(57)【要約】      （修正有）【課題】基体部にクラックが生じることを抑制すること。【解決手段】インダクタンス素子は、表面に酸化膜を有する複数の鉄系軟磁性粒子を含み、複数の鉄系軟磁性粒子が酸化膜を介して結合する直方体形状の基体部１０と、基体部に内蔵される内部導体３０と、を備える。基体部は、内部導体の周りの酸素含有量の多い第１領域と、第１領域よりも内部導体から離れて位置する酸素含有量の少ない第２領域と、を有する。基体部の長さ方向の中央部での断面において、内部導体は内部導体の幅方向に伸びる一対の長辺と一対の長辺を接続する一対の短辺とを有し、一対の短辺のうちの一方の辺の中央部から長辺の延長線に交わる基体部の表面までの表面に垂直な線に占める第１領域の割合よりも、一方の辺の端部側から基体部の表面までの表面に垂直な線に占める第１領域の割合の方が大きい。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に酸化膜を有する複数の鉄系軟磁性粒子を含み、前記複数の鉄系軟磁性粒子が前記酸化膜を介して結合する直方体形状の基体部と、
前記基体部に内蔵される内部導体と、を備え、
前記基体部の断面から検出される鉄と酸素から求められるＯ／Ｆｅ比を酸素含有量とする場合に、前記基体部は前記内部導体の周りの前記酸素含有量の多い第１領域と、前記第１領域よりも前記内部導体から離れて位置する前記酸素含有量の少ない第２領域と、を有し、
前記基体部の長さ方向の中央部での断面において、前記内部導体は前記内部導体の幅方向に伸びる一対の長辺と前記一対の長辺を接続する一対の短辺とを有し、前記一対の短辺のうちの一方の辺の中央部から前記長辺の延長線に交わる前記基体部の表面までの前記表面に垂直な線に占める前記第１領域の割合よりも、前記一方の辺の端部側から前記基体部の前記表面までの前記表面に垂直な線に占める前記第１領域の割合の方が大きい、インダクタンス素子。
【請求項２】
前記基体部の長さ方向の中央部での断面において、前記一対の短辺のうちの他方の辺の中央部から前記基体部の幅方向の中心線までの前記中心線に垂直な線に占める前記第１領域の割合よりも、前記他方の辺の端部側から前記中心線までの前記中心線に垂直な線に占める前記第１領域の割合の方が大きい、請求項１記載のインダクタンス素子。
【請求項３】
前記内部導体は、前記一方の辺の前記端部側で前記一方の辺の前記中央部よりも突出している、請求項１または２記載のインダクタンス素子。
【請求項４】
前記内部導体は、裾広がりの形状となることで前記一方の辺の前記端部側で前記一方の辺の前記中央部よりも突出している、請求項３記載のインダクタンス素子。
【請求項５】
前記内部導体の前記一方の辺の前記端部側に前記内部導体から離れて位置し、前記内部導体と同じ材料からなる１又は複数の導体部を備え、
前記第１領域は、前記内部導体と前記１又は複数の導体部との周りに形成されている、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。
【請求項６】
前記１又は複数の導体部は、前記複数の鉄系軟磁性粒子のうちの前記内部導体の前記一方の辺の側方に存在する鉄系軟磁性粒子の４粒子分以上にわたって前記内部導体から点在している、請求項５記載のインダクタンス素子。
【請求項７】
前記内部導体の前記一方の辺の両方の端部側から前記基体部の前記表面までの前記表面に垂直な線に占める前記第１領域の割合は、前記一方の辺の中央部から前記基体部の前記表面までの前記表面に垂直な線に占める前記第１領域の割合よりも大きい、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。
【請求項８】
前記内部導体は、銀、銅、又はこれらを主成分に含む合金で形成されている、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。
【請求項９】
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８のいずれか一項記載のインダクタンス素子。
【請求項１０】
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８のいずれか一項記載のインダクタンス素子。
【請求項１１】
請求項１から１０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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インダクタンス素子及び電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
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、内部導体の抵抗を低減させることが望ましい。そこで、外部電極の間に複数の内部導体を並列に接続させる構造が知られている（例えば、特許文献１）。また、Ｑ値を高くするために、内部導体の断面の角部に丸みを設けることが知られている（例えば、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１７０４４６号公報
【特許文献２】特開２０１３−９８３５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献２に記載のように内部導体の断面の角部が丸みを帯びた形状であると、内部導体の断面が矩形形状である場合に比べて断面積が小さくなるため、抵抗が大きくなってしまう。一方、矩形形状の断面を有する内部導体の厚みが低抵抗化のために厚くなっていくと、応力が大きくなっていき、基体部にクラックが発生し易くなってしまう。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、基体部にクラックが生じることを抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、表面に酸化膜を有する複数の鉄系軟磁性粒子を含み、前記複数の鉄系軟磁性粒子が前記酸化膜を介して結合する直方体形状の基体部と、前記基体部に内蔵される内部導体と、を備え、前記基体部の断面から検出される鉄と酸素から求められるＯ／Ｆｅ比を酸素含有量とする場合に、前記基体部は前記内部導体の周りの前記酸素含有量の多い第１領域と、前記第１領域よりも前記内部導体から離れて位置する前記酸素含有量の少ない第２領域と、を有し、前記基体部の長さ方向の中央部での断面において、前記内部導体は前記内部導体の幅方向に伸びる一対の長辺と前記一対の長辺を接続する一対の短辺とを有し、前記一対の短辺のうちの一方の辺の中央部から前記長辺の延長線に交わる前記基体部の表面までの前記表面に垂直な線に占める前記第１領域の割合よりも、前記一方の辺の端部側から前記基体部の前記表面までの前記表面に垂直な線に占める前記第１領域の割合の方が大きい、インダクタンス素子である。
【０００７】
上記構成において、前記基体部の長さ方向の中央部での断面において、前記一対の短辺のうちの他方の辺の中央部から前記基体部の幅方向の中心線までの前記中心線に垂直な線に占める前記第１領域の割合よりも、前記他方の辺の端部側から前記中心線までの前記中心線に垂直な線に占める前記第１領域の割合の方が大きい構成とすることができる。
【０００８】
上記構成において、前記内部導体は、前記一方の辺の前記端部側で前記一方の辺の前記中央部よりも突出している構成とすることができる。
【０００９】
上記構成において、前記内部導体は、裾広がりの形状となることで前記一方の辺の前記端部側で前記一方の辺の前記中央部よりも突出している構成とすることができる。
【００１０】
上記構成において、前記内部導体の前記一方の辺の前記端部側に前記内部導体から離れて位置し、前記内部導体と同じ材料からなる１又は複数の導体部を備え、前記第１領域は、前記内部導体と前記１又は複数の導体部との周りに形成されている構成とすることができる。
【００１１】
上記構成において、前記１又は複数の導体部は、前記複数の鉄系軟磁性粒子のうちの前記内部導体の前記一方の辺の側方に存在する鉄系軟磁性粒子の４粒子分以上にわたって前記内部導体から点在している構成とすることができる。
【００１２】
上記構成において、前記内部導体の前記一方の辺の両方の端部側から前記基体部の前記表面までの前記表面に垂直な線に占める前記第１領域の割合は、前記一方の辺の中央部から前記基体部の前記表面までの前記表面に垂直な線に占める前記第１領域の割合よりも大きい構成とすることができる。
【００１３】
上記構成において、前記内部導体は、銀、銅、又はこれらを主成分に含む合金で形成されている構成とすることができる。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、基体部にクラックが生じることを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】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】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】図３（ａ）及び図３（ｂ）は、鉄系軟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】図４（ａ）は、図１（ｂ）の領域Ｂの拡大図、図４（ｂ）は、図４（ａ）の領域Ａの拡大図である。
【図５】図５（ａ）から図５（ｄ）は、実施例１に係るインダクタンス素子の第１の製造方法を示す断面図である。
【図６】図６（ａ）から図６（ｅ）は、実施例１に係るインダクタンス素子の第２の製造方法を示す断面図である。
【図７】図７（ａ）は、比較例１に係るインダクタンス素子の断面図、図７（ｂ）は、図７（ａ）の領域Ａの拡大図、図７（ｃ）は、図７（ｂ）の領域Ｂの拡大図である。
【図８】図８は、実施例１に係るインダクタンス素子の一部を拡大した断面図である。
【図９】図９（ａ）は、実施例２に係るインダクタンス素子の断面図、図９（ｂ）は、図９（ａ）の領域Ａの拡大図である。
【図１０】図１０は、１又は複数の導体部が形成される領域を説明する図である。
【図１１】図１１（ａ）は、実施例３に係るインダクタンス素子の断面図、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）の領域Ａの拡大図である。
【図１２】図１２（ａ）から図１２（ｅ）は、実施例３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１３】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】図１４（ａ）は、実施例５に係るインダクタンス素子の斜視図、図１４（ｂ）は、図１４（ａ）のＡ−Ａ間の断面図、図１４（ｃ）は、図１４（ａ）のＢ−Ｂ間の断面図である。
【図１５】図１５は、実施例６に係る電子機器の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照して、本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００２０】
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１（ｂ）は、基体部１０の長さ方向の中央部での断面図である。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６０ａ及び６０ｂと、外部電極７０ａ及び７０ｂと、を備える。
【００２１】
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。端面１６ａと端面１６ｂが向かい合う方向が基体部１０の長さ方向であり、端面１６ａと端面１６ｂの間隔が基体部１０の長さ寸法となる。上面１２と下面１４が向かい合う方向が基体部１０の高さ方向であり、上面１２と下面１４の間隔が基体部１０の高さ寸法となる。側面１８ａと側面１８ｂが向かい合う方向が基体部１０の幅方向であり、側面１８ａと側面１８ｂの間隔が基体部１０の幅寸法となる。基体部１０の長さ寸法、高さ寸法、幅寸法の関係は、長さ寸法＞幅寸法＞高さ寸法となっている。
【００２２】
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、酸化膜の厚みが厚いほど絶縁性を高くできる。一方で、酸化膜の厚みは薄いほど粒子間距離を小さくでき、基体部１０としての透磁率を高くできる。このため、絶縁性を確保できる範囲で、できるだけ酸化膜を薄く設けることが好ましい。隣接する鉄系軟磁性粒子は、主として、それぞれの鉄系軟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。
【００２３】
図３（ａ）及び図３（ｂ）は、鉄系軟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（ａ）は、酸化膜が薄い場合を図示し、図３（ｂ）は、酸化膜が厚い場合を図示している。図３（ａ）及び図３（ｂ）のように、鉄系軟磁性粒子２０は、周囲に酸化膜２２が形成されている。隣接する鉄系軟磁性粒子２０は、酸化膜２２を介して互いに結合している。酸化膜２２は、好ましくは、鉄系軟磁性粒子２０自体の酸化物からなる。例えば、成形後の鉄系軟磁性粒子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、鉄系軟磁性粒子２０の表面が酸化して酸化膜２２が形成され、この酸化膜２２を介して複数の鉄系軟磁性粒子２０が結合することが好ましい。酸化膜２２の厚みは、例えば５０ｎｍ〜１００ｎｍ程度である。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、例えば酸化膜２２の外側に存在し、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。
【００２４】
複数の鉄系軟磁性粒子２０は、少なくとも鉄（Ｆｅ）を含む軟磁性を呈する粒子であって、合金粒子を含んでいてもよい。鉄系軟磁性粒子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。鉄系軟磁性粒子２０はケイ素（Ｓｉ）を含んでいてもよい。鉄系軟磁性粒子２０は、不純物及び酸化膜２２を除き、鉄（Ｆｅ）が１００ｗｔ％である鉄（Ｆｅ）粒子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。
【００２５】
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、複数の鉄系軟磁性粒子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。
【００２６】
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６０ａ及び６０ｂが形成されている。引出導体６０ａ及び６０ｂは、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７０ａ及び７０ｂ（図１（ａ）参照）とを接続する。引出導体６０ａ及び６０ｂ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。
【００２７】
外部電極７０ａ及び７０ｂ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７０ａ及び７０ｂ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７０ａ及び７０ｂは、基体部１０の５面を覆う５面電極である。なお、外部電極７０ａ及び７０ｂ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。
【００２８】
外部電極７０ａ及び７０ｂは、例えば複数の金属層から形成されている。外部電極７０ａ及び７０ｂ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７０ａ及び７０ｂの層構成は例示された層のみには限定されない。
【００２９】
図４（ａ）は、図１（ｂ）の領域Ｂの拡大図、図４（ｂ）は、図４（ａ）の領域Ａの拡大図である。図４（ａ）及び図４（ｂ）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、基体部１０の長さ方向の中央部での断面において、内部導体３０の幅方向に伸びる一対の長辺である上辺４０及び下辺４２と、上辺４０及び下辺４２に接続する一対の短辺である側辺４４及び４６と、を有する略矩形形状をしている。各辺は、数学的な直線ではなく、多少の曲がりや、湾曲、又は凹凸があっても、全体的に直線状であればよい。各辺は必ずしも垂直に交わって数学的な矩形状を形成していなくてもよく、多少の傾斜などがあってもよく、また角部が丸みを帯びていてもよい。すなわち、台形、平行四辺形やその変形などを合わせて略矩形状であればよい。
【００３０】
下辺４２は上辺４０よりも長く、側辺４４及び４６は下辺４２に向かって徐々に広がるように傾斜している。すなわち、内部導体３０は下辺４２に向かって裾広がりの形状をしていて、これにより内部導体３０は端部側５２に中央部５０よりも突出した突出部５４が形成されている。図４（ｂ）では側辺４６側は図示されていないが、突出部は内部導体３０の幅方向の両側において端部側に形成されている。突出部５４は、図２における複数の磁性体層２４と複数のカバー層２６が積層された積層方向と垂直な方向で外側に向いて形成されている。突出部５４には鋭角な角が形成されている。この鋭角な角は応力が集中し易い部分となる。
【００３１】
基体部１０は、内部導体３０の周りの酸素含有量の多い領域２８と、酸素含有量の多い領域２８よりも内部導体３０から離れて位置する酸素含有量の少ない領域２９と、を有する。酸素含有量の多い領域２８は、酸素含有量の少ない領域２９よりも１．２倍以上酸素量の多い領域である。内部導体３０の突出部５４の周辺の基体部１０は、酸素含有量の多い領域２８となっている。酸素含有量の多い領域２８が特許請求の範囲における酸素含有量の多い第１領域に相当し、酸素含有量の少ない領域２９が特許請求の範囲における酸素含有量の少ない第２領域に相当する。例えば、螺旋状に周回する内部導体３０で形成されるコイルのコイル軸３６（図１（ｂ）参照）の近傍に位置する基体部１０は酸素含有量の少ない領域２９となっている。
【００３２】
酸素含有量の多い領域２８は、内部導体３０を囲んで形成されている。酸素含有量は上述のＥＤＳによって大小を比較することができる。酸素含有量の比較は、例えば以下の方法によって行うことができる。基体部１０を研磨し、コイル軸３６近傍まで削る。その後、削った表面に対しイオンミリング処理を行う。これにより、内部導体３０の断面が見えるようになり、基体部１０の断面を分析することにより酸素含有量が求められる。分析方法は、ＳＥＭ−ＥＤＳ又は波長分散型Ｘ線分析（ＷＤＳ：Wavelength Dispersive X-ray Spectrometry）によるマップ分析を用いることができる。これにより、内部導体３０周辺の鉄系軟磁性粒子２０に形成される酸化膜２２と、内部導体３０から離れた位置（例えばコイル軸３６近傍）の鉄系軟磁性粒子２０に形成される酸化膜２２と、を比較できる。更には、ＳＥＭ−ＥＤＳのＺＡＦ法を用いることで、数値での比較が可能となる。単位面積当たりに検出される鉄（Ｆｅ）と酸素（Ｏ）から酸素（Ｏ）／鉄（Ｆｅ）比を求め、この数値を酸素含有量とし、数値の大きい方を酸素含有量が高いとすることができる。
【００３３】
酸素含有量は、鉄系軟磁性粒子２０に形成される酸化膜２２の厚さによるものである。また、酸化膜２２の厚みと相反する関係として、鉄系軟磁性粒子２０の金属割合を示すものである。酸素含有量が高ければ鉄系軟磁性粒子２０の金属割合が低くなり、酸素含有量が低ければ鉄系軟磁性粒子２０の金属割合が高くなる。酸素含有量は、鉄系軟磁性粒子２０の金属以外の酸化物の割合を示しており、酸化膜２２の厚みによって左右される。つまり、鉄系軟磁性粒子２０に形成される酸化膜２２が厚いと酸素含有量が高くなり、酸化膜２２が薄いと酸素含有量は少なくなる。
【００３４】
内部導体３０の周りに位置する基体部１０の酸素含有量が多くなるのは以下の理由によるものと考えられる。内部導体３０が例えば銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、又はこれらを主成分とする合金で形成される場合、基体部１０を構成する鉄系軟磁性粒子２０に含まれる鉄（Ｆｅ）は、銀（Ａｇ）及び銅（Ｃｕ）よりもイオン化傾向が大きく酸化し易い。したがって、例えば成形後の鉄系軟磁性粒子２０に熱処理を施して基体部１０を形成する場合に、鉄（Ｆｅ）は酸化が進み易い一方で銀（Ａｇ）及び銅（Ｃｕ）は還元され易いことから、内部導体３０の周りに位置する基体部１０の酸素含有量が多くなると考えられる。
【００３５】
酸素含有量の多い領域２８は、鉄系軟磁性粒子２０の酸化が進み易いことで形成されることから、鉄系軟磁性粒子２０の周囲に形成される酸化膜２２が厚くなっている。前記の図３（ａ）及び図３（ｂ）のように、酸化膜２２が厚くなるほど、隣接する鉄系軟磁性粒子２０が酸化膜２２を介して結合する面積が大きくなる。すなわち、隣接する鉄系軟磁性粒子２０の結合力が大きくなる。よって、酸素含有量の多い領域２８では、酸素含有量の少ない領域２９に比べて、機械的強度が大きくなり、応力などが加わった場合でもクラックが発生し難くなる。
【００３６】
図４（ｂ）のように、内部導体３０の側辺４４の中央部５０から上辺４０及び下辺４２の少なくとも一方の延長線に交わる基体部１０の側面１８ｂまでの側面１８ｂに垂直な線に占める酸素含有量の多い領域２８の割合に比べて、側辺４４の端部側５２から基体部１０の側面１８ｂまでの側面１８ｂに垂直な線１３に占める酸素含有量の多い領域２８の割合の方が大きくなっている。酸素含有量の多い領域２８は、酸素含有量の少ない領域２９と比べて、上述したように酸素含有量が１．２倍以上であり、２倍以上の場合が好ましく、４倍以上の場合が更に好ましい。
【００３７】
また、内部導体３０の側辺４４の中央を通って内部導体３０の厚み方向に平行な線、言い換えると内部導体３０の側辺４４の中央を通って一対の上辺４０及び下辺４２の少なくとも一方に垂直な線を基準線とした場合に、側辺４４の側方に存在する酸素含有量の多い領域２８は、側辺４４の端部側５２では中央部５０に比べて基準線から離れた位置まで形成されているとも言える。内部導体３０の側辺４６側についても同様である。
【００３８】
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（ｄ）は、実施例１に係るインダクタンス素子の第１の製造方法を示す断面図である。図６（ａ）から図６（ｅ）は、実施例１に係るインダクタンス素子の第２の製造方法を示す断面図である。
【００３９】
まず、図５（ａ）から図５（ｄ）を用いて、実施例１のインダクタンス素子の第１の製造方法について説明する。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８０上に例えばドクターブレード法などによって鉄系軟磁性粒子２０を含む磁性体ペーストを塗布して磁性体膜８２を形成する。磁性体膜８２の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（ｂ）のように、磁性体膜８２上に例えばスクリーン印刷などの印刷法によって銀（Ａｇ）ペースト又は銅（Ｃｕ）ペーストなどの導体ペーストを塗布して内部導体３０の第１層３１ａの前駆体を形成する。第１層３１ａは厚みが薄く且つ裾広がりの形状となるように形成する。
【００４０】
図５（ｃ）のように、第１層３１ａ上に例えばスクリーン印刷などの印刷法によって銀（Ａｇ）ペースト又は銅（Ｃｕ）ペーストなどの導体ペーストを塗布して内部導体３０の第２層３１ｂの前駆体を形成する。第１層３１ａと第２層３１ｂによって内部導体３０の前駆体が形成される。第２層３１ｂは厚みが厚く且つ略矩形の形状となるように形成する。なお、内部導体３０の前駆体を形成する際に引出導体６０ａ及び６０ｂ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。
【００４１】
第１層３１ａの形成に用いる導体ペーストと、第２層３１ｂの形成に用いる導体ペーストとは、同じ種類のペーストであっても、異なった種類のペーストであってもよい。例えばバインダーの量、溶剤の量、及び／又は金属粒子の粒径などが調整されていてもよい。
【００４２】
図５（ｄ）のように、磁性体膜８２上に例えばスクリーン印刷などの印刷法によって鉄系軟磁性粒子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８４を形成する。その後、フィルム８０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。
【００４３】
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鉄系軟磁性粒子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にフィルムを剥離することで形成される。
【００４４】
作製した複数の磁性体層２４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。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、酸素を含む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を構成する複数の鉄系軟磁性粒子２０の表面に酸化膜２２が形成され、且つ、複数の鉄系軟磁性粒子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７０ａ及び７０ｂを形成する。外部電極７０ａ及び７０ｂ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。
【００４５】
次に、図６（ａ）から図６（ｅ）を用いて、実施例１のインダクタンス素子の第２の製造方法について説明する。図６（ａ）のように、フィルム８０上に例えばドクターブレード法などによって鉄系軟磁性粒子２０を含む磁性体ペーストを塗布して磁性体膜８２を形成する。磁性体膜８２の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６（ｂ）のように、磁性体膜８２上に内部導体３０の形状をした開口を有するマスク８６を形成する。
【００４６】
図６（ｃ）のように、マスク８６をマスクとして、磁性体膜８２上に例えばスクリーン印刷などの印刷法を用いて銀（Ａｇ）ペースト又は銅（Ｃｕ）ペーストなどの導体ペーストを塗布し、マスク８６の開口内に内部導体３０の前駆体を形成する。なお、引出導体６０ａ及び６０ｂ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。その後、図６（ｄ）のように、マスク８６を剥離する。
【００４７】
図６（ｅ）のように、磁性体膜８２上に例えばスクリーン印刷などの印刷法によって鉄系軟磁性粒子２０を含む磁性体ペーストを塗布し、内部導体３０の周りに磁性体膜８４を形成する。その後、フィルム８０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。
【００４８】
図２におけるカバー層２６は、第１の製造方法と同じく、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鉄系軟磁性粒子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にフィルムを剥離することで形成される。
【００４９】
その後、作製した複数の磁性体層２４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とを行うが、これ以降の工程は第１の製造方法と同じであるため説明を省略する。
【００５０】
図７（ａ）は、比較例１に係るインダクタンス素子の断面図、図７（ｂ）は、図７（ａ）の領域Ａの拡大図、図７（ｃ）は、図７（ｂ）の領域Ｂの拡大図である。図７（ａ）から図７（ｃ）のように、比較例１のインダクタンス素子１０００では、内部導体１３０の断面は矩形形状をしていて裾広がりの形状とはなっていない。このため、内部導体１３０の側辺１４４の中央部１５０から基体部１０の側面１８ｂまでの側面１８ｂに垂直な線１１１に占める酸素含有量の多い領域２８の割合と、側辺１４４の端部側１５２から基体部１０の側面１８ｂまでの側面１８ｂに垂直な線１１３に占める酸素含有量の多い領域２８の割合と、は略同じになっている。酸素含有量の多い領域２８は、側辺１４４の中央を通って内部導体１３０の厚み方向に平行な基準線から一定の範囲で形成されているとも言える。
【００５１】
酸素含有量の多い領域２８は、上述したように、機械的強度が高く、応力などが加わった場合でもクラックが生じ難い。このため、例えば基体部１０と内部導体１３０の熱処理工程での収縮差及び使用環境などの温度変化に伴う熱膨張差などによる応力が基体部１０に加わったとしても、基体部１０にクラックが生じることがある程度は抑制される。しかしながら、比較例１では、側辺１４４の中央部１５０から基体部１０の側面１８ｂまでの側面１８ｂに垂直な線１１１に占める酸素含有量の多い領域２８の割合と、側辺１４４の端部側１５２から基体部１０の側面１８ｂまでの側面１８ｂに垂直な線１１３に占める酸素含有量の多い領域２８の割合と、は略同じである。このため、例えば低抵抗化のために内部導体１３０の厚みが増して収縮差及び熱膨張差などによって基体部１０に加わる応力が増大した場合などでは、基体部１０にクラック６２が発生することがある。例えば、内部導体１３０の角部付近は、積層される磁性体層の界面付近であり、積層前は別の層であるために不均一な状態となり易いことから、積層方向の応力が大きくなる。このため、このような内部導体１３０の角部付近で基体部１０にクラック６２が発生することがある。
【００５２】
これに対し、実施例１によれば、図４（ｂ）のように、内部導体３０の側辺４４の端部側５２から基体部１０の側面１８ｂまでの側面１８ｂに垂直な線１３に占める酸素含有量の多い領域２８の割合が、側辺４４の中央部５０から基体部１０の側面１８ｂまでの側面１８ｂに垂直な線１１に占める酸素含有量の多い領域２８の割合に比べて、大きくなっている。これにより、基体部１０は酸素含有量の少ない領域２９が小さくなり、その結果、例えば内部導体３０の厚さが増して収縮差及び熱膨張差などによって基体部１０に大きな応力が加わった場合でも、基体部１０にクラックが生じることが抑制される。クラックの発生を抑制する点から、垂直な線１３に占める酸素含有量の多い領域２８の割合は、垂直な線１１に占める酸素含有量の多い領域２８の割合に比べて、１．２倍以上である場合が好ましく、１．５倍以上である場合がより好ましく、２倍以上である場合が更に好ましい。
【００５３】
図８は、実施例１に係るインダクタンス素子の一部を拡大した断面図である。図８は、基体部１０の長さ方向の中央部での断面である。図８のように、内部導体３０の側辺４６の端部側５３から基体部１０の幅方向の中心線３３までの中心線３３に垂直な線１９に占める酸素含有量の多い領域２８の割合は、側辺４６の中央部５１から中心線３３までの中心線３３に垂直な線１７に占める酸素含有量の多い領域２８の割合よりも大きくなっている。これにより、基体部１０は酸素含有量の少ない領域２９が更に小さくなり、基体部１０にクラックが生じることが更に抑制される。
【００５４】
図４（ａ）及び図４（ｂ）のように、好適には、内部導体３０は、側辺４４の端部側５２に中央部５０よりも突出した突出部５４を有する。これにより、垂直な線１３に占める酸素含有量の多い領域２８の割合を垂直な線１１に占める酸素含有量の多い領域２８の割合よりも大きくすることを容易に実現できる。したがって、基体部１０の酸素含有量の多い領域２８の割合が大きくなり、酸素含有量の少ない領域２９が小さくなる。また、内部導体３０は、好適には、裾広がりの形状となることで突出部５４を有する。これにより、応力が集中し易い内部導体３０の角部において、基体部１０の酸素含有量の多い領域２８の割合を大きくでき、酸素含有量の少ない領域２９を小さくできる。このことにより、基体部１０にクラックが生じることを効果的に抑制できる。
【００５５】
内部導体３０は、好適には、鉄（Ｆｅ）よりもイオン化傾向の小さい金属を含んで形成されている。例えば、内部導体３０は、好適には、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、又はこれらを主成分に含む合金で形成されている。これにより、内部導体３０の周りに酸素含有量の多い領域２８が形成され易くなる。なお、主成分に含むとは、例えば銀（Ａｇ）又は銅（Ｃｕ）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。
【実施例２】
【００５６】
図９（ａ）は、実施例２に係るインダクタンス素子の断面図、図９（ｂ）は、図９（ａ）の領域Ａの拡大図である。図９（ａ）及び図９（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３０の側辺４４の端部側５２の側方に内部導体３０から離れて１又は複数の導体部３８が形成されている。導体部３８は、内部導体３０と同じ材料で形成されていて、例えば銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、又はこれらを主成分に含む合金などの導電材料で形成されている。酸素含有量の多い領域２８は、内部導体３０及び１又は複数の導体部３８の周りを囲んで形成されている。なお、内部導体３０の側辺４６の端部側５３の側方にも同様に１又は複数の導体部３８が形成されているが、ここでは図示を省略する。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。
【００５７】
１又は複数の導体部３８は、例えば内部導体３０を１又は複数回に分けて印刷するときに、裾広がり部分が薄く且つ長く形成される部分を設け、この部分の一部が熱処理時に島状に点在化したり、集結したりすることにより形成することができる。
【００５８】
実施例２によれば、図９（ｂ）のように、内部導体３０の側辺４４の端部側５２に内部導体３０から離れて位置し、内部導体３０と同じ材料からなる１又は複数の導体部３８が設けられている。酸素含有量の多い領域２８は、内部導体３０と１又は複数の導体部３８との周りに形成されている。これにより、側辺４４の端部側５２から基体部１０の側面１８ｂまでの垂直な線１３に占める酸素含有量の多い領域２８の割合が、側辺４４の中央部５０から基体部１０の側面１８ｂまでの垂直な線１１に占める酸素含有量の多い領域２８の割合に比べて、更に大きくなる。よって、基体部１０は酸素含有量の少ない領域２９が更に小さくなり、基体部１０にクラックが生じることを更に抑制できる。
【００５９】
図１０は、１又は複数の導体部が形成される領域を説明する図である。なお、図１０では、図の明瞭化のために、導体部３８にのみハッチングを付し、鉄系軟磁性粒子２０の表面に形成される酸化膜２２は図示を省略している。図１０のように、１又は複数の導体部３８は、内部導体３０の側辺４４の側方に存在する鉄系軟磁性粒子２０の４粒子分以上にわたって側辺４４の端部側５２から点在している場合が好ましい。これにより、内部導体３０の側辺４４の端部側５２において大きな割合で酸素含有量の多い領域２８が形成されるようになる。なお、酸素含有量の多い領域２８が内部導体３０から遠く離れた位置まで形成されるように、１又は複数の導体部３８は、内部導体３０の側辺４４の側方に存在する鉄系軟磁性粒子２０の５粒子分以上にわたって点在している場合がより好ましく、６粒子分以上にわたって点在している場合が更に好ましい。
【実施例３】
【００６０】
図１１（ａ）は、実施例３に係るインダクタンス素子の断面図、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）の領域Ａの拡大図である。図１１（ａ）及び図１１（ｂ）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３０ａは、側辺４４ａの端部側５２に加え、端部側５２とは反対の端部側５８にも中央部５０よりも突出した突出部５６を有する。このため、内部導体３０ａの側辺４４ａの端部側５８から基体部１０の側面１８ｂまでの側面１８ｂに垂直な線１５に占める酸素含有量の多い領域２８の割合が、中央部５０から基体部１０の側面１８ｂまでの垂直な線１１に占める酸素含有量の多い領域２８の割合に比べて、大きくなっている。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。
【００６１】
図１２（ａ）から図１２（ｅ）は、実施例３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）から図１２（ｃ）は、実施例１の図５（ａ）から図５（ｃ）同じであるため説明を省略する。図１２（ｄ）のように、磁性体膜８２上に例えばスクリーン印刷などの印刷法によって鉄系軟磁性粒子２０を含む磁性体ペーストを塗布して、内部導体３０ａの第１層３１ａ及び第２層３１ｂの周りに磁性体膜８４を形成する。図１２（ｅ）のように、第２層３１ｂ上に例えばスクリーン印刷などの印刷法によって銀（Ａｇ）ペースト又は銅（Ｃｕ）ペーストなどの導体ペーストを塗布して内部導体３０ａの第３層３１ｃの前駆体を形成する。第３層３１ｃは厚みが薄く且つ裾広がりの形状となるように形成する。その後、フィルム８０を剥離して、磁性体層２４ａが形成される。
【００６２】
その後、作製した複数の磁性体層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とを行うが、これ以降の工程は実施例１の第１の製造方法と同じであるため説明を省略する。
【００６３】
実施例３によれば、内部導体３０ａの側辺４４ａの両端部側５２及び５８から基体部１０の側面１８ｂまでの垂直な線１３及び１５に占める酸素含有量の多い領域２８の割合は、側辺４４ａの中央部５０から基体部１０の側面１８ｂまでの垂直な線１１に占める酸素含有量の多い領域２８の割合よりも大きくなっている。これにより、内部導体３０ａの上辺４０及び下辺４２側の両方の角部において、基体部１０にクラックが生じることを抑制できる。
【００６４】
図１１（ａ）及び図１１（ｂ）のように、好適には、内部導体３０ａは、側辺４４ａの端部側５８に中央部５０よりも突出した突出部５６を有する。これにより、垂直な線１５に占める酸素含有量の多い領域２８の割合を垂直な線１１に占める酸素含有量の多い領域２８の割合よりも大きくすることを容易に実現できる。
【００６５】
突出部５６の中央部５０から突出した垂直長さは、突出部５４の中央部５０から突出した垂直長さに対して８０％以上且つ１２０％以下である場合が好ましく、９０％以上且つ１１０％以下である場合がより好ましく、９５％以上且つ１０５％以下である場合が更に好ましい。これにより、内部導体３０ａの側辺４４ａの両端部側において、酸素含有量の多い領域２８が中央部５０からの垂直距離で同程度離れた位置まで形成されるため、内部導体３０ａの上下の角部から基体部１０に生じるクラックを同程度に抑制できる。
【実施例４】
【００６６】
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、複数の内部導体３０ｂが基体部１０の端面１６ａと端面１６ｂの間を直線状に伸びている。複数の内部導体３０ｂは、基体部１０の端面１６ａで外部電極７０ａに接続し、基体部１０の端面１６ｂで外部電極７０ｂに接続している。すなわち、複数の内部導体３０ｂは互いに並列に設けられている。内部導体３０ｂは、実施例１の内部導体３０と同じ断面形状をしている。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。
【００６７】
実施例１から実施例３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４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７０ａ及び７０ｂ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のその他の場合でもよい。
【００６８】
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。
【実施例５】
【００６９】
図１４（ａ）は、実施例５に係るインダクタンス素子の斜視図、図１４（ｂ）は、図１４（ａ）のＡ−Ａ間の断面図、図１４（ｃ）は、図１４（ａ）のＢ−Ｂ間の断面図である。図１４（ａ）から図１４（ｃ）のように、実施例５のインダクタンス素子５００では、基体部１０に１本の内部導体３０ｂが内蔵されている。内部導体３０ｂの両端は、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７０ａに接続し、他端が基体部１０の下面１４で外部電極７０ｂに接続している。このように、外部電極７０ａ及び７０ｂは、少なくとも基体部１０の下面１４に設けられている。
【００７０】
実施例４では、内部導体３０ｂは基体部１０の端面１６ａ及び１６ｂで外部電極７０ａ及び７０ｂに接続する場合を例に示したが、実施例５のように、内部導体３０ｂは基体部１０の下面１４で外部電極７０ａ及び７０ｂ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７０ａ及び７０ｂに接続する場合でもよい。
【実施例６】
【００７１】
図１５は、実施例６に係る電子機器の側面図である。図１５のように、実施例６の電子機器６００は、回路基板９０と、回路基板９０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７０ａ及び７０ｂが半田９４によって回路基板９０の電極９２に接合されることで、回路基板９０に実装されている。
【００７２】
実施例６の電子機器６００によれば、インダクタンス素子１００が回路基板９０に実装されている。これにより、基体部１０にクラックが発生し難いインダクタンス素子１００を有する電子機器６００を得ることができる。
【００７３】
なお、実施例６では、回路基板９０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５のインダクタンス素子が実装されている場合でもよい。
【００７４】
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。
【符号の説明】
【００７５】
１０  基体部
１１、１３、１５、１７、１９  垂直な線
２０  鉄系軟磁性粒子
２２  酸化膜
２４、２４ａ  磁性体層
２６  カバー層
２８  酸素含有量の多い領域
２９  酸素含有量の少ない領域
３０、３０ａ  内部導体
３２  平面導体
３３  中心線
３４  貫通導体
３６  コイル軸
３８  導体部
４０  上辺
４２  下辺
４４、４４ａ、４６  側辺
５０、５１  中央部
５２、５３、５８  端部側
５４、５６  突出部
６０ａ、６０ｂ  引出導体
６２  クラック
７０ａ、７０ｂ  外部電極
９０  回路基板
９２  電極
９４  半田
１００、２００、３００、４００、５００  インダクタンス素子
６００  電子機器
【図１】
2020088340.tif 000003
【図２】
2020088340.tif 000004
【図３】
2020088340.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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