JP5533673B2 - 電子部品 - Google Patents

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Description

本発明は、電子部品に関し、より特定的には、積層体内にコイルが内蔵された電子部品に関する。
従来の電子部品としては、例えば、特許文献1に記載の積層インダクタが知られている。図7は、該積層インダクタの積層体111の分解斜視図である。
積層体111は、磁性体層112a〜112l、内部導体114a〜114f及びビアホール導体B1〜B5により構成されている。磁性体層112a〜112lは、積層方向の上側から下側へとこの順に並ぶように配置されている絶縁層である。
内部導体114aは、磁性体層112d上に設けられ、一端が積層体111の右側の側面に引き出されている。内部導体114b〜114eはそれぞれ、磁性体層112e〜112h上において1ターンの長さで周回している。内部導体114b,114dは、同じ形状を有している。また、内部導体114c,114eは、同じ形状を有している。すなわち、2種類の形状の内部導体114b,114dと内部導体114c,114eとが交互に並んでいる。また、内部導体114fは、磁性体層112i上に設けられ、一端が積層体111の左側の側面に引き出されている。
また、ビアホール導体B1〜B5は、積層方向に隣り合う内部導体114a〜114fを接続している。これにより、積層体111内において螺旋状に旋廻するコイルLが構成されている。図7に示す積層インダクタでは、例えば、磁性体層112hと磁性体層112iとの間に、内部導体114が設けられた磁性体層112を挿入することにより、1ターン単位でコイルLのターン数を調整することができる。
しかしながら、特許文献1に記載の積層インダクタでは、磁性体層112hと磁性体層112iとの間に挿入する内部導体114の形状によって、内部導体114fの形状を変更しなければならない。より詳細には、図7に示す状態の積層体111において、1ターン分だけコイルLのターン数を増加させたい場合には、内部導体114b,114dと同じ形状を有する内部導体114が設けられた磁性体層112を、磁性体層112hと磁性体層112iとの間に挿入すればよい。ところが、内部導体114b,114dの形状と、内部導体114eの形状とは異なっている。そのため、内部導体114b,114dと同じ形状を有する内部導体114と内部導体114fとをビアホール導体により接続することはできない。よって、内部導体114b,114dと同じ形状を有する内部導体114と接続可能な形状に内部導体114fを設計しなおす必要がある。すなわち、特許文献1に記載の積層インダクタでは、コイルLのターン数を1ターン単位で調整可能とするためには、2種類の形状の内部導体114fを準備する必要があった。
特開2001−44037号公報
そこで、本発明の目的は、積層方向の端に位置する内部導体を複数種類準備することなく、コイルのターン数を調整することができる電子部品を提供することである。
本発明の一形態に係る電子部品は、複数の絶縁体層が積層されてなる積層体と、前記積層体の表面に設けられている外部電極と、前記積層体内に内蔵されているコイルと、を備え、前記コイルは、積層方向から平面視したときに、第1の点から第2の点に向かって所定方向に旋廻している第1のコイル導体と、積層方向から平面視したときに、前記第2の点から前記第1の点に向かって前記所定方向に旋廻している第2のコイル導体と、前記各第1のコイル導体の前記第1の点に接続されている第1のビアホール導体と、前記各第2のコイル導体の前記第2の点に接続されている第2のビアホール導体と、積層方向から平面視したときに、前記第1の点及び前記第2の点と重なっていると共に、前記外部電極と電気的に接続されている端部導体と、を含み、前記第1のコイル導体及び前記第1のビアホール導体と、前記第2のコイル導体及び前記第2のビアホール導体とは、電気的に接続された状態で交互に積層方向に並んでおり、前記端部導体は、前記第1のコイル導体及び前記第2のコイル導体よりも積層方向の上側又は下側に設けられていると共に、隣り合っている前記第1のコイル導体又は前記第2のコイル導体と電気的に接続されていること、を特徴とする。
本発明によれば、積層方向の端に位置する内部導体を複数種類準備することなく、コイルのターン数を調整することができる。
積層インダクタの外観斜視図である。 図1の積層インダクタの積層体の分解斜視図である。 図1の積層インダクタの積層体の分解斜視図である。 図4(a)は、第1の変形例に係る内部導体をz軸方向の正方向側から平面視した図である。図4(b)は、第2の変形例に係る内部導体をz軸方向の正方向側から平面視した図である。 その他の実施形態に係る積層インダクタの積層体の分解斜視図である。 変形例に係る内部導体をz軸方向の正方向側から平面視した図である。 従来の積層インダクタの積層体の分解斜視図である。
以下に、本発明の一実施形態に係る電子部品である積層インダクタについて説明する。
(積層インダクタの構成)
図1は、積層インダクタ10a,10bの外観斜視図である。図2は、積層インダクタ10aの積層体11aの分解斜視図である。以下、積層インダクタ10aの積層方向をz軸方向と定義し、積層インダクタ10aの長辺に沿った方向をx軸方向と定義し、積層インダクタ10aの短辺に沿った方向をy軸方向と定義する。
積層インダクタ10aは、図1に示すように、直方体状の積層体11aと、x軸方向の両端に位置する積層体11aの側面(表面)に形成された2つの外部電極15a,15bとを備えている。
積層体11aは、図2に示すように、磁性体層12a〜12lが積層されて構成されており、螺旋状のコイルLを内蔵している。磁性体層12a〜12lは、磁性を有するフェライト(例えば、Ni−Zn−Cuフェライト又はNi−Znフェライト等)からなる長方形状の複数の絶縁層である。また、磁性体層12a〜12l上には、点A,Bが規定されている。以下では、個別の磁性体層12a〜12lを指す場合には、参照符号の後ろにアルファベットを付し、これらを総称する場合には、参照符号の後ろのアルファベットを省略する。
コイルLは、内部導体13a〜13f及びビアホール導体b1〜b5を含んでいる。内部導体13a〜13fは、例えばAgを主成分とする導電性材料からなる。以下では、個別の内部導体13a〜13fを指す場合には、参照符号の後ろにアルファベットを付し、これらを総称する場合には、参照符号の後ろのアルファベットを省略する。
内部導体(コイル導体)13b〜13eはそれぞれ、磁性体層12e〜12hのz軸方向の正方向側の主面上に設けられているコイル導体であり、コイル部14b〜14e及び接続部18b〜18e,20b〜20eからなる。内部導体13b,13dは同じ形状を有し、内部導体13c,13eは同じ形状を有している。
コイル部14b〜14eは、略1ターンの長さを有し、かつ、長方形状をなしている線状電極である。接続部18b〜18eはそれぞれ、磁性体層12e〜12h上の点Aとコイル部14b〜14eの一端とを接続している。接続部20b〜20eはそれぞれ、磁性体層12e〜12h上の点Bとコイル部14b〜14eの他端とを接続している。
具体的には、接続部18b,18dはそれぞれ、z軸方向の正方向側から平面視したときに、コイル部14b,14dの時計回り方向の下流側の端部に接続されている。接続部18c,18eはそれぞれ、z軸方向の正方向側から平面視したときに、コイル部14c,14eの時計回り方向の上流側の端部に接続されている。接続部20b,20dはそれぞれ、z軸方向の正方向側から平面視したときに、コイル部14b,14dの時計回り方向の上流側の端部に接続されている。また、接続部20c,20eはそれぞれ、z軸方向の正方向側から平面視したときに、コイル部14c,14eの時計回り方向の下流側の端部に接続されている。これにより、z軸方向の正方向側から平面視したときに、内部導体13b,13dは、点Bから点Aに向かって時計回りに旋廻している。また、内部導体13c,13eは、z軸方向の正方向側から平面視したときに、点Aから点Bに向かって時計回りに旋廻している。
内部導体13aは、磁性体層12dのz軸方向の正方向側の主面上に設けられている線状導体である。内部導体13aは、コイル部14a及び引き出し部16aからなる。コイル部14aは、z軸方向の正方向側から平面視したときに、長方形状の一部が欠損した形状を有し、点Bを起点に反時計回りに旋廻している。引き出し部16aは、コイル部14aの点Bとは反対側の端部に接続されており、積層体11aのx軸方向の正方向側の側面に引き出されている。これにより、内部導体13aは、外部電極15aと電気的に接続されている。
内部導体(端部導体)13fは、磁性体層12iのz軸方向の正方向側の主面上に設けられている線状導体である。該内部導体13fは、z軸方向から平面視したときに、点A,Bと重なっていると共に、外部電極15bと電気的に接続されている。
より詳細には、内部導体13fは、コイル部14f、引き出し部16f及び接続部18f,20fからなる。コイル部14fは、z軸方向から平面視したときに、長方形状の一部が欠損した形状を有している。引き出し部16fは、コイル部14fの一端に接続されており、積層体11aのx軸方向の負方向側の側面に引き出されている。具体的には、引き出し部16fは、z軸方向の正方向側から平面視したときに、コイル部14fの時計回り方向の下流側の端部に接続されている。これにより、内部導体13fは、外部電極15bと電気的に接続されている。
また、接続部18f,20fはそれぞれ、磁性体層12i上の点A,Bとコイル部14fの他端とを接続している。具体的には、接続部18f、20fは、z軸方向の正方向側から平面視したときに、コイル部14fの時計回り方向の上流側の端部に接続されている。このように、内部導体13fは、一端において2つに枝分かれしていることにより、z軸方向から平面視したときに、点A,Bと重なっている。
ビアホール導体b1〜b5は、互いに隣り合っている内部導体13a〜13fを電気的に接続することにより螺旋状のコイルLを構成している。ビアホール導体b1は、内部導体13aが設けられている磁性体層12dを貫通するように設けられ、内部導体13aの点Bに接続されている。ビアホール導体b2は、内部導体13bが設けられている磁性体層12eを貫通するように設けられ、内部導体13bの点Aに接続されている。ビアホール導体b3は、内部導体13cが設けられている磁性体層12fを貫通するように設けられ、内部導体13cの点Bに接続されている。ビアホール導体b4は、内部導体13dが設けられている磁性体層12gを貫通するように設けられ、内部導体13dの点Aに接続されている。ビアホール導体b5は、内部導体13eが設けられている磁性体層12hを貫通するように設けられ、内部導体13eの点Bに接続されている。
内部導体13b,13d及びビアホール導体b2,b4と、内部導体13c,13e及びビアホール導体b3,b5とは、電気的に接続された状態で交互にz軸方向に並んでいる。具体的には、内部導体13b,13cは、点Aにおいてビアホール導体b2により接続されている。内部導体13c,13dは、点Bにおいてビアホール導体b3により接続されている。内部導体13d,13eは、点Aにおいてビアホール導体b4により接続されている。
更に、内部導体13aは、内部導体13b〜13dよりもz軸方向の正方向側に設けられている。内部導体13aは、ビアホール導体b1により点Bにおいて内部導体13bと接続されている。
また、内部導体13fは、内部導体13b〜13dよりもz軸方向の負方向側に設けられている。内部導体13fは、ビアホール導体b5により点Bにおいて内部導体13eと接続されている。
(積層インダクタの製造方法)
以下に、前記積層インダクタ10a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、酸化第二鉄(Fe23)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化ニッケル(NiO)及び酸化銅(CuO)を所定の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℃で1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て、フェライトセラミック粉末を得る。
このフェライト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、キャリアシート上にシート状に形成して乾燥させ、磁性体層12となるべきセラミックグリーンシートを作製する。
次に、磁性体層12d〜12hとなるべきセラミックグリーンシートのそれぞれに、ビアホール導体b1〜b5を形成する。具体的には、磁性体層12d〜12hとなるべきセラミックグリーンシートにレーザビームを照射してビアホールを形成する。次に、このビアホールに対して、Ag,Pd,Cu,Auやこれらの合金などの導電性ペーストを印刷塗布などの方法により充填する。
次に、磁性体層12d〜12iとなるべきセラミックグリーンシート上に、Ag,Pd,Cu,Auやこれらの合金などを主成分とする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、内部導体13a〜13fを形成する。なお、内部導体13a〜13fを形成する工程とビアホールに対して導電性ペーストを充填する工程とは、同じ工程において行われてもよい。
次に、各セラミックグリーンシートを積層する。具体的には、磁性体層12lとなるべきセラミックグリーンシートを配置する。磁性体層12lとなるべきセラミックグリーンシートのキャリアフィルムを剥がして、磁性体層12kとなるべきセラミックグリーンシートを配置する。この後、磁性体層12kとなるべきセラミックグリーンシートを磁性体層12lに対して圧着する。圧着条件は、100トン〜120トンの圧力及び3秒間から30秒間程度の時間である。また、キャリアフィルムの排出方法は、吸引による排出及びチャックによるつかみ排出である。この後、磁性体層12j,12i,12h,12g、12f,12e、12d,12c,12b,12aとなるべきセラミックグリーンシートについても同様にこの順番に積層及び圧着する。これにより、マザー積層体が形成される。このマザー積層体には、静水圧プレスなどにより本圧着が施される。
次に、マザー積層体をギロチンカットにより所定寸法の積層体11aにカットする。これにより未焼成の積層体11aが得られる。この未焼成の積層体11aには、脱バインダー処理及び焼成がなされる。脱バインダー処理は、例えば、低酸素雰囲気中において500℃で2時間の条件で行う。焼成は、例えば、800℃〜900℃で2.5時間の条件で行う。
以上の工程により、焼成された積層体11aが得られる。積層体11aには、バレル加工が施されて、面取りが行われる。その後、積層体11aの表面には、例えば、浸漬法等の方法により主成分が銀である電極ペーストが塗布及び焼き付けされることにより、外部電極15a,15bとなるべき銀電極が形成される。銀電極の焼き付けは、800℃で1時間行われる。
最後に、銀電極の表面に、Niめっき/Snめっきを施すことにより、外部電極15a,15bを形成する。以上の工程を経て、図1に示すような積層インダクタ10aが完成する。
なお、積層インダクタ10aは、逐次圧着法により作製されるものとしたが、逐次圧着法以外の方法(例えば、印刷工法)によって作製されてもよい。
(効果)
以上のように構成された積層インダクタ10aは、以下に説明するように、z軸方向の負方向側の端に位置する内部導体13fを複数種類準備することなく、コイルLのターン数を1ターン単位で調整することができる。図3は、積層体11aの分解斜視図である。図3のコイルLは、図2のコイルLよりも1ターン長いターン数を有している。
図2に示す積層インダクタ10aにおいて、コイルLのターン数を1ターン増加させる場合には、図3に示すように、磁性体層12hと磁性体層12iとの間に、内部導体13b,13dと同じ形状の内部導体13gが設けられた磁性体層12mを挿入する。この場合、ビアホール導体b5が、内部導体13gの点Bに接続されることにより、内部導体13eと内部導体13gとが接続される。一方、内部導体13fは、z軸方向から平面視したときに点A,Bに重なっている。すなわち、内部導体13fには、コイル部14fの他端と点A,Bとを接続する接続部18f,20fが設けられている。そのため、磁性体層12mに設けられているビアホール導体b6は、内部導体13gの点Aと内部導体13fの点Aとを接続するようになる。以上より、積層インダクタ10aでは、内部導体13fと隣り合う内部導体13は、内部導体13b,13d、13gと同じ形状を有していても、又、内部導体13c,13eと同じ形状を有していても、内部導体13fと接続されることが可能である。よって、積層インダクタ10aによれば、z軸方向の負方向側の端に位置する内部導体13fを複数種類準備することなく、コイルLのターン数を1ターン単位で調整することができる。
また、積層インダクタ10aでは、図2及び図3に示すように、接続部18f,20fは、線状電極である。そのため、接続部18f,20fもコイルLの一部を構成するようになる。その結果、積層インダクタ10aでは、コイルLのターン数が長くなり、コイルLのインダクタンス値が大きくなる。
(変形例)
以下に、内部導体13fの変形例について図4を参照しながら説明する。図4(a)は、第1の変形例に係る内部導体13fをz軸方向の正方向側から平面視した図である。図4(b)は、第2の変形例に係る内部導体13fをz軸方向の正方向側から平面視した図である。
内部導体13fは、前記の通り、z軸方向から平面視したときに、点A,Bと重なっていればよい。そのため、内部導体13fは、図2及び図3に示すように、その一端において枝分かれした構造を有している必要はない。具体的には、内部導体13fは、図4(a)に示すように、接続部18f,20fを2辺とする四角形状の接続部22fを有していてもよい。また、内部導体13fは、図4(b)に示すように、接続部18f,20fを2辺とする直角三角形状の接続部22fを有していてもよい。
(その他の実施形態)
本発明に係る電子部品は、前記実施形態に示した積層インダクタ10aに限らず、その要旨の範囲内において設計変更可能である。以下に、図面を参照しながら、その他の実施形態に係る積層インダクタ10bについて説明する。図5は、積層インダクタ10bの積層体11bの分解斜視図である。
積層インダクタ10aでは、コイルLのターン数の調整は、z軸方向の最も負方向側に位置する内部導体13fと内部導体13eとの間に新たな内部導体13を追加することによって行われていた。
しかしながら、コイルLのターン数の調整方法はこれに限らない。具体的には、コイルLのターン数の調整は、z軸方向の最も正方向側に位置する内部導体13aと内部導体13bとの間に新たな内部導体13を追加することによって行われてもよい。ただし、かかる調整方法を実現するためには、内部導体13aの形状を、図2及び図3に示す形状から変更する必要がある。
より詳細には、内部導体13aには、内部導体13b,13dと同じ形状を持つ内部導体13又は内部導体13c,13eと同じ形状を持つ内部導体13のいずれかが隣り合う。そのため、内部導体13aは、内部導体13b,13dと同じ形状を持つ内部導体13及び内部導体13c,13eと同じ形状を持つ内部導体13のいずれにも接続可能に構成される必要がある。そこで、図5に示すように、内部導体13aは、z軸方向から平面視したときに、点A,Bと重なっていればよい。ただし、積層インダクタ10bでは、内部導体13aと隣り合う内部導体13の形状によって、内部導体13aの形状を変更する必要はないが、ビアホール導体b1の位置を変更する必要がある。具体的には、内部導体13aと隣り合う内部導体13の形状が内部導体13b,13dと同じ形状である場合には、ビアホール導体b1は、点Bに設けられ、内部導体13bと隣り合う内部導体13の形状が内部導体13c,13eと同じ形状である場合には、ビアホール導体b1は、点Aに設けられる。
以上のように構成された積層インダクタ10bも、積層インダクタ10aと同様に、z軸方向の負方向側の端に位置する内部導体13aを複数種類準備することなく、コイルLのターン数を1ターン単位で調整することができる。
なお、図5に示した内部導体13aを図6に示す内部導体13aに変更してもよい。図6は、変形例に係る内部導体13aをz軸方向の正方向側から平面視した図である。図6に示す引き出し部16aは、図5に示す引き出し部16aよりもy軸方向の正方向側に移動して、接続部18a,20aを2辺とする四角形の領域内にしている。これにより、内部導体13aのターン数が長くなり、コイルLのインダクタンス値が大きくなる。
なお、積層インダクタ10a,10bでは、コイルLは、引き出し部16a,16fにより外部電極15a,15bと電気的に接続されている。しかしながら、コイルLと外部電極15a,15bとの接続方法はこれに限らない。例えば、外部電極15a,15bが積層体11a,11bのz軸方向の両端に位置する上面及び下面に設けられている場合には、図2の引き出し部16a,16fの代わりに、磁性体層12a〜12c及び磁性体層12i〜12lを貫通するビアホール導体が設けられていてもよい。そして、該ビアホール導体が、コイルLと外部電極15a,15bとを接続すればよい。
なお、積層インダクタ10a,10bでは、内部導体13は、長方形又は長方形の一部が欠損した形状を有しているが、該内部導体13の形状はこれに限らない。内部導体13は、例えば、円形や楕円形及びこれらの一部が欠損した形状あってもよい。
本発明は、電子部品に有用であり、特に、積層方向の端に位置する内部導体を複数種類準備することなく、コイルのターン数を調整することができる点において優れている。
A,B 点
L コイル
b1〜b6 ビアホール導体
10a,10b 積層インダクタ
11a,11b 積層体
12a〜12m 磁性体層
13a〜13g 内部導体
14a〜14g コイル部
15a,15b 外部電極
16a,16f 引き出し部
18b〜18g,20b〜20g,22f 接続部

Claims (4)

  1. 複数の絶縁体層が積層されてなる積層体と、
    前記積層体の表面に設けられている外部電極と、
    前記積層体内に内蔵されているコイルと、
    を備え、
    前記コイルは、
    積層方向から平面視したときに、第1の点から第2の点に向かって所定方向に旋廻している第1のコイル導体と、
    積層方向から平面視したときに、前記第2の点から前記第1の点に向かって前記所定方向に旋廻している第2のコイル導体と、
    前記各第1のコイル導体の前記第1の点に接続されている第1のビアホール導体と、
    前記各第2のコイル導体の前記第2の点に接続されている第2のビアホール導体と、
    積層方向から平面視したときに、前記第1の点及び前記第2の点と重なっていると共に、前記外部電極と電気的に接続されている端部導体と、
    を含み、
    前記第1のコイル導体及び前記第1のビアホール導体と、前記第2のコイル導体及び前記第2のビアホール導体とは、電気的に接続された状態で交互に積層方向に並んでおり、
    前記端部導体は、前記第1のコイル導体及び前記第2のコイル導体よりも積層方向の上側又は下側に設けられていると共に、隣り合っている前記第1のコイル導体又は前記第2のコイル導体と電気的に接続されていること、
    を特徴とする電子部品。
  2. 前記第1のコイル導体、前記第2のコイル導体及び前記端部導体は、前記絶縁体層の積層方向の上側の主面に設けられ、
    前記第1のビアホール導体は、前記第1のコイル導体が設けられている前記絶縁体層に設けられ、
    前記第2のビアホール導体は、前記第2のコイル導体が設けられている前記絶縁体層に設けられ、
    前記端部導体は、前記第1のコイル導体及び前記第2のコイル導体よりも積層方向の下側に設けられていること、
    を特徴とする請求項1に記載の電子部品。
  3. 前記端部導体は、一端において2つに枝分かれしていることにより、積層方向から平面視したときに、前記第1の点及び前記第2の点と重なっていること、
    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電子部品。
  4. 前記第1のコイル導体及び前記第2のコイル導体は、略1ターンの長さを有していること、
    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。
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