JP2944898B2 - 積層型チップトランスとその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、各種電子機器において
トランスまたはインダクタとして用いられる積層型チッ
プトランスとその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】各種電子機器は小型化・ハンディ化の要
求が強く、それに使われるトランスも軽薄短小化が強く
求められている。積層型チップトランスはそうした要求
を十分満たすものとして期待されている。

【０００３】コイル導体パターンを印刷等により形成し
た磁性体シートを複数枚積層し、各磁性体シート上のコ
イル導体パターンをスルーホール等を通して電気的に接
続することにより１つまたはそれ以上のコイルを形成し
た積層型チップトランスが知られている。この種のチッ
プトランスにより構成されるトランスの磁気特性を調整
しあるいは磁気飽和を防止したりするために磁路中に非
磁性の絶縁体層を介挿させることは周知のことである。
従来の積層型チップトランスは磁性体シートとして、未
焼結のいわゆるグリーンシートを用い、組立後、一体焼
結により製作している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】グリーンシートを用い
た一体焼結による積層型チップトランスは磁気特性の調
整機能を持っていない。しかも、非磁性の絶縁体層を介
挿させた後の製造過程で特性のバラツキを生じたり、汎
用性に欠けるという欠点があった。

【０００５】したがって本発明の目的は、磁気飽和に伴
う線形範囲の調整およびインピーダンス調整が容易で、
しかも汎用性に富んだ製品を容易に提供しうる積層型チ
ップトランスとその製造方法を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明によ
る積層型チップトランスは、コイル導体パターンを形成
していない複数枚の磁性体シートを積層してなる第１の
磁性体積層部と、導体パターンを形成していない複数枚
の磁性体シートおよびコイル導体パターンを形成した複
数枚の磁性体シートを積層してなり、かつ、コイル導体
パターンを形成した磁性体シートには同心状に約３／４
ターンのコイル導体パターンが１または２以上形成され
ており、これらの磁性体シートは上下に隣接する磁性体
シートの一方のコイル導体パターンの終端と他方のコイ
ル導体パターンの始端とが対向するように順次９０°ず
つ相対位置をずらして積層され、隣接する両磁性体シー
トの一方のコイル導体パターンの終端と他方のコイル導
体パターンの始端とを他方のコイル導体パターンの始端
に形成されているスルーホールを介して導電接続するこ
との繰返しにより連続したコイルが形成された第２の磁
性体積層部とが第１の磁性体積層部と対向させて積層配
置され、その間に非磁性絶縁体層が介挿されてなるもの
である。

【０００７】

【０００８】請求項２記載の発明による積層型チップト
ランスの製造方法は、コイル導体パターンを形成してい
ない複数枚の磁性体シートを積層してなる第１の磁性体
積層部の厚さの異なるものを複数個、導体パターンを形
成していない複数枚の磁性体シートおよびコイル導体パ
ターンを形成した複数枚の磁性体シートを積層してな
り、かつ、コイル導体パターンを形成した磁性体シート
には同心状に約３／４ターンのコイル導体パターンが１
または２以上形成されており、これらの磁性体シートは
上下に隣接する磁性体シートの一方のコイル導体パター
ンの終端と他方のコイル導体パターンの始端とが対向す
るように順次９０゜ずつ相対位置をずらして積層され、
隣接する両磁性体シートの一方のコイル導体パターンの
終端と他方のコイル導体パターンの始端とを他方のコイ
ル導体パターンの始端に形成されているスルーホールを
介して導電接続することの繰返しにより連続したコイル
を形成してなる第２の磁性体積層部のコイル導体パター
ンの異なるものを複数個、および厚さの異なる非磁性絶
縁体層を複数個、それぞれに準備しておき、用途に応じ
て適切なものを選択し、それらを組合せることにより絶
縁体層を介挿した積層型チップトランスを組立てるもの
である。

【０００９】請求項３記載の発明による積層型チップト
ランスの製造方法は、第１および第２の磁性体積層部並
びに非磁性絶縁体層をグリーンの状態で準備しておき、
請求項２により適正なものを組合わせ、圧着一体化後、
焼結するものである。

【００１０】請求項４記載の発明による積層型チップト
ランスの製造方法は、請求項３に記載の製造方法におい
て、非磁性絶縁体層としてＺｎフェライトを使用するこ
とを特徴とするものである。

【００１１】請求項５記載の発明による積層型チップト
ランスの製造方法は、第１および第２の磁性体積層部を
焼結した状態で、また非磁性絶縁体シートを準備してお
き、請求項２により適正なものを組合わせた後、それら
を接着剤で固着して組立てるものである。

【００１２】

【作用】本発明のチップトランスにおいては、２つの磁
性体積層部に分割することにより、各磁性体積層部の厚
みあるいはコイル巻数を容易に調整することができ、磁
気飽和に至る磁界レベルつまり線形範囲およびインピー
ダンスを容易に可変とすることができる。

【００１３】トランスを２つの磁性体積層部に分割し、
必要に応じて各分割部分の間に非磁性絶縁体層を介挿さ
せる構造とすることにより、磁気ギャップ寸法は非磁性
絶縁体層の厚みによって容易に調整することができ、ト
ランスとして要求される特性に容易に対応することがで
きる。

【００１４】本発明の製造方法により、性能を損ったり
することなく、所望特性の積層型チップトランスを容易
に製造することができる。

【００１５】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。

【００１６】図１は本発明に係る積層型チップトランス
の第１の実施例の積層断面を示すものである。このチッ
プトランスは、最下層から順に、第１の磁性体積層部
２、非磁性絶縁体層４および第２の磁性体積層部６から
なっている。第１の磁性体積層部２は後述のコイル導体
パターンなしの磁性体シートを所望の特性値（磁気抵抗
・磁気飽和・インダクタンス）に応じて複数枚積層した
ものであって、例えば厚さは約１．０ｍｍである。非磁
性絶縁体層４の厚さは約０．１ｍｍ（＝１００μｍ）、
第２の磁性体積層部６の厚さは約２．６ｍｍであって、
外側から順に例えば１３ターン、１０ターンおよび７タ
ーンの同心配置の３組のコイルＣ１，Ｃ２およびＣ３を
備えている。磁性体積層部２，６を構成する個々の磁性
体シートは厚さ約１００μｍ（＝０．１ｍｍ）のＮｉ−
Ｚｎ系フェライトシートからなっている。しかし、場合
によっては、第１の磁性体積層部２はコイル部がないた
め低固有抵抗材が使用可能であり、例えば、高磁束密度
かつ高透磁率材であるＭｎ−Ｚｎ系フェライトを使用
し、機能改善を図ることができる。非磁性絶縁体層４
は、製造方法によって、つまり、一体化に接着方法を採
るか、焼結方法を採るかでポリエチレンテレフタレート
の薄いシート（商品名「マイラー」）か非磁性のＺｎフ
ェライトあるいはその両方を選ぶことができる。Ｚｎフ
ェライトとしては、例えば、Ｆｅ_２Ｏ_３ ４７．７ｍｏ
ｌ％、ＺｎＯ ５２．３ｍｏｌ％の組成のものを用いる
ことができる。この非磁性絶縁体層４は厚みが１００〜
２００μｍであり、厚さ、つまりは磁気ギャップ、を調
整するために介挿されているものであって、所望の特性
値（磁気抵抗・磁気飽和・インダクタンス）が得られる
ような値とする。なお、このトランスの平面寸法は、た
かだか１０×１０（ｍｍ）程度である。

【００１７】第２の磁性体積層部６は、図３に示すよう
に、コイルＣ１，Ｃ２，Ｃ３を形成するためのコイル導
体パターンとして、幅１５０〜６００μｍ、厚さ１５μ
ｍの例えば銀ペーストを印刷した都合１７枚の磁性体シ
ートＳ１〜Ｓ１７と、コイル導体パターンなしの数枚の
磁性体シートＳ１８とを磁性体シートＳ１８、Ｓ１７…
と順次積層したものからなっている。

【００１８】各磁性体シートＳ１〜Ｓ１７には図示のご
とく基本的にはほぼ３／４ターンのコイル導体パターン
が形成される。磁性体シートＳ１，Ｓ２，Ｓ１６，１７
にはそれぞれコイルＣ１用のコイル導体パターン１０，
１１，２５，２６が形成され、磁性体シートＳ３および
Ｓ１３〜Ｓ１５にはそれぞれコイルＣ１用のコイル導体
パターン１２および２２〜２４とコイルＣ２用のコイル
導体パターン３０および４０〜４２が同心的に形成さ
れ、また、磁性体シートＳ４〜Ｓ１２にはそれぞれコイ
ルＣ１用のコイル導体パターン１３〜２１と、コイルＣ
２用のコイル導体パターン３１〜３９と、コイルＣ３用
のコイル導体パターン５０〜５８とが同心的に形成され
ている。コイル導体パターン１０からコイルＣ１の第１
のコイル端子Ｔ１１が、またコイル導体パターン２６か
らコイルＣ１の第２のコイル端子Ｔ１２がシートの前方
側面に導出されている。同様に、コイル導体パターン３
０からコイルＣ２の第１のコイル端子Ｔ２１が、またコ
イル導体パターン４２からコイルＣ２の第２のコイル端
子Ｔ２２がシートの後方側面に導出されている。コイル
導体パターン５０からコイルＣ３の第１のコイル端子Ｔ
３１が、またコイル導体パターン５８からコイルＣ３の
第２のコイル端子Ｔ３２がシートの右側面に導出されて
いる。

【００１９】それぞれ隣接する磁性体シート、例えば磁
性体シートＳ１上のコイル導体パターン１０の終端に、
隣接する磁性体シートＳ２上のコイル導体パターン１１
の始端が図示していないスルーホールを介して導電接続
され、以下同様に、破線で示しているように磁性体シー
トＳ２〜Ｓ１７上のコイル導体パターン１１〜２６の隣
接するものどうしの終端および始端が電気的に接続さ
れ、コイル端子Ｔ１１，Ｔ１２を有するコイルＣ１が形
成される。全く同様にして、磁性体シートＳ３〜Ｓ１５
上のコイル導体パターン３０〜４２の隣接するものどう
しの終端および始端を電気的に接続することによって、
コイル端子Ｔ２１，Ｔ２２を有するコイルＣ２が形成さ
れる。さらに、磁性体シートＳ４〜Ｓ１２上のコイル導
体パターン５０〜５８の隣接するものどうしの終端およ
び始端を電気的に接続することによって、コイル端子Ｔ
３１，Ｔ３２を有するコイルＣ３が形成される。

【００２０】以上のようにして構成されたトランスにお
いては、端子Ｔ１１，Ｔ１２間に約１３ターンのコイル
Ｃ１が構成され、端子Ｔ２１，Ｔ２２間に約１０ターン
のコイルＣ２が構成され、端子Ｔ３１，Ｔ３２間に約７
ターンのコイルＣ３が構成される。

【００２１】図１のトランスにおいては、磁性体積層部
６のコイルの存在しない磁性体シート側は鉄心の一方の
ヨークを形成する。他方のヨークは磁性体積層部２によ
って形成される。中間に介在する非磁性絶縁体層４は磁
路中の磁気ギャップを構成する。かくして磁性体積層部
６におけるコイルＣ１，Ｃ２，Ｃ３の内周部からコイル
導体パターンを形成していない磁性体シート部分および
コイルの外周部、非磁性絶縁体層４、磁性体積層部２、
および非磁性絶縁体層４を介して磁性体積層部６のコイ
ル内周部に戻る閉磁路、またはその逆の向きの閉磁路が
形成される。

【００２２】複数枚の磁性体シートを接合するのには、
大別して２つの方法がある。１つは焼結前の磁性体シー
トいわゆるグリーンシートを所定枚数だけ順次積層し、
圧着し、焼結し、所定寸法に切断・加工して完成させる
方法である。他の方法は焼成した磁性体シートを接着剤
を用いて接合し、所定寸法に切断・加工して完成させる
方法である。いずれの方法によってもよい。

【００２３】以上のように、トランスを、第１の磁性体
積層部２、非磁性絶縁体層４および第２の磁性体積層部
６から構成することにより、それぞれの特性要素の調整
幅を大きくすることができ、したがって、トランスとし
ての特性値、例えば磁気抵抗や磁気飽和特性、インダク
タンス値などの調整が容易になり、所望の特性値のもの
を容易に得ることができる。

【００２４】図２のトランスは上下に配置された３組の
コイル（Ｃ１，Ｃ１１）、（Ｃ２，Ｃ２１）および（Ｃ
３，Ｃ３１）をコイルの中央部で分離し、そこに非磁性
絶縁体層４を介挿したものと見ることもできる。いずれ
にしても、このトランスの製作にあたっては、図３で説
明したと同様の方法で磁性体積層部６および８を製作す
ることになる。その場合、両磁性体積層部６，８は、コ
イル（コイル導体パターン）が存在する磁性体シート側
が対向するように非磁性絶縁体層４を間に介挿させて積
層配置され、コイルの存在しない磁性体シート側が鉄心
の両ヨークを形成する。各コイル例えばコイルＣ１，Ｃ
１１は、直列に接続してもよいが、両コイルで機能的に
一つのコイルとして用いることもでき、また所望の特性
に従って別々のコイルとして用いることもできる。

【００２５】このトランスにおいては、磁性体積層部６
のコイルの内周部、コイル導体パターンを形成していな
い磁性体シート部分およびコイルの外周部、非磁性絶縁
体層４、磁性体積層部８におけるコイルの外周部、コイ
ル導体パターンを形成していない磁性体シート部分、非
磁性絶縁体層４を介して磁性体積層部６のコイル内周部
に戻るか、その逆向きの閉磁路を形成することになる。

【００２６】この実施例のトランスにおいても、図１の
トランスと同様に各特性要素の調整幅を大きくすること
ができ、したがって、トランスとしての特性値（磁気抵
抗・磁気飽和特性・インダクタンス値などの調整が容易
であり、所望の特性値を容易に得ることができる。

【００２７】なお上記各実施例においてはコイルの平面
形状が四角であるものとして説明したが、本発明はそれ
に限られることなく、他の形状、例えば円形や多角形で
あってもよい。

【００２８】

【発明の効果】以上述べた本発明によれば、磁気飽和に
伴う線形範囲の調整およびインピーダンス調整が容易
で、しかも汎用性に富んだ製品を容易に提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による積層型チップトランスの一実施例
を示す側面断面図。

【図２】本発明の製造方法によって製造される積層型チ
ップトランスの他の構成例を示す側面断面図。

【図３】図１の積層型チップトランスにおける第２の磁
性体積層部の分解斜視図。

【符号の説明】

２ 第１の磁性体積層部 ４ 非磁性絶縁体層 ６ 第２の磁性体積層部 ８ 第１の磁性体積層部 Ｓ１〜Ｓ１８ 磁性体シート １０〜２６ コイル導体パターン ３０〜４２ コイル導体パターン ５０〜５８ コイル導体パターン Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３ コイル Ｃ１１，Ｃ２１，Ｃ３１ コイル Ｔ１１，Ｔ１２ コイル端子 Ｔ２１，Ｔ２２ コイル端子 Ｔ３１，Ｔ３２ コイル端子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井 口 雅 尋 東京都港区新橋５丁目36番11号 富士電 気化学株式会社内 (72)発明者 木 原 征 夫 東京都港区新橋５丁目36番11号 富士電 気化学株式会社内 (56)参考文献 実開 昭57−66515（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01F 17/00 H01F 41/04 H01F 21/06

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】コイル導体パターンを形成していない複数
   枚の磁性体シートを積層してなる第１の磁性体積層部
   と、導体パターンを形成していない複数枚の磁性体シー
   トおよびコイル導体パターンを形成した複数枚の磁性体
   シートを積層してなり、かつ、コイル導体パターンを形
   成した磁性体シートには同心状に約３／４ターンのコイ
   ル導体パターンが１または２以上形成されており、これ
   らの磁性体シートは上下に隣接する磁性体シートの一方
   のコイル導体パターンの終端と他方のコイル導体パター
   ンの始端とが対向するように順次９０゜ずつ相対位置を
   ずらして積層され、隣接する両磁性体シートの一方のコ
   イル導体パターンの終端と他方のコイル導体パターンの
   始端とを他方のコイル導体パターンの始端に形成されて
   いるスルーホールを介して導電接続することの繰返しに
   より連続したコイルが形成された第２の磁性体積層部と
   が第１の磁性体積層部と対向させて積層配置され、その
   間に非磁性絶縁体層が介挿されてなる積層型チップトラ
   ンス。
2. 【請求項２】コイル導体パターンを形成していない複数
   枚の磁性体シートを積層してなる第１の磁性体積層部の
   厚さの異なるものを複数個、 導体パターンを形成していない複数枚の磁性体シートお
   よびコイル導体パターンを形成した複数枚の磁性体シー
   トを積層してなり、かつ、コイル導体パターンを形成し
   た磁性体シートには同心状に約３／４ターンのコイル導
   体パターンが１または２以上形成されており、これらの
   磁性体シートは上下に隣接する磁性体シートの一方のコ
   イル導体パターンの終端と他方のコイル導体パターンの
   始端とが対向するように順次９０°ずつ相対位置をずら
   して積層され、隣接する両磁性体シートの一方のコイル
   導体パターンの終端と他方のコイル導体パターンの始端
   とを他方のコイル導体パターンの始端に形成されている
   スルーホールを介して導電接続することの繰返しにより
   連続したコイルを形成してなる第２の磁性体積層部のコ
   イル導体パターンの異なるものを複数個、および厚さの
   異なる非磁性絶縁体層を複数個、 それぞれに準備しておき、用途に応じて適切なものを選
   択し、それらを組合せることにより絶縁体層を介挿した
   積層型チップトランスを組立てる積層型チップトランス
   の製造方法。
3. 【請求項３】第１および第２の磁性体積層部並びに非磁
   性絶縁体層をグリーンの状態で準備しておき、請求項２
   により適正なものを組合わせ、圧着一体化後、焼結する
   積層型チップトランスの製造方法。
4. 【請求項４】非磁性絶縁体層としてＺｎフェライトを使
   用することを特徴とする請求項３に記載の積層型チップ
   トランスの製造方法。
5. 【請求項５】第１および第２の磁性体積層部を焼結した
   状態で、また非磁性絶縁体シートを準備しておき、請求
   項２により適正なものを組合わせた後、それらを接着剤
   で固着して組立てる積層型チップトランスの製造方法。