CN111986876A - 层叠型线圈部件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种层叠型线圈部件，其具备：层叠体，在长度方向上层叠多个绝缘层而成，并在内部内置线圈；以及第一外部电极和第二外部电极，与线圈电连接，线圈由与绝缘层一起在长度方向上层叠的多个线圈导体电连接而成，层叠体具有在长度方向上相面对的第一端面和第二端面、在与长度方向正交的高度方向上相面对的第一主面和第二主面、以及在与长度方向以及高度方向正交的宽度方向上相面对的第一侧面和第二侧面，第一外部电极覆盖第一端面的至少一部分，第二外部电极覆盖第二端面的至少一部分，层叠体的层叠方向和线圈的线圈轴向与第一主面平行，线圈导体间的绝缘层包括烧结材料，该烧结材料包含磁性材料和非磁性材料。

Description

层叠型线圈部件
技术领域
本发明涉及层叠型线圈部件。
背景技术
根据近年来的电气设备的通信速度的高速化以及小型化，要求层叠型电感器在高频带(例如，50GHz以上的GHz频带)具有充分的高频特性。
作为层叠型线圈部件，例如，在专利文献1中，公开了将线圈导体以及陶瓷层层叠而构成的电子部件。
专利文献1：日本专利第5790702号公报
在专利文献1所记载的电子部件中，在陶瓷层中，作为烧结助剂含有0.5～17.0重量％的硼硅酸盐玻璃(MO－SiO2－B2O3玻璃)。但是，产生为了确保烧结性所需的玻璃的添加量较多，而阻碍磁特性的问题。进一步，由于B2O3是水溶性，所以可能产生在生产中途B2O3溶析从而烧结性降低，且强度面降低、在可靠性试验中无法确保充分的品质的问题。
发明内容
本发明是为了解决上述的问题而完成的，目的在于提供一种除了烧结性以外，磁导率、绝缘电阻及介电常数等磁特性以及频率特性也优异的层叠型线圈部件。
本发明的层叠型线圈部件的特征在于，具备：层叠体，在长度方向上层叠多个绝缘层而成，并在内部内置线圈；以及第一外部电极和第二外部电极，与上述线圈电连接，上述线圈由与上述绝缘层一起在上述长度方向上层叠的多个线圈导体电连接而成，上述层叠体具有在上述长度方向上相面对的第一端面和第二端面、在与上述长度方向正交的高度方向上相面对的第一主面和第二主面、以及在与上述长度方向以及上述高度方向正交的宽度方向上相面对的第一侧面和第二侧面，上述第一外部电极覆盖上述第一端面的至少一部分，上述第二外部电极覆盖上述第二端面的至少一部分，上述层叠体的层叠方向和上述线圈的线圈轴向与上述第一主面平行，上述线圈导体间的上述绝缘层由包含磁性材料和非磁性材料的烧结材料构成，其中，上述磁性材料至少包含Ni、Zn、Cu以及Fe，上述非磁性材料至少包含Zn以及Si，上述烧结材料包含：将Fe换算成Fe2O3，则为8mol％以上且37mol％以下，将Zn换算成ZnO，则为30mol％以上且60mol％以下，将Cu换算成CuO，则为1mol％以上且7mol％以下，将Ni换算成NiO，则为3mol％以上且17mol％以下，将Si换算成SiO2，则为7mol％以上且28mol％以下，将上述烧结材料中的Si以及Fe分别换算成SiO2以及Fe2O3时的上述SiO2与上述Fe2O3的摩尔比(SiO2/Fe2O3)为0.2以上且3.5以下，当在将上述烧结材料中的Fe、Ni、Zn、Cu以及Si分别换算成Fe2O3、NiO、ZnO、CuO以及SiO2时的、上述Fe2O3、上述NiO、上述ZnO、上述CuO以及上述SiO2的合计设为100mol份时，上述烧结材料将B换算成B单体而含有0.05mol份以上且0.5mol份以下。
根据本发明，能够提供一种除了烧结性以外，磁导率、绝缘电阻及介电常数等磁特性以及频率特性也优异的层叠型线圈部件。
附图说明
图1是示意性地表示本发明的层叠型线圈部件的一个例子的立体图。
图2的(a)是图1所示的层叠型线圈部件的侧面图，图2的(b)是图1所示的层叠型线圈部件的主视图，图2的(c)是图1所示的层叠型线圈部件的仰视图。
图3是示意性地表示本发明的层叠型线圈部件的一个例子的剖视图。
图4是示意性地表示构成图3所示的层叠型线圈部件的绝缘层的情况的分解斜视示意图。
图5是示意性地表示构成图3所示的层叠型线圈部件的绝缘层的情况的分解平面示意图。
图6是示意性地表示本发明的层叠型线圈部件的另一个例子的立体图。
图7的(a)是图6所示的层叠型线圈部件的侧面图，图7的(b)是图6所示的层叠型线圈部件的主视图，图7的(c)是图6所示的层叠型线圈部件的仰视图。
图8是示意性地表示测定透过系数S21的方法的图。
图9是表示样品1～4以及13的透过系数S21的曲线图。
具体实施方式
以下，对本发明的层叠型线圈部件进行说明。
然而，本发明并不限定于以下的实施方式，能够在不变更本发明的主旨的范围内适当地变更并应用。此外，将2个以上在以下记载的各个优选的结构组合而成的方式也是本发明。
图1是示意性地表示本发明的层叠型线圈部件的一个例子的立体图。
图2的(a)是图1所示的层叠型线圈部件的侧面图，图2的(b)是图1所示的层叠型线圈部件的主视图，图2的(c)是图1所示的层叠型线圈部件的仰视图。
图1、图2的(a)、图2的(b)以及图2的(c)所示的层叠型线圈部件1具备层叠体10、第一外部电极21以及第二外部电极22。层叠体10为具有6个面的大致长方体形。对于层叠体10的结构后述，通过在长度方向上层叠多个绝缘层而成，并在内部内置有线圈。第一外部电极21以及第二外部电极22分别与线圈电连接。
在本发明的层叠型线圈部件以及层叠体中，将长度方向、高度方向、宽度方向设为图1中的x方向、y方向、z方向。在这里，长度方向(x方向)、高度方向(y方向)以及宽度方向(z方向)相互正交。
如图1、图2的(a)、图2的(b)以及图2的(c)所示，层叠体10具有在长度方向(x方向)上相面对的第一端面11和第二端面12、在与长度方向正交的高度方向(y方向)上相面对的第一主面13和第二主面14、以及在与长度方向以及高度方向正交的宽度方向(z方向)上相面对的第一侧面15和第二侧面16。
虽然在图1中未图示，但优选层叠体10在角部以及棱线部具有圆度。角部是层叠体的3个面相交的部分，棱线部是层叠体的2个面相交的部分。
如图1、图2的(a)、图2的(b)以及图2的(c)所示，第一外部电极21覆盖层叠体10的第一端面11的全部，并且，从第一端面11延伸并覆盖第一主面13的一部分、第二主面14的一部分、第一侧面15的一部分、以及第二侧面16的一部分。
另外，第二外部电极22覆盖层叠体10的第二端面12的全部，并且，从第二端面12延伸并覆盖第一主面13的一部分、第二主面14的一部分、第一侧面15的一部分、以及第二侧面16的一部分。
由于如以上那样配置有第一外部电极21以及第二外部电极22，所以在将层叠型线圈部件1安装在基板上的情况下，层叠体10的第一主面13、第二主面14、第一侧面15、以及第二侧面16的任意一方为安装面。
对于本发明的层叠型线圈部件的尺寸并不特别限定，优选为0603尺寸、0402尺寸、或者1005尺寸。
在本发明的层叠型线圈部件为0603尺寸的情况下，层叠体的长度(在图2的(a)中，用双箭头L1表示的长度)优选为0.63mm以下，且优选为0.57mm以上，更为优选为0.60mm(600μm)以下且0.56mm(560μm)以上。
在本发明的层叠型线圈部件为0603尺寸的情况下，层叠体的宽度(在图2的(c)中，用双箭头W1表示的长度)优选为0.33mm以下，且优选为0.27mm以上。
在本发明的层叠型线圈部件为0603尺寸的情况下，层叠体的高度(在图2的(b)中，用双箭头T1表示的长度)优选为0.33mm以下，且优选为0.27mm以上。
在本发明的层叠型线圈部件为0603尺寸的情况下，层叠型线圈部件的长度(在图2的(a)中，用双箭头L2表示的长度)优选为0.63mm以下，且优选为0.57mm以上。
在本发明的层叠型线圈部件为0603尺寸的情况下，层叠型线圈部件的宽度(在图2的(c)中，用双箭头W2表示的长度)优选为0.33mm以下，且优选为0.27mm以上。
在本发明的层叠型线圈部件为0603尺寸的情况下，层叠型线圈部件的高度(在图2的(b)中，用双箭头T2表示的长度)优选为0.33mm以下，且优选为0.27mm以上。
在本发明的层叠型线圈部件为0603尺寸的情况下，覆盖层叠体的第一主面的部分的第一外部电极的长度(在图2的(c)中，用双箭头E1表示的长度)优选为0.12mm以上且0.22mm以下。同样地，覆盖层叠体的第一主面的部分的第二外部电极的长度优选为0.12mm以上且0.22mm以下。
此外，在覆盖层叠体的第一主面的部分的第一外部电极的长度、以及覆盖层叠体的第一主面的部分的第二外部电极的长度不是一定的情况下，优选最长的部分的长度处于上述范围内。
在本发明的层叠型线圈部件为0402尺寸的情况下，层叠体的长度(在图2的(a)中，用双箭头L1表示的长度)优选为0.42mm以下，且优选为0.38mm以上。
在本发明的层叠型线圈部件为0402尺寸的情况下，层叠体的宽度(在图2的(c)中，用双箭头W1表示的长度)优选为0.22mm以下，且优选为0.18mm以上。
在本发明的层叠型线圈部件为0402尺寸的情况下，层叠体的高度(在图2的(b)中，用双箭头T1表示的长度)优选为0.22mm以下，且优选为0.18mm以上。
在本发明的层叠型线圈部件为0402尺寸的情况下，层叠型线圈部件的长度(在图2的(a)中，用双箭头L2表示的长度)优选为0.42mm以下，且优选为0.38mm以上。
在本发明的层叠型线圈部件为0402尺寸的情况下，层叠型线圈部件的宽度(在图2的(c)中，用双箭头W2表示的长度)优选为0.22mm以下，且优选为0.18mm以上。
在本发明的层叠型线圈部件为0402尺寸的情况下，层叠型线圈部件的高度(在图2的(b)中，用双箭头T2表示的长度)优选为0.22mm以下，且优选为0.18mm以上。
在本发明的层叠型线圈部件为0402尺寸的情况下，覆盖层叠体的第一主面的部分的第一外部电极的长度(在图2的(c)中，用双箭头E1表示的长度)优选为0.06mm以上且0.13mm以下。同样地，覆盖层叠体的第一主面的部分的第二外部电极的长度优选为0.06mm以上且0.13mm以下。
此外，在覆盖层叠体的第一主面的部分的第一外部电极的长度、以及覆盖层叠体的第一主面的部分的第二外部电极的长度不是一定的情况下，优选最长的部分的长度处于上述范围内。
在本发明的层叠型线圈部件为1005尺寸的情况下，层叠体的长度(在图2的(a)中，用双箭头L1表示的长度)优选为1.05mm以下，且优选为0.95mm以上。
在本发明的层叠型线圈部件为1005尺寸的情况下，层叠体的宽度(在图2的(c)中，用双箭头W1表示的长度)优选为0.55mm以下，且优选为0.45mm以上。
在本发明的层叠型线圈部件为1005尺寸的情况下，层叠体的高度(在图2的(b)中，用双箭头T1表示的长度)优选为0.55mm以下，且优选为0.45mm以上。
在本发明的层叠型线圈部件为1005尺寸的情况下，层叠型线圈部件的长度(在图2的(a)中，用双箭头L2表示的长度)优选为1.05mm以下，且优选为0.95mm以上。
在本发明的层叠型线圈部件为1005尺寸的情况下，层叠型线圈部件的宽度(在图2的(c)中，用双箭头W2表示的长度)优选为0.55mm以下，且优选为0.45mm以上。
在本发明的层叠型线圈部件为1005尺寸的情况下，层叠型线圈部件的高度(在图2的(b)中，用双箭头T2表示的长度)优选为0.55mm以下，且优选为0.45mm以上。
在本发明的层叠型线圈部件为1005尺寸的情况下，覆盖层叠体的第一主面的部分的第一外部电极的长度(在图2的(c)中，用双箭头E1表示的长度)优选为0.15mm以上且0.33mm以下。同样地，覆盖层叠体的第一主面的部分的第二外部电极的长度优选为0.15mm以上且0.33mm以下。
此外，在覆盖层叠体的第一主面的部分的第一外部电极的长度、以及覆盖层叠体的第一主面的部分的第二外部电极的长度不是一定的情况下，优选最长的部分的长度处于上述范围内。
对构成本发明的层叠型线圈部件的层叠体所内置的线圈进行说明。
线圈通过将多个线圈导体电连接而形成，上述多个线圈导体与绝缘层一起层叠在长度方向上。
图3是示意性地表示本发明的层叠型线圈部件的一个例子的剖视图，图4是示意性地表示构成图3所示的层叠型线圈部件的绝缘层的情况的分解斜视示意图，图5是示意性地表示构成图3所示的层叠型线圈部件的绝缘层的情况的分解平面示意图。
图3示意性地示出绝缘层、线圈导体及连结导体、以及层叠体的层叠方向，严格来说未示出实际的形状以及连接等。例如，线圈导体经由导通孔导体连接。
如图3所示，层叠型线圈部件1具备层叠体10、以及第一外部电极21和第二外部电极22，其中，上述层叠体10内置通过与绝缘层一起层叠的多个线圈导体32电连接而形成的线圈，上述第一外部电极21和第二外部电极22与线圈电连接。
在层叠体10中，存在配置有线圈导体的区域、以及配置有第一连结导体41或者第二连结导体42的区域。层叠体10的层叠方向、以及线圈的轴向(在图3中，示出线圈轴A)相对于第一主面13平行。
层叠方向上的线圈导体32的配置区域的尺寸L3优选为层叠体10的长度尺寸L1的85％以上且95％以下。若层叠方向上的线圈导体32的配置区域的尺寸L3为层叠体10的长度尺寸的85％以上且95％以下，则由于占据层叠体的连结导体的长度变短，连结导体与外部电极之间的寄生电容变小，高频特性提高。
在层叠体10的层叠方向上相邻的线圈导体32间的距离DC优选为4μm以上且8μm以下。若在层叠体10的层叠方向上相邻的线圈导体32间的距离DC为4μm以上且8μm以下，则高频特性提高。
如图4以及图5所示，层叠体10作为图3中的绝缘层31，具有绝缘层31a、绝缘层31b、绝缘层31c、以及绝缘层31d。层叠体10作为图3中的绝缘层35a，具有绝缘层35a1、绝缘层35a2、绝缘层35a3、以及绝缘层35a4。层叠体10作为图3中的绝缘层35b，具有绝缘层35b1、绝缘层35b2、绝缘层35b3、以及绝缘层35b4。
绝缘层31a、绝缘层31b、绝缘层31c以及绝缘层31d均成为配置在线圈导体间的绝缘层。
线圈30作为图3中的线圈导体32，具有线圈导体32a、线圈导体32b、线圈导体32c、以及线圈导体32d。
线圈导体32a、线圈导体32b、线圈导体32c、以及线圈导体32d分别配置在绝缘层31a、绝缘层31b、绝缘层31c、以及绝缘层31d的主面上。
线圈导体32a、线圈导体32b、线圈导体32c、以及线圈导体32d的长度分别为线圈30的3/4匝的长度。换句话说，用于构成线圈30的3匝的线圈导体的层叠数为4。在层叠体10中，将线圈导体32a、线圈导体32b、线圈导体32c、以及线圈导体32d作为一个单位(相当于3匝)并反复层叠。
线圈导体32a具有线部36a、以及配置于线部36a的端部的焊盘部37a。线圈导体32b具有线部36b、以及配置于线部36b的端部的焊盘部37b。线圈导体32c具有线部36c、以及配置于线部36c的端部的焊盘部37c。线圈导体32d具有线部36d、以及配置于线部36d的端部的焊盘部37d。
在绝缘层31a、绝缘层31b、绝缘层31c、以及绝缘层31d上，分别配置有导通孔导体33a、导通孔导体33b、导通孔导体33c、以及导通孔导体33d，以在层叠方向上贯通。
将线圈导体32a和带有导通孔导体33a的绝缘层31a、线圈导体32b和带有导通孔导体33b的绝缘层31b、线圈导体32c和带有导通孔导体33c的绝缘层31c、以及线圈导体32d和带有导通孔导体33d的绝缘层31d作为一个单位(图4以及图5中的用点线围起的部分)并反复层叠。由此，线圈导体32a的焊盘部37a、线圈导体32b的焊盘部37b、线圈导体32c的焊盘部37c、以及线圈导体32d的焊盘部37d经由导通孔导体33a、导通孔导体33b、导通孔导体33c、以及导通孔导体33d连接。换句话说，在层叠方向上相邻的线圈导体的焊盘部经由导通孔导体相互连接。
通过以上，构成内置于层叠体10的螺线管状的线圈30。
在从层叠方向俯视时，由线圈导体32a、线圈导体32b、线圈导体32c、以及线圈导体32d构成的线圈30可以是大致圆形，也可以是大致多边形。在从层叠方向俯视时，在线圈30为大致多边形的情况下，将相当于多边形的面积的圆的直径作为线圈30的线圈直径，将通过多边形的重心并沿层叠方向延伸的轴作为线圈30的线圈轴。
在从层叠方向俯视时，如图5所示，优选焊盘部37a、焊盘部37b、焊盘部37c、以及焊盘部37d的直径分别比线部36a、线部36b、线部36c、以及线部36d的线宽大。
在从层叠方向俯视时，焊盘部37a、焊盘部37b、焊盘部37c、以及焊盘部37d也可以分别是如图5所示的大致圆形，也可以是大致多边形。在从层叠方向俯视时，在焊盘部37a、焊盘部37b、焊盘部37c、以及焊盘部37d为大致多边形的情况下，将相当于多边形的面积的圆的直径设为各焊盘部的直径。
在绝缘层35a1、绝缘层35a2、绝缘层35a3、以及绝缘层35a4，分别配置有导通孔导体33p，以贯通层叠方向。在绝缘层35a1、绝缘层35a2、绝缘层35a3、以及绝缘层35a4的主面上，也可以配置与导通孔导体33p连接的焊盘部。
带有导通孔导体33p的绝缘层35a1、带有导通孔导体33p的绝缘层35a2、带有导通孔导体33p的绝缘层35a3、以及带有导通孔导体33p的绝缘层35a4被层叠为与线圈导体32a以及带有导通孔导体33a的绝缘层31a重叠。由此，导通孔导体33p彼此连接构成第一连结导体41，且第一连结导体41在第一端面11露出。其结果，第一外部电极21和线圈30经由第一连结导体41相互连接。
第一连结导体41优选如上所述，在第一外部电极21与线圈30之间连接成直线状。所谓的第一连结导体41在第一外部电极21和线圈30之间连接成直线状意味着在从层叠方向俯视时，构成第一连结导体41的导通孔导体33p彼此重叠，导通孔导体33p彼此也可以不必严格地排列成直线状。
在绝缘层35b1、绝缘层35b2、绝缘层35b3、以及绝缘层35b4，分别配置有导通孔导体33q，以在层叠方向上贯通。在绝缘层35b1、绝缘层35b2、绝缘层35b3、以及绝缘层35b4的主面上，也可以配置与导通孔导体33q连接的焊盘部。
带有导通孔导体33q的绝缘层35b1、带有导通孔导体33q的绝缘层35b2、带有导通孔导体33q的绝缘层35b3、带有导通孔导体33q的绝缘层35b4层叠为与线圈导体32d以及带有导通孔导体33d的绝缘层31d重叠。由此，导通孔导体33q彼此连接构成第二连结导体42，且第二连结导体42在第二端面12露出。其结果，第二外部电极22和线圈30(线圈导体32d)经由第二连结导体42相互连接。
第二连结导体42优选如上所述在第二外部电极22和线圈30之间连接成直线状。所谓的第二连结导体42在第二外部电极22和线圈30之间连接成直线状意味着在从层叠方向俯视时，构成第二连结导体42的导通孔导体33q彼此重叠，导通孔导体33q彼此也可以不必严格地排列成直线状。
此外，在焊盘部与构成第一连结导体41的导通孔导体33p和构成第二连结导体42的导通孔导体33q的每一个连接的情况下，第一连结导体41以及第二连结导体42的形状意味着除去焊盘部以后的形状。
在图4以及图5中，例示出用于构成线圈30的3匝的线圈导体的层叠数为4的情况下，即，反复形状为3/4匝形状的情况，但对于用于构成线圈的1匝的线圈导体的层叠数并不特别限定。
例如，用于构成线圈的1匝的线圈导体的层叠数也可以为2，即，反复形状为1/2匝形状。
优选在从层叠方向俯视时，构成线圈的线圈导体相互重叠。另外，优选在从层叠方向俯视时，线圈的形状为大致圆形。
此外，在线圈包含焊盘部的情况下，将除去焊盘部以后的形状(即线部的形状)作为线圈的形状。
另外，在构成连结导体的导通孔导体连接有焊盘部的情况下，将除去焊盘部以后的形状(即导通孔导体的形状)作为连结导体的形状。
此外，图4所示的线圈导体为如反复图案为大致圆形的形状，但也可以是如反复图案为大致四边形等大致多边形的线圈导体。
另外，线圈导体的反复形状也可以不是3/4匝形状，而是1/2匝形状。
本发明的层叠型线圈部件的构成线圈导体间的绝缘层的烧结材料的组成如下。
Fe：换算成Fe2O3，则为8mol％以上且37mol％以下
Zn：换算成ZnO，则为30mol％以上且60mol％以下
Cu：换算成CuO，则为1mol％以上且7mol％以下
Ni：换算成NiO，则为3mol％以上且17mol％以下
Si：换算成SiO2，则为7mol％以上且28mol％以下
将烧结材料中的Si以及Fe分别换算成SiO2以及Fe2O3时的SiO2和Fe2O3的摩尔比(SiO2/Fe2O3)为0.2以上且3.5以下。
当在将烧结材料中的Fe、Ni、Zn、Cu以及Si分别换算成Fe2O3、NiO、ZnO、CuO以及SiO2时的Fe2O3、NiO、ZnO、CuO以及SiO2的合计设为100mol份时，烧结材料将B换算成B单体则含有0.05mol份以上且0.5mol份以下。
通过满足上述组成，能够改善烧结性。进一步，通过满足上述组成，磁导率μ为1.8以上，绝缘电阻(也称为电阻率)logρ为10.8以上以及相对介电常数εr为12以下，且磁特性良好。进一步，通过满足上述组成而高频特性良好(在50GHz下为－0.9dB以上，在60GHz下为－2.5dB以上)。
在层叠型线圈部件的50GHz下的透过系数S21为－0.9dB以上的情况下、以及60GHz下的透过系数S21为－2.5dB以上的情况下，例如，能够优选地使用光通信电路内的偏置三通(Bias－Tee)电路等。透过系数S21根据透过信号的电力相对于输入信号之比而求出。每个频率的透过系数S21例如使用网络分析仪来求出。透过系数S21基本上是无量纲的量，但通常，取常用对数用dB单位来表示。
线部的宽度优选为30μm以上且50μm以下，更优选为30μm以上且40μm以下。在线部的线宽小于30μm的情况下，线圈的直流电阻增大。在线部的线宽大于50μm的情况下，由于线圈的静电电容增大，所以层叠型线圈部件的高频特性降低。
线圈导体的内径优选为50μm以上且100μm以下，更为优选为50μm以上且80μm以下。
在线圈导体的内径小于50μm的情况下，线圈的电感降低。在线圈导体的内径大于100μm的情况下，线圈的静电电容增大，所以层叠型线圈部件的高频特性降低。
在层叠方向上相邻的线圈导体间的距离优选为4μm以上且8μm以下，更优选为5μm以上且7μm以下。
优选在从层叠方向俯视时，在线圈导体中，焊盘部的外周边与线部的内周边接触。由此，由于位于线部的外周边的外侧的焊盘部的面积充分变小，而由焊盘部引起的寄生电容充分变小，所以层叠型线圈部件的高频特性进一步提高。
在从层叠方向俯视时的焊盘部的形状可以为大致圆形，也可以为大致多边形。在焊盘部的形状为多边形的情况下，将相当于多边形的面积的圆的直径作为焊盘部的直径。
对于线圈导体的厚度并不特别限定，优选为3μm以上且6μm以下。
对于线圈导体的层叠数并不特别限定，优选为40以上且60以下。
本发明的层叠型线圈部件优选在从层叠方向俯视时，焊盘部未位于比线部的内周边靠内侧，并且，与线部部分重叠。
若焊盘部位于比线部的内周边靠内侧，则存在阻抗降低的情况。
另外，优选在从层叠方向俯视时，焊盘部的直径为线部的线宽的1.05倍以上且1.3倍以下。
若焊盘部的直径小于线部的线宽的1.05倍，则存在焊盘部与导通孔导体的连接不充分的情况。另一方面，若焊盘部的直径超过线部的线宽的1.3倍，则由焊盘部引起的寄生电容增大，所以存在高频特性降低的情况。
在本说明书中，所谓的在层叠方向上相邻的线圈导体间的距离是经由导通孔连接的线圈导体间的层叠方向上的最短距离。因此，在层叠方向上相邻的线圈导体间的距离与产生寄生电容的线圈导体间的距离不一定一致。
在本发明的层叠型线圈部件中，对于安装面并不特别限定，但优选第一主面是安装面。
在第一主面是安装面的情况下，优选第一外部电极延伸并覆盖第一端面的一部分和第一主面的一部分，第二外部电极延伸并覆盖第二端面的一部分和第一主面的一部分。
使用图6、图7的(a)、图7的(b)以及图7的(c)对第一主面是安装面的情况下的外部电极的形状的例子进行说明。
图6是示意性地表示本发明的层叠型线圈部件的另一个例子的立体图，图7的(a)是图6所示的层叠型线圈部件的侧面图，图7的(b)是图6所示的层叠型线圈部件的主视图，图7的(c)是图6所示的层叠型线圈部件的仰视图。
图6、图7的(a)、图7的(b)以及图7的(c)所示的层叠型线圈部件2具备层叠体10、第一外部电极121以及第二外部电极122。对于层叠体10的结构，与图1、图2的(a)、图2的(b)以及图2的(c)所示的构成层叠型线圈部件1的层叠体10相同。
第一外部电极121通过如图6以及图7的(b)所示，覆盖层叠体10的第一端面11的一部分，并且，如图6以及图7的(c)所示，从第一端面11延伸并覆盖第一主面13的一部分来配置。如图7的(b)所示，第一外部电极121覆盖第一端面11中的、包含与第一主面13相交的棱线部的区域，但也可以从第一端面11延伸并覆盖第二主面14。
此外，在图7的(b)中，覆盖层叠体10的第一端面11的部分的第一外部电极121的高度是一定的，但只要覆盖层叠体10的第一端面11的一部分，对于第一外部电极121的形状并不特别限定。例如，在层叠体10的第一端面11，第一外部电极121也可以是从端部朝向中央部变高的大致山形。另外，在图7的(c)中，覆盖层叠体10的第一主面13的部分的第一外部电极121的长度是一定的，但只要覆盖层叠体10的第一主面13的一部分，对于第一外部电极121的形状并不特别限定。例如，在层叠体10的第一主面13，第一外部电极121也可以是从端部朝向中央部变长的大致山形。
如图6以及图7的(a)所示，第一外部电极121也可以进一步从第一端面11以及第一主面13延伸并覆盖第一侧面15的一部分以及第二侧面16的一部分来配置。在该情况下，优选如图7的(a)所示，覆盖第一侧面15以及第二侧面16的部分的第一外部电极121均相对于与第一端面11相交的棱线部以及与第一主面13相交的棱线部倾斜地形成。此外，第一外部电极121也可以不覆盖第一侧面15的一部分以及第二侧面16的一部分来配置。
第二外部电极122覆盖层叠体10的第二端面12的一部分，并且，从第二端面12延伸并覆盖第一主面13的一部分来配置。与第一外部电极121相同，第二外部电极122覆盖第二端面12中的、包含与第一主面13相交的棱线部的区域。
另外，与第一外部电极121相同，第二外部电极122也可以从第二端面12延伸，并覆盖第二主面14的一部分、第一侧面15的一部分以及第二侧面16的一部分。
与第一外部电极121相同，只要覆盖层叠体10的第二端面12的一部分，对于第二外部电极122的形状并不特别限定。例如，在层叠体10的第二端面12，第二外部电极122也可以是从端部朝向中央部变高的大致山形。另外，只要覆盖层叠体10的第一主面13的一部分，对于第二外部电极122的形状并不特别限定。例如，在层叠体10的第一主面13，第二外部电极122也可以是从端部朝向中央部变长的大致山形。
与第一外部电极121相同，第二外部电极122也可以进一步从第二端面12以及第一主面13延伸，并覆盖第二主面14的一部分、第一侧面15的一部分以及第二侧面16的一部分来配置。在该情况下，优选覆盖第一侧面15以及第二侧面16的部分的第二外部电极122均相对于与第二端面12相交的棱线部以及与第一主面13相交的棱线部倾斜地形成。此外，第二外部电极122也可以不覆盖第二主面14的一部分、第一侧面15的一部分以及第二侧面16的一部分来配置。
由于如以上那样配置第一外部电极121以及第二外部电极122，所以在将层叠型线圈部件2安装于基板上的情况下，层叠体10的第一主面13成为安装面。
在层叠体的尺寸为0603尺寸的情况下，覆盖层叠体的第一端面的部分的第一外部电极的高度(在图7的(b)中，用双箭头E2表示的长度)优选为0.10mm以上且0.20mm以下。同样地，覆盖层叠体的第二端面的部分的第二外部电极的高度优选为0.10mm以上且0.20mm以下。在该情况下，能够减少由外部电极引起的寄生电容。
此外，在覆盖层叠体的第一端面的部分的第一外部电极的高度、以及覆盖层叠体的第二端面的部分的第二外部电极的高度不是一定的情况下，优选最高的部分的高度处于上述范围内。
图6、图7的(a)、图7的(b)以及图7的(c)所示的层叠型线圈部件2与图1、图2的(a)、图2的(b)以及图2的(c)所示的层叠型线圈部件1相比，由于设置有外部电极的面积较小，所以与层叠型线圈部件1相比能够减少寄生电容，并提高高频特性。
在采用图6、图7的(a)、图7的(b)以及图7的(c)所示的外部电极的形状的情况下，优选第一连结导体以及第二连结导体与线圈导体中的最接近第一主面的部分连接。由此，能够降低覆盖第一端面以及第二端面的第一外部电极121以及第二外部电极122的高度E2。由于高度E2变低，所以能够减少外部电极与线圈之间的寄生电容，并提高高频特性。
在层叠体的尺寸为0402尺寸的情况下，优选覆盖层叠体的第一端面的部分的第一外部电极的高度(在图7的(b)中，用双箭头E2表示的长度)优选为0.06mm以上且0.13mm以下。同样地，优选覆盖层叠体的第二端面的部分的第二外部电极的高度为0.06mm以上且0.13mm以下。在该情况下，能够减少由外部电极引起的寄生电容。
在层叠体的尺寸为1005尺寸的情况下，优选覆盖层叠体的第一端面的部分的第一外部电极的高度(在图7的(b)中，用双箭头E2表示的长度)为0.15mm以上且0.33mm以下。同样地，优选覆盖层叠体的第二端面的部分的第二外部电极的高度为0.15mm以上且0.33mm以下。在该情况下，能够减少由外部电极引起的寄生电容。
[层叠型线圈部件的制造方法]
对本发明的层叠型线圈部件的制造方法的一个例子进行说明。
最初，制作在后面成为绝缘层的陶瓷生片。例如，首先，向作为磁性材料的铁氧体材料、非磁性材料以及硼材料添加聚乙烯醇缩丁醛系树脂等有机粘合剂、乙醇、甲苯等有机溶剂、以及分散剂等并混匀，而成为料浆状。之后，通过刮刀法等方法，制成厚度为12μm左右的陶瓷生片。
作为铁氧体材料，例如，可举出通过下述的方法制作的材料。首先，将铁、镍、锌、以及铜的氧化物原料混合，并在约800℃下煅烧约1小时。之后，通过球磨机对获得的煅烧物进行粉碎，并使其干燥，从而制成平均粒径约为2μm的Ni－Zn－Cu系的铁氧体材料(氧化物混合粉末)。
优选铁氧体材料的组成为：Fe2O3：40mol％以上且49.5mol％以下、ZnO：2mol％以上且35mol％以下、CuO：6mol％以上且13mol％以下、NiO：10mol％以上且45mol％以下、剩余部分：微量添加剂(包括不可避免杂质)。
作为非磁性材料，优选至少含有Si以及Zn的氧化物，进一步优选为含有Cu的氧化物。
非磁性材料为含有Si以及Zn的氧化物的情况下的组成用aZnO·SiO2来表示，优选Zn相对于Si的含量换算成摩尔比为1.8以上且2.2以下(即，a为1.8以上且2.2以下)。
非磁性材料为含有Si、Zn以及Cu的氧化物的情况下的组成用aZnO·bCuO·SiO2来表示，优选Zn与Cu的含量的合计相对于Si的[(Zn+Cu)/Si]换算成摩尔比为1.8以上且2.2以下(即，a+b为1.8以上且2.2以下)。
作为硼原料，可举出B4C等。
由于B2O3溶于水，所以产生在生产中途B2O3溶析而烧结性降低的问题，但在B4C中不会产生这样的问题。
此时，调整磁性材料、非磁性材料以及硼材料的组成以及混合比率，以使由磁性材料和非磁性材料构成的烧结材料满足以下的条件。
Fe：换算成Fe2O3，则为8mol％以上且37mol％以下
Zn：换算成ZnO，则为30mol％以上且60mol％以下
Cu：换算成CuO，则为1mol％以上且7mol％以下
Ni：换算成NiO，则为3mol％以上且17mol％以下
Si：换算成SiO2，则为7mol％以上且28mol％以下
将烧结材料中的Si以及Fe分别换算成SiO2以及Fe2O3时的SiO2和Fe2O3的摩尔比(SiO2/Fe2O3)为0.2以上且3.5以下。
当在将烧结材料中的Fe、Ni、Zn、Cu以及Si分别换算成Fe2O3、NiO、ZnO、CuO以及SiO2时的Fe2O3、NiO、ZnO、CuO以及SiO2的合计设为100mol份时，烧结材料将B换算成B单体而含有0.05mol份以上且0.5mol份以下。
接下来，在陶瓷生片上，形成之后成为线圈导体以及导通孔导体的导体图案。例如，首先，通过对陶瓷生片实施激光加工，形成直径为20μm以上且30μm以下左右的通孔。然后，向通孔填充银浆等导电性浆料，而形成导通孔导体用导体图案。进一步，在陶瓷生片的主面上，使用银浆等导电性浆料，通过丝网印刷等方法，印刷厚度为11μm左右的线圈导体用导体图案。
作为线圈导体用导体图案，例如，印刷相当于图4以及图5所示的线圈导体的导体图案等。
之后，通过使其干燥，获得具有在陶瓷生片上形成有线圈导体用导体图案以及导通孔导体用导体图案的结构的线圈片材。在线圈片材中，线圈导体用导体图案以及导通孔导体用导体图案相互连接。
另外，与线圈片材分立地、制作具有在陶瓷生片上形成有导通孔导体用导体图案的结构的导通孔片材。导通孔片材的导通孔导体用导体图案是之后成为构成连结导体的导通孔导体的导体图案。
接下来，以规定的顺序使线圈片材层叠，以在层叠体的内部形成在单片化以及烧制后具有与安装面平行的线圈轴的线圈。
进一步，使导通孔片材层叠于线圈片材的层叠体的上下。
接下来，在对线圈片材以及导通孔片材的层叠体进行热压而获得压接体之后，通过切断成规定的芯片尺寸，而获得单片化的芯片。也可以通过对单片化而成的芯片例如实施滚筒研磨，而在角部以及棱线具有圆度。
接下来，通过对单片化而成的芯片，以规定的温度以及时间实施脱粘合剂处理以及烧制，而形成在内部内置线圈的层叠体(烧制体)。此时，线圈导体用导体图案以及导通孔导体用导体图案分别在烧制后成为线圈导体以及导通孔导体。线圈通过经由导通孔导体连接线圈导体彼此而成。另外，层叠体的层叠方向和线圈的线圈轴向与安装面平行。
接下来，通过将层叠体垂直地浸入将银浆等导电性浆料拉伸到规定的厚度的层并烘烤，而在层叠体的5个面(端面、两个主面以及两个端面)形成外部电极的基底电极层。
另外，通过将层叠体倾斜地浸入将银浆等导电性浆料拉伸到规定的厚度的层并烘烤，能够在层叠体的4个面(主面、端面、以及两个侧面)形成外部电极的基底电极层。
接下来，通过镀覆，对基底电极层依次形成规定的厚度的镍膜以及锡膜。其结果，形成外部电极。
通过以上，制造本发明的层叠型线圈部件。
以下，示出更具体地公开本发明的层叠型线圈部件的实施例。此外，本发明并不是仅限定于这些实施例。
[样品的制作]
(样品1)
(1)准备具有规定的组成的铁氧体材料(煅烧粉末)。
(2)将上述煅烧粉末(磁性材料)、非磁性材料、硼材料(B4C)、有机粘合剂(聚乙烯醇缩丁醛系树脂)以及有机溶剂(乙醇以及甲苯)与PSZ球一起放入罐磨机，并以湿式充分地混合粉碎，制成磁性体料浆。
此外，将煅烧粉末(磁性材料)和非磁性材料的合计重量设为100份，将作为硼材料的B4C的添加量设为0.01份。另外，非磁性材料与煅烧粉末(磁性材料)的混合比率为20体积％:80体积％。
煅烧粉末(磁性材料)以及非磁性材料的组成如下。
(磁性材料)
Fe：换算成Fe2O3为48.0mol％，Zn：换算成ZnO为22.0mol％，Ni：换算成NiO为22.0mol％，Cu：换算成CuO为8.0mol％
(非磁性材料)
aZnO·bCuO·SiO2(a＝2.00，b＝0.01)
(3)通过刮刀法，将上述磁性体料浆成型加工成片状，并通过将其冲压成矩形，而制成多片厚度约为12μm的陶瓷生片。
(4)准备包含Ag粉末和有机载体的内部导体用的导电性浆料。
(5)导通孔片材的制作
通过对陶瓷生片的规定位置照射激光，而形成了通孔。通过向通孔填充导电性浆料而形成导通孔导体，并在其周围将导电性浆料丝网印刷成大致圆形，而形成焊盘部。
(6)线圈片材的制作
当在陶瓷生片的规定位置形成通孔，并填充导电性浆料形成导通孔导体之后，印刷由焊盘部以及线部构成的线圈导体，而获得线圈片材。
(7)在将这些片材按照图4以及图5所示的顺序层叠之后，通过进行加热并进行加压，并利用切块机切断进行单片化，而制成层叠成型体。
(8)通过将层叠成型体放入烧制炉，并在大气环境下，在约500℃的温度下进行脱粘合剂处理，之后，在约900℃的温度下烧制，而制成层叠体(烧制完毕)。
使用千分尺测定所获得的30个层叠体的尺寸并求出平均值，L＝0.60mm、W＝0.30mm、T＝0.30mm。
(9)将含有Ag粉末和玻璃粉的外部电极用的导电性浆料导入涂膜形成槽，形成规定厚度的涂膜。将形成层叠体的外部电极的位置浸入该涂膜。
(10)在浸入后，通过在800℃左右的温度下烘烤，而形成外部电极的基底电极。
(11)通过电镀，在基底电极上依次形成Ni膜以及Sn膜，而形成外部电极。
通过以上，制成具有图1、图2的(a)、图2的(b)以及图2的(c)所示的形状的外部电极、以及图3、图4以及图5所示的层叠体的内部构造的层叠型线圈部件(样品1)。
(烧结材料的组成分析)
在从样品1切出绝缘层进行烧结材料的元素分析时，Fe：换算成Fe2O3为36.8mol％，Zn：换算成ZnO为32.5mol％，Ni：换算成NiO为16.9mol％，Cu：换算成CuO为6.1mol％，Si：换算成SiO2为7.8mol％。
Si(换算成SiO2)与Fe(换算成Fe2O3)的摩尔比(SiO2/Fe2O3)为0.2。
进一步，在将Fe(换算成Fe2O3)、Ni(换算成NiO)、Zn(换算成ZnO)、Cu(换算成CuO)以及Si(换算成SiO2)的合计设为100mol份时的B的含量为0.078mol份。
(磁导率μ的测定)
使用阻抗分析仪(由安捷伦科技制造，E4991A)，在100MHz、1Vrms、周围温度20℃±3℃的条件下测定电感，并计算磁导率μ。根据5个样品的测定值的平均，求出样品1的磁导率μ。
(绝缘电阻logρ的测定)
对样品施加50V的直流电压，并在1分钟后测定电阻值，并根据该测定值和样品尺寸，计算出绝缘电阻logρ。根据5个样品的测定值的平均，求出样品1的绝缘电阻logρ。
(透过系数S21的测定)
图8是示意性地表示测定透过系数S21的方法的图。
如图8所示，将样品(层叠型线圈部件1)焊接到设置有信号路径61和接地导体62的测定用夹具60。层叠型线圈部件1的第一外部电极21与信号路径61连接，第二外部电极22与接地导体62连接。
使用网络分析仪63，求出对样品的输入信号和透过信号的电力，并使频率变化测定了透过系数S21。在网络分析仪63上，连接有信号路径61的一端和另一端。
将测定结果示于图9，将60GHz下的透过系数S21示于表2。图9是表示通过实施例制成的部分样品的透过系数S21的曲线图。此外，透过系数S21表示越接近0dB而损失越少。
(样品2～13)
通过变更磁性材料的组成、磁性材料与非磁性材料的混合比例、以及硼材料的添加量，除了如表1所示那样变更烧结材料的组成以外，按照与样品1相同的顺序，制成样品2～13，并测定了磁导率μ以及绝缘电阻。将结果示于表1。此外，在样品11以及12中，由于烧结材料的烧结性不充分，所以未测定磁导率以及绝缘电阻。
进一步，对于样品1～4以及13，也测定了透过系数S21。将结果示于表2以及图9。
图9是表示样品1～4以及13的透过系数S21的曲线图。
[表1]
Figure BDA0002502077420000201
*处于本发明(权利要求1)的范围外
B4C的重量份是相对于非磁性材料与磁性材料的合计100重量份的量
B的mol份是相对于Fe2O3、ZnO、NiO、CuO、SiO2的合计100mol份的量
[表2]
Figure BDA0002502077420000202
根据表1的结果可知，本发明的层叠型线圈部件在100MHz下的磁导率μ为1.8以上、介电常数εr为12以下，绝缘电阻logρ为10.8以上。
另外，根据表2的结果可知，本发明的层叠型线圈部件在50GHz下的透过系数S21为-0.9dB以上，60GHz下的透过系数S21为-2.5dB以上，高频特性优异。
附图标记说明
1、2…层叠型线圈部件；10…层叠体；11…第一端面；12…第二端面；13…第一主面；14…第二主面；15…第一侧面；16…第二侧面；21、121…第一外部电极；22、122…第二外部电极；30…线圈；31、31a、31b、31c、31d、35a、35a1、35a2、35a3、35a4、35b、35b1、35b2、35b3、35b4…绝缘层；32、32a、32b、32c、32d、132…线圈导体；33a、33b、33c、33d、33p、33q…导通孔导体；36a、36b、36c、36d…线部；37a、37b、37c、37d…焊盘部；41…第一连结导体；42…第二连结导体；60…测定用夹具；61…信号路径；62…接地导体；63…网络分析仪；A…线圈的中心轴；Dc…在层叠方向上相邻的线圈导体间的距离；E1…覆盖第一主面的部分的第一外部电极的长度；E2…覆盖第一端面的部分的第一外部电极的高度；L1…层叠体的长度尺寸；L2…层叠型线圈部件的长度尺寸；L3…层叠方向上的线圈导体的配置区域的尺寸；T1…层叠体的高度尺寸；T2…层叠型线圈部件的高度尺寸；W1…层叠体的宽度尺寸；W2…层叠型线圈部件的宽度尺寸。

Claims (4)

1.一种层叠型线圈部件，其特征在于，具备：
层叠体，在长度方向上层叠多个绝缘层而成，并在内部内置线圈；以及
第一外部电极和第二外部电极，与上述线圈电连接，
上述线圈由与上述绝缘层一起在上述长度方向上层叠的多个线圈导体电连接而成，
上述层叠体具有：在上述长度方向上相面对的第一端面和第二端面、在与上述长度方向正交的高度方向上相面对的第一主面和第二主面、以及在与上述长度方向以及上述高度方向正交的宽度方向上相面对的第一侧面和第二侧面，
上述第一外部电极覆盖上述第一端面的至少一部分，
上述第二外部电极覆盖上述第二端面的至少一部分，
上述层叠体的层叠方向和上述线圈的线圈轴向与上述第一主面平行，
上述线圈导体间的上述绝缘层包括烧结材料，该烧结材料包含磁性材料和非磁性材料，其中，上述磁性材料至少包含Ni、Zn、Cu以及Fe，上述非磁性材料至少包含Zn以及Si，
上述烧结材料包含：
将Fe换算成Fe2O3，则为8mol％以上且37mol％以下；
将Zn换算成ZnO，则为30mol％以上且60mol％以下；
将Cu换算成CuO，则为1mol％以上且7mol％以下；
将Ni换算成NiO，则为3mol％以上且17mol％以下；以及
将Si换算成SiO2，则为7mol％以上且28mol％以下，
将上述烧结材料中的Si以及Fe分别换算成SiO2以及Fe2O3时的上述SiO2与上述Fe2O3的摩尔比为0.2以上且3.5以下，
当在将上述烧结材料中的Fe、Ni、Zn、Cu以及Si分别换算成Fe2O3、NiO、ZnO、CuO以及SiO2时的上述Fe2O3、上述NiO、上述ZnO、上述CuO以及上述SiO2的合计量设为100mol份时，上述烧结材料将B换算成B单体而含有0.05mol份以上且0.5mol份以下。
2.根据权利要求1所述的层叠型线圈部件，其特征在于，
上述非磁性材料还包含Cu，
上述Zn与上述Cu的含量的合计相对于上述Si[(Zn+Cu)/Si]换算成摩尔比为1.8以上且2.2以下。
3.根据权利要求1或2所述的层叠型线圈部件，其特征在于，
上述第一主面是安装面，上述第一外部电极延伸并覆盖上述第一端面的一部分和上述第一主面的一部分，上述第二外部电极延伸并覆盖上述第二端面的一部分和上述第一主面的一部分。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的层叠型线圈部件，其特征在于，
上述层叠方向上的上述线圈导体的配置区域的尺寸为上述层叠体的长度尺寸的85％以上且95％以下。
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