JPWO2008093568A1 - 積層コイル部品 - Google Patents
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Abstract
磁性層と非磁性層の界面における割れ、欠け、剥離の発生や、積層体の反りなどの発生を抑制、防止することが可能で、磁気飽和しにくく、直流重畳特性に優れた、開磁路型の積層コイル部品を提供する。磁性層と、非磁性層または低透磁率層とを積層してなる積層体１１と、その内部に配設されたコイル導体５とを備えた、開磁路型の積層コイル部品１において、積層体１１を構成する非磁性層または低透磁率層に、酸化ジルコニウムを含有させる。低透磁率層の酸化ジルコニウムの含有量を、０．０２重量％以上、１．０重量％未満とする。また、磁性層にも１．０重量％未満の割合で酸化ジルコニウムを含有させる。磁性層としてＮｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライト、非磁性層または低透磁率層としてＣｕ−Ｚｎ系フェライトをそれぞれ主成分とする材料からなるものを用いる。
Description
本発明は、積層インダクタなどの積層コイル部品に関し、詳しくは、磁性層と非磁性層または低透磁率層とを積層してなる積層体の内部にコイル導体が配設された構造を有する開磁路型の積層コイル部品に関する。
複数のコイル用導体パターンと、複数の磁性セラミック層とを積層することにより形成された、積層体中にコイル導体が配設された構造を有する積層コイル部品は広く用いられている。そして、これらの積層型コイル部品のうち、閉磁路型の積層コイル部品は、重畳直流電流を徐々に大きくすると、ある電流値まではインダクタンス値が略一定もしくは緩やかに低下するが、その後は、磁気飽和が生じて急激にインダクタンス値が低下するという問題点がある。
そこで、このような問題点を改善するため、磁性体セラミック層（磁性層）が積層された積層体中に、積層方向についてみた場合のコイルの中央付近に非磁性セラミック層を挿入し、開磁路型とした積層コイル部品が知られている（特許文献１参照）。
この特許文献１の開磁路型の積層コイル部品は、図９に示すように、複数のコイル用導体パターン５５を電気的に接続して構成した螺旋状コイルＬが、磁性体セラミック層を積層してなる積層体６０中に内蔵された構造を有している。そして、積層体６０は、螺旋状コイルＬが配設された領域であるコイル部５１と、コイル部５１の外側に積層された外層部５２，５３とを有しており、積層体６０の積層方向において、コイルＬの略中央の位置に非磁性セラミック層５４が配置されている。また、積層体６０には、螺旋状コイルＬと導通する一対の外部電極５６、５７が配設されている。
このように構成された積層コイル部品においては、螺旋状コイルＬによって発生した磁束φは、非磁性セラミック層５４を横切ることになり、磁気飽和しにくいという特徴を有している。
しかしながら、上述のように、磁性体セラミック層（磁性層）が積層された積層体６０中に、非磁性セラミック層５４を挿入した開磁路型の積層コイル部品の場合、磁性層と非磁性層とを積層した積層体を焼成する工程を経て製造されるが、互いに接するように配設された磁性層（磁性体セラミック層）と、非磁性層（非磁性セラミック層）の焼成工程における収縮開始温度や収縮速度などの収縮挙動が異なることから、両者の界面に割れや欠け、剥離などが生じ、特性の劣化を生じるという問題点がある。
例えば、コイル用導体パターン５５が印刷された磁性層と、非磁性層５４とを所定の順序で積層した後、焼成する工程において、通常は非磁性層のほうが早く焼結して収縮するため、非磁性層５４と、遅く焼結する磁性層との界面（特に磁性層側）で、割れや欠け、剥離などが生じやすいという問題点がある。
また、磁性層が積層された構造を有する積層チップ部品において、磁性体であるＮｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライトに、酸化ジルコニウムを０．０１〜１．２重量％の割合で含有させることにより、その機械的強度を向上させた積層チップ部品が提案されている（特許文献２参照）。
しかしながら、この積層チップ部品は、磁性層のみを積層した閉磁路構造のものであり、磁気飽和しやすく、直流重畳特性の向上を図るには限界があるため、積層コイル部品本来の特性の面で種々の要求に十分に応えられないという問題点がある。
特開２００４−３１１９４４号公報
特開平７−５７９２２号公報
本願発明は、上記課題を解決するものであり、磁性層と非磁性層または低透磁率層とを積層してなる積層体の内部にコイル導体が配設された構造を有する開磁路型の積層コイル部品であって、磁性層と非磁性層または低透磁率層の界面における割れ、欠け、剥離、あるいは積層体の反りなどの発生を防止することが可能で、磁気飽和しにくく、直流重畳特性に優れた、開磁路型の積層コイル部品を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本願発明（請求項１）の積層型コイル部品は、
磁性層と非磁性層または低透磁率層とを積層してなる積層体の内部にコイル導体が配設された構造を有する開磁路型の積層コイル部品であって、
前記非磁性層または前記低透磁率層が、酸化ジルコニウムを含有していること
を特徴としている。
磁性層と非磁性層または低透磁率層とを積層してなる積層体の内部にコイル導体が配設された構造を有する開磁路型の積層コイル部品であって、
前記非磁性層または前記低透磁率層が、酸化ジルコニウムを含有していること
を特徴としている。
また、請求項２の積層コイル部品は、請求項１の発明の構成において、前記非磁性層または前記低透磁率層の酸化ジルコニウムの含有量が、０．０２重量％以上、１．０重量％未満であることを特徴としている。
また、請求項３の積層コイル部品は、請求項１または２記載の発明の構成において、前記磁性層にも酸化ジルコニウムを含有させたことを特徴としている。
また、請求項４の積層コイル部品は、請求項３の発明の構成において、前記磁性層の酸化ジルコニウムの含有量が、１．０重量％未満であることを特徴としている。
また、請求項５の積層コイル部品は、請求項１〜４のいずれかの発明の構成において、前記磁性層がＮｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライトを主成分とする材料からなるものであり、前記非磁性層または前記低透磁率層がＣｕ−Ｚｎ系フェライトを主成分とする材料からなるものであることを特徴としている。
本願請求項１の積層コイル部品では、積層体を構成する非磁性層または低透磁率層に、収縮速度を遅らせる働きをする酸化ジルコニウムを含有させて、通常は磁性層よりも先に焼結する非磁性層の焼結を遅らせ、磁性層と非磁性層の収縮速度を近似させることができるようにしているので、磁性層と非磁性層の収縮速度の差に起因する、磁性層と非磁性層の界面における割れ、欠け、剥離などの発生や、積層体の反りなどの発生を抑制、防止することが可能になる。
したがって、磁性層と非磁性層の界面における割れや欠け、剥離、反りなどの欠陥がなく、しかも、開磁路型の積層コイル部品の特徴である、磁気飽和しにくく、直流重畳特性が良好な積層コイル部品を提供することが可能になる。
また、請求項２のように、非磁性層または低透磁率層の酸化ジルコニウムの含有量を、０．０２重量％以上、１．０重量％未満とすることにより、通常は磁性層よりも先に焼結する非磁性層の焼結を確実に遅らせて、収縮速度の差に起因する磁性層と非磁性層の界面における割れ、欠け、剥離などの発生や、積層体の反りなどの発生をより確実に防止することができる。
また、請求項３の積層コイル部品のように、磁性層にも酸化ジルコニウムを含有させるようにした場合、磁性層（積層体）の強度の向上を図ることができる。そして、その場合、非磁性層に対する酸化ジルコニウムの添加量を、磁性層に添加される酸化ジルコニウムの量に応じて調整することにより、磁性層と非磁性層の収縮速度を近似させることができる。
なお、磁性層にも酸化ジルコニウムを含有させるようにした場合、通常は、非磁性層に対する酸化ジルコニウムの添加量は、磁性層への酸化ジルコニウムの添加量よりも多くすることが必要になる。
なお、磁性層にも酸化ジルコニウムを含有させるようにした場合、通常は、非磁性層に対する酸化ジルコニウムの添加量は、磁性層への酸化ジルコニウムの添加量よりも多くすることが必要になる。
また、請求項４の積層コイル部品のように、磁性層の酸化ジルコニウムの含有量を、１．０重量％未満とした場合、非磁性層または低透磁率層の酸化ジルコニウムの含有量を、実用上問題となるほど多くすることなく、非磁性層または低透磁率層の焼結を遅らせて、収縮速度の差に起因する磁性層と非磁性層の界面における割れ、欠け、剥離などの発生や、積層体の反りなどの発生を防止することができる。
また、請求項５の積層コイル部品のように、磁性層がＮｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライトを主成分とする材料からなるものであり、非磁性層または低透磁率層をＣｕ−Ｚｎ系フェライトを主成分とする材料からなるものである場合、酸化ジルコニウムの添加による収縮速度の制御効果を確実に得ることが可能になり、本願発明をより実効あらしめることができる。
なお、磁性層としてＮｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライトを主成分とする材料を用いた場合、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライトの焼成温度が、コイル導体用の電極材料として通常用いられるＡｇの融点（９６０℃）よりも低いため（９００℃以下）、電極材料であるＡｇの拡散や蒸発を抑制して、低直流抵抗化（低Ｒｄｃ化）を実現することが可能になり、発熱の少ない積層コイル部品を提供することが可能になる。
１，１ａ，１ｂ 積層コイル部品
２ａ，２ｂ 磁性層用セラミックグリーンシート
２ｃ 外層磁性層用セラミックグリーンシート
４ 非磁性層（非磁性セラミック層）
４ａ 非磁性層用セラミックグリーンシート
５ コイル用導体
５ａ コイル用導体パターン
１０ 層間接続用ビアホール（導体）
１１ 積層体
１１ａ 積層体の上側部分
１１ｂ 積層体の下側部分
２０ 非磁性領域
２１，２２ 外部電極
３１ 磁性体セラミックを主成分とするセラミックスラリー
３２ 非磁性体セラミックを主成分とするセラミックスラリー
３３ セラミックグリーンシート
３３ａ 電極形成セラミックグリーンシート
Ｌ コイル
Ｌ１，Ｌ２ コイルの端部
φ 磁束
２ａ，２ｂ 磁性層用セラミックグリーンシート
２ｃ 外層磁性層用セラミックグリーンシート
４ 非磁性層（非磁性セラミック層）
４ａ 非磁性層用セラミックグリーンシート
５ コイル用導体
５ａ コイル用導体パターン
１０ 層間接続用ビアホール（導体）
１１ 積層体
１１ａ 積層体の上側部分
１１ｂ 積層体の下側部分
２０ 非磁性領域
２１，２２ 外部電極
３１ 磁性体セラミックを主成分とするセラミックスラリー
３２ 非磁性体セラミックを主成分とするセラミックスラリー
３３ セラミックグリーンシート
３３ａ 電極形成セラミックグリーンシート
Ｌ コイル
Ｌ１，Ｌ２ コイルの端部
φ 磁束
以下に本願発明の実施例を示して、本願発明の特徴とするところをさらに詳しく説明する。
図１は本願発明の一実施例（実施例１）にかかる開磁路型の積層コイル部品（この実施例１では積層インダクタ）の構成を示す断面図、図２はその斜視図である。
図１，２に示すように、この積層コイル部品１は、開磁路型の積層コイル部品であり、磁性層が積層された積層体１１と、積層体１１に内蔵された、複数のコイル用導体５を電気的に接続してなる螺旋状のコイルＬと、積層体１１の積層方向において、コイルＬの略中央の位置に配設された非磁性層（非磁性セラミック層）４と、積層体１１の両端側に、コイルＬの端部Ｌ１，Ｌ２と導通するように配設された外部電極２１，２２とを備えており、螺旋状のコイルＬによって発生した磁束φが、非磁性層４を横切るように構成されている。
そして、この実施例１の積層コイル部品１においては、積層体１１における、非磁性層４より上側部分１１ａおよび下側部分１１ｂを構成する磁性層の材料として、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライトを主成分とする磁性材料が用いられている。
また、積層体１１の上側部分１１ａおよび下側部分１１ｂの間に挿入、配設された非磁性層４の構成材料としては、Ｃｕ−Ｚｎ系フェライトを主成分とする非磁性材料が用いられている。
また、積層体１１の上側部分１１ａおよび下側部分１１ｂの間に挿入、配設された非磁性層４の構成材料としては、Ｃｕ−Ｚｎ系フェライトを主成分とする非磁性材料が用いられている。
そして、非磁性層４には、焼結速度を制御する機能を果たす酸化ジルコニウムが、磁性層と非磁性層の焼結速度が互いに近似するような割合で添加されている。
具体的には、非磁性層４には、酸化ジルコニウムが０．０５重量％となるような割合で添加されており、磁性層には酸化ジルコニウムは添加されていない。
その結果、焼成工程における、磁性層と非磁性層の収縮速度の差が小さく、磁性層と非磁性層の界面における割れ、欠け、剥離などの発生や、積層体の反りなどの発生がなく、開磁路型の積層コイル部品の特徴である、磁気飽和しにくく、直流重畳特性が良好であるという特徴を備えた積層コイル部品を提供することが可能になる。
次に、この積層コイル部品１の製造方法について、図３を参照しつつ説明する。
(１)まず、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライト粉末に、有機系または水系バインダ、可塑剤、分散材、消泡材などを加え、混合することによりセラミックスラリーを調製した。
それから、このセラミックスラリーを、キャリアフィルム上にコンマコーター法、ドクターブレード法などの方法で膜状に塗布し、これらを乾燥させて磁性層用セラミックグリーンシートを作製した。
(１)まず、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライト粉末に、有機系または水系バインダ、可塑剤、分散材、消泡材などを加え、混合することによりセラミックスラリーを調製した。
それから、このセラミックスラリーを、キャリアフィルム上にコンマコーター法、ドクターブレード法などの方法で膜状に塗布し、これらを乾燥させて磁性層用セラミックグリーンシートを作製した。
(２)同様にＣｕ−Ｚｎ系フェライト粉末に、有機系または水系バインダ、可塑剤、分散材、消泡材等を加え、さらに、酸化ジルコニウムを０．０５重量％となるような割合で添加し、混合することによりセラミックスラリーを調製した。
それから、このセラミックスラリーをキャリアフィルム上にコンマコーター法、ドクターブレード法などの方法で膜状に塗布し、これらを乾燥させて非磁性層用セラミックグリーンシートを作製した。
それから、このセラミックスラリーをキャリアフィルム上にコンマコーター法、ドクターブレード法などの方法で膜状に塗布し、これらを乾燥させて非磁性層用セラミックグリーンシートを作製した。
(３)次に、レーザー加工機を使用し、上記(１)および(２)の方法で作製したセラミックグリーンシートの所定位置にビアホールとなるべき貫通孔を形成した。
(４)それから、セラミックグリーンシートの所定の領域に、ＡｇあるいはＡｇ合金を主成分とする導電性ペーストをスクリーン印刷して、コイル導体パターンを形成した。
(５)そして、これらのセラミックグリーンシートを、螺旋状のコイルＬ（図１）が形成されるように、図３に示すような態様で、順次積層し、熱圧着した。
すなわち、この実施例１では、図３に示すように、コイル用導体パターン５ａおよび層間接続用ビアホール（導体）１０をそれぞれ設けた磁性層用セラミックグリーンシート２ａと、コイル用導体パターン５ａおよび層間接続用ビアホール（導体）１０をそれぞれ設けた磁性層用セラミックグリーンシート２ｂと、導体が設けられていない外層磁性層用セラミックグリーンシート２ｃと、コイル用導体パターン５ａおよび層間接続用ビアホール（導体）１０をそれぞれ設けた非磁性層用セラミックグリーンシート４ａを、図３に示すような態様で積層し、磁路ギャップを形成するための非磁性層用のセラミックグリーンシート４ａが、積層体１１の積層方向における略中央の位置に介在する積層構造体を形成し、熱圧着した。
すなわち、この実施例１では、図３に示すように、コイル用導体パターン５ａおよび層間接続用ビアホール（導体）１０をそれぞれ設けた磁性層用セラミックグリーンシート２ａと、コイル用導体パターン５ａおよび層間接続用ビアホール（導体）１０をそれぞれ設けた磁性層用セラミックグリーンシート２ｂと、導体が設けられていない外層磁性層用セラミックグリーンシート２ｃと、コイル用導体パターン５ａおよび層間接続用ビアホール（導体）１０をそれぞれ設けた非磁性層用セラミックグリーンシート４ａを、図３に示すような態様で積層し、磁路ギャップを形成するための非磁性層用のセラミックグリーンシート４ａが、積層体１１の積層方向における略中央の位置に介在する積層構造体を形成し、熱圧着した。
(６)次に、熱圧着した後の積層構造体を必要な形状に切断し、積層コイル部品１となる未焼成積層体を形成した。
(７)それから、この未焼成積層体を、温度約３００℃、１８０分間の条件で加熱して積層体に含有されているバインダ樹脂を燃焼させて除去した後、大気中で、温度約８００〜９００℃、１５０分間の条件で焼成処理を行い、焼結済みの積層体（焼結セラミック積層体）を得た。
(８)そして、焼結済みの積層体にバレル研磨を施し、稜線部（コーナー部）に丸みを付ける（Ｒ（アール）を付ける）加工を施した。
(９)その後、浸漬法により焼結済みの積層体１１の両端に、Ａｇを主成分とする導電性ペーストを塗布し、温度約７００℃、６０分間の条件で焼付け処理を行い、外部電極２１，２２を形成した。これにより図１，２に示すような構造を有する積層コイル部品（積層インダクタ）１が得られる。
この実施例１の積層コイル部品１においては、上述のように、非磁性層に０．０５重量％の割合で酸化ジルコニウムを添加して、磁性層と非磁性層の、上記熱処理工程における収縮速度に大きな差が生じないようにしているので、磁性層と非磁性層の界面における割れや欠け、剥離などの発生や、積層体の反りなどの発生を抑制、防止しつつ、磁気飽和しにくく、直流重畳特性の良好な積層コイル部品を確実に製造することができる。
この実施例２では、磁性層と、非磁性層の両方に酸化ジルコニウムを添加した開磁路型の積層コイル部品について説明する。
なお、この実施例２の積層コイル部品の構成および製造方法は、基本的に上記実施例１の場合と同じであることから、図１，２および３に基づいて、この実施例２の積層コイル部品の構成および製造方法について説明する。
なお、この実施例２の積層コイル部品の構成および製造方法は、基本的に上記実施例１の場合と同じであることから、図１，２および３に基づいて、この実施例２の積層コイル部品の構成および製造方法について説明する。
図１，２に示すように、この積層コイル部品１は、開磁路型の積層コイル部品であり、磁性層が積層された積層体１１と、積層体１１に内蔵された、複数のコイル用導体５を電気的に接続してなる螺旋状のコイルＬと、積層体１１の積層方向において、コイルＬの略中央の位置に配設された非磁性層（非磁性セラミック層）４と、積層体１１の両端側に、コイルＬの端部Ｌ１，Ｌ２と導通するように配設された外部電極２１，２２とを備えており、螺旋状のコイルＬによって発生した磁束φが、非磁性層４を横切るように構成されている。
そして、この実施例２の積層コイル部品１においては、積層体１１における、非磁性層４より上側部分１１ａおよび下側部分１１ｂを構成する磁性層の材料として、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライトを主成分とする磁性材料が用いられている。
また、積層体１１の上側部分１１ａおよび下側部分１１ｂの間に挿入、配設された非磁性層４の構成材料としては、Ｃｕ−Ｚｎ系フェライトを主成分とする非磁性材料が用いられている。
また、積層体１１の上側部分１１ａおよび下側部分１１ｂの間に挿入、配設された非磁性層４の構成材料としては、Ｃｕ−Ｚｎ系フェライトを主成分とする非磁性材料が用いられている。
そして、非磁性層４より上側部分１１ａおよび下側部分１１ｂを構成する磁性層および非磁性層４には、焼結速度を制御する機能を果たす酸化ジルコニウムが、磁性層と非磁性層の焼結速度が互いに近似するような割合で添加されている。
具体的には、磁性層には、酸化ジルコニウムが０．０１重量％となるような割合で添加されている。
また、非磁性層には、酸化ジルコニウムが０．０３重量％となるような割合で添加されている。
また、非磁性層には、酸化ジルコニウムが０．０３重量％となるような割合で添加されている。
その結果、焼成工程における、磁性層と非磁性層の収縮速度の差が小さく、磁性層と非磁性層の界面における割れ、欠け、剥離などの発生や、積層体の反りなどの発生がなく、開磁路型の積層コイル部品の特徴である、磁気飽和しにくく、直流重畳特性が良好であるという特徴を備えた積層コイル部品を提供することが可能になる。
次に、この積層コイル部品１の製造方法について、図３を参照しつつ説明する。
(１)まず、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライト粉末に、有機系または水系バインダ、可塑剤、分散材、消泡材などを加え、さらに酸化ジルコニウムを０．０１重量％となるような割合で添加し、混合することによりセラミックスラリーを調製した。
それから、このセラミックスラリーを、キャリアフィルム上にコンマコーター法、ドクターブレード法などの方法で膜状に塗布し、これらを乾燥させて磁性層用セラミックグリーンシートを作製した。
(１)まず、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライト粉末に、有機系または水系バインダ、可塑剤、分散材、消泡材などを加え、さらに酸化ジルコニウムを０．０１重量％となるような割合で添加し、混合することによりセラミックスラリーを調製した。
それから、このセラミックスラリーを、キャリアフィルム上にコンマコーター法、ドクターブレード法などの方法で膜状に塗布し、これらを乾燥させて磁性層用セラミックグリーンシートを作製した。
(２)同様にＣｕ−Ｚｎ系フェライト粉末に、有機系または水系バインダ、可塑剤、分散材、消泡材等を加え、さらに、酸化ジルコニウムを０．０３重量％となるような割合で添加し、混合することによりセラミックスラリーを調製した。
それから、このセラミックスラリーをキャリアフィルム上にコンマコーター法、ドクターブレード法などの方法で膜状に塗布し、これらを乾燥させて非磁性層用セラミックグリーンシートを作製した。
それから、このセラミックスラリーをキャリアフィルム上にコンマコーター法、ドクターブレード法などの方法で膜状に塗布し、これらを乾燥させて非磁性層用セラミックグリーンシートを作製した。
(３)次に、レーザー加工機を使用し、上記(１)および(２)の方法で作製したセラミックグリーンシートの所定位置にビアホールとなるべき貫通孔を形成した。
(４)それから、セラミックグリーンシートの所定の領域に、ＡｇあるいはＡｇ合金を主成分とする導電性ペーストをスクリーン印刷して、コイル導体パターンを形成した。
(５)そして、これらのセラミックグリーンシートを、螺旋状のコイルＬ（図１）が形成されるように、図３に示すような態様で、順次積層し、熱圧着した。
すなわち、この実施例２では、図３に示すように、コイル用導体パターン５ａおよび層間接続用ビアホール（導体）１０をそれぞれ設けた磁性層用セラミックグリーンシート２ａと、コイル用導体パターン５ａおよび層間接続用ビアホール（導体）１０ををそれぞれ設けた磁性層用セラミックグリーンシート２ｂと、導体が設けられていない外層磁性層用セラミックグリーンシート２ｃと、コイル用導体パターン５ａおよび層間接続用ビアホール（導体）１０をそれぞれ設けた非磁性層用セラミックグリーンシート４ａを、図３に示すような態様で積層し、磁路ギャップを形成するための非磁性層用のセラミックグリーンシート４ａが、積層体１１の積層方向における略中央の位置に介在する積層構造体を形成し、熱圧着した。
すなわち、この実施例２では、図３に示すように、コイル用導体パターン５ａおよび層間接続用ビアホール（導体）１０をそれぞれ設けた磁性層用セラミックグリーンシート２ａと、コイル用導体パターン５ａおよび層間接続用ビアホール（導体）１０ををそれぞれ設けた磁性層用セラミックグリーンシート２ｂと、導体が設けられていない外層磁性層用セラミックグリーンシート２ｃと、コイル用導体パターン５ａおよび層間接続用ビアホール（導体）１０をそれぞれ設けた非磁性層用セラミックグリーンシート４ａを、図３に示すような態様で積層し、磁路ギャップを形成するための非磁性層用のセラミックグリーンシート４ａが、積層体１１の積層方向における略中央の位置に介在する積層構造体を形成し、熱圧着した。
(６)次に、熱圧着した後の積層構造体を必要な形状に切断し、積層コイル部品１となる未焼成積層体を形成した。
(７)それから、この未焼成積層体を、温度約３００℃、１８０分間の条件で加熱して積層体に含有されているバインダ樹脂を燃焼させて除去した後、大気中で、温度８００〜９００℃、１５０分間の条件で焼成処理を行い、焼結済みの積層体（焼結セラミック積層体）を得た。
(８)そして、焼結済みの積層体にバレル研磨を施し、稜線部（コーナー部）に丸みを付ける（Ｒ（アール）を付ける）加工を施した。
(９)その後、浸漬法により焼結済みの積層体１１の両端に、Ａｇを主成分とする導電性ペーストを塗布し、温度約７００℃、６０分間の条件で焼付け処理を行い、外部電極２１，２２を形成した。これにより図１，２に示すような構造を有する積層コイル部品（積層インダクタ）１が得られる。
この実施例２の積層コイル部品１においては、上述のように、磁性層に０．０１重量％、非磁性層に０．０３重量％の割合で酸化ジルコニウムを添加して、磁性層と非磁性層の、上記熱処理工程における収縮速度に大きな差が生じないようにしているので、磁性層と非磁性層の界面における割れや欠け、剥離などの発生や、積層体の反りなどの発生を抑制、防止しつつ、磁気飽和しにくく、直流重畳特性の良好な積層コイル部品を確実に製造することができる。
また、磁性層にも酸化ジルコニウムを添加していることから、機械的強度の大きい積層コイル部品を得ることができる。
また、磁性層にも酸化ジルコニウムを添加していることから、機械的強度の大きい積層コイル部品を得ることができる。
［評価］
また、上記実施例１および実施例２に示した構成を有する積層コイル部品において、磁性層中の酸化ジルコニウムの含有率を０．００重量％（無添加）、０．０１重量％、０．１重量％、０．５重量％、１．０重量％の範囲で変化させるとともに、非磁性層中の酸化ジルコニウムの含有量を０．００重量％（無添加）〜２．０重量％の範囲（図４および図５参照）で変化させて、積層体の割れの発生割合を調べた。その結果を、図４および図５に示す。
また、上記実施例１および実施例２に示した構成を有する積層コイル部品において、磁性層中の酸化ジルコニウムの含有率を０．００重量％（無添加）、０．０１重量％、０．１重量％、０．５重量％、１．０重量％の範囲で変化させるとともに、非磁性層中の酸化ジルコニウムの含有量を０．００重量％（無添加）〜２．０重量％の範囲（図４および図５参照）で変化させて、積層体の割れの発生割合を調べた。その結果を、図４および図５に示す。
図４および図５に示すように、磁性層中の酸化ジルコニウムが１．０重量％以上になると、上記範囲で非磁性層中の酸化ジルコニウムの量を変化させた場合のいずれの条件でも割れの発生が認められ、好ましくないことが確認された。
一方、非磁性層中の酸化ジルコニウムを０．０２重量％以上、１．０重量％未満とすることにより、磁性層中の酸化ジルコニウムを１．０重量％未満とした場合に、積層体の割れの発生を効率よく、抑制、防止できることが確認された。
この結果より、本願発明における磁性層および非磁性層中の酸化ジルコニウムの割合は、磁性層では１．０重量％未満、非磁性層では０．０２重量％以上、１．０重量％未満とすることが望ましいものと考えられる。
なお、上記の各実施例に示すＮｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライト材料のみを用いた焼結体を構成し、その酸化ジルコニウムの含有量を調べたところ、焼結前のスラリーに含有されている酸化ジルコニウムの含有量と大差のないことが確認された。また、同様に、上記の各実施例に示すＣｕ−Ｚｎ系フェライト材料のみを用いた焼結体を構成し、その酸化ジルコニウムの含有量を調べたところ、焼結前のスラリーに含有されている酸化ジルコニウムの含有量と大差のないことが確認された。
なお、上記の各実施例に示すＮｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライト材料のみを用いた焼結体を構成し、その酸化ジルコニウムの含有量を調べたところ、焼結前のスラリーに含有されている酸化ジルコニウムの含有量と大差のないことが確認された。また、同様に、上記の各実施例に示すＣｕ−Ｚｎ系フェライト材料のみを用いた焼結体を構成し、その酸化ジルコニウムの含有量を調べたところ、焼結前のスラリーに含有されている酸化ジルコニウムの含有量と大差のないことが確認された。
図６は、本願発明のさらに他の実施例（実施例３）にかかる積層コイル部品（積層インダクタ）を示す断面図である。
この積層コイル部品１ａは、図６に示すように、内部に螺旋状のコイルＬが配設された、磁性層が積層されてなる積層体１１に、積層方向に所定の間隔をおいて２層の非磁性層４が配設された構造を有する開磁路型の積層コイル部品（積層インダクタ）である。
この積層コイル部品１ａは、図６に示すように、内部に螺旋状のコイルＬが配設された、磁性層が積層されてなる積層体１１に、積層方向に所定の間隔をおいて２層の非磁性層４が配設された構造を有する開磁路型の積層コイル部品（積層インダクタ）である。
そして、この実施例３の積層コイル部品においても、積層体１１を構成する磁性層および非磁性層４には、焼結速度を制御する機能を果たす酸化ジルコニウムが、磁性層と非磁性層の焼結速度を互いに近似させることが可能な割合で添加されている。
具体的には、磁性層には、酸化ジルコニウムが０．０１重量％となるような割合で添加されており、非磁性層には、酸化ジルコニウムが０．０３重量％となるような割合で添加されている。
具体的には、磁性層には、酸化ジルコニウムが０．０１重量％となるような割合で添加されており、非磁性層には、酸化ジルコニウムが０．０３重量％となるような割合で添加されている。
なお、この実施例３の積層コイル部品１ａの、その他の部分の基本的な構成は実施例１，２の場合と同様であり、実施例１，２の場合と同様の方法で製造することが可能であり、図６において、図１〜３と同一符号を付した部分は図１〜３と同一または相当する部分を示す。
この実施例３の積層コイル部品１ａにおいても、焼成工程における、磁性層と非磁性層の収縮速度の差が小さいため、磁性層と非磁性層の界面における割れ、欠け、剥離の発生や、積層体の反りなどの発生を抑制、防止しつつ、開磁路型の積層コイル部品の特徴である、磁気飽和しにくく、直流重畳特性の良好な積層コイル部品を提供することができる。
特に、この実施例３の積層コイル部品１ａのように、非磁性層４を２層配設することにより、非磁性層４を一層とした実施例１および２の積層コイル部品の場合に比べて、磁界がより多くコイルＬの外部に漏れるようにすることが可能になり、さらに効率よく磁気飽和を緩和することができる。
図７は、本願発明のさらに他の実施例（実施例４）にかかる積層コイル部品（積層インダクタ）を示す断面図である。
この実施例４の積層コイル部品１ｂは、図７に示すように、内部に螺旋状のコイルＬが配設された、磁性層が積層されてなる積層体１１の、コイルＬを構成するコイル導体５を取り囲むように、非磁性層からなる非磁性領域２０が配設された構造を有する、開磁路型の積層コイル部品（積層インダクタ）である。
この実施例４の積層コイル部品１ｂは、図７に示すように、内部に螺旋状のコイルＬが配設された、磁性層が積層されてなる積層体１１の、コイルＬを構成するコイル導体５を取り囲むように、非磁性層からなる非磁性領域２０が配設された構造を有する、開磁路型の積層コイル部品（積層インダクタ）である。
この実施例４の積層コイル部品のように、コイル導体５を取り囲むように、コイル導体５の周囲に非磁性層からなる非磁性領域２０を配設するようにした場合にも、磁路の磁気抵抗を増加させて、磁気飽和しにくく、直流重畳特性に優れた、開磁路型の積層コイル部品を得ることができる。
なお、この実施例４の積層コイル部品は、例えば、図８(ａ)に示すように、中央部と、周辺部に、磁性体セラミックを主成分とするセラミックスラリー３１を印刷し、磁性体セラミックを主成分とするセラミックスラリー３１が印刷されていない環状の領域に、図８(ｂ)に示すように、非磁性体セラミックを主成分とするセラミックスラリー３２を印刷し、形成されたセラミックグリーンシート３３上にコイル導体パターン５ａを印刷した電極形成セラミックグリーンシート３３ａを用意し、この電極形成セラミックグリーンシート３３ａを所定の順序で積層し、その上下両側に、全面が磁性層からなり、コイル導体パターンの形成されていない外層用セラミックグリーンシートを積層して積層体を形成する工程を経て製造することができる。
なお、上記の各実施例にかかる積層コイル部品は、上述のように、いずれもセラミックグリーンシートを積層する工程を備えたいわゆるシート積層工法により製造することが可能であるが、磁性体セラミックスラリー、非磁性体セラミックスラリー、および電極ペーストを用意し、これらを、各実施例で示したような構成を有する積層体が形成されるように印刷してゆく、いわゆる逐次印刷工法によっても製造することが可能である。
さらに、例えば、キャリアフィルム上にセラミックスラリーを印刷（塗布）することにより形成されたセラミック層をテーブル上に転写し、その上に、キャリアフィルム上に電極ペーストを印刷（塗布）することにより形成された電極ペースト層を転写し、これを繰り返して、各実施例で示したような構成を有する積層体を形成する、いわゆる逐次転写工法によっても製造することが可能である。
本願発明の積層コイル部品は、さらに他の方法によっても製造することが可能であり、その具体的な製造方法に特別の制約はない。
そして、いずれの方法を用いる場合にも、上述のような本願発明に特有の作用効果を得ることが可能である。
そして、いずれの方法を用いる場合にも、上述のような本願発明に特有の作用効果を得ることが可能である。
また、上記の各実施例では、１個ずつ積層コイル部品を製造する場合（個産品の場合）を例にとって説明しているが、量産する場合には、多数のコイル導体パターンをマザーセラミックグリーンシートの表面に印刷し、このマザーセラミックグリーンシートを複数枚積層圧着して未焼成の積層体ブロックを形成した後、積層体ブロックをコイル導体パターンの配置に合わせてカットし、個々の積層コイル部品用の積層体を切り出す工程を経て多数個の積層コイル部品を同時に製造する、いわゆる多数個取りの方法を適用して製造することが可能である。
また、上記各実施例では、積層コイル部品が積層インダクタである場合を例にとって説明したが、本願発明は、積層インピーダンス素子や積層トランスなど種々の開磁路型の積層コイル部品に適用することが可能である。
また、上記各実施例では、磁性層と非磁性層とが積層された構造を有する積層コイル部品を例にとって説明したが、非磁性層の全てあるいは一部が低透磁率層である場合にも本願発明を適用することが可能であり、その場合にも、上記各実施例の場合に準じる作用効果を得ることができる。
本願発明はさらにその他の点においても上記実施例に限定されるものではなく、非磁性層の配設態様、コイル導体の具体的な構成、磁性層および非磁性層を構成する材料などに関し、発明の範囲内において種々の応用、変形を加えることができる。
上述のように、本願発明によれば、磁性層と非磁性層また低透磁率層の界面における割れ、欠け、剥離などの発生や、積層体の反りなどの発生を抑制、防止することが可能で、磁気飽和しにくく、直流重畳特性に優れた、信頼性の高い開磁路型の積層コイル部品を確実に得ることが可能になる。
したがって、本願発明は、磁性層と、非磁性層または低透磁率層とを積層してなる積層体と、その内部に配設されたコイル導体とを備えた、開磁路型の積層コイル部品の分野に広く適用することができる。
したがって、本願発明は、磁性層と、非磁性層または低透磁率層とを積層してなる積層体と、その内部に配設されたコイル導体とを備えた、開磁路型の積層コイル部品の分野に広く適用することができる。
Claims (5)
- 磁性層と非磁性層または低透磁率層とを積層してなる積層体の内部にコイル導体が配設された構造を有する開磁路型の積層コイル部品であって、
前記非磁性層または前記低透磁率層が、酸化ジルコニウムを含有していること
を特徴とする積層コイル部品。 - 前記非磁性層または前記低透磁率層の酸化ジルコニウムの含有量が、０．０２重量％以上、１．０重量％未満であることを特徴とする請求項１記載の積層コイル部品。
- 前記磁性層にも酸化ジルコニウムを含有させたことを特徴とする請求項１または２記載の積層コイル部品。
- 前記磁性層の酸化ジルコニウムの含有量が、１．０重量％未満であることを特徴とする請求項３記載の積層コイル部品。
- 前記磁性層がＮｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライトを主成分とする材料からなるものであり、前記非磁性層または前記低透磁率層がＣｕ−Ｚｎ系フェライトを主成分とする材料からなるものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の積層コイル部品。
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