(57)【要約】      （修正有）【課題】セラミック素体の表面の任意の部分にめっき電極を容易に形成できるセラミック電子部品及びその製造方法を提供する。【解決手段】金属酸化物を含有したセラミック素体１０と、セラミック素体１０の表層部に形成され、金属酸化物の一部を溶融・凝固させた改質層１４と、改質層１４上に形成されためっき金属からなる電極２１と、を備えたセラミック電子部品である。改質層１４では金属酸化物を構成する金属元素の少なくとも１つが偏析している。金属元素の偏析によってめっき金属が析出しやすくなる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属酸化物を含有したセラミック素体と、
前記セラミック素体の表層部の一部に形成され、前記金属酸化物を溶融・凝固させた改質層と、
前記改質層上に形成されためっき金属からなる電極と、を備え、
前記改質層では前記金属酸化物を構成する金属元素の少なくとも１つが偏析している、ことを特徴とするセラミック電子部品。
【請求項２】
前記セラミック素体はＣｕを含有するフェライトであって、
前記改質層では、Ｃｕが上層部に偏析している、請求項１に記載のセラミック電子部品。
【請求項３】
前記改質層では、上層部にＣｕの偏析層を有し、下層部にＣｕが偏析していない未偏析層を有する、請求項２に記載のセラミック電子部品。
【請求項４】
前記Ｃｕが筋状又は網目状に偏析している、請求項２又は３に記載のセラミック電子部品。
【請求項５】
前記セラミック素体はＣｕ，Ｚｎ，Ｎｉを含有するフェライトであって、
前記改質層では、前記Ｃｕの偏析を避けるようにＺｎ，Ｎｉが存在している、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のセラミック電子部品。
【請求項６】
金属酸化物を含有したセラミック素体と、
前記セラミック素体の表層部の一部に形成され、前記金属酸化物を溶融・凝固させた改質層と、
前記改質層上に形成されためっき金属からなる電極と、を備え、
前記改質層は、前記金属酸化物を構成する金属元素の少なくとも１つが還元されており、めっき析出性が非改質層に比べて高い層である、ことを特徴とするセラミック電子部品。
【請求項７】
前記改質層の厚みは１μｍ以上である、請求項１乃至６のいずれか１項に記載のセラミック電子部品。
【請求項８】
金属酸化物を含有するセラミック素体を準備する工程と、
前記セラミック素体の表層部の一部に、前記金属酸化物を溶融・凝固させ、前記金属酸化物を構成する金属元素の少なくとも１つが偏析している改質層を形成する工程と、
前記改質層上に電極をめっき処理により形成する工程と、を備えることを特徴とするセラミック電子部品の製造方法。
【請求項９】
金属酸化物を含有するセラミック素体を準備する工程と、
前記セラミック素体の表層部の一部に、前記金属酸化物を溶融・凝固させ、前記金属酸化物を構成する金属元素の少なくとも１つが還元された改質層を形成する工程であって、前記改質層のめっき析出性が非改質層に比べて高い層である、工程と、
前記改質層上に電極をめっき処理により形成する工程と、を備えることを特徴とするセラミック電子部品の製造方法。
【請求項１０】
前記改質層を形成する工程は、レーザ照射、電子ビーム照射、又はイメージ炉による局所加熱によって実行される、請求項８又は９に記載のセラミック電子部品の製造方法。
【請求項１１】
前記めっき処理は電解めっき法により実行される、請求項８乃至１０のいずれか１項に記載のセラミック電子部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はセラミック電子部品、特にセラミック素体の表面にめっき電極を形成したセラミック電子部品及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電子部品の外部電極の形成方法は、セラミック素体の両端面に電極ペーストを塗布し、次に電極ペーストを焼付け又は熱硬化することで下地電極を形成した後、その下地電極の上にめっき処理によってめっき電極を形成するのが一般的である。
【０００３】
電極ペーストの塗布は、所定の厚みで形成したペースト膜に電子部品の端部を浸漬する方法や、ローラ等による転写を利用した方法が用いられる。これらの技術では、電極ペーストを塗布する関係で、電極の厚みが大きくなり、その分だけ外形寸法が増大するという課題がある。
【０００４】
このような電極ペーストを用いた電極形成方法に代えて、内部電極の複数の端部をセラミック素体の端面に互いに近接して露出させると共に、アンカータブと呼ばれるダミー端子を内部電極の端部と同じ端面に近接して露出させ、セラミック素体に対して無電解めっきを行うことにより、これら内部電極の端部とアンカータブとを核としてめっき金属を成長させ、外部電極を形成する方法が提案されている（特許文献１）。この方法であれば、めっき処理だけで外部電極を形成可能となる。
【０００５】
しかし、この工法では、めっきを析出させるための核として、複数の内部電極の端部とアンカータブとをセラミック素体の端面に近接して露出させる必要があるため、製造工程が複雑になり、コスト上昇に至るという欠点を有する。しかも、内部電極の端部が露出する面にしか外部電極を形成できないため、外部電極の形成部位が制約されるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−４００８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、セラミック素体の表面の任意の部位にめっき電極が形成されたセラミック電子部品、及びその製造方法を提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するため、本発明の第１の態様は、金属酸化物を含有したセラミック素体と、前記セラミック素体の表層部に形成され、前記金属酸化物の一部を溶融・凝固させた改質層と、前記改質層上に形成されためっき金属からなる電極と、を備え、前記改質層では前記金属酸化物を構成する金属元素の少なくとも１つが偏析している、ことを特徴とするセラミック電子部品を提供する。
【０００９】
本発明者らは、金属酸化物を含有したセラミック素体の表層部を局所的に溶融・凝固させて、改質層を形成したところ、その改質層では金属酸化物を構成する金属元素の少なくとも１つが偏析していることを発見した。金属元素が偏析することで、めっきの析出性が向上する。それ故、このセラミック素体をめっき処理すると、改質層上にめっき金属が析出し、その析出しためっき金属を核としてめっき金属が急速に成長することで、めっき電極を形成することができる。そのため、従来のような導電ペーストの塗布、焼付けといった複雑な工程を必要とせず、電極の形成工程が簡易になる。さらに、特許文献１のように、複数の内部電極やアンカータブをセラミック素体の端面に近接して露出させる必要がないので、電極の形成部位に制約がなく、しかも製造工程が簡略化され、コストを低減できる。
【００１０】
本発明において「めっき金属からなる電極」とは、外部電極に限らず、任意の電極であってもよい。例えば、パッド電極、ランド電極、コイル状電極、回路パターン電極であってもよい。さらに、セラミック電子部品とは、チップ部品に限らず、回路モジュールのような複合部品であってもよいし、回路基板や多層基板であってもよい。また、本発明の「改質層」とは、層状に連続している必要はなく、複数の部分が独立していてもよい。
【００１１】
セラミック素体がＣｕを含有するフェライトの場合、改質層では、Ｃｕが上層部に偏析している構成としてもよい。フェライトはＦｅ2Ｏ3を主体とする酸化物であり、その中にＣｕの酸化物が含まれている場合、このフェライトの表層部を溶融・凝固により改質すると、Ｃｕ酸化物の一部が還元されて改質層の上層部へ偏析する。ＣｕはＦｅや他の金属に比べて良導電性を有する、又は電位が高いので、改質層上にめっき金属が析出しやすくなると考えられる。
【００１２】
Ｃｕを含有するフェライトの場合、改質層は上層部にＣｕの偏析層を有し、その下層部にＣｕが偏析していない未偏析層を有する構造とすることができる。上記のように改質層の上層部にＣｕが偏析すると、改質層の下層部ではＣｕ成分が相対的に減少するため、その領域にＣｕの未偏析層が形成される。なお、Ｃｕの未偏析層とはＣｕ成分がゼロという意味ではなく、Ｃｕの偏析が発生しない層のことである。この場合には、改質層の上層部のめっきの析出性が向上する。
【００１３】
セラミック素体がＣｕを含有するフェライトの場合、改質の程度によって、Ｃｕの偏析状態に変化が生じる。例えば、改質の程度が比較的低い場合には、Ｃｕが筋状又は柱状に偏析しやすい。この場合、偏析する前に比べて改質層のめっきが析出しやすくなる。さらに、改質が進行すると、Ｃｕの偏析形態が網目状に変化する。この場合には、さらに改質層のめっきの析出性が一層向上する。
【００１４】
セラミック素体がＣｕ，Ｚｎ，Ｎｉを含有するフェライトの場合、改質層では、Ｃｕの偏析を避けるようにＺｎ，Ｎｉが存在していてもよい。上述のようにＣｕが筋状又は網目状に偏析するのに対し、Ｚｎ、Ｎｉは筋状又は網目状に偏析せずに、Ｃｕの偏析部分を避けるように存在する。そのため、Ｃｕ，Ｚｎ，Ｎｉを含有するフェライトの場合には、金属元素のうち、Ｃｕ部分とＺｎ，Ｎｉ部分とが分離状態で存在する可能性がある。
【００１５】
本発明の第２の態様は、金属酸化物を含有したセラミック素体と、前記セラミック素体の表層部の一部に形成され、前記金属酸化物を溶融・凝固させた改質層と、前記改質層上に形成されためっき金属からなる電極と、を備え、前記改質層は、前記金属酸化物を構成する金属元素の少なくとも１つが還元されており、めっき析出性が非改質層に比べて高い層である、セラミック電子部品を提供することである。
【００１６】
例えば、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライト、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライトなどのように、Ｃｕを含有しない又は極微量だけ含有するフェライトの場合、表層部を局所的に溶融・凝固させて、改質層を形成したところ、その改質層ではＣｕは偏析しないが、他の金属元素の少なくとも一部が還元されて層を形成する。この改質層は、非改質層に比べてめっき析出性のよい層であるから、めっき処理により、その改質層上にめっき電極を簡単に形成できる。
【００１７】
改質層の厚みは、１μｍ以上であるのが好ましい。溶融・凝固の程度によって改質層の厚みは変化する。改質層の厚みは、電気抵抗と相関関係にあり、めっきの析出性に影響を与える。改質層の厚みが１μｍ未満の場合には、改質層の電気抵抗があまり低下せず、めっきは析出しないか、又は極僅かしか析出しない。これに対し、１μｍ以上になると、電気抵抗が低下し、めっきを効果的に析出させることができる。
【００１８】
本発明のある態様は、金属酸化物を含有するセラミック素体を準備する工程と、前記セラミック素体の表層部の一部に、前記金属酸化物を溶融・凝固させ、前記金属酸化物を構成する金属元素の少なくとも１つが偏析している改質層を形成する工程と、前記改質層上に電極をめっき処理により形成する工程と、を備えるセラミック電子部品の製造方法を提供することである。この方法により、本発明のセラミック電子部品を容易に製造できる。
【００１９】
本発明の別の態様は、金属酸化物を含有するセラミック素体を準備する工程と、前記セラミック素体の表層部の一部に、前記金属酸化物を溶融・凝固させ、前記金属酸化物を構成する金属元素の少なくとも１つが還元された改質層を形成する工程であって、前記改質層のめっき析出性が非改質層に比べて高い層である、工程と、前記改質層上に電極をめっき処理により形成する工程と、を備えるセラミック電子部品の製造方法を提供することである。
【００２０】
改質層を形成する工程は、レーザ照射、電子ビーム照射、又はイメージ炉による局所加熱によって実行されてもよい。これらの方法は、予め準備したマスク等を使用せずに、セラミック素体の特定部位のみ局所加熱できるので、非常に生産性が高い。局所加熱はセラミック素体の表層部だけを加熱して改質するので、電子部品としての電気的特性に実質的に影響を及ぼすことはない。特に、レーザ照射は、装置を比較的小型に構成できる点、レーザの照射位置を素早く変えられる点で有利である。レーザにはＹＡＧレーザ、ＹＶＯ4レーザなど公知のレーザを使用できる。
【００２１】
本発明におけるめっき処理の方法としては、電解めっき又は無電解めっきのいずれの方法も使用可能である。電解めっきの場合には、膜厚のコントロールが容易であるという利点がある。
【００２２】
本発明方法の特徴の１つは、任意の部位に電極を容易に形成できる点である。例えば、セラミック素体の長手方向両端面と、これら両端面に隣接する１つの面（例えば底面）にだけ改質層を形成した場合には、断面Ｌ字形の外部電極を形成することが可能になる。つまり、両端面と底面とにだけ外部電極を形成し、上面や幅方向両側面には電極を形成しないようにすることもできる。Ｌ字形の外部電極を形成する利点は、固着強度を維持しながら実装面積を削減でき、本セラミック電子部品を高密度で実装できること、及び隣接する他の電子部品との電気的干渉を抑制できることである。
【発明の効果】
【００２３】
以上のように、本発明によれば、セラミック素体の表層部に金属酸化物の一部を溶融・凝固させた改質層を形成し、その改質層は金属酸化物を構成する金属元素の少なくとも１つが偏析している構成としたので、改質層上にめっき金属を析出させることができる。本発明では、複雑な工程を必要とせず、めっき電極を容易に形成できる。さらに、改質層を形成できる部位であれば、電極の形成部位に制約がない。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係るセラミック電子部品の第１実施例である巻線型インダクタの斜視図である。
【図２】図１に示す巻線型インダクタの一部断面図である。
【図３】コアにレーザを照射する方法の幾つかの例を示す図である。
【図４】改質部及びめっき電極の形成工程の一例を示す断面図である。
【図５】改質部及びめっき電極の形成工程の他の例を示す断面図である。
【図６】改質層の断面構造の一例を示す図である。
【図７】Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライト、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライト、及びＭｎ−Ｚｎ系フェライトにおける、改質層とめっき層の構造を概略的に示す図である。
【図８】Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライトにおける改質層の偏析状態を模式的に示す図である。
【図９】試料１〜４におけるレーザ照射前後のｓＴＥＭ画像とＥＤＸ画像である。
【図１０】試料５、６におけるレーザ照射後のｓＴＥＭ画像とＥＤＸ画像である。
【図１１】改質層の厚みと抵抗率との関係を示す図である。
【図１２】Ｃｕ偏析層の厚みと抵抗率との関係を示す図である。
【図１３】Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライトに対するレーザの照射前後の金属元素のＥＤＸ定量分析結果を示す。
【図１４】本発明の第２実施例である２ライン（４端子）のコモンモードチョークコイルの斜視図である。
【図１５】本発明の第３実施例である３ライン（６端子）のコイル部品の斜視図である。
【図１６】本発明の第４実施例である４ライン（８端子）のコイル部品の斜視図である。
【図１７】本発明の第５実施例である積層型インダクタの一例を示す斜視図である。
【図１８】本発明の第６実施例及び第７実施例である積層型インダクタの他の例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
図１は本発明に係るセラミック電子部品の第１実施例である巻線型インダクタ１を示す。なお、図１ではインダクタ１の底面が上向きとなるように表されている。インダクタ１は、巻芯部１１と、巻芯部１１の両端部に形成された鍔部１２，１３を有するコア（セラミック素体）１０と、巻芯部１１に巻回されたワイヤ２０と、ワイヤ２０の両端部２０ａ，２０ｂが電気的に接続された外部電極２１，２２とを備えている。なお、図１を含め図面はすべて模式的なものであり、その寸法や縦横比の縮尺などは実際の製品とは異なる場合がある。
【００２６】
コア１０は、例えばＮｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライト、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライト又はＭｎ−Ｚｎ系フェライトなどのように、金属酸化物を含有する焼結済みセラミック材料からなる。図２は、図１に示す巻線型インダクタ１の一部拡大断面図であって、コア１０の一方の鍔部１２付近を拡大した断面図である。なお、図示及び説明は省略するが、コア１０の他方の鍔部１３付近についても図２と同様の構造となっている。図２に示すように、鍔部１２の表層部には、底面１２ａから側面１２ｂにかけて改質層１４が設けられている。ここで、底面１２ａとは、インダクタ１を回路基板に表面実装した場合に回路基板と対向する実装面のことであり、側面１２ｂとは、底面１２ａに隣接しかつ底面１２ａに対してほぼ垂直な外側面のことである。改質層１４は、フェライトに含まれる金属酸化物の一部を溶融・凝固させたものであり、この改質層１４上にめっき層からなる外部電極２１が形成されている。そのため、外部電極２１、２２は断面Ｌ字形に形成されている。図２では、外部電極２１が一層のめっき層で形成されているが、複数層のめっき層で形成してもよい。例えば、改質層１４上に下地となるめっき層を形成し、その上に耐食性やはんだ濡れ性を向上させる目的で別の金属からなるめっき層を形成してもよい。外部電極２１を構成するめっき層の材料及び層数は任意である。
【００２７】
この実施例では、ワイヤ２０の両端部が鍔部１２、１３の底面側における外部電極２１、２２に接続されている。なお、ワイヤ２０の両端部を鍔部１２、１３の側面側の外部電極２１、２２に接続してもよい。接続方法は任意であるが、例えば熱圧着により固定することができる。上記のように、底面１２ａと側面１２ｂとに伸びるＬ字形の外部電極２１を形成した場合には、回路基板への実装時に、はんだが底面１２ａだけでなく側面１２ｂにも付着し、フィレットを形成できるので、回路基板への固着強度を高める上で望ましい。
【００２８】
図１では、外部電極２１、２２が鍔部１２、１３の底面及び側面の一部に形成されているが、底面及び／又は側面の全面に形成されていてもよい。特に、本発明を適用することにより、外部電極２１、２２を鍔部１２、１３の底面及び側面の一部に選択的に形成することができる。その理由は、後述するようにコア１０の任意の位置に改質層１４を形成できるからである。図１は外部電極２１、２２の単なる一例を示すに過ぎず、外部電極２１、２２の形状及び形成面は、改質層を形成できる部位であれば任意に選択できる。したがって、外部電極２１、２２の形状はＬ字形に限らず、任意である。
【００２９】
図３は、コア１０の表層部に改質層を形成するためのレーザ照射方法の幾つかの例を示す。図３の（ａ）は、レーザＬを連続照射しながら横方向に沿って走査した例（又はコア１０を横方向に移動させた例）を示している。なお、走査方向は任意であり、縦方向であってもよいし、ジグザグ状や周回状であってもよい。レーザＬの照射によって、コア１０の表面には多数の線状のレーザ照射痕４０が形成され、そのレーザ照射痕４０の下側に改質層が形成される。なお、図３の（ａ）では、線状のレーザ照射痕４０を紙面上下方向に間隔を開けて形成した例を示したが、レーザ照射痕４０同士が互いに重なるように密に形成してもよい。図３の（ｂ）は、レーザＬを点状に照射した例を示す。この場合には、コア１０の表面に多数の点状のレーザ照射痕４１が分散して形成される。図３の（ｃ）は、レーザＬを破線状に照射した例を示す。この場合には、コア１０の表面に多数の破線状のレーザ照射痕４２が分散して形成される。いずれの場合でも、レーザ照射痕４１、４２の下側に改質層が形成される。レーザＬはめっき電極を形成すべき領域に均等に照射するのが望ましい。
【００３０】
図４は改質層及びめっき電極（外部電極）の形成過程の一例の概略を示す。特に、レーザＬをコア１０の表面に所定の間隔をあけて線状に照射した場合を示す。図４の（Ａ）は、まずコア１０の表面にレーザＬを照射し、それにより表面に断面Ｖ字状又はＵ字状のレーザ照射痕４０を形成した状態を示す。なお、図４の（Ａ）ではレーザＬが１点に集光した例を示したが、実際にはレーザＬを照射するスポットがある程度の面積を持っていてもよい。このレーザ照射痕４０は、レーザ照射によってコア１０の表層部が溶融・凝固した痕である。スポットの中心部が最もエネルギーが高いので、その部分が変質しやすく、レーザ照射痕４０の断面は略Ｖ字状又は略Ｕ字状となる。レーザ照射痕４０の内壁面を含む周囲には、コア１０を構成するセラミック材料（フェライト）が変質し、そのセラミック材料よりも電気抵抗値の低い改質層４３が形成される。なお、改質層４３の深さや広さは、レーザの照射エネルギーや照射範囲などによって可変できる。
【００３１】
図４の（Ｂ）は、レーザ照射を繰り返すことで、コア１０の表面に複数のレーザ照射痕４０を間隔Ｄをあけて形成した状態を示す。この例ではレーザ照射のスポット中心の間隔Ｄが改質層４３の広がり幅（又はレーザ照射痕４０の直径の平均値）Ｗよりも広い（Ｄ＞Ｗ）ため、各レーザ照射痕４０の間には改質層４３以外の絶縁領域４４が存在している。この絶縁領域４４は、コア１０を構成するセラミック材料が変質せずに露出している領域である。この場合には、改質層４３は紙面横方向に分離状態で形成されている。
【００３２】
図４の（Ｃ）は、上記のようにレーザ照射によって改質部１４を形成したコア１０をめっき液に浸漬し、めっきを行った初期の状態を示す。低い電気抵抗値を有する改質層４３における電流密度は他の部分（絶縁領域４４）より高くなるので、改質層４３の表面だけにめっき金属４５ａが析出しており、絶縁領域４４の上には未だ析出していない。つまり、この段階では連続しためっき電極（外部電極）４５は形成されていない。
【００３３】
図４の（Ｄ）は、めっきを行った終期の状態を示す。めっき処理を継続することにより、改質層４３上に析出しためっき金属４５ａが核となって周囲へと成長し、改質層４３に隣接する絶縁領域４４上まで広がる。隣接するめっき金属４５ａ同士が接続するまでめっき処理を継続することにより、コア１０の表面において連続しためっき電極４５を形成できる。レーザを照射した改質層４３におけるめっき金属の成長速度に比べて、改質層４３以外の領域のめっき金属の成長速度が遅いため、めっき処理時間を厳密にコントロールしなくても、改質層４３にめっき金属を選択的に成長させることができる。めっき処理時間または電流を制御することによって、めっき電極４５の厚さをコントロールすることが可能である。
【００３４】
図５は、めっき電極（外部電極）の形成過程の他の例を示し、特にレーザＬをコア１０の表面に密に照射した場合を示す。「密に照射する」とは、レーザ照射のスポット中心の間隔Ｄが前述の改質層４３の広がり幅Ｗと同等またはそれより狭い（Ｄ≦Ｗ）ことを指し、隣接するレーザ照射痕４０の下側に形成される改質層４３同士が相互につながっている状態を指す（図５の（Ｂ）参照）。そのため、コア１０の表面における電極形成領域のほぼ全域が改質層４３で覆われた構造となっている。ただし、全ての改質層４３が連続している必要はない。
【００３５】
この場合には、図５の（Ｃ）に示すように、めっき処理の開始から短時間で低抵抗部４３の表面にめっき金属４５ａが析出するが、それらめっき金属４５ａがほぼ近接しているため、隣り合うめっき金属４５ａ同士が速やかに接続される。そのため、連続しためっき電極４５を図４の場合よりも短時間で形成できる。
【００３６】
図５のようにレーザＬをコア１０の表面に密に照射した場合には、レーザ照射痕４０も密に形成されるため、改質層４３が形成された表面部分は削られた状態となる。その削られた表面部分にめっき電極４５が形成されるため、めっき電極４５の表面を改質層４３が形成されていない表面部分とほぼ同一高さ又はそれより低くすることが可能である。そのため、めっき電極４５自体の厚みが薄いことと相俟って、外部電極４５の突出量を抑制でき、より小型化が可能である。
【００３７】
図６は、改質層４３の断面構造の一例を示す。レーザ照射による熱でフェライトに含まれる金属酸化物が分解され、照射部の金属元素が還元されて改質層４３が形成されるが、改質層４３の表層では金属元素の一部が残熱により再酸化し、再酸化膜４３ｂが形成される場合がある。再酸化膜４３ｂが形成された場合には、下層にある還元層４３ａの再酸化の進行を抑制し、再酸化層４３ｂ自体の経時変化を抑制できる効果もある。なお、再酸化層４３ｂは一種の半導体であり、絶縁体であるフェライトよりも抵抗値は低く、しかも極薄肉な膜であるため、後に実施されるめっき処理の障害となるものではない。なお、再酸化膜４３ｂは必須構成ではなく、例えば、レーザ照射を大気雰囲気ではなく、真空中やＮ2雰囲気で行うことにより、再酸化膜４３ｂの形成を抑制することも可能である。
【００３８】
次に、コア１０としてＮｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライト、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライト、及びＭｎ−Ｚｎ系フェライトを使用した場合の、改質層の構造について説明する。改質層は、上述のようにコア１０の表面にレーザを照射し、コア１０を構成する金属酸化物の表層部を溶融、凝固させることにより、形成できる。例えばＮｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライトの場合には、金属酸化物としてＦｅ、Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎが含まれており、改質層ではこれら金属元素の一部が還元すると共に、Ｃｕが偏析すると考えられる。
【００３９】
図７は、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライト、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライト、及びＭｎ−Ｚｎ系フェライトにおける、改質層とめっき層の構造を概略的に示している。すなわち、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライトの場合には、図７の（ａ）のように表面から所定深さまで改質層が形成され、その下層は非改質層、つまり元の金属酸化物のままの層である。改質層は非改質層に比べてめっき析出性が高い領域であるから、めっき処理することで、その表面にめっき層が形成される。
【００４０】
図８の（ａ）、（ｂ）は、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライトにおける改質層の偏析状態を模式的に示している。図８の上縁がフェライトの表面である。Ｃｕの偏析は改質の程度によって変化する。比較的低いエネルギー（例えば１４０ｍＪ／ｍｍ2）のレーザを照射した場合には、図８の（ａ）のように、Ｃｕが筋状又は柱状に偏析する。一方、高いエネルギー（例えば２５０ｍＪ／ｍｍ2）のレーザを照射した場合には、図８の（ｂ）のように、Ｃｕ偏析が網目状に変化する。なお、図８ではＣｕ偏析が平面的に表現されているが、実際には３次元的に現れる。レーザのエネルギーが増大すると共に、改質層の厚みが厚くなる。このとき、Ｚｎ，ＮｉがＣｕの偏析を避けるように存在する。つまり、Ｚｎ，Ｎｉは、筋状または網目状のＣｕ偏析の隙間を埋めるように存在する。このような筋状又は網目状のＣｕ偏析は、良導電性を有する、又は電位が高いので、めっきの析出性が向上する。Ｃｕ偏析層の下層部、つまり偏析層と非改質層との間にＣｕの非偏析層が生成される。この領域はＣｕ成分が相対的に減少した領域であるが、Ｎｉ，Ｚｎは存在している。
【００４１】
Ｎｉ−Ｚｎ系フェライトの場合には、図７の（ｂ）のように表面から所定深さまで改質層が形成され、その下層に非改質層が存在する点では、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライトと同様である。Ｎｉ−Ｚｎ系フェライトではＣｕ成分がゼロ又は極微量であるため、改質層は主にＮｉ，Ｚｎで構成される。この場合も、改質層のめっき析出性が非改質層に比べて高く、めっき処理することで、その表面にめっき層が形成される。
【００４２】
Ｍｎ−Ｚｎ系フェライトの場合には、図７の（ｃ）のように表面から所定深さまで改質層が形成され、その下層に非改質層が存在する。この場合も、改質層のめっき析出性が非改質層に比べて高いため、めっき処理することで、その表面にめっき層が形成される。
【００４３】
−実験結果−
次に、複数種類のフェライトを使用し、表１のようにレーザ条件を変えながら改質層を形成したときの実験結果を示す。表１において、ピッチとは、レーザＬを連続照射しながら直線状に複数列走査した場合において、隣接する列のレーザ光の照射間隔である。試料１〜４がＮｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライト、試料５がＮｉ−Ｚｎ系フェライト、試料６がＭｎ−Ｚｎ系フェライトを使用した場合である。ＹＶＯ4レーザを使用し、レーザエネルギーを８５〜５００ｍＪ／ｍｍ2で変化させた。
【００４４】
【表１】
2018098372.tif 000003
【００４５】
上記条件で作成した改質層に、以下の条件でＮｉ電解めっきを実施した。具体的には、バレルめっきを使用した。
【表２】
2018098372.tif 000004
【００４６】
図９、図１０は、上記試料１〜６におけるフェライトの各組織の具体例を示す。図９は、試料１〜４におけるレーザ照射前後のｓＴＥＭ画像と各金属元素の偏析状態を示すＥＤＸ画像である。図１０は、試料５、６におけるレーザ照射後のｓＴＥＭ画像とＥＤＸ画像である。図９には、試料２におけるめっき後のｓＴＥＭ画像とＥＤＸ画像も示されている。
【００４７】
図９から分かるように、試料４（エネルギー：８５ｍＪ／ｍｍ2）ではごく浅い領域しか改質されておらず、偏析も進行していない。これに対し、試料１〜３（エネルギー：１４０〜５００ｍＪ／ｍｍ2）では、１μｍ以上の厚みで改質され、Ｃｕの筋状又は網目状の明確な偏析が確認できる。また、Ｎｉ、Ｚｎについて、Ｃｕ偏析を避けるように存在している様子がわかる。
【００４８】
一方、図１０に示されるように、試料５ではＺｎとＮｉとが改質され、試料６ではＺｎ、Ｍｎが改質されている。ただし、Ｃｕ偏析のように筋状又は網目状ではなく、改質されたＺｎとＮｉ、ＺｎとＭｎが厚み方向に分散状態で存在している様子がわかる。
【００４９】
図１１は試料１〜６における改質層の厚みと抵抗率との関係を示し、図１２は試料１〜４におけるＣｕ偏析層の厚みと抵抗率との関係を示す。図中の番号は各試料番号を示す。なお、抵抗率はプローブを材料表面に接触させ、その間の抵抗値をエレクトロメータによって測定し、Ω・ｃｍに換算したものである。図１１から明らかなように、試料４（エネルギー：８５ｍＪ／ｍｍ2）で形成した改質層の厚みは０．５μｍであり、抵抗率が１０5Ω・ｃｍであったのに対し、その他の試料（エネルギー：１４０〜５００ｍＪ／ｍｍ2）で形成した改質層の厚みは１μｍ以上となり、抵抗率が１０2Ω・ｃｍ以下まで低下していることがわかる。なお、非改質層の抵抗率は１０12Ω・ｃｍ以上であった。図１２から明らかなように、試料１〜３では、Ｃｕ偏析層の厚みが０．５μｍ以上であるのに対し、試料４では、Ｃｕ偏析層の厚みが約０．３μｍであった。
【００５０】
その結果、図１１に示すように、試料４を除く他の試料では、Ｎｉめっきを析出させることができた。一方、試料４では改質層の厚みが約０．５μｍであり、抵抗率が１０5Ω・ｃｍであったため、Ｎｉめっきを析出させることができなかった。以上の結果から、改質層の厚みが１μｍ以上であれば、Ｎｉめっきを形成できることがわかる。なお、Ｎｉ以外でもＣｕ、Ｓｎ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄなど、他の金属を用いためっきにおいても同様の結果が得られると推定される。
【００５１】
図１３は、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライトに対してレーザ（エネルギー：１４０ｍＪ／ｍｍ2）を照射する前及び照射した後の金属元素のＥＤＸ定量分析結果を示す。（ａ）は照射前、（ｂ）は照射後のある縦断面における金属元素の成分比を表している。（ａ）で示すように、レーザ照射前ではＦｅ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎがほぼ一定の比率で厚み方向に分布していることがわかる。これに対し、レーザ照射後には、（ｂ）のように表面から約１μｍの深さまで改質され、各金属元素の成分比が変化している。特に、改質層では、偏析の影響によりＣｕの成分比が大きく変化している。Ｃｕのピーク部分がＣｕ偏析部分を表しており、その部分ではＦｅ、Ｎｉ，Ｚｎの各成分比が低下している。なお、深さ１μｍ付近にＣｕ成分比が低下している領域があり、その部分がＣｕの非偏析層である。
【００５２】
図１４は、本発明の第２実施例である２ライン（４端子）のコモンモードチョークコイル５０の一例を示す。図１４はコイル部品５０を上下反転させて示してある。このコイル部品５０では、フェライトコア（セラミック素体）５１の中央部に巻芯部５２を有し、軸方向両端部に一対の鍔部５３、５４を有している。巻芯部５２には、複数本のワイヤが巻回されている。巻芯部５２には、例えば２本のワイヤ（図示せず）が並列に巻回されてもよい。鍔部５３、５４の底面から外側面にかけて、それぞれ２個（合計４個）の外部電極５５〜５８が形成されている。２本のワイヤの一端部は一端側鍔部５３の外部電極５５、５６上に接続固定され、ワイヤの他端部は他端側鍔部５４の外部電極５７、５８上に接続固定されてもよい。
【００５３】
この実施例の場合も、図２と同様に、鍔部５３、５４の底面側から外側面側にかけて改質層（図示せず）が形成され、その上にめっき処理により外部電極５５〜５８が形成されている。なお、図１４では、鍔部５３、５４の底面側が平坦に形成されているが、外部電極５５〜５８が形成された部位のみ凸状に形成されていてもよい。つまり、外部電極５５と５６との間、５７と５８との間に凹部が形成されていてもよい。さらに、外部電極５５〜５８が鍔部５３、５４の両側縁にそって形成されたものに限らず、両側縁よりも内側の部位に形成されていてもよい。いずれの場合も、改質層の形成位置によって外部電極５５〜５８の位置も自由に設定できる。
【００５４】
図１５は本発明の第３実施例である３ライン（６端子）のコイル部品６０、図１６は本発明の第４実施例である４ライン（８端子）のコイル部品７０の一例を示す。いずれの図もコイル部品６０、７０を上下反転させて示してある。図１４と共通する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。３ラインのコイル部品６０では、鍔部５３、５４の底面から外側面にかけて、それぞれ３個（合計６個）の外部電極６１〜６６がめっき処理により形成されている。３本のワイヤ（図示せず）の一端部は一方の鍔部５３の外部電極６１〜６３に接続固定され、ワイヤの他端部は他方の鍔部５４の外部電極６４〜６６に接続固定されている。４ラインのコイル部品７０の場合も同様に、鍔部５３、５４の底面側から外側面側にかけて、それぞれ４個（合計８個）の外部電極７１〜７８がめっき処理により形成されている。４本のワイヤ（図示せず）の一端部は一端側鍔部５３の外部電極７１〜７４に接続固定され、ワイヤの他端部は他端側鍔部５４の外部電極７５〜７８に接続固定されている。外部電極６１〜６６、７１〜７８の下層側、つまり鍔部５３、５４の表層部には改質層（図示せず）が形成されている。
【００５５】
図１７は、本発明を積層型インダクタ８０に適用した一例を示す。なお、図１７は底面側が上向きになるように上下逆転して示してある。また、内部電極も透視されて示されている。このインダクタ８０のセラミック素体８１は、複数の絶縁体層を上下方向に積層し、焼結することによって得られる。上下両端の絶縁体層を除く中間の絶縁体層上には、内部電極を構成するコイル導体８２〜８４がそれぞれ形成されている。これら３つのコイル導体８２〜８４はビア導体８５、８６によって相互に接続され、全体としてらせん状に形成されている。コイル導体８４の一端部（引出部）８４ａがセラミック素体８１の一端面８１ａに露出しており、コイル導体８２の一端部（引出部）８２ａがセラミック素体８１の他端面８１ｂに露出している。なお、この実施例ではコイル導体８２〜８４が２ターン分のコイルを形成している例を示したが、ターン数は任意であり、コイル導体の形状及び絶縁体層の層数も任意に選択できる。
【００５６】
外部電極８７、８８は、それぞれ断面Ｌ字形に形成されている。すなわち、外部電極８７はセラミック素体８１の一端面８１ａと底面（実装面）８１ｃの一部とを覆うようにＬ字形に形成され、外部電極８８はセラミック素体８１の他端面８１ｂと底面８１ｃの一部とを覆うようにＬ字形に形成されている。外部電極８７はコイル導体８４の引出部８４ａと接続されており、外部電極８８はコイル導体８２の引出部８２ａと接続されている。これら外部電極８７、８８もめっき処理により形成されており、外部電極８７、８８の下層側、つまりセラミック素体８１の表層部には改質層（図示せず）が形成されている。なお、外部電極８７、８８を構成するめっき層は、１層に限らず、複数層のめっき層で構成されていてもよい。
【００５７】
外部電極８７、８８の形状はＬ字形に限らない。図１７では、外部電極８７、８８が幅方向の全幅に亘って形成されているが、幅方向の中間部に形成されていてもよい。さらに、両端面８１ａ、８１ｂに形成される外部電極８７、８８の部分も、高さ方向に全体に広がって形成される必要はなく、高さ方向の一部に形成されてもよい。改質層の形成部位を変更することにより、外部電極８７、８８の形状も任意に変更できる。
【００５８】
図１８は、本発明を積層型インダクタ９０に適用した他の例を示す。図１８の（ａ）は、セラミック素体９１の底面９１ａ（図１８では上下逆転して示してある）の両端部に外部電極９２、９３が形成された電子部品９０を示している。他の面には外部電極が形成されていない。この場合は、内部電極の端部９４，９５がセラミック素体９１の両端面９１ｂ、９１ｃには露出しておらず、底面９１ａにのみ露出している。セラミック素体９１の底面９１ａには、外部電極９２、９３がそれぞれ内部電極の端部９４，９５と接続されるように形成されている。このインダクタ９０の場合には、図１７のインダクタとは異なり、複数の絶縁体層が横方向に積層されており、内部電極であるコイル導体の軸線も横方向となっている。なお、外部電極９２、９３の下層側には改質層（図示せず）が形成され、その上に外部電極９２、９３がめっき処理により形成されている。
【００５９】
図１８の（ｂ）は、多端子型の電子部品１００を示している。この例では、内部電極の４つの引出部１０２〜１０５がセラミック素体１０１の底面１０１ａの４箇所に露出しており、その露出部を覆うように４個の外部電極１０６〜１０９がめっき処理により形成されている。底面以外の面には外部電極が形成されていない。外部電極１０６〜１０９の下層側には改質層（図示せず）が形成されている。
【００６０】
上記実施例では、本発明をインダクタの外部電極の形成に適用した例を示したが、これに限るものではない。本発明が対象とする電子部品としては、インダクタに限らず、溶融・凝固によって改質層が形成され、その改質層において金属酸化物を構成する金属元素の少なくとも１つが偏析するセラミック素体を使用した電子部品であれば、適用可能である。すなわち、セラミック素体の材質はフェライトに限定されない。
【００６１】
前記実施例では、セラミック素体の溶融・凝固の方法としてレーザ照射を使用したが、電子ビームの照射、イメージ炉を使用した加熱なども適用可能である。いずれの場合も、熱源のエネルギーを集光して、セラミック素体を局所加熱することができるため、他の領域の電気的特性を損なうことがない。
【００６２】
改質層を形成するためにレーザを使用した場合、１本のレーザを分光して、複数箇所に同時にレーザを照射してもよい。さらに、レーザの焦点をずらして、レーザの焦点が合っている場合に比べて、レーザの照射範囲を広げてもよい。
【００６３】
本発明は、セラミック素体の表層部に形成されるすべての電極がめっき電極だけで構成される場合に限らない。つまり、電極が複数の材料で形成された場合にも適用できる。例えば、セラミックの表面の一部に導電ペースト、スパッタ、蒸着などを用いて下地電極を形成し、それと隣接する部位に改質層を形成し、その改質層と下地電極との上に連続的にめっき電極を形成してもよい。その他、改質層の適用部位は任意に選択できる。
【符号の説明】
【００６４】
１        電子部品（インダクタ）
１０      セラミック素体（コア）
１１      巻芯部
１２、１３    鍔部
１２ａ    底面
１２ｂ    側面
１４      改質層
２０      ワイヤ
２１、２２    外部電極
Ｌ        レーザ
【図１】
2018098372.tif 000005
【図２】
2018098372.tif 000006
【図３】
2018098372.tif 000007
【図４】
2018098372.tif 000008
【図５】
2018098372.tif 000009
【図６】
2018098372.tif 000010
【図７】
2018098372.tif 000011
【図８】
2018098372.tif 000012
【図９】
2018098372.tif 000013
【図１０】
2018098372.tif 000014
【図１１】
2018098372.tif 000015
【図１２】
2018098372.tif 000016
【図１３】
2018098372.tif 000017
【図１４】
2018098372.tif 000018
【図１５】
2018098372.tif 000019
【図１６】
2018098372.tif 000020
【図１７】
2018098372.tif 000021
【図１８】
2018098372.tif 000022