WO2005060093A1 - 積層セラミック電子部品 - Google Patents

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WO2005060093A1
WO2005060093A1 PCT/JP2004/018397 JP2004018397W WO2005060093A1 WO 2005060093 A1 WO2005060093 A1 WO 2005060093A1 JP 2004018397 W JP2004018397 W JP 2004018397W WO 2005060093 A1 WO2005060093 A1 WO 2005060093A1
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coil conductor
shaped coil
strip
laminate
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PCT/JP2004/018397
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Inventor
Katsuyuki Uchida
Hajime Arakawa
Masami Sugitani
Yukio Sakamoto
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Murata Manufacturing Co., Ltd.
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    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H7/00Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
    • H03H7/01Frequency selective two-port networks
    • H03H7/0153Electrical filters; Controlling thereof
    • H03H7/0161Bandpass filters
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H7/00Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
    • H03H7/01Frequency selective two-port networks
    • H03H7/0123Frequency selective two-port networks comprising distributed impedance elements together with lumped impedance elements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F17/00Fixed inductances of the signal type 
    • H01F17/0006Printed inductances
    • H01F17/0013Printed inductances with stacked layers
    • H01F2017/0026Multilayer LC-filter
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H1/00Constructional details of impedance networks whose electrical mode of operation is not specified or applicable to more than one type of network
    • H03H2001/0021Constructional details
    • H03H2001/0085Multilayer, e.g. LTCC, HTCC, green sheets

Definitions

  • the present invention relates to a multilayer ceramic electronic component, particularly to a multilayer ceramic electronic component such as a multilayer LC filter capable of efficiently suppressing high-frequency noise.
  • FIG. 14 is a horizontal sectional view of the laminated LC filter 71.
  • the laminated LC filter 71 is formed by stacking a plurality of insulating sheets provided with a coil conductor pattern 72 to form a laminate 75, and electrically connecting each coil conductor pattern 72 via an interlayer connection via hole provided in the insulating sheet. , Forming a spiral coil L2!
  • the direction of stacking the insulating sheets is the direction indicated by the arrow K, and the coil axis of the coil L2 is parallel to the direction of stacking the insulating sheets. That is, the coil L2 is a horizontal laminated horizontal coil. Input / output external electrodes 76 and 77 are formed at both left and right ends of the multilayer body 75, and ground external electrodes 78 and 79 are formed at the center of the side surface. A coil L2 is electrically connected between the input / output external electrodes 76 and 77. Then, a filter is formed by the capacitance generated between the coil conductor pattern 72 and the external external electrodes 78 and 79 and the inductance of the coil L2 itself.
  • the edge of the coil conductor pattern 72 faces the ground external electrodes 78 and 79, the multilayer LC filter 71 cannot form a large capacitance because the facing area between the two is small. Was.
  • the laminated LC filter 81 includes an insulating sheet provided with a plurality of strip-shaped coil conductor patterns 82 on the same surface, an insulating sheet provided with a plurality of interlayer connection via holes 84, and The strip-shaped coil conductor pattern 83 is laminated on an insulating sheet provided on the same surface to form a laminate 85.
  • Input / output external electrodes 86 and 87 are formed on both left and right ends of the multilayer body 85, and ground external electrodes 88 and 89 are formed in the center of the side surface.
  • a coil L3 is electrically connected between the input / output external electrodes 86 and 87. Then, a filter is formed by the capacitance generated between the via hole 84 for interlayer connection and the ground external electrodes 88 and 89 and the inductance of the coil L3 itself.
  • the laminated LC filter 81 has the via hole 84 for interlayer connection opposed to the ground external electrodes 88 and 89, it is possible to form a large capacitance with a small facing area between the two. Power.
  • Patent Document 1 JP-A-9-293612
  • Patent Document 2 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-252117
  • an object of the present invention is to provide a multilayer ceramic electronic component capable of obtaining a large capacitance.
  • a multilayer ceramic electronic component includes a ceramic laminate formed by stacking a plurality of ceramic layers, a ceramic laminate inside, and a ceramic layer on a surface of the ceramic layer.
  • a plurality of strip-shaped coil conductor patterns having pattern surfaces arranged in parallel to each other, a plurality of interlayer connection via holes having an axis parallel to the stacking direction of the ceramic layers inside the ceramic laminate, and a ceramic. It has ground external electrodes provided on the surface of the laminate and connects predetermined ends of a plurality of strip-shaped coil conductor patterns with a plurality of via holes for interlayer connection, and the coil axis is orthogonal to the stacking direction of the ceramic layers. And a via for interlayer connection on the surface of the ceramic laminate.
  • the external electrode is provided on a portion facing the strip-shaped coil conductor pattern surface, avoiding the portion facing the hole.
  • each of the strip-shaped coil conductor patterns faces the ground external electrode on the surface, so that the capacitance generated between them increases.
  • the ground external electrode forms part of the coil! Since the capacitors are provided so as not to face the interlayer connection via holes, independent capacitances are formed between the strip-shaped coil conductor pattern and the ground external electrode.
  • Each capacitance forms a plurality of resonance circuits together with the inductance of the strip-shaped coil conductor pattern, and the plurality of resonance circuits form a multi-stage filter.
  • the multilayer ceramic electronic component according to the second invention has a ceramic laminate formed by stacking a plurality of ceramic layers, and a pattern surface is arranged inside the ceramic laminate so as to be parallel to a surface of the ceramic layer.
  • a ground external electrode is provided, and predetermined ends of a plurality of strip-shaped coil conductor patterns are connected to each other by a plurality of interlayer connection via holes to form a coil whose coil axis is orthogonal to the stacking direction of the ceramic layers.
  • a ground external electrode is provided on a portion of the surface of the ceramic laminate opposite to the surface of the strip-shaped coil conductor pattern, and a ceramic layer is provided.
  • the strip-shaped coil conductor pattern is formed, and the ceramic layer between the curved surface and the surface facing the strip-shaped coil conductor pattern surface of the ceramic laminate also has a dielectric ceramic force. Is characterized in that the remaining ceramic layer also has a magnetic ceramic force.
  • each of the strip-shaped coil conductor patterns faces the ground external electrode on the surface, the capacitance generated between them becomes large.
  • the ceramic layer between the surface on which the strip-shaped coil conductor pattern is formed and the surface facing the strip-shaped coil conductor pattern surface of the ceramic laminate has a dielectric ceramic force. Therefore, a large capacitance is formed between the strip-shaped coil conductor pattern and the ground external electrode.
  • a part of the coil is formed, and a magnetic material is provided between the via hole for interlayer connection and the ground external electrode. Since the Lamix is provided, the capacitance formed between them is small. Therefore, large and small capacitances are alternately and repeatedly generated between the coil and the ground external electrode.
  • the small capacitance can be almost ignored, so that only the large capacitance forms a plurality of resonance circuits together with the inductance of the strip-shaped coil conductor pattern, and the plurality of resonance circuits constitute a multi-stage filter. Looks like.
  • a multilayer ceramic electronic component includes a ceramic laminate formed by stacking a plurality of ceramic layers, and a pattern surface parallel to a surface of the ceramic layer inside the ceramic laminate.
  • a ground external electrode is provided, and predetermined ends of a plurality of strip-shaped coil conductor patterns are connected to each other by a plurality of interlayer connection via holes to form a coil whose coil axis is orthogonal to the stacking direction of the ceramic layers.
  • a ground external electrode is provided, and between the surface on which the strip-shaped coil conductor pattern is formed and the surface facing the strip-shaped coil conductor pattern surface of the ceramic laminate, in the stacking direction of the ceramic layers.
  • the ceramic layer has a dielectric ceramic force, and the remaining ceramic layers of the ceramic laminate have a magnetic ceramic force.
  • the band-shaped coil conductor pattern and the ground external electrode face each other, so that a large capacitance can be formed between the band-shaped coil conductor pattern and the ground external electrode.
  • a multi-stage filter can be configured by providing the ground external electrode on the surface of the ceramic laminate so as not to face the via hole for interlayer connection forming a part of the coil. Further, the ceramic layer between the surface on which the strip-shaped coil conductor pattern is formed and the surface of the ceramic laminate facing the strip-shaped coil conductor pattern surface may be manufactured by using dielectric ceramics. , A multi-stage filter can be configured. As a result, a multilayer ceramic electronic component having a steep damping characteristic can be obtained.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view showing a first embodiment of a multilayer ceramic electronic component according to the present invention.
  • FIG. 2 is an internal perspective view of the multilayer ceramic electronic component shown in FIG. 1.
  • FIG. 3 is a vertical sectional view of the multilayer ceramic electronic component shown in FIG. 2.
  • FIG. 4 is an electrical equivalent circuit diagram of the multilayer ceramic electronic component shown in FIG.
  • FIG. 5 is an external perspective view showing a modification of the first embodiment.
  • FIG. 6 is an external perspective view showing another modification of the first embodiment.
  • FIG. 7 is an exploded perspective view showing a multilayer ceramic electronic component according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is an internal perspective view of the multilayer ceramic electronic component shown in FIG. 7.
  • FIG. 9 is a vertical sectional view of the multilayer ceramic electronic component shown in FIG.
  • FIG. 10 is an electrical equivalent circuit diagram of the multilayer ceramic electronic component shown in FIG.
  • FIG. 11 is an internal perspective view showing a third embodiment of the multilayer ceramic electronic component according to the present invention.
  • FIG. 12 is a vertical sectional view of the multilayer ceramic electronic component shown in FIG. 11.
  • FIG. 13 is an electrical equivalent circuit diagram of the multilayer ceramic electronic component shown in FIG.
  • FIG. 14 is a horizontal sectional view showing a conventional example.
  • FIG. 15 is an internal perspective view showing another conventional example.
  • the multilayer LC filter 1 includes ceramic green sheets 13a, 13b provided with a plurality of strip-shaped coil conductor patterns 9, lead conductor patterns 11, and via holes 7 for interlayer connection, and via holes 7 for interlayer connection. Ceramic green sheets 15a, 15b, 15c, 15d provided, ceramic green sheets 14a provided with a plurality of band-shaped coil conductor patterns 10 and via holes 7 for interlayer connection, and ceramic green sheets provided with a plurality of band-shaped coil conductor patterns 10 14b, and outer layer green ceramic sheets 16a, 16b, 16c, 16d and the like.
  • the ceramic green sheets 13a, 13b, 14a, 14b, 15a-15d, 16a-16d are, for example, It is made by kneading Fe—Ni—Cu ferrite ceramic powder or dielectric ceramic powder together with a binder, etc., into a sheet by a method such as the doctor blade method. However, in the first embodiment, it is assumed that all the ceramic green sheets 13a to 16d are manufactured (that is, made of a single material) using either the ceramic powder or the dielectric ceramic powder. The sheet and the dielectric sheet are mixed in the laminated LC filter 1.
  • the strip-shaped coil conductor patterns 9 and 10 and the lead conductor pattern 11 are formed by a method such as screen printing or the like using Ag, Pd, Cu, Au, or an alloy thereof.
  • a via hole 7 for interlayer connection which is a coil conductor, is formed with a laser beam or the like, and the hole is filled with a conductive paste mainly composed of Ag, Pd, Cu, Au, or an alloy thereof. It is formed by doing.
  • the strip-shaped coil conductor pattern 9 and the strip-shaped coil conductor pattern 10 are arranged in parallel on the sheets 13a and 13b and on the sheets 14a and 14b, respectively.
  • the via holes 7 for interlayer connection have their axes arranged in the stacking direction of the sheets 13a to 16d and are connected. Then, the ends of the strip-shaped coil conductor pattern 9 are electrically connected to the ends of the strip-shaped coil conductor pattern 10 through the via holes 7 for interlayer connection, thereby forming the strip-shaped coil conductor pattern 9 and the strip-shaped coil conductor pattern. 10 are alternately electrically connected in series to form a helical coil L1.
  • the lead conductor patterns 11 are exposed on the left and right sides of the sheets 13a and 13b, respectively.
  • Each of the sheets 13a to 16d is stacked and pressed, and then integrally fired to form a laminate 21 having a rectangular parallelepiped shape as shown in FIG.
  • Input / output external electrodes 22 and 23 are formed on the left and right end surfaces of the laminate 21, and a ground external electrode 24 is formed on the bottom surface of the laminate 21.
  • the external electrodes 22-24 are formed by a method such as coating and baking, sputtering, or vapor deposition.
  • the lead conductor patterns 11 are connected to the external electrodes 22 and 23, respectively.
  • the ground external electrode 24 is not connected to any of them. Then, apply Ni plating and Sn plating on the surface of the external electrodes 22-24 to improve solderability.
  • the laminated LC filter 1 having the above-described constitutional strength has a spiral coil L1 in which the coil axis is orthogonal to the stacking direction of the sheets 13a-16d (the direction indicated by the arrow K) inside the laminated body 21. ing. Further, input / output external electrodes 22, 23 electrically connected to both ends of the spiral coil L1 are provided on both left and right end surfaces of the laminated LC filter 1. Therefore, the coil L1 is a so-called “vertical laminated horizontal coil” coil.
  • FIG. 4 is an electrical equivalent circuit diagram of the multilayer LC filter 1.
  • Each of the capacitances C1 and C4 forms a plurality of resonance circuits together with the inductance of the strip-shaped coil conductor pattern 10, and the plurality of resonance circuits form a multi-stage filter. As a result, a distributed multilayer LC filter 1 having steep attenuation characteristics can be obtained.
  • the strip-shaped coil conductor pattern 10 and the ground external electrode 24 constitute the capacitance C1 to C4, the residual inductance is reduced as compared with the LC filter in which the capacitor electrode is built in the laminate. be able to. This is because in the LC filter in which the capacitor electrode is built in the multilayer body, inductance is generated in a lead portion for electrically connecting the capacitor electrode to the external ground electrode. In FIG. 1, since there is no lead-out portion of the capacitor electrode (the external ground electrode 24 also has the function of the capacitor electrode), it has a force to reduce the residual inductance.
  • two sheets each having the strip-shaped coil conductor patterns 9 and 10 provided on the surface thereof are overlapped to form the strip-shaped coil conductor patterns 9 and 10 into a two-layer structure.
  • the DC resistance value of L1 is reduced.
  • FIG. 5 is a perspective view showing a multilayer LC filter 1A in which a ground external electrode 25 is also provided on the upper surface of the multilayer body 21.
  • the laminated LC filter 1A has no vertical direction, and the ground external electrode on the upper side is a floating electrode.
  • both external ground electrodes 24 and 25 are electrically connected to the ground electrode of the circuit board and function effectively. Will be.
  • it may be a laminated LC filter 1B provided with a ground external electrode 26 as shown in FIG.
  • the ground external electrode 26 is provided on the upper surface and the bottom surface of the multilayer body 21, and both are connected by a connecting portion 26 a provided on the side surface of the multilayer body 21.
  • the connection portion 26a is provided at a position that does not face the via hole 7 for interlayer connection. That is, in the case of the first embodiment, it is necessary to dispose the ground external electrode so as to avoid a portion of the surface of the multilayer body 21 facing the via hole 7 for interlayer connection. This is because if the ground external electrode is provided on the entire outer periphery of the multilayer body 21 so as to cover the coil L1, the multilayer LC filter 1 cannot be a multi-stage filter.
  • the laminated LC filter 41 of the second embodiment is the same as the laminated LC filter 1 of the first embodiment except that the material of the ceramic green sheet is changed. That is, in the laminated LC filter 41, the sheets 13a, 13b, 14a, 15a to 15d are made of magnetic ceramics, and the sheets 17, 18a to 18d are made of dielectric ceramics. Therefore, the detailed description is omitted.
  • FIG. 8 is an internal perspective view of the laminated LC filter 41
  • FIG. 9 is a vertical sectional view thereof.
  • the laminated body 51 has a surface on which the strip-shaped coil conductor patterns 9 are formed and a surface on which the strip-shaped coil conductor patterns 10 are arranged in the sheet stacking direction (the direction of arrow K).
  • the ceramic layer 52 between them also has a magnetic ceramic force.
  • the ceramic layer 53 between the surface on which the strip-shaped coil conductor pattern 9 is formed and the surface (upper surface) of the laminate 51 facing the strip-shaped coil conductor pattern 9 also has a dielectric ceramic force.
  • the ceramic layer 54 between the surface on which the strip-shaped coil conductor pattern 10 is formed and the front surface (bottom surface) facing the strip-shaped coil conductor pattern 10 of the laminate 51 is also made of dielectric ceramics. .
  • FIG. 10 is an electric equivalent circuit diagram of the multilayer LC filter 1.
  • the dielectric constant of the dielectric ceramic of the ceramic layers 53 and 54 it is possible to change the design of the capacitance without affecting the inductance of the coil L1. Furthermore, the insulation resistance can be increased as compared with the case where the laminated body is formed only of magnetic ceramics, and insulation failure between the strip-shaped coil conductor patterns 9 and 10 and the ground external electrode 24 can be reduced.
  • the multilayer LC filter of the third embodiment is the same as the multilayer LC filter 41 of the second embodiment except that the shape of the ground external electrode is changed. That is, as shown in FIG. 11, the multilayer LC filter 61 has the ground external electrode 62 provided on the entire outer periphery of the multilayer body 51 so as to cover the coil L1.
  • the ceramic layers 53 and 54 of the laminated body 51 also have dielectric ceramic power, and the strip-shaped coil conductor patterns 9 and 10 and the ground external electrode 62 are formed by the dielectric ceramic layers 53 and 54. It faces across a wide area. Further, since the insulating layer between the strip-shaped coil conductor patterns 9 and 10 and the ground external electrode 62 is formed of the ceramic green sheets 17, 18a-18d, the thickness can be easily controlled and the thickness can be reduced. Therefore, large capacitances C1 to C9 are generated between the respective strip-shaped coil conductor patterns 9 and 10 and the ground external electrode 62.
  • the magnetic ceramic of the ceramic layer 52 is provided, and Is small.
  • a mother block containing multiple laminated LC filters is manufactured in the state of a single laminated block, and then cut for each product size.
  • the distance between the ground external electrode 62 and the via hole 7 for interlayer connection becomes long. Therefore, only a small capacitance Cla-C8a is generated between the via hole 7 for interlayer connection and the ground external electrode 62.
  • the distance (thickness of the dielectric ceramic layers 53 and 54) between the strip-shaped coil conductor patterns 9 and 10 and the ground external electrode 62 is determined by the distance between the via hole 7 for interlayer connection in the magnetic ceramic layer 52 and the ground external electrode 62.
  • the small capacitance C la-C8a is almost negligible compared to the large capacitance C1-C9.
  • FIG. 13 is an electrical equivalent circuit diagram of the multilayer LC filter 61.
  • the multilayer LC filter 61 when arranging the ground external electrode, can be formed without avoiding the portion of the surface of the multilayer body 51 facing the via hole 7 for interlayer connection. It can be a multi-stage filter.
  • multilayer ceramic electronic components include, for example, multilayer inductors and multilayer impedance elements.
  • a multilayer ceramic electronic component In the case of manufacturing a multilayer ceramic electronic component, the method is not necessarily limited to a method of stacking ceramic sheets provided with a strip-shaped coil conductor pattern or a via hole and then integrally firing. Further, a multilayer ceramic electronic component may be manufactured by a method described below. That is, after a paste-like ceramic material is applied by printing or the like to form a ceramic layer, a paste-like conductive material is applied to the ceramic layer to form a strip-shaped coil conductor pattern or a via hole. Further, a ceramic material in the form of a paste is also applied with an overpressure to form a ceramic layer. The ceramic electronic component having a laminated structure can be obtained by successively coating in this manner.
  • the present invention is useful for a multilayer ceramic electronic component such as a multilayer LC filter, and is particularly excellent in that a large capacitance can be obtained.

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Abstract

 積層体(21)の内部に、コイル軸がセラミックシートの積み重ね方向(矢印K方向)と直交する螺旋状コイル(L1)が配設されている積層LCフィルタ(1)。積層LCフィルタ(1)の左右の両端面に、螺旋状コイル(L1)の両端部に電気的に接続された入出力用外部電極(22),(23)が配設され、コイル(L1)は、いわゆる「縦積層横巻型」のコイルとなっている。積層体(21)の下部に配置されている帯状コイル導体パターン(10)はグランド外部電極(24)と面で対向する。さらに、グランド外部電極(24)は、コイル(L1)の一部を構成している層間接続用ビアホール(7)には対向しないように設けられている。                                                                                     

Description

明 細 書
積層セラミック電子部品
技術分野
[0001] 本発明は、積層セラミック電子部品、特に、高周波ノイズを効率良く抑制することが できる積層 LCフィルタなどの積層セラミック電子部品に関する。
背景技術
[0002] 従来より、積層 LCフィルタとして、特許文献 1に記載のものが知られている。図 14は この積層 LCフィルタ 71の水平断面図である。積層 LCフィルタ 71は、コイル導体パタ ーン 72を設けた絶縁シートを複数積み重ねて積層体 75とし、各コイル導体パターン 72を絶縁シートに設けた層間接続用ビアホールを介して電気的に接続して、螺旋状 のコイル L2を形成して!/、る。
[0003] 絶縁シートの積み重ね方向は矢印 Kで示した方向であり、コイル L2のコイル軸は絶 縁シートの積み重ね方向と平行である。すなわち、コイル L2は横積層横卷型のコィ ルである。積層体 75の左右両端部には入出力外部電極 76, 77が形成され、側面の 中央部にはグランド外部電極 78, 79が形成されている。入出力外部電極 76と 77の 間には、コイル L2が電気的に接続されている。そして、コイル導体パターン 72とダラ ンド外部電極 78, 79との間に発生する静電容量とコイル L2自身が有するインダクタ ンスとでフィルタを構成して!/、る。
[0004] しかしながら、積層 LCフィルタ 71は、コイル導体パターン 72のエッジ部がグランド 外部電極 78, 79に対向するため、両者間の対向面積が小さぐ大きな静電容量を形 成することができなかった。
[0005] 一方、縦積層横卷型コイルを内蔵した積層 LCフィルタとしては、特許文献 2に記載 のものが知られている。図 15に示すように、この積層 LCフィルタ 81は、複数の帯状コ ィル導体パターン 82を同一面上に設けた絶縁シートと、複数の層間接続用ビアホー ル 84を設けた絶縁シートと、複数の帯状コイル導体パターン 83を同一面上に設けた 絶縁シートとを積み重ねて積層体 85として 、る。
[0006] 積層体 85の上部に配置された帯状コイル導体パターン 82の端部力 層間接続用 ビアホール 84を介して、積層体 85の下部に配置された帯状コイル導体パターン 83 の端部に電気的に接続することにより、帯状コイル導体パターン 82と 83が交互に電 気的に直列に接続して螺旋状コイル L3を形成して 、る。絶縁シートの積み重ね方向 は矢印 Kで示した方向であり、コイル L3のコイル軸は絶縁シートの積み重ね方向と 直交している。すなわち、コイル L3は縦積層横卷型のコイルである。
[0007] 積層体 85の左右両端部には入出力外部電極 86, 87が形成され、側面の中央部 にはグランド外部電極 88, 89が形成されている。入出力外部電極 86と 87の間には 、コイル L3が電気的に接続されている。そして、層間接続用ビアホール 84とグランド 外部電極 88, 89との間に発生する静電容量とコイル L3自身が有するインダクタンス とでフィルタを構成して 、る。
[0008] し力しながら、積層 LCフィルタ 81も、層間接続用ビアホール 84がグランド外部電極 88, 89に対向するため、両者間の対向面積が小さぐ大きな静電容量を形成するこ とができな力 た。
特許文献 1:特開平 9—293612号公報
特許文献 2:特開 2002 - 252117号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0009] そこで、本発明の目的は、大きな静電容量が得られる積層セラミック電子部品を提 供することにある。
課題を解決するための手段
[0010] 前記目的を達成するため、第 1の発明に係る積層セラミック電子部品は、複数のセ ラミック層を積み重ねて構成したセラミック積層体と、セラミック積層体の内部に、セラ ミック層の面に対してパターン面が平行に配置された複数の帯状コイル導体パターン と、セラミック積層体の内部に、軸心がセラミック層の積み重ね方向に対して平行に 配置された複数の層間接続用ビアホールと、セラミック積層体の表面に設けられたグ ランド外部電極とを備え、複数の帯状コイル導体パターンの所定の端部同士を複数 の層間接続用ビアホールによって接続して、コイル軸がセラミック層の積み重ね方向 と直交するコイルを構成するとともに、セラミック積層体の表面のうち、層間接続用ビ ァホールと対向する部分を避けて、帯状コイル導体パターン面と対向する部分にダラ ンド外部電極が設けられて 、ることを特徴とする。
[0011] 第 1の発明によれば、それぞれの帯状コイル導体パターンはグランド外部電極と面 で対向するため、両者間に発生する静電容量が大きくなる。さらに、グランド外部電 極は、コイルの一部を構成して!/、る層間接続用ビアホールに対向しな 、ように設けら れているため、帯状コイル導体パターンとグランド外部電極との間にそれぞれ独立し た静電容量が形成される。そして、それぞれの静電容量が帯状コイル導体パターン のインダクタンスとともに複数の共振回路を形成し、この複数の共振回路が多段フィ ルタを構成する。
[0012] 第 2の発明に係る積層セラミック電子部品は、複数のセラミック層を積み重ねて構成 したセラミック積層体と、セラミック積層体の内部に、セラミック層の面に対してパター ン面が平行に配置された複数の帯状コイル導体パターンと、セラミック積層体の内部 に、軸心がセラミック層の積み重ね方向に対して平行に配置された複数の層間接続 用ビアホールと、セラミック積層体の表面に設けられたグランド外部電極とを備え、複 数の帯状コイル導体パターンの所定の端部同士を複数の層間接続用ビアホールに よって接続して、コイル軸がセラミック層の積み重ね方向と直交するコイルを構成する とともに、セラミック積層体の表面のうち、帯状コイル導体パターン面と対向する部分 にグランド外部電極が設けられ、セラミック層の積み重ね方向において、帯状コイル 導体パターンが形成されて 、る面と、セラミック積層体の帯状コイル導体パターン面 に対向している表面との間のセラミック層が誘電体セラミックス力もなり、セラミック積 層体の残りのセラミック層が磁性体セラミックス力もなることを特徴とする。
[0013] 第 2の発明によれば、それぞれの帯状コイル導体パターンはグランド外部電極と面 で対向するため、両者間に発生する静電容量が大きくなる。
[0014] さらに、セラミック層の積み重ね方向において、帯状コイル導体パターンが形成され ている面と、セラミック積層体の帯状コイル導体パターン面に対向している表面との間 のセラミック層が誘電体セラミックス力 なるようにしたので、帯状コイル導体パターン とグランド外部電極との間には大きな静電容量が形成される。これに対して、コイルの 一部を構成して 、る層間接続用ビアホールとグランド外部電極との間には磁性体セ ラミックスが配設されているため、両者間に形成される静電容量は小さい。従って、コ ィルとグランド外部電極との間に、大小の静電容量が交互に繰り返して発生すること になる。そして、見掛け上は、小さな静電容量は殆ど無視できるので、大きな静電容 量のみが帯状コイル導体パターンのインダクタンスとともに複数の共振回路を形成し 、この複数の共振回路が多段フィルタを構成して 、るように見える。
[0015] 第 3の発明に係る積層セラミック電子部品は、複数のセラミック層を積み重ねて構成 したセラミック積層体と、セラミック積層体の内部に、セラミック層の面に対してパター ン面が平行に配置された複数の帯状コイル導体パターンと、セラミック積層体の内部 に、軸心がセラミック層の積み重ね方向に対して平行に配置された複数の層間接続 用ビアホールと、セラミック積層体の表面に設けられたグランド外部電極とを備え、複 数の帯状コイル導体パターンの所定の端部同士を複数の層間接続用ビアホールに よって接続して、コイル軸がセラミック層の積み重ね方向と直交するコイルを構成する とともに、セラミック積層体の表面のうち、層間接続用ビアホールと対向する部分を避 けて、帯状コイル導体パターン面と対向する部分にグランド外部電極が設けられ、セ ラミック層の積み重ね方向にぉ ヽて、帯状コイル導体パターンが形成されて ヽる面と 、セラミック積層体の帯状コイル導体パターン面に対向している表面との間のセラミツ ク層が誘電体セラミックス力 なり、セラミック積層体の残りのセラミック層が磁性体セ ラミックス力 なることを特徴とする。
発明の効果
[0016] 本発明によれば、帯状コイル導体パターンとグランド外部電極が面で対向するので 、帯状コイル導体パターンとグランド外部電極の間に大きな静電容量を形成すること ができる。
[0017] さらに、グランド外部電極を、コイルの一部を構成している層間接続用ビアホールに 対向しないように、セラミック積層体の表面に設けることにより、多段フィルタを構成す ることができる。また、帯状コイル導体パターンが形成されている面とセラミック積層体 の帯状コイル導体パターン面に対向している表面との間のセラミック層を、誘電体セ ラミックスにて製作することによつても、多段フィルタを構成することができる。この結果 、急峻な減衰特性を有する積層セラミック電子部品を得ることができる。 図面の簡単な説明
[0018] [図 1]本発明に係る積層セラミック電子部品の第 1実施例を示す分解斜視図。
[図 2]図 1に示した積層セラミック電子部品の内部透視図。
[図 3]図 2に示した積層セラミック電子部品の垂直断面図。
[図 4]図 2に示した積層セラミック電子部品の電気等価回路図。
[図 5]第 1実施例の変形例を示す外観斜視図。
[図 6]第 1実施例の別の変形例を示す外観斜視図。
[図 7]本発明に係る積層セラミック電子部品の第 2実施例を示す分解斜視図。
[図 8]図 7に示した積層セラミック電子部品の内部透視図。
[図 9]図 8に示した積層セラミック電子部品の垂直断面図。
[図 10]図 8に示した積層セラミック電子部品の電気等価回路図。
[図 11]本発明に係る積層セラミック電子部品の第 3実施例を示す内部透視図。
[図 12]図 11に示した積層セラミック電子部品の垂直断面図。
[図 13]図 12に示した積層セラミック電子部品の電気等価回路図。
[図 14]従来例を示す水平断面図。
[図 15]別の従来例を示す内部透視図。
発明を実施するための最良の形態
[0019] 以下、本発明に係る積層セラミック電子部品の実施例について添付の図面を参照 して説明する。
[0020] (第 1実施例、図 1一図 6参照)
図 1に示すように、積層 LCフィルタ 1は、複数の帯状コイル導体パターン 9と引出し 導体パターン 11と層間接続用ビアホール 7とを設けたセラミックグリーンシート 13a, 1 3bと、層間接続用ビアホール 7を設けたセラミックグリーンシート 15a, 15b, 15c, 15 dと、複数の帯状コイル導体パターン 10と層間接続用ビアホール 7を設けたセラミック グリーンシート 14aと、複数の帯状コイル導体パターン 10を設けたセラミックグリーン シート 14bと、外層用セラミックグリーンシート 16a, 16b, 16c, 16dなどで構成されて いる。
[0021] セラミックグリーンシート 13a, 13b, 14a, 14b, 15a— 15d, 16a— 16dは、例えば Fe— Ni— Cu系のフェライトセラミック粉末や誘電体セラミック粉末を結合剤などと一緒 に混練したものを、ドクターブレード法などの方法でシート状にしたものである。ただし 、本第 1実施例は、フ ライトセラミック粉末と誘電体セラミック粉末のいずれか一方で 全てのセラミックグリーンシート 13a— 16dを製作する(すなわち、単一材料で製作す る)ものとし、磁性体シートと誘電体シートが積層 LCフィルタ 1内に混在して 、な 、。 帯状コイル導体パターン 9, 10や引出し導体パターン 11は、 Ag, Pd, Cu, Auやこ れらの合金など力 なり、スクリーン印刷などの方法により形成される。また、コイル用 導体である層間接続用ビアホール 7は、レーザビームなどを用いて孔を形成し、この 孔に Ag, Pd, Cu, Auやこれらの合金などを主成分とする導電性ペーストを充填する こと〖こよって形成される。
[0022] 帯状コイル導体パターン 9および帯状コイル導体パターン 10はそれぞれ、シート 13 a, 13b上およびシート 14a, 14b上に平行に配置されている。層間接続用ビアホー ル 7は、軸心がシート 13a— 16dの積み重ね方向に配設されており、連接されている 。そして、帯状コイル導体パターン 9の端部が、層間接続用ビアホール 7を介して帯 状コイル導体パターン 10の端部に電気的に接続することにより、帯状コイル導体バタ ーン 9と帯状コイル導体パターン 10が交互に電気的に直列に接続して螺旋状コイル L1を形成する。
[0023] 螺旋状コイル L1の両端部は引出し導体パターン 11に電気的に接続されて!ヽる。
引出し導体パターン 11はシート 13a, 13bの左右の辺にそれぞれ露出している。
[0024] 各シート 13a— 16dは積み重ねられて圧着された後、一体的に焼成されて図 2に示 すような直方体形状を有する積層体 21とされる。積層体 21の左右の端面には入出 力外部電極 22, 23が形成され、積層体 21の底面にはグランド外部電極 24が形成さ れている。外部電極 22— 24は、塗布焼付、スパッタリング、あるいは蒸着などの方法 により形成される。外部電極 22, 23には、引出し導体パターン 11がそれぞれ接続さ れている。グランド外部電極 24は、いずれにも接続しない。さら〖こ、外部電極 22— 24 の表面に、はんだ付け性改善などの目的で Niめっきおよび Snめっきなどを施す。
[0025] 以上の構成力もなる積層 LCフィルタ 1は、積層体 21の内部に、コイル軸がシート 1 3a— 16dの積み重ね方向(矢印 Kで示した方向)と直交する螺旋状コイル L1を有し ている。そして、積層 LCフィルタ 1の左右の両端面に、螺旋状コイル L1の両端部に 電気的に接続された入出力外部電極 22, 23が配設されている。従って、コイル L1 は、いわゆる「縦積層横卷型」のコイルとなっている。
[0026] 図 3に示すように、積層体 21の下部に配置されている帯状コイル導体パターン 10 はグランド外部電極 24と面で対向するため、両者間に発生する静電容量が大きくな る。
[0027] さらに、グランド外部電極 24は、コイル L1の一部を構成している帯状コイル導体パ ターン 9や層間接続用ビアホール 7には対向しないように設けられている。従って、静 電容量は帯状コイル導体パターン 10の部分には形成されるが、帯状コイル導体バタ ーン 9や層間接続用ビアホール 7の部分には形成されない。このため、帯状コイル導 体パターン 10のそれぞれとグランド外部電極 24との間に、独立した静電容量 CI, C 2, C3, C4が形成される。図 4は積層 LCフィルタ 1の電気等価回路図である。そして 、それぞれの静電容量 C1一 C4が帯状コイル導体パターン 10のインダクタンスととも に複数の共振回路を形成し、この複数の共振回路が多段のフィルタを構成する。こ の結果、急峻な減衰特性を有する分布型積層 LCフィルタ 1を得ることができる。
[0028] また、帯状コイル導体パターン 10とグランド外部電極 24が静電容量 C1一 C4を構 成するので、コンデンサ電極が積層体に内蔵されている LCフィルタと比較して、残留 インダクタンスを小さくすることができる。なぜなら、コンデンサ電極が積層体に内蔵さ れて 、る LCフィルタでは、コンデンサ電極をグランド外部電極に電気的に接続する ための引出し部にインダクタンスが発生するが、本第 1実施例の積層 LCフィルタ 1に はコンデンサ電極の引出し部分がない(グランド外部電極 24がコンデンサ電極の機 能も有している)ため、残留インダクタンスが小さくなる力もである。
[0029] さらに、本第 1実施例では、帯状コイル導体パターン 9, 10を表面に設けたシートを それぞれ 2枚重ねて、帯状コイル導体パターン 9, 10を 2層構造にすることにより、コ ィル L1の直流抵抗値を低減して 、る。
[0030] また、グランド外部電極は、積層体 21の帯状コイル導体パターン 10に対向する底 面だけでなぐ帯状コイル導体パターン 9に対向する上面にも形成してよい。図 5は積 層体 21の上面にもグランド外部電極 25を設けた積層 LCフィルタ 1Aを示す外観斜 視図である。この状態で回路基板に実装する場合には、上下の方向性のない積層 L Cフィルタ 1 Aとなり、上側になるグランド外部電極は浮き電極となる。しかし、積層 LC フィルタ 1Aを横置きに立てた状態で回路基板に実装する場合には、グランド外部電 極 24, 25は両方ともに回路基板のグランド電極に電気的に接続され、有効に機能す ることになる。
[0031] あるいは、図 6に示すようなグランド外部電極 26を設けた積層 LCフィルタ 1Bであつ てもよい。グランド外部電極 26は、積層体 21の上面と底面に配設され、両者を積層 体 21の側面に配設した接続部 26aによって繋いでいる。接続部 26aは層間接続用 ビアホール 7と対向しない位置に設けられている。つまり、本第 1実施例の場合、積層 体 21の表面のうち層間接続用ビアホール 7に対向する部分を避けるように、グランド 外部電極を配設する必要がある。コイル L1を覆うように、積層体 21の外周全部にグ ランド外部電極を設けると、積層 LCフィルタ 1を多段フィルタにすることができないか らである。
[0032] (第 2実施例、図 7—図 10参照)
図 7に示すように、第 2実施例の積層 LCフィルタ 41は、前記第 1実施例の積層 LC フィルタ 1において、セラミックグリーンシートの材料を変えたものと同様のものである。 つまり、積層 LCフィルタ 41は、シート 13a, 13b, 14a, 15a— 15dを磁性体セラミック スで製作し、シート 17, 18a— 18dを誘電体セラミックスで製作したものである。従つ て、その詳細な説明は省略する。図 8は積層 LCフィルタ 41の内部透視図であり、図 9はその垂直断面図である。
[0033] 図 9に示すように、積層体 51は、シートの積み重ね方向(矢印 K方向)において、帯 状コイル導体パターン 9が形成されている面と帯状コイル導体パターン 10が配置され ている面の間のセラミック層 52は磁性体セラミックス力もなる。また、帯状コイル導体 パターン 9が形成されている面と、積層体 51の帯状コイル導体パターン 9面に対向し ている表面(上面)との間のセラミック層 53は誘電体セラミックス力もなる。さらに、帯 状コイル導体パターン 10が形成されている面と、積層体 51の帯状コイル導体パター ン 10面に対向して 、る表面 (底面)との間のセラミック層 54も誘電体セラミックスから なる。 [0034] 従って、積層体 51の下部に配置されている帯状コイル導体パターン 10は誘電体セ ラミック層を挟んでグランド外部電極 24と面で対向するため、本第 2実施例の積層 L Cフィルタ 41は、両者間に発生する静電容量を第 1実施例の積層 LCフィルタ 1より一 層大きくできる。図 10は積層 LCフィルタ 1の電気等価回路図である。
[0035] また、セラミック層 53, 54の誘電体セラミックスの誘電率を変えることによって、コィ ル L1のインダクタンスには影響を与えることなぐ静電容量の設計変更をすることが できる。さらに、積層体を磁性体セラミックスだけで形成するよりも絶縁抵抗を高くでき 、帯状コイル導体パターン 9, 10とグランド外部電極 24との間の絶縁不良も低減でき る。
[0036] (第 3実施例、図 11一図 13参照)
第 3実施例の積層 LCフィルタは、前記第 2実施例の積層 LCフィルタ 41にお 、て、 グランド外部電極の形状を変えたものと同様のものである。つまり、図 11に示すように 、積層 LCフィルタ 61は、コイル L1を覆うように、積層体 51の外周全部にグランド外部 電極 62を設けている。
[0037] 図 12に示すように、積層体 51のセラミック層 53, 54が誘電体セラミックス力もなり、 さらに、帯状コイル導体パターン 9, 10とグランド外部電極 62は誘電体セラミック層 5 3, 54を挟んで広面積に対向している。また、帯状コイル導体パターン 9, 10とグラン ド外部電極 62との間の絶縁層は、セラミックグリーンシート 17, 18a— 18dで構成さ れるため、厚みの制御がし易く薄くできる。従って、それぞれの帯状コイル導体バタ ーン 9, 10とグランド外部電極 62との間には大きな静電容量 C1一 C9が発生する。
[0038] これに対して、コイルの一部を構成している層間接続用ビアホール 7とグランド外部 電極 62との間には、セラミック層 52の磁性体セラミックスが配設されるとともに、その 対向面積は小さい。また、通常、量産の場合には、複数の積層 LCフィルタを含んだ マザ一積層ブロックの状態で製造した後、製品サイズ毎にカットする。しかし、カットの 際には、積層ずれを考慮したカット代が必要であるため、グランド外部電極 62と層間 接続用ビアホール 7との距離が長くなる。このため、層間接続用ビアホール 7とグラン ド外部電極 62との間には、小さい静電容量 Cla— C8aしか発生しない。
[0039] 従って、コイル L1とグランド外部電極 62との間には、大小の静電容量が交互に繰り 返して発生することになる。特に、帯状コイル導体パターン 9, 10面とグランド外部電 極 62との間の距離 (誘電体セラミック層 53, 54の厚み)を、磁性体セラミック層 52に おける層間接続用ビアホール 7とグランド外部電極 62との間の距離の 1Z2以下にな るように設定した場合には、見掛け上は、大きな静電容量 C1一 C9と比較して小さな 静電容量 C la— C8aは殆ど無視できる。つまり、大きな静電容量 C1一 C9のみが帯 状コイル導体パターン 9, 10のインダクタンスとともに複数の共振回路を形成し、この 複数の共振回路が多段フィルタを構成しているように見える。この結果、急峻な減衰 特性を有する積層 LCフィルタ 61を得ることができる。図 13は積層 LCフィルタ 61の電 気等価回路図である。
[0040] つまり、本第 3実施例の場合、グランド外部電極を配設する際に、積層体 51の表面 のうち層間接続用ビアホール 7に対向する部分を避けなくても、積層 LCフィルタ 61を 多段フィルタにすることができる。
[0041] (他の実施例)
なお、本発明は、前記実施例に限定されるものではなぐその要旨の範囲内で種々 に変更することができる。積層セラミック電子部品としては、積層 LCフィルタの他に、 例えば積層インダクタ、積層インピーダンス素子などがある。
[0042] また、積層セラミック電子部品を製造する場合、帯状コイル導体パターンやビアホー ルを設けたセラミックシートを積み重ねた後、一体的に焼成する工法に必ずしも限定 されない。また、以下に説明する工法によって積層セラミック電子部品を製造してもよ い。すなわち、印刷などの手法によりペースト状のセラミック材料を塗布してセラミック 層を形成した後、そのセラミック層の上力 ペースト状の導電性材料を塗布して帯状 コイル導体パターンやビアホールを形成する。さらにペースト状のセラミック材料を上 力も塗布してセラミック層とする。こうして順に重ね塗りをすることにより、積層構造を 有するセラミック電子部品が得られる。
産業上の利用可能性
[0043] 以上のように、本発明は、積層 LCフィルタなどの積層セラミック電子部品に有用で あり、特に、大きな静電容量が得られる点で優れている。

Claims

請求の範囲
[1] 複数のセラミック層を積み重ねて構成したセラミック積層体と、
前記セラミック積層体の内部に、前記セラミック層の面に対してパターン面が平行に 配置された複数の帯状コイル導体パターンと、
前記セラミック積層体の内部に、軸心が前記セラミック層の積み重ね方向に対して 平行に配置された複数の層間接続用ビアホールと、
前記セラミック積層体の表面に設けられたグランド外部電極と、を備え、 前記複数の帯状コイル導体パターンの所定の端部同士を前記複数の層間接続用 ビアホールによって接続して、コイル軸が前記セラミック層の積み重ね方向と直交す るコイルを構成するとともに、
前記セラミック積層体の表面のうち、前記層間接続用ビアホールと対向する部分を 避けて、前記帯状コイル導体パターン面と対向する部分に前記グランド外部電極が 設けられていること、
を特徴とする積層セラミック電子部品。
[2] 複数のセラミック層を積み重ねて構成したセラミック積層体と、
前記セラミック積層体の内部に、前記セラミック層の面に対してパターン面が平行に 配置された複数の帯状コイル導体パターンと、
前記セラミック積層体の内部に、軸心が前記セラミック層の積み重ね方向に対して 平行に配置された複数の層間接続用ビアホールと、
前記セラミック積層体の表面に設けられたグランド外部電極と、を備え、 前記複数の帯状コイル導体パターンの所定の端部同士を前記複数の層間接続用 ビアホールによって接続して、コイル軸が前記セラミック層の積み重ね方向と直交す るコイルを構成するとともに、
前記セラミック積層体の表面のうち、前記帯状コイル導体パターン面と対向する部 分に前記グランド外部電極が設けられ、
前記セラミック層の積み重ね方向において、前記帯状コイル導体パターンが形成さ れている面と、前記セラミック積層体の前記帯状コイル導体パターン面に対向してい る表面との間のセラミック層が誘電体セラミックス力 なり、前記セラミック積層体の残 りのセラミック層が磁性体セラミックス力もなること、
を特徴とする積層セラミック電子部品。
[3] 複数のセラミック層を積み重ねて構成したセラミック積層体と、
前記セラミック積層体の内部に、前記セラミック層の面に対してパターン面が平行に 配置された複数の帯状コイル導体パターンと、
前記セラミック積層体の内部に、軸心が前記セラミック層の積み重ね方向に対して 平行に配置された複数の層間接続用ビアホールと、
前記セラミック積層体の表面に設けられたグランド外部電極と、を備え、 前記複数の帯状コイル導体パターンの所定の端部同士を前記複数の層間接続用 ビアホールによって接続して、コイル軸が前記セラミック層の積み重ね方向と直交す るコイルを構成するとともに、
前記セラミック積層体の表面のうち、前記層間接続用ビアホールと対向する部分を 避けて、前記帯状コイル導体パターン面と対向する部分に前記グランド外部電極が 設けられ、
前記セラミック層の積み重ね方向において、前記帯状コイル導体パターンが形成さ れている面と、前記セラミック積層体の前記帯状コイル導体パターン面に対向してい る表面との間のセラミック層が誘電体セラミックス力 なり、前記セラミック積層体の残 りのセラミック層が磁性体セラミックス力もなること、
を特徴とする積層セラミック電子部品。
[4] 前記複数の帯状コイル導体パターンと前記グランド外部電極との間に静電容量が 断続的に形成され、前記静電容量のそれぞれが前記帯状コイル導体パターンのイン ダクタとともに複数の共振回路を形成し、前記複数の共振回路が多段フィルタを構成 して 、ることを特徴とする請求の範囲第 1項な 、し第 3項の 、ずれかに記載の積層セ ラミック電子部品。
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