JP2011091269A - 積層インダクタ - Google Patents

Abstract

【課題】 直流重畳特性を損なうことなく、インダクタンス値Ｌを上げ、さらにＱ値の低下を防止することが可能な積層インダクタを提供する。
【解決手段】 積層インダクタ(１０)は、直方体形状の積層体チップ(１２)と積層体チップの端面に形成された一対の外部電極（１７）とを有し、積層体チップは複数の磁性体層(１３)と、コイル導体(１５)と、非磁性体層１４とを備える。非磁性体層は、隣接する磁性体層の層間であって、らせん状コイル(１１８)の外側の領域に、外周の４つの角部に四角形の切欠き部(１１５)が形成され、切欠き部には磁性体層のみからなる柱状の領域(１１２)が形成されている。これにより、柱状の領域に磁束が導かれるが磁気飽和はおこりにくく、直流重畳特性を損なうことはない。さらに非磁性体に形成される切欠き部を外部電極に接するように配設することでＱ値の改善がなされる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、例えば電源回路等のチョークコイルとして用いられる積層インダクタに関するものである。

例えば、図１２（（ａ）：斜視図、（ｂ）：（ａ）のＬ５−Ｌ５‘の断面図）に示すように、積層インダクタ２９は、積層体チップ２２と、該積層体チップ２２の端面に形成された一対の外部電極２７とを有する。積層体チップ２２は、例えば図１３に要素構成図で示すように、平面形状が四角形で厚み方向に積層された複数の磁性体層２３と、隣接する磁性体層２３，２３間にそれぞれ配設された複数のコイルパターン２１３を備え相互に接続されてらせん状のコイル２１８を形成するとともにコイル２１８の始端及び終端に磁性体層２３の縁部に達する引出し部を有するコイル導体と、を有する。また、一対の外部電極２７は、図１２に示すように、積層体チップ２２の互いに対向する端面に形成され、コイル２１８の始端引出し部２８及び終端引出し部２１０にそれぞれ接続されている。
携帯型電子機器や薄型の電子機器のニーズの拡大に伴い、これらの電子機器の電源回路等のチョークコイルとして積層インダクタが用いられる機会が増加しているが、従来の積層インダクタは、巻線インダクタに比べ直流重畳特性が悪いという問題がある。このインダクタの直流重畳特性の悪化とは、通電する直流電流値の増大に伴い、チョークコイルを構成する磁性体に磁束密度の飽和が生じることによってインダクタンス値が低下してしまう現象である。

そこで、こうした積層インダクタにおける課題を解決するために、幾つかの提案がなされている。
例えば、特許文献１には、積層インダクタにおいて、コイルパターンを囲む外側領域の全てもしくは一部を非磁性体とすることが記載されている。
また、特許文献２では、積層インダクタにおいて、コイルに囲まれた磁路部分の少なくとも一部を非磁性体とすることで磁束を減少させ、インダクタンスの重畳特性を改善し、高電流時に高いインダクタンス値を持つものが得られるとしている。

特開２００７−２８１３７９号公報 特開平１１−９７２４５号公報

しかしながら、特許文献１に記載のように、コイルパターンの外周のすべてを非磁性体とした場合や、特許文献２に記載のように、コイルに囲まれた磁路部分を非磁性体セラミックスにした場合には、初期のインダクタンス値の大幅な低下を招くという問題があることがわかった。また、インダクタンス値を高くするために特許文献１に記載のように、一部の非磁性体を除去すれば該除去領域に磁束が集中して飽和しやすくなり、直流重畳特性が低下する場合がある。

本発明は、こうした従来の積層インダクタにおける課題を解決し、直流重畳特性を損なうことなく、インダクタンス値を上げ、さらにはＱ値の低下を防止することが可能な積層インダクタを提供することを目的とするものである。

本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、特許文献１に記載のように、積層インダクタの周回するコイルの外周の全領域に非磁性体を入れた状態において、積層体チップの中では磁束密度が高い領域と低い領域が生じていることを見出した。そして、インダクタンス値Ｌを高くするために一部の一定面積の非磁性体を除去することを検討したとき、磁束密度が高い領域の非磁性体を除去すれば、該領域ではさらに磁束密度が集中して飽和状態になり易くなり、直流重畳特性は大きく低下するが、磁束密度が低い領域の非磁性体を除去すれば、該領域に磁束が導かれるが磁気飽和は起こりにくく、直流重畳特性を損なうことはないという知見を得た。さらに、非磁性体を除去する切欠き部の領域を外部電極に接するようにすることでＱ値の改善がなされることも判明した。

本発明はこれらの知見に基づいて完成に至ったものであり、本発明によれば、以下の発明が提供される。
［１］電源回路などのチョークコイルとして用いられる積層インダクタであって、
平面形状が四角形で厚み方向に積層された複数の磁性体層と、隣接する該磁性体層間にそれぞれ配設された、複数のコイルパターンが相互に接続されてらせん状のコイルを形成するとともにコイルの始端及び終端に磁性体層の縁部に達する引き出し部を有するコイル導体と、隣接する前記磁性体層の前記コイルパターンが配設される層間であって、らせん状コイルの外側の領域に配設され、最外周の４つの角部に切欠き部が形成された非磁性体層と、を有する積層体チップと、
該積層体チップの端面に形成されコイル導体の始端及び終端にそれぞれ接続された一対の外部電極と、
を備え、前記磁性体の積層方向に平行な辺部をそれぞれ含み磁性体層のみで構成された柱状の領域が、コイル導体と接触しないように前記切欠き部にそれぞれ配設されていることを特徴とする積層インダクタ。
［２］前記の柱状の領域が外部電極と接していることを特徴とする、上記［１］の積層インダクタ。

本発明の構造によって積層体チップの４つの角部の領域は磁束が発生し易くなり、積層体チップの中で磁束が発生し難い該領域の磁性体特性を活用することができるようになる。結果としてコイルの外周のすべてに非磁性体層を配置した従来の積層インダクタに比べてインダクタンス値が向上し、直流重畳特性の低下がほとんどなく、さらにＱ値を改善することが可能となる。

本発明の第１の実施形態である、最外周の４つの角部に四角形状の切欠き部が形成された非磁性体層を有する積層インダクタの斜視図である。 図１に示す積層インダクタの断面図であり、（ａ）は、図１のＬ１−Ｌ１‘の断面図、（ｂ）は、図１のＬ２−Ｌ２‘の断面図である。 図１に示す、非磁性体層の最外周の４つの角部に正方形の切欠きが形成された非磁性体層を有する積層インダクタの要素構成図である。 本発明の第２の実施形態である、最外周の４つの角部に二等辺三角形の切欠きが形成された非磁性体層を有する積層インダクタの要素構成図である。 本発明に対する従来例のひとつである、コイルの全外周に非磁性体層が配設された積層インダクタの斜視図である。 図５に示す積層インダクタの断面図であり、（ａ）は、図５のＬ３−Ｌ３‘の断面図、（ｂ）は、図５のＬ４−Ｌ４‘の断面図である。 図５に示す、コイルの全外周に非磁性体層が配設された積層インダクタの要素構成図である。 図７に示す積層インダクタの積層面２１６における磁束密度分布をシミュレーションした結果を示す図である。 本発明の実施例、比較例、及び従来例を、それぞれの形態を代表する積層面で表したものであり、（ａ）は、実施例１（図３の積層面１１６）、（ｂ）は、実施例２（図４の積層面１１７）、（ｃ）は、比較例１、（ｄ）は、従来例１である。 各形態例の積層インダクタに電流を加えたときのインダクタンス変化率を表した図である。 各形態例の積層インダクタに電流を加えたときのインダクタンス値を表した図である。 本発明に対する従来例のひとつである、非磁性体層が配設されていない積層インダクタを示す図であり、（ａ）は、斜視図、（ｂ）は、（ａ）のＬ５−Ｌ５‘の断面図である。 図１２に示す、非磁性体層が配設されていない積層体チップの要素構成図である。

本発明の実施形態の積層インダクタについて、図１〜図４を用いて説明する。
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態を、図１〜３に示す。図１は、斜視図であり、図２は、断面図であり、（ａ）は、図１のＬ１−Ｌ１‘の断面図、（ｂ）は、図１のＬ２−Ｌ２‘の断面図である。図３は、図１に示す積層体チップの要素構成図である。
本発明の積層インダクタの第１の実施形態は、図１、図３に示されるように、直方体形状の積層体チップ１２と該積層体チップの端面に形成された一対の外部電極１７とを有する。
具体的には、積層体チップ１２は、平面形状が四角形で厚み方向に積層された複数の磁性体層１３と、隣接する磁性体層間にそれぞれ配設された複数のコイルパターン１１３が相互に接続されてらせん状のコイル１１８を形成するとともにコイルの始端及び終端に磁性体層の縁部に達する引き出し部１８，１１０を有するコイル導体１５と、を備える。そして、積層体チップ１２内の隣接する磁性体層１３の前記コイルパターン１１３が配設される層間であって、らせん状コイル１１８の外側の領域には、磁性体層と略同一の外形寸法を有し、外周の４つの角部に四角形の切欠き部１１５が形成された環状の非磁性体層１４が配設されている。このとき切欠き部１１５には図２ｂに示される磁性体層のみからなる柱状の領域１１２が形成されている。

積層体チップ１２の対向する２側面には銀ペーストの塗布によって外部電極１７がそれぞれコイルの始端と終端と導通するように設けられている。外部電極の表面は、２層めっきが施されている。積層体チップの主要部分はＮｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライト等からなる磁性体層であり、磁性体層は四角形状の磁性体層のシートを複数重ねて形成される。積層体チップの内部にはらせん状のコイルが形成され、コイルの外周に材質Ｚｎ−Ｃｕ系フェライト等からなる非磁性体層が配設されている。コイルは、図３のように磁性体層のシート上にコイルの周回を分割した形のコイルパターン導体をスクリーン印刷し、磁性体シート上のコイルパターンを、スルーホールを経由して厚み方向に導通して積層していくことで形成される。コイルは略長方形で周回している。非磁性体層は磁性体層のシート上のコイルパターンの外側領域にスクリーン印刷をして形成する。コイルパターンの外周部には非磁性体層が接しており、非磁性体層の外形寸法は磁性体層と略同一である。また非磁性体層には外周の４つの角部にそれぞれ正方形の切欠き部１１５が形成されており、この切欠き部１１５はコイルパターンと接することはない。図２ｂで示されるように非磁性体１４に形成された切欠き部１１５には、積層体チップにおける磁性体層の積層方向に平行な辺部を含むように磁性体層だけで構成された断面四角形の柱状の領域１１２が形成されている。Ｑ値を改善するために外部電極を通る磁束を該柱状の領域に導くことができるよう、該柱状の領域１１２は少なくともひとつの面で外部電極と接するように形成される。Ｑ値の改善には、該柱状の領域１１２と外部電極がより広い面積で接して形成されるのが好ましいといえる。

（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態を、図４に示す。
本発明の積層インダクタの第２の実施形態は、図４に示されるように、直方体形状の積層体チップ１２と該積層体チップの端面に形成された一対の外部電極１７とを有する。
具体的には、積層体チップ１２は、平面形状が四角形で厚み方向に積層された複数の磁性体層１３と、隣接する磁性体層間にそれぞれ配設された複数のコイルパターン１１３が相互に接続されてらせん状のコイルを形成するとともにコイルの始端及び終端に磁性体層の縁部に達する引き出し部１８，１１０を有するコイル導体と、を備える。そして、積層体チップ１２内の隣接する磁性体層１３の前記コイルパターン１１３が配設される層間であって、らせん状コイルの外側の領域には、磁性体層と略同一の外形寸法を有し、外周の４つの角部にそれぞれ三角形の切欠き部１１５が形成された環状の非磁性体層１４が配設されている。このとき切欠き部１１５には磁性体層のみからなる断面三角形の柱状の領域１６が形成されている。

積層体チップの対向する２側面には銀ペーストの塗布によって外部電極１７がそれぞれコイルの始端と終端と導通するように設けられている。外部電極１７には２層めっきが施されている。積層体チップ１２の主要部分はＮｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライト等からなる磁性体層であり、磁性体層は四角形状の磁性体層のシートを複数重ねて形成される。積層体チップの内部にはらせん状のコイルが形成され、コイルの外周にＺｎ−Ｃｕ系フェライト等からなる非磁性体層１４が配設されている。コイルは、図４のように磁性体シート上にコイルの周回を分割した形のコイルパターン導体をスクリーン印刷し、磁性体シート上のコイルパターンを、スルーホールを経由して厚み方向に導通して積層していくことで形成される。コイルは略長方形で周回している。非磁性体層１４は磁性体シート上のコイルパターンの外側領域にスクリーン印刷によって形成する。コイルパターンの外周部には非磁性体層が接し、非磁性体層の外形寸法は磁性体層と略同一である。非磁性体層１４には、外周の４つの角部にそれぞれ二等辺三角形の切欠き部１１５が形成されており、その面積は前記実施形態１の正方形の切欠き部１１５と同じである。この切欠き部１１５はコイルパターンと接することはない。また、非磁性体層１４に形成された切欠き部１１５には積層体チップにおける磁性体層の積層方向に平行な辺部を含むように磁性体層だけで構成された断面三角形の柱状の領域１６が形成されている。Ｑ値を改善するために外部電極を通る磁束をより多く該柱状の領域１６に導くよう、該柱状の領域１６は少なくともひとつの面で外部電極１７と接している。Ｑ値の改善には該柱状の領域１６と外部電極１７とがより広い面積で接して形成されるのが好ましいといえる。

（従来例を用いたシミュレーション）
本発明の効果のメカニズムを確認するために、特許文献１に記載のように、コイルの外周のすべてに非磁性体層を挿入した積層インダクタについて、シミュレーションにより積層体チップ内の磁束密度分布を調査した。
シミュレーションに用いた従来例の積層インダクタ２０を図５〜７に示す。図５は該積層インダクタ２０の斜視図、図６は該積層インダクタ２０の断面図、図７は、該積層インダクタ２０の要素構成図である。
該積層インダクタ２０は、図５、図７に示されるように、直方体形状の積層体チップ２２と該積層体チップの端面に形成された一対の外部電極２７とを有する。
前述の本発明の第１の実施形態及び第２の実施形態と同様に、具体的には、積層体チップ２２は、平面形状が四角形で厚み方向に積層された複数の磁性体層２３と、隣接する磁性体層間にそれぞれ配設された複数のコイルパターン２１３が相互に接続されてらせん状のコイル２１８を形成するとともにコイルの始端及び終端に磁性体層の縁部に達する引き出し部２８，２１０を有するコイル導体２５と、を備える。そして、積層体チップ２２内の隣接する磁性体層２３の前記コイルパターン２１３が配設される層間であって、らせん状コイル２１８の外側の領域には、磁性体層と略同一の外形寸法を有している環状の非磁性体層２４が配置されている。本発明と異なる点は、該環状の非磁性体層２４には、前述の本発明の第１の実施形態及び第２の実施形態が有する外周の４つの角部に切欠き部１１５が形成されておらず、磁性体層のみからなる柱状の領域１１２或いは１６が形成されていない点である。

シミュレーションの結果を図８に示す。図８は、図７において略Ｃ字形のコイルパターン２１３の外側領域のすべてを非磁性体２４とした積層体チップ内のひとつのコイルパターン２１３を有する積層面（図７の積層面２１６）における磁束密度の高低を明度で示したものであり、磁束密度が低い領域ほど明度が高く表示されている。なお、磁性体層の外形寸法は２．４×２．４ｍｍとしてシミュレーションをおこなった。
図８においてスケールの数値は磁束密度を示し、単位はＴである。
図８から明らかなように積層体チップの４つの角部の領域（図８ Ａ部内）の磁束密度が積層体チップ内の他の領域の磁束密度に比較して低くなっていることがわかる。一方、コイル導体Ｂに接する領域の磁束密度が高くなっていることがわかる。

このように、図８の積層体チップの４つの角部の磁束密度は、積層体チップ内の他の領域の磁束密度に比較して低くなっているので、積層体チップの４つの角部の領域は磁気飽和しにくいということがわかる。
これに対し、本発明は、積層体チップのコイルの外側の領域に配設された非磁性体層の最外周の４つの角部に切欠き部１１５が形成されていて、ここに磁性体層のみで構成された柱状の領域１１２或いは１６をコイル導体と接触しないように配置したものである。この構造によって積層体チップの４つの角部の領域は磁束が発生し易くなり、今まで積層体チップの中で磁束が発生し難かった該領域の磁性体特性を活用することができるようになる。
結果としてコイルの外周のすべてに非磁性体層を挿入した従来の積層インダクタに比べてインダクタンス値が向上し、直流重畳特性の低下がほとんどない。という便益を享受できる。

ここで仮に非磁性体層の切欠き部を図８のシミュレーション結果で磁束密度の高い領域、例えばコイル導体に接する領域に形成して該切欠き部に磁性体層のみで構成される柱状の領域を設けたとすると、該柱状の領域では電流に対する磁束密度がさらに高くなって磁気飽和しやすくなるため、直流重畳特性は大きく低下することになる。
また、外部電極を磁束が通るときには磁束に伴って外部電極にうず電流が生じ、これが損失の大きな要因となってＱ値を低下させるが、非磁性体層の切欠き部を外部電極に接する領域に形成して、該切欠き部に領磁性体層のみで構成された柱状の領域を配設すると、コイル外側の磁束のうち非磁性体層により外側に漏れて外部電極を通っていた磁束が、この磁性体層のみで構成された柱状の領域を通過するようになり、外部電極を通る磁束が減少するためＱ値が改善する。

以下、本発明の実施例、比較例、及び従来例を用いて説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

（実施例１）
まずＦｅＯ_２、ＣｕＯ、ＺｎＯ、ＮｉＯを主材料とする仮焼粉砕後のＮｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライト微粉末にエチルセルロース、テピネオールを加えて混練し、スラリーを作成した。このスラリーを一定の厚みになるようにドクターブレードで引き、乾燥したものを所定の印刷用サイズに切断して磁性体シートをつくった。この磁性体シートには金型による打ち抜きやレーザー加工による穿孔などの手法によって所定の位置にスルーホールを形成した。次に磁性体シートにコイルパターンの一部形状を有するスクリーン版を使用して銀ペーストを印刷し乾燥した。非磁性体ペーストはＦｅＯ_２、ＣｕＯ、ＺｎＯを主材料とする仮焼粉砕後のＺｎ−Ｃｕ系フェライト微粉末にエチルセルロース、テピネオールを加えて混練して作成した。この非磁性体ペーストを前記コイルパターンの外側の所定の位置に印刷されるように位置決めをしてスクリーン印刷をおこなった。このとき非磁性体の印刷パターン形状は、コイルパターンの外側領域を占有するが、最外周の４つの角部にはそれぞれ正方形の切欠き部が形成されている。この切欠き部によって、積層時に磁性体層のみが連続した柱状の領域が形成される。次に磁性体シートを積層したときに隣接する磁性体シートのコイルパターンがスルーホールで導通してつながるように磁性体シートを積層し、プレス圧着をおこなった。これを所定のサイズに切断したあと５００℃で１ｈｒ加熱して脱バインダー処理し、大気炉中８００〜９００℃で２ｈｒ加熱し焼成して積層体チップを得た。得られた積層体チップの対向する２つの側面にコイル引出し部と接続するように銀ペーストをディップ法などによって塗布し、大気中約６００℃で１ｈｒ加熱し焼付け処理して一対の銀電極層を形成した。この銀電極層上にニッケル電解バレルめっきを施したあと、スズ電解バレルめっきをおこなって銀電極層、ニッケルめっき層、スズめっき層がこの順に積層された外部電極１７を形成し、図１に示す積層インダクタ１０を得た。

上記で得られた実施例１の積層インダクタ試料の主要な各部の構成は以下の通りである。
積層インダクタ外形寸法：長さ３．２ｍｍ×幅１．６ｍｍ×高さ１．６ｍｍ
磁性体層：Ｎｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライト
非磁性体層：コイルパターンの外周に配設され、４つの角部には一辺０．２ｍｍの正方形の切欠けが形成されている。
コイル：１周回寸法 長辺２．０ｍｍ×短辺１．０ｍｍ 導体幅０．３ｍｍ
図３に示した積層面１１６を実施例１の代表面として図９ａに示す。

（実施例２）
まずＦｅＯ_２、ＣｕＯ、ＺｎＯ、ＮｉＯを主材料とする仮焼粉砕後のＮｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライト微粉末にエチルセルロース、テピネオールを加えて混練し、スラリーを作成した。このスラリーを一定の厚みになるようにドクターブレードで引き、乾燥したものを所定の印刷用サイズに切断して磁性体シートをつくった。この磁性体シートには金型による打ち抜きやレーザー加工による穿孔などの手法によって所定の位置にスルーホールを形成しておく。次に磁性体シートにコイルパターンの一部形状を有するスクリーン版を使用して銀ペーストを印刷し乾燥した。非磁性体ペーストはＦｅＯ２、ＣｕＯ、ＺｎＯを主材料とする仮焼粉砕後のＺｎ−Ｃｕ系フェライト微粉末にエチルセルロース、テピネオールを加えて混練して作成した。この非磁性体ペーストを前記コイルパターンの外側の所定の位置に印刷されるように位置決めをしてスクリーン印刷をおこなった。このとき非磁性体の印刷パターン形状は、コイルパターンの外側領域を占有するが、最外周の４つの角部にはそれぞれ二等辺三角形の切欠き部が形成されている。この切欠き部の面積は前記実施例１の面積と同一であり、該切欠き部によって、積層時に磁性体層のみが連続した柱状の領域が形成される。次に磁性体シートを積層したときに隣接する磁性体シートのコイルパターンがスルーホールで導通してつながるように磁性体シートを積層し、プレス圧着をおこなった。これを所定のサイズに切断したあと５００℃で１ｈｒ加熱して脱バインダー処理し、大気炉中８００〜９００℃で２ｈｒ加熱し焼成して積層体チップを得た。得られた積層体チップの対向する２つの側面にコイル引出し部と接続するように銀ペーストをディップ法などによって塗布し、大気中約６００℃で１ｈｒ加熱し焼付け処理して一対の銀電極層を形成した。この銀電極層上にニッケル電解バレルめっきを施したあと、スズ電解バレルめっきをおこなって銀電極層、ニッケルめっき層、スズめっき層がこの順に積層された外部電極を形成し、図４に示す積層インダクタ１１を得た。

上記で得られた実施例２の積層インダクタ試料の主要な各部の構成は以下の通りである。
積層インダクタ外形寸法：長さ３．２ｍｍ×幅１．６ｍｍ×高さ１．６ｍｍ
磁性体層：Ｎｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライト
非磁性体層：コイルパターンの外周に配設され、４つの角部には直角を挟む２辺がそれぞれ、約０．２８ｍｍの直角二等辺三角形の切欠き部がそれぞれ形成されている。なお、切欠き部の面積は実施例１と同じである。
コイル：１周回寸法 長辺２．０ｍｍ×短辺１．０ｍｍ 導体幅０．３ｍｍ
図４に示した積層面１１７を実施例２の代表面として図９ｂに示す。

（比較例１）
まずＦｅＯ_２、ＣｕＯ、ＺｎＯ、ＮｉＯを主材料とする仮焼粉砕後のＮｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライト微粉末にエチルセルロース、テピネオールを加えて混練し、スラリーを作成した。このスラリーを一定の厚みになるようにドクターブレードで引き、乾燥したものを所定の印刷用サイズに切断して磁性体シートをつくった。この磁性体シートには金型による打ち抜きやレーザー加工による穿孔などの手法によって所定の位置にスルーホールを形成した。次に磁性体シートにコイルパターンの一部形状を有するスクリーン版を使用して銀ペーストを印刷し乾燥した。非磁性体ペーストはＦｅＯ２、ＣｕＯ、ＺｎＯを主材料とする仮焼粉砕後のＺｎ−Ｃｕ系フェライト微粉末にエチルセルロース、テピネオールを加えて混練して作成した。この非磁性体ペーストを前記コイルパターンの外側の所定の位置に印刷されるように位置決めをしてスクリーン印刷をおこなった。このとき非磁性体層の印刷パターン形状は、コイルパターンの外側領域を占有するが、コイルの直線部４辺の略中央部にはそれぞれ前記実施例１、前記実施例２と同じく、焼成後に０．０４ｍｍ^２の面積となるような四角形の切欠き部が存在している。この切欠き部はコイルパターンの外側領域を分断するように内側はコイルパターンと接し、外側は磁性体層の外周と接して配設される。切欠き部には積層時に磁性体層のみが連続した柱の領域が形成されている。つぎに磁性体シートを積層したときに隣接する磁性体シートのコイルパターンがスルーホールで導通してつながるように磁性体シートを積層し、プレス圧着をおこなった。これを所定のサイズに切断したあと５００℃で１ｈｒ加熱して脱バインダー処理し、大気炉中８００〜９００℃で２ｈｒ加熱し焼成して積層体チップを得た。得られた積層体チップの対向する２側面にコイル引出し部と接続するように銀ペーストをディップ法などによって塗布し、大気中約６００℃で１ｈｒ加熱し焼付け処理して一対の銀電極層を形成した。この銀電極層上にニッケル電解バレルめっきを施したあと、スズ電解バレルめっきをおこなって外部電極を形成し、比較例１の積層インダクタ２１を得た。

上記で得られた比較例１の積層インダクタ試料の主要な各部の構成は以下の通りである。
積層インダクタ外形寸法：長さ３．２ｍｍ×幅１．６ｍｍ×高さ１．６ｍｍ
磁性体材料：Ｎｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライト
非磁性体層：コイルパターン外周に配設 コイルの４辺略中央部にそれぞれ０．０４ｍｍ^２の切欠きを形成する。なお、切欠き部の面積は、前記実施例１、前記実施例２と同一である。
コイル：１周回寸法 長辺２．０ｍｍ×短辺１．０ｍｍ 導体幅０．３ｍｍ
比較例１の代表面を図９ｃに示す。

（従来例１）
まずＦｅＯ_２、ＣｕＯ、ＺｎＯ、ＮｉＯを主材料とする仮焼粉砕後のＮｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライト微粉末にエチルセルロース、テピネオールを加えて混練し、スラリーを作成した。このスラリーを一定の厚みになるようにドクターブレードで引き、乾燥したものを所定の印刷用サイズに切断して磁性体シートをつくった。この磁性体シートには金型による打ち抜きやレーザー加工による穿孔などの手法によって所定の位置にスルーホールを形成しておく。次に磁性体シートにコイルパターンの一部形状を有するスクリーン版を使用して銀ペーストを印刷し乾燥した。非磁性体ペーストはＦｅＯ_２、ＣｕＯ、ＺｎＯを主材料とする仮焼粉砕後のＺｎ−Ｃｕ系フェライト微粉末にエチルセルロース、テピネオールを加えて混練して作成した。この非磁性体ペーストを前記コイルパターンの外側の所定の位置に印刷されるように位置決めをしてスクリーン印刷をおこなった。このとき非磁性体の印刷パターン形状は図７に示すように切欠き部はなく、コイルパターンの外側領域をすべて占有している。つぎに磁性体シートを積層したときに隣接する磁性体シートのコイルパターンがスルーホールで導通してつながるように位置を決めて磁性体シートを積層し、プレス圧着をおこなった。これを所定のサイズに切断したあと５００℃で１ｈｒ加熱して脱バインダー処理し、大気炉中８００〜９００℃で２ｈｒ加熱し焼成して積層体チップを得た。得られた積層体チップの対向する２つの側面にコイル引出し部と接続するように銀ペーストをディップ法などによって塗布し、大気中約６００℃で１ｈｒ加熱し焼付け処理して一対の銀電極層を形成した。この銀電極層上にニッケル電解バレルめっきを施したあと、スズ電解バレルめっきをおこなって銀電極層、ニッケルめっき層、スズめっき層がこの順に積層された外部電極を形成し、図５〜７に示す従来例１の積層インダクタ２０を得た。

上記で得られた従来例１の積層インダクタ試料の主要な各部の構成は以下の通りである。
積層インダクタ外形寸法：長さ３．２ｍｍ×幅１．６ｍｍ×高さ１．６ｍｍ
磁性体層：Ｎｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライト
非磁性体層：コイルパターン外周全域に配設
コイル：１周回寸法 長辺２．０ｍｍ×短辺１．０ｍｍ 導体幅０．３ｍｍ
図７に示した積層面２１７を従来例１の代表面として図９ｄに示す。

上記で得られた本発明の実施例１、実施例２の積層インダクタ試料、比較例１および従来例１の積層インダクタ試料について、アジレント社製の４２８５Ａを用いて、積層インダクタに流す電流を増加させたときのインダクタンス値を測定し、初期のインダクタンス値に対するインダクタンスの変化率を算出して得られた結果を図１０に示した。
図１０において、横軸は積層インダクタ試料に流す電流値、縦軸は、初期のインダクタンス値に対するインダクタンスの変化率を示す。また、図１０において、一点鎖線は実施例１、実線は実施例２、２点鎖線は比較例１、破線は従来例１をそれぞれ示す。

図に示すとおり、従来例１では非磁性体層がコイル外周全域にあるためインダクタンス変化率が最も小さい。電流値に対してインダクタンス変化率はほぼ均一に低下し、１２００ｍＡで約−１６％のインダクタンス変化率を示した。これ対して、最外周の４つの角部に切欠き部が形成された非磁性体層を有する実施例１および実施例２の積層インダクタ試料ではインダクタンス変化率が拡大している。電流値に対するインダクタンス変化率は２００ｍＡくらいまでやや低下率が大きいが、その後は電流値に対してインダクタンス変化率はほぼ均一に低下し、実施例１の場合１２００ｍＡで約−２７％のインダクタンス変化率、実施例２の場合１２００ｍＡで約−２２％のインダクタンス変化率を示した。一方、コイルの外周４辺の略中央部に四角形の切欠き部が形成された非磁性体層を有する比較例１の積層インダクタ試料ではインダクタンス変化率がさらに拡大している。比較例１の積層インダクタ試料は、電流値が０から４００ｍＡの間に約−５５％のインダクタンス変化率を示し、その後電流値に対してほぼ均一に低下して１２００ｍＡで約−６０％のインダクタンス変化率を示した。比較例１では非磁性体層の切欠き部を磁束密度の高い領域に形成したため該領域の磁束が電流値４００ｍＡまでに飽和して直流重畳特性が低下したものであり、使用には適さないレベルである。これに対して実施例１、実施例２は非磁性体層の切欠き部が磁束密度のもっとも低い領域に形成されているため、磁束は電流値に対して飽和することなく、すなわち直流重畳特性が大きく低下することはなく、充分に使用可能なレベルとなっている。

図１１は、上記で得られた本発明の実施例１、実施例２の積層インダクタ試料、ならびに従来例１の積層インダクタ試料について、試料に流す電流値を横軸に、そのときの積層インダクタ試料のインダクタンス値を縦軸に示したものである。また、図１１において、一点鎖線は実施例１、実線は実施例２、破線は従来例１をそれぞれ示す。
図１１に示されるように本発明の実施例１のインダクタ試料では試料に流す電流値が３００ｍＡまでの範囲で、また、本発明の実施例２のインダクタ試料では試料に流す電流値が１５０ｍＡまでの範囲で、それぞれインダクタンス値が従来例１と比較して高くなっていることがわかる。実施例１、実施例２では４つの角部に切欠き部が形成された非磁性体層を有することによって、当該領域、すなわち積層体チップの磁束密度の低い領域に磁束を導くものである。これは今まで均一に、あるいは考慮されない位置に配設されていた非磁性体のために従来、低い磁束密度となっていた領域の磁束密度を上げて該部の磁性体としての特性を有効に使用するようにしたものといえる。

各試験条件のＱ値の結果を表１に示した。Ｑ値はアジレント社製の４２８５Ａを用いて周波数１ＭＨｚで測定した。
表から明らかなように、従来例１に比べて比較例１、実施例１、実施例２のＱ値が高くなっている。これらのＱ値の差異は外部電極を通過する磁束量の大小によるものと推測される。すなわち外部電極を通過する磁束量が多いときはその磁束に伴って、外部電極に発生するうず電流が損失因子となるためＱ値が低下し、反対に外部電極を通過する磁束量が少ないときはＱ値が高くなって、より好ましい特性値となる。従来例１ではコイルの外周全域に非磁性体層があるため、さらにその外側にある外部電極を通過する磁束量は比較的多くなる。一方、実施例１、実施例２では非磁性体を設けない領域が積層体チップ内に４箇所あり、すべて外部電極に接して設けられているため、従来例１で外部電極を通過していた磁束の一部は実施例１、実施例２においては非磁性体を設けない領域を通過するようになる。こうして実施例１、実施例２では外部電極を通過する磁束は従来例１より少なくなるため実施例１、実施例２のＱ値が従来例１より高くなる。
また、非磁性体を設けない領域が２箇所で外部電極に接している比較例１のＱ値は従来例１と実施例１、実施例２の間の値となっている。

以上のように本発明の実施例１、実施例２の結果を従来例１、比較例１と比較すると直
流重畳特性を損なうことなく、インダクタンス値Ｌを上げ、さらにＱ値を改善することができたといえる。

１０，１１：本発明の積層インダクタ
２０，２１，２９：従来の積層インダクタ
１２，２２：積層体チップ
１７，２７：外部電極
１５，２５：コイル導体
１１３，２１３：コイルパターン
１１８，２１８：コイル
１８，１１０，２８，２１０：コイル導体引き出し部
１１４，２１４：スルーホール接続部
１４，２４：非磁性体層
１３，２３：磁性体層
１６，１１２：柱状の領域
１１５，２１５：切欠き部
１１６、１１７、２１６、２１７：積層面

Claims (2)

1. 電源回路などのチョークコイルとして用いられる積層インダクタであって、
   平面形状が四角形で厚み方向に積層された複数の磁性体層と、隣接する該磁性体層間にそれぞれ配設された複数のコイルパターンが相互に接続されてらせん状のコイルを形成するとともにコイルの始端及び終端に磁性体層の縁部に達する引き出し部を有するコイル導体と、隣接する前記磁性体層の前記コイルパターンが配設される層間であって、らせん状コイルの外側の領域に配設され、最外周の４つの角部に切欠き部が形成された非磁性体層と、を有する積層体チップと、
   該積層体チップの端面に形成されコイル導体の始端及び終端にそれぞれ接続された一対の外部電極と、
   を備え、前記磁性体の積層方向に平行な辺部をそれぞれ含み磁性体層のみで構成された柱状の領域が、コイル導体と接触しないように前記切欠き部にそれぞれ配設されていることを特徴とする積層インダクタ。
2. 前記柱状の領域が外部電極と接していることを特徴とする、請求項１に記載の積層インダクタ。