WO2010026825A1 - 積層コイル部品およびその製造方法 - Google Patents

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WO2010026825A1
WO2010026825A1 PCT/JP2009/061688 JP2009061688W WO2010026825A1 WO 2010026825 A1 WO2010026825 A1 WO 2010026825A1 JP 2009061688 W JP2009061688 W JP 2009061688W WO 2010026825 A1 WO2010026825 A1 WO 2010026825A1
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magnetic ceramic
inner conductor
internal conductor
interface
magnetic
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PCT/JP2009/061688
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正晴 河野上
幸男 前田
辰哉 水野
大喜 橋本
充 上田
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株式会社村田製作所
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F17/00Fixed inductances of the signal type 
    • H01F17/0006Printed inductances
    • H01F17/0013Printed inductances with stacked layers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F17/00Fixed inductances of the signal type 
    • H01F17/04Fixed inductances of the signal type  with magnetic core
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F3/00Cores, Yokes, or armatures
    • H01F3/10Composite arrangements of magnetic circuits

Definitions

  • a helical coil is arranged inside a magnetic ceramic element formed by firing a ceramic laminated body in which a magnetic ceramic layer and a coil-forming internal conductor mainly composed of Ag are laminated.
  • the present invention relates to a laminated coil component having a provided structure.
  • the internal stress generated due to the difference in thermal expansion coefficient between the magnetic ceramic layer and the inner conductor causes the magnetic characteristics of the magnetic ceramic to be reduced.
  • the impedance value of the laminated coil component is lowered and variations are caused.
  • the sintered magnetic ceramic element is immersed in an acidic plating solution, and a gap is provided between the magnetic ceramic layer and the internal conductor, thereby providing an internal structure.
  • a multilayer impedance element has been proposed in which the influence of stress on a magnetic ceramic layer by a conductor is avoided to eliminate a decrease or variation in impedance value (Patent Document 1).
  • the magnetic ceramic element is immersed in the plating solution, and the plating solution penetrates into the inside from the portion where the internal conductor is exposed on the surface of the magnetic ceramic element. Since a discontinuous gap is formed between the magnetic ceramic layer and the inner conductor, the inner conductor and the gap are formed between the magnetic ceramic layers, and the inner conductor becomes thin. In some cases, through holes are formed in the inner conductor, and the ratio of the inner conductor occupying between the ceramic layers must be reduced.
  • the present invention solves the above-mentioned problems, and can reduce the problem of internal stress without forming a gap between the internal conductor and the surrounding magnetic ceramic, and occupies the internal conductor.
  • An object of the present invention is to provide a highly reliable laminated coil component that has a high rate, low resistance, and is less likely to cause disconnection of an internal conductor due to a surge or the like.
  • the laminated coil component of the present invention is The internal conductor is connected between layers in a magnetic ceramic element including a plurality of laminated magnetic ceramic layers and an internal conductor mainly composed of Ag and disposed via the magnetic ceramic layer.
  • the pore area ratio of the magnetic ceramic constituting the side gap portion which is a region between the side portion of the inner conductor and the side surface of the magnetic ceramic element, is 6 to 20. % Range is desirable.
  • the manufacturing method of the laminated coil component of the present invention Formed by using a plurality of laminated magnetic ceramic green sheets and a conductive paste containing Ag in the range of 80 to 90% by weight and having a sintering shrinkage smaller than that of the magnetic ceramic green sheets. Firing a ceramic laminate including a plurality of internal conductor patterns for forming a magnetic ceramic element having a helical coil therein; From the side surface of the magnetic ceramic element, through the side gap portion which is a region between the side portion of the inner conductor and the side surface of the magnetic ceramic element, the acidic solution is passed through the inner conductor and the surrounding magnetic ceramic A step of cutting the bond at the interface between the inner conductor and the surrounding magnetic ceramic by reaching the interface.
  • the manufacturing method of the laminated coil component of the present invention Coil formation formed by using a plurality of laminated magnetic ceramic green sheets and a conductive paste containing Ag in the range of 80 to 90% by weight and having a smaller sintering shrinkage than the magnetic ceramic green sheets. And firing a ceramic laminate including a plurality of internal conductor patterns, and having a spiral coil therein and one of a pair of end portions of the spiral coil on each of a pair of side surfaces facing each other Forming a magnetic ceramic element having a pore area ratio of 6 to 20% in a side gap portion which is a region between the side portion of the inner conductor and the side surface of the magnetic ceramic element. , Forming external electrodes on the pair of side surfaces of the magnetic ceramic element in which the pair of end portions of the spiral coil are exposed; And a step of plating the surface of the external electrode using an acidic plating solution.
  • a conductive paste containing Ag in the range of 83 to 89% by weight is more preferable to use as the conductive paste.
  • the multilayer coil component of the present invention has a high internal conductor coverage of 99.5% or more and there is no air gap at the interface between the internal conductor and the surrounding magnetic ceramic, the internal conductor between the magnetic ceramic layers is It is possible to keep the occupancy rate of the high. Moreover, since the interface between the inner conductor and the magnetic ceramic is dissociated, the stress generated due to the difference in sintering shrinkage between the magnetic ceramic and the inner conductor is suppressed from being applied to the magnetic ceramic. It becomes possible. Therefore, the resistance is low, the internal conductor is not easily broken by surges, etc., the characteristics such as inductance and impedance are good, and the rate of change in characteristics in reliability tests such as thermal shock tests is small. It becomes possible to obtain a high laminated coil component.
  • the inner conductor coverage may be 99.5% or more. However, when the inner conductor coverage is 99.8% or more, it is possible to obtain a laminated coil component with better characteristics and high reliability.
  • the pore area ratio of the magnetic ceramic in the side gap portion which is the region between the side portion of the inner conductor and the side surface of the magnetic ceramic element, in the range of 6 to 20%
  • the pore area ratio 6 By making an acidic solution enter the inside of the magnetic ceramic element from the side gap portion, which is a porous region of ⁇ 20%, to reach the interface between the internal conductor and the surrounding magnetic ceramic, it is easy and reliable.
  • the bond at the interface between the inner conductor and the magnetic ceramic can be cut (that is, the interface is dissociated). Therefore, the interface between the inner conductor and the magnetic ceramic is dissociated, and it becomes possible to obtain a laminated coil component with good characteristics in which the stress is sufficiently relaxed.
  • the method for manufacturing a laminated coil component of the present invention includes a magnetic ceramic green sheet and a conductive paste containing Ag in the range of 80 to 90% by weight and having a smaller sintering shrinkage than the magnetic ceramic green sheet.
  • the ceramic laminated body having a plurality of inner conductor patterns for forming the coil formed by firing is fired to form a magnetic ceramic element having a spiral coil therein.
  • the stress is relaxed without thinning the inner conductor as in the case of the conventional laminated coil component in which a gap is provided to cut the bond between the inner conductor and the surrounding magnetic ceramic. Can be realized. Therefore, it has low resistance, high occupancy of the internal conductor, it is difficult for the internal conductor to break due to surges, etc., and it has good characteristics such as inductance and impedance, and characteristics in reliability tests such as thermal shock tests. A highly reliable laminated coil component with a small change rate can be efficiently manufactured.
  • the method for manufacturing a laminated coil component according to the present invention includes a plurality of laminated magnetic ceramic green sheets and Ag in a range of 80 to 90% by weight, and the sintering shrinkage ratio is higher than that of the magnetic ceramic green sheets.
  • a magnetic ceramic element in which one of the pair of end portions of the coiled coil is exposed and the pore area ratio of the side gap portion is 6 to 20% is formed, and the pair of ends of the spiral coil is exposed.
  • the surface of the external electrode is plated using a plating solution containing an acidic substance. Accordingly, even when the external electrode covers the end face of the magnetic ceramic element, the plating solution (acid solution) is passed from the porous side gap portion having a pore area ratio of 6 to 20% to the inner conductor and the surrounding magnetic body.
  • the stress applied to the magnetic ceramic can be relaxed by reliably penetrating the interface with the ceramic and cutting the bond at the interface between the inner conductor and the surrounding magnetic ceramic. As a result, it is possible to efficiently manufacture a laminated coil component having a high internal conductor coverage of 99.5% or more, good characteristics, and high reliability.
  • the plating solution (acidic solution) is permeated into the magnetic ceramic element at the same time, so that it is not necessary to add a new process to the existing process.
  • the plating solution (acidic solution) is permeated into the magnetic ceramic element at the same time, so that it is not necessary to add a new process to the existing process.
  • the desired effect can be obtained by forming the internal conductor pattern using a conductive paste having an Ag content of 80 to 90% by weight.
  • a conductive paste having an Ag content of 80 to 90% by weight By setting the range to 83 to 89% by weight, it is possible to reliably manufacture a laminated coil component having an internal conductor coverage of 99.8% or more, good characteristics, and excellent mechanical strength.
  • the present invention can be further effectively realized.
  • FIG. 1 It is front sectional drawing which shows the structure of the laminated coil component concerning one Example (Example 1) of this invention. It is a disassembled perspective view explaining the manufacturing method of the laminated coil component concerning Example 1 of this invention. It is side surface sectional drawing which shows the structure of the laminated coil component concerning Example 1 of this invention. It is a figure explaining the measuring method of the pore area ratio of the laminated coil components of Example 1 of this invention and a comparative example. It is a figure which shows the SEM image of the internal conductor of the sample of the sample number 4 provided with the requirements of this invention. It is a figure which shows the SEM image of the internal conductor of the sample of the sample number 8 which does not have the requirements of this invention.
  • the multilayer coil component of the present invention it is desirable to use, for example, a material mainly composed of NiCuZn ferrite as the magnetic ceramic layer.
  • the inner conductor has no through hole and the entire region where the inner conductor is to be disposed is covered with the inner conductor.
  • the inner conductor coverage is 99.5% or more, the magnetic body It is possible to obtain a highly reliable laminated coil component that can maintain a high occupation ratio of the inner conductor between the ceramic layers, has a low direct current resistance, and hardly breaks the inner conductor due to a surge or the like.
  • the laminated coil component of this invention it is desirable to make the sintering shrinkage rate of an internal conductor smaller than the sintering shrinkage rate of a magnetic ceramic.
  • the sintering shrinkage rate of the inner conductor smaller than the sintering shrinkage rate of the magnetic ceramic, the periphery of the inner conductor is pushed by the magnetic ceramic during the sintering shrinkage of the inner conductor.
  • the inner conductor is densely filled into the space where the inner conductor is to be formed inside the magnetic ceramic. The dense inner conductor thus densely packed can reduce the direct current resistance and improve the surge resistance.
  • the pore area rate of the side gap portion is ensured without lowering the sinterability, and the portion is more acidic. It is possible to make it easier for the solution to enter.
  • the inner conductor does not shrink during firing or expands more than before firing, which may cause structural defects or affect the chip shape. Absent. Also, when the sintering shrinkage rate of the inner conductor is 15% or more, the pore ratio distribution is less likely to be generated inside the magnetic ceramic element, and the acidic solution is sufficiently infiltrated into the inside from the side gap portion of the magnetic ceramic element. Is not preferable because it becomes difficult.
  • the shrinking behavior of the inner conductor in the firing step it is preferable that the inner conductor is flattened from about 300 ° C. and then flattened up to the maximum temperature of firing or expanded by about 5%.
  • the sintering shrinkage behavior of the inner conductor includes the content of the conductive component (Ag powder) in the conductive paste for forming the inner conductor, the amount of the organic vehicle contained in the conductive paste, the type of varnish, the molding pressure of the laminate, Since it relates to a degreasing / firing profile and the like, a desired sintering shrinkage can be achieved by appropriately selecting these conditions.
  • a conductive paste having an Ag content of 80 to 90% by weight is used as a conductive paste for forming an inner conductor, so that the sintering shrinkage rate is smaller than that of a magnetic ceramic green sheet. It becomes possible to obtain.
  • a conductive paste having an Ag content of 80 to 90% by weight it is possible to suppress and prevent the formation of through holes in the internal conductor during the firing process, and the internal conductor coverage is 99.5%.
  • the Ag content is in the range of 80 to 90% by weight because when the Ag content is less than 80% by weight, the internal conductor coverage is less than 99.5%, and when the Ag content exceeds 90% by weight, This is because it is difficult to produce a conductive paste for forming a conductor, and the sintering shrinkage rate of the inner conductor becomes too small to cause a structural defect.
  • the Ag content can be a range of 83 to 89% by weight (narrower range)
  • the inner conductor coverage can be increased to 99.8% or more.
  • the Ag powder as the conductive material constituting the conductive paste desirably has a high purity with impurities of 0.1% by weight or less.
  • the internal conductor corrodes by an acidic solution, and the malfunction that DC resistance increases may arise.
  • an acidic solution is allowed to permeate from the side gap portion of the magnetic ceramic element, so that the magnetic ceramic (ferrite) and the internal conductor The acidic solution can reach the interface to break the bond at the interface and relieve the stress.
  • the pore area ratio of the side gap portion of the magnetic ceramic element is set to 6 to 20%. It is necessary. When the pore area ratio of the side gap portion of the magnetic ceramic element is less than 6%, it becomes difficult to permeate the acidic solution to the interface between the inner conductor and the magnetic ceramic, and the interface between the magnetic ceramic and the inner conductor is bonded. Can't cut. On the other hand, if the pore area ratio exceeds 20%, the acidic solution can be easily infiltrated, but this is not preferable because the mechanical strength of the magnetic ceramic is lowered.
  • the pore diameter is preferably in the range of 0.1 to 0.6 ⁇ m. This is because when the pore diameter is less than 0.1 ⁇ m, it becomes difficult for the acidic solution to reach the interface between the inner conductor and the surrounding magnetic ceramic from the side gap portion, and when the pore diameter is larger than 0.6 ⁇ m, the magnetic ceramic element This is due to a decrease in strength.
  • the conductive paste for forming the internal conductor a paste having a high content of Ag as the conductive component is used, and the internal shrinkage rate is higher than the sintering shrinkage rate of the magnetic ceramic layer.
  • the pore area ratio of the side gap portion can be made 6 to 20%.
  • FIG. 1 is a front sectional view schematically showing the structure of a laminated coil component (a laminated impedance element in this embodiment 1) according to one embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is an exploded view showing a method for manufacturing the laminated coil component of FIG.
  • FIG. 3 is a side sectional view of the laminated coil component shown in FIG.
  • a laminated coil component 10 includes a laminated magnetic ceramic layer 1 and a helical coil formed by connecting an internal conductor 2 composed mainly of Ag and laminated through the magnetic ceramic layer 1.
  • the magnetic ceramic element 3 having 4 is provided.
  • a pair of external electrodes 5 a and 5 b are disposed at both ends of the magnetic ceramic element 3 so as to be electrically connected to both ends 4 a and 4 b of the spiral coil 4.
  • the side gap portion 8 which is a region between the side portion of the inner conductor 2 and the side surface of the magnetic ceramic element 3 is configured to be in a porous state with a pore area ratio in the range of 6 to 20%. ing.
  • the inner conductor coverage which is the ratio of the area of the region covered with the inner conductor 2 to the area of the region where the inner conductor 2 is to be disposed, is 99.8% or more.
  • the internal conductor 2 is formed.
  • a magnetic material was weighed at a ratio of 48.0 mol% Fe 2 O 3 , 29.5 mol% ZnO, 14.5 mol% NiO, and 8.0 mol% CuO, and was prepared in a ball mill for 48 hours. Wet mixing was performed. Then, the wet-mixed slurry was dried with a spray dryer and calcined at 700 ° C. for 2 hours. The obtained calcined product was wet pulverized for 16 hours by a ball mill, and after the pulverization was completed, a predetermined amount of binder was mixed to obtain a ceramic slurry. Then, this ceramic slurry was formed into a sheet shape to produce a ceramic green sheet having a thickness of 25 ⁇ m.
  • a conductive paste for forming an internal conductor was printed on the surface of the ceramic green sheet to form a coil pattern (internal conductor pattern).
  • a conductive paste having an impurity content of 0.1 wt% or less, Ag powder, varnish, and a solvent, and an Ag content of 85 wt% was used.
  • a plurality of ceramic green sheets 21 on which the inner conductor pattern (coil pattern) 22 is formed are stacked and pressure-bonded.
  • pressure bonding was performed at 1000 kgf / cm 2 to obtain a laminated body (unfired magnetic ceramic element) 23 as a pressure-bonding block.
  • the unfired magnetic ceramic element 23 includes a laminated spiral coil in which internal conductor patterns (coil patterns) 22 are connected via via holes 24. The number of turns of the coil is 7.5 turns.
  • this pressure-bonding block (unfired magnetic ceramic element) 23 is cut into a predetermined size, the binder is removed, and the firing temperature is changed between 820 ° C. and 910 ° C. and sintered.
  • the firing temperature is changed between 820 ° C. and 910 ° C. and sintered.
  • the sintering shrinkage rate during firing of the magnetic ceramic (ferrite) and the inner conductor is 13 to 20% for the magnetic ceramic, and 8% for the inner conductor. Note that when the firing temperature is in the range of 820 ° C. to 910 ° C., the sintering shrinkage rate of the inner conductor is substantially constant.
  • the side gap portion 8 which is a region between the side portion 2 a of the magnetic ceramic element 3 and the side surface 3 a of the magnetic ceramic element 3, has an upper surface of the upper outermost layer of the inner conductor 2 in the magnetic ceramic element 3, and The outer layer region 9 between the upper surface of the ceramic element 3 and the outer layer region 9 between the lower surface of the lower outermost layer of the inner conductor 2 in the magnetic ceramic element 3 and the lower surface of the magnetic ceramic element 3
  • the pore area ratio increases. That is, the outer layer region 9 is more densely sintered, and the side gap portion 8 has a larger pore distribution.
  • the outer layer region 9 is more densely sintered and the distribution of the pores in the side gap portion 8 is increased by making the sintering shrinkage rate of the inner conductor 2 smaller than that of the magnetic ceramic 11. This is because a difference in sintering shrinkage between the inner conductor 2 and the magnetic ceramic 11 occurs, and the inner conductor 2 suppresses the sintering shrinkage of the magnetic ceramic 11.
  • the sintered shrinkage rate of the magnetic ceramic is measured by stacking ceramic green sheets, crimping them under the same pressure conditions as those used to actually manufacture laminated coil components, cutting to a predetermined size, firing, and laminating
  • the sintering shrinkage in the direction along the direction was measured by measuring with a thermomechanical analyzer (TMA).
  • the measurement of the sintering shrinkage rate of the inner conductor was performed by the following method. First, the conductive paste for forming the inner conductor was thinly spread on a glass plate and dried, and then the dried material was scraped off and pulverized into a powder in a mortar. Then, it is uniaxial press-molded under the same pressure conditions as when manufacturing laminated coil parts in a mold, cut to a predetermined size and fired, and the sintering shrinkage along the press direction is measured with TMA did.
  • a conductive paste for forming an external electrode is applied to both ends of a magnetic ceramic element (sintered element) 3 having a spiral coil 4 inside, dried, and then baked at 750 ° C.
  • External electrodes 5a and 5b were formed.
  • the conductive paste for forming the external electrode Ag powder having an average particle diameter of 0.8 ⁇ m, B-Si—K-based glass frit having an average particle diameter of 1.5 ⁇ m and varnish having excellent plating resistance are used. A conductive paste blended with a solvent was used. And the external electrode formed by baking this electroconductive paste was a precise
  • the laminated coil component (laminated impedance element) 10 which has the structure provided with the helical coil 4 inside the magnetic body ceramic element 3 is obtained.
  • an acidic solution having a pH of 4 containing nickel sulfate at a rate of about 300 g / L, nickel chloride at a rate of about 50 g / L, boric acid at a rate of about 35 g / L was used as the Ni plating solution.
  • an acidic solution containing about 70 g / L of tin sulfate and about 100 g / L of ammonium sulfate and having a pH of 5 was used as the Sn plating solution.
  • the laminated coil component produced as described above was subjected to impedance measurement and bending strength measurement by a three-point bending test by the following methods.
  • the SEM observation of the inner conductor was performed by the following method, and the inner conductor coverage, which was the ratio of the area of the region covered with the inner conductor to the area of the region where the inner conductor was to be disposed, was measured.
  • the pore area ratio of the side gap portion was measured by the following method for the magnetic ceramic element before plating the external electrode.
  • WT plane A cross-section defined by the width direction and thickness direction of the magnetic ceramic element before plating is mirror-polished and focused ion beam processing (FIB processing) is performed.
  • FIB processing focused ion beam processing
  • SEM scanning electron microscope
  • FIB equipment FIB 200TEM manufactured by FEI FE-SEM (scanning electron microscope): JSM-7500FA manufactured by JEOL WinROOF (image processing software): manufactured by Mitani Corporation, Ver. 5.6
  • FIB processing ⁇ Focused ion beam processing (FIB processing)> As shown in FIG. 4, FIB processing was performed at an incident angle of 5 ° on the polished surface of the sample mirror-polished by the above-described method.
  • the pore area ratio was determined by the following method: a) Determine the measurement range. If it is too small, an error due to the measurement location occurs. (In this example, it was 22.85 ⁇ m ⁇ 9.44 ⁇ m) b) If the magnetic ceramic and the pore are difficult to distinguish, adjust the brightness and contrast. c) Perform binarization and extract only pores. If the “color extraction” of the image processing software WinROOF is not complete, it is manually compensated. d) If a part other than the pore is extracted, the part other than the pore is deleted. e) The total area, the number, the area ratio of the pores, and the area of the measurement range are measured by “total area / number measurement” of the image processing software.
  • the pore area ratio in the present invention is a value measured as described above.
  • Table 1 shows the inner conductor coverage, the pore area ratio of the side gap and the pore area ratio of the outer layer region, the impedance (
  • sample Nos. 1 to 6 are: “There is no void at the interface between the inner conductor mainly composed of Ag and the magnetic ceramic around the inner conductor, and the inner conductor and the magnetic material are magnetic. It is a sample having the requirement of the present invention that the interface with the body ceramic is dissociated. On the other hand, sample No.
  • Sample No. 8 is a sample manufactured using a conductive paste having an Ag content of 76% by weight as a conductive paste for forming an internal conductor, and the internal conductor coverage is 94.6%. It is a sample that does not have the requirements of the present invention that does not reach the inner conductor coverage of 99.5% defined by the present invention.
  • the sample of sample number 8 is the same as the sample of sample number 4 (using a conductive paste having an Ag content of 85% by weight) except that a conductive paste having an Ag content of 76% by weight is used. It was produced under the conditions.
  • the sintering shrinkage rate during firing of the magnetic ceramic (ferrite) and the inner conductor is 13% to 20% for the magnetic ceramic, whereas that for the inner conductor is 8%. Since the sintering shrinkage rate is smaller than the sintering shrinkage rate of ferrite, the interface between the internal conductor and the magnetic ceramic is firmly bonded at the stage after firing is finished.
  • the pore area ratio of the side gap portion is large to some extent by applying, for example, Ni plating to the sample in which the interface between the inner conductor and the magnetic ceramic is firmly bonded, the plating is performed, Ni plating solution penetrates from the pores in the area not covered by the external electrode of the magnetic ceramic element (multilayer coil component), reaches the interface between the internal conductor and the magnetic ceramic, and reaches the interface between the internal conductor and the magnetic ceramic. The bond is broken at.
  • the pore area ratio of the side gap portion is small, the plating solution cannot penetrate inside, and the bond cannot be cut at the interface between the internal conductor and the magnetic ceramic.
  • the sample No. 7 in Table 1 is a sample having a low pore area ratio of 2% in the side gap portion, and the interface between the internal conductor and the magnetic ceramic is bonded even after the plating process. When ruptured, no separation was observed at the interface between the magnetic ceramic and the inner conductor. Therefore, in the case of the sample of Sample No. 7, since the stress is applied to the magnetic ceramic due to the sintering shrinkage of the internal conductor, the impedance is remarkably lowered.
  • the conductive paste having an Ag content of 76% by weight used in the sample of sample number 8 has a high sintering shrinkage rate of 22%, which is higher than the sintering shrinkage rate of the surrounding magnetic ceramic (ferrite).
  • a gap is formed between the magnetic ceramic and the inner conductor, and a through hole is partially formed in the inner conductor, so that the inner conductor coverage is as low as 94.6%.
  • the impedance is somewhat lower than the sample No. 4 sample.
  • FIG. 5 shows the sample No. 4 having the requirements of the present invention (using a conductive paste having an Ag content of 85% by weight and a sintering shrinkage of 8%, an inner conductor coverage of 100%, and a side gap portion)
  • FIG. 6 shows an SEM image of the inner conductor of a sample having a pore area ratio of 11%.
  • FIG. 6 shows a sample of sample number 8 that does not have the requirements of the present invention (produced using a conductive paste with an Ag content of 76 wt% And an SEM image of the inner conductor of the sample having a low inner conductor coverage of 94.6%.
  • FIG. 5 shows the case of the sample of sample number 4, a dense inner conductor without through holes is formed. However, in the sample of sample number 8, as shown in FIG. It can be seen that it is formed.
  • the DC resistance was further measured, and a surge 30 kV application test was performed.
  • the results are shown in Table 2.
  • the direct current resistance was measured using MULTITIMER (Hewlett-Packard 34401A).
  • the surge 30 kV application test was carried out by applying the discharge capacitor 150 pF, discharge resistance 330 ⁇ , contact discharge, 30 times at 0.1 second intervals by the test method specified in IEC61000-4-2.
  • the DC resistance is 0.43 ⁇ , compared to the DC resistance 0.26 ⁇ of the sample No. 4 sample that satisfies the requirements of the present invention. It was also confirmed that, even in a surge test with 30 kV applied, four disconnections that occurred in the sample No. 4 occurred in 100 samples.
  • the pore area ratio of the sample of sample number 1 is as high as 26%, although the decrease in impedance is small, the decrease in the adhesion strength is recognized. Therefore, from the viewpoint of securing a high bending strength while suppressing a decrease in impedance, it is desirable that the pore area ratio of the side gap portion is in the range of 6 to 20% as in Sample Nos. 2 to 6. Further, it can be seen that when the pore area ratio is 8 to 16% as in sample numbers 3 to 5, the impedance and the bending strength are more stable, which is further preferable.
  • FIG. 7 shows a SIM image of a surface (WT surface) processed by FIB after mirror-polishing the cross section of the laminated coil component of the embodiment of the present invention (sample No. 3 in Table 1).
  • This SIM image is obtained by observing the surface processed by FIB after mirror polishing of the WT surface of the laminated coil component after plating at a magnification of 5000 times with a SIM. It can be seen that is not allowed.
  • FIG. 8 shows an SEM image of a fracture surface of the laminated coil component of the example (sample No. 3 in Table 1) by a three-point bending test.
  • the SEM observation of the fracture surface as can be seen from FIG. 8, there is a gap, but this is because the interface between the inner conductor and the magnetic ceramic is dissociated, so that the inner conductor extends at the time of fracture and is pulled out to the front. It is thought that a gap was sometimes formed. A similar gap is observed when the sample is broken with a nipper.
  • Example 2 an example of a laminated coil component manufactured using a magnetic ceramic added with glass is shown.
  • Fe 2 O 3 48.0 mol%, ZnO: 29.5 mol%, NiO: 14.5 mol%, CuO: 8.0 mol%
  • Fe 2 O 3 48.0 mol%
  • ZnO 29.5 mol%
  • NiO 14.5 mol%
  • CuO 8.0 mol%
  • the zinc borosilicate low-softening point crystallized glass may be added before calcination.
  • the zinc borosilicate crystallized glass added here is a glass having a composition of 12 wt% SiO 2 -60 wt% ZnO-28 wt% B 2 O 3 , softening point 580 ° C., crystallization temperature 690 ° C., grain size Glass with a diameter of 1.5 ⁇ m.
  • the composition of the glass in the basic composition, BaO, K 2 O, CaO , Na 2 O, Al 2 O 3, SnO 2, SrO, may contain additives such as MgO.
  • this ceramic slurry was formed into a sheet to obtain a ceramic green sheet having a thickness of 25 ⁇ m.
  • an unfired laminated body (magnetic ceramic element) having a laminated spiral coil therein was produced by the same method as the steps (2) to (4) in Example 1 above.
  • this laminate was sintered by adjusting the firing temperature so that the pore area ratio of the side gap portion was 11%.
  • Example 3 shows the impedance (
  • the addition amount of the zinc borosilicate crystallized glass is preferably in the range of 0.1 to 0.5% by weight, and more preferably in the range of 0.2 to 0.4% by weight.
  • Example 2 Further, the composition of the zinc borosilicate crystallized glass used in Example 2 was changed to produce a zinc borosilicate crystallized glass having a softening point in the range of 400 to 770 ° C. And the addition amount of this zinc borosilicate type
  • ) value can be obtained by setting the softening point of the glass to be used in the range of 500 to 700 ° C.
  • a glass softening point of less than 500 ° C. is not preferable because the fluidity is lowered to inhibit the sintering of the magnetic ceramic or the glass is evaporated to cause a decrease in magnetic permeability. Further, when the glass softening point exceeds 700 ° C., sintering of the magnetic ceramic is hindered, the magnetic permeability is lowered, and the impedance is lowered, which is not preferable.
  • the method for controlling the pore area ratio of the side gap there is no particular restriction on the method for controlling the pore area ratio of the side gap, (1) A method of adjusting the sintering shrinkage difference between the magnetic ceramic and the inner conductor in the range of 5 to 20%, (2) a method of adjusting the thickness of the inner conductor with respect to the thickness of the magnetic ceramic sheet (for example, 10 to 50 ⁇ m) within a range of, for example, 5 to 50 ⁇ m; (3) A method of adjusting the particle size of the ceramic constituting the magnetic ceramic sheet within a range of 0.5 to 5 ⁇ m, for example. (4) A method of adjusting the binder content of the magnetic ceramic sheet in the range of, for example, 8 to 15% by weight, (5) It is possible to control the pore area ratio of the side gap by combining the above (1) to (4).
  • Example 3 an example of a laminated coil component manufactured using a magnetic ceramic in which SnO 2 is added to NiCuZn ferrite is shown.
  • Fe 2 O 3 48.0 mol%, ZnO 29.5 mol%, NiO 14.5 mol%, CuO 8.0 mol%, and SnO 2 in a proportion of 0 to 1.25 wt% with respect to the main component ie The magnetic raw material weighed at a ratio of 0 to 1.2% by weight on the outer shell) was wet-mixed in a ball mill for 48 hours to form a slurry.
  • the obtained slurry was dried with a spray dryer and calcined at 700 ° C. for 2 hours to obtain a calcined product.
  • a calcined product 0.3% by weight of zinc borosilicate low-softening point crystallized glass was added, and after wet milling for 16 hours in a ball mill, a predetermined amount of binder was added and mixed to obtain a ceramic slurry. Obtained.
  • an unfired laminated body (magnetic ceramic element) having a laminated spiral coil therein was produced in the same manner as in Example 2. Then, this laminate was sintered by adjusting the firing temperature so that the pore area ratio of the side gap portion was 11%.
  • the bending strength was measured by an impedance and a three-point bending test.
  • 50 thermal shock tests at ⁇ 55 ° C. to 125 ° C. were performed for 50 samples for each sample, the rate of change in impedance before and after the test was measured, and the maximum value was obtained.
  • Table 4 the impedance of each of the samples with different amount of SnO 2 shows a maximum value of the rate of change of (
  • the SnO 2 addition amount is preferably in the range of 0.3 to 1.0% by weight. Further, when the SnO 2 addition amount is in the range of 0.5 to 0.75% by weight as in sample numbers 19 and 20, it is particularly desirable because it is possible to obtain a laminated coil component with more stable characteristics.
  • it is formed by, for example, transferring a ceramic layer formed by printing (coating) a ceramic slurry on a carrier film onto a table and printing (coating) an electrode paste on the carrier film. It is also possible to manufacture by a so-called sequential transfer method in which the electrode paste layer is transferred and this is repeated to form a laminated body having the configuration as shown in each example.
  • the laminated coil component of the present invention can be manufactured by other methods, and the specific manufacturing method is not particularly limited.
  • the present invention can also be applied to a multilayer inductor having an open magnetic circuit structure partially including a nonmagnetic ceramic.
  • the plating solution used for plating the external electrode is used as an acidic solution, and the laminated coil component is immersed in this plating solution, so that the interface between the internal conductor and the surrounding magnetic ceramics is obtained.
  • the laminated coil component is immersed in a NiCl 2 solution (PH 3.8 to 5.4) at a stage prior to the plating process, for example.
  • the laminated coil component is a laminated impedance element
  • the present invention can be applied to various laminated coil components such as a laminated inductor and a laminated transformer.
  • the present invention is not limited to the above embodiment in other points as well, and relates to the thickness of the internal conductor, the thickness of the magnetic ceramic layer, the dimensions of the product, the firing conditions of the laminate (magnetic ceramic element), etc. Various applications and modifications can be made within the scope of the invention.
  • the present invention it is possible to alleviate the problem of internal stress without forming a gap between the internal conductor and the surrounding magnetic ceramic, and the internal conductor coverage is 99.99. If it is 5% or more, it is possible to obtain a highly reliable laminated coil component that has a high occupation ratio of the internal conductor, low resistance, and is less likely to cause disconnection of the internal conductor due to a surge or the like. Therefore, the present invention can be widely applied to various laminated coil components including a laminated impedance element and a laminated inductor having a configuration in which a coil is provided in a magnetic ceramic.

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Abstract

 内部導体とその周囲の磁性体セラミックの間に空隙を形成することなく、内部応力の問題を緩和することが可能で、かつ、内部導体カバレッジが99.5%以上で、内部導体の占有率が高く、低抵抗で、サージなどによる内部導体の断線が発生しにくい、信頼性の高い積層コイル部品を得ることを可能にする。  内部導体カバレッジを99.5%以上にするとともに、内部導体2と内部導体の周囲の磁性体セラミック11との界面に空隙を存在させずに、内部導体と磁性体セラミックとの界面が解離した状態とする。  内部導体の側部と、磁性体セラミック素子3の側面との間の領域であるサイドギャップ部8のポア面積率を6~20%の範囲とする。  磁性体セラミック素子のサイドギャップ部から酸性溶液を浸透させて、内部導体とその周囲の磁性体セラミックとの界面に到達させ、内部導体とその周囲の磁性体セラミックとの界面の結合を切断する。

Description

積層コイル部品およびその製造方法
 本発明は、磁性体セラミック層と、Agを主成分とするコイル形成用の内部導体とを積層したセラミック積層体を焼成することにより形成される、磁性体セラミック素子の内部に螺旋状コイルが配設された構造を有する積層コイル部品に関する。
 近年、電子部品の小型化への要求が大きくなり、コイル部品に関しても、その主流は積層型のものに移りつつある。
 ところで、磁性体セラミックと内部導体を同時焼成して得られる積層コイル部品は、磁性体セラミック層と内部導体との間で熱膨張係数の違いから発生する内部応力が、磁性体セラミックの磁気特性を低下させ、積層コイル部品のインピーダンス値の低下やばらつきを引き起こすという問題点がある。
 そこで、このような問題点を解消するために、焼成後の磁性体セラミック素子を酸性のめっき液中に浸漬処理して、磁性体セラミック層と内部導体との間に空隙を設けることにより、内部導体による磁性体セラミック層への応力の影響を回避して、インピーダンス値の低下やばらつきを解消するようにした積層型インピーダンス素子が提案されている(特許文献1)。
 しかしながら、この特許文献1の積層型インピーダンス素子においては、磁性体セラミック素子をめっき液中に浸漬して、内部導体が磁性体セラミック素子の表面に露出する部分からめっき液を内部に浸透させることにより、磁性体セラミック層と内部導体の間に不連続な空隙を形成するようにしていることから、磁性体セラミック層間に、内部導体と空隙が形成されることになり、内部導体が細ったり、場合によっては内部導体に貫通孔が形成されたりして、セラミック層間に占める内部導体の割合が小さくならざるを得ないのが実情である。
 そのため、直流抵抗の低い製品を得ることが困難になるという問題点がある。特に、寸法が、1.0mm×0.5mm×0.5mmの製品や、0.6mm×0.3mm×0.3mmの製品などのように小型の製品になると、磁性体セラミック層を薄くすることが必要になり、磁性体セラミック層間に、内部導体と空隙の両方を設けつつ、内部導体を厚く形成することが困難になるばかりでなく、内部導体に貫通孔が形成されやすくなる。そのため、直流抵抗の低減を図ることができなくなるばかりでなく、サージなどによる内部導体の断線が発生しやすくなり、十分な信頼性を確保することができなくなるという問題点がある。
特開2004-22798号公報
 本発明は、上記課題を解決するものであり、内部導体とその周囲の磁性体セラミックの間に空隙を形成することなく、内部応力の問題を緩和することが可能で、かつ、内部導体の占有率が高く、低抵抗で、サージなどによる内部導体の断線が発生しにくい、信頼性の高い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、本発明の積層コイル部品は、
 積層された複数の磁性体セラミック層と、前記磁性体セラミック層を介して配設された、Agを主成分とする内部導体とを備える磁性体セラミック素子の内部に、前記内部導体を層間接続することにより形成された螺旋状コイルを有する積層コイル部品であって、
 前記内部導体を配設すべき領域に対する、前記内部導体により覆われている領域の面積の割合である内部導体カバレッジが99.5%以上であり、
 前記内部導体と前記内部導体の周囲の磁性体セラミックとの界面には空隙が存在せず、かつ、前記内部導体と前記磁性体セラミックとの界面が解離していること
 を特徴としている。
 また、本発明の積層コイル部品においては、前記内部導体の側部と、前記磁性体セラミック素子の側面との間の領域であるサイドギャップ部を構成する磁性体セラミックのポア面積率を6~20%の範囲とすることが望ましい。
 また、本発明の積層コイル部品の製造方法は、
 積層された複数の磁性体セラミックグリーンシートと、Agを80~90重量%の範囲で含有し、焼結収縮率が前記磁性体セラミックグリーンシートよりも小さい導電性ペーストを用いて形成され、コイル形成用の複数の内部導体パターンとを備えたセラミック積層体を焼成して、螺旋状コイルを内部に備えた磁性体セラミック素子を形成する工程と、
 前記磁性体セラミック素子の側面から、前記内部導体の側部と前記磁性体セラミック素子の側面との間の領域であるサイドギャップ部を経て、酸性溶液を前記内部導体とその周囲の磁性体セラミックとの界面に到達させることにより、前記内部導体とその周囲の磁性体セラミックとの界面の結合を切断する工程と
 を備えていることを特徴としている。
 また、本発明の積層コイル部品の製造方法は、
 積層された複数の磁性体セラミックグリーンシートと、Agを80~90重量%の範囲で含有し、焼結収縮率が前記磁性体セラミックグリーンシートよりも小さい導電性ペーストを用いて形成した、コイル形成用の複数の内部導体パターンとを備えたセラミック積層体を焼成して、内部に螺旋状コイルを備え、かつ、互いに対向する一対の側面のそれぞれに、前記螺旋状コイルの一対の端部の一方が露出しているとともに、前記内部導体の側部と前記磁性体セラミック素子の側面との間の領域であるサイドギャップ部のポア面積率が6~20%の磁性体セラミック素子を形成する工程と、
 前記螺旋状コイルの一対の端部が露出した前記磁性体セラミック素子の前記一対の側面に外部電極を形成する工程と、
 酸性のめっき液を用いて前記外部電極の表面にめっきを施す工程と
 を備えていることを特徴としている。
 前記導電性ペーストとして、Agを83~89重量%の範囲で含有する導電性ペーストを用いることがより好ましい。
 本発明の積層コイル部品は、内部導体カバレッジが99.5%以上と高く、しかも、内部導体とその周囲の磁性体セラミックとの界面には空隙が存在しないことから、磁性体セラミック層間の内部導体の占有率を高く保つことが可能になる。 また、内部導体と磁性体セラミックとの界面が解離していることから、磁性体セラミックと内部導体との焼結収縮率の差異に起因して発生する応力が磁性体セラミックに加わることを抑制することが可能になる。
 したがって、低抵抗で、サージなどによる内部導体の断線が発生しにくく、かつ、インダクタンスやインピーダンスなどの特性が良好で、しかも、熱衝撃試験などの信頼性試験における特性変化率の小さい、信頼性の高い積層コイル部品を得ることが可能になる。
 なお、内部導体カバレッジは、99.5%以上であればよいが、99.8%以上とすることにより、さらに特性が良好で信頼性の高い積層型コイル部品を得ることが可能になる。
 また、内部導体の側部と、磁性体セラミック素子の側面との間の領域であるサイドギャップ部における、磁性体セラミックのポア面積率を6~20%の範囲とすることにより、ポア面積率6~20%のポーラスな領域であるサイドギャップ部から磁性体セラミック素子の内部に酸性溶液を浸入させて、内部導体とその周囲の磁性体セラミックとの界面に到達させることにより、容易かつ、確実に、内部導体と磁性体セラミックとの界面の結合を切断する(すなわち界面を解離させる)ことができる。したがって、内部導体と磁性体セラミックとの界面が解離し、応力が十分に緩和された、特性の良好な積層コイル部品を得ることが可能になる。
 また、本発明の積層コイル部品の製造方法は、磁性体セラミックグリーンシートと、Agを80~90重量%の範囲で含有し、焼結収縮率が磁性体セラミックグリーンシートよりも小さい導電性ペーストを用いて形成した、コイル形成用の複数の内部導体パターンとを備えたセラミック積層体を焼成して、内部に螺旋状コイルを備えた磁性体セラミック素子を形成するようにしているので、内部導体カバレッジが99.5%以上と高く、内部導体の占有率が高い積層型コイル部品を得ることが可能になるとともに、磁性体セラミック素子の側面から、サイドギャップ部を経て酸性溶液を浸透させ、内部導体とその周囲の磁性体セラミックとの界面に到達させることにより、両者の結合を切断して、内部導体とその周囲の磁性体セラミックとの界面を解離した状態とすることができる。すなわち、内部導体とその周囲の磁性体セラミックの結合を切断するために空隙を設けるようにした従来の積層コイル部品の場合のように、内部導体を細らせることなく、応力が緩和された状態を実現することができる。
 したがって、低抵抗で、内部導体の占有率が高く、サージなどによる内部導体の断線が発生しにくく、かつ、インダクタンスやインピーダンスなどの特性が良好で、しかも、熱衝撃試験などの信頼性試験における特性変化率の小さい、信頼性の高い積層コイル部品を効率よく製造することができる。
 また、本発明の積層コイル部品の製造方法は、積層された複数の磁性体セラミックグリーンシートと、Agを80~90重量%の範囲で含有し、焼結収縮率が磁性体セラミックグリーンシートよりも小さい導電性ペーストを用いて形成した、コイル形成用の複数の内部導体パターンとを備えたセラミック積層体を焼成して、内部に螺旋状コイルを備え、互いに対向する一対の側面のそれぞれに、螺旋状コイルの一対の端部の一方が露出しているとともに、サイドギャップ部のポア面積率が6~20%である磁性体セラミック素子を形成し、螺旋状コイルの一対の端部が露出した磁性体セラミック素子の一対の側面に外部電極を形成した後、酸性物質を含むめっき液を用いて外部電極の表面にめっきを施すようにしている。したがって、磁性体セラミック素子の端面を外部電極が覆っている場合にも、ポア面積率が6~20%のポーラスなサイドギャップ部から、めっき液(酸性溶液)を内部導体とその周囲の磁性体セラミックとの界面に確実に浸透させて、内部導体とその周囲の磁性体セラミックとの界面の結合を切断して、磁性体セラミックに加わる応力を緩和することができる。その結果、内部導体カバレッジが99.5%以上と高く、特性が良好で、信頼性の高い積層コイル部品を効率よく製造することが可能になる。
 また、めっき液を、酸性溶液として用い、めっきを施す際に、同時にめっき液(酸性溶液)を磁性セラミック素子に浸透させることにより、既存の工程に新たな工程を付加することを必要とせずに、効率よく信頼性の高い積層コイル部品を製造することが可能になる。
 また、本発明においては、Agの含有率が80~90重量%の導電性ペーストを用いて内部導体パターンを形成することにより所期の作用効果をえることができるが、このAgの含有率の範囲を83~89重量%とすることにより、内部導体カバレッジが99.8%以上で、特性が良好であるとともに、機械的強度にも優れた積層コイル部品を確実に製造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。
本発明の一実施例(実施例1)にかかる積層コイル部品の構成を示す正面断面図である。 本発明の実施例1にかかる積層コイル部品の製造方法を説明する分解斜視図である。 本発明の実施例1にかかる積層コイル部品の構成を示す側面断面図である。 本発明の実施例1および比較例の積層コイル部品のポア面積率の測定方法を説明する図である。 本発明の要件を備えた試料番号4の試料の内部導体のSEM像を示す図である。 本発明の要件を備えていない試料番号8の試料の内部導体のSEM像を示す図である。 本発明の実施例1の積層コイル部品(表1の試料番号3の試料)の断面を鏡面研磨後、FIBにより加工した面(W-T面)のSIM像を示す図である。 本発明の実施例1の積層コイル部品(表1の試料番号3の試料)の三点曲げ試験による破断面のSEM像を示す図である。 磁性体セラミックに添加したホウケイ酸亜鉛系低軟化点ガラスの軟化点とインピーダンスの関係を示す図である。
 1        磁性体セラミック層
 2        内部導体
 2a       内部導体の側部
 3        磁性体セラミック素子
 3a       磁性体セラミック素子の側面
 4        螺旋状コイル
 4a,4b    螺旋状コイルの両端部
 5a,5b    外部電極
 8        サイドギャップ部
 9        外層領域
 10       積層コイル部品(積層インピーダンス素子)
 11       磁性体セラミック
 21       セラミックグリーンシート
 21a      内部導体パターンを有しないセラミックグリーンシート
 22       内部導体パターン(コイルパターン)
 23       積層体(未焼成の磁性体セラミック素子)
 24       ビアホール
 A        界面
 本発明の積層コイル部品において、磁性体セラミック層としては、例えば、NiCuZnフェライトを主成分とする材料を用いることが望ましい。
 また、内部導体は、貫通穴などがなく、内部導体を配設すべき領域の全体が内部導体により覆われていることが望ましいが、内部導体カバレッジが99.5%以上であれば、磁性体セラミック層間の内部導体の占有率を高く保つことが可能で、直流抵抗が低く、かつサージなどによる内部導体の断線が発生しにくい、信頼性の高い積層コイル部品を得ることができる。
 また、内部導体とその周囲の磁性体セラミックとの界面に空隙が存在せず、かつ、内部導体と磁性体セラミックとの界面が解離している状態を実現するためには、内部導体と磁性体セラミックとの界面に酸性溶液を浸入させて、上記界面の結合を切断することが望ましい。
 また、本発明の積層コイル部品を製造する場合、磁性体セラミックの焼結収縮率よりも、内部導体の焼結収縮率が小さくなるようにすることが望ましい。
 磁性体セラミックの焼結収縮率よりも、内部導体の焼結収縮率を小さくすることにより、内部導体の焼結収縮時にその内部導体の周囲が磁性体セラミックによって押される。その結果、磁性体セラミックの内部に形成される内部導体のあるべき空間に、内部導体が密に充填される。このように密に充填された、緻密な内部導体によって、直流抵抗を低下させ、耐サージ性を向上させることが可能になる。
 また、磁性体セラミックの焼結収縮率よりも、内部導体の焼結収縮率を小さくすることにより、焼結性を低下させることなく、サイドギャップ部のポア面積率を確保してその部分から酸性溶液を浸入させやすくすることなどが可能になる。
 なお、焼結収縮率が0%未満である場合、焼成中に内部導体が収縮しないか、焼成前よりも膨張することになり、構造欠陥を引き起こしたり、チップ形状に影響を与えたりするため好ましくない。
 また、内部導体の焼結収縮率が15%以上になると、磁性体セラミック素子内部にポア率の分布が生じにくくなくなり、磁性体セラミック素子のサイドギャップ部から酸性溶液を内部に十分に浸入させることが困難になるため好ましくない。
 また、焼成工程における内部導体の収縮挙動として、300℃程度から一旦収縮した後、焼成の最高温度までの間に横ばい、あるいは、5%程度の膨張を示すことが好ましい。
 内部導体の焼結収縮挙動は、内部導体形成用の導電性ペースト中の導電成分(Ag粉末)の含有率や、導電性ペーストに含まれる有機ビヒクル量、ワニスの種類、積層体の成形圧力、脱脂・焼成プロファイルなどに関連するので、これらの条件を適切に選択することにより、所望の焼結収縮率を実現することができる。
 本発明のように、内部導体形成用の導電性ペーストとして、Agの含有率が80~90重量%のものを用いることにより、磁性体セラミックグリーンシートよりも焼結収縮率が小さい導電性ペーストを得ることが可能になる。
 また、Agの含有率が80~90重量%の導電性ペーストを用いることにより、焼成工程で内部導体に貫通孔が形成されてしまうことを抑制、防止して、内部導体カバレッジを99.5%以上とすることが可能になる。
 なお、Agの含有率を80~90重量%の範囲としたのは、Agの含有率が80重量%未満になると、内部導体カバレッジが99.5%未満となり、90重量%を超えると、内部導体形成用の導電性ペーストを作製しにくく、また、内部導体の焼結収縮率が小さくなりすぎて構造欠陥を発生させることによる。
 また、Agの含有率を83~89重量%の範囲(より狭い範囲)に限定することにより、さらに確実に、磁性体セラミック層と内部導体の界面に隙間が形成されることを抑制、防止しつつ、内部導体カバレッジを99.8%以上にすることが可能になる。
 なお、導電性ペーストを構成する導電材料としてのAg粉末は、不純物が0.1重量%以下の純度が高いものであることが望ましい。なお、不純物が多いと、酸性溶液により内部導体が腐食し、直流抵抗が増加するという不具合が生じる場合がある。
 また、本発明の積層コイル部品の製造方法のように、外部電極の形成(焼き付け)後に、酸性溶液を磁性体セラミック素子のサイドギャップ部から浸透させることにより、磁性体セラミック(フェライト)と内部導体の界面に酸性溶液を到達させて界面の結合を切断し、応力を緩和することができる。
 なお、酸性溶液を磁性体セラミック(フェライト)と内部導体の界面に確実に到達させることができるようにするためには、磁性体セラミック素子のサイドギャップ部のポア面積率を6~20%とすることが必要である。磁性体セラミック素子のサイドギャップ部のポア面積率が6%未満になると酸性溶液を内部導体と磁性体セラミックとの界面まで浸透させることが困難になり、磁性体セラミックと内部導体の界面の結合を切断することができない。一方、ポア面積率が20%を超えると、酸性溶液を容易に浸透させることができるが、磁性体セラミックの機械的強度が低下するため好ましくない。
 また、ポア径は0.1~0.6μmの範囲であることが望ましい。これは、ポア径が0.1μm未満になると、酸性溶液がサイドギャップ部から内部導体とその周囲の磁性体セラミックの界面に到達しにくくなり、また、0.6μmより大きくなると、磁性体セラミック素子の強度が低下することによる。
 上述のように、本発明によれば、内部導体形成用の導電性ペーストとして、導電成分であるAgの含有率の高いものを用い、かつ、磁性体セラミック層の焼結収縮率よりも、内部導体の焼結収縮率を小さくすることにより、サイドギャップ部のポア面積率を6~20%とすることが可能になり、このサイドギャップ部から酸性溶液を浸透させることにより、内部導体とその周囲の磁性体セラミックの間に空隙を形成することなく、内部導体と磁性体セラミックとの界面が解離した状態とすることが可能になる。
 その結果、直流抵抗が低く、サージによる断線を防止することが可能で、高いインピーダンスをばらつき少なく得ることが可能な積層コイル部品を得ることが可能になる。
 以下、本発明の実施例を示して、本発明の特徴とするところをさらに詳しく説明する。
 図1は本発明の一実施例にかかる積層コイル部品(この実施例1では積層インピーダンス素子)の構成を模式的に示す正面断面図、図2は図1の積層コイル部品の製造方法を示す分解斜視図、図3は図1の積層コイル部品の側面断面図である。
 この実施例1の積層コイル部品10は、積層された磁性体セラミック層1と、磁性体セラミック層1を介して積層された、Agを主成分とする内部導体2が接続されてなる螺旋状コイル4を有する磁性体セラミック素子3を備えている。そして、磁性体セラミック素子3の両端部には、螺旋状コイル4の両端部4a,4bと導通するように一対の外部電極5a,5bが配設されている。
 また、図1に模式的に示すように、内部導体2と、その周囲の磁性体セラミック11との界面Aには空隙が存在せず、内部導体2とその周囲の磁性体セラミック11とは、ほぼ密着しているが、内部導体2と磁性体セラミック11とが界面で解離した状態(結合していない状態)となるように構成されている。
 さらに、内部導体2の側部と、磁性体セラミック素子3の側面との間の領域であるサイドギャップ部8はポア面積率が6~20%の範囲にあるポーラスな状態となるように構成されている。
 そして、この積層コイル部品10においては、内部導体2を配設すべき領域の面積に対する、内部導体2により覆われている領域の面積の割合である、内部導体カバレッジが99.8%以上となるように内部導体2が形成されている。
 次に、この積層コイル部品10の製造方法について説明する。
 (1)Fe23を48.0mol%、ZnOを29.5mol%、NiOを14.5mol%、CuOを8.0mol%の比率で秤量した磁性体原料を調製し、ボールミルにて48時間の湿式混合を行った。
それから、湿式混合したスラリーをスプレードライヤーにより乾操し、700℃にて2時間仮焼した。
 得られた仮焼物をボールミルにて16時間湿式粉砕し、粉砕終了後にバインダーを所定量混合し、セラミックスラリーを得た。
 それから、このセラミックスラリーをシート状に成形して厚み25μmのセラミックグリーンシートを作製した。
 (2)次に、このセラミックグリーンシートの所定の位置にビアホールを形成した後、セラミックグリーンシートの表面に内部導体形成用の導電性ペーストを印刷して、コイルパターン(内部導体パターン)を形成した。
 なお、上記導電性ペーストとしては、不純物元素が0.1重量%以下のAg粉末と、ワニスと、溶剤とを配合してなり、Ag含有率が85重量%の導電性ペーストを用いた。
 (3)次に、図2に模式的に示すように、この内部導体パターン(コイルパターン)22が形成されたセラミックグリーンシート21を複数枚積層して圧着し、さらにその上下両面側にコイルパターンが形成されていないセラミックグリーンシート21aを積層した後、1000kgf/cm2で圧着することにより、圧着ブロックである積層体(未焼成の磁性体セラミック素子)23を得た。
 この未焼成の磁性体セラミック素子23は、その内部に各内部導体パターン(コイルパターン)22がビアホール24を介して接続されてなる積層型の螺旋状コイルを備えている。なお、コイルのターン数は7.5ターンである。
 (4)それからこの圧着ブロック(未焼成の磁性体セラミック素子)23を所定のサイズにカットした後、脱バインダーを行い、820℃~910℃の間で、焼成温度を変えて、焼結させることにより、内部に螺旋状コイルを備えた磁性体セラミック素子を得た。
 このときの磁性体セラミック(フェライト)と内部導体の焼成時の焼結収縮率は、磁性体セラミックが13~20%であるのに対して、内部導体は8%である。
なお、焼成温度が820℃~910℃の範囲では内部導体の焼結収縮率はほぼ一定になるものである。
 上述のような焼結収縮特性を有する磁性体セラミック層と内部導体を備えた磁性体セラミック素子を焼成すると、磁性体セラミック素子の内部にポア面積率の分布が生じ、図3に示す、内部導体2の側部2aと、磁性体セラミック素子3の側面3aとの間の領域であるサイドギャップ部8の方が、磁性体セラミック素子3内の内部導体2の上側最外層の上面と、磁性体セラミック素子3の上面との間の外層領域9、および、磁性体セラミック素子3内の内部導体2の下側最外層の下面と、磁性体セラミック素子3の下面との間の外層領域9よりもポア面積率が高くなる。すなわち、前記外層領域9の方が緻密に焼結し、サイドギャップ部8の方が、ポアの分布が多くなる。
 このように、前記外層領域9の方が緻密に焼結し、サイドギャップ部8にポアの分布が多くなるのは、内部導体2の焼結収縮率を磁性体セラミック11よりも小さくすることにより、内部導体2と磁性体セラミック11の焼結収縮率に差が生じて、内部導体2が磁性体セラミック11の焼結収縮を抑制することによる。
 なお、磁性体セラミックの焼結収縮率の測定は、セラミックグリーンシートを積み重ね、実際に積層コイル部品を製造する際の条件と同じ圧力条件で圧着し、所定の寸法にカットした後焼成し、積層方向に沿う方向の焼結収縮率を熱機械分析装置(TMA)にて測定することにより行った。
 また、内部導体の焼結収縮率の測定は以下の方法で行った。
 まず、内部導体形成用の導電性ペーストをガラス板上に薄く延ばして乾燥した後に、乾燥物をかきとって乳鉢で粉末状に粉砕した。それから金型に入れて積層コイル部品を製造する際の条件と同じ圧力条件で一軸プレス成形し、所定の寸法にカットした後焼成し、プレス方向に沿う方向の焼結収縮率をTMAにて測定した。
 (5)それから、内部に螺旋状コイル4を備えた磁性体セラミック素子(焼結素子)3の両端部に外部電極形成用の導電性ペーストを塗布して乾燥した後、750℃で焼き付けることにより外部電極5a,5b(図1参照)を形成した。
 なお、外部電極形成用の導電性ペーストとしては、平均粒径が0.8μmのAg粉末と耐めっき性に優れたB-Si-K系の平均粒径が1.5μmのガラスフリットとワニスと溶剤とを配合した導電性ペーストを用いた。そして、この導電性ペーストを焼き付けることにより形成された外部電極は、以下のめっき工程でめっき液によって侵食されにくい緻密なものであった。
 (6)それから、形成された外部電極5a,5bに、Niめっき、Snめっきを行い、下層にNiめっき膜層、上層にSnめっき膜層を備えた2層構造のめっき膜を形成した。これにより、図1に示すように、磁性体セラミック素子3の内部に、螺旋状コイル4を備えた構造を有する積層コイル部品(積層インピーダンス素子)10が得られる。
 なお、上記めっき工程では、Niめっき液として、硫酸ニッケルを約300g/L、塩化ニッケルを約50g/L、ホウ酸を約35g/Lの割合で含み、pHが4の酸性の溶液を用いた。
 また、Snめっき液として、硫酸スズを約70g/L、硫酸アンモニウムを約100g/Lの割合で含み、pHが5の酸性の溶液を用いた。
[特性の評価]
 上述のようにして作製した積層コイル部品について、以下の方法でインピーダンスの測定、三点曲げ試験による抗折強度の測定を行った。
 また、以下の方法で内部導体をSEM観察し、内部導体を配設すべき領域の面積に対する、内部導体により覆われている領域の面積の割合である、内部導体カバレッジを測定した。
 さらに、上記(6)の工程で、外部電極にめっきを施す前の段階の磁性体セラミック素子について、以下の方法でサイドギャップ部のポア面積率の測定を行った。
 (a)インピーダンスの測定
 50個の試料について、インピーダンスアナライザ(ヒューレット・パッカード社製HP4291A)を用いてインピーダンスの測定を行い平均値(n=50pcs)を求めた。
 (b)抗折強度の測定
 50個の試料について、EIAJ-ET-7403に規定の試験方法にて測定を行い、ワイブルプロットした場合における破壊確率=1%のときの強度を抗折強度とした(n=50pcs)。
 (c)内部導体カバレッジの測定
 内部導体カバレッジの測定は、上述の方法で製造した積層コイル部品を、磁性体セラミック層の積層面に沿ってニッパで破断し、内部導体を露出させた後、内部導体の表面を走査電子顕微鏡(SEM)により観察し、内部導体を配設すべき領域の面積に対する、内部導体により覆われている領域の面積の割合を下記の式(1)により求めて内部導体カバレッジとした。
 内部導体カバレッジ(%)=(B/A)×100 ……(1)
 A:内部導体を配設すべき領域の面積、すなわち、貫通穴のない内部導体により覆われるべき領域の面積である。
 B:内部導体により覆われている領域の面積、すなわち、上記Aから内部導体に生じている貫通穴の面積を差し引いた値で、貫通穴がなければ、B=Aとなり内部導体カバレッジは100%となる。
 (d)ポア面積率の測定
 めっき前の磁性体セラミック素子の幅方向と厚み方向で規定される断面(以下、「W-T面」という)を鏡面研磨し、収束イオンビーム加工(FIB加工)した面を走査電子顕微鏡(SEM)により観察し、焼結後の磁性体セラミックのサイドギャップ部および外層領域のポア面積率を測定した。
 ポア面積率は、具体的には画像処理ソフト「WINROOF(三谷商事(株)」により測定した。その具体的な、測定方法は、以下の通りである。
  FIB装置           :FEI製FIB200TEM
  FE-SEM(走査電子顕微鏡) :日本電子製JSM-7500FA
  WinROOF(画像処理ソフト):三谷商事株式会社製、Ver.5.6
 <収束イオンビーム加工(FIB加工)>
 図4に示すように、上述の方法で鏡面研磨した試料の研磨面に対し、入射角5°でFIB加工を行った。
 <走査電子顕微鏡(SEM)による観察>
 SEM観察は、以下の条件で行った。
  加速電圧   :15kV
  試料傾斜   :0゜
  信号     :二次電子
  コーティング :Pt
  倍率     :5000倍
 <ポア面積率の算出>
 ポア面積率は、以下の方法で求めた
 a)計測範囲を決める。小さすぎると測定箇所による誤差が生じる。
 (この実施例では、22.85μm×9.44μmとした)
 b)磁性体セラミックとポアが識別しにくければ明るさ、コントラストを調節する。 c)2値化処理を行い、ポアのみを抽出する。画像処理ソフトWinROOFの「色抽出」では完全でない場合には手動で補う。
 d)ポア以外を抽出した場合はポア以外を削除する。
 e)画像処理ソフトの「総面積・個数計測」で総面積、個数、ポアの面積率、計測範囲の面積を測定する。
 本発明におけるポア面積率は、上述のようにして測定した値である。
 表1に、上述のようにして測定した内部導体カバレッジ、サイドギャップ部のポア面積率および外層領域のポア面積率、インピーダンス(|Z|)の値、抗折強度の値を示すとともに、焼成温度、FIB加工面のSEM観察による磁性体セラミックと内部導体との界面の空隙の有無、積層コイル部品を破断したときの磁性体セラミックと内部導体との界面における剥離の発生の有無を併せて示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 表1において、FIB加工面のSEM観察で、磁性体セラミックと内部導体との界面に空隙が認められず、かつ、積層コイル部品を破断したときに磁性体セラミックと内部導体との界面に剥離が認められる試料(試料番号1~6の試料)が、「Agを主成分とする内部導体と、内部導体の周囲の磁性体セラミックとの界面には空隙が存在せず、かつ、内部導体と磁性体セラミックとの界面が解離している」という本発明の要件を備えた試料である。
 一方、試料番号7は、サイドギャップ部のポア面積率が2%で、サイドギャップ部からめっき液(酸性溶液)が浸透せず、内部導体と磁性体セラミックとの界面の結合が切断されずに結合した状態のままの試料であり、本発明の要件を備えていない試料である。
 また、試料番号8の試料は、内部導体形成用の導電性ペーストとして、Ag含有率が76重量%の導電性ペーストを用いて製造された試料であり、内部導体カバレッジが94.6%と、本発明が規定する内部導体カバレッジ99.5%に達していない本発明の要件を備えていない試料である。なお、試料番号8の試料は、Ag含有率が76重量%の導電性ペーストを用いている点を除いて、試料番号4の試料(Ag含有率85重量%の導電性ペーストを使用)と同じ条件で作製されたものである。
 上述のように、磁性体セラミック(フェライト)と内部導体の焼成時の焼結収縮率は、磁性体セラミックが13~20%であるのに対して、内部導体は8%であり、内部導体の焼結収縮率がフェライトの焼結収縮率よりも小さいので、焼成が終了した後の段階では、内部導体と磁性体セラミックの界面は強固に結合している。
 ところが、これらの、内部導体と磁性体セラミックの界面が強固に結合している試料に、例えばNiめっきを施すことにより、サイドギャップ部のポア面積率がある程度大きい場合、めっきが行われると同時に、Niめっき液が磁性体セラミック素子(積層コイル部品)の外部電極が覆っていない領域のポアから内部に浸透し、内部導体と磁性体セラミックの界面に到達して、内部導体と磁性体セラミックの界面における結合の切断が行われる。
 これに対し、サイドギャップ部のポア面積率が小さい場合、めっき液が内部に浸透できず、内部導体と磁性体セラミックの界面で結合を切断することができなくなる。
 表1の、試料番号7の試料は、サイドギャップ部のポア面積率が2%と低い試料であり、めっき工程を経た後も内部導体と磁性体セラミックの界面が結合しており、積層コイル部品を破断したときに磁性体セラミックと内部導体との界面に剥離が認められなかった。したがって、この試料番号7の試料の場合、内部導体の焼結収縮により磁性体セラミックに応力が加わるため、インピーダンスが著しく低下している。
 試料番号8の試料で用いられているAg含有率が76重量%の導電性ペーストは焼結収縮率が22%と高く、周囲の磁性体セラミック(フェライト)の焼結収縮の割合よりも高いため、磁性体セラミックと内部導体との間に空隙が形成されるとともに、内部導体に部分的に貫通穴が形成され、内部導体カバレッジが94.6%と低くなっている。また、インピーダンスも試料番号4の試料に比べるといくらか低くなっている。
 図5に、本発明の要件を備えた試料番号4の試料(Ag含有率が85重量%で焼結収縮率が8%の導電性ペーストを使用し,内部導体カバレッジ100%、サイドギャップ部のポア面積率11%の試料)の内部導体のSEM像を示し、図6に、本発明の要件を備えていない試料番号8の試料(Ag含有率が76重量%の導電性ペーストを用いて作製され、内部導体カバレッジが94.6%と低い試料)の内部導体のSEM像を示す。
 図5に示すように、試料番号4の試料の場合、貫通穴のない緻密な内部導体が形成されているが、図6に示すように、試料番号8の試料では、内部導体に貫通穴が形成されていることが分かる。
 さらに、試料番号8の試料と、試料番号4の試料について、さらに、直流抵抗を測定するとともに、サージ30kV印加試験を行った。その結果を表2に示す。
 なお、直流抵抗は、MULTIMETER(ヒューレット・パッカード社製34401A)を用いて測定した。また、サージ30kV印加試験はIEC61000-4-2に規定の試験方法で、放電コンデンサ150pF、放電抵抗330Ω、接触放電、0.1秒間隔で30回印加することにより行った。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 表2に示すように、本発明の要件を満たさない試料番号8の試料の場合、直流抵抗が0.43Ωと、本発明の要件を満たす試料番号4の試料の直流抵抗0.26Ωに比べて高く、また、30kV印加のサージ試験でも、試料番号4の試料では発生しなかった断線が、100個の試料中4個発生することが確認された。
 一方、試料番号1~6の試料の場合、サイドギャップ部のポア面積率が6%以上でめっき液が磁性体セラミック素子の内部に浸透し、内部導体と磁性体セラミックの界面における結合が十分に切断されており、かつ、内部導体カバレッジが 99.5%以上であることから、インピーダンスの低下の少ない特性の良好な積層コイル部品が得られることが確認された。
 なお、試料番号1~6の試料の場合、FIB加工面のSEM観察で、磁性体セラミックと内部導体との界面に空隙は認められないものの、積層コイル部品を破断したときに磁性体セラミックと内部導体との界面に剥離が認められている。このことから、Niめっき液が磁性体セラミック素子(積層コイル部品)の外部電極が覆っていない領域のポアから内部に浸透し、内部導体と磁性体セラミックの界面に到達して、内部導体と磁性体セラミックの界面の結合が切断されていることがわかる。
 なお、試料番号1の試料は、ポア面積率が26%と高いことから、インピーダンスの低下は少ないものの、抗接強度の低下が認められる。
 したがって、インピーダンスの低下を抑制しつつ、高い抗折強度を確保する見地からは、試料番号2~6のように、サイドギャップ部のポア面積率を6~20%の範囲とすること望ましい。
 また、試料番号3~5のように、ポア面積率を8~16%とした場合、インピーダンス、および抗折強度がより安定しており、さらに好ましいことがわかる。
 図7に、本発明の実施例の積層コイル部品(表1の試料番号3の試料)の断面を鏡面研磨後、FIBにより加工した面(W-T面)のSIM像を示す。
 このSIM像は、めっき後の積層コイル部品のW-T面を鏡面研磨した後、FIBで加工した面を、SIMにより5000倍で観察したものであり、磁性体セラミックと内部導体の界面に空隙が認められないことがわかる。
 さらに、図8に、実施例の積層コイル部品(表1の試料番号3の試料)の三点曲げ試験による破断面のSEM像を示す。
 破断面のSEM観察では、図8からわかるように、隙間が認められるが、これは、内部導体と磁性体セラミックの界面が解離しているので、破断時に内部導体が延びて、手前に引き出されるときに隙間が形成されたものと考えられる。なお、試料をニッパで破断した場合にも、同様の隙間が認められる。
 この実施例2では、ガラスを添加した磁性体セラミックを用いて作製した積層コイル部品の実施例を示す。
 Fe23:48.0mol%、ZnO:29.5mol%、NiO:14.5mol%、CuO:8.0mol%の比率で秤量した磁性体原料を、ボールミルにて48時間湿式混合してスラリーとした。
 そして、このスラリーをスプレードライヤーにより乾操し、700℃にて2時間仮焼して仮焼物を得た。
 それから、この仮焼物に、ホウケイ酸亜鉛系の低軟化点結晶化ガラスを0~0.6重量%の割合で添加し、ボールミルにて16時間の湿式粉砕をおこなった後、バインダーを所定量混合してセラミックスラリーを得た。なお、ホウケイ酸亜鉛系低軟化点結晶化ガラスは、仮焼前に添加してもよい。
 ここで添加したホウケイ酸亜鉛系結晶化ガラスは、12重量%SiO2-60重量%ZnO-28重量%B23の組成からなるガラスで、軟化点580℃、結晶化温度690℃、粒径1.5μmのガラスである。
 なお、ガラスの組成としては、上記基本組成に、BaO、K2O、CaO、Na2O、Al23、SnO2、SrO、MgOなどの添加物が含まれていてもよい。
 それから、このセラミックスラリーをシート状に成形して厚み25μmのセラミックグリーンシートを得た。
 その後、上記実施例1の場合の(2)~(4)の工程と同じ方法で、内部に積層型の螺旋状コイルを備えた未焼成の積層体(磁性体セラミック素子)を作製した。
 そして、この積層体を、サイドギャップ部のポア面積率が11%となるように、焼成温度を調整して、焼結させた。
 それから、上記実施例1の場合と同様の方法および条件で、インピーダンス、三点曲げ試験により抗折強度を測定した。
 表3に、ガラスの添加量を変えた磁性体セラミックを用いた各試料のインピーダンス(|Z|)の値、抗折強度の値を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 表3に示すように、ホウケイ酸亜鉛系結晶化ガラスを添加することにより、所定のポア面積率を有し、低密度である場合にも、機械的強度が高く、透磁率の高い磁性体セラミックを得ることが可能になる。また、内部導体カバレッジも99.9%と高い値が確保されている。したがって、インピーダンスの低下を招くことなく、抗折強度の高い積層コイル部品を得ることが可能になる。
 なお、ホウケイ酸亜鉛系結晶化ガラスの添加量は0.1~0.5重量%の範囲とすることが好ましく、0.2~0.4重量%の範囲とすることがさらに好ましい。
 また、この実施例2で用いたホウケイ酸亜鉛系結晶化ガラスの組成を変更して、軟化点が400~770℃の範囲にあるホウケイ酸亜鉛系結晶化ガラスを作製した。そして、このホウケイ酸亜鉛系結晶化ガラスの添加量を0.3重量%として、他は上記実施例1の場合と同じ方法および条件で積層コイル部品を作製し、得られた積層コイル部品のインピーダンスを測定した。その結果を、図9に示す。
 図9からわかるように、使用するガラスの軟化点を500~700℃の範囲とすることにより高いインピーダンス(|Z|)値を得ることができる。
 なお、ガラス軟化点が500℃未満になると、流動性が低下して磁性体セラミックの焼結を阻害したり、ガラスが蒸発して透磁率の低下を招いたりするため好ましくない。
 また、ガラス軟化点が700℃を超えた場合も、やはり磁性体セラミックの焼結が阻害されて透磁率が低下し、インピーダンスが低下するため好ましくない。
 なお、本発明において、サイドギャップのポア面積率を制御する方法に特別の制約はなく、
 (1)磁性体セラミックと内部導体の焼結収縮率差を5~20%の範囲で調整する方法、
 (2)磁性体セラミックシートの厚み(例えば10~50μm)に対する内部導体の厚みを、例えば5~50μmの範囲で調整する方法、
 (3)磁性体セラミックシートを構成するセラミックの粒径を、例えば0.5~5μmの範囲で調整する方法、
 (4)磁性体セラミックシートのバインダー含有率を、例えば8~15重量%の範囲で調整する方法、
 (5)上記(1)~(4)を組み合わせる方法など
 によりサイドギャップのポア面積率を制御することが可能である。
 この実施例3では、NiCuZnフェライトにSnO2を添加した磁性体セラミックを用いて作製した積層コイル部品の実施例を示す。
 Fe23を48.0mol%、ZnOを29.5mol%、NiOを14.5mol%、CuOを8.0mol%、およびSnO2を主成分に対し0~1.25重量%の割合(すなわち外掛けで0~1.2重量%の割合)で秤量した磁性体原料を、ボールミルにて48時間、湿式混合してスラリー化した。
 得られたスラリーをスプレードライヤーにより乾操し、700℃にて2時間仮焼して仮焼物を得た。
 この仮焼物に、ホウケイ酸亜鉛系低軟化点結晶化ガラスを0.3重量%加え、ボールミルにて16時間の湿式粉砕を行った後、バインダーを所定量添加して混合することによりセラミックスラリーを得た。
 その後、上記実施例2と同じ方法で、内部に積層型の螺旋状コイルを備えた未焼成の積層体(磁性体セラミック素子)を作製した。
 そして、この積層体を、サイドギャップ部のポア面積率が11%となるように、焼成温度を調整して、焼結させた。
 そして、実施例2と同じようにして、インピーダンス、三点曲げ試験により抗折強度を測定した。また、各試料それぞれ50個について、-55℃~125℃の熱衝撃試験を2000サイクル行い、試験前後のインピーダンスの変化率を測定し、その最大値を求めた。
 表4に、SnO2の添加量を変えた各試料のインピーダンス(|Z|)の値、抗折強度、および熱衝撃試験の前後のインピーダンス(|Z|)の変化率の最大値を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
 表4からわかるように、SnO2添加量が増えるにしたがって、熱衝撃試験の前後のインピーダンスの変化率が低減する。
 ただし、抗折強度とインピーダンスも低下するため、SnO2添加量は、0.3~1.0重量%の範囲とすることが望ましい。
 さらに、試料番号19,20のように、SnO2添加量を0.5~0.75重量%の範囲とした場合、より特性の安定した積層コイル部品を得ることが可能になり特に望ましい。
 なお、上記の各実施例では、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場合を例にとって説明したが、磁性体セラミックスラリーおよび内部導体形成用の導電性ペーストを用意し、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。
 また、本発明は、非磁性体セラミックを一部に含む開磁路構造の積層インダクタなどにも適用することが可能である。
 また、上記各実施例では、外部電極をめっきする際のめっき液を酸性溶液として利用し、積層コイル部品をこのめっき液に浸漬することにより、内部導体と、その周囲の磁性体セラミックとの界面の結合を切断するようにしているが、例えば、めっき工程よりも前の段階で、NiCl2溶液(PH3.8~5.4)に積層コイル部品を浸漬するように構成することも可能である。また、さらに他の酸性溶液を用いることも可能である。
 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たが、量産する場合には、例えば、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ピーダンス素子である場合を例にとって説明したが、本発明は、積層インダクタや積層トランスなど種々の積層コイル部品に適用することが可能である。
 本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、内部導体の厚みや磁性体セラミック層の厚み、製品の寸法、積層体(磁性体セラミック素子)の焼成条件などに関し、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、本発明によれば、内部導体とその周囲の磁性体セラミックの間に空隙を形成することなく、内部応力の問題を緩和することが可能で、かつ、内部導体カバレッジが99.5%以上で、内部導体の占有率が高く、低抵抗で、サージなどによる内部導体の断線が発生しにくい、信頼性の高い積層コイル部品を得ることが可能になる。
 したがって、本発明は、磁性体セラミック中にコイルを備えた構成を有する積層インピーダンス素子や積層インダクタなどをはじめとする種々の積層コイル部品に広く適用することが可能である。

Claims (5)

  1.  積層された複数の磁性体セラミック層と、前記磁性体セラミック層を介して配設された、Agを主成分とする内部導体とを備える磁性体セラミック素子の内部に、前記内部導体を層間接続することにより形成された螺旋状コイルを有する積層コイル部品であって、
     前記内部導体を配設すべき領域に対する、前記内部導体により覆われている領域の面積の割合である内部導体カバレッジが99.5%以上であり、
     前記内部導体と前記内部導体の周囲の磁性体セラミックとの界面には空隙が存在せず、かつ、前記内部導体と前記磁性体セラミックとの界面が解離していること
     を特徴とする積層コイル部品。
  2.  前記内部導体の側部と、前記磁性体セラミック素子の側面との間の領域であるサイドギャップ部を構成する磁性体セラミックのポア面積率が6~20%の範囲にあることを特徴とする請求項1記載の積層コイル部品。
  3.  積層された複数の磁性体セラミックグリーンシートと、Agを80~90重量%の範囲で含有し、焼結収縮率が前記磁性体セラミックグリーンシートよりも小さい導電性ペーストを用いて形成され、コイル形成用の複数の内部導体パターンとを備えたセラミック積層体を焼成して、螺旋状コイルを内部に備えた磁性体セラミック素子を形成する工程と、
     前記磁性体セラミック素子の側面から、前記内部導体の側部と前記磁性体セラミック素子の側面との間の領域であるサイドギャップ部を経て、酸性溶液を前記内部導体とその周囲の磁性体セラミックとの界面に到達させることにより、前記内部導体とその周囲の磁性体セラミックとの界面の結合を切断する工程と
     前記磁性体セラミック素子の側面から、前記内部導体の側部と前記磁性体セラミック素子の側面との間の領域であるサイドギャップ部を経て、酸性溶液を前記内部導体とその周囲の磁性体セラミックとの界面に到達させることにより、前記内部導体とその周囲の磁性体セラミックとの界面の結合を切断する工程と
     を備えていることを特徴とする積層コイル部品の製造方法。
  4.  積層された複数の磁性体セラミックグリーンシートと、Agを80~90重量%の範囲で含有し、焼結収縮率が前記磁性体セラミックグリーンシートよりも小さい導電性ペーストを用いて形成した、コイル形成用の複数の内部導体パターンとを備えたセラミック積層体を焼成して、内部に螺旋状コイルを備え、かつ、互いに対向する一対の側面のそれぞれに、前記螺旋状コイルの一対の端部の一方が露出しているとともに、前記内部導体の側部と前記磁性体セラミック素子の側面との間の領域であるサイドギャップ部のポア面積率が6~20%の磁性体セラミック素子を形成する工程と、
     前記螺旋状コイルの一対の端部が露出した前記磁性体セラミック素子の前記一対の側面に外部電極を形成する工程と、
     酸性のめっき液を用いて前記外部電極の表面にめっきを施す工程と
     を備えていることを特徴とする積層コイル部品の製造方法。
  5.  前記導電性ペーストとして、Agを83~89重量%の範囲で含有する導電性ペーストを用いることを特徴とする請求項3または4記載の積層コイル部品の製造方法。
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