JP3554780B2 - 積層型電子部品 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、積層型電子部品、特に、コイルを内蔵した積層型電子部品に関する。
【0002】
【従来の技術】
コイルを内蔵した積層型電子部品として、例えば図11に示すようなインダクタが提案されている。該インダクタ1は、コイル導体3a〜3dをそれぞれ表面に設けた絶縁性シート2と、予め導体を表面に設けない保護用絶縁性シート2等で構成されている。コイル導体3a〜3dは、絶縁性シート2にそれぞれ設けたビアホール6a〜6cを介して電気的に直列に接続され、絶縁性シート2の積み重ね方向に対して平行な軸を有するソレノイド状コイルL1とされる。
【0003】
各絶縁性シート2は積み重ねられた後、一体的に焼成され、図12に示すような積層体8とされる。積層体8の左右端部にはそれぞれ入力外部電極9及び出力外部電極10が設けられている。コイルL1の一方の引出し部(具体的にはコイル導体3aの端部)4aは入力外部電極9に電気的に接続され、他方の引出し部(具体的にはコイル導体3dの端部)4bは出力外部電極10に電気的に接続されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、こうして得られた積層型インダクタ1は、図13に示すように、外部電極9,10が積層体8を挟んで対向しているため、外部電極9と10の間に比較的大きな浮遊容量Csが発生する。この結果、従来の積層型インダクタ1は、この浮遊容量Csのため、高周波帯域でのインピーダンス特性やQ特性が悪くなるという問題があった。特に、ソレノイド状コイルは、その形状から、積層体8を挟んで形成される外部電極9,10相互間の対向領域が多くなってしまうため、浮遊容量の発生がより顕著になってしまう問題があった。また、これらの問題は、インダクタ1の小型化に伴って外部電極9と10の間隔が狭くなると、浮遊容量が大きくなり、顕著になる。
【0005】
さらに、積層体8の左右両端面に形成されている外部電極9,10は、コイルL1の軸方向に対して垂直な関係にあるため、コイルL1に電流が流れることによって発生した磁界の多くが、外部電極9,10と略垂直に鎖交する。このため、外部電極9,10に渦電流が発生し、この渦電流損により、インダクタ1は高周波帯域においてインダクタンスが低下するという問題もあった。
【0006】
そこで、本発明の目的は、浮遊容量の発生が少なく、高周波帯域での電気特性が優れている積層型電子部品を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段と作用】
以上の目的を達成するため、本発明に係る積層型電子部品は、
(a)複数の絶縁性材料層と複数のコイル導体を積み重ねて構成した積層体と、
(b)前記コイル導体を電気的に接続して構成した、前記積層体の積み重ね方向に対して平行な軸を有し、電気的に相互に独立した状態で並設されている複数のコイルと、
(c)前記コイルの軸方向に対して平行な前記積層体の一側面のみに設けられ、前記コイルの引出し部に電気的に接続され、それぞれ千鳥状に配置されている入力外部電極及び出力外部電極と、
を備えたことを特徴とする。
【0008】
以上の構成により、入力外部電極及び出力外部電極が積層体の一側面のみに設けられるため、入力外部電極と出力外部電極が積層体を挟んで対向せず、入力外部電極と出力外部電極との間に発生する浮遊容量が抑えられる。特に、ソレノイド状コイルは、その形状から、積層体を挟んで外部電極を形成すると、外部電極相互間の対向領域が多くなるが、外部電極を並置することで浮遊容量の抑制が顕著となる。また、入力及び出力外部電極はコイルの軸方向に対して平行な関係にあるため、コイルに電流が流れることによって発生した磁界の多くは、入力及び出力外部電極と鎖交せず、渦電流損が低減される。
【0009】
さらに、コイルを複数個、電気的に相互に独立した状態で並設することにより、アレイタイプの電子部品が得られる。そして、各コイルにそれぞれ接続された入力外部電極及び出力外部電極を千鳥状に配置させることにより、互いに隣接する外部電極間の距離が長くなり、隣接するコイル相互間のクロストークが発生しにくくなる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る積層型電子部品の実施形態について添付図面を参照して説明する。
【0011】
[第1実施形態、図1〜図4]
図1に示すように、積層型インダクタアレイ21は、コイルL11を構成するコイル導体23a〜23c及びコイルL13を構成するコイル導体25a〜25cをそれぞれ表面に設けた絶縁性シート22と、コイルL12を構成するコイル導体24a〜24c及びコイルL14を構成するコイル導体26a〜26cをそれぞれ表面に設けた絶縁性シート22と、予め導体を表面に設けない保護用絶縁性シート22等で構成されている。
【0012】
コイル導体23a〜23cは、絶縁性シート22にそれぞれ設けたビアホール35a〜35dを介して電気的に直列に接続され、絶縁性シート22の積み重ね方向に対して平行な軸を有するソレノイド状コイルL11とされる。コイル導体24a〜24cは、絶縁性シート22にそれぞれ設けたビアホール36a〜36dを介して電気的に直列に接続され、絶縁性シート22の積み重ね方向に対して平行な軸を有するソレノイド状コイルL12とされる。コイル導体25a〜25cは、絶縁性シート22にそれぞれ設けたビアホール37a〜37dを介して電気的に直列に接続され、絶縁性シート22の積み重ね方向に対して平行な軸を有するソレノイド状コイルL13とされる。コイル導体26a〜26cは、絶縁性シート22にそれぞれ設けたビアホール38a〜38dを介して電気的に直列に接続され、絶縁性シート22の積み重ね方向に対して平行な軸を有するソレノイド状コイルL14とされる。
【0013】
隣接するコイルL11とL12をそれぞれ構成するコイル導体23a〜23cとコイル導体24a〜24cは、別シート22上に形成されている。これにより、コイル導体23a〜23cとコイル導体24a〜24cとの間の距離が長くなり、隣接するコイルL11,L12相互間のクロストークが発生しにくい構造となっている。同様の理由から、隣接するコイルL12とL13をそれぞれ構成するコイル導体24a〜24cとコイル導体25a〜25cは別シート22上に形成され、隣接するコイルL13とL14をそれぞれ構成するコイル導体25a〜25cとコイル導体26a〜26cも別シート22上に形成されている。
【0014】
絶縁性シート22は、磁性体材料(例えばフェライト)あるいは非磁性体材料と結合剤等とを混練して作成したスラリー状原料を、シート状にしたものである。コイル導体23a〜26cは、Ag,Pd,Cu,Au,Ag−Pd等からなり、印刷等の手法により形成される。
【0015】
各シート22は、積み重ねられた後、一体的に焼成され、図2に示すような積層体40とされる。積層体40の上面40aには、それぞれ四つのコイルL11〜L14の入力外部電極31a〜34a並びに出力外部電極31b〜34bが千鳥状に設けられている。これにより、互いに隣接する入力外部電極31a〜34a相互間、並びに、隣接する出力外部電極31b〜34b相互間の距離が長くなり、隣接するコイルL11〜L14相互間のクロストークの発生を抑えることができる。入力外部電極31a〜34aと出力外部電極31b〜34bは、シート22の積み重ね方向に対して平行な方向に互いに対置している。
【0016】
これらの短形状外部電極31a〜34bは、コイルL11〜L14の軸方向に対して平行な方向に短辺が設置されている。コイルL11〜L14と外部電極31a〜34bとの間の対向面積を小さくし、コイルL11〜L14と外部電極31a〜34b間に発生する浮遊容量をできるだけ低減するためである。積層体40の上面40aは、インダクタアレイ21をプリント基板等へ半田付けする際の実装面として利用される。実装面40aに対して、シート22の積み重ね方向は平行であり、コイルL11〜L14の軸方向も平行である。
【0017】
コイルL11の一方の引出し部(具体的にはコイル導体23aの端部)27aは入力外部電極31aに電気的に接続され、他方の引出し部(具体的にはコイル導体23cの端部)27bは出力外部電極31bに電気的に接続されている。コイルL12の一方の引出し部(具体的にはコイル導体24aの端部)28aは入力外部電極32aに電気的に接続され、他方の引出し部(具体的にはコイル導体24cの端部)28bは出力外部電極32bに電気的に接続されている。コイルL13の一方の引出し部(具体的にはコイル導体25aの端部)29aは入力外部電極33aに電気的に接続され、他方の引出し部(具体的にはコイル導体25cの端部)29bは出力外部電極33bに電気的に接続されている。コイルL14の一方の引出し部(具体的にはコイル導体26aの端部)30aは入力外部電極34aに電気的に接続され、他方の引出し部(具体的にはコイル導体26cの端部)30bは出力外部電極34bに電気的に接続されている。
【0018】
図3は、インダクタアレイ21の構成を模式的に示した断面図である。コイルL11〜L14の引出し部27a〜30bは、それぞれ外部電極31a〜34bの内側寄りの位置に接続しており、コイル導体23a〜26cと外部電極31a〜34b間の浮遊容量が発生しにくい工夫がされている。
【0019】
以上の構成からなるインダクタアレイ21は、入力外部電極31a〜34a及び出力外部電極31b〜34bが実装面40aのみに設けられているため、入力外部電極31a〜34aと出力外部電極31b〜34bが積層体40を挟んで対向せず、入力外部電極31a〜34aと出力外部電極31b〜34bとの間に発生する浮遊容量を従来より低減させることができる。さらに、入力外部電極31a〜34a及び出力外部電極31b〜34bは、コイルL11〜L14の軸方向に対して平行な関係にあるので、コイルL11〜L14に電流が流れることによって発生した磁界の多くは、これらの外部電極31a〜34bと鎖交せず、渦電流損も従来より低減させることができる。この結果、浮遊容量の発生が少なく、高周波帯域での電気特性が優れている積層型インダクタアレイ21を得ることができる。
【0020】
図4は、積層型インダクタアレイ21のインピーダンス特性を示すグラフである(実線41参照)。比較のため、入力外部電極と出力外部電極が積層体を挟んで対向している従来の積層型インダクタアレイのインピーダンス特性も併せて記載している(点線42参照)。図4から、インダクタアレイ21は高周波帯域でのインピーダンス特性に優れていることが認められる。
【0021】
[第2実施形態、図5〜図7]
第2実施形態は、図5〜図7に示すように、図1〜図3で説明した積層型インダクタアレイ21の積層方向中央部分に、コンデンサC1を構成するコンデンサ電極53a,53b、コンデンサC2を構成するコンデンサ電極54a,54b、コンデンサC3を構成するコンデンサ電極55a,55b及びコンデンサC4を構成するコンデンサ電極56a,56bをそれぞれ表面に設けた絶縁性シート22をさらに挿入、配設して積層型LC複合部品51としたものである。
【0022】
コイル導体23a〜23cは、二つの直列接続されたソレノイド状コイルL11a,L11bを形成し、その接続中間位置にコンデンサC1が接続されている。コイル導体24a〜24cは、二つの直列接続されたソレノイド状コイルL12a,L12bを形成し、その接続中間位置にコンデンサC2が接続されている。コイル導体25a〜25cは、二つの直列接続されたソレノイド状コイルL13a,L13bを形成し、その接続中間位置にコンデンサC3が接続されている。コイル導体26a〜26cは、二つの直列接続されたソレノイド状コイルL14a,L14bを形成し、その接続中間位置にコンデンサC4が接続されている。
【0023】
コンデンサC1のコンデンサ電極53aは、絶縁性シート22に設けたビアホール57等を介してコイルL11a及びL11bの一端に電気的に接続している。コンデンサC2のコンデンサ電極54aは、絶縁性シート22に設けたビアホール58等を介してコイルL12a及びL12bの一端に電気的に接続している。コンデンサC3のコンデンサ電極55aは、絶縁性シート22に設けたビアホール59等を介してコイルL13a及びL13bの一端に電気的に接続している。コンデンサC4のコンデンサ電極56aは、絶縁性シート22に設けたビアホール60等を介してコイルL14a及びL14bの一端に電気的に接続している。一方、コンデンサC1,C2,C3,C4のコンデンサ電極53b,54b、55b、56bは、ビアホール57,58,59,60との間に所定のギャップを有しており、コイルL11a〜L14bには導通していない。これらコンデンサ電極53b,54b,55b,56bは相互に電気的に接続され、共通のグランド側電極とされる。
【0024】
隣接するコンデンサC1とC2をそれぞれ構成するコンデンサ電極53aとコンデンサ電極54aは、共通電極であるコンデンサ電極53b,54bを間にして別シート22上に形成されている。従って、コンデンサ電極53aとコンデンサ電極54aは、コンデンサ電極53b,54bにより電磁気的にシールドされ、隣接するコンデンサC1,C2相互間のクロストークが発生しにくい構造となっている。同様の理由から、隣接するコンデンサC2とC3をそれぞれ構成するコンデンサ電極54aとコンデンサ電極55aは、コンデンサ電極54b,55bを間にして別シート22上に形成され、隣接するコンデンサC3とC4をそれぞれ構成するコンデンサ電極55aとコンデンサ電極56aも、コンデンサ電極55b,56bを間にして別シート上に形成されている。なお、図5〜図7において図1〜図3に対応する部分には対応する符号を付して示し、重複した説明は省略する。
【0025】
各シート22は積み重ねられた後、一体的に焼成され、図6に示すような積層体70とされる。積層体70の実装面70aの左右には、それぞれ入力外部電極61a〜64a及び出力外部電極61b〜64bが千鳥状に設けられている。入力外部電極61a〜64aは、積層体70の左側端面(コイルL11a〜L14bの軸方向に対して垂直な関係を有している面)70bに延在し、出力外部電極61a〜64bは積層体70の右側端面70cに延在している。
【0026】
ここに、図7に示すように、端面70b,70cでの外部電極61a〜64bの延在距離Dは、コイルL11a〜L14bの延長線で囲まれた領域Sに外部電極61a〜64bが重ならない寸法に設定される。外部電極61a〜64bに、コイルL11a〜L14bに発生した磁界による渦電流損が生じないようにするためである。外部電極61a〜64bを端面70b,70cに延在させることにより、複合部品51をプリント基板等に実装する際、外部電極61a〜64bとプリント基板のパターンとの半田付け性を確認する半田フィレットを端面70b,70cに形成することができる。
【0027】
さらに、積層体70の実装面70aの中央部には、グランド外部電極65が設けられている。このグランド外部電極65は、コンデンサ電極53b,54b,55b,56bのそれぞれの引出し部に電気的に接続されてる。
【0028】
以上の構成からなる複合部品51は、外部電極61a〜64bがグランド側コンデンサ電極53b,54b,55b,56bに殆ど対向していないので、外部電極61a〜64bとコンデンサ電極53b〜56bとの間に発生する浮遊容量を従来より低減させることができる。
【0029】
[第3実施形態、図8〜図10]
図8〜図10に示すように、積層型インダクタ71は、図11〜図13で説明した従来の積層型インダクタ1において、積層体8の左右端面に設けた入力外部電極9及び出力外部電極10の替わりに、積層体8の実装面8aの左右にそれぞれ入力外部電極72及び出力外部電極73を設けたものである。なお、図8〜図10において、図11〜図13に対応する部分には対応する符号を付して示し、重複した説明は省略する。以上の構成からなるインダクタ71も、前記第1実施形態のインダクタアレイ21と同様の作用効果を奏することができる。
【0030】
[他の実施形態]
なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。積層型電子部品を製造する場合、コイル導体を表面に設けた絶縁性シートを積み重ねた後、一体的に焼成する工法に必ずしも限定されない。絶縁性シートは予め焼成されたものを用いてもよい。また、以下に説明する工法によって積層型電子部品を製造してもよい。すなわち、印刷等の手段によりペースト状の絶縁性材料にて絶縁層を形成した後、その絶縁層の表面にペースト状の導電性材料を塗布してコイル導体を形成する。次に、ペースト状の絶縁性材料を前記コイル導体の上から塗布してコイル導体が内蔵された絶縁層とする。同様にして、順に重ね塗りをしながら、コイル導体の必要な箇所の電気接続を行うことにより、積層構造を有する電子部品が得られる。
【0031】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、入力及び出力外部電極を、コイルの軸方向に対して平行な積層体の一側面のみに設けたので、入力外部電極と出力外部電極が積層体を挟んで対向せず、入力外部電極と出力外部電極との間に発生する浮遊容量を抑えることができる。また、入力及び出力外部電極はコイルの軸方向に対して平行な関係にあるため、コイルに電流が流れることによって発生した磁界の多くは、入力及び出力外部電極と鎖交せず、渦電流損を低減することができる。この結果、浮遊容量の発生が少なく、高周波帯域での電気特性が優れている積層型電子部品を得ることができる。
【0032】
さらに、コイルを複数個、電気的に相互に独立した状態で並設させ、各コイルにそれぞれ接続された入力外部電極及び出力外部電極を千鳥状に配置させたアレイタイプとしたため、互いに隣接する外部電極間の距離が長くなり、隣接するコイル相互間のクロストークを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る積層型電子部品の第1実施形態の構成を示す分解斜視図。
【図2】図1に示した積層型電子部品の外観を示す斜視図。
【図3】図2に示した積層型電子部品の断面模式図。
【図4】図2に示した積層型電子部品のインピーダンス特性を示すグラフ。
【図5】本発明に係る積層型電子部品の第2実施形態の構成を示す分解斜視図。
【図6】図5に示した積層型電子部品の外観を示す斜視図。
【図7】図6に示した積層型電子部品の断面模式図。
【図8】本発明に係る積層型電子部品の第3実施形態の構成を示す分解斜視図。
【図9】図8に示した積層型電子部品の外観を示す斜視図。
【図10】図9に示した積層型電子部品の断面模式図。
【図11】従来の積層型電子部品の構成を示す分解斜視図。
【図12】図11に示した積層型電子部品の外観を示す斜視図。
【図13】図12に示した積層型電子部品の断面模式図。
【符号の説明】
21…積層型インダクタアレイ
2,22…絶縁性シート
3a〜3d,23a〜23c,24a〜24c,25a〜25c,26a〜26c…コイル導体
4a,4b,27a,27b,28a,28b,29a,29b,30a,30b…引出し部
8,40…積層体
8a,40a…実装面
31a〜34b…入力外部電極
31b〜34b…出力外部電極
51…積層型LCL複合部品
61a〜64a…入力外部電極
61b〜64b…出力外部電極
70…積層体
70a…実装面
71…積層型インダクタ
72…入力外部電極
73…出力外部電極
L1,L11〜L14,L11a〜L14a,L11b〜L14b…コイル
Claims (1)
- 複数の絶縁性材料層と複数のコイル導体を積み重ねて構成した積層体と、
前記コイル導体を電気的に接続して構成した、前記積層体の積み重ね方向に対して平行な軸を有し、電気的に相互に独立した状態で並設されている複数のコイルと、
前記コイルの軸方向に対して平行な前記積層体の一側面のみに設けられ、前記コイルの引出し部に電気的に接続され、それぞれ千鳥状に配置されている入力外部電極及び出力外部電極と、
を備えたことを特徴とする積層型電子部品。
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