JP6380192B2 - 積層型電子部品 - Google Patents
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Description
近年、モバイル機器の小型化、高機能化に伴い、これらの機器に適用される電源回路に用いられるインダクタは小型化、薄型化が求められている。この様な状況の中、これらの機器の低電圧化が進み、更なる直流重畳特性の向上が求められている。
直流重畳特性を向上させる方法のひとつとして、インダクタの素体を構成する磁性体に最大磁束密度の高い材質を使用する方法がある。従来の積層型電子部品においては、積層体をフェライトで形成するのが一般的であるが、フェライトの最大磁束密度は0.4T程度と低かった。そのため、従来の積層型電子部品は、大電流が加わると磁気飽和しやすいという問題があった。この様な問題を解決するために、積層体の材質をフェライトから飽和磁束密度が高い金属磁性体に切り替えて、直流重畳特性を向上させることが行われている(例えば、特許文献1を参照。)。
しかしながら、この様な従来の積層型電子部品は、積層体を構成している金属磁性体の耐電圧が、フェライトの耐電圧が数kV/mmであるのに対して数百V/mmと小さいため、積層体の外部端子と導体パターン間の電位差の大きい部分、外部端子と導体パターン間の距離が小さい部分及び、一方の外部端子と他方の外部端子間の距離が小さい部分において耐電圧がフェライトで形成したものよりも小さくなる。従来の積層型電子部品は、外部端子が端面と端面に隣接する4つの面に形成されている上、導体パターンの印刷位置のずれや滲み、積層体の切断位置のずれ等により、外部端子と導体パターン間の距離が小さくなりやすく、これら構造上のばらつきにより耐電圧特性が大きくばらついたり、高い電圧が印加された場合に製品が破損したりするという問題があった。
この様な問題を解決するために、内部にコイルが形成された積層体の表面を耐電圧の高いセラミックス等で被覆することにより耐電圧を向上させることが行われている(例えば、特許文献2を参照。)。
従って、本発明の積層型電子部品は、積層体の外部端子と導体パターン間の電位差の大きい部分の距離を従来のものよりも大きくすることができ、コイルの引出し導体パターンと外部端子を接続するための導体を、コイルが発生する磁束密度が低い部分に配置して積層体内における占有面積を最小限にすることができる。
図1は本発明の積層型電子部品の第1の実施例を示す分解斜視図である。
図1において、10は積層体、11A〜11Eは磁性体層、12A〜12Cは導体パターンである。
積層体10は、磁性体層11A〜11Eと導体パターン12A〜12Cを積層して形成される。磁性体層11A〜11Eは、鉄と、ケイ素とを含有する金属磁性合金の粉末や、鉄と、ケイ素と、クロムとを含有する金属磁性合金の粉末や、鉄と、ケイ素と、鉄よりも酸化しやすい元素とを含有する金属磁性合金の粉末等の金属磁性体を用いて形成される。また、導体パターン12A〜12Cは、銀、銀系、金、金系、銅、銅系等の金属材料をペースト状にした導体ペーストを用いて形成される。
磁性体層11Aは、矩形のシート状に形成され、上面から見た4隅のうちの1つの角部に切欠きが、後述の導体パターンの一端に対応する位置に貫通孔が形成される。磁性体層11Aの1つの角部に形成された切欠きには磁性体層11Aの隅を埋める様に磁性体層11Aと同じ厚みの導体13Aが形成される。また、磁性体11Aの貫通孔には磁性体層11Aと同じ厚みの導体14が形成される。導体13Aと導体14は、導体パターンを形成する材質と同じ材質を用いて印刷により形成される。
磁性体層11Bは、矩形のシート状に形成され、磁性体層11Aの角部に形成された切欠きと対応する位置に切欠きが形成される。この磁性体層11Bの上面には、導体パターン12Aが形成される。この導体パターン12Aは、1ターン未満分が形成され、一端が磁性体層11Bに形成されたスルーホール内の導体を介して導体14に接続される。磁性体層11Bの1つの角部に形成された切欠きには磁性体層11Bの隅を埋める様に磁性体層11Bと同じ厚みの導体13Bが形成される。導体13Bは導体パターン12Aと同じ材質を用いて印刷により形成される。
磁性体層11Cは、矩形のシート状に形成され、磁性体層11Bの角部に形成された切欠きと対応する位置に切欠きが形成される。この磁性体層11Cの上面には、導体パターン12Bが形成される。この導体パターン12Bは、1ターン未満分が形成され、一端が磁性体層11Cに形成されたスルーホール内の導体を介して導体パターン12Aの他端に接続される。磁性体層11Cの1つの角部に形成された切欠きには磁性体層11Cの隅を埋める様に磁性体層11Cと同じ厚みの導体13Cが形成される。導体13Cは導体パターン12Bと同じ材質を用いて印刷により形成される。
磁性体層11Dは、矩形のシート状に形成され、磁性体層11Cの角部に形成された切欠きと対応する位置に切欠きが形成される。この磁性体層11Dの上面には、導体パターン12Cが形成される。この導体パターン12Cは、1ターン未満分が形成され、一端が磁性体層11Dに形成されたスルーホール内の導体を介して導体パターン12Bの他端に接続され、他端が磁性体層11Dの角部に形成された切欠きまで引き出される。磁性体層11Dの1つの角部に形成された切欠きには磁性体層11Dの隅を埋める様に磁性体層11Dと同じ厚みの導体13Dが形成され、導体パターン12Cの他端と接続される。導体13Dは導体パターン12Cと同じ材質を用いて印刷により形成される。
この導体パターン12Cが形成された磁性体層11Dの上には導体パターンを保護するための磁性体層11Eが形成される。
このように、磁性体層間の導体パターン12A〜12Cを螺旋状に接続することにより積層体内にコイルパターンが形成される。この積層体10は、コイルパターンの引き出し端が接続された導体が底面に露出すると共に、図2に示す様に、導体13A乃至導体13Dが積層されてコイルパターンの一方の引き出し端が接続された導体13が積層体10の角部に露出する。この時、導体13は、上面が積層体10の上面に露出しない様に、積層体10の底面から磁性体の積層方向に延在する。また、この積層体10の底面には、外部端子15、16が形成される。そして、積層体10の底面に露出した導体13が外部端子15に、積層体10の底面に露出した導体14が外部端子16にそれぞれ接続される。
磁性体層31Aは、矩形のシート状に形成され、一方の側面の磁性体層31Aを上面から見た角部に対応する2箇所に溝が形成される。この磁性体層31Aの上面には、導体パターン32Aが形成される。この導体パターン32Aは、1ターン未満分が形成されている。磁性体層31Aの一方の側面に形成された溝には磁性体層31Aと同じ厚みの導体33A、34が形成され、導体34に導体パターン32Aの一端と接続される。導体33Aと導体34は、導体パターン32Aと同じ材質を用いて印刷により形成される。
磁性体層31Bは、矩形のシート状に形成され、一方の側面の磁性体層31Aに形成された導体33Aに対応する位置に溝が形成される。この磁性体層31Bの上面には、導体パターン32Bが形成される。この導体パターン32Bは、1ターン未満分が形成され、一端が磁性体層31Bに形成されたスルーホール内の導体を介して導体パターン32Aの他端に接続される。磁性体層31Bの一方の側面に形成された溝には導体33Bが形成される。導体33Bは、導体パターン32Bと同じ材質を用いて印刷により形成される。
磁性体層31Cは、矩形のシート状に形成され、一方の側面の磁性体層31Bに形成された導体33Bに対応する位置に溝が形成される。この磁性体層31Cの上面には、導体パターン32Cが形成される。この導体パターン32Cは、1ターン未満分が形成され、一端が磁性体層31Cに形成されたスルーホール内の導体を介して導体パターン32Bの他端に、他端が磁性体層31Cの溝まで引き出される。磁性体層31Cに形成された溝には磁性体層31Cと同じ厚みの導体33Cが形成され、導体パターン32Cの他端と接続される。導体33Cは導体パターン32Cと同じ材質を用いて印刷により形成される。
この導体パターン32Cが形成された磁性体層31Cの上には導体パターンを保護するための磁性体層31Dが形成される。
このように、磁性体層間の導体パターン32A〜32Cを螺旋状に接続することにより積層体内にコイルパターンが形成される。この積層体30は、図4に示す様に、積層体30の底面から磁性体の積層方向に延在し、コイルパターンの一方の引き出し端が接続された導体33とコイルパターンの他方の引出し端が接続された導体34が積層体30の一方の側面の積層体の角部に対応する位置に露出する。この時、導体33の上面と導体34の上面は、積層体30の上面に露出しない様に形成される。また、この積層体30の底面には、外部端子35、36が形成される。そして、積層体30の底面に露出した導体33が外部端子35に、積層体30の底面に露出した導体34が外部端子36にそれぞれ接続される。
この様に形成された積層型電子部品は、コイルパターンの両方の引き出し端が、積層体の角部に形成された導体により積層体の底面に形成された外部端子に接続される。これにより、両方の導体をコイルが発生する磁束密度の低い部分に配置することができ、前述の実施例よりもコイルが発生する磁束密度の高い部分を有効に活用することができる。
また、第2の実施例において、磁性体層31Aの下層に、一方の側面の磁性体層31Aに形成された導体33A、34に対応する位置に溝が形成された磁性体層を配置し、それぞれの溝に磁性体層と同じ厚みの導体が形成されても良い。
さらに、磁性体層は、金属磁性体粒子にガラスを添加したり、鉄と、ケイ素とを含有する金属磁性合金の粉末や、鉄と、ケイ素と、クロムとを含有する金属磁性合金の粉末に、鉄よりも酸化しやすい元素を添加したりして形成してもよい。この時、ガラスや鉄よりも酸化しやすい元素は複数種類添加されても良い。
またさらに、積層体の体積に余裕のある積層型電子部品では、コイルパターンの引き出し端と積層体の底面の外部端子を接続する導体の側面が積層体の表面に露出しない様に積層体の角部に埋設されても良い。
11A〜11D 磁性体層
12A〜12C 導体パターン
Claims (3)
- 磁性体層と導体パターンを積層し、磁性体層間の導体パターンを接続して積層体内にコイルが形成された積層型電子部品において、
該磁性体層が金属磁性体で形成され、
該コイルは、その巻軸が該積層体の底面と垂直になる様に形成され、
該コイルの一方の端部に接続する引出し導体パターンが該積層体の第1の角部まで引き出され、
該引出し導体パターンが、該積層体の底面から該引出し導体パターンが引き出された高さまで延在し、その表面を露出して該第1の角部に形成された第1の導体により、該積層体の底面に形成された外部端子に接続されたことを特徴とする積層型電子部品。 - 前記コイルの他方の端部に接続する引出し導体パターンが、前記積層体の前記第1の角部とは異なる第2の角部に形成された第2の導体により、該積層体の底面に形成された外部端子に接続された請求項1に記載の積層型電子部品。
- 前記第1の導体および第2の導体の少なくとも一方は、前記磁性体層の対応する角部に該磁性体層を貫通する導体を印刷することにより形成された請求項1又は請求項2に記載の積層型電子部品。
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