(57)【要約】  【課題】  限られたチップサイズでコイルのターン数を増やしても、直流抵抗値が高くならず、高インピーダンスが得られる積層コイル部品を提供する。  【解決手段】  第１種の帯状コイル導体パターン１１ａ，１１ｂ，１１ｃと層間接続用ビアホール２１，２２，２３，２４は、コイルＬ１のコイル軸の方向と垂直な仮想面Ｓ１，Ｓ２の位置で、それぞれ１ターン以上周回する渦巻き部を構成している。そして、隣接する二つの仮想面Ｓ１，Ｓ２のそれぞれの位置で構成されている二つの渦巻き部の端部同士は、コイルＬ１のコイル軸の方向に平行な第２種の帯状コイル導体パターン１２にて接続している。【選択図】  図３
2005216942.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のセラミック層を積み重ねて構成したセラミック積層体と、
前記セラミック積層体の内部に、前記セラミック層の面に対してパターン面が平行に配置された複数の帯状コイル導体パターンと、
前記セラミック積層体の内部に、軸心が前記セラミック層の積み重ね方向に対して平行に配置された複数の層間接続用ビアホールとを備え、
前記複数の帯状コイル導体パターンの所定の端部同士を前記複数の層間接続用ビアホールによって接続して、コイル軸が前記セラミック層の積み重ね方向と直交するコイルを構成し、
前記コイルが、コイル軸の方向と垂直な複数の仮想面のそれぞれの位置で１ターン以上周回していること、
を特徴とする積層コイル部品。
【請求項２】
前記複数の仮想面のそれぞれの位置に配置されて前記コイル軸の方向に略直交する第１種の帯状コイル導体パターンと、該第１種の帯状コイル導体パターンの所定の端部同士を接続する層間接続用ビアホールとで、前記仮想面のそれぞれの位置で１ターン以上周回する渦巻き部が構成され、
隣接する二つの前記渦巻き部の端部同士を、前記コイル軸の方向に略平行な第２種の帯状コイル導体パターンにて接続していること、
を特徴とする請求項１に記載の積層コイル部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層コイル部品、特に、積層インダクタや積層インピーダンス素子などの積層コイル部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、縦積層横巻型コイルを内蔵した積層コイル部品としては、特許文献１に記載のものが知られている。図４に示すように、この積層インダクタ８１は、複数の帯状コイル導体パターン８２および層間接続用ビアホール８４を設けた絶縁シート９３と、複数の帯状コイル導体パターン８３を設けた絶縁シート９４と、複数の層間接続用ビアホール８４を設けた絶縁シート９５と、外層用絶縁シート９６にて構成されている。
【０００３】
各シート９３〜９６は積み重ねられて圧着された後、一体的に焼成されて図５に示すような直方体形状を有する積層体８５とされる。積層体８５の上部に配置された帯状コイル導体パターン８２の端部が、層間接続用ビアホール８４を介して、積層体８５の下部に配置された帯状コイル導体パターン８３の端部に電気的に接続することにより、帯状コイル導体パターン８２と８３が交互に電気的に直列に接続して螺旋状コイルＬ３を形成している。コイルＬ３のコイル軸は絶縁シート９３〜９６の積み重ね方向と直交している。すなわち、コイルＬ３は縦積層横巻型のコイルである。積層体８５の左右両端部には入出力外部電極８６，８７が形成されている。入出力外部電極８６と８７の間には、コイルＬ３が電気的に接続されている。
【０００４】
この構造は、コイルＬ３の略半分が層間接続用ビアホール８４で形成されているため、従来の横積層横巻型のコイルと比較して直流抵抗を低くできる。層間接続用ビアホール８４の断面積が、帯状コイル導体パターン８２，８３の断面積より大きいからである。
【０００５】
しかしながら、限られたチップサイズで高インピーダンスを得るために、コイルＬ３のターン数を増やすと、層間接続用ビアホール８４の径は小さくなり、かつ、帯状コイル導体パターン８２，８３の導体幅も細くなり、直流抵抗は高くなってしまう。
【特許文献１】特開２００２−２５２１１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明の目的は、限られたチップサイズでコイルのターン数を増やしても、直流抵抗値が高くならず、高インピーダンスが得られる積層コイル部品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するため、本発明に係る積層コイル部品は、
（ａ）複数のセラミック層を積み重ねて構成したセラミック積層体と、
（ｂ）セラミック積層体の内部に、セラミック層の面に対してパターン面が平行に配置された複数の帯状コイル導体パターンと、
（ｃ）セラミック積層体の内部に、軸心が前記セラミック層の積み重ね方向に対して平行に配置された複数の層間接続用ビアホールとを備え、
（ｄ）複数の帯状コイル導体パターンの所定の端部同士を複数の層間接続用ビアホールによって接続して、コイル軸が前記セラミック層の積み重ね方向と直交するコイルを構成し、
（ｅ）コイルが、コイル軸の方向と垂直な複数の仮想面のそれぞれの位置で１ターン以上周回していること、
を特徴とする。
【０００８】
より具体的には、複数の仮想面のそれぞれの位置に配置されてコイル軸の方向に略直交する第１種の帯状コイル導体パターンと、該第１種の帯状コイル導体パターンの所定の端部同士を接続する層間接続用ビアホールとで、仮想面のそれぞれの位置で１ターン以上周回する渦巻き部が構成され、隣接する二つの渦巻き部の端部同士を、コイル軸の方向に略平行な第２種の帯状コイル導体パターンにて接続している。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、コイルが、コイル軸の方向と垂直な複数の仮想面のそれぞれの位置で１ターン以上周回しているので、限られたチップサイズでコイルのターン数が増えても、層間接続用ビアホールの径を小さくしたり、帯状コイル導体パターンの導体幅を細くしたりする必要はなくなる。この結果、限られたチップサイズでコイルのターン数を増やしても、直流抵抗値が高くならず、高インピーダンスを有する積層コイル部品を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明に係る積層コイル部品の実施例について添付の図面を参照して説明する。
【００１１】
図１に示すように、積層インダクタ１は、第１種の帯状コイル導体パターン１１ａ，１１ｂと層間接続用ビアホール２１，２２，２３とを設けたセラミックグリーンシート２と、第１種の帯状コイル導体パターン１１ｃと層間接続用ビアホール２１，２２，２３，２４とを設けたセラミックグリーンシート３と、層間接続用ビアホール２１，２２，２３，２４とを設けたセラミックグリーンシート４，６と、第２種の帯状コイル導体パターン１２と引出し導体パターン１３と層間接続用ビアホール２１，２２，２３，２４とを設けたセラミックグリーンシート５と、第１種の帯状コイル導体パターン１１ｃと層間接続用ビアホール２１，２２，２３とを設けたセラミックグリーンシート７と、第１種の帯状コイル導体パターン１１ａ，１１ｂを設けたセラミックグリーンシート８と、外層用セラミックグリーンシート９などで構成されている。
【００１２】
セラミックグリーンシート２〜９は、例えばＮｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系のフェライトセラミック粉末や誘電体セラミック粉末を、水系（酢酸ビニル、水溶性アクリルなど）結合剤あるいは有機系（ポリビニルブチラールなど）結合剤や分散剤や消泡剤などと一緒に混練したものを、ドクターブレード法などの方法でシート状にしたものである。帯状コイル導体パターン１１ａ〜１１ｃ，１２や引出し導体パターン１３は、Ａｇ，Ｐｄ，Ｃｕ，Ａｕやこれらの合金などからなり、スクリーン印刷などの方法により形成される。また、コイル用導体である層間接続用ビアホール２１〜２４は、レーザビームなどを用いてセラミックグリーンシート２〜７に孔を形成し、この孔にＡｇ，Ｐｄ，Ｃｕ，Ａｕやこれらの合金などの導電性ペーストを充填することによって形成される。
【００１３】
セラミックグリーンシート２上の第１種の帯状コイル導体パターン１１ａ，１１ｂはそれぞれ、シート２の手前側の辺から奥側の辺に向かう方向に延在し、かつ、交互に平行に配置されている。帯状コイル導体パターン１１ｂの長さは、帯状コイル導体パターン１１ａより短い。セラミックグリーンシート３上の第１種の帯状コイル導体パターン１１ｃはそれぞれ、シート３の手前側の辺から奥側の辺に向かう方向に延在している。帯状コイル導体パターン１１ｃの長さは、帯状コイル導体パターン１１ｂより更に短い。平面視したとき、セラミックグリーンシート２上の帯状コイル導体パターン１１ａの位置がそれぞれ、セラミックグリーンシート３上の帯状コイル導体パターン１１ｃの位置に等しくなるように設定されている。
【００１４】
セラミックグリーンシート５上の第２種の帯状コイル導体パターン１２はそれぞれ、シート５の右辺から左辺に向かう方向に延在し、かつ、千鳥状に平行に配置されている。
【００１５】
セラミックグリーンシート８上の第１種の帯状コイル導体パターン１１ａ，１１ｂはそれぞれ、シート８の手前側の辺から奥側の辺に向かう方向に延在し、かつ、交互に平行に配置されている。平面視したとき、セラミックグリーンシート２上の帯状コイル導体パターン１１ａと１１ｂの位置はそれぞれ、セラミックグリーンシート８上の帯状コイル導体パターン１１ｂと１１ａの位置に等しくなるように設定されている。セラミックグリーンシート７上の第１種の帯状コイル導体パターン１１ｃはそれぞれ、シート７の手前側の辺から奥側の辺に向かう方向に延在している。平面視したとき、セラミックグリーンシート２上の帯状コイル導体パターン１１ｂの位置がそれぞれ、セラミックグリーンシート７上の帯状コイル導体パターン１１ｃの位置に等しくなるように設定されている。
【００１６】
層間接続用ビアホール２１は、セラミックグリーンシート２〜７の奥側の辺の近傍に、シート２〜７の右辺から左辺に向かう方向に一列に配置されている。層間接続用ビアホール２２は、セラミックグリーンシート２〜７の手前側の辺の近傍に、シート２〜７の右辺から左辺に向かう方向に一列に配置されている。層間接続用ビアホール２３は、セラミックグリーンシート２〜７の奥側の中央寄りの位置に、シート２〜７の右辺から左辺に向かう方向に一列に配置されている。層間接続用ビアホール２４は、セラミックグリーンシート３〜６の手前側の中央寄りの位置に、シート３〜６の右辺から左辺に向かう方向に一列に配置されている。
【００１７】
また、セラミックグリーンシート２〜４の層間接続用ビアホール２１は、軸心がシート２〜４の積み重ね方向に配設されており、連接されている。セラミックグリーンシート５〜７の層間接続用ビアホール２１は、軸心がシート５〜７の積み重ね方向に配設されており、連接されている。平面視で、セラミックグリーンシート２〜４の層間接続用ビアホール２１の位置と、セラミックグリーンシート５〜７の層間接続用ビアホール２１の位置は、シート２〜８の右辺から左辺に向かう方向に１ピッチ分だけずれている。
【００１８】
セラミックグリーンシート２〜７の層間接続用ビアホール２２は、軸心がシート２〜８の積み重ね方向に配設されており、連接されている。
【００１９】
一方、層間接続用ビアホール２３は、セラミックグリーンシート２〜６に渡って連接されるものと、セラミックグリーンシート３〜７に渡って連接されるものとがある。平面視で、セラミックグリーンシート２〜６に渡って連接される層間接続用ビアホール２３の位置と、セラミックグリーンシート３〜７に渡って連接される層間接続用ビアホール２３の位置は、シート２〜８の右辺から左辺に向かう方向に１ピッチ分だけずれている。
【００２０】
セラミックグリーンシート３，４の層間接続用ビアホール２４は、軸心がシート３，４の積み重ね方向に配設されており、連接されている。セラミックグリーンシート５，６の層間接続用ビアホール２４は、軸心がシート５，６の積み重ね方向に配設されており、連接されている。平面視で、セラミックグリーンシート３，４の層間接続用ビアホール２４の位置と、セラミックグリーンシート６，７の層間接続用ビアホール２４の位置は、シート２〜８の右辺から左辺に向かう方向に１ピッチ分だけずれている。
【００２１】
そして、帯状コイル導体パターン１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１２のそれぞれの端部が層間接続用ビアホール２１，２２，２３，２４を介して互いに電気的に接続することにより、螺旋状コイルＬ１を形成する。
【００２２】
螺旋状コイルＬ１の両端部は、シート５に設けた引出し導体パターン１３に電気的に接続されている。引出し導体パターン１３はシート５の左右の辺にそれぞれ露出している。
【００２３】
各シート２〜９は積み重ねられて圧着された後、一体的に焼成されて図２に示すような直方体形状を有する積層体３１とされる。積層体３１の左右の端面には入出力外部電極３２，３３が形成されている。外部電極３２，３３は、塗布焼付、スパッタリング、あるいは蒸着などの方法により形成される。外部電極３２，３３には、引出し導体パターン１３がそれぞれ接続されている。
【００２４】
以上の構成からなる積層インダクタ１は、積層体３１の内部に、コイル軸がシート２〜９の積み重ね方向と直交する螺旋状コイルＬ１を有している。そして、積層インダクタ１の左右の両端面に、螺旋状コイルＬ１の両端部に電気的に接続された入出力外部電極３２，３３が配設されている。従って、コイルＬ１は、いわゆる「縦積層横巻型」のコイルとなっている。
【００２５】
図３に示すように、コイルＬ１は、シート２〜４に設けた層間接続用ビアホール２１−シート２の右側に設けた第１種の帯状コイル導体パターン１１ａ−シート２〜７に設けた層間接続用ビアホール２２−シート８の右側に設けた第１種の帯状コイル導体パターン１１ｂ−シート３〜７に設けた層間接続用ビアホール２３−シート３の右側に設けた第１種の帯状コイル導体パターン１１ｃ−シート３，４に設けた層間接続用ビアホール２４と順次電気的に接続されている。そして、これら第１種の帯状コイル導体パターン１１ａ，１１ｂ，１１ｃと層間接続用ビアホール２１，２２，２３，２４は、コイルＬ１のコイル軸の方向と垂直な仮想面Ｓ１の位置で１ターン以上周回する渦巻き部を構成している。なお、本実施例の場合、仮想面Ｓ１の位置で１．５ターン周回させているが、１ターン以上であればターン数は任意である。
【００２６】
さらに、コイルＬ１は、シート５の右側に設けた第２種の帯状コイル導体パターン１２−シート５，６に設けた層間接続用ビアホール２４−シート７に設けた第１種の帯状コイル導体パターン１１ｃ−シート２〜６に設けた層間接続用ビアホール２３−シート２に設けた第１種の帯状コイル導体パターン１１ｂ−シート２〜７に設けた層間接続用ビアホール２２−シート８に設けた第１種の帯状コイル導体パターン１１ａ−シート５〜７に設けた層間接続用ビアホール２１−シート８に設けた第１種の帯状コイル導体パターン１１ａと順次電気的に接続されている。そして、これら第１種の帯状コイル導体パターン１１ａ，１１ｂ，１１ｃと層間接続用ビアホール２１，２２，２３，２４は、コイルＬ１のコイル軸の方向と垂直な仮想面Ｓ２の位置で１ターン以上周回する渦巻き部を構成している。
【００２７】
隣接する仮想面Ｓ１とＳ２の位置で構成されている二つの渦巻き部の端部同士は、コイルＬ３のコイル軸の方向に平行な第２種の帯状コイル導体パターン１２にて接続している。
【００２８】
以下同様にして、第１種の帯状コイル導体パターン１１ａ，１１ｂ，１１ｃと層間接続用ビアホール２１，２２，２３，２４は、コイルＬ１のコイル軸の方向と垂直な仮想面の位置で１ターン以上周回する渦巻き部を構成している。そして、隣接する二つの仮想面のそれぞれの位置で構成されている二つの渦巻き部の端部同士は、コイルＬ１のコイル軸の方向に平行な第２種の帯状コイル導体パターン１２にて接続している。
【００２９】
以上の構成からなる積層インダクタ１は、コイルＬ１が、コイル軸の方向と垂直な複数の仮想面のそれぞれの位置で１ターン以上周回しているので、限られたチップサイズでコイルＬ１のターン数を増やすことができ、高インピーダンスが得られる。さらに、コイルＬ１のターン数を増やしても、層間接続用ビアホール２１〜２４の径を小さくしたり、帯状コイル導体パターン１１ａ〜１１ｃ，１２の導体幅を細くしたりする必要はないので、直流抵抗値の低いコイルＬ１が得られる。
【００３０】
また、コイルＬ１のターン数を増やさない場合には、帯状コイル導体パターン１１ａ〜１１ｃ，１２の導体幅を太くしたり、層間接続用ビアホール２１〜２４の径を大きくしたりできるので、大きな直流抵抗軽減効果が得られる。
【００３１】
具体的に、本実施例の積層インダクタ１と、図４に示した従来の積層インダクタ８１とを作成し、それぞれの直流抵抗値を測定した。積層インダクタ１，８１のサイズは、長さが３．２ｍｍ、幅が１．６ｍｍとした。コイルＬ１，Ｌ３の全長およびターン数は等しく、それぞれ２５ｍｍと２４ターンである。さらに、帯状コイル導体パターン相互間のギャップおよび層間接続用ビアホール相互間のギャップは、絶縁性を確保するために共に５０μｍに設定した。
【００３２】
この結果、本実施例の積層インダクタ１の帯状コイル導体パターン１１ａ〜１１ｃ，１２の導体幅は１２０μｍとなり、層間接続用ビアホール２１〜２４の径は１２０μｍとなった。一方、図４に示した従来の積層インダクタ８１の帯状コイル導体パターン８２，８３の導体幅は６０μｍとなり、層間接続用ビアホール８４の径は６０μｍとなった。
【００３３】
そして、積層インダクタ１，８１のそれぞれの直流抵抗値を測定すると、本実施例の積層インダクタ１は０．５Ω、従来の積層インダクタ８１は１．５Ωであり、直流抵抗値を約１／３に低減できた。スクリーン印刷においては、帯状コイル導体パターンの塗布厚と導体幅のアスペクト比に限界があり、一般に導体幅を細くすると、塗布厚も薄くなる。つまり、帯状コイル導体パターンの抵抗は、帯状コイル導体パターンの導体幅に比例しない。そのため、導体幅を太くすることで、塗布厚も厚くでき、直流抵抗値を大きく低減できるのである。
【００３４】
なお、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。積層コイル部品としては、積層インダクタの他に、例えば積層インピーダンス素子、積層ＬＣフィルタ、積層トランスなどがある。
【００３５】
また、積層コイル部品を製造する場合、帯状コイル導体パターンやビアホールを設けたセラミックシートを積み重ねた後、一体的に焼成する工法に必ずしも限定されない。また、以下に説明する工法によって積層コイル部品を製造してもよい。すなわち、印刷などの手法によりペースト状のセラミック材料を塗布してセラミック層を形成した後、そのセラミック層の上からペースト状の導電性材料を塗布して帯状コイル導体パターンやビアホールを形成する。さらにペースト状のセラミック材料を上から塗布してセラミック層とする。こうして順に重ね塗りをすることにより、積層構造を有するコイル部品が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に係る積層コイル部品の一実施例を示す分解斜視図。
【図２】図１に示した積層コイル部品の外観斜視図。
【図３】図２に示した積層コイル部品に内蔵されているコイルの構造を説明するための斜視図。
【図４】従来例を示す分解斜視図。
【図５】図４に示した積層コイル部品の内部透視図。
【符号の説明】
【００３７】
１…積層インダクタ
２〜９…セラミックグリーンシート
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ…第１種の帯状コイル導体パターン
１２…第２種の帯状コイル導体パターン
２１，２２，２３，２４…層間接続用ビアホール
３１…積層体
Ｌ１…螺旋状コイル
Ｓ１，Ｓ２…仮想面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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