JP2002190410A - Laminated transformer - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、小型でも高い結合
係数を実現可能な積層型トランスに係り、伝送トランス
やコモンモードチョーク等の積層型コイル部品に適用可
能なものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laminated transformer capable of realizing a high coupling coefficient even with a small size, and is applicable to laminated coil components such as a transmission transformer and a common mode choke.
【０００２】[0002]
【従来の技術】電子部品が組み込まれている機器に対し
て小型化の要求が近年強まり、これに伴って、小型の積
層電子部品の需要が急速に高まってきた。そして、伝送
トランスやＥＭＣ対策として用いられるコモンモードチ
ョークがバルン回路等に用いられているが、これら伝送
トランスやコモンモードチョークを小型で高性能化する
需要も増大している。2. Description of the Related Art In recent years, there has been an increasing demand for miniaturization of devices in which electronic components are incorporated, and accordingly, demand for small-sized multilayer electronic components has rapidly increased. Although common mode chokes used as transmission transformers and EMC countermeasures are used in balun circuits and the like, there is an increasing demand for making these transmission transformers and common mode chokes smaller and more sophisticated.
【０００３】この積層型トランスの一例として特公平７
−４８４１７号公報で示されるものが知られており、図
１１に基づきこの公報に記載されたものを従来例として
説明する。この公報には、積層部材である２枚の磁性体
シート１０２、１０３上にそれぞれ渦巻き状の導体パタ
ーンを形成して一対のコイル１１１、１１２とすること
で、磁性体シート１０３を介して一対の渦巻き状のコイ
ル１１１、１１２が相互に平行になるように配置された
構造が示されている。そして、これら一対のコイル１１
１、１１２を有した磁性体シート１０２、１０３を上下
より積層部材である同じく磁性体シート１０１、１０４
で挟み込む形にこれらを積層し、最後に外部に図示しな
い端子電極を設けることで積層型トランスが完成されて
いる。As an example of this laminated transformer, Japanese Patent Publication No.
Japanese Unexamined Patent Publication No. -48417 is known, and the one described in this publication will be described as a conventional example with reference to FIG. In this publication, a pair of coils 111 and 112 are formed by forming spiral conductive patterns on two magnetic sheets 102 and 103, respectively, which are laminated members. A structure in which spiral coils 111 and 112 are arranged so as to be parallel to each other is shown. The pair of coils 11
The magnetic sheets 102 and 103 having the first and the second magnetic sheets 101 and 104 are laminated from the top and the bottom.
These are stacked in such a manner as to be sandwiched between them, and finally, a terminal electrode (not shown) is provided outside to complete a stacked transformer.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかし、積層部材を上
記のように全て磁性体シート１０１、１０２、１０３、
１０４で構成した従来の積層型トランスの場合には、導
体間に大きな漏れ磁束であるマイナ・ループが発生する
ことになる。さらに、この公報に示された構造では、１
次コイル及び２次コイルがそれぞれ一つのコイル１１
１、１１２で形成されるのに伴って、これらのコイル１
１１、１１２の端部を積層型トランス外にそれぞれ引き
出す為の配線である引出部１１１Ａ、１１１Ｂ、１１２
Ａ、１１２Ｂが長くなり、リーケージインダクタンスも
大きくなってしまう。However, as described above, all the laminated members are made of the magnetic sheets 101, 102, 103,
In the case of the conventional laminated transformer constituted by 104, a minor loop, which is a large leakage magnetic flux, occurs between the conductors. Further, in the structure disclosed in this publication, 1
The primary coil and the secondary coil are each one coil 11
1, 112, these coils 1
Pull-out portions 111A, 111B, 112 which are wires for pulling out the end portions of 11, 11 out of the multilayer transformer, respectively.
A and 112B become long, and the leakage inductance also becomes large.
【０００５】以上より、従来の構造において１次、２次
コイル間の結合係数は、０．６程度の値にしかならず、
この積層型トランスを伝送トランスやコモンモードチョ
ークとして用いようとした場合には特性が不十分で、採
用困難であった。本発明は上記事実を考慮し、小型でも
高い結合係数を実現した積層型トランスを提供すること
を目的とする。As described above, in the conventional structure, the coupling coefficient between the primary and secondary coils is only about 0.6.
When this laminated transformer is used as a transmission transformer or a common mode choke, the characteristics are insufficient and it is difficult to adopt it. The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and has as its object to provide a stacked transformer that realizes a high coupling coefficient even with a small size.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】請求項１による積層型ト
ランスは、一対の磁性体層間に非磁性体層が挟まれた構
造とされると共に、１次コイル及び２次コイルが渦巻き
状の導体によりそれぞれ形成された積層型トランスであ
って、少なくとも非磁性体層を間に挟む形で、これら１
次コイル及び２次コイルが相互に対向して内蔵され、こ
の非磁性体層の厚さが１００μｍ以下とされると共に、
これら１次コイルと２次コイルとの間の結合係数が０．
８５以上とされることを特徴とする。According to a first aspect of the present invention, there is provided a multilayer transformer having a structure in which a non-magnetic layer is sandwiched between a pair of magnetic layers, and a primary coil and a secondary coil are spiral conductors. , Each having at least a nonmagnetic layer interposed therebetween.
A secondary coil and a secondary coil are built in opposition to each other, and the thickness of the nonmagnetic layer is set to 100 μm or less.
The coupling coefficient between these primary and secondary coils is 0.
It is characterized by being 85 or more.
【０００７】請求項１に係る積層型トランスの作用を以
下に説明する。本請求項に係る積層型トランスは、一対
の磁性体層間に非磁性体層が挟まれた構造とされ、渦巻
き状の導体によりそれぞれ形成される１次コイルと２次
コイルとが、非磁性体層を間に挟む形で、相互に対向し
て内蔵されている。そして、非磁性体層の厚さが１００
μｍ以下とされることで、１次コイルと２次コイルとの
間の結合係数が０．８５以上とされている。The operation of the multilayer transformer according to claim 1 will be described below. The laminated transformer according to the present invention has a structure in which a non-magnetic layer is sandwiched between a pair of magnetic layers, and a primary coil and a secondary coil formed by a spiral conductor are each composed of a non-magnetic substance. They are built opposite to each other with layers interposed therebetween. The thickness of the nonmagnetic layer is 100
The coupling coefficient between the primary coil and the secondary coil is set to 0.85 or more by setting it to μm or less.
【０００８】つまり、渦巻き状の導体でそれぞれ形成さ
れる１次コイルと２次コイルとの間に非磁性体層を配置
し、この非磁性体層の外側の部分に磁性体層を配置する
だけでなく、非磁性体層の厚さを上記のようにすること
により、マイナ・ループを少なくした。これによって、
全体の厚みが１ｍｍ程度の小型の積層型トランスであっ
ても０．８５以上となる高い結合係数の値を実現でき、
この積層トランスを伝送トランスやコモンモードチョー
クとして採用可能になった。In other words, a non-magnetic layer is disposed between a primary coil and a secondary coil formed of spiral conductors, and a magnetic layer is disposed outside the non-magnetic layer. Instead, minor loops were reduced by making the thickness of the nonmagnetic layer as described above. by this,
Even a small laminated transformer with a total thickness of about 1 mm can realize a high coupling coefficient value of 0.85 or more,
This laminated transformer can be used as a transmission transformer or a common mode choke.
【０００９】請求項２に係る積層型トランスの作用を以
下に説明する。本請求項は請求項１と同様の構成を有し
て同様に作用するが、さらに、１次コイル及び２次コイ
ルをそれぞれ構成する渦巻き状の導体が、磁性体層に接
した渦巻き状の第１の導体及び非磁性体層中に位置する
渦巻き状の第２の導体により構成され、これら第１の導
体及び第２の導体の内側端同士が、各層の積層方向に延
びる導電材で接続されると共に、これら第１の導体及び
第２の導体の他端となる一対の引出部が、第１の導体及
び第２の導体の外側端に位置するという構成を有する。The operation of the multilayer transformer according to claim 2 will be described below. The present invention has the same configuration as that of the first aspect and operates in the same manner. However, the spiral conductors constituting the primary coil and the secondary coil respectively have a spiral shape in contact with the magnetic layer. And a spiral second conductor located in the non-magnetic layer. The inner ends of the first conductor and the second conductor are connected to each other by a conductive material extending in the stacking direction of each layer. In addition, a pair of lead portions serving as the other ends of the first conductor and the second conductor are located at outer ends of the first conductor and the second conductor.
【００１０】つまり、一対の引出部が、これら導体の外
側端に位置して積層型トランスの側面までの距離が短い
ことから、外部への引出の為の配線部分となる引出部が
短くなる結果、リーケージインダクタンスが減少し、こ
れによっても結合係数Ｋの値をより一層高くすることが
可能となる。That is, since the pair of lead portions is located at the outer ends of these conductors and the distance to the side surface of the multilayer transformer is short, the lead portion serving as a wiring portion for drawing out to the outside is shortened. , The leakage inductance is reduced, which also makes it possible to further increase the value of the coupling coefficient K.
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る積層型トラン
スの一実施の形態を図面を参照しつつ説明することによ
り、本発明を明らかにする。図１及び図４に示すよう
に、本実施の形態に係る積層型トランス１０は、それぞ
れ長方形に形成された４枚の磁性体シート１Ａ、１Ｂ、
１Ｆ、１Ｇ及び３枚の非磁性体シート１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ
が積層された直方体構造となっている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be clarified by describing one embodiment of a multilayer transformer according to the present invention with reference to the drawings. As shown in FIGS. 1 and 4, the multilayer transformer 10 according to the present embodiment has four rectangular magnetic sheets 1A, 1B,
1F, 1G and three nonmagnetic sheets 1C, 1D, 1E
Are laminated to form a rectangular parallelepiped structure.
【００１２】つまり、図１及び図４に示すように、表面
抵抗が高く絶縁材となるＮｉ−Ｃｕ−Ｚｎフェライト磁
性体により磁性体シート１Ａ、１Ｂ、１Ｆ、１Ｇが形成
されている。これら磁性体シート１Ａ、１Ｂ、１Ｆ、１
Ｇの内の磁性体シート１Ａ、１Ｂが積層型トランス１０
の下部側に配置される下側磁性体層１１とされており、
磁性体シート１Ｆ、１Ｇが積層型トランス１０の上部側
に配置される上側磁性体層１２とされている。さらに、
この内の磁性体シート１Ａ、１Ｆ、１Ｇには導体パター
ンが配置されていないものの、磁性体シート１Ｂ上に
は、この磁性体シート１Ｂの外部へ引き出される引出部
５を外側端として有した渦巻き状の導体２Ａが印刷され
て配置されている。That is, as shown in FIGS. 1 and 4, the magnetic sheets 1A, 1B, 1F, and 1G are formed of a Ni--Cu--Zn ferrite magnetic material having a high surface resistance and serving as an insulating material. These magnetic sheets 1A, 1B, 1F, 1
The magnetic sheets 1A and 1B of the G
And a lower magnetic layer 11 disposed on the lower side of
The magnetic sheets 1 </ b> F and 1 </ b> G constitute an upper magnetic layer 12 disposed on the upper side of the multilayer transformer 10. further,
Although the conductor patterns are not arranged on the magnetic sheets 1A, 1F, and 1G, the spiral sheet having, on the magnetic sheet 1B, a drawing portion 5 that is drawn out of the magnetic sheet 1B as an outer end. The conductor 2A is printed and arranged.
【００１３】一方、図１及び図４に示すように、非磁性
Ｎｉ−Ｚｎフェライト、ガラスセラミック或いは、樹脂
材料などの非磁性体で絶縁材となるシートにより形成さ
れる３枚の非磁性体シート１Ｃ、１Ｄ、１Ｅを重ね合わ
せて形成された非磁性体層１３が、これら下側磁性体層
１１と上側磁性体層１２との間に配置されている。従っ
て、本実施の形態に係る積層型トランス１０は、一対の
磁性体層１１、１２間に非磁性体層１３が挟まれた構造
とされており、一対の磁性体層１１、１２の透磁率はそ
れぞれ例えば１００とされている。On the other hand, as shown in FIGS. 1 and 4, three non-magnetic sheets formed of a non-magnetic sheet such as non-magnetic Ni—Zn ferrite, glass ceramic, or resin material and serving as an insulating material. A nonmagnetic layer 13 formed by laminating 1C, 1D, and 1E is disposed between the lower magnetic layer 11 and the upper magnetic layer 12. Therefore, the laminated transformer 10 according to the present embodiment has a structure in which the nonmagnetic layer 13 is sandwiched between the pair of magnetic layers 11 and 12, and the magnetic permeability of the pair of magnetic layers 11 and 12. Are, for example, 100.
【００１４】そして、これら非磁性体シート１Ｃ、１
Ｄ、１Ｅの内の非磁性体シート１Ｃ上には、この非磁性
体シート１Ｃの外部へ引き出される引出部６を外側端と
して有した渦巻き状の導体２Ｂが印刷されて配置されて
いると共に、この導体２Ｂの内側端を前述の導体２Ａの
内側端に接続するためのスルーホール４Ａが貫通して形
成されている。また、非磁性体シート１Ｄ上には、この
非磁性体シート１Ｄの外部へ引き出される引出部７を外
側端として有した渦巻き状の導体３Ａが印刷されて配置
されている。非磁性体シート１Ｅ上には、この非磁性体
シート１Ｅの外部へ引き出される引出部８を外側端とし
て有した渦巻き状の導体３Ｂが印刷されて配置されてい
ると共に、この導体３Ｂの内側端を上記の導体３Ａの内
側端に接続するためのスルーホール４Ｂが貫通して形成
されている。The nonmagnetic sheets 1C, 1C
On the non-magnetic sheet 1C of D and 1E, a spiral conductor 2B having a drawn-out portion 6 drawn out to the outside of the non-magnetic sheet 1C as an outer end is printed and arranged. A through hole 4A for connecting the inner end of the conductor 2B to the inner end of the conductor 2A is formed to penetrate therethrough. Further, on the non-magnetic material sheet 1D, a spiral conductor 3A having a drawn-out portion 7 which is drawn out of the non-magnetic material sheet 1D as an outer end is printed and arranged. On the non-magnetic sheet 1E, a spiral conductor 3B having a drawn-out portion 8 drawn out to the outside of the non-magnetic sheet 1E as an outer end is printed and arranged, and an inner end of the conductor 3B is printed. Is connected to the inner end of the conductor 3A.
【００１５】以上より、導体２Ａの内側端と導体２Ｂの
内側端との間がスルーホール４Ａによって接続されて１
次コイル２１を形成しており、導体３Ａの内側端と導体
３Ｂの内側端との間がスルーホール４Ｂによって接続さ
れて２次コイル２２を形成している。すなわち、スルー
ホール４Ａ、４Ｂが各層の積層方向に延びる導電材とさ
れている。そして、本実施の形態では、磁性体シート１
Ａから磁性体シート１Ｇまでの７枚のシートが順次積層
されて、内部に１次コイル２１及び２次コイル２２を有
した構造になっている。As described above, the inner end of the conductor 2A and the inner end of the conductor 2B are connected by the through-hole 4A,
A secondary coil 21 is formed, and an inner end of the conductor 3A and an inner end of the conductor 3B are connected by a through hole 4B to form a secondary coil 22. That is, the through holes 4A and 4B are made of a conductive material extending in the laminating direction of each layer. In the present embodiment, the magnetic sheet 1
Seven sheets from A to the magnetic sheet 1G are sequentially laminated, and have a structure having a primary coil 21 and a secondary coil 22 inside.
【００１６】この内の１次コイル２１を形成する第１の
導体である導体２Ａが下側磁性層体層１１に接している
と共に、同じく１次コイル２１を形成する第２の導体で
ある導体２Ｂが非磁性体層１３中に位置している。ま
た、２次コイル２２を形成する第１の導体である導体３
Ｂが上側磁性体層１２に接していると共に、同じく２次
コイル２２を形成する第２の導体である導体３Ａが非磁
性体層１３中に位置している。つまり、これら１次コイ
ル２１及び２次コイル２２が、少なくとも非磁性体層１
３を間に挟む形で相互に対向して積層型トランス１０に
内蔵された形になっており、また、これら１次コイル２
１と２次コイル２２との間の巻き数比が１：１となって
いる。A conductor 2A as a first conductor forming the primary coil 21 is in contact with the lower magnetic layer layer 11, and a conductor as a second conductor also forming the primary coil 21. 2B is located in the nonmagnetic layer 13. Also, the conductor 3 which is the first conductor forming the secondary coil 22
B is in contact with the upper magnetic layer 12, and the conductor 3 </ b> A, which is also the second conductor forming the secondary coil 22, is located in the nonmagnetic layer 13. That is, the primary coil 21 and the secondary coil 22 are formed at least in the nonmagnetic layer 1.
3 are built in the multilayer transformer 10 so as to face each other with the primary coil 2 interposed therebetween.
The turns ratio between the primary and secondary coils 22 is 1: 1.
【００１７】一方、図４の斜線部分で示すように、１次
コイル２１の一対の引出部５、６は積層型トランス１０
の同一の側面に引き出され、２次コイル２２の一対の引
出部７、８は引出部５、６が引き出される側面と対向す
る側面にそれぞれ引き出されている。On the other hand, as shown by the hatched portion in FIG.
Of the secondary coil 22, and the pair of extraction portions 7, 8 of the secondary coil 22 are respectively extracted to the side surfaces opposite to the side surfaces from which the extraction portions 5, 6 are extracted.
【００１８】また、図２に示すように、この引出部５
が、積層型トランス１０の外側の側面１０Ａに配置され
た端子電極１５に接続され、端子電極１５と同一の側面
１０Ａに配置された端子電極１６に引出部６が接続され
ている。これら端子電極１５、１６が配置された側面１
０Ａと対向する側面１０Ｂには、引出部７に接続された
端子電極１７及び引出部８に接続された端子電極１８が
それぞれ配置されている。Further, as shown in FIG.
Is connected to a terminal electrode 15 arranged on the outer side surface 10A of the multilayer transformer 10, and the lead portion 6 is connected to a terminal electrode 16 arranged on the same side surface 10A as the terminal electrode 15. Side surface 1 on which these terminal electrodes 15 and 16 are arranged
A terminal electrode 17 connected to the lead portion 7 and a terminal electrode 18 connected to the lead portion 8 are arranged on the side surface 10B facing the line OA.
【００１９】そして、図３に示すように、本実施の形態
では、これら非磁性体層１３の厚さＤ1 が１００μｍ以
下とされ、一対の磁性体層１１、１２の厚さＤ2 の内の
薄い側が１００μｍ〜１０００μｍの範囲とされ、積層
型トランス１０の全厚Ｄが例えば１．０〜１．１ｍｍ程
度とされ、また、これら１次コイル２１と２次コイル２
２との間の結合係数Ｋが０．８５以上とされている。つ
まり、例えば厚さＤ1 を４０μｍとすれば、厚さＤ2 の
内の薄い側が２００μｍ〜１０００μｍの範囲とされ、
また、厚さＤ1 を１００μｍとすれば、厚さＤ2 の内の
薄い側が５００μｍ〜１０００μｍの範囲とすることが
考えられる。As shown in FIG. 3, in the present embodiment, the thickness D 1 of the nonmagnetic layer 13 is set to 100 μm or less, and the thickness D 2 of the pair of magnetic layers 11 and 12 is smaller than 100 μm. Is set in the range of 100 μm to 1000 μm, and the total thickness D of the multilayer transformer 10 is set to, for example, about 1.0 to 1.1 mm.
2 is set to 0.85 or more. That is, for example, if the thickness D 1 and 40 [mu] m, the thin side of the thick D 2 is in the range of 200Myuemu～1000myuemu,
In addition, when the thickness D 1 and 100 [mu] m, it is considered that the thin side of the thick D 2 is in the range of 500Myuemu～1000myuemu.
【００２０】他方、本実施の形態の積層型トランス１０
は、図３に示すように各コイル２１、２２を形成する導
体間の間隔Ｂと導体間の絶縁材である非磁性体シート１
Ｃ、１Ｄ、１Ｅのそれぞれの厚みＡとの関係がＡ＜Ｂと
された構造のコモンモード・チョークとされている。そ
して、本実施の形態に係る積層型トランス１０では、例
えば厚みＡが１５μｍとされ、間隔Ｂが３０μｍとさ
れ、また、導体の幅Ｃが３０μｍとされている。On the other hand, the laminated transformer 10 of the present embodiment
As shown in FIG. 3, the distance B between the conductors forming the coils 21 and 22 and the non-magnetic sheet 1 which is an insulating material between the conductors
The common mode choke has a structure in which the relationship between the thickness A of each of C, 1D, and 1E is A <B. In the multilayer transformer 10 according to the present embodiment, for example, the thickness A is 15 μm, the interval B is 30 μm, and the width C of the conductor is 30 μm.
【００２１】次に、グリーンシート積層工法を用いた場
合の本実施の形態に係る積層型トランス１０の製造を、
図１、図２、図４及び図５を用いて説明する。この積層
型トランス１０の製造に際して、まず、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚ
ｎフェライト磁性体のグリーンシートにより磁性体シー
ト１Ａ、１Ｂ、１Ｆ、１Ｇを形成し、また、非磁性Ｎｉ
−Ｚｎフェライト、ガラスセラミック或いは、樹脂材料
などの非磁性体のグリーンシートにより非磁性体シート
１Ｃ、１Ｄ、１Ｅを形成する。Next, the production of the laminated transformer 10 according to the present embodiment using the green sheet laminating method will be described.
This will be described with reference to FIGS. 1, 2, 4 and 5. In manufacturing the multilayer transformer 10, first, Ni-Cu-Z
Magnetic sheets 1A, 1B, 1F and 1G are formed from green sheets of n-ferrite magnetic material.
-Form nonmagnetic sheets 1C, 1D, and 1E from green sheets of nonmagnetic material such as Zn ferrite, glass ceramic, or resin material.
【００２２】次に、銀、銀−パラジウム等の導体ペース
トを磁性体シート１Ｂ及び非磁性体シート１Ｃ、１Ｄ、
１Ｅに印刷することで、図４に示すそれぞれ渦巻き状の
導体２Ａ、２Ｂ、３Ａ、３Ｂとなる導体パターンが形成
される。そして、これら導体２Ｂ、３Ｂの印刷時に、非
磁性体シート１Ｃ、１Ｅ内に同じく導体ペーストを充填
することで、これら非磁性体シート１Ｃ、１Ｅをそれぞ
れ貫通する導電材であるスルーホール４Ａ、４Ｂが形成
される。Next, a conductive paste such as silver or silver-palladium is applied to the magnetic sheet 1B and the non-magnetic sheets 1C and 1D.
By printing on 1E, conductor patterns to be the spiral conductors 2A, 2B, 3A, and 3B shown in FIG. 4 are formed. When printing the conductors 2B and 3B, the non-magnetic sheets 1C and 1E are filled with the conductive paste in the same manner, so that the through-holes 4A and 4B which are conductive materials penetrate the non-magnetic sheets 1C and 1E, respectively. Is formed.
【００２３】尚、実際に積層型トランス１０を製造する
際には、図１及び図４に示す導体パターンが多数個配列
された図５に示すような状態のグリーンシート１及び導
体パターンが配置されていないグリーンシートを順次積
層した後、ダイサーによる切断等によって個片に分割し
て磁性体層１１、１２及び非磁性体層１３を同時に焼成
する。そして最後に、引出部５、６、７、８に接続され
るように図２に示すような端子電極１５、１６、１７、
１８をメッキ等により設置して、積層型トランス１０が
完成される。When the laminated transformer 10 is actually manufactured, a green sheet 1 and a conductor pattern in a state shown in FIG. 5 in which a large number of conductor patterns shown in FIGS. 1 and 4 are arranged are arranged. After sequentially laminating the green sheets, the magnetic layers 11, 12 and the non-magnetic layer 13 are simultaneously fired by dividing into individual pieces by cutting with a dicer or the like. Finally, terminal electrodes 15, 16, 17, as shown in FIG. 2 are connected to the extraction portions 5, 6, 7, 8.
18 is installed by plating or the like, and the multilayer transformer 10 is completed.
【００２４】次に、本実施の形態に係る積層型トランス
１０の作用を説明する。本実施の形態に係る積層型トラ
ンス１０は、一対の磁性体層１１、１２間に非磁性体層
１３が挟まれた構造とされ、一対の渦巻き状の導体によ
りそれぞれ形成される１次コイル２１と２次コイル２２
とが、非磁性体層１３を間に挟む形で、相互に対向して
この積層型トランス１０に内蔵されている。Next, the operation of the multilayer transformer 10 according to the present embodiment will be described. The laminated transformer 10 according to the present embodiment has a structure in which a nonmagnetic layer 13 is sandwiched between a pair of magnetic layers 11 and 12, and a primary coil 21 formed by a pair of spiral conductors, respectively. And the secondary coil 22
Are built in the laminated transformer 10 so as to face each other with the nonmagnetic layer 13 interposed therebetween.
【００２５】そして、図３に示す非磁性体層１３の厚さ
Ｄ1 が１００μｍ以下とされ、一対の磁性体層１１、１
２の内の薄い方の磁性体層の厚さＤ2 が１００μｍ〜１
０００μｍの範囲とされることで、１次コイル２１と２
次コイル２２との間の結合係数Ｋが０．８５以上とされ
ている。The thickness D 1 of the nonmagnetic layer 13 shown in FIG.
2, the thickness D 2 of the thinner magnetic layer is 100 μm to 1
000 μm, the primary coils 21 and 2
The coupling coefficient K with the secondary coil 22 is set to 0.85 or more.
【００２６】つまり、一対の渦巻き状の導体でそれぞれ
形成される１次コイル２１と２次コイル２２との間に非
磁性体層１３を配置すると共に、この非磁性体層１３の
外側の部分に磁性体層１１、１２を配置し、非磁性体層
１３の厚さＤ1 を上記のようにすることにより、マイナ
・ループを少なくした。尚ここで、一対の磁性体層１
１、１２の内の薄い方の磁性体層の厚さを１０００μｍ
以下としたのはこれを越えると、積層型トランス１０が
厚くなりすぎて実使用に適さないためである。That is, the non-magnetic layer 13 is disposed between the primary coil 21 and the secondary coil 22 formed of a pair of spiral conductors, respectively. place the magnetic layers 11 and 12, the thickness D 1 of the non-magnetic layer 13 by the above, with a reduced minor loop. Here, the pair of magnetic layers 1
The thickness of the thinner magnetic layer of 1, 12 is 1000 μm
The reason for this is that if it exceeds this, the multilayer transformer 10 becomes too thick and is not suitable for practical use.
【００２７】以上より、例えば縦寸法が２．０ｍｍで横
寸法が１．２５ｍｍで厚み寸法が１．０ｍｍ程度と小型
の積層型トランス１０等の積層型コイル部品であって
も、０．８５以上となる高い結合係数Ｋの値を実現で
き、このような積層トランス１０を伝送トランスやコモ
ンモードチョークとして採用可能になった。As described above, for example, a laminated coil component such as a small laminated transformer 10 having a vertical dimension of 2.0 mm, a lateral dimension of 1.25 mm, and a thickness dimension of about 1.0 mm is 0.85 or more. Thus, the laminated transformer 10 can be adopted as a transmission transformer or a common mode choke.
【００２８】他方、本実施の形態では、１次コイル２１
をそれぞれ構成する磁性体層１１に接した渦巻き状の導
体２Ａ及び、非磁性体層１３中に位置する渦巻き状の導
体２Ｂが、その内側端同士でスルーホール４Ａを介して
接続されると共に、これら導体２Ａ及び導体２Ｂの他端
となる一対の引出部５、６が、導体２Ａ及び導体２Ｂの
外側端に位置している。また、２次コイル２２をそれぞ
れ構成する非磁性体層１３中に位置する渦巻き状の導体
３Ａ及び、磁性体層１２に接した渦巻き状の導体３Ｂ
が、その内側端同士でスルーホール４Ｂを介して接続さ
れると共に、これら導体３Ａ及び導体３Ｂの他端となる
一対の引出部７、８が、導体３Ａ及び導体３Ｂの外側端
に位置している。On the other hand, in the present embodiment, the primary coil 21
The spiral conductor 2A in contact with the magnetic layer 11 and the spiral conductor 2B located in the non-magnetic layer 13 are connected at their inner ends via the through-hole 4A. A pair of lead portions 5 and 6, which are the other ends of the conductor 2A and the conductor 2B, are located at outer ends of the conductor 2A and the conductor 2B. Further, a spiral conductor 3A located in the nonmagnetic layer 13 constituting each of the secondary coils 22 and a spiral conductor 3B in contact with the magnetic layer 12
Are connected to each other via through holes 4B at their inner ends, and a pair of lead portions 7, 8 serving as the other ends of the conductors 3A and 3B are located at the outer ends of the conductors 3A and 3B. I have.
【００２９】つまり、図４に示すように、４つの引出部
５、６、７、８が、導体２Ａ、２Ｂ、３Ａ、３Ｂの外側
端に位置して、積層型トランス１０の側面１０Ａ、１０
Ｂまでの距離が短いことから、外部への引出の為の配線
部分となるコイル２１、２２の引出部５、６、７、８の
長さが、図１１で示す従来例の引出部１１１Ａ、１１１
Ｂ、１１２Ａ、１１２Ｂの長さよりも短いことになる。
そして、引出部５、６、７、８が短くなった結果とし
て、リーケージインダクタンスが減少し、これによって
も結合係数Ｋの値をより一層高くすることが可能とな
る。That is, as shown in FIG. 4, the four lead portions 5, 6, 7, 8 are located at the outer ends of the conductors 2A, 2B, 3A, 3B, and the side surfaces 10A, 10A,
Since the distance to B is short, the lengths of the lead portions 5, 6, 7, 8 of the coils 21, 22, which are wiring portions for drawing out to the outside, are the same as those of the conventional lead portion 111A, shown in FIG. 111
B, 112A, and 112B.
Then, as a result of the shortening of the lead portions 5, 6, 7, and 8, the leakage inductance decreases, and thus, the value of the coupling coefficient K can be further increased.
【００３０】さらに、本実施の形態に係る積層型トラン
ス１０は、図３に示すように非磁性体層１３の厚さＤ1
を１００μｍ以下とするだけでなく、各コイル２１、２
２を形成する導体間の間隔Ｂと導体間の非磁性体シート
１Ｃ、１Ｄ、１Ｅのそれぞれの厚みＡとの関係がＡ＜Ｂ
とされた構造のコモンモード・チョークとされている。Further, as shown in FIG. 3, the multilayer transformer 10 according to the present embodiment has a thickness D 1 of the nonmagnetic layer 13.
Not only 100 μm or less, but also
The relationship between the spacing B between the conductors forming the second and the thicknesses A of the nonmagnetic sheets 1C, 1D, and 1E between the conductors is A <B.
It is said to be a common mode choke of the structure.
【００３１】この場合における図６に示す本実施の形態
の構造によるインピーダンスの周波数特性は、図７に示
す従来例の構造によるインピーダンスの周波数特性よ
り、ディファレンシャルモード・インピーダンスが低く
なって、コモンモード・インピーダンスとディファレン
シャルモード・インピーダンスとの間の差が大きくな
る。この結果、従来の例の構造における結合係数Ｋが
０．６に対して、本実施の形態の構造における結合係数
Ｋが０．９となり、０．８５以上の結合係数Ｋをより確
実に達成することができるようになる。尚ここで、これ
らの内のコモンモード・インピーダンスは図の特性曲線
Ａで示し、ディファレンシャルモード・インピーダンス
は図の特性曲線Ｂで示す。In this case, the frequency characteristic of the impedance of the structure of the present embodiment shown in FIG. 6 is lower than that of the impedance of the conventional structure shown in FIG. The difference between the impedance and the differential mode impedance increases. As a result, the coupling coefficient K in the structure of the present embodiment becomes 0.9 while the coupling coefficient K in the structure of the conventional example is 0.6, and the coupling coefficient K of 0.85 or more is more reliably achieved. Will be able to do it. Here, the common mode impedance among them is shown by a characteristic curve A in the figure, and the differential mode impedance is shown by a characteristic curve B in the figure.
【００３２】次に、具体的にデータに基づき上記実施の
形態の特性を説明する。一対の磁性体層１１、１２間に
非磁性体層１３が挟まれた構造おいて、磁性体層１１、
１２の透磁率μの値が３、１００、３００の場合で比較
しつつ、非磁性体層１３の厚みＤ1 と結合係数Ｋとの関
係を、図８に示すグラフに表す。このグラフより透磁率
μの値が高くなる程、１次コイル２１と２次コイル２２
との間の結合係数Ｋが高くなる傾向が理解できるだけで
なく、透磁率μを１００以上とすれば、非磁性体層１３
の厚さＤ1 が１００μｍ以下で、１次コイル２１と２次
コイル２２との間の結合係数Ｋの値が０．８５以上とな
ることが理解できる。尚、必要な結合係数Ｋの値を確保
することとの関係で、透磁率μの値が高いほど磁性体層
１１、１２を薄くでき、また透磁率μの値が低いほど磁
性体層１１、１２を厚くできる傾向を有している。Next, the characteristics of the above embodiment will be specifically described based on data. In a structure in which the non-magnetic layer 13 is sandwiched between the pair of magnetic layers 11 and 12, the magnetic layer 11,
The relationship between the thickness D 1 of the non-magnetic layer 13 and the coupling coefficient K is shown in the graph of FIG. 8 while comparing the case where the value of the magnetic permeability μ of 12, 12 is 3, 100, and 300. As the value of the magnetic permeability μ increases from this graph, the primary coil 21 and the secondary coil 22
It can be understood that the coupling coefficient K between the magnetic layer and the nonmagnetic layer 13 increases when the magnetic permeability μ is 100 or more.
It can be understood that the value of the coupling coefficient K between the primary coil 21 and the secondary coil 22 is 0.85 or more when the thickness D1 of the first coil is 100 μm or less. In relation to securing a required value of the coupling coefficient K, the higher the value of the magnetic permeability μ, the thinner the magnetic layers 11 and 12 can be made, and the lower the value of the magnetic permeability μ, the smaller the magnetic layers 11 and 12. 12 tends to be thicker.
【００３３】一方、積層型トランス１０の全ての層を磁
性体とした構造の場合と、本実施の形態のように一対の
磁性体層１１、１２間に非磁性体層１３が挟まれたサン
ドイッチ構造とした場合とを、比較したグラフを図９に
示す。このグラフより実使用領域においてサンドイッチ
構造とした場合の方が、１次コイル２１と２次コイル２
２との間の結合係数Ｋが高くなる傾向が理解できる。
尚、この際のサンドイッチ構造における非磁性体層１３
の厚みＤ1 として、４０μｍの場合と１００μｍの場合
を表した。On the other hand, the laminated transformer 10 has a structure in which all the layers are made of a magnetic material, and a sandwich in which a non-magnetic material layer 13 is sandwiched between a pair of magnetic materials 11 and 12 as in this embodiment. FIG. 9 is a graph showing a comparison between the structure and the case. As can be seen from the graph, the primary coil 21 and the secondary coil 2 have a sandwich structure in the actual use area.
It can be understood that the coupling coefficient K between 2 and 2 tends to increase.
In this case, the nonmagnetic layer 13 in the sandwich structure is used.
As the thickness D 1, showing the cases of 40μm and 100 [mu] m.
【００３４】次に、結合係数Ｋの測定方法について図１
０の回路図に基づき説明する。図１０に示すように、上
記実施の形態の端子電極１５に対応して端子３１を配置
し、端子電極１６に対応して端子３２を配置し、端子電
極１７に対応して端子３３を配置し、端子電極１８に対
応して端子３４を配置する。そして、端子３１と端子３
２との間のラインのインダクタンスをＬ1 とし、端子３
３と端子３４との間のラインのインダクタンスをＬ2 と
し、コモンモードのインダクタンスをＬP とした。つま
り、このＬP は、端子３１と端子３３を接続すると共に
端子３２と端子３４を接続した時の端子３１と端子３２
との間のインダクタンスである。Next, a method of measuring the coupling coefficient K is shown in FIG.
Description will be made based on the circuit diagram of FIG. As shown in FIG. 10, a terminal 31 is arranged corresponding to the terminal electrode 15 of the above embodiment, a terminal 32 is arranged corresponding to the terminal electrode 16, and a terminal 33 is arranged corresponding to the terminal electrode 17. The terminals 34 are arranged corresponding to the terminal electrodes 18. And terminal 31 and terminal 3
The inductance of the line between the 2 and L 1, terminal 3
3 and the inductance of the line between the terminals 34 and L 2, and the inductance of the common mode and L P. That is, the L P, the terminal 31 when connecting the terminal 32 and the terminal 34 with connecting terminals 31 and the terminal 33 and the terminal 32
And the inductance between them.
【００３５】そして、各インダクタンスの値を基にして
下記の式により、結合係数Ｋが求められる。 Ｋ＝｛２・ＬP −（Ｌ1 ＋Ｌ2 ）／２｝／√（Ｌ1 ・Ｌ
2 ） ここで、インダクタンスを測定する際の測定周波数は１
０ＭＨｚであり、使用測定器は４２９１Ｂ（ヒューレッ
トパッカード社製）、４２８５Ａ（ヒューレットパッカ
ード社製）であった。Then, a coupling coefficient K is obtained by the following equation based on the value of each inductance. K = {2 · L P − (L 1 + L 2 ) / 2} / √ (L 1 · L
2 ) Here, the measurement frequency when measuring the inductance is 1
The frequency was 0 MHz, and the measuring instruments used were 4291B (manufactured by Hewlett-Packard) and 4285A (manufactured by Hewlett-Packard).
【００３６】尚、上記実施の形態では、グリーンシート
積層工法により積層型トランスを製造する場合について
説明したが、工法はこれに限定されるものでなく、絶縁
材となる磁性体シート及び非磁性体シートを印刷積層工
法によって順次積層して製造しても、同様の結果を得る
ことができる。また、上記実施の形態では、１次コイル
及び２次コイルがそれぞれ２層の導体により形成される
構造にされているが、これら１次コイル及び２次コイル
を３層以上の渦巻きパターンをスルーホールにより接続
することで形成しても良く、この場合には最も外側に位
置する導体が磁性体層に接する構造とする。In the above-described embodiment, the case where the laminated transformer is manufactured by the green sheet laminating method has been described. However, the method is not limited to this, and the magnetic sheet and the non-magnetic material serving as an insulating material are not limited thereto. Similar results can be obtained by sequentially laminating the sheets by a printing lamination method. Further, in the above-described embodiment, the primary coil and the secondary coil are each formed of two layers of conductors. However, the primary coil and the secondary coil are formed by forming a spiral pattern of three or more layers through holes. In such a case, the outermost conductor is in contact with the magnetic layer.
【００３７】[0037]
【発明の効果】本発明の積層型トランスによれば、小型
でも高い結合係数が得られるという優れた効果を奏する
ようになる。According to the multilayer transformer of the present invention, an excellent effect that a high coupling coefficient can be obtained even with a small size is obtained.
【図１】本発明の一実施の形態に係る積層型トランスの
積層構造を示す分解斜視図である。FIG. 1 is an exploded perspective view showing a laminated structure of a laminated transformer according to an embodiment of the present invention.
【図２】本発明の一実施の形態に係る積層型トランスを
示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a multilayer transformer according to one embodiment of the present invention.
【図３】本発明の一実施の形態に係る積層型トランスの
断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of the multilayer transformer according to one embodiment of the present invention.
【図４】本発明の一実施の形態に係る積層型トランスの
導体が配置された各層を示す平面図であって、（Ａ）か
ら（Ｄ）までの各図に下側から順の各層を示す。FIG. 4 is a plan view showing layers on which conductors of the multilayer transformer according to one embodiment of the present invention are arranged, wherein FIG. 4A to FIG. Show.
【図５】本発明の一実施の形態に係る積層型トランスの
製造時の導体パターン配列の一例を示すグリーンシート
の平面図である。FIG. 5 is a plan view of a green sheet showing an example of a conductor pattern arrangement at the time of manufacturing the multilayer transformer according to one embodiment of the present invention.
【図６】本発明の実施の形態によるインピーダンスの周
波数特性を表すグラフを示す図である。FIG. 6 is a graph showing a frequency characteristic of impedance according to the embodiment of the present invention.
【図７】従来例によるインピーダンスの周波数特性を表
すグラフを示す図である。FIG. 7 is a graph showing a frequency characteristic of impedance according to a conventional example.
【図８】非磁性体層の厚みと結合係数との関係を表すグ
ラフを示す。FIG. 8 is a graph showing the relationship between the thickness of the nonmagnetic layer and the coupling coefficient.
【図９】透磁率と結合係数との関係を表すグラフを示
す。FIG. 9 is a graph showing the relationship between magnetic permeability and coupling coefficient.
【図１０】結合係数の測定方法を説明するための回路図
である。FIG. 10 is a circuit diagram for explaining a method of measuring a coupling coefficient.
【図１１】従来例に係る積層型トランスの各層を示す平
面図であって、（Ａ）から（Ｄ）までの各図に下側から
順の各層を示す。FIG. 11 is a plan view showing each layer of a multilayer transformer according to a conventional example, and FIGS. 11A to 11D show layers in order from the bottom.
１０ 積層型トランス １１ 下側磁性体層 １２ 上側磁性体層 １３ 非磁性体層 ２１ １次コイル ２２ ２次コイル ２Ａ 導体（第１の導体） ２Ｂ 導体（第２の導体） ３Ａ 導体（第２の導体） ３Ｂ 導体（第１の導体） ５、６ 引出部 ７、８ 引出部 REFERENCE SIGNS LIST 10 laminated transformer 11 lower magnetic layer 12 upper magnetic layer 13 non-magnetic layer 21 primary coil 22 secondary coil 2A conductor (first conductor) 2B conductor (second conductor) 3A conductor (second Conductor) 3B conductor (first conductor) 5, 6 Leader 7, 8 Leader
Claims (2)
た構造とされると共に、１次コイル及び２次コイルが渦
巻き状の導体によりそれぞれ形成された積層型トランス
であって、 少なくとも非磁性体層を間に挟む形で、これら１次コイ
ル及び２次コイルが相互に対向して内蔵され、 この非磁性体層の厚さが１００μｍ以下とされると共
に、これら１次コイルと２次コイルとの間の結合係数が
０．８５以上とされることを特徴とする積層型トラン
ス。1. A laminated transformer having a structure in which a non-magnetic layer is sandwiched between a pair of magnetic layers, and a primary coil and a secondary coil each formed by a spiral conductor. The primary coil and the secondary coil are built in such a manner as to face each other with the non-magnetic layer interposed therebetween. The thickness of the non-magnetic layer is set to 100 μm or less, and the primary coil and the secondary coil are connected to each other. A multilayer transformer having a coupling coefficient with a secondary coil of 0.85 or more.
成する渦巻き状の導体が、磁性体層に接した渦巻き状の
第１の導体及び非磁性体層中に位置する渦巻き状の第２
の導体により構成され、 これら第１の導体及び第２の導体の内側端同士が、各層
の積層方向に延びる導電材で接続されると共に、これら
第１の導体及び第２の導体の他端となる一対の引出部
が、第１の導体及び第２の導体の外側端に位置すること
を特徴とする請求項１記載の積層型トランス。2. A spiral-shaped conductor constituting a primary coil and a spiral-shaped conductor constituting a secondary coil, respectively, wherein a spiral first conductor in contact with a magnetic layer and a spiral second conductor located in a non-magnetic layer are provided.
The inner ends of the first conductor and the second conductor are connected by a conductive material extending in the stacking direction of each layer, and the other ends of the first conductor and the second conductor are connected to each other. 2. The multilayer transformer according to claim 1, wherein the pair of lead portions are located at outer ends of the first conductor and the second conductor.
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