JP2018050022A - コイル電子部品 - Google Patents

Abstract

【課題】直流抵抗を効果的に低くしながら、コイルパターンを連結する導電性ビアによる抵抗の増加やオープン不良などを低減した並列のコイルパターンを使用した積層型インダクタを提供する。
【解決手段】コイル電子部品１００は、複数のコイルパターンの積層構造と、複数のコイルパターンを連結する導電性ビア１１３、１２３と、複数のコイルパターンと電気的に連結した第１及び第２外部電極１４１、１４２とを含む。積層構造の最上部をなす開始パターン１１１は、それぞれ第１外部電極１４１、１４２と連結したコイルパターンを３個以上具備してなり、開始パターン１１１は、複数の導電性ビア１１３、１２３によって接続し、互いに電気的に並列連結する。
【選択図】図１

Description

本発明は、コイル電子部品に関する。

コイル電子部品またはインダクタは、抵抗（ｒｅｓｉｓｔｏｒ）、コンデンサー（ｃｏｎｄｅｎｓｅｒ）と共に電子回路をなす部品の一つとして、フェライトコア（ｃｏｒｅ）にコイル（ｃｏｉｌ）を巻き、または印刷をして両端に電極を形成したもので、ノイズ（ｎｏｉｓｅ）の除去やＬＣ共振回路をなす部品等として使用される。インダクタは、コイルの形態によって、積層型、巻線型、薄膜型などの様々な形態に分類することができる。

積層型インダクタでは、直流抵抗を低くするために、外部電極と連結する内部コイルパターンの層間連結を並列にし、同一形状の内部コイルパターンを二重で繰り返し形成する並列構造が適用される場合がある。このような並列連結構造の場合、層間連結のために導電性ビアが適用されるが、導電性ビアが連結される領域で抵抗が増加して品質係数Ｑが低下するという問題、導電性ビアの連結が弱くなるとオープン（ｏｐｅｎ）不良が発生し得るという問題などがある。

本発明の一目的は、並列のコイルパターンを使用した積層型インダクタにおいて、直流抵抗を効果的に低くしながら、コイルパターンを連結する導電性ビアによる抵抗の増加やオープン不良などを低減することにある。

上述した課題を解決するための方法として、本発明は、一形態を通じてコイル電子部品の新規な構造を提案する。具体的には、複数のコイルパターンの積層構造と、上記複数のコイルパターンを連結する導電性ビアと、上記複数のコイルパターンと電気的に連結した第１及び第２外部電極とを含み、上記積層構造の最上部をなす開始パターンは、それぞれ上記第１外部電極と連結したコイルパターンを３個以上具備してなり、上記開始パターンは、複数の導電性ビアによって接続し、互いに電気的に並列連結する構造である。

一実施形態において、上記開始パターンは、上記複数の導電性ビアと連結する領域であり、他の領域より幅の広いパッド部を具備することができる。

一実施形態において、上記開始パターンは、上記パッド部を１個具備し、上記１個のパッド部に上記複数の導電性ビアが全て連結されることができる。

一実施形態において、上記開始パターンは、互いに同一の形状を有することができる。

一実施形態において、上記開始パターンを連結する複数の導電性ビアは、隣接して他のレベルに位置した導電性ビアとオーバーラップすることができる。

一実施形態において、上記開始パターンを連結する複数の導電性ビアのうち少なくとも一部は、隣接して他のレベルに位置した導電性ビアと中心軸がずれて配置されることができる。

一実施形態において、上記開始パターンは、上記第１外部電極と物理的に連結したリード部を含むことができる。

一実施形態において、上記開始パターンは、３個以上の導電性ビアにより互いに連結することができる。

一実施形態において、上記積層構造の最下部をなす終了パターンは、それぞれ上記第２外部電極と連結したコイルパターンを２個以上具備してなり、上記終了パターンは、複数の導電性ビアによって接続し、互いに電気的に並列連結することができる。

一実施形態において、上記終了パターンは、上記複数の導電性ビアと連結する領域であり、他の領域より幅の広いパッド部を具備することができる。

一実施形態において、上記終了パターンは、上記パッド部を１個具備し、上記１個のパッド部に上記複数の導電性ビアが全て連結されることができる。

一実施形態において、上記終了パターンは、互いに同一の形状を有することができる。

一実施形態において、上記終了パターンを連結する複数の導電性ビアは、隣接して他のレベルに位置した導電性ビアとオーバーラップすることができる。

一実施形態において、上記終了パターンを連結する複数の導電性ビアのうち少なくとも一部は、隣接して他のレベルに位置した導電性ビアと中心軸がずれて配置されることができる。

一実施形態において、上記終了パターンは、上記第２外部電極と物理的に連結したリード部を含むことができる。

一実施形態において、上記終了パターンは、３個以上の導電性ビアにより互いに連結することができる。

本発明の一実施形態で提案するコイル電子部品を使用することで、直流抵抗を効果的に低くしながら、コイルパターンを連結する導電性ビアによる抵抗の増加及びオープン不良を減らすことができる。

本発明の一実施形態に係るコイル電子部品を概略的に示す斜視図である。 図１のコイル電子部品において開始パターンの形態を示す平面図である。 図１のコイル電子部品においてコイルパターンの形態を示す平面図である。 図１のコイル電子部品において開始パターンが導電性ビアによって連結された形態を示す断面図である。 図１のコイル電子部品において開始パターンが導電性ビアによって連結された形態を示す断面図である。 図１の実施形態から変形された例で採用可能な開始パターンの形態を示す図面である。 図１の実施形態から変形された例で採用可能な開始パターンの形態を示す図面である。 本発明の他の実施形態に係るコイル電子部品においてコイルパターンの形態を示す断面図である。 図８のコイル電子部品において終了パターンの形態を示す断面図である。

以下では、添付の図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。しかし、本発明の実施形態は様々な他の形態に変形されることができ、本発明の範囲は以下で説明する実施形態に限定されない。また、本発明の実施形態は、当該技術分野で平均的な知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。したがって、図面における要素の形状及び大きさなどはより明確な説明のために拡大縮小表示（または強調表示や簡略化表示）がされることがある。

なお、本発明を明確に説明すべく、図面において説明と関係ない部分は省略し、様々な層及び領域を明確に表現するために厚さを拡大して示し、同一思想の範囲内において機能が同一である構成要素に対しては同一の参照符号を用いて説明する。さらに、明細書全体において、ある構成要素を「含む」というのは、特に異なる趣旨の説明がされていない限り、他の構成要素を除外する趣旨ではなく、他の構成要素をさらに含むことができるということを意味する。

図１は、本発明の一実施形態に係るコイル電子部品を概略的に示す斜視図である。図２は、図１のコイル電子部品において開始パターンの形態を示す平面図である。図３は、図１のコイル電子部品においてコイルパターンの形態を示す平面図である。図４および図５は、図１のコイル電子部品において開始パターンが導電性ビアによって連結された形態を示す断面図である。

図１および図２を共に参照すると、コイル電子部品１００は、複数のコイルパターン１１１、１２１、１３１の積層構造、複数のコイルパターン１１１、１１２、１３１を連結する導電性ビア１１２、１２２、第１及び第２外部電極１４１、１４２を含み、コイルパターン１１１、１２１、１３１を収容するように本体１１０が形成されている。

本体１１０は、複数の誘電体層や磁性体層を積層することにより形成することができ、この場合、上記複数の層間の境界は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ：Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）を利用しない限り識別し難いほど一体化することができるが、必ずしもこのように一体化した形態だけで形成されなければならないわけではない。また、本体１１０の形状及び寸法は、本実施形態に図示されたものに限定されず、コイル電子部品１００の容量設計に合わせて任意に変更することができる。

本体１１０を構成可能な物質の例を挙げると、Ａｌ_２Ｏ_３系誘電体、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライト、Ｎｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライト、Ｍｎ−Ｍｇ系フェライト、Ｂａ系フェライト及びＬｉ系フェライト等がある。また、本体１１０は、金属磁性体粉末を含むことができる。この場合、本体１１０に含まれることができる金属磁性体粉末として、鉄（Ｆｅ）、ケイ素（Ｓｉ）、ホウ素（Ｂ）、クロム（Ｃｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、ニオビウム（Ｎｂ）及びニッケル（Ｎｉ）からなる物質群から選択されたいずれか一つ以上の物質を含む結晶質または非晶質金属を用いることができる。このような物質の例として、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｂ−Ｃｒ系非晶質金属が挙げられる。また、金属磁性体粉末の表面には酸化膜が形成されて、金属磁性体粉末の絶縁性を確保することができる。

コイルパターン１１１、１１２、１３１は、図１に示すように、厚さ方向に積層して、隣接した他のパターンと電気的に接続されることで、コイル構造を形成することができる。このようなコイルパターン１１１、１１２、１３１は、磁性体層などに導電性ペーストを印刷する方式などで形成されることができ、当該導電ペーストは、例えば、銀（Ａｇ）、パラジウム（Ｐｄ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタニウム（Ｔｉ）、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）または白金（Ｐｔ）などを含む物質からなることができる。

本実施形態の場合、コイルパターン１１１、１２１、１３１の積層構造のうち最上部をなすものは、コイル構造の開始点として開始パターン１１１と定義され得ると共に、終了点として終了パターン１３１、そしてこれらの間に配置されたものを中間パターン１２１と定義することができる。開始パターン１１１は、それぞれ第１外部電極１４１に連結されたコイルパターン１１１を３個以上具備し、図１では、開始パターン１１１が３個の場合を示しているが、所望の電気的特性を得るために、これより多くの開始パターン１１１を使用することもできる。そして、これらの３個以上の開始パターン１１１は、複数の導電性ビア１１３によって接続し、互いに電気的に並列連結される。第１外部電極１４１と連結する開始パターン１１１を３個以上使用し、これらを並列連結することにより、直流抵抗Ｒｄｃ特性を向上させることができる。但し、本実施形態では、導電性ビア１１３が３個使用された構造を示しているが、図６の変形例のように、２個の導電性ビア１１３が使用されてもよく、必要に応じて、４個以上の導電性ビア１１３が使用されてもよい。

一方、コイルパターン１１１、１２１、１３１を開始パターン１１１、中間パターン１２１、終了パターン１３１に分けたのは、図１に図示したコイル構造において、パターンの位置に応じてコイル全体の構造を分離して説明するためのものであり、コイル電子部品１００の使用方式を定義するものではない。例えば、電気信号は、必ずしも開始パターン１１１を通じて印加されて終了パターン１３１を経て出力されなければならないわけではなく、その反対になってもよい。

上述したように、開始パターン１１１は、第１外部電極１４１と物理的に連結するために、第１外部電極１４１と物理的に連結したリード部Ｒ１を具備することができる。また、並列連結特性、工程効率性などを考慮して、開始パターン１１１は互いに同一の形状を有することができる。但し、本実施形態とは違って、開始パターン１１１の形態を互いに異ならせることもできる。

図２に示すように、開始パターン１１１は、複数の導電性ビア１１３と連結する領域であり、他の領域より幅の広いパッド部１１２を具備することができる。この場合、開始パターン１１１は、複数の導電性ビア１１３の個数だけパッド部を具備するよりは、パッド部１１２を１個具備し、１個のパッド部１１２に複数の導電性ビア１１３が全て連結された形態で提供されることができる。本実施形態では、導電性ビア１１３がパッド部１１２に一列に配列された構造を示しているが、導電性ビア１１３は他の形態で配列されてもよい。即ち、図７の変形例による開始パターン１１１'のように、１個のパッド部１１２'に連結された導電性ビア１１３'は、三角形の頂点に該当する位置に配列されることができ、図示しない他の形態に変形して実施することもできる。

一方、図３に示すように、中間パターン１２１にも、導電性ビア１２３の連結のためのパッド部１２２が採用されることができ、図２では、１個の導電性ビア１２３の形態を説明しているが、開始パターン１１１と同様に、より多くの導電性ビア１２３を使用することもできる。また、図１に示すように、コイルパターン１１１、１２１、１３１の積層構造のうち最下部をなす終了パターン１３１は、それぞれ第２外部電極１４２と連結するために、第２外部電極１４２と物理的に連結したリード部Ｒ２を具備することができる。

本実施形態の場合、複数の導電性ビア１１３を使用して３個以上の開始パターン１１１を使用する時に、導電性ビア１１３がずれることで発生し得るオープン不良を減らすことができる。図４および図５を参照してこれを説明すると、開始パターン１１１を連結する複数の導電性ビア１１１は、隣接して他のレベルに位置した導電性ビア１１１とオーバーラップすることができる。この場合、図５に示すように、一部の複数の導電性ビア１１３が、他のレベルに位置した導電性ビア１１３と中心軸Ｃ１、Ｃ２がずれて配置される場合、電気的特性が低下し得て、該ずれが過度な場合は、開始パターン１１１間にオープン不良が生じる可能性もある。本実施形態では、一部の導電性ビア１１３で中心軸の不一致（ずれ）が生じても、残りの他の導電性ビア１１３によって安定した連結構造が維持できるようにした。即ち、本実施形態のように、複数（好ましくは、３個以上）の導電性ビア１１３を使用することで、３個以上の開始パターン１１１を使用した場合に、層間連結性が向上することができる。

図８は、本発明の他の実施形態に係るコイル電子部品においてコイルパターンの形態を示す断面図である。そして図９は、図８のコイル電子部品において終了パターンの形態を示す断面図である。

本実施形態の場合、コイル電子部品２００は、上述した実施形態のように本体２１０内にコイルパターン２１１、２２１、２３１が配置され、３個またはそれ以上の開始パターン２１１は、３個の導電性ビア２１３によって互いに連結される。同様に、中間パターン２２１は、導電性ビア２２２によって層間連結されてコイル構造を形成する。

上述した実施形態との差異として、終了パターン２３１も開始パターン２１１と類似した形態を有することで、電気的特性がさらに向上することができる。具体的に、第２外部電極（図１の１４２に該当）に連結される終了パターン２３１は、複数の導電性ビア２３３によって接続し、互いに電気的に並列連結される。この場合、図９に示すように、終了パターン２３１は、複数の導電性ビア２３３と連結する領域であり、他の領域より幅の広いパッド部２３２を具備することができ、具体的に、１個のパッド部２３２に複数の導電性ビア２３３が全て連結された形態で実現することができる。また、終了パターン２３１は、互いに同一の形状を有することができ、これらを連結する複数の導電性ビア２３３の場合、隣接して他のレベルに位置した導電性ビアとオーバーラップすることができる。この場合、終了パターン２３１を連結する複数の導電性ビア２３３のうち少なくとも一部は、隣接して他のレベルに位置した導電性ビアと中心軸がずれて配置されることができ、上述したように、このような不一致が発生した場合でも、安定した電気連結構造が維持されることができる。

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の範囲はこれに限定されず、特許請求の範囲に記載された本発明の技術的思想から外れない範囲内で多様な修正及び変形が可能であるということは、当技術分野の通常の知識を有する者には明らかである。

１００ コイル電子部品
１１０ 本体
１１１ 開始パターン
１１２、１２２、２３２ パッド部
１１３、１２３ 導電性ビア
１２１ 中間パターン
１３１ 終了パターン
１４１、１４２ 外部電極

Claims (16)

1. 複数のコイルパターンの積層構造と、
   前記複数のコイルパターンを連結する導電性ビアと、
   前記複数のコイルパターンと電気的に連結した第１及び第２外部電極と、
   を含み、
   前記積層構造の最上部をなす開始パターンは、それぞれ前記第１外部電極と連結したコイルパターンを３個以上具備してなり、
   前記開始パターンが具備する３個以上のコイルパターンは、積層方向に沿って、複数の導電性ビアによって接続され、互いに電気的に並列接続となるように連結されているコイル電子部品。
2. 前記開始パターンは、前記複数の導電性ビアと連結する領域であり、他の領域より幅の広いパッド部を具備する、請求項１に記載のコイル電子部品。
3. 前記開始パターンは、前記パッド部を１個具備し、前記１個のパッド部に前記複数の導電性ビアが全て連結される、請求項２に記載のコイル電子部品。
4. 前記開始パターンは、互いに同一の形状を有する、請求項１から請求項３の何れか一項に記載のコイル電子部品。
5. 前記開始パターンを連結する複数の導電性ビアは、隣接して他のレベルに位置した導電性ビアとオーバーラップする、請求項１から請求項４の何れか一項に記載のコイル電子部品。
6. 前記開始パターンを連結する複数の導電性ビアのうち少なくとも一部は、隣接して他のレベルに位置した導電性ビアと中心軸がずれて配置される、請求項５に記載のコイル電子部品。
7. 前記開始パターンは、前記第１外部電極と物理的に連結したリード部を含む、請求項１から請求項６の何れか一項に記載のコイル電子部品。
8. 前記開始パターンは、３個以上の導電性ビアにより互いに連結する、請求項１から請求項７の何れか一項に記載のコイル電子部品。
9. 前記積層構造の最下部をなす終了パターンは、それぞれ前記第２外部電極と連結したコイルパターンを２個以上具備してなり、前記終了パターンは、複数の導電性ビアによって接続し、互いに電気的に並列連結する、請求項１から請求項８の何れか一項に記載のコイル電子部品。
10. 前記終了パターンは、前記複数の導電性ビアと連結する領域であり、他の領域より幅の広いパッド部を具備する、請求項９に記載のコイル電子部品。
11. 前記終了パターンは、前記パッド部を１個具備し、前記１個のパッド部に前記複数の導電性ビアが全て連結される、請求項１０に記載のコイル電子部品。
12. 前記終了パターンは、互いに同一の形状を有する、請求項９から請求項１１の何れか一項に記載のコイル電子部品。
13. 前記終了パターンを連結する複数の導電性ビアは、隣接して他のレベルに位置した導電性ビアとオーバーラップする、請求項９から請求項１２の何れか一項に記載のコイル電子部品。
14. 前記終了パターンを連結する複数の導電性ビアのうち少なくとも一部は、隣接して他のレベルに位置した導電性ビアと中心軸がずれて配置される、請求項１３に記載のコイル電子部品。
15. 前記終了パターンは、前記第２外部電極と物理的に連結したリード部を含む、請求項９から請求項１４の何れか一項に記載のコイル電子部品。
16. 前記終了パターンは、３個以上の導電性ビアにより互いに連結する、請求項９から請求項１５の何れか一項に記載のコイル電子部品。