JP2013236050A - 積層型電子部品 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 磁性体層と導体パターンが積層され、磁性体層間の導体パターンを接続して積層体内にコイルが形成されると共に、積層体内に磁気ギャップが形成される。磁気ギャップは、NiとCuの化合物で形成される。
【選択図】 図1
Description
近年、この種の積層型電子部品は、大電流が流れる電源回路やDC/DCコンバータ回路用のインダクタやトランス等に用いられるようになってきている。大電流が流れる電源回路やDC/DCコンバータ回路に用いられる積層型電子部品は、小型で、大きな直流重畳許容電流値を有することが望まれている。直流重畳許容電流値を大きくするためには、導体パターンの線幅を大きくしてコイルの直流抵抗を小さくしたり、図6に示す様に、磁性体層と導体パターン61A〜61Eを積層して積層体を形成し、積層体に使用される磁性体の磁気飽和を回避するために積層体内に磁気ギャップ62を形成したりする手法が取られている(例えば、特許文献1を参照。)。
この様な状況の中、電源回路やDC/DCコンバータ回路に用いられる積層型電子部品は、使用環境が高温であったり、コイルに流れる電流が大きく、コイルが発熱したりするため、積層型電子部品の動作時の温度変動が大きい状態にある。また、温度上昇時にインダクタンス値が急激に低下した場合、回路の破壊に繋がる可能性が非常に高くなる。
この様な問題を解決するために、磁気ギャップをSiO2と酸化物の混合材料で形成することが検討されているが、磁気ギャップに使用しているSiO2が磁性体層に拡散し、磁性体層を形成しているフェライトの透磁率が低下するという問題がある。
また、負の温度特性を磁性体層のフェライトの正の温度特性で相殺する手法も考えられている。しかしながら、インダクタンス値の変動幅は磁性体層と磁気ギャップの界面の面積に依存するので、構造設計上の自由度が低くなったり、構造に合わせて温度特性の異なるフェライトを準備する必要があったりする。
従って、本発明の積層型電子部品は、磁気ギャップにZnを用いないので、磁性体層と磁気ギャップの界面に、室温付近にキュリー点を持つ組成が形成されることがなく、温度特性を改善させることができる。また、積層体内に温度によって磁気特性が大きく異なる部分がないため、製品の構造設計と製品の特性の相関が良くなり、設計の精度が向上する。
図1は本発明の積層型電子部品の第1の実施例を示す断面図である。
図1において、11A〜11Eは導体パターン、12A、12Bは磁気ギャップである。
磁性体層は、Ni―Zn―Cu系フェライトを用いて形成される。また、導体パターンは、銀、銀系、金、金系、白金等の金属材料をペースト状にした導体ペーストを用いて形成される。
導体パターン11Aは、磁性体層上に形成された、磁気ギャップを構成する非磁性体層12Aの表面に形成される。導体パターン11Aの一端は磁性体層の端面まで引き出される。また、磁気ギャップを構成する非磁性体層12Aは、NiとCuの化合物で磁性体層よりも小さく形成される。
導体パターン11Bは、導体パターン11A上に積層された磁性体層の表面に形成される。導体パターン11Bの一端は導体パターン11Aの他端に接続される。
導体パターン11Cは、導体パターン11B上に積層された磁性体層の表面に形成される。導体パターン11Cの一端は導体パターン11Bの他端に接続される。
導体パターン11Dは、導体パターン11C上に積層された磁性体層の表面に形成される。導体パターン11Dの一端は導体パターン11Cの他端に接続される。
導体パターン11Eは、導体パターン11D上に積層された磁性体層の表面に形成される。導体パターン11Eの一端は導体パターン11Dの他端に接続される。また、導体パターン11Eの他端は磁性体層の端面まで引き出される。さらに、導体パターン11E上には、磁気ギャップを構成する非磁性体層12Bを介して磁性体層が積層される。磁気ギャップを構成する非磁性体12Bは、NiとCuの化合物で磁性体層よりも小さく形成される。
この様に磁性体層と導体パターン11A〜11Eを積層し、磁性体層間の導体パターン11A〜11Eを螺旋状に接続して積層体内にコイルが形成されると共に、積層体内に磁気ギャップが形成される。この積層体の端面には外部端子が形成され、積層体の端面に引き出された導体パターンが外部端子に接続される。
また、この様に形成された本発明の積層型電子部品において、磁気ギャップに用いるNiとCuの比率を変えたところ、Niの比率が1以下であると磁気ギャップに接触している導体パターンに断線が発生し、Niの比率が9以上であると900℃で焼成しても磁気ギャップが焼結しなかった。また、NiとCuの比率を2:8、5:5、8:2と変えた時の積層体の1MHzにおける透磁率はそれぞれ118、119、120となり、Niの比率を増加させることにより積層体の透磁率を大きくでき、積層体内に形成されたコイルのインダクタンス値を大きくすることができた。
磁性体層は、Ni−Zn−Cu系フェライトを用いて形成される。また、導体パターンは、銀、銀系、金、金系、白金等の金属材料をペースト状にした導体ペーストを用いて形成される。
導体パターン31Aは、磁性体層の表面に形成され、一端が磁性体層の端面まで引き出される。
導体パターン31Bは、導体パターン31A上に積層された磁性体層の表面に形成される。導体パターン31Bの一端は導体パターン31Aの他端に接続される。
導体パターン31Cは、導体パターン31B上に積層された磁性体層の表面に形成される。導体パターン31Cの内周には磁気ギャップを構成する非磁性体層32が形成される。この磁気ギャップを構成する非磁性体層32はNiとCuの化合物で形成される。導体パターン31Cの一端は導体パターン31Bの他端に接続される。
導体パターン31Dは、導体パターン31C上に積層された磁性体層の表面に形成される。導体パターン31Dの一端は導体パターン31Cの他端に接続される。
導体パターン31Eは、導体パターン31D上に積層された磁性体層の表面に形成される。導体パターン31Eの一端は導体パターン31Dの他端に接続される。また、導体パターン31Eの他端は磁性体層の端面まで引き出される。
この様に磁性体層と導体パターン31A〜31Eを積層し、磁性体層間の導体パターン31A〜31Eを螺旋状に接続して積層体内にコイルが形成されると共に、積層体内に磁気ギャップが形成される。この積層体の端面には外部端子が形成され、積層体の端面に引き出された導体パターンが外部端子に接続される。
磁性体層は、Ni−Zn−Cu系フェライトを用いて形成される。また、導体パターンは、銀、銀系、金、金系、白金等の金属材料をペースト状にした導体ペーストを用いて形成される。
導体パターン41Aは、磁性体層上に形成された、磁気ギャップを構成する非磁性体層42Aの表面に形成される。導体パターン41Aの一端は磁性体層の端面まで引き出される。また、磁気ギャップを構成する非磁性体層42Aは、NiとCuの化合物で磁性体層よりも小さく形成される。
導体パターン41Bは、導体パターン41A上に積層された磁性体層を上下に貫通し、磁気ギャップを構成する非磁性体部43Aの表面に形成される。導体パターン41Bの一端は導体パターン41Aの他端に接続される。
導体パターン41Cは、導体パターン41B上に積層された磁性体層を上下に貫通し、磁気ギャップを構成する非磁性体部43Bの表面に形成される。導体パターン41Cの一端は導体パターン41Bの他端に接続される。
導体パターン41Dは、導体パターン41C上に積層された磁性体層を上下に貫通し、磁気ギャップを構成する非磁性体部43Cの表面に形成される。導体パターン41Dの一端は導体パターン41Cの他端に接続される。
導体パターン41Eは、導体パターン41D上に積層された磁性体層を上下に貫通して磁気ギャップを構成する非磁性体部43Dの表面に形成される。導体パターン41Eの一端は導体パターン41Dの他端に接続される。また、導体パターン41Eの他端は磁性体層の端面まで引き出される。さらに、導体パターン41E上には、磁気ギャップを構成する非磁性体層42Bを介して磁性体層が積層される。磁気ギャップを構成する非磁性体42Bは、NiとCuの化合物で磁性体層よりも小さく形成される。
この様に磁性体層と導体パターン41A〜41Eを積層し、磁性体層間の導体パターン41A〜41Eを螺旋状に接続して積層体内にコイルが形成されると共に、積層体内に磁気ギャップが形成される。この積層体の端面には外部端子が形成され、積層体の端面に引き出された導体パターンが外部端子に接続される。
本発明の積層型電子部品は、いずれの組成のものも磁気ギャップにCu―Zn系フェライトを用いた従来の積層型電子部品よりインダクタンス値の変動が小さくなった。
また、磁性体層に、NiO:19mol%、ZnO:25mol%、CuO:9mol%、Fe2O3:47mol%からなるフェライト材に、SnO2を1.5wt%添加したNi―Zn―Cu系フェライトを用いた場合、磁気ギャップのNiとCuの比率を2:8〜8:2以外にするとクラックが発生したり、磁気ギャップに接触している導体パターンに断線が発生したりした。
さらに、磁性体層に、NiO:27mol%、ZnO:14mol%、CuO:10mol%、Fe2O3:49mol%からなるフェライト材に、SnO2を1.5wt%添加したNi―Zn―Cu系フェライトを用い、磁気ギャップにNiとCuの比率を8:2にしたNiとCuの化合物を用いた場合、磁性体層にSnO2を添加しないNi―Zn―Cu系フェライトを用い、磁気ギャップを形成しない従来の積層型電子部品よりもインダクタンス値の変動率を小さくできると共に、磁性体層に、NiO:27mol%、ZnO:14mol%、CuO:10mol%、Fe2O3:49mol%からなるフェライト材に、SnO2を1.5wt%添加したNi―Zn―Cu系フェライトを用い、磁気ギャップを形成しない従来の積層型電子部品と同等のインダクタンス値の変動率にすることができた。
12A、12B 磁気ギャップ
Claims (5)
- 磁性体層と導体パターンが積層され、該磁性体層間の導体パターンを接続して積層体内にコイルが形成されると共に、該積層体内に磁気ギャップが形成された積層型電子部品において、
該磁気ギャップは、NiとCuの化合物で形成されたことを特徴とする積層型電子部品。 - 前記磁性体層がNiを含有するフェライトで形成された請求項1に記載の積層型電子部品。
- 前記磁性体層は、NiO:19〜45mol%、ZnO:1〜25mol%、CuO:6〜10mol%、Fe203:47〜49mol%からなるフェライト材に、SnO2を0.6〜1.5wt%添加したNi−Cu−Zn系フェライトで形成された請求項1又は請求項2に記載の積層型電子部品。
- 前記NiとCuの比率が2:8〜8:2である請求項1乃至請求項3に記載の積層型電子部品。
- 前記磁気ギャップは前記積層体内に複数設けられた請求項1乃至請求項4に記載の積層型電子部品。
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