JPH03211803A - 平面コイル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （ＩＩ要） 通信装置等に使用する高周波用平面コイルに関し、 インダクタンスの増減調整が容易で且つ小型化を可能と
することを目的とし、 基板の上面の中央に主コイルパターン形成予定部及びこ
の周りに該基板の周縁側が始端、上記主コイルパターン
形成予定部側が終端となるようにうず巻状に形成された
主コイルパターン部を有し、該基板の下面中央に、上記
主コイルパターン形成予定部より大きい補助コイルパタ
ーン形成予定部をイｊ−Ｌ／、１つ該基板にそのＦ下の
主コイルパターン形成予定部と補助コイルパターン形成
予定部とを電気的に接続する導体を設けてなり、上記主
コイルパターン形成予定部を、該主コイルパターン部の
終端側が延長するようにトリミングしてインダクタンス
値が増加され、上記主コイルパターン部の隣り合うター
ン部の間の膝間に沿って、上記補助コイルバクーン形成
予定部を上記基板と例ゼてトリミングすることにより、
上記主コイルパターン部とは巻き方向が逆である補助コ
イルパターン部が形成されてインダクタンス値が減少さ
れるよう構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は通信装置等に使用する高周波用平面」イルに湧
する。

通信装置等に使用されている平面コイルは、巻線型のコ
イルと比較して実装高さを低くすることが可能であり、
またレーザートリミングによって所定巻数を得ることに
より任意のインダクタンス値を得ることが可能である。

この平面コイルにおいては、インダクタンス値の増減の
調整が容易にできるものが望まれている。

また通信装置等においては、高密度実装が進んでおり、
平面コイル自体は、平面図上、小型であることが望まし
い。

〔従来の技術〕

第９図は本出願人が先に特願平１−２４９６６９号によ
り出願した平面コイル１を示す。

この平面コイル１は、長方形状の基板２上に主コイル部
３と、補助のコイル部４とが４ｊ４設された構造である
。

主コイル部３は、外周端の端子５より内周に向かって時
計方向のうす巻きである主コイルパターン部３ａと、中
央部の主コイルパターン形成予定部３ｂとよりなる。

補助コイル部４は、中央部の補助コイルパターン形成予
定部４ｂと、これから外周の端Ｆ６に向かって時計方向
のうず巻きである補助コイルパターン部４ｂとよりなる
。

主、補助コイルパターン形成予定部３ｂ、４ｂは、スル
ーホール８．導体パターン９．スルーホール１０により
導通接続しである。

電流は主、補助のコイル部３．４に１で示すように流れ
る。

主コイルパターン部３ａに流れる電流１により生ずる磁
界の磁束の向きは、第９図（Ｃ）中符号１１で示す方向
である。

主コイルパターン部４ａに流れる電流１により生ずる磁
界の磁束の向きは、符号１２で示す方向である。

磁束１２は磁束１１を打ち消す方向に作用する。

この平面コイル１の全体のインダクタンス値りを下記の
式■に示す。なお、本実施例では主コイルパターン部３
ａの巻数が主コイルパターン部４ａの巻数より多いもの
とする。

Ｌ＝ｋ　（ＴＩ　−Ｔ２　）　　　・・・・・・■ただ
し、ＴＩ　：主コイルパターン部３ｂの巻数、 Ｔ２　：補助コイルパターン部４ａの 巻数、 ｋ：係数である。

■式より、主コイルパターン部３ｂの巻き数を増やすこ
とにより、平面コイル１の全体のインダクタンス値を増
加させることが出来ること、及び補助コイルパターン部
４ａの巻き数を増やすことにより、平面コイル１の全体
のインダクタンス値を逆に減少させることが出来ること
が分かる。

平面コイル１を通信ＨＭ等に実装した状態において、平
面コイル１のインダクタンス値を可変調整する必要があ
る場合には、可変調整を以下のように行う。

インダクタンス値が不足しておりこれを増加させたい場
合には、第９図（Ａ）中、主コイルバタ−ン形成予定部
３ｂに対して、符号１５で示すようにレーザートリミン
グを適量行い、主コイルパターン部３ａの巻数を増加さ
せる。

例えば、主コイルパターン部３ａの巻数をΔ丁１増加さ
せたときの平面コイル１全体のインダクタンス値［−の
変化量△Ｌを下記の０式に示す。

し＋△Ｌ＝ｋ（（Ｔ＋　＋△Ｔｌ）Ｔ２）より、八Ｌ　
＝　ｋ△Ｔ１　　　・・・・・・■つまり、平面コイル
１の全体のインダクタンス値１五に八Ｔ１だけ増加する
。

インダクタンス値が大きすぎ、又は上記の調整によりイ
ンダクタンス値が大となりすぎ、これを減少さぜｌζい
場合には第９図（Ａ）中、補助コイルパターン形成予定
部４ｂに対して、符号１６で示すようにレーザー１〜リ
ミングを適宜量行い、補助］イルパターン部４ａの巻数
を増加させる。

例えば、補助コイルパターン部４ａの巻数をΔＴ２増加
させたときの平面］イル１全体の１−の値の変化量Δ［
′を下記の０式に示す。

１−十へし’　　＝ｋ　（Ｔ＋　　−（Ｔ２　＋△Ｔ２
　）〉より、△Ｌ’＝にΔＴ２　　　・・・・・・■つ
まり、平面」イル１全体のインダクタンス（Ｃはにへ丁
２だけ減少する。

〔発明が解決しようとする課題〕

主、補助コイル３，４が並設されているため、基板２は
長方形状となり、平面」イル１はサイズが大きくなって
プリント基板上への実装に要する面積が大となっている
。

また、第９図＜Ａ＞、（Ｂ）から分かるように、主コイ
ル部３と補助コイル部４とは夫々の矩形状コイルパター
ンのうち−の辺だけで対向しており、ｈいに作用する磁
界は、各コイル部の３６０°の全周に口って発生する磁
界のうち、９０°に自る部分で発生している磁界に限ら
れている。

従って、主コイルパターン部３ａ及び補助コイルパター
ン部４ａの増加巻き数に対する平面コイル１のインダク
タンス値の変化量は小さく、即ち感度が低く、上記の係
数にの値は小さい。

このため、平面コイル１の全体のインダクタンスを単位
量変化させるに要するレーザートリミング１５．１６の
長さがその分長くなり、インダクタンス値の増減の調整
が面倒となる。

本発明はインダクタンスの増減調整が容易で１１つ小型
化を図った平面コイル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〕

第１図は本発明の平面」イル２０の原叩構成をホす。

２１は基板である。

２２は主コイルパターン形成予定部であり、基板２１の
上面２１ａの中央に形成しである。

２３は主コイルパターンであり、ハツチングを何して示
すように、基板２１の上面２１ａのうち、主コイルパタ
ーン形成予定部２２の周りに、うｆ巻状に形成しである
。

２４は補助コイルパターン形成予定部であり、基板２１
の下面２１ｂの中央に形成しである。この補助コイルパ
ターン形成予定部２４は、主コイルパターン形成予定部
２２よりサイズが大きく、周囲の部分は主コイルパター
ン部２３に対向する部位まで張り出している。２２Ａは
補助コイルパターン形成予定部２４に写したコイルパタ
ーン形成予定部２２の輪郭を示づ。

２５は補助コイルパターンであり、クロスハツチングを
付して示すように、基板２１の下面２１ｂに一部形成し
である。

２６は導体であり、基板２１に形成してあり、主コイル
パターン形成予定部２２と補助コイルパターン形成予定
部２４とを電気的に接続している。

主コイルパターン部２３の巻数をＴ＋、補助コイルパタ
ーン部２４の巻数をＴ２とすると、■）丁２である。

２７．２８は端子であり、電ｉｉは例えば矢印で示すよ
うに流れる。以下コイルパターン部の巻き方向は、電流
の流れの方向に沿う方向とする。

主コイルパターン部２３は、基板２１の周縁の端子２７
が始端２９であり、巻き方向が時計方向であり、主コイ
ルパターン形成予定部２２が終端３０である。

補助コイルパターン部２５は、補助コイルパターン形成
予定部２４が始＠ｉ３１であり、巻き方向が主コイルパ
ターン部２３とは逆であり、反部ｔ１方向であり、端子
２８が終端３２である。

主コイルパターン形成予定部２２を符号３４゜３５で示
すようにトリミングを行うと、主コイルパターン部２３
の巻き数が増え、平面」イル２０のインダクタンス１直
が増える。

主コイルパターン形成予定部２２のトリミングは、ｔ・
リミング力を矢印３４で示すように作用さけ、矢印３５
で示すように移動させて行う。

この１〜リミングにより、主コイルパターン部２３の巻
き数が増え、平面コイル２０のインダクタンス（直が増
える。

補助コイルパターン形成予定部２４のトリミングは、第
２図（Ａ＞に併せて示すように、上記のトリミング力よ
り強力なトリミング力を矢印３６で示すように、基板２
１の上面２Ｉａ側より、主コイルパターン部２３の隣り
合うターン部３７ａ。

３７ｂの間の膝間３８に作用させ、これを矢印３９で示
すように膝間３８に沿って移動させる。

第２図（Ｂ）に示すように、ターン部３７ａ。

３７ｂ間の基板２１がトリミングされ、史には補助コイ
ルパターン形成予定部２４がトリミングされ、符号１０
０で示すように除去され補助コイルパターン部２５が形
成され又はこの巻き数が増える。

補助コイルパターン部２５に流れる電流の向きは、主コ
イルパターン部２３に流れる電流の向きとは逆であり、
補助のコイルパターン部２５に流れる電流により発生し
た磁界の磁束は、主コイルパターン部２３に流れる電流
により発生した磁界の磁束を相殺するように作用する。

従って、補助コイルパターン部２５を形成し又はこの巻
き数を増やすと、平面コイル２０のインダクタンス値を
減らすことができる。

（作用） 補助コイルパターン部２５は主コイルパターン部２４の
内周側にこれと同心状に形成される。しかも主コイルパ
ターン形成予定部２２と補助コイルパターン形成予定部
２４とが平面図上略型なり合っており、補助コイルパタ
ーン形成予定部２４を配設するためだけにスペースを設
ける必要はない。史には、第２図＜８）に示すように補
助コイルパターン部２５は主コイルパターン部２３の真
下に対応する部位に形成され、補助コイルパターン部２
５を形成するための平面図上のスペースは全く不要とな
り、また、主コイルパターン部２３のピッチを広げる必
要もない。

この結果、平面コイル２０は従来に比べて略半分の大き
さとなり、小型化される。

また、主コイルパターン部２３と補助コイルパターン部
２４とは同心状に配され、両者はその周方向の一部では
なく、全周３６０度に亘って磁気的に結合しており、主
コイルパターン部２３及び補助コイルパターン部２５の
巻き数増加に対する平面コイル２０のインダクタンス値
の変化量は従来に比べて大きくなり、前記の係数は従来
に比べて大となる。

これにより平面コイル２０のインダクタンスの調整は感
度自り行うことが出来、インダクタンスの調整が容易と
なる。

また、インダクタンスの増減調整のためのトリミングは
略同じ個所に施せば足り、またインダクタンスを増やす
トリミングの方向とインダクタンスを減らすトリミング
の方向とは同一方向であり、このことによってもインダ
クタンスの調整は容易となる。

〔実施例〕

第３図及び第４図は本発明の一実施例になる平面コイル
４０を示す。

４１．４２は共にセラミック基板であり、略正方形状で
ある。

基板４１の上面４１ａには、その中央に矩形状の主コイ
ルパターン形成予定部４３．この周りに矩形うず巻状の
主コイルパターン部４４が形成しである。

第４図及び第５図に示すように、別の基板４２の上面４
２ａの中央に矩形状の補助コイルパターン形成予定部４
５が形成しである。４６は補助コイルパターン部であり
、一部形成しである。

主コイルパター２部４４０巻き数をＴ＋、補助コイルパ
ターン部４６の巻き数をＴ２とすると、丁１　）Ｔ２で
ある。

主に、主フィルパターン部４４の巻数が平面コイル４０
のインダクタンス値を決定し、補助コイルパターン部４
６の巻数が平面コイル４０のインダクタンス値を調整す
る。

基板４１．４２は第４図に示すように積重されており、
主コイルパターン形成予定Ｆｉ４３及び主コイルパター
ン部４４が基板４１の上面４１ａ側に、補助コイルパタ
ーン形成予定部４５及び補助コイルパターン部４６が同
じく基板４１の下面４、１　ｂ側に配されている。

４７．４８は端子であり、夫々平面コイル４００両側の
辺の中央に固定しである。

基板４１の中央の孔には半田４９が埋まっており、コイ
ルパターン形成予定部４３．４５を電気的に接続してい
る。

電流ｉは例えば矢印で示すように流れる。即ち、端子４
７→主〕イルパタ一ン部４４→主コイルパターン形成予
定部４３→半田４９−→補助コイルパターン形成予定部
４５→補助コイルパターン部４６→基板４１のスルーホ
ール５０→基板４１上の配線パターン５１→端子４８の
順である。コイルパターン部の巻き方向は、電流の方向
に沿う方向とする。

主コイルパターン４４は、基板４１の周縁側が始端５２
であり、端子４７と接続され、巻き方向が時計方向であ
り、コイルパターン形成予定部４３の周縁が終端５３で
ある。

補助コイルパターン部４６は、コイルパターン形成予定
′ｇ１４５の部位が始端５４であり、巻き方向が主コイ
ルパターン４４とは逆である反［１４方向であり、スル
ーホール５０の位置が終端５５である。

主コイルパターン部４４と補助コイルパターンＰＩ１４
６とは、主コイルパターン形成予定部４３を中心とする
同心状である。

主コイルパターン形成予定部４３の輪郭を補助コイルパ
ターン形成予定部４５上に描くと第５図中符＠４３Ａで
示す如くになる工即ち、補助コイルパターン形成予定部
４５は主コイルパターン形成予定部４３より一回り大き
く、周囲の部分は↑コイルパターン部４４に対向してい
る。

５６は磁性体製の長方形状のヨーク部材であり、基板４
２の下面に固定しである。

上記の平面コイル４０は、端子４７．４８を利用して通
信装置のプリント基板（図示せず）上に実装される。

平面コイル４０の平面図上の大きさは、略矩形状の基板
４１と同じ大きさであり、従来より小型であり、従来に
比べて高密度実装される。

実装した状態で、必要に応じてインダクタンスの調整を
行う。

平面コイル４０の端子４７．４８間のインダクタンス値
を増やす場合には、第３図申付号６０で示すように、主
コイルパターン形成予定部４３にレーザートリミングを
行う。

これにより、例えば第６図申付号６１で小すように、主
コイルパターン部４４と同じ巻き方向のコイルパターン
が主コイルパターン部４４の終端側に延長して形成され
、主コイルパター２部４４０巻き数が増え、前記０式に
従って平面コイル４０のインダクタンス値が増える。

このときのレーザトリミングは、レーザの強さをセラミ
ック基板４１までをトリミングしない強さに定めて行う
。

逆に、平面コイル４０のインダクタンス値を減らすには
、ａ’１３図中、符＠６３で示すように、主コイルパタ
ーン部４４の隣り合うターン部６４ａ。

６４ｂの間の膝間６５に沿って、基板４１及びこの下面
側の補助コイルパターン部４６をトリミングしつる強さ
のレーザによりレーザー１へリミングを行う。

これにより、第８図申付号６６で示すように、基板４１
及び補助コイルパターン部４６が除去され、補助コイル
パターン部４６については第７図申付号６７で示すよう
に、補助コイルパターン部４６と■］じ巻き方向のコイ
ルパターンが補助コイルパターン部４６の始端５４側に
延長して形成され、補助コイルパターン部４６の巻き数
が増え、前記０式に従って平面コイル４０のインダクタ
ンス値が減少する。

主コイルパターン部４４と補助コイルパターン部４６と
１ユ同心状の配置関係にあり、第８図に小すように、主
コイルパターン部４３に流れる電流ｉにより生ずる磁界
（符号７０ｉユ磁束を示す）と、補助コイルパターン部
４６に流れる電流ｉにより生ずる磁界（符号７１は磁束
を示す）とは、各コイルパターン部の全周３６０度にｅ
って相Ｕに作用し合うことになり、前記式における係数
には従来に比べて人となる。

これにより、コイルパターンの延長長さに対する平面コ
イル４０のインダクタンス値の変化がの割合は大となる
。

従って、所望量のインダクタンス値の調整を、レーザー
トリミングの長さを短くて済ますことができる。

また、インダクタンス値の増減のためのレーザートリミ
ングの方向は共に時語方向と同方向である。この点から
もレーザトリミングは容易となる。

また、上記の補助コイルパターン部４６の延長コイルパ
ターン６７の形成方法及び第８図より分かるように、コ
イルパターン６７（補助コイルパターン部４６）は、主
コイルパターン部４４の真下の位置に主コイルパターン
部４４に沿って形成される。

このため、補助コイルパターン部４６（コイルパターン
部６７）を配するための平面図上のスペースは不要とな
り、且つ、主コイルパターン部４４のピッチを広げてお
く必要もない。

これにより、平面コイル４０は従来に比べて約１／２の
大きさとなる。

〔発明の効果〕

以上説明した様に、本発明によれば、補助コイルパター
ン部が主コイルパターン部の真下に形成される構成であ
るため、補助コイルパターン部は基板の大きさを大とす
ることにならｆ１主コイルパターン部と補助コイルパタ
ーン部とを並設した従来に比べて約１／２の小型化を図
ることが出来、高密度実装に工程である。

また、主補助コイルパターン部の磁気的結合を全周の３
６０°に亘って得ているため、レーザトリミングに対す
るインダクタンス値の変化のν１合が大となり、所望量
のインダクタンスの調整のためのトリミングの長さが短
くて済み、インダクタンスの増減調整を容易に行うこと
が出来る。

更には、インダクタンスの増減のためのトリミングの方
向は同一方向であり、この点で６インダクタンスの増減
調整を容易に行うことが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理構成図、 第２図は補助コイルパターン形成予定部のトリミングを
説明する第１図中Ｉｆ−ＩＩ線に沿う断面図、第３図は
本発明の一実施例の平面コイルの平面図、 第４図は第３図中ＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図、第５図は
第３図中、上層の基板を除去して小す図、 第６図はインダクタンス値を増加させるトリミング後の
平面図、 第７図はインダクタンス値を減少させるトリミング後の
補助コイルパターン部を示す図、第８図はインダクタン
ス値を減少させるトリミング後の状態及び主コイルパタ
ーン部と補助コイルパターン部の磁界の相互作用状態を
示す図、第９図は本出願人が先に出願した平面コイルを
示す図である。 図において、 ２０．４０は平面コイル、 ２１．４１．４２は基板、 ２１ａ、４１ａは上面、 ２１ｂ、４１ｂは下面、 ２２．４８は主コイルパターン形成予定部、２３．４４
は主コイルパターン部、 ２４．４５は補助コイルパターン形成予定部、２５．４
６は補助コイルパターン部、 ２６は導体、 ２７．２８．４７．４８は端ｆ、 ２９．３１，５２．５４は始端、 ３７ａ、３７ｂ、６４ａ、６４ｂはターン部、３８．６
５は膝間、 ３０．３２．５３．５５は終端、 ３５．３９はトリミング方向、 ４９は￥［ｌ、 ５７はヨーク部材、 ６０．６３はレー＋ｆ１−リミングの方向、６１．６７
は延長形成されたコイルパターン、６６、　１００はト
リミングにより陥入された部分、７０．７１は磁束 を示す。 λＱ」会預）Ａｎ、− 中頃９利の原理１１べ図 第 ！ 図 （Ａ） （８） 第２図 ＄３Ｔｆｊ、’Ｐ　　ｋＪ＠　４籾＊ヱλτ云ｔ、−ｃ
　＃Ｔ５第５ 図 Ａ＞ダクタ＞待直玄増力口させるトリミングぞ須、のキ
イ自ｆｆｉ第 図 第７図 第８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　基板（２１，４１）の上面（２１ａ，４１ａ）の中央
   に主コイルパターン形成予定部（２２，４３）及びこの
   周りに該基板の周縁側が始端（２９，５２）、上記主コ
   イルパターン形成予定部側が終端（３１，５５）となる
   ようにうず巻状に形成された主コイルパターン部（２３
   ，４４）を有し、 該基板（２１，４１）の下面（２１ｂ，４１ｂ）中央に
   、上記主コイルパターン形成予定部（２３，４４）より
   大きい補助コイルパターン形成予定部（２４，４５）を
   有し、 且つ該基板にその上下の主コイルパターン形成予定部と
   補助コイルパターン形成予定部とを電気的に接続する導
   体（２６，４９）を設けてなり、上記主コイルパターン
   形成予定部（２２，４３）を、該主コイルパターン部の
   終端側が延長するようにトリミングしてインダクタンス
   値が増加され、上記主コイルパターン部の隣り合うター
   ン部（３７ａ，３７ｂ，６４ａ，６４ｂ）の間の膝間（
   ３８，６５）に沿つて、上記補助コイルパターン形成予
   定部（２４，４５）を上記基板（２１，４１）と併せて
   トリミングすることにより、上記主コイルパターン部と
   は巻き方向が逆である補助コイルパターン部（２５，４
   ６）が形成されてインダクタンス値が減少される構成の
   平面コイル。