WO2008007705A1

WO2008007705A1 - Layered inductor

Info

Publication number: WO2008007705A1
Application number: PCT/JP2007/063820
Authority: WO
Inventors: Kiyohisa Yamauchi; Makoto Kawaguchi; Kenji Okuda; Shinya Hitakatsu; Shigenori Suzuki
Original assignee: Fdk Corporation
Priority date: 2006-07-12
Filing date: 2007-07-11
Publication date: 2008-01-17
Also published as: JP2008021788A; KR101373243B1; JP5339398B2; KR20090033378A

Abstract

[PROBLEMS] To provide a layered inductor capable of exhibiting an excellent DC superposition characteristic and suppressing AC resistance during low flow of DC bias current as well as a high characteristic that an inductance change is comparatively gentle in the entire current region where the coil current is within a rating range. [MEANS FOR SOLVING PROBLEMS] A layered inductor (10) includes an electrically insulating magnetic layer (22) and a conductive pattern (20) which are layered so that the conductive patterns are successively connected to form a coil wound spirally while superimposing in the layering direction in the magnetic body. Each of the two ends of the coil is pulled out of the layered body chip external surface via a pull-out conductor (24) and connected to an electrode terminal (12). At least one layer (26) of the electrically insulating magnetic gap is arranged over the entire layered surface. An electrically insulating non-magnetic pattern (28) corresponding to the conductive pattern shape is arranged in the proximity of the conductive pattern between the conductive patterns superimposed with a gap.

Description

明細書 Specification

積層インダクタ Multilayer inductor

技術分野 Technical field

[0001] 本発明は、磁性体中にコイルが埋設された構造の積層インダクタに関し、更に詳しく述べると、積層面全体にわたる電気絶縁性の非磁性層が 1層以上配置されると共に、間隔をおレ、て重なり合う導体パターンの間で該導体パターンに近接して該導体ノターン形状に対応した電気絶縁性の非磁性パターンが配置されている構造の積層インダクタに関するものである。この積層インダクタは、特に高バイアスを必要とするような DC— DCコンバータ用のインダクタに有用である。 [0001] The present invention relates to a multilayer inductor having a structure in which a coil is embedded in a magnetic body. More specifically, the present invention relates to a case where one or more electrically insulating nonmagnetic layers are disposed over the entire multilayer surface. The present invention relates to a multilayer inductor having a structure in which an electrically insulating nonmagnetic pattern corresponding to the shape of the conductor pattern is arranged between conductor patterns overlapping each other at close intervals. This multilayer inductor is particularly useful for inductors for DC-DC converters that require high bias.

背景技術 Background art

[0002] DC— DCコンバータなどの電源回路に使用されるトランスやチョークコイルなどは、かっては磁気コアにコイルを巻線する構成が一般的であった力 S、近年の電源回路部品の小型化、薄型化の要望に沿い、積層構造のチップ部品が開発され実用化されている。 [0002] Transformers and choke coils used in power circuits such as DC—DC converters have been generally configured with a coil wound around a magnetic core. S, small power circuit components in recent years In response to demands for reduction in thickness and thickness, multilayer chip components have been developed and put to practical use.

[0003] 積層インダクタは、電気絶縁性の磁性層と導体パターンが交互に積層され前記導体パターンが順次接続されることで、磁性体中で積層方向に重畳しながら螺旋状に周回するコイルが形成され、該コイルの両端がそれぞれ引出導体を介して積層体チップ外表面に引き出され電極端子に接続されている構造である。つまり、チップ型の磁性体中にコイルが埋設される状態である。磁性層や導体パターンは、例えばスクリーン印刷の技法などを使用して形成され積層される。 [0003] In a multilayer inductor, an electrically insulating magnetic layer and a conductor pattern are alternately stacked and the conductor patterns are sequentially connected to each other, so that a coil that wraps around in a spiral shape while being superimposed in the stacking direction in the magnetic body. In this structure, both ends of the coil are drawn to the outer surface of the laminated chip via lead conductors and connected to electrode terminals. That is, the coil is embedded in a chip-type magnetic body. The magnetic layer and the conductor pattern are formed and stacked using, for example, a screen printing technique.

[0004] このような積層インダクタは、コイルの周囲が磁性体で囲まれているため、磁気漏洩が少なぐ比較的少なレ、巻数で必要なインダクタンスが得られる特徴があり、小型化、薄型化に適している。し力もながら、低直流バイアス電流 (DCバイアス）時に交流抵抗が高くなり、小さなコイル電流 (励磁電流）であっても、磁性体の磁気飽和により急激なインダクタンスの低下が生じる（つまり、直流重畳特性が悪い）などの問題がある。特に、低直流バイアス電流時に交流抵抗が高いことは、待機電流による損失が大きいことを意味し、例えば携帯端末のような機器における待ち受け時間が短くなるなど、大きな問題となる。 [0004] Since such a multilayer inductor is surrounded by a magnetic material, it has the feature that the required inductance can be obtained with a relatively small amount of turns and the number of turns with less magnetic leakage. Suitable for However, the AC resistance increases at low DC bias current (DC bias), and even with a small coil current (excitation current), a sudden decrease in inductance occurs due to magnetic saturation of the magnetic material (that is, DC current). There are problems such as poor superimposition characteristics. In particular, a high AC resistance at a low DC bias current means a large loss due to standby current, for example, a short standby time in a device such as a portable terminal. , It becomes a big problem.

[0005] そこで、一部の磁性層全体を非磁性層で置き換えることにより、積層インダクタ中に磁気的なギャップを介在させ、それによつて磁気飽和レベルを高め、トランスやチョークコイルなどとして十分な定格電流が得られるようにした積層インダクタが提案された (特許文献 1参照)。 [0005] Therefore, by replacing a part of the entire magnetic layer with a non-magnetic layer, a magnetic gap is interposed in the multilayer inductor, thereby increasing the magnetic saturation level, which is sufficient as a transformer or choke coil. A multilayer inductor has been proposed in which a current can be obtained (see Patent Document 1).

[0006] 確力、に、このような構造にすると、低直流バイアス電流時の交流抵抗上昇の抑制、及び直流重畳特性劣化の軽減に一定の効果がある。しかし、それらの効果は、必ずしも十分とは言えず、またコイル巻数が増加するに従って、その効果が減少するなど問題も認められた。 [0006] Accordingly, such a structure has a certain effect in suppressing the increase in AC resistance at the time of a low DC bias current and in reducing the deterioration of DC superposition characteristics. However, the effects were not always sufficient, and problems such as a decrease in the effect as the number of coil turns increased were recognized.

特許文献 1 :特開 2005— 45108号公報 Patent Document 1: Japanese Patent Laid-Open No. 2005-45108

発明の開示 Disclosure of the invention

発明が解決しょうとする課題 Problems to be solved by the invention

[0007] 本発明が解決しょうとする課題は、優れた直流重畳特性を呈し、低直流バイアス電流時の交流抵抗を抑えることができると共に、コイル電流が定格範囲内の全電流領域でインダクタンス変化が比較的緩やかな高特性が得られるようにすることである。課題を解決するための手段 [0007] The problem to be solved by the present invention is to exhibit excellent DC superposition characteristics, to suppress AC resistance at low DC bias current, and to reduce inductance in the entire current region within the rated range. It is to obtain a high characteristic whose change is relatively gradual. Means for solving the problem

[0008] 本発明は、電気絶縁性の磁性層と導体パターンが積層され前記導体パターンが順次接続されることで、磁性体中で積層方向に重畳しながら螺旋状に周回するコィノレが形成され、該コイルの両端がそれぞれ引出導体を介して積層体チップ外表面に引き出され電極端子に接続されている積層インダクタにおいて、積層面全体にわたる電気絶縁性の磁気ギャップ層が 1層以上配置されると共に、間隔をおいて重なり合う導体パターンの間で該導体パターンに近接して該導体パターン形状に対応した電気絶縁性の非磁性パターンが配置されていることを特徴とする積層インダクタである [0008] In the present invention, an electrically insulating magnetic layer and a conductor pattern are laminated and the conductor patterns are sequentially connected, thereby forming a coiner that circulates in a spiral shape while being superimposed in the lamination direction in the magnetic material. In a multilayer inductor in which both ends of the coil are respectively drawn out to the outer surface of the multilayer chip via lead conductors and connected to electrode terminals, one or more electrically insulating magnetic gap layers are arranged over the entire multilayer surface. And an electrically insulating nonmagnetic pattern corresponding to the shape of the conductor pattern is disposed between conductor patterns that overlap with each other at an interval.

[0009] ここで、電気絶縁性の非磁性パターンは、導体パターンに合致する形状でもよレ、が、導体パターンより一回り大きめの形状もしくは一回り小さめの形状とするのが好ましい。なかでも導体パターンより一回り大きめの形状とする方がより好ましい。また前記電気絶縁性の磁気ギャップ層及び前記電気絶縁性の非磁性パターンを積層方向の中央に対して対称的に配置するのが好ましい。電気絶縁性の磁気ギャップ層が 1層の場合には、該磁気ギャップ層を積層方向のほぼ中央に配置し、前記電気絶縁性の非磁性パターンを積層方向の中央に対して対称的に 2層以上配置する。前記電気絶縁性の磁気ギャップ層の厚さは、互いに重なり合う導体パターンの間隔よりも小さく設定することもできる。前記電気絶縁性の非磁性パターンは、間隔をおいて重なり合う全ての導体パターンの間に配置するのが好ましい。 Here, the electrically insulating nonmagnetic pattern may have a shape that matches the conductor pattern, but is preferably a shape that is slightly larger or slightly smaller than the conductor pattern. In particular, it is more preferable to make the shape slightly larger than the conductor pattern. Further, the electrically insulating magnetic gap layer and the electrically insulating nonmagnetic pattern are arranged in the stacking direction. It is preferable to arrange them symmetrically with respect to the center. When the electrically insulating magnetic gap layer is a single layer, the magnetic gap layer is arranged in the center of the stacking direction, and the electrically insulating nonmagnetic pattern is symmetrically formed with respect to the center of the stacking direction. Arrange above. The thickness of the electrically insulating magnetic gap layer can be set smaller than the interval between the conductor patterns that overlap each other. The electrically insulating nonmagnetic pattern is preferably disposed between all the overlapping conductor patterns at intervals.

[0010] 本発明に係る積層インダクタは、積層面全体にわたる電気絶縁性の磁気ギャップ層が 1層以上配置されるので、全体的な磁気飽和レベルが高まり、直流重畳特性を伸ばし、定格電流 (所定以上のインダクタンスを保証できる電流上限値)を増大させること力 Sでさる。また、本発明に係る積層インダクタは、間隔をおいて重なり合う導体パターンの間で該導体パターンに近接して該導体パターン形状に対応した電気絶縁性の非磁性パターンが配置されているので、低直流バイアス電流時におけるコイル周辺での微小磁化ループの発生を防止し、そのため導体パターン間への磁束の急激な流れ込みが生じず、インダクタンスの急激な変化を防ぎ、交流抵抗上昇を抑制すること力 Sでさる。 In the multilayer inductor according to the present invention, since one or more electrically insulating magnetic gap layers are disposed over the entire multilayer surface, the overall magnetic saturation level is increased, the DC superposition characteristics are increased, and the rated current (predetermined) Increase the current upper limit value that can guarantee the above inductance by the force S. In the multilayer inductor according to the present invention, an electrically insulating nonmagnetic pattern corresponding to the shape of the conductor pattern is disposed between the conductor patterns that overlap with each other at an interval. The ability to prevent the occurrence of a micro-magnetization loop around the coil during DC bias current, so that there is no sudden flow of magnetic flux between conductor patterns, preventing sudden changes in inductance and suppressing the increase in AC resistance. Touch with S.

図面の簡単な説明 Brief Description of Drawings

[0011] [図 1A]本発明に係る積層インダクタの一実施例を示す説明図である。 FIG. 1A is an explanatory view showing an example of a multilayer inductor according to the present invention.

[図 1B]本発明に係る積層インダクタの一実施例を示す説明図である。 FIG. 1B is an explanatory view showing an example of a multilayer inductor according to the present invention.

[図 1C]本発明に係る積層インダクタの一実施例を示す説明図である。 FIG. 1C is an explanatory view showing an embodiment of the multilayer inductor according to the present invention.

[図 1D]本発明に係る積層インダクタの一実施例を示す説明図である。 FIG. 1D is an explanatory view showing an embodiment of the multilayer inductor according to the present invention.

[図 2A]本発明の他の実施例を示す縦断面図である。 FIG. 2A is a longitudinal sectional view showing another embodiment of the present invention.

[図 2B]本発明の他の実施例を示す縦断面図である。 FIG. 2B is a longitudinal sectional view showing another embodiment of the present invention.

[図 3A]本発明品と比較例との直流重畳特性の違いを示すグラフである。 FIG. 3A is a graph showing a difference in DC superposition characteristics between the product of the present invention and a comparative example.

[図 3B]本発明品と比較例との直流重畳特性の違いを示すグラフである。 FIG. 3B is a graph showing a difference in DC superposition characteristics between the product of the present invention and a comparative example.

[図 4A]本発明品と比較例との周波数特性の違いを示すグラフである。 FIG. 4A is a graph showing a difference in frequency characteristics between the product of the present invention and a comparative example.

[図 4B]本発明品と比較例との周波数特性の違いを示すグラフである。 FIG. 4B is a graph showing a difference in frequency characteristics between the product of the present invention and a comparative example.

[図 4C]本発明品と比較例との周波数特性の違いを示すグラフである。 FIG. 4C is a graph showing a difference in frequency characteristics between the product of the present invention and a comparative example.

符号の説明 [0012] 10 積層インダクタ Explanation of symbols [0012] 10 multilayer inductor

12 電極端子 12 Electrode terminal

20 導体パターン 20 Conductor pattern

22 磁性層 22 Magnetic layer

24 引出導体 24 Lead conductor

26 磁気ギャップ層 26 Magnetic gap layer

28 非磁性パターン 28 Non-magnetic pattern

発明を実施するための最良の形態 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

[0013] 直流重畳電流の増加によるインダクタンスの低下は、直流電流の増加によりコイル力、ら発生する磁束が増え、磁性体を飽和させることにより生じる。また低直流バイアス電流時のインダクタンスの急減、交流抵抗の上昇は、導体パターン周辺の微小磁化ループにより生じる。磁性体の磁気飽和を抑制し、インダクタンスの低下を最小限にして直流重畳特性を伸ばし、交流抵抗の上昇を抑えるためには、導体パターンに対して磁性体と非磁性体の位置及び形状をどのように配置するかが重要となる。 [0013] A decrease in inductance due to an increase in DC superimposed current is caused by an increase in DC current, an increase in coil force and a generated magnetic flux, and saturation of a magnetic material. The sudden decrease in inductance and increase in AC resistance at low DC bias currents are caused by a small magnetization loop around the conductor pattern. In order to suppress the magnetic saturation of the magnetic material, minimize the decrease in inductance, improve the DC superposition characteristics, and suppress the increase in AC resistance, the position and shape of the magnetic material and non-magnetic material with respect to the conductor pattern It is important how to arrange.

[0014] そこで本発明の積層インダクタでは、積層面全体にわたる電気絶縁性の磁気ギヤップ層を配置すると共に、間隔をおいて重なり合う導体パターンの間で該導体パターンに近接して該導体パターン形状にほぼ合致した電気絶縁性の非磁性パターンを配置する。典型的には、前記電気絶縁性の磁気ギャップ層が積層方向の中央に位置し、前記電気絶縁性の非磁性パターンを、間隔をおいて重なり合う全ての導体バターンの間に配置する。 [0014] Therefore, in the multilayer inductor of the present invention, an electrically insulating magnetic gear layer is disposed over the entire multilayer surface, and the conductor pattern is formed in proximity to the conductor pattern between the conductor patterns that overlap with each other. Arranged almost insulative non-magnetic pattern of electrical insulation. Typically, the electrically insulating magnetic gap layer is positioned at the center in the stacking direction, and the electrically insulating nonmagnetic pattern is disposed between all the conductor patterns overlapping each other at intervals.

[0015] このような構造にすることにより、全体的な磁気飽和を制御し、直流重畳特性を伸ばすこと力 Sできる。また、低直流バイアス電流時の導体パターン導体パターン間への磁束の急激な流れ込みを防止でき、インダクタンスの急減を防止し、交流抵抗の上昇を抑えることができる。 [0015] By adopting such a structure, it is possible to control the overall magnetic saturation and increase the DC superimposition characteristics. In addition, it is possible to prevent a sudden flow of magnetic flux between conductor patterns during a low DC bias current, prevent a sudden decrease in inductance, and suppress an increase in AC resistance.

[0016] 《実施例》 [0016] << Example >>

図 1 A〜図 1Dは、本発明に係る積層インダクタの一実施例を示す説明図である。図 1Aは外観を、図 1Bは導体パターンの上面から見た透視状態を、図 1Cは縦断面を、図 1Dは導体パターンと非磁性パターンの構造を、それぞれ示している。 [0017] この積層インダクタ 10は、ほぼ直方体状をなす表面実装用のチップ部品であり、大部分が磁性体（例えば Ni— Zn系フェライト材）からなる材料中にコイルが埋設されており、そのコイル両端がチップ両端部に形成されている電極端子 12に電気的に接続されて!/、る構造である（図 1 A参照）。 1A to 1D are explanatory views showing an embodiment of the multilayer inductor according to the present invention. Fig. 1A shows the appearance, Fig. 1B shows the transparent state seen from the top of the conductor pattern, Fig. 1C shows the longitudinal section, and Fig. 1D shows the structure of the conductor pattern and the nonmagnetic pattern. This multilayer inductor 10 is a chip component for surface mounting that has a substantially rectangular parallelepiped shape, and a coil is embedded in a material that is mostly made of a magnetic material (eg, Ni—Zn ferrite material). Both ends of the coil are electrically connected to the electrode terminals 12 formed at both ends of the chip! (See Fig. 1A).

[0018] 内部のコイル構造は、ほぼ環状（あるいは半環状など）の導体パターン 20と電気絶縁性の磁性層 22などを、スクリーン印刷法などにより印刷し積層することにより形成される。導体パターン 20は、磁性層 22による磁性体中で、積層方向に重畳しながら螺旋状に周回するように接続されてコイルを形成する。図 1Bでは、導体パターン 20は、直角に屈曲しながら矩形状に巻回されているが、勿論、円形や長円形などでもよい。コイルの両端は、それぞれ引出導体 24を介して積層体チップ外表面の相対向する端面に引き出され、電極端子 12に接続されることになる。 The internal coil structure is formed by printing and laminating a substantially annular (or semi-annular) conductor pattern 20 and an electrically insulating magnetic layer 22 by a screen printing method or the like. The conductor pattern 20 is connected so as to circulate in a spiral shape while being superimposed in the stacking direction in the magnetic material of the magnetic layer 22 to form a coil. In FIG. 1B, the conductor pattern 20 is wound in a rectangular shape while being bent at a right angle, but may of course be a circle or an oval. Both ends of the coil are respectively drawn out to opposite end surfaces of the outer surface of the multilayer chip through lead conductors 24 and connected to the electrode terminals 12.

[0019] ここで本発明では、図 1Cに示すように、コイルの一部を形成する導体パターン 20 の層とそれに間隔をおいて重なり合う別の導体パターン 20の層の間は、全て電気絶縁性の非磁性体 (例えば Znフェライト材）で構成されている。その一部は、積層面全体にわたる電気絶縁性の磁気ギャップ層 26であり、他は導体パターン形状にほぼ合致した非磁性パターン 28 (図 1D参照）である。例えば非磁性パターンを印刷し、その部分を除レ、た形の磁性層を印刷する（手順は逆でもよ!/、）。また導体パターンを印刷し、その部分を除いた形の磁性層を印刷する（手順は逆でもよい）。このような操作を繰り返すことによって、印刷積層することができる。なお、上下の導体パターン間は、ビア穴などを利用して電気的に接続すればよい。この実施例では、導体パターン 20 を 4層設けており、下から第 2層と第 3層の間は積層面全体にわたる磁気ギャップ層 2 6とし、下から第 1層と第 2層の間、及び第 3層と第 4層の間を非磁性パターン 28としている。導体パターン 20を印刷する際、導体ペーストの流れ込みによる短絡発生を防ぐため、非磁性パターン 28と磁性体の境界は、導体パターン 20よりも全体的に一回り大きくして導体パターン 20が非磁性パターンに余裕をもって載る力、、あるいは一回り小さくして、磁性層に載るように設定するのが好ましい。 Here, in the present invention, as shown in FIG. 1C, an electrical insulation is provided between the layer of the conductor pattern 20 that forms a part of the coil and another layer of the conductor pattern 20 that overlaps with a gap therebetween. Made of a non-magnetic material (for example, Zn ferrite material). One part is an electrically insulating magnetic gap layer 26 over the entire laminated surface, and the other part is a nonmagnetic pattern 28 (see FIG. 1D) that almost matches the shape of the conductor pattern. For example, print a non-magnetic pattern, remove the part, and print a shaped magnetic layer (the procedure may be reversed! /). Also, print the conductor pattern and print the magnetic layer excluding that part (the procedure may be reversed). By repeating such operations, printing lamination can be performed. The upper and lower conductor patterns may be electrically connected using via holes or the like. In this embodiment, four conductor patterns 20 are provided, and the gap between the second layer and the third layer from the bottom is the magnetic gap layer 26 over the entire laminated surface, and from the bottom between the first layer and the second layer, A nonmagnetic pattern 28 is formed between the third layer and the fourth layer. When printing the conductor pattern 20, the boundary between the non-magnetic pattern 28 and the magnetic material is made slightly larger than the conductor pattern 20 to prevent the occurrence of a short circuit due to the inflow of the conductor paste. It is preferable to set it so that it can be placed on the magnetic layer with a sufficient force on the magnetic layer.

[0020] 本発明の構造の積層インダクタは、 DC— DCコンバータなどの用途では、通常、比較的少なレ、コイル巻数で要求される仕様を満たすことができる。磁気ギャップ層及び非磁性パターンを揷入する位置は、コイル形状、巻数などに応じて適宜決定する。 [0020] The multilayer inductor having the structure of the present invention can satisfy the required specifications with a relatively small amount of coil and the number of coil turns in applications such as a DC-DC converter. Magnetic gap layer and The position where the nonmagnetic pattern is inserted is appropriately determined according to the coil shape, the number of turns, and the like.

[0021] 本発明に係る積層インダクタの他の実施例を図 2A、図 2Bに示す。図 2Aは、電気絶縁性の磁気ギャップ層 26の厚さを、互いに重なり合う導体パターン 20同士の間隔よりも小さく設定した例である。基本的な構成は、図 1A〜図 1Dに示すものと同様であるため、対応する部分には同一符号を付し、詳細な説明は省略する。上下に間隔をおいて重なり合う導体パターン 20の間隔は、電気絶縁性を確保するために通常 1 5 111程度にする必要がある。反面、磁気飽和レベルを制御するためには、積層面全体にわたる磁気ギャップ層 26の厚みを自由に制御できるようにすることが望ましい。そこで、磁気ギャップ層 26の厚みを所望の大きさ（例えば 7· 5 111程度）に設定し、導体パターン 20間の距離との差 (ここでは 7. 5 m)の厚みで薄い非磁性パターンを追加配置する（この例では磁気ギャップ層の上側に設けている力下側に設けてもよいし、上下両側に均等に設けてもよい）。これによつて、コイルの短絡に気遣うことなぐ導体パターン 20同士の間隔は電気絶縁性を十分に確保できる大きさに設定しつつ、磁気ギャップ層 26を所望の厚さに設定することができる。 [0021] FIG. 2A and FIG. 2B show another embodiment of the multilayer inductor according to the present invention. FIG. 2A shows an example in which the thickness of the electrically insulating magnetic gap layer 26 is set smaller than the interval between the conductor patterns 20 that overlap each other. Since the basic configuration is the same as that shown in FIGS. 1A to 1D, the corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. The interval between the conductive patterns 20 that overlap with each other at an interval in the vertical direction is usually required to be about 15 111 for ensuring electric insulation. On the other hand, in order to control the magnetic saturation level, it is desirable to be able to freely control the thickness of the magnetic gap layer 26 over the entire laminated surface. Therefore, the thickness of the magnetic gap layer 26 is set to a desired size (for example, about 7.5 · 111), and a thin non-magnetic pattern is formed with a difference from the distance between the conductor patterns 20 (here, 7.5 m). It is additionally arranged (in this example, it may be provided on the lower side of the force provided above the magnetic gap layer, or may be provided equally on both upper and lower sides). As a result, the gap between the conductor patterns 20 without worrying about the short circuit of the coil is set to a size that can sufficiently ensure electrical insulation, and the magnetic gap layer 26 can be set to a desired thickness. it can.

[0022] 図 2Bは、図 2Aに示す積層インダクタの変形例であり、これも基本的には図 1に示すものと同様の構成であるため、対応する部分には同一符号を付し、詳細な説明は省略する。この例は、コイルの一部を形成する導体パターン 20の層を 6層、間隔をおいて互いに重なり合うように積層したものである。導体パターン 20同士の間の領域は、全て電気絶縁性の非磁性体で構成され、その一部（ここでは 2箇所）に積層面全体にわたる電気絶縁性の磁気ギャップ層 26が設けられている。具体的には、下から第 2層と第 3層の間、及び第 4層と第 5層の間は積層面全体にわたる磁気ギャップ層 26 とし、下から第 1層と第 2層の間、第 3層と第 4層の間、及び第 5層と第 6層の間を非磁性パターン 28としている。またここでも、磁気ギャップ層 26の厚みを薄く（例えば 7. 5 m程度）設定し、導体パターン間隔との差 (ここでは 7· 5 m)の厚みの非磁性バターンを追加配置している。 [0022] FIG. 2B is a modification of the multilayer inductor shown in FIG. 2A, and this is also basically the same configuration as that shown in FIG. Detailed description is omitted. In this example, six layers of conductor patterns 20 forming a part of the coil are laminated so as to overlap each other with a gap therebetween. The region between the conductor patterns 20 is entirely composed of an electrically insulating nonmagnetic material, and an electrically insulating magnetic gap layer 26 is provided over a part of the laminated surface (two locations in this case). Specifically, between the second layer and the third layer from the bottom and between the fourth layer and the fifth layer is a magnetic gap layer 26 across the entire laminated surface, and from the bottom between the first layer and the second layer, Nonmagnetic patterns 28 are formed between the third layer and the fourth layer, and between the fifth layer and the sixth layer. Also here, the thickness of the magnetic gap layer 26 is set to be thin (for example, about 7.5 m), and a nonmagnetic pattern having a thickness different from the conductor pattern interval (here, 7.5 m) is additionally arranged. Yes.

[0023] このように、本発明では、要求仕様に応じてコイルを形成する導体パターンの層数を増減することができ、磁気ギャップ層の数、磁気ギャップ層の厚み、非磁性パターンの層数などは適宜変更することができる。前記のように、磁性体材料としては、例えば Ni— Zn系フェライトが使用でき、磁気ギャップ層や非磁性パターンを形成する非磁性材料としては、例えば Zn系フェライトが使用できる。 As described above, in the present invention, the number of conductor patterns forming a coil can be increased or decreased according to required specifications, and the number of magnetic gap layers, the thickness of magnetic gap layers, and the layers of nonmagnetic patterns. The number and the like can be changed as appropriate. As mentioned above, examples of magnetic materials include For example, Ni-Zn ferrite can be used. As a nonmagnetic material for forming a magnetic gap layer or a nonmagnetic pattern, for example, Zn ferrite can be used.

[0024] 測定結果の一例を図 3A、図 3B、及び図 4A〜図 4Cに示す。同一材料、同一寸法で、し力、も内部構造の異なる 2種の積層インダクタについて、それらの直流重畳特性を測定した。本発明品としているものは、図 1A〜図 1Dに示す積層インダクタと同じ構造であり、中央に積層面全体にわたる電気絶縁性の磁気ギャップ層が 1層形成されていると共に、間隔をおいて重なり合う導体パターンの間全てに電気絶縁性の非磁性パターンが配置されている構造である。それに対して比較例は、中央に積層面全体にわたる電気絶縁性の磁気ギャップ層が 1層形成されて!/、るだけ（電気絶縁性の非磁性パターンは無い）の構造である。いずれも導体パターンは 4層で、 4. 5ターンのコイルが形成されて!/、る。 Examples of measurement results are shown in FIGS. 3A, 3B, and 4A to 4C. The DC superposition characteristics of two types of laminated inductors of the same material, the same dimensions, different force, and different internal structures were measured. The product of the present invention has the same structure as that of the multilayer inductor shown in FIGS. 1A to 1D, and a single electrically insulating magnetic gap layer is formed in the center over the entire multilayer surface, with an interval. In this structure, electrically insulating non-magnetic patterns are arranged between all overlapping conductor patterns. On the other hand, the comparative example has a structure in which only one electrically insulating magnetic gap layer is formed in the center over the entire laminated surface! (No electrical insulating nonmagnetic pattern). In all cases, the conductor pattern is 4 layers, and a 4.5-turn coil is formed!

[0025] 図 3A、図 3Bは、直流バイアス電流特性を示している。図 3Aはインダクタンスの変化を示しており、本発明品と比較例を比べると、本発明品は比較的高いインダクタンスを高!/、電流まで維持でき、直流電流が変化してもインダクタンスの変化が少なレ、ことが分かる。また図 3Bは交流抵抗の変化を示しており、本発明品と比較例を比べると、本発明品は特に低電流で交流抵抗が低ぐ直流電流が変化しても交流抵抗の変化が少ないことが分かる。これらの測定結果から、本発明のように、積層面全体にわたる電気絶縁性の磁気ギャップ層を形成すると共に、間隔をおレ、て重なり合う導体パターンの間に電気絶縁性の非磁性パターンを配置することで、直流重畳特性を改善でき、低直流バイアス電流時での交流抵抗を低減できることが分かる。 3A and 3B show the DC bias current characteristics. Fig. 3A shows the change in inductance. Compared with the product of the present invention and the comparative example, the product of the present invention can maintain a relatively high inductance up to high current, and the inductance can be maintained even if the DC current changes. It can be seen that there is little change in. Also, Fig. 3B shows the change in AC resistance. Compared with the product of the present invention and the comparative example, the product of the present invention has a particularly low change in AC resistance even when the DC current changes with a low AC resistance. I understand that. From these measurement results, as in the present invention, an electrically insulating magnetic gap layer is formed over the entire laminated surface, and an electrically insulating nonmagnetic pattern is formed between conductor patterns that overlap with each other at an interval. It can be seen that the DC superimposition characteristics can be improved and the AC resistance at low DC bias current can be reduced by arranging the.

[0026] 図 4A〜図 4Cは周波数特性を示している。図 4Aは Q値、図 4Bはインダクタンス、図 4Cは交流特性を、それぞれ示している。本発明品の方が、 Q値が高ぐ交流抵抗も低い。インダクタンスが若干低いが、周波数にかかわらずほぼ一定にすることができる。現在、 DC— DCコンバータの動作周波数は l〜3MHz程度である力将来的にはより高くなる（例えば 10MHzに近づく）と予想されている。本発明品は高周波特性が良好であることから、周波数が高まるにつれて、本発明はより一層有用になるものと考えられる。 4A to 4C show frequency characteristics. Fig. 4A shows the Q value, Fig. 4B shows the inductance, and Fig. 4C shows the AC characteristics. The product of the present invention has a higher Q value and lower AC resistance. Although the inductance is slightly low, it can be made almost constant regardless of the frequency. Currently, the operating frequency of DC-DC converters is expected to be about 1 to 3 MHz, and is expected to increase in the future (eg, approaching 10 MHz). Since the product of the present invention has good high frequency characteristics, it is considered that the present invention becomes more useful as the frequency increases.

[0027] なお、コイル巻数は要求仕様に応じて適宜増減することができる。但し、コイル巻数が過度に多くなると、製造工程数が増えコストも高くなるので、コイル巻数は必要最限とすることが好ましい。 [0027] Note that the number of coil turns can be appropriately increased or decreased according to the required specifications. However, the number of coil turns If the number is excessively large, the number of manufacturing steps increases and the cost also increases.

Claims

請求の範囲 The scope of the claims

[1] 電気絶縁性の磁性層と導体パターンが積層され前記導体パターンが順次接続されることで、磁性体中で積層方向に重畳しながら螺旋状に周回するコイルが形成され、該コイルの両端がそれぞれ引出導体を介して積層体チップ外表面に引き出され電極端子に接続されている積層インダクタにおいて、 [1] An electrically insulating magnetic layer and a conductor pattern are laminated and the conductor patterns are sequentially connected to form a coil that spirals around the magnetic material while overlapping in the lamination direction. In the multilayer inductor, each of which is drawn to the outer surface of the multilayer chip through the lead conductor and connected to the electrode terminal,

積層面全体にわたる電気絶縁性の磁気ギャップ層が 1層以上配置されると共に、間隔をおいて重なり合う導体パターンの間で該導体パターンに近接して該導体バターン形状に対応した電気絶縁性の非磁性パターンが配置されていることを特徴とする積層インダクタ。 One or more electrically insulative magnetic gap layers over the entire laminated surface are disposed, and between electrically conductive patterns that overlap with each other at an interval, an electrically insulative magnetic layer corresponding to the conductor pattern shape is provided close to the conductor pattern. A multilayer inductor characterized by non-magnetic patterns.

[2] 前記電気絶縁性の磁気ギャップ層及び前記電気絶縁性の非磁性パターンが積層方向の中央に対して対称的に配置されている請求項 1記載の積層インダクタ。 2. The multilayer inductor according to claim 1, wherein the electrically insulative magnetic gap layer and the electrically insulative nonmagnetic pattern are arranged symmetrically with respect to the center in the laminating direction.

[3] 前記電気絶縁性の磁気ギャップ層が積層方向の中央に位置し、前記電気絶縁性の非磁性パターンが積層方向の中央に対して対称的に 2層以上配置されている請求項 1記載の積層インダクタ。 [3] Claim 1 wherein the electrically insulating magnetic gap layer is located in the center in the stacking direction, and the two or more electrically insulating nonmagnetic patterns are arranged symmetrically with respect to the center in the stacking direction. The multilayer inductor described.

[4] 前記電気絶縁性の磁気ギャップ層の厚さ力互いに重なり合う導体パターンの間隔よりも小さく設定されている請求項 1記載の積層インダクタ。 4. The multilayer inductor according to claim 1, wherein a thickness force of the electrically insulating magnetic gap layer is set to be smaller than an interval between conductor patterns overlapping each other.

[5] 前記電気絶縁性の非磁性パターン力、間隔をおいて重なり合う全ての導体パターンの間に配置されている請求項 1記載の積層インダクタ。 5. The multilayer inductor according to claim 1, wherein the multilayer insulating inductor is disposed between all the electrically conductive non-magnetic pattern forces and the conductor patterns overlapping with an interval.