JP2005005298A

JP2005005298A - 積層型チップインダクタとその製造方法

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Publication number: JP2005005298A
Application number: JP2003163764A
Authority: JP
Inventors: Fumio Ozawa; 文生小澤; Osami Kumagai; 修美熊谷
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2003-06-09
Filing date: 2003-06-09
Publication date: 2005-01-06

Abstract

【課題】端面に端子を有する従来型と同等以上のプリント基板への接着強度が得られ、従来の積層工程を使用して製造できる積層型チップインダクタとその製造方法を提供する。
【解決手段】積層体１の両端面にそれぞれ外部接続用の端面端子４、５を設けると共に、積層体１の底面に外部接続用の２つの底面端子６、７を設ける。積層体１内の２つのコイル２、３のうち、一方のコイル２の一端は一方の端面端子４に接続し、一方のコイル２の他端を一方の底面端子６に接続する。他方のコイル３の一端は他方の端面端子５に接続し、他方のコイル３の他端を他方の底面端子７に接続する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、積層構造により実現される磁性体内部に２つのコイルを形成した積層型チップインダクタとその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の積層型チップインダクタにおいて、内部に２つのコイルを有するものでは、プリント基板へ半田付けなどにより実装を行うための端子は、図９、図１０に示すように、内部に２つのコイル３１、３２を有する積層体３０の側面（短手方向の両端面となる面）にそれぞれ２個ずつ端子３３〜３６を設け、これらの端子３３〜３６を、プリント基板８上の導体パターン３７、３８に半田１３により接続、固定することが一般的に行われる。このような構造をとるものとして例えば特許文献１に記載のものがある。ただし特許文献１に記載のものは、コモンモードチョークコイルに関するものであって、積層体３０の両端面にも端子（図示せず）が形成されている。
【０００３】
また、別の公知例として、特許文献２では、積層体の４隅を使用して２回路分の入出力端子を形成したものが開示されている。
【０００４】
さらに他の公知例として、特許文献３には、積層体の端面に端子を設けるのみならず、側面、上下面を周回する構造で入出力端子を設けたものが開示されている。上記従来の積層体の端子構造はいずれも端子を後付けする構造である。
【０００５】
【特許文献１】
特開平８−１３８９３８号公報
【特許文献２】
実公昭６０−３１２４３号公報
【特許文献３】
特開平１１−１６７６９号公報。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図９、図１０に示され、かつ特許文献１に記載のように、積層体３０の両側面に端子電極３３〜３６を設けた構造では、側面のみの半田フィレットで接着強度を保持するため、図１１に示すように、１つのコイル４１を内蔵した積層体４０の両端面に端子電極４２、４３を設ける構造に比較して、接着強度が弱くなるという問題点がある。特に例えば１００５タイプ（縦１ｍｍ、横０．５ｍｍ、高さ０．５ｍｍ）のチップインダクタように、小型のチップインダクタ内に２つのコイルを形成した場合には、接着強度が小さくなる上、端子３３〜３６の形成が困難になる。
【０００７】
また、特許文献１〜３のいずれの構造においても、図１１に示したような一般的な積層型電子部品と端子構造が相違するため、特殊な設備や治工具が必要となり、工程の標準化ができず、コスト高を招くという問題点がある。
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑み、２個のコイルを内蔵する積層型チップインダクタにおいて、端面に端子を有する従来型と同等以上のプリント基板への接着強度が得られる構造のものとその製造方法を提供することを目的とする。また、本発明は、特殊な設備や治工具を要せず、従来の積層工程を使用して製造でき、しかも前記接着強度が得られる積層型チップインダクタとその製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
（１）本発明の積層型チップインダクタは、コイル用導体と磁性体とを積層して積層体を構成し、該積層体の内部に２つのコイルを横並びに形成したほぼ直方体状をなす積層型チップインダクタであって、
前記積層体の両端面にそれぞれ外部接続用の端面端子を設けると共に、前記積層体の底面に外部接続用の２つの底面端子を設け、
前記積層体内の２つのコイルのうち、一方のコイルの一端は一方の端面端子に接続し、該一方のコイルの他端を一方の底面端子に接続し、
他方のコイルの一端は他方の端面端子に接続し、該他方のコイルの他端を他方の底面端子に接続した
ことを特徴とする。
【００１０】
（２）また、本発明の積層型チップインダクタは、前記（１）において、
前記底面端子は、積層体の積層工程において形成された導体膜により基地層が形成されていることを特徴とする積層型チップインダクタ。
【００１１】
（３）本発明の積層型チップインダクタの製造方法は、前記（１）または（２）に記載の積層型チップインダクタを製造する方法であって、
片面にフィルムを有する磁性体グリーンシートを形成する工程と、
該磁性体グリーンシート形成後に、該磁性体グリーンシートにレーザ光を照射して磁性体グリーンシートにスルーホールを形成する工程と、
該スルーホールを形成した後に該スルーホールに導体ペーストが充填されるように磁性体グリーンシート上にコイル用導体を形成する工程と、
前記コイル用導体形成工程後に、磁性体グリーンシートのフィルム側を上に向けて下側の磁性体グリーンシートに積み重ねて圧着することにより、下側の磁性体グリーンシートのスルーホールを介して下側の磁性体グリーンシートの前記コイル用導体と上側の磁性体グリーンシートのコイル用導体とを接続する工程を含み、
最初に、底面端子となる導体パターンを有する磁性体グリーンシートを積層用基台上に置き、その後、前記コイル用導体を形成した磁性体グリーンシートを所定枚数積層し、圧着した後、チップ単位に切断し、焼成後に積層体の長手方向の両端部に端面端子を形成する
ことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は本発明による積層型チップインダクタの一実施の形態を示す透視図、図２はそのプリント基板への取付け状態を示す斜視図である。この積層型チップインダクタは、通常チップビーズと称されるものである。図１において、１は内部に２個のコイル２、３を形成した磁性体からなる積層体、４、５は積層体１の長手方向の両端に設けられた端面端子、６、７は積層体１の底面、すなわち図２に示すプリント基板８への取付け面に設けられた底面端子である。前記コイル２、３のうち、一方のコイル２の一端は、一方の端面端子４に接続され、他端は、前記端面端子４に近い方の一方の底面端子６に接続される。また、他方のコイル３の一端は、他方の端面端子５に接続され、他端は、前記端面端子５に近い方の他方の底面端子７に接続される。
【００１３】
このチップインダクタは、図２に示すようにプリント基板８上に半田付けされる。すなわちプリント基板８には、端面端子対応のパッド９、１０が形成され、両パッド９、１０間に底面端子対応のパッド１１、１２が形成される。そしてこれらのパッド９、１０、１１、１２に端面端子４、５および底面端子６、７を載せた構造で半田（導電性接着剤でもよい）１３により接続し固定する。
【００１４】
図３は本実施の形態のチップインダクタの１個分の層構造図、図４はグリーンシートの積層によりこのチップインダクタを製造する場合の積層構造を示す図である。図３および図４において、１ａ〜１ｋは前記積層体１となる基体を構成する磁性体グリーンシートであり、この磁性体グリーンシートは、磁性粉末と、バインダーとなる樹脂と、溶剤とを混合してペースト状にし、これをドクターブレード法等によりシート化したものである。なお、本実施の形態においては、磁性粉末として、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライトを用いたが、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ−Ｍｇ系フェライトや、Ｎｉ−Ｃｕ系フェライトを用いることができる。また、磁性金属粉末あるいは磁性金属粒子を絶縁膜により覆ったものを用いることもできる。
【００１５】
２ａ〜２ｈ、３ａ〜３ｈはそれぞれ前記コイル２、３を構成するコイル用導体であり、前記磁性体グリーンシート１ｃ〜１ｊ上に銀ペースト等の導体粉末混合導体ペーストを印刷する等により形成される。図中、２ｈ、３ｈはコイル用導体のみならず、引き出し用導体を兼ね、これらの導体２ｈ、３ｈは互いに反対側に向けて引き出される。
【００１６】
６ａ、７ａはそれぞれ前記導体ペーストの印刷等により形成された底面端子用導体である。１４（１５）は前記底面端子用導体６ａ（７ａ）やコイル用導体２ａ〜２ｈ（３ａ〜３ｈ）の端部を接続するスルーホールである。なお、本実施の形態においては、スルーホール１４、１５の形成は、レーザー加工により行った。
【００１７】
このグリーンシートの積層は下記のように行った。まず底面端子６、７となる導体６ａ、７ａを形成した磁性体グリーンシート１ａを、積層用基台（図示せず）上に、導体６ａ、７ａを下側にし、導体６ａ、７ａ形成面の反対側に被着したフィルムを剥離して載置した。この導体６ａ、７ａは、磁性体グリーンシート１ａに形成したスルーホール１４、１５に導体ペーストとして充填されると同時に、導体６ａ、７ａを片面に形成したものである。
【００１８】
次にこのグリーンシート１ａ上に、導体ペーストを充填したスルーホール１４、１５を有する磁性体グリーンシート１ｂを、前記同様にフィルムを剥離して１枚以上重ねた。
【００１９】
次に、ほぼ１／２ターン分のコイル用導体２ａ、３ａを導体ペーストの印刷により形成し、かつスルーホール１４、１５に導体ペーストを充填した磁性体グリーンシート１ｃを、各コイル用導体２ａ、３ａの形成面が下側となり、かつ上側のフィルムを剥離して、コイル用導体２ａ、３ａの一端が、前記磁性体グリーンシート１ｂのスルーホール１４、１５に重なるようにして積層した。
【００２０】
このようにして引き出し用導体を兼ねたコイル用導体２ｈ、３ｈを形成した磁性体グリーンシート１ｊまで積層した後、最後に、チップインダクタの積層方向の厚みを維持するため、コイル用導体を形成しない磁性体グリーンシート１ｋを１枚以上積層した。さらに、チップの搭載方向を示すマークを形成してもよい。
【００２１】
このようにして積層したものを、図５に示すように圧着し、この圧着したものを、焼成後の寸法が前述の１００５タイプとなるように単体に切断した。その後、８７０℃で焼成した。この焼成後の状態を図６に示す。
【００２２】
その後、単体の両端面に銀ペーストを塗布して焼付けし、続いて端面端子４、５と底面端子６、７にバレルめっきにより半田付けのためのメッキを行った。この半田付けは、銅とニッケルと錫、ニッケルと錫、ニッケルと金、ニッケルとパラジウムと金、ニッケルとパラジウムと銀、あるいはニッケルと銀等で行うことが好ましい。
【００２３】
このチップインダクタの実装構造では、積層体１の両端の端面端子４、５を半田付けする構造とした上、底面端子６、７も底面で半田付けする構造としたので、大きな接着強度が得られる。
【００２４】
また、底面端子６、７は、積層工程により形成したものを用いたので、端子形成のための設備や、治工具を用いる必要がないので、製造コストを低減することができる。
【００２５】
図７、図８は本発明によるチップインダクタ１６の配置例を示す図であり、図７の例は、ドライバＩＣ１７の対をなす端子１８、１９に配線２０、２１を介してそれぞれ前記各チップインダクタ１６の底面端子６、７を接続し、配線２２、２３を介してそれぞれ端面端子４、５を不図示の他の回路に接続した例である。
【００２６】
図８の例は、ドライバＩＣ１７の対をなす端子１８、１９のうち、一方の端子１８は配線２４を介してチップインダクタ１６の一方の端面端子４に接続し、他方の端子１９は配線２５を介してチップインダクタ１６の一方の底面端子７に接続し、不図示の他の回路につながる配線２６、２７をそれぞれ他方の底面端子６と他方の端面端子７に接続した例である。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によれば、積層体に内蔵する２つのコイルの各一端をそれぞれ接続する積層体両端面の端面端子と、各コイルの他端をそれぞれ接続する２つの底面端子とを有し、端面端子と底面端子とをプリント基板に半田付けする構造としたので、大きな接着強度が得られる。
【００２８】
また、底面端子は、積層工程により形成したものを用いたので、端子形成のための設備や、治工具を用いる必要がないので、製造コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による積層型チップインダクタの一実施の形態を示す透視斜視図である。
【図２】本実施の形態のプリント基板への実装構造を示す斜視図である。
【図３】本実施の形態のチップインダクタの１個分の層構造を示す斜視図である。
【図４】本実施の形態のチップインダクタのグリーンシートの積層構造を示す斜視図である。
【図５】図４のグリーンシートの積層後の状態を示す斜視図である。
【図６】本実施の形態のチップ単位に切断した後の状態を示す透視図である。
【図７】本実施の形態のチップインダクタのプリント基板への配置の一例を示す平面図である。
【図８】本実施の形態のチップインダクタのプリント基板への配置の他の例を示す平面図である。
【図９】従来のチップインダクタのプリント基板への実装構造を示す斜視図である。
【図１０】図９のチップインダクタの透視斜視図である。
【図１１】従来のチップインダクタの他の例を示す透視斜視図である。
【符号の説明】
１：積層体、１ａ〜１ｋ：磁性体グリーンシート、２ａ〜２ｈ、３ａ〜３ｈ：コイル用導体、４、５：端面端子、６、７：底面端子、６ａ、７ａ：底面端子用導体、８：プリント基板、９〜１２：パッド、１３：半田、１４、１５：スルーホール、１６；チップインダクタ、１７：ドライバＩＣ、１８、１９：端子、２０〜２７：配線

Claims

コイル用導体と磁性体とを積層して積層体を構成し、該積層体の内部に２つのコイルを横並びに形成したほぼ直方体状をなす積層型チップインダクタであって、
前記積層体の両端面にそれぞれ外部接続用の端面端子を設けると共に、前記積層体の底面に外部接続用の２つの底面端子を設け、
前記積層体内の２つのコイルのうち、一方のコイルの一端は一方の端面端子に接続し、該一方のコイルの他端を一方の底面端子に接続し、
他方のコイルの一端は他方の端面端子に接続し、該他方のコイルの他端を他方の底面端子に接続した
ことを特徴とする積層型チップインダクタ。
請求項１に記載の積層型チップインダクタにおいて、
前記底面端子は、積層体の積層工程において形成された導体膜により基地層が形成されていることを特徴とする積層型チップインダクタ。
請求項１または２に記載の積層型チップインダクタを製造する方法であって、
片面にフィルムを有する磁性体グリーンシートを形成する工程と、
該磁性体グリーンシート形成後に、該磁性体グリーンシートにレーザ光を照射して磁性体グリーンシートにスルーホールを形成する工程と、
該スルーホールを形成した後に該スルーホールに導体ペーストが充填されるように磁性体グリーンシート上にコイル用導体を形成する工程と、
前記コイル用導体形成工程後に、磁性体グリーンシートのフィルム側を上に向けて下側の磁性体グリーンシートに積み重ねて圧着することにより、下側の磁性体グリーンシートのスルーホールを介して下側の磁性体グリーンシートの前記コイル用導体と上側の磁性体グリーンシートのコイル用導体とを接続する工程を含み、
最初に、底面端子となる導体パターンを有する磁性体グリーンシートを積層用基台上に置き、その後、前記コイル用導体を形成した磁性体グリーンシートを所定枚数積層し、圧着した後、チップ単位に切断し、焼成後に積層体の長手方向の両端部に端面端子を形成する
ことを特徴とする積層型チップインダクタの製造方法。