CN107068353B

CN107068353B - 电子部件

Info

Publication number: CN107068353B
Application number: CN201610815710.9A
Authority: CN
Inventors: 米田昌行; 吉田健二; 中嶋泰成
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2013-04-11
Filing date: 2014-03-07
Publication date: 2020-06-30
Anticipated expiration: 2034-03-07
Also published as: CN107068353A; JP2014207280A; US20140306792A1; US9362042B2; CN104103398B; JP5761248B2; CN104103398A

Abstract

本发明提供具有较大的电感值的电子部件。层叠体(12)通过层叠多个绝缘体层(16)而成。线圈(L)由与绝缘体层(16)一起层叠的线状的线圈导体层(19a～19d)构成且成一边卷绕一边向层叠方向行进的螺旋状。在线圈导体层(19a～19d)的朝向线圈(L)的内周侧的面，设置有朝向该线圈(L)的外周侧凹陷的凹部(Ga～Gd)。

Description

电子部件

技术领域

本发明涉及电子部件，更加特定地说，涉及内置有线圈的电子部件。

背景技术

作为与以往的电子部件相关的发明，例如已知有专利文献1所记载的层叠式电子部件。该层叠式电子部件具备层叠体以及线圈。层叠体通过层叠多个铁氧体片而成。线圈的多个线圈导体图案通过通孔连接，呈一边向层叠方向行进一边卷绕的螺旋状。

然而，在专利文献1所记载的层叠式电子部件中，例如若欲获得直流电阻较低的线圈，则需要变粗或变厚线圈导体图案的线宽，但这样，有难以获得较大的电感值的问题。更加详细而言，在呈螺旋状的线圈中，线圈内部的磁通密度变高。该情况下，无法通过线圈内部的磁通通过线圈导体图案。由于在线圈流动高频信号，所以线圈所产生的磁通的方向周期性地变动。若通过线圈导体图案的磁通的方向周期性地变动，则在线圈导体图案中产生涡流且产生焦耳热。其结果，产生涡流损失，而线圈的电感值降低。

专利文献1：日本特开2000-286125号公报

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于提供具有较大的电感值的电子部件。

本发明的一个方式的电子部件的特征在于，具备：层叠体，其通过层叠多个绝缘体层而成；和线圈，其由与上述绝缘体层一起层叠的线状的线圈导体层构成，上述线圈呈旋涡状或者形成为一边卷绕一边向层叠方向行进的螺旋状，在与上述线圈导体层延伸的方向正交的剖面，在该线圈导体层的朝向上述线圈的内周侧的面，设置有朝向该线圈的外周侧凹陷的凹部。

根据本发明，能够获得具有较大的电感值的电子部件。

附图说明

图1是一个实施方式的电子部件的外观立体图。

图2是图1的电子部件的分解立体图。

图3是图1的电子部件的层叠体的A-A的剖面结构图。

图4是电子部件的制造时的工序剖视图。

图5是电子部件的制造时的工序剖视图。

图6是电子部件的制造时的工序剖视图。

图7是电子部件的制造时的工序剖视图。

图8是电子部件的制造时的工序剖视图。

图9是电子部件的制造时的工序剖视图。

图10是电子部件的制造时的工序剖视图。

图11是电子部件的制造时的工序剖视图。

图12是电子部件的制造时的工序剖视图。

图13是电子部件的制造时的工序剖视图。

图14是电子部件的制造时的工序剖视图。

图15是电子部件的制造时的工序剖视图。

图16是电子部件的制造时的工序剖视图。

图17是电子部件的制造时的工序剖视图。

图18是电子部件的制造时的工序剖视图。

图19是电子部件的制造时的工序剖视图。

图20是表示模拟结果的图表。

图21是线圈导体层的剖面结构的照片。

图22是线圈导体层的剖面结构图。

图23是表示模拟结果的图表。

附图标记的说明：

Ga～Gh…凹部；L…线圈；Op1～Op4…开口；10、10a…电子部件；12…层叠体；14a、14b…外部电极；16a～16i…绝缘体层；18a～18h、19a～19d…线圈导体层。

具体实施方式

以下，对本发明的一个实施方式的电子部件进行说明。

(电子部件的结构)

以下，参照附图对一个实施方式的电子部件的结构进行说明。图1是一个实施方式的电子部件10的外观立体图。图2是图1的电子部件10的分解立体图。图3是图1的电子部件10的层叠体12的A-A的剖面结构图。图3中，省略了外部电极14a、14b。以下，将层叠体12的层叠方向定义为上下方向，将从上侧俯视层叠体12时层叠体12的短边延伸的方向定义为前后方向，将层叠体12的长边延伸的方向定义为左右方向。

如图1至图3所示，电子部件10具备层叠体12、外部电极14a、14b以及线圈L。层叠体12通过层叠绝缘体层25、16a～16i而成，呈长方体状。绝缘体层25、16a～16i从上侧向下侧依次层叠，而呈长方形的外缘。在绝缘体层25设置有圆形的空白部分。圆形的空白部分作为方向识别标记而使用。另外，在绝缘体层16b、16d、16f、16h上分别设置有开口Op1～Op4。另外，在绝缘体层16c、16e、16g上设置有通孔Ta～Tc。这样，设置有开口Op1～Op4的绝缘体层16b、16d、16f、16h和未设置开口的绝缘体层16c、16e、16g交替层叠。后面对开口Op1～Op4以及通孔Ta～Tc进行说明。绝缘体层16a～16i由含有磁性体材料的玻璃制成。以下，将绝缘体层16a～16i的上侧的面称作表面，将绝缘体层16a～16i的下侧的面称作背面。

在从上侧俯视时，线圈L呈一边向顺时针方向卷绕一边从下侧向上侧行进的螺旋状。线圈L包括线圈导体层19a～19d以及通路孔导体Va～Vc。线圈导体层19a～19d与绝缘体层16a～16i一起层叠，在从上侧俯视时，线圈导体层19a～19d是以层叠体12的中心(对角线的交点)为中心地顺时针卷绕的线状导体。线圈导体层19a～19d例如由以Ag为主成分的导电性材料制成。以下，将线圈导体层19a～19d的顺时针方向的上游侧的端部称作上游端，将线圈导体层19a～19d的顺时针方向的下游侧的端部称作下游端。

另外，如图2所示，线圈导体层19a包括线圈导体层18a、18b。在从上侧俯视时，线圈导体层18a、18b大致呈相同的形状，在上下方向上层叠。更加详细而言，线圈导体层18b设置在绝缘体层16c的表面上。开口Op1如上所述地设置在绝缘体层16b上。在从上侧俯视时，开口Op1呈与线圈导体层18b重合的线状并且呈与线圈导体层18b大致相同的形状。其中，开口Op1的线宽W3比线圈导体层18a的线宽W1以及线圈导体层18b的线宽W2细。

如图2以及图3所示，线圈导体层18a设置在开口Op1内以及绝缘体层16b的表面上。然而，在从上侧俯视时，线圈导体层18a在绝缘体层16b的表面上从开口Op1的周围突出。由此，在与线圈导体层18a延伸的方向正交的剖面，线圈导体层18a呈T字形的剖面形状。而且，线圈导体层18a的下表面与线圈导体层18b的上表面接触。由此，在与线圈导体层19a延伸的方向正交的剖面，线圈导体层19a呈H字形旋转90度后的剖面形状。因此，在与线圈导体层19a延伸的方向正交的剖面，在线圈导体层19a的朝向线圈L的内周侧的面设置有朝向线圈L的外周侧凹陷的凹部Ga。优选地，凹部Ga的深度D1(参照图3)为6μm以上且为线圈导体层18a～18h的线宽W1、W2的40％以下。

线圈导体层19b如图2所示地具备线圈导体层18c、18d。线圈导体层19c如图2所示地具备线圈导体层18e、18f。线圈导体层19d如图2所示地具备线圈导体层18g、18h。其中，线圈导体层19b～19d的结构与线圈导体层19a的结构相同，因此省略说明。另外，开口Op2～Op4的结构也与开口Op1的结构相同，因此省略说明。

通孔Ta～Tc是分别沿上下方向贯通绝缘体层16c、16e、16g的孔。在从上侧俯视时，通孔Ta与线圈导体层18b的上游端以及线圈导体层18c的下游端重合。在从上侧俯视时，通孔Tb与线圈导体层18d的上游端以及线圈导体层18e的下游端重合。在从上侧俯视时，通孔Tc与线圈导体层18f的上游端以及线圈导体层18g的下游端重合。

通路孔导体Va从线圈导体层18b的上游端向下方突出，并设置在通孔Ta内。由此，通路孔导体Va连接线圈导体层18b的上游端和线圈导体层18c的下游端。通路孔导体Vb从线圈导体层18d的上游端向下方突出，并设置在通孔Tb内。由此，通路孔导体Vb连接线圈导体层18d的上游端和线圈导体层18e的下游端。通路孔导体Vc从线圈导体层18f的上游端向下方突出，并设置在通孔Tc内。由此，通路孔导体Vc连接线圈导体层18f的上游端和线圈导体层18g的下游端。由此，线圈导体层19a～19d通过由通路孔导体Va～Vc连接，而呈螺旋状的线圈L。

外部电极14a覆盖层叠体12的右侧的端面，并且向上表面、下表面以及前后方向的侧面折回。线圈导体层19a的下游端被引出至层叠体12的右侧的端面。由此，线圈导体层19a的下游端与外部电极14a连接。

外部电极14b覆盖层叠体12的左侧的端面，并且向上表面、下表面以及前后方向的侧面折回。线圈导体层19d的上游端被引出至层叠体12的左侧的端面。由此，线圈导体层19d的上游端与外部电极14b连接。

(电子部件的制造方法)

接下来，参照附图对电子部件10的制造方法进行说明。图4至图19是电子部件10的制造时的工序剖视图。以下，对制造一个电子部件10的工序进行说明，但实际上，通过制成母层叠体后进行切割来同时制成多个电子部件10。

首先，如图4所示，通过印刷涂覆感光性绝缘糊。而且，如图5所示，对该感光性绝缘糊的整个面进行曝光。由此，使感光性绝缘糊固化而形成绝缘体层16i。

接下来，如图6所示，通过印刷在绝缘体层16i上涂覆感光性导电糊。而且，如图7所示，隔着掩模M1对感光性导电糊进行曝光。在掩模M1设置有与线圈导体层18h相同的形状的开口。由此，感光性导电糊内的与线圈导体层18h相当的部分固化。并且，如图8所示，用显影液除去未固化的感光性导电糊。由此，形成线圈导体层18h。

接下来，如图9所示，通过印刷在绝缘体层16i上以及线圈导体层18h上涂覆感光性绝缘糊。而且，如图10所示，隔着掩模M2对该感光性绝缘糊进行曝光。掩模M2覆盖感光性绝缘糊的与开口Op4对应的部分。由此，感光性绝缘糊内的除开口Op4以外的部分固化。并且，如图11所示，用显影液除去未固化的感光性绝缘糊。由此，形成绝缘体层16h。

接下来，如图12所示，通过印刷在绝缘体层16h上以及开口Op4内涂覆感光性导电糊。而且，如图13所示，隔着掩模M3对感光性导电糊进行曝光。在掩模M3设置有与线圈导体层18g相同的形状的开口。由此，感光性导电糊内的与线圈导体层18g相当的部分固化。并且，如图14所示，用显影液除去未固化的感光性导电糊。由此，形成线圈导体层18g。

接下来，如图15所示，通过印刷在绝缘体层16h上以及线圈导体层18g上涂覆感光性绝缘糊。而且，如图16所示，隔着未图示的掩模对该感光性绝缘糊进行曝光。未图示的掩模覆盖感光性绝缘糊的与通孔Tc对应的部分。由此，感光性绝缘糊内的除通孔Tc以外的部分固化。而且，用显影液除去未固化的感光性绝缘糊。由此，形成绝缘体层16g。之后，通过反复进行图6至图16的工序，如图17所示地形成绝缘体层16b～16f、线圈导体层18a～18f。

接下来，如图18所示，通过印刷在绝缘体层16b上以及线圈导体层18a上涂覆感光性绝缘糊。而且，如图19所示，对感光性绝缘糊的整个面进行曝光。由此，感光性绝缘糊固化，形成绝缘体层16a。而且，通过印刷在绝缘体层16a上涂覆绝缘糊而形成绝缘体层25。由此，获得作为多个层叠体12的集合体的母层叠体。

接下来，通过切割机等切割母层叠体，而获得未烧制的多个层叠体12。并且，在规定条件下对未烧制的层叠体12进行烧制。

接下来，通过浸渍，对层叠体12的两端面涂覆由Ag构成的导电性糊，并进行烧结，从而形成基底电极。最后，在基底电极上实施Ni、Cu、Sn等的镀覆，从而形成外部电极14a、14b。经由以上的工序，完成电子部件10。

(效果)

根据本实施方式的电子部件10，能够获得较大的电感值。更加详细而言，在形成为螺旋状的线圈L中，线圈L内部的磁通密度变高。而且，无法通过线圈L内部的磁通可以通过线圈导体层18a～18h。这样，若磁通通过线圈导体层18a～18h，则产生涡流，从而线圈L的电感值降低。

此处，无法通过线圈L内部的磁通在线圈导体层19a～19d的朝向线圈L的内周侧的面附近通过。因此，涡流也容易在线圈导体层19a～19d的朝向线圈L的内周侧的面附近产生。因此，电子部件10中，在线圈导体层19a～19d的朝向线圈L的内周侧的面，设置有朝向线圈L的外周侧凹陷的凹部Ga～Gd。由此，线圈导体层19a～19d的朝向线圈L的内周侧的面附近的上下方向的厚度变小。因而，磁通通过线圈导体层19a～19d的距离也变短。其结果，线圈导体层19a～19d中产生涡流的情况减少，从而抑制线圈L的电感值降低。此外，由后述的计算机模拟可知，优选地，凹部Ga～Gd的深度D1为6μm以上且为线圈导体层18a～18h的线宽W1、W2的40％以下。

(计算机模拟)

本申请发明人为了确认线圈L的电感值变大的原理在上述说明中是正确的，进行了以下的计算机模拟。如图3的放大图所示，将在线圈导体层19a～19d的朝向线圈L的外周侧的面设置的凹部设为凹部Ge～Gh。而且，将凹部Ge～Gh的深度设为深度D2。本申请发明人使深度D1、D2变化，而计算了线圈L的电感值。以下，对计算机模拟中使用的第一模型至第三模型的条件进行说明。

第一模型

深度D1：0μm

深度D2：0μm

第二模型

深度D1：10μm

深度D2：0μm

第三模型

深度D1：0μm

深度D2：10μm

第一模型中，电感值是2.276nH。第二模型中，电感值是2.321nH。即，第二模型中，与第一模型相比，电感值增加了0.045nH。另一方面，第三模型中，电感值是2.282nH。即，第三模型中，与第一模型相比，电感值仅增加了0.006nH。这样，可知，与在线圈导体层19a～19d的朝向线圈L的外周侧的面设置有凹部Ge～Gh的情况相比，在线圈导体层19a～19d的朝向线圈L的内周侧的面设置有凹部Ga～Gd的情况下，线圈L的电感值变大。因此，根据本计算机模拟，可知通过设置凹部Ga～Gd，能够减少在线圈导体层19a～19d中产生的涡流，从而抑制线圈L的电感值的降低。

接下来，为了调查凹部Ga～Gd的最优的深度D1，作成具有以下的条件的第四模型至第七模型，并计算了各模型的电感值。

第四模型

线圈导体层19a～19d的线宽(线宽W1、W2)：70μm

线圈导体层19a～19d的厚度：12μm

第五模型

线圈导体层19a～19d的线宽(线宽W1、W2)：60μm

线圈导体层19a～19d的厚度：12μm

第六模型

线圈导体层19a～19d的线宽(线宽W1、W2)：40μm

线圈导体层19a～19d的厚度：12μm

第七模型

线圈导体层19a～19d的线宽(线宽W1、W2)：40μm

线圈导体层19a～19d的厚度：8μm

在以上的第四模型至第七模型中，使凹部Ga～Gd的深度D1变化，而计算了线圈L的电感值。图20是表示模拟结果的图表。纵轴表示电感值的变化率，横轴表示凹部Ga～Gd的深度D1。电感值的变化率指的是，深度D1是0μm时的相对于电感值的变化率。

根据图20可知，在第四模型至第七模型的任一模型中，随着深度D1变大，电感值增加。而且，在第四模型至第七模型的任一模型中，深度D1是6μm以上的情况下电感值基本不增加。因而，可知深度D1优选是6μm以上。此外，本申请发明人将深度D1设为10μm而计算了电感值。因而，优选地，深度D1为10μm以下。

另外，在第四模型中，可知到深度D1为30μm为止，电感值基本不变动。在第四模型中，线宽W1为70μm。因此，在第四模型中，若深度D1为线宽W1的42.8％以下，则电感值基本不变动。同样地，在第五模型中，可知到深度D1为25μm为止，电感值基本不变动。在第五模型中，线宽W1为60μm。因此，在第五模型中，若深度D1为线宽W1的42.5％以下，则电感值基本不变动。在第六模型中，可知到深度D1为16μm为止，电感值基本不变动。在第六模型中，线宽W1为40μm。因此，在第六模型中，若深度D1为线宽W1的40.0％以下，则电感值基本不变动。在第七模型中，可知到深度D1为16μm为止，电感值基本不变动。在第七模型中，线宽W1为40μm。因此，在第七模型中，若深度D1为线宽W1的40.0％以下，则电感值基本不变动。如上所述，优选地，凹部Ga～Gd的深度D1为线圈导体层18a～18h的线宽W1、W2的40％以下。

此外，也对线圈导体层19a～19d的其它的尺寸进行说明。如图3所示，优选地，线圈导体层18a、18c、18e、18g的设置在绝缘体层16b、16d、16f、16h上的部分的厚度H1为8μm～12μm。另外，优选地，线圈导体层18a、18c、18e、18g的设置在开口Op1～Op4内的部分的厚度H3为7μm。另外，优选地，线圈导体层18b、18d、18f、18h的厚度H2为8μm～12μm。

(凹部的深度的测量方法)

以下，参照附图对凹部Ga～Gd的深度D1的测量方法进行说明。

首先，用固化树脂加固电子部件10。对由固化树脂加固后的电子部件10进行研磨，使线圈导体层19a的剖面露出。而且，对露出的线圈导体层19a的剖面实施抛光，消除线圈导体层19a的剖面的研磨伤痕。而且，利用激光显微镜(基恩士公司制的VK-8700)，对线圈导体层19a的剖面进行拍摄。图21是线圈导体层19a的剖面结构的照片。

如图21所示，线圈导体层19a的剖面形状实际上呈从H字形较大地压溃的形状。因此，在测量凹部Ga～Gd的深度D1时，决定凹部Ga～Gd的底部。凹部Ga～Gd的底部如图21所示是位于凹部Ga～Gd中最靠线圈L的外周侧的部分P1。接下来，决定凹部Ga～Gd的入口。凹部Ga～Gd的入口如图21所示是位于线圈导体层19a中最靠线圈L的内周侧的部分P2。而且，测量部分P1和部分P2的左右方向的距离，设为深度D1。通过以上的工序，能够测量深度D1。

(变形例)

以下，参照附图对变形例的电子部件10a进行说明。图22是线圈导体层19a的剖面结构图。对于电子部件10a的外观立体图以及分解立体图，引用图1及图2。

电子部件10a在线圈导体层19a～19d的剖面形状方面与电子部件10不同。以下，对线圈导体层19a～19d的剖面形状进行，省略其它的结构的说明。

如图22所示，线圈导体层18c中与线圈导体层18b隔着绝缘体层16c而对置的面(即，上表面)凹陷。由此，线圈导体层18b与线圈导体层18c的距离增大。其结果，抑制了因接近效果所引起的电子部件10a的插入损失的增大。此外，以线圈导体层18b与线圈导体层18c的关系为例进行了说明，但对于线圈导体层18d与线圈导体层18e的关系以及线圈导体层18f与线圈导体层18g的关系，也和线圈导体层18b与线圈导体层18c的关系相同。

本申请发明人为了使抑制电子部件10a的插入损失的情况明确，进行了以下说明的计算机模拟。更加详细而言，本申请发明人作成具有以下的条件的第八模型至第十模型，调查了高频信号的频率与Q值的关系。

第八模型至第十模型共通的条件

线圈导体层的线宽(线宽W1、W2)：65μm

线圈导体层的数量：5层

线圈L的匝数：4.5匝

线圈L至层叠体的端面的距离：23μm

第八模型

线圈导体层18b与线圈导体层18c之间的距离L1：5μm

第九模型

线圈导体层18b与线圈导体层18c之间的距离L1：10μm

第十模型

线圈导体层18b与线圈导体层18c之间的距离L1：15μm

图23是表示模拟结果的图表。纵轴表示Q值，横轴表示频率。根据图23可知，随着距离L1变大，Q值的峰值变大。即，可知由于线圈导体层18c的上表面凹陷，而线圈导体层18b与线圈导体层18c之间的距离L1变大，电子部件10a的Q值增加。即，可知若距离L1变大，则能抑制电子部件10a的插入损失。

另外，根据图23可知，在距离L1是10μm以上时，较大地改善了Q值的峰值。因而，优选地，距离L1为10μm以上。

(其它的实施方式)

本发明的电子部件并不局限于上述电子部件10、10a，能够在其主旨的范围内变更。

此外，电子部件10、10a设置有凹部Ge～Gh，但凹部Ge～Gh不是必须的。

另外，在电子部件10、10a中，线圈L是螺旋状的线圈，但例如也可以是在从上侧俯视的情况下形成为旋涡状的线圈。另外，线圈L也可以是连接有多个旋涡状的线圈导体层的螺旋状的线圈。

工业上的可利用性

如上所述，本发明对电子部件有用，尤其在能够获得具有较大的电感值的电子部件的方面优异。

Claims

1.一种电子部件，其特征在于，具备：

层叠体，其通过层叠多个绝缘体层而成；和

线圈，其由与所述绝缘体层一起层叠的线状的线圈导体层构成，所述线圈呈旋涡状或者呈一边卷绕一边向层叠方向行进的螺旋状，

在与所述线圈导体层延伸的方向正交的剖面，在该线圈导体层的朝向所述线圈的内周侧的面，设置有朝向该线圈的外周侧凹陷的凹部，

所述多个绝缘体层包括第一绝缘体层和层叠在该第一绝缘体层上的第二绝缘体层，

所述线圈导体层包括第一线圈导体层和第二线圈导体层，

所述第一线圈导体层设置在所述第一绝缘体层上，

在所述第二线圈导体层中隔着所述第一绝缘体层而与所述第一线圈导体层对置的面是凹陷的，

所述凹部的深度为6μm以上。

2.一种电子部件，其特征在于，具备：

层叠体，其通过层叠多个绝缘体层而成；和

所述线圈导体层包括第一线圈导体层和第二线圈导体层，

所述第一线圈导体层设置在所述第一绝缘体层上，

所述凹部的深度是所述线圈导体层的线宽的40％以下。

3.一种电子部件，其特征在于，具备：

层叠体，其通过层叠多个绝缘体层而成；和

所述凹部的深度为6μm以上且小于20μm，

从层叠方向观察，所述线圈导体层以线状延伸并且卷绕。

4.根据权利要求3所述的电子部件，其特征在于，

所述凹部的深度是所述线圈导体层的线宽的40％以下。

5.根据权利要求3所述的电子部件，其特征在于，

所述线圈导体层包括第一线圈导体层和第二线圈导体层，

所述第一线圈导体层设置在所述第一绝缘体层上，

在所述第二绝缘体层设置有线状的开口，该开口具有比所述第一线圈导体层的线宽以及所述第二线圈导体层的线宽细的线宽，并且在从层叠方向俯视时，所述开口与该第一线圈导体层重合，

所述第二线圈导体层设置在所述开口内以及所述第二绝缘体层上。

6.根据权利要求4中所述的电子部件，其特征在于，

所述线圈导体层包括第一线圈导体层和第二线圈导体层，

所述第一线圈导体层设置在所述第一绝缘体层上，

7.根据权利要求5所述的电子部件，其特征在于，

所述多个第一绝缘体层和所述多个第二绝缘体层交替地层叠，

所述线圈是连接分别包括所述第一线圈导体层和所述第二线圈导体层的多个所述线圈导体层而成的螺旋状的线圈，

在所述第二线圈导体层中隔着所述第一绝缘体层而与所述第一线圈导体层对置的面是凹陷的。

8.根据权利要求6所述的电子部件，其特征在于，

9.根据权利要求3所述的电子部件，其特征在于，

所述凹部的深度为16μm以下。

10.根据权利要求3所述的电子部件，其特征在于，

所述凹部的深度为10μm以下。