CN102272867A - 电子元器件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及既能抑制在线圈导体内发生短路的情况、又能使电感值增加的、内置有包含具有1匝长度的线圈导体的线圈的电子元器件。层叠体(12)中层叠有多个磁性体层(16)。线圈(L)包括线圈导体(18)和通孔导体(b1～b9)。线圈导体(18)包括具有在具有长方形形状的环状的线状电极的一个角上将一条边切开缺口的结构的线圈部(20)、以及从该线圈部(20)的一个端部向被线圈部(20)所包围的区域弯曲从而与边(s1)构成钝角的连接部(22)，并具有1匝的长度。通孔导体(b1～b9)将多个线圈导体(18)相连接。

Description

电子元器件

技术领域

本发明涉及电子元器件，更特定而言，涉及内置有线圈的电子元器件。

背景技术

作为现有的电子元器件，例如，已知有专利文献1所记载的层叠型电子元器件。图8是对层叠型电子元器件所使用的陶瓷生片202a、202b进行俯视的图。

在专利文献1所记载的层叠型电子元器件中，交替层叠有图8(a)所示的陶瓷生片202a、以及图8(b)所示的陶瓷生片202b。在陶瓷生片202a、202b中，分别设置有线圈导体204a、204b。线圈导体204a、204b具有1匝的长度，并具有端部206a、208a、206b、208b。陶瓷生片202a、202b交替层叠。端部206a经由通孔导体与设置于层叠方向的上侧的线圈导体204b的端部206b相连接。端部208a经由通孔导体与设置于层叠方向的下侧的线圈导体204b的端部208b相连接。由此，构成包含多个线圈导体204a、204b的线圈。

然而，专利文献1所记载的层叠型电子元器件存在难以获得较大的电感值的问题。更详细而言，在该层叠型电子元器件中，线圈导体204a、204b分别具有1匝的长度。因此，为了使线圈导体204a、204b相连接而不使它们发生短路，需要使端部208a、208b位于由线圈导体204a、204b所包围的长方形区域E1内。

但是，若使端部208a、208b位于区域E1内，则会在区域E1内形成被线圈导体204a、204b所包围的区域E2。在该区域E2中，磁通互相抵消。由此，这样的区域E2会妨碍在层叠型电子元器件中获得较大的电感值。

作为解决这样的问题的方法，例如，可以举出使端部208b沿图8(b)的箭头a的方向移动的方法。由此，由于区域E2的面积会减小，因此，电感值会增加。

但是，若使端部208b沿箭头a的方向移动，则如以下所说明的那样，在线圈导体204b中可能会发生短路。更详细而言，在端部208b附近的线圈导体204b和端部206b附近的线圈导体204b相接近的状态下平行延伸。因此，在对线圈导体204b进行丝网印刷时，若发生渗洇，则可能会导致端部208b附近的线圈导体204b与端部206b附近的线圈导体204b之间发生短路。因而，较难使端部208b沿箭头a的方向大幅移动。

专利文献1：日本专利特开2006-66829号公报

发明内容

因此，本发明的目的在于，在内置有包含具有1匝长度的线圈导体的线圈的电子元器件中，既抑制在线圈导体内发生短路的情况，又使电感值增加。

根据本发明的一个方式所涉及的电子元器件，其特征在于，所述电子元器件包括：层叠体，该层叠体由多个绝缘体层层叠而成；以及线圈，该线圈内置于所述层叠体中，所述线圈包括：多个线圈导体，该多个线圈导体具有线圈部、连接部，且具有1匝的长度，所述线圈部具有在具有长方形形状的环状的线状电极的一个角上将一条边切开缺口的结构，所述连接部将位于该线圈部的一个端部上的第一点、与从该第一点来看在被该线圈部所包围的区域的内侧并位于相对于该一条边呈钝角的方向上的第二点相连接；以及多个通孔导体，该多个通孔导体将所述多个线圈导体进行连接，所述连接部的中心线通过以下长方形的内侧的区域，所述长方形以连接所述第一点和所述第二点的直线为对角线，由与所述线状电极平行的边所构成。

根据本发明，在内置有包含具有1匝长度的线圈导体的线圈的电子元器件中，既能抑制在线圈导体内发生短路的情况，又能使电感值增加。

附图说明

图1是本发明的一个实施方式所涉及的电子元器件的外观立体图。

图2是图1的电子元器件的层叠体的分解立体图。

图3是连接部的放大图。

图4(a)是实施方式所涉及的电子元器件的磁性体层的示意图，图4(b)和图4(c)是比较例1和比较例2所涉及的电子元器件(相当于现有的电子元器件)的磁性体层的示意图。

图5是表示计算机仿真的结果的曲线图。

图6是表示变形例1所涉及的电子元器件的磁性体层的图。

图7是表示变形例2所涉及的电子元器件的磁性体层的图。

图8是对专利文献1所记载的层叠型电子元器件所使用的陶瓷生片进行俯视的图。

具体实施方式

下面，对本发明的实施方式所涉及的电子元器件进行说明。

(电子元器件的结构)

下面，参照附图，对本发明的一个实施方式所涉及的电子元器件10进行说明。图1是一个实施方式所涉及的电子元器件10的外观立体图。图2是一个实施方式所涉及的电子元器件10的层叠体12的分解立体图。下面，将电子元器件10的层叠方向定义为z轴方向，将沿电子元器件10的长边的方向定义为x轴方向，将沿电子元器件10的短边的方向定义为y轴方向。x轴、y轴、以及z轴相互正交。

如图1所示，电子元器件10包括层叠体12、外部电极14a、14b、以及线圈L。层叠体12呈长方体形状，内置有线圈L。设置有外部电极14a、14b，使它们分别覆盖位于x轴方向的负方向一侧和正方向一侧的侧面。

如图2所示，将磁性体层16a～16p沿z轴方向按如图所示的顺序排列并进行层叠，从而构成层叠体12。下面，当指出个别的磁性体层16时，在参考标号的后面添加字母，当对这些磁性体层进行统称时，省略参考标号后面的字母。

磁性体层16是由强磁性的铁氧体所制成的长方形的绝缘体层。在本实施方式中，磁性体层16由Ni-Cu-Zn类铁氧体所构成。

如图2所示，线圈L是盘旋地沿z轴方向行进的螺旋状线圈。如图2所示，线圈L包含线圈导体18a～18j、以及通孔导体b1～b9。下面，当指出个别的线圈导体18时，在参考标号的后面添加字母，当对这些线圈导体进行统称时，省略参考标号后面的字母。

在层叠体12内，利用通孔导体b1～b9将线圈导体18a～18j进行电连接，从而构成线圈L。线圈导体18b～18i分别包含线圈部20b～20i和连接部22b～22i，在磁性体层16e～16l上以1匝的长度进行环绕。下面，进一步对线圈导体18b～18i进行详细说明。但是，线圈导体18b、18d、18f、18h具有相同的结构，线圈导体18c、18e、18g、18i具有相同的结构。因此，下面，以线圈导体18b和线圈导体18c为例进行说明，而省略其他线圈导体18的说明。

在线圈导体18b中，如图2所示，线圈部20b是具有长方形形状的环状的线状电极。但是，线圈部20b具有在长方形的一个角上将构成该角的两条边中的一条边切开缺口的结构。对于图2的线圈导体18b，采用一条长边s1比另一条长边s2要短的结构，从而设置有缺口。连接部22b是与线圈部20b的一个端部(顺时针方向的上游侧的端部)相连接的线状电极，向被线圈部20b所包围的长方形区域内延伸。这里，参照图3，进一步对连接部22b进行详细说明。图3(a)是连接部22b的放大图，图3(b)是连接部22c的放大图。

如图3(a)所示，连接部22b将位于线圈部20b的一个端部上的点A1与点B1相连接。从点A1来看，点B1是在被线圈部20b所包围的区域的内侧、并位于相对于长边s1呈钝角θ1的方向上的点。而且，连接部22b的中心线C1通过以下长方形S1的内侧的区域，所述长方形S1以连接点A1和点B1的直线为对角线D1，由与构成线圈部20b的线状电极平行的边所构成。在本实施方式中，如图3(a)所示，连接部22b的中心线C1用直线将点A1与点B1相连，与对角线D1相重合。

接着，在线圈导体18c中，如图2所示，线圈部20c是具有长方形形状的环状的线状电极。但是，线圈部20c具有在长方形的一个角上将构成该角的两条边中的一条边切开缺口的结构。对于图2的线圈导体18c，采用一条短边s3比另一条短边s4要短的结构，从而设置有缺口。连接部22c是与线圈部20c的一个端部(顺时针方向的下游侧的端部)相连接的线状电极，向被线圈部20c所包围的长方形区域内延伸。这里，参照图3，进一步对连接部22c进行详细说明。

如图3(b)所示，连接部22c将位于线圈部20c的一个端部上的点A2与点B2相连接。从点A2来看，点B2是在被线圈部20c所包围的区域的内侧、并位于相对于短边s3呈钝角θ2的方向上的点。而且，连接部22c的中心线C2通过以下长方形S2的内侧的区域，所述长方形S2以连接点A2和点B2的直线为对角线D2，由与构成线圈部20c的线状电极平行的边所构成。在本实施方式中，如图3(b)所示，连接部22c的中心线C2用直线将点A2与点B2相连，与对角线D2相重合。

这里，在沿z轴方向俯视时，线圈部20c的端部tc与线圈部20b的端部tb相重合。另外，在沿z轴方向俯视时，连接部22c与连接部22b相重合。

线圈导体18a包括线圈部20a和引出部24a，利用由Ag所形成的导电性材料设置于磁性体层16d上。线圈部20a以3/4匝的长度进行环绕。引出部24a设置于线圈部20a的一个端部，如图2所示，引出至磁性体层16d的x轴方向的负方向一侧的边上。另外，在沿z轴方向俯视时，线圈部的端部ta与线圈部20b的端部tb相重合。

线圈导体18j包括线圈部20j和引出部24j，利用由Ag所形成的导电性材料设置于磁性体层16m上。线圈部20j以3/4匝的长度进行环绕。引出部24j设置于线圈部20j的一个端部，如图2所示，引出至磁性体层16m的x轴方向的正方向一侧的边上。另外，在沿z轴方向俯视时，线圈部的端部tj与线圈部20i的端部ti相重合。

通孔导体b1～b9将线圈导体18a～18j进行电连接，从而构成螺旋状的线圈L的一部分。更具体而言，如图2所示，通孔导体b1贯穿磁性体层16d，从而将沿z轴方向相邻的端部ta与端部tb相连接。通孔导体b2贯穿磁性体层16e，从而将沿z轴方向相邻的连接部22b与连接部22c相连接。通孔导体b3贯穿磁性体层16f，从而将沿z轴方向相邻的端部tc与端部td相连接。通孔导体b4贯穿磁性体层16g，从而将沿z轴方向相邻的连接部22d与连接部22e相连接。通孔导体b5贯穿磁性体层16h，从而将沿z轴方向相邻的端部te与端部tf相连接。通孔导体b6贯穿磁性体层16i，从而将沿z轴方向相邻的连接部22f与连接部22g相连接。通孔导体b7贯穿磁性体层16j，从而将沿z轴方向相邻的端部tg与端部th相连接。通孔导体b8贯穿磁性体层16k，从而将沿z轴方向相邻的连接部22h与连接部22i相连接。通孔导体b9贯穿磁性体层16l，从而将沿z轴方向相邻的端部ti与端部tj相连接。由此，将磁性体层16a～16p进行层叠，从而在层叠体12内构成一边沿逆时针方向盘旋、一边沿z轴方向的正方向行进的螺旋状的线圈L。然后，将线圈L经由引出部24a、24j，与外部电极14a、14b相连接。

(效果)

根据如上所述的电子元器件10，如以下所说明的那样，既能抑制在线圈导体18内发生短路的情况，又能使电感值增加。下面，参照附图进行说明。图4(a)是电子元器件10的磁性体层16e的示意图，图4(b)和图4(c)是比较例1和比较例2所涉及的电子元器件(相当于现有的电子元器件)的磁性体层116e、216e的示意图。在图4(a)中，为了方便理解，对线圈导体18b的结构进行简化后来说明。

如比较例1所涉及的电子元器件那样，若连接部122b沿相对线圈部120b垂直的方向延伸，则被连接部122和线圈部120所包围的区域E4如图4(b)所示，呈长方形。在该区域E4中，由于磁通相抵消，因此，区域E4的存在会妨碍电子元器件的电感值的增加。因而，希望尽可能减小区域E4。

所以，在比较例2所涉及的电子元器件中，将连接部222b靠近线圈部220b设置。由此，区域E5变得小于区域E4。其结果是，比较例2所涉及的电子元器件的电感值大于比较例1所涉及的电子元器件的电感值。

然而，在比较例2所涉及的电子元器件中，存在线圈部220b与连接部222b之间容易发生短路的问题。更详细而言，利用丝网印刷来涂布导电糊料，从而形成线圈导体218b。因此，在进行丝网印刷时，在线圈导体218b的外缘上有可能会发生渗洇。而且，在线圈部220b与连接部222b之间的间隔较小的情况下，因这样的渗洇有可能会导致在线圈部220b与连接部222b之间发生短路。发生这样的短路的概率随着线圈部220b与连接部222b相接近的部分的距离的增大而提高。这样，在具有现有的结构的比较例1和比较例2所涉及的电子元器件中，增加电感值和防止发生短路这两者难以兼顾。

另一方面，在本实施方式所涉及的电子元器件10中，如图4(a)所示，连接部22b将位于线圈部20b的一个端部的点A1、与从点A1来看在被线圈部20b所包围的区域的内侧并位于相对于长边s1成为钝角θ1的方向上的点B1相连接。而且，连接部22b的中心线C1呈直线地将点A1和点B1相连。由此，如图4(a)所示，被线圈部20和连接部22所包围的区域E3成为三角形。因此，如图4(a)和图4(b)所示，在连接部22b、122b与线圈部20b、120b的连接位置相同的情况下，区域E3的面积是区域E4的面积的一半。由此，电子元器件10的电感值大于比较例1所涉及的电子元器件的电感值。

此外，如图4(a)所示，在电子元器件10中，只在连接部22b的前端与线圈部20b相接近。由此，电子元器件10中的、连接部22b与线圈部20b相接近的部分的距离小于比较例2所涉及的电子元器件中的、连接部222b与线圈部220b相接近的部分的距离。其结果是，在电子元器件10中，与比较例2所涉及的电子元器件相比，因丝网印刷时的渗洇而导致连接部22b与线圈部20b发生短路的可能性较低。由上述可知，在电子元器件10中，能兼顾增加电感和防止线圈部20与连接部22之间发生短路。

为进一步明确电子元器件10所起到的作用效果，本申请发明人进行了如下所说明的计算机仿真。更详细而言，制作了具有图4(a)所示结构的第一模型(相当于电子元器件10)和具有图4(b)所示结构的第二模型(相当于比较例1所涉及的电子元器件)，并对它们的直流叠加特性进行了调查。图5是表示计算机仿真的结果的曲线图。纵轴表示电感值，横轴表示电流值。

根据图5可知，第一模型的电感值始终大于第二模型的电感值。由此可知，与比较例1所涉及的电子元器件相比，电子元器件10能获得较大的电感值。

(变形例)

本发明所涉及的电子元器件并不限于所述电子元器件10所示的电子元器件，也可以在其要点范围内进行变更。下面，参照附图，对变形例所涉及的电子元器件10进行说明。图6是表示变形例1所涉及的电子元器件10的磁性体层16e的图。图7是表示变形例2所涉及的电子元器件10的磁性体层16e的图。

在图6和图7中，连接部22b的中心线C1并非呈直线地将点A1和点B1相连，而是以弯曲的状态将点A1和点B1相连。更具体而言，在图6中，连接部22b的中心线C1弯曲成向线圈部20b的中心方向的反方向鼓起，在图7中，连接部22b的中心线C1弯曲成向线圈部20b的中心方向鼓起。即使是具有图6和图7所示的结构的电子元器件10，也能兼顾增加电感和防止线圈部20与连接部22之间发生短路。但是，需要使连接部22b的中心线C1位于长方形S1的内侧。

此外，在图6所示的电子元器件10中，与图2所示的电子元器件10相比，被线圈部和连接部22所包围的区域的面积较小。因此，在图6所示的电子元器件10中，能获得更大的电感值。

另一方面，在图7所示的电子元器件10中，线圈部20b与连接部22b之间的平均距离大于图2所示的电子元器件10。因此，在图7所示的电子元器件10中，能有效地防止线圈部20b与连接部22b发生短路。此外，与图2所示的电子元器件10相比，在图7所示的电子元器件10中，被线圈部20b和连接部22b所包围的区域的面积较大。因此，在图7所示的电子元器件10中，能增大端部tb，从而能更可靠地将通孔导体b1和线圈部20b的端部tb相连接。

(电子元器件的制造方法)

接下来，参照图1和图2，对电子元器件10的制造方法进行说明。

通过以下的工序来制作成为磁性体层16的陶瓷生片。将氧化铁(Fe₂O₃)、氧化锌(ZnO)、氧化镍(NiO)、以及氧化铜(CuO)以规定的比例进行称量，并将各种材料作为原材料放入球磨机，进行湿法搅拌。将所获得的混合物干燥后粉碎，将所获得的粉末在750℃下预烧制1小时。将得到的预烧制粉末用球磨机进行湿法粉碎后，进行干燥后进行破碎，从而获得强磁性的铁氧体陶瓷粉末。

对该铁氧体陶瓷粉末添加氧化钴(Co₃O₄)、粘合剂(乙酸乙烯酯、水溶性丙烯酸等)、以及增塑剂、湿润剂、分散剂，用球磨机进行混合，之后，利用减压进行脱泡。利用刮刀法将所获得的陶瓷浆料形成为片状并使其干燥，从而制作成为磁性体层16的陶瓷生片。

接着，在成为磁性体层16d～16l的陶瓷生片上分别形成通孔导体b1～b9。具体而言，对成为磁性体层16d～16l的陶瓷生片照射激光束，以形成通孔。接着，利用印刷涂布等方法对该通孔填充Ag、Pd、Cu、Au、或它们的合金等的导电性糊料。

接着，利用丝网印刷法，在成为磁性体层16d～16m的陶瓷生片上涂布以Ag、Pd、Cu、Au、或它们的合金等为主要成分的导电性糊料，从而形成线圈导体18a～18j。此外，也可以在形成线圈导体18a～18j的同时，对通孔导体填充导电性糊料。

接着，如图2所示，按照磁性体层16a～16p的顺序，从z轴方向的正方向一侧起排列层叠这些陶瓷生片。更详细而言，配置成为磁性体层16p的陶瓷生片。接着，在成为磁性体层16p的陶瓷生片上，配置成为磁性体层16o的陶瓷生片并进行预压接。之后，对于成为磁性体层16n、16m、16l、16k、16j、16i、16h、16g、16f、16e、16d、16c、16b、16a的陶瓷生片，也同样地按照该顺序进行层叠并进行预压接，从而获得母层叠体。而且，利用静水压压机等对母层叠体实施正式压接。

接着，利用切断将母层叠体切割成规定尺寸的层叠体12，从而获得未烧成的层叠体12。对该未烧成的层叠体12进行脱粘合剂处理及烧成。脱粘合剂处理例如在低氧气氛中及260℃、3小时的条件下进行。烧成例如在900℃、2.5小时的条件下进行。

通过以上工序，获得烧成后的层叠体12。对层叠体12实施滚光筒加工，进行倒角。之后，在层叠体12d的表面上，例如利用浸渍法等方法涂布主要成分为银的电极糊料并进行烧接，从而形成要成为外部电极14a、14b的银电极。银电极在120℃下进行15分钟的干燥，并在700℃下进行1小时的烧接。最后，对银电极的表面实施镀Ni/镀Sn，从而形成外部电极14a、14b。经过以上的工序，完成图1所示的电子元器件10。

工业上的实用性

本发明适用于电子元器件，特别是在内置有包含具有1匝长度的线圈导体的线圈的电子元器件中，既能抑制在线圈导体内发生短路的情况，又能使电感值增加，这一点较为优异。

标号说明

A1、A2、B1、B2    点

C1、C2    中心线

L         线圈

S1、S2    长方形

b1～b9    通孔导体

s1、s2    长边

s3、s4    短边

ta～tj    端部

10        电子元器件

12        层叠体

14a、14b  外部电极

16a～16p  磁性体层

18a～18j  线圈导体

20a～20j  线圈部

22b～22i  连接部

24a、24j  引出部

Claims (3)

1.一种电子元器件，其特征在于，

所述电子元器件包括：

层叠体，该层叠体由多个绝缘体层层叠而成；以及

线圈，该线圈内置于所述层叠体中，

所述线圈包括：

多个线圈导体，该多个线圈导体具有线圈部、连接部，且具有1匝的长度，所述线圈部具有在具有长方形形状的环状的线状电极的一个角上将一条边切开缺口的结构，所述连接部将位于该线圈部的一个端部上的第一点、与从该第一点来看在被该线圈部所包围的区域的内侧并位于相对于该一条边呈钝角的方向上的第二点相连接；以及

多个通孔导体，该多个通孔导体将所述多个线圈导体进行连接，

所述连接部的中心线通过以下长方形的内侧的区域，所述长方形以连接所述第一点和所述第二点的直线为对角线，由与所述线状电极平行的边所构成。

2.如权利要求1所述的电子元器件，其特征在于，

所述连接部的中心线用直线将所述第一点与所述第二点相连。

3.如权利要求1或2所述的电子元器件，其特征在于，

所述通孔导体包括：

第一通孔导体，该第一通孔导体将沿层叠方向相邻的所述线圈部的另一个端部彼此相连；以及

第二通孔导体，该第二通孔导体将沿层叠方向相邻的所述连接部彼此相连。

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