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JP7628038B2 - 積層コイル部品 - Google Patents
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JP7628038B2 - 積層コイル部品 - Google Patents

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Description

本発明は、積層コイル部品に関する。
従来、積層コイル部品として、特許文献1に記載されたものが知られている。この積層コイル部品は、絶縁体からなる素体と、素体の底面に形成された外部端子と、素体内に設けられるコイル部と、を備える。コイル部の巻線の端部は、積層方向に導通する引出部を介して外部端子に接続される。この積層コイル部品では、絶縁体のシート材の上面に、コイルパターンを印刷している。また、引出部は、シート材の上面に印刷されたビアパッドと、シート材を貫通するスルーホールに導体を充填したビア導体と、によって構成される。ビア導体は中心線が一致しないようにずらして配置されている。
特開2015-19108号公報
ここで、積層コイル部品の中には、絶縁体のシート材の上面にビアパッドを印刷するものとは異なり、シート材にスルーホールパターン自体を形成して、複数のスルーホールパターンを積層方向に互いに接合させることによってスルーホール接続部を形成する場合がある。当該構造を採用した場合、特許文献1の積層コイル部品においては、各層におけるビアパッド自体を積層方向に延ばしてスルーホールパターンとして、他の層のスルーホールパターンと接合させるような構造となる。この場合、スルーホール接続部は、同一形状のスルーホールパターンが同一位置にて直線状に連続した状態で積層方向に延びるような構成となる。ここで、このような直線状のスルーホール接続部を採用した場合、スルーホール接続部の導体のボリュームが大きくなることによって、製品変形が生じる可能性がある。更に、コイルパターンとスルーホールパターンとの間の距離が近い場合、両者の間の浮遊容量の影響が大きくなることで、自己共振周波数(SRF)が低下するという問題も生じる。
本発明は、製品変形を抑制し、自己共振周波数を向上できる積層コイル部品を提供することを目的とする。
本発明に係る積層コイル部品は、絶縁体からなる複数の層を積層方向へ積層することによって形成された素体と、素体の底面に形成された外部端子と、素体内に設けられ、コイル軸が底面と垂直をなすコイル部と、素体内に設けられ、コイル部の端部と外部端子とを電気的に接続するスルーホール接続部と、を備え、複数の層には、それぞれコイルパターン、及びスルーホールパターンが形成され、スルーホール接続部は、複数のスルーホールパターンを積層方向に互いに接合させることによって形成され、複数の層の中の少なくとも一つの第1の層におけるスルーホールパターンは、他の第2の層におけるスルーホールパターンに対して、積層方向から見てずれており、積層方向から見たときに、第1の層におけるスルーホールパターンと第1の層におけるコイルパターンとの間の距離は、第2の層におけるスルーホールパターンと第1の層におけるコイルパターンとの間の距離に比して離れている。
本発明に係る積層コイル部品は、コイル軸が底面と垂直をなすコイル部と、素体の底面に形成された外部端子と、を備えている。そのため、底面から高い位置に配置されるコイル部の端部と、底面の外部端子とをスルーホール接続部で電気的に接続する必要が生じる。スルーホール接続部は、複数のスルーホールパターンを積層方向に互いに接合させることによって形成されるため、導体のボリュームが大きくなり易い。これに対し、本発明では、複数の層の中の少なくとも一つの第1の層におけるスルーホールパターンは、他の第2の層におけるスルーホールパターンに対して、積層方向から見てずれている。このようにスルーホールパターンをずらして配置することによって、積層方向への導通性を確保しつつも、複数のスルーホールパターンを接合することによる導体のボリュームを抑えることができる。これにより、スルーホール接続部における導体のボリュームの増加を抑制して、製品変形を抑制することができる。また、積層方向から見たときに、第1の層におけるスルーホールパターンと第1の層におけるコイルパターンとの間の距離は、第2の層における前記スルーホールパターンと第1の層におけるコイルパターンとの間の距離に比して離れている。このような構成によれば、第1の層においては、スルーホールパターンを同じ層内のコイルパターンから極力遠い位置に配置することが可能となる。そのため、スルーホールパターンとコイルパターンとの間の浮遊容量の影響を抑制し、自己共振周波数を向上できる。以上により、製品変形を抑制し、自己共振周波数を向上することができる。
スルーホール接続部は、積層方向から見て、全てのスルーホールパターンが重なる領域を有さなくてよい。これにより、積層方向にスルーホール接続部の導体が連続することを回避できるため、導体のボリュームを抑えることができる。
複数のスルーホールパターンは、積層方向から見て互いにずれた位置に配置される第1のスルーホールパターン、第2のスルーホールパターン、及び第3のスルーホールパターンの三種類に少なくとも分類されてよい。コイル部は、複数のコイルパターンを各層で組み合わせることによって巻線を形成するものである。従って、複数の層は、複数種類のコイルパターンを有することとなる。このような複数種類のコイルパターンに対して、少なくとも三種類に分類されるスルーホールパターンを上手く配置することで、各層において、スルーホールパターンをコイルパターンから遠い位置に配置することが容易となる。
第2のスルーホールパターンと第3のスルーホールパターンとは、第1のスルーホールパターンを介して積層方向に接続され、積層方向から見て、第2のスルーホールパターンと第3のスルーホールパターンとは、重なり合わなくてよい。この場合、第1のスルーホールパターンで導通性を確保しつつ、スルーホール接続部の導体のボリュームを抑える構造を構成し易くなる。
第2のスルーホールパターンと第3のスルーホールパターンとが、第1のスルーホールパターンを介して交互に配置される積層パターンが繰り返されてよい。このような繰り返しの積層パターンを採用することで、各層におけるコイルパターンとスルーホールパターンとの組み合わせのバリエーションをシンプルにすることができる。従って、スルーホールパターンをコイルパターンから遠い位置に配置するような組み合わせの層を規則的に形成しつつ、パターン製造のための器具(マスクなど)の数も低減することができる。
第2のスルーホールパターン及び第3のスルーホールパターンの一方が、第1のスルーホールパターンを介して連続して配置されてよい。例えば、コイル部の巻線効率を向上できるようなコイルパターンを採用することで、第2のスルーホールパターンと第3のスルーホールパターンが隣り合うような積層パターンになる場合、敢えて上述のような積層パターンとすることで、導体ボリュームを抑えながら導通性を確保することができる。
スルーホール接続部は、積層方向から見て、全てのスルーホールパターンが重なる領域を有してよい。このような構造を採用することで、各層におけるコイルパターンとスルーホールパターンとの組み合わせのバリエーションをシンプルにし、パターン製造のための器具(マスクなど)の数を低減することができる。
コイルパターン及びスルーホールパターンの配置が同一となる層が少なくとも二つ連続してよい。この場合、コイル部における電極断面積を大きくすることができ、Q値の改善をすることができる。また、それに伴ってスルーホールパターンの配置も連続する層ごとに同一とすることで、パターン製造のための器具(マスクなど)の数の増加を抑制できる。
本発明によれば、製品変形を抑制し、自己共振周波数を向上できる積層コイル部品を提供することができる。
本発明の第1実施形態に係る積層コイル部品を示す斜視図である。 図1に示す積層コイル部品の素体を省略して内部の導体の構造を示す斜視図である。 図2に示す積層コイル部品を短手方向から見た側面図である。 図2に示す積層コイル部品を長手方向Yの負側から正側へ向かって見た側面図である。 各タイプの層の構造を示す図である。 コイル部を形成するための層の積層順序を示す模式図である。 第2実施形態に係る積層コイル部品を短手方向から見た側面図である。 第2実施形態での層の積層順序を示す模式図である。 第3実施形態に係る積層コイル部品の素体を省略して内部の導体の構造を示す斜視図である。 第3実施形態に係る積層コイル部品を短手方向から見た側面図である。 第3実施形態での層の積層順序を示す模式図である。 第4実施形態に係る積層コイル部品を短手方向から見た側面図である。 第4実施形態での層の積層順序を示す模式図である。
〔第1実施形態〕
図1~図3を参照して、本発明の第1実施形態に係る積層コイル部品を説明する。図1は、本発明の第1実施形態に係る積層コイル部品1を示す斜視図である。図2は、図1に示す積層コイル部品1の素体2を省略して内部の導体の構造を示す斜視図である。図3は、図2に示す積層コイル部品1を短手方向から見た側面図である。
図1に示されるように、積層コイル部品1は、素体2と、外部端子3,4と、を備える。素体2は、絶縁体からなる複数の層を積層方向へ積層することによって形成された部材である。素体2は、直方体形状を呈している。なお、以降の説明においては、積層コイル部品1に対してXYZ座標を設定して説明を行う場合がある。ここでは、Z軸方向を複数の層を積層する「積層方向Z」とする。また、積層方向Zと直交する方向のうち、Y軸方向を素体2の「長手方向Y」とし、X軸方向を素体2の「短手方向X」とする。積層方向Zのうち、上側を正側として底側を負側とする。短手方向X及び長手方向Yの一方側を正側とする。
素体2は、積層方向Zに対向する底面2a及び上面2bと、長手方向Yに対向する端面2c,2dと、短手方向Xに対向する側面2e,2fと、を有する。端面2cは長手方向Yの負側に配置され、端面2dは長手方向Yの正側に配置される。側面2eは短手方向Xの負側に配置され、側面2fは短手方向Xの正側に配置される。底面2aは、例えば積層コイル部品1を図示しない他の電子機器(例えば、回路基板又は電子部品)に実装する際、他の電子機器と対向する面として規定される。なお、ここで「上」「底」と称しているのは便宜上のものであり、使用時の姿勢を限定するものではない。なお、素体2の材料は特に限定されるものではなく、積層コイル部品1の用途に応じて最適な材料を採用してよいが、例えば、ガラスセラミックス、フェライトなどを採用してよい。
外部端子3,4は、素体2の底面2aに形成された端子電極である。外部端子3,4は、積層コイル部品1の実装時に他の電子機器の端子に接合される。外部端子3は、底面2aのうちの長手方向Yの負側の領域に形成される。外部端子4は、底面2aのうちの長手方向Yの正側の領域に形成される。外部端子3,4は、長手方向Yに互いに離間するように配置される。外部端子3,4の材料は特に限定されるものではなく、積層コイル部品1の用途に応じて最適な材料を採用してよいが、例えば、銀、銅などを採用してよい。
次に、図2及び図3を参照して、素体2の内部構造について説明する。図2及び図3に示すように、積層コイル部品1は、コイル部6と、引出部7と、スルーホール接続部8と、スルーホール接続部9(図3参照)と、を備える。コイル部6は、素体2内に設けられ、コイル軸AXが底面2aと垂直をなす導体部材である。コイル部6は、コイル軸AXを巻線中心として、矩形環状の巻線パターンによって構成される。コイル部6は、積層方向Zから見たときに、四方の辺部11,12,13,14を有する。辺部11は、長手方向Yの負側において短手方向Xに延びる。辺部12は、長手方向Yの正側において短手方向Xに延びる。辺部13は、短手方向Xの負側において長手方向Yに延びる。辺部14は、短手方向Xの正側において長手方向Yに延びる。
図3に示すように、コイル部6における巻線の一方の端部は、積層方向Zの正側の端部の位置において、引出部7によって長手方向Yの負側へ引き出される。引出部7は、スルーホール接続部8の積層方向Zにおける正側の端部に接続される。スルーホール接続部8は、引出部7から積層方向Zの負側へ延びて、外部端子3に素体2の内部側から接続される。コイル部6における巻線の他方の端部は、積層方向Zの負側の端部の位置において、長手方向Yの正側の端部の位置に配置され、スルーホール接続部9に接続される。スルーホール接続部9は、積層方向Zの負側へ延びて、外部端子4に素体2の内部側から接続される。
ここで、前述のように素体2は、複数の層20を積層方向Zに積層することによって形成される。この層20は、焼結前は一枚のシート体として構成されており、焼結後は、層20間の境界部が目視できない態様で一体化する。図3では、説明の便宜上、一部の層20を仮想線で示している。複数の層20には、それぞれコイルパターン21、及びスルーホールパターン22が形成される。また、層20によっては、引出パターン23、またはスルーホール接続部9のためのスルーホールパターン24が形成される。そして、スルーホール接続部8は、複数のスルーホールパターン22を積層方向Zに積層することによって形成される。引出部7は、二つの引出パターン23を積層方向Zに積層することによって形成される。スルーホール接続部8は、複数のスルーホールパターン24を積層方向Zに互いに接合させることによって形成される。
本実施形態において、各パターン21,22,23,24は、層20を積層方向Zに貫通するように形成されている。すなわち、各パターン21,22,23,24の積層方向Zの正側の面は、層20の積層方向Zの正側の面20aに達しており、各パターン21,22,23,24の積層方向Zの負側の面は、層20の積層方向Zの負側の面20bに達している。焼結前のシート体の状態では、各パターン21,22,23,24の積層方向Zの正側の面は、層20の積層方向Zの正側の面20aから露出しており、各パターン21,22,23,24の積層方向Zの負側の面は、層20の積層方向Zの負側の面20bから露出している。これによって、各パターン21,22,23,24は、積層方向Zに隣り合う別のパターン21,22,23,24と直接接合することができる。
図4は、図2に示す積層コイル部品1を長手方向Yの負側から正側へ向かって見た側面図である。なお、以降の説明においては、説明の便宜上、図4に示した状態の視点を基準として、短手方向Xの負側を「右」と称し、正側を「左」と称する場合がある。また、スルーホールパターン22からの位置を基準として、長手方向Yの負側を「手前」と称し、正側を「奥」と称する場合がある。
複数のスルーホールパターン22は、短手方向Xにおける中央位置に配置される中央スルーホールパターン22A(第1のスルーホールパターン)、右寄りに配置される右寄りスルーホールパターン22B(第2のスルーホールパターン)、及び左寄りに配置される左寄りスルーホールパターン22C(第3のスルーホールパターン)の三種類に分類される。これらの三種類のスルーホールパターン22A,22B,22Cは、短手方向Xにおける長さは同一であるが、短手方向Xにおける位置が互いに異なっている。従って、スルーホールパターン22A,22B,22Cは、積層方向Zから見て互いにずれた位置に配置されるような関係となる。なお、スルーホールパターン22A,22B,22Cは、長手方向Yにはずれていない(図3参照)。
積層パターンについて説明する。積層方向Zの正側から負側へ向かう順序で説明すると、中央スルーホールパターン22A、右寄りスルーホールパターン22B、中央スルーホールパターン22A、左寄りスルーホールパターン22C、という積層パターンが成り立っており、当該積層パターンが繰り返されている。すなわち、右寄りスルーホールパターン22Bと左寄りスルーホールパターン22Cとが、中央スルーホールパターン22Aを介して交互に配置される積層パターンが繰り返される。
右寄りスルーホールパターン22Bの左側の端部は、中央スルーホールパターン22Aの中央位置に配置される。左寄りスルーホールパターン22Cの右側の端部は、中央スルーホールパターン22Aの中央位置に配置される。従って、右寄りスルーホールパターン22Bの左側の端部と左寄りスルーホールパターン22Cの右側の端部とは積層方向Zから見て一致することで、両者は積層方向Zから見て互いに重ならないように配置される。そのため、右寄りスルーホールパターン22Bと左寄りスルーホールパターン22Cとの間には必ず中央スルーホールパターン22Aが介在することで、スルーホール接続部8の電気的な接続性が確保されている。
更に、このような構成とすることにより、スルーホール接続部8は、積層方向Zから見て、全てのスルーホールパターン22が重なる領域を有さないような構成とすることができる。具体的に、各スルーホールパターン22A,22B,22Cの端部の位置に、境界ラインBLを設定すると、右から順に四つの領域E1,E2,E3,E4に分けられる。領域E1には、右寄りスルーホールパターン22Bのみが存在している。領域E2には、中央スルーホールパターン22A及び右寄りスルーホールパターン22Bは存在しているが、左寄りスルーホールパターン22Cが存在していない。領域E3には、中央スルーホールパターン22A及び左寄りスルーホールパターン22Cは存在しているが、右寄りスルーホールパターン22Bが存在していない。領域E4には、左寄りスルーホールパターン22Cのみが存在している。このように、何れの領域E1,E2,E3,E4も、少なくとも一種のスルーホールパターン22が除かれた領域となっており、三種類全てのスルーホールパターン22が積層された領域となっていない。以上により、スルーホール接続部8では、全てのスルーホールパターン22が重ならないようになっている。
次に、図5及び図6を参照して、各層20におけるパターンの形状について説明する。なお、以降の説明で単に「中央位置」と言った場合は、コイル軸AXを通過して長手方向Yに平行に延びる中心線CL上の位置であることを意味する(図5(a)参照)。
本実施形態に係る積層コイル部品1は、図5の(a)~(f)の順で示されるタイプ1~6の六種類の層20に加え、後述の右寄りスルーホールパターン22B及びスルーホールパターン24を有する図示されないタイプの層20で構成される。
図5(a)に示すように、タイプ1の層20は、コイルパターン21Aと、引出パターン23と、中央スルーホールパターン22Aと、を有する。コイルパターン21Aは、辺部12,13,14の全長を有し、手前側の辺部11については左側の端部のみ有する。図5(b)に示すように、タイプ2の層20は、左寄りのコイルパターン21Bと、右寄りスルーホールパターン22Bと、を有する。左寄りのコイルパターン21Bは、左側の辺部14の全長を有し、辺部11,12の左側の端部のみ有する。図5(c)に示すように、タイプ3の層20は、コイルパターン21Cと、中央スルーホールパターン22Aと、を有する。コイルパターン21Cは、辺部11,13,14の全長を有し、奥側の辺部12については中央が空いており左右の端部のみ有する。コイルパターン21Cは左右対称な形状となっている。
図5(d)に示すように、タイプ4の層20は、右寄りのコイルパターン21Dと、左寄りスルーホールパターン22Cと、を有する。右寄りのコイルパターン21Dは、右側の辺部13の全長を有し、辺部11,12の右側の端部のみ有する。図5(e)に示すように、タイプ5の層20は、コイルパターン21Eと、中央スルーホールパターン22Aと、を有する。コイルパターン21Eは、辺部12,13,14の全長を有し、手前側の辺部11については中央が空いており左右の端部のみ有する。コイルパターン21Eは左右対称な形状となっている。図5(f)に示すように、タイプ6の層20は、中央スルーホールパターン22Aと、スルーホールパターン24と、を有する。なお、スルーホールパターン24を有する層20は、右寄りスルーホールパターン22Bを有するタイプのものもある。
図5(b)のタイプ2の層20では、コイルパターン21Bが左寄りであり、辺部11については、中央位置より左側にしか導体が存在していない。これに対し、同一層20には右寄りスルーホールパターン22Bが形成される。図5(d)のタイプ2の層20では、コイルパターン21Dが右寄りであり、辺部11については、中央位置より右側にしか導体が存在していない。これに対し、同一層20には左寄りスルーホールパターン22Cが形成される。そのため、タイプ2及びタイプ4の層20では、スルーホールパターン22を極力コイルパターン21から遠い位置に配置することができる。これにより、スルーホールパターン22とコイルパターン21との間の浮遊容量を低減できる。このように、両者を極力離すようにした配置を「改良配置」と称する場合がある。なお、タイプ3の層20では、辺部11が全長にわたり形成され、タイプ5の層20では、辺部11の切り欠きが左右対称に形成されている。従って、スルーホールパターン22を左と右のどちらに寄せても、スルーホールパターン22をコイルパターン21から遠く配置させることができない。そのため、タイプ3及びタイプ5の層20には、スルーホール接続部8の接続性を確保するパターンとして、中央スルーホールパターン22Aを形成しておく。改良配置に出来ない配置や、改良配置に出来るパターンであっても行っていない配置を「通常配置」と称する場合がある。
このような構成によると、複数の層20の中の少なくとも一つの「第1の層」におけるスルーホールパターン22は、他の「第2の層」におけるスルーホールパターン22に対して、積層方向Zから見てずれた配置とすることができる。更に、積層方向Zから見たときに、「第1の層」におけるスルーホールパターン22と「第1の層」におけるコイルパターン21との間の距離は、「第2の層」におけるスルーホールパターン22と「第1の層」におけるコイルパターン21との間の距離に比して離れているような構成とすることができる。ここでの距離とは、スルーホールパターン22とコイルパターン21とが最も近づく箇所における最短距離のことである。
具体的に、タイプ2の層20を「第1の層」と見なし、タイプ3,4,5を「第2の層」と見なす。すると、タイプ2の層20の右寄りスルーホールパターン22Bは、タイプ3,4,5の層20のスルーホールパターン22A,22Cに対して、積層方向Zから見てずれた配置となる。積層方向Zから見たときに、タイプ2の層20の右寄りスルーホールパターン22Bとタイプ2の層20のコイルパターン21Bとの間の距離は、タイプ3,4,5の層20におけるスルーホールパターン22A,22Cとタイプ2の層20のコイルパターン21との間の距離に比して離れるような関係が成り立つ。
タイプ4の層20を「第1の層」と見なし、タイプ2,3,5を「第2の層」と見なす。すると、タイプ4の層20の左寄りスルーホールパターン22Cは、タイプ2,3,5の層20のスルーホールパターン22A,22Bに対して、積層方向Zから見てずれた配置となる。積層方向Zから見たときに、タイプ4の層20の左寄りスルーホールパターン22Cとタイプ4の層20のコイルパターン21Dとの間の距離は、タイプ2,3,5の層20におけるスルーホールパターン22A,22Bとタイプ2の層20のコイルパターン21との間の距離に比して離れるような関係が成り立つ。
なお、「第1の層」と「第2の層」の関係を逆にして、タイプ3,5の層20を「第1の層」と見なし、タイプ2,4を「第2の層」とみなしても、上述の関係は成り立たないが、「第1の層」「第2の層」と見なす層20を逆にした場合も上述の関係が成り立つ必要はない。すなわち、何れかのタイプの層20を「第1の層」と見なしたときに上述の関係を満たせば、請求項で限定した構成に含まれるものとする。
図6は、コイル部6を形成するための層20の積層順序を示している。図6の矢印は、積層方向Zにおける正側から負側へ向かう順序を示している。図6に示すように、二層分のタイプ1の層20、二層分のタイプ2の層20、二層分のタイプ3の層20、二層分のタイプ4の層20、及び二層分のタイプ5の層20の順序で積層される。それ以降は、二層分のタイプ2から同様の積層パターンが繰り返される。この形態では、コイルパターン21及びスルーホールパターン22の配置が同一となる層20が二つ連続する。すなわち、同じタイプの層20が二層連続している。また、コイルパターン21B,21C,21D,2Eという四種類のコイルパターン21によって一周分のコイルが形成される。
次に、本実施形態に係る積層コイル部品1の作用・効果について説明する。
本実施形態に係る積層コイル部品1は、コイル軸AXが底面2aと垂直をなすコイル部6と、素体2の底面2aに形成された外部端子3,4と、を備えている。そのため、底面2aから高い位置に配置されるコイル部6の端部と、底面2aの外部端子3とをスルーホール接続部8で電気的に接続する必要が生じる。スルーホール接続部8は、複数のスルーホールパターン22を積層方向Zに互いに接合させることによって形成されるため、導体のボリュームが大きくなり易い。これに対し、本実施形態では、複数の層20の中の少なくとも一つの「第1の層」におけるスルーホールパターン22(例えば右寄りスルーホールパターン22Bや左寄りスルーホールパターン22C)は、他の「第2の層」におけるスルーホールパターン22(例えば中央スルーホールパターン22A)に対して、積層方向Zから見てずれている。このようにスルーホールパターン22をずらして配置することによって、積層方向Zへの導通性を確保しつつも、複数のスルーホールパターン22を接合することによる導体のボリュームを抑えることができる。これにより、スルーホール接続部8における導体のボリュームの増加を抑制して、製品変形を抑制することができる。また、積層方向Zから見たときに、「第1の層」におけるスルーホールパターン22(例えば右寄りスルーホールパターン22Bや左寄りスルーホールパターン22C)と「第1の層」におけるコイルパターン21(例えば左寄りのコイルパターン21Bや右寄りのコイルパターン21D)との間の距離は、「第2の層」におけるスルーホールパターン22(例えば中央スルーホールパターン22A)と「第1の層」におけるコイルパターン21との間の距離に比して離れている。このような構成によれば、「第1の層」においては、スルーホールパターン22を同じ層内のコイルパターン21から極力遠い位置に配置することが可能となる(例えば図5のタイプ2,4の層20を参照)。そのため、スルーホールパターン22とコイルパターン21との間の浮遊容量の影響を抑制し、自己共振周波数を向上できる。以上により、製品変形を抑制し、自己共振周波数を向上することができる。
スルーホール接続部8は、積層方向Zから見て、全てのスルーホールパターン22が重なる領域(例えば、図13の領域E2)を有さなくてよい。これにより、積層方向Zにスルーホール接続部8の導体が連続することを回避できるため、導体のボリュームを抑えることができる。
複数のスルーホールパターン22は、積層方向Zから見て互いにずれた位置に配置される中央スルーホールパターン22A、右寄りスルーホールパターン22B、及び左寄りスルーホールパターン22Cの三種類に少なくとも分類されてよい。コイル部6は、複数のコイルパターン21を各層20で組み合わせることによって巻線を形成するものである。従って、複数の層20は、複数種類のコイルパターン21を有することとなる(本実施形態では四種類)。このような複数種類のコイルパターン21に対して、少なくとも三種類に分類されるスルーホールパターン22A,22B,22Cを上手く配置することで、各層20において、スルーホールパターン22をコイルパターン21から遠い位置に配置することが容易となる。
右寄りスルーホールパターン22Bと左寄りスルーホールパターン22Cとは、中央スルーホールパターン22Aを介して積層方向Zに接続され、積層方向Zから見て、右寄りスルーホールパターン22Bと左寄りスルーホールパターン22Cとは、重なり合わなくてよい。この場合、中央スルーホールパターン22Aで導通性を確保しつつ、スルーホール接続部8の導体のボリュームを抑える構造を構成し易くなる。
コイルパターン21及びスルーホールパターン22の配置が同一となる層20が少なくとも二つ連続してよい。この場合、コイル部6における電極断面積を大きくすることができ、Q値の改善をすることができる。また、それに伴ってスルーホールパターン22の配置も連続する層20ごとに同一とすることで、パターン製造のための器具(マスクなど)の数の増加を抑制できる。
〔第2実施形態〕
図7及び図8を参照して、第2実施形態に係る積層コイル部品1について説明する。第2実施形態に係る積層コイル部品1は、各タイプの層20が二層で連続しておらず、一層あたりの層20に対しては、他のタイプの層20が隣り合うように積層される点で、第1実施形態に係る積層コイル部品1と相違する。従って、図7に示すように、一層分の中央スルーホールパターン22A、一層分の右寄りスルーホールパターン22B、一層分の中央スルーホールパターン22A、一層分の左寄りスルーホールパターン22Cという積層パターンが繰り返されるような構成となる。勿論、コイルパターンについても、一層ごとにタイプが切り替わる。その他の構成については、第1実施形態に係る積層コイル部品1と趣旨である。
図8に示すように、一層分のタイプ1の層20、一層分のタイプ2の層20、一層分のタイプ3の層20、一層分のタイプ4の層20、及び一層分のタイプ5の層20の順序で積層される。それ以降は、一層分のタイプ2から同様の積層パターンが繰り返される。このように、第2実施形態に係る積層コイル部品1によれば、スルーホールパターン22の種類が一層ごとに切り替わるため、スルーホール接続部8の導体のボリュームを更に分散させることができる。
〔第3実施形態〕
図9~図11を参照して、第3実施形態に係る積層コイル部品1について説明する。第3実施形態に係る積層コイル部品1は、第1実施形態において四種類のコイルパターン21によって一周分のコイルを形成していたのに対し、図11に示すように三種類のコイルパターン21によって一周分のコイルを形成している点で主に相違する。これにより、第1,2実施形態に比して、コイルの巻き効率が上がるため、巻き数を稼ぐことができ、高いインダクタンスを得ることができるようになる。しかし、当該コイルパターン21を採用すると、スルーホールパターン22が導通できなくなる箇所が発生するため、第3実施形態に係る積層コイル部品1では、スルーホールパターン22の積層パターンを工夫している(詳細は後述)。
図11に示すように、タイプ1-1の層20は、コイルパターン21Azと、引出パターン23と、中央スルーホールパターン22Aと、を有する。コイルパターン21Azは、辺部12,13の全長を有し、左側の辺部14については奥側の端部のみ有する。タイプ2-1の層20は、左寄りのコイルパターン21Bzと、右寄りスルーホールパターン22Bと、を有する。左寄りのコイルパターン21Bzは、奥側の辺部12の全長と、左側の辺部14が手前側まで延びたものを有し、右側の辺部13の奥側の端部のみ有する。タイプ3-1の層20は、コイルパターン21Czと、中央スルーホールパターン22Aと、を有する。コイルパターン21Czは、手前側の辺部11の全長を有し、左右側の辺部14,13が奥側まで延びたものを有する。コイルパターン21Czは左右対称な形状となっている。タイプ4-1の層20は、右寄りのコイルパターン21Dzと、左寄りスルーホールパターン22Cと、を有する。右寄りのコイルパターン21Dzは、奥側の辺部12の全長を有し、右側の辺部13が手前側まで延びたものを有し、左側の辺部14の奥側の端部のみ有する。
タイプ2-2の層20は、コイルパターン21Bzと、中央スルーホールパターン22Aと、を有する。タイプ3-2の層20は、コイルパターン21Czと、右寄りスルーホールパターン22Bと、を有する。タイプ4-2の層20は、コイルパターン21Dzと、中央スルーホールパターン22Aと、を有する。
第3実施形態では、タイプ1-1の層20、タイプ2-1の層20、タイプ3-1の層20、タイプ4-1の層20、タイプ2-2の層20、タイプ3-2の層20、タイプ4-2の層20の順序で積層される。それ以降は、タイプ2-1から同様の積層パターンが繰り返される。ここで、第3実施形態のように三種類のコイルパターンを採用した場合、右寄りのコイルパターン21Dzと左寄りのコイルパターン21Bzが連続する部分が発生する(タイプ4-1とタイプ2-2の箇所)が、仮にタイプ2-2を改良配置にした場合、左寄りスルーホールパターン22Cと右寄りスルーホールパターン22Bが隣り合うことになってしまい、導通できなくなってしまう。かといって、左寄りスルーホールパターン22C及び右寄りスルーホールパターン22Bが重なり合うようにしてしまうと、積層方向Zに全スルーホールパターン22が重なり合う領域が出来てしまう。従って、タイプ2-2の層20では、敢えて中央スルーホールパターン22Aとして通常配置にしている。同様に、タイプ4-2の層20では、敢えて中央スルーホールパターン22Aとして通常配置にしている。また、タイプ3-2では、コイルパターン21Czから遠ざけられておらず通常配置に該当してしまうものの、タイプ2-2及びタイプ4-2の中央スルーホールパターン22Aとの間のボリューム増加を抑制するために、右寄りスルーホールパターン22Bが採用されている。
その結果、スルーホールパターン22の積層パターンが図10に示すようなものとなる。図10に示すように、積層パターンの中に、右寄りスルーホールパターン22Bが、中央スルーホールパターン22Aを介して連続して配置される(破線で囲んだ「A」の部分を参照)。なお、第3実施形態では右寄りスルーホールパターン22Bを連続させたが、左寄りスルーホールパターン22Cを連続させてもよい。
以上のように、右寄りスルーホールパターン22B及び左寄りスルーホールパターン22Cの一方が、中央スルーホールパターン22Aを介して連続して配置されてよい。第3実施形態のように、コイル部6の巻線効率を向上できるような三種類でのコイルパターン21を採用することで、右寄りスルーホールパターン22Bと左寄りスルーホールパターン22Cが隣り合うような積層パターンになるが、敢えて上述のような積層パターンとすることで、導体ボリュームを抑えながら導通性を確保することができる。また、改良配置にできる層20(ここではタイプ2-1,4-1)については、改良配置を採用することで浮遊容量の低減の効果も得ることができる。
〔第4実施形態〕
図12、図13を参照して、第4実施形態に係る積層コイル部品1について説明する。第4実施形態に係る積層コイル部品1は、第3実施形態とは別のスルーホールパターン22の積層パターンを採用した点で、第3実施形態と主に相違する。図12に示すように、第4実施形態では、二種類のスルーホールパターン22でスルーホール接続部8を構成している。
図13に示すように、第4実施形態では、タイプ1-1の層20、タイプ2-1の層20、タイプ3-1の層20、タイプ4-2の層20の順序で積層される。それ以降は、タイプ2-1から同様の積層パターンが繰り返される。第3実施形態と第4実施形態を比較した場合、第4実施形態ではタイプ2-2、タイプ3-2、及びタイプ4-2が不要となっており、層20のタイプを減らすことができる。これにより、パターン形成用のマスク数を減らすことができる。
その結果、スルーホールパターン22の積層パターンが図13に示すようなものとなる。図12に示すように、積層パターンは、二種類のスルーホールパターン22A,22Bによって構成される。また、領域E1,E2,E3のうち、中央の領域E2は、積層方向Zから見て、全てのスルーホールパターン22が重なる領域となる。
以上のように、スルーホール接続部8は、積層方向Zから見て、全てのスルーホールパターン22が重なる領域E2を有してよい。このような構造を採用することで、各層20におけるコイルパターン21とスルーホールパターン22との組み合わせのバリエーションをシンプルにし、パターン製造のための器具(マスクなど)の数を低減することができる。
本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。
例えば、各層におけるコイルパターンの具体的な形状や、スルーホールパターンの具体的な形状は特に限定されるものではなく、適宜変更してもよい。また、積層数や積層パターンなども適宜調整してもよい。
また、スルーホールパターンのずらしかたも、上述の実施形態に限定されるものではない。例えば、四種種類以上のスルーホールパターンが、左側に階段状に徐々にずれていき、所定の高さにて右側に階段状に徐々にずれるような構成を採用してもよい。更に、他のスルーホールパターンに対してずれたスルーホールパターンの数は特に限定されず、全体の中の一部だけに、スルーホールパターンがずれた構成を採用してもよい。最も極端な例では、直線状に延びているスルーホール接続部の中に、一層だけスルーホールパターンが他のものからずれたような構成であってもよい。
1…積層コイル部品、2…素体、3,4…外部端子、6…コイル部、8…スルーホール接続部、21…コイルパターン、22…スルーホールパターン、22A…中央スルーホールパターン(第1のスルーホールパターン)、22B…右寄りスルーホールパターン(第2のスルーホールパターン)、22C…左寄りスルーホールパターン(第3のスルーホールパターン)。

Claims (8)

  1. 絶縁体からなる複数の層を積層方向へ積層することによって形成された素体と、
    前記素体の底面に形成された外部端子と、
    前記素体内に設けられ、コイル軸が前記底面と垂直をなすコイル部と、
    前記素体内に設けられ、前記コイル部の端部と前記外部端子とを電気的に接続するスルーホール接続部と、を備え、
    複数の前記層には、それぞれコイルパターン、及びスルーホールパターンが形成され、
    前記スルーホール接続部は、複数の前記スルーホールパターンを前記積層方向に互いに接合させることによって形成され、
    前記積層方向に隣り合う前記スルーホールパターン同士は、直接接合され、
    複数の前記層の中の少なくとも一つの第1の層における前記スルーホールパターンは、他の第2の層における前記スルーホールパターンに対して、前記積層方向から見てずれており、
    前記積層方向から見たときに、前記第1の層における前記スルーホールパターンと前記第1の層におけるコイルパターンとの間の距離は、前記第2の層における前記スルーホールパターンと前記第1の層における前記コイルパターンとの間の距離、及び前記第1の層における前記スルーホールパターンと前記第2の層におけるコイルパターンと間の距離に比して離れている、積層コイル部品。
  2. 前記スルーホール接続部は、前記積層方向から見て、全ての前記スルーホールパターンが重なる領域を有さない、請求項1に記載の積層コイル部品。
  3. 複数の前記スルーホールパターンは、前記積層方向から見て互いにずれた位置に配置される第1のスルーホールパターン、第2のスルーホールパターン、及び第3のスルーホールパターンの三種類に少なくとも分類される、請求項1又は2に記載の積層コイル部品。
  4. 前記第2のスルーホールパターンと前記第3のスルーホールパターンとは、前記第1のスルーホールパターンを介して前記積層方向に接続され、
    前記積層方向から見て、前記第2のスルーホールパターンと前記第3のスルーホールパターンとは、重なり合わない、請求項3に記載の積層コイル部品。
  5. 前記第2のスルーホールパターンと前記第3のスルーホールパターンとが、前記第1のスルーホールパターンを介して交互に配置される積層パターンが繰り返される、請求項4に記載の積層コイル部品。
  6. 前記第2のスルーホールパターン及び前記第3のスルーホールパターンの一方が、前記第1のスルーホールパターンを介して連続して配置される、請求項4に記載の積層コイル部品。
  7. 前記スルーホール接続部は、前記積層方向から見て、全ての前記スルーホールパターンが重なる領域を有する、請求項1に記載の積層コイル部品。
  8. 前記コイルパターン及び前記スルーホールパターンの配置が同一となる前記層が少なくとも二つ連続する、請求項1~4の何れか一項に記載の積層コイル部品。
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