JP2008078234A - Laminated inductor and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、積層型インダクタ及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a multilayer inductor and a method for manufacturing the same.
この種の積層型インダクタとして、コイルを形成する導体と絶縁体とが積層されてなる積層体を備えており、積層体が、高透磁率の磁性体からなる複数の第一の絶縁体と、積層体の内層に配置された低透磁率の磁性体又は非磁性体からなる少なくとも1つ以上の第二の絶縁体とが積層されることにより形成されているものが知られている(例えば、特許文献1参照)。この特許文献1に記載された積層型インダクタでは、第一の絶縁体及び第二の絶縁体にそれぞれ導体が形成されており、導体が第二の絶縁体を挟持するように構成されている。
積層型インダクタにおいては、大きな直流電流を流してもインダクタンス値の低下が少ない、直流重畳特性の良好なものが求められている。 A multilayer inductor is required to have a good direct current superposition characteristic with little decrease in inductance value even when a large direct current is passed.
ここで、低透磁率の磁性体又は非磁性体からなる絶縁体のみで積層体を形成して積層型インダクタとした場合には、直流電流を流してもインダクタンス値の低下は生じないが、透磁率が低いために初期インダクタンス値を高くすることができない。一方、高透磁率の磁性体からなる絶縁体のみで積層体を形成して積層型インダクタとした場合には、初期インダクタンス値を高くすることはできるが、磁気飽和現象により直流電流を流した際のインダクタンス値の低下が大きい。これらの理由から、上記特許文献1に記載された従来の積層型インダクタでは、透磁率の異なる2種類の絶縁体を用いて、直流重畳特性の改善を図っている。
Here, when a laminated body is formed only by an insulator made of a magnetic material with low magnetic permeability or a non-magnetic material to form a laminated inductor, the inductance value does not decrease even when a direct current is passed. Since the magnetic susceptibility is low, the initial inductance value cannot be increased. On the other hand, when a laminated body is formed only by an insulator made of a magnetic material having a high magnetic permeability to obtain a laminated inductor, the initial inductance value can be increased, but when a direct current is passed due to a magnetic saturation phenomenon. The inductance value is greatly reduced. For these reasons, the conventional multilayer inductor described in
しかしながら、従来の積層型インダクタでは、導体が低透磁率の磁性体又は非磁性体からなる第二の絶縁体を挟むように積層体内に形成され、導体が第二の絶縁体に接触している。そのため、導体に電流を流した場合、導体から発生した磁束が第二の絶縁体に接触している部分において阻害されてしまう。この結果、従来の積層型インダクタでは、インダクタンス値が低下してしまい、直流重畳特性の改善が十分でないという問題があった。 However, in the conventional multilayer inductor, the conductor is formed in the multilayer body so as to sandwich the second insulator made of a magnetic material or nonmagnetic material having a low permeability, and the conductor is in contact with the second insulator. . Therefore, when a current is passed through the conductor, the magnetic flux generated from the conductor is hindered at the portion in contact with the second insulator. As a result, the conventional multilayer inductor has a problem in that the inductance value decreases and the direct current superimposition characteristics are not sufficiently improved.
上記事情に鑑み、本発明は、初期インダクタンス値が高く、直流重畳特性の改善を十分に図ることが可能な積層型インダクタ及びその製造方法を提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a multilayer inductor having a high initial inductance value and capable of sufficiently improving the DC superimposition characteristic and a method for manufacturing the same.
本発明に係る積層型インダクタは、非磁性体及び複数の磁性体がそれぞれ積層されてなる積層体と、複数の磁性体内にそれぞれ設けられた複数のコイルと、各コイルをそれぞれ電気的に接続する接続導体と、を備える積層型インダクタであって、非磁性体は、各コイルに接触しないように各磁性体の間に設けられると共に、磁性体を構成する成分が、隣接する一方の磁性体から他方の磁性体にわたって連続的に拡散していないことを特徴とする。 The multilayer inductor according to the present invention electrically connects the multilayer body formed by laminating a non-magnetic body and a plurality of magnetic bodies, a plurality of coils respectively provided in the plurality of magnetic bodies, and the coils. A non-magnetic material provided between each magnetic material so as not to contact each coil, and a component constituting the magnetic material is separated from one adjacent magnetic material. The other magnetic material is not continuously diffused.
本発明に係る積層型インダクタでは、各コイルがそれぞれ各磁性体内に設けられ、各磁性体が非磁性体によって隔てられている。このため、積層型インダクタが全て磁性体で形成され、その内部にコイルが設けられている場合に比べて、各磁性体内に存在する各コイルのターン数が少なくなり、コイルに電流が流れることにより発生する磁界の大きさが小さくなる。この結果、各磁性体において磁気飽和が抑制されることとなり、本発明に係る積層型インダクタに大きな電流を流した場合でもインダクタンス値の低下が抑えられ、直流重畳特性の改善を図ることができる。加えて、本発明に係る積層型インダクタでは、各コイルが非磁性体に接触しないようになっている。このため、各コイルにおいて発生する磁束が非磁性体によって阻害されることがほとんどない。この結果、積層型インダクタの初期インダクタンス値を高くすることができる。さらに、本発明に係る積層型インダクタでは、非磁性体内において、磁性体を構成する成分が、非磁性体に隣接する一方の磁性体との界面から他方の磁性体との界面にわたって連続的に拡散していない。このため、非磁性体全体が拡散成分によって磁性体化することなく、実質的な非磁性体領域を確保できるので、各コイルにおいて発生する磁束を確実に遮断することができる。この結果、インダクタンス値の低下が抑えられ、さらに直流重畳特性の改善を図ることができる。 In the multilayer inductor according to the present invention, each coil is provided in each magnetic body, and each magnetic body is separated by a non-magnetic body. For this reason, the number of turns of each coil existing in each magnetic body is reduced and current flows through the coil as compared with the case where the multilayer inductors are all formed of a magnetic body and the coil is provided inside the multilayer inductor. The magnitude of the generated magnetic field is reduced. As a result, magnetic saturation is suppressed in each magnetic body, and even when a large current is passed through the multilayer inductor according to the present invention, a decrease in inductance value can be suppressed, and direct current superposition characteristics can be improved. In addition, in the multilayer inductor according to the present invention, each coil does not come into contact with the nonmagnetic material. For this reason, the magnetic flux generated in each coil is hardly disturbed by the non-magnetic material. As a result, the initial inductance value of the multilayer inductor can be increased. Furthermore, in the multilayer inductor according to the present invention, in the non-magnetic material, the components constituting the magnetic material are continuously diffused from the interface with one magnetic material adjacent to the non-magnetic material to the interface with the other magnetic material. Not done. For this reason, since the substantial nonmagnetic body area | region can be ensured, without making the whole nonmagnetic body into a magnetic body with a diffusion component, the magnetic flux which generate | occur | produces in each coil can be interrupted | blocked reliably. As a result, a decrease in the inductance value can be suppressed, and further, the direct current superimposition characteristics can be improved.
また、非磁性体の厚みが、10μm〜28μmであることが好ましい。このように構成すると、磁性体を構成する成分が拡散していない領域、すなわち実質的な非磁性体領域を必要かつ十分に確保することができるため、インダクタンス値の低下が抑えられ、さらに直流重畳特性の改善を図ることができる。 Moreover, it is preferable that the thickness of a nonmagnetic material is 10 micrometers-28 micrometers. With this configuration, it is possible to secure a necessary and sufficient area in which the components constituting the magnetic material are not diffused, that is, a substantially non-magnetic material area, so that a decrease in inductance value is suppressed, and further, direct current superposition is performed. The characteristics can be improved.
また、非磁性体に接する磁性体の最外層の厚みは、非磁性体の厚みよりも厚いことが好ましい。このように構成すると、非磁性体に接する磁性体の最外層において各コイルで発生する磁束による磁束密度が低下し磁気飽和を緩和することができるので、さらに直流重畳特性の改善を図ることができる。ここで、磁性体の最外層とは、磁性体中に設けられるコイルを形成する導体パターンの中で最も外側に形成された導体パターンと、この導体パターンと対向する非磁性体との間に形成されている磁性体部分をいう。この磁性体の最外層により、コイルの自己ループを形成させることが可能となる。 In addition, the thickness of the outermost layer of the magnetic material in contact with the nonmagnetic material is preferably thicker than the thickness of the nonmagnetic material. If comprised in this way, since the magnetic flux density by the magnetic flux which generate | occur | produces in each coil in the outermost layer of the magnetic body which contact | connects a nonmagnetic material can be reduced, and a magnetic saturation can be relieved, it can aim at the improvement of a DC superposition characteristic further. . Here, the outermost layer of the magnetic body is formed between the conductor pattern formed on the outermost side among the conductor patterns forming the coil provided in the magnetic body and the non-magnetic body facing the conductor pattern. It refers to the magnetic part that has been made. The outermost layer of the magnetic material makes it possible to form a self-loop of the coil.
また、接続導体が、非磁性体内に形成されたターン数が1/2ターン以上のコイルであることが好ましい。このように構成すると、非磁性体内に設けられたコイルからもインダクタンス値を得ることができるため、積層型インダクタの初期インダクタンス値をさらに高くすることができる。 The connecting conductor is preferably a coil formed in a non-magnetic body and having a turn number of 1/2 or more. If comprised in this way, since an inductance value can be obtained also from the coil provided in the nonmagnetic body, the initial inductance value of a multilayer inductor can be further increased.
本発明に係る積層型インダクタの製造方法は、コイルが設けられた複数の磁性体と、当該各磁性体の間に設けられた非磁性体と、を有する積層型インダクタの製造方法であって、磁性体グリーン層を形成する工程と、磁性体グリーン層上に導体パターンを形成する工程とを有し、それぞれの工程を繰り返して磁性体グリーン積層体を形成する工程と、第1非磁性体グリーン層を形成する工程と、第2非磁性体グリーン層を形成する工程とを有し、磁性体グリーン積層体上に非磁性体グリーン積層体を形成する工程と、を備えることを特徴とする。 A method for manufacturing a multilayer inductor according to the present invention is a method for manufacturing a multilayer inductor having a plurality of magnetic bodies provided with coils and a non-magnetic body provided between the magnetic bodies, A step of forming a magnetic green layer, a step of forming a conductor pattern on the magnetic green layer, a step of repeating the respective steps to form a magnetic green laminate, and a first non-magnetic green A step of forming a layer and a step of forming a second non-magnetic green layer, and a step of forming a non-magnetic green laminate on the magnetic green laminate.
本発明に係る積層型インダクタの製造方法では、焼成後に非磁性体となる非磁性体グリーン積層体を形成する工程に、第1非磁性体グリーン層を形成する工程と、この第1非磁性体グリーン層上に第2非磁性体層を形成する工程とを含んでいる。このため、必要な非磁性体の厚みを確実に確保することができる。この結果、インダクタンス値の低下が抑えられ、良好な直流重畳特性の積層型インダクタを得ることができる。 In the method for manufacturing a multilayer inductor according to the present invention, the step of forming the first nonmagnetic green layer in the step of forming the nonmagnetic green multilayer that becomes a nonmagnetic material after firing, and the first nonmagnetic material Forming a second non-magnetic layer on the green layer. For this reason, it is possible to ensure the necessary thickness of the nonmagnetic material. As a result, a decrease in inductance value can be suppressed, and a multilayer inductor having good direct current superposition characteristics can be obtained.
また、非磁性体グリーン積層体の厚みが、12μm〜34μmであることが好ましい。このように構成すると、必要かつ十分な非磁性体の厚みを確実に確保することができる。 Moreover, it is preferable that the thickness of a nonmagnetic green laminated body is 12 micrometers-34 micrometers. If comprised in this way, necessary and sufficient thickness of a nonmagnetic material can be ensured reliably.
また、非磁性体グリーン積層体を形成する工程には、第1非磁性体グリーン層上に導体パターンを形成する工程を有することが好ましい。このように構成すると、非磁性体内部にコイルを形成することができるので、このコイルからもインダクタンス値を得ることができるため、さらに初期インダクタンス値の高い積層型インダクタを得ることができる。 Further, it is preferable that the step of forming the nonmagnetic green laminate includes a step of forming a conductor pattern on the first nonmagnetic green layer. If comprised in this way, since a coil can be formed in a nonmagnetic body, since an inductance value can be obtained also from this coil, a multilayer inductor with a still higher initial inductance value can be obtained.
本発明によれば、初期インダクタンス値が高く、直流重畳特性の改善を十分に図ることが可能な積層型インダクタ及びその製造方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a multilayer inductor having a high initial inductance value and capable of sufficiently improving the DC superposition characteristics and a method for manufacturing the same.
本発明の知見は、例示のみのために示された添付図面を参照して以下の詳細な記述を考慮することによって容易に理解することができる。引き続いて、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。可能な場合には、同一の部分には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。 The knowledge of the present invention can be easily understood by considering the following detailed description with reference to the accompanying drawings shown for illustration only. Subsequently, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Where possible, the same parts are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
本発明の実施形態に係る積層型インダクタについて、図面を参照して説明する。なお、説明において、また、説明中、「上」、「右」及び「左」なる語を使用することがあるが、これは各図の上方向、右方向及び左方向に対応したものである。 A multilayer inductor according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the description, the words “up”, “right”, and “left” may be used in the description, which correspond to the upward, right, and left directions in each figure. .
次に、図1及び図2を参照して、実施形態に係る積層型インダクタL1の構成について説明する。図1は、本発明に係る積層型インダクタの斜視図である。図2は、実施形態に係る積層型インダクタの断面構成を説明するための図である。実施形態に係る積層型インダクタL1は、後述する印刷積層工法によって形成される。 Next, the configuration of the multilayer inductor L1 according to the embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a perspective view of a multilayer inductor according to the present invention. FIG. 2 is a diagram for explaining a cross-sectional configuration of the multilayer inductor according to the embodiment. The multilayer inductor L1 according to the embodiment is formed by a printing lamination method described later.
積層型インダクタL1は、図1に示されるように、略直方体形状の積層体1と、積層体1の長手方向の両端面にそれぞれ形成された一対の端子電極2,3とを備える。なお、積層型インダクタL1の底面は、積層型インダクタL1が外部基板(図示せず)に実装されたときに、当該外部基板に対向する面である。
As shown in FIG. 1, the multilayer inductor L <b> 1 includes a substantially rectangular
積層体1は、磁性体グリーン層A1〜A15が所定のパターンでスクリーン印刷されて順次積層される印刷積層工法によって形成された複数(本実施形態では4つ)の磁性体4と、非磁性体グリーン層B1〜B6が所定のパターンでスクリーン印刷されて順次積層される印刷積層工法によって形成された複数(本実施形態では3つ)の非磁性体5とにより構成されている。
The laminated
各磁性体4は、複数の導体パターンからなるコイル10〜13を内部にそれぞれ有しており、各コイル10〜13が非磁性体5に接しないようになっている。また、各磁性体4は、後述するように磁性体グリーン層A1〜A15が印刷積層された後に焼成することで形成され、電気絶縁性を有する絶縁体として機能する。磁性体グリーン層A1〜A15としては、フェライト(例えば、Ni−Cu−Zn系フェライト)を用いることができる。
Each
各非磁性体5は、各磁性体4に挟まれるように位置し、各コイル10〜13同士をそれぞれ電気的に接続する接続導体として機能する導体パターンC4,C8,C12を内部にそれぞれ有している。なお、導体パターンC4,C8,C12は、1/2ターンのパターンとして形成されており、コイルとしても機能する。各非磁性体5は、後述するように非磁性体グリーン層B1〜B6が印刷積層された後に焼成することで形成され、電気絶縁性を有する絶縁体として機能する。非磁性体グリーン層B1〜B6としては、フェライト(例えば、Cu−Zn系フェライト)を用いることができる。
Each
また、各非磁性体5(51)は、磁性体4を構成する成分(例えば、Ni)が、隣接する一方の磁性体4(41)との界面S1から他方の磁性体4(42)との界面S2にわたって連続的に拡散していない。積層型インダクタは、コイル、磁性体及び非磁性体を同時焼成することによって作製する。磁性体と非磁性体との界面においては、焼成の過程で磁性体の構成成分が非磁性体に拡散して、非磁性体が磁性体化することがある(例えば、Cu−Zn系フェライトがNi−Cu−Zn系フェライトになる)。この磁性体を構成する成分の拡散が進行して、隣接する一方の磁性体との界面から他方の磁性体との界面にわたって連続的に拡散している部分が存在すると、その部分が磁性体化して磁束の遮断が不十分となり、直流重畳特性の改善が不十分となる。本実施形態においては、一方の磁性体4(41)との界面S1から他方の磁性体4(42)との界面S2にわたって磁性体4を構成する成分が連続的に拡散している部分が存在していない。したがって、実質的な非磁性体領域を確保することができ、磁束を確実に遮断して直流重畳特性の改善を図ることができる。
Further, each non-magnetic body 5 (5 1 ) has a component (for example, Ni) constituting the
また、各非磁性体5の厚みは、10μm〜28μmが好ましく、18μm〜20μmが特に好ましい。この厚みが薄すぎると、磁性体4を構成する成分が非磁性体の内部に向かって拡散し、実質的に非磁性体として機能する領域が極めて薄くなるか、その領域が確保できず、直流重畳特性の向上が図れない。また、積層型インダクタの個体間において初期インダクタンス値のバラツキが大きくなり、不良率が増加する。一方、この厚みが厚すぎると、積層型インダクタの非磁性体の占める容積が相対的に大きくなり、初期インダクタンス値が低下する。また、非磁性体は低温において磁性を有するので、低温でのインダクタンス値の変化率が大きくなることから、特に低温での温度特性が劣化する。
The thickness of each
また、非磁性体5(51)に接する磁性体4(41)の最外層4aの厚みt1は、非磁性体5の厚みt2よりも厚く構成されている。このように構成すると、非磁性体5(51)に接する磁性体4(41)の最外層4aにおいて各コイルで発生する磁束による磁束密度が低下し磁気飽和を緩和することができるので、さらに直流重畳特性の改善を図ることができる。
The thickness t1 of the
コイル10〜12は、導体パターンC1〜C3、導体パターンC5〜C7又は導体パターンC9〜C11がそれぞれ印刷積層されて重畳し、積層方向に隣り合う導体パターンC1〜C3、導体パターンC5〜C7又は導体パターンC9〜C11の端部同士がそれぞれ電気的に接続されることにより形成される。コイル13は、導体パターンC13,C14がそれぞれ印刷積層されて重畳し、積層方向に隣り合う導体パターンC13,C14の端部同士がそれぞれ電気的に接続されることにより形成される。また、積層方向に隣り合うコイル10〜13同士は、各導体パターンC4,C8,C12によってそれぞれ電気的に接続されている。さらに、コイル10の一部である導体パターンC1の導体パターンC2と電気的に接続されている一端と反対側の他端には、導出部C1aが一体的に形成されている。導出部C1aは、積層体1の長手方向に位置する側面まで引き出され、端子電極2と電気的に接続されている。また、コイル13の一部である導体パターンC14の導体パターンC13と電気的に接続されている一端と反対側の他端には、導出部C14aが一体的に形成されている。導出部C14aは、積層体1の長手方向に位置する側面まで引き出され、端子電極3と電気的に接続されている。
The
以上のように、本実施形態に係る積層型インダクタにおいては、各コイル10〜13が各磁性体4の内部に設けられ、各磁性体4が各非磁性体5によって隔てられている。このため、各磁性体4内に存在する各コイル10〜13のターン数がそれぞれ1〜3ターン程度と少なくなっており、積層体1が全て磁性体によって形成され、その内部にコイルが設けられている場合に比べて、各コイル10〜13に電流が流れることにより発生する磁界の大きさが小さくなる。この結果、各磁性体4において磁気飽和が抑制されることとなり、本実施形態に係る積層型インダクタL1に大きな電流を流した場合でもインダクタンス値の低下を抑えることができ、直流重畳特性の改善を図ることができることとなる。また、本実施形態においては、各コイル10〜13が非磁性体5に接しないようになっている。このため、この積層型インダクタL1に直流電流を流したときに各コイル10〜13の周囲に発生する磁束Fが、非磁性体5によって阻害されることがほとんどない(図2参照)。この結果、積層型インダクタL1の初期インダクタンス値を高くすることができることとなる。さらに、本実施形態においては、非磁性体5内において、磁性体4を構成する成分が、非磁性体5に隣接する一方の磁性体4との界面から他方の磁性体4との界面にわたって連続的に拡散していない。このため、非磁性体5全体が拡散成分によって磁性体化することなく、実質的な非磁性体領域を確保できるので、各コイルにおいて発生する磁束を確実に遮断することができる。この結果、インダクタンス値の低下が抑えられ、さらに直流重畳特性の改善を図ることができる。
As described above, in the multilayer inductor according to the present embodiment, the
また、本実施形態に係る積層型インダクタにおいては、1/2ターンの各導体パターンC4,C8,C12が各コイル10,11,12,13を電気的に接続する接続導体となっているので、非磁性体5の内部に設けられた各コイル4,8,12によって積層型インダクタL1の初期インダクタンス値をさらに高くすることができることとなる。
In the multilayer inductor according to the present embodiment, the conductor patterns C4, C8, and C12 of 1/2 turn are connection conductors that electrically connect the
次に、図3〜図16を参照して、上述した構成の積層型インダクタL1の製造方法について説明する。図3〜図16は、それぞれ印刷積層工法における積層型インダクタの製造工程の一工程を示す斜視図である。 Next, a method for manufacturing the multilayer inductor L1 having the above-described configuration will be described with reference to FIGS. 3 to 16 are perspective views showing one step of the manufacturing process of the multilayer inductor in the printing lamination method.
まず、上述したNi−Cu−Zn系フェライト等の磁性体粉末、バインダ及び溶剤等を混練して、磁性体グリーン層A1〜A15の原料となる磁性体ペーストを生成する。また、上述したCu−Zn系フェライト等の非磁性体粉末、バインダ及び溶剤等を混練して、非磁性体グリーン層B1〜B6の原料となる非磁性体ペーストを生成する。さらに、Ag等の金属粉末、バインダ及び用材等を昆練して、導体パターンC1〜C14及び導出部C1a,C14aの原料となる導体ペーストを生成する。 First, magnetic powders such as the Ni—Cu—Zn-based ferrite described above, a binder, a solvent, and the like are kneaded to generate a magnetic paste that is a raw material for the magnetic green layers A1 to A15. Further, the nonmagnetic powder such as the Cu—Zn-based ferrite described above, a binder, a solvent, and the like are kneaded to generate a nonmagnetic paste serving as a raw material for the nonmagnetic green layers B1 to B6. Furthermore, a metal paste such as Ag, a binder and materials are kneaded to produce a conductor paste as a raw material for the conductor patterns C1 to C14 and the lead-out portions C1a and C14a.
次に、以上のようにして得られた磁性体ペーストをシート状に印刷して、磁性体グリーン層A1を形成する(図3参照)。そして、この磁性体グリーン層A1の表面に導体ペーストを略L字状に印刷してコイル10の略1/2ターンに相当する導体パターンC1を形成し、磁性体グリーン層A1の縁に引き出されるように導体ペーストを略矩形状に印刷して導出部C1aを導体パターンC1と一体的に形成する(図4参照)。続いて、導体パターンC1の一部が表面に露出すると共に、中間体の表面の略右半分を覆うように磁性体ペーストを印刷して、磁性体グリーン層A2を形成する(図5参照)。
Next, the magnetic paste obtained as described above is printed in a sheet shape to form the magnetic green layer A1 (see FIG. 3). A conductive paste is printed on the surface of the magnetic green layer A1 in a substantially L shape to form a conductor pattern C1 corresponding to approximately 1/2 turn of the
次に、導体パターンC1の導出部C1aが形成されている一端と反対側の他端に導体パターンC2の一端が重なるように導体ペーストを略L字状に印刷して、磁性体グリーン層A1,A2上にコイル10の略1/2ターンに相当する導体パターンC2を形成する(図6参照)。そして、導体パターンC2の一部が表面に露出すると共に、中間体の表面における左側の略2/3の領域を覆うように磁性体ペーストを印刷して、磁性体グリーン層A3を形成する(図7参照)。さらに、導体パターンC2の導体パターンC1と接続されている一端と反対側の他端に導体パターンC3の一端が重なるように導体ペーストを略L字状に印刷して、磁性体グリーン層A2,A3上にコイル10の略1/2ターンに相当する導体パターンC3を形成する(図8参照)。続いて、導体パターンC3の一部が表面に露出すると共に、中間体の表面における右側の略2/3の領域を覆うように磁性体ペーストを印刷して、磁性体グリーン層A4を形成し、焼成後に磁性体4となる磁性体グリーン積層体を得る(図9参照)。
Next, a conductor paste is printed in a substantially L shape so that one end of the conductor pattern C2 overlaps the other end opposite to the one end where the lead-out portion C1a of the conductor pattern C1 is formed. A conductor pattern C2 corresponding to approximately 1/2 turn of the
次に、この磁性体グリーン積層体の最外層となる表面に露出している磁性体グリーン層A4に重なるように非磁性体ペーストを印刷して、非磁性体グリーン層B1(第1非磁性体グリーン層)を形成する(図10参照)。さらに、導体パターンC3の導体パターンC2と接続されている一端と反対側の他端に導体パターンC4の一端が重なるように導体ペーストを略L字状に印刷して、磁性体グリーン層A3上及び非磁性体グリーン層B1上に導体パターンC4(コイルの略1/2ターンに相当)を形成する(図11参照)。そして、導体パターンC4の一部が表面に露出すると共に、中間体の表面における左側の略2/3の領域を覆うように非磁性体ペーストを印刷して、非磁性体グリーン層B2(第2非磁性体グリーン層)を形成し、焼成後に非磁性体5となる非磁性体グリーン積層体を得る(図12参照)。ここで、非磁性体グリーン積層体の厚みは、12μm〜34μmが好ましく、21μm〜24μmが特に好ましい。この厚みが、12μmよりも薄いと、焼成して積層型インダクタとしたときに、磁性体を構成する成分が、非磁性体の内部に向かって拡散し、実質的に非磁性体として機能する領域が極めて薄くなるか、その領域が確保できずに、直流重畳特性の向上が図れない。一方、この厚みが34μmよりも厚いと、積層型インダクタとしたときの非磁性体の占める容積が相対的に大きくなり、初期インダクタンス値が低下する。
Next, a nonmagnetic paste is printed so as to overlap the magnetic green layer A4 exposed on the outermost surface of the magnetic green laminate, and the nonmagnetic green layer B1 (first nonmagnetic material) is printed. Green layer) is formed (see FIG. 10). Further, a conductor paste is printed in a substantially L shape so that one end of the conductor pattern C4 overlaps the other end of the conductor pattern C3 opposite to the one connected to the conductor pattern C2, and on the magnetic green layer A3 and A conductor pattern C4 (corresponding to approximately 1/2 turn of the coil) is formed on the nonmagnetic green layer B1 (see FIG. 11). Then, a part of the conductor pattern C4 is exposed on the surface, and a nonmagnetic paste is printed so as to cover a region of about 2/3 on the left side of the surface of the intermediate body, and the nonmagnetic green layer B2 (second Nonmagnetic green layer) is formed to obtain a nonmagnetic green laminate that becomes the
次に、非磁性体グリーン積層体の表面に露出している非磁性体グリーン層B2に重なるように磁性体ペーストを印刷して、磁性体グリーン層A5を形成する(図13参照)。続いて、導体パターンC4の導体パターンC3と接続されている一端と反対側の他端に導体パターンC5の一端が重なるように導体ペーストを略L字状に印刷して、非磁性体グリーン層B1上及び磁性体グリーン層A5上に導体パターンC5を形成する(図14参照)。そして、導体パターンC5の一部が表面に露出すると共に、中間体の表面における右側の略2/3の領域を覆うように磁性体ペーストを印刷して、磁性体グリーン層A6を形成する(図15参照)。以上のように、磁性体グリーン層、導体パターン、非磁性体グリーン層を形成する工程を繰り返し、最終的に最上層に磁性体ペーストを印刷して、磁性体グリーン層A15を形成してグリーン積層体15を得る(図16参照)。
Next, a magnetic paste is printed so as to overlap the nonmagnetic green layer B2 exposed on the surface of the nonmagnetic green laminate, thereby forming the magnetic green layer A5 (see FIG. 13). Subsequently, a conductor paste is printed in a substantially L shape so that one end of the conductor pattern C5 overlaps the other end of the conductor pattern C4 opposite to the one connected to the conductor pattern C3, and the nonmagnetic green layer B1 A conductor pattern C5 is formed on the upper and magnetic green layer A5 (see FIG. 14). Then, a part of the conductor pattern C5 is exposed on the surface, and a magnetic paste is printed so as to cover a substantially 2/3 region on the right side of the surface of the intermediate to form a magnetic green layer A6 (FIG. 15). As described above, the process of forming the magnetic green layer, the conductor pattern, and the non-magnetic green layer is repeated, and finally the magnetic paste is printed on the uppermost layer to form the magnetic green layer A15 to form the green laminated layer. A
続いて、グリーン積層体15を大気中、所定温度(例えば、800〜900℃程度)で焼成して積層体1を形成する。
Subsequently, the
次に、この積層体1に端子電極2,3を形成する。これにより、積層型インダクタL1が形成されることとなる。端子電極2,3は、積層体1の長手方向の両端面にそれぞれ銀、ニッケル又は銅を主成分とする電極ペーストを塗布して、所定温度(例えば、680〜740℃程度)で焼付けを行い、さらに電気めっきを施すことにより形成される。この電気めっきには、Cu、Ni及びSn等を用いることができる。
Next,
以上のように、本実施形態に係る積層型インダクタの製造方法においては、焼成後に非磁性体5となる非磁性体グリーン積層体を形成する工程に、非磁性体グリーン層B1(第1非磁性体グリーン層)を形成する工程と、この非磁性体グリーン層B1上に非磁性体グリーン層B2(第2非磁性体層を)形成する工程とを含んでいる。このため、必要な非磁性体5の厚みを確実に確保することができる。この結果、インダクタンス値の低下が抑えられ、良好な直流重畳特性の積層型インダクタを得ることができる。
As described above, in the method for manufacturing a multilayer inductor according to this embodiment, the nonmagnetic green layer B1 (first nonmagnetic layer) is formed in the step of forming the nonmagnetic green multilayer body that becomes the
また、本実施形態に係る積層型インダクタの製造方法においては、非磁性体グリーン層B1,B3,B5上に略1/2ターンに相当する導体パターンC4,C8,C12を形成しているので、積層型インダクタL1の初期インダクタンス値をさらに高くすることができることとなる。 In the multilayer inductor manufacturing method according to the present embodiment, the conductor patterns C4, C8, and C12 corresponding to approximately ½ turns are formed on the nonmagnetic green layers B1, B3, and B5. The initial inductance value of the multilayer inductor L1 can be further increased.
以下、実施例によって本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited to these Examples.
(実施例1)
磁性体にNi−Cu−Zn系フェライトを用い、非磁性体にCu−Zn系フェライトを用いて、印刷積層工法により、図2に示される全体としてのターン数が11.5ターンとなる導電パターンの積層型インダクタを作製した。ここで、各非磁性体は、それぞれ非磁性体グリーン層を2層ずつスクリーン印刷して非磁性体グリーン積層体を形成し、焼成することにより形成した。また、焼成後の非磁性体の厚みは11μmであった。また、この積層型インダクタの断面をEPMAで観察したところ、非磁性体は、磁性体との界面付近において磁性体の構成成分であるNiが非磁性体に拡散しているものの、非磁性体に隣接する磁性体の一方から他方にわたって連続した拡散は見られなかった。
(Example 1)
A conductive pattern using Ni—Cu—Zn-based ferrite as the magnetic material and Cu—Zn-based ferrite as the non-magnetic material so that the total number of turns shown in FIG. A multilayer inductor was fabricated. Here, each non-magnetic material was formed by screen-printing two non-magnetic green layers to form a non-magnetic green laminate and firing. Further, the thickness of the nonmagnetic material after firing was 11 μm. Further, when the cross section of this multilayer inductor was observed with EPMA, the non-magnetic material showed that Ni, which is a constituent component of the magnetic material, diffused in the non-magnetic material in the vicinity of the interface with the magnetic material. There was no continuous diffusion from one of the adjacent magnetic materials to the other.
(実施例2)
非磁性体グリーン層を4層ずつスクリーン印刷して非磁性体グリーン積層体を形成し、焼成後の各非磁性体の厚みを18μmとした以外は実施例1と同様にした。また、実施例1と同様にこの積層型インダクタの断面をEPMAで観察したところ、非磁性体は、磁性体との界面付近において磁性体の構成成分であるNiが非磁性体に拡散しているものの、非磁性体に隣接する磁性体の一方から他方にわたって連続した拡散は見られなかった。
(Example 2)
A nonmagnetic green laminate was formed by screen-printing four nonmagnetic green layers, and the same procedure as in Example 1 was performed except that the thickness of each nonmagnetic material after firing was 18 μm. Further, when the cross-section of this multilayer inductor was observed with EPMA in the same manner as in Example 1, in the nonmagnetic material, Ni, which is a constituent component of the magnetic material, diffused into the nonmagnetic material in the vicinity of the interface with the magnetic material. However, no continuous diffusion was observed from one of the magnetic materials adjacent to the non-magnetic material to the other.
(実施例3)
非磁性体グリーン層を6層ずつスクリーン印刷して非磁性体グリーン積層体を形成し、焼成後の各非磁性体の厚みを23μmとした以外は実施例1と同様にした。また、実施例1と同様にこの積層型インダクタの断面をEPMAで観察したところ、非磁性体は、磁性体との界面付近において磁性体の構成成分であるNiが非磁性体に拡散しているものの、非磁性体に隣接する磁性体の一方から他方にわたって連続した拡散は見られなかった。
(Example 3)
Six non-magnetic green layers were screen-printed to form a non-magnetic green laminate, and the same procedure as in Example 1 was performed except that the thickness of each non-magnetic body after firing was 23 μm. Further, when the cross-section of this multilayer inductor was observed with EPMA in the same manner as in Example 1, in the nonmagnetic material, Ni, which is a constituent component of the magnetic material, diffused into the nonmagnetic material in the vicinity of the interface with the magnetic material. However, no continuous diffusion was observed from one of the magnetic materials adjacent to the non-magnetic material to the other.
(実施例4)
非磁性体グリーン層を8層ずつスクリーン印刷して非磁性体グリーン積層体を形成し、焼成後の各非磁性体の厚みを30μmとした以外は実施例1と同様にした。また、実施例1と同様にこの積層型インダクタの断面をEPMAで観察したところ、非磁性体は、磁性体との界面付近において磁性体の構成成分であるNiが非磁性体に拡散しているものの、非磁性体に隣接する磁性体の一方から他方にわたって連続した拡散は見られなかった。
Example 4
A nonmagnetic green laminate was formed by screen-printing eight nonmagnetic green layers, and the same procedure as in Example 1 was performed, except that the thickness of each nonmagnetic material after firing was 30 μm. Further, when the cross-section of this multilayer inductor was observed with EPMA in the same manner as in Example 1, in the nonmagnetic material, Ni, which is a constituent component of the magnetic material, diffused into the nonmagnetic material in the vicinity of the interface with the magnetic material. However, no continuous diffusion was observed from one of the magnetic materials adjacent to the non-magnetic material to the other.
(比較例)
比較例としては、磁性体にNi−Cu−Zn系フェライトを用い、非磁性体にCu−Zn系フェライトを用いて、印刷積層工法により、全体としてのターン数が11.5ターンとなる導電パターンの積層型インダクタを作製した。ここで、比較例1に係る積層型インダクタの構造は、非磁性体中にコイルが形成されていない点で図1に示す実施例に係る積層型インダクタと異なる。また、各非磁性体は、それぞれ非磁性体グリーン層を1層ずつスクリーン印刷して非磁性体グリーン積層体を形成し、焼成することにより形成した。焼成後の各非磁性体の厚みは、6μmであった。また、この積層型インダクタの断面をEPMAで観察したところ、磁性体の構成成分であるNiが非磁性体全体に拡散していた。
(Comparative example)
As a comparative example, a conductive pattern using Ni—Cu—Zn ferrite as a magnetic material and Cu—Zn ferrite as a nonmagnetic material and having a total number of turns of 11.5 turns by a printing lamination method. A multilayer inductor was fabricated. Here, the structure of the multilayer inductor according to Comparative Example 1 is different from the multilayer inductor according to the embodiment shown in FIG. 1 in that no coil is formed in the nonmagnetic material. Each nonmagnetic material was formed by screen printing a nonmagnetic green layer one by one to form a nonmagnetic green laminate and firing. The thickness of each nonmagnetic material after firing was 6 μm. Further, when the cross section of the multilayer inductor was observed with EPMA, Ni as a constituent component of the magnetic material was diffused throughout the nonmagnetic material.
上記した実施例に係る積層型インダクタ及び比較例に係る積層型インダクタについて、初期インダクタンス値、インダクタンス値のバラツキ、直流重畳特性及びインダクタンス値の温度特性を評価した。評価結果を図17〜図21に示す。 With respect to the multilayer inductors according to the above-described examples and the multilayer inductors according to the comparative examples, initial inductance values, variations in inductance values, DC superimposition characteristics, and temperature characteristics of inductance values were evaluated. The evaluation results are shown in FIGS.
図17は、非磁性体の厚み変化による初期インダクタンス値(L値)の変化を示す図である。図17に示されるように、非磁性体の厚みが厚くなるほどインダクタンス値が小さくなっているが、実用上問題ないレベルである。 FIG. 17 is a diagram showing changes in the initial inductance value (L value) due to changes in the thickness of the nonmagnetic material. As shown in FIG. 17, the inductance value decreases as the thickness of the non-magnetic material increases, but this is a level that does not cause any problem in practice.
また、図18及び図19は、非磁性体の厚み変化によるインダクタンス値のバラツキの変化を示す図である。ここで、図18においては、n=30のサンプルの初期インダクタンス値を測定し、標準偏差σをバラツキの指標とした。図19においては、図18の評価で求めた標準偏差σをもとに計算したσ/平均値Ave.をバラツキの指標とした。図18に示されるように、実施例1(非磁性体厚み11μm)、実施例2(非磁性体厚み18μm)及び実施例3(非磁性体厚み23μm)に係る積層型インダクタの標準偏差σ(0.27、0.20、0.18μH)は、比較例(非磁性体厚み6μm)に係る積層型インダクタの標準偏差σ(0.76μH)に比べて小さい値となり、実施例1、実施例2及び実施例3に係る積層型インダクタは、比較例に係る積層型インダクタに比べてバラツキが小さい。これと同様に、図19に示されるように、実施例1、実施例2及び実施例3に係る積層型インダクタのσ/平均値Ave.(約9%)は、比較例に係る積層型インダクタのσ/平均値Ave.(17.5%)に比べて小さい値となり、実施例1、実施例2及び実施例3に係る積層型インダクタは、比較例に係る積層型インダクタに比べてバラツキが小さい。
FIGS. 18 and 19 are diagrams showing changes in the inductance value due to changes in the thickness of the non-magnetic material. Here, in FIG. 18, the initial inductance value of the sample with n = 30 was measured, and the standard deviation σ was used as an index of variation. 19, σ / average value Ave. calculated based on the standard deviation σ obtained in the evaluation of FIG. Was used as an indicator of variation. As shown in FIG. 18, the standard deviation σ of the multilayer inductors according to Example 1 (
また、図20は、非磁性体の厚み変化による直流重畳特性の変化を示す図である。ここで、直流重畳特性は、初期インダクタンス値に対して、インダクタンス(L)値が20%減少する電流値を指標とした。この電流値が高いほど直流重畳特性が良好であることを示す。図20に示されるように、比較例に係る積層型インダクタでは40mAと低い電流に対して、実施例1、実施例2及び実施例3に係る積層型インダクタでは、それぞれ100、160、200mAと高い電流値となっており、実施例1、実施例2及び実施例3に係る積層型インダクタは直流重畳特性が良好である。 Moreover, FIG. 20 is a figure which shows the change of the direct current | flow superimposition characteristic by the thickness change of a nonmagnetic material. Here, the direct current superimposition characteristic is based on the current value at which the inductance (L) value is reduced by 20% with respect to the initial inductance value. The higher the current value, the better the DC superposition characteristics. As shown in FIG. 20, the multilayer inductor according to the comparative example has a low current of 40 mA, whereas the multilayer inductors according to the first, second, and third examples have high currents of 100, 160, and 200 mA, respectively. The multilayer inductors according to Example 1, Example 2, and Example 3 have good direct current superposition characteristics.
また、図21は、磁性体の厚み変化によるインダクタンス値の温度特性の変化を示す図である。ここで、温度特性は、−40℃のインダクタンス値を測定し、25℃のインダクタンス値を基準にしたインダクタンス値変化率を指標とした。この変化率が小さいほど温度特性が良好であることを示す。図21に示されるように、非磁性体厚みが厚くなるほど変化率が大きくなっている。実施例4(非磁性体厚み30μm)に係る積層型インダクタでは、変化率が34%と比較的大きな値となっているが、実用上問題ないレベルである。
FIG. 21 is a diagram showing a change in the temperature characteristic of the inductance value due to a change in the thickness of the magnetic material. Here, for the temperature characteristics, an inductance value of −40 ° C. was measured, and an inductance value change rate based on the inductance value of 25 ° C. was used as an index. A smaller change rate indicates better temperature characteristics. As shown in FIG. 21, the rate of change increases as the thickness of the nonmagnetic material increases. In the multilayer inductor according to Example 4 (
1…積層体、2,3…端子電極、4…磁性体、5…非磁性体、10〜13…コイル、15…グリーン積層体、A1〜A15…磁性体グリーン層、B1〜B6…非磁性体グリーン層、C1〜C14…導体パターン、L1…積層型インダクタ。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記複数の磁性体内にそれぞれ設けられた複数のコイルと、
前記各コイルをそれぞれ電気的に接続する接続導体と、を備える積層型インダクタであって、
前記非磁性体は、前記各コイルに接触しないように前記各磁性体の間に設けられると共に、前記非磁性体内において、前記磁性体を構成する成分が、前記非磁性体に隣接する一方の磁性体から他方の磁性体にわたって連続的に拡散していないことを特徴とする積層型インダクタ。 A non-magnetic material and a laminate in which a plurality of magnetic materials are laminated, and
A plurality of coils respectively provided in the plurality of magnetic bodies;
A laminated inductor comprising a connection conductor for electrically connecting the coils,
The non-magnetic body is provided between the magnetic bodies so as not to contact the coils, and in the non-magnetic body, a component constituting the magnetic body is one of the magnets adjacent to the non-magnetic body. A multilayer inductor characterized by not continuously diffusing from one body to the other magnetic body.
磁性体グリーン層を形成する工程と、前記磁性体グリーン層上に導体パターンを形成する工程とを有し、それぞれの工程を繰り返して磁性体グリーン積層体を形成する工程と、
第1非磁性体グリーン層を形成する工程と、第2非磁性体グリーン層を形成する工程とを有し、前記磁性体グリーン積層体上に非磁性体グリーン積層体を形成する工程と、
を備えることを特徴とする積層型インダクタの製造方法。 A method of manufacturing a multilayer inductor having a plurality of magnetic bodies provided with coils and a non-magnetic body provided between the magnetic bodies,
A step of forming a magnetic green layer, and a step of forming a conductor pattern on the magnetic green layer, and repeating each step to form a magnetic green laminate,
A step of forming a first nonmagnetic green layer and a step of forming a second nonmagnetic green layer, and forming a nonmagnetic green laminate on the magnetic green laminate;
A method for manufacturing a multilayer inductor, comprising:
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