JP2007142107A - 積層型電子部品 - Google Patents

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裕 阿部
Yoshimitsu Sato
善光 佐藤
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Abstract

【課題】 積層体における端子電極の周辺部分にクラックが発生するのを防止することができる積層型電子部品を提供する
【解決手段】 積層型電子部品1においては、スルーホール13のうち、上面2bに最も近い位置に形成されたスルーホール13は、積層方向から見て端部3bと重なっていない。そのため、積層体2において本体部3aと端部3bとで挟まれた部分に生じる応力Pと、スルーホール13から積層方向に向かって積層体2に生じる応力Qとが集中するのを回避することができ、積層体2における端子電極3の周辺部分にクラックが発生するのを防止することが可能になる。
【選択図】 図7

Description

本発明は、積層型電子部品に関する。
従来の積層型電子部品として、複数の絶縁体層が積層されてなる積層体と、積層体に形成された端子電極と、積層体内に形成された複数の導体部が電気的に接続されることにより構成されたコイル部等とを備えるものが知られている。このような積層型電子部品においては、絶縁体層に形成されたスルーホールを介して導体部同士が電気的に接続されるのが一般的である(例えば、特許文献1参照)。
特開2001−85237号公報
しかしながら、上述したような積層型電子部品にあっては、例えば電気的特性を測定するために、端子電極に測定端子を接触させて圧力を加えると、積層体における端子電極の周辺部分にクラックが発生してしまう場合があった。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、積層体における端子電極の周辺部分にクラックが発生するのを防止することができる積層型電子部品を提供することを目的とする。
本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、積層体における端子電極の周辺部分にクラックが発生する原因を突き止めた。
つまり、端子電極が、積層体においてその積層方向と略平行な第1の面に形成された本体部、及び積層体においてその積層方向と略垂直な第2の面に形成された端部を有していると、積層体において本体部と端部とで挟まれた部分に応力が生じることになる。
また、積層体におけるスルーホールの周辺部分には、そのスルーホールを介して電気的に接続される導体部や、スルーホール内の接続部というように、金属材料が密集している。そのため、積層体を焼成すると、金属材料と積層体を構成する材料との熱収縮率の差によって、スルーホールから積層方向に向かって積層体に応力が生じることになる。
従って、端子電極の端部と、特に第2の面に最も近い位置に形成されたスルーホールとが積層方向から見て重なっていると、積層体において本体部と端部とで挟まれた部分に生じる応力と、スルーホールから積層方向に向かって積層体に生じる応力とが集中してしまう。これにより、例えば電気的特性を測定するために、端子電極に測定端子を接触させて圧力を加えると、積層体における端子電極の周辺部分に、応力集中箇所を起点としてクラックが発生してしまうのである。
本発明者らは、以上の知見に基づいて更に検討を重ね、本発明を完成させるに至った。
すなわち、本発明に係る積層型電子部品は、複数の絶縁体層が積層されてなる第1の積層部を有する積層体と、積層体の積層方向と略平行な積層体の第1の面に形成された本体部、及び積層方向と略垂直な積層体の第2の面に形成された端部を有する端子電極と、 第1の積層部内に形成された複数の導体部が、絶縁体層に形成された複数のスルーホールを介して電気的に接続されることにより構成され、端子電極と電気的に接続されたコイル部と、を備え、スルーホールのうち、第2の面に最も近い位置に形成されたスルーホールは、積層方向から見て端部と重なっていないことを特徴とする。
この積層型電子部品においては、スルーホールのうち、第2の面に最も近い位置に形成されたスルーホールは、積層方向から見て端部と重なっていない。そのため、積層体において本体部と端部とで挟まれた部分に生じる応力と、スルーホールから積層方向に向かって積層体に生じる応力とが集中するのを回避することができ、積層体における端子電極の周辺部分にクラックが発生するのを防止することが可能になる。
また、本発明に係る積層型電子部品においては、スルーホールの全ては、積層方向から見て端部と重なっていないことが好ましい。これにより、積層体において本体部と端部とで挟まれた部分に生じる応力と、スルーホールから積層方向に向かって積層体に生じる応力とが集中するのを、より一層確実に回避することができる。
また、本発明に係る積層型電子部品においては、積層体は、複数の絶縁体層が積層されてなる第2の積層部を更に有し、第2の積層部内に形成された複数のコンデンサ電極によって、コンデンサ部が構成されていてもよい。
また、本発明に係る積層型電子部品においては、積層体は、複数のバリスタ層が積層されてなる第3の積層部を更に有し、第3の積層部内に形成された複数のバリスタ電極によって、バリスタ部が構成されてもよい。
また、本発明に係る積層型電子部品においては、コイル部は、第1の積層部内にアレイ状に複数形成されていることが好ましい。これにより、アレイ型の積層型電子部品を提供することが可能になる。
本発明によれば、積層体における端子電極の周辺部分にクラックが発生するのを防止することができる。
以下、本発明に係る積層型電子部品の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、図面において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
図1に示されるように、積層型電子部品1は、直方体状に形成された積層体2と、積層体2においてその長手方向と直交する方向の両端部に4組並設された端子電極3〜3及び端子電極4〜4と、積層体2においてその長手方向の両端部に形成された端子電極5,5とを備えている。
図2に示されるように、積層体2は、複数の絶縁体層6〜619が積層されて構成されており、絶縁体層6〜6からなる積層部(第1の積層部)2、及び絶縁体層610〜618からなる積層部(第2の積層部)2を有している。各絶縁体層6〜619は長方形薄板状に形成されており、端子電極3〜3が形成される縁部から時計回りに縁部6a,6b,6c,6dを有している。
図3に示されるように、絶縁体層6上には、端子電極3と電気的に接続された引出部7が形成されており、絶縁体層6上には、端子電極4と電気的に接続された引出部8が形成されている。そして、絶縁体層6上には、縁部6c及び縁部6dに沿って延在する部分と、縁部6cに沿って延在する部分の縁部6b側の端部を起点に縁部6bと平行に延在する部分とからなる導体部9が形成されている。また、絶縁体層6上には、縁部6c、縁部6d及び縁部6aに沿って延在する部分と、縁部6aに沿って延在する部分の縁部6b側の端部を起点に縁部6bと平行に延在する部分とから成る導体部11が形成されている。更に、絶縁体層6上には、縁部6d、及び縁部6aに沿って延在する部分と、縁部6aに沿って延在する部分の縁部6b側の端部を起点に縁部6bと平行に延在する部分とからなる導体部12が形成されている。
引出部7と、導体部9において縁部6dに沿って延在する部分の縁部6a側の端部とは、絶縁体層6に形成されたスルーホール13を介して電気的に接続されており、導体部9において縁部6bに平行に延在する部分の縁部6a側の端部と、導体部11において縁部6bに平行に延在する部分の縁部6c側の端部とは、絶縁体層6に形成されたスルーホール13を介して電気的に接続されている。また、導体部11において縁部6cに沿って延在する部分の縁部6b側の端部と、導体部12において、縁部6bと平行に延在する部分の縁部6c側の端部とは、絶縁体層6に形成されたスルーホール13を介して電気的に接続されており、導体部12において縁部6dに沿って延在する部分の縁部6c側の端部と、引出部8とは、絶縁体層6に形成されたスルーホール13を介して電気的に接続されている。
以上により、積層型電子部品1は、積層部2内に形成された複数の導体部9,11,12及び引出部7,8が、絶縁体層6〜6に形成されたスルーホール13を介して電気的に接続されることにより構成されたコイル部10を備え、コイル部10は、端子電極3,4と電気的に接続されることになる。
同様に、積層型電子部品1は、積層部2内に形成された複数の導体部9,11,12及び引出部7,8が、絶縁体層6〜6に形成されたスルーホール13を介して電気的に接続されることにより構成されたコイル部10を備え、コイル部10は、端子電極3,4と電気的に接続されている。
また、積層型電子部品1は、積層部2内に形成された複数の導体部9,11,12及び引出部7,8が、絶縁体層6〜6に形成されたスルーホール13を介して電気的に接続されることにより構成されたコイル部10を備え、コイル部10は、端子電極3,4と電気的に接続されている。
更に、積層型電子部品1は、積層部2内に形成された複数の導体部9,11,12及び引出部7,8が、絶縁体層6〜6に形成されたスルーホール13を介して電気的に接続されることにより構成されたコイル部10を備え、コイル部10は、端子電極3,4と電気的に接続されている。
すなわち、コイル部10〜10は、積層部2内にアレイ状に複数形成されている。
図4に示されるように、絶縁体層6上には、縁部6d及び縁部6aに沿って延在する部分と、縁部6aに沿って延在する部分の縁部6b側の端部を起点に縁部6bと平行に延在する部分とからなる導体部14、並びに導体部14と端子電極3とを電気的に接続する引出部15が形成されている。
同様に、絶縁体層6上には、導体部14、及び導体部14と端子電極3とを電気的に接続する引出部15、導体部14、及び導体部14と端子電極3とを電気的に接続する引出部15、並びに、導体部14、及び導体部14と端子電極3とを電気的に接続する引出部15が形成されている。
また、絶縁体層6上には、縁部6c及び縁部6dに沿って延在する部分と、縁部6cに沿って延在する部分の縁部6b側の端部を起点に縁部6bと平行に延在する部分とからなる導体部16、並びに導体部16と端子電極4とを電気的に接続する引出部17が形成されている。
同様に、絶縁体層6上には、導体部16、及び導体部16と端子電極4とを電気的に接続する引出部17、導体部16、及び導体部16と端子電極4とを電気的に接続する引出部17、並びに、導体部16、及び導体部16と端子電極4とを電気的に接続する引出部17が形成されている。
図5に示されるように、絶縁体層610,612,614,616,618上には、積層体2の積層方向から見て、コイル部10〜10を含むように長方形状のコンデンサ電極21が形成されている。また、絶縁体層610,612,614,616,618上には、コンデンサ電極21と端子電極5とを電気的に接続する引出部22、及びコンデンサ電極21と端子電極5とを電気的に接続する引出部22が形成されている。
絶縁体層611上には、積層体2の積層方向から見て、コイル部10を含むように長方形状のコンデンサ電極23が形成されており、コイル部10を含むように長方形状のコンデンサ電極23が形成されている。また、絶縁体層611上には、コンデンサ電極23と端子電極3とを電気的に接続する引出部24、及びコンデンサ電極23と端子電極3とを電気的に接続する引出部24が形成されている。
絶縁体層613上には、積層体2の積層方向から見て、コイル部10を含むように長方形状のコンデンサ電極23が形成されており、コイル部10を含むように長方形状のコンデンサ電極23が形成されている。また、絶縁体層613上には、コンデンサ電極23と端子電極3とを電気的に接続する引出部24、及びコンデンサ電極23と端子電極3とを電気的に接続する引出部24が形成されている。
絶縁体層615上には、積層体2の積層方向から見て、コイル部10を含むように長方形状のコンデンサ電極25が形成されており、コイル部10を含むように長方形状のコンデンサ電極25が形成されている。また、絶縁体層615上には、コンデンサ電極25と端子電極4とを電気的に接続する引出部26、及びコンデンサ電極25と端子電極4とを電気的に接続する引出部26が形成されている。
絶縁体層617上には、積層体2の積層方向から見て、コイル部10を含むように長方形状のコンデンサ電極25が形成されており、コイル部10を含むように長方形状のコンデンサ電極25が形成されている。また、絶縁体層617上には、コンデンサ電極25と端子電極4とを電気的に接続する引出部26、及びコンデンサ電極25と端子電極4とを電気的に接続する引出部26が形成されている。
以上により、積層部2内に形成された複数のコンデンサ電極21,23によって、コンデンサ部20が構成され、複数のコンデンサ電極21,23によって、コンデンサ部20が構成され、複数のコンデンサ電極21,23によって、コンデンサ部20が構成され、複数のコンデンサ電極21,23によって、コンデンサ部20が構成されることになる。
同様に、積層部2内に形成された複数のコンデンサ電極21,25によって、コンデンサ部30が構成され、複数のコンデンサ電極21,25によって、コンデンサ部30が構成され、複数のコンデンサ電極21,25によって、コンデンサ部30が構成され、複数のコンデンサ電極21,25によって、コンデンサ部30が構成されることになる。
次に、積層型電子部品1の製造方法について説明する。まず、非磁性体の絶縁体層6〜619となるグリーンシートを用意する。グリーンシートは、例えば、Fe3、ZnO及びCuOの混合粉を原料としたスラリーをフィルム上にドクターブレード法により塗布して形成され、その厚さは、例えば、20μm程度に設定される。なお、Fe、ZnO及びCuOの混合粉の代わりに、誘電体材料(TiO、CuO、NiO及びMnCOの混合粉等)や、酸化物セラミック材料(Al、SiO、ZrO、フォルステライト、ステアタイト、コージライト等)を用いてもよく、これらの混合粉を用いてもよい。また、積層部2を形成する絶縁体層6〜6を磁性体とする場合は、グリーンシートはNi−Cu−Zn系フェライト、またはNi−Cu−Zn−Mg系フェライト、またはCu−Zn系フェライト、またはNi−Cu系フェライトを使用することが好ましい。
続いて、絶縁体層6〜6となる各グリーンシートの所定の位置(すなわち、引出部7〜7、導体部9〜9,11〜11,12〜12においてスルーホール13〜13を形成する位置)に、レーザー加工等によってスルーホール13〜13を形成する。
続いて、絶縁体層6〜6,610〜618となる各グリーンシートに、引出部7〜7、引出部8〜8、導体部9〜9,11〜11,12〜12、導体部14〜14、引出部15〜15、導体部16〜16、引出部17〜17、コンデンサ電極21、引出部22,22、コンデンサ電極23〜23、引出部24〜24、コンデンサ電極25〜25、引出部26〜26に対応する各導体パターンを形成する。各導体パターンは、例えば、銀若しくはニッケルを主成分とする導体ペーストをスクリーン印刷した後、乾燥することによって形成される。スルーホール13〜13には、各導体パターンを形成する際に、導体ペーストが充填されることとなる。
続いて、絶縁体層6〜619となる各グリーンシートを順次積層して圧着し、チップ単位に切断した後に所定温度(例えば、800〜980度)にて焼成する。これにより、積層体2が形成されることとなる。積層体2は、例えば、完成後における長手方向の長さが1.6mm、幅が0.8mm、高さが0.6mmとなるようにする。引出部7〜7、引出部8〜8、導体部9〜9,11〜11,12〜12、導体部14〜14、引出部15〜15、導体部16〜16、引出部17〜17の焼成後における厚さは、例えば10μm程度に設定され、コンデンサ電極21、引出部22,22、コンデンサ電極23〜23、引出部24〜24、コンデンサ電極25〜25、引出部26〜26の焼成後における厚さは、例えば3μm程度に設定される。引出部7〜7、引出部8〜8、導体部9〜9,11〜11,12〜12、導体部14〜14、引出部15〜15、導体部16〜16、引出部17〜17、引出部22,22、引出部24〜24、引出部26〜26の焼成後における幅は、例えば60μm程度に設定される。
続いて、この積層体2に端子電極3〜3,4〜4,5,5を形成する。これにより、積層型電子部品1が得られることとなる。端子電極3〜3,4〜4,5,5は、積層体2の外表面に銀、ニッケル若しくは銅を主成分とする電極ペーストを転写した後に所定温度(例えば、600〜780℃程度)にて焼き付け、更に電気めっきを施すことにより、形成される。電気めっきには、Cu/Ni/Sn、Ni/Sn、Ni/Au、Ni/Pd/Au、Ni/Pd/Ag、又は、Ni/Ag等が用いられる。
図6は、積層型電子部品1の平面図であり、図7は、図6に示されるVII−VII線に沿っての部分断面図である。図6及び図7に示されるように、端子電極3〜3は、積層体2においてその積層方向と略平行な側面(第1の面)2aに形成された本体部3a、積層体2においてその積層方向と略垂直な上面(第2の面)2bに形成された端部3b、及び積層体2においてその積層方向と略垂直な下面(第2の面)2cに形成された端部3cを有している(このことは、端子電極4〜4,5,5についても同様である)。
ここで、端子電極3〜3が本体部3a及び端部3b,3cを有していると、積層体2において本体部3aと端部3bとで挟まれた部分、及び本体部3aと端部3cとで挟まれた部分に応力Pが生じることになる(このことは、端子電極4〜4,5,5についても同様である)。
また、積層体2におけるスルーホール13の周辺部分には、そのスルーホール13を介して電気的に接続される導体部7,9や、スルーホール13内の接続部31というように、金属材料が密集している。そのため、積層体2を焼成すると、金属材料と積層体2を構成する材料との熱収縮率の差によって、スルーホール13から積層方向に向かって積層体2に応力Qが生じることになる(このことは、スルーホール13〜13についても同様である)。
しかし、積層型電子部品1においては、スルーホール13のうち、上面2bに最も近い位置に形成されたスルーホール13は、積層方向から見て端部3bと重なっていない。また、スルーホール13のうち、下面2cに最も近い位置に形成されたスルーホール13は、積層方向から見て端部3cと重なっていない。そのため、応力Pと応力Qとが集中するのを回避することができ、積層体2における端子電極3の周辺部分にクラックが発生するのを防止することが可能になる(このことは、端子電極4〜4,5,5についても同様である)。
なお、積層型電子部品1においては、全てのスルーホール13が、積層方向から見て端部3b,3cと重なっていないことが好ましい(このことは、スルーホール13〜13についても同様である)。これにより、応力Pと応力Qとが集中するのをより一層確実に回避することができる。
図8は、比較例に係る積層型電子部品1の平面図であり、図9は、図8に示されるIX−IX線に沿っての部分断面図である。図8及び図9に示されるように、積層型電子部品1においては、スルーホール13のうち、上面2bに最も近い位置に形成されたスルーホール13が、積層方向から見て端部3bと重なっているため、応力P及と応力Qとが集中してしまう。
一方、スルーホール13のうち、上面2bに最も近い位置に形成されたスルーホール13、スルーホール13のうち、上面2bに最も近い位置に形成されたスルーホール13、及び、スルーホール13のうち、上面2bに最も近い位置に形成されたスルーホール13については、いずれも積層方向から見て端部3bと重なっていないため、応力Pと応力Qとが集中していない。
従って、積層型電子部品1の電気的特性を測定するために、端子電極3〜3に測定端子を接触させて圧力Sを加えると、積層体2における端子電極3の周辺部分に、応力集中箇所を起点としてクラックCが発生してしまう。一方、積層体2における端子電極3の周辺部分、端子電極3の周辺部分、及び端子電極3の周辺部分にクラックCは発生しない。
最後に、本発明に係る積層型電子部品におけるクラック発生防止の効果について説明する。図7に示されるように、端部3bの縁部と、上面2bに最も近い位置に形成されたスルーホール13の縁部との距離をGとする。
そして、距離Gが100μm、50μm、0μm、−20μm、−50μm、−70μmである積層型電子部品1をそれぞれ50000個作成し、それらの電気的特性を測定した。端子電極3に測定端子を接触させ、150gfの圧力Sを加えて測定し、その後、端子電極3の周辺部分におけるクラックCの発生を顕微鏡にて確認した。なお、距離Gが0μmになっているのは、端部3aの縁部とスルーホール13の縁部とが接していることを示し、マイナスになっているのは、端部3aとスルーホール13とが重なっていることを示している。
その結果を表1に示す。表1に示されるように、距離Gが0μm以上のときは、クラックCは発生していないが、0μm未満のときはクラックCが発生している。以上のことから、端子電極の端部とスルーホールとが積層方向から見て重なっていなければ、積層体における端子電極の周辺部分にクラックが発生するのを防止できることが確認された。
Figure 2007142107
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。
例えば、本発明に係る積層型電子部品においては、積層体が、複数のバリスタ電極によって、バリスタ部が構成されている積層部を更に有していてもよい。
また、本発明に係る積層型電子部品においては、アレイ型に限定されず、単体のコイル部及びコンデンサ部から形成されたものであってもよい。
本発明に係る積層型電子部品の一実施形態の斜視図である。 図1に示される積層型電子部品の積層体の分解斜視図である。 図2に示される積層体の部分分解斜視図である。 図2に示される積層体の部分分解斜視図である。 図2に示される積層体の部分分解斜視図である。 図1に示される積層型電子部品の平面図である。 図6に示されるVII−VII線に沿っての部分断面図である。 比較例に係る積層型電子部品の平面図である。 図8に示されるIX−IX線に沿っての部分断面図である。
符号の説明
1・・・積層型電子部品、2・・・積層体、2・・・積層部(第1の積層部)、2・・・積層部(第2の積層部)、2a・・・側面(第1の面)、2b・・・上面(第2の面)、2c・・・下面(第2の面)、3〜3,4〜4,5,5・・・端子電極、3a・・・本体部、3b,3c・・・端部、6〜619・・・絶縁体層、9〜9,11〜11,12〜12・・・導体部、10〜10・・・コイル部、13〜13・・・スルーホール、20〜20・・・コンデンサ部、21,23〜23,25〜25・・・コンデンサ電極、30〜30・・・コンデンサ部。

Claims (5)

  1. 複数の絶縁体層が積層されてなる第1の積層部を有する積層体と、
    前記積層体の積層方向と略平行な前記積層体の第1の面に形成された本体部、及び前記積層方向と略垂直な前記積層体の第2の面に形成された端部を有する端子電極と、
    前記第1の積層部内に形成された複数の導体部が、前記絶縁体層に形成された複数のスルーホールを介して電気的に接続されることにより構成され、前記端子電極と電気的に接続されたコイル部と、
    を備え、
    前記スルーホールのうち、前記第2の面に最も近い位置に形成されたスルーホールは、前記積層方向から見て前記端部と重なっていないことを特徴とする積層型電子部品。
  2. 前記スルーホールの全ては、前記積層方向から見て前記端部と重なっていないことを特徴とする請求項1記載の積層型電子部品。
  3. 前記積層体は、複数の絶縁体層が積層されてなる第2の積層部を更に有し、
    前記第2の積層部内に形成された複数のコンデンサ電極によって、コンデンサ部が構成されていることを特徴とする請求項1又は2記載の積層型電子部品。
  4. 前記積層体は、複数のバリスタ層が積層されてなる第3の積層部を更に有し、
    前記第3の積層部内に形成された複数のバリスタ電極によって、バリスタ部が構成されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項記載の積層型電子部品。
  5. 前記コイル部は、前記第1の積層部内にアレイ状に複数形成されていること特徴とする請求項1〜4のいずれか一項記載の積層型電子部品。
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