| 【発明の名称】 |
積層型インダクタ及びその製造方法 |
| 【発明者】 |
【氏名】坂田 啓二
【住所又は居所】京都府長岡京市天神二丁目２６番１０号 株式会社村田製作所内
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| 【要約】 |
【課題】磁路構成の設計の自由度が高く、かつ、小型の積層型インダクタ及びその製造方法を提供する。
【解決手段】積層体１６の上面及び下面にはそれぞれコイル用導体パターン１３ａ〜１３ｇ，１４ａ〜１４ｆが露出し、積層体１６の両側面にはそれぞれ柱状接続導体１５Ａが露出している。積層体１６の両端面を残して、上面、下面及び両側面を絶縁保護膜１７で被覆する。絶縁保護膜１７の材料としては、樹脂やセラミックペースト等が用いられる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 複数の絶縁体層を積み重ねて構成した積層体と、前記積層体の上部に配置された複数のコイル用導体パターンと、前記積層体の下部に配置された複数のコイル用導体パターンと、前記積層体の両側部にそれぞれ配置され、かつ、前記積層体の両側面のそれぞれに少なくとも一つが露出している複数の柱状接続導体と、前記積層体の表面に露出しているコイル用導体パターン及び／又は柱状接続導体を被覆するための絶縁保護膜とを備え、前記上部及び下部のコイル用導体パターンを前記柱状接続導体を介して交互に電気的に直列に接続して構成したコイルが、前記絶縁体層の積み重ね方向に対して垂直な方向にコイル軸を有していること、を特徴とする積層型インダクタ。
【請求項２】 前記複数の柱状接続導体が全て前記積層体の両側面にそれぞれ露出していることを特徴とする請求項１に記載の積層型インダクタ。
【請求項３】 前記複数の柱状接続導体が前記積層体の両側部近傍にそれぞれ配置され、前記コイルと前記積層体の両側面との間にそれぞれ磁路を形成するとともに、前記積層体の両側面のそれぞれに前記柱状接続導体の少なくとも一つが、柱状接続導体の全長にわたって前記コイルの径方向に延在して前記磁路を横切り、前記積層体の両側面に露出していることを特徴とする請求項１に記載の積層型インダクタ。
【請求項４】 前記積層体内に形成されている磁路が非閉磁路であることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の積層型インダクタ。
【請求項５】 前記複数の柱状接続導体が全て前記積層体の両側面にそれぞれ露出するとともに、前記複数の柱状接続導体の一部が前記コイル内に折り返され、該折り返し部分の前記コイルと前記積層体の両側面との間にそれぞれ磁路を形成したことを特徴とする請求項１に記載の積層型インダクタ。
【請求項６】 前記コイルに流れる電流値により閉磁路と開磁路の２段階に変化する磁路が、前記積層体内に形成されていることを特徴とする請求項５に記載の積層型インダクタ。
【請求項７】 スルーホールを設けた絶縁体マザーシートと、複数のコイル用導体パターンをそれぞれ設けた絶縁体マザーシートを積み重ね、一体的に焼成してマザー積層体を焼成するとともに、前記スルーホールを連接して長尺状スルーホールを形成する工程と、前記マザー積層体を前記長尺状スルーホールの位置にて切断して所定のサイズのチップ状積層体を切り出し、前記長尺状スルーホールを２分割してなる柱状接続導体を介して、前記チップ状積層体の上部及び下部にそれぞれ配置されたコイル用導体パターンを交互に電気的に直列に接続し、絶縁体シートの積み重ね方向に対して垂直な方向にコイル軸を有しているコイルを構成する工程と、前記チップ状積層体の表面に露出しているコイル用導体パターン及び／又は柱状接続導体を被覆するための絶縁保護膜を形成する工程と、を備えたことを特徴とする積層型インダクタの製造方法。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、積層型インダクタ、特にＥＭＩフィルタなどとして使用される積層型インダクタ及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の積層型インダクタとして、従来より、図３２に示す積層型インダクタ１が知られている。この積層型インダクタ１は、コイル用導体パターン３ａ〜３ｄを表面に設けた絶縁体シート２ａと、コイル用導体パターン４ａ〜４ｄを表面に設けた絶縁体シート２ｄと、複数のスルーホール５を設けた絶縁体シート２ｂ，２ｃ等を積み重ね、一体的に焼成して積層体を構成している。
【０００３】積層体の上部のコイル用導体パターン３ａ〜３ｄ並びに下部のコイル用導体パターン４ａ〜４ｄはそれぞれ同一層に配置されており、両者は、絶縁体シート２ａ〜２ｃに配置されている複数のスルーホール５を介して電気的に直列に接続され、螺旋状コイルＬを構成している。螺旋状コイルＬは、その軸方向が絶縁体シート２ａ〜２ｄの積み重ね方向に対して垂直であり、かつ、入出力外部電極７，８（図３３参照）に対して垂直である。言い換えると、螺旋状コイルＬの軸方向は、積層型インダクタ１の実装面に対して平行である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、近年の携帯電話端末機に代表される電子機器の高性能化かつ小型化に伴い、積層型インダクタ１にも電気特性向上や小型化の要求が高い。従って、これらの要求を満足させるために、インダクタ１に内蔵されている螺旋状コイルＬとインダクタ１の外面との間に確保されている絶縁領域を小さくする設計が試みられている。ここで、特に問題となるのが、加工の際、スルーホール５がインダクタ１の外面に露出しないように加工精度を考慮して設計することである。しかし、加工精度の制約上、絶縁領域を小さくするのにも限界がある。
【０００５】また、絶縁体シート２ａ〜２ｄの材料として、フェライト等の磁性体材料を使用した場合、図３３に示すように、螺旋状コイルＬによって発生した磁束φは、インダクタ１内を通る。つまり、インダクタ１は閉磁路を構成することになる。従って、このインダクタ１を開磁路構成に変更する場合には、絶縁体シート２ａ〜２ｄの材料として、誘電体材料や絶縁体材料を使用する必要がある。このように、従来の積層型インダクタ１の磁路構成の変更は、通常、絶縁体シート２ａ〜２ｄの材料を選択することによって行われており、インダクタ１の磁路構成の設計の自由度が低いという問題もあった。
【０００６】そこで、本発明の目的は、磁路構成の設計の自由度が高く、かつ、小型の積層型インダクタ及びその製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段及び作用】前記目的を達成するため、本発明に係る積層型インダクタは、（ａ）複数の絶縁体層を積み重ねて構成した積層体と、（ｂ）前記積層体の上部に配置された複数のコイル用導体パターンと、（ｃ）前記積層体の下部に配置された複数のコイル用導体パターンと、（ｄ）前記積層体の両側部にそれぞれ配置され、かつ、前記積層体の両側面のそれぞれに少なくとも一つが露出している複数の柱状接続導体と、（ｅ）前記積層体の表面に露出しているコイル用導体パターン及び／又は柱状接続導体を被覆するための絶縁保護膜とを備え、（ｆ）前記上部及び下部のコイル用導体パターンを前記柱状接続導体を介して交互に電気的に直列に接続して構成したコイルが、前記絶縁体層の積み重ね方向に対して垂直な方向にコイル軸を有していること、を特徴とする。
【０００８】以上の構成により、絶縁保護膜が、積層体の表面に露出しているコイル用導体パターン及び／又は柱状接続導体を被覆するので、精度の高い加工を必要としなくてすむ。
【０００９】また、柱状接続導体の全てを積層体の両側面に露出させることで、絶縁体層の材料が磁性体材料からなるときでも、開磁路構造が得られる。従って、インダクタンスの直流重畳特性が良くなる。
【００１０】また、複数の柱状接続導体を積層体の両側部近傍にそれぞれ配置し、コイルと積層体の両側面との間にそれぞれ磁路を形成するとともに、積層体の両側面のそれぞれに柱状接続導体の少なくとも一つを、柱状接続導体の全長にわたってコイルの径方向に延在させて磁路を横切らせ、積層体の両側面に露出させることを特徴とする。これにより、磁路に非磁性部分が設けられ、閉磁路に近い開磁路構造となり、優れた直流重畳特性が得られるとともに、大きなインダクタンスも得られる。このように、非閉磁路構造には、開磁路構造、並びに、閉磁路に近い開磁路構造を含む。
【００１１】また、本発明に係る積層型インダクタは複数の柱状接続導体が全て積層体の両側面にそれぞれ露出するとともに、複数の柱状接続導体の一部がコイル内に折り返され、該折り返し部分のコイルと積層体の両側面との間にそれぞれ磁路を形成したことを特徴とする。これにより、直流重畳特性が２段階に変化する。
【００１２】また、本発明に係る積層型インダクタの製造方法は、（ｇ）スルーホールを設けた絶縁体マザーシートと、複数のコイル用導体パターンをそれぞれ設けた絶縁体マザーシートを積み重ね、一体的に焼成してマザー積層体を焼成するとともに、前記スルーホールを連接して長尺状スルーホールを形成する工程と、（ｈ）前記マザー積層体を前記長尺状スルーホールの位置にて切断して所定のサイズのチップ状積層体を切り出し、前記長尺状スルーホールを２分割してなる柱状接続導体を介して、前記チップ状積層体の上部及び下部にそれぞれ配置されたコイル用導体パターンを交互に電気的に直列に接続し、絶縁体シートの積み重ね方向に対して垂直な方向にコイル軸を有しているコイルを構成する工程と、（ｉ）前記チップ状積層体の表面に露出しているコイル用導体パターン及び／又は柱状接続導体を被覆するための絶縁保護膜を形成する工程と、を備えたことを特徴とする。以上の方法により、長尺状スルーホールを２分割して柱状接続導体を効率よく形成することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る積層型インダクタ及びその製造方法の実施の形態について添付の図面を参照して説明する。
【００１４】［第１実施形態、図１〜図１０］図１に示すように、積層型インダクタ１１は、直線状のコイル用導体パターン１３ａ〜１３ｇを上面に設けた絶縁体シート１２ａと、直線状のコイル用導体パターン１４ａ〜１４ｆを下面に設けた絶縁体シート１２ｅと、複数の半円形スルーホール１５を縁部に設けた絶縁体シート１２ｂ〜１２ｄ等にて構成されている。
【００１５】コイル用導体パターン１３ａ〜１３ｇ，１４ａ〜１４ｆは、スクリーン印刷、スパッタリング、蒸着、フォトリソグラフィ等の方法により形成されている。コイル用導体パターン１３ａ〜１３ｇ，１４ａ〜１４ｆの材料としては、Ａｇ，Ａｇ−Ｐｄ，Ｐｄ，Ｃｕ，Ｎｉなどが使用される。絶縁体シート１２ａ〜１２ｅの材料としては、フェライト等の磁性体材料やセラミック等の誘電体材料、ガラス等の絶縁体材料を、結合剤などと一緒に混練し、シート状に成形したものである。
【００１６】スルーホール１５は、絶縁体シート１２ａ〜１２ｅにレーザ加工やパンチング加工などにより、予めスルーホール用孔を形成した後、そのスルーホール用孔に導電性ペーストを充填することにより形成される。これらのスルーホール１５は、絶縁体シート１２ａ〜１２ｅの積み重ね方向に連接され、それぞれ柱状接続導体１５Ａ（図２参照）を構成する。
【００１７】コイル用導体パターン１３ａ〜１３ｇは、後述の積層体１６（図２参照）の上面に配置される。コイル用導体パターン１４ａ〜１４ｆは、積層体１６の下面に配置される。上面に配置されたコイル用導体パターン１３ａ〜１３ｇはそれぞれ、絶縁体シート１２ａ〜１２ｅの縁部に設けたスルーホール１５からなる柱状接続導体１５Ａを介して順次下面に配置されたコイル用導体パターン１４ａ〜１４ｆに電気的に直列に接続され、螺旋状コイルＬを構成する。螺旋状コイルＬは、その軸方向が絶縁体シート１２ａ〜１２ｅの積み重ね方向に対して垂直であり、かつ、後述の入出力電極１８，１９（図４参照）に対して垂直である。言い換えると、螺旋状コイルＬの軸方向は、インダクタ１１の実装面に対して平行である。
【００１８】以上の絶縁体シート１２ａ〜１２ｅは積み重ねられた後、一体的に焼成され、図２に示すように、積層体１６とされる。積層体１６の上面及び下面にはそれぞれコイル用導体パターン１３ａ〜１３ｇ，１４ａ〜１４ｆが露出し、積層体１６の両側面にはそれぞれ柱状接続導体１５Ａが全て露出している。
【００１９】次に、図３に示すように、積層体１６の両端面を残して、上面、下面及び両側面を１〜５μｍ程度の絶縁保護膜１７で被覆する。絶縁保護膜１７の材料としては、樹脂やセラミックペースト等が用いられる。樹脂の場合には、エポキシやポリイミド等の高分子樹脂を、塗布、浸漬、印刷、スプレー等の方法によりコイル用導体パターン１３ａ〜１３ｇ等の露出面に付与し、適温にて硬化させる。例えば、浸漬法で形成した場合には、絶縁保護膜１７の厚みは５０〜１００μｍ程度になる。セラミックペーストの場合にも、ガラス等のセラミックペーストを、同様の方法によりコイル用導体パターン１３ａ〜１３ｇ等の露出面に付与し、焼成させる。
【００２０】なお、絶縁保護膜１７は、積層体１６の全表面を被覆するように形成してもよい。ただし、この場合には、積層体１６の両端面のコーナ部を面取りし、コイル用導体パターン１３ａ，１３ｇの端部を露出させる必要がある。コーナ部の面取りは機械切削加工によって行ってもよいが、バレル研磨加工を用いると、積層体１６の両端面以外のコーナ部の面取りも同時に行うことができるので、製造コストが低減する。
【００２１】次に、図４に示すように、積層体１６の両端部には、それぞれ入出力外部電極１８，１９が設けられる。入出力外部電極１８，１９は、それぞれコイル用導体パターン１３ａ，１３ｇに電気的に接続されている。これらの入出力外部電極１８，１９は、Ａｇ，Ａｇ−Ｐｄ，Ｃｕ等の導電性ペーストを塗布後、焼付け、さらに乾式めっきすることによって形成される。なお絶縁保護膜１７が樹脂からなるときは、入出力外部電極１８，１９の導電性ペーストとして、低温で硬化できるものを使用する。例えば、熱硬化型の導電性接着剤などを使用する。
【００２２】図５は、積層型インダクタ１１の内部構造を模式的に示したものである。絶縁体シート１２ａ〜１２ｅがフェライト等の磁性体材料からなる場合でも、螺旋状コイルＬによって発生した磁束φは、インダクタ１１の外を通るので、開磁路を構成することができる。これにより、図６に実線２１で示すように、積層型インダクタ１１のインダクタンスの直流重畳特性が良くなる。比較のために、図６には、図３２に示した絶縁体シート２ａ〜２ｄをフェライト等の磁性体材料で製作した閉磁路構成の従来の積層型インダクタ１の直流重畳特性を、併せて記載している（点線２２参照）。
【００２３】また、絶縁体シート１２ａ〜１２ｅが非磁性体材料からなる場合には、積層型インダクタ１１は空芯コイルとなり、螺旋状コイルＬの内径が大きい高インダクタンス、高Ｑ特性のインダクタが得られる（図７の実線２３参照）。比較のために、図７には、図３２に示した絶縁体シート２ａ〜２ｄを非磁性体材料で製作した従来の積層型インダクタ１のＱ特性を併せて記載している（点線２４参照）。
【００２４】次に、第１実施形態の積層型インダクタ１１をマザー基板を用いて量産する場合について説明する。
【００２５】図８に示すように、積層型インダクタ１１が複数個取れるような広面積の絶縁体マザーシート１２Ａを準備し、縦横にインダクタ１１の配列位置を決定する。インダクタ１１は隣り合うように配列され、その境界部分にはスルーホール用孔が形成される。この位置に合わせて、コイル用導体パターン１３ａ〜１３ｇを、スクリーン印刷などの方法を用いて形成するとともに、スルーホール用孔に導電性ペーストを充填してスルーホール２５を形成する。
【００２６】同様に、図９及び図１０に示すように、広面積の絶縁体マザーシート１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄ，１２Ｅを準備する。絶縁体マザーシート１２Ｂ〜１２Ｄにはそれぞれ、インダクタ１１の配列数分のスルーホール用孔が形成され、さらに、このスルーホール用孔に導電性ペーストを充填してスルーホール２５が形成される。スルーホール２５は隣り合うインダクタ１１の境界部分に位置している。絶縁体マザーシート１２Ｅは、その下面にインダクタ１１の配列数分のコイル用導体パターン１４ａ〜１４ｆが形成される。なお、図８〜図１０において、コイル用導体パターン１３ａ〜１３ｇやスルーホール２５は、中央部の四つのインダクタのもの以外は省略している。
【００２７】次に、こうして加工された絶縁体マザーシート１２Ｅ，１２Ｄ，１２Ｃ，１２Ｂ，１２Ａを、この順に積み重ね、加圧してマザー積層体を形成する。スルーホール２５は連接して長尺状スルーホール２５となる。このマザー積層体をダイサーやレーザビーム、あるいはジェット水流で縦横に切断し、図８〜図１０の一点鎖線で囲んだサイズ毎に切り出し、チップ状の積層体、つまり、図２に示したような積層体１６を得る。このとき、長尺状スルーホール２５は２分割され、横断面が半円形の柱状接続導体１５Ａとなる。チップ状の積層体１６は所定の温度に加熱され、焼成される。この後、前述したように、積層体１６の両端面を残して、上面、下面及び両側面を絶縁保護膜１７で被覆する（図３参照）。次に、図４に示すように、積層体１６の両端部にそれぞれ入出力外部電極１８，１９を設ける。
【００２８】以上の方法によれば、一度で大量に生産でき、低コストで能率良く積層型インダクタ１１を得ることができる。なお、マザー積層体を焼成して、その上下面に樹脂等で絶縁保護膜を形成した後、図８〜図１０の一点鎖線で囲んだサイズ毎に切り出し、チップ状の積層体１６を得るようにしてもよい。また、長尺状スルーホール２５の横断面（分割前）は、楕円形や長方形、正方形などであってもよい。長方形や正方形といった角形の場合には、表面積が大きくなるので特性上好ましい。さらに、導電性ペーストをスルーホール２５に充填する際に、ペースト落ち（抜け）が発生しにくい。
【００２９】［第２実施形態、図１１〜図１９］第２実施形態は、直流重畳特性が良く、かつ、大きなインダクタンスも得られる積層型インダクタについて説明する。図１１に示すように、積層型インダクタ３１は、コイル用導体パターン３４ａ〜３４ｇを上面に設けた絶縁体シート３２ａと、コイル用導体パターン３５ａ〜３５ｆを下面に設けた絶縁体シート３２ｅと、複数のスルーホール３６，３７を縁部に設けた絶縁体シート３２ｂ〜３２ｄと、保護シート３３等にて構成されている。絶縁体シート３２ａ〜３２ｅは、フェライト等の磁性体材料やセラミック等の誘電体材料、絶縁体材料からなる。保護シート３３は、ガラス系の非磁性セラミックシート等からなる。
【００３０】スルーホール３６，３７は、絶縁体シート３２ａ〜３２ｅの積み重ね方向に連接され、それぞれ柱状接続導体３６Ａ，３７Ａ（図１２参照）を構成する。スルーホール３７は絶縁体シート３２ａ〜３２ｅの手前側又は奥側の辺にそれぞれ達する長穴形状を有している。
【００３１】コイル用導体パターン３４ａ〜３４ｇは、後述の積層体３８（図１２参照）の上部に配置される。コイル用導体パターン３５ａ〜３５ｆは、積層体３８の下部に配置される。上部に配置されたコイル用導体パターン３４ａ〜３４ｇはそれぞれ、絶縁体シート３２ａ〜３２ｅの縁部に設けたスルーホール３６，３７からなる柱状接続導体３６Ａ，３７Ａを介して順次下部に配置されたコイル用導体パターン３５ａ〜３５ｆに電気的に直列に接続され、螺旋状コイルＬを構成する。螺旋状コイルＬは、その軸方向が絶縁体シート３２ａ〜３２ｅの積み重ね方向に対して垂直である。
【００３２】以上の各シート３２ａ〜３２ｅ，３３は積み重ねられた後、一体的に焼成され、図１２に示すように、積層体３８とされる。積層体３８の両側面にはそれぞれ柱状接続導体３７Ａが露出し、積層体３８の両端面にはそれぞれコイル用導体パターン３４ａ，３４ｇの端部が露出している。
【００３３】次に、図１３に示すように、積層体３８の両側面をそれぞれ絶縁保護膜３９，４０で被覆する。絶縁保護膜３９，４０の材料としては、樹脂やセラミックペースト等が用いられる。
【００３４】次に、図１４に示すように、積層体３８の両端部にそれぞれ入出力外部電極４１，４２が設けられる。入出力外部電極４１，４２は、それぞれコイル用導体パターン３４ａ，３４ｇに電気的に接続されている。
【００３５】図１５は、積層型インダクタ３１の内部構造を模式的に示したものである。絶縁体シート３２ａ〜３２ｅがフェライト等の磁性体材料からなる場合、螺旋状コイルＬと積層体３８の両側面との間にそれぞれ磁路が形成される。従って、螺旋状コイルＬによって発生した磁束φはインダクタ１１の内部を通る。ところが、柱状接続導体３７Ａが、その全長にわたって螺旋状コイルＬの径方向に延在し、前記磁路を横切っている。そのため、前記磁路の一部に配設された非磁性体からなる柱状接続導体３７Ａによって、インダクタ３１は完全な閉磁路にはならず、閉磁路に近い構造となる。
【００３６】この結果、インダクタ３１は大きなインダクタンスを有することができる。さらに、磁路に非磁性部分のギャップが設けられているため、この非磁性部分で磁束漏れが生じて磁気抵抗が増大する。これにより、図１６に実線４４で示すように、積層型インダクタ３１のインダクタンスの直流重畳特性を向上させることができる。比較のために、図１６には、図３２に示した絶縁体シート２ａ〜２ｄをフェライト等の磁性体材料で製作した閉磁路構成の従来の積層型インダクタ１の直流重畳特性を、併せて記載している（点線４５参照）。なお、非磁性部分を形成する柱状接続導体３７Ａは一つである必要はなく、複数であってもよい。また、磁路の非磁性部分を、空洞にしたり、他の非磁性材料を充填したりして形成してもよい。
【００３７】次に、第２実施形態の積層型インダクタ３１をマザー基板を用いて量産する場合について説明する。
【００３８】図１７に示すように、積層型インダクタ３１が複数個取れるような広面積の絶縁体マザーシート３２Ａを準備し、縦横にインダクタ３１の配列位置を決定する。インダクタ３１は隣り合うように配列され、その境界部分には１箇所だけ共有のスルーホール用孔が形成され、さらに、各インダクタ３１毎に個別のスルーホール用孔が形成される。この位置に合わせて、コイル用導体パターン３４ａ〜３４ｇを、スクリーン印刷などの方法を用いて形成するとともに、スルーホール用孔に導電性ペーストを充填してスルーホール４６，４７を形成する。スルーホール４７は長穴形状を有している。
【００３９】同様に、図１８及び図１９に示すように、広面積の絶縁体マザーシート３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄ，３２Ｅを準備する。絶縁体マザーシート３２Ｂ〜３２Ｄにはそれぞれ、インダクタ３１の配列数分のスルーホール用孔が形成され、さらに、このスルーホール用孔に導電性ペーストを充填してスルーホール４６，４７が形成される。絶縁体マザーシート３２Ｅは、その下面にインダクタ３１の配列数分のコイル用導体パターン３５ａ〜３５ｆが形成される。
【００４０】次に、こうして加工された絶縁体マザーシート３２Ｅ，３２Ｄ，３２Ｃ，３２Ｂ，３２Ａを、この順に積み重ね、さらに、広面積の保護マザーシートを上下に配置した後、加圧してマザー積層体を形成する。スルーホール４６，４７は連接して長尺状スルーホール４６，４７となる。このマザー積層体をダイサーやレーザビーム、あるいはジェット水流で縦横に切断し、図１７〜図１９の一点鎖線で囲んだサイズ毎に切り出し、チップ状の積層体、つまり、図１２に示したような積層体３８を得る。このとき、長尺状スルーホール４７は２分割され、柱状接続導体３７Ａとなる。長尺状スルーホール４６は、そのまま柱状接続導体３６Ａとなる。チップ状の積層体３８は所定の温度に加熱され、焼成される。この後、前述したように、積層体３８の両側面を絶縁保護膜３９，４０で被覆する（図１３参照）。次に、図１４に示すように、積層体３８の両端部にそれぞれ入出力外部電極４１，４２を設ける。
【００４１】以上の方法によれば、一度で大量に生産でき、低コストで能率良く積層型インダクタ３１を得ることができる。
【００４２】［第３実施形態、図２０〜図３１］図２０に示すように、積層型インダクタ５１は、コイル用導体パターン５３ａ〜５３ｇを上面に設けた絶縁体シート５２ａと、コイル用導体パターン５４ａ〜５４ｆを下面に設けた絶縁体シート５２ｋと、複数の半円形スルーホール６０を縁部に設けた絶縁体シート５２ｂ〜５２ｄ，５２ｉ，５２ｊと、折り返し導体パターン５５，５７、５６，５８をそれぞれ上面に設けた絶縁体シート５２ｅ，５２ｈと、複数の円形スルーホール６１を縁部に設けた絶縁体シート５２ｆ，５２ｇ等にて構成されている。
【００４３】スルーホール６０，６１は、それぞれ絶縁体シート５２ａ〜５２ｋの積み重ね方向に連接され、折り返し導体パターン５５，５６、５７，５８とともにそれぞれ柱状接続導体６０Ａ（図２１参照）を構成する。この柱状接続導体６０Ａは、スルーホール６１及び折り返し導体パターン５５〜５８が形成されている部分が、後述の螺旋状コイルＬの内側（コイルＬの径方向）に折り返されている。
【００４４】コイル用導体パターン５３ａ〜５３ｇは、後述の積層体６６（図２１参照）の上部に配置される。コイル用導体パターン５４ａ〜５４ｆは、積層体６６の下部に配置される。上部に配置されたコイル用導体パターン５３ａ〜５３ｇはそれぞれ、絶縁体シート５２ａ〜５２ｋの縁部に設けたスルーホール６０，６１及び折り返し導体パターン５５〜５８からなる柱状接続導体６０Ａを介して順次下部に配置されたコイル用導体パターン５４ａ〜５４ｆに電気的に直列に接続され、螺旋状コイルＬを構成する。螺旋状コイルＬは、その軸方向が絶縁体シート５２ａ〜５２ｋの積み重ね方向に対して垂直である。
【００４５】以上の各シート５２ａ〜５２ｋは積み重ねられ、さらに、上下に保護シートが配置された後、一体的に焼成され、図２１に示すように、積層体６６とされる。積層体６６の両側面にはそれぞれ柱状接続導体６０Ａが露出し、積層体６６の両端面にはそれぞれコイル用導体パターン５３ａ，５３ｇの端部が露出している。
【００４６】次に、図２２に示すように、積層体６６の両側面をそれぞれ絶縁保護膜６９，７０で被覆する。絶縁保護膜６９，７０の材料としては、樹脂やセラミックペースト等が用いられる。
【００４７】次に、図２３に示すように、積層体６６の両端部にそれぞれ入出力外部電極７１，７２が設けられる。入出力外部電極７１，７２は、それぞれコイル用導体パターン５３ａ，５３ｇに電気的に接続されている。
【００４８】図２４は、積層型インダクタ５１の内部構造を模式的に示したものである。絶縁体シート５２ａ〜５２ｋがフェライト等の磁性体材料からなる場合、螺旋状コイルＬの折り返し部分のスルーホール６１と積層体６６の両側面との間にそれぞれ微小磁路が形成される。これにより、積層型インダクタ５１の直流重畳特性を２段階に変化させることができる。すなわち、螺旋状コイルＬに流れる電流が小さいときの磁束φ１は、スルーホール６１と積層体６６の両側面との間に形成されている微小磁路を通って、インダクタ５１の内部を周回する。従って、インダクタ５１は閉磁路構成となり、大きなインダクタンスが得られる。
【００４９】一方、螺旋状コイルＬに流れる電流が大きくなり、ある値を超えると、前記微小磁路での磁束密度が大きくなり、磁気飽和を起こすため、インダクタ５１のインダクタンスが低下する。この段階で、磁束φ２はインダクタ５１の外を通るようになり、インダクタ５１は開磁路構成に変わり、螺旋状コイルＬに流れる電流がさらに大きくなってもインダクタンス低下が起きにくくなる。
【００５０】このように、低負荷時に大きなインダクタンスが得られるので、ＤＣ／ＤＣコンバータ等にこのインダクタ５１を使用した場合には、低電流出力時の波形を安定化でき、待機時にも安定した出力が得られる。図２５は、インダクタ５１の直流重畳特性を示すものである（実線７４参照）。比較のために、図２５には、図３２に示した絶縁体シート２ａ〜２ｄをフェライト等の磁性体材料で製作した閉磁路構成の従来の積層型インダクタ１の直流重畳特性を、併せて記載している（点線７５参照）。
【００５１】なお、本第３実施形態では、前記微小磁路を積層体６６の厚み方向において、略中央に配置したが、積層体６６の上面側あるいは下面側に配置してもよい。また、微小磁路は積層体６６の手前側又は奥側のいずれか一方の側面のみに配置するものであってもよい。また、保護シートの材料として、磁性材を使用した場合には、螺旋状コイルＬによって発生した磁束φが保護シートの部分を通るため、特に、スルーホール６１と折り返し導体パターン５５〜５８にて微小磁路を構成する必要がなくなる。
【００５２】次に、第３実施形態の積層型インダクタ５１をマザー基板を用いて量産する場合について説明する。
【００５３】図２６に示すように、積層型インダクタ５１が複数個取れるような広面積の絶縁体マザーシート５２Ａを準備し、縦横にインダクタ５１の配列位置を決定する。インダクタ５１は隣り合うように配列され、その境界部分にはスルーホール用孔が形成される。この位置に合わせて、コイル用導体パターン５３ａ〜５３ｇを、スクリーン印刷などの方法を用いて形成するとともに、スルーホール用孔に導電性ペーストを充填してスルーホール８０を形成する。
【００５４】同様に、図２７〜図３１に示すように、広面積の絶縁体マザーシート５２Ｂ〜５２Ｋを準備する。絶縁体マザーシート５２Ｂ〜５２Ｋにはそれぞれ、インダクタ５１の配列数分のスルーホール８０，８１や折り返し導体パターン５５〜５８、コイル用導体パターン５４ａ〜５４ｆが形成されている。
【００５５】次に、こうして加工された絶縁体マザーシート５２Ｋ〜５２Ａを、この順に積み重ね、さらに、広面積の保護マザーシートを上下に配置した後、加圧してマザー積層体を形成する。スルーホール８０，８１と折り返し導体パターン５５〜５８は連接して長尺状スルーホールとなる。このマザー積層体をダイサーやレーザビーム、あるいはジェット水流で縦横に切断し、図２６〜図３１の一点鎖線で囲んだサイズ毎に切り出し、チップ状の積層体、つまり、図２１に示したような積層体６６を得る。このとき、長尺状スルーホールはその一部分（スルーホール８０の部分）が２分割され、柱状接続導体６０Ａとなる。チップ状積層体６６は所定の温度に加熱され、焼成される。この後、前述したように、積層体６６の両側面を絶縁保護膜６９，７０で被覆する（図２２参照）。次に、図２３に示すように、積層体６６の両端部にそれぞれ入出力外部電極７１，７２を設ける。
【００５６】以上の方法によれば、一度で大量に生産でき、低コストで能率良く積層型インダクタ５１を得ることができる。
【００５７】［他の実施形態］なお、本発明は前記実施形態に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。
【００５８】積層型インダクタを製造する場合、コイル用導体パターンやスルーホールを設けた絶縁体シート等を積み重ねた後、一体的に焼成する工法に必ずしも限定されない。絶縁体シートは予め焼成されたものを用いてもよい。また、以下に説明する工法によって積層型インダクタを製造してもよい。すなわち、印刷などの手段によりペースト状の絶縁体材料にて絶縁体層を形成した後、その絶縁体層の表面にペースト状の導電性材料を塗布してコイル用導体パターンを形成する。次に、ペースト状の絶縁体材料を前記コイル用導体パターンの上から塗布してコイル用導体が内蔵された絶縁体層とする。同様にして、順に重ね塗りをしながら、コイル用導体の必要な箇所をスルーホールで電気的に接続することにより、積層構造を有するインダクタが得られる。
【００５９】また、積層体の側面に形成される柱状接続導体は、スルーホールに導電性ペーストを充填したものに限らず、導電性ペーストを積層体の側面に直接塗布する方法やめっき法などでもよい。
【００６０】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明によれば、絶縁保護膜が積層体の表面に露出しているコイル用導体パターン及び／又は柱状接続導体を被覆するので、精度の高い加工を必要としなくてすむ。
【００６１】また、柱状接続導体の全てを積層体の両側面に露出させることで、絶縁体層の材料が磁性体材料からなるときでも、開磁路構造を得ることができる。従って、インダクタンスの直流重畳特性を向上させることができる。
【００６２】また、コイルと積層体の両側面との間にそれぞれ磁路を形成するとともに、積層体の両側面のそれぞれに柱状接続導体の少なくとも一つを、柱状接続導体の全長にわたってコイルの径方向に延在させて磁路を横切らせ、積層体の両側面に露出させることにより、磁路に非磁性部分が設けられ、直流重畳特性が良く、かつ、大きなインダクタンスが得られる。
【００６３】また、複数の柱状接続導体を全て積層体の両側面にそれぞれ露出させるとともに、複数の柱状接続導体の一部をコイル内に折り返し、該折り返し部分のコイルと積層体の両側面との間にそれぞれ磁路を形成することにより、直流重畳特性を２段階に変化させることができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００６２３１
【氏名又は名称】株式会社村田製作所
【住所又は居所】京都府長岡京市天神二丁目２６番１０号
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| 【出願日】 |
平成１３年８月１０日（２００１．８．１０） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９１４３２
【弁理士】
【氏名又は名称】森下 武一
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| 【公開番号】 |
特開２００３−５９７２２（Ｐ２００３−５９７２２Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１５年２月２８日（２００３．２．２８） |
| 【出願番号】 |
特願２００１−２４４８７７（Ｐ２００１−２４４８７７） |
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