JPH09129458A - コイル部品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明はコイル部品に関し、特に特性の優れ
たコイル部品を提供することを目的とする。 【解決手段】 絶縁体１内に複数ターンの導体２を有す
るコイル部品において、前記複数ターンの導体２の一端
から他端にかけて少なくとも各ターン部の径が徐々に異
なり、かつ各ターン部が異なる平面内に位置する構成と
したものである。この構成により、導体間の浮遊容量が
小さく、導体の直流抵抗も小さくすることが可能な優れ
た電気特性を有し、しかも容易に製造可能な構造を有す
るコイル部品となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は各種電子機器、通信
機器などに利用されるコイル部品に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】コイル部品は各種電子機器、通信機器な
どのコイル、トランスなどとして多用されており、近年
は小型あるいは薄型のコイル部品がますます要求されて
おり、しかも、回路の高周波化やディジタル化に伴って
ノイズ対策部品としてのコイル部品もますます重要にな
ってきている。

【０００３】従来のこれらの要望を満すコイル部品とし
ては、フェライト磁性層とコイル用導体層を交互に積層
して得られる積層型コイル部品（例えば特公昭５７−３
９５２１号公報）がある。

【０００４】この積層型コイル部品は図１２、図１３に
示すようにフェライトのグリーンシート１６上の半分に
印刷によるフェライト層１２を形成し、このフェライト
層１２のない部分とフェライト層１２の一部に印刷によ
りＬ字状の導体パターン１３を形成し、この導体パター
ン１３上にグリーンシート１６の約半分のフェライト層
１４を印刷し、上記導体パターン１３と連続するように
フェライト層１２上とフェライト層１４の一部にＵ字状
の導体パターン１５を印刷し、この工程を数回繰返して
最上層にフェライトのグリーンシート１６を積層したも
のを一括焼成し、この積層体の両端に端面電極１７を形
成して構成されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記構成によるもので
は、大きなインダクタンスを得るためには導体パターン
の巻数を大きくすることが必要となり、きわめて多くの
フェライト層１２，１４、導体パターン１３，１５を積
層印刷する必要があり、生産工数が増えて生産性の点で
問題があり、しかも、導体パターン１５はフェライト層
１２，１４を介して相対向するように形成されるため、
導体パターン間の浮遊容量が大きくなり、コイル部品と
しては自己共振周波数が小さくなったり、耐圧が小さい
といった問題があった。

【０００６】さらに、この積層型コイル部品では、フェ
ライト層の一部に導体パターンが形成されるため、コイ
ル導体抵抗を低減するために導体パターンの厚さを厚く
すると、全体の厚みが導体パターン１３，１５のある部
分とない部分では大きく異なり、焼成してもクラックが
発生したりして安定した品質のコイル部品を得ることが
できないものであった。

【０００７】本発明は以上のような従来の欠点を除去
し、生産性に優れ、しかも浮遊容量が小さく電気特性に
優れたコイル部品を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明のコイル部品は、絶縁体内に複数ターンからな
る導体を備え、この導体の各ターン部の径が一端から他
端にかけて徐々に異なるとともに少なくとも各ターン部
が異なる平面内に位置するように構成したものである。

【０００９】この本発明によれば、生産性に優れ電気特
性の優れたコイル部品が得られる。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、絶縁体内に複数ターンからなる導体を備え、この導
体の各ターン部の径が一端から他端にかけて徐々に異な
るとともに少なくとも各ターン部が異なる平面内に位置
する構成としたものであり、生産しやすくしかも導体の
各ターン部間の浮遊容量が小さく電気特性の優れたもの
とすることができる。

【００１１】請求項２に記載の発明は、導体の各ターン
部が一端から他端にかけて同一平面内に形成され、各タ
ーンの終端あるいは始端で隣り合うターン部と接続され
た構成としたものであり、引出リードの形成を容易にす
ることができる。

【００１２】請求項３に記載の発明は、導体が一端から
他端にかけて立体的うず巻状とした構成であり、導体の
形成がきわめて容易に行うことができる。

【００１３】請求項４および請求項５に記載の発明は、
導体の各ターン部の形状が円形または角形としたもので
あり、導体のパターンの形成を容易としたり、同一体積
内で大きなインダクタンスを得ることができる。

【００１４】請求項６に記載の発明は、大径のターン部
側から見たとき各ターン部間に導体の隙間が見えないよ
うに導体を形成したものであり、各ターン部だけを回る
磁束が少なくなり、しかも限られたスペースに大きい幅
の導体が形成できるため、優れた特性が得られることに
なる。

【００１５】請求項７に記載の発明は、導体の断面形状
が角形、円形または半円形としたものであり、これによ
り導体断面積が大きくでき直流導体抵抗が小さくでき、
大電力用として用いることもできる。

【００１６】請求項８に記載の発明は、絶縁体として非
磁性体を用いたものであり、自己共振周波数が大きくな
り使用周波数帯域も広くなる。

【００１７】請求項９に記載の発明は、絶縁体として磁
性体を用いたものであり、インダクタンス値を大きくと
ることができる。

【００１８】請求項１０に記載の発明は、導体の外側と
内側の絶縁体として磁気的性質の異なるもので構成し、
同一の導体構造で種々なインダクタンス値のコイル部品
あるいは種々の直流重畳特性のコイル部品を実現するこ
とができる。

【００１９】請求項１１に記載の発明は、磁気的性質の
異なるものとして非磁性体と磁性体を用いたものであ
り、直流重畳特性あるいは使用周波数帯域を良好にする
ことができる。

【００２０】以下、本発明の実施の形態について図面を
用いて説明する。まず、図１に本発明のコイル部品の代
表的な一例を模式的に透視した斜視図を示している。す
なわち、絶縁体１内に複数ターンからなる導体２が内蔵
され、この導体２は一端から他端にかけて各ターン部の
径が徐々に大きくなる円で形成され、しかも各ターン部
の位置がそれぞれ異なる平面内に位置している。つま
り、導体２の一端は小径の円で形成され、他端側になる
につれて徐々に径が大きくなる円で形成され、その各タ
ーン部は終端あるいは始端で立上がってまたは立下がっ
て隣りのターン部と接続されている。したがって、各タ
ーン部は同一平面内に位置し、隣接するターン部は立上
がりや立下がり部によって異なった平面部に位置し、か
つ、その径が異なるように設定されている。

【００２１】この導体２の両端には引出部３，４が設け
られ、この引出部３，４は絶縁体１の両側部に設けた端
面電極５，６にそれぞれ接続されている。

【００２２】この場合の各ターンは図１に示すように、
同一平面内に存在する導体を意味する。つまり、図１に
示した例では４つの平面に各ターンが形成されていると
いえる。

【００２３】また、図２に示すコイル部品は、導体２と
して一端から他端にかけて徐々に径が大きくなるととも
にその位置が全て異なる平面内に位置する立体的うず巻
状としたものであり、他は図１と同じ構成となってい
る。

【００２４】図３は図１，図２に示したコイル部品の断
面図を示したものであり、導体２は絶縁体１内のある傾
斜面上に形成された構成となっている。ここで絶縁体１
は一種類の材料で構成され、この絶縁体１は非磁性体で
あっても磁性体であってもよい。

【００２５】非磁性体としては、ガラスエポキシ、ポリ
イミドなどの有機系の絶縁材料、ガラス、ガラスセラミ
ックスあるいはセラミックスなどの無機系の絶縁材料な
どの電気的に絶縁性があればどのようなものであっても
よい。

【００２６】磁性体としては、ＮｉＺｎ系やＮｉＺｎＣ
ｕ系などの一般に知られる透磁率が大きいフェライト材
料であればよい。

【００２７】絶縁体１を磁性体とした場合はインダクタ
ンス値を大きくすることができ、非磁性体とした場合は
大きなインダクタンス値を得ることは出来ないが、自己
共振周波数が高くなり、使用できる周波数帯域は広くな
る。

【００２８】また、導体２あるいは引出部３，４の材料
としては電気的に良導体であれば何でもよいが、抵抗率
が重要で低抵抗なものがコイル部品には要求されるため
銅、銀とパラジウム合金あるいは銀などの導体材料が有
効である。

【００２９】端面電極５，６としては導電性材料であれ
ばよいが、一般的には単一層でなく複数層から構成され
ることが望ましく表面実装用とした場合にはプリント配
線板への実装時の実装強度あるいは実装時の半田の濡れ
性、半田くわれなどを配慮する必要があり、具体的には
最下層は引出部３，４と同じ導体材料を用い、中間層に
は半田に対して耐性を有するニッケルを用い、最外層に
は半田に対して濡れ性の良い半田あるいは錫を用いる。

【００３０】しかしながら、これは一例であり、必ずこ
の構成を採用する必要はなく、金属等の導電性に優れた
材料以外に導電性樹脂材料を含んでもよい。

【００３１】また、アルミナやフェライトなどのセラミ
ック基板に所定の配線パターンを形成し、セラミック基
板に窓を設けてコイル部品を挿入し、配線パターンとコ
イル部品の端面電極５，６を接触させ厚膜形成プロセス
を用いて焼成して電気的に接続するため、耐熱性を高
め、この厚膜形成プロセスに対応する構成とすることも
考えられる。

【００３２】次に図４に示すコイル部品について説明す
る。図４に示すものは、絶縁体１として導体２を基準に
してその外側と内側を磁気的性質の異なるもので構成し
たものである。すなわち、図４において導体２を基準に
して外側を外側絶縁体１ａ、内側を内側絶縁体１ｂとし
て、外側絶縁体１ａを非磁性体で構成し、内側絶縁体１
ｂを磁性体で構成するとコイル部品としては、外側絶縁
体１ａおよび内側絶縁体１ｂを共に磁性体で構成した場
合に比べて、インダクタンス値が小さくなるが、直流重
畳特性を大幅に改善することができる。つまり、電流値
を変化させてもインダクタンス値の変化を小さくでき、
許容電流値を大きくすることができる。

【００３３】一方、外側絶縁体１ａを磁性体で、内側絶
縁体１ｂを非磁性体で構成すると前記と同様に直流重畳
特性を大幅に改善することができ、さらに漏洩磁束の少
ないコイル部品とすることができる。

【００３４】また、外側絶縁体１ａと内側絶縁体１ｂが
共に磁性体であり、しかも磁気的に磁束密度の異なる特
性のものにすることによって、直流重畳特性の改善が可
能となる。例えば、各ターンの径が小さい部分に位置す
る磁性体の磁束密度を高いものにすることによって導体
の３次元的配置を変えずに直流重畳特性を高めることが
できる。さらに別の一例として、外側絶縁体１ａの厚み
が小さくなるように設計した場合に、外側絶縁体１ａの
磁束密度を高いものにすることによって、同様に直流重
畳特性を高めることができる。

【００３５】さらに、外側絶縁体１ａと内側絶縁体１ｂ
が共に磁性体であり、しかも磁気的に透磁率の異なる特
性のものにすることによって、同一導体構造でインダク
タンス値の異なるコイル部品を得ることができる。この
場合、外側絶縁体１ａと内側絶縁体１ｂとの透磁率の大
小関係には特に限定はない。

【００３６】以上のように外側絶縁体１ａと内側絶縁体
１ｂの磁気的性質を適当に選ぶことにより、コイル部品
としてのインダクタンス値を任意に選ぶことができると
ともに、漏洩磁束あるいは直流重畳特性のコントロール
も自由に行えることになる。

【００３７】次に図５〜図８に示すコイル部品について
説明する。このコイル部品は基本的には導体２の断面積
を大きくして導体抵抗を小さくし、大電流用としても使
用できるものを提供するものである。

【００３８】まず、図５に示すものは導体２のいずれの
断面も三角形をしており、平坦な膜状のものに比べて断
面積を著しく増大させたものである。この構成とするに
は、絶縁体１を上述のように外側絶縁体と内側絶縁体と
に分割して用意し、外側絶縁体の中央部に階段状の段差
部を設け、この段差部に導電ペーストを塗布して硬化さ
せた後内部絶縁体を組込んで焼結させることによって断
面三角形の導体２を実現することができる。

【００３９】図６に示すものは導体２のいずれの断面も
方形状をして断面積を大きくしたものであり、この構成
とするには外側絶縁体と内側絶縁体に階段状の段差部を
設け、ここに施した三角形状の導体ペーストを外側絶縁
体と内側絶縁体を組合せることにより方形状の断面をも
った導体２とすることができ、最終的には内外絶縁体を
一体化する加熱処理を施すことで実現できる。

【００４０】図７に示すものは導体２のいずれの断面も
円形をしたものであり、この構成も内外絶縁体に半円状
の凹部を設け、この凹部に導体ペーストを充填したもの
を組合せることによって断面円形の導体２を有するコイ
ル部品とすることができる。

【００４１】図８に示すものは、導体２のいずれの断面
も半円形をしたものであり、これは外側絶縁体に半円状
の凹部を設け、ここに導体ペーストを充填したものに内
部絶縁体を組合せて熱処理することで半円の断面積をも
った導体２を有するコイル部品とすることができる。

【００４２】なお、図７，図８については円形または半
円形としたが、これは真円に限らず楕円，長円であって
もよいことは云うまでもない。さらに図６に示した方形
状の断面の他に５角形、６角形等の多角形の断面とする
ことも可能である。

【００４３】次に図９に示すコイル部品について説明す
る。このコイル部品は、導体２として大径側から見たと
き導体２の各ターン部間に隙間が見えないように構成
し、この構成とすることによって導体２の各ターン部だ
けを回る磁束が少なくなるとともに、導体２を形成する
限られた面積の中での導体２の占める割合が大きくで
き、直流抵抗が小さくでき、結果的にインダクタンス値
の大きなコイル部品とすることができる。

【００４４】さらに図１０に示すように導体２として、
図１、図２においては円形のターン部によって構成され
たものを示したが、本来、面実装型のコイル部品として
は角柱状が好まれており、各柱状のコイル部品において
は角形状のターン部によって構成したものであり、コイ
ル部品の外形いっぱいの角形状のターン部を形成するこ
とが可能になる。

【００４５】この角形状の導体２においても図１０では
角形状の立体うず巻状のものを示しているが、各角形状
のターン部が同一平面内にあって、その終端または始端
において隣接するターン部と接続される構成とすること
も可能である。

【００４６】最後の例として図１１に示すコイル部品を
説明する。図１１に示すものは導体２として両端が大径
で中間部が小径となった導体構成としたものであり、今
まで説明してきたものを２個組合せたような構成とした
ものである。

【００４７】これは、導体２のターン部として同径のも
のが一対になって浮遊容量が発生する可能性をもってい
るが、その同一径のターン部はかなり離れた位置にある
ため、その間に発生する浮遊容量は殆ど無視できる程度
のものとなる。

【００４８】以上数多くの例で説明した通り、絶縁体１
内のある傾斜面上に導体２が連続的に形成される構成の
ため、従来の積層構造とは異なり、生産しやすく、歩留
りの向上を図ることができるとともに、近隣のターン部
が絶縁体１を介して面対向しないため、浮遊容量の発生
も最小限に抑えられるため、自己共振周波数が小さくな
ってフィルタなどとして用いた場合広帯域で高い減衰量
を得られないといったことが阻止でき、品質面、性能面
で著しく優れたコイル部品とすることができる。

【００４９】なお、上記実施の形態においては、面実装
タイプとして両端に端面電極５，６を設けたものについ
てのみ説明してきたが、絶縁体１にピン端子を植設した
ものや、端面電極の代りに端子を有するキャップ状電極
を絶縁体の両端に嵌合結合したリードタイプのコイル部
品とすることもできる。

【００５０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明の
コイル部品は、積層構造ではないため生産性に優れ、し
かも絶縁体内のある傾斜面上に導体を位置させているた
め高さを低く抑えることができ、かつ、導体のターン部
間での浮遊容量も殆ど発生せず電気特性の優れたものと
することができ、産業的価値の大なるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のコイル部品の一実施の形態を示す模式
的に透視した斜視図

【図２】他の実施の形態の模式的に透視した斜視図

【図３】同断面図

【図４】他の実施の形態の断面図

【図５】さらに他の実施の形態の断面図

【図６】さらに他の実施の形態の断面図

【図７】さらに他の実施の形態の断面図

【図８】さらに他の実施の形態の断面図

【図９】さらに他の実施の形態の断面図

【図１０】さらに他の実施の形態を示す模式的に透視し
た斜視図

【図１１】さらに他の実施の形態の断面図

【図１２】従来のコイル部品を示す概略斜視図

【図１３】同分解斜視図

【符号の説明】

１ 絶縁体 １ａ 外側絶縁体 １ｂ 内側絶縁体 ２ 導体 ３，４ 引出部 ５，６ 端面電極

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁体内に複数ターンからなる導体を備
   え、この導体の各ターン部の径が一端から他端にかけて
   徐々に異なるとともに、少なくとも各ターン部が異なる
   平面内に位置するように構成したコイル部品。
2. 【請求項２】 導体の各ターン部が一端から他端にかけ
   て同じ平面内に形成され、各ターン部の終端あるいは始
   端で隣り合うターン部と接続された構成とする請求項１
   記載のコイル部品。
3. 【請求項３】 導体が一端から他端にかけて立体的うず
   巻状とした請求項１記載のコイル部品。
4. 【請求項４】 導体の各ターン部の形状が円形である請
   求項１記載のコイル部品。
5. 【請求項５】 導体の各ターン部の形状が角形である請
   求項１記載のコイル部品。
6. 【請求項６】 大径のターン部側から見たときに各ター
   ン部間に導体の隙間が見えないように導体を形成した請
   求項１記載のコイル部品。
7. 【請求項７】 導体の断面形状が角形、円形または半円
   形とした請求項１記載のコイル部品。
8. 【請求項８】 絶縁体が非磁性体である請求項１記載の
   コイル部品。
9. 【請求項９】 絶縁体が磁性体である請求項１記載のコ
   イル部品。
10. 【請求項１０】 導体の外側と内側の絶縁体が磁気的性
    質の異なるもので構成した請求項１記載のコイル部品。
11. 【請求項１１】 磁気的性質の異なるものとして非磁性
    体と磁性体とを用いた請求項１０記載のコイル部品。