル導体はビア導体を介して接続されている。

図２に示すように、積層型コイル部品１は、絶縁層とともに積層された複数のコイル導体３２が電気的に接続されることにより形成されるコイル３０を内蔵する積層体１０と、コイル３０に電気的に接続される第１外部電極２１及び第２外部電極２２を備える。
例えば、積層体１０には、コイル導体３２が配置された領域と、第１連結導体４１又は第２連結導体４２が配置された領域とが存在する。積層体１０の積層方向、及び、コイル３０の軸方向（図２中、コイル軸Ａを示す）は、第１主面１３に対して平行である。

図３及び図４に示すように、積層体１０は、図２中の絶縁層３１として、絶縁層３１ａと、絶縁層３１ｂと、絶縁層３１ｃと、絶縁層３１ｄと、を有している。積層体１０は、図２中の絶縁層３５ａとして、絶縁層３５ａ_１と、絶縁層３５ａ_２と、絶縁層３５ａ_３と、絶縁層３５ａ_４と、を有している。積層体１０は、図２中の絶縁層３５ｂとして、絶縁層３５ｂ_１と、絶縁層３５ｂ_２と、絶縁層３５ｂ_３と、絶縁層３５ｂ_４と、を有している。

コイル３０は、図２中のコイル導体３２として、コイル導体３２ａと、コイル導体３２ｂと、コイル導体３２ｃと、コイル導体３２ｄと、を有している。

コイル導体３２ａ、コイル導体３２ｂ、コイル導体３２ｃ、及び、コイル導体３２ｄは、各々、絶縁層３１ａ、絶縁層３１ｂ、絶縁層３１ｃ、及び、絶縁層３１ｄの主面上に配置されている。

コイル導体３２ａ、コイル導体３２ｂ、コイル導体３２ｃ、及び、コイル導体３２ｄの長さは、各々、コイル３０の３／４ターンの長さである。つまり、コイル３０の３ターンを構成するためのコイル導体３２の積層数は４である。積層体１０においては、コイル導体３２ａ、コイル導体３２ｂ、コイル導体３２ｃ、及び、コイル導体３２ｄが１つの単位（３ターン分）として繰り返し積層されている。

コイル導体３２ａは、ライン部３６ａと、ライン部３６ａの端部に配置されるランド部３７ａと、を有している。コイル導体３２ｂは、ライン部３６ｂと、ライン部３６ｂの端部に配置されるランド部３７ｂと、を有している。コイル導体３２ｃは、ライン部３６ｃと、ライン部３６ｃの端部に配置されるランド部３７ｃと、を有している。コイル導体３２ｄは、ライン部３６ｄと、ライン部３６ｄの端部に配置されるランド部３７ｄと、を有している。

絶縁層３１ａ、絶縁層３１ｂ、絶縁層３１ｃ、及び、絶縁層３１ｄには、各々、ビア導体３３ａ、ビア導体３３ｂ、ビア導体３３ｃ、及び、ビア導体３３ｄが積層方向に貫通するように配置されている。

コイル導体３２ａ及びビア導体３３ａ付きの絶縁層３１ａと、コイル導体３２ｂ及びビア導体３３ｂ付きの絶縁層３１ｂと、コイル導体３２ｃ及びビア導体３３ｃ付きの絶縁層３１ｃと、コイル導体３２ｄ及びビア導体３３ｄ付きの絶縁層３１ｄとは、１つの単位（図３及び図４中の点線で囲まれた部分）として繰り返し積層されている。これにより、コイル導体３２ａのランド部３７ａと、コイル導体３２ｂのランド部３７ｂと、コイル導体３２ｃのランド部３７ｃと、コイル導体３２ｄのランド部３７ｄとは、ビア導体３３ａ、ビア導体３３ｂ、ビア導体３３ｃ、及び、ビア導体３３ｄを介して接続される。つまり、積層方向に隣り合うコイル導体のランド部は、ビア導体を介して互いに接続される。

以上により、積層体１０に内蔵されるソレノイド状のコイル３０が構成される。

積層方向から平面視したとき、コイル導体３２ａ、コイル導体３２ｂ、コイル導体３２ｃ、及び、コイル導体３２ｄで構成されるコイル３０は、円形状であってもよいし、多角形状であってもよい。積層方向から平面視したとき、コイル３０が多角形状である場合、多角形の面積相当円の直径をコイル３０のコイル径とし、多角形の重心を通り積層方向に延伸する軸をコイル３０のコイル軸とする。

絶縁層３５ａ_１、絶縁層３５ａ_２、絶縁層３５ａ_３、及び、絶縁層３５ａ_４には、各々、ビア導体３３ｐが積層方向に貫通するように配置されている。絶縁層３５ａ_１、絶縁層３５ａ_２、絶縁層３５ａ_３、及び、絶縁層３５ａ_４の主面上には、ビア導体３３ｐに接続されるランド部が配置されていてもよい。

ビア導体３３ｐ付きの絶縁層３５ａ_１と、ビア導体３３ｐ付きの絶縁層３５ａ_２と、ビア導体３３ｐ付きの絶縁層３５ａ_３と、ビア導体３３ｐ付きの絶縁層３５ａ_４とは、コイル導体３２ａ及びビア導体３３ａ付きの絶縁層３１ａと重なるように積層されている。これにより、ビア導体３３ｐ同士がつながって第１連結導体４１を構成し、第１連結導体４１が第１端面１１に露出する。その結果、第１外部電極２１とコイル３０（コイル導体３２ａ）とが、第１連結導体４１を介して互いに接続される。

第１連結導体４１は、第１外部電極２１とコイル３０との間を直線状に接続することが好ましい。第１連結導体４１が第１外部電極２１とコイル３０との間を直線状に接続するとは、積層方向から平面視したとき、第１連結導体４１を構成するビア導体３３ｐ同士が重なっていることを意味し、ビア導体３３ｐ同士は厳密に直線状に並んでいなくてもよい。

絶縁層３５ｂ_１、絶縁層３５ｂ_２、絶縁層３５ｂ_３、及び、絶縁層３５ｂ_４には、各々、ビア導体３３ｑが積層方向に貫通するように配置されている。絶縁層３５ｂ_１、絶縁層３５ｂ_２、絶縁層３５ｂ_３、及び、絶縁層３５ｂ_４の主面上には、ビア導体３３ｑに接続されるランド部が配置されていてもよい。

ビア導体３３ｑ付きの絶縁層３５ｂ_１と、ビア導体３３ｑ付きの絶縁層３５ｂ_２と、ビア導体３３ｑ付きの絶縁層３５ｂ_３と、ビア導体３３ｑ付きの絶縁層３５ｂ_４とは、コイル導体３２ｄ及びビア導体３３ｄ付きの絶縁層３１ｄと重なるように積層されている。これにより、ビア導体３３ｑ同士がつながって第２連結導体４２を構成し、第２連結導体４２が第２端面１２に露出する。その結果、第２外部電極２２とコイル３０（コイル導体３２ｄ）とが、第２連結導体４２を介して互いに接続される。

第２連結導体４２は、第２外部電極２２とコイル３０との間を直線状に接続することが好ましい。第２連結導体４２が第２外部電極２２とコイル３０との間を直線状に接続するとは、積層方向から平面視したとき、第２連結導体４２を構成するビア導体３３ｑ同士が重なっていることを意味し、ビア導体３３ｑ同士は厳密に直線状に並んでいなくてもよい。

なお、第１連結導体４１を構成するビア導体３３ｐと第２連結導体４２を構成するビア導体３３ｑとの各々にランド部が接続されている場合、第１連結導体４１及び第２連結導体４２の形状は、ランド部を除いた形状を意味する。

図３及び図４では、コイル３０の３ターンを構成するためのコイル導体３２の積層数が４である場合、すなわち、繰り返し形状が３／４ターン形状である場合を例示したが、コイルの１ターンを構成するためのコイル導体３２の積層数は特に限定されない。
例えば、コイルの１ターンを構成するためのコイル導体の積層数が２、すなわち、繰り返し形状が１／２ターン形状であってもよい。

積層方向から平面視したときに、コイルを構成するコイル導体は互いに重なることが好ましい。また、積層方向から平面視したとき、コイルの形状は円形であることが好ましい。なお、コイルがランド部を含む場合には、ランド部を除いた形状（すなわちライン部の形状）をコイルの形状とする。
また、連結導体を構成するビア導体にランド部が接続されている場合には、ランド部を除いた形状（すなわちビア導体の形状）を連結導体の形状とする。

なお、図３に示すコイル導体は、繰り返しパターンが円形となるような形状であるが、繰り返しパターンが四角形等の多角形となるようなコイル導体であってもよい。
また、コイル導体の繰り返し形状は３／４ターン形状ではなく、１／２ターン形状であってもよい。

第１外部電極及び第２外部電極は、各々、単層構造であってもよいし、複層構造であってもよい。

第１外部電極及び第２外部電極が、各々、単層構造である場合、各外部電極の構成材料としては、例えば、銀、金、銅、パラジウム、ニッケル、アルミニウム、これらの金属の少なくとも１種を含有する合金等が挙げられ、なかでも銀が好適である。

第１外部電極及び第２外部電極が、各々、複層構造である場合、各外部電極は、積層体の表面側から順に、例えば、銀を含む下地電極層と、ニッケル被膜と、スズ被膜と、を有していてもよい。また、各外部電極は、積層体の表面側から順に、例えば、銀を含む下地電極層と、ニッケル被膜と、金被膜と、を有していてもよい。

図２、図３及び図４に示すような構成の積層型コイル部品において、積層型コイル部品のサイズが０６０３サイズである場合、高周波特性をさらに向上させるためには、以下のように設計することが好ましい。

コイルのターン数は、３３ターン以上、４２ターン以下であることが好ましい。ターン数がこの程度であると、コイル導体間のトータルの静電容量を低減することができるため、透過係数Ｓ２１を良好な範囲にすることができる。
また、コイル長が０．４９ｍｍ以上、０．５５ｍｍ以下であることが好ましい。

コイル導体の幅は、４５μｍ以上、７５μｍ以下であることが好ましい。コイル導体の幅は図２に両矢印Ｗで示す寸法である。
コイル導体の厚みは、３．５μｍ以上、６．０μｍ以下であることが好ましい。コイル導体の厚みは図２に両矢印Ｔで示す寸法である。
コイル導体間の距離は、３．０μｍ以上、５．０μｍ以下であることが好ましい。コイル導体間の距離は図２に両矢印Ｄで示す寸法である。

コイル導体のランド部の直径は、３０μｍ以上、５０μｍ以下であることが好ましい。コイル導体のランド部の直径は図４に両矢印Ｒで示す寸法である。

積層体の第１主面が実装面である場合、積層体の第１主面を覆う部分の第１外部電極の長さ、第２外部電極の長さは、それぞれ０．２０ｍｍ以下であることが好ましい。また、０．１０ｍｍ以上であることが好ましい。
積層体の第１主面を覆う部分の第１外部電極の長さ、第２外部電極の長さは、図２に両矢印Ｅ_１で示す寸法である。

なお、図２～図４に示す積層型コイル部品は、絶縁層の積層方向とコイルのコイル軸の方向とが、積層体の実装面である第１主面と、長さ方向とに平行であるが、これらの方向は特に限定されず、例えば、積層体の実装面である第１主面と垂直であってもよいし、積層体の実装面である第１主面と、幅方向とに平行であってもよい。

本発明の積層型コイル部品は、例えば、以下の方法で製造される。

＜フェライト材料（磁性材料）作製工程＞
Ｆｅ_２Ｏ_３、ＺｎＯ、ＣｕＯ、及び、ＮｉＯを所定の比率になるように秤量する。各酸化物には、不可避不純物が含まれていてもよい。次に、これらの秤量物を湿式で混合した後、粉砕することにより、スラリーを作製する。この際、Ｍｎ_３Ｏ_４、Ｂｉ_２Ｏ_３、Ｃｏ_３Ｏ_４、ＳｉＯ_２、ＳｎＯ_２等の添加剤を添加してもよい。そして、得られたスラリーを乾燥させた後、仮焼成する。仮焼成温度については、例えば、７００℃以上、８００℃以下とする。仮焼成時間については、例えば、２時間以上、５時間以下とする。このようにして、粉末状のフェライト材料（磁性材料）を作製する。

フェライト材料は、４０ｍｏｌ％以上、４９．５ｍｏｌ％以下のＦｅ_２Ｏ_３と、２ｍｏｌ％以上、３５ｍｏｌ％以下のＺｎＯと、６ｍｏｌ％以上、１３ｍｏｌ％以下のＣｕＯと、１０ｍｏｌ％以上、４５ｍｏｌ％以下のＮｉＯと、を含むことが好ましい。

＜非磁性材料作製工程＞
非磁性材料の粉末を秤量する。誘電体ガラス材料であるホウケイ酸ガラスとしてカリウム等のアルカリ金属、ホウ素、ケイ素、アルミニウムを所定の割合で含有するガラス粉末を準備する。また、フィラーとして、フォルステライト粉末を準備する。誘電体ガラス材料及びフィラーとして、石英粉末をさらに準備してもよい。

ホウケイ酸ガラスは、ＳｉをＳｉＯ_２に換算して７０重量％以上、８５重量％以下、ＢをＢ_２Ｏ_３に換算して１０重量％以上、２５重量％以下、アルカリ金属ＡをＡ_２Ｏに換算して０．５重量％以上、５重量％以下、ＡｌをＡｌ_２Ｏ_３に換算して０重量％以上、５重量％以下の割合で含むことが好ましい。

＜グリーンシート作製工程＞
フェライト材料（磁性材料）及び非磁性材料を所定の比率になるように秤量する。次に、これらの秤量物と、ポリビニルブチラール系樹脂等の有機バインダと、エタノール、トルエン等の有機溶剤と、可塑剤と、等を混合した後、粉砕することにより、スラリーを作製する。そして、得られたスラリーをドクターブレード法等で、所定の厚みのシート状に成形した後、所定の形状、例えば矩形状に打ち抜くことにより、グリーンシートを作製する。
グリーンシートの厚さは２０μｍ以上、３０μｍ以下であることが好ましい。

フェライト材料（磁性材料）と非磁性材料の合計体積に対する非磁性材料の体積割合が、５０体積％以上、９０体積％以下となるようにフェライト材料と非磁性材料の体積割合を調整して混合することが好ましく、６０体積％以上、９０体積％以下となるようにフェライト材料と非磁性材料の体積割合を調整して混合することがより好ましく、７０体積％以上、９０体積％以下となるようにフェライト材料と非磁性材料の体積割合を調整して混合することがさらに好ましい。

＜導体パターン形成工程＞
まず、グリーンシートの所定の箇所にレーザー照射を行うことにより、ビアホールを形成する。

次に、銀ペースト等の導電性ペーストを、スクリーン印刷法等により、ビアホールに充填しつつグリーンシートの表面に塗工する。これにより、グリーンシートに対して、ビア導体用導体パターンをビアホールに形成しつつ、ビア導体用導体パターンに接続されたコイル導体用導体パターンを表面上に形成する。このようにして、グリーンシートにコイル導体用導体パターン及びビア導体用導体パターンが形成されたコイルシートを作製する。コイルシートについては複数枚作製し、各コイルシートに対して、図３及び図４に示したコイル導体に相当するコイル導体用導体パターンと、図３及び図４に示したビア導体に相当するビア導体用導体パターンとを形成する。

また、銀ペースト等の導電性ペーストを、スクリーン印刷法等により、ビアホールに充填することにより、グリーンシートにビア導体用導体パターンが形成されたビアシートを、コイルシートとは別に作製する。ビアシートについても複数枚作製し、各ビアシートに対して、図３及び図４に示したビア導体に相当するビア導体用導体パターンを形成する。

＜積層体ブロック作製工程＞
コイルシート及びビアシートを、図３及び図４に相当する順序で積層方向に積層した後、熱圧着することにより、積層体ブロックを作製する。

＜積層体・コイル作製工程＞
まず、積層体ブロックをダイサー等で所定の大きさに切断することにより、個片化されたチップを作製する。

次に、個片化されたチップを焼成する。焼成温度については、例えば、９００℃以上、９２０℃以下とする。また、焼成時間については、例えば、２時間以上、４時間以下とする。

個片化されたチップを焼成することにより、コイルシート及びビアシートのグリーンシートは、絶縁層となる。その結果、複数の絶縁層が、積層方向、ここでは、長さ方向に積層されてなる積層体が作製される。積層体には、フェライト相（磁性相）と非磁性相とが形成される。

個片化されたチップを焼成することにより、コイルシートのコイル導体用導体パターン及びビア導体用導体パターンは、各々、コイル導体及びビア導体となる。その結果、複数のコイル導体が積層方向に積層されつつ、ビア導体を介して電気的に接続されてなるコイルが作製される。

以上により、積層体と、積層体の内部に設けられたコイルとが作製される。絶縁層の積層方向とコイルのコイル軸の方向とは、積層体の実装面である第１主面に平行になり、ここでは、長さ方向に沿って平行になる。

個片化されたチップを焼成することにより、ビアシートのビア導体用導体パターンは、ビア導体となる。その結果、複数のビア導体が長さ方向に積層されつつ電気的に接続されてなる、第１連結導体及び第２連結導体が作製される。第１連結導体は、積層体の第１端面から露出することになる。第２連結導体は、積層体の第２端面から露出することになる。

積層体に対しては、例えば、バレル研磨を施すことにより、角部及び稜線部に丸みを付けてもよい。

＜外部電極形成工程＞
まず、銀及びガラスフリットを含む導電性ペーストを、積層体の第１端面及び第２端面に塗工する。次に、得られた各塗膜を焼き付けることにより、積層体の表面上に下地電極層を形成する。より具体的には、積層体の第１端面から、第１主面、第１側面、及び、第２側面の各面の一部にわたって延在する下地電極層を形成する。また、積層体の第２端面から、第１主面、第１側面、及び、第２側面の各面の一部にわたって延在する下地電極層を形成する。各塗膜の焼き付け温度については、例えば、８００℃以上、８２０℃以下とする。

その後、電解めっき等により、各下地電極層の表面上に、ニッケル被膜とスズ被膜とを順に形成する。

このようにして、第１連結導体を介してコイルに電気的に接続された第１外部電極と、第２連結導体を介してコイルに電気的に接続された第２外部電極とを形成する。
以上により、積層型コイル部品が製造される。

以下、本発明の積層型コイル部品をより具体的に開示した実施例を示す。なお、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。

［実施例１～１２、及び、比較例１～３］
実施例１～１２、及び、比較例１～３の積層型コイル部品用の積層体を、以下の方法で製造した。

＜フェライト材料（磁性材料）作製工程＞
Ｆｅ_２Ｏ_３が４８．０ｍｏｌ％、ＺｎＯが３０．０ｍｏｌ％、ＮｉＯが１４．０ｍｏｌ％、ＣｕＯが８．０ｍｏｌ％の比率になるように、主成分を秤量した。次に、これらの秤量物と、純水と、分散剤とを、ＰＳＺメディアとともにボールミルに入れて混合した後、粉砕することにより、スラリーを作製した。そして、得られたスラリーを乾燥させた後、８００℃で２時間仮焼成した。このようにして、粉末状のフェライト材料（磁性材料）を作製した。

＜誘電体ガラス材料作製工程＞
Ｓｉ、Ｂ、Ｋ、Ａｌを所定の割合で含むホウケイ酸ガラス粉末と、フィラーとしての石英粉末とを準備した。ホウケイ酸ガラス粉末と石英粉末とを、重量比でホウケイ酸ガラス：石英＝７５：２５の割合となるように秤量した。次に、これらの秤量物と、純水と、分散剤とを、ＰＳＺメディアとともにボールミルに入れて混合した後、粉砕することにより、スラリーを作製した。そして、得られたスラリーを乾燥させることで、粉末状の誘電体ガラス材料を作製した。

＜フォルステライト準備工程＞
フィラーとしてのフォルステライト粉末を準備した。

なお、誘電体ガラス材料及びフォルステライトは、いずれも非磁性材料である。

＜グリーンシート作製工程＞
フェライト材料、誘電体ガラス材料及びフォルステライトの体積割合が、後に示す表１の通りになるように、フェライト材料、誘電体ガラス材料及びフォルステライトを秤量した。次に、これらの秤量物と、有機バインダとしてのポリビニルブチラール系樹脂と、有機溶剤としてのエタノール及びトルエンとを、ＰＳＺメディアとともにボールミルに入れて混合した後、粉砕することにより、スラリーを作製した。そして、得られたスラリーをドクターブレード法で、所定の厚みのシート状に成形した後、所定の形状に打ち抜くことにより、グリーンシートを作製した。

＜導体パターン形成工程＞
銀粉末と有機ビヒクルを含む内部導体用の導電性ペーストを準備した。
グリーンシートの所定箇所にビアホールを形成し、導電性ペーストを充填してビア導体を形成した後、コイル導体パターンを印刷し、コイルシートを得た。
別途、グリーンシートの所定箇所にレーザーを照射することにより、ビアホールを形成した。ビアホールに導電性ペーストを充填してビア導体を形成してビアシートを得た。

＜積層体ブロック作製工程＞
コイルシート及びビアシートを、図３及び図４に相当する順序で積層方向に積層した後、熱圧着することにより、積層体ブロックを作製した。

＜積層体・コイル作製工程＞
積層体ブロックをダイサーで切断して個片化することにより、個片化されたチップを作製した。続いて、個片化されたチップを９２０℃、４時間焼成炉で焼成して積層体とした。

＜外部電極形成工程＞
銀粉末とガラスフリットを含有する外部電極用の導電性ペーストを塗膜形成槽に流し込み、所定厚みの塗膜が形成されるようにした。この塗膜に、積層体の外部電極を形成する箇所を浸漬した。
浸漬後、８００℃程度の温度で焼き付けることで、外部電極の下地電極層を形成した。下地電極層の厚みは略５μｍとした。
続いて、電解めっきで、下地電極層の上にニッケル被膜及びスズ被膜を順次形成して、外部電極を形成した。

以上により、実施例１～１２、及び、比較例１～３の積層型コイル部品を製造した。
作製した積層型コイル部品のサイズは、長さ方向における寸法が０．６ｍｍ、高さ方向における寸法が０．３ｍｍ、幅方向における寸法が０．３ｍｍであった。
なお、実施例１～１２はフェライト材料、誘電体ガラス材料及びフォルステライトの混合割合を変更した組成であり、比較例１～３はフォルステライトを使用していない組成である。

また、作製したグリーンシートを積層して圧着した後、ダイサーで切断し、これを９２０℃、４時間焼成炉で焼成することで、焼成後の寸法が幅１ｍｍ、長さ５ｍｍ、高さ１ｍｍ程度となる角柱の試料を作製した。

＜Ｘ線回析＞
作製した角柱の試料を粉砕して粉末として、Ｘ線回折評価を行い、２θが１０～１００°の間のＸ線回折パターンを求めた。なお、Ｘ線源はＣｕ－Ｋα１線を用いた。
得られたＸ線回折パターンを解析し、スピネル型フェライト、石英結晶、ＭｇＦｅ_２（ＢＯ_３）Ｏ_２で表される結晶（以下、結晶Ａ）、ＺｎＦｅ（ＢＯ_３）Ｏで表される結晶（以下、結晶Ｂ）、及びフォルステライトによる回折ピークが現れているかを解析した。結果を下記表１に示した。
なお、表１では各結晶相による回折ピークが現れた場合を〇、現れなかった場合を×とした。代表として、実施例６のＸ線回折パターンを図５に示した。
図５は、実施例６で作製した試料のＸ線回析パターンを示す。

＜線膨張係数の測定＞
作製した角柱の試料を用い、熱機械分析法（ＴＭＡ）にて７００℃での線膨張係数を測定した。結果を下記表１及び図６に示した。
図６は、実施例１～１２、及び、比較例１～３で作製した試料の７００℃での線膨張係数を示すグラフである。

＜クラックの有無の評価＞
作製した積層型コイル部品をデジタルマイクロスコープ（キーエンス社製のＶＨＸ－６０００）を用いて観察し、クラックの発生の有無を評価した。
各部品１００個の評価を行い、１００個中、クラックの発生が０個であった部品を〇、クラックの発生が１個から１０個未満であった部品を△、クラックの発生が１０個以上であった部品を×として、結果を下記表１に示した。

表１から分かるように絶縁層にフォルステライトを含有させることで、スピネル型フェライトの結晶、石英結晶及び結晶Ｂが生成していることが分かった。
また、フォルステライトが４．４～９．１体積％の領域では結晶Ａも生成しており、フォルステライトが１４．３～２０体積％の領域ではフォルステライトも存在していることが分かった。

また、絶縁層の７００℃での線膨張係数が９×１０^－６／Ｋ以上である実施例１～１２では、クラックの発生が抑制される結果となった。
特に、絶縁層の７００℃での線膨張係数が１０×１０^－６／Ｋ以上である実施例２～４、６～８、１０～１２では、クラックの発生は見られなかった。
これは、絶縁層の７００℃での線膨張係数と銀の７００℃での線膨張係数（１８．９×１０^－６／Ｋ）との差が小さくなり、下地電極の焼き付け時の降温時にこれらの線膨張係数の差により発生する応力が小さくなったためと考えられる。

１ 積層型コイル部品
１０ 積層体
１１ 第１端面
１２ 第２端面
１３ 第１主面
１４ 第２主面
１５ 第１側面
１６ 第２側面
２１ 第１外部電極
２２ 第２外部電極
３０ コイル
３１、３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ、３５ａ、３５ａ_１、３５ａ_２、３５ａ_３、３５ａ_４、３５ｂ、３５ｂ_１、３５ｂ_２、３５ｂ_３、３５ｂ_４ 絶縁層
３２、３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ コイル導体
３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ、３３ｐ、３３ｑ ビア導体
３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄ ライン部
３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄ ランド部
４１ 第１連結導体
４２ 第２連結導体

Claims (6)

1. 複数の絶縁層が積層方向に積層されてなり内部にコイルが設けられた積層体と、前記積層体の表面に設けられて前記コイルに電気的に接続された外部電極とを有し、
   前記絶縁層は、スピネル構造のフェライト相と、ＺｎＦｅ（ＢＯ_３）Ｏ型の結晶相とを含むことを特徴とする積層型コイル部品。
2. 前記絶縁層の７００℃における線膨張係数は、９×１０^－６／Ｋ以上である請求項１に記載の積層型コイル部品。
3. 前記絶縁層の７００℃における線膨張係数は、１０×１０^－６／Ｋ以上である請求項２に記載の積層型コイル部品。
4. 前記絶縁層は、フォルステライトの結晶相をさらに含む請求項１～３のいずれかに記載の積層型コイル部品。
5. 前記絶縁層は、石英の結晶相をさらに含む請求項１～４のいずれかに記載の積層型コイル部品。
6. 前記フェライト相は、少なくともＦｅ、Ｎｉ、Ｚｎ及びＣｕを含むスピネル構造の磁性相であり、
   前記絶縁層は、少なくとも前記ＺｎＦｅ（ＢＯ_３）Ｏ型の結晶相とＳｉとを含む非磁性相を含む請求項１～５のいずれかに記載の積層型コイル部品。

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