JP4780175B2

JP4780175B2 - 電子部品

Info

Publication number: JP4780175B2
Application number: JP2008279116A
Authority: JP
Inventors: 真一郎杉山; 香織竹澤; 弘己三好; 昌行米田
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2008-10-30
Filing date: 2008-10-30
Publication date: 2011-09-28
Anticipated expiration: 2028-10-30
Also published as: US8072306B2; JP2010109116A; CN101728055B; CN101728055A; US20100109829A1

Description

本発明は、電子部品に関し、より特定的には、コイルを内蔵した積層体を備えている電子部品に関する。

従来の電子部品として、例えば、特許文献１に記載の積層型インダクタが知られている。図６は、該積層型インダクタ１００の分解斜視図である。

図６に示すように、積層型インダクタ１００は、セラミックシート１０２ａ〜１０２ｈ及びコイル導体１０４ａ〜１０４ｄにより構成されている。セラミックシート１０２ａ〜１０２ｈは、互いに積層されることにより積層体を構成している。また、積層体の互いに対向する側面にはそれぞれ、図示しない外部電極が設けられている。

コイル導体１０４ａ〜１０４ｄは、円環の一部が切り欠かれた形状の線状電極であり、互いに接続されることにより、コイルを構成している。また、コイル導体１０４ａは、同じ形状を有するコイル導体１０４ｂと並列に接続されている。コイル導体１０４ｃは、同じ形状を有するコイル導体１０４ｄと並列に接続されている。

以上のような構成を有する積層型インダクタ１００では、コイル導体１０４ａ，１０４ｂが並列に接続され、かつ、コイル導体１０４ｃ，１０４ｄが並列に接続されている。そのため、積層型インダクタ１００は、コイル導体１０４ｂ，１０４ｄが設けられていない積層型インダクタに比べて、低い直流抵抗値を有するようになる。その結果、積層型インダクタ１００の電流容量が大きくなる。

しかしながら、積層型インダクタ１００は、以下に説明するように、共振周波数が低下するという問題を有している。より詳細には、コイル導体１０４ａ〜１０４ｄは、図示しない外部電極と対向している。そのため、コイル導体１０４ａ〜１０４ｄと外部電極との間には浮遊容量が発生している。特に、積層型インダクタ１００では、コイル導体１０４ａ〜１０４ｄが並列に接続されているので、コイル導体１０４ｂ，１０４ｄが設けられていない積層型インダクタに比べて、コイル導体１０４ａ〜１０４ｄと外部電極とが対向する面積が大きくなる。そのため、積層型インダクタ１００では、浮遊容量の増大による共振周波数の低下が顕著である。
特開平１１−９７２４４号公報

そこで、本発明の目的は、大きな電流容量を確保しつつ、共振周波数の低下を抑制することができる電子部品を提供することである。

本発明の一形態に係る電子部品は、複数の絶縁層が積層されてなる積層体と、前記積層体の積層方向に延在し、かつ、互いに対向している該積層体の側面に設けられている２つの外部電極と、前記絶縁層と共に積層されてコイルを形成している複数のコイル導体と、を備え、前記外部電極に接続されていない前記コイル導体はそれぞれ、同じ形状を有する前記コイル導体と互いに並列に接続されており、前記外部電極に接続されている前記コイル導体の少なくとも一方は、積層方向の隣り合う位置に同じ形状を有する前記コイル導体が設けられていないことにより、該同じ形状を有するコイル導体に並列に接続されていないこと、を特徴とする。

本発明によれば、大きな電流容量を確保しつつ、共振周波数の低下を抑制することができる。

以下に、本発明の実施形態に係る電子部品について説明する。

（電子部品の構成）
以下に、本発明の一実施形態に係る電子部品１０について図面を参照しながら説明する。図１は、一実施形態に係る電子部品１０の斜視図である。図２は、一実施形態に係る電子部品１０の積層体１２の分解斜視図である。以下、電子部品１０の積層方向をｚ軸方向と定義し、電子部品１０の長辺に沿った方向をｘ軸方向と定義し、電子部品１０の短辺に沿った方向をｙ軸方向と定義する。ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸は互いに直交している。

電子部品１０は、図１に示すように、積層体１２及び外部電極１４ａ，１４ｂを備えている。積層体１２は、直方体状を有しており、コイルＬを内蔵している。外部電極１４ａ，１４ｂはそれぞれ、コイルＬに電気的に接続されており、ｚ軸方向に延在し、かつ、互いに対向している積層体１２の側面に設けられている。本実施形態では、外部電極１４ａ，１４ｂは、ｘ軸方向の両端に位置する２つの側面を覆うように設けられている。

積層体１２は、図２に示すように、絶縁層１６ａ〜１６ｎがｚ軸方向に積層されて構成されている。絶縁層１６ａ〜１６ｎは、ガラスを主成分とする素材により作製されており、長方形状を有している。以下では、個別の絶縁層１６を指す場合には、参照符号の後ろにアルファベットを付し、絶縁層１６を総称する場合には、参照符号の後ろのアルファベットを省略する。

コイルＬは、図２に示すように、旋廻しながらｚ軸方向に進行する螺旋状のコイルであり、コイル導体１８ａ〜１８ｌ及びビアホール導体ｂ１〜ｂ１６を含んでいる。以下では、個別のコイル導体１８を指す場合には、参照符号の後ろにアルファベットを付し、これらを総称する場合には、参照符号の後ろのアルファベットを省略する。

コイル導体１８ａ〜１８ｌはそれぞれ、図２に示すように、絶縁層１６ｂ〜１６ｍの主面上に形成されており、絶縁層１６ａ〜１６ｎと共に積層されている。各コイル導体１８は、Ａｇからなる導電性材料からなり、３／４ターンの長さを有している。また、図２に示すように、ｚ軸方向において最も正方向側に設けられているコイル導体１８ａは、引き出し部２０ａを含んでおり、ｚ軸方向において最も負方向側に設けられているコイル導体１８ｌは、引き出し部２０ｂを含んでいる。そして、コイル導体１８ａ，１８ｌはそれぞれ、引き出し部２０ａ，２０ｂを介して直接に外部電極１４ａ，１４ｂに接続されている。そして、外部電極１４ａ，１４ｂに直接に接続されていないコイル導体１８ｂ〜１８ｋは、ｚ軸方向に隣り合う２つのコイル導体１８同士で同じ形状を有し、互いに並列に接続されている。ただし、外部電極１４ａ，１４ｂに直接に接続されているコイル導体１８ａ，１８ｌは、絶縁層１６ｂ，１６ｍ上に一層で形成されており、外部電極１４ａ，１４ｂへの接続も一層で行われている。すなわち、外部電極１４ａ，１４ｂに直接に接続されているコイル導体１８ａ，１８ｌは、ｚ軸方向に隣り合う位置に同じ形状のコイル導体１８が設けられていないので、同じ形状のコイル導体１８に対して並列に接続されていない。

ビアホール導体ｂ１〜ｂ１６はそれぞれ、図２に示すように、絶縁層１６ｂ〜１６ｌをｚ軸方向に貫通するように形成されている。ビアホール導体ｂ１〜ｂ１６は、絶縁層１６が積層されたときに、隣り合うコイル導体１８の端部同士を接続する接続部として機能する。より詳細には、ビアホール導体ｂ１は、コイル導体１８ａの端部の内、引き出し部２０ａが設けられていない方の端部と、コイル導体１８ｂの端部とを接続している。ビアホール導体ｂ２，ｂ３はそれぞれ、コイル導体１８ｂ，１８ｃの両端同士を接続している。これにより、コイル導体１８ｂ，１８ｃは、互いに並列に接続されている。ビアホール導体ｂ４は、コイル導体１８ｃの端部の内、ビアホール導体ｂ３が接続されている方の端部と、コイル導体１８ｄの端部とを接続している。ビアホール導体ｂ５，ｂ６はそれぞれ、コイル導体１８ｄ，１８ｅの両端同士を接続している。これにより、コイル導体１８ｄ，１８ｅは、互いに並列に接続されている。ビアホール導体ｂ７は、コイル導体１８ｅの端部の内、ビアホール導体ｂ６が接続されている方の端部と、コイル導体１８ｆの端部とを接続している。ビアホール導体ｂ８，ｂ９はそれぞれ、コイル導体１８ｆ，１８ｇの両端同士を接続している。これにより、コイル導体１８ｆ，１８ｇは、互いに並列に接続されている。ビアホール導体ｂ１０は、コイル導体１８ｇの端部の内、ビアホール導体ｂ９が接続されている方の端部と、コイル導体１８ｈの端部とを接続している。ビアホール導体ｂ１１，ｂ１２はそれぞれ、コイル導体１８ｈ，１８ｉの両端同士を接続している。これにより、コイル導体１８ｈ，１８ｉは、互いに並列に接続されている。ビアホール導体ｂ１３は、コイル導体１８ｉの端部の内、ビアホール導体ｂ１２が接続されている方の端部と、コイル導体１８ｊの端部とを接続している。ビアホール導体ｂ１４，ｂ１５はそれぞれ、コイル導体１８ｊ，１８ｋの両端同士を接続している。これにより、コイル導体１８ｊ，１８ｋは、互いに並列に接続されている。ビアホール導体ｂ１６は、コイル導体１８ｋの端部の内、ビアホール導体ｂ１５が接続されている方の端部と、コイル導体１８ｌの端部の内、引き出し部２０ｂが設けられていない方の端部とを接続している。

以上のように構成された絶縁層１６ａ〜１６ｎは、この順番にｚ軸方向の上から下へと並ぶように積層される。これにより、積層体１２内において、ｚ軸方向に延在するコイル軸を有し、かつ、２重螺旋構造を有するコイルＬが形成される。ただし、コイルＬのｚ軸方向の最も正方向側及び最も負方向側に位置するコイル導体１８ａ，１８ｌは、２重螺旋構造を有していない。

（電子部品の製造方法）
以下に、電子部品１０の製造方法について図面を参照しながら説明する。なお、以下では、複数の電子部品１０を同時に作成する際の電子部品１０の製造方法について説明する。

まず、ペースト状の絶縁性材料をフィルム状の基材（図２には図示せず）上に塗布して、紫外線を全面露光することにより、絶縁層１６ｍ，１６ｎを形成する。次に、ペースト状の導電性材料を絶縁層１６ｍ上に塗布し、露光及び現像することで、コイル導体１８ｌを形成する。

次に、ペースト状の絶縁性材料を絶縁層１６ｍ、コイル導体１８ｌ上に塗布する。更に、露光及び現像によって、ビアホール導体ｂ１６の位置にビアホールが設けられた絶縁層１６ｌを形成する。次に、ペースト状の導電性材料を絶縁層１６ｌ上に塗布し、露光及び現像することで、コイル導体１８ｋ及びビアホール導体ｂ１６を形成する。この後、絶縁層１６ｌ、コイル導体１８ｋ及びビアホール導体ｂ１６を形成する工程と同様の工程を繰り返して、絶縁層１６ｃ〜１６ｋ、コイル導体１８ｂ〜１８ｊ及びビアホール導体ｂ２〜ｂ１５を形成する。

コイル導体１８ｂ及びビアホール導体ｂ２が形成されると、ペースト状の絶縁性材料を絶縁層１６ｃ及びコイル導体１８ｂ上に塗布する。更に、露光及び現像によって、ビアホール導体ｂ１の位置にビアホールが設けられた絶縁層１６ｂを形成する。次に、ペースト状の導電性材料を絶縁層１６ｂ上に塗布し、露光及び現像することで、コイル導体１８ａ及びビアホール導体ｂ１を形成する。

次に、ペースト状の絶縁性材料を絶縁層１６ｂ、コイル導体１８ａ上に塗布して、紫外線を全面露光することにより、絶縁層１６ａを形成する。これにより、複数の積層体１２からなるマザー積層体が作製される。

次に、マザー積層体を押し切りにより個別の積層体１２にカットする。その後、所定の温度及び時間で積層体１２を焼成する。

次に、積層体１２に対してバレルを用いて研磨を施して、エッジの丸めやバリ取りを行うと共に、引き出し部２０ａ，２０ｂを積層体１２から露出させる。

次に、積層体１２の側面を銀ペーストにディップし、焼付けを行うことにより、銀電極を形成する。最後に、銀電極上にＮｉ，Ｃｕ，Ｚｎ等をめっきすることにより、外部電極１４ａ，１４ｂを形成する。以上の工程を経て、電子部品１０が完成する。

（効果）
電子部品１０では、以下に説明するように、大きな電流容量を確保しつつ、共振周波数の低下を抑制することができる。より詳細には、コイル導体１８ｂ〜１８ｋは、ｚ軸方向に隣り合うもの同士で同じ形状を有していると共に、互いに並列に接続されている。そのため、コイルＬの直流抵抗値が低減され、電子部品１０において、大きな電流容量を確保することができる。

ところが、電子部品１０は、前記の通り２重螺旋構造を有している。そのため、コイル導体１８ｂ〜１８ｋは、同じ形状を有するものが２つずつｚ軸方向に隣り合うように設けられている。したがって、電子部品１０では、通常の１重螺旋構造の電子部品に比べて、コイル導体１８と外部電極１４との対向面積が大きくなってしまう。

そこで、電子部品１０では、コイル導体１８ａ，１８ｌが、同じ形状を有するコイル導体１８に接続されていない。より具体的には、コイル導体１８ａがコイル導体１８ａ〜１８ｌのうちで外部電極１４ｂと最も大きな電位差を生じる。そのため、コイル導体１８ａと外部電極１４ｂとの間に発生する浮遊容量は、コイル導体１８ｂ〜１８ｌと外部電極１４ｂとの間に発生する浮遊容量よりも、共振周波数に大きな影響を及ぼす。同様に、コイル導体１８ｌがコイル導体１８ａ〜１８ｌのうちで外部電極１４ａと最も大きな電位差を生じる。そのため、コイル導体１８ｌと外部電極１４ａとの間に発生する浮遊容量は、コイル導体１８ａ〜１８ｋと外部電極１４ａとの間に発生する浮遊容量よりも、共振周波数に大きな影響を及ぼす。そこで、電子部品１０では、コイル導体１８ａ，１８ｂは、同じ形状を有するコイル導体１８に接続されていない。これにより、コイル導体１８ａ，１８ｌと同じ電位のコイル導体１８は、コイル導体１８ａ，１８ｌ以外に存在しなくなる。その結果、電子部品１０において、浮遊容量の増大による共振周波数の低下を効果的に抑制できる。

本願発明者は、電子部品１０が奏する効果をより明確なものとするために、以下に説明するコンピュータシミュレーションを行った。具体的には、図３に示す構造を有する電子部品（第１のモデル）、及び、図４に示す構造を有する電子部品（第２のモデル）を作製した。図３及び図４はそれぞれ、第１のモデル及び第２のモデルの分解図である。第１のモデルは、従来の電子部品に相当し、全てのコイル導体が２つずつ同じ形状を有するもの同士で並列に接続された構造を有している。第２のモデルは、電子部品１０に相当し、外部電極に接続されているコイル導体以外のコイル導体が２つずつ同じ形状を有するもの同士で並列に接続された構造を有している。また、第１のモデル及び第２のモデルのサイズは、０．６ｍｍ×０．３ｍｍ×０．３ｍｍであり、コイル導体は、９μｍの厚みを有する銀電極である。

本コンピュータシミュレーションでは、第１のモデル及び第２のモデルに対して入力する信号の周波数を変化させて、第１のモデル及び第２のモデルのインダクタンス値を計算した。図５は、シミュレーション結果を示したグラフである。縦軸は、インダクタンス値を示し、横軸は、周波数を示す。

図５に示すように、第１のモデルでは、６．６ＧＨｚの周波数を有する信号が入力したときに、インダクタンス値が０になっている。これは、第１のモデルの共振周波数は、６．６ＧＨｚであることを示している。一方、第２のモデルでは、７．２ＧＨｚの周波数を有する信号が入力したときに、インダクタンス値が０になっている。これは、第２のモデルの共振周波数は、７．２ＧＨｚであることを示している。このように、第２のモデルは、第１のモデルよりも高い共振周波数を有していることが分かる。したがって、本シミュレーションにより、電子部品１０において、浮遊容量の増大による共振周波数の低下を効果的に抑制できることが分かる。

（その他の実施形態）
なお、電子部品１０は、前記実施形態に示したものに限らず、その要旨の範囲内において変更可能である。例えば、コイル導体１８のターン数やコイルＬのターン数は、図２に示したものに限らない。

また、図２に示した電子部品１０の積層体１２では、コイル導体１８ａ，１８ｌの両方が、同じ形状を有するコイル導体１８に接続されていない。しかしながら、コイル導体１８ａ，１８ｌのうち、少なくともいずれか一方のコイル導体１８ａ，１８ｌが、同じ形状を有するコイル導体１８に接続されていなければよい。

一実施形態に係る電子部品の斜視図である。一実施形態に係る電子部品の積層体の分解斜視図である。第１のモデルの分解図である。第２のモデルの分解図である。シミュレーション結果を示したグラフである。特許文献１に記載の積層型インダクタの分解斜視図である

符号の説明

Ｌコイル
ｂ１〜ｂ１６ビアホール導体
１０電子部品
１２積層体
１４ａ，１４ｂ外部電極
１６ａ〜１６ｎ絶縁層
１８ａ〜１８ｌコイル導体
２０ａ，２０ｂ引き出し部

Claims

複数の絶縁層が積層されてなる積層体と、
前記積層体の積層方向に延在し、かつ、互いに対向している該積層体の側面に設けられている２つの外部電極と、
前記絶縁層と共に積層されてコイルを形成している複数のコイル導体と、
を備え、
前記外部電極に接続されていない前記コイル導体はそれぞれ、同じ形状を有する前記コイル導体と互いに並列に接続されており、
前記外部電極に接続されている前記コイル導体の少なくとも一方は、積層方向の隣り合う位置に同じ形状を有する前記コイル導体が設けられていないことにより、該同じ形状を有するコイル導体に並列に接続されていないこと、
を特徴とする電子部品。
前記コイルは、旋廻しながら積層方向に進行する螺旋状をなしていること、
を特徴とする請求項１に記載の電子部品。