JP5633610B2

JP5633610B2 - 電子部品

Info

Publication number: JP5633610B2
Application number: JP2013168112A
Authority: JP
Inventors: 真一郎杉山; 香織竹澤; 弘己三好; 昌行米田
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2008-10-30
Filing date: 2013-08-13
Publication date: 2014-12-03
Anticipated expiration: 2029-09-11
Also published as: KR101282143B1; JPWO2010050306A1; JP5387579B2; JP2013254977A; US20110187486A1; WO2010050306A1; US8514049B2; CN102187408A; KR20110038715A; CN102187408B

Description

本発明は、電子部品に関し、より特定的には、コイルを内蔵した積層体を備えている電子部品に関する。

従来の電子部品として、例えば、特許文献１に記載の積層インダクターが知られている。該積層インダクターでは、複数の絶縁層と複数のコイル形成用導電パターンとが交互に積層されている。複数のコイル形成用導電パターンは、互いに接続されて、一つのコイルを構成している。また、積層方向の最も上側及び下側に設けられているコイル形成用導体パターンは、絶縁層からなる積層体の側面に引き出されており、該積層体の側面に形成されている外部電極に接続されている。

ところで、前記積層インダクターでは、積層体の側面に形成されている外部電極とコイル形成用導電パターンとが対向している。そのため、外部電極とコイル形成用導電パターンとの間において、浮遊容量が発生している。積層インダクターの共振周波数は、浮遊容量の大きさの平方根に反比例する。よって、浮遊容量の発生は、積層インダクターの共振周波数の低下を招いてしまう。

特開昭５５−９１１０３号公報

そこで、本発明の目的は、共振周波数の低下を抑制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、複数の絶縁層が積層されてなる積層体と、前記積層体の積層方向に延在し、かつ、互いに対向している該積層体の側面に設けられている２つの外部電極と、前記絶縁層と共に積層されてコイルを形成している複数のコイル導体であって、積層方向から平面視したときに互いに重なり合って環状の軌道を形成している複数のコイル導体と、を備え、前記２つの外部電極のそれぞれに接続されている前記コイル導体のうち少なくとも一方の積層方向の厚み及び長さはそれぞれ、前記外部電極に接続されていない前記コイル導体の積層方向の厚みよりも薄く、３／４ターンであり、前記外部電極に接続されていない前記複数のコイル導体の積層方向の厚みは等しいこと、を特徴とする。

本発明によれば、共振周波数の低下を抑制できる。

実施形態に係る電子部品の斜視図である。第１の実施形態に係る電子部品の積層体の分解斜視図である。図１のＡ−Ａにおける電子部品の断面構造図である。シミュレーション結果を示したグラフである。第２の実施形態に係る電子部品の積層体の分解斜視図である。図１のＡ−Ａにおける電子部品の断面構造図である。第３の実施形態に係る電子部品の積層体の分解斜視図である。

以下に、本発明の実施形態に係る電子部品について説明する。

（第１の実施形態）
（電子部品の構成）
以下に、本発明の第１の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は、実施形態に係る電子部品１０ａ〜１０ｃの斜視図である。図２は、第１の実施形態に係る電子部品１０ａの積層体１２ａの分解斜視図である。図３は、図１のＡ−Ａにおける電子部品１０ａの断面構造図である。以下、電子部品１０ａの積層方向をｚ軸方向と定義し、電子部品１０ａの長辺に沿った方向をｘ軸方向と定義し、電子部品１０ａの短辺に沿った方向をｙ軸方向と定義する。ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸は互いに直交している。

電子部品１０ａは、図１に示すように、積層体１２ａ及び外部電極１４ａ，１４ｂを備えている。積層体１２ａは、直方体状を有しており、コイルＬを内蔵している。外部電極１４ａ，１４ｂはそれぞれ、コイルＬに電気的に接続されており、ｚ軸方向に延在し、かつ、互いに対向している積層体１２ａの側面に設けられている。本実施形態では、外部電極１４ａ，１４ｂは、ｘ軸方向の両端に位置する２つの側面を覆うように設けられている。

積層体１２ａは、図２に示すように、絶縁層１６ａ〜１６ｈがｚ軸方向に積層されて構成されている。絶縁層１６ａ〜１６ｈは、ガラスを主成分とする素材により作製されており、長方形状を有している。以下では、個別の絶縁層１６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、絶縁層１６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、図２に示すように、旋廻しながらｚ軸方向に進行する螺旋状のコイルであり、コイル導体１８ａ〜１８ｇ及びビアホール導体ｂ１〜ｂ６を含んでいる。以下では、個別のコイル導体１８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１８ａ〜１８ｇはそれぞれ、図２に示すように、絶縁層１６ｂ〜１６ｈの主面上に形成されており、絶縁層１６ａ〜１６ｈと共に積層されている。各コイル導体１８は、Ａｇからなる導電性材料からなり、３／４ターンの長さを有している。また、図２に示すように、ｚ軸方向において最も正方向側に設けられているコイル導体１８ａは、引き出し部２０ａを含んでおり、ｚ軸方向において最も負方向側に設けられているコイル導体１８ｇは、引き出し部２０ｂを含んでいる。そして、コイル導体１８ａ，１８ｇはそれぞれ、引き出し部２０ａ，２０ｂを介して直接に外部電極１４ａ，１４ｂに接続されている。ここで、図３に示すように、外部電極１４ａ，１４ｂのそれぞれに直接に接続されているコイル導体１８ａ，１８ｇのｚ軸方向の厚みは、外部電極１４ａ，１４ｂに直接に接続されていないコイル導体１８ｂ〜１８ｆのｚ軸方向の厚みよりも薄い。また、引き出し部２０ａ，２０ｂのｚ軸方向の厚みは、図３に示すように、コイル導体１８ａ，１８ｇのｚ軸方向の厚みと同じである。

ビアホール導体ｂ１〜ｂ６はそれぞれ、図２に示すように、絶縁層１６ｂ〜１６ｇをｚ軸方向に貫通するように形成されている。ビアホール導体ｂ１〜ｂ６は、絶縁層１６が積層されたときに、ｚ軸方向に隣り合うコイル導体１８の端部同士を接続する接続部として機能する。より詳細には、ビアホール導体ｂ１は、コイル導体１８ａの端部の内、引き出し部２０ａが設けられていない方の端部と、コイル導体１８ｂの端部とを接続している。ビアホール導体ｂ２は、コイル導体１８ｂの端部の内、ビアホール導体ｂ１が接続されていない方の端部と、コイル導体１８ｃの端部とを接続している。ビアホール導体ｂ３は、コイル導体１８ｃの端部の内、ビアホール導体ｂ２が接続されていない方の端部と、コイル導体１８ｄの端部とを接続している。ビアホール導体ｂ４は、コイル導体１８ｄの端部の内、ビアホール導体ｂ３が接続されていない方の端部と、コイル導体１８ｅの端部とを接続している。ビアホール導体ｂ５は、コイル導体１８ｅの端部の内、ビアホール導体ｂ４が接続されていない方の端部と、コイル導体１８ｆの端部とを接続している。ビアホール導体ｂ６は、コイル導体１８ｆの端部の内、ビアホール導体ｂ５が接続されていない方の端部と、コイル導体１８ｇの端部の内、引き出し部２０ｂが設けられていない方の端部とを接続している。

以上のように構成された絶縁層１６ａ〜１６ｈは、この順番にｚ軸方向の上から下へと並ぶように積層される。これにより、積層体１２ａ内において、ｚ軸方向に延在するコイル軸を有し、かつ、螺旋構造を有するコイルＬが形成される。

（電子部品の製造方法）
以下に、電子部品１０ａの製造方法について図面を参照しながら説明する。なお、以下では、複数の電子部品１０ａを同時に作成する際の電子部品１０ａの製造方法について説明する。

まず、ペースト状の絶縁性材料をフィルム状の基材（図示せず）上に塗布して、紫外線を全面露光することにより、絶縁層１６ｈを形成する。次に、ペースト状の導電性材料を絶縁層１６ｈ上に塗布し、露光及び現像することで、コイル導体１８ｇを形成する。

次に、ペースト状の絶縁性材料を絶縁層１６ｈ、コイル導体１８ｇ上に塗布する。更に、露光及び現像によって、ビアホール導体ｂ６の位置にビアホールが設けられた絶縁層１６ｇを形成する。次に、ペースト状の導電性材料を絶縁層１６ｇ上に塗布し、露光及び現像することで、コイル導体１８ｆ及びビアホール導体ｂ６を形成する。この際、コイル導体１８ｆのｚ軸方向の厚みが、コイル導体１８ｇのｚ軸方向の厚みよりも厚くなるように、コイル導体１８ｆを形成する。この後、絶縁層１６ｇ、コイル導体１８ｆ及びビアホール導体ｂ６を形成する工程と同様の工程を繰り返して、絶縁層１６ｃ〜１６ｆ、コイル導体１８ｂ〜１８ｅ及びビアホール導体ｂ２〜ｂ５を形成する。

コイル導体１８ｂ及びビアホール導体ｂ２が形成されると、ペースト状の絶縁性材料を絶縁層１６ｃ及びコイル導体１８ｂ上に塗布する。更に、露光及び現像によって、ビアホール導体ｂ１の位置にビアホールが設けられた絶縁層１６ｂを形成する。次に、ペースト状の導電性材料を絶縁層１６ｂ上に塗布し、露光及び現像することで、コイル導体１８ａ、引き出し部２０ａ及びビアホール導体ｂ１を形成する。この際、コイル導体１８ａのｚ軸方向の厚みが、コイル導体１８ｂ〜１８ｆのｚ軸方向の厚みよりも薄くなるように、コイル導体１８ａを形成する。

次に、ペースト状の絶縁性材料を絶縁層１６ｂ、コイル導体１８ａ上に塗布して、紫外線を全面露光することにより、絶縁層１６ａを形成する。これにより、複数の積層体１２ａからなるマザー積層体が作製される。

次に、マザー積層体を押し切りにより個別の積層体１２ａにカットする。その後、所定の温度及び時間で積層体１２ａを焼成する。

次に、積層体１２ａに対してバレルを用いて研磨を施して、エッジの丸めやバリ取りを行うと共に、引き出し部２０ａ，２０ｂを積層体１２ａから露出させる。

次に、積層体１２ａの側面を銀ペーストにディップし、焼付けを行うことにより、銀電極を形成する。最後に、銀電極上にＮｉ，Ｃｕ，Ｚｎ等をめっきすることにより、外部電極１４ａ，１４ｂを形成する。以上の工程を経て、電子部品１０ａが完成する。

（効果）
電子部品１０ａでは、以下に説明するように、共振周波数の低下を抑制することができる。特許文献１の積層インダクターでは、積層体の側面に形成されている外部電極とコイル形成用導電パターンとがｘ軸方向に対向している。そのため、外部電極とコイル形成用導電パターンとの間において、浮遊容量が発生している。このような浮遊容量の発生は、積層インダクターの共振周波数の低下を招いていた。

そこで、電子部品１０ａでは、外部電極１４ａ，１４ｂに直接に接続されているコイル導体１８ａ，１８ｇのｚ軸方向の厚みは、外部電極１４ａ，１４ｂに直接に接続されていないコイル導体１８ｂ〜１８ｆのｚ軸方向の厚みよりも薄くされている。コイル導体１８ａがコイル導体１８ａ〜１８ｇのうちで外部電極１４ｂと最も大きな電位差を生じる。そのため、コイル導体１８ａと外部電極１４ｂとの間に発生する浮遊容量は、コイル導体１８ｂ〜１８ｇと外部電極１４ｂとの間に発生する浮遊容量に比べて、共振周波数に大きな影響を及ぼす。同様に、コイル導体１８ｇがコイル導体１８ａ〜１８ｇのうちで外部電極１４ａと最も大きな電位差を生じる。そのため、コイル導体１８ｇと外部電極１４ａとの間に発生する浮遊容量は、コイル導体１８ａ〜１８ｆと外部電極１４ａとの間に発生する浮遊容量に比べて、共振周波数に大きな影響を及ぼす。そこで、電子部品１０ａでは、コイル導体１８ａ，１８ｇのｚ軸方向の厚みは、コイル導体１８ｂ〜１８ｆのｚ軸方向の厚みよりも薄くされている。これにより、図２に示すように、コイル導体１８ａ，１８ｇにおいて外部電極１４ａ，１４ｂと対向する側面ｓ１，ｓ２の面積は、他のコイル導体１８ｂ〜１８ｆにおいて外部電極１４ａ，１４ｂと対向する側面の面積に比べて小さくなる。そのため、コイル導体１８ａ，１８ｇと外部電極１４ａ，１４ｂとの間に生じる浮遊容量が低減される。その結果、電子部品１０ａにおいて、浮遊容量の増大による共振周波数の低下を効果的に抑制できる。

（コンピュータシミュレーション）
ところで、本願発明者は、外部電極１４ａ，１４ｂに直接に接続されているコイル導体１８ａ，１８ｇのｚ軸方向の厚みが、外部電極１４ａ，１４ｂに直接に接続されていないコイル導体１８ｂ〜１８ｆのｚ軸方向の厚みの１／３以上１／２以下であることが好ましいことをコンピュータシミュレーションにより導き出した。以下に、該コンピュータシミュレーションについて図面を参照しながら説明する。

解析モデルとして、コイル導体１８ｂ〜１８ｆのｚ軸方向の厚みが異なる４種類の電子部品１０ａ（第１のモデルないし第４のモデル）を用いた。解析モデルのサイズは、６００μｍ×３００μｍ×３００μｍとした。また、解析モデルのコイル導体１８ｂ〜１８ｆのｚ軸方向の厚みを１５μｍとした。そして、第１のモデルでは、コイル導体１８ａ，１８ｇのｚ軸方向の厚みを１５μｍとした。第２のモデルでは、コイル導体１８ａ，１８ｇのｚ軸方向の厚みを７．５μｍとした。第３のモデルでは、コイル導体１８ａ，１８ｇのｚ軸方向の厚みを５．０μｍとした。第４のモデルでは、コイル導体１８ａ，１８ｇのｚ軸方向の厚みを３．７５μｍとした。そして、第１のモデルないし第４のモデルに高周波信号を入力させ、周波数とインダクタンス値の関係を調べた。図４は、シミュレーション結果を示したグラフである。縦軸はインダクタンス値を示し、横軸は周波数を示している。

第１のモデルないし第３のモデルのシミュレーション結果を参照すると、コイル導体１８ａ，１８ｇのｚ軸方向の厚みを小さくしていくと、共振周波数が高くなり、更に、インダクタンス値が大きくなっていることがわかる。すなわち、外部電極１４ａ，１４ｂに直接に接続されているコイル導体１８ａ，１８ｇのｚ軸方向の厚みが、外部電極１４ａ，１４ｂに直接に接続されていないコイル導体１８ｂ〜１８ｆのｚ軸方向の厚みの１／３以上１／２以下であると、共振周波数が高くなり、更に、インダクタンス値が大きくなる。

しかしながら、第４のモデルのシミュレーション結果を参照すると、第４のモデルの共振周波数は、第２のモデル及び第３のモデルの共振周波数と略同じ値であるが、第４のモデルの共振周波数におけるインダクタンス値は、第２のモデル及び第３のモデルの共振周波数におけるインダクタンス値よりも小さくなっている。これは、コイル導体１８ａ，１８ｇのｚ軸方向の厚みが薄くなることでコイルの抵抗値が大きくなり、共振周波数におけるインダクタンス値が低下したためである。以上より、本コンピュータシミュレーションによれば、外部電極１４ａ，１４ｂに直接に接続されているコイル導体１８ａ，１８ｇのｚ軸方向の厚みが、外部電極１４ａ，１４ｂに直接に接続されていないコイル導体１８ｂ〜１８ｆのｚ軸方向の厚みの１／３以上１／２以下であることが好ましいことが分かる。

（第２の実施形態）
以下に、本発明の第２の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５は、第２の実施形態に係る電子部品１０ｂの積層体１２ｂの分解斜視図である。図６は、図１のＡ−Ａにおける電子部品１０ｂの断面構造図である。電子部品１０ｂの斜視図については、図１を援用する。以下、電子部品１０ｂの積層方向をｚ軸方向と定義し、電子部品１０ｂの長辺に沿った方向をｘ軸方向と定義し、電子部品１０ｂの短辺に沿った方向をｙ軸方向と定義する。ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸は互いに直交している。

電子部品１０ａと電子部品１０ｂとの相違点は、コイル導体１８ａ，１８ｇのｚ軸方向の厚さである。より詳細には、電子部品１０ａでは、コイル導体１８ａ，１８ｇのｚ軸方向の厚さは、図３に示すように、コイル導体１８ｂ〜１８ｆのｚ軸方向の厚さよりも薄くされていた。一方、電子部品１０ｂでは、図６に示すように、コイル導体１８ａ，１８ｇの一部分のみのｚ軸方向の厚さが、コイル導体１８ｂ〜１８ｆのｚ軸方向の厚さよりも薄くされている。以下により詳細に説明する。

コイル導体１８ａにおいて、外部電極１４ｂと最も浮遊容量を発生し易い部分は、コイル導体１８ａが直接に接続されていない外部電極１４ｂに最も近接した部分（以下、近接部２２ａと称す）である。具体的には、電子部品１０ｂにおいて、近接部２２ａは、図５に示すように、絶縁層１６ｂにおいて外部電極１４ｂが形成される辺（ｘ軸方向の正方向側の辺）に平行に延びているコイル導体１８ａの一部である。同様に、コイル導体１８ｇにおいて、外部電極１４ａと最も浮遊容量を発生し易い部分は、コイル導体１８ｇが直接に接続されていない外部電極１４ａに最も近接した部分（以下、近接部２２ｇと称す）である。具体的には、電子部品１０ｂにおいて、近接部２２ｇは、図５に示すように、絶縁層１６ｈにおいて外部電極１４ａが形成される辺（ｘ軸方向の負方向側の辺）に平行に延びているコイル導体１８ｇの一部である。

そこで、電子部品１０ｂでは、近接部２２ａ，２２ｇのｚ軸方向の厚みが、外部電極１４ａ，１４ｂに接続されていないコイル導体１８ｂ〜１８ｆのｚ軸方向の厚みよりも薄くされている。これにより、図６に示すように、コイル導体１８ａ，１８ｇにおいて外部電極１４ａ，１４ｂと対向する側面ｓ１，ｓ２の面積は、他のコイル導体１８ｂ〜１８ｆにおいて外部電極１４ａ，１４ｂと対向する側面の面積よりも小さくなる。そのため、コイル導体１８ａ，１８ｇと外部電極１４ａ，１４ｂとの間に生じる浮遊容量が低減される。その結果、電子部品１０ｂにおいて、浮遊容量の増大による共振周波数の低下を効果的に抑制できる。

また、電子部品１０ａのコイル導体１８ａ，１８ｇでは、全体の厚みが薄くされているのに対して、電子部品１０ｂのコイル導体１８ａ，１８ｇでは、近接部２２ａ，２２ｇの厚みのみが薄くされている。そのため、電子部品１０ｂのコイル導体１８ａ，１８ｇの抵抗値の方が、電子部品１０ａのコイル導体１８ａ，１８ｇの抵抗値よりも低くなる。したがって、電子部品１０ｂでは電子部品１０ａよりも、コイルＬの直流抵抗値が低減されるようになる。

なお、電子部品１０ｂのその他の構成は、電子部品１０ａのその他の構成と同じであるので、説明を省略する。また、電子部品１０ｂの製造方法については、電子部品１０ａと基本的に同じであるので、説明を省略する。

（第３の実施形態）
以下に、本発明の第３の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７は、第３の実施形態に係る電子部品１０ｃの積層体１２ｃの分解斜視図である。電子部品１０ｃの斜視図については、図１を援用する。以下、電子部品１０ｃの積層方向をｚ軸方向と定義し、電子部品１０ｃの長辺に沿った方向をｘ軸方向と定義し、電子部品１０ｃの短辺に沿った方向をｙ軸方向と定義する。ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸は互いに直交している。

電子部品１０ａと電子部品１０ｃとの相違点は、電子部品１０ａではコイルＬは１重螺旋構造であったのに対して、電子部品１０ｃではコイルＬは２重螺旋構造である点である。より詳細には、電子部品１０ｃでは、コイル導体１８ａ，１８ｃ，１８ｅ，１８ｇ，１８ｉ，１８ｋ，１８ｍはそれぞれ、同じ形状を有するコイル導体１８ｂ、１８ｄ、１８ｆ，１８ｈ，１８ｊ，１８ｌ，１８ｎに対して並列に接続されている。このような２重螺旋構造を有する電子部品１０ｃにおいても、外部電極１４ａ，１４ｂに直接に接続されているコイル導体１８ａ，１８ｂ，１８ｍ，１８ｎのｚ軸方向の厚みを、外部電極１４ａ，１４ｂに直接に接続されていないコイル導体１８ｃ〜１８ｌのｚ軸方向の厚みよりも薄くすることにより、共振周波数の低下を抑制できる。

なお、電子部品１０ｃのその他の構成は、電子部品１０ａのその他の構成と同じであるので、説明を省略する。また、電子部品１０ｃの製造方法については、電子部品１０ａと基本的に同じであるので、説明を省略する。

（その他の実施形態）
なお、電子部品１０ａ〜１０ｃは、前記実施形態に示したものに限らず、その要旨の範囲内において変更可能である。例えば、コイル導体１８のターン数やコイルＬのターン数は、前記実施形態に示したものに限らない。

また、図２に示した電子部品１０ａの積層体１２ａでは、外部電極１４ａ，１４ｂに直接に接続されているコイル導体１８ａ，１８ｇのｚ軸方向の厚みが、外部電極１４ａ，１４ｂに直接に接続されていないコイル導体１８ｂ〜１８ｆのｚ軸方向の厚みよりも薄くされている。しかしながら、コイル導体１８ａ，１８ｇのうち少なくとも一方のｚ軸方向の厚みが、外部電極１４ａ，１４ｂに接続されていないコイル導体１８ｂ〜１８ｆのｚ軸方向の厚みよりも薄ければよい。同様に、図５に示した電子部品１０ｂにおいて、近接部２２ａ，２２ｇのうち少なくとも一方のｚ軸方向の厚みは、コイル導体１８ｂ〜１８ｆのｚ軸方向の厚みより薄ければよい。

本発明は、電子部品に有用であり、特に、共振周波数の低下を抑制できる点において優れている。

Ｌコイル
ｂ１〜ｂ１８ビアホール導体
ｓ１，ｓ２側面
１０ａ〜１０ｃ電子部品
１２ａ〜１２ｃ積層体
１４ａ，１４ｂ外部電極
１６ａ〜１６ｐ絶縁層
１８ａ〜１８ｎコイル導体
２０ａ，２０ｂ引き出し部
２２ａ，２２ｇ近接部

Claims

複数の絶縁層が積層されてなる積層体と、
前記積層体の積層方向に延在し、かつ、互いに対向している該積層体の側面に設けられている２つの外部電極と、
前記絶縁層と共に積層されてコイルを形成している複数のコイル導体であって、積層方向から平面視したときに互いに重なり合って環状の軌道を形成している複数のコイル導体と、
を備え、
前記２つの外部電極のそれぞれに接続されている前記コイル導体のうち少なくとも一方の積層方向の厚み及び長さはそれぞれ、前記外部電極に接続されていない前記コイル導体の積層方向の厚みよりも薄く、３／４ターンであり、
前記外部電極に接続されていない前記複数のコイル導体の積層方向の厚みは等しいこと、
を特徴とする電子部品。
前記２つの外部電極のそれぞれに接続されている前記コイル導体のうち少なくとも一方の積層方向の厚みは、前記外部電極に接続されていない前記コイル導体の積層方向の厚みの１／３以上１／２以下であること、
を特徴とする請求項１に記載の電子部品。