JP2013128022A - 高周波トランス、高周波部品および通信端末装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シート多層プロセスで形成でき、且つ結合係数の高い高周波トランスおよびそれを備えた高周波部品および通信端末装置を構成する。
【解決手段】入出力ポートＰ１−Ｐ２間に電流が流れると、一次コイルの第１コイル導体パターンＬ１ａおよび第３コイル導体パターンＬ１ｃにより生じる磁束が二次コイルの第２コイル導体パターンＬ２ｂに鎖交する。また、一次コイルの第２コイル導体パターンＬ１ｂにより生じる磁束が二次コイルの第１コイル導体パターンＬ２ａおよび第３コイル導体パターンＬ２ｃに鎖交する。トランスに電流が流れたとき、コイル導体パターンＬ１ａ，Ｌ２ｂ，Ｌ２ｃ内に生じる磁界の向き（磁界Ａ）が共通となるように、かつ、コイル導体パターンＬ２ａ，Ｌ１ｂ，Ｌ２ｃ内に生じる磁界の向き（磁界Ｂ：ただし、磁界Ａと磁界Ｂは逆向き）が共通となるように、巻回されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、コイル素子同士が高い結合度で結合された高周波トランス、それを備えた高周波部品および通信端末装置に関する。

典型的な高周波トランスは、金属線である一次コイルや二次コイルをフェライトや磁性金属からなる磁性体コアに巻き付けることによって形成されるが、このような構造は製法上の理由や構造上の理由から小型化が困難であった。

これに対し、たとえば特許文献１、特許文献２に記載されているように、セラミックシートを積層してなる積層体に銀や銅等の導体パターンを印刷することによって形成した一次コイルと二次コイルを内蔵した積層型の高周波トランスが知られている。このような積層型の高周波トランスは、導体パターンを印刷したグリーンシートを積層し、その積層体を同時焼成するという、いわゆるシート多層プロセスで製造できるため、製造が容易であり、小型化も可能である。

図１３は特許文献２に示されている積層トランス１の透視斜視図である。図１３に表れているように、積層トランス１は積層体２と第１〜第４外部電極３−１〜３−４を備えている。具体的には、絶縁体６の所定層に一次コイル４と二次コイル５とがパターン形成されていて、積層体２の端面に第１〜第４外部電極３−１〜３−４が形成されている。

特開２００２−０５７０４２号公報 国際公開２００８／１０５２１３号

前記シート多層プロセスの一つの欠点は利用可能な材料に制約があることである。すなわち、飽和磁束密度や透磁率の高い磁性体材料をグリーンシート化し、これを導体パターン材料と同時焼成することは容易ではない。そのため、飽和磁束密度や透磁率の高い磁性体材料を用いることができず、結合係数の高い低損失な高周波トランスを得ることは難しい。

本発明は、シート多層プロセスで形成でき、且つ結合係数の高い高周波トランス、それを備えた高周波部品および通信端末装置を提供することを目的としている。

本発明の高周波トランスは、
複数の基材層を積層してなる積層体と、
前記積層体に少なくとも一部が内蔵された一次コイルおよび二次コイルと、
を有し、
前記一次コイルは、第１軸をコイル開口に含む一次コイルの奇数番目のコイル導体パターン（Ｌ１ａ，Ｌ１ｃ）と、この一次コイルの奇数番目のコイル導体パターンに直列接続され、前記一次コイルの第１軸に略平行な第２軸をコイル開口に含む一次コイルの偶数番目のコイル導体パターン（Ｌ１ｂ）とを備え、
前記二次コイルは、前記第２軸をコイル開口に含み、前記一次コイルの奇数番目のコイル導体パターン（Ｌ１ａ，Ｌ１ｃ）に隣接配置された二次コイルの奇数番目のコイル導体パターン（Ｌ２ａ，Ｌ２ｃ）と、この二次コイルの奇数番目のコイル導体パターンに直列接続され、前記第１軸をコイル開口に含み、前記一次コイルの偶数番目のコイル導体パターン（Ｌ１ｂ）に隣接配置された二次コイルの偶数番目のコイル導体パターン（Ｌ２ｂ）とを備え、
前記一次コイルの奇数番目のコイル導体パターン、前記一次コイルの偶数番目のコイル導体パターン、前記二次コイルの奇数番目のコイル導体パターン、および前記二次コイルの偶数番目のコイル導体パターンは、前記一次コイルおよび二次コイルに電流が流れたとき、前記第１軸に生じる磁界と前記第２軸に生じる磁界とが逆向きになるように巻回されていることを特徴としている。

本発明の高周波部品は高周波トランスを備え、
前記高周波トランスは、
複数の基材層を積層してなる積層体と、
前記積層体に少なくとも一部が内蔵された一次コイルおよび二次コイルと、
を有し、
前記一次コイルは、第１軸をコイル開口に含む一次コイルの奇数番目のコイル導体パターン（Ｌ１ａ，Ｌ１ｃ）と、この一次コイルの奇数番目のコイル導体パターンに直列接続され、前記一次コイルの第１軸に略平行な第２軸をコイル開口に含む一次コイルの偶数番目のコイル導体パターン（Ｌ１ｂ）とを備え、
前記二次コイルは、前記第２軸をコイル開口に含み、前記一次コイルの奇数番目のコイル導体パターン（Ｌ１ａ，Ｌ１ｃ）に隣接配置された二次コイルの奇数番目のコイル導体パターン（Ｌ２ａ，Ｌ２ｃ）と、この二次コイルの奇数番目のコイル導体パターンに直列接続され、前記第１軸をコイル開口に含み、前記一次コイルの偶数番目のコイル導体パターン（Ｌ１ｂ）に隣接配置された二次コイルの偶数番目のコイル導体パターン（Ｌ２ｂ）とを備え、
前記一次コイルの奇数番目のコイル導体パターン、前記一次コイルの偶数番目のコイル導体パターン、前記二次コイルの奇数番目のコイル導体パターン、および前記二次コイルの偶数番目のコイル導体パターンは、前記一次コイルおよび二次コイルに電流が流れたとき、前記第１軸に生じる磁界と前記第２軸に生じる磁界とが逆向きになるように巻回されていることを特徴としている。

本発明の通信端末装置は通信信号の伝送部に高周波トランスを備え、
前記高周波トランスは、
複数の基材層を積層してなる積層体と、
前記積層体に少なくとも一部が内蔵された一次コイルおよび二次コイルと、
を有し、
前記一次コイルは、第１軸をコイル開口に含む一次コイルの奇数番目のコイル導体パターン（Ｌ１ａ，Ｌ１ｃ）と、この一次コイルの奇数番目のコイル導体パターンに直列接続され、前記一次コイルの第１軸に略平行な第２軸をコイル開口に含む一次コイルの偶数番目のコイル導体パターン（Ｌ１ｂ）とを備え、
前記二次コイルは、前記第２軸をコイル開口に含み、前記一次コイルの奇数番目のコイル導体パターン（Ｌ１ａ，Ｌ１ｃ）に隣接配置された二次コイルの奇数番目のコイル導体パターン（Ｌ２ａ，Ｌ２ｃ）と、この二次コイルの奇数番目のコイル導体パターンに直列接続され、前記第１軸をコイル開口に含み、前記一次コイルの偶数番目のコイル導体パターン（Ｌ１ｂ）に隣接配置された二次コイルの偶数番目のコイル導体パターン（Ｌ２ｂ）とを備え、
前記一次コイルの奇数番目のコイル導体パターン、前記一次コイルの偶数番目のコイル導体パターン、前記二次コイルの奇数番目のコイル導体パターン、および前記二次コイルの偶数番目のコイル導体パターンは、前記一次コイルおよび二次コイルに電流が流れたとき、前記第１軸に生じる磁界と前記第２軸に生じる磁界とが逆向きになるように巻回されていることを特徴としている。

本発明の高周波トランスでは、上記のような構造を有しているため、飽和磁束密度や透磁率の大きな材料を用いなくても、漏れ磁界が少なく、一次コイルと二次コイルとの結合係数の高い高周波トランス、それを備えた高周波部品および通信端末装置を実現できる。

図１は第１の実施形態の高周波トランス２０１の分解斜視図である。 図２（Ａ）は第１の実施形態の高周波トランス２０１をプリント配線板９に実装した状態の斜視図である。 図３（Ａ）および図３（Ｂ）は第１の実施形態の高周波トランスの一次コイルおよび二次コイルに流れる電流の向き、ならびに一次コイルおよび二次コイルのコイル開口（コイル軸）を通る磁束の向きを示す図である。 図４は第２の実施形態の高周波トランス２０２の分解斜視図である。 図５（Ａ）は第２の実施形態の高周波トランス２０２をプリント配線板９に実装した状態の斜視図である。図５（Ｂ）は高周波トランス２０２の断面図である。 図６（Ａ）および図６（Ｂ）は第２の実施形態の高周波トランス２０２の一次コイルおよび二次コイルに流れる電流の向き、ならびに一次コイルおよび二次コイルのコイル開口（コイル軸）を通る磁束の向きを示す図である。 図７（Ａ）は第３の実施形態の高周波トランス２０３の模式平面図であり、積層体内部のコイル導体パターンの位置関係を示す図である。図７（Ｂ）は高周波トランス２０３の断面図である。 図８（Ａ）は第４の実施形態の高周波トランス２０４の模式平面図であり、積層体内部のコイル導体パターンの位置関係を示す図である。図８（Ｂ）は高周波トランス２０４の断面図である。 図９は第５の実施形態の高周波トランス２０５の分解斜視図である。 図１０（Ａ）は高周波トランス２０５の模式平面図であり、積層体内部のコイル導体パターンの位置関係を示す図である。図１０（Ｂ）は比較例としての高周波トランス（第１の実施形態で示した高周波トランス２０１）の模式平面図であり、積層体内部のコイル導体パターンの位置関係を示す図である。 図１１は第６の実施形態の高周波トランス２０６の分解斜視図である。 図１２はアンテナおよびアンテナフロントエンドモジュールの回路図である。 図１３は特許文献２に示されている積層トランス１の透視斜視図である。

《第１の実施形態》
第１の実施形態の積層型トランスは、通信端末装置等における高周波回路に利用される積層型トランスであって、プリント配線板等の表面に実装可能なチップ型部品として構成されている。

図１は第１の実施形態の高周波トランス２０１の分解斜視図である。図２（Ａ）は第１の実施形態の高周波トランス２０１をプリント配線板９に実装した状態の斜視図である。図２（Ｂ）は高周波トランス２０１の断面図である。但し、ハッチングは省略している。

高周波トランス２０１は、基材層Ｓ１〜Ｓ８を含む複数の基材層を積層してなる積層素体１０と、この積層素体１０に形成された複数の導体パターンによって一次コイルおよび二次コイルが構成されている。

図１に示すように、基材層Ｓ１〜Ｓ８に導体パターンが形成されている。基材層Ｓ１〜Ｓ３には導体パターン１１１〜１１３，２１１〜２１３が形成されている。基材層Ｓ４，Ｓ５には導体パターン１２１，１２２，２２１，２２２が形成されている。基材層Ｓ６〜Ｓ８には導体パターン１３１〜１３３，２３１〜２３３が形成されている。

図１中の縦方向に延びる破線はビアホール導体であり、導体パターンと導体パターンとを層間で接続する。

導体パターン１１１〜１１３とそれらを接続するビアホール導体によって一次コイルの第１コイル導体パターンＬ１ａが構成されている。また、導体パターン１２１，１２２とそれらを接続するビアホール導体によって一次コイルの第２コイル導体パターンＬ１ｂが構成されている。また、導体パターン１３１〜１３３とそれらを接続するビアホール導体によって一次コイルの第３コイル導体パターンＬ１ｃが構成されている。また、導体パターン２１１〜２１３とそれらを接続するビアホール導体によって二次コイルの第１コイル導体パターンＬ２ａが構成されている。また、導体パターン２２１，２２２とそれらを接続するビアホール導体によって二次コイルの第２コイル導体パターンＬ２ｂが構成されている。また、導体パターン２３１〜２３３とそれらを接続するビアホール導体によって二次コイルの第３コイル導体パターンＬ２ｃが構成されている。

上記コイル導体パターンＬ１ａ，Ｌ１ｃは「一次コイルの奇数番目のコイル導体パターン」、コイル導体パターンＬ１ｂは「一次コイルの偶数番目のコイル導体パターン」に相当する。また、上記コイル導体パターンＬ２ａ，Ｌ２ｃは「二次コイルの奇数番目のコイル導体パターン」、コイル導体パターンＬ２ｂは「二次コイルの偶数番目のコイル導体パターン」に相当する。

図１において、一次コイルの第１コイル導体パターンＬ１ａの端部はポートＰ１、一次コイルの第３コイル導体パターンＬ１ｃの端部はポートＰ２として用いられる。また、二次コイルの第１コイル導体パターンＬ２ａの端部はポートＰ３、二次コイルの第３コイル導体パターンＬ２ｃの端部はポートＰ４として用いられる。

図２（Ａ）に表れているように、積層素体１０の外面には入出力ポートＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４としての外部電極が形成されている。

図２（Ｂ）に表れているように、一次コイルの第１コイル導体パターンＬ１ａおよび第３コイル導体パターンＬ１ｃは第１軸ＡＸ１をコイル開口に含み、一次コイルの第２コイル導体パターンＬ１ｂは第１軸ＡＸ１に平行な第２軸ＡＸ２をコイル開口に含む。また、二次コイルの第１コイル導体パターンＬ２ａおよび第３コイル導体パターンＬ２ｃは第２軸ＡＸ２をコイル開口に含み、二次コイルの第２コイル導体パターンＬ２ｂは第１軸ＡＸ１をコイル開口に含む。

この第１の実施形態では、コイル導体パターンＬ１ａ，Ｌ２ｂ，Ｌ１ｃは、各コイル導体パターンの巻回軸が第１軸ＡＸ１と重なるように配置されていて、コイル導体パターンＬ２ａ，Ｌ１ｂ，Ｌ２ｃは、各コイル導体パターンの巻回軸が第２軸ＡＸ２と重なるように配置されている。なお、第１軸ＡＸ１と第２軸ＡＸ２は、互いに隣接する、平行に延びる仮想直線である。ただし、第１軸ＡＸ１と第２軸ＡＸ２は厳密に平行である必要は無く略平行であってもよい。

また、第１軸ＡＸ１方向において、コイル導体パターンＬ２ｂは、コイル導体パターンＬ１ａとコイル導体パターンＬ１ｃとの間に配置されていて、第２軸ＡＸ２方向において、コイル導体パターンＬ１ｂはコイル導体パターンＬ２ａとコイル導体パターンＬ２ｃとの間に配置されている。すなわち、第１軸ＡＸ１では、コイル導体パターンＬ１ａの一方側のコイル開口面（下面）がコイル導体パターンＬ２ｂの一方側のコイル開口面（上面）に対面していて、コイル導体パターンＬ２ｂの他方側のコイル開口面（下面）がコイル導体パターンＬ１ｃの一方側のコイル開口面（上面）に対面している。同様に、第２軸ＡＸ２では、コイル導体パターンＬ２ａの一方側のコイル開口面（下面）がコイル導体パターンＬ１ｂの一方側のコイル開口面（上面）に対面しており、コイル導体パターンＬ１ｂの他方側のコイル開口面（下面）がコイル導体パターンＬ２ｃの一方側のコイル開口面（上面）に対面している。

基材層用の材料としては、ＨＦ帯用の高周波トランスを形成する場合は渦電流損失が相対的に小さいので、磁気エネルギーの閉じ込め性の点で、磁性体材料（透磁率の高い誘電体材料）を用いることができるが、例えばＵＨＦ帯用の高周波トランスを形成する場合は、高周波数領域での渦電流損失を抑えるために、電気絶縁抵抗の高い誘電体材料を用いることが好ましい。フェライトに代表される磁性体は透磁率に周波数特性を持っているため、利用周波数帯が高くなるにつれ、損失が大きくなってしまうが、誘電体は周波数特性が比較的少ないため、広い周波数帯で損失の小さい積層型高周波トランスを実現できる。

そして、本発明によれば、後述のとおり、複数のコイル素子にて構成された閉磁路を利用するため、必ずしも磁性体基材を用いることなく、誘電体素体を用いて周波数特性の小さな高周波トランスを実現できる。基材層は低温焼成セラミックス（ＬＴＣＣ［Low Temperature Co-fired Ceramics］）のような誘電体セラミック層であってもよいし、ポリイミドのような熱可塑性樹脂材料あるいはエポキシのような熱硬化性樹脂材料からなる樹脂層であってもよい。すなわち、積層体はセラミック積層体であってもよいし、樹脂積層体であってもよい。

また、各コイル素子、各コイル素子を接続する配線、各コイル素子と外部端子を接続する配線等は、銅や銀等の比抵抗の小さな金属を主成分とする金属材料を用いることが好ましい。

図３（Ａ）および図３（Ｂ）は第１の実施形態の高周波トランスの一次コイルおよび二次コイルに流れる電流の向き、ならびに一次コイルおよび二次コイルのコイル開口（コイル軸）を通る磁束の向きを示す図である。

図３（Ａ）に示すように、入出力ポートＰ１−Ｐ２間に電流が流れると、一次コイルの第１コイル導体パターンＬ１ａおよび第３コイル導体パターンＬ１ｃにより生じる磁束が二次コイルの第２コイル導体パターンＬ２ｂに鎖交する。また、一次コイルの第２コイル導体パターンＬ１ｂにより生じる磁束が二次コイルの第１コイル導体パターンＬ２ａおよび第３コイル導体パターンＬ２ｃに鎖交する。

図１に示したコイル導体パターンの例では、入出力ポートＰ１から入出力ポートＰ２方向へ電流が流れているときは、コイル導体パターンＬ１ａには反時計回りの電流、コイル導体パターンＬ１ｂには時計回りの電流、コイル導体パターンＬ１ｃには反時計回りの電流がそれぞれ流れ、この電流の誘導電流が、コイル導体パターンＬ２ａには時計回りに、コイル導体パターンＬ２ｂには反時計回りに、コイル導体パターンＬ２ｃには時計回りに、それぞれ流れる。すなわち、図３（Ａ）に示すように、各コイル導体パターンは、このトランスに電流が流れたとき、コイル導体パターンＬ１ａ内、コイル導体パターンＬ２ｂ内およびコイル導体パターンＬ１ｃ内に生じる磁界の向き（磁界Ａ）が共通となるように、かつ、コイル導体パターンＬ２ａ内、コイル導体パターンＬ１ｂ内およびコイル導体パターンＬ２ｃ内に生じる磁界の向き（磁界Ｂ：ただし、磁界Ａと磁界Ｂは逆向き）が共通となるように、巻回されている。

したがって、各コイル導体パターン内に生じた磁界は、図３（Ｂ）に示すように、大きな一つの閉磁路を構成することになり、たとえ飽和磁束密度や透磁率の大きな材料を用いなくても、漏れ磁界が少なく、一次コイル−二次コイル間の結合度の高い高周波トランスが得られる。また、いわゆるシート多層プロセスを利用できるため、容易に製造でき、小型の高周波トランスが得られる。

特に、図２（Ｂ）に示したように、第１軸ＡＸ１において、コイル導体パターンＬ２ｂはコイル導体パターンＬ１ａとコイル導体パターンＬ１ｃとの間に配置されていて、第２軸ＡＸ２において、コイル導体パターンＬ１ｂはコイル導体パターンＬ２ａとコイル導体パターンＬ２ｃとの間に配置されているため、各軸上での一次コイルと二次コイルとの結合度が高い。また、各軸方向に隣接するコイル導体パターンのコイル開口内に生じた（コイル軸に沿った）磁界の向きは同方向にそろっているため、漏れインダクタンスは小さく有効インダクタンスが大きい。そのため、所定の相互インダクタンスを得るために要する各コイル導体パターンのトータル線長や巻回数が少なくて済み、その結果、トランス自体の小型化を図ることができる。

《第２の実施形態》
第１の実施形態では、直列接続された３つのコイル導体パターンによって一次コイルを構成し、同じく直列接続された３つのコイル導体パターンによって二次コイルを構成したが、第２の実施形態では、一次コイルおよび二次コイルがそれぞれ２つのコイル導体パターンで構成された例を示す。

図４は第２の実施形態の高周波トランス２０２の分解斜視図である。図５（Ａ）は第２の実施形態の高周波トランス２０２をプリント配線板９に実装した状態の斜視図である。図５（Ｂ）は高周波トランス２０２の断面図である。但し、ハッチングは省略している。

高周波トランス２０２は、基材層Ｓ１〜Ｓ６を含む複数の基材層を積層してなる積層素体と、この積層素体に形成された複数の導体パターンによって一次コイルおよび二次コイルが構成されている。

図４に示すように、基材層Ｓ１〜Ｓ６に導体パターンが形成されている。基材層Ｓ１〜Ｓ３には導体パターン１１１〜１１３，２１１〜２１３が形成されている。基材層Ｓ４〜Ｓ６には導体パターン１２１〜１２３，２２１〜２２３が形成されている。

図４中の縦方向に延びる破線はビアホール導体であり、導体パターンと導体パターンとを層間で接続する。

導体パターン１１１〜１１３とそれらを接続するビアホール導体によって一次コイルの第１コイル導体パターンＬ１ａが構成されている。また、導体パターン１２１〜１２３とそれらを接続するビアホール導体によって一次コイルの第２コイル導体パターンＬ１ｂが構成されている。また、導体パターン２１１〜２１３とそれらを接続するビアホール導体によって二次コイルの第１コイル導体パターンＬ２ａが構成されている。また、導体パターン２２１〜２２３とそれらを接続するビアホール導体によって二次コイルの第２コイル導体パターンＬ２ｂが構成されている。

図４において、一次コイルの第１コイル導体パターンＬ１ａの端部はポートＰ１、一次コイルの第２コイル導体パターンＬ１ｂの端部はポートＰ２として用いられる。また、二次コイルの第１コイル導体パターンＬ２ａの端部はポートＰ３、二次コイルの第２コイル導体パターンＬ２ｂの端部はポートＰ４として用いられる。

図５（Ａ）に表れているように、積層素体１０の外面には入出力ポートＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４としての外部電極が形成されている。

図５（Ｂ）に表れているように、一次コイルの第１コイル導体パターンＬ１ａは第１軸ＡＸ１をコイル開口に含み、一次コイルの第２コイル導体パターンＬ１ｂは第１軸ＡＸ１に平行な第２軸ＡＸ２をコイル開口に含む。また、二次コイルの第１コイル導体パターンＬ２ａは第２軸ＡＸ２をコイル開口に含み、二次コイルの第２コイル導体パターンＬ２ｂは第１軸ＡＸ１をコイル開口に含む。

この第２の実施形態では、コイル導体パターンＬ１ａ，Ｌ２ｂは、両コイル導体パターンの巻回軸が第１軸ＡＸ１と重なるように配置されていて、コイル導体パターンＬ２ａ，Ｌ１ｂは、両コイル導体パターンの巻回軸が第２軸ＡＸ２と重なるように配置されている。なお、第１軸ＡＸ１と第２軸ＡＸ２は、互いに隣接する、平行に延びる仮想直線である。ただし、第１軸ＡＸ１と第２軸ＡＸ２は厳密に平行である必要は無く略平行であってもよい。

図６（Ａ）および図６（Ｂ）は第２の実施形態の高周波トランス２０２の一次コイルおよび二次コイルに流れる電流の向き、ならびに一次コイルおよび二次コイルのコイル開口（コイル軸）を通る磁束の向きを示す図である。

図６（Ａ）に示すように、入出力ポートＰ１−Ｐ２間に電流が流れると、一次コイルの第１コイル導体パターンＬ１ａにより生じる磁束が二次コイルの第２コイル導体パターンＬ２ｂに鎖交する。また、一次コイルの第２コイル導体パターンＬ１ｂにより生じる磁束が二次コイルの第１コイル導体パターンＬ２ａに鎖交する。

図４に示したコイル導体パターンの例では、入出力ポートＰ１から入出力ポートＰ２方向へ電流が流れているときは、コイル導体パターンＬ１ａには反時計回りの電流が流れ、コイル導体パターンＬ１ｂには時計回りの電流が流れ、この電流の誘導電流がコイル導体パターンＬ２ａに時計回りに流れ、コイル導体パターンＬ２ｂに反時計回りに流れる。すなわち、図６（Ａ）に示すように、各コイル導体パターンは、このトランスに電流が流れたとき、コイル導体パターンＬ１ａ内およびコイル導体パターンＬ２ｂ内に生じる磁界の向き（磁界Ａ）が共通となるように、かつ、コイル導体パターンＬ２ａ内およびコイル導体パターンＬ１ｂ内に生じる磁界の向き（磁界Ｂ：ただし、磁界Ａと磁界Ｂは逆向き）が共通となるように、巻回されている。

したがって、各コイル導体パターン内に生じた磁界は、図６（Ｂ）に示すように、大きな一つの閉磁路を構成することになり、たとえ飽和磁束密度や透磁率の大きな材料を用いなくても、漏れ磁界が少なく、一次コイル−二次コイル間の結合度の高い高周波トランスが得られる。また、いわゆるシート多層プロセスを利用できるため、容易に製造でき、小型の高周波トランスが得られる。

《第３の実施形態》
図７（Ａ）は第３の実施形態の高周波トランス２０３の模式平面図であり、積層体内部のコイル導体パターンの位置関係を示す図である。図７（Ｂ）は高周波トランス２０３の断面図である。但し、ハッチングは省略している。

図７（Ａ）、図７（Ｂ）に表れているように、一次コイルの第１コイル導体パターンＬ１ａおよび第３コイル導体パターンＬ１ｃは第１軸ＡＸ１をコイル開口に含み、一次コイルの第２コイル導体パターンＬ１ｂは第１軸ＡＸ１に平行な第２軸ＡＸ２をコイル開口に含む。また、二次コイルの第１コイル導体パターンＬ２ａおよび第３コイル導体パターンＬ２ｃは第２軸ＡＸ２をコイル開口に含み、二次コイルの第２コイル導体パターンＬ２ｂは第１軸ＡＸ１をコイル開口に含む。

ただし、一次コイルの第１コイル導体パターンＬ１ａおよび第３コイル導体パターンＬ１ｃのコイル軸ＡＸ１１と、二次コイルの第２コイル導体パターンＬ２ｂのコイル軸ＡＸ１２はＸ軸方向およびＹ軸方向にともにずれている。同様に、二次コイルの第１コイル導体パターンＬ２ａおよび第３コイル導体パターンＬ２ｃのコイル軸ＡＸ２１と、一次コイルの第２コイル導体パターンＬ１ｂのコイル軸ＡＸ２２はＸ軸方向およびＹ軸方向にともにずれている。

第１軸ＡＸ１と第２軸ＡＸ２は、互いに隣接する、平行に延びる仮想直線である。ただし、第１軸ＡＸ１と第２軸ＡＸ２は厳密に平行である必要は無く略平行であってもよい。

上記の構造により、一次コイルの奇数番目のコイル導体パターンＬ１ａ，Ｌ１ｃおよび二次コイルの偶数番目のコイル導体パターンＬ２ｂは、第１軸ＡＸ１方向からの平面視で大部分が重なり合わない。同様に、二次コイルの奇数番目のコイル導体パターンＬ２ａ，Ｌ２ｃおよび一次コイルの偶数番目のコイル導体パターンＬ１ｂは、第２軸ＡＸ２方向からの平面視で大部分が重なり合わない。そのため、一次コイルと二次コイルとの間に生じる浮遊容量は小さく、高周波トランスの自己共振周波数が使用周波数（キャリア周波数）帯域より充分に高くでき、使用周波数帯域において周波数特性が一定になる。すなわち、特に高周波特性に優れた高周波トランスを実現できる。

《第４の実施形態》
図８（Ａ）は第４の実施形態の高周波トランス２０４の模式平面図であり、積層体内部のコイル導体パターンの位置関係を示す図である。図８（Ｂ）は高周波トランス２０４の断面図である。但し、ハッチングは省略している。

図８（Ａ）、図８（Ｂ）に表れているように、一次コイルの第１コイル導体パターンＬ１ａ、第３コイル導体パターンＬ１ｃおよび二次コイルの第２コイル導体パターンＬ２ｂのコイル軸は共通の第１軸である。同様に、二次コイルの第１コイル導体パターンＬ２ａ、第３コイル導体パターンＬ２ｃおよび一次コイルの第２コイル導体パターンＬ２ｂのコイル軸は共通の第２軸ＡＸ２である。ただし、コイル導体パターンＬ１ａ，Ｌ１ｃの周回サイズはコイル導体パターンＬ２ｂの周回サイズと異なる。同様に、コイル導体パターンＬ２ａ，Ｌ２ｃの周回サイズはコイル導体パターンＬ１ｂの周回サイズと異なる。

上記の構造により、一次コイルの奇数番目のコイル導体パターンＬ１ａ，Ｌ１ｃおよび二次コイルの偶数番目のコイル導体パターンＬ２ｂは、第１軸ＡＸ１方向からの平面視で大部分が重なり合わない。同様に、二次コイルの奇数番目のコイル導体パターンＬ２ａ，Ｌ２ｃおよび一次コイルの偶数番目のコイル導体パターンＬ１ｂは、第２軸ＡＸ２方向からの平面視で大部分が重なり合わない。そのため、第３の実施形態で示した高周波トランスと同様に、一次コイルと二次コイルとの間に生じる浮遊容量は小さく、高周波トランスの自己共振周波数が使用周波数（キャリア周波数）帯域より充分に高くでき、使用周波数帯域において周波数特性が一定になる。すなわち、特に高周波特性に優れた高周波トランスを実現できる。

《第５の実施形態》
図９は第５の実施形態の高周波トランス２０５の分解斜視図である。図１０（Ａ）はこの高周波トランス２０５の模式平面図であり、積層体内部のコイル導体パターンの位置関係を示す図である。この高周波トランス２０５は、基材層Ｓ１〜Ｓ８を含む複数の基材層を積層してなる積層素体と、この積層素体に形成された複数の導体パターンによって一次コイルおよび二次コイルが構成されている。

基材層Ｓ１〜Ｓ８に形成されている導体パターン１１１〜１１３，２１１〜２１３，１２１，１２２，２２１，２２２，１３１〜１３３，２３１〜２３３および縦方向に延びるビアホール導体のトポロジーは第１の実施形態で図１に示したものと同じである。異なるのは、各コイル導体パターンのｘ軸方向の幅とｙ軸方向の幅の比である。具体的には、第１軸ＡＸ１と第２軸ＡＸ２との間隔方向を第１方向（ｘ軸方向）とし、この第１方向に直交し且つ基材層Ｓ１〜Ｓ８の積層方向に直交する方向を第２方向（ｙ軸方向）とすると、各コイル導体パターンは第１方向（ｘ軸方向）の幅が第２方向（ｙ軸方向）の幅より小さい。すなわちＷｘ＜Ｗｙの関係にある。

図１０（Ｂ）は比較例としての高周波トランス（第１の実施形態で示した高周波トランス２０１）の模式平面図であり、積層体内部のコイル導体パターンの位置関係を示す図である。この比較例では、各コイル導体パターンは第１方向（ｘ軸方向）の幅と第２方向（ｙ軸方向）の幅とがほぼ等しい。図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）に示した各コイル導体パターンの周回サイズ（図中ハッチングを施した面積）が等しく、巻回数が同じであれば、ほぼ同じインダクタンスが得られるが、図１０（Ａ）のように、Ｗｘ＜Ｗｙの関係とすれば、コイル導体パターンの形成領域の第１方向（ｘ軸方向）の全幅Ｗｂを小さくできる。したがって実装領域が正方形に近づき、実質的なチップサイズの小型化が図れる。また、第１軸ＡＸ１と第２軸ＡＸ２との間隔Ｄｘが小さくなるので、第１方向（ｘ軸方向）に通る磁束の経路が短縮化され、一次コイルと二次コイルとの結合係数が高まる。図１０（Ｂ）に示した例（第１の実施形態）では一次コイルと二次コイルとの結合係数が０．６〜０．７であるのに対し、図１０（Ａ）に示した例では一次コイルと二次コイルとの結合係数は０．８〜０．９である。

《第６の実施形態》
これまでに示した各実施形態では一次コイルを構成するコイル導体パターンと二次コイルを構成するコイル導体パターンが点対称（面内で１８０°の回転対称）形であり、一次コイルと二次コイルの巻回数を同じにしたが、点対称形である必要はないし、巻回数比は必要に応じて適宜定めればよい。第６の実施形態ではその一例を示す。

図１１は第６の実施形態の高周波トランス２０６の分解斜視図である。この高周波トランス２０６は、基材層Ｓ１〜Ｓ８を含む複数の基材層を積層してなる積層素体と、この積層素体に形成された複数の導体パターンによって一次コイルおよび二次コイルが構成されている。

図１１に示すように、基材層Ｓ１〜Ｓ８に導体パターンが形成されている。基材層Ｓ１〜Ｓ３には導体パターン１１１〜１１３，２１３が形成されている。基材層Ｓ４，Ｓ５には導体パターン１２１，１２２，２２２が形成されている。基材層Ｓ６〜Ｓ８には導体パターン１３１〜１３３，２３１が形成されている。

図１中の縦方向に延びる破線はビアホール導体であり、導体パターンと導体パターンとを層間で接続する。

第５の実施形態で図９に示した高周波トランス２０５と比較すると、高周波トランス２０６は、高周波トランス２０５のコイル導体パターン２１１，２１２，２２１，２３２，２３３が無い。一次コイルと二次コイルの巻回数はおよそ５．３：１である。その他の構成は第５の実施形態で示したものと同じである。

《第７の実施形態》
第７の実施形態ではこれまでに示した高周波トランスを備えるアンテナフロントエンドモジュールおよびそれを備えた通信端末装置について示す。

図１２は通信端末装置のアンテナおよびこのアンテナに接続されたアンテナフロントエンドモジュールの回路図である。図１２において、高周波トランス２０６および整合回路１１でアンテナフロントエンドモジュールが構成されている。高周波トランス２０６は第６の実施形態で示した高周波トランス２０６であるが、図１２では単純なトランスの記号で表している。この高周波トランス２０６の一次コイルに整合回路１１が接続され、二次コイルにアンテナ１２が接続されている。高周波トランス２０６の一次コイルと二次コイルとの巻回数比は５．３：１である。アンテナのインピーダンスは例えば５Ωであり、高周波トランス２０６によって３０Ωにインピーダンス変換（５Ω×５．３≒３０Ω）される。整合回路１１はシャント接続されたインダクタＬとシリーズ接続されたＣとで構成され、この整合回路１１は特性インピーダンス３０Ωの伝送線路と５０Ωの伝送線路とのインピーダンスマッチングをはかる。

したがって、高周波トランス２０６および整合回路１１で構成されるアンテナフロントエンドモジュールは、５Ω程度の低いインピーダンスのアンテナ１２を５０Ω系の通常の伝送線路に整合させることができる。

このように、本発明の高周波トランスは高周波帯（例えば１００ＭＨｚ〜８ＧＨｚ）のインピーダンス変換回路に用いることができる。

携帯端末などの小型の通信端末装置においては、アンテナの小型化にともない、アンテナのインピーダンスが低くならざるを得ないが、上記アンテナフロントエンドモジュールを通信端末装置に設けることによって、高周波回路とアンテナとの整合をとることができ、低反射で高効率なアンテナ回路が構成できる。

《他の実施形態》
以上、本発明を具体的な実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。

図１に示した第１の実施形態では、一次コイルを、直列接続された３つのコイル導体パターンで構成し、二次コイルも、直列接続された３つのコイル導体パターンで構成した例を示したが、直列接続された４つ以上のコイル導体パターンで一次コイルおよび二次コイルを構成してもよい。

また、１つのコイル導体パターンの巻回数についても各実施形態に示したものに限らない。全体の巻回数が同じであるとすると、１つのコイル導体パターンの巻回数を少なくして、奇数番目および偶数番目のコイル導体パターンの数を多くすれば漏れ磁束が少なくなるので、一次コイルと二次コイルの結合係数を増大させることができる。但し、一次コイルのコイル導体パターンと二次コイルのコイル導体パターンとの境界で生じるトータルの浮遊容量が大きくなるので、自己共振周波数が所定周波数以上になり、且つ結合係数を高くするために、１つのコイル導体パターンの巻回数および奇数番目・偶数番目のコイル導体パターンの数を定めればよい。

また、一次コイルおよび二次コイルを構成する各コイル導体パターンは、全てが積層体の内部に設けられている必要は無く、一部が積層体の表面に設けられていてもよい。

また、各コイル導体パターンは１ターンコイルを複数積層した積層コイルパターンの他、単層に複数ターンのコイル導体パターンを形成したもの、または、複数の層のそれぞれに複数ターンのコイル導体パターンを形成したものであってもよい。

ＡＸ１…第１軸
ＡＸ１１，ＡＸ１２…コイル軸
ＡＸ２…第２軸
ＡＸ２１，ＡＸ２２…コイル軸
Ｌ１ａ…一次コイルの第１コイル導体パターン
Ｌ１ｂ…一次コイルの第２コイル導体パターン
Ｌ１ｃ…一次コイルの第３コイル導体パターン
Ｌ２ａ…二次コイルの第１コイル導体パターン
Ｌ２ｂ…二次コイルの第２コイル導体パターン
Ｌ２ｃ…二次コイルの第３コイル導体パターン
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４…入出力ポート
Ｓ１〜Ｓ８…基材層
９…プリント配線板
１０…積層素体
１１…整合回路
１２…アンテナ
１１１〜１１３…導体パターン
１２１，１２２…導体パターン
１３１〜１３３…導体パターン
２１１〜２１３…導体パターン
２２１，２２２…導体パターン
２３１〜２３３…導体パターン
２０１〜２０６…高周波トランス

Claims (5)

1. 複数の基材層を積層してなる積層体と、
   前記積層体に少なくとも一部が内蔵された一次コイルおよび二次コイルと、
   を有し、
   前記一次コイルは、第１軸をコイル開口に含む一次コイルの奇数番目のコイル導体パターンと、この一次コイルの奇数番目のコイル導体パターンに直列接続され、前記一次コイルの第１軸に略平行な第２軸をコイル開口に含む一次コイルの偶数番目のコイル導体パターンとを備え、
   前記二次コイルは、前記第２軸をコイル開口に含み、前記一次コイルの奇数番目のコイル導体パターンに隣接配置された二次コイルの奇数番目のコイル導体パターンと、この二次コイルの奇数番目のコイル導体パターンに直列接続され、前記第１軸をコイル開口に含み、前記一次コイルの偶数番目のコイル導体パターンに隣接配置された二次コイルの偶数番目のコイル導体パターンとを備え、
   前記一次コイルの奇数番目のコイル導体パターン、前記一次コイルの偶数番目のコイル導体パターン、前記二次コイルの奇数番目のコイル導体パターン、および前記二次コイルの偶数番目のコイル導体パターンは、前記一次コイルおよび二次コイルに電流が流れたとき、前記第１軸に生じる磁界と前記第２軸に生じる磁界とが逆向きになるように巻回されている、高周波トランス。
2. 前記一次コイルの奇数番目のコイル導体パターンおよび前記二次コイルの偶数番目のコイル導体パターンは、前記第１軸方向からの平面視で、少なくとも一部で重なり合わず、
   前記二次コイルの奇数番目のコイル導体パターンおよび前記一次コイルの偶数番目のコイル導体パターンは、前記第２軸方向からの平面視で、少なくとも一部で重なり合わない、請求項１に記載の高周波トランス。
3. 前記第１軸と前記第２軸との間隔方向を第１方向、この第１方向に直交し且つ前記基材層の積層方向に直交する方向を第２方向とすると、前記一次コイルの奇数番目のコイル導体パターン、前記一次コイルの偶数番目のコイル導体パターン、前記二次コイルの奇数番目のコイル導体パターン、および前記二次コイルの偶数番目のコイル導体パターンは第１方向の幅が第２方向の幅より小さい、請求項１または２に記載の高周波トランス。
4. 高周波トランスを備えた高周波部品において、
   前記高周波トランスは、
   複数の基材層を積層してなる積層体と、
   前記積層体に少なくとも一部が内蔵された一次コイルおよび二次コイルと、
   を有し、
   前記一次コイルは、第１軸をコイル開口に含む一次コイルの奇数番目のコイル導体パターンと、この一次コイルの奇数番目のコイル導体パターンに直列接続され、前記一次コイルの第１軸に略平行な第２軸をコイル開口に含む一次コイルの偶数番目のコイル導体パターンとを備え、
   前記二次コイルは、前記第２軸をコイル開口に含み、前記一次コイルの奇数番目のコイル導体パターンに隣接配置された二次コイルの奇数番目のコイル導体パターンと、この二次コイルの奇数番目のコイル導体パターンに直列接続され、前記第１軸をコイル開口に含み、前記一次コイルの偶数番目のコイル導体パターンに隣接配置された二次コイルの偶数番目のコイル導体パターンとを備え、
   前記一次コイルの奇数番目のコイル導体パターン、前記一次コイルの偶数番目のコイル導体パターン、前記二次コイルの奇数番目のコイル導体パターン、および前記二次コイルの偶数番目のコイル導体パターンは、前記一次コイルおよび二次コイルに電流が流れたとき、前記第１軸に生じる磁界と前記第２軸に生じる磁界とが逆向きになるように巻回されていることを特徴とする高周波部品。
5. 通信信号の伝送部に高周波トランスを備えた通信端末装置において、
   前記高周波トランスは、
   複数の基材層を積層してなる積層体と、
   前記積層体に少なくとも一部が内蔵された一次コイルおよび二次コイルと、
   を有し、
   前記一次コイルは、第１軸をコイル開口に含む一次コイルの奇数番目のコイル導体パターンと、この一次コイルの奇数番目のコイル導体パターンに直列接続され、前記一次コイルの第１軸に略平行な第２軸をコイル開口に含む一次コイルの偶数番目のコイル導体パターンとを備え、
   前記二次コイルは、前記第２軸をコイル開口に含み、前記一次コイルの奇数番目のコイル導体パターンに隣接配置された二次コイルの奇数番目のコイル導体パターンと、この二次コイルの奇数番目のコイル導体パターンに直列接続され、前記第１軸をコイル開口に含み、前記一次コイルの偶数番目のコイル導体パターンに隣接配置された二次コイルの偶数番目のコイル導体パターンとを備え、
   前記一次コイルの奇数番目のコイル導体パターン、前記一次コイルの偶数番目のコイル導体パターン、前記二次コイルの奇数番目のコイル導体パターン、および前記二次コイルの偶数番目のコイル導体パターンは、前記一次コイルおよび二次コイルに電流が流れたとき、前記第１軸に生じる磁界と前記第２軸に生じる磁界とが逆向きになるように巻回されていることを特徴とする通信端末装置。

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