JP2006310844A

JP2006310844A - 積層型電子部品

Info

Publication number: JP2006310844A
Application number: JP2006114989A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Midorikawa; 要一緑川
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-03-23
Filing date: 2006-03-23
Publication date: 2006-11-09

Abstract

【課題】高いＱ特性と高いＳＲＦ（自己共振周波数）を合わせ持つ積層型電子部品を提供する。
【解決手段】コイル導体層２１、２２、２３、２４、２５と絶縁体層１１、１２、１３、１４、１５、１６とを交互に積層して内部にコイルを形成した積層型電子部品であり、前記コイル導体層からなるコイル３１への通電によって生じる積層体の磁束方向の両端面で、なおかつ、前記積層体の面積が最小でない対向する両端面に、端子電極を形成した構成である。コイルのコア面積は従来同等に大きく、寄生容量は従来より小さくなるので、従来同等の高いＱ特性と従来より高いＳＲＦを合わせ持つ積層型電子部品が得られる。
【選択図】図７

Description

本発明はコイル導体層と絶縁層を交互に積層して内部にコイルを形成した積層型電子部品に係り、とくに高いＱ特性と高いＳＲＦ（自己共振周波数）を合わせ持つ積層型電子部品に関するものである。

近年普及がめざましい携帯電話などの通信機器には安価で小型である高周波用積層型電子部品が数多く使われている。

通信機器の性能を左右するため、高周波用積層型電子部品には、より高Ｑ特性、より高ＳＲＦが要求されている。

高周波用積層型電子部品としては「方向性あり」と「方向性なし」の２種類が製品化されているが、「方向性あり」のタイプはＳＲＦが低いもののＱ特性が高いので高周波用積層型電子部品の主流となっている。

一般に、コイルのコア面積が大きいほうが、Ｑ特性が高く、「方向性あり」のタイプのＱ特性が高い大きな要因は、コイルのコア面積が大きいからである。

従来の内部にコイルを形成した積層型電子部品は、例えば図２のような積層工程で作られ、その断面は図４のようになっている。

従来の「方向性あり」の高周波用積層型電子部品も、例えば図２のような積層工程で作られ、その断面は図４のようになっている。

図２において、コイル導体層２１、２２、２３、２４、２５と絶縁体層１１、１２、１３、１４、１５、１６とを交互に積層して内部にヘリカル巻きのコイル３１を形成した積層体を得る。

高周波用積層型電子部品としては、コイル導体層の材料には銀が、絶縁体層の材料には比誘電率５以下の誘電体セラミックが使われている。

図４において、コイル３１への通電によって生じる前記積層体の磁束方向に垂直な両端面に端子電極５１、５２を形成する。

ところで、上記従来構成であると、以下の課題がある。

図４において、従来の、内部にコイルを形成した積層型電子部品の主な寄生容量は、コイル導体間の寄生容量Ｃ１のみでなく、コイル−端子電極間の寄生容量Ｃ２も存在する。

一般に寄生容量は分布しているが、それら寄生容量の総和（例えば図４においてはΣＣ１＋ΣＣ２）を図６に示す積層型電子部品の等価回路の寄生容量Ｃｐとして、集中定数におよそ置き換えることができる。

図６に示す寄生容量Ｃｐの容量値が大きいと積層型電子部品のＳＲＦが低下する。

従って、コイル−端子電極間の寄生容量Ｃ２により、全体の寄生容量Ｃｐが大きくなり、積層型電子部品のＳＲＦを低下させているという問題点があった。

本発明は上記の点に鑑み、高いＱ特性と高いＳＲＦを合わせもつ、内部にコイルを形成した積層型電子部品を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本願請求項１の発明に係る積層型電子部品は、コイル導体層と絶縁層を交互に積層して内部にコイルを形成したほぼ直方体形状をなす積層型電子部品において、前記コイルへの通電によって生じる積層体の磁束方向の両端面で、なおかつ、前記積層体の面積が最小でない対向する両端面の全面に、端子電極を形成したことを特徴としている。

本願請求項２の発明に係る積層型電子部品は、請求項１記載の積層型電子部品において、両端面の全面に代えて、両端面の一部に、端子電極を形成したことを特徴としている。

本願請求項３の発明に係る積層型電子部品は、請求項１又は２において、前記コイルがヘリカル巻きであることを特徴としている。

本願請求項４の発明に係る積層型電子部品は、請求項１、２又は３において、前記コイル導体層が銀であることを特徴としている。

本願請求項５の発明に係る積層型電子部品は、請求項１、２、３又は４において、前記絶縁層が比誘電率５以下の誘電体セラミックであることを特徴としている。

本願請求項６の発明に係る積層型電子部品は、請求項１、２、３又は４において、前記絶縁層が磁性体セラミックであることを特徴としている。

以下、本発明に係る積層型電子部品を実施するための最良の形態を図面に従って説明する。

図１、図３および図５で本発明に係る高周波用積層型電子部品の第１の実施の形態について説明する。

図１（Ａ）はほぼ長方形の第１絶縁体層１１を、同図（Ｂ）はその第１絶縁体層の上に積層形成された第１コイル導体層２１を、同図（Ｃ）はその上に積層形成された第２絶縁体層１２を、同図（Ｄ）その上に積層形成された第２コイル導体層２２を、同図（Ｅ）はその上に積層形成された第３絶縁体層１３を、同図（Ｆ）はその上に積層形成された第３コイル導体層２３を、同図（Ｇ）はその上に積層形成された第４絶縁体層１４を、同図（Ｈ）はその上に積層形成された第４コイル導体層２４を、同図（Ｉ）はその上に積層形成された第５絶縁体層１５を、同図（Ｊ）はその上に積層形成された第５コイル導体層２５を、同図（Ｋ）はその上に積層形成されたほぼ長方形の第６絶縁体層１６を、をそれぞれ示す。

第１乃至第５コイル導体層を形成する材料としては、Ｑ特性を高くするために、低抵抗の銀が望ましい。

第１乃至第６絶縁体層を形成する材料としては、寄生容量を小さくしてＱ特性、ＳＲＦを高くするために、低誘電率の、具体的には比誘電率５以下の誘電体セラミックが望ましい。

第１乃至第５コイル導体層２１、２２、２３、２４、２５は第２乃至第５誘電体層１２、１３、１４、１５によって部分的に絶縁されることにより、全体としてヘリカル巻きのコイル３１を構成している。

図３は図１のようにして形成された積層体の断面図、図５はその積層体の斜視図である。

図１（Ａ）の絶縁体層１１にはスルーホール４１が設けられ、これを介して図５のように前記積層体の外側面に形成された端子電極５１と前記コイル３１の一端とが接続される。

また、図１（Ｋ）の絶縁体層１６にもスルーホール４２が設けられ、これを介して図５のように前記積層体の外側面に形成された端子電極５２と前記コイル３１の他端とが接続される。

図５から判るように、コイル３１は縦巻きのヘリカルコイルであり、そのコイル３１と両端の端子電極５１、５２との位置関係は、コイル３１への通電によって生じる磁束方向の両端面に端子電極５１、５２を配置した関係となっている。

そして図５のように、前記積層体はほぼ直方体形状となり、面積が最小でない対向する両端面の全面に端子電極５１、５２が形成される。

一般にチップ部品の大きさは、０．６ｍｍ×０．３ｍｍ×０．３ｍｍ、１．０ｍｍ×０．５ｍｍ×０．５ｍｍ、１．６ｍｍ×０．８ｍｍ×０．８ｍｍなど決められた形状が使われており、それらの形状はいわゆる直方体である。

従来の内部にコイルを形成した高周波用積層型電子部品も上述の決められた寸法の直方体になっている。

そして、前記積層体も焼成した後の最終形状を上述の決められた寸法の直方体にする。

従来の内部にコイルを形成した高周波用積層型電子部品と前記積層体の最終形状が、上述の同一寸法の直方体であるとすると、前記積層体のコイルのコア面積は従来同等に大きくとれることが判る。

また、図３に示す断面図より、コイル３１に寄生する主な寄生容量はコイル導体間の寄生容量Ｃ１のみが存在し、従来例である図４に示すようなコイル−端子電極間の寄生容量Ｃ２が存在しないことが判る。

従って、本発明はコイルのコア面積を従来同等に大きくとりながら、従来より寄生容量を減らすことができ、その結果、従来同等にＱ特性が高く、ＳＲＦを従来より高くすることができる。

図７で本発明に係る高周波用積層型電子部品の第２の実施の形態について説明する。

第１の実施の形態と同様に、図１に示す積層工程により積層体を形成し、コイル３１への通電によって生じる前記積層体の磁束方向の両端面で、なおかつ、ほぼ直方体形状の前記積層体の面積が最小でない対向する両端面の一部に端子電極５１、５２を形成する。

端子電極５１、５２の面積は撓み強度が許す限り小さくすることが可能である。

第１の実施の形態に比べ、端子電極の面積が小さくなるので、さらに寄生容量が小さくなり、その結果、従来同等にＱ特性が高く、ＳＲＦをさらに高くすることができる。

なお、最終的に前記積層体からなる積層型電子部品は、幅（Ｗ）が長さ（Ｌ）より長くなり、通常のチップ部品とは逆になり、Ｌ／Ｗ反転タイプとなる。

以上、本発明を実施するための最良の形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなく請求項記載の範囲内において各種の変形、変更が可能なことは当業者には自明であろう。

例えば、図１、図３、図５および図７に示す構造で、絶縁体層の材料として、誘電体セラミックの代わりに磁性体セラミックを用いれば、本発明による低周波用積層型電子部品が実現でき、図２および図４に示す構造の従来の低周波用積層型電子部品と同等のコア面積で、寄生容量は小さくなり、その結果、従来同等にＱ特性が高く、ＳＲＦが従来より高い低周波用積層型電子部品が実現可能である。

また、同様に絶縁体層の材料に磁性体セラミックを用いた、図１、図３、図５および図７に示す構造の本発明による積層チップビーズインダクタにおいては、図２および図４に示す構造の従来の積層チップビーズインダクタと同等のコア面積で、寄生容量は小さくなり、その結果、従来同等にインピーダンスが高く、従来より広帯域の積層チップビーズインダクタが実現可能である。

発明の効果

請求項１によれば、コイルのコア面積を従来同等に大きくとりながら、従来より寄生容量を減らすことにより、従来同等にＱ特性が高く、従来よりＳＲＦが高い積層型電子部品を実現できる。

そして、ほぼ直方体形状の積層体の面積が最小でない対向する両端面の全面に端子電極を形成しているので、基板に実装した時の撓み強度が強くなる効果が得られ、また、縦向きに実装することも可能となることにより、大幅な省スペースという効果が得られ、より小型化が要求されている通信機器などの小型化に貢献できる。

請求項２によれば、ほぼ直方体形状の積層体の面積が最小でない対向する両端面の一部に端子電極を形成しているので、請求項１記載の積層型電子部品より端子電極の面積が小さくなり、寄生容量をさらに小さくすることができることにより、従来同等にＱ特性が高く、ＳＲＦがさらに高い積層型電子部品を実現できる。

請求項３によれば、一般にヘリカル巻きのコイルのほうがスパイラル巻き（渦巻き状）のコイルよりＱ特性が高いので、コイルをヘリカル巻きとすることで、請求項１又は２の効果に加え、高いＱ特性をもつ積層型電子部品を実現できる。

請求項４によれば、低抵抗の銀をコイル導体層に用いることにより、請求項１乃至３の効果に加え、高いＱ特性をもつ積層型電子部品を実現できる。

請求項５によれば、一般に誘電体の比誘電率が小さいほど高周波用積層型電子部品のＱ特性とＳＲＦが高いので、比誘電率５以下の誘電体セラミックを用いることにより、請求項１乃至４の効果に加え、高いＱ特性と高いＳＲＦを合わせもつ、低インダクタンスの高周波用積層型電子部品を実現できる。

請求項６によれば、磁性体セラミックを用いることにより、インダクタンスを高くすることができ、請求項１乃至４の効果に加え、高インダクタンスの低周波用積層型電子部品を実現できる。

また、インピーダンスを高くすることができ、請求項１乃至４の効果に加え、高インピーダンスの積層チップビーズインダクタも実現できる。

本発明の第１の実施の形態による積層型電子部品の積層工程を示す図である。従来の積層型電子部品の積層工程を示す図である。本発明の第１の実施の形態による積層型電子部品の断面図である。従来の積層型電子部品の断面図である。本発明の第１の実施の形態による積層型電子部品の斜視図である。積層型電子部品の等価回路である。本発明の第２の実施の形態による積層型電子部品の斜視図である。

符号の説明

１１、１２、１３、１４、１５、１６絶縁体層
２１、２２、２３、２４、２５コイル導体層
３１コイル
４１、４２スルーホール
５１、５２端子電極

Claims

コイル導体層と絶縁層を交互に積層して内部にコイルを形成したほぼ直方体形状をなす積層型電子部品において、前記コイルへの通電によって生じる積層体の磁束方向の両端面で、なおかつ、前記積層体の面積が最小でない対向する両端面の全面に、端子電極を形成したことを特徴とする積層型電子部品。
請求項１記載の積層型電子部品において、両端面の全面に代えて、両端面の一部に、端子電極を形成したことを特徴とする積層型電子部品。
前記コイルがヘリカル巻きである請求項１又は２記載の積層型電子部品。
前記コイル導体層が銀である請求項１、２又は３記載の積層型電子部品。
前記絶縁層が比誘電率５以下の誘電体セラミックである請求項１、２、３又は４記載の積層型電子部品。
前記絶縁層が磁性体セラミックである請求項１、２、３又は４記載の積層型電子部品。