JP2005317591A - セラミックコアおよびその製造方法、ならびにこれを用いたチップ状電子部品 - Google Patents

Abstract

【課題】基板実装時の電極端子接着強度を確保できる極小チップ状電子部品およびそれに用いるセラミックコアを提供する。
【解決手段】コア芯部と、該コア芯部の両端を挟持する脚部とを備え、平面視した長手寸法が１．１mm以下、短手寸法が０．６mm以下であるセラミックコアであって、該セラミックコアの短手方向の脚部の突出部端面の角および稜線に曲率半径５〜２５μｍの曲面を有することとする。さらに、平面視した前記脚部の突出部端面幅をＤとしたとき、前記角間に少なくともＤ／２以上の直線部を有することとする。
【選択図】図１

Description

本発明は、１００５、０６０３ミリサイズ等の特に極小のチップ状電子部品に関し、更に詳しく述べるとコア芯部外周に導体を巻き線またはメッキにより螺旋状に形成するチップインダクタならびに、その部材となるセラミックコアに関する。

携帯用電子機器、特に携帯電話機用にはコンデンサやＣＲ、インダクタなど多数のチップ状電子部品が搭載され、前記した機器の小型化、高機能化が進むにつれ、ミリ寸法通称値で１６０８（平面視した長手寸法１．６ｍｍ、短手寸法０．８ｍｍ、以下同様）から１００５さらに０６０３、０４０２と搭載されるチップ状電子部品も急速に極小チップ化を辿っている。なかでもインダクタは高周波ノイズ除去等の回路部品として多用されているが、外辺サイズの小型化に反して高インダクタンスも要求され、従ってコイル形成部の有効領域の確保に苦慮しているのが現状である。

チップ状電子部品は図示しないが一般的な矩形状のものから、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、略Ｈ形状を呈するチップ状電子部品１１１のものがあり、該チップ状電子部品１１１がチップインダクタであれば、コア芯部１０３に導体を巻き線１２３またはメッキ１２４により螺旋状に巻回し、コア芯部１０３を狭持する両端の脚部１０２に電極１２２を形成し、該電極１２２をプリント配線基板の導体へハンダリフロー等により接着実装される。

前記チップ状電子部品１１１の長手寸法Ｌの極小化に伴い、例えば、チップインダクタ１２１であれば自ずとコア芯１０３の長さＸが短くなり、従って、巻き線１２３或いはメッキ１２４の巻回数が減り高インダクタンス値が得られないという課題があった。

これらの課題を解決するために、図８（ａ）、（ｂ）に示すセラミックコア１０１の長手寸法Ｌが０．６ｍｍにおいて、コア芯部１０３の長さＸが０．１ｍｍのものが作製可能であった。詳細には脚部１０２の幅Ｄは０．２５ｍｍ、コア芯部１０３と脚部１０２の境界の曲面の曲率半径Ｒ２を０．０６ｍｍのセラミックコア１０１を作製することが可能であった。

また、前記のセラミックコア１０１の製造には、コア芯１０３の横断面図となる部分の形成方法を図９（ａ）に、また、セラミックコア１０１の縦断面図となる部分の形成方法を図９（ｂ）に示された粉体成形装置１３１を用いた。概略の動作説明をすると、セラミック粉体充填孔１３９にセラミック粉体１０９を充填し、つぎに上パンチ１３５を下降し第一下パンチ１３６と当接させながら下方へ押圧することにより、固定されている第二下パンチ１３７により充填されているセラミック粉体１０９は上パンチ１３５と第一下パンチ１３６で囲まれるセラミック粉体充填孔１３９内で加圧され、第一下パンチ１３６の凹部底面１３６ａが、第二下パンチ１３７の突出面１３７ａの位置まで下降し、セラミックコア１０１となるセラミック成形体１１０を得るものであった。（特許文献１参照）
特開平５−２７５２５６号公報

しかしながら、特許文献１のセラミックコア１０１は、長手寸法Ｌに対する脚部１０２の幅Ｄの占める割合２Ｄ／Ｌ＝０．８３と著しく大きかったため、コア芯部１０３の長さＸが小さくなり、セラミックコア１０１をチップ状電子部品１１１或いはチップインダクタ１２１として用いた場合、導体形成の有効領域が僅かであった。さらに、コア芯部１０３と脚部１０２の境界の曲面の曲率半径Ｒ２を６０μｍにできたことは、実質、コア芯部１０３の横断面の寸法がコア芯部１０３の長手方向に一様でないこととなり、前記セラミックコア１０１をチップインダクタとして用いた場合、巻き線１２３の巻回長さ或いはメッキ１２４の厚みバラツキとなり、結果的にインダクタンス値のバラツキとなって表れるという課題があった。

ここで、セラミックコア１０１の長手寸法Ｌを小さくする手段としてコア芯部１０３の長さＸのみを小さくした理由は、図１０に示すように、セラミックコア１０１が極小寸法を有するため、セラミックコア１０１を成形するためのダイ１３２も極小にしなければならなかった。しかし、そのような極小のダイ１３２における凹部形状を精度よくシャープに加工できなかったため、セラミック粉体を成形すると、突出部端面１０２ａの角１０２ｂ、稜線１０２ｃには少なくとも曲率半径Ｒ１が４５μｍ程度の曲面が形成され、さらに焼成後に、付着物除去のバレル処理を施すと、曲率半径Ｒ１が５０μｍ程度になった。即ち、脚部１０２の幅Ｄを小さくすると、脚部１０２の突出部端面１０２ａの直線部１０２ｄが小となるが故に、直線部１０２ｄを確保するためには脚部１０２の幅Ｄを０．２５ｍｍ程度に大きくする必要があった。

一方で、セラミックコア１０１の脚部１０２の幅Ｄを０．１ｍｍのものを作製した場合、脚部１０２の突出部端面１０２ａには直線部１０２ｄは存在しない、或いは僅かとなり、前記脚部１０２の突出部端面１０２ａに電極を形成し設置面とし、ハンダリフロー等で基板の導体へ接着させた場合、その接着強度が低いという課題があった。

また、前述した上パンチ１３５と第一下パンチ１３６をダイ１３２内で対向当接させ下降させることにより、第二下パンチ１３７が所定の位置まで来ることにより、成形されたセラミックコア１０１となるセラミック成形体１１０の製造方法には、つぎのような課題があった。

図１１に第二下パンチ１３７の斜視図を示すが、このような形状であれば、プロファイル研磨で加工されるために、コア芯部１０３側の脚部１０２の稜線１０２ｃとなる第二下パンチ１３７の角部１３７ａには曲率半径Ｒ３が５０μｍ以上の曲面となる。したがって、セラミックコア１０１の脚部１０２の突出部端面１０２ａのコア芯１０３側の稜線１０２ｃの曲率半径Ｒ１は５０μｍ以上になるという課題があり、さらに、図１０（ｂ）の上パンチ１３５、第二下パンチ１３７とダイ１３２間には上下動するためのクリアランスが必要であり、これにより成形されたセラミック成形体１１０の脚部１０２の突出部先端１０２ａの外側の稜線１０２ｃおよびその角１０２ｂにはバリが発生する。前記セラミック成形体１１０を焼成したセラミックコア１０１の前記バリはそのまま存在し、チップ状電子部品１１１として用いることは出来ない。公知のバレル処理により前記バリを除去することになるが、その結果、前記バリが除去された跡はチッピング状のＣ面または曲面となり、加えて、脚部１０２の突出部端面１０２ａのコア芯１０３側の稜線１０２ｃの曲面まで大きくするという課題があった。

また、反面、前記セラミックコア１０１の脚部１０２の突出部端面１０２ａの角１０２ｂ、稜線１０２ｃが実質０に近い曲率半径Ｒ１のシャープエッジに出来た場合には、電極１２２をコの字状に形成したときに、前記角１０２ｂ、稜線１０２ｃ部の厚みが薄くなるとう課題ならびに、図示しないが巻き線１２３の終端の引き出し線を電極１２２に圧着させる際に引き出し線が前記稜線１０２ｃのエッジ部で断線するという課題があった。

上述した課題を解決するために、本発明のセラミックコアは、コア芯部の両端に脚部を備え、平面視した長手寸法が１．１ｍｍ以下、短手寸法が０．６ｍｍ以下であるセラミックコアであって、脚部の突出部端面の角および稜線に曲率半径５〜２５μｍの曲面を有することを特徴とする。

さらに、平面視した前記脚部の突出部端面幅をＤとしたとき、前記角間に少なくともＤ／２以上の直線部を有することを特徴とする。

さらに、平面視した前記セラミックコアの長手寸法をＬとしたとき、２Ｄ／Ｌが０．２以上であることを特徴とする。

また、本発明は前記セラミックコアの製造方法であって、セラミック粉体充填孔を備えたダイと、セラミック粉体を加圧成形するための上パンチならびに下パンチからなるセラミック粉末成形装置を用いて成形する工程と、得られたセラミック成形体を焼成しバレル処理する工程とからなり、前記成形工程で用いるダイは、前記セラミック粉体充填孔の領域外を構成する第一ダイを備え、前記セラミック粉体充填孔の側面のうち、前記セラミックコアの突出部端面に相当する部位に第二ダイを配置し、前記セラミック粉体充填孔にセラミック粉体を充填し、前記上パンチと前記下パンチとで前記セラミック粉体を加圧してセラミック成形体を成形する工程からなることを特徴とする。

さらに、前記セラミック粉体充填孔の側面のうち、前記セラミックコアの短手方向の突出部端面に相当する部位の前記第二ダイの側面の両端部位を前記第一ダイに当接させ、前記第二ダイの他の側面と前記第一ダイ間にクリアランスを有するセラミック粉体成形装置を用いることを特徴とする。

さらに、少なくとも水と前記セラミックコアとを混在させ遠心バレル処理する工程を含むことを特徴とする。

このように本発明のセラミックコアによれば、コア芯部の両端に脚部を備え、平面視した長手寸法が１．１ｍｍ以下、短手寸法が０．６ｍｍ以下であるセラミックコアにおいて、脚部の突出部端面の角および稜線に曲率半径５〜２５μｍの曲面としている。

このように、前記曲率半径を５μm以上としたことから、前記セラミックコアの短手方向の脚部の突出部端面に電極部をコの字状に形成しても、前記電極部の厚みバラツキを小さくできるとともに、前記突出部端面の角および稜線部位で前記セラミックコアの露出を防止することができる。さらに、前記セラミックコアのコア芯部に巻き線を巻回し該巻き線の引き出し線を前記脚部の突出部端面の稜線を横架して該突出部端面に付設する場合においても、前記稜線が曲面となっているために引き出し線の断線を防止できる。また、前記脚部の突出部端面の角および稜線の曲面は最大でも曲率半径２５μｍ以下であることから、例えば長手寸法が０．４ｍｍの極小セラミックコアにおいて、少なくともコア芯の長さを前記長手寸法の１／２確保するとき、短手方向の脚部の突出部端面の幅は０．１ｍｍであり、該突出部端面の角の曲面の曲率半径が２５μｍであれば、前記角間に少なくとも０．０５ｍｍの直線部を確保でき、前述したように、前記突出部端面に電極を形成し、この面を設置面としてプリント配線基板へ接着したとき、十分な接着強度を確保できる。

また、平面視した前記脚部の突出部端面幅をＤとしたとき、前記角間に少なくともＤ／２以上の直線部を有するとしたことから、前記セラミックコアの前記突出部端面に電極を設けてチップ状電子部品として使用する際に、プリント配線基板と十分な強度で接着できる。

また、平面視した前記セラミックコアの長手寸法をＬとしたとき、２Ｄ／Ｌが０．２以上であることから、プリント配線基板に接着させるために十分な長さの脚部を有するとともに、コア芯部に設ける導体量を増加することができるため、インダクタ等として用いると、実効値を増大することができる。

また、本発明のセラミックコアの製造方法によれば、セラミック粉末成形装置のダイは、セラミックコアの短辺方向の突出部端面に相当する部位に第二ダイを配置して構成され、該第二ダイおよびセラミック粉体充填孔の領域外を第一ダイで構成され、さらに、セラミックコアの短手方向の突出部端面に相当する部位の第二ダイの側面の両端を第一ダイに当接させ、前記第二ダイの他の側面と前記第一ダイ間にクリアランスを有するセラミック粉体成形装置からなるために、前記脚部の突出部端面幅に直線部を形成しやすくなるとともに、前記脚部の突出部端面の角および稜線の曲面の曲率半径を極めて小さく形成できる。

さらに、セラミック成形体の焼成後、少なくとも水と前記セラミックコアを混在させ、遠心バレル処理すると、前記脚部の突出部端面の角および稜線における曲面の曲率半径を著しく増大することなく、焼き付いた付着物の除去ができる。

また、本発明のチップ状電子部品は、前記脚部の突出部端面にコの字状に電極を形成すると、前記突出部端面の角および稜線部位で、電極から突出するセラミックコアの露出を防止できるとともに、電極形成部位をプリント配線基板への設置面として実装したとき、前記プリント配線基板と十分な接着強度を確保できる。

また、本発明のチップ状電子部品をインダクタとして用いた場合、コア芯部に設ける導体量を増加することができる。さらに、巻き線方式のチップインダクタとして用いた場合、巻き線終端の引き出し線の断線を防止出来るという効果がある。

以下、本発明の実施形態について説明する。図１（ａ）は、本発明のセラミックコア１の一例を示す斜視図、（ｂ）にその要部断面図、（ｃ）に本発明のセラミックコア１の他の一例の斜視図を示している。図１（ａ）示すように、セラミックコア１はコア芯部３の両端に、セラミックコア１の短手方向に突出する脚部２を備え、コア芯部３と脚部２とは一体に形成されている。また、図１（ｂ）に示すように、セラミックコア１の脚部２の突出部端面２ａの角２ｂ、および稜線２ｃは曲率半径Ｒ１の曲面を有し、また、突出部端面２ａの両端の角２ｂ間に存在する直線部位を突出部端面２ａの直線部２ｄとする。ここで、セラミックコア１の材質はアルミナ、フェライト等のセラミックからなるものが好適である。

そして、本発明のセラミックコア１は、平面視した長手寸法Ｌが１．１ｍｍ以下、短手寸法Ｙが０．６ｍｍ以下であって、該セラミックコア１の脚部２の突出部端面２ａの角２ｂおよび稜線２ｃに曲率半径Ｒ１が５〜２５μｍの曲面を有している。

ここで、曲率半径Ｒ１が５μｍ未満である場合、角２ｂおよび稜線２ｃがシャープエッジになるため、突出部端面２ａに電極を形成すると、電極を厚み精度良く形成できず、電極に厚みバラツキが生じて角部２ｂで電極が剥れてセラミックコア１が露出しやすくなる。また、前記曲率半径Ｒ１が２５μmを超えると、脚部２の突出部端面２aの幅Ｄが０．１０mm未満のようなセラミックコア１が極小な寸法においては、前記突出部端面２aの角２ｂ間に存在する直線部２ｄの長さが前記幅Ｄの０．０５ｍｍ未満となり、セラミックコア１をチップ状電子部品として用いると、プリント配線基板との接着強度低下の原因となる。即ち、曲率半径Ｒ１を５〜２５μｍとすることにより、セラミックコア１の露出を防ぐとともに、図１（ｂ）に示すように、突出部端面２ａの直線部２ｄを十分に設けることができるため、セラミックコア１をチップ状電子部品として用いる際に、プリント配線基板との接着強度を有することができる。尚、曲率半径Ｒ１はバレル処理時間等を考慮すると、５〜１０μｍとするのが好ましい。

さらに、脚部２の突出部端面２ａの直線部２ｄが突出部２ａの幅Ｄの１／２以上であることが好ましい。これは、直線部２ｄが突出部２ａの幅Ｄの１／２未満であると、セラミックコア１をチップ状電子部品として用いる際に、プリント配線基板との十分な接着強度を得られない可能性がある。

また、平面視したセラミックコア１の長手寸法をＬとしたとき、２Ｄ／Ｌが０．２以上であることが好ましい。これは、２Ｄ／Ｌが０．２未満であると、例えば、セラミックコア１をインダクタとして使用すると、導体を設けるコア芯部３の長さが短いため、所望の実効値を得られない場合がある。尚、所望の実効値を得るとともに、プリント配線基板との接着強度を十分に有するためには、２Ｄ／Ｌが０．２〜０．４であることが好ましい。

次に、本発明のセラミックコア１を製造するために用いるセラミック粉体成形装置３１について説明する。

図２（ａ）は、本発明のセラミックコアを製造するために用いるセラミック粉体成形装置３１の概略の断面図であり、（ｂ）はダイ３２の一実施例を示す平面図である。

セラミック粉体成形装置３１は、ダイ３２に囲まれたセラミック粉体充填孔３７へセラミック粉末９を充填し、上下パンチ３５、３６にて加圧成型することによりセラミック成形体１０を成形する構造を成している。ダイ３２の構造は図２（ｂ）に示すように、前記セラミック粉体充填孔３７の側面のうち、セラミックコア１の短辺方向の突出部端面２ａに相当する部位に第二ダイ３４を配置して構成され、該第二ダイ３４およびセラミック粉体充填孔３７の領域外を第一ダイ３３で構成している。さらに、前記セラミック粉体充填孔３７の側面のうち、セラミックコア１の短手方向の突出部端面２ａに相当する部位の第二ダイ３４の側面３４ａの両端部位を第一ダイ３３に当接させている。一方で、第二ダイ３４の他の側面３４ｂ、３４ｃ、３４ｄと第一ダイ３３間にはクリアランスｇを有するように配置されている。

尚、上下パンチ３５、３６ならびに、ダイ３２、３３、３４の材質はＷｃ、Ｗｃ−Ｃｏ等からなる超硬合金であって、特にダイ３２、３３、３４は超微粒子径からなるものが望ましい。また、第二ダイ３４の両端部位３４ａと第一ダイ３３の当接固定は、図２（ｂ）に示すように、第一ダイ３３から第二ダイ３４へロックピン３８等を嵌挿させ固定させれば良い。また、第二ダイ３４の側面３４ａは第一ダイ３３に当接配置させるが、他の側面３４ｂ、３４ｄはいずれも第一ダイ３３間にクリアランスｇが有っても良いし、或いは片側は第一ダイ３３に当接されていても良い。図２（ｂ）のような構造であれば、少なくとも側面３４ｃと第一ダイ３３間にクリアランスｇが存在すればよい。

ここで、前記セラミック粉体充填孔３７の側面のうち、セラミックコア１の短辺方向の突出部端面２ａに相当する部位に第二ダイ３４を配置して構成され、該第二ダイ３４およびセラミック粉体充填孔３７の領域外を第一ダイ３３で構成し配置したことにより、セラミックコア１の脚部２の突出部端面２ａの角２ｂを形成するセラミック粉体充填孔３７の突出部端面３７ａの角３７ｂをシャープエッジに形成できる。

例えば、第一ダイ３３と第二ダイ３４とが一体的に構成されているダイ３２であれば、図示しないが、細線０．７ｍｍφのワイヤー放電加工で行っても、曲率半径４５μｍ程度の曲面が形成されることは避けられないため、得られた製品の前記突出部端面の角の曲面も曲率半径４５μｍ程度と大きな値となる。

また、第一ダイ３３と第二ダイ３４間にクリアランスｇを設けると、ロックピン３８等を第一ダイ３３と第二ダイ３４に嵌挿させ固定させたことにより、ダイ３２の組み立て時において、セラミック粉体充填孔３７の突出部端面３７ａの角３７ｂの部位に相当する第１ダイ３３の突出部の潰れを防止できる。さらに、当接手段が焼き嵌め、圧着、ロウ付け等によらないために、ダイ３２の寸法精度への影響を最小にできるため、極小セラミックコア１のセラミック粉末成形装置３１に要求される寸法精度±５μｍ以下を満足できる。一方で、第一ダイ３３、第二ダイ３４のいずれかが摩耗等により交換が必要となったときは、最小限のパーツのみを交換すれば良く、メンテナンスの簡便さが図られる。ここで、クリアランスｇは２μｍ以上あれば足り、特に限定するものではない。また、セラミック成形体１０を同時に複数個成型することが合理的であり、何個成型とするかは適宜選択すれば良い。

尚、図３（ａ）に本発明の他の実施例であるセラミック粉末成形装置３１のダイ３２の平面図を示している。これは、セラミックコア１の脚部２となる両端の突出部端面２ａに相当するセラミック粉体充填孔３７の軸ａ方向に対し左右いずれかの一対の突出部端面３７ａに第二ダイ３４を当接したものである。これにより得られたセラミックコア１は、図３（ｂ）に示すように、先の第二ダイ３４で形成された一対の脚部２の突出部端面２ａに電極１２を形成すればよいため、電極１２の位置決めを容易にするとともに、第二ダイ３４を２つ設置すればよく、セラミック粉体成形装置３１を安価にできるという利点もある。

次に、上記したセラミック粉末成形装置３１を用いた本発明のセラミックコアの製造方法を説明する。

セラミック粉体充填孔３７にアルミナ等のセラミック粉体９を充填し、上パンチ３５と下パンチ３６で加圧成形してセラミック成形体１０を得る。該セラミック成形体１０を所定の焼成温度で焼成した後に、バレル処理することにより所望のセラミックコア１を作製する。ここで、バレル処理の条件は、少なくとも水および製品となるセラミックコア１を混在させて遠心バレル装置に投入してバレル処理するのが好ましい。これは、水とセラミックコア１に研磨剤を添加してバレル処理すると、角２ｂおよび稜線２ｃに大きな曲面を形成する場合がある。即ち、本発明のセラミックコア１は長手寸法１．１ｍｍ以下、短手寸法０．６ｍｍ以下という極小寸法を有していることから、通常のバレル処理で使用される研磨剤の効果をセラミックコア１自体に持たせることにある。よって、前記研磨剤を使用することなくバレル処理することにより、セラミックコア１の付着物の除去とともに、適度な曲面に制御しやすくなる。尚、バレル処理において、流体に適度な攪拌力を付加してバレル処理時間を短縮するために、曲面形成に作用しない程度のメディアを添加してもよい。

つぎに、図４に本発明のセラミックコア１を用い、セラミックコア１の少なくとも設置面となる一対の短手方向の脚部２の突出部端面２ａに電極１２を形成した本発明のチップ状電子部品１１の側面図を示す。前述したように、前記セラミックコア１の脚部２の突出部端面２ａにコの字状に電極１２を形成した場合、角２ｂの曲率半径Ｒ１が小さいので、電極１２の厚みｔもバラツキが少なく、かつ、突出部端面２ａの直線部２ｄが十分確保されているために、設置面として基板導体面へ実装したときに、十分な接着強度を確保できる。さらに、コア芯部３の長さＸが極小のセラミックコア１であっても十分大きく、したがって回路形成有効領域３ａも大きくとれる。さらには、基板面に対して鉛直方向に回路形成ができるため、回路集積密度を向上することも可能となる。

また、チップ状電子部品１１をチップインダクタとして用いれば、コア芯部３と脚部２との境界における曲率半径Ｒ２が小さいことから、コア芯部３の断面の寸法精度が高く、従って、巻き線を巻回した場合はその長さバラツキが小さく、また、メッキ２４を形成し、レーザー等でエッチングしコイル状にした場合でも、メッキ２４の厚みバラツキが抑えられ、結果的にインダクタンス値のバラツキを小さくできるのである。さらに、前記巻き線方式においては、その終端の引き出し線を脚部２の突出部端面２ａの電極１２に付設するが、セラミックコア１の脚部２の突出部端面２ａの稜線２ｃが過度なシャープエッジでないために、引き出し線が断線するという問題を防止できる。

本発明のセラミックコアを以下の方法で作成した。

先ず、本発明のセラミックコアを作製する際に使用するセラミック粉末成形装置３１は、図２に示すように、ダイ３２に設けられたセラミック粉体充填孔３７の上方、および下方にそれぞれ上パンチ３５と下パンチ３６とを設置し、上パンチ３５と下パンチ３６とが相対的に連動してセラミック粉体充填孔３７に充填されたセラミック粉体を加圧成形するものである。また、ダイ３２は２つのダイから構成されており、ダイ３２に設けられたセラミック粉体充填孔３７の側面のうち、成形されるセラミックコア１の短辺方向の突出部端面２ａに相当する部位に第二ダイ３４が配置され、該第二ダイ３４およびセラミック粉体充填孔３７の領域外を第一ダイ３３で構成されている構造になっている。また、第一ダイ３３、第二ダイ３４、上パンチ３５、および下パンチ３６の材質は、いずれも超微粒子径のＷＣ超硬合金である。

次に、Ａｌ_２Ｏ_３９６質量％のアルミナと残部がＳｉＯ_２、ＭｇＯ、ＣａＯからなる焼結助剤にさらに樹脂バインダーを混合したセラミック粉体９を、プレス装置にセットされたセラミック粉末成形装置３１のダイ３２に設けられたセラミック粉体孔３７に充填し、上パンチ３５と下パンチ３６で上記セラミック粉体９を約１２０〜１３０ＭＰａで加圧成形する。

上記で得られたセラミック成形体を１６００℃で焼成し、その後、遠心バレル装置に焼成したセラミックコア１と水をポットに投入し、遠心バレル装置内に前記ポットを設置し、回転数６０ｒｐｍで６時間処理することによって、図１（ａ）に示すように、長手寸法Ｌ＝約０．５ｍｍ、短手寸法Ｙ＝約０．３ｍｍ、脚２の突出部先端２ａの幅Ｄ＝約０．１ｍｍであるＨ型形状の本発明のセラミックコア１を作製した。

（実施例１）上記の製造方法で得られた本発明のセラミックコア１について、角２ｂ、稜線２ｃの曲率半径Ｒ１、および直線部２ｄの長さを検証した。尚、本発明のセラミックコア１は、前記バレル条件の設定により角２ｂ、稜線２ｃの曲率半径Ｒ１が１５μｍ程度となるように作製した。

また、比較例として、図５（ａ）、（ｂ）に示すように０．７ｍｍφの細線ワイヤー放電加工で作製したダイ１３２を備えたセラミック粉末成形装置１３１を用いてセラミックコアを作製した。また、材質はダイ１３２、上パンチ１３５、下パンチ１３６のいずれもＷＣ超硬合金を使用している。尚、ダイ１３２は、成形されるセラミックコアの突出部端面１０２ａの角１０２ｂ、稜線１０２ｃの曲率半径Ｒ１が最小となるように精密加工したものを使用した。そして、セラミック粉体の材料、セラミック成形体の焼成条件、焼成後のバレル条件は本発明の実施例と同一とし、また、セラミックコアの長手寸法Ｌ、短手寸法Ｙ、突出部先端２ａの幅Ｄ、および形状は本発明の実施例と同等になるように作製した。

以上の条件で本発明の実施例、比較例ともに試料数を５個ずつ作製し、本発明の実施例の試料番号を１〜５、比較例の試料番号を６〜１０とし、それぞれの長手寸法Ｌ、脚部の突出部端面の幅Ｄ、直線部長さ２ｄ、１０２ｄ、角並びに稜線の曲率半径Ｒ１の測定を行った。結果は表１に示すとおりである。

表１から解るように、比較例であるセラミックコアは、突出部端面１０２ａの角１０２ｂ、稜線１０２ｃの曲率半径Ｒ１を最小となるようにセラミック粉末成形装置１３１を設定したものの、作製されたセラミックコア１０１の角１０２ｂにおける曲率半径Ｒ１は平均値で４９μｍと大きく、その結果、突出部端面１０２ａの角１０２ｂ間に存在する直線部１０２ｄは平均値で０．００１ｍｍであり実質的に直線部１０２ｄを設けることができなかった。

これに対し、本発明の実施例であるセラミックコア１は、突出部端面２ａの角２ｂ、稜線２ｃの曲率半径Ｒ１は設定値に近い値に作製できたとともに、脚部２の突出部端面２ａの角２ｂ間の直線部２ｄは平均値で０．０６７ｍｍであり、脚部２の直線部２ｄを十分に確保できた。

（実施例２）上記した製造方法で作製した突出部端面の角および稜線に様々な曲率半径Ｒ１を有するセラミックコアに、セラミックコア１における脚部２の突出部端面２ａに電極１２を形成し、該電極１２を形成したチップ状電子部品の外観検査とともに、電極１２の基板に対する接着強度の確認試験を行った。さらに、巻き線１２３をコア芯部３に巻き、その引き出し線の脚部２の突出部端面２ａの稜線２ｃにおける断線発生率の確認試験を行った。

ここで、チップ状電子部品を形成するセラミックコア１は、実施例１の本発明のセラミックコアと同様の製造方法で作製した。尚、セラミックコア１の突出部端面２ａの角２ｂ、稜線２ｃの曲率半径Ｒ１は、バレル処理を２〜１４時間の範囲で微調整した。

また、角２ｂ、稜線２ｃの曲率半径Ｒ１が４０μｍを超える試料に関しては、実施例１の比較例であるセラミックコア１０１と同様の製造方法で作製した。

上述した製造方法で作製したセラミックコア１の脚部２の突出部端面２ａに、図５に示すように、コの字状の電極１２を形成し、コア芯部３に、２０μｍφのＣｕ線による巻き線２３を巻き線機で形成した後、引き出し線を脚部２の突出部端面２ａの稜線２ｃを横架するように引き出してチップ電子部品１１を作製した。ここで、電極１２は、下地電極材としてＣｕをディッピング法にて２０μｍ形成し、該Ｃｕ上にＮｉを２μｍ形成し、さらに、前記Ｎｉ上にＳｎを５μｍで形成した。

上記で作製したチップ状電子部品に施した確認試験を以下のように実施した。

チップ状電子部品の外観検査は、該チップ状電子部品に電極が形成された突出部端面２ａの角２ｂならびに稜線２ｃについて、電極１２から突出するセラミックコアの露出の有無を顕微鏡にて検査した。

また、チップ状電子部品の基板に対する接着強度の確認試験は、図６に示すように、Ｃu層４２を３５μm厚み形成した９６質量％のアルミナ基板４１に細孔４１aを設け、脚部１０２間で細孔４１aを跨ぐようにチップ状電子部品を設置し、電極１２をＳｎ−Ｐｂハンダリフローによりアルミナ基板４１にハンダ付けし、チップ状電子部品設置面の背面側から細孔４１aを通して加圧ジグ４３をチップ状電子部品に押し当てた。その速度は、約１ｍｍ／ｓｅｃ．で加圧加重が５Ｎに達した段階で１０ｓｅｃ．当接保持した衝突試験をした後に、チップ状電子部品の電極１２とアルミナ基板４１のＣu層４２間に剥がれがないか、顕微鏡で観察した。

また、チップ状電子部品の引き出し線の断線発生率の確認試験は、引き出し線を脚部２の突出部端面２ａの稜線２ｃを横架するように引き出す際に、上記稜線２ｃを直角方向にコア芯３部の巻き線２３に緩みが発生しない程度の強さで引き出し線を引っ張り横架したとき、該引き出し線の断線について、繰り返し実施回数１００回当たりにおける巻き線２３の断線率を求めた。結果は表２に示すとおりである。

表２から解るように、チップ状電子部品１１の電極１２とアルミナ基板４１のＣu層４２との接着強度の確認試験結果は、脚部２の突出部端面２ａの角２ｂの曲率半径Ｒ１が２５μｍを超えた比較例である試料番号１６、１７にはＣｕ層４２と前記電極１２間に剥がれが確認された。

また、コア芯部３に巻き線２３を巻回し、その引き出し線をセラミックコア１の脚部２の突出部端面２ａに稜線２ｃを横架して引き出す断線発生率の試験においては、稜線２ｃの曲率半径Ｒ１が５μｍ未満である比較例である試料番号１１では２％の割合で引き出し線の断線が発生した。

以上の結果より、極小のセラミックコアにおいて、脚部の突出部端面の角ならびに稜線の曲率半径が５〜２５μｍで脚部の幅Ｄに対し、突出部端面の直線部２ｄが、少なくともＤ／２以上確保されていると、前記セラミックコアの脚部に電極を形成し、その部分を設置面とし基板へ接着したとき、十分な接着強度が得られるとともに、突出部端面の角ならびに稜線に少なくとも曲率半径５μｍ以上の曲面を有することから、引き出し線等がこの角或いは稜線を横架しても断線の発生を防止できるのである。

本発明は、１００５ミリサイズ以下で、脚部を有する極小のチップ状電子部品として好適である。

（ａ）は本発明のセラミックコアの一実施例を示す斜視図、（ｂ）は要部側面図、（ｃ）は他の実施例を示す斜視図である。 （ａ）は本発明のセラミックコアの製造する際に用いる粉末加圧成形装置を示す断面図、（ｂ）は粉末加圧成形装置に設置されたダイの平面図である。 （ａ）は本発明のセラミックコアの他の製造方法を示す平面図、（ｂ）は本発明のセラミックコアの他の実施例である。 （ａ）は本発明のチップ状電子部品の一実施例を示す側面図である。 （ａ）は従来のセラミックコアの製造方法を示す断面図、（ｂ）は平面図である。 電極の接着強度試験を示す断面図である。 （ａ）、（ｂ）は従来のチップ状電子部品の側面図である。 （ａ）は従来のセラミックコアの斜視図、（ｂ）は側面図である。 （ａ）（ｂ）は従来のセラミックコアの製造方法を示す断面図である。 従来のセラミックコアの要部の側面図である。 従来のセラミックコアの製造方法を示す斜視図である。

符号の説明

１、１０１：セラミックコア
２．１０２：脚部
２ａ、１０２ａ：突出部端面
２ｂ、１０２ｂ：角
２ｃ、１０２ｃ：稜線
３、１０３：コア芯部
３ａ、１０３ａ：回路形成有効領域
９：セラミック粉体
１０：セラミック成形体
１１、１１１：チップ状電子部品
１２、１２２：電極
２３、１２３：巻き線
１２４：メッキ
３１、１３１：セラミック粉末成形装置
３２、１３２：ダイ
３３：第一ダイ
３４：第二ダイ
３５：上パンチ
３６：下パンチ
１３６：第一下パンチ
１３７：第二下パンチ
３７：セラミック粉体充填孔
３８：ロックピン
４１：アルミナ基板
４２：Ｃｕ層
４３：加圧ジグ

Claims (8)

1. コア芯部の両端に脚部を備え、平面視した長手寸法が１．１ｍｍ以下、短手寸法が０．６ｍｍ以下であるセラミックコアであって、脚部の突出部端面の角および稜線に曲率半径５〜２５μｍの曲面を有することを特徴とするセラミックコア。
2. 平面視した前記脚部の突出部端面幅をＤとしたとき、前記角間に少なくともＤ／２以上の直線部を有することを特徴とする請求項１記載のセラミックコア。
3. 平面視した前記セラミックコアの長手寸法をＬとしたとき、２Ｄ／Ｌが０．２以上であることを特徴とする請求項１記載のセラミックコア。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載のセラミックコアの製造方法であって、セラミック粉体充填孔を備えたダイと、セラミック粉体を加圧成形するための上パンチならびに下パンチからなるセラミック粉末成形装置を用いて成形する工程と、得られたセラミック成形体を焼成しバレル処理する工程とからなり、前記成形工程で用いるダイは、前記セラミック粉体充填孔の領域外を構成する第一ダイを備え、前記セラミック粉体充填孔の側面のうち、前記セラミックコアの突出部端面に相当する部位に第二ダイを配置し、前記セラミック粉体充填孔にセラミック粉体を充填し、前記上パンチと前記下パンチとで前記セラミック粉体を加圧してセラミック成形体を成形する工程からなるセラミックコアの製造方法。
5. 前記成形工程で用いるダイは、セラミック粉体充填孔の側面のうち、前記セラミックコアの短手方向の突出部端面に相当する部位の前記第二ダイの側面の両端部位を前記第一ダイに当接させ、前記第二ダイの他の側面と前記第一ダイ間にクリアランスを有することを特徴とする請求項４記載のセラミックコアの製造方法。
6. 少なくとも水と前記セラミックコアとを混在させ遠心バレル処理する工程を含むことを特徴とする請求項４記載のセラミックコアの製造方法。
7. 請求項１乃至３のいずれかに記載のセラミックコアに少なくとも設置面となる一対の短手方向の脚部の突出部端面に電極を形成したことを特徴とするチップ状電子部品。
8. コア芯部に導体を設け、該導体を巻き線或いはメッキにより螺旋状に巻回したことを特徴とする請求項７記載のチップ状電子部品。

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