JP2002043130A - 積層インダクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 優れた直流重畳特性を有する小型で低コスト
の積層インダクタを提供する。 【解決手段】 コイル用導体パターン１２〜１６は、磁
性体シート１１に設けたビアホール２６を通して電気的
に直列に接続され、螺旋状コイルＬ１を構成している。
ここに、各コイル用導体パターン１２〜１６には、端部
を残して、導体パターン１２〜１６の長さ方向に２本の
スリット２４，２５が形成されている。これらスリット
２４，２５により、コイル用導体パターン１２〜１６は
端部を除いて、そのパターン幅方向に三つの領域に分割
されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は積層インダクタに関
し、特に、大きな直流電流が流れてもインダクタンスが
低下しにくい良好な直流重畳特性を有する積層インダク
タに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、積層インダクタとしては、絶
縁性を有するセラミック材料からなるセラミック層もし
くはフェライト等の磁性体材料からなる磁性体層を積層
して焼成してなる積層体内部に、セラミック層もしくは
磁性体層の間に形成した１／２ターンや３／４ターンの
コイル用導体パターンを、順次直列に電気的に接続して
コイルを形成してなるものが一般に知られている。コイ
ル用導体パターンの電気的接続は、コイル用導体パター
ン間に介在するセラミック層もしくは磁性体層に形成し
たビアホールを通して行うようにしたり、コイル用導体
パターンの一部分だけ残してセラミック層もしくは磁性
体層で覆い、その一部分を介して次のコイル用導体パタ
ーンに電気的に接続するようにしている。

【０００３】かかる構造を有する従来の積層インダクタ
は、コイルを構成しているコイル用導体パターンのパタ
ーン幅や配置などを変えることにより、必要とするイン
ダクタンス値や直流重畳特性等の電気的特性を得てい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、非磁性体材
料からなるセラミック層を積層してなる従来の積層イン
ダクタにあっては、漏れ磁束が大きい。このため、大き
なインダクタンス値を有するものを得るためには、コイ
ルのターン数を多くしなければならず、形状が大きくな
るという問題があった。

【０００５】これに対し、磁性体材料からなる磁性体層
を積層してなる従来の積層インダクタにあっては、閉磁
路を構成するので漏れ磁束が少なく、直流抵抗も低くす
ることができるという利点を有している。しかしなが
ら、磁性体材料からなる従来の積層インダクタは、コイ
ルに直流電流が流れたときのインダクタンス値が低下す
る、いわゆる直流重畳特性の劣化が生じ、非磁性体から
なる開磁路構造を有する積層インダクタに比較して、許
容できる直流電流が小さくなるという問題があった。

【０００６】そこで、本発明の目的は、優れた直流重畳
特性を有する小型で低コストの積層インダクタを提供す
ることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段及び作用】前記目的を達成
するため、本発明に係る積層インダクタは、（ａ）複数
の磁性体層と複数のコイル用導体パターンを積み重ねて
構成した積層体と、（ｂ）複数のコイル用導体パターン
を電気的に直列に接続してなる螺旋状のコイルと、
（ｃ）コイル用導体パターンの長さ方向に設けたスリッ
トとを備え、（ｄ）コイル用導体パターンの少なくとも
一部分を、スリットがパターン幅方向に少なくとも二分
割していること、を特徴とする。

【０００８】螺旋状コイルを構成しているコイル用導体
パターンの少なくとも一部が、スリットによってパター
ン幅方向に間隔を有して分割されているので、コイルに
流れる電流が、分割されたコイル用導体パターンに分岐
して流れる。これにより、コイルに直流電流が流れたと
きの磁界分布が、コイル用導体パターンが分割されてい
ないときの磁界分布と異なり、磁気抵抗が大きくなり、
積層インダクタの直流重畳特性が改善される。

【０００９】また、内側に位置している第１の分割導体
パターンのパターン幅が、外側に位置している第２の分
割導体パターンのパターン幅よりも広くなるようにすれ
ば、コイルの直流抵抗が低減される。

【００１０】さらに、コイル用導体パターンが、スリッ
トによってパターン幅方向に少なくとも二分割され、螺
旋状コイルを流れる電流が、コイル用導体パターンの各
々で内側に位置している第１の分割導体パターンと外側
に位置している第２の分割導体パターンとを順次交互に
流れるようにしたことを特徴とする。これにより、並列
する２本の導体路が得られる。これらの導体路は二つの
コイルを構成し、この二つのコイルの直流抵抗がバラン
スする。従って、差動回路で使用されるコモンモードチ
ョークコイルのように、抵抗バランスが重要となる用途
に特に好適に使用することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる積層インダ
クタの実施の形態について添付の図面を参照して説明す
る。

【００１２】［第１実施形態、図１〜図３］本発明にか
かる積層インダクタの一つの実施形態の内部構成を図１
に、外観を図２に、また、その等価回路を図３にそれぞ
れ示す。該積層インダクタ１０は、図１に示すように、
ほぼ一定の幅を有するコイル用導体パターン１２，１
３，１４，１５，１６をそれぞれ表面に設けた磁性体シ
ート１１等で構成されている。コイル用導体パターン１
２〜１６は印刷やスパッタリングや蒸着などの方法によ
り、磁性体シート１１の表面に形成されている。コイル
用導体パターン１２〜１６の材料としては、Ａｇ，Ａｇ
−Ｐｄ，Ｃｕ，Ｎｉなどが用いられる。磁性体シート１
１の材料としては、フェライトなどの磁性体材料が使用
される。

【００１３】コイル用導体パターン１２〜１６は、磁性
体シートに設けたビアホール２６を通して電気的に直列
に接続され、螺旋状コイルＬ１を構成している。螺旋状
コイルＬ１の一端部（即ち、コイル用導体パターン１
２）は、磁性体シート１１の左辺に設けた引出し電極１
７に電気的に接続している。螺旋状コイルＬ１の他端部
（即ち、コイル用導体パターン１６）は、磁性体シート
１１の右辺に設けた引出し電極１８に電気的に接続して
いる。

【００１４】ここに、各コイル用導体パターン１２〜１
６には、端部を残して、導体パターン１２〜１６の長さ
方向に２本のスリット２４，２５が形成されている。こ
れらスリット２４，２５により、コイル用導体パターン
１３は両端部を除いて、そのパターン幅方向に三つの領
域１３ａ，１３ｂ，１３ｃに分割されている。

【００１５】コイル用導体パターン１４，１５も両端部
を除いて、そのパターン幅方向にそれぞれ三つの領域１
４ａ，１４ｂ，１４ｃ、１５ａ，１５ｂ，１５ｃに分割
されている。同様に、コイル用導体パターン１２，１６
は一端部を除いて、そのパターン幅方向にそれぞれ三つ
の領域１２ａ，１２ｂ，１２ｃ、１６ａ，１６ｂ，１６
ｃに分割されている。

【００１６】以上の磁性体シート１１は、図１に示すよ
うに、順に積み重ねられ、その上下に予め表面に導体を
設けないカバー用磁性体シート１１を配置した後、一体
的に焼成され図２に示すような積層体３とされる。積層
体３の両端部には、外部電極１，２が設けられている。
外部電極１は、引出し電極１７に電気的に接続され、外
部電極２は引出し電極１８に電気的に接続されている。
外部電極１，２は、Ａｇ，Ａｇ−Ｐｄ，Ｃｕ，Ｎｉなど
の導電性ペーストを塗布後、焼付けたり、あるいは更に
湿式めっきしたりすることによって形成される。

【００１７】以上の構成を有する積層インダクタ１０
は、コイルＬ１を構成しているコイル用導体パターン１
２〜１６の各々が、ビアホール２６部分を除いて、スリ
ット２４，２５によりその幅方向に三つに分割されてい
るので、コイルＬ１に流れる電流が分岐される。従っ
て、コイルＬ１に直流電流が流れたときの積層体３内に
おける磁界分布が、スリット２４，２５がないときの磁
界分布と異なり、スリット２４，２５がないときのコイ
ル用導体パターン１２〜１６の周りの最短磁路よりもス
リット２４，２５があるときの最短磁路の方が長くなる
ので、磁気抵抗が大きくなる。これにより、本第１実施
形態の積層インダクタ１０の磁気飽和が起きにくくな
り、直流重畳特性が改善される。また、本第１実施形態
の積層インダクタ１０にあっては、コイル用導体パター
ン１２〜１６の各々は、その端部が分割されていないの
で、分割パターン毎にビアホール２６を形成する必要が
なく、加工効率もよい。

【００１８】なお、本第１実施形態では、コイル用導体
パターン１２〜１６の各々を、スリット２４，２５によ
りその幅方向に三分割しているが、直流重畳特性の改善
効果を高めるためには、スリットの数を増やせばよい。
本第１実施形態では、コイル用導体パターン１２〜１６
の各々を三つに分割したが、その分割数はコイルＬ１の
直流抵抗との関連を考慮して決定される。コイルＬ１の
直流抵抗を小さくするためには、スリット２４，２５の
幅をできるだけ小さくすることが望ましい。また、スリ
ット２４，２５を、本第１実施形態のようにコイル用導
体パターン１２〜１６の各々の略全長に渡って形成する
必要はなく、１／４ターンや１／２ターンのようにコイ
ル用導体パターン１２〜１６のそれぞれの長さ方向の一
部分に形成するものであってもよい。

【００１９】［第２実施形態、図４〜図６］本発明にか
かる積層インダクタのいま一つの実施形態の内部構成を
図４に、また、その等価回路を図５にそれぞれ示す。該
積層インダクタ３０は、図４に示すように、コイル用導
体パターン３２，３３，３４，３５，３６をそれぞれ表
面に設けた磁性体シート３１等で構成されている。

【００２０】コイル用導体パターン３２〜３６は、それ
ぞれ長さ方向に１本のスリット４０が形成されている。
このスリット４０により、コイル用導体パターン３２〜
３６の各々はパターン幅方向に二分割され、内側に位置
している第１の分割導体パターン３２ａ〜３６ａと外側
に位置している第２の分割導体パターン３２ｂ〜３６ｂ
とに分けられる。そして、内側の第１の分割導体パター
ン３２ａ〜３６ａのパターン幅を、外側の第２の分割導
体パターン３２ｂ〜３６ｂのパターン幅より広くしてい
る。

【００２１】内側の第１の分割導体パターン３２ａ〜３
６ａは磁性体シート３１に設けたビアホール４１を通し
て電気的に直列に接続されるとともに、外側の第２の導
体パターン３２ｂ〜３６ｂもビアホール４１を通して直
列に接続され、一つの螺旋状コイルＬ１を構成してい
る。螺旋状コイルＬ１の一端部（即ち、分割導体パター
ン３２ａ，３２ｂ）は、磁性体シート３１の左辺に設け
た引出し電極３７に電気的に接続している。また、螺旋
状コイルＬ１の他端部（即ち、分割導体パターン３６
ａ，３６ｂ）は、磁性体シート３１の右辺に設けた引出
し電極３８に電気的に接続している。

【００２２】以上の磁性体シート３１は、図４に示すよ
うに、順に積み重ねられ、その上下にカバー用磁性体シ
ート３１を配置した後、一体的に焼成され図２に示すよ
うな積層体とされる。積層体の両端部には、外部電極が
設けられている。

【００２３】本第２実施形態の積層インダクタ３０にあ
っても、コイルＬ１（図５参照）を構成しているコイル
用導体パターン３２〜３６の各々が、スリット４０によ
りそのパターン幅方向に間隔を有して二つの分割導体パ
ターンに分割されているので、第１実施形態の積層イン
ダクタ１０と同様の理由により、直流重畳特性が改善さ
れる。

【００２４】また、本第２実施形態の積層インダクタ３
０は、内側の分割導体パターン３２ａ〜３６ａのパター
ン幅をいずれも、外側の分割導体パターン３２ｂ〜３６
ｂのパターン幅より広くしているので、次の表１〜３に
示す計算結果からも明らかなように、コイルＬ１の直流
抵抗を低減することができる。ただし、この計算結果
は、計算を簡単にするために、図６に示すように、分割
導体パターンＰｉａ（＝３２ａ，３３ａ，３４ａ，３５
ａ，３６ａ）およびＰｉｂ（＝３２ｂ，３３ｂ，３４
ｂ，３５ｂ，３６ｂ）が円形のパターン形状を有するモ
デルに基づいて計算したものである。

【００２５】

【表１】

【００２６】

【表２】

【００２７】

【表３】

【００２８】前記表１〜３から、螺旋状コイルＬ１のコ
イル軸から内側の分割導体パターンＰｉａまでの距離ｒ
ａが大きいほど、コイルＬ１の直流抵抗を低減できる効
果が大きくなることも分る。

【００２９】［第３実施形態、図７〜図９］本発明にか
かる積層インダクタのさらにいま一つの実施形態の内部
構成を図７に、外観を図８に、また等価回路を図９にそ
れぞれ示す。該積層インダクタ５０は、図７に示すよう
に、コイル用導体パターン５２，５３，５４，５５，５
６をそれぞれ表面に設けた磁性体シート５１等で構成さ
れている。

【００３０】コイル用導体パターン５２〜５６は、それ
ぞれ長さ方向に１本のスリット６０が形成されている。
このスリット６０により、コイル用導体パターン５２〜
５６の各々はパターン幅方向に二分割され、内側に位置
している第１の分割導体パターン５２ａ〜５６ａと外側
に位置している第２の分割導体パターン５２ｂ〜５６ｂ
とに分けられる。

【００３１】そして、内側の第１の分割導体パターン５
２ａは、磁性体シート５１に設けたビアホール６１を通
して、外側の第２の分割導体パターン５３ｂに電気的に
直列に接続される。以下、同様にして、第１の分割導体
パターン５２ａ，第２の分割導体パターン５３ｂ、第１
の分割導体パターン５４ａ、第２の分割導体パターン５
５ｂ、第１の分割導体パターン５６ａというように、内
側の第１の分割導体パターン５２ａ，５４ａ，５６ａと
外側の第２の分割導体パターン５３ｂ，５５ｂとを交互
に電気的に直列に接続して螺旋状コイルＬ１を構成して
いる。さらに、内側の第１の分割導体パターン５３ａ，
５５ａと外側の第２の分割導体パターン５２ｂ，５４
ｂ，５６ｂとを交互に電気的に直列に接続して螺旋状コ
イルＬ２を構成している。

【００３２】螺旋状コイルＬ１の一端部（即ち、分割導
体パターン５２ａ）は、磁性体シート５１の左辺の手前
側に設けた引出し電極５７ａに電気的に接続している。
螺旋状コイルＬ１の他端部（即ち、分割導体パターン５
６ａ）は、磁性体シート５１の右辺の手前側に設けた引
出し電極５８ａにビアホール６１を通して電気的に接続
している。また、螺旋状コイルＬ２の一端部（即ち、分
割導体パターン５２ｂ）は、磁性体シート５１の左辺の
奥側に設けた引出し電極５７ｂに電気的に接続してい
る。螺旋状コイルＬ２の他端部（即ち、分割導体パター
ン５６ｂ）は、磁性体シート５１の右辺の奥側に設けた
引出し電極５８ｂにビアホール６１を通して電気的に接
続している。

【００３３】以上の磁性体シート５１は、図７に示すよ
うに、順に積み重ねられ、その上下にカバー用磁性体シ
ート（図示せず）を配置した後、一体的に焼成され図８
に示すような積層体７３とされる。積層体７３の両端部
には、それぞれ螺旋状コイルＬ１の外部電極７１ａ，７
１ｂと螺旋状コイルＬ２の外部電極７２ａ，７２ｂが設
けられている。外部電極７１ａは引出し電極５７ａに電
気的に接続され、外部電極７１ｂは引出し電極５８ａに
電気的に接続され、外部電極７２ａは引出し電極５７ｂ
に電気的に接続され、外部電極７２ｂは引出し電極５８
ｂに電気的に接続されている。

【００３４】以上の構成を有する積層インダクタ５０
は、内側に位置する分割導体パターン５２ａ〜５６ａと
外側に位置する分割導体パターン５２ｂ〜５６ｂとが交
互に接続されてなる二つの並列のコイルＬ１，Ｌ２を内
蔵している。従って、二つのコイルＬ１とＬ２の直流抵
抗が等しくなる。コイルＬ１，Ｌ２の各々を流れる電流
は、均衡しており、内側に位置する分割導体パターン５
２ａ〜５６ａと外側に位置する分割導体パターン５２ｂ
〜５６ｂとを順次交互に流れる。これにより、本第３実
施形態の積層インダクタ５０は、差動回路で使用される
コモンモードチョークコイルのように、抵抗バランスが
重要となる用途に特に好適に使用することができる。

【００３５】［他の実施形態］本発明は前記実施形態に
限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更
することができる。例えば第１〜第３実施形態では磁性
体シートを積層して焼成するものについて説明したが、
ペースト状のフェライト材と導体パターン形成用の電極
ペーストとを交互に印刷する印刷工法を採用することに
より、前記第１〜第３実施形態で説明した積層インダク
タと同様の積層インダクタを得ることができる。また、
第１実施形態の積層インダクタ１０にあっては、図１０
に一例を示すように、コイル用導体パターン１３の長さ
方向に設けたスリット２４，２５の代わりに、パターン
１３の幅方向に延在するスリット８０を千鳥状に設け、
ミアンダ形状のコイル用導体パターン１３にしても、第
１実施形態と同様の効果を奏することができる。

【００３６】さらに、第３実施形態の積層インダクタ５
０は、二つのコイルＬ１，Ｌ２を有するコモンモードチ
ョークコイルの場合について説明したが、分割導体パタ
ーン５２ａ，５２ｂを共通引出し電極に接続するととも
に、分割導体パターン５６ａ，５６ｂも共通引出し電極
に接続することにより、一つのコイルを有するインダク
タとすることもできる。この場合には、第１実施形態や
第２実施形態と同様、直流重畳特性が改善される。

【００３７】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明によれば、コイルを構成しているコイル用導体パター
ンの少なくとも一部分をスリットによりパターン幅方向
に分割しているので、コイルに流れるコイル電流が分岐
され、コイルに直流電流が流れたときの磁界分布が、ス
リットがないときの磁界分布と異なり、磁気抵抗が大き
くなって積層インダクタの直流重畳特性が改善されると
いう顕著な効果を奏することができる。

【００３８】また、内側に位置する第１の分割導体パタ
ーンのパターン幅を、外側に位置する第２の分割導体パ
ターンのパターン幅よりも広くすれば、コイルの直流抵
抗を低減することができ、発熱が少なく電気特性の優れ
た積層インダクタを得ることができる。

【００３９】さらに、内側に位置する第１の分割導体パ
ターンと外側に位置する第２の分割導体パターンとを交
互に直列に接続するようにすれば、２つのコイルの直流
抵抗が互いに等しくなり、コイルの各々を流れる電流が
バランスするので、差動回路で使用されるコモンモード
チョークコイルのように、抵抗バランスが重要となる用
途に特に好適に使用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる積層インダクタの第１実施形態
の分解斜視図。

【図２】図１の積層インダクタの外観を示す斜視図。

【図３】図１の積層インダクタの等価回路図。

【図４】本発明にかかる積層インダクタの第２実施形態
の分解斜視図。

【図５】図４の積層インダクタの等価回路図。

【図６】図４の積層インダクタの直流抵抗低減の計算モ
デルの説明図。

【図７】本発明にかかる積層インダクタの第３実施形態
の分解斜視図。

【図８】図７の積層インダクタの外観を示す斜視図。

【図９】図７の積層インダクタの等価回路図。

【図１０】他の実施形態の説明図。

【符号の説明】

３，７３…積層体 １０，３０，５０…積層インダクタ １１，３１，５１…磁性体シート １２〜１６，３２〜３６，５２〜５６…コイル用導体パ
ターン ２４，２５，４０，６０…スリット ３２ａ〜３６ａ，５２ａ〜５６ａ…第１の分割導体パタ
ーン ３２ｂ〜３６ｂ，５２ｂ〜５６ｂ…第２の分割導体パタ
ーン Ｌ１，Ｌ２…螺旋状コイル

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の磁性体層と複数のコイル用導体パ
   ターンを積み重ねて構成した積層体と、 複数の前記コイル用導体パターンを電気的に直列に接続
   してなる螺旋状のコイルと、 前記コイル用導体パターンの長さ方向に設けたスリット
   とを備え、 前記コイル用導体パターンの少なくとも一部分を、前記
   スリットがパターン幅方向に少なくとも二分割している
   こと、 を特徴とする積層インダクタ。
2. 【請求項２】 前記コイル用導体パターンが、前記スリ
   ットによってパターン幅方向に少なくとも二分割され、
   前記螺旋状コイルの内側に位置している第１の分割導体
   パターンのパターン幅が、外側に位置している第２の分
   割導体パターンのパターン幅より広いことを特徴とする
   請求項１記載の積層インダクタ。
3. 【請求項３】 前記コイル用導体パターンが、前記スリ
   ットによってパターン幅方向に少なくとも二分割され、
   前記螺旋状コイルを流れる電流が、前記コイル用導体パ
   ターンの各々で内側に位置している第１の分割導体パタ
   ーンと外側に位置している第２の分割導体パターンとを
   順次交互に流れるようにしたことを特徴とする請求項１
   または請求項２記載の積層インダクタ。