JPH06310333A - 積層型インダクタ - Google Patents

積層型インダクタ

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JPH06310333A
JPH06310333A JP5120361A JP12036193A JPH06310333A JP H06310333 A JPH06310333 A JP H06310333A JP 5120361 A JP5120361 A JP 5120361A JP 12036193 A JP12036193 A JP 12036193A JP H06310333 A JPH06310333 A JP H06310333A
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magnetic
coil
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low
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Hideaki Usui
秀明 臼井
Seiji Watabe
誠二 渡部
Toshiyuki Anpo
敏之 安保
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 小ループ磁界を防止した構造のインダクタま
たはトランスにおいて、焼成歪みを抑制することを目的
とする。 【構成】磁性体と、らせんコイル上の導体パターンと、
隣接したコイルターンの間に充填された低透磁率材とよ
りなるインダクタにおいて、前記磁性体はNi−Zn系
及びNi−Zn−Cu系磁性フェライトより選択した一
種であり、前記低透磁率材はZn系フェライト及びCu
−Zn系フェライトより選択した一種である焼結型イン
ダクタ。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は積層インダクタ及び積層
トランスに関する。
【0002】
【従来の技術】従来からフェライト等の複数の磁性体層
と1組以上の複数の導体パターンとを、各組ごとに導体
パターンの端部が接合されて全体的に1つ以上のコイル
導体を形成するようにして交互積層することにより積層
インダクタまたはトランスを形成することが広く行われ
ている。図1及び2を参照して従来の技術をコモンモー
ドチョーク型積層トランスに関連して説明する。なお、
コモンモードチョークとは2組のコイル導体がトランス
を形成して通常のトランスの作用をすると同時に、ノイ
ズ電流等の同一の電流がこれら2組のコイルに流れた時
に完全にそれらから生じる磁界を打ち消すようになって
いる構造のノイズ抑制型のトランスを言う。図1の従来
例では、電気絶縁性の磁性体層1、2、3、4、5が第
1コイル導体6と第2コイル導体7を形成する導体パタ
ーンと交互積層され一体化されている。コイル導体6、
7は間に磁性体層1〜5の中に埋め込まれており、また
導体パターン間に磁性体層2〜4が介在しているから、
各コイルに電流が流れる時に2種のコイルの全体を周回
する磁界の他に、矢印で示したように各コイル導体を周
回する小ループ磁界を生じる。この小ループ磁界はコイ
ル間の結合に役立たないので結合係数が小さくなる。
【0003】図2の従来例では、電気絶縁性の磁性体層
1、2、3、4、5が第1コイル導体6と第2コイル導
体7を形成する導体パターンと交互積層され一体化され
ている。この場合に第1コイル導体と第2コイル導体の
ための導体パターンは交互になっている。しかしこの例
でもコイル導体6、7は間に磁性体層1〜5の中に埋め
込まれており、また導体パターン間に磁性体層2〜4が
介在しているから、各コイルに電流が流れる時に2種の
コイルの全体を周回する磁界の他に、矢印で示したよう
に各導体を周回する小ループ磁界を生じる。この小ルー
プ磁界はコイル間の結合に役立たないので結合係数が小
さくなる。こうした小ループは単一コイルによるインダ
クタの場合には導体間にできる小ループ磁界の方向が互
いに逆方向になるので相殺されて軽減されるが、なおコ
イル全体を周回しない磁束も生じてインダクタンスを低
下させる。
【0004】この問題は例えば特開昭57−17391
8号に記載されているように、磁性体の内部を周回する
導体コイルの隣接ターンの間に低透磁率材層(非磁性、
又は弱磁性を有するもの)を介在させることにより解決
できる。しかしながら、低磁性層の材料は記載されてい
ない。ところが、インダクタまたはトランスが焼結によ
り製作される場合には、磁性体と低透磁率材と導体の材
料の組合せに依存して焼成時の収縮に差異が生じてひび
割れまたは反りを生じ、特性を不均一にし或いは不良を
発生した。また、導体がAg−Pd等の様に比較的低温
度で溶融し易い場合には断線短絡が発生する可能性があ
るので、比較的低温度で焼成できることが望ましい。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上の説明から明らかな
ように、本発明は、従来の積層型インダクタあるいは積
層トランスの小ループ磁界を防止した構造のインダクタ
またはトランスにおいて、焼成歪みを抑制することを目
的とする。本発明の他の目的は低温焼結が可能な材料の
組合せを提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、磁性体と、そ
の内部に1つの軸線の周りに周回するコイル状の導体で
あって該コイルのターンが該軸線の方向に重畳するよう
にして形成した導体パターンと、隣接した前記ターンの
間に充填された低透磁率材とよりなるインダクタにおい
て、前記磁性体はNi−Zn系及びNi−Zn−Cu系
磁性フェライトより選択した一種であり、前記低透磁率
材はZn系フェライト及びCu−Zn系フェライトより
選択した一種である焼結型インダクタにより、従来の問
題を解決する。ここに、低透磁率材とは前記磁性体の1
0分の1以下の透磁率を有する磁性体のことを意味す
る。なお本書でコイルは完全な周回形でなくても良くU
字形または円弧形も含む。
【0007】本発明の別の態様では、本発明は、磁性体
と、その内部にそれぞれの軸線の周りに周回する2本の
コイル状の導体であって該コイルのターンが該軸線の方
向に重畳するようにして形成した導体パターンと、前記
各コイルにおける隣接した前記ターンの間に充填された
低透磁率材とよりなるトランスにおいて、前記磁性体は
Ni−Zn系及びNi−Zn−Cu系磁性フェライトよ
り選択した一種であり、前記低透磁率材はZn系フェラ
イト及びCu−Zn系フェライトより選択した一種であ
る焼結型トランスにより、従来の問題を解決する。
【0008】
【作用】本発明の構成によると、コイルを形成する導体
パターンはそれらの間に非磁性体層または低透磁率層を
介在しているから、それらの間を通る小ループ磁界が著
しく減少し、インダクタンスまたは相互インダクタンス
(相互結合係数)が大幅に向上する利益を保持しなが
ら、焼成歪みによる特性のばらつきや、ひび割れにより
不良の発生を回避できる。。
【0009】本発明の積層インダクタ(以下単一インダ
クタ及びトランスを含めた意味で使用する)は、従来周
知の積層技術で容易に製造できる。例えば、電気絶縁性
の軟磁性フェライトであるNi−Zn系及びNi−Zn
−Cu系磁性フェライトより選択した粉末を、バインダ
と混練りしてペーストを作り、得られた磁性体ペースト
と、耐熱性導電粉末であるAg−Pd合金等の粉末を合
成樹脂バインダと混練りした導体ペーストと、低透磁率
材であるZn系フェライト及びCu−Zn系フェライト
より選択した粉末をバインダと混練りした低透磁率材ペ
ーストを使用して、スクリーン印刷等の印刷法により積
層し、焼成して焼結し、周辺に露出する引出し導体に導
体ペーストを焼きつけて外部端子とする。本発明で磁性
体フェライトとしてNi−Zn系及びNi−Zn−Cu
系磁性フェライトより選択した粉末を使用するのは、透
磁率が高いだけでなく比較的低温度で焼成可能だからで
ある。Cuは温度低下剤としての作用がある。例えば、
Ni−Zn系フェライトは1100℃程度の焼成温度を
必要とするのに対し、Ni−Zn−Cu系磁性フェライ
トは添加量によりそれ以下ないし900℃程度での焼結
が可能となる。また低磁性フェライトとしてはZn系磁
性フェライトは1100℃程度の温度で焼成可能であ
り、Cuを添加することによりそれ以下ないし900℃
程度での焼結が可能となる。またこれらのフェライトの
組合せにより焼結歪みが最低限度に抑制されて割れや歪
みが防止される。以下実施例を参照して本発明を詳しく
説明する。
【0010】
【実施例の説明】実施例1 図3はコモンモードチョークに本発明の原理を適用した
実施例を示す。この例の積層型インダクタではNi−Z
n系の高透磁率の軟磁性フェライトの磁性体層11、1
2、13、14及び15と、第1コイル導体16のため
のAg−Pd合金粉末ペーストから得た導体パターン
と、第2コイル導体17のためのAg−Pd合金粉末ペ
ーストから得た導体パターンが導体コイルを形成するよ
うに端部を接続しながら交互に積層されているほか、導
体コイル16、17のための導体パターンの各ターンの
間にはZn系磁性フェライト製の低透磁率材層18が介
在している。なお、最下層及び最上層の磁性体層11、
15は全体が磁性体層である。以上の構成であるから、
導体パターンの間の磁気抵抗は大きいので、小ループ磁
界はできにくく、磁束は矢印で示したようにほとんどが
第1及び第2コイル導体の全体を周回する磁束となり、
第1及び第2コイルの結合が非常に大きくなる。上記の
材料の組合せによると焼成温度1100℃において割れ
も反りも生じなかった。
【0011】実施例2 図4は一本の導体コイルを用いる積層型インダクタの構
成を示す。まず、同図(a)に示したように、図示しな
い剥離性基板に、長方形または正方形の磁性体層21を
印刷し乾燥し、その面に導体パターン23を印刷し乾燥
する。このパターンは導体コイル形成部25と引出し部
27とからなる。次いで、同図(b)のように、導体コ
イル形成部25の幅よりも広い幅の低透磁率材層29を
コイル形成部25の上に印刷し乾燥する。次いで同図
(c)のように低透磁率材層49の上に重ねて且つ導体
パターン23の端部に接続させて導体パターン31を印
刷し乾燥する。このパターンは導体コイル形成部33と
引出し部35とからなる。更に同図(d)のように全体
を覆う磁性体層37を印刷し乾燥する。更に引出部2
5、35にそれぞれ接続する外部端子膜38、39を焼
きつけて積層インダクタを完成する。なお、同図(b)
と(c)の間に所望数のコイル形成用の導体パターンと
低磁性層を所定回数交互に印刷積層しても良い。また、
中間の層では図3のように低透磁率材層の周りに磁性体
層が形成されるような他の磁性体層を交互に印刷積層す
る。この例では、磁性層にNi−Zn−Cu系フェライ
トを使用し、低透磁率材層にZn−Cu系フェライトを
使用した。その結果、約900℃以上の焼成温度で充分
に焼結した割れも歪みもない積層インダクタが得られ
た。
【0012】実施例3 図5は2本の導体コイルを用いるコモンモードチョーク
用積層型インダクタの構成を示す。この例は図3の例を
具体化するための方法及び構造の詳細を示す。まず、同
図(a)に示したように、図示しない剥離性基板に、長
方形または正方形の磁性体層41を印刷し乾燥し、その
面に導体パターン43を印刷し乾燥する。このパターン
は導体コイル形成部45と引出し部47とからなる。次
いで、導体コイル形成部45の幅よりも広い幅の低透磁
率材層49をコイル形成部45の上に印刷し乾燥する。
次いで導体パターン51を導体パターン43の端部に重
畳させて低透磁率材層49の上に重ねて印刷し乾燥す
る。このパターンは導体コイル形成部53と引出し部5
5とからなる。更に同図(b)のように導体コイル形成
部53を覆う同様な低透磁率材層57を印刷乾燥して第
1コイルの部分を完成する。次に、同図(c)のように
低透磁率材層49、57の上に導体パターン59を印刷
する。この導体パターンは導体コイル形成部63と引出
し部61とからなる。次いで同図(d)のように低透磁
率材層65をコイル形成部63を覆うように印刷し、そ
して同図(e)のようにその上に導体パターン63の端
部に接続する導体パターン67を印刷する。この導体パ
ターンはコイル形成部69と引出部71からなる。以上
で第2コイル部が形成される。最後に、同図(f)のよ
うに磁性体層73を全体に印刷した後、膜状外部端子7
5、77を焼きつける。なお、上記の工程の間で、所望
数のコイル形成用の導体パターンと低磁性層を所定回数
交互に印刷積層しても良い。また、中間の層では図3の
ように低透磁率材層の周りに磁性体層が形成されるよう
な他の磁性体層を交互に印刷積層する。この例では、磁
性層にNi−Zn−Cu系フェライトを使用し、低磁性
層にZn−Cu系フェライトを使用した。その結果、約
900℃以上の焼成温度で充分に焼結した割れも歪みも
ない積層インダクタが得られた。本例の作用効果は図2
に関連して説明した通りである。
【0013】
【発明の効果】以上のように、本発明によると、小ルー
プ磁界の形成は最小限度に抑制されるので、インダクタ
ンスの向上、結合係数の増大等の利益が得られ、またそ
の分だけ小型化が可能となるだけでなく、焼成歪みの小
さいインダクタ又はトランスが得られる。更に、比較的
低温度の焼成温度で所望の製品が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の積層型インダクタの構成を示す断面図で
ある。
【図2】従来のトランス型積層型インダクタの構成を示
す断面図である。
【図3】本発明の実施例1の積層型インダクタを示す断
面図である。
【図4】本発明の実施例2の積層型インダクタの製造法
及び構成を示す斜視図である。
【図5】本発明の実施例3の積層型インダクタの製造法
及び構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
11、12、13、14、15:磁性体層 16:第1コイル導体 17:第2コイル導体 18:低透磁率材層または低透磁率の磁性体層 21、37:磁性体層 23、31:導体パターン 25、33:コイル形成部 27、35:引出部 29、49:低透磁率材層 38、39:外部端子 41、73:磁性体層 43、51、59、67:導体パターン 45、53、63、69:導体コイル形成部 47、55、61、71:引出し部 49、57、65:低磁性層 59、67:導体パターン 75、77:外部端子

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 磁性体と、その内部に1つの軸線の周り
    に周回するコイル状の導体であって該コイルのターンが
    該軸線の方向に重畳するようにして形成した導体パター
    ンと、隣接した前記ターンの間に充填された低透磁率材
    とよりなるインダクタにおいて、前記磁性体はNi−Z
    n系及びNi−Zn−Cu系磁性フェライトより選択し
    た一種であり、前記低透磁率材はZn系フェライト及び
    Cu−Zn系フェライトより選択した一種である焼結型
    インダクタ。
  2. 【請求項2】 複数の磁性体層と複数の導体パターンと
    の交互積層体であって前記導体パターンがそれらの端部
    を接合してコイルを形成している積層型インダクタにお
    いて、前記導体パターンは低透磁率材層を介在して重畳
    し、また前記低透磁率材層は前記磁性体層中に埋設され
    ておりいる積層型インダクタにおいて、前記磁性体はN
    i−Zn系及びNi−Zn−Cu系磁性フェライトより
    選択した一種であり、前記低透磁率材はZn系フェライ
    ト及びCu−Zn系フェライトより選択した一種である
    焼結型インダクタ。
  3. 【請求項3】 磁性体と、その内部にそれぞれの軸線の
    周りに周回する2本のコイル状の導体であって該コイル
    のターンが該軸線の方向に重畳するようにして形成した
    導体パターンと、前記各コイルにおける隣接した前記タ
    ーンの間に充填された低透磁率材とよりなるトランスに
    おいて、前記磁性体はNi−Zn系及びNi−Zn−C
    u系磁性フェライトより選択した一種であり、前記低透
    磁率材はZn系フェライト及びCu−Zn系フェライト
    より選択した一種である焼結型トランス。
  4. 【請求項4】 複数の磁性体層と2組の複数の導体パタ
    ーンとの交互積層体であって各組の前記導体パターンが
    それらの端部を接合して各コイルを形成している積層型
    トランスにおいて、前記2組の前記導体パターンは低透
    磁率材層を介在して重畳し、また前記低透磁率材層は前
    記磁性体層中に埋設されており、前記磁性体はNi−Z
    n系及びNi−Zn−Cu系磁性フェライトより選択し
    た一種であり、前記低透磁率材はZn系フェライト及び
    Cu−Zn系フェライトより選択した一種である焼結型
    トランス。
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