JP5126243B2 - 電子部品 - Google Patents

Description

本発明は、電子部品に関し、より特定的には、回路素子を内蔵している積層体を備えている電子部品に関する。

従来の電子部品としては、例えば、特許文献１に記載の積層型コイルが知られている。以下に、特許文献１に記載の積層型コイルについて説明する。図５は、特許文献１に記載の積層型コイル５００の断面構造図である。

積層型コイル５００は、図５に示すように、積層体５１２、外部電極５１４ａ，５１４ｂ、絶縁樹脂５１８及びコイルＬを備えている。積層体５１２は、複数の絶縁性シートが積層され、直方体状をなしている。コイルＬは、積層体５１２に内蔵され、複数のコイル導体パターン５１６が接続されることにより構成されている螺旋状のコイルである。コイル導体パターン５１６は、図５に示すように、積層体５１２の側面から露出している。

外部電極５１４ａ，５１４ｂはそれぞれ、積層体５１２の上面及び下面に設けられ、コイルＬに対して接続されている。絶縁性樹脂５１８は、積層体５１２の側面に設けられ、コイル導体パターン５１６が積層体５１２の側面から露出している部分を覆い隠している。

以上のような構成を有する積層型コイル５００によれば、コイル導体パターン５１６が絶縁性シートの外周縁部一杯に設けられるので、コイルＬの内径を大きくすることができる。更に、積層型コイル５００によれば、積層体５１２の側面が絶縁性樹脂５１８により被覆されているので、コイル導体パターン５１６が回路基板のパターン等とショートすることが防止される。

しかしながら、特許文献１に記載の積層型コイル５００では、絶縁性樹脂５１８が比較的容易に積層体５１２から剥離してしまう。積層体５１２は、例えば、フェライト等の磁性体材料により作製され、絶縁性樹脂５１８は、エポキシ樹脂等により作製されている。よって、積層体５１２と絶縁性樹脂５１８とは異なる材料により作製されている。そのため、積層型コイル５００では、積層体５１２と絶縁性樹脂５１８との密着性が比較的低く、絶縁性樹脂５１８が積層体５１２から剥離するおそれがある。

特開２０００−１３３５２１号公報

そこで、本発明の目的は、内蔵される回路素子を大きく形成することができると共に、ショートの発生を防止するための絶縁体膜が積層体から容易に剥離することを抑制できる電子部品を提供することである。

本発明の一形態に係る電子部品は、複数の絶縁体層が積層されてなり、積層方向において互いに対向している上面及び下面、並びに、該上面と該下面とを接続している側面を有する積層体と、前記側面に設けられている絶縁体膜と、前記積層体に内蔵され、かつ、該積層体の側面から前記絶縁体膜に対して突出している突出部を有している回路素子と、を備えていること、を特徴とする。

本発明によれば、内蔵される回路素子を大きく形成することができると共に、ショートの発生を防止するための絶縁体膜が積層体から容易に剥離することを抑制できる。

本発明の実施形態に係る電子部品の外観斜視図である。 一実施形態に係る電子部品の積層体の分解斜視図である。 図１の電子部品のＡ−Ａにおける断面構造図である。 積層体の集合体であるマザー積層体の分解斜視図である。 特許文献１に記載の積層型コイルの断面構造図である。

以下に、本発明の実施形態に係る電子部品について説明する。

（電子部品の構成）
本発明の一実施形態に係る電子部品の構成について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る電子部品１０の外観斜視図である。図２は、一実施形態に係る電子部品１０の積層体１２の分解斜視図である。図３は、図１の電子部品１０のＡ−Ａにおける断面構造図である。

以下、電子部品１０の積層方向をｚ軸方向と定義し、電子部品１０のｚ軸方向の正方向側の面（以下、上面Ｓ１と称す）の２辺に沿った方向をｘ軸方向及びｙ軸方向と定義する。ｘ軸方向とｙ軸方向とｚ軸方向とは直交している。また、電子部品１０のｚ軸方向の負方向側の面を下面Ｓ２と称す。下面Ｓ２は、ｚ軸方向において上面Ｓ１と対向している。更に、電子部品１０の上面Ｓ１及び下面Ｓ２とを接続している面を側面Ｓ３〜Ｓ６と称す。側面Ｓ３はｘ軸方向の正方向側に位置し、側面Ｓ４はｘ軸方向の負方向側に位置し、側面Ｓ５はｙ軸方向の正方向側に位置し、側面Ｓ６はｙ軸方向の負方向側に位置している。

電子部品１０は、図１及び図２に示すように、積層体１２、外部電極１４（１４ａ，１４ｂ）、絶縁体膜２０、及び、コイル（電子素子）Ｌ（図１には図示せず）を備えている。積層体１２は、直方体状をなしており、コイルＬを内蔵している。

外部電極１４ａ，１４ｂはそれぞれ、積層体１２の上面Ｓ１及び下面Ｓ２に設けられている。また、外部電極１４ａ，１４ｂはそれぞれ、上面Ｓ１及び下面Ｓ２から折り返されることにより、側面Ｓ３〜Ｓ６にも設けられている。

積層体１２は、図２に示すように、絶縁体層１６（１６ａ〜１６ｍ）がｚ軸方向の正方向側から負方向側へとこの順に積層されることにより構成されている。絶縁体層１６は、磁性体材料（例えば、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライト）からなる長方形状の層である。なお、磁性体材料とは、−５５℃以上＋１２５℃以下の温度範囲において、磁性体材料として機能する材料を意味する。以下では、絶縁体層１６のｚ軸方向の正方向側の面を表面と称し、絶縁体層１６のｚ軸方向の負方向側の面を裏面と称す。

絶縁体膜２０は、図１に示すように、積層体１２の側面Ｓ３〜Ｓ６において、外部電極１４ａ，１４ｂが設けられていない部分を覆うように設けられている。絶縁体膜２０は、積層体１２の磁性体材料とは異なる材料により構成されており、例えば、エポキシ樹脂により構成されている。

コイルＬは、積層体１２に内蔵され、図２に示すように、コイル導体層１８（１８ａ〜１８ｅ）及びビアホール導体ｖ１〜ｖ１３により構成されている。コイルＬは、コイル導体層１８ａ〜１８ｅ及びビアホール導体ｖ１〜ｖ１３が接続されることにより螺旋状をなすように構成され、ｚ軸方向と平行なコイル軸を有している。

コイル導体層１８ａ〜１８ｅは、図２に示すように、絶縁体層１６ｅ〜１６ｉの表面上に設けられており、絶縁体層１６ｅ〜１６ｉの外縁からはみ出した状態で旋回するコ字型の線状導体層である。より詳細には、コイル導体層１８ａ〜１８ｅは、３／４ターンのターン数を有しており、絶縁体層１６ｅ〜１６ｉの三辺に沿っていると共に、該三辺からはみ出すように設けられている。更に、コイル導体層１８ａ〜１８ｅは、残りの一辺の両端からもはみ出すように設けられている。コイル導体層１８ａは、絶縁体層１６ｅにおいて、ｘ軸方向の正方向側の辺以外の三辺に沿って設けられていると共に、該三辺からはみ出している突出部１９ａを有している。更に、突出部１９ａは、ｘ軸方向の正方向側の辺の両端からはみ出している。コイル導体層１８ｂは、絶縁体層１６ｆにおいて、ｙ軸方向の正方向側の辺以外の三辺に沿って設けられていると共に、該三辺からはみ出している突出部１９ｂ（図２には図示せず）を有している。更に、突出部１９ｂは、ｙ軸方向の正方向側の辺の両端からはみ出している。コイル導体層１８ｃは、絶縁体層１６ｇにおいて、ｘ軸方向の負方向側の辺以外の三辺に沿って設けられていると共に、該三辺からはみ出している突出部１９ｃ（図２には図示せず）を有している。更に、突出部１９ｃは、ｘ軸方向の負方向側の辺の両端からはみ出している。コイル導体層１８ｄは、絶縁体層１６ｈにおいて、ｙ軸方向の負方向側の辺以外の三辺に沿って設けられていると共に、該三辺からはみ出している突出部１９ｄ（図２には図示せず）を有している。更に、突出部１９ｄは、ｙ軸方向の負方向側の辺の両端からはみ出している。コイル導体層１８ｅは、絶縁体層１６ｉにおいて、ｘ軸方向の正方向側の辺以外の三辺に沿って設けられていると共に、該三辺からはみ出している突出部１９ｅ（図２には図示せず）を有している。更に、突出部１９ｅは、ｘ軸方向の正方向側の辺の両端からはみ出している。

以下では、コイル導体層１８において、ｚ軸方向の正方向側から平面視したときに、時計回りの上流側の端部を上流端とし、時計回りの下流側の端部を下流端とする。なお、コイル導体層１８のターン数は、３／４ターンに限らない。よって、コイル導体層１８のターン数は、例えば、１／２ターンであってもよいし、７／８ターンであってもよい。

ビアホール導体ｖ１〜ｖ１３は、図２に示すように、絶縁体層１６ａ〜１６ｍをｚ軸方向に貫通するように設けられている。ビアホール導体ｖ１〜ｖ４は、絶縁体層１６ａ〜１６ｄをｚ軸方向に貫通しており、互いに接続されることにより１本のビアホール導体を構成している。ビアホール導体ｖ１のｚ軸方向の正方向側の端部は、図３に示すように、外部電極１４ａに接続されている。また、ビアホール導体ｖ４のｚ軸方向の負方向側の端部は、コイル導体層１８ａの上流端に接続されている。

ビアホール導体ｖ５は、絶縁体層１６ｅをｚ軸方向に貫通し、コイル導体層１８ａの下流端及びコイル導体層１８ｂの上流端に接続されている。ビアホール導体ｖ６は、絶縁体層１６ｆをｚ軸方向に貫通し、コイル導体層１８ｂの下流端及びコイル導体層１８ｃの上流端に接続されている。ビアホール導体ｖ７は、絶縁体層１６ｇをｚ軸方向に貫通し、コイル導体層１８ｃの下流端及びコイル導体層１８ｄの上流端に接続されている。ビアホール導体ｖ８は、絶縁体層１６ｈをｚ軸方向に貫通し、コイル導体層１８ｄの下流端及びコイル導体層１８ｅの上流端に接続されている。

ビアホール導体ｖ９〜ｖ１３は、絶縁体層１６ｉ〜１６ｍをｚ軸方向に貫通しており、互いに接続されることにより１本のビアホール導体を構成している。ビアホール導体ｖ９のｚ軸方向の正方向側の端部は、コイル導体層１８ｅの下流端に接続されている。また、ビアホール導体ｖ１３のｚ軸方向の負方向側の端部は、図３に示すように、外部電極１４ｂに接続されている。

以上のように構成されてコイルＬは、図３に示すように、突出部１９ａ〜１９ｅ（図３では、突出部１９ｂのみを例示）において、積層体１２の側面Ｓ３〜Ｓ６から絶縁体膜２０に対して突出している。

（電子部品の製造方法）
以下に、電子部品１０の製造方法について図面を参照しながら説明する。図４は、積層体１２の集合体であるマザー積層体１１２の分解斜視図である。

まず、図４に示すセラミックグリーンシート１１６（１１６ａ〜１１６ｍ）を準備する。具体的には、酸化第二鉄（Ｆｅ₂Ｏ₃）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化ニッケル（ＮｉＯ）及び酸化銅（ＣｕＯ）を所定の比率で秤量したそれぞれの材料を原材料としてボールミルに投入し、湿式調合を行う。得られた混合物を乾燥してから粉砕し、得られた粉末を８００℃で１時間仮焼する。得られた仮焼粉末をボールミルにて湿式粉砕した後、乾燥してから解砕して、フェライトセラミック粉末を得る。

このフェライトセラミック粉末に対して結合剤（酢酸ビニル、水溶性アクリル等）と可塑剤、湿潤材及び分散剤を加えてボールミルで混合を行い、その後、減圧により脱泡を行う。得られたセラミックスラリーをドクターブレード法により、キャリアシート上にシート状に形成して乾燥させ、セラミックグリーンシート１１６を作製する。

次に、セラミックグリーンシート１１６のそれぞれに、ビアホール導体ｖ１〜ｖ１３を形成する。具体的には、セラミックグリーンシート１１６にレーザビームを照射してビアホールを形成する。更に、ビアホールに対して、Ａｇ，Ｐｄ，Ｃｕ，Ａｕやこれらの合金などの導電性材料からなるペーストを印刷塗布などの方法により充填して、ビアホール導体ｖ１〜ｖ１３を形成する。

次に、セラミックグリーンシート１１６ｅ〜１１６ｉ上に、導電性材料からなるペーストをスクリーン印刷法やフォトリソグラフィ法などの方法で塗布することにより、コイル導体層１８（１８ａ〜１８ｅ）を形成する。導電性材料からなるペーストは、例えば、Ａｇに、ワニス及び溶剤が加えられたものである。また、ペーストとして、通常のペーストよりも導電性材料の含有率が高いペーストを用いた。具体的には、通常のペーストは、導電性材料を７０重量％の割合で含有しているのに対して、本実施形態で用いたペーストは、導電性材料を８０重量％以上の割合で含有している。

なお、コイル導体層１８（１８ａ〜１８ｅ）を形成する工程とビアホールに対して導電性材料（Ａｇ又はＡｇ−Ｐｔ）からなるペーストを充填する工程とは、同じ工程において行われてもよい。

次に、セラミックグリーンシート１１６ａ〜１１６ｍをｚ軸方向の正方向側から負方向側へとこの順に並ぶように積層及び圧着して未焼成のマザー積層体１１２を得る。具体的には、セラミックグリーンシート１１６ａ〜１１６ｍを１枚ずつ積層及び仮圧着する。この後、未焼成のマザー積層体１１２に対して、静水圧プレスにて本圧着を施す。静水圧プレスの条件は、１００ＭＰａの圧力及び４５℃の温度である。

次に、未焼成のマザー積層体１１２をカットして、個別の未焼成の積層体１２を得る。具体的には、未焼成のマザー積層体１１２を図４の点線の位置でダイサー等によりカットする。この段階では、コイル導体層１８は、積層体１２の側面Ｓ３〜Ｓ６から露出はしているものの、突出はしていない。

次に、積層体１２の表面に、バレル研磨処理を施して、面取りを行う。この後、未焼成の積層体１２に、脱バインダー処理及び焼成を施す。脱バインダー処理は、例えば、低酸素雰囲気中においておよそ５００℃で２時間の条件で行う。焼成は、例えば、８７０℃〜９００℃で２．５時間の条件で行う。ここで、焼成時におけるセラミックグリーンシート１１６の収縮率とコイル導体層１８の収縮率とは異なる。具体的には、セラミックグリーンシート１１６の方がコイル導体層１８に比べて、焼成時に大きく縮む。特に、本実施形態では、コイル導体層１８を通常よりも導電性材料の含有率が高いペーストにより作製している。よって、コイル導体層１８の収縮率は、通常のコイル導体層に比べて小さい。その結果、コイル導体層１８は、図２及び図３に示すように、焼成後の積層体１２の側面Ｓ３〜Ｓ６から大きく突出する。

次に、Ａｇを主成分とする導電性材料からなる電極ペーストを、積層体１２の上面Ｓ１、下面Ｓ２及び側面Ｓ３〜Ｓ６の一部に塗布する。そして、塗布した電極ペーストを約８００℃の温度で１時間の条件で焼き付ける。これにより、外部電極１４となるべき銀電極を形成する。更に、外部電極１４となるべき銀電極の表面に、Ｎｉめっき／Ｓｎめっきを施すことにより、外部電極１４を形成する。

最後に、図３に示すように、積層体１２の側面Ｓ３〜Ｓ６において、外部電極１４ａ，１４ｂが設けられていない部分にエポキシ樹脂等の樹脂を塗布することにより、絶縁体膜２０を形成する。これにより、突出部１９は、絶縁体膜２０により覆い隠されるようになる。よって、コイルＬが回路基板のパターン等とショートすることが絶縁体膜２０により防止されるようになる。以上の工程により、電子部品１０が完成する。

（効果）
以上のような電子部品１０によれば、内蔵されるコイルＬを大きく形成することができる。より詳細には、電子部品１０では、コイル導体層１８は、図２に示すように、絶縁体層１６の外縁からはみ出している。すなわち、コイル導体層１８と絶縁体層１６の外縁との間に隙間が存在しない。よって、電子部品１０は、コイル導体層と絶縁体層の外縁との間に隙間が存在する電子部品に比べて、コイルＬの径を大きくすることができる。よって、電子部品１０では、内蔵されるコイルＬ（回路素子）を大きく形成することができる。

前記のようにコイルＬを大きく形成することができる場合には、例えば、コイルＬの内径を大きくすることが可能となる。その結果、コイルＬの直流重畳特性が向上する。なお、積層体１２が非磁性体材料により作製されている場合には、コイルＬは空芯コイルとなる。この場合には、コイルＬの内径が大きくなると、コイルＬのＱ値が高くなる。

また、コイルＬの内径を大きくすることなくコイルＬの外径を大きくした場合には、コイル導体層１８の線幅を太くすることができる。この場合には、コイルＬの直流抵抗値を低減することが可能となる。その結果、コイルＬのＱ値が高くなる。

また、電子部品１０によれば、絶縁体膜２０が積層体１２から容易に剥離することが抑制される。より詳細には、コイル導体層１８は、積層体１２の側面Ｓ３〜Ｓ６から絶縁体膜２０に突出する突出部１９を有している。そのため、積層体１２と絶縁体膜２０との間には、積層体１２の側面Ｓ３〜Ｓ６と絶縁体膜２０とが密着している力に加えて、突出部１９が絶縁体膜２０内に突出することによって生じるアンカー効果による力が働くようになる。よって、電子部品１０では、特許文献１に記載の積層型コイル５００に比べて、アンカー効果による力の分だけ、積層体１２と絶縁体膜２０とが強固に密着するようになる。その結果、電子部品１０によれば、絶縁体膜２０が積層体１２から容易に剥離することが抑制される。

なお、電子部品１０において、絶縁体膜２０に対して磁性体材料の粉末を混入してもよい。この場合には、コイルＬの外側も磁性体層が存在するようになるので、コイルＬが閉磁路型コイルとなる。その結果、コイルＬのインダクタンス値を大きくできる。

なお、電子部品１０に内蔵される回路素子は、コイルＬに限らない。回路素子は、例えば、コンデンサであってもよいし、コイル及びコンデンサからなるフィルタ等であってもよい。

以上のように、本発明は、電子部品に有用であり、特に、内蔵される回路素子を大きく形成することができると共に、ショートの発生を防止するための絶縁体膜が積層体から容易に剥離することを抑制できる点において優れている。

Ｌ コイル
Ｓ１ 上面
Ｓ２ 下面
Ｓ３〜Ｓ６ 側面
ｖ１〜ｖ１３ ビアホール導体
１０ 電子部品
１２ 積層体
１４ａ，１４ｂ 外部電極
１６ａ〜１６ｍ 絶縁体層
１８ａ〜１８ｅ コイル導体層
１９ａ〜１９ｅ 突出部
２０ 絶縁体膜

Claims (5)

1. 複数の絶縁体層が積層されてなり、積層方向において互いに対向している上面及び下面、並びに、該上面と該下面とを接続している側面を有する積層体と、
   前記側面に設けられている絶縁体膜と、
   前記積層体に内蔵され、かつ、該積層体の側面から前記絶縁体膜に対して突出している突出部を有している回路素子と、
   を備えていること、
   を特徴とする電子部品。
2. 前記回路素子は、コイルであること、
   を特徴とする請求項１に記載の電子部品。
3. 前記コイルは、前記絶縁体層上に設けられている複数の導体層が接続されることにより構成されている螺旋状コイルであり、
   前記複数の導体層は、前記絶縁体層上において、該絶縁体層の外縁からはみ出した状態で旋廻している線状導体層であること、
   を特徴とする請求項２に記載の電子部品。
4. 前記絶縁体層は、フェライトにより構成されていること、
   を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の電子部品。
5. 前記絶縁体膜は、前記絶縁体層と異なる材料により構成されていること、
   を特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の電子部品。

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