(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上述の製造方法では、各導体パターンが積層方向に重なるように、複数のグリーンシートが積層される。しかしながら、導体パターンが積層方向に隣り合う導体パターンに対して積層方向に直交する直交方向にずれる積層ずれが生じる場合がある。
【0005】
本発明は、積層ずれを抑制することが可能な積層コイル部品の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明者らは、積層ずれを抑制することが可能な積層コイル部品の製造方法について、調査研究を行った。その結果、本発明者らは、以下の事実を見出した。
【0007】
導体パターンが設けられたグリーンシートを積層すると、導体パターンがグリーンシートに挟まれて積層方向に力を受ける。これにより、導体パターンが潰れて、直交方向に拡がった形状を呈する。導体パターンは、具体的には、直交方向の中央で積層方向に厚く、直交方向の端部近づくにつれて積層方向に薄くなり、直交方向の中央から端部に向かって傾斜する傾斜面を有する形状を呈する。この傾斜面により、導体パターンが、積層方向に隣り合う導体パターンに対して直交方向にずれ易い。
【0008】
そこで、本発明に係る積層コイル部品の製造方法は、螺旋状のコイルを構成するコイル導体と絶縁体層とが積層されてなる積層体を備えた積層コイル部品の製造方法であって、絶縁体層となるグリーンシート上に、コイル導体となる導体パターンを設ける工程と、導体パターンが設けられた複数のグリーンシートを積層する工程と、を含み、導体パターンは、グリーンシートの積層方向に直交する直交方向において互いに対向する一対の第一側面を有し、複数のグリーンシートを積層する工程では、一対の第一側面のうち少なくとも一方に凹部が形成される。
【0009】
この積層コイル部品の製造方法では、複数のグリーンシートを積層する工程により、導体パターンの一対の第一側面のうち少なくとも一方が、直交方向に拡がった形状ではなく、凹部が形成された形状となる。このため、導体パターンには、直交方向の中央から、凹部が形成された第一側面により構成される直交方向の端部までの間において、上述のような傾斜面が形成され難い。したがって、積層ずれを抑制することが可能となる。
【0010】
本発明に係る積層コイル部品の製造方法では、複数のグリーンシートを積層する工程では、一対の第一側面のそれぞれに凹部が形成されてもよい。この場合、複数のグリーンシートを積層する工程により、導体パターンの一対の第一側面のそれぞれが、直交方向に拡がった形状ではなく、凹部が形成された形状となる。このため、導体パターンには、直交方向の中央から、各第一側面により構成される直交方向の各端部までの間において、上述のような傾斜面が更に形成され難い。したがって、積層ずれを更に抑制することが可能となる。
【0011】
本発明に係る積層コイル部品の製造方法は、螺旋状のコイルを構成するコイル導体と絶縁体層とが積層されてなる積層体を備えた積層コイル部品の製造方法であって、絶縁体層となるグリーンシート上に、断面が台形状を呈するとともにコイル導体となる導体パターンを設ける工程と、導体パターンが設けられた複数のグリーンシートを積層する工程と、を含む。
【0012】
この積層コイル部品の製造方法では、複数のグリーンシートを積層する工程により、断面が台形状を呈する導体パターンがグリーンシートに挟まれて潰される。例えば、断面が半円状を呈する導体パターンが潰されると、導体パターンは直交方向に拡がった形状を呈し易い。これに対して、断面が台形状を呈する導体パターンが潰される場合、導体パターンが直交方向に拡がった形状を呈し難い。したがって、積層ずれを抑制することが可能となる。
【0013】
本発明に係る積層コイル部品の製造方法では、導体パターンは、導体パターンを設ける工程においてグリーンシートと接触する第二側面と、第二側面と対向する第三側面と、を有し、複数のグリーンシートを積層する工程後において、第二側面は、第三側面よりも平らであってもよい。この場合、第三側面が第二側面側に凹んでいると共に、第二側面が第三側面と同等以上に第三側面側に凹んでいる場合と比べて、導体パターンが薄くなり難いので、導体パターンにおける応力集中を抑制することが可能となる。
【発明の効果】
【0014】
本発明に係る積層コイル部品の製造方法によれば、積層ずれを抑制することが可能となる。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。
【0017】
図1〜
図3を参照して、実施形態に係る積層コイル部品を説明する。
図1は、実施形態に係る積層コイル部品の斜視図である。
図2は、
図1に示す積層コイル部品の分解斜視図である。
図3は、
図1のIII-III線に沿った積層コイル部品の断面図である。なお、
図2の分解斜視図では、積層体を構成する複数の絶縁体層及び積層体の両端部に配置された外部電極の図示を省略している。また、
図3の断面図では、積層体の両端部に配置された外部電極の図示を省略している。
【0018】
図1に示されるように、積層コイル部品1は、積層体2と、積層体2の両端部にそれぞれ配置された一対の外部電極4,5と、を備えている。
【0019】
積層体2は、直方体形状を呈している。積層体2は、その外表面として、互いに対向する一対の端面2a,2bと、一対の端面2a,2bを連結するように一対の端面2a,2bの対向方向に延びる4つの側面2c,2d,2e,2fと、を有している。側面2dは、例えば積層コイル部品1を図示しない他の電子機器(例えば、回路基板、又は電子部品)に実装する際、他の電子機器と対向する面として規定される。
【0020】
各端面2a,2bの対向方向と、各側面2c,2dの対向方向と、各側面2e,2fの対向方向とは、互いに略直交している。なお、直方体形状には、角部及び稜線部が面取りされている直方体の形状、及び、角部及び稜線部が丸められている直方体の形状が含まれる。
【0021】
積層体2は、複数の絶縁体層11と、複数のコイル導体21〜25と、複数の引出導体26,27とが積層されることによって構成されている。各絶縁体層11は、積層体2の各側面2c,2dの対向方向に積層されている。すなわち、各絶縁体層11の積層方向は、積層体2の各側面2c,2dの対向方向と一致している。以下、各側面2c,2dの対向方向を「積層方向」ともいう。各絶縁体層11は、積層方向からみて略矩形形状を呈している。
【0022】
各絶縁体層11は、例えば磁性材料(Ni−Cu−Zn系フェライト材料、Ni−Cu−Zn−Mg系フェライト材料、又はNi−Cu系フェライト材料等)を含むセラミックグリーンシートの焼結体から構成される。実際の積層体2では、各絶縁体層11は、その層間の境界が視認できない程度に一体化されている(
図3参照)。なお、各絶縁体層11を構成するセラミックグリーンシートの磁性材料には、Fe合金等が含まれていてもよい。各絶縁体層11は、非磁性材料から構成されてもよい。
【0023】
外部電極4は、積層体2の端面2a側に配置されており、外部電極5は、積層体2の端面2b側に配置されている。すなわち、各外部電極4,5は、一対の端面2a,2bの対向方向に互いに離間して位置している。各外部電極4,5は、導電材(例えば、Ag又はPd等)を含んでいる。各外部電極4,5は、導電性金属粉末(例えば、Ag粉末又はPd粉末等)及びガラスフリットを含む導電性ペーストの焼結体として構成される。各外部電極4,5には、電気めっきが施されることにより、その表面にはめっき層が形成されている。電気めっきには、例えばNi、Sn等が用いられる。
【0024】
外部電極4は、端面2a上に位置する電極部分4aと、側面2d上に位置する電極部分4bと、側面2c上に位置する電極部分4cと、側面2e上に位置する電極部分4dと、側面2f上に位置する電極部分4eと、の5つの電極部分を含んでいる。電極部分4aは、端面2aの全面を覆っている。電極部分4bは、側面2dの一部を覆っている。電極部分4cは、側面2cの一部を覆っている。電極部分4dは、側面2eの一部を覆っている。電極部分4eは、側面2fの一部を覆っている。5つの電極部分4a,4b,4c,4d,4eは、一体的に形成されている。
【0025】
外部電極5は、端面2b上に位置する電極部分5aと、側面2d上に位置する電極部分5bと、側面2c上に位置する電極部分5cと、側面2e上に位置する電極部分5dと、側面2f上に位置する電極部分5eと、の5つの電極部分を含んでいる。電極部分5aは、端面2bの全面を覆っている。電極部分5bは、側面2dの一部を覆っている。電極部分5cは、側面2cの一部を覆っている。電極部分5dは、側面2eの一部を覆っている。電極部分5eは、側面2fの一部を覆っている。5つの電極部分5a,5b,5c,5d,5eは、一体的に形成されている。
【0026】
図2及び
図3に示されるように、複数のコイル導体21〜25、及び複数の引出導体26,27は積層体2内に配置されている。各コイル導体21,23,25は、平面視で互いに略同じ形状を呈している。各コイル導体22,24は、平面視で互いに略同じ形状を呈している。各コイル導体21〜25及び各引出導体26,27は、断面略矩形状を呈している。各コイル導体21〜25及び各引出導体26,27の断面形状の詳細については、
図4を参照して導体パターン32の断面形状として後述する。
【0027】
各コイル導体21〜25及び各引出導体26,27は、積層方向に互いに離間して配置されている。各コイル導体21〜25及び各引出導体26,27の間には、それぞれ絶縁体層11が配置されている。各コイル導体21〜25及び各引出導体26,27は、積層方向で略同じ厚さを有している。各コイル導体21〜25及び引出導体27は、各絶縁体層11を介して積層方向に互いに重なって配置されている。つまり、各コイル導体21〜25及び引出導体27は、それぞれ2つの絶縁体層11により積層方向に挟まれている。各コイル導体21〜25及び引出導体27間に配置された各絶縁体層11の積層方向の長さ(最小長さ)は、例えば、各コイル導体21〜25及び引出導体27の積層方向の長さ(最大長さ)よりも短い、もしくは同じとなる。
【0028】
各コイル導体21〜25の端部同士は、各スルーホール導体12a〜12dにより接続されている。具体的に、コイル導体21の端部T1とコイル導体22の端部T2とは、スルーホール導体12aにより接続されている。コイル導体22の端部T3とコイル導体23の端部T4とは、スルーホール導体12bにより接続されている。コイル導体23の端部T5とコイル導体24の端部T6とは、スルーホール導体12cにより接続されている。コイル導体24の端部T7とコイル導体25の端部T8とは、スルーホール導体12dにより接続されている。
【0029】
このように、各コイル導体21〜25の各端部T1〜T8同士が各スルーホール導体12a〜12dを介して接続されていることにより、積層体2内に、螺旋状のコイル20が構成されている。すなわち、積層コイル部品1は、積層体2内に、コイル20を備えている。コイル20は、積層方向に互いに離間しており且つ互いに電気的に接続されている複数のコイル導体21〜25を含んでいる。コイル20は、積層方向に沿った軸心を有している。
【0030】
各コイル導体21〜25は、積層方向でこの順に配置されている。コイル導体21は、各コイル導体21〜25のうち、積層方向で積層体2の側面2cに最も近い位置に配置されている。コイル導体21の端部E1は、コイル20の一方の端部E1を構成している。コイル導体25は、各コイル導体21〜25のうち、積層方向で積層体2の側面2dに最も近い位置に配置されている。コイル導体25の端部E2は、コイル20の他方の端部E2を構成している。
【0031】
引出導体26は、コイル導体21よりも積層方向で積層体2の側面2c側に配置されている。引出導体26とコイル導体21とは、積層方向で隣り合っている。引出導体26の端部T9は、スルーホール導体12eによってコイル導体21の端部E1と接続されている。すなわち、引出導体26とコイル20の端部E1とが、スルーホール導体12eによって接続されている。
【0032】
引出導体26の端部26aは、積層体2の端面2bに露出しており、端面2bを覆う外部電極5の電極部分5aと接続されている。すなわち、引出導体26と外部電極5とが接続されている。したがって、コイル20の端部E1と外部電極5とは、引出導体26及びスルーホール導体12eを介して電気的に接続されている。
【0033】
引出導体27は、コイル導体25よりも積層方向で積層体2の側面2d側に配置されている。引出導体27とコイル導体25とは、積層方向で隣り合っている。引出導体27の端部T10は、スルーホール導体12fによってコイル導体25の端部E2と接続されている。すなわち、引出導体27とコイル20の端部E2とが、スルーホール導体12fによって接続されている。
【0034】
引出導体27の端部27aは、積層体2の端面2aに露出しており、端面2aを覆う外部電極4の電極部分4aと接続されている。すなわち、引出導体27と外部電極4とが接続されている。したがって、コイル20の端部E2と外部電極4とは、引出導体27及びスルーホール導体12fを介して電気的に接続されている。
【0035】
各コイル導体21〜25、各引出導体26,27及び各スルーホール導体12a〜12fは、例えば導電材(例えば、Ag又はPd)を含んでいる。各コイル導体21〜25、各引出導体26,27、及び各スルーホール導体12a〜12fは、導電性金属粉末(例えば、Ag粉末又はPd粉末)を含む導電性ペーストの焼結体として構成される。各コイル導体21〜25、各引出導体26,27、及び各スルーホール導体12a〜12fには、例えば金属酸化物(TiO
2、Al
2O
3、ZrO
2)が含有されていてもよい。この場合、各コイル導体21〜25、各引出導体26,27、及び各スルーホール導体12a〜12fは、上記金属酸化物を含む導電性ペーストの焼結体として構成される。この場合によれば、導電性ペーストの焼成時における収縮率を小さくすることができる。
【0036】
次に、
図4を参照して、積層コイル部品1の製造方法について説明する。
図4は、導体パターンの断面図である。
【0037】
まず、積層体2の主成分であるフェライト粉末にバインダ樹脂等を混合して、絶縁体スラリーを用意する。用意した絶縁体スラリーを、ドクターブレード法によって基材(例えば、PETフィルムなど)上に塗布して、絶縁体層11となる絶縁体グリーンシート31(
図4(a)参照)を形成する。絶縁体グリーンシート31は、主面31aを有している。次に、絶縁体グリーンシート31おけるスルーホール導体12a〜12f(
図2参照)の形成予定位置に、レーザ加工によって貫通孔を形成する。
【0038】
次に、第1の導電性ペーストを絶縁体グリーンシート31の貫通孔内に充填する。第1の導電性ペーストは、導電性金属粉末及びバインダ樹脂等を混合して作製される。続いて、
図4の(a)に示されるように、絶縁体グリーンシート31の主面31a上に、第1の導電性ペーストを塗布して、各コイル導体21〜25及び各引出導体26,27となる導体パターン32を設ける。このとき、導体パターン32は、貫通孔内の導電性ペーストと接続される。
【0039】
導体パターン32の断面は台形状を呈している。導体パターン32は、幅方向(主面31aに沿う方向)において互いに対向する一対の側面32a,32bと、高さ方向(主面31aに直交する方向)において互いに対向する一対の側面32c,32dと、を有している。なお、幅方向は、直交方向に対応し、高さ方向は、積層方向に対応する。側面32cは、導体パターン32を設ける工程において絶縁体グリーンシート31の主面31aと接触する面である。一対の側面32c,32dは、主面31aに略平行である。導体パターン32の幅は、側面32cにおいて最大となるとともに、側面32dにおいて最小となり、側面32cから側面32dに向かって徐々に減少する。導体パターン32の断面の幅(最大幅)に対する高さ(最大高さ)の比であるアスペクト比は、例えば、0.5以上1.0未満、もしくは0.7以上1.1未満である。側面32cの幅方向の中央と、側面32dの幅方向の中央とは、高さ方向に互いに重なっている。
【0040】
次に、絶縁体グリーンシート31を積層する。ここでは、導体パターン32が設けられた複数の絶縁体グリーンシート31を基材から剥がして積層し、積層方向に加圧して積層体グリーンを形成する。このとき、各コイル導体21〜25及び引出導体27となる各導体パターン32が積層方向に互いに重なるように、各絶縁体グリーンシート31を積層する。絶縁体グリーンシート31を積層する工程において、導体パターン32は絶縁体グリーンシート31に挟まれて積層方向に力を受ける。これにより、
図4の(b)に示されるように、導体パターン32は積層方向に潰れる。
【0041】
潰れた状態において、導体パターン32の断面の直交方向の長さ(最大長さ)に対する積層方向の長さ(最大長さ)の比であるアスペクト比は、例えば、0.2以上0.3以下となる。このとき、一対の側面32a,32bのうち少なくとも一方には、凹部32eが形成される。ここでは、側面32aに凹部32eが形成される。凹部32eは側面32bに向かって凹んでいる。側面32bは、積層方向の中央が直交方向に膨らんだ(拡がった)形状を呈する。一対の側面32c,32dは、直交方向に略平行である。
【0042】
次に、積層体グリーンを切断機で所定の大きさのチップに切断しグリーンチップを得る。次に、グリーンチップから、各部に含まれるバインダ樹脂を除去した後、このグリーンチップを焼成する。これにより、積層体2が得られる。
図3に示される各コイル導体21〜25及び各引出導体27の断面形状は、
図4の(b)に示される、上述した潰れた状態の導体パターン32の断面形状と同等である。次に、積層体2の一対の端面2a,2bのそれぞれに対して第2の導電性ペーストを設ける。第2の導電性ペーストは、導電性金属粉末、ガラスフリット及びバインダ樹脂等を混合して作製される。続いて、熱処理を施すことにより第2の導電性ペーストを積層体2に焼付けて、一対の外部電極4,5を形成する。一対の外部電極4,5の表面に電気めっきを施して、メッキ層を形成してもよい。以上の工程により、積層コイル部品1が得られる。
【0043】
次に、
図5及び
図6を参照して、比較例について説明しながら、本実施形態に係る積層コイル部品1の作用効果を説明する。
図5は、比較例に係る導体パターンの断面図である。
図6は、比較例に係る積層コイル部品の断面図である。
【0044】
比較例に係る積層コイル部品の製造方法は、導体パターン132の形状の点で、実施形態に係る積層コイル部品1の製造方法と相違し、その他の点で一致している。比較例では、
図5の(a)に示されるように、導体パターン132は、断面半円状を呈している。即ち、導体パターン132は、半円柱状を呈している、導体パターン132の断面のアスペクト比は、例えば0.3以下である。
【0045】
このような形状の導体パターン132が主面31a上に設けられた絶縁体グリーンシート31を積層すると、導体パターン132が潰れて、
図5の(b)に示されるように、直交方向に拡がった形状を呈する。導体パターン132は、具体的には、直交方向の中央で積層方向に厚く、直交方向の端部近づくにつれて積層方向に薄くなり、直交方向の中央から端部に向かって傾斜する傾斜面132fを有する形状を呈する。
【0046】
このような傾斜面132fにより、導体パターン132は隣り合う導体パターン132に対して直交方向にずれ易い。この結果、
図6に示されるように、比較例に係る積層コイル部品101では多数の積層ずれが生じる。比較例に係る積層コイル部品101は、各コイル導体121〜125、引出導体126(不図示)及び引出導体127の断面形状と、それらの形状に起因する積層ずれの点で、実施形態に係る積層コイル部品1と相違し、その他の点で一致している。
【0047】
これに対して、積層コイル部品1の製造方法では、断面が台形状を呈する導体パターン32が絶縁体グリーンシート31の主面31a上に設けられる。複数の絶縁体グリーンシート31を積層する工程により、この導体パターン32が絶縁体グリーンシート31に挟まれて潰される。このように断面が台形状を呈する導体パターン32が潰されるので、導体パターン32が直交方向に拡がった形状を呈し難い。
【0048】
導体パターン32は、一対の側面32a,32bのうち少なくとも一方が、直交方向に拡がった形状ではなく、凹部32eが形成された形状となる。このため、導体パターン32には、直交方向の中央から、直交方向の端部までの間において、上述のような傾斜面132fが形成され難い。この結果、
図3に示されるように、積層コイル部品1では積層ずれを抑制することが可能となる。
図3では、一例として積層ずれが全くない場合を示しているが、仮に積層ずれが生じたとしても、積層コイル部品1では、積層コイル部品101のような多数の積層ずれは生じ難い。
【0049】
本発明は上述した実施形態に限らず、様々な変形が可能である。
【0050】
図7及び
図8は、変形例に係る導体パターンの断面図である。
図7の(a)に示されるように、絶縁体グリーンシート31の主面31a上に導体パターン32を設ける工程では、導体パターン32は、例えば、側面32dの幅方向の中央部が側面32cに向かって凹む形状を呈していてもよい。また、
図7の(b)に示されるように、側面32cの幅方向の中央と、側面32dの幅方向の中央とは、高さ方向に互いに重ならなくてもよい。
【0051】
図8の(a)に示されるように、複数の絶縁体グリーンシート31を積層する工程では、例えば、導体パターン32が潰れて、一対の側面32a,32bのそれぞれに凹部32eが形成されてもよい。この場合、導体パターン32には、直交方向の中央から、直交方向の端部までの間において、上述のような傾斜面132fが更に形成され難い。したがって、積層ずれを更に抑制することが可能となる。また、
図8の(b)に示されるように、側面32dの直交方向の中央が側面32c側に凹んでいてもよい。即ち、側面32cは、側面32dよりも平らであってもよい。側面32cの直交方向の中央が側面32dと同等以上に側面32d側に凹んでいる場合、凹みの影響が大きい部分における導体パターン32の厚さ(積層方向の長さ)と、凹みの影響が小さい部分における導体パターン32の厚さとの差が大きくなる。側面32cが側面32dよりも平らである場合、この差を抑制することができる。つまり、導体パターン32が薄くなり難いので、導体パターン32における応力集中を抑制することが可能となる。
【0052】
凹部32eは、導体パターン32の長さ方向に沿って連続的に形成されていてもよいし、導体パターン32の長さ方向に沿って断続的に形成されていてもよい。凹部32eは、積層方向に2つ以上並んで形成されていてもよい。