JP2022155186A - インダクタ - Google Patents
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Abstract
Description
しかしながら、アクリル樹脂などを樹脂成分に用いた場合、導電性ペーストの素体への固着強度が弱くなり、外部電極が剥がれ易くなる、という問題が生じる。
[第1実施形態]
図1は本実施形態に係るインダクタ1を上面12の側から視た斜視図であり、図2はインダクタ1を実装面10の側から視た斜視図である。
本実施形態のインダクタ1は、表面実装型の電子部品として構成されており、略直方体形状の素体2と、当該素体2の表面に設けられた一対の外部電極4とを備え、素体2の一面が図示しない回路基板の表面に実装される実装面10(図2)として構成されている。
図1に示すように、実装面10から上面12までの距離を素体2の厚みTと定義し、一対の側面16の間の距離を素体2の幅Wと定義し、一対の端面14の間の距離を素体2の長さLと定義する。また、厚みTの方向を厚み方向DTと定義し、幅Wの方向を幅方向DWと定義し、長さ距離の方向を長さ方向DLと定義する。
素体2は、コイル導体20と、当該コイル導体20が埋設された略直方体形状のコア30と、を備え、かかるコイル導体20をコア30に封入した導体封入型磁性部品として構成されている。
また第2磁性粒子の量は、その混合粉に含まれる磁性粒子の総重量を基準として25重量%である。
なお、エポキシ樹脂は、フェノールノボラック型エポキシ樹脂であってもよい。
また、樹脂の材料は、エポキシ樹脂以外であってもよく、また、1種ではなく2種以上であってもよい。例えば、樹脂の材料には、エポキシ樹脂の他にも、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリオレフィン樹脂などの熱硬化性樹脂を用いることができる。
同図に示すように、インダクタ1の製造工程は、コイル導体成型工程、タブレット成型工程、熱成型・硬化工程、バレル研磨工程、及び、外部電極形成工程を含んでいる。
予備成型体は、素体2の材料である上記混合粉を加圧することで、取り扱いが容易な固形状に成型したものであり、本実施形態では、コイル導体20が入り込む溝を有した適宜形状(例えばE型など)の第1タブレットと、この第1タブレットの溝を覆う適宜形状(例えばI型や板状など)の第2タブレットとの2種類のタブレットが形成される。
レーザ照射工程は、素体2の表面のうち、外部電極4を形成する電極形成領域70にレーザ光を照射することで電極形成領域70を表面改質する工程である。
なお、レーザ照射後に、電極形成領域70の表面を清浄するための洗浄処理(例えばエッチング処理)を行っても良い。
具体的には、当該工程では、先ず、電極形成領域70の全面に、導電性樹脂ペーストを塗布することで下地電極74を形成し、この下地電極74の表面に、ニッケル(Ni)層76と、スズ(Sn)層78とを、この順にめっき成長によって積層することで外部電極4を形成する。
本実施形態において、第1導電粒子の平均粒径は5μmであり、第1導電粒子の平均粒径は1μm以上30μm以下であることが好ましく、第2導電粒子の平均粒径は80nmであり、第2導電粒子の平均粒径は0.5nm以上200nm以下であることが好ましい。
また、第1導電粒子と樹脂の含有比(=第1導電粒子/樹脂)は0.528であり、0.522以上0.534以下が好ましく、第2導電粒子と樹脂の含有比(第2導電粒子/樹脂)は0.352であり、0.348以上0.356以下が好ましい。
そして、この場合、電極形成領域70は、その表面粗さSaが10μmとなっているのに対し、素体2における電極形成領域70以外の表面は、表面粗さSaが1.8μmとなっており、電極形成領域70が他の箇所に対して約5倍以上粗くなっている。
なお、金属面積率は、金属磁性粉と樹脂との総面積に占める金属磁性粉の面積の割合(=金属磁性粉の面積/(樹脂と金属磁性粉の合計面積))である。
なお、表1の実験結果は、電極形成領域70に照射するレーザ光の照射強度(エネルギー)を変化させることで表面粗さSaを変化させ、当該電極形成領域70に形成した外部電極4の固着強度を測定して得られた結果である。固着強度は、ボンドテスターを用いて測定した。
上述の通り、本実施形態のインダクタ1においては、電極形成領域70の表面粗さSaは10μmであるため、十分な固着強度が得られていることが分かる。
なお、表2において、面積エネルギー(単位:mJ/mm2)は、単位面積当たりのレーザエネルギーである。
また、表2の実験結果は、3つの素体2について測定した金属面積率の平均値であり、各素体2についての金属面積率は次のように測定されている。
先ず、素体2の端面14、上面12、及び実装面10ごとに、撮影ポイントを電極形成領域70の表面内に設定する。撮影ポイントは、撮影対象の各面において電極形成領域70の4隅の角をそれぞれ対角に結んだ交点である。次いで、走査電子顕微鏡の反射電子モードを使って500倍の倍率で各撮影ポイントを撮影し、各撮影ポイントの撮影画像を2値化する。次に、2値化後の各撮影画像内において金属磁性粉を特定し、各撮影画像において金属磁性粉が占める面積の割合を金属面積率として求める。そして、各撮影画像の金属面積率の平均値を素体2の金属面積率とする。
また、素体2において電極形成領域70以外の表面の金属面積率については、素体2の上面12、及び実装面10ごとに、撮影対象の各面において4隅の角をそれぞれ対角に結んだ交点を撮影ポイントとし、電極形成領域70の金属面積率についての上述の測定手順と同様に測定している。
同図に示すように、素体2の電極形成領域70(表面)には、多数の磁性粒子80(上記第1磁性粒子及び第2磁性粒粒子)が存在しており、当該電極形成領域70にレーザが照射されることで、表面の樹脂が除去され、また、隣接する磁性粒子80同士が融着する。電極形成領域70における磁性粒子80の融着はレーザ照射強度が強くなるほど顕著となり、これにより、金属面積率が増大することとなる。
したがって、外部電極4の表面の凹凸を生じさせないために、金属面積率は75%以下であることが好ましいと言える。
これにより、外部電極4の固着強度が十分なものとなり、なおかつ、外部電極4の表面における凹凸の発生が抑えられる。
下地電極74が、平均粒径が互いに異なる第1導電粒子と第2導電粒子とを含有することで、下地電極74における電流の流路と面積が増え、当該下地電極74を含む外部電極4の抵抗値を小さくできる。
図9は、本発明の第2実施形態に係るインダクタ1のLT断面の構成を示す模式図である。図10は、外部電極4の延出部90を含む箇所の断面構成と、実装面10から視たインダクタ1の平面視構成との対応関係を示す図である。
詳述すると、電極形成領域70の金属面積率が65%以上である場合、当該電極形成領域70の導電率が高まることで、電極形成領域70でめっきが成長し易くなり、また、金属磁性粉とニッケル層76の接触面積も増やすことができるため、固着強度が向上する。一方、電極形成領域70の金属面積率が75%を超える場合、レーザ照射強度が強くなり過ぎて金属磁性粉が脱粒し、めっきが成長し難くなったり、外部電極4の表面に凹凸が発生したりする。
したがって、導電性樹脂ペーストによる下地電極74と、当該下地電極74の上のニッケル層86(めっき層)と、当該ニッケル層76の上のスズ層78とを有し、金属面積率が65%以上75%以下の電極形成領域70に下地電極74が形成された外部電極4において、次のようにすることで、外部電極4の固着強度を第1実施形態よりも高めることができる。すなわち、図9、及び図10に示すように、外部電極4が備えるニッケル層76(めっき層)に、電極形成領域70の表面に直接触れる延出部90を設けることで、下地電極74と電極形成領域70との固着に加え、当該延出部90によっても外部電極4の固着強度を高めて、より剥がれ難くできる。また、図9に示すように、一対の外部電極4の両方が、実装面10及び上面12のそれぞれに延出部90を備え、更に、図10に示すように、各延出部90がインダクタ1の一対の側面16の間に亘って延びることで、延出部90が無い場合よりも固着強度が高められる。
なお、本実施形態の外部電極4は、延出部90が接する電極形成領域70の表面の金属面積率が、素体2の電極形成領域70以外の表面の金属面積率よりも高く、かつ、65%未満であっても、下地電極74の固着強度と当該延出部90の固着強度とによって第1実施例よりも固着強度を強くできる。また、延出部90が接する電極形成領域70の表面の金属面積率を65%以上75%以下とすることにより、金属面積率が65%未満の場合に比べ、当該電極形成領域70の導電率が高まることで、電極形成領域70でめっきが成長し易くなり、また、金属磁性粉とニッケル層76の接触面積も増やすことができるため、延出部90の固着強度を高めることができる。
図11は、本発明の第3実施形態に係るインダクタ1のLT断面の構成を示す模式図である。
第2実施形態で述べた通り、素体2の電極形成領域70の金属面積率が65%以上75%以下である場合、当該電極形成領域70へのニッケル層76の固着強度が向上し、なおかつ、外部電極4の表面における凹凸の発生が抑えられる。
したがって、図11に示すように、素体2の電極形成領域70に下地電極74を形成することなく、めっき層であるニッケル層76及びスズ層78を電極形成領域70に直接形成した外部電極4を構成することもできる。この場合、外部電極4において、コイル導体20の引出部24には、めっき層が直接接続される。
なお、めっき層は、銅(Cu)層、ニッケル層76、及びスズ層78の順で形成されてもよく、当該めっき層においても十分な固着強度の外部電極4が得られる。
2 素体
4 外部電極
20 コイル導体
30 コア
70 電極形成領域(外部電極が接する面)
74 下地電極
76 ニッケル層(めっき層)
78 スズ層
90 延出部
Claims (4)
- 金属磁性粉及び樹脂を含むコアにコイル導体が埋設された素体と、前記素体の表面に形成された外部電極と、を有するインダクタであって、
前記素体は、
前記金属磁性粉と前記樹脂の総重量を基準として、前記金属磁性粉の割合が96.7wt%以上97.4wt%以下であり、前記樹脂の割合が2.6wt%以上3.3wt%以下であり、
前記素体の表面において前記外部電極が接する面は、前記金属磁性粉と前記樹脂との総面積に占める前記金属磁性粉の面積の割合である金属面積率が65%以上75%以下である、
ことを特徴とするインダクタ。 - 前記外部電極は、
平均粒径が互いに異なる第1導電粒子と第2導電粒子と樹脂を含有する導電性樹脂によって前記素体の表面に形成された下地電極と、
前記下地電極の表面に形成されためっき層と、
を備えることを特徴とする請求項1に記載のインダクタ。 - 前記めっき層は、
前記下地電極から前記素体の表面に延出した延出部を有する
ことを特徴とする請求項2に記載のインダクタ。 - 前記外部電極は、
前記素体の表面に形成された、めっき層
を備えることを特徴とする請求項1に記載のインダクタ。
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