JP2017073475A

JP2017073475A - 積層コイル部品

Info

Publication number: JP2017073475A
Application number: JP2015199837A
Authority: JP
Inventors: 託司川嶋; Takuji Kawashima; 吉田　則隆; Noritaka Yoshida; 則隆吉田; 賢一松島; Kenichi Matsushima
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2015-10-08
Filing date: 2015-10-08
Publication date: 2017-04-13
Anticipated expiration: 2035-10-08
Also published as: JP6630915B2

Abstract

【課題】絶縁信頼性を向上させることができる積層コイル部品を提供する。【解決手段】積層コイル部品は、ガラスで構成された絶縁層１１ａと、複数の絶縁層１１ａで構成された第１の非磁性体部と、前記第１の非磁性体部内に積層され、渦巻状に形成された第１、第２のコイル導体１４ａ、１５ａと、前記第１の非磁性体部を挟むように形成されたフェライト系の第１、第２の磁性体部とを備え、第１、第２のコイル導体１４ａ、１５ａの最内周の内側にダミーパターン２０を設けたものである。【選択図】図３

Description

本発明は、デジタル機器やＡＶ機器、情報通信端末等の各種電子機器に使用されるコモンモードノイズフィルタなどの小形の積層コイル部品に関するものである。

従来のこの種の積層コイル部品は、図５に示すように、ガラスからなる非磁性体層１に設けられたスパイラル状の第１のコイル導体２と、ガラスからなる他の非磁性体層３に形成され、第１のコイル導体２と積層方向に隣接するスパイラル状の第２のコイル導体４とを有していた。

また、第１、第２のコイル導体２、４はそれぞれ、めっきで構成され、Ｘ方向に長い形状をしている。さらに、第１、第２のコイル導体２、４の一端部２ａ、４ａは外部電極（図示せず）に接続され、他端部２ｂ、４ｂは、接続用電極５を介して他の第１、第２のコイル導体２、４や他の外部電極に接続されていた。そして、非磁性体層１、３の上下面にフェライト系磁性体層（図示せず）が積層されていた。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献としては、例えば、特許文献１が知られている。

特開２０１０−１２３８７６号公報

上記した従来の積層コイル部品においては、第１、第２のコイル導体２、４は焼成時には収縮せず、ガラスからなる非磁性体層１、３の収縮を妨げるようになるため、非磁性体層１、３が収縮しようとする応力によって第１、第２のコイル導体２、４の最内周の部分は中心方向へ引っ張る力を受け、これにより、第１、第２のコイル導体２、４の最内周の部分における非磁性体層１、３に空間が発生する可能性が生じ、この結果、積層方向に隣接するコイル導体間に大気中の水分が浸入した場合、このコイル導体間の絶縁信頼性が悪化するという課題を有していた。

本発明は上記従来の課題を解決するもので、絶縁信頼性を向上させることができる積層コイル部品を提供することを目的とするものである。

上記目的を解決するために本発明は、ガラスで構成された絶縁層と、前記絶縁層に積層され、渦巻状に形成されたコイル導体と、前記絶縁層を挟むように形成されたフェライト系の磁性体層とを備え、前記コイル導体の最内周の内側にダミーパターンを設けた。

本発明の積層コイル部品は、ダミーパターンによって、コイル導体の最内周の部分が中心方向へ引っ張る力を受けにくくなり、また、空洞が生じても空洞はダミーパターンの周囲に存在するため、積層方向に隣接するコイル導体間の絶縁信頼性を向上させることができるという効果を奏するものである。

本発明の一実施の形態における積層コイル部品の一例のコモンモードノイズフィルタの断面図同コモンモードノイズフィルタの斜視図同コモンモードノイズフィルタの主要部の上面図同コモンモードノイズフィルタの他の例の主要部の上面図従来のコモンモードノイズフィルタの主要部の上面図

図１は本発明に係る積層コイル部品の一実施の形態としてのコモンモードノイズフィルタを示す断面図、図２は同コモンモードノイズフィルタの斜視図、図３は同コモンモードノイズフィルタの主要部の上面図である。

本発明の一実施の形態におけるコイル部品は、図１に示すように、第１の非磁性体部１１と、第１の非磁性体部１１を挟み込む第１の磁性体部１２および第２の磁性体部１３と、第１の非磁性体部１１内に埋設されＡｇで構成された第１のコイル１４、第２のコイル１５と、第１の磁性体部１２、第２の磁性体部１３を挟み込んでコモンモードノイズフィルタの最も外側に位置する第２の非磁性体部１６とを備えている。

上記構成において、前記第１の非磁性体部１１は、複数の絶縁層１１ａを積層することによって形成され、また、この第１の非磁性体部１１（複数の絶縁層１１ａ）は、ガラスとＳｉＯ_２で構成されたフィラーとを含有している。

また、前記第１の磁性体部１２は、第１の非磁性体部１１の下面に積層され、シート状に構成されたＮｉ−Ｃｕ−Ｚｎフェライト等の磁性材料からなる複数の磁性体層で構成されている。

そして、前記第２の磁性体部１３は、第１の非磁性体部１１の上面に積層され、すなわち、第１の非磁性体部１１を第１、第２の磁性体部１２、１３で挟み込んだ構成とし、そして、第２の磁性体部１３も、シート状に構成されたＮｉ−Ｃｕ−Ｚｎフェライト等の磁性材料からなる複数の磁性体層で構成されている。

さらに、前記第１のコイル１４、第２のコイル１５は、第１の非磁性体部１１内に埋設され、それぞれ略渦巻状の第１、第２のコイル導体１４ａ、１５ａで形成されている。また、第１、第２のコイル導体１４ａ、１５ａは、それぞれ絶縁層１１ａにＡｇを渦巻状にめっきすることにより形成されている。そして、第１のコイル１４と第２のコイル１５が磁気結合するようになっている。

そしてまた、前記第２の非磁性体部１６は、第１の磁性体部１２の下面、および第２の磁性体部１３の上面に積層されている、すなわち、第１の磁性体部１２、第２の磁性体部１３を挟み込んでコモンモードノイズフィルタの最も外側に位置する。また、この第２の非磁性体部１６は、複数の非磁性体層を積層することによって形成され、ガラスとＳｉＯ_２で構成されたフィラーとを含有している。なお、第２の非磁性体部１６は、必ずしも設ける必要はない。

そして、上記した構成により、図２に示すような積層体１７が形成される。また、この積層体１７の両端面には、４つの外部電極１８が設けられ、そしてこの外部電極１８はそれぞれ第１のコイル１４、第２のコイル１５の各両端部と接続されている。さらに、外部電極１８は、積層体１７の端面に樹脂と銀からなるペーストを印刷することにより形成され、またこれらの表面にめっきによってニッケルめっき層を形成するとともに、このニッケルめっき層の表面にめっきによってすずやはんだ等の低融点金属めっき層を形成する。

また、第１、第２のコイル導体１４ａ、１５ａは、図３に示すように、絶縁層１１ａ上において、略渦巻状で、上面視にてＸ方向に長い長方形状をしている。そして、第１コイル導体１４ａと第２のコイル導体１５ａは積層方向に隣接している。このとき、第１のコイル導体１４ａの下方に第２のコイル導体１５ａが設けられ、第１のコイル導体１４ａと、他の第１のコイル導体１４ａまたは外部電極１８とを接続するための接続用電極１９ａが形成され、第２コイル導体１５ａと、他の第２のコイル導体１５ａまたは外部電極１８とを接続するための接続用電極１９ｂが形成されている。

さらに、第１、第２のコイル導体１４ａ、１５ａの最内周の内側にはダミーパターン２０が設けられている。このダミーパターン２０は第１、第２のコイル導体１４ａ、１５ａとは電気的に独立している。また、内側というのは絶縁層１１ａの中心部に近い側を言う。そして、最内周は第１、第２のコイル導体１４ａ、１５ａの最も内側にあり、かつ接続用電極１９ａ、１９ｂとその近傍を除いた部分をいう。

第１のコイル導体１４ａにおけるダミーパターン２０は、接続用電極１９ａと、この接続用電極１９ａ近傍の第１のコイル導体１４ａの最内周との間、およびこのダミーパターン２０と対向する第１のコイル導体１４ａの最内周の近傍に設けられている。第２のコイル導体１５ａにおけるダミーパターン２０は、第２のコイル導体１５ａに接続される接続用電極１９ｂと、この接続用電極１９ｂ近傍の第２のコイル導体１５ａの最内周との間のみに設けられている。なお、第２のコイル導体１５ａの最内周と第１のコイル導体１４ａに接続される接続用電極１９ａとは電位差が生じるため、これらの間にはダミーパターン２０を配置しない。ダミーパターン２０を介して第２のコイル導体１５ａと第１のコイル導体１４ａ（接続用電極１９ａ）とが短絡する可能性があるからである。

このとき、ダミーパターン２０は、第１、第２のコイル導体１４ａ、１５ａのパターンに沿うように形成され、さらに、第１、第２のコイル導体１４ａ、１５ａの最内周のパターンの１周のうち１／５〜１／３と沿うようにするのが好ましい。また、ダミーパターン２０と、ダミーパターン２０近傍の第１、第２のコイル導体１４ａ、１５ａの最内周部分との距離は、第１、第２のコイル導体１４ａ、１５ａの線間距離の、１／２〜１／４とするのが好ましい。

なお、図４に示すように、ダミーパターン２０は、第１、第２のコイル導体１４ａ、１５ａの最内周だけではなく、最外周にも沿うようにしてもよい。そして、ダミーパターン２０は、図３に示す箇所、数に限定されない。

上記したように本発明の一実施の形態における積層コイル部品においては、第１、第２のコイル導体１４ａ、１５ａの最内周にダミーパターン２０を設けているため、第１、第２のコイル導体１４ａ、１５ａの最内周の部分が中心方向へ引っ張る力を受けにくくなり、また、空間が生じても空間はダミーパターン２０の内側に存在するため、絶縁信頼性を向上させることができるという効果が得られるものである。

すなわち、ダミーパターン２０が無い場合、絶縁層１１ａのガラスが収縮しようとする力によって第１、第２のコイル導体１４ａ、１５ａの最内周に収縮応力による空間が発生し、この空間に大気中の水分が浸入すると、積層方向に隣接する第１、第２のコイル導体１４ａ、１５ａ導体間に水分が存在することになるため、絶縁信頼性が悪化する。特に、バイアスが掛かるとマイグレーションを起こし絶縁性が低下し、また、外部からの負荷（ＥＳＤ）によっても絶縁性が低下する。

さらに、ガラスで構成された第１の非磁性体部１１の上下に異種の磁性体層１２、１３が形成されているため、焼成収縮挙動が異なり、これにより、ガラスの流動性が制限され、ガラスが空間部分を埋めることができない。また、第１、第２のコイル導体１４ａ、１５ａは、めっきで構成されている場合、絶縁層１１ａの収縮応力による力を特に受け易い。

一方、本発明では、ダミーパターン２０の存在によって第１、第２のコイル導体１４ａ、１５ａの最内周の部分が中心方向へ引っ張る力を受けにくくなるため、空間が生じることはない。また、空間が生じてもダミーパターン２０の内側に空間が存在するため、空間に大気中の水分が浸入しても、積層方向に隣接する第１、第２のコイル導体１４ａ、１５ａ導体間に水分が存在することはない。

特に、０４０３サイズのような小形品では、全体のサイズ（体積）に対する金属（コイル導体）の割合が多く、また、熱容量の関係から焼成による第１の非磁性体部１１の収縮が早く収縮量も多くなるため、第１、第２のコイル導体１４ａ、１５ａの最内周の部分の中心方向へ引っ張る力が強くなり、本発明のような構成とすることが非常に効果的である。

さらに、第１、第２のコイル導体１４ａ、１５ａの長さが短い部分（Ｘ方向と直交する）は、対向する部分との距離が長いため、第１、第２のコイル導体１４ａ、１５ａの最内周の部分を中心方向へ引っ張る力がより強くなるため、第１、第２のコイル導体１４ａ、１５ａの短辺側に形成するのが効果的である。

また、第１、第２のコイル導体１４ａ、１５ａを、上面視にてＸ方向に長い略楕円形状とした場合等、少なくとも短辺側が円弧状の構成としても、本発明のような効果が得られる。

なお、上記の一実施の形態では、同一絶縁層１１ａに第１、第２のコイル導体１４ａ、１５ｂのうち１つだけ有するコモンモードノイズフィルタについて説明したが、本発明は、同一絶縁層１１ａに複数の第１、第２のコイル導体１４ａ、１５ｂが並設されているアレイタイプのコモンモードノイズフィルタにも適用可能である。さらに、本発明は、そのようなコモンモードノイズフィルタ以外の積層コイル部品、例えば同一絶縁層１１ａに２本の導体パターンを螺旋状に配置して１つのスパイラル部を形成してなる積層コイル部品等にも適用可能である。

本発明に係る積層コイル部品は、絶縁信頼性を向上させることができるという効果を有するものであり、特にデジタル機器やＡＶ機器、情報通信端末等に使用される小形で薄型のコモンモードノイズフィルタ等の積層コイル部品において有用となるものである。

１１第１の非磁性体部
１１ａ絶縁層
１２，１３第１、第２の磁性体部
１４ａ，１５ａ第１、第２のコイル導体
２０ダミーパターン

Claims

ガラスで構成された複数の絶縁層と、前記複数の絶縁層で構成された第１の非磁性体部と、前記第１の非磁性体部内に積層され、渦巻状に形成されたコイル導体と、前記第１の非磁性体部を挟むように形成されたフェライト系の磁性体部とを備え、前記コイル導体の最内周の内側にダミーパターンを設けた積層コイル部品。
前記コイル導体の最内周を上面視にて略長方形状または略楕円形に構成し、前記コイル導体の短辺側に前記ダミーパターンを形成した請求項１に記載の積層コイル部品。
前記コイル導体を複数積層して第１のコイルを構成し、他の前記コイル導体を複数積層して第２のコイルを構成し、さらに前記第１、第２のコイルにおいて同一のコイルを構成する前記コイル導体同士を接続用電極で接続し、前記第１のコイルを構成する前記コイル導体と、前記第２のコイルを構成する前記コイル導体同士を接続する前記接続用電極との間に前記ダミーパターンを配置しないようにした請求項１に記載の積層コイル部品。