JP2002217035A - 積層電子部品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】直流抵抗が小さく、かつインダクタンスの値を
高く保持でき、製造が容易となるインダクタまたはイン
ダクタを含む積層電子部品を提供する。 【解決手段】絶縁体層１ａ〜１ｅとコイル導体２ａ〜２
ｄとを積層して積層体を構成する。コイル導体２ａと２
ｃ、２ｂと２ｄどうしは積層体内部でスルーホール３
ａ、３ｂおよび３ｃ、３ｄによって接続することにより
積層体内部にインダクタとなるコイルを形成する。各コ
イルを構成するコイル導体２ａ〜２ｄは、積層方向に交
互に配置する。各コイルを構成するコイル導体２ａ〜２
ｄどうしは各コイルにより発生する磁束が同一方向とな
るようにそれぞれスルーホールにより接続する。各コイ
ルの両端を、積層体の外面に設けた端子電極に共通に接
続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、積層構造により内
部にコイルを形成したインダクタまたはインダクタを含
む積層電子部品に関する。

【０００２】

【従来の技術】積層電子部品は、近年におけるセットの
小型、軽量化のなかでその需要は急速に高まっている。
従来、積層電子部品は小型であることから、いわゆる信
号系回路に採用されてきたが、最近ではいわゆる電源系
回路にも採用されるようになり、その需要はますます増
大しつつある。

【０００３】インダクタまたはインダクタを含む積層電
子部品を電源系回路に使用するためには、いかにコイル
導体の直流抵抗を下げるかが課題となる。そのためコイ
ル導体の直流抵抗を下げるため、コイル導体の厚みを厚
くすると、印刷法による場合は表面のコイル導体による
凹凸が大きくなり、精度良く印刷ができない。また、シ
ート法による場合、各シート間の接着ができなくなる。

【０００４】このため、例えば特開２０００−５８３２
４号公報においては、図５（Ａ）に示す層構造図に示す
構造を採用している。図中、１０ａ〜１０ｇは絶縁体
層、１１ａ〜１１ｄはコイル導体、１２ａ〜１２ｄはコ
イル導体間を接続するスルーホールである。コイル導体
１１ａ、１１ｂをスルーホール１２ａ、１２ｂで接続し
て１つのコイルを構成し、コイル導体１１ｃ、１１ｄを
スルーホール１２ｃ、１２ｄで接続して他の１つのコイ
ルを構成する。

【０００５】これらのコイル導体を形成した絶縁体層１
０ａ〜１０ｇは、積層、圧着、切断、焼成により図５
（Ｂ）に示す積層体１３として構成し、その両端の端子
電極１４ａ、１４ｂを焼き付け等により設ける。一方の
端子電極１４ａにはコイル導体１１ａとコイル導体１１
ｄの各端部１１ｅ、１１ｈが接続され、他方の端子電極
１４ｂにはコイル導体１１ｂとコイル導体１１ｃの各端
部１１ｆ、１１ｇに接続され、その結果、２つのコイル
が並列接続される。

【０００６】この積層電子部品の等価回路は図５（Ｃ）
で示すように表現される。図５（Ｃ）において、Ｌは各
コイルのインダクタンス、Ｒは各コイルの直流抵抗であ
る。

【０００７】また、特開平８−１８６０２４号公報に
は、同一パターンのコイル導体を複数層設け、この同一
パターンのコイル導体をスルーホールにより並列に接続
し、次の複数層にこれらのコイル導体に直列に接続され
る同一パターンのコイル導体を形成してこれらのコイル
導体どうしを並列に接続し、積層方向の両端には、スル
ーホールにより接続される端子電極を形成したものが開
示されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】図５に示した積層電子
部品は、直流抵抗は約半分に低下するものの、インダク
タンスＬ１は、 Ｌ１＝（Ｌ＋ｋＬ）／２ （ただしｋはコイル間の結合定数）であり、図５の構成
の場合、通常ｋ≒０．２程度である。このため、Ｌ１＝
０．６Ｌとなり、２つのコイルを直列に巻いた場合の約
６割程度のインダクタンスしか得られない。

【０００９】特開平８−１８６０２４号公報に記載の積
層インダクタにおいても同様にインダクタンスが低下す
る。

【００１０】本発明は、上記問題点に鑑み、直流抵抗が
小さく、かつインダクタンスの値を高く保持でき、製造
が容易となるインダクタまたはインダクタを含む積層電
子部品を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１の積層電子部品
は、絶縁体層とコイル導体とを積層して積層体を構成
し、コイル導体どうしは積層体内部でスルーホールによ
って接続することにより積層体内部にインダクタとなる
コイルを形成してなる積層電子部品であって、前記積層
体内部に複数のコイルを有し、各コイルを構成するコイ
ル導体は、積層方向に交互に配置するとともに、各コイ
ルを構成するコイル導体どうしは各コイルにより発生す
る磁束が同一方向となるようにそれぞれスルーホールに
より接続し、前記各コイルの両端を、積層体の外面に設
けた端子電極に共通に接続してなることを特徴とする。

【００１２】このように、複数のコイルを構成する各コ
イル導体を積層方向に交互に配置すれば、コイル導体間
の誘導結合が大きくなり、インダクタンスの低下を防止
できる。また、複数のコイルに分割しているので、各コ
イル導体を薄くすることができ、積層工程における凹凸
が小さくなって製造が容易になるとともに、直流抵抗を
低下し、電流容量を増大させることができる。

【００１３】請求項２の積層電子部品は、請求項１にお
いて、前記各コイルの両端部のコイル導体は、積層方向
に対して直交する方向に引き出し、該引き出し部を、積
層方向に対して平行をなす積層体外面に設けた端子電極
に接続したことを特徴とする。

【００１４】このように、端子電極を積層方向に対して
平行をなす積層体外面に設け、コイル導体の引き出し部
を接続する構成とすれば、工数のかかるスルーホールに
よる接続部を少なくすることができる。

【００１５】請求項３の積層電子部品は、請求項１また
は２において、前記各コイルの両端部のコイル導体は、
スルーホールにより、積層方向に対して直交する方向に
電極面を設けた端子電極に接続したことを特徴とする。

【００１６】このように、内部のコイル導体と、電極面
が積層方向に対して垂直をなす端子電極とをスルーホー
ルにより接続すれば、端子電極が最も近いコイル導体と
接続されるので、端子電極とコイル導体との分布容量が
低減し、高周波特性の優れたインダクタまたはインダク
タを含む積層電子部品が提供できる。

【００１７】請求項４の積層電子部品は、請求項３にお
いて、前記各コイルの両端部のコイル導体は、それぞれ
異なるスルーホールにより端子電極に接続したことを特
徴とする。

【００１８】このように、各コイルのコイル導体をそれ
ぞれ異なるスルーホールにより端子電極に接続すること
により、端子電極とコイル導体との間を接続するスルー
ホールの直流抵抗が低減される。

【００１９】

【発明の実施の形態】図１（Ａ）は本発明による積層電
子部品の一実施の形態を示す層構造図である。図中、１
ａ〜１ｅは誘電体層または磁性体層からなる絶縁体層、
２ａ〜２ｄはコイル導体、３ａ〜３ｄはコイル導体間を
接続するスルーホールである。コイル導体２ａ、２ｃは
スルーホール３ａ、３ｂで直列に接続されて第一のコイ
ルを構成し、コイル２ｂ、２ｄはスルーホール３ｃ、３
ｄで直列に接続されて第二のコイルを構成する。これら
のコイルのコイル導体は、第一のコイルのコイル導体２
ａに積層方向に隣接して第二のコイルのコイル導体２ｂ
が配置され、次に積層方向に隣接して第一のコイルのコ
イル導体２ｃが配置され、次に積層方向に隣接して第二
のコイルのコイル導体２ｄが配置されるという風に、交
互に配置される。

【００２０】前記コイル導体を形成した絶縁体層１ｂ〜
１ｅおよび端部の絶縁体層１ａは、印刷法またはシート
積層法を用いて多数個取りにより積層、圧着し、切断
後、焼成により図１（Ｂ）に示す積層体４として構成
し、その両端の積層方向に対して平行をなす積層体外面
に設けた端子電極５ａ、５ｂを焼き付け等により設け
る。

【００２１】なお、この積層電子部品は、積層焼結体で
はなく、プリプレグに銅箔を貼り付けてエッチングし、
スルーホールは導体をメッキしてこれらを圧着、硬化し
たものを切断して端子電極をメッキなどにより形成する
ことにより、樹脂製の積層部品としても実現できる。

【００２２】一方の端子電極５ａには、コイル導体２ｃ
の引き出し部２ｌとコイル導体２ｄの引き出し部２ｍが
接続され、他方の端子電極５ｂには、コイル導体２ａの
引き出し部２ｊとコイル導体２ｂの引き出し部２ｋに接
続され、その結果、前記第一のコイルと第二のコイルの
２つのコイルが並列接続される。コイル導体２ａ〜２ｄ
の層数は、求められるインダクタンスの値によって増加
させる。そして層数を増加させる場合は、中間に設ける
コイル導体には引き出し部は設けず、上下に隣接するコ
イル導体と端部どうしをスルーホールにより接続する。

【００２３】この積層電子部品の等価回路は図１（Ｃ）
で示すように表現される。図１（Ｃ）において、Ｌは各
コイルのインダクタンス、Ｒは各コイルの直流抵抗であ
る。この図に示すように、コイルを構成する各コイル導
体が交互に配置されるので、各コイルは誘導結合され、
この誘導結合による場合、結合定数ｋ≒０．８であり、
そのインダクタンスＬ２は、 Ｌ２＝（Ｌ＋ｋＬ）／２≒（Ｌ＋０．８Ｌ）／２＝０．
９Ｌ となり、単一コイルのインダクタンスに近い値のインダ
クタンスが得られる。

【００２４】また、端子電極５ａ、５ｂ間に、互いに並
列接続される複数のコイルを分割配置しているので、各
コイル導体２ａ〜２ｄを薄くすることができ、積層工程
における凹凸が小さくなって製造が容易になるととも
に、直流抵抗を低下し、電流容量を増大させることがで
き、電源回路のように、比較的大電流の用途に用いる場
合に好適な積層電子部品が提供できる。

【００２５】図２（Ａ）は本発明の積層電子部品の他の
実施の形態を示す層構造図、図２（Ｂ）はその斜視図で
ある。本実施の形態においては、図２（Ａ）に示すよう
に、コイル導体２ａ〜２ｄには前記引き出し部２ｊ〜２
ｍを設けず、図面上の上面に設けた絶縁体層１ａに設け
たスルーホール３ｅを介して積層方向に対して電極面が
直交するように積層体６の外面に設けた端子電極７ａに
接続し、図面上の下面には、絶縁体層１ｅ、１ｆに設け
たスルーホール３ｈ、３ｉを介して、積層方向に対して
電極面が直交するように積層体６の外面に設けた端子電
極７ｂに接続する。

【００２６】また、第一のコイルのコイル導体２ａ（２
ｃ）と第二のコイルのコイル導体２ｂ（２ｄ）とは積層
方向に交互に配置される。また、第一のコイルのコイル
導体２ａと第二のコイルのコイル導体２ｂとはスルーホ
ール３ｆにより端子電極７ａ端側が共通に接続され、第
一のコイルのコイル導体２ｃと第二のコイルのコイル導
体２ｄとはスルーホール３ｇ、３ｈ、３ｉにより端子電
極７ｂ側が接続される。絶縁体層１ａや１ｆは必要に応
じて層数が設定される。

【００２７】前記端子電極７ａ、７ｂは、シート積層法
による場合には導体シートにより形成されるかあるいは
切断、焼成後の焼付けにより形成される。また、印刷法
による場合には導体ペーストの印刷により、あるいは切
断、焼成後の焼付けにより形成される。勿論、前記プリ
プレグの積層、切断によりこの積層電子部品を実現する
場合には、銅箔の接着などによって形成することができ
る。

【００２８】図１のようにコイル導体２ａ〜２ｄに引き
出し部２ｊ〜２ｍを設けて端子電極５ａ、５ｂに接続す
る構成とする場合、工数のかかるスルーホールによる接
続部を少なくすることができる。

【００２９】図２に示すように、各コイルの両端部のコ
イル導体は、スルーホール３ｅ、３ｈ、３ｉにより、端
子電極７ａ、７ｂに接続すれば、端子電極７ａ、７ｂが
最も近いコイル導体２ａ、２ｄと接続されるので、端子
電極７ａ、７ｂとコイル導体２ａ、２ｄとの分布容量が
低減し、高周波特性の優れたインダクタまたはインダク
タを含む積層電子部品が提供できる。

【００３０】図３は図２（Ａ）の端子電極とコイルとの
接続構造を変更し、端子電極７ａ、７ｂに対し、第一の
コイル、第二のコイルの各両端をそれぞれ異なるスルー
ホールにより接続する構造としたものである。すなわ
ち、一方の端子電極７ａに対し、それぞれ第一のコイル
のコイル導体２ａをスルーホール３ｊにより接続し、か
つ該端子電極７ａに対し、第二のコイルのコイル導体２
ｂをスルーホール３ｅ、３ｆにより接続する。また、他
方の端子電極７ｂに対し、第一のコイルの別のコイル導
体２ｃをスルーホール３ｇ〜３ｉにより接続し、かつ該
端子電極７ｂに対し、第二のコイルのコイル導体２ｄを
スルーホール３ｋ、３ｌにより接続している。

【００３１】このように、各コイルのコイル導体をそれ
ぞれ異なるスルーホールにより端子電極７ａ、７ｂに接
続することにより、端子電極とコイル導体との間を接続
するスルーホールの直流抵抗がさらに低減され、電流容
量をさらに向上させることができる。

【００３２】図４は本発明の積層電子部品の他の実施の
形態を示す層構造図である。図中、１ａ〜１ｊは磁性体
または誘電体でなる絶縁体層であり、絶縁体層１ｂ〜１
ｊ上には、コイル導体２ａ〜２ｉがそれぞれ形成され
る。コイル導体２ａ、２ｄ、２ｇはスルーホール３ａ〜
３ｃ、３ｊ〜３ｌにより接続されて第一のコイルを構成
する。コイル導体２ｂ、２ｅ、２ｈはスルーホール３ｄ
〜３ｆ、３ｍ〜３ｏにより接続されて第ニのコイルを構
成する。コイル導体２ｃ、２ｆ、２ｉはスルーホール３
ｇ〜３ｉ、３ｐ〜３ｒにより接続されて第三のコイルを
構成する。図示のように、これらのコイル導体は、第
一、第二、第三のコイルのコイル導体がこの順序をもっ
て配置され、誘導結合され、高いインダクタンスを持た
せることができる。

【００３３】本発明は、インダクタにコンデンサや抵抗
のいずれか一方または双方を積層して構成する積層電子
部品にも適用できる。

【００３４】

【発明の効果】請求項１によれば、端子電極間で並列に
接続される複数のコイルを構成する各コイル導体を積層
方向に交互に配置したので、コイル導体間の誘導結合が
大きくなり、インダクタンスの低下を防止できる。ま
た、複数のコイルに分割しているので、各コイル導体を
薄くすることができ、積層工程における凹凸が小さくな
って製造が容易になるとともに、直流抵抗を低下し、電
流容量を増大させることができる。

【００３５】請求項２によれば、請求項１において、端
子電極を積層方向に対して平行をなす積層体外面に設
け、コイル導体の引き出し部を接続する構成としたの
で、工数のかかるスルーホールによる接続部を少なくす
ることができる。

【００３６】請求項３によれば、請求項１または２にお
いて、内部のコイル導体と、電極面が積層方向に対して
直交する方向の端子電極とをスルーホールにより接続し
たので、端子電極が最も近いコイル導体と接続されるの
で、端子電極とコイル導体との分布容量が低減し、高周
波特性の優れたインダクタまたはインダクタを含む積層
電子部品が提供できる。

【００３７】請求項４によれば、請求項３において、各
コイルのコイル導体をそれぞれ異なるスルーホールによ
り端子電極に接続したので、端子電極とコイル導体との
間を接続するスルーホールの直流抵抗が低減され、さら
に電流容量を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は本発明による積層電子部品の一実施の
形態の層構造図、（Ｂ）はその斜視図、（Ｃ）はその等
価回路図である。

【図２】（Ａ）は本発明による積層電子部品の他の実施
の形態の層構造図、（Ｂ）はその斜視図である。

【図３】本発明による積層電子部品の他の実施の形態の
層構造図である。

【図４】本発明による積層電子部品の他の実施の形態の
層構造図である。

【図５】（Ａ）は従来の積層電子部品を示す層構造図、
（Ｂ）はその斜視図、（Ｃ）はその等価回路図である。

【符号の説明】 １ａ〜１ｊ：絶縁体層、２ａ〜２ｉ：コイル導体、３ａ
〜３ｒ：スルーホール、４、６：積層体、５ａ、５ｂ、
７ａ、７ｂ：端子電極

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】絶縁体層とコイル導体とを積層して積層体
   を構成し、コイル導体どうしは積層体内部でスルーホー
   ルによって接続することにより積層体内部にインダクタ
   となるコイルを形成してなる積層電子部品であって、 前記積層体内部に複数のコイルを有し、 各コイルを構成するコイル導体は、積層方向に交互に配
   置するとともに、各コイルを構成するコイル導体どうし
   は各コイルにより発生する磁束が同一方向となるように
   それぞれスルーホールにより接続し、 前記各コイルの両端を、積層体の外面に設けた端子電極
   に共通に接続してなることを特徴とする積層電子部品。
2. 【請求項２】請求項１の積層電子部品において、 前記各コイルの両端部のコイル導体は、積層方向に対し
   て直交する方向に引き出し、該引き出し部を、積層方向
   に対して平行をなす積層体外面に設けた端子電極に接続
   したことを特徴とする積層電子部品。
3. 【請求項３】請求項１または２の積層電子部品におい
   て、 前記各コイルの両端部のコイル導体は、スルーホールに
   より、積層方向に対して直交する方向に電極面を設けた
   端子電極に接続したことを特徴とする積層電子部品。
4. 【請求項４】請求項３の積層電子部品において、 前記各コイルの両端部のコイル導体は、それぞれ異なる
   スルーホールにより端子電極に接続したことを特徴とす
   る積層電子部品。