JP2005064267A

JP2005064267A - 積層型アレイ部品

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Publication number: JP2005064267A
Application number: JP2003292876A
Authority: JP
Inventors: Tomoyoshi Sasaki; 友嘉佐々木; Takahiro Azuma; 貴博東
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2003-08-13
Filing date: 2003-08-13
Publication date: 2005-03-10
Anticipated expiration: 2023-08-13
Also published as: JP4442154B2

Abstract

【課題】金属材からなる方向認識マークに起因するコイル間の電気特性のばらつきを抑えることができる積層型アレイ部品を提供する。
【解決手段】ＬＣ複合アレイ部品１は、セラミック誘電体材料やセラミック磁性体材料からなる四角形状のセラミックシート２〜１２を積層し、一体的に焼成してなる積層体内に、第１から第４のＬＣ部品を、適正な間隔を置いて配置したものである。互いに隣り合うＬＣ部品は、セラミックシート２〜１２の積み重ね方向に対して直交する方向に並設されている。方向認識マーク３２は、セラミックシート２の上面の奥側の長辺に接近した位置に形成されている。平面視で、方向認識マーク３２が各螺旋状コイルＬ１〜Ｌ４と均等に重なり合うように、方向認識マーク３２の長辺の長さと短辺の長さの比が５：１以上に設定されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、積層型アレイ部品、特に電子機器に組み込まれて使用される積層型アレイ部品に関する。

従来より、金属材からなる方向認識マークを積層体の上面に設けた積層型インダクタアレイが知られている（特許文献１参照）。方向認識マークは、方向性を有する積層型インダクタアレイの方向を特定するためのものであり、これにより実装ミスや製造ミスを避けることができる。

図６に示すように、この積層型インダクタアレイ５１は、四つのコイルＬ１〜Ｌ４を積層体５２に内蔵している。それぞれのコイルＬ１〜Ｌ４は、外部電極５３ａと５３ｂの間、外部電極５４ａと５４ｂの間、外部電極５５ａと５５ｂの間、並びに、外部電極５６ａと５６ｂの間を電気的に接続するように配置されている。さらに、積層体５２の上面の中央部以外の位置に方向認識マーク５７が形成されている。
特開２００２−２７０４３２号公報

しかしながら、従来の積層型インダクタアレイ５１は、その長手方向において、方向認識マーク５７が片寄って配置されている。従って、例えば外部電極５３ａと５３ｂの間に繋がっているコイルＬ１の電気特性と外部電極５６ａと５６ｂの間に繋がっているコイルＬ４の電気特性とが異なってしまうという問題があった。これは、コイルＬ１によって発生した磁束が、金属材からなる方向認識マーク５７によって遮られるからである。

特に、積層体の基材に非磁性材料が用いられている場合には、各コイルＬ１〜Ｌ４は空芯コイルとして機能する。そのため、方向認識マーク５７に達する磁束の量が増え、コイルＬ１〜Ｌ４間の電気特性のばらつきが一層大きくなる。

そこで、本発明の目的は、金属材からなる方向認識マークに起因するコイル間の電気特性のばらつきを抑えることができる積層型アレイ部品を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明に係る積層型アレイ部品は、コイル導体と絶縁層を積層して複数のコイルを内蔵した積層体を備えた積層型アレイ部品であって、積層体の積み重ね方向に対して直交する方向に、複数のコイルが並設され、平面視で、積層体の上面に設けた金属材からなる方向認識マークが、複数のコイルに跨るように重なり合っていることを特徴とする。

あるいは、本発明に係る積層型アレイ部品は、
（ａ）コイル導体と絶縁層を積層して複数のコイルを内蔵したコイル部と、コンデンサ導体と絶縁層を積層して複数のコンデンサを内蔵したコンデンサ部とを積み重ねて構成した積層体を備えた積層型アレイ部品であって、
（ｂ）積層体の上部にコイル部を配設するとともに、積層体の下部にコンデンサ部を配設し、
（ｃ）積層体の積み重ね方向に対して直交する方向に、複数のコイルと複数のコンデンサがそれぞれ並設され、
（ｄ）平面視で、積層体の上面に設けた金属材からなる方向認識マークが、複数のコイルに跨るように重なり合っていること、
を特徴とする。方向認識マークは、例えば矩形状をしており、長辺方向の長さと短辺方向の長さの比が５：１以上に設定されている。

以上の構成により、金属材からなる方向認識マークが複数のコイルに跨るように重なり合っているため、各コイルで発生する磁束の分布のばらつきが抑えられ、コイル間の電気特性のばらつきが低減される。特に、方向認識マークが複数のコイルとそれぞれ均等に重なり合うことにより、各コイルで発生する磁束の分布が等しくなり、コイル間の電気特性のばらつきが一層低減される。さらに、積層体の積み重ね方向において、複数のコイルの各々と方向認識マークの間の距離が１００μｍ以下のときに、コイル間の電気特性のばらつき低減効果が顕著に現れる。

また、複数のコイルの各々は、コイル軸の方向が積層体の積み重ね方向に平行な螺旋状コイルであり、平面視で、複数のコイルのそれぞれの内面積の１／２以下が方向認識マークと重なり合っている。以上の構成により、方向認識マークによって遮られる磁束の量が抑えられ、低損失の積層型アレイ部品が得られる。

本発明に係る積層型アレイ部品は、金属材からなる方向認識マークが、複数のコイルに跨るように重なり合っているので、各コイルで発生する磁束の分布が等しくなる。この結果、金属材からなる方向認識マークに起因するコイル間の電気特性のばらつきを抑えることができる。

以下、本発明に係る積層型アレイ部品の実施例について添付図面を参照して説明する。

図１は積層型ＬＣ複合アレイ部品１の分解斜視図、図２はその外観斜視図、図３は電気等価回路図である。該ＬＣ複合アレイ部品１は、チタン酸バリウムなどのセラミック誘電体材料やフェライトなどのセラミック磁性体材料からなる四角形状のセラミックシート２〜１２を積層し、一体的に焼成してなる積層体３５内に、第１から第４のＬＣ部品ＬＣ１〜ＬＣ４を、適正な間隔を置いて配置したものである。

第１のＬＣ部品ＬＣ１は、図１に示すように、コイル導体２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄをビアホール２５を介して直列に電気的に接続して構成した螺旋状コイルＬ１と、コンデンサ導体２６とグランド導体３０，３１がセラミックシート９，１０を介して対向して構成したコンデンサＣ１とからなる。

第２のＬＣ部品ＬＣ２は、コイル導体２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄをビアホール２５を介して直列に電気的に接続して構成した螺旋状コイルＬ２と、コンデンサ導体２７とグランド導体３０，３１が対向して構成したコンデンサＣ２とからなる。

第３のＬＣ部品ＬＣ３は、コイル導体２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄをビアホール２５を介して直列に電気的に接続して構成した螺旋状コイルＬ３と、コンデンサ導体２８とグランド導体３０，３１が対向して構成したコンデンサＣ３とからなる。

第４のＬＣ部品ＬＣ４は、コイル導体２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄをビアホール２５を介して直列に電気的に接続して構成した螺旋状コイルＬ４と、コンデンサ導体２９とグランド導体３０，３１が対向して構成したコンデンサＣ４とからなる。

そして、互いに隣り合うＬＣ部品ＬＣ１〜ＬＣ４は、セラミックシート２〜１２の積み重ね方向に対して直交する方向に並設されている。言い換えると、螺旋状コイルＬ１〜Ｌ４およびコンデンサＣ１〜Ｃ４はそれぞれ、セラミックシート２〜１２の積み重ね方向に対して直交する方向に並設されている。

コイル導体２１ａ〜２４ａは、セラミックシート４の上面に所定の間隔を有して形成されている。同様に、コイル導体２１ｂ〜２４ｂ，２１ｃ〜２４ｃ，２１ｄ〜２４ｄがそれぞれ、セラミックシート５，６，７の上面に所定の間隔を有して形成されている。コイル導体２１ａ〜２４ａの引出し部はセラミックシート４の手前側の辺に露出し、コイル導体２１ｄ〜２４ｄの引出し部はセラミックシート７の奥側の辺に露出している。

方向認識マーク３２は、セラミックシート２の上面の中央部以外の位置（本実施例では奥側の長辺に接近した位置）に形成されている。矩形状の方向認識マーク３２はセラミックシート２の長辺方向に延在している。そして、平面視で、方向認識マーク３２が各螺旋状コイルＬ１〜Ｌ４に跨るように、好ましくは均等に重なり合うように、方向認識マーク３２の長辺の長さと短辺の長さの比が５：１以上に設定されている。

一方、コンデンサ電極２６〜２９はそれぞれ、セラミックシート１０の上面に、シートの手前側から奥側に向かって延びるように形成されている。コンデンサ電極２６〜２９の引出し部はセラミックシート１０の手前側の辺に露出している。

広面積のグランド導体３０，３１は、それぞれセラミックシート９，１１の上面に形成されている。グランド導体３０，３１の引出し部は、シート９，１１の左右の辺に露出している。

本実施例では、コイル部のセラミックシート２〜８として、厚みが２５μｍの誘電体を用い、コンデンサ部のセラミックシート９〜１２として、厚みが１２．５μｍの誘電体シートを用いた。方向認識マーク３２、コイル導体２１ａ〜２４ｄ、コンデンサ導体２６〜２９およびグランド導体３０，３１は、Ａｇ，Ｐｄ，Ｃｕ，Ａｕやこれらの合金などからなり、スクリーン印刷などの方法により形成される。また、ビアホール２５は、レーザビームなどを用いてビアホールの孔をあけ、この孔にＡｇ，Ｐｄ，Ｃｕ，Ａｕやこれらの合金などの導電性ペーストを充填することによって形成される。

以上の構成からセラミックシート２〜１２は、積み重ねられて圧着され、図２に示すような直方体形状を有するセラミック積層体３５とされる。積層体３５の上部にはコイル部が配設され、下部にはコンデンサ部が配設されている。積層体３５の上面には金属材からなる方向認識マーク３２が配設されている。

次に、セラミック積層体３５の手前側および奥側の側面には、それぞれ入出力外部電極３６ａ，３７ａ，３８ａ，３９ａおよび入出力外部電極３６ｂ，３７ｂ，３８ｂ，３９ｂが形成される。セラミック積層体３５の左右の端面には、グランド外部電極Ｇが形成される。

それぞれのＬＣ部品ＬＣ１〜ＬＣ４は、入出力外部電極３６ａと３６ｂの間、入出力外部電極３７ａと３７ｂの間、入出力外部電極３８ａと３８ｂの間、並びに、入出力外部電極３９ａと３９ｂの間に電気的に接続されている。

次に、セラミック積層体３５を焼成することにより、焼結セラミック積層体とする。さらに、外部電極３６ａ〜３９ｂ，Ｇの表面にニッケルめっきおよびＳｎめっきを行ってめっき層を形成する。

以上の構成からなる積層型ＬＣ複合アレイ部品１は、各ＬＣ部品ＬＣ１〜ＬＣ４の螺旋状コイルＬ１〜Ｌ４のコイル軸の方向がセラミックシート２〜１２の積み重ね方向に平行である。従って、螺旋状コイルＬ１〜Ｌ４でそれぞれ発生した磁束は螺旋状コイルＬ１〜Ｌ４の上端面から上方に指向する。

一方、ＬＣ複合アレイ部品１の上面に形成された方向認識マーク３２と螺旋状コイルＬ１〜Ｌ４とは、図４に示すように、平面視で、螺旋状コイルＬ１〜Ｌ４のそれぞれと均等に重なり合う部分Ｓ１と重なり合わない部分Ｓ２とを有している。金属材からなる方向認識マーク３２が、螺旋状コイルＬ１〜Ｌ４とそれぞれ均等に重なり合っているので、螺旋状コイルＬ１〜Ｌ４の上端面から上方に指向した磁束は、それぞれ方向認識マーク３２によって等しく遮られる。これによって、各螺旋状コイルＬ１〜Ｌ４で発生する磁束の分布が等しくなり、螺旋状コイルＬ１〜Ｌ４間の電気特性のばらつきを低減することができる。

図５はＬＣ複合アレイ部品１の各ＬＣ部品ＬＣ１〜ＬＣ４の挿入損失特性を測定した結果を示すグラフである（実線４０参照）。全てのＬＣ部品ＬＣ１〜ＬＣ４が略同じ挿入損失特性を示しているため、実線４０は一本の線として記載されている。比較のために、方向認識マークのみを図６に示すように積層体３５の長手方向において片寄って配置し、積層体３５の内部構造はＬＣ複合アレイ部品１と同様のものに対して挿入損失特性を測定した。点線４１ａが、方向認識マークが配置されている側のＬＣ部品ＬＣ１の挿入損失特性を表示しており、点線４１ｂが残りのＬＣ部品ＬＣ２〜ＬＣ４の挿入損失特性を表示している。グラフより、方向認識マークが配置されている側のＬＣ部品ＬＣ１の減衰量が、残りのＬＣ部品ＬＣ２〜ＬＣ４より小さいことがわかる。

ところで、方向認識マーク３２は、平面視で、螺旋状コイルＬ１〜Ｌ４のそれぞれの内面積Ｓの１／２以下と重なり合っていることが好ましい。なぜなら、方向認識マーク３２と螺旋状コイルＬ１〜Ｌ４のそれぞれとの重なり合いが内面積Ｓの１／２を超えると、方向認識マーク３２が、螺旋状コイルＬ１〜Ｌ４で発生した磁束を遮る割合が急増し、方向認識マーク３２に渦電流損が発生し易くなるからである。なお、螺旋状コイルＬ１〜Ｌ４の内面積Ｓとは、螺旋状コイルの内側の横断面の面積を意味し、図４において、斜線で表示した部分（Ｓ１＋Ｓ２）である。

また、螺旋状コイルＬ１〜Ｌ４間の電気特性のばらつき低減効果は、積層体３５のシート積み重ね方向において、螺旋状コイルＬ１〜Ｌ４の上端面と方向認識マーク３２との間の距離が１００μｍ以下である場合に特に有効である。なぜなら、方向認識マーク５７（図６参照）を設けた従来の積層型ＬＣ複合アレイ部品の場合、螺旋状コイルＬ１〜Ｌ４と方向認識マーク５７との間の距離が１００μｍ以下になると、方向認識マーク５７が螺旋状コイルＬ１で発生した磁束を遮る量が急増するからである。つまり、方向認識マーク５７が配置されている側の螺旋状コイルＬ１の磁束分布と残りの螺旋状コイルＬ２〜Ｌ３の磁束分布とが極めて異なるからである。

なお、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。

例えば、積層型アレイ部品としては、π型ＬＣフィルタアレイ部品やＴ型ＬＣフィルタアレイ部品、さらに、抵抗Ｒも備えたＬＣＲ複合アレイ部品などであってもよい。また、積層型インダクタアレイ部品であってもよい。

また、前記実施例は個産品の例で説明したが、量産の場合には、複数の積層型アレイ部品を含んだマザー積層ブロックの状態で製造してもよいことは言うまでもない。

また、積層型アレイ部品を製造する場合、導体やビアホールを設けたセラミックシートを積み重ねた後、一体的に焼成する工法に必ずしも限定されない。セラミックシートは予め焼成されたものを用いてもよい。また、以下に説明する工法によって積層型アレイ部品を製造してもよい。すなわち、印刷などの手法によりペースト状の絶縁性材料を塗布して絶縁層を形成した後、その絶縁層の上からペースト状の導電性材料を塗布して導体やビアホールを形成する。さらに、ペースト状の絶縁性材料を上から塗布して絶縁層とする。こうして順に重ね塗りをすることにより、積層構造を有するＬＣ複合アレイ部品が得られる。

本発明に係る積層型アレイ部品の一実施例を示す分解斜視図。図１に示した積層型アレイ部品の外観を示す斜視図。図２に示した積層型アレイ部品の電気等価回路図。マークとコイルの位置関係を示す平面図。図２に示した積層型アレイ部品の挿入損失特性を示すグラフ。従来の積層型インダクタアレイを示す斜視図。

符号の説明

１…積層型ＬＣ複合アレイ部品
２〜１２…セラミックシート
２１ａ〜２１ｄ，２２ａ〜２２ｄ，２３ａ〜２３ｄ，２４ａ〜２４ｄ…コイル導体
２６，２７，２８，２９…コンデンサ導体
３０，３１…グランド導体
３２…方向認識マーク
３５…積層体
Ｃ１〜Ｃ４…コンデンサ
Ｌ１〜Ｌ４…螺旋状コイル
ＬＣ１〜ＬＣ４…ＬＣ部品
Ｓ…コイルの内面積
Ｓ１…重なり合う部分

Claims

コイル導体と絶縁層を積層して複数のコイルを内蔵した積層体を備えた積層型アレイ部品であって、
前記積層体の積み重ね方向に対して直交する方向に、前記複数のコイルが並設され、
平面視で、前記積層体の上面に設けた金属材からなる方向認識マークが、前記複数のコイルに跨るように重なり合っていること、
を特徴とする積層型アレイ部品。
コイル導体と絶縁層を積層して複数のコイルを内蔵したコイル部と、コンデンサ導体と絶縁層を積層して複数のコンデンサを内蔵したコンデンサ部とを積み重ねて構成した積層体を備えた積層型アレイ部品であって、
前記積層体の上部に前記コイル部を配設するとともに、前記積層体の下部に前記コンデンサ部を配設し、
前記積層体の積み重ね方向に対して直交する方向に、前記複数のコイルと前記複数のコンデンサがそれぞれ並設され、
平面視で、前記積層体の上面に設けた金属材からなる方向認識マークが、前記複数のコイルに跨るように重なり合っていること、
を特徴とする積層型アレイ部品。
前記方向認識マークが前記複数のコイルとそれぞれ均等に重なり合っていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の積層型アレイ部品。
前記積層体の積み重ね方向において、前記複数のコイルの各々と前記方向認識マークの間の距離が１００μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の積層型アレイ部品。
前記方向認識マークが矩形状をしており、長辺の長さと短辺の長さの比が５：１以上であることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の積層型アレイ部品。
前記複数のコイルの各々は、コイル軸の方向が前記積層体の積み重ね方向に平行な螺旋状コイルであり、平面視で、前記複数のコイルのそれぞれの内面積の１／２以下が前記方向認識マークと重なり合っていることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の積層型アレイ部品。