JPH0626216U - 積層型コイル部品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 小型な積層コイル部品を提供する。 【構成】 矩形状の多層基板１の各絶縁層１１間に、略
円形状のコイルパターン１２を形成し、且つ異なる絶縁
層１１間のコイルパターン１２間を第１のビアホール導
体１３を介して螺旋状に接続して、該多層基板１内にコ
イルｘ、ｙを形成するとともに、該コイルｘの両端から
第２のビアホール導体１４を介して多層基板１の主面に
形成した端子電極２・・と接続した積層型コイル部品１
０であり、前記第１及び第２のビアホール１３、１４
を、矩形状の多層基板１を構成する絶縁層１１の概略対
角線上に配置した。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は電子機器、電子装置に使用されるコイルやトランスを構成する積層型 コイルに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

一般的に電子機器、電子装置に使用される電子部品は小型化、高性能化、低価 格化の要求がされている。

【０００３】 従来のコイルにおいては、表面実装可能なように、底面に端子電極を形成した 基板、チップ状のコイル本体を接合していたため、小型化、高密度化するには極 めて難しい。特に、電子機器、電子装置の電源回路部に使用されるトランスは電 源部の小型化、薄型化に大きく影響するものであり薄型化、小型化の要求は強い ものとなっている。

【０００４】 この要求に対応すべく、従来の銅巻線をボビンに巻回したコイル本体を基板に 接合していたコイルス部品から、プリント多層配線板の各層間にコイルパターン を形成した積層型コイル部品にすることにより小型化、特に薄型化を実現してき た（例えば、特開昭６１−７５５１０号公報参照）。

【０００５】 このような積層型コイル部品は、多層基板となる矩形状の絶縁層にコイルの一 部を成すコイルパターンを形成するとともに、各絶縁層間のコイルパターンとの 導通及びコイルの両端に接続される表層端子電極との導通を、コイルパターンが 形成された以外の絶縁層の余分なスペースを用いて、スルーホール介して行われ てきた。

【０００６】 しかし、このスルーホールの形成位置により導体占積率が変化し、絶縁層面積 が大きく変動し、基板全体の小型化には大きく左右する。

【０００７】 また、各層間のコイルパターンを接続したり、コイルの両端と表面端子電極と を接続する手段によっても、基板全体の小型化に大きく左右し、例えば、多層基 板の絶縁層としてガラス−エポキシを用いると、コイルパターン間の接続は、ス ルーホールの内壁及びスルーホールの開口にランド電極を形成して、このランド 電極間に導電性接着を用いる必要があり、構造的にも小型化に大きな制約があり 、製造工程も複雑となってしまう。

【０００８】 本考案は、上述の問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的は、各絶縁 層間のコイルパターンの接続にビアホールを用い、さらにこのビアホール及びコ イルの両端と表面端子電極との接続のためのビアホールの配置位置を特定して小 型な積層コイル部品を提供するものである。

【０００９】

【問題点を解決するための手段】

本考案は、矩形状の多層基板の各絶縁層間に、略円形状のコイルパターンを被着 し、各絶縁層間のコイルパターン間を第１のビアホールを介し螺旋状に接続する ことによってコイルを形成するとともに、該コイルの両端を多層基板の主面に形 成した端子電極に第２のビアホールを介し接続してなる積層型コイル部品におい て、前記第１及び第２のビアホールを、矩形状の多層基板の略対角線上に配置し た。

【００１０】

【作用】

上記構成により、概略円形状のコイルパターンと矩形状の絶縁層との空白部分 が多い絶縁層の対角線部分に、各コイルパターンを接続するためのビアホール、 コイルの両端から表面端子電極とを接続するビアホールを配置したため、従来よ りも小型な積層型コイル部品が達成される。

【００１１】 さらに、夫々の接続が導通スルーホールに比べて、その導体径が小さいビアホ ール導体によって行われるので、より小型な積層型コイル部品が達成される。

【００１２】

【実施例】

以下に本考案の積層側コイル部品を図面に基づいて説明する。

【００１３】 図１は、積層型コイル部品の外観斜視図であり、図２はその断面図であり、図３ は、多層基板を構成する絶縁層に形成されたコイルパターン及びビアホールを説 明するための平面図である。

【００１４】 本考案の積層型コイル部品１０は、コイルｘが内部に形成された多層基板１と 、表面端子電極２とから構成されている。

【００１５】 多層基板１は、ガラス−セラミックから成る複数の矩形状の絶縁層１１・・・ と、各絶縁層１１間に配置されたＡｇ、Ａｇ−ＰｄなどのＡｇ系導体、Ｃｕ、や その合金のＣｕ系導体などから成るコイルパターン１２と、該絶縁層１１を貫い て、異なる絶縁層１１間に配置されたコイルパターン１２とを螺旋状に接続する 第１のビアホール導体１３と、さらにコイルｘの両端から表面端子電極２と接続 するための第２のビアホール導体１４から構成されている。

【００１６】 絶縁層１１は、ＳｉＯ₂ −Ａｌ₂ Ｏ₃ −ＭｇＯ−ＺｎＯ−Ｂ₂ Ｏ₃ などから成 るガラス成分とアルミナ粉末などの無機物フィラーを混合して得られたガラス− セラミックのグリーンシートを焼成することによって形成される。尚、ガラス− セラミックとすることにより、焼成温度が例えば９００℃の大気雰囲気焼成が可 能となり、コイルパターン１２にＡｇ系、Ｃｕ系の貴金属材料を使用することが 可能となる。

【００１７】 コイルパターン１２は、銀系導体ペーストや銅系導体ペーストを所定絶縁層１ １上にスクリーン印刷によって形成され、絶縁層１１の積層後に、絶縁層１１と ともに一体的に焼成されて形成される。コイルパターン１２は、図３に示すよう に、絶縁層１１上に任意の巻数、図では約３ターンとなるように概略円形状に形 成されている。また、コイルパターン１２の両端は、矩形状の絶縁層１１の略対 角線上に配置される。また、コイルパターン１２の一端、例えばパターンの終点 部分には、隣接する絶縁層１１上に形成されたコイルパターン１２と螺旋接続す る第１のビアホール導体１３が形成されている。

【００１８】 例えば、図３（ａ）は、多層基板１の積層順序において奇数番目に積層される 絶縁層１１ｎの平面図であり、図３（ａ）は、同じく偶数番目にに積層される絶 縁層１１ｍの平面図であり、絶縁層１１ｎは絶縁層１１ｍ上に積層される。

【００１９】 図３（ａ）の絶縁層１１ｎにおいては、コイルｘを構成するコイルパターン１ ２ｎは、その他端、例えばパターン始点部分が、若干広い導体幅のランド部１２ １ｎを有しており、その一端、例えばパターン終点部分が、絶縁層１１ｎの厚み 方向を貫通する第１のビアホール導体１３ｎを被覆するように若干広い導体幅の ランド部１２２ｎを有している。

【００２０】 また、図３（ｂ）の絶縁層１１ｍにおいては、コイルｘを構成するコイルパタ ーン１２ｍは、その他端、例えばパターン始点部分が、若干広い導体幅のランド 部１２１ｍを有しており、その一端、例えばパターン終点部分が、第１のビアホ ール導体１３ｍを被覆するように若干広い導体幅のランド部１２２ｍを有してい る。

【００２１】 この絶縁層１１ｎを絶縁層１１ｍを積層することにより、絶縁層１１ｎのコイ ルパターン１２ｎの終点のランド部１２２ｎがこの絶縁層１１ｎの第１のビアホ ール導体１３ｎを介して、絶縁層１１ｍのコイルパターン１２の始点のランド部 １２１ｍに接続する。これにより、絶縁層１１ｎのコイルパターン１２ｎの始点 のランド部１２１ｎから絶縁層１１ｍのコイルパターン１２ｍの終点のランド部 １２２ｍまでで、約６ターン分のコイルが達成される。

【００２２】 尚、コイルパターン１２ｎ、１２ｍは、第１のビアホール１３ｎ、１３ｍの形 成により、それに対応する部分の外周に形成されたコイルパターン１２ｎ、１２ ｍの導体が、図３では右上部が若干膨らんだ円形状となっている。

【００２３】 第１のビアホール導体１３は、上述のようにコイルパターン１２を接続するビ アホール導体であり、絶縁層１１となるグリーンシートに形成された直径０．１ 〜０．３ｍｍ程度のスルーホールに、銀系、銅系、白金系ペーストを印刷手法に より充填され、複数の絶縁層１１・・・を積層した後に絶縁層１１と一体的に焼 成されて形成される。尚、このビアホール用のペーストは、絶縁層１１となるグ リーンシートの焼成時の熱膨張係数差を近時させる必要があるため、コイルパタ ーン１２を形成するペーストを異なっている。

【００２４】 第２のビアホール導体１４は、コイルパターン１２によって形成されたコイル ｘの両端と基板１の表面端子電極２・・とを接続するためのビアホール導体であ り、、図３に示すビアホール導体１４ｎ、１４ｍは、最下層の絶縁層１１ｚ（図 示せず）上に形成されたコイルパターン１２ｚの終点部分がその絶縁層１１ｚ上 の対角線上の隅部にまで引き回され、この部分から絶縁層１１ｚ上に積層された 各絶縁層１１・・を貫いて多層基板１の表面にまで導通するまでの途中を示す。

【００２５】 第２のビアホール導体１４は、第１のビアホール導体１３と同様に、矩形状 の絶縁層１１の対角線上となる隅部付近に形成されている。具体的には、第２の ビアホール導体１４は、グリーンシートに形成された直径０．１〜０．３ｍｍ程 度のスルーホールに、銀系や銅系や白金系ペーストを印刷手法により充填され、 複数の絶縁層１１・・・を積層した後に絶縁層１１と一体的に焼成されて形成さ れる。尚、多層基板１内においては、例えば絶縁層１１ｍに形成した第２のビア ホール導体１４ｍは、絶縁層１１ｍ上に積層される絶縁層１１ｎの第２のビアホ ール導体１４ｎに確実に接続しなければならないため、印刷時に絶縁層１１ｎ、 １１ｍ上にビアホール導体１４ｎ、１４ｍとなるペーストをスルーホールに充填 する場合には、このスルーホールの直径よりも若干大きい（０．５〜０．７ｍｍ 程度）のランド部１４１ｎ、１４１ｍが形成されている。

【００２６】 この第２のビアホール導体１４は、第１のビアホール導体１３が形成されてい ない絶縁層１１の対角線上である隅部に形成することが望ましい。

【００２７】 尚、多層基板１内で最上部にあたるコイルパターン１２ｂは、多層基板１を構 成する絶縁層１１ｂ上に形成され、コイルパターン１２ｂの始点は、絶縁層１１ ｂの対角線上の隅部にまで延出され、多層基板１の最上層に位置する絶縁層１１ ａに形成した第２のビアホール１４を介して、表面電極２に接続されている。ま た、コイルｘの始点に接続される第２のビアホール導体１４とコイルｘの終点に 接続される第２のビアホール導体１４とは、多層基板１の対象となるように、異 なる隅部に配置されている。

【００２８】 多層基板１の表面には、多層基板１の内部に形成されたコイルｘの両端から延 びる第２のビアホール導体１４が露出する。このビアホール導体１４と接続する ように多層基板１上に端子電極２・・が被着形成されている。具体的には、多層 基板１上に、銀系、銅系のペーストを用いてスクリーン印刷方法で所定パターン を形成して、焼きつけることにより表面端子電極が形成される。尚、この端子電 極を用いてプリント回路基板に表面実装されることになるが、半田による食われ を防止するために、端子電極の表面にＮｉメッキ、半田メッキ、Ｓｎメッキをし ても構わない。

【００２９】 以上のように、本考案の積層型コイル部品において、第１及び第２のビアホー ル導体１３、１４を矩形状の絶縁層１１の対角線上である隅部に配置したため、 絶縁層１１に対するコイルパターン占積率を大きくすることができる。こうして 得られた積層型コイル部品では、コイルパターンの導体幅を広くして導体抵抗を 小さくすることができる。これにより、ジュール熱の発生によるジュール損を低 減して、特性の向上が可能であり、また、同等の特性を維持すれば、逆に絶縁層 １１である基板面積を小さくすることができ、結果として、小形の積層型コイル 部品が達成である。例えば、本実施例によれば、従来の積層型コイル部品に対し て、基板面積を２８．５％も縮小率ができる。

【００３０】 次に、本考案の積層型コイル部品の製造方法の概略を説明する。

【００３１】 まず、ＳｉＯ₂ 、Ａｌ₂ Ｏ₃ 、ＭｇＯ、ＺｎＯ、Ｂ₂ Ｏ₃ を主成分とするガラ ス粉末７０重量％と、無機物フィラーのＡｌ₂ Ｏ₃ 粉末３０重量％とを、バイン ダー、可塑剤、溶剤とともに混練してスラリーを作製し、ドクターブレード法に より絶縁層１１・・・となるグリーンシートを作成する。

【００３２】 この夫々のグリーンシートに第１及び第２のビアホール導体１３、１４となる スルーホールをパンチング加工により形成する。

【００３３】 次に、グリーンシートに形成したスルーホールに第１及び第２のビアホール導 体１３、１４となる銀系、銅系、又は白金系導体ペーストをスクリーン印刷方法 により充填する。例えば銀系導体ペーストは、粒径０．５〜５μｍの銀粉末、β −石英固溶体、バインダーとしてエチルセルロース、溶剤として２．２．４−ト リメチル−１．３−ペンタジオールモノイソブチレートを均質混練して得られる 。

【００３４】 さらに、これらのグリーンシートの表面のコイルパターン１２となる配線パタ ーンを銀系導体ペーストを用いてスクリーン印刷により被着する。この銀系導体 ペーストは銀粉末の焼結開始温度とガラス−セラミックの絶縁層１１の焼結開始 温度とをできるだけ合わせるために、ビアホール導体用の銀系導体ペーストのβ −石英固溶体の変わりに屈伏点が７００℃〜８５０℃のガラスフリットを用られ る。尚、第２のビアホール１４のランド部１４１は、スルーホールにビアホール 用ペーストを充填する時に形成してもよいし、またコイルパターン１２を形成す る時に同時に形成してもよい。

【００３５】 以上のようにコイルパターン１２となる配線パターン及び第１及び第２のビア ホール導体１３、１４となる導体が形成された複数のグリーンシートを、積層順 序に注意して積層し、熱圧着で一体化する。

【００３６】 次に、積層体を大気雰囲気中９００℃、３０分ピークで焼成し、多層基板１を 形成する。

【００３７】 次に、この多層基板１上に、銀系や銅系導体ペーストを用いて、第２のビアホ ール導体１４と接続する表面端子電極２・・・となるパターンをスクリーン印刷 方法で被着し、所定雰囲気で焼きつける。尚、表面端子電極２・・・を銅系導体 ペーストで形成する場合には、中性又は還元性雰囲気で、第２のビアホール導体 １４の導体材料との共晶反応が起こらない程度の温度で焼成する。表面端子電極 ２・・・を銀系導体ペーストで形成する場合には、中性又は酸化性雰囲気で焼成 し、積層型コイルが達成する。

【００３８】 上述の製造方法によれば、第１のビアホール導体がグリーンシートに形成した 極細のスルーホールに導体を充填して形成されているため、従来のプリント基板 を積層したコイルパターンを導通スルーホール（内壁に導体膜を形成したスルー ホール）に比較して、スルーホールの直径（０．３〜０．５ｍｍ）が非常に小さ くでき、小型化に大きく寄与できる。

【００３９】 尚、コイルｘの磁束密度を高めるために、多層基板１の中心には、貫通穴を形 成し、この貫通穴に、コイルｘのコアとなるフェライトや磁性体金属などからな る磁性体コア部材を配置しても構わない。

【００４０】 上述の実施例では、多層基板１内に１つのコイルｘを配置したが、複数のコイ ルを配置しても構わない。例えば、同一絶縁層１１上に独立した複数のコイルパ ターンを形成してもよいし、また、同一絶縁層１１上に単一のコイルパターンを 形成して、絶縁層を１０層積層する場合、１層目から４層目で第１のコイルを構 成し、第５層目から第１０層目で第２のコイルを形成するようにしてもよい。こ の時、何れも第２のビアホール導体１４は全ての絶縁層１１を厚み方向に導通す るように形成される。

【００４１】 また、実施例では、単一コイルとして形成したが、電力入力側コイルと出力側 コイルを構成してトランスとして用いても構わない。

【００４２】 さらに、多層基板１の表面には、表面端子電極２以外に表面回路配線を形成して もかまわない。

【００４３】

【考案の効果】

以上のように、本考案によれば、概略円形状のコイルパターンと矩形状の絶縁 層との空白部分が多い絶縁層の対角線部分に、各コイルパターンを接続するため のビアホール、コイルの両端から表面端子電極とを接続するビアホールを配置し たため、小型な積層型コイル部品となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の積層型コイル部品の外観斜視図であ
る。

【図２】図１中のＡ−Ａ線断面構造図である。

【図３】１層の絶縁層上に形成されたコイルパターン、
ビアホール導体の配置を示す平面図であり、（ａ）は例
えば奇数番目に積層される絶縁層であり、（ｂ）は例え
ば偶数番目に積層される絶縁層である。

【符号の説明】

１・・・・多層基板 １１・・・絶縁層 １２・・・コイルパターン １３・・・第１のビアホール導体 １４・・・第２のビアホール導体 １５・・・・・・・・・貫通穴 ２・・・・表面端子電極 ｘ・・・コイル

フロントページの続き (72)考案者 田中 康行 鹿児島県国分市山下町１番１号 京セラ株 式会社鹿児島国分工場内 (72)考案者 生田 貴紀 鹿児島県国分市山下町１番１号 京セラ株 式会社鹿児島国分工場内

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 矩形状の多層基板の各絶縁層間に、略円
   形状のコイルパターンを被着し、各絶縁層間のコイルパ
   ターン間を第１のビアホールを介し螺旋状に接続するこ
   とによってコイルを形成するとともに、該コイルの両端
   を多層基板の主面に形成した端子電極に第２のビアホー
   ルを介し接続してなる積層型コイル部品において、 前記第１及び第２のビアホールを、矩形状の多層基板の
   略対角線上に配置したことを特徴とする積層型コイル部
   品。