JP2020088290A - インダクタンス素子及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】基体部の絶縁性の低下を抑制すること。【解決手段】表面に酸化膜を有する複数の金属磁性粒子を含み、前記複数の金属磁性粒子が前記酸化膜を介して結合する基体部と、前記基体部に内蔵される内部導体と、を備え、前記内部導体は、電気的な通電方向と垂直な面において、長手方向の幅と短手方向の厚みとを有する断面を有し、前記断面の前記厚みは、前記長手方向における中央部の厚みに比べて前記中央部よりも外側で厚みが大きい、インダクタンス素子。【選択図】図４

Description

本発明は、インダクタンス素子及び電子機器に関する。

近年、内部導体を有するインダクタンス素子の大電流化が進んでいる。大電流化のためには、内部導体の抵抗値を低減させることが望ましい。そこで、基体部の内部に複数の内部導体を並列に配置する構造が知られている（例えば、特許文献１）。また、複数の内部導体の断面形状を楕円形状とすることで、磁気飽和によるインダクタンス値の低下を抑制することが知られている（例えば、特許文献２）。

特開２００９−１７０４４６号公報 特開２０１４−１７５３４９号公報

内部導体を内蔵する基体部に金属磁性粒子が用いられることが増えている。金属磁性粒子は表面に形成される酸化膜を介して互いに結合し、これにより基体部が形成される。また、この酸化膜は基体部の絶縁性を維持するためのものでもあり、金属磁性粒子の表面から酸化膜が剥がれたり又は酸化膜が傷ついたりすることは、基体部の絶縁性の低下につながってしまうことがある。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、基体部の絶縁性の低下を抑制することを目的とする。

本発明は、表面に酸化膜を有する複数の金属磁性粒子を含み、前記複数の金属磁性粒子が前記酸化膜を介して結合する基体部と、前記基体部に内蔵される内部導体と、を備え、前記内部導体は、電気的な通電方向と垂直な面において、長手方向の幅と短手方向の厚みとを有する断面を有し、前記断面の前記厚みは、前記長手方向における中央部の厚みに比べて前記中央部よりも外側で厚みが大きい、インダクタンス素子である。

上記構成において、前記内部導体の前記断面は、前記長手方向における両端部側から前記中央部に向かって徐々に厚みの小さくなる断面である構成とすることができる。

上記構成において、前記内部導体の前記断面は、前記長手方向に伸びる一対の辺が重なる領域では中央の厚みが最も小さい断面である構成とすることができる。

上記構成において、前記内部導体の前記断面において、前記長手方向に伸びる一対の辺のうちの少なくとも一方の辺が湾曲している構成とすることができる。

上記構成において、前記基体部の一部分は、前記内部導体の前記中央部及び前記中央部よりも外側の部分に接しており、前記内部導体に比べて線膨張係数が小さい構成とすることができる。

上記構成において、前記内部導体の前記断面において、前記長手方向に伸びる一対の辺の両辺は前記中央部が前記中央部よりも外側に比べて凹んでいる構成とすることができる。

上記構成において、前記複数の金属磁性粒子は、鉄系軟磁性粒子であり、前記内部導体は、銀又は銅を含んで形成されている構成とすることができる。

上記構成において、前記基体部の表面に設けられる外部電極と、螺旋状に周回する前記内部導体と前記外部電極とを接続する引出導体と、を備える構成とすることができる。

上記構成において、前記基体部の一対の対向する面に設けられる一対の外部電極を備え、前記内部導体は、前記基体部の前記一対の対向する面の間を直線状に延在して前記一対の外部電極に接続される構成とすることができる。

本発明は、上記記載のインダクタンス素子と、前記インダクタンス素子が実装される回路基板と、を備える電子機器である。

本発明によれば、基体部の絶縁性の低下を抑制することができる。

図１（ａ）は、実施例１に係るインダクタンス素子の斜視図、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ間の断面図である。 図２は、実施例１における基体部の分解平面図である。 図３は、金属磁性粒子が酸化膜を介して結合した状態を説明する図である。 図４は、図１（ｂ）の領域Ｂを拡大した図である。 図５（ａ）から図５（ｅ）は、実施例１に係るインダクタンス素子の製造方法を示す断面図である。 図６は、比較例１に係るインダクタンス素子の断面図である。 図７は、比較例１に係るインダクタンス素子で生じる課題を説明する図である。 図８は、実施例１に係るインダクタンス素子の効果を説明する図である。 図９（ａ）から図９（ｇ）は、実施例１における内部導体の他の例を示す断面図である。 図１０（ａ）は、実施例２に係るインダクタンス素子の断面図、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）における領域Ａの拡大図である。 図１１（ａ）から図１１（ｄ）は、実施例２に係るインダクタンス素子の製造方法を示す断面図である。 図１２（ａ）は、実施例３に係るインダクタンス素子の斜視図、図１２（ｂ）は、図１２（ａ）のＡ−Ａ間の断面図、図１２（ｃ）は、図１２（ａ）のＢ−Ｂ間の断面図である。 図１３（ａ）は、実施例４に係るインダクタンス素子の斜視図、図１３（ｂ）は、図１３（ａ）のＡ−Ａ間の断面図、図１３（ｃ）は、図１３（ａ）のＢ−Ｂ間の断面図である。 図１４は、実施例５に係る電子機器の側面図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施例について説明する。

図１（ａ）は、実施例１に係るインダクタンス素子の斜視図、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ間の断面図である。なお、図１（ｂ）は、インダクタンス素子１００の中央部分の断面であり、この図では、内部導体３０は電気的に導通する方向に垂直な面の断面が示されている。図２は、実施例１における基体部の分解平面図である。図１（ａ）、図１（ｂ）、及び図２のように、実施例１のインダクタンス素子１００は、基体部１０と、内部導体３０と、引出導体５０ａ及び５０ｂと、外部電極６０ａ及び６０ｂと、を備える。

基体部１０は、上面１２と、下面１４と、１対の端面１６ａ及び１６ｂと、１対の側面１８ａ及び１８ｂと、を有する直方体形状をしている。下面１４は実装面であり、上面１２は下面１４とは反対側の面である。端面１６ａ及び１６ｂは、上面１２及び下面１４の短辺に接続された面である。側面１８ａ及び１８ｂは、上面１２及び下面１４の長辺に接続された面である。基体部１０は、完全な直方体形状をしている場合に限られず、例えば各頂点が丸みを帯びている場合、各稜（各面の境界部）が丸みを帯びている場合、又は各面が曲面を有している場合などであってもよい。すなわち、直方体形状をした基体部１０には、このような略直方体形状を有する基体部１０も含まれるものである。

基体部１０は、複数の鉄系軟磁性粒子が互いに結合した集合体である。鉄系軟磁性粒子には、その周囲の少なくとも一部、好ましくは鉄系軟磁性粒子の酸化により形成されて粒子表面の全体にわたって、酸化膜が形成されている。基体部１０の絶縁性は、この酸化膜によって確保されている。隣接する金属磁性粒子は、主として、それぞれの金属磁性粒子の周囲にある酸化膜を介して結合している。これにより、一定の形状を有する基体部１０が形成されている。なお、部分的には、隣接する鉄系軟磁性粒子は、鉄系軟磁性粒子の酸化による酸化膜以外の絶縁層を介して結合していてもよいし、酸化膜を介する結合と絶縁層を介する結合の両方が行われていてもよい。絶縁層は、Ｓｉを主成分とする酸化物であれば、機械的強度と絶縁性を向上させることができる。

図３は、金属磁性粒子が酸化膜を介して結合した状態を説明する図である。図３のように、金属磁性粒子２０は、周囲に酸化膜２２が形成されている。隣接する金属磁性粒子２０は、酸化膜２２を介して互いに結合する。酸化膜２２は、好ましくは、金属磁性粒子２０自体の酸化物からなる。例えば、成形後の金属磁性粒子２０に酸素を含む雰囲気下で熱処理を施して基体部１０を得るときに、金属磁性粒子２０の表面が酸化して酸化膜２２が形成され、この酸化膜２２を介して複数の金属磁性粒子２０が結合することが好ましい。酸化膜２２の存在は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ：Scanning Electron Microscope）の撮影像においてコントラスト（明度）の違いとして認識できる。また、隣接する鉄系軟磁性粒子を結合する上述の絶縁層は、酸化膜２２の外側に存在していてもよく、酸化膜２２の外側の全体を覆っていてもよいし、部分的に覆っていてもよい。

金属磁性粒子２０は、例えば鉄（Ｆｅ）を主成分とする軟磁性を呈する粒子であって、合金粒子、又は不純物を除き鉄（Ｆｅ）以外の金属成分を含まない鉄（Ｆｅ）粒子でもよく、また種類の異なる粒子を組み合わせて含んでいてもよい。主成分に含むとは、例えば鉄（Ｆｅ）を５０ｗｔ％より多く含む場合であり、７０ｗｔ％以上含む場合でもよいし、８０ｗｔ％以上含む場合でもよいし、９０ｗｔ％以上含む場合でもよい。金属磁性粒子２０は、好ましくは、鉄（Ｆｅ）と、少なくとも１種類以上の鉄（Ｆｅ）よりも酸化し易い金属元素（以下、金属元素Ｍと称す場合がある）と、を含む合金からなる。金属元素Ｍとして、例えばクロム（Ｃｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、及びチタン（Ｔｉ）などが挙げられ、好ましくはクロム（Ｃｒ）又はアルミニウム（Ａｌ）である。金属磁性粒子２０はケイ素（Ｓｉ）を含んでいてもよい。基体部１０は、好適には、鉄（Ｆｅ）、金属元素Ｍ、ケイ素（Ｓｉ）、及び酸素（Ｏ）を含んで構成される。また、基体部１０には、マンガン（Ｍｎ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、リン（Ｐ）、又は炭素（Ｃ）などが含まれていてもよい。なお、基体部１０の化学組成については、例えば、基体部１０の断面をＳＥＭで撮影し、エネルギー分散型Ｘ線分析（ＥＤＳ：Energy dispersive X-ray spectrometry）によるＺＡＦ法で求めることができる。

図２は、上述したように、実施例１における基体部１０の分解平面図である。図２のように、基体部１０は、内部導体３０が形成された複数の磁性体層２４と、複数のカバー層２６と、が積層されている。内部導体３０は、平面導体３２と、磁性体層２４を貫通する貫通導体３４と、を含む。磁性体層２４及びカバー層２６は、複数の金属磁性粒子２０がその周囲にある酸化膜２２を介して互いに結合している。隣接する磁性体層２４に形成された平面導体３２が貫通導体３４によって接続されることで、内部導体３０は螺旋状に接続されてコイル状の導体を構成している。内部導体３０は、例えば銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、又はこれらを主成分とする合金などの導電材料で形成されている。

複数の磁性体層２４のうちの２つの磁性体層２４には内部導体３０に接続する引出導体５０ａ及び５０ｂが形成されている。引出導体５０ａ及び５０ｂは、螺旋状に伸びた内部導体３０の両端と基体部１０の表面に設けられた外部電極６０ａ及び６０ｂ（図１（ａ）参照）とを接続する。引出導体５０ａ及び５０ｂは、例えば内部導体３０と同じ導電材料で形成されているが、異なる導電材料で形成されていてもよい。

外部電極６０ａ及び６０ｂは、表面実装用の外部端子である。図１（ａ）のように、外部電極６０ａ及び６０ｂは、基体部１０の下面１４から端面１６ａ又は１６ｂを経由して上面１２まで延在し且つ側面１８ａ及び１８ｂの一部を覆っている。すなわち、外部電極６０ａ及び６０ｂは、基体部１０の５面を覆う５面電極である。なお、外部電極６０ａ及び６０ｂは、基体部１０の下面１４から端面１６ａ又は１６ｂを経由して上面１２まで延在する３面電極の場合でもよいし、基体部１０の下面１４から端面１６ａ又は１６ｂに延在する２面電極の場合でもよい。

外部電極６０ａ及び６０ｂは、例えば複数の金属層から形成されている。外部電極６０ａ及び６０ｂは、例えば銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、銀（Ａｇ）、白金（Ｐｔ）、又はパラジウム（Ｐｄ）などの金属材料、又はこれらを含む合金金属材料で形成された下層、銀（Ａｇ）又は銀（Ａｇ）を含む導電性樹脂で形成された中層、ニッケル（Ｎｉ）及び／又は錫（Ｓｎ）のめっき層である上層の複層構造をしている。各層の間に中間層がある場合又は上層の上に最上層がある場合など、外部電極６０ａ及び６０ｂの層構成は例示された層のみには限定されない。

図４は、図１（ｂ）の領域Ｂを拡大した図である。図４では、内部導体３０は電気的に導通する方向に垂直な方向の断面が示されている。図４のように、内部導体３０は、電気的な導通方向と垂直な断面において長手方向と短手方向を有する。長手方向が内部導体３０の幅方向、短手方向が内部導体３０の厚み方向となる。内部導体３０は、内部導体３０の断面において、内部導体３０の外周として長手方向である幅方向に伸びる一対の上辺３６及び下辺３８と、上辺３６及び下辺３８を接続する一対の側辺４０及び４２と、を有する略台形形状をしている。内部導体３０の角部は後述の製造方法によって丸みを帯びた形状となっていてもよい。下辺３８は上辺３６よりも長く、側辺４０及び４２は上辺３６から下辺３８に向かって広がるように傾斜している。上辺３６は直線状に伸びている。下辺３８は両端部側から内側（例えば中央部）に向かって内部導体３０の厚みが徐々に薄くなるような湾曲をしている。したがって、内部導体３０は、内部導体３０の断面において、下辺３８側に凹み４４が形成されている。

凹み４４は、例えば下辺３８の側辺４０及び４２に接続する両端部から内側に向かって徐々に深さが深くなっている。凹み４４は、例えば下辺３８の中央部で最も深さが深くなっている。したがって、内部導体３０の長手方向である幅方向において、上辺３６と下辺３８が重なる領域４８における内部導体３０の厚みは領域４８の中央部では端部に比べて薄くなっている。すなわち、短手方向の内部導体３０の厚みは、長手方向である幅方向における両外側から内側に向かって徐々に薄くなっている。つまり、内部導体３０は、長手方向である幅方向の中央部の厚みに比べて中央部よりも外側で厚みが大きく、更には中央部よりも外側に凸部を有しているとも言える。

次に、実施例１に係るインダクタンス素子の製造方法について説明する。図５（ａ）から図５（ｅ）は、実施例１に係るインダクタンス素子の製造方法を示す断面図である。図５（ａ）のように、例えばポリエチレンテレフタレートフィルム（ＰＥＴフィルム）などのフィルム７０上に例えばドクターブレード法などによって金属磁性粒子２０を含む磁性体ペーストを塗布して磁性体膜７２を形成する。

図５（ｂ）のように、磁性体膜７２上に例えばスクリーン印刷などの印刷法によって金属磁性粒子２０を含む磁性体ペーストを塗布してドーム形状をした形状制御膜７４を形成する。形状制御膜７４の形成に用いる磁性体ペーストの粘性を調整することで、ドーム形状をした形状制御膜７４を形成できる。粘性は、例えばバインダーの量、溶剤の量、及び／又は金属磁性粒子２０の粒径などによって調整することができる。なお、形状制御膜７４は、金属磁性粒子２０を含む磁性体ペーストを塗布する他に、非磁性材料を塗布して絶縁膜を形成してもよい。

磁性体膜７２及び形状制御膜７４を重ね、所定の位置にレーザを用いてスルーホールを形成した後、図５（ｃ）のように、形状制御膜７４上に例えばスクリーン印刷などの印刷法によって導体ペーストを塗布して形状制御膜７４を覆う内部導体３０の前駆体を形成する。内部導体３０は、形状制御膜７４によって下辺３８が湾曲して凹み４４が形成される。なお、内部導体３０の形成の際に引出導体５０ａ及び５０ｂの前駆体も形成されるがここでは図示を省略する。また、所定の位置に形成したスルーホールに導体ペーストが充填されて貫通導体３４が形成されるがここでは図示を省略する。

図５（ｄ）のように、磁性体膜７２上に例えばスクリーン印刷などの印刷法によって金属磁性粒子２０を含む磁性体ペーストを塗布して内部導体３０の周りに磁性体膜７６を形成する。

図５（ｅ）のように、フィルム７０を剥離する。これにより、図２における磁性体層２４が形成される。

図２におけるカバー層２６は、ＰＥＴフィルムなどのフィルム上に、例えばドクターブレード法などによって金属磁性粒子２０を含む磁性体ペーストを塗布して磁性体膜を形成した後、フィルムを剥離することで形成される。

作製した磁性体層２４及びカバー層２６を所定の順序で積層して圧着する。圧着した磁性体層２４及びカバー層２６をチップ単位に切断した後、金属磁性粒子２０の組成に応じて酸素濃度の調整がなされた雰囲気下で所定温度（例えば６００℃〜９００℃程度）にて熱処理を行う。この熱処理によって、磁性体層２４及びカバー層２６を構成する複数の金属磁性粒子２０の表面に酸化膜２２が形成され、且つ、複数の金属磁性粒子２０が酸化膜２２を介して互いに結合する。これにより、磁性体層２４及びカバー層２６が積層され、内部導体３０を内蔵する基体部１０が形成される。続いて、基体部１０の表面に外部電極６０ａ及び６０ｂを形成する。外部電極６０ａ及び６０ｂは、ペースト印刷、めっき、又はスパッタリングなどの薄膜プロセスで用いられる方法によって形成される。

図６は、比較例１に係るインダクタンス素子の断面図である。図６のように、比較例１のインダクタンス素子１０００は、内部導体１３０の断面は矩形形状であり、外周に凹みを持たない。その他の構成は、実施例１と同じであるため説明を省略する。

図７は、比較例１に係るインダクタンス素子で生じる課題を説明する図である。なお、図７では、内部導体１３０の角部が丸みを帯びている点については図の明瞭化のために図示を省略している。図７のように、内部導体１３０と金属磁性粒子２０は酸化膜２２を介して接している。内部導体１３０と金属磁性粒子２０は、異なる材料からなり、線膨張係数が異なる。内部導体１３０が銀（Ａｇ）で形成され、金属磁性粒子２０が鉄（Ｆｅ）粒子である場合では、線膨張係数は金属磁性粒子２０より内部導体１３０の方が大きくなる。内部導体１３０と金属磁性粒子２０の線膨張係数が異なることで、例えば上述の製造方法における熱処理工程において、内部導体１３０と金属磁性粒子２０とは線膨張係数の差による応力が残った状態で焼結される。このため、基体部１０の温度が下がる過程で、内部導体１３０は図７の矢印のように縮む方向に動こうとし、これによって、金属磁性粒子２０の表面から酸化膜２２を剥がす方向の力が生じる。なお、内部導体１３０の縮む方向の動きは、内部導体１３０の断面の寸法の大きい長手方向である幅方向で大きくなる。このようなことから、内部導体１３０と基体部１０との間では内部導体１３０が縮むことで隙間が生じるようになり、内部導体１３０の側辺１４０及び１４２に酸化膜２２を介して接している金属磁性粒子２０の表面の酸化膜２２を剥がす方向の力が生じることになる。このことで、金属磁性粒子２０の表面が露出及び／又は酸化膜２２に欠陥が生じ、基体部１０の絶縁性の低下の発生原因となってしまう。

一方、実施例１によれば、図４のように、内部導体３０は、内部導体３０の長手方向である幅方向に伸びる下辺３８側に凹み４４を有する形状をしていて、長手方向の中央部よりも外側が中央部よりも厚みの大きい断面形状をしている。図８は、実施例１に係るインダクタンス素子の効果を説明する図である。なお、図８では、内部導体３０の角部が丸みを帯びている点については図の明瞭化のために図示を省略している。図８のように、内部導体３０は下辺３８側に凹み４４を有する形状、つまり、内部導体３０は長手方向である幅方向における中央部の厚みに比べて中央部よりも外側で厚みが大きい断面形状をしている。これにより、温度変化によって内部導体３０が縮む方向に動こうとしても、凹み４４によって長手方向である幅方向の縮みが抑制される。よって、内部導体３０の側辺４０及び４２と酸化膜２２を介して接している金属磁性粒子２０表面の酸化膜２２が剥離されることが抑制される。このことで、基体部１０の絶縁性の低下や錆の発生などを抑制することができる。また、例えば、上辺３６より下辺３８が長く、下辺３８に凹み４４が設けられている場合、内部導体３０の幅方向に対し、凸部の位置を中央部から外側に配置でき、結果として凸部の間隔を大きくできる。凸部の間隔を大きくすることで、内部導体３０の縮みを効果的に抑制できる。

内部導体３０の凹み４４に接する部材は、金属磁性粒子２０でも、金属磁性粒子２０より更に線膨張係数の小さい部材であってもよい。内部導体３０の凹み４４に接する部材は、内部導体３０に比べて線膨張係数の小さい部材が好ましい。金属磁性粒子２０と異なる部材は、磁性材料に限られず、非磁性材料など、その他の材料でもよい。凹み４４に接する部材は線膨張係数が小さいほど、内部導体３０の縮みが抑制される。したがって、凹み４４と接する部材は、線膨張係数として金属磁性粒子２０の１／２以下がより好ましく、更に１／３以下が更に好ましい。更には、凹み４４と接する部材は、金属磁性粒子２０より比抵抗の高い材料である方が好ましい。これらから、凹み４４と接する部材として、ジルコニア、アルミナ、ケイ素、フェライトなどの無機材料もしくは酸化物材料が挙げられる。また、凹み４４と接する部材は、粒子又は焼結体である。粒子としては平均粒径で２μｍ以下、また焼結体としては表面粗さＲａで１μｍ以下の場合が好ましい。このようにすること、内部導体３０の平滑性を高めることができ、表面粗さＲａで１μｍ以下、又は０．５μｍ以下とすることができる。この平滑性により、凹み４４の深さが小さくとも絶縁低下防止などの同様の効果を得ることができる。更には、凹み４４と接する部材が、ジルコニア、アルミナ、ケイ素、フェライトなどの絶縁性の高い材質であれば、内部導体間の距離を小さくすることにもつがなる。

図４のように、好適には、凹み４４は下辺３８の両端部側から内側に向かって徐々に深さが深くなっている。すなわち、内部導体３０の断面は、長手方向である幅方向における両端部側から中央部に向かって徐々に厚みが小さくなっている。これにより、内部導体３０の長手方向である幅方向の縮みを分散して抑制でき、内部導体３０から基体部１０に掛かる応力が部分的に集中するようなことを防ぐことになり、凹み４４の深さが小さくても絶縁低下防止などの同様の効果を得ることができる。つまり、内部導体３０の厚みを薄くでき、部品の小型化を可能とする。なお、下辺３８の両端部側から内側に向かって凹み４４の深さが深くなるとは、下辺３８の両端から内側に向かって深さが深くなる場合に加え、下辺３８の両端近傍から内側に向かって深さが深くなる場合を含むものである。

凹み４４は、好適には、下辺３８の中央部で最も深さが深くなっている。すなわち、内部導体３０の断面は、長手方向である幅方向に伸びる一対の上辺３６及び下辺３８が重なる領域では中央の厚みが最も小さくなっている。これにより、内部導体３０の両側面からの縮みを両側に分散して抑制でき、内部導体３０から基体部１０に掛かる応力を両側で均等にすることができる。

なお、凹み４４の深さは、内部導体３０の長手方向である幅方向の縮みを抑制する点では深い方が好ましい。一方で、内部導体３０の断面積は大きい方が好ましいことから、凹み４４の最大深さは、内部導体３０の最大厚さの１／１５以上且つ１／４以下が好ましく、１／１０以上且つ１／５以下がより好ましく、１／８以上且つ１／６以下が更に好ましい。例えば、凹み４４の最大深さは、１０μｍ以上の場合が好ましく、１５μｍ以上の場合がより好ましく、２０μｍ以上の場合が更に好ましい、また、凹み４４は、凹み４４に接する部材が５粒子以上接する深さを有する場合が好ましく、８粒子以上接する深さを有する場合がより好ましく、１０粒子以上接する深さを有する場合が更に好ましい。

凹み４４は、好適には、上辺３６より下辺３８が長く、下辺３８の全体にわたって湾曲することで形成されている。すなわち、内部導体３０の断面において、長手方向である幅方向の少なくとも一方の辺は湾曲している。これにより、凹み４４で内部導体３０の長手方向である幅方向の縮みが幅方向の全体で抑制され、内部導体３０によって幅方向に生じる応力が幅方向の全体に分散され、特定の部位に集中することが抑制される。特に、凹み４４と接する部材に対して掛かる応力が分散され、凹み４４の深さが小さくとも絶縁低下防止などの同様の効果を得ることができる。つまり、内部導体３０の厚みを薄くでき、部品の小型化が可能となる。

図９（ａ）から図９（ｇ）は、実施例１における内部導体の他の例を示す断面図である。なお、図９（ａ）から図９（ｇ）では、内部導体３０の角部が丸みを帯びている点については図の明瞭化のために図示を省略している。図４では、凹み４４は下辺３８の両端から内側に向かって深さが深くなる場合を例に示したが、図９（ａ）のように、凹み４４は下辺３８の両端部近傍から内側に向かって深さが深くなる場合でもよい。図９（ｂ）のように、側辺４０及び４２は内部導体３０の厚さ方向に略平行に直線状に伸びていてもよいし、図９（ｃ）のように、湾曲していてもよい。図９（ｄ）のように、凹み４４は下辺３８が両端部側から内側に向かって内部導体３０の厚みが薄くなるように直線状に伸びることで形成されていてもよい。図９（ｅ）のように、凹み４４は下辺３８が階段状となって形成されてもよいし、図９（ｆ）のように、凹み４４は下辺３８の中央部にのみ形成されてもよい。図９（ｇ）のように、側辺４０及び４２は両端部側から内側に向かって内部導体３０の幅が広くなるように直線状に伸びていてもよい。いずれの内部導体３０においても、短手方向の内部導体３０の厚みは、長手方向である幅方向の中央部より外側で中央部より厚みの大きい断面を有することになる。この厚みの大きな部分は、内部導体３０の長手方向である幅方向の中央部から両外側にあり、内部導体３０の幅方向の長さの半分以上にわたって形成されることが好ましい。これにより、例えば、内部導体３０の凸部から外側の部分の幅方向の長さを小さくでき、この部分の内部導体３０の幅方向に生じる応力を小さくすることができる。

なお、実施例１では、内部導体３０は下辺３８側に凹み４４を有する形状をしている場合を例に示したが、上辺３６側に上述したような凹みを有する形状をしている場合でもよい。

図１０（ａ）は、実施例２に係るインダクタンス素子の断面図、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）における領域Ａの拡大図である。図１０（ａ）及び図１０（ｂ）は、インダクタンス素子２００の中央部分の断面であり、この図では、内部導体３０ａは電気的に導通する方向に垂直な方向の断面が示されている。図１０（ａ）及び図１０（ｂ）のように、実施例２のインダクタンス素子２００では、内部導体３０ａは下辺３８が両端部側から内側（例えば中央部）に向かって内部導体３０ａの厚みが徐々に薄くなるような湾曲をしていることに加え、上辺３６も両端部側から内側（例えば中央部）に向かって内部導体３０ａの厚みが徐々に薄くなるような湾曲をしている。したがって、内部導体３０ａは、内部導体３０ａの断面において、下辺３８側に凹み４４が形成されていることに加え、上辺３６側に凹み４６が形成されている。

凹み４６は、例えば上辺３６の側辺４０及び４２に接続する両端部から内側に向かって徐々に深さが深くなっている。凹み４６は、例えば上辺３６の中央部で最も深さが深くなっている。すなわち、短手方向の内部導体３０ａの厚みは、長手方向である幅方向における両外側から内側に向かって徐々に薄くなっている。つまり、内部導体３０ａは、長手方向である幅方向の中央部の厚みに比べて中央部よりも外側で厚みが大きく、更には中央部より外側に凸部を有しているとも言える。その他の構成は、実施例１と同じであるため説明を省略する。

図１１（ａ）から図１１（ｄ）は、実施例２に係るインダクタンス素子の製造方法を示す断面図である。まず、実施例１の図５（ａ）から図５（ｄ）で説明した製造工程を行って図１１（ａ）に示す構造を得る。なお、図１１（ａ）の段階では、内部導体３０ａの下辺３８は湾曲しているが、上辺３６は未だ湾曲していない。

図１１（ｂ）のように、内部導体３０ａ上に例えばスクリーン印刷などの印刷法によって金属磁性粒子２０を含む磁性体ペーストを塗布してドーム形状をした形状制御膜７８を形成する。形状制御膜７８の形成には形状制御膜７４の形成で用いた磁性体ペーストを用いることができる。なお、形状制御膜７８は、金属磁性粒子２０を含む磁性体ペーストを塗布する他に、非磁性材料を塗布して絶縁膜を形成してもよい。

図１１（ｃ）のように、フィルム７０を剥離する。これにより、磁性体層２４ａが形成される。

図１１（ｄ）のように、複数の磁性体層２４ａと複数のカバー層２６とを所定の順序で積層して圧着する。これにより、内部導体３０ａの上面が形状制御膜７８で押されて、上辺３６が湾曲する。その後、圧着した磁性体層２４ａ及びカバー層２６をチップ単位に切断する工程を行うが、これ以降の工程は実施例１で説明した工程と同じであるため説明を省略する。

実施例２によれば、内部導体３０ａは、上辺３６及び下辺３８の両辺側に凹み４４及び４６を有する形状をしている。すなわち、内部導体３０ａの断面において、長手方向である幅方向に伸びる上辺３６及び下辺３８の両辺は中央部が中央部よりも外側に比べて凹んでいる。更には、上辺３６及び下辺３８の両辺は、中央部より外側に凸部を有しているとも言える。上辺３６及び下辺３８の両辺に凸部を設けることで、内部導体３０ａの長手方向である幅方向の縮みを上辺３６側及び下辺３８側で抑制できる。また、凹み４４及び４６には、基体部１０を構成する部材であって内部導体３０よりも線膨張係数の小さい金属磁性粒子２０が接している。これらにより、内部導体３０ａの上辺３６側及び下辺３８側の両側において内部導体３０ａの長手方向である幅方向の縮みを効果的に抑制でき、金属磁性粒子２０の表面から酸化膜２２が剥離して基体部１０の絶縁性が低下することを効果的に抑制できる。

なお、凹み４４及び４６に接する部材は、実施例１と同様に、基体部１０を構成する部材であって内部導体３０ａよりも線膨張係数の小さい部材が好ましく、金属磁性粒子２０の場合に限られずその他の部材の場合でもよい。

図１０（ｂ）では、凹み４６は、上辺３６の両端から内側に向かって深さが深くなる場合を例に示したが、実施例１の図９（ａ）から図９（ｇ）に示した凹み４４と同様の形状をしている場合でもよい。

図１２（ａ）は、実施例３に係るインダクタンス素子の斜視図、図１２（ｂ）は、図１２（ａ）のＡ−Ａ間の断面図、図１２（ｃ）は、図１２（ａ）のＢ−Ｂ間の断面図である。図１２（ａ）から図１２（ｃ）のように、実施例３のインダクタンス素子３００では、内部導体３０ｂは基体部１０の端面１６ａと端面１６ｂの間を直線状に伸びている。内部導体３０ｂは、基体部１０の端面１６ａで外部電極６０ａに接続し、基体部１０の端面１６ｂで外部電極６０ｂに接続している。内部導体３０ｂの断面は、実施例１の内部導体３０と同じ形状をしている。その他の構成は、実施例１と同じであるため説明を省略する。実施例３において、実施例１と共通な部分については、実施例１と同様の効果を得ることができる。

実施例１及び実施例２では、内部導体を備えるインダクタンス素子として、内部導体が螺旋状に周回するコイル部品の場合を例に示した。しかしながら、この場合に限られず、実施例３のように、内部導体３０ｂが基体部１０の端面１６ａと端面１６ｂの間を直線状に延在して外部電極６０ａ及び６０ｂに接続するインダクタンス素子の場合でもよい。また、インダクタンス素子は、トランス又は電源用コモンモードフィルタなど、その他の場合でもよい。

なお、実施例３では、基体部１０内に１本の内部導体３０ｂが設けられている場合を例に示したが、複数本の内部導体３０ｂが互いに並列に設けられていてもよい。また、内部導体３０ｂは、必ずしも直線状である必要はなく、湾曲していたり、蛇行したりしていてもよく、内部導体３０ｂが端面１６ａと端面１６ｂの間に形成されていればよい。インダクタンス素子３００としては、内部導体３０ｂが直線状であれば外部電極間の抵抗を低くでき、複数本であれば外部電極間の抵抗を更に低くでき、湾曲などがあれば応力を更に分散させることができる。

図１３（ａ）は、実施例４に係るインダクタンス素子の斜視図、図１３（ｂ）は、図１３（ａ）のＡ−Ａ間の断面図、図１３（ｃ）は、図１３（ａ）のＢ−Ｂ間の断面図である。図１３（ａ）から図１３（ｃ）のように、実施例４のインダクタンス素子４００では、内部導体３０ｂの両端が基体部１０の下面１４で基体部１０から露出している。内部導体３０ｂは、一端が基体部１０の下面１４で外部電極６０ａに接続し、他端が基体部１０の下面１４で外部電極６０ｂに接続している。このように、外部電極６０ａ及び６０ｂは、少なくとも基体部１０の下面１４に設けられている。

実施例３では、内部導体３０ｂは基体部１０の端面１６ａ及び１６ｂで外部電極６０ａ及び６０ｂに接続する場合を例に示したが、実施例４のように、内部導体３０ｂは基体部１０の下面１４で外部電極６０ａ及び６０ｂに接続する場合でもよい。なお、図示は省略するが、内部導体３０ｂは基体部１０のその他の面で外部電極６０ａ及び６０ｂに接続する場合でもよい。

図１４は、実施例５に係る電子機器の側面図である。図１４のように、実施例５の電子機器５００は、回路基板８０と、回路基板８０に実装された実施例１のインダクタンス素子１００と、を備える。インダクタンス素子１００は、外部電極６０ａ及び６０ｂが半田８４によって回路基板８０のランド電極８２に接合されることで、回路基板８０に実装されている。

実施例５の電子機器５００によれば、インダクタンス素子１００が回路基板８０に実装されている。これにより、基体部１０の絶縁性の低下が生じ難いインダクタンス素子１００を有する電子機器５００を得ることができる。なお、実施例５では、回路基板８０に実施例１のインダクタンス素子１００が実装されている場合を例に示したが、実施例２から実施例４のインダクタンス素子が実装されている場合でもよい。

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

１０ 基体部
２０ 金属磁性粒子
２２ 酸化膜
２４、２４ａ 磁性体層
２６ カバー層
３０、３０ａ、３０ｂ、１３０ 内部導体
３２ 平面導体
３４ 貫通導体
３６ 上辺
３８ 下辺
４０、４２、１４０、１４２ 側辺
４４、４６ 凹み
５０ａ、５０ｂ 引出導体
６０ａ、６０ｂ 外部電極
８０ 回路基板
８２ ランド電極
８４ 半田
１００、２００、３００、４００、１０００ インダクタンス素子
５００ 電子機器

Claims (10)

1. 表面に酸化膜を有する複数の金属磁性粒子を含み、前記複数の金属磁性粒子が前記酸化膜を介して結合する基体部と、
   前記基体部に内蔵される内部導体と、を備え、
   前記内部導体は、電気的な通電方向と垂直な面において、長手方向の幅と短手方向の厚みとを有する断面を有し、
   前記断面の前記厚みは、前記長手方向における中央部の厚みに比べて前記中央部よりも外側で厚みが大きい、インダクタンス素子。
2. 前記内部導体の前記断面は、前記長手方向における両端部側から前記中央部に向かって徐々に厚みの小さくなる断面である、請求項１記載のインダクタンス素子。
3. 前記内部導体の前記断面は、前記長手方向に伸びる一対の辺が重なる領域では中央の厚みが最も小さい断面である、請求項２記載のインダクタンス素子。
4. 前記内部導体の前記断面において、前記長手方向に伸びる一対の辺のうちの少なくとも一方の辺が湾曲している、請求項１から３のいずれか一項記載のインダクタンス素子。
5. 前記基体部の一部分は、前記内部導体の前記中央部及び前記中央部よりも外側の部分に接しており、前記内部導体に比べて線膨張係数が小さい、請求項１から４のいずれか一項記載のインダクタンス素子。
6. 前記内部導体の前記断面において、前記長手方向に伸びる一対の辺の両辺は前記中央部が前記中央部よりも外側に比べて凹んでいる、請求項１から５のいずれか一項記載のインダクタンス素子。
7. 前記複数の金属磁性粒子は、鉄系軟磁性粒子であり、
   前記内部導体は、銀又は銅を含んで形成されている、請求項１から６のいずれか一項記載のインダクタンス素子。
8. 前記基体部の表面に設けられる外部電極と、
   螺旋状に周回する前記内部導体と前記外部電極とを接続する引出導体と、を備える、請求項１から７のいずれか一項記載のインダクタンス素子。
9. 前記基体部の一対の対向する面に設けられる一対の外部電極を備え、
   前記内部導体は、前記基体部の前記一対の対向する面の間を直線状に延在して前記一対の外部電極に接続される、請求項１から７のいずれか一項記載のインダクタンス素子。
10. 請求項１から９のいずれか一項記載のインダクタンス素子と、
    前記インダクタンス素子が実装される回路基板と、を備える電子機器。

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