JPH04364710A - チップトランス - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コイル状の導体路を形
成した積層チップトランスに関し、特に絶縁性を向上さ
せ、結合係数を向上させるチップトランスに関する。

【０００２】

【従来例】従来から、グリーンシート法により成形した
磁性体のグリーンシート（磁性体シート）を用いたコイ
ル状の導体路を形成した積層チップトランスの一例とし
て、図１０ないし図１２に示すようなものが知られてい
る。図１２に図１０及び図１１におけるＡ−Ａ線の断面
図を示している。このチップトランス２０は、次に説明
するような所定の導体パターンが形成された複数枚の磁
性体シート１ないし１０、及び導体パターンが形成され
ていないダミーの磁性体シート１１を積層し、焼成一体
化して、導体パターン２ａ，４ａ，６ａ，８ａ，１０ａ
から１次側電極を構成し、導体パターン１ｂ，３ａ，５
ａ，７ａ，９ａから２次側電極を構成してなっている。

【０００３】図１０及び図１１に示すように、磁性体シ
ート１の表面には導体パターン１ａ，１ｂが形成されて
いる。この導体パターン１ａ，１ｂの一端は、それぞれ
対向した辺の中央よりやや隅部よりの縁に延びて外部に
露出し、それぞれトランスの１次側、２次側電極の取出
し部１２ａ，１２ｂとなっている。さらに導体パターン
１ａ，１ｂの他端には、それぞれスルーホール２１ａ，
２１ｂが形成されている。

【０００４】磁性体シート２が、磁性体シート１に隣接
して、導体パターンのないダミーの磁性体シート１１が
積層されている面と反対の面側に積層される。磁性体シ
ート２の表面には、Ｌ字形状の導体パターン２ａが形成
されている。この導体パターン２ａの一端には、磁性体
シート１の取出し部１２ａのスルーホール２１ａに接続
する電極２ｂが形成され、他端には、次に１次側電極を
形成する磁性体シート４の導体パターン４ａに接続する
スルーホール２２ａが形成されている。さらに、この磁
性体シート２には、この導体パターン２ａから離れた接
触しない位置で、且つ、上記磁性体シートのスルーホー
ル２１ｂに対向する位置にスルーホール２２ｂが形成さ
れ、その周りにスルーホール電極２２ｃが形成されてい
る。なお，このスルーホール電極はスルーホール部の接
続性をよくするために、スルーホールの周囲に形成され
ている。

【０００５】また、磁性体シート３，４，５，６，７，
８，９が、磁性体シート２に次いで順次積層される。各
磁性体シートの表面には、交互に対称Ｌ字形状又はＬ字
形状の導体パターン３ａ，４ａ，５ａ，６ａ，７ａ，８
ａ，９ａがそれぞれ形成されている。この各導体パター
ン３ａ，４ａ，５ａ，６ａ，７ａ，８ａ，９ａの一端に
、それぞれ電極３ｂ，４ｂ，５ｂ，６ｂ，７ｂ，８ｂ，
９ｂが形成され、他端に、それぞれスルーホール２３ｂ
，２４ａ，２５ｂ，２６ａ，２７ｂ，２８ａ，２９ｂが
形成されている。さらに、導体パターン３ａ，４ａ，５
ａ，６ａ，７ａ，８ａ，９ａから離れた接触しない位置
に、それぞれスルーホール２３ａ，２４ｂ，２５ａ，２
６ｂ，２７ａ，２８ｂ，２９ａが形成され、その周りに
スルーホール電極が形成されている。

【０００６】磁性体シート１０の表面には導体パターン
１０ａ，１０ｂが形成されている。導体パターン１０ａ
，１０ｂの一端は、それぞれ対向した辺の中央よりやや
隅部よりの縁に延びて外部に露出し、それぞれトランス
の１次側、２次側電極の取出し部１３ａ，１３ｂとなっ
ている。さらに導体パターン１０ａ，１０ｂの他端は、
それぞれ電極１４ａ，１４ｂが形成され、それぞれ導体
パターン８ａ，９ａに接続している。

【０００７】さらに、導体パターン１０に隣接してダミ
ーの磁性体シート１１が複数枚積層される。そして、磁
性体シート２の導体パターン２ａがスルーホール２２ａ
，２３ａを介して磁性体シート４の導体パターン４ａに
接続され、同様にして導体パターン６ａ，８ａ，１０ａ
が順次接続され、トランスの１次側電極の２ターンが構
成されている。さらに、磁性体シート１の導体パターン
１ｂがスルーホール２１ｂ，２２ｂを介して次の磁性体
シート３の導体パターン３ａに接続され、さらに、スル
ーホール２３ｂ，２４ｂを介して磁性体シート５の導体
パターン５ａに接続され、２次側電極の１ターンが構成
される。同様にして、さらに導体パターン７ａ，９ａが
順次接続され、トランスの２次側電極の２ターンが構成
されている。このように、１次側電極の導体パターンと
２次側電極の導体パターンが交互に繰り返し積層するこ
とで螺旋状のバイファイラ巻きのコイルが形成されてい
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記のチップトランス
で、１次側−２次側電極の結合係数を高くするには、１
次側−２次側電極間距離ｄ（図１２）をできるだけ短く
する必要があるが、ｄを短くすると１次側−２次側電極
間の絶縁性が低下するという問題点があった。また、磁
性体シートの誘電率が大きいと、１次側導体パターンと
２次側導体パターン間の浮遊容量が増え、高周波数域で
ノイズが発生するおそれがあった。

【０００９】本発明は、上記従来技術の有する問題点に
鑑みなされたもので、１次側−２次側電極の結合係数を
向上させ、絶縁抵抗を向上させ、線輪間の浮遊容量の低
減を図ったチップトランスを提供することを目的とする
。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、表面に所定の
導体パターンが形成された磁性体シートを複数枚積層し
、焼成一体化するとともに、前記導体パターンを接続し
て一対の１次側電極及び２次側電極に接続するチップト
ランスにおいて、前記導体パターン表面の一部に空洞を
形成するか、または導体パターン間に空洞を形成するこ
とを特徴とする。

【００１１】上記空洞を形成する方法としては、導体パ
ターンの上、下に拡散剤を印刷するか、または拡散剤を
印刷した磁性体シートを導体パターンを印刷した磁性体
シートの間に挟んで積層し、焼成時に磁性体中に拡散さ
せ、印刷した面に空隙を残すことにより形成する。上記
の導体パターン表面の一部とは、１次側又は２次側の電
極を形成する導体パターンの何れか一方、或いは導体パ
ターン表面の一部でもよい。

【００１２】

【作用】本発明に係るチップトランスによれば、磁性体
シートの表面の導体パターンの上、下に焼成時に磁性体
中に拡散する拡散剤を印刷し、積層して磁性体シートを
焼成一体化し、導体パターンと磁性層の界面に散在する
空洞を形成するか、または、導体パターンを形成した磁
性体シートの間に拡散剤を印刷した磁性体シートを挟ん
で積層して焼成一体化し、拡散剤を焼成時に磁性体中に
拡散させ、導体パターン間に空洞を形成する。このよう
に、導体パターンの表面の一部、または導体パターン間
の磁性体中に空洞を形成することにより、１次側導体パ
ターンと２次側導体パターンにまたがって発生する磁束
を増加させることにより結合係数の向上をはかることが
できる。また空洞による低誘電率層（ε＝１）のため、
１次側電極と２次側電極間の浮游容量を減少させ、絶縁
抵抗を向上させる。さらに、この絶縁抵抗の向上は、空
洞による効果に加えて、拡散剤が磁性体中に拡散して高
絶縁化合物を形成することによってもなされる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明に係るチップトランスの実施例
を図面に基づいて説明する。上記の従来技術に相当する
部分については、同一符号を付して説明する。図１ない
し図２は、本発明の第１実施例によるチップトランスの
一部を示した製造工程を説明する図である。図において
、５０はチップトランスで、このチップトランス５０は
、次に説明するように、所定の導体パターンが形成され
た複数枚の磁性体シート１ないし１０、及び導体パター
ンのないダミーの磁性体シート１１を積層し、焼成一体
化して、導体パターン２ａ，４ａ，６ａ，８ａ，１０ａ
から１次側電極を構成し、導体パターン１ｂ，３ａ，５
ａ，７ａ，９ａから２次側電極を構成し、各導体パター
ン１ｂ，２ａ，３ａ，４ａ，５ａ，６ａ，７ａ，８ａ，
９ａ，１０ａの周囲にそれぞれ空洞３１，３２，３３，
３４，３５，３６，３７，３８，３９，４０が形成され
てなっている。

【００１４】導体パターンと磁性体シート界面の空洞を
形成する工程は、次に説明するように、磁性体シート１
，２，３，４，５，６，７，８，９，１０にそれぞれ所
定の１次側又は２次側電極の導体パターンに対応する位
置に拡散剤を印刷して拡散剤の層を形成し、続いてこの
表面に導体パターンを形成し、さらにこの表面に拡散剤
を印刷して拡散剤の上層を形成する。そして、積層し、
焼成時に磁性体シート中に拡散させて焼成一体化する。

【００１５】磁性体シート１の導体パターン１ｂの主要
部に対応する位置に拡散剤を印刷して拡散剤の層を形成
する。拡散剤が硬化したら導体パターン１ｂを形成する
。さらにこの導体パターン１ｂの表面に拡散剤を印刷し
て拡散剤の上層を形成する（図示していない）。図２に
示すように、磁性体シート２に、１次側電極の導体パタ
ーン２ａに対応する位置に拡散剤を印刷して拡散剤の層
３２ａを形成する。次いで拡散剤が硬化したらこの表面
に導体パターン２ａ等を形成する。次いで、この導体パ
ターン２ａの表面に、図３に示すように、拡散剤を印刷
して拡散剤の上層３２ｂを形成する。磁性体シート３，
４にも同様にして，それぞれ拡散剤の層３３ａ，３４ａ
を形成し、導体パターン３ａ，４ａを形成し、次いで、
この導体パターン３ａ，４ａの表面に、拡散剤の上層３
３ｂ，３４ｂを形成する。

【００１６】同様にして、図示していないが、他の各磁
性体シート５，６，７，８，９，１０の導体パターン５
ａ，６ａ，７ａ，８ａ，９ａ，１０ａにそれぞれ対応す
る位置に拡散剤を印刷して拡散剤の層を形成する。拡散
剤の各層に重ねてそれぞれ導体パターン５ａ，６ａ，７
ａ，８ａ，９ａ，１０ａをそれぞれ形成する。各導体パ
ターンの一部の表面にそれぞれ拡散剤を印刷して拡散剤
の層を形成する。そして、上記の磁性体シート１ないし
１０の上下にダミーの磁性体シート１１を積層し、焼成
一体化し、図１に示すチップトランス５０を形成してい
る。

【００１７】図４ないし図５は、本発明の第２実施例に
よるチップトランスを説明する図である。図において、
５１はチップトランスで、このチップトランス５１は、
所定の導体パターンが形成された複数枚の磁性体シート
１ないし１０の所定の磁性体シート間に、次に説明する
ように、所要の拡散剤を印刷した磁性体シート１５，１
６，１７の何れかを、積層し、焼成一体化している。そ
して、それぞれ導体パターン１ｂと４ａ間、２ａと３ａ
間、４ａと５ａ間、３ａと６ａ間、５ａと８ａ間、６ａ
と７ａ間、８ａと９ａ間、７ａと１０ａ間の導体パター
ンの間に、それぞれ空洞４１，４２，４３，４４，４５
，４６，４７，４８が形成されている。

【００１８】本実施例による導体パターン間に空洞を形
成するには、導体パターン１ｂと４ａ、及び導体パター
ン２ａと３ａ間に空洞を形成するように、この導体パタ
ーン１ｂと４ａ及び導体パターン２ａと３ａに対向する
位置に拡散剤の層１５ｂ及び１５ａ等が略コ字形状に形
成された磁性体シート１５を、磁性体シート２と３の間
に積層する。また、導体パターン３ａと４ａ間に空洞を
形成するように、この導体パターン３ａと４ａに対向す
る位置に拡散剤の層１６ａ等が形成された磁性体シート
１６を、磁性体シート３と４の間に積層する。また、導
体パターン４ａと５ａ、及び導体パターン３ａと６ａ間
に空洞を形成するように、これらの導体パターン４ａと
５ａ、及び導体パターン３ａと６ａに拡散剤の層１７ａ
，１７ｂ等が形成された磁性体シート１７を、磁性体シ
ート４と５の間に積層する。なお、この磁性体シート１
７は磁性体シート１５を１８０°回転させたものと同一
である。

【００１９】さらに、同様にして、図示していないが、
他の各磁性体シート５，６間、６，７間、７，８間、及
び８，９間に、それぞれ磁性体シート１６を１８０°回
転させたもの，１５，１６，１７を積層する。磁性体シ
ート１，２間、９，１０間にはそれぞれ磁性体シート１
６を１８０°回転させたものを積層する。そして、上記
と同様にして焼成一体化する。

【００２０】上記の磁性体シートは、Ｎｉ−Ｚｎフェラ
イト等の粉粒体の泥漿から、印刷法やグリーンシート法
等により形成する。また、この磁性体シート表面に形成
する導体パターン及び電極は、Ａｇ又はＡｇ−Ｐｄ等を
印刷、塗布、スパッタリング等により形成する。磁性体
中に拡散して空洞を形成する拡散剤としては、珪酸ガラ
ス、硼珪酸ガラス等のガラス材料及びＢｉ２　Ｏ３　，
Ｌｉ２　Ｃ０３　，ＬｉＦ等の低融点化合物が挙げられ
る。これらを１種類以上含有してもよい。また、空洞の
強度をあげるために空洞形成後に高絶縁樹脂を含浸させ
空洞に充填する、あるいは拡散剤にガラスと反応しない
化合物（Ａｌ２　Ｏ３　，ＺｒＯ２　等）を加えておく
ことで網目状の空洞を形成する方法等がある。

【００２１】図６ないし図７は、本発明に係るチップト
ランスの第３実施例を説明する図である。本実施例は、
導体パターンと磁性層の界面に散在する空洞を形成する
例である。先ず、初透磁率μ＝３００のＮｉ−Ｚｎフェ
ライト原料を用いてドクターブレード法により磁性体シ
ートを作製した。この磁性体シートに拡散剤、又はＡｇ
−Ｐｄ導体パターンを印刷した。外部電極はＡｇ−Ｐｄ
電極を用いた。第３実施例のチップトランス５２は、所
定の導体パターン６２ａ，６３ａの周囲にそれぞれ空洞
８２，８３を形成している。

【００２２】このチップトランス５２は、磁性体シート
６１に積み重ねて導体パターンが形成され、拡散剤の層
が印刷された磁性体シート６２，６３を積み重ねたチッ
プを９６０℃で２時間焼成して作製する。３．７ｍｍ　
×３．２ｍｍ　×１．２ｍｍ　のチップトランスを作製
した。それぞれ磁性体シート６２，６３には導体パター
ン６２ａ，６３ａを形成し、この磁性体パターンの上下
にそれぞれ拡散剤の層６２ｂ，６３ｂを印刷している。 これを積層し、焼成すると、図６に示すように、空洞８
２，８３が導体パターン６２ａ，６３ａと磁性体層界面
にそれぞれ形成されている。このチップトランス５２の
焼成後の１次側−２次側電極間距離ｄは６０μｍ、導体
パターンの線幅は５００μｍ、導体パターン厚さは１０
μｍであった。

【００２３】図８ないし図９は、本発明に係るチップト
ランスの第４実施例を説明する図である。本実施例は導
体パターン間に空洞を形成する例である。チップトラン
ス５３は、導体パターン６２ａの上側と、導体パターン
６２ａ，６３ａの間と、導体パターン６３ａの下側に拡
散剤の層８４，８５，８６をそれぞれ形成している。こ
のチップトランス５３は、上下に重ねる磁性体シート６
１の間に導体パターンがそれぞれ形成された磁性体シー
ト６２，６３の上側、中間、下側に拡散剤の印刷された
パターン６４ａ，６５ａ，６６ａをそれぞれ有する磁性
体シート６４，６５，６６を積み重ねてチップを形成す
る。その他は上記第３実施例と同様にして焼成し一体化
してチップトランス５３を得た。このようにして得られ
たチップトランス５２，５３のインダクタンス値、結合
係数、１次側−２次側導体パターン間の絶縁抵抗の値を
測定して表１、表２に示す。表１は、図６に示したよう
に、導体パターン層と磁性体層界面に散在した空洞を形
成した場合で、表２は、図８に示したように、導体パタ
ーン間を空洞にした場合である。

【００２４】

【表１】

【００２５】

【表２】

【００２６】表１に示すとおり、導体パターン層と磁性
体層界面に散在した空洞を形成した場合、モニターと比
べて結合係数の改善と１次側−２次側導体パターン間の
絶縁抵抗の改善ができた。サンプルＮｏ３ではフェライ
ト中へのガラスの拡散が不十分であり、空洞が部分的に
できておらず、絶縁抵抗の改善はほとんど見られなかっ
た。

【００２７】表２に示すとおり、導体パターン間を空洞
にした場合、モニターと比べて結合係数の改善と１次側
−２次側導体パターン間の絶縁抵抗の改善ができた。こ
の場合も部分的にしか空洞が形成されなかったサンプル
Ｎｏ９，Ｎｏ１０は絶縁抵抗の改善はほとんど見られな
かった。浮遊容量については、空洞形成により、空洞を
形成しない場合の約１／２まで低減できた。

【００２８】さらに、上述した工程で形成された空洞に
絶縁性の高い樹脂を含浸させることができる。空洞を充
填することで空洞の強度を上げるととともに、耐湿特性
を向上できる利点がある。また、上の工程で述べたよう
に、拡散剤にガラスと反応しないＡｌ２　０３　あるい
はＺｒＯ２　等の化合物を加えておくことで焼成時の空
洞の融着を防止することができる。なお、上記実施例に
おいて拡散剤を印刷した磁性体シートを３種類で説明し
たが、本実施例に限られるものでなく、他の形状のもの
であってもよい。

【００２９】

【発明の効果】本発明に係るチップトランスによれば、
完全非磁性体（空気）層（μ＝１）の空洞の形成により
、１次側−２次側電極間の結合係数の向上と、低誘電率
（空気）層（ε＝１）に依る浮遊容量の減少と絶縁抵抗
の向上が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　本発明に係るチップトランスの第１実施例
の図２及び図３のＡ−Ａ線断面図である。

【図２】　　本実施例のチップトランスの製造工程の一
部の構成を説明する分解斜視図である。

【図３】　　本実施例のチップトランスの製造工程の他
の一部の構成を説明する分解斜視図である。

【図４】　　本発明に係るチップトランスの第２実施例
の図５のＡ−Ａ線断面図である。

【図５】　　本実施例の一部の構成を説明する分解斜視
図である。

【図６】　　本発明に係るチップトランスの第３実施例
の図７のＡ−Ａ線断面図である。

【図７】　　本実施例の分解斜視図である。

【図８】　　本発明に係るチップトランスの第４実施例
の図９のＡ−Ａ線断面図である。

【図９】　　本実施例の分解斜視図である。

【図１０】　　従来例の一部の構成の分解斜視図である
。

【図１１】　　従来例の他の一部の構成の分解斜視図で
ある。

【図１２】　　従来例の図１０及び図１１のＡ−Ａ線断
面図である。

【符号の説明】

１〜１０　　磁性体シート １ｂ，２ａ〜１０ａ　　導体パターン １２ａ，１２ｂ　　取出し部 ３１〜４０，４１〜４８　　　　空洞

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　表面に所定の導体パターンが形成され
   た磁性体シートを複数枚積層するとともに、前記導体パ
   ターンを接続して一対の１次側電極及び２次側電極を形
   成し、焼成一体化するチップトランスにおいて、前記導
   体パターン表面の一部に空洞を形成するか、または導体
   パターン間に空洞を形成することを特徴とするチップト
   ランス。