JP5978915B2 - Multilayer inductor - Google Patents
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Description
この発明は、ランド電極を備えた積層型インダクタに関するものである。 The present invention relates to a multilayer inductor provided with land electrodes.
従来、磁性体を含む複数のセラミックシートにコイル導体を印刷することにより形成し、当該複数のセラミックシートを積層して圧着することにより形成される積層型インダクタが知られている(特許文献1を参照。)。 Conventionally, a multilayer inductor is known which is formed by printing a coil conductor on a plurality of ceramic sheets containing a magnetic material, and is formed by laminating and crimping the plurality of ceramic sheets (see Patent Document 1). reference.).
ランド電極は、積層型インダクタの表面に複数設けられ、搭載された電子部品(ICやコンデンサなど)と電気的に接続される。 A plurality of land electrodes are provided on the surface of the multilayer inductor, and are electrically connected to mounted electronic components (such as ICs and capacitors).
圧着前の積層体の各層は、コイル導体が形成された領域では、コイル導体の厚みが加わり厚くなる。よって、コイル導体が形成された領域と、されていない領域では、厚みが異なる。その結果、平面視してコイル導体が形成された領域とランド電極が設けられた領域とが重ならない領域では、圧着時に十分な力がかからない。また、脱脂・焼成時に内部のセラミック層からガスが外部へ抜けようとする際に、内部電極層を押し上げる現象が起き得る。すると、デラミネーション(層間剥離)が発生する可能性がある。デラミネーションは、積層する圧力が十分に加わらない領域において、ランド電極が形成された層からさらに積層体の下の層で発生する。 Each layer of the laminated body before crimping is thickened by adding the thickness of the coil conductor in the region where the coil conductor is formed. Therefore, the thickness is different between the region where the coil conductor is formed and the region where the coil conductor is not formed. As a result, in a region where the region where the coil conductor is formed and the region where the land electrode is provided do not overlap in a plan view, a sufficient force is not applied during crimping. In addition, when gas is about to escape from the internal ceramic layer during degreasing and firing, a phenomenon of pushing up the internal electrode layer can occur. Then, delamination (delamination) may occur. Delamination occurs from the layer where the land electrode is formed to a layer below the stacked body in a region where the stacking pressure is not sufficiently applied.
そこで、この発明は、デラミネーションの発生を抑制する積層型インダクタを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a multilayer inductor that suppresses the occurrence of delamination.
本発明の積層型インダクタは、磁性体を含む複数のセラミックシート上にコイル導体を形成し、非磁性体を含む複数のセラミックシート上のそれぞれに複数のランド電極を形成し、該非磁性体を含む複数のセラミックシートが最外層として積層されることにより形成される。 The multilayer inductor of the present invention includes a coil conductor formed on a plurality of ceramic sheets including a magnetic body, a plurality of land electrodes formed on each of the plurality of ceramic sheets including a non-magnetic body, and the non-magnetic body included. It is formed by laminating a plurality of ceramic sheets as the outermost layer.
さらに、本発明の積層型インダクタは、平面視において、最外層にある前記複数のランド電極のうち、前記コイル導体と重複する第1の領域と、前記コイル導体と重複しない第2の領域を有しており、前記第2の領域にある前記複数のランド電極のうち、最外層から前記積層型インダクタの厚み方向に最も深い位置にあるランド電極の、さらに深い層に、前記ランド電極とは電気的に接続されていないダミー電極、或いは前記ランド電極と一端が電気的に接続され、他端がどことも接続されていないダミービアを設けたことを特徴とする。 Furthermore, the planar inductor of the present invention has a first region overlapping with the coil conductor and a second region not overlapping with the coil conductor among the plurality of land electrodes in the outermost layer in plan view. The land electrode is electrically connected to a deeper layer of the land electrode at the deepest position in the thickness direction of the multilayer inductor from the outermost layer among the plurality of land electrodes in the second region. A dummy electrode that is not electrically connected, or a dummy via that has one end electrically connected to the land electrode and the other end not connected anywhere, is provided.
ダミー電極が設けられた領域における層は、導電ペーストの厚みによって、厚みが増す。その結果、セラミックシートの積層体における第2の領域は、プレス圧がかかりやすくなり、本発明の積層型インダクタは、圧着力不足によるデラミネーションの発生を抑制することができる。 The thickness of the layer in the region where the dummy electrode is provided increases depending on the thickness of the conductive paste. As a result, the second region in the ceramic sheet laminate is likely to be pressed, and the multilayer inductor of the present invention can suppress the occurrence of delamination due to insufficient crimping force.
また、ダミービアを設けた場合も、プレス圧は、第2の領域において、ランド電極から当該ランド電極に接続されたダミービアに伝わる。そして、ダミービアは、ランド電極が形成された層から深い層を押し下げる。その結果、本発明の積層型インダクタは、圧着力不足によるデラミネーションの発生を抑制することができる。 Also, when the dummy via is provided, the press pressure is transmitted from the land electrode to the dummy via connected to the land electrode in the second region. The dummy via pushes a deep layer from the layer where the land electrode is formed. As a result, the multilayer inductor of the present invention can suppress the occurrence of delamination due to insufficient crimping force.
また、前記第2の領域は、前記コイル導体が構成するループ形状の内側であることを特徴とする。ダミー電極またはダミービアは、圧着時のプレス圧が最もかかりにくいループ形状の内側であっても、圧着時のプレス圧をかけやすくする。 Further, the second region is inside a loop shape formed by the coil conductor. The dummy electrode or the dummy via makes it easy to apply the pressing pressure at the time of crimping even inside the loop shape to which the pressing pressure at the time of crimping is most difficult.
さらに、積層型インダクタは、複数のコイル導体を形成することを特徴とする。 Furthermore, the multilayer inductor is characterized by forming a plurality of coil conductors.
この発明によれば、積層型インダクタは、デラミネーションの発生を抑制することができる。 According to the present invention, the multilayer inductor can suppress the occurrence of delamination.
図1および図2を参照して、本発明の実施形態に係る積層型インダクタ1を説明する。
図1(A)および図1(B)は、電極を備えた積層型インダクタ1を示す図である。図1(A)は、積層型インダクタ1の上面図である。図1(B)は、積層型インダクタ1の側面から見たA−A断面図である。図1(C)は、図1(B)に示す積層型インダクタ1の側面の拡大図である。図1(B)において、紙面上側を積層型インダクタ1の上面側とし、紙面下側を積層型インダクタ1の下面側とする。図2(A)〜図2(E)は、積層型インダクタ1の上面側から順に、各層を上面から見た図である。
A
FIG. 1A and FIG. 1B are diagrams showing a
積層型インダクタ1は、図1(A)および図1(B)に示すように、高さ方向に短い略直方体形状である。積層型インダクタ1は、図1(B)に示すように、積層体上面側から順に、ランド層11、配線層12(グランド層)、およびコイル層13が積層されてなる。
As shown in FIGS. 1A and 1B, the
ランド層11および配線層12は、それぞれ2層からなり、非磁性体を含む2枚のセラミックシートをそれぞれ積層してなる。コイル層13は、5層からなり、磁性体を含む5枚のセラミックシートを積層してなる。
The
コイル層13は、図1(A)および図1(B)に示すように、内部に4つのインダクタ10A〜10Dを備える。各インダクタ10は、積層型インダクタ1の6層目から9層目となるセラミックシート上に形成されるコイルパターン(図2(E)を参照。)が積層方向に接続されることによって形成される。各コイルパターンは、セラミックシートに導電性ペーストを塗布(印刷)することにより、形成される。インダクタ10Aを構成する各コイルパターンは、図1(A)に示すように、上面から見たときに、1つの環形状を形成するように、積層体の6層目から9層目となる各セラミックシートの上に同じ位置でそれぞれ形成される。インダクタ10B〜10Dを構成するコイルパターンも、インダクタ10Aを構成するコイルパターン同様に、上面から見たときに、各セラミックシートの上に同じ位置でそれぞれ形成される。なお、コイルパターンは、図1(B)に示すように、5層目の上面には、形成されない。
As shown in FIGS. 1A and 1B, the
電極20乃至電極27は、図1(A)および図1(B)に示すように、ランド層11および配線層12にまたがって配置される。ランド層11および配線層12は、電極20乃至電極27以外にも、図1(A)および図1(B)に示すように、上面図において、積層型インダクタ1の外周に配置される複数の電極30を備える。
The
電極20乃至電極27は、図1(A)および図1(B)に示すように、一部が積層型インダクタ1の上面で露出する。なお、実際の積層体は、さらに多数の電極を有しているが、本実施形態では、説明は省略する。
As shown in FIGS. 1A and 1B, a part of the
配線パターンは、図2(C)および図2(D)に示すように、配線層12に設けられ、各電極を電気的に接続する。インダクタ10A〜10Dは、配線パターンやインダクタ用ビア(不図示)を通じて、電極に電気的に接続される。
As shown in FIGS. 2C and 2D, the wiring pattern is provided on the
電子部品モジュールは、積層型インダクタ1の1層目(ランド層11)における各電極にICやコンデンサ等の電子部品が搭載されることにより形成される。
The electronic component module is formed by mounting an electronic component such as an IC or a capacitor on each electrode in the first layer (land layer 11) of the
以下、電極の構成について、詳細に説明する。 Hereinafter, the configuration of the electrode will be described in detail.
電極20、23,24、および27は、図1(A)に示す上面図において、それぞれインダクタ10のコイルパターンの内側に配置されている。それ以外の電極は、図1(A)に示す上面図において、コイルパターンの領域と重なるように配置されている。
The
電極20は、図1(C)に示すように、ランド電極200、ランド電極201、ランド電極202、ビア204、およびダミービア205からなる。なお、電極23、電極24、および電極27は、電極20と同じ構成を有する。
As shown in FIG. 1C, the
ランド電極200乃至ランド電極202は、セラミックシートに導電性ペースト(銀を含むペースト)を塗布することにより、形成される。
The
ランド電極200は、図2(A)に示すように、積層型インダクタ1の上面側から1層目(ランド層11)の上面に配置され、ランド電極201は、図2(B)に示すように、2層目(ランド層11)の上面に、ランド電極202は、図2(C)に示すように、3層目(配線層12)の上面に配置されている。ランド電極200乃至ランド電極202は、図1(B)、図2(A)乃至図2(C)に示すように、それぞれ四角形の板状であり、積層型インダクタ1の上面側から積層方向に見ると、同じ領域に重なるように各層の上面にそれぞれ配置される。
2A, the
ランド電極202は、図2(C)に示すように、配線パターンに接続され、3層目(配線層12)の上面の他のランド電極と電気的に接続される。
As shown in FIG. 2C, the
ランド電極および配線パターンは、図1(B)および図2(D)に示すように、積層型インダクタ1を上面から見たときに、ランド電極202が配置される領域において、4層目以下には形成されていない。
As shown in FIGS. 1 (B) and 2 (D), the land electrodes and the wiring pattern are not more than the fourth layer in the region where the
ビア204は、導電体材料からなり、図1(C)、図2(A)および図2(B)に示すように、高さ方向に長い円柱形状である。また、ビア204は、図1(C)および図2(B)に示すように、ランド電極201を電極の中央で貫通する。さらに、ビア204の上端は、図1(C)に示すように、ランド電極200に接続され、ビア204の下端は、ランド電極202に接続される。ビア204は、各ランド電極を貫通または各ランド電極に接続されることにより、各ランド電極を電気的に接続する。
The via 204 is made of a conductive material, and has a cylindrical shape that is long in the height direction, as shown in FIGS. 1C, 2A, and 2B. Further, as shown in FIGS. 1C and 2B, the via 204 penetrates the
ダミービア205は、ビア204と同様に、導電体材料からなり、高さ方向に長い円柱形状である。ダミービア205の上端は、図1(C)に示すように、ランド電極202に接続される。ダミービア205の下端は、図1(B)に示すように、ランド電極に接続されていない。図2(C)の破線に示すランド電極を貫通する各ビアは、ダミービア205と同様に、4層目の上面に形成されるランド電極に接続されない。
なお、各ビアは、円柱形状に限らず、角柱形状であってもよい。
Similar to the via 204, the dummy via 205 is made of a conductive material and has a long cylindrical shape in the height direction. The upper end of the dummy via 205 is connected to the
Each via is not limited to a cylindrical shape, and may be a prismatic shape.
ビア204およびダミービア205は、ランド電極200乃至ランド電極202の中央部にレーザやパンチで孔を開けた後、当該孔に導電性ペースト(例えば、銀を含むペースト)を充填することにより形成される。その際、導電性ペーストは、各層の上面側及び下面側に、凸となるように充填されるため、積層体の圧着時に、上下の層を押圧する。さらに、ビア204およびダミービア205は、圧着時に積層体の上面にかけられたプレス圧を、下方向に伝える。また、導電性ペーストは、セラミックシートより硬度が高く、ビア204およびダミービア205を設けずにセラミックシートだけで各層を圧着するよりも、プレス圧が分散してしまうこともない。その結果、ダミービア205の下端は、ランド電極202が配置される領域のさらに下の層(4層目)を押圧し、プレス圧が不足することによるデラミネーションの発生を抑制することができる。
The via 204 and the dummy via 205 are formed by opening a hole with a laser or a punch in the center of the
また、ダミービア205の下端が形成される3層目は、ダミービア205が3層目から下方向に凸となった状態で圧着される。その結果、層間(3層目と4層目の間)の密度は、増す。よって、積層体の脱脂・焼成時に発生するガスが当該層間に溜まりにくくなることにより、当該ガスに起因するデラミネーションは、発生しにくくなる。 The third layer where the lower end of the dummy via 205 is formed is pressure-bonded with the dummy via 205 protruding downward from the third layer. As a result, the density between the layers (between the third and fourth layers) increases. Therefore, the gas generated at the time of degreasing / firing the laminate is less likely to accumulate between the layers, so that delamination caused by the gas is less likely to occur.
電極21は、図1(C)に示すように、ランド電極210、ランド電極211、ランド電極212、ランド電極213、およびビア214からなる。ランド電極210は、ランド電極200に対応し、ランド電極211は、ランド電極201に、ランド電極212は、ランド電極202に、ビア214は、ビア204にそれぞれ対応する。よって、電極20と重複する構成に関する説明は、省略する。また、電極22、電極25、および電極26は、電極21と同じ構成を有する。
The
電極21は、図1(C)に示すように、積層型インダクタ1の上面側から4層目の上面にランド電極213を備える点で電極20と異なる。また、ビア214は、電極212を貫通し、下端で電極213に接続される点でも、電極20と異なる。
As shown in FIG. 1C, the
電極21は、図1(A)および図1(B)に示すように、積層型インダクタ1を上面側から見ると、インダクタ10Aのコイルパターンが配置された領域と重なる。コイルパターンが塗布された領域における層は、積層体の圧着前において、塗布されていない領域に比べて、厚みが増す。よって、電極21とコイルパターンが重複する領域は、圧着時に十分なプレス圧がかかり、デラミネーションは発生しにくい。
As shown in FIGS. 1A and 1B, the
以上のように、積層型インダクタ1は、電極とコイルパターンが重複する領域でも、重複しない領域でも、層の内部にまでプレス圧をかけやすく、デラミネーションの発生を抑制することができる。よって、積層型インダクタ1は、厚みのあるコイルパターンを形成しても、デラミネーションが発生しにくく、その結果、大電流を必要とするDC−DCコンバータにも用いることができる。
As described above, the
なお、積層型インダクタ1の形状は、直方体に限らない。また、インダクタ10は、4個に限らず、複数であれば、それ以上でもそれ以下でもよい。
Note that the shape of the
次に、図3は、変形例に係る積層型インダクタ1Aの側面を示す図である。図4は、変形例に係る積層型インダクタ1Aの各層を示す図である。ただし、図1および図2と重複する構成の説明は、省略する。
Next, FIG. 3 is a diagram illustrating a side surface of the
図3に示す積層型インダクタ1Aは、電極20Aおよび電極23Aにおいて、図1に示す積層型インダクタ1と異なる。
The
電極20Aは、図3に示すように、ダミービア205に代えてダミー電極203が設けられる点において、図1(C)に示す電極20と異なる。電極23Aは、電極20Aと同じ構成を有する。
The
ダミー電極203は、図4(D)に示すように、ランド電極202と同様に、積層型インダクタ1Aを上面から見たときに、ランド電極200乃至ランド電極202と重なるように配置される。ダミー電極203は、ランド電極200乃至ランド電極202と同一の形状であり、同じ導電性ペーストからなる。ダミー電極203は、図3に示すように、ビア204にも接続されず、図4(D)に示すように、配線パターンにも接続されず、電気的にどこにも接続されない。なお、ダミー電極203は、正方形の板状に限らず、また、他のランド電極と異なる厚みであってもかまわない。また、ダミー電極203の材料は、銀を含む導電性ペーストに限らない。
As shown in FIG. 4D, the
電極20Aが配置された領域における層は、ダミー電極203が配置されることにより、ダミー電極203が配置されない場合に比べて、厚みが増し、密度も増す。その結果、圧着時のプレス圧は、電極20Aが配置された領域でかかりやすくなり、デラミネーションの発生を抑制することができる。
The layer in the region where the
1…積層型インダクタ
10…インダクタ
11…ランド層
12…配線層
13…コイル層
20〜27、30…電極
200〜202、210〜213…ランド電極
203…ダミー電極
204、214…ビア
205…ダミービア
DESCRIPTION OF
Claims (3)
非磁性体を含む複数のセラミックシート上のそれぞれに複数の電極を形成し、
該非磁性体を含む複数のセラミックシートが最外層として積層されることにより形成される積層型インダクタであって、
該積層型インダクタは、平面視において、最外層にある前記複数の電極のうち、前記コイル導体と重複する第1の領域と、前記コイル導体と重複しない第2の領域を有しており、
前記第2の領域にある前記複数の電極のうち、最外層から前記積層型インダクタの厚み方向に最も深い位置にある電極の、さらに深い層に、前記電極とは電気的に接続されていないダミー電極、或いは前記電極と一端が電気的に接続され、他端がどことも接続されていないダミービアを設けたことを特徴とする積層型インダクタ。 Forming a coil conductor on a plurality of ceramic sheets including a magnetic material;
Forming a plurality of electrodes on each of a plurality of ceramic sheets containing a non-magnetic material;
A multilayer inductor formed by laminating a plurality of ceramic sheets including the nonmagnetic material as an outermost layer,
The multilayer inductor has a first region overlapping with the coil conductor and a second region not overlapping with the coil conductor among the plurality of electrodes in the outermost layer in plan view,
Among the plurality of electrodes in the second region, a dummy that is not electrically connected to the electrode in a deeper layer of an electrode located deepest in the thickness direction of the multilayer inductor from the outermost layer A multilayer inductor comprising an electrode or a dummy via having one end electrically connected to the electrode and the other end not connected to anywhere.
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