JP2006294724A

JP2006294724A - 複合電子部品およびその製造方法

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Publication number: JP2006294724A
Application number: JP2005110624A
Authority: JP
Inventors: Takuji Kawashima; 託司川嶋; Kenji Ueno; 兼司植野; Hideaki Tokunaga; 英晃徳永
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2005-04-07
Filing date: 2005-04-07
Publication date: 2006-10-26

Abstract

【課題】生産性を向上させることができる複合電子部品およびその製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】上下方向に積層された複数の絶縁層１１，１２，１３と、前記絶縁層１１，１２，１３に設けられた内部導体１４、第１の導体１５および第２の導体１６と、前記内部導体１４によって形成され、かつその一部が前記第１の導体１５と接続されたインダクタ部１７と、前記内部導体１４、第１の導体１５、第２の導体１６のそれぞれの少なくとも一端部に接続された外部電極１８とを備え、前記第１の導体１５と第２の導体１６との間に位置する絶縁層１２に静電気対策部１９を設けたものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、ノイズフィルタまたは静電気対策として、デジタル機器やＡＶ機器、情報通信端末等の各種電子機器に使用される、複合電子部品およびその製造方法に関するものである。

従来のこの種の複合電子部品は、図１０に示されるような構成を有していた。

図１０は従来の複合電子部品を示す分解斜視図である。この図１０に示すように、従来の複合電子部品は、磁性材料からなる複数の磁性体層１とバリスタ材料からなる複数のバリスタ層２とを積層することにより構成されているもので、前記磁性体層１とこの磁性体層１の内部に形成された導体３とからなるインダクタ部４と、前記バリスタ層２とこのバリスタ層２の内部に複数形成された内部導体５とからなるバリスタ部６とを備えていた。そして前記インダクタ部４はノイズフィルタとしての機能を有し、かつバリスタ部６は静電気電圧が印加された時に当該静電気パルスを放電させる静電気対策（サージアブソーバー）としての機能を有しているものである。また、前記バリスタ部６は、複数のバリスタ層２と複数の内部導体５とを交互に形成することによって設けられていた。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特開平８−２５０３０９号公報

上記した従来の複合電子部品においては、磁性材料とバリスタ材料の異なる材料を使用しているため、それぞれの材料を別々に形成しなくてはならず、さらに、これら異種の材料同士を一体化するのは容易ではないため、積層時に接着剤を使用する必要があるもので、これらのことから、生産性が悪いという課題を有していた。

本発明は上記従来の課題を解決するもので、生産性を向上させることができる複合電子部品およびその製造方法を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するために本発明は、上下方向に積層された複数の絶縁層と、前記絶縁層に設けられた内部導体、第１の導体および第２の導体と、前記内部導体によって形成され、かつその一部が前記第１の導体と接続されたインダクタ部と、前記内部導体、第１の導体、第２の導体のそれぞれの少なくとも一端部に接続された外部電極とを備え、前記第１の導体と第２の導体との間に位置する絶縁層に静電気対策部を設けたものである。

以上のように本発明の複合電子部品は、上下方向に積層された複数の絶縁層と、前記絶縁層に設けられた内部導体、第１の導体および第２の導体と、前記内部導体によって形成され、かつその一部が前記第１の導体と接続されたインダクタ部と、前記内部導体、第１の導体、第２の導体のそれぞれの少なくとも一端部に接続された外部電極とを備え、前記第１の導体と第２の導体との間に位置する絶縁層に静電気対策部を設けているため、インダクタ部と静電気対策部を同種の絶縁層に形成することができ、これにより、インダクタ部や静電気対策部が設けられる層の材料を別々に形成する必要はなく、さらに、同種の材料同士を一体化するのは容易であるため、生産性を向上させることができるという優れた効果を奏するものである。

（実施の形態１）
以下、実施の形態１を用いて、本発明の特に請求項１〜１０、１４，１５に記載の発明について説明する。

図１は本発明の実施の形態１における複合電子部品の分解斜視図、図２は同複合電子部品の斜視図である。

本発明の実施の形態１における複合電子部品は、図１、図２に示すように、上下方向に積層された第１、第２、第３の絶縁層１１，１２，１３と、前記第３の絶縁層１３に設けられた内部導体１４と、第２の絶縁層１２に設けられた第１の導体１５と、第１の絶縁層１１に設けられた第２の導体１６と、前記内部導体１４によって形成され、かつその一部が前記第１の導体１５と接続されたインダクタ部１７と、前記内部導体１４、第１の導体１５、第２の導体１６のそれぞれの少なくとも一端部に設けられた外部電極１８とを備え、前記第１の導体１５と第２の導体１６との間に位置する第２の絶縁層１２に静電気対策部１９を設けている。

そして前記静電気対策部１９は、第２の絶縁層１２に形成された中空部２０で構成している。そしてまた、前記第１の導体１５と第２の導体１６はそれぞれ異なる絶縁層に形成している。

上記構成における前記第１、第２、第３の絶縁層１１，１２，１３は、Ｃｕ−Ｚｎフェライト、ガラスセラミック等の同種材料によりシート状に構成され、絶縁性を有している。また、下から第１の絶縁層１１、第２の絶縁層１２、第３の絶縁層１３の順に積層されている。さらに、第２の絶縁層１２の所定位置には、静電気対策部１９として第２の絶縁層１２を貫通する中空部２０が形成されている。なお、第１、第２、第３の絶縁層１１，１２，１３として磁性材料を用いれば、インダクタ部１７のインダクタンスを大きくすることができる。

前記内部導体１４は、渦巻き状に銀などの導電材料をめっきすることにより形成され、第３の絶縁層１３の上面に設けられている。また、この内部導体１４によってインダクタ部１７が形成される。なお、この場合、図１に示すように、２枚の第３の絶縁層１３の上面にそれぞれ内部導体１４を形成し、そしてこの内部導体１４同士をバイア電極２１を介して接続するようにしてインダクタ部１７を形成しても良い。

前記第１の導体１５は、直線状に銀などの導電材料をめっきすることにより形成され、第２の絶縁層１２の上面に設けられている。また、その一端部は中空部２０と接し、かつ他端部はインダクタ部１７と接続されている。

ここで、前記第１の導体１５とインダクタ部１７との接続は、第１の導体１５と内部導体１４との間に第３の絶縁層１３にスルーホールを設けることによって行ってもよいが、外部電極１８を介して第１の導体１５の一端部と内部導体１４の一端部１４ａとを接続した方が容易である。

前記第２の導体１６は、層状に銀などの導電材料をめっきすることにより形成され、第１の絶縁層１１の上面に設けられている。また、その一部は中空部２０と接し、かつ突出部１６ａが外部電極１８と接続されている。

そして、前記第１の導体１５と第２の導体１６は、中空部２０を介して互いに上下方向に位置している。すなわち、第１の導体１５と第２の導体１６は、それぞれ異なる絶縁層に形成されていることになる。

ここで、前記第１の導体１５と第２の導体１６との間の距離というのは、静電気電圧が印加されたときに放電する距離であり、この距離は中空部２０の厚みと等しいため、中空部２０が形成された第２の絶縁層１２の厚みを規定するだけで、放電させることができる静電気電圧を容易に規定でき、かつ、第１の導体１５と第２の導体１６の間での短絡を抑制できる。

なお、前記第１の導体１５と第２の導体１６は同じ絶縁層に形成しても構わないが、第１の導体１５と第２の導体１６を異なる絶縁層に形成し、そしてこれらを上下方向に配置すれば、上記した効果が得られるものである。

また、前記内部導体１４、第１の導体１５、第２の導体１６の形状は、上記した形状に限られるものではなく、他の形状であっても構わない。また、これらは、めっきで形成するのではなく、その他の印刷や蒸着等の方法で形成してもよい。

前記中空部２０は、静電気対策部１９を構成するために、第２の絶縁層１２に形成された貫通孔である。また、この中空部２０には、前記第１、第２の導体１５，１６の一部分が露出し、内部導体１４の一端部１４ａから静電気電圧が印加されたときに、第１の導体１５と第２の導体１６との間において、当該静電気パルスを放電させる機能を有している。

さらに、この中空部２０は、焼成消失材、例えば樹脂ペーストにアクリルビーズ粒子を含有したものを貫通孔に充填し、焼成時に焼き飛ばすことによって形成する。このようにすれば、複合電子部品を焼成して形成するときに同時に中空部２０を形成できるため、生産性をより向上させることができる。

そしてまた、第１の絶縁層１１の下面と最上部の内部導体１４の上面にはダミー絶縁層２２が設けられているもので、これらのダミー絶縁層２２は、シート状に構成され、かつ絶縁性を有している。また、その材料は磁性材料で構成するのが好ましい。

なお、第１〜第３の絶縁層１１〜１３、ダミー絶縁層２２の枚数は、図１に示された枚数に限定されるものではない。

そして、上記した構成部品を一体化することにより、図２に示すような本体部２３が構成され、かつこの本体部２３の側部および端部には外部電極１８が設けられている。この外部電極１８は、内部導体１４の両端部１４ａ，１４ｂ、および第２の導体１６の突出部１６ａと接続されるように銀を印刷することによって形成されている。なお、第１の導体１５と外部電極１８とは、内部導体１４の一端部１４ａを介して接続される。また、外部電極１８の表面には、ニッケルめっき層、すずめっき層が施されている。

図３は上記した本発明の実施の形態１における複合電子部品の等価回路図を示したもので、この図３において、通常はインダクタ部１７を差動電流が流れ、そして一定の電圧以上の静電気電圧が印加されたときに、静電気対策部１９に当該静電気パルスを放電させ、インダクタ部１７の下流にある素子等を保護するものである。

次に、本発明の実施の形態１における複合電子部品コモンモードノイズフィルタの製造方法について説明する。

図１、図２において、まず、それぞれの原材料である絶縁材料の粉体および樹脂からなる混合物により、方形の第１〜第３の絶縁層１１〜１３、ダミー絶縁層２２をそれぞれ所定枚数作製する。このとき、第２の絶縁層１２の所定箇所に、レーザ、パンチングなどで孔あけ加工をし、貫通孔を形成する。

次に、所定枚数のダミー絶縁層２２の上面に、第１の絶縁層１１を配置する。

次に、第１の絶縁層１１の上面に、第２の導体１６を、めっきによって形成する。

次に、第２の導体１６の上面に、貫通孔が形成された第２の絶縁層１２を配置する。このとき、第２の導体１６の一部が貫通孔に露出するようにする。

次に、第２の絶縁層１２の貫通孔に、焼成消失材として樹脂ペーストにカーボン粒子またはアクリルビーズを含有させたものを充填する。これにより、容易に中空部２０を形成することができる。また、焼成消失材としては、上記以外の例えばアクリル樹脂、エポキシ樹脂、ブチラール樹脂、フェノール樹脂、エチルセルロース等を含有させたものを用いてもよい。

次に、第２の絶縁層１２の上面に、第１の導体１５を、めっきによって形成する。このとき、第１の導体１５を第２の絶縁層１２の貫通孔に露出させる。

次に、第１の導体１５の上面に、第３の絶縁層１３を配置する。

次に、第３の絶縁層１３の上面に内部導体１４を、めっきによって形成する。この後、さらに第３の絶縁層１３、内部導体１４を同様に形成し、かつ、第３の絶縁層１３同士をバイア電極２１を介して接続するようにしてもよい。

なお、内部導体１４、第１の導体１５、第２の導体１６の形成方法は、別途用意したベース板（図示せず）に所定パターン形状の導体をめっきによって形成し、その後、この導体を各絶縁体層に転写することにより形成する。

次に、最上部の内部導体１４の上面に、所定枚数のダミー絶縁層２２を順に配置して、本体部２３を形成する。

次に、本体部２３を所定の温度、時間で焼成する。このとき、第２の絶縁層１２の貫通孔に充填されている焼成消失粒子が消失するため、容易に第２の絶縁層１２に中空部２０を形成することができる。

次に、本体部２３の両側面および両端面に、内部導体１４の両端部１４ａ，１４ｂ、第２の導体１６の突出部１６ａとそれぞれ接続されるように銀を印刷し、外部電極１８を形成する。

最後に外部電極１８の表面にめっきによってニッケルめっき層、すずめっき層を形成する。

上記した本発明の実施の形態１においては、第１の導体１５と第２の導体１６との間の第２の絶縁層１２に静電気対策部１９を設けているため、インダクタ部１７と静電気対策部１９とを同種の絶縁層に形成することができ、これにより、インダクタ部１７や静電気対策部１９が設けられる層の材料を別々に形成する必要はなく、さらに、同種の材料同士を一体化するのは容易であるため、生産性を向上させることができるという効果が得られるものである。

また、静電気対策部１９として中空部２０を用いることによって、複数のバリスタ層と複数の内部導体とを交互に積層するものに比べて製品の薄型化が図れる。

なお、前記第１の導体１５の形状は、図４（ａ）に示すように、その先端部１５ａを第１の導体１５の他の部分１５ｂより細くしてもよく、この構成においては、静電気電圧が印加されたとき、第１の導体１５の先端部１５ａにおける電流密度を大きくすることができるため、第１の導体１５の先端部１５ａと第２の導体１６との間で静電気電圧が放電され易くなる。

また、図４（ｂ）に示すように、第１の導体１５の先端部１５ｃが中空部２０の全面を覆うような形状にしてもよく、この構成においては、第１の導体１５と第２の導体１６の間隔を最短にすることができるため、第１の導体１５と第２の導体１６の間でより確実に放電させることができる。ここで、図４（ａ），（ｂ）は、説明を簡単にするために、第２の絶縁層１２、第１の導体１５、中空部２０のみを表している。

さらに、第１の導体１５と第２の導体１６は、上面視にて互いに重ならないようにしてもよく、この構成においては、第１の導体１５と第２の導体１６の間隔を長くすることができるため、所定の電圧以下の静電気電圧が印加されたときに第１の導体１５と第２の導体１６の間で短絡するのを抑制することができる。

なお、上記本発明の実施の形態１における複合電子部品においては、静電気対策部１９として中空部２０を用いたものについて説明したが、中空部２０に電圧依存性材料を充填したものを用いてもよい。この場合は、電圧依存性材料を中空部２０に充填しているため、静電気対策部１９において一定の電圧以上の静電気電圧をより効率的に放電させることができる。さらに、電圧依存性材料としては、酸化亜鉛を主成分とするセラミック材料等のバリスタ材料を充填してもよく、この場合は、静電気電圧が一定の電圧以下の場合に、第１の導体１５と第２の導体１６との間の絶縁性を維持することができる。

（実施の形態２）
以下、実施の形態２を用いて、本発明の特に請求項１１〜１３に記載の発明について説明する。

図５は本発明の実施の形態２における複合電子部品の分解斜視図、図６は同複合電子部品の斜視図である。なお、上記した本発明の実施の形態１の構成と同様の構成を有するものについては、同一符号を付してその説明は省略する。

図５、図６において、本発明の実施の形態２が実施の形態１と相違する点は、内部導体１４からなるインダクタ部１７を２つ設け、この複数のインダクタ部１７を互いに磁気結合させた点と、１つのインダクタ部１７と接続される第１の導体１５を２つとした点である。

このとき、２つのインダクタ部１７は上下方向に積層する。また、２つのインダクタ部１７を互いに磁気結合させるには、少なくとも第３の絶縁層１３を磁性材料で構成すればよい。

このように、インダクタ部１７を２つ設け、かつこの２つのインダクタ部１７を互いに磁気結合させたことにより、インダクタ部１７のインダクタンスを大きくすることができる。

この結果、２つのインダクタ部１７をコモンモードノイズフィルタあるいは、コモンモードとノーマルモード（ディファレンシャルモード）の２つのモードのノイズを除去する２モードノイズフィルタとすることができるため、コモンモードノイズフィルタや２モードノイズフィルタと静電気対策部１９（中空部２０）とを組み合わせた複合電子部品が得られる。

図７（ａ）は上記した構成の複合電子部品の等価回路図を示したもので、この場合、１つのインダクタ部１７と２つの静電気対策部１９とがπ型となるような位置関係となっている。

なお、上記本発明の実施の形態２においては、１つのインダクタ部１７と接続される第１の導体１５を２つとしているが、１つであってもよく、この場合の等価回路は図７（ｂ）に示すように、１つのインダクタ部１７と１つの静電気対策部１９とがＴ型となるような位置関係となる。

また、インダクタ部１７の下方のみに第１、第２の導体１５，１６を設けるようにしているが、図８に示すように、インダクタ部１７の上方および下方のそれぞれに、第１の導体１５と第２の導体１６とを設けてもよく、この場合は、２つのインダクタ部１７にそれぞれ対応する２つの第１、第２の導体１５，１６をバランスよく配置できるため、安定した特性が得られる。

このとき、下方のインダクタ部１７と接続される第１の導体１５およびこの第１の導体１５との間で静電気対策部１９を形成する第２の導体１６は下方に設け、そして上方のインダクタ部１７についても同様に対応する第１、第２の導体１５，１６は上方に設ける。

そしてまた、２つのインダクタ部１７は上下方向に積層したが、図９に示すように、２つのインダクタ部１７を各々構成する２つの内部導体１４を同一の第３の絶縁層１３に設け、２つのインダクタ部１７を横方向に配置してもよい。

さらに、インダクタ部１７は２つとしているが、３つ以上としてもよい。

本発明に係る複合電子部品およびその製造方法は、生産性を向上させることができ、デジタル機器やＡＶ機器、情報通信端末等の各種電子機器のノイズフィルタまたは静電気対策等として有用である。

本発明の実施の形態１における複合電子部品の分解斜視図同複合電子部品の斜視図同複合電子部品の等価回路図（ａ）（ｂ）同複合電子部品の他の例の主要部を示す上面図本発明の実施の形態２における複合電子部品の分解斜視図同複合電子部品の斜視図（ａ）同複合電子部品の等価回路図、（ｂ）同複合電子部品の他の例の等価回路図同複合電子部品の他の例の分解斜視図同複合電子部品の他の例の分解斜視図従来の複合電子部品の分解斜視図

符号の説明

１１第１の絶縁層
１２第２の絶縁層
１３第３の絶縁層
１４内部導体
１５第１の導体
１６第２の導体
１７インダクタ部
１８外部電極
１９静電気対策部
２０中空部

Claims

上下方向に積層された複数の絶縁層と、前記絶縁層に設けられた内部導体、第１の導体および第２の導体と、前記内部導体によって形成され、かつその一部が前記第１の導体と接続されたインダクタ部と、前記内部導体、第１の導体、第２の導体のそれぞれの少なくとも一端部に接続された外部電極とを備え、前記第１の導体と第２の導体との間に位置する絶縁層に静電気対策部を設けた複合電子部品。
静電気対策部を、絶縁層に形成された中空部で構成した請求項１記載の複合電子部品。
中空部を、焼成すると消失する焼成消失材を絶縁層の貫通孔に充填することによって形成した請求項２記載の複合電子部品。
中空部に電圧依存性材料を充填した請求項２記載の複合電子部品。
電圧依存性材料としてバリスタ材料を用いた請求項４記載の複合電子部品。
第１の導体を、外部電極を介してインダクタ部と接続した請求項１記載の複合電子部品。
第１の導体と第２の導体を、中空部を介して互いに上下方向に位置するように配置した請求項２記載の複合電子部品。
第１の導体と第２の導体を、上面視にて互いに重ならないように構成した請求項７記載の複合電子部品。
第１の導体、第２の導体のうち少なくとも一方の導体が中空部の全面積を覆うように構成した請求項７記載の複合電子部品。
第１の導体、第２の導体のうち少なくとも一方の導体において、その先端部を他の部分より細くした請求項７記載の複合電子部品。
インダクタ部を複数設け、かつこの複数のインダクタ部を互いに磁気結合させた請求項１記載の複合電子部品。
インダクタ部をコモンモードノイズフィルタあるいは２モードノイズフィルタとした請求項１１記載の複合電子部品。
複数のインダクタ部の上方および下方に、それぞれ第１の導体および第２の導体を設けた請求項１１記載の複合電子部品。
第１の絶縁層の上面に第２の導体を形成する工程と、前記第２の導体の上面に貫通孔を有する第２の絶縁層を前記貫通孔が前記第２の導体の先端部と接するように形成する工程と、前記貫通孔に焼成すると消失する焼成消失材を充填する工程と、前記第２の絶縁層の上面にその先端部が前記貫通孔と接するように第１の導体を形成する工程と、前記第１の導体の上面にインダクタ部の一部が前記第１の導体と接するように第３の絶縁層を形成する工程と、前記第１〜第３の絶縁層を焼成するとともに、前記焼成消失材を消失させる工程とを備えた複合電子部品の製造方法。
焼成消失材として、樹脂ペーストにカーボン粒子またはアクリルビーズを含有させたものを用いた請求項１４記載の複合電子部品の製造方法。