JP2014150096A

JP2014150096A - 積層型電子部品

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Publication number: JP2014150096A
Application number: JP2013016551A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Noguchi; 野口　　裕; Makoto Yamamoto; 山本　　誠
Original assignee: Toko Inc
Current assignee: Toko Inc
Priority date: 2013-01-31
Filing date: 2013-01-31
Publication date: 2014-08-21
Anticipated expiration: 2033-01-31
Also published as: JP6175782B2

Abstract

【課題】導体パターンの厚みを厚くした場合、導体パターンの側面に凹凸が形成され、導体パターンの側面の凹みに絶縁体層が入り込む。この様な従来の積層型電子部品は、積層体を焼成する際、導体パターンの側面側の厚み方向の収縮が絶縁体層によって拘束され、相対的に導体パターンの中央部の収縮率が導体パターンの収縮率よりも大きくなる。そのため、従来の積層型電子部品では、導体パターンにクラックが発生しやすかった。また、絶縁体層を磁性体で形成した場合、磁気特性が劣化する。
【解決手段】絶縁体層と導体パターンが積層され、絶縁体層間の導体パターンを接続して積層体内にコイルが形成される。導体パターンは、内部にその周囲と異なる材質で構成される異材質部が形成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、絶縁体層と導体パターンが積層され、絶縁体層間の導体パターンを接続して積層体内にコイルが形成された積層型電子部品に関するものである。

従来の積層型電子部品に、図７に示す様に、絶縁体層と導体パターン７１を積層し、絶縁体層間の導体パターン７１を螺旋状に接続して積層体内にコイルが形成されたものがある（例えば、特許文献１を参照。）。
近年、この種の積層型電子部品は、大電流が流れる電源回路やＤＣ／ＤＣコンバータ回路用のインダクタやトランス等に用いられるようになってきている。大電流が流れる電源回路やＤＣ／ＤＣコンバータ回路に用いられる積層型電子部品は、小型で、大きな直流電流許容値を有することが望まれている。直流電流許容値を大きくするためには、導体パターンの断面積を大きくしたり、導体パターンの長さを短くしたりしてコイルの直流抵抗を小さくする必要がある。
この様な要求に対応するため、従来の積層型電子部品では、絶縁体層上に導体パターンを印刷した後、導体パターンが所定の厚みになるまで導体パターンの周囲に絶縁体を印刷する工程と、導体パターンを印刷する工程を繰り返して形成している。

特開昭55-91103号公報

この様に形成された従来の積層型電子部品は、図８に示す様に、導体パターン８１の側面に凹凸が形成され、この導体パターン８１の側面の凹みに絶縁体層が入り込んでいる。この様な従来の積層型電子部品は、積層体を焼成する際、導体パターン８１の側面側の厚み方向の収縮が絶縁体層によって拘束され、相対的に導体パターン８１の中央部の収縮率が導体パターン８１の側面側の収縮率よりも大きくなるという問題があった。この様な収縮率の差は、導体パターンの幅が広く、厚みが厚くなるほど大きくなり、導体パターンにクラックが発生しやすくなる。また、この収縮率の差によって積層体に局所的に応力が加わり、絶縁体層を磁性体で形成した場合、磁気特性が劣化する。

本発明は、導体パターンの断面積を大きくしても導体パターンにクラックが発生したり、特性の劣化が生じたりしない積層型電子部品を提供することを目的とする。

本発明は、絶縁体層と導体パターンが積層され、絶縁体層間の導体パターンを接続して積層体内にコイルが形成された積層型電子部品において、導体パターンは内部にその周囲と異なる材質で構成される異材質部が形成される。
また、本発明は、絶縁体層と導体パターンが積層され、絶縁体層間の導体パターンを接続して積層体内にコイルが形成された積層型電子部品において、導体パターンは内部にその周囲と熱収縮率が異なる部分が形成される。

本発明は、絶縁体層と導体パターンが積層され、絶縁体層間の導体パターンを接続して積層体内にコイルが形成された積層型電子部品において、導体パターンは内部にその周囲と異なる材質で構成される異材質部が形成されるので、導体パターンの断面積を大きくしても導体パターンのクラックや特性の劣化を防止することができる。
また、本発明は、絶縁体層と導体パターンが積層され、絶縁体層間の導体パターンを接続して積層体内にコイルが形成された積層型電子部品において、導体パターンは内部にその周囲と熱収縮率が異なる部分が形成されるので、導体パターンの断面積を大きくしても導体パターンのクラックや特性の劣化を防止することができる。

本発明の積層型電子部品の第１の実施例を示す断面図である。本発明の積層型電子部品の第１の実施例の製造途中を示す上面図である。本発明の積層型電子部品の第２の実施例の製造途中を示す上面図である。本発明の積層型電子部品の第３の実施例を示す断面図である。本発明の積層型電子部品の第４の実施例を示す断面図である。本発明の積層型電子部品の第５の実施例を示す断面図である。従来の積層型電子部品の断面図である。従来の別の積層型電子部品の断面図である。

本発明の積層型電子部品は、絶縁体層と導体パターンが積層され、絶縁体層間の導体パターンを接続して積層体内にコイルが形成される。コイルを構成する導体パターンは、内部にその周囲と異なる材質で構成される異材質部が形成される。この異材質部はその周囲と熱収縮率が異なる材料を用いて形成される。
従って、本発明の積層型電子部品は、導体パターン内においてその熱収縮率を調整することにより、導体パターンの厚みを厚くした場合でも、導体パターンが局所的に収縮するのを防止できる。これにより積層体に局所的に応力が加わることもなくなる。

以下、本発明の積層型電子部品の実施例を図１乃至図６を参照して説明する。
図１は本発明の積層型電子部品の第１の実施例を示す断面図である。
図１において、１１Ａ〜１１Ｄは導体パターンである。
絶縁体層は、Ｎｉ―Ｚｎ―Ｃｕ系フェライト等の磁性体、非磁性体、誘電体等の絶縁体を用いて形成される。
導体パターン１１Ａは、銀、銀系、金、金系、白金等の導体で形成された部分１１Ａ１と、その内部に部分１１Ａ１と異なる材質で形成された異材質部１１Ａ２を備え、絶縁体層表面に１ターン未満が形成され、一端が絶縁体層の端面まで引き出される。異材質部１１Ａ２は、導体で形成された部分１１Ａ１の熱収縮率と異なる材料で形成され、絶縁体層が磁性体で形成された場合、導体で形成された部分１１Ａ１の熱収縮率よりも小さい熱収縮率を有する材料、例えば、銀、銀系、金、金系、白金等の導体を用いて、導体パターン１１Ａの中央に形成される。
導体パターン１１Ｂは、銀、銀系、金、金系、白金等の導体で形成された部分１１Ｂ１と、その内部に部分１１Ｂ１と異なる材質で形成された異材質部１１Ｂ２を備え、絶縁体層表面に１ターン未満が形成され、一端が導体パターン１１Ａの他端に接続される。異材質部１１Ｂ２は、導体で形成された部分１１Ｂ１の熱収縮率と異なる材料で形成され、絶縁体層が磁性体で形成された場合、導体で形成された部分１１Ｂ１の熱収縮率よりも小さい熱収縮率を有する材料、例えば、銀、銀系、金、金系、白金等の導体を用いて、導体パターン１１Ｂの中央に形成される。
導体パターン１１Ｃは、銀、銀系、金、金系、白金等の導体で形成された部分１１Ｃ１と、その内部に部分１１Ｃ１と異なる材質で形成された異材質部１１Ｃ２を備え、絶縁体層表面に１ターン未満が形成され、一端が導体パターン１１Ｂの他端に接続される。異材質部１１Ｃ２は、導体で形成された部分１１Ｃ１の熱収縮率と異なる材料で形成され、絶縁体層が磁性体で形成された場合、導体で形成された部分１１Ｃ１の熱収縮率よりも小さい熱収縮率を有する材料、例えば、銀、銀系、金、金系、白金等の導体を用いて、導体パターン１１Ｃの中央に形成される。
導体パターン１１Ｄは、銀、銀系、金、金系、白金等の導体で形成された部分１１Ｄ１と、その内部に部分１１Ｄ１と異なる材質で形成された異材質部１１Ｄ２を備え、絶縁体層表面に１ターン未満が形成され、一端が導体パターン１１Ｃの他端に接続され、他端が絶縁体層の端面まで引き出される。異材質部１１Ｄ２は、導体で形成された部分１１Ｄ１の熱収縮率と異なる材料で形成され、絶縁体層が磁性体で形成された場合、導体で形成された部分１１Ｄ１の熱収縮率よりも小さい熱収縮率を有する材料、例えば、銀、銀系、金、金系、白金等の導体を用いて、導体パターン１１Ｄの中央に形成される。また、この導体パターン１１Ｄ上には絶縁体層が積層される。
この様に絶縁体層と導体パターン１１Ａ〜１１Ｄを積層し、絶縁体層間の導体パターン１１Ａ〜１１Ｄを螺旋状に接続して積層体内にコイルが形成される。この積層体の端面には外部端子が形成され、積層体の端面に引き出された導体パターンが外部端子に接続される。

この様な本発明の積層型電子部品の導体パターンは、まず、図２（Ａ）に示す様に、絶縁体層２２の表面に銀、銀系、金、金系、白金等の導体をペースト状にした導体ペーストを塗布して１ターン未満のパターン２１１が形成される。
次に、このパターン２１１の周囲に絶縁体層を形成する工程とパターン２１１表面に導体ペーストを塗布する工程をパターン２１１が所定の厚みになるまで繰り返した後、図２（Ｂ）に示す様に、パターン２１１の表面に、パターン２１１の熱収縮率と異なる材料のペーストを塗布することにより、パターン２１１よりも幅狭で、パターン２１１の長さ方向の全長に渡って延在する異材質部２１２がパターン２１１の表面に形成される。この時、異材質部２１２は、絶縁体層が磁性体で形成された場合、パターン２１１の熱収縮率よりも小さい熱収縮率を有する材料、例えば、銀、銀系、金、金系、白金等の導体ペーストを塗布して形成される。
続いて、異材質部２１２が形成されたパターン２１１の表面に、異材質部２１２を取り囲む様にパターン２１１と同じ熱収縮率の導体ペーストを塗布してパターン２１１が形成される。
さらに、このパターン２１１の周囲に絶縁体層を形成する工程とパターン２１１表面に導体ペーストを塗布する工程をパターン２１１が所定の厚みになるまで繰り返すことにより所定の厚みの導体パターンが形成される。

この様に形成された積層型電子部品は、インダクタンス値や直流抵抗等の特性が従来の積層型電子部品の特性より劣化することなく、導体パターンにクラックが発生するのを防止することができた。

図３は本発明の積層型電子部品の第２の実施例の製造途中を示す上面図である。
本実施例では、図１に示す様に、絶縁体層と、内部にその周囲と異なる材質で構成される異材質部が形成された導体パターンが積層され、絶縁体層間の導体パターンを接続して積層体内にコイルが形成される。
この時、導体パターンは、まず、絶縁体層３２表面に銀、銀系、金、金系、白金等の導体をペースト状にした導体ペーストを塗布して１ターン未満のパターン３１１が形成される。
次に、このパターン３１１の周囲に絶縁体層を形成する工程とパターン３１１表面に導体ペーストを塗布する工程をパターン３１１が所定の厚みになるまで繰り返した後、図３に示す様に、パターン３１１の表面に、パターン３１１の熱収縮率と異なる材料のペーストを複数箇所塗布することにより、パターン３１１よりも幅狭の異材質部３１２がパターン２１１の表面に複数形成される。この時、複数の異材質部３１２は、絶縁体層が磁性体で形成された場合、パターン３１１の熱収縮率よりも小さい熱収縮率を有する材料、例えば、銀、銀系、金、金系、白金等の導体ペーストを複数箇所塗布することにより形成される。
続いて、複数の異材質部３１２が形成されたパターン３１１の表面に、複数の異材質部３１２を取り囲む様にパターン３１１と同じ熱収縮率の導体ペーストを塗布してパターン３１１が形成される。
さらに、このパターン３１１の周囲に絶縁体層を形成する工程とパターン３１１表面に導体ペーストを塗布する工程をパターン３１１が所定の厚みになるまで繰り返すことにより所定の厚みの導体パターンが形成される。

図４は本発明の積層型電子部品の第３の実施例を示す断面図である。
導体パターン４１Ａは、導体で形成された部分４１Ａ１と、その内部に部分４１Ａ１と異なる材質で形成された異材質部４１Ａ２を備え、Ｎｉ―Ｚｎ―Ｃｕ系フェライト等の磁性体で形成された絶縁体層上に絶縁体層よりも小さく形成された非磁性体部４４Ａの表面に１ターン未満が形成され、一端が絶縁体層の端面まで引き出される。異材質部４１Ａ２は、導体で形成された部分４１Ａ１の熱収縮率よりも小さい熱収縮率を有する材料を用いて導体パターン４１Ａの中央に形成される。また、非磁性体部４４ＡはＣｕ−Ｚｎ系フェライトで形成される。
導体パターン４１Ｂは、導体で形成された部分４１Ｂ１と、その内部に部分４１Ｂ１と異なる材質で形成された異材質部４１Ｂ２を備え、導体パターン４１Ａ上に積層された磁性体製の絶縁体層を上下に貫通する非磁性体部４３Ａの表面に１ターン未満が形成され、一端が導体パターン４１Ａの他端に接続される。異材質部４１Ｂ２は、導体で形成された部分４１Ｂ１の熱収縮率よりも小さい熱収縮率を有する材料を用いて、導体パターン４１Ｂの中央に形成される。また、非磁性体部４３ＡはＣｕ−Ｚｎ系フェライトで形成される。
導体パターン４１Ｃは、導体で形成された部分４１Ｃ１と、その内部に部分４１Ｃ１と異なる材質で形成された異材質部４１Ｃ２を備え、導体パターン４１Ｂ上に積層された磁性体製の絶縁体層を上下に貫通する非磁性体部４３Ｂの表面に１ターン未満が形成され、一端が導体パターン４１Ｂの他端に接続される。異材質部４１Ｃ２は、導体で形成された部分４１Ｃ１の熱収縮率よりも小さい熱収縮率を有する材料を用いて、導体パターン４１Ｃの中央に形成される。また、非磁性体部４３ＢはＣｕ−Ｚｎ系フェライトで形成される。
導体パターン４１Ｄは、導体で形成された部分４１Ｄ１と、その内部に部分４１Ｄ１と異なる材質で形成された異材質部４１Ｄ２を備え、導体パターン４１Ｃ上に積層された磁性体製の絶縁体層を上下に貫通する非磁性体部４３Ｃの表面に１ターン未満が形成され、一端が導体パターン４１Ｃの他端に接続され、他端が絶縁体層の端面まで引き出される。異材質部４１Ｄ２は、導体で形成された部分４１Ｄ１の熱収縮率よりも小さい熱収縮率を有する材料を用いて、導体パターン４１Ｄの中央に形成される。また、この導体パターン４１Ｄ上には絶縁体層が積層されるが、この絶縁体層の導体パターン４１Ｄによって囲まれた部分全体には導体パターン４１Ｄの表面を覆う様に非磁性体部４４Ｂが形成される。非磁性体部４３Ｃ、４４ＢはＣｕ−Ｚｎ系フェライトで形成される。
この非磁性体部４４Ｂが形成された絶縁体層上には絶縁体層が積層される。
この様に絶縁体層と導体パターン４１Ａ〜４１Ｄを積層し、絶縁体層間の導体パターン４１Ａ〜４１Ｄを螺旋状に接続して積層体内にコイルが形成される。この積層体の端面には外部端子が形成され、積層体の端面に引き出された導体パターンが外部端子に接続される。

図５は本発明の積層型電子部品の第４の実施例を示す断面図である。
導体パターン５１Ａは、導体で形成された部分５１Ａ１と、その内部に部分５１Ａ１と異なる材質で形成された複数の異材質部５１Ａ２を備え、磁性体で形成された絶縁体層上に絶縁体層よりも小さく形成された非磁性体部５４Ａの表面に１ターン未満が形成され、一端が絶縁体層の端面まで引き出される。複数の異材質部５１Ａ２は、導体で形成された部分５１Ａ１の熱収縮率よりも小さい熱収縮率を有する材料を用いて導体パターン５１Ａの内部に、互いに間隔を空けて導体パターン５１Ａの厚み方向に配列して形成される。
導体パターン５１Ｂは、導体で形成された部分５１Ｂ１と、その内部に部分５１Ｂ１と異なる材質で形成された複数の異材質部５１Ｂ２を備え、導体パターン５１Ａ上に積層された磁性体製の絶縁体層を上下に貫通する非磁性体部５３Ａの表面に１ターン未満が形成され、一端が導体パターン５１Ａの他端に接続される。複数の異材質部５１Ｂ２は、導体で形成された部分５１Ｂ１の熱収縮率よりも小さい熱収縮率を有する材料を用いて、導体パターン５１Ｂの内部に、互いに間隔を空けて導体パターン５１Ｂの厚み方向に配列して形成される。
導体パターン５１Ｃは、導体で形成された部分５１Ｃ１と、その内部に部分５１Ｃ１と異なる材質で形成された複数の異材質部５１Ｃ２を備え、導体パターン５１Ｂ上に積層された磁性体製の絶縁体層を上下に貫通する非磁性体部５３Ｂの表面に１ターン未満が形成され、一端が導体パターン５１Ｂの他端に接続される。異材質部５１Ｃ２は、導体で形成された部分５１Ｃ１の熱収縮率よりも小さい熱収縮率を有する材料を用いて、導体パターン５１Ｃの内部に、互いに間隔を空けて導体パターン５１Ｃの厚み方向に配列して形成される。
導体パターン５１Ｄは、導体で形成された部分５１Ｄ１と、その内部に部分５１Ｄ１と異なる材質で形成された複数の異材質部５１Ｄ２を備え、導体パターン５１Ｃ上に積層された磁性体製の絶縁体層を上下に貫通する非磁性体部５３Ｃの表面に１ターン未満が形成され、一端が導体パターン５１Ｃの他端に接続され、他端が絶縁体層の端面まで引き出される。複数の異材質部５１Ｄ２は、導体で形成された部分５１Ｄ１の熱収縮率よりも小さい熱収縮率を有する材料を用いて、導体パターン５１Ｄの内部に、互いに間隔を空けて導体パターン５１Ｄの厚み方向に配列して形成される。また、この導体パターン５１Ｄ上には絶縁体層が積層されるが、この絶縁体層の導体パターン５１Ｄによって囲まれた部分全体には導体パターン５１Ｄの表面を覆う様に非磁性体部５４Ｂが形成される。
この非磁性体部５４Ｂが形成された絶縁体層上には絶縁体層が積層される。
この様に絶縁体層と導体パターン５１Ａ〜５１Ｄを積層し、絶縁体層間の導体パターン５１Ａ〜５１Ｄを螺旋状に接続して積層体内にコイルが形成される。この積層体の端面には外部端子が形成され、積層体の端面に引き出された導体パターンが外部端子に接続される。

図６は本発明の積層型電子部品の第５の実施例を示す断面図である。
導体パターン６１Ａは、導体で形成された部分６１Ａ１と、その内部に部分６１Ａ１と異なる材質で形成された複数の異材質部６１Ａ２を備え、磁性体で形成された絶縁体層上に絶縁体層よりも小さく形成された非磁性体部の表面に１ターン未満が形成され、一端が絶縁体層の端面まで引き出される。複数の異材質部６１Ａ２は、導体で形成された部分６１Ａ１の熱収縮率よりも小さい熱収縮率を有する材料を用いて導体パターン６１Ａの内部に、互いに間隔を空けて導体パターン６１Ａの厚み方向及び幅方向に配列して形成される。
導体パターン６１Ｂは、導体で形成された部分６１Ｂ１と、その内部に部分６１Ｂ１と異なる材質で形成された複数の異材質部６１Ｂ２を備え、導体パターン６１Ａ上に積層された磁性体製の絶縁体層を上下に貫通する非磁性体部の表面に１ターン未満が形成され、一端が導体パターン６１Ａの他端に接続される。複数の異材質部６１Ｂ２は、導体で形成された部分６１Ｂ１の熱収縮率よりも小さい熱収縮率を有する材料を用いて、導体パターン６１Ｂの内部に、互いに間隔を空けて導体パターン６１Ｂの厚み方向及び幅に配列して形成される。
導体パターン６１Ｃは、導体で形成された部分６１Ｃ１と、その内部に部分６１Ｃ１と異なる材質で形成された複数の異材質部６１Ｃ２を備え、導体パターン６１Ｂ上に積層された磁性体製の絶縁体層を上下に貫通する非磁性体部の表面に１ターン未満が形成され、一端が導体パターン６１Ｂの他端に接続される。異材質部６１Ｃ２は、導体で形成された部分６１Ｃ１の熱収縮率よりも小さい熱収縮率を有する材料を用いて、導体パターン６１Ｃの内部に、互いに間隔を空けて導体パターン６１Ｃの厚み方向及び幅方向に配列して形成される。
導体パターン６１Ｄは、導体で形成された部分６１Ｄ１と、その内部に部分６１Ｄ１と異なる材質で形成された複数の異材質部６１Ｄ２を備え、導体パターン６１Ｃ上に積層された磁性体製の絶縁体層を上下に貫通する非磁性体部の表面に１ターン未満が形成され、一端が導体パターン６１Ｃの他端に接続され、他端が絶縁体層の端面まで引き出される。複数の異材質部６１Ｄ２は、導体で形成された部分６１Ｄ１の熱収縮率よりも小さい熱収縮率を有する材料を用いて、導体パターン６１Ｄの内部に、互いに間隔を空けて導体パターン６１Ｄの厚み方向及び幅方向に配列して形成される。また、この導体パターン６１Ｄ上には絶縁体層が積層されるが、この絶縁体層の導体パターン６１Ｄによって囲まれた部分全体には導体パターン６１Ｄの表面を覆う様に非磁性体部が形成される。
この非磁性体部５４Ｂが形成された絶縁体層上には絶縁体層が積層される。
この様に絶縁体層と導体パターン６１Ａ〜６１Ｄを積層し、絶縁体層間の導体パターン６１Ａ〜６１Ｄを螺旋状に接続して積層体内にコイルが形成される。この積層体の端面には外部端子が形成され、積層体の端面に引き出された導体パターンが外部端子に接続される。

以上、本発明の積層型電子部品の実施例を述べたが、本発明はこれらの実施例に限られるものではない。例えば、異材質部は、導体パターンの内部にその周囲と異なる熱収縮率の材料で形成されていれば良く、フェライト、ガラス、ガラスセラミック等で形成されても良い。この時、絶縁体層が磁性体で形成されている場合には、導体パターンの内部にその周囲よりも熱収縮率が小さいフェライト、ガラス、ガラスセラミック等で形成される。

１１Ａ〜１１Ｄ導体パターン

Claims

絶縁体層と導体パターンが積層され、該絶縁体層間の導体パターンを接続して積層体内にコイルが形成された積層型電子部品において、
該導体パターンは、内部にその周囲と異なる材質で構成される異材質部が形成されたことを特徴とする積層型電子部品。
前記異材質部はその周囲の熱収縮率よりも小さな熱収縮率を有する請求項１に記載の積層型電子部品。
絶縁体層と導体パターンが積層され、該絶縁体層間の導体パターンを接続して積層体内にコイルが形成された積層型電子部品において、
該導体パターンは、内部にその周囲と熱収縮率が異なる部分が形成されたことを特徴とする積層型電子部品。
前記熱収縮率が異なる部分は、その周囲よりも熱収縮率が小さく形成されている請求項３に記載の積層型電子部品。
前記熱収縮率が異なる部分は、前記導体パターンに局所的に形成されている請求項３又は請求項４に記載の積層型電子部品。
前記熱収縮率が異なる部分が複数形成された請求項３乃至請求項５に記載の積層型電子部品。