JPH056823A - ソリツドインダクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 コイルの各線輪電極間における浮遊容量を低
減させ、高周波領域まで高いインピーダンスの値を維持
できるソリッドインダクタンスを提供する。 【構成】 コイル１１となる線輪電極３ａ〜３ｄを印刷
するための導電体ペーストに低誘電率の誘電体層を生成
させるための拡散剤を添加してある。導電体ペーストを
印刷して磁性体生シートの上に線輪電極３ａ〜３ｄを形
成し、各磁性体生シートを積層して一体に焼成すると、
拡散剤が拡散して磁性体生シートと反応し、線輪電極３
ａ〜３ｄの周囲に低誘電率の誘電体層１２ａ〜１２ｄが
形成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はソリッドインダクタに関
する。具体的にいうと、本発明は、磁性体チップ内に導
電体ペーストの印刷層からなる線輪電極によりコイルが
形成されたチップ状のソリッドインダクタに関する。

【０００２】

【従来の技術】ソリッドインダクタには、主として２つ
の製造方法がある。その一つは、Ｎｉ−Ｚｎ等のフェラ
イトの磁性体生シート（磁性体層）の上にＡｇまたはＡ
ｇ−Ｐｄ等の導電体ペーストを印刷して線輪電極を形成
し、導電体ペーストの線輪電極が形成された複数枚の磁
性体生シートを積層し、これらを圧着一体化させた後、
磁性体生シートが積層された磁性体チップを焼成し、焼
結された磁性体チップの内部に線輪電極によって螺旋状
のコイルを形成するものである。

【０００３】また、別な方法は、Ｎｉ−Ｚｎ等のフェラ
イトの磁性体層とＡｇまたはＡｇ−Ｐｄ等の導電体ペー
ストからなる線輪電極とを交互に印刷して積層し、これ
らを一体化させた後、磁性体層が積層された磁性体チッ
プを焼成し、焼結された磁性体チップの内部に線輪電極
によって螺旋状のコイルを形成するものである。

【０００４】上記のような各製造方法によって製造され
た従来のソリッドインダクタ５１は、図１１に示すよう
に、積層され焼成された磁性体層からなる磁性体チップ
５２内に線輪電極５３ａ〜５３ｄを形成し、各層の線輪
電極５３ａ〜５３ｄを接続して螺旋状のコイル５４を構
成している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のようなソリッド
インダクタ５１において、そのインダクタンスを大きく
しようとすれば、螺旋状のコイル５４のターン数密度
（単位長さ当たりのターン数）を大きくすればよいが、
ターン数密度を大きくすると、各線輪電極５３ａ〜５３
ｄ間の間隔ｄが狭くなる。また、コイル５４の電気抵抗
を小さくするためには、各線輪電極５３ａ〜５３ｄの幅
ｗをある程度大きくする必要がある。

【０００６】しかし、ソリッドインダクタ５１内の線輪
電極５３ａ〜５３ｄ間の間隔ｄを狭くし、線輪電極５３
ａ〜５３ｄの幅ｗを大きくすると、図１２のソリッドイ
ンダクタ５１の等価回路図に示すようにコイル５４の線
輪電極間における浮遊容量Ｃが大きくなる。その結果、
高周波領域でソリッドインダクタのインピーダンスが大
きく低下し、もはやコイルとして機能しなくなるという
問題があった。

【０００７】本発明は、叙上の従来例の欠点に鑑みてな
されたものであり、その目的とするところは、コイルの
各線輪電極間における浮遊容量を低減させ、高周波領域
まで高いインピーダンスを得ることができるソリッドイ
ンダクタを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明のソリッドインダ
クタは、磁性体層を積層して形成された磁性体チップ内
に導電体の印刷層からなる線輪電極によって螺旋状のコ
イルが形成されたソリッドインダクタにおいて、コイル
を形成する各層の前記線輪電極間に低誘電率の誘電体層
を介在させたことを特徴としている。

【０００９】また、上記低誘電率の誘電体層は、各線輪
電極の周囲を囲むようにしてもよい。

【００１０】また、上記低誘電率の誘電体層は空洞であ
ってもよい。

【００１１】

【作用】本発明にあっては、コイルの各線輪電極間に低
誘電率の誘電体層を介在させているから、コイルの各線
輪電極間における浮遊容量を低減させることができる。
この結果、高周波領域まで高いインピーダンスを有する
インダクタを得ることができる。

【００１２】また、低誘電率の誘電体層は、コイルの線
輪電極間の狭い領域に設ければよく、コイルの中心部に
設ける必要がないので、インダクタとして作用する磁束
（すなわち、コイルの中心を貫通する磁束）をほとんど
遮断せず、大きなインダクタンスを維持できる。同様の
理由により、線輪電極間に非磁性体層（誘電体層）が介
在されていても、完全な閉磁路を形成できるので、磁束
が外部にほとんど漏れることがなく、他の電子部品や回
路に影響を与えることがない。

【００１３】また、低誘電率の誘電体層を空洞（空気）
によって形成すれば、極めて誘電率の小さな誘電体層を
得ることができる。

【００１４】

【実施例】図２は本発明の一実施例によるソリットイン
ダクタ１の積層前の状態を示す斜視図である。磁性体生
シート２ａの上には印刷によって約１ターンの線輪電極
３ａが形成されており、線輪電極３ａの一端には磁性体
生シート２ａの縁で外部引き出し電極４が設けられ、他
端にはスルーホール５ａが設けられている。磁性体生シ
ート２ｂ及び２ｃの上にも、印刷によりそれぞれ約１タ
ーンの線輪電極３ｂ及び３ｃが形成されており、線輪電
極３ｂ及び３ｃの一端にはスルーホール５ｂ，５ｃが設
けられており、線輪電極３ｂ及び３ｃの他端６ｂ，６ｃ
は上層の磁性体生シート２ａ及び２ｂのスルーホール５
ａ及び５ｂと対向する位置に配置されている。さらに、
磁性体生シート２ｄの上には、印刷により線輪電極３ｄ
が形成されており、この線輪電極３ｄの一端６ｄは上層
の磁性体生シート２ｃのスルーホール５ｃと対向する位
置に配置されており、線輪電極３ｄの他端には磁性体生
シート２ｄの縁で外部引き出し電極７が設けられてい
る。

【００１５】ここで、各磁性体生シート２ａ〜２ｄは、
Ｎｉ−Ｚｎ等のフェライト材料から成形されている。ま
た、磁性体生シート２ａ〜２ｄに印刷されている線輪電
極３ａ〜３ｄは、ＡｇまたはＡｇ−Ｐｄ等の導電体ペー
ストに、低誘電率の誘電体層を形成するための拡散剤が
添加されている。この拡散剤は、印刷後にフェライトの
磁性体生シート中に拡散してフェライト成分と反応し、
低誘電率の誘電体層を生成するもの、あるいは、磁性体
生シートを積層して焼成する際、磁性体層へ拡散してフ
ェライト成分と反応し、低誘電率の誘電体層を生成する
ものである。この低誘電率の誘電体層を形成する拡散剤
としては、各種のガラス材料を用いることができるが、
特に、Ｓｉ，Ｇｅ，Ｂ，Ｐｂ，Ｂｉ，Ｃｕ，Ｌｉ，Ｎ
ａ，Ｋの酸化物、ふっ化物、ほう化物等を含有するガラ
ス材料が有効である。

【００１６】したがって、各磁性体生シート２ａ〜２ｄ
の上には、例えば図３に示す磁性体生シート２ａのよう
に、拡散剤が添加された導電体ペーストによって線輪電
極３ａが印刷されている。

【００１７】しかして、上記各磁性体生シート２ａ〜２
ｄを積層し、さらにそれらの上下に線輪電極の印刷され
ていないダミーの磁性体生シート８，９を積層し、加圧
一体化する。これにより各磁性体生シート（磁性体層）
２ａ〜２ｄ、８及び９によって磁性体チップ１０が形成
され、上下層の線輪電極３ａ〜３ｄ同志はスルーホール
５ａ〜５ｃを介して接続され、全体として螺旋状のコイ
ル１１が形成される。この後、生の磁性体チップ１０を
所定の条件下で焼成すると、線輪電極３ａ〜３ｄ中に含
まれている拡散剤が磁性体層へ拡散し、フェライトと反
応して図１に示すように線輪電極３ａ〜３ｄの周囲に低
誘電率の誘電体層１２ａ〜１２ｄが形成される。図示し
ないが、さらに、焼成された磁性体チップ１０は端面を
研磨して外部引き出し電極４，７が電極出しされ、外部
引き出し電極４，７と導通させるようにして磁性体チッ
プ１０の表面に外部電極が設けられる。

【００１８】図１のように線輪電極３ａ〜３ｄは低誘電
率の誘電体層１２ａ〜１２ｄによって囲まれており、各
線輪電極３ａ〜３ｄ間には低誘電率の誘電体層１２ａ〜
１２ｄが介在しているので、線輪電極３ａ〜３ｄ間の浮
遊容量を低減させることができる。しかも、誘電体層１
２ａ〜１２ｄは線輪電極３ａ〜３ｄの近傍のみであっ
て、コイル１１の中心部にはフェライトが充填されてい
るので、コイル１１の中心を貫通する磁束を妨げること
がなく、磁束は閉磁路を形成して外部に漏れることがな
い。

【００１９】図４は本発明の別な実施例によるソリッド
インダクタ１６を示す断面図である。この実施例にあっ
ては、各磁性体生シート２ａ〜２ｄの上に低誘電率材料
ペーストを印刷して低誘電率の誘電体層１７ａ〜１７ｄ
を形成し、さらにその上に導電体ペーストを印刷して線
輪電極３ａ〜３ｄを形成してある。例えば、図５に示す
ように、磁性体生シート２ａの上に誘電体層１７ａと線
輪電極３ａを重ねて印刷してある。上記低誘電率材料と
しては、各種のガラス材料を用いることができるが、特
に、Ｓｉ，Ｇｅ，Ｂ，Ｐｂ，Ｂｉ，Ｃｕ，Ｌｉ，Ｎａ，
Ｋの酸化物、ふっ化物、ほう化物等を含有するガラス材
料が有効である。あるいは、前記各種ガラス材料にＡ
ｌ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｓｎ，Ｚｒ，Ｔｉ等の酸
化物、ほう化物、ふっ化物を添加したものも有効であ
る。

【００２０】これらの磁性体生シート２ａ〜２ｄとダミ
ーの磁性体生シート８，９を積層し、加圧一体化して磁
性体チップ１０を形成した後、焼成すると、図４に示す
ように、各線輪電極３ａ〜３ｄの下に低誘電率の誘電体
層１７ａ〜１７ｄが形成され、各線輪電極３ａ〜３ｄ間
に誘電体層１７ａ〜１７ｃが介在させられる。

【００２１】図６は本発明のさらに別な実施例によるソ
リッドインダクタ２１を示す断面図である。この実施例
では、導電体ペーストにより線輪電極３ａ〜３ｄが印刷
された各磁性体生シート２ａ〜２ｄと、低誘電率材料ペ
ーストにより低誘電率の誘電体層２２ａ〜２２ｃが印刷
された磁性体生シート２３ａ，…とを交互に積層してい
る。例えば、図７に示すように、線輪電極３ａ，３ｂを
有する磁性体生シート２ａ及び２ｂ間に誘電体層２２ａ
を有する別な磁性体生シート２３ａを挟み込んでいる。
ここで、誘電体層２２ａ〜２２ｃは、線輪電極３ａ〜３
ｄとほぼ同様なパターン、例えば環状のパターン等に形
成されている。また、低誘電率材料としては、図４の実
施例で述べた低誘電率材料と同様な材料を用いることが
できる。

【００２２】これらの磁性体生シート２ａ〜２ｄ，２３
ａ，…とダミーの磁性体生シート８，９を積層し、加圧
一体化して磁性体チップ１０を形成した後、焼成する
と、図６に示すように、各線輪電極３ａ〜３ｄの間に低
誘電率の誘電体層２２ａ〜２２ｃが介在させられ、線輪
電極３ａ〜３ｄ間の浮遊容量が低減される。また、この
実施例では、低誘電率の誘電体層２２ａ〜２２ｃが、線
輪電極３ａ〜３ｄから分離され独立しているので、誘電
体層２２ａ〜２２ｃによって線輪電極３ａ〜３ｄの焼結
性が乱されないという利点がある。

【００２３】図８は本発明のさらに別な実施例によるソ
リッドインダクタ２６を示す断面図である。この実施例
では、図６の実施例と同様な構成において、低誘電率材
料ペーストが印刷された磁性体生シートの代わりに、焼
成時に飛散消失する疑似ペースト２７が印刷された磁性
体生シート２８と線輪電極３ａ〜３ｄが設けられた磁性
体生シート２ａ〜２ｄとを交互に積層したものである。
例えば、図９に示すように、線輪電極３ａ，３ｂを有す
る磁性体生シート２ａ及び２ｂ間に疑似ペースト２７が
印刷された磁性体生シート２８を挟み込んでいる。

【００２４】これらの磁性体生シート２ａ〜２ｄ，２８
とダミーの磁性体生シート８，９を積層し、加圧一体化
して磁性体チップ１０を形成した後、焼成すると、焼成
時に疑似ペースト２７が燃焼または昇華し、飛散消失す
る。疑似ペースト２７が消失した後には、図８に示すよ
うに空洞２９ａ〜２９ｃが生成され、各線輪電極３ａ〜
３ｄ間には空洞２９ａ〜２９ｃが介在させられる。空洞
（空気）２９ａ〜２９ｃは誘電率が１に近い最も誘電率
の小さな材料であるから、線輪電極間３ａ〜３ｄに低誘
電率の誘電体層が形成されることになる。

【００２５】上記疑似ペースト２７としては、カーボン
ペーストが好ましく、疑似ペースト２７中には、磁性体
原料粉末やその他の低誘電率材料の粉末を混合し、空洞
２９ａ〜２９ｃの融着を防止することが好ましい。な
お、上記空洞２９ａ〜２９ｃは多孔状の空洞であっても
差し支えない。

【００２６】図１０は、上記図１、図６及び図８の各実
施例のソリッドインダクタ及び従来例のソリッドインダ
クタについて、各々のインピーダンス−周波数特性（周
波数は対数目盛りで表している。）を測定した結果を示
している。各ソリッドインダクタは、チップサイズが縦
３．２ｍｍ、横１．６ｍｍ、高さ１．０ｍｍで、コイル
のターン数が３．５ターンのものを用いて測定された。
図１０において、アは従来例、イは図１の実施例による
ソリッドインダクタ、ウは図６の実施例によるソリッド
インダクタ、エは図８の実施例によるソリッドインダク
タの各インピーダンスの周波数特性曲線を示している。

【００２７】従来例の特性曲線アでは、ほぼ１０５ＭＨ
ｚ当たりにピークを有しているが、実施例の特性曲線
イ、ウ、エは従来例の特性曲線アよりも高周波側へシフ
トしており、ピーク部分も次第にブロードになってい
る。

【００２８】なお、上記実施例では、線輪電極が印刷さ
れた磁性体生シートを積層する方法で製造されるソリッ
ドインダクタについて述べたが、本発明は、これ以外の
製造方法、例えば磁性体層と線輪電極とを交互に印刷す
る方法で製造されるソリッドインダクタにも適用するこ
とができる。また、図２では、磁性体チップ内に１個の
コイルが設けられているが、１個の磁性体チップ内に２
個以上のコイルが設けられていてもよい。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、コイルの各線輪電極間
における浮遊容量を低減させることができ、高周波領域
まで有効に動作するインダクタを得ることができる。

【００３０】また、コイルの中心を貫通している磁束を
ほとんど遮断しないので、インダクタンスを大きな値に
維持できる。

【００３１】さらに、線輪電極間に非磁性体層（誘電体
層）が介在されていても、完全な閉磁路を形成できるの
で、磁束が外部にほとんど漏れることがなく、他の電子
部品や回路に影響を与えることがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例によるソリッドインダクタの
断面図である。

【図２】同上の実施例における各磁性体生シートの積層
前の状態を示す斜視図である。

【図３】同上の一枚の磁性体生シートの構成を示す断面
図である。

【図４】本発明の別な実施例によるソリッドインダクタ
の断面図である。

【図５】同上の一枚の磁性体生シートの構成を示す断面
図である。

【図６】本発明のさらに別な実施例によるソリッドイン
ダクタの断面図である。

【図７】同上の連続した複数層の磁性体生シートの構成
を示す断面図である。

【図８】本発明のさらに別な実施例によるソリッドイン
ダクタの断面図である。

【図９】同上の連続した複数層の磁性体生シートの構成
を示す断面図である。

【図１０】本発明の実施例及び従来例によるソリッドイ
ンダクタのインピーダンス−周波数特性を示す図であ
る。

【図１１】従来例のソリッドインダクタの断面図であ
る。

【図１２】従来例のソリッドインダクタの等価回路図で
ある。

【符号の説明】

２ａ〜２ｄ 磁性体生シート ３ａ〜３ｄ 線輪電極 １０ 磁性体チップ １１ コイル １２ａ〜１２ｄ 誘電体層 １７ａ〜１７ｄ 誘電体層 ２２ａ〜２２ｃ 誘電体層 ２９ａ〜２９ｃ 空洞

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁性体層を積層して形成された磁性体チ
   ップ内に導電体の印刷層からなる線輪電極によって螺旋
   状のコイルが形成されたソリッドインダクタにおいて、
   前記各線輪電極間に低誘電率の誘電体層を介在させたこ
   とを特徴とするソリッドインダクタ。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のソリッドインダクタに
   おいて、前記低誘電率の誘電体層が各線輪電極の周囲を
   囲んでいることを特長とするソリッドインダクタ。
3. 【請求項３】 請求項１に記載のソリッドインダクタに
   おいて、前記低誘電率の誘電体層が空洞によって形成さ
   れていることを特長とするソリッドインダクタ。