JP2021174817A - 積層型コイル部品 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本発明の積層型コイル部品の一例を示す斜視模式図である。
・積層型コイル部品1の長さ方向Lにおける長さL1は、好ましくは0.57mm以上である。また、積層型コイル部品1の長さ方向Lにおける長さL1は、好ましくは0.63mm以下である。
・積層型コイル部品1の幅方向Wにおける長さW1は、好ましくは0.27mm以上である。また、積層型コイル部品1の幅方向Wにおける長さW1は、好ましくは0.33mm以下である。
・積層型コイル部品1の高さ方向Tにおける長さT1は、好ましくは0.27mm以上である。また、積層型コイル部品1の高さ方向Tにおける長さT1は、好ましくは0.33mm以下である。
・積層体10の長さ方向Lにおける長さL2は、好ましくは0.57mm以上である。また、積層体10の長さ方向Lにおける長さL2は、好ましくは0.63mm以下である。
・積層体10の幅方向Wにおける長さW2は、好ましくは0.27mm以上である。また、積層体10の幅方向Wにおける長さW2は、好ましくは0.33mm以下である。
・積層体10の高さ方向Tにおける長さT2は、好ましくは0.27mm以上である。また、積層体10の高さ方向Tにおける長さT2は、好ましくは0.33mm以下である。
・第1外部電極20aの高さ方向Tにおける長さE2は、好ましくは0.10mm以上、0.20mm以下である。なお、第1外部電極20aの高さ方向Tにおける長さE2が幅方向Wに沿って一定でない場合、その最大値が上記範囲内であることが好ましい。
・第1外部電極20aの長さ方向Lにおける長さE1は、好ましくは0.12mm以上、0.22mm以下である。なお、第1外部電極20aの長さ方向Lにおける長さE1が幅方向Wに沿って一定でない場合、その最大値が上記範囲内であることが好ましい。
・第2外部電極20bの高さ方向Tにおける長さE5は、好ましくは0.10mm以上、0.20mm以下である。なお、第2外部電極20bの高さ方向Tにおける長さE5が幅方向Wに沿って一定でない場合、その最大値が上記範囲内であることが好ましい。
・第2外部電極20bの長さ方向Lにおける長さE4は、好ましくは0.12mm以上、0.22mm以下である。なお、第2外部電極20bの長さ方向Lにおける長さE4が幅方向Wに沿って一定でない場合、その最大値が上記範囲内であることが好ましい。
・積層型コイル部品1の長さ方向Lにおける長さL1は、好ましくは0.38mm以上である。また、積層型コイル部品1の長さ方向Lにおける長さL1は、好ましくは0.42mm以下である。
・積層型コイル部品1の幅方向Wにおける長さW1は、好ましくは0.18mm以上である。また、積層型コイル部品1の幅方向Wにおける長さW1は、好ましくは0.22mm以下である。
・積層型コイル部品1の高さ方向Tにおける長さT1は、好ましくは0.18mm以上である。また、積層型コイル部品1の高さ方向Tにおける長さT1は、好ましくは0.22mm以下である。
・積層体10の長さ方向Lにおける長さL2は、好ましくは0.38mm以上である。また、積層体10の長さ方向Lにおける長さL2は、好ましくは0.42mm以下である。
・積層体10の幅方向Wにおける長さW2は、好ましくは0.18mm以上である。また、積層体10の幅方向Wにおける長さW2は、好ましくは0.22mm以下である。
・積層体10の高さ方向Tにおける長さT2は、好ましくは0.18mm以上である。また、積層体10の高さ方向Tにおける長さT2は、好ましくは0.22mm以下である。
・第1外部電極20aの高さ方向Tにおける長さE2は、好ましくは0.06mm以上、0.13mm以下である。なお、第1外部電極20aの高さ方向Tにおける長さE2が幅方向Wに沿って一定でない場合、その最大値が上記範囲内であることが好ましい。
・第1外部電極20aの長さ方向Lにおける長さE1は、好ましくは0.08mm以上、0.15mm以下である。なお、第1外部電極20aの長さ方向Lにおける長さE1が幅方向Wに沿って一定でない場合、その最大値が上記範囲内であることが好ましい。
・第2外部電極20bの高さ方向Tにおける長さE5は、好ましくは0.06mm以上、0.13mm以下である。なお、第2外部電極20bの高さ方向Tにおける長さE5が幅方向Wに沿って一定でない場合、その最大値が上記範囲内であることが好ましい。
・第2外部電極20bの長さ方向Lにおける長さE4は、好ましくは0.08mm以上、0.15mm以下である。なお、第2外部電極20bの長さ方向Lにおける長さE4が幅方向Wに沿って一定でない場合、その最大値が上記範囲内であることが好ましい。
・積層型コイル部品1の長さ方向Lにおける長さL1は、好ましくは0.95mm以上である。また、積層型コイル部品1の長さ方向Lにおける長さL1は、好ましくは1.05mm以下である。
・積層型コイル部品1の幅方向Wにおける長さW1は、好ましくは0.45mm以上である。また、積層型コイル部品1の幅方向Wにおける長さW1は、好ましくは0.55mm以下である。
・積層型コイル部品1の高さ方向Tにおける長さT1は、好ましくは0.45mm以上である。また、積層型コイル部品1の高さ方向Tにおける長さT1は、好ましくは0.55mm以下である。
・積層体10の長さ方向Lにおける長さL2は、好ましくは0.95mm以上である。また、積層体10の長さ方向Lにおける長さL2は、好ましくは1.05mm以下である。
・積層体10の幅方向Wにおける長さW2は、好ましくは0.45mm以上である。また、積層体10の幅方向Wにおける長さW2は、好ましくは0.55mm以下である。
・積層体10の高さ方向Tにおける長さT2は、好ましくは0.45mm以上である。また、積層体10の高さ方向Tにおける長さT2は、好ましくは0.55mm以下である。
・第1外部電極20aの高さ方向Tにおける長さE2は、好ましくは0.15mm以上、0.33mm以下である。なお、第1外部電極20aの高さ方向Tにおける長さE2が幅方向Wに沿って一定でない場合、その最大値が上記範囲内であることが好ましい。
・第1外部電極20aの長さ方向Lにおける長さE1は、好ましくは0.20mm以上、0.38mm以下である。なお、第1外部電極20aの長さ方向Lにおける長さE1が幅方向Wに沿って一定でない場合、その最大値が上記範囲内であることが好ましい。
・第2外部電極20bの高さ方向Tにおける長さE5は、好ましくは0.15mm以上、0.33mm以下である。なお、第2外部電極20bの高さ方向Tにおける長さE5が幅方向Wに沿って一定でない場合、その最大値が上記範囲内であることが好ましい。
・第2外部電極20bの長さ方向Lにおける長さE4は、好ましくは0.20mm以上、0.38mm以下である。なお、第2外部電極20bの長さ方向Lにおける長さE4が幅方向Wに沿って一定でない場合、その最大値が上記範囲内であることが好ましい。
・長さ方向Lから見たとき、コイル導体31の内径は、好ましくは50μm以上、100μm以下である。
・第1連結導体40a及び第2連結導体40bの長さ方向Lにおける長さは、各々、好ましくは15μm以上、45μm以下、より好ましくは15μm以上、30μm以下である。
・第1連結導体40a及び第2連結導体40bの幅方向Wにおける長さは、各々、好ましくは30μm以上、60μm以下である。
・長さ方向Lから見たとき、コイル導体31の内径は、好ましくは30μm以上、70μm以下である。
・第1連結導体40a及び第2連結導体40bの長さ方向Lにおける長さは、各々、好ましくは10μm以上、30μm以下、より好ましくは10μm以上、25μm以下である。
・第1連結導体40a及び第2連結導体40bの幅方向Wにおける長さは、各々、好ましくは20μm以上、40μm以下である。
・長さ方向Lから見たとき、コイル導体31の内径は、好ましくは80μm以上、170μm以下である。
・第1連結導体40a及び第2連結導体40bの長さ方向Lにおける長さは、各々、好ましくは25μm以上、75μm以下、より好ましくは25μm以上、50μm以下である。
・第1連結導体40a及び第2連結導体40bの幅方向Wにおける長さは、各々、好ましくは40μm以上、100μm以下である。
本発明の積層型コイル部品は、例えば、以下の方法で製造される。
まず、酸化物原料である、酸化鉄(Fe2O3)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化銅(CuO)、及び、酸化ニッケル(NiO)を所定の比率になるように秤量する。各酸化物原料には、不可避不純物が含まれていてもよい。次に、これらの酸化物原料を湿式で混合した後、粉砕する。この際、酸化マンガン(Mn3O4)、酸化コバルト(Co3O4)、酸化錫(SnO2)、酸化ビスマス(Bi2O3)、酸化ケイ素(SiO2)等の添加剤を添加してもよい。そして、得られた粉砕物を乾燥させた後、仮焼成する。仮焼成の温度については、例えば、700℃以上、800℃以下とする。以上により、粉末状のフェライト材料を作製する。
まず、フェライト材料と、ポリビニルブチラール系樹脂等の有機バインダと、エタノール、トルエン等の有機溶剤と、等を混合した後、粉砕することにより、セラミックスラリーを作製する。そして、セラミックスラリーをドクターブレード法等で所定の厚みのシート状に成形した後、所定の大きさに打ち抜くことにより、セラミックグリーンシートを作製する。
セラミックグリーンシートの所定の箇所にレーザー照射を行うことにより、ビアホールを形成する。そして、スクリーン印刷等により、銀ペースト等の導電性ペーストを、ビアホールに充填しつつセラミックグリーンシートの主面上に塗工する。これにより、セラミックグリーンシートに対して、ビア導体用導体パターンをビアホールに形成しつつ、ビア導体用導体パターンに接続されたコイル導体用導体パターンを主面上に形成する。その後、乾燥させることにより、セラミックグリーンシートにコイル導体用導体パターン及びビア導体用導体パターンが形成されたコイルシートを作製する。コイルシートについては複数枚作製し、各コイルシートに対して、コイル導体用導体パターンとして、例えば、図10及び図11に示したコイル導体に相当する導体パターンを形成する。更に、各コイルシートに対して、ビア導体用導体パターンとして、例えば、図10及び図11に示したビア導体に相当する導体パターンを形成する。より具体的には、図10及び図11を参照すると、コイル導体31a及びビア導体34aに相当する導体パターンが形成されたコイルシートと、コイル導体31b及びビア導体34bに相当する導体パターンが形成されたコイルシートと、コイル導体31c及びビア導体34cに相当する導体パターンが形成されたコイルシートと、コイル導体31d及びビア導体34dに相当する導体パターンが形成されたコイルシートとを、各々複数枚ずつ作製する。
コイルシート及びビアシートを所定の順序で積層した後、熱圧着することにより、積層体ブロックを作製する。
積層体ブロックを、ダイサー等で所定の大きさに切断することにより、個片化されたチップを作製する。個片化されたチップに対しては、例えば、バレル研磨を施すことにより、角部及び稜線部に丸みを付けてもよい。その後、個片化されたチップを焼成する。この際、コイルシート及びビアシートのセラミックグリーンシートは、焼成後に絶縁層となり、積層体を構成する。また、コイルシートのコイル導体用導体パターン及びビア導体用導体パターンは、各々、焼成後にコイル導体及びビア導体となり、コイルを構成する。これらにより、複数の絶縁層が積層方向、ここでは、長さ方向に積層されてなる積層体と、積層体の内部に設けられたコイルとが作製される。ここで、コイルは、複数のコイル導体が長さ方向に積層されつつ、ビア導体を介して電気的に接続されてなる。また、絶縁層の積層方向とコイルのコイル軸の方向とは、実装面である積層体の第1主面に平行になり、ここでは、長さ方向に沿って平行になる。
銀ペースト等の導電性ペーストを所定の厚みに引き伸ばした層に、積層体を斜めに浸漬する。そして、得られた塗膜を焼き付けることにより、積層体の表面上に下地電極層を形成する。より具体的には、積層体の第1端面の一部から、第1側面の一部と、第2側面の一部と、第1主面の一部とにわたって延在する下地電極層を形成する。また、積層体の第2端面の一部から、第1側面の一部と、第2側面の一部と、第1主面の一部とにわたって延在する下地電極層を形成する。その後、電解めっき等により、各下地電極層上に、ニッケルめっき被膜と錫めっき被膜とを順に形成する。これらにより、第1連結導体を介してコイルに電気的に接続された第1外部電極と、第2連結導体を介してコイルに電気的に接続された第2外部電極とを形成する。
まず、酸化鉄(Fe2O3)が49.0mоl%、酸化亜鉛(ZnO)が22.0mоl%、酸化銅(CuO)が8.0mоl%、酸化ニッケル(NiO)が21.0mоl%の比率になるように、各酸化物原料を秤量した。次に、これらの酸化物原料と、純水と、分散剤とを、PSZメディアとともにボールミルに入れて混合した後、粉砕した。そして、得られた粉砕物を乾燥させた後、800℃で2時間仮焼成した。以上により、粉末状のフェライト材料を作製した。
まず、フェライト材料と、ポリビニルブチラール系樹脂等の有機バインダと、エタノール、トルエン等の有機溶剤とを、PSZメディアとともにボールミルに入れて混合した後、粉砕することにより、セラミックスラリーを作製した。そして、セラミックスラリーをドクターブレード法で所定の厚みのシート状に成形した後、所定の大きさに打ち抜くことにより、セラミックグリーンシートを作製した。
セラミックグリーンシートの所定の箇所にレーザー照射を行うことにより、ビアホールを形成した。そして、スクリーン印刷により、銀ペーストを、ビアホールに充填しつつセラミックグリーンシートの主面上に塗工した。これにより、セラミックグリーンシートに対して、ビア導体用導体パターンをビアホールに形成しつつ、ビア導体用導体パターンに接続されたコイル導体用導体パターンを主面上に形成した。その後、乾燥させることにより、セラミックグリーンシートにコイル導体用導体パターン及びビア導体用導体パターンが形成されたコイルシートを作製した。コイルシートについては56枚作製し、各コイルシートに対して、コイル導体用導体パターンとして、図10及び図11に示したコイル導体に相当する導体パターンを形成した。更に、各コイルシートに対して、ビア導体用導体パターンとして、図10及び図11に示したビア導体に相当する導体パターンを形成した。
コイルシート及びビアシートを、図10及び図11に示した順序で積層した後、熱圧着することにより、積層体ブロックを作製した。
積層体ブロックを、ダイサーで所定の大きさに切断することにより、個片化されたチップを作製した。個片化されたチップに対しては、バレル研磨を施すことにより、角部及び稜線部に丸みを付けた。その後、個片化されたチップを、900℃で2時間焼成した。この際、コイルシート及びビアシートのセラミックグリーンシートは、焼成後に絶縁層となり、積層体を構成した。また、コイルシートのコイル導体用導体パターン及びビア導体用導体パターンは、各々、焼成後にコイル導体及びビア導体となり、コイルを構成した。これらにより、図7に示すような、所定の枚数の絶縁層が積層方向、ここでは、長さ方向に積層されてなる積層体と、積層体の内部に設けられたコイルとが作製された。ここで、コイルは、コイルの3/4ターンの長さを有する56枚のコイル導体が長さ方向に積層されつつ、ビア導体を介して電気的に接続されてなり、ターン数が42であった。また、絶縁層の積層方向とコイルのコイル軸の方向とは、実装面である積層体の第1主面に平行になり、ここでは、長さ方向に沿って平行になった。
銀ペーストを所定の厚みに引き伸ばした層に、積層体を斜めに浸漬した。そして、得られた塗膜を800℃で約1分間焼き付けることにより、積層体の表面上に下地電極層を形成した。より具体的には、積層体の第1端面の一部から、第1側面の一部と、第2側面の一部と、第1主面の一部とにわたって延在した下地電極層を形成した。また、積層体の第2端面の一部から、第1側面の一部と、第2側面の一部と、第1主面の一部とにわたって延在した下地電極層を形成した。その後、電解めっきにより、各下地電極層上に、ニッケルめっき被膜と錫めっき被膜とを順に形成した。これらにより、第1連結導体を介してコイルに電気的に接続された第1外部電極と、第2連結導体を介してコイルに電気的に接続された第2外部電極とを形成した。
積層型コイル部品の各試料の周囲を樹脂で封止し、長さ方向及び高さ方向に沿うLT面を樹脂から露出させた。次に、積層型コイル部品の各試料に対して、幅方向における略中央部までLT面の研磨を行った。その後、研磨による垂れを除去するために、研磨面に対してイオンミリング処理を行った。そして、走査型電子顕微鏡(SEM)で研磨面の写真を撮影し、その写真からコイルの長さ方向における長さを測定した結果、0.513mm以上、0.524mm以下の範囲であり、積層体の長さ方向における長さの90%以上、92%以下の範囲であった。
積層型コイル部品の各試料について、ネットワークアナライザを用いて、入力信号に対する透過信号の電力の比から求められる透過係数S21を、周波数を変化させながら測定した。そして、透過係数S21が−1.5dBとなる共振周波数をカットオフ周波数とするとき、a/(a+b)とカットオフ周波数との関係をグラフ化した。図12は、積層型コイル部品の各試料について、a/(a+b)とカットオフ周波数との関係を示すグラフである。
10 積層体
11a 第1端面
11b 第2端面
12a 第1側面
12b 第2側面
13a 第1主面
13b 第2主面
15、15a、15b、15c、15d、15e 絶縁層
20a 第1外部電極
20b 第2外部電極
30 コイル
31、31a、31b、31c、31d コイル導体
34a、34b、34c、34d、34e ビア導体
40a 第1連結導体
40b 第2連結導体
50a 第1輪郭線
50b 第2輪郭線
50c 第3輪郭線
50d 第4輪郭線
50e 第5輪郭線
50f 第6輪郭線
50g 第7輪郭線
50h 第8輪郭線
a コイル導体の長さ方向における長さ
b 長さ方向に隣り合うコイル導体間の距離
C コイル軸
E1 第1外部電極の長さ方向における長さ
E2 第1外部電極の高さ方向における長さ
E4 第2外部電極の長さ方向における長さ
E5 第2外部電極の高さ方向における長さ
L 長さ方向
L1 積層型コイル部品の長さ方向における長さ
L2 積層体の長さ方向における長さ
L3 コイルの長さ方向における長さ
s コイル導体の線幅
T 高さ方向
T1 積層型コイル部品の高さ方向における長さ
T2 積層体の高さ方向における長さ
W 幅方向
W1 積層型コイル部品の幅方向における長さ
W2 積層体の幅方向における長さ
Claims (5)
- 複数の絶縁層が積層方向に積層されてなる積層体と、
前記積層体の内部に設けられたコイルと、
前記積層体の表面上に設けられ、前記コイルに電気的に接続された第1外部電極及び第2外部電極と、を備え、
前記積層体は、長さ方向に相対する第1端面及び第2端面と、前記長さ方向に直交する高さ方向に相対する第1主面及び第2主面と、前記長さ方向及び前記高さ方向に直交する幅方向に相対する第1側面及び第2側面と、を有し、
前記コイルは、複数のコイル導体が前記長さ方向に積層されつつ電気的に接続されてなり、
前記第1外部電極は、前記積層体の前記第1端面の一部から前記第1主面の一部にわたって延在し、
前記第2外部電極は、前記積層体の前記第2端面の一部から前記第1主面の一部にわたって延在し、
前記絶縁層の前記積層方向と前記コイルのコイル軸の方向とは、実装面である前記積層体の前記第1主面に平行であり、
前記コイルの前記長さ方向における長さは、前記積層体の前記長さ方向における長さの85%以上、94%以下であり、
前記長さ方向から見たときの前記コイル導体の線幅をs(単位:μm)、前記コイル導体の前記長さ方向における長さをa(単位:μm)、前記長さ方向に隣り合う前記コイル導体間の距離をb(単位:μm)とするとき、X=s、Y=a/(a+b)とする座標(X,Y)は、点A(40,0.7)、点B(50,0.6)、点C(60,0.6)、点D(70,0.5)、点E(80,0.5)、点F(80,0.8)、点G(50,0.8)、及び、点H(40,0.9)を順に直線で結んでなる領域に存在する、ことを特徴とする積層型コイル部品。 - 前記座標(X,Y)は、点I(40,0.8)、点J(50,0.7)、点K(60,0.7)、点L(70,0.6)、点M(80,0.6)、点F(80,0.8)、点G(50,0.8)、及び、点H(40,0.9)を順に直線で結んでなる領域に存在する、請求項1に記載の積層型コイル部品。
- 前記コイルのターン数は、35以上である、請求項1又は2に記載の積層型コイル部品。
- 前記積層体に設けられた第1連結導体及び第2連結導体を更に有し、
前記第1連結導体は、前記第1外部電極と前記コイルとを接続し、
前記第2連結導体は、前記第2外部電極と前記コイルとを接続する、請求項1〜3のいずれかに記載の積層型コイル部品。 - 前記第1連結導体は、前記第1外部電極と前記コイルとの間を直線状に接続し、
前記第2連結導体は、前記第2外部電極と前記コイルとの間を直線状に接続する、請求項4に記載の積層型コイル部品。
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