JPH11121242A

JPH11121242A - インダクタ及びその製造方法

Info

Publication number: JPH11121242A
Application number: JP29768897A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Yamamoto; 高弘山本; Masashi Morimoto; 正士森本
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1997-10-14
Filing date: 1997-10-14
Publication date: 1999-04-30

Abstract

(57)【要約】【課題】内部導体の電気抵抗が小さく、所望の特性を
実現することが可能で、しかも、信頼性の高いインダク
タ及びその製造方法を提供する。【解決手段】内部導体２として、内部に空隙１３を有
する金属材料（中空Ａｇ線）１２ａを所定の形状に成形
したものを用いる。また、内部導体として、金属箔を巻
いて線状にした金属線材を所定の形状に成形したものを
用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、素子の内部にイン
ダクタンス素子として機能する導体（内部導体）を配設
してなるインダクタ及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】表面実
装型のインダクタの一つに積層型インダクタがある。こ
の積層型インダクタは、例えば、図８(ａ)，図８(ｂ)に
示すように、素子（チップ状素子）５１中に、複数の内
部導体５２ａ（図８(ｂ)）が接続されてなる積層型のコ
イル５２（図８(ｂ)）を配設するとともに、コイル５２
の両端部と接続するように外部電極５３ａ，５３ｂ（図
８(ａ)）を配設することにより形成されている。

【０００３】ところで、このような積層型インダクタ
は、例えば、図８(ｂ)に示すように、印刷工法により所
定のパターンの内部導体５２ａを付与したセラミックグ
リーンシート５４を複数枚積層し、各内部導体５２ａを
バイアホール５５により接続してコイル５２を形成し、
これを焼成した後、素子５１の所定の位置に導電ペース
トを塗布、焼付けして、外部電極５３ａ，５３ｂを配設
することにより製造されている。

【０００４】しかし、上述のように、印刷工法によりコ
イルを構成する内部導体を付与するようにした場合、内
部導体５２ａの厚みをある程度以上に厚くすることは困
難で（通常は２０μmが上限とされている）、内部導体
（コイル）の電気抵抗を小さくするにも限界がある。

【０００５】また、このような問題点を解消するものと
して、図９に示すように、セラミックからなる素子６１
中に、金属線（例えばＡｇ線）をコイル状に成形した内
部導体６２を配設するとともに、素子６１に外部電極６
３ａ，６３ｂを配設したインダクタが提案されている
が、このインダクタにおいては、素子６１を構成するセ
ラミックと内部導体６２が密着しているため、焼成時の
両者の収縮差により、両者の間に応力が発生し、セラミ
ックに割れが生じたり、割れが発生しないまでも応力が
残留したりするばかりでなく、周囲環境や使用状態によ
る温度変化からも、セラミックと内部導体の間に収縮差
が生じ、応力が発生する。

【０００６】そして、上記のようにしてインダクタに残
留する応力や、使用状態などから発生する応力は、イン
ダクタの電気特性を劣化させるばかりでなく、応力の大
きさによってはセラミックに割れを生じさせるという問
題点がある。また、応力の印加、解放の繰り返しも、セ
ラミックに割れを発生させる原因となり、セラミックに
割れが生じると漏れ磁束も大きくなって、さらに特性の
劣化を招くという問題点がある。

【０００７】また、焼成時のセラミックの割れを防止す
るために、導体周囲に焼成時に分解して消失する物質を
コートし、内部導体の周囲に空隙を設ける方法が提案さ
れているが、この方法の場合には、セラミックの割れを
ある程度防止することが可能になるが、焼成時のセラミ
ックの割れを防止するために設けられる、内部導体近傍
の空隙が、信頼性を低下させる原因になるという問題点
がある。

【０００８】本発明は、上記問題点を解決するものであ
り、内部導体の電気抵抗が小さく、所望の特性を実現す
ることが可能で、しかも、信頼性の高いインダクタ及び
その製造方法を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明（請求項１）のインダクタは、セラミック中
にインダクタンス素子として機能する導体（内部導体）
が配設された素子に、前記内部導体と導通する外部電極
が配設されており、かつ、前記内部導体が、内部に空隙
を有する金属材料を所定の形状に成形することにより形
成されていることを特徴としている。

【００１０】内部に空隙を有する金属材料を所定の形状
に成形して内部導体を形成することにより、焼成時に内
部導体が適度に変形して、セラミックと内部導体の間に
生じる応力を吸収し、セラミックに割れが発生すること
を抑制、防止できるようになる。その結果、内部導体の
電気抵抗が小さく、所望の特性を実現することが可能
で、しかも、信頼性の高いインダクタを効率よく製造す
ることが可能になる。

【００１１】また、本発明（請求項２）のインダクタ
は、前記内部に空隙を有する金属材料として、中空の金
属線材が用いられていることを特徴としている。

【００１２】内部に空隙を有する金属材料として中空の
金属線材を用いることにより、複雑な構造の材料を用い
ることなく、焼成時に内部導体を適度に変形させて、セ
ラミックと内部導体の間に生じる応力を効率よく吸収
し、セラミックに割れが発生することを確実に抑制、防
止できるようになる。

【００１３】また、本発明（請求項３）のインダクタ
は、前記内部に空隙を有する金属材料として、金属箔を
巻いて線状にした金属線材が用いられていることを特徴
としている。

【００１４】金属箔を巻いて線状にした金属線材を用い
るようにした場合にも、中空の金属線材を用いた場合と
同様に、焼成時に内部導体を適度に変形させて、セラミ
ックと内部導体の間に生じる応力を吸収し、セラミック
に割れが発生することを確実に抑制、防止できるように
なる。なお、金属箔を巻いて線状にした金属線材として
は、長手方向に直交する方向に金属箔を巻いて細長い線
状にした材料などが例示される。

【００１５】また、本発明（請求項４）のインダクタ
は、前記内部導体が、Ａｇ，Ｃｕ，Ｎｉ及びこれらの合
金のいずれかからなる金属線材を所定の形状に成形する
ことにより形成されていることを特徴としている。

【００１６】内部導体として、Ａｇ，Ｃｕ，Ｎｉ及びこ
れらの合金のいずれかからなる金属線材を用いることに
より、電気抵抗が小さく、所望の形状を有する内部導体
を確実に形成することが可能になり、本発明を実効あら
しめることが可能になる。

【００１７】また、本発明（請求項５）のインダクタ
は、前記素子が、磁性体セラミック又は誘電体セラミッ
クを用いて形成されていることを特徴としている。

【００１８】素子の構成材料として、磁性体セラミック
又は誘電体セラミックを用いることにより、所望の特性
を備えたインダクタが確実に得られるようになり、本発
明を実効あらしめることが可能になる。

【００１９】また、本発明（請求項６）のインダクタの
製造方法は、内部に空隙を有する金属材料を所定の形状
に成形した内部導体の少なくとも主要部をセラミック原
料スラリー中に埋没させた状態で所定の形状に成形する
ことによりセラミック成形体を形成する工程と、前記セ
ラミック成形体を焼成する工程と、前記焼成されたセラ
ミック成形体（チップ状素子）の表面に、前記内部導体
に導通する外部電極を形成する工程と、を具備するイン
ダクタの製造方法であって、前記セラミック成形体を形
成する工程において、(ａ)セラミック原料粉体とエポキ
シ樹脂と硬化剤とを混合してなる泥しょうを、内部導体
を入れた型に流し込んで硬化させるゲルキャスティング
法、(ｂ)セラミック原料粉体と熱硬化性樹脂とを混合し
た混合物を、内部導体を入れた型に流し込み、加熱して
硬化させる樹脂硬化法、(ｃ)石膏鋳型に内部導体を入
れ、セラミック原料粉体を含むスラリーを流し込み、脱
水、成形する鋳込成形法、のいずれかの方法を用いるこ
とを特徴としている。

【００２０】セラミックの成形工程において、上述のゲ
ルキャスティング法、樹脂硬化法、鋳込成形法のいずれ
かの方法を用いることにより、内部導体が内部に配設さ
れたセラミック成形体を容易かつ確実に製造することが
可能になり、本発明をより実効あらしめることができ
る。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を示し
て、その特徴とするところをさらに詳しく説明する。図
１は本発明の一実施形態にかかるインダクタを示す斜視
図である。図２，図３は、この実施形態においてインダ
クタを製造するのに用いた内部導体用線材を示す斜視図
である。

【００２２】このインダクタは、図１に示すように、セ
ラミックからなる素子（チップ状素子）１中に、コイル
状の内部導体（コイル）２を配設するとともに、素子１
の両端側に内部導体２の始端２ａ及び終端２ｂに導通す
る外部電極３ａ，３ｂを配設することにより形成されて
いる。そして、このインダクタにおいて、内部導体２
は、図２に示すように、内部に空隙１３を有する中空の
金属線材１２ａを、図１に示すようにコイル状に成形し
たものが用いられている。

【００２３】なお、内部導体２を構成する金属材料とし
ては、抵抗値が低いＡｇ，Ｃｕ，Ｎｉ及びこれらの少な
くとも１種を含む合金のいずれかからなる線材を用いる
ことが好ましい。また、中空の金属線材を用いる場合、
インダクタの特性に応じて、外径が１００〜４００μ
m、内径が２０〜１００μmのものを用いることが好まし
い。また、内部導体２としては、例えば、図３に示すよ
うに、長手方向（図３の矢印Ａの方向）と直交する方向
に金属箔を巻いて線状にすることにより内部に空隙１３
を形成した金属線材１２ｂを用いることも可能である。
なお、その場合、金属箔としては、厚みが２０〜５０μ
mのものを用いることが好ましい。

【００２４】また、チップ状素子１を構成するセラミッ
ク１ａとしては、Ｎｉ-Ｃｕ-Ｚｎフェライト、Ｎｉ−Ｚ
ｎフェライトなどの磁性体セラミックや、チタン酸バリ
ウムなどの誘電体セラミック、ガラスセラミックなどを
用いることが可能である。また、その他にも、ＭｇＯ−
Ａｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂系，ＭｇＯ−ＳｉＯ₂系，Ａｌ₂Ｏ₃−
ＳｉＯ₂系，ＭｇＯ−Ａｌ₂Ｏ₃系セラミックなどの種々
のセラミックを用いることが可能である。

【００２５】次に、上記インダクタの製造方法について
説明する。まず、図２に示すような中空の金属線材（例
えば、中空Ａｇ線）１２ａ、あるいは図３に示すような
金属箔を巻いた金属線材（例えば、Ａｇ箔を巻いた線
材）１２ｂを、図４に示すように、コイル状に成形して
内部導体２を形成する。

【００２６】それから、次に、図５に示すように、コイ
ル状の内部導体２を成形用型６に入れ、内部導体２の周
囲にセラミック（例えば、Ｎｉ-Ｃｕ-Ｚｎフェライト）
原料スラリー７を充填して成形することによりセラミッ
ク成形体２１を形成する。

【００２７】なお、この実施形態では、セラミックを成
形する方法として、セラミック原料粉体とエポキシ樹脂
と硬化剤とを混合してなる泥しょう（セラミック原料ス
ラリー７）を、内部導体２を入れた成形用型６に流し込
んで硬化させる、いわゆるゲルキャスティング法を用い
た。

【００２８】また、セラミックの成形方法としては、ゲ
ルキャスティングの他にも、セラミック原料粉体と熱硬
化性樹脂とを混合した混合物を、内部導体を入れた型に
充填して加熱硬化させる樹脂硬化法、内部導体を石膏型
に入れ、スラリーを流し込んで脱水する鋳込成形法など
を用いることが可能である。

【００２９】次に、得られたセラミック成形体２１（未
焼成のチップ状素子１）を熱処理して、セラミック１ａ
（図６，図７）を焼結させる。これにより、焼成前に
は、内部導体２が図６(ａ)、あるいは図７(ａ)に示すよ
うな状態であったものが、焼成後には、内部導体２が図
６(ｂ)あるいは図７(ｂ)に示すように収縮するため、焼
成時にセラミック１ａと内部導体２の間に発生する応力
が、内部導体２が収縮（変形）することによりに吸収さ
れ、セラミック１ａに割れが発生することを抑制、防止
できるようになる。

【００３０】このようにしてセラミック成形体２１を焼
成することにより得られたチップ状素子１（図１）の所
定の位置（この実施形態では、コイル２の始端２ａ及び
終端２ｂが露出したチップ状素子１の両端面を含む位
置）に、例えば、導電ペーストを塗布、焼付けして外部
電極３ａ，３ｂ（図１）を形成することにより、図１に
示すようなインダクタが得られる。

【００３１】この実施形態のインダクタの製造方法によ
れば、中空Ａｇ線１２ａをコイル状に成形して内部導体
２を形成するようにしているので、焼成時に内部導体２
を適度に変形させて、セラミック１ａと内部導体２の間
に生じる応力を吸収し、セラミック１ａに割れが発生す
ることを防止できるようになる。その結果、内部導体の
電気抵抗が小さく、所望の特性を実現することが可能
で、しかも、信頼性の高いインダクタを効率よく製造す
ることが可能になる。

【００３２】また、内部導体２の構成材料として、電気
抵抗の小さいＡｇを用いているので、電気抵抗を低く抑
えて所望の特性を実現することが可能になるとともに、
容易に所望の形状に成形することが可能になる。

【００３３】なお、上記実施形態の方法により製造した
インダクタと、従来の金属線を用いたインダクタについ
て、加速試験（条件＝温度：１２０℃、湿度：９５％Ｒ
Ｈ、試験時間：１００時間）を行った結果、従来のイン
ダクタの場合５０％にセラミックの割れなどの欠陥が発
生したのに対して、上記実施形態のインダクタにおいて
は、欠陥の発生がまったく認められなかった。

【００３４】なお、上記実施形態では、内部導体をコイ
ル状とした場合について説明したが、本発明は、内部導
体をコイル状以外の種々の形状としたインダクタにも適
用することが可能であり、その場合にも上記実施形態の
場合に準じた効果を得ることが可能である。

【００３５】本発明は、さらにその他の点においても上
記実施形態に限定されるものではなく、インダクタを構
成するチップ状素子の具体的な形状、外部電極の配設位
置や形状などに関し、発明の要旨の範囲内において、種
々の応用、変形を加えることが可能である。

【００３６】

【発明の効果】上述のように、本発明（請求項１）のイ
ンダクタは、内部に空隙を有する金属材料を所定の形状
に成形して内部導体を形成するようにしているので、焼
成時に内部導体を適度に変形させて、セラミックと内部
導体の間に生じる応力を吸収し、セラミックに割れが発
生することを防止することが可能になる。その結果、内
部導体の電気抵抗が小さく、所望の特性を実現すること
が可能で、しかも、信頼性の高いインダクタが得られ
る。

【００３７】また、本発明（請求項２）のインダクタの
ように、内部に空隙を有する金属材料として中空の金属
線材を用いた場合、及び本発明（請求項３）のインダク
タのように、金属箔を巻いて線状にした金属線材を用い
た場合、焼成時に内部導体を適度に変形させて、セラミ
ックと内部導体の間に生じる応力を吸収し、セラミック
に割れが発生することを効率よく抑制、防止して、本発
明をより実効あらしめることができる。

【００３８】また、本発明（請求項４）のインダクタの
ように、内部導体として、Ａｇ，Ｃｕ，Ｎｉ及びこれら
の合金のいずれかからなる材料を用いた場合、電気抵抗
が小さく、所望の形状を有する内部導体を確実に形成す
ることが可能になり、本発明をさらに実効あらしめるこ
とができる。

【００３９】また、本発明（請求項５）のインダクタの
ように、素子の構成材料として、磁性体セラミック又は
誘電体セラミックを用いた場合、特性の良好なインダク
タが確実に得られるようになり、本発明を実効あらしめ
ることができる。

【００４０】また、本発明（請求項６）のインダクタの
製造方法は、セラミックの成形工程において、ゲルキャ
スティング法、樹脂硬化法、鋳込成形法のいずれかの方
法を用いるようにしているので、内部導体が内部に配設
されたセラミック成形体を容易かつ確実に製造すること
が可能になり、本発明のインダクタを効率よく製造する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態にかかるインダクタを示す
斜視図である。

【図２】本発明の一実施形態にかかるインダクタを製造
するのに用いた内部導体用線材を示す斜視図である。

【図３】本発明の一実施形態にかかるインダクタを製造
するのに用いた内部導体用線材を示す斜視図である。

【図４】本発明の一実施形態にかかるインダクタの製造
方法の一工程で形成したコイル（内部導体）を示す図で
ある。

【図５】本発明の一実施形態にかかるインダクタの製造
方法においてセラミック成形体を形成する工程を示す図
である。

【図６】(ａ)は内部導体として中空の金属線材を用いた
セラミック成形体の焼成前の状態を示す部分断面図、
(ｂ)は焼成後の状態を示す部分断面図である。

【図７】(ａ)は内部導体として、金属箔を巻いて線状に
した金属線材を用いたセラミック成形体の焼成前の状態
を示す部分断面図、(ｂ)は焼成後の状態を示す部分断面
図である。

【図８】(ａ)は従来の積層型インダクタを示す斜視図、
(ｂ)はその要部を示す焼成前の分解斜視図である。

【図９】従来の他のインダクタを示す断面図である。

【符号の説明】

１素子（チップ状素子）１ａセラミック２内部導体（コイル）３ａ，３ｂ外部電極６成形用型７セラミック原料スラリー１２ａ中空の金属線材（中空Ａｇ線）１２ｂ金属箔（Ａｇ箔）を巻いて線状にし
た金属線材１３空隙２１セラミック成形体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】セラミック中にインダクタンス素子として
機能する導体（内部導体）が配設された素子に、前記内
部導体と導通する外部電極が配設されており、かつ、前記内部導体が、内部に空隙を有する金属材料を所定の
形状に成形することにより形成されていることを特徴と
するインダクタ。
【請求項２】前記内部に空隙を有する金属材料として、
中空の金属線材が用いられていることを特徴とする請求
項１記載のインダクタ。
【請求項３】前記内部に空隙を有する金属材料として、
金属箔を巻いて線状にした金属線材が用いられているこ
とを特徴とする請求項１記載のインダクタ。
【請求項４】前記内部導体が、Ａｇ，Ｃｕ，Ｎｉ及びこ
れらの合金のいずれかからなる金属線材を所定の形状に
成形することにより形成されていることを特徴とする請
求項１〜３のいずれかに記載のインダクタ。
【請求項５】前記素子が、磁性体セラミック又は誘電体
セラミックを用いて形成されていることを特徴とする請
求項１〜４のいずれかに記載のインダクタ。
【請求項６】内部に空隙を有する金属材料を所定の形状
に成形した内部導体の少なくとも主要部をセラミック原
料スラリー中に埋没させた状態で所定の形状に成形する
ことによりセラミック成形体を形成する工程と、前記セラミック成形体を焼成する工程と、前記焼成されたセラミック成形体（チップ状素子）の表
面に、前記内部導体に導通する外部電極を形成する工程
と、を具備するインダクタの製造方法であって、前記セラミック成形体を形成する工程において、 (ａ)セラミック原料粉体とエポキシ樹脂と硬化剤とを混
合してなる泥しょうを、内部導体を入れた型に流し込ん
で硬化させるゲルキャスティング法、 (ｂ)セラミック原料粉体と熱硬化性樹脂とを混合した混
合物を、内部導体を入れた型に流し込み、加熱して硬化
させる樹脂硬化法、 (ｃ)石膏鋳型に内部導体を入れ、セラミック原料粉体を
含むスラリーを流し込み、脱水、成形する鋳込成形法、のいずれかの方法を用いることを特徴とする請求項１〜
５のいずれかに記載のインダクタの製造方法。