(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
混練物中に導電線を埋設しながら押し出して、その押し出した成形物を焼成して所定の長さに切断するか、もしくは前記成形物を所定の長さに切断した後に焼成して構成された素子体に電極を形成する電子部品の製造方法であって、混練物と導電体が一体形成され押出される部分は、少なくとも導電線ガイドと前記導電線ガイドを囲む口金から構成され、前記導電線ガイドから導電線が排出される部分について前記導電線ガイド先端部の内側の一辺のサイズもしくは内径Ｌaと導電線の外側の一辺のサイズもしくは外径Ｌbとの関係がＬa−Ｌb＝０．０３〜０．２０ｍｍであり、前記導電線ガイド先端部は、導電線ガイド先端部の外側のサイズが前記口金先端部に近づくにつれ次第に小さくなるように形成されており、前記Ｌa−Ｌb＝０．０３〜０．２０ｍｍの関係が成り立つ部分の押出方向の長さＬoが５ｍｍ以下であって、前記導電線ガイド先端部から前記口金先端部までの長さＬyが１〜９ｍｍであり、前記混練物と前記導電線が押し出し方向に対して平行な流れとなる部分を有し、前記口金の内側の一辺のサイズもしくは内径Ｌcが略同一サイズで形成されている部分の押出方向の長さＬpが１〜１５ｍｍとしたことを特徴とする電子部品の製造方法。
【請求項２】
混練物は、混練物に圧力Ｐを加えて直径が２ｍｍの孔から押し出し速度が５０ｍｍ／分となるようにした場合に、前記圧力Ｐが８０Ｋｇｆ／ｃｍ2以下となるような潤滑性と、混練物を３０ｍｍの球状体とし、その球状体に２０Ｋｇの重りを乗せたときに、球状体が広がり、その広がりが４０ｍｍから６０ｍｍとなるような保形性を有する事を特徴とする請求項１に記載の電子部品の製造方法。
【請求項３】
導電線を排出する導電線ガイドと、前記導電線ガイドを囲む口金で構成された押し出し部を有し、前記導電線ガイドと前記口金の間から混練物を押し出して、混練物の中に導電線を埋設して押し出す電子部品の製造装置であって、混練物と導電体が一体形成され押出される部分は、少なくとも導電線ガイドと前記導電線ガイドを囲む口金から構成され、前記導電線ガイドから導電線が排出される部分について前記導電線ガイド先端部の内側の一辺のサイズもしくは内径Ｌaと導電線の外側の一辺のサイズもしくは外径Ｌbとの関係がＬa−Ｌb＝０．０３〜０．２０ｍｍであり、前記導電線ガイド先端部は、導電線ガイド先端部の外側のサイズが前記口金先端部に近づくにつれ次第に小さくなるように形成されており、前記Ｌa−Ｌb＝０．０３〜０．２０ｍｍの関係が成り立つ部分の押出方向の長さＬoが５ｍｍ以下であって、前記導電線ガイド先端部から前記口金先端部までの長さＬyが１〜９ｍｍであり、前記混練物と前記導電線が押し出し方向に対して平行な流れとなる部分を有し、前記口金の内側の一辺のサイズもしくは内径Ｌcが略同一サイズで形成されている部分の押出方向の長さＬpが１〜１５ｍｍとしたことを特徴とする電子部品の製造装置。
【請求項４】
柱状のセラミック材と、前記セラミック材に埋設された導電線と、前記セラミック材に設けられ前記導電線と接合した電極とを備えた、電子部品であって、請求項１乃至２のいずれかの製造方法かもしくは請求項３記載の製造装置によって、セラミック材に導電線を埋設した事を特徴とする電子部品。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、押出成形工法によってセラミック粉末の混練物と導電線を同時に一体成形した後、乾燥，切断，焼成，外部電極塗布などの処理工程を経て製造されるチップタイプまたはリード端子付きタイプの各種電子部品（例えば、電子回路に組み込まれるノイズフィルタ）とその製造方法及びその製造装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、マルチメディア時代の流れを受け、情報機器の高速信号化が進んでいる。これに伴い電子回路内部で輻射ノイズが発生しやすくなり、その対策としてコンデンサ，インダクタなどの各種ノイズフィルタが現在使用されている。インダクタには、図２のように磁性材料内部に導電線が内在するタイプのものがあり、比較的定格電流の高いタイプとして使用されるケースが多い。このタイプのインダクタは、積層工法や押出工法で製造することができる。積層工法とは、ドクターブレードや押出成形機でセラミックシートを作製し、セラミックシートの表面に特定のパターンで導電材を付着させた後、セラミックシートを積層し、特定の寸法に切断するもので、その切断面４面のうち対向する２面には前記導電材が存在し、外部電極に接続される。一方、押出工法とは、混練機でセラミック粒子の混練物を作製し、セラミック粒子の混練物と導電線を押出成形機の異なる部分に挿入し、セラミック粒子の混練物と導電線を特定の形状に一体成形し、特定の寸法に切断するもので、その対向する切断面には導電線が存在し、外部電極に接続される。ここで、本発明の製造方法は後者であり、押出工法による製造方法について以下に説明する。
【０００３】
まず、セラミック粉末、結合剤に、可塑剤、潤滑剤などを加えミキサーで均一に混合した後、各種混練機で十分に混練して混練物を作製する。次に、混練物を押出成形機に投入し、混練・脱泡しながら口金付近へ移送する。口金付近には導電線があり、ここで、混練物と導電線が密着し一体成形される。
【０００４】
セラミック粒子の混練物と導電線の一体成形について、例えば、特開平７−１９２９４７公報には、「粉末フェライト材料とバインダとを混練してなる磁性材料を押出成形手段に供給すると共に、押出成形手段には別途案内手段より導電線を供給し、磁性材料を押出成形処理する領域の近傍位置において、導電線を磁性材料中に導入させ、導電線の埋入と磁性材料の押出成形処理とを同時に実行するようにした」という製造技術が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の電子部品の製造方法では、磁性材料と導電線の密着性を向上させ、一体成形後の成形体に導電線のズレ移動や抜け落ちがないことを目的としている。確かに、磁性材料を押出成形処理する領域の近傍位置において導電線を磁性材料中に導入させると、磁性体層との間に空気が封入された間隙が形成されないため密着性は向上される。
【０００６】
しかし、導電線ガイドの内側サイズと導電線とのギャップが大きすぎると、混練物が導電線ガイドの内部に入り込み導電線の流れに対し逆方向の負荷をかけてしまう。また、口金先端部の内側が同一サイズで形成されている部分がないと、混練物と導電線が押出方向に対して平行に移動するところが存在しない。その結果、押出成形体が大きくなったりしわが入ったりして、成形が困難になる。従って、従来の技術では、電子部品の製造方法として不十分な構成である事があった。
【０００７】
このように、混練物と導電線の押出成形工法における問題は前記の通りで、本発明の目的は電子部品における寸法と性能の安定性の向上，製造歩留りの向上を解決できる電子部品とその製造方法及びその製造装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために本発明の電子部品と製造方法及びその製造装置として、セラミック粒子の混練物と導電線が一体形成され押出される部分について、導電線ガイドはセラミック粒子の混練物が押出される方向に対して導電線の長手方向が平行になるようにまたセラミック粒子の混練物に包囲されるように設置され、導電線ガイドから導電線が排出される部分（導電線ガイド先端部）について導電線ガイド先端部の内側の一辺のサイズもしくは内径Ｌaと導電線の外側の一辺のサイズもしくは外径Ｌbとの関係がＬa−Ｌb＝０．０３〜０．２０ｍｍであり、導電線ガイド先端部は、導電線ガイド先端部の外側のサイズが口金先端部に近づくにつれ次第に小さくなるように形成されており、Ｌa−Ｌb＝０．０３〜０．２０ｍｍの関係が成り立つ部分の押出方向の長さＬoが５ｍｍ以下であって、導電線ガイド先端部から口金先端部までの長さＬyが１〜９ｍｍであり、混練物と導電線が押し出し方向に対して平行な流れとなる部分を有し、成形体が押出される部分（口金先端部）の内側の一辺のサイズもしくは内径Ｌcが同一サイズで形成されている部分の押出方向の長さＬpが１〜１５ｍｍである製造装置と製造方法及びこれを用いて製造した電子部品を特徴とする。
【０００９】
これにより、混練物と導電線の一体押出成形について、押出成形速度が変化したりしても、押出成形体の寸法を安定化させることが可能となり、電子部品の特性を安定化させることが可能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
請求項１記載の発明は、混練物中に導電線を埋設しながら押し出して、その押し出した成形物を焼成して所定の長さに切断するか、もしくは前記成形物を所定の長さに切断した後に焼成して構成された素子体に電極を形成する電子部品の製造方法であって、混練物と導電体が一体形成され押出される部分は、少なくとも導電線ガイドと前記導電線ガイドを囲む口金から構成され、前記導電線ガイドから導電線が排出される部分について前記導電線ガイド先端部の内側の一辺のサイズもしくは内径Ｌaと導電線の外側の一辺のサイズもしくは外径Ｌbとの関係がＬa−Ｌb＝０．０３〜０．２０ｍｍであり、導電線ガイド先端部は、導電線ガイド先端部の外側のサイズが口金先端部に近づくにつれ次第に小さくなるように形成されており、Ｌa−Ｌb＝０．０３〜０．２０ｍｍの関係が成り立つ部分の押出方向の長さＬoが５ｍｍ以下であって、導電線ガイド先端部から口金先端部までの長さＬyが１〜９ｍｍであり、混練物と導電線が押し出し方向に対して平行な流れとなる部分を有し、前記口金の内側の一辺のサイズもしくは内径Ｌcが略同一サイズで形成されている部分の押出方向の長さＬpが１〜１５ｍｍとしたことによって、混練物が導電線ガイド先端部から導電線ガイド内部へ入り込む量を低減できるという作用と、口金先端部付近の混練物と導電線が押出方向と平行で均一な流れになるという作用と、混練物が導電線ガイド先端部から導電線ガイド内部へ入り込む量をさらに低減できる作用と、混練物が導電線ガイド先端部から導電線ガイド内部へ入り込んだ際に混練物と導電線の摩擦抵抗を低減できるという作用と、混練物と導電線が十分に密着できるという作用を有する。
【００１４】
請求項２記載の発明は、請求項１において、混練物は、混練物に圧力Ｐを加えて直径が２ｍｍの孔から押し出し速度が５０ｍｍ／分となるようにした場合に、前記圧力Ｐが８０Ｋｇｆ／ｃｍ2以下となるような潤滑性と、混練物を３０ｍｍの球状体とし、その球状体に２０Ｋｇの重りを乗せたときに、球状体が広がり、その広がりが４０ｍｍから６０ｍｍとなるような保形性を有する事によって、良好に混練物を押し出すことができ、作業性を良くする事ができるので、生産性が良くなる。
【００１５】
請求項３記載の発明は、導電線を排出する導電線ガイドと、前記導電線ガイドを囲む口金で構成された押し出し部を有し、前記導電線ガイドと前記口金の間から混練物を押し出して、混練物の中に導電線を埋設して押し出す電子部品の製造装置であって、混練物と導電体が一体形成され押出される部分は、少なくとも導電線ガイドと前記導電線ガイドを囲む口金から構成され、前記導電線ガイドから導電線が排出される部分について前記導電線ガイド先端部の内側の一辺のサイズもしくは内径Ｌaと導電線の外側の一辺のサイズもしくは外径Ｌbとの関係がＬa−Ｌb＝０．０３〜０．２０ｍｍであり、導電線ガイド先端部は、導電線ガイド先端部の外側のサイズが口金先端部に近づくにつれ次第に小さくなるように形成されており、Ｌa−Ｌb＝０．０３〜０．２０ｍｍの関係が成り立つ部分の押出方向の長さＬoが５ｍｍ以下であって、導電線ガイド先端部から口金先端部までの長さＬyが１〜９ｍｍであり、混練物と導電線が押し出し方向に対して平行な流れとなる部分を有し、前記口金の内側の一辺のサイズもしくは内径Ｌcが略同一サイズで形成されている部分の押出方向の長さＬpが１〜１５ｍｍとしたことによって、混練物が導電線ガイド先端部から導電線ガイド内部へ入り込む量を低減できるという作用と、口金先端部付近の混練物と導電線が押出方向と平行で均一な流れになるという作用と、混練物が導電線ガイド先端部から導電線ガイド内部へ入り込む量をさらに低減できるという作用と、混練物が導電線ガイド先端部から導電線ガイド内部へ入り込んだ際に混練物と導電線の摩擦抵抗を低減できるという作用と、混練物と導電線が十分に密着できるという作用を有する。
【００１９】
請求項４記載の発明は、柱状のセラミック材と、前記セラミック材に埋設された導電線と、前記セラミック材に設けられ前記導電線と接合した電極とを備えた、電子部品であって、請求項１乃至２のいずれか１の製造方法かもしくは請求項３の製造装置によって、セラミック材に導電線を埋設したことで、押出成形体の寸法と性能を安定化させることができるという作用を有する。
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図９を用いて説明する。
図１は本発明の実施の形態１による電子部品の斜視図である。また、図２は本発明の実施の形態１による電子部品の断面図である。ここで、１は電子部品、２は外部電極、３はセラミック材、４は導電線である。外部電極２はセラミック材３の両端に設けられ、銀，銅等の導電性金属材料で構成される。セラミック材３は非磁性材料もしくは磁性材料が用いられる。導電線４は銀線，銅線等の導電性金属材料が主に用いられる。
【００２１】
このような構造からなる電子部品として、例えば、セラミック材３に磁性材料を選定したインダクタがある。インダクタは主に高周波信号のノイズ対策部品として用いられ、その製造方法は前記した通り積層工法や押出工法があげられる。ここで、本発明の製造方法は後者であり、押出工法による製造方法について以下に詳しく説明する。
【００２２】
まず、磁性材料粉末とバインダ粉末をミキサーにて均一に混合する。バインダとしては、押出成形に適したメチルセルロース系を使用し、その添加量は磁性材料粉末１００重量部に対し４〜７重量部が適当である。ミキサーは乾粉でも混合できるタイプのものを使用する。次に、磁性材料とバインダの混合粉末に可塑剤や分散剤と水を加え、ミキサーにて均一に混合する。可塑剤としてはグリセリン系などを使用し、分散剤としてはソルビタンエステル系などを使用し、その添加量は磁性材料粉末１００重量部に対し３〜１０重量部が適当である。混合は、プラネタリーミキサーのように液体分を混合粉末中に均一に分散できるタイプを使用する。次に、磁性材料とバインダと可塑剤や分散剤と水の混合物を、連続式混練機（ニーダーなど）または押出式混練機に投入し混練する。さらに、３本ロールミルなどで混練し、磁性材料・バインダ・可塑剤や分散剤・水を十分なじませる。以上のような方法で押出成形用の混練物を作製する。
【００２３】
図３は本発明の実施の形態１による押出成形機の概略図である。また、図４は本発明の実施の形態１による押出成形機口金付近の断面図である。ここで、５は押出成形機、６は混練物、７は導電線ガイド、８は口金、９は押出成形体である。前記方法で作製した混練物６を押出成形機５に投入すると、混練物６は混練・脱泡され押出成形機口金付近まで移送される。それとは別に、導電線４は押出成形機口金付近から導電線ガイド７を通して導入される。混練物６と導電線４は導電線ガイド先端部から口金先端部までの間に一体化され、口金８を通して押出成形される。その際、導電線４は自ら押出方向に移動するのではなく、混練物６に引っ張られて押出される。
【００２４】
以下に、本発明における押出成形機口金付近の構造について詳しく説明する。図５は本発明の実施の形態１による押出成形機口金付近の断面図である。導電線ガイド７の先端部７ａの内側形状は断面略正方形もしくは断面略円形状となっているのが好ましく、しかも先端部７ａ内側の一辺のサイズ（断面が略正方形の場合）もしくは内径（断面が略円形の場合）Ｌａと導電線４の外側の一辺のサイズもしくは外径Ｌｂとの関係はＬａ−Ｌｂ＝０．０３〜０．２０ｍｍであることが好ましい。なお、導電線４の断面形状もやはり断面略正方形状か断面円形状が好ましい。Ｌａ−Ｌｂが０．０３ｍｍより小さい場合、導電線４の表面粗さや僅かなうねりによって導電線ガイド７の先端部７ａとの摩擦抵抗が大きくなり、導電線４が混練物６の流れについていけなくなって、成形体が変形する。また、Ｌａ−Ｌｂが０．２０ｍｍより大きい場合、混練物６は導電線４と導電線ガイド７の先端部７ａとの間に入り込み押出方向と逆方向に流れ摩擦抵抗が大きくなり、導電線４が混練物６の流れについていけなくなって、成形体が変形する。
【００２５】
また、口金８の先端部８ａ（成形体が押し出される部分）の内側の断面形状は略正方形かもしくは略円形状となっている事が好ましく、しかも先端部８ａの内側の一辺のサイズ（断面が略正方形状の場合）もしくは内径（断面が略円形状）Ｌｃが同一サイズで形成されている部分の押出方向の長さＬｐは１〜１５ｍｍであることが好ましい。Ｌｐが１ｍｍより小さい場合、混練物６と導電線４が押出方向へ平行に移動する距離が小さいため、押出方向に対して平行な流れになっている部分が少なく、成形体の寸法が安定しない。Ｌｐが１５ｍｍより大きい場合、押出方向に対して十分に平行な流れをつくれるが、押出成形圧力を過大に上昇させてしまう。
【００２６】
図６は本発明の他の実施の形態による押出成形機口金付近の断面図である。図６のように、導電線ガイド７の先端部７ａの外側のサイズが押出される部分に近づくにつれ次第に小さくなるように形成されていることが好ましい。押出成形機口金付近において、混練物６は導電線ガイド７の外側を通り、口金８の先端部８ａへと向かう。その混練物６は、導電線ガイド７の先端部７ａの近くを移動する部分と、導電線ガイド７の先端部７ａの遠くを移動する部分に分けられる。導電線ガイド７の先端部７ａの近くを移動する混練物６は、導電線ガイド７に沿って移動するため、導電線ガイド７の先端部７ａの外側のサイズが押出される部分に近づくにつれ次第に小さくなるように形成されていると、押出方向に向かってスムーズにながれる。従って、混練物６の流れがみだれず、導電線４と導電線ガイド７ａとの間に混練物６が入り込みにくくなるため、安定した寸法の成形体が得らる。
【００２７】
また、Ｌａ−Ｌｂ＝０．０３〜０．２０ｍｍの関係が成り立つ部分の押出方向の長さＬｏが５ｍｍ以下であることが好ましい。Ｌｏが５ｍｍより大きい場合、導電線４の表面粗さや僅かなうねりによって導電線ガイド７の先端部７ａとの摩擦抵抗が大きくなり、導電線４が混練物６の流れについていけなくなる。また、混練物６が導電線４と導電線ガイド７の先端部７ａとの間に入り込み押出方向と逆方向に流れていく際にＬｏが大きいと摩擦抵抗も大きくなり、導電線が混練物６の流れについていけなくなる。結果として安定した寸法の成形体が得られない。
【００２８】
また、導電線ガイド７の先端部７ａから口金８の先端部８ａまでの長さＬｙが１〜９ｍｍであることが好ましい。Ｌｙが１ｍｍより小さい場合、混練物６と導電線４が一体化する部分を少なくしてしまい、混練物６が導電線ガイド７の先端部７ａの近くを移動する部分では混練物６と導電線４の押出方向への平行な流れが不十分なため、その後の口金８の先端部８ａでの流れを乱し、押出された成形体の寸法が安定しない。Ｌｙが９ｍｍより大きい場合、導電線ガイド７の先端部７ａと口金８の先端部８ａとの距離があきすぎて、押出成形体内の導電線４の位置が不安定になる。
【００２９】
以上のようにして成形された押出成形体から、乾燥，切断，焼成，外部電極塗布などの処理工程を経て、一定寸法のインダクタが作製される。本発明の製造方法及び製造装置で作製されたインダクタについては、混練物と導電線の流れが押出方向に平行にスムーズに流れ押出成形されるため、高い寸法精度の製品を得ることができる。また、インダクタ内部の導電線近傍において、導電線と磁性材料との間隙はほぼ均等で小さいため、インピーダンス特性など性能の安定化を図ることができる。
【００３０】
なお、以上の実施の形態で述べた混練物は、下記に示す潤滑性と保形性を有することが、製造上非常に有用である。なお、この潤滑性及び保形性は、例えばバインダーの種類や添加する分量を調整したり、混練物の原料を調整することによって、変化させることができる。
【００３１】
潤滑性の指標としては、図７に示すように、シリンダ１００内に固定された口金１０１を固定し、口金１０１には直径２ｍｍの孔１０１ａが設けられている。また、シリンダ１００内において可動自在にピストン１０３が設けられており、このピストン１０３の直径は１０ｍｍとした。このピストン１０３と口金１０１の間に混練物１０２を挟み込み、ピストン１０３に力を加えて、混練物１０２を孔１０１ａから押し出し、この混練物１０２が金口の孔１０１ａを通過する押し出し速度Ｖが５０ｍｍ／分となるようにする。この時、混練物１０２に加えられる圧力が８０Ｋｇｆ／ｃｍ２以下となるような潤滑性を得るように混練物１０２を調整することによって、製造が容易で、しかも寸法誤差の少ない電子部品を作製することができる。
【００３２】
また、保形性の指標としては、図８に示すように、混練物を直径ｄが３０ｍｍとなるような球状体１０４を作製し、この球状体１０４上に重さ２０Ｋｇの重り１０５を所定時間乗せて、図９に示す様に、球状体を変形させ、その変形によって球状体１０４が広がった部分の長さＺが４０〜６０ｍｍとなるように混練物を作製する。この様に保形性を混練物に持たせることによって、製造がしやすく、寸法誤差の少ない電子部品を作製できる。
【００３３】
【発明の効果】
請求項１記載の発明は、混練物中に導電線を埋設しながら押し出して、その押し出した成形物を焼成して所定の長さに切断するか、もしくは前記成形物を所定の長さに切断した後に焼成して構成された素子体に電極を形成する電子部品の製造方法であって、混練物と導電体が一体形成され押出される部分は、少なくとも導電線ガイドと前記導電線ガイドを囲む口金から構成され、前記導電線ガイドから導電線が排出される部分について前記導電線ガイド先端部の内側の一辺のサイズもしくは内径Ｌaと導電線の外側の一辺のサイズもしくは外径Ｌbとの関係がＬa−Ｌb＝０．０３〜０．２０ｍｍであり、導電線ガイド先端部は、導電線ガイド先端部の外側のサイズが口金先端部に近づくにつれ次第に小さくなるように形成されており、Ｌa−Ｌb＝０．０３〜０．２０ｍｍの関係が成り立つ部分の押出方向の長さＬoが５ｍｍ以下であって、導電線ガイド先端部から口金先端部までの長さＬyが１〜９ｍｍであり、混練物と導電線が押し出し方向に対して平行な流れとなる部分を有し、前記口金の内側の一辺のサイズもしくは内径Ｌcが略同一サイズで形成されている部分の押出方向の長さＬpが１〜１５ｍｍとしたことによって、混練物が導電線ガイド先端部から導電線ガイド内部へ入り込む量を低減できるという作用と、口金先端部付近の混練物と導電線が押出方向と平行で均一な流れになるという作用を有する事によって、電子部品における寸法と性能の安定性の向上，製造歩留りの向上を図る事ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１による電子部品の斜視図
【図２】本発明の実施の形態１による電子部品の断面図
【図３】本発明の実施の形態１による押出成形機の概略図
【図４】本発明の実施の形態１による押出成形機口金付近の断面図
【図５】本発明の実施の形態１による押出成形機口金付近の断面図
【図６】本発明の他の実施の形態による押出成形機口金付近の断面図
【図７】混練物の潤滑性の指標を導き出すための概念を示す図
【図８】混練物の保形性の指標を導き出すための概念を示す図
【図９】混練物の保形性の指標を導き出すための概念を示す図
【符号の説明】
１  電子部品
２  外部電極
３  セラミック材
４  導電線
５  押出成形機
６  混練物
７  導電線ガイド
８  口金
９  押出成形体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【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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