JP2005191256A - Coil component - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、信号のノイズ除去用などの用途で回路に組み込まれるコイル部品に関するものである。 The present invention relates to a coil component incorporated in a circuit for use such as signal noise removal.
コイル部品の一つとして、例えば図7(a)のイメージ断面図および図7(b)の模式的な分解図に示されるような縦巻きタイプと呼ばれるコイル部品がある。このコイル部品30においては、例えば、絶縁性の磁性層31と、コイル形成用導体パターン32とが交互に縦方向に積層形成されて一体化されている。全てのコイル形成用導体パターン32(32a〜32f)は、磁性層31に形成されたスルーホール33によって、電気的に直列に接続されて縦方向の中心軸Oを持つコイル34を形成している。
As one of the coil parts, for example, there is a coil part called a vertical winding type as shown in an image sectional view of FIG. 7A and a schematic exploded view of FIG. 7B. In the
磁性層31と、コイル形成用導体パターン32との積層体35の側面には、互いに対向し合う部分にそれぞれ外部接続用電極36(36A,36B)が形成されている。外部接続用電極36Aにはコイル34の一端側(図7の例ではコイル形成用導体パターン32a)が接続され、外部接続用電極36Bにはコイル34の他端側(図7の例ではコイル形成用導体パターン32f)が接続されている。それら外部接続用電極36A,36Bによって、コイル34は、外部と電気的に接続することができる。
External connection electrodes 36 (36A, 36B) are respectively formed on the side surfaces of the laminated
縦巻きタイプのコイル部品30は上記のような構成を備えている。次に、別のタイプのコイル部品の構成例を示す。例えば図8のイメージ断面図に示されるような横巻きタイプと呼ばれるコイル部品がある(例えば特許文献1参照)。この図8のコイル部品38は、縦巻きタイプのコイル部品30を構成する積層体35がコイル34の中心軸Oの向きが横向きとなる向き姿勢でもって配置され、当該横向きの積層体35の互いに対向する側面部分にそれぞれ外部接続用電極36A,36Bが形成されている構成を備えている。
The vertically wound
すなわち、コイル部品38においては、磁性層31と、コイル形成用導体パターン32とが交互に横方向に配置されて一体化されており、全てのコイル形成用導体パターン32は、磁性層31に形成されたスルーホールを介し電気的に直列に接続されて横方向の中心軸Oを持つコイル34を形成している。磁性層31とコイル形成用導体パターン32から成る積層体35の互いに対向し合う側面部分にはそれぞれ外部接続用電極36A,36Bが形成されている。外部接続用電極36Aにはコイル34の一端側が接続され、外部接続用電極36Bにはコイル34の他端側が接続されており、コイル34は、外部接続用電極36A,36Bによって、外部と接続することが可能となっている。
That is, in the
さらに、別のコイル部品の一例を示す。図9(a)には横巻きタイプのコイル部品のイメージ断面図が示され、図9(b)にはその横巻きタイプのコイル部品の分解図が模式的に示されている(例えば特許文献2参照)。なお、この明細書中では、図8の横巻きタイプのコイル部品と、図9の横巻きタイプのコイル部品とを区別するために、図8に示すコイル部品は、横向き積層・横巻きタイプのコイル部品と呼び、図9に示すコイル部品は、縦向き積層・横巻きタイプのコイル部品と呼ぶこととする。 Furthermore, an example of another coil component is shown. FIG. 9A shows an image cross-sectional view of a horizontal winding type coil component, and FIG. 9B schematically shows an exploded view of the horizontal winding type coil component (for example, Patent Documents). 2). In this specification, in order to distinguish between the horizontally wound type coil component of FIG. 8 and the horizontally wound type coil component of FIG. 9, the coil component shown in FIG. The coil component shown in FIG. 9 is referred to as a vertically laminated / horizontal winding type coil component.
縦向き積層・横巻きタイプのコイル部品40においては、対を成す導体パターン層41(41a,41b)が、絶縁性の磁性層42を介して縦方向に積層配置されており、それら導体パターン層41a,41bには、それぞれ、複数のコイル形成用導体パターン44が形成されている。図9の例では、磁性層42は、複数枚の磁性体のグリーンシート43によって構成されており、当該磁性層42には、複数のスルーホール45が形成されている。これら各スルーホール45は、導体パターン層41bの複数のコイル形成用導体パターン44をそれぞれ導体パターン層41aの複数のコイル形成用導体パターン44の中の予め定められた接続相手のコイル形成用導体パターン44に接続させるためのものである。
In the vertically laminated / horizontal winding
縦向き積層・横巻きタイプのコイル部品40では、導体パターン層41a,41bの複数のコイル形成用導体パターン44と、スルーホール45とによって、横方向の中心軸Oを持つコイル46が形成されている。なお、図9中の符号42(42A)と符号42(42B)は、それぞれ、コイル46を保護する機能を持つ磁性層を示している。
In the vertically laminated / horizontal winding
導体パターン層41と、磁性層42との積層体47の側面には、互いに対向し合う部分に、それぞれ、外部接続用電極48(48A,48B)が形成されており、コイル46の一端側は外部接続用電極48Aに接続され、コイル46の他端側は外部接続用電極48Bに接続されている。コイル46は、外部接続用電極48A,48Bによって外部と接続することができる。
External connection electrodes 48 (48A, 48B) are respectively formed on the side surfaces of the laminated
ところで、コイル部品は、電気回路を通電している信号の波形を整形するために電気回路に組み込まれたり、信号からノイズを除去するために電気回路に組み込まれることが多い。例えば、信号波形整形用として使用されるコイル部品は、例えば約10MHz〜100MHz程度の周波数の信号に対するインピーダンスが高く、また、インダクタンス値が大きいことが好ましい。また、信号ノイズ除去用として使用されるコイル部品は、例えば約100MHz〜1000MHz程度の周波数の信号に対するインピーダンスが高いことが好ましい。 By the way, a coil component is often incorporated into an electric circuit in order to shape the waveform of a signal that is energized in the electric circuit, or is incorporated into an electric circuit in order to remove noise from the signal. For example, a coil component used for signal waveform shaping preferably has a high impedance and a large inductance value for a signal having a frequency of about 10 MHz to 100 MHz, for example. Moreover, it is preferable that the coil component used for signal noise removal has high impedance with respect to a signal having a frequency of about 100 MHz to 1000 MHz, for example.
図7に示す縦巻きタイプのコイル部品30の構成では、磁性層31の厚みを薄くすることで、磁性層31を介して隣り合うコイル形成用導体パターン32間の間隔(つまり、巻ピッチ)を狭めることが容易にできるし、また、例えばコイル部品30に対して高さ制限があっても、コイル形成用導体パターン32の積層数(つまり、コイル34の巻回数)を増加することができる。このため、大きなインダクタンスやインピーダンスを得ることが容易にできる。しかしながら、縦巻きタイプのコイル部品30は、コイル形成用導体パターン32同士間の浮遊容量や、コイル形成用導体パターン32と外部接続用電極36との間の浮遊容量に起因して、自己共振周波数が低くなるので、例えば約100MHzよりも高い周波数の信号に対するインピーダンスが低いものとなる。このため、縦巻きタイプのコイル部品30は、例えば図10(a)のグラフに示されるようなインピーダンス特性を有し、当該インピーダンス特性により信号波形整形用として用いられることが多い。
In the configuration of the longitudinally wound
縦巻きタイプのコイル部品30では、図7(a)に示されるように、各コイル形成用導体パターン32b〜32eと、外部接続用電極36との間の間隔はほぼ同程度であり、当該各コイル形成用導体パターン32b〜32eと、外部接続用電極36との間には、それぞれ、ほぼ同程度の浮遊容量が発生し、それらのトータルの浮遊容量は大きくなるのに対して、図8に示す横向き積層・横巻きタイプのコイル部品38の構成では、図8の左右両側のコイル形成用導体パターン32は外部接続用電極36に近くて外部接続用電極36との間に大きな浮遊容量が発生する虞があるが、内側のコイル形成用導体パターン32は外部接続用電極36から離れるために外部接続用電極36との間の浮遊容量は小さいものとなる。このため、各コイル形成用導体パターン32と外部接続用電極36との間に発生するトータルの浮遊容量は小さく抑えられて、コイル部品38の自己共振周波数を例えば100MHzよりも高い周波数とすることができる。
In the vertically wound
しかしながら、高さ制限等の理由によりコイル34の中心部の磁束の断面積を大きくすることが難しいために、横向き積層・横巻きタイプのコイル部品38では、縦巻きタイプのコイル部品30と同様のインダクタンス値を持つためには、コイルの巻回数を増加する必要がある。コイルの巻回数を増加するためには、コイル形成用導体パターン32の数および磁性層31の数を増加しなければならないので、材料コストおよび製造コストが増加して、経済的でない。このため、低コスト化を考慮すると、横向き積層・横巻きタイプのコイル部品38の構成では、大きなインダクタンス値を持つことが難しい。
However, since it is difficult to increase the cross-sectional area of the magnetic flux at the center of the
さらに、縦向き積層・横巻きタイプのコイル部品40では、製造上の問題から、コイル形成用導体パターン44間の間隔およびスルーホール45間の間隔を狭くすることができないので、コイル46の巻ピッチが狭くてコイル部品40のインダクタンス値やインピーダンスを大きくすることが難しいという欠点があるものの、各コイル形成用導体パターン44と、外部接続用電極48との間に生じるトータルの浮遊容量を小さくすることができる上に、コイル形成用導体パターン44同士間の浮遊容量も小さく抑制することができるので、コイル部品40の自己共振周波数を例えば100MHzよりも高い周波数とすることができる。このため、縦向き積層・横巻きタイプのコイル部品40は、例えば図10(b)に示されるようなインピーダンス特性を有し、当該インピーダンス特性により信号ノイズ除去用として用いられることが多い。
Further, in the vertically laminated / horizontal winding
上記のように、各種コイル部品毎に特徴があり、1つのコイル部品で、例えば約10MHz〜1000MHz程度の広い周波数範囲に対して高いインピーダンス特性を持たせることは難しかった。このため、例えば、信号波形の整形と、信号ノイズの除去とを両方共に行いたい場合には、図11のモデル図のように、信号波形整形用のコイル部品51と、信号ノイズ除去用のコイル部品52とを別々に、信号線路50に介設する必要があった。
As described above, there is a characteristic for each type of coil component, and it was difficult to provide a high impedance characteristic with a single coil component for a wide frequency range of, for example, about 10 MHz to 1000 MHz. For this reason, for example, when both signal waveform shaping and signal noise removal are to be performed, a signal waveform shaping
本発明の目的は、1つの部品で広い周波数範囲に渡って高いインピーダンスを持つことができて、例えば、信号波形整形用の機能と、信号ノイズ除去用の機能とを両方共に持つことができるコイル部品を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a coil that can have a high impedance over a wide frequency range with one component, for example, a signal waveform shaping function and a signal noise removing function. To provide parts.
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、この発明の一つの構成は、縦方向のコイル中心軸を持つ縦巻きコイル部と、縦方向に直交する横方向のコイル中心軸を持つ横巻きコイル部とを有するコイル部品であって、縦巻きコイル部は、コイル形成用導体パターンと、絶縁性の磁性層とが交互に縦方向に積層形成され、それら全てのコイル形成用導体パターンは、磁性層に形成された接続手段によって、電気的に直列に接続されて縦方向の中心軸を持つコイルを形成している構成を備えており、また、横巻きコイル部にあっては、対を成す導体パターン層が絶縁性の磁性層を介して縦方向に積層形成され、それら導体パターン層の一方側に形成されている複数のコイル形成用導体パターンは、それぞれ、磁性層に形成されている接続手段によって、他方側の導体パターン層に形成されている複数のコイル形成用導体パターンの中の予め定められた接続相手のコイル形成用導体パターンに接続されて横方向の中心軸を持つコイルを形成している構成を備えており、縦巻きコイル部と、横巻きコイル部とは縦方向に積層配置され、縦巻きコイル部のコイルと、横巻きコイル部のコイルとは電気的に直列に接続されていることを特徴としている。 In order to achieve the above object, the present invention has the following configuration as means for solving the above problems. That is, one configuration of the present invention is a coil component having a longitudinally wound coil portion having a longitudinal coil central axis and a laterally wound coil portion having a lateral coil central axis perpendicular to the longitudinal direction, The longitudinally wound coil portion is formed by alternately laminating a coil forming conductor pattern and an insulating magnetic layer in the vertical direction, and all the coil forming conductor patterns are electrically connected by connecting means formed on the magnetic layer. The coils are connected in series to form a coil having a central axis in the vertical direction, and in the case of the laterally wound coil portion, the conductor pattern layer forming a pair has an insulating magnetic layer. A plurality of coil forming conductor patterns formed on one side of the conductor pattern layer are respectively formed on the other conductor pattern layer by connecting means formed on the magnetic layer. A coil having a central axis in the horizontal direction connected to a predetermined coil-forming conductor pattern of a connection partner among a plurality of coil-forming conductor patterns formed, The winding coil portion and the horizontal winding coil portion are stacked in the vertical direction, and the coil of the vertical winding coil portion and the coil of the horizontal winding coil portion are electrically connected in series.
また、この発明は、縦巻きコイル部と、横巻きコイル部との間には、当該縦巻きコイル部と横巻きコイル部間のクロストークを抑制するために、コイル形成用導体パターン間の磁性層よりも低い透磁率を持つ磁性層、又は、非磁性層が形成されていることも特徴としている。 Further, according to the present invention, in order to suppress crosstalk between the vertical winding coil portion and the horizontal winding coil portion between the vertical winding coil portion and the horizontal winding coil portion, the magnetism between the coil forming conductor patterns is reduced. It is also characterized in that a magnetic layer having a lower magnetic permeability than the layer or a nonmagnetic layer is formed.
さらに、この発明の別の構成の一つは、縦方向のコイル中心軸を持つ縦巻きコイル部と、縦方向に直交する横方向のコイル中心軸を持つ横巻きコイル部とを有するコイル部品であって、縦巻きコイル部は、絶縁性の磁性層と、コイル形成用導体パターンとが交互に縦方向に積層形成され、それら全てのコイル形成用導体パターンは、磁性層に形成された接続手段によって、電気的に直列に接続されて縦方向の中心軸を持つコイルを形成し、磁性層は、コイル形成用導体パターンの隣側に間隔を介して横巻きコイル部を構成する導体パターン層を並設できる大きさを有する構成を備えており、また、横巻きコイル部にあっては、縦巻きコイル部を構成しているコイル形成用導体パターンの隣側領域に配置される対を成す導体パターン層が、縦巻きコイル部と共通の磁性層を介して縦方向に積層配置され、それら導体パターン層の一方側に形成されている複数のコイル形成用導体パターンは、それぞれ、磁性層に形成されている接続手段によって、他方側の導体パターン層に形成されている複数のコイル形成用導体パターンの中の予め定められた接続相手のコイル形成用導体パターンに接続されて横方向の中心軸を持つコイルを形成している構成を備えており、縦巻きコイル部のコイルと、横巻きコイル部のコイルとは電気的に直列に接続されていることを特徴としている。 Further, another configuration of the present invention is a coil component having a longitudinally wound coil portion having a longitudinal coil central axis and a laterally wound coil portion having a lateral coil central axis perpendicular to the longitudinal direction. In the longitudinally wound coil portion, insulating magnetic layers and coil forming conductor patterns are alternately stacked in the vertical direction, and all the coil forming conductor patterns are connected to the magnetic layer. To form a coil electrically connected in series and having a central axis in the vertical direction, and the magnetic layer has a conductor pattern layer that forms a laterally wound coil portion at an interval adjacent to the coil forming conductor pattern. A conductor having a size that can be arranged side by side, and in the case of a horizontally wound coil portion, a pair of conductors arranged in a region adjacent to a coil forming conductor pattern that constitutes a vertically wound coil portion Pattern layer is vertical A plurality of coil forming conductor patterns arranged in a vertical direction via a magnetic layer common to the coil portion and formed on one side of the conductor pattern layers are respectively connected by connecting means formed on the magnetic layer. Forming a coil having a lateral central axis connected to a predetermined coil forming conductor pattern of a plurality of coil forming conductor patterns formed on the other conductor pattern layer The coil of the vertical winding coil part and the coil of the horizontal winding coil part are electrically connected in series.
さらにまた、この発明は、コイル形成用導体パターンと磁性層を含む積層体の側面には、縦巻きコイル部のコイルと、横巻きコイル部のコイルとの直列接続回路の一端側に接続する外部接続用電極と、その直列接続回路の他端側に接続する外部接続用電極とが互いに間隔を介して形成されており、それら外部接続用電極は、前記積層体の上面と底面のうちの底面側だけに回り込んで形成されていることをも特徴としている。 Furthermore, according to the present invention, an external body connected to one end side of a series connection circuit of a coil of a vertical winding coil portion and a coil of a horizontal winding coil portion is provided on a side surface of a laminate including a coil forming conductor pattern and a magnetic layer. A connection electrode and an external connection electrode connected to the other end of the series connection circuit are formed with a gap therebetween, and the external connection electrode is a bottom surface of the top surface and the bottom surface of the laminate. It is also characterized by being formed around only the side.
この発明によれば、1つのコイル部品の中に、縦巻きコイル部と、横巻きコイル部とが形成されており、それら縦巻きコイル部と、横巻きコイル部とのそれぞれのコイル中心軸が互いに直交する向きであることから、縦巻きコイル部と、横巻きコイル部とはそれぞれ別々のコイルとして動作できる。また、縦巻きコイル部は、磁性層と、コイル形成用導体パターンとが縦方向に交互に積層配置されている構成を備えていることから、前述した縦巻きタイプのコイル部品と同様に、高い自己共振周波数を有することは難しいが、大きなインピーダンスとインダクタンスを持つことができるので、例えば縦巻きコイル部は信号波形整形用として機能するように構成することが容易にできる。 According to this invention, the vertical winding coil part and the horizontal winding coil part are formed in one coil component, and the respective coil central axes of the vertical winding coil part and the horizontal winding coil part are Since the directions are orthogonal to each other, the vertically wound coil portion and the horizontally wound coil portion can operate as separate coils. Moreover, since the vertical winding coil portion has a configuration in which the magnetic layers and the coil forming conductor patterns are alternately stacked in the vertical direction, it is high like the above-described vertical winding type coil component. Although it is difficult to have a self-resonant frequency, since it can have a large impedance and inductance, for example, the longitudinally wound coil portion can be easily configured to function for signal waveform shaping.
さらに、横巻きコイル部は、対を成す導体パターン層が磁性層を介して縦方向に積層配置され当該対を成す導体パターン層にそれぞれ形成されたコイル形成用導体パターンと、磁性層に形成された接続手段とによって、横向きの中心軸を持つコイルを形成する構成を備えていることから、前述した縦向き積層・横巻きタイプのコイル部品と同様に、自己共振周波数を高くすることが容易であるので、大きなインピーダンスを示す周波数領域を高周波化することが容易にできる。このため、横巻きコイル部は例えば信号ノイズ除去用として機能できるように構成することが容易にできる。 Further, the laterally wound coil portion is formed on the magnetic layer and a coil forming conductor pattern in which a pair of conductor pattern layers are vertically arranged via a magnetic layer and formed on each pair of conductor pattern layers. Since it has a configuration that forms a coil having a lateral center axis by connecting means, it is easy to increase the self-resonance frequency in the same way as the above-described vertically laminated / horizontal winding type coil component. As a result, it is easy to increase the frequency of the frequency region showing a large impedance. For this reason, it is possible to easily configure the horizontally wound coil portion so as to function, for example, for removing signal noise.
よって、本発明のコイル部品は、縦巻きコイル部のインピーダンス特性と、これとは異なる横巻きコイル部のインピーダンス特性とを併せたインピーダンス特性(つまり、縦巻きタイプのコイル部品や縦向き積層・横巻きタイプのコイル部品のインピーダンス特性よりも、インピーダンスが大きい周波数範囲の幅が広がったインピーダンス特性)を有することができて、1つの部品でもって例えば信号波形整形用の機能と信号ノイズ除去用の機能との両方の機能を持つことができる。 Therefore, the coil component of the present invention has an impedance characteristic that combines the impedance characteristic of the longitudinally wound coil part and the impedance characteristic of the laterally wound coil part that is different from the impedance characteristic (that is, the longitudinally wound coil part or the vertically laminated / horizontal). (Impedance characteristics with a wide frequency range with a larger impedance than the impedance characteristics of the winding type coil component). For example, a signal waveform shaping function and a signal noise removing function can be achieved with a single component. And can have both functions.
このため、本発明のコイル部品を回路に組み込むだけで、例えば信号波形の整形と、信号ノイズ除去とを両方共に行うことができるので、本発明のコイル部品を採用することによって、信号波形整形用のコイル部品と、このコイル部品とは別の信号ノイズ除去用のコイル部品とをそれぞれ別々に回路に組み込む必要が無くなって、例えば、回路の部品点数を削減することができて回路の簡略化を図ることが可能となるし、回路へのコイル部品の組み込み作業の軽減を図ることができる。また、回路に1つのコイル部品を組み込むだけでよいので、回路中におけるコイル部品の占有面積の削減を図ることができる。 For this reason, by incorporating the coil component of the present invention into a circuit, for example, both signal waveform shaping and signal noise removal can be performed. Therefore, by adopting the coil component of the present invention, signal waveform shaping can be performed. This eliminates the need to separately incorporate a coil component for removing signal noise and a coil component for removing signal noise separately from the coil component into the circuit. For example, the number of circuit components can be reduced and the circuit can be simplified. It is possible to reduce the work of assembling the coil component into the circuit. In addition, since only one coil component needs to be incorporated in the circuit, the area occupied by the coil component in the circuit can be reduced.
さらに、前述した縦巻きタイプのコイル部品と、縦向き積層・横巻きタイプのコイル部品とをただ単に重ね合わせる、又は、横に並べただけでは、当然に、外部接続用電極と、コイル形成用導体パターンとの間に生じる浮遊容量の大きさは変化しないのに対して、この発明では、縦巻きコイル部と、横巻きコイル部とを一体化し、この一体化したものに外部接続用電極が設けられている構成を採り得るので、縦巻きコイル部と横巻きコイル部との間となる部分に外部接続用電極は形成されず、その分、外部接続用電極の大きさを小さくすることができて、コイル形成用導体パターンと、外部接続用電極との間に生じる浮遊容量を低減することができる。このため、インピーダンスおよびインダクタンス値を大きくすることができる。この効果は特に周波数が高くなるに従って大きくなる。 Furthermore, the above-described vertical winding type coil component and the vertically laminated / horizontal winding type coil component are simply overlapped or arranged side by side. While the magnitude of the stray capacitance generated between the conductor pattern and the conductor pattern does not change, in the present invention, the vertically wound coil portion and the horizontally wound coil portion are integrated, and an external connection electrode is provided in this integrated body. Since the provided configuration can be adopted, the external connection electrode is not formed in the portion between the vertical winding coil portion and the horizontal winding coil portion, and the size of the external connection electrode can be reduced accordingly. In addition, stray capacitance generated between the coil forming conductor pattern and the external connection electrode can be reduced. For this reason, an impedance and an inductance value can be enlarged. This effect increases especially as the frequency increases.
さらに、縦巻きコイル部と横巻きコイル部との間に、コイル形成用導体パターン間の磁性層よりも低い透磁率を持つ磁性層、又は、非磁性層が形成されている構成を備えることによって、縦巻きコイル部と横巻きコイル部との間のクロストークを抑制することができる。 Furthermore, by providing a configuration in which a magnetic layer having a lower magnetic permeability than the magnetic layer between the coil forming conductor patterns or a nonmagnetic layer is formed between the vertically wound coil portion and the horizontally wound coil portion. The crosstalk between the vertical winding coil portion and the horizontal winding coil portion can be suppressed.
さらに、コイル形成用導体パターンと磁性層を含む積層体の側面に形成される外部接続用電極は、積層体の上面と底面のうちの底面側だけに回り込んで形成されている構成を備えることによって、外部接続用電極が積層体の上面側と底面側の両方に回り込んで形成されている場合に比べて、外部接続用電極が小さくなるので、コイル形成用導体パターンと外部接続用電極との間に生じる浮遊容量を小さくすることができる。これにより、コイル部品のインピーダンスやインダクタンス値を大きくすることができる。 Furthermore, the external connection electrode formed on the side surface of the multilayer body including the coil forming conductor pattern and the magnetic layer has a configuration in which it is formed so as to wrap around only the bottom surface side of the top surface and the bottom surface of the multilayer body. Therefore, the external connection electrode is smaller than the case where the external connection electrode is formed so as to wrap around both the upper surface side and the bottom surface side of the laminate, so that the coil forming conductor pattern and the external connection electrode The stray capacitance generated during the period can be reduced. Thereby, the impedance and inductance value of the coil component can be increased.
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。 Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1(a)には第1実施形態例のコイル部品が模式的な斜視図により示され、図1(b)には第1実施形態例のコイル部品のイメージ断面図が示され、図1(c)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。第1実施形態例のコイル部品1は、縦巻きコイル部2と、横巻きコイル部3とが非磁性層4を介して縦方向に積層形成されている構成を有する。
1A is a schematic perspective view showing the coil component of the first embodiment, and FIG. 1B is an image sectional view of the coil component of the first embodiment. FIG. 2C shows a schematic exploded view of the coil component of the first embodiment. The
縦巻きコイル部2は、絶縁性の磁性層5と、コイル形成用導体パターン6とが交互に縦方向に積層形成されている構成を備えている。全てのコイル形成用導体パターン6(6a〜6g)は例えばAgやAuやCu等の導電材料により構成され、当該全てのコイル形成用導体パターン6(6a〜6g)は磁性層5に形成された接続手段であるスルーホール7によって電気的に直列に接続されて、縦方向の中心軸OZを持つコイル8を形成している。
The longitudinally
磁性層5は、フェライト等の磁性材料により構成されている。縦巻きコイル部2を構成する磁性層5a〜5hのうち、最下層の磁性層5aと最上層の磁性層5hは保護層としての機能をも備えている。例えば、フェライト等の磁性材料をベースにしたグリーンシートを利用して各磁性層5をそれぞれ構成する場合には、保護層として機能する磁性層5a,5hは、例えば、複数枚のグリーンシートを重ねて形成され、他の磁性層5よりも厚く形成される。
The
横巻きコイル部3は、対を成す導体パターン層10(10A,10B)が絶縁性の磁性層11を介して縦方向に積層形成されている構成を備えている。導体パターン層10A,10Bには、それぞれ、複数の帯状のコイル形成用導体パターン12が配列形成されている。導体パターン層10A,10Bのうちの一方側の導体パターン層10の各コイル形成用導体パターン12は、それぞれ、他方側の導体パターン層10の予め定められた接続相手のコイル形成用導体パターン12に、磁性層11に形成された接続手段であるスルーホール13を介して接続されて、横方向の中心軸OYを持つコイル14が形成されている。
The laterally wound
なお、図1(c)では、磁性層11がフェライト等の磁性材料をベースとしたグリーンシートを利用して構成されている場合の構成例が示されており、この図示の例では、複数枚のグリーンシートを重ねて磁性層11が形成されている。また、横巻きコイル部3には、導体パターン層10を保護するための保護層として機能する磁性層15(15a,15b)が形成されている。それら磁性層15(15a,15b)をグリーンシートにより構成する場合には、例えば、複数枚のグリーンシートを重ねて磁性層15を形成する。
FIG. 1C shows a configuration example in the case where the
第1実施形態例では、縦巻きコイル部2のコイル8と、横巻きコイル部3のコイル14とは、非磁性層4に形成されたスルーホール16を介して電気的に直列に接続されている。
In the first embodiment, the
上記したような磁性層5,11,15とコイル形成用導体パターン6,12を含む積層体17は直方体状と成し、当該積層体17の互いに対向し合う側面には、それぞれ、図1(a)に示すように外部接続用電極18(18A,18B)が形成されている。これら外部接続用電極18A,18Bは、それぞれ、積層体17の上面と底面と両隣の側面にそれぞれ回り込んで形成されている。
The laminate 17 including the
縦巻きコイル部2のコイル8と、横巻きコイル部3のコイル14との直列接続回路の一端側(例えば、横巻きコイル部3のコイル14側の端部)は外部接続用電極18Aに接続され、その直列接続回路の他端側(例えば、縦巻きコイル部2のコイル8側の端部)は外部接続用電極18Bに接続されている。この第1実施形態例では、例えば、コイル部品1の外部接続用電極18A,18Bがはんだ等によって回路の設定位置に接続されることによって、コイル8,14の直列接続回路を回路に組み込むことができる。
One end side of the series connection circuit of the
第1実施形態例のコイル部品1の縦巻きコイル部2は、前述した縦巻きタイプのコイル部品30と同様の性質を有することから、例えば、図2のグラフ中の点線Aに示されるような例えば信号波形整形に適したインピーダンス特性を有することができる。また、横巻きコイル部3は、前述した縦向き積層・横巻きタイプのコイル部品40と同様の性質を有することから、例えば、図2のグラフ中の鎖線Bに示されるような例えば信号ノイズ除去に適したインピーダンス特性を有することができる。
Since the vertical winding
これらのことから、コイル部品1全体としては、縦巻きコイル部2と横巻きコイル部3のそれぞれのインピーダンス特性を併せた例えば図2のグラフ中の実線Cに示されるようなインピーダンス特性を有することができる。ところで、例えば、図7に示される縦巻きタイプのコイル部品30の上側に、図9に示される縦向き積層・横巻きタイプのコイル部品40をただ単に重ねた場合には、コイル部品30とコイル部品40との間に、それらコイル部品30,40の各外部接続用電極36(36A,36B),48(48A,48B)の一部が入り込んだ状態となる。これに対して、第1実施形態例のコイル部品1では、縦巻きコイル部2と横巻きコイル部3の間には非磁性層4があるだけで、外部接続用電極18は無いことから、縦巻きコイル部2と横巻きコイル部3間に外部接続用電極18が無い分、コイル部品30,40をただ重ねた場合に比べて、コイル形成用導体パターンと外部接続用電極との間に生じる浮遊容量を小さくすることができる。このため、第1実施形態例のコイル部品1は、コイル部品30,40をただ重ねた場合に比べて、大きなインピーダンスを持つことができる。
For these reasons, the
また、第1実施形態例のコイル部品1の縦巻きコイル部2は、例えば図3のグラフ中の点線Aに示されるような直流重畳特性を有し、また、横巻きコイル部3は、例えば図3のグラフ中の鎖線Bに示されるような直流重畳特性を有する。このため、コイル部品1全体では、縦巻きコイル部2と横巻きコイル部3の各直流重畳特性を併せた例えば図3のグラフ中の実線Cに示されるような直流重畳特性を有することができる。
Moreover, the vertical winding
つまり、図7の縦巻きタイプのコイル部品30の場合には、例えば、5〜10μH程度のインダクタンス値を持つことが可能であるが、約100mA程度以上の直流電流で磁気飽和を生じて、コイル部品30のインダクタンス値は極端に小さくなる。これに対して、この第1実施形態例のコイル部品1では、例えば図3のグラフに示されるように、縦巻きコイル部2によって、5〜10μH程度のインダクタンス値を持つことが可能である上に、縦巻きコイル部2が磁気飽和を生じても、横巻きコイル部3は縦巻きコイル部2よりも磁気飽和しにくいために、縦巻きコイル部2が磁気飽和を生じる大きさの直流電流でも、横巻きコイル部3によって、インダクタンス値の低下が抑制される。特に、横巻きコイル部3の磁性層11,15の透磁率が縦巻きコイル部2の磁性層5の透磁率よりも低くなるように、縦巻きコイル部2と横巻きコイル部3の各磁性層5,11,15を構成する磁性材料を適宜に選定することによって、縦巻きコイル部2の磁気飽和に因るコイル部品1のインダクタンス値低下を横巻きコイル部3によって、より効果的に抑制することが可能となる。
That is, in the case of the vertically wound
第1実施形態例のコイル部品1は上記のように構成されている。このコイル部品1は、例えば、次に示すように製造することができる。例えば、フェライト等の磁性材料をベースとした複数のグリーンシートと、非磁性層4となるグリーンシートとを用意し、例えばスクリーン印刷等によって各コイル形成用導体パターン6(6a〜6g),12をそれぞれグリーンシート上に形成する。また、必要に応じてスルーホール7,13をグリーンシートに形成する。そして、縦巻きコイル部2の各コイル形成用導体パターン6(6a〜6g)がそれぞれ形成された各グリーンシートと、横巻きコイル部3の複数のコイル形成用導体パターン12から成る導体パターン層10(10A,10B)がそれぞれ形成されたグリーンシートと、横巻きコイル部3の磁性層11を構成するためのスルーホール形成済みのグリーンシートと、非磁性層4を構成するグリーンシートなどを予め定められた順番で積層配置する。
The
その後、それらグリーンシートの積層体を加圧して圧着し、焼成して磁性材料の焼結体とする。然る後に、その焼結体の側面に外部接続用電極18となる導電ペーストを塗布して焼き付けた後に、めっき処理を施す。このようにして、コイル部品1を製造することができる。この第1実施形態例の構成では、縦巻きコイル部2の磁性層5とコイル形成用導体パターン6の積層方向と、横巻きコイル部3の導体パターン層10と磁性層11の積層方向とが同方向であるので、縦巻きコイル部2と横巻きコイル部3を連続的、かつ、一括的に製造することができる。このため、コイル部品1の製造の煩雑化を防止できる。
Thereafter, these green sheet laminates are pressurized and pressure-bonded and fired to obtain a sintered body of magnetic material. Thereafter, a conductive paste to be the
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。 The second embodiment will be described below. In the description of the second embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and duplicate descriptions of common portions are omitted.
第2実施形態例のコイル部品1は、図4(a)のイメージ断面図および図4(b)の模式的な分解図に示されるように、縦巻きコイル部2と横巻きコイル部3が横方向に並設されている構成と成している。この第2実施形態例のコイル部品1は、縦巻きコイル部2と横巻きコイル部3が縦方向(高さ方向)ではなく、横方向に並設されて高さが抑えられているので、仕様等による高さ制限が厳しい場合に適したものである。
As shown in the image sectional view of FIG. 4 (a) and the schematic exploded view of FIG. 4 (b), the
この第2実施形態例では、縦巻きコイル部2と横巻きコイル部3に共通の複数の磁性層20(20a〜20g)が縦方向に積層形成されており、各磁性層20間の図4に示す右側領域には、それぞれ、縦巻きコイル部2のコイル形成用導体パターン6が形成されている。なお、磁性層20b,20c間および磁性層20c,20d間および磁性層20d,20e間にも、コイル形成用導体パターン6は形成されているが、図4(b)では、それらコイル形成用導体パターン6は磁性層20の陰に配置されて隠れているので、図示されていない。
In the second embodiment, a plurality of magnetic layers 20 (20a to 20g) common to the vertical winding
各磁性層20間に配置されている複数のコイル形成用導体パターン6は、磁性層20に形成されたスルーホール7によって電気的に直列に接続されて、第1実施形態例と同様に、縦方向の中心軸OZを持つコイル8を形成している。
The plurality of coil-forming
横巻きコイル部3の対を成す導体パターン層10A,10Bのうちの一方側10Aの複数のコイル形成用導体パターン12は、それぞれ、縦巻きコイル部2の複数のコイル形成用導体パターン6のうちの一つ(図4の例では、最も下側に配置されているコイル形成用導体パターン6L)と同じ形成面である磁性層20aの左側領域に形成されている。また、他方側の導体パターン層10Bの複数のコイル形成用導体パターン12は、それぞれ、縦巻きコイル部2のコイル形成用導体パターン6Lとは別のコイル形成用導体パターン6の一つ(図4の例では、最も上側に配置されているコイル形成用導体パターン6H)と同じ形成面である磁性層20fの左側領域に形成されている。
The plurality of coil forming
また、導体パターン層10A,10B間の磁性層20(20b〜20f)の左側領域には、それぞれ、導体パターン層10Aの各コイル形成用導体パターン12を、それぞれ、導体パターン層10Bの予め定められた接続相手のコイル形成用導体パターン12に接続させるためのスルーホール13が形成されている。このスルーホール13によって、導体パターン層10A,10Bの複数のコイル形成用導体パターン12は、電気的に直列に接続されて、第1実施形態例と同様に、横方向の中心軸OYを持つコイル14を形成している。
In addition, in the left region of the magnetic layer 20 (20b to 20f) between the conductor pattern layers 10A and 10B, the coil forming
縦巻きコイル部2のコイル8と、横巻きコイル部3のコイル14とは、例えば、磁性層20f上に形成された導体パターン21によって、電気的に直列に接続されている。これらコイル8,14の直列接続回路の一端側(例えばコイル14側の端部)は、コイル形成用導体パターン6,12と磁性層20の積層体17の側面に形成されている外部接続用電極18Aに接続され、その直列接続回路の他端側(例えばコイル8側の端部)は、積層体17の側面に形成された別の外部接続用電極18Bに接続されている。つまり、コイル8,14の直列接続回路は、外部接続用電極18A,18Bによって、外部と接続することができる。
The
この第2実施形態例のコイル部品1は上記のように構成されており、第1実施形態例と同様なインピーダンス特性(つまり、図2の実線Cに示されるようなインピーダンス特性)と直流重畳特性(例えば図3の実線Cに示されるような直流重畳特性)を有する。
The
ところで、例えば図7に示すような縦巻きタイプのコイル部品30と、図9に示す縦向き積層・横巻きタイプのコイル部品40とをただ単に横並びさせたときには、コイル部品30,40間には外部接続用電極36,48が存在するのに対して、この第2実施形態例では、縦巻きコイル部2と横巻きコイル部3間には外部接続用電極は存在しないので、その分、外部接続用電極とコイル形成用導体パターン6,12間に生じる浮遊容量を減少させることができる。このため、第2実施形態例のコイル部品1においても、第1実施形態例のコイル部品1と同様に、縦巻きタイプのコイル部品30と縦向き積層・横巻きタイプのコイル部品40とをただ並設させただけの構成よりも浮遊容量が減少する分、コイル部品1のインピーダンスを大きくすることができる。
By the way, for example, when the vertically wound
この第2実施形態例のコイル部品1を製造する場合には、例えば、まず、磁性材料をベースとした磁性層20となるグリーンシートに、コイル形成用導体パターン6,12やスルーホール7,13等を形成する。このとき、例えば、磁性層20aとなるグリーンシートには、縦巻きコイル部2のコイル形成用導体パターン6と、横巻きコイル部3のコイル形成用導体パターン12とを、同時に形成するというように、グリーンシートには、縦巻きコイル部2の構成部分と、横巻きコイル部3の構成部分とが同時に形成される。
When manufacturing the
そして、予め定められたコイル形成用導体パターン6,12やスルーホール7,13等を形成したそれぞれのグリーンシートを予め定めた順番で積層配置し、第1実施形態例と同様に、それらグリーンシートを加圧して圧着し、焼結して磁性材料の焼結体を形成する。その後、その焼結体の側面に外部接続用電極18を形成する。このようにして、縦巻きコイル部2と横巻きコイル部3を一括的に形成して第2実施形態例のコイル部品1を製造することができる。
Then, the respective green sheets on which the predetermined coil forming
なお、この発明は第1や第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。例えば、第1実施形態例では、縦巻きコイル部2の上側に横巻きコイル部3が積層形成されていたが、横巻きコイル部3の上側に縦巻きコイル部2が縦方向に積層形成されていてもよい。また、縦巻きコイル部2の上側に横巻きコイル部3が積層形成され、横巻きコイル部3の上側に別の縦巻きコイル部2が積層形成されているというような構成としてもよく、コイル部品1が有する縦巻きコイル部2と横巻きコイル部3のそれぞれの形成数と、その積層順番とは特に限定されるものではなく、適宜設定してよい。
In addition, this invention is not limited to the form of each 1st or 2nd embodiment, Various embodiments can be taken. For example, in the first embodiment, the horizontal winding
また、第1実施形態例では、例えば図1(b)の断面図に示されるように、縦巻きコイル部2における最下層の磁性層5aの厚みと、最上層の磁性層5hの厚みとはほぼ同程度であり、また、横巻きコイル部3における磁性層15aと磁性層15bの厚みも同程度であった。縦巻きコイル部2の磁性層5aと、横巻きコイル部3の磁性層15bとは、コイル形成用導体パターン6,12を保護できる程度の厚みが必要であるが、磁性層5h,15aは、コイル形成用導体パターン6,12を保護するための機能を持たなくともよいので、当該磁性層5h,15aは、例えば図5のイメージ断面図に示されるように、磁性層5a,15bよりも薄く形成してもよい。磁性層5h,15aを薄く形成することにより、図1に示されるコイル部品1よりも低背化することができる。
In the first embodiment, for example, as shown in the cross-sectional view of FIG. 1B, the thickness of the lowermost
さらに、第1実施形態例では、縦巻きコイル部2と横巻きコイル部3間に非磁性層4が介設されていたが、例えば、コイル部品1に対する高さ制限が緩くて縦巻きコイル部2のコイル形成用導体パターン6と、横巻きコイル部3のコイル形成用導体パターン12との間の間隔を広げることができる場合には、その広い間隔によって縦巻きコイル部2と横巻きコイル部3のクロストークを抑制することができるので、このような場合には、非磁性層4を省略してもよい。
Furthermore, in the first embodiment, the
さらに、第2実施形態例の構成に加えて、縦巻きコイル部2と横巻きコイル部3との間の部分に、磁性層20の透磁率よりも低い透磁率を持つ磁性部分、又は、非磁性部分を縦方向に連続的に、あるいは、断続的に設けてもよい。
Further, in addition to the configuration of the second embodiment, a magnetic part having a magnetic permeability lower than that of the
さらに、第2実施形態例では、縦巻きコイル部2と横巻きコイル部3が1つずつ横方向に配置されている例であったが、縦巻きコイル部2と横巻きコイル部3のそれぞれの形成数は複数でもよいし、また、もちろん、縦巻きコイル部2と横巻きコイル部3の形成数は異なっていてもよい。
Furthermore, in the second embodiment, the vertical winding
さらに、第1と第2の各実施形態例では、外部接続用電極18は、積層体17の上面と底面の両側に回り込んで形成されていたが、コイル部品1を回路に組み込むためには、外部接続用電極18は積層体17の底面側だけに回り込んでいれば、外部の回路とのより良い接続を得ることができるので、例えば図6(a)のモデル図に示されるように、外部接続用電極18は積層体17の上面と底面のうちの底面側だけに回り込んで形成し、上面側には形成しない構成としてもよい。この場合には、積層体17の上面側に外部接続用電極18が回り込んでいないので、第1や第2の各実施形態例のコイル部品1よりも、外部接続用電極18と、コイル形成用導体パターン6,12との間の浮遊容量を抑制することができる。
Furthermore, in each of the first and second embodiments, the
これにより、例えば積層体17の上面と底面の両側に外部接続用電極18が回り込んで形成されている場合には、コイル部品1は、例えば図6(b)の点線に示されるようなインピーダンス特性を有するのに対して、積層体17の上面側への外部接続用電極18の回り込みを無くすことによって、図6(b)の実線に示されるインピーダンス特性のように、インピーダンスを大きくすることができる。なお、図6(b)のインピーダンス特性は、縦巻きコイル部2が10μH程度のインダクタンス値を有し、横巻きコイル部3が1μH程度のインダクタンス値を有している条件の下で得られたものである。
Thereby, for example, when the
さらに、第1や第2の各実施形態例では、グリーンシートを利用してコイル部品1を製造する例を示したが、グリーンシートを利用せずにコイル部品1を製造してもよい。例えば、基台となる基板を用意し、この基板上に例えばペースト状の磁性材料を印刷等により形成し、その上側にコイル形成用導体パターン6,12等を積層形成し、その上側に再び磁性材料を積層形成するというように、印刷や、真空成膜技術などを利用してコイル部品1を製造してもよい。
Further, in each of the first and second exemplary embodiments, the example in which the
さらに、図1や図4などに示される縦巻きコイル部2と横巻きコイル部3の各コイル形成用導体パターン6,12の形状や、コイル形成用導体パターン6,12から成るコイル8,14の巻回数等は一例であり、コイル8,14の巻回数や巻ピッチや、コイル形成用導体パターン6,12の形状等は図示の例に限定されるものではなく、仕様等により要求されているインピーダンスや、インダクタンス値や、直流重畳特性等に応じて適宜設定されるものである。
Further, the shapes of the coil forming
1 コイル部品
2 縦巻きコイル部
3 横巻きコイル部
4 非磁性層
5,11,15,20 磁性層
6,12 コイル形成用導体パターン
7,13 スルーホール
8,14 コイル
10 導体パターン層
18 外部接続用電極
DESCRIPTION OF
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JP2003430402A JP2005191256A (en) | 2003-12-25 | 2003-12-25 | Coil component |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012191115A (en) * | 2011-03-14 | 2012-10-04 | Ngk Insulators Ltd | Inductor built-in substrate and electric circuit containing the same |
JP2012235080A (en) * | 2011-04-29 | 2012-11-29 | Samsung Electro-Mechanics Co Ltd | Chip-type coil component |
-
2003
- 2003-12-25 JP JP2003430402A patent/JP2005191256A/en active Pending
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JP2012235080A (en) * | 2011-04-29 | 2012-11-29 | Samsung Electro-Mechanics Co Ltd | Chip-type coil component |
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