JP2004200227A - プリントインダクタ - Google Patents

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Abstract

【課題】Ｑ値を高めることができるプリントインダクタを提供すること。
【解決手段】絶縁性基板３にその板厚方向と直交する方向へ延びる空洞部２を設け、この空洞部２を介して対向する互いに独立する複数のプリント配線４を絶縁性基板３の上下両面にそれぞれ形成すると共に、これら上下両面の各プリント配線４の端末同士を複数のスルーホール５を介して順次連続的に接続することにより、空洞部２の外側に渦巻き状コイルを形成してプリントインダクタ１を構成した。
【選択図】 図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、絶縁性基板にスルーホールを介して立体的に形成したプリントインダクタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に知られているプリントインダクタは、絶縁性基板の同一面上に導体パターンを渦巻き形状やミアンダ形状（蛇行形状）に形成して構成されているが、このようなインダクタは絶縁性基板に占める導体パターンの割合が大きくなり、絶縁性基板上の限られた領域に有効に形成しにくいという難点がある。そこで従来より、絶縁性基板にスルーホールを介して立体的なプリントインダクタを形成し、絶縁性基板の限られた領域を有効利用するという技術が提案されており、その一例が特許文献１に開示されている。
【０００３】
図７は上記特許文献１に開示された従来例に係るプリントインダクタの斜視図である。同図に示すように、絶縁性基板１０の上面と下面には互いに独立する複数のプリント配線１１が形成されており、上面側に形成された各プリント配線１１の両端は接続用の端子部１１ａとなっている。これらプリント配線１１はそれぞれ斜め方向に並列配置されており、上面側と下面側の各プリント配線１１の端末同士を複数のスルーホール１２を介して順次連続的に接続することにより、絶縁性基板１０をあたかも軸心に見たてた渦巻き状コイルからなるプリントインダクタ１３が構成される。
【０００４】
【特許文献１】
特開平７−２７２９３２号公報（第３頁、図３）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前述した図７に示す従来技術によれば、絶縁性基板の限られた占有面積上で比較的大きなインダクンス値（Ｌ値）を有するプリントインダクタを形成できるが、各プリント配線とスルーホールが絶縁性基板を軸心に見たてて渦巻き状に形成されているため、絶縁性基板の上面側と下面側のプリント配線とが軸心位置に存在する絶縁材を介して誘電結合しやすくなる。その結果、このようなプリントインダクタとコンデンサとによってローパスフィルタ等の共振回路を構成した場合、共振回路のＱ値を高めることが難しいという問題があった。
【０００６】
また、前述した従来技術では、プリントインダクタのインダクンス値を高める場合、絶縁性基板の面上にプリント配線を覆うように磁性体膜を塗布したり、絶縁性基板の内部に磁性体膜をサンドイッチ状に形成するという手法をとっているが、いずれの手法も磁性体膜の膜厚を充分に確保することができないため、大きなインダクンス値を得ることが難しいという問題があった。
【０００７】
本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、Ｑ値を高めることができるプリントインダクタを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するために、本発明のプリントインダクタでは、絶縁性基板にその板厚方向と直交する方向へ延びる空洞部を設け、この空洞部を介して対向する前記絶縁性基板の上下両面に互いに独立する複数のプリント配線を形成すると共に、これら上下両面の各プリント配線の端末同士を複数のスルーホールを介して順次連続的に接続することにより、前記空洞部の外側に渦巻き状コイルを形成した。
【０００９】
このように構成されたプリントインダクタによれば、互いに独立する複数のプリント配線と複数のスルーホールによって構成される渦巻き状コイルが絶縁性基板の内部に設けられた空洞部の外側に形成されるため、絶縁性基板の上下両面に形成されたプリント配線間の誘電結合度が小さくなってＱ値を高めることができる。
【００１０】
上記の構成において、空洞部の内部にフェライト等の磁性材料を充填すると、インダクンス値を大きくすることができると共に、磁性材料の材料を選択したり充填量を変えることにより、インダクンス値を調整することも可能になる。
【００１１】
また、上記の構成において、空洞部の内壁面に磁性材料を付着してもインダクンス値を大きくすることができ、この場合、絶縁性基板として低温焼成多層セラミック基板（ＬＴＣＣ＝Low Tempurature Co-fired Ceramics）を使用することが好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
発明の実施の形態について図面を参照して説明すると、図１は本発明の第１実施形態例に係るプリントインダクタの平面図、図２は該プリントインダクタの裏面図、図３は図１のIII−III線に沿う断面図、図４は該プリントインダクタの斜視図である。
【００１３】
これらの図に示すように、本実施形態例に係るプリントインダクタ１は、空洞部２を有する絶縁性基板３と、この絶縁性基板３の上面と下面にそれぞれ形成された互いに独立する複数のプリント配線４と、これら上面側と下面側の各プリント配線４の端末同士を順次連続的に接続する複数のスルーホール５とで構成されており、各プリント配線４とスルーホール５は空洞部２を軸心に見たてて渦巻き状コイルに形成されている。
【００１４】
絶縁性基板３は例えばセラミックに結晶化ガラスを混入した低温焼成セラミック基板からなり、これらの材料を混練して得られるグリーンシートを９００℃前後で焼成することにより形成される。空洞部２は絶縁性基板３の内部にその板厚方向と直交する方向へ延びており、図３からも明らかなように、その断面形状は矩形状に形成されている。この空洞部２は焼成後の絶縁性基板３に機械加工によって形成することも可能であるが、本実施形態例の場合は、熱収縮が少ないという低温焼成セラミック基板の利点を生かして焼成前のグリーンシートに形成してある。
【００１５】
各プリント配線４は絶縁性基板３の上下両面にＣｒやＣｕ等の導体膜を周知の成膜手段を用いて形成したものであり、上面側に形成された各プリント配線４の両端は接続用の端子部４ａとなっている。本実施形態例の場合、空洞部２を介して対向する上面側と下面側の各プリント配線４のうち、上面側のプリント配線４が真っ直ぐに並列配置されると共に、下面側のプリント配線４が斜め方向に並列配置されているが、前述した従来例（図７参照）と同様に、上下両面のプリント配線４が向きを変えてそれぞれ斜め方向に並列配置されていても良い。
【００１６】
各スルーホール５は空洞部２の外側で絶縁性基板３を板厚方向に貫通するように延びており、上面側と下面側の各プリント配線４の端末同士はこれらスルーホール５を介して順次連続的に接続されている。スルーホール５は絶縁性基板３に形成されたビアホール内にＡｇやＡｇ／Ｐｄ等の導電材を充填したものや、ビアホールの内壁面に導電材をメッキ等で形成したものであり、本実施形態例の場合は、グリーンシートにあけられた複数のビアホール内にＡｇペーストを充填し、このＡｇペーストをグリーンシートと同時に焼成することでスルーホール５を形成している。このように、低温焼成セラミック基板は、グリーンシートの焼成時に空洞部２とスルーホール５を同時に形成できるという利点を有している。
【００１７】
上記の如く構成されたプリントインダクタ１は、例えば絶縁性基板３上に形成された図示せぬコンデンサに端子部４ａを介して接続され、ローパスフィルタ等の共振回路を構成するようになっている。この場合において、絶縁性基板３の上下両面のプリント配線４と複数のスルーホール５とによって空洞部２の外側に渦巻き状コイルが形成され、すなわち、内部が空気層（誘電率ε≒１）となっている空洞部２を軸心に見たてた渦巻き状コイルが形成されるため、この空洞部２を介して対向する上下両面のプリント配線４間の誘電結合度が小さくなり、共振回路のＱ値を高めることができる。
【００１８】
図５は本発明の第２実施形態例に係るプリントインダクタの断面図であり、図１〜図４に対応する部分には同一符号を付してある。
【００１９】
本実施形態例が前述した第１実施形態例と相違する点は、空洞部２の内部に磁性材料６を充填したことにあり、それ以外の構成は基本的に同じである。磁性材料６は高透磁率を有するフェライト等からなり、絶縁性基板３の焼成後に空洞部２の端面から挿入しても良いし、グリーンシートに埋め込んで空洞部２の内部に埋設することもできる。
【００２０】
このように構成された第２実施形態例に係るプリントインダクタによれば、空洞部２の内部の広い空間を利用して磁性材料６を充填できるため、第１実施形態例と同様の効果に加えて、インダクンス値を大きくできるという効果も奏する。また、透磁率が異なる磁性材料６を選択したり、空洞部２の内部空間に対する磁性材料６の充填量を変えることにより、インダクンス値を調整することも可能になる。
【００２１】
図６は本発明の第３実施形態例に係るプリントインダクタの断面図であり、図１〜図４に対応する部分には同一符号を付してある。
【００２２】
本実施形態例が前述した第１実施形態例と相違する点は、絶縁性基板として低温焼成多層セラミック基板（ＬＴＣＣ）７を用い、この低温焼成多層セラミック基板７に設けられた空洞部８の内壁面にフェライト等からなる磁性材料９を付着したことにあり、それ以外の構成は基本的に同じである。低温焼成多層セラミック基板７は少なくとも２枚以上の低温焼成セラミック７Ａ，７Ｂを必要枚数重ねたもので、これら低温焼成セラミック７Ａ，７Ｂの凹部８ａ，８ｂを対向させることにより断面矩形状の空洞部８が形成されている。磁性材料９はフェライト等の磁性粉末を混入した磁性体ペーストを焼成することによって形成され、本実施形態例の場合は、２枚のグリーンシートに形成された凹部８ａ，８ｂの内壁面に磁性体ペーストを塗布し、この磁性体ペーストを各グリーンシートと同時に焼成することにより、空洞部８の内壁面に磁性材料９を付着するようになっている。
【００２３】
このように構成された第３実施形態例に係るプリントインダクタによれば、空洞部８の広い内壁面に磁性材料９を付着できるため、第１実施形態例と同様の効果に加えて、インダクンス値を大きくできるという効果も奏する。また、絶縁性基板として低温焼成多層セラミック基板７を用いたため、グリーンシートの焼成時に空洞部８と内部の磁性材料８を同時に形成することができ、しかも、２枚のグリーンシートの凹部８ａ，８ｂによって空洞部８が形成されるため、空洞部８の開口端が露出しない低温焼成多層セラミック基板７を実現することも可能となる。
【００２４】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したような形態で実施され、以下に記載されるような効果を奏する。
【００２５】
互いに独立する複数のプリント配線と複数のスルーホールによって空洞部の外側に渦巻き状コイルが形成されるため、空洞部を介して絶縁性基板の上下両面に形成されたプリント配線間の誘電結合度が小さくなり、Ｑ値を高めることができる。また、空洞部の内部に磁性材料を充填したり、空洞部の内壁面に磁性材料を付着すると、インダクンス値を大きくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態例に係るプリントインダクタの平面図である。
【図２】該プリントインダクタの裏面図である。
【図３】図１のIII−III線に沿う断面図である。
【図４】該プリントインダクタの斜視図である。
【図５】本発明の第２実施形態例に係るプリントインダクタの断面図である。
【図６】本発明の第３実施形態例に係るプリントインダクタの断面図である。
【図７】従来例に係るプリントインダクタの斜視図である。
【符号の説明】
１ プリントインダクタ
２ 空洞部
３ 絶縁性基板
４ プリント配線
４ａ 端子部
５ スルーホール
６ 磁性材料
７ 低温焼成多層セラミック基板（絶縁性基板）
８ 空洞部
８ａ，８ｂ 凹部
９ 磁性材料

Claims (3)

  1. 絶縁性基板にその板厚方向と直交する方向へ延びる空洞部を設け、この空洞部を介して対向する前記絶縁性基板の上下両面に互いに独立する複数のプリント配線を形成すると共に、これら上下両面の各プリント配線の端末同士を複数のスルーホールを介して順次連続的に接続することにより、前記空洞部の外側に渦巻き状コイルを形成したことを特徴とするプリントインダクタ。
  2. 請求項１の記載において、前記空洞部の内部に磁性材料を充填したことを特徴とするプリントインダクタ。
  3. 請求項１の記載において、前記空洞部の内壁面に磁性材料を付着したことを特徴とするプリントインダクタ。
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