野間 隆嗣 (〒55 京都府長岡京市東神足1丁目10番1号 株式会社村田製作所内 Kyoto, 6178555, JP)
SASAKI, Jun (10-1, Higashikotari 1-chome, Nagaokakyo-sh, Kyoto 55, 6178555, JP)
株式会社村田製作所 (〒55 京都府長岡京市東神足1丁目10番1号 Kyoto, 6178555, JP)
NOMA, Takashi (10-1, Higashikotari 1-chome, Nagaokakyo-sh, Kyoto 55, 6178555, JP)
野間 隆嗣 (〒55 京都府長岡京市東神足1丁目10番1号 株式会社村田製作所内 Kyoto, 6178555, JP)
| 環状の配線の一部が欠損した形状を有すると共に、互いに電気的に接続されてコイルを構成する複数の内部電極と、 前記複数の内部電極と共に積層された絶縁層と、 を備え、 異なる径を有する複数種類の前記内部電極が、積層方向に周期的な配列で並んでいること、 を特徴とする積層型電子部品。 |
| 第1の径を有する前記内部電極と該第1の径よりも小さな第2の径を有する前記内部電極とが積層方向に交互に並んでいること、 を特徴とする請求の範囲第1項に記載の積層型電子部品。 |
| 積層方向に隣り合う前記第1の径を有する前記内部電極の一部分と前記第2の径を有する前記内部電極の一部分とは、積層方向に重なっていること、 を特徴とする請求の範囲第2項に記載の積層型電子部品。 |
| 積層方向に隣り合う前記第1の径を有する前記内部電極と前記第2の径を有する前記内部電極とは、前記欠損した部分を除く全周囲において積層方向に重なっていること、 を特徴とする請求の範囲第3項に記載の積層型電子部品。 |
| 前記第1の径を有する前記内部電極の内周部分は、前記第2の径を有する前記内部電極の外周部分よりも、内側に位置していること、 を特徴とする請求の範囲第3項又は請求の範囲第4項のいずれかに記載の積層型電子部品。 |
| 前記複数の内部電極の中心は、直線上に並んでいること、 を特徴とする請求の範囲第1項ないし請求の範囲第5項のいずれかに記載の積層型電子部品。 |
| 前記絶縁層は、異なる厚みを有する複数種類の絶縁層からなること、 を特徴とする請求の範囲第1項ないし請求の範囲第6項のいずれかに記載の積層型電子部品。 |
| 前記内部電極に対して電気的に接続され、コンデンサを構成するコンデンサ電極を、 更に備えること、 を特徴とする請求の範囲第1項ないし請求の範囲第7項のいずれかに記載の積層型電子部品。 |
| 前記コイル及び前記コンデンサは、共振回路又はフィルタ回路を構成していること、 を特徴とする請求の範囲第8項に記載の積層型電子部品。 |
| 前記絶縁層は、磁性体からなること、 を特徴とする請求の範囲第1項ないし請求の範囲第9項のいずれかに記載の積層型電子部品。 |
| 請求の範囲第1項ないし請求の範囲第10項に記載の積層型電子部品と、 前記絶縁層からなる積層体の面上に搭載され、かつ、前記コイルと電気的に接続された電子部品と、 を備えること、 を特徴とする電子部品モジュール。 |
本発明は、積層型電子部品及びこれを供 た電子部品モジュールに関し、絶縁層と内 電極とが積層されて構成された積層型電子 品及びこれを備えた電子部品モジュールに する。
積層型電子部品は、磁性体層とコイル電 とが交互に積層されることにより構成され いる。このような積層型電子部品では、複 のコイル電極は、一般的に、積層方向から たときに重なるように配置されている(例え ば、特許文献1参照)。
しかしながら、特許文献1に記載の積層コ イル部品では、以下に図面を参照しながら、 説明するように、積層体の表面に凹凸が発生 するという問題がある。図11は、積層コイル 品の断面構造図である。図11に示すように コイル電極が積層方向に直線上に並んでい ので、磁性体層のコイル電極が形成された 分は、コイル電極の分だけ厚くなり、他の 分よりも積層方向の上方向に隆起してしま 。隆起の大きさは、コイル電極の枚数が多 なるにつれて、大きくなり、その結果、積 体の表面に凹凸が現れる。
前記のように、積層体の表面に凹凸が存在
ると、積層コイル部品がプリント基板上に
装される場合には、プリント基板上におい
傾いて実装されてしまい、実装不良が発生
てしまう。その結果、積層コイル部品とプ
ント基板との接続不良が発生したり、積層
イル部品とプリント基板との実装強度不足
より、積層コイル部品がプリント基板から
落したりする。また、積層コイル部品の表
に電子部品が搭載される場合にも同様に、
層コイル部品と電子部品との接続不良が発
したり、電子部品が積層コイル部品から脱
したりする。
そこで、本発明の目的は、表面に凹凸が 生することを抑制できる積層型電子部品及 これを備えた電子部品モジュールを提供す ことである。
第1の発明は、積層型電子部品において、 環状の配線の一部が欠損した形状を有すると 共に、互いに電気的に接続されてコイルを構 成する複数の内部電極と、前記複数の内部電 極と共に積層された絶縁層と、を備え、異な る径を有する複数種類の前記内部電極が、積 層方向に周期的な配列で並んでいること、を 特徴とする。
第1の発明によれば、異なる径を有する複 数種類の内部電極が積層方向に周期的な配列 で並んでいる。これにより、内部電極が積層 方向に直線上に並びにくくなるので、絶縁層 からなる積層体において、内部電極が形成さ れた部分とそれ以外の部分との間における内 部電極により生じる厚みの差が小さくなりや すい。その結果、第1の発明によれば、表面 凹凸が形成されることを抑制できる。
第1の発明において、第1の径を有する前 内部電極と該第1の径よりも小さな第2の径を 有する前記内部電極とが積層方向に交互に並 んでいてもよい。
第1の発明において、積層方向に隣り合う 前記第1の径を有する前記内部電極の一部分 前記第2の径を有する前記内部電極の一部分 は、積層方向に重なっていてもよい。
第1の発明において、積層方向に隣り合う 前記第1の径を有する前記内部電極と前記第2 径を有する前記内部電極とは、前記欠損し 部分を除く全周囲において積層方向に重な ていてもよい。
第1の発明において、前記第1の径を有す 前記内部電極の内周部分は、前記第2の径を する前記内部電極の外周部分よりも、内側 位置していてもよい。
第1の発明において、前記複数の内部電極 の中心は、直線上に並んでいてもよい。
第1の発明において、前記絶縁層は、異な る厚みを有する複数種類の絶縁層からなって いてもよい。
第1の発明において、前記内部電極に対し て電気的に接続され、コンデンサを構成する コンデンサ電極を、更に備えていてもよい。
第1の発明において、前記コイル及び前記 コンデンサは、共振回路又はフィルタ回路を 構成していてもよい。
第1の発明において、前記絶縁層は、磁性 体からなっていてもよい。
第2の発明は、電子部品モジュールにおい て、第1の発明に係る積層型電子部品と、前 絶縁層からなる積層体の面上に搭載され、 つ、前記コイルと電気的に接続された電子 品と、を備えること、を特徴とする。
本発明によれば、異なる径を有する複数 類の内部電極が積層方向に周期的な配列で んでいるので、積層体の表面に凹凸が形成 れることを抑制できる。
1,1a 積層型電子部品
2 積層体
4a,4b,4c,4d,4e,5 磁性体層
8a,8b,8c,8d,8e コイル電極
9a,9b,9c,9d,9e 配線部
10a,10b,10c,10d,10e,11a,11e 引き出し部
12a,12b 外部電極
14a,14b,14c,14d,15a,15b 誘電体層
18a,18b,18c,18d コンデンサ電極
20a,20b,20c 電子部品
100,200 電子部品モジュール
B1,B2,B3,B4 ビア導体
C コンデンサ
L コイル
以下に、本発明の一実施形態に係る積層 電子部品について説明する。図1は、積層型 電子部品1の外観斜視図である。図2は、積層 2の分解図である。図3は、積層型電子部品1 断面構造図である。図3では、積層方向に平 行な平面における断面が示されている。以下 では、積層型電子部品1の形成時に、セラミ クグリーンシートが積層される方向を積層 向と定義する。
(積層型電子部品の構成について)
積層型電子部品1は、図1に示すように、内
にコイルLを含む直方体状の積層体2と、積層
体2の対向する側面に形成され、コイルLに接
される2つの外部電極12a,12bとを備える。
積層体2は、複数のコイル電極と複数の磁 性体層とが共に積層されて構成されている。 具体的には、以下の通りである。積層体2は 図2に示すように、高透磁率のフェライト(例 えば、Ni-Zn-Cuフェライト又はNi-Znフェライト )からなる複数の磁性体層4a~4e,5が積層される ことにより構成される。複数の磁性体層4a~4e, 5は、それぞれ略同じ面積及び形状を有する 方形の絶縁層である。
磁性体層4a~4eの主面上にはそれぞれ、互 に電気的に接続されてコイルLを構成するコ ル電極8a~8eが形成される。更に、磁性体層4a ~4dにはそれぞれ、ビア導体B1~B4が形成される 以下では、個別の磁性体層4a~4e及びコイル 極8a~8eを示す場合には、参照符号の後ろにア ルファベットを付し、磁性体層4a~4e及びコイ 電極8a~8eを総称する場合には、参照符号の ろのアルファベットを省略するものとする また、個別のビア導体B1~B4を示す場合には、 Bの後ろに数字を付し、ビア導体B1~B4を総称す る場合には、Bの後ろの数字を省略するもの する。
各コイル電極8は、Agからなる導電性材料 らなり、環状の配線の一部が欠損した形状 有する。本実施形態では、コイル電極8は、 「C」字状の形状を有する。コイル電極8は、 いに電気的に接続されてコイルLを構成して いる。コイル電極8aは、配線部9a及び引き出 部10a,11aを含む。コイル電極8b,8c,8dはそれぞ 、配線部9b,9c,9d及び引き出し部10b,10c,10dを含 。コイル電極8eは、配線部9e及び引き出し部 11eを含む。以下、個別の配線部9a~9e及び引き し部10a~10d,11a,11eを示す場合には、参照符号 後ろにアルファベットを付し、配線部9a~9e び引き出し部10a~10d,11a,11eを総称する場合に 、参照符号の後ろのアルファベットを省略 るものとする。
配線部9は、環状の配線の一部が欠損した ものであり、電流が旋廻するように流れる。 配線部9は、異なる径を有する複数種類のも により構成されている。本実施形態では、 線部9は、半径r1を有する配線部9a,9c,9eと半径 r1よりも小さな半径r2を有する配線部9b,9dとか らなる。なお、半径r1,r2はそれぞれ、配線部9 の中心から内周部分までの距離とする。
配線部9aの一端には、引き出し部11aが接 され、配線部9aの他端には、引き出し部10aが 接続されている。引き出し部11aは、コイルL 外部電極12aとを電気的に接続するための配 であり、配線部9aよりも外側に引き出される 。引き出し部10aは、配線部9aよりも内側に引 出される。該引き出し部10aの一端には、磁 体層4aを積層方向に貫通するビア導体B1と接 続されている。
配線部9bの一端には、ビア導体B1が接続さ れ、配線部9bの他端には、引き出し部10bが接 されている。引き出し部10bは、配線部9bよ も外側に引き出される。該引き出し部10bの 端は、磁性体層4bを積層方向に貫通するビア 導体B2と接続されている。
配線部9cの一端には、ビア導体B2が接続さ れ、配線部9cの他端には、引き出し部10cが接 されている。引き出し部10cは、配線部9cよ も内側に引き出される。該引き出し部10cの 端は、磁性体層4cを積層方向に貫通するビア 導体B3と接続されている。
配線部9dの一端には、ビア導体B3が接続さ れ、配線部9dの他端には、引き出し部10dが接 されている。引き出し部10dは、配線部9dよ も外側に引き出される。該引き出し部10dの 端は、磁性体層4dを積層方向に貫通するビア 導体B4と接続されている。
配線部9eの一端には、ビア導体B4が接続さ れ、配線部9eの他端には、引き出し部11eが接 されている。引き出し部11eは、コイルLと外 部電極12bとを電気的に接続するための配線で あり、配線部9eよりも外側に引き出される。
図2に示す分解斜視図の磁性体層5,4a~4eを 層方向の上側からこの順に重ねて積層体2を 成し、積層体2の表面に外部電極12a,12bを形 すると、図3に示す断面構造を有する積層型 子部品1が得られる。以下に、図2及び図3を 照しながら積層型電子部品1の断面構造につ いて説明する。
積層型電子部品1では、図2及び図3に示す うに、異なる径を有する複数種類のコイル 極8が積層方向に周期的な配列で並んでいる 。本実施形態では、半径r1を有するコイル電 8a,8c,8eと半径r2を有するコイル電極8b,8dが積 方向に交互に並んでいる。この際、各コイ 電極8の中心は、直線上に並んでいる。更に 、積層方向に隣り合う半径r1を有するコイル 極8a,8c,8eの一部分と半径r2を有するコイル電 極8b,8dの一部分とは、積層方向に重なってい 。具体的には、図3に示すように、コイル電 極8a,8c,8eの内周部分αは、コイル電極8b,8dの外 周部分βよりも内側(コイルLのコイル軸側)に 置している。そして、積層方向に隣り合う 径r1を有するコイル電極8a,8c,8eと半径r2を有 るコイル電極8b,8dとは、欠損した部分を除 全周囲において積層方向に重なっている。
(積層型電子部品の製造方法について)
以下に図1ないし図3を参照しながら積層型
子部品1の製造方法について説明する。以下
説明する製造方法では、シート積層法によ
1つの積層型電子部品1を作製するものとす
。
まず、磁性体層4,5となるべきセラミックグ ーンシートは、以下のようにして作製され 。酸化第二鉄(Fe 2 O 3 )、酸化亜鉛(ZnO)、酸化ニッケル(NiO)、及び、 化銅(CuO)を所定の比率で秤量したそれぞれ 材料を原材料としてボールミルに投入し、 式調合を行う。得られた混合物を乾燥して ら粉砕し、得られた粉末を800℃で1時間仮焼 る。得られた仮焼粉末をボールミルにて湿 粉砕した後、乾燥してから解砕して、2μmの 粒径のフェライトセラミック粉末を得る。
このフェライトセラミック粉末に対して 合剤(酢酸ビニル、水溶性アクリル等)と可 剤、湿潤材、分散剤を加えてボールミルで 合を行い、その後、減圧により脱泡を行う 得られたセラミックスラリーをドクターブ ード法により、シート状に形成して乾燥さ 、所望の膜厚(例えば、40μm)のセラミックグ ーンシートを作製する。
次に、磁性体層4a~4dとなるべきセラミッ グリーンシートには、ビア導体Bが形成され 。具体的には、セラミックグリーンシート レーザビームを用いて貫通孔を形成する。 に、この貫通孔にAg,Pd,Cu,Auやこれらの合金 どの導電性ペーストを印刷塗布などの方法 より充填する。
次に、磁性体層4a~4eとなるべきセラミッ グリーンシート上には、Ag,Pd,Cu,Auやこれらの 合金などを主成分とする導電性ペーストがス クリーン印刷法やフォトリソグラフィ法など の方法で塗布されることにより、コイル電極 8が形成される。なお、コイル電極8及びビア 体Bは、同時にセラミックグリーンシートに 形成されてもよい。
次に、各セラミックグリーンシートを積 する。具体的には、磁性体層4eとなるべき ラミックグリーンシートを配置する。次に 磁性体層4eとなるべきセラミックグリーンシ ート上に、磁性体層4dとなるべきセラミック リーンシートの配置及び仮圧着を行う。こ 後、磁性体層4c,4b,4a,5となるべきセラミック グリーンシートについても同様にこの順番に 積層及び仮圧着する。これにより、未焼成の 積層体2が形成される。この未焼成の積層体2 は、静水圧プレスなどにより本圧着が施さ る。
次に、積層体2には、脱バインダー処理及 び焼成がなされる。脱バインダー処理は、例 えば、400℃で3時間の条件で行う。焼成は、 えば、900℃で2時間の条件で行う。これによ 、焼成された積層体2が得られる。積層体2 表面には、例えば、浸漬法等の方法により 成分が銀である電極ペーストが塗布及び焼 付けされることにより、外部電極12a,12bが形 される。外部電極12a,12bは、図1に示すよう 、積層体2の左右の端面に形成される。コイ 電極8a,8eはそれぞれ、外部電極12a,12bに電気 に接続されている。
最後に、外部電極12a,12bの表面に、Niめっ /Snめっきを施す。以上の工程を経て、図1に 示すような積層型電子部品1が完成する。
(効果)
積層型電子部品1によれば、以下に説明する
ように、積層体2の表面に凹凸が形成される
とを抑制できる。より詳細には、従来の積
コイル部品では、コイル電極が積層方向に
線上に並んでいるので、磁性体層のコイル
極が形成された部分は、コイル電極の分だ
厚くなり、他の部分よりも積層方向の上方
に隆起してしまう。隆起の大きさは、コイ
電極の枚数が多くなるにつれて、大きくな
、その結果、積層体の表面に凹凸が現れる
一方、積層型電子部品1では、図3に示す うに、コイル電極8a,8c,8eが並ぶ列と、コイル 電極8b,8dが並ぶ列とが形成される。そのため 積層体の隆起は、コイル電極8a,8c,8eが並ぶ とコイル電極8b,8dが並ぶ列とのそれぞれに分 散される。例えば、従来の積層コイル部品の ように、5枚のコイル電極が直線上に並んだ 合、積層体において、コイル電極が形成さ た部分は、コイル電極の厚み5枚分だけ他の 分よりも厚くなる。一方、積層型電子部品1 では、コイル電極8が2つの列に別れて直線上 並んでいる。故に、積層体2において、コイ ル電極8が形成された部分は、コイル電極の み2枚分又は3枚分しか他の部分よりも厚くな らない。その結果、積層型電子部品1によれ 、積層体2の表面に凹凸が形成されることを 制できる。
更に、磁性体層4,5が隆起する大きさを低 できるので、該磁性体層4,5に応力が集中し クラックが発生することを抑制できる。
また、積層型電子部品1では、コイル電極 8の中心が直線上に並んでいるので、コイルL 発生する磁束を、コイル電極8の中心に集中 させることができる。その結果、積層型電子 部品1によれば、コイルLのインダクタンス値 大きくできる。
また、積層型電子部品1では、積層方向に 隣り合うコイル電極8同士を、積層方向に一 分だけ重ならせている。このようにコイル 極8を配置することにより、積層方向に隣り うコイル電極8同士を近づけることができる 。その結果、積層方向に隣り合うコイル電極 8間の磁界結合が強くなり、磁界結合度の高 積層型電子部品1が得られる。
なお、本実施形態では、積層型電子部品1 の2つの外部電極12a,12bは、積層体2の側面全体 を覆うように形成されているが、外部電極12a ,12bは、これに限らない。例えば、図4に示す うに、外部電極12a,12b,12c,12dが、積層体2の側 面の一部及び積層方向の上面及び下面の一部 を覆うように形成されてもよい。積層型電子 部品1がトランスのように2つのコイルLを含む 場合には、図4のように、2つのコイルLの入出 力のそれぞれに対応した4つの外部電極12が設 けられる。
(その他の実施形態)
本発明に係る積層型電子部品は、前記実施
態に係る積層型電子部品1に限らない。した
がって、積層型電子部品1は、適宜、設計変
されてもよい。以下に、その他の実施形態
係る積層型電子部品及びこれを備えた電子
品モジュールについて図面を参照しながら
明する。図5は、その他の実施形態に係る積
型電子部品1aの断面構造図である。図5の積
型電子部品1aにおいて、図1の積層型電子部
1と同じ構成については同じ参照符号が付し
てある。
図5に示す積層型電子部品1aは、コイルLを 含んだ層の積層方向の上側にコンデンサCを んだ層が積層されている。該積層型電子部 1aは、コイルL及びコンデンサCからなる共振 路又はフィルタ回路を含んだ、LC複合回路 子である。
積層型電子部品1aは、積層型電子部品1に えて、誘電体層14a~14d,15a,15b及びコンデンサ 極18a~18dを備えている。誘電体層14a~14d,15a,15b は、誘電体材料からなり、磁性体層4,5と同様 に、長方形状を有する。誘電体層14a~14dの主 には、それぞれ、コンデンサ電極18a~18dが形 されている。コンデンサ電極18a~18dは、コン デンサCを構成する面状電極である。
前記誘電体層14a~14d,15a,15bは、積層方向の からこの順に、磁性体層5上に積層される。 そして、積層体2の側面に外部電極12a,12bが形 されることにより、積層型電子部品1aが完 する。なお、コンデンサCとコイルLとは、図 示しないビア導体により電気的に接続されて いる。
積層型電子部品1aによれば、積層型電子 品1と同様に、積層体2の表面に凹凸が形成さ れることを抑制できる。
また、積層型電子部品1の積層方向の上側 の面には、図6の電子部品モジュール100の断 構造図及び図7の電子部品モジュール100の斜 図に示すように、電子部品20a~20cが搭載され てもよい。図6は、図7の一点差線における断 構造図である。この場合、積層型電子部品1 の磁性体層5にビア導体(図示せず)が形成され ると共に、該ビア導体に接続された電極パッ ド(図示せず)が積層体2の積層方向の上側の面 に形成される。そして、電子部品20a,20bはそ ぞれ、はんだ接続部21a,21b,21c,21dを介して、 極パッドに電気的に接続されることにより 積層型電子部品1に対して実装される。
また、電子部品モジュール200は、図8に示 すような断面構造を有していてもよい。図8 、電子部品モジュール200の断面構造図であ 。積層型電子部品1の下面には、LGA(Land Grid Array)用電極12i,12jが形成されている。該LGA電 12i,12jと電子部品20dが実装された電極22a,22bと が、ビア導体28a,28bを介して接続されている このように、LGA電極12i,12jと電極22a,22bとを電 気的に接続するビア導体28a,28bが設けられて よい。また、ビア導体28a,28bは、LGA電極12i,12j 又は電極22a,22bと内部電極8とを電気的に接続 ていてもよい。
なお、磁性体層4,5は、均一の厚みを有し いなくてもよく、異なる厚みを有する複数 類の磁性体層からなっていてもよい。磁性 層4,5の厚みを調整することにより、積層方 に隣り合うコイル電極8同士の磁気結合度を 調整することができる。
なお、積層型電子部品1,1aでは、2種類の 径r1,r2を有するコイル電極8が用いられてい が、コイル電極8の半径の種類はこれに限ら い。異なる半径を有する複数種類のコイル 極8は、周期的な配列で並んでいればよく、 例えば、3種類以上の半径のコイル電極8が積 型電子部品1,1aに用いられてもよい。
なお、積層型電子部品1,1aでは、2種類の 径r1,r2を有するコイル電極8が交互に積層方 に並んでいるが、コイル電極8の並び方はこ に限らない。異なる半径を有する複数種類 コイル電極8は、周期的な配列で並んでいれ ばよく、例えば、半径r1を有するコイル電極8 が2枚並んだ後に半径r2を有するコイル電極8 2枚並んでいてもよい。
なお、コイル電極8は、円の一部が切り欠 かれた形状に限られない。コイル電極8は、 状の配線の一部が切り欠かれた形状であれ よい。したがって、コイル電極8は、例えば 図9に示す変形例に係る積層型電子部品1bの 層体2の分解図に示すように、楕円の一部が 切り欠かれた形状であってもよい。また、コ イル電極8は、図10に示す変形例に係る積層型 電子部品1cの積層体2の分解図に示すように、 長方形の一部が切り欠かれた形状であっても よい。更に、半径が徐々に小さく又は大きく なるように旋廻する形状のコイル電極8であ てもよい。この場合、コイル電極8の半径と 、楕円の中心又は長方形の中心(対角線の交 点)から配線部9の内周部までの平均距離であ 。
以上のように、本発明は、積層型電子部 及びこれを備えた電子部品モジュールに有 であり、特に、表面に凹凸が発生すること 抑制できる点において優れている。
