JP2001358017A

JP2001358017A - 積層型コイル部品

Info

Publication number: JP2001358017A
Application number: JP2000174986A
Authority: JP
Inventors: Kanji Tanaka; 寛司田中
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2000-06-12
Filing date: 2000-06-12
Publication date: 2001-12-26

Abstract

(57)【要約】【課題】素子中に複数のコイルを備えた積層型コイル
部品であって、内部応力によるクラックの発生を防止す
ることが可能で、しかも、コイル間の磁性体層にピンホ
ールや異物があるような場合にも、絶縁抵抗の低下を防
止することが可能な、信頼性の高い積層型コイル部品を
提供する。【解決手段】積層方向に互いに隣り合うコイル（コイ
ル４とコイル５、及びコイル５とコイル６）のコイル径
ｄ１とｄ２、及びｄ２とｄ３を異ならせる。また、積層
方向に互いに隣り合う各コイル（コイル４とコイル５、
及びコイル５とコイル６）を、積層方向からみた場合
に、実質的に互いに重ならないように配設する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インダクタなどの
コイル部品に関し、詳しくは、素子中に積層型のコイル
を複数個配設してなる積層型コモンモードチョークコイ
ルなどの積層型コイル部品に関する。

【０００２】

【従来の技術】積層型コイル部品の一つに、積層型チッ
プインダクタがあり、また、積層型チップインダクタに
は、同軸に２つ以上のコイルを有する積層型トランスや
積層型コモンモードチョークコイルなどがある。

【０００３】例えば、図６は、従来の積層型コイル部品
（積層型コモンモードチョークコイル）の内部構造を示
す正面断面図、図７は図６の積層型コモンモードチョー
クコイルの平面断面図、図８は図６の積層型コモンモー
ドチョークコイルの製造に用いた、各コイルパターンの
配設されたセラミックグリーンシートを示す平面図であ
る。

【０００４】この積層型コモンモードチョークコイル
は、図８に示すように、表面に所定のコイルパターン
（コイル導体）５３（５３ｂ〜５３ｖ）が配設された複
数枚の磁性体グリーンシート５２（５２ｂ〜５２ｖ）を
積層するとともに、その上下両面側にコイルパターンの
配設されていない磁性体グリーンシート５２ａ，５２ｗ
を積層して圧着し、各コイルパターン５３をビアホール
５７によって接続することにより、磁性体（素子）５１
（図６）中を螺旋状に周回する複数個（この例では３
個）のコイル５４，５５，５６（図６）を形成するとと
もに、図６，７に示すように、素子５１の両端部に、各
コイル５４，５５，５６用の、電気的に独立した一対の
外部電極５８を配設し、各コイル５４，５５，５６のＩ
Ｎ側端部５４ａ，５５ａ，５６ａとＯＵＴ側端部５４
ｂ，５５ｂ，５６ｂを、それぞれの一対の外部電極５８
のうちの互いに異なる方の外部電極５８に接続すること
により形成されている。

【０００５】そして、この積層型コイル部品において、
各コイル５４，５５，５６は、いずれもコイル径（ｄ）
が同一であり、また、各コイル５４，５５，５６は、い
ずれも平面的にみた場合に（コイルの軸方向からみた場
合に）互いに重なり合う位置に（すなわち同軸となるよ
うに）配設されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
に、同軸に２つ以上のコイルを有する積層型コイル部品
において、各コイルのコイル径がすべて同じである場
合、磁性体グリーンシートの圧着時にコイルパターンが
形成されている部分に応力が集中して、積層体（圧着ブ
ロック）に歪みが発生し、焼成工程や、外部電極の形成
工程などにおいて、内部クラックが発生するという問題
点がある。

【０００７】また、各コイルが平面的に重なり合うよう
な位置に配設されている、上述の積層型コイル部品にお
いては、コイル間に電位差が生じる場合、磁性体グリー
ンシート（焼成後における磁性体層）に対して垂直方向
に電圧がかかるため、コイル間の磁性体層にピンホール
や異物が存在すると、絶縁抵抗が低下し、信頼性が低下
するという問題点がある。

【０００８】本発明は、上記問題点を解決するものであ
り、素子中に複数のコイルを備えた積層型コイル部品で
あって、内部応力によるクラックの発生を防止すること
が可能で、しかも、コイル間の磁性体層にピンホールや
異物があるような場合にも、絶縁抵抗の低下を防止する
ことが可能な、信頼性の高い積層型コイル部品を提供す
ることを目的とする。

【０００９】

【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（請求項１）の積層型コイル部品は、絶縁体
を介して積層された複数の内部電極を接続することによ
り、絶縁体の内部に、積層方向に積み重なるように複数
のコイルが形成された積層型コイル部品において、積層
方向に互いに隣り合う一方のコイルと他方のコイルのコ
イル径が異なっていることを特徴としている。

【００１０】積層方向に互いに隣り合う一方のコイルと
他方のコイルのコイル径を異ならせることにより、隣り
合うコイルを構成するコイルパターンが重なり合うこと
を効率よく回避することが可能になり、内部応力による
クラックの発生を防止することが可能になるとともに、
コイル間の磁性体層にピンホールや異物がある場合に
も、絶縁抵抗の低下を防止することが可能になり、信頼
性の高い積層型コイル部品を提供することができるよう
になる。

【００１１】また、請求項２の積層型コイル部品は、前
記互いに隣り合う一方のコイルと他方のコイルが、積層
方向からみた場合に、実質的に互いに重ならないように
配設されていることを特徴としている。

【００１２】互いに隣り合う一方のコイルと他方のコイ
ルのコイル径を異ならせるとともに、各コイルを、積層
方向からみた場合に、実質的に互いに重ならないように
配設することにより、さらに確実に、互いに隣り合うコ
イルを構成するコイルパターンが重なり合うことを防止
することが可能になる。なお、各コイルを、積層方向か
らみた場合に、実質的に互いに重ならないように配設す
るための態様としては、各コイルを同軸に積層方向に積
み重ねるように配設する場合が代表的な態様として例示
されるが、本発明においては、各コイルを必ずしも同軸
上に配設する必要はなく、場合によっては、各コイルの
軸をずらせて配設することも可能である。

【００１３】また、請求項３の積層型コイル部品は、前
記積層型コイル部品が積層型コモンモードチョークコイ
ルであることを特徴としている。

【００１４】積層型コモンモードチョークコイルの場
合、従来は、複数のコイルが同軸となるように配設され
ており、圧着時の歪みによるクラックの発生や、コイル
間の磁性体層にピンホールや異物が存在する場合の絶縁
抵抗の低下などが問題となることがあったが、互いに隣
り合うコイルどうしを、積層方向からみた場合に互いに
重ならない位置に配設することにより、内部応力による
クラックの発生を防止することが可能になるとともに、
コイル間の磁性体層にピンホールや異物がある場合に
も、絶縁抵抗の低下を防止することが可能になり、信頼
性の高い積層型コモンモードチョークコイルを確実に提
供することが可能になる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を示し
て、その特徴とするところをさらに詳しく説明する。な
お、以下の実施形態においては、磁性体セラミック中に
３個のコイルを配設してなる積層型コイル部品（積層型
コモンモードチョークコイル）を例にとって説明する。

【００１６】図１はこの実施形態にかかる積層型コイル
部品（積層型コモンモードチョークコイル）の外観構成
を示す斜視図、図２(ａ)は図１のＡ−Ａ線による断面
図、図２(ｂ)は本発明の一実施形態にかかる積層型コイ
ル部品（積層型コモンモードチョークコイル）の平面断
面図、図３はこの実施形態にかかる積層型コモンモード
チョークコイルの製造に用いた、各コイルパターンの配
設されたセラミックグリーンシートを示す平面図であ
る。

【００１７】この実施形態の積層型コモンモードチョー
クコイルは、図１及び図２に示すように、磁性体セラミ
ックからなる素子１中に、電気的に独立した、積層型の
３個のコイル４，５，６が、同軸となるように積み重ね
て配設されているとともに、コイル４，５，６のＩＮ側
端部４ａ，５ａ，６ａ（図３）及びＯＵＴ側端部４
ｂ，５ｂ，６ｂ（図３）が、素子１の両端側に、各コイ
ル４，５，６用に電気的に独立して配設された、それぞ
れの一対の外部電極８のうちの互いに異なる方の外部電
極８に接続された構造を有している。

【００１８】そして、この実施形態の積層型コモンモー
ドチョークコイルにおいては、積層方向に互いに隣り合
う一方のコイルと他方のコイル（コイル４とコイル５、
及びコイル５とコイル６）とでは、コイル径（ｄ１とｄ
２，及びｄ２とｄ３）が異なっており、かつ、隣り合う
２つのコイル（コイル４とコイル５、及びコイル５とコ
イル６）が、積層方向（コイルの軸方向）からみた場合
に、実質的に互いに重ならないように配設されている。

【００１９】すなわち、この実施形態では、コイル４の
コイル径ｄ１とコイル６のコイル径ｄ３は同じである
が、コイル５のコイル径ｄ２が、コイル４及びコイル６
のコイル径ｄ１，ｄ３よりも小さく形成されており、各
コイル４，５，６を同軸上に配設した場合には、互いに
隣り合うコイル４とコイル５、及びコイル５とコイル６
が、積層方向からみた場合に実質的に互いに重ならない
ように構成されている。

【００２０】また、この積層型コモンモードチョークコ
イルにおいては、３個のコイル４，５，６のそれぞれの
ＩＮ側端部（電極部）４ａ，５ａ，６ａと、ＯＵＴ側端
部（電極部）４ｂ，５ｂ，６ｂが、積層方向と直交する
方向に引き出されており、かつ、互いに隣り合うコイル
と他方のコイル（コイル４とコイル５、及びコイル５と
コイル６）の各電極部が、積層方向からみた場合に互い
に重ならないように配設されている。

【００２１】なお、この実施形態の積層型コモンモード
チョークコイルは、図３に示すように、表面に所定のコ
イルパターン（コイル導体）３（３ｂ〜３ｖ）が配設さ
れた複数枚の磁性体グリーンシート２（２ｂ〜２ｖ）を
矢印の方向に積層するとともに、その上下両面側にコイ
ルパターンの配設されていない磁性体グリーンシート２
ａ，２ｗを積層して圧着し、各コイルパターン３をビア
ホール７によって接続することにより、素子１（図１，
２）中を螺旋状に周回する、軸方向に積み重なるように
配設された同軸の３個のコイル４，５，６（図２(ａ)）
を形成するとともに、それぞれのコイル４，５，６のＩ
Ｎ側端部４ａ，５ａ，６ａとＯＵＴ側端部４ｂ，５ｂ，
６ｂを、各コイル用の、電気的に独立した一対の外部電
極８（図１，２）のうちの互いに異なる方の外部電極に
接続することにより形成されている。また、コイル４，
５，６のそれぞれのＩＮ側端部（電極部）４ａ，５ａ，
６ａと、ＯＵＴ側端部（電極部）４ｂ，５ｂ，６ｂは、
積層方向からみた場合に互いに重ならないように各コイ
ルパターンの配設位置が調整されている。

【００２２】なお、各磁性体グリーンシート２を積層し
た後の圧着工程では、１０００〜１５００kgf/cm^２の圧
力で圧着し、コイルパターン３ｂ〜３ｈ，３ｉ〜３ｏ，
３ｐ〜３ｖをビアホール７を介して接続することによ
り、３個のコイル４，５，６を形成した。

【００２３】また、圧着後の積層体（圧着ブロック）の
焼成工程では、８５０〜９６０℃の温度条件で所定時間
保持することにより、磁性体セラミックを焼結させた。

【００２４】さらに、外部電極８を形成するにあたって
は、焼結体（素子）１の端面に外部電極形成用の導電ペ
ースト（この実施形態ではＡｇペースト）を塗布した
後、７００〜９００℃で焼き付けを行って外部電極８を
形成し、さらにその上に、Ｎｉ及びＳｎのメッキを行っ
た。

【００２５】なお、上記実施形態では、磁性体グリーン
シート２（２ａ〜２ｗ）として、Ｎｉ−Ｚｎ−Ｃｕフェ
ライトをスラリー状にしてシート化したものを用い、ま
た、コイルパターン３（３ｂ〜３ｖ）としては、Ａｇペ
ーストを用い、これを印刷して所定のコイルパターンを
形成した。

【００２６】上述のように構成された積層型コイル部品
（積層型コモンモードチョークコイル）においては、積
層方向に互いに隣り合う一方のコイルと他方のコイル
（すなわち、コイル４とコイル５、及びコイル５とコイ
ル６）のコイル径（ｄ１とｄ２，及びｄ２とｄ３）を異
ならせるとともに、互いに隣り合うコイル４とコイル
５、及びコイル５とコイル６が積層方向からみた場合
に、実質的に互いに重ならないようにしているので、圧
着時の歪みなどの内部応力によるクラックの発生を防止
することが可能になる。

【００２７】また、コイル間の磁性体層にピンホールや
異物がある場合にも、隣り合うコイルが積層方向からみ
た場合に重ならないように配設されているため、一方の
コイルから他方のコイルへの影響が少なく、絶縁抵抗の
低下を効率よく防止することが可能になる。その結果、
信頼性の高い積層型コイル部品（この実施形態では、積
層型コモンモードチョークコイル）を提供することが可
能になる。

【００２８】また、各コイル４，５，６のそれぞれのＩ
Ｎ側端部（電極部）４ａ，５ａ，６ａ、及びＯＵＴ側端
部（電極部）４ｂ，５ｂ，６ｂが、積層方向からみた場
合に互いに重ならないように配設されているため、これ
らの部分における圧着時の歪みによるクラックの発生
や、磁性体層にピンホールや異物が存在する場合の信頼
性の低下などを防止することができる。

【００２９】なお、上記実施形態では、コイル径ｄ１，
ｄ３が同じであるコイル４とコイル６の間に位置するコ
イル５のコイル径ｄ２を、他の２つのコイル４，コイル
６のコイル径ｄ１，ｄ３よりも小さくして、互いに隣り
合うコイル４とコイル５、及びコイル５とコイル６が積
層方向からみた場合に実質的に互いに重ならないように
しているが、例えば、図４に示すように、最上部のコイ
ル４のコイル径ｄ１を最大にし、その下のコイル５のコ
イル径ｄ２を、コイル４のコイル径ｄ１より小さくし、
さらに、最下部のコイル６のコイル径ｄ３をコイル５の
コイル径ｄ２より小さくすることによって、互いに隣り
合うコイル４とコイル５、及びコイル５とコイル６が積
層方向からみた場合に実質的に互いに重ならないように
構成することも可能である。

【００３０】また、図５に示すように、コイル径ｄ１，
ｄ３が同じであるコイル４とコイル６の間に位置するコ
イル５のコイル径ｄ２を、他の２つのコイル４，コイル
６のコイル径ｄ１，ｄ３よりも大きくして、互いに隣り
合うコイル４とコイル５、及びコイル５とコイル６が積
層方向からみた場合に実質的に互いに重ならないように
構成することも可能である。

【００３１】［特性の測定］図６に示すような、コイル
径ｄが同一の３個のコイル５４，５５，５６を積層方向
からみた場合に重なるように、同軸上に配設した従来の
積層型コモンモードチョークコイル（比較例）と、図
１，２，４，及び５に示すような、隣り合うコイル間で
はコイル径が異なる３個のコイル４，５，６が同軸上に
配設された積層型コモンモードチョークコイル（実施
例）について、素子の焼成後、及び外部電極表面へのめっき処理後の
内部クラックの発生率（％）及び、製品のＩＲ不良発生率（％）（ただし、温度４０℃、相対湿度（ＲＨ）９５％、印加
電圧１６Ｖ）を測定した。

【００３２】［特性の評価］クラック発生率比較例の積層型コモンモードチョークコイルにおいて
は、 (a)焼成後の内部クラック発生率……………１５％ (b)めっき処理後の内部クラック発生率……４５％であったのに対して、実施例の積層型コモンモードチョ
ークコイルにおいては、 (a)焼成後の内部クラック発生率…………０％ (b)めっき処理後の内部クラック発生率…０％と内部クラックの発生はまったく認められなかった。

【００３３】製品のＩＲ不良発生率従来例の積層型コモンモードチョークコイルにおいて
は、 (a)０時間後のＩＲ不良発生率………… ０％ (b)２００時間後のＩＲ不良発生率……１４％ (c)５００時間後のＩＲ不良発生率……５６％ (d)１０００時間後のＩＲ不良発生率…８０％と、時間の経過とともにＩＲ不良の発生率が増大する傾
向が認められたのに対して、実施例の積層型コモンモー
ドチョークコイルにおいては、 (a)０時間後のＩＲ不良発生率………… ０％ (b)２００時間後のＩＲ不良発生率…… ０％ (c)５００時間後のＩＲ不良発生率…… ０％ (d)１０００時間後のＩＲ不良発生率… ０％とＩＲ不良の発生はまったく認められなかった。

【００３４】上記結果より、本発明によれば、信頼性の
高い積層型コイル部品（この実施形態では、積層型コモ
ンモードチョークコイル）が得られることがわかる。

【００３５】なお、上記実施形態では、磁性体グリーン
シート２ａが最上層、磁性体グリーンシート２ｗが最下
層になるように、矢印の方向に積層しているが、磁性体
グリーンシート２ｗが最上層、磁性体グリーンシート２
ａが最下層になるように、矢印の逆方向に積層すること
が可能である。また、上記実施形態では、図３に示すよ
うに、磁性体グリーンシートとして、２ａ〜２ｗの２３
枚の磁性体グリーンシートを用いているが、磁性体グリ
ーンシートの積層枚数に特別の制約はない。

【００３６】また、本発明においては、コイルのターン
数およびコイルの配設数についても特に制約はなく、用
途に応じて任意のターン数及び配設数とすることが可能
である。なお、コイルのターン数は磁性体層間のコイル
パターンの数により任意に調整することが可能である。

【００３７】また、上記実施形態では、磁性体グリーン
シートの表面に形成されるコイルパターンの構成材料と
して、Ａｇを用いたが、Ａｇ−ＰｄなどのＡｇ合金その
他の種々の電極材料を用いることが可能である。また、
コイルパターンの形成方法としては、電極ペーストの印
刷や塗布、蒸着、スパッタリングなどの種々の方法を適
用することが可能である。

【００３８】また、上記実施形態では、Ａｇペーストを
用いて外部電極（Ａｇ電極）を形成したが、上記Ａｇ以
外の金属、例えば、Ａｇ−Ｐｄ、Ｎｉ、Ｃｕなどあるい
はこれらを含む合金などを外部電極の構成材料として用
いることも可能である。また、外部電極の形成方法とし
ては、導電ペーストの塗布・焼き付け、蒸着、スパッタ
リングなど、種々の方法を用いることが可能である。ま
た、焼成前の素子（生チップ）の端面に外部電極を形成
し、同時に焼成するように構成することも可能である。

【００３９】また、本発明においては、素子の形状にも
特別の制約はなく、種々の形状とすることが可能であ
る。

【００４０】なお、上記実施形態においては、積層型コ
モンモードチョークコイルを例にとって説明したが、本
発明は、積層型コモンモードチョークコイルに限らず、
素子中に複数の積層型コイルを配設してなる積層型ＬＣ
複合部品などの積層型コイル部品にも適用することが可
能である。

【００４１】なお、本発明は、さらにその他の点におい
ても上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要
旨の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが
可能である。

【００４２】

【発明の効果】上述のように、本発明の請求項１の積層
型コイル部品は、積層方向に互いに隣り合う一方のコイ
ルと他方のコイルのコイル径を異ならせることにより、
隣り合うコイルを構成するコイルパターンが重なり合う
ことを効率よく回避することが可能になり、内部応力に
よるクラックの発生を防止することが可能になるととも
に、コイル間の磁性体層にピンホールや異物がある場合
にも、絶縁抵抗の低下を防止することが可能になり、信
頼性の高い積層型コイル部品を提供することができる。

【００４３】また、請求項２の積層型コイル部品のよう
に、互いに隣り合う一方のコイルと他方のコイルのコイ
ル径を異ならせるとともに、各コイルを、積層方向から
みた場合に、実質的に互いに重ならないように配設する
ことにより、さらに確実に、互いに隣り合うコイルを構
成するコイルパターンが重なり合うことを防止すること
ができるようになる。

【００４４】また、請求項３の積層型コイル部品のよう
に、積層型コモンモードチョークコイルの場合、従来
は、複数のコイルが同軸となるように配設されており、
圧着時の歪みによるクラックの発生や、コイル間の磁性
体層にピンホールや異物が存在する場合の絶縁抵抗の低
下などが問題となることがあったが、互いに隣り合うコ
イルどうしを、積層方向からみた場合に互いに重ならな
い位置に配設することにより、内部応力によるクラック
の発生を防止することが可能になるとともに、コイル間
の磁性体層にピンホールや異物がある場合にも、絶縁抵
抗の低下を防止することが可能になり、信頼性の高い積
層型コモンモードチョークコイルを確実に提供すること
が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態にかかる積層型コイル部品
（積層型コモンモードチョークコイル）の外観構成を示
す斜視図である。

【図２】(ａ)は図１のＡ−Ａ線による断面図、(ｂ)は本
発明の一実施形態にかかる積層型コイル部品（積層型コ
モンモードチョークコイル）の平面断面図である。

【図３】本発明の一実施形態にかかる積層型コモンモー
ドチョークコイルの製造に用いた、各コイルパターンの
配設されたセラミックグリーンシートを示す平面図であ
る。

【図４】本発明の一実施形態にかかる積層型コイル部品
の変形例を示す正面断面図である。

【図５】本発明の一実施形態にかかる積層型コイル部品
の他の変形例を示す正面断面図である。

【図６】従来の積層型コモンモードチョークコイルの内
部構造を示す正面断面図である。

【図７】図６の積層型コモンモードチョークコイルの平
面断面図である。

【図８】図６の積層型コモンモードチョークコイルの製
造に用いた、各コイルパターンの配設されたセラミック
グリーンシートを示す平面図である。

【符号の説明】

１素子２（２ａ〜２ｗ）磁性体グリーンシート３（３ｂ〜３ｖ）コイルパターン（コイル導体）４，５，６コイル４ａ，５ａ，６ａＩＮ側端部（電極部）４ｂ，５ｂ，６ｂＯＵＴ側端部（電極部）７ビアホール８外部電極ｄ１，ｄ２，ｄ３コイル径

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁体を介して積層された複数の内部電極
を接続することにより、絶縁体の内部に、積層方向に積
み重なるように複数のコイルが形成された積層型コイル
部品において、積層方向に互いに隣り合う一方のコイルと他方のコイル
のコイル径が異なっていることを特徴とする積層型コイ
ル部品。
【請求項２】前記互いに隣り合う一方のコイルと他方の
コイルが、積層方向からみた場合に、実質的に互いに重
ならないように配設されていることを特徴とする請求項
１記載の積層型コイル部品。
【請求項３】前記積層型コイル部品が積層型コモンモー
ドチョークコイルであることを特徴とする請求項１又は
２記載の積層型コイル部品。