JP2016100344A - 高周波コイル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】導体パターンの線幅を細くしても、導体損失の大幅な増大を抑制した高周波コイル装置を構成する。また、導体パターンの全体の厚みを厚くすることによる自己インダクタンスおよび相互インダクタンスの低下を抑えた高周波コイル装置を構成する。
【解決手段】複数の基材層が積層された積層体１０と、基材層に沿って配置される導体パターンと、基材層に形成され、導体パターンに導通する層間接続導体と、を備える。導体パターンは線状導体パターン２１〜２４を含み、線状導体パターンおよび層間接続導体により、複数の基材層の積層方向に巻回軸を有するコイルが構成される。線状導体パターン２１〜２４は、基材層に印刷された導電性ペーストパターンにより形成され、導電性ペーストパターンによるコイルのコイル開口の内方部２０Ｍの厚みは、導電性ペーストパターンによるコイルのコイル開口の外方部２０Ｅの厚みよりも厚い。
【選択図】図４

Description

本発明は、高周波コイルを備えるインダクタ、トランス、高周波回路等の高周波コイル装置に関する発明である。

特許文献１に、トランスを用いた給電素子が開示されている。この素子は、広帯域で低損失な給電素子であり、マルチバンド用メインアンテナへの給電素子として有用である。

上記トランス構造の素子は、複数の基材層が積層された積層体内にコイルが構成されたものである。このコイルは、基材層に沿って配置される導体パターンと、基材層に形成され、導体パターンに導通する層間接続導体とを備える。導体パターンは線状導体パターンを含み、線状導体パターンおよび層間接続導体により、複数の基材層の積層方向に巻回軸（中心軸）を有するコイルが構成される。

国際公開第２０１１／０９００８０号

携帯電話端末等の電子機器の小型化に伴い、高周波コイルを備えるインダクタ、トランス、高周波回路等の高周波コイル装置の小型化の要求が強くなっている。特許文献１等に示されるように、シート積層工法によって作成される高周波コイル装置においては、小型化に伴い、コイルの導体パターンの線幅を細くする必要がある。しかし、導体パターンの線幅を細くすることにより、線幅方向の端縁での単位体積当りの電流密度が増大するので、導体損失が大きくなる。

一方、それだけでなく、導体パターンの線幅を細くすることにより、次に述べるような問題が顕著になること発明者等は見いだした。

図１３（Ａ）は、基材層１５に導電性ペーストパターン２１Ｐが印刷された時点での、導体パターンの延伸方向に対する直交面での断面図である。図１３（Ｂ）は、導電性ペーストパターン２１Ｐが印刷された基材層１５を複数の基材層とともに積層した状態での断面図である。図１３（Ａ）に示すように、基材層１５に導電性ペーストパターン２１Ｐが印刷された時点では、厚さ一定の導電性ペーストパターン２１Ｐによるパターンが形成される。その後、この導電性ペーストパターン２１Ｐが印刷された基材層１５を複数の基材層とともに積層すると、図１３（Ｂ）に示すように、導電性ペーストによるパターンの厚みが薄くなり、面方向に広がる。このように、導体パターンの線幅が細くなる程、導体パターンの線幅方向のエッジが丸くなって、延伸方向に対する直交面での断面形状は楕円形に近づく。特に、線幅の端部に近い箇所程、面方向に延伸する。その結果、断面形状は楕円に近くなってしまう。すなわち、導体パターンの線幅方向の端縁にエッジが立っていない形状となる。高周波数領域では表皮効果により、導体パターンの表面に電流が集中するため、上記断面形状に起因して線幅方向の端縁部の電流密度が高まり、この部分での大きな導体損失が生じる。

図１４（Ａ）はコイルの概念図であり、図１４（Ｂ）は図１４（Ａ）におけるＡ−Ａ部分の断面図である。図１４（Ａ）（Ｂ）に示すように、コイルの開口内を通る磁束φの影響で、導体パターンのうち、コイル開口の内方部の電流密度は更に高くなる。この電流密度の高い部分が先細り形状であるので、導体損失は更に顕著になる。

したがって、上記コイルを例えばフィルタ等に用いた場合に、挿入損失が劣化する原因となる。

一方、導体損失の低減のため、導電性ペーストを単純に２度塗りしたり、印刷厚（エマルジョン厚）を大きくしたりすることで電極厚を大きくすると、コイル形成領域の積層方向の寸法が大きくなって、得られるインダクタンスが小さくなる。また、トランスを構成した場合には、１次コイルと２次コイルの結合係数は小さくなって、自己インダクタンスだけでなく相互インダクタンスも小さくなってしまう。その結果、コイルのＱ値（＝ωＬ／Ｒ）が悪化する。

本発明の目的は、導体パターンの線幅を細くしても、導体損失の大幅な増大を抑制した高周波コイル装置を提供すること、および、導体パターンの全体の厚みを厚くすることによる自己インダクタンスおよび相互インダクタンスの低下を抑えた高周波コイル装置を提供することにある。

（１）本発明の高周波コイル装置は、複数の基材層が積層された積層体と、前記基材層に沿って配置される導体パターンと、前記基材層に形成され、前記導体パターンに導通する層間接続導体と、を備える。前記導体パターンは線状導体パターンを含み、前記線状導体パターンおよび前記層間接続導体により、前記複数の基材層の積層方向に巻回軸（中心軸）を有するコイルが構成される。また、前記線状導体パターンは、前記基材層に印刷された導電性ペーストパターンにより形成され、前記導電性ペーストパターンによる前記コイルのコイル開口の内方部の厚みは、前記導電性ペーストパターンによる前記コイルのコイル開口の外方部の厚みよりも厚い。

上記の構成により、電流密度が高くなる傾向にある部分の導体パターンの厚みが確保され、電流集中が緩和されて、導体損失が低減される。また、導体パターンの全体の厚みを厚くする場合に比べて、基材層の積層方向でのコイル形成領域の範囲が大きくならないので、所定のインダクタンスを得るのに要する線長やターン数を少なくでき、そのことでコイルのＱ値（＝ωＬ／Ｒ）が高まる。

（２）前記線状導体パターンは、前記線状導体パターンの線幅に相当する線幅を有する第２導電性ペーストパターンと、第２導電性ペーストパターンの線幅より細い第１導電性ペーストパターンと、を備え、前記第１導電性ペーストパターンは前記基材層上の前記コイル開口の内方部に印刷され、前記第２導電性ペーストパターンは、前記基材層上および前記第１導電性ペーストパターン上に印刷されたものであることが好ましい。この構成により、導体パターンの線幅方向のエッジの丸みが少なくなり、電流密度の高い部分の導体パターンの厚みおよび体積が確保され、導体損失がより効果的に低減される。

（３）前記複数の基材層に形成される前記線状導体パターンは、前記複数の基材層の積層方向に視て重なることが好ましい。この構成により、導体パターンの層間の磁界結合が高まり、所定のインダクタンスを得るのに要する線長やターン数を少なくでき、そのことでコイルのＱ値が高まる。

（４）また、本発明の高周波コイル装置は、複数の基材層が積層された積層体と、前記基材層に沿って配置される導体パターンと、前記基材層に形成され、前記導体パターンに導通する層間接続導体と、を備える。前記導体パターンは線状導体パターンを含み、それぞれ、前記線状導体パターンおよび前記層間接続導体により、前記複数の基材層の積層方向に巻回軸（中心軸）を有する、第１コイルおよび第２コイルが構成され、前記線状導体パターンは、前記基材層に印刷された導電性ペーストパターンにより形成され、前記導電性ペーストパターンによる前記コイルのコイル開口の内方部の厚みは、前記導電性ペーストパターンによる前記コイルのコイル開口の外方部の厚みよりも厚い。

上記の構成により、電流密度が高くなる傾向にある部分の導体パターンの厚みが確保され、電流集中が緩和されて、導体損失が低減される。また、導体パターンの全体の厚みを厚くする場合に比べて、基材層の積層方向でのコイル形成領域の範囲が大きくならないので、所定のインダクタンスおよび相互インダクタンスを得るのに要する線長やターン数を少なくでき、そのことで第１コイルと第２コイルのＱ値が高まる。

（５）上記（４）において、例えば前記第１コイルと前記第２コイルとは磁界を介して結合し、トランスを構成する。

本発明によれば、電流密度が高くなる傾向にある部分の導体パターンの厚みが確保され、電流集中が緩和されて、導体損失が低減される。また、導体パターンの全体の厚みを厚くする場合に比べて、基材層の積層方向でのコイル形成領域の範囲が大きくならないので、所定のインダクタンスを得るのに要する線長やターン数を少なくでき、そのことで、Ｑ値の高い高周波コイル装置が得られる。また、Ｑ値が同等であれば、より小型の高周波コイル装置が構成できる。

図１は第１の実施形態に係るインピーダンス変換回路の外観斜視図である。 図２は、インピーダンス変換回路１０１の内部透視斜視図である。 図３はインピーダンス変換回路１０１の各基材層に形成されている導体パターンと電流経路を示す図である。 図４は、図３に示した各基材層を積層圧着して焼成することにより得られたインピーダンス変換回路１０１の断面図である。 図５（Ａ）は基材層１５に導電性ペーストパターン２１Ｐ１，２１Ｐ２が印刷された時点での、導電性ペーストパターンの延伸方向に対する直交面での断面図である。図５（Ｂ）は、導電性ペーストパターン２１Ｐ１，２１Ｐ２が印刷された基材層１５を複数の基材層とともに積層し、それらを圧着して焼成した状態での断面図である。 図６（Ａ）（Ｂ）は図５（Ａ）（Ｂ）に対する比較例である。 図７（Ａ）は、図２、図３に示したインピーダンス変換回路１０１の回路図であり、図７（Ｂ）はインピーダンス変換回路１０１の等価回路図である。 図８（Ａ）（Ｂ）は、基材層に対する導電性ペーストの２回印刷後の、導電性ペーストパターンの延伸方向の延伸方向に対する直交面での断面図である。 図９は第２の実施形態に係るインピーダンス変換回路１０２の断面図である。 図１０は、第２の実施形態に係る別のインピーダンス変換回路１０２Ａの断面図である。 図１１（Ａ）は、図７（Ａ）に示した回路を簡略化し、且つ抵抗成分を含めて表した回路図である。図１１（Ｂ）は図１１（Ａ）の回路を、理想トランスを含む等価回路で表した図である。 図１２は、第３の実施形態に係る高周波コイル装置の例であるインピーダンス変換回路１０３の分解斜視図である。 図１３（Ａ）は、基材層１５に導電性ペーストパターン２１Ｐが印刷された時点での、導体パターンの延伸方向に対する直交面での断面図である。図１３（Ｂ）は、導電性ペーストパターン２１Ｐが印刷された基材層１５を複数の基材層とともに積層した状態での断面図である。 図１４（Ａ）はコイルの概念図であり、図１４（Ｂ）は図１４（Ａ）におけるＡ−Ａ部分の断面図である。

以降、図を参照して幾つかの具体的な例を挙げて、本発明を実施するための複数の形態を示す。各図中には同一箇所に同一符号を付す。第２の実施形態以降では第１の実施形態と共通の事柄についての記述を省略し、異なる点について説明する。特に、同様の構成による同様の作用効果については実施形態毎には逐次言及しない。

《第１の実施形態》
第１の実施形態では、高周波コイル装置の例としてインピーダンス変換回路について示す。

図１は第１の実施形態に係るインピーダンス変換回路の外観斜視図である。インピーダンス変換回路１０１は、複数の絶縁体基材層が積層されて構成される積層体１０を備える。この積層体１０内に、導体パターンおよび層間接続導体によって構成される複数のコイルが設けられている。

図２は、インピーダンス変換回路１０１の内部透視斜視図である。但し、積層構造の分かりやすさを考慮して、積層方向の寸法を誇張して表している。実際の寸法は、例えば実装面は１．６×０．８mm、高さは０．６mmである。

図２に表れているように、４つのコイル導体ＬＰ１，ＬＰ２，ＬＰ３，ＬＰ４が積層体１０内に形成されている。各コイル導体ＬＰ１，ＬＰ２，ＬＰ３，ＬＰ４は所定位置でビア（層間接続導体）Ｖ１１，Ｖ１２，Ｖ２１，Ｖ２２等により層間接続されている。

積層体１０の外面には、外部端子である、給電端子Ｐ１、アンテナ端子Ｐ２、グランド端子Ｐ３および空き端子ＮＣがそれぞれ形成されている。具体的には、積層体１０の第１側面に給電端子Ｐ１、第１側面に対向する第２側面にアンテナ端子Ｐ２、がそれぞれ形成されている。第３側面にはグランド端子Ｐ３、第３側面に対向する第４側面には空き端子ＮＣがそれぞれ形成されている。積層体１０の下面および上面には、側面の外部端子に繋がる、給電端子Ｐ１、アンテナ端子Ｐ２、グランド端子Ｐ３および空き端子ＮＣがそれぞれ形成されている。

図３はインピーダンス変換回路１０１の各基材層に形成されている導体パターンと電流経路を示す図である。基材層１５に第１コイル導体ＬＰ１、基材層１４に第２コイル導体ＬＰ２、基材層１３に第３コイル導体ＬＰ３、基材層１２に第４コイル導体ＬＰ４、がそれぞれ形成されている。これら基材層１１〜１５は誘電体（絶縁体）または磁性体の層である。例えば誘電体セラミックスのグリーンシートを使用し、それらを積層圧着して焼成することにより積層体１０を構成してもよいし、樹脂シートを圧着して積層体１０を構成してもよい。また、磁性体セラミックスのグリーンシートを使用し、それらを積層圧着して焼成することにより積層体１０を構成してもよいし、磁性体フィラーを分散させた樹脂シートを圧着して積層体１０を構成してもよい。さらには、磁芯となるべき層のみを磁性体とし、その他の層を誘電体としてもよい。

第１コイル導体ＬＰ１および第２コイル導体ＬＰ２は第１コイル素子Ｌ１を構成する。第１コイル導体ＬＰ１は導体パターンＬ１Ａ，Ｌ１Ｂ１で構成されている。導体パターンＬ１Ａの端部は給電端子Ｐ１に導通している。第２コイル導体ＬＰ２は導体パターンＬ１Ｃ，Ｌ１Ｂ２で構成されている。第１コイル導体ＬＰ１および第２コイル導体ＬＰ２は、この両者で一部切欠のループ状になるように、ビアＶ１１，Ｖ１２を介して部分的に並列接続されるとともに全体が直列接続されている。

第３コイル導体ＬＰ３および第４コイル導体ＬＰ４は第２コイル素子Ｌ２を構成する。第３コイル導体ＬＰ３は導体パターンＬ２Ｂ２，Ｌ２Ｃで構成されている。導体パターンＬ２Ｃの端部はアンテナ端子Ｐ２に導通している。第４コイル導体ＬＰ４は導体パターンＬ２Ａ，Ｌ２Ｂ１で構成されている。導体パターンＬ２Ａの端部はグランド端子Ｐ３に導通している。第３コイル導体ＬＰ３および第４コイル導体ＬＰ４は、この両者で一部切欠のループ状になるように、ビアＶ２２，Ｖ２３を介して部分的に並列接続されるとともに全体が直列接続されている。

図４は、図３に示した各基材層を積層圧着して焼成することにより得られたインピーダンス変換回路１０１の断面図である。この断面位置は、図３におけるＡ−Ａ部分に相当する。図４における線状導体パターン２１，２２，２３，２４は図３に示すコイル導体ＬＰ１，ＬＰ２，ＬＰ３，ＬＰ４にそれぞれ対応する。これら線状導体パターン２１，２２，２３，２４は、コイル内方部（コイル開口の内側寄り）２０Ｍの平均的な厚みは、コイル外方（コイル開口の外側寄り）２０Ｅの平均的な厚みよりも厚い。この例では、線状導体パターンの線幅の中央よりコイル開口の内側を内方部、外側を外方部として表している。

線状導体パターン２１，２２，２３，２４は膜厚の厚い厚部２０Ｈと膜厚の薄い薄部２０Ｌとを備える。厚部２０Ｈはコイル内方部２０Ｍ寄りにあり、薄部２０Ｌはコイル外方部２０Ｅ寄りにある。

このように、線状導体パターン２１〜２４の厚みは、コイル外方より内方が厚い傾向にある。例えば、厚部２０Ｈの平均的厚みは１０μｍ、薄部２０Ｌの平均的厚みは３μｍである。なお、線状導体パターンの厚部２０Ｈと薄部２０Ｌとの境界は明確でない場合ある（恣意的である）が、通常は線状導体パターンの線幅の中央より内方に厚部２０Ｈがある。

図５（Ａ）は基材層１５に導電性ペーストパターン２１Ｐ１，２１Ｐ２が印刷された時点での、導電性ペーストパターンの延伸方向に対する直交面での断面図である。図５（Ｂ）は、導電性ペーストパターン２１Ｐ１，２１Ｐ２が印刷された基材層１５を複数の基材層とともに積層し、それらを圧着して焼成した状態での断面図である。

先ず、基材層１５に、第１導電性ペーストパターン２１Ｐ１を印刷する。その後、線状導体パターン２１の線幅20Wに相当する線幅の第２導電性ペーストパターン２１Ｐ２を印刷する。第１導電性ペーストパターン２１Ｐ１の線幅20WP1は第２導電性ペーストパターン２１Ｐ２の線幅20WP2より細い。

第１導電性ペーストパターン２１Ｐ１は基材層１５上のコイル開口の内方部に印刷し、第２導電性ペーストパターン２１Ｐ２は、基材層１５上および第１導電性ペーストパターン２１Ｐ１上に印刷する。

この構成により、図５（Ｂ）に表れるように、線状導体パターン２１のコイル内方部２０ＭのエッジＥの丸みが少なくなる。このように、電流密度の高いコイル内方部２０Ｍの導体パターンの厚みおよび体積が確保され、導体損失がより効果的に低減される。

図６（Ａ）（Ｂ）は図５（Ａ）（Ｂ）に対する比較例である。この比較例も本発明に含まれる。比較例の場合、先ず、基材層１５に、線状導体パターン２１の線幅20Wに相当する線幅の第２導電性ペーストパターンを印刷する。その後、第１導電性ペーストパターン２１Ｐ１を印刷する。第１導電性ペーストパターン２１Ｐ１の線幅20WP1は第２導電性ペーストパターン２１Ｐ２の線幅20WP2より細い。

導電性ペーストパターンは線幅が大きい程滲みが大きいので、図６（Ａ）に示したように、第２導電性ペーストパターン２１Ｐ２の印刷（一度目の印刷）で、第２導電性ペーストパターン２１Ｐ２は線幅方向に比較的大きく滲む。一方、第１導電性ペーストパターン２１Ｐ１の印刷（二度目の印刷）では、第１導電性ペーストパターン２１Ｐ１は線幅が小さいため、第１導電性ペーストパターン２１Ｐ１の滲みは少ない。したがって、図６（Ｂ）に表れるように、線状導体パターン２１のコイル内方部２０ＭのエッジＥに丸みが生じる（断面形状が先細りの形状になる）。そのため、コイル内方部２０Ｍの電流密度の低減効果は少ない。但し、線状導体パターン２１のコイル内方部２０Ｍの厚みがコイル外方部２０Ｅより厚いので、電流集中は緩和される。すなわち、導体損失の低減効果はある。

図３において、第１コイル導体ＬＰ１および第２コイル導体ＬＰ２には、給電端子Ｐ１→導体パターンＬ１Ａ→導体パターン（Ｌ１Ｂ１＋Ｌ１Ｂ２）→導体パターンＬ１Ｃ→アンテナ端子Ｐ２の経路で電流が流れる。また、第３コイル導体ＬＰ３および第４コイル導体ＬＰ４には、アンテナ端子Ｐ２→導体パターンＬ２Ｃ→導体パターン（Ｌ２Ｂ２＋Ｌ２Ｂ１）→導体パターンＬ２Ａ→グランド端子Ｐ３の経路で電流が流れる。

図７（Ａ）は、図２、図３に示したインピーダンス変換回路１０１の回路図であり、図７（Ｂ）はインピーダンス変換回路１０１の等価回路図である。インピーダンス変換回路１０１の給電端子Ｐ１に給電回路３０が接続され、アンテナ端子Ｐ２にアンテナ４０が接続される。グランド端子Ｐ３はグランドに接続される。

インピーダンス変換回路１０１は、給電端子Ｐ１に接続された第１コイル素子Ｌ１と、第１コイル素子Ｌ１に結合する第２コイル素子Ｌ２とを備えている。より具体的には、第１コイル素子Ｌ１の第１端は給電端子Ｐ１に、第２端はアンテナ端子Ｐ２にそれぞれ接続されていて、第２コイル素子Ｌ２の第１端はアンテナ端子Ｐ２に、第２端はグランド端子Ｐ３にそれぞれ接続されている。

このインピーダンス変換回路１０１は第１コイル素子Ｌ１と第２コイル素子Ｌ２とを相互インダクタンスを介して密結合したトランス型回路を含む。つまり、第１コイル素子Ｌ１と第２コイル素子Ｌ２とが磁界を介して結合してなる高周波トランス装置である。このトランス型回路は、図７（Ｂ）に示すように、三つのインダクタンス素子Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３によるＴ型回路に等価変換できる。すなわち、このＴ型回路は、給電回路３０に接続される給電端子Ｐ１、アンテナ端子Ｐ２、グランド端子Ｐ３、給電端子Ｐ１と分岐点Ａとの間に接続されたインダクタンス素子Ｚ１、アンテナ端子Ｐ２と分岐点Ａとの間に接続されたインダクタンス素子Ｚ２、およびグランド端子Ｐ３と分岐点Ａとの間に接続された第３インダクタンス素子Ｚ３で構成される。

《第２の実施形態》
第２の実施形態では、コイル内方部とコイル外方部での線状導体パターンの厚みの大小関係が一通りでない例を示す。

図８（Ａ）（Ｂ）は、基材層に対する導電性ペーストの２回印刷後の、導電性ペーストパターンの延伸方向の延伸方向に対する直交面での断面図である。図９は第２の実施形態に係るインピーダンス変換回路１０２の断面図である。

図８（Ａ）は、第１の実施形態で示したと同様に、コイル外方部に第１導電性ペーストパターン２１Ｐ１を印刷した例である。図８（Ｂ）は、コイル内方部に第１導電性ペーストパターン２２Ｐ１を印刷し、その後、線状導体パターン２２の線幅20Wに相当する線幅の第２導電性ペーストパターン２２Ｐ２を印刷した例である。

図９において、線状導体パターン２３，２４は、図８（Ａ）に示した導電性ペーストパターンにより形成されたものであり、線状導体パターン２１，２２は、図８（Ｂ）に示した導電性ペーストパターンにより形成されたものである。

このように、コイル内方部が厚い線状導体パターン２１，２２とコイル外方部が厚い線状導体パターン２３，２４の両方を含むことにより、基材層の積層による応力が緩和され、積層体１０の上下面の平坦性が高まる。

図１０は、第２の実施形態に係る別のインピーダンス変換回路１０２Ａの断面図である。図１０において、線状導体パターン２２，２４は、図８（Ａ）に示した導電性ペーストパターンにより形成されたものであり、線状導体パターン２１，２３は、図８（Ｂ）に示した導電性ペーストパターンにより形成されたものである。

このように、コイル内方部が厚い線状導体パターン２１，２３とコイル外方部が厚い線状導体パターン２２，２４とを交互に積層することにより、線状導体パターンの層間距離ｔが一定となる。そのため、線状導体パターンの層間距離を全体的に狭くしやすくなり、そのことで、コイル間の結合係数が高められる。また、基材層の積層による応力がより緩和され、積層体１０の上下面の平坦性がより高まる。

図９に示した例でも、図１０に示した例でも、コイル内方部が厚い線状導体パターンを有するコイルは、導体損を低減するという目的に反するが、２つのコイルのうち、導体損をより低減させるべきコイルがある場合には、そのコイルについて導体損が低減できるパターン（線状導体パターンのコイル開口の外方部が厚くなるパターン）とし、それ以外のコイルについては、線状導体パターンのコイル開口の内方部が厚くなるパターンとすればよい。

ここで、第１の実施形態で図７に示した回路構成のインピーダンス変換回路を例にして、優先的に導体損を低減するコイルについて例示する。

図１１（Ａ）は、図７（Ａ）に示した回路を簡略化し、且つ抵抗成分を含めて表した回路図である。図１１（Ｂ）は図１１（Ａ）の回路を、理想トランスを含む等価回路で表した図である。ここで、第１コイル素子Ｌ１と第２コイル素子Ｌ２との結合係数をｋ、その結合による相互インダクタンスをＭ、第１コイル素子Ｌ１のＱ値をＱ１、第２コイル素子Ｌ２のＱ値をＱ２で表すと、図１１（Ｂ）に示す各回路定数の値は次のとおりである。

Ｍ＝ｋ√（Ｌ１・Ｌ２）
Ｒｓ＝（Ｒ１・Ｌ２＋Ｒ２・Ｌ１）／（Ｌ１＋Ｌ２＋２Ｍ）
＝ωＬ１・Ｌ２｛（１／Ｑ１）＋（１／Ｑ２）｝／（Ｌ１＋Ｌ２＋２Ｍ）
Ｒｐ＝Ｒ１＋Ｒ２
＝ωＬ１／Ｑ１＋ωＬ２／Ｑ２
すなわち、Ｒｓについては、第１コイル素子Ｌ１と第２コイル素子Ｌ２のどちらのＱ値を改善しても一定の割合で効く。一方、Ｒｐについては、第１コイル素子Ｌ１と第２コイル素子Ｌ２のうち、インダクタンスの大きな方のＱ値を改善した方がＲｐが小さくなり、挿入損失の改善効果が大きい。

したがって、第１の実施形態で図３に示した構造の各コイル導体の配置で、第２コイル素子Ｌ２のインダクタンス値が第１コイル素子Ｌ１のインダクタンス値より大きい場合には、図９に示した構造を採れば、積層体１０の平坦性が高く、且つ挿入損失が改善されたインピーダンス変換回路が得られる。

《第３の実施形態》
第３の実施形態では、特徴的な構造の積層体を備える高周波コイル装置について示す。

図１２は、第３の実施形態に係る高周波コイル装置の例であるインピーダンス変換回路１０３の分解斜視図である。

インピーダンス変換回路１０３は、第１の実施形態で図２、図３に示したインピーダンス変換回路１０１と同様に、基材層１１〜１６を備える。基材層に形成されている導体パターンは図示を省略している。本実施形態では基材層１１の下面にのみ外部端子を形成している。本実施形態のインピーダンス変換回路１０３では、更に、基材層１１と基材層１２との間に磁性体の基材層１７、基材層１５と基材層１６との間に磁性体の基材層１８をそれぞれ備えている。また、基材層１７と基材層１８との間に複数の磁性材によるビアＶが形成されている。複数のコイル導体は、磁性体の基材層１７，１８と磁性材によるビアとで囲まれている。

この構造により、第１コイル素子Ｌ１と第２コイル素子Ｌ２が発生する磁束を閉じ込めることができる。しかも、例えば積層体の側面に磁性材でコーティングする構造に比べて、インピーダンス変換回路１０３の側面に面する外部のグランド導体と磁性体部材との距離を隔てられるので、外部のグランド導体に生じる渦電流をより低減できる。また、第１コイル素子Ｌ１および第２コイル素子Ｌ２に近いところで、特性に寄与する磁束が閉じ込められるため、磁束の広がりが少なく、高いインダクタンスが得られる。また、第１コイル素子Ｌ１と第２コイル素子Ｌ２との結合係数が高まる。さらに、このインピーダンス変換回路１０３をプリント配線板に実装した状態で、プリント配線板に形成されているグランド導体に発生する渦電流を低減でき、そのことによってもインダクタンス値および結合係数を改善できる。

また、実装面（基材層１１の下面）に近い層に磁性体の基材層１７を配置することにより、実装用の端子等に発生する渦電流が抑制される。そのことで特性劣化を抑制できる。

なお、以上に示した各実施形態では各コイル導体がほぼ矩形のループ状になる例を示したが、コイル導体のループ形状はこれに限らない。例えば円形、楕円形、角に丸みをもつ四角形、角を落とした四角形などであってもよい。矩形であれば、限られたスペースでコイル開口を稼ぐことができる。円形、楕円形、角に丸みをもつ四角形であれば、角部における損失を低減できる。

最後に、上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではない。当業者にとって変形および変更が適宜可能である。例えば、異なる実施形態で示した構成の部分的な置換または組み合わせが可能である。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

Ｅ…エッジ
Ｌ１…第１コイル素子
Ｌ２…第２コイル素子
Ｌ１Ａ，Ｌ１Ｂ１，Ｌ１Ｂ２，Ｌ１Ｃ…導体パターン
Ｌ２Ａ，Ｌ２Ｂ１，Ｌ２Ｂ２，Ｌ２Ｃ…導体パターン
ＬＰ１…第１コイル導体
ＬＰ２…第２コイル導体
ＬＰ３…第３コイル導体
ＬＰ４…第４コイル導体
Ｐ１…給電端子
Ｐ２…アンテナ端子
Ｐ３…グランド端子
Ｖ，Ｖ１１，Ｖ１２，Ｖ２２，Ｖ２３…ビア
Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３…インダクタンス素子
１０…積層体
１１〜１８…基材層
２０Ｅ…コイル開口の外方部
２０Ｍ…コイル開口の内方部
２０Ｈ…厚部
２０Ｌ…薄部
２１，２２，２３，２４…線状導体パターン
２１Ｐ…導電性ペーストパターン
２１Ｐ１，２２Ｐ１…第１導電性ペーストパターン
２１Ｐ２，２２Ｐ２…第２導電性ペーストパターン
２１〜２４…線状導体パターン
３０…給電回路
４０…アンテナ
１０１，１０２，１０２Ａ，１０３…インピーダンス変換回路

Claims (5)

1. 複数の基材層が積層された積層体と、
   前記基材層に沿って配置される導体パターンと、
   前記基材層に形成され、前記導体パターンに導通する層間接続導体と、
   を備え、
   前記導体パターンは線状導体パターンを含み、
   前記線状導体パターンおよび前記層間接続導体により、前記複数の基材層の積層方向に巻回軸を有するコイルが構成され、
   前記線状導体パターンは、前記基材層に印刷された導電性ペーストパターンにより形成され、前記導電性ペーストパターンによる前記コイルのコイル開口の内方部の厚みは、前記導電性ペーストパターンによる前記コイルのコイル開口の外方部の厚みよりも厚い、
   ことを特徴とする高周波コイル装置。
2. 前記線状導体パターンは、前記線状導体パターンの線幅に相当する線幅を有する第２導電性ペーストパターンと、第２導電性ペーストパターンの線幅より細い第１導電性ペーストパターンと、を備え、
   前記第１導電性ペーストパターンは前記基材層上の前記コイル開口の内方部に印刷され、前記第２導電性ペーストパターンは、前記基材層上および前記第１導電性ペーストパターン上に印刷されたものである、請求項１に記載の高周波コイル装置。
3. 前記複数の基材層に形成される前記線状導体パターンは、前記複数の基材層の積層方向に視て重なる、請求項１または２に記載の高周波コイル装置。
4. 複数の基材層が積層された積層体と、
   前記基材層に沿って配置される導体パターンと、
   前記基材層に形成され、前記導体パターンに導通する層間接続導体と、
   を備え、
   前記導体パターンは線状導体パターンを含み、
   それぞれ、前記線状導体パターンおよび前記層間接続導体により、前記複数の基材層の積層方向に巻回軸を有する、第１コイルおよび第２コイルが構成され、
   前記線状導体パターンは、前記基材層に印刷された導電性ペーストパターンにより形成され、前記導電性ペーストパターンによる前記コイルのコイル開口の内方部の厚みは、前記導電性ペーストパターンによる前記コイルのコイル開口の外方部の厚みよりも厚い、
   ことを特徴とする高周波コイル装置。
5. 前記第１コイルと前記第２コイルとは磁界を介して結合し、トランスを構成する、請求項４に記載の高周波コイル装置。

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