JPH1154327A - コイル部品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コモンモードノイズの除去性能に優れたコイ
ル部品を提供する。 【解決手段】 第１の磁性体基板３の上側には、コイル
パターン４，５と、絶縁層６とが交互に積層された積層
体７を形成し、積層体７の上側には接着層８を介して第
２の磁性体基板１０を形成する。第２の磁性体基板１０
の底面には、コイルパターンによって囲まれる中央領域
と、コイルパターンよりも外側の周縁領域とに対応する
部分に凸部２０を形成し、積層体７には上記凸部２０に
嵌まる嵌合部を形成し、上記各凸部２０をそれぞれ対応
する積層体７の嵌合部に嵌め込む。コイルパターン４，
５から発生した磁力線の閉磁路の透過経路は殆ど磁性体
基板３，１０によって構成されるので、閉磁路から漏れ
出る磁力線が殆どなく、コイル部品の電磁結合度を格段
に高くすることができ、優れた電気的特性を発揮する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トランスやコモン
モードチョークコイル等のコイル部品に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】図５にはコイル部品であるコモンモード
チョークコイルの一例が斜視図により示され、図６には
図５のコモンモードチョークコイルの分解図が示されて
いる。このコモンモードチョークコイル１は、特開平８
−２０３７３７号公報に示されているものであり、図５
に示すように、第１の磁性体基板３の上側に積層体７が
形成され、この積層体７の上側に接着層８を介して第２
の磁性体基板１０が形成されており、この第１の磁性体
基板３と積層体７と接着層８と第２の磁性体基板１０と
の積層体の外壁面には外部電極１１が形成されている。

【０００３】上記積層体７は、図６に示すように、複数
の層がスパッタリング等の薄膜形成技術により積層形成
されたもので、ポリイミド樹脂やエポキシ樹脂等の非磁
性の絶縁材料により形成された絶縁層６ａが第１の磁性
体基板３の上側に積層され、この絶縁層６ａの上側に引
き出し電極１２ａ，１２ｂが形成され、この引き出し電
極１２ａ，１２ｂの上側に絶縁層６ｂが形成され、この
絶縁層６ｂの上側にコイルパターン４と該コイルパター
ン４から引き出された引き出し電極１２ｃとが形成さ
れ、これらコイルパターン４と引き出し電極１２ｃの上
側に絶縁層６ｃが形成され、この絶縁層６ｃの上側にコ
イルパターン５と該コイルパターン５から引き出された
引き出し電極１２ｄとが形成されて積層体７が構成され
ている。

【０００４】上記コイルパターン４の一端側は絶縁層６
ｂに形成されたビアホール１３ａを介して前記引き出し
電極１２ａに導通接続されており、この引き出し電極１
２ａは外部電極１１ａに導通接続されている。また、コ
イルパターン４の他端側は引き出し電極１２ｃを介して
外部電極１１ｃに導通接続されている。

【０００５】コイルパターン５の一端側は絶縁層６ｃに
形成されたビアホール１３ｃと絶縁層６ｂに形成された
ビアホール１３ｂとを介して引き出し電極１２ｂに導通
接続されており、この引き出し電極１２ｂは外部電極１
１ｂに接続されている。また、コイルパターン５の他端
側は引き出し電極１２ｄを介して外部電極１１ｄに導通
接続されている。

【０００６】上記コモンモードチョークコイル１を回路
に組み込むときには、上記各外部電極１１をそれぞれ予
め定まる回路の接続部に導通接続することによって、コ
イルパターン４とコイルパターン５を回路に組み込むこ
とができる。

【０００７】上記コモンモードチョークコイル１はスパ
ッタリングや蒸着等の薄膜形成技術を用いて形成できる
ので、小型化が容易で、しかも、生産性が高いというも
のである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記したコ
モンモードチョークコイルやトランス等のコイル部品に
おいては、コイルパターン間の電磁結合度を大きくする
ことが重要な課題となっており、コイルパターン間の電
磁結合度を大きくすることによって、その電気的特性を
向上することができる。例えば、上記したコモンモード
チョークコイルにおいては、コモンモードノイズに対し
て高いインピーダンスを有するように構成でき、コモン
モードノイズの除去性能を高めることができる。また、
トランスにおいては、エネルギーロスを少なくすること
ができるとともに帯域幅を広くすることができる。

【０００９】図５および図６に示すコモンモードチョー
クコイル１では、上記の如く、絶縁層６は薄膜形成技術
を利用して形成できるので、絶縁層６の膜厚を薄くする
ことができる。つまり、コイルパターン４とコイルパタ
ーン５の間の間隔を狭くすることができる。コイルパタ
ーン４とコイルパターン５の間隔が狭くなるに従って、
コイルパターン４とコイルパターン５の電磁結合度が高
まり、コモンモードチョークコイル１のインピーダンス
を高くすることができる。しかしながら、コイルパター
ン４とコイルパターン５の間の絶縁性を確保するため
に、絶縁層６の膜厚を薄くするのには限界があり、絶縁
層６の膜厚を薄くして電磁結合度を高め、コモンモード
チョークコイル１のインピーダンスを高める手法では、
電磁結合度、インピーダンスの向上に限界があり、満足
のいくコモンモードノイズ除去性能を発揮するものでは
なく、よりインピーダンスの高いコモンモードチョーク
コイルが求められている。

【００１０】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであり、その目的は、コイルパターン間の電磁
結合度をより一層高め、優れたコモンモードノイズ除去
性能を発揮するコイル部品を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は次のような構成をもって前記課題を解決
する手段としている。すなわち、本発明は、第１の磁性
体基板の上側に、コイルパターンと絶縁層が交互に積層
された積層体が形成され、この積層体の上側に第２の磁
性体基板が形成されているコイル部品において、第２の
磁性体基板の底面には、コイルパターンによって囲まれ
る中央領域とコイルパターンよりも外側の周縁領域との
どちらか一方又は両方に対応する部分に凸部が形成さ
れ、上記積層体には上記凸部が嵌まる嵌合部が形成され
ている構成をもって前記課題を解決する手段としてい
る。

【００１２】上記構成の発明において、例えば、第２の
磁性体基板の底面には、コイルパターンによって囲まれ
る中央領域に対応する部分に凸部が形成され、積層体の
中央領域には上記凸部に嵌まる嵌合部である穴が形成さ
れており、この積層体の穴に上記第２の磁性体基板の凸
部が嵌め込まれている。

【００１３】コイルパターンから発生した磁力線は、例
えば、第１の磁性体基板と積層体の中央領域と第２の磁
性体基板と積層体の周縁領域とを順に通って第１の磁性
体基板に戻る閉磁路を形成するので、上記の如く、積層
体の中央領域に第２の磁性体基板の凸部が挿入されるこ
とによって、磁力線が透過する透過経路全体に占める磁
性体基板の割合が、積層体の中央領域が非磁性の絶縁層
で構成されている場合に比べて、多くなり、このことに
起因して閉磁路から漏れ出る磁力線が減少し、この磁力
線の漏れの減少によってコイル部品におけるコイルパタ
ーン間の電磁結合度を高めることが可能である。このよ
うに、コイル部品の電磁結合度を高めることが可能であ
ることから、コイル部品の電気的特性の向上が図れる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る実施形態例
を図面に基づき説明する。なお、この実施形態例の説明
において、前記従来例と同一名称部分には同一符号を付
し、その共通部分の重複説明は省略する。

【００１５】図１には、この実施形態例のコイル部品で
あるコモンモードチョークコイルが分解された状態で示
され、また、図２には図１に示すコモンモードチョーク
コイル１のｘ−ｘ断面図が示され、図３には図１に示す
コモンモードチョークコイル１を上側から見たときのコ
イルパターン４，５のパターン形状が示されている。こ
の実施形態例において特徴的なことは、閉磁路から漏れ
出る磁力線を減少させることによって、コモンモードチ
ョークコイル１における電磁結合度、インピーダンスを
高め、優れたコモンモードノイズ除去性能を発揮するこ
とができる構成にしたことである。

【００１６】図１に示すように、第１の磁性体基板３
（例えば、粉末成形によって作製されたＮｉＺｎ系のフ
ェライト基板）の上側には絶縁層６ａが形成され、この
絶縁層６ａの上側には、引き出し電極１２ａ，１２ｂ
と、引き出し電極１２ａに導通する電極１４ａと、引き
出し電極１２ｂに導通する電極１４ｂとから成る導体パ
ターンの層１５ａがスパッタリング等の薄膜形成技術に
より形成されている。

【００１７】上記導体パターンの層１５ａの上側には絶
縁層６ｂが形成され、この絶縁層６ｂの上側にはコイル
パターン４と該コイルパターン４から引き出された引き
出し電極１２ｃと該引き出し電極１２ｃに導通接続する
電極１４ｃとから成る導体パターンの層１５ｂが薄膜形
成技術により形成されている。上記コイルパターン４の
内端部は前記引き出し電極１２ａに導通接続されてい
る。

【００１８】上記導体パターンの層１５ｂの上側には絶
縁層６ｃが形成され、この絶縁層６ｃの上側にはコイル
パターン５と該コイルパターン５から引き出された引き
出し電極１２ｄと該引き出し電極１２ｄに導通接続する
電極１４ｄとから成る導体パターンの層１５ｃが薄膜形
成技術により形成されている。上記コイルパターン５の
内端部は前記引き出し電極１２ｂに導通接続されてい
る。上記導体パターンの層１５ｃの上側には絶縁層６ｄ
が形成されている。

【００１９】上記のように、絶縁層６と導体パターンの
層１５とが薄膜形成技術により交互に形成されて積層体
７が形成されている。上記コイルパターン４，５と引き
出し電極１２ａ〜１２ｄと外部電極１４ａ〜１４ｄの導
体パターンは、Ａｇ，Ｐｄ，Ｃｕ，Ａｌ等の単一の金属
や、それら金属のうちの２種以上を組み合わせた合金等
により構成され、また、上記絶縁層６ａ，６ｂ，６ｃ，
６ｄは、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹
脂、環状オレフィン樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂等の
樹脂や、ガラスや、ガラスセラミックス等の非磁性の絶
縁性材料により構成されている。

【００２０】上記絶縁層６や導体パターンの層１５は薄
膜形成技術を用いることによって非常に薄く形成するこ
とが可能であり、この実施形態例では、絶縁層６の膜厚
は例えば約５μｍに形成され、導体パターンの膜厚は約
１〜１０μｍに形成されている。

【００２１】また、この実施形態例では、上記コイルパ
ターン４とコイルパターン５の大部分は、図３に示すよ
うに、重なり合うように形成されている。

【００２２】この実施形態例では、前記のように、絶縁
層６の膜厚を非常に薄くすることができ、その上、コイ
ルパターン４とコイルパターン５を重ね合わせて形成す
るので、コイルパターン４とコイルパターン５の間隔が
非常に狭く形成され、このことにより、コイルパターン
４とコイルパターン５の電磁結合度を向上させることが
できる。もちろん、上記絶縁層６は、コイルパターン４
とコイルパターン５を確実に絶縁し、コイルパターン４
とコイルパターン５とがショートする等の問題が生じな
い膜厚に形成されている。

【００２３】さらに、この実施形態例では、図１に示す
ように、上記積層体７の絶縁層６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ
にはコイルパターン４，５によって囲まれる中央領域に
それぞれ穴１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄが形成され
ると共に、コイルパターン４，５よりも外側の周縁領域
には切り欠き１８が形成されている。上記のように、各
絶縁層６の中央領域にそれぞれ穴１６を形成することに
よって、積層体７の中央領域には貫通穴が形成され、ま
た、各絶縁層６の周縁領域に切り欠き１８を形成するこ
とによって積層体７の周縁領域には積層体７の下端から
上端に至る溝が形成されることになる。

【００２４】この実施形態例では、積層体７は上記のよ
うに構成されており、この積層体７の上側には第２の磁
性体基板１０（例えば、粉末成形によって作製されたＮ
ｉＺｎ系のフェライト基板）が接着層８によって接着形
成される。

【００２５】上記第２の磁性体基板１０の底面には、図
４に示すように、凸部２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０
ｄ，２０ｅがサンドブラスト手法等により加工形成され
ている。上記凸部２０ａは前記積層体７の中央領域に形
成される貫通穴に嵌まるように形成され、上記凸部２０
ｂ，２０ｄは図１に示す積層体７の左右の周縁領域に形
成される溝に嵌まるように形成され、上記凸部２０ｃ，
２０ｅは図１に示す積層体７の前後の周縁領域に形成さ
れる溝に嵌まるように形成されている。

【００２６】上記第２の磁性体基板１０を接着層８を介
して積層体７の上側に接着する場合には、第２の磁性体
基板１０の凸部２０ａを積層体７の中央領域の貫通穴
に、また、凸部２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅをそれ
ぞれ対応する積層体７の周縁領域の溝にそれぞれ位置合
わせして、図２に示すように、各凸部２０を積層体７の
貫通穴又は溝に嵌め込むことになる。このように、上記
積層体７の貫通穴、溝は第２の磁性体基板１０の凸部２
０と嵌合する嵌合部と成している。

【００２７】上記接着層８の材料は比透磁率が１．０よ
りも大きいもの（磁性を帯びた材料）であり、この実施
形態例では、ポリイミド等の絶縁性接着剤にＮｉＺｎ系
のフェライトの磁粉を含有させることによって比透磁率
が１．０よりも大きい材料を得ることができることか
ら、上記絶縁性接着剤にＮｉＺｎ系のフェライトの磁粉
を含有させた材料によって、接着層８を形成しており、
この接着層８の膜厚は約３０μｍに形成される。

【００２８】上記接着層８の材料の比透磁率は大きいこ
とが望ましく、上記絶縁性接着剤に対するＮｉＺｎ系の
フェライトの磁粉の含有率を高くすることで接着層８の
接着材料の比透磁率を大きくすることが可能であるが、
含有する磁粉の量が多過ぎると接着材料の接着強度が低
下するので、第２の磁性体基板１０が剥がれ易くなる等
の問題が発生する虞がある。このことから、上記第２の
磁性体基板１０の剥離の問題を回避することができる適
宜な量の磁粉を接着材料に含有したものによって接着層
８が形成され、その接着層８の比透磁率は１．５以上を
得ることができる。

【００２９】上記第２の磁性体基板１０を接着層８を介
して積層体７の上側に貼り付ける際には、接着層８の材
料は溶融された状態であり、この接着層８の材料は第２
の磁性体基板１０の自重によって第１の磁性体基板３や
積層体７に押し付けられて広がり、図２に示すように、
第１の磁性体基板３および積層体７と、第２の磁性体基
板１０との間に隙間なく充填される。このことによっ
て、第２の磁性体基板１０を強固に積層体７の上側に接
着することができる。

【００３０】上記のように、第１の磁性体基板３と積層
体７と接着層８と第２の磁性体基板１０とは一体化して
ブロック体に形成され、そのブロック体の外壁面には上
記電極１４ａ〜１４ｄのそれぞれに一対一に対応して導
通接続する外部電極（図示せず）が形成され、これら外
部電極を介してコイルパターン４，５は回路に組み込ま
れる。

【００３１】この実施形態例では、コイルパターン４，
５から発生した磁力線は、図２に示すような閉磁路、つ
まり、中央領域の凸部２０ａと第２の磁性体基板１０の
基台部分と周縁領域の凸部２０と第１の磁性体基板３を
順に介して中央領域の凸部２０ａに戻る閉磁路（又は、
中央領域の凸部２０ａと第１の磁性体基板３と周縁領域
の凸部２０と第２の磁性体基板１０の本体とを順に介し
て中央領域の凸部２０ａに戻る閉磁路）を構成する。

【００３２】つまり、この実施形態例では、磁力線が透
過する透過経路の殆どが磁性体基板３，１０によって構
成されることになる。非磁性の絶縁性材料の比透磁率は
１．０以下であるのに対して、磁性体基板３，１０の比
透磁率は１０〜１５００程度であり、磁力線の透過経路
の比透磁率が高くなるに従って閉磁路から漏れ出る磁力
線が減少するので、この実施形態例のように、磁力線の
透過経路の殆どが磁性体基板３，１０から構成される場
合には、上記磁力線の漏れをほぼ回避することができ、
この磁力線の漏れの減少に起因してコモンモードチョー
クコイル１における電磁結合度、インピーダンスを高く
することができる。

【００３３】これに対して、図５や図６に示す従来例の
ように、第１の磁性体基板３と第２の磁性体基板１０の
間の領域が、導体部分を除いて、比透磁率が１．０以下
である非磁性材料で形成されている場合には、磁力線の
透過経路全体に占める非磁性材料部分の割合が多く、非
磁性材料部分で磁力線の漏れが生じ、この磁力線の漏れ
に起因してコモンモードチョークコイル１の電磁結合度
が低くなるという問題が生じてしまう。

【００３４】本実施形態例では、上記の如く、磁力線の
透過経路の殆どが、磁性体基板によって構成されている
ので、磁力線の漏れは非常に少なく、この磁力線の漏れ
の減少に起因してコモンモードチョークコイル１におけ
る電磁結合度、インピーダンスの低下を防止することが
できて高い電磁結合度、インピーダンスを得ることがで
きる。この結果、優れたコモンモードノイズ除去性能を
発揮するコモンモードチョークコイル１を得ることがで
きる。

【００３５】特に、この実施形態例では、絶縁性材料に
フェライト等の磁粉を含有させた材料で接着層８を構成
していることから、接着層８の比透磁率が１．０よりも
大きくなり、接着層８での磁力線の漏れが殆どなく、コ
モンモードチョークコイル１のインピーダンスがより一
層高くなり、よりコモンモードノイズ除去性能が優れた
コモンモードチョークコイル１を提供することができ
る。

【００３６】なお、この発明は上記実施形態例に限定さ
れることはなく、様々な実施の形態を採り得る。例え
ば、上記実施形態例では、第２の磁性体基板１０の底面
には、コイルパターンよりも外側の周縁領域に対応する
部分に、図４に示すように、４個に分割された凸部２０
ｂ〜２０ｅが形成されていたが、第２の磁性体基板１０
の底面を縁取るように一続きの凸部を形成してもよい
し、また、上記凸部２０ｂ〜２０ｅのうちの１個以上を
複数に分割してもよい。

【００３７】また、上記実施形態例では、接着層８は絶
縁性接着剤にＮｉＺｎ系のフェライトの磁粉を含有させ
た材料により形成されていたが、ＭｎＺｎ系のフェライ
トの磁粉や、上記ＮｉＺｎ系やＭｎＺｎ系以外のフェラ
イトの磁粉や、フェライト以外の磁粉等の磁性材料を絶
縁性接着剤に含有した材料により構成してもよい。ま
た、磁性材料を含有していない絶縁性材料のみの接着材
料によって接着層８を構成してもよい。

【００３８】さらに、上記実施形態例では、２個のコイ
ルパターン４，５が積層される例を示したが、３個以上
のコイルパターンを絶縁層を介して積層してもよい。さ
らに、コイルパターン４，５の巻回数は１巻回以上であ
れば数に限定されるものではなく、仕様に応じて適宜に
設定されるものである。

【００３９】さらに、上記実施形態例では、絶縁層６ａ
の上側に引き出し電極１２ａ，１２ｂと電極１４ａ，１
４ｂを形成し、その上側に絶縁層６ｂを介してコイルパ
ターン４を形成したが、引き出し電極１２ａと電極１４
ａは絶縁層６ｂや絶縁層６の上側に形成してもよいし、
引き出し電極１２ｂと電極１４ｂは絶縁層６ｃや絶縁層
６ｄの上側に形成してもよい。上記引き出し電極１２
ａ，１２ｂと電極１４ａ，１４ｂの全てが絶縁層６ａ以
外の絶縁層６の上側に形成される場合には、絶縁層６ａ
と絶縁層６ｂの間に導体が形成されないので、絶縁層６
ａを省略することができる。

【００４０】さらに、上記実施形態例では、コモンモー
ドチョークコイルを例にして説明したが、本発明はトラ
ンス等、コモンモードチョークコイル以外のコイル部品
にも適用することができるものである。

【００４１】

【発明の効果】この発明によれば、第２の磁性体基板の
底面には、コイルパターンによって囲まれる中央領域と
コイルパターンよりも外側の周縁領域とのどちらか一方
又は両方に対応する部分に凸部が形成され、積層体には
上記凸部が嵌まる嵌合部が形成されているので、積層体
の中央領域と周縁領域のどちらか一方又は両方に磁性体
基板の凸部が挿入されることとなり、コイルパターンか
ら発生した磁力線が透過する透過経路全体に占める磁性
体基板の割合が多くなり、このことに起因して閉磁路か
ら漏れ出る磁力線が減少し、この磁力線の漏れの減少に
よってコイル部品の電磁結合度の低下を防止することが
でき、コイル部品の電磁結合度を高くすることができ
る。

【００４２】特に、上記中央領域と周縁領域の両方に上
記凸部と該凸部の嵌合部を形成した場合には、磁力線の
透過経路の殆どが磁性体基板によって構成されることに
なるから、磁力線の漏れが格段に減少し、このことによ
ってコイル部品の電磁結合度をより一層高めることがで
きる。

【００４３】上記のように、コイル部品のインピーダン
スを高くすることができることから、コモンモードノイ
ズ除去性能が向上し、コモンモードノイズ除去性能に優
れたコイル部品を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る実施形態例のコイル部品を分解
した状態で示す説明図である。

【図２】図１に示すコイル部品のｘ−ｘ断面を示す説明
図である。

【図３】図１に示すコイル部品のコイルパターン形状を
示す説明図である。

【図４】図１に示すコイル部品を構成する第２の磁性体
基板の底面形状を示す説明図である。

【図５】従来のコイル部品の一例を斜視図により示す説
明図である。

【図６】図５のコイル部品を分解した状態で示す説明図
である。

【符号の説明】

１ コモンモードチョークコイル ３ 第１の磁性体基板 ４，５ コイルパターン ６，６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ 絶縁層 ７ 積層体 １０ 第２の磁性体基板 １６ 穴

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の磁性体基板の上側に、コイルパタ
   ーンと絶縁層が交互に積層された積層体が形成され、こ
   の積層体の上側に第２の磁性体基板が形成されているコ
   イル部品において、第２の磁性体基板の底面には、コイ
   ルパターンによって囲まれる中央領域とコイルパターン
   よりも外側の周縁領域とのどちらか一方又は両方に対応
   する部分に凸部が形成され、上記積層体には上記凸部が
   嵌まる嵌合部が形成されていることを特徴とするコイル
   部品。