CN114999768A - 层叠线圈部件 - Google Patents

Abstract

在层叠线圈部件(1)中，第一、第二导体图案(12、16)分别具有在层叠方向上相互重叠的并联部分(P1)和相互不重叠的非并联部分(P2)。一组的第一、第二导体图案(12、16)的并联部分(P1、P1)彼此通过第一通孔(T1)连接，在层叠方向上相邻的组的第一、第二导体图案(12、16)的非并联部分(P2、P2)彼此通过第二通孔(T2)连接。

Description

层叠线圈部件

技术领域

本公开涉及层叠线圈部件。

背景技术

作为现有的层叠线圈部件，例如有日本特开2013-162101号公报中记载的层叠电感器。这些以往的层叠电感器具备由多个绝缘体层构成的层叠体、形成于层叠体的外侧的外部电极、以及在层叠体的内部形成于螺旋上的线圈导体。构成线圈主体的导体图案仅为C字状图案和I字状图案这2种。C字状图案的个数比I字状图案的个数多。

发明内容

在上述现有的层叠电感器中，具有相同导体图案的层在层叠方向上重叠。因此，连接在层叠方向上相邻的层的导体图案的通孔也在相同的位置在层叠方向上连续，存在在相同位置的导体体积增大的问题。在导体体积增大的位置，容易施加应力，因此，在产生热膨胀或热收缩等时，认为在通孔容易产生断线。

本公开是为了解决上述课题而完成的，其目的在于提供一种能够抑制通孔的断线的发生的层叠线圈部件。

本公开的一个方面所涉及的层叠线圈部件是在呈层叠结构的绝缘性的素体的内部包含线圈部的层叠线圈部件，线圈部具有包含具有第一导体图案的第一导体图案层以及具有第二导体图案的第二导体图案层的多个组，第一导体图案以及第二导体图案分别具有在层叠方向上相互重叠的并联部分、在层叠方向上相互不重叠的非并联部分、以及用于导体图案间的连接的焊盘部，在一组中，设置于第一导体图案的并联部分和第二导体图案的并联部分的第一焊盘部彼此经由第一通孔连接，设置于一组第一导体图案的非并联部分的第二焊盘部与设置于相对于一组位于层叠方向的一侧的组的第二导体图案的非并联部分的第三焊盘部经由第二通孔连接，设置于一组第二导体图案的非并联部分的第三焊盘部与设置于相对于一组位于层叠方向的另一侧的组的第一导体图案的非并联部分的第二焊盘部经由第二通孔连接。

在该层叠线圈部件中，连接一组第一导体图案以及第二导体图案的第一通孔将设置于并联部分的第一焊盘部彼此连接，将一组与邻接于该一组的组的第一导体图案以及第二导体图案连接的第二通孔连接在非并联部分设置的第二、第三焊盘部。由此，在该层叠线圈部件中，在从层叠方向观察的情况下，能够使第一通孔的位置和第二通孔的位置分散。通过使通孔的位置分散，能够避免在相同位置的导体体积增大。因此，即使在产生热膨胀或热收缩等的情况下，也能够抑制通孔的断线的产生。

在一组中，第二焊盘部与第三焊盘部也可以在层叠方向上相互重叠。在该情况下，也能够维持第一通孔的位置与第二通孔的位置的分散关系，另一方面，提高第一导体图案以及第二导体图案的对称性，实现图案的简单化。

在一组中，在第二焊盘部与第三焊盘部的层间也可以存在空隙。在该情况下，能够通过空隙使第二焊盘部与第三焊盘部的层间的电阻率高于素体材料，能够提高层叠线圈部件的耐电压。

在一组中，也可以在第二焊盘部的第三焊盘部侧的面以及第三焊盘部的第二焊盘部侧的面中的至少一方设置凹部。在该情况下，能够利用凹部充分地确保第二焊盘部与第三焊盘部的层间，能够提高层叠线圈部件的耐电压。

一组中的第一导体图案与第二导体图案之间的层叠方向的间隔也可以小于一组第一导体图案与相对于一组位于层叠方向的一侧的组的第二导体图案之间的层叠方向的间隔、以及一组第二导体图案与相对于一组位于层叠方向的另一侧的组的第一导体图案之间的层叠方向的间隔。在该情况下，能够充分确保在层叠方向上相邻的组的层间，能够提高层叠线圈部件的耐电压。

素体可以通过层叠包含多个金属磁性颗粒的磁性体层而构成，一组中的第二焊盘部与第三焊盘部之间的金属磁性颗粒的个数比位于一组中的第一导体图案与第二导体图案之间的金属磁性颗粒的个数多。通过使第二焊盘部与第三焊盘部之间的金属磁性颗粒的个数相对变多，能够提高层叠线圈部件的耐电压。

附图说明

图1是表示层叠线圈部件的一个实施方式的立体图。

图2是表示层叠线圈部件的层结构的图。

图3是表示第一导体图案层和第二导体图案层的连接关系的图。

图4是层叠线圈部件的主要部分剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图，对本公开的一个方面所涉及的层叠线圈部件的优选的实施方式进行详细说明。

图1是表示层叠线圈部件的一个实施方式的立体图。如图1所示，层叠线圈部件1具备呈长方体形状的素体2和一对端子电极3，3。一对端子电极3、3分别配置于素体2的两端部，相互分离。长方体形状包括角部以及棱线部被倒角的长方体形状、以及角部以及棱线部被倒圆的长方体形状。层叠线圈部件1例如能够应用于珠状电感器或者功率电感器。

呈长方体形状的素体2具有相互对置的一对端面2a、2b、相互对置的一对主面2c、2d、以及相互对置的一对侧面2e、2f。在以下的说明中，将一对端面2a、2b的对置方向称为第一方向D1，将一对主面2c、2d的对置方向称为第二方向D2。另外，将一对侧面2e、2f的对置方向称为第三方向D3。第一方向D1、第二方向D2以及第三方向D3相互正交。在本实施方式中，一对端面2a、2b呈正方形，一对主面2c、2d及一对侧面2e、2f呈长方形。主面2c(图1中的底面)能够成为安装面。安装面是在将层叠线圈部件1安装于其他电子设备(电路基板、电子部件等)时与该其他电子设备相对的面。

素体2通过层叠多个磁性体层11(参照图2)而构成。各磁性体层11在主面2c、2d的对置方向上层叠。即，各磁性体层11的层叠方向与第二方向D2一致(以下，有时也将主面2c、2d的对置方向称为“层叠方向”)。各磁性体层11呈大致矩形形状。在实际的素体2中，各磁性体层11被一体化为无法辨认其层间的边界的程度。

素体2包含多个金属磁性颗粒(未图示)。金属磁性颗粒例如由软磁性合金构成。软磁性合金例如是Fe-Si系合金。在软磁性合金为Fe-Si系合金的情况下，软磁性合金也可以含有P。软磁性合金例如可以是Fe-Ni-Si-M系合金。“M”包含选自Co、Cr、Mn、P、Ti、Zr、Hf、Nb、Ta、Mo、Mg、Ca、Sr、Ba、Zn、B、Al以及稀土类元素中的一种以上的元素。

在素体2中，金属磁性颗粒彼此结合。金属磁性颗粒彼此的结合例如通过形成于金属磁性颗粒的表面的氧化膜彼此的结合来实现。另外，素体2包含由树脂形成的填充部分。树脂存在于多个金属磁性颗粒间的至少一部分。树脂是具有电绝缘性的树脂。作为树脂，例如可使用有硅酮树脂、酚醛树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂等。在多个金属磁性颗粒之间，也可以存在没有由树脂填充的空隙部分。

一对端子电极3、3均呈扁平的长方体形状，以分别覆盖素体2的端面2a、2b的方式配置。端子电极3包含导电性材料而构成。导电性材料例如为Ag或Pd。端子电极3例如是烧结电极，构成为导电性糊剂的烧结体。导电性糊剂包含导电性金属粉末和玻璃粉。导电性金属粉末例如为Ag粉末或Pd粉末。也可以在端子电极3的表面形成有镀层。镀层例如通过电镀形成。电镀例如是电镀Ni或电镀Sn。

图2是表示层叠线圈部件的层结构的图。如该图所示，在素体2的内部设置有线圈部C。形成线圈部C的多个层构成为包含覆盖层Lc、第一导体图案层L1、第二导体图案层L2、连接导体层L3、引出导体层L4。覆盖层Lc是仅由包含金属磁性颗粒的磁性体层构成的层。覆盖层Lc在素体2的主面2c侧以及主面2d侧分别配置有多个。

在除了覆盖层Lc之外的各层中，以规定的图案形成有导体部分。导体部分例如由金属材料构成。金属材料的材料没有特别限定，例如可以使用Ag、Cu、Au、Al、Pd、Pd/Ag合金等。金属材料也可以添加Ti化合物、Zr化合物、Si化合物等。在导体部分的形成中，例如能够使用印刷法、薄膜生长法。

第一导体图案层L1以及第二导体图案层L2是形成线圈部C的主要部分(卷绕部分)的层。在本实施方式中，一个第一导体图案层L1、一个第二导体图案层L2以及一个连接导体层L3依次层叠而构成一组。在素体2的内部，根据线圈部C所需的卷绕数，在层叠结构内设置有多组。

第一导体图案层L1具有第一导体图案12。第一导体图案12整体呈大致矩形的环状。第一导体图案12具有在端面2a侧在第三方向D3上延伸的第一部分12a、在侧面2e侧在第一方向D1上延伸的第二部分12b、在端面2b侧在第三方向D3上延伸的第三部分12c。另外，第一导体图案12在侧面2f侧具有在第一方向D1上延伸的第四部分12d。

在第一导体图案12中，第四部分12d的一端与第三部分12c的侧面2f侧的端部连接，第四部分12d的另一端位于第一导体图案层L1中的第一方向D1的中央。在第一部分12a的侧面2f侧的端部以及第三部分12c与第四部分12d的连接部分分别设置有第一焊盘部13。另外，在第四部分12d的另一端设置有第二焊盘部14。

第二导体图案层L2具有第二导体图案16。第二导体图案16整体呈大致矩形的环状。第二导体图案16具有在端面2a侧在第三方向D3上延伸的第一部分16a、在侧面2e侧在第一方向D1上延伸的第二部分16b、在端面2b侧在第三方向D3上延伸的第三部分16c。另外，第二导体图案16在侧面2f侧具有在第一方向D1上延伸的第四部分16d。

在第二导体图案16中，第四部分16d的一端与第一部分16a的侧面2f侧的端部连接，第四部分16d的另一端位于第一导体图案层L1中的第一方向D1的中央。在第一部分16a与第四部分16d的连接部分以及第三部分16c的侧面2f侧的端部，分别设置有第一焊盘部13。另外，在第四部分16d的另一端设置有第三焊盘部17。

在本实施方式中，如上所述，在第一导体图案12中设置有第二焊盘部14的第四部分12d的另一端和在第二导体图案16中设置有第三焊盘部17的第四部分16d的另一端均位于第一方向D1的中央。因此，第二焊盘部14和第三焊盘部17成为在层叠方向上相互重叠的状态。

连接导体层L3是作为确保在层叠方向上相邻的组的第一导体图案层L1与第二导体图案层L2的层间的层而发挥功能的层。连接导体层L3仅具有焊盘部18作为导体部分。焊盘部18与第一导体图案12的第二焊盘部14以及第二导体图案16的第三焊盘部17对应地配置。即，焊盘部18与第二焊盘部14以及第三焊盘部17成为在层叠方向上相互重叠的状态。

引出导体层L4是将线圈部C与端子电极3、3连接的层。在本实施方式中，引出导体层L4具有配置于主面2c侧的引出导体层L4A和配置于主面2d侧的引出导体层L4B。引出导体层L4A配置在位于最靠主面2c侧的组的连接导体层L3的下层侧(主面2c侧)。引出导体层L4A具有：焊盘部19，其以相对于该连接导体层L3的焊盘部18在层叠方向上重叠的方式配置；以及引出导体20A，其从该焊盘部19朝向端面2b侧的边缘延伸。焊盘部19经由通孔(未图示)与连接导体层L3的焊盘部18电连接。引出导体20A在端面2b与覆盖该端面2b的端子电极3连接。

在主面2d侧，在位于最靠主面2d侧的组的第一导体图案层L1的上层侧(主面2d侧)配置有1层连接导体层L3。引出导体层L4B具有：焊盘部19，其以相对于该连接导体层L3的焊盘部18在层叠方向上重叠的方式配置；以及引出导体20B，其从该焊盘部19朝向端面2a侧的边缘延伸。焊盘部19经由通孔(未图示)与连接导体层L3的焊盘部18电连接。引出导体20B在端面2a与覆盖该端面2a的端子电极3连接。

接着，对上述的第一导体图案层L1以及第二导体图案层L2的连接关系进一步详细地进行说明。图3是表示第一导体图案层和第二导体图案层的连接关系的图。如该图所示，在第一导体图案层L1以及第二导体图案层L2的连接时，第一导体图案12以及第二导体图案16分别具有在层叠方向上相互重叠的并联部分P1和在层叠方向上相互不重叠的非并联部分P2。

在本实施方式中，第一导体图案12以及第二导体图案16的第一部分12a、16a、第二部分12b、16b以及第三部分12c、16c成为并联部分P1，第四部分12d、16d成为非并联部分P2。在一组中，设置于第一导体图案12的并联部分P1和第二导体图案16的并联部分P1的第一焊盘部13、13彼此经由第一通孔T1相互连接。另一方面，在一组中，设置于第一导体图案12的非并联部分P2的第二焊盘部14和设置于第二导体图案16的非并联部分P2的第三焊盘部17为非连接。

第二焊盘部14和第三焊盘部17被用于一组和相对于该一组在层叠方向上相邻的组之间的连接。在图3的例子中，设置于一组第一导体图案12的非并联部分P2的第二焊盘部14和设置于相对于一组位于层叠方向的一侧的组的第二导体图案16的非并联部分P2的第三焊盘部17经由连接导体层L3的焊盘部18以及第二通孔T2而相互连接。另外，设置于一组第二导体图案16的非并联部分P2的第三焊盘部17和设置于相对于一组位于层叠方向的另一侧的组的第一导体图案12的非并联部分P2的第二焊盘部14经由连接导体层L3的焊盘部18以及第二通孔T2而相互连接。

图4是层叠线圈部件的主要部分剖视图。该图表示在图3所示的虚线K的位置将素体2沿层叠方向切断的截面。如上所述，一组中的第二焊盘部14与第三焊盘部17为非连接，但如图4所示，在一组中的第二焊盘部14与第三焊盘部17的层间存在空隙G。空隙G例如能够通过素体2与构成线圈部C的导体部分的热收缩率之差而形成。空隙G也可以通过在形成素体2时在第二焊盘部14与第三焊盘部17的层间夹入空隙形成部件而形成。如本实施方式那样，在素体2包含由多个金属磁性颗粒以及树脂形成的填充部分的情况下，树脂的一部分也可以进入空隙G内。

另外，在本实施方式中，在一组中，在第二焊盘部14中的第三焊盘部17侧的面以及第三焊盘部17中的第二焊盘部14侧的面中的至少一方设置有凹部21。在本实施方式中，在这些面的双方设置有凹部21。通过这些凹部21、21，一组中的第二焊盘部14与第三焊盘部17的层叠方向的间隔L1大于一组中的第一导体图案12与第二导体图案16之间的层叠方向的间隔L2。

凹部21例如能够通过在通过印刷等在磁性体层11上形成第一导体图案12之前，在第二焊盘部14的位置以与该第二焊盘部14相同的形状印刷磁性材料而形成。在第二焊盘部14与第三焊盘部17之间配置磁性材料，在层叠并压接磁性体层11的工序中，通过使磁性材料进入第三焊盘部17侧，也能够在第三焊盘部17形成凹部21。

另外，在本实施方式中，一组中的第一导体图案12与第二导体图案16之间的层叠方向的间隔L2小于一组第一导体图案12与相对于一组位于层叠方向的一侧的组的第二导体图案16之间的层叠方向的间隔L3、以及一组第二导体图案16与相对于一组位于层叠方向的另一侧的组的第一导体图案12之间的层叠方向的间隔L4。在图4的例子中，间隔L3与间隔L4相等，L2＜L3＝L4。

另外，在本实施方式中，一组中的第二焊盘部14与第三焊盘部17之间的金属磁性颗粒的个数多于位于一组中的第一导体图案12与第二导体图案16之间(并联部分P1、P1间)的金属磁性颗粒的个数。即，在本实施方式中，在上述的间隔L1中在层叠方向上排列的金属磁性颗粒的个数比在上述的间隔L2中在层叠方向上排列的金属磁性颗粒的个数多。金属磁性颗粒的个数也可以将多个位置处的平均值彼此进行比较。

如以上说明的那样，在层叠线圈部件1中，连接一组第一导体图案12以及第二导体图案16的第一通孔T1将设置于并联部分P1的第一焊盘部13、13彼此连接，将一组与邻接于该一组的组的第一导体图案12以及第二导体图案16连接的第二通孔T2连接在非并联部分P2设置的第二、第三焊盘部14、17。由此，在层叠线圈部件1中，在从层叠方向观察的情况下，能够使第一通孔T1的位置和第二通孔T2的位置分散。通过使第一通孔T1和第二通孔T2的位置分散，能够避免在相同位置的导体体积增大。因此，即使在产生热膨胀或热收缩等的情况下，也能够抑制通孔T1、T2的断线的产生。

在层叠线圈部件1中，一组中的第二焊盘部14与第三焊盘部17在层叠方向上相互重叠。在该情况下，维持第一通孔T1的位置与第二通孔T2的位置的分散关系，另一方面，提高第一导体图案12和第二导体图案16的对称性，实现图案的简单化。

在层叠线圈部件1中，在一组中的第二焊盘部14与第三焊盘部17的层间存在空隙G。通过该空隙G，能够使第二焊盘部14与第三焊盘部17的层间的电阻率高于素体材料，能够提高层叠线圈部件1的耐电压。另外，在层叠线圈部件1中，在一组中，在第二焊盘部14中的第三焊盘部17侧的面以及第三焊盘部17中的第二焊盘部14侧的面双方设置有凹部21。通过这些凹部21，能够充分确保第二焊盘部14与第三焊盘部17的层间，能够提高层叠线圈部件1的耐电压。

在层叠线圈部件1中，一组中的第一导体图案12与第二导体图案16之间的层叠方向的间隔L2小于一组第一导体图案12与相对于一组位于层叠方向的一侧的组的第二导体图案16之间的层叠方向的间隔L3、以及一组第二导体图案16与相对于一组位于层叠方向的另一侧的组的第一导体图案12之间的层叠方向的间隔L4。由此，能够充分确保在层叠方向上相邻的组的层间，能够提高层叠线圈部件1的耐电压。

在层叠线圈部件1中，素体2通过层叠包含多个金属磁性颗粒的磁性体层11而构成。而且，一组中的第二焊盘部14与第三焊盘部17之间的金属磁性颗粒的个数多于一组中的位于第一导体图案12与第二导体图案16之间的金属磁性颗粒的个数。通过使第二焊盘部14与第三焊盘部17之间的金属磁性颗粒的个数相对变多，能够提高层叠线圈部件1的耐电压。

本公开不限于上述实施方式。例如，在上述实施方式中，在第二焊盘部14中的第三焊盘部17侧的面以及第三焊盘部17中的第二焊盘部14侧的面双方设置有凹部21，但凹部21也可以仅设置于这些面中的一方，也可以不设置于任意的面。也可以不一定设置第二焊盘部14与第三焊盘部17的层间的空隙G。

素体2可以不必包含金属磁性颗粒而构成，也可以由铁氧体(例如Ni-Cu-Zn系铁氧体、Ni-Cu-Zn-Mg系铁氧体、Cu-Zn系铁氧体)或电介质材料等构成。另外，在上述实施方式中，由一个第一导体图案层L1、一个第二导体图案层L2和一个连接导体层L3构成一组，但也可以省略连接导体层L3，由一个第一导体图案层L1和一个第二导体图案层L2构成一个组。

Claims (6)

1.一种层叠线圈部件，其中，

是在呈层叠结构的绝缘性的素体的内部包含线圈部的层叠线圈部件，

所述线圈部具有：包含具有第一导体图案的第一导体图案层和具有第二导体图案的第二导体图案层的多个组，

所述第一导体图案以及所述第二导体图案分别具有在层叠方向上相互重叠的并联部分、在所述层叠方向上相互不重叠的非并联部分、以及用于导体图案间的连接的焊盘部，

在一组中，设置于所述第一导体图案的所述并联部分和所述第二导体图案的所述并联部分的第一焊盘部彼此经由第一通孔连接，

设置于所述一组的所述第一导体图案的所述非并联部分的第二焊盘部与设置于相对于所述一组位于所述层叠方向的一侧的组的所述第二导体图案的所述非并联部分的第三焊盘部经由第二通孔连接，

设置于所述一组的所述第二导体图案的所述非并联部分的所述第三焊盘部与设置于相对于所述一组位于所述层叠方向的另一侧的组的所述第一导体图案的所述非并联部分的所述第二焊盘部经由所述第二通孔连接。

2.根据权利要求1所述的层叠线圈部件，其中，在所述一组中，所述第二焊盘部与所述第三焊盘部在所述层叠方向上相互重叠。

3.根据权利要求1或2所述的层叠线圈部件，其中，在所述一组中，在所述第二焊盘部与所述第三焊盘部的层间存在空隙。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的层叠线圈部件，其中，在所述一组中，在所述第二焊盘部的所述第三焊盘部侧的面以及所述第三焊盘部的所述第二焊盘部侧的面中的至少一方设置有凹部。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的层叠线圈部件，其中，所述一组中的所述第一导体图案与所述第二导体图案之间的所述层叠方向的间隔小于所述一组的所述第一导体图案与相对于所述一组位于所述层叠方向的一侧的组的所述第二导体图案之间的所述层叠方向的间隔、以及所述一组的所述第二导体图案与相对于所述一组位于所述层叠方向的另一侧的组的所述第一导体图案之间的所述层叠方向的间隔。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的层叠线圈部件，其中，所述素体通过层叠包含多个金属磁性颗粒的磁性体层而构成，

所述一组中的所述第二焊盘部与所述第三焊盘部之间的所述金属磁性颗粒的个数多于位于所述一组中的所述第一导体图案与所述第二导体图案之间的所述金属磁性颗粒的个数。

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