JP4720940B2 - 積層型電子部品及びその製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、積層型電子部品及びその製造方法に関し、より特定的には、共振回路を含む積層型電子部品及びその製造方法に関する。
特許文献1及び特許文献2にはそれぞれ、ビアホール導体をインダクタとして用いたインダクタ内蔵電子部品及び積層型LC部品が記載されている。これらのインダクタ内蔵電子部品及び積層型LC部品では、複数のビアホール導体間の距離を調整したり、新たなビアホール導体を追加したりして、インダクタ同士の磁界結合度を調整している。これにより、インダクタ内蔵電子部品及び積層型LC部品において、所望の特性を得ている。
しかしながら、ビアホール導体間の距離を調整する又は新たなビアホール導体を追加する場合には、インダクタ内蔵電子部品及び積層型LC部品を再設計する必要があり、非常に煩雑な作業が必要となる。より詳細には、インダクタ内蔵電子部品及び積層型LC部品を構成するセラミックグリーンシートにビアホール導体を形成するための孔あけ用プログラムを変更したり、セラミックグリーンシートに孔あけを行うための装置を設定しなおしたり、セラミックグリーンシートにパンチングするための金型を新たに製作したりする必要がある。
特開平09−35936号公報 特開2002−57543号公報
そこで、本発明の目的は、インダクタ同士の磁界結合度を容易に調整できる積層型電子部品及びその製造方法を提供することである。
本発明は、第1の絶縁体層及び第2の絶縁体層を含む複数の絶縁体層が積層されて形成された積層体と、前記積層体内に形成された第1のコンデンサ及び第2のコンデンサと、前記積層体内において積層方向に延びるように形成され、直列に接続されることにより第1のインダクタとして機能する第1の層間接続導体及び第2の層間接続導体と、前記積層体内において積層方向に延びるように形成され、直列に接続されることにより前記第1のインダクタと磁界結合した第2のインダクタとして機能する第3の層間接続導体及び第4の層間接続導体と、第1のインダクタ電極及び第2のインダクタ電極と、を備え、前記第1のコンデンサ及び前記第1のインダクタは、第1の共振回路を形成していると共に、前記第2のコンデンサ及び前記第2のインダクタは、第2の共振回路を形成しており、前記第1の層間接続導体及び前記第3の層間接続導体は、第1の距離だけ離された状態で前記第1の絶縁体層に形成されており、前記第2の層間接続導体及び前記第4の層間接続導体は、前記第1の距離とは異なる第2の距離だけ離された状態で前記第2の絶縁体層に形成されており、前記第2の層間接続導体は、前記第1のインダクタ電極に接続されており、前記第4の層間接続導体は、前記第2のインダクタ電極に接続されていること、を特徴とする。
本発明によれば、層間接続導体間の距離が2種類存在するので、第1の層間接続導体及び第2の層間接続導体の長さと、第3の層間接続導体及び第4の層間接続導体の長さとを変化させることにより、第1のインダクタと第2のインダクタとの平均距離を調整できる。その結果、第1のインダクタと第2のインダクタとの磁界結合度を調整することができる。
本発明において、前記第1の絶縁体層及び前記第2の絶縁体層はそれぞれ、複数ずつ設けられており、前記複数の第1の絶縁体層の内の一部の前記第1の絶縁体層の主面上には、内部電極が形成されておらず、前記複数の第2の絶縁体層の内の一部の前記第2の絶縁体層の主面上には、内部電極が形成されていなくてもよい。
本発明において、前記第1のコンデンサは、前記積層体内に形成された第1のコンデンサ電極及びグランド電極により構成されており、前記第2のコンデンサは、前記積層体内に形成された第2のコンデンサ電極及び前記グランド電極により構成されており、前記第1のコンデンサ電極及び前記第2のコンデンサ電極は、積層方向において、前記第1のインダクタ及び前記第2のインダクタと、前記グランド電極との間に位置していてもよい。
本発明において、前記積層体内に形成された引き出し電極を、更に備え、前記第1の層間接続導体及び前記第2の層間接続導体は、電気的に接続されており、前記第3の層間接続導体及び前記第4の層間接続導体は、電気的に接続されており、前記第1の層間接続導体は、前記第1のコンデンサに対して接続されており、前記第3の層間接続導体は、前記第2のコンデンサに対して接続されており、前記第1のインダクタ電極と前記第2のインダクタ電極とは、前記引き出し電極を介して電気的に接続されていてもよい。
本発明は、積層型電子部品の製造方法に対しても適用可能である。具体的には、本発明は、第1のコンデンサ及び第1のインダクタからなる第1の共振回路と第2のコンデンサ及び第2のインダクタからなる第2の共振回路と第1のインダクタ電極及び第2のインダクタ電極とを含んだ積層型電子部品の製造方法において、前記第1のインダクタとして機能する第1の層間接続導体と、前記第2のインダクタとして機能する第3の層間接続導体とを、第1の距離だけ離して第1の絶縁体層を積層方向に貫通するように形成する第1の工程と、前記第1のインダクタとして機能する第2の層間接続導体と、前記第2のインダクタとして機能する第4の層間接続導体とを、前記第1の距離と異なる第2の距離だけ離して第2の絶縁体層を積層方向に貫通するように形成する第2の工程と、前記第1のインダクタ電極及び前記第2のインダクタ電極を絶縁体層上に形成する第3の工程と、前記第1の層間接続導体と前記第2の層間接続導体とが直列に接続され、前記第3の層間接続導体と前記第4の層間接続導体とが直列に接続され、前記第2の層間接続導体と前記第1のインダクタ電極とが接続され、前記第4の層間接続導体と前記第2のインダクタ電極とが接続されるように、前記第1の絶縁体層と前記第2の絶縁体層と前記絶縁体層とを積層する第4の工程と、を備えることを特徴とする。
本発明において、前記第3の工程では、前記積層型電子部品の特性を調整するために、前記第1の絶縁体層の枚数と前記第2の絶縁体層の枚数とを調整して積層してもよい。
本発明によれば、層間接続導体間の距離が2種類存在するので、第1の層間接続導体及び第2の層間接続導体の長さと、第3の層間接続導体及び第4の層間接続導体の長さとを変化させることにより、第1のインダクタと第2のインダクタとの磁界結合度を調整することができる。
図1(a)は、第1の実施形態に係る積層型電子部品を上面側から見た図であり、図1(b)は、該積層型電子部品を下面側から見た図である。 図1に示す積層型電子部品の積層体の分解斜視図である。 積層型電子部品の等価回路図である。 図1に示す積層型電子部品のA−Aにおける断面構造図である。 図5(a)は、第1のパターンの積層型電子部品の損失特性を示したグラフである。図5(b)は、第2のパターンの積層型電子部品の損失特性を示したグラフである。図5(c)は、第3のパターンの積層型電子部品の損失特性を示したグラフである。 絶縁体層として用いられるセラミックグリーンシートを示した図である。 積層型電子部品の損失特性を示したグラフである。 変形例に係る積層型電子部品の断面構造図である。 図9(a)は、第2の実施形態に係る積層型電子部品を上面側から見た図であり、図9(b)は、該積層型電子部品を下面側から見た図である。 図9に示す積層型電子部品の積層体の分解斜視図である。 図9に示す積層型電子部品のA−Aにおける断面構造図である。
以下に本発明の実施形態に係る積層型電子部品及びその製造方法について説明する。
(第1の実施形態)
(積層型電子部品の構成について)
以下に、本発明の第1の実施形態に係る積層型電子部品について図面を参照しながら説明する。図1は、第1の実施形態に係る積層型電子部品10の外観斜視図である。より詳細には、図1(a)は、積層型電子部品10を上面側から見た図であり、図1(b)は、積層型電子部品10を下面側から見た図である。図2は、積層型電子部品10の積層体12の分解斜視図である。図3は、積層型電子部品10の等価回路図である。図4は、図1に示す積層型電子部品10のA−Aにおける断面構造図である。以下では、図1に示すように、積層型電子部品10の上面の短辺方向をx軸方向とし、積層型電子部品10の上面の長辺方向をy軸方向とし、積層型電子部品10の積層方向をz軸方向とする。
まず、図1を参照しながら、積層型電子部品10の外観について説明する。積層型電子部品10は、積層体12及び入力用外部電極14a、出力用外部電極14b、グランド用外部電極16a,16b及び方向認識マーク18を備える。積層体12は、複数の絶縁体層が積層されて形成されており、直方体状を有する。積層体12内には、複数のコンデンサ(図示せず)及びインダクタ(図示せず)が形成されている。入力用外部電極14aは、積層体12のy軸方向の端部に位置する端面に形成され、信号が入力する端子としての役割を果たす。出力用外部電極14bは、入力用外部電極14aが形成された端面と対向する端面に形成され、信号が出力する端子としての役割を果たす。
グランド用外部電極16aは、積層体12のx軸方向の端部に位置する側面に形成されている。グランド用外部電極16bは、グランド用外部電極16aが形成された側面と対向する側面に形成されている。方向認識マーク18は、下面に形成され、積層型電子部品10の方向を認識するために形成されるものである。
次に、積層体12の内部構造について図2ないし図4を参照しながら説明する。積層体12は、図2に示すように、絶縁体層20a,20b,22,24,26,28,30a〜30g,32,34a〜34f,36,38,40がこの順に上層から下層へと並ぶように積層されて形成されている(絶縁体層30d〜30f,34d,34eについては図示せず)。なお、個別の絶縁体層30a〜30g,34a〜34fを示す場合には、絶縁体層30a〜30g,34a〜34fと記載し、絶縁体層30a〜30g,34a〜34fを総称する場合には、絶縁体層30,34と記載する。
絶縁体層20a,20bは、主面上に何も形成されていない層である。絶縁体層22の主面上には、内部電極42が形成されている。内部電極42は、コンデンサ電極42a及び引き出し電極42b,42cを含む。コンデンサ電極42aは、絶縁体層22の主面上において長方形状に形成された電極であり、図3及び図4に示すように、コンデンサC1,C2の一方の電極として機能する。引き出し電極42bは、その一端がコンデンサ電極42aに接続されていると共に、他端が図1に示すグランド用外部電極16aに接続されている。引き出し電極42cは、その一端がコンデンサ電極42aに接続されていると共に、他端が図1に示すグランド用外部電極16bに接続されている。そのため、内部電極42は、グランド電極としても機能する。
絶縁体層24の主面上には、内部電極44,46が形成されている。内部電極44は、コンデンサ電極44a及び引き出し電極44bを含む。コンデンサ電極44aは、コンデンサ電極42aと対向するように絶縁体層24の主面上において長方形状に形成された電極であり、図3及び図4に示すように、コンデンサC1の他方の電極として機能する。更に、コンデンサ電極44aは、コンデンサC3の一方の電極としても機能する。引き出し電極44bは、その一端がコンデンサ電極44aに接続されていると共に、他端が図1に示す出力用外部電極14bに接続されている。
また、内部電極46は、コンデンサ電極46a及び引き出し電極46bを含む。コンデンサ電極46aは、コンデンサ電極42aと対向するように絶縁体層24の主面上において長方形状に形成された電極であり、図3及び図4に示すように、コンデンサC2の他方の電極として機能する。更に、コンデンサ電極46aは、コンデンサC3の他方の電極としても機能する。すなわち、コンデンサ電極44a,46aは、コンデンサC3を構成する。引き出し電極46bは、その一端がコンデンサ電極46aに接続されていると共に、他端が図1に示す入力用外部電極14aに接続されている。
絶縁体層26の主面上には、内部電極(コンデンサ電極)48が形成されている。コンデンサ電極48は、コンデンサ電極44a,46aのそれぞれに対向するように絶縁体層26の主面上において長方形状に形成された電極であり、図3及び図4に示すように、コンデンサC3の一部を構成する。
絶縁体層28の主面上には、内部電極50,52が形成されている。内部電極50は、コンデンサ電極50a及び引き出し電極50bを含む。コンデンサ電極50aは、絶縁体層28の主面上において長方形状に形成された電極であり、図3及び図4に示すように、コンデンサC3の一方の電極として機能する。引き出し電極50bは、その一端がコンデンサ電極50aに接続されていると共に、他端が図1に示す出力用外部電極14bに接続されている。
また、内部電極52は、コンデンサ電極52a及び引き出し電極52bを含む。コンデンサ電極52aは、絶縁体層28の主面上において長方形状に形成された電極であり、図3及び図4に示すように、コンデンサC3の他方の電極として機能する。すなわち、コンデンサ電極50a,52aは、コンデンサC3を構成する。引き出し電極52bは、その一端がコンデンサ電極52aに接続されていると共に、他端が図1に示す入力用外部電極14aに接続されている。
更に、絶縁体層28には、ビアホール導体51,53が形成されている。ビアホール導体51,53はそれぞれ、コンデンサ電極50a,52aに対して直接に接続されている。
また、絶縁体層30a〜30gのそれぞれには、ビアホール導体54a〜54g,56a〜56gが形成されている(ビアホール導体54b〜54g,56b〜56gについては図示せず)。絶縁体層30a〜30gは、同じ構成を有する部材である。ビアホール導体51,54a〜54gは、絶縁体層28,30a〜30gが積層されることにより、積層体12内において積層方向に延びる第1の層間接続導体として形成され、図3及び図4に示すように、インダクタL1Aとして機能する。ビアホール導体53,56a〜56gは、絶縁体層28,30a〜30gが積層されることにより、積層体12内において積層方向に延びる第3の層間接続導体として形成され、図3及び図4に示すように、インダクタL2Aとして機能する。以下では、各絶縁体層30a〜30gに形成されたビアホール導体を指す場合には、ビアホール導体54a〜54g,56a〜56gと記載し、ビアホール導体51,54a〜54g,53,56a〜56gが接続されたビアホール導体を指す場合には、ビアホール導体54,56と記載する。
更に、ビアホール導体51,54a〜54gとビアホール導体53,56a〜56gとは、第1の距離D1だけ離された状態で絶縁体層28,30a〜30gに形成されている。また、絶縁体層30a〜30gの主面内には、ビアホール導体54a〜54g,56a〜56gのみが形成されている。
絶縁体層32の主面上には、内部電極58,60が形成されている。内部電極58は、絶縁体層32の主面上において長方形状に形成された電極であり、ビアホール導体54が接続されている。内部電極60は、絶縁体層32の主面状において長方形状に形成された電極であり、ビアホール導体56が接続されている。
更に、絶縁体層32には、ビアホール導体59,61が形成されている。ビアホール導体59,61はそれぞれ、内部電極58,60に接続されている。内部電極58,60は、図3及び図4に示すように、インダクタL1A,L2Aに電気的に接続されているインダクタL1C,L2Cを、インダクタL1A,L2Aに対してxy平面内においてずらす役割を果たしている。また、内部電極58,60はそれぞれ、図3及び図4に示すように、インダクタL1B,L2Bとしても機能している。
また、絶縁体層34a〜34fのそれぞれには、ビアホール導体62a〜62f,64a〜64fが形成されている(ビアホール導体62b〜62f,64b〜64fについては図示せず)。絶縁体層34a〜34fは、同じ構成を有する部材である。ビアホール導体59,62a〜62fは、絶縁体層32,34a〜34fが積層されることにより、積層体12内において積層方向に延びる第2の層間接続導体として形成され、インダクタL1Cとして機能する。ビアホール導体61,64a〜64fは、絶縁体層32,34a〜34fが積層されることにより、積層体12内において積層方向に延びる第4の層間接続導体として形成され、インダクタL2Cとして機能する。以下では、各絶縁体層34a〜34fに形成されたビアホール導体を指す場合には、ビアホール導体62a〜62f,64a〜64fと記載し、ビアホール導体59,62a〜62f,61,64a〜64fが接続されたビアホール導体を指す場合には、ビアホール導体62,64と記載する。
更に、ビアホール導体59,62a〜62fとビアホール導体61,64a〜64fとは、第1の距離よりも小さな第2の距離D2だけ離された状態で絶縁体層32,34a〜34fに形成されている。また、絶縁体層34a〜34fの主面内には、ビアホール導体62a〜62f,64a〜64fのみが形成されている。
絶縁体層36の主面上には、内部電極66,68が形成されている。内部電極66は、インダクタ電極66a,66b及び引き出し電極66cを含んでおり、共通電極として機能している。インダクタ電極66a,66bはそれぞれ、絶縁体層36の主面上において長方形状に形成された電極であり、グランド用外部電極16bと共にインダクタL3として機能する。インダクタ電極66a,66bの一端はそれぞれ、ビアホール導体62,64に接続されている。引き出し電極66cは、その一端がインダクタ電極66a,66bに接続され、他端がグランド用外部電極16aに接続されている。これにより、インダクタL1CとインダクタL2Cとは、内部電極66を介して電気的に接続されている。
また、内部電極68は、引き出し電極66cが形成された辺に対向する辺に沿って形成されている。該内部電極68は、インダクタ電極66a,66bから所定の間隔だけ離れて形成され、その一端は、グランド用外部電極16bに接続されている。
絶縁体層38は、主面上に何も形成されていない層である。絶縁体層40は、下層側の主面に、入力用外部電極14a、出力用外部電極14b、グランド用外部電極16a,16b及び方向認識マーク18のそれぞれの一部が形成されている。
以上のように構成された絶縁体層20a,20b,22,24,26,28,30a〜30g,32,34a〜34f,36,38,40が積層されることにより、図3に示すような等価回路を有し、図4に示すような断面構造を有する積層型電子部品10が構成される。
ここで、図3に示す等価回路について説明する。積層型電子部品10の等価回路は、コンデンサC1,C2,C3、インダクタL1A,L1B,L1C,L2A,L2B,L2C,L3、入力端子P1及び出力端子P2を備え、バンドパスフィルタを構成している。なお、入力端子P1は、図1の入力用外部電極14aに相当し、出力端子P2は、図1の出力用外部電極14bに相当する。
コンデンサC1とインダクタL1A,L1B,L1Cとは、並列接続されており、共振回路LC1を形成している。コンデンサC2とインダクタL2A,L2B,L2Cとは、並列接続されており、共振回路LC2を形成している。共振回路LC1の一端は、入力端子P1に接続され、共振回路LC1の他端は、インダクタL3に接続されている。また、共振回路LC2の一端は、出力端子P2に接続され、共振回路LC2の他端は、インダクタL3に接続されている。インダクタL3は、その一端が接地されている。すなわち、インダクタL3の他端は、グランド用外部電極16a,16bに相当する。更に、入力端子P1と出力端子P2との間には、各共振回路LC1,LC2を結合させるためのコンデンサC3が設けられている。
以上のように構成された積層型電子部品10では、インダクタL1AとインダクタL2Aとの間に相互インダクタンスM1が形成されると共に、インダクタL1CとインダクタL2Cとの間に相互インダクタンスM2が形成されることにより、共振回路LC1と共振回路LC2とが磁界結合している。共振回路LC1と共振回路LC2との磁界結合度は、図2及び図4のビアホール導体54,56,62,64のそれぞれの長さと、距離D1,D2の大きさに依存している。そこで、積層型電子部品10では、絶縁体層30及び絶縁体層34のそれぞれの枚数を調整することにより、所望の特性を有するバンドパスフィルタが得られる。なお、絶縁体層30,34の枚数の調整については後述する。
(積層型電子部品の製造方法について)
次に、積層型電子部品10の製造方法について図1及び図2を参照しながら説明する。
まず、絶縁体層20a,20b,22,24,26,28,30a〜30g,32,34a〜34f,36,38,40として用いられるセラミックグリーンシートを作製する。例えば、酸化アルミニウム(Al23)、酸化ケイ素(SiO2)、酸化バリウム(BaO2)、酸化ジルコニウム(ZrO2)、酸化ホウ素(B23)等を所望の透磁率、誘電率といった特性が得られるよう、適切な比率で秤量したそれぞれの材料を原材料としてボールミルに投入し、湿式調合を行う。得られた混合物を乾燥してから粉砕し、得られた粉末を800〜900℃で1〜2時間仮焼する。得られた仮焼粉末をボールミルにて湿式粉砕した後、乾燥してから解砕し、セラミック粉末を得る。
このセラミック粉末に対して結合剤(酢酸ビニル、水溶性アクリル等)と可塑剤、湿潤材、分散剤を加えてボールミルで混合を行い、その後、減圧により脱泡を行う。得られたセラミックスラリーをドクターブレード法により、シート状に形成して乾燥させ、所望の膜厚のセラミックグリーンシートを作製する。
次に、絶縁体層28,30a〜30gとして用いられるセラミックグリーンシートに対して、図2に示すビアホール導体51,54a〜54gとビアホール導体53,56a〜56gとを第1の距離D1だけ離して形成する。より詳細には、セラミックグリーンシートにレーザビームなどを用いて貫通孔を形成し、この貫通孔にAg,Pd,Cu,Auやこれらの合金などの導電ペーストを印刷塗布などの方法により充填することによって、ビアホール導体51,54a〜54g,53,56a〜56gを形成する。
次に、絶縁体層32,34a〜34fとして用いられるセラミックグリーンシートに対して、図2に示すビアホール導体59,62a〜62fとビアホール導体61,64a〜64fとを第2の距離D2だけ離して形成する。なお、ビアホール導体59,61,62a〜62f,64a〜64fの形成方法の詳細は、ビアホール導体51,53,54a〜54g,56a〜56gの形成方法の詳細と同じであるので説明を省略する。
次に、絶縁体層22,24,26,28,32,36に用いられるセラミックグリーンシートの主面上に、導電性ペーストをスクリーン印刷法やフォトリソグラフィ法などの方法で塗布することにより、内部電極42,44,46,48,50,52,58,60,66,68を形成する。更に、同様の手法により、絶縁体層40に用いられるセラミックグリーンシートの主面上に、入力用外部電極14a、出力用外部電極14b、グランド用外部電極16a,16b及び方向認識マーク18の一部を形成する。
次に、セラミックグリーンシートを積層して、未焼成のマザー積層体を形成する。この際、所望の特性(帯域幅及び減衰特性)のバンドパスフィルタが得られるように、絶縁体層30,34のそれぞれの枚数を調整して、ビアホール導体54,56,59,61の長さを調整する。そして、セラミックグリーンシートは、所定枚数ずつ重ねて仮圧着される。全ての仮圧着が完了すると、静水圧などを利用してマザー積層体の本圧着を行う。
次に、未焼成のマザー積層体を、個々の積層体にダイサー等によりカットする。これにより、直方体状の積層体を得る。
次に、この積層体に、脱バインダー処理及び焼成を施す。これにより、焼成された積層体12を得る。
次に、積層体12の表面に、例えば、浸漬法などの公知の方法により主成分が銀、銅、パラジウム等である電極ペーストを塗布及び焼き付けすることにより、図1に示すような形状を有する銀電極、銅電極、パラジウム電極等を形成する。
最後に、焼き付けられた銀電極、銅電極、パラジウム電極等の表面に、Niめっき及びSnめっき又はNiめっき及び半田めっきを施すことにより、入力用外部電極14a、出力用外部電極14b、グランド用外部電極16a,16b及び方向認識マーク18が完成する。以上の工程を経て、図1に示すような積層型電子部品10が完成する。
なお、積層型電子部品10の製造方法として、シート積層法について説明を行ったが、積層型電子部品10の製造方法はこれに限らない。例えば、逐次印刷積層法や転写積層法によって積層型電子部品10を製造してもよい。
(効果)
前記積層型電子部品10及びその製造方法によれば、インダクタL1A,L1CとインダクタL2A,L2Cとの結合度を容易に変化させることができ、多種類の特性を有する積層型電子部品10を容易に得ることができる。以下に、詳しく説明する。
特許文献1及び特許文献2に記載のインダクタ内蔵電子部品及び積層型LC部品において、多種類の特性を有するインダクタ内蔵電子部品及び積層型LC部品を得るために、ビアホール導体間の距離を調整する方法又はビアホール導体を追加する方法によりインダクタ同士の磁界結合度を変化させていた。しかしながら、これらの方法では、インダクタ内蔵電子部品及び積層型LC部品を再設計する必要があり、非常に煩雑な作業が必要となる。より詳細には、インダクタ内蔵電子部品及び積層型LC部品を構成するセラミックグリーンシートにビアホール導体を形成するための孔あけ用プログラムを変更したり、セラミックグリーンシートに孔あけを行うための装置を設定しなおしたり、セラミックグリーンシートにパンチングするための金型を新規に製作したりする必要がある。
これに対して、積層型電子部品10及びその製造方法によれば、絶縁体層30,34のそれぞれの積層する枚数を調整するだけで、ビアホール導体54,56,62,64の長さを調整することができ、インダクタL1A,L1CとインダクタL2A,L2Cとの磁界結合度を調整することができる。従って、積層型電子部品10を1種類設計するだけで、絶縁体層30,34の枚数を調整すれば、複数種類の特性を有する積層型電子部品10を得ることができる。以下に、その一例について表1及び図5を用いて説明する。
Figure 0004720940
表1は、絶縁体層の合計枚数を変化させることなく、絶縁体層30,34の枚数を3通りに変化させたときの、インダクタL1A,L1CとインダクタL2A,L2Cとの磁界結合度を比較した表である。具体的には、第1パターンの積層型電子部品10では、絶縁体層30を11枚、絶縁体層34を2枚積層した。第2パターンの積層型電子部品10では、絶縁体層30を7枚、絶縁体層34を6枚積層した。なお、図2に示す積層型電子部品10は、この第2パターンの積層型電子部品10に相当する。第3のパターンの積層型電子部品10では、絶縁体層30を3枚、絶縁体層34を10枚積層した。また、図5(a)は、第1のパターンの積層型電子部品10の損失特性を示したグラフである。図5(b)は、第2のパターンの積層型電子部品10の損失特性を示したグラフである。図5(c)は、第3のパターンの積層型電子部品10の損失特性を示したグラフである。縦軸は損失を示し、横軸は周波数を示す。
第2パターンの積層型電子部品10におけるビアホール導体54,56,62,64の長さを標準とした場合、第1パターンの積層型電子部品10では、相対的に間隔が大きいビアホール導体62,64が相対的に長く、相対的に間隔が小さいビアホール導体59,61が相対的に短い。従って、第1パターンの積層型電子部品10におけるインダクタL1A,L1CとインダクタL2A,L2Cとの間の平均距離は、第2パターンの積層型電子部品10におけるインダクタL1A,L1CとインダクタL2A,L2Cとの間の平均距離よりも大きくなる。その結果、表1に示すように、第1パターンの積層型電子部品10の磁界結合度は、第2パターンの積層型電子部品10の磁界結合度よりも小さくなる。これにより、図5(a)及び図5(b)に示すように、第1のパターンの積層型電子部品10は、第2のパターンの積層型電子部品10よりも狭帯域のフィルタ特性を有するバンドパスフィルタとなる。
一方、第3パターンの積層型電子部品10では、相対的に間隔が大きいビアホール導体54,56が相対的に短く、相対的に間隔が小さいビアホール導体62,64が相対的に長い。従って、第3パターンの積層型電子部品10におけるインダクタL1A,L1CとインダクタL2A,L2Cとの間の平均距離は、第2パターンの積層型電子部品10におけるインダクタL1A,L1CとインダクタL2A,L2Cとの間の平均距離よりも小さくなる。その結果、表1に示すように、第3パターンの積層型電子部品10の磁界結合度は、第2パターンの積層型電子部品10の磁界結合度よりも大きくなる。これにより、図5(b)及び図5(c)に示すように、第3のパターンの積層型電子部品10は、第2のパターンの積層型電子部品10よりも広帯域のフィルタ特性を有するバンドパスフィルタとなる。
また、積層型電子部品10では、図2に示すように、内部電極68が設けられているので、インダクタ電極66a,66bの電位がばらつくことを抑制できる。以下に、図6を参照しながら説明する。図6は、絶縁体層36として用いられるセラミックグリーンシートを示した図である。
内部電極68がない場合には、インダクタ電極66a,66bの電位は、最も近くに配置されたグランド用外部電極16bの電位の影響を最も強く受ける。このグランド用外部電極16bは、スクリーン印刷等により形成されるため、製造誤差の範囲内においてグランド用外部電極16bの形成位置は、ばらついてしまう。また、製造誤差の範囲内においてインダクタ電極66a,66bの形成位置もばらついてしまう。その結果、グランド用外部電極16bとインダクタ電極66a,66bとの距離がばらついてしまい、インダクタ電極66a,66bの電位がグランド用外部電極16bの電位から受ける影響にもばらつきが発生してしまう。
そこで、積層型電子部品10では、インダクタ電極66a,66bから所定距離だけ離れた位置に、接地電位が印加される内部電極68を形成している。これにより、インダクタ電極66a,66bの電位は、内部電極68の電位の影響を最も強く受けるようになる。そのため、インダクタ電極66a,66bは、グランド用外部電極16a,16bからの影響を受けにくくなる。
更に、内部電極68は、図6に示すように、セラミックグリーンシート上において、内部電極66とつながった状態で所定距離おきにスクリーン印刷等により形成される。その後、このセラミックグリーンシートがカットされることにより、内部電極66と内部電極68とが切り離される。そのため、セラミックグリーンシートのカット位置がばらついたとしても、内部電極66(インダクタ電極66a,66b)と内部電極68との距離はばらつかない。その結果、内部電極66の電位が内部電極68の電位から受ける影響にばらつきが発生しにくくなる。
また、積層型電子部品10によれば、コンデンサC3が形成されている。このように、コンデンサC3が形成されることにより、図7に示す積層型電子部品10の損失特性を示したグラフのように、損失特性の両端を急峻に変化させること(減衰極を発生させること)が可能となる。その結果、狭帯域のフィルタ特性を有する積層型電子部品10が得られる。
更に、積層型電子部品10によれば、インダクタL3が形成されている。このインダクタL3のインダクタンスを調整することにより、図7に示すグラフの損失特性の高周波側の減衰極の周波数を、点線から実線のように調整することができるようになる。
更に、積層型電子部品10によれば、コンデンサC1,C2は、z軸方向において、インダクタL1A〜L1C,L2A〜L2Cと、グランド電極である内部電極42との間に位置している。これにより、以下に説明するように、フィルタの挿入損失の低下が抑制される。より詳細には、コンデンサ電極44a,46aが内部電極42よりも基板側に位置するように積層型電子部品10を基板上に実装した場合には、コンデンサ電極44a,46aは、内部電極42の下側に隠れるので、アンテナとして機能することがなくなる。そのため、コンデンサ44a,46aから信号が輻射されることが抑制され、フィルタの挿入損失の低下が抑制されるようになる。
(変形例)
なお、本発明に係る積層型電子部品10は、前記実施形態に限定するものではなく、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10としては、バンドパスフィルタの他に、ローパスフィルタ、ハイパスフィルタ等がある。更に、積層型電子部品10としては、バンドパスフィルタを組み合わせて構成したデュプレクサ、あるいは、ローパスフィルタ、ハイパスフィルタ及びトラップ回路やこれら異なる種類の回路を組み合わせたデュプレクサであってもよい。更に、デュプレクサ以外に、トリプレクサ、マルチプレクサ等のように、一つの積層体内に複数個のフィルタが内蔵されたものを含み、フィルタと他の回路が内蔵されたものも含む。更に、ビアホール導体にて構成されたインダクタに合わせて、結合線を絶縁体層の積層方向に形成している、バンドパスフィルタを内蔵したカプラであってもよい。
なお、積層型電子部品10では、絶縁体層30,34の枚数を調整することにより、ビアホール導体54,56,59,61の長さを調整しているが、ビアホール導体54,56,59,61の長さの調整方法はこれに限らない。例えば、絶縁体層30,34の厚みを調整することによって、ビアホール導体54,56,59,61の長さを調整してもよい。
図8は、変形例に係る積層型電子部品10aの断面構造図である。図8に示す積層型電子部品10aのように、ビアホール導体54とビアホール導体62とが1本につながっていてもよい。この場合、内部電極58は不要である。積層型電子部品10aでは、ビアホール導体54とビアホール導体62とを内部電極58を用いてずらす必要がないので、これらの間における断線の問題がなくなる。
(第2の実施形態)
(積層型電子部品の構成について)
以下に、本発明の第2の実施形態に係る積層型電子部品について図面を参照しながら説明する。図9は、第2の実施形態に係る積層型電子部品10bの外観斜視図である。より詳細には、図9(a)は、積層型電子部品10bを上面側から見た図であり、図9(b)は、積層型電子部品10bを下面側から見た図である。図10は、積層型電子部品10bの積層体12の分解斜視図である。図11は、図9に示す積層型電子部品10bのA−Aにおける断面構造図である。以下では、図9に示すように、積層型電子部品10bの上面の短辺方向をx軸方向とし、積層型電子部品10bの上面の長辺方向をy軸方向とし、積層型電子部品10bの積層方向をz軸方向とする。なお、積層型電子部品10bの等価回路図は、図3を援用する。
まず、図9を参照しながら、積層型電子部品10bの外観について説明する。積層型電子部品10bは、積層体12及び入力用外部電極14a、出力用外部電極14b、グランド用外部電極16a,16b及び方向認識マーク18を備える。積層体12は、複数の絶縁体層が積層されて形成されており、直方体状を有する。積層体12内には、複数のコンデンサ(図示せず)及びインダクタ(図示せず)が形成されている。入力用外部電極14aは、積層体12のy軸方向の端部に位置する端面に形成され、信号が入力する端子としての役割を果たす。出力用外部電極14bは、入力用外部電極14aが形成された端面と対向する端面に形成され、信号が出力する端子としての役割を果たす。
グランド用外部電極16aは、積層体12のx軸方向の端部に位置する側面に形成されている。グランド用外部電極16bは、グランド用外部電極16aが形成された側面と対向する側面に形成されている。方向認識マーク18は、上面に形成され、積層型電子部品10bの方向を認識するために形成されるものである。
次に、積層体12の内部構造について図10及び図11を参照しながら説明する。積層体12は、図10に示すように、絶縁体層140,136,134a〜134f,132,130a〜130g、128,126,124,122,120a,120bがこの順に上層から下層へと並ぶように積層されて形成されている(絶縁体層130d〜30f,134d,134eについては図示せず)。なお、個別の絶縁体層130a〜130g,134a〜134fを示す場合には、絶縁体層130a〜130g,134a〜134fと記載し、絶縁体層130a〜130g,134a〜134fを総称する場合には、絶縁体層130,134と記載する。
絶縁体層120a,120bは、主面上に何も形成されていない層である。絶縁体層122の主面上には、内部電極142が形成されている。内部電極142は、コンデンサ電極142a及び引き出し電極142b,142cを含む。コンデンサ電極142aは、絶縁体層122の主面上において長方形状に形成された電極であり、図3及び図11に示すように、コンデンサC1,C2の一方の電極として機能する。引き出し電極142bは、その一端がコンデンサ電極142aに接続されていると共に、他端が図9に示すグランド用外部電極16aに接続されている。引き出し電極142cは、その一端がコンデンサ電極142aに接続されていると共に、他端が図9に示すグランド用外部電極16bに接続されている。そのため、内部電極142は、グランド電極としても機能する。
絶縁体層124の主面上には、内部電極144,146が形成されている。内部電極144は、コンデンサ電極144a及び引き出し電極144bを含む。コンデンサ電極144aは、コンデンサ電極142aと対向するように絶縁体層124の主面上において長方形状に形成された電極であり、図3及び図11に示すように、コンデンサC1の他方の電極として機能する。更に、コンデンサ電極144aは、コンデンサC3の一方の電極としても機能する。引き出し電極144bは、その一端がコンデンサ電極144aに接続されていると共に、他端が図9に示す出力用外部電極14bに接続されている。
また、内部電極146は、コンデンサ電極146a及び引き出し電極146bを含む。コンデンサ電極146aは、コンデンサ電極142aと対向するように絶縁体層124の主面上において長方形状に形成された電極であり、図3及び図11に示すように、コンデンサC2の他方の電極として機能する。更に、コンデンサ電極146aは、コンデンサC3の他方の電極としても機能する。すなわち、コンデンサ電極144a,146aは、コンデンサC3を構成する。引き出し電極146bは、その一端がコンデンサ電極146aに接続されていると共に、他端が図9に示す入力用外部電極14aに接続されている。
絶縁体層126の主面上には、内部電極(コンデンサ電極)148が形成されている。コンデンサ電極148は、コンデンサ電極144a,146aのそれぞれに対向するように絶縁体層126の主面上において長方形状に形成された電極であり、図3及び図11に示すように、コンデンサC3の一部を構成する。
絶縁体層128の主面上には、内部電極150,152が形成されている。内部電極150は、コンデンサ電極150a及び引き出し電極150bを含む。コンデンサ電極150aは、絶縁体層128の主面上において長方形状に形成された電極であり、図3及び図11に示すように、コンデンサC3の一方の電極として機能する。引き出し電極150bは、その一端がコンデンサ電極150aに接続されていると共に、他端が図9に示す出力用外部電極14bに接続されている。
また、内部電極152は、コンデンサ電極152a及び引き出し電極152bを含む。コンデンサ電極152aは、絶縁体層128の主面上において長方形状に形成された電極であり、図3及び図11に示すように、コンデンサC3の他方の電極として機能する。すなわち、コンデンサ電極150a,152aは、コンデンサC3を構成する。引き出し電極152bは、その一端がコンデンサ電極152aに接続されていると共に、他端が図9に示す入力用外部電極14aに接続されている。
絶縁体層130a〜130gのそれぞれには、ビアホール導体154a〜154g,156a〜156gが形成されている(ビアホール導体154b〜154g,156b〜156gについては図示せず)。また、絶縁体層132には、ビアホール導体159,161が形成されている。ビアホール導体154a〜154g,159は、絶縁体層130a〜130g,132が積層されることにより、積層体12内において積層方向に延びる第1の層間接続導体として形成され、図3及び図11に示すように、インダクタL1Aとして機能する。ビアホール導体156a〜156g,161は、絶縁体層130a〜130g,132が積層されることにより、積層体12内において積層方向に延びる第3の層間接続導体として形成され、図3及び図11に示すように、インダクタL2Aとして機能する。また、ビアホール導体154g,156gはそれぞれ、絶縁体層128,130gが積層されることにより、コンデンサ電極150a,152aに対して直接に接続されている。以下では、各絶縁体層130a〜130gに形成されたビアホール導体を指す場合には、ビアホール導体154a〜154g,156a〜156gと記載し、ビアホール導体154a〜154g,159,156a〜156g,161が接続されたビアホール導体を指す場合には、ビアホール導体154,156と記載する。
更に、ビアホール導体154a〜154g,159とビアホール導体156a〜156g,161とは、第1の距離D1だけ離された状態で絶縁体層130a〜130g,132に形成されている。また、絶縁体層130a〜130gの主面内には、ビアホール導体154a〜154g,156a〜156gのみが形成されている。絶縁体層130a〜130gは、同じ構成を有する部材である。
絶縁体層132の主面上には、内部電極158,160が形成されている。内部電極158は、絶縁体層132の主面上において長方形状に形成された電極であり、ビアホール導体159が接続されている。内部電極160は、絶縁体層132の主面状において長方形状に形成された電極であり、ビアホール導体161が接続されている。内部電極158,160は、図3及び図11に示すように、インダクタL1A,L2Aに電気的に接続されているインダクタL1C,L2Cを、インダクタL1A,L2Aに対してxy平面内においてずらす役割を果たしている。また、内部電極158,160はそれぞれ、図3及び図11に示すように、インダクタL1B,L2Bとしても機能している。
また、絶縁体層134a〜134fのそれぞれには、ビアホール導体162a〜162f,164a〜164fが形成されている(ビアホール導体162b〜162f,164b〜164fについては図示せず)。また、絶縁体層136には、ビアホール導体167,169が形成されている。絶縁体層134a〜134fは、同じ構成を有する部材である。ビアホール導体162a〜162f,167は、絶縁体層134a〜134f,136が積層されることにより、積層体12内において積層方向に延びる第2の層間接続導体として形成され、インダクタL1Cとして機能する。ビアホール導体164a〜164f,169は、絶縁体層134a〜134f,136が積層されることにより、積層体12内において積層方向に延びる第4の層間接続導体として形成され、インダクタL2Cとして機能する。また、ビアホール導体162f,164fはそれぞれ、絶縁体層134f,132が積層されることにより、内部電極158,161に接続されている。以下では、各絶縁体層134a〜134fに形成されたビアホール導体を指す場合には、ビアホール導体162a〜162f,164a〜164fと記載し、ビアホール導体162a〜162f,167,164a〜164f,169が接続されたビアホール導体を指す場合には、ビアホール導体162,164と記載する。
更に、ビアホール導体162a〜162f,167とビアホール導体164a〜164f,169とは、第1の距離よりも小さな第2の距離D2だけ離された状態で絶縁体層134a〜134f,136に形成されている。また、絶縁体層134a〜134fの主面内には、ビアホール導体162a〜162f,164a〜164fのみが形成されている。
絶縁体層136の主面上には、内部電極166,168が形成されている。内部電極166は、インダクタ電極166a,166b及び引き出し電極166cを含んでおり、共通電極として機能している。インダクタ電極166a,166bはそれぞれ、絶縁体層136の主面上において長方形状に形成された電極であり、グランド用外部電極16bと共にインダクタL3として機能する。インダクタ電極166a,166bの一端はそれぞれ、ビアホール導体167,169に接続されている。これにより、インダクタL1CとインダクタL2Cとは、内部電極166を介して電気的に接続されている。引き出し電極166cは、その一端がインダクタ電極166a,166bに接続され、他端がグランド用外部電極16aに接続されている。
また、内部電極168は、引き出し電極166cが形成された辺に対向する辺に沿って形成されている。該内部電極168は、インダクタ電極166a,166bから所定の間隔だけ離れて形成され、その一端は、グランド用外部電極16bに接続されている。
絶縁体層140は、入力用外部電極14a、出力用外部電極14b、グランド用外部電極16a,16b及び方向認識マーク18のそれぞれの一部が形成されている。
以上のように構成された絶縁体層120a,120b,122,124,126,128,130a〜130g,132,134a〜134f,136,140が積層されることにより、図3に示すような等価回路を有し、図11に示すような断面構造を有する積層型電子部品10bが構成される。以上のように構成された積層型電子部品10bによれば、積層型電子部品10aと同じ作用効果を奏することができる。
なお、積層型電子部品10bの等価回路は、積層型電子部品10の等価回路と同じであるので、説明を省略する。また、積層型電子部品10bの製造方法も、基本的には積層型電子部品10と同じであるので、説明を省略する。
以上のように、本発明は、積層型電子部品及びその製造方法に有用であり、特に、インダクタ同士の磁界結合度を容易に調整できる点で優れている。

Claims (6)

  1. 第1の絶縁体層及び第2の絶縁体層を含む複数の絶縁体層が積層されて形成された積層体と、
    前記積層体内に形成された第1のコンデンサ及び第2のコンデンサと、
    前記積層体内において積層方向に延びるように形成され、直列に接続されることにより第1のインダクタとして機能する第1の層間接続導体及び第2の層間接続導体と、
    前記積層体内において積層方向に延びるように形成され、直列に接続されることにより前記第1のインダクタと磁界結合した第2のインダクタとして機能する第3の層間接続導体及び第4の層間接続導体と、
    第1のインダクタ電極及び第2のインダクタ電極と、
    を備え、
    前記第1のコンデンサ及び前記第1のインダクタは、第1の共振回路を形成していると共に、前記第2のコンデンサ及び前記第2のインダクタは、第2の共振回路を形成しており、
    前記第1の層間接続導体及び前記第3の層間接続導体は、第1の距離だけ離された状態で前記第1の絶縁体層に形成されており、
    前記第2の層間接続導体及び前記第4の層間接続導体は、前記第1の距離とは異なる第2の距離だけ離された状態で前記第2の絶縁体層に形成されており、
    前記第2の層間接続導体は、前記第1のインダクタ電極に接続されており、
    前記第4の層間接続導体は、前記第2のインダクタ電極に接続されていること、
    を特徴とする積層型電子部品。
  2. 前記第1の絶縁体層及び前記第2の絶縁体層はそれぞれ、複数ずつ設けられており、
    前記複数の第1の絶縁体層の内の一部の前記第1の絶縁体層の主面上には、内部電極が形成されておらず、
    前記複数の第2の絶縁体層の内の一部の前記第2の絶縁体層の主面上には、内部電極が形成されていないこと、
    を特徴とする請求項1に記載の積層型電子部品。
  3. 前記第1のコンデンサは、前記積層体内に形成された第1のコンデンサ電極及びグランド電極により構成されており、
    前記第2のコンデンサは、前記積層体内に形成された第2のコンデンサ電極及び前記グランド電極により構成されており、
    前記第1のコンデンサ電極及び前記第2のコンデンサ電極は、積層方向において、前記第1のインダクタ及び前記第2のインダクタと、前記グランド電極との間に位置していること、
    を特徴とする請求項1又は請求項2のいずれかに記載の積層型電子部品。
  4. 前記積層体内に形成された引き出し電極を、
    更に備え、
    前記第1の層間接続導体及び前記第2の層間接続導体は、電気的に接続されており、
    前記第3の層間接続導体及び前記第4の層間接続導体は、電気的に接続されており、
    前記第1の層間接続導体は、前記第1のコンデンサに対して接続されており、
    前記第3の層間接続導体は、前記第2のコンデンサに対して接続されており、
    前記第1のインダクタ電極と前記第2のインダクタ電極とは、前記引き出し電極を介して電気的に接続されていること、
    を特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の積層型電子部品。
  5. 第1のコンデンサ及び第1のインダクタからなる第1の共振回路と第2のコンデンサ及び第2のインダクタからなる第2の共振回路と第1のインダクタ電極及び第2のインダクタ電極とを含んだ積層型電子部品の製造方法において、
    前記第1のインダクタとして機能する第1の層間接続導体と、前記第2のインダクタとして機能する第3の層間接続導体とを、第1の距離だけ離して第1の絶縁体層を積層方向に貫通するように形成する第1の工程と、
    前記第1のインダクタとして機能する第2の層間接続導体と、前記第2のインダクタとして機能する第4の層間接続導体とを、前記第1の距離と異なる第2の距離だけ離して第2の絶縁体層を積層方向に貫通するように形成する第2の工程と、
    前記第1のインダクタ電極及び前記第2のインダクタ電極を絶縁体層上に形成する第3の工程と、
    前記第1の層間接続導体と前記第2の層間接続導体とが直列に接続され、前記第3の層間接続導体と前記第4の層間接続導体とが直列に接続され、前記第2の層間接続導体と前記第1のインダクタ電極とが接続され、前記第4の層間接続導体と前記第2のインダクタ電極とが接続されるように、前記第1の絶縁体層と前記第2の絶縁体層と前記絶縁体層とを積層する第4の工程と、
    を備えることを特徴とする積層型電子部品の製造方法。
  6. 前記第4の工程では、前記積層型電子部品の特性を調整するために、前記第1の絶縁体層の枚数と前記第2の絶縁体層の枚数とを調整して積層すること、
    を特徴とする請求項5に記載の積層型電子部品の製造方法。
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