説明

積層コイル部品

【課題】Q値の向上した積層コイル部品を提供する。
【解決手段】積層コイル部品1は、積層コイル部品1の底面に設けられた底面電極40Aと、コイル部の端部と底面電極40Aとを接続する第1の貫通導体部30Aとを備え、コイル部20が、積層方向から平面視したときの外形が積層体10の外形に沿う矩形状であり、矩形状のコイル部20の一つの角部20aに近接して、角部20aの外側に第1の貫通導体部30Aが配置されており、角部20aが、積層方向から平面視したときに、コイル部20の内側に曲率中心Oがあるように湾曲している。この積層コイル部品1においては、第1の貫通導体部30Aに近接するコイル部20の角部20aが、コイル部20の内側に曲率中心Oがあるように湾曲し、磁束の干渉が有意に回避され、Q値が向上する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、積層コイル部品に関する。
【背景技術】
【0002】
従来より、積層体の内部に、積層方向に沿って巻回されたコイル部が形成された積層コイル部品が知られている。このような積層コイル部品には、その端面に外部電極を設けたものの他に、実装面積の低減を図るために、実装面に対面する底面に外部電極を設けたものが知られている。そして、底面に外部電極が設けられている場合には、コイル部の端部のうちの底面から遠い側にあるコイル部の端部を、積層体内において積層方向に延在する貫通導体部により底面の外部電極まで導く必要がある。
【0003】
ただし、そのような貫通導体部を、コイル部の内側を通した場合には、貫通導体部が磁束を邪魔してしまい、Q値の低下を招くため、貫通導体部をコイルの外側を通した構造とすることが好ましい。
【0004】
下記特許文献1には、コイルの外側を通る貫通導体部を有する積層コイル部品が開示されている。この引用文献1においては、矩形状のコイル部の角部のみを部分的にへこませ、そのへこませた部分に貫通導体部を配置している。このように、コイル部全体の内径を縮小することなく、コイル部の内径を大きく保つことで、インダクタンスの低下を抑えることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2011−9391号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、上述した従来の積層コイル部品では、矩形コイルの角部のへこんだ部分(切り欠き部)にコイル内部に向かって尖った部分が形成されることとなり、その尖った部分において磁束が集中して、Q値の低下を招いていた。
【0007】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、Q値の向上が図られた積層コイル部品を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明に係る積層コイル部品は、絶縁層を介して複数の内部電極が積層された積層体と、積層体内の複数の内部電極によって構成されたコイル部と、積層体の底面に設けられた底面電極と、積層体内において積層方向に延在し、且つ、コイル部の端部のうち底面電極から遠い方の端部と底面電極とを接続する第1の貫通導体部とを備え、コイル部が、積層方向から平面視したときの外形が積層体の外形に沿う矩形状であり、矩形状のコイル部の一つの角部に近接して、当該角部の外側に第1の貫通導体部が配置されており、第1の貫通導体部が近接配置された角部が、積層方向から平面視したときに、コイル部の内側に曲率中心があるように湾曲している。
【0009】
この積層コイル部品においては、第1の貫通導体部に近接するコイル部の角部が、コイル部の内側に曲率中心があるように湾曲していることで、磁束の干渉が有意に回避され、Q値を向上することができる。
【0010】
また、第1の貫通導体部が近接配置された角部に対し、矩形状のコイル部の長手方向にある一対の角部が、積層方向から平面視したときに直角である態様であってもよい。貫通導体部が配置されていない角部を直角にすることで、コイル部の内径が大きくなり、インダクタンスが向上する。
【0011】
また、第1の貫通導体部が近接配置された角部に対し、矩形状のコイル部の短手方向に並ぶ角部も、積層方向から平面視したときに、コイル部の内側に曲率中心があるように湾曲している態様であってもよい。この場合、Q値がさらに向上する。
【0012】
また、第1の貫通導体部が近接配置された角部に対し、矩形状のコイル部の短手方向に並ぶ角部に近接して、当該角部の外側に、積層体内において積層方向に延在し、且つ、第1の貫通導体部が接続するコイル部の端部と底面電極とを接続する第2の貫通導体部をさらに備える態様であってもよい。この場合、第1の貫通導体部および第2の貫通導体部により、コイル部の端部から底面電極に至る電流ルートの断面拡大を図ることで、直流抵抗を低下させることができる。
【0013】
また、積層体内において積層方向に延在するとともに、第1の貫通導体部と第2の貫通導体部との間に介在し、第1の貫通導体部および第2の貫通導体部が接続するコイル部の端部と底面電極とを接続する第3の貫通導体部をさらに備える態様であってもよい。この場合、第3の貫通導体部により、直流抵抗をさらに低下させることができる。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、Q値の向上が図られた積層コイル部品が提供される。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】図1は、本発明の実施形態に係る積層コイル部品の概略斜視図である。
【図2】図2は、図1に示す積層コイル部品の積層方向から平面視した概略平面図である。
【図3】図3は、図2に示すコイル部の要部拡大図である。
【図4】図4は、図2とは異なる態様の積層コイル部品の概略平面図である。
【図5】図5は、図1とは異なる態様の積層コイル部品の一部を示した概略斜視図である。
【図6】図6は、図5に示す積層コイル部品の積層方向から平面視した概略平面図である。
【図7】図7は、図2に示す積層コイル部品および図6に示す積層コイル部品とは異なる態様の積層コイル部品の概略平面図である。
【図8】図8は、従来技術に係る積層コイル部品の積層方向から平面視した概略平面図である。
【図9】図9は、図8に示すコイル部の要部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。
【0017】
図1に示すように、本発明の実施形態に係る積層コイル部品1は、直方体形状を有する積層体10を備えている。以下の説明では、便宜上、積層体10の積層方向をZ方向、積層方向の端面および断面における短手方向をX方向、長手方向をY方向とする。
【0018】
積層体10の内部には、コイル部20が形成されている。コイル部20は、図示されていない絶縁層を介して積層された複数の内部電極(図1では4つの内部電極21、22、23、24)によって構成されている。積層体10の積層方向(図のZ方向)に隣り合う内部電極は、その端部同士が、絶縁層を貫通する断面円形のスルーホール導体THによって接続されており、内部電極21、22、23、24全体として、積層体10の積層方向に沿って同一方向に巻回(積層方向の下方に向かって左回りに巻回)されたコイル部20を構成している。
【0019】
積層体10の底面10cは、図示しない実装基板の部品搭載面に対面する面であり、この底面10cには、底面10cの長手方向(図のY方向)における両端部の位置に、一対の底面電極40A、40Bが形成されている。一対の底面電極40A、40Bは、いずれも短手方向に延びる矩形状であり、底面10cの各端部を全体的に覆うように、底面10cの短手方向のほぼ全幅に亘って形成されている。
【0020】
底面電極40A、40Bは、コイル部20の端部E1、E2と、積層体10内部を積層方向に延びる貫通導体部30A、30Bを介して接続されている。貫通導体部30A、30Bはいずれも、各絶縁層を貫通する断面円形の複数のスルーホールで構成されており、複数のスルーホールは積層方向に並ぶように連結されている。具体的には、積層体10の一方の端面10a側に位置する底面電極40Aは、積層方向に延びる貫通導体部30A(以下、第1の貫通導体部と称す。)を介して、コイル部20の端部E1、E2のうち底面電極40A、40Bから遠い方の端部E1に接続されている。また、積層体10のもう一方の端面10b側に位置する底面電極40Bは、積層方向に延びる貫通導体部30Bを介して、コイル部20の端部E1、E2のうち底面電極40A、40Bから近い方の端部E2に接続されている。このように、底面電極40A、40Bを、コイル部20の端部E1、E2と接続することにより、底面電極40A、40Bは積層コイル部品1の外部電極として機能する。外部電極を端面10a、10bに設けた場合には実装時に実装面の面方向にはんだフィレットが形成されるが、本実施形態のように、外部電極を底面10cに設けることで、上記はんだフィレットが形成されず、実装面積の低減が図られる。
【0021】
なお、上述した積層体は、内部電極や底面電極となるべき電極ペーストのパターンを、絶縁層となるべき複数の絶縁シート上にそれぞれ形成し、その絶縁シートを重ね合わせて焼成することによって形成される。絶縁層は、たとえば、ストロンチウム、カルシウム、アルミナ及び酸化珪素からなるガラスと、アルミナとからなるガラス系セラミックから構成されている。絶縁層は、フェライト(たとえば、Ni−Cu−Zn系フェライト、Ni−Cu−Zn−Mg系フェライト、Cu−Zn系フェライト、又はNi−Cu系フェライトなど)から構成されていてもよい。
【0022】
続いて、図1に示したコイル部20と第1の貫通導体部30Aとの位置関係について説明する。図2は、図1の積層コイル部品1を積層方向上側から見た平面図である。
【0023】
図2に示すように、コイル部20は、その外形が積層体10の矩形状の外形に沿うほぼ矩形状となっている。ただし、端面10a側の一対の角部20a、20bはいずれも、直角ではなく、図2に示すように、曲率中心Oかつ曲率半径rで、その曲率中心Oがコイル部20の内側にあるように湾曲している。また、曲率中心Oは、底面電極40Aに重ならない位置であって、底面電極40Aよりも中央よりの位置にある。さらに、曲率中心Oは、積層コイル部品1の長手方向(Y方向)に沿って平行に延びる2本のコイル部分のX方向の中間点に位置しており、曲率半径rは、それら2本のコイル部分の間隔の半分の長さとなっている。
【0024】
上記曲率中心Oおよび曲率半径rであるため、角部20aと角部20bとは段差無く連続的に湾曲しており、端面10a側においては、角部20aと角部20bとによってU字状のコイル部分が形成されている。一方、端面10b側においては、一対の角部20c、20dはいずれも直角に屈曲している。
【0025】
そして、コイル部20の端面10a側の一つの角部(図2における右上の角部)20aの近くに、上述した第1の貫通導体部30Aが配置されている。より詳しくは、第1の貫通導体部30Aは、角部20aの外側に、角部20aと所定距離だけ離間した状態で近接配置されている。
【0026】
ここで、第1の貫通導体部30Aに近接配置された角部20aは、直角ではなく、上述したとおり、その曲率中心Oが、コイル部20の内側にあるように湾曲している。換言すると、角部20aは、コイル部20の外側に向かって円弧状に膨らみ、かつ、コイル部20の延在方向は、Y方向からX方向へ(またはX方向からY方向へ)なだらかに変化している。そのため、図3に示すように、コイル部20に電流が印加された際に、コイル部20の角部20aにおいて生じる磁束Mは互いに干渉し合わない。
【0027】
一方、図8に示す従来技術に係るコイル部120においては、貫通導体部130に近接する切り欠き部120aは、その曲率中心Oが、コイル部120の内側にあるように湾曲していた。そのため、図9に示すように、コイル部120に電流が印加された際に、コイル部120の切り欠き部120aにおいて磁束Mが集中し、磁束同士が干渉し合うため、それにより、Q値の低下を招いていた。
【0028】
すなわち、上述した積層コイル部品1においては、第1の貫通導体部30Aに近接するコイル部20の角部20aが、コイル部20の内側に曲率中心Oがあるように湾曲していることで、磁束Mの干渉が有意に回避されており、Q値の向上が図られている。
【0029】
加えて、上述した積層コイル部品1においては、角部20bも、角部20a同様、コイル部20の内側に曲率中心Oがあるように湾曲しているため、この部分においても磁束Mの干渉が有意に回避されて、さらなるQ値の向上が図られている。
【0030】
なお、上述した積層コイル部品1においては、貫通導体部30Aが配置されていない端面10b側の一対の角部20c、20dはいずれも直角となっている。このように、貫通導体部30Aが配置されていない角部を直角にすることで、角部20aのように湾曲させるよりも、コイル部20の内径が大きくなり、インダクタンスが向上する。
【0031】
インダクタンス向上の観点から、図4に示すように、角部20bを直角にしてもよい。図4に示したコイル部20は、図2に示したコイル部20よりも内径が大きくなっているため、図2に示したコイル部20よりもインダクタンスが向上している。
【0032】
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。
【0033】
図5および図6に示す実施形態においては、端面10a側に、底面電極40Aに接続される2つの貫通導体部30A、30Cが設けられている。
【0034】
図5には、図1に示したコイル部20の最上層の内部電極21に代わりに採用された内部電極25が示されている。この内部電極25は、内部電極21の端部E1からX方向に延びる電極片25aが加えられている点において、内部電極21と異なっている。
【0035】
内部電極25は、内部電極21の端部E1と同じ位置にある端部E1において、上述した第1の貫通導体部30Aが接続されており、かつ、その端部E1に接続された電極片25aを介して、積層方向に沿って底面電極40Aまで延びる断面円形の貫通導体部30C(以下、第2の貫通導体部と称す。)も接続されている。それにより、内部電極25の端部E1から底面電極40Aまで、第1の貫通導体部30Aを通る電流ルートと、第2の貫通導体部30Cを通る電流ルートの2つが形成されている。
【0036】
そのため、本実施形態においては、第1の貫通導体部30Aと第2の貫通導体部30Cとにより、コイル部20の端部E1から底面電極40Aに至る電流ルートの断面拡大が図られることで、上述した第1の貫通導体部30Aのみの実施形態に比べて、直流抵抗が低下される。
【0037】
なお、第2の貫通導体部30Cは、図6に示すように、コイル部20の角部20bの外側に、角部20bと所定距離だけ離間した状態で近接配置されており、その角部20bが、角部20a同様、コイル部20の内側に曲率中心Oがあるように湾曲している。
【0038】
したがって、本実施形態においては、第1の貫通導体部30Aが近接配置された角部20aだけでなく、第2の貫通導体部30Cが近接配置された角部20bも、コイル部20の内側に曲率中心Oがあるように湾曲しているため、角部20bにおいても上述した磁束Mの干渉が有意に回避されており、Q値のさらなる向上が図られている。
【0039】
図7に示す実施形態においては、2つの貫通導体部30A、30Cに加えて、さらにもう一つ貫通導体部30D(以下、第3の貫通導体部と称す。)が設けられている。
【0040】
図7に示すように、第3の貫通導体部30Dは、第1の貫通導体部30Aと第2の貫通導体部30Cとの間に介在しており、第1の貫通導体部30Aと第2の貫通導体部30Cとの間を充たしてこれらが一体的になるように設けられている。そのため、第3の貫通導体部30Dは、第1の貫通導体部30Aおよび第2の貫通導体部30C同様、積層方向に沿って延びており、且つ、コイル部20の端部E1と底面電極40Aとを接続している。
【0041】
このような第3の貫通導体部30Dにより、内部電極25の端部E1から底面電極40Aに至る電流ルートの断面拡大が図られている。そのため、図7に示す実施形態においては、第1の貫通導体部30A、第2の貫通導体部30Cおよび第3の貫通導体部30Dにより、第1の貫通導体部30Aおよび第2の貫通導体部30Cを設けた図5、6の実施形態に比べて、さらに直流抵抗が低下される。
【0042】
なお、角部20aや角部20bの湾曲の曲率中心Oは、上述した位置に限定されず、コイル部20の内側にある範囲において、すなわち、角部20a、20bがコイル部20に対して外側に円弧状に広がる範囲において、適宜変更することができる。また、角部20aや角部20bの湾曲の曲率半径についても、適宜変更することができ、図4に示した曲率半径r’のように、図2に示した曲率半径rよりも長くすることで、角部の湾曲度合いを小さくすることができる。
【0043】
貫通導体部30A、30B、30Cの断面形状は、円形以外の形状であってもよく、たとえば長方形であってもよい。
【符号の説明】
【0044】
1…積層コイル部品、10…積層体、20…コイル部、20a〜20d…角部、21〜25…内部電極、30A〜30D…接続導体部、TH…スルーホール導体、40A、40B…底面電極、E1、E2…端部、O…曲率中心。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
絶縁層を介して複数の内部電極が積層された積層体と、
前記積層体内の前記複数の内部電極によって構成されたコイル部と、
前記積層体の底面に設けられた底面電極と、
前記積層体内において積層方向に延在し、且つ、前記コイル部の端部のうち前記底面電極から遠い方の端部と前記底面電極とを接続する第1の貫通導体部と
を備え、
前記コイル部が、積層方向から平面視したときの外形が前記積層体の外形に沿う矩形状であり、
前記矩形状のコイル部の一つの角部に近接して、当該角部の外側に前記第1の貫通導体部が配置されており、
前記第1の貫通導体部が近接配置された前記角部が、積層方向から平面視したときに、前記コイル部の内側に曲率中心があるように湾曲している、積層コイル部品。
【請求項2】
前記第1の貫通導体部が近接配置された前記角部に対し、前記矩形状のコイル部の長手方向にある一対の角部が、積層方向から平面視したときに直角である、請求項1に記載の積層コイル部品。
【請求項3】
前記第1の貫通導体部が近接配置された前記角部に対し、前記矩形状のコイル部の短手方向に並ぶ角部も、積層方向から平面視したときに、前記コイル部の内側に曲率中心があるように湾曲している、請求項1又は2に記載の積層コイル部品。
【請求項4】
前記第1の貫通導体部が近接配置された前記角部に対し、前記矩形状のコイル部の短手方向に並ぶ前記角部に近接して、当該角部の外側に、前記積層体内において積層方向に延在し、且つ、前記第1の貫通導体部が接続する前記コイル部の端部と前記底面電極とを接続する第2の貫通導体部をさらに備える、請求項3に記載の積層コイル部品。
【請求項5】
前記積層体内において積層方向に延在するとともに、前記第1の貫通導体部と前記第2の貫通導体部との間に介在し、前記第1の貫通導体部および前記第2の貫通導体部が接続する前記コイル部の端部と前記底面電極とを接続する第3の貫通導体部をさらに備える、請求項4に記載の積層コイル部品。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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