JP2003124031A - 巻線型チップコイルおよびその特性調整方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 取得し得るインダクタンス値が多種類で、統
一された外形寸法である巻線型チップコイルを構成す
る。 【解決手段】 チップコイル１００は、磁性体からなる
巻芯１に二本の導電性ワイヤ２を単層整列して巻付け、
その両端２１を巻芯１の鍔部１１に設けられた端子電極
３にそれぞれ固着して形成される。このようにすること
で、電流容量が増加するだけでなく、磁路長が長くなる
ため、インダクタンス値が低下する。このように、平行
させる導電性ワイヤの本数、導電性ワイヤの直径、巻数
をパラメータとすることにより、多数のインダクタンス
値を容易に得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、巻線型チップコ
イル、特に高周波回路に使用する小型の巻線型チップコ
イルおよびその特性調整方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の巻線型チップコイルの構成につい
て、図１２を参照して説明する。

【０００３】図１２は従来の巻線型チップコイルの外観
斜視図である。図１２において、１００はチップコイル
であり、１は巻芯部、１１は鍔部、２は導電性ワイヤ、
２１は導電性ワイヤ端部、３は端子電極、４はコーティ
ング樹脂をそれぞれ示している。

【０００４】チップコイル１００は、磁性体からなる巻
芯１に一本の導電性ワイヤ２を巻き付け、その両端２１
を巻芯１の鍔部１１に設けられた端子電極３にそれぞれ
固着して形成される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の巻線
型チップコイルにおいては、以下に示す解決すべき課題
があった。

【０００６】最近の高周波回路においては、回路素子お
よび伝送線路間における整合が非常に難しく、微小イン
ダクタンス値（１０ｎＨ以下）を有するコイルの種類が
豊富にあることが必要とされている。

【０００７】しかし、従来の巻線型チップコイルのよう
な構造では、巻線回数が１周回、２周回のように整数回
巻きでしか電極に接続できず、これに対応したインダク
タンス値しかとることができなかった。

【０００８】ここで、１００５サイズ（底面のサイズが
1.0mm ×0.5mm ）の巻線型チップコイルのインダクタン
ス値の例を示す。図１１は、この従来の巻線型チップコ
イルのとり得るインダクタンス値の例を示している。
（この図には、本発明の実施形態で説明する巻線型チッ
プコイルのインダクタンス値の例も合わせて示してい
る。）例えば１００５サイズに直径５０μｍの１本の導
電性ワイヤを巻き付けた場合、１周回なら、１．５ｎ
Ｈ、２周回なら２．７ｎＨというように飛び飛びの値し
かとり得なかった。そのため、Ｅ１２系列の１．５ｎＨ
未満のインダクタンス値や１．８ｎＨや２．２ｎＨとい
ったインダクタンス値はとり得ず、またＥ２４系列の
１．５ｎＨ未満のインダクタンス値や１．６，１．８，
２．０，２．２，２．４ｎＨといったインダクタンス値
はいずれもとることができなかった。

【０００９】また、例えば、１６０８サイズ（底面のサ
イズが1.6mm ×0.8mm ）の巻線型チップコイルで、直径
８０μｍの導電性ワイヤを巻き付けた場合でも、１周回
ならば２．２ｎＨ、２周回ならば２．７ｎＨというよう
な飛び飛びの値しかとり得なかった。

【００１０】そのため、このような構成では、同じ導電
性ワイヤを用いる限り、例えば前述の例では、２．２ｎ
Ｈ未満のインダクタンス値や、２．２ｎＨと２．７ｎＨ
との間のインダクタンス値を取得することができなかっ
た。

【００１１】この発明の目的は、統一された外形寸法
で、取得し得るインダクタンス値の種類が豊富な巻線型
チップコイルおよびその特性調整方法を構成することに
ある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明は、導電性ワイ
ヤを少なくとも二本で構成することにより巻線型チップ
コイルを構成する。これにより、導電性ワイヤが一本の
場合とは異なるインダクタンス値を得ることを特徴とし
ている。

【００１３】また、この発明は、複数のワイヤを巻芯部
に単層整列巻きして巻線型チップコイルを構成する。こ
れにより、簡素な構造で巻線型チップコイルを構成する
ことを特徴としている。

【００１４】また、この発明は、縒られて一本にされた
複数のワイヤを巻芯部に巻き付けて巻線型チップコイル
を構成する。これにより、更に違うインダクタンス値を
得ることを特徴としている。

【００１５】また、この発明は、複数本のワイヤを、前
記巻芯部に分散させて巻き付けることによって巻線型チ
ップコイルを構成する。これにより、導電性ワイヤが一
本の場合とは異なり、且つ単層整列巻きの場合とも異な
ったインダクタンス値を得ることを特徴としている。

【００１６】また、この発明は、巻芯部の両端部に端子
電極を形成した鍔部を備え、巻芯部に複数本の導電性ワ
イヤを巻き付け、端子電極表面に導電性ワイヤの両端を
固着した巻線型チップコイルの特性調整を行う際、巻芯
部で隣接するワイヤ相互の間隔を定めて、端子電極間の
インダクタンスを調整することを特徴としている。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の第１の実施形態に係る巻
線型チップコイルの構成について、図１〜図５を参照し
て説明する。図１は巻線型チップコイルの外観斜視図で
あり、図２はその底面図である。図１，図２において、
１は、その両端部に鍔部１１がそれぞれ形成されてなる
巻芯部、２ａ，２ｂは巻芯１に巻回されている導電性ワ
イヤ、２１ａ，２１ｂは導電性ワイヤ端部、３は前記鍔
部１１の端部に付与された端子電極、４は導電性ワイヤ
２ａ，２ｂが巻回された巻芯１の一方の主面に形成され
たコーティング樹脂であり、１００はチップコイルであ
る。

【００１８】以下に、このチップコイル１００の形成方
法について図３〜図５を参照して説明する。図３は端子
電極３の塗布工程を示した図であり、（ａ）は塗布前の
図、（ｂ）は塗布後の図である。図３において、５１は
巻芯１を保持しているホルダ、５３は例えばＡｇを含む
導電ペースト、５４は定盤である。図４は導電性ワイヤ
２ａ，２ｂを巻芯１に巻付ける工程を示した図である。
図４において、６１は巻芯１の一方の端部を保持し、所
定方向に回転させるためのチャック、６２は巻線用ノズ
ルである。図５は導電性ワイヤが巻回された巻芯１をホ
ルダ５１により保持し、その一方の主面にコーティング
樹脂４を施す工程を示した図であり、（ａ）は塗布前の
図、（ｂ）は塗布後の図、（ｃ）はＵＶ光照射状態の図
である。図５において、７１は定盤である。

【００１９】アルミナ等の比透磁率１の材料からなる巻
芯１は、導電性ワイヤ２ａ，２ｂが巻かれる部分とその
両端の鍔部１１とからなり、プレス成形等により外形が
形成される。

【００２０】巻芯１の鍔部１１の先端部には、導電ペー
ストをディップ法または印刷法により付与し、端子電極
３を形成する。ここで、端子電極３の膜厚は乾燥・焼成
後で１０〜３０μｍ程度である。

【００２１】例えば、ディップ法で電極を形成する場合
には、巻芯１は、図３に示すように、ホルダ５１によ
り、その他方の主面側、つまり鍔部１１の先端部を下方
にて保持される。一方、定盤５４には導電ペースト５３
が、鍔部１１の突出高さよりも薄い厚み（例えば０．５
〜１．０ｍｍ程度）で備えられている。この状態で、ホ
ルダ５１を下方に移動させ、巻芯１の鍔部１１を定盤５
４に当接するまで導電ペースト５３に浸漬させる。これ
により、鍔部１１の底面及び隣接する四側面に導電ペー
ストが塗布される。この後、引き上げ・乾燥・焼成する
ことにより端子電極３が形成される。

【００２２】次に、図４に示すように、鍔部１１に端子
電極３を形成した巻芯１の一方の端部をチャック６１に
固定し、巻線用ノズル６２から抽出された平行な２本の
導電性ワイヤ２ａ，２ｂのそれぞれの端部２１ａ，２１
ｂを一方の端子電極に同時に固着させる。導電性ワイヤ
２ａ，２ｂには絶縁性被膜が施されているが、この絶縁
性被膜は、例えば固着する際に加える熱により固着部付
近を除去すればよい。

【００２３】そして、この２本の導電性ワイヤ２ａ，２
ｂを、図４に示すようなスピンドル方式で巻芯１に巻い
ていく。すなわち、巻芯１を回転させ、固定された巻線
用ノズル６２から抽出された導電性ワイヤを巻芯部に巻
き付けるのである。このとき、チャック６１は巻芯１の
長さ方向を回転軸として回転するとともに、長さ方向に
微少量移動する。これにより、位置を固定した巻線用ノ
ズル６２から抽出された２本の導電性ワイヤ２ａ，２ｂ
を巻芯１に平行整列して所定周回巻く。

【００２４】次に、所定周回巻き終わった２本の導電性
ワイヤ２ａ，２ｂを、前記と同様にして、もう一方の端
子電極に同時に固着し、切り離す。ここで、導電性ワイ
ヤ２ａ，２ｂは、直径２０〜１２０μｍの範囲で巻芯１
の大きさ、取得インダクタンス値から算出される巻数等
により適宜決定して用いる。また、導電性ワイヤ２ａ，
２ｂは異なる線径であってもよく、その材質としては、
例えばＣｕからなるマグネットワイヤまたは、Ｃｕ合金
線を用いる。また、絶縁性被膜としては、ポリウレタン
系またはポリエステル系のものを用いるとよい。

【００２５】このように構成された導電性ワイヤ２ａ，
２ｂを巻いた巻芯１は、この状態でもチップコイルとし
ての機能を有するが、導電性ワイヤ保護のため、あるい
はコイルとしての取り扱い性の利便のために、一方の主
面側にコーティング樹脂を付与する。

【００２６】図５に示すようにチップコイル１００は、
ホルダ５１に、端子電極底面を介してチップコイル１０
０の天面を下方にして保持される（図５（ａ））。一
方、定盤７１には、所定の深さでコーティング樹脂であ
る例えばＵＶ硬化樹脂ペースト４を備えており、チップ
コイル１００を天面から所定の深さに浸漬して引き上げ
る（図５（ｂ））。その後、樹脂ペースト４を塗布した
チップコイルに、樹脂ペースト４を塗布した方向からＵ
Ｖを照射して樹脂を硬化させる。コーティング樹脂の厚
みは、鍔部１１の天面方向に突出している高さよりも高
く形成できるように設定するとよく、例えば、突出して
いる高さが０．１ｍｍであれば、コーティング厚みは
０．１５〜０．３ｍｍ程度とするのがよい。また、コー
ティング樹脂は電極３を除く全面に塗布してもよい。

【００２７】このように、２本の導電性ワイヤを平行に
単層整列巻きにすることにより、１本の場合よりも、電
流容量が増加するだけでなく、磁路長が長くなるため、
インダクタンス値は低下する。

【００２８】図１１の「実施例１」は、１００５サイズ
の巻芯に、それぞれ直径５０μｍの２本の導電性ワイヤ
を単層整列巻きしたときのインダクタンス値を示してい
る。１本の導電性ワイヤを１周回したとき１．５ｎＨ、
２周回したとき２．７ｎＨであった「従来例」に対し
て、２本の導電性ワイヤを１周回したときは１．２ｎ
Ｈ、２周回したときには２．４ｎＨと低減できる。

【００２９】また、前述したように、１６０８サイズの
巻芯で直径８０μｍの導電性ワイヤを１本巻で１周回し
た場合のインダクタンス値は２．２ｎＨであったが、そ
の導電性ワイヤを２本巻にすることで、インダクタンス
値は１．８ｎＨにまで低下させることができる。このイ
ンダクタンス値は、平行する導電性ワイヤの本数を増や
すことにより、更に低下させることもできる。よって、
平行する導電性ワイヤ数と巻数とを各種設定することに
より、従来取得し得なかったインダクタンス値を有する
チップコイルを外形寸法を変えることなく容易に構成す
ることができる。

【００３０】また、導電性ワイヤを二本平行に巻くこと
で、コイルとしての抵抗値が低下し、高いＱ値のコイル
を構成することができる。よって、整合回路での損失を
大幅に改善することができる。

【００３１】なお、二本の導電性ワイヤを縒って一本に
した場合でも、インダクタンス値の低下率は減少する
が、一本単体の導電性ワイヤの場合よりもインダクタン
ス値を低下させることができる。これにより、更に多種
のインダクタンス値を取得することができる。

【００３２】次に、第２の実施形態に係る巻線型チップ
コイルの構成について、図６および図７を参照して説明
する。図６は巻線型チップコイルの外観斜視図である。
図１に示した例では端子電極３の形成面を上面にして表
したが、この図６は端子電極３の形成面を下方に向けて
表している。図６において、１は巻芯、１１はその両端
部の鍔部、１２は巻芯部、２ａ，２ｂは巻芯部１２に巻
回されている導電性ワイヤである。この２本の導電性ワ
イヤ２ａ，２ｂの端部は第１の実施形態の場合と同様に
して端子電極３に接続している。また、４は導電性ワイ
ヤ２ａ，２ｂが巻回された巻芯１の一方の主面に形成さ
れたコーティング樹脂である。

【００３３】この第２の実施形態に係る巻線型チップコ
イルは、導電性ワイヤ２ａ，２ｂを巻芯１の巻芯部１２
において分散して且つ均等な間隔で巻付けている。図１
１に示した「実施例２」は１００５サイズの巻芯に、そ
れぞれ直径５０μｍの２本の導電性ワイヤを分散して均
等な間隔で巻き付けた時のインダクタンス値を示してい
る。この２本のワイヤを１周回した時１．１〜１．３ｎ
Ｈが得られる。２周回した時１．８〜２．４ｎＨが得ら
れる。

【００３４】このように、２周回の単層整列巻きの場合
に２．４ｎＨであったものが、その２本の導電性ワイヤ
の間隔を広げていくことによって、得られるインダクタ
ンス値を１．８ｎＨにまで下げることができる。また１
周回の整列巻きの場合に１．２ｎＨであったものが、そ
の２本の導電性ワイヤの間隔を広げることによって、得
られるインダクタンスの値を１．１ｎＨまで低減させる
ことができる。このようにして、同一サイズではこれま
で得ることのできなかったＥ１２系列およびＥ２４系列
の低インダクタンス値の巻線型チップコイルが得られ
る。

【００３５】図７は、直径５０μｍの導電性ワイヤを２
周回した時の、その各導電性ワイヤの間隔とインダクタ
ンス値との関係を示している。この各導電性ワイヤの間
隔が５０μｍの時、インダクタンス値は約２．２ｎＨ、
間隔が７０μｍの時、インダクタンス値は２．０ｎＨ、
間隔が１２０μｍの時、インダクタンス値は１．８ｎＨ
となり、Ｅ１２系列およびＥ２４系列をとることが可能
となった。

【００３６】次に、第３の実施形態に係る巻線型チップ
コイルについて図８および図９を参照して説明する。図
８は巻線型チップコイルの外観斜視図である。図８にお
いて、１は巻芯、１１はその両端部の鍔部、１２は巻芯
部、２ａ，２ｂは巻芯部１２に巻回されている導電性ワ
イヤである。この２本の導電性ワイヤ２ａ，２ｂの端部
は第１の実施形態の場合と同様にして端子電極３に接続
している。また、４は導電性ワイヤ２ａ，２ｂが巻回さ
れた巻芯１の一方の主面に形成されたコーティング樹脂
である。

【００３７】第２の実施形態で示した巻線型チップコイ
ルと異なり、２本の導電性ワイヤ２ａ，２ｂを単層整列
巻するとともに、巻芯部１２において、１周回分異なっ
て隣接する２本の導電性ワイヤとの間隔を定めることに
よって、得ようとするインダクタンス値を定めるように
している。図１１に示した「実施例３」は１００５サイ
ズの巻芯に、それぞれ直径５０μｍの２本の導電性ワイ
ヤを巻回した時のインダクタンス値を示している。この
２本のワイヤを２周回した時２．０〜２．４ｎＨが得ら
れる。

【００３８】図９は直径５０μｍの導電性ワイヤを２周
回した時の、その２本の導電性ワイヤの間隔とインダク
タンス値との関係を示している。この２本の導電性ワイ
ヤの１周回分異なって隣接する間隔が７０μｍの時、イ
ンダクタンス値は約２．２ｎＨ、間隔が３３０μｍの
時、インダクタンス値は約２．０ｎＨとなる。

【００３９】次に、第４の実施形態として、所望のイン
ダクタンス値を得るための巻線型チップコイルの特性調
整方法を図１０を基に説明する。図１０の（Ａ）は、導
電性ワイヤ２ａ，２ｂを巻芯１に巻き付ける工程を示し
ている。（Ｂ），（Ｃ）は巻線用ノズル６２について示
している。

【００４０】（Ｂ）の例では、２本の導電性ワイヤ２
ａ，２ｂの間隔を定めるために、巻線用ノズル６２に設
けた、導電性ワイヤが通る２つの孔の間隔ｘを定める。
すなわち、このｘの異なった幾つかの巻線用ノズル６２
を用意しておき、それを交換することによって、同一の
巻芯１１を用いて所望のインダクタンス値を得る。

【００４１】また、（Ｃ）の例では、同じ巻線用ノズル
６２を用いて２本の導電性ワイヤ２ａ，２ｂの間隔を変
えるために、図１０の（Ｃ）に示すように、その巻線用
ノズル６２を、その長手方向の中心軸を回転中心として
所定角度だけ回転させた状態で導電性ワイヤ２ａ，２ｂ
を引き出す。この巻線用ノズル６２の回転角度によっ
て、巻芯１に巻回された状態で、２つの導電性ワイヤ２
ａ，２ｂの間隔を狭める方向に定める。このことによ
り、巻線用ノズル６２を交換することなく、所望のイン
ダクタンス値を得る。これにより、第２の実施形態で示
した構造の巻線型チップコイルを製造する。

【００４２】また、チャック６１が巻芯１を回転させる
とともに、巻線用ノズル６２を図中矢印方向に直線移動
させるが、その移動速度の制御によって、２つの導電性
ワイヤ２ａ，２ｂの所定の周回位置と、それに隣接する
次の周回位置との間隔を所定量に定める。これにより、
第３の実施形態で示した構造の巻線型チップコイルを製
造する。但し、２つの端子電極の間隔は一定であるの
で、巻線用ノズル６２の移動速度パターンを、巻始めか
ら巻終わりまでの間に変化させる。このことによって、
導電性ワイヤ２ａ，２ｂの両端位置を一定にしたまま、
隣接する導電性ワイヤ間の間隔を所定量に定める。

【００４３】

【発明の効果】この発明によれば、導電性ワイヤを少な
くとも二本で構成することにより、現状より細分化され
たインダクタンス値の種類を有する巻線型チップコイル
を統一された形状で構成することができる。また、素子
のＱ値を向上し、直流抵抗を大幅に低減できるので、整
合回路での損失を大幅に改善することができる。

【００４４】また、この発明によれば、複数の導電性ワ
イヤを巻芯部に単層整列巻きすることにより、現状より
細分化されたインダクタンス値の種類を有する巻線型チ
ップコイルを統一された形状で容易に簡素な構造で構成
することができる。

【００４５】また、この発明によれば、縒られて一本に
された複数の導電性ワイヤ（縒線）を巻芯部に巻き付け
ることにより、更に多種のインダクタンス値を有する巻
線型チップコイルを構成することができる。

【００４６】また、この発明によれば、複数本のワイヤ
を巻芯部に分散させて巻き付けることにより、導電性ワ
イヤが一本の場合、単層整列巻きの場合、縒線の場合、
のいずれとも異なったインダクタンス値を得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態に係る巻線型チップコイルの外
観斜視図

【図２】同巻線型チップコイルの底面図

【図３】電極の塗布工程を示す図

【図４】導電性ワイヤを巻芯に巻付ける工程を示す図

【図５】コーティング樹脂を施す工程を示す図

【図６】第２の実施形態に係る巻線型チップコイルの外
観斜視図

【図７】同巻線型チップコイルに係るワイヤ間隔とイン
ダクタンス値との関係を示す図

【図８】第３の実施形態に係る巻線型チップコイルの外
観斜視図

【図９】同巻線型チップコイルに係るワイヤ間隔とイン
ダクタンス値との関係を示す図

【図１０】第４の実施形態に係る導電性ワイヤを巻芯に
巻付ける工程を示す図

【図１１】各種巻線型チップコイルのとり得るインダク
タンス値の例を示す図

【図１２】従来の巻線型チップコイルの外観斜視図

【符号の説明】

１−巻芯 １１−鍔部 １２−巻芯部 ２，２ａ，２ｂ−導電性ワイヤ ２１，２１ａ，２１ｂ−導電性ワイヤ端部 ３−端子電極 ４−コーティング樹脂 ５１−ホルダ ５３−導電ペースト ５４，７１−定盤 ６１−巻芯部用のチャック ６２−巻線用ノズル １００−チップコイル

フロントページの続き (72)発明者 津花 克彦 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株式 会社村田製作所内 (72)発明者 安澤 裕之 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株式 会社村田製作所内 Ｆターム(参考） 5E070 AA01 CA04 EB03

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 巻芯部の両端部に端子電極を形成した鍔
   部を備え、前記巻芯部に導電性ワイヤを巻き付け、前記
   端子電極表面に前記導電性ワイヤの両端を固着した巻線
   型チップコイルにおいて、 前記導電性ワイヤが複数本で構成されていることを特徴
   とする巻線型チップコイル。
2. 【請求項２】 前記複数本のワイヤが、前記巻芯部に単
   層整列巻きされている請求項１に記載の巻線型チップコ
   イル。
3. 【請求項３】 前記複数本のワイヤが一本に縒られてお
   り、該縒られたワイヤが前記巻芯部に巻き付けられてい
   る請求項１に記載の巻線型チップコイル。
4. 【請求項４】 前記複数本のワイヤが、前記巻芯部に分
   散されて巻き付けられている請求項１に記載の巻線型チ
   ップコイル。
5. 【請求項５】 巻芯部の両端部に端子電極を形成した鍔
   部を備え、前記巻芯部に複数本の導電性ワイヤを巻き付
   け、前記端子電極表面に前記導電性ワイヤの両端を固着
   した巻線型チップコイルの特性調整方法であって、 前記巻芯部で隣接するワイヤ相互の間隔を定めて、前記
   端子電極間のインダクタンスを調整することを特徴とす
   る巻線型チップコイルの特性調整方法。