JP2682829B2 - 積層応用部品の構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、コイル形成用導体と磁性体とを交互に積層
し焼結することによって製造される積層インダクタを主
体とした積層応用部品の構造に関する。 （従来の技術） 積層インダクタあるいは積層トランス等の積層応用部
品は、第７図に示すように、例えば電気絶縁性の高いフ
ェライト粉をバインダーによりペースト化した磁性体層
１と、コイル形成用導体粉をバインダーによりペースト
化した導体２とを、１つの積層面に１つのハーフコイル
が形成されるように、印刷法により交互に積層し、コイ
ル用導体パターンが磁性体層の層間から次の層間へ順次
つながるようにコイル状に形成された積層体を作り、こ
れを焼成して製造される。 （発明が解決しようとする問題点） 上述のように製造される従来の積層インダクタ等のイ
ンダクタンス成分を有する積層応用部品は、１つの積層
面に１つのハーフコイルが形成されるものであり、高い
インダクタンスを得るには限界があるという問題点があ
った。 また、各コイル用導体２において発生する磁束は、φ
で示すように合成されるが、導体２間に磁性体が存在す
るため、一部の磁束は導体２間に回り込み、磁束φに合
成されず、漏れ磁束Φａとなり、損失が多くなり、イン
ダクタンス値の低下、Ｑ値の低下を招くという問題点が
あった。 本発明の主たる目的は、高いインダクタンス値が得ら
れ、かつ小形化できる構造の積層応用部品を提供するこ
とにある。 また、本発明の他の目的は、高いインダクタンス値が
得られ、かつ小形化できると共に、強度の面においても
有利となる構造の積層応用部品を提供することにある。 （問題点を解決するための手段） 本願の第１の発明は、コイル用導体と磁性体とを交互
に積層してなる積層応用部品において、 積層体に、内側のコイル用導体と、外側のコイル用導
体と、中間のコイル用導体とからなる３つのコイル用導
体を内蔵し、 これらの３つのコイル用導体は各々のハーフコイルの
端部を順次接続することにより構成され、 同層に形成される内側コイル用導体と外側のコイル用
導体とは、各ハーフコイルの開口側が同方向を向くよう
に形成されると共に、これらのハーフコイルと同層に形
成される中間のコイル用導体のハーフコイルは、その開
口側が、内側、外側のコイル用導体の開口側に対向する
ように、内側、外側のコイル用導体のハーフコイルの反
対側に形成され、 内側、外側のコイル用導体のハーフコイルと、中間の
コイル用導体のハーフコイルとは、積層方向に交互に形
成され、 中間のコイル用導体は、積層方向の両端部において、
各コイル用導体で発生する磁束が同一方向となるよう
に、それぞれ内側のコイル用導体および外側のコイル用
導体に積層体内部で結線してなる ことを特徴とする。 また本願の第２の発明は、コイル用導体と磁性体とを
交互に積層してなる積層応用部品において、 積層体に、内側のコイル用導体と、外側のコイル用導
体と、中間のコイル用導体とからなる３つのコイル用導
体を内蔵し、 これらの３つのコイル用導体は各々のハーフコイルの
端部を順次接続することにより構成され、 同層に形成される内側コイル用導体と外側のコイル用
導体とは、各ハーフコイルの開口側が同方向を向くよう
に形成されると共に、これらのハーフコイルと同層に形
成される中間のコイル用導体のハーフコイルは、その開
口側が、内側、外側のコイル用導体の開口側に対向する
ように、内側、外側のコイル用導体のハーフコイルの反
対側に形成され、 内側、外側のコイル用導体のハーフコイルと、中間の
コイル用導体のハーフコイルとは、積層方向に交互に形
成され、 中間のコイル用導体は、積層方向の両端部において、
各コイル用導体で発生する磁束が同一方向となるよう
に、それぞれ内側のコイル用導体および外側のコイル用
導体に積層体内部で結線し、 内側のコイル用導体と外側のコイル用導体との間にあ
り、かつ、中間のコイル用導体の重畳する各導体の間に
積層する非磁性体を設けた ことを特徴とする。 （作用） 本願の第１の発明においては、３個のコイル用導体を
同芯状に配置した構成としたので、従来よりはるかに大
きなインダクタンス値が得られる。また、３個のコイル
用導体を設けたと言えども、中間のコイル用導体は外側
のコイル用導体と内側のコイル用導体とハーフコイル毎
に異なる層に設けたので、各コイル用導体を内外方向に
近接させて配置しても短絡のおそれがないため、縦横の
サイズをそれほど大きくすることなく、インダクタンス
値の高い積層応用部品が得られる。また、積層体の内部
でコイル用導体どうしを結合したので、結合のための側
面電極が不要となり、ノイズの影響が低減できる。 本願の第２の発明においては、３個のコイル用導体を
同芯状に配置した構成としたので、従来よりはるかに大
きなインダクタンス値が得られる。また、磁性体と異な
る材質でなる非磁性体を、中間のコイル用導体に積層
し、かつ内外のコイル用導体間に設けたので、各コイル
用導体の１本ごとに回り込む磁束に対する磁気抵抗を大
きくすることができ、これにより漏れ磁束を低減し、イ
ンダクタンス値を上げることができる。また、積層体焼
成における縮率等の面で磁性体と異なる非磁性体層を内
外コイル用導体間にのみ設けたので、非磁性体の占める
部分が少なく、このため、内部剥離等を生じにくく、全
体としての強度を低下させるおそれがなく、非磁性体の
材質の選択の自由度も高い。 （実施例） 第１図は本発明による積層応用部品の一実施例を示す
断面図、第２図は第１図のＡ−Ａ断面を斜線を省略して
示すコイルパターン図である。この実施例は、ａ、ｂ、
ｃの３つのコイル用導体を磁性体４内に内蔵しており、
外側のコイル導体ａは、コ字形のコイル用導体（以下ハ
ーフコイルと称す）a1〜a5を順次接続し、内側のコイル
用導体コイルｂと中間のコイル用導体ｃもそれぞれコ字
形導体b1〜b5、c1〜c5を順次接続してなるもので、外側
のコイル用導体ａと内側のコイル用導体ｂは第１図にお
ける上端にて互に接続し、内側のコイル用導体ｂと中間
のコイル用導体ｃは第１図における下端にて互に接続す
ることにより、これらのコイルに電流ｉを流した場合に
同方向に合成磁束φが生じるように構成したものであ
る。 これらのコイル用導体ａ、ｂ、ｃは、第１層のハーフ
コイルa1、b1、c1を同時に形成した後、これらの一端に
それぞれ一端が接続される第２層のハーフコイルa2、b
2、c2を同時に形成し、同様に順次第３層のハーフコイ
ルa3、b3、c3、第４層のハーフコイルa4、b4、c4、第５
層のハーフコイルa5、b5、c5をそれぞれ同時に形成す
る。また、第１層の外側のハーフコイルa1の形成と同時
にこれに接続された引き出し電極3aを形成し、内側のコ
イルｂの上端には引き出し電極3bが一体に形成される。 第３図は第１図および第２図に示した積層応用部品の
製造工程図であり、まず第３図（１）に示すように、基
板（図示せず）上に印刷により電気絶縁性の高いフェラ
イト粉とバインダーとからなる磁性体ペーストを塗布し
て磁性体層であるベース4aを形成する。 次に第３図（２）に示すように、前記引き出し電極3a
と、コ字形コイル用導体a1、b1、c1を、導体ペーストの
印刷により形成すると共に、これらのハーフコイルa1〜
c1を形成する導体ペーストは、例えばAg、Ag−Pd、Cu、
Ni、Pd等の金属粉とバインダーとを混合してなるもので
ある。なお、第１図の断面図は、第３図（２）のＢ−Ｂ
線方向の断面に相当している。 ここで、同層に形成される内側コイル用導体ｂのハー
フコイルb1と、外側のコイル用導体ａのハーフコイルa1
とは、各ハーフコイルa1、b1の開口側が同方向を向くよ
うに形成されると共に、これらのハーフコイルa1、b1と
同層に形成される中間のコイル用導体ｃのハーフコイル
c1は、その開口側が、内側、外側のコイル用導体ａ、ｂ
のハーフコイルa1、b1の開口側に対向するように、内
側、外側のコイル用導体ａ、ｂのハーフコイルa1、b1の
反対側に形成される。内側のコイル導体ｂのハーフコイ
ルb1と中間のコイル導体ｃのハーフコイルc1は互いに電
気的に接続される。また、外側のハーフコイルa1に引き
出し電極3aを一体に形成する。 次に第３図（３）に示すように、前記ハーフコイルa1
〜c1の一端部を除いた全面に、前記磁性体ペーストの印
刷により磁性体層4bを形成する。 次に第３図（４）に示すように、前記磁性体層4b上
に、第２層目のハーフコイルa2、b2、c2を、第１層の対
応するハーフコイルa1、b1、c1のそれぞれ反対側に、か
つ各ハーフコイルa2、b2、c2の一端を、露出している第
１層のハーフコイルa1、b1、c1の端部に接続して同芯状
に導体ペーストの印刷により形成する。すなわち、ハー
フコイルの第２層においても、同層に形成される内側コ
イル用導体ｂのハーフコイルb2と、外側のコイル用導体
ａのハーフコイルa2とは、これらの開口側が、前記第１
層の各ハーフコイルa1、b1の開口側に対向するように同
じ向きに形成されると共に、これらのハーフコイルa2、
b2と同層に形成される中間のコイル用導体ｃのハーフコ
イルc2は、その開口側が、内側、外側のコイル用導体
ａ、ｂのハーフコイルa2、b2の開口側に対向するよう
に、内側、外側のコイル用導体ａ、ｂのハーフコイルa
2、b2の反対側に形成される。 ここで、積層方向に透視した場合、第２層の中間のハ
ーフコイルc2は、第１層の内外のハーフコイルa1、b1の
間に位置するように形成し、また、第２層の内外のハー
フコイルa2、b2は、第１層の中間のハーフコイルc1が、
内外のハーフコイルa2、b2の間に位置するように形成す
る。 次に第３図（５）に示すように、前記ハーフコイルa2
〜c2の一端部（すなわち、前記第１層のハーフコイルa1
〜c1に接続された部分の反対側の端部）を除いた全面
に、前記磁性体ペーストの印刷により磁性体層4cを形成
する。 次に第３図（６）に示すように、前記磁性体層4c上
に、第３層目のハーフコイルa3、b3、c3を、各ハーフコ
イルa2、b2、c2のそれぞれ反対側に、積層方向に隣接す
る層のハーフコイルに対して前記した位置関係が成立す
るように形成すると共に、各ハーフコイルa3、b3、c3の
一端を、露出している第２層のハーフコイルa2、b2、c2
の端部に接続して同芯状に導体ペーストの印刷により形
成する。 以下同様に、磁性体層4dの形成（７）、第４層のハー
フコイルa4〜c4の形成（８）、磁性体層4eの形成
（９）、第５層のハーフコイルa5〜c5の形成（この時、
中間のハーフコイルc5と外側のハーフコイルa5とを接続
した状態で形成する。）（10）、磁性体層4fの形成（1
1）を行なった後、引き出し電極3bを、内側のハーフコ
イルb5に接続して形成し（12）、最後に前記磁性体ペー
ストにより全体を磁性層でなるベース4gで覆って中間積
層体を得る。 このような工程により、内側、外側のコイル用導体
ｂ、ａのハーフコイルb1〜b4およびa1〜a4と、中間のコ
イル用導体ｃのハーフコイルc1〜c4とは、ハーフコイル
毎に積層方向に交互に形成される。また、中間のコイル
用導体ｃは、積層方向の両端部において、各コイル用導
体ａ、ｂ、ｃでそれぞれ発生する磁束が同一方向となる
ように、それぞれ内側のコイル用導体および外側のコイ
ル用導体に積層体内部で結線してなる。 次にこの中間積層体を焼成し、引き出し電極3a、3bに
接続される外部端子（図示せず）を導体ペーストの焼付
けにより形成して積層インダクタを得る。 このような構成とすれば、３重のコイルを形成した積
層インダクタが製造され、インダクタンスＬはコイルの
巻数Ｎの２乗に比例することから、導体の積層数が同じ
である場合、従来よりはるかに大きなインダクタンス値
が得られる。 また、３個のコイル用導体ａ、ｂ、ｃを設けたと言え
ども、中間のコイル用導体ｃは外側のコイル用導体ａと
内側のコイル用導体ｂと異なる層に設けたので、各コイ
ル用導体ａ、ｂ、ｃを内外方向に近接させて配置しても
短絡のおそれがないため、縦横のサイズをそれほど大き
くすることなく、インダクタンス値の高い積層インダク
タが得られる。また、積層体の内部でコイル用導体ａ、
ｂ、ｃどうしを結合したので、外部に露出する電極が少
なくなり、ノイズの影響が低減できる。 第４図は第２の発明の実施例を示す断面図であり、本
実施例は、前記中間の導体c1〜c5の間あるいは上下に非
磁性フェライト等からなる非磁性体層d1〜d4をペースト
の印刷によって形成することにより、前記漏れ磁束φａ
の発生を抑制したものである。 第５図は第４図の積層応用部品の製造工程を示す図で
あり、第３図の工程の間に、（2A）、（4A）、（6A）、
（8A）に示すように、ハーフコイルc1（あるいはC2、c
3、c4、c5）とこれに対向するハーフコイルa1とb1間
（あるいはa2とb2間、a3とb3間、a4とb4間、a5とb5間）
に非磁性体ペーストにより非磁性体層d1（あるいはd2、
d3、d4）を形成する工程を付加することにより、第４の
構造が実現できる。 第４図の構造によれば、前記漏れ磁束φａが抑制され
ることにより銅損が改善され、第１図の構造よりもさら
に大きなインダクタンス値および高いＱ値が得られる。 また、焼成後の縮率等の面で磁性体４と異なる非磁性
体層d1〜d4を内外コイル用導体ａ、ｂ間にのみ設けたの
で、内部剥離等を生じにくく、全体としての強度を低下
させるおそれがない。 第６図は本発明の応用例を示す図であり、（Ａ）列は
斜視図、（Ｂ）列は見透し図、（Ｃ）列は回路図、
（Ｄ）列は特性図であり、それぞれ横方向に対応したも
のを描いてある。 第６図（１）のチップインダクタは、前記実施例のよ
うに構成された本体６、すなわち、磁性体４内に前記の
ように形成されたコイル用導体ａ、ｂ、ｃを内蔵し、外
面に一対の外部端子５を設けたものである。 第６図（２）のチップトランスは、第６図（１）のチ
ップインダクタに中間引き出し電極3cを設けて本体７を
構成し、前記中間引き出し電極3cに外部端子5Aを接続し
て設けたものである。 第６図（３）のチップトラップは、誘電体とシート状
電極からなるコンデンサ９と、インダクタ本体６とが一
体に重なり、これらを並列あるいは直列に接続して外部
に接続する一対の外部端子５を有するもので、（Ｄ）の
特性図に示すように、共振周波数frで減衰量が極大とな
る特性を有するものである。 第６図（４）のチップIFTは、第６図（３）に示した
トランスに中間引き出し電極3cおよびこれにつながる外
部端子5Aを設けた構成を有し、共振周波数foにおいて、
減衰量が最小となるものである。 第６図（５）のチップフィルタは、第１図および第２
図に示したようなコイル用導体ａ、ｂ、ｃを磁性体内に
複数個形成した積層インダクタ6Aと、複数個のコンデン
サを形成した積層コンデンサ9Aとを一体に重ね、外部端
子５の他の回路との接続により、ローパスフィルタ、ハ
イパスフィルタ、バンドパスフィルタ、ディレイライ
ン、バンドリジェクトフィルタを構成したものである。 以上の説明は、磁性材粉を含む磁性体ペーストおよび
導体ペーストを印刷により重ねて形成した例について説
明したが、予め磁性体あるいは導体をシート状に形成し
たもの接着剤を介して一体化し、焼成することにより積
層体を製造する場合にも本発明を適用できる。 （発明の効果） 本願の第１の発明によれば、一回の導体形成により同
時にかつ同芯状に３個のコイル用導体を設け、かつ各コ
イル用導体の磁束が相加わる構成としたので、従来より
はるかに大きなインダクタンス値が得られ、また同じイ
ンダクタンス値のものを得る場合には、従来よりはるか
に小形に積層応用部品を構成することができる。 また、３個のコイル用導体を設けたと言えども、中間
のコイル用導体は外側のコイル用導体と内側のコイル用
導体とハーフコイル毎に異なる層に設けたので、各コイ
ル用導体を内外方向に近接させて配置しても短絡のおそ
れがないため、３層のコイル用導体を同芯に横並びに設
ける場合に比較して縦横のサイズが小さくなり、さらな
る小形化が達成できる。 また、積層体の内部でコイル用導体を結合したので、
結合のための側面電極を設ける必要がなくなり、ノイズ
の影響が低減できる。 また、本願の第２の発明によれば、一回の導体形成に
より同時にかつ同芯状に３個のコイル用導体を設け、か
つ各コイル用導体の磁束が相加わる構成としたので、従
来よりはるかに大きなインダクタンス値が得られ、また
同じインダクタンス値のものを得る場合には、従来より
はるかに小形に積層応用部品を構成することができる。 また、磁性体と異なる材質でなる非磁性体を、中間の
コイル用導体に積層し、かつ内外のコイル用導体間に非
磁性体を設けたので、各コイル用導体の１本ごとに回り
込む磁束に対する磁気抵抗を大きくすることができ、こ
れにより漏れ磁束を低減し、インダクタンス値を上げる
ことができる。 また、積層体焼成における縮率等の面で磁性体と異な
る非磁性体層を内外コイル用導体間にのみ設けたので、
非磁性体の占める部分が少なく、このため、内部剥離等
を生じにくく、全体としての強度を低下させるおそれが
なく、また、非磁性体の材質の選択の自由度も高まる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本願の第１発明による積層応用部品の一実施例
を示す断面図、第２図はそのＡ−Ａ断面部を斜線を省略
して示すコイルパターン図、第３図は該実施例の製造工
程を示す図、第４図は本願の第２発明の実施例を示す断
面図、第５図は該実施例の製造工程を示す図、第６図は
本発明の応用例を示す図であり、図中（Ａ）は斜視図、
（Ｂ）は見透し図、（Ｃ）は回路図、（Ｄ）は特性図、
第７図は従来の積層応用部品を示す断面図である。

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．コイル用導体と磁性体とを交互に積層してなる積層
   応用部品において、 積層体に、内側のコイル用導体と、外側のコイル用導体
   と、中間のコイル用導体とからなる３つのコイル用導体
   を内蔵し、 これらの３つのコイル用導体は各々のハーフコイルの端
   部を順次接続することにより構成され、 同層に形成される内側コイル用導体と外側のコイル用導
   体とは、各ハーフコイルの開口側が同方向を向くように
   形成されると共に、これらのハーフコイルと同層に形成
   される中間のコイル用導体のハーフコイルは、その開口
   側が、内側、外側のコイル用導体の開口側に対向するよ
   うに、内側、外側のコイル用導体のハーフコイルの反対
   側に形成され、 内側、外側のコイル用導体のハーフコイルと、中間のコ
   イル用導体のハーフコイルとは、積層方向に交互に形成
   され、 中間のコイル用導体は、積層方向の両端部において、各
   コイル用導体で発生する磁束が同一方向となるように、
   それぞれ内側のコイル用導体および外側のコイル用導体
   に積層体内部で結線してなる ことを特徴とする積層応用部品の構造。 ２．コイル用導体と磁性体とを交互に積層してなる積層
   応用部品において、 積層体に、内側のコイル用導体と、外側のコイル用導体
   と、中間のコイル用導体とからなる３つのコイル用導体
   を内蔵し、 これらの３つのコイル用導体は各々のハーフコイルの端
   部を順次接続することにより構成され、 同層に形成される内側コイル用導体と外側のコイル用導
   体とは、各ハーフコイルの開口側が同方向を向くように
   形成されると共に、これらのハーフコイルと同層に形成
   される中間のコイル用導体のハーフコイルは、その開口
   側が、内側、外側のコイル用導体の開口側に対向するよ
   うに、内側、外側のコイル用導体のハーフコイルの反対
   側に形成され、 内側、外側のコイル用導体のハーフコイルと、中間のコ
   イル用導体のハーフコイルとは、積層方向に交互に形成
   され、 中間のコイル用導体は、積層方向の両端部において、各
   コイル用導体で発生する磁束が同一方向となるように、
   それぞれ内側のコイル用導体および外側のコイル用導体
   に積層体内部で結線し、 内側のコイル用導体と外側のコイル用導体との間にあ
   り、かつ、中間のコイル用導体の重畳する各導体の間に
   積層する非磁性体を設けた ことを特徴とする積層応用部品の構造。