JP2020145220A - 積層型コイル部品 - Google Patents
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Abstract
Description
特許文献1によると、L値の置き方によるばらつきを抑制し、Q値を高めることができる。
しかし、特許文献1に記載の積層インダクタは、特に30GHz以上の高周波領域において、ノイズ吸収用部品として用いるには特性が充分ではない。また、コイル導体が一定方向に向かって移動するために素子が大型化することや、外部電極が電気絶縁体の端面の前面に設けられていることによって、余分な浮遊容量が発生して高周波特性が低下してしまうという問題があった。
しかしながら、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において適宜変更して適用することができる。なお、以下において記載する個々の望ましい構成を2つ以上組み合わせたものもまた本発明である。
図2(a)は、図1に示す積層型コイル部品の側面図であり、図2(b)は、図1に示す積層型コイル部品の正面図であり、図2(c)は、図1に示す積層型コイル部品の底面図である。
コイル軸aが伸びる方向は、積層体に内蔵されるコイルの軸方向でもあり、コイルの軸方向及び積層体の積層方向は、実装面である第1の主面13と平行となっている。
さらに、コイル軸は、後述する積層方向から平面視した際の、各コイル導体の中心を結んでできる多角形の重心を通っている。
第1の端面11のうちの一部は第1の外部電極21により覆われていないため、第1の外部電極によって第1の端面の全部が覆われた積層型コイル部品と比較して、浮遊容量を低下させ、高周波特性を向上させることができる。
第2の端面12のうちの一部は第2の外部電極22により覆われていないため、第2の外部電極によって第2の端面の全部が覆われた積層型コイル部品と比較して、浮遊容量を低下させ、高周波特性を向上させることができる。
本発明の積層型コイル部品が0603サイズである場合、積層体の幅(図2(c)中、両矢印W1で示される長さ)は、0.33mm以下であることが好ましく、0.27mm以上であることが好ましい。
本発明の積層型コイル部品が0603サイズである場合、積層体の高さ(図2(b)中、両矢印T1で示される長さ)は、0.33mm以下であることが好ましく、0.27mm以上であることが好ましい。
本発明の積層型コイル部品が0603サイズである場合、積層型コイル部品の幅(図2(c)中、両矢印W2で示される長さ)は、0.33mm以下であることが好ましく、0.27mm以上であることが好ましい。
本発明の積層型コイル部品が0603サイズである場合、積層型コイル部品の高さ(図2(b)中、両矢印T2で示される長さ)は、0.33mm以下であることが好ましく、0.27mm以上であることが好ましい。
なお、積層体の第1の主面を覆う部分の第1の外部電極の長さ、及び、積層体の第1の主面を覆う部分の第2の外部電極の長さが一定でない場合、最も長い部分の長さが上記範囲にあることが好ましい。
なお、積層体の第1の端面を覆う部分の第1の外部電極の高さ、及び、積層体の第2の端面を覆う部分の第2の外部電極の高さが一定でない場合、最も高い部分の高さが上記範囲にあることが好ましい。
本発明の積層型コイル部品が0402サイズである場合、積層体の高さは、0.18mm以上、0.22mm以下であることが好ましい。
本発明の積層型コイル部品が0402サイズである場合、積層型コイル部品の幅は、0.22mm以下であることが好ましく、0.18mm以上であることが好ましい。
本発明の積層型コイル部品が0402サイズである場合、積層型コイル部品の高さは、0.22mm以下であることが好ましく、0.18mm以上であることが好ましい。
本発明の積層型コイル部品が1005サイズである場合、積層体の高さは、0.45mm以上、0.55mm以下であることが好ましい。
本発明の積層型コイル部品が1005サイズである場合、積層型コイル部品の幅は、0.55mm以下であることが好ましく、0.45mm以上であることが好ましい。
本発明の積層型コイル部品が1005サイズである場合、積層型コイル部品の高さは、0.55mm以下であることが好ましく、0.45mm以上であることが好ましい。
コイルは、絶縁層とともに積層された複数のコイル導体が電気的に接続されることにより形成される。
積層型コイル部品を構成する積層体は、図3に示すように、第1コイル導体30a、第2コイル導体30b、第3コイル導体30c、第4コイル導体30d及び第5コイル導体30eを有している(以下、まとめてコイル導体ともいう)。
なお、図3は、コイル導体の位置関係を説明するため、各コイル導体を同一平面上に記載しているが、実際には、各コイル導体は同一平面上に存在していない。また、図3に示される各コイル導体の形状は、複数のコイル導体によって形成される繰り返し形状を模式的に示すものであり、各コイル導体が同一平面上で円形となっているわけではない。
図3に示すように、各コイル導体の繰り返し形状は円形である。
図4(a)〜図4(e)は、図3に示す各コイル導体を示す模式図であり、図4(f)は、図4(a)〜図4(e)に示す各コイル導体の中心とコイル軸との位置関係を説明する模式図である。
図4(a)に示すように、第1コイル導体30aの中心Caを中心点とし、コイル径daの20%の長さの直径(0.2da)を有する円31aを仮定する。
図4(b)〜図4(e)についても、図4(a)と同様に、コイル導体30b、30c、30d、30eの中心を中心点Cb、Cc、Cd、Ceとし、コイル径の20%の長さの直径を有する円31b、31c、31d、31e(以下、コイル導体中心円ともいう)をそれぞれ仮定する。
なお、図3と同様に、図4(a)〜図4(e)に示す各コイル導体30a、30b、30c、30d、30eは、複数のコイル導体によって形成される繰り返し形状を模式的に示したものである。
例えば、図4(a)に示す第1コイル導体30aのコイル径はdaであり、第1コイル導体30aの中心点Caを中心とし、コイル径daの20%の長さの直径(すなわち0.2da)を有するコイル導体中心円31aが、コイル軸aを中心点としたコイル軸仮想円40の円周と重なっている。より具体的には、コイル導体中心円31aが、コイル軸仮想円40の円周と重なっている。
図4(b)〜図4(e)については図示していないが、各コイル導体中心円の直径は、図4(a)と同様に、コイル径の20%である。
なお、コイル軸aは、各コイル導体の中心であるCa、Cb、Cc、Cd、Ceを頂点とする多角形の重心を通っている。
さらに、コイル導体を一方向にずらす方法と比較して、素子の体積を小さくすることができる。
なお、本明細書においては、すなわちコイル径及び/又は中心が異なるコイル導体を、異なるコイル導体とする。例えば図3は、5種類のコイル導体を用いた例である。
なお、コイル導体がランドを含む場合、ランドを除いた形状がコイル導体の形状である。
コイル軸仮想円の面積が積層体の断面積の3%未満であると、コイル軸仮想円の大きさが小さすぎて、コイル導体同士の重なり方が異なることによる高周波特性の改善が充分でない場合がある。
一方、コイル軸仮想円の面積が積層体の20%を超える場合、コイル導体のコイル径を大きくすることができず、充分なインダクタンスが得られない場合がある。
なお、積層体の断面積は、積層体の第1の端面と第2の端面の面積の合計を2で除することで求められる。
コイル軸は、積層体の重心を通過していてもよく、通過していなくてもよいが、インダクタンスを向上させる観点からは、コイル軸が積層体の重心を通過していることが好ましい。
コイル導体はコイル軸の中心を中心とする円周に沿って配置されるため、コイル軸が積層体の重心を通過していると、コイル導体を配置できる空間を積層体内で確保しやすくなる。
ここで、コイル径に対するコイル導体中心円の直径の割合は、15%以下であることが好ましく、10%以下であることがより好ましく、5%以下であることがさらに好ましい。
なお、コイル径に対するコイル導体中心円の直径の割合が0%である場合には、コイル導体の中心が、コイル軸仮想円の円周上に配置されていることとなる。
図5(a)〜図5(f)及び図6(a)〜図6(d)は、図1に示す積層体を作製する際に用いられるコイルシートの一例を模式的に示す図である。
図5(a)〜図5(f)及び図6(a)〜図6(d)に示すコイルシート200〜209をこの順で積層することにより、図3に示した第1コイル導体30a、第2コイル導体30b、第3コイル導体30c、第4コイル導体30d及び第5コイル導体30eと同様の繰り返し形状を有する、複数のコイル導体を備えた積層体を得ることができる。
なお、各コイル導体30a、30b、30c、30d、30eの繰り返し形状を、それぞれ二点鎖線で示される円230a、230b、230c、230d、230eで表している。
コイル導体130bとコイル導体131b、コイル導体130cとコイル導体131c、コイル導体130dとコイル導体131d、及び、コイル導体130eとコイル導体131eについても、コイル導体130a及びコイル導体131aと同様であり、各コイル導体同士を電気的に接続することにより、それぞれ、第2コイル導体30b、第3コイル導体30c、第4コイル導体30d及び第5コイル導体30eと同様の繰り返し形状を有するコイル導体を形成することができる。
従って、コイルシート200〜209をこの順で積層することによって、第1コイル導体30a、第2コイル導体30b、第3コイル導体30c、第4コイル導体30d及び第5コイル導体30eと同様の繰り返し形状を有するコイル導体を有する積層体を得ることができる。
図5(a)に示すように、コイルシート200は、絶縁層100上に形成されたコイル導体130aを有している。コイル導体130aの一方の端部にはランド150が、他方の端部にはビア導体140が設けられている。
図5(b)に示すように、コイルシート201は、絶縁層101上に形成されたコイル導体131aを有している。コイル導体131aの一方の端部にはランド151が、他方の端部にはビア導体141が設けられている。ランド151が設けられている位置は、平面視においてコイルシート200のビア導体140と重なる位置である。ビア導体141が設けられている位置は、平面視において第1コイル導体30aと第2コイル導体30bとが交差する位置である。
コイルシート200とコイルシート201を積層することによって、図4(a)に示す第1コイル導体30aと同様の繰り返し形状を有するコイル導体を形成することができる。
なお、ビア導体140の位置は、コイル導体130a及びコイル導体131aによって第1コイル導体30aと同様の繰り返し形状を有するコイル導体を形成することができる位置であればよい。具体的には、ランド150を始点としたときに、時計回りに見て終点であるビア導体140が、平面視においてコイルシート201のビア導体141を超える位置であればよい。
図5(d)に示すように、コイルシート203は、絶縁層103上に形成されたコイル導体131bを有している。コイル導体131bの一方の端部にはランド153が、他方の端部にはビア導体143が設けられている。ランド153が設けられている位置は、平面視においてコイルシート202のビア導体142と重なる位置である。ビア導体143が設けられている位置は、平面視において第2コイル導体30bと第3コイル導体30cとが交差する位置である。
コイルシート202とコイルシート203を積層することによって、図4(b)に示す第2コイル導体30bと同じ形状の繰り返し形状を有するコイル導体を形成することができる。
なお、ビア導体142の位置は、コイル導体130b及びコイル導体131bによって第2コイル導体30bと同様の繰り返し形状を有するコイル導体を形成することができる位置であればよい。具体的には、ランド152を始点としたときに、時計回りに見て終点であるビア導体142が、平面視においてコイルシート203のビア導体143を超える位置であればよい。
図5(f)に示すように、コイルシート205は、絶縁層105上に形成されたコイル導体131cを有している。コイル導体131cの一方の端部にはランド155が、他方の端部にはビア導体145が設けられている。ランド155が設けられている位置は、コイルシート204のビア導体144と重なる位置である。ビア導体145が設けられている位置は、平面視において第3コイル導体30cと第4コイル導体30dとが交差する位置である。
コイルシート204とコイルシート205を積層することによって、図4(c)に示す第3コイル導体30cと同様の繰り返し形状を有するコイル導体を形成することができる。
なお、ビア導体144の位置は、コイル導体130c及びコイル導体131cによって第3コイル導体30cと同様の繰り返し形状を有するコイル導体を形成することができる位置であればよい。具体的には、ランド154を始点としたときに、時計回りに見て終点であるビア導体144が、平面視においてコイルシート205のビア導体145を超える位置であればよい。
図6(b)に示すように、コイルシート207は、絶縁層107上に形成されたコイル導体131dを有している。コイル導体131dの一方の端部にはランド157が、他方の端部にはビア導体147が設けられている。ランド157が設けられている位置は、平面視においてコイルシート206のビア導体146と重なる位置である。ビア導体147が設けられている位置は、平面視において第4コイル導体30dと第5コイル導体30eとが交差する位置である。
コイルシート206とコイルシート207を積層することによって、図4(d)に示す第4コイル導体30dと同様の繰り返し形状を有するコイル導体を形成することができる。
なお、ビア導体146の位置は、コイル導体130d及びコイル導体131dによって第4コイル導体30dと同様の繰り返し形状を有するコイル導体を形成することができる位置であればよい。具体的には、ランド156を始点としたときに、時計回りに見て終点であるビア導体146が、平面視においてコイルシート207のビア導体147を超える位置であればよい。
図6(d)に示すように、コイルシート209は、絶縁層109上に形成されたコイル導体131eを有している。コイル導体131eの一方の端部にはランド159が、他方の端部にはビア導体149が設けられている。ランド159が設けられている位置は、平面視においてコイルシート208のビア導体148と重なる位置である。ビア導体149が設けられている位置は、平面視において第5コイル導体30eと第1コイル導体30aとが交差する位置である。
コイルシート208とコイルシート209を積層することによって、図4(e)に示す第5コイル導体30eと同様の繰り返し形状を有するコイル導体を形成することができる。
なお、ビア導体148の位置は、コイル導体130e及びコイル導体131eによって第5コイル導体30eと同様の繰り返し形状を有するコイル導体を形成することができる位置であればよい。具体的には、ランド158を始点としたときに、時計回りに見て終点であるビア導体148が、平面視においてコイルシート209のビア導体149を超える位置であればよい。
また、図5(a)〜図5(f)及び図6(a)〜図6(d)に示したコイルシートの組み合わせでは、各コイル導体の繰り返し形状が1回ずつ繰り返されているが、同じコイル導体の繰り返し形状が2回以上繰り返されていてもよい。
第1の連結導体及び第2の連結導体の形状は特に限定されないが、外部電極とコイル導体との間を直線状に接続していることが好ましい。
コイル導体から外部電極までを直線的に接続することにより、引き出し部を簡便にすることができるとともに、高周波特性を向上させることができる。
なお、コイル導体の中心軸とは、長さ方向に平行、かつ、積層体の重心を通るコイル軸である。
例えば、図5(a)〜図5(f)及び図6(a)〜図6(d)に示すコイルシートを積層して得られた積層体は、図5(a)に示すランド150及び図6(d)に示すビア導体149に最も近い面を実装面とすることにより、連結導体の位置がコイル導体の中心軸よりも実装面側に位置することとなる。
なお、連結導体の幅とは、連結導体のうち最も狭い部分の幅を指す。すなわち、連結導体がランドを含む場合であっても、ランドを除いた形状を連結導体の形状とする。
連結導体が2つ以上存在する場合とは、端面を覆う部分の外部電極とこれに対向するコイル導体とが、連結導体によって2箇所以上で接続されている状態を指す。
上記条件を満たす場合、例えば、光通信回路内のバイアスティー(Bias−Tee)回路等に好適に使用することができる。
例えば、フェライト原料に、ポリビニルブチラール系樹脂等の有機バインダ、エタノール、トルエン等の有機溶剤及び分散剤等を加えて混練し、スラリー状にする。その後、ドクターブレード法などの方法により、厚さ12μm程度の磁性体シートを得る。
図3に示したコイル導体の場合には、例えば、図5(a)〜図5(f)及び図6(a)〜図6(d)に示す10種類のコイルシートを準備する。
上記の方法では、積層体の主面と端面の2回に分けて下地電極を形成する場合に比べて、下地電極を1回で形成することができる。
以上により、本発明の積層型コイル部品を作製することができる。
10 積層体
11 第1の端面
12 第2の端面
13 第1の主面
14 第2の主面
15 第1の側面
16 第2の側面
21 第1の外部電極
22 第2の外部電極
30a 第1コイル導体(繰り返し形状)
30b 第2コイル導体(繰り返し形状)
30c 第3コイル導体(繰り返し形状)
30d 第4コイル導体(繰り返し形状)
30e 第5コイル導体(繰り返し形状)
31a、31b、31c、31d、31e コイル導体中心円
40 コイル軸仮想円
100、101、102、103、104、105、106、107、108、109 絶縁層
130a、131a、130b、131b、130c、131c、130d、131d、130e、131e コイル導体
140、141、142、143、144、145、146、147、148、149 ビア導体
150、151、152、153、154、155、156、157、158、159 ランド
200、201、202、203、204、205、206、207、208、209 コイルシート
230a 第1コイル導体(繰り返し形状)の位置を示す円
230b 第2コイル導体(繰り返し形状)の位置を示す円
230c 第3コイル導体(繰り返し形状)の位置を示す円
230d 第4コイル導体(繰り返し形状)の位置を示す円
230e 第5コイル導体(繰り返し形状)の位置を示す円
a コイル軸
Ca、Cb、Cc、Cd、Ce コイル導体の中心
da 第1コイル導体のコイル径
Claims (4)
- 複数の絶縁層が積層されてなり、内部にコイルを内蔵する積層体と、
前記コイルに電気的に接続されている第1の外部電極及び第2の外部電極と、を備える積層型コイル部品であって、
前記コイルは、前記絶縁層とともに積層された複数のコイル導体が電気的に接続されることにより形成され、
前記積層体は、長さ方向に相対する第1の端面及び第2の端面と、前記長さ方向に直交する高さ方向に相対する第1の主面及び第2の主面と、前記長さ方向および前記高さ方向に直交する幅方向に相対する第1の側面及び第2の側面とを有し、
前記第1の外部電極は、前記第1の端面の一部を覆い、かつ、前記第1の端面から延伸して前記第1の主面の一部を覆って配置され、
前記第2の外部電極は、前記第2の端面の一部を覆い、かつ、前記第2の端面から延伸して前記第1の主面の一部を覆って配置され、
前記第1の主面が実装面であり、
前記積層体の積層方向、及び、前記コイルの軸方向が前記実装面に対して平行であり、
前記積層方向から平面視したとき、前記コイル導体の繰り返し形状は円形であり、
前記長さ方向に平行、かつ、前記積層体の前記第1の端面から前記第2の端面までを貫通するコイル軸を仮定した際に、コイル導体の中心点を中心とし、かつ、コイル径の20%以下の長さの直径を有する円が、前記コイル軸を中心点とした仮想円の円周に重なるように、全ての前記コイル導体が配置されている、積層型コイル部品。 - 前記コイル導体のコイル径が全て同じである請求項1に記載の積層型コイル部品。
- さらに、前記積層体の内部に第1の連結導体及び第2の連結導体を備え、
前記第1の連結導体は、前記第1の端面を覆う部分の前記第1の外部電極とこれに対向する前記コイル導体との間を直線状に接続し、
前記第2の連結導体は、前記第2の端面を覆う部分の前記第2の外部電極とこれに対向する前記コイル導体との間を直線状に接続している、請求項1又は2に記載の積層型コイル部品。 - 前記第1の連結導体及び前記第2の連結導体は、いずれも、前記積層方向から平面視したときに前記コイル導体と重なり、かつ、前記コイルの中心軸よりも前記実装面側に位置する、請求項3に記載の積層型コイル部品。
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