JP2010171202A - 積層型電子部品 - Google Patents

Abstract

【課題】大電流に対応することができ、かつ、低背化を図ることができる積層型電子部品を提供する。
【解決手段】積層インダクタは、積層された内部電極層Ｃ１〜Ｃ１０によって、コイル部１３と、引き出し部１５と、が形成された導電部９を備え、積層方向に隣接する内部電極層同士は、積層方向から見て少なくとも一部が重複することで接続されており、コイル部１３は、積層方向に連続した３層の内部電極層Ｃ５，Ｃ６，Ｃ７の一部同士が積層方向から見て３つとも重複してなる三重重複部２１を備えており、三重重複部２１を形成する３層の電極層Ｃ５，Ｃ６，Ｃ７は、３つとも互いに異なる形状である。
【選択図】図５

Description

本発明は、特に、積層インダクタとして利用される積層型電子部品に関するものである。

従来、このような分野の技術として、下記特許文献１に記載の積層インダクタが知られている。この積層インダクタは、内部電極パターンが設けられた層とセラミック層とが交互に積層された積層構造を有している。内部電極パターン同士は、セラミック層を貫通するスルーホール電極によって接続されており、連続的に接続された内部電極パターンとスルーホール電極とによってコイルが形成されている。

特開平１１−１１１５５１号公報

近年、この種の積層型電子部品においては、大電流に対応可能なものが求められている。積層型電子部品を大電流対応とするためには、内部電極の抵抗を低減する必要があり、そのためには、内部電極の断面積の増加が望まれる。しかしながら、大電流対応のために安易に内部電極の断面積を増加させれば、積層型電子部品の低背化の妨げとなる。この種の積層型電子部品には、電子機器の小型化に貢献すべく、低背化の要求も大きいが、大電流対応と低背化との両立は難しかった。

そこで、本発明は、大電流に対応することができ、かつ、低背化を図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。

本発明の積層型電子部品は、積層された複数層の内部電極層によって、コイル部と、当該コイル部を外部に電気的に接続させる引き出し部と、が形成された導電部を備え、積層方向に隣接する内部電極層同士は、積層方向から見て少なくとも一部が重複することで接続されており、コイル部は、積層方向に連続した３層の内部電極層の一部同士が積層方向から見て３つとも重複してなる三重重複部を含み、コイル部の三重重複部を形成する３層の内部電極層は、３つとも互いに異なる形状であることを特徴とする。

この積層型電子部品では、積層方向に隣接する内部電極層同士は、積層方向から見て少なくとも一部が重複することで接続されることから、隣接する内部電極層同士の間には例えば絶縁体層を挟む必要がなく、スルーホール電極で内部電極層同士を接続する必要もない。従って、積層型電子部品の積層方向の寸法を小さくすることができ、すなわち、積層型電子部品の低背化を図ることができる。また、コイル部が含む三重重複部では、積層方向に３層分の内部電極層が接続されることになる。従って、少なくともこの三重重複部においてはコイル部の断面積を大きくすることができ、その結果、導電部の直流抵抗が低減され、この積層型電子部品の大電流対応が容易になる。

また、本発明の積層型電子部品は、コイル部のすべての部分が、三重重複部であることとしてもよい。この構成によれば、コイル部全体において断面積を大きくすることができ、導電部の直流抵抗がより低減される。

また、本発明の積層型電子部品は、コイル部のうち引き出し部との境界部分が、三重重複部であることとしてもよい。

また、本発明の積層型電子部品は、引き出し部が、三重重複部を含み、引き出し部の三重重複部を形成する３層の内部電極層のうち、積層方向に連続した２層の内部電極層が同じ形状であることとしてもよい。

この積層型電子部品では、引き出し部が含む三重重複部においては引き出し部の断面積を大きくすることができる。また、三重重複部を形成する３層の内部電極層のうち、２層が同じ形状であるので三重重複部の断面積がより確実に確保される。その結果、導電部の直流抵抗が低減され、この積層型電子部品の大電流対応が容易になる。

本発明によれば、積層型電子部品の大電流対応が可能となり、かつ、低背化を図ることができる。

本発明の第１実施形態に係る積層インダクタの斜視図である。 図１の積層インダクタの積層体の分解斜視図である。 図２の積層体の積層シートの一例を示す一部破断斜視図である。 図１の積層インダクタの導電部の分解斜視図である。 図１の積層インダクタの導電部の斜視図である。 本発明の第２実施形態に係る積層インダクタの積層体の分解斜視図である。 図６の積層体の導電部の分解斜視図である。 図６の積層体の導電部の斜視図である。 本発明の第３実施形態に係る積層インダクタの積層体の分解斜視図である。 図９の積層体の導電部の分解斜視図である。 図９の積層体の導電部の斜視図である。

以下、図面を参照しつつ本発明に係る積層型電子部品の好適な実施形態である積層インダクタについて詳細に説明する。なお、本文中において「上」、「下」の概念を含む文言は、図１〜図１１に示す状態の上下に基づいて用いるものとする。

（第１実施形態）
図１〜図５に示す積層インダクタ１は、直方体形状の積層体３と、この積層体３の両端面３ａ（長手方向の両側面）にそれぞれ形成された１対の端子電極５とを備えている。積層体３は、素体７と、この素体７の内部に配置された導電部９とを備えている。素体７は、フェライト等の磁性体で形成されている。導電部９は、Ａｇ等を主成分とする導電材料で形成されている。なお、直方体形状の積層体３において、図１に示すように上面・下面に直交し、かつ端面３ａに直交する側面を、以下の説明において「側面３ｂ」と呼ぶ場合がある。

図４及び図５に示す導電部９は、コイル状に巻かれたコイル部１３と当該コイル部１３から引き出された引き出し部１５とを備えている。コイル部１３は、導電部９の中央部において上下方向に軸をもつコイル状をなしている。引き出し部１５の一端は、積層体３の端面３ａに露出して端子電極５に接続されている。すなわち、引き出し部１５は、コイル部１３と端子電極５とを接続しており、コイル部１３は、端子電極５及び引き出し部１５を介して外部に電気的に接続される。なお、コイル部１３は全体として略直方体形状を呈するが、コイル部１３を含む仮想直方体Ｑからはみ出した導電体９の部分が、引き出し部１５に該当する。なお、図４に符号ｑで示す平面は、上記仮想直方体Ｑの水平断面を示している。

図２に示すように、積層体３は、長方形板状のシートが上下に１２層積層されて形成されている。このうち、最上層及び最下層のシートは、磁性体からなる表面シートＰ０である。そして、表面シートＰ０，Ｐ０に挟まれた１０層の積層シートＰ１〜Ｐ１０は、それぞれ、導電体で所定パターンに形成された内部電極層Ｃ１〜Ｃ１０と、その内部電極層Ｃ１〜Ｃ１０の余白を埋める磁性体層Ｆ１〜Ｆ１０とで構成されている。

内部電極層Ｃ１〜Ｃ１０は、積層シートＰ１〜Ｐ１０の上面及び下面に露出しており、積層方向から見て所定のパターンを描きながら矩形断面の形状で延在している。すなわち、例えば積層シートＰ７では、図３及び図４に示すように、上から見て長方形の２つの長辺と１つの短辺に沿って延在するコの字形の内部電極層Ｃ７が存在している。そして、内部電極層Ｃ７は積層シートＰ７の全厚みに亘って一様の平面視形状で存在しており、コの字形の上端面と下端面は、それぞれ、積層シートＰ７の上面と下面に露出している。なお、ここで「平面視形状」とは、積層方向から見た形状（上から見た形状）を意味する。

このように、各積層シートＰ１〜Ｐ１０においては、上下面に内部電極層Ｃ１〜Ｃ１０が露出しているので、上下に隣接する内部電極層Ｃ１〜Ｃ１０同士は、積層シートＰ１〜Ｐ１０同士の境界面において接合され、電気的に接続される。そして、上下に隣接する内部電極層同士が、上から見て少なくとも一部が重複するような平面視形状に形成されているので、結局、図４及び図５に示すように、すべての内部電極層Ｃ１〜Ｃ１０が順次接合されて一体化され、導電部９を構成する。

すなわち、上層に行くに従って徐々に形状を変化させた２次元的な内部電極層Ｃ１〜Ｃ１０を積層することで、３次元的なコイル形状を含む導電部９が形成されている。このように、内部電極層Ｃ１〜Ｃ１０は、積層シートＰ１〜Ｐ１０同士の境界面において直接接合され、積層シートＰ１〜Ｐ１０同士の間に磁性体層は存在せず、スルーホール電極を設ける必要もない。従って、積層インダクタ１における積層方向の寸法を小さくすることができ、低背化を図ることができる。

また、図２に示されるように、内部電極層Ｃ９，Ｃ１０の一端面は、積層体３の端面３ａに露出し端子電極５（図１参照）に接続される。従って、この内部電極層Ｃ９，Ｃ１０の一端部は、前述の引き出し部１５を構成する。同様に、内部電極層Ｃ１，Ｃ２の一端部も、他方の端子電極５に接続される引き出し部１５を構成する。

このような積層インダクタ１の製造方法について説明する。

まず、磁性ペースト及び導体ペーストを作る。磁性ペーストは、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライト粉末、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ−Ｍｇ系フェライト粉末、Ｎｉ−Ｃｕ系フェライト粉末等の磁性粉末をバインダ及び溶剤と共に配合して混錬することによって得られる。導体ペーストは、例えばＡｇ粉末をバインダ及び溶剤と共に配合して混錬することによって得られる。なお、混錬には、三本ロール、ホモジナイザー、サンドミル等を用いる。

続いて、例えば印刷法によって磁性ペーストを支持フィルム上に印刷して、グリーンシートを形成する。このグリーンシートの厚みは、例えば２０μｍである。そして、このグリーンシートを加熱して乾燥させることで、加工しやすい状態（硬さ）とする。そして、金型プレス機によりグリーンシートを打ち抜いて、内部電極層Ｃ１〜Ｃ１０に対応する所定形状のくり貫き部を形成する。そのくり貫き部にＡｇ等を主成分とする導電ペーストを充填することにより内部電極パターンが形成された焼成前のグリーンシートが得られる。

なお、グリーンシートの作製法としては、磁性ペーストを所望の厚さになるまで重ね塗りした後、グリーンシートを乾燥させて金型で打ち抜いても良いし、複数のグリーンシートを所望の厚さになるまで積層した後、これらのグリーンシートを金型でまとめて打ち抜いても良いし、グリーンシートを１枚毎に金型で打ち抜いた後、複数枚のグリーンシートを重ねて所望の厚さにしても良い。

また、くり貫き部の形成法としては、上記の金型による打ち抜き加工の他に、レーザによる穴開け、サンドブラスト加工、エッチング、フォトリソ、或いは孔部形成用の印刷版を支持フィルムに被せてパターンを印刷し、乾燥させても良い。

続いて、内部電極パターンが形成された焼成前のグリーンシート及び表面層用のグリーンシートを積層することによりグリーン積層体を作製し、グリーン積層体を所定の大きさに切断する。そして、グリーン積層体の脱バインダを行った後、グリーン積層体を一体焼成する。なお、この時の焼成温度は、例えば８５０〜９００℃程度である。これにより、グリーン積層体が焼成され、上記の積層体３が得られる。

次いで、積層体３（図１参照）の両端面３ａに例えばＡｇを主成分とする導電性ペーストを塗布して、例えば６００℃程度で焼き付け、その後で電気めっきを施すことにより、端子電極５を形成する。以上により、上述した積層インダクタ１が完成する。

この積層インダクタ１では、図４及び図５に示すように、導電部９のコイル部１３においては、上下に連続した３層の内部電極層の一部同士が、上から見て３つとも重複する箇所が存在している。例えば、内部電極層Ｃ５，Ｃ６，Ｃ７は、それぞれ、積層体３の側面３ｂに沿って延びる角棒状部分Ｃ５ｂ，Ｃ６ｂ，Ｃ７ｂを有している。従って、この内部電極層Ｃ５，Ｃ６，Ｃ７は、側面３ｂに沿う部分において上から見て一部同士が３つとも重複しており、３本の角棒状部分Ｃ５ｂ，Ｃ６ｂ，Ｃ７ｂが接合されてコイル部１３の一部が構成される。同様に、内部電極層Ｃ７，Ｃ８，Ｃ９は、他方の側面３ｂに沿う部分において、上から見て一部同士が３つとも重複している。

このように、連続する３層の内部電極層の一部同士が上から見て３つとも重複している部分を、三重重複部と呼ぶ。すなわち、三重重複部は、上下に連続する３層分の内部電極層が積層され接合されることによって形成されている。そして、三重重複部における導電部９の鉛直断面には、内部電極層Ｃ１〜Ｃ１０のうち何れかの連続する３層分の断面が現れるので、三重重複部では、断面積が単独の内部電極層Ｃ１〜Ｃ１０の鉛直断面積の３倍になっている。

この積層インダクタ１においては、側面３ｂに沿って延びる三重重複部２１が数箇所存在している。すなわち、上から見た場合、積層体３の長方形断面の長辺に沿って三重重複部２１が存在している。また、コイル部１３のうち、下端における引き出し部１５との境界部分も、内部電極層Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３の一部が重複してなる三重重複部２３となっている。

このような三重重複部２１，２３を設けることによって、三重重複部２１，２３におけるコイル部１３の断面積は、単独の内部電極層Ｃ１〜Ｃ１０の断面積に比べて、約３倍になる。このように、断面積が大きい三重重複部２１，２３がコイル部１３内に存在することにより、導電部９全体として直流抵抗が小さくなり、大きい電流にも対応可能となる。

以上説明したとおり、この積層インダクタ１の構成によれば、大電流対応が可能となり、かつ、低背化を図ることができる。

（第２実施形態）
本発明の積層型電子部品の第２実施形態に係る積層インダクタは、上述の積層インダクタ１における積層体３に代えて、図６〜図８に示す積層体２０３を備えている。この積層体２０３は、表面シートＰ０，Ｐ０の間に積層シートＰ２０１〜Ｐ２１１が積層されてなり、導電部９に代えて、導電部２０９を備えている。導電部２０９には、内部電極層Ｃ２０１〜Ｃ２１１の積層によって、コイル部２１３と引き出し部２１５とが形成されている。なお、この積層体２０３において前述の積層体３と同一又は同等の構成については、同一の符号を付し重複する説明を省略する。

図７及び図８に示されるように、この積層体２０３のコイル部２１３においては、端子電極５（図１参照）が設けられる端面３ａに沿って延びる三重重複部２２１が数箇所存在している。すなわち、上から見た場合、積層体３の長方形断面の短辺に沿って三重重複部２２１が存在している。例えば、内部電極層Ｃ２０６，Ｃ２０７，Ｃ２０８は、それぞれ、積層体２０３の側面３ａに沿って延びる角棒状部分Ｃ２０６ａ，Ｃ２０７ａ，Ｃ２０８ａを有している。従って、この内部電極層Ｃ２０６，Ｃ２０７，Ｃ２０８は、端面３ａに沿う部分において、上から見て一部同士が３つとも重複しており、３本の角棒状部分Ｃ２０６ａ，Ｃ２０７ａ，Ｃ２０８ａが接合されて三重重複部２２１が構成される。

このように、端面３ａに沿う位置に三重重複部２２１を設けても、前述の積層インダクタ１と同様の作用効果が得られる。

（第３実施形態）
本発明の積層型電子部品の第３実施形態に係る積層インダクタは、上述の積層インダクタ１における積層体３に代えて、図９〜図１１に示す積層体３０３を備えている。この積層体３０３は、表面シートＰ０，Ｐ０の間に積層シートＰ３０１〜Ｐ３１２が積層されてなり、導電部９に代えて、導電部３０９を備えている。導電部３０９には、内部電極層Ｃ３０１〜Ｃ３１２の積層によって、コイル部３１３と引き出し部３１５とが形成されている。なお、この積層体３０３において前述の積層体３と同一又は同等の構成については、同一の符号を付し重複する説明を省略する。

図１０及び図１１に示されるように、この積層体３０３においては、コイル部３１３全体が三重重複部になっている。また、引き出し部３１５全体も三重重複部になっており、すなわち、導電部３０９全体が三重重複部３２１になっている。換言すると、導電部３０９のすべての部分は、上下に連続する３層分の内部電極層が積層され接合されることによって形成されている。そして、導電部３０９のすべての部分における鉛直断面には、内部電極層Ｃ３０１〜Ｃ３１２のうち何れかの連続する３層分の断面が現れ、断面積は単独の内部電極層Ｃ３０１〜Ｃ３１２の鉛直断面積の３倍になっている。

また、導電部３０９上端の引き出し部２１５は、電極層Ｃ３１０〜Ｃ３１２の端部同士が重複することで三重重複部３２１になっている。そして、この引き出し部３１５の三重重複部３２１を形成する内部電極層Ｃ３１０〜Ｃ３１２のうち、内部電極層Ｃ３１１と内部電極層Ｃ３１２とは、同じ形状をなしている。このように三重重複部３２１を形成する３層の内部電極層のうち、２層が同じ形状であるので三重重複部３２１の断面積がより確実に確保される。

以上のように、コイル部３１３及び引き出し部３１５を、全長に亘って三重重複部３２１にすることによって、導電部３０９の直流抵抗が更に小さくなり、更に大きい電流にも対応可能となる。

１…積層インダクタ（積層型電子部品）、９，２０９，３０９…導電部、１３，２１３，３１３…コイル部、１５，２１５，３１５…引き出し部、２１，２３，２２１，３２１…三重重複部、Ｃ１〜Ｃ１０，Ｃ２０１〜Ｃ２１１，Ｃ３０１〜Ｃ３１２…内部電極層。

Claims (4)

1. 積層された複数層の内部電極層によって、コイル部と、当該コイル部を外部に電気的に接続させる引き出し部と、が形成された導電部を備え、
   積層方向に隣接する前記内部電極層同士は、前記積層方向から見て少なくとも一部が重複することで接続されており、
   前記コイル部は、前記積層方向に連続した３層の前記内部電極層の一部同士が前記積層方向から見て３つとも重複してなる三重重複部を含み、
   前記コイル部の前記三重重複部を形成する前記３層の前記内部電極層は、３つとも互いに異なる形状であることを特徴とする積層型電子部品。
2. 前記コイル部のすべての部分が、前記三重重複部であることを特徴とする請求項１に記載の積層型電子部品。
3. 前記コイル部のうち前記引き出し部との境界部分が、前記三重重複部であることを特徴とする請求項１又は２に記載の積層型電子部品。
4. 前記引き出し部が、前記三重重複部を含み、
   前記引き出し部の前記三重重複部を形成する前記３層の前記内部電極層のうち、前記積層方向に連続した２層の前記内部電極層が同じ形状であることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の積層型電子部品。