CN109961935B - 层叠线圈部件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种层叠线圈部件。在层叠线圈部件中，铁氧体素体具有在层叠线圈的轴向上邻接的第1素体部和第2素体部，第2素体部的介电常数低于第1素体部的介电常数，并且第2素体部的磁导率高于第1素体部的磁导率。本发明者们新发现，通过以跨越第1素体部和第2素体部的方式设置线圈卷绕部，第1素体部和第2素体部有助于线圈特性。在层叠线圈部件中，通过调节铁氧体素体中的第1素体部和第2素体部的比例，可以获得所希望的线圈特性。
Description
技术领域
本发明涉及一种层叠线圈部件。
背景技术
一直以来，已知有在铁氧体素体内设置有层叠线圈的层叠线圈部件。例如，日本特开2005-38904号公报(专利文献1)公开了一种层叠线圈部件，其具备以孔隙率相对低的一对外层部夹持孔隙率相对高的内层部的三层结构(所谓的三明治结构)的陶瓷素体。已知在这样的层叠线圈部件中，当素体的孔隙率低时，介电常数和磁导率变高；当素体的孔隙率高时，介电常数和磁导率变低。
发明内容
本发明者们经过努力研究，结果新发现在素体由多层构成的层叠线圈部件中，能够调节阻抗、电感以及自谐振频率(SRF)的线圈特性的技术。
根据本发明，提供一种能够调节线圈特性的层叠线圈部件。
本发明的一个实施方式涉及的层叠线圈部件是在铁氧体素体内设置有层叠线圈的层叠线圈部件，其中，外部电极分别设置在铁氧体素体的互相相对的端面上，铁氧体素体具有在层叠线圈的轴向上邻接的第1素体部和第2素体部，第2素体部的介电常数低于第1素体部的介电常数，并且第2素体部的磁导率高于第1素体部的磁导率，层叠线圈具有卷绕部、以及从该卷绕部的端部延伸到设置有外部电极的端面的引出部，卷绕部设置成跨越第1素体部和第2素体部。
如上述专利文献1，在层叠线圈的卷绕部仅设置在内层部，且引出部仅设置在外层部的结构中，线圈特性的调节是极其困难的。本发明者们经过广泛的研究，结果新发现：通过以跨越第1素体部和第2素体部的方式设置卷绕部，从而第1素体部和第2素体部如下有助于线圈特性。即，关于1GHz附近的阻抗，第1素体部相对较高，第2素体部相对较低。关于电感，第1素体部相对较低，第2素体部相对较高。此外，关于自谐振频率，第1素体部相对较高，第2素体部相对较低。因此，在上述层叠线圈部件中，通过调整铁氧体素体中的第1素体部和第2素体部的比例，能够得到所期望的线圈特性。
在另一实施方式涉及的层叠线圈部件中，层叠线圈的轴向平行于设置有外部电极的端面的相对方向。
另一实施方式涉及的层叠线圈部件中，铁氧体素体具有在层叠线圈的轴向上以第1素体部和第2素体部中的一个夹持另一个的结构。
在另一实施方式涉及的层叠线圈部件中，铁氧体素体具有一对第2素体部，且具有在层叠线圈的轴向上以一对第2素体部夹持第1素体部的结构。在这种情况下，通过外部电极设置在具有介电常数相对低的第2素体部上，从而提高了层叠线圈部件的高频特性。
附图说明
图1是示出一个实施方式涉及的层叠线圈部件的立体图。
图2是沿图1所示的层叠线圈部件的II-II线的截面图。
图3是示出制造图1所示的层叠线圈部件时的生片的层叠状态的立体图。
具体实施方式
以下，一边参照附图，一边对本发明的实施方式进行详细地说明。在附图的说明中，相同或相应的要素标记相同的符号，省略重复的说明。
如图1和图2所示，层叠线圈部件1具备：呈现大致长方体形状的铁氧体素体2和形成在铁氧体素体2内的层叠线圈C。
铁氧体素体2由以铁氧体作为主成分的铁氧体素体材料构成，由铁氧体材料构成，并且可以通过将后述的多层的生片11A,11B重叠而成的层叠体烧成而形成。因此，铁氧体素体2可以视为铁氧体层的层叠体，具有层叠方向。然而，构成铁氧体素体2的铁氧体层可以一体化到无法视觉识别其间的边界的程度。铁氧体素体2呈现大致长方体形状的外形，作为其外表面，具有：在层叠方向上彼此相对的一对端面2a,2b、以及以连结一对端面2a,2b的方式沿着一对端面2a,2b的相对方向延伸的四个侧面2c,2d,2e,2f。
如图2所示，铁氧体素体2具有第1素体部6和一对第2素体部7。更具体而言，铁氧体素体2具有以在铁氧体素体2的层叠方向上用一对第2素体部7夹持第1素体部6的方式邻接的结构(三明治结构)。
在本实施方式中，第1素体部6和第2素体部7均由以Ni-Cu-Zn系铁氧体作为主成分的铁氧体素体材料构成，但是构成成分的含有率互相不同。具体而言，对于构成第1素体部6的铁氧体素体材料，主成分含有以Fe2O3换算为45.0摩尔％的Fe的化合物、以CuO换算为8.0摩尔％的Cu的化合物、以ZnO换算为8.0摩尔％的Zn的化合物，余量由Ni的化合物构成，相对于主成分100重量份，作为副成分，含有以SiO2换算为1.0重量份的Si的化合物、以Co3O4换算为5.0重量份的Co的化合物、以Bi2O3换算为0.8重量份的Bi的化合物。此外，对于构成第2素体部7的铁氧体素体材料，主成分含有以Fe2O3换算为37.0摩尔％的Fe的化合物、以CuO换算为8.0摩尔％的Cu的化合物、以ZnO换算为34.0摩尔％的Zn的化合物，余量由Ni的化合物构成，相对于主成分100重量份，作为副成分，含有以SiO2换算为4.5重量份的Si的化合物、以Co3O4换算为0.5重量份的Co的化合物、以Bi2O3换算为0.8重量份的Bi的化合物。即，第1素体部6和第2素体部7均含有ZnO作为构成成分，第1素体部6的ZnO含有率低于第2素体部7的ZnO含有率。此外，第1素体部6和第2素体部7都包含NiO作为构成成分，并且第1素体部6的NiO含有率高于第2素体部7的NiO含有率。
此外，构成第1素体部6和第2素体部7的铁氧体素体材料都含有Zn2SiO4作为副成份。在本实施方式中，第1素体部6的Zn2SiO4含有率相对于100重量份的铁氧体素体材料为1重量份，第2素体部7的Zn2SiO4含有率相对于100重量份的铁氧体素体材料为17重量份。即，第1素体部6的Zn2SiO4含有率低于第2素体部7的Zn2SiO4含有率。
再者，第2素体部7的介电常数低于第1素体部6的介电常数。在本实施方式中，第1素体部6的介电常数约为14，第2素体部7的介电常数约为12。另外，第2素体部7的磁导率高于第1素体部6的磁导率。在本实施方式中，第1素体部6的磁导率约为6，第2素体部7的磁导率约为11。
层叠线圈C由在铁氧体素体2的层叠方向上重叠的多个导电层而构成，并且具有与铁氧体素体2的层叠方向平行的轴L。层叠线圈C具有线圈卷绕部(卷绕部)12和从线圈卷绕部12的各端部延伸到端面2a,2b的一对引出部13。各引出部13具有引出导体14和连接导体15。构成层叠线圈C的各导电层包含例如Ag或Pd等导电性材料而构成。
此外，层叠线圈部件1具备：分别配置在铁氧体素体2的两个端面2a,2b上的一对外部电极4,5。外部电极4以覆盖一个端面2a整体、四个侧面2c,2d,2e,2f的一部分的方式形成，与延伸到端面2a的引出部13电连接。外部电极5以覆盖另一个端面2b整体、四个侧面2c,2d,2e,2f的一部分的方式形成，与延伸到端面2b的引出部13电连接。铁氧体素体2的层叠方向与一对端面2a,2b的相对方向一致，一对外部电极4,5相对于层叠方向分别配置在铁氧体素体2的两端部。另外，各外部电极4,5可以通过将以Ag或Pd等作为主成分的导电性膏体附着到铁氧体素体2的外表面之后，进行烧接，再实施电镀来形成。对于电镀，可以使用Ni、Sn等。
如图3所示，上述的层叠线圈部件1可以通过将重叠多层生片11A,11B的层叠体烧成来形成。
各生片11A,11B呈现矩形形状(在本实施方式中为正方形)，并且具有划分铁氧体素体2的侧面2c,2d,2e,2f的四边11c,11d,11e,11f。生片11A是将成为上述的第1素体部6的生片，以烧成后成为具有上述的第1素体部6的组成的铁氧体层的方式进行成分调节。生片11B是将成为上述的第2素体部7的生片，以烧成后成为具有上述的第2素体部7的组成的铁氧体层的方式进行成分调节。
各生片11A,11B中，生片11B用于生片层叠体的下段部分和上段部分，生片11A用于中段部分，使得成为以在层叠方向上，用一对第2素体部7夹持第1素体部6的方式相邻的结构。
在各生片11A,11B形成将成为上述的导电层的导体图案。各导体图案可以通过采用形成有对应于该图案的开口的丝网制版，使用丝网印刷导电性膏体来形成。
形成线圈卷绕部12的导体图案21都形成为大致U字形。在导体图案21的一个端部和另一个端部分别形成有对应于通孔导体22的大致圆形的焊盘部23。各导体图案21在错开各90度的相位的状态下经由通孔导体22串联连接，形成轴L沿层叠方向延伸的线圈C。导体图案21不仅形成在生片层叠体的中段部分的生片11A上，还形成在上段部分和下段部分的生片11B上。
形成引出导体14的导体图案24由与通孔导体25对应的大致圆形的焊盘部(焊盘导体)26构成。即，引出导体14由通孔导体25、与通孔导体25一体设置的焊盘部26构成。焊盘部26的直径大于线圈卷绕部12的焊盘部23，焊盘部26与由线圈卷绕部12形成的线圈C的轴L同轴地配置。各导体图案24经由通孔导体25串联连接，并形成沿线圈C的轴L延伸的引出导体14。引出导体14的外侧端部在铁氧体素体2的层叠方向的端面2a,2b上露出，并连接到外部电极4,5。导体图案24形成在生片层叠体的上段部分和下段部分的生片11B上。
形成连接导体15的导体图案27以连结对应于线圈卷绕部12的一个焊盘部23的位置和对应于引出导体14的焊盘部26的位置的方式直线状地形成。在导体图案27的一个端部，对应于通孔导体25的大致圆形的焊盘部28与引出导体14的焊盘部26同轴并且大致相同形状地形成，并且在导体图案27的另一个端部，对应于通孔导体22的大致圆形的焊盘部29与线圈卷绕部12的焊盘部23同轴并且大致相同形状地形成。导体图案27的一个端部经由通孔导体25连接到引出导体14的另一个端部，并且导体图案27的另一个端部经由通孔导体22连接到线圈卷绕部12的端部。导体图案27形成在生片层叠体的上段部分和下段部分的生片11B上。
如图2所示，在上述铁氧体素体2中，第1素体部6和第2素体部7的各界面F1,F2通过线圈卷绕部12，以与层叠方向正交的方式延伸。换而言之，线圈卷绕部12设置成在层叠方向上跨越第1素体部6和第2素体部7。更具体而言，线圈卷绕部12以在铁氧体素体2内，从一个第2素体部7(例如，图2的截面图中的上侧的第2素体部)经由第1素体部6延伸到另一个第2素体部7(例如，图2的截面图中的下侧的第2素体部)的方式设置。
关于界面F1、F2，可以通过增减上述生片11A,11B的片数来适当地滑动。而且，通过滑动界面F1、F2，也可以适当地改变铁氧体素体2中的第1素体部6和第2素体部7的比例。
本发明者们新发现，通过以跨越第1素体部6和第2素体部7的方式设置线圈卷绕部12，第1素体部6和第2素体部7分别对线圈特性的阻抗、电感和自谐振频率有贡献。
关于1GHz附近的阻抗，第1素体部6相对较高，第2素体部7相对较低。关于电感，第1素体部6相对较低，第2素体部7相对较高。再者，关于自谐振频率，第1素体部6相对较高，第2素体部7相对较低。
因此，在上述层叠线圈部件1中，通过调节铁氧体素体2中的第1素体部6和第2素体部7的比例，可以获得所期望的线圈特性。
更具体而言，通过调节第1素体部6和第2素体部7的比例减小铁氧体素体2的介电常数，从而杂散电容减小并且1GHz附近的阻抗增大。此外，通过调节第1素体部6和第2素体部7的比例降低铁氧体素体2的磁导率，从而自谐振频率增加并且阻抗也增大，电感减小。再者，通过调节第1素体部6和第2素体部7的比例增大铁氧体素体2的磁导率，从而自谐振频率降低并且阻抗也减小，电感增大。
此外，在上述层叠线圈部件1中，由于外部电极4,5分别设置在介电常数相对低的第2素体部7，实现了层叠线圈部件1的高频特性的提高。
本发明不限于上述实施方式。例如，在上述实施方式中，以外部电极4,5配置在素体的端面2a,2b上，并且线圈C的轴L的延伸方向(轴向)沿着铁氧体素体2的层叠方向延伸的所谓的纵向缠绕线圈连接到外部电极4,5的结构作为一个示例进行了说明，但是线圈也可以是横向缠绕线圈，外部电极4,5的配置位置只要是素体的外表面，就没有特别地限定。即，外部电极4,5不一定需要设置在层叠线圈C的轴L的方向上的相对的端面2a,2b上，也可以设置在侧面2c,2d,2e,2f上。在这种情况下，线圈C的引出部从卷绕部的端部延伸到设置有外部电极的侧表面2c,2d,2e,2f。
Claims (4)
1.一种层叠线圈部件，其中，
是在铁氧体素体内设置有层叠线圈的层叠线圈部件，
外部电极分别设置在所述铁氧体素体的互相相对的端面上，
所述铁氧体素体具有在所述层叠线圈的轴向上邻接的第1素体部和第2素体部，所述第2素体部的介电常数低于所述第1素体部的介电常数，且所述第2素体部的磁导率高于所述第1素体部的磁导率，
所述层叠线圈具有卷绕部、以及从该卷绕部的端部延伸到设置有所述外部电极的所述端面的引出部，所述卷绕部设置成跨越所述第1素体部和所述第2素体部，
所述第1素体部和所述第2素体部的至少一个包含在层间连续并且相互电且物理连接的多个导体图案，
所述第1素体部和所述第2素体部的至少一个具有多层结构。
2.根据权利要求1所述的层叠线圈部件，其中，
所述层叠线圈的轴向平行于设置有所述外部电极的所述端面的相对方向。
3.根据权利要求1或2所述的层叠线圈部件，其中，
所层铁氧体素体具有在所述层叠线圈的轴向上以所述第1素体部和所述第2素体部中的一个夹持另一个的结构。
4.根据权利要求3所述的层叠线圈部件，其中，
所述铁氧体素体具有一对所述第2素体部，且具有在所述层叠线圈的轴向上以所述一对第2素体部夹持所述第1素体部的结构。
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