JP2010034171A - Laminated coil - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、デジタル機器やAV機器、情報通信端末等の各種電子機器に使用される積層型コイルに関するものである。 The present invention relates to a laminated coil used in various electronic devices such as digital devices, AV devices, and information communication terminals.
従来のこの種の積層型コイルは、磁性体層からなる積層体と、この積層体に形成された複数のコイル導体と、この複数のコイル導体を接続して設けられた螺旋状のコイルとを備え、前記隣り合うコイル導体間に非磁性体層を形成していた。 This type of conventional laminated coil includes a laminated body composed of magnetic layers, a plurality of coil conductors formed in the laminated body, and a spiral coil provided by connecting the plurality of coil conductors. And a nonmagnetic layer is formed between the adjacent coil conductors.
このような構成とすることにより、非磁性体層から磁束が漏れるようにして磁気飽和を抑え、これにより、電流重畳特性の向上を図っていた。 By adopting such a configuration, magnetic saturation is suppressed so that magnetic flux leaks from the non-magnetic layer, thereby improving the current superposition characteristics.
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献1が知られている。
上記した従来の積層型コイルにおいては、非磁性体層にコイル導体を形成しているため、コイルのインダクタンス値が低下するという課題を有していた。 In the conventional laminated coil described above, since the coil conductor is formed in the nonmagnetic layer, there is a problem that the inductance value of the coil is reduced.
本発明は上記従来の課題を解決するもので、コイルのインダクタンス値を低下させることなく、電流重畳特性を向上させることができる積層型コイルを提供することを目的とするものである。 The present invention solves the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide a laminated coil that can improve the current superposition characteristics without reducing the inductance value of the coil.
上記目的を達成するために、本発明は以下の構成を有するものである。 In order to achieve the above object, the present invention has the following configuration.
本発明の請求項1に記載の発明は、非磁性体層からなる非磁性体部と、この非磁性体部の上下面に複数の磁性体層を積層して形成された磁性体部と、前記磁性体部のみに形成された複数のコイル導体と、この複数のコイル導体を上下方向に接続して設けられた螺旋状のコイルとを備え、前記非磁性体部に最も近い前記コイル導体の巻き数を他のコイル導体の巻き数より多くしたもので、この構成によれば、コイル導体を磁性体部のみに形成しているため、非磁性体部の影響によりコイルのインダクタンス値が低下することはなく、さらに、非磁性体部に最も近いコイル導体の巻き数を他のコイル導体の巻き数より多くしているため、非磁性体部からの磁束の漏れ量が大きくなり、これにより、電流重畳特性を向上させることができるという作用効果が得られるものである。
The invention described in
本発明の請求項2に記載の発明は、特に、上下方向に隣り合うコイル導体を、上面視にて重ならないように配設したもので、この構成によれば、加圧して積層する際、コイル導体と隣り合うコイル導体との間の応力を分散させることができるため、非磁性体層、磁性体層を圧縮させることができ、これにより、製品の低背化が可能になるという作用効果が得られるものである。
The invention described in
以上のように本発明の積層型コイルは、非磁性体層からなる非磁性体部と、この非磁性体部の上下面に複数の磁性体層を積層して形成された磁性体部と、前記磁性体部のみに形成された複数のコイル導体と、この複数のコイル導体を上下方向に接続して設けられた螺旋状のコイルとを備え、前記非磁性体部に最も近い前記コイル導体の巻き数を他のコイル導体の巻き数より多くしたもので、前記コイル導体を磁性体部のみに形成しているため、非磁性体部の影響によりコイルのインダクタンス値が低下することはなく、さらに、非磁性体部に最も近いコイル導体の巻き数を他のコイル導体の巻き数より多くしているため、非磁性体部からの磁束の漏れ量が大きくなり、これにより、電流重畳特性を向上させることができるという優れた効果を奏するものである。 As described above, the laminated coil of the present invention includes a nonmagnetic body portion formed of a nonmagnetic layer, a magnetic body portion formed by laminating a plurality of magnetic layers on the upper and lower surfaces of the nonmagnetic body portion, A plurality of coil conductors formed only on the magnetic body portion, and a spiral coil provided by connecting the plurality of coil conductors in the vertical direction, the coil conductor closest to the non-magnetic body portion Since the number of turns is larger than the number of turns of the other coil conductor, and the coil conductor is formed only on the magnetic part, the inductance value of the coil does not decrease due to the influence of the non-magnetic part. Since the number of turns of the coil conductor closest to the non-magnetic part is larger than the number of turns of the other coil conductors, the amount of magnetic flux leakage from the non-magnetic part increases, thereby improving the current superposition characteristics. The excellent effect of being able to It is intended to.
以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明の一実施の形態における積層型コイルの分解斜視図、図2は図1のA−A線断面図、図3は同積層型コイルの斜視図である。 1 is an exploded perspective view of a laminated coil according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 1, and FIG. 3 is a perspective view of the laminated coil.
本発明の一実施の形態における積層型コイルは、図1〜図3に示すように、非磁性体層1からなる非磁性体部2と、この非磁性体部2の上下面に第1〜第5の磁性体層3a〜3eを積層して形成された磁性体部4と、前記磁性体部4のみに形成された第1〜第4のコイル導体5a〜5dと、この第1〜第4のコイル導体5a〜5dを上下方向に接続して設けられた螺旋状のコイル6とを備えるとともに、前記非磁性体部2に最も近い前記コイル導体の巻き数を他のコイル導体の巻き数より多くしたものである。さらに、本発明の一実施の形態における積層型コイルは、上下方向に隣り合う第1〜第4のコイル導体5a〜5dを、上面視にて重ならないように配設しているものである。
As shown in FIGS. 1 to 3, the laminated coil according to one embodiment of the present invention includes a
上記構成において、前記非磁性体層1は、絶縁性を有し、かつCu−Znフェライト、ガラスセラミック等の非磁性材料によりシート状に構成されている。なお、図1において非磁性体層1は1層になっているが、複数層であってもよく、そして、この非磁性体層1により非磁性体部2が構成されている。
The said structure WHEREIN: The said
また、前記第1〜第5の磁性体層3a〜3eは、絶縁性を有し、かつNi−Znフェライト等の磁性材料によりシート状に構成され、下から順に積層されている。このとき、第3の磁性体層3cと第4の磁性体層3dとで非磁性体部2をサンドイッチするように構成され、そして、非磁性体部2の下方に、第1〜第3の磁性体層3a〜3cが形成され、かつ非磁性体部2の上方に第4、第5の磁性体層3d,3eが形成されている。そしてまた、前記第1の磁性体層3aの下方および第5の磁性体層3eの上方には磁性材料により構成されたダミー磁性体層3fがそれぞれ形成され、そして、第1〜第5の磁性体層3a〜3e、ダミー磁性体層3fからなる磁性体部4が設けられる。したがって、非磁性体部2の上下面には磁性体部4が位置することになる。なお、第1〜第5の磁性体層3a〜3e、ダミー磁性体層3fの枚数は、図1に示された数に限定されるものではない。
The first to fifth
さらに、前記第1〜第4のコイル導体5a〜5dは、銀などの導電材料をめっきすることにより形成されるもので、第1のコイル導体5aは第1の磁性体層3aの上面、第2のコイル導体5bは第2の磁性体層3bの上面、第3のコイル導体5cは第4の磁性体層3dの上面、第4のコイル導体5dは第5の磁性体層3eの上面にそれぞれ形成されている。
Further, the first to
また、この第1〜第4のコイル導体5a〜5dは、互いにビア7を介して接続され、1つの螺旋状のコイル6を構成している。このとき、第1〜第4のコイル導体5a〜5dのうち非磁性体部2に最も近い第2、第3のコイル導体5b,5cは約2ターンの渦巻き状、他の第1、第4のコイル導体5a,5dは約1ターンの渦巻き状となっており、非磁性体部2に最も近い第2、第3のコイル導体5b,5cの巻き数を他の第1、第4のコイル導体5a,5dの巻き数より多くしている。なお、巻き数を多くするコイル導体は1つではなく、非磁性体部2の上方で非磁性体部2に最も近いコイル導体と、非磁性体部2の下方で非磁性体部2に最も近いコイル導体の両方でもよく、また、他のコイル導体の巻き数は全て同じ巻き数でもよいものである。
The first to
そしてまた、上記本発明の一実施の形態においては、図1、図2に示すように、第3の磁性体層3cと第4の磁性体層3dとで非磁性体部2をサンドイッチするように構成しているため、第1〜第4のコイル導体5a〜5dは非磁性体部2に接することなく、磁性体部4のみに(磁性体部4の内部に)形成される。
In the embodiment of the present invention, as shown in FIGS. 1 and 2, the
なお、前記コイル導体の層数は図1に示すような4層に限定されるものではなく、3層以上であればよい。また、前記ビア7は、非磁性体層1、第2〜第5の磁性体層3b〜3eを貫通する孔に銀などの導電材料を充填して形成されるものである。
The number of coil conductor layers is not limited to four as shown in FIG. 1, and may be three or more. The
また、前記上下方向に隣り合う第1のコイル導体5aと第2のコイル導体5b、第2のコイル導体5bと第3のコイル導体5c、第3のコイル導体5cと第4のコイル導体5dは、図2に示すように、それぞれ上面視にて重ならないように配設しているものである。
Further, the
そして、上記した構成とすることにより、図3に示すような積層型コイルの本体部8が形成される。また、この本体部8の両端部には、一対の外部電極9a,9bが設けられており、かつこの一対の外部電極9a,9bは、コイル6の両端部とそれぞれ接続されるように銀を印刷することによって形成されている。そしてまた、前記一対の外部電極9a,9bの表面には、ニッケルめっき層、すずめっき層がそれぞれ施されている。
And by setting it as above-mentioned structure, the main-body part 8 of a laminated coil as shown in FIG. 3 is formed. In addition, a pair of external electrodes 9 a and 9 b are provided at both ends of the main body 8, and the pair of external electrodes 9 a and 9 b is made of silver so as to be connected to both ends of the
なお、前記第1〜第4のコイル導体5a〜5dは、めっきで形成するのではなく、その他の印刷や蒸着等の方法で形成してもよいものである。
The first to
次に、本発明の一実施の形態における積層型コイルの製造方法について説明する。 Next, the manufacturing method of the laminated coil in one embodiment of this invention is demonstrated.
図1〜図3において、まず、それぞれの原材料である磁性材料や非磁性材料の粉体および樹脂からなる混合物により、方形の非磁性体層1、第1〜第5の磁性体層3a〜3e、ダミー磁性体層3fをそれぞれ所定枚数作製する。このとき、非磁性体層1、第2〜第5の磁性体層3b〜3eのそれぞれの所定箇所に、レーザ、パンチングなどで孔あけ加工をし、この孔に銀を充填して、ビア7を形成する。
1 to 3, first, a rectangular
次に、ダミー磁性体層3fと第1の磁性体層3aを積層し、その後、第1の磁性体層3aの上面に約1ターンの渦巻き状の第1のコイル導体5aをめっきによって形成する。
Next, the dummy magnetic layer 3f and the first
次に、第1のコイル導体5aの上面に、ビア7を有する第2の磁性体層3bを積層する。このとき、第1のコイル導体5aと前記ビア7とを接続する。
Next, a second magnetic layer 3b having a
次に、第2の磁性体層3bの上面に、第2のコイル導体5bをめっきによって約2ターンの渦巻き状に形成する。このとき、第2のコイル導体5bと前記ビア7とを接続する。
Next, the second coil conductor 5b is formed in a spiral shape of about 2 turns on the upper surface of the second magnetic layer 3b by plating. At this time, the second coil conductor 5b and the
次に、この第2のコイル導体5bの上面に、それぞれビア7を有する第3の磁性体層3c、非磁性体層1、第4の磁性体層3dを順に積層する。このとき、それぞれのビア7と第2のコイル導体5bとを接続する。
Next, a third
次に、第4の磁性体層3dの上面に第3のコイル導体5cをめっきによって約2ターンの渦巻き状に形成する。このとき、第3のコイル導体5cと前記ビア7とを接続する。
Next, the third coil conductor 5c is formed in a spiral shape of about 2 turns on the upper surface of the fourth magnetic layer 3d by plating. At this time, the third coil conductor 5c and the
次に、第3のコイル導体5cの上面に、ビア7を有する第5の磁性体層3eを積層する。このとき、第3のコイル導体5cと前記ビア7とを接続する。
Next, a fifth
次に、第5の磁性体層3eの上面に第4のコイル導体5dをめっきによって約1ターンの渦巻き状に形成する。このとき、第4のコイル導体5dと前記ビア7とを接続する。このように、第1〜第4のコイル導体5a〜5dをビア7を介して接続することにより1つの螺旋状のコイル6が構成される。また、第1のコイル導体5aと第2のコイル導体5b、第2のコイル導体5bと第3のコイル導体5c、第3のコイル導体5cと第4のコイル導体5dはそれぞれ上面視にて重ならないように配設する。
Next, a
なお、前記第1〜第4のコイル導体5a〜5dの形成方法は、別途用意したベース板(図示せず)に所定パターン形状の導体をめっきによって形成し、その後、この導体を各層に転写することにより形成する。
In addition, the formation method of the said 1st-
次に、第4のコイル導体5dの上面に、複数のダミー磁性体層3fを積層して積層型コイルの本体部8を形成する。
Next, a plurality of dummy magnetic layers 3f are laminated on the upper surface of the
次に、前記本体部8を所定の温度、時間で焼成し、さらに、前記本体部8の両端面に、コイル6の両端部とそれぞれ接続されるように銀を印刷して、一対の外部電極9a,9bを形成する。
Next, the body 8 is fired at a predetermined temperature and time, and silver is printed on both end faces of the body 8 so as to be connected to both ends of the
最後に、一対の外部電極9a,9bの表面にめっきによってニッケルめっき層、すずめっき層を形成する。 Finally, a nickel plating layer and a tin plating layer are formed on the surface of the pair of external electrodes 9a and 9b by plating.
上記したように本発明の一実施の形態においては、第1〜第4のコイル導体5a〜5dを磁性体部4のみに形成しているため、非磁性体部2の影響によりコイル6のインダクタンス値が低下することはない。さらに、非磁性体部2に最も近い第2、第3のコイル導体5b,5cの巻き数を他の第1、第4のコイル導体5a,5dの巻き数より多くしているため、非磁性体部2からの磁束の漏れ量が大きくなり、これにより、電流重畳特性を向上させることができるという効果が得られるものである。
As described above, in the embodiment of the present invention, since the first to
ここで、一般に、閉磁路を有するコイルの場合、電流がある値以上になると、磁束の磁気飽和が生じてインダクタンス値が低下し、電流重畳特性(コイルに流れる電流とインダクタンス値との関係)が悪化してしまう。この対策としては、コイル導体間に非磁性体層を形成して閉磁路を構成し、磁束の磁気飽和が生じにくくなるようにすることにより、電流重畳特性の向上を図ることが考えられる。しかしながら、コイル導体を非磁性体層に接するように構成したり、コイル導体を非磁性体層で囲んだりすれば、せっかく電流重畳特性を向上させても、電流を流さない場合の初期のコイルのインダクタンス値が低いため、電流を流したときのインダクタンス値も低い状態になってしまう。さらに、コイルのインダクタンス値の低下を抑えるために、コイル導体間の距離を短くする(磁性体層の厚みを薄くする)ことも考えられるが、ショートや層間割れが発生するため、好ましくない。 Here, in general, in the case of a coil having a closed magnetic circuit, when the current exceeds a certain value, magnetic saturation of the magnetic flux occurs, the inductance value decreases, and the current superposition characteristics (relationship between the current flowing through the coil and the inductance value) It will get worse. As a countermeasure, it is conceivable to improve the current superposition characteristics by forming a nonmagnetic layer between the coil conductors to form a closed magnetic circuit so that magnetic saturation of the magnetic flux is less likely to occur. However, if the coil conductor is configured to be in contact with the nonmagnetic material layer, or if the coil conductor is surrounded by the nonmagnetic material layer, the current superimposition characteristics can be improved, but the initial coil in the case where no current is passed can be obtained. Since the inductance value is low, the inductance value when a current is passed is also low. Furthermore, in order to suppress a decrease in the inductance value of the coil, it is conceivable to shorten the distance between the coil conductors (thinning the thickness of the magnetic layer), but this is not preferable because a short circuit or an interlayer crack occurs.
これに対し、本発明の一実施の形態における積層型コイルにおいては、第1〜第4のコイル導体5a〜5dを非磁性体部2に接するように構成したり、非磁性体部2で囲んだりせず、磁性体部4で囲んでいるため、コイル6の初期のインダクタンス値が低下することはない。この場合は、ショートや層間割れが発生する可能性も少ない。
On the other hand, in the laminated coil according to the embodiment of the present invention, the first to
また、非磁性体部2に最も近い第2、第3のコイル導体5b,5cの巻き数を他の第1、第4のコイル導体5a,5dの巻き数より多くしているため、非磁性体部2と第1〜第4のコイル導体5a〜5dとの間に磁性体部4が存在しても、非磁性体部2からの磁束の漏れ量が大きくなり、これにより、磁束の磁気飽和が生じにくくなるため、電流重畳特性を向上させることができる。
In addition, since the number of turns of the second and third coil conductors 5b and 5c closest to the
そしてまた、上下方向に隣り合う第1のコイル導体5aと第2のコイル導体5b、第2のコイル導体5bと第3のコイル導体5c、第3のコイル導体5cと第4のコイル導体5dはそれぞれ上面視にて重ならないように配設しているため、加圧して積層する際、コイル導体と隣り合うコイル導体との間の応力を分散させることができ、これにより、非磁性体層1と、第1〜第5の磁性体層3a〜3eを圧縮させることができるため、製品の低背化が可能になる。さらに、第1〜第4のコイル導体5a〜5dをめっきで形成した場合、積層方向に並ぶ硬い金属からなるコイル導体の数が少なくなるため、第1〜第4のコイル導体5a〜5dは第1〜第5の磁性体層3a〜3eに容易に食い込むことになり、これにより、デラミネーションの発生を抑えることができるものである。
In addition, the
本発明に係る積層型コイルは、コイルのインダクタンス値を低下させることなく電流重畳特性を向上させることができるという効果を有するものであり、特にデジタル機器やAV機器、情報通信端末等の各種電子機器のノイズ対策として使用される積層型コイル等において有用となるものである。 The laminated coil according to the present invention has an effect of improving the current superposition characteristics without lowering the inductance value of the coil, and in particular, various electronic devices such as digital devices, AV devices, information communication terminals, and the like. This is useful in laminated coils used as noise countermeasures.
1 非磁性体層
2 非磁性体部
3a〜3e 第1〜第5の磁性体層
4 磁性体部
5a〜5d 第1〜第4のコイル導体
6 コイル
DESCRIPTION OF
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