电子部件及其制造方法.pdf

本发明涉及提高线圈与外部电极之间的连接可靠性的电子部件及其制造方法。层叠体（12）由多个绝缘体层（16a～16m）层叠而成，且具有在层叠方向上相互对置的上面（S1）和下面（S2），以及连接上面（S1）和下面（S2）的侧面（S3～S6）。线圈（L）内置于层叠体（12）。连接导体（22a）被以不与层叠体（12）的侧面（S3～S6）相接的方式设置在层叠体（12）的上面（S1）。外部电极（14a）被以覆盖连接导体（22a）的方式设置在层叠体（12）的上面（S1）。通孔导体（v1～v4）将线圈（L）的端部（A1）和连接导体（22a）连接、且在层叠方向贯通绝缘体层（16）。

权利要求书一种电子部件，其特征在于，
具备：
层叠体，其由多个绝缘体层层叠而成，并且具有在层叠方向相互对置的上面和下面以及连接该上面和该下面的侧面；
线圈，其内藏于所述层叠体；
第1连接导体，其被以不与所述层叠体的侧面相接的方式设置在该层叠体的上面；
第1外部电极，其被以覆盖所述第1连接导体的方式设置在所述层叠体的上面；以及
第1通孔导体，其将所述线圈的一方的端部和所述第1连接导体连接、且在层叠方向贯通所述绝缘体层。
根据权利要求1所述的电子部件，其特征在于，
所述线圈由设置在所述多个绝缘体层上的多个线圈导体和在层叠方向贯通所述绝缘体层的第2通孔导体构成为螺旋状，
所述第1连接导体具有与所述多个线圈导体中的任意一个相同的形状。
根据权利要求2所述的电子部件，其特征在于，
还具备：
第2连接导体，其被以不与所述层叠体的侧面相接的方式设置在该层叠体的下面；
第2外部电极，其被以覆盖所述第2连接导体的方式设置在所述层叠体的下面；以及
第3通孔导体，其连接所述线圈的另一方的端部和所述第2连接导体、且在层叠方向贯通所述绝缘体层。
根据权利要求1或权利要求2所述的电子部件，其特征在于，
具备：
布线导体，其被设置在所述层叠体的最下层的所述绝缘体层上；和
两个以上的第4通孔导体，它们将所述第2外部电极和所述布线导体电连接、且在在层叠方向贯通最下层的所述绝缘体层。
根据权利要求1至权利要求4中任意一项所述的电子部件，其特征在于，
所述线圈呈中心轴沿层叠方向延伸的螺旋状。
一种电子部件的制造方法，是权利要求2所述的电子部件的制造方法，其特征在于，
具备：
准备所述多个绝缘体层的步骤；
在所述多个绝缘体层形成所述第1通孔导体和所述第2通孔导体的步骤；
在所述多个绝缘体层形成所述线圈导体和所述连接导体步骤；
对形成有所述第1通孔导体、所述第2通孔导体、所述线圈导体以及所述连接导体的所述绝缘体层进行层叠来形成所述层叠体的步骤；以及
在所述层叠体形成所述第1外部电极的步骤。

说明书电子部件及其制造方法
技术领域
本发明涉及电子部件及其制造方法，更确定地说，涉及具备线圈和外部电极的电子部件及其制造方法。
背景技术
作为以往的电子部件，例如公知有以下说明的层叠型电感器。图4（a）是专利文献1记载的层叠型电感器500的透视图。图4（b）是专利文献1记载的层叠型电感器500的层叠体503的分解立体图。
如图4（a）和图4（b）所示，层叠型电感器500具备层叠体503、线圈507、外部电极509a、509b以及连接导体511a、511b。
如图4（b）所示，层叠体503通过多个长方形的绝缘体层517层叠而形成，呈长方体状。如图4（a）所示，线圈507内置于层叠体503、且呈中心轴沿绝缘体层517的层叠方向延伸的螺旋状。线圈507由设置在绝缘体层517上的多个线圈导体513和在层叠方向贯通绝缘体层517的通孔导体505构成。此外，线圈507的两个端部是端部507a、507b。
外部电极509a、509b设置在位于层叠体503的层叠方向的两端的面（以下称为端面），通过多个通孔导体被连接而构成的连接导体511a、511b而与端部507a、507b连接。
如图4（a）所示，层叠型电感器500被安装于印刷布线板515来使用。印刷布线板515是安装有层叠型电感器500的电路基板。在层叠型电感器500被安装到印刷布线板515时，将层叠体503与印刷布线板515对置的面作为安装面X1。此时，线圈507的中心轴相对于安装面X1平行延伸。
根据如上所述的层叠型电感器500，由于线圈507的中心轴相对于安装面X1平行，所以线圈507所产生的磁通的方向相对于安装面X1平行。因此，即使在将层叠型电感器500安装到印刷布线板515的情况下，也能够抑制自电感值和Q值的恶化。
另外，在专利文献1所述的层叠型电感器500中，端部507a和外部电极509a通过连接导体511a连接。因此，线圈507和外部电极509a仅通过露出到层叠体503的端面的连接导体511a接触。由于连接导体511a与外部电极509a接触的面积较小，所以在层叠型电感器500中，存在线圈507与外部电极507a之间的电连接的可靠性不充分的问题。
专利文献1:日本专利特开平9－129447号公报
发明内容
鉴于此，本发明的目的在于在电子部件中，提高线圈与外部电极之间的连接可靠性。
本发明的一实施方式的电子部件的特征在于，具备：层叠体，其由多个绝缘体层层叠而成，并且具有在层叠方向相互对置的上面和下面，以及连接上述上面和上述下面的侧面；内置于上述层叠体的线圈；被以不与上述层叠体的侧面相接的方式设置在该层叠体的上面的第1连接导体；被以覆盖上述第1连接导体的方式设置在上述层叠体的上面的第1外部电极；以及将上述线圈的一方的端部和上述第1连接导体连接、且在层叠方向贯通上述绝缘体层的第1通孔导体。
本发明的一实施方式的电子部件的制造方法的特征在于，具备：准备上述多个绝缘体层的步骤；在上述多个绝缘体层形成上述第1通孔导体和上述第2通孔导体的步骤；在上述多个绝缘体层形成上述线圈导体和上述连接导体的步骤；层叠形成有上述第1通孔导体、上述第2通孔导体、上述线圈导体以及上述连接导体的上述绝缘体层来形成上述层叠体的步骤；以及在上述层叠体形成上述第1外部电极的步骤。
根据本发明，能够在电子部件中提高线圈与外部电极之间的连接可靠性。
附图说明
图1是电子部件的外观立体图。
图2是电子部件的层叠体的分解立体图。
图3是变形例的电子部件的层叠体的分解立体图。
图4（a）是专利文献1所述的层叠型电感器的透视图。图4（b）是专利文献1所述的层叠型电感器的层叠体的分解立体图。
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的一实施方式的电子部件进行说明。
（电子部件的构成）
参照附图对本发明的一实施方式的电子部件的构成进行说明。图1是电子部件1的外观立体图。图2是电子部件1的层叠体12的分解立体图。
以下，将图1的电子部件1的层叠体12的层叠方向定义为z轴方向，将沿层叠体12的z轴方向的正方向侧的面的2边的方向定义为x轴方向和y轴方向。x轴方向与y轴方向与z轴方向正交。此外，将层叠体12的z轴方向的正方向侧的面称为上面S1。将层叠体12的z轴方向的负方向侧的面称为下面S2。下面S2在z轴方向与上面S1对置。并且，将连接层叠体12的上面S1和下面S2的面称为侧面S3～S6。侧面S3位于x轴方向的正方向侧，侧面S4位于x轴方向的负方向侧，侧面S5位于y轴方向的正方向，侧面S6位于y轴方向的负方向侧。
如图1和图2所示，电子部件1具备层叠体12、外部电极14a和14b、线圈L（在图1中未图示）、连接导体22a和22b以及通孔导体v（v1～v4、v9～v13）。
层叠体12呈长方体状且内藏于线圈L。如图2所示，层叠体12由多个绝缘体层16（16a～16m）按从z轴方向的正方向侧向负方向侧的顺序层叠而构成。绝缘体层16是由磁性体材料（例如，Ni－Cu－Zn系铁素体）构成的长方形的层。其中，磁性体材料是指在－55℃以上125℃以下的温度范围内作为磁性体材料发挥功能的材料。以下，将绝缘体层16的z轴方向的正方向侧的面称为表面，将绝缘体层16的z轴方向的负方向侧的面称为背面。
如图2所示，线圈L内置于层叠体12，由线圈导体18（18a～18e）和通孔导体v5～v8构成为逆时针旋转且从z轴方向的正方向侧向负方向侧行进的螺旋状。这里，将线圈L的z轴方向的正方向侧的端部作为端部A1，将线圈L的z轴方向的负方向侧的端部作为端部A2。线圈L的中心轴沿层叠方向延伸。
如图2所示，线圈导体18a～18e分别被设置在绝缘体层16e～16i的表面，且是L字型的线状导体。即，线圈导体18a～18e具有1／2圈的圈数、且沿着绝缘体层16e～16i的相邻的两边。
下面，在线圈导体18中，从z轴方向的正方向侧俯视时，将逆时针的上游侧的端部设定为上游端，将逆时针的下游侧的端部设定为下游端。此外，线圈导体18的圈数并不局限于1／2圈。由此，线圈导体18的圈数也可以是3／4圈，还可以是7／8圈。这里，线圈导体18a的上游端（即线圈L的上游端）表示端部A1，线圈导体18e的下游端（即线圈L的下游端）表示端部A2。
通孔导体v5在z轴方向贯通绝缘体层16e、且与线圈导体18a的下游端和线圈导体18b的上游端连接。通孔导体v6在z轴方向贯通绝缘体层16f、且与线圈导体18b的下游端和线圈导体18c的上游端连接。通孔导体v7在z轴方向贯通绝缘体层16g、且与线圈导体18c的下游端和线圈导体18d的上游端连接。通孔导体v8在z轴方向贯通绝缘体层16h、且与线圈导体18d的下游端和线圈导体18e的上游端连接。
连接导体22a被设置在层叠体12的上面S1（绝缘体层16a的表面），以使其不与层叠体12的侧面S3～S6（绝缘体层16a的外缘）接触。连接导体22a与多个线圈导体18a～18e中的某个具有相同的形状。在本实施方式中，连接导体22a具有与线圈导体18b、18d相同的形状。
连接导体22b被设置在层叠体12的下面S2（绝缘体层16m的背面），以使其不与层叠体12的侧面S3～S6（绝缘体层16m的外缘）接触。连接导体22b具有与多个线圈导体18a～18e中的任意一个相同的形状。在本实施方式中，连接导体22b具有与线圈导体18b、18d相同的形状。
如图1所示，外部电极14a以通过覆盖层叠体12的上面S1的整个面，从而覆盖连接导体22a的方式而被设置。外部电极14b以通过覆盖层叠体12的下面S2的整个面，从而覆盖连接导体22b的方式而被设置。此外，外部电极14a、14b分别通过从上面S1和下面S2折回从而也被设置于侧面S3～S6。
通孔导体v1～v4在z轴方向贯通绝缘体层16a～16d、且通过相互连接从而构成1根通孔导体。如图2所示，通孔导体v1的z轴方向的正方向侧的端部与连接导体22a连接。此外，通孔导体v4的z轴方向的负方向侧的端部与端部A1连接。由此，通孔导体v1～v4将端部A1和连接导体22a连接。
如图2所示，通孔导体v9～v13在z轴方向贯通绝缘体层16i～16m、且通过相互连接从而构成1根通孔导体。通孔导体v9的z轴方向的正方向侧的端部与端部A2连接。此外，通孔导体v13的z轴方向的负方向侧的端部与连接导体22b连接。由此，通孔导体v9～v13将端部A2和连接导体22b连接。
（电子部件的制造方法）
参照图2对如上构成的电子部件1的制造方法进行说明。以下，虽然是对一个层叠体12的制造方法进行说明，但是实际而言是通过制作层叠体12被排列成矩阵状的母层叠体，并切割母层叠体而获得多个层叠体12的。
首先，准备将要成为绝缘体层16的陶瓷生片(green sheet)。具体而言，将以规定的比例称量三氧化二铁(Fe2O3)、氧化锌(ZnO)、氧化镍(NiO)以及氧化铜(CuO)而得的各个材料作为原材料在球磨机中进行湿式混合。将得到的混合物干燥后粉碎，以800℃对得到的粉末进行一个小时的预焙烧。对得到的焙烧粉末在球磨机中进行湿式粉碎之后，干燥然后破碎，从而得到铁素体陶瓷粉末。
向该铁素体陶瓷粉末添加结合剂(醋酸乙烯、水溶性丙烯等)和可塑剂、湿润剂以及分散剂并在球磨机中进行混合，然后通过减压进行脱泡。利用刮片法使得到的陶瓷生片在载片上形成片状并使其干燥，来制成陶瓷生片。陶瓷生片的厚度为10～15μm。
接下来，在将要成为绝缘体层16a～16m的陶瓷生片上分别形成通孔导体v1～v13。具体而言，向将要成为绝缘体层16a～16m的陶瓷生片照射激光束以形成通孔。进一步，利用印刷涂敷等方法向这些通孔填充由Ag、Pd、Cu、Au或者它们的合金等导电性材料构成的膏，由此形成通孔导体v1～v13。
接下来，在将要成为绝缘体层16e～16i的陶瓷生片上，利用丝网印制法、光刻法等方法涂敷由导电性材料构成的膏，从而形成线圈导体18a～18e。由导电性材料构成的膏例如是向Ag中添加透明漆膜涂料和溶剂而得的材料。
在要成为绝缘体层16a的陶瓷生片的表面，利用丝网印制法、光刻法等方法涂敷由导电性材料构成的膏，从而形成连接导体22a。由导电性材料构成的膏例如是向Ag中添加透明漆膜涂料和溶剂而得的材料。此时，连接导体22a未跨越在用于分割成多个层叠体12的切割线上。此外，连接导体22a具有与线圈导体18a～18e中的某个相同的形状。
此外，也可以在相同的步骤中进行形成线圈导体18（18a～18e）及连接导体22a的步骤和向通孔充填由导电性材料（Ag或Ag－Pt）构成的膏的步骤。
接下来，对将要成为绝缘体层16a～16m的陶瓷生片按照从z轴方向的正方向侧向负方向侧的顺序排列的方式进行层叠和压接从而得到未烧制的母层叠体。具体而言，将陶瓷生片一片一片地层叠和预压接。然后，利用静液压挤压对母层叠体实施正式压接。静液压的条件为100MPa的压力以及45℃的温度。
然后，利用印刷或转印在要成为绝缘体层16m的陶瓷生片的背面形成连接导体22b。此时，连接导体22b未跨越在用于分割成多个层叠体12的切割线上。连接导体22b具有与线圈导体18a～18e中的某个相同的形状。
接下来，切割未烧制的母层叠体，得到单独的未烧制的层叠体12。具体而言，利用切块机等来切割未烧制的母层叠体。
接下来，在层叠体12的表面实施滚磨研磨处理来进行倒角。然后，对未烧制的层叠体12实施脱粘合剂处理以及烧制。脱粘合剂处理例如在低氧环境中在约500℃和2小时的条件下进行。烧制例如在870℃～900℃和2．5小时的条件进行。
接下来，在层叠体12的上面S1、下面S2以及侧面S3～S6中的一部分涂覆由主成分为Ag的导电性材料构成的电极膏。然后，在约800℃的温度和1小时的条件下烧接涂覆的电极膏。由此，形成要成为外部电极14的银电极。并且，通过在要成为外部电极14的银电极的表面实施镀Ni／Sn，从而形成外部电极14。经由以上的步骤，完成电子部件1。
（效果）
如以下说明的那样，在电子部件1中，能够提高线圈L与外部电极14a之间的连接可靠性。如图2所示，电子部件1在层叠体的上面S1设置有连接导体22a这点上与层叠型电感器500不同。即，在层叠型电感器500中，连接导体511a的端部与外部电极509a直接连接，与此相对，在电子部件1中，通孔导体v1的端部与接导体22a连接，进而连接导体22a与外部电极14a连接。通过存在上述的不同点，所以如以下说明的那样，电子部件1与层叠电感器500相比，不容易在通孔导体v1与外部电极14a之间产生断线。
在层叠电感器500中，在层叠体503的烧制和滚磨研磨处理等后形成外部电极509a。即，外部电极509a与连接导体511a通过不同的步骤而被制成，因此存在外部电极509a形成时，外部电极509a与连接导体511a连接不充分的风险。因此，容易在外部电极509a与连接导体511a之间产生断线。尤其是，连接导体511a和外部电极509a由于在连接导体511a露出到层叠体503的端面的部分连接，所以连接导体511a和外部电极509a仅通过比较小的面积连接。因此，外部电极509a与连接导体511a之间特别容易产生断线。
另一方面，在通孔导体v1形成之后形成连接导体22a，或者同时形成通孔导体v1和连接导体22a。因此，在连接导体22a与通孔导体v1之间产生断线的可能性比在外部电极509a与连接导体511a之间产生断线的可能性低。而且，在电子部件1中，外部电极14a与连接导体22a连接。连接导体22a由于是导体层，所以与外部电极14a以比较大的面积接触。因此，在外部电极14a与连接导体22a之间几乎不会产生断线。综上所述，在电子部件1中，在线圈L与外部电极14a之间比层叠型电感器500更不易产生断线。即，电子部件1能够提高线圈L与外部电极14a之间的连接可靠性。此外，因为相同的理由，电子部件1也能够提高线圈L与外部电极14b之间的连接可靠性。
此外，如图2所示，连接导体22a、22b具有与多个线圈导体18中的某个相同的形状。因此，能够使用与线圈导体18相同的丝网板、光掩模等形成连接导体22a、22b。其结果，能够抑制电子部件1的制造成本的增加。
如图2所示，线圈导体18和连接导体22a、22b未与层叠体12的侧面S3～S6连接。由此，在母层叠体的状态下，不会跨越切割线形成连接导体22a、22b。由此，在将母层叠体切割为多个层叠体12时，不需要切割比陶瓷生片还硬的连接导体22a、22b。其结果，能够抑制用于母层叠体切割的切块机等的刃的恶化。
此外，线圈导体18和连接导体22a、22b未与侧面S3～S6连接，因此能够抑制在绝缘体16之间产生脱层和裂缝等缺陷。
（其他实施方式）
如上构成的电子部件1并不局限于上述实施方式中示出的电子部件。因此，电子部件1能够在其要旨的范围内进行变更。图3是变形例的电子部件1的层叠体12的分解立体图。
如图3所示的电子部件1的那样，可以在层叠体12的最下层的绝缘体层16m的表面设置布线导体30，并设置在z轴方向贯通绝缘体层16m的通孔导体v13、v14。布线导体30具有与线圈导体18a～18e中的任意一个相同的形状。在本实施方式中，布线导体30具有与线圈导体18b、18d相同的形状。布线导体30和外部电极14b通过在层叠方向贯通绝缘体层16m的2个以上的通孔导体v13、v14而被电连接。由此，外部电极14b和线圈L通过通孔导体v13，v14的2处而被连接。
此外，在电子部件1中，布线导体30和连接导体22b中的任意一个都可以不设置于绝缘体层16m。
产业上的利用可能性
如上所述，本发明可应用于电子部件及其制造方法，尤其在提高线圈与外部电极之间的连接可靠性等的点上优异。
符号说明：
L…线圈；A1、A2…端部；S1…上面；S2…下面；S3～S6…侧面；v1～v14…通孔导体；1…电子部件；12…层叠体；14a、14b…外部电极；16a～16m…绝缘体层；18a～18e…线圈导体；22a、22b…连接导体；30…布线导体。