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JP2019186371A - コイル部品 - Google Patents

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Keiichi Yoshinaka
圭一 葭中
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Katsuhisa Imada
勝久 今田
川端　良兵
Riyouhei Kawabata
良兵 川端
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Abstract

【課題】樹脂材料を含んで成る素体にコイル部が埋設されたコイル部品であって、高密度での表面実装が可能で、浮遊容量が抑制されたコイル部品の提供。【解決手段】フィラーおよび樹脂材料を含んで成る素体と、前記素体に埋設されたコイル導体から構成されるコイル部と、前記コイル導体に電気的に接続された一対の外部電極とを有して成るコイル部品であって、前記外部電極は、下面に設けられており、前記コイル部のコイル軸は、実装面に対して平行であるコイル部品。【選択図】図１

Description

本開示は、コイル部品に関する。
素体部にコイル導体が埋設されているコイル部品として、金属粒子および樹脂材料を含むコンポジット材料から構成される素体に、α巻コイルが埋設されたコイル部品が知られている（特許文献１）。
特開２０１６−２０１４６６号公報
上記のような樹脂材料を含むコンポジット材料を用いたコイル部品は、樹脂材料を含むコンポジット材料のシートを準備し、その上にコイルを配置し、さらにコイルの上から別のコンポジット材料のシートを覆い被せて、圧縮成形することにより製造される。特許文献１のコイル部品は、外部電極がコイル部品の両端面に位置している。従って、隣接する部品との絶縁を確保する必要があるために、高密度の実装が困難である。さらに、外部電極とコイル導体間での浮遊容量が大きくなるという問題もある。
本発明の目的は、樹脂材料を含んで成る素体にコイル部が埋設されたコイル部品であって、高密度での表面実装が可能で、浮遊容量が抑制されたコイル部品を提供することにある。
本開示は、以下の態様を含む。
［１］ フィラーおよび樹脂材料を含んで成る素体と
前記素体に埋設されたコイル導体から構成されるコイル部と
前記コイル導体に電気的に接続された一対の外部電極と
を有して成るコイル部品であって、
前記外部電極は、下面に設けられており、
前記コイル部のコイル軸は、実装面に対して平行である、
コイル部品。
［２］ 前記コイル部は引出部を有しており、
前記引出部はコイル部の巻線部から外部電極に向かって引き出され、外部電極と電気的に接続されている、上記［１］に記載のコイル部品。
［３］ 前記引出部の幅は、巻線部の幅の１．０倍以上６．０倍以下である、上記［２］に記載のコイル部品。
［４］ 前記コイル導体の厚みは、３μｍ以上２００μｍ以下である、上記［１］〜［３］のいずれか１つに記載のコイル部品。
［５］ 前記引出部の幅は、５０μｍ以上３５０μｍ以下である、上記［２］〜［４］のいずれか１つに記載のコイル部品。
［６］ 前記コイル導体は、ガラス層により被覆されている、上記［１］〜［５］のいずれか１項に記載のコイル部品。
［７］ 前記ガラス層の厚みは、３μｍ以上３０μｍ以下である、上記［６］に記載のコイル部品。
［８］ 長さは０．３ｍｍ以上２．２ｍｍ以下であり、幅は０．１ｍｍ以上１．５ｍｍ以下である、上記［１］〜［７］のいずれか１項に記載のコイル部品。
本開示によれば、高密度での表面実装が可能で、浮遊容量が抑制されたコイル部品を提供することができる。
図１は、本開示の一実施形態であるコイル部品１の斜視図である。 図２は、図１のコイル部品１のｘ−ｘに沿った切断面を示す断面図である。 図３は、図１のコイル部品１のコイル部３の斜視図である。 図４（１）〜（６）は、実施形態におけるコイル部品１の製造方法を説明するための図である。 図５（１）〜（４）は、実施形態におけるコイル部品１の製造方法を説明するための図である。 図６（１）〜（３）は、実施形態におけるコイル部品１の製造方法を説明するための図である。 図７（１）〜（４）は、別の実施形態におけるコイル部品の製造方法を説明するための図である。 図８は、別のコイル部品の切断面を示す断面図である。 図９は、別のコイル部品のコイル部３’の斜視図である。
以下、本開示のコイル部品について、図面を参照しながら詳細に説明する。但し、本実施形態のコイル部品および各構成要素の形状および配置等は、図示する例に限定されない。
本実施形態のコイル部品１の斜視図を図１に、断面図を図２に模式的に示す。コイル部品１のコイル部３の斜視図を図３に模式的に示す。但し、下記実施形態のコイル部品および各構成要素の形状および配置等は、図示する例に限定されない。
図１〜図３に示されるように、本実施形態のコイル部品１は、略直方体形状を有している。コイル部品１において、図２の図面左右側の面を「端面」と称し、図面上側の面を「上面」と称し、図面下側の面を「下面」と称し、図面手前側の面を「前面」と称し、図面奧側の面を「背面」と称する。コイル部品１は、概略的には、素体２と、そこに埋設されたコイル部３と、一対の外部電極４，５とを有してなる。コイル部３は、素体の前面−背面方向に軸を、即ち実装面と平行な軸を有する。図３に示されるように、コイル部３は、引出部６，７を有し、該引出部６，７は、それぞれ、外部電極４，５に電気的に接続されている。図２に示されるように、コイル部３のコイル導体８は、ガラス層９により覆われている。また、コイル部品１は、外部電極４，５を除いて、絶縁層１０により覆われている。
本明細書において、コイル部品１の長さを「Ｌ」、幅を「Ｗ」、厚み（高さ）を「Ｔ」と称する（図１を参照）。本明細書において、前面および背面に並行な面を「ＬＴ面」、端面に並行な面を「ＷＴ面」、上面および下面に並行な面を「ＬＷ面」と称する。
上記素体２は、フィラーおよび樹脂材料を含むコンポジット材料から構成される。
上記樹脂材料としては、特に限定されないが、例えば、エポキシ樹脂、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が挙げられる。樹脂材料は、１種のみであっても、２種以上であってもよい。
上記フィラーは、好ましくは金属粒子、フェライト粒子またはガラス粒子、より好ましくは金属粒子である。該フィラーは、１種のみでまたは複数種を組み合わせて用いてもよい。
一の態様において、上記フィラーは、好ましくは０．５μｍ以上３０μｍ以下、より好ましくは０．５μｍ以上１０μｍ以下の平均粒径を有する。上記フィラーの平均粒径を０．５μｍ以上とすることにより、フィラーの取り扱いが容易になる。また、上記フィラーの平均粒径を、３０μｍ以下とすることにより、フィラーの充填率をより大きくすることが可能になり、フィラーの特性をより有効に得ることができる。例えば、フィラーが金属粒子の場合、磁気的特性が向上する。
ここに、上記平均粒径とは、素体の断面のＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）画像におけるフィラーの円相当径のから算出する。例えば、上記平均粒径は、コイル部品１を切断して得られた断面について、複数箇所（例えば５箇所）の領域（例えば１３０μｍ×１００μｍ）をＳＥＭで撮影し、このＳＥＭ画像を画像解析ソフト（例えば、旭化成エンジニアリング株式会社製、Ａ像くん（登録商標））用いて解析して、５００個以上の金属粒子について円相当径を求めて算出することにより得ることができる。
上記金属粒子を構成する金属材料としては、特に限定されないが、例えば、鉄、コバルト、ニッケルもしくはガドリニウム、またはこれらの１種または２種以上を含む合金が挙げられる。好ましくは、上記金属材料は、鉄または鉄合金である。鉄は、鉄そのものであってもよく、鉄誘導体、例えば錯体であってもよい。かかる鉄誘導体としては、特に限定されないが、鉄とＣＯの錯体であるカルボニル鉄、好ましくはペンタカルボニル鉄が挙げられる。特に、オニオンスキン構造（粒子の中心から同心球状の層を形成している構造）のハードグレードのカルボニル鉄（例えば、ＢＡＳＦ社製のハードグレードのカルボニル鉄）が好ましい。鉄合金としては、特に限定されないが、例えば、Ｆｅ−Ｓｉ系合金、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｃｒ系合金、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ系合金、Ｎｅ−Ｎｉ系合金、Ｆｅ−Ｃｏ系合金、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｂ−Ｎｂ−Ｃｕ系合金等が挙げられる。上記合金は、さらに、他の副成分としてＢ、Ｃ等を含んでいてもよい。副成分の含有量は、特に限定されないが、例えば０．１ｗｔ％以上５．０ｗｔ％以下、好ましくは０．５ｗｔ％以上３．０ｗｔ％以下であり得る。上記金属材料は、１種のみであっても、２種以上であってもよい。
上記金属粒子の表面は、絶縁材料の被膜（以下、単に「絶縁被膜」ともいう）により覆われていてもよい。金属粒子の表面を絶縁被膜により覆うことにより、素体の内部の比抵抗を高くすることができる。
上記金属粒子の表面は、粒子間の絶縁性を高めることができる程度に絶縁被膜に覆われていればよく、金属粒子の表面の一部だけ絶縁被膜に覆われていてもよい。また、絶縁被膜の形状は、特に限定されず、網目状であっても、層状であってもよい。好ましい態様において、上記金属粒子は、その表面の３０％以上、好ましくは６０％以上、より好ましくは８０％以上、さらに好ましくは９０％以上、特に好ましくは１００％の領域が絶縁被膜により覆われていてもよい。
上記絶縁被膜の厚みは、特に限定されないが、好ましくは１ｎｍ以上１００ｎｍ以下、より好ましくは３ｎｍ以上５０ｎｍ以下、さらに好ましくは５ｎｍ以上３０ｎｍ以下、例えば１０ｎｍ以上３０ｎｍ以下または５ｎｍ以上２０ｎｍ以下であり得る。絶縁被膜の厚みをより大きくすることにより、素体の比抵抗をより高くすることができる。また、絶縁被膜の厚みをより小さくすることにより、素体中の金属材料の量をより多くすることができ、素体の磁気的特性が向上し、コイル部品の小型化を図ることが容易になる。
一の態様において、上記絶縁被膜は、Ｓｉを含んだ絶縁材料により形成される。Ｓｉを含んだ絶縁材料としては、例えば、ケイ素系化合物、例えばＳｉＯｘ（ｘは１．５以上２．５以下、代表的にはＳｉＯ２）が挙げられる。
一の態様において、上記絶縁被膜は、金属粒子の表面が酸化することにより形成された酸化膜である。
上記絶縁被膜のコーティングの方法は、特に限定されず、当業者に公知のコーティング法、例えば、ゾル−ゲル法、メカノケミカル法、スプレードライ法、流動層造粒法、アトマイズ法、バレルスパッタ等を用いて行うことができる。
上記フェライト粒子を構成するフェライト材料としては、特に限定されないが、例えば、主成分としてＦｅ、Ｚｎ、Ｃｕ、およびＮｉを含むフェライト材料が挙げられる。
一の態様において、フェライト粒子は、上記金属粒子と同様に絶縁被膜により覆われていてもよい。フェライト粒子の表面を絶縁被膜により覆うことにより、素体の内部の比抵抗を高くすることができる。
上記ガラス粒子を構成するガラス材料としては、特に限定されないが、例えばＢｉ−Ｂ−Ｏ系ガラス、Ｖ−Ｐ−Ｏ系ガラス、Ｓｎ−Ｐ−Ｏ系ガラス、Ｖ−Ｔｅ−Ｏ系ガラス等が挙げられる。
本実施形態のコイル部品１おいて、図２および図３に示されるように、上記コイル部３は、その両末端が引出部６，７により素体２の下方に引き出され、素体２の下面に露出している。コイル部３の軸は、実装面と平行、即ち素体２の前面から背面に向かう方向（即ち、Ｗ方向）に平行である。コイル部の軸を実装面と平行とすることにより、コイル部の巻線部の側方に形成される引出部を少なくすることができ、または巻線部の側方に引出部を形成する必要がない。換言すれば、平面視において、巻線部と引出部が重なる領域をより小さく、または該領域をなくすことができる。従って、巻線部と外部電極間で生じる浮遊容量を小さくすることができる。また、巻線の径をより大きくとることができることから、Ｌ値の取得効率を大きくすることができる。また、コイル部品１のコイル部３の巻数は１．５である。ただし、本開示のコイル部品の巻数は、特に限定されず、目的に応じて適宜選択することができる。
上記コイル部品１において、コイル部３を構成するコイル導体８は、Ｗ方向に積層されている。従って、コイル部３を構成するコイル導体８の断面は、Ｔ方向に長く、Ｌ方向に短い。コイル導体８を上記のような形状とすることにより、コイル部３と外部電極４，５間での浮遊容量を小さくすることができる。
上記コイル導体８を構成する導電性材料は、特に限定されないが、例えば、金、銀、銅、パラジウム、ニッケル等が挙げられる。上記導電性材料は、好ましくは銀または銅、より好ましくは銀である。導電性材料は、１種のみであっても、２種以上であってもよい。
上記コイル導体８の厚み（図２における図面左右方向の厚み）は、好ましくは３μｍ以上２００μｍ以下、より好ましくは５μｍ以上１００μｍ以下、さらに好ましくは１０μｍ以上１００μｍ以下であり得る。コイル導体の厚みをより大きくすることにより、コイル導体８の抵抗をより小さくすることができる。また、コイル導体８の厚みをより小さくすることにより、よりコイル部品を小型化することができる。
上記コイル導体８の幅（図２における図面上下方向の幅）は、好ましくは５μｍ以上１ｍｍ以下、より好ましくは１０μｍ以上５００μｍ以下、さらに好ましくは１５μｍ以上３００μｍ以下、さらにより好ましくは２０μｍ以上１００μｍ以下であり得る。コイル導体の幅をより小さくすることにより、コイル導体をより小さくすることができ、コイル部品の小型化に有利である。また、コイル導体の幅をより大きくすることにより、導線の抵抗をより小さくすることができる。
上記コイル部３は、引出部６，７を有する。当該引出部は、コイル部の巻線部から外部電極に向かって引き出され、それぞれ、外部電極４，５と電気的に接続されている。
上記引出部の幅は、好ましくは巻線部の幅の１．０倍以上６．０倍以下、より好ましくは１．０倍超６．０倍以下、さらに好ましくは１．５倍以上５．０倍以下、さらにより好ましくは２．０倍以上４．０倍以下である。ここに、引出部の幅とは、外部電極と接する部分における幅であり、本実施形態においてはＬ方向の幅を意味する。かかる引出部の幅をコイル導体の幅の１．０倍以上、特にコイル導体の幅よりも大きくすることにより、外部電極との接続がより確実となり、信頼性が向上する。
本開示のコイル部品において、コイル導体８は、ガラス層９により被覆されていてもよい。
上記ガラス層９を構成するガラス材料は、特に限定されないが、例えば、ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３系ガラス、ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ｋ２Ｏ系ガラス、ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ｌｉ２Ｏ−ＣａＯ系ガラス、ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ｌｉ２Ｏ−ＣａＯ−ＺｎＯ系ガラス、およびＢｉ２Ｏ３−Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３系ガラス等であり得る。好ましい態様において、ガラス材料は、ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ｋ２Ｏ系ガラスである。ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ｋ２Ｏ系ガラスを用いることにより、ガラス層を形成する際に焼結性が高くなる。
一の態様において、ガラス層９は、さらに、フィラーを含んでもよい。ガラス層に含まれるフィラーとしては、例えば、クォーツ、アルミナ、マグネシア、シリカ、フォルステライド、ステアタイトおよびジルコニア等が挙げられる。
上記ガラス層９の厚みは、好ましくは３μｍ以上３０μｍ以下、より好ましくは５μｍ以上２０μｍ以下であり得る。ガラス層９の厚みを３μｍ以上とすることにより、よりコイル部を強く支持することができ、また、コイル部と素体の絶縁性を高めることができる。また、ガラス層９の厚みを３０μｍ以下とすることにより、よりコイル部品を小型化することができる。
上記外部電極４，５は、それぞれ、コイル部品１の下面に設けられている。外部電極を下面に設けることにより、コイル部品１の高密度での表面実装が可能になる。また、外部電極を端面に設ける場合と比較して、浮遊容量が小さくなる。
上記外部電極４，５は、それぞれ、素体２の下面に引き出されたコイル部３の引出部６，７上に設けられている。即ち、外部電極４，５は、コイル部３の引出部６，７に、それぞれ電気的に接続されている。
一の態様において、外部電極４，５は、素体２の下面に引き出されたコイル部３の引出部６，７上だけではなく、コイル導体の端末部を越えて、コイル部品の下面の他の部分にまで延在していてもよい。
一の態様において、外部電極４，５は、絶縁層１０が存在しない領域、即ち素体２およびコイル部３が露出している領域全体に設けられている。
一の態様において、外部電極４，５は、コイル部品の端面にまで延在していてもよい。
上記外部電極の厚みは、特に限定されないが、例えば１μｍ以上１００μｍ以下、好ましくは５μｍ以上５０μｍ以下、より好ましくは５μｍ以上２０μｍ以下であり得る。
上記外部電極は、導電性材料、好ましくはＡｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｎｉ、ＳｎおよびＣｕから選択される１種またはそれ以上の金属材料から構成される。
上記外部電極は、好ましくはめっきにより形成される。
上記外部電極は、単層であっても、多層であってもよい。
一の態様において、外部電極は多層である。外部電極は、好ましくはＣｕ層、Ｎｉ層およびＳｎ層の３層、またはＮｉ層およびＳｎ層の二層であり得る。Ｃｕ層を素体２上に形成することにより、素体へのめっきの密着性を高めることができる。
コイル部品１は、外部電極４，５を除いて、絶縁層１０により覆われている。
上記絶縁層１０の厚みは、特に限定されないが、好ましくは３μｍ以上２０μｍ以下、より好ましくは３μｍ以上１０μｍ以下、さらに好ましくは３μｍ以上８μｍ以下であり得る。絶縁層の厚みを上記の範囲とすることにより、コイル部品１のサイズの増加を抑制しつつ、コイル部品１の表面の絶縁性を確保することができる。
上記絶縁層１０を構成する絶縁性材料としては、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド等の電気絶縁性が高い樹脂材料が挙げられる。
尚、本開示のコイル部品において、絶縁層１０は必須ではなく、存在しなくてもよい。
本開示のコイル部品は、優れた電気的特性を保持したまま小型化することができる。一の態様において、本開示のコイル部品の長さ（Ｌ）は、好ましくは０．３８ｍｍ以上１．７５ｍｍ以下、より好ましくは０．３８ｍｍ以上１．０５ｍｍ以下である。一の態様において、本開示のコイル部品の幅（Ｗ）は、好ましくは０．１８ｍｍ以上０．９５ｍｍ以下、より好ましくは０．１８ｍｍ以上０．５５ｍｍ以下である。好ましい態様において、本開示のコイル部品は、長さ（Ｌ）が１．０ｍｍ、幅（Ｗ）が０．５ｍｍ、好ましくは長さ（Ｌ）が０．６ｍｍ、幅（Ｗ）が０．３ｍｍ、より好ましくは長さ（Ｌ）が０．４ｍｍ、幅（Ｗ）が０．２ｍｍであり得る。また、一の態様において、本開示のコイル部品の高さ（または厚み（Ｔ））は、好ましくは０．９５ｍｍ以下、より好ましくは０．５５ｍｍ以下である。
次に、コイル部品１の製造方法について説明する。
・磁性体シート（素体シート）の作製
金属粒子（フィラー）および樹脂材料を準備する。金属粒子および必要に応じて他のフィラー成分（ガラス粉末、セラミック粉末、フェライト粉末等）を樹脂材料と湿式で混合させてスラリー化し、次いで、ドクターブレード法等を使用して所定の厚みのシートを成形し、乾燥する。これにより金属粒子と樹脂のコンポジット材料の磁性体シートを作製する。
・感光性導体ペースト
導電性粒子、例えばＡｇ粉末を準備する。溶剤および有機成分を混合することにより調製したワニスに、所定量の導電性粒子を混合することにより感光性導体ペーストを作製する。
・感光性ガラスペースト
ガラス粉末を準備する。溶剤および有機成分を混合することにより調製したワニスに、所定量のガラス粉末を混合することにより感光性導体ペーストを作製する。
・形状保持感光ペースト
焼成段階で消失する材料、および所望により焼成段階で焼結しない無機材料の粉末を準備する。上記焼成段階で消失する材料としては、例えば有機材料、好ましくは上記のワニスが挙げられる。上記無機材料としては、例えば、アルミナなどのセラミック粉末が挙げられる。上記無機材料のＤ５０は、０．１μｍ以上１０μｍ以下が好ましい。溶剤および有機成分を混合することにより調製したワニスに、所定量の焼成段階で焼結しない無機材料の粉末を混合することにより形状保持感光ペーストを作製する。
・素子の作製
まず、基板として焼結済みのセラミック基板２１を準備する（図４（１））。
上記基板２１の上に、フォトリソグラフィー法を用いて、上記感光性ガラスペーストでガラスペースト層２２を形成する。具体的には、感光性ガラスペーストを、塗布し、マスクを介して光硬化し、現像を行い、ガラスペースト層２２を形成する（図４（２））。次に、フォトリソグラフィー法を用いて、ガラスペースト層２２の周囲に、形状保持用感光性ペーストで形状保持ペースト層２３を形成する。具体的には、形状保持用感光性ペーストを塗布し、マスクを介して光硬化し、現像を行い、ガラスペースト層２２の周囲に形状保持ペースト層２３を形成する（図４（２））。必要に応じて、この手順を繰り返し、所定厚みのガラスペースト層２２および形状保持ペースト層２３を形成してもよい。
次に、ガラスペースト層２２上に、フォトリソグラフィー法を用いて、導体ペースト層２４を形成する。具体的には、感光性導体ペーストを塗布し、マスクを介して光硬化し、現像を行うことで導体ペースト層２４を形成する（図４（３））。導体ペースト層２４は、先に形成したガラスペースト層２２の内側に形成する。
次に、導体ペースト層２４上に、フォトリソグラフィー法を用いて、ガラスペースト層２５を形成する。具体的には、感光性ガラスペーストを、塗布し、マスクを介して光硬化し、現像を行うことで導体ペースト層２４を覆うようにガラスペースト層２５を形成する（図４（４））。このとき、導体ペースト層２４の領域のうち、引出部となる領域、および次に形成する導体ペースト層２７との接続部となる領域が露出するようにガラスペースト層２５を形成する。次に、フォトリソグラフィー法を用いて、ガラスペースト層２５の周囲に、形状保持用感光性ペーストで形状保持ペースト層２６を形成する。具体的には、形状保持用感光性ペーストを塗布し、マスクを介して光硬化し、現像を行い、ガラスペースト層２５の周囲に形状保持ペースト層２６を形成する（図４（４））。必要に応じて、この手順を繰り返し、所定厚みのガラスペースト層２５および形状保持ペースト層２６を形成してもよい。
次に、ガラスペースト層２５上に、フォトリソグラフィー法を用いて、導体ペースト層２７を形成する。具体的には、感光性導体ペーストを塗布し、マスクを介して光硬化し、現像を行うことで導体ペースト層２７を形成する（図４（５））。導体ペースト層２７は、先に形成したガラスペースト層２５の内側に形成する。
次に、導体ペースト層２７上に、フォトリソグラフィー法を用いて、ガラスペースト層２８を形成する。具体的には、感光性ガラスペーストを、塗布し、マスクを介して光硬化し、現像を行うことで導体ペースト層２７を覆うようにガラスペースト層２８を形成する（図４（６））。次に、フォトリソグラフィー法を用いて、ガラスペースト層２８の周囲に、形状保持用感光性ペーストで形状保持ペースト層２９を形成する。具体的には、形状保持用感光性ペーストを塗布し、マスクを介して光硬化し、現像を行い、ガラスペースト層２８の周囲に形状保持ペースト層２９を形成する（図４（４））。必要に応じて、この手順を繰り返し、所定厚みのガラスペースト層２８および形状保持ペースト層２９を形成してもよい。
上記のようにして基板上に積層体を形成する。
得られた積層体を、６５０〜９５０℃の温度で焼成する。形状保持ペースト層の有機材料は焼成により消失し、アルミナ等の焼結しない無機材料は焼結せず、粉体のままとなる。上記無機材料の粉末を除去することにより、基板上に、ガラス層９により被覆されたコイル部３が得られる（図５（１））。ガラス層９に覆われたコイル部３は、基板２１に密着しているので、輸送などの取り扱いに有利である。
次に、磁性体シートをコイル部３に圧入する。コイル部３の上に磁性体シート３１を配置し、金型等で加圧することで圧入することができる（図５（２））。
次に、基板２１を研削などにより除去する（図５（３））。
基板２１を除去した面に、別途磁性体シートを、プレス等により密着させる（図５（４））。この後、ダイサー等で切断し、個片化する。
次に、個片化した素体２の表面全体に絶縁膜１０を形成する。絶縁膜の形成は、公知の方法を用いることができ、例えば、絶縁材料を噴霧して素子表面を被覆する、絶縁材料に含浸する方法を用いることができる。
次に、素体２の外部電極を形成する箇所の絶縁膜１０を除去する。除去は、レーザー照射、または、機械的手法により除去することができる（図６（１））。
次に、Ｃｕ層３５を形成する（図６（２））。Ｃｕ層を形成することにより、導電性が低い素体上にも良好に外部電極を形成することができる。次いで、めっきによりＮｉ層およびＳｎ層を順にめっき形成する（図６（３））。
以上のようにして、本発明のコイル部品１が製造される。
尚、上記したコイル部品１は、コイル部３の巻数が１．５であるが、本開示のコイル部品の巻数は特に限定されない。例えば、巻数が２．５であるコイル部品は、図４（４）と図４（５）に示される工程の間に、以下のように図７（１）〜（４）に示す工程を行うことにより、製造することができる。
図４（４）の工程の後、ガラスペースト層２５上に、フォトリソグラフィー法を用いて、導体ペースト層４１を形成する。具体的には、感光性導体ペーストを塗布し、マスクを介して光硬化し、現像を行うことで導体ペースト層４１を形成する（図７（１））。導体ペースト層４１は、先に形成したガラスペースト層２５の内側に形成する。
次に、導体ペースト層４１上に、フォトリソグラフィー法を用いて、ガラスペースト層４２を形成する。具体的には、感光性ガラスペーストを、塗布し、マスクを介して光硬化し、現像を行うことで導体ペースト層４１を覆うようにガラスペースト層４２を形成する（図７（２））。このとき、導体ペースト層４１の領域のうち、引出部となる領域、および次に形成する導体ペースト層４４との接続部となる領域が露出するようにガラスペースト層４２を形成する。次に、フォトリソグラフィー法を用いて、ガラスペースト層４２の周囲に、形状保持用感光性ペーストで形状保持ペースト層４３を形成する。具体的には、形状保持用感光性ペーストを塗布し、マスクを介して光硬化し、現像を行い、ガラスペースト層４２の周囲に形状保持ペースト層４３を形成する（図７（２））。必要に応じて、この手順を繰り返し、所定厚みのガラスペースト層４２および形状保持ペースト層４３を形成してもよい。
次に、図７（１）および（２）に示す工程と同様にして、ガラスペースト層４２上に、フォトリソグラフィー法を用いて、導体ペースト層４４を形成し（図７（３））、さらに、導体ペースト層４４上に、ガラスペースト層４５を形成し、ガラスペースト層４５の周囲に、形状保持ペースト層４６を形成する（図７（４））。
次に、図４（５）以降の工程を行うことにより、巻数が２．５であるコイル部品を得ることができる。
従って、本開示は、
フィラーおよび樹脂材料を含んで成る素体と
前記素体に埋設されたコイル導体から構成されるコイル部と
前記コイル導体に電気的に接続された一対の外部電極と
を有して成り、前記コイル導体がガラス層により被覆されているコイル部品の製造方法であって、
フォトリソグラフィー法を用いて、基板上に前記コイル導体を構成する金属を含む感光性金属ペーストで導体ペースト層を形成する工程、
フォトリソグラフィー法を用いて、前記ガラス層を構成するガラスを含む感光性ガラスペーストで、前記導体ペースト層を覆うようにガラスペースト層を形成する工程、
基板上の前記導体ペースト層および前記ガラスペースト層が存在しない領域に、焼成後に除去可能な感光性ペーストで、保持層を形成する工程、および
前記導体ペースト層、前記ガラスペースト層、および前記保持層が形成された基板を焼成して、基板上にコイル部を形成する工程
を含むコイル部品の製造方法
を提供する。
好まし態様において、本開示は、
前記基板を除去する工程、
前記基板を除去した部分に素体シートを付与する工程
をさらに含む上記製造方法を提供する。
以上、本開示のコイル部品およびその製造方法について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で設計変更可能である。
・磁性体シートの作製
Ｄ５０（体積基準の累積百分率５０％相当粒径）が５μｍのＦｅ−Ｓｉ系の合金粉末を準備した。合金粉末には事前に金属アルコキシドとしてオルトケイ酸テトラエステル（ＴＥＯＳ）を用い、ゾル−ゲル法により粉末表面に約５０ｎｍのＳｉＯ２被膜を形成した。所定量の合金粉末とエポキシ樹脂を湿式で混合し、ドクターブレード法でシート状（厚み１００μｍ）に成形して、磁性体シートを得た。
・感光性ガラスペーストの作製
Ｄ５０が１μｍのホウケイ酸ガラス（ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ｋ２Ｏ）系ガラス粉末を準備し、メタクリル酸メチルとメタクリル酸の共重合体（アクリルポリマー）、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート（感光性モノマー）、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル（溶剤）、２，４−ジエチルチオキサントン、２−メチル−１−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルフォリノプロパン−１−オン、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）フェニルフォスフィンオキサイド（光重合開始剤）、および分散剤と混合して、感光性ガラスペーストを作製した。
・感光性導体ペースト
Ｄ５０が２μｍのＡｇ粉末を準備し、メタクリル酸メチルとメタクリル酸の共重合体（アクリルポリマー）、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート（感光性モノマー）、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル（溶剤）、２，４−ジエチルチオキサントン、２−メチル−１−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルフォリノプロパン−１−オン、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）フェニルフォスフィンオキサイド（光重合開始剤）、および分散剤と混合して、感光性導体ペーストを作製した。
・形状保持用感光性ペースト
Ｄ５０が１０μｍのアルミナ粉末を準備し、メタクリル酸メチルとメタクリル酸の共重合体（アクリルポリマー）、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート（感光性モノマー）、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル（溶剤）、２，４−ジエチルチオキサントン、２−メチル−１−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルフォリノプロパン−１−オン、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）フェニルフォスフィンオキサイド（光重合開始剤）、および分散剤と混合して、感光性アルミナペーストを作製した。
・コイル部品の作製
基板（厚みが０．５ｍｍ以上のセラミック焼結基板）を準備した（図４（１））。次いで、基板の上に感光性ガラスペーストをスクリーン印刷して乾燥させた後、マスクを介して紫外線を照射することで、光硬化した。未硬化部分を現像液ＴＭＡＨ（TetraMethyl Ammonium Hydroxide）水溶液で除去することにより、所定の形状のガラスペースト層を形成した。次に、感光性アルミナペーストを印刷し、同じように露光、現像することでガラス層の周りにアルミナ層を形成した（図４（２））。
次に、感光性導体ペーストを印刷し、上記と同様に露光、現像することでガラスペースト層の上に所定形状の導体ペースト層（コイルパターン１）を形成した。次に、感光性ガラスペーストを塗布、マスクを介して光硬化、現像することで導体層の周りにガラスペースト層を形成した（図４（３））。次に、感光性アルミナペーストを塗布、マスクを介して光硬化することでガラスペースト層の周囲にアルミナ層を形成した（図４（３））。この工程を５回繰り返し、コイルパターン１を形成した。
次に、感光性ガラスペーストを塗布、マスクを介して光硬化、現像することで接続部導体層を除く部分にガラスペースト層を形成する（図４（４））。次に、感光性アルミナペーストを塗布、マスクを介して光硬化することでガラスペースト層の周囲にアルミナ層を形成した（図４（４））。
次に、上記と同様にして、感光性導体ペーストを印刷し、上記と同様に露光、現像することでガラスペースト層の上に所定形状の導体ペースト層（コイルパターン２）を形成した（図４（５））。この工程を５回繰り返し、コイルパターン２を形成した。
次に、上記と同様にして、感光性ガラスペーストを塗布、マスクを介して光硬化、現像することで接続部導体層を除く部分にガラスペースト層を形成した（図４（６））。
上記の工程により、基板上に、形状保持ペースト層で支持された導電ペースト層とガラス層の積層体を得た。
上記で得られた積層体を、７００℃で焼成した。焼成により、導体ペースト層の金属およびガラスペースト層のガラスは焼結し、それぞれ、コイル導体およびガラス層となった。一方、形状保持ペースト層のアルミナは焼結せず、未焼結のアルミナ粉末として残存した。アルミナ粉末を除去し、表面がガラス層で被覆され、基板に支持されたコイル部を得た（図５（１））。
次に、基板のコイル部が形成された側に磁性体シートを配置し、金型に挟みプレスで加圧することで、磁性体シートをコイル部に圧入した（図５（２））。
次に、基板を研磨して除去した（図５（３））。
次に、基板を除去した面に磁性体シートを配置し、金型で挟み、プレスで加圧することで磁性体シートを密着させた（図５（４））。
次に、ダイサーで切断することで各素子に個片化した。
個片化した素子を搖動しながらエポキシ樹脂をスプレー噴霧し、その後熱硬化することで素子表面に絶縁層を形成した。
次に、素体の外部電極を形成する部分の絶縁層を、レーザー照射により除去した（図６（１））。その後、電解めっきで順次Ｃｕ被膜、Ｎｉ被膜、Ｓｎ被膜を露出したコイルの上に析出させて、外部電極を形成した。
以上により、コイル部品を得た。得られたコイル部品は、長さ（Ｌ）１．０ｍｍ、幅（Ｗ）０．５ｍｍ、高さ（Ｔ）０．５ｍｍであった。また、コイル導体の厚みは１００μｍであり、コイル導体の幅は１２０μｍであり、引出部の幅は３００μｍであり、ガラス層の厚みは１５μｍであった。
本発明のコイル部品は、インダクタなどとして幅広く様々な用途に使用され得る。
１…コイル部品
２…素体
３…コイル部
４，５…外部電極
６，７…引出部
８…コイル導体
９…ガラス層
１０…絶縁膜
２１…基板
２２…ガラスペースト層
２３…形状保持ペースト層
２４…導体ペースト層
２５…ガラスペースト層
２６…形状保持ペースト層
２７…導体ペースト層
２８…ガラスペースト層
２９…形状保持ペースト層
３１…磁性体シート
３２…磁性体シート
３５…Ｃｕ層
３７…Ｓｎ層
４１…導体ペースト層
４２…ガラスペースト層
４３…形状保持ペースト層
４４…導体ペースト層
４５…ガラスペースト層

Claims (8)

  1. フィラーおよび樹脂材料を含んで成る素体と
    前記素体に埋設されたコイル導体から構成されるコイル部と
    前記コイル導体に電気的に接続された一対の外部電極と
    を有して成るコイル部品であって、
    前記外部電極は、下面に設けられており、
    前記コイル部のコイル軸は、実装面に対して平行である、
    コイル部品。
  2. 前記コイル部は引出部を有しており、
    前記引出部はコイル部の巻線部から外部電極に向かって引き出され、外部電極と電気的に接続されている、請求項１に記載のコイル部品。
  3. 前記引出部の幅は、巻線部の幅の１．０倍以上６．０倍以下である、請求項２に記載のコイル部品。
  4. 前記コイル導体の厚みは、３μｍ以上２００μｍ以下である、請求項１〜３のいずれか１項に記載のコイル部品。
  5. 前記引出部の幅は、５０μｍ以上３５０μｍ以下である、請求項２〜４のいずれか１項に記載のコイル部品。
  6. 前記コイル導体は、ガラス層により被覆されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載のコイル部品。
  7. 前記ガラス層の厚みは、３μｍ以上３０μｍ以下である、請求項６に記載のコイル部品。
  8. 長さは０．３ｍｍ以上２．２ｍｍ以下であり、幅は０．１ｍｍ以上１．５ｍｍ以下である、請求項１〜７のいずれか１項に記載のコイル部品。
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