JP2005044952A - コモンモードチョークコイル及びその製造方法並びにコモンモードチョークコイルアレイ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第1の磁性基板1の主面上にインピーダンス値調整用絶縁層2を全面に成膜し、更にその上層よりコイルパターンと絶縁層とを交互に成膜し、前記インピーダンス値調整用絶縁層2以外の各絶縁層の前記コイルパターンに囲まれる中央領域と前記コイルパターン外周領域との一方又は両方の絶縁層部分を除去し、最上層の絶縁層10上及び絶縁層除去部に磁粉含有の樹脂を設け、接着層12を介して第2の磁性基板13を接着した構成である。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、コモンモードチョークコイル及びその製造方法並びにコモンモードチョークコイルアレイに係り、とくに平衡伝送方式で問題となっている電磁妨害の原因となるコモンモード電流の抑制に使用されるフィルタ及びその製造方法に関する。
【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、下記特許文献1に示されたコモンモードチョークコイルが知られている。この部品は磁性基板上に薄膜工法で引き出し電極を形成し、その後順次、絶縁層、第1コイル導体、絶縁層、第2コイル導体、絶縁層を薄膜工法を用いて形成し、その上面より磁性基板で挟み込んだ構造である。
【0004】
また、薄膜工法によるコモンモードチョークコイルでは、下記特許文献2のように、コイル相互間の磁気結合度の改善及びコモンインピーダンスの増加のために上記薄膜工法の絶縁層の中央部及び外周部をエッチング(現像)し、上側の磁性基板を、絶縁性材料に磁粉を混ぜた樹脂で接着し閉磁路構造を形成するものもある。
【0005】
また、薄膜工法によるコモンモードチョークコイルでは、下記特許文献3のように、第1の磁性体基板上に配設された、絶縁層とコイルパターンを積み重ねることにより、絶縁体中にコイルが配設された構造を有する積層体の、コイルパターンが配設されていない部分に、上面側から第1の磁性体基板にまで到達する少なくとも1つの凹部を形成し、積層体を覆うように配設される磁性層の一部を、凹部に入り込ませるとともに、第2の(上側の)磁性体基板を非磁性の接着層を介して磁性層に接合する構造を形成するものもある。
【0006】
【特許文献1】特開平8−203737号公報
【特許文献2】特開平11−54326号公報
【特許文献3】特開2003−133135号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
上記の特許文献1、特許文献2、特許文献3の薄膜工法によるコモンモードチョークコイルでは、インピーダンス(とくにコモンインピーダンス)を所定の値とするためには、導体の巻き数や長さを調整することや磁性材料の透磁率を調整する必要がある。
【0008】
しかし、導体巻き数の調整は外部電極の取り出し位置の関係で制約があり困難な場合がある。また、導体長さでの調整もチップ形状との関係で困難な場合が発生する。また、磁性材の透磁率に関しては微調節はきわめて困難である。
【0009】
このため、インピーダンス値を調整するためには各条件をそれぞれ変更し検討する必要が生じ、時間的及びコスト的にも負担が大きい。
【0010】
この対策として、本発明では、磁性基板上にインピーダンス値調整用絶縁層を形成し、この絶縁層の厚さのみを調整することによりインピーダンスの調整を可能とする。また、このインピーダンス値調整用絶縁層は薄膜形成工法を用いることにより、ばらつきの小さい精度のよいインピーダンス値が得られる。
【0011】
本発明は、上記の点に鑑み、インピーダンス値調整用絶縁層の厚みを適宜変化させることにより、インピーダンス値の調整を容易に実現できるコモンモードチョークコイル及びその製造方法並びにコモンモードチョークコイルアレイを提供することを目的とする。
【0012】
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。
【0013】
【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の発明に係るコモンモードチョークコイルは、第1の磁性基板の主面上にインピーダンス値調整用絶縁層を全面に成膜し、更にその上層よりコイルパターンと絶縁層とを交互に成膜し、前記インピーダンス値調整用絶縁層以外の各絶縁層の前記コイルパターンに囲まれる中央領域と前記コイルパターン外周領域との一方又は両方の絶縁層部分を除去し、最上層の絶縁層上及び絶縁層除去部に磁粉含有の樹脂を設け、接着層を介して第2の磁性基板を接着したことを特徴としている。
【0014】
本願請求項2の発明に係るコモンモードチョークコイルは、請求項1において、前記インピーダンス値調整用絶縁層の厚みが、1ミクロンから20ミクロンであることを特徴としている。
【0015】
本願請求項3の発明に係る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、前記インピーダンス値調整用絶縁層がポリイミドからなることを特徴としている。
【0016】
本願請求項4の発明に係るコモンモードチョークコイルは、請求項1,2又は3記載のコモンモードチョークコイルを複数個含むことを特徴としている。
【0017】
本願請求項5の発明に係るコモンモードチョークコイルの製造方法は、第1の磁性基板の主面上にインピーダンス値調整用絶縁層を全面に成膜する第1の成膜工程と、
前記インピーダンス値調整用絶縁層上にコイルパターンと絶縁層とを交互に成膜する第2の成膜工程と、
前記インピーダンス値調整用絶縁層以外の各絶縁層の前記コイルパターンに囲まれる中央領域と前記コイルパターン外周領域との一方又は両方の絶縁層部分を除去するエッチング工程と、
最上層の絶縁層上に磁粉含有の樹脂を塗布するとともに前記絶縁層の除去部にも前記磁粉含有の樹脂を埋め込み塗布する塗布工程と、
前記磁粉含有の樹脂の硬化後に当該磁粉含有の樹脂面を研磨し平坦化する研磨工程と、
前記磁粉含有の樹脂の平坦化された面に接着剤を介して第2の磁性基板を接着する接着工程とを備えることを特徴としている。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るコモンモードチョークコイル及びその製造方法並びにコモンモードチョークコイルアレイの実施の形態を図面に従って説明する。
【0019】
図1及び図2は本発明の実施の形態であって、図1はチップ型コモンモードチョークコイルを構成する場合の分解斜視図、図2は製造工程を示す説明図である。実際の作製時は複数個の部品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。
【0020】
これらの図に示す様に、チップ型コモンモードチョークコイルは、第1磁性基板1の主面上に、インピーダンス値調整用絶縁層2、第1引き出し電極層3、絶縁層4、第1コイル導体層(スパイラル状コイル導体パターン)5、絶縁層6、第2コイル導体層(スパイラル状コイル導体パターン)7、絶縁層8、第2引出し電極層9、絶縁層10、磁性層11、接着層12そして第2磁性基板13の順で積層一体化して構成されている。
【0021】
このとき、インピーダンス値調整用絶縁層2は前記第1磁性基板1の主面の全面に形成する。また、第1引出し電極層3と第1コイル導体層5、第2引出し電極層9と第2コイル導体層7はそれぞれスルーホールを介して電気的に接続されている。また、各引き出し電極層の一端と各コイル導体層の一端はそれぞれ外部電極(チップ外周表面に形成される)に接続される。
【0022】
前記磁性層11は磁粉含有の樹脂を塗布し硬化したものであり、硬化後研磨することにより表面の凹凸を削減し、平坦化した面に接着層12を介して第2磁性基板13を接着一体化する。
【0023】
前記磁性基板1,13は焼結フェライト、複合フェライト等であり、インピーダンス値調整用絶縁層2、その他の絶縁層4,6,8,10はポリイミド樹脂、エポキシ樹脂等の絶縁性に優れ、加工性の良い材料であり、磁性層11を構成する磁粉含有の樹脂はエポキシ樹脂等にフェライト等の磁粉を混入したものである。
【0024】
上記チップ型コモンモードチョークコイルの製造手順は以下の通りである。但し、引き出し電極層3,9やスパイラル状コイル導体パターンである第1及び第2コイル導体層5、7を真空成膜法(蒸着、スパッタ等)やめっきで形成する場合である。
【0025】
磁性基板1の主面全面上に絶縁樹脂等からなるインピーダンス値調整用絶縁層2を1ミクロン〜20ミクロンの膜厚で形成する。形成方法としては、スピンコート法、ディップ法、スプレー法、印刷法、あるいは薄膜形成工法が採用される。とくに、薄膜形成工法を用いることによりインピーダンス値調整用絶縁層として、ばらつきの小さい精度のよいものが成膜でき、ばらつきの小さい高精度のインピーダンス値が得られる。なお、インピーダンス値調整用絶縁層2の膜厚を1ミクロン未満とすることは成膜が難しくなるとともにインピーダンス値(とくにコモンインピーダンス値)の調整効果が薄れるきらいがある。また、前記膜厚を20ミクロンよりも大きくすることは、インピーダンス値の低下量が必要以上に増大する問題がある。
【0026】
インピーダンス値調整用絶縁層2上に真空成膜法もしくはめっき工法を使用し、金属を成膜する。使用金属は導電性、加工性よりCu、Al等が好ましい。その後パターンを形成し引き出し電極層3が作成される。パターンニング工法はフォトリソグラフィーを用いたエッチング法、フォトリソグラフィーを用いたアディティブ法(めっき)等により行う。
【0027】
次に、ポリイミド等の絶縁樹脂からなる絶縁層4を形成する工法はインピーダンス値調整用絶縁層2と同様であるが、その後コイル導体パターン中央、外周領域をエッチング(現像)し除去する。この時、同時に引き出し電極層3とコイル導体層5とを接続するためのコンタクトホールを形成する。
【0028】
次に、スパイラル状コイル導体パターンである第1コイル導体層5を形成する。工法は引出し電極層3と同様である。
【0029】
次に、絶縁樹脂からなる絶縁層6を形成する。工法は絶縁層4と同様である。以下同様にして、スパイラル状コイル導体パターンである第2コイル導体層7、絶縁層8(絶縁樹脂)、引出し電極層9、絶縁層10(絶縁樹脂)を順次形成する。なお、絶縁層4,6,8,10はポリイミド等の同材質の絶縁樹脂とすることが好都合である。また、インピーダンス値調整用絶縁層2と絶縁層4,6,8,10とは別材質であってもよい。
【0030】
このように第1磁性基板1上にインピーダンス値調整用絶縁層2とスパイラル状コイル導体パターンを含む導体層とを交互に成膜する成膜工程、及び各絶縁層の前記コイル導体パターンに囲まれる中央領域及び前記コイル導体パターン外周領域の絶縁層部分を除去するエッチング工程とを行うことで、図2(A)のように、第1磁性基板1上にコイル導体パターンを内蔵した積層体20が得られ、この積層体20の中央領域及び外周領域にインピーダンス値調整用絶縁層2を残し、その他の絶縁層を除去した樹脂除去部21(凹部)及び樹脂除去部22(切り欠き部)が形成されることになる。
【0031】
次に、絶縁層10上面(図2の積層体20上面)より、図2(B)の塗布工程にて磁粉含有の樹脂(硬化して磁性層となる)11を印刷し(樹脂除去部21,22内にも埋め込み塗布し)、その後硬化を行う。
【0032】
次に、図2(B)の凹凸のある状態から同図(C)のようにある高さまで磁粉含有の樹脂11の上面を研磨して、平坦化工程を行う(凹凸部を軽減させる)。
【0033】
次に、図2(C)の接着工程において、硬化後の磁粉含有の樹脂の上面全面を研磨、平坦化した磁性層11上に接着剤を塗布して接着層12を設け、第2磁性基板13を貼り付ける。
【0034】
上記は1素子分図での説明であるが、実際は複数個同時に基板上で作製される。この基板上で作製されたものを1素子形状のチップに切断後、チップ外面に外部電極を形成し、コモンモードチョークコイルが完成する。
【0035】
この実施の形態によれば、次の通りの効果を得ることができる。
【0036】
(1) 磁性基板1上にインピーダンス値調整用絶縁層2を形成することで、インピーダンス値(とくにコモンインピーダンス値)の微妙な調整が可能となる。
【0037】
(2) また、前記インピーダンス値調整用絶縁層2の厚みは薄膜形成工法を使用することにより、厚さ精度良く形成が可能となり、インピーダンスのばらつきの小さい部品が作成可能となる。
【0038】
図3は本発明の他の実施の形態であって、コモンモードチョークコイルアレイを作製した例を示す。この場合、前記実施の形態のコモンモードチョークコイルの構成を第1磁性基板1上に2個並べて形成している。前記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。
【0039】
なお、上記実施の形態では、インピーダンス値調整用絶縁層以外の各絶縁層のコイルパターンに囲まれる中央領域と前記コイルパターン外周領域の両方の絶縁層部分を除去して磁粉含有の樹脂で埋まる樹脂除去部を形成したが、前記インピーダンス値調整用絶縁層以外の各絶縁層のコイルパターンに囲まれる中央領域又は前記コイルパターン外周領域のいずれか一方の絶縁層部分を除去して磁粉含有の樹脂で埋まる樹脂除去部を形成する構成としてもよい。
【0040】
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。
【0041】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、インピーダンス値調整用絶縁層の厚みを適宜変化させることにより、インピーダンス値の微調整を容易に実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態であってコモンモードチョークコイルを構成する場合の分解斜視図である。
【図2】前記実施の形態の場合の製造工程を示す説明図である。
【図3】本発明の他の実施の形態であってコモンモードチョークコイルアレイを構成する場合の分解斜視図である。
【符号の説明】
1,13 磁性基板
2 インピーダンス値調整用絶縁層
4,6,8,10 絶縁層
3,9 引き出し電極層
5,7 コイル導体層
11 磁性層
12 接着層
20 積層体
21,22 樹脂除去部
Claims (5)
- 第1の磁性基板の主面上にインピーダンス値調整用絶縁層を全面に成膜し、更にその上層よりコイルパターンと絶縁層とを交互に成膜し、前記インピーダンス値調整用絶縁層以外の各絶縁層の前記コイルパターンに囲まれる中央領域と前記コイルパターン外周領域との一方又は両方の絶縁層部分を除去し、最上層の絶縁層上及び絶縁層除去部に磁粉含有の樹脂を設け、接着層を介して第2の磁性基板を接着したことを特徴とするコモンモードチョークコイル。
- 前記インピーダンス値調整用絶縁層の厚みが、1ミクロンから20ミクロンである請求項1記載のコモンモードチョークコイル。
- 前記インピーダンス値調整用絶縁層がポリイミドからなる請求項1又は2記載のコモンモードチョークコイル。
- 請求項1,2又は3記載のコモンモードチョークコイルを複数個含んだコモンモードチョークコイルアレイ。
- 第1の磁性基板の主面上にインピーダンス値調整用絶縁層を全面に成膜する第1の成膜工程と、
前記インピーダンス値調整用絶縁層上にコイルパターンと絶縁層とを交互に成膜する第2の成膜工程と、
前記インピーダンス値調整用絶縁層以外の各絶縁層の前記コイルパターンに囲まれる中央領域と前記コイルパターン外周領域との一方又は両方の絶縁層部分を除去するエッチング工程と、
最上層の絶縁層上に磁粉含有の樹脂を塗布するとともに前記絶縁層の除去部にも前記磁粉含有の樹脂を埋め込み塗布する塗布工程と、
前記磁粉含有の樹脂の硬化後に当該磁粉含有の樹脂面を研磨し平坦化する研磨工程と、
前記磁粉含有の樹脂の平坦化された面に接着剤を介して第2の磁性基板を接着する接着工程とを備えることを特徴とするコモンモードチョークコイルの製造方法。
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