JPWO2010032464A1

JPWO2010032464A1 - 積層型電子部品

Info

Publication number: JPWO2010032464A1
Application number: JP2010529642A
Authority: JP
Inventors: 兼司植野
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2008-09-22
Filing date: 2009-09-17
Publication date: 2012-02-09
Anticipated expiration: 2029-09-17
Also published as: JP5617635B2; US20110163832A1; US8390417B2; WO2010032464A1; CN102160134A

Abstract

複数の絶縁層（１）、（５）に形成され、かつ両端部が外部電極に接続された第１のコイルパターン（３）と、少なくとも１枚の絶縁層（５）を介して第１のコイルパターン（３）と対向するように配置された第２のコイルパターン（６）とを備え、第２のコイルパターン（６）の両端部（６ａ）、（６ｂ）に外部電極を接続しないように構成された積層型電子部品を提供する。

Description

本発明は、デジタル機器やＡＶ機器、情報通信端末等の各種電子機器に使用される積層型電子部品に関する。

図１３は従来の積層型電子部品における周波数と減衰量の関係を示す特性図である。従来のこの種の積層型電子部品は、磁性体などの絶縁体の内部にコイルを形成した構成としている。そして、このコイル間に存在する浮遊容量とコイルのインダクタンス成分とによって、図１３に示す特定の周波数Ｆ０で共振させることができる。従って、この周波数（Ｆ０）において減衰極が発生し、これにより、特定の周波数のノイズを除去するようにしていた。

図１４は従来の積層型電子部品の等価回路図である。図１４において、コイルＬと並列に静電容量Ｃを接続している。そして、この静電容量ＣとコイルＬのインダクタンス成分とによって図１３と同様の減衰極を発生させて、特定の周波数のノイズを除去するようにしていた。

なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。

しかしながら、上記した従来の積層型電子部品においては、特定の周波数でしか減衰極が発生しないため、広い周波数帯域や複数の周波数でのノイズを除去することができない。

特開平１１−２７３９５４号公報

本発明は、広い周波数帯域や複数の周波数でのノイズを除去することができる積層型電子部品を提供する。

本発明に係る積層型電子部品は、複数の絶縁層に形成され、かつ両端部が外部電極に接続された第１のコイルパターンと、少なくとも１枚の絶縁層を介して第１のコイルパターンと対向するように配置された第２のコイルパターンとを備える。そして、第２のコイルパターンの両端部は外部電極を接続しないように構成されている。

このような構成により、第１のコイルパターンの浮遊容量成分と第１のコイルパターンのインダクタンス成分とによって特定の周波数で共振するとともに、第１のコイルパターンと磁気結合した第２のコイルパターンのインダクタンス成分および第１，第２のコイルパターン間に発生した相互インダクタンスと、第１のコイルパターンと第２のコイルパターン間に発生した浮遊容量成分とによって他の特定の周波数で共振する。従って、２つの減衰極が生じ、これにより、広い周波数帯域や２つの周波数でのノイズを除去することができる。

図１は本発明の実施の形態１に係る積層型電子部品の分解斜視図である。図２は本発明の実施の形態１に係る積層型電子部品の斜視図である。図３は本発明の実施の形態１に係る積層型電子部品の等価回路図である。図４は本発明の実施の形態１に係る積層型電子部品における周波数と減衰量の関係を示す特性図である。図５は本発明の実施の形態２に係る積層型電子部品の分解斜視図である。図６は本発明の実施の形態２に係る積層型電子部品の等価回路図である。図７は本発明の実施の形態２に係る積層型電子部品における周波数と減衰量の関係を示す特性図である。図８は本発明の実施の形態２に係る積層型電子部品の他の例を示す分解斜視図である。図９は本発明の実施の形態３に係る積層型電子部品の分解斜視図である。図１０は本発明の実施の形態３に係る積層型電子部品の等価回路図である。図１１は本発明の実施の形態３に係る積層型電子部品における周波数と減衰量の関係を示す特性図である。図１２は本発明の実施の形態３に係る積層型電子部品の他の例を示す分解斜視図である。図１３は従来の積層型電子部品における周波数と減衰量の関係を示す特性図である。図１４は従来の積層型電子部品の等価回路図である。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１に係る積層型電子部品の分解斜視図である。図２は本発明の実施の形態１に係る積層型電子部品の斜視図である。図１、図２において、本発明の積層型電子部品は、複数の第１の絶縁層１で構成された絶縁体２と、絶縁体２に形成され、かつ両端部３ａ，３ｂが外部電極４ａ，４ｂに接続された第１のコイルパターン３と、この第１のコイルパターン３の上面に形成された第２の絶縁層５と、この第２の絶縁層５を介して第１のコイルパターン３と対向するように配置された第２のコイルパターン６とを備え、第２のコイルパターン６の両端部６ａ，６ｂに外部電極を接続しないように構成したものである。

上記構成において、第１の絶縁層１は、絶縁性を有し、かつＮｉ−Ｚｎフェライト等の磁性材料によって形成された第１〜第３の磁性体層７ａ〜７ｃで構成されている。また、絶縁体２は、第１〜第３の磁性体層７ａ〜７ｃを下から順に積層することにより形成されている。

第１のコイルパターン３は、第１の磁性体層７ａの上面に形成された引出用導体８と、第２の磁性体層７ｂの上面に形成された渦巻状のコイル導体９とで構成されている。また、引出用導体８の一端部８ａとコイル導体９の一端部９ａとは、第２の磁性体層７ｂに形成されたビア１０を介して接続されている。なお、ビア１０は、第２の磁性体層７ｂを貫通する孔に銀などの導電材料を充填して形成される。

引出用導体８の他端部８ｂとコイル導体９の他端部９ｂ、すなわち、第１のコイルパターン３の両端部３ａ、３ｂは、第１の磁性体層７ａ、第２の磁性体層７ｂより外側に露出し、外部電極４ａ，４ｂとそれぞれ接続される。なお、第１のコイルパターン３は、銀などの導電材料をめっきすることにより形成される。

外部電極４ａ，４ｂは、積層型電子部品の両端部に銀を印刷することによって形成されている。また、外部電極４ａ，４ｂの表面には、ニッケルめっき層、すずめっき層がそれぞれ施されている。

第２の絶縁層５は、コイル導体９の上面に形成され、絶縁性を有し、かつＣｕ−Ｚｎフェライト、ガラスセラミック等の非磁性材料によりシート状に構成されている。

第２のコイルパターン６は、第２の絶縁層５の上面に銀などの導電材料を渦巻状にめっきすることにより形成されている。そして、第２のコイルパターン６は、１枚の絶縁層５を介して第１のコイルパターン３と対向するように配置される。また、第２のコイルパターン６の両端部６ａ，６ｂは外側に露出しないようにして、外部電極に接続されないように構成している。なお、第２のコイルパターン６の上面には第３の磁性体層７ｃが形成されている。

このとき、第１のコイルパターン３と第２のコイルパターン６の互いに対向する部分、すなわち、コイル導体９と第２のコイルパターン６は、上面視にて互いに重なるように配設される。このコイル導体９と第２のコイルパターン６の形状をそれぞれ渦巻状にしているため、第１のコイルパターン３と第２のコイルパターン６との磁気的結合を大きくすることができ、これにより、相互インダクタンスを大きくすることができる。

なお、図１において第２の絶縁層５、第１〜第３の磁性体層７ａ〜７ｃは１層となっているが、複数層であってもよい。

このような構成とすることにより、積層型電子部品の本体部１１が形成される。この本体部１１の両端部には、一対の外部電極４ａ，４ｂが設けられており、かつこの一対の外部電極４ａ，４ｂは、第１のコイルパターン３の両端部３ａ，３ｂとそれぞれ接続されるように形成されている。

次に、本発明の実施の形態１における積層型電子部品の製造方法について説明する。

図１、図２において、まず、それぞれ絶縁層１，５の原材料である磁性材料や非磁性材料の粉体および樹脂からなる混合物により、方形の第２の絶縁層５、第１〜第３の磁性体層７ａ〜７ｃをそれぞれ所定枚数作製する。このとき、第２の磁性体層７ｂの所定箇所にレーザ、パンチングなどで孔あけ加工し、この孔に銀を充填して、ビア１０を形成する。

次に、第１の磁性体層７ａの上面に引出用導体８をめっきによって形成する。その後、この引出用導体８の上面にビア１０を有する第２の磁性体層７ｂを積層する。このとき、引出用導体８の一端部８ａとビア１０とを接続する。

次に、第２の磁性体層７ｂの上面に渦巻状のコイル導体９をめっきによって形成する。このとき、コイル導体９の一端部９ａとビア１０とを接続し第１のコイルパターン３を構成する。

次に、このコイル導体９の上面に第２の絶縁層５を積層する。その後、この第２の絶縁層５の上面に渦巻状の第２のコイルパターン６を形成する。このとき、第２のコイルパターン６とコイル導体９を上面視にて互いに重なるように配設する。

なお、第１のコイルパターン３（引出用導体８、コイル導体９）、第２のコイルパターン６の形成方法は、別途用意したベース板（図示せず）に所定パターン形状の導体をめっきによって形成し、その後、この導体を各層に転写することにより形成する。また、第１のコイルパターン３、第２のコイルパターン６はめっきで形成するのではなく、その他の印刷や蒸着等の方法で形成してもよい。

次に、第２のコイルパターン６の上面に第３の磁性体層７ｃを積層して積層型電子部品の本体部１１を形成する。

次に、本体部１１を所定の温度、時間で焼成する。そして、本体部１１の両端面に第１のコイルパターン３の両端部３ａ，３ｂとそれぞれ接続されるように銀を印刷して一対の外部電極４ａ，４ｂを形成する。

最後に、一対の外部電極４ａ，４ｂの表面にめっきによってニッケルめっき層、すずめっき層を形成する。

上記したように、本発明の実施の形態１においては、第２の絶縁層５を介して第１のコイルパターン３と対向するように配置された第２のコイルパターン６の両端部６ａ，６ｂに外部電極を接続しないように構成している。従って、広い周波数帯域や２つの周波数でのノイズを除去することができる。

図３は本発明の実施の形態１に係る積層型電子部品の等価回路図である。図４は本発明の実施の形態１に係る積層型電子部品における周波数と減衰量の関係を示す特性図である。図３、図４において、第１のコイルパターン３と並列に浮遊容量Ｃが発生する。そして、この浮遊容量成分と第１のコイルパターン３のインダクタンス成分とによって特定の周波数（Ｆ１）で共振する。さらに、第１のコイルパターン３と磁気結合した第２のコイルパターン６自身のインダクタンス成分および第１、第２のコイルパターン３，６間に発生した相互インダクタンスＭと、第１のコイルパターン３と第２のコイルパターン６間に発生した浮遊容量成分とによって他の特定の周波数（Ｆ２）で共振する。これにより、図４に示すように２つの周波数（Ｆ１、Ｆ２）において減衰極が生じる。

また、第２のコイルパターン６の端部６ａ，６ｂの両方とも外部電極に接続しないようにしているため、対応する外部電極を形成する必要がない。これにより、生産性を向上させることができ、また、積層型電子部品を実装する際の実装面籍を小さくすることができる。

なお、上記した本発明の実施の形態１においては、第１の絶縁層１を磁性材料で、第２の絶縁層５を非磁性材料でそれぞれ構成しているが、必ずしもその必要はない。また、第１の絶縁層１、第２の絶縁層５のうち少なくとも一方を磁性体あるいは誘電体で構成すれば、インダクタンス成分や浮遊容量成分を大きくすることができるため、より多くのノイズを除去することができる。

（実施の形態２）
図５は本発明の実施の形態２に係る積層型電子部品の分解斜視図である。図６は本発明の実施の形態２に係る積層型電子部品の等価回路図である。なお、この本発明の実施の形態２においては、上記した本発明の実施の形態１と同様の構成を有するものについては、同一符号を付しており、その説明は省略する。

図５、図６において、本発明の実施の形態２が上記した本発明の実施の形態１と相違する点は、第２のコイルパターン６を２つ設けた点である。また、２つの第２のコイルパターン６は、ともにその形状が渦巻状で、第２の絶縁層５を介して第１のコイルパターン３の上方に位置している。

図７は本発明の実施の形態２に係る積層型電子部品における周波数と減衰量の関係を示す特性図である。図７において、第２のコイルパターン６のインダクタンス成分と浮遊容量成分とによって共振する周波数が２つ発生（Ｆ２、Ｆ３）し、３つの周波数（Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３）において減衰極が生じる。これにより、広い周波数帯域や複数の周波数でのノイズを除去することができる。

図８は本発明の実施の形態２に係る積層型電子部品の他の例を示す分解斜視図である。図８において、２つの第２のコイルパターン６で第１のコイルパターン３をサンドイッチするように配置している。このような構成にすれば、安定した特性が得られる。

また、上記した本発明の実施の形態２においては、第２のコイルパターン６を２つ形成したが、３つ以上形成してもよく、このように３つ以上形成した場合は、減衰極の数が増加するため、より広い周波数帯域やより多数の周波数でのノイズを除去することができる。

（実施の形態３）
図９は本発明の実施の形態３に係る積層型電子部品の分解斜視図である。図１０は本発明の実施の形態３に係る積層型電子部品の等価回路図である。なお、この本発明の実施の形態３においては、上記した本発明の実施の形態１と同様の構成を有するものについては、同一符号を付しており、その説明は省略する。

図９、図１０において、本発明の実施の形態３が上記した本発明の実施の形態１と相違する点は、第１のコイルパターン３を２つ備え、この２つの第１のコイルパターン３でコモンモードノイズフィルタを設けた点である。第１のコイルパターン３と対応するように第２のコイルパターン６を形成する。そして、各第１のコイルパターン３の渦巻状のコイル導体９同士が対向するように構成し、コイル導体９同士が磁気結合するようにして、コモンモードノイズを除去する。

図１１は本発明の実施の形態３に係る積層型電子部品における周波数と減衰量の関係を示す特性図である。図１１において、コモンモードノイズフィルタにおいても、２つの周波数（Ｆｃ１、Ｆｃ２）において減衰極が生じる。よって、広い周波数帯域や２つの周波数でのコモンモードノイズを除去することができる。なお、ディファレンシャルモード（ノーマルモード）についても、２つの周波数（Ｆｄ１、Ｆｄ２）において減衰極が生じる。

図１２は本発明の実施の形態３に係る積層型電子部品の他の例を示す分解斜視図である。図１２において、第１のコイルパターン３の引出用導体８と第２のコイルパターン６とを同じ絶縁層に設けるようにすれば、低背化が可能となる。

本発明に係る積層型電子部品は、広い周波数帯域や複数の周波数でのノイズを除去することができる。特にデジタル機器やＡＶ機器、情報通信端末等の各種電子機器のノイズ対策として使用される積層型電子部品等において有用である。

１第１の絶縁層
３第１のコイルパターン
３ａ，３ｂ第１のコイルパターンの両端部
４ａ，４ｂ外部電極
５第２の絶縁層
６第２のコイルパターン
６ａ，６ｂ第２のコイルパターンの両端部

Claims

複数の絶縁層の上面に形成され、かつ両端部が外部電極に接続された第１のコイルパターンと、
少なくとも１枚の絶縁層を介して前記第１のコイルパターンと対向するように配置された第２のコイルパターンと、を備え、
前記第２のコイルパターンの両端部に前記外部電極を接続しないことを特徴とする
積層型電子部品。
前記第２のコイルパターンが複数設けられたことを特徴とする
請求項１記載の積層型電子部品。
前記第１のコイルパターンと前記第２のコイルパターンの互いに対向する部分が上面視にて互いに重なるように配設されたことを特徴とする
請求項１記載の積層型電子部品。
前記第１のコイルパターンと前記第２のコイルパターンの互いに対向する部分の形状がそれぞれ渦巻状であることを特徴とする
請求項１記載の積層型電子部品。
前記絶縁層の一部が磁性体あるいは誘電体で構成されたことを特徴とする
請求項１記載の積層型電子部品。
前記第１のコイルパターンが２つ備えられ、
前記第１のコイルパターンによりコモンモードノイズフィルタが構成されたことを特徴とする
請求項１記載の積層型電子部品。
前記第１のコイルパターンの引出用導体と前記第２のコイルパターンとが同一の前記絶縁層に設けられたことを特徴とする
請求項６記載の積層型電子部品。