JPH11273959A - インダクタ及びその製造方法 - Google Patents
インダクタ及びその製造方法Info
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- JPH11273959A JPH11273959A JP10090789A JP9078998A JPH11273959A JP H11273959 A JPH11273959 A JP H11273959A JP 10090789 A JP10090789 A JP 10090789A JP 9078998 A JP9078998 A JP 9078998A JP H11273959 A JPH11273959 A JP H11273959A
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Abstract
構成する磁性体セラミックと内部導体との間に応力が発
生したり、チップ内部に割れを生じたりすることがな
く、所望の特性を実現することが可能なインダクタ及び
その製造方法を提供する。 【解決手段】 磁性体セラミック中に内部導体の構成材
料である金属と同じ金属、内部導体に近い位置ほど濃度
が高く、内部導体から離れるにつれて濃度が低くなるよ
うな濃度勾配をもって拡散させる。また、熱処理工程に
おいて所定温度にまで昇温する際、及び所定温度から降
温させる際の温度勾配を、50〜500℃/分とする。
Description
タンス素子として機能する内部導体を配設してなるイン
ダクタに関する。
装型のインダクタの一つに、例えば、図5に示すよう
に、セラミック(磁性体セラミック)からなるチップ状
素子(以下、単に「素子」ともいう)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63a,63b
を配設したインダクタが提案されている。
て、導電ペーストを塗布、焼き付けすることにより形成
される焼付電極などに比べて断面積の大きい金属線が用
いられているため、内部導体の抵抗を抑えることができ
るという特徴を有している。
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し、また、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。
留する応力や、使用状態などから生じる応力は、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、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
せる原因となる。また、割れが生じると漏れ磁束も大き
くなり、さらに特性の劣化を招くことになる。
り、内部導体の電気抵抗が小さく、かつ、素子を構成す
る磁性体セラミックと内部導体との間に応力が発生した
り、チップ内部に割れを生じたりすることがなく、所望
の特性を実現することが可能な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。
に、本発明(請求項1)のインダクタは、チップ状素子
を構成する磁性体セラミックと、前記磁性体セラミック
中に配設された金属材料からなる内部導体と、前記磁性
体セラミックの表面に前記内部導体と導通するように配
設された外部電極とを具備し、かつ、前記磁性体セラミ
ック中に前記内部導体の構成材料である金属と同じ金属
が拡散されているとともに、拡散された金属が、内部導
体に近い位置ほど高濃度で、内部導体から離れるにつれ
て低濃度になるような濃度勾配をもっていることを特徴
としている。
である金属と同じ金属を、内部導体に近い位置ほど濃度
が高く、内部導体から離れるにつれて濃度が低くなるよ
うな濃度勾配をもって拡散させた場合、磁性体セラミッ
ク中に圧縮応力が発生し、この圧縮応力により内部導体
と磁性体セラミックの間に生じる引っ張り残留応力が緩
和される。したがって、素子の内部に発生する応力を抑
制して素子の内部に割れが生じることを防止することが
可能になる。
導体がAg線であり、拡散された金属がAgであること
を特徴としている。
製造方法は、磁性体セラミック中に金属材料からなる内
部導体が配設された構造を有するインダクタの製造方法
であって、内部導体として金属線を内部に配設した未焼
成の磁性体セラミックを焼成する熱処理工程において、
所定温度にまで昇温する際、及び所定温度から降温させ
る際の温度勾配を50〜500℃/分とし、内部導体か
ら、当該内部導体を構成する金属を磁性体セラミック中
に拡散させることにより、磁性体セラミック中に圧縮応
力を生じさせ、内部導体と磁性体セラミックの間に生じ
る引っ張り残留応力を緩和するようにしたことを特徴と
している。
ラミックを熱処理する工程において、所定温度にまで昇
温する際、及び所定温度から降温させる際の温度勾配を
50〜500℃/分とすることにより、内部導体を構成
する金属を磁性体セラミック中に拡散させるようにした
場合、磁性体セラミックを焼結させるための熱処理工程
で効率よく金属の拡散を生じさせることが可能になる。
したがって、金属を拡散させるための工程を特に必要と
することなく、磁性体セラミック中に圧縮応力を生じさ
せて内部導体と磁性体セラミックの間に生じる引っ張り
残留応力を緩和することが可能になり、効率よく本発明
のインダクタを製造することができるようになる。
どの金属は、熱処理中に磁性体セラミック中に拡散する
が、通常のセラミックを熱処理する場合の条件(例え
ば、昇温速度:5℃/分、900℃−2時間保持、降温
(冷却)速度:5℃/分の条件)では、高温にさらされ
る時間が長くなり、磁性体中に金属が飽和状態まで拡散
してしまうため、金属濃度に勾配を持たせることは困難
である。一方、固体内の拡散に関しては、下記の式(1)
で表されるフィックの法則が知られている。 dm=−AD×(dc/dx)×dt ……(1) ただし、dmは、濃度傾き(dc/dx)が存在する場
合に、濃度傾きの方向に時間dt中に垂直断面積Aを通
して拡散する量を表したものである。なお、Dは拡散係
数である。
ックの熱処理条件では金属濃度に勾配を持たせることが
困難であるとしても、このフィックの法則から明らかな
ように、適切な熱処理条件を選択すること、すなわち、
熱処理工程における昇温及び降温(冷却)の際の温度勾
配を、本発明の50〜500℃/分の範囲とすることに
より、金属の拡散量を制御し、所望の濃度勾配を持たせ
ることが可能になる。
として熱処理工程における最高温度での保持時間に関係
することから、昇温、降温(冷却)時間を変化させても
所望の電気特性を得ることができる。
は、前記金属線がAg線であり、磁性体セラミック中に
拡散させる金属がAgであることを特徴としている。
て、その特徴とするところをさらに詳しく説明する。
クタを示す斜視図である。このインダクタは、図1に示
すように、磁性体セラミックからなる素子(チップ状素
子)1中に、Ag線(金属線)をコイル状に成形した内
部導体2が配設され、素子1の両端側に内部導体2と導
通する外部電極3a,3bが配設された構造を有してい
る。
まず、未焼成の磁性体セラミック中にAg線をコイル状
に成形した内部導体を配設した成形体(未焼成の素子)
を形成した。
て、50〜500℃/分(この実施形態では100℃/
分)の温度勾配で昇温し、900℃で2時間保持した
後、50〜500℃/分(この実施形態では100℃/
分)の温度勾配で冷却した。
あるAg線からAgを素子(磁性体セラミック)中に所
定の濃度勾配をもって拡散させた。なお、Agの拡散の
状態については後述する。
部電極形成用の導電ペーストを塗布、焼付けして外部電
極を形成することにより、上述の、図1に示すようなイ
ンダクタを得た。
子(磁性体セラミック)1中に内部導体(Ag線)2の
構成材料であるAgが拡散されている。すなわち、図2
に示すように、内部導体(Ag線)2に近い位置ほどA
gの濃度が高く、内部導体(Ag線)2から離れるにつ
れてAgの濃度が低くなるような濃度勾配をもってAg
が素子1中に拡散されている。なお、図2において、内
部導体近傍とは、図3に点Xで示す内部導体2と接する
ような位置であり、また、端部とは図3に点Yで示す素
子1の側端面側の位置である。
合(すなわち、温度勾配5℃/分で昇降温させた場合
(900℃−2時間保持の条件は同じ))のAg濃度の
挙動を併せて示す。図2より、上記実施形態の条件で熱
処理した場合には、所定の濃度勾配をもってAgを拡散
させることができるが、上記従来の条件で熱処理した場
合には、途中でAgの濃度が一定になり、濃度勾配をも
たせることができないことがわかる。
た部分Sの長手方向(図4(a)に矢印Zで示す方向)に
ついてのAgの濃度勾配を、図4(b)に示す。図4(b)
からも、この実施形態のインダクタにおいては、Agが
濃度勾配をもって拡散していることがわかる。
形態のインダクタにおいては、磁性体セラミック中に内
部導体の構成材料である金属と同じ金属(Ag)が、内
部導体に近い位置ほど濃度が高く、内部導体から離れる
につれて濃度が低くなるような濃度勾配をもって拡散さ
れており、磁性体セラミック中に発生する圧縮応力によ
り、内部導体と磁性体セラミックの間に生じる引っ張り
残留応力が緩和されている。したがって、素子の内部に
生じる応力が小さく、所望の電気特性を有し、かつ、信
頼性の高いインダクタを得ることが可能になる。
造したインダクタ(従来例)と、上記実施形態の条件で
熱処理を行って製造したインダクタ(実施例)につい
て、電気特性(インダクタンス,及びインダクタンスの
温度変化率)と、超加速試験における内部導体断線不良
発生率を調べた。内部導体断線不良発生率は、温度:1
20℃,湿度(RH):95%の条件で、100時間経
過後に測定した結果である。その結果を表1に示す。
は、従来例のインダクタに比べて、インダクタンスの値
が大きく、しかも、その温度変化率が小さいことから、
電気特性が向上していることがわかる。
断線不良発生率が25%であったのに対して、実施例の
インダクタでは発生率が0%となっており、信頼性が大
幅に向上していることがわかる。このように、本発明に
よれば、従来の技術では困難であった、磁性体セラミッ
クと内部導体間の応力の緩和と信頼性の向上を同時に達
成することが可能になる。
である場合を例にとって説明したが、内部導体として他
の金属を用いることも可能である。
線(金属線)である場合について説明したが、本発明に
おいては内部導体の性状に特別の制約はなく、内部導体
が金属線以外の金属薄板である場合や厚膜金属である場
合にも、本発明を適用することが可能である。
温の温度勾配を100℃/分とした場合について説明し
たが、温度勾配はこれに限定されるものではなく、本発
明の範囲内において任意に変化させることが可能であ
る。
記実施形態に限定されるものではなく、内部導体の形
状、外部電極のパターン、拡散させる金属の具体的な濃
度勾配などに関し、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。
ンダクタは、磁性体セラミック中に内部導体の構成材料
である金属と同じ金属を、内部導体に近い位置ほど濃度
が高く、内部導体から離れるにつれて濃度が低くなるよ
うな濃度勾配をもって拡散させるようにしているので、
磁性体セラミック中に圧縮応力を発生させて、内部導体
と磁性体セラミックの間に生じる引っ張り残留応力を緩
和することが可能になる。
さく、所望の電気特性を有し、かつ、信頼性の高いイン
ダクタを得ることができる。
部導体がAg線であり、拡散された金属がAgである場
合においては、特に効率よく、素子を構成する磁性体セ
ラミックと内部導体との間に発生する応力を抑制するこ
とが可能になり、電気特性に優れ、信頼性の高いインダ
クタが得られる。
製造方法は、金属線を内部に配設した未焼成の磁性体セ
ラミックを熱処理する工程において、所定温度にまで昇
温する際、及び所定温度から降温させる際の温度勾配を
50〜500℃/分とすることにより、内部導体を構成
する金属を磁性体セラミック中に拡散させるようにして
いるので、磁性体セラミックを焼結させるための熱処理
工程で効率よく金属の拡散を生じさせることが可能にな
る。したがって、金属を拡散させるための工程を特に必
要とすることなく、磁性体セラミック中に圧縮応力を生
じさせて内部導体と磁性体セラミックの間に生じる引っ
張り残留応力を緩和することが可能になり、効率よく本
発明のインダクタを製造することができる。
として熱処理工程における最高温度での保持時間に関係
することから、昇温、降温(冷却)時間を変化させても
所望の電気特性を得ることができる。
ように、内部導体がAg線であり、拡散された金属がA
gである場合においては、特に効率よくAgを所定の濃
度勾配をもって磁性体セラミック中に拡散させることが
可能になり、電気特性に優れ、信頼性の高いインダクタ
を確実に製造することが可能になる。
斜視図である。
子(磁性体セラミック)中のAgの濃度勾配を示す線図
である。
ンダクタの正面断面図である。
したインダクタの側面断面図であり、(b)は側面断面に
おけるAgの濃度勾配を示す線図である。
Claims (4)
- 【請求項1】チップ状素子を構成する磁性体セラミック
と、 前記磁性体セラミック中に配設された金属材料からなる
内部導体と、 前記磁性体セラミックの表面に前記内部導体と導通する
ように配設された外部電極とを具備し、かつ、 前記磁性体セラミック中に前記内部導体の構成材料であ
る金属と同じ金属が拡散されているとともに、拡散され
た金属が、内部導体に近い位置ほど高濃度で、内部導体
から離れるにつれて低濃度になるような濃度勾配をもっ
ていることを特徴とするインダクタ。 - 【請求項2】前記内部導体がAg線であり、拡散された
金属がAgであ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】磁性体セラミック中に金属材料からなる内
部導体が配設された構造を有するインダクタの製造方法
であって、 内部導体として金属線を内部に配設した未焼成の磁性体
セラミックを焼成する熱処理工程において、所定温度に
まで昇温する際、及び所定温度から降温させる際の温度
勾配を50〜500℃/分とし、内部導体から、当該内
部導体を構成する金属を磁性体セラミック中に拡散させ
ることにより、磁性体セラミック中に圧縮応力を生じさ
せ、内部導体と磁性体セラミックの間に生じる引っ張り
残留応力を緩和するようにしたことを特徴とするインダ
クタの製造方法。 - 【請求項4】前記金属線がAg線であり、磁性体セラミ
ック中に拡散させる金属がAgであることを特徴とする
請求項3記載のインダクタの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10090789A JPH11273959A (ja) | 1998-03-18 | 1998-03-18 | インダクタ及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10090789A JPH11273959A (ja) | 1998-03-18 | 1998-03-18 | インダクタ及びその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11273959A true JPH11273959A (ja) | 1999-10-08 |
Family
ID=14008368
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10090789A Pending JPH11273959A (ja) | 1998-03-18 | 1998-03-18 | インダクタ及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11273959A (ja) |
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-
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- 1998-03-18 JP JP10090789A patent/JPH11273959A/ja active Pending
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