JP2009117479A

JP2009117479A - コイル部品

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Publication number: JP2009117479A
Application number: JP2007286417A
Authority: JP
Inventors: Mitsugi Kawarai; 貢川原井
Original assignee: Sumida Corp
Current assignee: Sumida Corp
Priority date: 2007-11-02
Filing date: 2007-11-02
Publication date: 2009-05-28

Abstract

【課題】携帯型電子機器等の電源系回路用途の磁性素子として特に重要視される電気特性を好適に保ちつつ、かつ、実装に係る信頼性が高いコイル部品を提供する。
【解決手段】導体の薄膜パターンにより形成されたコイルパターンと、コイルパターンの一方の面に形成された第１の磁性基板と、コイルパターンの他方の面に形成された第２の磁性基板と、第１の磁性基板又は第２の磁性基板に形成された外部電極とを備えるコイル部品を構成する。そして、外部電極に銀（Ａｇ）を主成分とし、二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）を含むコイル部品を構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、携帯型電子機器に好適な薄膜パターンのコイルと磁性基板を用いたコイル部品に係わる。

近年、電子機器の小型化の要求に伴い、電子機器に搭載される電子部品にも小型化／薄型化が要求されている。この電子部品の小型化／薄型化の要求は、従来、小型化が比較的困難とされていた電源系回路用途についても同様にされている。また、電源系回路では、小型化とともに、所望のインダクタンスを確保しつつ、優れた直流重畳特性の確保が要求されている。

このような要求を満足する薄型磁性素子として、スパイラル状のコイルパターンが形成された絶縁基板からなる平面コイルを、接着層を介して磁性体板で挟み込んで貼り合せた構造のコイル部品が提案されている（例えば、特許文献１参照）。このような構成のコイル部品では、部品の高信頼性を維持するとともに、高いインダクタンス値を得ることができる。

特開２００４−４０００１号公報

近年、特に携帯型の電子機器の普及が進む中、上述した小型化／薄型化や、電気特性に係る高性能化を達成する要求に加え、電子機器の落下時に生じる衝撃により、電子部品が実装基板から脱落しないように電子部品の実装信頼性を確保することが求められている。

上述の特許文献１に記載されたコイル部品では、基板に実装するための外部電極に導電性樹脂による樹脂電極が形成されている。
導電性樹脂による樹脂電極は一般的に、導電性金属粉末、樹脂及び有機溶剤から構成されたペーストを、１５０℃前後の加熱環境で有機溶剤を蒸発させるとともに、樹脂を熱硬化させるものである。この方法では、印刷プロセスが適用できるためペースト塗布が容易であること、また、過熱温度が低いことからフェライト磁性層に対して熱による磁気特性の劣化を与え難いこと等の利点がある。

しかし、導電性樹脂よって形成された外部端子は、溶融樹脂により導電性金属粉末を接触・結合させているため、純粋な金属電極と比較して抵抗値が高くなる。このため、印加される電流値が比較的大きな電源系回路用途の電子部品では、外部端子の抵抗値が高いと発熱や性能の低下が顕著となる。
また、この種の導電性樹脂は、フェライト磁性層表面の凹凸部分に溶融樹脂が浸透することによって密着しているに過ぎないため、外部端子電極と磁性基板との密着強度が弱く、外部衝撃による実装信頼性を確保することが難しい。

上述した問題の解決のため、本発明においては、携帯型電子機器等の電源系回路用途の磁性素子として特に重要視される電気特性を好適に保ちつつ、かつ、落下の衝撃が加わったとしても、実装に係る信頼性が高いコイル部品を提供するものである。

本発明のコイル部品は、導体の薄膜パターンにより形成されたコイルパターンと、コイルパターンの一方の面に形成された第１の磁性基板と、コイルパターンの他方の面に形成された第２の磁性基板と、第１の磁性基板又は第２の磁性基板に形成された外部電極とを備える。そして、このコイル部品において、外部電極が銀（Ａｇ）を主成分とし、二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）を含む混合体を塗布・焼成してなることを特徴とする。

本発明のコイル部品は、外部電極が、銀（Ａｇ）を主成分とし、二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）を含んで構成される。このため、二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）成分が薄板コアの組織と反応を起こし、高い密着強度が得られる。さらに、銀（Ａｇ）微細粉末同士が固相反応を起こすことで、純粋な導電性金属による電極層が形成される。

本発明によれば、小型化／薄型化されたコイル部品において、電気特性を好適に保ちつつ、高い実装信頼性を確保することができる。

以下、本発明のコイル部品に係わる実施形態について図面を用いて説明する。本実施の形態ではコイル部品の一例として、電源ライン用のパワーインダクタとして優れた重畳特性を有するインダクタンス素子に、小型化／薄型化された携帯機器において要求される合計厚１ｍｍ以下の薄型コイル部品を適用した場合について説明する。

図１Ａは、本実施の形態に係わるコイル部品１００の第１の磁性基板２１側の平面図であり、図１Ｂは、コイル部品１００の第２の磁性基板２２側の平面図である。また、図１Ｂに示したコイル部品１００のＡ−Ａ´断面図を図１Ｃに示し、Ｂ−Ｂ´断面図を図１Ｄに示す。

コイル部品１００は、フラットコイル１０と、フラットコイル１０の両面に形成された第１の磁性基板としての薄板フェライトコア（上部コア）２１と、第２の磁性基板としての薄板フェライトコア（下部コア）２２とを備える。

図１Ａに示すように上部コア２１の長手方向の両端部から、フラットコイル１０のパッド電極１３が露出される。また、図１Ｂに示すように下部コア２２の長手方向の両端部から、フラットコイル１０のパッド電極１５が露出される。また、下部コア２２の長手方向の両端には、外部電極２３が形成される。外部電極２３は、導電性の接続部２４によってフラットコイル１０の電極パッド１３と電気的に接続される。

フラットコイル１０は、絶縁性の樹脂フィルム１１の両面に、導体により形成されたコイルパターン１２，１４を備える。また、樹脂フィルム１１の長手方向の両端部には、パッド電極１３，１５が形成される。フラットコイル１０は小型化／薄型化のため０．２ｍｍ以下の厚さで形成される。

パッド電極１３，１５は、樹脂フィルム１１を貫通して形成されたスルーホール１６に導電性材料が充填されることにより、互いに電気的に接続される。また、コイルパターン１２，１４は、コイルパターンの内周端において、図示しない樹脂フィルム１１を貫通して形成されたスルーホールに導電性材料が充填されて、互いに電気的に接続されている。
このように、パッド電極１３，１５及びコイルパターン１２，１４が接続することにより、樹脂フィルム１１上でα巻の導体パターンが形成される。
コイルパターン１２，１４、パッド電極１３，１５、及び、スルーホール１６は、銅、銀、金等の金属で形成される。

また、樹脂フィルム１１及びコイルパターン１２，１４の両面は、パッド電極を除いて絶縁性の樹脂１７により被覆され、コイルパターン１２，１４が絶縁される。
樹脂１７は、耐熱性の樹脂フィルムをコイルパターン１２,１４上に接着することで形成される。また、耐熱性の樹脂インクをコイルパターン１２，１４上に塗布した後、硬化することで形成してもよい。

フラットコイル１０の一方の面には、樹脂１７を介して、上部コア２１が形成される。また、フラットコア１０の他方の面には、樹脂１７を介して下部コア２２が形成される。
上部コア２１及び下部コア２２は、樹脂フィルム１１上に形成されたコイルパターン１２，１４を完全に覆う大きさで矩形状に形成される。
上部コア２１及び下部コア２２は、小型化／薄型化のため、それぞれ０．２ｍｍ以下の厚さで形成される。

下部コア２２には外部電極２３が形成されるため、絶縁性の高いＮｉ−Ｚｎ系フェライト焼結コアによって構成する。
上部コア２１は、下部コア２１と同様にＮｉ−Ｚｎフェライト焼結コアを用いて構成することができる他、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト焼結コアを用いて構成することができる。上部コア２１としてＭｎ−Ｚｎ系フェライト焼結コアを用いることにより、Ｎｉ−Ｚｎフェライト焼結コアを用いた場合よりもインダクタンスを向上させ、重畳特性を改善したフラットインダクタを形成することができる。
なお、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト焼結コアは、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト焼結コアに比べ絶縁性が低い。このため、外部電極２３が形成される下部コア２１にＮｉ−Ｚｎフェライト焼結コア適用し、外部電極が形成されない上部コアにＭｎ−Ｚｎ系フェライト焼結コアを適用することが望ましい。
なお、上部コア２１及び下部コア２２には、Ｎｉ−Ｚｎフェライト焼結コア、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト焼結コアに限らず、薄型であれば、通常のコイル部品に適用可能な他の磁性基板を用いることができる。

下部コア２２の長手方向の両端に形成された外部電極２３は、導電性の接続部２４を介してパッド電極１３と電気的に接続する。また、外部電極２３は、実装基板との実装面となる。これにより、フラットコイル１０に形成されたコイルパターン１２，１４の両端が、スルーホール、パッド電極１５、及び、外部電極２３を介して実装基板と接続される。
接続部２４は、はんだ、導電性接着剤、又は、ワイヤボンディングより形成される。

外部電極２３は、主成分として銀（Ａｇ）を含み、さらに二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）を含む混合体を塗布・焼成してなる。図１Ｃで示したコイル部品１００における、下部コア２２と外部電極２３との接続部近傍の領域３０を拡大して図２に示す。

図２Ａに示すように、外部電極２３は、銀電極層３２と、二酸化ケイ素層３３とによって構成される。
外部電極２３は、銀（Ａｇ）と二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）とを含む導電性ペーストを、下部コア２２の所定の位置に塗布した後、焼成することで形成される。銀（Ａｇ）と二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）とを含む導電性ペーストを焼成すると、二酸化ケイ素層３３は、電極主成分である銀（Ａｇ）の粒子を結合させるとともに、下部コア２２の表面近傍に偏析する傾向を示す。そして、この下部コア２２の表面近傍に形成された二酸化ケイ素層３３上に、銀電極層３２が形成される。このため、図２Ｂに示すように、下部コア２２上に二酸化ケイ素層３３と、銀電極層３２と、二酸化ケイ素層３５とが形成される。

上記導電性ペーストは、例えば、外部電極の主成分である銀（Ａｇ）の微細粉末と、二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）の微細粉末と、樹脂粉末とを、有機溶剤や可塑剤で混練することで形成される。また、導電性ペーストは、下部コア２２のフェライトコアとしての磁気特性を劣化させないように、焼成が５５０℃〜６５０℃で行えるように成分の配合等が設定・調整される。
この後、二酸化ケイ素層３５をバレル研磨等により除去して銀電極層が露出され、外部電極２３が形成される。
さらに、必要に応じて図２Ａに示すように露出された銀電極層３２上に、ニッケル（Ｎｉ）錫（Ｓｎ）等によるめっき処理が行われ、めっき層３４が形成される。

外部電極２３と下部コア２２との接続面は、二酸化ケイ素層３３が形成される。二酸化ケイ素層３３は、フェライトコア表面組織と二酸化ケイ素との焼結反応により、銀電極層３２と下部コア２２との間で高い密着性を有する層として形成される。このため、二酸化ケイ素層３３により、外部電極２３と下部コア２２とを強固に接着することができる。また、下部コア２２と外部電極２３との下部コア２２の表面に、予めバレル研磨等を施し、下部コア２２の表面に残存した不純物を除去するとともに、適度な凹凸面を形成することにより、下部コア２２への外部電極２３の固着をより強固にすることができる。このため、コイル部品１０を基板に実装した際に、高い実装信頼性が得られる。
従って、磁性基板（下部コア２２）との密着強度が良好であり、かつ電気的にも優れた導電性を有する外部電極２３が形成される。
なお、外部電極２３は、銀を主成分とした低抵抗の電極層と二酸化ケイ素の層とが形成されればよいため、銀や二酸化ケイ素以外の成分として例えば導電性の金属、その他の添加剤、不可避不純物等が含まれていてもよい。

次に、上述のフラットコイル１０の構成を図３に示す。図３Ａは、樹脂フィルム１１の第１の面１１Ａ側の様子を表し、図３Ｂは、樹脂フィルム１１において、第１の面１１Ａの裏側となる第２の面１１Ｂ側を表す。
図３に示すように、フラットコイル１０は、ポリイミド等の絶縁性の樹脂フィルム１１の両面において、Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ等の導体がパターニングされて形成された、コイルパターン１２，１４及びパッド電極１３，１５を備える。

図３Ａに示すように、樹脂フィルム１１の第１の面１１Ａには、長手方向の両端にパッド電極１３が形成される。第１の面１１Ａ上には、端部よりも内側にスパイラルコイル状のコイルパターン１２が連接するように形成される。
また、図３Ｂに示すように、樹脂フィルム１１の第２の面１１Ｂには、長手方向の両端にパッド電極１５が形成される。また、端部よりも内側にスパイラルコイル状のコイルパターン１４が連接するように形成される。

コイルパターン１２，１４は、互いに巻方向が異なり、樹脂フィルム１１の両面において、互いにパターンがほぼ重なる位置に同じ周期で導体が形成されたスパイラルコイルである。また、コイルパターン１２，１４は、内周端部の位置が樹脂フィルム１１の両面において同じ位置に形成される。
コイルパターン１２，１４の外周端部は、樹脂フィルム１１の同一面に形成されたパッド電極１３，１５の一部と接続される。

図４に、樹脂フィルム１１の第１の面１１Ａと第２の面１１Ｂにそれぞれ形成されたコイルパターン１２，１４とを合わせて、第１の面１１Ａ側から見たフラットコイル１０の構成を示す。なお、図４において、第２の面１１Ｂ側に形成されるコイルパターン１４を破線で示す。
図４に示すように、コイルパターン１２とコイルパターン１４は、樹脂フィルム１１の両面において互いに位置が重なるように形成される。そして、内周端部において樹脂フィルム１１を貫通して形成されるスルーホール１８により、電気的に接続される。

また、パッド電極１３，１５は、樹脂フィルム１１の両面において同じ位置に形成される。このため、図４に示すパッド電極１３の裏側には、第２の面に形成されたパッド電極１５を備える。そして、パッド電極１３，１５は、樹脂フィルム１１の両端部にそれぞれ形成され、樹脂フィルム１１を貫通するスルーホール１６により、電気的に接続される。図４に示すフラットコイル１０では、スルーホール１６は、両端に形成されたパッド電極１３，１５において各２箇所形成されている。なお、パッド電極に形成されるスルーホールの位置及び数は任意に変更することができる。
スルーホール１６，１８は、コイルパターン１２，１４及びパッド電極１３，１５と同じく、Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ等の導体により形成される。

上述のように、樹脂フィルム１１の両面において、コイルパターン１２，１４、電極パッド１３，１５、及び、スルーホール１６，１８により、α巻のスパイラルコイルが形成される。
また、フラットコイル１０は、外部電極１３，１５を除いて、ポリイミド等の耐熱性の樹脂がコーティングされ、コイルパターン１２，１４が絶縁される。
耐熱性の樹脂がコーティングされたフラットコイル１０の両面に、上述の上部コアと外部電極が形成された下部コアとが張り合わされ、さらに、外部電極２３とパッド電極１５とが導電性の接続部２４により接続され、図１に示すコイル部品１００が形成される。

次に、図１に示すコイル部品１００の製造方法を図５に示すフローチャートを用いて説明する。なお、以下の説明では、図１〜４に示すコイル部品１００と同一の構成には同じ符号を付して説明する。
まず、絶縁性の樹脂フィルム１１の両面にめっき法によりコイルパターン１２，１４とパッド電極１３，１５を形成し、フラットコイル１０を作製する（ステップＳ１）。
また、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライト粉末又はＭｎ−Ｚｎフェライト粉末、樹脂粉末、可塑剤、有機溶剤等を混練した後、必要な厚みで塗工、乾燥してフェライトシートを作製する（ステップＳ２）。
次に、フェライトシートを所望の厚さに積層した後、積層した上下の厚み方向から圧力をかけて仮圧着し、フェライトプレートを形成する（ステップＳ３）。
次に、フェライトプレートを、最終形態のコイル部品に適用する磁性基板の形状に切り出す（ステップＳ４）。
磁性基板の形状に切り出したフェライトプレートを、所定の温度で焼結し、磁性基板を作製する。（ステップＳ５）。
次に、コイル部品１００において下部コア２２となる磁性基板に外部電極２３を形成する（ステップＳ６）。
外部電極２３の表面に、Ｎｉ，Ｓｎによるめっき層を形成する（ステップＳ７）。
ステップＳ１で作製したフラットコイル１０に、ステップＳ５で作製した磁性基板と、ステップＳ６，Ｓ７で外部電極２３を形成した磁性基板を貼り合わせ、導電性の接続部２４を形成してコイル部品１００を組み立てる（ステップＳ８）。
次に、組み立てたコイル部品１００の外観の検査、及び、特性の検査を行う（ステップＳ９）。

以下、上述したコイル部品１００の製造方法について詳細に説明する。
図１におけるステップＳ１のフラットコイル１００の作製は、樹脂フィルム１１の両面にめっき法により所定のパターンの導体を形成する。
まず、ポリイミド等の絶縁性、耐熱性に優れた樹脂フィルム１１において、スルーホール１６，１８を形成する部分に孔空けを行う。この孔空けは、レーザ加工又はドリル加工等により行うことができる。
次に、孔が開けられた樹脂フィルムの両面に、Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ等の導体により、コイルパターン１２，１４、電極パッド１３，１５、及び、スルーホール１６，１８のパターンを形成する。この導体のパターン形成は、めっき法により行う。めっき法を用いることにより、樹脂フィルム１１上に、を同一の工程で形成することができる。
上述のめっき法としては、セミアディティブ法、サブトラクティブ法を用いることができる。セミアディティブ法は導体パターンの微細化が容易である。また、サブトラクティブ法はコスト面で有利である。また、上述の手段の他、蒸着法や印刷法によってコイルパターン１２，１４、パッド電極１３，１５、及び、スルーホール１６，１８を形成してもよい。

ステップＳ２は、まず、必要な磁気特性を有するＮｉ−Ｚｎ系フェライト粉末又はＭｎ−Ｚｎ系粉末、結着剤の原料となる樹脂粉末、フェライトシートに可撓性を与える可塑剤、及び有機溶剤等をそれぞれ必要な量だけ秤量する。そして、材料が十分に分散するまで混合してフェライトスラリーを生成する。生成したフェライトスラリーをドクタブレード法等の工法によって必要な厚みで塗工する。そして、塗工したフェライトスラリーを適正温度条件の下で乾燥する。以上の工程により、フェライトシートを作製する。

ステップＳ３のフェライトシートの積層では、ステップＳ２で作製したフェライトシートを空気が残らないように所定の厚さまで積層する。そして、フェライトシートを積層した上下の厚み方向からプレス機等を用いて仮圧着し、仮圧着フェライトシートを生成する。さらに、得られた仮圧着フェライトシートを一体化するために、ＣＩＰ（冷間等方圧加工法：Cooling Isostatic Pressing）処理を行う。この工程により、フェライトシートを一体化させたフェライトプレートを作製する。

ステップＳ４のフェライトプレートの切り出しは、ステップＳ３で作製したフェライトプレートを、切削ブレードによって、最終形態のコイル部品１００の寸法に合う特定の大きさに切り出す。そして、切り出したフェライトプレートを、コイル部品１００に適用する上部コア２１及び下部コア２２を構成する磁性基板の形状に成形する。
なお、ステップＳ２乃至ステップＳ４に係る工程を、一般的なフェライトコアの製造方法である粉末冶金法に置き換えて、フェライトプレート（未焼結体）を製造してもよい。

ステップＳ５は、磁性基板の形状に成形したフェライトプレートを、所定の温度（約８００℃〜約１２００℃）で焼成した後、室温まで冷却する。この工程により、フェライトプレートが焼結され、必要な磁気特性を有する磁性基板が作製できる。この磁性基板は、図１に示すコイル部品１００において上部コア２１又は下部コア２２となる。

ステップＳ６の電極形成は、ステップＳ５で作製した磁性基体の所定の位置に導電性ペーストを塗布した後焼成し、コイル部品１００の外部電極２３を形成する。
まず、銀（Ａｇ）粉末と、二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）粉末とを有機溶剤や可塑剤等と混練し、導電性ペーストを作製する。この導電性ペーストでは、焼成により磁性基板の磁気特性を劣化させないよう、焼成温度を５５０℃〜６５０℃に設定・調整する。
次に、ステップＳ５で作製した磁性基板に対してバレル研磨処理を行う。バレル研磨処理により、磁性基板表面の汚れを取るとともに、表面に凹凸を形成し、外部電極の固着を促進させることができる。そして、バレル研磨処理を施した後、ディップ方式、スクリーン印刷方式、パッド印刷方式等の手段によって導電性ペーストを磁性基板の所定の位置に塗布し、７０〜９０℃前後の加熱環境で乾燥させる。さらに、乾燥させた導電性ペーストに加熱炉を用いて５５０〜６５０℃（３〜６時間）の焼成工程を行ことで、塗布した導電性ペーストの樹脂、可塑剤及び有機溶剤が熱分解若しくは蒸発する。また、上述の図２Ｂに示すように、焼成工程により二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）成分が磁性基板の表面の凹凸において、磁性基板の組織と反応を起こし、高い密着強度が得られる。さらに、銀（Ａｇ）微細粉末同士が固相反応を起こすことで、純粋な導電性金属の密度が高められた低抵抗の電極層が形成される。
次に、外部電極表面に偏析した二酸化ケイ素層をバレル研磨処理で除去し、銀電極層を露出する。
以上の工程により、磁性基板との密着強度が良好であり、かつ電気的にも優れた導電性を有する外部電極２３を形成する。

ステップＳ７のめっき層の形成は、ステップＳ６でバレル研磨処理により露出した銀電極層の表面に、ニッケル（Ｎｉ）めっきを施し、さらに、Ｎｉめっき上に錫めっき（Ｓｎ）を施す。この工程により、図２Ｂに示す外部電極２３と、外部電極２３上にめっき層３４を形成することができる。

ステップＳ８の組み立て工程は、ステップＳ１で作製したフラットコイルの両面にステップＳ５で作製した磁性基板と、ステップＳ６，７で外部電極２３を形成した磁性基板を貼り合わせる。そして、外部電極と、フラットコイルのパッド電極とを、はんだ、導電性接着剤により接合、また、ワイヤボンディングにより接続し、導電性の接続部２４を形成する。接続部２４を形成することにより、外部電極２３と、フラットコイル１０に形成された導体パターン（コイルパターン１２，１４、パッド電極１３，１５）とを、電気的に接続する。

以上の工程により、本実施の形態のコイル部品１００を製造することができる。また、製造したコイル部品１００について、ステップＳ９で外観及び特性の検査を行い、コイル部品の外寸やコイルの重畳特性が規定値内であるかコイル部品１００を検査する。

次に、図１に示したコイル部品１００の電気特性を向上させるための構成の変形例について図６〜１６を用いて説明する。なお、以下の図６〜１６を用いた説明では、図１で示すコイル部品１００及び図３及び図４に示すフラットコイル１０と同様の構成には、同じ符号を付して説明を省略する。

図６は上述した図４に示すフラットコイル１０において、コイルパターン１２，１４の中芯部分の樹脂フィルム１１が除去され、孔部４１が形成されたフラットコイル２０を示す。
図６に示すフラットコイル２０は、上述のステップＳ１において、樹脂フィルム１１上に導体をパターニングしてコイルパターン１２，１４等を形成した後、金型打ち抜き、又は、レーザ加工などにより、コイルパターン１２，１４の中芯部分の樹脂フィルム１１を除去して形成することができる。また、逆に、樹脂フィルム１１に対して予め孔部４１を形成した後に、コイルパターン等を形成してもよい。

また、例えば、図７に示すように、図６に示したフラットコイル２０の孔部４１に金属磁性ペースト４２を充填・硬化させることにより、電気的特性を向上させたコイル部品を作製することができる。
図７Ａ，Ｂに示すコイル部品の断面図は、図６に示すフラットコイル２０を図１に示したコイル部品１００に適用し、さらに、孔部４１に金属磁性ペーストを充填した場合のＡ−Ａ´断面図であり、図７Ｂに示すコイル部品の断面図は、Ｂ−Ｂ´断面図である。

なお、上述の金属磁性ペーストは、例えば、Ｆｅ（鉄）系、Ｆｅ（鉄）―Ｓｉ（珪素）系、アモルファス系に代表される金属系／金属合金系粉末と、樹脂、有機溶剤、可塑剤等を混合することによって得られる磁性ペーストの総称である。以降は、上記金属系／金属合金系粉末を主剤とする磁性ペーストを、金属磁性ペーストと称する。

図７に示すコイル部品は、上述のステップＳ８において、フラットコイル２０の一方の面に磁性基板、例えば上部コア２１を接着する。この後、フラットコイル２０の他方の面（磁性基板を接着していない方）から、コイルパターン１２，１４の中芯に設けられた孔部に金属磁性粉末を樹脂に分散した金属磁性ペースト４２を充填・硬化させる。そして、フラットコイル２０の他方の面に磁性基板、例えば下部コア２２を接着する。さらに、導電性の接続部２４を形成して外部電極２３とフラットコイル２０の他方の面に形成されたパッド電極１５とを電気的に接続する。

また、ステップＳ８において、フラットコイル２０に磁性基板を接着する前に、フラットコイル２０の孔部に金属磁性ペーストを充填し、その後、フラットコイル２０の両面に磁性基板を接着して作製することもできる。
以上の工程により図７に示すコイル部品を作製することができる。

図７に示したコイル部品は、コイルパターン１２，１４の中芯部分に金属磁性ペーストが充填されることにより、図１の形態例によるコイル部品と比較して、磁束の集中する中芯部分において、インダクタンス成分を発生させることができる。加えて、一般的に、これら金属系磁性材料は、高い最大飽和磁束密度を有していることから、インダクタンスを向上させつつ、優れた直流重畳特性を確保することが可能である。

また、図８に示すように、フラットコイル１０の短手方向の外周部分に、金属磁性粉を分散した磁性ペースト４３を充填することにより、電気的特性、重畳特性を向上させたコイル部品を作製することができる。さらに、この形態例によるコイル部品は、外周部分に磁性体が配置されるために、漏洩磁束が素子の外部に生じることがなく、外部の電子部品、電子機器に対し磁気的な影響を及ぼし難いという効果を有する。図８Ａに示すコイル部品の断面図は、図１Ｂに示すコイル部品のフラットコイル１０の外周部分に磁性ペーストを充填した場合のＡ−Ａ´断面図であり、図８Ｂに示すコイル部品の断面図は、Ｂ−Ｂ´断面図である。

図８Ａ，Ｂに示すコイル部品では、上部コア２１及び下部コア２２の短手方向寸法がフラットコイル１０の短手方向寸法より長くなり、フラットコイル１０の短手方向の外周部に金属磁性ペーストが充填される。

図８に示すコイル部品は、上述のステップＳ８において、フラットコイル１０に磁性基板を接着する前に、フラットコイル１０の短手方向の外周部分に金属磁性ペーストを充填し、その後、フラットコイル１０の両面に磁性基板、上部コア２１及び下部コア２２を接着する。そして、接続部２４を形成して外部電極２３とパッド電極１５とを電気的に接続する。
以上の工程により図８に示すコイル部品を作製することができる。

また、図９に示すように、フラットコイル２０の中芯部分、及び、フラットコイル２０の短手方向の外周部に金属磁性ペーストを充填することにより、さらにインダクタンス成分を向上させたコイル部品を作製することができる。
図９Ａに示すコイル部品の断面図は、図１Ｂに示すコイル部品のフラットコイル２０の中芯部分及び外周部分に金属磁性ペーストを充填した場合のＡ−Ａ´断面図であり、図９Ｂに示すコイル部品の断面図は、Ｂ−Ｂ´断面図である。

図９Ａ，Ｂに示すコイル部品は、図６に示すフラットコイル２０と同様に、コイルパターン１２，１４の中芯部分の樹脂フィルム１１が除去され、さらに、図７Ａ，Ｂに示すように、樹脂フィルム１１の孔部に金属磁性ペーストが充填・硬化されている。また、図８Ａ、Ｂに示したコイル部品と同様に、上部コア２１及び下部コア２２の短手方向がフラットコイル２０より長くなり、フラットコイル２０の短手方向の外周部に金属磁性ペーストが充填・硬化されている。

図９に示すコイル部品は、上述のステップＳ８において、フラットコイル２０の一方の面に磁性基板、例えば上部コア２１を接着する。この後、フラットコイル２０の他方の面（磁性基板を接着していない方）から、コイルパターン１２，１４の中芯に設けられた孔部に金属磁性粉末を樹脂に分散した金属磁性ペースト４２を充填・硬化する。さらに、フラットコイル２０の短手方向の外周部分に金属磁性ペーストを充填・硬化する。そして、フラットコイル２０の他方の面に磁性基板、例えば下部コア２２を接着する。さらに、導電性の接続部２４を形成して外部電極２３とフラットコイル２０の他方の面に形成されたパッド電極１５とを電気的に接続する。

また、ステップＳ８において、フラットコイル２０に磁性基板を接着する前に、フラットコイル２０の孔部に金属磁性ペーストを充填・硬化させ、フラットコイル２０の短手方向の外周部分に金属磁性ペーストを充填・硬化させた後、フラットコイル２０の両面に磁性基板を接着して作製することもできる。
以上の工程により図９に示すコイル部品を作製することができる。

図９に示したコイル部品は、コイルパターン１２，１４の中芯とフラットコイル２０の短手方向の外周部分に金属磁性ペーストが充填される。このため、磁束の集中するフラットコイル２０の中芯部分と外周部分とにおいてギャップをなくすことができ、図７や図８に示された形態例のコイル部品と比較して、一層、インダクタンスを向上させつつ、優れた直流重畳特性を確保することが可能である。

次に、図１に示したコイル部品１００において、異なる形状の磁性基板を用いることによってコイル部品の電気的特性を変化させることができる。
例えば、図１０Ａに示すように、短手方向の端部に凸部２５Ａ（２６Ａ）が形成された形状の磁性基板２５（２６）を用い、図１０Ｂ，Ｃに示す形状のコイル部品を構成することができる。
図１０Ｂ，Ｃに示すコイル部品の断面図は、図１Ｂに示すコイル部品の上部コア２１及び下部コア２２に、図１０Ａに示す磁性基板２５（２６）を適用した場合のＡ−Ａ´断面図及びＢ−Ｂ´断面図である。

図１０Ｂ，Ｃに示したコイル部品は、上部コア２５及び下部コア２６の短手方向寸法がフラットコイル２０の短手方向寸法より長く形成される。そして、フラットコイル２０より長く形成された部分において、上部コア２５の短手方向の両端部に凸部２５Ａが形成され、下部コア２６の短手方向の端部に凸部２６Ａが形成される。また、上部コア２５と下部コア２６に形成された凸部２５Ａと凸部２６Ａの厚さの合計は、フラットコイル２０と耐熱性の樹脂１７の厚さの合計と等しいか、それ以上として形成される。
また、図７Ａ，Ｂに示すコイル部品と同様に、コイルパターン１２，１４の中芯部分の樹脂フィルム１１が除去され、さらに、樹脂フィルム１１が除去された孔部に金属磁性ペースト４２が充填される。

図１０Ｂ，Ｃに示したコイル部品は、フラットコイル２０の短手方向の外周部分に磁性基板の凸部が形成されることにより、フラットコイル２０の外周部分においてギャップをなくし、コイル部品のインダクタンス成分を大幅に向上させることができるとともに、コイル部品外部に漏洩する磁束量を低減することができる。また、コイルパターン１２，１４の中芯部分に最大飽和磁束密度の高い金属磁性ペーストが充填されることにより、磁束の集中する中芯部分において磁気飽和が生じにくくなり、コイル部品の直流重畳を向上させることができる。

また、図１１Ａに示すように、コイル部品の中芯位置に凸部２７Ａが一体的に形成された形状の磁性基板２７を用い、図１１Ｂ，Ｃに示す形状のコイル部品を構成することができる。
図１１Ｂ，Ｃに示すコイル部品の断面図は、図１Ｂに示すコイル部品の下部コア２２に、図１１Ａに示す磁性基板２７を適用した場合のＡ−Ａ´断面図及びＢ−Ｂ´断面図である。

図１１Ｂ，Ｃに示したコイル部品は、コイルパターン１２，１４の中芯部分の樹脂フィルム１１が除去される。そして、樹脂フィルム１１が除去された孔部に、下部コア２７に形成された凸部２７Ａが嵌入された構成である。
また、下部コア２７に形成された凸部２７Ａは、フラットコイル２０と耐熱性の樹脂１７の厚さの合計と等しいか、それ以上として形成される。

なお、図１１Ｂ，Ｃに示したコイル部品では、下部コアのみ中芯位置に凸部を設けたが、コイルパターンの中芯位置に設ける凸部を上部コアに設けることもできる。また、コイルパターンの中芯位置に設ける凸部を、上部コアと下部コアの両方に設けることもできる。この場合においても、コイルパターンの中芯位置に設ける凸部の厚さの合計が、フラットコイル２０と耐熱性の樹脂１７の厚さの合計と等しいか、それ以上として形成される。

図１１Ｂ，Ｃに示したコイル部品は、コイルパターン１２，１４の中芯部分に金属磁性ペーストを充填することなく、容易にインダクタンス成分を高めることができる。また、印刷法等の採用によって、容易に磁性基板２７に対して凸部２７Ａを形成することができることから、低コストでの製造が可能である。また、本形態例に係るコイル部品は、磁束の集中する中芯部分で磁気飽和を生じやすい傾向にあるが、フラットコイル２０の外周部分にギャップが存在していることから、コイル部品としての重畳特性を劣化させることはない。

次に図１２及び図１３に、図３及び図４に示したフラットコイル１０において、異なる形状にコイルパターンを形成したフラットコイル４０の一例を示す。
図１２Ａはフラットコイル４０において、樹脂フィルム１１の第１の面１１Ａ側の様子を表し、図１２Ｂは、樹脂フィルム１１の第２の面１１Ｂ側を表す。また、図１３は、樹脂フィルム１１の第１の面１１Ａと第２の面１１Ｂとを合わせ、第１の面１１Ａ側から見たフラットコイル４０の構成を示す。

図１２Ａに示すように、第１の面１１Ａ上には、端部よりも内側にスパイラルコイル状のコイルパターン４４が連接するように形成される。また、図１２Ｂに示すように、樹脂フィルム１１の第２の面１１Ｂ上には、端部よりも内側にスパイラルコイル状のコイルパターン４５が連接するように形成される。

コイルパターン４４とコイルパターン４５は、互いに巻方向が異なり、樹脂フィルム１１の両面において、互いにパターンがほぼ重ならない位置に異なる周期で導体が形成されたスパイラルコイルである。また、コイルパターン４４，４５は、内周端部の位置が樹脂フィルム１１の両面において同じ位置に形成される。
コイルパターン４４，４５の外周端部は、樹脂フィルム１１の同一面に形成されたパッド電極１３，１５の一部と接続される。

また、図１３に示すように、コイルパターン４４とコイルパターン４５は、内周端部において樹脂フィルム１１を貫通して形成されるスルーホール４６に導電性材料が充填されることにより、電気的に接続される。なお、図１３において、第２の面１１Ｂ側に形成されるコイルパターン４５を破線で示す。
このように、樹脂フィルム１１の両面において、コイルパターン４４，４５、電極パッド１３，１５、及び、スルーホール４６，１６により、α巻のスパイラルコイルが形成される。

さらに、図１３に示すフラットコイル４０を、図１に示したコイル部品１００に適用することにより、図１４に示すコイル部品を形成することができる。
図１４に示すコイル部品の断面図は、図１Ｂに示すコイル部品に図１３に示すフラットコイル４０を適用した場合のＡ−Ａ´断面図であり、図１４Ｂに示すコイル部品の断面図は、Ｂ−Ｂ´断面図である。

また、上述した図１３に示すフラットコイル４０から、コイルパターン４４，４５の中芯部分の樹脂フィルム１１を除去することにより、図１５に示す孔部４１が形成されたフラットコイル５０を形成することができる。

そして、図１５に示すフラットコイル５０を、図９に示したコイル部品に適用することにより、図１６に示すコイル部品を形成することができる。
図１６Ａに示すコイル部品は、図７Ａに示すコイル部品に図１３に示すフラットコイル５０を適用した場合の断面図であり、図１６Ｂに示すコイル部品の断面図は、図７Ｂに示すコイル部品に図１３に示すフラットコイル５０を適用した場合の断面図である。

図１６Ａ，Ｂに示すコイル部品は、図９に示すコイル部品と同様に、コイルパターン４４，４５の中芯部分の樹脂フィルム１１が除去され、さらに、樹脂フィルム１１の孔部に金属磁性ペースト４２が充填・硬化されている。また、上部コア２１及び下部コア２２の短手方向がフラットコイル５０より長くなり、フラットコイル５０の短手方向の外周部に金属磁性ペーストが充填・硬化されている。

図１６に示したコイル部品は、コイルパターン４４，４５の中芯とフラットコイル５０の短手方向の外周部分に飽和磁束密度の高い金属磁性ペーストが充填・硬化される。このため、磁束の集中する中芯部分における磁気飽和を生じ難くさせることができるとともに、フラットコイル５０の外周部分においてギャップをなくすことができ、インダクタンスを向上させながら優れた直流重畳特性を確保することが可能である。

上述したように、本実施の形態のコイル部品は、適用するフラットコイルに形成するコイルパターンを図１２、図１３及びに図１５示す形状に変更して作製することもできる。また、図１２、図１３及びに図１５示す構成のフラットコイルは、図１４，１６に示す構成のコイル部品以外にも、図７、図８、図１０Ｂ，Ｃ、及び、図１１Ｂ，Ｃに示すコイル部品にも適用することができる。
このように構成されたフラットコイルは、樹脂フィルム１１の第１の面１１Ａ側に形成されたコイルパターン４４と、第２の面１１Ｂ側に形成されたコイルパターン４５とが、互いにほぼ重ならない位置に形成されているため、コイル部品に電流を印加したとき、コイルパターン４４，４５の間に発生する浮遊容量成分を低くすることができる。この結果、コイル部品をノイズフィルタとして使用した場合に、より高周波までフィルタ機能を維持することが可能となる。なお、この場合にも、インダクタンス成分の向上や、優れた直流重畳特性等の電気的特性について、図１に示すコイル部品と同様の効果を得ることができる。

なお、上述の実施の形態では、矩形状の磁性基板と樹脂フィルムを用い、外部電極及び電極パッドを、それぞれ磁性基板と樹脂フィルムの長手方向の両端に形成した。また、短手方向に金属磁性ペーストを充填した。しかし、磁性基板や樹脂フィルムの形状、電極位置、金属磁性ペーストの等は上述の構成に限らず、必要に応じて適宜変更することができる。

本実施の形態のコイル部品は、銀（Ａｇ）を主成分とし、二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）を含む導電性ペーストを磁性基板の所定の位置に塗布した後、５５０℃〜６５０℃で焼成することにより、外部電極が形成される。
銀と二酸化ケイ素を含む導電性ペーストを焼成することにより、電極主成分である銀の粒子を結合させることができる。また、焼成により二酸化ケイ素が磁性基板の表面に偏析する傾向を示す。
このため、銀の微細粉末同士が固相反応を起こすことにより、純粋な導電性金属の密度が高められた低抵抗の銀電極層が形成される。また、二酸化ケイ素が、磁性基板を構成するフェライトコアと焼結反応を起こすことにより、磁性基板と銀電極層との間で強固な接着力を有する層となる。さらに、磁性基板の表面に予め凹凸を形成しておくことにより、磁性基板と二酸化ケイ素との固着をより強固にすることができる。
上述のように、本実施の形態のコイル部品によれば、銀電極層により低抵抗の外部電極を形成することができるため、優れた電気的特性を有するコイル部品を提供することができる。このため、例えば本実施の形態のコイル部品を、印加される電流値が比較的大きな電源系回路用途の電子部品に適用した場合、発熱や性能の低下を抑制することができる。
さらに、二酸化ケイ素層により磁性基板と外部電極とを強固に密着させることができるため、外部衝撃に対する実装信頼性が高いコイル部品を提供することができる。このため、例えば、小型化／薄型化された携帯機器に本実施の形態のコイル部品を適用した場合に、落下等による衝撃が加わったとしても、実装基板からの脱落を防ぐことが可能な高い実装信頼性を確保することができる。

本発明は、上述の構成に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲でその他様々な構成が取り得る。

Ａ，Ｂは本発明の実施の形態におけるコイル部品の平面図である。Ｃは図１Ｂに示したコイル部品のＡ−Ａ´断面図である。Ｄは図１Ｂに示したコイル部品のＢ−Ｂ´断面図断面図である。Ａ，Ｂは本発明の実施の形態のコイル部品の外部電極近傍の拡大図である。Ａ，Ｂは本発明の実施の形態のコイル部品に適用するフラットコイルの構成を示す平面図である。本発明の実施の形態のコイル部品に適用するフラットコイルの構成を示す平面図である。本発明の実施の形態のコイル部品の製造工程を示すフローチャートである。本発明の他の実施形態のコイル部品のフラットコイルの構成を示す平面図である。Ａ，Ｂは本発明の他の実施の形態のコイル部品の断面図である。Ａ，Ｂは本発明の他の実施の形態のコイル部品の断面図である。Ａ，Ｂは本発明の他の実施の形態のコイル部品の断面図である。Ａは本発明の他の実施の形態のコイル部品に適用する磁性基板の斜視図である。Ｂ，Ｃは本発明の他の実施の形態のコイル部品の断面図である。Ａは本発明の他の実施の形態のコイル部品に適用する磁性基板の斜視図である。Ｂ，Ｃは本発明の他の実施の形態のコイル部品の断面図である。Ａ，Ｂは本発明の他の実施の形態のコイル部品に適用するフラットコイルの構成を示す平面図である。本発明の他の実施の形態のコイル部品に適用するフラットコイルの構成を示す平面図である。Ａ，Ｂは本発明の他の実施の形態のコイル部品の断面図である。本発明の他の実施の形態のコイル部品に適用するフラットコイルの構成を示す平面図である。Ａ，Ｂは本発明の他の実施の形態のコイル部品の断面図である。

符号の説明

１０，２０，４０，５０フラットコイル、１１樹脂フィルム、１１Ａ第１の面、１１Ｂ第２の面、１２，１４，４４，４５コイルパターン、１３，１５パッド電極、１６，１８，４６スルーホール、１７樹脂、２１，２５上部コア、２２，２６，２７下部コア、２３外部電極、２４接続部、２５Ａ，２６Ａ，２７Ａ凸部、３２銀電極層、３３，３５二酸化ケイ素層、３４めっき層、４１孔部、４２，４３金属磁性ペースト、１００コイル部品

Claims

導体の薄膜パターンにより形成されたコイルパターンと、
前記コイルパターンの一方の面に形成された第１の磁性基板と、
前記コイルパターンの他方の面に形成された第２の磁性基板と、
前記第１の磁性基板又は前記第２の磁性基板に形成された外部電極と、を備えたコイル部品において、
前記外部電極が、銀（Ａｇ）を主成分とし、二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）を含む混合体を塗布・焼成してなる
ことを特徴とするコイル部品。
前記第１の磁性基板と前記第２の磁性基板との間に充填された金属磁性ペーストを備えることを特徴とする請求項１に記載のコイル部品。
前記外部電極が形成される一方の磁性基板がＮｉ系フェライト焼結コアであり、他方の磁性基板がＭｎ系フェライト焼結コアであることを特徴とする請求項１に記載のコイル部品。