JP3575280B2 - Multilayer inductor - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動体通信機器等の高周波回路に使用されるインダクタに関し、特に電気絶縁層と導体パターンの積層工程を全てスクリーン印刷により製造される積層インダクタに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、電子部品の小型化、薄型化傾向にあって、インダクタ素子においても各種チップ型インダクタが使用されるようになってきた。このような、インダクタ素子は従来のように巻線を使用せず、電気絶縁層内に導体パターンによる周回コイルを形成して成る、所謂、積層インダクタが注目されている。
【0003】
上記周回コイルの形成方法として、セラミックスをシート状に形成して行うシート積層法、或は、電気絶縁層および内部導体の全てをスクリーン印刷により形成する印刷積層法が公知であるが、これらの形成方法の内、特に印刷積層法は、自動化が容易で量産に適している等の理由から注目されており、性能、信頼性、或いは価格等の面より様々な提案が成されている。例えば、特公昭60−50331号公報,特開平4−111709号公報,特開平5−24644号公報,実開平6−50312号公報等である。
【0004】
以下に、従来公知の印刷積層法による周回コイルの形成の内、特に代表的なものを説明する。
【0005】
例えば、その1例として図6に示す方法がある。本図によれば、先ず、工程▲1▼で所定の厚さまで誘電体セラミックスパターン1−21を印刷・積層し、その上に逆L字形の導体パターン2−21を印刷することにより、コイルの半ターン分を形成する。次に、工程▲2▼でその下半面に誘電体セラミックスパターン1−22を印刷し、工程▲3▼で露出している導体パターン2−21の1端に接続するように、新たなL字形の導体パターン2−22を印刷して更にコイルの半ターン分を形成する。以降、上記工程を繰り返して所定ターン数の周回コイルを形成するものである。
【0006】
また、その他の例として、図7に示すようにU字形パターンを交互に印刷して1/2ターンづつ印刷・積層していく方法、或いは、図8に示すように窓部を接続部として、3/4ターンづつ印刷・積層していく方法等が知られており、何れの方法も図6の場合と同様の工程を経てコイル形成を行うものである。
【0007】
尚、このようにして形成されたコイルパターンの始端と終端が引出しパターンによって各々チップの外端に引き出され、その露出端部に図示しない外部電極が接続される。ここで、上記した接続用の引き出しパターンは、例えば、図10(a)、(b)、(c)に示すように外部電極との接地面を広くした形状とされている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記印刷積層方式にあっては、以下のような幾つかの問題点が残されていた。
【0009】
第一の点は、印刷精度に係わる問題である。
【0010】
例えば、図6による方法では、各導体パターンの印刷が横方向にズレを生じると、図9▲3▼に示すように、L字の組合せで形成される周回コイルの断面積が横方向に縮小し、コイルのインダクタンス値(L値)がばらつくという問題である。さらに、縦方向にもズレる可能性がある。その場合、図9▲5▼に示すように、さらにコイルパターンに囲まれた面積が小さくなりL値が小さくなり、L値がばらつく原因となる。このうような印刷ズレの発生しない高精度の位置決めを行うには、印刷機、スクリーン、印刷条件等、様々な印刷要素を全て安定に制御・維持する必要があるが、これは極めて困難な作業である。しかも、このような印刷ズレは、図6による方法のみならず、図7に示す方法においても、1/2ターンコイルパターンではしばしば発生するものである。特に、図8の場合では、窓部における導体パターン同士の接続がコイルの幅方向となるため、接続の信頼性に欠ける。
【0011】
また、図7に示す1/2ターンU字形パターンを使用する方法では、チップが小型化しU字の縦棒が短くなった場合には、コイル形状においてダレが発生しやすく印刷精度が出しにくい角部の占める割合が多くなり、精度の高い印刷ができなくなる。
【0012】
また、内部導体を印刷する部分が先に印刷した絶縁層より下部にある場合は、内部導体の印刷面が谷底になるが、特に、チップが小型で印刷部分の面積が小さいものにあっては、谷底部分の印刷の際に上部の絶縁層が邪魔してスキージが効率よく作動できないため、精度の良い印刷ができなくなる。
【0013】
さらに、図8の方法では、各導体パターンを接続するための窓枠の部分が印刷毎にコイルパターン上を1/4づつ移動し、窓枠部により凸凹になるため、精度の高い印刷が困難になる。また、インダクタが小型になり窓枠部が0.15mm×0.15mm以下の極小となった場合、印刷ができない。
【0014】
第二の点は、コイルのQ値に係わる問題である。
【0015】
一般的に、コイルのQ値を高くするには内部導体を厚く形成し、導体の抵抗を小さくする必要がある。内部導体を厚くするには同じ導体パターンを重ね印刷(2度塗り)すれば良いが、これでは作業工程が複雑化し、工数アップとなる。また、図7の形状で重ね印刷した場合、同一面で印刷されるコイル形状が1/2と小さいため、精度の高いコイル形状を維持することが難しい。
【0016】
第三の点は、内部導体と外部電極との接続に係わる問題である。
【0017】
外部電極との接続を確実なものにするため、引き出しパターンは既述した図10(a)〜(c)のように、外部電極との接続部分Aの面積を広くした形状とされているが、図示のように、接続部分Aに導体パターンが直角に交わる形状であると、この直角部分に歪みが残り易く、亀裂が発生する原因ともなる。また、図10(b)、(c)のように、接続部分Aのパターンをコイル側に接近させると、コイルと外部電極との間の浮遊容量が大きくなり、共振周波数が下がり高周波特性が悪化する。
【0018】
本発明は、上記問題点を解消し、高位置精度で且つQ値の高いコイル形成を実現した高品質の積層インダクタを提供することを目的としている。
【0019】
【課題を解決するための手段】
すなわち、請求項1に記載の本発明では、電気絶縁層(1)と導体パターン(2)が交互に印刷・積層され、各導体パターン(2)の端部が順次接続されて積層方向に重畳したコイルパターンが形成されると共に、該コイルパターンの始端および終端が引き出しパターンにてチップ外端の外部電極(3,3)に接続されて成る積層インダクタにおいて、前記コイルパターンは、片端を長くして接続部(a1)としたU字形パターン(2−2)と、このU字開放側に配置され、片端を直角方向に曲げて接続部(a2)としたI字形パターン(2−3)とを交互に組み合わせて構成した。
【0020】
この様に、1ターンのコイルを形成する際に、従来の1/2ターンのパターンを組み合わせるのではなく、3/4ターンのU字と1/4ターンのI字を組み合わせることにより、コイル形状が小型になってもU字パターンは印刷精度を出しにくい角部の占める割合が少ないため精度の高い印刷を行い易く、残りは形状が単純で印刷がし易いI字とを組み合わせることにより、コイルのパターン精度が1/2ターンパターンの組み合わせより高くなる。さらに、3/4ターンのU字パターンがコイル断面積をほぼ決定するため、断面積のバラツキも小さくなる。
【0021】
また、請求項2に記載の本発明では、前記I字形パターン(2−3)の導体幅を前記U字形パターン(2−2)の導体幅よりコイルパターンの外側方向に太く形成した。
【0022】
これにより、U字形パターン(2−2)とI字形パターン(2−3)の接続を確実にしている。さらに、太くする方向を外側にすることにより、コイル断面積を小さくしないようにしている。
【0023】
また、請求項3に記載の本発明では、前記I字形パターン(2−3)の接続部(a2)のみをコイルパターンの外側方向に太く形成した。
【0024】
これにより、U字形パターン(2−2)とI字パターン(2−3)の接続を確実にしている。さらに、太くする方向を外側にすることにより、コイル断面積を小さくしないようにしている。
【0025】
また、請求項4に記載の本発明では、前記I字形パターン(2−3)の印刷用導体ペーストの組成と、前記U字形パターン(2−2)の印刷用導体ペーストの組成を各々パターン形状に合わせて違えた。
【0026】
すなわち、U字形ペーストには形状が複雑であるため良好な印刷精度が得られる高いメッシュ数のスクリーンを使用するため、それに適した高粘度で導体粒子の粒度分布がシャープなペーストにし、I字形ペーストは接続性を考慮した少し粘度の低めのペーストにする。
【0027】
また、請求項5に記載の本発明では、前記I字パターン(2−3)の印刷位置をU字方向に移動させることによりコイルパターンの断面積を可変とし、L値を変更可能とした。
【0028】
これにより、専用の印刷スクリーンを作製しなくても、I字パターンの移動により容易にL値を変更できる。
【0029】
また、請求項6に記載の本発明では、前記導体パターン(2)はその接続部を除いて全て直前に印刷された電気絶縁層(1)の上側に印刷されるように構成した。
【0030】
精度の良い印刷を行うには、印刷面が平らであることと、印刷面が一番上の層にあることが重要である。もし、印刷面が谷にあると、スキージ圧力が不均一となり、精度の高い印刷ができない。よって、主として一番上の面に導体パターンを印刷することにより精度の高い印刷が可能となる。すなわち、接続部は谷底になるが、コイル形状を決める大きな要因とはならず、印刷面が重要である。
【0031】
また、請求項7に記載の本発明では、電気絶縁層(1)と導体パターン(2)が交互に印刷・積層され、各導体パターン(2)の端部が順次接続されて積層方向に重畳したコイルパターンが形成されると共に、該コイルパターンの始端および終端が引き出しパターンにてチップ外端の外部電極(3,3)に接続されて成る積層インダクタにおいて、前記導体パターン(2)は、U字形状部(2−12)と、このU字形状部(2−12)の片端よりU字開放側に形成されたI字形状部(2−13)とで成り、前記コイルパターンは、同時に印刷される導体パターン(2)が先に印刷された導体パターン(2)で前記電気絶縁層(1)により覆われていない導体パターン(2)と、電気絶縁層(1)上に新たに印刷する導体パターン(2)から成り、ほぼ1ターンを構成するものである。
【0032】
これにより、前回印刷した導体部分が2重印刷となり、これを繰り返すことにより、通常の印刷回数で導体厚が2倍に厚くなりQ値が向上する。図7の2度塗りと異なるのは、印刷精度の出やすい大きなU字と、印刷が容易なI字との組み合わせにより、従来の小さなU字の組み合わせより、2度塗りしてもコイル精度が高い。インダクタの外形が大きい時は従来の小さなU字の組み合わせでも問題は無かったが、縦横が1.0mm×0.5mm以下の極小チップでは大きな差となる。
【0033】
また、請求項8に記載の本発明では、前記重ね印刷で生ずる段差部(a3,a4)を通過する導体パターンの幅をコイルパターンの外側に向けて広くした。これにより段差部の接続を確実にしている。さらに、太くする方向を外側にすることにより、コイル断面積を小さくしないようにしている。
【0034】
また、請求項9に記載の本発明では、前記引き出しパターンの導体をコイルパターンより厚く印刷した。これにより、コイル導体の抵抗を低くしている。
【0035】
また、請求項10に記載の本発明では、前記引き出しパターンの導体幅が前記コイルパターンの外側方向に徐々に広くなるように形成し、外部電極に接続した。これにより、亀裂が無く、コイルと引き出し導体の外部電極との接続部で浮遊容量を大きくしないで外部電極への接続ができる。
【0036】
また、請求項11に記載の本発明では、前記電気絶縁層(1)の素材として低温焼結誘電体セラミックスを使用した。これにより、高周波で使用しても高いQ値を得ることが可能となる。
【0037】
また、請求項12に記載の本発明では、前記コイルパターンを形成する各々導体パターン(2)のU字の開放部がチップの外部電極方向と直角の方向に向けて印刷・積層される構成とした。これにより、導体パターンの接続部が両外部電極側に同じように配置されるため、チップの構造的なバランスが良くなる。
【0038】
さらに、請求項13に記載の本発明では、前記コイルパターンを形成する各々導体パターン(2)のU字の開放部が外部電極(3,3)側に向けて印刷・積層される構成とした。この場合、U字部分の縦棒を長くすることにより コイル1ターンにおける直線部が占める割合が多くなり、精度の良いコイルパターンが形成できる。
【0039】
【発明の実施の形態】
図1は、積層インダクタの外観を示す斜視図である。積層インダクタは、電気絶縁層1と導体パターン2を交互に印刷・積層して直方体状の積層チップを形成し、積層される各々導体パターン2の端部を順次接続することにより、前記電気絶縁層1内に積層方向に重畳する周回コイルを形成すると共に、前記周回コイルの始端と終端をチップの両端に引き出し、これらに外部電極3,3を接続して構成されるものであって、本発明では、前記周回コイルがU字形パターンとI字形パターンの組み合わせにて成ることを基本構成としている点に大きな特徴を有するものである。
【0040】
本実施形態の積層インダクタは、セラミックス系の電気絶縁素材として、例えば、ガラスを添加して低温焼結化した誘電体セラミックスが使用されている。ここでは、ホウケイ酸ガラスをアルミナに体積で70:30の比率に混合した誘電体材料を使用し、これに、ビヒクルとしてエチルセルロースと分散剤、可塑剤を混合したものを配合し混合して印刷のための誘電体ペーストを作製した。
【0041】
また、導体用として銀を用い、これに前記ビヒクルを混合して導体ペーストを作製した。尚、バインダーとしてエチルセルロース以外でPVB、メチルセルロースやアクリル樹脂を使用しても良い。また、導体ペーストに銀パラジウムを使用しても良い。
【0042】
次に、図2に示す工程図に基づいてコイルパターン形成方法の第1実施形態を説明する。本実施形態は、高位置精度のコイル形成を目的としたものである。
【0043】
先ず、工程▲1▼では、誘電体ペーストによる誘電体パターン1−1を繰り返し印刷・積層して所定厚の電気絶縁層を形成し、さらに、この電気絶縁層上に導体ペーストにてコイルの始端を外部電極(図示せず)に引出すための導体パターン2−1を印刷する。
【0044】
次に、工程▲2▼では、前記導体パターン2−1の一部をI字形に残して他の部分を誘電体パターン1−2で覆う。
【0045】
次に、工程▲3▼では、前記導体パターン2−1の露出終端部と接続するように新たなU字形の導体パターン2−2を印刷する。本実施形態では、このU字形パターン2−2の左端を長く形成して接続部a1としている。この接続部a1では、各導体パターン2−1,2−2の端部が互いに直交する形となるから、接続は確実に行える。
【0046】
次に、工程▲4▼では、誘電体パターン1−3で導体パターン2−1のI字部分を覆う。
【0047】
次に、工程▲5▼では、露出している導体パターン2−2の終端部と接続するように新たなI字形の導体パターン2−3を印刷する。本実施形態では、このI字形パターン2−3の右端を幾分直角に曲げて接続部a2としている。この時、I字形パターンをU字形パターンより幅広にしておくことにより、工程▲3▼、工程▲5▼におけるパターン接続時の信頼性を向上できる。また、I字形パターンの幅は全体に渡って広くするのではなく、接続部a2のみ広くしても良い。但し、幅を広げる方向は、何れの場合も、コイルパターンの外側方向とする必要がある。これは、従来のように、コイルパターンの幅を内側と外側に向けて均等に広くするとコイル断面積が小さくなり、L値の低下を招くためである。
【0048】
次に、工程▲6▼では、前記導体パターン2−2をI字形に残して他の部分を誘電体パターン1−4で覆う。この後、前記工程▲3▼〜▲6▼を繰り返し、所定巻数の周回コイルを形成する。
【0049】
次に、工程▲7▼では、コイルの終端を工程▲1▼とは別の外部電極(図示せず)に引き出すための導体パターン2−4を印刷する。
【0050】
最後に、工程▲8▼では、所定厚になるまで誘電体パターンを繰り返し印刷・積層する。実際の工程においては、上記コイルパターンを整列配置した多数個取りの積層ブロックとして作製する。
【0051】
以上のように、工程▲1▼〜工程▲8▼を経て作製した積層ブロックをチップ単位に切断し、脱脂、焼成、バリ取りの後、その両端に外部電極3,3を形成し、これを焼き付け、メッキ処理をして図1に示すような積層インダクタを作製する。
【0052】
このように、本発明の第一実施形態によるコイル形成方法は、コイルパターンがU字形パターン2−2とI字形パターン2−3の組み合わせで構成されるため、I字とU字の印刷ズレで生じるコイル断面積のばらつきは、コイルの3/4を構成するU字がコイル形状を決定するため、従来の1/2ターンであるL字やU字の組み合わせに比べて十分小さくでき、よって、L値のばらつきが少ない安定したコイル特性が得られる。
【0053】
また、従来のように1ターンのコイルを1/2にしたU字とは異なり、コイルの3/4ターンで形成したU字はパターンに占める印刷ダレ等の問題が起こり易い角部の割合が小さく、高精度の印刷が可能となる。また、ここでは、I字の高精度印刷は容易であり、いかにU字を精度良く印刷できるかが本発明のポイントであり、3/4ターンU字のように直線部が多いパターンは良好なコイルの作製を可能にする。
【0054】
また、U字形パターン2−2とI字形パターン2−3が、それぞれ別々に印刷されることから、各々導体ペーストの組成(例えば、粘性)を変えて、それぞれのパターン形状に合った最適な組成で印刷することにより、印刷性をより向上させることができる。
【0055】
例えば、U字パターンの導体ペーストの粘度を高くすれば精度の高い印刷が可能となるが、印刷ペーストの安定性は低くなるため、途中でペーストの入れ換えを行う必要が出てくる場合がある。この時、入れ換えはU字パターンペーストのみで良く、I字パターンペーストは高い粘度のペーストを必要としないから、その分工程が削減される。これが両方ともU字であると、両パターンのペーストを変更する必要がある。
【0056】
また、I字形パターン2−3の印刷位置をU字方向(U字の縦方向)に移動させることにより、同一パターンを使用したコイルパターンの断面積を任意に且つ容易に変更できる。従って、L値の変更のために新たな導体パターンを作る必要はない。
【0057】
また、上記工程で示したように、本実施形態では、導体パターンは接続部a1,a2を除いて全て直前に印刷された電気絶縁層上に、換言すれば、常に最上面に印刷されるようになっている。このように、導体印刷が常に段差のある面の最上面に成されることにより、スキージが効率的に作動できるようになり、小型のチップに対しても谷底印刷を余儀なくされた従来方式に比べて高精度な印刷が可能となる。
【0058】
さらに、印刷面に凸凹を形成する導体パターン同士の接続部a1,a2をI字形パターン2−3の両端2個所にまとめることにより、コイルパターンの3/4を占めるU字形パターン2−2部分を凸凹の無い平らな面にすることができる。これにより精度の高い印刷が可能となる。
【0059】
以上、説明したコイルパターンの形成では、U字パターンの開放部がチップの外部電極方向と直角の方向(チップの幅方向)に向けて幅広形状に印刷・積層される場合を示したが、これに限定されるものではなく、勿論、U字パターンの開放部がチップの外部電極3、3方向(チップの長手方向)に向けて縦長形状に印刷・積層されるものであっても良い。
【0060】
この場合、U字部分の縦棒を長くすることにより、前者のものに比べコイル1ターンにおけるU字パターンにおいて直線部が占める面積の割合が増加し、小型のチップであっても印刷性は良く、精度の高いコイルパターンが形成できる。但し、本構成の場合は、導体パターン2の接続部a1,a2が片側の外部電極3に偏るため、構造的なバランスは良好でない。したがって、前者の構成は構造的なバランスが良いことから特性が安定し易く、後者は印刷精度が良好なことから小さな断面積のコイル形成に優れている。よって、所望の特性に応じて形成方法を選ぶことができる。図3に後者の場合の方法を示すが、印刷工程は既述した図2の場合と同様であるので、ここでは説明を省略する。
【0061】
次に、図4に示す工程図に基づいてコイルパターン形成方法の第2実施形態を説明する。本実施形態は、内部導体を2度塗りすることにより、Q値の高いコイル形成を実現するものである。
【0062】
先ず、工程▲1▼では、所定の厚みになるまで誘電体パターン1−11を繰り返し印刷・積層し、その上に、外部電極(図示せず)に接続する導体パターン2−11(コイル始端の引き出しパターン)を印刷する。ここで、引き出し導体部分(後述する2度塗りにならない部分)の幅をコイルパターンの外側方向に広くするか、或いは、印刷が厚くなるような別組成の導体ペーストを用いて他の内部導体部分より厚く形成する。
【0063】
次に、工程▲2▼では、前記導体パターン2−11をI字形に残して他の部分を誘電体パターン1−12で覆う。
【0064】
次に、工程▲3▼では、前記導体パターン2−11の露出したI字形の部分に重ねるように新たな導体パターンを印刷する。この時、前記誘電体パターン1−12により生じる段差部分a3付近は1度塗りになるため、導体幅をコイルパターンの外側方向に広く形成することにより段部の印刷を確実にでき、且つ、この部分の導体抵抗を小さくできる。
【0065】
ところで、前記導体パターンは、U字形状部2−12とI字形状部2−13とで成る矩形状であって、前記第一実施形態で述べたI字形パターンとU字形パターンの組合せによる形状と基本的に同一である。
【0066】
次に、工程▲4▼では、誘電体パターン1−13で前記I字形状部2−13を覆う。
【0067】
次に、工程▲5▼では、露出した前記U字形状部2−12に重ねるように、矩形状の導体パターンを印刷する。このように、先に印刷した導体パターンの露出部分も同時に重ねて印刷することにより、工程を増やさずに導体部分を厚くすることができる。この時、前記同様に段差部分a4の導体幅はコイルパターンの外側方向に広く形成する。
【0068】
次に、工程▲6▼では、I字形状部2−13を残して他の部分を誘電体パターン1−14で覆う。この後、前記工程▲3▼〜▲6▼を繰り返し、所定巻数の周回コイルを形成する。
【0069】
次に、工程▲7▼では、I字形状部2−13に重ねるように工程▲1▼とは別のもう一方の外部電極(図示せず)に接続する導体パターン2−14(コイル終端の引き出しパターン)を印刷する。ここで、工程▲1▼と同様、前記導体パターン2−14の内2度塗りされない部分の導体幅を外側方向に広くするか、或いは導体ペーストを変えて導体を厚く印刷する。
【0070】
最後に、工程▲8▼では、所定の厚みまで誘電体パターン11−5を繰り返し印刷積層する。尚、作製された積層ブロックはチップ単位に切断され、その両端に外部電極3,3が形成されて、図1に示すような積層インダクタが作製される。この過程は既述した第1実施形態と同様である。
【0071】
このように、本発明の第二実施形態によるコイル形成方法においては、内部導体を重ね印刷することにより導体抵抗を低くしてインダクタのQ値を改善している。そして、本実施形態では、重ね印刷の形状をU字形とI字形とに分けて、矩形コイルパターンの内の3/4を占めるU字部分を同一面の印刷とすることにより、印刷時のパターン精度の向上を図っている。つまり、形状の単純なI字パターンの印刷面は小さくても良いが、U字パターンは大きな印刷面を確保することにより、1/2ターンにして角部を含んだパターンを重ね印刷するより、I字とU字に分けてコイル断面積を支配するU字に印刷をし易い広い印刷面を与えた方が、単層の印刷でも重ね印刷でも精度の高いパターン形成が可能となる。しかも、既述したように、コイルの精度を決定する重ね印刷の1度目は必ず絶縁層の最上面となるため、コイル形状の安定性に優れる。
【0072】
以上、第二実施形態で説明したコイルパターンの形成では、U字パターンの開放部がチップの外部電極と直角の方向(チップの幅方向)に向けて印刷・積層される場合を示したが、これに限定されるものではなく、勿論、U字パターンの開放部がチップの外部電極方向(チップの長手方向)に印刷・積層されるものであっても良い。図5に、この場合のコイル形成方法を示すが、印刷工程は既述した図4の場合と同様であるので、説明は省略する。
【0073】
次に、導体パターンと外部電極との接続について説明する。
【0074】
既述した図10の従来例では、外部電極との接地部分Aが直角形状であるのに対し、本発明では、第一実施形態に示す図2の▲1▼、▲7▼、或いは第二実施形態に示す図4の▲1▼、▲7▼のように、外部電極側(図示せず)に引き出される導体パターンの幅が接地部分A1,A2において、コイルの外側方向に徐々に広くなるように形成されている。
【0075】
接地部分A1,A2の導体幅を徐々に広くしていくことにより、角部に掛かる応力が緩和され亀裂等が生じ難くなるため、外部電極との接続の信頼性は極めて高くなる。また、幅広部をコイルの外側方向のみに形成することにより、浮遊容量を極力小さくすることができる。
【0076】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1に記載の本発明によれば、U字形パターンとI字形パターンの組み合わせによりコイルパターンを構成したので、I字とU字の印刷ズレによるコイル断面積のばらつきは従来のL字や1/2ターンU字の組み合わせの場合に比べて十分小さくでき、よって、L値のばらつきが少ない安定したコイル特性が得られる。
【0077】
また、請求項2または請求項3に記載の本発明によれば、I字形パターンの導体幅をU字形パターンの導体幅よりコイルパターンの外側方向に太く形成したので、I字とU字の接続は確実となり、信頼性が向上する。しかも、コイルパターンの外側方向に広げることにより、コイル断面積は縮小されないからL値は低下しない。また、パターン幅の拡張は接続部のみとしても良い。
【0078】
また、請求項4に記載の本発明では、I字形パターンとU字形パターンとで、各々パターン形状に合わせて導体ペーストの組成を変えることができ、印刷性が向上し特にU字形では角ダレの無い高精度の印刷が行えるためコイル形状が安定する。
【0079】
また、請求項5に記載の本発明では、I字パターンの印刷位置をU字方向に移動させることによりコイルパターンの断面積を可変とし、L値を変更可能としたので、新たな導体パターン作ることなく任意のL値が簡単に実現できる。
【0080】
また、請求項6に記載の本発明では、導体パターンは、その接続部を除いて全て直前に印刷された電気絶縁層の上側に印刷されるように構成したので、従来方式における谷底印刷のように印刷の際にスキージが既に印刷された絶縁層に邪魔されることなく効率的に作動できるようになり、高精度の印刷が可能となる。
【0081】
また、請求項7に記載の本発明では、コイルパターンは、U字形状部とI字形状部とによる導体パターンを、露出している前記U字形状部あるいはI字形状部に重ね印刷するようにしたので、新たな導体パターンの印刷と同時に、先の印刷パターンが順次重ね印刷されていくため、重ね印刷による工数増は発生しない。しかも、この場合、導体パターンの内の3/4を占めるU字形状部が同一面の印刷となるから、重ね印刷の位置精度は極めて良好である。
【0082】
また、請求項8に記載の本発明では、前記重ね印刷で生ずる段差部を通過する導体パターンの幅をコイルパターンの外側に向けて広くしたので、段差部の印刷を確実にでき、且つ、この部分の導体抵抗を小さくできる。しかも、パターン幅の拡張がコイルパターンの外側方向であるからコイル断面積は小さくならない。
【0083】
また、請求項9に記載の本発明では、前記重ね印刷において、引き出しパターンの導体厚をコイルパターンより厚く印刷したので、重ね印刷されない前記引き出しパターン部分もコイルパターンと同様に導体抵抗を小さくでき、Q値を高くできる。
【0084】
また、請求項10に記載の本発明では、引き出しパターンの導体幅をコイルパターンの外側方向に徐々に広くなるように形成したので、接地部分の角部に加わる応力が緩和され亀裂等が生じ難くなるため、外部電極との接続の信頼性は極めて高くなる。また、幅広部をコイルの外側方向のみに形成することにより、内部コイルとの間の浮遊容量を極力小さくできる。
【0085】
また、請求項11に記載の本発明では、電気絶縁層として低温焼結誘電体セラミックスを使用したので、線間浮遊容量を減少させることができ、高周波帯域での使用が可能となる。また、低温焼成が可能であるため、積層インダクタの作製が容易となる。
【0086】
また、請求項12に記載の本発明では、コイルパターンを形成する各々導体パターンのU字の開放部がチップの外部電極と直角の方向に向くように印刷・積層したので、導体パターンの接続部が両外部電極側に同じように配置されるため構造的なバランスが良く、特性が安定する。
【0087】
さらに、請求項13に記載の本発明では、コイルパターンを形成する各々導体パターンのU字の開放部が外部電極側に向くように印刷・積層したので、U字を長くすることにより、コイル1ターンにおいて直線部が占める割合が多くなり角部の印刷ダレを少なくできるから、小型チップにおいても印刷性は良く、精度の良いコイルパターンが形成できる。したがって、特にL値の公差が厳しいチップに有効である。
【図面の簡単な説明】
【図1】積層インダクタの外観斜視図である。
【図2】本発明の第一実施形態に係る積層インダクタのコイル形成方法を示す工程図である。
【図3】同、図2とは別の積層インダクタのコイル形成方法を示す工程図である。
【図4】本発明の第二実施形態に係る積層インダクタのコイル形成方法を示す工程図である。
【図5】同、図4とは別の積層インダクタのコイル形成方法を示す工程図である。
【図6】従来の積層インダクタのコイル形成方法を示す工程図である。
【図7】同、図6とは別の積層インダクタのコイル形成方法を示す工程図である。
【図8】同、図7とは別の積層インダクタのコイル形成方法を示す工程図である。
【図9】コイルパターンの印刷ズレを示す平面図である。
【図10】外部電極へ引き出される導体パターンを示す平面図である。
【符号の説明】
1 電気絶縁層
2 導体パターン
2−2 U字形パターン
2−3 I字形パターン
2−12 U字形状部
2−13 I字形状部
3 外部電極
a1,a2 接続部
a3,a4 段差部
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an inductor used in a high-frequency circuit of a mobile communication device or the like, and more particularly to a multilayer inductor manufactured by screen printing in a process of laminating an electric insulating layer and a conductor pattern.
[0002]
[Prior art]
In recent years, with the trend toward smaller and thinner electronic components, various chip-type inductors have come to be used for inductor elements. Such an inductor element has attracted attention as a so-called laminated inductor in which a winding coil is formed by a conductor pattern in an electric insulating layer without using a winding as in the related art.
[0003]
As a method of forming the above-mentioned winding coil, a sheet laminating method in which ceramics are formed into a sheet shape, or a print laminating method in which all of the electric insulating layer and the internal conductor are formed by screen printing are known. Among the methods, especially the printing and laminating method has attracted attention because it is easy to automate and suitable for mass production, and various proposals have been made in terms of performance, reliability, price, and the like. For example, JP-B-60-50331, JP-A-4-111709, JP-A-5-24644, and JP-A-6-50312.
[0004]
Hereinafter, among the formation of the winding coil by the conventionally known printing lamination method, particularly typical ones will be described.
[0005]
For example, there is a method shown in FIG. 6 as one example. According to this drawing, first, in step (1), a dielectric ceramic pattern 1-21 is printed and laminated to a predetermined thickness, and an inverted L-shaped conductor pattern 2-21 is printed thereon, thereby forming a coil. Form a half turn. Next, a dielectric ceramic pattern 1-22 is printed on the lower half surface in step (2), and a new L-shape is formed so as to be connected to one end of the exposed conductor pattern 2-21 in step (3). Is printed to further form a half turn of the coil. Thereafter, the above steps are repeated to form a coil having a predetermined number of turns.
[0006]
Further, as another example, a method of printing a U-shaped pattern alternately as shown in FIG. 7 and printing and laminating each half turn, or as shown in FIG. Methods of printing and laminating every 3/4 turn are known, and all of these methods perform coil formation through the same steps as those in FIG.
[0007]
The start and end of the coil pattern thus formed are respectively drawn out to the outer end of the chip by a drawing pattern, and an external electrode (not shown) is connected to the exposed end. Here, the above-mentioned lead-out pattern for connection has, for example, a shape in which the ground plane with the external electrode is wide as shown in FIGS. 10 (a), 10 (b) and 10 (c).
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the following problems remain in the printing lamination method.
[0009]
The first point is a problem related to printing accuracy.
[0010]
For example, in the method according to FIG. 6, when the printing of each conductor pattern is shifted in the horizontal direction, as shown in FIG. 9 (3), the cross-sectional area of the orbital coil formed by the combination of L-shapes is reduced in the horizontal direction. However, there is a problem that the inductance value (L value) of the coil varies. Furthermore, there is a possibility that the displacement may occur in the vertical direction. In that case, as shown in FIG. 9 (5), the area surrounded by the coil pattern is further reduced, and the L value is reduced, which causes the L value to vary. In order to perform high-precision positioning without such printing deviation, it is necessary to stably control and maintain various printing elements such as a printing machine, a screen, and printing conditions, but this is an extremely difficult operation. It is. Moreover, such a printing shift often occurs in the 1/2 turn coil pattern not only in the method shown in FIG. 6 but also in the method shown in FIG. In particular, in the case of FIG. 8, the connection between the conductor patterns in the window portion is in the width direction of the coil, and thus the connection reliability is lacking.
[0011]
Further, in the method using the 1 / 2-turn U-shaped pattern shown in FIG. 7, when the chip is downsized and the vertical bar of the U-shape is shortened, sagging is likely to occur in the coil shape, and corners where printing accuracy is difficult to obtain are reduced. The proportion occupied by the copies increases, and high-precision printing cannot be performed.
[0012]
In addition, when the portion where the internal conductor is printed is below the previously printed insulating layer, the printed surface of the internal conductor becomes a valley bottom, especially when the chip is small and the area of the printed portion is small. The squeegee cannot operate efficiently because the upper insulating layer hinders the printing of the bottom of the valley, so that accurate printing cannot be performed.
[0013]
Further, in the method of FIG. 8, the window frame portion for connecting each conductor pattern moves on the coil pattern by 1/4 every printing, and becomes uneven due to the window frame portion, so that high-precision printing is difficult. become. In addition, when the inductor is small and the window frame portion is 0.15 mm × 0.15 mm or less, printing cannot be performed.
[0014]
The second point is a problem related to the Q value of the coil.
[0015]
Generally, in order to increase the Q value of a coil, it is necessary to form the inner conductor thicker and reduce the resistance of the conductor. To increase the thickness of the internal conductor, the same conductor pattern may be overprinted (painted twice), but this complicates the working process and increases the number of steps. Further, in the case of overprinting in the shape shown in FIG. 7, since the coil shape printed on the same surface is as small as 1/2, it is difficult to maintain a highly accurate coil shape.
[0016]
The third point is a problem related to the connection between the inner conductor and the outer electrode.
[0017]
In order to ensure the connection with the external electrode, the extraction pattern is shaped such that the area of the connection portion A with the external electrode is widened as shown in FIGS. 10 (a) to 10 (c). As shown in the figure, if the conductor pattern has a shape that intersects the connection portion A at a right angle, distortion tends to remain in the right angle portion, which may cause cracking. Further, as shown in FIGS. 10B and 10C, when the pattern of the connection portion A is brought closer to the coil side, the stray capacitance between the coil and the external electrode increases, the resonance frequency decreases, and the high-frequency characteristics deteriorate. I do.
[0018]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above problems and to provide a high-quality laminated inductor which realizes formation of a coil having high positional accuracy and a high Q value.
[0019]
[Means for Solving the Problems]
That is, according to the first aspect of the present invention, the electrical insulating layer (1) and the conductor pattern (2) are alternately printed and laminated, and the ends of each conductor pattern (2) are sequentially connected and overlap in the laminating direction. A coil inductor is formed, and the beginning and end of the coil pattern are connected to the external electrodes (3, 3) at the outer end of the chip in a lead pattern. A U-shaped pattern (2-2) serving as a connecting portion (a1), and an I-shaped pattern (2-3) disposed on the U-open side and having one end bent at a right angle to serve as a connecting portion (a2). Were alternately combined.
[0020]
As described above, when forming a one-turn coil, a coil shape is formed by combining a U-shape of 3/4 turn and an I-shape of 1/4 turn instead of combining a conventional 1 / 2-turn pattern. Even if the U-shaped pattern becomes smaller, it is easy to perform high-precision printing because the ratio of the corners where printing accuracy is difficult to obtain is small, and the rest is combined with an I-shape that is simple in shape and easy to print. Is higher than the combination of 1/2 turn patterns. Further, since the U-shaped pattern of 3/4 turns substantially determines the coil cross-sectional area, the variation of the cross-sectional area is reduced.
[0021]
According to the second aspect of the present invention, the conductor width of the I-shaped pattern (2-3) is formed larger in the outer direction of the coil pattern than the conductor width of the U-shaped pattern (2-2).
[0022]
This ensures the connection between the U-shaped pattern (2-2) and the I-shaped pattern (2-3). Further, by making the thickening direction outward, the coil cross-sectional area is not reduced.
[0023]
In the third aspect of the present invention, only the connection portion (a2) of the I-shaped pattern (2-3) is formed thicker in the outer direction of the coil pattern.
[0024]
This ensures connection between the U-shaped pattern (2-2) and the I-shaped pattern (2-3). Further, by making the thickening direction outward, the coil cross-sectional area is not reduced.
[0025]
According to the present invention, the composition of the printing conductor paste of the I-shaped pattern (2-3) and the composition of the printing conductor paste of the U-shaped pattern (2-2) are each formed in a pattern shape. It was different to match.
[0026]
That is, since the U-shaped paste uses a screen with a high number of meshes to obtain good printing accuracy due to its complicated shape, a paste suitable for the U-shaped paste and having a sharp particle size distribution of conductive particles is used. Is a paste with a slightly lower viscosity considering connectivity.
[0027]
Further, in the present invention described in claim 5, the sectional area of the coil pattern is made variable by moving the printing position of the I-shaped pattern (2-3) in the U-shaped direction, and the L value can be changed.
[0028]
Thus, the L value can be easily changed by moving the I-shaped pattern without producing a dedicated printing screen.
[0029]
Further, in the present invention described in claim 6, the conductor pattern (2) is configured to be printed on the upper side of the electrical insulating layer (1) printed immediately before except for the connection portion.
[0030]
For accurate printing, it is important that the printing surface is flat and that the printing surface is on the top layer. If the printing surface is in a valley, the squeegee pressure becomes uneven and printing with high accuracy cannot be performed. Therefore, high-precision printing is possible mainly by printing the conductor pattern on the uppermost surface. In other words, the connection portion becomes a valley bottom, but does not become a major factor in determining the coil shape, and the printing surface is important.
[0031]
According to the present invention, the electrical insulating layer (1) and the conductor pattern (2) are alternately printed and laminated, and the ends of the conductor patterns (2) are sequentially connected and overlap in the laminating direction. The coil pattern is formed, and the beginning and end of the coil pattern are connected to the external electrodes (3, 3) at the outer end of the chip in a lead pattern. A U-shaped part (2-12) and an I-shaped part (2-13) formed on the U-open side from one end of the U-shaped part (2-12). The conductor pattern (2) to be printed is not covered with the electric insulation layer (1) with the conductor pattern (2) previously printed, and the conductor pattern (2) is newly printed on the electric insulation layer (1). Conductor pattern (2) , And it constitutes almost one turn.
[0032]
As a result, the previously printed conductor portion is double-printed, and by repeating this, the conductor thickness is doubled and the Q value is improved by the usual number of times of printing. The difference from the double coating shown in FIG. 7 is that the combination of a large U-shape with high printing accuracy and an I-shape that is easy to print makes the coil accuracy higher than the conventional combination of small U-shapes even with two coatings. high. When the outer shape of the inductor is large, there is no problem with the conventional combination of small U-shapes, but there is a large difference in the case of a micro chip having a length and width of 1.0 mm × 0.5 mm or less.
[0033]
According to the present invention, the width of the conductor pattern passing through the stepped portions (a3, a4) generated by the overprinting is increased toward the outside of the coil pattern. This ensures connection of the step. Further, by making the thickening direction outward, the coil cross-sectional area is not reduced.
[0034]
According to the ninth aspect of the present invention, the conductor of the lead pattern is printed thicker than the coil pattern. Thereby, the resistance of the coil conductor is reduced.
[0035]
In the invention according to claim 10, the conductor width of the lead pattern is formed so as to gradually increase toward the outside of the coil pattern, and is connected to an external electrode. Thus, there is no crack, and connection to the external electrode can be made without increasing the stray capacitance at the connection between the coil and the external electrode of the lead conductor.
[0036]
In the present invention, a low-temperature sintered dielectric ceramic is used as a material of the electric insulating layer (1). Thus, a high Q value can be obtained even when used at a high frequency.
[0037]
According to the present invention described in claim 12, the U-shaped open portion of each conductor pattern (2) forming the coil pattern is printed and laminated in a direction perpendicular to the external electrode direction of the chip. did. Thereby, since the connection portions of the conductor patterns are arranged in the same manner on both external electrode sides, the structural balance of the chip is improved.
[0038]
Furthermore, in the present invention according to claim 13, the U-shaped open portion of each conductor pattern (2) forming the coil pattern is printed and laminated toward the external electrode (3, 3). . In this case, by increasing the length of the vertical bar in the U-shaped portion, the proportion occupied by the linear portion in one turn of the coil is increased, and a highly accurate coil pattern can be formed.
[0039]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 is a perspective view showing the appearance of the multilayer inductor. The laminated inductor is formed by alternately printing and laminating the electrical insulation layer 1 and the conductor pattern 2 to form a rectangular parallelepiped laminated chip, and sequentially connecting the ends of the laminated conductor patterns 2 to form the electrical insulation layer. The present invention comprises a circulating coil superimposed in the laminating direction within 1 and a leading end and an ending end of the circulating coil drawn out to both ends of a chip, and external electrodes 3 and 3 connected to these. Has a great feature in that the basic configuration is such that the winding coil is formed by a combination of a U-shaped pattern and an I-shaped pattern.
[0040]
In the laminated inductor of the present embodiment, for example, dielectric ceramics added with glass and sintered at a low temperature are used as the ceramic-based electric insulating material. Here, a dielectric material in which borosilicate glass is mixed with alumina in a ratio of 70:30 by volume is used, and a mixture of ethyl cellulose, a dispersant, and a plasticizer as a vehicle is mixed and mixed, and then mixed. Dielectric paste was prepared.
[0041]
In addition, silver was used as a conductor, and the vehicle was mixed with the silver to prepare a conductor paste. In addition, PVB, methylcellulose, or acrylic resin may be used other than ethylcellulose as a binder. Further, silver palladium may be used as the conductor paste.
[0042]
Next, a first embodiment of a method for forming a coil pattern will be described based on the process chart shown in FIG. This embodiment aims at forming a coil with high positional accuracy.
[0043]
First, in step (1), a dielectric pattern 1-1 made of a dielectric paste is repeatedly printed and laminated to form an electric insulating layer having a predetermined thickness. Is printed on the external electrode (not shown).
[0044]
Next, in step (2), a part of the conductor pattern 2-1 is left in an I shape, and the other part is covered with a dielectric pattern 1-2.
[0045]
Next, in step (3), a new U-shaped conductor pattern 2-2 is printed so as to be connected to the exposed end of the conductor pattern 2-1. In the present embodiment, the left end of the U-shaped pattern 2-2 is formed to be long to be the connection part a1. In the connection part a1, the ends of the conductor patterns 2-1 and 2-2 are orthogonal to each other, so that the connection can be reliably performed.
[0046]
Next, in step (4), the I-shaped portion of the conductor pattern 2-1 is covered with the dielectric pattern 1-3.
[0047]
Next, in step (5), a new I-shaped conductor pattern 2-3 is printed so as to be connected to the exposed end of the conductor pattern 2-2. In the present embodiment, the right end of the I-shaped pattern 2-3 is bent at a right angle to form a connection part a2. At this time, by making the I-shaped pattern wider than the U-shaped pattern, the reliability at the time of pattern connection in the steps (3) and (5) can be improved. Further, the width of the I-shaped pattern may not be widened over the whole but only the connecting portion a2. However, the direction in which the width is increased needs to be the outer direction of the coil pattern in any case. This is because, if the width of the coil pattern is uniformly increased toward the inside and the outside as in the related art, the coil cross-sectional area is reduced and the L value is reduced.
[0048]
Next, in step (6), the other portion is covered with a dielectric pattern 1-4 while leaving the conductor pattern 2-2 in an I-shape. Thereafter, the above steps (3) to (6) are repeated to form a coil having a predetermined number of turns.
[0049]
Next, in step (7), a conductor pattern 2-4 for drawing the terminal end of the coil to an external electrode (not shown) different from step (1) is printed.
[0050]
Finally, in step (8), a dielectric pattern is repeatedly printed and laminated until a predetermined thickness is obtained. In an actual process, the coil pattern is manufactured as a multi-piece laminated block in which the coil patterns are arranged and arranged.
[0051]
As described above, the laminated block produced through steps (1) to (8) is cut into chips, degreased, fired, and deburred, and external electrodes 3 and 3 are formed at both ends thereof. Baking and plating are performed to produce a multilayer inductor as shown in FIG.
[0052]
As described above, in the coil forming method according to the first embodiment of the present invention, since the coil pattern is configured by the combination of the U-shaped pattern 2-2 and the I-shaped pattern 2-3, the printing misalignment between the I-shaped and the U-shaped is performed. The resulting variation in the coil cross-sectional area can be made sufficiently smaller than the conventional combination of L-shape or U-shape, which is タ ー ン turn, because the U-shape that constitutes / of the coil determines the coil shape. Stable coil characteristics with little variation in L value can be obtained.
[0053]
Also, unlike a U-shape in which a one-turn coil is halved as in the conventional case, a U-shape formed by 3/4 turns of the coil has a small percentage of corners in the pattern where problems such as print sagging tend to occur. Small, high-precision printing becomes possible. Also, here, the high precision printing of the I-character is easy, and the point of the present invention is how the U-character can be printed with high accuracy. Enables production of coils.
[0054]
In addition, since the U-shaped pattern 2-2 and the I-shaped pattern 2-3 are printed separately, the composition (for example, viscosity) of the conductor paste is changed to optimize the composition suitable for each pattern shape. By printing with, printability can be further improved.
[0055]
For example, if the viscosity of the conductor paste of the U-shaped pattern is increased, high-precision printing can be performed, but the stability of the printed paste is reduced, so that it may be necessary to replace the paste on the way. At this time, only the U-shaped pattern paste needs to be replaced, and the I-shaped pattern paste does not require a paste having a high viscosity. If both are U-shaped, the paste for both patterns needs to be changed.
[0056]
Further, by shifting the printing position of the I-shaped pattern 2-3 in the U-shaped direction (vertical direction of the U-shaped), the cross-sectional area of the coil pattern using the same pattern can be arbitrarily and easily changed. Therefore, there is no need to create a new conductor pattern to change the L value.
[0057]
Also, as shown in the above steps, in the present embodiment, the conductor patterns are all printed on the electric insulating layer printed immediately before except for the connection parts a1 and a2, in other words, always printed on the uppermost surface. It has become. In this way, the conductor printing is always performed on the uppermost surface of the stepped surface, so that the squeegee can operate efficiently and the valley bottom printing has been forced even for small chips compared to the conventional method. And high-precision printing becomes possible.
[0058]
Furthermore, by connecting the connecting portions a1 and a2 of the conductor patterns forming the irregularities on the printing surface at two places at both ends of the I-shaped pattern 2-3, the U-shaped pattern 2-2 occupying 3/4 of the coil pattern is formed. It can be a flat surface without unevenness. This enables high-precision printing.
[0059]
As described above, in the formation of the coil pattern described above, the case where the open portion of the U-shaped pattern is printed and laminated in a wide shape in a direction perpendicular to the external electrode direction of the chip (the width direction of the chip) has been described. However, it is a matter of course that the open portion of the U-shaped pattern may be printed and laminated in a vertically long shape in the external electrodes 3 and 3 directions of the chip (the longitudinal direction of the chip).
[0060]
In this case, by increasing the length of the vertical bar in the U-shaped portion, the ratio of the area occupied by the linear portion in the U-shaped pattern in one turn of the coil is increased as compared with the former, and the printability is good even with a small chip. A highly accurate coil pattern can be formed. However, in the case of this configuration, since the connection portions a1 and a2 of the conductor pattern 2 are biased toward the external electrode 3 on one side, the structural balance is not good. Therefore, the former configuration is easy to stabilize the characteristics because of its good structural balance, and the latter is excellent in forming a coil having a small cross-sectional area because of its good printing accuracy. Therefore, a formation method can be selected according to desired characteristics. FIG. 3 shows a method in the latter case, but the printing process is the same as in the case of FIG. 2 described above, and a description thereof will be omitted here.
[0061]
Next, a second embodiment of the coil pattern forming method will be described based on the process chart shown in FIG. In the present embodiment, a coil having a high Q value is realized by coating the inner conductor twice.
[0062]
First, in step (1), a dielectric pattern 1-11 is repeatedly printed and laminated until a predetermined thickness is reached, and a conductive pattern 2-11 (to be connected to an external electrode (not shown)) connected to an external electrode (not shown) is formed thereon. Printout pattern). Here, the width of the lead conductor portion (a portion that is not applied twice, which will be described later) is increased in the outer direction of the coil pattern, or another internal conductor portion is formed by using a conductor paste of another composition that makes the printing thicker. Form thicker.
[0063]
Next, in step (2), the other portion is covered with a dielectric pattern 1-12 while leaving the conductor pattern 2-11 in an I-shape.
[0064]
Next, in step (3), a new conductor pattern is printed so as to overlap the exposed I-shaped portion of the conductor pattern 2-11. At this time, the vicinity of the step portion a3 generated by the dielectric pattern 1-12 is painted once, so that the step width can be surely printed by forming the conductor width wider in the outer direction of the coil pattern. The conductor resistance of the portion can be reduced.
[0065]
Meanwhile, the conductor pattern has a rectangular shape including a U-shaped portion 2-12 and an I-shaped portion 2-13, and is formed by a combination of the I-shaped pattern and the U-shaped pattern described in the first embodiment. Is basically the same as
[0066]
Next, in step (4), the I-shaped portion 2-13 is covered with the dielectric pattern 1-13.
[0067]
Next, in step (5), a rectangular conductor pattern is printed so as to overlap the exposed U-shaped portion 2-12. In this manner, by simultaneously printing the exposed portion of the conductor pattern that has been printed first, the conductor portion can be made thicker without increasing the number of steps. At this time, similarly to the above, the conductor width of the step portion a4 is formed wider in the outer direction of the coil pattern.
[0068]
Next, in step (6), the other portion is covered with a dielectric pattern 1-14 except for the I-shaped portion 2-13. Thereafter, the above steps (3) to (6) are repeated to form a coil having a predetermined number of turns.
[0069]
Next, in a step (7), a conductor pattern 2-14 (a terminal of the coil terminal) connected to another external electrode (not shown) different from the step (1) so as to overlap the I-shaped portion 2-13. Printout pattern). Here, similarly to the process (1), the conductor width of the portion of the conductor pattern 2-14 that is not coated twice is increased in the outward direction, or the conductor is printed thicker by changing the conductor paste.
[0070]
Finally, in step (8), the dielectric pattern 11-5 is repeatedly printed and laminated to a predetermined thickness. The produced laminated block is cut into chips, and external electrodes 3 and 3 are formed on both ends thereof, thereby producing a laminated inductor as shown in FIG. This process is the same as in the first embodiment described above.
[0071]
As described above, in the coil forming method according to the second embodiment of the present invention, the internal conductor is overprinted to reduce the conductor resistance and improve the Q value of the inductor. In this embodiment, the shape of the overprinting is divided into a U-shape and an I-shape, and the U-shape portion occupying 3/4 of the rectangular coil pattern is printed on the same surface, so that the pattern at the time of printing is obtained. Improving accuracy. In other words, the printing surface of the I-shaped pattern having a simple shape may be small, but the U-shaped pattern is secured by securing a large printing surface, so that the pattern including the corners is overprinted by タ ー ン turn. By providing a wide print surface that is easy to print in a U-shape that divides the I-shape and the U-shape that controls the coil cross-sectional area, it is possible to form a pattern with high accuracy in both single-layer printing and overlapping printing. Moreover, as described above, the first time of the overlap printing for determining the accuracy of the coil is always the uppermost surface of the insulating layer, so that the stability of the coil shape is excellent.
[0072]
As described above, in the formation of the coil pattern described in the second embodiment, the case where the open portion of the U-shaped pattern is printed and laminated in a direction perpendicular to the external electrodes of the chip (the width direction of the chip) has been described. The present invention is not limited to this. Of course, the open portion of the U-shaped pattern may be printed and laminated in the direction of the external electrodes of the chip (the longitudinal direction of the chip). FIG. 5 shows a coil forming method in this case. The printing process is the same as that of FIG.
[0073]
Next, the connection between the conductor pattern and the external electrode will be described.
[0074]
In the conventional example of FIG. 10 described above, the grounding portion A with the external electrode has a right-angled shape. On the other hand, in the present invention, the first embodiment shown in FIG. As shown in (1) and (7) of FIG. 4 in the embodiment, the width of the conductor pattern drawn to the external electrode side (not shown) gradually increases in the outer direction of the coil at the ground portions A1 and A2. It is formed as follows.
[0075]
By gradually increasing the conductor width of the ground portions A1 and A2, stress applied to the corners is reduced and cracks and the like hardly occur, so that the reliability of connection with the external electrodes is extremely high. Further, by forming the wide portion only in the outer direction of the coil, the stray capacitance can be reduced as much as possible.
[0076]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, the coil pattern is formed by the combination of the U-shaped pattern and the I-shaped pattern. Compared with the conventional L-shape or 1 / 2-turn U-shape combination, the coil size can be made sufficiently small, so that stable coil characteristics with little variation in L value can be obtained.
[0077]
According to the second or third aspect of the present invention, since the conductor width of the I-shaped pattern is formed larger in the outer direction of the coil pattern than the conductor width of the U-shaped pattern, the connection between the I-shaped pattern and the U-shaped pattern is achieved. Is assured, and the reliability is improved. Moreover, since the coil cross-sectional area is not reduced by expanding the coil pattern outward, the L value does not decrease. Further, the pattern width may be extended only to the connection portion.
[0078]
Further, according to the present invention, the composition of the conductive paste can be changed according to the pattern shape between the I-shaped pattern and the U-shaped pattern, and the printability is improved. No high-precision printing can be performed and the coil shape is stable.
[0079]
According to the present invention, the printing position of the I-shaped pattern is moved in the U-shaped direction so that the cross-sectional area of the coil pattern can be changed and the L value can be changed. An arbitrary L value can be easily realized without any problem.
[0080]
Further, in the present invention as set forth in claim 6, since the conductor pattern is configured to be printed on the upper side of the electrical insulating layer printed immediately before except for the connection portion, it is possible to perform valley bottom printing in the conventional method. In printing, the squeegee can operate efficiently without being disturbed by the already printed insulating layer, and high-precision printing can be performed.
[0081]
In the present invention according to claim 7, the coil pattern is formed by printing a conductor pattern formed by a U-shaped portion and an I-shaped portion on the exposed U-shaped portion or the I-shaped portion. Therefore, the previous print pattern is sequentially superimposed and printed simultaneously with the printing of a new conductor pattern, so that the man-hour increase due to the superimposed printing does not occur. Moreover, in this case, since the U-shaped portion occupying 3/4 of the conductor pattern is printed on the same surface, the position accuracy of the overprinting is extremely good.
[0082]
Further, in the present invention according to claim 8, the width of the conductor pattern passing through the step portion generated by the overprinting is increased toward the outside of the coil pattern, so that the step portion can be reliably printed, and The conductor resistance of the portion can be reduced. In addition, since the pattern width is expanded in the outer direction of the coil pattern, the coil cross-sectional area is not reduced.
[0083]
Further, according to the present invention as set forth in claim 9, in the overprinting, the conductor thickness of the lead pattern is printed thicker than the coil pattern. Q value can be increased.
[0084]
According to the tenth aspect of the present invention, since the conductor width of the lead pattern is formed so as to gradually increase in the outward direction of the coil pattern, the stress applied to the corner of the ground portion is relaxed, and cracks and the like hardly occur. Therefore, the reliability of the connection with the external electrode becomes extremely high. Further, by forming the wide portion only in the outer direction of the coil, the stray capacitance between the internal coil and the internal coil can be minimized.
[0085]
Further, in the present invention described in claim 11, since the low-temperature sintered dielectric ceramics is used as the electric insulating layer, the stray capacitance between lines can be reduced, and the use in a high frequency band is possible. Further, since low-temperature firing is possible, the production of a multilayer inductor is facilitated.
[0086]
Further, in the present invention as set forth in claim 12, since the U-shaped open portion of each conductor pattern forming the coil pattern is printed and laminated so as to face in a direction perpendicular to the external electrode of the chip, the connection portion of the conductor pattern is formed. Are similarly arranged on both external electrode sides, so that the structural balance is good and the characteristics are stable.
[0087]
Further, according to the present invention, since the U-shaped open portions of the conductor patterns forming the coil patterns are printed and laminated so as to face the external electrodes, the length of the U-shaped coil is increased. Since the ratio occupied by the straight portion in the turn increases and the print sag at the corner can be reduced, the printability is good even with a small chip, and a highly accurate coil pattern can be formed. Therefore, it is particularly effective for a chip having a tight L value tolerance.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an external perspective view of a multilayer inductor.
FIG. 2 is a process chart showing a method for forming a coil of a multilayer inductor according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a process chart showing a coil forming method of a laminated inductor different from that of FIG. 2;
FIG. 4 is a process chart showing a method for forming a coil of a multilayer inductor according to a second embodiment of the present invention.
5 is a process chart showing a method of forming a coil of a laminated inductor, which is different from FIG.
FIG. 6 is a process chart showing a conventional method for forming a coil of a laminated inductor.
FIG. 7 is a process chart showing a coil forming method of a laminated inductor different from that of FIG. 6;
FIG. 8 is a process chart showing a coil forming method of the laminated inductor different from that of FIG. 7;
FIG. 9 is a plan view showing a printing displacement of a coil pattern.
FIG. 10 is a plan view showing a conductor pattern drawn to an external electrode.
[Explanation of symbols]
1 Electrical insulation layer
2 Conductor pattern
2-2 U-shaped pattern
2-3 I-shaped pattern
2-12 U-shaped part
2-13 I-shaped part
3 External electrodes
a1, a2 connection part
a3, a4 Stepped part

Claims (13)

電気絶縁層(1)と導体パターン(2)が交互に印刷・積層され、各導体パターン(2)の端部が順次接続されて積層方向に重畳したコイルパターンが形成されると共に、該コイルパターンの始端および終端が引き出しパターンにてチップ外端の外部電極(3,3)に接続されて成る積層インダクタにおいて、
前記コイルパターンは、片端を長くして接続部(a1)としたU字形パターン(2−2)と、このU字開放側に配置され、片端を直角方向に曲げて接続部(a2)としたI字形パターン(2−3)を交互に組み合わせて構成されていることを特徴とする積層インダクタ。
The electrical insulating layer (1) and the conductor pattern (2) are alternately printed and laminated, and the ends of each conductor pattern (2) are sequentially connected to form a coil pattern superimposed in the laminating direction. Wherein the start end and the end of are connected to the external electrodes (3, 3) at the outer end of the chip in a lead pattern,
The coil pattern is a U-shaped pattern (2-2) having one end elongated and having a connection portion (a1), and a U-shaped open side, and one end is bent at a right angle to form a connection portion (a2). A laminated inductor comprising an I-shaped pattern (2-3) alternately combined.
前記I字形パターン(2−3)の導体幅が前記U字形パターン(2−2)の導体幅よりコイルパターンの外側方向に太く形成されていることを特徴とする請求項1に記載の積層インダクタ。2. The multilayer inductor according to claim 1, wherein the conductor width of the I-shaped pattern (2-3) is formed to be larger in the outer direction of the coil pattern than the conductor width of the U-shaped pattern (2-2). 3. . 前記I字形パターン(2−3)の接続部(a2)のみがコイルパターンの外側方向に太く形成されていることを特徴とする請求項1に記載の積層インダクタ。2. The multilayer inductor according to claim 1, wherein only the connection part (a2) of the I-shaped pattern (2-3) is formed to be thicker in the outer direction of the coil pattern. 前記I字形パターン(2−3)の印刷用導体ペーストの組成と、前記U字形パターン(2−2)の印刷用導体ペーストの組成が各々パターン形状に合わせて違えてあることを特徴とする請求項1から請求項3までの何れかに記載の積層インダクタ。The composition of the conductor paste for printing of the I-shaped pattern (2-3) and the composition of the conductor paste for printing of the U-shaped pattern (2-2) are different depending on the pattern shape. The multilayer inductor according to any one of claims 1 to 3. 前記I字パターン(2−3)の印刷位置をU字方向に移動させることによりコイルパターンに囲まれた面積を可変し、L値を変更可能としたことを特徴とする請求項1から請求項4までの何れかに記載の積層インダクタ。3. The L-value can be changed by moving the printing position of the I-shaped pattern (2-3) in the U-shaped direction to change the area surrounded by the coil pattern. 5. The multilayer inductor according to any one of 4 to 4. 前記導体パターン(2)は、その接続部を除いて全て直前に印刷された電気絶縁層(1)の上側に印刷されていることを特徴とする請求項1から請求項5までの何れかに記載の積層インダクタ。The conductor pattern (2) is printed on the upper side of the electrical insulating layer (1) printed immediately before, except for the connection portion, according to any one of claims 1 to 5. The multilayer inductor according to any one of the preceding claims. 電気絶縁層(1)と導体パターン(2)が交互に印刷・積層され、各導体パターン(2)の端部が順次接続されて積層方向に重畳したコイルパターンが形成されると共に、該コイルパターンの始端および終端が引き出しパターンにてチップ外端の外部電極(3,3)に接続されて成る積層インダクタにおいて、
前記導体パターン(2)は、U字形状部(2−12)と、このU字形状部(2−12)の片端よりU字開放側に形成されたI字形状部(2−13)とで成り、
前記コイルパターンは、同時に印刷される導体パターン(2)が先に印刷された導体パターン(2)で前記電気絶縁層(1)により覆われていない導体パターン(2)と、電気絶縁層(1)上に新たに印刷する導体パターン(2)から成り、ほぼ1ターンを構成するものであることを特徴とする積層インダクタ。
The electrical insulating layer (1) and the conductor pattern (2) are alternately printed and laminated, and the ends of each conductor pattern (2) are sequentially connected to form a coil pattern superimposed in the laminating direction. Wherein the start end and the end of are connected to the external electrodes (3, 3) at the outer end of the chip in a lead pattern,
The conductor pattern (2) includes a U-shaped portion (2-12) and an I-shaped portion (2-13) formed on the U-shaped open side from one end of the U-shaped portion (2-12). Consisting of
The coil pattern includes a conductor pattern (2) that is not covered by the electric insulation layer (1) with the conductor pattern (2) that is printed at the same time. 3.) A multilayer inductor comprising a conductor pattern (2) newly printed thereon and constituting substantially one turn.
前記重ね印刷で生ずる段差部(a3,a4)を通過する導体パターンの幅をコイルパターンの外側に向けて広くしたことを特徴とする請求項7に記載の積層インダクタ。The multilayer inductor according to claim 7, wherein the width of the conductor pattern passing through the stepped portions (a3, a4) generated by the overlap printing is increased toward the outside of the coil pattern. 前記引き出しパターンの導体厚が前記コイルパターンより厚く印刷されていることを特徴とする請求項7または請求項8に記載の積層インダクタ。9. The multilayer inductor according to claim 7, wherein a conductor thickness of the lead pattern is printed so as to be thicker than the coil pattern. 10. 前記引き出しパターンの導体幅が外部電極(3,3)に近づくにつれ、前記コイルパターンの外側方向に徐々に広くなるように形成されて外部電極(3,3)に接続されていることを特徴とする請求項1から請求項9までの何れかに記載の積層インダクタ。As the conductor width of the lead pattern approaches the external electrode (3, 3), it is formed so as to gradually increase in the outer direction of the coil pattern and is connected to the external electrode (3, 3). The multilayer inductor according to any one of claims 1 to 9, wherein: 前記電気絶縁層(1)の素材が低温焼結誘電体セラミックスであることを特徴とする請求項1から請求項10までの何れかに記載の積層インダクタ。The multilayer inductor according to any one of claims 1 to 10, wherein a material of the electric insulating layer (1) is a low-temperature sintered dielectric ceramic. 前記コイルパターンを形成する各導体パターン(2)のU字の開放部がチップの外部電極方向と直角の方向に向くように印刷・積層されていることを特徴とする請求項1から請求項11までの何れかに記載の積層インダクタ。The U-shaped open portion of each conductor pattern (2) forming the coil pattern is printed and laminated so as to face in a direction perpendicular to the direction of the external electrodes of the chip. The multilayer inductor according to any one of the above. 前記コイルパターンを形成する各導体パターン(2)のU字の開放部が外部電極(3,3)側に向くように印刷・積層されていることを特徴とする請求項1から請求項11までの何れかに記載の積層インダクタ。12. The printed circuit according to claim 1, wherein a U-shaped open portion of each conductor pattern (2) forming the coil pattern is printed and laminated so as to face an external electrode (3, 3). The multilayer inductor according to any one of the above.
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