JP2009164513A

JP2009164513A - 電子部品

Info

Publication number: JP2009164513A
Application number: JP2008003017A
Authority: JP
Inventors: Hideji Kihara; 秀二木原
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2008-01-10
Filing date: 2008-01-10
Publication date: 2009-07-23
Anticipated expiration: 2028-01-10
Also published as: JP5136065B2

Abstract

【課題】インダクタンスを内蔵した電子部品において、抵抗値を低減する。
【解決手段】積層体１２は、複数の磁性体層４，５が積層され、直方体状を有する。外部電極は、積層体１２の長手方向に延びている側面のそれぞれに形成されている。内部電極８は、インダクタを構成すると共に、両端が２つの外部電極に対して電気的に接続されるように、磁性体層４上に形成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、電子部品に関し、絶縁層が積層されてなる直方体状の積層体を備えた電子部品に関する。

従来の電子部品として、例えば、特許文献１に記載のチップインダクタが提案されている。図５は、該チップインダクタ１１０の透視斜視図である。図５に示すように、チップインダクタ１１０は、内部電極１０８、積層体１１２及び外部電極１１４ａ，１１４ｂを備えている。

積層体１１２は、磁性体層が積層されて構成され、直方体状とされている。外部電極１１４ａ，１１４ｂはそれぞれ、積層体１１２の長手方向の両端に位置する側面（図５では、左右に位置する側面）を覆うように形成されている。内部電極１０８は、積層体１１２の内部において該積層体１１２の長手方向に延びると共に、外部電極１１４ａ，１１４ｂに接続されている。このようなチップインダクタは、比較的低インピーダンスの特性を有している。

ところで、前記チップインダクタ１１０は、抵抗値が大きくなるという問題を有する。これは、内部電極１０８が長手方向に延びているので、内部電極１０８の長さが長くなってしまい、該内部電極１０８の抵抗値が大きくなってしまうためである。更に、内部電極１０８の幅は、積層体１１２の幅（図５では、奥行き方向の幅）により定まる。そのため、積層体１１２の幅は、積層体１１２の長手方向の長さに比べて小さいので、内部電極１０８の幅を大きくすることは困難であった。その結果、内部電極１０８の抵抗値が大きくなっていた。

前記問題を解決するために、例えば、特許文献２に記載の積層インダクタのように、積層体の長手方向に延びる側面に外部電極を形成することが挙げられる。以下に、図面を参照しながら説明する。図６は、該積層インダクタ２１０の透視平面図及び透視正面図である。

図６に示すように、積層インダクタ２１０は、内部電極２０８ａ，２０８ｂ，２０８ｃ，２０８ｄ，２０８ｅ及び積層体２１２を備える。図６では、外部電極は省略されている。

図６（ａ）に示す積層インダクタ２１０では、内部電極２０８ａ，２０８ｂ，２０８ｃ，２０８ｄ，２０８ｅは、ミアンダ形状を有している。そして、内部電極２０８ａ，２０８ｅの一端は、積層体２１２の長手方向に延びる側面（図６（ａ）では、上下方向の辺により構成される面）に引き出されている。すなわち、外部電極は、積層体２１２の長手方向に延びる側面に形成される。このように外部電極が形成されると、外部電極間の距離を短くすることができるので、内部電極の長さを短くできる。更に、内部電極の幅を大きくすることも可能である。そのため、内部電極の抵抗値を小さくすることができる。

しかしながら、積層インダクタ２１０では、図６（ｂ）に示すように、内部電極２０８ａ，２０８ｂ，２０８ｃ，２０８ｄ，２０８ｅは、異なる層に跨って形成されている。そのため、内部電極２０８ａ，２０８ｂ，２０８ｃ，２０８ｄ，２０８ｅは、層間接続部により接続されている。この層間接続部は、抵抗値が比較的高いという性質を有する。そのため、図６に示す積層インダクタ２１０では、抵抗値を低減することは困難である。
特開平１０−１１２４０９号公報特開２０００−１００６２４号公報

そこで、本発明の目的は、インダクタンスを内蔵した電子部品において、抵抗値を低減することである。

本発明は、複数の絶縁層が積層されてなる直方体状の積層体と、前記積層体の長手方向に延びている第１の側面及び第２の側面のそれぞれに形成されている第１の外部電極及び第２の外部電極と、インダクタを構成すると共に、両端が前記第１の外部電極と前記第２の外部電極とに対して電気的に接続されるように前記絶縁層上に形成されている内部電極と、を備えていること、を特徴とする。

本発明によれば、第１の外部電極及び第２の外部電極がそれぞれ、積層体の長手方向に延びている第１の側面及び第２の側面に形成されている。そのため、外部電極が積層体の長手方向の両端に位置する側面に形成された場合に比べて、第１の外部電極と第２の外部電極との間の距離を小さくできる。その結果、本発明によれば、第１の外部電極と第２の外部電極とを電気的に接続する内部電極の長さを短くすることができるので、電子部品の内部電極の抵抗値を小さくできる。

更に、内部電極の両端はそれぞれ、第１の外部電極と第２の外部電極とに対して接続されているので、第１の外部電極から第２の外部電極へと流れる電流は、層間接続部を通過する必要がない。層間接続部は、比較的抵抗値が大きい。したがって、電子部品において層間接続部が不要となることにより、電子部品の抵抗値を小さくできる。

本発明において、前記内部電極は、直線状の電極であってもよい。

本発明において、前記内部電極は、前記第１の側面に対して垂直な方向に向かって延びていてもよい。

本発明において、前記内部電極は、前記長手方向に延びる第１の部分と、前記第１の部分の一端と前記第１の外部電極とを接続する第２の部分と、前記第１の部分の他端と前記第２の外部電極とを接続する第３の部分と、を含んでいてもよい。

本発明によれば、第１の外部電極及び第２の外部電極がそれぞれ、積層体の長手方向に延びている第１の側面及び第２の側面に形成されているので、電子部品の抵抗値を小さくできる。更に、内部電極の両端はそれぞれ、第１の外部電極と第２の外部電極とに対して接続されているので、電子部品の抵抗値を小さくできる。

以下に、本発明の一実施形態に係る電子部品について説明する。図１は、電子部品１０の外観斜視図である。図２は、積層体１２の分解斜視図である。以下では、電子部品１０の形成時に、セラミックグリーンシートが積層される方向を積層方向と定義する。そして、この積層方向をｚ軸方向とし、電子部品１０の長手方向をｘ軸方向とし、ｘ軸とｚ軸とに直交する方向をｙ軸方向とする。ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸は、電子部品１０を構成する辺に対して平行である。

（電子部品の構成について）
電子部品１０は、図１に示すように、内部にインダクタを含む直方体状の積層体１２及び外部電極１４ａ，１４ｂを備える。積層体１２は、直方体状の形状を有している。図１において、ｚ軸方向の両端に位置する積層体１２の表面を上面Ｓ１及び下面Ｓ２と称す。また、ｙ軸方向の両端に位置すると共に、ｘ軸方向に長手方向を有するように延びている積層体１２の表面を側面Ｓａ及び側面Ｓｂと称す。更に、ｘ軸方向の両端に位置する積層体１２の表面を側面Ｓｄ及び側面Ｓｅと称す。外部電極１４ａ，１４ｂはそれぞれ、側面Ｓａ，Ｓｂを覆うように形成されている。

積層体１２は、複数の内部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１２は、図２に示すように、強透磁率のフェライト（例えば、Ｎｉ−Ｚｎ−Ｃｕフェライト又はＮｉ−Ｚｎフェライト等）からなる複数の磁性体層４ａ〜４ｅ，５ａ〜５ｆ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，５ａ〜５ｆは、それぞれ略同じ面積及び形状を有する長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、内部電極８ａ〜８ｅが形成される。以下では、個別の磁性体層４ａ〜４ｅ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ものとする。

各内部電極８はそれぞれ、Ａｇからなる導電性材料からなり、インダクタを構成すると共に、両端が外部電極１４ａと外部電極１４ｂとに対して電気的に接続されるように、一つの前記磁性体層４上に形成されている。すなわち、内部電極８は、複数層の磁性体層４に跨って形成されていない。本実施形態では、内部電極８は、直線状の電極であり、側面Ｓａに対して垂直な方向に向かって延びるように磁性体層４上に形成されている。更に、内部電極８の両端近傍は、外部電極１４ａ，１４ｂとの接続の確実性を高めるために、他の部分よりも太く形成されている。

図２に示す分解斜視図の磁性体層５ａ〜５ｃ，４ａ〜４ｅ，５ｄ〜５ｆをｚ軸方向の上側からこの順に重ねて積層体１２を形成する。この際、内部電極８ａ〜８ｅがｚ軸方向から見たときに重なるように、磁性体層４，５は積層される。更に、積層体１２の表面に外部電極１４ａ，１４ｂを形成すると、電子部品１０が得られる。

（電子部品の製造方法について）
以下に図１及び図２を参照しながら電子部品１０の製造方法について説明する。

まず、磁性体層４，５となるべきセラミックグリーンシートは、以下のようにして作製される。酸化第二鉄（Ｆｅ₂Ｏ₃）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化ニッケル（ＮｉＯ）、及び、酸化銅（ＣｕＯ）を所定の比率で秤量したそれぞれの材料を原材料としてボールミルに投入し、湿式調合を行う。得られた混合物を乾燥してから粉砕し、得られた粉末を８００℃で１時間仮焼する。得られた仮焼粉末をボールミルにて湿式粉砕した後、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結合剤（酢酸ビニル、水溶性アクリル等）と可塑剤、湿潤材、分散剤を加えてボールミルで混合を行い、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レード法により、シート状に形成して乾燥させ、所望の膜厚（例えば、５０μｍ）のセラミックグリーンシートを作製する。

次に、磁性体層４ａ〜４ｅとなるべきセラミック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、内部電極８が形成される。この際、内部電極８の線幅を５００μｍとした。

次に、各セラミックグリーンシートを積層する。具体的には、磁性体層５ｆとなるべきセラミックグリーンシートを配置する。次に、磁性体層５ｆとなるべきセラミックグリーンシート上に、磁性体層５ｅとなるべきセラミックグリーンシートの配置及び仮圧着を行う。この後、磁性体層５ｄ，４ｅ，４ｄ，４ｃ，４ｂ，４ａ，５ｃ，５ｂ，５ａ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、マザー積層体が形成される。このマザー積層体には、静水圧プレスなどにより本圧着が施される。

次に、マザー積層体をギロチンカットにより２．０ｍｍ×１．２５ｍｍの寸法の積層体１２にカットする。これにより未焼成の積層体１２が得られる。この未焼成の積層体１２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、低酸素雰囲気中で５００℃で２時間の条件で行う。焼成は、例えば、８９０℃で２．５時間の条件で行う。これにより、焼成された積層体１２が得られる。積層体１２の表面には、例えば、浸漬法等の方法により主成分が銀である電極ペーストが塗布及び焼き付けされることにより、外部電極１４ａ，１４ｂが形成される。外部電極１４ａ，１４ｂの乾燥は、１２０℃で１０分間行われ、外部電極１４ａ，１４ｂの焼き付けは、８００℃で６０分行われる。外部電極１４ａ，１４ｂはそれぞれ、図１に示すように、側面Ｓａ，Ｓｂに形成される。内部電極８ａ〜８ｅは、外部電極１４ａ及び外部電極１４ｂに電気的に接続されている。

最後に、外部電極１４ａ，１４ｂの表面に、Ｎｉめっき／Ｓｎめっきを施す。以上の工程を経て、図１に示すような電子部品１０が完成する。

（効果）
電子部品１０によれば、長手方向に延びる側面Ｓａ，Ｓｂに外部電極１４ａ，１４ｂが形成されている。そのため、電子部品１０では、外部電極１４ａ，１４ｂが側面Ｓｄ，Ｓｅに形成された場合に比べて、外部電極１４ａと外部電極１４ｂとの間の距離が小さくなる。その結果、外部電極１４ａと外部電極１４ｂとを接続する内部電極８の長さを短くすることができ、電子部品１０の抵抗値を小さくすることができる。特に、本実施形態では、内部電極８は、側面Ｓａに対して垂直方向に直線状に延びている。そのため、内部電極８の長さは、最短と成る。その結果、より効果的に電子部品１０の抵抗値を小さくすることができる。

また、電子部品１０によれば、内部電極８の両端はそれぞれ、外部電極１４ａ，１４ｂに接続されているので、外部電極１４ａから外部電極１４ｂへと流れる電流は、ビア導体等の層間接続部を通過する必要がない。層間接続部は、比較的高抵抗であるので、電子部品１０に層間接続部が設けられないことにより、電子部品１０の抵抗値が低減される。

また、電子部品１０によれば、外部電極１４ａ，１４ｂは、長手方向に延びる側面Ｓａ，Ｓｂに形成されている。そのため、電子部品１０では、外部電極１４ａ，１４ｂが側面Ｓｄ，Ｓｅに形成されている場合に比べて、外部電極１４ａ，１４ｂを大きくすることができる。そのため、電子部品１０が回路基板に実装された場合には、回路基板と外部電極１４ａ，１４ｂとの接触面積が大きくなる。その結果、電子部品１０の放熱性が向上する。

また、図６に示す積層インダクタ２１０では、ミアンダ形状に内部電極２０８ａ〜２０８ｅが形成されている。そのため、図６（ｂ）において、内部電極２０８ａに流れる電流の向きと内部電極２０８ｃに流れる電流の向きとは逆向きとなる。同様に、内部電極２０８ｃに流れる電流の向きと内部電極２０８ｅに流れる電流の向きとは逆向きとなる。その結果、内部電極２０８ａと内部電極２０８ｃとの間では、内部電極２０８ａを流れる電流が発生した磁界と内部電極２０８ｃを流れる電流が発生した磁界とが強め合ってしまう。同様に、内部電極２０８ｃと内部電極２０８ｅとの間では、内部電極２０８ｃを流れる電流が発生した磁界と内部電極２０８ｅを流れる電流が発生した磁界とが強め合ってしまう。その結果、内部電極２０８ａと内部電極２０８ｃとの間及び内部電極２０８ｃと内部電極２０８ｅとの間において、磁気飽和が発生してしまうおそれがある。すなわち、積層インダクタ２１０では、直流重畳特性が悪くなってしまう。

一方、電子部品１０では、内部電極８を電流が直線に流れるので、内部電極８を流れる電流の向きが逆向き同士になることがない。そのため、各内部電極８において発生する磁界が電子部品１０内において強め合うことがない。その結果、電子部品１０では磁気飽和が発生しにくい。すなわち、電子部品１０は、積層インダクタ２１０に比べて優れた直流重畳特性を有する。

（変形例）
本発明に係る電子部品は、前記実施形態に係る電子部品１０に限らない。したがって、電子部品１０は、適宜、設計変更されてもよい。以下に、変形例に係る電子部品について図面を参照しながら説明する。図３は、第１の変形例に係る電子部品の積層体１２ａの分解斜視図である。図４は、第２の変形例に係る電子部品の積層体１２ｂの分解斜視図である。図３及び図４の積層体１２ａ，１２ｂにおいて、図２の積層体１２と同じ構成については同じ参照符号が付してある。

図３に示す積層体１２ａでは、内部電極８は、側面Ｓａに対して斜め方向に延びるように磁性体層４上に形成されている。また、図４に示す積層体１２ｂでは、内部電極８は、ｘ軸方向に延びる部分電極８−１と、部分電極８−１の一端と外部電極１４ａとを接続する部分電極８−２と、部分電極８−１の他端と外部電極１４ｂとを接続する部分電極８−３と、を含んでいる。図３及び図４に示した積層体１２ａ，１２ｂのように内部電極８を形成することにより、図２に示した積層体１２に比べて、内部電極８の長さを長くすることができ、インダクタのインダクタンスを大きくすることができる。すなわち、電子部品１０において、内部電極８の形状を変形することにより、インダクタンスを調整することができる。

なお、電子部品１０では、外部電極１４ａから外部電極１４ｂへと流れる電流は、ビア導体等の層間接続部を経由する必要がないと説明したが、これは、内部電極８同士がビア導体等の層間接続部により接続されることを妨げるものではない。すなわち、電子部品１０では、一つの内部電極８さえ経由すれば、外部電極１４ａから外部電極１４ｂへと電流が流れることができればよい。

本発明に係る電子部品の外観斜視図である。前記電子部品の積層体の分解斜視図である。第１の変形例に係る電子部品の積層体の分解斜視図である。第２の変形例に係る電子部品の積層体の分解斜視図である。従来のチップインダクタの透視斜視図である。従来の積層インダクタの透視平面図及び透視正面図である。

符号の説明

４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅ，５ｆ磁性体層
８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ，８ｅ内部電極
８−１ａ，８−１ｂ，８−１ｃ，８−１ｄ，８−１ｅ，８−２ａ，８−２ｂ，８−２ｃ，８−２ｄ，８−２ｅ，８−３ａ，８−３ｂ，８−３ｃ，８−３ｄ，８−３ｅ部分電極
１０電子部品
１２，１２ａ，１２ｂ積層体
１４ａ，１４ｂ外部電極

Claims

複数の絶縁層が積層されてなる直方体状の積層体と、
前記積層体の長手方向に延びている第１の側面及び第２の側面のそれぞれに形成されている第１の外部電極及び第２の外部電極と、
インダクタを構成すると共に、両端が前記第１の外部電極と前記第２の外部電極とに対して電気的に接続されるように前記絶縁層上に形成されている内部電極と、
を備えていること、
を特徴とする電子部品。
前記内部電極は、直線状の電極であること、
を特徴とする請求項１に記載の電子部品。
前記内部電極は、前記第１の側面に対して垂直な方向に向かって延びていること、
を特徴とする請求項２に記載の電子部品。
前記内部電極は、
前記長手方向に延びる第１の部分と、
前記第１の部分の一端と前記第１の外部電極とを接続する第２の部分と、
前記第１の部分の他端と前記第２の外部電極とを接続する第３の部分と、
を含んでいること、
を特徴とする請求項１に記載の電子部品。