JP2002299123A - 積層型インダクタンス素子 - Google Patents
積層型インダクタンス素子Info
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- JP2002299123A JP2002299123A JP2001102312A JP2001102312A JP2002299123A JP 2002299123 A JP2002299123 A JP 2002299123A JP 2001102312 A JP2001102312 A JP 2001102312A JP 2001102312 A JP2001102312 A JP 2001102312A JP 2002299123 A JP2002299123 A JP 2002299123A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 小型, 低背かつ高インダクタンスの積層型イ
ンダクタンス素子を提供する。 【解決手段】 コイルパターン６の巻数を複数回にし、
コイル層４の厚みｄｃを全体の厚みＤの３０〜６０％に
する。または、コイルパターン６が形成されたシート状
磁性体に、厚みが５〜４０μｍのシート状磁性体を使用
し、コイル層４の厚みｄｃを全体の厚みＤの７〜６０％
にする。
ンダクタンス素子を提供する。 【解決手段】 コイルパターン６の巻数を複数回にし、
コイル層４の厚みｄｃを全体の厚みＤの３０〜６０％に
する。または、コイルパターン６が形成されたシート状
磁性体に、厚みが５〜４０μｍのシート状磁性体を使用
し、コイル層４の厚みｄｃを全体の厚みＤの７〜６０％
にする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、積層型インダクタ
ンス素子に関し、特に、スイッチング電源回路及びイン
バータ電源回路に用いる積層型インダクタンス素子に関
する。
ンス素子に関し、特に、スイッチング電源回路及びイン
バータ電源回路に用いる積層型インダクタンス素子に関
する。
【０００２】
【従来の技術】近年、ノート型パーソナルコンピュータ
及び携帯電話等の精密機器の小型化が進み、それに伴っ
て電源も小型化され、電源回路に使用されるインダクタ
ンス素子の小型化及び低背化が要求されている。
及び携帯電話等の精密機器の小型化が進み、それに伴っ
て電源も小型化され、電源回路に使用されるインダクタ
ンス素子の小型化及び低背化が要求されている。
【０００３】インダクタンス素子として、捲き線型イン
ダクタンス素子が広く用いられている。捲き線型インダ
クタンス素子は、素子を小型化及び低背化しようとした
場合、磁性体部分が強度的に弱くなり、自動捲き線機等
を用いた安価な製造方法が使用できなくなる。しかも、
磁性体部分の強度が弱いため、ノート型パーソナルコン
ピュータ及び携帯電話等の衝撃を受ける機会の多い携帯
型端末に使用するには信頼性が低く、採用できない。
ダクタンス素子が広く用いられている。捲き線型インダ
クタンス素子は、素子を小型化及び低背化しようとした
場合、磁性体部分が強度的に弱くなり、自動捲き線機等
を用いた安価な製造方法が使用できなくなる。しかも、
磁性体部分の強度が弱いため、ノート型パーソナルコン
ピュータ及び携帯電話等の衝撃を受ける機会の多い携帯
型端末に使用するには信頼性が低く、採用できない。
【０００４】インダクタンス素子として、積層型インダ
クタンス素子を用いることもできる。図６ (ａ), (ｂ)
に示すように、積層型インダクタンス素子３６は、コイ
ルパターン６が形成されたグリーンシート３０等のシー
ト状磁性体を積層してなるコイル層４と、コイル層４を
挟む磁性体層 (以下、ヨーク層という) ８, １０とを含
む。ヨーク層８, １０は、それぞれコイル層４の上, 下
にシート状磁性体３２, ３４を積層して形成することが
できる。
クタンス素子を用いることもできる。図６ (ａ), (ｂ)
に示すように、積層型インダクタンス素子３６は、コイ
ルパターン６が形成されたグリーンシート３０等のシー
ト状磁性体を積層してなるコイル層４と、コイル層４を
挟む磁性体層 (以下、ヨーク層という) ８, １０とを含
む。ヨーク層８, １０は、それぞれコイル層４の上, 下
にシート状磁性体３２, ３４を積層して形成することが
できる。
【０００５】コイルパターン６が形成されたグリーンシ
ート３０の一例を図７ (ａ) に示す。スルーホール４２
は下層のコイルパターンとの接続に使用する。スルーホ
ール４０は上層のグリーンシートに形成されたスルーホ
ールであり、上層のコイルパターンとの接続に使用す
る。コイルパターン６は、スルーホール４０, ４２を介
してそれぞれ上層，下層のコイルパターンと電気的に接
続され、コイルを形成する。各層のコイルパターンの接
続例を図８に示す。コイルパターンは実線で示し、スル
ーホールを介した他層のコイルパターンとの接続は破線
で示す。
ート３０の一例を図７ (ａ) に示す。スルーホール４２
は下層のコイルパターンとの接続に使用する。スルーホ
ール４０は上層のグリーンシートに形成されたスルーホ
ールであり、上層のコイルパターンとの接続に使用す
る。コイルパターン６は、スルーホール４０, ４２を介
してそれぞれ上層，下層のコイルパターンと電気的に接
続され、コイルを形成する。各層のコイルパターンの接
続例を図８に示す。コイルパターンは実線で示し、スル
ーホールを介した他層のコイルパターンとの接続は破線
で示す。
【０００６】積層型インダクタンス素子は、グリーンシ
ート３０の積層数を減少させることで、素子全体の小型
化及び低背化の実現が可能である。
ート３０の積層数を減少させることで、素子全体の小型
化及び低背化の実現が可能である。
【０００７】しかし、積層型インダクタンス素子は、磁
気回路的に閉じており (閉磁路) 、素子に印加される交
流電流の直流電流成分が増加した場合、磁場が増加する
ことにより、磁性体層が磁気飽和し、インダクタンスが
低下するという問題が生じる。この問題の解決策とし
て、磁性体層の間に非磁性体層を設けることにより、磁
気抵抗を上げ、磁気飽和を防ぐ方法又はコイル巻数を増
加させることにより、インダクタンス値が低下した場合
でも、目標値よりも高い値が得られるようにする方法が
ある。しかし、非磁性体層を磁性体層間に設けた場合、
グリーンシートのプレス及び焼結が困難である。また、
コイル巻数を増加させるためには、コイルパターン６及
びグリーンシート３０の積層数を増加させる必要があ
り、低背化の面から限界がある。さらに、コイル長が長
くなり、導体抵抗が大きくなる。
気回路的に閉じており (閉磁路) 、素子に印加される交
流電流の直流電流成分が増加した場合、磁場が増加する
ことにより、磁性体層が磁気飽和し、インダクタンスが
低下するという問題が生じる。この問題の解決策とし
て、磁性体層の間に非磁性体層を設けることにより、磁
気抵抗を上げ、磁気飽和を防ぐ方法又はコイル巻数を増
加させることにより、インダクタンス値が低下した場合
でも、目標値よりも高い値が得られるようにする方法が
ある。しかし、非磁性体層を磁性体層間に設けた場合、
グリーンシートのプレス及び焼結が困難である。また、
コイル巻数を増加させるためには、コイルパターン６及
びグリーンシート３０の積層数を増加させる必要があ
り、低背化の面から限界がある。さらに、コイル長が長
くなり、導体抵抗が大きくなる。
【０００８】コイルパターン６の１層あたりの巻数を増
加させることで、低背化を実現しながらインダクタンス
を増加させることも考えられる。例えば、図７ (ｂ) に
示すように、コイルパターン６の１層あたりの巻数が１
回の場合 (以下、１回巻という) を仮定すると、コイル
パターン６を６層積層したとき、合計巻数 (以下、ター
ン数という) が６ターンのコイル層が形成される。図９
(ａ), (ｂ) に示すように、コイルパターン６の１層あ
たりの巻数が２回の積層型インダクタンス素子３８の場
合 (以下、２回巻という) 、コイルパターン６を３層積
層したとき、ターン数が６ターンのコイル層が形成され
る。理論的には、コイルパターン６の１層あたりの巻数
を２倍にすることで、コイルパターン６の積層数を半分
にすることができる。
加させることで、低背化を実現しながらインダクタンス
を増加させることも考えられる。例えば、図７ (ｂ) に
示すように、コイルパターン６の１層あたりの巻数が１
回の場合 (以下、１回巻という) を仮定すると、コイル
パターン６を６層積層したとき、合計巻数 (以下、ター
ン数という) が６ターンのコイル層が形成される。図９
(ａ), (ｂ) に示すように、コイルパターン６の１層あ
たりの巻数が２回の積層型インダクタンス素子３８の場
合 (以下、２回巻という) 、コイルパターン６を３層積
層したとき、ターン数が６ターンのコイル層が形成され
る。理論的には、コイルパターン６の１層あたりの巻数
を２倍にすることで、コイルパターン６の積層数を半分
にすることができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図９ (ａ) に
示す２回巻の外側のコイルパターンの半径は、図７
(ｂ) に示す１回巻のコイルパターンの半径とほぼ等し
いが、２回巻の内側のコイルパターンの半径は、１回巻
のコイルパターンの半径よりも小さくなる。そのため、
同じ６ターンのコイル層であっても、１回巻のコイル層
の方がインダクタンスは高くなる。コイルパターンの１
層あたりの巻数を２倍にしても、巻数１回あたりのイン
ダクタンスは２倍にはならない。
示す２回巻の外側のコイルパターンの半径は、図７
(ｂ) に示す１回巻のコイルパターンの半径とほぼ等し
いが、２回巻の内側のコイルパターンの半径は、１回巻
のコイルパターンの半径よりも小さくなる。そのため、
同じ６ターンのコイル層であっても、１回巻のコイル層
の方がインダクタンスは高くなる。コイルパターンの１
層あたりの巻数を２倍にしても、巻数１回あたりのイン
ダクタンスは２倍にはならない。
【００１０】コイルパターンを２回巻にした場合、コイ
ル層の小型化及び低背化は実現できるが、インダクタン
スは１回巻の場合より低下する。インダクタンスを低下
させずに小型化及び低背化を実現することは困難であ
る。
ル層の小型化及び低背化は実現できるが、インダクタン
スは１回巻の場合より低下する。インダクタンスを低下
させずに小型化及び低背化を実現することは困難であ
る。
【００１１】そこで、本発明者らは、積層型インダクタ
ンス素子に対する直流電流印加時の磁束分布を詳細に調
査した結果、ヨーク層８, １０が磁気飽和することによ
り漏洩磁束が発生し、インダクタンスが低下することを
知見した。本発明者らは、この知見に基づいて、ヨーク
層の厚みに対するインダクタンス特性を調査した。その
結果を図４に示す。ただし、素子の平面寸法は４. ５ｍ
ｍ×３. ２ｍｍであり、厚みは０. ８６ｍｍである。グ
リーンシートの厚みは３３μｍであり、コイルパターン
を形成する導体の厚みは２０μｍである。印加する直流
電流は３００ｍＡである。
ンス素子に対する直流電流印加時の磁束分布を詳細に調
査した結果、ヨーク層８, １０が磁気飽和することによ
り漏洩磁束が発生し、インダクタンスが低下することを
知見した。本発明者らは、この知見に基づいて、ヨーク
層の厚みに対するインダクタンス特性を調査した。その
結果を図４に示す。ただし、素子の平面寸法は４. ５ｍ
ｍ×３. ２ｍｍであり、厚みは０. ８６ｍｍである。グ
リーンシートの厚みは３３μｍであり、コイルパターン
を形成する導体の厚みは２０μｍである。印加する直流
電流は３００ｍＡである。
【００１２】図４は、１回巻の場合及び２回巻の場合の
ターン数に対するインダクタンス特性を図示している。
横軸 (下側) はコイルのターン数であり、縦軸はインダ
クタンスである。また、図４は、２回巻の場合のコイル
層比率に対するインダクタンス特性も図示している。横
軸 (上側) はコイル層比率であり、縦軸はインダクタン
スである。ここで、コイル層比率は、素子の厚みに対す
るコイル層の厚みの割合である。素子の厚みは電源回路
の設計仕様により制限されていることが多く、ヨーク層
の厚みを増加させるためには、コイル層の厚みを減少さ
せる必要がある。
ターン数に対するインダクタンス特性を図示している。
横軸 (下側) はコイルのターン数であり、縦軸はインダ
クタンスである。また、図４は、２回巻の場合のコイル
層比率に対するインダクタンス特性も図示している。横
軸 (上側) はコイル層比率であり、縦軸はインダクタン
スである。ここで、コイル層比率は、素子の厚みに対す
るコイル層の厚みの割合である。素子の厚みは電源回路
の設計仕様により制限されていることが多く、ヨーク層
の厚みを増加させるためには、コイル層の厚みを減少さ
せる必要がある。
【００１３】一般的に、ターン数が同一の場合、上述し
たように１回巻の方がインダクタンスは高くなるはずで
ある。しかし、図４に示す調査結果から、２回巻の方が
インダクタンスが高くなるコイル層比率の範囲が存在す
ることが明らかになった。この結果に基づいてコイル層
比率の範囲を定めることにより、インダクタンスを低下
させずに素子の小型化及び低背化の実現が可能になると
考えられる。
たように１回巻の方がインダクタンスは高くなるはずで
ある。しかし、図４に示す調査結果から、２回巻の方が
インダクタンスが高くなるコイル層比率の範囲が存在す
ることが明らかになった。この結果に基づいてコイル層
比率の範囲を定めることにより、インダクタンスを低下
させずに素子の小型化及び低背化の実現が可能になると
考えられる。
【００１４】本発明は斯かる事情に鑑みてなされたもの
であり、小型, 低背かつ高インダクタンスの積層型イン
ダクタンス素子を提供することを目的とする。
であり、小型, 低背かつ高インダクタンスの積層型イン
ダクタンス素子を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る積層型イ
ンダクタンス素子は、コイルパターンが形成されたシー
ト状磁性体を積層してなるコイル層と、コイル層を挟む
磁性体層とを含む積層型インダクタンス素子において、
コイル層の厚みが、全体の厚みの７〜６０％の厚みであ
ることを特徴とする。
ンダクタンス素子は、コイルパターンが形成されたシー
ト状磁性体を積層してなるコイル層と、コイル層を挟む
磁性体層とを含む積層型インダクタンス素子において、
コイル層の厚みが、全体の厚みの７〜６０％の厚みであ
ることを特徴とする。
【００１６】請求項２に係る積層型インダクタンス素子
は、請求項１において、前記コイル層の厚みが全体の厚
みの３０〜６０％の厚みであることを特徴とする。
は、請求項１において、前記コイル層の厚みが全体の厚
みの３０〜６０％の厚みであることを特徴とする。
【００１７】請求項３に係る積層型インダクタンス素子
は、請求項１において、前記コイル層の厚みが全体の厚
みの３５〜５５％の厚みであることを特徴とする。
は、請求項１において、前記コイル層の厚みが全体の厚
みの３５〜５５％の厚みであることを特徴とする。
【００１８】請求項４に係る積層型インダクタンス素子
は、請求項１〜３の何れかにおいて、前記磁性体層が、
前記コイル層を形成するシート状磁性体よりも厚みが厚
いシート状磁性体で構成されることを特徴とする。
は、請求項１〜３の何れかにおいて、前記磁性体層が、
前記コイル層を形成するシート状磁性体よりも厚みが厚
いシート状磁性体で構成されることを特徴とする。
【００１９】請求項５に係る積層型インダクタンス素子
は、請求項１〜４の何れかにおいて、前記シート状磁性
体に形成されたコイルパターンの巻数が複数回であるこ
とを特徴とする。
は、請求項１〜４の何れかにおいて、前記シート状磁性
体に形成されたコイルパターンの巻数が複数回であるこ
とを特徴とする。
【００２０】請求項６に係る積層型インダクタンス素子
は、請求項１〜５の何れかにおいて、前記コイルパター
ンを形成する導体の厚みが１５〜３０μｍであることを
特徴とする。
は、請求項１〜５の何れかにおいて、前記コイルパター
ンを形成する導体の厚みが１５〜３０μｍであることを
特徴とする。
【００２１】請求項７に係る積層型インダクタンス素子
は、請求項１において、前記コイルパターンが形成され
たシート状磁性体の厚みが、５〜４０μｍであることを
特徴とする。
は、請求項１において、前記コイルパターンが形成され
たシート状磁性体の厚みが、５〜４０μｍであることを
特徴とする。
【００２２】請求項８に係る積層型インダクタンス素子
は、請求項１において、前記コイルパターンが形成され
たシート状磁性体の厚みが、２０〜４０μｍであること
を特徴とする。
は、請求項１において、前記コイルパターンが形成され
たシート状磁性体の厚みが、２０〜４０μｍであること
を特徴とする。
【００２３】請求項９に係る積層型インダクタンス素子
は、請求項７または８において、コイル層の厚みが全体
の厚みの３０〜６０％の厚みであることを特徴とする。
は、請求項７または８において、コイル層の厚みが全体
の厚みの３０〜６０％の厚みであることを特徴とする。
【００２４】請求項１０に係る積層型インダクタンス素
子は、請求項１〜９の何れかにおいて、前記コイルパタ
ーンを形成する導体が、ＡｇまたはＡｇ−Ｐｄ合金を含
むことを特徴とする。
子は、請求項１〜９の何れかにおいて、前記コイルパタ
ーンを形成する導体が、ＡｇまたはＡｇ−Ｐｄ合金を含
むことを特徴とする。
【００２５】請求項１１に係る積層型インダクタンス素
子は、請求項１〜１０の何れかにおいて、前記シート状
磁性体を構成する磁性材料が、Ｎｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェ
ライトであることを特徴とする。
子は、請求項１〜１０の何れかにおいて、前記シート状
磁性体を構成する磁性材料が、Ｎｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェ
ライトであることを特徴とする。
【００２６】請求項１２に係る積層型インダクタンス素
子は、請求項１〜１１の何れかにおいて、９６０度以下
の温度で焼結されたことを特徴とする。
子は、請求項１〜１１の何れかにおいて、９６０度以下
の温度で焼結されたことを特徴とする。
【００２７】本発明の積層型インダクタンス素子は、コ
イルパターンの１層あたりの巻数を複数回にし、コイル
層の厚みを減少させる。コイル層の厚みが減少したこと
により、ヨーク層の厚みを増加でき、直流電流印加時の
ヨーク層部分の磁気飽和を低減することができる。コイ
ル層比率を３０〜６０％に減少させることにより、コイ
ルパターンの巻数を複数回にした場合でも、巻数が１回
の場合よりも高いインダクタンスを得ることができる。
イルパターンの１層あたりの巻数を複数回にし、コイル
層の厚みを減少させる。コイル層の厚みが減少したこと
により、ヨーク層の厚みを増加でき、直流電流印加時の
ヨーク層部分の磁気飽和を低減することができる。コイ
ル層比率を３０〜６０％に減少させることにより、コイ
ルパターンの巻数を複数回にした場合でも、巻数が１回
の場合よりも高いインダクタンスを得ることができる。
【００２８】また、本発明の積層型インダクタンス素子
は、コイルパターンが形成されたシート状磁性体に厚み
の薄いシート状磁性体を用いることにより、コイル層の
厚みを減少させる。厚みが５〜４０μｍのシート状磁性
体を用いて、コイル層比率を７〜６０％に減少させるこ
とにより、ヨーク層の厚みを増加し、高いインダクタン
スを得ることができる。
は、コイルパターンが形成されたシート状磁性体に厚み
の薄いシート状磁性体を用いることにより、コイル層の
厚みを減少させる。厚みが５〜４０μｍのシート状磁性
体を用いて、コイル層比率を７〜６０％に減少させるこ
とにより、ヨーク層の厚みを増加し、高いインダクタン
スを得ることができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】以下、本発明をその実施の形態を
示す図面に基づいて具体的に説明する。
示す図面に基づいて具体的に説明する。
【００３０】(第１の実施の形態)図１は、本発明に係る
積層型インダクタンス素子（以下、素子という）２の一
例を示す断面図である。素子２は、従来 (図６ (ａ),
(ｂ))と同様に、コイルパターン６が形成されたグリー
ンシート３０等のシート状磁性体を積層してなるコイル
層４と、コイル層４の上下にグリーンシート３２, ３４
等のシート状磁性体を積層してなるヨーク層８, １０と
を含む。本実施の形態では、グリーンシート３０, ３
２, ３４は同一のシート状磁性体である。
積層型インダクタンス素子（以下、素子という）２の一
例を示す断面図である。素子２は、従来 (図６ (ａ),
(ｂ))と同様に、コイルパターン６が形成されたグリー
ンシート３０等のシート状磁性体を積層してなるコイル
層４と、コイル層４の上下にグリーンシート３２, ３４
等のシート状磁性体を積層してなるヨーク層８, １０と
を含む。本実施の形態では、グリーンシート３０, ３
２, ３４は同一のシート状磁性体である。
【００３１】コイルパターン６の１層あたりの巻数は複
数回である。図２に示すように、本実施の形態では、１
層あたりの巻数は２回である。コイルパターンは実線で
示し、スルーホールを介した他層のコイルパターンとの
接続は破線で示す。
数回である。図２に示すように、本実施の形態では、１
層あたりの巻数は２回である。コイルパターンは実線で
示し、スルーホールを介した他層のコイルパターンとの
接続は破線で示す。
【００３２】本実施の形態では、素子２の厚みＤは０.
８６ｍｍであり、素子２の平面寸法は、４. ５ｍｍ×
３. ２ｍｍである。ここで、素子２の厚みＤは後述する
焼結後の厚みである。以下、特に記載のない限り、厚み
は全て焼結後の厚みである。
８６ｍｍであり、素子２の平面寸法は、４. ５ｍｍ×
３. ２ｍｍである。ここで、素子２の厚みＤは後述する
焼結後の厚みである。以下、特に記載のない限り、厚み
は全て焼結後の厚みである。
【００３３】コイルパターン６は、スクリーン印刷によ
って形成される。コイルパターン６を構成する導体材料
は、ＡｇまたはＡｇ−Ｐｄ合金を含む。この導体の厚み
は１５〜３０μｍである。導体の厚みを１５μｍ以下に
した場合、コイルの抵抗値が、電源回路の使用に好まし
くない大きさに増加する。コイルの抵抗値は１Ω以下が
好ましい。コイルパターン６の厚みを３０μｍ以上にし
た場合、コイルパターン６を挟むグリーンシート３０の
密着力が弱くなるので好ましくない。本実施の形態で
は、導体の厚みは２０μｍである。
って形成される。コイルパターン６を構成する導体材料
は、ＡｇまたはＡｇ−Ｐｄ合金を含む。この導体の厚み
は１５〜３０μｍである。導体の厚みを１５μｍ以下に
した場合、コイルの抵抗値が、電源回路の使用に好まし
くない大きさに増加する。コイルの抵抗値は１Ω以下が
好ましい。コイルパターン６の厚みを３０μｍ以上にし
た場合、コイルパターン６を挟むグリーンシート３０の
密着力が弱くなるので好ましくない。本実施の形態で
は、導体の厚みは２０μｍである。
【００３４】グリーンシート３０, ３２, ３４を構成す
る磁性材料はＮｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライトである。こ
のフェライトの組成は、例えば、ＮｉＯが２０％，Ｚｎ
Ｏが２０％，ＣｕＯが１３％，Ｆｅ2 Ｏ3 が４７％であ
る。本実施の形態では、グリーンシート３０, ３２, ３
４の厚みは３３μｍである。グリーンシート３２, ３４
の厚みはグリーンシート３０の厚みと必ずしも同じであ
る必要はない。グリーンシート３０の直流電流印加時の
Ｂ−Ｈ特性の一例を図３に示す。
る磁性材料はＮｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライトである。こ
のフェライトの組成は、例えば、ＮｉＯが２０％，Ｚｎ
Ｏが２０％，ＣｕＯが１３％，Ｆｅ2 Ｏ3 が４７％であ
る。本実施の形態では、グリーンシート３０, ３２, ３
４の厚みは３３μｍである。グリーンシート３２, ３４
の厚みはグリーンシート３０の厚みと必ずしも同じであ
る必要はない。グリーンシート３０の直流電流印加時の
Ｂ−Ｈ特性の一例を図３に示す。
【００３５】本実施の形態では、コイルパターン６の層
数は１０層である。ただし、図１では３層のみ図示して
いる。コイルパターン６が形成されたグリーンシート３
０を１０層積層し、その上下に所要数のグリーンシート
３２, ３４を積層する。グリーンシート３２, ３４の積
層数は、素子の厚みに基づいて定まる。素子２は、積層
されたグリーンシート３０, ３２, ３４をプレスした
後、９６０度以下の温度で焼結される。
数は１０層である。ただし、図１では３層のみ図示して
いる。コイルパターン６が形成されたグリーンシート３
０を１０層積層し、その上下に所要数のグリーンシート
３２, ３４を積層する。グリーンシート３２, ３４の積
層数は、素子の厚みに基づいて定まる。素子２は、積層
されたグリーンシート３０, ３２, ３４をプレスした
後、９６０度以下の温度で焼結される。
【００３６】なお、上述した第１の実施の形態では、ヨ
ーク層８, １０としてグリーンシート３２, ３４等のシ
ート状磁性体を複数積層したものを用いたが、図１０に
示すように、コイル層４を形成するコイルパターン６が
形成されたグリーンシート３０等のシート状磁性体より
も厚みが厚いシート状磁性体３３, ３５を１層あるいは
複数層積層することにより、グリーンシート成形の効率
化並びにプレス工程の短縮化を図ることができる。
ーク層８, １０としてグリーンシート３２, ３４等のシ
ート状磁性体を複数積層したものを用いたが、図１０に
示すように、コイル層４を形成するコイルパターン６が
形成されたグリーンシート３０等のシート状磁性体より
も厚みが厚いシート状磁性体３３, ３５を１層あるいは
複数層積層することにより、グリーンシート成形の効率
化並びにプレス工程の短縮化を図ることができる。
【００３７】焼結後のグリーンシート３０の厚みは３３
μｍ, 導体の厚みは２０μｍ, コイルパターン６の層数
は１０層なので、コイル層４の厚みｄｃは、(３３μｍ
×１０) ＋ (２０μｍ×２) ＝０. ３７ｍｍである。こ
こで、２０μｍ×２＝４０μｍは、コイル層４の最上層
及び最下層部分の厚みである。素子２の厚みＤは０. ８
６ｍｍなので、コイル層比率は、０. ３７ｍｍ÷０. ８
６ｍｍ＝０. ４４２である。図４に示すように、コイル
層比率が４４. ２％の場合、２回巻の方がインダクタン
スが高くなる。
μｍ, 導体の厚みは２０μｍ, コイルパターン６の層数
は１０層なので、コイル層４の厚みｄｃは、(３３μｍ
×１０) ＋ (２０μｍ×２) ＝０. ３７ｍｍである。こ
こで、２０μｍ×２＝４０μｍは、コイル層４の最上層
及び最下層部分の厚みである。素子２の厚みＤは０. ８
６ｍｍなので、コイル層比率は、０. ３７ｍｍ÷０. ８
６ｍｍ＝０. ４４２である。図４に示すように、コイル
層比率が４４. ２％の場合、２回巻の方がインダクタン
スが高くなる。
【００３８】図４のグラフでは、コイル層比率が３５％
〜５０％の場合、２回巻の方がインダクタンスが高い。
低背化を実現しながら、１回巻よりも高いインダクタン
スを得ることができる。コイル層比率が５０％〜６０％
の場合、素子の厚み制限から１回巻の方のターン数が増
加できなくなるために２回巻の方がインダクタンスは高
い。コイル層比率が３５％〜５５％の場合、低背化を実
現し、かつ１回巻と変わらない又はそれ以上のインダク
タンスを得ることができる。
〜５０％の場合、２回巻の方がインダクタンスが高い。
低背化を実現しながら、１回巻よりも高いインダクタン
スを得ることができる。コイル層比率が５０％〜６０％
の場合、素子の厚み制限から１回巻の方のターン数が増
加できなくなるために２回巻の方がインダクタンスは高
い。コイル層比率が３５％〜５５％の場合、低背化を実
現し、かつ１回巻と変わらない又はそれ以上のインダク
タンスを得ることができる。
【００３９】ただし、図４は上述したある特定のパラメ
ータにおける調査結果を図示しただけに過ぎない。コイ
ルパターンの厚み，コイルパターンを形成するグリーン
シートの厚み，グリーンシートを構成する磁性材料及び
導体の材料等の種々のパラメータに応じて、２回巻の方
がインダクタンスが高くなるコイル層比率の範囲が変動
することは十分考えられる。コイル層比率は３０％〜６
０％が好ましい。
ータにおける調査結果を図示しただけに過ぎない。コイ
ルパターンの厚み，コイルパターンを形成するグリーン
シートの厚み，グリーンシートを構成する磁性材料及び
導体の材料等の種々のパラメータに応じて、２回巻の方
がインダクタンスが高くなるコイル層比率の範囲が変動
することは十分考えられる。コイル層比率は３０％〜６
０％が好ましい。
【００４０】(第２の実施の形態)コイルパターン６が形
成されるグリーンシート３０に、厚みの薄い極薄グリー
ンシートを使用することで、コイル層比率を減少させる
こともできる。本実施の形態の積層型インダクタンス素
子の平面寸法は４. ５ｍｍ×３. ２ｍｍであり、厚みは
０. ８６ｍｍである。コイルパターン６の巻数は２回、
導体の厚みは２０μｍ、積層数は１０層である。
成されるグリーンシート３０に、厚みの薄い極薄グリー
ンシートを使用することで、コイル層比率を減少させる
こともできる。本実施の形態の積層型インダクタンス素
子の平面寸法は４. ５ｍｍ×３. ２ｍｍであり、厚みは
０. ８６ｍｍである。コイルパターン６の巻数は２回、
導体の厚みは２０μｍ、積層数は１０層である。
【００４１】本実施の形態では、厚みが５〜４０μｍの
グリーンシート３０を使用する。ただし、この５〜４０
μｍは、焼結前の厚みである。グリーンシート３０の厚
みが５μｍ以下の場合、コイルパターン６を挟んだグリ
ーンシートの密着が困難になるので好ましくない。グリ
ーンシート３０の厚みが４０μｍ以上の場合、コイルパ
ターン６の間隔が広くなり、インダクタンスが低下する
ので好ましくない。また、厚みが４０μｍ以上の場合、
コイル層比率を増加させるので好ましくない。
グリーンシート３０を使用する。ただし、この５〜４０
μｍは、焼結前の厚みである。グリーンシート３０の厚
みが５μｍ以下の場合、コイルパターン６を挟んだグリ
ーンシートの密着が困難になるので好ましくない。グリ
ーンシート３０の厚みが４０μｍ以上の場合、コイルパ
ターン６の間隔が広くなり、インダクタンスが低下する
ので好ましくない。また、厚みが４０μｍ以上の場合、
コイル層比率を増加させるので好ましくない。
【００４２】図５に、コイル層比率に対するインダクタ
ンス特性を示す。印加する直流電流は３００ｍＡであ
る。図５の縦軸 (左側) はインダクタンスであり、横軸
はコイル層比率である。図５にコイル層比率に対するグ
リーンシート３０の厚み特性も示す。図５の縦軸 (右
側) はグリーンシートの厚みであり、横軸はコイル層比
率である。図５に示すように、コイル層４を薄くする
程、インダクタンスは増加する。グリーンシート３０の
厚みが５〜４０μｍの場合のコイル層比率は７〜６０％
である。
ンス特性を示す。印加する直流電流は３００ｍＡであ
る。図５の縦軸 (左側) はインダクタンスであり、横軸
はコイル層比率である。図５にコイル層比率に対するグ
リーンシート３０の厚み特性も示す。図５の縦軸 (右
側) はグリーンシートの厚みであり、横軸はコイル層比
率である。図５に示すように、コイル層４を薄くする
程、インダクタンスは増加する。グリーンシート３０の
厚みが５〜４０μｍの場合のコイル層比率は７〜６０％
である。
【００４３】コイルパターン６を挟んで密着させるた
め、コイルパターン６が形成されるグリーンシート３０
は、ある程度の厚みをもたせることが好ましい。グリー
ンシートの厚みは、２０〜４０μｍが好ましい。このと
きのコイル層比率は３０〜６０％である。
め、コイルパターン６が形成されるグリーンシート３０
は、ある程度の厚みをもたせることが好ましい。グリー
ンシートの厚みは、２０〜４０μｍが好ましい。このと
きのコイル層比率は３０〜６０％である。
【００４４】
【発明の効果】以上のように本発明の積層型インダクタ
ンス素子は、コイルパターン１層あたりの巻数を複数に
する、またはコイルパターンが形成されるグリーンシー
トの厚さを減少させることにより、全体の厚みに対する
コイル層の厚みを７〜６０％に減少させ、ヨーク層の磁
気飽和を低減することができる。これにより、小型化及
び低背化を実現した高インダクタンスの素子を提供する
ことができる。
ンス素子は、コイルパターン１層あたりの巻数を複数に
する、またはコイルパターンが形成されるグリーンシー
トの厚さを減少させることにより、全体の厚みに対する
コイル層の厚みを７〜６０％に減少させ、ヨーク層の磁
気飽和を低減することができる。これにより、小型化及
び低背化を実現した高インダクタンスの素子を提供する
ことができる。
【図１】本発明の積層型インダクタンス素子の一構成例
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図２】図１に示す各グリーンシートに形成されたコイ
ルパターンの接続の概要を示す図である。
ルパターンの接続の概要を示す図である。
【図３】コイルパターンが形成されるグリーンシートの
直流電流印加時のＢ−Ｈ特性を示す図である。
直流電流印加時のＢ−Ｈ特性を示す図である。
【図４】コイルパターンの積層数を変化させた場合のイ
ンダクタンスの変化を示す図である。
ンダクタンスの変化を示す図である。
【図５】コイルパターンが形成されたグリーンシートの
厚みを変化させた場合のインダクタンスの変化を示す図
である。
厚みを変化させた場合のインダクタンスの変化を示す図
である。
【図６】従来の積層型インダクタンス素子の構成の概略
を示す図であり、 (ａ) はコイル層とヨーク層の積層の
概略を示す斜視図であり、 (ｂ) は (ａ) のVI−VI線切
断断面図である。
を示す図であり、 (ａ) はコイル層とヨーク層の積層の
概略を示す斜視図であり、 (ｂ) は (ａ) のVI−VI線切
断断面図である。
【図７】(ａ) 及び (ｂ) はグリーンシートに形成され
たコイルパターンの一例を示す図である。
たコイルパターンの一例を示す図である。
【図８】図６ (ａ) の各グリーンシートに形成されたコ
イルパターンの接続の概要を示す図である。
イルパターンの接続の概要を示す図である。
【図９】グリーンシートに形成されたコイルパターンの
他の例を示す図であり、 (ａ)はグリーンシートの表面
図であり、 (ｂ) は (ａ) のIX−IX線切断断面図であ
る。
他の例を示す図であり、 (ａ)はグリーンシートの表面
図であり、 (ｂ) は (ａ) のIX−IX線切断断面図であ
る。
【図１０】ヨーク層を１枚のシート状磁性体で形成する
場合の積層型インダクタンス素子の構成の概略を示す斜
視図である。
場合の積層型インダクタンス素子の構成の概略を示す斜
視図である。
２ 積層型インダクタンス素子 ４ コイル層 ６ コイルパターン ８, １０ ヨーク層 ３０ コイルパターンが形成されるグリーンシート (シ
ート状磁性体) ３２, ３３, ３４, ３５ ヨーク層を形成するグリーン
シート (シート状磁性体) ３６, ３８ 従来の積層型インダクタンス素子 ４０, ４２ スルーホール
ート状磁性体) ３２, ３３, ３４, ３５ ヨーク層を形成するグリーン
シート (シート状磁性体) ３６, ３８ 従来の積層型インダクタンス素子 ４０, ４２ スルーホール
フロントページの続き (72)発明者 梅野 徹 大阪府三島郡島本町江川２丁目15番17号 住友特殊金属株式会社山崎製作所内 Ｆターム(参考） 5E062 DD04 5E070 AA01 AB01 BA12 BB01 CB03 CB08 CB13 CB15
Claims (12)
- 【請求項１】 コイルパターンが形成されたシート状磁
性体を積層してなるコイル層と、コイル層を挟む磁性体
層とを含む積層型インダクタンス素子において、 コイル層の厚みが、全体の厚みの７〜６０％の厚みであ
ることを特徴とする積層型インダクタンス素子。 - 【請求項２】 前記コイル層の厚みが、全体の厚みの３
０〜６０％の厚みであることを特徴とする請求項１記載
の積層型インダクタンス素子。 - 【請求項３】 前記コイル層の厚みが、全体の厚みの３
５〜５５％の厚みであることを特徴とする請求項１記載
の積層型インダクタンス素子。 - 【請求項４】 前記磁性体層が、前記コイル層を形成す
るシート状磁性体よりも厚みが厚いシート状磁性体で構
成されることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載
の積層型インダクタンス素子。 - 【請求項５】 前記シート状磁性体に形成されたコイル
パターンの巻数が複数回であることを特徴とする請求項
１〜４の何れかに記載の積層型インダクタンス素子。 - 【請求項６】 前記コイルパターンを形成する導体の厚
みが１５〜３０μｍであることを特徴とする請求項１〜
５の何れかに記載の積層型インダクタンス素子。 - 【請求項７】 前記コイルパターンが形成されたシート
状磁性体の厚みが、５〜４０μｍであることを特徴とす
る請求項１記載の積層型インダクタンス素子。 - 【請求項８】 前記コイルパターンが形成されたシート
状磁性体の厚みが、２０〜４０μｍであることを特徴と
する請求項１記載の積層型インダクタンス素子。 - 【請求項９】 コイル層の厚みが、全体の厚みの３０〜
６０％の厚みであることを特徴とする請求項７または８
記載の積層型インダクタンス素子。 - 【請求項１０】 前記コイルパターンを形成する導体
が、ＡｇまたはＡｇ−Ｐｄ合金を含むことを特徴とする
請求項１〜９の何れかに記載の積層型インダクタンス素
子。 - 【請求項１１】 前記シート状磁性体を構成する磁性材
料が、Ｎｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライトであることを特徴
とする請求項１〜１０の何れかに記載の積層型インダク
タンス素子。 - 【請求項１２】 ９６０度以下の温度で焼結されたこと
を特徴とする請求項１〜１１の何れかに記載の積層型イ
ンダクタンス素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001102312A JP4724940B2 (ja) | 2001-03-30 | 2001-03-30 | 積層型インダクタンス素子及び積層型インダクタンス素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001102312A JP4724940B2 (ja) | 2001-03-30 | 2001-03-30 | 積層型インダクタンス素子及び積層型インダクタンス素子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002299123A true JP2002299123A (ja) | 2002-10-11 |
| JP4724940B2 JP4724940B2 (ja) | 2011-07-13 |
Family
ID=18955528
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001102312A Expired - Lifetime JP4724940B2 (ja) | 2001-03-30 | 2001-03-30 | 積層型インダクタンス素子及び積層型インダクタンス素子の製造方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4724940B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007214341A (ja) * | 2006-02-09 | 2007-08-23 | Taiyo Yuden Co Ltd | 積層インダクタ |
| KR20130140433A (ko) | 2012-06-14 | 2013-12-24 | 삼성전기주식회사 | 적층 칩 전자부품 |
| US9349512B2 (en) | 2012-06-14 | 2016-05-24 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Multi-layered chip electronic component |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0334407A (ja) * | 1989-06-30 | 1991-02-14 | Tokin Corp | 積層形インダクタ |
| JPH08130117A (ja) * | 1994-10-31 | 1996-05-21 | Kyocera Corp | 積層インダクタ |
| JPH09148118A (ja) * | 1995-11-24 | 1997-06-06 | Tokin Corp | 積層型圧粉磁芯 |
| JPH09180938A (ja) * | 1995-12-26 | 1997-07-11 | Tokin Corp | 積層インダクタおよびその製造方法 |
| JPH09199328A (ja) * | 1996-01-18 | 1997-07-31 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 積層インダクタ部品およびその製造方法 |
| JP2001023823A (ja) * | 1999-07-09 | 2001-01-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 積層チップインダクタ |
| JP2001044039A (ja) * | 1999-07-30 | 2001-02-16 | Tdk Corp | チップフェライト部品およびその製造方法 |
| JP2001044035A (ja) * | 1999-07-30 | 2001-02-16 | Murata Mfg Co Ltd | 積層インダクタ |
-
2001
- 2001-03-30 JP JP2001102312A patent/JP4724940B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (8)
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| KR20130140433A (ko) | 2012-06-14 | 2013-12-24 | 삼성전기주식회사 | 적층 칩 전자부품 |
| CN103515053A (zh) * | 2012-06-14 | 2014-01-15 | 三星电机株式会社 | 多层芯片电子元件 |
| US8729999B2 (en) | 2012-06-14 | 2014-05-20 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Multi-layered chip electronic component |
| US9349512B2 (en) | 2012-06-14 | 2016-05-24 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Multi-layered chip electronic component |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4724940B2 (ja) | 2011-07-13 |
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