JPH0963849A - 積層チップコイル部品およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は特性の優れた積層チップコイル部品
およびその製造方法を提供することを目的とする。 【構成】 フェライト磁性層１，４，５とコイル形成用
の導体層２，３を交互に積層してなる積層チップコイル
部品において、コイル形成用の導体層が１ターン以上の
導体層３とほぼ直線状ないしはつづら折れ状の導体層２
の少なくとも２種以上の導体層を有する積層チップコイ
ル部品である。このような構成にすることによって、優
れた電気特性を有し、しかも高周波域でも十分に大きな
インピーダンスを維持する積層チップコイル部品とな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は各種電子機器に利用され
る特性の優れた積層チップコイル部品およびその製造方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】積層チップコイル部品としては、インダ
クタあるいはノイズ対策部品としてのコイル部品など種
々のものがこれまでに提案され実用化されている。イン
ダクタは各種通信機器、民生用機器などのコイル、トラ
ンスなどとして多用されており、近年、小型あるいは薄
型のインダクタがますます要求されている。さらに、回
路の高周波化あるいはディジタル化に伴って、ノイズ対
策部品としてのコイルあるいはコイルとコンデンサの複
合部品がますます重要になっている。

【０００３】ノイズ対策部品としてのコイルとしては、
フェライト磁性層とコイル形成用導体層を交互に積層し
た積層部品がある。ノイズ対策部品ではなく、同様の構
造の積層インダクタ（例えば、特公昭５７−３９５２１
号公報）などが提案されている。

【０００４】ノイズ対策部品としての積層コイル部品と
しては、インダクタンスを小さく押さえさらに浮遊容量
を小さくするためにこれまで種々の提案がなされてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前述したように、これ
まで積層チップコイル部品、特にノイズ対策部品として
の積層チップコイル部品としていくつかのものが提案さ
れている。コイルを形成する導体パターンとしては約半
ターンのものから１ターン以上の蚊取り線香状のスパイ
ラル型のものまで種々のタイプがある。しかし、前述し
たインダクタンスを小さく押さえ、さらには浮遊容量を
小さくして共振周波数を大きくするために約半ターンの
導体パターンを積層して、結果的にはフェライト磁性体
中にソレノイド型のコイルを埋め込んだものが多い。

【０００６】導体パターンをスパイラル型にすると、積
層面に対して十分な大きさが必要なこと、つまり小型化
に対して不利であることと、電気特性的に前述したよう
にインダクタンスを小さく押さえ、浮遊容量を小さくす
ることがかなり困難であるなどのために積層数を小さく
できるメリットを活かしきれないという課題があった。

【０００７】さらに、ノイズ対策部品としては小型であ
りながら、大きなインピーダンスを要求されているのが
現状であり、インピーダンスを大きくするには積層数を
多くする必要があり、そのため浮遊容量が大きくなり、
共振周波数が小さくなり、高周波領域で十分なインピー
ダンスを得ることができないという課題がある。しか
も、使用周波数帯域もますます高周波化が望まれてお
り、積層構造そのものが不利な状況にあって、前述した
ように導体パターンとしてはスパイラル型はさらに厳し
い状況である。

【０００８】本発明は上記の従来の問題点を解決するも
ので、少ない導体数で十分に高いインピーダンスを確保
し、さらに高周波域でも高いインピーダンスを維持する
積層チップコイル部品を提供することを目的とするもの
である。

【０００９】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めに本発明は、フェライト磁性層とコイル形成用の導体
層を交互に積層してなる積層チップコイル部品におい
て、コイル形成用の導体層が１ターン以上の導体層とほ
ぼ直線状ないしはつづら折れ状の導体層の少なくとも２
種以上の導体層を有する構成としたものである。

【００１０】

【作用】前述した積層チップコイル部品にすることによ
って、つまりフェライト磁性層とコイル形成用の導体層
を交互に積層してなる積層チップコイル部品において、
コイル形成用の導体層が１ターン以上の導体層とほぼ直
線状ないしはつづら折れ状の導体層の少なくとも２種以
上の導体層を有する積層チップコイル部品とすることに
よって、十分に高いインピーダンスを確保しながら、さ
らに高周波域でも高いインピーダンスを維持する積層チ
ップコイル部品とすることができる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の一実施例について説明する。

【００１２】本発明の積層チップコイル部品は、フェラ
イト磁性層とコイル形成用の導体層を交互に積層してな
る積層チップコイル部品において、コイル形成用の導体
層が１ターン以上の導体層とほぼ直線状ないしはつづら
折れ状の導体層の少なくとも２種以上の導体層を有する
積層チップコイル部品としたものである。

【００１３】本発明の積層チップコイル部品のコイル形
成用の導体層は１ターン以上の導体層とほぼ直線状ない
しはつづら折れ状の導体層の少なくとも２種以上の導体
層を有するため、十分に高いインピーダンスを発揮し、
さらに高周波域でも高いインピーダンスを維持する積層
チップコイル部品となる。この点についてはさらに詳細
については後述する。しかも、コイル形成用の導体層と
しては１ターン以上の導体層、つまりスパイラル型の導
体層を有するため少ない導体数で優れたインピーダンス
を発揮する。また、積層部品の作りやすさは当然なが
ら、積層数が少ないほど良好である。

【００１４】次に、図面を参照して、さらに具体的な本
発明の積層チップコイル部品について説明する。

【００１５】本発明の積層チップコイル部品の分解斜視
図を図１に示し、中央部の断面図を図２に示す。これら
の図に示すようにフェライト磁性層１の両面にコイル形
成用の導体層２ないし導体層３を有し、さらにフェライ
ト磁性層１の両面に同様のフェライト磁性層４あるいは
５を積層してなる。フェライト磁性層１，４，５の積層
体の両側に形成され、前記コイル形成用の導体層２およ
び導体層３の一端がそれぞれ接続される電極層６はチッ
プ部品としての端子電極である。

【００１６】このように図１および図２の例では、１タ
ーン以上のコイル形成用の導体層３とつづら折れ状のコ
イル形成用の導体層２の２層で導体層を形成し、これら
の導体層２と導体層３はフェライト磁性層１の中央部に
設けた貫通穴７で電気的に接続され、フェライト磁性層
１の両面にこれらの導体層２および導体層３が存在す
る。つづら折れ状の導体層２はほぼ直線状であってもよ
く、さらに各層が複数層ずつでもよい。必要なことは、
１ターン以上の導体層３とほぼ直線状ないしはつづら折
れ状の導体層２の少なくとも２種以上の導体層からコイ
ル形成用の導体層が構成されていることである。図１に
示すように、導体層２ないし導体層３はフェライト磁性
層４ないし５に覆われた状態、つまり挟まれた状態であ
る。

【００１７】本発明の積層チップコイル部品はいかなる
製品性能が必要かによって、フェライト磁性材料の種類
あるいは積層数さらには部品サイズや導体パターンの各
部の寸法などを適宜決めればよい。

【００１８】いずれの場合であっても、コイル形成用の
導体パターンとして、１ターン以上の導体層３とほぼ直
線状ないしはつづら折れ状の導体層２の少なくとも２種
以上の導体層からなるため、本発明の積層チップコイル
部品は優れた電気特性、インピーダンス特性を発揮し、
さらに高周波域でも優れた特性を維持する。この点の具
体例の詳細はさらに後述するが、１ターン以上の導体層
３の部分の共振周波数はほぼ直線状ないしはつづら折れ
状の導体層２のそれよりも小さいため、１ターン以上の
導体層３だけで構成すれば、大きなインピーダンスを得
ることができても、低い周波数で共振しそれ以上の周波
数域ではインピーダンスが低下する。

【００１９】しかし、ほぼ直線状ないしはつづら折れ状
の導体層２が存在するため、共振後も高いインピーダン
スを維持することができる。また、プロセス的にも導体
数を少なくすることが可能であるため、生産性の優れた
積層チップコイル部品を得ることができる。つまり、１
ターン以上のコイルパターンとほぼ直線状ないしはつづ
ら折れ状のコイルパターンが互いに補い合い結果とし
て、優れた電気特性、周波数特性のチップコイル部品を
得ることができる。

【００２０】フェライト磁性層１，４あるいは５を構成
する磁性材料としては、一般に知られる透磁率が大きい
フェライト磁性材料であればよい。具体的には、ＮｉＺ
ｎ系、ＮｉＺｎＣｕ系、ＭｎＺｎ系などのフェライト磁
性材料である。

【００２１】コイル形成用の導体層２ないし導体層３に
ついては導体の抵抗率が重要である。つまり、低抵抗な
コイルを形成することが一般には重要となるため、抵抗
率の小さい導体材料が望ましい。具体的には、銀、銀と
パラジウム合金、銅などが望ましい。

【００２２】電極層６を形成する電極材料は導電性材料
であればよいが、一般には単一層ではなく複数の電極層
からなる。つまり、本発明の積層部品はチップコイル部
品であるため、基板に実装したときの接着強度あるいは
実装時の半田づけ時の濡れ性、喰われ性などが重要であ
る。そのため、一般的には最下層は前記のコイル形成用
の導体層２ないし導体層３と同じ導体材料からなり、中
間層には半田に対して耐性を有するニッケルを用い、最
表層には半田に対して濡れ性が良好な半田あるいは錫を
用いる。しかし、これは一般的な十分な安全性を確保し
た構成であり、極論すれば、導電性の材料で電極層６を
構成すればいかなるものでもよい。

【００２３】次に、本発明の積層チップコイル部品の製
造方法について説明する。図３は本発明の積層チップコ
イル部品の製造方法を順次示した図である。図３（ａ）
に示すように、まずフェライト磁性層１に貫通穴７を設
ける。次に、図３（ｂ）に示すように貫通穴７を設けた
フェライト磁性層１にコイル形成用の導体層２を形成す
る。この場合、コイル形成用の導体層２の一端はフェラ
イト磁性層１に形成した貫通穴７を介して反対面にも流
出している。次に、図３（ｃ）に示すようにコイル形成
用の導体層２を形成したフェライト磁性層１を導体層を
形成していないフェライト磁性層４に積層する。この場
合、フェライト磁性層１の導体層２を形成した面にフェ
ライト磁性層４を接合する。

【００２４】さらに、図３（ｄ）に示すように、コイル
形成用の導体層２を形成したフェライト磁性層１の裏面
にコイル形成用の導体層３を形成する。この場合も、導
体層３の一端は貫通穴７に導体層を充填するように描
く。これによって、コイル形成用の導体層２と導体層３
は貫通穴７を介して電気的に接続でき、しかも両面から
貫通穴７に導体を充填するためほぼ完全な接続が可能と
なる。

【００２５】次に、図３（ｅ）に示すように、導体層を
形成していないフェライト磁性層５を積層する。さらに
図３（ｆ）に示すように両端面に電極層６を形成する。
この積層体を焼成することによって、積層チップコイル
部品を得ることができる。

【００２６】前述したように、フェライト磁性層１の両
面にコイル形成用の導体層２あるいは３を形成するため
に、コイル形成用の導体層２および３の積層時の精度、
つまり積層面に垂直に導体パターンを重ねたときの重な
り精度が高くなり、しかもフェライト磁性層１に形成し
た貫通穴７に導体を充填することによって、コイル形成
用の導体層２および３の電気的な結線を行っているが、
その確実性も高くなる。

【００２７】そのため、オープン不良等の初期不良の低
減はもちろんのこと、電気特性の個々のバラツキの低減
も可能になる優れた製造方法となる。さらに、生産設備
的にも高精度を要求する積層機等の設備も軽減され、安
価に効率的に優れた特性を有する部品を製造できる方法
である。

【００２８】以上のフェライト磁性層１は一般に知られ
ているグリーンシート成形法、印刷法、デッピング法あ
るいはスピンコート法などで形成することができる。コ
イル形成用の導体層２あるいは３は印刷法が一般的であ
るが、レーザを用いたパターン形成あるいはグリーンシ
ート法で所定パターンに打ち抜きさらには金型等で所定
形状に予め形成した導体層を転写するなどの方法でもよ
い。

【００２９】本発明の積層チップコイル部品は耐熱性に
優れた積層部品であるためモジュール化することが容易
である。例えば、アルミナ基板あるいはフェライト基板
などのセラミック基板に所定の配線層を形成し、基板の
配線と積層部品の電極層６との結線を同時に行って一体
化あるいは組立が可能である。この場合、基板の所定場
所に窓をあけて積層部品の側面の電極層６とセラミック
基板上の配線に結線することが可能になるため、薄型の
モジュールが得られる。この場合は、一般に知られてい
るセラミック基板を用いた通常の厚膜形成プロセスが適
用できる。積層部品の電極層６は半田づけを前提とした
ものでなく、焼成して電気的に接続するものにすればよ
い。半田づけを想定した電極層６の形成法としては、銀
あるいは銀パラジウムで電極層６の下地を形成してお
き、この下地電極をさらにＮｉめっきおよび半田めっき
を施す方法あるいは導電性の金属粉末を含有した樹脂を
用いて電極層６を形成する方法などがある。

【００３０】前記の各層を形成するためのペーストは、
各粉末とブチルカルビートル、テルピネオール、アルコ
ールなどの溶剤、エチルセルロース、ポリビニルブチラ
ール、ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキサイ
ド、エチレン−酢酸ビニルなどの結合剤、さらに、各種
の酸化物あるいはガラス類などの焼結助剤を添加し、ブ
チルベンジルフタレート、ジブチルフタレート、グリセ
リンなどの可塑剤あるいは分散剤等を添加してもよい。
これらを混合した混練物を用いて各層を形成する。

【００３１】これらを前述したような所定の構造に積層
したものを焼成して積層部品を得る。グリーンシートを
作製する場合は、前記の溶剤に替えて蒸発性の優れた各
種の溶剤、例えば酢酸ブチル、メチルエチルケトン、ト
ルエン、アルコールなどが望ましい。

【００３２】本発明の積層チップコイル部品の焼成温度
範囲としては約８００℃から１３００℃の範囲である。
特に導体材料によって異なり、例えば、導体材料として
銀を用いれば９００℃前後にする必要があり、銀とパラ
ジウムの合金では９５０℃で、さらに高温で焼成するに
は導体材料にニッケル、パラジウムなどを用いる。

【００３３】次に本発明の更に具体的な実施例について
説明する。 （実施例１）ＮｉＺｎＣｕ系のフェライト粉末１００ｇ
に対してブチラール樹脂が８ｇ、ブチルベンジルフタレ
ートが４ｇ、メチルエチルケトンが２４ｇおよび酢酸ブ
チルが２４ｇ混合し、ポットミルを用いて混練してフェ
ライト磁性材料のスラリーを作製した。このスラリーを
使い、コータを用いて乾燥後厚み５０μｍのフェライト
グリーンシートを作製した。なおグリーンシートはＰＥ
Ｔフィルム上に形成した。次にフェライトグリーンシー
トにパンチャーを用いて、所定の位置に穴（ビア、各層
の導体を電気的に結線するためのもの）を設けた。

【００３４】次に、印刷機を用いて、市販の焼成型銀ペ
ーストで先に作製したフェライトグリーンシート１に図
３に示すようなつづら折れ状のコイル形成用の導体層２
を印刷法で形成した。導体層２の厚みは乾燥後で２０μ
ｍであった。導体を形成していないフェライトグリーン
シート４に導体を形成したフェライトグリーンシート１
を熱プレスを用いて接合した。熱プレスの定盤温度は８
０℃に設定し、圧力は６０kg／cm²であった。この積層
体を図３に示したように導体を形成したフェライトグリ
ーンシート１の裏面にさらに印刷機を用いて、市販の焼
成型銀ペーストでスパイラル状のコイル形成用の導体層
３を印刷法で形成した。導体層３の厚みは乾燥後で２０
μｍであった。さらに、図３に示すような電極層６を前
記の銀ペーストを用いて形成し、９００℃で２時間保持
する条件で焼成した。

【００３５】以上の方法で得られた本発明の積層チップ
コイル部品には剥離、割れなどの欠陥は認められず、電
気的にも不良のない優れた部品であった。インピーダン
スアナライザなどを用いて各種の電気特性を測定した。
図４にインピーダンスの周波数特性を示す。

【００３６】図４に示すように、本発明の積層チップコ
イル部品は優れた特性を有し、しかも高周波域まで十分
に高いインピーダンス値を維持する積層チップコイル部
品であった。高周波域でも高いインピーダンス値を維持
した優れた特性であった。

【００３７】比較のために、先に示した同様の方法で、
コイル形成用の導体層のパターンを図３の導体層２のつ
づら折れパターンを導体層３のスパイラルパターンに変
更して作製した。つまり、同一のスパイラル型のコイル
形成用の導体層が２層からなるコイル部品を作製し、前
記と同様にインピーダンスアナライザなどを用いて、電
気特性を測定した。図４にインピーダンスの周波数特性
を比較例として併記した。このように、共振周波数が低
くなり、共振周波数以上ではインピーダンスが急激に低
下し、高周波域で十分に高いインピーダンスを維持しな
い積層チップコイル部品であった。

【００３８】以上の比較からも明確なように本発明の積
層チップコイル部品は同一面に１ターン以上旋回したス
パイラル型のコイルパターンの導体層３を有しているた
め少ない積層数、導体数でも優れた電気特性を有し、し
かも高周波域まで十分に高い特性を維持する。さらに、
少ない積層数で優れた電気特性を発揮し、優れた生産性
で複合チップコイル部品を得ることができる。

【００３９】（実施例２）実施例１と同様に、ＮｉＺｎ
Ｃｕ系のフェライト粉末を用いて、フェライトのスラリ
ーを作製し、さらに乾燥後厚み１００μｍのフェライト
グリーンシート１を作製した。実施例１と同様の方法で
フェライトグリーンシート１に穴あけし、コイル形成用
のつづら折れ状の導体層２を形成した。導体を形成して
いないフェライトグリーンシート４に導体層２を形成し
たフェライトグリーンシート１を熱プレスを用いて接合
した。さらに、スパイラル状の導体層３を形成した後、
フェライト磁性層５を積層した。さらに、図３に示すよ
うな電極層６を銀ペーストを用いて形成し、９４０℃で
２時間保持する条件で焼成した。

【００４０】前記の方法で得られた本発明の積層チップ
コイル部品には剥離、割れなどの欠陥は認められず、イ
ンピーダンスアナライザなどを用いて、各種の電気特性
を測定したところ、実施例１で得た積層チップコイル部
品と同様に優れた特性を有する積層チップコイル部品で
あった。つまり、高周波域まで十分に高いインピーダン
ス値を維持する積層チップコイル部品であった。

【００４１】

【発明の効果】本発明によって、つまり、フェライト磁
性層とコイル形成用の導体層を交互に積層してなる積層
チップコイル部品において、コイル形成用の導体層が１
ターン以上の導体層とほぼ直線状ないしはつづら折れ状
の導体層の少なくとも２種以上の導体層を有する積層チ
ップコイル部品にすることによって、優れた電気特性の
積層チップコイル部品を得ることができる。しかも、共
振周波数を越えても高いインピーダンスを維持した高周
波域でも優れた特性を発揮する積層チップコイル部品で
ある。さらに、十分な耐熱性と高い信頼性をも兼ね備え
た優れた積層チップコイル部品であるため、モジュール
化にも対応する部品を提供するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の代表的な積層チップコイル部品の構成
を示す分解斜視図

【図２】本発明の代表的な積層チップコイル部品の構成
を示す断面図

【図３】本発明の代表的な積層チップコイル部品の製造
工程を示す斜視図

【図４】本発明の実施例によって得られた積層チップコ
イル部品の電気特性図

【符号の説明】

１，４，５ フェライト磁性層 ２，３ 導体層 ６ 電極層 ７ 貫通穴

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フェライト磁性層とコイル形成用の導体
   層を交互に積層してなる積層チップコイル部品であっ
   て、前記コイル形成用の導体層が１ターン以上の導体層
   とほぼ直線状ないしはつづら折れ状の導体層の少なくと
   も２種以上の導体層を有する積層チップコイル部品。
2. 【請求項２】 フェライト磁性層を形成する工程と、フ
   ェライト磁性層上に１ターン以上のコイル形成用の導体
   層を形成する工程と、フェライト磁性層上にほぼ直線状
   ないしはつづら折れ状のコイル形成用の導体層を形成す
   る工程と、フェライト磁性層を複数層積層する工程と、
   さらに積層体を焼成する工程とを有する積層チップコイ
   ル部品の製造方法。