WO2016059918A1 - 電子部品 - Google Patents
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Abstract
本発明の目的は、ピンによる電気的な接続を利用した電子部品において、高いインダクタンス値を得ることができる電子部品を提供することである。 電子部品1は、積層体10、ピン20,22、及び導体層30を備える。積層体10は、絶縁体層11及び絶縁体層12により構成されている。絶縁体層12は、絶縁体層11に隣接し、絶縁体層11に対してz軸の方向の正方向側に位置する。ピン20,22は、絶縁体層11を貫く。導体層30は、絶縁体層11におけるz軸方向の正方向側の主面に設けられ、ピン20,22と接続されている。絶縁体層11は、磁性体である。
Description
本発明は、電子部品に関する。
従来、電子部品の集合体である各種のモジュールにおいて、該モジュールの配線基板に搭載され樹脂等に覆われた複数の電子部品と、該配線基板に設けられた実装用の電極との電気的な接続は、ビア導体により行われることが一般的であった。ここで、ビア導体とは、樹脂等にレーザ加工を用いてビアホールを形成し、該ビアホールに導電性のペーストを充填し、これを焼結等して固めた導体のことである。
ところで、昨今、ビア導体による接続に代わり、特許文献1に記載されたような、柱状の接続端子(以下で、ピンと称す)によって接続する方法がある。ピンによる接続は、以下の手順で行われる。まず、配線基板上に何らかの方法でピンを立てる。次に、ピンを樹脂等で覆い固定する。そして、電子部品と実装用の電極との接続にピンを用いる。
しかしながら、ピンによる接続を、モジュールを構成する電子部品の内部に対して用いると、該電子部品において、高いインダクタンス値を得ることが困難になるおそれがあった。
本発明の目的は、柱状導体による電気的な接続を利用した電子部品において、高いインダクタンス値を得ることである。
本発明の第1の形態に係る電子部品は、
第1の絶縁体層、及び該第1の絶縁体層に隣接し、かつ、該第1の絶縁体層に対して一方側に位置する第2の絶縁体層を有する複数の絶縁体層により構成される積層体と、
前記第1の絶縁体層を貫く略均一な太さの柱状を成す第1の柱状導体と、
前記第1の絶縁体層の一方側の主面に設けられ、前記第1の柱状導体と接続された第1の導体層と、
を備え、
前記第1の絶縁体層は、磁性材料により構成されていること、
を特徴とする。
第1の絶縁体層、及び該第1の絶縁体層に隣接し、かつ、該第1の絶縁体層に対して一方側に位置する第2の絶縁体層を有する複数の絶縁体層により構成される積層体と、
前記第1の絶縁体層を貫く略均一な太さの柱状を成す第1の柱状導体と、
前記第1の絶縁体層の一方側の主面に設けられ、前記第1の柱状導体と接続された第1の導体層と、
を備え、
前記第1の絶縁体層は、磁性材料により構成されていること、
を特徴とする。
本発明の第1の形態に係る電子部品では、柱状導体は、第1の絶縁体層を貫いている。そして、第1の絶縁体層は磁性体である。つまり、柱状導体は、その周囲を磁性体により覆われている。これにより、本発明の第1の形態に係る電子部品では、周囲が非磁性の樹脂等で覆われている場合と比較して高いインダクタンス値を得ることができる。
本発明によれば、柱状導体による電気的な接続を利用した電子部品において、高いインダクタンス値を得ることができる。
<第1の実施例>
(電子部品の構成、図1乃至図3参照)
第1の実施例である電子部品1について図面を参照しながら説明する。以下で、電子部品1の底面(主面の一例)と直交する方向をz軸方向(直交方向の一例)と定義する。また、z軸方向から平面視したとき、電子部品1の各辺に沿った方向をx軸方向及びy軸方向と定義する。さらに、z軸方向の負方向側の面を下面と称し、z軸方向の正方向側の面を上面と称す。なお、x軸、y軸及びz軸は互いに直交している。
(電子部品の構成、図1乃至図3参照)
第1の実施例である電子部品1について図面を参照しながら説明する。以下で、電子部品1の底面(主面の一例)と直交する方向をz軸方向(直交方向の一例)と定義する。また、z軸方向から平面視したとき、電子部品1の各辺に沿った方向をx軸方向及びy軸方向と定義する。さらに、z軸方向の負方向側の面を下面と称し、z軸方向の正方向側の面を上面と称す。なお、x軸、y軸及びz軸は互いに直交している。
電子部品1は、図1に示すように、積層体10、ピン20,22、導体層30を備えている。また、電子部品1は略直方体状を成している。
積層体10は、絶縁体層11,12(第1の絶縁体層及び第2の絶縁体層の一例)から構成されている。また、積層体10において、z軸方向の負方向側から正方向側に向かって、絶縁体層11,12の順に積層されている。これにより、絶縁体層12は絶縁体層11に隣接し、かつ、絶縁体層11に対して一方側に位置している。
絶縁体層11,12は、磁性粉とエポキシ樹脂とが混合された材料(磁性材料の一例)から成る。また、磁性粉としてNiZnフェライトやMnZnフェライト、さらに金属磁性体(FeSiCr等)を用いることが可能であり、樹脂としてポリイミド樹脂やエポキシ樹脂を用いることが可能である。さらに、磁性粉の充填率は、絶縁体層11,12共に、30wt%である。ここで、本実施例における磁性粉は、図2に示すように、z軸方向の長さm1が、z軸方向と直交する方向の長さm2、つまり、絶縁体層11の下面S1に対して平行な方向の長さm2よりも短い。なお、絶縁体層11の下面S1は、電子部品1を回路基板に実装する際に、該回路基板と接触する実装面である。また、絶縁体層11,12には、磁性粉以外のフィラーが含まれていてもよい。
ピン20,22(第1の柱状導体及び第2の柱状導体の一例)は、略均一な太さの柱状の導体である。ピン20,22は、電子部品1の製造前の状態において略均一な太さの柱状をなしており、例えば、金属から成る線材が所定の長さにカットされて作製される。よって、ピン20,22は、金属の線材の一部である。また、ピン20,22は、絶縁体層にビアホールが形成された後にビアホールに導電性ペーストが充填されて形成されるビア導体や、絶縁体層にスルーホールが形成された後にスルーホールの内周面にめっきが施されて形成されるスルーホール導体等のように、電子部品の製造中に形成される導体とは異なる。
ピン20,22は、絶縁体層11をz軸方向に貫いている。また、絶縁体層11内には、ピン20,22以外に他のピンが存在しない。従って、ピン20,22におけるz軸方向の両端は、絶縁体層11の上面及び下面から露出している。そして、ピン20,22におけるz軸方向の負方向側の端部にはNi/Snめっきが施されることにより、ピン20,22におけるz軸方向の負方向側の端部が外部電極として機能する。また、ピン20,22におけるz軸方向の正方向側の端部は、後述する導体層30と接続されている。なお、本実施例においてピン20,22を構成する主たる材料は、Cuである。ただし、ピン20,22の材料はCuに限らず、Cu化合物、Al,Au,Ag,Pd,Ni等であってもよい。また、上記において、ピン20,22の太さが略均一であるとした理由は、ピン20,22の端部などが、その製造工程によって行われる研磨やエッチング、ピン20,22に加わる圧力によって、設計時の太さから若干変わるためである。
ピン20は、図1に示すように、積層体10における、x軸方向の負方向側の外縁及びy軸方向の負方向側の外縁が成す角C1付近に設けられている。また、ピン22は、積層体10における、x軸方向の正方向側の外縁及びy軸方向の正方向側の外縁が成す角C2付近に設けられている。ここで、ピン20の中心とピン22の中心とを結ぶ線分L1をz軸方向から見ると、線分L1は、図3に示すように、積層体10が成す長方形の対角線上にあるので、x軸方向及びy軸方向のいずれにも平行ではない。そして、ピン20とピン22とは、積層体10が成す長方形の対角線の中点P1に関して、対称に配置されている。また、線分L1の長さは、積層体10における長辺L2の長さよりも長い。
導体層30(第1の導体層の一例)は、Au,Ag,Cu,Pd,Ni等の導電性材料から成る直線状の導体である。また、導体層30は、図2に示すように、絶縁体層11の上面に設けられている。従って、導体層30の下面以外の部分は、絶縁体層12に覆われている。そして、導体層30におけるx軸方向の負方向側の端部はピン20と接続され、導体層30におけるx軸方向の正方向側の端部はピン22と接続されている。
以上のように構成された電子部品1は、ピン20におけるz軸方向の負方向側の端部、又は、ピン22におけるz軸方向の負方向側の端部から入力された信号が、導体層30を経由して、ピン22におけるz軸方向の負方向側の端部、又は、ピン20におけるz軸方向の負方向側の端部から出力されることで、インダクタとして機能する。
(電子部品の製造方法 図4乃至図9参照)
電子部品1の製造方法について説明する。製造方法の説明の際に用いられるz軸方向は、該製造方法で製造される電子部品1のz軸方向に対応している。
電子部品1の製造方法について説明する。製造方法の説明の際に用いられるz軸方向は、該製造方法で製造される電子部品1のz軸方向に対応している。
まず、Cuから成る線材を所望の長さで切断することによりピン20,22となるべき柱状の導体を準備する。また、複数の電子部品を作製するための支持基板50を準備する。支持基板50は、図4に示すように、柱状の導体を挿入するための孔H20,H22が、複数設けられている。なお、孔H20が形成された位置は、積層体10内におけるピン20の位置に対応し、孔H22が形成された位置は、積層体10内におけるピン22の位置に対応している。
そして、図5に示すように、支持基板50に形成された複数の孔H20,H22それぞれに、柱状の導体の一方の端部を挿入する。これにより、柱状の導体が支持基板50の主面に対して垂直に立つように設けられる。以下で、孔H20に挿入された柱状の導体をピン20、孔H22に挿入された柱状の導体をピン22と称する。
次に、支持基板50の上面側を型枠(図示せず)などで囲み、この型枠内にエポキシ樹脂に磁性粉を含むフィラーが混合された混合樹脂を充填する。これにより、図6に示すように、絶縁体層11となるべき樹脂層111が、支持基板50上に設けられる。このとき、支持基板50に挿入されたピン20,22は、その周囲を樹脂層111(第1の樹脂の一例)に覆われる。
その後、支持基板50上に形成された樹脂層111の上面を研磨する。これにより、樹脂層111の内部に位置していたピン20,22の他方の端部が樹脂層111の上面に露出する。
樹脂層111の上面を研磨した後に、Agを主成分とする導電性ペーストを、スクリーン印刷により塗布し、図7に示すように、導体層30を形成する。このとき、ピン20,22の他方の端部は、樹脂層111の上面に露出しているため、樹脂層111の上面に導体層30を形成することにより、ピン20,22と導体層30とが接続される。
次に、支持基板50の上面に樹脂層111を設けた方法と同様の方法で、図8に示すように、樹脂層111の上面に絶縁体層12となるべき樹脂層112を設ける。このとき、樹脂層111の上面に設けられた導体層30は、その下面を除いて、樹脂層112(第2の樹脂の一例)に覆われる。
続いて、図9に示すように、支持基板50を除去する。支持基板50の除去は、研磨や研削、剥離により行われる。このとき、樹脂層111の下面も研磨・研削されるため、結果として、樹脂層111の下面にピン20,22の一方の端部が露出する。
そして、樹脂層111及び樹脂層112が積層され、複数のピン20,22及び導体層30が内部に設けられたマザー積層体をカットする。これにより、複数の電子部品の集合体であったマザー積層体が、複数の電子部品1に分割される。
最後に、露出したピン20,22の一方の端部にNi/Snめっきを施す。これにより、ピン20,22の一方の端部が外部電極として機能する。以上の工程により、図1に示すような、電子部品1が完成する。
(効果)
電子部品1では、柱状の導体であるピン20,22が、絶縁体層11を貫いている。そして、絶縁体層11は磁性体である。つまり、ピン20,22は、その周囲を磁性体により覆われている。これにより、電子部品1では、周囲が非磁性の樹脂等で覆われている場合と比較して高いインダクタンス値を得ることができる。
電子部品1では、柱状の導体であるピン20,22が、絶縁体層11を貫いている。そして、絶縁体層11は磁性体である。つまり、ピン20,22は、その周囲を磁性体により覆われている。これにより、電子部品1では、周囲が非磁性の樹脂等で覆われている場合と比較して高いインダクタンス値を得ることができる。
また、ピン20,22は、その製造過程において、支持基板50に柱状の導体を立て、これを樹脂等で覆うことで形成されている。つまり、ピン20,22の形成では、従来の電子部品で用いられていたビア導体の形成のように、ペースト状の材料を使用する必要がなく、樹脂成分を含まない低抵抗の金属材料をピン20,22の材料として使用することができる。従って、電子部品1は、ビア導体を用いた従来の電子部品と比較して、低抵抗のインダクタである。また、ビア導体は、絶縁体層にレーザで孔を形成し、ここに導電性のペーストを流し込むことで形成される。従って、ビア導体の形状は、一般的に円錐台となる。一方、電子部品1では、柱状の導体を樹脂に埋め込むという形成工程であるため、ピン20,22の形状は、例えば、略均一な太さの柱状となる。したがって、ピン20,22とビア導体とは、形状により識別することができる。
さらに、電子部品1では、絶縁体層の材料として磁性粉と樹脂との混合物を用いている。絶縁体層の材料として磁性粉と樹脂との混合物を用いた場合、磁性粉の組成、大きさ、形状の制御により容易に磁気特性をコントロールできる。これにより、例えば、電子部品1が高周波領域において低抵抗なインダクタとなるような、材料の選択等が可能になる。
これに加え、電子部品1では、絶縁体層に含まれる磁性粉のz軸方向の長さm1が、該磁性粉のz軸方向と直交する方向の長さm2、つまり、絶縁体層11の下面S1に対して平行な方向の長さm2よりも短い。このように、絶縁体層11,12に含まれる磁性粉は扁平な形状を成しているため、絶縁体層11,12の透磁率に対して異方性を付与することが可能となる。その結果、電子部品1の外部への磁束の漏れを抑制することができる。なお、磁性粉と樹脂との混合物の場合、磁性体である焼結体よりも磁気飽和が起きにくい。
ところで、ピン20とピン22とを結ぶ線分L1は、z軸方向から見ると、x軸方向及びy軸方向のいずれにも平行ではない。従って、ピン20とピン22とを結ぶ線分L1が、x軸方向又はy軸方向のいずれかに平行である場合と比較して、ピン20とピン22との距離を大きくとることができる。その結果、電子部品1では、ピン20とピン22とを結ぶ線分L1がx軸方向又はy軸方向のいずれかに平行である場合と比較して、ピン20とピン22との間で発生する浮遊容量を低減することができる。
電子部品1では、ピン20とピン22とを結ぶ線分L1の長さは、積層体10における長辺L2の長さよりも長い。従って、ピン20とピン22とを結ぶ線分L1が、x軸方向又はy軸方向のいずれかに平行である場合と比較して、ピン20とピン22との距離を大きくとることができる。その結果、電子部品1では、ピン20とピン22とを結ぶ線分L1がx軸方向又はy軸方向のいずれかに平行である場合と比較して、ピン20とピン22との間で発生する浮遊容量を低減することができる。
(第1変形例)
第1変形例である電子部品1Aと一実施例である電子部品1との相違点は、絶縁体層11の組成と絶縁体層12の組成とが異なる点である。具体的には、第1変形例である電子部品1Aでは、絶縁体層11の磁性粉の充填率が20wt%であり、絶縁体層12の磁性粉の充填率が30wt%である。
第1変形例である電子部品1Aと一実施例である電子部品1との相違点は、絶縁体層11の組成と絶縁体層12の組成とが異なる点である。具体的には、第1変形例である電子部品1Aでは、絶縁体層11の磁性粉の充填率が20wt%であり、絶縁体層12の磁性粉の充填率が30wt%である。
ここで、一般的に、樹脂中に充填される磁性粉の量が多いほど、透磁率だけでなく、誘電率も高まる傾向がある。従って、電子部品1Aでは、絶縁体層11における磁性粉の充填率を絶縁体層12における磁性粉の充填率よりも低くすることで、絶縁体層11の誘電率を絶縁体層12の誘電率よりも低くしている。その結果、電子部品1Aでは、ピン20とピン22との間で発生する浮遊容量を低減している。更に、電子部品1Aでは、ピン20,22と導体層30との間で発生する浮遊容量も低減している。つまり、電子部品1Aでは、絶縁体層11の組成と絶縁体層12の組成とを異ならせることで、電子部品としての所望の特性を得ている。なお、第1変形例である電子部品1Aにおける他の説明は、一実施例である電子部品1の説明と基本的に同じなので、ここでの説明を省略する。
(第2変形例)
第2変形例である電子部品1Bと一実施例である電子部品1との主たる相違点は、ピンの個数及び導体層30の構成である。
第2変形例である電子部品1Bと一実施例である電子部品1との主たる相違点は、ピンの個数及び導体層30の構成である。
具体的には、第2変形例である電子部品1Bでは、図10に示すように、ピン20,22及び導体層30に加え、ピン24,26及び導体層31を備えている。ピン24,26の配置は、z軸方向から見たときに、ピン20,22の配置と平行になるように、絶縁体層11に配置されている。
また、導体層30は、直線状の導体から構成され、ピン20及びピン22と接続されている。ピン20,22及び導体層30はインダクタを構成している。導体層31は、導体層30と平行な直線状の導体から構成され、導体がピン24,26と接続されている。ピン24,26及び導体層31はインダクタを構成している。すなわち、絶縁体層11,12からなる積層体10は、2つのインダクタを内蔵している。つまり、電子部品1Bは、言わば2つのインダクタである電子部品1が合体した電子部品アレイである。なお、第2変形例である電子部品1Bにおける他の説明は、一実施例である電子部品1の説明と基本的に同じなので、ここでの説明を省略する。なお、積層体10は、3つ以上のインダクタを内蔵していてもよい。
(他の実施例)
本発明に係る電子部品及びその製造方法は前記実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。具体的には、各導体、絶縁体層に用いられる材料等は任意である。例えば、絶縁体層11,12に用いられる磁性粉は、扁平な形状に限らず、球状であってもよい。
本発明に係る電子部品及びその製造方法は前記実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。具体的には、各導体、絶縁体層に用いられる材料等は任意である。例えば、絶縁体層11,12に用いられる磁性粉は、扁平な形状に限らず、球状であってもよい。
さらに、導体層30の形状は、直線状に限らず、例えば、図11に示すように、z軸方向から見たときに、コの字型(角張ったU字型)を成していてもよいし、図12に示すように、L字型を成してよい。さらに、図13に示すように、S字型を成していてもよい。また、一実施例及び各変形例を組み合わせてもよい。
<第2の実施例>
(電子部品の構成、図14及び図15参照)
第2の実施例である電子部品101について図面を参照しながら説明する。以下で、電子部品101の底面と直交する方向をz軸方向と定義する。また、z軸方向から平面視したとき、電子部品101の各辺に沿った方向をx軸方向及びy軸方向と定義する。さらに、z軸方向の負方向側の面を下面と称し、z軸方向の正方向側の面を上面と称す。なお、x軸、y軸及びz軸は互いに直交している。
(電子部品の構成、図14及び図15参照)
第2の実施例である電子部品101について図面を参照しながら説明する。以下で、電子部品101の底面と直交する方向をz軸方向と定義する。また、z軸方向から平面視したとき、電子部品101の各辺に沿った方向をx軸方向及びy軸方向と定義する。さらに、z軸方向の負方向側の面を下面と称し、z軸方向の正方向側の面を上面と称す。なお、x軸、y軸及びz軸は互いに直交している。
電子部品101は、図14に示すように、積層体10、ピン20、導体層30,32及び外部電極40,42を備えている。また、電子部品101は略直方体状を成している。
積層体10は、絶縁体層11,12,13から構成されている。また、積層体10において、z軸方向の正方向側から負方向側に向かって、絶縁体層11,12,13の順に積層されている。
絶縁体層11,12,13は、磁性粉とエポキシ樹脂とが混合された材料から成る。また、磁性粉としてNiZnフェライトやMnZnフェライト、さらに金属磁性体(FeSiCr等)を用いることが可能であり、樹脂としてポリイミド樹脂やエポキシ樹脂を用いることが可能である。さらに、絶縁体層11,13における磁性粉の充填率は30wt%であり、絶縁体層12における磁性粉の充填率は20wt%である。なお、絶縁体層11,12,13には、磁性粉以外のフィラーが含まれていてもよい。
ピン20は、絶縁体層12(第1の絶縁体層の一例)をz軸方向に貫く、略均一な太さの柱状の導体である。従って、ピン20におけるz軸方向の両端は、絶縁体層12の上面及び下面から露出している。また、ピン20は、図14に示すように、積層体10における、x軸方向の負方向側の領域であって、y軸方向の負方向側の外縁近傍に設けられている。そして、ピン20におけるz軸方向の正方向側の端部は後述する導体層30と接続され、ピン20におけるz軸方向の負方向側の端部は後述する導体層32と接続されている。なお、電子部品101のピン20は、電子部品1のピン20と実質的に同じであるので、詳細な説明を省略する。
導体層30,32は、Au,Ag,Cu,Pd,Ni等の導電性材料から成る線状の導体である。
導体層30は、図15に示すように、絶縁体層12の上面に設けられている。従って、導体層30の下面以外の部分は、絶縁体層11に覆われている。また、導体層30は、z軸方向から見ると、C字型に似た形状を成している。具体的には、図14に示すように、導体層30の一端は、積層体10におけるx軸方向の正方向側の側面S2から外部に露出し、後述する外部電極40と接続されている。そして、導体層30は、側面S2から積層体10内に進行した後、該側面S2に沿うようにして、y軸方向の正方向側へと進行する。さらに、導体層30は、側面S2と、積層体10におけるy軸方向の正方向側の側面S3とが成す角E1近傍で進行方向を変え、該側面S3に沿うようにして、x軸方向の負方向側へと進行する。その後、導体層30は、側面S3と、積層体10におけるx軸方向の負方向側の側面S4とが成す角E2近傍で進行方向を変え、該側面S4に沿うようにして、y軸方向の負方向側に進行する。最後に、導体層30は、側面S4と、積層体10におけるy軸方向の負方向側の側面S5とが成す角E3近傍で、進行方向をx軸方向の正方向に変えた後、ピン20と接続される。つまり、導体層30の他端は、ピン20と接続されている。
導体層32(第2の導体層の一例)は、図15に示すように、絶縁体層12の下面に設けられている。従って、導体層32の上面以外の部分は、絶縁体層13に覆われている。また、導体層32は、z軸方向から見ると、C字型に似た形状を成している。具体的には、図14に示すように、導体層32の一端は、積層体10の側面S4から外部に露出している。そして、導体層32は、側面S4から積層体10内に進行した後、該側面S4に沿うようにして、y軸方向の正方向側へと進行する。さらに、導体層32は、側面S4と側面S3とが成す角E2近傍で進行方向を変え、該側面S3に沿うようにして、x軸方向の正方向側に進行する。その後、導体層32は、側面S3と側面S2とが成す角E1近傍で進行方向を変え、該側面S2に沿うようにして、y軸方向の負方向側に進行する。そして、導体層32は、側面S2と側面S5とが成す角E4近傍で、進行方向をx軸方向の負方向に変えた後、絶縁体層12の下面から露出しているピン20まで進行する。最後に、導体層32は、ピン20と接続される。つまり、導体層32の他端は、ピン20と接続されている。なお、導体層30,32及びピン20は、全体として、z軸方向の正方向側から負方向側に向かって、反時計回りに進行するコイルを構成している。
外部電極40,42の材料は、Au,Ag,Pd,Cu,Ni等の導電性材料である。
外部電極40は、積層体10の側面S2(積層体10の上面と略直交する側面)及びその周囲の面の一部を覆うように設けられている。従って、外部電極40は、側面S2に露出した導体層30の一端と接続されている。
外部電極42は、積層体10の側面S4(積層体10の上面と略直交する側面)及びその周囲の面の一部を覆うように設けられている。従って、外部電極42は、側面S4に露出した導体層32の一端と接続されている。
以上のように構成された電子部品101は、外部電極40又は外部電極42から入力された信号が、導体層30,32及びピン20を経由して、外部電極42又は外部電極40から出力されることで、インダクタとして機能する。
(電子部品の製造方法 図16乃至図26参照)
電子部品101の製造方法について説明する。製造方法の説明の際に用いられるz軸方向は、該製造方法で製造される電子部品101のz軸方向に対応している。なお、以下では、便宜的に、一つの積層体から電子部品101を製造する製造方法について説明するが、実際には、複数の積層体の集合体を切断することによって、電子部品101を製造している。
電子部品101の製造方法について説明する。製造方法の説明の際に用いられるz軸方向は、該製造方法で製造される電子部品101のz軸方向に対応している。なお、以下では、便宜的に、一つの積層体から電子部品101を製造する製造方法について説明するが、実際には、複数の積層体の集合体を切断することによって、電子部品101を製造している。
まず、Cuから成る線材を所望の長さで切断することによりピン20となるべき柱状の導体を準備する。また、積層体を作製するための支持基板50を準備する。支持基板50は、図16に示すように、柱状の導体を挿入するための孔H20が設けられている。なお、孔H20が形成された位置は、積層体10内におけるピン20の位置に対応している。
そして、図17及び図18に示すように、支持基板50に形成された孔H20に、柱状の導体の一方の端部を挿入する。これにより、柱状の導体が支持基板50の主面に対して垂直に立つように設けられる。以下で、孔H20に挿入された柱状の導体をピン20と称する。
次に、支持基板50の上面側を型枠(図示せず)などで囲み、この型枠内にエポキシ樹脂にその他磁性粉を含むフィラーが混合された混合樹脂を充填する。これにより、図19及び図20に示すように、絶縁体層12が、支持基板50上に設けられる。このとき、支持基板50に挿入されたピン20は、その周囲を樹脂に覆われる。
その後、支持基板50上に形成された絶縁体層12の上面を研磨する。これにより、絶縁体層12の内部に位置していたピン20の他方の端部が絶縁体層12の上面に露出する。
続いて、図21に示すように、支持基板50を除去する。支持基板50の除去は、研磨や研削、剥離により行われる。このとき、絶縁体層12の下面も研磨・研削されるため、結果として、図22に示すように、絶縁体層12の下面にピン20のz軸方向の負方向側の端部が露出する。
支持基板50を除去した後に、スクリーン印刷により、Agを主成分とする導電性ペーストを絶縁体層12の上面及び下面に塗布する。これにより、図23及び図24に示すように、絶縁体層12の上面に導体層30が形成され、絶縁体層12の下面に導体層32が形成される。このとき、ピン20の両端は、絶縁体層12の上面及び下面に露出しているため、絶縁体層12の上面に導体層30を形成することにより、ピン20と導体層30とが接続される。また、絶縁体層12の下面に導体層32を形成することにより、ピン20と導体層32とが接続される。なお、導体層30,32の形成は、同時に行ってもよく、また、別々に行ってもよい。
次に、支持基板50の上面に絶縁体層12を設けた方法と同様の方法で、絶縁体層12の上面に絶縁体層11を設ける。これにより、絶縁体層12の上面に設けられた導体層30は、その下面を除いて、絶縁体層11に覆われる。また、絶縁体層12の下面に絶縁体層13を設ける。このとき、絶縁体層12の下面に設けられた導体層32は、その上面を除いて、絶縁体層13に覆われる。以上より、図25及び図26に示すようなピン20、及び導体層30,32が内部に設けられた積層体10が完成する。
積層体10完成後に、外部電極40,42を形成する。まず、Agを主成分とする導電性材料からなる電極ペーストを積層体10の表面に塗布する。次に、塗布した電極ペーストを焼き付ける。これにより、外部電極40,42の下地電極が形成される。
最後に、下地電極の表面にNi/Snめっきを施す。これにより、外部電極40,42が形成される。以上の工程により、電子部品101が完成する。
(効果)
電子部品101は、電子部品1と同じ作用効果を奏することができる。
電子部品101は、電子部品1と同じ作用効果を奏することができる。
また、電子部品101では、絶縁体層12の両主面に導体層を設けている。これにより、一方の主面のみに導体層を設けた場合と比較して、コイルとしての巻き数を大きくできるため、より高いインダクタンス値を得ることができる。
ところで、一般的に、樹脂中に充填される磁性粉の量が多いほど、透磁率だけでなく、誘電率も高まる傾向がある。従って、電子部品101では、絶縁体層12における磁性粉の充填率を絶縁体層11,13における磁性粉の充填率よりも低くすることで、絶縁体層12の誘電率を絶縁体層11,13の誘電率よりも低くしている。その結果、電子部品101では、ピン20と外部電極40,42との間で発生する浮遊容量を低減している。つまり、電子部品101では、絶縁体層12の組成と絶縁体層11,13の組成とを異ならせることで、電子部品としての所望の特性を得ている。なお、絶縁体層12及び絶縁体層11,13における、樹脂組成、磁性粉組成、磁性粉の大きさ、磁性粉の形状、磁性粉の充填率、磁性粉以外のフィラーの充填率、該フィラーの大きさ、該フィラーの形状、及び該フィラーの充填率の少なくとも一つを異ならせることで、絶縁体層12と絶縁体層11,13との磁気特性を異ならせることができる。
(第1変形例 図27及び図28参照)
第1変形例である電子部品101Aと一実施例である電子部品101との主な相違点は、ピンの個数、導体層30,32の形状及び絶縁体層11,13に含まれる磁性粉の形状である。
第1変形例である電子部品101Aと一実施例である電子部品101との主な相違点は、ピンの個数、導体層30,32の形状及び絶縁体層11,13に含まれる磁性粉の形状である。
電子部品101Aは、図27に示すように、絶縁体層12をz軸方向に貫くピンを4つ備えている。各ピン21~24は、積層体10の各角近傍に設けられている。具体的には、ピン21は、側面S2と側面S3とが成す角E1近傍に設けられている。ピン22は、側面S3と側面S4とが成す角E2近傍に設けられている。ピン23は、側面S4と側面S5とが成す角E3近傍に設けられている。ピン24(第3の柱状導体の一例)は、側面S2と側面S5とが成す角E4近傍に設けられている。また、ピン21~24のz軸方向の両端面は、絶縁体層12から露出している。
電子部品101Aにおける導体層30は、x軸方向に平行な2本の線状の導体30a,30bにより構成されている。
導体30aは、積層体10の側面S3に沿うように角E1近傍から角E2近傍に向かって延びている。また、導体30aのx軸方向の正方向側の一端はピン21と接続され、導体30aのx軸の負方向側の他端はピン22と接続されている。
導体30bは、積層体10の側面S5に沿うように角E3近傍から角E4近傍に向かって延びている。また、導体30bのx軸方向の負方向側の一端はピン23と接続され、導体30bのx軸方向の正方向側の他端はピン24と接続されている。
電子部品101Aにおける導体層32は、3本の線状の導体32a,32b,32cにより構成されている。
導体32aは、x軸方向と平行であり、x軸方向の正方向側の一端が積層体10の側面S2から露出している。また、導体32aは、側面S2からピン21に向かって延びている。つまり、導体32aのx軸方向の負方向側の他端は、ピン21と接続されている。
導体32bは、x軸方向と平行であり、x軸方向の負方向側の一端が積層体10の側面S4から露出している。また、導体32bは、側面S4からピン23に向かって延びている。つまり、導体32bのx軸方向の正方向側の他端は、ピン23と接続されている。
導体32cは、ピン22のz軸方向の負方向側の端部と、ピン24のz軸方向の負方向側の端部とを接続している。具体的には、導体32cの一端はピン22のz軸方向の負方向側の端部からy軸方向法の負方向側に進行する。そして、積層体10におけるy軸方向の中央付近で、導体32bを避けるように、x軸方向の正方向側に向きを変える。x軸方向の正方向側に向きを変えると、y軸方向の負方向側に再び向き変え、側面S5に向かって進行する。その後、導体32cは、側面S5の近傍でその進行方向をx軸方向の正方向側に変え、ピン24に向かって進行する。そして、導体32cの他端は、ピン24と接続される。なお、電子部品101Aでは、導体層30,32及びピン21~24が、全体として、y軸方向の正方向側から負方向側に向かって、反時計回りに進行するコイルを構成している。
また、第1変形例において絶縁体層11,13に含まれる磁性粉は、図28に示すように、z軸方向の長さm1が、z軸方向と直交する方向の長さm2、つまり、絶縁体層11の下面S1に対して平行な方向の長さm2よりも短い。なお、絶縁体層13の下面は、電子部品101を回路基板に実装する際に、該回路基板と接触する実装面である。
第1変形例である電子部品101Aでは、絶縁体層11,13は、磁性粉とエポキシ樹脂との混合物から成り、該磁性粉は、z軸方向の長さm1が、z軸方向と直交する方向の長さm2、つまり、絶縁体層11の下面S1に対して平行な方向の長さm2よりも短い。従って、絶縁体層11,13に含まれる磁性粉は扁平な形状を成しているため、絶縁体層11,13の透磁率に対して異方性を付与することが可能となる。これにより、電子部品101Aにおいて外部への磁束の漏れを抑制することができる。第1変形例である電子部品101Aにおける他の構成及び作用・効果は、第2の実施例である電子部品101での説明のとおりである。
(第2変形例 図29参照)
第2変形例である電子部品101Bと一実施例である電子部品101との主たる相違点は、外部電極40及び外部電極42それぞれに沿うようにピンが設けられている点である。
第2変形例である電子部品101Bと一実施例である電子部品101との主たる相違点は、外部電極40及び外部電極42それぞれに沿うようにピンが設けられている点である。
具体的には、第2変形例である電子部品101Bでは、図29に示すように、ピン20に加え、ピン25,26を備えている。
ピン25は、積層体10の角E3近傍に配置されている。また、ピン25のz軸方向の負方向側の端部は、導体層32と接続されている。さらに、ピン25におけるx軸方向の負方向側の表面は、積層体10の側面S4から露出している。従って、ピン25は、外部電極42に沿うように該外部電極42と接続されている。
ピン26は、積層体10の角E4近傍に配置されている。また、ピン26のz軸方向の正方向側の端部は、導体層30と接続されている。さらに、ピン26におけるx軸方向の正方向側の表面は、積層体10の側面S2から露出している。従って、ピン26は、外部電極40に沿うように該外部電極40と接続されている。
以上のように構成された電子部品101Bでは、外部電極40及び外部電極42それぞれに沿うようにピンが設けられていることで、積層体10内部の導体と外部電極40,42との接触面積が、電子部品101と比べて大きい。これにより、電子部品101Bでは、積層体10内部の導体と外部電極40,42との接触点での抵抗が、電子部品101と比べて低い。さらに、電子部品101Bでは、外部電極40,42と積層体10内部の導体との接続強度が電子部品101よりも高い。第1変形例である電子部品101Bにおける他の構成及び作用・効果は、一実施例である電子部品101での説明のとおりである。
(他の実施例)
本発明に係る電子部品は前記実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。例えば、各導体、絶縁体層に用いられる材料等は任意である。例えば、絶縁体層11~13に用いられる磁性粉は、扁平な形状に限らず、球状であってもよい。
本発明に係る電子部品は前記実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。例えば、各導体、絶縁体層に用いられる材料等は任意である。例えば、絶縁体層11~13に用いられる磁性粉は、扁平な形状に限らず、球状であってもよい。
以上のように、本発明は、柱状導体による接続を利用した電子部品において、高いインダクタンス値を得ることができる点で優れている。
L1 線分(2つの柱状導体のそれぞれの一端を結ぶ線分)
m1,m2 長さ(磁性粉における主面と直交する方向の長さ、磁性粉における主面と平行な方向の長さ)
1,1A,1B,101,101A,101B 電子部品
10 積層体
11~13 絶縁体層(第1の絶縁体層、第2の絶縁体層)
20~26 ピン(柱状導体)
30,31,32 導体層
40,42 外部電極
50 支持基板
m1,m2 長さ(磁性粉における主面と直交する方向の長さ、磁性粉における主面と平行な方向の長さ)
1,1A,1B,101,101A,101B 電子部品
10 積層体
11~13 絶縁体層(第1の絶縁体層、第2の絶縁体層)
20~26 ピン(柱状導体)
30,31,32 導体層
40,42 外部電極
50 支持基板
Claims (15)
- 第1の絶縁体層、及び該第1の絶縁体層に隣接し、かつ、該第1の絶縁体層に対して一方側に位置する第2の絶縁体層を有する複数の絶縁体層により構成される積層体と、
前記第1の絶縁体層を貫く略均一な太さの柱状を成す第1の柱状導体と、
前記第1の絶縁体層の一方側の主面に設けられ、前記第1の柱状導体と接続された第1の導体層と、
を備え、
前記第1の絶縁体層は、磁性材料により構成されていること、
を特徴とする電子部品。 - 前記第2の絶縁体層は、磁性粉を含み、
前記磁性粉における前記主面と直交する直交方向の長さは、該磁性粉における前記主面と平行な方向の長さより短いこと、
を特徴とする請求項1に記載の電子部品。 - 前記第1の絶縁体層の組成と前記第2の絶縁体層の組成とは、異なること、
を特徴とする請求項1又は請求項2のいずれかに記載の電子部品。 - 前記第1の絶縁体層の磁気特性と前記第2の絶縁体層の磁気特性とは、異なること、
を特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の電子部品。 - 前記第1の絶縁体層の透磁率と前記第2の絶縁体層の透磁率とは、異なること、
を特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の電子部品。 - 前記第1の絶縁体層の誘電率と前記第2の絶縁体層の誘電率とは、異なること、
を特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の電子部品。 - 前記第1の絶縁体層の誘電率は、前記第2の絶縁体層の誘電率よりも低いこと、
を特徴とする請求項6に記載の電子部品。 - 前記第1の柱状導体は、金属から成る線材の一部であること、
を特徴とする請求項1ないし請求項7のいずれかに記載の電子部品。 - 前記第1の絶縁体層を貫く略均一な太さの柱状を成す第2の柱状導体を、
更に備えており、
前記第1の導体層は、前記第2の柱状導体と接続されていること、
を特徴とする請求項1ないし請求項8のいずれかに記載の電子部品。 - 前記積層体は、直方体状を成し、
前記第1の柱状導体の一端と前記第2の柱状導体の一端とを結ぶ線分は、前記主面と直交する方向から見ると、前記直方体の外縁と平行でないこと、
を特徴とする請求項9に記載の電子部品。 - 前記積層体は、直方体状を成し、
前記第1の柱状導体の中心と前記第2の柱状導体の中心とを結ぶ線分の長さは、前記主面と直交する方向から見たとき、前記積層体が成す長方形の長辺よりも長く、
前記第1の絶縁体層内には、前記第1の柱状導体及び前記第2の柱状導体以外に他の柱状導体が存在しないこと、
を特徴とする請求項9又は請求項10のいずれかに記載の電子部品。 - 前記第1の柱状導体及び前記第2の柱状導体は、前記主面と直交する方向から見たとき、前記長方形の対角線上に位置すること、
を特徴とする請求項11に記載の電子部品。 - 前記積層体は、前記第1の柱状導体及び前記第2の柱状導体と前記第1の導体層とが接続された2つ以上のインダクタを内蔵すること、
を特徴とする請求項9ないし請求項12のいずれかに記載の電子部品。 - 前記第1の絶縁体層の他方側の主面に設けられ、前記第1の柱状導体と接続された第2の導体層を、
更に備えていること、
を特徴とする請求項1ないし請求項13のいずれかに記載の電子部品。 - 前記第1の絶縁体層を貫く略均一な太さの柱状を成す第3の柱状導体と、
外部電極と、
を更に備え、
前記外部電極は、前記積層体における前記主面と略直交する側面に設けられ、
前記第3の柱状導体は、前記外部電極に沿うように該外部電極と接続され、かつ、前記第1の導体層と接続されていること、
を特徴とする請求項1又は請求項14のいずれかに記載の電子部品。
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