JP7092070B2

JP7092070B2 - 積層型コイル部品

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Publication number: JP7092070B2
Application number: JP2019038545A
Authority: JP
Inventors: 敦夫比留川
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2019-03-04
Filing date: 2019-03-04
Publication date: 2022-06-28
Anticipated expiration: 2039-03-04
Also published as: US11626232B2; US20200286665A1; CN212461292U; CN111653412A; JP2020145223A; CN111653412B

Description

本発明は、積層型コイル部品に関する。

積層型コイル部品として、例えば、特許文献１には、「複数のセラミック層と複数の内部電極とを積み重ねて構成したセラミック積層体と、複数の前記内部電極を電気的に接続して構成した螺旋状コイルとを備え、前記セラミック積層体のセラミックスの透磁率および／または誘電率が、前記螺旋状コイルの軸方向に段階的もしくは連続的に変化していること、を特徴とする積層コイル部品。」が開示されている。

特開２００５－１０９１９５号公報

近年の電気機器の通信速度の高速化、及び、小型化に応じて、積層型コイル部品には高周波帯（例えば、３０ＧＨｚ以上のＧＨｚ帯）での高周波特性が充分であることが求められている。
特許文献１に記載の発明では、螺旋状コイルに発生するインダクタンスおよび浮遊容量が、螺旋状コイルの軸方向に段階的もしくは連続的に変化することになり、共振周波数が分散され広帯域な積層コイル部品が得られる、とされている。
特許文献１に記載の発明では、セラミックスの透磁率や誘電率は、消失材を含有させ空孔率を変化させることによって変化させている。しかし、空孔率が高くなると強度の低下を引き起こし、充分に透磁率や誘電率を低下させることが困難になるため、設計の自由度が低くなると考えられる。
その結果、３０ＧＨｚ以上の高周波領域でノイズ吸収部品として用いるには、特性が充分に発揮されないおそれがある。

本発明は上記の問題を解決するためになされたものであり、共振周波数が分散され広帯域において使用可能な積層型コイル部品であって、高周波特性に優れる積層型コイル部品を提供することを目的とする。

本発明の積層型コイル部品は、複数の絶縁層が積層されてなり、内部にコイルを内蔵する積層体と、上記コイルに電気的に接続されている第１の外部電極及び第２の外部電極と、を備える積層型コイル部品であって、上記コイルは、上記絶縁層とともに積層された複数のコイル導体が電気的に接続されることにより形成され、上記積層体は、長さ方向に相対する第１の端面及び第２の端面と、上記長さ方向に直交する高さ方向に相対する第１の主面及び第２の主面と、上記長さ方向および上記高さ方向に直交する幅方向に相対する第１の側面及び第２の側面とを有し、上記第１の外部電極は、上記第１の端面の一部を覆い、かつ、上記第１の端面から延伸して上記第１の主面の一部を覆って配置され、上記第２の外部電極は、上記第２の端面の一部を覆い、かつ、上記第２の端面から延伸して上記第１の主面の一部を覆って配置され、上記第１の主面が実装面であり、上記積層体の積層方向、及び、上記コイルの軸方向が上記実装面に対して平行であり、上記コイル導体間の上記絶縁層は磁性材料及び非磁性材料の少なくとも一方を含む材料からなり、上記積層体の第１の端面から第２の端面に向かって、上記絶縁層に含まれる上記非磁性材料の含有率が変化することを特徴とする。

本発明によれば、共振周波数が分散され広帯域において使用可能な積層型コイル部品であって、高周波特性に優れる積層型コイル部品を提供することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る積層型コイル部品を模式的に示す斜視図である。図２（ａ）は、図１に示す積層型コイル部品の側面図であり、図２（ｂ）は、図１に示す積層型コイル部品の正面図であり、図２（ｃ）は、図１に示す積層型コイル部品の底面図である。図３は、積層型コイル部品の内部構造を模式的に示す断面図である。図４は、図３に示す積層型コイル部品を構成する積層体の一例を模式的に示す分解斜視図である。図５は、図３に示す積層型コイル部品を構成する積層体の一例を模式的に示す分解平面図である。

以下、本発明の積層型コイル部品について説明する。
しかしながら、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において適宜変更して適用することができる。なお、以下において記載する個々の望ましい構成を２つ以上組み合わせたものもまた本発明である。

図１は、本発明の一実施形態に係る積層型コイル部品を模式的に示す斜視図である。
図２（ａ）は、図１に示す積層型コイル部品の側面図であり、図２（ｂ）は、図１に示す積層型コイル部品の正面図であり、図２（ｃ）は、図１に示す積層型コイル部品の底面図である。

図１、図２（ａ）、図２（ｂ）及び図２（ｃ）に示す積層型コイル部品１は、積層体１０と第１の外部電極２１と第２の外部電極２２とを備えている。積層体１０は、６面を有する略直方体形状である。積層体１０の構成については後述するが、複数の絶縁層が積層されてなり、内部にコイルを内蔵している。第１の外部電極２１及び第２の外部電極２２は、それぞれ、コイルに電気的に接続されている。

本発明の積層型コイル部品及び積層体では、長さ方向、高さ方向、幅方向を、図１におけるｘ方向、ｙ方向、ｚ方向とする。ここで、長さ方向（ｘ方向）と高さ方向（ｙ方向）と幅方向（ｚ方向）は互いに直交する。

図１、図２（ａ）、図２（ｂ）及び図２（ｃ）に示すように、積層体１０は、長さ方向（ｘ方向）に相対する第１の端面１１及び第２の端面１２と、長さ方向に直交する高さ方向（ｙ方向）に相対する第１の主面１３及び第２の主面１４と、長さ方向及び高さ方向に直交する幅方向（ｚ方向）に相対する第１の側面１５及び第２の側面１６とを有する。

図１に示すように、積層体１０では、長さ方向（ｘ方向）に平行、かつ、第１の端面１１から第２の端面１２までを貫通するコイル軸ａが仮定される。
コイル軸ａが伸びる方向は、積層体に内蔵されるコイルの軸方向でもあり、コイルの軸方向及び積層体の積層方向は、実装面である第１の主面１３と平行となっている。

図１には示されていないが、積層体１０は、角部及び稜線部に丸みが付けられていることが好ましい。角部は、積層体の３面が交わる部分であり、稜線部は、積層体の２面が交わる部分である。

第１の外部電極２１は、図１及び図２（ｂ）に示すように、積層体１０の第１の端面１１の一部を覆い、かつ、図１及び図２（ｃ）に示すように、第１の端面１１から延伸して第１の主面１３の一部を覆って配置されている。図２（ｂ）に示すように、第１の外部電極２１は、第１の端面１１のうち、第１の主面１３と交わる稜線部を含む領域を覆っているが、第２の主面１４と交わる稜線部を含む領域は覆っていない。そのため、第２の主面１４と交わる稜線部を含む領域では、第１の端面１１が露出している。また、第１の外部電極２１は、第２の主面１４を覆っていない。

なお、図２（ｂ）では、積層体１０の第１の端面１１を覆う部分の第１の外部電極２１の高さＥ２は一定であるが、積層体１０の第１の端面１１の一部を覆う限り、第１の外部電極２１の形状は特に限定されない。例えば、積層体１０の第１の端面１１において、第１の外部電極２１は、端部から中央部に向かって高くなる山なり形状であってもよい。また、図２（ｃ）では、積層体１０の第１の主面１３を覆う部分の第１の外部電極２１の長さＥ１は一定であるが、積層体１０の第１の主面１３の一部を覆う限り、第１の外部電極２１の形状は特に限定されない。例えば、積層体１０の第１の主面１３において、第１の外部電極２１は、端部から中央部に向かって長くなる山なり形状であってもよい。

図１及び図２（ａ）に示すように、第１の外部電極２１は、さらに、第１の端面１１及び第１の主面１３から延伸して第１の側面１５の一部及び第２の側面１６の一部を覆って配置されていてもよい。この場合、図２（ａ）に示すように、第１の側面１５及び第２の側面１６を覆う部分の第１の外部電極２１は、いずれも、第１の端面１１と交わる稜線部及び第１の主面１３と交わる稜線部に対して斜めに形成されていることが好ましい。なお、第１の外部電極２１は、第１の側面１５の一部及び第２の側面１６の一部を覆って配置されていなくてもよい。

第２の外部電極２２は、積層体１０の第２の端面１２の一部を覆い、かつ、第２の端面１２から延伸して第１の主面１３の一部を覆って配置されている。第１の外部電極２１と同様、第２の外部電極２２は、第２の端面１２のうち、第１の主面１３と交わる稜線部を含む領域を覆っているが、第２の主面１４と交わる稜線部を含む領域は覆っていない。そのため、第２の主面１４と交わる稜線部を含む領域では、第２の端面１２が露出している。また、第２の外部電極２２は、第２の主面１４を覆っていない。

第１の外部電極２１と同様、積層体１０の第２の端面１２の一部を覆う限り、第２の外部電極２２の形状は特に限定されない。例えば、積層体１０の第２の端面１２において、第２の外部電極２２は、端部から中央部に向かって高くなる山なり形状であってもよい。また、積層体１０の第１の主面１３の一部を覆う限り、第２の外部電極２２の形状は特に限定されない。例えば、積層体１０の第１の主面１３において、第２の外部電極２２は、端部から中央部に向かって長くなる山なり形状であってもよい。

第１の外部電極２１と同様、第２の外部電極２２は、さらに、第２の端面１２及び第１の主面１３から延伸して第１の側面１５の一部及び第２の側面１６の一部を覆って配置されていてもよい。この場合、第１の側面１５及び第２の側面１６を覆う部分の第２の外部電極２２は、いずれも、第２の端面１２と交わる稜線部及び第１の主面１３と交わる稜線部に対して斜めに形成されていることが好ましい。なお、第２の外部電極２２は、第１の側面１５の一部及び第２の側面１６の一部を覆って配置されていなくてもよい。

以上のように第１の外部電極２１及び第２の外部電極２２が配置されているため、積層型コイル部品１を基板上に実装する場合には、積層体１０の第１の主面１３が実装面となる。

本発明の積層型コイル部品のサイズは特に限定されないが、０６０３サイズ、０４０２サイズ又は１００５サイズであることが好ましい。

本発明の積層型コイル部品が０６０３サイズである場合、積層体の長さ（図２（ａ）中、両矢印Ｌ_１で示される長さ）は、０．６３ｍｍ以下であることが好ましく、０．５７ｍｍ以上であることが好ましい。
本発明の積層型コイル部品が０６０３サイズである場合、積層体の幅（図２（ｃ）中、両矢印Ｗ_１で示される長さ）は、０．３３ｍｍ以下であることが好ましく、０．２７ｍｍ以上であることが好ましい。
本発明の積層型コイル部品が０６０３サイズである場合、積層体の高さ（図２（ｂ）中、両矢印Ｔ_１で示される長さ）は、０．３３ｍｍ以下であることが好ましく、０．２７ｍｍ以上であることが好ましい。

本発明の積層型コイル部品が０６０３サイズである場合、積層型コイル部品の長さ（図２（ａ）中、両矢印Ｌ_２で示される長さ）は、０．６３ｍｍ以下であることが好ましく、０．５７ｍｍ以上であることが好ましい。
本発明の積層型コイル部品が０６０３サイズである場合、積層型コイル部品の幅（図２（ｃ）中、両矢印Ｗ_２で示される長さ）は、０．３３ｍｍ以下であることが好ましく、０．２７ｍｍ以上であることが好ましい。
本発明の積層型コイル部品が０６０３サイズである場合、積層型コイル部品の高さ（図２（ｂ）中、両矢印Ｔ_２で示される長さ）は、０．３３ｍｍ以下であることが好ましく、０．２７ｍｍ以上であることが好ましい。

本発明の積層型コイル部品が０６０３サイズである場合、積層体の第１の主面を覆う部分の第１の外部電極の長さ（図２（ｃ）中、両矢印Ｅ１で示される長さ）は、０．１２ｍｍ以上、０．２２ｍｍ以下であることが好ましい。同様に、積層体の第１の主面を覆う部分の第２の外部電極の長さは、０．１２ｍｍ以上、０．２２ｍｍ以下であることが好ましい。
なお、積層体の第１の主面を覆う部分の第１の外部電極の長さ、及び、積層体の第１の主面を覆う部分の第２の外部電極の長さが一定でない場合、最も長い部分の長さが上記範囲にあることが好ましい。

本発明の積層型コイル部品が０６０３サイズである場合、積層体の第１の端面を覆う部分の第１の外部電極の高さ（図２（ｂ）中、両矢印Ｅ２で示される長さ）は、０．１０ｍｍ以上、０．２０ｍｍ以下であることが好ましい。同様に、積層体の第２の端面を覆う部分の第２の外部電極の高さは、０．１０ｍｍ以上、０．２０ｍｍ以下であることが好ましい。この場合、外部電極に起因する浮遊容量を低減することができる。
なお、積層体の第１の端面を覆う部分の第１の外部電極の高さ、及び、積層体の第２の端面を覆う部分の第２の外部電極の高さが一定でない場合、最も高い部分の高さが上記範囲にあることが好ましい。

本発明の積層型コイル部品が０４０２サイズである場合、積層体の長さは、０．３８ｍｍ以上、０．４２ｍｍ以下であることが好ましく、積層体の幅は、０．１８ｍｍ以上、０．２２ｍｍ以下であることが好ましい。
本発明の積層型コイル部品が０４０２サイズである場合、積層体の高さは、０．１８ｍｍ以上、０．２２ｍｍ以下であることが好ましい。

本発明の積層型コイル部品が０４０２サイズである場合、積層型コイル部品の長さは、０．４２ｍｍ以下であることが好ましく、０．３８ｍｍ以上であることが好ましい。
本発明の積層型コイル部品が０４０２サイズである場合、積層型コイル部品の幅は、０．２２ｍｍ以下であることが好ましく、０．１８ｍｍ以上であることが好ましい。
本発明の積層型コイル部品が０４０２サイズである場合、積層型コイル部品の高さは、０．２２ｍｍ以下であることが好ましく、０．１８ｍｍ以上であることが好ましい。

本発明の積層型コイル部品が０４０２サイズである場合、積層体の第１の主面を覆う部分の第１の外部電極の長さは、０．０８ｍｍ以上、０．１５ｍｍ以下であることが好ましい。同様に、積層体の第１の主面を覆う部分の第２の外部電極の長さは、０．０８ｍｍ以上、０．１５ｍｍ以下であることが好ましい。

本発明の積層型コイル部品が０４０２サイズである場合、積層体の第１の端面を覆う部分の第１の外部電極の高さは、０．０６ｍｍ以上、０．１３ｍｍ以下であることが好ましい。同様に、積層体の第２の端面を覆う部分の第２の外部電極の高さは、０．０６ｍｍ以上、０．１３ｍｍ以下であることが好ましい。この場合、外部電極に起因する浮遊容量を低減することができる。

本発明の積層型コイル部品が１００５サイズである場合、積層体の長さは、０．９５ｍｍ以上、１．０５ｍｍ以下であることが好ましく、積層体の幅は、０．４５ｍｍ以上、０．５５ｍｍ以下であることが好ましい。
本発明の積層型コイル部品が１００５サイズである場合、積層体の高さは、０．４５ｍｍ以上、０．５５ｍｍ以下であることが好ましい。

本発明の積層型コイル部品が１００５サイズである場合、積層型コイル部品の長さは、１．０５ｍｍ以下であることが好ましく、０．９５ｍｍ以上であることが好ましい。
本発明の積層型コイル部品が１００５サイズである場合、積層型コイル部品の幅は、０．５５ｍｍ以下であることが好ましく、０．４５ｍｍ以上であることが好ましい。
本発明の積層型コイル部品が１００５サイズである場合、積層型コイル部品の高さは、０．５５ｍｍ以下であることが好ましく、０．４５ｍｍ以上であることが好ましい。

本発明の積層型コイル部品が１００５サイズである場合、積層体の第１の主面を覆う部分の第１の外部電極の長さは、０．２０ｍｍ以上、０．３８ｍｍ以下であることが好ましい。同様に、積層体の第１の主面を覆う部分の第２の外部電極の長さは、０．２０ｍｍ以上、０．３８ｍｍ以下であることが好ましい。

本発明の積層型コイル部品が１００５サイズである場合、積層体の第１の端面を覆う部分の第１の外部電極の高さは、０．１５ｍｍ以上、０．３３ｍｍ以下であることが好ましい。同様に、積層体の第２の端面を覆う部分の第２の外部電極の高さは、０．１５ｍｍ以上、０．３３ｍｍ以下であることが好ましい。この場合、外部電極に起因する浮遊容量を低減することができる。

本発明の積層型コイル部品では、コイル導体間の絶縁層は磁性材料及び非磁性材料の少なくとも一方を含む材料からなる。
そして、積層体の第１の端面から第２の端面に向かって、絶縁層に含まれる非磁性材料の含有率が変化している。
図３は、積層型コイル部品の内部構造を模式的に示す断面図である。
図３は、絶縁層、コイル導体及び連結導体、並びに、積層体の積層方向を模式的に示すものであり、実際の形状及び接続等を厳密には表していない。例えば、コイル導体はビア導体を介して接続されている。

図３に示すように、積層型コイル部品１においては、複数の絶縁層３１が積層されていて、内部にコイルを内蔵する積層体１０となっている。
コイルは、絶縁層３１とともに積層された複数のコイル導体３２が電気的に接続されることにより形成される。
積層体１０の積層方向、及び、コイルの軸方向（図３中、コイル軸ａを示す）は、実装面である第１の主面１３に対して平行である。

図３に示す積層型コイル部品では、第１の外部電極２１と、これに対向するコイル導体とが第１の連結導体４１により直線状に接続されており、第２の外部電極２２と、これに対向するコイル導体とが第２の連結導体４２により直線状に接続されている。第１の連結導体４１及び第２の連結導体４２は、それぞれ、実装面となる第１の主面１３に最も近い部分のコイル導体と接続されている。
第１の連結導体４１及び第２の連結導体４２はいずれも、積層方向から平面視したときにコイル導体と重なり、かつ、コイル導体の中心軸よりも、実装面となる第１の主面１３側に位置している。
第１の連結導体４１及び第２の連結導体４２はいずれも、コイル導体の最も実装面に近い部分に接続されているため、外部電極の大きさを小さくして高周波特性を向上させることができる。

図３に示すように、積層型コイル部品１においては、複数の絶縁層が積層されている。絶縁層としては、コイル導体３２間の絶縁層３１と、第１の連結導体４１間の絶縁層３５ａ、第２の連結導体４２間の絶縁層３５ｂが設けられている。
図３には、コイル導体間の絶縁層３１において、積層体１０の第１の端面１１から第２の端面１２に向かって、絶縁層３１に含まれる非磁性材料の含有率が変化していることをハッチングのグラデーションを変化させることにより示している。
ハッチングが黒に近いほど非磁性材料の含有率が高いことを意味していることから、図３では積層体１０の中央付近で絶縁層３１に含まれる非磁性材料の含有率が最も高くなっている様子を示している。

積層体１０の第１の端面１１から第２の端面１２に向かって、絶縁層３１に含まれる非磁性材料の含有率が変化しているということは、積層体１０の第１の端面１１から第２の端面１２に向かって非磁性材料の含有率が単調増加又は単調減少していることを意味するものではない。
積層体１０を構成する絶縁層３１に含まれる非磁性材料の含有率が各絶縁層３１において同じではなく、絶縁層３１ごとに含まれる非磁性材料の含有率が異なることを意味している。
絶縁層３１に含まれる非磁性材料の含有率が各絶縁層３１ごとに異なることによって、透磁率や誘電率が絶縁層３１ごとに異なることになるので、螺旋状コイルに発生するインダクタンスおよび浮遊容量が、螺旋状コイルの軸方向に段階的もしくは連続的に変化することになり、共振周波数が分散され広帯域な積層型コイル部品が得られることになる。
本発明の積層型コイル部品では、絶縁層の透磁率や誘電率を変化させるために絶縁層の空孔率を変化させる必要はないので、積層型コイル部品の強度が低下することが防止される。

絶縁層に含まれる磁性材料としては、フェライト材料が挙げられる。
フェライト材料としては、Ｎｉ－Ｚｎ－Ｃｕ系フェライト材料であることが好ましい。
また、フェライト材料は、ＦｅをＦｅ_２Ｏ_３に換算して４０ｍｏｌ％以上４９．５ｍｏｌ％以下、ＺｎをＺｎＯに換算して２ｍｏｌ％以上３５ｍｏｌ％以下、ＣｕをＣｕＯに換算して６ｍｏｌ％以上１３ｍｏｌ％以下、ＮｉをＮｉＯに換算して１０ｍｏｌ％以上４５ｍｏｌ％以下含むことが好ましい。
フェライト材料には不可避不純物が含まれていてもよい。

絶縁層に含まれる非磁性材料としては、Ｓｉ及びＺｎを含有する酸化物材料（以下、第１の非磁性材料ともいう）が挙げられる。
このような材料としては、一般式ａＺｎＯ・ＳｉＯ_２で表される材料であり、ａの値、すなわちＳｉに対するＺｎの含有量（Ｚｎ／Ｓｉ）が１．８以上、２．２以下である材料が挙げられる。これはウィルマイトとも呼ばれる材料である。
また、この材料はさらにＣｕを含むことが好ましく、具体的には、Ｚｎの一部がＣｕ等の異種金属で置換された材料であってもよい。
このような材料は、酸化物原料（ＺｎＯ、ＳｉＯ_２、ＣｕＯ等）を所定のモル比となるように配合して、湿式で混合粉砕した後、１０００℃以上、１２００℃以下で仮焼して作製することができる。

また、絶縁層に含まれる別の非磁性材料としては、Ｓｉ、Ｋ、Ｂを含むガラス材料にフィラーが添加された材料を含み、フィラーは石英及びアルミナからなる群から選択された少なくとも１種を含む材料（以下、第２の非磁性材料ともいう）が挙げられる。
ガラス材料は、ＳｉをＳｉＯ_２換算で７０重量％以上８５重量％以下、ＢをＢ_２Ｏ_３換算で１０重量％以上２５重量％以下、ＫをＫ_２Ｏ換算で０．５重量％以上５重量％以下、ＡｌをＡｌ_２Ｏ_３に換算して０重量％以上５重量％以下含む材料であることが好ましい。
このような材料は、ガラスとフィラーを混合して作製することができる。
例えば、ガラス１００重量部に対して、フィラーとしての石英を４０重量部以上、６０重量部以下、アルミナを０重量部以上、１０重量部以下の範囲で混合することにより作製することができる。

フェライト材料と非磁性材料の組合せとしては、フェライト材料と第１の非磁性材料を組み合わせても良く、フェライト材料と第２の非磁性材料を組み合わせてもよい。
また、フェライト材料と第１の非磁性材料及び第２の非磁性材料を組み合わせてもよい。
好ましいのはフェライト材料と第１の非磁性材料の組合せである。

絶縁層に含まれる非磁性材料の割合は、０体積％以上、１００体積％以下である。
積層体を構成する絶縁層に含まれる非磁性材料の割合は絶縁層ごとに異なっていてよいが、最も非磁性材料の割合が多い絶縁層において絶縁層に含まれる非磁性材料の割合は、好ましくは７０体積％以上、８０体積％以下である。
また、最も非磁性材料の割合が少ない絶縁層において絶縁層に含まれる非磁性材料の割合は、好ましくは２０体積％以上、３０体積％以下である。

絶縁層に含まれる非磁性材料の割合が変化することによって、絶縁層の誘電率が変化する。
絶縁層の比誘電率としては、４．０以上、１５．０以下とすることが好ましい。

また、連結導体間の絶縁層（第１の連結導体間の絶縁層及び第２の連結導体間の絶縁層）の誘電率が、コイル導体間の絶縁層の誘電率よりも低いことが好ましい。
これは、図３における第１の連結導体４１間の絶縁層３５ａの誘電率及び第２の連結導体４２間の絶縁層３５ｂの誘電率が、コイル導体３２間の絶縁層３１のうち最も誘電率が低い絶縁層の誘電率よりも低いことを意味している。
連結導体間の絶縁層の誘電率が低いと、外部電極と連結導体の間に発生する静電容量が小さくなるため好ましい。

図４は、図３に示す積層型コイル部品を構成する積層体の一例を模式的に示す分解斜視図であり、図５は、図３に示す積層型コイル部品を構成する積層体の一例を模式的に示す分解平面図である。

図４及び図５に示すように、積層体１０は、コイル導体間の絶縁層３１として、絶縁層３１ａ、３１ｂ、３１ｃ及び３１ｄ、その間の図示しない絶縁層、並びに、絶縁層３１ｗ、３１ｘ、３１ｙ、及び３１ｚを有する。また、連結導体間の絶縁層３５ａとして、絶縁層３５ａ_１、３５ａ_２、３５ａ_３及び３５ａ_４を有し、連結導体間の絶縁層３５ｂとして絶縁層３５ｂ_１、３５ｂ_２、３５ｂ_３及び３５ｂ_４を有する。
積層体１０は、各絶縁層が長さ方向（ｘ方向）に積層されて構成されている。
なお、積層体を構成する複数の絶縁層が積み重なる方向を積層方向という。

絶縁層３１ａ、３１ｂ、３１ｃ及び３１ｄには、それぞれ、コイル導体３２ａ、３２ｂ、３２ｃ及び３２ｄと、ビア導体３３ａ、３３ｂ、３３ｃ及び３３ｄとが設けられている。
絶縁層３１ｗ、３１ｘ、３１ｙ及び３１ｚには、それぞれ、コイル導体３２ｗ、３２ｘ、３２ｙ及び３２ｚと、ビア導体３３ｗ、３３ｘ、３３ｙ及び３３ｚとが設けられている。

絶縁層３５ａ_１、３５ａ_２、３５ａ_３及び３５ａ_４には、それぞれビア導体３３ｇが設けられている。ビア導体３３ｇは繋がって第１の連結導体４１となる。
絶縁層３５ｂ_１、３５ｂ_２、３５ｂ_３及び３５ｂ_４には、それぞれビア導体３３ｈが設けられている。ビア導体３３ｈは繋がって第２の連結導体４２となる。

コイル導体３２ａ、３２ｂ、３２ｃ及び３２ｄは、それぞれ、絶縁層３１ａ、３１ｂ、３１ｃ及び３１ｄの主面上に設けられており、絶縁層３１ａ、３１ｂ、３１ｃ及び３１ｄとともに積層される。図４及び図５では、各コイル導体が３／４ターン形状を有しており、コイル導体３２ａ、３２ｂ、３２ｃ及び３２ｄを１つの単位（３ターン分）として、繰り返し積層される。

絶縁層３１ａ、３１ｂ、３１ｃ及び３１ｄは、絶縁層に含まれる非磁性材料の含有率が異なる絶縁層である。絶縁層３１ａ、３１ｂ、３１ｃ及び３１ｄに含まれる非磁性材料の含有率が変化していることをハッチングのグラデーションを変化させることにより示している。

ビア導体３３ａ、３３ｂ、３３ｃ及び３３ｄは、それぞれ、絶縁層３１ａ、３１ｂ、３１ｃ及び３１ｄを厚み方向（図４ではｘ方向）に貫通するように設けられている。通常、絶縁層の主面上には、ビア導体と接続されるランドが設けられる。ランドのサイズは、コイル導体の線幅よりも若干大きいことが好ましい。

以上のように構成された、絶縁層３１ａ、３１ｂ、３１ｃ及び３１ｄは、図４に示すようにｘ方向に積層される。これにより、コイル導体３２ａ、３２ｂ、３２ｃ及び３２ｄは、ビア導体３３ａ、３３ｂ、３３ｃ及び３３ｄを介して電気的に接続される。その結果、積層体１０内において、ｘ方向に延在するコイル軸を有するソレノイド状のコイルが形成される。

また、絶縁層３１ｗ、３１ｘ、３１ｙ及び３１ｚも同様に絶縁層に含まれる非磁性材料の含有率が異なる絶縁層である。
絶縁層３１ｗ、３１ｘ、３１ｙ及び３１ｚにも同様のコイル導体３２ｗ、３２ｘ、３２ｙ及び３２ｚと、ビア導体３３ｗ、３３ｘ、３３ｙ及び３３ｚとが設けられている。
そのため、絶縁層３１ｗ、３１ｘ、３１ｙ及び３１ｚが図４に示すようにｘ方向に積層されることにより、コイル導体３２ｗ、３２ｘ、３２ｙ及び３２ｚは、ビア導体３３ｗ、３３ｘ、３３ｙ及び３３ｚを介して電気的に接続される。その結果、積層体１０内において、ｘ方向に延在するコイル軸を有するソレノイド状のコイルが形成される。

絶縁層３１ａ、３１ｂ、３１ｃ及び３１ｄと絶縁層３１ｗ、３１ｘ、３１ｙ及び３１ｚの間のコイル導体間の絶縁層についても、絶縁層に含まれる非磁性材料の含有率が異なるようにする。その他、コイル導体及びビア導体については同様の構成とすることができる。

第１の連結導体４１及び第２の連結導体４２は、積層体１０の両端面に露出する。
第１の連結導体４１は、積層体１０内において、第１の外部電極２１とこれに対向するコイル導体３２ａとの間を接続する。また、第２の連結導体４２は、第２の外部電極２２とこれに対向するコイル導体３２ｚとの間を接続する。

コイル導体の繰り返し形状は特に限定されないが、円形であってもよく、多角形であってもよい。
コイル導体の繰り返し形状が多角形の場合、多角形の面積相当円の直径をコイル径とし、多角形の重心を通り長さ方向に平行な軸をコイル軸とする。

本発明の積層型コイル部品が０６０３サイズである場合、コイル導体の内径は、５０μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましい。

本発明の積層型コイル部品が０４０２サイズである場合、コイル導体の内径は、３０μｍ以上７０μｍ以下であることが好ましい。

本発明の積層型コイル部品が１００５サイズである場合、コイル導体の内径は、８０μｍ以上１７０μｍ以下であることが好ましい。

積層方向から平面視した際の、コイル導体の線幅は特に限定されないが、積層体の幅に対して１０％以上、３０％以下であることが好ましい。コイル導体の線幅が積層体の幅の１０％未満であると、直流抵抗Ｒｄｃが大きくなる場合がある。一方、コイル導体の線幅が積層体の幅の３０％を超えると、コイルの静電容量が大きくなり、高周波特性が悪化する場合がある。

本発明の積層型コイル部品が０６０３サイズである場合、コイル導体の線幅は、３０μｍ以上９０μｍ以下であることが好ましく、３０μｍ以上７０μｍ以下であることがより好ましい。

本発明の積層型コイル部品が０４０２サイズである場合、コイル導体の線幅は、２０μｍ以上６０μｍ以下であることが好ましく、２０μｍ以上５０μｍ以下であることがより好ましい。

本発明の積層型コイル部品が１００５サイズである場合、コイル導体の線幅は、５０μｍ以上１５０μｍ以下であることが好ましく、５０μｍ以上１２０μｍ以下であることがより好ましい。

積層方向から平面視した際の、コイル導体の内径は、積層体の幅に対して１５％以上、４０％以下であることが好ましい。

本発明の積層型コイル部品は、積層方向におけるコイル導体間の距離が３μｍ以上、７μｍ以下であることが好ましい。積層方向におけるコイル導体間の距離を３μｍ以上、７μｍ以下とすることで、コイルのターン数を多くできるので、インピーダンスを大きくすることができる。また、後述する高周波帯での透過係数Ｓ２１も大きくすることができる。

積層型コイル部品を構成する積層体の内部には、第１の連結導体及び第２の連結導体を備えていることが好ましい。
第１の連結導体及び第２の連結導体の形状は特に限定されないが、外部電極とコイル導体との間を直線状に接続していることが好ましい。
コイル導体から外部電極までを直線状に接続することにより、引き出し部を簡便にすることができるとともに、高周波特性を向上させることができる。

本発明の積層型コイル部品が０６０３サイズである場合、第１の連結導体及び第２の連結導体の長さは、１５μｍ以上４５μｍ以下であることが好ましく、１５μｍ以上３０μｍ以下であることがより好ましい。

本発明の積層型コイル部品が０４０２サイズである場合、第１の連結導体及び第２の連結導体の長さは、１０μｍ以上３０μｍ以下であることが好ましく、１０μｍ以上２５μｍ以下であることがより好ましい。

本発明の積層型コイル部品が１００５サイズである場合、第１の連結導体及び第２の連結導体の長さは、２５μｍ以上７５μｍ以下であることが好ましく、２５μｍ以上５０μｍ以下であることがより好ましい。

第１の連結導体及び第２の連結導体は、いずれも、積層方向から平面視したときにコイル導体と重なり、かつ、コイルの中心軸よりも実装面側に位置することが好ましい。
なお、コイルの中心軸とは、コイル導体によって形成される繰り返し形状の中心を通り、長さ方向に平行な軸である。

なお、積層方向から平面視したときに、連結導体を構成するビア導体が互いに重なっていれば、連結導体を構成するビア導体同士は厳密に直線状に並んでいなくてもよい。

第１の連結導体の幅及び第２の連結導体の幅は、積層体の幅の８％以上、２０％以下であることが好ましい。
なお、連結導体の幅とは、連結導体のうち最も狭い部分の幅を指す。すなわち、連結導体がランドを含む場合であっても、ランドを除いた形状を連結導体の形状とする。

本発明の積層型コイル部品が０６０３サイズである場合、連結導体の幅は、３０μｍ以上６０μｍ以下であることが好ましい。

本発明の積層型コイル部品が０４０２サイズである場合、連結導体の幅は、２０μｍ以上４０μｍ以下であることが好ましい。

本発明の積層型コイル部品が１００５サイズである場合、連結導体の幅は、４０μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましい。

本発明の積層型コイル部品においては、第１の連結導体及び第２の連結導体の長さがいずれも、積層体の長さの２．５％以上、７．５％以下であることが好ましく、２．５％以上、５．０％以下であることがより好ましい。

本発明の積層型コイル部品において、第１の連結導体及び第２の連結導体は２つ以上存在していてもよい。
連結導体が２つ以上存在する場合とは、端面を覆う部分の外部電極とこれに対向するコイル導体とが、連結導体によって２箇所以上で接続されている状態を指す。

本発明の積層型コイル部品は、高周波帯（特に３０ＧＨｚ以上、８０ＧＨｚ以下）での高周波特性に優れる。具体的には、４０ＧＨｚでの透過係数Ｓ２１が－１ｄＢ以上、０ｄＢ以下であることが好ましく、５０ＧＨｚでの透過係数Ｓ２１が－２ｄＢ以上、０ｄＢ以下であることが好ましい。透過係数Ｓ２１は、入力信号に対する透過信号の電力の比から求められる。透過係数Ｓ２１は、基本的に無次元量であるが、通常、常用対数をとってｄＢ単位で表される。
上記条件を満たす場合、例えば、光通信回路内のバイアスティー（Ｂｉａｓ－Ｔｅｅ）回路等に好適に使用することができる。

以下、本発明の積層型コイル部品の製造方法の一例について説明する。

まず、絶縁層となるセラミックグリーンシートを作製する。
例えば、磁性材料及び非磁性材料に、ポリビニルブチラール系樹脂等の有機バインダ、エタノール、トルエン等の有機溶剤及び分散剤等を加えて混練し、スラリー状にする。その後、ドクターブレード法などの方法により、厚さ１２μｍ程度のセラミックグリーンシートを得る。

磁性材料としてのフェライト材料として、例えば、鉄、ニッケル、亜鉛及び銅の酸化物原料を混合して８００℃、１時間で仮焼した後、ポールミルにより粉砕し、乾燥することにより、平均粒径が約２μｍのＮｉ－Ｚｎ－Ｃｕ系フェライト材料（酸化物混合粉末）を使用することができる。
また、フェライト材料は、ＦｅをＦｅ_２Ｏ_３に換算して４０ｍｏｌ％以上４９．５ｍｏｌ％以下、ＺｎをＺｎＯに換算して２ｍｏｌ％以上３５ｍｏｌ％以下、ＣｕをＣｕＯに換算して６ｍｏｌ％以上１３ｍｏｌ％以下、ＮｉをＮｉＯに換算して１０ｍｏｌ％以上４５ｍｏｌ％以下含むことが好ましい。

非磁性材料としては、Ｓｉ及びＺｎを含有する酸化物材料（上述した第１の非磁性材料）を使用することができる。
このような材料は、酸化物原料（ＺｎＯ、ＳｉＯ_２、ＣｕＯ等）を所定のモル比となるように配合して、湿式で混合粉砕した後、１０００℃以上、１２００℃以下で仮焼して作製することができる。

また、非磁性材料として、Ｓｉ、Ｋ、Ｂを含むガラス材料にフィラーが添加された材料を含み、フィラーは石英及びアルミナからなる群から選択された少なくとも１種を含む材料（上述した第２の非磁性材料）を使用することができる。
ガラス材料は、ＳｉをＳｉＯ_２換算で７０重量％以上８５重量％以下、ＢをＢ_２Ｏ_３換算で１０重量％以上２５重量％以下、ＫをＫ_２Ｏ換算で０．５重量％以上５重量％以下、ＡｌをＡｌ_２Ｏ_３に換算して０重量％以上５重量％以下含む材料であることが好ましい。
このような材料は、ガラスとフィラーを混合して作製することができる。
例えば、ガラス１００重量部に対して、フィラーとしての石英を４０重量部以上、６０重量部以下、アルミナを０重量部以上、１０重量部以下の範囲で混合することにより作製することができる。

磁性材料と非磁性材料の混合割合を変更して、非磁性材料の含有率が異なる複数種類のセラミックグリーンシートを作製する。
セラミックグリーンシートの種類は５種類以上とすることが好ましい。
そして、積層順を考慮してセラミックグリーンシートを分別しておく。

作製したセラミックグリーンシートに、所定のレーザー加工を施して、直径２０μｍ以上、３０μｍ以下程度のビアホールを形成する。ビアホールを有する特定のシート上にＡｇペーストを用いて、ビアホールに充填し、さらに、１１μｍ程度の厚みを有する所定のコイル周回用の導体パターン（コイル導体）をスクリーン印刷し、乾燥することでコイルシートを得る。

個片化後に実装面と平行な方向に周回軸を有するコイルが積層体の内部に形成されるように、所定の順序でコイルシートを積層する。さらに、連結導体となるビア導体が形成されたビアシートを上下に積層する。
コイルシートの積層順は、積層体の第１の端面から第２の端面に向かって絶縁層に含まれる非磁性材料の含有率が変化するように定めることが好ましい。
また、ビアシートとしてコイルシートよりも誘電率が低い材料からなるシートを用いることが好ましい。

積層体を熱圧着して圧着体を得た後、所定のチップ寸法になるように切断し、個片化したチップを得る。個片化したチップに対しては、回転バレルを行い、角部及び稜線部に所定の丸みを付けてもよい。

所定の温度、時間で脱バインダ及び焼成を施すことで、内部にコイルを内蔵した焼成体（積層体）を得る。

Ａｇペーストを所定の厚みに引き伸ばした層にチップを斜めに浸漬させ、焼き付けることで、積層体の４面（主面、端面及び両側面）に外部電極の下地電極を形成する。
上記の方法では、積層体の主面と端面の２回に分けて下地電極を形成する場合に比べて、下地電極を１回で形成することができる。

下地電極に対して、めっきにより、所定の厚みのＮｉ皮膜及びＳｎ皮膜を順次形成して、外部電極を形成する。
以上により、本発明の積層型コイル部品を作製することができる。

１積層型コイル部品
１０積層体
１１第１の端面
１２第２の端面
１３第１の主面
１４第２の主面
１５第１の側面
１６第２の側面
２１第１の外部電極
２２第２の外部電極
３１、３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ、３１ｗ、３１ｘ、３１ｙ、３１ｚ絶縁層（コイル導体間の絶縁層）
３２、３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｗ、３２ｘ、３２ｙ、３２ｚコイル導体
３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ、３３ｇ、３３ｈ、３３ｗ、３３ｘ、３３ｙ、３３ｚビア導体
３５ａ、３５ａ_１、３５ａ_２、３５ａ_３、３５ａ_４、３５ｂ、３５ｂ_１、３５ｂ_２、３５ｂ_３、３５ｂ_４絶縁層（連結導体間の絶縁層）
４１第１の連結導体
４２第２の連結導体

Claims

複数の絶縁層が積層されてなり、内部にコイルを内蔵する積層体と、
前記コイルに電気的に接続されている第１の外部電極及び第２の外部電極と、を備える積層型コイル部品であって、
前記コイルは、前記絶縁層とともに積層された複数のコイル導体が電気的に接続されることにより形成され、
前記積層体は、長さ方向に相対する第１の端面及び第２の端面と、前記長さ方向に直交する高さ方向に相対する第１の主面及び第２の主面と、前記長さ方向および前記高さ方向に直交する幅方向に相対する第１の側面及び第２の側面とを有し、
前記第１の外部電極は、前記第１の端面の一部を覆い、かつ、前記第１の端面から延伸して前記第１の主面の一部を覆って配置され、
前記第２の外部電極は、前記第２の端面の一部を覆い、かつ、前記第２の端面から延伸して前記第１の主面の一部を覆って配置され、
前記第１の主面が実装面であり、
前記積層体の積層方向、及び、前記コイルの軸方向が前記実装面に対して平行であり、
前記コイル導体間の前記絶縁層は磁性材料及び非磁性材料の少なくとも一方を含む材料からなり、
前記積層体の第１の端面から第２の端面に向かって、前記絶縁層に含まれる前記非磁性材料の含有率が変化しており、前記コイル導体間の前記絶縁層として、前記非磁性材料の含有率が異なる５種類以上の絶縁層を用いることを特徴とする積層型コイル部品。
前記非磁性材料はＳｉ及びＺｎを含有する酸化物材料を含む請求項１に記載の積層型コイル部品。
Ｓｉに対するＺｎの含有量（Ｚｎ／Ｓｉ）がモル比換算で１．８以上、２．２以下である請求項２に記載の積層型コイル部品。
前記非磁性材料がさらにＣｕを含む請求項２又は３に記載の積層型コイル部品。
前記非磁性材料はＳｉ、Ｋ、Ｂを含むガラス材料にフィラーが添加された材料を含み、
前記フィラーは石英及びアルミナからなる群から選択された少なくとも１種を含む請求項１に記載の積層型コイル部品。
前記ガラス材料はＳｉをＳｉＯ_２換算で７０重量％以上８５重量％以下、ＢをＢ_２Ｏ_３換算で１０重量％以上２５重量％以下、ＫをＫ_２Ｏ換算で０．５重量％以上５重量％以下、ＡｌをＡｌ_２Ｏ_３に換算して０重量％以上５重量％以下含む請求項５に記載の積層型コイル部品。
前記磁性材料はＮｉ－Ｚｎ－Ｃｕ系フェライト材料である請求項１～６のいずれかに記載の積層型コイル部品。
前記フェライト材料は、ＦｅをＦｅ_２Ｏ_３に換算して４０ｍｏｌ％以上４９．５ｍｏｌ％以下、ＺｎをＺｎＯに換算して２ｍｏｌ％以上３５ｍｏｌ％以下、ＣｕをＣｕＯに換算して６ｍｏｌ％以上１３ｍｏｌ％以下、ＮｉをＮｉＯに換算して１０ｍｏｌ％以上４５ｍｏｌ％以下含む請求項７に記載の積層型コイル部品。
さらに、前記積層体の内部に第１の連結導体及び第２の連結導体を備え、
前記第１の連結導体は、前記第１の端面を覆う部分の前記第１の外部電極とこれに対向する前記コイル導体との間を直線状に接続し、
前記第２の連結導体は、前記第２の端面を覆う部分の前記第２の外部電極とこれに対向する前記コイル導体との間を直線状に接続している請求項１～８のいずれかに記載の積層型コイル部品。
前記第１の連結導体及び前記第２の連結導体は、いずれも、前記積層方向から平面視したときに前記コイル導体と重なり、かつ、前記コイルの中心軸よりも前記実装面側に位置する請求項９に記載の積層型コイル部品。