JPWO2010150602A1 - 電子部品及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
各コイル導体の周囲を周回する磁束による磁気飽和の発生を抑制できる電子部品及びその製造方法を提供する。第１のＮｉ含有率をなす絶縁体層（１９）を準備する。絶縁体層（１９）上にコイル導体（１８）を形成する。第１のＮｉ含有率よりも高い第２のＮｉ含有率をなす絶縁体層（１６）を、絶縁体層（１９）上のコイル導体（１８）以外の部分に形成する。絶縁体層（１６，１９）及びコイル導体（１８）は、単位層（１７）を構成している。単位層（１７）及び絶縁体層（１５）を積層して積層体（１２）を得る。この後、積層体（１２）を焼成する。積層体（１２）を焼成する工程の後には、絶縁体層（１９）におけるコイル導体（１８）にｚ軸方向の両側から挟まれている第１の部分でのＮｉ含有率は、絶縁体層（１９）における第１の部分以外の第２の部分でのＮｉ含有率よりも低くなっている。
Description
本発明は、電子部品及びその製造方法に関し、より特定的には、コイルを内蔵している電子部品及びその製造方法に関する。
従来の電子部品としては、例えば、特許文献１に記載の開磁路型積層コイル部品が知られている。図８は、特許文献１に記載の開磁路型積層コイル部品５００の断面構造図である。
開磁路型積層コイル部品５００は、図８に示すように、積層体５０２及びコイルＬを備えている。積層体５０２は、複数の磁性体層が積層されることにより構成されている。コイルＬは、螺旋状をなし、複数のコイル導体５０６が接続されることにより構成されている。更に、開磁路型積層コイル部品５００は、非磁性体層５０４を更に備えている。非磁性体層５０４は、コイルＬを横切るように積層体５０２に設けられている。
以上のような開磁路型積層コイル部品５００では、複数のコイル導体５０６の周囲を周回する磁束φ５００が、非磁性体層５０４を通過するようになる。その結果、積層体５０２内において磁束が集中しすぎて磁気飽和が発生することが抑制されるようになる。その結果、開磁路型積層コイル部品５００は、優れた直流重畳特性を有するようになる。
ところで、開磁路型積層コイル部品５００では、複数のコイル導体５０６の周囲を周回する磁束φ５００の他に、各コイル導体５０６の周囲を周回する磁束φ５０２も存在する。このような磁束φ５０２も、開磁路型積層コイル部品５００において磁気飽和を発生させる原因となっている。
そこで、本発明の目的は、各コイル導体の周囲を周回する磁束による磁気飽和の発生を抑制できる電子部品及びその製造方法を提供することである。
本発明の一形態に係る電子部品の製造方法は、複数のコイル導体が積層方向から平面視したときに互いに重なった状態で接続されてなる螺旋状のコイルを内蔵している積層体であって、第１のＮｉ含有率をなす第１の絶縁体層と、該第１の絶縁体層上に設けられている前記コイル導体と、前記第１のＮｉ含有率よりも高い第２のＮｉ含有率をなす第２の絶縁体層であって、該第１の絶縁体層上の該コイル導体以外の部分に設けられている第２の絶縁体層と、からなる第１の単位層が複数連続して積層されてなる積層体を形成する工程と、前記積層体を焼成する工程と、を備えていること、を特徴とする。
本発明の一形態に係る電子部品は、１枚のシート状の第１の絶縁体層と、前記第１の絶縁体層上に設けられているコイル導体と、該第１の絶縁体層上の該コイル導体以外の部分に設けられている第２の絶縁体層と、からなる単位層を複数備えた電子部品であって、前記複数の単位層が連続して積層されることにより、複数の前記コイル導体が接続されて螺旋状のコイルが構成されており、前記第１の絶縁体層における前記コイル導体に積層方向の両側から挟まれている第１の部分でのＮｉ含有率は、該第１の絶縁体層における該第１の部分以外の第２の部分でのＮｉ含有率よりも低くなっており、前記第２の部分でのＮｉ含有率は、前記第２の絶縁体層でのＮｉ含有率よりも低くなっていること、を特徴とする。
本発明によれば、各コイル導体の周囲を周回する磁束による磁気飽和の発生を抑制できる。
以下に、本発明の実施形態に係る電子部品及びその製造方法について説明する。
（電子部品の構成）
以下に、本発明の一実施形態に係る電子部品について図面を参照しながら説明する。図１は、実施形態に係る電子部品１０ａ〜１０ｄの斜視図である。図２は、一実施形態に係る電子部品１０ａの積層体１２ａの分解斜視図である。図３は、図１のＡ−Ａにおける電子部品１０ａの断面構造図である。図２に示す積層体１２ａは、焼成前の状態を示している。一方、図３に示す電子部品１０ａは、焼成後の状態を示している。以下、電子部品１０ａの積層方向をｚ軸方向と定義し、電子部品１０ａの長辺に沿った方向をｘ軸方向と定義し、電子部品１０ａの短辺に沿った方向をｙ軸方向と定義する。ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸は互いに直交している。
以下に、本発明の一実施形態に係る電子部品について図面を参照しながら説明する。図１は、実施形態に係る電子部品１０ａ〜１０ｄの斜視図である。図２は、一実施形態に係る電子部品１０ａの積層体１２ａの分解斜視図である。図３は、図１のＡ−Ａにおける電子部品１０ａの断面構造図である。図２に示す積層体１２ａは、焼成前の状態を示している。一方、図３に示す電子部品１０ａは、焼成後の状態を示している。以下、電子部品１０ａの積層方向をｚ軸方向と定義し、電子部品１０ａの長辺に沿った方向をｘ軸方向と定義し、電子部品１０ａの短辺に沿った方向をｙ軸方向と定義する。ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸は互いに直交している。
電子部品１０ａは、図１に示すように、積層体１２ａ及び外部電極１４ａ，１４ｂを備えている。積層体１２ａ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、コイルＬに電気的に接続されており、互いに対向している積層体１２ａの側面に設けられている。本実施形態では、外部電極１４ａ，１４ｂは、ｘ軸方向の両端に位置する２つの側面を覆うように設けられている。
積層体１２ａは、図２に示すように、絶縁体層１５ａ〜１５ｅ，１６ａ〜１６ｇ，１９ａ〜１９ｇ、コイル導体１８ａ〜１８ｇ及びビアホール導体ｂ１〜ｂ６により構成されている。絶縁体層１５ａ〜１５ｅはそれぞれ、長方形状をなしており、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライトからなる１枚のシート状の磁性体層である。絶縁体層１５ａ〜１５ｃは、コイル導体１８ａ〜１８ｇが設けられている領域よりもｚ軸方向の正方向側においてこの順に積層され、外層を構成している。また、絶縁体層１５ｄ，１５ｅは、コイル導体１８ａ〜１８ｇが設けられている領域よりもｚ軸方向の負方向側にこの順に積層され、外層を構成している。
絶縁体層１９ａ〜１９ｇは、図２に示すように、長方形状をなしており、第１のＮｉをなす絶縁体層である。本実施形態では、絶縁体層１９ａ〜１９ｇは、Ｎｉを含有していないＣｕ−Ｚｎ系フェライトからなる非磁性体層である。ただし、絶縁体層１９ａ〜１９ｇは、焼成前には非磁性体層であるが、焼成後には部分的に磁性体層となっている。この点については、後述する。
コイル導体１８ａ〜１８ｇは、図２に示すように、Ａｇからなる導電性材料からなり、３／４ターンの長さを有しており、ビアホール導体ｂ１〜ｂ６と共にコイルＬを構成している。コイル導体１８ａ〜１８ｇはそれぞれ、絶縁体層１９ａ〜１９ｇ上に設けられている。また、コイル導体１８ａの一端は、絶縁体層１９ａ上においてｘ軸方向の負方向側の辺に引き出されており、引き出し導体を構成している。コイル導体１８ａの一端は、図１の外部電極１４ａに接続されている。コイル導体１８ｇの一端は、絶縁体層１９ｇ上においてｘ軸方向の正方向側の辺に引き出されており、引き出し導体を構成している。コイル導体１８ｇの一端は、図１の外部電極１４ｂに接続されている。また、コイル導体１８ａ〜１８ｇは、ｚ軸方向から平面視したときに、互いに重なり合って一つの長方形状の環を形成している。
ビアホール導体ｂ１〜ｂ６は、図２に示すように、絶縁体層１９ａ〜１９ｆをｚ軸方向に貫通しており、ｚ軸方向に隣り合っているコイル導体１８ａ〜１８ｇを接続している。具体的には、ビアホール導体ｂ１は、コイル導体１８ａの他端とコイル導体１８ｂの一端とを接続している。ビアホール導体ｂ２は、コイル導体１８ｂの他端とコイル導体１８ｃの一端とを接続している。ビアホール導体ｂ３は、コイル導体１８ｃの他端とコイル導体１８ｄの一端とを接続している。ビアホール導体ｂ４は、コイル導体１８ｄの他端とコイル導体１８ｅの一端とを接続している。ビアホール導体ｂ５は、コイル導体１８ｅの他端とコイル導体１８ｆの一端とを接続している。ビアホール導体ｂ６は、コイル導体１８ｆの他端とコイル導体１８ｇの他端（なお、前記の通りコイル導体１８ｇの一端は引き出し導体）とを接続している。以上のように、コイル導体１８ａ〜１８ｇ及びビアホール導体ｂ１〜ｂ６は、ｚ軸方向に延在するコイル軸を有する螺旋状のコイルＬを構成している。
絶縁体層１６ａ〜１６ｇはそれぞれ、図２に示すように、絶縁体層１９ａ〜１９ｇ上においてコイル導体１８ａ〜１８ｇ以外の部分に設けられている。よって、絶縁体層１９ａ〜１９ｇの主面は、絶縁体層１６ａ〜１６ｇ及びコイル導体１８ａ〜１８ｇにより覆い隠されている。更に、絶縁体層１６ａ〜１６ｇ及びコイル導体１８ａ〜１８ｇの主面はそれぞれ、一つの平面を構成しており、面一となっている。また、絶縁体層１６ａ〜１６ｇは、第１のＮｉ含有率よりも高い第２のＮｉ含有率をなす絶縁体層である。すなわち、本実施形態では、絶縁体層１６ａ〜１６ｇは、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライトからなる磁性体層である。
ここで、絶縁体層１９ａ〜１９ｇの厚みは、絶縁体層１６ａ〜１６ｇの厚みよりも薄い。具体的には、絶縁体層１９ａ〜１９ｇの厚みは、５μｍ以上１５μｍであるのに対して、絶縁体層１６ａ〜１６ｇの厚みは、２５μｍである。
以上のように構成された絶縁体層１６ａ〜１６ｇ，１９ａ〜１９ｇ及びコイル導体１８ａ〜１８ｇはそれぞれ、単位層１７ａ〜１７ｇを構成している。そして、単位層１７ａ〜１７ｇは、絶縁体層１５ａ〜１５ｃと絶縁体層１５ｄ，１５ｅとの間においてこの順に連続して積層されている。これにより、積層体１２ａが構成されている。
以上のような積層体１２ａが焼成され、外部電極１４ａ，１４ｂが形成されると、電子部品１０ａは、図３に示す断面構造を有するようになる。具体的には、積層体１２ａの焼成時に、絶縁体層１９ａ〜１９ｇの一部におけるＮｉ含有率が、第１のＮｉ含有率よりも高くなる。すなわち、絶縁体層１９ａ〜１９ｇの一部が、非磁性体層から磁性体層へと変化する。
より詳細には、図３に示すように、電子部品１０ａでは、絶縁体層１９ａ〜１９ｇは、第１の部分２０ａ〜２０ｆ及び第２の部分２２ａ〜２２ｇを含んでいる。第１の部分２０ａ〜２０ｆは、絶縁体層１９ａ〜１９ｆにおいて、コイル導体１８ａ〜１８ｇにｚ軸方向の両側から挟まれている部分である。具体的には、第１の部分２０ａは、絶縁体層１９ａにおいて、コイル導体１８ａとコイル導体１８ｂとに挟まれた部分である。第１の部分２０ｂは、絶縁体層１９ｂにおいて、コイル導体１８ｂとコイル導体１８ｃとに挟まれた部分である。第１の部分２０ｃは、絶縁体層１９ｃにおいて、コイル導体１８ｃとコイル導体１８ｄとに挟まれた部分である。第１の部分２０ｄは、絶縁体層１９ｄにおいて、コイル導体１８ｄとコイル導体１８ｅとに挟まれた部分である。第１の部分２０ｅは、絶縁体層１９ｅにおいて、コイル導体１８ｅとコイル導体１８ｆとに挟まれた部分である。第１の部分２０ｆは、絶縁体層１９ｆにおいて、コイル導体１８ｆとコイル導体１８ｇとに挟まれた部分である。また、第２の部分２２ａ〜２２ｇは、絶縁体層１９ａ〜１９ｆにおいて、第１の部分２０ａ〜２０ｆ以外の部分である。ただし、絶縁体層１９ｇには、第１の部分２０ｇは存在せず、第２の部分２２ｇのみ存在する。これは、絶縁体層１９ｇは、ｚ軸方向の最も負方向側に位置するコイル導体１８ｇよりもｚ軸方向の負方向側に位置しているためである。
第１の部分２０ａ〜２０ｆでのＮｉ含有率は、第２の部分２２ａ〜２２ｇでのＮｉ含有率よりも低くなっている。本実施形態では、第１の部分２０ａ〜２０ｆには、Ｎｉが含まれていない。よって、第１の部分２０ａ〜２０ｆは、非磁性体層である。一方、第２の部分２２ａ〜２２ｇには、Ｎｉが含まれている。よって、第２の部分２２ａ〜２２ｇは磁性体層である。また、第２の部分２２ａ〜２２ｇでのＮｉ含有率は、絶縁体層１６ａ〜１６ｇでのＮｉ含有率よりも低くなっている。
（電子部品の製造方法）
以下に、電子部品１０ａの製造方法について図面を参照しながら説明する。なお、以下では、複数の電子部品１０ａを同時に作成する際の電子部品１０ａの製造方法について説明する。
以下に、電子部品１０ａの製造方法について図面を参照しながら説明する。なお、以下では、複数の電子部品１０ａを同時に作成する際の電子部品１０ａの製造方法について説明する。
まず、図２の絶縁体層１９ａ〜１９ｇとなるべきセラミックグリーンシートを準備する。具体的には、酸化第二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）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、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、絶縁体層１９ａ〜１９ｇとなるべきセラミックグリーンシートを作製する。
次に、図２の絶縁体層１５ａ〜１５ｅとなるべきセラミックグリーンシートを準備する。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、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、絶縁体層１５ａ〜１５ｅとなるべきセラミックグリーンシートを作製する。
次に、図２の絶縁体層１６ａ〜１６ｇとなるべきセラミック層のセラミックスラリーを準備する。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、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って、絶縁体層１６ａ〜１６ｇとなるべきセラミック層のセラミックスラリーを得る。
次に、図２に示すように、絶縁体層１９ａ〜１９ｆとなるべきセラミックグリーンシートのそれぞれに、ビアホール導体ｂ１〜ｂ６を形成する。具体的には、絶縁体層１９ａ〜１９ｆとなるべきセラミックグリーンシートにレーザビームを照射してビアホールを形成する。次に、この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ペーストを印刷塗布などの方法により充填する。
次に、図２に示すように、絶縁体層１９ａ〜１９ｇとなるべきセラミックグリーンシート上にコイル導体１８ａ〜１８ｇを形成する。具体的には、絶縁体層１９ａ〜１９ｇとなるべきセラミックグリーンシート上に、Ａｇ，Ｐｄ，Ｃｕ，Ａｕやこれらの合金などを主成分とする導電性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１８ａ〜１８ｇを形成する。なお、コイル導体１８ａ〜１８ｇを形成する工程とビアホールに対して導電性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、図２に示すように、絶縁体層１９ａ〜１９ｇとなるべきセラミックグリーンシート上のコイル導体１８ａ〜１８ｇ以外の部分に絶縁体層１６ａ〜１６ｇとなるセラミックグリーン層を形成する。具体的には、セラミック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、絶縁体層１９ａ〜１９ｇとなるべきセラミックグリーン層を形成する。以上の工程により、図２に示す単位層１７ａ〜１７ｇとなるべきセラミックグリーン層が形成される。
次に、図２に示すように、絶縁体層１５ａ〜１５ｃとなるべきセラミックグリーンシート、単位層１７ａ〜１７ｇとなるべきセラミックグリーン層及び絶縁体層１５ｄ，１５ｅとなるべきセラミックグリーンシートをこの順に並ぶように積層・圧着して、未焼成のマザー積層体を得る。絶縁体層１５ａ〜１５ｃとなるべきセラミックグリーンシート、単位層１７ａ〜１７ｇとなるべきセラミックグリーン層及び絶縁体層１５ｄ，１５ｅとなるべきセラミックグリーンシートの積層・圧着は、１枚ずつ積層して仮圧着した後、未焼成のマザー積層体を静水圧プレスなどにより加圧して本圧着を行う。
なお、積層の際、単位層１７ａ〜１７ｇとなるべきセラミックグリーン層をｚ軸方向に連続して積層することにより、コイルＬを形成している。これにより、未焼成のマザー積層体では、図２に示すように、コイル導体１８ａ〜１８ｇと絶縁体層１９ａ〜１９ｇが、ｚ軸方向に交互に並ぶようになる。
次に、マザー積層体をカット刃により所定寸法（２．５ｍｍ×２．０ｍｍ×１．０ｍｍ）の積層体１２ａにカットする。これにより未焼成の積層体１２ａが得られる。この未焼成の積層体１２ａには、脱バインダー処理及び焼成がなされる。脱バインダー処理は、例えば、低酸素雰囲気中において５００℃で２時間の条件で行われる。焼成は、例えば、８７０℃〜９００℃で２．５時間の条件で行われる。
焼成の際に、絶縁体層１５ｃ，１６ａ〜１６ｇ，１５ｄから絶縁体層１９ａ〜１９ｇへとＮｉの拡散が発生する。より詳細には、図３に示すように、絶縁体層１９ａ〜１９ｇの第２の部分２２ａ〜２２ｇが、Ｎｉを含有する絶縁体層１５ｃ，１６ａ〜１６ｇ，１５ｄと接触しているので、第２の部分２２ａ〜２２ｇには、絶縁体層１５ｃ，１６ａ〜１６ｇ，１５ｄからＮｉが拡散してくる。そのため、第２の部分２２ａ〜２２ｇは、磁性体層となる。ただし、第２の部分２２ａ〜２２ｇでのＮｉ含有率は、絶縁体層１５ｃ，１６ａ〜１６ｇ，１５ｄでの第２のＮｉ含有率よりも低くなっている。
一方、絶縁体層１９ａ〜１９ｆの第１の部分２０ａ〜２０ｆが、絶縁体層１５ｃ，１６ａ〜１６ｇ，１５ｄと接触していないので、第１の部分２０ａ〜２０ｆには、絶縁体層１５ｃ，１６ａ〜１６ｇ，１５ｄからＮｉが拡散してこない。そのため、第１の部分２０ａ〜２０ｆは、非磁性体層のままである。なお、第１の部分２０ａ〜２０ｆは、原則としてＮｉを含有していないものとしているが、第２の部分２２ａ〜２２ｇを介して拡散してきたＮｉを含有しうる。よって、第１の部分２０ａ〜２０ｆは、磁性を帯びない程度の僅かな量のＮｉを含有していてもよい。
以上の工程により、焼成された積層体１２ａが得られる。積層体１２ａにバレル加工を施して、面取りを行う。その後、積層体１２ａの表面に、例えば、浸漬法等の方法により主成分が銀である電極ペーストを塗布及び焼き付けすることにより、外部電極１４ａ，１４ｂとなるべき銀電極を形成する。銀電極の焼き付けは、８００℃で１時間行われる。
最後に、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１４ａ，１４ｂを形成する。以上の工程を経て、図１に示すような電子部品１０ａが完成する。
（効果）
電子部品１０ａ及びその製造方法では、以下に説明するように、各コイル導体１８ａ〜１８ｆの周囲を周回する磁束による磁気飽和の発生を抑制できる。より詳細には、電子部品１０ａのコイルＬに電流が流れると、図３に示すようなコイル導体１８ａ〜１８ｆの全体の周囲を周回する相対的に長い磁路を有する磁束φ１が発生すると共に、各コイル導体１８ａ〜１８ｆの周囲を周回する相対的に短い磁束を有する磁束φ２（図３では、コイル導体１８ｄの周囲に発生する磁束φ２のみ記載）が発生する。そして、磁束φ２は、磁束φ１と同様に、電子部品１０ａにおいて磁気飽和を発生させる原因となりうる。
電子部品１０ａ及びその製造方法では、以下に説明するように、各コイル導体１８ａ〜１８ｆの周囲を周回する磁束による磁気飽和の発生を抑制できる。より詳細には、電子部品１０ａのコイルＬに電流が流れると、図３に示すようなコイル導体１８ａ〜１８ｆの全体の周囲を周回する相対的に長い磁路を有する磁束φ１が発生すると共に、各コイル導体１８ａ〜１８ｆの周囲を周回する相対的に短い磁束を有する磁束φ２（図３では、コイル導体１８ｄの周囲に発生する磁束φ２のみ記載）が発生する。そして、磁束φ２は、磁束φ１と同様に、電子部品１０ａにおいて磁気飽和を発生させる原因となりうる。
そこで、上記製造方法により作製された電子部品１０ａでは、絶縁体層１９ａ〜１９ｆにおいて、コイル導体１８ａ〜１８ｇによりｚ軸方向の両側から挟まれている第１の部分２０ａ〜２０ｆは、非磁性体層となっている。そのため、各コイル導体１８ａ〜１８ｆの周囲を周回する磁束φ２は、非磁性体層である第１の部分２０ａ〜２０ｆを通過するようになる。よって、磁束φ２の磁束密度が高くなりすぎて電子部品１０ａにおいて磁気飽和が発生することが抑制される。その結果、電子部品１０ａの直流重畳特性が向上する。
本願発明者は、電子部品１０ａ及びその製造方法が奏する効果をより明確なものとするために、以下に説明するコンピュータシミュレーションを行った。具体的には、電子部品１０ａに相当する第１のモデルを作製すると共に、電子部品１０ａの絶縁体層１９ａ〜１９ｇを磁性体層とした第２のモデルを作製した。シミュレーション条件は、以下の通りである。
コイルＬのターン数：８．５ターン
電子部品のサイズ：２．５ｍｍ×２．０ｍｍ×１．０ｍｍ
絶縁体層１９ａ〜１９ｇの厚み：１０μｍ
電子部品のサイズ：２．５ｍｍ×２．０ｍｍ×１．０ｍｍ
絶縁体層１９ａ〜１９ｇの厚み：１０μｍ
図４は、シミュレーション結果を示したグラフである。縦軸はインダクタンス値を示し、横軸は電流値を示している。図４によれば、第１のモデルは、第２のモデルに比べて、電流値が大きくなっても、インダクタンス値の減少が緩やかである。すなわち、第１のモデルは、第２のモデルに比べて優れた直流重畳特性を有していることが分かる。これは、第２のモデルでは、第１のモデルよりも、各コイル電極を周回する磁束によって磁気飽和が発生し易くなっていることを意味している。以上より、電子部品１０ａ及びその製造方法では、各コイル導体１８ａ〜１８ｆの周囲を周回する磁束φ２による磁気飽和の発生を抑制できていることが分かる。
また、電子部品１０ａ及びその製造方法では、非磁性体層は、コイル電極１８ａ〜１８ｆに挟まれている第１の部分２０ａ〜２０ｆのみである。よって、コイル電極１８ａ〜１８ｆを周回する磁束φ１は、非磁性体層を通過しない。そのため、電子部品１０ａでは、大きなインダクタンス値を得ることができる。
更に、電子部品１０ａ及びその製造方法では、非磁性体層である第１の部分２０ａ〜２０ｆを精度よく形成することができる。より詳細には、一般的な電子部品において、コイル導体に挟まれている部分に非磁性体層を形成する方法としては、例えば、コイル導体に挟まれる部分に非磁性体のペーストを印刷することが考えられる。
しかしながら、非磁性体のペーストを印刷する方法の場合には、印刷ずれや積層ずれによって、非磁性体層がコイル導体に挟まれている部分からはみ出してしまうおそれがある。このように、非磁性体層がコイル導体に挟まれている部分からはみ出すと、コイル導体全体を周回する長い磁路を有する磁束を妨げてしまうおそれがある。すなわち、所望の磁束以外の磁束も非磁性体層を通過するようになってしまう。
一方、上記電子部品１０ａ及びその製造方法では、積層体１２ａが作製された後、焼成時に非磁性体層である第１の部分２０ａ〜２０ｆが形成される。よって、印刷ずれや積層ずれによって、第１の部分２０ａ〜２０ｆが、コイル導体１８ａ〜１８ｆにより挟まれた部分からはみ出すことがない。その結果、電子部品１０ａ及びその製造方法では、非磁性体層である第１の部分２０ａ〜２０ｆを精度よく形成することができる。その結果、所望の磁束φ２以外の磁束φ１が非磁性体層を通過することが抑制される。
また、電子部品１０ａでは、単位層１７ａ〜１７ｇは、絶縁体層１５ａ〜１５ｃと絶縁体層１５ｄ，１５ｅとの間においてこの順に連続して積層されている。これにより、非磁性体層は、コイル導体１８ａ〜１８ｇに挟まれている第１の部分２０ａ〜２０ｆにのみ設けられるようになる。そして、コイルＬを横切るような非磁性体層は存在しなくなる。
また、電子部品１０ａ及びその製造方法では、絶縁体層１９ａ〜１９ｇの厚さは５μｍ以上１５μｍ以下であることが望ましい。絶縁体層１９ａ〜１９ｇの厚さが５μｍより小さい場合には、絶縁体層１９ａ〜１９ｇとなるべきセラミックグリーンシートの作製が困難となる。一方、絶縁体層１９ａ〜１９ｇの厚さが１５μｍより大きい場合には、Ｎｉが十分に拡散せず、第２の部分２２ａ〜２２ｇを磁性体層とすることが困難となる。
なお、電子部品１０ａでは、コイルＬを横切るような非磁性体層は存在しない。しかしながら、電子部品１０ａにおいて第１の部分２０ａ〜２０ｆ以外の部分にも非磁性体層が存在していていもよい。これによって、電子部品の直流重畳特性を調整したり、インダクタンス値を調整したりできるからである。以下に、第１の部分２０ａ〜２０ｆ以外の部分に非磁性体層が設けられた変形例に係る電子部品について説明を行う。
（第１の変形例）
以下に、第１の変形例に係る電子部品１０ｂ及びその製造方法について図面を参照しながら説明する。図５は、第１の変形例に係る電子部品１０ｂの断面構造図である。図５では、図面が煩雑になることを避けるために、図３と同じ構成の参照符号については一部省略してある。
以下に、第１の変形例に係る電子部品１０ｂ及びその製造方法について図面を参照しながら説明する。図５は、第１の変形例に係る電子部品１０ｂの断面構造図である。図５では、図面が煩雑になることを避けるために、図３と同じ構成の参照符号については一部省略してある。
電子部品１０ａと電子部品１０ｂとの相違点は、電子部品１０ｂでは、磁性体層である絶縁体層１６ｄの代わりに非磁性体層である絶縁体層２４ｄを用いている点である。これにより、非磁性体層である絶縁体層２４ｄがコイルＬを横切るようになる。その結果、電子部品１０ｂにおいて、磁束φ１による磁気飽和の発生が抑制されるようになる。
なお、電子部品１０ｂの製造方法としては、絶縁体層１９ｄとなるべきセラミックグリーンシートに、ビアホール導体ｂ４を形成する。ビアホール導体ｂ４の形成方法については既に説明を行ったので省略する。
次に、絶縁体層１９ｄとなるべきセラミックグリーンシート上にコイル導体１８ｄを形成する。コイル導体１８ｄの形成方法については既に説明を行ったので省略する。
次に、絶縁体層１９ｄとなるべきセラミックグリーンシート上のコイル導体１８ｄ以外の部分に絶縁体層２４ｄとなるセラミックグリーン層を形成する。具体的には、非磁性のセラミック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、絶縁体層２４ｄとなるべきセラミックグリーン層を形成する。以上の工程により、単位層２６ｄとなるべきセラミックグリーン層が形成される。
次に、絶縁体層１５ａ〜１５ｃとなるべきセラミックグリーンシート、単位層１７ａ〜１７ｃ，２６ｄ，１７ｅ〜１７ｇとなるべきセラミックグリーン層及び絶縁体層１５ｄ，１５ｅとなるべきセラミックグリーンシートをこの順に並ぶように積層・圧着して、未焼成のマザー積層体を得る。電子部品１０ｂの製造方法におけるその他の工程は、電子部品１０ａの製造方法におけるその他の工程と同じであるので説明を省略する。
（第２の変形例）
以下に、第２の変形例に係る電子部品１０ｃ及びその製造方法について図面を参照しながら説明する。図６は、第２の変形例に係る電子部品１０ｃの断面構造図である。図６では、図面が煩雑になることを避けるために、図３と同じ構成の参照符号については一部省略してある。
以下に、第２の変形例に係る電子部品１０ｃ及びその製造方法について図面を参照しながら説明する。図６は、第２の変形例に係る電子部品１０ｃの断面構造図である。図６では、図面が煩雑になることを避けるために、図３と同じ構成の参照符号については一部省略してある。
電子部品１０ａと電子部品１０ｃとの相違点は、電子部品１０ｃでは、磁性体層である絶縁体層１６ｂ，１６ｆの代わりに非磁性体層である絶縁体層２８ｂ，２８ｆ及び磁性体層である絶縁体層３０ｂ，３０ｆを用いている点である。すなわち、電子部品１０ｃでは、コイルＬの外側に非磁性体層である絶縁体層２８ｂ，２８ｆが設けられている。これにより、磁束φ１が、非磁性体層である絶縁体層３０ｂ，３０ｆを通過するようになり、電子部品１０ｃにおいて、磁束φ１による磁気飽和の発生が抑制されるようになる。
なお、電子部品１０ｃの製造方法としては、絶縁体層１９ｂ，１９ｆとなるべきセラミックグリーンシートに、ビアホール導体ｂ２，ｂ６を形成する。ビアホール導体ｂ２，ｂ６の形成方法については既に説明を行ったので省略する。
次に、絶縁体層１９ｂ，１９ｆとなるべきセラミックグリーンシート上にコイル導体１８ｂ，１８ｆを形成する。コイル導体１８ｂ，１８ｆの形成方法については既に説明を行ったので省略する。
次に、絶縁体層２８ｂ，３０ｂとなるべきセラミックグリーン層を、絶縁体層１９ｂとなるべきセラミックグリーンシート上のコイル導体１８ｂ以外の部分に形成する。また、絶縁体層２８ｆ，３０ｆとなるべきセラミックグリーン層を、絶縁体層１９ｆとなるべきセラミックグリーンシート上のコイル導体１８ｆ以外の部分に形成する。具体的には、絶縁体層１９ｂ，１９ｆとなるべきセラミックグリーンシート上のコイル導体１８ｂ，１８ｆよりも外側の部分に、絶縁体層２８ｂ，２８ｆを形成し、絶縁体層１９ｂ，１９ｆとなるべきセラミックグリーンシート上のコイル導体１８ｂ，１８ｆよりも内側の部分に、絶縁体層３０ｂ，３０ｆを形成する。絶縁体層２８ｂ，２８ｆとなるべきセラミックグリーン層は、非磁性のセラミックペースト（すなわち、Ｎｉを含有していないセラミックペースト）からなり、絶縁体層３０ｂ，３０ｆとなるべきセラミックグリーン層は、磁性のセラミックペースト（すなわち、Ｎｉを含有しているセラミックペースト）からなる。そして、磁性及び非磁性のセラミック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、絶縁体層２８ｂ，２８ｆ，３０ｂ，３０ｆとなるべきセラミックグリーン層を形成する。以上の工程により、単位層３２ｂ，３２ｆとなるべきセラミックグリーン層が形成される。
次に、絶縁体層１５ａ〜１５ｃとなるべきセラミックグリーンシート、単位層１７ａ，３２ｂ，１７ｃ〜１７ｅ，３２ｆ，１７ｇとなるべきセラミックグリーン層及び絶縁体層１５ｄ，１５ｅとなるべきセラミックグリーンシートをこの順に並ぶように積層・圧着して、未焼成のマザー積層体を得る。電子部品１０ｃの製造方法におけるその他の工程は、電子部品１０ａの製造方法におけるその他の工程と同じであるので説明を省略する。
（第３の変形例）
以下に、第３の変形例に係る電子部品１０ｄ及びその製造方法について図面を参照しながら説明する。図７は、第３の変形例に係る電子部品１０ｄの断面構造図である。図７では、図面が煩雑になることを避けるために、図７と同じ構成の参照符号については一部省略してある。
以下に、第３の変形例に係る電子部品１０ｄ及びその製造方法について図面を参照しながら説明する。図７は、第３の変形例に係る電子部品１０ｄの断面構造図である。図７では、図面が煩雑になることを避けるために、図７と同じ構成の参照符号については一部省略してある。
電子部品１０ａと電子部品１０ｄとの第１の相違点は、電子部品１０ｄでは、磁性体層である絶縁体層１６ｂの代わりに磁性体層である絶縁体層３４ｂ及び非磁性体層である絶縁体層３６ｂを用いている点である。また、電子部品１０ａと電子部品１０ｄとの第２の相違点は、電子部品１０ｄでは、磁性体層である絶縁体層１６ｆの代わりに非磁性体層である絶縁体層２８ｆ及び磁性体層である絶縁体層３０ｆを用いている点である。
電子部品１０ｄでは、コイルＬの内側に非磁性体層である絶縁体層３６ｂが設けられ、コイルＬの外側に非磁性体層である絶縁体層２８ｆが設けられている。これにより、磁束φ１が、非磁性体層である絶縁体層３６ｂ，２８ｆを通過するようになり、電子部品１０ｄにおいて、磁束φ１による磁気飽和の発生が抑制されるようになる。
なお、電子部品１０ｄの製造方法としては、絶縁体層１９ｂ，１９ｆとなるべきセラミックグリーンシートに、ビアホール導体ｂ２，ｂ６を形成する。ビアホール導体ｂ２，ｂ６の形成方法については既に説明を行ったので省略する。
次に、絶縁体層１９ｂ，１９ｆとなるべきセラミックグリーンシート上にコイル導体１８ｂ，１８ｆを形成する。コイル導体１８ｂ，１８ｆの形成方法については既に説明を行ったので省略する。
次に、絶縁体層３４ｂ，３６ｂとなるべきセラミックグリーン層を、絶縁体層１９ｂとなるべきセラミックグリーンシート上のコイル導体１８ｂ以外の部分に形成する。また、絶縁体層２８ｆ，３０ｆとなるべきセラミックグリーン層を、絶縁体層１９ｆとなるべきセラミックグリーンシート上のコイル導体１８ｆ以外の部分に形成する。具体的には、絶縁体層１９ｂとなるべきセラミックグリーンシート上のコイル導体１８ｂよりも外側の部分に、絶縁体層３４ｂを形成し、絶縁体層１９ｂとなるべきセラミックグリーンシート上のコイル導体１８ｂよりも内側の部分に、絶縁体層３６ｂを形成する。また、絶縁体層１９ｆとなるべきセラミックグリーンシート上のコイル導体１８ｆよりも外側の部分に、絶縁体層２８ｆを形成し、絶縁体層１９ｆとなるべきセラミックグリーンシート上のコイル導体１８ｆよりも内側の部分に、絶縁体層３０ｆを形成する。絶縁体層２８ｆ，３６ｂとなるべきセラミックグリーン層は、非磁性のセラミックペースト（すなわち、Ｎｉを含有していないセラミックペースト）からなり、絶縁体層３０ｆ，３４ｂとなるべきセラミックグリーン層は、磁性のセラミックペースト（すなわち、Ｎｉを含有しているセラミックペースト）からなる。そして、磁性及び非磁性のセラミック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、絶縁体層２８ｆ，３０ｆ，３４ｂ，３６ｂとなるべきセラミックグリーン層を形成する。以上の工程により、単位層３８ｂ，３２ｆとなるべきセラミックグリーン層が形成される。
次に、絶縁体層１５ａ〜１５ｃとなるべきセラミックグリーンシート、単位層１７ａ，３８ｂ，１７ｃ〜１７ｅ，３２ｆ，１７ｇとなるべきセラミックグリーン層及び絶縁体層１５ｄ，１５ｅとなるべきセラミックグリーンシートをこの順に並ぶように積層・圧着して、未焼成のマザー積層体を得る。電子部品１０ｄの製造方法におけるその他の工程は、電子部品１０ａの製造方法におけるその他の工程と同じであるので説明を省略する。
なお、電子部品１０ａ〜１０ｄは、逐次圧着工法により作製されているが、例えば、印刷工法によって作製されてもよい。
本発明は、電子部品及びその製造方法に有用であり、特に、各コイル導体の周囲を周回する磁束による磁気飽和の発生を抑制できる点において優れている。
Ｌ コイル
ｂ１〜ｂ６ ビアホール導体
１０ａ〜１０ｄ 電子部品
１２ａ〜１２ｄ 積層体
１４ａ，１４ｂ 外部電極
１５ａ〜１５ｅ，１６ａ〜１６ｇ，１９ａ〜１９ｇ，２４ｄ，２８ｂ，２８ｆ，３０ｂ，３０ｆ，３４ｂ，３６ｂ 絶縁体層
１７ａ〜１７ｇ，２６ｄ，３２ｂ，３２ｆ，３８ｂ 単位層
１８ａ〜１８ｇ コイル導体
２０ａ〜２０ｆ 第１の部分
２２ａ〜２２ｇ 第２の部分
ｂ１〜ｂ６ ビアホール導体
１０ａ〜１０ｄ 電子部品
１２ａ〜１２ｄ 積層体
１４ａ，１４ｂ 外部電極
１５ａ〜１５ｅ，１６ａ〜１６ｇ，１９ａ〜１９ｇ，２４ｄ，２８ｂ，２８ｆ，３０ｂ，３０ｆ，３４ｂ，３６ｂ 絶縁体層
１７ａ〜１７ｇ，２６ｄ，３２ｂ，３２ｆ，３８ｂ 単位層
１８ａ〜１８ｇ コイル導体
２０ａ〜２０ｆ 第１の部分
２２ａ〜２２ｇ 第２の部分
Claims (10)
- 複数のコイル導体が積層方向から平面視したときに互いに重なった状態で接続されてなる螺旋状のコイルを内蔵している積層体であって、第１のＮｉ含有率をなす第１の絶縁体層と、該第１の絶縁体層上に設けられている前記コイル導体と、前記第１のＮｉ含有率よりも高い第２のＮｉ含有率をなす第２の絶縁体層であって、該第１の絶縁体層上の該コイル導体以外の部分に設けられている第２の絶縁体層と、からなる第１の単位層が複数連続して積層されてなる積層体を形成する工程と、
前記積層体を焼成する工程と、
を備えていること、
を特徴とする電子部品の製造方法。 - 前記積層体を形成する工程は、前記第１の単位層を形成する工程として、
シート状の前記第１の絶縁体層を準備する工程と、
前記第１の絶縁体層上に前記コイル導体を形成する工程と、
前記第１の絶縁体層上に前記第２の絶縁体層を形成する工程と、
を含んでいること、
を特徴とする請求項１に記載の電子部品の製造方法。 - 前記積層体を形成する工程は、
前記第１の単位層を積層方向に連続して積層することにより、前記コイルを形成する工程を、
更に含んでいること、
を特徴とする請求項２に記載の電子部品の製造方法。 - 前記積層体を形成する工程は、第２の単位層を形成する工程として、
シート状の前記第１の絶縁体層を準備する工程と、
前記第１の絶縁体層上に前記コイル導体を形成する工程と、
前記第１のＮｉ含有率をなす第３の絶縁体層を、前記第１の絶縁体層上の前記コイル導体以外の部分に形成する工程と、
を更に含み、
前記積層体を形成する工程は、
前記第１の単位層及び前記第２の単位層を積層する工程を、
更に含んでいること、
を特徴とする請求項２に記載の電子部品の製造方法。 - 前記積層体を形成する工程は、第３の単位層を形成する工程として、
シート状の前記第１の絶縁体層を準備する工程と、
前記第１の絶縁体層上に前記コイル導体を形成する工程と、
前記第１のＮｉ含有率をなす第４の絶縁体層、及び、前記第２のＮｉ含有率をなす第５の絶縁体層を、同一の前記第１の絶縁体層上の前記コイル導体以外の部分に形成する工程と、
を更に含み、
前記積層体を形成する工程は、
前記第１の単位層及び前記第３の単位層を積層する工程を、
更に含んでいること、
を特徴とする請求項２に記載の電子部品の製造方法。 - 前記第１の絶縁体層の厚みは、前記第２の絶縁体層の厚みよりも薄いこと、
を特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の電子部品の製造方法。 - 前記第１の絶縁体層の厚みは、５μｍ以上１５μｍ以下であること、
を特徴とする請求項６に記載の電子部品の製造方法。 - 前記第１の絶縁体層は、Ｎｉを含有していない非磁性体層であること、
を特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の電子部品の製造方法。 - 前記積層体を焼成する工程の後には、前記第１の絶縁体層における前記コイル導体に積層方向の両側から挟まれている第１の部分でのＮｉ含有率は、該第１の絶縁体層における該第１の部分以外の第２の部分でのＮｉ含有率よりも低くなっていること、
を特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の電子部品の製造方法。 - １枚のシート状の第１の絶縁体層と、前記第１の絶縁体層上に設けられているコイル導体と、該第１の絶縁体層上の該コイル導体以外の部分に設けられている第２の絶縁体層と、からなる単位層を複数備えた電子部品であって、
前記複数の単位層が連続して積層されることにより、複数の前記コイル導体が接続されて螺旋状のコイルが構成されており、
前記第１の絶縁体層における前記コイル導体に積層方向の両側から挟まれている第１の部分でのＮｉ含有率は、該第１の絶縁体層における該第１の部分以外の第２の部分でのＮｉ含有率よりも低くなっており、
前記第２の部分でのＮｉ含有率は、前記第２の絶縁体層でのＮｉ含有率よりも低くなっていること、
を特徴とする電子部品。
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