JP5895424B2 - 積層コイル部品 - Google Patents

Description

本発明は、積層コイル部品に関する。

従来より、積層体の内部にコイル部が形成された積層コイル部品が知られている。コイル部は、絶縁層を介して複数積層された内部電極と、絶縁層を貫いて設けられ、上下の内部電極を接続するスルーホール電極とによって構成される。このような積層コイル部品には、その積層体の端面に外部電極が設けられることが多いため、コイル部の内部電極を端面に引き出すための引出電極が設けられることが一般的である。

従来技術に係る積層コイル部品としては、下記引用文献１に、略同じ形状のコイル部を２段に並べた積層コイル部品が開示されている。また、下記引用文献２には、端面において引出電極と重なり合うダミー電極が設けられた積層コイル部品が開示されている。

特開２０００−５８３２５号公報 特開２００９−１７０７５２号公報

発明者らは、鋭意研究の末、積層コイル部品における直流抵抗を下げるためには、引出電極を複数層化することが有効であるとの知見を得た。ただし、全く同じパターン形状の引出電極が重なる場合には、引出電極が重なった部分における焼成時の収縮量が、絶縁層の収縮量に対して大きくズレてしまい、その収縮量ズレに起因して、積層体の端面においてクラックが発生しやすくなる。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、クラックの発生が抑制された積層コイル部品を提供することを目的とする。

本発明に係る積層コイル部品は、絶縁層を介して複数の内部電極層が積層された積層体と、積層体内の複数の内部電極層によって構成されたコイル部と、積層体内の複数の内部電極層によって構成され、コイル部の同一電極の端部に接続されるとともに、積層体の積層方向に離間するようにして積層体の端面まで延びる複数の引き出し電極部とを備える積層コイル部品であって、複数の内部電極層のうち、引き出し電極部を含む引き出し層の厚さが、コイル部を構成し且つ引き出し電極部を含まないコイル層の厚さよりも薄く、複数の引き出し電極部は、積層体の端面において、積層体の積層方向に直交する方向に互いに離間している。

この積層コイル部品においては、積層体の端面において、複数の引き出し電極部は積層方向に直交する方向に互いに離間しているため、高温下において、引き出し電極部の積層方向における熱収縮は互いに影響しあわない。そのため、複数の引き出し電極部が積層方向に重なっている場合に比べて、積層体の端面における引き出し電極部と絶縁層との間の収縮量ズレが有意に抑制されている。加えて、引き出し電極部を含む引き出し層の厚さを、コイル部を構成し且つ引き出し電極部を含まないコイル層の厚さよりも薄くすることにより、積層体の端面における引き出し電極部と絶縁層との間の収縮量ズレがさらに抑制されている。このように、本発明に係る積層コイル部品においては、引き出し電極部と絶縁層との間の収縮量ズレを抑制することにより、積層体の端面におけるクラックの発生を抑制している。

また、引き出し電極部が、一つのコイル部の同一電極の端部に対して複数接続されている態様であってもよい。この場合、一つのコイル部の一端部に、一つの引き出し電極部が接続されている場合に比べて、直流抵抗の低減が図られる。

また、コイル層の厚さが５０μｍ以上である態様であってもよい。この場合、コイル部における直流抵抗を実用上十分なレベルにまで抑えることができる。

また、複数の引き出し層のうち、コイル層と積層方向において対面する面積がより広い引き出し層が、より狭い引き出し層よりも、コイル層から積層方向に離れている態様であってもよい。この場合、コイル層と引き出し電極層との間に生じる浮遊容量を低減することができ、高周波特性（ＳＲＦ）の向上が図られる。

本発明によれば、クラックの発生が抑制された積層コイル部品が提供される。

図１は、本発明の実施形態に係る積層コイル部品の概略斜視図である。 図２は、図１に示す積層コイル部品の積層体の積層展開図である。 図３は、図２に示す積層体のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。 図４は、（ａ）内部電極層１４Ａと内部電極層１４Ｂとの位置関係を示した図、および、（ｂ）内部電極層１４Ｉと内部電極層１４Ｊとの位置関係を示した図である。 図５は、図２に示す積層体の両端面を示した図である。 図６は、図２とは異なる態様の積層体の積層展開図である。 図７は、図６に示す積層体のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。 図８は、図６に示す積層体の両端面を示した図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。

図１に示すように、本発明の実施形態に係る積層コイル部品１は、直方体形状を有する積層体１０と、積層体１０の対面する一対の端面１０ａ、１０ｂそれぞれに形成された外部電極２０Ａ、２０Ｂとにより構成されている。

なお、以下では、説明の便宜上、積層体１０の積層方向をＺ方向、積層体１０の端面１０ａ、１０ｂの対面方向をＹ方向、Ｚ方向とＹ方向に直交する方向をＸ方向とする。

図２に示すように、積層体１０は、フェライト（例えば、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライト、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ−Ｍｇ系フェライト、Ｃｕ−Ｚｎ系フェライト、又はＮｉ−Ｃｕ系フェライト）で構成された複数の絶縁層（絶縁層１２Ａ〜１２Ｌ）が積層されて構成されている。複数の絶縁層１２Ａ〜１２Ｌは、いずれも矩形状であり、同一形状および同一寸法となるように形成されている。

絶縁層１２Ａ〜１２Ｌのうち、絶縁層１２Ａ〜１２Ｊのそれぞれには、銀で構成された内部電極層１４Ａ〜１４Ｊが所定のパターンで形成されており、絶縁層１２Ａから絶縁層１２Ｊまで積層方向の下方に向かって順次重ね合わされている。

内部電極層が形成されていない複数の絶縁層（例えば３層）で構成される絶縁層１２Ｋは、積層方向上側から絶縁層１２Ａ〜１２Ｊに重ねられ、また、内部電極層が形成されていない複数の絶縁層（例えば３層）で構成される絶縁層１２Ｌは、積層方向下側から絶縁層１２Ａ〜１２Ｊに重ねられており、絶縁層１２Ａ〜１２Ｊが絶縁層１２Ｋと絶縁層１２Ｌにより上下方向から挟まれている。

積層体１０は、以上の絶縁層１２Ａ〜１２Ｌが積層されて構成されているため、図３に示すように、内部電極層１４Ａ〜１４Ｊが絶縁層を介して積層された構成となっている。

内部電極層１４Ａ〜１４Ｊは、全体として一つのコイル部１６を構成しており、上下に隣り合う内部電極層１４Ａ〜１４Ｊ同士は絶縁層を貫通するスルーホール電極（図示せず）を介して接続されている。一巻き分のコイル部１６は、積層方向から見て略長方形状であり、積層体１０側面（すなわち、絶縁層の縁）に沿って這い回されている。内部電極層１４Ａ〜１４Ｊの各端部は、同一方向に巻回（図２の積層方向上方から見て右回りに巻回）されたコイル部１６が構成されるように、接続されている。

内部電極層１４Ａ〜１４Ｊのうち、内部電極層１４Ａおよび内部電極層１４Ｂは、コイル部１６を積層体１０の端面１０ａに引き出すための引き出し電極部１５Ａ、１５Ｂを含み、引き出し電極部１５Ａおよび引き出し電極部１５Ｂのいずれも、内部電極層１４Ｃ〜１４Ｈで構成されるコイル部の上側に位置する端部１６ａに絶縁層を貫通するスルーホール電極（図示せず）を介して接続されている。

内部電極層１４Ａ、１４Ｂ（以下、引き出し層とも称す。）はいずれもＬ字状パターンであり、端部１６ａに対応する位置から所定の距離だけＸ方向に延びてコイル部１６の一部として機能する部分と、Ｘ方向に延びた位置で直角に屈曲し、そこからＹ方向に延びて、端面１０ａに露出する引き出し電極部１５Ａ、１５Ｂとで構成されている。ただし、内部電極層１４Ａと内部電極層１４Ｂとでは屈曲位置が異なっているため、図４（ａ）および図５（ａ）に示すように、内部電極層１４Ａの引き出し電極部１５Ａと内部電極層１４Ｂの引き出し電極部１５Ｂとは端面１０ａにおいてＸ方向に距離Ｄ１３だけ互いに離間している。なお、内部電極層１４Ａと内部電極層１４Ｂとの位置関係は、図４（ａ）に示すとおりであり、絶縁層１２Ｂの近接する縁から引き出し電極部１５Ｂまでの距離をＤ１１、端面１０ａに露出する引き出し電極部１５Ｂの幅をＤ１２、端面１０ａにおける引き出し電極部１５Ａと引き出し電極部１５Ｂとの離間距離をＤ１３、端面１０ａに露出する引き出し電極部１５Ａの幅をＤ１４、絶縁層１２Ａの近接する縁から引き出し電極部１５Ａまでの距離をＤ１５としている。引き出し電極部１５Ａの幅Ｄ１４と引き出し電極部１５Ｂの幅Ｄ１２は同一であり、また、それらの幅Ｄ１２、Ｄ１４と、端面１０ａにおける引き出し電極部１５Ａと引き出し電極部１５Ｂとの離間距離Ｄ１３もほぼ同一である。なお、離間距離Ｄ１３は、引き出し電極部１５Ａ、１５Ｂの幅Ｄ１４、Ｄ１２の８０％以上の長さであることが好ましい。また、上記の距離Ｄ１１、Ｄ１５は、引き出し電極部１５Ａ、１５Ｂの幅Ｄ１４、Ｄ１２以上であることが好ましい。

内部電極層１４Ａ〜１４Ｊのうち、内部電極層１４Ｉおよび内部電極層１４Ｊは、コイル部１６を積層体１０の端面１０ｂに引き出すための引き出し電極部１５Ｉ、１５Ｊを含み、引き出し電極部１５Ｉおよび引き出し電極部１５Ｊのいずれも、内部電極層１４Ｃ〜１４Ｈで構成されるコイル部の下側に位置する端部１６ｂに絶縁層を貫通するスルーホール電極（図示せず）を介して接続されている。

内部電極層１４Ｉ、１４Ｊ（以下、引き出し層とも称す。）はいずれもＩ字状パターンとＬ字状パターンとが組み合わされたパターンであり、端部１６ｂに対応する位置から同一距離だけＹ方向に延びた位置で直角に屈曲し、そこから所定の距離だけＸ方向に延びてコイル部１６の一部として機能する部分と、Ｘ方向に延びた位置で直角に屈曲し、そこからＹ方向に延びて、端面１０ｂに露出する引き出し電極部１５Ｉ、１５Ｊとで構成されている。ただし、内部電極層１４Ｉと内部電極層１４Ｊも、内部電極層１４Ａと内部電極層１４Ｂ同様、Ｙ方向に屈曲する屈曲位置が異なっているため、図４（ｂ）および図５（ｂ）に示すように、内部電極層１４Ｉの引き出し電極部１５Ｉと内部電極層１４Ｊの引き出し電極部１５Ｊとは端面１０ｂにおいてＸ方向に距離Ｄ２３だけ互いに離間している。なお、内部電極層１４Ｉと内部電極層１４Ｊとの位置関係は、図４（ｂ）に示すとおりであり、絶縁層１２Ｉの近接する縁から引き出し電極部１５Ｉまでの距離をＤ２１、端面１０ｂに露出する引き出し電極部１５Ｉの幅をＤ２２、端面１０ｂにおける引き出し電極部１５Ｉと引き出し電極部１５Ｊとの離間距離をＤ２３、端面１０ｂに露出する引き出し電極部１５Ｊの幅をＤ２４、絶縁層１２Ｊの近接する縁から引き出し電極部１５Ｊまでの距離をＤ２５としている。引き出し電極部１５Ｉの幅Ｄ２２と引き出し電極部１５Ｊの幅Ｄ２４は同一であり、また、それらの幅Ｄ２２、Ｄ２４と、端面１０ｂにおける引き出し電極部１５Ｉと引き出し電極部１５Ｊとの離間距離Ｄ２３もほぼ同一である。なお、離間距離Ｄ２３は、引き出し電極部１５Ｉ、１５Ｊの幅Ｄ２２、Ｄ２４の８０％以上の長さであることが好ましい。また、上記の距離Ｄ２１、Ｄ２５は、引き出し電極部１５Ｉ、１５Ｊの幅Ｄ２２、Ｄ２４以上であることが好ましい。

なお、コイル部１６を構成し且つ上述の引き出し電極部１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｉ、１５Ｊを含まない内部電極層１４Ｃ〜１４Ｈ（以下、コイル層とも称す。）の厚さＴは、５０μｍ以上に設計され、一例として７５μｍで設計される。このように厚さＴを５０μｍ以上とすることで、コイル部１６における直流抵抗を実用上十分なレベルにまで抑えることができる。一方、引き出し電極部１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｉ、１５Ｊを含む引き出し層１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｉ、１４Ｊの厚さｔは、コイル層１４Ｃ〜１４Ｈの厚さＴより薄く（ｔ＜Ｔ）設計され、一例として２５μｍで設計される。

以上で説明したとおり、積層体１０の端面１０ａに引き出す引き出し電極部１５Ａ、１５Ｂは、端面１０ａにおいてＸ方向（すなわち、端面において積層方向に直交する方向）に互いに離間している。そのため、積層体１０を焼成する際などの高温下において、引き出し電極部１５Ａ、１５Ｂが絶縁層に対して収縮したとしても、引き出し電極部同士は積層方向（Ｚ方向）において互いに影響されない。

一方、引き出し電極部が端面において離間しておらず、積層方向に一部若しくは全部が重なっている場合には、上記高温下において、引き出し電極部が絶縁層に対して収縮したときに、引き出し電極部同士が積層方向（Ｚ方向）において互いに影響を及ぼす。すなわち、Ｚ方向における絶縁層に対する収縮量の差が、引き出し電極部１５Ａと引き出し電極部１５Ｂとで累積され、大きな内部応力が生じ、その結果、クラックが生じやすくなってしまう。

換言すると、積層コイル部品１においては、一対の引き出し電極部１５Ａ、１５Ｂが端面１０ａにおいてＸ方向に互いに離間していることで応力が分散され、積層方向に重なっている場合に比べて、端面１０ａにおけるクラックの発生が効果的に抑制されている。

同様に、積層体１０の端面１０ｂに引き出す引き出し電極部１５Ｉ、１５Ｊに関しても、端面１０ｂにおいてＸ方向に互いに離間していることで、積層方向に重なっている場合に比べて、端面１０ｂにおけるクラックの発生が効果的に抑制されている。

加えて、引き出し層１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｉ、１４Ｊの厚さｔを、コイル層１４Ｃ〜１４Ｈの厚さよりも薄くすることで、端面１０ａ、１０ｂにおける引き出し電極部１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｉ、１５Ｊと絶縁層との間の収縮量ズレがさらに抑制され、クラック発生が抑制されている。その上、引き出し層１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｉ、１４Ｊを構成する銀の使用量を低減することもできる。

なお、上述したとおり、コイル部１６の端部１６ａには、２つの引き出し電極部１５Ａ、１５Ｂが接続されている。そのため、コイル部１６の端部１６ａに、一つの引き出し電極部（例えば、２つの引き出し電極部１５Ａ、１５Ｂのいずれか一方のみ）が接続されている場合に比べて、直流抵抗の低減が図られている。コイル部１６の端部１６ｂについても、２つの引き出し電極部１５Ｉ、１５Ｊが接続されているため、同様に、直流抵抗の低減が図られている。

このように、引き出し電極部１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｉ、１５Ｊにおける直流抵抗の低減が図られることで、引き出し電極部全体としての直流抵抗を抑えつつ、上記収縮量ズレをより低減するために各々の電極の厚さｔをある程度まで薄くする（すなわち、各々の電極の直流抵抗を上げる）ことが許容される。

続いて、上述した積層体１０とは異なる態様の積層体１０Ａについて、図６〜図８を参照しつつ説明する。

図６に示すとおり、積層体１０Ａの積層順序は、図２に示した積層体１０の積層順序とは、内部電極層１４Ａが形成された絶縁層１２Ａと内部電極層１４Ｂが形成された絶縁層１２Ｂ、および、内部電極層１４Ｉが形成された絶縁層１２Ｉと内部電極層１４Ｊが形成された絶縁層１２Ｊが逆になっている点で異なり、その他の積層順序は同じである。

すなわち、積層体１０Ａでは、積層体１０同様、コイル部１６の端部１６ａに２つの引き出し層１４Ａ、１４Ｂが接続されているが、引き出し層１４Ａはコイル層１４Ｃの近くに配置され、引き出し層１４Ｂはコイル層１４Ｃから離れて配置されている。また、積層体１０Ａでは、引き出し層１４Ｊはコイル層１４Ｈの近くに配置され、引き出し層１４Ｉはコイル層１４Ｈから離れて配置されている。

このような積層体１０Ａであっても、図８（ａ）、（ｂ）から明らかなように、一対の引き出し電極部１５Ａ、１５Ｂは端面１０ａにおいてＸ方向に距離Ｄ１３だけ互いに離間し、一対の引き出し電極部１５Ｉ、１５Ｊも端面１０ｂにおいてＸ方向に距離Ｄ２３だけ互いに離間するため、積層方向に重なっている場合に比べて、端面１０ａ、１０ｂにおけるクラックの発生が効果的に抑制される。

ここで、一対の引き出し層１４Ａ、１４Ｂとコイル層１４Ｃとの間の浮遊容量について説明する。

積層体１０Ａには、図７に示すように、最も近接する電極同士（すなわち、引き出し層１４Ａとコイル層１４Ｃ）の間に比較的大きな浮遊容量Ｃ１が生じる。

この浮遊容量の大きさは、対向面積に比例して対向距離に反比例するため、最も近接する電極同士の対向面積を狭くすることが好ましい。

そこで、図３に示した積層体１０のように、コイル層１４Ｃとの対向面積がより狭いほうの引き出し層１４Ｂをコイル層１４Ｃの近くに配置することで、上記浮遊容量Ｃ１よりも小さい浮遊容量Ｃ（Ｃ＜Ｃ１）とすることができる。

このように、一対の引き出し層１４Ａ、１４Ｂのうち、コイル層１４Ｃと積層方向において対面する面積がより広い引き出し層１４Ａを、より狭い引き出し層１４Ｂよりも、コイル層１４Ｃから積層方向に離すことで、コイル層１４Ｃと引き出し層１４Ａ、１４Ｂとの間に生じる浮遊容量を低減することができ、高周波特性（ＳＲＦ）の向上が図られる。したがって、浮遊容量の観点からは、引き出し層１４Ｂを引き出し層１４Ａよりもコイル層１４Ｃに近接させて配置することが好ましい。

同様の理由により、一対の引き出し層１４Ｉ、１４Ｊのうち、コイル層１４Ｈと積層方向において対面する面積がより広い引き出し層１４Ｊを、より狭い引き出し層１４Ｉよりも、コイル層１４Ｈから積層方向に離すことで、コイル層１４Ｈと引き出し層１４Ｉ、１４Ｊとの間に生じる浮遊容量を低減することができ、高周波特性の向上が図られる。

なお、本発明は上述した実施形態に限らず、様々な変形が可能である。たとえば、積層コイル部品に含まれるコイル部の数は、１つに限らず、複数であってもよい。

複数のコイル部を備える積層コイル部品においては、同一電極端部がコイル部と同数あり、複数の引き出し電極部が端面まで延びる。これらの複数の引き出し電極部を、端面において積層方向に直交する方向に互いに離間させることで、上述した実施形態に係る積層コイル部品１と同様の効果を奏することができる。

また、コイル部の同一電極の端部に接続される引き出し電極部の数は、上述した実施形態においては２つであったが、２つに限らず、３つ以上であってもよい。

１…積層コイル部品、１０、１０Ａ…積層体、１０ａ、１０ｂ…端面、１２Ａ〜１２Ｌ…絶縁層、１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｉ、１４Ｊ…引き出し層、１４Ｃ〜１４Ｈ…コイル層、１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｉ、１５Ｊ…引き出し電極部、１６…コイル部、Ｃ、Ｃ１…浮遊容量。

Claims (4)

1. 絶縁層を介して複数の内部電極層が積層された積層体と、
   前記積層体内の前記複数の内部電極層によって構成されたコイル部と、
   前記積層体内の前記複数の内部電極層によって構成され、前記コイル部の同一電極の端部に接続されるとともに、前記積層体の積層方向に離間するようにして前記積層体の端面まで延びる複数の引き出し電極部と
   を備える積層コイル部品であって、
   前記複数の内部電極層のうち、前記引き出し電極部を含む引き出し層の厚さが、前記コイル部を構成し且つ前記引き出し電極部を含まないコイル層の厚さよりも薄く、
   前記複数の引き出し電極部は、前記積層体の端面において、前記積層体の積層方向に直交する方向に互いに離間している、積層コイル部品。
2. 前記引き出し電極部が、一つの前記コイル部の同一電極の端部に対して複数接続されている、請求項１に記載の積層コイル部品。
3. 前記コイル層の厚さが５０μｍ以上である、請求項１又は２に記載の積層コイル部品。
4. 前記複数の引き出し層のうち、前記コイル層と積層方向において対面する面積がより広い引き出し層が、より狭い引き出し層よりも、前記コイル層から積層方向に離れている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の積層コイル部品。

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