JP4133677B2 - Multilayer electronic components - Google Patents
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Description
本発明は、磁性体層とコイル用導体パターンを積層し、磁性体層間のコイル用導体パターンを接続して積層体内にコイルが形成された積層型電子部品に関する。 The present invention relates to a multilayer electronic component in which a magnetic layer and a coil conductor pattern are laminated, and a coil is formed in the laminate by connecting the coil conductor patterns between magnetic layers.
従来の積層型電子部品に、例えば、図３に示す様に、磁性体層３１とコイル用導体パターン３２を積層し、磁性体層間のコイル用導体パターン３２を螺旋状に接続し、これら積層体内にコイルが形成されたものがある（例えば、特許文献１、２を参照。）。このコイルの両端は、積層体の端面に引き出され、外部端子に接続される。
このような積層型電子部品をシート積層法で製造した場合、同じ厚みの磁性体シートを用いるため各磁性体層の厚みが同じになる。 When such a multilayer electronic component is manufactured by the sheet lamination method, the magnetic layers having the same thickness are used, so that the thickness of each magnetic layer is the same.
この様に形成された従来の積層型電子部品は、図３に点線で示す様に、各磁性体層を貫く磁束数が積層体の磁性体層とコイル用導体パターンの積層方向の中心に行くほど多くなっており、積層体を構成する磁性体が局所的に磁気飽和するという問題があった。積層体を構成する磁性体が局所的に磁気飽和した場合、インダクタンスが減少したり、ヒステリシス損の増加によって発熱したりする。通常、この様な現象を評価するのにコイルの直流重畳特性が用いられる。コイルに直流電流が重畳されていない時の値から１０％低下する重畳電流を定格電流と称し、この値が大きい程コイルとして良好な製品と判断されている。しかしながら、従来の積層型電子部品は、前述の様に積層体を構成する磁性体が局所的に磁気飽和してしまうために、定格電流を大きくすることができなかった。 In the conventional multilayer electronic component formed in this way, as indicated by a dotted line in FIG. 3, the number of magnetic fluxes penetrating each magnetic layer goes to the center in the stacking direction of the multilayer magnetic layer and the coil conductor pattern. There was a problem that the magnetic material constituting the laminate was locally magnetically saturated. When the magnetic body constituting the laminated body is locally magnetically saturated, the inductance decreases or heat is generated due to an increase in hysteresis loss. Usually, the DC superposition characteristics of the coil are used to evaluate such a phenomenon. The superimposed current that decreases by 10% from the value when no direct current is superimposed on the coil is referred to as the rated current, and the larger this value, the better the product is determined as the coil. However, in the conventional multilayer electronic component, the rated current cannot be increased because the magnetic bodies constituting the multilayer body are locally magnetically saturated as described above.
本発明は、積層体を構成する磁性体が局所的に磁気飽和するのを防止して定格電流を大きくすることができる積層型電子部品を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a multilayer electronic component capable of increasing a rated current by preventing local magnetic saturation of a magnetic body constituting the multilayer body.
本発明の積層型電子部品は、積層体を構成する磁性体層の厚みや透磁率を改良することにより前述の課題を解決するものである。すなわち、磁性体層とコイル用導体パターンを積層し、磁性体層間のコイル用導体パターンを接続して積層体内にコイルが形成された積層型電子部品において、コイルは、磁性体層とコイル用導体パターンの積層方向に隣接するコイル用導体パターン間の間隔を、積層体の表面から積層体の中心へ向けて順次拡大して形成される。
また、本発明は、磁性体層とコイル用導体パターンを積層し、磁性体層間のコイル用導体パターンを接続して積層体内にコイルが形成された積層型電子部品において、積層体は、磁性体層とコイル用導体パターンの積層方向において積層体の表面から積層体の中心へ向けて磁性体層の透磁率を小さくして形成する。
The multilayer electronic component of the present invention solves the above-mentioned problems by improving the thickness and magnetic permeability of the magnetic layer constituting the multilayer body. That is, in a laminated electronic component in which a magnetic layer and a coil conductor pattern are stacked and a coil conductor pattern between magnetic layers is connected to form a coil in the laminate, the coil is composed of the magnetic layer and the coil conductor. The distance between the coil conductor patterns adjacent to each other in the pattern stacking direction is sequentially increased from the surface of the stack toward the center of the stack.
The present invention also relates to a multilayer electronic component in which a magnetic layer and a coil conductor pattern are laminated, and a coil conductor pattern is connected between the magnetic layers to form a coil in the laminate. The magnetic layer is formed so that the magnetic permeability of the magnetic layer is reduced from the surface of the multilayer body toward the center of the multilayer body in the lamination direction of the layer and the coil conductor pattern.
本発明の積層型電子部品は、積層体内に形成されたコイルが、磁性体層とコイル用導体パターンの積層方向に隣接するコイル用導体パターン間の間隔を積層体の表面側から積層体の中心へ向けて順次拡大して形成されるので、積層体を構成する磁性体が局所的に磁気飽和するのを防止することができ、定格電流を大きくすることができる。
また、本発明の積層型電子部品は、積層体が、磁性体層とコイル用導体パターンの積層方向において積層体の表面側から積層体の中心へ向けて磁性体層の透磁率を小さくして形成されるので、積層体を構成する磁性体が局所的に磁気飽和するのを防止することができ、定格電流を大きくすることができる。
In the multilayer electronic component of the present invention, the coil formed in the multilayer body has a gap between the coil conductor patterns adjacent to each other in the lamination direction of the magnetic layer and the coil conductor pattern from the surface side of the multilayer body to the center of the multilayer body. Therefore, it is possible to prevent local magnetic saturation of the magnetic body constituting the laminated body and increase the rated current.
In the multilayer electronic component according to the present invention, the laminate has a reduced permeability of the magnetic layer from the surface side of the laminate to the center of the laminate in the lamination direction of the magnetic layer and the coil conductor pattern. Since it is formed, it is possible to prevent the magnetic body constituting the laminated body from being locally magnetically saturated and to increase the rated current.
本発明の積層型電子部品は、磁性体層とコイル用導体パターンを積層し、磁性体層間のコイル用導体パターンを螺旋状に接続して積層体内にコイルが形成される。この時、コイルは、磁性体層とコイル用導体パターンの積層方向に隣接するコイル用導体パターンを積層体の表面側から積層体の中心へ向けて順次拡大して形成される。この様な積層型電子部品は、コイル用導体パターン間に位置する磁性体層の厚みが積層体の中心部にいくほど厚くなる。一般に磁束ΦはＮＩ＝ＲｍΦ（ただし、Ｎはターン数、Ｉは電流、Ｒｍは磁気抵抗）の関係にあり、磁気抵抗ＲｍはＲｍ＝ｌｅ／μＡｅ（ただし、ｌｅは実効磁路長、Ａｅは実効磁路断面積、μは透磁率）となる。本発明の積層型電子部品は、磁性体層の厚みが積層体の中心に行くほど厚くなっているので、積層体の中心に行くほど実効磁路長ｌｅが長くなって磁気抵抗Ｒｍが大きくなる。
また、本発明の積層型電子部品は、コイル用導体パターン間に位置する磁性体層の透磁率が磁性体層とコイル用導体パターンの積層方向において積層体の表面側から積層体の中心に向けて順次小さくなる様に形成される。この様な積層型電子部品は、磁性体層の透磁率が積層体の中心に行くほど小さくなっているので、前述の式より積層体の中心に行くほど磁気抵抗Ｒｍが大きくなる。
従って、本発明の積層型電子部品は、コイル用導体パターンにより発生する磁束Φの大きさを調整して積層体の表面側の磁束密度と積層体の中心部の磁束密度をほぼ等しくすることができる。
In the multilayer electronic component of the present invention, a magnetic layer and a coil conductor pattern are laminated, and the coil conductor pattern between the magnetic layers is spirally connected to form a coil in the laminate. At this time, the coil is formed by sequentially enlarging the coil conductor pattern adjacent in the stacking direction of the magnetic layer and the coil conductor pattern from the surface side of the stack toward the center of the stack. In such a multilayer electronic component, the thickness of the magnetic layer located between the coil conductor patterns increases as the thickness increases toward the center of the multilayer body. In general, the magnetic flux Φ has a relationship of NI = R m Φ (where N is the number of turns, I is a current, and R m is a magnetic resistance), and the magnetic resistance R m is R m = l e / μA e (where l e Is the effective magnetic path length, Ae is the effective magnetic path cross-sectional area, and μ is the magnetic permeability). In the multilayer electronic component according to the present invention, the thickness of the magnetic layer increases toward the center of the multilayer body. Therefore, the effective magnetic path length l e increases and the magnetic resistance R m increases toward the center of the multilayer body. growing.
Further, in the multilayer electronic component of the present invention, the magnetic permeability of the magnetic layer located between the coil conductor patterns is directed from the surface side of the laminate to the center of the laminate in the lamination direction of the magnetic layer and the coil conductor pattern. Are formed so as to become sequentially smaller. Such multilayer electronic component, since the magnetic permeability of the magnetic layer is reduced toward the center of the stack, the magnetoresistive R m is increased toward the center of the laminate from the above equation.
Therefore, in the multilayer electronic component of the present invention, the magnitude of the magnetic flux Φ generated by the coil conductor pattern can be adjusted so that the magnetic flux density on the surface side of the multilayer body and the magnetic flux density at the center of the multilayer body are substantially equal. it can.
以下、本発明の積層型電子部品を図１、図２を参照して説明する。
図１は本発明の積層型電子部品の第１の実施例を示す断面図である。
図１において、１１Ａ〜１１Ｉは磁性体層、１２Ａ〜１２Ｈはコイル用導体パターンである。
磁性体層１１Ａ〜１１Ｉは、フェライトを用いて形成される。この時、磁性体層１１Ａ〜１１Ｉは、同じ透磁率となる様に形成される。また、積層型電子部品をシート積層法で製造する場合には磁性体シートを用いて磁性体層が形成され、積層型電子部品を印刷積層法で製造する場合には下層の磁性体層上にフェライトを印刷することにより磁性体層が形成される。
磁性体層１１Ａの表面には、コイル用導体パターン１２Ａが形成される。コイル用導体パターン１２Ａは、１ターン未満分が形成され、その一端が磁性体層１１Ａの端面に引き出される。
磁性体層１１Ｂの表面には、コイル用導体パターン１２Ｂが形成される。コイル用導体パターン１２Ｂは、１ターン未満分が形成され、その一端がコイル用導体パターン１２Ａの他端に接続される。
磁性体層１１Ｃの表面には、コイル用導体パターン１２Ｃが形成される。コイル用導体パターン１２Ｃは、１ターン未満分が形成され、一端がコイル用導体パターン１２Ｂの他端に接続される。
磁性体層１１Ｄの表面には、１ターン未満のコイル用導体パターン１２Ｄが形成される。コイル用導体パターン１２Ｄは、一端がコイル用導体パターン１２Ｃの他端に接続される。
磁性体層１１Ｅの表面には、１ターン未満のコイル用導体パターン１２Ｅが形成され、一端がコイル用導体パターン１２Ｄの他端に接続される。
磁性体層１１Ｆの表面には、コイル用導体パターン１２Ｆが形成される。コイル用導体パターン１２Ｆの一端は、コイル用導体パターン１２Ｅの他端に接続される。
磁性体層１１Ｇの表面には、コイル用導体パターン１２Ｇが形成され、その一端がコイル用導体パターン１２Ｆの他端に接続される。
磁性体層１１Ｈの表面には、コイル用導体パターン１２Ｈが形成される。コイル用導体パターン１２Ｈは、一端がコイル用導体パターン１２Ｇの他端に接続され、他端が磁性体層１１Ｈの端面に引き出される。この様にコイル用導体パターン１２Ａ〜１２Ｈを螺旋状に接続することにより積層体内にコイルが形成される。
磁性体層１１Ｉは、保護用の磁性体層であり、磁性体層１１Ｈ上に積層することによりコイル用導体パターン１２Ｈが保護される。
この様に磁性体層１１Ａ〜１１Ｉとコイル用導体パターン１２Ａ〜１２Ｈが積層された積層体の端面には、外部端子が形成される。この外部端子は、積層体の端面に引き出されたコイル用導体パターンと接続される。
また、コイル用導体パターン間に位置する磁性体層１１Ｂ〜１１Ｈは、磁性体層１１Ｂの厚みｔ１から順に磁性体層１１Ｃの厚みｔ２、磁性体層１１Ｄの厚みｔ３、磁性体層１１Ｅの厚みｔ４と積層体の中心にいくほど磁性体層の厚みが厚くなり、磁性体層１１Ｅの厚みｔ４から順に磁性体層１１Ｆの厚みｔ５、磁性体層１１Ｇの厚みｔ６、磁性体層１１Ｈの厚みｔ７と積層体の表面側にいくほど磁性体層の厚みが薄くなる。
Hereinafter, the multilayer electronic component of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a sectional view showing a first embodiment of the multilayer electronic component of the present invention.
In FIG. 1, 11A to 11I are magnetic layers, and 12A to 12H are coil conductor patterns.
The
A
A coil conductor pattern 12B is formed on the surface of the magnetic layer 11B. The coil conductor pattern 12B is formed with less than one turn, and one end thereof is connected to the other end of the
A coil conductor pattern 12C is formed on the surface of the
A coil conductor pattern 12D having less than one turn is formed on the surface of the
A
A
A coil conductor pattern 12G is formed on the surface of the magnetic layer 11G, and one end thereof is connected to the other end of the
A
The magnetic layer 11I is a protective magnetic layer, and the
In this way, external terminals are formed on the end surfaces of the laminate in which the
Further, the magnetic layers 11B to 11H located between the coil conductor patterns have a thickness t2 of the
この様に形成された積層型電子部品は、磁性体層の厚みが積層体の中心にいくほど厚くなるので、積層体の中心にいくほど磁気抵抗Ｒｍが大きくなり、図１に点線で示す様にそれぞれのコイル用導体パターンにより発生する磁束Φ１〜Φ８の大きさが等しくなる。 The formed multilayer electronic component in this manner, since the thickness of the magnetic layer becomes thicker toward the center of the stack, the magnetoresistive R m is increased toward the center of the stack, indicated by the dotted line in FIG. 1 Similarly, the magnitudes of the magnetic fluxes Φ1 to Φ8 generated by the coil conductor patterns are equal.
図２は、本発明の積層型電子部品の第２の実施例を示す断面図である。
磁性体層２１Ａ〜２１Ｉは、フェライトを用いて形成される。この時、磁性体層２１Ａ〜２１Ｉは、同じ厚みとなる様に形成される。
磁性体層２１Ａの表面には、コイル用導体パターン２２Ａが形成される。コイル用導体パターン２２Ａは、その一端が磁性体層２１Ａの端面に引き出される。
磁性体層２１Ｂの表面には、コイル用導体パターン２２Ｂが形成される。コイル用導体パターン２２Ｂは、一端がコイル用導体パターン２２Ａの他端に接続される。
磁性体層２１Ｃの表面には、コイル用導体パターン２２Ｃが形成され、一端がコイル用導体パターン２２Ｂの他端に接続される。
磁性体層２１Ｄの表面には、コイル用導体パターン２２Ｄが形成され、一端がコイル用導体パターン２２Ｃの他端に接続される。
磁性体層２１Ｅの表面には、コイル用導体パターン２２Ｅが形成され、一端がコイル用導体パターン２２Ｄの他端に接続される。
磁性体層２１Ｆの表面には、コイル用導体パターン２２Ｆが形成され、一端がコイル用導体パターン２２Ｅの他端に接続される。
磁性体層２１Ｇの表面には、コイル用導体パターン２２Ｇが形成され、一端がコイル用導体パターン２２Ｆの他端に接続される。
磁性体層２１Ｈの表面には、コイル用導体パターン２２Ｈが形成される。コイル用導体パターン２２Ｈは、一端がコイル用導体パターン２２Ｇの他端に接続され、他端が磁性体層２１Ｈの端面に引き出される。
磁性体層２１Ｉは、保護用の磁性体層であり、磁性体層２１Ｈ上に積層することによりコイル用導体パターン２２Ｈが保護される。
この様に磁性体層とコイル用導体パターンが積層された積層体の端面には、外部端子が形成される。この外部端子は、積層体の端面に引き出されたコイル用導体パターンと接続される。
また、コイル用導体パターン間に位置する磁性体層２１Ｂ〜２１Ｈは、磁性体層２１Ｂの透磁率から順に磁性体層２１Ｃの透磁率、磁性体層２１Ｄの透磁率、磁性体層２１Ｅの透磁率と積層体の中心にいくほど磁性体層の透磁率が小さくなり、逆に、磁性体層２１Ｅの透磁率から順に磁性体層２１Ｆの透磁率、磁性体層２１Ｇの透磁率、磁性体層２１Ｈの透磁率と積層体の表面側にいくほど磁性体層の透磁率が大きくなる。
FIG. 2 is a sectional view showing a second embodiment of the multilayer electronic component of the present invention.
The
A
A
A
A
A
A
A
A
The magnetic layer 21I is a protective magnetic layer and is laminated on the
Thus, external terminals are formed on the end face of the laminate in which the magnetic layer and the coil conductor pattern are laminated. This external terminal is connected to the coil conductor pattern drawn out on the end face of the laminate.
Further, the
この様に形成された積層型電子部品は、磁性体層の透磁率が積層体の中心にいくほど小さくなるので、積層体の中心にいくほど磁気抵抗Ｒｍが大きくなり、それぞれのコイル用導体パターンにより発生する磁束の大きさが等しくなる。 The formed multilayer electronic component in this manner, since the magnetic permeability of the magnetic layer is decreased toward the center of the laminate, the magnetoresistance R m toward the center of the laminate is increased, conductor each coil The magnitude of the magnetic flux generated by the pattern becomes equal.
この様に本発明の積層型電子部品は、積層体の中心にいくほど磁気抵抗Ｒｍを大きくすることができるので、それぞれのコイル導体パターンにより発生する磁束の大きさを積層体内で局所的に磁気飽和しない様に調整することができる。 Multilayer electronic components such as the present invention, it is possible to increase the magnetic resistance R m toward the center of the laminate locally the magnitude of the magnetic flux generated by the respective coil conductor patterns in the laminate It can be adjusted so as not to cause magnetic saturation.
以上、本発明の積層型電子部品の実施例を述べたが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。例えば、第１の実施例において、磁性体層に同じ透磁率のもの用いる場合を示したが、磁性体層は、積層体の中心にいくほど透磁率が小さくなるように材料を選択してもよい。また、第２の実施例において、磁性体層の厚みを同じにする場合を示したが、磁性体層の厚みを積層体の中心にいくほど厚くなるようにしてもよい。さらに、実施例ではコイルの場合を示したが、本発明は、積層体内に複数のコイルが形成されたり、コイルとコンデンサが一体に形成されたものについても適用することができる。 As mentioned above, although the Example of the multilayer electronic component of this invention was described, this invention is not limited to these Examples. For example, in the first embodiment, the case where the magnetic layer having the same magnetic permeability is used is shown. However, the magnetic layer may be selected by selecting a material so that the magnetic permeability becomes smaller toward the center of the laminated body. Good. In the second embodiment, the case where the thickness of the magnetic layer is the same is shown. However, the thickness of the magnetic layer may be increased toward the center of the laminate. Furthermore, although the case of a coil was shown in the embodiment, the present invention can be applied to a case in which a plurality of coils are formed in a laminated body or a coil and a capacitor are integrally formed.
１１Ａ〜１１Ｉ 磁性体層
１２Ａ〜１２Ｈ コイル用導体パターン
11A-11I
Claims (2)
該コイルは、３層以上の磁性体層と該磁性体層間のコイル用導体パターンを備え、該コイル用導体パターンを螺旋状に接続して構成され、磁性体層とコイル用導体パターンの積層方向に隣接するコイル用導体パターン間の間隔を、積層体の表面側から積層体の中心へ向けて順次大きくし、かつ、各磁性体層が同じ透磁率となる様に形成して、該積層体の中心に行くほど磁気抵抗が大きくなる様に形成されたことを特徴とする積層型電子部品。 In a laminated electronic component in which a magnetic layer and a coil conductor pattern are laminated, and a coil conductor pattern is connected between magnetic layers to form a coil in the laminate,
The coil includes three or more magnetic layers and a coil conductor pattern between the magnetic layers, and is formed by connecting the coil conductor patterns in a spiral shape, and the lamination direction of the magnetic layer and the coil conductor pattern The gap between the coil conductor patterns adjacent to each other is sequentially increased from the surface side of the laminate toward the center of the laminate , and each magnetic layer has the same magnetic permeability. A multilayer electronic component characterized in that the magnetic resistance increases toward the center of the substrate.
該積層体は、３層以上の磁性体層と該磁性体層間に配置されて螺旋状に接続されたコイル用導体パターンによって構成され、磁性体層とコイル用導体パターンの積層方向において積層体の表面側から積層体の中心へ向けて磁性体層の透磁率を各層ごとに順次小さくして形成して、該コイルの巻軸と平行な方向の中心に行くほど磁気抵抗が大きくなる様に形成されたことを特徴とする積層型電子部品。 In a laminated electronic component in which a magnetic layer and a coil conductor pattern are laminated, and a coil conductor pattern is connected between magnetic layers to form a coil in the laminate,
The laminate is composed of three or more magnetic layers and a coil conductor pattern disposed between the magnetic layers and spirally connected, and the laminate is formed in the stacking direction of the magnetic layer and the coil conductor pattern. The magnetic permeability of the magnetic material layer is gradually reduced from the surface side toward the center of the laminated body, and the magnetic resistance increases toward the center in the direction parallel to the winding axis of the coil. A multilayer electronic component characterized by being made.
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