JP2001160510A - コイル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】製造組み立ての容易で、高周波特性に優れたコ
イル装置を提供する。 【解決手段】第１及び第２の基体７、１７は、樹脂と、
強磁性粉末とを含む複合磁性体で構成されている。第１
及び第２のコイル９、１９は第１及び第２の基体７、１
７の一面上に渦巻き状に形成され、内端がスルーホール
導体を介して第１及び第２の基体７、１７の他面側に導
かれている。第１の回路基板７および第２の回路基板１
７は、第１のコイル９を有する面と、第２のコイル１９
を有する面とが、互いに対向するように配置されてい
る。非磁性絶縁層５は第１の回路基板１と第２の回路基
板３との間に備えられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コイル装置に関す
る。本発明に係るコイル装置は、特に、コモンモードチ
ョークコイルとして用いるのに適したものである。その
他、トランスとしても用いることができる。

【０００２】

【従来の技術】従来、よく知られていたコモンモードチ
ョークコイルは、トロイダルコアに線材を巻回した構造
のものが一般的であったが、最近、小型化、量産化及び
磁気特性の改善等の観点から、積層構造のコモンモード
チョークコイルが提案され、実用に供されている。

【０００３】積層型のコイル装置（コモンモードチョー
クコイル）を製造する場合、連続するプロセスによっ
て、必要な磁性層、電極パターン及び絶縁層を順次に積
層するのが一般的であった。例えば、特開平８−３３５
５１７号公報に開示されているコモンモードチョークコ
イルでは、フェライトでなる磁性体基板を用い、その上
にうず巻き状の第１のコイルを形成する。

【０００４】フェライトでなる第１の磁性体基板はその
表面性が悪く、高精度のパターンを有する第１のコイル
を形成することが困難である。そこで、フェライトでな
る第１の磁性体基板の上に、第１の絶縁層を形成した
後、この第１の絶縁層の上に、第１のコイルを形成す
る。

【０００５】次に、上述のようにして形成された第１の
コイルを覆うように、第２の絶縁層を積層し、更に第２
の絶縁層の上に、うず巻き状の第２のコイルを形成す
る。第２のコイルは、第２の絶縁層によって、第１のコ
イルから電気的に絶縁される。

【０００６】次に、第２のコイルを覆うように、第３の
絶縁層を形成する。第３の絶縁層の上には、フェライト
でなる第２の磁性体基板が積層される。第２の磁性体基
板は、第３の絶縁層と対面する側の表面に、第１のコイ
ルの取り出し電極の１つと、第２のコイルの取り出し電
極の１つとが設けられている。

【０００７】第１のコイル及び第２のコイルは、うず巻
き状であるので、その内端はコイル形成面を通って外部
に引き出すことができない。上述した公知文献に記載の
発明では、第２の絶縁層及び第３の絶縁層を順次に貫通
するスルーホール導体を設け、このスルーホール導体に
よって、第１のコイルの内端を、第２の磁性体基板上に
設けられた取り出し電極に導通させてある。第２のコイ
ルの内端は、第３の絶縁層に設けられたスルーホール導
体を介して、第２の磁性体基板の上に設けられた取り出
し電極に導通される。

【０００８】第２の磁性体基板の上に設けられた取り出
し電極と、第３の絶縁層に設けられたスルーホール導体
とは、相互に対向させ、位置を合わせ、押圧して接触さ
せる。

【０００９】上述した積層工程は、第１の磁性体基板の
上で、連続するプロセスとして実行される。また、第１
のコイル、第２のコイル及び取り出し電極は、スッパッ
タによって導体膜を形成した後、フォトリソグラフィ工
程によってパターニングすることによって得られる。

【００１０】上述したように、従来、積層型のコイル装
置（コモンモードチョークコイル）を製造する場合、連
続するプロセスによって、必要な磁性層、電極パターン
及び絶縁層を順次に積層するのが一般的であった。この
ため、多くのプロセスが必要になるという問題点があっ
た。

【００１１】しかも、積層工程には、絶縁層の形成工程
―第１のコイルのためのスパッタ成膜、及び、フォトリ
ソグラフィの適用によるパターニング工程、第２の絶縁
層の形成工程、第２のコイルのためのスパッタ成膜工
程、フォトリソグラフィの適用によるパターニング工
程、第３の絶縁層の形成工程、取り出し電極のためのス
パッタ成膜工程、及び、フォトリソグラフィの適用によ
るパターニング工程等、異なるプロセスが含まれる。こ
のような異なるプロセスを、第１の磁性体基板の上で実
行しなければならない。このため、プロセスが複雑にな
る。

【００１２】更に、第２の磁性体基板の上に設けられた
取り出し電極と、第３の絶縁層に設けられたスルーホー
ル導体とを、相互に対向させ、位置を合わせ、押圧して
接触させる必要がある。

【００１３】しかし、取り出し電極およびスルーホール
導体のパターンが微細なため、両者を正確に位置合わせ
することが困難である。また、押圧する接続方法は、接
触不良等の問題が生じる。

【００１４】プロセスの簡素化、短縮等を目的として、
第１の絶縁層及び第１のコイルを形成した第１の磁性体
基板と、取り出し電極、第３の絶縁層及び第２のコイル
を形成した第２の磁性体基板とを、第２の絶縁層を介し
て積層する工法が考えられる。しかし、この場合には、
第１の磁性体基板側に設けられたスルーホール導体と、
第２の磁性体基板側に設けられたスルーホール導体とを
位置合わせしなければならない。スルーホール導体は、
極微細であるから、このような位置合わせは、極めて困
難である。しかも、スルーホール導体を、正確に位置合
わせできたとしても、スルーホール導体の端面を電気的
に接触させて導通をとることになるので、接触不良等の
問題が生じやすい。

【００１５】また、上述した公知文献に記載があるよう
に、従来はコアとなる磁性体基板を、フェライトで構成
するのが一般的であった。このため、高周波、特に、１
ＧＨｚ以上の高周波数領域でノイズを吸収し得るコモン
モードチョークコイルを実現することができなかった。

【００１６】即ち、最近のパソコン、或いは、その他の
電子情報機器においては、数１００ＭＨｚ以上の周波数
を持つパルスが用いられるようになり、装置内に発生す
る高調波ノイズは１ＧＨｚ以上にも達する。発生した高
調波ノイズは、伝送線路を通り、コモンモードノイズと
して装置の内外に伝播する。コモンモードチョークコイ
ルはそのようなコモンモードノイズを除去するために用
いられるものであるが、フェライトでなる磁性体基板
は、１ＧＨｚ以上の高調波ノイズは吸収することができ
ない。

【００１７】更に、磁性体基板をフェライトによって構
成した場合、その表面性がよくないために、高精度パタ
ーンの電極を形成するには、磁性体基板に絶縁層を設
け、その上にコイル等を形成しなければならない。この
ため、コイルと、磁性体基板との間に絶縁層による間隔
が生じ、両者間の結合が悪くなる。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、製造
組み立ての容易なコイル装置を提供することである。

【００１９】本発明のもう一つの課題は、コイルの電気
的接続に関して、高い信頼性が得られるコイル装置を提
供することである。

【００２０】本発明の更にもう一つの課題は、高精度の
導体パタ−ンを有するコイル装置を提供することであ
る。

【００２１】本発明の更にもう一つの課題は、１ＧＨｚ
以上の高調波領域でノイズを吸収し得るコイル装置、特
に、コモンモードチョークコイルを提供することであ
る。

【００２２】本発明のさらにもう一つの課題は、コイル
間の結合、及び、コイルと磁性基板との間の結合度の高
いコイル装置を提供することである。

【００２３】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ため、本発明に係るコイル装置は、第１の回路基板と、
第２の回路基板と、非磁性絶縁層とを含む。

【００２４】前記第１の回路基板は、第１の基体と、第
１のコイルとを含む。前記第１の基体は、樹脂と、強磁
性粉末とを含む複合磁性体で構成されている。前記第１
のコイルは、前記第１の基体の一面上に渦巻き状に形成
されており、内端が前記第１の基体の厚み方向に貫通す
るスルーホール導体を介して前記第１の基体の他面側に
導かれている。

【００２５】前記第２の回路基板は、第２の基体と、第
２のコイルとを含む。前記第２の基体は、樹脂と、強磁
性粉末とを含む複合磁性体で構成されている。前記第２
のコイルは、前記第２の基体の一面上に渦巻き状に形成
されており、内端が前記第２の基体の厚み方向に貫通す
るスルーホール導体を介して前記第２の基体の他面側に
導かれている。

【００２６】前記第１の回路基板および前記第２の回路
基板は、前記第１のコイルを有する面と、前記第２のコ
イルを有する面とを互いに対向するように配置されてい
る。前記非磁性絶縁層は、前記第１の回路基板と、前記
第２の回路基板との間に備えられている上述したよう
に、第１の回路基板は、第１の基体と第１のコイルとを
含んでいる。第１のコイルは、第１の基体の一面上に形
成され、内端が第１の基体の厚み方向に貫通するスルー
ホール導体を介して第１の基体の他面側に導かれてい
る。従って、第１の回路基板は、それ自体、完成したコ
イル基板の形態を有する。

【００２７】第２の回路基板は、第１の回路基板と同様
な構造を有しているから、第２の回路基板も、それ自
体、完成したコイル基板の形態を有する。

【００２８】本発明に係るコイル装置では、上述した第
１の回路基板および第２の回路基板との間に、非磁性絶
縁層が備えられている。即ち、それ自体、完成したコイ
ル基板の形態を有する第１の回路基板及び第２の回路基
板の間に非磁性絶縁層を配置するだけでよい。このた
め、製造組立が容易になる。

【００２９】第１の回路基板および第２の回路基板は、
第１のコイルを有する面と、第２のコイルを有する面と
が、互いに対向するように配置されているから、第１の
コイル及び第２のコイルの結合度が極めて高くなる。し
かも、第１のコイル及び第２のコイルは、渦巻き状に形
成されているから、必要なインダクタンスを得るのに必
要な線路長を確保することができる。更に、第１のコイ
ルは第１の基体の一面上に形成され、第２のコイルは第
２の基体の一面上に形成されているから、平面コイルと
なり、極めて薄くなる。

【００３０】第１のコイルの内端は、第１の基体の厚み
方向に貫通するスルーホール導体を介して第１の基体の
他面側に導びかれているので、コイル端末の一つである
内端を、第１の基体の他面を通り、リード電極の付与さ
れる第１の基板上の側端面側に導くことができる。ま
た、第１のコイルの外端は、第１の基体の一面側にある
ので、コイル端末の他の１つである外端を、第１の基体
の一面を通り、リード電極の付与される第１の基板上の
側端面側に導くことができる。第２の回路基板も、第１
の回路基板と同様な構造を有しているから、第１の回路
基板と同様のコイル端末引出構造を採用することができ
る。したがって、電気的接続に関して高い信頼性が得ら
れる。

【００３１】第１の基体および第２の基体は、樹脂と、
強磁性粉末とを含む複合磁性体で構成されているから、
表面性がよくなる。このため、微細なコイルパタ−ンを
断線させることなく形成することができる。

【００３２】また、樹脂の種類、または強磁性粉末の種
類、含有量、もしくは配合比等の選択によって、必要な
磁気特性を得ることができる。例えば、高周波特性に優
れたトランスや、１ＧＨｚ以上の高周波領域において、
優れたノイズ吸収特性を示すコモンモードチョークコイ
ルを得ることができる。

【００３３】

【発明の実施の形態】図１は本発明に係るコイル装置の
分解斜視図、図２は図１に示されたコイル装置の組み立
て斜視図、図３は図１の３−３線に沿った断面図であ
る。図示されたコイル装置は、コモンモードチョークコ
イルとして用いるのに適したものである。但し、高周波
トランスまたはインダクタ等として用いることもでき
る。図示されたコイル装置は、第１の回路基板１と、第
２の回路基板３と、非磁性絶縁層５とを含む。

【００３４】第１の回路基板１は、第１の基体７と、第
１のコイル９とを含む。第１の基体７は、樹脂と、強磁
性粉末とを含む複合磁性体で構成されている。樹脂の種
類、または強磁性粉末の種類、含有量、もしくは配合比
等は、要求される特性に応じて選択される。例えば、高
周波特性の改善を目的とした場合は、樹脂としては、エ
ポキシ系、ポリイミド系、フェノール系、ビスマレイイ
ミドトリアジン系またはフッ素系の少なくとも１種を用
いることができる。好ましくは、多官能エポキシ及びビ
スフェノ−ルＡ型高分子エポキシを用い、硬化剤とし
て、ビスフェノ−ルＡ型ノボラックを用いることができ
る。

【００３５】強磁性粉末としては、Ｎｉ／Ｚｎ系フェラ
イト、プラナ系フェライトまたはＭｎ／Ｚｎ系フェライ
トを用いることができる。更に、強磁性粉末として、Ｆ
ｅ、ＮｉもしくはＣｏから選択された少なくとも１種の
強磁性金属、またはこれらの合金を用いることができ
る。合金の例としては、FeCo合金、FeNi合金、NiCo合
金、FeCoNi合金、FeSi合金またはFeMn合金等がある。

【００３６】第１の基体７は、更に無機質成分を含んで
いてもよい。無機質成分は、ガラスクロス、ガラス不織
布、アラミド不織布の少なくとも１種を含むことができ
る。

【００３７】図４は第１の回路基板１の正面図、図５は
図４の５−５線に沿った拡大断面図である。図示された
第１のコイル９は、第１の基体７の一面上に、適当な巻
回数で、渦巻き状に形成されている。第１のコイル９の
内端２４は、第１の基体７の厚み方向に貫通するスルー
ホール導体１５を介して、第１の基体７の他面側１３に
導かれている。第１のコイル９の内端２４は、第１の基
体７の一面上１１にあって、渦巻き状の導体パターンの
中心近傍に設けられ、スルーホール導体１５によって他
面側１３に導かれている。スルーホール導体１５は、他
面側１３のリード電極２７に接続されている。リード電
極２７は、第１の基体７の側端面に導かれている。第１
のコイル９の外端（巻き始端とする）はリード電極２６
により、第１の基体７の側端面に導かれている。リード
電極２６及びリード電極２７は、第１の基体７の互いに
対向する両側端面に導かれている。

【００３８】第２の回路基板３は、図１に図示されてい
るように、第２の基体１７と、第２のコイル１９とを含
む。第２の基体１７は、樹脂と、強磁性粉末とを含む複
合磁性体で構成されている。第２の基体１７を構成する
樹脂及び強磁性粉末としては、第１の基体７の構成材料
として述べた材料を用いることができる。

【００３９】第２のコイル１９は、第２の基体１７の一
面２１上に渦巻き状に形成されている。第２のコイル１
９の内端２８は、第２の基体１７の一面上２１にあっ
て、渦巻き状の導体パターンの中心近傍に設けられ、ス
ルーホール導体３７で他面側２３に導かれている。スル
ーホール導体３７は、他面側２３のリード電極３１に接
続されている。リード電極３１は、第２の基体１７の側
端面に導かれている。第２のコイル１９の外端（巻き始
端とする）はリード電極２９により、第２の基体１７の
側端面に導かれている。リード電極２９及びリード電極
３１は、第２の基体１７の互いに対向する両側端面に導
かれている。

【００４０】更に、図１〜図５を参照すると明らかなよ
うに、第１のコイル９のリード電極２５は外部端子７５
に接続され、リード電極２７は外部端子７７に接続さ
れ、第２のコイル１９のリード電極２９は外部端子７９
に接続され、リード電極３１は外部端子８１に接続され
ている。外部端子７５、７９は、同一の側端面に付着さ
れ、外部端子７７、８１は、外部端子７５、７９の付着
された側端面と対向する他の側端面に付着されている。
これらの外部端子は、回路基板等に実装する場合にはん
だ付け部分として利用される。

【００４１】第１の回路基板１および第２の回路基板３
は、第１のコイル９を有する面１１と、第２のコイル１
９を有する面２１とが互いに対向するように配置されて
いる。実施例では、第１のコイル９及び第２のコイル１
９は、第１の回路基板１および第２の回路基板３を重ね
合わせた状態で、第１の基体７の他面側１３からみて同
じ方向Ｃ１に巻かれている。

【００４２】非磁性絶縁層５は、第１の回路基板１と、
第２の回路基板３との間に備えられている。これによ
り、複合磁性体でなる第１の基体７及び第２の基体１７
を、非磁性絶縁層５によって磁気的に分離する共に、第
１のコイル９及び第２のコイル１９の生じる磁束に対す
るコアとして機能させるコイル装置が得られる。第１の
基体７の他面側１３に保護層３３を積層し、第２の基体
１７の他面側２３に保護層３５を積層してもよい。

【００４３】図６は図１〜図５に示したコイル装置の電
気回路図である。図示するように、図１〜図５に示した
コイル装置において、第１のコイル９は、巻き始端（外
端）を外部端子７５に接続し、巻き終端（内端）を外部
端子７７に接続した構成となる。また、第２のコイル１
９は、巻き始端（外端）を外部端子７９に接続し、巻き
終端（内端）を外部端子８１に接続した構成となる。

【００４４】上述したように、第１の回路基板１は、第
１の基体７と第１のコイル９とを含んでいる。第１のコ
イル９は、第１の基体７の一面側１１に形成され、内端
２４が第１の基体７の厚み方向に貫通するスルーホール
導体１５を介して第１の基体７の他面側１３に導かれて
いる。従って、第１の回路基板１７は、それ自体、完成
したコイル基板の形態を有する。

【００４５】第２の回路基板３も、第１の回路基板１と
同様な構造を有しているから、第２の回路基板３も、そ
れ自体、完成したコイル基板の形態を有する。本発明に
係るコイル装置では、図１に示されているように、第１
の回路基板１および第２の回路基板３との間に、非磁性
絶縁層５が備えられている。即ち、それ自体、完成した
コイル基板の形態を有する第１の回路基板１及び第２の
回路基板３の間に非磁性絶縁層５を配置するだけでよ
い。このため、製造組立が容易になる。

【００４６】第１の回路基板１および第２の回路基板３
は、第１のコイル９を有する面１１と、第２のコイル１
９を有する面２１とが、互いに対向するように配置され
ているから、第１のコイル９及び第２のコイル１９の結
合度が極めて高くなる。しかも、第１のコイル９及び第
２のコイル１９は、渦巻き状に形成されているから、線
路長を巻回数によって調節し、必要なインダクタンスを
得ることができる。

【００４７】第１のコイル９の内端２４は、第１の基体
７の厚み方向に貫通するスルーホール導体１５を介して
第１の基体７の他面側１３に導びかれているので、コイ
ル端末の一つである内端２４を、第１の基体７の他面側
１３を通り、リード電極２７の付与される第１の基板７
上の側端面側に導くことができる。

【００４８】また、第１のコイル９の外端２６は、第１
の基体７の一面側１１にあるので、コイル端末の他の１
つである外端２６を、第１の基体７の一面側１１を通
り、外部端子７９の付与される側端面側に導くことがで
きる。

【００４９】第２の回路基板３は、第１の回路基板１と
同様な構造を有しているから、第１の回路基板１と同様
のコイル端末引出構造を採用することができる。したが
って、電気的接続に関して高い信頼性が得られる。

【００５０】第１の基体７および第２の基体１７は、樹
脂と、強磁性粉末とを含む複合磁性体で構成されている
から、表面性がよくなる。このため、微細なコイルパタ
−ンを断線させることもなく、形成し得る。この点は、
例えば、従来より周知のプリント回路基板の例を思い浮
かべれば明らかである。

【００５１】また、樹脂の種類または強磁性粉末の種
類、含有量、もしくは配合比等の選択によって、必要な
磁気特性を得ることができる。

【００５２】図１〜図６は、第１の回路基板１及び第２
の回路基板３を互いに重ね合わせた状態において、第１
のコイル９及び第２のコイル１９が、第１の基体７の他
面側１３からみて、同じ方向Ｃ１に巻かれている具体例
を示した。これとは異なって、第１のコイル９及び第２
のコイル１９は、第１の基体７の他面側１３からみて、
互いに逆方向に巻かれていてもよい。

【００５３】図７は第１のコイル９及び第２のコイル１
９が、第１の基体７の他面側１３からみて、逆方向に巻
かれている場合の電気回路図である。図７において、第
１のコイル９は、巻き始端（外端）を外部端子７５に接
続し、巻き終端（内端）を外部端子７７に接続した構成
となる。第２のコイル１９は、巻き始端（外端）を外部
端子８１に接続し、巻き終端（内端）を外部端子７９に
接続した構成となる。

【００５４】図８は図１〜図６に示したコイル装置をコ
モンモードチョークコイルとして用いた場合の電気回路
図である。図において、図６に現れた構成部分と同一の
構成部分については、同一の参照符号を付してある。図
示するように、コモンモードチョークコイルとして用い
る場合は、外部端子７５、７９を入力側ＩＮ１、ＩＮ２
に接続し、外部端子７７、８１を出力側ＯＵＴ１、ＯＵ
Ｔ２に接続する。外部端子７５、７９から同相で伝播さ
れたコモンモードノイズ電流Ｉｎは、第１のコイル９及
び第２のコイル１９を通って流れる際、複合磁性体で構
成された第１の基板７及び第２の基板１７による吸収作
用を受ける。出力側ＯＵＴ１、ＯＵＴ２から伝播してく
るコモンモードノイズに対しても、同様の吸収作用が得
られる。入力信号Ｉｓは、外部端子７５と、外部端子７
９とに異なった位相で入力されるので、第１及び第２の
コイル９、１９に流れる電流によって生じる磁界が互い
に打ち消しあい、インピーダンスを生じない。従って、
信号Ｉｓは、外部端子７５、７９から外部端子７７、８
１に、減衰することなく伝播される。

【００５５】図９は図１〜図６に示したコイル装置をト
ランスとして用いた場合の電気回路図である。図におい
て、図６に現れた構成部分と同一の構成部分について
は、同一の参照符号を付してある。図示するように、ト
ランスとして用いる場合は、外部端子７９、８１を入力
側ＩＮ１、ＩＮ２に接続し、外部端子７５、７７を出力
側ＯＵＴ１、ＯＵＴ２に接続する。または、これとは逆
に、外部端子７５、７７を入力側ＩＮ１、ＩＮ２に接続
し、外部端子７９、８１を出力側ＯＵＴ１、ＯＵＴ２に
接続してもよい。

【００５６】図１０は図７に示したコイル装置をコモン
モードチョークコイルとして用いた場合の電気回路図で
ある。図において、図７に現れた構成部分と同一の構成
部分については、同一の参照符号を付してある。図示す
るように、図７に示したコイル装置をコモンモードチョ
ークコイルとして用いる場合は、外部端子７５、８１を
入力側ＩＮ１、ＩＮ２に接続し、外部端子７７、７９を
出力側ＯＵＴ１、ＯＵＴ２に接続する。外部端子７５、
８１から同相で伝播されたコモンモードノイズ電流Ｉｎ
は、第１のコイル９及び第２のコイル１９を通って流れ
る際、複合磁性体で構成された第１の基板及び第２の基
板による吸収作用を受ける。出力側ＯＵＴ１、ＯＵＴ２
から出力端子７７、７９に伝播してくるコモンモードノ
イズに対しても、同様の吸収作用が得られる。入力信号
Ｉｓは、外部端子７５と、外部端子８１とに異なった位
相で入力されるので、互いに磁界が打ち消されてインピ
ーダンスを生じない。従って、信号Ｉｓは、外部端子７
５、８１から外部端子７７、７９に減衰することなく、
伝播される。

【００５７】図１１は図７に示したコイル装置をトラン
スとして用いた場合の電気回路図である。図において、
図７に現れた構成部分と同一の構成部分については、同
一の参照符号を付してある。図示するように、図７に示
したコイル装置をトランスとして用いる場合は、外部端
子７９、８１を入力側ＩＮ１、ＩＮ２に接続し、外部端
子７５、７７を出力側ＯＵＴ１、ＯＵＴ２に接続する。
または、これとは逆に、外部端子７５、７７を入力側Ｉ
Ｎ１、ＩＮ２に接続し、外部端子７９、８１を出力側Ｏ
ＵＴ１、ＯＵＴ２に接続してもよい。

【００５８】次に、本発明に係るコイル装置において、
良好な磁気特性を得るためには、第１のコイル９と、第
２のコイル１９との間の結合係数（Ｍ）は可能な限り、
１に近いことが理想である。実用的には０．９以上が必
要である。本発明に係るコイル装置において、結合係数
（Ｍ）は第１の基体７及び第２の基体１７を構成する複
合磁性体の比透磁率μに依存する。複合磁性体の比透磁
率μと結合係数（Ｍ）の関係を表１に示す。

【００５９】表１に示すように、０．９以上の結合係数
（Ｍ）を得るためには、比透磁率μが、μ≧２を満たす
ことが必要である。本発明に係るコイル装置では、第１
の回路基板１を構成する第１の基体７、及び、第２の回
路基板３を構成する第２の基体１７が、樹脂と、強磁性
粉末とを含む複合磁性体で構成されているので、樹脂の
種類、または強磁性粉末の種類、含有量もしくは配合比
等の選択によって、上述した条件を容易に満たすことが
できる。

【００６０】次に、上述したような比透磁率μを有する
複合磁性体の具体例について説明する。

【００６１】＜強磁性粉＞Ｎｉ／Ｃｕ／Ｚｎ系フェライ
ト組成物を、８００℃の温度条件で、２時間で熱処理
し、所定の粒度まで粉砕した。具体的組成として、Fe₂0
₃＝６４．３３ｗｔ％、NiO＝１０．９２ｗｔ％、CuO＝
６．１３ｗｔ％、ZnO＝１８．６２ｗｔ％の混合比で、
比透磁率μ＝２３０のフェライト磁性粉が得られた。

【００６２】＜樹脂＞複合磁性体を構成する樹脂として
は、エポキシ系樹脂を用いた。具体的には、多官能エポ
キシ樹脂と、ビスフェノール樹脂と、ビスフェノールＡ
型高分子エポキシ樹脂とを用いた。硬化剤としては、ビ
スフェノールＡ型ノボラック樹脂を用いた。これらの樹
脂は特開平９−５９４８６号公報に開示されている。

【００６３】更に詳しくは、多官能エポキシ樹脂を３０
〜８０ｗｔ％、ビスフェノールＡ型高分子エポキシ樹脂
を１０〜４０ｗｔ％、テトラフェニロールエタン型エポ
キシ樹脂５〜３５ｗｔ％を主成分とし、主成分１００重
量部に対して、硬化剤としてピスフエノールＡ型ノボラ
ック樹脂を５〜３０重量部、硬化促進剤としてイミダゾ
ール０．１〜５重量部を加えた。

【００６４】多官能エポキシ樹脂として、エピピス型エ
ポキシ樹脂（油化シェルエポキシ社製エビコート１００
１およびエビコート１００７）をそれぞれ２６．９ｗｔ
％ずつ含有させ、また、ピスフエノールＡ型高分子エポ
キシ樹脂（油化シェルエポキシ社製エビコート１２２
５）を２３．１ｗｔ％、特殊骨格を持つエポキシ樹脂と
して、テトラフェニロールエタン型エポキシ樹脂（油化
シェルエポキシ社製エビコート１０３１Ｓ）を２３．１
ｗｔ％をそれぞれ含むものを主成分とし、硬化剤として
ピスフエノールＡ型ノボラック樹脂（油化シェルエポキ
シ社製Ｙｍ１２９Ｂ６５）を加え、硬化促進剤としてイ
ミダゾール化合物（四国化成工業社製２Ｅ４ＭＺ）を加
えたものを用いた。

【００６５】＜基体の成形＞基体の成型に当たっては、
上述した樹脂および強磁性粉を所定の割合で混合し、有
機溶剤中で溶解、混合、分散した後、ドクターブレード
法によりシート状に成型した後、乾燥させた。その後、
所定の枚数を加圧し、加熱して、４ｍｍ以下の厚みの基
体を得た。このような方法によると、フェライトのよう
にもろくないので基体の板厚を薄くできる。また、表面
性がよいので微細な回路基板に供せられる基体が得られ
る。

【００６６】＜基体の比透磁率μ＞このようにして得ら
れる基体の比透磁率μは、強磁性粉末の混合割合に応じ
て変化する。次に、強磁性粉末の混合割合（ｗｔ％）
と、比透磁率μとの関係について表２に示す。

【００６７】表２によると、強磁性粉末の添加量が１０
ｗｔ％以上であれば、比透磁率μ≧２を満たすことがで
きる。強磁性粉末の添加量が９０ｗｔ％を越えると、比
透磁率μ≧９．８にもなるが、相対的に、複合磁性体中
の樹脂の割合が少なくなり、成形が困難になる。また、
強磁性粉末の添加量が１０ｗｔ％未満の範囲では、比透
磁率μ＜２となり、所定の磁気特性が得られなくなる。

【００６８】図１２は周波数に対するコイルの結合係数
（Ｍ）を示す図である。図において、曲線Ｍ１は、Ｎｉ
／Ｚｎ系焼結フェライトの強磁性粉末と、樹脂とを含む
複合磁性体を用いて第１の回路基板７及び第２の回路基
板１７を構成した本発明に係るコイル装置の特性、曲線
Ｍ２はＮｉ／Ｚｎ系焼結フェライト材料を用いて第１の
回路基板７及び第２の回路基板１７を構成した従来のコ
イル装置の特性を示している。

【００６９】図１２を参照すると、従来のコイル装置の
場合、結合係数（Ｍ）は、特性曲線Ｍ２に示すように、
２００ＭＨｚまでは初期値を維持しているが、それ以上
の周波数で急激に下降し、１ＧＨｚでは０．６５まで低
下している。

【００７０】これに対して、本発明に係るコイル装置の
場合、結合係数（Ｍ）は、特性曲線Ｍ１に示すように、
２ＧＨｚまで初期値を維持し、３ＧＨｚで０．８までし
か下降していない。従って、本発明に係るコイル装置に
よれば、１ＧＨｚ以上の高周波に対しも、高い結合係数
（Ｍ）を確保し得る高周波用のトランスまたはコモンモ
ードチョークコイルを実現することができる。

【００７１】図１３は周波数に対するコイルのインピー
ダンスを示す図である。図において、曲線Ｚ１は、Ｎｉ
／Ｚｎ系焼結フェライトの強磁性粉末と、樹脂とを含む
複合磁性体を用いて第１の回路基板７及び第２の回路基
板１７を構成した本発明に係るコイル装置の特性、曲線
Ｚ２はＮｉ／Ｚｎ系焼結フェライト材料を用いて第１の
回路基板７及び第２の回路基板１７を構成した従来のコ
イル装置の特性を示している。

【００７２】図１３を参照すると、従来のコイル装置の
場合、インピーダンスは、特性曲線Ｚ２に示すように、
２００ＭＨｚで最高値１０００（Ω）となり、１ＧＨｚ
においては数１０（Ω）まで低下した。

【００７３】これに対して、本発明に係るコイル装置の
場合、インピーダンスは、特性曲線Ｚ１に示すように、
１．５ＧＨｚで、従来のコイル装置の２００ＭＨｚの場
合と、同程度のインピーダンスを得ることができ、３Ｇ
Ｈｚでも数１００（Ω）のインピーダンスを得ることが
できた。このような周波数ーインピーダンス特性は、本
発明に係るコイル装置をコモンモードチョークコイルに
用いた場合、１ＧＨｚ以上のコモンモードノイズを吸収
できることを示している。

【００７４】第１の基体７及び第２の基体１７は、更に
無機質成分を含んでいてもよい。無機質成分は、ガラス
クロス、ガラス不織布またはアラミド不織布の少なくと
も１種を含むことができる。

【００７５】表３は無機質成分の混入、混入される無機
質成分の種類及び非混入と不良発生数との関係を示して
いる。表３のデータを得るに当たっては、第１の基体７
（または第２の基体１７）を、各データ採取サンプル毎
に１０個用意した。第１の基体７（または第２の基体１
７）の厚みは２００μｍとした。この第１の基体７（ま
たは第２の基体１７）の上に、第１のコイル９（または
第２のコイル１９）を、フォトリソグラフィ工程及びエ
ッチング工程を通して形成した。表３には、このプロセ
スにおいて欠けを発生した第１の基体７（または第２の
基体１７）の数を不良数として示した。

【００７６】表３に示すように、無機質成分を含まない
サンプルでは、１０個のサンプル中、３個のサンプル
が、基板欠けによる不良品となった。これに対して、無
機質成分として、ガラスクロス、ガラス不織布またはア
ラミド不織布を混入したサンプルでは、不良数は零であ
った。このデータから、第１の基体７（または第２の基
体１７）に無機質成分を混入させることにより、歩留ま
りを著しく向上させ得ることは明らかである。従って、
歩留向上によるコストダウンに寄与することができる。

【００７７】本発明に係るコイル装置において、非磁性
絶縁層５は、好ましくは、熱硬化型の有機樹脂材料で構
成する。この場合、非磁性絶縁層５の厚みは、好ましく
は、１００μｍ以下に設定する。表４は、非磁性絶縁層
５の厚みと、結合係数（Ｍ）との関係を示している。表
４に示すデータは、第１の基体７及び第２の基体１７
を、比透磁率μ＝５の複合磁性体によって構成した場合
のデータである。

【００７８】表４に示すように、非磁性絶縁層５の厚み
が１００μｍ以下の範囲では、０．９以上の高い結合係
数（Ｍ）を示す。これに対して、非磁性絶縁層５の厚み
が１００μｍを越すと、結合係数（Ｍ）が０．８以下と
なり、結合係数（Ｍ）が著しく劣化する。しかも、非磁
性絶縁層５を、熱硬化型の有機樹脂材料によって構成す
ることにより、１０μｍ以下の厚みを実現することがで
き、０．９４以上の極めて高い結合係数（Ｍ）を確保す
ることができる。

【００７９】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、次
のような効果を得ることができる。 （ａ）製造組み立ての容易なコイル装置を提供すること
ができる。 （ｂ）コイルの電気的接続に関して、高い信頼性が得ら
れるコイル装置を提供することができる。 （ｃ）高精度のプリントパタ−ンを複合磁性体基板に形
成することができるコイル装置を提供することができ
る。 （ｄ）１ＧＨｚ以上の高調波領域でノイズ吸収し得るコ
イル装置を提供することができる。 （ｅ）コイルと、磁性体基板との間の結合度の高いコイ
ル装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るコイル装置の分解斜視図である。

【図２】図１に示されたコイル装置の組み立て斜視図で
ある。

【図３】図２の３−３線に沿った拡大断面図である。

【図４】本発明に係る回路基板の平面図である。

【図５】図４の５−５線に沿った拡大断面図である。

【図６】本発明に係るコイル装置の回路図である。

【図７】本発明に係るコイル装置の別の実施例における
回路図である。

【図８】図１〜図６に示したコイル装置をコモンモード
チョークコイルとして用いた場合の電気回路図である。

【図９】図１〜図６に示したコイル装置をトランスとし
て用いた場合の電気回路図である。

【図１０】図７に示したコイル装置をコモンモードチョ
ークコイルとして用いた場合の電気回路図である。

【図１１】図７に示したコイル装置をトランスとして用
いた場合の電気回路図である。

【図１２】コイル装置の周波数と結合係数（Ｍ）との関
係を示すグラフである。

【図１３】コイル装置の周波数とインピーダンスとの関
係を示すグラフである。

【符号の説明】

１ 第１の回路基板 ３ 第２の回路基板 ５ 非磁性絶縁層 ７ 第１の基体 ９ 第１のコイル １７ 第２の基体 １９ 第２のコイル

フロントページの続き Ｆターム(参考） 4E351 AA02 BB11 BB15 BB24 BB29 BB49 DD01 GG07 5E041 AA05 AA11 AA19 AB01 AB02 BB01 BB03 BB05 CA01 CA02 NN04 5E070 AA01 AA20 AB01 AB07 BA11 BB03 BB10 CB02 CB17

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の回路基板と、第２の回路基板と、
   非磁性絶縁層とを含むコイル装置であって、 前記第１の回路基板は、第１の基体と、第１のコイルと
   を含み、 前記第１の基体は、樹脂と、強磁性粉末とを含む複合磁
   性体で構成されており、 前記第１のコイルは、前記第１の基体の一面上に渦巻き
   状に形成され、内端が前記第１の基体の厚み方向に貫通
   するスルーホール導体を介して前記第１の基体の他面側
   に導かれており、 前記第２の回路基板は、第２の基体と、第２のコイルと
   を含み、 前記第２の基体は、樹脂と、強磁性粉末とを含む複合磁
   性体で構成されており、 前記第２のコイルは、前記第２の基体の一面上に渦巻き
   状に形成され、内端が前記第２の基体の厚み方向に貫通
   するスルーホール導体を介して前記第２の基体の他面側
   に導かれており、 前記第１の回路基板および前記第２の回路基板は、前記
   第１のコイルを有する面と、前記第２のコイルを有する
   面とが互いに対向するように配置されており、 前記非磁性絶縁層は、前記第１の回路基板と、前記第２
   の回路基板との間に備えられているコイル装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載されたコイル装置であっ
   て、 前記第１のコイルおよび前記第２のコイルは、前記第１
   の基体の他面側から見て互いに同一方向に巻かれている
   コイル装置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載されたコイル装置であっ
   て、 前記第１のコイルおよび前記第２のコイルは、前記第１
   の基体の他面側から見て互いに反対方向に巻かれている
   コイル装置。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３の何れかに記載されたコ
   イル装置であって、 前記第１の基体および前記第２の基体は、１ＧＨｚにお
   ける実効比透磁率μｅが、μｅ≧２を満たすコイル装
   置。
5. 【請求項５】 請求項１乃至４の何れかに記載されたコ
   イル装置であって、 前記強磁性粉末は、Ｎｉ／Ｚｎ系フェライト、プラナ系
   フェライトまたはＭｎ／Ｚｎ系フェライトの少なくとも
   １種を含むコイル装置。
6. 【請求項６】 請求項１乃至５の何れかに記載されたコ
   イル装置であって、 前記強磁性粉末は、Ｆｅ、ＮｉまたはＣｏから選択され
   た少なくとも１種を含む磁性金属からなるコイル装置。
7. 【請求項７】 請求項１乃至６の何れかに記載されたコ
   イル装置であって、 前記強磁性粉末は、Ｆｅ、ＮｉまたはＣｏから選択され
   た少なくとも１種を含む合金であるコイル装置。
8. 【請求項８】 請求項１乃至７の何れかに記載されたコ
   イル装置であって、 前記強磁性粉末の含有量は、１０〜９０ｗｔ％であるコ
   イル装置。
9. 【請求項９】 請求項１乃至８の何れかに記載されたコ
   イル装置であって、 前記樹脂は、エポキシ系、ポリイミド系、フェノール
   系、ビスマレイイミドトリアジン系またはフッ素系の少
   なくとも１種を含むコイル装置。
10. 【請求項１０】 請求項１乃至９の何れかに記載された
    コイル装置であって、 前記第１の基体及び前記第２の基体は、更に無機質成分
    を含み、 前記無機質成分は、ガラスクロス、ガラス不織布または
    アラミド不織布の少なくとも１種を含むコイル装置。
11. 【請求項１１】 請求項１乃至１０の何れかに記載され
    たコイル装置であって、 前記非磁性絶縁層は、熱硬化樹脂でなり、厚みが１００
    μｍ以下であるコイル装置。