JP5585453B2 - 積層インダクタ - Google Patents

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Description

本発明は、積層インダクタに関し、より特定的には、コイルを内蔵している積層インダクタに関する。
従来の積層インダクタとしては、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。以下に、図面を参照しながら、特許文献1に記載の積層インダクタについて説明する。図4は、特許文献1に記載の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おり、その一端において接続部116b〜116eを有し、かつ、その他端において接続部117b〜117eを有している。内部導体114b,114dは、同じ形状を有しており、内部導体114c,114eは、同じ形状を有している。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。
ところで、特許文献1に記載の積層インダクタは、以下に説明するように、デラミネーションが発生し易いという問題を有している。図5は、積層体111を積層方向の上側から透視した図である。図5には、内部導体114a〜114fが重ねて示されている。
図5に示すように、積層体111では、接続部116b〜116e,117b〜117eにより囲まれた四角形の領域Eが設けられている。この領域Eには、内部導体114a〜114fは、設けられていない。そのため、領域Eにおける積層体111の積層方向の厚みは、領域Eの周囲の領域(接続部116b〜116e,117b〜117eが設けられている領域)における積層体111の積層方向の厚みよりも、接続部116b〜116e,117b〜117eの厚みの分だけ薄くなる。そのため、積層体111の圧着時に、圧着ツールが領域E内に回り込むことができず、領域Eに十分な圧力が加わらない場合がある。よって、特許文献1に記載の積層インダクタでは、領域Eにおいて、デラミネーションが発生し易い。
特開2008−130970号公報(図5)
そこで、本発明の目的は、1ターンの長さを有するコイル導体により構成されているコイルを内蔵する積層インダクタにおいて、デラミネーションの発生を抑制することである。
本発明の一形態に係る積層インダクタ、複数の絶縁体層が積層されてなる積層体と、積層方向から平面視したときに、前記複数の絶縁体層のうちの第1の絶縁体層上において1ターンの長さで環状の軌道上を周回しているコイル導体であって、該環状の軌道上に位置している第1の接続位置を含む第1の接続部及び該環状の軌道外に位置している第2の接続位置を含む第2の接続部を有している第1のコイル導体と、積層方向から平面視したときに、前記複数の絶縁体層のうちの第2の絶縁体層上において1ターンの長さで環状の軌道上を周回しているコイル導体であって、該環状の軌道上に位置している第3の接続位置を含む第3の接続部及び該環状の軌道外に位置している第4の接続位置を含む第4の接続部を有している第2のコイル導体と、積層方向に隣り合う前記第1の接続位置及び第3の接続位置を接続している第1のビアホール導体と、積層方向に隣り合う前記第2の接続位置及び第4の接続位置を接続している第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のコイル導体における前記第1の接続部及び前記第2の接続部並びに前記第2のコイル導体における前記第3の接続部及び前記第4の接続部により囲まれている所定の領域と重なるように前記複数の絶縁体層のうちの第1の絶縁体層及び第2の絶縁体層以外の絶縁体層上に設けられているランド部と、を備え、前記第1のコイル導体、前記第2のコイル導体、前記第1のビアホール導体及び前記第2のビアホール導体が前記積層方向に進行する螺旋状を成すコイルを構成していること、を特徴とする。
本発明によれば、1ターンの長さを有するコイル導体により構成されているコイルを内蔵する積層インダクタにおいて、デラミネーションの発生を抑制できる。
本発明の一形態に係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。 磁性体層12をz軸方向の正方向側から平面視した図である。 特許文献1に記載の積層インダクタの積層体の分解斜視図である。 図4の積層体を積層方向の上側から透視した図である。
以下に、本発明の一実施形態に係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10の外観斜視図である。図2は、積層インダクタ10の積層体11の分解斜視図である。以下、積層インダクタ10の積層方向をz軸方向と定義し、積層インダクタ10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10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10は、図1に示すように、積層体11及び外部電極13a,13bを備えている。積層体11は、直方体状をなしている。外部電極13a,13bは、x軸方向の両端に位置する積層体11の側面に設けられている。
積層体11は、図2に示すように、磁性体層12a〜12p、コイル導体14a〜14f及びランド部18a〜18dが積層されて構成されており、内部に螺旋状のコイルLを含んでいる。磁性体層12a〜12p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。以下では、個別の磁性体層12a〜12p及びコイル導体14a〜14f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。
コイル導体14a〜14fは、積層体11内において電気的に接続されることによりコイルLを構成している。コイル導体14b〜14eはそれぞれ、Agからなる導電性材料からなり、z軸方向から平面視したときに、磁性体層12f〜12j上において1ターンの長さで周回している。より詳細には、コイル導体14b〜14eは、略長方形状の環状の軌道R(図2の磁性体層12g参照)上を周回していると共に、その両端において接続部16b〜16e,17b〜17eを有している。接続部16b〜16eは、端部(接続位置)t4,t5,t8,t9を含んでおり、環状の軌道R外(図2では、環状の軌道Rに囲まれた領域の内側)上に設けられている。このように、コイル導体14b〜14eが接続部16b〜16eを有しているので、端部t4,t5,t8,t9は、前記長方形状の環状の軌道Rよりも内側に位置していると共に、z軸方向から平面視したときに互いに重なっている。
また、接続部17b〜17eは、端部(接続位置)t3,t6,t7,t10を含んでおり、端部環状の軌道R上に設けられている。このように、コイル導体14b〜14eが接続部17b〜17eを有しているので、端部t3,t6,t7,t10は、長方形状の環状の軌道R上に位置していると共に、z軸方向から平面視したときに互いに重なっている。また、コイル導体14b,14dは、同じ形状を有し、コイル導体14c,14eは、同じ形状を有している。すなわち、コイル導体14b〜14eは、z軸方向に2種類のコイル導体が交互に並んでいる。
また、コイル導体14aは、コイル導体14b〜14eよりもz軸方向の正方向側に設けられ、該コイル導体14b〜14eに電気的に接続されることによりコイルLの一部を構成している。コイル導体14aは、Agからなる導電性材料からなり、z軸方向から平面視したときに、磁性体層12f上において3/4ターンの長さで周回している。コイル導体14aの一方の端部t1は、図2に示すように、磁性体層12fのx軸方向の正方向側の辺に引き出されている。これにより、コイル導体14aは、外部電極13aと接続されている。一方、端部t2は、長方形状の環状の軌道R上に位置していると共に、z軸方向から平面視したときに端部t3と重なっている。
また、コイル導体14fは、コイル導体14b〜14eよりもz軸方向の負方向側に設けられ、該コイル導体14b〜14eに電気的に接続されることによりコイルLの一部を構成している。コイル導体14fは、Agからなる導電性材料からなり、z軸方向から平面視したときに、磁性体層12k上において1/2ターンの長さで周回している。コイル導体14fの一方の端部t12は、図2に示すように、磁性体層12kのx軸方向の負方向側の辺に引き出されている。これにより、コイル導体14fは、外部電極13bと接続されている。一方、端部t11は、長方形状の環状の軌道R上に位置していると共に、z軸方向から平面視したときに端部t10と重なっている。
次に、ランド部18a〜18dについて図面を参照しながら説明する。図3は、磁性体層12をz軸方向の正方向側から平面視した図である。図3(a)には、磁性体層12f〜12kが重ねて示されている。図3(b)には、磁性体層12d,12mが示されている。図3(c)には、磁性体層12e,12lが示されている。
ランド部18a,18bは、コイル導体14a〜14fよりもz軸方向の正方向側に設けられている。ランド部18c,18dは、コイル導体14a〜14fよりもz軸方向の負方向側に設けられている。より詳細には、ランド部18a〜18dはそれぞれ、図3(b)及び図3(c)に示すように、磁性体層12d,12e,12l,12m上に設けられている。
また、図3(a)に示すように、z軸方向から平面視したときに、接続部16b〜16e及び接続部17b〜17eにより囲まれ、かつ、コイル導体14b〜14eが設けられていない四角形の領域Eが形成されている。ランド部18a〜18dは、z軸方向の正方向側から平面視したときに、該領域Eと重なるように磁性体層12d,12e,12l,12m上に設けられている。具体的には、ランド部18a,18dは、図3(b)に示すように、領域Eと一致した形状及び位置に設けられている。一方、ランド18b,18cは、z軸方向から平面視したときに、接続部16b〜16e,17b〜17e及び領域Eと重なるように設けられている。ただし、ランド18b,18cは、z軸方向から平面視したときに、端部t2〜t11とは重なっていない。更に、ランド18b,18cは、z軸方向から平面視したときに、角C1,C2とは重なっていない。角C1,C2は、接続部16b〜16eと接続部17b〜17eが重なって形成される部分である。よって、ランド18b,18cは、四角形の四隅が切り落とされた形状を有している。また、ランド18a〜18dは、コイル導体14と電気的に接続されていない。
ビアホール導体b1〜b5は、コイル導体14a〜14fを電気的に接続することにより螺旋状のコイルLの一部を構成している。より具体的には、図2に示すように、ビアホール導体b1は、環状の軌道R上に位置し、かつ、磁性体層12fを貫通することにより、z軸方向に隣り合っている端部t2と端部t3とを接続している。ビアホール導体b2は、環状の軌道R外に位置し、かつ、磁性体層12gを貫通することにより、z軸方向に隣り合っている端部t4と端部t5とを接続している。ビアホール導体b3は、環状の軌道R上に位置し、かつ、磁性体層12hを貫通することにより、z軸方向に隣り合っている端部t6と端部t7とを接続している。ビアホール導体b4は、環状の軌道R外に位置し、かつ、磁性体層12iを貫通することにより、z軸方向に隣り合っている端部t8と端部t9とを接続している。ビアホール導体b5は、環状の軌道R上に位置し、かつ、磁性体層12jを貫通することにより、z軸方向に隣り合っている端部t10と端部t11とを接続している。すなわち、環状の軌道R上の端部t2,t3,t6,t7,t10,t11を接続するビアホール導体b1,b3,b5と環状の軌道R外の端部t4,t5,t8,t9を接続するビアホール導体b2,b4とは、z軸方向に交互に並ぶように設けられている。これにより、1ターンの長さを有する複数のコイル導体14は、短絡することなく互いに接続されている。
(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、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12f〜12j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12f〜12j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12f〜12k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、コイル導体14a〜14fを形成する。なお、コイル導体14a〜14f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、磁性体層12d,12e,12l,12m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、ランド部18a〜18dを形成する。
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12p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12o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12pとなるべきセラミックグリーンシートの上に配置する。この後、磁性体層12oとなるべきセラミックグリーンシートを磁性体層12p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12n,12m,12l,12k,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、マザー積層体を押し切りにより所定寸法の積層体11にカットする。これにより未焼成の積層体11が得られる。この未焼成の積層体11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、890℃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11が得られる。積層体11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11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導体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13a,13b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13a,13b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10が完成する。
(効果)
以上のように構成された積層インダクタ10は、以下に説明するように、1ターンの長さを有するコイル導体14により構成されているコイルLを内蔵していても、領域Eにおいてデラミネーションが発生することを抑制できる。より詳細には、特許文献1に記載の積層インダクタでは、領域Eにおける積層体111の積層方向の厚みは、領域Eの周囲の領域における積層体111の積層方向の厚みよりも、接続部116b〜116e,117b〜117eの厚みの分だけ薄くなる。そのため、積層体111の圧着時に、圧着ツールが領域E内に回り込むことができず、領域Eに十分な圧力が加わらない場合があった。その結果、特許文献1に記載の積層インダクタは、領域Eにおいて、デラミネーションが発生し易いという問題を有していた。
一方、積層インダクタ10では、図2に示すように、z軸方向から平面視したときに、領域Eと重なるようにランド部18a〜18dが設けられている。よって、積層インダクタ10では、特許文献1に記載の積層インダクタに比べて、領域Eにおける積層体11のz軸方向の厚みと領域Eの周囲の領域における積層体11のz軸方向の厚みとの差が小さくなる。そのため、積層インダクタ10では、特許文献1に記載の積層インダクタに比べて、領域E内の磁性体層12に対して、ランド部18a〜18dが圧力を及ぼすようになる。更に、焼成前の状態では、ランド18a〜18dの方が、磁性体層12に比べて硬いので、ランド18a〜18dが存在することにより、圧力が領域E内の磁性体層12により確実に圧力が伝わるようになる。その結果、積層インダクタ10では特許文献1に記載の積層インダクタに比べて、領域E内の磁性体層12が強固に圧着されるようになり、デラミネーションの発生が抑制される。
また、積層インダクタ10では、z軸方向から平面視したときに、接続部16b〜16e,17b〜17eと重なるようにランド部18b,18cが設けられている。したがって、積層体11において、接続部16b〜16e,17b〜17eが設けられた場所においてもデラミネーションの発生が抑制される。
なお、ランド18b,18cは、四角形の四隅が切り落とされた形状を有しているので、ランド18b,18cは、z軸方向から平面視したときに、端部t2〜t11とは重なっていない。更に、ランド18b,18cは、z軸方向から平面視したときに、角C1,C2とは重なっていない。端部t2〜t11及び角C1,C2は、領域Eの周囲において、接続部16b〜16eと接続部17b〜17eが重なる場所である。そのため、端部t2〜t11及び角C1,C2における積層体11の厚みは、端部t2〜t11及び角C1,C2以外の領域Eの周囲における積層体11の厚みに比べて厚い。したがって、端部t2〜t11及び角C1,C2と重なる部分には、ランド部18b,18cを設ける必要がない。
(その他の実施形態)
なお、本発明に係る積層インダクタは、前記実施形態に係る積層インダクタ10に限らず、その要旨の範囲内において変更可能である。例えば、積層インダクタ10において、ランド部18b、18cが設けられ、ランド部18a,18dが設けられていなくてもよい。また、ランド部18a,18dが設けられ、ランド部18b,18cが設けられていなくてもよい。
また、ランド部18b,18cは、図2に示した構成よりも大きな面積を有していてもよい。
また、ランド部18a〜18dは、絶縁体であってもよい。
また、積層インダクタ10では、ビアホール導体b1〜b5が接続されている接続位置は、端部t2〜t11としているが、コイル導体14の端部t2〜t11でなくてもよい。
本発明は、積層インダクタに有用であり、特に、1ターンの長さを有するコイル導体により構成されているコイルを内蔵する積層インダクタにおいて、デラミネーションの発生を抑制できる点において優れている。
b1〜b5 ビアホール導体
C1,C2 角
E 領域
L コイル
t1〜t12 端部
10 積層インダクタ
11 積層体
12a〜12p 磁性体層
13a,13b 外部電極
14a〜14f コイル導体
16b〜16e,17b〜17e 接続部
18a〜18d ランド部

Claims (5)

  1. 複数の絶縁体層が積層されてなる積層体と、
    積層方向から平面視したときに、前記複数の絶縁体層のうちの第1の絶縁体層上において1ターンの長さで環状の軌道上を周回しているコイル導体であって、該環状の軌道上に位置している第1の接続位置を含む第1の接続部及び該環状の軌道外に位置している第2の接続位置を含む第2の接続部を有している第1のコイル導体と、
    積層方向から平面視したときに、前記複数の絶縁体層のうちの第2の絶縁体層上において1ターンの長さで環状の軌道上を周回しているコイル導体であって、該環状の軌道上に位置している第3の接続位置を含む第3の接続部及び該環状の軌道外に位置している第4の接続位置を含む第4の接続部を有している第2のコイル導体と、
    積層方向に隣り合う前記第1の接続位置及び第3の接続位置を接続している第1のビアホール導体と、
    積層方向に隣り合う前記第2の接続位置及び第4の接続位置を接続している第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のコイル導体における前記第1の接続部及び前記第2の接続部並びに前記第2のコイル導体における前記第3の接続部及び前記第4の接続部により囲まれている所定の領域と重なるように前記複数の絶縁体層のうちの第1の絶縁体層及び第2の絶縁体層以外の絶縁体層上に設けられているランド部と、
    を備え
    前記第1のコイル導体、前記第2のコイル導体、前記第1のビアホール導体及び前記第2のビアホール導体が前記積層方向に進行する螺旋状を成すコイルを構成していること、
    を特徴とする積層インダクタ。
  2. 前記ランド部は、積層方向から平面視したときに、前記第1の接続部及び前記第2の接続部と重なっていること、
    を特徴とする請求項1に記載の積層インダクタ。
  3. 前記ランド部は、積層方向から平面視したときに、前記第1のコイル導体の前記第1の接続位置及び前記第2の接続位置とは重なっていないこと、
    を特徴とする請求項2に記載の積層インダクタ。
  4. 前記ランド部は、前記第1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インダクタ。
  5. 前記ランド部は、前記コイル導体と電気的に接続されていないこと、
    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積層インダクタ。
JP2010548469A 2009-02-02 2010-01-19 積層インダクタ Active JP5585453B2 (ja)

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