JP2020167273A

JP2020167273A - インダクタ

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Publication number: JP2020167273A
Application number: JP2019066334A
Authority: JP
Inventors: 駿太石渡; Shunta Ishiwatari; 伸介竹岡; Shinsuke Takeoka
Original assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Current assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Priority date: 2019-03-29
Filing date: 2019-03-29
Publication date: 2020-10-08
Also published as: US20200312513A1; US11742126B2

Abstract

【課題】高い透磁率を有するとともに耐電圧特性が確保されたインダクタを提供する。【解決手段】本発明のインダクタ１は、鉄を含有する軟磁性金属粒子を含む磁性基体１０と、磁性基体に取り付けられた第１外部電極２１及び第２外部電極２２と、磁性基体内に設けられ、一端が第１外部電極に電気的に接続され他端が第２外部電極に電気的に接続されており、平面視において第１外部電極から第２外部電極に向かって直線状に延びる内部導体２５と、を備える。そして、磁性基体１０は、波長４８８ｎｍの励起レーザーを用いたラマンスペクトルにおいて、波数７１２ｃｍ-1付近に存在する第１ピークのピーク強度と波数１３２０ｃｍ-1付近に存在する第２ピークのピーク強度との比であるピーク強度比が２以上となるように構成される。【選択図】図１

Description

本発明は、インダクタに関する。

特開平１０−１４４５２６号公報（特許文献１）に開示されているように、従来から、フェライト材料による磁性基体と、その磁性基体内に設けられた直方体形状の内部導体と、当該内部導体の一端及び他端にそれぞれ接続された２つの外部電極と、を有するインダクタが知られている。この内部導体は、平面視において一方の外部電極から他方の外部電極に直線状に延びている。この種のインダクタは、主に高周波回路に使用される。近年、電装部品を中心として機器や回路の大電流化が進んでいるため、インダクタの磁性基体の材料として大電流に対応できる軟磁性金属材料が使われるようになってきている。軟磁性金属材料はフェライト材料に比べて透磁率及び耐電圧特性において劣るという問題がある。

特開１０−１４４５２６号公報

軟磁性金属材料から作製される磁性基体を備えるインダクタの性能を向上させるために、インダクタ用の磁性基体は、高い透磁率特性を有し、耐電圧特性を確保できることが求められる。

本発明の目的の一つは、高い透磁率を有するとともに耐電圧特性が確保されたインダクタを提供することである。本発明のこれ以外の目的は、明細書全体の記載を通じて明らかにされる。

本発明の一実施形態によるインダクタは、鉄を含有する軟磁性金属粒子を含む磁性基体と、前記磁性基体に取り付けられた第１外部電極及び第２外部電極と、前記磁性基体内に設けられ、一端が前記第１外部電極に電気的に接続され他端が前記第２外部電極に電気的に接続されており、平面視において前記第１外部電極から前記第２外部電極に向かって直線状に延びる内部導体と、を備える。一実施形態において、当該磁性基体は、波長４８８ｎｍの励起レーザーを用いたラマンスペクトルにおいて、波数７１２ｃｍ^-1付近に存在する第１ピークのピーク強度と波数１３２０ｃｍ^-1付近に存在する第２ピークのピーク強度との比であるピーク強度比が２以上となるように構成される。このピーク強度比は、７０以上とされてもよい。

前記内部導体は、直方体形状を有していてもよい。前記内部導体は、側面視において逆Ｕ字形状を有していてもよい。

一実施形態において、前記磁性基体は、第１主面、前記第１主面と対向する第２主面、前記第１主面と前記第２主面とを接続する第１端面、前記第１端面と対向する第２端面、前記第１主面と前記第２主面とを接続し前記第１端面と前記第２端面とを接続する第１側面、及び前記第１側面に対向する第２側面を有する直方体形状である。一実施形態において、前記第１外部電極は、前記磁性基体の前記第１端面に設けられ、前記第２外部電極は、前記磁性基体の前記第２端面に設けられてもよい。別の実施形態において、前記第１外部電極及び前記第２外部電極は、前記磁性基体の前記第２主面に設けられ、前記第１外部電極は、前記内部導体の一端と第１引出導体を介して接続され、前記第２外部電極は、前記内部導体の他端と第２引出導体を介して接続されてもよい。別の実施形態において、前記第１外部電極及び前記第２外部電極は、前記磁性基体の前記第２主面のみを覆うように設けられてもよい。別の実施形態において、前記第１外部電極は、前記磁性基体の前記第２主面及び前記第１端面を覆うように設けられており、前記第２外部電極は、前記磁性基体の前記第２主面及び前記第２端面を覆うように設けられていてもよい。

一実施形態において、前記内部導体は、前記磁性基体の前記第１主面に垂直な厚さ方向において、前記磁性基体の前記厚さ方向における中点よりも前記第１主面側に設けられる。

一実施形態において、前記内部導体は、前記第１端面に垂直な長さ方向における長さ寸法が、前記第１側面に垂直な幅方向における幅寸法よりも大きく、前記第１引出導体は、前記内部導体の前記長さ方向における前記第１端面側の端部に設けられ、前記第２引出導体は、前記内部導体の前記長さ方向における前記第２端面側の端部に設けられている。

一実施形態において、前記内部導体と前記第２主面との間隔は、前記第１引出導体と前記磁性基体の前記第１端面との間隔及び前記第２引出導体と前記磁性基体の前記第２端面との間隔よりも大きい。

一実施形態におけるインダクタは、前記第１外部電極及び前記第２外部電極と前記磁性基体の外表面との間に設けられた絶縁膜を備える。

本明細書の開示によれば、高い透磁率特性を有し、耐電圧特性を確保できるインダクタが得られる。

本発明の一実施形態によるインダクタの斜視図である。図１のインダクタをＩ−Ｉ線で切断した断面を模式的に示す図である。図１のインダクタをＩＩ−ＩＩ線で切断した断面を模式的に示す図である。図１のインダクタの平面図である。本発明の別の実施形態によるインダクタの断面図である。図５のインダクタの平面図である。本発明の別の実施形態によるインダクタの断面図である。図７のインダクタの平面図である。本発明の別の実施形態によるインダクタの断面図である。本発明の別の実施形態によるインダクタの断面図である。

以下、適宜図面を参照し、本発明の様々な実施形態を説明する。なお、複数の図面において共通する構成要素には当該複数の図面を通じて同一の参照符号が付されている。各図面は、説明の便宜上、必ずしも正確な縮尺で記載されているとは限らない点に留意されたい。

図１から図４を参照して、本発明の一実施形態に係るインダクタ１について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るインダクタ１の斜視図であり、図２は、インダクタ１を図１のＩ−Ｉ線で切断した断面を模式的に示す図であり、図３は、インダクタ１を図１のＩＩ−ＩＩ線で切断した断面を模式的に示す図であり、図４は、インダクタ１の平面図である。

図示のように、インダクタ１は、磁性基体１０と、この磁性基体１０内に設けられた内部導体２５と、当該内部導体２５の一端と電気的に接続された外部電極２１と、当該内部導体２５の他端と電気的に接続された外部電極２２と、を備える。インダクタ１は、外部電極２１及び外部電極２２と磁性基体１０の外表面との間に絶縁膜２７を備えてもよい。インダクタ１は、例えば、大電流が流れる大電流回路において用いられる。インダクタ１は、信号回路や高周波回路において用いられてもよい。インダクタ１は、ノイズ対策用のビーズインダクタとして用いられてもよい。

インダクタ１は、回路基板２に実装される。回路基板２には、ランド部３が設けられてもよい。インダクタ１が２つの外部電極２１，２２を備える場合には、これに対応して回路基板２には２つのランド部３が設けられる。インダクタ１は、外部電極２１，２２の各々と回路基板２の対応するランド部３とを接合することにより、当該回路基板２に実装されてもよい。回路基板２は、様々な電子機器に実装され得る。回路基板２が実装され得る電子機器には、スマートフォン、タブレット、ゲームコンソール、及びこれら以外の様々な電子機器が含まれる。よって、インダクタ１は、高密度に部品が実装される回路基板２に好適に用いられ得る。インダクタ１は、回路基板２の内部に埋め込まれる内蔵部品であってもよい。

図１には、互いに直交するＬ軸、Ｗ軸、及びＴ軸が記入されている。本明細書においては、文脈上別に解される場合を除き、インダクタ１の「長さ」方向、「幅」方向、及び「厚さ」方向はそれぞれ、図１の「Ｌ」方向、「Ｗ」方向、及び「Ｔ」方向とする。

磁性基体１０は、磁性材料から直方体形状に形成されている。本発明の一実施形態において、磁性基体１０は、長さ寸法（Ｌ方向の寸法）が０．４ｍｍ〜１０ｍｍ、幅寸法（Ｗ方向の寸法）が０．２〜１０ｍｍ、高さ寸法（Ｈ方向の寸法）が０．２〜１０ｍｍとなるように形成される。本発明は、比較的小型のインダクタから比較的大型のインダクタまで幅広く適用され得る。磁性基体１０の上面及び下面は、カバー層により覆われていてもよい。

磁性基体１０は、第１主面１０ａ、第２主面１０ｂ、第１端面１０ｃ、第２端面１０ｄ、第１側面１０ｅ、及び第２側面１０ｆを有する。磁性基体１０は、これらの６つの面によってその外面が画定される。第１主面１０ａと第２主面１０ｂとは互いに対向し、第１端面１０ｃと第２端面１０ｄとは互いに対向し、第１側面１０ｅと第２側面１０ｆとは互いに対向している。第１端面１０ｃ及び第２端面１０ｄの各々は、第１主面１０ａと第２主面１０ｂとを接続し、また、第１側面１０ｅと第２側面１０ｆとを接続している。第１側面１０ｅ及び第２側面１０ｆの各々は、第１主面１０ａと第２主面１０ｂとを接続し、また、第１端面１０ｃと第２端面１０ｄとを接続している。磁性基体１０の第１主面１０ａ、第２主面１０ｂ、第１端面１０ｃ、第２端面１０ｄ、第１側面１０ｅ、及び第２側面１０ｆはいずれも、平坦な平面であってもよいし湾曲した湾曲面であってもよい。また、磁性基体１０の８つの角部は、丸みを有していてもよい。このように、本明細書においては、磁性基体１０の第１主面１０ａ、第２主面１０ｂ、第１端面１０ｃ、第２端面１０ｄ、第１側面１０ｅ、及び第２側面１０ｆの一部が湾曲している場合や、磁性基体１０の角部が丸みを有している場合にも、かかる形状を「直方体形状」と称することがある。このように、本明細書において「直方体」又は「直方体形状」というときには、数学的に厳密な意味での「直方体」のみを意味するものではない。

図１において第１主面１０ａは磁性基体１０の上側にあるため、第１主面１０ａを「上面」と呼ぶことがある。同様に、第２主面１０ｂを「下面」と呼ぶことがある。インダクタ１は、第２主面１０ｂが回路基板２と対向するように配置されるので、第２主面１０ｂを「実装面」と呼ぶこともある。インダクタ１の上下方向に言及する際には、図１の上下方向を基準とする。つまり、Ｔ軸の正方向を上方向（又は上側）と呼び、Ｔ軸の負方向を下方向（又は下側）と呼ぶ。

図示の実施形態において、外部電極２１は、磁性基体１０の第１端面１０ｃに設けられ、外部電極２２は、磁性基体１０の第２端面１０ｄに設けられている。外部電極２１と外部電極２２とは、長さ方向において互いから離間して配置されている。図示の実施形態において、外部電極２１は、磁性基体１０の外表面のうち第１端面１０ｃのみを覆っており、他の５面は覆っていない。また、図示の実施形態において、外部電極２２は、磁性基体１０の外表面のうち第２端面１０ｄのみを覆っており、他の５面は覆っていない。各外部電極は、磁性基体１０の上面１０ａ及び／又は下面１０ｂまで延伸してもよい。各外部電極の形状及び配置は、図示された例には限定されない。

本発明の一実施形態において、磁性基体１０は、複数の軟磁性金属粒子を結合させることによって形成される。磁性基体１０に含まれる軟磁性金属粒子は、鉄を含有する軟磁性合金から形成される。一実施形態において、磁性基体１０に含まれる軟磁性金属粒子は、例えば、Ｆｅ−Ｓｉ合金、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金、又はＦｅ−Ｓｉ−Ｃｒ合金であってもよい。軟磁性金属粒子は、単一の種類の合金の粒子のみを含んでいてもよい。磁性基体１０用の磁性材料に含まれる軟磁性金属粒子は、複数の異なる種類の合金の粒子を含んでいてもよい。例えば、軟磁性金属粒子は、Ｆｅ−Ｓｉ合金から成る複数の粒子と、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金から成る複数の粒子と、が混合された混合粒子であってもよい。軟磁性金属粒子がＦｅを含む合金から形成される場合には、軟磁性金属粒子におけるＦｅの含有比率は、９０ｗｔ％以上とされてもよい。これにより、良好な磁気飽和特性を有する磁性基体１０が得られる。

磁性基体１０に含まれる軟磁性金属粒子の表面には絶縁膜が設けられてもよい。この絶縁膜により、隣接する軟磁性金属粒子間でのショートを防止することができる。この絶縁膜は、例えば、軟磁性金属粒子の表面が酸化されることで形成される酸化膜である。一実施形態においては、この酸化膜の表面にコーティング膜を設けてもよい。このコーティング膜は、例えば非晶質の酸化ケイ素膜であってもよい。非晶質の酸化ケイ素膜は、例えばゾルゲル法を用いたコートプロセスによって、軟磁性金属粒子３１及び軟磁性金属粒子３２のそれぞれの表面に形成されてもよい。絶縁膜は、軟磁性金属粒子の表面全体を覆うように形成されることが望ましい。絶縁膜は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）による１００００倍程度のＳＥＭ写真において、明度の違いに基づいて、軟磁性金属粒子から区別することができる。

磁性基体１０に含まれる軟磁性金属粒子は、互いに平均粒径の異なる２種類以上の軟磁性金属粒子を含んでもよい。本発明の一実施形態において、磁性基体１０は、互いに平均粒径の異なる２種類の軟磁性金属粒子を含んでいてもよい。磁性基体１０に含まれる軟磁性金属粒子は、１μｍ以上１０μｍ以下の平均粒径を有していてもよい。平均粒径が比較的大きな軟磁性金属粒子を第１軟磁性金属粒子と呼び平均粒径が比較的小さな軟磁性金属粒子を第２軟磁性金属粒子と呼ぶ場合、第２軟磁性金属粒子の平均粒径は、第１軟磁性金属粒子の平均粒径の１／１０以下とされてもよい。第２軟磁性金属粒子の平均粒径が第１軟磁性金属粒子の平均粒径の１／１０以下の場合、第２軟磁性金属粒子が隣接する第１軟磁性金属粒子の間に入り込み易く、その結果、磁性基体１０における軟磁性金属粒子の充填率（Density）を高めることができる。磁性基体１０に含まれる軟磁性金属粒子に設けられた軟磁性金属粒子の平均粒径は、当該磁性基体をその厚さ方向（Ｔ方向）に沿って切断して断面を露出させ、当該断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により１０００倍〜２０００倍の倍率で撮影した写真に基づいて粒度分布を求め、この粒度分布に基づいて定められる。例えば、ＳＥＭ写真に基づいて求められた粒度分布の５０％値を軟磁性金属粒子の平均粒径とすることができる。

後述するように、磁性基体１０の製造工程において、軟磁性金属粒子を含む成形体に対して熱処理がなされることがある。この場合、軟磁性金属粒子の表面には酸化膜が形成される。この酸化膜は、軟磁性金属粒子に含まれる鉄及びそれ以外の金属元素の酸化物を含む。隣接する軟磁性金属粒子は、酸化膜を介して互いと結合される。隣接する軟磁性金属粒子は、酸化膜を介さずに直接結合されてもよい。軟磁性金属粒子間には空隙が存在していてもよい。この空隙の一部又は全部には樹脂が充填されていてもよい。本発明の一実施形態において、磁性基体１０に含まれる樹脂は、例えば絶縁性に優れた熱硬化性の樹脂である。

磁性基体１０の軟磁性金属粒子の表面に形成される酸化膜に含まれる酸化鉄には、マグネタイト（Ｆｅ₃Ｏ₄）及びヘマタイト（Ｆｅ₂Ｏ₃）が含まれる。本発明者らは、磁性基体におけるマグネタイトの含有比率が高くなると透磁率が向上することに着目し、軟磁性金属粒子を含む磁性基体におけるマグネタイトとヘマタイトとの比率に応じて、磁性基体の透磁率を調整できることを発見した。高周波回路に用いられるインダクタの磁性基体においては、透磁率が３０より大きいことが望ましく、透磁率が３４より大きいことがさらに望ましい。本発明の一実施形態におけるマグネタイトとヘマタイトとの比率は、磁性基体１０に波長４８８ｎｍの励起レーザーを照射したときの散乱光を測定して得られるラマンスペクトルにおいて、波数７１２ｃｍ^-1付近に存在するピークのピーク強度（ピーク強度Ｍ）と波数１３２０ｃｍ^-1付近に存在するピークのピーク強度（ピーク強度Ｈ）との比であるピーク強度比（Ｍ／Ｈ）が２以上となるように調整される。また、磁性基体１０に波長４８８ｎｍの励起レーザーを照射したときの散乱光を測定して得られるラマンスペクトルにおいて、ウスタイトが検出されないこと（ウスタイトに起因するピークのピーク強度が、測定に用いる分光測定装置の検出限界以下であること）が望ましい。このＭ／Ｈピーク比を２以上とすることにより、磁性基体１０の透磁率を３０以上とすることができる。本発明の別の一実施形態において、磁性基体１０のＭ／Ｈピーク比は７０より大きい。このＭ／Ｈピーク比を７０より大きくすることにより、磁性基体１０の透磁率を３４以上とすることができる。

磁性基体１０のラマンスペクトルは、磁性基体１０の破断面に波長４８８ｎｍの励起レーザーを照射し、この磁性基体１０からの散乱光を一般的な分光測定装置を用いて測定することにより得られる。分光測定装置としては、例えば、日本分光株式会社製のラマン分光光度計（ＮＲＳ−３３００）を用いることができる。波数７１２ｃｍ^-1付近に存在するピークは、マグネタイト（Ｆｅ₃Ｏ₄）に由来するピークであり、波数１３２０ｃｍ^-1付近に存在するピークは、ヘマタイト（Ｆｅ₂Ｏ₃）に由来するピークである。マグネタイト（Ｆｅ₃Ｏ₄）に由来するピークは、ラマンスペクトルにおいて波数６６０ｃｍ^-1〜７６０ｃｍ^-1の範囲に現れる。本明細書においては、「波数７１２ｃｍ^-1付近に存在するピーク」は、波長４８８ｎｍの励起レーザーを用いたラマンスペクトルにおいて波数６６０ｃｍ^-1〜７６０ｃｍ^-1の範囲にピークトップが現れるピークを意味する。ヘマタイト（Ｆｅ₂Ｏ₃）に由来するピークは、ラマンスペクトルにおいて波数１２７０ｃｍ^-1〜１３７０ｃｍ^-1の範囲に現れる。本明細書においては、「波数１２９０ｃｍ^-1付近に存在するピーク」は、マグネタイト（Ｆｅ³Ｏ⁴）に由来するピークであり、波長４８８ｎｍの励起レーザーを用いたラマンスペクトルにおいて波数１２７０ｃｍ^-1〜１３７０ｃｍ^-1の範囲にピークトップが現れるピークを意味する。本明細書においては、磁性基体１０に波長４８８ｎｍの励起レーザーを照射したときの散乱光を測定して得られるラマンスペクトルにおいて、マグネタイトに由来するピーク強度（ピーク強度Ｍ）のヘマタイトに由来するピーク強度（ピーク強度Ｈ）との比であるピーク強度比（Ｍ／Ｈ）を「Ｍ／Ｈピーク比」ということがある。

内部導体２５は、磁性基体１０内に設けられている。図示の実施形態においては、内部導体２５は、その一端が第１端面１０ｃから磁性基体１０の外側に向かって露出しており、当該一端において外部電極２１と接続されている。また、内部導体２５の他端は、第２端面１０ｄから磁性基体１０の外側に向かって露出しており、当該他端において外部電極２２と接続されている。このように、内部導体２５は、その一端が外部電極２１に接続され、その他端が外部電極２２に接続されている。

内部電極２５は、図４に示されているように、平面視において（Ｌ軸から見た視点において）外部電極２１から第２外部電極２２に向かって直線状に延びている。つまり、内部導体２５は、磁性基体１０内で互いに対向して配置される部分を有していない。本明細書においては、内部導体２５が磁性基体１０内において平面視で互いに対向する部分を有しないときに、当該内部導体２５は、外部電極２１から外部電極２２に向かって直線状に延びるということができる。このため、インダクタ１においては、互いに対向する部分を有する内部導体を有するインダクタと比較して、磁性基体１０に要求される絶縁信頼性（耐電圧）を低くすることができる。内部導体２５は、外部電極２１から第２外部電極２２に向かって引いた直線上に配置されていてもよい。内部導体２５は、複数の導体部を有していてもよい。この複数の導体部はいずれも外部電極２１から外部電極２２に向かって直線状に延びており、互いに相似形状である。この複数の導体部の各々は、磁性基体１０内で互いに対向して配置される部分を有していない。複数の導体部の各々は互いに相似形であるため、複数の導体部のうち磁性基体１０内で互いに対向する部分の間では電位差がない。よって、内部導体２５が上記の複数の導体部から成る場合であっても、磁性基体１０に要求される絶縁信頼性（耐電圧）は、内部導体２５が単一の導体部から成る場合と同じである。

図示の実施形態において、内部導体２５は、直方体形状を有している。直方体形状の内部導体２５は、図４に示されているように平面視において外部電極２１から外部電極２２に向かって直線状に延びている。

一実施形態において、内部導体２５は、磁性基体１０の厚さ方向（Ｔ軸方向）において、磁性基体１０の厚さ方向における中点よりも第１主面１０ａ側に設けられる、図２及び図３には、厚さＴ１を有する磁性基体１０が示されており、この磁性基体１０の厚さ方向の中点を通りＴ軸に垂直な仮想線Ａが図中に記入されている。図示の実施形態において、内部導体２５は、その全部が磁性基体１０の厚さ方向の中点を通りＬＷ平面に平行な仮想面Ａよりも上側に（すなわち、第１主面１０ａ側に）設けられている。内部導体２５の全部が仮想線Ａよりも上側に設けられる場合には、内部導体２５の下面２５ｂが仮想線Ａよりも上側に設けられる。内部導体２５は、その一部が磁性基体１０の厚さ方向の中点を通る仮想線Ａよりも上側に（すなわち、第１主面１０ａ側に）設けられてもよい。内部導体２５の一部が仮想面Ａよりも上側に設けられる場合には、内部導体２５の上面２５ａが仮想線Ａよりも上側に設けられる。

図示の実施形態において、内部導体２５は、長さ方向における長さ寸法Ｌ１が幅方向における幅寸法Ｗ１よりも大きくなるように構成されている。

絶縁膜２７が備えられている場合、当該絶縁膜２７は、絶縁性に優れた絶縁材料から成る。絶縁膜２７の耐電圧は、磁性基体１０の耐電圧よりも高い。絶縁膜２７は、例えば、絶縁性に優れた樹脂材料から成る。

続いて、本発明の一実施形態によるインダクタ１の例示的な製造方法について説明する。一実施形態によるインダクタ１の製造方法は、磁性体シートを作成するシート作成工程と、磁性体シートに内部導体の前駆体を形成する導体形成工程と、この内部導体の前駆体が設けられた磁性体シートを焼成する焼成工程と、備える。

シート作成工程においては、鉄を含有する軟磁性金属粒子を準備し、この軟磁性金属粒子の粒子群とバインダーとを混練してスラリーを作成する。バインダーは、熱分解性に優れ、脱バインダー処理が容易な樹脂などを用いることができる。バインダーには、例えば、ブチラール樹脂やアクリル樹脂を使用することができる。

次に、上記のスラリーを圧縮成形することで複数の板状の磁性体シートを作成する。具体的には、成形金型内に上記のスラリーを入れ、成形圧力を加えることで板状の成形体が得られる。上記の圧縮成形は、温間成形によって行われてもよく、冷間成形によって行われてもよい。温間成形による場合には、バインダーの熱分解温度よりも低く軟磁性金属粒子の結晶化に影響を与えない温間で成形が行われる。例えば、温間成形においては、１５０°〜４００°の温間で成形が行われる。成形圧力は、例えば、４０ＭＰａ〜１２０ＭＰａとされる。成形圧力は、所望の充填率を得るために適宜調整され得る。

次に、導体形成工程において、上記のようにして作成された磁性体シートに対し内部導体の前駆体を設ける。内部導体の前駆体は、例えば、スクリーン印刷法により磁性体シートに導電ペーストを塗布することにより設けられる。内部導体の前駆体は、スクリーン印刷法以外にも公知の様々な方法で形成され得る。次に、内部導体の前駆体が設けられた磁性体シートに他の磁性体シートを積層して積層体を得る。この積層体は、複数の磁性体シートと、この磁性体シートの間に挟まれた内部導体の前駆体を有する。積層体は、例えば磁性体シート同士を熱圧着することにより作成される。次に、ダイシング機やレーザー加工機等の切断機を用いて上記の積層体を個片化することで、チップ積層体が得られる。チップ積層体の端部に対しては、必要に応じて、バレル研磨等の研磨処理を行ってもよい。

上記のようにしてチップ積層体が作成されると、製造方法は焼成工程に進む。焼成工程においては、上記のチップ積層体を脱脂し、脱脂されたチップ積層体を焼成することで内部導体２５が埋め込まれた磁性基体１０が得られる。この焼成工程において、内部導体の前駆体が内部導体２５となり、積層された磁性体シートが磁性基体１０となる。焼成工程においては、成形工程により得られた成形体に対して脱バインダー処理を行い、この脱バインダー処理後のチップ積層体を焼成してもよい。脱バインダー処理は、焼成工程とは別に行われてもよい。チップ積層体の焼成は、５〜３０００ｐｐｍの範囲の酸素を含有する低酸素濃度雰囲気において、６００℃〜９００℃で、２０分間〜１２０分間行われる。焼成工程における酸素濃度と、加熱温度、加熱時間、及び必要に応じてこれら以外の焼成条件を適宜選ぶことにより、所望のＭ／Ｈ比を有する酸化膜を得ることができる。加熱処理工程における低酸素濃度雰囲気は、例えば、１〜３０００ｐｐｍの範囲、３〜３０００ｐｐｍの範囲、５〜３０００ｐｐｍの範囲、１０〜２９００ｐｐｍの範囲、２０〜２８００ｐｐｍの範囲、３０〜２７００ｐｐｍの範囲、４０〜２６００ｐｐｍの範囲、５０〜２５００ｐｐｍの範囲、６０〜２４００ｐｐｍの範囲、７０〜２３００ｐｐｍの範囲、８０〜２２００ｐｐｍの範囲、９０〜２１００ｐｐｍの範囲、又は１００〜２０００ｐｐｍの範囲とされる。酸素濃度を５０ｐｐｍ未満に保つことは困難な場合があるので、酸素濃度は５０ｐｐｍ以上とされてもよい。熱処理工程における加熱温度は、６００℃以上、６１０℃以上、６２０℃以上、６３０℃以上、６４０℃以上、６５０℃以上、６６０℃以上、６７０℃以上、６８０℃以上、６９０℃以上、又は７００℃以上とされる。加熱温度の上限は、９２０℃以下、９００℃以下、８８０℃以下、８６０℃以下、８４０℃以下、８２０℃以下、又は８００℃以下とされる。加熱時間は、２０分間〜１２０分間の範囲とされる。チップ積層体への加熱処理を上記の条件で行うことにより、波数７１２ｃｍ^-1付近に存在するマグネタイトに由来するピーク強度と波数１３２０ｃｍ^-1付近に存在するヘマタイトに由来するピークのピーク強度との比であるピーク強度比（Ｍ／Ｈ）が２以上となる磁性基体１０を得ることができる。

次に、上記のようにして得られた磁性基体の両端部に導体ペーストを塗布することにより、外部電極２１及び外部電極２２を形成する。外部電極２１及び外部電極２２は、磁性基体内に設けられているコイル導体の一方の端部とそれぞれ電気的に接続するように設けられる。以上により、インダクタ１が得られる。

続いて、図５及び図６を参照して、本発明の別の実施形態によるインダクタ１０１について説明する。図５に示されているインダクタ１０１は、内部導体２５に代えて内部導体１２５を備え、外部電極２１、２２に代えて外部電極１２１、１２２を備えている点でインダクタ１と異なっている。内部導体１２５は、その長さ方向の両端が第１端面１０ｃ及び第２端面１０ｄから磁性基体１０の外部に露出していない。つまり、内部導体１２５のＬ方向（長さ方向）の寸法は、磁性基体１０のＬ方向（長さ方向）の寸法よりも小さい。図６に示されているように、内部導体１２５は、平面視において外部電極１２１から外部電極１２２まで直線状に延びている。内部導体１２５は、内部導体２５と同様に、その全部又は一部が磁性基体１０の厚さ方向の中点を通りＬＷ平面に平行な仮想面よりも上側に設けられてもよい。

外部電極１２１及び外部電極１２２は、磁性基体１０の第２主面（下面）１０ｂに設けられている。このため、内部導体１２５は、外部電極１２１と引出導体１１１を介して接続され、外部電極１２２と引出導体１１２を介して接続されている。外部電極１２１と磁性基体１０との間及び外部電極１２２と磁性基体１０との間には絶縁膜１２７が設けられてもよい。絶縁膜１２７は、絶縁性に優れた絶縁材料から成る。絶縁膜１２７の耐電圧は、磁性基体１０の耐電圧よりも高い。

引出導体１２１は、内部導体１２５のＬ方向における一端からＴ軸に沿って磁性基体１０の下面１０ｂまで延びている。引出導体１２２は、内部導体２５のＬ方向における他端からＴ軸に沿って磁性基体１０の下面１０ｂまで延びている。一実施形態において、内部導体１２５は、引出導体１１１と磁性基体１０の第１端面１０ｃとの間の距離Ｄ２及び引出導体１１２と磁性基体１０の第２端面１０ｄとの間の距離Ｄ３が、磁性基体１０の下面１０ｂと内部導体１２５の下面２５ｂとの間の距離Ｄ１よりも小さくなるように設けられる。これにより、内部導体１２５の寸法を一定とした場合、インダクタ１の実装面積を小さくすることができる。また、インダクタ１の寸法を一定とした場合、内部導体１２５を大きくすることができるので、インダクタ１のＬ値を大きくすることができる。

続いて、図７及び図８を参照して、本発明の別の実施形態によるインダクタ２０１について説明する。図７に示されているインダクタ２０１は、内部導体１２５に代えて逆Ｕ字形状の内部導体２２５を備えている点でインダクタ１０１と異なっている。内部導体２２５は、その一端が外部電極１２１に接続され、その他端が外部電極１２２に接続されている。図８に示されているように、内部導体２２５は、平面視において外部電極１２１から外部電極１２２まで直線状に延びている。外部電極１２１と磁性基体１０との間及び外部電極１２２と磁性基体１０との間には絶縁膜１２７が設けられてもよい。絶縁膜１２７は、絶縁性に優れた絶縁材料から成る。絶縁膜１２７の耐電圧は、磁性基体１０の耐電圧よりも高い。

続いて、図９を参照して、本発明の別の実施形態によるインダクタ３０１について説明する。図９に示されているインダクタ３０１は、外部電極１２１、１２２に代えて外部電極３２１、３２２を備える点、及び、絶縁膜１２７に代えて絶縁膜３２７を備える点でインダクタ１０１と異なっている。外部電極３２１は、磁性基体１０の第２主面１０ｂ及び第１端面１０ｃを覆うように設けられている。外部電極３２２は、磁性基体１０の第２主面１０ｂ及び第２端面１０ｄを覆うように設けられている。図示のように、外部電極３２１及び外部電極３２２は、断面視でＬ字形状を有している。外部電極３２１と磁性基体１０との間及び外部電極３２２と磁性基体１０との間には絶縁膜３２７が設けられてもよい。外部電極３２１及び外部電極３２２と絶縁基体１０との間を絶縁するために、絶縁膜３２７は、外部電極３２１及び外部電極３２２に追従する形状を有している。図示の実施形態では、絶縁膜３２７は、外部電極３２１及び外部電極３２２と同様に断面視でＬ字形状を有している。絶縁膜３２７は、絶縁性に優れた絶縁材料から成る。絶縁膜３２７の耐電圧は、磁性基体１０の耐電圧よりも高い。

続いて、図１０を参照して、本発明の別の実施形態によるインダクタ４０１について説明する。図１０に示されているインダクタ４０１は、外部電極１２１、１２２に代えて外部電極４２１、４２２を備える点、及び、絶縁膜１２７に代えて絶縁膜４２７を備える点でインダクタ２０１と異なっている。外部電極４２１は、磁性基体１０の第２主面１０ｂ及び第１端面１０ｃを覆うように設けられている。外部電極４２２は、磁性基体１０の第２主面１０ｂ及び第２端面１０ｄを覆うように設けられている。図示のように、外部電極４２１及び外部電極４２２は、断面視でＬ字形状を有している。外部電極４２１と磁性基体１０との間及び外部電極４２２と磁性基体１０との間には絶縁膜４２７が設けられてもよい。外部電極４２１及び外部電極４２２と絶縁基体１０との間を絶縁するために、絶縁膜４２７は、外部電極４２１及び外部電極４２２に追従する形状を有している。図示の実施形態では、絶縁膜４２７は、外部電極４２１及び外部電極４２２と同様に断面視でＬ字形状を有している。絶縁膜４２７は、絶縁性に優れた絶縁材料から成る。絶縁膜４２７の耐電圧は、磁性基体１０の耐電圧よりも高い。

続いて、本発明の実施例について説明する。まず、Ｆｅ―Ｓｉ−Ｃｒ（Ｆｅ：９５ｗｔ％、Ｓｉ：３．５％、Ｃｒ：１．５ｗｔ％）の組成を有する軟磁性金属粒子を準備した。続いて、この軟磁性金属粒子の粒子群とポリビニルブチラールとを混練してスラリーを作成した。次に、このスラリーをダイコータなどの塗工機を用いて長尺状にシート化し、これを裁断することで、８μｍの厚さを有する直方体形状の磁性体シートを複数作成した。次に、このようにして作成された磁性体シートの所定位置にビア導体用の貫通孔を設けた。次に、当該貫通孔にＡｇを含む導電性ペーストを埋め込むとともに、当該磁性体シートと別の磁性体シートの表面に所定パターンで導電性ペーストを印刷した。このようにして導体パターンが形成された磁性体シートを、異なる磁性体シートに形成された導体パターン同士が貫通孔に埋め込まれた導電体を介して電気的に接続されるように積層して６０℃にて仮圧着を行い積層体を得た。この積層体を１６個作成した。

次に、このようにして得られた１６個の積層体に対して熱処理（焼成処理）を行った。この熱処理においては、積層体ごとに、異なる酸素濃度を有する雰囲気において、異なる加熱温度及び異なる加熱時間を用いて行われた。この１６個の積層体のうち３つは大気雰囲気にて熱処理を行い、別の３つは酸素濃度が３ｐｐｍ以下の極低酸素濃度雰囲気下で熱処理を行った。

熱処理が施された１６個の積層体の各々に対して、２つの外部電極を取り付けた。この２つの外部電極のうち一方の外部電極を導体パターンの一端と接続し、他方の外部電極を当該導体パターンの他端と接続し、１６個のインダクタを得た。この１６個のインダクタを試料番号１〜試料番号１６とする。試料番号１〜試料番号３の試料が、大気雰囲気において熱処理が行われた試料に対応する。試料番号１５及び試料番号１６の試料が極低酸素濃度雰囲気下において熱処理が行われた試料に対応する。

このようにして得られた試料番号１〜試料番号１６の１６個のインダクタの各々について、日本分光株式会社製のラマン分光光度計（ＮＲＳ−３３００）を用いてラマンスペクトルを測定した。具体的には、試料番号１〜試料番号１６の表面に波長４８８ｎｍの励起レーザーを照射し、各インダクタからの散乱光をＮＲＳ−３３００を用いて測定することで１６通りのラマンスペクトルを得た。このようにして得られた１６通りのラマンスペクトルについて、波数７１２ｃｍ^-1付近に存在するピークのピーク強度（ピーク強度Ｍ）と波数１３２０ｃｍ^-1付近に存在するピークのピーク強度（ピーク強度Ｈ）との比であるピーク強度比（Ｍ／Ｈ）を求めた。

また、試料番号１〜試料番号１６のインダクタの各々について、Ｂ−Ｈアナライザを用いて透磁率を測定した。

また、試料番号１〜試料番号１６のインダクタの各々について、外部電極間に加える電圧を段階的に増加させ、ショートが発生したときの電圧を計測した。このショートが発生したときの電圧を導体パターン間の間隔で除した値を各試料の耐電圧とした。

以上のようにして得られた試料番号１〜試料番号１６の各々についてのピーク強度比、透磁率、及び耐電圧を表１にまとめた。

高周波回路用のインダクタにおいては、磁性基体の透磁率が３０より大きいことが望ましい。他方、内部導体が平面視で直線状に形成されるインダクタにおいては内部導体間の領域における絶縁性に関する要求が螺旋形状の内部導体をインダクタと比較して厳しくない。耐電圧が１Ｖ／μｍ未満の試料１５及び試料１６は、螺旋形状の内部導体を有するインダクタでは耐絶縁性が不足していると考えられるが、平面視で直線状に設けられた内部導体を有するインダクタにおいては使用可能である。

表１に示されている測定結果から、Ｍ／Ｈピーク比が１．８２以上であれば、透磁率が３０以上となり、しかも一定程度（少なくとも０．０５１Ｖ／μｍ）の耐電圧が実現できることが分かった。逆に、Ｍ／Ｈピーク比が１．４７以下の場合には透磁率が３０以下となることが分かる。このように、磁性基体のＭ／Ｈピーク比が２以上のときに、高周波回路用のインダクタとして望ましい高透磁率が実現される。また、このとき、一定の絶縁性が確保される。

次に、上記の実施形態による作用効果について説明する。上記の一実施形態によるインダクタ１は、鉄を含有する軟磁性金属粒子を含む磁性基体１０と、磁性基体１０に取り付けられた外部電極２１（又は外部電極１２１）及び外部電極２２（又は外部電極１２２）と、磁性基体１０内に設けられ、一端が前記第１外部電極に電気的に接続され他端が前記第２外部電極に電気的に接続された内部導体２５（又は内部導体１２５もしくは内部導体２２５）と、を備え、磁性基体１０は、波長４８８ｎｍの励起レーザーを用いたラマンスペクトルにおいて、波数７１２ｃｍ-1付近に存在する第１ピークのピーク強度と波数１３２０ｃｍ-1付近に存在する第２ピークのピーク強度との比であるピーク強度比が２以上となるように構成されている。したがって、高周波回路用のインダクタとして望ましい３０を超える透磁率を実現し、直方体形状を有する内部導体にとって十分な絶縁性も得られる。

内部導体２５と外部電極２１、２２との間の絶縁性が不足する場合には、磁性基体１０と外部電極２１、２２との間に絶縁膜２７を設けることで、絶縁性を確保することができる。内部導体２５は、磁性基体１０内で互いに対向する部分を有していないため、内部導体の部分同士での絶縁性を確保するための追加的な部材を設ける必要はない。内部導体１２５と外部電極１２１、１２２との間の絶縁性についても同様である。

上記の一実施形態において、内部導体２５、１２５は、磁性基体１０の厚さ方向における中点よりも第１主面１０ａ側に設けられる。これにより、回路基板２に取り付けられ又は内蔵される導電性の部材と内部導体２５、１２５との間における絶縁信頼性を向上させることができる。

本明細書で説明された各構成要素の寸法、材料、及び配置は、実施形態中で明示的に説明されたものに限定されず、この各構成要素は、本発明の範囲に含まれうる任意の寸法、材料、及び配置を有するように変形することができる。また、本明細書において明示的に説明していない構成要素を、説明した実施形態に付加することもできるし、各実施形態において説明した構成要素の一部を省略することもできる。

１、１０１、２０１インダクタ
２回路基板
１０磁性基体
２５、１２５、２２５内部導体
１１１、１１２引出導体
２１、２２、１２１、１２２外部電極

Claims

鉄を含有する軟磁性金属粒子を含む磁性基体と、
前記磁性基体に取り付けられた第１外部電極及び第２外部電極と、
前記磁性基体内に設けられ、一端が前記第１外部電極に電気的に接続され他端が前記第２外部電極に電気的に接続されており、平面視において前記第１外部電極から前記第２外部電極に向かって直線状に延びる内部導体と、
を備え、
前記磁性基体は、波長４８８ｎｍの励起レーザーを用いたラマンスペクトルにおいて、波数７１２ｃｍ^-1付近に存在する第１ピークのピーク強度と波数１３２０ｃｍ^-1付近に存在する第２ピークのピーク強度との比であるピーク強度比が２以上となるように構成される、
インダクタ。
前記内部導体は、直方体形状を有する、
請求項１に記載のインダクタ。
前記磁性基体は、第１主面、前記第１主面と対向する第２主面、前記第１主面と前記第２主面とを接続する第１端面、前記第１端面と対向する第２端面、前記第１主面と前記第２主面とを接続し前記第１端面と前記第２端面とを接続する第１側面、及び前記第１側面に対向する第２側面を有する直方体形状であり、
前記第１外部電極は、前記磁性基体の前記第１端面に設けられ、
前記第２外部電極は、前記磁性基体の前記第２端面に設けられている、
請求項１又は請求項２に記載のインダクタ。
前記磁性基体は、第１主面、前記第１主面と対向する第２主面、前記第１主面と前記第２主面とを接続する第１端面、前記第１端面と対向する第２端面、前記第１主面と前記第２主面とを接続し前記第１端面と前記第２端面とを接続する第１側面、及び前記第１側面に対向する第２側面を有する直方体形状であり、
前記第１外部電極及び前記第２外部電極は、前記磁性基体の前記第２主面に設けられ、
前記第１外部電極は、前記内部導体の一端と第１引出導体を介して接続され、
前記第２外部電極は、前記内部導体の他端と第２引出導体を介して接続されている、
請求項１又は請求項２に記載のインダクタ。
前記第１外部電極及び前記第２外部電極は、前記磁性基体の前記第２主面のみを覆うように設けられている、請求項４に記載のインダクタ。
前記第１外部電極は、前記磁性基体の前記第２主面及び前記第１端面を覆うように設けられており、
前記第２外部電極は、前記磁性基体の前記第２主面及び前記第２端面を覆うように設けられている、
請求項４に記載のインダクタ。
前記内部導体は、前記第１端面に垂直な長さ方向における長さ寸法が、前記第１側面に垂直な幅方向における幅寸法よりも大きく、
前記第１引出導体は、前記内部導体の前記長さ方向における前記第１端面側の端部に設けられ、
前記第２引出導体は、前記内部導体の前記長さ方向における前記第２端面側の端部に設けられている、
請求項４から請求項６のいずれか１項に記載のインダクタ。
前記内部導体と前記第２主面との間隔は、前記第１引出導体と前記磁性基体の前記第１端面との間隔及び前記第２引出導体と前記磁性基体の前記第２端面との間隔よりも大きい、
請求項５に記載のインダクタ。
前記内部導体は、前記磁性基体の前記第１主面に垂直な厚さ方向において、前記磁性基体の前記厚さ方向における中点よりも前記第１主面側に設けられる、
請求項３から請求項８のいずれか１項に記載のインダクタ。
前記内部導体は、側面視において逆Ｕ字形状を有する、
請求項１に記載のインダクタ。
前記第１外部電極及び前記第２外部電極は、前記磁性基体の前記第２主面のみを覆うように設けられている、請求項１０に記載のインダクタ。
前記第１外部電極は、前記磁性基体の前記第２主面及び前記第１端面を覆うように設けられており、
前記第２外部電極は、前記磁性基体の前記第２主面及び前記第２端面を覆うように設けられている、
請求項１０に記載のインダクタ。
前記ピーク強度比が７０より大きい、
請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載のインダクタ。
前記第１外部電極及び前記第２外部電極と前記磁性基体の外表面との間に設けられた絶縁膜を備える、
請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載のインダクタ。