CN212659380U - 层叠型线圈部件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种安装性优异且高频特性优异的层叠型线圈部件。其具备:层叠体,通过在长度方向层叠多个绝缘层而形成,在内部内置有线圈;和第一外部电极及第二外部电极,与线圈电连接,线圈通过使在长度方向与绝缘层一同层叠的多个线圈导体电连接而形成,层叠体具有第一端面及第二端面、第一主面及第二主面、第一侧面及第二侧面,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,第一主面为安装面,层叠体的层叠方向和线圈的轴向平行于第一主面,在从层叠方向俯视线圈导体时,线圈导体的重复形状为非圆形,和第一主面对置的线圈导体与第一主面之间的距离不恒定。
Description
技术领域
本实用新型涉及层叠型线圈部件。
背景技术
随着近年的电气设备的通信速度的高速化以及小型化,要求层叠电感器在高频带(例如,60GHz以上的GHz带)的高频特性是充分的。作为层叠型线圈部件,例如在专利文献1中公开有绝缘性部件的层叠方向和线圈的轴向相对于安装面平行的层叠型电感器。在专利文献1的图2中,公开有线圈导体为1/2图案(用于构成线圈的1匝的线圈导体的层叠数为2的图案),且线圈的重复形状为长方形的结构。
专利文献1:日本特开平9-129447号公报
在专利文献1的层叠型电感器中,外部电极是通过向层叠体的两端部的溅射、真空蒸镀等方法而形成。然而,考虑到由于在安装面未配置外部电极所以安装性差。
因此,为了使安装性提高而考虑在安装面设置外部电极,但若在安装面设置外部电极,则存在由于在外部电极与线圈导体之间产生杂散电容,而导致高频特性的降低的担忧。
实用新型内容
本实用新型是为了解决上述的问题而完成的,其目的在于提供一种安装性优异且高频特性优异的层叠型线圈部件。
本实用新型的层叠型线圈部件其特征在于,具备:层叠体,通过在长度方向上层叠多个绝缘层而形成,并在内部内置有线圈;和第一外部电极以及第二外部电极,与上述线圈电连接,上述线圈通过将在上述长度方向上与上述绝缘层一同层叠的多个线圈导体电连接而形成,上述层叠体具有:在上述长度方向上相对的第一端面以及第二端面;在与上述长度方向正交的高度方向上相对的第一主面以及第二主面;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对的第一侧面以及第二侧面,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,上述第一主面为安装面,上述层叠体的层叠方向和上述线圈的轴向平行于上述第一主面,在从层叠方向俯视上述线圈导体的重复形状时,上述线圈导体的重复形状为非圆形,和上述第一主面对置的上述线圈导体与上述第一主面之间的距离不恒定。
根据本实用新型,能够提供一种安装性优异且高频特性优异的层叠型线圈部件。
附图说明
图1是示意性地表示本实用新型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视图,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是示意性地表示构成层叠型线圈部件的层叠体的一个例子的分解立体图。
图4是示意性地表示构成层叠型线圈部件的层叠体的一个例子的分解俯视图。
图5是表示从层叠方向俯视线圈导体的重复形状时的形状的示意图。
图6是示意性地表示构成层叠型线圈部件的层叠体的内部构造的一个例子的剖视图。
图7的(a)是表示实施例1的试料的线圈导体的重复形状的示意图,图7的(b)是表示比较例1的试料的线圈导体的重复形状的示意图。
图8是示意性地表示测量透射系数S21的方法的图。
图9是表示实施例1以及比较例1中的透射系数S21的图表。
附图标记说明
1...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...第一外部电极;22...第二外部电极;31、31a、31b、31c...绝缘层(线圈导体间的绝缘层);32、32a、32b、32c、32d...线圈导体;33a、33b、33c、33d、33g、33h...导通孔导体;35a、35a1、35a2、35a3、35a4、35b、35b1、35b2、35b3、35b4...绝缘层(连结导体间的绝缘层);36a、36b、36c、36c1、36c2、36c3、36c4,36d...线部;37a、37b、37c、37d...焊盘部;38b、38c...成为第一主面的边;39b、39c...成为第二主面的边;41...第一连结导体;42...第二连结导体;60...测量用夹具;61...信号路径;62...接地导体;63...网络分析器;A...线圈轴;D...在层叠方向上相邻的线圈导体间的距离;E1...覆盖层叠体的第一主面的部分的第一外部电极的长度;E2...覆盖层叠体的第一端面的部分的第一外部电极的高度;F...电场;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;M...中线;t1、t2、t3、t4、t5...线圈导体与层叠体的第一主面之间的距离;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。
具体实施方式
以下,对本实用新型的层叠型线圈部件进行说明。然而,本实用新型并不限定于以下实施方式,在不变更本实用新型的主旨的范围内能够适当地变更并应用。此外,将在以下中记载的各个优选的结构组合2个以上的内容也是本实用新型。
图1是示意性地表示本实用新型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视图,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状。对于层叠体10的结构,其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,在后面对此进行叙述。第一外部电极21以及第二外部电极22分别与线圈电连接。
在本实用新型的层叠型线圈部件1以及层叠体10中,将长度方向、高度方向以及宽度方向设为图1中的x方向、y方向以及z方向。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)上相对的第一端面11以及第二端面12;在与长度方向正交的高度方向(y方向)上相对的第一主面13以及第二主面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)上相对的第一侧面15以及第二侧面16。
如图1所示,在层叠体10中,假定有线圈轴A,该线圈轴A与长度方向(x方向)平行,且从第一端面11贯通到第二端面12为止。线圈轴A延伸的方向也是内置于层叠体的线圈的轴向,线圈的轴向以及层叠体的层叠方向与作为安装面的第一主面13平行。
虽然在图1并未示出,但优选为层叠体10在角部以及棱线部带有圆弧。角部为层叠体的3个面所相交的部分,棱线部为层叠体的2个面所相交的部分。
第一外部电极21配置为如图1以及图2的(b)所示那样覆盖层叠体10的第一端面11的一部分,且如图1以及图2的(c)所示那样从第一端面11延伸并覆盖第一主面13的一部分。如图2的(b)所示,第一外部电极21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,但不覆盖第一端面11中的包含与第二主面14相交的棱线部的区域。因此,第一端面11在包含与第二主面14相交的棱线部的区域中露出。另外,第一外部电极21不覆盖第二主面14。
此外,在图2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21的高度为恒定,但只要覆盖层叠体10的第一端面11的一部分,就不特别限定第一外部电极21的形状。例如,在层叠体10的第一端面11中,第一外部电极21也可以为从端部向中央部变高的山形。另外,在图2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21的长度为恒定,但只要覆盖层叠体10的第一主面13的一部分,就不特别限定第一外部电极21的形状。例如,在层叠体10的第一主面13中,第一外部电极21也可以为从端部向中央部变长的山形。
如图1以及图2的(a)所示,第一外部电极21还可以配置为从第一端面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。在该情况下,如图2的(a)所示,优选为覆盖第一侧面15以及第二侧面16的部分的第一外部电极21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21也可以不配置为覆盖第一侧面15的一部分以及第二侧面16的一部分。
第二外部电极22配置为覆盖层叠体10的第二端面12的一部分,且从第二端面12延伸并覆盖第一主面13的一部分。与第一外部电极21同样,第二外部电极22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,但不覆盖第二端面12中的包含与第二主面14相交的棱线部的区域。因此,第二端面12在包含与第二主面14相交的棱线部的区域中露出。另外,第二外部电极22不覆盖第二主面14。
与第一外部电极21同样,只要覆盖层叠体10的第二端面12的一部分,就不特别限定第二外部电极22的形状。例如,在层叠体10的第二端面12中,第二外部电极22也可以为从端朝向中央部变高的山形。另外,只要覆盖层叠体10的第一主面13的一部分,就不特别限定第二外部电极22的形状。例如,在层叠体10的第一主面13中,第二外部电极22也可以为从端部向中央部变长的山形。
与第一外部电极21同样,第二外部电极22还可以配置为从第二端面12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。在该情况下,优选为覆盖第一侧面15以及第二侧面16的部分的第二外部电极22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22也可以不配置为覆盖第一侧面15的一部分以及第二侧面16的一部分。
如以上这样配置第一外部电极21以及第二外部电极22,因此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成为安装面。
虽然对本实用新型的层叠型线圈部件的尺寸不进行特别限定,但优选为0603尺寸、0402尺寸或1005尺寸。
在本实用新型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,用双向箭头L1表示的长度)优选为0.63mm以下,且优选为0.57mm以上。在本实用新型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,用双向箭头W1表示的长度)优选为0.33mm以下,且优选为0.27mm以上。在本实用新型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,用双向箭头T1表示的长度)优选为0.33mm以下,且优选为0.27mm以上。
在本实用新型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,用双向箭头L2表示的长度)优选为0.63mm以下,且优选为0.57mm以上。在本实用新型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,用双向箭头W2表示的长度)优选为0.33mm以下,且优选为0.27mm以上。在本实用新型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,用双向箭头T2表示的长度)优选为0.33mm以下,且优选为0.27mm以上。
在本实用新型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(图2的(c)中,用双向箭头E1表示的长度)优选为0.12mm以上、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、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恒定的情况下,优选为最长的部分的长度在上述范围内。
在本实用新型的层叠型线圈部件为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2的(b)中,用双向箭头E2表示的长度)优选为0.10mm以上、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、0.20mm以下。在该情况下,能够降低由外部电极引起的杂散电容。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恒定的情况下,优选为最高的部分的高度在述范围内。
在本实用新型的层叠型线圈部件为0402尺寸的情况下,层叠体的长度优选为0.38mm以上、0.42mm以下,层叠体的宽度优选为0.18mm以上、0.22mm以下。在本实用新型的层叠型线圈部件为0402尺寸的情况下,层叠体的高度优选为0.18mm以上、0.22mm以下。
在本实用新型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优选为0.42mm以下,且优选为0.38mm以上。在本实用新型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优选为0.22mm以下,且优选为0.18mm以上。在本实用新型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优选为0.22mm以下,且优选为0.18mm以上。
在本实用新型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优选为0.08mm以上、0.15mm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0.08mm以上、0.15mm以下。
在本实用新型的层叠型线圈部件为0402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优选为0.06mm以上、0.13mm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0.06mm以上、0.13mm以下。在该情况下,能够降低由外部电极引起的杂散电容。
在本实用新型的层叠型线圈部件为1005尺寸的情况下,层叠体的长度优选为0.95mm以上、1.05mm以下,层叠体的宽度优选为0.45mm以上、0.55mm以下。在本实用新型的层叠型线圈部件为1005尺寸的情况下,层叠体的高度优选为0.45mm以上、0.55mm以下。
在本实用新型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优选为1.05mm以下,且优选为0.95mm以上。在本实用新型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优选为0.55mm以下,且优选为0.45mm以上。在本实用新型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优选为0.55mm以下,且优选为0.45mm以上。
在本实用新型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优选为0.20mm以上、0.38mm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0.20mm以上、0.38mm以下。
在本实用新型的层叠型线圈部件为1005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优选为0.15mm以上、0.33mm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0.15mm以上、0.33mm以下。在该情况下,能够降低由外部电极引起的杂散电容。
图3是示意性地表示构成层叠型线圈部件的层叠体的一个例子的分解立体图,图4是示意性地表示构成层叠型线圈部件的层叠体的一个例子的分解俯视图。
如图3以及图4所示,层叠体10具有用于构成线圈的1匝的绝缘层31b以及31c作为线圈导体间的绝缘层31。在绝缘层31b以及31c分别设置有线圈导体32b及32c、和导通孔导体33b及33c。层叠体10通过在长度方向(x方向)上层叠各绝缘层而构成。此外,将构成层叠体的多个绝缘层进行层叠的方向称为层叠方向。
线圈导体32b以及32c分别设置于绝缘层31b以及31c的主面上,与绝缘层31b以及31c一同被层叠。线圈导体32b以及32c两个合起来构成线圈的1匝,将线圈导体32b以及32c作为一个单位(1匝份)重复层叠。即,用于构成线圈的1匝的线圈导体的层叠数为2。在图3以及图4中,用虚线包围的区域来表示1匝份的重复单位。
用于构成线圈的1匝的线圈导体具有线部和配置于线部的端部的焊盘部。线圈导体32b具有线部36b和2个焊盘部37b,线圈导体32c具有线部36c和2个焊盘部37c。线圈导体32b的1个焊盘部37b与相邻的线圈导体32c的焊盘部37c经由导通孔导体33b或导通孔导体33c连接。
在层叠型线圈部件1中,在从层叠方向俯视线圈导体32的重复形状时,线圈导体32的重复形状为非圆形,和第一主面13对置的线圈导体32与第一主面13之间的距离并不恒定。参考图5对上述进行说明。
图5是表示从层叠方向俯视观察线圈导体的重复形状时的形状的示意图。在图5中,为了示出线圈导体32的重复形状,将线圈导体32b和线圈导体32c合并示出。
线圈导体32的重复形状形成为使长方形的一个边朝向外侧屈曲而使2个边从原来的长方形突出的五边形,且为2个边与层叠体的第一主面对置的形状。将线圈导体32c的线部36c分割成4份,并设为线部36c1、36c2、36c3、36c4,将它们视为五边形的4个边。将上述4个边和线圈导体32b的线部36b视为五边形的边的、图5所示的五边形成为线圈导体32的重复形状。该形状为所谓的棒球的本垒板形状。此外,在图5所示的五边形中,五边形的原来的长方形是假定为将线部36c1的下端与线部36c4的下端直接连接的具有与线部36b平行的边的长方形。
在该五边形中,线部36c2、36c3这2个边为与层叠体10的第一主面13对置的边。该2个边与层叠体10的第一主面13之间的距离例如为图5中的用双向箭头t1、t2、t3、t4以及t5表示的距离,该距离并不恒定。特别是,用位于层叠体的外侧的双向箭头t1以及t5表示的距离较长。
这样,和层叠体的第一主面对置的线圈导体与第一主面之间的距离不恒定是指存在线圈导体与第一主面之间的距离较长的部分。若具有线圈导体与第一主面之间的距离较长的部分,则在线圈导体与设置于第一主面的外部电极之间产生的杂散电容变小,因此能够提高高频特性。
此外,在判断和层叠体的第一主面对置的线圈导体与第一主面之间的距离是否恒定时,如图5中的双向箭头t1、t2、t3、t4以及t5表示的那样,从层叠体的第一主面向线圈导体引出多条与第一主面垂直的垂线,多条垂线的长度不同,由此来判定即可。如图5所示能够通过引出包括层叠体的中央部和外侧的5条左右的垂线来判断。
本实用新型的层叠型线圈部件中的线圈导体的重复形状为和第一主面对置的线圈导体与第一主面之间的距离不恒定的形状,只要为非圆形,就不特别限定其形状。线圈导体的重复形状优选为多边形,且优选为使长方形的一个边朝向外侧屈曲而使2个边从原来的长方形突出的五边形。在线圈导体的重复形状为多边形的情况下,将与多边形的面积相当的圆的直径作为线圈直径,将通过多边形的重心且与长度方向平行的轴设为线圈轴。另外,也可以为,与第一主面对置的线部不是直线而是由曲线形成的形状。
另外,在图3以及图4所示的层叠体中,由2个线圈导体构成线圈的1匝,用于构成线圈的1匝的线圈导体的层叠数为2,但用于构成线圈的1匝的线圈导体的层叠数并不限定于2。例如,对于线圈导体而言,也可以将重复单位的3/4形状的线圈导体在层叠方向上连接。在该情况下,通过层叠4个线圈导体,从而使线圈的重复单位为3周。
优选为焊盘部在层叠体中存在于与第一主面相反的一侧的上半部分的区域。在层叠体中成为第一主面的部分在图4所示的绝缘层31b、31c中分别用边38b、边38c表示。与边38b、38c相反的一侧的边39b、39c为在层叠体中成为第二主面的部分。与第一主面相反的一侧的上半部分的区域是指,在图4中,以成为层叠体的第一主面的边38b、38c与成为层叠体的第二主面的边39b、39c之间的中线M为基准,而成为层叠体的第二主面的边39b、39c的一侧的区域。在图4中示出有线圈导体的焊盘部37b、37c存在于成为层叠体的第二主面的边39b、39c的一侧的区域。另外,在图5中也示出有线圈导体的焊盘部37b存在于与层叠体的第一主面13相反的一侧的上半部分的区域。
此外,在本说明书中,存在于与第一主面相反的一侧的上半部分的区域的焊盘部为用于经由导通孔导体而对在层叠方向上相邻的线圈导体间隙进行连接的焊盘部。在后述的设置于绝缘层31a的线圈导体32a、设置于绝缘层31d的线圈导体32d设置有用于与连结导体连接的焊盘部,但用于与连结导体连接的焊盘部也可以不存在于与第一主面相反的一侧的上半部分的区域。
层叠体的第一主面为安装面,且第一外部电极和第二外部电极设置于第一主面侧,因此在对层叠型线圈部件进行通电时,在层叠体的第一主面侧的区域产生电场。图6是示意性地表示构成层叠型线圈部件的层叠体的内部构造的一个例子的剖视图,在图6中用箭头F示意性地表示上述电场产生的位置。图6是示意性地表示绝缘层、线圈导体和连结导体以及层叠体的层叠方向的图,并不严格地表示实际的形状以及连接等。例如,线圈导体经由导通孔导体而连接。
线圈导体的焊盘部与线部相比面积较大,因此若存在面积较大的焊盘部以便横穿上述电场,则杂散电容的影响变大,高频特性降低。因此,使线圈导体的焊盘部在层叠体中存在于与第一主面相反的一侧的上半部分的区域,由此能够减小在层叠体的第一主面侧的区域产生的电场的影响所引起的杂散电容,能够成为高频特性优异的层叠型线圈部件。
另外,如图3、图4所示,若以2个线圈导体构成线圈的1匝,则相邻的线圈导体32b、32c的各自的线部36b、36c隔着绝缘层,而没有对置。因此线圈导体间的杂散电容变小,从而能够成为高频特性优异的层叠型线圈部件。
在本实用新型的层叠型线圈部件中,在从层叠方向俯视线圈导体的重复形状时,线圈导体的重复形状为非圆形,和第一主面对置的线圈导体与第一主面之间的距离不恒定。因此,安装性以及高频特性均优异。特别是在高频带(特别是30GHz以上、80GHz以下)的高频特性优异。具体而言,40GHz下的透射系数S21优选为-1dB以上、0dB以下,50GHz下的透射系数S21优选为-2dB以上、0dB以下,60GHz下的透射系数S21优选为-4dB以上、0dB以下。透射系数S21根据透射信号相对于输入信号的功率的比而求出。透射系数S21基本上为无量纲量,但通常取常用对数以dB单位来表示。在满足上述条件的情况下,例如能够适用于光通信电路内的偏置电源(Bias-Tee)电路等。
另外,在用于构成线圈的1匝的线圈导体的层叠数为2的情况下、以及、在焊盘部在层叠体中存在于与第一主面相反的一侧的上半部分的区域的情况下,能够作为高频特性更优异的层叠型线圈部件。
另外,线圈导体的层叠数优选为40以上、60以下。若线圈导体的层叠数小于40,则杂散电容变大,透射系数S21降低。若线圈导体的层叠数超过60,则直流电阻(Rdc)变大。将线圈导体的层叠数设为40以上、60以下,由此能够使在60GHz的透射系数S21提高。在线圈导体的层叠数中同时包含用于构成线圈的1匝的线圈导体(线圈导体32b、线圈导体32c)的层叠数、和位置调整用的线圈导体(线圈导体32a、线圈导体32d)的层叠数。
另外,在层叠方向上相邻的线圈导体间的距离D(参考图6)优选为3μm以上、10μm以下。由此,能够使线圈的匝数增多。其结果,阻抗变大,从而在高频带的透射系数S21也变大。在层叠方向上相邻的线圈导体间的距离D是指经由导通孔导体而相互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D与参与杂散电容的产生的线圈导体间的距离未必一致。
另外,层叠方向上的线圈导体的配置区域的尺寸优选为层叠体的长度尺寸的85%以上、95%以下。这里,层叠方向上的线圈导体32的配置区域的尺寸L3(参考图6)为从经由第一连结导体41与第一外部电极21连接的线圈导体32到经由第二连结导体42与第二外部电极22连接的线圈导体32为止的层叠方向上的距离(包含各线圈导体32的厚度)。在线圈导体32的配置区域的尺寸L3小于层叠体10的长度尺寸L1的85%的情况下,存在线圈的静电电容变大,导致层叠型线圈部件1的高频特性降低的情况。在线圈导体32的配置区域的尺寸L3大于层叠体10的长度尺寸L1的95%的情况下,存在线圈与第一外部电极21以及第二外部电极22之间的杂散电容变大,导致层叠型线圈部件1的高频特性降低的情况。因此,在层叠型线圈部件1中,若将线圈导体32的配置区域的尺寸L3设在上述范围内,则能够进一步提高层叠型线圈部件1的高频特性。
接着,再次参考图3以及图4对构成层叠体10的其他部分进行说明。对于层叠体10而言,具有绝缘层35a1、35a2、35a3以及35a4作为连结导体间的绝缘层35a,具有绝缘层35b1、35b2、35b3以及35b4作为连结导体间的绝缘层35b。
在绝缘层35a1、35a2、35a3以及35a4分别设置有导通孔导体33g。导通孔导体33g相连而成为第一连结导体41。在绝缘层35b1、35b2、35b3以及35b4分别设置有导通孔导体33h。导通孔导体33h相连而成为第二连结导体42。构成第一连结导体41的导通孔导体33g和构成第二连结导体42的导通孔导体33h均位于层叠体的第一主面侧(安装面侧)。
在绝缘层35a4与绝缘层31b之间设置有绝缘层31a,在绝缘层31a设置有用于将构成第一连结导体41的导通孔导体33g与线圈导体32b连接的线圈导体32a和导通孔导体33a。对于线圈导体32a而言,在2个焊盘部37a之间具有线部36a,从与位于层叠体的第一主面侧的导通孔导体33g连接的焊盘部37a起,连接到位于层叠体的第二主面侧,且经由导通孔导体33a与线圈导体32b的焊盘部37b连接的焊盘部37a为止。
同样地,在绝缘层35b4与绝缘层31c之间设置有绝缘层31d,在绝缘层31d设置有用于将构成第二连结导体42的导通孔导体33h与线圈导体32连接的线圈导体32d和导通孔导体33d。对于线圈导体32d而言,在2个焊盘部37d之间具有线部36d,从位于层叠体的第二主面侧且经由导通孔导体33c与线圈导体32c的焊盘部37c连接的焊盘部37d起,连接到与位于层叠体的第一主面侧的导通孔导体33h连接的焊盘部37d为止。
导通孔导体33a、33b、33c以及33d设置为分别沿层叠方向(在图3中x方向)贯通绝缘层31a、31b、31c以及31d。
以上这样构成的绝缘层31a、31b、31c以及31d如图3所示在x方向上层叠。由此,线圈导体32a、32b、32c以及32d经由导通孔导体33a、33b、33c以及33d电连接。其结果,在层叠体10内,形成有具有沿x方向延伸的线圈轴的螺线管状的线圈。
第一连结导体41以及第二连结导体42在层叠体10的两端面露出。第一连结导体41在层叠体10内对第一外部电极21和与第一外部电极21对置的线圈导体32a之间进行连接。另外,第二连结导体42对第二外部电极22和与第二外部电极22对置的线圈导体32d之间进行连接。
如图6所示,在层叠型线圈部件1中,层叠有多个绝缘层31而成为在内部内置有线圈的层叠体10。线圈通过将与绝缘层31一同层叠的多个线圈导体32电连接而形成。层叠体10的层叠方向以及线圈的轴向(图5中,表示线圈轴A)相对于作为安装面的第一主面13平行。
在图6所示的层叠型线圈部件中,第一外部电极21和与第一外部电极21对置的线圈导体通过第一连结导体41连接为直线状,第二外部电极22和与第二外部电极22对置的线圈导体通过第二连结导体42连接为直线状。第一连结导体41以及第二连结导体42分别与距成为安装面的第一主面13最近的部分的线圈导体连接。第一连结导体41以及第二连结导体42从层叠方向俯视时均与线圈导体重叠,且均位于比线圈轴靠成为安装面的第一主面13侧。第一连结导体41以及第二连结导体42中均与线圈导体的距安装面最近的部分连接,因此能够缩小外部电极的大小从而使高频特性提高。
在线圈导体的重复形状为多边形的情况下,将与多边形的面积相当的圆的直径设为线圈直径。在本实用新型的层叠型线圈部件为0603尺寸的情况下,线圈直径优选为50μm以上100μm以下。
在本实用新型的层叠型线圈部件为0402尺寸的情况下,线圈直径优选为30μm以上70μm以下。
在本实用新型的层叠型线圈部件为1005尺寸的情况下,线圈直径优选为80μm以上170μm以下。
虽然并不特别限定从层叠方向俯视时的线部的线宽度,但优选为相对于层叠体的宽度的10%以上、30%以下。若线部的线宽度小于层叠体的宽度的10%,则存在直流电阻Rdc变大的情况。另一方面,若线部的线宽度超过层叠体的宽度的30%,则存在线圈的静电电容变大,高频特性恶化的情况。
在本实用新型的层叠型线圈部件为0603尺寸的情况下,线部的线宽度优选为30μm以上90μm以下,更优选为30μm以上70μm以下。
在本实用新型的层叠型线圈部件为0402尺寸的情况下,线部的线宽度优选为20μm以上60μm以下,更优选为20μm以上50μm以下。
在本实用新型的层叠型线圈部件为1005尺寸的情况下,线部的线宽度优选为50μm以上150μm以下,更优选为50μm以上120μm以下。
在从层叠方向俯视时的线圈直径优选为相对于层叠体的宽度的15%以上、40%以下。
优选为,在构成层叠型线圈部件的层叠体的内部具备第一连结导体以及第二连结导体。虽然并不特别限定第一连结导体以及第二连结导体的形状,但优选为将外部电极与线圈导体之间连接为直线状。将从线圈导体到外部电极为止连接为直线状,由此能够简化引出部分,并且能够使高频特性提高。
在本实用新型的层叠型线圈部件为0603尺寸的情况下,第一连结导体以及第二连结导体的长度优选为15μm以上45μm以下,更优选为15μm以上30μm以下。
在本实用新型的层叠型线圈部件为0402尺寸的情况下,第一连结导体以及第二连结导体的长度优选为10μm以上30μm以下,更优选为10μm以上25μm以下。
在本实用新型的层叠型线圈部件为1005尺寸的情况下,第一连结导体以及第二连结导体的长度优选为25μm以上75μm以下,更优选为25μm以上50μm以下。
第一连结导体以及第二连结导体在从层叠方向俯视时均与线圈导体重叠、且均位于比线圈轴靠安装面侧。此外,线圈轴是指通过由线圈导体形成的重复形状的中心,且与长度方向平行的轴。
此外,在从层叠方向俯视时,只要构成连结导体的导通孔导体相互重叠,则构成连结导体的导通孔导体彼此也可以不严格地排列成直线状。
第一连结导体的宽度以及第二连结导体的宽度优选为层叠体的宽度的8%以上、20%以下。此外,连结导体的宽度是指连结导体中的最狭窄的部分的宽度。即,即使在连结导体包含焊盘的情况下,也将除焊盘以外的形状设为连结导体的形状。
在本实用新型的层叠型线圈部件为0603尺寸的情况下,连结导体的宽度优选为30μm以上60μm以下。
在本实用新型的层叠型线圈部件为0402尺寸的情况下,连结导体的宽度优选为20μm以上40μm以下。
在本实用新型的层叠型线圈部件为1005尺寸的情况下,连结导体的宽度优选为40μm以上100μm以下。
在本实用新型的层叠型线圈部件中,第一连结导体以及第二连结导体的长度均优选为层叠体的长度的2.5%以上、7.5%以下,更优选为2.5%以上、5.0%以下。
在本实用新型的层叠型线圈部件中,也可以存在2个以上第一连结导体以及第二连结导体。存在2个以上连结导体的情况是指,覆盖端面的部分的外部电极和与该外部电极对置的线圈导体通过连结导体以2处以上连接的状态。
以下,对本实用新型的层叠型线圈部件的制造方法的一个例子进行说明。
首先,制作成为绝缘层的陶瓷生片。例如,向铁素体材料中加入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,并将其混炼成为浆状。其后,通过刮刀法等方法获得厚度为12μm左右的陶瓷生片。
作为铁素体材料,例如将铁、镍、锌以及铜的氧化物原料混合并在800℃下预烧1小时后,利用球磨机进行粉碎并干燥,由此能够获得平均粒径约2μm的Ni-Zn-Cu系的铁素体材料(氧化物混合粉末)。
此外,作为成为绝缘层的陶瓷生片的材料例如能够使用铁素体材料等磁性材料、玻璃陶瓷材料料等非磁性材料,或者将上述磁性材料、非磁性材料混合后的混合材料等。在使用铁素体材料制作陶瓷生片的情况下,为了获得较高的L值(电感),优选为使用Fe2O3:40mol%以上49.5mol%以下、ZnO:5mol%以上35mol%以下、CuO:4mol%以上12mol%以下、剩余部分:NiO以及微量添加剂(包含不可避免的杂质)的组成的铁素体材料。
对制成的陶瓷生片实施规定的激光加工,从而形成直径20μm以上、30μm以下左右的导通孔。在具有导通孔的特定的薄片上使用Ag膏向导通孔填充,并且对具有11μm左右厚度的线圈导体用的导体图案进行丝网印刷,并使其干燥由此获得线圈片。作为线圈导体用的导体图案,印刷相当于图4的线圈导体32a、32b、32c、32d的导体图案。
以规定的顺序层叠线圈片,以便在单个化后将在与安装面平行的方向上具有线圈轴的线圈形成在层叠体的内部。并且,将形成有成为连结导体的导通孔导体的导通片上下层叠。
在对层叠体进行热压接而获得压接体后,将压接体切割成规定的芯片尺寸,得到单个化的芯片。也可以针对单个化的芯片进行滚磨,使角部以及棱线部带有规定的弧度。
以规定的温度、时间实施脱粘合剂以及烧制,由此获得在内部内置有线圈的烧制体(层叠体)。
使层叠体倾斜地浸渍于将Ag引伸至规定的厚度的槽中,并进行烧结,由此在层叠体的4个面(主面、端面以及两个侧面)形成外部电极的基底电极。在上述的方法中,与分为层叠体的主面和端面2次来形成基底电极的情况相比,能够1次形成基底电极。
针对基底电极,通过镀敷依次形成规定的厚度的Ni被膜以及Sn被膜,从而形成外部电极。通过以上过程,能够制成本实用新型的层叠型线圈部件。
(实施例)
以下,示出有更具体地公开了本实用新型的层叠型线圈部件的实施例。此外,本实用新型并不仅限定于这些实施例。
[试料的制作]
(实施例1)
(1)准备具有规定的组成的铁素体材料(预烧粉末)。
(2)向上述预烧粉末加入有机粘合剂(聚乙烯醇缩丁醛系树脂)、有机溶剂(乙醇以及甲苯)并与PSZ球一起放入球磨机,通过湿法充分地混合粉碎,从而制成磁性体浆料。
(3)利用刮刀法将上述磁性体浆料成形加工成片状,并将其冲裁成矩形,由此制成多张厚度为15μm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膏。
(5)导通片的制作
向陶瓷生片的规定处照射激光,由此形成了导通孔。向导通孔填充导电性膏而形成导通孔导体,在其周围将导电性膏进行丝网印刷为圆形,由此形成了焊盘部。
(6)线圈片的制作
在陶瓷生片的规定处形成导通孔,并向该导通孔填充导电性膏而形成导通孔导体后,对焊盘部以及线部进行印刷而形成线圈导体,从而获得线圈片。
(7)将上述薄片以图3所示的顺序层叠规定片数后,进行加热、加压,并通过切块机切割,使其单个化,由此制成层叠成形体。
(8)在将层叠成形体放入烧制炉,在大气气氛下,以500℃的温度进行脱粘合剂处理,其后以900℃的温度进行烧制,由此制成层叠体(烧制完毕)。使用测微计测量所获得的层叠体的30个的尺寸并求出平均值,该结果为L=0.60mm、W=0.30mm以及T=0.30mm。
(9)使含有Ag粉末和玻璃料的外部电极用的导电性膏流入涂膜形成槽,形成规定厚度的涂膜。在该涂膜中浸渍了层叠体的形成外部电极的部位。
(10)在浸渍后,以800℃左右的温度烧结,由此形成了外部电极的基底电极。
(11)通过电镀在基底电极的上依次形成Ni被膜以及Sn被膜,从而形成了外部电极。
通过以上过程,制成了具有如图3所示那样的层叠体的内部构造的实施例1的试料。
图7的(a)是表示实施例1的试料的线圈导体的重复形状的示意图,图7的(b)是表示比较例1的试料的线圈导体的重复形状的示意图。实施例1的试料的线圈导体的重复形状为使长方形的一个边朝向外侧屈曲,从而使2个边从原来的长方形突出的五边形,且2个边与层叠体的第一主面对置的形状,为图7的(a)所示的形状。该形状为和第一主面对置的线圈导体与第一主面之间的距离不恒定的形状。
(比较例1)
如图7的(b)所示,对相当于图3所示的线圈导体32c的线圈导体的形状进行变形,而制成线圈导体的重复形状成为四边形的线圈片,并通过层叠制成层叠成形体,从而制成比较例1的试料。比较例1的试料的线圈导体的重复形状为线圈导体的重复形状为四边形、且和第一主面对置的线圈导体与第一主面之间的距离恒定的形状。和第一主面对置的线圈导体与第一主面之间的距离为在图7的(b)用双向箭头t3表示的距离且为恒定。用该双向箭头t3表示的距离与在实施例1的试料的线圈导体的重复形状中和第一主面对置的线圈导体与第一主面之间的距离的成为最短的部分的距离t3相同。
(透射系数S21的测量)
图8是示意性地表示测量透射系数S21的方法的图。另外,图9是表示实施例1以及比较例1中的透射系数S21的图表。如图8所示,将试料(层叠型线圈部件1)焊接于设置有信号路径61和接地导体62的测量用夹具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。
使用网络分析器63求出向试料的输入信号和透射信号的功率,使频率变化从而测量透射系数S21。信号路径61的一端和另一端与网络分析器63连接。此外,透射系数S21越接近0dB表示损失越少。
由图9可知,实施例1中的共振频率为64.0GHz,比较例1中的共振频率为62.5GHz,若为实施例1的结构则共振频率偏向高频侧,高频特性优异。
Claims (7)
1.一种层叠型线圈部件,其特征在于,
所述层叠型线圈部件具备:
层叠体,通过在长度方向上层叠多个绝缘层而形成,并在内部内置有线圈;和
第一外部电极及第二外部电极,与所述线圈电连接,
所述线圈通过将在所述长度方向上与所述绝缘层一同层叠的多个线圈导体电连接而形成,
所述层叠体具有:在所述长度方向上相对的第一端面及第二端面;在与所述长度方向正交的高度方向上相对的第一主面及第二主面;以及在与所述长度方向及所述高度方向正交的宽度方向上相对的第一侧面及第二侧面,
所述第一外部电极延伸并覆盖所述第一端面的一部分和所述第一主面的一部分,
所述第二外部电极延伸并覆盖所述第二端面的一部分和所述第一主面的一部分,
所述第一主面为安装面,
所述层叠体的层叠方向和所述线圈的轴向平行于所述第一主面,
在从层叠方向俯视所述线圈导体的重复形状时,所述线圈导体的重复形状为非圆形,和所述第一主面对置的所述线圈导体与所述第一主面之间的距离不是恒定的。
2.根据权利要求1所述的层叠型线圈部件,其特征在于,
从层叠方向俯视所述线圈导体的重复形状时的所述线圈导体的重复形状为使长方形的一个边朝向外侧屈曲从而使2个边从原本的长方形突出而形成的五边形,且为所述2个边与所述层叠体的所述第一主面对置的形状。
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,
用于构成所述线圈的1匝的所述线圈导体的层叠数为2。
4.根据权利要求1或2所述的层叠型线圈部件,其特征在于,
所述线圈导体具有线部、和配置于所述线部的端部的焊盘部,
在所述层叠方向上相邻的所述线圈导体的所述焊盘部经由导通孔导体而相互连接,
在从所述宽度方向俯视时,所述焊盘部在所述层叠体中存在于与所述第一主面相反的一侧的上半部分的区域。
5.根据权利要求1或2所述的层叠型线圈部件,其特征在于,
所述线圈导体的层叠数为40以上60以下。
6.根据权利要求1或2所述的层叠型线圈部件,其特征在于,
在所述层叠方向上相邻的所述线圈导体间的距离为3μm以上10μm以下。
7.根据权利要求1或2所述的层叠型线圈部件,其特征在于,
在所述层叠方向上所述线圈导体的配置区域的尺寸为所述层叠体的长度尺寸的85%以上95%以下。
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