JP5225611B2 - 電子部品 - Google Patents

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Description

本発明は、絶縁層と内部電極とが積層されて構成される電子部品に関する。
特許文献1には、キャパシタ電極の存在によるインダクタンス値の低下を防止するためのLC複合部品が記載されている。以下に、該LC複合部品について図面を参照しながら説明する。図19は、該LC複合部品の分解斜視図である。
前記LC複合部品は、複数の基体層200が積層されて構成される。積層方向の下部に位置する基体層200の主面には、コイル導体201a,201b,201c,201dが形成されている。該コイル導体201a,201b,201c,201dは、ビアホール導体により接続されてコイルを形成する。また、コイル導体201a,201b,201c,201dが形成された基体層200よりも積層方向の上部に位置する基体層200の主面には、キャパシタ導体202a,202bが形成されている。該キャパシタ導体202a,202bは、基体層200を挟んで互いに絶縁状態にあり、キャパシタ電極を構成する。
前記キャパシタ導体202a,202bは、前記コイル導体201a,201b,201c,201dに囲まれた部分の積層方向の直上領域の外側に形成されている。これにより、キャパシタ導体202a,202bが、コイル導体201a,201b,201c,201dが発生した磁力線を妨げることが防止され、LC複合部品のインダクタンス値の低下が防止される。
しかしながら、前記LC複合部品では、容量値を調整することによって共振周波数を調整するためには、キャパシタ導体202a,202bが形成された基体層200の積層数を増減させなければならないという問題があった。特に、共振周波数を大きくしたい場合には、キャパシタ導体202a,202bが形成された基体層200の積層数を増加させる必要があり、LC複合部品の大型化を招いていた。
特開2004−79973号公報
そこで、本発明の目的は、サイズを変更することなく容量値を変化させることにより、共振周波数を幅広い範囲で設定できる電子部品を提供することである。
本発明は、複数の絶縁層が積層されて構成された積層体と、前記複数の絶縁層と共に積層された複数の内部電極と、を備え、前記複数の内部電極は、積層順とは異なる順番で直列に電気的に接続されて、コイルを構成しており、前記複数の内部電極は、積層方向に隣り合うもの同士で前記絶縁層を介して対向することによって、寄生容量を形成していること、を特徴とする。
本発明によれば、内部電極の接続の順番を積層順と異ならせることにより、内部電極の接続を任意の順番とすることができる。そのため、内部電極の接続の順番を変更することにより、積層数を増加させることなく、所望の寄生容量を得ることができる。すなわち、電子部品において、サイズを変更することなく、幅広い範囲において共振周波数を設定することが可能となる。
本発明において、前記複数の内部電極は、1以上の内部電極を積層方向に挟んだ状態で互いに電気的に接続された2つの内部電極を含んでいてもよい。
本発明において、前記複数の内部電極は、第1ないし第3の内部電極を含み、前記第1の内部電極及び前記第2の内部電極は、前記第3の内部電極を積層方向に挟むように配置され、前記第1の内部電極の一端は、前記第2の内部電極の一端に接続され、前記第1の内部電極の他端は、前記第3の内部電極の一端に接続されていてもよい。
本発明において、前記複数の内部電極は、積層方向から見たときに重なっていてもよい。
本発明によれば、内部電極同士が積層方向から見たときに重なっているので、内部電極間において効率よく容量が形成されるようになる。
本発明において、前記積層体は、磁性材料により形成された基板上に設けられていてもよい。
本発明によれば、積層体が磁性材料により形成された基板上に設けられているので、コイルのインダクタンスが大きくなる。
本発明において、前記内部電極は、フォトリソグラフィにより作製されていてもよい。
本発明によれば、内部電極がフォトリソグラフィにより作製されているので、該内部電極の線幅を狭くすることができる。すなわち、内部電極の巻数を多くすることができ、コイルのインダクタンスを大きくすることができる。
本発明において、互いに電気的に接続された複数の前記コイルが、前記積層体内に形成されていてもよい。
本発明によれば、互いに電気的に接続された複数のコイルが積層体内に設けられているので、電子部品に複数の共振周波数を持たせることができるようになる。
本発明において、互いに絶縁状態にある複数の前記コイルが、前記積層体内に形成されていてもよい。
本発明によれば、内部電極の接続の順番を積層順と異ならせることにより、積層数を増加させることなく、所望の寄生容量を得ることができる。
(電子部品の構成について)
以下に、本発明の一実施形態に係る電子部品について図面を参照しながら説明する。図1(a)は、一実施形態に係る電子部品1及び比較例に係る電子部品1'の外観斜視図である。図1(b)は、一実施形態に係る電子部品1の積層体部分3における分解斜視図である。
図1に示す電子部品1は、基板2、積層体部分3及び外部電極4,5を備える。基板2は、例えば、SiO2等を主成分とする誘電性磁器材料とNi、Zn及びCu等を含むフェライト等を主成分とする磁性体磁器材料とからなる絶縁性の基板である。
積層体部分3は、内部にコイルLを含んでいる。外部電極4,5は、電子部品1の互いに対向する端面に形成され、コイルLと電気的に接続される。該外部電極4,5は、例えば、Ag又はPdを主成分とした導電性材料により形成される。
以下に、積層体部分3について、図1(b)を参照しながら詳細に説明する。積層体部分3は、図1(b)に示すように、絶縁層30a,30b,30c,30d,38a,38b,38c,38d、及び、内部電極31a,31b,31c,31dが積層されて構成される。
絶縁層38a,38b,38c,38dは、例えば、ポリイミド樹脂等の絶縁性材料からなる矩形状の層である。
内部電極31a,31b,31cはそれぞれ、絶縁層38b,38c,38dの主面上に、例えば、Ag又はPdを主成分とした導電性材料により形成される。また、内部電極31dは、基板2上にAg又はPdを主成分とした導電性材料により形成される。内部電極31a,31b,31c,31dは、積層方向の上からこの順に積層され、積層順とは異なる順番で図示しないビアホール導体により電気的に接続されることにより、一つのコイルLを構成する。以下に、詳しく説明する。
内部電極31aは、コイル部32a、引き出し部33a及び接続部34aにより構成される。内部電極31bは、コイル部32b及び接続部34b,35bにより構成される。内部電極31cは、コイル部32c及び接続部34c,35cにより構成される。内部電極31dは、コイル部32d、引き出し部33d及び接続部34dにより構成される。
コイル部32a,32b,32c,32dは、コイルLの一部を構成し、渦巻状を有する電極である。渦巻状のコイル部32aの外側の一端には、引き出し部33aが形成され、該コイル部32aの内側の一端には、接続部34aが形成される。引き出し部33aは、外部電極4と電気的に接続される。
渦巻状のコイル部32b,32cの外側の一端には、接続部35b,35cが形成され、該コイル部32b,32cの内側の一端には、接続部34b,34cが形成される。渦巻状のコイル部32dの外側の一端には、引き出し部33dが形成され、該コイル部32dの内側の一端には、接続部34dが形成される。引き出し部33dは、外部電極5と電気的に接続される。
前記内部電極31a,31b,31c,31dは、前記の通り、積層順とは異なる順番で電気的に接続される。すなわち、内部電極31aと内部電極31cとは、内部電極31bを積層方向に挟むように配置されると共に、互いに電気的に接続される。内部電極31bと内部電極31dとは、内部電極31cを積層方向に挟むように配置されると共に、互いに電気的に接続される。より詳細には、内部電極31aと内部電極31cとは、接続部34aと接続部34cとがビアホール導体(図示せず)により接続されることにより接続される。また、内部電極31cと内部電極31bとは、接続部35cと接続部35bとがビアホール導体(図示せず)により接続されることにより接続される。内部電極31bと内部電極31dとは、接続部34bと接続部34dとがビアホール導体(図示せず)により接続されることにより接続される。これにより、積層方向の上層から、内部電極31a、内部電極31c、内部電極31b、内部電極31dの順に接続されたコイルLが形成される。なお、この際、内部電極31a,31b,31c,31d間に寄生容量を発生させるために、積層方向の上層側から見たときに、コイル部32a,32b,32c,32dは、互いに重なるように配置される。
絶縁層30a,30b,30c,30dは、例えば、ポリイミド樹脂等の絶縁性材料からなる矩形状の層である。該絶縁層30a,30b,30c,30dのそれぞれには、内部電極31a,31b,31c,31dと同じ形状の欠如部37a,37b,37c,37d(絶縁性材料が存在しない空白部分)が形成されている。絶縁層30a,30b,30c,30d,38a,38b,38c,38d、及び、内部電極31a,31b,31c,31dが積層される際には、絶縁層30a,30b,30c,30dの欠如部37a,37b,37c,37dに、内部電極31a,31b,31c,31dがはまり込む。
なお、説明の便宜上、絶縁層30a,30b,30c,30dと絶縁層38a,38b,38c,38dとは、別々に分離して図示したが、実際には、絶縁層30aと絶縁層38a、絶縁層30bと絶縁層38b、絶縁層30cと絶縁層38c、及び、絶縁層30dと絶縁層38dのそれぞれは、後述するフォトリソグラフィ工程において一体的に(同時に)形成される。したがって、実際には、絶縁層30aと絶縁層38a、絶縁層30bと絶縁層38b、絶縁層30cと絶縁層38c、及び、絶縁層30dと絶縁層38dのそれぞれは、図1(b)のように分離されているわけではない。
(効果)
以上のような構成を有する電子部品1によれば、内部電極31a,31b,31c,31dの接続の順番を変化させるだけで、積層数を増加させることなく、寄生容量の大きさを変化させることができる。その結果、電子部品1において、幅広い範囲において共振周波数を設定することが可能となる。
以下に、図面を参照しながら、前記効果について説明する。図2は、図1に示す電子部品1の等価回路図である。図3は、比較例である電子部品1'の積層体部分3'の分解斜視図である。図4は、電子部品1'の等価回路図である。なお、図3及び図4に示す電子部品1'及び積層体部分3'において、電子部品1及び積層体部分3と同じ構成については、同じ参照符号に「'」を付して記載している。図5は、電子部品1、電子部品1'、及び、基板2にアルミナ基板を用いた電子部品1の周波数と挿入損失の関係を示したグラフである。図5において、縦軸は挿入損失を示し、横軸は周波数を示す。
図3に示す比較例である電子部品1'では、内部電極31'a、内部電極31'c、内部電極31'b、内部電極31'dは、この順に積層方向の上層から積層されており、この積層順に電気的に接続されている。
電子部品1では、図2に示すように、内部電極31a、内部電極31c、内部電極31b、内部電極31dが、この順にコイルとして直列に接続される。そして、互いに積層方向に隣り合う内部電極31aと内部電極31bとの間に寄生容量C1が形成され、互いに積層方向に隣り合う内部電極31bと内部電極31cとの間に寄生容量C2が形成され、互いに積層方向に隣り合う内部電極31cと内部電極31dとの間に寄生容量C3が形成される。
一方、電子部品1'では、図4に示すように、内部電極31'a、内部電極31'c、内部電極31'b、内部電極31'dが、この順にコイルとして直列に接続される。そして、互いに積層方向に隣り合う内部電極31'aと内部電極31'cとの間に寄生容量C’1が形成され、互いに積層方向に隣り合う内部電極31'cと内部電極31'bとの間に寄生容量C’2が形成され、互いに積層方向に隣り合う内部電極31'bと内部電極31'dとの間に寄生容量C’3が形成される。
以上のように、電子部品1において、内部電極31a,31b,31c,31dを接続する順番を、積層順と異ならせることにより、電子部品1と電子部品1'との等価回路を異ならせることができる。より詳細には、電子部品1に形成される寄生容量を、電子部品1'に形成される寄生容量よりも大きくすることができ、その結果、図5に示すように、電子部品1の共振周波数を、電子部品1'の共振周波数よりも低くすることが可能となった。すなわち、内部電極31a,31b,31c,31dを接続する順番を変化させるだけで、電子部品1の共振周波数を変更することが可能となった。
また、電子部品1によれば、積層体部分3が、磁性材料により形成された基板2上に形成されるので、例えば、非磁性材料(アルミナ)の基板上に積層体部分が形成された場合に比べて、コイルLのインダクタンスを大きくすることができる。その結果、図5に示すように、電子部品1の共振周波数を低くすることができる。すなわち、基板2の材料を変更することにより、電子部品1の共振周波数を変更することが可能となる。
(変形例)
以下に、電子部品1の変形例について図面を参照しながら説明する。図6ないし図8は、電子部品1の積層体部分3の変形例を示した分解斜視図である。なお、図1の電子部品1と同じ構成については、同じ参照符号を付してある。
電子部品1において、内部電極31a,31b,31c,31dは、図6又は図7のような順番で配置及び接続されてもよい。具体的には、図6では、積層方向の上層から、内部電極31b、内部電極31c、内部電極31a、内部電極31dの順に積層され、内部電極31a、内部電極31c、内部電極31b、内部電極31dの順に接続されている。また、図7では、積層方向の上層から、内部電極31b、内部電極31a、内部電極31d、内部電極31cの順に積層され、内部電極31a、内部電極31c、内部電極31b、内部電極31dの順に接続されている。
また、図8に示すように、積層体部分3の内部電極は、3層構造であってもよい。具体的には、図8に示す積層体部分3では、積層方向の上層から、内部電極31e、内部電極31a、内部電極31dの順に積層され、内部電極31a、内部電極31e、内部電極31dの順に接続される。
図9(a)は、電子部品1の変形例に係る電子部品51の外観斜視図である。図9(b)は、該電子部品51の積層体部分53の分解斜視図である。図10は、電子部品51の周波数と挿入損失の関係を示したグラフである。図10において、縦軸は挿入損失を示し、横軸は周波数を示す。電子部品51は、積層体部分53内において、積層方向に略平行なコイル軸を有する2つのコイルL2及びコイルL3を含んでいる。該コイルL2とコイルL3とは、最下層の内部電極31dと内部電極61dとが接続されることにより、接続されている。
以上のように、電子部品51内に2つのコイルL2,L3が並ぶように形成されることにより、コイルL2とコイルL3との結合が弱くなり、図10に示すように、2つの共振周波数を有する電子部品51を作製することが可能となる。
図11は、電子部品アレイ71の外観斜視図である。図11に示すように、図9に示す電子部品51を複数個並べて配置して、電子部品アレイ71としてもよい。該電子部品アレイ71の場合、電子部品アレイ71内に内蔵される4つのコイルは、互いに絶縁されている。
なお、引き出し部33a,33dは、複数層積層されて構成されていてもよい。以下に、図12を参照しながら説明する。図12は、引き出し部33a,33dが複数層積層されて構成された電子部品1の断面構造図である。図12(a)は、該電子部品1の分解図であり、図12(b)は、電子部品1の外部電極5近傍の断面構造図であり、図12(c)は、電子部品1の外部電極4近傍の断面構造図である。図13は、比較例に係る電子部品101の外部電極104近傍の断面構造図である。
図12(a)に示すように、引き出し部33dの上層には、内部電極31とは接続されていない引き出し部33'が形成される。そして、引き出し部33'が形成された領域において、絶縁層30,38は、該引き出し部33'に積層方向に重ならないように形成されている。これにより、絶縁層30,38及び内部電極31が積層されると、図12(b)に示すように、引き出し部33dと引き出し部33'とが重なるようになる。その結果、内部電極31の引き出し部33の積層方向の厚みを大きくすることができ、内部電極31と外部電極5とをより確実に接続することが可能となる。
また、図12(a)に示すように、引き出し部33aの下層には、内部電極31とは接続されていない引き出し部33'が形成される。そして、引き出し部33'と絶縁層30,38とが重なる量が、上層から下層に行くにしたがって大きくなるように、絶縁層30,38は形成される。具体的には、絶縁層30,38の端部は、上層から下層に行くにしたがって、外部電極4側の端面に近づくように形成される。
これにより、絶縁層30,38及び内部電極31が積層されると、図12(c)に示すように、引き出し部33aと引き出し部33'とが重なるようになる。その結果、引き出し部33の積層方向の厚みを大きくすることができる。
更に、引き出し部33'の間には、図12(c)に示すように、絶縁層30,38が位置するので、引き出し部33aは階段形状を有するようになり、該引き出し部33aが断線しにくくなる。より詳細には、引き出し部33'間に絶縁層30,38が挟まれていない場合には、図13に示すように、引き出し部133'と引き出し部133aとの間に生じた段差により、引き出し部133aが断線してしまう。一方、電子部品1では、絶縁層30,38が引き出し部33'の間に存在するので、引き出し部33'と引き出し部33aとの間に大きな段差が発生しない。そのため、電子部品1では、引き出し部33aの断線が発生しにくい。
なお、図12(a)において、積層方向に互いに同じ高さに位置する引き出し部33'と内部電極31とは、同じフォトリソグラフィ工程にて作製される。
(製造方法について)
以下に、電子部品1の製造方法について図面を参照しながら説明する。図14ないし図18は、電子部品1の製造時における工程断面図である。なお、以下に説明する電子部品1は、図1に示す電子部品1である。
基板2として、磁性材料からなる基板を用意する。そして、図14(a)に示すように、基板2上に、Ag又はPdを主成分とした導電性材料からなる導電層31dAをスパッタリングや蒸着等のドライめっき法により形成する。
次に、導電層31dA上に感光性レジストを塗布、乾燥した後、この感光性レジストにマスクフィルムを当てて所望の部分を露光する。次に、感光性レジストを現像し、図14(b)に示すように、導電層31dAの不要な部分が露出した形状を有するレジストパターン40を形成する。
次に、露出した部分の導電層31dAをエッチングにて除去した後、レジストパターン40を除去することにより、図14(c)に示すように、内部電極31dを形成する。
次に、図14(d)に示すように、ポリイミド樹脂からなる絶縁層30d,38dを、基板2及び内部電極31d上にフォトリソグラフィにより形成する。この際、ビアホールHを、絶縁層38dに形成する。
次に、図15(a)に示すように、絶縁層38d上に、導電層31cAをドライめっき法により形成する。この際、ビアホールHに導電性材料が充填され、ビアホール導体Bが形成される。次に、導電層31cA上に感光性レジストを塗布、乾燥した後、この感光性レジストにマスクフィルムを当てて所望の部分を露光する。次に、感光性レジストを現像し、図15(b)に示すように、導電層31cAの不要な部分が露出した形状を有するレジストパターン40を形成する。
次に、露出した部分の導電層31cAをエッチングにて除去した後、レジストパターン40を除去することにより、図15(c)に示すように、内部電極31cを形成する。
次に、図15(d)に示すように、ポリイミド樹脂からなる絶縁層30c,38cを、絶縁層38d及び内部電極31c上にフォトリソグラフィにより形成する。この際、ビアホールH,H'を、絶縁層38cに形成する。
次に、図16(a)に示すように、絶縁層38c上に、導電層31bAをドライめっき法により形成する。この際、ビアホールH,H'に導電性材料が充填され、ビアホール導体B,B'が形成される。このビアホールBは、内部電極31dと導電層31bAとを電気的に接続している。
次に、導電層31bA上に感光性レジストを塗布、乾燥した後、この感光性レジストにマスクフィルムを当てて所望の部分を露光する。次に、感光性レジストを現像し、図16(b)に示すように、導電層31bAの不要な部分が露出した形状を有するレジストパターン40を形成する。
次に、露出した部分の導電層31bAをエッチングにて除去した後、レジストパターン40を除去することにより、図16(c)に示すように、内部電極31bを形成する。
次に、図17(a)に示すように、ポリイミド樹脂からなる絶縁層30b,38bを、絶縁層38c及び内部電極31b上にフォトリソグラフィにより形成する。この際、ビアホールH'を、絶縁層38bに形成する。
次に、図17(b)に示すように、絶縁層38b上に、導電層31aAをドライめっき法により形成する。この際、ビアホールH’に導電性材料が充填され、ビアホール導体B'が形成される。このビアホールB’は、内部電極31cと導電層31aAとを電気的に接続している。
次に、導電層31aA上に感光性レジストを塗布、乾燥した後、この感光性レジストにマスクフィルムを当てて所望の部分を露光する。次に、感光性レジストを現像し、図17(c)に示すように、導電層31aAの不要な部分が露出した形状を有するレジストパターン40を形成する。
次に、露出した部分の導電層31aAをエッチングにて除去した後、レジストパターン40を除去することにより、図18(a)に示すように、内部電極31aを形成する。
次に、図18(b)に示すように、ポリイミド樹脂からなる絶縁層30a,38aを、絶縁層38b及び内部電極31a上にフォトリソグラフィにより形成する。最後に、外部電極4,5をスパッタリング、蒸着又は印刷焼付け等の方法により形成する。以上の工程を経て、電子部品1が完成する。
以上のように、電子部品1の内部電極31a,31b,31c,31dは、フォトリソグラフィにより作製される。フォトリソグラフィを用いることにより、線幅の狭い内部電極31a,31b,31c,31dを形成できるようになる。その結果、内部電極31a,31b,31c,31dの巻数を多くすることができ、電子部品1の積層数を抑えることが可能となる。
本発明の一実施形態に係る電子部品及び比較例に係る電子部品の外観斜視図並びに該一実施形態に係る電子部品の積層体部分における分解斜視図である。 前記一実施形態に係る電子部品の等価回路図である。 比較例である電子部品の積層体部分の分解斜視図である。 比較例である電子部品の等価回路図である。 前記一実施形態に係る電子部品、比較例である電子部品、及び、基板にアルミナ基板を用いた電子部品の周波数と挿入損失の関係を示したグラフである。 電子部品の積層体部分の変形例を示した分解斜視図である。 電子部品の積層体部分の変形例を示した分解斜視図である。 電子部品の積層体部分の変形例を示した分解斜視図である。 前記一実施形態の電子部品の変形例に係る電子部品の外観斜視図並びに該変形例に係る電子部品の積層体部分における分解斜視図である。 変形例に係る電子部品の周波数と挿入損失の関係を示したグラフである。 電子部品アレイの外観斜視図である。 引き出し部が複数層積層されて構成された電子部品の断面構造図である。 比較例に係る電子部品の外部電極近傍の断面構造図である。 電子部品の製造時における工程断面図である。 電子部品の製造時における工程断面図である。 電子部品の製造時における工程断面図である。 電子部品の製造時における工程断面図である。 電子部品の製造時における工程断面図である。 従来のLC複合部品の分解斜視図である。
符号の説明
1,51 電子部品
2,52 基板
3,53 積層体部分
4,5,54,55 外部電極
30a,30b,30c,30d,30e,38a,38b,38c,38d,38e 絶縁層
31a,31b,31c,31d,31e,61a,61b,61c,61d 内部電極
32a,32b,32c,32d,32e コイル部
33a,33d 引き出し部
34a,34b,34c,34d,34e,35b,35c,35e 接続部
37a,37b,37c,37d,37e 欠如部
71 電子部品アレイ
B,B’ ビアホール導体
C1,C2,C3 寄生容量
H,H’ ビアホール
L,L2,L3 コイル

Claims (8)

  1. 複数の絶縁層が積層されて構成された積層体と、
    前記複数の絶縁層と共に積層された複数の内部電極と、
    を備え、
    前記複数の内部電極は、積層順とは異なる順番で直列に電気的に接続されて、コイルを構成しており、
    前記複数の内部電極は、積層方向に隣り合うもの同士で前記絶縁層を介して対向することによって、寄生容量を形成していること、
    を特徴とする電子部品。
  2. 前記複数の内部電極は、1以上の内部電極を積層方向に挟んだ状態で互いに電気的に接続された2つの内部電極を含むこと、
    を特徴とする請求項1に記載の電子部品。
  3. 前記複数の内部電極は、第1ないし第3の内部電極を含み、
    前記第1の内部電極及び前記第2の内部電極は、前記第3の内部電極を積層方向に挟むように配置され、
    前記第1の内部電極の一端は、前記第2の内部電極の一端に接続され、
    前記第1の内部電極の他端は、前記第3の内部電極の一端に接続されること、
    を特徴とする請求項2に記載の電子部品。
  4. 前記複数の内部電極は、積層方向から見たときに重なっていること、
    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電子部品。
  5. 前記積層体は、磁性材料により形成された基板上に設けられていること、
    を特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の電子部品。
  6. 前記内部電極は、フォトリソグラフィにより作製されていること、
    を特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれかに記載の電子部品。
  7. 互いに電気的に接続された複数の前記コイルが、前記積層体内に形成されていること、
    を特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれかに記載の電子部品。
  8. 互いに絶縁状態にある複数の前記コイルが、前記積層体内に形成されていること、
    を特徴とする請求項1ないし請求項7のいずれかに記載の電子部品。
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