JP7052380B2 - コイル部品 - Google Patents

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Description

本発明は、コイル部品に関する。
従来のコイル部品として、例えば、特許文献1に記載されているものが知られている。特許文献1に記載のコイル部品は、素体と、素体内に配置されているコイルと、素体に配置されている一対の外部電極と、を備えている。特許文献1に記載のコイル部品では、コイルの端部は、素体に埋設されている外部電極に接続部を介して電気的に接続されている。
特開2017-73536号公報
従来のコイル部品のように、接続部の外部電極との接続部分においては、温度変化による熱収縮が生じ得る。コイル部品では、熱収縮によって接続部の接続部分に応力が集中し、接続部に破断などが生じ得る。そのため、従来のコイル部品では、信頼性が低下するおそれがある。
本発明の一側面は、信頼性の向上が図れるコイル部品を提供することを目的とする。
本発明の一側面に係るコイル部品は、互いに対向している一対の端面と、互いに対向している一対の主面と、互いに対向している一対の側面と、を有する素体と、素体内に配置されているコイルと、素体に配置されている第1外部電極及び第2外部電極と、を備え、第1外部電極及び第2外部電極のそれぞれは、一対の側面の対向方向から見て端面よりも素体の内側に配置されていると共に一対の側面の対向方向に沿って延在しており、コイルの端部と電気的に接続されている接続面を有し、コイルの端部と接続面とは、接続部によって電気的に接続されており、接続部は、一対の主面の対向方向から見て、コイルの端部との接続部分から接続面に向かって、一対の側面の対向方向に沿った幅が徐々に大きくなっている。
本発明の一側面に係るコイル部品では、接続部は、一対の主面の対向方向から見て、コイルの端部との接続部分から接続面に向かって、一対の側面の対向方向に沿った幅が徐々に大きくなっている。これにより、コイル部品では、温度変化による熱収縮が生じた場合であっても、接続部が接続面と接続される部分において、応力が一箇所に集中することなく、応力を分散させることができる。そのため、コイル部品では、熱収縮に起因して、接続部に破断などが生じることを回避できる。したがって、コイル部品では、信頼性の向上が図れる。
一実施形態においては、接続部は、一対の主面の対向方向から見て、幅が徐々に大きくなるように、接続部分側から接続面にわたって連続して湾曲していてもよい。この構成では、応力を効果的に分散させることができる。したがって、コイル部品では、接続部に破断などが生じることをより確実に回避できる。
一実施形態においては、接続部は、一対の主面の対向方向から見て、幅が直線的に大きくなっていてもよい。この構成では、接続部の幅を徐々に大きくすることができる。
一実施形態においては、接続部は、一対の主面の対向方向から見て、幅が段階的に大きくなっていてもよい。この構成では、接続部の幅を徐々に大きくすることができる。
一実施形態においては、接続部は、一対の主面の対向方向から見て、端部との接続部分を中心として、一対の側面の対向方向の両側に幅が大きくなっていてもよい。この構成では、応力をより一層分散させることができる。
本発明の一側面によれば、コイル部品の信頼性の向上が図れる。
図1は、一実施形態に係る積層コイル部品の斜視図である。 図2は、図1に示す積層コイル部品における素体の分解斜視図である。 図3(a)及び図3(b)は、接続部を示す断面図である。 図4は、他の実施形態に係る積層コイル部品の接続部を示す断面図である。 図5は、他の実施形態に係る積層コイル部品の接続部を示す断面図である。 図6は、他の実施形態に係る積層コイル部品の接続部を示す断面図である。
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、図面の説明において同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
図1に示されるように、積層コイル部品1は、素体2と、素体2の両端部にそれぞれ配置された第1外部電極4及び第2外部電極5と、を備えている。
素体2は、直方体形状を呈している。直方体形状には、角部及び稜線部が面取りされている直方体の形状、及び、角部及び稜線部が丸められている直方体の形状が含まれる。素体2は、その外表面として、互いに対向している一対の端面2a,2bと、互いに対向している一対の主面2c,2dと、互いに対向している一対の側面2e、2fと、を有している。一対の主面2c,2dが対向している対向方向が第1方向D1である。一対の端面2a,2bが対向している対向方向が第2方向D2である。一対の側面2e,2fが対向している対向方向が第3方向D3である。本実施形態では、第1方向D1は、素体2の高さ方向である。第2方向D2は、素体2の長手方向であり、第1方向D1と直交している。第3方向D3は、素体2の幅方向であり、第1方向D1と第2方向D2とに直交している。
一対の端面2a,2bは、一対の主面2c,2dの間を連結するように第1方向D1に延びている。一対の端面2a,2bは、第3方向D3(一対の主面2c,2dの短辺方向)にも延びている。一対の側面2e,2fは、一対の主面2c,2dの間を連結するように第1方向D1に延びている。一対の側面2e,2fは、第2方向D2(一対の端面2a,2bの長辺方向)にも延びている。本実施形態では、主面2dは、積層コイル部品1を他の電子機器(例えば、回路基板、又は、電子部品など)に実装する際、他の電子機器と対向する実装面として規定される。
素体2は、一対の側面2e,2fが対向している方向に複数の誘電体層(絶縁体層)6が積層されて構成されている。素体2では、複数の誘電体層6の積層方向(以下、単に「積層方向」と称する。)が第3方向D3と一致する。各誘電体層6は、例えば誘電体材料(BaTiO系、Ba(Ti,Zr)O系、又は(Ba,Ca)TiO系などの誘電体セラミック)を含むセラミックグリーンシートの焼結体から構成される。実際の素体2では、各誘電体層6は、各誘電体層6の間の境界が視認できない程度に一体化されている。
第1外部電極4は、素体2の端面2a側に配置されており、第2外部電極5は、素体2の端面2b側に配置されている。すなわち、第1外部電極4及び第2外部電極5は、一対の端面2a,2bの対向方向に互いに離間して位置している。第1外部電極4及び第2外部電極5は、導電性材料(たとえば、Ag又はPdなど)を含んでいる。第1外部電極4及び第2外部電極5は、導電性金属粉末(たとえば、Ag粉末又はPd粉末など)を含む導電性ペーストの焼結体として構成される。第1外部電極4及び第2外部電極5には、電気めっきが施されることにより、その表面にはめっき層が形成されている。電気めっきには、たとえばNi、Snなどが用いられる。
第1外部電極4は、素体2に埋設されている。第1外部電極4は、端面2a及び主面2dに跨がって配置されている。本実施形態では、第1外部電極4の表面は、端面2a及び主面2dのそれぞれと面一である。第1外部電極4は、第3方向D3から見て、L字状を呈している。第1外部電極4は、第1電極部分4aと、第2電極部分4bと、を有している。第1電極部分4aと第2電極部分4bとは、素体2の稜線部において接続されており、互いに電気的に接続されている。第1電極部分4a及び第2電極部分4bは、第3方向D3に沿って延在している。第1電極部分4aは、コイル7の一端部と電気的に接続される第1接続面4sを有している。第1接続面4sは、第3方向D3から見て端面2aよりも素体2の内側に配置されていると共に第3方向D3に沿って延在しており、コイル7の一端部と接続される。
図2に示されるように、第1外部電極4は、複数の電極層10a~10gが積層されて構成されている。複数の電極層10a~10gのそれぞれは、L字形状を呈している。電極層10a及び電極層10gのそれぞれは、誘電体層6の凹部に設けられている。電極層10b~電極層10fは、誘電体層6の切り欠き部分に設けられている。電極層10a~10gは、誘電体層6に凹部又は切り欠き部分を形成し、凹部又は切り欠き部分に導電性ペーストが充填されて焼成されることで形成されている。
第2外部電極5は、素体2に埋設されている。第2外部電極5は、端面2a及び主面2dに跨がって配置されている。本実施形態では、第2外部電極5の表面は、端面2b及び主面2dのそれぞれと面一である。第2外部電極5は、第3方向D3から見て、L字状を呈している。第2外部電極5は、第1電極部分5aと、第2電極部分5bと、を有している。第1電極部分5aと第2電極部分5bとは、素体2の稜線部において接続されており、互いに電気的に接続されている。第1電極部分5a及び第2電極部分5bは、第3方向D3に沿って延在している。第1電極部分5aは、コイル7の他端部と電気的に接続される第2接続面5sを有している。第2接続面5sは、第3方向D3から見て端面2bよりも素体2の内側に配置されていると共に第3方向D3に沿って延在しており、コイル7の他端部と接続される。
図2に示されるように、第2外部電極5は、複数の電極層12a~12gが積層されて構成されている。複数の電極層12a~12gのそれぞれは、L字形状を呈している。電極層12a及び電極層12gのそれぞれは、誘電体層6の凹部に設けられている。電極層12b~電極層12fは、誘電体層6の切り欠き部分に設けられている。電極層12a~12gは、電極層10a~10gと同様の方法により形成される。
積層コイル部品1は、図2に示されるように、素体2内にコイル7が配置されている。コイル7のコイル軸は、第3方向D3に沿って延在している。図2に示されるように、コイル7は、第1導体20と、第2導体21と、第3導体22と、第4導体23と、第5導体24と、が電気的に接続されて構成されている。各導体20~24は、第3方向D3において、所定の厚みを有している。各導体20~24は、導電性材料(例えば、Ag又はPdなど)からなる。各導体20~24は、上記導電性材料を含む導電性ペーストの焼結体として構成される。本実施形態では、各導体20~24(コイル7)は、第1外部電極4及び第2外部電極5と同じ導電性材料で形成されている。各導体20~24と電極層10a~10g及び電極層12a~12gとは、同時焼成により形成される。
第1導体20と第2導体21とは、スルーホール導体40によって電気的に接続されている。第2導体21と第3導体22とは、スルーホール導体41によって電気的に接続されている。第3導体22と第4導体23とは、スルーホール導体42によって電気的に接続されている。第4導体23と第5導体24とは、スルーホール導体43によって電気的に接続されている。
図3(a)に示されるように、コイル7の一端部と第1外部電極4とは、第1接続部8によって電気的に接続されている。具体的には、コイル7を構成する第1導体20の一端部と第1外部電極4の第1電極部分4aとが、第1接続部8によって接続されている。第1接続部8は、第1外部電極4における第1電極部分4aの第1接続面4sに接続されている。第1接続部8は、第1方向D1から見て、第1導体20の一端部との接続部分から第1接続面4sに向かって、幅(厚み)が徐々に大きくなっている。第1接続部8は、第1方向D1から見て、幅が徐々に大きくなるように、接続部分側から第1接続面4sにわたって連続して湾曲している。すなわち、第1接続部8は、湾曲面S1を有している。湾曲面S1の曲率半径Rは、例えば、後述する第1接続導体30の幅の10分の1程度である。
図2に示されるように、第1接続部8は、第1接続導体30と、第2接続導体31と、第3接続導体32と、第4接続導体33と、第5接続導体34と、を含んで構成されている。各接続導体30~34は、導電性材料(例えば、Ag又はPdなど)からなる。各接続導体30~34は、上記導電性材料を含む導電性ペーストの焼結体として構成される。第1接続導体30、第2接続導体31、第3接続導体32、第4接続導体33及び第5接続導体34は、第3方向D3において積層されている。実際の第1接続部8では、各接続導体30~34は、各接続導体30~34の間の境界が視認できない程度に一体化されている。各接続導体30~34は、電極層10b~10eと同時焼成により形成される。
第1接続導体30は、電極層10bと第1導体20と一体的に形成されている。第1接続導体30は、第2方向D2に沿って延在している(電極層10bから第2方向D2に沿って突出している)。第1接続導体30は、電極層10bと第1導体20とを接続している。第1導体20の一端部は、第1方向D1に沿って延在している。すなわち、第1導体20の一端部と第1接続導体30とは、略直角を成している。
第2接続導体31は、電極層10cと一体的に形成されている。第2接続導体31は、第2方向D2に沿って延在している。第2接続導体31の第2方向D2に沿った長さは、第1接続導体30よりも短い。第3接続導体32は、電極層10dと一体的に形成されている。第3接続導体32は、第2方向D2に沿って延在している。第3接続導体32の第2方向D2に沿った長さは、第1接続導体30及び第2接続導体31よりも短い。
第4接続導体33は、電極層10dと一体的に形成されている。第4接続導体33は、第2方向D2に沿って延在している。第4接続導体33の第2方向D2に沿った長さは、第1接続導体30、第2接続導体31及び第3接続導体32よりも短い。第5接続導体34は、電極層10eと一体的に形成されている。第5接続導体34は、第2方向D2に沿って延在している。第5接続導体34の第2方向D2に沿った長さは、第1接続導体30、第2接続導体31、第3接続導体32及び第4接続導体33よりも短い。
図3(b)に示されるように、コイル7の他端部と第2外部電極5とは、第2接続部9によって電気的に接続されている。具体的には、コイル7を構成する第5導体24の一端部と第2外部電極5の第1電極部分5aとが、第2接続部9によって接続されている。第2接続部9は、第2外部電極5における第1電極部分5aの第2接続面5sに接続されている。第2接続部9は、第1方向D1から見て、第5導体24の一端部と接続される部分から第2接続面5sに向かって、幅(厚み)が徐々に大きくなっている。第2接続部9は、第1方向D1から見て、幅が徐々に大きくなるように、接続部分側から第2接続面5sにわたって連続して湾曲している。すなわち、第2接続部9は、湾曲面S2を有している。湾曲面S2の曲率半径Rは、例えば、後述する第1接続導体35の幅の10分の1程度である。
図2に示されるように、第2接続部9は、第1接続導体35と、第2接続導体36と、第3接続導体37と、第4接続導体38と、第5接続導体39と、を含んで構成されている。各接続導体35~39は、導電性材料(例えば、Ag又はPdなど)からなる。各接続導体35~39は、上記導電性材料を含む導電性ペーストの焼結体として構成される。第1接続導体35、第2接続導体36、第3接続導体37、第4接続導体38及び第5接続導体39は、第3方向D3において積層されている。実際の第2接続部9では、各接続導体35~39は、各接続導体35~39の間の境界が視認できない程度に一体化されている。各接続導体35~39は、電極層12b~12eと同時焼成により形成される。
第1接続導体35は、電極層12fと第5導体24と一体的に形成されている。第1接続導体35は、第2方向D2に沿って延在している(電極層12fから第2方向D2に沿って突出している)。第1接続導体35は、電極層12fと第5導体24とを接続している。第5導体24の一端部は、第1方向D1に沿って延在している。すなわち、第5導体24の一端部と第1接続導体35とは、略直角を成している。
第2接続導体36は、電極層12eと一体的に形成されている。第2接続導体36は、第2方向D2に沿って延在している。第2接続導体36の第2方向D2に沿った長さは、第1接続導体35よりも短い。第3接続導体37は、電極層12dと一体的に形成されている。第3接続導体37は、第2方向D2に沿って延在している。第3接続導体37の第2方向D2に沿った長さは、第1接続導体35及び第2接続導体36よりも短い。
第4接続導体38は、電極層12cと一体的に形成されている。第4接続導体38は、第2方向D2に沿って延在している。第4接続導体38の第2方向D2に沿った長さは、第1接続導体35、第2接続導体36及び第3接続導体37よりも短い。第5接続導体39は、電極層12bと一体的に形成されている。第5接続導体39は、第2方向D2に沿って延在している。第5接続導体39の第2方向D2に沿った長さは、第1接続導体35、第2接続導体36、第3接続導体37及び第4接続導体38よりも短い。
以上説明したように、本実施形態に係る積層コイル部品1では、第1接続部8(第2接続部9)は、第1方向D1から見て、コイル7の端部との接続部分から第1接続面4s(第2接続面5s)に向かって、第3方向D3に沿った幅が徐々に大きくなっている。これにより、積層コイル部品1では、温度変化による熱収縮が生じた場合であっても、第1接続部8(第2接続部9)が第1接続面4s(第2接続面5s)と接続される部分において、応力が一箇所に集中することなく、応力を分散させることができる。そのため、積層コイル部品1では、熱収縮に起因して、第1接続部8及び第2接続部9に破断などが生じることを回避できる。したがって、積層コイル部品1では、信頼性の向上が図れる。
本実施形態に係る積層コイル部品1では、第1外部電極4(電極層10b~10e)及び第2外部電極5(電極層12b~12e)と、コイル7を構成する各導体20~24と、第1接続部8(各接続導体30~34)及び第2接続部9(各接続導体35~39)と、が同時焼成により形成されている。そのため、第1外部電極4及び第2外部電極5と、コイル7と、第1接続部8及び第2接続部9とは、同じ導電性材料で形成されている。この構成では、第1接続部8及び第2接続部9において応力が集中することを回避するために、材料によって熱収縮率を調整することが困難である。本実施形態に係る積層コイル部品1は、第1接続部8及び第2接続部9において、上記の構成を採用しているため、第1外部電極4及び第2外部電極5とコイル7と、第1接続部8及び第2接続部9と、を同時焼成により形成する構成において有効である。
本実施形態に係る積層コイル部品1では、コイル7の第1導体20の一端部の延在方向と第1接続導体30の延在方向とが、略直交(交差)している。この構成では、温度変化により熱収縮が生じた場合、コイル7の第1導体20と第1接続部8(第1接続導体309とにおいて収縮が生じる方向が一致しない(異なっている)。そのため、積層コイル部品1では、第1接続部8(第2接続部9)を、第1方向D1から見て、コイル7の端部との接続部分から第1接続面4s(第2接続面5s)に向かって、第3方向D3に沿った幅を徐々に大きくすることにより、温度変化による熱収縮が生じた場合であっても、応力が一箇所に集中することなく、応力を分散させることができる。
本実施形態に係る積層コイル部品1では、第1接続部8(第2接続部9)は、第1方向D1から見て、幅が徐々に大きくなるように、コイル7との接続部分側から第1接続面4s(第2接続面5s)にわたって連続して湾曲している。この構成では、第1接続部8(第2接続部9)の湾曲面S1(湾曲面S2)において応力が集中し易い角部が設けられないため、応力を効果的に分散させることができる。したがって、積層コイル部品1では、第1接続部8及び第2接続部9に破断などが生じることをより確実に回避できる。
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
上記実施形態では、第1接続部8が、第1接続導体30と、第2接続導体31と、第3接続導体32と、第4接続導体33と、第5接続導体34と、を含んで構成されている形態を一例に説明した。しかし、第1接続部8は、第1方向D1から見て、第1導体20の一端部と接続される部分から第1接続面4sに向かって、厚みが徐々に大きくなっていればよい。そのため、第1接続部8は、第1接続導体30と、湾曲面を構成する接続導体と、を少なくとも含んでいればよい。第2接続部9についても同様である。
上記実施形態では、第1接続部8が、第1方向D1から見て、幅が徐々に大きくなるように、接続部分側から第1接続面4sにわたって連続して湾曲している形態を一例に説明した。しかし、図4に示されるように、第1接続部8Bは、第1方向D1から見て、幅が段階的に大きくなっていてもよい。この構成では、第1接続部8Aは、第1接続導体30Bと、第2接続導体31Bと、第3接続導体32Bと、第4接続導体33Bと、第5接続導体34Bと、を含んで構成されている。第2接続部9についても、同様の構成を採用できる。
また、図5に示されるように、第1接続部8Aは、第1方向D1から見て、幅が直線的に大きくなっていてもよい。この構成では、第1接続部8Aは、第1接続導体30Aと、第2接続導体31Aと、第3接続導体32Aと、第4接続導体33Aと、第5接続導体34Aと、を含んで構成されている。第2接続部9についても、同様の構成を採用できる。
上記実施形態では、第1接続部8において、第1接続導体30から第3方向D3の一方側において、幅が徐々に大きくなるように、接続部分側から第1接続面4sにわたって連続して湾曲している形態を一例に説明した。しかし、図6に示されるように、第1接続部8Cは、第1方向D1から見て、接続部分を中心として、第3方向D3の両側に幅が大きくなっていてもよい。第1接続部8Cは、第1接続導体30Cから第3方向D3の両方向において、幅が徐々に大きくなるように、接続部分側から第1接続面4sにわたって連続して湾曲している。この構成では、各接続導体30~34に加えて、各接続導体31C~34Cを含んで構成されている。この構成では、応力をより一層分散させることができる。
1…積層コイル部品、2…素体、2a,2b…端面、2c,2d…主面、2e,2f…側面、4…第1外部電極、4s…第1接続面、5…第2外部電極、5s…第2接続面、7…コイル、8,8A~8C…第1接続部、9…第2接続部。

Claims (5)

  1. 互いに対向している一対の端面と、互いに対向している一対の主面と、互いに対向している一対の側面と、を有する素体と、
    前記素体内に配置されているコイルと、
    前記素体に配置されている第1外部電極及び第2外部電極と、を備え、
    一対の前記側面は、前記コイルのコイル軸の延在方向において対向しており、
    前記第1外部電極及び前記第2外部電極のそれぞれは、一対の前記側面の対向方向から見て前記端面よりも前記素体の内側に配置されていると共に一対の前記側面の対向方向に沿って延在しており、前記コイルの端部と電気的に接続されている接続面を有し、
    前記コイルの前記端部と前記接続面とは、接続部によって電気的に接続されており、
    前記接続部は、一対の前記主面の対向方向から見て、前記コイルの前記端部との接続部分から前記接続面に向かって、一対の前記側面の前記対向方向に沿った幅が徐々に大きくなっている、コイル部品。
  2. 前記接続部は、一対の前記主面の前記対向方向から見て、前記幅が徐々に大きくなるように、前記接続部分側から前記接続面にわたって連続して湾曲している、請求項1に記載のコイル部品。
  3. 前記接続部は、一対の前記主面の前記対向方向から見て、前記幅が直線的に大きくなっている、請求項1に記載のコイル部品。
  4. 前記接続部は、一対の前記主面の前記対向方向から見て、前記幅が段階的に大きくなっている、請求項1に記載のコイル部品。
  5. 前記接続部は、一対の前記主面の前記対向方向から見て、前記端部との前記接続部分を中心として、一対の前記側面の前記対向方向の両側に前記幅が大きくなっている、請求項1~4のいずれか一項に記載のコイル部品。
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