JP2000036429A - チップインダクタ - Google Patents

チップインダクタ

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JP2000036429A
JP2000036429A JP10204901A JP20490198A JP2000036429A JP 2000036429 A JP2000036429 A JP 2000036429A JP 10204901 A JP10204901 A JP 10204901A JP 20490198 A JP20490198 A JP 20490198A JP 2000036429 A JP2000036429 A JP 2000036429A
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coil
chip inductor
winding core
coating
slurry
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JP10204901A
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Inventor
Takahiro Yamamoto
高弘 山本
Masashi Morimoto
正士 森本
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Murata Manufacturing Co Ltd
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Murata Manufacturing Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】コイルの断面積が大きく、内部導体の抵抗が小
さく大電流の用途に用いることができると共に、容易に
製造することができるチップインダクタを提供すること
にある。 【解決手段】本発明によるチップインダクタは、巻芯
と、前記巻芯に巻回されたコイルと、前記巻芯およびコ
イルを包囲する被覆体と、前記コイルの両端部に電気的
に接続され、かつ前記被覆体の表面に形成された外部電
極と、を備えており、前記被覆体は、無機粉末を溶媒に
分散したスラリーが鋳込み成形され、スラリー中の溶媒
が乾燥、硬化され、熱処理されたものからなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、チップ本体の内部
に金属線からなるコイルを備えたインダクタおよびトラ
ンスに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来のこの種のチップインダクタは、例
えば、図5、図6に示すように構成されている。チップ
インダクタ1は、図5に示すように、チップ本体2の内
部にコイル状に巻回されたコイル状内部導体3を備え、
コイル状内部導体3の各端部が引出導体4、5を介して
導通するように、外部電極6、7がチップ本体2の端面
及び端面近傍に形成されている。
【0003】チップ本体2は、図6に示すように、磁性
体セラミックのグリーンシート10、10、10、11
〜20、10、10、10を下から順に積層、圧着し、
焼成することにより得られる。
【0004】グリーンシート10は内部導体が形成され
ていないダミーのグリーンシートである。グリーンシー
ト11〜20は1ターン未満の内部導体24〜33がそ
れぞれの表面に形成される。さらにグリーンシート12
〜20には内部導体25〜33の一端にバイアホールが
設けられており、グリーンシート11〜20を積層した
際に、内部導体24〜33が夫々のバイアホールを介し
て順に導通されてコイル状内部導体3を構成する。さら
に、グリーンシート11、20は、内部導体24、33
の一端に導通してグリーンシート11、20の一つの側
面に露出するように引出導体4、5が形成されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
構成のチップインダクタは内部導体が導体ペーストを印
刷、焼成によって形成される厚膜導体であり、導体の厚
みを10μm以上に厚くすることが技術的に困難であっ
た。したがって、チップインダクタは、その内部導体の
厚みが薄いために断面積が小さく、内部導体の抵抗が大
きくなり、大電流の用途に用いることができないという
問題点を有していた。
【0006】また、チップインダクタを製造する場合、
グリーンシートを積層する方法やセラミックスラリーを
複数回印刷して積層する方法があるが、いずれも、積層
される内部導体が印刷などで形成されるため、その位置
決めに高精度の製造設備が必要になる上に、工程が複雑
であるという問題点を有していた。
【0007】本発明の目的は、上述の問題点を解消すべ
くなされたもので、コイル状内部導体の断面積が大き
く、内部導体の抵抗が小さく大電流の用途に用いること
ができると共に、容易に製造することができるチップイ
ンダクタを提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のチップインダクタにおいては、巻芯と、前
記巻芯に巻回されたコイルと、前記巻芯およびコイルを
包囲する被覆体と、前記コイルの両端部に電気的に接続
され、かつ前記被覆体の表面に形成された外部電極と、
を備えており、前記被覆体は、無機粉末を溶媒に分散し
たスラリーが鋳込み成形され、スラリー中の溶媒が乾
燥、硬化され、熱処理されたものからなることを特徴と
する。
【0009】あるいは、巻芯と、前記巻芯に巻回された
コイルと、前記巻芯およびコイルを包囲する被覆体と、
前記コイルの両端部に電気的に接続され、かつ前記被覆
体の表面に形成された外部電極と、を備えており、前記
被覆体は、無機粉末を溶媒、硬化性樹脂及び硬化剤に分
散したスラリーが鋳込み成形され、前記硬化剤によって
硬化、乾燥されたものからなることを特徴とする。
【0010】あるいは、巻芯と、前記巻芯に巻回された
コイルと、前記巻芯およびコイルを包囲する被覆体と、
前記コイルの両端部に電気的に接続され、かつ前記被覆
体の表面に形成された外部電極と、を備えており、前記
被覆体は、無機粉末を加熱硬化性樹脂に分散したスラリ
ーが鋳込成形され、前記加熱硬化性樹脂が加熱、硬化さ
れたものからなることを特徴とする。
【0011】あるいは、巻芯と、前記巻芯に巻回された
コイルと、前記巻芯およびコイルを包囲する被覆体と、
前記コイルの両端部に電気的に接続され、かつ前記被覆
体の表面に形成された外部電極と、を備えており、前記
被覆体は、無機粉末が圧縮成形され、熱処理されたもの
からなることを特徴とする。
【0012】前記被覆体は、磁性体、誘電体又はガラス
からなることが好ましい。前記コイルは、その両端部の
軸心が前記外部電極が形成された被覆体の端面に対して
略垂直であることが好ましい。また、前記コイルの形態
は、束線、撚線又は網線からなることが好ましい。さら
に、前記コイルは、Ag、Cu、Au及びこれらの合金
の中の1つからなり、線径が20〜400μmであるこ
とが好ましい。
【0013】これにより、チップインダクタは、内部導
体の断面積を大きくすることができ、内部導体の抵抗値
を小さくすることができる。また、内部導体を印刷しな
いため、チップインダクタのチップ本体を鋳込などで容
易に成形することができる。さらに、焼成された巻芯を
金属線からなるコイルの芯材に用いているために、被覆
体を硬化あるいは焼成する場合に、巻芯が収縮しないた
め、コイルと巻芯との間に生じる収縮差による割れを防
止することができるものである。
【0014】
【発明の実施の形態】本発明による第1の実施形態につ
いて、図1〜図3を参照して詳細に説明する。磁性体な
どの絶縁性セラミックが焼成された柱状の巻芯41を準
備する。
【0015】次に、巻芯41の表面に金属線を巻回して
コイル42を形成する。コイル42は、従来例のコイル
状内部導体3に相当するものであり、Ag、Cu、Au
またはこれらの合金からなり、中間部がコイル状に形成
されており、コイルの両端部42a、42bがコイルの
巻軸方向に略平行な直線状をなしている。
【0016】次に、磁性体などの絶縁性セラミック粉体
を溶媒である水、ポリビニルアルコール等のバインダー
及び分散剤であるポリオキシアルキレングリコール等の
混合液内に分散させた第1のセラミックスラリー43を
準備する。
【0017】さらに、セラミックスラリーを鋳込むため
の石膏等からなる鋳込型44を準備する。鋳込型44は
チップインダクタの所定形状、つまり、この例では6面
体の形状に合わせた凹部45が形成されている。
【0018】まず、巻芯41に巻回されたコイル42を
そのコイル巻軸が鋳込型44の底面に対して垂直になる
ように鋳込型44の凹部45の略中央に配置する。この
場合、凹部45の底面にコイル42の端部42bが挿入
できる穴45aを設けておくと容易に立設できる。
【0019】次に、先に準備した第1のセラミックスラ
リー43を凹部45内に注ぎ込み、室温で30〜60分
程度放置して第1のセラミックスラリー43を乾燥して
硬化する。乾燥後に、鋳込型44から取り出して成形体
を得る。
【0020】得られた成形体を焼成することによって、
内部に巻芯41とコイル42とが配設され、外部に被覆
体46が配設されたチップ本体47を得る。したがっ
て、コイル42の両端部42a、42bの軸心は被覆体
46の端面に対して略垂直である。このチップ本体47
の両端面にはコイル42の両端部42a、42bが露出
しており、チップ本体47の両端面にコイル42の両端
部42a、42bを夫々電気的に導通する外部電極4
8、49を焼付銀等で形成して、チップインダクタ50
を得る。
【0021】上述した第1の実施形態は、鋳込成形法と
呼ばれるもので、第1のセラミックスラリー43を直接
鋳込型44に流し込むだけでよく、グリーンシートの積
層体のように、グリーンシートを積層、加圧、切断する
必要がないため、鋳込型44の凹部45の形状を変える
ことで種々の大きさのチップ本体47の成形が容易にで
きる。さらに、グリーンシートの作製、内部導体の印刷
加工等がなく、小さい設備や安価な設備で製造すること
ができる。また、鋳込型44についても耐強度が小さい
もので良く安価なものが使用できる。
【0022】さらに、多種類の電気的性能に対応するた
めに、コイル42の線径、コイルの巻数、コイルの外
径、つまり巻芯41の外径などを変更しても、同一の鋳
込型44を用いてチップインダクタ50を得ることがで
きる。
【0023】本発明による第2の実施形態について、第
1の実施形態の図1〜図3を援用してより詳細に説明す
る。外径1.5mm、全長2.5mmの円柱状の巻芯4
1を準備し、その円柱状表面に、直径200μmの銀線
を巻き数6、コイル両端の直線部分の長さが夫々0.7
5mmになるように巻回して、図1に示す巻芯41を軸
心とするコイル42を成形した。
【0024】この巻芯41に巻回されたコイル42を、
そのコイル巻軸が鋳込型44の底面に対して垂直になる
ように、例えばポリスチレン製の鋳込型44の凹部45
の略中央に配置する。
【0025】次に、磁性体であるNi−Cu−Zn系フ
ェライト粉体、溶媒である水およびエタノール溶液、硬
化性樹脂である水溶性エポキシ樹脂、分散剤としてポリ
オキシアルキレングリコールおよび消泡剤としてポリア
ルキレングリコールを適量混合し、ポットミルを用い
て、湿式混合し、第2のセラミックスラリー51を得
た。 この第2のセラミックススラリー51に硬化剤と
してジアミンアダクト変性物を混合して、脱泡し、減圧
下の鋳込型44に流し込んだ。
【0026】次に、オーブン中へ鋳込型44を投入し、
第2のセラミックススラリー51を固化させた後、鋳込
型44から離型することによって、内部にコイル42が
配設された成形体を得て、さらに、成形体を常温放置で
乾燥させてチップ本体52を得た。チップ本体52の両
端面にはコイル42の両端部42a、42bが露出して
おり、チップ本体52の両端面に、コイル42の両端部
42a、42bに夫々電気的に導通する外部電極48、
49を形成して、チップインダクタ53を得た。なお、
チップ本体52は、乾燥させた後、焼成炉を用いて、脱
脂、焼成をしてもよい。
【0027】この第2の実施形態は、第2のセラミック
スラリー51を直接鋳込型44に流し込むだけでよく、
第1の実施形態と同様に容易にセラミック成形体を得る
ことができる。
【0028】なお、上述した第2のセラミックスラリー
51に代えて、絶縁性セラミック粉体を溶媒である水、
水溶性熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂、消泡剤である
ポリアルキレングリコール及び分散剤であるポリオキシ
アルキレングリコール等の混合液内に分散させた第3の
セラミックスラリーを用いることもできる。この場合、
鋳込型44の略中央にコイル42が立設された凹部45
内に、第3のセラミックスラリーを注ぎ込んだ後、第3
のセラミックスラリーを加熱硬化させて成形体を得る。
この成形体を、第1および第2の実施形態と同様に、外
部電極48、49を形成してチップインダクタを得る。
さらに、成形体を焼成炉を用いて、脱脂、焼成をしても
よい。
【0029】本発明による第3の実施形態について、図
4を参照して詳細に説明する。円筒状のダイス66と、
ダイス66の内部に挿入可能な下杵67及び上杵68と
を備える粉末成形金型を準備する。この粉末成形金型の
ダイス66の内部に、巻芯41に巻回したコイル42を
その軸心方向を横にした状態で、ダイス66の内部に装
填する。ダイス66の下方は下杵67で封止する。次
に、磁性体などの絶縁性セラミック粉体69をダイス6
6の内部に充填し、上杵68を下降させてセラミック粉
体69を圧縮する。この後、上杵68および下杵67を
上昇させ、セラミック粉体69からなる圧縮成形体をダ
イス66から離型することによって、内部にコイル42
が配設された粉末圧縮成形体を得る。
【0030】なお、この場合、コイル42の下方に、セ
ラミック粉体69を所定量装填する代わりに、あらかじ
めセラミック粉体69を平板状に粉末圧縮成形したもの
を装填してもよい。
【0031】この粉末圧縮成形体を焼成して、内部にコ
イル42が配設されたチップ本体47を得る。このチッ
プ本体47の端部に、コイル42の両端部42a、42
bに夫々電気的に導通する外部電極48、49を形成し
て、チップインダクタ50を得る。
【0032】なお、本発明に係るチップインダクタは上
述した実施形態に限定するものでなく、その要旨の範囲
内で種々に変形することができる。例えば、上述の実施
形態では、コイル42は、金属の単線をコイル状に成形
したものを示したが、単線に代えて、複数線からなる束
線、または束線を撚った撚線、さらには網線を束ねたコ
イル42を用いることができる。コイル42を単線に代
えて線径が細い束線や撚線にすると、表皮効果による導
体抵抗値増加が単線のコイルより小さくなる。このコイ
ル42の線径(束線や撚線の場合はその全体を線径とす
ると見做す)は20〜400μmが好ましい。
【0033】また、絶縁性セラミック粉体としてはNi
−Cu−Zn系フェライト、Ni−Zn系フェライト等
の磁性体の他にチタン酸バリウム系の誘電体を用いるこ
とができる。この他にセラミック粉体に代えて低透磁率
のガラス等を用いて空芯コイルと同等のインダクタを構
成することもできる。
【0034】
【発明の効果】以上述べたように、請求項1〜3に記載
の発明によるチップインダクタは、内部にコイルを備え
たチップインダクタのチップ本体をセラミックスラリー
を鋳込型に鋳込むことによって容易に成形することがで
きる。
【0035】したがって、鋳込型の凹部の形状を変える
ことで種々の大きさのチップ本体の成形が容易にでき
る。また、グリーンシートを積層した積層体のように加
圧する必要がないため、設備が小さく、安価なものが使
用できる。また、鋳込型についても強度が必要でないた
め、安価なものが使用できる。さらにまた、コイルは金
属線で構成できるため、コイルの断面積を大きくするこ
とができ、その抵抗値を小さくすることができる。
【0036】請求項4に記載の発明によるチップインダ
クタは、内部にコイルを備えたチップインダクタのチッ
プ本体を粉末成形金型を用いてセラミック粉体を圧縮成
形することによって容易に成形することができる。
【0037】したがって、粉末成形金型の内部の形状、
下杵、上杵を変えることで種々の大きさのチップ本体の
成形が容易にできる。また、グリーンシートの積層体の
ように加圧する必要がないため、設備が小さく、安価な
ものが使用できる。また、コイルは金属線で構成できる
ため、コイルの断面積を大きくすることができ、その抵
抗値を小さくすることができる。
【0038】なお、本発明のチップインダクタは、多種
類の電気性能を満足させるために、コイルの線径、コイ
ルの巻数、コイルの外径などが異なる多種類のコイルを
用いる場合であっても、鋳込型などは同一のものを用い
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る第1、第2の実施形態のチップイ
ンダクタの製造工程である巻芯にコイルが巻き付けられ
た状態を示す斜視図である。
【図2】本発明に係る第1、第2の実施形態のチップイ
ンダクタの製造工程である鋳込成形を示す断面図であ
る。
【図3】本発明による第1、第2の実施形態のチップイ
ンダクタの斜視図である。
【図4】本発明に係る第3の実施形態のチップインダク
タの製造工程である粉末圧縮成形を示す断面図である。
【図5】従来のチップインダクタの断面図である。
【図6】図5に示したチップインダクタの積層前の分解
斜視図である。
【符号の説明】
41 巻芯 42 コイル 42a、42b コイルの端部 43 第1のセラミックスラリー 46 被覆体 48、49 外部電極 50 セラミックインダク

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 巻芯と、前記巻芯に巻回されたコイル
    と、前記巻芯およびコイルを包囲する被覆体と、前記コ
    イルの両端部に電気的に接続され、かつ前記被覆体の表
    面に形成された外部電極と、を備えており、 前記被覆体は、無機粉末を溶媒に分散したスラリーが鋳
    込み成形され、スラリー中の溶媒が乾燥、硬化され、熱
    処理されたものからなることを特徴とするチップインダ
    クタ。
  2. 【請求項2】 巻芯と、前記巻芯に巻回されたコイル
    と、前記巻芯およびコイルを包囲する被覆体と、前記コ
    イルの両端部に電気的に接続され、かつ前記被覆体の表
    面に形成された外部電極と、を備えており、 前記被覆体は、無機粉末を溶媒、硬化性樹脂及び硬化剤
    に分散したスラリーが鋳込み成形され、前記硬化剤によ
    って硬化、乾燥されたものからなることを特徴とするチ
    ップインダクタ。
  3. 【請求項3】 巻芯と、前記巻芯に巻回されたコイル
    と、前記巻芯およびコイルを包囲する被覆体と、前記コ
    イルの両端部に電気的に接続され、かつ前記被覆体の表
    面に形成された外部電極と、を備えており、 前記被覆体は、無機粉末を加熱硬化性樹脂に分散したス
    ラリーが鋳込成形され、前記加熱硬化性樹脂が加熱、硬
    化されたものからなることを特徴とするチップインダク
    タ。
  4. 【請求項4】 巻芯と、前記巻芯に巻回されたコイル
    と、前記巻芯およびコイルを包囲する被覆体と、前記コ
    イルの両端部に電気的に接続され、かつ前記被覆体の表
    面に形成された外部電極と、を備えており、 前記被覆体は、無機粉末が圧縮成形され、熱処理された
    ものからなることを特徴とするチップインダクタ。
  5. 【請求項5】 前記被覆体は磁性体又は誘電体からなる
    ことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のチッ
    プインダクタ。
  6. 【請求項6】 前記被覆体はガラスからなることを特徴
    とする請求項1〜4のいずれかに記載のチップインダク
    タ。
  7. 【請求項7】 前記コイルは、その両端部の軸心が前記
    外部電極が形成された被覆体の端面に対して略垂直であ
    ることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載のチ
    ップインダクタ。
  8. 【請求項8】 前記コイルは、束線、撚線又は網線から
    なることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の
    チップインダクタ。
  9. 【請求項9】 前記コイルは、Ag、Cu、Au及びこ
    れらの合金の中の1つからなり、線径が20〜400μ
    mであることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記
    載のチップインダクタ。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100376221B1 (ko) * 2000-07-31 2003-03-15 주식회사 쎄라텍 표면 실장형 칩 인덕터 제조방법
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US6759935B2 (en) * 2000-01-12 2004-07-06 Tdk Corporation Coil-embedded dust core production process, and coil-embedded dust core formed by the production process
US6804876B1 (en) * 1999-05-31 2004-10-19 Murata Manufacturing Co., Ltd Method of producing chip inductor

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