JP2005085997A - コイル部品 - Google Patents

Abstract

【課題】 特性インピーダンスの調整を容易にする。
【解決手段】 スパイラル状導体パターン４Ａ，４Ｂを絶縁層３ｂを介し互いに対向させて積層形成する。スパイラル状導体パターン４Ａ，４Ｂは並列接続されて並列コイルを形成する構成と成す。その上側には、上記同様に並列コイルを構成するスパイラル状導体パターン５Ａ，５Ｂを絶縁層３ｅを介し互いに対向させて積層形成する。スパイラル状導体パターン５Ａの配置位置は絶縁層３ｃ，３ｄを介しスパイラル状導体パターン４Ｂと対向する位置となっている。全てのスパイラル状導体パターン４Ａ，４Ｂ，５Ａ，５Ｂは、互いに重なり合う形状と成す。各スパイラル状導体パターン４Ａ，４Ｂ，５Ａ，５Ｂはそれぞれ他のスパイラル状導体パターンとの間に静電容量を持ち、ずれて無い分、当該静電容量の増加が容易となる。静電容量が関与する特性インピーダンスの調整を容易にできる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複数のコイルを内蔵したコイル部品に関するものである。

コイル部品の一つとして、コモンモードチョークコイル部品がある。そのコモンモードチョークコイル部品の一例が図３に模式的に示されている（例えば特許文献１参照）。このコモンモードチョークコイル部品３０は、直方体状の磁性体３１と、この磁性体３１の中空内部に収容配置された誘電体基体３２と、この誘電体基板３２の表裏両面にそれぞれ形成された導体線部３３，３４とを有して構成されている。

導体線部３３，３４はミアンダ状に形成されコイルを構成するものであり、それらミアンダ状の導体線部３３，３４は平衡線路を形成するように一部を互いに対向させて配置されている。

特開２０００−２７７３３５号公報 特開２００１−１６０５１０号公報

上記したコモンモードチョークコイル部品３０は差動線路に組み込まれて使用されるものである。このことから、コモンモードチョークコイル部品３０は、差動線路とインピーダンス整合を取るために、差動線路の特性インピーダンスと同じ又はほぼ同じ特性インピーダンスを持つように形成される。例えば、導体線路３３，３４のライン長等を調整することで、コモンモードチョークコイル部品３０の特性インピーダンスを調整できる。これにより、コモンモードチョークコイル部品３０の特性インピーダンスが接続相手の差動線路の特性インピーダンスと同じ又はほぼ同じとなるように、導体線路３３，３４のライン長等が設計される。

しかしながら、コモンモードチョークコイル部品３０には、例えば大きさの制限等の様々な制約があり、その制約の中では、導体線路３３，３４等の設計の自由度は高いものではない。このため、接続相手とインピーダンス整合できるようにコモンモードチョークコイル部品３０の特性インピーダンスを調整することは難しい。

本発明は上記課題を解決するために成されたものであり、その目的は、大型化することなく、接続相手とインピーダンス整合できる特性インピーダンスを容易に持つことができるコイル部品を提供することにある。

上記目的を達成するために、この発明は次に示す構成をもって前記課題を解決するための手段としている。すなわち、この発明の構成の一つは、複数のスパイラル状導体パターンが絶縁層を介して積層形成され、それら複数のスパイラル状導体パターンは並列に接続されて並列コイルを形成する構成と成し、その並列コイルが複数積層形成され、積層し合う各並列コイルは互いに電磁結合する構成と成しており、積層方向に隣り合うスパイラル状導体パターンは互いに対向配置され、全てのスパイラル状導体パターンは互いに重なり合う形状と成していることを特徴としている。

また、この発明は、全てのスパイラル状導体パターンが基板上に積層形成されていること、全てのスパイラル状導体パターンが絶縁層を介して積層配置されている積層部は上面側と底面側の両側から磁性体基板により挟み込まれていること、少なくともスパイラル状導体パターンがフォトリソグラフィ工法により形成されていること、互いに隣り合う積層配置された並列コイルは対を成してコモンモードチョークコイルと成すことをも特徴としている。

さらに、この発明の別の構成の一つは、間隔を介して平面配置された複数のスパイラル状導体パターンが、絶縁層を介して複数層形成されており、重なり合う位置に積層形成された複数のスパイラル状導体パターンによってコイル積層構造が構成され、そのコイル積層構造が複数一体的に並設されてコイル積層構造のアレイ部品が構成されていることを特徴としている。

この発明によれば、複数のスパイラル状導体パターンが並列接続されて並列コイルが形成され、その並列コイルが複数積層形成されている構成を備えている。この構成により、１つのスパイラル状導体パターンによってコイルが形成され当該コイルが複数積層配置されている場合に比べて、本発明のコイル部品は、倍以上のスパイラル状導体パターンが積層配置されている構成を有することになり、それらスパイラル状導体パターン間に静電容量を持つので、コイル部品全体が持つ静電容量を大きくすることが容易にできる。

特に、この発明では、積層方向に隣り合うスパイラル状導体パターンは互いに対向配置され、全てのスパイラル状導体パターンは互いに重なり合う形状と成しているので、例えば複数のスパイラル状導体パターンが互いにずれて積層配置されている場合に比べて、静電容量を生じるスパイラル状導体パターン同士の対向面積を広くすることができる。これにより、コイル部品全体が持つ静電容量をより一層大きくすることが容易となる。よって、コイル部品全体が持つ静電容量の可変調整範囲の上限値を上げることができて、その静電容量の可変調整範囲の幅を広げることができる。

また、この発明では、コイルを構成している導体パターンはスパイラル状と成しているので、例えばコイルを構成する導体パターンがミアンダ状などの他の形状である場合に比べて、本発明のコイル部品は、大型化することなく、コモンモード電流（コモンモードノイズ）に対して大きなインダクタンスを持つことができる。これにより、例えばコモンモードチョークコイルのようにコモンモード電流に対するインダクタンスの範囲が定められているような場合であっても、コイルを構成する導体パターンのライン長や、ライン幅等の設計の自由度が高くなって、ディファレンシャルモード電流に対するインダクタンスの可変調整範囲の上限値を高めることができる。つまり、コイル部品のディファレンシャルモード電流に対するインダクタンスの可変調整範囲の幅を広げることが容易にできる。

この発明のコイル部品のディファレンシャルモード電流に対する特性インピーダンスは、静電容量と、ディファレンシャルモード電流に対するインダクタンスとにより求まるものであるので、上記のように、静電容量とディファレンシャルモード電流に対するインダクタンスのそれぞれの可変調整範囲の幅を広げることができることにより、コイル部品のディファレンシャルモード電流に対する特性インピーダンスの可変調整範囲を広げることが容易にできることとなる。これにより、この発明のコイル部品は、ディファレンシャルモード電流に対して、接続相手の特性インピーダンスと同じ特性インピーダンスを持つことができるように特性インピーダンス調整を行うことが簡単となる。よって、この発明の構成を備えることによって、接続相手とインピーダンス整合できるコイル部品を容易に提供することができる。

また、この発明では、上記の如く、複数のスパイラル状導体パターンが並列接続されて並列コイルを形成する構成であり、その並列コイルを形成する複数の並列接続されたスパイラル状導体パターンは、隣り合うスパイラル状導体パターンと対向配置され、また、重なり合う形状と成している。このため、並列コイルを構成する複数の並列接続された各スパイラル状導体パターン間の絶縁層の厚みを薄くすることにより、それら重なり合う並列接続された複数のスパイラル状導体パターンは、当該スパイラル状導体パターン間の絶縁層をも含めて１本の電流経路と見なすことができる。これにより、並列コイルを通電する電流の導通経路の断面積は、並列コイルを形成する並列接続された各スパイラル状導体パターンの断面積に、それら各スパイラル状導体パターン間の絶縁層の断面積を加えた面積となるので、各スパイラル状導体パターン間の絶縁層の断面積をも含まれる分、当該並列コイルを通電する電流の導通経路の断面積は増加する。このことから、並列コイルを通電する電流に対する直流抵抗を小さくすることができて、損失の少ないコイル部品を提供することができる。

さらに、全てのスパイラル状導体パターンが絶縁層を介して積層配置されている積層部を、上面と底面の両側から磁性体基板により挟み込むことによって、並列コイル間の電磁結合度を強めることができて、コイル部品の性能を向上させることができる。

さらに、少なくともスパイラル状導体パターンをフォトリソグラフィ工法により形成することにより、そのフォトリソグラフィ工法の高い加工精度により、スパイラル状導体パターンをほぼ設計通りに形成することができるので、ほぼ設計通りの性能を持つコイル部品を得ることができる。

さらにまた、コモンモードチョークコイル部品であっても、コイル積層構造のアレイ部品であっても、この発明において特有な構成を備えることによって、上記同様の優れた効果を奏することができる。

以下に、この発明に係る実施形態例を図面に基づいて説明する。

図１には第１実施形態例のコイル部品が模式的な分解図により示されている。この第１実施形態例のコイル部品１はコモンモードチョークコイル部品と成しており、差動線路に組み込まれて使用されるものである。このコイル部品１においては、磁性体基板２Ａ上に、絶縁層３ａとスパイラル状導体パターン４Ａと絶縁層３ｂとスパイラル状導体パターン４Ｂと絶縁層３ｃ，３ｄとスパイラル状導体パターン５Ａと絶縁層３ｅとスパイラル状導体パターン５Ｂと絶縁層３ｆ，３ｇと磁性体基板２Ｂが順に積層形成されている。換言すれば、コイル部品１は複数のスパイラル状導体パターン４Ａ，４Ｂ，５Ａ，５Ｂを有し、それらスパイラル状導体パターン４Ａ，４Ｂ，５Ａ，５Ｂは、絶縁層３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅを介しながら積層形成され、それら積層部は、上面側と底面側の両側から絶縁層３ａ，３ｆ，３ｇを介して磁性体基板２Ａ，２Ｂにより挟み込まれている。

そのような磁性体基板２Ａ，２Ｂと、スパイラル状導体パターン４Ａ，４Ｂ，５Ａ，５Ｂと、絶縁層３ａ〜３ｇとの積層体には、上面側から側面を通り底面側に掛けて伸長形成された外部接続用端子電極６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂが互いに間隔を介して形成されている。この第１実施形態例では、積層配置された全てのスパイラル状導体パターンのうち、下層側の積層方向に隣り合う２つのスパイラル状導体パターン４Ａ，４Ｂにおいては、それらの各巻回外側端部４Ａo，４Ｂoが、それぞれ、引き出し導体パターン８Ａa，８Ｂaを介して同じ外部接続用端子電極６ａに接続されている。また、スパイラル状導体パターン４Ａ，４Ｂの巻回内側端部４Ａi，４Ｂi同士は、絶縁層３ｂに形成されたビアホール１１を介して接続されている。

つまり、スパイラル状導体パターン４Ａ，４Ｂの巻回外側端部４Ａo，４Ｂo同士が接続されると共に、巻回内側端部４Ａi，４Ｂi同士も接続されており、スパイラル状導体パターン４Ａ，４Ｂは並列接続されている。

コモンモードチョークコイルは対を成すコイルを有するものである。この第１実施形態例では、スパイラル状導体パターン４Ａ，４Ｂは上記の如く並列接続されて並列コイルを構成し、当該並列コイルは、コモンモードチョークコイル部品の対を成すコイルの一方側（この明細書中の実施形態例の説明では、一次コイルと記す）を構成している。

ところで、この第１実施形態例では、スパイラル状導体パターン４Ａ，４Ｂの巻回内側端部４Ａi，４Ｂiの接続部を外部と接続可能にするために、次に示すような構成を備えている。すなわち、並列接続されているスパイラル状導体パターン４Ａ，４Ｂのうちの一方側（図１の例ではスパイラル状導体パターン４Ｂ）には、巻回中心側から外側に向かって分断部１２が形成されている。この分断部１２には、引き出し導体パターン８Ｂbが分断部１２の両端側の導体パターン部分１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄと非接続状態で形成されている。その引き出し導体パターン８Ｂbの一端側はスパイラル状導体パターン４Ｂの巻回内側端部４Ｂiに接続され、引き出し導体パターン８Ｂbの他端側は外部接続用端子電極６ｂに接続されている。

また、この第１実施形態例では、絶縁層３ａ上には、スパイラル状導体パターン４Ａが形成されると共に、スパイラル状導体パターン４Ａよりも外側となる部分に、引き出し導体パターン８Ａbが形成されている。この引き出し導体パターン８Ａbの一端側は、絶縁層３ｂに形成されたビアホール１３を介して絶縁層３ｂ上の引き出し導体パターン８Ｂbに接続され、引き出し導体パターン８Ａbの他端側は引き出し導体パターン８Ｂbと同様に外部接続用端子電極６ｂに接続されている。

さらに、分断部１２の両端側の導体パターン部分１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄは、それぞれ、絶縁層３ｂに形成されたビアホール１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄを介して、積層方向に隣り合っているスパイラル状導体パターン４Ａに接続されている。これにより、分断部１２の両端側の導体パターン部分１２ａ，１２ｂは、ビアホール１４ａ，１４ｂとスパイラル状導体パターン４Ａを介して導通接続されている。また同様に、分断部１２の両端側の導体パターン部分１２ｃ，１２ｄは、ビアホール１４ｃ，１４ｄとスパイラル状導体パターン４Ａを介して導通接続されている。このような構成を備えていることにより、スパイラル状導体パターン４Ｂには分断部１２が設けられていても、当該スパイラル状導体パターン４Ｂには、巻回外側端部４Ｂoと巻回内側端部４Ｂiとの間を、スパイラル状導体パターン４Ａの一部を利用して、連続的に電流を通電させることが可能となっている。

上記のような構成を備えていることにより、スパイラル状導体パターン４Ａ，４Ｂの両端側の並列接続部（一次コイルの両端部）は、それぞれ、外部接続用端子電極６ａ，６ｂによって、外部と接続することができる。

この第１実施形態例では、上層側の積層方向に隣り合う２つのスパイラル状導体パターン５Ａ，５Ｂに関しても、スパイラル状導体パターン４Ａ，４Ｂと同様に、並列接続されている。つまり、スパイラル状導体パターン５Ａ，５Ｂの各巻回外側端部５Ａo，５Ｂoは、それぞれ、引き出し導体パターン９Ａa，９Ｂaを介して同じ外部接続用端子電極７ａに接続されている。また、スパイラル状導体パターン５Ａ，５Ｂの巻回内側端部５Ａi，５Ｂi同士は、絶縁層３ｅに形成されたビアホール１５を介して接続されている。

この第１実施形態例では、スパイラル状導体パターン５Ａ，５Ｂは並列接続されて並列コイルを構成し、当該並列コイルは、スパイラル状導体パターン４Ａ，４Ｂから成るコイル（一次コイル）と対を成すコイル（この明細書中の実施形態例の説明では、二次コイルと記す）を構成している。つまり、スパイラル状導体パターン４Ａ，４Ｂから成る一次コイルと、スパイラル状導体パターン５Ａ，５Ｂから成る二次コイルとは電磁結合して、コモンモードチョークコイルを構成している。

スパイラル状導体パターン５Ａ，５Ｂにおいても、スパイラル状導体パターン４Ａ，４Ｂと同様に、スパイラル状導体パターン５Ａ，５Ｂのうちの一方側（図１の例ではスパイラル状導体パターン５Ｂ）には、巻回中心側から外側に向かって分断部１６が形成されており、この分断部１６には引き出し導体パターン９Ｂbが形成されている。この引き出し導体パターン９Ｂbによって、スパイラル状導体パターン５Ａ，５Ｂの巻回内側端部５Ａi，５Ｂiの接続部は外部接続用端子電極７ｂに接続されている。また、この第１実施形態例では、絶縁層３ｄ上には、スパイラル状導体パターン５Ａが形成されると共に、スパイラル状導体パターン５Ａよりも外側となる部分に、引き出し導体パターン９Ａbが形成されている。この引き出し導体パターン９Ａbの一端側は、絶縁層３ｅに形成されたビアホール１８を介して絶縁層３ｅ上の引き出し導体パターン９Ｂbに接続され、引き出し導体パターン９Ａbの他端側は引き出し導体パターン９Ｂbと同様に外部接続用端子電極７ｂに接続されている。

さらに、分断部１６の両端側の導体パターン部分１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄは、それぞれ、絶縁層３ｅに形成されたビアホール１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄを介して、積層方向に隣り合うスパイラル状導体パターン５Ａに接続されている。これにより、分断部１６の両端側の導体パターン部分１６ａ，１６ｂは、ビアホール１７ａ，１７ｂとスパイラル状導体パターン５Ａを介して導通接続されている。また同様に、分断部１６の両端側の導体パターン部分１６ｃ，１６ｄは、ビアホール１７ｃ，１７ｄとスパイラル状導体パターン５Ａを介して導通接続されている。このような構成を備えていることにより、スパイラル状導体パターン５Ｂには、分断部１６が形成されていても、巻回外側端部５Ｂoと巻回内側端部５Ｂiとの間を、スパイラル状導体パターン５Ａの一部を利用して連続的に電流を通電させることが可能となっている。

上記のような構成を備えていることにより、スパイラル状導体パターン５Ａ，５Ｂの両端側の並列接続部（二次コイルの両端部）は、それぞれ、外部接続用端子電極７ａ，７ｂによって、外部と接続することができる。

この第１実施形態例において最も特徴的なことは、積層方向に隣り合うスパイラル状導体パターン（つまり、スパイラル状導体パターン４Ａ，４Ｂ、スパイラル状導体パターン４Ｂ，５Ａ、スパイラル状導体パターン５Ａ，５Ｂ）が互いに対向配置され、また、全てのスパイラル状導体パターン４Ａ，４Ｂ，５Ａ，５Ｂは重なり合う形状と成していることである。つまり、この第１実施形態例では、スパイラル状導体パターン４Ａ，５Ａは同一形状と成している。また、スパイラル状導体パターン４Ｂ，５Ｂは同一形状と成し、当該スパイラル状導体パターン４Ｂ，５Ｂはその全部がスパイラル状導体パターン４Ａ，５Ａに重なる形状となっている。

なお、スパイラル状導体パターン４Ｂ，５Ｂには、それぞれ、分断部１２，１６が形成されており、その分断部１２，１６によってスパイラル状導体パターン４Ｂ，５Ｂはスパイラル状導体パターン４Ａ，５Ａと僅かに異なる形状であるが、分断部１２，１６の幅が非常に狭い場合には、スパイラル状導体パターン４Ｂ，５Ｂはスパイラル状導体パターン４Ａ，５Ａと同一形状と見なすことができる。すなわち、積層配置される全てのスパイラル状導体パターン４Ａ，４Ｂ，５Ａ，５Ｂは同一形状と見なすことができる。

この第１実施形態例では、上記のように、一次コイルと二次コイルは、それぞれ、複数のスパイラル状導体パターンにより構成され、それら全てのスパイラル状導体パターンは絶縁層を介して積層配置されている。この構成により次に示すような効果を得ることができる。例えば、一次コイルと二次コイルがそれぞれ１つずつのスパイラル状導体パターンにより構成されている場合には、それら一次コイルのスパイラル状導体パターンと二次コイルのスパイラル状導体パターンとの間に静電容量が生じるだけである。これに対して、この第１実施形態例では、４つのスパイラル状導体パターン４Ａ，４Ｂ，５Ａ，５Ｂが絶縁層を介して積層配置されているので、隣り合っているスパイラル状導体パターン間に静電容量を持つことはもちろんのこと、各スパイラル状導体パターン４Ａ，４Ｂ，５Ａ，５Ｂは、それぞれ、隣りのスパイラル状導体パターン以外のスパイラル状導体パターンとの間にも静電容量を持つ。これにより、この第１実施形態例では、一次コイルと二次コイルがそれぞれ１つずつのスパイラル状導体パターンにより構成されている場合に比べて、コイル部品１全体が持つ静電容量を大きくすることができる。

特に、この第１実施形態例では、隣り合うスパイラル状導体パターンは互いに対向配置され、全てのスパイラル状導体パターン４Ａ，４Ｂ，５Ａ，５Ｂは互いに重なり合う形状と成すという特有な構成を備えている。これにより、この第１実施形態例では、例えば複数のスパイラル状導体パターンが互いにずれて積層配置されている場合に比べて、各スパイラル状導体パターン４Ａ，４Ｂ，５Ａ，５Ｂの他のスパイラル状導体パターンとの対向面積が増加する。これにより、各スパイラル状導体パターン４Ａ，４Ｂ，５Ａ，５Ｂは、それぞれ、他のスパイラル状導体パターンとの間に、より大きな静電容量を持つことができる。よって、この第１実施形態例に特有な構成を備えることにより、コイル部品１全体が持つ静電容量をより一層大きくできる。

コイル部品１全体が持つ静電容量は、各スパイラル状導体パターン４Ａ，４Ｂ，５Ａ，５Ｂのライン長（巻回数）や、ライン幅や、隣り合うスパイラル状導体パターン間の間隔（絶縁層の薄さ）や、絶縁層の比誘電率等を可変することで、可変調整することができる。この第１実施形態例の構成を備えることによって、上記したようにコイル部品１全体が持つ静電容量を大きくできるので、コイル部品１全体が持つ静電容量の可変調整範囲の上限値を上げることができる。つまり、コイル部品１全体が持つ静電容量の可変調整範囲の幅を広げることができる。

ところで、コイル部品（コモンモードチョークコイル部品）１は、一次コイルと二次コイルに流れるコモンモード電流（コモンモードノイズ）を除去しディファレンシャルモード電流は損失少なく通すことが好ましいものである。このため、コイル部品（コモンモードチョークコイル部品）１は、コモンモード電流に対しては大きなコモンモードインダクタンスＬcを持ち、ディファレンシャルモード電流に対しては小さいディファレンシャルモードインダクタンスＬnを持つことが望まれる。

この第１実施形態例では、一次コイルおよび二次コイルは、スパイラル状の導体パターンにより構成されているので、例えばミアンダ状等のスパイラル状以外の形状の導体パターンにより一次コイルと二次コイルが形成されている場合に比べて、効率良く大きなコモンモードインダクタンスＬcを持つことができる。これにより、一次コイルと二次コイルを構成する導体パターンのライン長を大幅に短縮することができる。具体例を挙げると、例えば、コイル部品１には、数十ＭHz〜１ＧHzの周波数の信号が通電すると想定される。その数十ＭHz〜１ＧHzの周波数の信号においては、自由空間において波長は数十cmである。これに対して、例えばディファレンシャルモードインダクタンスＬnの好ましい設計範囲（例えば３〜３０nＨ程度）を持ちつつ、この第１実施形態例におけるコイル部品１を構成するスパイラル状導体パターンのライン長は、例えば１〜３cm程度で済み、非常に短くてよい。このように、コイル部品１を構成するスパイラル状導体パターンのライン長が非常に短いことから、数十ＭHz〜１ＧHzの周波数の信号に対して、この第１実施形態例に示したコイル部品１は集中定数として取り扱うことができる。

これにより、例えば、コイル部品１のディファレンシャルモードインダクタンスをＬnとし、コイル部品１全体が持つ静電容量をＣtとすると、この第１実施形態例のディファレンシャルモード電流に対するコイル部品１の特性インピーダンスＺoは、Ｚo＝（Ｌn／Ｃt）^1/2と表すことができる。

この第１実施形態例では、前述したように、一次コイルと二次コイルをそれぞれ構成する導体パターンをスパイラル状としたことによって、コイル部品１を大型化することなく、コイル部品１のコモンモードインダクタンスＬcを大きくすることが容易となる。このため、コイル部品１が仕様等に定められているようにコモンモードノイズを除去できるようにコモンモードインダクタンスＬcの範囲が設定されていても、導体パターンのライン長やライン幅等の設計の自由度を高めることができて、ディファレンシャルモードインダクタンスＬnの可変調整範囲の上限値を上げることができる。これにより、ディファレンシャルモードインダクタンスＬnの可変調整範囲の幅を広くすることができる。

また、一次コイルと二次コイルをそれぞれ複数のスパイラル状導体パターンにより構成し、それらスパイラル状導体パターンは互いに重なり合う形状と成し、また、互いに重なり合う位置に配置されている構成としたことによって、コイル部品１を大型化することなく、コイル部品１全体が持つ静電容量Ｃtの増加が容易となって当該静電容量Ｃtの可変調整範囲の幅を広げることができる。

したがって、この第１実施形態例の構成を備えることによって、コイル部品１を大型化することなく、コイル部品１のディファレンシャルモードインダクタンスＬnおよび静電容量Ｃtの可変調整範囲幅を広げることができて、コイル部品１の特性インピーダンスＺo（Ｚo＝（Ｌn／Ｃt）^1/2）の可変調整範囲が広くなる。これにより、コイル部品１は、ディファレンシャルモード電流に対して、接続相手の差動線路の特性インピーダンスと同じ又はほぼ同じ特性インピーダンスＺoを持つことが容易となる。

具体的には、例えば、コイル部品１が組み込まれる差動線路の特性インピーダンスは５０〜１００Ωであることが主流である。この第１実施形態例の構成を持つコイル部品１が上記差動線路とインピーダンス整合する特性インピーダンスＺoを持つためには、例えば次に示すような条件の下でコイル部品１を設計する。

その条件とは、例えば、スパイラル状導体パターン４Ａ，４Ｂ，５Ａ，５Ｂの各ライン幅は１５μｍ以上且つ１００μｍ以下の範囲内であることと、スパイラル状導体パターン４Ａ，４Ｂ，５Ａ，５Ｂの各ライン長は１cm以上且つ３cm以下の範囲内であることと、スパイラル状導体パターン４Ａ，４Ｂ，５Ａ，５Ｂの各ラインの厚みは５μｍ以下であることと、コイル部品１が持つインダクタンスＬnが３nＨ以上且つ３０nＨ以下の範囲内であることと、一次コイルと二次コイルの結合係数が０．９以上であることと、各絶縁層３ａ〜３ｇの比誘電率は３．０以上且つ３．３以下の範囲内であることと、一次コイルと二次コイル間の絶縁層の厚み（つまり、絶縁層３ｃ，３ｄのトータルの厚み）は３μｍ以上且つ２５μｍ以下の範囲内であることと、磁性体基板２Ａ，２Ｂの透磁率は５００以上且つ７００以下の範囲内であることと、磁性体基板２Ａ，２Ｂ間の間隔（つまり、絶縁層３ａから絶縁層３ｇまでの積層部の厚み）は３０μｍ以上且つ６０μｍ以下の範囲内であることである。

このような条件の下でコイル部品１を設計することで、５０〜１００Ωの特性インピーダンスを持つ差動線路にインピーダンス整合するコイル部品１を実現することができる。このことは本発明者の実験等により確認されている。

以下に、この第１実施形態例のコイル部品１の製造工程の一例を説明する。まず、磁性体基板２Ａを用意する。この磁性体基板２Ａの上面に絶縁層３ａを構成する。なお、絶縁層３ａ〜３ｆを構成する絶縁材料は特に限定されるものではないが、その例を挙げると、例えば、ポリイミド樹脂やエポキシ樹脂やベンゾシクロブテン樹脂等の種々の樹脂材料や、ＳｉＯ₂等のガラスや、ガラス等から成るセラミックスや、複数の材料が混合されて成る混合絶縁材料などを挙げることができる。なお、絶縁層３ａ〜３ｆは同じ絶縁材料により構成されていてもよいし、異なる絶縁材料により構成されていてもよい。

絶縁層３ａの上側にはスパイラル状導体パターン４Ａと引き出し導体パターン８Ａa，８Ａbを形成する。ここでは、スパイラル状導体パターン４Ａと引き出し導体パターン８Ａa，８Ａbの導体パターンはフォトリソグラフィ工法により形成する。フォトリソグラフィ工法による導体パターン形成工程は、例えば次に示すように行う。まず、絶縁層３ａの上面全面に、スパイラル状導体パターン４Ａおよび引き出し導体パターン８Ａa，８Ａbとなる導体材料の膜を形成する。その形成手法としては、例えば、スパッタリングや蒸着等の薄膜形成手法や、スクリーン印刷等の厚膜形成手法等があり、ここでは、何れの手法を用いてもよい。

その後、その導体材料膜の上側全面にフォトレジストを形成する。そして、導体パターン形成用フォトマスクを利用して、スパイラル状導体パターン４Ａと引き出し導体パターン８Ａa，８Ａbの形成領域に形成されているフォトレジスト部分だけに選択的に紫外線等の光を照射して硬化させる（露光させる）。そして、未硬化なフォトレジスト部分を除去する現像処理を行う。

然る後に、フォトレジストが形成されていない導体材料膜部分をエッチングにより除去する。これにより、スパイラル状導体パターン４Ａおよび引き出し導体パターン８Ａa，８Ａbを形作ることができる。その後、フォトレジストを剥離して除去する。このようにして、スパイラル状導体パターン４Ａと引き出し導体パターン８Ａa，８Ａbを形成することができる。

なお、スパイラル状導体パターン４Ａと引き出し導体パターン８Ａa，８Ａb等の導体パターンを構成する導体材料の例を挙げると、例えば、Ａｇ，Ｐｄ，Ｃｕ，Ａｌ等の金属や、Ａｇ，Ｐｄ，Ｃｕ，Ａｌ等の金属のうちの２つ以上から成る合金等がある。また、導体パターンと絶縁層は接するものであることから、導体パターンと絶縁層の密着性や、加工性等を考慮して、導体パターンを構成する導体材料と、絶縁層を構成する絶縁材料とは互いに関連付けて選択されることが望ましい。

スパイラル状導体パターン４Ａと引き出し導体パターン８Ａa，８Ａbの形成後には、それら導体パターンの上側に絶縁層３ｂを積層形成する。この絶縁層３ｂにはビアホール１１，１３，１４ａ〜１４ｄが形成される。当該ビアホール１１，１３，１４ａ〜１４ｄが形成された絶縁層３ｂはフォトリソグラフィ工法を利用して次に示すように作製することができる。なお、フォトリソグラフィ工法を利用して絶縁層３ｂを構成する場合には、その絶縁層３ｂは感光性の絶縁材料により構成する。

例えば、導体パターン４Ａ，８Ａa，８Ａbの上側に、絶縁層３ｂとなる感光性絶縁材料を積層形成する。そして、ビアホール形成用のフォトマスクを利用して、ビアホール形成部分以外の感光性絶縁材料部分に紫外線等の光を照射して硬化させる（露光させる）。その後、未硬化な感光性絶縁材料部分を現像処理により除去する。これにより、ビアホール１１，１３，１４ａ〜１４ｄとなる孔部が形作られる。その後、感光性絶縁材料を熱処理する。このようにして、ビアホール用の孔部が形成された絶縁層３ｂが作製される。その後、その絶縁層３ｂの上側に導体パターンとなる導体材料が積層形成された際に、その導体材料の一部が絶縁層３ｂのビアホール用の孔部に入り込んでビアホール１１，１３，１４ａ〜１４ｄが作製される。

絶縁層３ｂの形成工程の後には、絶縁層３ｂの上側に、例えばフォトリソグラフィ工法により上記同様にスパイラル状導体パターン４Ｂおよび引き出し導体パターン８Ｂa，８Ｂbを積層形成し、それら導体パターン４Ｂ，８Ｂa，８Ｂbの上側には絶縁層３ｃ，３ｄを順に積層形成する。さらに、絶縁層３ｄの上側には、前記同様に例えばフォトリソグラフィ工法を利用して、スパイラル状導体パターン５Ａおよび引き出し導体パターン９Ａa，９Ａbと、ビアホール１５，１７ａ〜１７ｄ，１８が形成された絶縁層３ｅと、スパイラル状導体パターン５Ｂおよび引き出し導体パターン９Ｂa，９Ｂbと、絶縁層３ｆとを順に積層形成していく。

その後、絶縁層３ｆの上側と、磁性体基板２Ｂの底面とのうちの一方又は両方に絶縁層３ｇとなる接着剤を塗布形成する。そして、然る後に、上記のように形成してきた積層体の上側に磁性体基板２Ｂを積層配置する（貼り合わせる）。このとき、例えば、絶縁層３ｇを構成する接着剤が熱可塑性樹脂（例えば熱可塑性ポリイミド樹脂など）である場合には、磁性体基板２Ｂの貼り合わせ（接合）は、例えば、不活性ガスの雰囲気中で加圧しながら加熱して熱可塑性樹脂を軟化させて当該熱可塑性樹脂を絶縁層３ｆと磁性体基板２Ｂに接合させ、その後の冷却後に、加圧を解除するという作業手順でもって行われる。

この第１実施形態例では、ここまでの工程は、磁性体の親基板の状態で行われている。磁性体基板２Ｂの貼り合わせ工程の後には、磁性体の親基板を例えばダイシング等の切断加工手法により、各コイル部品１毎に分離分割する。そして、然る後に、各コイル部品１の側面に、それぞれ、外部接続用端子電極６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂを形成する。それら外部接続用端子電極６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂを構成する導体材料としては、例えば、Ａｇや、Ａｂ−Ｐｄや、Ｃｕや、ＮｉＣｒや、ＮｉＣｕ等を挙げることができる。また、外部接続用端子電極６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂの形成手法としては、例えば、上記のような導体材料を含む導電ペーストをコイル部品１の側面に塗布して各外部接続用端子電極６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂを形成する手法や、上記したような導体材料をスパッタリングや蒸着等の成膜技術によりコイル部品１の側面に形成して外部接続用端子電極６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂを形成する手法等がある。また、そのように形成した各外部接続用端子電極６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂの上側に例えば湿式電解めっきにより、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｓｎ−Ｐｂ等の金属膜を形成してもよい。

以下に、第２実施形態例を説明する。なお、この第２実施形態例の説明において、第１実施形態例と同一構成部分には同一符号を付し、その共通部分の重複説明は省略する。

図２には第２実施形態例のコイル部品が模式的な分解図により示されている。この第２実施形態例のコイル部品は、第１実施形態例に示したコイル部品（コモンモードチョークコイル部品）１が複数一体的に並設されたと同様のコモンモードチョークコイルのアレイ部品と成している。

すなわち、この第２実施形態例では、磁性体基板２Ａの上側には絶縁層３ａが積層形成され、この絶縁層３ａの上側には、複数のスパイラル状導体パターン４Ａ，４Ａ’が互いに間隔を介して平面配置されている。また、絶縁層３ａの上側には、それらスパイラル状導体パターン４Ａ，４Ａ’の各巻回外側端部４Ａo，４Ａo’にそれぞれ接続された引き出し導体パターン８Ａa，８Ａa’と、スパイラル状導体パターン４Ａ，４Ａ’と間隔を介して形成された引き出し導体パターン８Ａb，８Ａb’とが形成されている。

それら導体パターン４Ａ，４Ａ’，８Ａa，８Ａa’，８Ａb，８Ａb’の上側には絶縁層３ｂが積層形成され、この絶縁層３ｂの上側には、スパイラル状導体パターン４Ｂ，４Ｂ’および引き出し導体パターン８Ｂa，８Ｂa’，８Ｂb，８Ｂb’が積層形成されている。

スパイラル状導体パターン４Ａ，４Ｂは、第１実施形態例と同様に並列接続されて一次コイルを構成している。また、スパイラル状導体パターン４Ａ’，４Ｂ’も同様に並列接続されて一次コイルを構成している。

導体パターン４Ｂ，４Ｂ’，８Ｂa，８Ｂa’，８Ｂb，８Ｂb’の上側には絶縁層３ｃ，３ｄが順に積層形成され、絶縁層３ｄの上側には、上記同様に、互いに間隔を介して平面配置されたスパイラル状導体パターン５Ａ，５Ａ’等と、スパイラル状導体パターン５Ｂ，５Ｂ’等とが絶縁層３ｅを介して積層形成されている。スパイラル状導体パターン５Ａ，５Ｂは並列接続されて二次コイルを構成し、同様に、スパイラル状導体パターン５Ａ’，５Ｂ’も並列接続されて二次コイルを構成している。

スパイラル状導体パターン５Ａ，５Ｂから成る二次コイルは、スパイラル状導体パターン４Ａ，４Ｂから成る一次コイルと電磁結合して、コモンモードチョークコイルを構成している。また同様に、スパイラル状導体パターン５Ａ’，５Ｂ’から成る二次コイルは、スパイラル状導体パターン４Ａ’，４Ｂ’から成る一次コイルと電磁結合して、別のコモンモードチョークコイルを構成している。

この第２実施形態例においても、第１実施形態例と同様に、同じコモンモードチョークコイルを構成する全てのスパイラル状導体パターン同士は、互いに重なり合う形状を有し、また、全てが重なり合う位置に絶縁層を介して積層配置されている。この第２実施形態例では、そのような重なり合う全てのスパイラル状導体パターンによりコイル積層構造が構成され、当該コイル積層構造が複数一体的に並設されてコモンモードチョークコイル（コイル積層構造）のアレイ部品を構成している。

この第２実施形態例において、各コイル積層構造毎（各コモンモードチョークコイル毎）に、第１実施形態例と同様の特有な構成を備えているので、第１実施形態例と同様の優れた効果を得ることができる。

なお、この発明は第１と第２の各実施形態例の形態に限定されるものではなく、様々な実施の形態を採り得るものである。例えば、第１と第２の各実施形態例では、スパイラル状導体パターン４Ａ，５Ａ（４Ａ’，５Ａ’）と、スパイラル状導体パターン４Ｂ，５Ｂ（４Ｂ’，５Ｂ’）とには、分断部１２，１６の有無の違いがあり、スパイラル状導体パターン４Ｂ，５Ｂ（４Ｂ’，５Ｂ’）は、スパイラル状導体パターン４Ａ，５Ａ（４Ａ’，５Ａ’）と僅かに異なる形状であったが、スパイラル状導体パターン４Ｂ，５Ｂ（４Ｂ’，５Ｂ’）は、スパイラル状導体パターン４Ａ，５Ａ（４Ａ’，５Ａ’）と同一形状であってもよい。

なお、全てのスパイラル状導体パターン４Ａ，４Ｂ，５Ａ，５Ｂ（４Ａ’，５Ａ’，４Ｂ’，５Ｂ’）が同一形状と成す場合には、例えば、スパイラル状導体パターン４Ａ，４Ｂの巻回内側端部４Ａi，４Ｂi同士の接続部を外部と接続させるために、例えば、スパイラル状導体パターン４Ａと絶縁層３ｂとの間に別の絶縁層を形成し、当該絶縁層上に、巻回内側端部４Ａi，４Ｂi同士の接続部（ビアホール１１）と外部接続用端子電極６ｂとを接続するための引き出し導体パターンを形成する。また、スパイラル状導体パターン５Ａ，５Ｂの巻回内側端部５Ａi，５Ｂi同士の接続部や、スパイラル状導体パターン４Ａ’，４Ｂ’の巻回内側端部４Ａi’，４Ｂi’同士の接続部や、スパイラル状導体パターン５Ａ’，５Ｂ’の巻回内側端部５Ａi’，５Ｂi’同士の接続部に関しても同様である。

また、第１と第２の各実施形態例では、一次コイルと二次コイルは、それぞれ、２つのスパイラル状導体パターンにより構成されていたが、例えば、一次コイルと二次コイルのうちの一方又は両方は、３つ以上のスパイラル状導体パターンにより構成してもよい。

さらに、第１と第２の各実施形態例では、スパイラル状導体パターン４Ａ，４Ｂ，５Ａ，５Ｂと絶縁層３ａ〜３ｇから成る積層部は磁性体基板２Ａ，２Ｂにより挟み込まれていたが、例えば、仕様等によっては、その磁性体基板２Ａ，２Ｂに代えて、絶縁体や誘電体から成る基板を設けてもよい。また、磁性体基板２Ａ，２Ｂ（又は絶縁体基板や誘電体基板）のうちの一方側が省略されている形態と成していてもよい。

さらに、第２実施形態例では、コモンモードチョークコイルが複数並設（横並び配置）されている例を示したが、例えば部品の高さの制限が緩い場合には、例えば第１実施形態例に示したようなコモンモードチョークコイルが積層方向に複数配置形成（縦並び配置）されて一体化されている構成としてもよい。

さらに、第１と第２の各実施形態例では、スパイラル状導体パターンと絶縁層を順次積層形成していってコイル部品１を作製し、また、そのスパイラル状導体パターンおよび引き出し導体パターンは、フォトリソグラフィ工法により形成する例を示したが、例えば、フォトリソグラフィ工法を用いずに、グリーンシート上にスパイラル状導体パターンや引き出し導体パターンを形成して、複数のグリーンシートを積層一体化してコイル部品１を作製してもよい。

さらに、第１と第２の各実施形態例では、コモンモードチョークコイル部品を例にして説明したが、この発明は、コモンモードチョークコイル部品以外のコイル部品にも適用することができるものである。

第１実施形態例のコイル部品を分解状態で表したモデル図である。 第２実施形態例のコイル部品を分解状態で表したモデル図である。 特許文献１に記載されているコモンモードチョークコイルの一つを説明するためのモデル図である。

符号の説明

１ コイル部品
２ 磁性体基板
３ａ〜３ｇ 絶縁層
４Ａ，４Ｂ，４Ａ’，４Ｂ’ スパイラル状導体パターン
５Ａ，５Ｂ，５Ａ’，５Ｂ’ スパイラル状導体パターン

Claims (6)

1. 複数のスパイラル状導体パターンが絶縁層を介して積層形成され、それら複数のスパイラル状導体パターンは並列に接続されて並列コイルを形成する構成と成し、その並列コイルが複数積層形成され、積層し合う各並列コイルは互いに電磁結合する構成と成しており、積層方向に隣り合うスパイラル状導体パターンは互いに対向配置され、全てのスパイラル状導体パターンは互いに重なり合う形状と成していることを特徴とするコイル部品。
2. 全てのスパイラル状導体パターンは基板上に積層形成されていることを特徴とする請求項１記載のコイル部品。
3. 全てのスパイラル状導体パターンが絶縁層を介して積層配置されている積層部は、上面側と底面側の両側から磁性体基板により挟み込まれていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のコイル部品。
4. 少なくともスパイラル状導体パターンはフォトリソグラフィ工法により形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２又は請求項３記載のコイル部品。
5. 互いに隣り合う積層配置された並列コイルは対を成してコモンモードチョークコイルと成すことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１つに記載のコイル部品。
6. 間隔を介して平面配置された複数のスパイラル状導体パターンが、絶縁層を介して複数層形成されており、重なり合う位置に積層形成された複数のスパイラル状導体パターンによってコイル積層構造が構成され、そのコイル積層構造が複数一体的に並設されてコイル積層構造のアレイ部品が構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１つに記載のコイル部品。

Images