JP2005050973A - Ｌｃ複合部品 - Google Patents
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Abstract
【課題】層間剥がれを抑制することができるＬＣ複合部品の提供をすること。
【解決手段】複数の磁性材料２１〜３０を積層しコイル導体４０を形成する磁性材料層１３と、複数の誘電材料３１〜３６を積層しキャパシタ導体４１を形成する誘電材料層１５とを具備しこれらを一体的に焼成させた積層体に、コイル導体４０及びキャパシタ導体４１に接続された外部電極が設けられ、焼成させる前後の寸法比である収縮比が磁性材料層１３よりも低く誘電材料層１５よりも高い中間材料層１４が、磁性材料層１３と誘電材料層１５との間に設けられていることを特徴とする。
【選択図】 図１
【解決手段】複数の磁性材料２１〜３０を積層しコイル導体４０を形成する磁性材料層１３と、複数の誘電材料３１〜３６を積層しキャパシタ導体４１を形成する誘電材料層１５とを具備しこれらを一体的に焼成させた積層体に、コイル導体４０及びキャパシタ導体４１に接続された外部電極が設けられ、焼成させる前後の寸法比である収縮比が磁性材料層１３よりも低く誘電材料層１５よりも高い中間材料層１４が、磁性材料層１３と誘電材料層１５との間に設けられていることを特徴とする。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子機器などのノイズを除去するフィルタとして機能するインダクタとキャパシタとを備えたＬＣ複合部品に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子機器などのノイズを除去するフィルタとして用いられ、インダクタとキャパシタとを複合してモノリシック構造としたＬＣ複合部品が知られている。従来、このＬＣ複合部品は、誘電体材料と磁性体材料との混合材料の表面に導体を形成してこれを積層することによって形成されたインダクタ及びキャパシタによって構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来技術のＬＣ複合部品では、インダクタが高透磁率を有する材料層に形成され、キャパシタが高誘電率を有する材料層に形成されるため、これらを積層して焼結させた際、焼成される前後の寸法比である収縮比が磁性材料と誘電材料とで大きく異なるため、磁性材料と誘電材料との間で層間剥がれが生じる恐れがある。
【０００４】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、層間剥がれを抑制することができるＬＣ複合部品の提供を目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明に係るＬＣ複合部品は、複数の磁性材料を積層し少なくとも１つのコイル導体を形成する磁性材料層と、複数の誘電材料を積層し少なくとも１つのキャパシタ導体を形成する誘電材料層とを具備しこれらを一体的に焼成させた積層体に、前記コイル導体及び前記キャパシタ導体に接続された外部電極が設けられたＬＣ複合部品であって、焼成させる前後の寸法比である収縮比が前記磁性材料層よりも低く前記誘電材料層よりも高い中間材料層が、前記磁性材料層と前記誘電材料層との間に設けられていることを特徴とする。
【０００６】
この発明によれば、コイル導体が設けられた磁性材料層に向かって徐々に収縮比が小さくなるような材料の配置とされているため、隣接する層間の収縮比の差が小さくなり、焼成させた際に磁性材料層及び誘電材料層の収縮比の差による層間剥がれを抑制することができる。
【０００７】
また、本発明に係るＬＣ複合部品は、前記中間材料層の透磁率及び誘電率が、前記磁性材料層と前記誘電材料層との間の値となっていることが好ましい。
この発明によれば、磁性材料層に形成されたコイル導体の浮遊容量を低減すると共に、誘電材料層に形成されたキャパシタ導体の容量を増加させることができる。
【０００８】
また、本発明に係るＬＣ複合部品は、前記誘電材料層及び前記中間材料層はガラス材料を含み、該中間材料層のガラス材料の組成比の重量％が、前記誘電材料層よりも低い値に設定されていることが好ましい。
この発明によれば、ガラス材料の組成比を順次増加させることによって、収縮比及び透磁率を低くすると共に誘電率が高くなるようすることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明によるＬＣ複合部品の第１の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、本実施形態では２端子型ノイズフィルタに適用したものであり、図１は本実施形態におけるＬＣ複合部品の分解斜視図、図２は図１の完成状態を示すＬＣ複合部品の外観斜視図である。
【００１０】
図１及び図２において、ＬＣ複合部品１０は、シート状とした複数枚の磁性材料及び誘電材料を積層して一体化した構成とされる。また、略直方体形状の積層体としたＬＣ複合部品１０の対向する２側面には、後述する２組の内部導体と引出電極を介して接続されている２つの外部電極１１、１２が分配して設けられている。
図１に示す構成例では、積層体としたＬＣ複合部品１０の上から順に磁性材料層１３、中間材料層１４、誘電材料層１５を配置してある。
【００１１】
磁性材料層１３は、第１から第１０磁性材料２１〜３０の順にシート状の磁性材料を１０層に積層した構成とされる。ここで、磁性材料層１３としては高透磁率のものが好ましく、使用可能なシート状の磁性材料には、例えばＮｉ−Ｚｎフェライト、Ｎｉ−Ｚｎ−Ｃｕフェライトなどがある。
なお、第１から第３磁性材料２１〜２３については、このように３層に限定されることはなく、磁性材料の種類や厚みに応じて適宜変更することができる。
【００１２】
中間材料層１４は、磁性体材料、誘電体材料、及びガラス材料の混合材料であるシート状の低透磁率材料によって構成される。
誘電材料層１５は、上面側から第１から第６誘電材料３１〜３６の順にシート状の誘電材料を６層に積層した構成とされる。
ここで、中間材料層１４及び誘電材料層１５として使用可能なシート状の誘電材料には、磁性材料と誘電材料とガラス材料とからなる複合磁器材料を用いる。磁器材料には、例えば、Ｎｉ−Ｚｎフェライト、Ｎｉ−Ｚｎ−Ｃｕフェライトなどがある。なお、磁性材料層１５に用いた磁性材料と同材料であることが望ましい。誘電材料には、例えば、ＢａＴｉＯ３、ＴｉＯ２、ＳｒＴｉＯ３又は、組成（ＰｂＯｘ・Ｌａ２Ｏ３ｙ／２）・（ＺｒＯｕ・ＴｉＯｖ）で表されるペロブスカイト型リラクサー系材料などがある。ガラス材料には、例えば、ＳｉＯ２とＡｌ２Ｏ３とＲＯ又はＲＯ２（但し、ＲはＣａ、Ｂａ、Ｐｂ、Ｚｎ、Ｔｉの群から選択された少なくとも１種。）の組成からなる材料などがある。
なお、第４から第６の誘電材料３４〜３６についても同様に、３層に限定されることはなく、適宜変更することができる。
【００１３】
また、焼成させる前後の寸法比である収縮比及び透磁率は、高いほうから順に、磁性材料層１３、中間材料層１４、誘電材料層１５となっている。また、誘電率は、高いほうから順に、誘電材料層１５、中間材料層１４、磁性材料層１３となっている。
【００１４】
さて、上述した１０層の磁性材料のうち、中間部の第４から第９磁性材料２４〜２９には、それぞれの上面に第１から第６のコイル導体パターン４０ａ〜４０ｆが設けられている。なお、これらの第１から第６のコイル導体パターン４０ａ〜４０ｆは、例えば銀などの導電体を印刷やメッキなど周知の手法により形成したものである。
【００１５】
このうち、第１のコイル導体パターン４０ａは第４磁性材料２４の上面に形成され、第２のコイル導体パターン４０ｂは第５磁性材料２５の上面に形成され、第３のコイル導体パターン４０ｃは第６磁性材料２６の上面に形成され、第４のコイル導体パターン４０ｄは第７磁性材料２７の上面に形成され、第５のコイル導体パターン４０ｅは第８磁性材料２８の上面に形成され、第６のコイル導体パターン４０ｆは第９磁性材料２９の上面に形成され、上面視において１ターン以上の渦巻状となっている。
【００１６】
第１のコイル導体パターン４０ａの一方の端部は外部電極１１に接続され、第６のコイル導体パターン４０ｆの一方の端部は外部電極１２に接続されている。また、第１のコイル導体パターン４１の他方の端部には第４磁性材料２４を貫通する第１のスルーホール２４ａが設けられており、第５磁性材料２５側に形成されている第２のコイル導体パターン４０ｂと電気的に接続されている。
同様に第５から第９磁性材料２９を貫通する第２から第５スルーホール２５ａ〜２８ａがそれぞれ設けられており、第１から第６のコイル導体パターン４０ａ〜４０ｆが電気的に接続されてコイル導体４０が構成されている。
【００１７】
また、上述した６層の誘電材料のうち、中間部の第２及び第３誘電材料３２、３３には、それぞれの上面に第１及び第２のキャパシタ導体パターン４１ａ、４１ｂが設けられている。なお、これらの第１及び第２のキャパシタ導体パターン４１ａ、４１ｂは、同様に銀などの導電体を印刷やメッキなどの手法により形成したものである。
このうち、第１のキャパシタ導体パターン４１ａは、第２誘電材料３２の上面に形成され、第２のキャパシタ導体パターン４１ｂは、第３誘電材料３３の上面に形成されている。この第１及び第２のキャパシタ導体パターン４１ａ、４１ｂが第２誘電材料３２を介して対向配置されることにより、キャパシタ導体４１が形成される。
第１のキャパシタ導体パターン４１ａの一方の端部は、外部電極１１に接続される。また、第２のキャパシタ導体パターン４１ｂの一方の端部は、外部導体１２に接続される。
このようにして、コイル導体４０とキャパシタ導体４１とが並列に配置された１組の２端子ノイズフィルタが形成される。
【００１８】
このように構成されたＬＣ複合部品１０は、誘電材料層１５に向かって徐々に収縮比が小さくなるように、中間材料層１４が配置されているため、焼成させた際に磁性材料層１３と誘電材料層１５との収縮比の違いによる内部応力が緩和され、層間剥がれを抑制することができる。
また、磁性材料層１３に向かって徐々に透磁率が大きく、誘電率が小さい材料が配置されているため、コイル導体４０における浮遊容量を低減することができる。
【００１９】
次に、第２の実施形態について図３及び図４を参照しながら説明する。
なお、ここで説明する実施形態はその基本的構成が上述した第１の実施形態と同様であり、上述の第１の実施形態に別の要素を付加したものである。したがって、図３及び図４においては、図１及び図２と同一構成要素に同一符号を付し、この説明を省略する。
【００２０】
第２の実施形態と第１の実施形態との異なる点は、第１の実施形態では１組のコイル導体とキャパシタ導体が形成された構成であるのに対して、第２の実施形態におけるＬＣ複合部品５０は、４組のコイル導体とキャパシタ導体が形成された２端子ノイズフィルタアレイとされている点である。
【００２１】
すなわち、第４から第９磁性材料層２４〜２９に第１から第４のコイル導体５１〜５４が形成され、第２及び第３誘電材料３２、３３に第１から第４のキャパシタ導体５５〜５８が形成されている。
また、第１のコイル導体５１及び第１のキャパシタ導体５５が外部電極５９ａ及び５９ｂに接続され、第２のコイル導体５２及び第２のキャパシタ導体５６が外部導体５９ｃ及び５９ｄに接続され、第３のコイル導体５３及び第３のキャパシタ導体５７が外部導体５９ｅ及び５９ｆに接続され、第４のコイル導体５４及び第４のキャパシタ導体５８が外部導体５９ｇ及び５９ｈに接続されている。
【００２２】
このように構成されたＬＣ複合部品５０も上述した第１の実施形態と同様の効果を有する。
【００２３】
次に、第３の実施形態について図５及び図６を参照しながら説明する。
なお、ここで説明する実施形態はその基本的構成が上述した第２の実施形態と同様であり、上述の第２の実施形態に別の要素を付加したものである。したがって、図５及び図６においては、図３及び図４と同一構成要素に同一符号を付し、この説明を省略する。
【００２４】
第３の実施形態と第２の実施形態との異なる点は、第２の実施形態では１つのコイル導体と１つのキャパシタ導体が形成された２端子ノイズフィルタであるのに対して、第３の実施形態におけるＬＣ複合部品６０は、１つのコイル導体と２つのキャパシタ導体によって構成されたπ型の３端子ノイズフィルタアレイとされている点である。
【００２５】
本実施形態のＬＣ複合部品６０は、図１に示されるように、上から順に第１誘電材料層６１、第１中間材料層６２、磁性材料層６３、第２中間材料層６４、第２誘電材料層６５を配置してある。
第１及び第２誘電材料層６１及び６５は、それぞれ第１から第５誘電材料７１〜７５及び第６から第１０誘電材料７６〜８０の順に誘電材料を５層ずつ積層した構成とされる。
また、磁性材料層６３は、第１から第８磁性材料８１〜８８の順に磁性材料を８層に積層した構成とされる。
なお、第１から第３誘電材料７１〜７３及び第８から第１０誘電材料７８〜８０についても同様に、３層に限定されることはなく、適宜変更することができる。
【００２６】
さて、上述した第１誘電材料層６１のうち、中間部の第４誘電材料７４には、上面に第１から第４のキャパシタ導体パターン９０ａ〜９３ａが設けられ、第５誘電材料７５には、上面に第１のグランド接続導体９４が設けられている。この第１のグランド導体パターン９４と第１から第４のキャパシタ導体パターン９０ａ〜９３ａとが第４誘電材料７４を介して対向配置されることによって、第１から第４のキャパシタ導体９０〜９３が形成される。
また、第２誘電材料層６５にも同様に、中間部の第６誘電材料７６には、上面に第２のグランド接続導体９５が設けられ、第７誘電材料７７には、上面に第５から第８のキャパシタ導体パターン９６ａ〜９９ａが設けられている。この第２のグランド導体パターン９５と第５から第８のキャパシタ導体パターン９６ａ〜９９ａとが第６誘電材料７６を介して対向配置されることによって、第５から第８のキャパシタ導体９６〜９９が形成される。
【００２７】
また、上述した磁性材料層６３のうち、中間部の第２から第７の磁性材料８２〜８７に第１から第４のコイル導体５１〜５４が形成されている。
第１及び第２のグランド導体パターン９４、９５は、一端が外部電極５９ｉに、他端が外部導体５９ｊに接続されている。
第１から第４のキャパシタ導体パターン９０ａ〜９３ａは一端がそれぞれ外部導体５９ｂ、５９ｄ、５９ｆ、５９ｈに接続され、第５から第８のキャパシタ導体パターン９６ａ〜９９ａは一端がそれぞれ外部導体５９ａ、５９ｃ、５９ｅ、５９ｇに接続されている。また、第１から第４のコイル導体５１〜５４は一端がそれぞれ外部導体５９ａ、５９ｃ、５９ｅ、５９ｇに接続され、他端がそれぞれ外部導体５９ｂ、５９ｄ、５９ｆ、５９ｈに接続されている。
このようにして、４組のコイル導体及びキャパシタ導体を有するπ型の３端子ノイズフィルタアレイが形成される。
【００２８】
このように構成されたＬＣ複合部品６０も上述した第１の実施形態と同様の効果を有する。
【００２９】
次に、第４の実施形態について図７及び図８を参照しながら説明する。
なお、ここで説明する実施形態はその基本的構成が上述した第３の実施形態と同様であり、上述の第３の実施形態に別の要素を付加したものである。したがって、図７及び図８においては、図５及び図６と同一構成要素に同一符号を付し、この説明を省略する。
【００３０】
第４の実施形態と第３の実施形態との異なる点は、第３の実施形態ではキャパシタ導体が４つずつ異なる誘電材料層に形成された構成であるのに対して、第４の実施形態におけるＬＣ複合部品１００は、磁性材料層、中間材料層及び誘電材料層の配置が上述した第２の実施形態と同様であり、８つのキャパシタ導体が同一の誘電材料層に形成された構成とされている点である。
【００３１】
本実施形態のＬＣ複合部品１００は、図１に示されるように、上から順に磁性材料層１３、中間材料層１４、誘電材料層１５を配置してある。
磁性材料層１３は、第１から第１０磁性材料２１〜３０の順に磁性材料を１０層積層した構成とされる。
また、誘電材料層１５は、第１から第５誘電材料３１〜３５の順に誘電材料を５層積層した構成とされる。
【００３２】
さて、上述した磁性材料層１３のうち、中間部の第４から第９磁性材料２４〜２９に第１から第４のコイル導体４０が形成されている。
また、誘電材料層１５のうち、第１誘電材料３１の上面にはグラウンド接続パターン１０１が設けられ、第２誘電材料３２の上面には第１から第８のキャパシタ導体パターン１０２ａ〜１０９ａが設けられている。このグラウンド接続パターン１０１と第１から第８の導体接続パターン１０２ａ〜１０９ａとが第１誘電材料３１を介して対向配置されることによって、第１から第８のキャパシタ導体１０２〜１０９が形成される。
【００３３】
第１から第４のコイル導体５１〜５４は一端がそれぞれ外部導体５９ａ、５９ｃ、５９ｅ、５９ｇに接続され、他端がそれぞれ外部導体５９ｂ、５９ｄ、５９ｆ、５９ｈに接続されている。また、グランド導体パターン１０１一端が外部導体５９ｉに接続され、他端が外部導体５９ｊに接続されている。また、第１から第８のキャパシタ導体パターン１０２ａ〜１０９ａは一端がそれぞれ外部導体５９ａ〜５９ｈに接続されている。
このようにして、４組のコイル導体及びキャパシタ導体を有するπ型の３端子ノイズフィルタアレイが形成される。
【００３４】
このように構成されたＬＣ複合部品１００も上述した第１の実施形態と同様の効果を有する。
【００３５】
【実施例】
次に、本発明に係るＬＣ複合部品を、実施例により具体的に説明する。
【００３６】
先ず、以下のようにして磁性材料、誘電材料及びガラス材料を得た。
磁性材料：ＮｉＯ、ＺｎＯ、ＣｕＯ、Ｆｅ２Ｏ３を出発原料とし、これらを各々１５：２５：１２：４８（モル比）の割合で湿式混合後、９５０℃で仮焼し、Ｎｉ０．１５Ｚｎ０．２５Ｃｕ０．１２Ｆｅ０．９６Ｏ１．９６の磁性材料を得た。得られた磁性材料は、湿式にて４８時間粉砕し平均粒径約１μｍのスピネル構造の磁性材料を得た。
誘電材料：ＰｂＯ、Ｌａ２Ｏ３、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２を出発原料とし、これらを各々８８：６：７０：３０（モル比）の割合で湿式混合後、１０５０℃で仮焼し、Ｐｂ０．８８Ｌａ０．１２Ｚｒ０．７Ｔｉ０．３Ｏ３．０６の誘電材料を得た。得られた誘電材料は、湿式にて２４時間粉砕し、平均粒径約１μｍのペロブスカイト型の誘電材料を得た。
ガラス材料：ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＣａＯ、ＢａＯの各々の割合が５５：１５：２０：１０（重量比）のガラス材料を得るために、Ｓｉ、Ａｌ、Ｃａ、Ｂａの各成分の酸化物、炭酸塩又は水酸化物を混合し、１１００℃で溶解後急冷し、ガラス材料を得た。
次に、磁性材料、誘電材料及びガラス材料を用いて、表１に示す複合比でそれぞれ混合し、ポリビニルブラチールなどのバインダを混合粉に対し９．４ｗｔ％加えて混練し複合ペイントを調整し、この複合ペイントでドクターブレード法により厚み１０〜５０μｍの磁性材料、低透磁率材料及び非磁性絶縁材料の各グリーンシートを作成した。
この表で、材料特性は、各材料のグリーンシートを約０．８ｍｍの厚さで積層し、プレス成形し、大気中で９４０℃で４時間焼成して得られた焼結体試料の特性結果を示しており、比透磁率μ及び比誘電率εは周波数１ＭＨｚでの測定値、Δμは材料Ａの比誘電率に対する各材料の比誘電率の比を記載している。また、絶縁抵抗率は１×１０９Ωｃｍ以上を高絶縁性として○、１×１０９Ωｃｍ未満を×と記載している。
【００３７】
【表１】
【００３８】
次に、実施例１としてＬＣ複合部品１０、実施例２としてＬＣ複合部品５０、実施例３としてＬＣ複合部品６０、実施例４としてＬＣ複合部品１００を製作し、磁性材料層、中間材料層及び誘電材料層に対し、それぞれ表２に示すような磁性材料、中間材料及び誘電材料の各グリーンシートを用いて積層し、その途中で、市販のＡｇペーストを用いて各コイル導体及び各キャパシタ導体を印刷形成し（各コイル導体は各スルーホールを介して接続。）、熱間圧着後、焼成後に焼結体寸法が２．０×１．２５ｍｍとなるように切断し、ＬＣ複合部品１０、５０、６０、１００を得た。このチップを４００℃で脱脂処理した後、大気中で９４０℃で１時間焼成し、得られた焼結体の層間剥がれの有無を調べた。
【００３９】
【表２】
【００４０】
表２に示されるように、本発明によれば、層間剥がれを抑制できることを確認した。
【００４１】
なお、本発明の構成は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更することができる。
例えば、上記実施形態において、磁性材料層と誘電材料層との間に設けられた中間材料層は１層であったが、これに限らず、複数層としてもよい。また、このとき誘電材料層に向かって徐々に収縮比及び透磁率を低く、誘電率を高くすることによって、より層間剥がれを抑制することができる。
【００４２】
【発明の効果】
本発明のＬＣ複合部品は、コイル導体が設けられた磁性材料層に向かって徐々に収縮比が小さくなるように中間材料層が設けられているため、隣接する層間の収縮比の差が小さくなり、焼成させた際に磁性材料層及び誘電材料層の収縮比の差による層間剥がれを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１の実施形態におけるＬＣ複合部品を示す分解斜視図である。
【図２】本発明に係る第１の実施形態におけるＬＣ複合部品を示す外観斜視図である。
【図３】本発明に係る第２の実施形態におけるＬＣ複合部品を示す分解斜視図である。
【図４】本発明に係る第２の実施形態におけるＬＣ複合部品を示す外観斜視図である。
【図５】本発明に係る第３の実施形態におけるＬＣ複合部品を示す分解斜視図である。
【図６】本発明に係る第３の実施形態におけるＬＣ複合部品を示す外観斜視図である。
【図７】本発明に係る第４の実施形態におけるＬＣ複合部品を示す分解斜視図である。
【図８】本発明に係る第４の実施形態におけるＬＣ複合部品を示す外観斜視図である。
【符号の説明】
１０、５０、６０、１００ ＬＣ複合部品
１１、１２、５９ａ〜５９ｊ 外部電極
１３、６３ 磁性材料層
１４ 中間材料層
１５ 誘電材料層
２１、８１ 第１磁性材料
２２、８２ 第２磁性材料
２３、８３ 第３磁性材料
２４、８４ 第４磁性材料
２５、８５ 第５磁性材料
２６、８６ 第６磁性材料
２７、８７ 第７磁性材料
２８、８８ 第８磁性材料
２９ 第９磁性材料
３０ 第１０磁性材料
３１、７１ 第１誘電材料
３２、７２ 第２誘電材料
３３、７３ 第３誘電材料
３４、７４ 第４誘電材料
３５、７５ 第５誘電材料
３６、７６ 第６誘電材料
４０ コイル導体
４１ キャパシタ導体
５１ 第１のコイル導体
５２ 第２のコイル導体
５３ 第３のコイル導体
５４ 第４のコイル導体
５５、９０、１０２ 第１のキャパシタ導体
５６、９１、１０３ 第２のキャパシタ導体
５７、９２、１０４ 第３のキャパシタ導体
５８、９３、１０５ 第４のキャパシタ導体
６１ 第１誘電材料層
６２ 第１中間材料層
６４ 第２中間材料層
６５ 第２誘電材料層
７７ 第７誘電材料
７８ 第８誘電材料
７９ 第９誘電材料
８０ 第１０誘電材料
９６、１０６ 第５のキャパシタ導体
９７、１０７ 第６のキャパシタ導体
９８、１０８ 第７のキャパシタ導体
９９、１０９ 第８のキャパシタ導体
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子機器などのノイズを除去するフィルタとして機能するインダクタとキャパシタとを備えたＬＣ複合部品に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子機器などのノイズを除去するフィルタとして用いられ、インダクタとキャパシタとを複合してモノリシック構造としたＬＣ複合部品が知られている。従来、このＬＣ複合部品は、誘電体材料と磁性体材料との混合材料の表面に導体を形成してこれを積層することによって形成されたインダクタ及びキャパシタによって構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来技術のＬＣ複合部品では、インダクタが高透磁率を有する材料層に形成され、キャパシタが高誘電率を有する材料層に形成されるため、これらを積層して焼結させた際、焼成される前後の寸法比である収縮比が磁性材料と誘電材料とで大きく異なるため、磁性材料と誘電材料との間で層間剥がれが生じる恐れがある。
【０００４】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、層間剥がれを抑制することができるＬＣ複合部品の提供を目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明に係るＬＣ複合部品は、複数の磁性材料を積層し少なくとも１つのコイル導体を形成する磁性材料層と、複数の誘電材料を積層し少なくとも１つのキャパシタ導体を形成する誘電材料層とを具備しこれらを一体的に焼成させた積層体に、前記コイル導体及び前記キャパシタ導体に接続された外部電極が設けられたＬＣ複合部品であって、焼成させる前後の寸法比である収縮比が前記磁性材料層よりも低く前記誘電材料層よりも高い中間材料層が、前記磁性材料層と前記誘電材料層との間に設けられていることを特徴とする。
【０００６】
この発明によれば、コイル導体が設けられた磁性材料層に向かって徐々に収縮比が小さくなるような材料の配置とされているため、隣接する層間の収縮比の差が小さくなり、焼成させた際に磁性材料層及び誘電材料層の収縮比の差による層間剥がれを抑制することができる。
【０００７】
また、本発明に係るＬＣ複合部品は、前記中間材料層の透磁率及び誘電率が、前記磁性材料層と前記誘電材料層との間の値となっていることが好ましい。
この発明によれば、磁性材料層に形成されたコイル導体の浮遊容量を低減すると共に、誘電材料層に形成されたキャパシタ導体の容量を増加させることができる。
【０００８】
また、本発明に係るＬＣ複合部品は、前記誘電材料層及び前記中間材料層はガラス材料を含み、該中間材料層のガラス材料の組成比の重量％が、前記誘電材料層よりも低い値に設定されていることが好ましい。
この発明によれば、ガラス材料の組成比を順次増加させることによって、収縮比及び透磁率を低くすると共に誘電率が高くなるようすることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明によるＬＣ複合部品の第１の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、本実施形態では２端子型ノイズフィルタに適用したものであり、図１は本実施形態におけるＬＣ複合部品の分解斜視図、図２は図１の完成状態を示すＬＣ複合部品の外観斜視図である。
【００１０】
図１及び図２において、ＬＣ複合部品１０は、シート状とした複数枚の磁性材料及び誘電材料を積層して一体化した構成とされる。また、略直方体形状の積層体としたＬＣ複合部品１０の対向する２側面には、後述する２組の内部導体と引出電極を介して接続されている２つの外部電極１１、１２が分配して設けられている。
図１に示す構成例では、積層体としたＬＣ複合部品１０の上から順に磁性材料層１３、中間材料層１４、誘電材料層１５を配置してある。
【００１１】
磁性材料層１３は、第１から第１０磁性材料２１〜３０の順にシート状の磁性材料を１０層に積層した構成とされる。ここで、磁性材料層１３としては高透磁率のものが好ましく、使用可能なシート状の磁性材料には、例えばＮｉ−Ｚｎフェライト、Ｎｉ−Ｚｎ−Ｃｕフェライトなどがある。
なお、第１から第３磁性材料２１〜２３については、このように３層に限定されることはなく、磁性材料の種類や厚みに応じて適宜変更することができる。
【００１２】
中間材料層１４は、磁性体材料、誘電体材料、及びガラス材料の混合材料であるシート状の低透磁率材料によって構成される。
誘電材料層１５は、上面側から第１から第６誘電材料３１〜３６の順にシート状の誘電材料を６層に積層した構成とされる。
ここで、中間材料層１４及び誘電材料層１５として使用可能なシート状の誘電材料には、磁性材料と誘電材料とガラス材料とからなる複合磁器材料を用いる。磁器材料には、例えば、Ｎｉ−Ｚｎフェライト、Ｎｉ−Ｚｎ−Ｃｕフェライトなどがある。なお、磁性材料層１５に用いた磁性材料と同材料であることが望ましい。誘電材料には、例えば、ＢａＴｉＯ３、ＴｉＯ２、ＳｒＴｉＯ３又は、組成（ＰｂＯｘ・Ｌａ２Ｏ３ｙ／２）・（ＺｒＯｕ・ＴｉＯｖ）で表されるペロブスカイト型リラクサー系材料などがある。ガラス材料には、例えば、ＳｉＯ２とＡｌ２Ｏ３とＲＯ又はＲＯ２（但し、ＲはＣａ、Ｂａ、Ｐｂ、Ｚｎ、Ｔｉの群から選択された少なくとも１種。）の組成からなる材料などがある。
なお、第４から第６の誘電材料３４〜３６についても同様に、３層に限定されることはなく、適宜変更することができる。
【００１３】
また、焼成させる前後の寸法比である収縮比及び透磁率は、高いほうから順に、磁性材料層１３、中間材料層１４、誘電材料層１５となっている。また、誘電率は、高いほうから順に、誘電材料層１５、中間材料層１４、磁性材料層１３となっている。
【００１４】
さて、上述した１０層の磁性材料のうち、中間部の第４から第９磁性材料２４〜２９には、それぞれの上面に第１から第６のコイル導体パターン４０ａ〜４０ｆが設けられている。なお、これらの第１から第６のコイル導体パターン４０ａ〜４０ｆは、例えば銀などの導電体を印刷やメッキなど周知の手法により形成したものである。
【００１５】
このうち、第１のコイル導体パターン４０ａは第４磁性材料２４の上面に形成され、第２のコイル導体パターン４０ｂは第５磁性材料２５の上面に形成され、第３のコイル導体パターン４０ｃは第６磁性材料２６の上面に形成され、第４のコイル導体パターン４０ｄは第７磁性材料２７の上面に形成され、第５のコイル導体パターン４０ｅは第８磁性材料２８の上面に形成され、第６のコイル導体パターン４０ｆは第９磁性材料２９の上面に形成され、上面視において１ターン以上の渦巻状となっている。
【００１６】
第１のコイル導体パターン４０ａの一方の端部は外部電極１１に接続され、第６のコイル導体パターン４０ｆの一方の端部は外部電極１２に接続されている。また、第１のコイル導体パターン４１の他方の端部には第４磁性材料２４を貫通する第１のスルーホール２４ａが設けられており、第５磁性材料２５側に形成されている第２のコイル導体パターン４０ｂと電気的に接続されている。
同様に第５から第９磁性材料２９を貫通する第２から第５スルーホール２５ａ〜２８ａがそれぞれ設けられており、第１から第６のコイル導体パターン４０ａ〜４０ｆが電気的に接続されてコイル導体４０が構成されている。
【００１７】
また、上述した６層の誘電材料のうち、中間部の第２及び第３誘電材料３２、３３には、それぞれの上面に第１及び第２のキャパシタ導体パターン４１ａ、４１ｂが設けられている。なお、これらの第１及び第２のキャパシタ導体パターン４１ａ、４１ｂは、同様に銀などの導電体を印刷やメッキなどの手法により形成したものである。
このうち、第１のキャパシタ導体パターン４１ａは、第２誘電材料３２の上面に形成され、第２のキャパシタ導体パターン４１ｂは、第３誘電材料３３の上面に形成されている。この第１及び第２のキャパシタ導体パターン４１ａ、４１ｂが第２誘電材料３２を介して対向配置されることにより、キャパシタ導体４１が形成される。
第１のキャパシタ導体パターン４１ａの一方の端部は、外部電極１１に接続される。また、第２のキャパシタ導体パターン４１ｂの一方の端部は、外部導体１２に接続される。
このようにして、コイル導体４０とキャパシタ導体４１とが並列に配置された１組の２端子ノイズフィルタが形成される。
【００１８】
このように構成されたＬＣ複合部品１０は、誘電材料層１５に向かって徐々に収縮比が小さくなるように、中間材料層１４が配置されているため、焼成させた際に磁性材料層１３と誘電材料層１５との収縮比の違いによる内部応力が緩和され、層間剥がれを抑制することができる。
また、磁性材料層１３に向かって徐々に透磁率が大きく、誘電率が小さい材料が配置されているため、コイル導体４０における浮遊容量を低減することができる。
【００１９】
次に、第２の実施形態について図３及び図４を参照しながら説明する。
なお、ここで説明する実施形態はその基本的構成が上述した第１の実施形態と同様であり、上述の第１の実施形態に別の要素を付加したものである。したがって、図３及び図４においては、図１及び図２と同一構成要素に同一符号を付し、この説明を省略する。
【００２０】
第２の実施形態と第１の実施形態との異なる点は、第１の実施形態では１組のコイル導体とキャパシタ導体が形成された構成であるのに対して、第２の実施形態におけるＬＣ複合部品５０は、４組のコイル導体とキャパシタ導体が形成された２端子ノイズフィルタアレイとされている点である。
【００２１】
すなわち、第４から第９磁性材料層２４〜２９に第１から第４のコイル導体５１〜５４が形成され、第２及び第３誘電材料３２、３３に第１から第４のキャパシタ導体５５〜５８が形成されている。
また、第１のコイル導体５１及び第１のキャパシタ導体５５が外部電極５９ａ及び５９ｂに接続され、第２のコイル導体５２及び第２のキャパシタ導体５６が外部導体５９ｃ及び５９ｄに接続され、第３のコイル導体５３及び第３のキャパシタ導体５７が外部導体５９ｅ及び５９ｆに接続され、第４のコイル導体５４及び第４のキャパシタ導体５８が外部導体５９ｇ及び５９ｈに接続されている。
【００２２】
このように構成されたＬＣ複合部品５０も上述した第１の実施形態と同様の効果を有する。
【００２３】
次に、第３の実施形態について図５及び図６を参照しながら説明する。
なお、ここで説明する実施形態はその基本的構成が上述した第２の実施形態と同様であり、上述の第２の実施形態に別の要素を付加したものである。したがって、図５及び図６においては、図３及び図４と同一構成要素に同一符号を付し、この説明を省略する。
【００２４】
第３の実施形態と第２の実施形態との異なる点は、第２の実施形態では１つのコイル導体と１つのキャパシタ導体が形成された２端子ノイズフィルタであるのに対して、第３の実施形態におけるＬＣ複合部品６０は、１つのコイル導体と２つのキャパシタ導体によって構成されたπ型の３端子ノイズフィルタアレイとされている点である。
【００２５】
本実施形態のＬＣ複合部品６０は、図１に示されるように、上から順に第１誘電材料層６１、第１中間材料層６２、磁性材料層６３、第２中間材料層６４、第２誘電材料層６５を配置してある。
第１及び第２誘電材料層６１及び６５は、それぞれ第１から第５誘電材料７１〜７５及び第６から第１０誘電材料７６〜８０の順に誘電材料を５層ずつ積層した構成とされる。
また、磁性材料層６３は、第１から第８磁性材料８１〜８８の順に磁性材料を８層に積層した構成とされる。
なお、第１から第３誘電材料７１〜７３及び第８から第１０誘電材料７８〜８０についても同様に、３層に限定されることはなく、適宜変更することができる。
【００２６】
さて、上述した第１誘電材料層６１のうち、中間部の第４誘電材料７４には、上面に第１から第４のキャパシタ導体パターン９０ａ〜９３ａが設けられ、第５誘電材料７５には、上面に第１のグランド接続導体９４が設けられている。この第１のグランド導体パターン９４と第１から第４のキャパシタ導体パターン９０ａ〜９３ａとが第４誘電材料７４を介して対向配置されることによって、第１から第４のキャパシタ導体９０〜９３が形成される。
また、第２誘電材料層６５にも同様に、中間部の第６誘電材料７６には、上面に第２のグランド接続導体９５が設けられ、第７誘電材料７７には、上面に第５から第８のキャパシタ導体パターン９６ａ〜９９ａが設けられている。この第２のグランド導体パターン９５と第５から第８のキャパシタ導体パターン９６ａ〜９９ａとが第６誘電材料７６を介して対向配置されることによって、第５から第８のキャパシタ導体９６〜９９が形成される。
【００２７】
また、上述した磁性材料層６３のうち、中間部の第２から第７の磁性材料８２〜８７に第１から第４のコイル導体５１〜５４が形成されている。
第１及び第２のグランド導体パターン９４、９５は、一端が外部電極５９ｉに、他端が外部導体５９ｊに接続されている。
第１から第４のキャパシタ導体パターン９０ａ〜９３ａは一端がそれぞれ外部導体５９ｂ、５９ｄ、５９ｆ、５９ｈに接続され、第５から第８のキャパシタ導体パターン９６ａ〜９９ａは一端がそれぞれ外部導体５９ａ、５９ｃ、５９ｅ、５９ｇに接続されている。また、第１から第４のコイル導体５１〜５４は一端がそれぞれ外部導体５９ａ、５９ｃ、５９ｅ、５９ｇに接続され、他端がそれぞれ外部導体５９ｂ、５９ｄ、５９ｆ、５９ｈに接続されている。
このようにして、４組のコイル導体及びキャパシタ導体を有するπ型の３端子ノイズフィルタアレイが形成される。
【００２８】
このように構成されたＬＣ複合部品６０も上述した第１の実施形態と同様の効果を有する。
【００２９】
次に、第４の実施形態について図７及び図８を参照しながら説明する。
なお、ここで説明する実施形態はその基本的構成が上述した第３の実施形態と同様であり、上述の第３の実施形態に別の要素を付加したものである。したがって、図７及び図８においては、図５及び図６と同一構成要素に同一符号を付し、この説明を省略する。
【００３０】
第４の実施形態と第３の実施形態との異なる点は、第３の実施形態ではキャパシタ導体が４つずつ異なる誘電材料層に形成された構成であるのに対して、第４の実施形態におけるＬＣ複合部品１００は、磁性材料層、中間材料層及び誘電材料層の配置が上述した第２の実施形態と同様であり、８つのキャパシタ導体が同一の誘電材料層に形成された構成とされている点である。
【００３１】
本実施形態のＬＣ複合部品１００は、図１に示されるように、上から順に磁性材料層１３、中間材料層１４、誘電材料層１５を配置してある。
磁性材料層１３は、第１から第１０磁性材料２１〜３０の順に磁性材料を１０層積層した構成とされる。
また、誘電材料層１５は、第１から第５誘電材料３１〜３５の順に誘電材料を５層積層した構成とされる。
【００３２】
さて、上述した磁性材料層１３のうち、中間部の第４から第９磁性材料２４〜２９に第１から第４のコイル導体４０が形成されている。
また、誘電材料層１５のうち、第１誘電材料３１の上面にはグラウンド接続パターン１０１が設けられ、第２誘電材料３２の上面には第１から第８のキャパシタ導体パターン１０２ａ〜１０９ａが設けられている。このグラウンド接続パターン１０１と第１から第８の導体接続パターン１０２ａ〜１０９ａとが第１誘電材料３１を介して対向配置されることによって、第１から第８のキャパシタ導体１０２〜１０９が形成される。
【００３３】
第１から第４のコイル導体５１〜５４は一端がそれぞれ外部導体５９ａ、５９ｃ、５９ｅ、５９ｇに接続され、他端がそれぞれ外部導体５９ｂ、５９ｄ、５９ｆ、５９ｈに接続されている。また、グランド導体パターン１０１一端が外部導体５９ｉに接続され、他端が外部導体５９ｊに接続されている。また、第１から第８のキャパシタ導体パターン１０２ａ〜１０９ａは一端がそれぞれ外部導体５９ａ〜５９ｈに接続されている。
このようにして、４組のコイル導体及びキャパシタ導体を有するπ型の３端子ノイズフィルタアレイが形成される。
【００３４】
このように構成されたＬＣ複合部品１００も上述した第１の実施形態と同様の効果を有する。
【００３５】
【実施例】
次に、本発明に係るＬＣ複合部品を、実施例により具体的に説明する。
【００３６】
先ず、以下のようにして磁性材料、誘電材料及びガラス材料を得た。
磁性材料：ＮｉＯ、ＺｎＯ、ＣｕＯ、Ｆｅ２Ｏ３を出発原料とし、これらを各々１５：２５：１２：４８（モル比）の割合で湿式混合後、９５０℃で仮焼し、Ｎｉ０．１５Ｚｎ０．２５Ｃｕ０．１２Ｆｅ０．９６Ｏ１．９６の磁性材料を得た。得られた磁性材料は、湿式にて４８時間粉砕し平均粒径約１μｍのスピネル構造の磁性材料を得た。
誘電材料：ＰｂＯ、Ｌａ２Ｏ３、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２を出発原料とし、これらを各々８８：６：７０：３０（モル比）の割合で湿式混合後、１０５０℃で仮焼し、Ｐｂ０．８８Ｌａ０．１２Ｚｒ０．７Ｔｉ０．３Ｏ３．０６の誘電材料を得た。得られた誘電材料は、湿式にて２４時間粉砕し、平均粒径約１μｍのペロブスカイト型の誘電材料を得た。
ガラス材料：ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＣａＯ、ＢａＯの各々の割合が５５：１５：２０：１０（重量比）のガラス材料を得るために、Ｓｉ、Ａｌ、Ｃａ、Ｂａの各成分の酸化物、炭酸塩又は水酸化物を混合し、１１００℃で溶解後急冷し、ガラス材料を得た。
次に、磁性材料、誘電材料及びガラス材料を用いて、表１に示す複合比でそれぞれ混合し、ポリビニルブラチールなどのバインダを混合粉に対し９．４ｗｔ％加えて混練し複合ペイントを調整し、この複合ペイントでドクターブレード法により厚み１０〜５０μｍの磁性材料、低透磁率材料及び非磁性絶縁材料の各グリーンシートを作成した。
この表で、材料特性は、各材料のグリーンシートを約０．８ｍｍの厚さで積層し、プレス成形し、大気中で９４０℃で４時間焼成して得られた焼結体試料の特性結果を示しており、比透磁率μ及び比誘電率εは周波数１ＭＨｚでの測定値、Δμは材料Ａの比誘電率に対する各材料の比誘電率の比を記載している。また、絶縁抵抗率は１×１０９Ωｃｍ以上を高絶縁性として○、１×１０９Ωｃｍ未満を×と記載している。
【００３７】
【表１】
次に、実施例１としてＬＣ複合部品１０、実施例２としてＬＣ複合部品５０、実施例３としてＬＣ複合部品６０、実施例４としてＬＣ複合部品１００を製作し、磁性材料層、中間材料層及び誘電材料層に対し、それぞれ表２に示すような磁性材料、中間材料及び誘電材料の各グリーンシートを用いて積層し、その途中で、市販のＡｇペーストを用いて各コイル導体及び各キャパシタ導体を印刷形成し（各コイル導体は各スルーホールを介して接続。）、熱間圧着後、焼成後に焼結体寸法が２．０×１．２５ｍｍとなるように切断し、ＬＣ複合部品１０、５０、６０、１００を得た。このチップを４００℃で脱脂処理した後、大気中で９４０℃で１時間焼成し、得られた焼結体の層間剥がれの有無を調べた。
【００３９】
【表２】
表２に示されるように、本発明によれば、層間剥がれを抑制できることを確認した。
【００４１】
なお、本発明の構成は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更することができる。
例えば、上記実施形態において、磁性材料層と誘電材料層との間に設けられた中間材料層は１層であったが、これに限らず、複数層としてもよい。また、このとき誘電材料層に向かって徐々に収縮比及び透磁率を低く、誘電率を高くすることによって、より層間剥がれを抑制することができる。
【００４２】
【発明の効果】
本発明のＬＣ複合部品は、コイル導体が設けられた磁性材料層に向かって徐々に収縮比が小さくなるように中間材料層が設けられているため、隣接する層間の収縮比の差が小さくなり、焼成させた際に磁性材料層及び誘電材料層の収縮比の差による層間剥がれを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１の実施形態におけるＬＣ複合部品を示す分解斜視図である。
【図２】本発明に係る第１の実施形態におけるＬＣ複合部品を示す外観斜視図である。
【図３】本発明に係る第２の実施形態におけるＬＣ複合部品を示す分解斜視図である。
【図４】本発明に係る第２の実施形態におけるＬＣ複合部品を示す外観斜視図である。
【図５】本発明に係る第３の実施形態におけるＬＣ複合部品を示す分解斜視図である。
【図６】本発明に係る第３の実施形態におけるＬＣ複合部品を示す外観斜視図である。
【図７】本発明に係る第４の実施形態におけるＬＣ複合部品を示す分解斜視図である。
【図８】本発明に係る第４の実施形態におけるＬＣ複合部品を示す外観斜視図である。
【符号の説明】
１０、５０、６０、１００ ＬＣ複合部品
１１、１２、５９ａ〜５９ｊ 外部電極
１３、６３ 磁性材料層
１４ 中間材料層
１５ 誘電材料層
２１、８１ 第１磁性材料
２２、８２ 第２磁性材料
２３、８３ 第３磁性材料
２４、８４ 第４磁性材料
２５、８５ 第５磁性材料
２６、８６ 第６磁性材料
２７、８７ 第７磁性材料
２８、８８ 第８磁性材料
２９ 第９磁性材料
３０ 第１０磁性材料
３１、７１ 第１誘電材料
３２、７２ 第２誘電材料
３３、７３ 第３誘電材料
３４、７４ 第４誘電材料
３５、７５ 第５誘電材料
３６、７６ 第６誘電材料
４０ コイル導体
４１ キャパシタ導体
５１ 第１のコイル導体
５２ 第２のコイル導体
５３ 第３のコイル導体
５４ 第４のコイル導体
５５、９０、１０２ 第１のキャパシタ導体
５６、９１、１０３ 第２のキャパシタ導体
５７、９２、１０４ 第３のキャパシタ導体
５８、９３、１０５ 第４のキャパシタ導体
６１ 第１誘電材料層
６２ 第１中間材料層
６４ 第２中間材料層
６５ 第２誘電材料層
７７ 第７誘電材料
７８ 第８誘電材料
７９ 第９誘電材料
８０ 第１０誘電材料
９６、１０６ 第５のキャパシタ導体
９７、１０７ 第６のキャパシタ導体
９８、１０８ 第７のキャパシタ導体
９９、１０９ 第８のキャパシタ導体
Claims (3)
- 複数の磁性材料を積層し少なくとも１つのコイル導体を形成する磁性材料層と、複数の誘電材料を積層し少なくとも１つのキャパシタ導体を形成する誘電材料層とを具備しこれらを一体的に焼成させた積層体に、前記コイル導体及び前記キャパシタ導体に接続された外部電極が設けられたＬＣ複合部品であって、
焼成させる前後の寸法比である収縮比が前記磁性材料層よりも低く前記誘電材料層よりも高い中間材料層が、前記磁性材料層と前記誘電材料層との間に設けられていることを特徴とするＬＣ複合部品。 - 前記中間材料層の透磁率及び誘電率が、前記磁性材料層と前記誘電材料層との間の値となっていることを特徴とする請求項１に記載のＬＣ複合部品。
- 前記誘電材料層及び前記中間材料層はガラス材料を含み、該中間材料層のガラス材料の組成比の重量％が、前記誘電材料層よりも低い値に設定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のＬＣ複合部品。
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Legal Events
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Effective date: 20060331 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 |
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Effective date: 20081216 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20090507 |