JP2003133135A - コイル部品 - Google Patents
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Abstract
ーダンスを得ることが可能で、信頼性の高いコイル部品
を提供する。 【解決手段】 第1の磁性体基板1上に配設された、絶
縁層11aとコイルパターン12a,12b,13a,
13bを積み重ねることにより、絶縁体11中にコイル
12,13が配設された構造を有する積層体10の、コ
イルパターン12a,12b,13a,13bが配設さ
れていない部分に、上面側から第1の磁性体基板1にま
で到達する少なくとも1つの凹部14,15を形成し、
積層体10を覆うように配設される磁性層20の一部
を、凹部14,15に入り込ませるとともに、第2の
(上側の)磁性体基板2を非磁性の接着層30を介して
磁性層20に接合する。
Description
し、詳しくは、トランス、コモンモードチョークコイル
などとして使用されるコイル部品に関する。
(a),(b)に示すようなコイル部品(従来技術1)があ
る(特開平8−203737号)。このコイル部品は、
面実装型で、高周波対応のコイル部品であり、積層体5
1を構成する絶縁体中に、絶縁層を介して対向するよう
に配置された2つのスパイラルコイル52,53を、磁
性体基板54,55で挟持するとともに、2つのスパイ
ラルコイル52,53と導通する外部電極(図7(b)で
は、一方のスパイラルコイル52と導通する外部電極5
6,57のみを示している)を配設した構造を有してお
り、小型、低背で、フェライト素体中にコイルを形成し
た積層型のものに比べてコイルの高周波特性が良好で、
磁性体基板の比透磁率のばらつきのインダクタンスへの
影響を抑制することが可能であるとともに、コモンモー
ドチョークコイルにおいては良好なコイル間の結合が得
られるというような特徴を有している。
8に示すように、下側の磁性体基板54上に、2つのス
パイラルコイル52,53が内部に配設された環状の積
層体(積層領域)51を形成するとともに、比透磁率が
1より大きな接着層(磁性層)58を介して上側に磁性
体基板55を配設した構造を有するコイル部品(従来技
術2)が開示されている。
基板54上に形成された積層体51の周囲が比透磁率が
1より大きな接着層(磁性層)58により覆われている
ことから、スパイラルコイル52,53で発生した磁力
線が、図8に示すような閉磁路を形成し、また、コイル
パターンの積層領域を取り囲む部分を除く絶縁層及び接
着層58に比透磁率が1より大きな材料が使用されてい
ることから、2つのスパイラルコイル52,53の電磁
結合度が向上するとともに、大きなインダクタンスが得
られるという特徴を有している。
03737号に開示された従来技術1のコイル部品にお
いては、対応できるインダクタンスの範囲が限られ、小
型化を損なうことなく十分に大きなインダクタンスを得
ることができないという問題点がある。
れた従来技術2のコイル部品においては、下側の磁性体
基板54上に形成された積層体51の周囲を覆うように
比透磁率が1より大きな接着層58を配設し、得られる
インダクタンスの向上を図っているが、比透磁率が1よ
り大きな接着層58を得ようとすると、接着材料に磁性
体を添加したものを用いることが必要となり、さらに大
きな効果を得るには多量の磁性体を添加することが必要
となる。しかし、接着力を確保しながら十分に大きな透
磁率を確保することには限界が有り、それを超えて磁性
体の添加量を増加させると接着力が低下して、製品の信
頼性が低下するという問題点がある。また、比透磁率が
1より大きな接着層中にコイルの積層領域を配設してい
るので、磁性層の比透磁率が大きくなると、それに比例
してインダクタンスも大きくなることから、磁性層の比
透磁率のばらつきのインダクタンスへの影響が大きいと
いう問題点がある。
あり、小型化を妨げることなく大きなインピーダンスを
得ることが可能で、信頼性の高いコイル部品を提供する
ことを目的とする。
に、本願発明(請求項1)のコイル部品は、第1の磁性
体基板と、絶縁層とコイルパターンを積み重ねることに
より形成され、絶縁体中にコイルが配設された構造を有
する積層体であって、前記第1の磁性体基板上に配設さ
れ、コイルパターンが存在しない部分に、上面側から前
記第1の磁性体基板にまで到達する少なくとも1つの凹
部が配設された積層体と、前記積層体の上面を覆う磁性
層であって、一部が前記積層体に配設された凹部に入り
込み、少なくとも1つの凹部において第1の磁性体基板
と接するように配設された磁性層と、前記磁性層上に配
設された非磁性の接着層と、前記第1の磁性体基板との
間に前記積層体を挟持する第2の磁性体基板であって、
前記接着層上に配設され、前記接着層を介して前記磁性
層に接合された第2の磁性体基板とを具備することを特
徴としている。
い部分に、上面側から第1の磁性体基板にまで到達する
少なくとも1つの凹部を設け、積層体上に磁性層を形成
するとともに、磁性層の一部を、積層体に形成された凹
部に入り込ませるようにしているので、製品の大型化を
招くことなく、大きなインピーダンスを得ることが可能
になるとともに、磁性層と第2の磁性体基板の間に配設
された非磁性の接着層により良好な接着性が確保される
とともに、ごく僅かな厚みではあるが磁性層と第2の磁
性体基板の間に非磁性のギャップ部が形成されるため、
磁性層に接して第2の磁性体基板を配設した場合に比べ
て、さらに高周波領域にまでフラットなインダクタンス
特性を得ることが可能になる。
常±30%以下に抑えることは困難であり、完全な閉磁
路構造の場合、その影響が電気的特性のばらつきに大き
く影響するが、本願発明のコイル部品においては、磁性
体基板及び磁性層の比透磁率のばらつきによるインダク
タンス値及びインピーダンス値の変動を抑制して、特性
のばらつきの少ない高精度のコイル部品を得ることが可
能になる。
体内に絶縁層を介して互いに対向するように2つ以上の
コイルが配設され、かつ、各コイルの主要部が、絶縁層
を介して互いに重なり合うように配設された構造を有す
るコモンモードチョークコイルであることを特徴として
いる。
ように2つ以上のコイルが配設され、かつ、各コイルの
主要部(例えば、コイルの端子電極との接続部を除いた
部分など)が、絶縁層を介して互いに重なり合うように
配設された構造を有するコモンモードチョークコイルを
構成した場合、磁性体基板及び磁性層に磁束を集中させ
ることが可能になるとともに、対向するコイルにおいて
発生する共通磁束を強めることが可能になるため、従来
のコモンモードチョークコイルに比べて、コイル間の結
合度を大きくすることが可能になる。したがって、電気
的特性としてディファレンシャルモードのインピーダン
スを低く抑えることが可能になり、伝送される信号波形
に及ぼす影響を低減することが可能になる。
ルがスパイラル形状を有しており、少なくとも前記コイ
ルの内周側の略中央部には、前記凹部が配設されている
ことを特徴としている。
つ、積層体の上面側から、第1の磁性体基板にまで到達
する凹部を、スパイラル形状のコイルの内周側の略中央
部に配設するようにした場合、磁性体が配設されたコイ
ルの略中央部を通ってコイルの外周側に至り、再びコイ
ルの内周側に戻る閉磁路が確実に形成される。したがっ
て、コイル部品が複数のコイルを備えたコモンモードチ
ョークコイルであるような場合に、コイルの結合度を向
上させることが可能になるとともに、大きなインピーダ
ンスを得ることが可能になる。
ルパターン及び/又は前記絶縁層が、フォトリソグラフ
ィー工法を用いて形成されたものであることを特徴とし
ている。
トリソグラフィー工法により形成することにより、微
細、高精度で、薄型のコイルを形成することが可能にな
り、効率よくインダクタンス及びインピーダンスを取得
することが可能な小型高性能のコイル部品を得ることが
可能になる。
及び第2の磁性体基板間に配設された磁性層が、比透磁
率2〜7のものであることを特徴としている。
磁性層に、比透磁率2〜7のものを用いることにより、
効率よく大きなインダクタンス及びインピーダンスを取
得することが可能になる。なお、比透磁率が2〜7の磁
性層を用いることが好ましいのは、磁性層の比透磁率が
2未満の場合、所望のインダクタンスを得ることが困難
になるとともに、比透磁率のばらつきによるインダクタ
ンスの変動が大きくなり、また、磁性層の比透磁率が7
より大きい場合、インダクタンス増大の効果は得られる
が、磁性体(磁性粉)の配合割合(例えば、樹脂への磁
性体の添加割合)を著しく大きくすることが必要にな
り、密着力などの磁性層(膜)として必要な特性を確保
することが困難になるためである。
及び第2の磁性体基板間の距離が70μm以下であり、
かつ、前記接着層の厚みが1〜5μmであることを特徴
としている。
び第2の磁性体基板間の距離を70μm以下とすること
が望ましいが、これは、第1及び第2の磁性体基板間の
距離が70μmを超えると、所望のインダクタンスを得
ることが困難になることによる。また、本願発明のコイ
ル部品においては、接着層の厚みを1〜5μmの範囲と
することが望ましいが、これは、接着層の厚みが1μm
未満になると、大きなインダクタンスを得ることはでき
るが、積層体及び磁性層の高さのばらつきを吸収するこ
とが困難で、接着不良が生じるおそれがあるばかりでな
く、膜厚の変動による特性のばらつきへの影響が大きく
なり、また、接着層の膜厚を5μmより大きくすると、
接着力は大きくなるが、インダクタンスが低下し、本願
発明の構造により得られる効果が不十分になることによ
る。
みた場合における、前記積層体の前記凹部が配設された
領域に略対応する前記磁性層と前記接着層の間の領域
に、空隙が配設されていることを特徴としている。
を設けることにより、積層体の周囲に占める磁性層の割
合が減少し、磁性層の比透磁率のばらつきや、積層体の
凹部への磁性層の充填状態のばらつきによるインダクタ
ンス値のばらつきが小さくなり、所望のインダクタン
ス、インピーダンスを精度よく実現することが可能にな
る。すなわち、上述のように磁性層と接着層の間に空隙
を設けるようにした場合、磁性層を設けてインダクタン
ス値の増大を図りつつ、磁性層の比透磁率のばらつき
や、積層体の凹部への磁性層の充填状態のばらつきのイ
ンダクタンス値への影響を空隙により抑制することが可
能になり、所望のインダクタンス及びインピーダンスを
精度よく確保することができるようになる。
の磁性体基板の上面から前記接着層の下面(前記空隙が
形成されていない領域の磁性層の上面)までの距離をA
とした場合に、空隙の深さBが、0.2A〜0.6Aの
範囲にあることを特徴としている。
(空隙が形成されていない領域の磁性層の上面)までの
距離をAとした場合に、空隙の深さBを、0.2A〜
0.6Aの範囲とすることにより、インダクタンスの変
化率を緩やかにして、ばらつきを低減することが可能に
なる。なお、空隙の深さBを、0.2A〜0.6Aの範
囲とするのが好ましいのは、空隙の深さBを、0.2A
未満とすると、加工のばらつきによるインダクタンスの
ばらつきが大きくなり、また、空隙の深さBを0.6A
よりも大きくすると、本願発明の構造による効率の良い
インダクタンスの取得が困難となることによる。
して、その特徴とするところをさらに詳しく説明する。
ル部品として、コモンモードチョークコイルを例にとっ
て説明する。図1は本願発明の一実施形態にかかるコモ
ンモードチョークコイル(コイル部品)を示す断面図で
あり、図2はその要部構成を示す分解斜視図である。
1,2に示すように、第1の磁性体基板1と、第1の磁
性体基板1上に配設された、絶縁体11中に2つのスパ
イラル形のコイル12,13が絶縁層により電気的に絶
縁された状態で配設された積層体10と、積層体10の
上面を覆う磁性層20と、磁性層20上に配設された非
磁性の接着層30と、接着層30を介して磁性層20に
接合され、接着層30及び磁性層20を介して、第1の
磁性体基板1との間に積層体10を挟持する第2の磁性
体基板2とを備えている。
は、互いに対向する端面に配設された、コイル12,1
3の両端側の引出し電極17a,17b,18a,18
b(図2)と導通する端子電極(外部電極)3を備えて
いる。なお、図2においては、手前側の端面に形成され
た端子電極3のみを示している。
10は、絶縁層11aとコイルパターン12a,12
b,及び13a,13bを積み重ねることにより形成さ
れており、絶縁体11中に、2つコイルパターン12
a,12bからなるスパイラル形のコイル12と、2つ
のコイルパターン13a,13bからなるスパイラル形
のコイル13が配設されている。また、積層体10のコ
イルパターン12a,12b,及び13a,13bが配
設されていない絶縁体部分(この実施形態1では、コイ
ル12,13の内周側の略中央部に、上面側から第1の
磁性体基板1にまで達する凹部(磁路形成用の穴)14
が形成されているとともに、コイル12,13の外周側
の両端部にも上面側から第1の磁性体基板1にまで達す
る凹部(磁路形成用の穴)15,15が配設されてい
る。これにより、図1に示すような閉磁路Mが形成され
る。
パターン12a,12bは、端子電極3との接続部を除
いて、絶縁層11aを介して互いに重なり合うよう略同
一のパターンを有しているとともに、コイル13を構成
する2層のコイルパターン13a,13bも、端子電極
3との接続部を除いて、絶縁層11aを介して互いに重
なり合うような略同一のパターンを有しており、さら
に、コイルパターン12a,12bと、コイルパターン
13a,13bも絶縁層11aを介して互いに重なり合
うような略同一のパターンを有している。そして、コイ
ルパターン12a,12bが、所定の位置に配設された
ビアホール16aを介して接続されることにより、2層
のコイルパターン12a,12bが近接して並列接続さ
れた構造を有するコイル12が形成され、コイルパター
ン13a,13bが、所定の位置に配設されたビアホー
ル16bを介して接続されることにより、2層のコイル
パターン13a,13bが近接して並列接続された構造
を有するコイル13が形成されている。
ラインの断面積が2倍になり導体抵抗を低下させること
が可能になる。さらに、上下2層のコイルパターン12
a,12b、及び13a,13bの形状をほぼ同一とし
重ね合わせることで、最上面の絶縁層高さがほぼ均一と
なり、第1及び第2の磁性体基板1,2の接着の際に、
段差が無く、良好な接着を行うことが可能になる。
ターン)12a,12b,及び13a,13bが近接配
置されているため、上下2層のコイルライン12a,1
2b,及び13a,13bが確実に結合し、インダクタ
ンスの低下が抑制される。なお、上下2層のコイルパタ
ーン12a,12b、及び13a,13bの間の絶縁層
11aの厚み、及びコイル12,13間の絶縁層11a
の厚みは、1〜3μmとすることが望ましい。また、各
層間に配設される絶縁層11aの枚数に制約はなく、図
2に示すように1枚としてもよく、複数枚としてもよ
い。また、各絶縁層11aの厚みは、異なっていてもよ
く、同一であってもよい。また、コイル12,13を構
成するコイルパターンは、2層以上のパターンで構成し
てもよく、また、1層のパターンで構成してもよい。
ークコイルにおいて、積層体10の上面を覆う磁性層2
0は、その一部が積層体10に配設された凹部14,1
5に入り込み、第1の磁性体基板1と接している。この
実施形態1においては、良好な磁路を形成するために、
スパイラル形のコイル12,13の内周側及び外周側の
両方に磁路形成用の穴(凹部)14,15を設け、各凹
部14,15に磁性層20の一部を入り込ませるように
しているが、コイル12,13の内周側にのみ磁路形成
用の穴(14)を形成することによっても、実用上問題
のない程度の良好な磁路を形成することが可能である。
して、フェライト微粉60〜70vol%とポリイミド樹
脂30〜40vol%を配合した磁性材料が用いられてい
る。磁性材料として、ポリイミド樹脂とフェライト微粉
を配合した材料を用いることにより、耐熱性に優れ、か
つ、絶縁層11aとの密着性の良好な磁性層20を形成
することができる。なお、この実施形態1では、接着層
30を、磁性層20と第2の磁性体基板2の対向面の略
全面に設けるようにしているが、接着層30を、磁性層
20と第2の磁性体基板2の対向面の全面に設けるので
はなく、部分的に設ける(例えば、第2の磁性体基板2
の周縁部に対応する領域のみに設けたり、斑点状に設け
たりする)ことも可能である。また、添加するフェライ
ト微粉としては、積層体10に損傷を与えないように、
できるだけ微細なものを用いることが好ましく、最大粒
径が3μm以下のものを用いることが望ましい。なお、
磁性材料を構成する樹脂材料としては、ポリイミド樹脂
に限らず、その他の種々の樹脂材料を用いることが可能
であり、さらには、ガラスなどを用いることも可能であ
る。
接着層30は、磁性層20と第2の磁性体板2を接着す
る機能を果たすとともに、磁性層20と第2の磁性体基
板2の間に配設された非磁性のギャップ部としての機能
を果たすように構成されており、磁性層20に接して第
2の磁性体基板2を配設した場合に比べて、さらに高周
波領域にまでフラットなインダクタンス特性が得られる
ように構成されている。なお、この実施形態1では、接
着層30に、熱可塑性のポリイミド樹脂が用いられてい
る。
の磁性体基板2は、内部に2つのコイル12,13が配
設された積層体10及び磁性層20を挟持する機能を果
たすものであり、この実施形態1では、第1及び第2の
磁性体基板1,2として、高周波特性の良好なフェライ
ト基板が用いられている。また、磁性体基板1,2とし
ては、フォトリソグラフィー工法により、その上に絶縁
層11a、コイルパターン12a,12b,13a,1
3bなどを形成する際に支障がないように、表面粗さR
aが0.5μm以下になるように研磨されたものを用い
ることが望ましい。
3a,13b、及び引出し電極17a,17b,18
a,18bの構成材料(電極材料)としては、導電性に
優れたAg、Pd、Cu、Alなどの金属あるいはこれ
らの合金を用いることが望ましい。なお、この実施形態
1では、Ag電極を使用している。
樹脂、エポキシ樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂などの種
々の樹脂材料、あるいはSiO2などのガラス、ガラス
セラミクスなどを用いることが可能である。また、フォ
トリソグラフィー工法を用いる場合には、各材料として
感光性機能を付加した材料が用いられる。また、絶縁層
11aの構成材料としては、その目的により複数材料を
組み合わせたものを使用してもよい。なお、この実施形
態1では、絶縁層11aを構成する絶縁材料として、感
光性ポリイミド樹脂を使用している。
材料と、絶縁層を構成する絶縁材料の組合せは、加工性
・密着性などを考慮して選択することが望ましい。
ドチョークコイルの製造方法について説明する。なお、
以下では、1つのコモンモードチョークコイルを製造す
る場合を例にとって説明するが、通常は、マザー基板上
に多数個分の素子を形成した後、所定の位置で切断し
て、個々のコモンモードチョークコイルに分割すること
により、多数個のコモンモードチョークコイルを同時に
製造する方法が適用される。
コイル(回路)12,13が得られるように絶縁層11
a及びスパイラル形状のコイルパターン12a,12
b,13a,13b、引出し電極17a,17b,18
a,18bなどからなる電極層を積層することにより積
層体10を形成する。なお、各絶縁層11aには、第1
の磁性体基板1と、後の工程で形成される磁性層20と
を接続して磁路を形成するための磁路形成用の穴(凹
部)14,15を、フォトリソグラフィー工法により形
成しておく。また、所定の絶縁層11aには、コイル1
2を構成する2層のコイルパターン12a,12bを形
成するとともに、コイル13を構成する2層のコイルパ
ターン13a,13bを電気的接続するためのビアホー
ル16a,16bを形成しておく。なお、この実施形態
1では、図2の下から2層目及び4層目の絶縁層11a
に上下のコイルパターン12a,13aを接続するため
のビアホール16a,16bを形成している。上述のよ
うに、2層のコイルパターン12a,12b,及び13
a,13bをビアホール16a,16bを介して電気的
接続することにより形成されたコイル12,13の外周
側の一端は引出し電極17a,18aに接続され、積層
体10の互いに対向する一端面に引き出されるととも
に、スパイラル形のコイル12,13の内周側の略中央
に位置する他端は、絶縁層11aのビアホール16a,
16bを介して上層のコイルパターン12b及び13b
から引き出した引出し電極17b及び18bに接続さ
れ、積層体10の互いに対向する一端面に引き出され
る。
0を形成するための磁性材料(ポリイミド樹脂にフェラ
イト微粉を添加してなる、比透磁率が2〜7の範囲の材
料)を印刷工法により塗布し、積層体10の上面を覆う
とともに、磁性層20の一部を積層体10に配設された
凹部14,15に充填する。なお、磁性材料の凹部1
4,15への充填は、印刷と乾燥を2〜4回程度繰り返
すことにより確実に行うことができる。これにより、積
層体10が、第1の磁性体基板1と磁性層20により覆
われ、かつ、凹部14,15に入り込んだ磁性層20
が、第1の磁性体基板1と接続した構造が形成される。
なお、磁性層20を印刷工法によって塗布することによ
り、磁路形成用の穴(凹部)14,15に、確実に磁性
層20の一部(磁性材料)を充填することができる。
た後、第2の磁性体基板2の表面(接合後に下面となる
面)に、精度よく所望の塗膜厚を得ることが可能なスピ
ンコート工法により、厚み2〜3μm、ばらつき±1μm
の条件で、接着材(熱可塑性のポリイミド樹脂)を塗布
して接着層30を形成する。そして、この接着層30を
介して、磁性層20の上面に第2の磁性体基板2を接合
する。これにより、積層体10が、接着層30及び磁性
層20を介して、第1及び第2の磁性体基板1,2によ
って挟持された構造を有する接合構造体が形成される。
なお、この実施形態1では、第2の磁性体基板2を接着
層30を介して磁性層20に接合した後、不活性ガス雰
囲気もしくは真空中にて加熱、加圧し、冷却後、圧力を
解除することにより、第2の磁性体基板2を接着層30
を介して磁性層20に固着させた。また、第2の磁性体
基板2を磁性層20に接合するにあたっては、第2の磁
性体基板2の表面(接合後に下面となる面)と磁性層2
0の表面の両方に接着材を塗布するように構成すること
も可能である。
割する、いわゆる多数個取りの製造方法の場合には、こ
の時点で、ダイシングなどの方法により、接合構造体を
所定の位置で切断して、個々の素子に分割する。
された引出し電極17a,17b,18a,18bと導
通する端子電極(外部電極)3(図2)を素子の端面に
形成することにより、図1,2に示すようなコモンモー
ドチョークコイルが形成される。
ークコイルは、第1の磁性体基板1上に、フォトリソグ
ラフィー工法により形成された、微細、高精度で、薄型
のコイル回路(積層体)10の周囲を、その上面側及び
上記凹部14,15に配設された磁性層20により覆
い、かつ、磁性層20上に接着層30を介して第2の磁
性体基板2を配設することにより、閉磁路M(図1)を
形成するようにしているので、回路の磁気抵抗を低下さ
せて、効率よくインダクタンス及びインピーダンスを取
得することが可能になり、製品の小型化を図ることが可
能になる。
ークコイルにおいては、第1及び第2の磁性体基板1,
2及び磁性層に磁束が集中し、対向するコイル12,1
3の発生する共通磁束が強まるため、従来のコモンモー
ドチョークコイルに比べて、コイル間の結合度を向上さ
せることが可能になる。そして、その結果、電気的特性
として、ディファレンシャルモードのインピーダンスを
低く抑えることが可能になり、伝送する信号波形に及ぼ
す影響を低減することが可能になる。
ョークコイルでは、磁性層20とその上面側に配設され
る第2の磁性体基板2の間に非磁性の接着層30を設け
るようにしているので、良好な接着性が確保されるとと
もに、ごく僅かではあるが非磁性のギャップ部が形成さ
れることから、磁性体材料本来の周波数特性に比べ、高
周波領域までフラットなインダクタンス特性を得ること
が可能になる。さらに、第1及び第2の磁性体基板1,
2、及び磁性層20の比透磁率のばらつきによるインダ
クタンス値、及びインピーダンス値の変動が抑制され、
さらに良好な特性を得ることが可能になる。
ンスの変化率の関係を示す。なお、図3のインダクタン
スの変化率は、接着層を設けていない場合(接着層の厚
み=0)を基準とした値である。接着層の膜厚が1μm
未満の場合、膜厚によるインダクタンス値の変化率が大
きくなるため、接着層の膜厚は1μm以上であることが
望ましい。また、接着層の膜厚が1μm未満になると、
第2の磁性体基板の磁性層への接着力が不十分になるの
で、接着力の見地からも接着層の膜厚は1μm以上であ
ることが望ましい。また、接着層の膜厚とインダクタン
ス値の関係を調べたところ、接着層の膜厚が5μmより
大きくなると、十分な接着力を得ることはできるもの
の、インダクタンス値が低下するので望ましくない。
タンスの変化率の関係を示す。図4に示すように、磁性
層の比透磁率が2未満の場合、インダクタンスの変化率
が大きくなることから、磁性層の比透磁率は2以上であ
ることが望ましい。また、磁性層の比透磁率が7より大
きくなると、インダクタンスは大きくなるが、磁性体
(磁性粉)の配合割合(例えば、磁性体の樹脂への添加
割合)を著しく大きくすることが必要になり、密着力な
どの磁性層(膜)の特性が低下するため、好ましくな
い。
ドチョークコイルにおいては、図7(a),(b)に示すよ
うな構造の従来のコモンモードチョークコイル(従来技
術1)に比べて、同一形状(平面形状1.6mm×1.6
mmサイズ)で、約1.6倍のインダクタンスを取得でき
ることが確認されている(ただし、磁性層の比透磁率=
5の場合)。
施形態(実施形態2)にかかるコモンモードチョークコ
イル(コイル部品)を示す断面図である。
イルにおいては、積層体10を平面的にみた場合におけ
る、積層体10の上面側から第1の磁性体基板1にまで
到達する凹部14,15が配設された領域の、磁性層2
0と接着層30の間に空隙40が配設されている。な
お、この実施形態2のコモンモードチョークコイルの基
本的構成は、上述の実施形態1のコモンモードチョーク
コイルの場合と同様であることから、重複を避けるた
め、ここではその説明を省略する。また、図5のコモン
モードチョークコイルにおいて、図1及び2と同一符号
を付した部分は、同一又は相当する部分を示している。
は、磁性層20と接着層30の間に空隙40を設けるよ
うにしているので、積層体10の周囲に占める磁性層2
0の割合が減少し、磁性層20の比透磁率のばらつき
や、積層体10の凹部14への磁性層20の充填状態の
ばらつきによるインダクタンスのばらつきが小さくな
り、所望のインダクタンス、インピーダンスを精度よく
実現することができる。なお、この実施形態2のコモン
モードチョークコイルは、上記実施形態1のコモンモー
ドチョークコイルの場合と同様の方法により製造するこ
とが可能である。この実施形態2でも、接着層30を、
磁性層20と第2の磁性体基板2の対向面の略全面に設
けるようにしているが、接着層30を、磁性層20と第
2の磁性体基板2の対向面の略全面に設けるのではな
く、例えば、磁性層20と第2の磁性体基板2の間の、
空隙40の設けられていない領域に設けたり、空隙40
の内周面にのみ設けたりすることも可能である。また、
接着層30を、第2の磁性体基板2の周縁部に対応する
領域のみに設けたり、あるいは斑点状に設けたりするこ
とも可能である。
確保されるようにするための方法としては、例えば、積
層体10の上面から磁性層20を形成するための磁性材
料を印刷工法により塗布する際に、積層体10に配設さ
れた凹部14に磁性材料が完全に充填されずに、磁性材
料が塗布される他の領域よりも塗布表面が低くなる(く
ぼんだ状態になる)ように塗布しておき、表面(下面)
に接着層30を形成した第2の磁性体基板2を、接着層
30を介して、磁性層20の上面に接合する方法などが
例示される。
の深さとインダクタンスの変化率の関係を図6に示す。
ただし、図6では、磁性層20の厚み(第1の磁性体基
板1の上面から接着層30の下面(すなわち、空隙40
が形成されていない領域の磁性層20の上面)までの距
離)Aに対する空隙40の深さBの比率(B/A)とイ
ンダクタンスの変化率との関係を示している。
対する空隙40の深さBの比率(B/A)が0.2未満
になると、インダクタンスの変化率が大きくなり、好ま
しくないことがわかる。なお、磁性層20の厚みAに対
する空隙40の深さBの比率(B/A)を0.6よりも
大きくすると、本願発明の構造による効率の良いインダ
クタンスの取得が困難となる。したがって、磁性層20
の厚みAに対する空隙40の深さBの比率(B/A)は
0.2〜0.6の範囲とすることが望ましい。
ードチョークコイルを例にとって説明したが、本願発明
は、コモンモードチョークコイルに限られるものではな
く、トランスなどの他のコイル部品にも適用することが
可能である。
上記実施形態1,2に限定されるものではなく、第1及
び第2の磁性体基板の構成材料や具体的な形状、絶縁層
の構成材料や厚み、コイルパターンの具体的な形状や構
成材料、コイルパターン及び絶縁層の積層数、コイルの
引き出し位置、磁性層の構成材料、積層体及び積層体に
形成された凹部の具体的な形状、配設位置、配設数、非
磁性の接着層の構成材料や厚みなどに関し、発明の範囲
内において、種々の応用、変形を加えることが可能であ
る。
コイル部品は、積層体のコイルパターンが配設されてい
ない部分に、上面側から第1の磁性体基板にまで到達す
る少なくとも1つの凹部を設け、積層体上に磁性層を形
成するとともに、磁性層の一部を、積層体に形成された
凹部に入り込ませるようにしているので、製品の大型化
を招くことなく、大きなインピーダンスを得ることが可
能になるとともに、磁性層と第2の磁性体基板の間に配
設された非磁性の接着層により良好な接着性が確保され
るとともに、ごく僅かな厚みではあるが磁性層と第2の
磁性体基板の間に非磁性のギャップ部が形成されるた
め、磁性層に接して第2の磁性体基板を配設した場合に
比べて、さらに高周波領域にまでフラットなインダクタ
ンス特性を得ることができる。
層体内に絶縁層を介して互いに対向するように2つ以上
のコイルが配設され、かつ、各コイルの主要部(例え
ば、コイルの端子電極との接続部を除いた部分など)
が、絶縁層を介して互いに重なり合うように配設された
構造を有するコモンモードチョークコイルを構成した場
合、磁性体基板及び磁性層に磁束を集中させることが可
能になるとともに、対向するコイルにおいて発生する共
通磁束を強めることが可能になるため、従来のコモンモ
ードチョークコイルに比べて、コイル間の結合度を大き
くすることが可能になる。したがって、電気的特性とし
てディファレンシャルモードのインピーダンスを低く抑
えることが可能になり、伝送される信号波形に及ぼす影
響を低減することができるようになる。
イルをスパイラル形状のものとし、かつ、積層体の上面
側から、第1の磁性体基板にまで到達する凹部を、スパ
イラル形状のコイルの内周側の略中央部に配設するよう
にした場合、磁性体が配設されたコイルの略中央部を通
ってコイルの外周側に至り、再びコイルの内周側に戻る
閉磁路が確実に形成される。したがって、コイル部品が
複数のコイルを備えたコモンモードチョークコイルであ
るような場合に、コイルの結合度を向上させることが可
能になるとともに、大きなインピーダンスを得ることが
できるようになる。
イルパターン及び/又は絶縁層を、フォトリソグラフィ
ー工法により形成するようにした場合、微細、高精度
で、薄型のコイルを形成することが可能になり、効率よ
くインダクタンス及びインピーダンスを取得することが
可能な小型高性能のコイル部品を得ることができる。
1及び第2の磁性体基板間に配設される磁性層に、比透
磁率2〜7のものを用いるようにした場合、効率よく大
きなインダクタンス及びインピーダンスを取得すること
が可能になる。
1の磁性体基板と第2の磁性体基板の間の距離を70μ
m以下とし、かつ、接着層の厚みを1〜5μmとすること
により、十分なインダクタンスを確保することが可能
で、しかも十分な信頼性を備えたコイル部品を得ること
が可能になる。
性層と接着層の間の所定の領域に空隙を設けるようにし
た場合、積層体の周囲に占める磁性層の割合が減少し、
磁性層の比透磁率のばらつきや、積層体の凹部への磁性
層の充填状態のばらつきによるインダクタンス値のばら
つきが小さくなり、所望のインダクタンス、インピーダ
ンスを精度よく実現することができる。すなわち、上述
のように磁性層と接着層の間の所定の領域に空隙を設け
るようにした場合、磁性層を設けてインダクタンス値の
増大を図りつつ、磁性層の比透磁率のばらつきや、積層
体の凹部への磁性層の充填状態のばらつきのインダクタ
ンス値への影響を空隙により抑制することが可能にな
り、所望のインダクタンス及びインピーダンスを精度よ
く確保することができる。
1の磁性体基板と磁性層の上面との距離をAとした場合
に、上記空隙の深さBを、0.2A〜0.6Aの範囲と
することにより、インダクタンスの変化率を緩やかにし
て、ばらつきを低減することが可能になる。
コモンモードチョークコイル(コイル部品)を示す断面
図である。
コモンモードチョークコイル(コイル部品)の要部構成
を示す分解斜視図である。
コモンモードチョークコイルにおける接着層の膜厚とイ
ンダクタンスの変化率の関係を示す図である。
コモンモードチョークコイルにおける磁性層の比透磁率
とインダクタンスの変化率の関係を示す図である。
るコモンモードチョークコイル(コイル部品)を示す断
面図である。
るコモンモードチョークコイル(コイル部品)における
磁性層と接着層の間の空隙の深さとインダクタンスの変
化率の関係を示す図である。
ル)を示す図であり、(a)は要部構成を示す分解斜視
図、(b)は断面図である。
コイル)の構成を示す断面図である。
Claims (8)
- 【請求項1】第1の磁性体基板と、 絶縁層とコイルパターンを積み重ねることにより形成さ
れ、絶縁体中にコイルが配設された構造を有する積層体
であって、前記第1の磁性体基板上に配設され、コイル
パターンが存在しない部分に、上面側から前記第1の磁
性体基板にまで到達する少なくとも1つの凹部が配設さ
れた積層体と、 前記積層体の上面を覆う磁性層であって、一部が前記積
層体に配設された凹部に入り込み、少なくとも1つの凹
部において第1の磁性体基板と接するように配設された
磁性層と、 前記磁性層上に配設された非磁性の接着層と、 前記第1の磁性体基板との間に前記積層体を挟持する第
2の磁性体基板であって、前記接着層上に配設され、前
記接着層を介して前記磁性層に接合された第2の磁性体
基板とを具備することを特徴とするコイル部品。 - 【請求項2】前記積層体内に絶縁層を介して互いに対向
するように2つ以上のコイルが配設され、かつ、各コイ
ルの主要部が、絶縁層を介して互いに重なり合うように
配設された構造を有するコモンモードチョークコイルで
あることを特徴とする請求項1記載のコイル部品。 - 【請求項3】前記コイルがスパイラル形状を有してお
り、少なくとも前記コイルの内周側の略中央部には、前
記凹部が配設されていることを特徴とする請求項1又は
2記載のコイル部品。 - 【請求項4】前記コイルパターン及び/又は前記絶縁層
が、フォトリソグラフィー工法を用いて形成されたもの
であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載
のコイル部品。 - 【請求項5】前記第1及び第2の磁性体基板間に配設さ
れた磁性層が、比透磁率2〜7のものであることを特徴
とする請求項1〜4のいずれかに記載のコイル部品。 - 【請求項6】前記第1及び第2の磁性体基板間の距離が
70μm以下であり、かつ、前記接着層の厚みが1〜5
μmであることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに
記載のコイル部品。 - 【請求項7】平面的にみた場合における、前記積層体の
前記凹部が配設された領域に略対応する前記磁性層と前
記接着層の間の領域に、空隙が配設されていることを特
徴とする請求項1〜6のいずれかに記載のコイル部品。 - 【請求項8】前記第1の磁性体基板の上面から前記接着
層の下面(前記空隙が形成されていない領域の磁性層の
上面)までの距離をAとした場合に、空隙の深さBが、
0.2A〜0.6Aの範囲にあることを特徴とする請求
項7記載のコイル部品。
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