JP2003197428A - チップ型コモンモードチョークコイル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 対をなすコイル導体及び引出電極を合わせた
コイル巻線の形状を相互に一致させて、対をなすコイル
部間のインピーダンス値を等しくし、ノーマルモード特
性にノイズを与えない磁気結合の優れたチップ型コモン
モードチョークコイルを提供する。 【解決手段】 第１の絶縁層１の表裏面に対をなす同一
形状のコイル導体１１，１２を形成し、表側のコイル導
体上層に第２の絶縁層２を、裏側のコイル導体上層に第
３の絶縁層３をそれぞれ形成し、前記第２及び第３の絶
縁層２，３に形成されたスルーホールを通して前記表裏
面のコイル導体１１，１２に表裏同一形状の引出電極１
４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂの一端をそれぞれ接続
し、各引出電極の他端を実装用外部電極にそれぞれ接続
し、前記実装用外部電極は各コイル導体形成面が実装表
面と垂直になるように形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各種電子機器に侵
入するノイズ対策に用いられる電子部品に係り、特にチ
ップ型コモンモードチョークコイルに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、チップ型のコモンモードチョーク
コイルとしては、積層タイプが知られている。この部品
はフェライト等の磁性体シート表面にコイル導体パター
ンが形成されて第１コイルを形成する第１コイル用磁性
シートと、同様な第２コイル用磁性シートとを交互に積
層した構造である。

【０００３】また、薄膜工法を使用したものとして、特
開平８−２０３７３７号公報に示されたコイル部品が知
られている。このコイル部品は図８及び図９に示すよう
に、磁性基板４０上に、絶縁層４１、引出電極５３，５
４、絶縁層４２、第１コイル導体５１、絶縁層４３、第
２コイル導体５２、絶縁層４４を順に配し、その上面よ
り磁性基板４５で挟み込んだ構造である。また、外部電
極５５は図９のように磁性基板４０，４５の側面に形成
されている。なお、スルーホール５６は第１コイル導体
５１と引出電極５３とを接続して第１のコイル巻線を形
成するためのものであり、スルーホール５７ａ，５７ｂ
は第２コイル導体５２と引出電極５４とを接続して第２
のコイル巻線を形成するためのものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の積層タイプ
では、第１コイル導体、第２コイル導体間に磁性体シー
トが存在し、コモンモードチョークコイルとして使用す
る場合には２個のコイル部の磁気的結合が低下し特性上
問題となる。

【０００５】また、図８及び図９に示す薄膜工法を使用
した薄膜タイプのコモンモードチョークコイルは、２個
のコイル導体５１，５２間が非磁性の絶縁層であり、上
下より磁性基板４０，４５により挟み込んでいるため、
磁気的結合の問題点は解決されている。しかしながら、
この構造では、外部電極の取り出しの為に、第１コイル
導体５１、第２コイル導体５２と引出電極５３，５４を
合わせた両コイル巻線の巻き数，線路長に差が発生し、
これにより対を成す２個のコイル部のインピーダンス値
に差が生じる。このため、ノーマルモード特性にノイズ
発生等の大きな悪影響を与える。

【０００６】本発明は、上記の点に鑑み、対をなすコイ
ル導体及び引出電極を合わせたコイル巻線の形状を相互
に一致させて（巻き方向、巻き数及び線路長も同じにな
るようにして）、対をなすコイル部間のインピーダンス
値を等しくし、ひいてはノーマルモード特性にノイズを
与えない磁気結合の優れたチップ型コモンモードチョー
クコイルを提供することを目的とする。

【０００７】本発明のその他の目的や新規な特徴は後述
の実施の形態において明らかにする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本願請求項１の発明に係るチップ型コモンモードチ
ョークコイルは、第１の絶縁層の表裏面に対をなす同一
形状のコイル導体を形成し、表側のコイル導体上層に第
２の絶縁層を、裏側のコイル導体上層に第３の絶縁層を
それぞれ形成し、前記第２及び第３の絶縁層に形成され
たスルーホールを通して前記表裏面のコイル導体に表裏
同一形状の引出電極の一端をそれぞれ接続し、各引出電
極の他端を実装用外部電極にそれぞれ接続し、前記実装
用外部電極は各コイル導体形成面が実装表面と垂直にな
るように形成したことを特徴としている。

【０００９】本願請求項２の発明に係るチップ型コモン
モードチョークコイルは、請求項１において、前記第１
の絶縁層の厚さをｔ１、前記第２の絶縁層の厚さをｔ
２、前記第３の絶縁層の厚さをｔ３としたとき、 ｔ１＋ｔ２＋ｔ３≧１００μｍ であることを特徴としている。

【００１０】本願請求項３の発明に係るチップ型コモン
モードチョークコイルは、請求項１又は２において、前
記第１の絶縁層がポリイミド、エポキシ樹脂等の絶縁樹
脂シートであることを特徴としている。

【００１１】本願請求項４の発明に係るチップ型コモン
モードチョークコイルは、請求項１又は２において、前
記第１の絶縁層がガラス基材のエポキシ樹脂基板等の絶
縁基板であることを特徴としている。

【００１２】本願請求項５の発明に係るチップ型コモン
モードチョークコイルは、請求項１，２，３又は４にお
いて、前記対をなす同一形状のコイル導体及び前記引出
電極を挟むように磁性材を配置してなることを特徴とし
ている。

【００１３】本願請求項６の発明に係るチップ型コモン
モードチョークコイルは、請求項５において、前記コイ
ル導体内周側の前記第１、第２及び第３の絶縁層に貫通
穴を形成し、該貫通穴及び前記コイル導体外周側にも磁
性材を設けて閉磁路構造としたことを特徴としている。

【００１４】本願請求項７の発明に係るチップ型コモン
モードチョークコイルは、請求項１．２，３，４，５又
は６において、前記対をなす同一形状のコイル導体及び
前記引出電極の組が複数個設けられていることを特徴と
している。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るチップ型コモ
ンモードチョークコイルの実施の形態を図面に従って説
明する。

【００１６】図１及び図２は本発明に係るチップ型コモ
ンモードチョークコイルの第１の実施の形態を示す。実
際の作製時は複数個のチップ型コモンモードチョークコ
イルを同時に基板上で作製するが、本実施の形態では１
素子分で説明する。

【００１７】図１及び図２において、チップ型コモンモ
ードチョークコイルは、第１の絶縁層１の表裏面に同一
形状（巻き方向、巻き数、線路長も同じ）の第１及び第
２のコイル導体１１，１２を形成し、両面とも順次に第
２及び第３の絶縁層２，３、表裏同一形状の引出電極１
４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂ（１４ａと１５ａとが同
一形状、１４ｂと１５ｂとが同一形状）を形成し、さら
にコイル導体１１，１２及び引出電極１４ａ，１４ｂ，
１５ａ，１５ｂを挟み込むように磁性材４，５を設けた
構成を有する。

【００１８】前記同一形状の第１及び第２のコイル導体
１１，１２は、第１の絶縁層１の両面に薄膜形成工法で
形成され、それぞれの端部は第２及び第３の絶縁層２，
３のスルーホール２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂでそれぞれ各
層で２箇所、両面で計４箇所で引出電極と電気的に接続
されている。つまり、第２の絶縁層２のスルーホール２
ａ，２ｂを通してコイル導体１１の端部と引出電極１４
ａ，１４ｂの一端が接続され、同様に第３の絶縁層３の
スルーホール３ａ，３ｂを通してコイル導体１２の端部
と引出電極１５ａ，１５ｂの一端が接続される。引出電
極１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂの他端は外部電極３
１ａ、３１ｂ、３２ａ、３２ｂにそれぞれ接続されてい
る。

【００１９】この構造により、コイル導体１１と引出電
極１４ａ，１４ｂとを直列接続してなる第１のコイル巻
線と、コイル導体１２と引出電極１５ａ，１５ｂとを直
列接続してなる第２のコイル巻線とは、相互の形状が同
一な（巻き方向、巻き数及び線路長も同一な）一対のコ
イル部を形成することになる。ここでの同一形状とは微
細な差異はあっても実質的に同一とみなせる形状であ
る。

【００２０】前記コイル導体１１，１２間の第１の絶縁
層１は加工性、絶縁性、導体への耐腐食性等を考慮しポ
リイミド樹脂、エポキシ樹脂等の絶縁樹脂シート、ＦＲ
−４（耐熱性ガラス基材のエポキシ樹脂積層基板）等が
使用される。また、コイル導体１１，１２、引出電極１
４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂの材料はＣｕ，Ａｇ，Ａ
ｌ等の優れた電気伝導度を有する金属が採用される。ま
た、コイル導体及び引出電極を両側より挟み込む磁性材
４，５は、焼結フェライト、複合フェライト等の磁性基
板が採用される。これらの磁性材４，５の一体化には必
要に応じて接着剤、樹脂封止（複合フェライト自体によ
る封止も含まれる）等を併用する。

【００２１】図２に示すように、実装用外部電極３１
ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂは、前記磁性材４，５を一
体化した後に得られたチップ素体１０に形成されるもの
であり、各コイル導体形成面が実装表面と垂直になるよ
うに設けられる。チップ素体１０の一方の端面に引出電
極１４ａ，１５ａの端部が導出され、他方の端面に引出
電極１４ｂ，１５ｂの端部が導出されているため、一方
の端面側に実装用外部電極３１ａ，３２ａを、他方の端
面側に実装用外部電極３１ｂ，３２ｂを形成する際に、
引出電極１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂの導出端と実
装用外部電極３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂとが電気
的に接続される。

【００２２】次に、本実施の形態に係るチップ型コモン
モードチョークコイルの製造手順を図１及び図２を参照
し説明する。

【００２３】第１の絶縁層１（シート又は基板）の両面
（表裏面）に第１及び第２のコイル導体１１，１２を形
成する。形成工法はスパッタ、蒸着、めっき等の薄膜形
成工法が採用される。フォトリソグラフィー工法では感
光性レジストを使用し露光現像後、不要金属部分をエッ
チングし、その後前記レジストは剥離する。または、レ
ジストパターンニング後、アディティブ工法でパターン
を形成し、その後前記レジストを剥離する工法もある。
なお、この時の成膜は表裏同時処理で効率良く行うこと
が可能であり、パターンニングも表裏両面同時露光、現
像で効率良くかつ精度良くコイル導体のパターン形成を
行う事ができる。

【００２４】次に、表裏面のコイル導体１１，１２上層
に第１及び第２の絶縁層２，３を形成する。形成方法と
しては、印刷法、スプレイ法、ディップ法、スピンコー
ト法、貼り付け等が採用される。

【００２５】なお、それら第１、第２及び第３の絶縁層
厚は、実装用外部電極間距離Ｄを確保する為、 Ｌ１−（１００μｍ×２）≧ｔ１＋ｔ２＋ｔ３≧１００μｍ …（１） 但し、ｔ１：第１の絶縁層１の厚さ（コイル導体間絶縁
層厚） ｔ２：第２の絶縁層２の厚さ（コイル導体１１・引出電
極１４ａ，１４ｂ間絶縁層厚） ｔ３：第３の絶縁層３の厚さ（コイル導体１２・引出電
極１５ａ，１５ｂ間絶縁層厚） Ｌ１：チップ素体の外部電極形成面の長さ（図２参照） を満足する絶縁層厚である必要がある。ここで１００μ
ｍを下限の基準値とした理由は以下の通りである。

【００２６】一般的な電子部品実装機の実装位置精度は
±１００μｍ程度であり、実装時の位置ずれを考慮した
場合、外部電極の間隔は最低でも１００μｍは必要であ
る。このためには図２の接合部２４ａ，２５ａ（引出電
極導出端と外部電極とが接触する部分）にこの間隔が必
要となり、前記絶縁層厚（ｔ１＋ｔ２＋ｔ３）の合計が
１００μｍ以上であることが必要となる。

【００２７】また、式（１）の上限の基準値がＬ１−
（１００μｍ×２）である理由は、チップ素体１０の両
側の磁性材４，５としての基板又はコーティング厚が各
々１００μｍ以上必要であるためである（磁性基板の場
合は割れ等の不具合を考えた生産性、磁性コーティング
の場合は磁気特性を確保するために必要）。例えば、Ｌ
１＝１mmの場合、Ｌ１−（１００μｍ×２）＝８００μ
ｍとなり、式（１）は ８００μｍ≧ｔ１＋ｔ２＋ｔ３≧１００μｍ となる。

【００２８】また、第２及び第３の絶縁層２，３には、
コイル導体１１と引出電極１４ａ，１４ｂ、コイル導体
１２と引出電極１５ａ，１５ｂとの接続のため、フォト
リソグラフィー工法を使用しスルーホール２ａ，２ｂ，
３ａ，３ｂをそれぞれ形成する。これらのスルーホール
２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂでそれぞれ各引出電極１４ａ，
１４ｂ，１５ａ，１５ｂとコイル導体１１，１２端が電
気的に接続される。

【００２９】次に、引出電極１４ａ，１４ｂ，１５ａ，
１５ｂの形成であるが、前記コイル導体形成工法と同様
で問題はないが、（１）式より決定される絶縁層厚ｔ
２，ｔ３が厚く、スパッタ、蒸着工法でスルーホール部
段差をカバー出来ない場合等は電気めっき等で厚い導体
を形成することが効果的である。引出電極１４ａ，１４
ｂ，１５ａ，１５ｂを厚いめっき導体として形成するこ
とは、外部電極３１ａ，３２ａとの接合部２４ａ，２５
ａの面積の増加にも効果がある（図示は省略したが外部
電極３１ｂ，３２ｂとの接合部についても同様であ
る。）。

【００３０】なお、図中では省略しているが、必要に応
じ引出電極１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂと磁性材
４，５間に絶縁層を形成する場合もある。

【００３１】上述の工法により作成されたコイル形成部
を磁性材料４、５で挟み込んだり、封止（樹脂封止、あ
るいは磁性材として樹脂を含む複合材料を用いて封止）
した後、外部電極３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂを形
成しチップ型コモンモードチョークコイルが完成する。

【００３２】上記説明は１個の素子での説明であるが、
実際は複数個の素子が同時にシートもしくは基板上に作
製される。このシート、基板上に作製されたものを１素
子形状に切断後、側面部に外部電極を形成しチップ型コ
モンモードチョークコイルが完成する。

【００３３】本実施の形態で得られたチップ型コモンモ
ードチョークコイルは、同一形状の２個のコイル巻線
（コイル導体と引出電極との直列接続）が第１の絶縁層
１を介して重なった構造であり、外部電極と接続する接
合部２４ａ，２５ａも積層方向に重なっている。従っ
て、従来例の図８及び図９の様な実装面とコイル形成面
が平行に実装される外部電極形成は不可能であり、コイ
ル形成面が実装面に対し垂直となる様に実装用外部電極
３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂを形成し、同時に外部
電極間隔Ｄ（Ｄ≧１００μｍ）を確保する。

【００３４】この第１の実施の形態によれば、対をなし
たコイル巻線（コイル導体と引出電極との直列接続）と
して同一形状のものが形成され、かつ外部電極も同一形
状に揃えて作製することが可能となる。これにより、２
個のコイル部のインピーダンスの差が殆ど無く、磁気特
性が優れかつノーマルモード信号へのノイズ発生等の悪
影響が無視できる部品を生産できる。また、前記対をな
したコイル巻線を磁性材４，５で挟み込むか若しくは封
止することにより、より高いインピーダンスが得られ、
より高いコモンモードノイズ抑圧効果が得られる。

【００３５】図３及び図４は本発明の第２の実施の形態
であって、一対のコイル巻線を形成して成るコイル形成
部の中央の一部が貫通しており外周部との間で磁性材が
閉磁路構造を形成している場合を示す。この第２の実施
の形態における製造手順は第１の実施の形態と同様であ
る。異なる点は、第１、第２及び第３の絶縁層１，２，
３に、コイル導体１１，１２の内周側位置において貫通
穴１６が形成してあり、磁性材６がこの部分に充填さ
れ、さらにコイル形成部の外周側（コイル導体１１，１
２の外周側）を前記磁性材６で封止することで、磁性材
４，５と共に閉磁路を構成している。磁性材６の充填方
法としては、樹脂状の磁性材料を磁性基板からなる磁性
材４，５に塗布し、基板貼り合わせ後、前記樹脂状磁性
材料を硬化させ接着する工法等が考えられる。

【００３６】なお、第１の実施の形態と同一又は相当部
分は同一符号を付して説明を省略する。

【００３７】この第２の実施の形態によれば、前記第１
の実施の形態の作用に加えて閉磁路構造となることによ
り、より高い磁気結合を得ることが可能となり、インピ
ーダンスのさらなる増大、コモンモードノイズ抑圧効果
のいっそうの向上が得られる。

【００３８】図５及び図６は本発明の第３の実施の形態
であって、コイル形成部の中央の一部が貫通しており外
周部との間で磁性材が閉磁路構造を形成している場合の
他の例を示す。第１、第２及び第３の絶縁層１，２，３
に、コイル導体１１，１２の内周側位置において貫通穴
１６が形成してある点は第２の実施の形態と同様であ
り、相違するのは、コイル形成部を挟み込む磁性材の形
状である。つまり、一方の磁性材５に前記貫通穴１６に
嵌入する中央凸部５ａ及びコイル形成部の外周部を覆う
外周凸部５ｂを形成しておき、コイル形成部を挟み込む
ように磁性材４と磁性材５とを突き合わせることで閉磁
路構造を成している。

【００３９】この構造でも高い磁気結合が得られ、イン
ピーダンスのさらなる増大、コモンモードノイズ抑圧効
果のいっそうの向上が得られる。

【００４０】なお、上記第３の実施の形態では、一方の
磁性材のみに絶縁層側の貫通穴に嵌入する中央凸部及び
コイル形成部の外周部を覆う外周凸部を形成したが、コ
イル形成部を挟み込む両側の磁性材のそれぞれに中央凸
部及び外周凸部を設けてもよい。

【００４１】また、いままで述べた実施の形態では、１
素子に一対のコイル巻線（コイル導体と引出電極との直
列接続）を設けたが、１素子中にコイル巻線が複数対含
まれた部品であっても本発明は適用可能である。この場
合を本発明の第４の実施の形態として図７に示す。この
図７の第４の実施の形態では、前記第１又は第２の実施
の形態の構造を有する一対のコイル巻線を内蔵したチッ
プ構造体２０を非磁性層８を介して複数個一体化した構
成である。なお、図７中、前述の第１の実施の形態と同
一又は相当部分に同一符号を付して説明を省略する。

【００４２】この第４の実施の形態によれば、１素子中
に複数個のコモンモードチョークコイルが含まれた複合
部品を実現できる。

【００４３】以上本発明の実施の形態について説明して
きたが、本発明はこれに限定されることなく請求項の記
載の範囲内において各種の変形、変更が可能なことは当
業者には自明であろう。例えば、コイル導体の形状、引
出電極の形状、磁性材の形状が各実施の形態と異なった
ものでもよい。また、製造手順についても前述製造手順
ではコイル間絶縁層より開始しているが、これに限定せ
ず引出電極より順次形成する手順でもよい。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るチッ
プ型コモンモードチョークコイルによれば、互いに同一
形状（巻き方向、巻き数及び線路長も同じ）の対をなす
コイル巻線を有し、対をなすコイル部のインピーダンス
差が殆ど無く、これにより磁気特性が優れかつノーマル
モード信号へのノイズ発生等の悪影響が無視できる部品
を実現できる。

【００４５】また、コイル巻線が配されたコイル形成部
を磁性体により挟み込む構成としたり、さらには閉磁路
構造とする場合、より高い磁気結合とコモンモードイン
ピーダンスを得ることが可能となり、コモンモードノイ
ズ抑圧効果の更なる向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るチップ型コモンモードチョークコ
イルの第１の実施の形態を示す分解斜視図である。

【図２】同斜視図である。

【図３】本発明の第２の実施の形態を示す分解斜視図で
ある。

【図４】同斜視図である。

【図５】本発明の第３の実施の形態を示す分解斜視図で
ある。

【図６】同斜視図である。

【図７】本発明の第４の実施の形態を示す斜視図であ
る。

【図８】従来技術の分解斜視図である。

【図９】同斜視図である。

【符号の説明】

１ 第１の絶縁層 ２ 第２の絶縁層 ２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂ スルーホール ３ 第３の絶縁層 ４，５，６ 磁性材 ５ａ 中央凸部 ５ｂ 外周凸部 １０ チップ素体 １１，１２ コイル導体 １４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂ 引出電極 １６ 貫通穴 ２０ チップ構造体 ２４ａ，２５ａ 接合部 ３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂ 外部電極

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の絶縁層の表裏面に対をなす同一形
   状のコイル導体を形成し、表側のコイル導体上層に第２
   の絶縁層を、裏側のコイル導体上層に第３の絶縁層をそ
   れぞれ形成し、前記第２及び第３の絶縁層に形成された
   スルーホールを通して前記表裏面のコイル導体に表裏同
   一形状の引出電極の一端をそれぞれ接続し、各引出電極
   の他端を実装用外部電極にそれぞれ接続し、前記実装用
   外部電極は各コイル導体形成面が実装表面と垂直になる
   ように形成したことを特徴とするチップ型コモンモード
   チョークコイル。
2. 【請求項２】 前記第１の絶縁層の厚さをｔ１、前記第
   ２の絶縁層の厚さをｔ２、前記第３の絶縁層の厚さをｔ
   ３としたとき、 ｔ１＋ｔ２＋ｔ３≧１００μｍ である請求項１記載のチップ型コモンモードチョークコ
   イル。
3. 【請求項３】 前記第１の絶縁層がポリイミド、エポキ
   シ樹脂等の絶縁樹脂シートである請求項１又は２記載の
   チップ型コモンモードチョークコイル。
4. 【請求項４】 前記第１の絶縁層がガラス基材のエポキ
   シ樹脂基板等の絶縁基板である請求項１又は２記載のチ
   ップ型コモンモードチョークコイル。
5. 【請求項５】 前記対をなす同一形状のコイル導体及び
   前記引出電極を挟むように磁性材を配置してなる請求項
   １，２，３又は４記載のチップ型コモンモードチョーク
   コイル。
6. 【請求項６】 前記コイル導体内周側の前記第１、第２
   及び第３の絶縁層に貫通穴を形成し、該貫通穴及び前記
   コイル導体外周側にも磁性材を設けて閉磁路構造とした
   請求項５記載のチップ型コモンモードチョークコイル。
7. 【請求項７】 前記対をなす同一形状のコイル導体及び
   前記引出電極の組が複数対設けられている請求項１．
   ２，３，４，５又は６記載のチップ型コモンモードチョ
   ークコイル