JPH03211804A - 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】 （概要〕 通信装置等に使用する平面コイルに関し、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、 第１の基板の上面の周辺部に第１のコイルパターン部、
この内側部にトリミングによって第１のコイルパターン
部と同じ巻き方向のコイルパターンが上記第１のコイル
パターン部に延長して形成される第１のコイルパターン
形成予定部を有する第１のコイルパターン基板と、を２
第１の基板より小さい大きさである第２の基板の１面に
上記第１のコイルパターンとは巻き方向が逆である第２
のコイルパターンが形成される第２のコイルパターン形
成予定部をを有し、上記第１のコイルパターン基板の略
中央に積重された第２のコイルパターン基板とよりなり
、該第２の基板に形成されたスルーホールにより、上記
第１のコイルパターン形成予定部と第２のコイルパター
ン形成予定部とが電気的に導通接続され、且つ該第２の
コイルパターン基板の周囲に、上記第１のコイルパター
ン形成予定部が露出するよう構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は通信装置等に使用する平面コイルに関する。

通信装置！Ｗ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の巻数を得るこ
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Ｗ５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５図は本出願人が先に特願平１−２１９１２５号及び
特願平１−２４９６６９号により出願した平面」イル１
を小す。

この平面コイル１は、長方形状の基板２上に第１のコイ
ル部３と、第２のコイル部４とが並設されたｌｌｌ１造
である。

第１のコイル部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第１のコイルパターン部３
ａ、中央部の第１のコイルパターン形成予定部３ｂとよ
りなる。

第２のコイル部４は、中央部の第２のコイルパターン形
成予定部４ｂと、これから外周の端子６に向かって時計
方向のうず巻きである第２のコイルパターンａｌ１４ｂ
とよりなる。

第１．第２の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。

電流は第１．第２のコイル部３．４にｉで示すように流
れる。

第１のコイルパターン部３ａに流れる電ｌｉにより生ず
る磁界の磁束の向きは、第５図（Ｃ）申付号１１で示す
方向である。

第２のコイルパターン部４ａに流れる電流ｉ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、本実施例では第１のコイルパターン
部３ａの巻数が第２のコイルパターン部４ａの巻数より
多いものとする。

し＝ｋ（Ｔ＋　　Ｔ２）　　　　・・・・・・■ただし
、Ｔ１　：第１のコイルパターン部３ｂの巻数、 丁２：第２のコイルパターン部４ａの 巻数、 ｋ：係数である。

■式より、第１のコイルパターン部３ａ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、及び第２のコイルパタ
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を通信装置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５図（Ａ）中、第１のコイルパターン形成予
定部３ｂに対して、符号１５で示すようにレーザートリ
ミングを適蟻行い、第１のコイルパターン部３ａの巻数
を増加させる。

例えば、第１のコイルパターン部３ａの巻数をへＴ１増
加させたとぎの平面」イル１全体のインダクタンス値し
の変化間Δしを下記の０式に示す。

Ｌ＋八へ−ｋ　（（Ｔ＋　＋ΔＴ＋　）−Ｔ２　）より
、△Ｌ＝に△Ｔ１　　　・・・・・・■つまり、平面」
イル１の全体のインダクタンス値はにΔＴ１だけ増加す
る。

インダクタンス値が多きすぎ、又は上記の調整によりイ
ンダクタンス値が人となりすぎ、これを減少させたい場
合には第５図（八）中、第２の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トリミ
ングを適宜ω行い、第２のコイルパターン部４ａの巻数
を増加さゼる。

例えば、第２のコイルパターン部４ａの巻数をΔ丁？増
加させたときの平面」イル１全体の１−の値の変化司へ
Ｌ′を下記の■式に示す。

１−＋△Ｌ’　−ｋ　（Ｔ＋　−（Ｔ２→−ΔＴ２））
より、Δｌ’　−にΔＴ２　　・・・・・・■つまり、
平面コイル１全体のインダクタンス値はにΔＴ２だけ減
少する。

〔発明が解決しようとする課題〕

第１．第２のコイル３．４が並設されているため、基板
２は長方形状となり、平面コイル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５図（Ａ）、（Ｂ）から分かるように、第１の
コイル部３と第２のコイル部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、互いに作用
する磁界は、各コイル部の３６０°の全周に倉って発生
する磁界のうち、９０”に口る部分で発生している磁界
に限られている。

従って、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中位
量変化させるに要するレーザートリミング１５．１６の
良さがその分良くなり、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且つ小型化
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図は本発明の平面コイル２０の原理構成を、平面コ
イルを分解した状態で示す。

平面コイル２０は、第１のコイル基板２１の上面の中央
に第２のコイル基板２２を積重した構成である。

第１のコイル基板２１は、第１の基板２３の上面のうち
、周辺部分に、第１のコイルパターン部２４、この内側
部にこれと同じ巻き方向のコイルパターンが延長に形成
される第１のコイルバタン形成予定部２５を有する。第
１のコイルパターン部２４の巻き方向は、後述する電流
の流れの方向が時に！方向となる方向である。

第２のコイル基板２２は、第１の基板２３より小さい大
きさの第２の基板２６の上面に、上記第１のコイルパタ
ーン部２４とは巻き方向が逆（Ｎ流の流れの方向が反時
に１方向となる方向）である第２のコイルパターン３３
が形成される第２のコイルパターン形成予定部２７を有
する。

２８は第２の基板２６に形成されたスルーホールであり
、第１のコイルパターン形成予定部２５と第２のコイル
パターン形成予定部２７とを電気的に導通接続している
。

第２のコイル基板２２の周囲の部分には、第１のコイル
パターン形成予定部２５が露出している。

２９．３０は夫々端子である。

（作用） 電流１１は、矢印で示すように流れる。

上記第１．第２のコイルパターン２４．３３の巻き方向
とは、′ｆｉ流１１が流れる方向というものとする。

第１のコイルパターン形成予定部２５及び第２のコイル
パターン形成予定部２７は共に露出しており、トリミン
グが可能である。

符号３１で示すように、第１の」イルパターン形成予定
部２５にトリミングを行うと、第１のコイルパターン部
２４の巻き数が増え、平面コイル２０のインダクタンス
値を増やすことができる。

符号３２で示すように、第２のコイルパターン形成予定
部２７にトリミングを行うと、第２のコイルパターン部
３２が形成され、この巻数が増える。

第２のコイルパターン部３３に流れる電流の向きは、第
１のコイルパターン部２４に流れる電流の向きとは逆で
あり、第２の］イルパターン部３３に流れる電流により
発生した磁界の磁束は、第１のコイルパターン部２４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、第２のコイルパターン部３３の巻き数を増やす
と、平面コイル２０のインダクタンス伯を減らすことが
できる。

第２のコイル基板２２が第１のコイル基板２１に積重さ
れた構成であるため、平面］イル２０の外形寸法は、第
１のコイル基板２１により定まり、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、第１のコイルパターン部２４と第２のコイルパタ
ーン部３３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磨に口つて磁気的に結合してお
り、前記の係数に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
度良く行うことが出来、従ってトリミング吊をその分短
く出来、インダクタンスの調整が容易となる。

（実施例） 第２図及び第３図は本発明の一実施例になる平面コイル
４０を示す。

平面コイル４０は、主である第１のコイル基板４１の」
−面の中央に補助である第２のコイル基板４２が積重固
定された二段構造である。

第１のコイル基板４１は、電気的には絶縁体であるフェ
ライト製の正方形の第１の基板４３の上面のうち、周辺
部分に、第１のコイルパターン部４４、この内側部に第
１のコイルパターン部４４と同じ巻き方向のコイルパタ
ーンが第１のコイルパターン部４４に延長して形成され
る第１のコイルパターン形成予定部４５を有する。第１
のコイルパターン部４４の巻き方向は、後述する電流の
流れの方向を基準とすると特訓方向である。

第２のコイル基板４２は、第１の基板４３より小さい大
きさの第２の基板４６の上面の周辺部分に、電流の流れ
の方向を基準として第１のコイルパターン部２４とは巻
き方向が逆であって反時ｔ］方向である第２のコイルパ
ターン部４７を有し、この内側部に、第２のコイルパタ
ーン部４７と同じ巻き方向のコイルパターンが第２のコ
イルパターン部４７に延長して形成される第２のコイル
パターン形成予定部４８を有４る。

第２の基板４６は、第１のコイル基板４１上に積重され
た状態で、周囲に第１のコイルパターン形成予定部４５
が露出する大きさの正方形であり、第１のｖ板４３と同
じくフェライト製である。

４５ａは露出している部分である。

５０は入力端子であり、第１のコイルパターン部４４の
外周端４４ａと電気的に接続されて、第１のコイル基板
４１の−の辺４１ａの中央に固定しである。

５１は出力端子であり、第２のコイルパターン部４７の
外周端４７ａと引出し配線パターン５２を介して電気的
に接続されて、第１のコイル基板４１のうち上記の端子
５０が固定しである辺４１ａとは反対側の辺４１ｂの中
央に固定しである。

配線パターン５２は、第１のコイルパターン形成予定部
４５と第１のコイルパターン部４４とを横切っている。

第１のコイルパターン形成予定部４５及び第１のコイル
パターン部４４のうち配線パターン５２が形成される部
分には帯状の絶縁シート５３が設けられ、配線パターン
５２はその絶縁シー１−５３上に形成される。これによ
り、配線パターン５２と第１のコイルパターン形成予定
部４５及び第１の］イルパターン部４４との間は絶縁さ
れている。

第２図中、５５はスリットであり、第１のコイルパター
ン形成予定部４５のうち上記配線パターン５２により覆
われる部分に、レーザートリミングのピッチと同じピッ
チで予め形成しである。

５６は第２の基板４６の略中心に形成されたスルーホー
ルであり、内部に半田５７がつめられている。

このスルーホール５６により、第１のコイルパターン形
成予定部４５と第２のコイルパターン形成予定部４８と
が電気的に接続されている。

上記の平面コイル４０は、端子５０．５１を利用して通
信ｉ置のプリント基板（図示せず）上に実装される。

平面コイル／１０の平面図上の大きさは、第１のコイル
基板４１と同じ大きさであり、従来より小望であり、従
来に比べて高密度実装される１゜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。

電流１２は第２図に示すように流れる。

平面コイル４０のインダクタンス値を増やす場合には、
符号６０で示すように、第１のフィルパターン形成予定
部４５のうち露出部分４５ａにレーザートリミングを行
う。

これにより、第１のコイルパターン部２４０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。

上記配線パターン５２の個所については、レーザートリ
ミングは、スリット５５の一端５５ａが終端となるよう
に行って中断し、他＠５５ｂを始端として再開させる。

これにより、配線パターン５２が存在していても１コイ
ルパターンは全周に亘って正常に形成される。

逆に、平面コイル４０のインダクタンス値を減らすには
、符号６１で示すように、第２のコイルパターン形成予
定部４８にレーザートリミングを行う。

これにより、第２のコイルパターン部４７の巻き数が増
え、萌記■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。

第１のコイルパターン部４４と第２の〕イルパターン部
４７とは同心状の配＠関係にあり、第３図に示すように
、第１のコイルパターン部４４に流れる電２１１２によ
り生ずる磁界（符号７０は磁束を示す）と、第２のコイ
ルパターン部４７に流れる電流１２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度に口って相互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大となる。

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量の割合は大となる
。

従って、所望間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、第１．第２の基板４３．．４６が共にフェライ］
・であるため、磁束の抵抗は小さく、この点でも、上記
の係数には人となる。

また、第１．第２の基板４３．４６を、フェライト製に
代えてパーマロイ製とすることもできる。

但し、この場合には、パーマロイが電気絶縁体ではない
ため、表面に、電気絶縁層を形成し、この上に上記のコ
イルパターンを形成する必要がある。

また、必要に応じて、第１．第２のコイル基板の間に、
大きさが、第１のコイル基板より小で第２のコイル基板
より大であり空気絶縁性の第３の基板を介挿してもよい
。この場合には、平面コイルは三段構造となる。

〔発明の効果〕 以上説明した様に、本発明によれば、第２のコイル基板
は第１のコイル基板に重なった関係にあるため、第２の
コイル基板の大きさは実装面積には無関係となり、従来
に比べて約イの小型化を図ることが出来、高密度実装に
好適である。

また、第１．第２のコイルパターン部の磁気的結合を全
周の３６０°に口って得ているため、トリミングに対す
るインタグタンス値の変化の割合が大となり、所望量の
インダクタンスの調整のためのトリミングの良さが短く
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。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理構成図、 第２図は本発明の一実施例の平面」イルの平面図、 第３図は第２図中■−■線に沿う断面図、第４図は第１
のコイルパターン部と第２のコイルパターン部の磁界の
相互作用状態を説明する図、第５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は第１のコイル基板、 ２２．４２は第２のコイル基板、 ２３．４３は第１の基板、 ２４．４４は第１のコイルパターン部、２５．４５は第
１のコイルパターン形成予定部、４５ａは露出している
部分、 ２６．４６Ｇよ第２の基板、 ２７．４８は第２のコイルパターン形成予定部、２８．
５６はスルーホール、 ２９．３０．５０．５１は端ｆ１ ３１．３２はトリミング、 ３３．４７は第２のコイルパターン部、５２は引出し配
線パターン、 ５３は絶縁シート、 ５５はスリット、 ５７は半田、 ６０．６１はレーザートリミング を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　第１の基板（２３，４３）の上面の周辺部に第１のコ
   イルパターン部（２４，４４）、この内側部にトリミン
   グによつて第１のコイルパターン部と同じ巻き方向のコ
   イルパターンが上記第１のコイルパターン部に延長して
   形成される第１のコイルパターン形成予定部（２５，４
   ５）を有する第１のコイルパターン基板（２１，４１）
   と、上記第１の基板より小さい大きさである第２の基板
   （２６，４６）の上面に上記第１のコイルパターンとは
   巻き方向が逆である第２のコイルパターン（３３，４７
   ）が形成される第２のコイルパターン形成予定部を（２
   ７，４６）を有し、上記第１のコイルパターン基板の略
   中央に積重された第２のコイルパターン基板（２２，４
   ２）とよりなり、 該第２の基板に形成されたスルーホール（２８，５６）
   により、上記第１のコイルパターン形成予定部と第２の
   コイルパターン形成予定部とが電気的に導通接続され、
   且つ該第２のコイルパターン基板の周囲に、上記第１の
   コイルパターン形成予定部が露出した構成の平面コイル
   。