JP2019062071A - コイル部品およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】コイルの磁束を遮断してコイルの重畳を向上することができるコイル部品を提供する。【解決手段】コイル部品は、素体と、素体内に設けられ、螺旋状に巻回されたコイルとを備え、コイルは、平面上に巻回された複数のコイル配線を第１方向に積層して構成され、コイル配線は、１ターン未満に形成され、コイル配線の延在方向の両端面は、第１方向に対して傾斜し、コイル配線の両端面の間には、非磁性部が設けられ、非磁性部は、コイル配線の両端面に、第１方向に重なるように接触する。【選択図】図３

Description

本発明は、コイル部品およびその製造方法に関する。

従来、コイル部品としては、特許第５１９３８４５号（特許文献１）に記載されたものがある。このコイル部品は、開放ループ状の導体パターンのループを閉じるように、導体パターンのループ開放部にのみ非磁性パターンが形成されている。

特許第５１９３８４５号

ところで、前記従来のようなコイル部品を実際に製造すると、印刷精度などによって、導体パターンと非磁性パターンの間に隙間が生じて、導体パターンのループを確実に非磁性パターンで遮断できない。このため、導体パターンの磁束を遮断できず、コイルの重畳が低下するおそれがある。

そこで、本発明の課題は、コイルの磁束を遮断してコイルの重畳を向上することができるコイル部品およびその製造方法を提供することにある。

前記課題を解決するため、本発明のコイル部品は、
素体と、
前記素体内に設けられ、螺旋状に巻回されたコイルと
を備え、
前記コイルは、平面上に巻回された複数のコイル配線を第１方向に積層して構成され、
前記コイル配線は、１ターン未満に形成され、前記コイル配線の延在方向の両端面は、前記第１方向に対して傾斜し、
前記コイル配線の両端面の間には、非磁性部が設けられ、前記非磁性部は、前記コイル配線の両端面に、前記第１方向に重なるように接触する。

本発明のコイル部品によれば、非磁性部は、コイル配線の両端面に、第１方向に重なるように接触するので、非磁性部は、コイル配線のループを閉じることができる。したがって、コイル配線のループを確実に非磁性部で遮断して、コイル配線の磁束を遮断し、コイルの重畳を向上することができる。

また、コイル部品の一実施形態では、前記非磁性部は、前記コイル配線の前記第１方向の上面に重なる。

前記実施形態によれば、非磁性部は、コイル配線のループをより確実に閉じることができ、コイルの磁束をより確実に遮断して、コイルの重畳をより向上することができる。

また、コイル部品の一実施形態では、
前記コイル配線は、互いに面接触して前記第１方向に積層された複数のコイル導体層から構成され、
前記コイル配線の両端面と前記非磁性部とのそれぞれの接触面は、互いに、凹凸に入り組んでいる。

前記実施形態によれば、非磁性部は、コイル配線のループをより確実に閉じることができ、コイルの磁束をより確実に遮断して、コイルの重畳をより向上することができる。

また、コイル部品の一実施形態では、前記コイル配線の前記複数のコイル導体層のうちの、最も前記第１方向の最上位に位置する最上コイル導体層の両端面は、その間の距離が上側ほど狭くなるように、傾斜している。

前記実施形態によれば、最上コイル導体層の上面の面積を大きくすることができ、第１方向に隣接するコイル配線を接続する接続導体と、最上コイル導体層の上面との接触面積を確保することができる。

また、コイル部品の製造方法の一実施形態では、
請求項４に記載のコイル部品を製造する方法であって、
第１コイル導体層を印刷する工程と、
前記第１コイル導体層の両端面に重なるように第１非磁性部を印刷する工程と、
前記第１非磁性部の上面に第２非磁性部を印刷する工程と、
前記第２非磁性部の両端面に重なるように前記第１コイル導体層の上面に前記最上コイル導体層を印刷する工程と
を備える。

前記実施形態によれば、最上コイル導体層の両端面を、その間の距離が上側ほど狭くなるように、傾斜できる。

本発明のコイル部品およびその製造方法によれば、コイルの磁束を遮断してコイルの重畳を向上することができる。

本発明のコイル部品の第１実施形態を示す斜視図である。 コイル部品の分解平面図である。 図２のＸ−Ｘ断面図である。 コイル部品の製造方法を説明する説明図である。 コイル部品の製造方法を説明する説明図である。 コイル部品の製造方法を説明する説明図である。 コイル部品の製造方法を説明する説明図である。 コイル部品の製造方法を説明する説明図である。 コイル部品の製造方法を説明する説明図である。 本発明のコイル部品の第２実施形態を示す分解平面図である。 図５のＸ−Ｘ断面図である。 コイル部品の製造方法を説明する説明図である。 コイル部品の製造方法を説明する説明図である。 コイル部品の製造方法を説明する説明図である。 コイル部品の製造方法を説明する説明図である。 コイル部品の製造方法を説明する説明図である。 コイル部品の製造方法を説明する説明図である。 コイル部品の製造方法を説明する説明図である。 コイル部品の製造方法を説明する説明図である。 コイル部品の製造方法を説明する説明図である。 コイル部品の製造方法を説明する説明図である。

以下、本発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。

（第１実施形態）
図１は、本発明のコイル部品の第１実施形態を示す斜視図である。図２は、コイル部品の分解平面図である。図３は、図２のＸ−Ｘ断面図である。図１と図２と図３に示すように、コイル部品１は、素体１０と、素体１０の内部に設けられたコイル２０と、素体１０の表面に設けられコイル２０に電気的に接続された第１外部電極３１および第２外部電極３２とを有する。

コイル部品１は、第１、第２外部電極３１，３２を介して、図示しない回路基板の配線に電気的に接続される。コイル部品１は、例えば、ノイズ除去フィルタとして用いられ、パソコン、ＤＶＤプレーヤー、デジカメ、ＴＶ、携帯電話、カーエレクトロニクスなどの電子機器に用いられる。

素体１０は、複数の磁性層１１を含み、複数の磁性層１１は、第１方向Ｚに積層される。第１方向Ｚを上方向とし、第１方向Ｚと反対方向を下方向とする。磁性層１１は、例えば、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系の材料などの磁性材料からなる。磁性層１１の厚みは、例えば、５μｍ以上でかつ３０μｍ以下である。なお、素体１０は、部分的に非磁性層を含んでいてもよい。

素体１０は、略直方体状に形成されている。素体１０の表面は、第１端面１５と、第１端面１５の反対側に位置する第２端面１６と、第１端面１５と第２端面１６の間に位置する４つの側面１７とを有する。第１端面１５および第２端面１６は、第１方向Ｚに直交する方向に対向している。

第１外部電極３１は、素体１０の第１端面１５の全面と、素体１０の側面１７の第１端面１５側の端部とを覆う。第２外部電極３２は、素体１０の第２端面１６の全面と、素体１０の側面１７の第２端面１６側の端部とを覆う。

コイル２０は、例えば、ＡｇまたはＣｕなどの導電性材料から構成される。コイル２０の一端は、第１外部電極３１に接続され、コイル２０の他端は、第２外部電極３２に接続されている。コイル２０は、第１方向Ｚに沿って、螺旋状に巻き回されている。

コイル２０は、第１方向Ｚに積層された複数（この実施形態では３つ）のコイル配線２１を含む。コイル配線２１は、平面上に巻回されて形成される。第１方向Ｚに隣り合うコイル配線２１は、第１方向Ｚに延在する接続導体２５を介して、接続される。このように、複数のコイル配線２１は、互いに電気的に直列に接続されながら、螺旋を構成している。

コイル配線２１は、１層のコイル導体層２１１から構成されている。コイル配線２１（つまり、コイル導体層２１１）は、１ターン未満に形成され、コイル配線２１の延在方向の両端面２１１ａ，２１１ａを有する。このように、コイル配線２１の両端面２１１ａ，２１１ａは、互いに離隔して、両端面２１１ａ，２１１ａの間に、ループの一部を開放する開放部Ｃが形成される。

コイル配線２１の両端面２１１ａ，２１１ａは、第１方向Ｚに対して傾斜している。コイル配線２１の両端面２１１ａ，２１１ａは、コイル配線２１の延在方向の両端面２１１ａ，２１１ａの間の距離が上側ほど広くなるように、傾斜している。つまり、コイル配線２１の両端面２１１ａ，２１１ａは、下側ほど開放部Ｃ側に傾斜している。端面２１１ａは、テーパ面であるが、曲面であってもよい。

コイル配線２１の両端面２１１ａ，２１１ａの間には、非磁性部４１が設けられている。図２では、非磁性部４１を分かりやすくするためにハッチングで示す。非磁性部４１は、例えば、Ｃｕ−Ｚｎ系非磁性フェライト等の非磁性フェライト、ガラスまたはジルコニアを用いて形成される。非磁性部４１は、コイル配線２１の両端面２１１ａ，２１１ａに、第１方向Ｚに重なるように接触する。これにより、非磁性部４１は、コイル配線２１のループを閉じることができる。したがって、コイル配線２１のループを確実に非磁性部４１で遮断して、コイル配線２１の磁束を遮断し、コイルの重畳を向上することができる。なお、非磁性部４１は、コイル配線２１の端面２１１ａの全面に接触しているが、コイル配線２１の端面２１１ａの少なくとも一部に重なるように接触してもよい。

これに対して、従来のように、コイル配線の両端面が第１方向に対して平行であると、非磁性部は、コイル配線の両端面に、第１方向に重ならない。このため、非磁性部の印刷精度などによって、非磁性部と端面の間に隙間が生じて、コイル配線のループを確実に非磁性部で遮断できない。したがって、コイルの磁束を遮断できず、コイルの重畳が低下するおそれがある。

また、非磁性部４１は、好ましくは、コイル配線２１の第１方向Ｚの上面に重なる。非磁性部４１のコイル配線２１の上面の重なり量は、例えば、５μｍ以上、かつ、１５０μｍ以下である。これにより、非磁性部４１は、コイル配線２１のループをより確実に閉じることができ、コイル２０の磁束をより確実に遮断して、コイル２０の重畳をより向上することができる。

第１方向Ｚに隣接するコイル配線２１、２１の間に、非磁性層１２が設けられている。図２では、非磁性層１２を分かりやすくするためにハッチングで示す。非磁性層１２は、例えば、非磁性部４１と同様の材料から構成されている。非磁性層１２は、コイル２０の磁束が隣接するコイル配線２１、２１の間から漏れることを低減できる。

前記コイル部品１の製造方法について説明する。

図４Ａに示すように、第１磁性層１１ａ上に、１層目のコイル配線２１としてのコイル導体層２１１を印刷する。コイル導体層２１１は、１ターン未満に形成され、コイル導体層２１１の両端面２１１ａ，２１１ａの間に、開放部Ｃが形成される。

図４Ｂに示すように、コイル導体層２１１の開放部Ｃに、非磁性部４１を印刷する。このとき、非磁性部４１は、コイル導体層２１１の両端面２１１ａ，２１１ａに、第１方向Ｚに重なるように接触する。

図４Ｃに示すように、第１磁性層１１ａ上に、第２磁性層１１ｂを印刷する。コイル導体層２１１および非磁性部４１上に、非磁性層１２を印刷する。非磁性層１２は、１ターン未満に形成され、コイル導体層２１１と重なる位置に、ループの一部を開放する開放部１２ａを含む。

図４Ｄに示すように、非磁性層１２の開放部１２ａに、接続導体２５を印刷する。接続導体２５は、コイル導体層２１１に接触する。

図４Ｅに示すように、第２磁性層１１ｂ上に、第３磁性層１１ｃを印刷する。非磁性層１２および接続導体２５上に、２層目のコイル配線２１としてのコイル導体層２１１を印刷する。これにより、１層目のコイル導体層２１１と２層目のコイル導体層２１１とは、接続導体２５を介して、電気的に接続する。１層目のコイル導体層２１１と同様に、２層目のコイル導体層２１１は、１ターン未満に形成され、２層目のコイル導体層２１１の両端面２１１ａ，２１１ａの間に、開放部Ｃが形成される。

図４Ｆに示すように、２層目のコイル導体層２１１の開放部Ｃに、非磁性部４１を印刷する。このとき、非磁性部４１は、コイル導体層２１１の両端面２１１ａ，２１１ａに、第１方向Ｚに重なるように接触する。以上の工程を繰り返して、３層目のコイル配線２１としてのコイル導体層２１１を形成して、図３に示すコイル部品１を製造する。

（第２実施形態）
図５は、本発明のコイル部品の第２実施形態を示す分解平面図である。図６は、図５のＸ−Ｘ断面図である。図５と図６に示すように、第２実施形態は、第１実施形態とは、コイル配線および非磁性部の構成が相違する。この相違する構成を以下に説明する。その他の構成は、第１実施形態と同じ構成であり、第１実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。

図５と図６に示すように、第２実施形態のコイル部品１Ａでは、コイル配線２１Ａは、第１コイル導体層２１１および第２コイル導体層２１２から構成されている。第１、第２コイル導体層２１１，２１２は、互いに面接触して第１方向Ｚに積層されている。このように、コイル配線２１Ａは、２つのコイル導体層２１１，２１２から構成されているので、コイル配線２１Ａの抵抗を下げることができる。

コイル配線２１Ａの両端面２１１ａ，２１２ａと非磁性部４１，４２とのそれぞれの接触面は、互いに、凹凸に入り組んでいる。これによれば、非磁性部４１，４２は、コイル配線２１Ａのループをより確実に閉じることができ、コイル２０Ａの磁束をより確実に遮断して、コイル２０Ａの重畳をより向上することができる。

具体的に述べると、１層目と２層目のコイル配線２１Ａにおいて、下層の第１コイル導体層２１１の両端面２１１ａ，２１１ａは、その間の距離が上側ほど広くなるように、傾斜し、最上位に位置する第２コイル導体層２１２の両端面２１２ａ，２１２ａは、その間の距離が上側ほど狭くなるように、傾斜している。第１コイル導体層２１１の両端面２１１ａ，２１１ａには、第１磁性部４１が第１方向Ｚに重なるように接触し、第２コイル導体層２１２の両端面２１２ａ，２１２ａには、第２磁性部４２が第１方向Ｚに重なるように接触している。このように、第１コイル導体層２１１の両端面２１１ａ，２１１ａと第２コイル導体層２１２の両端面２１２ａ，２１２ａとは、凹凸に形成され、第１、第２非磁性部４１，４２は、凹凸に入り組んでいる。

また、第２コイル導体層２１２の両端面２１２ａ，２１２ａは、その間の距離が上側ほど狭くなるように、傾斜しているので、第２コイル導体層２１２の上面の面積を大きくすることができ、第１方向Ｚに隣接するコイル配線２１Ａを接続する接続導体２５と、第２コイル導体層２１２の上面との接触面積を確保することができる。

３層目のコイル配線２１Ａにおいて、第１コイル導体層２１１の両端面２１１ａ，２１１ａは、その間の距離が上側ほど広くなるように、傾斜し、第２コイル導体層２１２の両端面２１２ａ，２１２ａは、その間の距離が上側ほど広くなるように、傾斜している。このように、第１コイル導体層２１１の両端面２１１ａ，２１１ａと第２コイル導体層２１２の両端面２１２ａ，２１２ａとは、凹凸に形成され、第１、第２非磁性部４１，４２は、凹凸に入り組んでいる。

前記コイル部品１Ａの製造方法について説明する。

図７Ａに示すように、第１磁性層１１ａ上に、第１コイル導体層２１１を印刷する。このとき、第１コイル導体層２１１は、１ターン未満に形成され、第１コイル導体層２１１の両端面２１１ａ，２１１ａの間に、開放部Ｃが形成される。

図７Ｂに示すように、第１コイル導体層２１１の開放部Ｃに、第１非磁性部４１を印刷する。このとき、第１非磁性部４１は、コイル導体層２１１の両端面２１１ａ，２１１ａに、第１方向Ｚに重なるように接触する。

図７Ｃに示すように、第１磁性層１１ａ上に、第２磁性層１１ｂを印刷する。第１非磁性部４１上に、第２非磁性部４２を印刷する。このとき、第２非磁性部４２において、上面の幅が下面の幅よりも小さくなるように、コイル配線２１Ａの延在方向の両端面が傾斜している。

図７Ｄに示すように、第２非磁性部４２の端面に重なるように第１コイル導体層２１１の上面に第２コイル導体層２１２を印刷する。第１、第２コイル導体層２１１，２１２は、１層目のコイル配線２１Ａを構成する。このとき、第２コイル導体層２１２は、１ターン未満に形成され、第２コイル導体層２１２の両端面２１２ａ，２１２ａの間に、開放部Ｃが形成される。第２非磁性部４２の両端面は、傾斜しているので、第２コイル導体層２１２の両端面２１２ａ，２１２ａは、その間の距離が上側ほど狭くなるように、傾斜する。

図７Ｅに示すように、第２磁性層１１ｂ上に、第３磁性層１１ｃを印刷する。第２コイル導体層２１２および第２非磁性部４２上に、非磁性層１２を印刷する。非磁性層１２は、１ターン未満に形成され、第２コイル導体層２１２と重なる位置に、ループの一部を開放する開放部１２ａを含む。

図７Ｆに示すように、非磁性層１２の開放部１２ａに、接続導体２５を印刷する。接続導体２５は、第２コイル導体層２１２に接触する。

図７Ｇに示すように、第３磁性層１１ｃ上に、第４磁性層１１ｄを印刷する。非磁性層１２および接続導体２５上に、２層目のコイル配線２１Ａとしての第１コイル導体層２１１を印刷する。これにより、１層目のコイル配線２１Ａと２層目のコイル配線２１Ａとは、接続導体２５を介して、電気的に接続する。１層目のコイル配線２１Ａと同様に、第１コイル導体層２１１は、１ターン未満に形成され、第１コイル導体層２１１の両端面２１１ａ，２１１ａの間に、開放部Ｃが形成される。

図７Ｈに示すように、第１コイル導体層２１１の開放部Ｃに、第１非磁性部４１を印刷する。このとき、第１非磁性部４１は、第１コイル導体層２１１の両端面２１１ａ，２１１ａに、第１方向Ｚに重なるように接触する。

図７Ｉに示すように、第４磁性層１１ｄ上に、第５磁性層１１ｅを印刷する。第１非磁性部４１上に、第２非磁性部４２を印刷する。このとき、第２非磁性部４２において、上面の幅が下面の幅よりも小さくなるように、両端面が傾斜している。

図７Ｊに示すように、第２非磁性部４２の両端面に重なるように第１コイル導体層２１１の上面に第２コイル導体層２１２を印刷する。第１、第２コイル導体層２１１，２１２は、２層目のコイル配線２１Ａを構成する。このとき、第２コイル導体層２１２は、１ターン未満に形成され、第２コイル導体層２１２の両端面２１２ａ，２１２ａの間に、開放部Ｃが形成される。第２非磁性部４２の両端面は、傾斜しているので、第２コイル導体層２１２の両端面２１２ａ，２１２ａは、その間の距離が上側ほど狭くなるように、傾斜する。以上の工程を繰り返して、３層目のコイル配線２１Ａとしての第１、第２コイル導体層２１１，２１２を形成して、図６に示すコイル部品１Ａを製造する。

なお、本発明は上述の実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で設計変更可能である。例えば、第１と第２実施形態のそれぞれの特徴点を様々に組み合わせてもよい。

前記実施形態では、コイル配線を３層設けているが、コイル配線を２層または４層以上設けてもよい。前記実施形態では、コイル配線は、１層または２層のコイル導体層から構成されているが、コイル配線は、３層以上のコイル導体層から構成されていてもよい。

前記実施形態では、積層方向に隣接する全ての組のコイル配線間に、非磁性層を配置しているが、少なくとも１組のコイル配線間に、非磁性層を配置するようにしてもよく、または、全ての組のコイル配線間に、非磁性層を配置しないで、磁性層を配置するようにしてもよい。

１，１Ａ コイル部品
１０ 素体
１１ 磁性層
１２ 非磁性層
２０，２０Ａ コイル
２１，２１Ａ コイル配線
２１１ 第１コイル導体層
２１１ａ 端面
２１２ 第２コイル導体層
２１２ａ 端面
２５ 接続導体
３１ 第１外部電極
３２ 第２外部電極
４１ 第１非磁性部
４２ 第２非磁性部
Ｃ 開放部
Ｚ 第１方向

Claims (5)

1. 素体と、
   前記素体内に設けられ、螺旋状に巻回されたコイルと
   を備え、
   前記コイルは、平面上に巻回された複数のコイル配線を第１方向に積層して構成され、
   前記コイル配線は、１ターン未満に形成され、前記コイル配線の延在方向の両端面は、前記第１方向に対して傾斜し、
   前記コイル配線の両端面の間には、非磁性部が設けられ、前記非磁性部は、前記コイル配線の両端面に、前記第１方向に重なるように接触する、コイル部品。
2. 前記非磁性部は、前記コイル配線の前記第１方向の上面に重なる、請求項１に記載のコイル部品。
3. 前記コイル配線は、互いに面接触して前記第１方向に積層された複数のコイル導体層から構成され、
   前記コイル配線の両端面と前記非磁性部とのそれぞれの接触面は、互いに、凹凸に入り組んでいる、請求項１または２に記載のコイル部品。
4. 前記コイル配線の前記複数のコイル導体層のうちの、最も前記第１方向の最上位に位置する最上コイル導体層の両端面は、その間の距離が上側ほど狭くなるように、傾斜している、請求項３に記載のコイル部品。
5. 請求項４に記載のコイル部品を製造する方法であって、
   第１コイル導体層を印刷する工程と、
   前記第１コイル導体層の両端面に重なるように第１非磁性部を印刷する工程と、
   前記第１非磁性部の上面に第２非磁性部を印刷する工程と、
   前記第２非磁性部の両端面に重なるように前記第１コイル導体層の上面に前記最上コイル導体層を印刷する工程と
   を備える、コイル部品の製造方法。

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