JPH03233914A - セラミック・コイル部品の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えばインダクタまたはトランス等に用いら
れるセラミック・コイル部品の製造方法に関する。

〔従来の技術〕

受動部品の表面実装化の進展に伴って、コイルやトラン
ス等のコイル部品も表面実装可能なテンプ部品として構
成することが要求されている。

この種のチップ型セラミック・コイルの従来の製造方法
の一例を、第２図を参照して説明する。

まず、第２図（ａ）に示すように、矩形のセラミックグ
リーンシート１を用意し、第２図（ｂ）に示すように、
その上に導電性材料をＬ字型に印刷して導電膜２を形成
し、乾燥させる。次に、第２図（ｃ）に示すように、導
電膜２の先端側部分２ａのみが露出するように、セラミ
ックグリーンシートＩの上面に、セラミック生材料３を
印刷する。

次に、第２図（ｄ）に示すように、導電膜２の先端側部
分２ａに重なるように逆り字型の導電膜４を印刷し、乾
燥させる。次に、第２図（ｅ）に示すように、導電膜４
の先端側部分４ａのみを露出させるように、セラミンク
生材料５を印刷する。

しかる後、導電膜４の露出している先端側部分４ａに重
ねて、コの字状に導電膜６を印刷し、乾燥させる（第２
図（］）参照）。

このように、第２図（ｂ）〜（ｆ）の工程を繰り返すこ
とにより、セラミック生材料の積層方向に延びる螺旋状
導電部を導電膜により構成する。

最後に、第２図（ｇ）に示す矩形のセラミンクグリーン
シート７を積層し、得られた積層体を一体焼成すること
により、第３図に示す焼結体８を得る。

焼結体８内には、上述した導電膜２，４．６により構成
された導電路９（第３図では略図的に示す）が、積層方
向において螺旋状に進行するように構成されている。そ
して、焼結体８の両端面には、第１．第２の外部電極１
０ａ、１０ｂが、導電路９に電気的に接続されるように
形成されている。

〔発明が解決しようとする技術的課題〕従来のセラミッ
ク・コイル部品に用いた焼結体８の略図的平面断面図を
第４図（ａ）に示す。第４図（ａ）から明らかなように
、このセラＱ７り・コイル部品のコイル断面積Ｓは、焼
結体８を上方から見た場合に導電路９で囲まれる領域１
１の面積に相当することになる。

ところで、第４図（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う模式的断面図
である第４図（ｂ）から明らかなように、ａ− 上記のような焼結体８を製作する場合、導電路９の側方
に設けるギャップ幅ｇは、少なくとも約１５０μｍの大
きさを有するように構成する必要があり、他方、導電路
９は、少なくとも２５０μｍの幅を有するように構成し
なければならない。

従って、第４図（ａ）のＸ及びＹで示す寸法が、１．６
Ｘ３．２ｍｍの一般的な大きさのチップ部品として構成
した場合、導電路９間の距離ｌは、長くとも８００μｍ
となる。

コイルのインダクタンスは、コイルの断面積Ｓに比例す
るが、従来の製造方法により得られたチップ型セラミッ
ク・コイル部品では距離ｌの長さに上記のような制約が
あるため、断面積Ｓをさほど大きくすることができず、
従って得られるインダクタンス値に限界があった。

なお、導電路９の幅Ｗを狭くすれば、距離ｌを長くする
ことができるが、その場合には導電路９に基づく電気抵
抗骨が増大し、Ｑが低下するため好ましくない。

さらに、従来の製造方法では、セラミックグリーンシー
ト１上において、上述のような複雑な印刷工程を多数回
実施しなければならず、製造工程が非常に煩雑であった
。

よって、本発明の目的は、小型でありながら大きなイン
ダクタンスを得ることができ、かつ高いＱを実現し得る
セラミック・コイル部品を比較的簡単な工程で製造し得
る方法を提供することにある。

〔技術的課題を解決するための手段〕

本発明のセラ兆ツク・コイル部品の製造方法は、セラミ
ックグリーンシート上に、所定幅のライン状に２］電膜
を形成する工程と、ライン状に導電膜が形成されたセラ
ミックグリーンシートを巻回し、導電膜が長手方向に沿
って一端側から他端側に向かって螺旋状に配置された筒
状体を得る工程と、上記筒状体を焼成して筒状のセラミ
ック焼結体を得る工程と、筒状のセラミック焼結体の両
端近傍の外周側面上において、上記導電膜により構成さ
れた螺旋状導電部に電気的に接続されるように、第１．
第２の外部電極を形成する工程とを備える。

導電膜が形成されたセラミックグリーンシートを巻回す
るにあたっては、別途芯材を用意し、該芯材の外周面に
導電膜が形成されたセラミックグリーンシートを巻回し
、中実の筒状体を得るようにしてもよい。使用する芯材
としては、セラミック生材料からなるものを用いること
ができ、さらに、セラミック以外の材料、例えば金属や
合成樹脂からなるものを用いることも可能である。金属
や合成樹脂からなる芯材を用いる場合には、巻回後、焼
成に先立って芯材を抜き取ってもよく、それによって中
空の筒状体を得ることもできる。

〔作用］ インダクタンス分を発生させるための螺旋状導電部を構
成するための印刷工程が、セラミンクグリーンシート上
にライン状に導電膜を形成する単一の工程で行われ、該
セラミンクグリーンシートを筒状に巻回するだけで、螺
旋状導電部が形成される。すなわち、比較的簡単な工程
により螺旋状導電部が形成される。

なお、導電膜が形成されたセラミックグリーンシートを
巻回するにあたって芯材を用い、芯材の外周面にセラミ
ックグリーンシートを巻回する場合には、芯材を用いる
ため容易に巻回することができ、また巻回に際しセラミ
ックグリーンシートを巻き締めつつ巻回することができ
るため、巻回されたセラミックグリーンシート同士を効
果的に巻き締めることができる。

芯材として、セラミック生材料からなるものを用いた場
合には、巻回されたセラミックグリーンシートと共に一
体焼成することにより、中実の筒状セラミック焼結体を
得ることができ、従って中実の筒状セラミック・コイル
部品を得ることができる。

他方、芯材として例えば金属または合成樹脂からなるも
のを用い、焼成に先立ち筒状体から抜き取った場合には
、中空のセラミック焼結体を得ることができ、従って中
空の筒状セラミンク・コイル部品を得ることができる。

〔実施例の説明〕

第１図は、本発明の一実施例にかかる製造方法により得
られたセラミック・コイル部品の外観斜視図である。セ
ラミック・コイル部品２１は、円筒状のセラミック焼結
体２２を用いて構成されている。セラミック焼結体２２
は、セラミック生材料よりなる芯材２３の周囲に後述の
セラミックグリーンシートを巻回し、しかる後焼成する
ことにより構成されている。第１図では、理解を容易と
するために、芯材２３と周囲のセラ５ツクス部分２４と
を分離して図示しているが、実際には、芯材２３と周囲
のセラミックス部分２４とは一体的に焼成されるため境
界は存在しない場合もある。

芯材２３の周囲の円筒状のセラごツクス部分２４内には
、セラミック焼結体２２の一端２２ａから他端２２ｂ側
に向かって螺旋状に延びる導電部２５が形成されている
。導電部２５は、後述の製造方法から明らかなように、
芯材２３の外周面側から徐々にセラミック焼結体２２の
外周面側に至るように、すなわちセラミック焼結体２２
の一端２２ａから他端２２ｂ側に向かって進むにつれて
その巻回径が大きくなるように巻回されている。

なお、２６．２７は、それぞれ、第１．第２の外部電極
を示す。第１．第２の外部電極２６，２７は、円筒状の
セラ〔ツタ焼結体２２の両端側の側面上に形成されてお
り、かつ螺旋状の導電部２５にそれぞれ電気的に接続さ
れている。

上記セラミック・コイル部品２１の製造方法についての
実施例を説明する。

まず、第５図（ａ）に示す矩形のセラミックグリーンシ
ート３１を用意する。セラミンクグリーンシート３１は
、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライト材料と有機質バインダとを混
練してなるスラリーを、ドクターブレード法等により底
形し、所望の大きさに切断することにより得られる。

次に、第５図（ｂ）に示すように、セラミックグリーン
シート３１の一方面に、銀及びパラジウムを主体とする
導電ペーストよりなる導電膜を一方端縁３１ａから他方
端縁３１．　ｂ側に斜行するように塗布し、導電部２５
．２５’を形成する。

次に、第５図（ｃ）に示す中実円筒状の芯材２３を用意
する。芯材２３は、本実施例の製造方法では、セラミッ
クグリーンシート３１を構成したものと同一のセラミッ
ク生材料を、例えば押出成形することにより用意される
。

次に、芯材２３の外周面にセラミックグリーンシート３
１の端縁３１ｂ側を導電部２５．２５’が内面側となる
ように当接させ、端縁３１ｂ側から之；材２３の外周面
にセラミックグリーンシート３１を巻き付ける。

セラミックグリーンシート３Ｉを芯材２３の周囲に巻き
付けた後、適宜の方法で巻き締め、しかる後第５図（ｂ
）及び（ｃ）にＱ−Ｑ線で示す部分に相当する部分で切
断する。すなわち、芯材２３の周囲にセラミックグリー
ンシート３１が巻回されたものを芯材２３の長さ方向中
央部分で切断する。しかる後、切断された各筒状体を所
定の温度で焼成する。

焼成により、第１図に示した円筒状セラミック焼結体２
２を２個得ることができる。次に、焼結体２２の両端２
２ａ、２２ｂ近傍の外周側面に、第１．第２の外部電極
２６．２７を形成する。第１、第２の外部電極２６．２
７は、無電界めっき、導電ペーストの焼き付けまたはス
パッタリング等の適宜の方法で形成し得る。

なお、第１の外部電極２６は第１図に示した接続電極３
２により導電部２５の一端に電気的に接続されている。

特に図示はしないが、導電部２５の他端側も同様に接続
電極により第２の外部電極２７に電気的に接続されてい
る。

接続電極は、外部電極２６．２７と同時に同一工程によ
り形成してもよく、あるいは外部電極２６．２７の形成
に先立ち、または形成後に別途の工程で形成してもよい
。さらに接続電極の形成位置も任意である。

また、第１．第２の外部電極２６．２７と導電部２５と
の電気的接続は、第５図（ｂ）に示したセラミックグリ
ーンシート３】の状態において、接続用のスルーホール
を形成しておき、該スルーホールを利用することにより
行ってもよい。

上記実施例で得られたセラミック・コイル部品２１では
、第１．第２の外部電極２６．２７間に１ 電流を通しることにより、第６図に模式的に断面図で示
すように、矢印Ｐ方向に、すなわち円筒状のセラごツタ
焼結体２２の長さ方向に磁束が発生する。従って、磁束
の延びる方向Ｐと、導電部２５の厚み方向とが互いに垂
直であるため、言い換えれば、磁束Ｐの進む方向と導電
部２５の面方向が平行であるため、磁束が導電部２５に
よりさほど妨げられない。

その結果、コイルの有効断面積Ｓを、従来のセラミック
・コイル部品に比べて大きくすることができる。すなわ
ち、第２図〜第４図に示した従来のセラミンク・コイル
部品では、導電路９の面方向が磁束の延びる方向と直交
していたため、導電路９の面積によりコイルの断面積Ｓ
が低減されていたのに対し、本実施例により得られたセ
ラミ・ツク・コイル部品では導電部２５により磁束が妨
げられないためコイル有効断面積Ｓが効果的に拡大され
る。従って、小型でありながら高インダクタンス値のセ
ラミック・コイルを得ることができる。

しかも、螺旋状導電部２５の幅を増大したとしｉｚ ても、コイル有効断面積Ｓが変化しないため、Ｑを低下
させることなく高インダクタンス化を図ることができる
。

より具体的に、本実施例により得られたセラミンク・コ
イル部品２１と、従来法により得られたセラミック・コ
イル部品（第３図参照）の有効断面積を比較する。

本実施例により得られたセラミック・コイル部品では、
導電部２５の外側に形成されるギャップ幅ｇは使用する
セラミックグリーンシートの厚みで決定される。セラご
ンクグリーンシート３１としては、−Ｃには、５０μｍ
程度の厚みのものが用いられる。また、導電部２５の幅
、すなわち第４図（ｂ）に示した導電路２の幅Ｗに相当
する幅は、約ＩＯμｍ程度である。従って、セラミック
焼結体２２の直径を１．６ｍｍとした場合、螺旋状導電
部２５間の内法（は、平均で１６００−２ｘ（１０＋５
０）＝１４８０μｍとなる。

よって、従来法において得られたセラミ・７り・コイル
部品に比べてｌを非常に大きくすることができるので、
非常に大きなコイル有効断面積Ｓを実現することができ
、同等の大きさの従来法により得られた部品に比べてイ
ンダクタンス値が２倍以上となることがわかる。

変星脳 上記実施例の製造方法では、第５図（ｂ）に示すように
、セラくンクグリーンシート３１の一方主面に端縁３１
ａから端縁３１ｂ側に向かって斜行するように導電路２
５．２５’を形成していた。

これに対して、第７図（ａ）に示すように、より幅の広
いセラミックグリーンシート４１を用意し、導電部２５
．２５’に加えてシールド電極４２ａ、４２ｂを形成し
てもよい。この場合、導電部２５．２５’は、セラミッ
クグリーンシート４１の一方端縁４１ａから他方端縁４
１ｂ側に向かって斜行されているが、他方端縁４１ｂに
は至らない長さとされている。そして、他方端縁４Ｉｂ
側の領域に、矩形のシールド電極４２ａ、４２ｂを形成
しておく。

上記したセラミンクグリーンシート４１を、端縁４１ａ
側から、かつ導電部２５．２５’が内面となるように芯
材２３に巻き付けることにより、導電部２５．２５’に
より螺旋状の導電部が形成される。さらに、外周にシー
ルド電極４２ａ、４２ｂが巻回されるため、シールド電
極付の筒状体を得ることができる。

しかる後、得られた筒状体を、長さ方向中央部で切断し
、上記実施例の場合と同様にして焼成し、さらに外部電
極を形成することにより、シールド電極付のセラ１ツク
・コイル部品を得ることができる。

また、第８図（ａ）に示すように、長尺状のセラミック
グリーンシート５１を用意し、その長手方向に平行に導
電部２５を形成したものを用いてもよい。このセラミッ
クグリーンシート５１を前述した芯材２３に巻き付けれ
ば、巻回を繰り返したとしても、巻回体の径は一定とな
る。すなわち、第９図に示すように、セラミンクグリー
ンシート５１を芯材２３の周囲に重なり合わないように
巻回した場合には、螺旋状導電部２５の巻回径は、５　
− 芯材２３の一端側から他端側まで一定となる。従って、
インダクタンス（直のばらつきが生し難いセラミック・
コイル部品を得ることができる。

なお、第８図（ａ）に示したセラミックグリーンシート
５１を巻回した後、第８図（ｂ）に示すセラミックグリ
ーンシート５２を巻回してもよい。

セラミックグリーンシート５２の一方面には、矩形の領
域に導電ペーストが塗布されてシールド電極５３が形成
されている。従って、セラミックグリーンシート５２を
外側に巻回することにより、シールド電極付のセラミッ
ク・コイル部品とすることができる。

なお、第８図（ａ）に示したセラミックグリーンシート
５１は、長尺状の平行四辺形の形状に形成されていたが
、長尺状の長方形の平面形状を有するセラミックグリー
ンシートを用いた場合であっても、芯材２３の外周面上
でずらしながら巻回することにより、導電部２５の巻回
径が一定の筒状体を得ることが可能である。

さらに、第５図及び第７図に示した各セラミン］　ｂ フグリーンシート３１．ＩＩＩを用いた方法では、何れ
も筒状体を得た後に、焼成に先立って筒状体の長さ方向
を中央部で切断することにより、２個の筒状体を得た。

しかしながら、２個のコイル素子部分間で切断せずに、
そのまま筒状体を焼成すれば、２個のコイルが結合され
たトランスを得ることができる。

また、より長い芯材を用意し、同様に＃Ａ縁３１ａ、　
　３　ｌ　ｂ、　　４１　ａ、　　４　ｌ　ｂの長さの
より長いセラミックグリーンシート３１．４１を用い、
３以上の導電部２５を形成しておけば、３個以上のコイ
ル部品を能率よく得ることができる。

また、上記実施例の製造方法では、芯材２３として、セ
ラミックグリーンシート３１，４１５１を構成する材料
と同様のセラミック生材ギ４からなるものを使用したが
、芯材２３は、他のセラミック材料、あるいはセラくツ
ク材料以外の材料により構成してもよい。

また、芯材２３は、セラミックグリーンシートの巻回に
際し形状を維持するために用いられるものに過ぎないた
め、場合によっては芯材２３を使用せずともよい。例え
ば、金属または合成樹脂からなる芯材２３を用い、焼成
に先立ち該芯材を筒状体から抜き取り、中空の筒状体を
焼成することにより、中空のセラミック・コイル部品を
得ることもできる。

さらに、セラミックグリーンシートを構成するためのセ
ラくンク材料としては、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライト材料に
限らず、Ｍｎ−Ｚｎまたはイツトリウム−鉄−ガーネッ
ト等の任意のフェライト材料や、磁性材料の他、誘電性
もしくは絶縁性セラ多ンク材料を用いてもよい。

同様に、導電ペーストを構成するための導電性材料とし
ても、Ａｇまたはｐｔ等の金属の他、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ
または／１等の卑金属を用いてもよい。

〔発明の効果〕

本発明の製造方法によれば、セラミックグリーンシート
上に所定幅の導電ペーストを印刷し、該セラミンクグリ
ーンシートを筒状に巻回して焼成するだけで、インダク
タンスを発生させるための螺旋状導電部を構成すること
ができる。従って、従来のチップ型セラミック・コイル
部品の製造方法に比べて極めて簡単な工程により、表面
実装に適したチップ型のセラミック・コイル部品を得る
ことができる。

しかも、本発明の製造方法により得られるセラミック・
コイル部品では、螺旋状導電部が筒状セラミック焼結体
の外周面と平行な向きのまま該筒状セラミック焼結体の
一端側から他端側に向かって螺旋状に延ばされているた
め、コイルの有効断面積を従来法により得られるセラミ
ック・コイル部品に比べて大幅に拡大することが可能と
なる。

さらに、螺旋状に延びる導電部の厚み方向が磁束の発生
する方向と垂直であるため、高インダクタンス化を図る
ために導電部の幅を狭くする必要がなく、またＱが低下
するおそれもない。

よって、本発明の製造方法によれば、比較的簡単な工程
により小型・高インダクタンス値のセラミック・コイル
部品を能率よく生産することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例により得られるセラミック・
コイル部品を示す外観斜視図、第２図は従来のセラミン
ク・コイル部品を製造する工程を説明するための略図的
平面図、第３図は従来のセラ砧ンク・コイル部品の断面
図、第４図（ａ）は従来のセラミック・コイル部品に用
いられる焼結体の略図的平面断面図、第４図（ｂ）は第
４図（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う模式的断面図、第５図（ａ
）〜（Ｃ）は、それぞれ、本発明の一実施例の製造方法
に用いられるセラミックグリーンシートの平面図、セラ
ミックグリーンシート上に形成される導電膜の形状を説
明するための平面図及び芯材の側面図、第６図は本発明
の一実施例により得られたセラミック・コイル部品のコ
イル有効断面積が拡大する原理を説明するための模式的
断面図、第７図（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、変形例
において用いられるセラミックグリーンシー］・の平面
図及び芯材を示す斜視図、第８図（ａ）及び（ｂ）は変
形例において用いられる各セラミックグリーンシートを
説明するための各平面図、第９図は、第８図（ａ）に示
したセラ砧ツクグリンシートを巻回した状態を示す斜視
図である。 図において、２１はセラミック・コイル部品、２２は筒
状セラ短ツク焼結体、２２ａは一端、２２ｂは他端、２
３は芯材、２５は導電膜を形成してなる導電部、２６は
第１の外部電極、２７は第２の外部電極、３１，４１．
５１はセラミックグリーンシートを示す。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）セラミックグリーンシート上に、所定幅のライン
   状に導電膜を形成する工程と、 前記ライン状に導電膜が形成されたセラミックグリーン
   シートを巻回し、導電膜が長手方向に沿って一端側から
   他端側に向かって螺旋状に配置された筒状体を得る工程
   と、 前記筒状体を焼成して筒状のセラミック焼結体を得る工
   程と、 前記焼結体の両端近傍の外周側面上に、前記導電膜によ
   り形成された螺旋状導電部に電気的に接続されるように
   、第１，第２の外部電極を形成する工程とを備えること
   を特徴とするセラミック・コイル部品の製造方法。
2. （２）前記導電膜の形成されたセラミックグリーンシー
   トを巻回するにあたり、芯材を用意し、該芯材の外周面
   にセラミックグリーンシートを巻回して中実の筒状体を
   得る工程を備えることを特徴とする、請求項１に記載の
   セラミック・コイル部品の製造方法。
3. （３）前記芯材として、セラミック生材料からなるもの
   を用いる請求項２に記載のセラミック・コイル部品の製
   造方法。
4. （４）前記芯材として、金属または合成樹脂からなるも
   のを用い、巻回した後焼成に先立って該芯材を抜き取る
   工程を備える請求項２に記載のセラミック・コイル部品
   の製造方法。