JPH0777175B2 - 積層トランス - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、各種トランスやコモンモードチョークコイ
ル、バラン等として用いることのできる積層トランスに
関する。

［背景技術］ 第10図には、従来の積層トランスの構造を示してある。
この図は、積層前における保護基板及び絶縁層を展開し
て示す平面図であり、導体膜を形成された各絶縁層52A,
52B,53A,53Bを順次下から積層し、その積層体の上下両
面にさらに保護基板54,51を積層される。このうち、下
から第２層の絶縁基板52Bには、約２ターン程度の渦巻
き状した線輪電極55Bが導体膜によって形成されてお
り、線輪電極55Bの一端は外部引出し電極59となり、他
端にはスルーホール構造のスルーホール端子58Bが設け
られている。また、この下に積層される第１層の絶縁層
52Aの表面には、導体膜によって直線状の線輪電極55Aが
形成されており、この線輪電極55Aの一端は外部引出し
電極57となり、他端には上層のスルーホール電極58bと
対向させて平端子58aが形成されている。しかして、こ
の第１層の絶縁層52Aと52Bが積層されることにより、ス
ルーホール端子58bを介して、上下の線輪電極55B,55Aが
接続され、外部引出し電極57,59間に一方のコイル素子
（一次コイル）が形成される。また、下から３層目の絶
縁層53Aの表面には、導体膜によって渦巻き状をした２
ターン未満の線輪電極56Aが形成されており、線輪電極5
6Aの一端は外部引出し電極60となり、他端には平端子61
aが設けられている。一方、その上に積層される第４層
の絶縁層53Bの表面には、導体膜によって直線状した線
輪電極56Bが形成されており、この線輪電極56Bの一端は
外部引出し電極62となり、他端には下層の平端子61aと
対向させてスルーホール構造のスルーホール端子61bが
設けられている。しかして、第３層及び第４層の絶縁層
53A,53Bを積層することにより、スルーホール端子61bを
介して、上下の線輪電極56B,56Aが接続され、外部引出
し電極60,62間に他方のコイル素子（二次コイル）が形
成される。そして、保護基板51と各絶縁層52A,52B,53A,
53Bと保護基板54を順次積層及び焼成した後、その積層
体の外面に外部電極を形成することにより（両コイル素
子の外部引出し電極57と60は、外部電極によって接続さ
れる。）第４図と同様な等価回路を持つ積層トランスが
構成される。

第12図には、別な従来例の積層トランスの構造を示して
ある。各絶縁層72A,72B,72C,72D,73A,73B,73Cの表面に
は、導体膜によってほぼ等しい巻径を有する１ターン未
満の線輪電極75A,75B,75C,75D,76A,76B,76Cがそれぞれ
設けられており、これらの絶縁層72A,72B,72C,72D,73A,
73B,73Cを順次下から積層し、さらにその積層体の上下
に保護基板74,71を積層して積層トランスが構成され
る。このうち、下から第１層の絶縁層72Aの表面に形成
された線輪電極75Aの一端は外部引出し電極78となり、
他端には平端子79aが設けられている。その上の第２層
の絶縁層72Bの表面に形成された線輪電極75Bの一端には
下層の平端子79aと対向させてスルーホール端子79bが設
けられ、他端には平端子80aが設けられている。その上
の第３層の絶縁層72Cの線輪電極75Cの一端には下層の平
端子80aと対向させてスルーホール端子80bが設けられ、
他端には平端子81aが設けられている。さらに、その上
の第４層の絶縁層72Dの線輪電極75Dの一端には下層の平
端子81aと対向させてスルーホール端子81bが設けられ、
他端は外部引出し電極82となっている。そして、各絶縁
層72A,72B,72C,72Dを積層すると、各スルーホール端子7
9b,80b,81bを通して線輪電極75A,75B,75C,75Dが接続さ
れ、第13図に示すように積層体77内に一方のコイル素子
が形成される。同様に、下から第５層〜第７層の絶縁層
を積層し、第５層の絶縁層73Aの表面に形成された線輪
電極76Aの一端の平端子84aと第６層の絶縁層73Bの表面
の線輪電極76Bの一端に設けられたスルーホール端子84b
を接続させ、線輪電極76Bの他端に設けられた平端子85a
と第７層の絶縁層73Cの表面に形成された線輪電極76Cの
一端に設けられたスルーホール端子85bを接続させ、線
輪電極76A,76B,76Cによって外部引出し電極83及び86間
に他方のコイル素子が形成される。

［発明が解決しようとする課題］ 第10図に示した第一の従来例にあっては、絶縁層52B,53
Aの表面には、巻数が１ターン以上の渦巻き状した線輪
電極55B,56Aが形成されているので、絶縁層52B,53Aの表
面において線輪電極55B,56Aが接近することになり、第1
1図に示すように隣接する線輪電極間に大きなストレー
容量C₃が発生している。

また、第12図に示した第二の従来例にあっては、上下に
連続して積層された絶縁層72A〜72D;73A〜73C上の線輪
電極75A〜75D;76A〜76Cによって各コイル素子が形成さ
れているので、絶縁層（誘電体）を挟んで上下に線輪電
極が対向する構造となり、しかもその導体膜間の距離も
絶縁層一層の厚みだけの小さなものであり、第13図に示
すように上下に対向した線輪電極75A〜75D;76A〜76C間
に大きなストレー容量C₄が発生している。

このように、従来のいずれの積層トランスにあっても、
線輪電極間に大きなストレー容量が発生しており、この
ストレー容量を介して生じる線輪電極間の容量結合によ
り高周波導体膜によって１ターン未満の線輪電極を形成
された第一種及び第二種の各複数枚の絶縁層を積層し、
第一種の各絶縁層の線輪電極同士を接続して渦巻き状を
した第一のコイル素子を形成し、第二種の各絶縁層の線
輪電極同士を接続して渦巻き状をした第二のコイル素子
を形成した積層トランスにおいて、 第一種の絶縁層と第二種の絶縁層を交互に積層し、第一
種及び第二種の絶縁層に各絶縁層の表裏間で導通した接
続子を設け、第二種の絶縁層に設けた接続子を介して第
一種の絶縁層の線輪電極同士を接続させて第一のコイル
素子を形成子、第一種の絶縁層に設けた接続子を介して
第二種の絶縁層の線輪電極同士を接続させて第二のコイ
ル素子を形成したことを特徴とする領域における自己共
振周波数が低下し、所定のインダクタンスやインピーダ
ンスを得るのが困難になっていた。

しかして、本発明は叙上の従来例の欠点に鑑みてなされ
たものであり、その目的とするところは線輪電極間の容
量結合による自己共振周波数の低下を防止し、積層トラ
ンスの高周波特性を良好にすることにある。

［課題を解決するための手段］ この貯め、本発明の積層トランスは、導体膜によって１
ターン未満の線輪電極を形成された第一種及び第二種の
各複数枚の絶縁層を積層し、第一種の各絶縁層の線輪電
極同士を接続して渦巻き状をした第一のコイル素子を形
成し、第二種の各絶縁層の線輪電極同士を接続して渦巻
き状をした第二のコイル素子を形成した積層トランスに
おいて、コイル素子の入出力部を形成された絶縁層を除
いて第一種の絶縁層と第二種の絶縁層を交互に積層し、
第一種及び第二種の絶縁層に各絶縁層の表裏間で導通し
た接続子を設け、第二種の絶縁層に設けた接続子を介し
て第一種の絶縁層の線輪電極同士を接続させて第一のコ
イル素子を形成し、第一種の絶縁層に設けた接続子を介
して第二種の絶縁層の線輪電極同士を接続させて第二の
コイル素子を形成したことを特徴としている。

［作用］ 本発明にあっては、第一のコイル素子を構成している線
輪電極を形成された絶縁層と第二のコイル素子を構成し
ている線輪電極を形成された絶縁層とを交互に積層し、
しかも各コイル素子が螺旋状をしていて線輪電極毎に巻
径が変化しているので、第一のコイル素子における線輪
電極間の距離及び第二のコイル素子における線輪電極間
の距離が絶縁層の厚み方向で絶縁層の厚みの２倍とな
り、しかも線輪電極同士が斜めにずれており、この結果
線輪電極間の距離が絶縁層の厚みの２倍以上となる。従
って、各コイル素子内部における線輪電極間のストレー
容量が1/2以下になる。

このため、各コイル素子の線輪電極間の容量結合が小さ
くなり、高周波領域における自己共振周波数が従来の２
倍以上となって自己共振が起こる周波数が高周波側へ大
きく移動し、所望のインダクタンスやインピーダンスを
得ることが容易になり、高周波特性の良好な積層トラン
スを製造することができる。

また、第一のコイル素子を形成している線輪電極と第二
のコイル素子を形成している線輪電極とが、交互に配置
されているので、互いの交鎖磁束量が増加して両コイル
素子の結合が密になり、結合係数を大きくとることがで
きる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を添付図に基づいて詳述する。

第１図〜第５図に示すものは、本発明の一実施例であっ
て、第一のコイル素子L₅（一次コイル）と第二のコイル
素子L₆（二次コイル）の一端を互いに共通に接続した第
４図のような等価回路を持つ２分配トランスである。こ
の積層トランス19は、、第一のコイル素子L₅を構成する
３層のセラミック絶縁層2A,2B,2Cと第二のコイル素子L₆
を構成する３層のセラミック絶縁層3A,3B,3Cとを交互に
積層し、その積層体15の上下両面にさらに保護基板4,1
を積層したものである。下から第１層の絶縁層2Aの表面
には、導電ペーストを一定幅に印刷することによって第
一のコイル素子L₅の一部を構成する線輪電極5Aが形成さ
れており、線輪電極5Aの一端は外部引出し電極７とな
り、他端には平端子8aが設けられている。第２層の絶縁
層3Aの表面には、導電ペーストを印刷することによって
第二のコイル素子L₆の一部を構成する線輪電極6Aが配線
されており、線輪電極6Aの一端は外部引出し電極11とな
り、他端には平端子12aが設けられている。さらに、第
２層の絶縁層には、下層の平端子8aと対応させてスルー
ホール構造のスルーホール接続子8bが設けられている。
ここで、スルーホール接続子とは、絶縁層に貫通させた
スルーホール孔の上面周囲及びスルーホール孔内周及び
スルーホール孔の下面周囲に導電ペーストを印刷及び焼
き付けしたものであり、スルーホール接続子の部分で絶
縁層の表裏両面を導通させることができる。第３層の絶
縁層2Bの表面には、第一のコイル素子L₅の一部を構成す
る線輪電極5Bが配線されており、線輪電極5Bの一端には
下層のスルーホール接続子8bと対向させてスルーホール
構造のスルーホール端子8cが設けられ、他端には平端子
9aが設けられている。このスルーホール端子も前記スル
ーホール接続子と同様な構造を有し、絶縁層の表裏両面
を導通させることができるものである。さらに、絶縁層
2Bには下層の平端子12aと対向させてスルーホール接続
子12bを設けてある。また、４層目の絶縁層3Bの表面に
は、導体膜により第二のコイル素子L₆の一部を構成する
線輪電極6Bが配線されており、線輪電極6Bの一端には下
層のスルーホール接続子12bと対向させてスルーホール
端子12cを設け、他端には平端子13aを設けてある。さら
に、絶縁層3Bには下層の平端子9aと対向させてスルーホ
ール接続子9bが設けられている。第５層の絶縁層2Cの表
面には、第一のコイル素子L₅の一部を構成する線輪電極
5Cが設けられており、線輪電極5Cの一端には下層のスル
ーホール接続子9bと対向させてスルーホール端子9cが設
けられており、他端は外部引出し電極10となっており、
さらに下層の平端子13aと対向させてスルーホール接続
子13bが設けられている。また、第６層の絶縁層3Cの表
面には、第二のコイル素子L₆を構成する線輪電極6Cが設
けられており、線輪電極6Cの一端には下層のスルーホー
ル接続子13bと対向させてスルーホール端子13cが設けら
れており、他端は外部引出し電極14となっている。しか
も、各コイル素子L₅,L₆を構成している線輪電極5A,5B,5
C及び6A,6B,6Cは、下層側のものほど、その巻径が小さ
くなっている。

しかして、上記保護基板１及び絶縁層2A,3A,2B,3B,2C,3
C及び保護基板４をグリーンシートの状態で下から順次
積層し、互いに圧着させた後、焼成する。この結果、保
護基板1,4及び各絶縁層2A〜2C,3A〜3Cは焼結して接合さ
れた積層体15となり、第３図に示すように積層体15内の
各層間に導体膜が埋め込まれる。しかも、第５図に一部
を拡大して示しているように、スルーホール接続子13b
とスルーホール端子13cを介して線輪電極6Bと6Cが接続
され、スルーホール接続子12bとスルーホール端子12cを
介して線輪電極6Bと6Aが接続され、外部引出し電極11及
び14間に下層側で巻径が小さくなった渦巻き状の第二の
コイル素子L₆が構成され、同様にスルーホール接続子9b
とスルーホール電極9aを介して線輪電極5Cと5Bが接続さ
れ、スルーホール接続子8bとスルーホール端子8aを介し
て線輪電極5Bと5Aが接続され、外部引出し電極７及び10
間に下層側で巻径が小さくなった渦巻き状の第一のコイ
ル素子L₅が形成される。この後、第２図に示すように、
外部引出し電極7,14及び11,10の露出している箇所に導
電ペーストを印刷及び焼き付けして外部電極16,17,18が
形成される。外部引出し電極７及び14は、外部電極16に
よって接続され、第４図のような等価回路となるように
両コイル素子L₅とL₆が結線される。

なお、上記の説明では１つの積層トランスを単体で製造
するものとして説明したが、実際の製造工程では、各絶
縁層のマザーシートの上に数10〜数100の線輪電極のパ
ターンが形成され、これらのマザーシートを積層して積
層体のマザーボディを形成した後、これを各素子単位の
積層体にカットし、焼成し、さらに積層体の外面に外部
電極を形成する。

この結果、第３図及び第５図に示すように、第一のコイ
ル素子L₅用の絶縁層2A,2B,2C同士は、中間に第二のコイ
ル素子L₆用の絶縁層3A,3Bを挟まれているため、第一の
コイル素子L₅を構成する線輪電極5A,5B,5C同士は絶縁層
の厚み方向でその厚みの２倍だけ離れており、同様に第
二のコイル素子L₆を構成する線輪電極6A,6B,6C同士も絶
縁層の厚み方向でその厚みの２倍だけ離れており、しか
も各コイル素子L₅,L₆は渦巻き状をしていて線輪電極5A
〜5C,6A〜6C同士が斜めにずれているので、各線輪電極5
A〜5C,6A〜6C間の距離が絶縁層の厚みの２倍以上に大き
くなり、このため線輪電極5A,5B、5C間に発生するスト
レー容量C₁及び線輪電極6A,6B,6C間に発生するストレー
容量C₁が非常に小さくなる。すなわち、第12図及び第13
図に示した従来例と比較してもストレー容量が1/2以下
となり、自己共振周波数も従来の２倍以上となる。ま
た、このような構成によれば、第一のコイル素子L₅と第
二のコイル素子L₆が、交互に咬み合うように配置されて
いるので、両コイル素子L₅,L₆間の相互誘導係数を大き
くすることができる。また、２分配トランスのような広
帯域トランスや高周波トランスに使用する場合には、第
一のコイル素子と第二のコイル素子とで均一な分布容量
を得ることができる。

第６図〜第９図に示すものは、本発明の他例であり、第
一及び第二のコイル素子L₂₅,L₂₆の両端の外部引出し電
極27,31,32,35にそれぞれ別々に外部電極37,38,39,40を
設けたものであり、パルストランスやコモンモードチョ
ークコイルとして用いられるものである。この実施例に
おける線輪電極のパターンは、第１の実施例のパターン
とほぼ同じであるが、外部引出し電極の位置が異なって
おり、そのため第４層〜第７層の線輪電極25C,26B,25D,
26Cのパターンは第１の実施例の第３層〜第６層の線輪
電極5B,6B,5C,6Cと同じであるが、第１層〜第３層の線
輪電極25A,25B,26Aのパターンは第１の実施例とは異な
っている。しかして、この実施例では、保護基板21、各
絶縁層22A,22B,23A,22C,23B,22D,23C及び保護基板24を
順次下から積層し、焼成して一体化された積層体36内に
導電膜の両コイル素子を形成することによって積層トラ
ンス41を構成したものであり、スルーホール端子34c、
スルーホール接続コイル34b及び平端子34aを介して線輪
電極26Cと26Bを接続し、スルーホール端子33c、スルー
ホール接続コイル33b及び平端子33aを介して線輪電極25
Bと26Aを接続し、外部引出し電極35,32間に第２のコイ
ル素子L₂₆を構成している。一方、スルーホール端子30
c、スルーホール接続子30b及び平端子30aを介して線輪
電極25Dと25Cを接続し、スルーホール端子29c、スルー
ホール接続コイル29b及び平端子29aを介して線輪電極25
Cと25Bを接続し、スルーホール端子28cを介して線輪電
極25Bと25Aを接続し、外部引出し電極21及び27間に第一
のコイル素子L₂₆を構成してある。また、この実施例に
あっても、両コイル素子L₂₅,L₂₆は、渦巻き状をしてお
り、下層の線輪電極25A〜25D,26A〜26Cほど巻径が小さ
くなっている。そして、積層体の積層後、各外部引出し
電極27,32,31,35に対応して積層体36の外面に外部引出
し電極37,38,39,40を設けてある。

しかして、この従来例にあっても、第一のコイル素子L
₂₅の入出力部を構成する第１層の線輪電極25Aと第２層
の線輪電極25Bを除き、第一のコイル素子L₂₅を構成する
線輪電極25B,25C,25Dと第二のコイル素子L₂₆を構成する
線輪電極26A,26B,26Cが斜めにずらせて交互に積層され
ているので、第８図に示すように、第一のコイル素子L
₂₅を構成する線輪電極25B,25C,25D間の距離及び第二の
コイル素子L₂₆を構成する線輪電極26A,26B,26C間の距離
が絶縁層の厚みの２倍以上となり、第１の実施例と同
様、線輪電極間のストレー容量C₂が従来の1/2以下とな
り、自己共振周波数が従来の２倍以上の値になり、積層
トランスの高周波特性を良好にすることができる。ま
た、第一のコイル素子と第二のコイル素子の間にも容量
が生じるので、コモンモードの除去を主目的とするコモ
ンモードチョークコイルに使用する場合には、ノーマル
モードのノイズの除去も同時に行なうことができる。

なお、上記のいずれの実施例においても、絶縁層の積層
枚数を増やすことにより、コイル素子のターン数を増加
させることができる。

［発明の効果］ 本発明によれば、渦巻き状をした第一のコイル素子を形
成する線輪電極を設けた絶縁層と渦巻き状をした第二の
コイル素子を形成する線輪電極を設けた絶縁層を交互に
積層しているので、同じコイル素子を構成している線輪
電極間の距離が絶縁層の厚みの２倍以上となり、線輪電
極間の距離が大きくなるので、線輪電極間に発生するス
トレー容量が1/2以下に小さくなる。このため、高周波
領域における自己共振周波数が従来の２倍以上になって
自己共振が起こる周波数が高周波側へ移動する。したが
って、自己共振周波数の低下による高周波特性の劣化を
防止することができ、良好な高周波特性の積層トランス
を得ることができる。また、本発明によれば、第一のコ
イル素子を構成する線輪電極と第二のコイル素子を構成
する線輪電極とが交互に積層されているので、積層トラ
ンスの相互誘導係数を大きくすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の積層前における各絶縁層を
示す平面図、第２図は第１図の各絶縁層を積層して形成
された積層トランスの斜視図、第３図は第２図のＸ−Ｘ
線断面図、第４図は同上の積層トランスの等価回路図、
第５図は同上の積層トランスの一部を拡大して示す断面
図、第６図は本発明の他例の積層前における各絶縁層を
示す平面図、第７図は第６図の各絶縁層を積層して形成
された積層トランスの斜視図、第８図は第７図のＹ−Ｙ
線断面図、第９図は同上の積層トランスの等価回路図、
第10図は第一の従来例の積層前における各絶縁層を示す
平面図、第11図は同上の積層トランス内に発生するスト
レー容量を示す説明図、第12図は第二の従来例の積層前
における各絶縁層を示す平面図、第13図は同上の各絶縁
層を積層して形成された積層トランスの断面図である。 2A〜2C,3A〜3C……絶縁層 5A〜5C,6A〜6C……線輪電極 8b,9b,12b,13b……スルーホール接続子 L₅,L₆……コイル素子 22A〜22D,23A〜23C……絶縁層 25A〜25D,26A〜26C……線輪電極 29b,30b,33b,34b……スルーホール接続子 L₂₅,L₂₆……コイル素子

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】導体膜によって１ターン未満の線輪電極を
   形成された第一種及び第二種の各複数枚の絶縁層を積層
   し、第一種の各絶縁層の線輪電極同士を接続して渦巻き
   状をした第一のコイル素子を形成し、第二種の各絶縁層
   の線輪電極同士を接続して渦巻き状をした第二のコイル
   素子を形成した積層トランスにおいて、 コイル素子の入出力部を形成された絶縁層を除いて第一
   種の絶縁層と第二種の絶縁層を交互に積層し、第一種及
   び第二種の絶縁層に各絶縁層の表裏間で導通した接続子
   を設け、第二種の絶縁層に設けた接続子を介して第一種
   の絶縁層の線輪電極同士を接続させて第一のコイル素子
   を形成し、第一種の絶縁層に設けた接続子を介して第二
   種の絶縁層の線輪電極同士を接続させて第二のコイル素
   子を形成したことを特徴とする積層トランス。