(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に内部電極となる導体パターンを形成した磁性体層を積層し、一定の圧力を加えたのち、焼成することにより積層体を得る工程と、
前記積層体に外部電極を形成する工程と、
前記積層体に対し、温度差１２０℃以上となる熱衝撃処理を一回以上行う工程と、
を含むことを特徴とする積層インダクタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、積層インダクタの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の積層インダクタは、表面に内部電極となる導体パターンを形成した、磁性体層となる磁性体シートを複数枚積層し、磁性体シートに設けたスルーホールを介して各導体パターン相互間を接続した積層体からなり、これを焼成することにより製造されていた。
【０００３】
この積層インダクタでは、焼成過程において最高温度付近で磁性体層と内部電極が焼結一体化するが、最高温度から室温まで冷却する際に、磁性体層と内部電極との熱膨張率の違いから応力磁歪が発生し、磁気特性を低下させるという問題があり、その解決策として、図３に示すように、磁性体層２１と内部電極２２間の全部、或いは一部に空隙２３を設けることにより、磁性体層２１と内部電極２２との熱膨張率の違いから発生する応力磁歪を緩和させる方法が採られていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような従来の積層インダクタでは、磁性体層２１と内部電極２２間に設けられた空隙２３に、積層体２４の両端面に形成された外部電極２５に対しメッキを施す際に使用するメッキ液、若しくは外部電極２５を回路基板などに半田付けする際に使用するワックス、或いは水分が外部電極２５を通じて浸入することがあった。これら液体の浸入により、内部電極２２は腐食して積層インダクタのＬ値及びＱ値が変化し、最悪の場合には内部電極２２が断線に至る恐れがあった。
【０００５】
それゆえ、本発明の主たる目的は、磁性体層と内部電極間に空隙を設けずとも磁気特性の良好な積層インダクタの製造方法を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明は、表面に内部電極となる導体パターンを形成した磁性体層を積層し、一定の圧力を加えたのち、焼成することにより積層体を得る工程と、前記積層体に外部電極を形成する工程と、前記積層体に対し、温度差１２０℃以上となる熱衝撃処理を一回以上行う工程とを含むことを特徴とする。
【０００７】
【作用】
上記の構成によれば、積層体に対し熱衝撃処理を行うことにより、内部電極と磁性体層間とに大きな応力をかけ、内部電極を構成するＡｇを伸ばし、Ａｇ結晶を再配列させ、焼成後の冷却過程における内部電極と磁性体層間に発生する磁性体の応力磁歪を緩和することができる。
【０００８】
【実施例】
以下、本発明による積層インダクタの製造方法の実施例を図面を用いて説明する。まず、図１に示すように、Ｎｉ−Ｚｎ−Ｃｕフェライトのスラリーからグリーンシート法により形成した積層体の磁性体層となる磁性体シートを複数枚用意し、そのうち磁性体シート１〜５の表面に例えばＡｇ等の導電材料からなるペーストを厚膜印刷することにより、内部電極となる導体パターン１ａ〜５ａを形成し、導体パターン１ａ〜４ａの一方端部付近に導体パターン１ａ〜５ａを相互に電気的に接続するスルーホール７を形成する。そして、磁性体シート１〜５を他の磁性体シート８〜１０，１１〜１３で挟むようにして重ね合せ、一定の圧力を加えたのち、例えば空気中で加熱してバインダーを燃焼除去させ、８５０〜１０００℃程度の温度で焼成して積層体１４を得る。さらに、図２に示すように、積層体１４の対向する両端面に例えばＡｇ等の導電材料からなる導電ペーストを塗布して焼き付けることにより外部電極１５，１５を形成し、外部電極１５，１５にＮｉ及びＳｎのメッキを行い、積層インダクタ１６を構成する。
【０００９】
なお、上述の実施例では、Ｎｉ−Ｚｎ−Ｃｕフェライトの磁性体シートを用いたが、Ｎｉフェライト、Ｎｉ−Ｚｎフェライト、Ｎｉ−Ｃｕフェライト、Ｍｎ−Ｚｎフェライト等のスピネル型フェライトであってもよく、磁性体層の形成方法はグリーンシート法の他の印刷方法であってもよい。
【００１０】
また、導体パターン１ａ〜５ａの材料にＡｇを用いたが、Ａｇ−Ｐｄであってもよく、導体パターン１ａ〜５ａの形成方法は、塗布、転写、スパッタリング等であってもよい。
【００１１】
また、外部電極１５，１５の材料にＡｇを用いたが、Ａｇ−Ｐｄ，Ｎｉ，Ｃｕ或いはＡｇを含めたこれらの合金であってもよく、外部電極１５，１５の形成方法は、印刷、蒸着、スパッタリング等であってもよく、磁性体シート１〜１３を重ね合せ、一定の圧力を加えた焼成する前の状態で外部電極１５，１５を形成し、同時に一体焼成してもよい。
【００１２】
次に、この積層インダクタ１６に冷熱衝撃装置を用いて、急加熱した後、急冷却する、または急冷却したのち、急加熱することにより、低温時と高温時との温度差が１２０℃以上となる熱衝撃処理を一回以上行う。なお、この熱衝撃処理は積層体１４の両端面に外部電極１５，１５を形成した後、つまり外部電極１５，１５にメッキを行う前であってもよい。
【００１３】
この熱衝撃処理を行うことにより、内部電極１ａ〜５ａと磁性体層１〜５間とに大きな応力をかけ、内部電極１ａ〜５ａを構成するＡｇを伸ばして、Ａｇ結晶を再配列させ、焼成後の冷却過程における内部電極１ａ〜５ａと磁性体層１〜５間に発生する磁性体の応力磁歪を緩和する。これにより、積層インダクタ１６はＬ値、Ｑ値、直流重畳特性（Ｌ値が−５％変化するときの直流印加電流値）、並びに温度特性を向上させることができる。
【００１４】
また、この積層インダクタ１６では内部電極１ａ〜５ａと磁性体層１〜５が密着しているため空隙が生じず、従来のように、磁性体層と内部電極間に設けられた空隙に、外部電極にメッキするときに使用するメッキ液、若しくは半田付けするときにに使用するワックス、或いは水分が浸入することもなく、内部電極１ａ〜５ａが劣化して特性が低下することもない。
【００１５】
以下に、熱衝撃処理の温度差、処理回数を変えて、積層インダクタのＬ値、Ｑ値、直流重畳特性、並びに温度特性の変化を調べた実験結果を示す。
【００１６】
今回の実験では、寸法が縦１．２５ｍｍ×横２．０ｍｍ×高さ０．９ｍｍであり、コイルのターン数が６．５ターンの積層インダクタを使用する。なお、積層インダクタの寸法、コイルのターン数については実験者が任意に選択でき、特に指定されるものではない。
【００１７】
条件１では、積層インダクタに冷熱衝撃装置を用いて温度差５０℃となる熱衝撃処理を１回の処理回数で行った。条件２では、積層インダクタに冷熱衝撃装置を用いて温度差１００℃となる熱衝撃処理を１回、５回、５０回の処理回数で行った。条件３では、積層インダクタに冷熱衝撃装置を用いて温度差１２０℃となる熱衝撃処理を１回、５回、５０回の処理回数で行った。条件４では、積層インダクタに冷熱衝撃装置と、冷却時には液体窒素を併用して温度差２００℃となる熱衝撃処理を１回の処理回数で行った。また、これらの各条件と比較するために、比較例１として熱衝撃処理を行う前の積層インダクタを用意した。
【００１８】
そして、条件１〜４及び比較例１の積層インダクタの特性の測定方法として、まず基板に取り付けた直後の積層インダクタのＬ値、Ｑ値、及び直流抵抗Ｒｄｃを測定し、その後４０℃、９０〜９５％ＲＨの耐湿槽に１０００時間投入し、層から取り出した後、再度積層インダクタのＬ値、Ｑ値、及び直流抵抗Ｒｄｃを測定した。なお、このときの基板付け条件は、まず基板に接着剤で積層インダクタを付け、ハロゲン系のフラックスを塗布し、２５０℃の６×４はんだに浸せきし、水で洗浄を行った。
【００１９】
条件１〜４及び比較例１の積層インダクタの特性を測定した結果を表１に示す。
【００２０】
【表１】
0003601096.tif 000002
【００２１】
表１に示すように、温度差５０℃となる熱衝撃処理を行った条件１と温度差１００℃となる熱衝撃処理を行った条件２の積層インダクタでは、比較例１の積層インダクタに比較して、Ｌ値、Ｑ値、直流重畳特性、及び温度特性がともにそれ程効果はない。しかし、温度差１２０℃となる熱衝撃処理を行った条件３の積層インダクタでは、Ｌ値、Ｑ値、及び直流重畳特性が向上し、温度特性においても、温度による変化率が小さくなっていることが確認できる。そして、温度差２００℃となる熱衝撃処理を行った条件４の積層インダクタでは、Ｌ値、Ｑ値、及び直流重畳特性がさらに向上し、温度による変化率もさらに小さくなっていることが確認できる。
【００２２】
また、温度差１００℃となる熱衝撃処理を行った条件２の積層インダクタでは、熱衝撃処理の処理回数を増やしてもそれ程特性の変化はないが、温度差１２０℃となる熱衝撃処理を行った条件３の積層インダクタでは、回数が増すごとにＬ値、Ｑ値、及び直流重畳特性が向上し、温度による変化率が小さくなっていることが確認できる。
【００２３】
これにより、温度差１２０℃以上の熱衝撃処理を加えることで積層インダクタのＬ値、Ｑ値、及び直流重畳特性が向上し、温度による変化率が小さくなることがわかる。そして、これら特性の向上は、熱衝撃処理の温度差を大きい程、または熱衝撃処理の回数を増やす程、顕著であることがわかる。
【００２４】
また、磁性体層と内部電極間に空隙を設けることにより、磁性体層と内部電極との熱膨張率の違いから発生する応力を緩和させた従来の積層インダクタと比較しても、耐湿試験により従来の積層インダクタがＬ値、Ｑ値が低下し、直流抵抗Ｒｄｃ値が大幅に大きくなるのに対して、本実施例の積層インダクタはＬ値、Ｑ値、及びＲｄｃ値は耐湿試験によりほとんど変化しない。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明にかかる積層インダクタの製造方法によれば、熱衝撃処理を行うことにより、焼成後の冷却過程における内部電極と磁性体層間に発生する磁性体の応力磁歪を緩和し、積層インダクタのＬ値、Ｑ値、直流重畳特性、並びに温度特性を向上させた積層インダクタを容易に且つ短時間で得ることができる。また、磁性体層と内部電極が密着して、空隙ができないもので、従来の磁性体層と内部電極間に空隙を設けた積層インダクタに比べ、耐湿性の高い積層インダクタを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例における積層インダクタを構成する積層体を示す分解斜視図である。
【図２】本発明の実施例における積層インダクタを示す斜視図である。
【図３】従来の積層インダクタを示す断面図である。
【符号の説明】
１〜１３      磁性体シート（磁性体層）
１ａ〜５ａ    導体パターン（内部電極）
７            スルーホール
１４          積層体
１５          外部電極
１６          積層インダクタ
【図１】
0003601096.tif 000003
【図２】
0003601096.tif 000004
【図３】
0003601096.tif 000005