JP2013065853A - 積層型インダクタ及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、積層型インダクタ及びその製造方法に関する。
【解決手段】本発明による積層型インダクタは、複数のボディシートが積層された積層体と、前記ボディシートに形成された内部電極パターンで構成されたコイル部と、前記コイル部に隣接して垂直方向に形成された非磁性体材質の磁路遮蔽部と、前記積層体の両側面に形成され、前記コイル部の両端と電気的に連結される外部電極と、を含む、本発明によると、非磁性体の数を増加させても閉磁路の構造を維持することができ、これによってインダクタンスを容易に得ることができるという利点がある。また、コイル部を構成する内部電極パターンの積層数を減少させることができるため、積層型インダクタにおいてコイル部が存在しない領域が増加し、これによって直流重畳特性を向上させることができる。
【選択図】図２
【解決手段】本発明による積層型インダクタは、複数のボディシートが積層された積層体と、前記ボディシートに形成された内部電極パターンで構成されたコイル部と、前記コイル部に隣接して垂直方向に形成された非磁性体材質の磁路遮蔽部と、前記積層体の両側面に形成され、前記コイル部の両端と電気的に連結される外部電極と、を含む、本発明によると、非磁性体の数を増加させても閉磁路の構造を維持することができ、これによってインダクタンスを容易に得ることができるという利点がある。また、コイル部を構成する内部電極パターンの積層数を減少させることができるため、積層型インダクタにおいてコイル部が存在しない領域が増加し、これによって直流重畳特性を向上させることができる。
【選択図】図２
Description
本発明は、インダクタに関し、より詳細には、内部電極が印刷された複数のボディシートが積層されることによりコイル部を形成する積層型インダクタ及びその製造方法に関する。
積層型インダクタは、主に、モバイル機器内のＤＣ−ＤＣコンバータのような電源回路に用いられており、小型化、高電流化、及び低い直流抵抗などを目指して開発が進められている。現在、ＤＣ−ＤＣコンバータの高周波化及び小型化に伴い、既存の巻線型コイル（Ｃｏｉｌ）に代えて積層型インダクタの使用が増大している。
積層型インダクタは、複数の層で積層されている磁性体部と、前記磁性体部の内部に挿入されている非磁性体層とが複合化した積層体で構成され、磁性体部または非磁性体の内部には、伝導性を有する金属で内部コイルが形成されており、複数の層を連結するために、それぞれの層にパンチングホールが形成されている構造を有する。
通常、積層型インダクタに適用される磁性体は、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｃｕなどを含むフェライトであり、非磁性体は、Ｚｎ、Ｃｕを含むフェライトまたはＺｒまたはＴｉＯ３、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３などが含有されたガラスが一般的に使用される。
このような積層型インダクタは、電流の増加による磁性体の磁気飽和により、インダクタンス低下（直流重畳特性の低下）が発生するが、これを解決するために、磁性体が積層される方向と一致する水平方向に非磁性体を挿入することで直流重畳特性を向上させる方法を使用している。
しかし、水平方向に非磁性体を挿入する方法は、開磁路の構造を有するため高いインダクタンスを得ることが難しいという欠点があり、これを解決するためには、伝導性を有する金属を印刷した内部コイルの数を増加しなければならないが、これは直流抵抗を高める結果をもたらすため、このような方法を適用することも困難であるという問題点がある。
また、高い直流重畳特性を得るためには、伝導性を有する金属を印刷した内部コイルを含むか含まない非磁性体の数を増加しなければならず、非磁性体が増加すると開磁路の構造によってインダクタンスを得ることが難しく、非磁性体を増加させることが難しいという欠点がある。
本発明は、前記問題点を解決するために導き出されたものであり、積層型インダクタに、垂直方向に非磁性体を挿入することで直流重畳特性を向上させることができる積層型インダクタ及びその製造方法を提供することにその目的がある。
前記目的を果たすための本発明の積層型インダクタは、複数のボディシートが積層された積層体と、前記ボディシートに形成された内部電極パターンで構成されたコイル部と、前記コイル部に隣接して垂直方向に形成された非磁性体材質の磁路遮蔽部と、前記積層体の両側面に形成され、前記コイル部の両端と電気的に連結される外部電極と、を含むことができる。
また、前記磁路遮蔽部は、前記コイル部の内側及び外側のうち何れか一つ以上に形成されることができ、複数で重なり合っていることができる。
一方、本発明による積層型インダクタの製造方法は、ボディシートの内部に磁路遮蔽部を形成する段階と、前記ボディシートに内部電極パターンを形成する段階と、前記内部電極パターンの周りに磁路遮蔽部を形成する段階と、複数の前記ボディシートを積層する段階と、前記積層されたボディシートの両側面に外部端子を形成する段階と、を含むことができる。
また、前記磁路遮蔽部は、非磁性体部品を挿入することで形成されることができ、非磁性体ペーストを印刷することで形成されることもできる。
さらに、前記外部端子を形成する段階の前に、積層されたボディシートを圧縮する段階をさらに含むことができる。
本発明に係る積層型インダクタ及びその製造方法によると、垂直方向に非磁性体を挿入することで非磁性体の数を増加しても閉磁路の構造を維持することができ、これによってインダクタンス及び高い直流重畳特性を容易に得ることができるという利点がある。
また、コイル部を構成する内部電極パターンの積層数を減少させることができるため、積層型インダクタにおいてコイル部が存在しない領域が増加し、これによって直流重畳特性を向上させることができる。
以下、図面を参照して本発明の具体的な実施形態を説明する。しかし、これは例示に過ぎず、本発明はこれに限定されない。
本発明を説明するにあたり、本発明に係わる公知技術についての具体的な説明が本発明の要旨を不明瞭にする可能性があると判断される場合には、その詳細な説明を省略する。そして、後述する用語は本発明においての機能を考慮して定義された用語であり、これは使用者、運用者の意図または慣例などによって変わることができる。従って、その定義は本明細書の全体における内容を基に下すべきであろう。
本発明の技術的思想は特許請求の範囲によって決まり、以下の実施例は本発明の技術的思想を本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者に効率的に説明するための一つの手段に過ぎない。
図１は本発明による積層型インダクタ１００の斜視図であり、図２は図１に図示されたＩ−Ｉ´線による断面図である。図１及び図２を参照すると、本発明による積層型インダクタ１００は、積層体１１０、コイル部１５０、磁路遮蔽部１４０及び外部電極１２０を含むことができる。
前記積層体１１０は、フェライト材質のボディシート１１５が複数の層に積層されてなる。通常、フェライトは磁性を有するセラミックのような物質であって、磁場に対する透過性が大きく電気抵抗が高いという性質を有しており、各種電子部品に使用される。
前記ボディシート１１５は薄板状に形成され、前記ボディシート１１５の上面に内部電極パターン１３０が形成される。前記ボディシート１１５を複数の層に積層することで内部電極パターン１３０が上下に組み合わされ、前記のように内部電極パターン１３０を組み合わせることでコイル部１５０が製造される。
また、前記積層体１１０の両側面には外部電極１２０が設けられ、前記外部電極１２０は、前記コイル部の両端と電気的に連結される。積層体１１０の内部に位置したコイル部１５０は前記外部電極１２０を介して外部と電気的に連結される。
一方、前記磁路遮蔽部１４０は、コイル部１５０に隣接して垂直方向に形成される。前記磁路遮蔽部１４０は非磁性体の材質を用いて垂直方向に形成されるため、本発明の積層型インダクタ１００は閉磁路の構造を有することができる。
特に、本発明の積層型インダクタ１００は、垂直方向に磁路遮蔽部１４０が形成されるため、非磁性体である磁路遮蔽部１４０の数を増加しても閉磁路の構造を維持することができ、これによってインダクタンス及び高い直流重畳特性を容易に得ることができるという利点がある。
また、コイル部１５０を構成する内部電極パターン１３０の積層数を減少させることができるため、積層型インダクタにおいてコイル部１５０が存在しない領域が増加し、これによって直流重畳特性を向上させることができる。
図３〜図５は、本発明の第２実施形態〜第４実施形態による積層型インダクタの断面図である。図３〜図５を参照して本発明の他の実施形態について説明する。
先ず、図３は本発明の第２実施形態による積層型インダクタ２００を示す断面図であり、図３に図示されたように、磁路遮蔽部２４０がコイル部２５０の内側と外側に形成されることができる。
図４は本発明の第３実施形態による積層型インダクタ３００を示す断面図であり、磁路遮蔽部３４０がコイル部３５０の内側に、二重に重なり合って形成されることができる。
図５は本発明の第４実施形態による積層型インダクタ４００を示す断面図であり、磁路遮蔽部４４０がコイル部４５０の内側と外側に、二重に重なり合って形成されることができる。
本発明では磁路遮蔽部３４０、４４０が二重に重なり合っていると説明したが、これは一つの例に過ぎず、前記磁路遮蔽部３４０、４４０は三重または四重以上に重なり合うことができる。
また、図２〜図５において、磁路遮蔽部１４０、２４０、３４０、４４０がコイル部１５０、２５０、３５０、４５０の内側、または内側と外側に形成されたと図示したが、コイル部１５０、２５０、３５０、４５０の外側のみに形成されることもできることは言うまでもない。
前記のように磁路遮蔽部１４０を重なり合って形成することで非磁性体の数を増加させて直流重畳特性をさらに向上させることができる。
次に、本発明による積層型インダクタの製造方法について説明する。
図６は本発明による積層型インダクタの製造工程を示す図面であり、図６の（ａ）に図示されたように、先ずフェライト材質のボディシート１１５を用意し、前記ボディシート１１５の内部に磁路遮蔽部１４０を形成する。上述したように磁路遮蔽部１４０は非磁性体材質で形成される。
また、図６の（ｂ）に図示されたように、前記ボディシート１１５の上面に内部電極パターン１３０を形成する。次に、図６の（ｃ）に図示されたように、ボディシート１１５の上面に磁路遮蔽部１４０を形成する。
また、図６の（ｄ）に図示されたように、内部電極パターン１３０と磁路遮蔽部１４０が形成された複数のボディシート１１５を積層する。このようにボディシート１１５が積層されることで、磁路遮蔽部１４０が上下に組み合わされて垂直方向に形成される。
最後に、積層されたボディシート１１５の両側面に外部端子を形成することで、本発明による積層型インダクタ１００を完成する。
一方、前記磁路遮蔽部１４０は、ボディシート１１５から磁路遮蔽部１４０が形成される部分を除去した後、前記除去された部分に磁路遮蔽部１４０を挿入することで形成することができる。
また、前記磁路遮蔽部１４０はボディシート１１５にパンチングホールを形成し、非磁性体ペーストを印刷することで形成されることもできる。
本発明による積層型インダクタの製造方法は、前記外部端子を形成する段階の前に、積層されたボディシート１１５を圧縮する段階をさらに含むことができる。内部電極パターン１３０と磁路遮蔽部１４０は、積層されたボディシート１１５を圧縮することで、前記内部電極パターン１３０と磁路遮蔽部１４０の上下部に位置したボディシート１１５によって密封される。
以下、図７〜図９を参照して本発明による積層型インダクタの特性について説明する。図７〜図９は、従来の非磁性体（磁路遮蔽部）が水平方向に挿入された従来方式による積層型インダクタの特性と、非磁性体（磁路遮蔽部）が垂直方向に挿入された本発明による積層型インダクタの特性と、を比較したグラフである。
図７において、点線（ＯＬＤ）は非磁性体を水平方向に挿入した従来方式の積層型インダクタの特性を示すグラフであって、内部電極を７層に形成し、非磁性体を２枚挿入して２．２μＨを得た。また、実線（ＮＥＷ）は本発明による積層型インダクタの特性を示すグラフであって、内部電極を５層に形成し、非磁性体を垂直方向に４枚挿入して２．２μＨを得た。
図７に図示されたグラフを参照してＤＣ電流の増加によるインダクタンスの変化を見ると、本発明による積層型インダクタ（実線）は従来方式の積層型インダクタ（点線）に比べて、インダクタンスの変化が著しく少ないことが分かる。
図８において、点線（ＯＬＤ）は内部電極を７層に構成し、非磁性体を水平方向に１枚挿入して１．０μＨを得た積層型インダクタの特性を示し、実線（ＮＥＷ）は本発明による積層型インダクタの特性を示すものであり、内部電極を５層に構成し、非磁性体を垂直方向に２枚挿入して１．０μＨを得た。
図７と同様に、本発明による積層型インダクタ（実線）は、従来方式による積層型インダクタ（点線）に比べて、ＤＣ電流の増加によるインダクタンスの変化が著しく少ないことが分かる。
図９はインダクタンスによる直流抵抗特性を示すグラフである。本発明の積層型インダクタ（ＮＥＷ）は、従来方式の積層型インダクタ（ＯＬＤ）に比べて、内部電極の積層数を減少し、かつ同一のインダクタンスを得ることができる。従って、図９に図示されたように、同一のインダクタンスにおいて、本発明の積層型インダクタ（ＮＥＷ）が従来方式の積層型インダクタ（ＯＬＤ）より低い直流抵抗を有することが分かる。
以上、代表的な実施例を参照して本発明に対して詳細に説明したが、本発明に属する技術分野において通常の知識を有する者であれば、上述の実施例に対して本発明の範囲を外れない限度内で多様な変形が可能であることを理解するのであろう。
従って、本発明の権利範囲は上述の実施例に限定されてはならず、後述する特許請求範囲だけではなくこの特許請求範囲と均等なものによって決められるべきである。
１００ 積層型インダクタ
１１０、２１０、３１０、４１０ 積層体
１１５、２１５、３１５、４１５ ボディシート
１２０、２２０、３２０、４２０ 外部電極
１３０、２３０、３３０、４３０ 内部電極
１４０、２４０、３４０、４４０ 磁路遮蔽部
１５０、２５０、３５０、４５０ コイル部
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１５０、２５０、３５０、４５０ コイル部
Claims (7)
- 複数のボディシートが積層された積層体と、
前記ボディシートに形成された内部電極パターンで構成されたコイル部と、
前記コイル部に隣接して垂直方向に形成された非磁性体材質の磁路遮蔽部と、
前記積層体の両側面に形成され、前記コイル部の両端と電気的に連結される外部電極と、
を含む積層型インダクタ。 - 前記磁路遮蔽部は、
前記コイル部の内側及び外側のうち何れか一つ以上に形成される請求項１に記載の積層型インダクタ。 - 前記磁路遮蔽部は、
複数で重なり合っている請求項２に記載の積層型インダクタ。 - ボディシートの内部に磁路遮蔽部を形成する段階と、
前記ボディシートに内部電極パターンを形成する段階と、
前記内部電極パターンの周りに磁路遮蔽部を形成する段階と、
複数の前記ボディシートを積層する段階と、
前記積層されたボディシートの両側面に外部端子を形成する段階と、
を含む積層型インダクタの製造方法。 - 前記磁路遮蔽部は、
非磁性体部品を挿入することで形成される請求項４に記載の積層型インダクタの製造方法。 - 前記磁路遮蔽部は、
非磁性体ペーストを印刷することで形成される請求項４に記載の積層型インダクタの製造方法。 - 前記外部端子を形成する段階の前に、積層されたボディシートを圧縮する段階をさらに含む請求項４に記載の積層型インダクタの製造方法。
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