JP3139368B2 - 積層コモンモードチョークコイル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、積層コモンモード
チョークコイルに関し、特に、ノーマルモードのインピ
ーダンスの絶対値を低下させた積層コモンモードチョー
クコイルの構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、コモンモードチョークコイルの一
種として、コイル形状を有する金属薄膜パターンを磁性
体基板で挟持した構造を有する積層コモンモードチョー
クコイルがある。このような積層コモンモードチョーク
コイルの二つの例が、例えば特開平４−３６４７０９号
公報に示されている。当該公報に開示された積層コモン
モードチョークコイルは、フォトリソグラフィなどの薄
膜プロセスを用い、１次コイル及び２次コイル導体を絶
縁層を介して厚み方向に複数層重ね合わせて形成されて
いる。このような積層構造において、絶縁層は薄膜プロ
セスを用いて形成されるため、その膜厚を薄くすること
ができる。このため、絶縁層を介して対向する１次コイ
ル導体及び２次コイル導体の距離を短くすることがで
き、これによって結合係数を高め、コモンモードノイズ
に対して高いインピーダンスを有するように構成されて
いる。この結果、優れたコモンモードノイズ除去性能を
発揮する積層コモンモードチョークコイルを得ている。

【０００３】ところが、例えば当該公報の図５に示され
るような積層コモンモードチョークコイルは、ノーマル
モード信号に対し、その波形を変えてしまうという問題
があった。この原因としては、１次コイルと２次コイル
のターン数（巻数）に差があり、このために両コイル間
の磁気的バランスが崩れることが影響していた。

【０００４】このため、当該公報の図１に開示された積
層コモンモードチョークコイルでは、１次コイルと２次
コイルとの巻数が等しくなるようにコイル形状を調整し
ている。このような積層コモンモードチョークコイルの
外観形状を図５に示す。図示の積層コモンモードチョー
クコイル５０は、１次コイル及び２次コイルの巻数を等
しくさせた結果、１次コイルの入出力用の外部電極５
１，５２と、２次コイルの入出力用の外部電極５３，５
４とが互いにチップの対角線上に配置されている。この
ような外部電極の配置構造では、この積層コモンモード
チョークコイルを実装して使用する場合、１次コイルに
接続すべき配線と２次コイルに接続すべき配線とを互い
に対角線上の位置にまで引き回す必要があるため、実装
上、配線パターンが複雑化するという問題がある。

【０００５】そこで、上記１次／２次コイルの巻数を同
等にし、かつ１次コイル側及び２次コイル側の各々の外
部電極をチップの同じ側に整列させた積層コモンモード
チョークコイルが考案された。図６は、このような構造
を有する従来の積層コモンモードチョークコイルの分解
斜視図であり、図７は、１次コイル及び２次コイルのパ
ターン形状を示す平面構造図であり、図８は、図６中の
切断線Ｙ−Ｙに沿う方向からの断面構造図である。

【０００６】図６〜図８を参照して、積層コモンモード
チョークコイル１０は、一対の磁性体基板１１，１７の
間に複数の絶縁層１３Ａ，１３，１５を積層して構成さ
れている。絶縁層１３Ａと絶縁層１３との間には、金属
薄膜からなる１次コイル電極１２ａが形成されている。
１次コイル電極１２ａの一端は外部電極３ａに接続さ
れ、他端は第１スルーホール電極２３ａ，２５ａとの接
続点２２ａに接続されている。

【０００７】また、２次コイル電極１４ｂは、２つの絶
縁層１３，１５の間に形成されている。２次コイル電極
１４ｂの一端は外部電極２ｂに接続され、他端は、第２
スルーホール電極２５ｂとの接続点２４ｂに接続されて
いる。

【０００８】さらに、絶縁層１５と磁性体基板１７との
間には、１次コイル電極用の引き出し電極１６ａと、２
次コイル電極用の引き出し電極１６ｂが形成されてい
る。１次コイル電極用引き出し電極１６ａは、第１スル
ーホール電極２３ａ,２５ａとの接続点２６ａと外部電
極４ａとの間に接続されている。また、２次コイル電極
用引き出し電極１６ｂは第２スルーホール電極２５ｂと
の接続点２６ｂと外部電極５ｂとの間に接続されてい
る。

【０００９】この積層コモンモードチョークコイル１０
では、１次コイル電極１２ａの巻数は約２Ｔ（ター
ン）、２次コイル電極１４ｂの巻数は２・１／８Ｔとほ
ぼ等しく設定されている。また、１次コイル電極用の外
部電極３ａ，４ａと２次コイル電極用の外部電極２ｂ，
５ｂとは、各々直方体状のチップの同一側面側に露出す
るように設けられている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、積層コ
モンモードチョークコイルにおいては、ノーマルモード
信号の波形変化を防止する観点からは、１次コイルと２
次コイルとの磁気的なバランスを保つことが重要であ
る。このため、図６〜図８に示す従来の積層コモンモー
ドチョークコイルでは、１次コイル電極と２次コイル電
極の巻数がほぼ等しくなるように工夫している。

【００１１】しかしながら、図７に示すように、１次コ
イル電極と２次コイル電極との巻数を等しくするように
コイルパターンを設定した結果、スルーホール電極２３
ａ，２５ｂの近傍において、１次コイル電極１２ａと２
次コイル電極２４ｂとが互いに重なり合わない部分が構
成されている。この１次及び２次コイル電極１２ａ，１
４ｂが重なり合わない部分では、コイル間の磁気的結合
が弱くなり、ノーマルモード信号に対するインピーダン
スが高くなるという問題が生じた。

【００１２】本発明の目的は、一対のコイル電極間の磁
気的な結合性を向上させ、ノーマルモードにおけるイン
ピーダンスを低下させることができる積層コモンモード
チョークコイルを提供することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明による積層コモン
モードチョークコイルは、一対の磁性体基板の間に複数
の絶縁層を挟持してなる積層体の厚み方向において互い
に異なる層にかつ絶縁層を介して対向されている第１及
び第２コイル電極を形成するとともに、積層体の端部に
第１〜第４外部電極を形成し、第１及び第２コイル電極
の一端が、各々第１及び第３外部電極に接続され、他端
が、各々第１及び第２スルーホール電極を介して第２及
び第４外部電極に接続された積層コモンモードチョーク
コイルであり、第１コイル電極及び第２コイル電極は、
スパイラル形状に形成されており、さらに、第１コイル
電極は、第１外部電極との接続部から延び、最初に第２
コイル電極と重複する位置から第２スルーホール電極に
達する位置まで、第２コイル電極と重複する形状に形成
されており、前記第１、第２スルーホール電極は前記絶
縁層内に形成されており、前記第１，第２スルーホール
電極と第２，第４外部外部電極とを電気的に接続してお
り、かつ前記磁性体層の前記絶縁層側の面に形成されて
いる第１，第２引き出し電極をさらに備えることを特徴
としている。

【００１４】本発明のより具体的な局面において、積層
コモンモードチョークコイルは、一対の第１及び第２磁
性体基板と、第１及び第２磁性体基板の間に積層された
第１及び第２絶縁層を有する直方体形状の積層体と、第
１磁性体基板と第１絶縁層の間に形成された第１コイル
電極及び第１コイル電極の一端に接続された第１外部電
極と、第２絶縁層と第２磁性体基板との間に形成され、
その一端が第１コイル電極の他端と電気的に接続された
第１引き出し電極、及び該第１引き出し電極の他端に接
続された第２外部電極と、第１絶縁層と第２絶縁層との
間に形成された第２コイル電極及び第２コイル電極の一
端に接続された第３外部電極と、第２絶縁層と第２磁性
体基板との間に形成され、その一端が第２コイル電極の
他端と電気的に接続された第２引き出し電極と、該第２
引き出し電極の他端に接続された第４外部電極と、第１
及び第２絶縁層の内部に形成され、第１コイル電極の他
端と第１引き出し電極の一端とを接続する第１スルーホ
ール電極と、第２絶縁層の内部に形成され、第２コイル
電極の他端と第２引き出し電極の一端とを接続する第２
スルーホール電極とを備えている。そして、第１及び第
２外部電極は、その一部が積層体の第１の側面に露出す
る位置に形成され、第３及び第４外部電極は、その一部
が積層体の第１の側面に対向する第２の側面に露出する
位置に形成されており、第１コイル電極は、第１外部電
極から第１スルーホール電極に向かってスパイラル形状
に形成されており、第２コイル電極は、第３外部電極か
ら第２スルーホール電極に向かってスパイラル形状に形
成されている。さらに、第１コイル電極のスパイラル形
状は、第１外部電極から延び、最初に第２コイル電極と
重複する位置から第２スルーホール電極に達する位置ま
で第２コイル電極と重複するように構成されていること
を特徴としている。

【００１５】また、本発明の限定された局面による積層
コモンモードチョークコイルでは、第１コイル電極が、
第２スルーホール電極上を通過した位置から第１スルー
ホール電極に達する位置まで直線状に形成されているこ
とを特徴としている。

【００１６】作用 本発明による積層コモンモードチョークコイルにおける
第１コイル電極と第２コイル電極のスパイラル形状によ
れば、１次コイル電極と２次コイル電極のスパイラル形
状が、従来の形状、すなわち図７に示す形状に比べ、第
２スルーホール電極近傍の１次及び２次コイル電極の重
なり領域が増加している。このため、絶縁層を介して対
向する１次コイル電極と２次コイル電極との重複部分が
増大することにより、両コイル間の磁気的結合が向上
し、その結果ノーマルモード信号に対するインピーダン
スが低下する。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の一実施例につき図面を参照し
つつ説明することにより、本発明を明らかにする。

【００１８】図１は、本発明の実施例による積層コモン
モードチョークコイルの分解構造斜視図であり、図２
は、１次コイル電極及び２次コイル電極の平面パターン
を示す平面構造図であり、さらに図３は、図１中の切断
線Ｘ−Ｘに沿う方向からの断面構造図である。

【００１９】図１及び図３を参照して、積層コモンモー
ドチョークコイル３０は、一対の磁性体基板３１，３７
と、その間に積層された複数の絶縁層３３Ａ，３３，３
５の積層体から構成されている。

【００２０】磁性体基板３１，３７は、粉末成形により
作製されたＮｉ−Ｚｎ系フェライト基板から構成され
る。また、絶縁層３３，３５は、例えばポリイミドから
なる膜厚５μｍの絶縁薄膜から構成される。さらに、絶
縁層３３Ａは、例えばポリイミドからなる膜厚１５μｍ
の絶縁薄膜から構成される。

【００２１】１次コイル電極３２は、磁性体基板３１表
面上にスパッタ法により形成された膜厚１〜１０μｍの
Ａｇ膜をフォトリソグラフィによりスパイラル形状にパ
ターニングして形成されている。１次コイル電極３２の
一端は、同時にパターニングされた１次コイル用の第１
外部電極４０ａに接続され、他端は絶縁層３３，３５を
貫通するスルーホール内に形成された第１スルーホール
電極３８に接続されている。

【００２２】また、第２コイル電極３４は、絶縁層３３
（３５）の表面上にスパッタ法により形成された膜厚１
〜１０μｍのＡｇ膜をフォトリソグラフィによりスパイ
ラル形状にパターニングして形成されている。第２コイ
ル電極３４の一端は、同時にパターニングされた２次コ
イル用の第３の外部電極４１ａに接続され、また他端
は、絶縁層３５中に形成されたスルーホールの内部に形
成された第２スルーホール電極３９に接続されている。

【００２３】さらに、磁性体基板３７の表面にはＡｇの
薄膜パターンからなる第１及び第２引き出し電極３６
ａ，３６ｂが形成されている。第１引き出し電極３６ａ
は、その一端が第１スルーホール電極３８の端部３８ｂ
に接続され、他端が１次コイル用の第２外部電極４０ｂ
に接続されている。また、第２引き出し電極３６ｂは、
その一端が第２スルーホール電極３９の端部３９ｂに接
続され、他端が２次コイル用の第４外部電極４１ｂに接
続されている。

【００２４】そして、一対の磁性体基板３１，３７、絶
縁層３３Ａ，３３，３５及び１次コイル電極３２、２次
コイル電極３４及び引き出し電極３６ａ，３６ｂは、図
１に示す順にポリイミド接着剤により接着して積層され
ている。積層コモンモードチョークコイルは、多数の素
子が形成された積層基板からダイシングによりチップサ
イズに分割されて形成され、その両側部端面の一方に
は、１次コイル用の第１及び第２外部電極４０ａ，４０
ｂが露出し、他方には２次コイル用の第３外部電極４１
ａ、及び第４外部電極４１ｂが露出している。

【００２５】次に、１次コイル電極３２と２次コイル電
極３４のスパイラル形状について図２を参照して説明す
る。この１次コイル電極３２と２次コイル電極３４とは
絶縁層３３を介在して互いに対向している。図２に示す
ように、１次コイル電極３２は、図中Ａ点からＢ、Ｃ・
・・Ｋ点を経てＬ点までスパイラル状に形成され、Ｌ点
において第１スルーホール電極３８に接続されている。

【００２６】また、２次コイル電極は、ほぼＢ点から延
び、Ｃ、Ｄ・・・Ｊ点を経てＫ点において第２スルーホ
ール電極３９に接続されている。そして、１次コイル電
極３２と２次コイル電極３４は、Ｂ点からＫ点に至る部
分が紙面垂直方向において重複して形成されている。

【００２７】また、Ｋ点からＬ点に至る間は、１次コイ
ル電極３２のみが形成されている。このＫ点とＬ点との
間はできる限り短く形成することが好ましい。従って、
このＫ点とＬ点の間の距離は、第１スルーホール電極３
８と第２スルーホール電極３９のプロセス上の制約を満
たす限り短い距離に形成されることが好ましい。

【００２８】このような１次／２次コイル電極のスパイ
ラル形状は、例えば図７に示す従来のスパイラル形状に
比べて、スルーホール電極近傍での１次／２次コイル電
極の重なり部分が増大されている。このために、従来こ
の領域で磁気的結合が弱まり、ノーマルモード信号に対
するインピーダンスが増大する現象が生じたのに対し、
本発明においては、ノーマルモード信号に対するインピ
ーダンスを従来のものに比べて低減することができた。
その改善されたインピーダンス特性を図４に示す。横軸
はノーマルモード信号の周波数ｆを示し、縦軸はそのイ
ンピーダンスの絶対値｜Ｚ｜を示している。図４から明
らかなように、本発明による積層コモンモードチョーク
コイルは、ノーマルモード信号の全ての周波数域に亘っ
て、従来のものに比べてインピーダンスが低下してい
る。これによって、ノーマルモード信号の波形の変動を
防止することができる。

【００２９】

【発明の効果】以上のように、本発明による積層コモン
モードチョークコイルは、１次コイル電極のスパイラル
形状と、２次コイル電極のスパイラル形状とをほぼ同一
形状に形成することによって両コイル間の重複領域を増
大させるように構成したことにより、両コイル間の磁気
結合を向上させ、ノーマルモード信号に対するインピー
ダンスを低下させることによってノーマルモード信号に
対する信号波形の変動が少なく、かつコモンモードノイ
ズの除去特性に優れた積層コモンモードチョークコイル
を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例による積層コモンモードチョー
クコイルの分解構造斜視図。

【図２】図１に示す積層コモンモードチョークコイルの
１次／２次コイル電極のスパイラル形状を示す平面構造
図。

【図３】図１中の切断線Ｘ−Ｘに沿った方向からの断面
構造図。

【図４】図１に示す積層コモンモードチョークコイルの
インピーダンス特性を示す特性図。

【図５】従来の一例による積層コモンモードチョークコ
イルの外観斜視図。

【図６】従来の他の例による積層コモンモードチョーク
コイルの分解構造斜視図。

【図７】図６に示す積層コモンモードチョークコイルの
１次／２次コイル電極のスパイラル形状を示す平面構造
図。

【図８】図６中における切断線Ｙ−Ｙに沿った方向から
の断面構造図。

【符号の説明】

３０…積層コモンモードチョークコイル ３１，３７…磁性体基板 ３２…１次コイル電極 ３３Ａ，３３，３５…絶縁層 ３４…２次コイル電極 ３６ａ，３６ｂ…第１及び第２引き出し電極 ３８…第１スルーホール電極 ３９…第２スルーホール電極 ４０ａ…第１外部電極 ４０ｂ…第２外部電極 ４１ａ…第３外部電極 ４１ｂ…第４外部電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01F 17/00,27/28 H01F 37/00,41/04

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対の磁性体基板の間に複数の絶縁層を
   挟持してなる積層体の厚み方向において互いに異なる層
   にかつ絶縁層を介して対向されている第１及び第２コイ
   ル電極を形成するとともに、前記積層体の端部に第１〜
   第４外部電極を形成し、前記第１及び第２コイル電極の
   一端が、各々前記第１及び第３外部電極に接続され、他
   端が、各々第１及び第２スルーホール電極を介して前記
   第２及び第４外部電極に接続された積層コモンモードチ
   ョークコイルにおいて、 前記第１コイル電極及び前記第２コイル電極は、スパイ
   ラル形状に形成されており、 さらに、前記第１コイル電極は、前記第１外部電極との
   接続部から延び、最初に前記第２コイル電極と重複する
   位置から前記第２スルーホール電極に達する位置まで、
   前記第２コイル電極と重複する形状に形成されており、 前記第１、第２スルーホール電極は前記絶縁層内に形成
   されており、前記第１，第２スルーホール電極と第２，
   第４外部外部電極とを電気的に接続しており、かつ前記
   磁性体層の前記絶縁層側の面に形成されている第１，第
   ２引き出し電極をさらに備える ことを特徴とする、積層
   コモンモードチョークコイル。
2. 【請求項２】 前記第１コイル電極は、前記第２スルー
   ホール電極上を通過した位置から前記第１スルーホール
   電極に達する位置まで直線状に形成されていることを特
   徴とする、請求項１に記載の積層コモンモードチョーク
   コイル。