JP2002367830A - インダクタンス素子及びその製造方法 - Google Patents
インダクタンス素子及びその製造方法Info
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Abstract
ス値変更容易なインダクタンス素子を提供すること。 【解決手段】配線基板2にコアを固定し、配線基板2上
に形成された導体パターン3〜5と、導体パターン3〜
5を直列に接続するボンディングワイヤ9〜11により
コイルL1を形成する。
Description
子及びその製造方法に関し、特に配線基板に高密度実装
可能なインダクタンス素子及びその製造方法に関する。
チョークコイルやトランスなどのインダクタンス素子
は、フェライトコアなどの磁路部材にコイルを巻線機な
どでコイルを巻装して製造されている。この種のインダ
クタンス素子を含む回路部品は、高密度実装のために小
型化を要求されているが、インダクタンス素子の小型化
は、巻線機などを用いたコイル巻装作業の困難化のため
に容易ではなかった。また、回路には、種々のインダク
タンス値や許容電流値をもつチョークコイルやトランス
が望まれるが、小型で種々のインダクタンス値をもつイ
ンダクタンス素子を安価に製造することは容易ではなか
った。
ログハイブリッドIC、DCーDCコンバータなどに用
いるフィルタ、発振回路、共振回路などにおいて、イン
ダクタンス素子を抵抗素子で代用するなどしていたが、
その結果として特性低下を招いていた。
あり、小型で容易に基板実装でき、更にインダクタンス
値変更容易なインダクタンス素子及びその製造方法を提
供することをその目的としている。
項1記載の発明は、配線基板に実装されたコアにコイル
を巻装してなるインダクタンス素子において、前記コイ
ルが、前記配線基板に形成された導体パターンと、前記
導体パターンにワイヤボンディング接続されたボンディ
ングワイヤとからなることを特徴としている。
のコイル巻線機を用いることなく、かつ、微細な作業を
要する手巻き工程を用いることなく、高速に高密度巻線
を行うことができ、その上、ボンディングワイヤの並列
本数又は直列本数を変更することで、極めて簡単にイン
ダクタンス値や許容電流値を変更することができる。特
に、既存のIC製造技術や実装技術を用いることができ
るので、製造装置、製造工程の改変を必要とせず、実用
性に優れる。
ダクタンス素子において更に、前記コアが、前記配線基
板表面に接着されることを特徴としているので、コア固
定が容易となる。特に好適には、コアは、配線基板に実
装する他のチップ回路部品、たとえばチップコンデンサ
やチップ抵抗などと同じ工程、たとえばはんだや導電性
接着剤やバンプなどを用いて配線基板に固定される。こ
の製造工程の共通化により、製造工数の短縮、製造コス
トの低減を実現することができる。
のインダクタンス素子において更に、前記コアの前記配
線基板側の接着面が、接着剤を塗布されない溝部を有す
ることを特徴としているので、接着剤の使用量を削減す
ることができる。なお、接着剤やはんだなどは、コア側
に塗布してもよく、基板表面に塗布しておいてもよい。
ずれか記載のインダクタンス素子において更に、トラン
スをなす一次コイル及び二次コイルの巻数比は、前記一
次コイルの直列接続ボンディングワイヤ本数N1又はN
1ー0.5又はN1+0.5と、前記二次コイルの直列
接続ボンディングワイヤ本数N2又はN2ー0.5又は
N2+0.5との比に等しい値に設定されるので、容易
かつ確実に巻数比を実現することができる。
ィングワイヤに対して、このボンディングワイヤと直列
接続されてコイルの残りの半ターンを構成する導体パタ
ーンを追加するか否かにより、コイルの巻数を、所定値
又はそれより半ターン増減した値とすることができる。
ずれか記載のインダクタンス素子において更に、トラン
スをなす一次コイル及び二次コイルの各1ターン当たり
の並列接続ボンディングワイヤ本数の比率は、前記一次
コイル及び二次コイルの巻数比の逆数に略等しいことを
特徴としている。
ワイヤ間の電流密度を等しくすることができ、損失を低
減するコイル用ボンディングワイヤとができる。
たのは、コイルの両末端がボンディングワイヤで終わる
か、導体パターンで終わるかにより+/ー半ターン変更
できるため、この半ターンのばらつきを含んで略等しい
と記載したものである。
ずれか記載のインダクタンス素子において更に、トラン
スをなす一次コイル及び二次コイルの各ターンを構成す
る前記導体パターンの断面積の比率、特に通電方向と直
角かつ、基板の主面に平行な幅は、前記一次コイル及び
二次コイルの巻数比の逆数に等しいことを特徴としてい
る。本構成によれば、両コイルを構成する導体パターン
の電流密度を等しくすることができ、抵抗損失を低減す
ることができる。
ずれか記載のインダクタンス素子において更に、トラン
スをなす前記一次コイル及び二次コイルの各ターンは、
前記コアの周方向に交互に配設されることを特徴として
いるので、両コイルの電磁結合度を向上することができ
る。なお、両コイルの電磁結合度を低下するには、両コ
イルを離れて配置すればよい。
ずれか記載のインダクタンス素子において更に、前記コ
アの表面は前記ボンディングワイヤに沿って湾曲する曲
面を有することを特徴としている。このようにすれば、
ボンディングワイヤ使用量の増加を抑止しつつ、コア断
面積の増大によりインダクタンス値を増加することがで
きる。
ずれか記載のインダクタンス素子において更に、前記ボ
ンディングワイヤは、前記コアを前記配線基板に固定す
ることを特徴としているので、接着やはんだ付けなどの
コア固定作業を省略あるいは簡略化することができる。
ンダクタンス素子において更に、前記コアは、前記コイ
ルをなさないコア固定専用ボンディングワイヤにより前
記配線基板に固定されているので、コイル巻数が小さい
場合でもコア固定強度を向上することができる。
のいずれか記載のインダクタンス素子の製造方法におい
て更に、巻線電流量変更時に前記巻線1ターン当たりの
前記ボンディングワイヤ本数を変更して前記ボンディン
グワイヤの電流密度変化を抑止することを特徴としてい
る。
のいずれか記載のインダクタンス素子の製造方法におい
て更に、交互に配置する一次コイル用ボンディングワイ
ヤと、二次コイル用ボンディングワイヤとの本数を調整
して一次コイルと二次コイルとの間の結合度を直制する
ことを特徴としている。
のいずれか記載のインダクタンス素子の製造方法におい
て更に、コア固定用ボンディングワイヤと電流通電用ボ
ンディングワイヤとを別々に有することを特徴としてい
る。
のいずれか記載のインダクタンス素子の製造方法におい
て更に、電流通電用の前記ボンディングワイヤは、コア
固定用ボンディングワイヤを兼ねることを特徴としてい
る。
その製造方法の好適な態様を以下の実施例により詳細に
説明する。 (実施例)本発明のインダクタンス素子技術を適用した
降圧トランスの平面図を図1に示す。1はリング形状の
フェライトコアであり、セラミック基板2上に接着され
ている。3〜8はセラミック基板2表面に印刷、焼成さ
れた導体パターンであって、3〜5は一次コイルの半タ
ーンをなす導体パターン、6は一次コイルの一端子をな
す導体パターン、7は二次コイルの半ターンをなす導体
パターン、8は二次コイルの一端子をなす導体パターン
である。9〜11はそれぞれ一次コイルの半ターンをな
す直列接続ボンディングワイヤ、12はそれぞれ二次コ
イルの半ターンをなす3本の並列接続ボンディングワイ
ヤであり、これらボンディングワイヤ9〜12は金線か
らなる。
〜11と導体パターン3〜6は交互に接続されており、
全体として3ターンの一次コイルL1を構成している。
互いに並列接続されたボンディングワイヤ12は導体パ
ターン7、8を接続して、導体パターン7とともに1タ
ーンの二次コイルL2を構成している。これにより、巻
数比3:1の降圧トランスが形成されている。
この態様では、リング状のフェライトコア1の基板側の
平坦面に溝13〜16が凹設されている。これにより、
フェライトコア1のこの平坦面に接着剤をローラなどで
塗布する際に、溝13〜16の部分に接着剤が塗布され
ることがないので、接着材使用量を低減することができ
る。なお、接着剤は基板のコア実装予定領域に塗布して
もよい。
たとえばチップコンデンサやチップ抵抗などと同じく、
セラミック基板2上にはんだやバンプや導電性接着剤で
固定されてもよい。
導体パターン、24は一次コイルの一端子をなす導体パ
ターン、25は二次コイルの半ターンをなす導体パター
ン、26は二次コイルの一端子をなす導体パターンであ
る。31〜33はそれぞれ一次コイルの半ターンをなす
直列接続ボンディングワイヤ、34〜36はそれぞれ二
次コイルの半ターンをなす3本の並列接続ボンディング
ワイヤである。
1〜33とボンディングワイヤ34〜36はコア1の周
方向において交互に配置されている。このようにすれ
ば、一次コイルと二次コイルとの電磁結合度を向上して
漏れ磁束を低減することができる。なお、一次コイルと
二次コイルとの電磁結合度を積極的に減少させるには、
図1に示すように。両者を離れて巻装すればよい。
状のフェライトコアであり、それらの厚さ方向に積み重
ねて接着され、ボンディングワイヤ41、42はこれら
1a、1bを半分巻回して両端がセラミック基板2上の図
示しない導体パターンに接合されており、それぞれチョ
ークコイルの半ターンを構成している。
重ねるという簡素な工程追加により、インダクタンス素
子のインダクタンス値を変更することができる。
束流れる方向に対して直角の断面にて略半円形状に形成
されており、フェライトコア1の平坦な底面がセラミッ
ク基板2の表面に接着剤50により接着されている。
ヤ1a、1bはそれぞれ、フェライトコア1の曲面形状の
表面に押しつけられるように図示しない導体パターンに
接合、配線されており、この結果、ボンディングワイヤ
1a、1bは、コイルをなすとともにフェライトコア1を
固定する機能も併せて有している。
しないボンディングワイヤでフェライトコア1をセラミ
ック基板2に押しつけ、固定するようにしてもよい。
和磁束量を減らすことなく、ボンディングワイヤ使用量
の低減、コイル抵抗の低減を実現することもできる。
に巻装されたボンディングワイヤ81は図示しない導体
パターンとともにコイルを構成している。また、60は
アナログ集積回路チップ、61はマイコンチップ、80
はチップコンデンサであり、これらは図7に示すように
セラミック基板2にはんだ付けされ、最終的に樹脂モー
ルドされて、ハイブリッドICを構成している。上記コ
イルとチップコンデンサ80とは、アナログ集積回路チ
ップ60の外付け部品としてQが大きいLC共振回路を
構成している。このようにすれば、小型で大きなインダ
クタンスコイルを製造工程の変更なしにハイブリッドI
Cに内蔵することができ、種々広範な用途に応用するこ
とができる。
ディングワイヤの並列接続本数又は直列接続本数を変更
することにより、ターン数や許容電流値を容易に変更す
ることができる。
電流値に応じて導体パターンの断面積(特に通電方向と
直角かつ、基板の主面に平行な幅)を変更することによ
り、発熱、損失の低減を図ることもできる。
インダクタンス素子は、製造、小型化、特性変更が容易
であり、実用性に優れる利点を有している。
Claims (14)
- 【請求項1】配線基板に実装されたコアにコイルを巻装
してなるインダクタンス素子において、 前記コイルは、前記配線基板に形成された導体パターン
と、 前記導体パターンにワイヤボンディング接続されたボン
ディングワイヤとからなることを特徴とするインダクタ
ンス素子。 - 【請求項2】請求項1及び2記載のインダクタンス素子
において、 前記コアは、前記配線基板表面に接着されることを特徴
とするインダクタンス素子。 - 【請求項3】請求項1又は2記載のインダクタンス素子
において、 前記コアの前記配線基板側の接着面は、接着剤を塗布さ
れない溝部を有することを特徴とするインダクタンス素
子。 - 【請求項4】請求項1乃至3のいずれか記載のインダク
タンス素子において、 トランスをなす一次コイル及び二次コイルの巻数比は、
前記一次コイルの直列接続ボンディングワイヤ本数N1
又はN1ー0.5又はN1+0.5と、前記二次コイル
の直列接続ボンディングワイヤ本数N2又はN2ー0.
5又はN2+0.5との比に等しい値に設定されること
を特徴とするインダクタンス素子。 - 【請求項5】請求項1乃至4のいずれか記載のインダク
タンス素子において、 トランスをなす一次コイル及び二次コイルの各1ターン
当たりの並列ボンディングワイヤ本数の比率は、前記一
次コイル及び二次コイルの巻数比の逆数に略等しいこと
を特徴とするインダクタンス素子。 - 【請求項6】請求項1乃至5のいずれか記載のインダク
タンス素子において、 トランスをなす一次コイル及び二次コイルの各ターンを
構成する前記導体パターンの断面積の比率は、前記一次
コイル及び二次コイルの巻数比の逆数に等しいことを特
徴とするインダクタンス素子。 - 【請求項7】請求項1乃至6のいずれか記載のインダク
タンス素子において、 トランスをなす前記一次コイル及び二次コイルの各ター
ンは、前記コアの周方向に交互に配設されることを特徴
とするインダクタンス素子。 - 【請求項8】請求項1乃至7のいずれか記載のインダク
タンス素子において、 前記コアの表面は前記ボンディングワイヤに沿って湾曲
する曲面を有することを特徴とするインダクタンス素
子。 - 【請求項9】請求項1乃至8のいずれか記載のインダク
タンス素子において、 前記ボンディングワイヤは、前記コアを前記配線基板に
固定することを特徴とするインダクタンス素子。 - 【請求項10】請求項9記載のインダクタンス素子にお
いて、 前記コアは、前記コイルをなさないコア固定専用ボンデ
ィングワイヤにより前記配線基板に固定されていること
を特徴とするインダクタンス素子。 - 【請求項11】請求項1乃至10のいずれか記載のイン
ダクタンス素子の製造方法において、 巻線電流量変更時に前記巻線1ターン当たりの前記ボン
ディングワイヤ本数を変更して前記ボンディングワイヤ
の電流密度変化を抑止することを特徴とするインダクタ
ンス素子の製造方法。 - 【請求項12】請求項1乃至10のいずれか記載のイン
ダクタンス素子の製造方法において、 交互に配置する一次コイル用ボンディングワイヤと、二
次コイル用ボンディングワイヤとの本数を調整して一次
コイルと二次コイルとの間の結合度を直制することを特
徴とするインダクタンス素子の製造方法。 - 【請求項13】請求項1乃至10のいずれか記載のイン
ダクタンス素子の製造方法において、 コア固定用ボンディングワイヤと電流通電用ボンディン
グワイヤとを別々に有することを特徴とするインダクタ
ンス素子。 - 【請求項14】請求項1乃至10のいずれか記載のイン
ダクタンス素子の製造方法において、 電流通電用の前記ボンディングワイヤは、コア固定用ボ
ンディングワイヤを兼ねることを特徴とするインダクタ
ンス素子。
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- 2001-06-04 JP JP2001168591A patent/JP3937757B2/ja not_active Expired - Fee Related
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