CN206619460U - 层叠线圈部件 - Google Patents

Abstract

本实用新型的层叠线圈部件(10)具备：含有银的线圈导体(CP1～CP7)、含有银的平面导体(FC2a、FC2b)、以及含有铜并且分别夹着线圈导体(CP1～CP7)和平面导体(FC2a、FC2b)而层叠的多个铁氧体层。线圈导体(CP1～CP7)形成具有沿层叠方向延伸的卷绕轴的线圈(CIL1)的一部分。平面导体(FC2a、FC2b)以各主面朝向层叠方向并且从层叠方向观察时各主面的特定区域与线圈(CIL1)重叠的方式，在线圈(CIL1)的上侧的位置沿层叠方向排列。在各个平面导体(FC2a、FC2b)的特定区域设置有在层叠方向上贯通主面的多个第一贯通孔。

Description

层叠线圈部件

技术领域

本实用新型涉及层叠线圈部件，特别是涉及如下的层叠线圈部件，该层叠线圈部件应用于μDCDC转换器，具备：多个线圈导体、含有银的多个平面导体、以及含有铜并且夹持多个线圈导体和多个平面导体的每一个而层叠的多个铁氧体层，多个线圈导体形成具有沿层叠方向延伸的卷绕轴的线圈的一部分，多个平面导体以各主面朝向层叠方向并且从层叠方向观察时各主面的特定区域与线圈重叠的方式，在层叠方向的线圈的外侧的位置沿层叠方向排列。

背景技术

在这种层叠线圈部件中，从层叠方向观察时，在多个线圈导体相互重叠的区域内，压接层叠体时的按压压力增大，由此多个平面导体之间的距离在层叠方向上变小。在此在μDCDC转换器中，通常多个平面导体分别形成接地电极、屏蔽电极或者容量电极，并在层间产生相对于接地电位的输入电压或者输出电压那样的电位差。因此对于多个平面导体之间的距离在层叠方向上变小的部分，为了确保绝缘性等需要采取某些对策。

专利文献1:日本特开平2-224513号公报

专利文献2：日本特开平11-340039号公报

另外，专利文献1公开了在LC复合部件的表面经由由电介质或者绝缘体构成的片层而形成屏蔽电极层，并且形成圆孔状、L字状或者直线状的空隙部，根据空隙部的形状来改变频率特性。另外，专利文献2还公开了在屏蔽层的至少一部形成狭缝。但是这些结构均为针对与银、铜滞留于平面导体之间的课题不同的课题，因此前提存在很大差异。

实用新型内容

因此，该实用新型的主要目的在于，提供能够抑制银、铜在平面导 体间滞留的层叠线圈部件。

该实用新型的层叠线圈部件具备：多个线圈导体、含有银的多个平面导体、以及含有铜并且分别夹着多个线圈导体和多个平面导体而层叠的多个铁氧体层，多个线圈导体形成线圈的一部分，该线圈具有沿层叠方向延伸的卷绕轴，多个平面导体以各主面朝向层叠方向并且从层叠方向观察时各主面的特定区域与线圈重叠的方式，在层叠方向的线圈的外侧的位置沿层叠方向排列，在多个平面导体各自的特定区域具有在层叠方向上贯通主面的多个第一贯通孔。

优选地，多个平面导体分别具有相互不同的多个电位。

优选地，在多个平面导体各自的与特定区域不同的区域还具有在层叠方向上贯通主面的至少一个第二贯通孔。

优选地，第一贯通孔和第二贯通孔的面积相对于平面导体的轮廓包围的区域的面积的面积比为5％以上且30％以下，并且第一贯通孔和第二贯通孔的总面积的70％以上属于特定区域。

优选地，由多个铁氧体层构成的层叠体具有供电子部件安装的一个主面，多个平面导体设置于比线圈靠一个主面侧。

优选地，多个线圈导体含有银。

在制作铁氧体层时，在作为铁氧体层的主要原料的氧化铁中混合硫成分，但硫成分因烧制层叠体时的热而与银发生反应，由此生成的硫化银在层叠体内扩散。扩散的硫化银在平面导体间的滞留有可能会引发迁移。

另外，铜虽然有助于铁氧体层的低温烧结，但因烧结生成的氧化亚铜显示半导体的性质，因此氧化亚铜在平面导体间的滞留有可能引起平面导体间的绝缘性降低。

基于此，在多个平面导体的各个主面，从层叠方向观察时，在与线圈重叠的特定区域设置沿层叠方向贯通的一个或两个以上第一贯通孔。由此能够抑制银、铜滞留于平面导体间。

该实用新型的上述目的、其他目的、特征以及优点，通过参照附图而进行的以下实施例的详细说明会变得更清楚。

附图说明

图1是示出该实施例的层叠线圈部件的某个剖面(长方体的与进深方向正交的剖面)的剖视图。

图2(A)是示出形成层叠线圈部件的铁氧体层以及在其上表面形成的线圈导体的俯视图，图2(B)是示出形成层叠线圈部件的其他铁氧体层以及在其上表面形成的其他线圈导体的俯视图，图2(C)是示出形成层叠线圈部件的其他铁氧体层以及在其上表面形成的其他线圈导体的俯视图，图2(D)是示出形成层叠线圈部件的又一其他铁氧体层以及在其上表面形成的又一其他线圈导体的俯视图。

图3(A)是示出形成层叠线圈部件的其他铁氧体层以及在其上表面形成的其他线圈导体的俯视图，图3(B)是示出形成层叠线圈部件的其他铁氧体层以及在其上表面形成的其他线圈导体的俯视图，图3(C)是示出形成层叠线圈部件的又一其他铁氧体层以及在其上表面形成的又一其他线圈导体的俯视图。

图4(A)是示出形成层叠线圈部件的铁氧体层以及在其上表面形成的平面导体的俯视图，图4(B)是示出形成层叠线圈部件的其他铁氧体层以及在其上表面形成的其他平面导体的俯视图。

图5(A)是示出将平面导体FC2a重叠于线圈导体CP5上的状态的示意图，图5(B)是示出将平面导体FC2b重叠于线圈导体CP5上的状态的示意图。

具体实施方式

参照图1，该实施例的层叠线圈部件(层叠电感元件)10是LGA(Land Grid Array：栅格阵列封装)型层叠线圈部件，包括长方体状的层叠体12。图1示出长方体的与进深方向正交的剖面。

在层叠体12的上表面(一个主面)安装IC芯片、电容器那样的多个电子部件16a、16b，在层叠体12的下表面(另一个主面)设置外部 电极14a和14b。电子部件16a和16b与在层叠体12的上表面形成的布线(未图示)连接，由此实现μDCDC转换器。

层叠体12具有按照非磁性体121、磁性体122以及非磁性体123的顺序层叠的构造(另外，非磁性体121和123也可以是低磁性体)。在非磁性体121中埋入平面导体FC1a和FC1b，在磁性体122中埋入形成线圈CIL1的多个线圈导体CP1～CP7，在非磁性体123中埋入平面导体FC2a和FC2b。因此平面导体FC1a和FC1b设置于比线圈CIL1靠下侧的位置，平面导体FC2a和FC2b设置于比线圈CIL1靠上侧(层叠体12的一个主面侧)的位置。在线圈CIL1在图1中用虚线示出的区域产生磁场。

另外，非磁性体121、磁性体122及非磁性体123将包含后述的铁氧体层Lcp1～Lcp7、Lfc2a、Lfc2b的多个铁氧体层层叠而成。因此平面导体FC1a、FC1b、FC2a、FC2b和线圈导体CP1～CP7各自被层叠的多个铁氧体层夹持。另外，形成各个非磁性体121和123的铁氧体层显示非磁性，形成磁性体122的铁氧体层显示磁性。

在非磁性体121中，平面导体FC1a和FC1b以各自的主面朝向层叠方向的姿势沿层叠方向排列。同样地，在非磁性体123中，平面导体FC2a和FC2b也以各自的主面朝向层叠方向的姿势沿层叠方向排列。在此，平面导体FC1a与外部电极14a连接，平面导体FC1b与外部电极14b连接。另外平面导体FC2a与电子部件16a连接，平面导体FC2b与电子部件16b连接。

这样设置的平面导体FC1a、FC1b、FC2a和FC2b各自作为接地电极、屏蔽电极或者容量电极中的任一个发挥功能。因此在平面导体FC1a和FC1b或者平面导体FC2a和FC2b中、在除了通过通孔导体进行连接等而成为同电位的电极外的平面导体间产生电位差。

在磁性体122中，线圈CIL1在层叠方向上卷绕为七层，其卷绕轴沿层叠方向延伸。在从层叠方向观察时，线圈CIL1与平面导体FC1a、FC1b、FC2a以及FC2b的各个主面局部重叠。以下，将各主面上的区域中从层叠方向观察时与线圈CIL1重叠的区域定义为“特定区域”。另外，将各主面上的区域中、从层叠方向观察时不与线圈CIL1重叠的区 域定义为“非重叠区域”。

参照图2(A)～图2(D)，线圈导体CP1形成于磁性的铁氧体层Lcp1的上表面，线圈导体CP2形成于磁性的铁氧体层Lcp2的上表面，线圈导体CP3形成于磁性的铁氧体层Lcp3的上表面，线圈导体CP4形成于磁性的铁氧体层Lcp4的上表面。另外，参照图3(A)～图3(C)，线圈导体CP5形成于磁性的铁氧体层Lcp5的上表面，线圈导体CP6形成于磁性的铁氧体层Lcp6的上表面，线圈导体CP7形成于磁性的铁氧体层Lcp7的上表面。

从层叠方向观察时，线圈导体CP1～CP7的任一个均描绘出大致C字图案(环的一部分欠缺的图案)。但是导体欠缺的位置在线圈导体CP1～CP7之间不同。图2(A)～图2(D)以及图3(A)～图3(C)所示的多个黑圆点分别为通孔导体，线圈导体CP1～CP7由这些通孔导体以螺旋状连接。由此形成卷绕轴沿层叠方向延伸的线圈CIL1，线圈CIL1的两端出现在磁性体122的下表面。

这样形成的线圈CIL1通过未图示的通孔导体或者侧面导体，与平面导体FC1a、FC1b、FC2a、FC2b、外部电极14a～14b或者电子部件16a～16b适当地连接。

参照图4(A)和图4(B)，平面导体FC2a形成于非磁性的铁氧体层Lfc2a的上表面，平面导体FC2b形成于非磁性的铁氧体层Lfc2b的上表面。平面导体FC2a和FC2b根据其功能而具有不同的图案。在平面导体FC2a的主面形成多个第一贯通孔HL1a、HL1a、…和单一的第二贯通孔HL2a。同样地，在平面导体FC2b的主面形成多个第一贯通孔HL1b、HL1b、…和单一的第二贯通孔HL2b。

图5(A)中示出将平面导体FC2a重叠于线圈导体CP5上的状态，图5(B)中示出将平面导体FC2b重叠于线圈导体CP5上的状态。根据图5(A)和图5(B)，从层叠方向观察时，第一贯通孔HL1a和HL1b形成于特定区域内(或者形成为至少一部分属于特定区域)，从层叠方向观察时第二贯通孔HL2a和HL2b形成于非重叠区域内。

在此，第一贯通孔HL1a、HL1b和第二贯通孔HL2a、HL2b的形状并不特别限定，但为了抑制因电流流动的部分的截面积减小所导致的 发热，而优选为φ形状。另外，尽可能多地形成孔径被调整为0.05mm～1.0mm且能够通过丝网印刷形成的尽可能小的孔。因此在平面导体FC2a的非重叠区域形成的第二贯通孔HL2a的数量可以是多个，同样地，在平面导体FC2b的非重叠区域形成的第二贯通孔HL2b的数量也可以是多个。另外第二贯通孔HL2a、HL2b可以一个都不设置。

此外，关于第一贯通孔HL1a、HL1b以及第二贯通孔HL2a、HL2b的分布，特定区域的分布密度高于非重叠区域的分布密度。

具体而言，第一贯通孔HL1a和第二贯通孔HL2a的面积相对于由平面导体FC2a的轮廓包围的区域的面积的面积比，优选设定为5％以上且30％以下，第一贯通孔HL1a和第二贯通孔HL2a的总面积的70％以上属于特定区域。

同样地，第一贯通孔HL1b和第二贯通孔HL2b的面积相对于由平面导体FC2b的轮廓包围的区域的面积的面积比，优选设定为5％以上且30％以下，第一贯通孔HL1b和第二贯通孔HL2b的总面积的70％以上属于特定区域。但是从层叠方向观察时，设置于特定区域的第一贯通孔HL1a和HL1b的位置无需相互重叠。

另外，设置“30％”这样的上限是为了防止平面导体FC2a和FC2b各自具有的功能(即，在为屏蔽电极的情况下，为屏蔽功能)劣化，进而防止因电流流动的部分的截面积减小所导致的平面导体FC2a和FC2b发热。即，以平面导体FC2a和FC2b本来的功能为前提，在不损害它们的范围内，形成第一贯通孔HL1a、HL1b和第二贯通孔HL2a、HL2b。

另外，虽省略图示，但平面导体FC1a和FC1b与平面导体FC2a和FC2b同样，根据其功能而具有不同的图案。另外，在平面导体FC1a和FC1b各自的主面形成第一贯通孔和第二贯通孔。与上述同样，第一贯通孔形成于特定区域，第二贯通孔形成于非重叠区域。

平面导体FC1a、FC1b、FC2a、FC2b和线圈导体CP1～CP7分别含有银，包含铁氧体层Lcp1～Lcp7、Lfc2a、Lfc2b的多个铁氧体层含有铜。

更详细而言，平面导体FC1a、FC1b、FC2a、FC2b和线圈导体CP1～CP7分别以Ag、Ag-Pd、Ag-Pt等含银的导电膏为主材料。另外，形成非磁性体121和123的铁氧体层以Zn-Cu系铁氧体粉末等含铜的铁氧体粉末为主材料，形成磁性体122的铁氧体层以Ni-Zn-Cu系或者Ni-Mn-Cu系的铁氧体粉末等含铜的铁氧体粉末为主材料。

层叠体12以如下方式制成。首先，将含上述铁氧体粉末的浆料涂覆成片状，制成成为上述铁氧体层的基础的胚片。接下来，使用激光加工机，在胚片的规定位置形成通孔，将上述导电膏填充于通孔。进而在胚片上丝网印刷上述导电膏，形成成为平面导体FC1a、FC1b、FC2a、FC2b或者线圈导体CP1～CP7的基础的图案。

丝网印刷的结果是在成为平面导体FC2a的基础的图案上形成与第一贯通孔HL1a和第二贯通孔HL2a对应的孔，在成为平面导体FC2b的基础的图案上形成与第一贯通孔HL1b和第二贯通孔HL2b对应的孔。在平面导体FC1a和FC1b分别也形成同样的与第一贯通孔和第二贯通孔对应的孔。

以形成卷绕轴沿层叠方向延伸的线圈CIL1且平面导体FC1a和FC1b形成于线圈CIL1的下侧，平面导体FC2a和FC2b形成于线圈CIL1的上侧的方式，对填充或印刷有导电膏的多个胚片进行层叠、压接。对这样制成的生的层叠体进行烧制并且实施镀覆处理，由此获得上述层叠体12。

成为平面导体FC1a、FC1b、FC2a、FC2b、线圈导体CP1～CP7的基础的导电膏，在烧制胚片的同时被烧制(co-fire：共烧)。另一方面，外部电极14a和14b可以与导电膏同样地通过co-fire形成，也可以通过涂覆、烧结而形成于通过烧结获得的层叠体12(postfire：后烧)。另外，co-fire、post-fire均为氧化和还原等，烧制环境不作特别限定。

层叠线圈部件10通过在这样制成的层叠体12的上表面安装电子部件16a和16b而完成。

导电膏所含的银在900℃左右被烧制，而为了配合银的烧制温度，低温烧结胚片而使铁氧体粉末中含有铜。通过含有铜，烧结温度下降到能够与银co-fire的温度。

但是，在通过层叠、压接制成生的层叠体时，在从层叠方向观察线圈导体CP1～CP7相互重叠的区域即特定区域内，压接时的按压压力增大，由此平面导体FC1a、FC1b间的距离或者平面导体FC2a、FC2b间的距离在层叠方向上缩小。

在此，在制作铁氧体时，会在铁氧体的主要原料亦即氧化铁中混合硫成分，但硫成分因生的层叠体烧制时的热而与银反应，由此生成的硫化银在层叠体内扩散。在平面导体FC1a、FC1b间或者平面导体FC2a、FC2b间扩散的硫化银的滞留有可能会引发迁移。另外，在线圈导体CP1～CP7也还含有银的情况下，烧制时银向层叠体扩散。因此引发迁移的可能性进一步提高。

另外，铜虽然有助于铁氧体材料的低温烧结，但通过烧结生成的氧化亚铜显示半导体的性质，因此平面导体FC1a、FC1b间或者平面导体FC2a、FC2b间的氧化亚铜的滞留，可能会引起平面导体FC1a、FC1b间或者平面导体FC2a、FC2b间的绝缘性降低。

在任一特定区域，平面导体FC2a、FC2b间的距离在层叠方向上均缩小，因此容易引起上述问题。

因此，在该实施例中设定为：在平面导体FC2a和FC2b分别形成有在特定区域内贯通主面的第一贯通孔HL1a和HL1b，在平面导体FC1a和FC1b分别形成同样的第一贯通孔。由此第一贯通孔作为抑制银、铜滞留用(向外部扩散用)的孔发挥作用，抑制成为可靠性降低的重要因素的物质(特别是AgS和Cu₂O)在受到耐压试验压力的层间滞留。因此无需将厚度设置为作为铁氧体层所需的厚度以上，也无需对每个层叠线圈部件10评价性能。

为了进行比较，准备了除了不存在第一贯通孔和第二贯通孔这点以外，具有与该实施例的层叠线圈部件10同样的结构的层叠线圈部件10′，并实施了可靠性评价(PCBT试验：异电位层间厚度：25μm，耐压试验压力：20V，样本数；各200个)。比较例的层叠线圈部件10′的可靠性不良为5％，相对于此该实施例的层叠线圈部件10没有发生可靠性不良。根据该结果可知，该实施例的层叠线圈部件10更具有高可靠性。

另外，在该实施例的层叠线圈部件10中，第一贯通孔和第二贯通 孔的总面积的70％以上被分配于特定区域，但若将其设定为60％，则发生了2％的可靠性不良。因此认为分配于特定区域的第一贯通孔和第二贯通孔的总面积优选为70％以上。

另外，在该实施例中，假设了将非磁性体121和123之间全部成为磁性体122的闭磁路型层叠线圈部件10。但是该实用新型也能够应用于由非磁性层构成形成磁性体122的多个铁氧体层的一部分的开磁路型层叠线圈部件。

附图标记说明：10…层叠线圈部件；12…层叠体；CIL1…线圈；CP1～CP7…线圈导体；FC1a、FC1b、FC2a、FC2b…平面导体；Lcp1～Lcp7、Lfc2a、Lfc2b…铁氧体层；HL1a、HL1b…第一贯通孔；HL2a、HL2b…第二贯通孔。

Claims (6)

1.一种层叠线圈部件，其特征在于，

具备：多个线圈导体、含有银的多个平面导体、以及含有铜并且分别夹着所述多个线圈导体和所述多个平面导体而层叠的多个铁氧体层，

所述多个线圈导体形成线圈的一部分，该线圈具有沿层叠方向延伸的卷绕轴，

所述多个平面导体以各主面朝向所述层叠方向并且从所述层叠方向观察时所述各主面的特定区域与所述线圈重叠的方式，在所述层叠方向的所述线圈的外侧的位置沿所述层叠方向排列，

在所述多个平面导体各自的所述特定区域具有在所述层叠方向上贯通所述主面的多个第一贯通孔。

2.根据权利要求1所述的层叠线圈部件，其特征在于，

所述多个平面导体分别具有相互不同的多个电位。

3.根据权利要求1或2所述的层叠线圈部件，其特征在于，

在所述多个平面导体各自的与所述特定区域不同的区域，还具有在所述层叠方向上贯通所述主面的至少一个第二贯通孔。

4.根据权利要求3所述的层叠线圈部件，其特征在于，

所述第一贯通孔和所述第二贯通孔的面积相对于所述平面导体的轮廓包围的区域的面积的面积比为5％以上且30％以下，并且所述第一贯通孔和所述第二贯通孔的总面积的70％以上属于特定区域。

5.根据权利要求1或2所述的层叠线圈部件，其特征在于，

由所述多个铁氧体层构成的层叠体具有供电子部件安装的一个主面，

所述多个平面导体设置于比所述线圈靠所述一个主面侧。

6.根据权利要求1或2所述的层叠线圈部件，其特征在于，

所述多个线圈导体含有所述银。