(57)【要約】【課題】浮遊容量を小さくし、高Ｑ値の積層インダクタを提供すること。【解決手段】一面の実装面をもつ部品本体２０と、実装面の表面の少なくともに形成された外部電極１１、１２とを有し、部品本体２０は、複数の絶縁体層からなる積層体２１と、積層体内に形成されたスパイラル状のコイル導体と、コイル導体と外部電極１１、１２とを導通する引出部２４とを有し、コイル導体は、絶縁体層に形成された導体パターン２２と、絶縁体層を貫通し複数の導体パターン２２を電気的に接続するビアホール導体２３とからなり、実装面に対して略平行なコイル軸と、実装面に対して略平行な少なくとも１辺を有する周回単位と、を有し、ビアホール導体２３は前記少なくとも１辺のうち実装面から最も遠い辺にのみ形成されている、積層インダクタ１。【選択図】図１
2014107513.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一面の実装面をもつ部品本体と、前記実装面の表面に形成された少なくとも１対の外部電極とを有し、
前記部品本体は、複数の絶縁体層からなる積層体と、前記積層体内に形成されたスパイラル状のコイル導体と、前記コイル導体と前記外部電極とを導通する引出部とを有し、
前記コイル導体は、前記絶縁体層に形成された導体パターンと、前記絶縁体層を貫通し複数の導体パターンを電気的に接続するビアホール導体とからなり、前記実装面に対して略平行なコイル軸と、前記実装面に対して略平行な少なくとも１辺を有する周回単位と、を有し、
前記ビアホール導体は前記少なくとも１辺のうち前記実装面から最も遠い辺にのみ形成されている、
積層インダクタ。
【請求項２】
前記導体パターンは、３つ以上の頂点を持つ多角形の１辺の一部を欠くＣ字状パターンと、略直線状のＩ字状パターンとの組み合わせからなり、Ｉ字状パターンは前記Ｃ字状パターンにて欠けた部分の長さより長く、Ｉ字状パターンが前記実装面から最も遠い辺の少なくとも一部を構成する請求項１記載の積層インダクタ。
【請求項３】
前記実装面の表面に１対の外部電極が絶縁領域を挟んで形成され、少なくとも一部のビアホール導体は、その実装面への垂直投影図が前記絶縁領域に位置するように形成されてなる請求項１または２記載の積層インダクタ。
【請求項４】
前記実装面の表面に１対の外部電極が形成され、全てのビアホール導体の実装面への垂直投影図について２点間の距離の最大値が１対の外部電極の間隔より短い請求項１〜３のいずれか１項に記載の積層インダクタ。
【請求項５】
前記部品本体の実装面から一番遠い部分と実装面との中点を通って実装面に対して平行な面よりも、実装面から遠いところにコイル導体の中心軸が通るように構成されてなる請求項１〜４のいずれか１項に記載の積層インダクタ。
【請求項６】
前記引出部の実装面への垂直投影図が前記コイル導体の実装面への垂直投影図よりも外側に位置するよう構成されてなる請求項１〜５のいずれか１項に記載の積層インダクタ。
【請求項７】
前記外部電極が実装面及び実装面と隣接する前記部品本体の少なくとも一面の一部にわたって形成されてなる請求項１〜６のいずれか１項に記載の積層インダクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は積層インダクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
積層インダクタは、複数のスクリーンマスクから得られる複数の導体パターン、あるいは、同一スクリーンマスクをシフトさせることにより得られる複数の導体パターン、を組み合わせるなどして製造されてきた。近時、高周波インダクタでは狭公差の特性が要求され、さらに、高周波での特性改善が求められている。
【０００３】
特許文献１によれば、直方体状の部品本体の一面が実装面であり、実装面と平行な中心軸をもつコイル導体が絶縁体層からなる積層体内に形成されている。コイル導体は積層体に形成されたコイルパターンと２つ以上のコイルパターンを導通するビアホール導体とから構成される。ビアホール導体は実装面に近い領域と遠い領域の両方に形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−３４８９３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の構成では、実装面に近い領域にあるビアホール導体は外部電極と近くかつ平行である。このような構成は浮遊容量の発生の要因となり、高周波での特性、とくにＱ特性の低下が懸念される。本発明の目的は、浮遊容量を小さくし、高Ｑ値の積層インダクタを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らが鋭意検討した結果、以下の内容の本発明を完成した。
本発明の積層インダクタは、一面の実装面をもつ部品本体と、前記実装面の表面に形成された少なくとも１対の外部電極とを有する。部品本体は、複数の絶縁体層からなる積層体と、積層体内に形成されたスパイラル状のコイル導体と、コイル導体と外部電極とを導通する引出部とを有する。コイル導体は、絶縁体層に形成された導体パターンと、絶縁体層を貫通し複数の導体パターンを電気的に接続するビアホール導体とからなる。コイル導体は、実装面に対して略平行なコイル軸と、実装面に対して略平行な少なくとも１辺を有する周回単位と、を有する。ビアホール導体は実装面に対して略平行な前述の少なくとも１辺のうち、実装面から最も遠い辺にのみ形成される。より具体的には、実装面に対して略平行な辺が１辺のみ存在する場合は当該１辺にのみビアホール導体が形成され、実装面に対して略平行な辺が複数存在する場合はそれらの辺のうち実装面から最も遠い辺にのみビアホール導体が形成される。
【０００７】
導体パターンは、３つ以上の頂点を持つ多角形であり、好ましくは略矩形状の４つの頂点を含み一辺の一部を欠くＣ字状パターンと、略直線状のＩ字状パターンとの組み合わせからなり、Ｉ字状パターンは前記Ｃ字状パターンにて欠けた部分の長さより長い。Ｉ字状パターンは、好ましくは、前記実装面から最も遠い辺の少なくとも一部を構成する。別途好ましくは、実装面の表面に１対の外部電極が絶縁領域を挟んで形成され、少なくとも一部のビアホール導体は、その実装面への垂直投影図が絶縁領域に位置するように形成されてなる。また、別途好ましくは、実装面の表面に１対の外部電極が形成され、全てのビアホール導体の実装面への垂直投影図について２点間の距離の最大値が１対の外部電極の間隔より短い。好適態様によれば、部品本体の実装面から一番遠い部分と実装面との中点を通って実装面に対して平行な面よりも、実装面から遠いところにコイル導体の中心軸が通るように構成されてなる。引出部の実装面への垂直投影図は好ましくはコイル導体の実装面への垂直投影図よりも外側に位置する。外部電極は実装面のみならず、好ましくは、実装面と隣接する部品本体の少なくとも一面の一部にわたって形成されてなる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、外部電極とビアホール導体との距離が大きくなることにより、外部電極とコイル導体との間の浮遊容量を小さくすることができ、高周波特性、特に、Ｑ特性の向上が図られる。また、ビアホール導体を１辺に集中させたことにより、ビアホール導体の位置ズレの影響を軽減することができ、部品本体の大きさに対するコイルの大きさ、例えば、コイル径を増すことができる。Ｃ字状パターンとＩ字状パターンとを組み合わせる場合は、コイル導体の寸法安定性が増し、インダクタンスの狭公差化が可能となり、さらに、印刷のためのスクリーンを減らすことができる点で製造コストの低減が期待される。好ましくは、コイル導体の中心軸が実装面から遠い位置にあり、外部電極とコイル導体との間の浮遊容量をさらに小さくでき、また別の好適態様では、積層インダクタの高さを低くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明による積層インダクタの一例の模式斜視透視図である。
【図２】Ｃ字状パターンとＩ字状パターンの説明図である。
【図３】本発明による積層インダクタの模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を適宜参照しながら本発明を詳述する。但し、本発明は図示された態様に限定されるわけでなく、また、図面においては発明の特徴的な部分を強調して表現することがあるので、図面各部において縮尺の正確性は必ずしも担保されていない。
【００１１】
図１は、本発明による積層インダクタの一例の模式斜視透視図である。
本発明の積層インダクタ１は部品本体２０と部品本体２０の表面に形成された外部電極１１、１２とを有する。外部電極１１、１２は積層インダクタ１の外側表面にあらわれている電極であり、部品本体２０は積層インダクタの外部電極以外の構成である。積層インダクタ１は一面の実装面を有する。実装面は基板などといった実装対象物へ接することを意図された面である。図１の態様では紙面の下側の面が実装面である。以下の記載において、実装面を部品本体２０の位置関係に関して、実装面を「下方向」であると設定して上下関係を記述する場合がある。外部電極１１、１２は少なくとも実装面に形成されている。通常、実装面には２つの外部電極１１、１２が所定の距離をもって対をなして形成されており、２つの外部電極１１、１２の間には部品本体２０の一部である絶縁領域１３が存在する。外部電極１１、１２は実装面だけでなく、部品本体２０のうち実装面に隣接する少なくとも１面の一部にわたって形成されていてもよい。図３は、本発明による積層インダクタの模式断面図である。図３の態様のように、外部電極１１、１２が実装面から隣接する１面または３面にまで濡れ広がっていてもよい。
【００１２】
部品本体２０は、絶縁体層からなる積層体２１と、積層体２１の内部に形成されたコイル導体２２、２３と、引出部２４とを有する。引出部２４はコイル導体と外部電極１１、１２とを導通する。コイル導体は、導体パターン２２とビアホール導体２３とから構成される。導体パターン２２は通常絶縁体層の片面に形成される。ビアホール導体２３は、絶縁体層を貫通し、異なる絶縁体層上に形成された複数の導体パターン２２を電気的に接続する。
【００１３】
好ましくは、導体パターン２２はＣ字状パターンとＩ字状パターンとの組み合わせからなる。図２は、Ｃ字状パターンとＩ字状パターンの説明図である。Ｃ字状パターン２２１は、３つ以上の頂点を持つ多角形の導体パターンである。この代表例は略矩形状であり、４つの頂点を含み、かつ、当該略矩形状の一辺の一部を欠くものである。また略矩形状には、図２のような矩形状に限らず、楕円形状のものなど矩形近似可能な形状が包含される。Ｃ字状パターン２２１が略矩形状の４つの頂点を含むということは、図２の場合のように、４つの頂点を含む場合や、略矩形状が明確な頂点を持たない場合における矩形近似したときに頂点であると認識しうる箇所を含む場合を含む。なお、図２における点線は、ビアホール導体２３が形成される位置を示す。
【００１４】
Ｉ字状パターン２２２は、略矩形状におけるＣ字状パターン２２１にて欠けた一辺の一部を補う。略矩形状の実際の形状に適合して、Ｉ字状パターン２２２は、図２に示すような直線であってもよいし、あるいは、楕円形状の一部をなす曲線状であってもよい。Ｃ字状パターン２２１とＩ字状パターン２２２との組み合わせの使用により、コイル導体の寸法安定性が増し、インダクタンスの狭公差化が可能となり、さらに、印刷のためのスクリーンを減らすことができる点で製造コストの低減が期待される。好ましくは、Ｉ字状パターン２２２の長さはＣ字状パターン２２１にて欠けた部分の長さよりも長く、これにより、電気的接続がより確実になる。
【００１５】
コイル導体２２、２３はスパイラル状あるいは螺旋状を呈しており、所定の周回単位を有するとともに周回単位によって規定される面と略直行するコイル軸を有する。コイル導体の周回単位が規定する面の中心を通るコイル軸をコイル導体の中心軸であると定義する。本発明では、コイル軸は実装面と平行である。好ましくは、周回単位は主として導体パターン２２によって規定される。
【００１６】
好ましくは、コイル導体のコイル軸は部品本体２０の中心より上側に位置する。より詳細には、まず、部品本体２０の実装面から一番遠い部分と実装面との中点を通って実装面に対して平行な面を規定する。そして、前記平行な面よりも上側、つまり、実装面から遠いところに、コイル導体のコイル軸が通るように構成されることが好ましい。具体的には、図３の態様において寸法ｂがゼロではないことが好ましい。これにより、外部電極１１、１２とコイル導体２２、２３との間の浮遊容量をさらに小さくすることが可能となる。
【００１７】
コイル導体２２、２３が形作るスパイラル状は、略矩形状の周回単位がコイル軸に沿って並進しながら繰り返す構造などが挙げられ、上述の周回単位は略矩形に限定されず、例えば、略楕円形状や、矩形状と楕円状とを組み合わせたような形状なども挙げられる。周回単位には、実装面に対して略平行な少なくとも１辺が含まれ、好ましくは２辺又はそれ以上含まれる。
【００１８】
本発明では、ビアホール導体２３は実装面に対して略平行な少なくとも１辺のうち、実装面から遠い方（上側）の辺にのみ形成される。より具体的には、実装面に対して略平行な辺が１辺のみ存在する場合は当該１辺にのみビアホール導体が形成され、実装面に対して略平行な辺が複数存在する場合はそれらの辺のうち実装面から最も遠い辺にのみビアホール導体が形成される。上述したような、Ｃ字状パターンとＩ字状パターンとが存在する場合には、Ｉ字状パターンが「実装面に対して略平行であって実装面から最も遠い辺」の少なくとも一部を構成することが好ましい。この構成により、外部電極１１、１２とビアホール導体２３との距離が大きくなる。その結果、外部電極１１、１２とコイル導体との間の浮遊容量を小さくすることができ、高周波特性、特に、Ｑ特性の向上が図られる。また、ビアホール導体２３を１辺に集中させたことにより、ビアホール導体２３の位置ズレの影響を軽減することができ、部品本体２０の大きさに対するコイルの大きさ、例えば、コイル径を増すことができる。
【００１９】
ここで、ビアホール導体２３および引出部２４の、実装面への投影図を想定する。前記投影図は、ビアホール導体２３や引出部２４から実装面に垂直に投影して得られる図である。本発明の好適態様によれば、実装面の表面に１対の外部電極１１、１２が絶縁領域１３を挟んで形成され、少なくとも一部のビアホール導体２３は、その実装面への垂直投影図が絶縁領域１３に位置するように形成されている。簡略化して表現すると、ビアホール導体２３の垂直投影図は１対の外部電極１１、１２の内側に配置されている。例えば、図１や図３の態様では、ビアホール導体２３の垂直投影図は外部電極１１、１２の内側に配置されている。これにより、外部電極１１、１２とビアホール導体２３との間の浮遊容量を小さくすることができる。
【００２０】
本発明の別の好適態様によれば、実装面の表面に１対の外部電極１１、１２が形成され、全てのビアホール導体２３の実装面への垂直投影図について、ビアホール導体２３の投影図間の２点間の距離の最大値が上記１対の外部電極１１、１２の間隔より短くなるよう形成されている。これにより、高Ｑ値の特性を得られるだけでなく、コイル導体の寸法安定性からインダクタンスの狭公差化が可能になる。
【００２１】
さらに別の好適態様によれば、引出部２４の実装面への垂直投影図は、コイル導体の実装面への垂直投影図よりも外側に位置するよう構成される。ここで、「外側」は、部品本体２０の中心を基準としたときにより端部に近いという意味である。これにより、引出部２４がコイル径の減少させることがないため、インダクタンス低下などといった変動の抑制が期待される。
【００２２】
本発明の積層インダクタは、従来技術を適宜援用して、上述した構造となるように製造することができる。非限定的な製造例を挙げると、まず、絶縁性材料グリーンシートを複数用意する。グリーンシートは、ガラス等を主原料とする絶縁性材料スラリーをドクターブレード法等によりフィルム上に塗布することで形成される。ここで、絶縁性材料として、ガラスを主成分とした素材の他、誘電体セラミックス、フェライト、軟磁性合金材料、あるいは絶縁材料を混合した樹脂等を用いてもよい。グリーンシートの所定の位置、すなわちビアホール導体２３が形成される予定の位置に、レーザー加工等によってスルーホールをそれぞれ形成する。そして、導体パターン２２の前駆体である導電性ペーストを、上記グリーンシートのそれぞれの所定の位置に、スクリーンマスク等にて印刷する。導電性ペーストの主成分としては、銀、銅等の金属などが挙げられる。
【００２３】
続いて、グリーンシートを所定の順序で積層し、積層方向に圧力を加えてグリーンシートを圧着する。そして、この圧着した絶縁性材料グリーンシートをチップ単位に切断した後に、所定温度（例えば、８００℃〜９００℃程度）にて焼成を行って、部品本体２０を形成する。続いて、この部品本体２０の実装面の所定の位置に外部電極１１、１２を形成する。これにより、積層インダクタが形成される。外部電極１１、１２は、銀や銅などを主成分とする電極ペーストを塗布して、所定温度（例えば、６８０℃〜９００℃程度）で焼き付けを行い、さらに電気めっきを施すことなどにより形成される。この電気めっきとしては、Ｃｕ、Ｎｉ及びＳｎ等を用いることができる。以上の工程を経て積層インダクタが完成する。
【実施例】
【００２４】
本発明をより具体的に説明するための実施例を説明する。以下の実施例は本発明の範囲を制限するものではない。
誘電率５のホウケイ酸ガラス粉体とカーボンブラックをバインダーとともにアルコール中に分散しスラリーを得た。このスラリーをＰＥＴフィルム上にドクターブレード法で塗布しながら乾燥させ、グリーンシートを得た。このグリーンシートを裁断し、ＹＡＧレーザーにより、所定の個数の直径５０μｍのスルーホールを加工した。スルーホールの位置は後述のとおりである（併せて図３を参照）。銀とバインダーと有機溶剤からなるインクを用いて、スクリーン印刷法によりスルーホールにあわせて導体パターン２２を印刷した。導体パターン２２は長辺０．３５０ｍｍ、短辺０．１５０ｍｍ、線幅０．０５ｍｍの矩形状であって、Ｃ字状パターン２２１とＩ字状パターン（図示せず）とからなる。Ｃ字状パターンにおいては図３における寸法「ａ」、「ａ’」にビアホール導体用のスルーホールを設け、その位置から０．０２５ｍｍ先までパターンを形成して、矩形状の一辺の中央付近を欠く構造にした。Ｉ字状パターンは、Ｃ字状パターンにおいて欠いた部分の長さよりも０．１ｍｍだけ長い直線状のパターンとして構成した。導体パターン２２（Ｃ字状パターンまたはＩ字状パターン）の形成されたシートと、印刷されていないシートとを重ね合わせ、１００℃、１００ｋｇｆ／ｃｍ２の温度と圧力により一体化した。得られたバーをダイシングブレードによりカットして、それを９００℃、１ｈｒで焼成することで素地を得た。得られた素地の引き出し電極面に導体パターン２２と同様のインクを印刷して、７００℃、１ｈｒ焼成して外部電極１１、１２を得た。その後、バレルメッキ法により外部電極１１、１２にニッケルメッキとスズメッキを形成して完成品を得る。完成品の寸法はＬ方向０．５８０ｍｍ、Ｗ方向０．３００ｍｍ、Ｔ方向０．３００ｍｍ、外部電極幅０．１５０ｍｍとした。
【００２５】
図３における寸法表示（ａ、ａ’、ｂ、ｃ）については、ａとａ’はビアホール導体２３の形成位置を、ｂは、部品本体２０における実装面と対向面との中央を通る平面から、コイル導体の中心軸が上側にずれている程度を、ｃは外部電極１１、１２の濡れ広がり高さを、それぞれ表す。これらの寸法は、得られた積層インダクタ１を研磨し、断面から拡大鏡を使って測定した。なお、部品本体内において、引出部２４がコイル導体２２、２３より０．０２５ｍｍ外側に位置するように構成した。
【００２６】
各実施例、比較例の製造条件は以下のとおりである。
実施例１では、ａ＝150μｍ、ａ’＝150μｍ、ｂ＝０、ｃ＝０
実施例２では、ａ＝200μｍ、ａ’＝200μｍ、ｂ＝０、ｃ＝０
実施例３では、ａ＝250μｍ、ａ’＝250μｍ、ｂ＝０、ｃ＝０
実施例４では、ａ＝250μｍ、ａ’＝250μｍ、ｂ＝０、ｃ＝150μｍ
実施例５では、ａ＝250μｍ、ａ’＝250μｍ、ｂ＝50μｍ、ｃ＝０
比較例１では、ａ＝150μｍ、ａ’＝150μｍ、ｂ＝０、ｃ＝０
比較例２では、ａ＝150μｍ、ａ’＝150μｍ、ｂ＝０、ｃ＝０
【００２７】
ただし、実施例１〜５では、図３に表現されるとおり、実装面と平行な２辺の導体パターン２２のうち、実装面から遠い方の辺にのみ、ビアホール導体２３を形成した。比較例１では、図３の表現とは異なり、実装面と平行な２辺の導体パターン２２の両方の辺にビアホール導体２３を形成した。より詳細には、Ｃ字状パターン２２１の切り欠きの向きを上下交互に積層することにより、ビアホール導体２３が実装面から遠い辺と近い辺に交互に形成されるようにした。比較例２では、図３の表現とは異なり、実装面と平行な２辺の導体パターン２２のうち、実装面に近い方の辺にのみ、ビアホール導体２３を形成した。
【００２８】
これら実施例、比較例の積層インダクタについて、インダクタンス４．７ｎＨとして、インピーダンスアナライザ（アジレント製Ｅ４９９１Ａ）を用いて、測定周波数１．８ＧＨｚにて、実装前後のＱ値を測定した。測定結果は以下のとおりである。
実施例１では、実装前のＱ値は46、実装後のＱ値は46
実施例２では、実装前のＱ値は47、実装後のＱ値は46
実施例３では、実装前のＱ値は47、実装後のＱ値は46
実施例４では、実装前のＱ値は46、実装後のＱ値は46
実施例５では、実装前のＱ値は48、実装後のＱ値は48
比較例１では、実装前のＱ値は40、実装後のＱ値は39
比較例２では、実装前のＱ値は38、実装後のＱ値は36
【符号の説明】
【００２９】
１  積層インダクタ、１１〜１２  外部電極、１３  絶縁領域、２０  部品本体、２１  積層体、２２  ビアホール導体２３  ビアホール導体、２４  引出部、２２１  Ｃ字状パターン、２２２  Ｉ字状パターン。
【図１】
2014107513.tif 000003
【図２】
2014107513.tif 000004
【図３】
2014107513.tif 000005