JP6888662B2

JP6888662B2 - 巻線型コイル部品及び巻線型コイル部品の製造方法

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Publication number: JP6888662B2
Application number: JP2019213845A
Authority: JP
Inventors: 耕平小林; 祥文間木; 石田　卓也; 卓也石田; 真哉平井
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2019-11-27
Filing date: 2019-11-27
Publication date: 2021-06-16
Anticipated expiration: 2036-12-01
Also published as: JP2020047929A

Description

本発明は、巻線型コイル部品及び巻線型コイル部品の製造方法、特に巻線型コイル部品の外部電極の構成に関する。

従来より、巻線型コイル部品の外部電極の形成方法は、コアの鍔部に金属及びガラスを含む導電ペーストを塗布し、焼付けして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上層電極を形成するのが一般的である（例えば特許文献１，２参照）。

このような従来の電極形成方法に代えて、めっき処理だけで外部電極を形成する方法が提案されている（特許文献３）。この方法は、例えばセラミック素体内に内部電極を有する積層型コイル部品において、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ものである。

特開２００８−２１０９７８号公報特開２０１１−１０９０２０号公報特開２００４−４００８４号公報

特許文献１のように、導電ペーストを塗布して下地電極を形成する場合、外部電極の形状が制約されるという問題がある。例えば直方体形状の鍔部の側面に導電ペーストをディップ法により形成する場合、導電ペーストは鍔部の側面だけでなく、側面に隣接する４つの面にも回り込んで塗布される。そのため、最終的に形成される外部電極は、これらの５つの面にまで広がった形状となる。特に、下地電極はいわゆる厚膜であり、めっきやスパッタリング、蒸着などで形成された金属薄膜よりも膜厚が大きいため、部品の外形サイズに与える影響が大きい。

そこで、特許文献２のように、鍔部のうち、実装基板と対向する底面側にのみ下地電極を含む外部電極を形成すれば、鍔部の側面を含む底面と隣接する４つの面側に突出する外部電極の厚みが小さくなり、巻線型コイル部品が実装基板の主面を占める面積（実装面積）を低減できる。しかし、巻線型コイル部品の小型化や車載などの厳しい使用環境への展開など、使用態様の変化により、底面側におけるはんだ接合だけでは巻線型コイル部品と実装基板との固着力を十分に確保できなくなる可能性がある。

なお、特許文献３に記載の外部電極形成方法によると、めっき処理により形成した金属薄膜で構成される外部電極を形成できるが、この技術はアンカータブを含め、素体（コア）内に電極を形成することが前提とされている。したがって、コア内に電極を形成するのではなく、コアの周囲にワイヤを巻回する構成の巻線型コイル部品に適用することは困難である。

そこで、本発明の目的は、実装面積低減と固着力向上とを両立させた巻線型コイル部品及び当該巻線型コイル部品の製造方法を提案するものである。

本発明の一態様に係る巻線型コイル部品は、巻芯部と、前記巻芯部の端部に接続された鍔部と、を有するコアと、前記巻芯部に巻回されたワイヤと、前記ワイヤの端部が電気的に接続された外部電極と、を備え、前記鍔部の表面は、側面及び底面を有し、前記外部電極は、前記側面に接し、かつ前記側面に沿って伸びる金属薄膜部と、前記底面に接し、メタルコンポジット膜からなる厚膜電極部と、を有する。

金属薄膜部とは、例えばめっきやスパッタリング、蒸着などで形成された電極部のことである。一方、メタルコンポジット膜とは、導電ペーストを塗布し、焼付け、熱硬化、乾燥などによって固化させた膜のことである。導電ペーストには、金属粒子とガラスとを含むタイプ、金属粒子と熱硬化性樹脂とを含むタイプなどがある。したがって、金属薄膜部は、金属や合金、金属間化合物などの導電体の膜で構成され、厚膜電極部は、金属などの導電体とガラス、樹脂などの接合材との混合物の膜で構成され、製法上だけでなく、構成的に区別可能である。

上記構成により、鍔部の側面側においては厚膜電極部を不要にできるので、巻線型コイル部品の実装基板における実装面積を低減できる。また、外部電極が鍔部の底面側だけでなく、側面側にも形成されるので、実装基板とのはんだ接合時に鍔部の側面側に沿ってはんだフィレットが形成され、巻線型コイル部品と実装基板との固着力を向上できる。すなわち、上記巻線型コイル部品では、実装面積低減と固着力向上とを両立できる。

また、上記構成において、前記金属薄膜部と接する前記側面には、低抵抗部が形成されていてもよい。これにより、低抵抗部を金属薄膜の析出起点として、金属薄膜を効率良く形成できる。なお、本願において、低抵抗部とは、鍔部又は巻芯部などの他のコアの部分よりも低い電気抵抗値を示す部分を指す。

また、上記構成において、前記鍔部は、金属酸化物を含有するセラミック材料からなり、前記低抵抗部は、前記金属酸化物の一部が還元された金属元素を含んでいてもよい。この場合、鍔部の材料の変質により低抵抗部が形成されており、複雑な工程・工法を不要とできる。なお、還元された金属元素は単体の金属や合金、金属間化合物を構成していてもよいし、元の金属酸化物よりも金属元素の価数が小さい金属酸化物を構成していてもよい。

また、上記構成において、前記低抵抗部の表層側は、前記金属元素が再酸化された金属酸化物を含む再酸化層で覆われていてもよい。これにより、低抵抗部中の還元された金属元素の再酸化の進行が抑制され、鍔部の必要以上の変質を抑制できる。

また、上記構成において、前記鍔部は、金属酸化物を含有するセラミック材料からなり、前記金属薄膜部と接する前記側面には、前記金属酸化物が還元された金属元素を含む還元層が形成されていてもよい。この場合、鍔部の材料の変質による還元層を利用して金属薄膜部を選択的にかつ効率良く形成できる。

また、上記構成において、前記ワイヤの端部は、前記底面側で前記外部電極と接続されていてもよい。これにより、例えば熱圧着など、ワイヤの端部を外部電極と接続する際の熱や外力が厚膜電極部によって吸収され、鍔部へ伝わることを低減できる。

また、上記構成において、前記厚膜電極部が、前記金属薄膜部に覆われていてもよい。これにより、鍔部の側面から底面にかけて一体化した外部電極を容易に形成できる。

また、上記構成において、前記底面は実装基板と対向する面であり、前記側面は前記実装基板に対して垂直となる面であれば、実装基板における巻線型コイル部品の実装面積を低減することができる。なお、実装基板と対向、実装基板に対して垂直、とは、実装基板の主面に対する位置関係のことを指す。

また、上記構成において、前記側面は前記鍔部の前記巻芯部との接続面とは反対側に位置する面であり、前記底面は前記側面と前記接続面との間に位置する面であれば、横巻き型の巻線型コイル部品において、実装面積を低減することができる。

また、上記構成において、前記鍔部は、フェライト材料からなっていてもよい。これにより、コアを複雑な構造とすることなく、外部電極を薄くすることができる。

本発明の一態様に係る巻線型コイル部品の製造方法は、Ａ：巻芯部と前記巻芯部の端部に接続された鍔部とを有するコアを準備する工程；Ｂ：前記鍔部の底面となる部分に、導電ペーストを塗布し、焼付け又は熱硬化させることにより、メタルコンポジット膜からなる厚膜電極部を形成する工程；Ｃ：前記鍔部の側面に接し、かつ前記側面に沿って伸びる金属薄膜部を形成する工程、を含む。

上記製造方法によれば、鍔部の側面側においては厚膜電極部を形成する必要が無いため、実装面積を低減した巻線型コイル部品を製造できる。また、外部電極を鍔部の底面側だけでなく、側面側にも形成するため、実装基板とのはんだ接合時に鍔部の側面側に沿ってはんだフィレットが形成され、巻線型コイル部品と実装基板との固着力を向上できる。すなわち、実装面積低減と固着力向上とを両立した巻線型コイル部品を製造することができる。

また、別の態様に係る巻線型コイル部品の製造方法は、Ａ：金属酸化物を含有するセラミック材料からなり、巻芯部と前記巻芯部の端部に接続された鍔部とを有するコアを準備する工程；Ｂ：前記鍔部の底面となる部分に、金属及びガラスを含む導電ペーストを塗布焼成することにより、厚膜電極部を形成する工程；Ｃ：前記鍔部の側面となる部分を局所的に加熱することにより、低抵抗部を形成する工程；Ｄ：前記厚膜電極部及び前記低抵抗部を覆う金属薄膜部をめっき処理により形成する工程、を含む。

この製造方法では、上述の製造方法の利点に加え、鍔部の底面側については、前処理を行わずに外部電極を形成することができ、鍔部の底面の強度、信頼性及び底面と外部電極との密着性を変化させることなく、外部電極を形成できる。さらに、低抵抗部を金属薄膜部の析出起点とすることができ、金属薄膜部を効率良く形成できる。そして、厚膜電極部を形成した後に低抵抗部を形成するため、厚膜電極形成時の焼成によって低抵抗部が再酸化して電気抵抗値が増加することを抑制でき、その後の金属薄膜部の形成を阻害しない。さらに、めっき電極からなる金属薄膜部を厚膜電極部と低抵抗部上とに同時に形成できるので、外部電極の形成工程が簡易化される。

一態様に係る巻線型コイル部品の製造方法の工程Ｃにおいて、前記金属薄膜部が前記厚膜電極部を覆うように形成される場合、Ｄ：前記巻芯部にワイヤを巻回する工程；Ｅ：前記ワイヤの端部を、前記鍔部の底面となる部分側で前記金属薄膜部に熱圧着する工程、をさらに備えていてもよい。これにより、ワイヤの端部を金属薄膜部に熱圧着する際の熱や外力が厚膜電極部によって吸収され、鍔部へ伝わることを低減でき、底面の強度、信頼性及び底面と外部電極との密着性への影響をさらに低減できる。

以上のように、本発明によれば、実装面積低減と固着力向上とを両立させた巻線型コイル部品及び巻線型コイル部品の製造方法を提供できる。

本発明の一態様に係る巻線型コイル部品の第１実施例を示す正面図である。図１に示す巻線型コイル部品を上下反転させた状態の斜視図である。図１に示す巻線型コイル部品の一部拡大断面図である。図１に示す巻線型コイル部品を実装基板に実装した状態の正面図である。鍔部の側面にレーザを照射する様子を示す側面図である。外部電極の形成工程を示す断面図である。低抵抗部の一例の拡大断面図である。外部電極の形成工程の他の例を示す断面図である。本発明の一態様に係る巻線型コイル部品の第２実施例である縦巻き型コイル部品を示す図である。本発明の第３実施例である縦巻き型コイル部品を示す図である。

図１、図２は本発明の一態様に係る巻線型コイル部品の第１実施例である表面実装型のインダクタ１を示す正面図及び斜視図である。図２はインダクタ１を上下反転させた状態を示している。図１、図２に示すように、インダクタ１は、巻芯部５３と、巻芯部５３の両端部に接続された鍔部５１，５２を有するコア５０と、巻芯部５３に巻回されたワイヤ５７と、ワイヤ５７の端部が電気的に接続された外部電極５４，５５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。

コア５０は、例えばＮｉ−Ｚｎ系フェライト又はＮｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライトなどの金属酸化物を含有するセラミック材料からなる。図３は、図１に示す巻線型コイル部品の一部拡大断面図であって、コア５０の鍔部５２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５０の鍔部５１付近についても図３と同様の構成となっている。図３に示すように、鍔部５２の表面は、側面５２ａ及び底面５２ｂを有している。底面５２ｂは実装基板（不図示）と対抗する面であり、側面５２ａは実装基板に対する垂直面である。また、側面５２ａは鍔部５２の巻芯部５３との接続面とは反対側に位置する面であり、底面５２ｂは側面５２ａと当該接続面との間に位置する面である。すなわち、インダクタ１はいわゆる横巻き型となっており、巻芯部５３は実装基板に平行に延伸する形状となっている。

ワイヤ５７は、例えばポリウレタン、ポリエステルイミド、ポリアミドイミドのような樹脂によって絶縁被覆されたＣｕ、Ａｇ、Ａｕなどの金属線である。ワイヤ５７の巻回軸は実装基板に平行である。図３に示すように、ワイヤ５７の一端部５７ａは、一方の鍔部５２の底面５２ｂ側で熱圧着されることにより、外部電極５５と電気的に接続されている。なお、ワイヤ５７の他端部５７ｂについても同様に、他方の鍔部５１の底面５１ｂ側で外部電極５４と電気的に接続されている（図２参照）。

外部電極５４，５５は、図１に示すように、鍔部５１，５２の側面側から底面側を覆う正面視Ｌ字状に形成されている。図３に示すように、外部電極５５は、側面５２ａに接する金属薄膜部５５ａと、底面５２ｂに接する下地電極部（厚膜電極部）５５ｂと、金属薄膜部５５ａ及び下地電極部５５ｂを覆う第１被覆部５５ｃ及び第２被覆部５５ｄと、を有する。金属薄膜部５５ａは、後述するように低抵抗部４３を起点としためっき処理により形成された金属薄膜からなる部分であり、例えばＣｕ，Ａｕ，Ａｇなどの電気抵抗値の低い金属材料で構成される。下地電極部５５ｂは、Ａｇ，Ｃｕ，Ａｕなどの電気抵抗値の低い金属及びシリカなどのガラスを含む厚膜からなる部分である。第１被覆部５５ｃ、第２被覆部５５ｄは、例えばそれぞれめっき処理により形成されたＮｉの金属薄膜、Ｓｎの金属薄膜であり、外部電極５５の耐食性や濡れ性を向上するものである。なお、第１被覆部５５ｃ、第２被覆部５５ｄは、Ｎｉ，Ｓｎに限られず、これらとＣｕ，Ａｕ，Ａｇ，Ｎｉ，Ｓｎとを含む金属、合金、金属間化合物などであってもよい。

インダクタ１では、上記のように鍔部５２の側面５２ａに厚膜よりも薄い金属薄膜部５５ａが直接接しており、下地電極部５５ｂを不要とできるので、側面５２ａ側においては、下地電極部５５ｂを有する底面５２ｂ側に比べて外部電極５５を薄くすることが可能となる。したがって、インダクタ１では、適切な向き、すなわち底面５２ｂが実装基板と対向し、側面５２ａが実装基板に対して垂直となる向きで、実装基板に実装することにより実装面積を低減できる。

また、インダクタ１では、外部電極５４、５５が鍔部５１、５２の底面５１ｂ、５２ｂ側だけでなく、側面５１ａ、５２ａ側にも形成される。この場合、図４に示すように、インダクタ１を実装基板１０に実装したとき、側面５１ａ、５２ａ側ではんだフィレット１３、１４が形成されるため、底面５１ｂ、５２ｂ側だけではんだ実装される場合よりも、実装基板１０への固着力を向上できる。なお、１１、１２は実装基板１０のランドである。

なお、インダクタ１では、金属薄膜部５５ａと接する側面５２ａには、還元層５２ｃが形成されている。還元層５２ｃは、具体的には、還元された金属酸化物を含む低抵抗部４３（図３では不図示）を含んでいる。低抵抗部４３は、自身以外の鍔部５２や巻芯部５３（コア５０）の部分よりも低い電気抵抗値を示す部分である。インダクタ１では、低抵抗部４３を利用して側面５２ａに接する金属薄膜部５５ａを形成している。以下にその形成方法を説明する。

図５は鍔部５２の側面５２ａにおける金属薄膜部５５ａの形成の前に、側面５２ａにレーザＬを照射する様子を示す。図５の（ａ）は、レーザＬを連続照射しながら紙面水平方向に沿って走査した例（又はコア５０を紙面水平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、紙面垂直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、側面５２ａには多数の線状のレーザ照射痕４０が形成される。なお、図５の（ａ）では、線状のレーザ照射痕４０を紙面垂直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５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、側面５２ａ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５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、側面５２ａ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、側面５２ａのうち、金属薄膜部５５ａを形成する領域において、均等にレーザＬを照射するのが望ましい。

図６は金属薄膜部５５ａの形成過程の一例の概略を示す。特に、レーザＬを鍔部５２の側面５２ａに所定の間隔をあけて線状に照射した場合を示す。

図６の（Ａ）は、まず鍔部５２の側面５２ａの外部電極形成領域にレーザを照射し、それにより鍔部５２の側面５２ａ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６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鍔部５２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、鍔部５２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低抵抗部４３が形成される。具体的には、鍔部５２（コア５０）がＦｅ，Ｎｉ，Ｚｎの酸化物を含有するＮｉ−Ｚｎ系フェライト材料からなる場合には、低抵抗部４３ではレーザ照射によりフェライトに含まれる金属酸化物、より具体的にはＦｅの一部が還元していると考えられ、さらにＮｉ及び／又はＺｎも還元している可能性がある。鍔部５２（コア５０）がＦｅ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎの酸化物を含有するＮｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライトの場合には、低抵抗部４３ではレーザ照射によりフェライトに含まれる金属酸化物、より具体的にはＦｅ及び／又はＣｕが還元していると考えられ、さらにＮｉ及び／又はＺｎも還元している可能性がある。このような金属酸化物が還元された金属元素は低抵抗部４３において、単体金属や合金、金属間化合物、元の金属酸化物よりも金属元素の価数が小さい金属酸化物などの状態で存在していると考えられ、低抵抗部４３は、金属元素が基本的に酸化物として存在しているコア５０の他の部分よりも低い電気抵抗値を示す。なお、低抵抗部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。

図６の（Ｂ）は、レーザ照射を繰り返すことで、鍔部５２の側面５２ａ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が低抵抗部４３の広がり幅（例えばレーザ照射痕４０が並ぶ方向に沿ったレーザ照射痕４０の直径の平均値）Ｗよりも広いため、各レーザ照射痕４０の間には低抵抗部４３以外の絶縁領域４４が存在している。この絶縁領域４４は、鍔部５２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。還元層５２ｃは、このように複数の低抵抗部４３が形成された領域であり、還元層５２ｃには、低抵抗部４３に隣接する絶縁領域４４（すなわちコア５０の他の部分よりも低い電気抵抗値を示さない領域）が含まれていてもよい。

図６の（Ｃ）は、上記のようにレーザ照射によって低抵抗部４３を形成した鍔部５２を含むコア５０をめっき液に浸漬し、電解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低抵抗部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、低抵抗部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金属薄膜部５５ａは形成されていない。

図６の（Ｄ）は、電解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、低抵抗部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、低抵抗部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、側面５２ａにおいて連続した金属薄膜部５５ａを形成できる。レーザを照射した還元層５２ｃにおけるめっき金属の成長速度に比べて、還元層５２ｃ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、還元層５２ｃ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、電圧または電流を制御することによって、金属薄膜部５５ａの形成時間や厚さをコントロールすることが可能である。

以上に説明した金属薄膜部５５ａの形成方法を含むインダクタ１の製造方法については、次のように行うことができる。

まず、金属酸化物を含有するセラミック材料からなり、巻芯部５３と巻芯部５３の両端部に接続された鍔部５１，５２とを有するコア５０を準備する。

次に、鍔部５２の底面５２ｂとなる部分に、金属及びガラスを含む導電ペーストを塗布焼成することにより下地電極部５５ｂを形成する。導電ペーストの塗布焼成は公知の方法で行えばよく、例えばＡｇ粉末とガラスフリットを含有する樹脂をスクリーン印刷法、ディップ法、インクジェット法などで鍔部５２の底面５２ｂに塗布した後、焼成すればよい。なお、導電ペーストが金属と熱硬化性樹脂とを含む場合には、この導電ペーストを塗布した後、熱硬化性樹脂が硬化する温度で熱処理することにより、下地電極部５５ｂを形成できる。

次に、鍔部５２の側面５２ａとなる部分を、例えば上記のレーザ照射などを用いて、局所的に加熱することにより、低抵抗部４３を含む還元層５２ｃを形成する。

次に、下地電極部５５ｂ及び低抵抗部４３（還元層５２ｃ）を覆う金属薄膜部５５ａを、例えば上記のめっき処理により形成する。

以上により、コア５０に外部電極５５を形成することができる。上記製造方法によれば、鍔部５２の側面５２ａ側においては下地電極部５５ｂを形成する必要が無いため、実装面積を低減したインダクタ１を製造できる。また、外部電極５５を鍔部５２の底面５２ｂ側だけでなく、側面５２ａ側にも形成するため、実装基板とのはんだ接合時に側面５２ａに沿ってはんだフィレットが形成され、インダクタ１と実装基板との固着力を向上できる。なお、鍔部５２の底面５２ｂ側については、前処理を行わずに外部電極５５を形成することができ、底面５２ｂの強度、信頼性及び底面５２ｂと外部電極５５との密着性を変化させることなく、外部電極５５を形成できる。さらに、低抵抗部４３を金属薄膜部５５ａの析出起点とすることができ、金属薄膜部５５ａを効率良く形成できる。そして、下地電極部５５ｂを形成した後に低抵抗部４３を形成するため、下地電極５５ｂ形成時の焼成によって低抵抗部４３が再酸化して電気抵抗値が増加することを抑制でき、その後の金属薄膜部５５ａの形成を阻害しない。

また、上記製造方法によれば、下地電極部５５ｂが、金属薄膜部５５ａに覆われ、鍔部５２の側面５２ａから底面５２ｂにかけて一体化した外部電極５５を用意に形成できる。なお、外部電極５５の耐食性や濡れ性を向上させるために、金属薄膜部５５ａ上に、第１被覆部５５ｃ、第２被覆部５５ｄが必要に応じて形成される。

さらに、巻芯部５３にワイヤ５７を巻回し、ワイヤ５７の端部５７ａを、鍔部５２の底面５２ｂとなる部分側で第２被覆部５５ｄに熱圧着すれば、インダクタ１を製造することができる。熱圧着されたワイヤ５７の端部５７ａは、第２被覆部５５ｄ、第１被覆部５５ｃ、金属薄膜部５５ａを介して下地電極部５５ｂにまで接触してもよい。この場合、ワイヤ５７の端部５７ａが、下地電極部５５ｂが位置する底面５２ｂ側で外部電極５５と接続される。これにより、ワイヤ５７の端部５７ａを金属薄膜部５５ａに熱圧着する際の熱や外力が下地電極部５５ｂによって吸収され、鍔部５２へ伝わることを低減でき、底面５２ｂの強度、信頼性及び底面５２ｂと外部電極５５との密着性への影響をさらに低減できる。

−実験例−
以下に、実際にインダクタ１に外部電極５４，５５の形成を行った実験例について説明する。

（１）Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライトからなるコア５０に、レーザを往復走査しながら照射し、低抵抗部４３を含む還元層５２ｃを形成した。加工条件は以下の通りである。ただし、照射したレーザの波長は例えば532nm〜10620nmのいずれの範囲でも問題ないことは確認できている。なお、加工条件の照射間隔とは、レーザを往復走査する場合の往路と復路のスポット中心の距離を意味する。

（２）レーザ照射後のコア５０に対し、電解めっきを以下の条件で行った。具体的には、バレルめっきを使用した。

上記のような条件でめっき処理を行った結果、鍔部５２の側面５２ａに平均厚さ約２μｍの良好なＣｕの金属薄膜部５５ａを形成することができた。なお、同様の結果は、コア５０の材料にＮｉ−Ｚｎ系フェライトを用いた場合でも得られた。また、めっき液としては、ピロリン酸銅めっき液以外に、硫酸銅めっき液、シアン化銅めっき液なども使用可能である。

−評価−
次に、レーザ照射により形成した還元層５２ｃ（低抵抗部４３）の状態の評価として、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライトにレーザを照射した試料と、レーザ未照射の試料とに対して、ＸＰＳ（Ｘ線光電子分光法）および転換電子収量法を用いたＦｅ，Ｃｕ，Ｚｎの、Ｋ端ＸＡＦＳ（Ｘ線吸収微細構造）により、試料表面におけるＦｅ，Ｃｕ，Ｚｎの価数を評価した。ＸＰＳの結果、レーザを照射した試料の表層部分では金属成分が検出できず、下層になると金属成分が検出できた。また、ＸＡＦＳの結果、レーザを照射した試料の表層部分について、Ｃｕの金属成分を検出できた。一方、ＸＡＦＳの結果、レーザを照射した試料の表層部分について、Ｆｅの金属成分を検出することはできなかったが、Ｆｅの半導体の成分及び絶縁体の成分を検出することができた。下層は、Ｆｅ³⁺に対するＦｅ²⁺の割合が試料全体での割合に対して大きいこともわかった。以上より、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、照射部の金属元素は還元されるが、照射部の下層では金属元素が還元したまま残り、照射部の表層では金属元素の一部が残熱により（焼結に至らない程度の）再酸化に至ったと推測される。

図７は、このように形成される低抵抗部４３の断面構造の一例を示し、低抵抗部４３の下層にはフェライトが含有する金属酸化物由来の金属元素が還元したまま残る還元部４３ａが形成され、低抵抗部４３の表層側は、前記金属元素が再酸化された金属酸化物である半導体及び／又は絶縁体の成分を含む再酸化層４３ｂで覆われている。これら還元部４３ａと再酸化層４３ｂとによって低抵抗部４３が構成されている。なお、低抵抗部４３において、再酸化層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、再酸化層４３ｂの形成を抑制できる。

上述の再酸化層４３ｂが形成された場合には、以下のような効果が考えられる。すなわち、再酸化層４３ｂが含むＦｅ₃Ｏ₄は常温でのそれ以上の再酸化が進みにくい性質があり、下層にある還元部４３ａの再酸化の進行を抑制し、必要以上の変質を抑制すると共に、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い。そのため、再酸化層４３ｂを電解めっき処理によるめっき金属の析出起点とすることは可能である。ただし、低抵抗部４３が再酸化層４３ｂの下層に還元部４３ａを有することにより、電解めっき時の低抵抗部４３における電流密度を向上させることができ、金属薄膜部５５ａの形成効率を向上できる。

図８は、外部電極５５の形成過程の他の例を示し、特にレーザＬを鍔部５２の側面５２ａ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が前述の低抵抗部４３の広がり幅Ｗと同等またはそれより狭いことを指し、隣接するレーザ照射痕４０の下側に形成される低抵抗部４３同士が相互につながっている状態を指す（図８の（Ｂ）参照）。ただし、全ての低抵抗部４３がつながっている必要はない。そのため、鍔部５２の側面５２ａにおける還元層５２ｃのほぼ全域が低抵抗部４３となっている。

この場合には、図８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、連続した金属薄膜部５５ａを図６の場合よりも短時間で形成できる。

図８のようにレーザＬを側面５２ａ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、還元層５２ｃが形成された側面５２ａ部分は削られた状態となる。その削られた側面５２ａ部分に金属薄膜部５５ａが形成されるため、金属薄膜部５５ａの表面の還元層５２ｃが形成されていない側面５２ａ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、金属薄膜部５５ａ自体の厚みが薄いことと相俟って、外部電極５５の突出量を抑制でき、より実装面積を低減できる。

なお、インダクタ１では、外部電極５５が鍔部５２の側面５２ａ、底面５２ｂ側にのみ形成される構成であったが、外部電極５５は鍔部５２の他の面（例えば図１の紙面手前・奥側の面）に形成されていてもよい。この際、当該他の面上に、側面５２ａと同様に、金属薄膜部５５ａが形成された場合は、当該他の面側においても、下地電極部を不要とでき、実装面積の増加を抑制することができる。

また、インダクタ１では、鍔部５１，５２のそれぞれに、１つの外部電極５４，５５を備える構成であったが、鍔部５１，５２に形成する外部電極の数に制限はなく、例えば２個ずつ外部電極を備える構成であってもよい。すなわち本発明の一態様に係る巻線型コイル部品は、ワイヤ５７を複数備えるコモンモードチョークコイルやトランスなどであってもよい。

図９は、本発明の一態様である巻線型コイル部品の第２実施例である縦巻き型かつ表面実装型のインダクタ２を示す図である。インダクタ２は、巻芯部６３と、巻芯部６３の両端部に接続された鍔部６１、６２とを有するコア６０と、外部電極６４，６５とを備える。外部電極６４，６５は、インダクタ１の外部電極５４，５５と同様の構成を有するが、いずれもコア６０の一方の鍔部６１の上面から側面にかけて形成されている。また、巻芯部６３の周面にはワイヤ（図示せず）が巻回され、その両端部がそれぞれ外部電極６４、６５に接続される。したがって、インダクタ２では、鍔部６１の上面が実装基板と対向する底面となり、鍔部６１の側面が実装基板に対して垂直となる面となる。すなわち、インダクタ２では、インダクタ１とは異なり、底面が鍔部６１の巻芯部６３との接続面とは反対側に位置する面であり、側面が底面と接続面との間に位置する面である。上記のインダクタ２であっても、インダクタ１と同様に、実装面積向上と固着力向上とを両立させることができる。

なお、図９では２個の外部電極６４、６５を形成した例を示したが、２本以上のワイヤを用いた場合には、鍔部６１上に４個以上の外部電極を形成してもよい。

図１０は、本発明にかかるコイル部品を２ラインのコモンモードチョークコイルに適用した一例を示す。図１０はコイル部品３を上下反転させて示してある。このコイル部品３では、コア７０の中央部に巻芯部７１を有し、軸方向両端部に一対の鍔部７２，７３を有している。巻芯部７１には２本のワイヤ（図示せず）が並列に巻回されている。鍔部７２、７３の底面側にはそれぞれ２つの凸部が設けられ、その上に２個（合計４個）の外部電極７４〜７７が形成されている。２本のワイヤの一端部は一端側鍔部７２の外部電極７４、７５上に接続固定され、ワイヤの他端部は他端側鍔部７３の外部電極７６、７７上に接続固定されている。

このコイル部品３では、鍔部７２、７３の凸部の頂面が底面（実装面）７２ａ、７３ａであり、鍔部７２、７３の外側面が実装面に対して垂直な側面７２ｂ、７３ｂである。外部電極７４〜７７において、その実装面側の部分７４ａ〜７７ａが厚膜電極部と金属薄膜部との積層構造であり、側面側の部分７４ｂ〜７７ｂが金属薄膜部で構成されている。そのため、ワイヤの端部を外部電極７４〜７７の実装面側の部分７４ａ〜７７ａに接続する際の接続信頼性が高く、実装基板へ実装する際の固着強度も高くなる。一方、鍔部７２、７３の側面側の部分７４ｂ〜７７ｂの厚みを、実装面側の部分７４ａ〜７７ａに比べて薄くできるので、実装面積を縮小できる。この場合も、ワイヤの端部が外部電極７４〜７７の実装面側の部分７４ａ〜７７ａに接続されるので、例えば熱圧着など、ワイヤの端部を外部電極と接続する際の熱や外力が下地電極部によって吸収され、鍔部へ伝わることを低減できる。

なお、前記実施例では、コアに用いるセラミック材料としてフェライトを例示したが、セラミック材料はフェライトに限定されず、例えばアルミナなどであってもよい。また、少なくとも金属薄膜部を形成する鍔部の側面側が金属酸化物を含有するセラミック材料からなればよく、巻芯部や鍔部の他の面側などは鍔部の側面側とは材料が異なっていてもよい。

また、前記実施例では、めっき処理方法として、電解めっきを用いた例を示したが、無電解めっきを用いてもよく、この場合も、セラミック材料が含む金属酸化物が還元された金属元素とめっき液中の金属元素が置換反応を起こすことにより、還元層に選択的に金属薄膜部を形成することができる。なお、無電解めっきを行う場合には、置換反応を促進するため、還元層の表面に触媒を付与してもよい。

また、前記実施例では、局所的な加熱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、鍔部の側面を局所加熱することができるため、他の領域の特性を損なうことがない。

また、前記実施例とは異なり、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。

また、前記実施例では、下地電極部が金属薄膜部に覆われている構成であったが、金属薄膜部は少なくとも還元層上の一部に形成されていればよい。なお、この場合であっても、第１被覆部、第２被覆部などが金属薄膜部と下地電極部とを覆う形状に形成すれば、金属薄膜部と下地電極部とが一体化した外部電極を形成することは可能である。一方で、金属薄膜部と下地電極部とが一体化せず、独立して電極を形成していてもよく、この場合は、金属薄膜部ははんだフィレット形成を形成することで固着力を向上させるためのダミー電極として働く。

また、前記実施例では、金属薄膜部をめっき処理により形成したが、金属薄膜部はスパッタリングや蒸着などその他の薄膜形成法で形成してもよく、この場合、鍔部の側面に低抵抗部、還元層を形成する必要はない。ただし、前記実施例のように低抵抗部を含む還元層を形成した上で、めっき処理により金属薄膜部を形成する方が、製造設備や工程などの実現性の観点から好ましい。

また、前記実施例では、鍔部の底面側には低抵抗部、還元層を形成しなかったが、底面側に低抵抗部、還元層を形成した上で、下地電極部を形成してもよい。
［備考］
［請求項１］
巻芯部と、前記巻芯部の端部に接続された鍔部と、を有するコアと、
前記巻芯部に巻回されたワイヤと、
前記ワイヤの端部が電気的に接続された外部電極と、
を備え、
前記鍔部の表面は、側面及び底面を有し、
前記外部電極は、前記側面に接する金属薄膜部と、前記底面に接し、メタルコンポジット膜からなる厚膜電極部と、を有する巻線型コイル部品。
［請求項２］
前記金属薄膜部と接する前記側面には、低抵抗部が形成されている、請求項１に記載の巻線型コイル部品。
［請求項３］
前記鍔部は、金属酸化物を含有するセラミック材料からなり、
前記低抵抗部は、前記金属酸化物の一部が還元された金属元素を含む、請求項２に記載の巻線型コイル部品。
［請求項４］
前記低抵抗部の表層側は、前記金属元素が再酸化された金属酸化物を含む再酸化層で覆われている、請求項３に記載の巻線型コイル部品。
［請求項５］
前記鍔部は、金属酸化物を含有するセラミック材料からなり、
前記金属薄膜部と接する前記側面には、前記金属酸化物の一部が還元された金属元素を含む還元層が形成されている、請求項１に記載の巻線型コイル部品。
［請求項６］
前記ワイヤの端部は、前記底面側で前記外部電極と接続されている、請求項１乃至５のいずれか1項に記載の巻線型コイル部品。
［請求項７］
前記厚膜電極部が、前記金属薄膜部に覆われている、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の巻線型コイル部品。
［請求項８］
前記底面は実装基板と対向する面であり、前記側面は前記実装基板に対して垂直となる面である、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の巻線型コイル部品。
［請求項９］
前記側面は前記鍔部の前記巻芯部との接続面とは反対側に位置する面であり、前記底面は前記側面と前記接続面との間に位置する面である請求項１乃至８のいずれか１項に記載の巻線型コイル部品。
［請求項１０］
前記鍔部は、フェライト材料からなる、請求項１乃至９のいずれか1項に記載の巻線型コイル部品。
［請求項１１］
以下の工程を備える巻線型コイル部品の製造方法；
Ａ：巻芯部と前記巻芯部の端部に接続された鍔部とを有するコアを準備する工程；
Ｂ：前記鍔部の底面となる部分に、導電ペーストを塗布し、焼付け又は熱硬化させることにより、メタルコンポジット膜からなる厚膜電極部を形成する工程；
Ｃ：前記鍔部の側面となる部分に金属薄膜部を形成する工程。
［請求項１２］
以下の工程を備える巻線型コイル部品の製造方法；
Ａ：金属酸化物を含有するセラミック材料からなり、巻芯部と前記巻芯部の端部に接続された鍔部とを有するコアを準備する工程；
Ｂ：前記鍔部の底面となる部分に、導電ペーストを塗布し、焼付け又は熱硬化させることにより、メタルコンポジット膜からなる厚膜電極部を形成する工程；
Ｃ：前記鍔部の側面となる部分を局所的に加熱することにより、低抵抗部を形成する工程；
Ｄ：前記厚膜電極部及び前記低抵抗部を覆う金属薄膜部をめっき処理により形成する工程。
［請求項１３］
さらに以下の工程を備える請求項１２に記載の巻線型コイル部品の製造方法；
Ｅ：前記巻芯部にワイヤを巻回する工程；
Ｆ：前記ワイヤの端部を、前記鍔部の底面となる部分側で前記金属薄膜部に熱圧着する工程。

４０レーザ照射痕
４３低抵抗部
４４絶縁領域
４５ａめっき金属
５０コア
５１，５２鍔部
５３巻芯部
５４，５５外部電極
５５ａ金属薄膜部
５５ｂ厚膜電極部（下地電極部）
５７ワイヤ
Ｌレーザ

Claims

巻芯部と、前記巻芯部の端部に接続された鍔部と、を有するコアと、
前記巻芯部に巻回されたワイヤと、
前記ワイヤの端部が電気的に接続された外部電極と、
を備え、
前記鍔部の表面は、側面及び底面を有し、
前記外部電極は、前記側面に接し、かつ前記側面に沿って伸びる金属薄膜部と、前記底面に接し、メタルコンポジット膜からなる厚膜電極部と、を有し、
前記外部電極は、正面視Ｌ字状に形成されている、
巻線型コイル部品。
前記ワイヤの端部は、前記底面側で前記外部電極と接続されている、請求項１に記載の巻線型コイル部品。
前記厚膜電極部が、前記金属薄膜部で覆われている、請求項１乃至２のいずれか１項に記載の巻線型コイル部品。
前記底面は実装基板と対向する面であり、前記側面は前記実装基板に対して垂直となる面である、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の巻線型コイル部品。
前記側面は前記鍔部の前記巻芯部との接続面とは反対側に位置する面であり、前記底面は前記側面と前記接続面との間に位置する面である請求項１乃至４のいずれか１項に記載の巻線型コイル部品。
前記鍔部は、フェライト材料からなる、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の巻線型コイル部品。
巻線型コイル部品の製造方法であって、
Ａ：巻芯部と前記巻芯部の端部に接続された鍔部とを有するコアを準備する工程；
Ｂ：前記鍔部の底面となる部分に、導電ペーストを塗布し、焼付け又は熱硬化させることにより、メタルコンポジット膜からなる厚膜電極部を形成する工程；
Ｃ：前記鍔部の側面に接し、かつ前記側面に沿って伸びる金属薄膜部を形成する工程；
を備え、
前記厚膜電極部と前記金属薄膜部とによって形成される外部電極は、正面視Ｌ字状である、
巻線型コイル部品の製造方法。
前記工程Ｃにおいて、前記金属薄膜部は前記厚膜電極部を覆うように形成され、
さらに以下の工程を備える請求項７に記載の巻線型コイル部品の製造方法；
Ｄ：前記巻芯部にワイヤを巻回する工程；
Ｅ：前記ワイヤの端部を、前記鍔部の底面となる部分側で前記金属薄膜部に熱圧着する工程。