CN107017083B - 层叠电感器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够减少杂散电容、由此能够提高自谐振频率并能够提高高频域内的Q值的层叠电感器。外部端子电极(15、16)在至少一部分埋入部件主体(2)的内部的状态下形成有以L字状延伸的露出面。线圈导体(12)中的旋回导体层(10)具有下边部分(19)、侧边部分(20、21)、斜边部分(22、23)以及上边部分(24)。下边部分具有比外部端子电极之间的间隙(G)的长度短的长度而位于间隙(G)的范围内。

Description

层叠电感器

技术领域

本发明涉及层叠电感器，尤其涉及在层叠构造中内置线圈导体的层叠电感器。

背景技术

本发明所关注的层叠电感器具备具有将多个绝缘体层进行层叠而成的层叠构造的部件主体，并且在该部件主体的内部设置有线圈导体。线圈导体具有延伸成沿着绝缘体层之间的界面分别形成环状的轨道的一部分的多个旋回导体层、以及在厚度方向上贯通绝缘体层的多个通孔导体而构成，并且通过这些旋回导体层和通孔导体交替地连接而成为以螺旋状延伸的形态。

已知在这样的层叠电感器中，其电特性与以螺旋状延伸的形态设置在部件主体的内部的线圈导体的内径紧密相关，通过增大线圈导体的内径，能够提高Q值。

基于上述那样的见解，以得到较高的Q值为主要目的而提出的技术例如被记载于日本特开2010-165975号公报(专利文献1)中。

在专利文献1所记载的层叠电感器中，第一外部端子电极及第二外部端子电极分别被形成为埋入部件主体的内部并以L字状延伸。而且，构成线圈导体的主要部分的旋回导体层延伸成其外周边缘不仅沿着部件主体的外周面还沿着第一外部端子电极及第二外部端子电极的以L字状延伸的内边缘。此时，通过使旋回导体层成为在多处弯曲的形状，从而使旋回导体层与第一外部端子电极及第二外部端子电极的各内边缘接近，并且在线圈导体中实现尽可能大的内径。

专利文献1：日本特开2010-165975号公报

根据上述专利文献1所记载的层叠电感器，可知：虽然线圈导体的内径增大，从而能够得到较高的Q值，但增大了线圈导体的内径的结果是会遇到其他的问题。

即，在各个外部端子电极与线圈导体之间多少会产生电位差，因此无法避免在此产生杂散电容。在专利文献1所记载的层叠电感器中，增大线圈导体的内径，所以如上述那样，使构成线圈导体的主要部分的旋回导体层的外周边缘与各外部端子电极的内边缘接近。因此，导致在各个外部端子电极与线圈导体之间产生比较大的杂散电容。

该杂散电容导致层叠电感器的自谐振频率的降低，其结果是，使高频域内的Q值降低。

发明内容

因此，本发明的目的在于解决上述的课题，提供一种能够得到较高的Q值的层叠电感器。

本发明的层叠电感器具备部件主体。部件主体为具备相互对置的上表面及下表面、以及连结上表面及下表面之间的相互对置的第一侧面及第二侧面和相互对置的第一端面及第二端面的长方体形状，并具有由多个绝缘体层在与侧面正交的方向上层叠而成的层叠构造。

在该部件主体的内部配置有线圈导体。线圈导体具有延伸成沿着绝缘体层之间的界面分别形成环状的轨道的一部分的多个旋回导体层、以及在厚度方向上贯通绝缘体层的多个通孔导体而构成，通过旋回导体层与通孔导体交替地连接而成为以螺旋状延伸的形态。

另外，设置有分别与线圈导体的一端及另一端电连接的第一外部端子电极及第二外部端子电极。

并且，分别连接线圈导体的一端及另一端与第一外部端子电极及第二外部端子电极的第一引出导体层及第二引出导体层沿着绝缘体层之间的界面形成。

在这样的层叠电感器中，本发明的特征在于：为了解决上述的技术课题，而具备如下结构。

第一外部端子电极被设置为在至少一部分埋入部件主体的内部的状态下，形成从第一端面的下半部到下表面的中途以L字状延伸的露出面。第二外部端子电极被设置为至少一部分埋入部件主体的内部，并且以在下表面上与上述第一外部端子电极形成规定长度的间隙的方式形成从第二端面的下半部到下表面的中途以L字状延伸的露出面。

另外，线圈导体中的旋回导体层具有：下边部分，其与下表面平行地以直线状延伸；第一侧边部分及第二侧边部分，它们分别与第一端面及第二端面的上半部平行地以直线状延伸；第一斜边部分，其相对于下表面以倾斜方向连结下边部分的第一端面侧的端部与第一侧边部分的下端部；以及第二斜边部分，其相对于下表面以倾斜方向连结下边部分的第二端面侧的端部与第二侧边部分的下端部。

上述下边部分具有比上述间隙的长度短的长度而位于间隙的范围内。

这样，在本发明中，利用第一斜边部分及第二斜边部分的形状和下边部分的位置来确保对能够产生的杂散电容的大小带来影响的、形成于外部端子电极与旋回导体层之间的间隔的大小，由此将在外部端子电极与旋回导体层之间产生的杂散电容抑制得较小。

在本发明中，优选从第一外部端子电极的L字状的内角部向第一斜边部分的外周边缘引出的垂线的长度A1、以及从第二外部端子电极的L字状的内角部向第二斜边部分的外周边缘引出的垂线的长度A2均为80μm以上。

另外，在本发明中，优选从第一外部端子电极的沿着下表面延伸的部分中的最接近第一斜边部分的端部向第一斜边部分的外周边缘引出的垂线的长度B1、以及从第二外部端子电极的沿着下表面延伸的部分中的最接近第二斜边部分的端部向第二斜边部分的外周边缘引出的垂线的长度B2均为10μm以上且50μm以下。

如上述优选的实施方式那样，关于规定对能够产生的杂散电容的大小带来影响的、形成于外部端子电极与旋回导体层之间的间隔的大小的几个尺寸值，若能够提供可以较可靠地将杂散电容抑制得较小的条件，则能够在层叠电感器中给予有利的设计方针。

在本发明中，优选长度A1与长度A2彼此相等，并且长度B1与长度B2彼此相等。若这样构成，则能够在层叠电感器的安装中消除方向性。

根据本发明的层叠电感器，如上述那样，由于能够将在外部端子电极与旋回导体层之间产生的杂散电容抑制得较小，所以能够将在整个层叠电感器能够产生的杂散电容抑制得较小，由此，能够提高自谐振频率，其结果是，能够提高高频域内的Q值。

附图说明

图1是示出本发明的一实施方式所涉及的层叠电感器1的外观的立体图。

图2是分解示出图1所示的层叠电感器1的立体图。

图3是沿线圈导体的中心轴线方向透视观察图1所示的层叠电感器1并示意性地示出的图。

图4是示出关于在使从外部端子电极的L字状的内角部向旋回导体层的斜边部分的外周边缘引出的垂线的长度A变化时自谐振频率如何变化，通过电磁场模拟而求出的结果的图。

附图标记说明：1…层叠电感器；2…部件主体；3…上表面；4…下表面；5、6…侧面；7、8…端面；9A～9F…绝缘体层；10A～10E、10…旋回导体层；11A～11D…通孔导体；12…线圈导体；13A～13H…通孔焊盘；15、16…外部端子电极；15a、16a…外部端子电极的内角部；15b、16b…外部端子电极的端部；17、18…引出导体层；19…下边部分；20、21…侧边部分；22、23…斜边部分；22a、23a…斜边部分的外周边缘；G…间隙。

具体实施方式

如图1所示，本发明的一实施方式所涉及的层叠电感器1具备部件主体2。部件主体2为具备相互对置的上表面3及下表面4、以及连结这些上表面3及下表面4之间的相互对置的第一侧面5及第二侧面6和相互对置的第一端面7及第二端面8的长方体形状。

部件主体2具有图2所示的将多个绝缘体层9A～9F层叠而成的层叠构造。这些绝缘体层9A～9F在与侧面5及侧面6(参照图1)正交的方向上层叠。此外，对于绝缘体层9A～9F中的位于两端的绝缘体层9A及9F而言，为了看出它们比其余的绝缘体层9B～9E厚，而图示为由多个绝缘体层构成的层叠体。

在部件主体2的内部配置有线圈导体12，该线圈导体12通过交替地连接多个旋回导体层10A～10E与多个通孔导体11A～11D而成为以螺旋状延伸的形态，上述多个旋回导体层10A～10E延伸为沿着绝缘体层9A～9F之间的任意一个界面分别形成环状的轨道的一部分，上述多个通孔导体11A～11D在厚度方向上贯通绝缘体层9B～9E中的任意一个。另外，旋回导体层10A～10E在与通孔导体11A～11D的连接部分形成有比较宽的通孔焊盘13A～13H。

更加详细而言，线圈导体12由依次连接的旋回导体层10A、通孔导体11A、旋回导体层10B、通孔导体11B、旋回导体层10C、通孔导体11C、旋回导体层10D、通孔导体11D以及旋回导体层10E构成。

这里，通孔导体11A经由通孔焊盘13A与旋回导体层10A连接，并经由通孔焊盘13B与旋回导体层10B连接。

接下来，通孔导体11B经由通孔焊盘13C与旋回导体层10B连接，并经由通孔焊盘13D与旋回导体层10C连接。

接下来，通孔导体11C经由通孔焊盘13E与旋回导体层10C连接，并经由通孔焊盘13F与旋回导体层10D连接。

接下来，通孔导体11D经由通孔焊盘13G与旋回导体层10D连接，并经由通孔焊盘13H与旋回导体层10E连接。

此外，对于依次连接来构成线圈导体12的旋回导体层10A～10E以及通孔导体11A～11D的数量、线圈导体12的匝数以及绝缘体层9A～9F的层叠数而言，并不局限于图示的构造，能够任意地变更。

层叠电感器1具备第一外部端子电极15以及第二外部端子电极16。如图1明确所示那样，第一外部端子电极15被设置为形成从第一端面7的下半部到下表面4的中途以L字状延伸的露出面。第二外部端子电极16被设置为以在下表面4上与第一外部端子电极15形成规定长度的间隙G的方式形成从第二端面8的下半部到下表面4的中途以L字状延伸的露出面。在该实施方式中，外部端子电极15以及外部端子电极16分别成为除了上述露出面之外都被埋入部件主体2的内部的状态。

从沿绝缘体层9A与绝缘体层9B之间的界面设置的旋回导体层10A一体延伸的第一引出导体层17与第一外部端子电极15连接。另一方面，从沿绝缘体层9E与沿绝缘体层9F之间的界面设置的旋回导体层10E一体延伸的第二引出导体层18与第二外部端子电极16连接。这样一来，线圈导体12的一端经由第一引出导体层17与第一外部端子电极15连接，线圈导体12的另一端经由第二引出导体层18与第二外部端子电极16连接。

该层叠电感器1在安装于电路基板(未图示)时，下表面4成为面向电路基板的安装面。因此，由线圈导体12施加的磁通量的方向与安装面平行。

层叠电感器1优选如下那样制造。

基本而言，应用了如下技术：通过在载体膜上通过印刷来涂敷例如以硼硅玻璃为主要成分的光敏绝缘体膏，来形成应成为绝缘体层9A～9F的多个绝缘体膏层的技术；使用例如以Ag为金属主要成分的光敏导电性膏来在特定的绝缘体膏层形成旋回导体层10A～10E等布线导体的技术；在特定的绝缘体膏层形成用于配置通孔导体11A～11D或者外部端子电极15及外部端子电极16的孔或者槽的技术；层叠多个绝缘体膏层并切割成规定的尺寸，之后进行烧制的技术。

1.为了制成图2所示的绝缘体层9A，通过反复进行在载体膜上印刷上述光敏绝缘体膏，来形成成为多层的光敏绝缘体膏层。

这里，在作为绝缘体层9A的一部分的、应作为成为最外层的绝缘体层的光敏绝缘体膏层上，将其全面曝光在紫外线下。此外，为了容易进行层叠电感器1的安装时的翻转等检测，优选对所得的作为最外层的绝缘体层实施与其他的绝缘体层不同的着色。

另外，在作为绝缘体层9A的其余的一部分的、应成为形成有外部端子电极15以及外部端子电极16的绝缘体层的光敏绝缘体膏层上，应用光刻技术来形成用于配置外部端子电极15以及外部端子电极16的槽，并在该槽中填充光敏导电性膏。

2.为了制成图2所示的绝缘体层9B～9E，在载体膜上形成应成为各个绝缘体层9B～9E的光敏绝缘体膏层，对光敏绝缘体膏层应用光刻技术来形成用于配置通孔导体11A～11D的孔以及用于配置外部端子电极15以及外部端子电极16的槽。

接下来，在上述光敏绝缘体膏层上通过印刷来涂敷光敏导电性膏层。此时，光敏导电性膏被填充至用于配置上述的通孔导体11A～11D的孔和用于配置外部端子电极15以及外部端子电极16的槽。接下来，对上述光敏导电性膏层应用光刻技术进行图案化，以便得到具有通孔焊盘13A～13G的旋回导体层10A～10D。

3.为了制成图2所示的绝缘体层9F，通过反复进行在载体膜上印刷上述光敏绝缘体膏，来形成成为多层的光敏绝缘体膏层。

这里，在作为绝缘体层9F的一部分的、应作为成为最外层的绝缘体层的光敏绝缘体膏层上，与上述绝缘体层9A的情况相同，将其全面曝光在紫外线下。而且，优选被实施与其他的绝缘体层不同的着色。

另外，在作为绝缘体层9F的其余的一部分的、应成为仅形成有外部端子电极15以及外部端子电极16的绝缘体层的光敏绝缘体膏层上，应用光刻技术来形成用于配置外部端子电极15以及外部端子电极16的槽，并在该槽中填充光敏导电性膏。

另外，在应形成具有外部端子电极15以及外部端子电极16和通孔焊盘13H的旋回导体层10E的光敏绝缘体膏层上，对该光敏绝缘体膏层应用光刻技术，来首先形成用于配置外部端子电极15以及外部端子电极16的槽。接下来，在该光敏绝缘体膏层上通过印刷来涂敷光敏导电性膏层。此时，光敏导电性膏被填充至用于配置上述外部端子电极15以及外部端子电极16的槽。接下来，对上述光敏导电性膏层应用光刻技术进行图案化，以便得到具有通孔焊盘13H的旋回导体层10E。

4.接下来，通过依次层叠上述的光敏绝缘体膏层以使绝缘体层9A～9F按图2所示的顺序层叠，从而得到了母层叠体。

5.通过切割或者切断等来切割母层叠体，从而得到未烧制的多个部件主体。在通过该切割而得到的切割面上露出外部端子电极15以及外部端子电极16。

6.未烧制的部件主体被以规定条件进行烧制，由此得到部件主体2。部件主体2通过该烧制而收缩。对于部件主体2例如实施滚筒抛光加工。

7.根据需要，在外部端子电极15以及外部端子电极16的从部件主体2露出的部分形成镀膜。镀膜例如由Ni镀层或者Cu镀层以及其上的Sn镀层构成。

8.如上所述，完成层叠电感器1。

在这样的层叠电感器1中，成为该实施方式的特征的结构如下所述。主要参照图3对成为该实施方式的特征的结构进行说明。图3是沿线圈导体12的中心轴线方向透视观察层叠电感器1而示意性地示出的图。在图3中，仅图示出第一外部端子电极15以及第二外部端子电极16、和线圈导体12中的旋回导体层10A～10E，省略了通孔导体11A～11D和通孔焊盘13A～13H的图示。此外，在图3中，将相互重叠的旋回导体层10A～10E统一以附图标记“10”来表示。

如图3所示，层叠电感器1所具备的旋回导体层10形成具有下边部分19、第一侧边部分20及第二侧边部分21、第一斜边部分22及第二斜边部分23、以及上边部分24的六边形。

进一步详细而言，下边部分19与下表面4平行地以直线状延伸。下边部分19具有比上述间隙G的长度短的长度而位于间隙G的范围内。

第一侧边部分20及第二侧边部分21分别与第一端面7及第二端面8的各上半部平行地以直线状延伸。

第一斜边部分22相对于下表面4以倾斜方向连结下边部分19的第一端面7侧的端部与第一侧边部分20的下端部。第二斜边部分23相对于下表面4以倾斜方向连结下边部分19的第二端面8侧的端部与第二侧边部分21的下端部。

这样，层叠电感器1的旋回导体层10中的第一斜边部分22以及第二斜边部分23不具有沿L字状的第一外部端子15以及第二外部端子16的内边缘弯曲的形状。并且，由于旋回导体层10具有位于上述位置的下边部分19，因此第一斜边部分22以及第二斜边部分23成为在下表面4侧远离第一外部端子15以及第二外部端子16的形状。此外，在图示的实施方式中，从图3的第一斜边部分22以及第二斜边部分23具有直线状延伸的形状可以得知，第一斜边部分22以及第二斜边部分23成为以最短距离连结下边部分19的端面7侧及端面8侧的各端部与侧边部分20及侧边部分21的各自的下端部的形状。

上边部分24与上表面3平行地以直线状延伸。

此外，上边部分24的位置关系比较远离第一外部端子电极15以及第二外部端子电极16，因此上边部分24不会较大地对上述的杂散电容的问题带来影响。因此，上边部分24的形态任意，不一定必须与上表面3平行地以直线状延伸。

优选从第一外部端子电极15的L字状的内角部15a向第一斜边部分22的外周边缘22a引出的垂线的长度A1、以及从第二外部端子电极16的L字状的内角部16a向第二斜边部分23的外周边缘23a引出的垂线的长度A2均为80μm以上。根据像这样长度A1以及长度A2被确保为恒定以上的层叠电感器1，能够如后面所叙述那样，更加可靠地将在外部端子电极15及外部端子电极16与旋回导体层10之间产生的杂散电容抑制得较小。

另外，从第一外部端子电极15的沿下表面4延伸的部分中的最接近第一斜边部分22的端部15b向第一斜边部分22的外周边缘22a引出的垂线的长度B1、以及从第二外部端子电极16的沿下表面4延伸的部分中的最接近第二斜边部分23的端部16b向第二斜边部分23的外周边缘23a引出的垂线的长度B2均比上述长度A1以及上述长度A2短，均为10μm以上且50μm以下。根据像这样长度B1以及长度B2为恒定以下的层叠电感器1，能够较长地获取线圈导体12的内径。

这里，虽然具有长度B1以及长度B2越短就越能够较长地获取线圈导体12的内径的优点，但若过短，则导致在高频中，信号在旋回导体层10(10A～10E)与外部端子电极15及外部端子电极16之间通过，造成短路故障的可能性变高。另外，在上述的制造方法中，在为了形成外部端子电极15及外部端子电极16和旋回导体层而使用的光敏导电性膏所含有的导电性粉末无法通过光刻法被充分除去的情况下，若长度B1以及长度B2过短，则也会造成短路故障。由此，长度B1以及B2需要如上述那样确保为10μm以上。

在图示的实施方式中，从图3具有左右对称的几何形态可知，长度A1与长度A2彼此相等，并且长度B1与长度B2彼此相等。

此外，在成为上述长度A1以及长度A2的起点的外部端子电极15以及外部端子电极16的内角部15a以及内角部16a形成有圆角的情况下，上述起点位于该内角部的圆角部分上。并且，在成为长度B1以及长度B2的起点的外部端子电极15以及外部端子电极16的端部15b以及端部16b形成有圆角的情况下，上述起点位于该端部的圆角部分上。

另外，层叠电感器所具备的旋回导体层也可以在绝缘体层之间的一个界面上具有超过1圈并以漩涡形状延伸的形态。在该情况下，成为长度A1以及长度A2、和长度B1以及长度B2的终点的斜边部分22以及斜边部分23的外周边缘22a以及外周边缘23a由位于最外侧的旋回导体层的外周边缘赋予。

从后面叙述的模拟结果得知了根据具有如上那样的尺寸条件的层叠电感器1，能够将在外部端子电极15以及外部端子电极16与旋回导体层10(10A～10E)之间产生的杂散电容抑制得较小这一情况。因此，能够将在整个层叠电感器1上能够产生的杂散电容抑制得较小，由此，能够提高自谐振频率，其结果是，能够提高高频域内的Q值。

实施了如下所述的模拟。

针对具备16层21圈结构的线圈导体、即含有在绝缘体层之间的一个界面中超过1圈并以漩涡形状延伸的形态的旋回导体层的线圈导体的层叠电感器，如表1所示那样，使上述长度A(＝A1＝A2)在66.2μm～155.2μm的范围内摆动，从而自谐振频率如何变化，关于此，使用电磁场模拟器实施了模拟。此外，在该模拟中，对超过1圈以漩涡形状延伸的形态的旋回导体层的空间宽度进行微调，以使作为前提，将上述长度B(＝B1＝B2)固定在10μm，使长度A摆动，且L值成为170nH。

通过上述模拟求出的结果如表1以及图4所示。

表1

长度A(μm)	自谐振频率(MHz)
		66.2	987
81.6	1012
		137.2	1030
155.2	1033

从表1以及图4中可知，长度A越长，自谐振频率越高。尤其可知：图4的曲线的倾斜，在长度A在80μm以上的范围内，与长度A小于80μm时相比显著变小，自谐振频率的提高效果在一定程度上饱和。即，在长度A为80μm以上时，能够将在外部端子电极与旋回导体层之间产生的杂散电容抑制得较小，能够实现较高的自谐振频率。

以上，虽然与图示的实施方式相关联地对本发明进行了说明，但在本发明的范围内可以有其他各种的变形例。并且，本说明书所记载的实施方式以及变形例为示例，在实施方式与变形例之间，能够进行结构的部分置换或者组合。

Claims (5)

1.一种层叠电感器，其特征在于，

具备：

部件主体，其为具备相互对置的上表面及下表面、以及连结所述上表面与所述下表面之间的相互对置的第一侧面及第二侧面和相互对置的第一端面及第二端面的长方体形状，并具有由多个绝缘体层在与所述侧面正交的方向上层叠而成的层叠构造；

线圈导体，其配置于所述部件主体的内部，具有延伸成沿着所述绝缘体层之间的界面分别形成环状的轨道的一部分的多个旋回导体层、以及在厚度方向上贯通所述绝缘体层的多个通孔导体而构成，通过所述旋回导体层与所述通孔导体交替地连接而成为以螺旋状延伸的形态；

第一外部端子电极及第二外部端子电极，它们分别与所述线圈导体的一端及另一端电连接；以及

第一引出导体层及第二引出导体层，它们沿着所述绝缘体层之间的界面形成，分别连接所述线圈导体的一端及另一端与所述第一外部端子电极及第二外部端子电极，

所述第一外部端子电极被设置为在至少一部分埋入所述部件主体的内部的状态下，形成从所述第一端面的下半部到所述下表面的中途以L字状延伸的露出面，

所述第二外部端子电极被设置为至少一部分埋入所述部件主体的内部，并且以在所述下表面上与所述第一外部端子电极形成规定长度的间隙的方式形成从所述第二端面的下半部到所述下表面的中途以L字状延伸的露出面，

所述旋回导体层具有：下边部分，其与所述下表面平行地以直线状延伸；第一侧边部分及第二侧边部分，它们分别与所述第一端面及所述第二端面的各上半部平行地以直线状延伸；第一斜边部分，其相对于下表面以倾斜方向连结所述下边部分的所述第一端面侧的端部与所述第一侧边部分的下端部；以及第二斜边部分，其相对于所述下表面以倾斜方向连结所述下边部分的所述第二端面侧的端部与所述第二侧边部分的下端部，

所述下边部分具有比所述间隙的长度短的长度而位于所述间隙的范围内。

2.根据权利要求1所述的层叠电感器，其特征在于，

从所述第一外部端子电极的L字状的内角部向所述第一斜边部分的外周边缘引出的垂线的长度A1、以及从所述第二外部端子电极的L字状的内角部向所述第二斜边部分的外周边缘引出的垂线的长度A2均为80μm以上。

3.根据权利要求2所述的层叠电感器，其特征在于，

所述长度A1与所述长度A2彼此相等。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的层叠电感器，其特征在于，

从所述第一外部端子电极的沿着所述下表面延伸的部分中的最接近所述第一斜边部分的端部向所述第一斜边部分的外周边缘引出的垂线的长度B1、以及从所述第二外部端子电极的沿着所述下表面延伸的部分中的最接近所述第二斜边部分的端部向所述第二斜边部分的外周边缘引出的垂线的长度B2均为10μm以上且50μm以下。

5.根据权利要求4所述的层叠电感器，其特征在于，

所述长度B1与所述长度B2彼此相等。