JP2000223315A - 積層チップコイル部品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コイル間の浮遊容量を小さくして共振周波数
を高くし、高い周波数まで使用可能とする。 【解決手段】 電気絶縁層と導体パターンとが交互に積
層され、各導体パターン１６，２０，２４，２８，３２
の端部が順次接続されることで積層方向に重畳したコイ
ルパターンが形成されて電気絶縁体中に埋設された状態
となっており、チップ外表面に、内部のコイルパターン
の両端近傍に接続される外部電極４０が設けられている
積層チップコイル部品である。コイルパターンは、チッ
プ中で内側と外側の２経路を周回し、内側を周回する導
体パターンと外側を周回する導体パターンが積層方向で
交互に配置されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、積層方向に重畳し
たコイルパターンが電気絶縁体内に埋設された状態とな
っており、チップ外表面に、内部コイルパターンの両端
に接続された一対の外部電極が設けられている構造の積
層チップコイル部品に関するものである。更に詳しく述
べると本発明は、コイルパターンがチップ中で内側と外
側の２経路を周回し、内側を周回する導体パターンと外
側を周回する導体パターンとが積層方向で交互に配置さ
れ、それによってコイルの浮遊容量を低減し共振周波数
を高くした積層チップコイル部品に関するものである。
この技術は、例えば電子機器の回路基板に表面実装され
るインダクタ素子として有用である。

【０００２】

【従来の技術】積層チップコイル部品は、電気絶縁層と
導体パターンとを交互に積層し、各導体パターンの端部
を順次接続することによって積層方向に重畳したコイル
パターン（周回パターン）を形成し、そのコイルパター
ンが電気絶縁体内に埋設された状態となり、チップ外表
面に、内部コイルパターンの両端近傍に接続された一対
の外部電極を設けた構造のチップ部品である。電気絶縁
層を構成する材料としては、非磁性体セラミックス（代
表的な例は誘電体セラミックスである）あるいは磁性体
セラミックス（代表的な例はフェライトである）などが
用いられている。

【０００３】積層体を形成する方法としては、大別する
と、セラミックスをシート状に成形して、その上に導体
パターンをスクリーン印刷し、そのセラミックスシート
を積層し圧着一体化する方法（シート積層法）と、セラ
ミックスパターンと導体パターンを交互にスクリーン印
刷することで積層する方法（印刷積層法）がある。最近
では、部品の小型化などの観点で有利なために、後者が
多用されている。そこで本明細書では、以下、後者の印
刷積層法を例にとって説明する。

【０００４】次に、電気絶縁体内に埋設されるコイルパ
ターンを形成する方法としては、約１／２ターン分の導
体パターンを順次印刷する方法（例えば特公昭６０−５
０３３１号公報参照）、あるいは約３／４ターン分の導
体パターンを順次印刷する方法（例えば特開平２−１３
５７１５号公報参照）などがある。このように従来技術
では、１／２ターン分の導体パターンのみ、もしくは３
／４ターン分の導体パターンのみを、順次接続させなが
ら、セラミックスパターンと交互に積層していく構成で
ある。いずれにしても同じ形状の導体パターンの積み重
ねでコイルを形成しており、導体パターンは積層方向で
薄いセラミックスパターンを介して隣接する構造であっ
た。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】積層チップコイル部品
は、あまり高い周波数で使用する必要がなかったため、
従来、チップ内部の共振については深く考慮していな
い。しかし、現在では、携帯電話などに使用される高周
波用のインダクタンスやノイズ対策部品など、使用する
周波数が高くなりつつある。

【０００６】ところが上記のような従来構造の積層チッ
プコイル部品では、コイル間の浮遊容量やコイルと外部
電極との間の浮遊容量が大きく、共振周波数が低い問題
があった。共振を起こす周波数付近以上の周波数ではコ
イル部品として使用できず、そのため高い周波数では限
られたインダクタンス値しか得られない。

【０００７】本発明の目的は、コイル間の浮遊容量を小
さくして共振周波数を高くし、高い周波数まで使用可能
な構造の積層チップコイル部品を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、電気絶縁層と
導体パターンとが交互に積層され、各導体パターンの端
部が順次接続されることで積層方向に重畳したコイルパ
ターンが形成されて電気絶縁体中に埋設された状態とな
っており、チップ外表面に、内部のコイルパターンの両
端近傍に接続される外部電極が設けられている積層チッ
プコイル部品である。ここで本発明の特徴は、コイルパ
ターンは、チップ中で内側と外側の２経路を周回し、内
側を周回する導体パターンと外側を周回する導体パター
ンが積層方向で交互に配置されている点にある。

【０００９】このような構造にすると、上下に１層離れ
た導体パターンについて、直角に横切ることはあっても
重なるものはなく、そのため導体パターン間の浮遊容量
が減り、共振周波数を高くすることができる。

【００１０】外部電極への引出し用導体は、コイルパタ
ーンの内周側の導体パターンに接続してもよいし、外周
側の導体パターンに接続してもよい。この構造では、チ
ップの半面を交互にセラミックスパターンで印刷する方
法を採用できるために、安価に且つ容易に製造できる利
点がある。導体パターン同士が接続する部分の幅を少し
広くめに設定しておけば、相互接続の確実性は向上す
る。

【００１１】

【発明の実施の態様】内部コイルパターンの重畳方向
は、外部電極が向き合う方向に対して垂直方向でもよい
し、平行方向でもよい。特に後者の構造は、コイルパタ
ーンと外部電極との浮遊容量を低減でき、共振周波数を
更に高めることができる。また後者の構造でコイルパタ
ーンの両端近傍と外部電極とを接続している引出し用導
体を、チップ断面のほぼ中央に位置させると、電気絶縁
材料として誘電体セラミックスを使用した場合には、イ
ンダクタンス値の方向性が無くなる。

【００１２】引出し用導体の製造に際して、特にセラミ
ックスパターンに穴を形成してその穴に導体ペーストを
埋め込む方法の場合、上記引出し用導体の収縮率をセラ
ミックスパターンの収縮率よりも小さく設定すると、そ
の導通の信頼性が向上する。そのためには、例えば導電
ペーストの金属含有率を高くしたり、含まれている金属
粒子の径を大きくする。

【００１３】電気絶縁体としては、誘電体セラミックス
の他、磁性体セラミックスを用いてもよい。

【００１４】

【実施例】（実施例１）図１は本発明に係る積層チップ
コイル部品の一実施例を示す製造工程の説明図であり、
図２のＡはその内部導体パターンの接続状態と積層状態
を示す説明図、図２のＢは最終製品の外観形状を示す説
明図である。また図３はコイルパターンを形成するため
の４種類の導体パターンを示している。

【００１５】電気絶縁材料として、ガラスを添加して低
温焼結化せた誘電体セラミックスを使用した。ここで
は、ホウケイ酸ガラスとアルミナを体積で７０：３０の
比率で混合した誘電体材料を使用し、これにビヒクルと
してエチルセルロースとテレピネールと分散剤、及び可
塑剤を配合して混合し、印刷用のセラミックペーストを
調製した。この材料は銀の融点以下の温度で焼成可能で
ある。導体ペーストとしては銀を使用し、上記ビヒクル
に混合した。ここでバインダは、エチルセルロースの
他、ＰＶＢ（ポリビニルアルコール）、メチルセルロー
スやアクリル樹脂などでもよい。導体ペーストの材料と
しては、銀の他、銀パラジウムでもよい。分散剤や可塑
剤は、印刷性の向上や生産時の取り扱いを考慮して、必
要に応じて適当な量添加することになる。

【００１６】印刷積層順序を図１及び図２に基づき説明
する。まず図２のＡに示すように、セラミックペースト
を複数回重ねて印刷することで、セラミックスパターン
１０を所定の厚みまで積層する。以下に述べる工程
（１）〜（１３）は図１の（１）〜（１３）に対応して
いる。

【００１７】（１）セラミックスパターン１０上に外部
電極に接続するための引出し用導体パターン１２を印刷
する。該引出し用導体パターン１２は、始端１２ａがチ
ップの一端面で露出し、終端１２ｂがチップの中心線ｃ
の位置となるように設定する。ここではチップの一端面
から直線的に延び、その後、外周側をＵ型に半周する形
状になっている。図示のように、始端側（外部電極側）
１２ａを幅広とするのが好ましい。 （２）チップの１／２の面積のセラミックスパターン１
４を印刷して、前記引出し用導体パターンの始端側を覆
う。 （３）前記引出し用導体パターンの終端１２ｂに重なっ
て接続するように、ほぼ半ターンの導体パターン１６を
印刷する。導体パターン１６は、外周側の経路を通り、
内周側へ入り込んで、終端１６ｂがチップの中心線ｃの
位置で終了するようなＵ型である。 （４）前記導体パターン１６が残り、引出し用導体パタ
ーンが隠れるように、チップの１／２の面積のセラミッ
クスパターン１８を前回と反対側の部分に印刷する。 （５）チップの中心線ｃを跨ぎ導体パターン１６の終端
１６ｂに重なるように、次の導体パターン２０を印刷す
る。この導体パターン２０は、内周側の経路のみを通
り、終端２０ｂがチップの中心線ｃの位置で終了するよ
うなＵ型である。 （６）導体パターン２０が残り、外周側経路の導体パタ
ーン１６を覆うように、チップの１／２の面積のセラミ
ックスパターン２２を印刷する。 （７）導体パターンの終端２２ｂに重なるように、ほぼ
半ターンの次の導体パターン２４を印刷する。この導体
パターン２４は、内周側の経路を通り、外周側へ回り出
て、終端２４ｂがチップの中心線ｃの位置で終了するよ
うなＵ型である。 （８）導体パターン２４が残るように、チップの１／２
の面積のセラミックスパターン２６を前回と反対側の部
分に印刷する。 （９）導体パターンの終端２４ｂに重なるように、ほぼ
半ターンの次の導体パターン２８を印刷する。導体パタ
ーン２８は、外周側の経路のみを通り、終端２８ｂがチ
ップの中心線ｃの位置で終了するようなＵ型である。 （１０）導体パターン２８が残って、内周側の導体パタ
ーンが隠れるように、チップの１／２の面積のセラミッ
クスパターン３０を前回と反対側の部分に印刷する。 （１１）導体パターンの終端２８ｂに重なるように、ほ
ぼ半ターンの次の導体パターン３２を印刷する。導体パ
ターン３２は、外周側の経路を通って内周側に回り込
み、終端３２ｂがチップの中心線ｃの位置で終了するよ
うなＵ型である。 （１２）前記導体パターン３２が残り、外周側の導体パ
ターンが隠れるように、チップの１／２の面積のセラミ
ックスパターン３４を前回と反対側の部分に印刷する。 必要とするコイル巻数に応じて、上記（５）〜（１２）
の印刷工程を繰り返す。 （１３）先端がチップの中心線ｃを跨ぎ導体パターンの
終端３２ｂに重なり、終端がチップの他端面で露出する
ように、ほぼ直線状の引出し用導体パターン３６を印刷
する。図示のように、終端側（外部電極側）３６ｂを幅
広とするのが好ましい。

【００１８】これによって、図２のＡに示すように、各
導体パターンの端部が順次繋がり、積層方向に重畳した
コイルパターンが電気絶縁体中に埋設された状態で形成
される。このコイルパターンでは、内側と外側の２経路
を周回し、内側を周回する導体パターンと外側を周回す
る導体パターンが積層方向で交互に配置される。最後
に、セラミックペーストを複数回重ねて印刷すること
で、セラミックスパターン３８を所定の厚みまで積層す
る。

【００１９】通常、このような印刷パターンは縦横に規
則的に配列形成する。作製したブロック（積層体）から
１個１個のチップに切断分離する。そして、脱脂、焼
成、バリ取りを行った後、導電ペーストを塗布し焼き付
けることで、図２のＢに示すように、両端に一対の外部
電極４０を形成し、更にメッキ処理を施して最終製品と
する。この場合、外部電極４０は、その向き合う方向が
内部コイルパターンの重畳方向（積層方向）に対して垂
直に形成されることになる。

【００２０】なお上記実施例において、例えばセラミッ
クスパターンの厚さを約２０μｍ、導体パターンの幅を
５０〜７０μｍとすることで、良好な積層チップコイル
部品が得られた。図１から分かるように、本発明では、
外部電極への引出し用導体パターンを除くと、図３のＡ
〜Ｄに示す４種類の導体パターンの繰り返しにより、容
易にコイルが形成できる。実施例１では、図３のＡ→Ｂ
→Ｃ→Ｄ→Ａ→…の順となっている。図示のように、各
導体パターンの始端部分近傍をやや幅広にしておけば、
導体パターン間の接続の確実性が向上するし、セラミッ
クスパターンの段差部分での接続の信頼性も向上する。

【００２１】（実施例２）図４は本発明に係る積層チッ
プコイル部品の他の実施例を示す製造工程説明図であ
り、図５のＡはその内部導体パターンの接続状態と積層
状態を示す説明図、図５のＢは最終製品の外観を示す説
明図である。使用する電気絶縁材料や導体ペーストは、
上記実施例１と同じであってよい。

【００２２】積層する工程を図４及び図５に基づき説明
する。この実施例２において、積層工程の初めと終わり
を除く大部分、即ちコイルパターンの重畳部分は前記実
施例１と同様であってよい。

【００２３】（１）コイルパターンを形成し始めるま
で、即ち導体パターンの印刷を行う段階まで、セラミッ
クペーストを重ねて印刷し、所定の厚みまでセラミック
スパターン５０を積層する。その際に、各セラミックパ
ターン５０について所定の同じ位置（チップの中心線ｃ
上の位置）に穴を形成して、その穴に導体ペーストを埋
め込む。これによって積層方向に連続する外部電極への
引出し用導体５２を形成する。この引出し用導体の導体
ペーストは、その乾燥焼結時の収縮率が、セラミックス
パターンの乾燥焼結時の収縮率よりも小さくなるよう
に、使用するペーストの調製を行う。 （２）前記引出し用導体５２の端部に接続するように、
半ターンの導体パターン５４を印刷する。導体パターン
５４は、内周側から外周側へ回り出て、終端がチップの
中心線ｃの位置となるＵ型である。

【００２４】以下、（３）〜（１３）の工程は図１と同
様、半ターンのＵ型の導体パターンと半面のセラミック
スパターンを交互に印刷する。この場合も、導体パター
ンは図３のＡ〜Ｄの４種類の繰り返しであるが、この実
施例２では、図３のＤ→Ｃ→Ｂ→Ａ→Ｄ→…の順となっ
ている。

【００２５】（３）導体パターン５４に接続するよう
に、半ターンのＵ型の導体パターン５６を印刷する。 （４）導体パターン５４を隠すように、半面のセラミッ
クスパターン５８を印刷する。 （５）導体パターン５６に接続するように、半ターンの
Ｕ型の導体パターン６０を印刷する。 （６）導体パターン５６を隠すように、半面のセラミッ
クスパターン６２を印刷する。 （７）導体パターン６０に接続するように、半ターンの
Ｕ型の導体パターン６４を印刷する。 （８）導体パターン６０を隠すように、半面のセラミッ
クスパターン６６を印刷する。 （９）導体パターン６４に接続するように、半ターンの
Ｕ型の導体パターン６８を印刷する。 （１０）導体パターン６４を隠すように、半面のセラミ
ックスパターン７０を印刷する。 （１１）導体パターン６８に接続するように、半ターン
のＵ型の導体パターン７２を印刷する。 （１２）導体パターン６８を隠すように、半面のセラミ
ックスパターン７４を印刷する。 必要とするコイル巻数に応じて、上記（５）〜（１２）
までの印刷工程を繰り返す。

【００２６】（１３）導体パターン７２に接続するよう
に、半ターンのＵ型の導体パターン７６を印刷する。 （１４）導体パターン７６の終端の位置に穴が開くよう
にセラミックスパターン７８を印刷し、その穴に導体ペ
ーストを充填する。この工程を必要回数繰り返して、所
定の厚みまで積層する。これによって導体ペーストは積
層方向に連続し、外部電極への引出し用導体８０とな
る。

【００２７】これによって図５のＡに示すように、各導
体パターンの端部が順次繋がり、積層方向に重畳したコ
イルパターンが電気絶縁体中に埋設した状態で形成され
る。そして、その両端に、引出し用導体５２，８０が接
続され、それらの端部はチップ端面まで延びている。

【００２８】このような印刷パターンは縦横に規則的に
配列形成される。作製したブロック（積層体）は１個１
個のチップに切断分離される。そして、実施例１と同
様、脱脂、焼成、バリ取りを行った後、導電ペーストを
塗布し焼き付けることで、図５のＢに示すように、両端
に一対の外部電極８２を形成し、更にメッキ処理を施し
て最終製品とする。この場合、外部電極８２は、その向
き合う方向が内部コイルパターンの重畳方向に対して平
行となるように形成されることになる。この構成は、外
部電極への引出し用導体５２，８０がチップ断面のほぼ
中央に位置し、誘電体セラミックスを用いていることと
相俟って、インダクタンス値に方向性のない積層チップ
コイル部品が得られる。

【００２９】上記の各実施例は印刷積層法で製造してい
るが、前述のようにシート表面に導体パターンを印刷し
てそれを積層するシート積層法でも製造可能である。シ
ート積層法の場合には、シートに印刷する導体パターン
は２種類（例えば図３のＡとＢ、ＣとＤを組み合わせた
１ターンずつ）でよく、導体パターン間はシートに形成
したビア穴（穴に導体ペーストを充填したもの）で相互
接続すればよい。

【００３０】

【発明の効果】本発明は上記のように、チップ中で内側
と外側の２経路を周回し、内側を周回する導体パターン
と外側を周回する導体パターンが積層方向で交互に配置
されるコイルパターンとしたことにより、直角に横切る
ことはあっても上下１層離れた導体パターンが重なるこ
とはなく、そのため浮遊容量が低減し共振周波数が高く
なる。したがって、高い周波数でも必要なインダクタン
ス値が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る積層チップコイル部品の一実施例
を示す製造工程の説明図。

【図２】その導体パターンの接続状態と積層状態、最終
製品の外観を示す説明図。

【図３】それに用いる導体パターンの説明図。

【図４】本発明に係る積層チップコイル部品の他の実施
例を示す製造工程の説明図。

【図５】その導体パターンの接続状態と積層状態、最終
製品の外観を示す説明図。

【符号の説明】

１０ セラミックスパターン １２，３６ 引出し用導体パターン １６，２０，２４，２８，３２ 導体パターン １４，１８，２２，２６，３０，３４ セラミックスパ
ターン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野寄 佳成 東京都港区新橋５丁目36番11号 富士電気 化学株式会社内 Ｆターム(参考） 5E070 AA01 AB01 AB07 BA12 BB03 CB02 CB13

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電気絶縁層と導体パターンとが交互に積
   層され、各導体パターンの端部が順次接続されることで
   積層方向に重畳したコイルパターンが形成されて電気絶
   縁体中に埋設された状態となっており、チップ外表面
   に、内部のコイルパターンの両端近傍に接続される外部
   電極が設けられている積層チップコイル部品において、 コイルパターンは、チップ中で内側と外側の２経路を周
   回し、内側を周回する導体パターンと外側を周回する導
   体パターンが積層方向で交互に配置されていることを特
   徴とする積層チップコイル部品。
2. 【請求項２】 内部コイルパターンの重畳方向が、外部
   電極の向き合う方向に対して垂直方向である請求項１記
   載の積層チップコイル部品。
3. 【請求項３】 内部コイルパターンの重畳方向が、外部
   電極の向き合う方向に平行方向である請求項１記載の積
   層チップコイル部品。
4. 【請求項４】 コイルパターンの両端近傍と外部電極と
   を接続している引出し用導体が、チップ積層面のほぼ中
   央に位置している請求項３記載の積層チップコイル部
   品。
5. 【請求項５】 コイルパターンの両端近傍と外部電極と
   を接続している引出し用導体は、そのコイルパターンと
   の接続部よりも外部電極との接続部の方が大きくなって
   いる請求項１乃至４のいずれかに記載の積層チップコイ
   ル部品。
6. 【請求項６】 電気絶縁体が誘電体セラミックスである
   請求項１乃至５のいずれかに記載の積層チップコイル部
   品。
7. 【請求項７】 電気絶縁体が磁性体セラミックスである
   請求項１乃至５のいずれかに記載の積層チップコイル部
   品。