JP4192604B2

JP4192604B2 - Coil parts

Info

Publication number: JP4192604B2
Application number: JP2003011250A
Authority: JP
Inventors: 勝治松田; 正彦川口
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2003-01-20
Filing date: 2003-01-20
Publication date: 2008-12-10
Anticipated expiration: 2023-01-20
Also published as: JP2004228144A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタル機器のノイズ除去に使用されるコモンモードチョークコイルあるいはインダクタ等のコイル部品に関する。
【０００２】
【従来の技術】
デジタル機器のノイズ除去に用いられる電子部品として、インダクタやコモンモードチョークコイルが１つのチップ内に複数形成された、いわゆるアレイタイプのものが広く利用されている。アレイタイプとすることで、インダクタやコモンモードチョークコイルの高密度実装が可能となるが、近年、このようなアレイタイプのコイル部品に対して、益々小型化が要望されるようになっている。
【０００３】
アレイタイプのコイル部品の例としては、特開平８−１３８９３７号公報に示すコモンモードチョークコイルアレイがある。前記コモンモードチョークコイルアレイは、絶縁性体層とコイル導体層の積層により、２つのコイルが磁気的に結合したいわゆるバイファイラ構造のコモンモードチョークコイルが形成され、前記コモンモードチョークコイルが前記積層方向と垂直な方向に２つ配置されることによりアレイタイプのコイル部品を構成するものである。アレイタイプとすることでコモンモードチョークコイルの高密度実装が可能である。
【０００４】
図４は、このような構造のコモンモードチョークコイルアレイの例（上面図）である。コイル２０ａ及びコイル２０ｂは、それぞれ異なるコモンモードチョークコイルを構成し、積層方向と垂直な方向に互いに隣接している。
【０００５】
また、他の例として、特開平１１−１６７３８号公報に示すチップインダクタアレイがある。前記チップインダクタアレイは、複数のコイル素子が磁気遮蔽金属部材を介して積層方向に積み重ねされるタイプのものである。このチップインダクタアレイは、複数のコイル素子が積層シートの面方向に隣接して配置される構造に比べ、積層シートの面方向でコイルが占める面積を広くとることができる。
【０００６】
【特許文献１】
特開平８−１３８９３７号公報
【特許文献２】
特開平１１−１６７３８号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
図４に示すように、前記コイル２０ａとコイル２０ｂの間で、互いに近接かつ対向しあうコイル導体辺が平行に配置される。このとき、コイル２０ａにおいてコイル２０ｂに近接するコイル導体辺に流れる電流がつくる磁束２１が、コイル２０ｂに達することにより、両コイル間でクロストークが発生する。このクロストークは信号の伝達、及びノイズ除去にとって有害であり、これを回避するためには、前記両コイル間の距離を離す必要がある。このため、チップ内でコイルパターンが占有できる面積が狭くなり、コイルが取得できるインダクタンス、インピーダンスが低く制限されるという問題があった。
【０００８】
一方、特開平１１−１６３７８号公報に示されるチップインダクタアレイは、コイル間に磁束を遮蔽する層が形成されることにより、互いに隣接しあうコイル間で及ぼし合う磁気的な影響を低減できるが、各コイルがつくる磁束が遮蔽されるため、特性劣化が避けられない。
【０００９】
本発明では、上述の問題を解決することにより、複数のコイルを備えたアレイタイプのコイル部品において、小型化による特性の低下を防ぐことが可能な構造を実現することを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を達成するため、本発明のコイル部品は、絶縁体層が積層されてなる積層体の内部で複数のコイルが前記積層方向と垂直な方向に隣接して配置され、前記コイルは直線状導体より構成される略うず形状または略らせん形状を有し、隣接しあう前記コイル間において、前記絶縁体層の同一面上で近接かつ対向しあう前記直線状導体が、その延長線上で略直交することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明のコイル部品は、絶縁体層が積層されてなる積層体の内部で複数のコイルが前記積層方向に配置されてなるコモンモードチョークコイルが、前記積層方向と垂直な方向に複数隣接して配置され、前記コイルは直線状導体より構成される略うず形状または略らせん形状を有し、隣接しあう前記コモンモードチョークコイル間において、前記絶縁体層の同一面上で近接かつ対向しあう前記直線状導体が、その延長線上で略直交することを特徴とする。
【００１２】
このような構成とすることで、互いに隣接しあう一方のコイルに流れる電流により生じた磁束のうち、他方のコイルに到達する磁束が低減するため、両コイル間のクロストークの低減によりコイル部品の性能が向上する。また、クロストークの低減により隣接しあうコイル間の距離を縮めることが可能となるため、コイルが占有する面積を広くとれ、コイル部品の特性が向上する。
【００１３】
また、前記絶縁体層が非磁性体よりなり、前記積層体の積層方向の両端に磁性体層が形成されることを特徴とする。
【００１４】
このような構成とすることで、前記コイルは略閉磁路構造の内部に配置されるため、コイルのインダクタンス、インピーダンスが向上する。また、コモンモードチョークコイルを構成するコイル間で、高い結合度が得られる。
【００１５】
また、前記コイル部品において、近接かつ対向しあう前記直線状導体が、前記各コイルにおいて、中央で略直角に屈曲した「く」の字型の形状を構成することを特徴とする。
【００１６】
このような構成とすることで、前記コイルの巻軸に垂直な面上で前記コイルが占有する面積を広くとれるため、コイル部品の性能が向上する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１〜図３に基づき説明する。
【００１８】
図１は、本発明の一実施の形態によるコイル部品の外観斜視図である。図２は、前記コイル部品の分解斜視図である。また、図３は、前記コイル部品の上面図である。前記コイル部品は、一つのチップ内に二つのコモンモードチョークコイルを備えたコモンモードチョークコイルアレイである。
【００１９】
図１に示すように、コモンモードチョークコイルアレイ１は、回路積層体（図示せず）が磁性体基板２ａ及び磁性体基板２ｂに挟み込まれた構造の部品素体の外表面に、外部電極３ａ〜３ｈが形成されたものである。
【００２０】
図２に示すように、前記回路積層体は非磁性の絶縁体層４ａ〜４ｅと接着層５が積層されてなる。
【００２１】
絶縁体層４ｂ上にはコイル導体６ａ〜６ｆが、絶縁体層４ｃ上にはコイル導体６ｇ、６ｈが、絶縁体層４ｄ上にはコイル導体６ｉ〜６ｎが、絶縁体層４ｅ上にはコイル導体６ｏ、６ｐがそれぞれ形成される。
【００２２】
前記コイル導体６ａの一方の端部は絶縁体層４ｂ上に形成されたスルーホール８を介して絶縁体層４ｃ上のコイル導体６ｇの途上に接続され（二点鎖線参照）、他方の端部は絶縁体層４ｂの片側縁に形成された引き出し部７ａに接続される。また、コイル導体６ｂの両端は絶縁体層４ｂに形成されたスルーホール８を介してコイル導体６ｇの途上にそれぞれ接続される（二点鎖線参照）。また、コイル導体６ｃの一方の端部は絶縁体層４ｂに形成されたスルーホール８を介してコイル導体６ｇの途上に接続される（二点鎖線参照）。前記コイル導体６ｃの他方の端部は、絶縁体層４ｂの片側縁に形成された引き出し部７ｂに接続されるとともに、スルーホール８を介して絶縁体層４ｃの片側縁に形成された引き出し部７ｆに接続される（二点鎖線参照）。また、コイル導体６ｃの途上に接して形成されたスルーホール接続用パッド９ａと、コイル導体６ｇの途上に接して形成されたスルーホール接続用パッド９ｃが、絶縁体層４ｂに形成されたスルーホール（図示せず）を介して接続される（二点鎖線参照）。また、コイル導体６ｇの一方の端部に接続するように、引き出し部７ｅが形成される。
【００２３】
このようにコイル導体６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｇは計６ヶ所のスルーホールを介して接続され、図３に示すコイル１０ａを構成する。そして、前記引き出し部７ａ、７ｅは図３に示す外部電極３ｃに接続され、前記引き出し部７ｂ、７ｆは外部電極３ｄに接続される。
【００２４】
前記コイル１０ａは、絶縁体層４ｂ上に形成されたコイルと、絶縁体層４ｃ上に形成されたコイルが、近接するスルーホール間で導体の一部を共有しつつ、外部電極間で並列接続された構造を有する（図５の模式図を参照）ため、コイルが一つである場合に比べてコイル導体の断面積が２倍となり導体抵抗が低減し、特性が向上する。さらに、絶縁体層４ｂ上のコイル導体６ａ〜６ｃと絶縁体層４ｃ上のコイル導体６ｇが近接して配置されることで上下層のコイルが結合し、インダクタンスの低下も抑えられる。なお、このような上下層のコイル間の結合を得るには、絶縁体層４ｂの厚みが１〜３μｍであることが好ましい。
【００２５】
上述と同様に、コイル導体６ｄ、６ｅ、６ｆ、６ｈが、絶縁体層４ｂに形成された計６箇所のスルーホール、コイル導体６ｆの途上に接して形成されるスルーホール接続用パッド９ｂ及びコイル導体６ｈの途上に接して形成されるスルーホール接続用パッド９ｄを介して互いに接続され、図３に示すコイル１０ｂを構成する。そして、コイル導体６ｄ、６ｈにそれぞれ接続する引き出し部７ｃ、７ｇが図３に示す外部電極３ｅに接続され、コイル導体６ｆに接続する引き出し部７ｄ、７ｈが外部電極３ｆに接続される。
【００２６】
また、コイル導体６ｉ、６ｊ、６ｋ、６ｏが、絶縁体層４ｄに形成された計６箇所のスルーホール、コイル導体６ｋに接して形成されるスルーホール接続用パッド９ｅ及びコイル導体６ｏに接して形成されるスルーホール接続用パッド９ｇを介して互いに接続され、図３に示すコイル１０ｃを構成する。そして、コイル導体６ｉ、６ｏにそれぞれ接続する引き出し部７ｉ、７ｍが図３に示す外部電極３ａに接続され、コイル導体６ｆに接続する引き出し部７ｊ、７ｎが外部電極３ｂに接続される。
【００２７】
また、コイル導体６ｌ、６ｍ、６ｎ、６ｐが、絶縁体層４ｄに形成された計６箇所のスルーホール、コイル導体６ｎに接して形成されるスルーホール接続用パッド９ｆ及びコイル導体６ｐに接して形成されるスルーホール接続用パッド９ｈを介して互いに接続され、図３に示すコイル１０ｄを構成する。そして、コイル導体６ｌ、６ｐにそれぞれ接続する引き出し部７ｋ、７ｏが図３に示す外部電極３ｇに接続され、コイル導体６ｎに接続する引き出し部７ｌ、７ｐが外部電極３ｈに接続される。
【００２８】
前記コイル１０ｂ、１０ｃ、１０ｄは、上述したコイル導体１０ａと同様、上下の絶縁体層にそれぞれ形成されたの２つのコイルが導体の一部を共有つつ並列接続された構造を有する。
【００２９】
そして、前記コイル１０ａと前記コイル１０ｃは、積層方向に近接して配置されることにより電磁気的に結合し、第一のコモンモードチョークコイルを構成する。また、前記コイル１０ｂと前記コイル１０ｄも、積層方向に近接して配置されることにより電磁気的に結合し、第二のコモンモードチョークコイルを構成する。そして、前記第一のコモンモードチョークコイルと第二のコモンモードチョークコイルは、積層方向と垂直な方向に隣接して配置される。このようにして、コモンモードチョークコイルアレイ１が構成される。
【００３０】
上述のコモンモードチョークコイルアレイ１において、各絶縁体層４ｂ〜４ｅに形成されるコイル導体の形状は、他のコイル導体と共用する部分及び引き出し部を除いて、同一の形状を有している。その形状は図３に示されるコイル１０ａ（１０ｃ）、コイル１０ｂ（１０ｄ）の通りであって、直線状導体より構成された略うず形状かつ略５角形状を有する。そして、コイル１０ａとコイル１０ｂの間で、互いに近接かつ対向しあう直線状導体が、その延長線上で略直交するように形成される。すなわち、略５角形状のコイル１０ａを構成する辺Ａの延長線と、同じく略５角形状のコイル１０ｂを構成する辺Ｃの延長線が略直交し、コイル１０ａの辺Ｂの延長線が、コイル１０ｂの辺Ｄの延長線と略直交する。そして、コイル導体１０ａにおける辺Ａと辺Ｂ、またはコイル導体１０ｂにおける辺Ｃと辺Ｄが、それぞれ中央で略直角に屈曲した「く」の字型の形状を構成する。
【００３１】
このように、コイル１０ａとコイル１０ｂ間で互いに近接かつ対向しあう導体部がその延長線上で略直交するように配置されることで、一方のコイルに流れる電流により生じた磁束のうち、他方のコイルに到達する磁束が低減する。つまり、前記コイル１０ａの辺Ａ、Ｂを流れる電流により生じる磁束１１が、コイル１０ｂの辺Ｃ、Ｄに到達することが防止される。これにより、コイル１０ａとコイル１０ｂ間のクロストークが低減され、コモンモードチョークコイルアレイ１の性能が向上する。
【００３２】
また、クロストークの低減によりコイル１０ａとコイル１０ｂの間の距離を縮めることができるため、コイル導体の形状を略５角形とした場合でもコイルの占有面積を低下させずにすむ。このため、コモンモードチョークコイルアレイの特性が向上する。
【００３３】
さらに、本実施形態のように、互いに隣接しあうコイル間で、互いに近接かつ対向しあう直線状導体が、中央で略直角に屈曲した「く」の字型の形状を構成することが好ましい。このような構成とすることにより、前記コイルの巻軸に垂直な面上で前記コイルが占有する面積をより広くとることができ、コイル部品の性能が向上する。
【００３４】
また、前記コモンモードチョークコイルアレイ１は、各コモンモードチョークコイルが非磁性層の内部に形成されるとともに、前記非磁性層が磁性体層により上下から挟み込まれている。このような構成とすることで、前記両コイルは略閉磁路構造中に配置されるため、コイルのインダクタンス、インピーダンスが向上するとともに、前記両コイル間で、高い結合度が得られる。なお、このようにコモンモードチョークコイルを上下から磁性体層で挟み込む構造とする場合、本実施形態のように複数のコモンモードチョークコイルが積層方向に垂直な方向に隣接して配置されることが好ましい。これは、コモンモードチョークコイルが積層方向に積み重ねられると、前記コモンモードチョークコイルを上下から挟む磁性体層間の距離が広がってしまうため、上述したコモンモードチョークコイルを構成するコイル間の高結合を得にくいためである。
【００３５】
また、上述の実施形態では、コモンモードチョークコイルアレイの１つのチップに２個のコモンモードチョークコイルを内蔵しているが、コモンモードチョークコイルの個数は３個以上であってもよい。
【００３６】
次に、コモンモードチョークコイルアレイ１の製造方法について、図２に基づき説明する。
【００３７】
まず、フェライトよりなる磁性体基板２ｂ上に、ポリイミド樹脂がスピンコート工法により塗布された後、熱硬化され、絶縁体層４ｅが形成される。なお、上述の工程を含む積層工程において、複数のチップが同時に形成される。
【００３８】
ここで、前記磁性体基板の材料としては、上述のように高周波特性に優れるフェライトが好ましい。また、後述するフォトリソ工程を精度良く行うため、前記磁性体基板は表面粗さ０．５μｍ以下に研磨されていることが望ましい。
【００３９】
また、絶縁体層の材料としては、上述のポリイミド樹脂の他に、エポキシ樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂等の樹脂、ＳｉＯ₂等よりなるガラス、ガラスセラミックスあるいはこれらの材料の混合物等が用いられる。また、必要に応じてこれらの材料に感光性機能が付加されたものが用いられる。
【００４０】
その後、絶縁体層４ｅ上にフォトリソ工法によりコイル導体６ｏ、６ｐ、引き出し部７ｍ〜７ｐ及びスルーホール接続用パッド９ｇ、９ｈが形成される。すなわち、前記絶縁体層４ｅ上にスパッタ法等によりＡｇからなる導体層が形成され、その上に感光性レジストが塗布される。次に、前記感光性レジスト層上に所定形状のパターンを有するマスクが設置され露光処理される。次に、現像処理によりレジスト層にパターンが形成された後、前記パターンの非形成領域に露出した導体がエッチング処理により除去される。その後、レジスト層が除去され、所定の導体パターンが形成される。
【００４１】
なお、コイル導体等の材料としては、上述のＡｇの他、Ｐｄ、Ｃｕ、Ａｌあるいはこれらの合金等が用いられる。また、絶縁体層とコイル導体等の材料の組み合わせは、加工性、密着性等を考慮し選択される。
【００４２】
次に、前記コイル導体６ｏ、６ｐ等が形成された絶縁体層４ｅ上に、感光性ポリイミド樹脂が塗布され、乾燥後、フォトリソ工法（露光及び現像処理）により、所定の位置にスルーホール８が形成される。その後熱硬化処理され、絶縁体層４ｄが形成される。
【００４３】
次に、絶縁体層４ｄ上にフォトリソ工法によりコイル導体６ｉ〜６ｎ、引き出し部７ｉ〜７ｌ及びスルーホール接続用パッド９ｅ、９ｆが形成される。前記コイル導体６ｉ〜６ｎ、引き出し部７ｊ、７ｌ及びスルーホール接続用パッド９ｅ、９ｆは前記スルーホール８を介して絶縁体層４ｅ上のコイル導体６ｏ、６ｐ、引き出し部７ｎ、７ｐ及びスルーホール接続用パッド９ｇ、９ｈと接続される。
【００４４】
次に、前記コイル導体６ｉ〜６ｎ等が形成された絶縁体層４ｄ上に、ポリイミド樹脂が塗布された後、熱硬化され、絶縁体層４ｃが形成される。
【００４５】
次に、絶縁体層４ｃ上に上述と同様のフォトリソ工法によりコイル導体６ｇ、６ｈ、引き出し部７ｅ〜７ｈ及びスルーホール接続用パッド９ｃ、９ｄが形成される。
【００４６】
次に、前記コイル導体６ｇ、６ｈ等が形成された絶縁体層４ｃ上に、感光性ポリイミド樹脂が塗布され、上述と同様のフォトリソ工法により所定の位置にスルーホール８を有する絶縁体層４ｂが形成される。
【００４７】
次に、絶縁体層４ｂ上にフォトリソ工法によりコイル導体６ａ〜６ｆ、引き出し部７ａ〜７ｄ及びスルーホール接続用パッド９ａ、９ｂが形成される。前記コイル導体６ａ〜６ｆ、引き出し部７ｂ、７ｄ及びスルーホール接続用パッド９ａ、９ｂは前記スルーホール８を介して絶縁体層４ｃ上のコイル導体６ｇ、６ｈ、引き出し部７ｆ、７ｈ及びスルーホール接続用パッド９ｃ、９ｄと接続される。
【００４８】
次に、前記コイル導体６ａ、６ｆ等が形成された絶縁体層４ｂ上に、ポリイミド樹脂が塗布された後、熱硬化され、絶縁体層４ａが形成される。このように絶縁体層と導体層が交互に形成されることにより、回路層が形成される。
【００４９】
次に、磁性体基板２ａの一方の面に熱可塑性のポリイミド樹脂が塗布され、接着層５が形成される。そして、前記接着層５は前記絶縁体層４ａと接合され、不活性ガス雰囲気または真空中にて加熱・加圧される。こうして、前記磁性体基板２ａと前記絶縁体層４ａが接着される。
【００５０】
なお、磁性体基板２ａと絶縁体層４ａの接合の際には、磁性体基板２ａと絶縁体層４ａの双方に接着層が形成された後、これらの接着層が接合されることにより磁性体基板２ａと絶縁体層４ａが接着されてもよい。
【００５１】
このように磁性体基板２ａが絶縁体層４ａに接着された後、ダイシング等の切断加工により個々のチップが切り出される。その後、図３に示すように外部電極３ａ〜３ｈが形成され、コモンモードチョークコイルアレイ１が得られる。
【００５２】
以上、本発明のコイル部品の実施形態について、コモンモードチョークコイルアレイを例に説明してきたが、本発明は上述の構成あるいは製造方法に限定されるものではない。
【００５３】
上述の実施形態では、コモンモードチョークコイルアレイ１を構成する各コイルは、図５を用いて説明したように二つのコイルが並列接続した構造を有するが、各コイルが単一のコイルであってもよい。また、3つ以上のコイルが並列接続した構造であってもよい。
【００５４】
また、本発明のコイル部品はインダクタアレイであってもよい。インダクタアレイであっても、互いに隣接しあうコイル間で、互いに近接かつ対向しあう直線状導体が、その延長線上で略直交する構成とすることにより、上述の効果と同様の効果が得られる。
【００５５】
【発明の効果】
以上述べてきたように、本発明のコイル部品は、直線状導体より構成される複数のコイルあるいコモンモードチョークコイルが、絶縁体層が積層されてなる積層体の内部で積層方向に垂直な方向に隣接して配置されてなるコイル部品であって、隣接しあう前記コイル間あるいは前記コモンモードチョークコイル間において、前記絶縁体層の同一面上で近接かつ対向しあう前記直線状導体がその延長線上で略直交する構成を有する。このような構成とすることにより、一方のコイルに流れる電流がつくる磁束が他方のコイルに到達しにくくなり、両コイル間のクロストークが低減するため、コイル部品の性能が向上するという効果を有する。また、クロストークの低減により、隣接しあうコイル間の距離を縮めることができるため、コイルが占有する面積をより広くとることが可能となり、コイル部品の特性が向上するという効果を有する。
【００５６】
また、前記コモンモードチョークコイルが非磁性体層よりなる積層体の内部に形成されるとともに、前記積層体の両側に磁性体層が形成されることにより、前記コイルが略閉磁路構造の内部に配置されるため、コイルのインダクタンス、インピーダンスが向上する。また、前記コモンモードチョークコイルを構成するコイル間で高い結合度が得られる。
【００５７】
また、前記コイル部品において、互いに近接かつ対向しあう前記直線状導体が、各コイルにおいて中央で略直角に屈曲した「く」の字型の形状を構成することにより、前記コイルの巻軸に垂直な面上で前記コイルが占有する面積を広くとれるため、コイル部品の性能が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態によるコイル部品の外観図である。
【図２】本発明の一実施の形態によるコイル部品の分解斜視図である。
【図３】本発明の一実施の形態によるコイル部品の上面図である。
【図４】従来の実施の形態によるコイル部品の上面図である。
【図５】図２に示すコイル部品におけるコイルの構造を説明する模式図である。
【符号の説明】
１コモンモードチョークコイルアレイ
２ａ、２ｂ磁性体基板
３ａ〜３ｈ外部電極
４ａ〜４ｅ絶縁体層
５接着層
６ａ〜６ｐコイル導体
７ａ〜７ｐ引き出し部
８スルーホール
９ａ〜９ｈスルーホール接続用パッド
１０ａ〜１０ｄ、２０ａ、２０ｂコイル
１１、２１磁束
３０スルーホール接続
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ（コイル導体の）辺[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a coil component such as a common mode choke coil or an inductor used for noise removal of digital equipment.
[0002]
[Prior art]
As an electronic component used for noise removal in digital equipment, a so-called array type component in which a plurality of inductors and common mode choke coils are formed in one chip is widely used. By adopting the array type, high-density mounting of inductors and common mode choke coils is possible, but in recent years, there is an increasing demand for downsizing of such array type coil components.
[0003]
An example of an array type coil component is a common mode choke coil array disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-138937. In the common mode choke coil array, a common mode choke coil having a so-called bifilar structure in which two coils are magnetically coupled is formed by laminating an insulating layer and a coil conductor layer, and the common mode choke coil is arranged in the laminating direction. Are arranged in a direction perpendicular to the array type to constitute an array type coil component. By using an array type, high-density mounting of common mode choke coils is possible.
[0004]
FIG. 4 is an example (top view) of a common mode choke coil array having such a structure. The coil 20a and the coil 20b constitute different common mode choke coils, and are adjacent to each other in a direction perpendicular to the stacking direction.
[0005]
Another example is a chip inductor array disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-16738. The chip inductor array is of a type in which a plurality of coil elements are stacked in the stacking direction via magnetic shielding metal members. In this chip inductor array, compared to a structure in which a plurality of coil elements are arranged adjacent to each other in the plane direction of the laminated sheet, the area occupied by the coils in the plane direction of the laminated sheet can be increased.
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-8-138937 [Patent Document 2]
JP-A-11-16738
[Problems to be solved by the invention]
As shown in FIG. 4, coil conductor sides that are close to each other and face each other are arranged in parallel between the coil 20a and the coil 20b. At this time, the magnetic flux 21 generated by the current flowing in the coil conductor side close to the coil 20b in the coil 20a reaches the coil 20b, thereby causing crosstalk between the two coils. This crosstalk is harmful to signal transmission and noise removal, and in order to avoid this, it is necessary to increase the distance between the two coils. For this reason, there is a problem that the area that can be occupied by the coil pattern in the chip is reduced, and the inductance and impedance that can be obtained by the coil are limited to be low.
[0008]
On the other hand, the chip inductor array disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 11-16378 can reduce the magnetic influence exerted between adjacent coils by forming a layer that shields magnetic flux between the coils. Since the magnetic flux generated by each coil is shielded, characteristic deterioration is inevitable.
[0009]
An object of the present invention is to realize a structure capable of preventing deterioration in characteristics due to downsizing in an array type coil component having a plurality of coils by solving the above-described problems.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-described problems, a coil component according to the present invention includes a plurality of coils arranged adjacent to each other in a direction perpendicular to the stacking direction in a stacked body in which insulator layers are stacked, and the coil is a straight line. The linear conductors, which have a substantially spiral shape or a substantially spiral shape composed of a conductor, and are adjacent to each other on the same surface of the insulator layer between the adjacent coils, are substantially on the extension line. It is characterized by being orthogonal.
[0011]
In the coil component of the present invention, a plurality of common mode choke coils in which a plurality of coils are arranged in the stacking direction are adjacent to each other in a direction perpendicular to the stacking direction. The coil has a substantially spiral shape or a substantially spiral shape composed of linear conductors, and is adjacent to and opposed to the common mode choke coil adjacent to each other on the same surface of the insulator layer. The linear conductors that meet each other are substantially orthogonal to each other on the extension line.
[0012]
With such a configuration, among the magnetic fluxes generated by the currents flowing in one adjacent coil, the magnetic flux reaching the other coil is reduced. Performance is improved. Further, since the distance between adjacent coils can be reduced by reducing crosstalk, the area occupied by the coils can be increased, and the characteristics of the coil components can be improved.
[0013]
Further, the insulator layer is made of a non-magnetic material, and magnetic layers are formed at both ends in the stacking direction of the stacked body.
[0014]
By setting it as such a structure, since the said coil is arrange | positioned inside a substantially closed magnetic circuit structure, the inductance of a coil and an impedance improve. Further, a high degree of coupling can be obtained between the coils constituting the common mode choke coil.
[0015]
In the coil component, the linear conductors that are close to each other and face each other form a “<” shape that is bent at a substantially right angle in the center in each coil.
[0016]
By adopting such a configuration, the area occupied by the coil on a surface perpendicular to the winding axis of the coil can be increased, so that the performance of the coil component is improved.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0018]
FIG. 1 is an external perspective view of a coil component according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an exploded perspective view of the coil component. FIG. 3 is a top view of the coil component. The coil component is a common mode choke coil array having two common mode choke coils in one chip.
[0019]
As shown in FIG. 1, the common mode choke coil array 1 includes an external electrode 3a on the outer surface of a component body having a structure in which a circuit laminate (not shown) is sandwiched between a magnetic substrate 2a and a magnetic substrate 2b. ~ 3h is formed.
[0020]
As shown in FIG. 2, the circuit laminate is formed by laminating nonmagnetic insulator layers 4 a to 4 e and an adhesive layer 5.
[0021]
Coil conductors 6a to 6f are formed on the insulator layer 4b, coil conductors 6g and 6h are formed on the insulator layer 4c, coil conductors 6i to 6n are formed on the insulator layer 4d, and coils are formed on the insulator layer 4e. Conductors 6o and 6p are formed, respectively.
[0022]
One end of the coil conductor 6a is connected to the coil conductor 6g on the insulator layer 4c through a through hole 8 formed on the insulator layer 4b (see the two-dot chain line), and the other end. Is connected to a lead portion 7a formed on one side edge of the insulator layer 4b. Moreover, both ends of the coil conductor 6b are respectively connected to the middle of the coil conductor 6g via through holes 8 formed in the insulator layer 4b (see a two-dot chain line). One end of the coil conductor 6c is connected to the middle of the coil conductor 6g through a through hole 8 formed in the insulator layer 4b (see a two-dot chain line). The other end of the coil conductor 6c is connected to a lead portion 7b formed on one side edge of the insulator layer 4b, and a lead portion formed on one side edge of the insulator layer 4c via the through hole 8. 7f (see the two-dot chain line). A through hole connecting pad 9a formed in contact with the coil conductor 6c and a through hole connecting pad 9c formed in contact with the coil conductor 6g are formed in the insulator layer 4b. (Not shown) (see the two-dot chain line). Further, a lead portion 7e is formed so as to be connected to one end portion of the coil conductor 6g.
[0023]
In this way, the coil conductors 6a, 6b, 6c, and 6g are connected through a total of six through holes to constitute the coil 10a shown in FIG. The lead portions 7a and 7e are connected to the external electrode 3c shown in FIG. 3, and the lead portions 7b and 7f are connected to the external electrode 3d.
[0024]
In the coil 10a, a coil formed on the insulator layer 4b and a coil formed on the insulator layer 4c share a part of a conductor between adjacent through holes, and are connected in parallel between external electrodes. Since it has such a structure (see the schematic diagram of FIG. 5), the cross-sectional area of the coil conductor is doubled compared to the case where there is only one coil, and the conductor resistance is reduced and the characteristics are improved. Furthermore, the coil conductors 6a to 6c on the insulator layer 4b and the coil conductor 6g on the insulator layer 4c are arranged close to each other, so that the upper and lower coils are coupled, and a decrease in inductance is suppressed. In order to obtain such coupling between the upper and lower coils, the thickness of the insulator layer 4b is preferably 1 to 3 μm.
[0025]
Similarly to the above, the coil conductors 6d, 6e, 6f, and 6h have a total of six through-holes formed in the insulator layer 4b, through-hole connection pads 9b formed in contact with the coil conductor 6f, and the coil. The coils 10b shown in FIG. 3 are connected to each other through through-hole connection pads 9d formed in contact with the conductor 6h. The lead portions 7c and 7g connected to the coil conductors 6d and 6h are connected to the external electrode 3e shown in FIG. 3, and the lead portions 7d and 7h connected to the coil conductor 6f are connected to the external electrode 3f.
[0026]
Further, the coil conductors 6i, 6j, 6k, 6o are in contact with a total of six through-holes formed in the insulator layer 4d, through-hole connection pads 9e formed in contact with the coil conductor 6k, and the coil conductor 6o. The coils 10c shown in FIG. 3 are configured by being connected to each other through the formed through-hole connection pads 9g. The lead portions 7i and 7m connected to the coil conductors 6i and 6o are connected to the external electrode 3a shown in FIG. 3, and the lead portions 7j and 7n connected to the coil conductor 6f are connected to the external electrode 3b.
[0027]
In addition, the coil conductors 6l, 6m, 6n, and 6p are in contact with a total of six through holes formed in the insulating layer 4d, through-hole connection pads 9f that are formed in contact with the coil conductor 6n, and the coil conductor 6p. The coils are connected to each other through the formed through-hole connection pads 9h to constitute the coil 10d shown in FIG. The lead portions 7k and 7o connected to the coil conductors 6l and 6p are connected to the external electrode 3g shown in FIG. 3, and the lead portions 7l and 7p connected to the coil conductor 6n are connected to the external electrode 3h.
[0028]
The coils 10b, 10c, and 10d have a structure in which two coils respectively formed on the upper and lower insulator layers are connected in parallel while sharing a part of the conductor, like the coil conductor 10a described above.
[0029]
And the said coil 10a and the said coil 10c are electromagnetically couple | bonded by arrange | positioning close to the lamination direction, and comprise the 1st common mode choke coil. In addition, the coil 10b and the coil 10d are also disposed close to each other in the stacking direction so as to be electromagnetically coupled to form a second common mode choke coil. The first common mode choke coil and the second common mode choke coil are disposed adjacent to each other in a direction perpendicular to the stacking direction. In this way, the common mode choke coil array 1 is configured.
[0030]
In the common mode choke coil array 1 described above, the shape of the coil conductor formed in each of the insulator layers 4b to 4e has the same shape except for a portion shared with other coil conductors and a lead portion. . The shape is the same as that of the coils 10a (10c) and 10b (10d) shown in FIG. 3, and has a substantially vortex shape and a substantially pentagonal shape composed of linear conductors. And the linear conductor which adjoins mutually and opposes between the coil 10a and the coil 10b is formed so that it may be substantially orthogonal on the extension line. That is, the extension line of the side A constituting the substantially pentagonal coil 10a is substantially orthogonal to the extension line of the side C constituting the substantially pentagonal coil 10b, and the extension line of the side B of the coil 10a is It is substantially orthogonal to the extension line of the side D of the coil 10b. Then, side A and side B of the coil conductor 10a, or side C and side D of the coil conductor 10b form a "<" shape that is bent at a substantially right angle at the center.
[0031]
As described above, the conductor portions that are close to each other and face each other between the coil 10a and the coil 10b are arranged so as to be substantially orthogonal to each other on the extension line, so that the other of the magnetic fluxes generated by the current flowing through the one coil. Magnetic flux reaching the coil is reduced. That is, the magnetic flux 11 generated by the current flowing through the sides A and B of the coil 10a is prevented from reaching the sides C and D of the coil 10b. Thereby, the crosstalk between the coil 10a and the coil 10b is reduced, and the performance of the common mode choke coil array 1 is improved.
[0032]
Further, since the distance between the coil 10a and the coil 10b can be reduced by reducing the crosstalk, it is not necessary to reduce the occupied area of the coil even when the shape of the coil conductor is substantially pentagonal. For this reason, the characteristics of the common mode choke coil array are improved.
[0033]
Further, as in the present embodiment, it is preferable that the linear conductors that are close to each other and face each other between coils adjacent to each other form a “<” shape that is bent at a substantially right angle at the center. By adopting such a configuration, the area occupied by the coil on the surface perpendicular to the winding axis of the coil can be increased, and the performance of the coil component is improved.
[0034]
In the common mode choke coil array 1, each common mode choke coil is formed inside a nonmagnetic layer, and the nonmagnetic layer is sandwiched between magnetic layers from above and below. By adopting such a configuration, since both the coils are arranged in a substantially closed magnetic circuit structure, the inductance and impedance of the coils are improved, and a high degree of coupling is obtained between the two coils. When the common mode choke coil is sandwiched between magnetic layers from above and below, a plurality of common mode choke coils may be arranged adjacent to each other in the direction perpendicular to the stacking direction as in this embodiment. preferable. This is because when the common mode choke coils are stacked in the stacking direction, the distance between the magnetic layers sandwiching the common mode choke coil from above and below increases, so that high coupling between the coils constituting the common mode choke coil described above is achieved. This is because it is difficult to obtain.
[0035]
In the above-described embodiment, two common mode choke coils are built in one chip of the common mode choke coil array, but the number of common mode choke coils may be three or more.
[0036]
Next, a method for manufacturing the common mode choke coil array 1 will be described with reference to FIG.
[0037]
First, a polyimide resin is applied on the magnetic substrate 2b made of ferrite by a spin coat method, and then thermally cured to form the insulator layer 4e. Note that a plurality of chips are formed simultaneously in the stacking process including the above-described processes.
[0038]
Here, as the material of the magnetic substrate, ferrite having excellent high frequency characteristics as described above is preferable. Further, in order to perform a photolithographic process described later with high accuracy, it is desirable that the magnetic substrate is polished to a surface roughness of 0.5 μm or less.
[0039]
Further, as the material for the insulator layer, in addition to the above-described polyimide resin, resins such as epoxy resin and benzocyclobutene resin, glass made of SiO ₂ or the like, glass ceramics, or a mixture of these materials are used. Further, those having a photosensitive function added to these materials are used as necessary.
[0040]
Thereafter, coil conductors 6o and 6p, lead portions 7m to 7p, and through-hole connection pads 9g and 9h are formed on the insulating layer 4e by photolithography. That is, a conductor layer made of Ag is formed on the insulator layer 4e by sputtering or the like, and a photosensitive resist is applied thereon. Next, a mask having a pattern of a predetermined shape is placed on the photosensitive resist layer and subjected to exposure processing. Next, after a pattern is formed on the resist layer by development processing, the conductor exposed in the non-formation region of the pattern is removed by etching processing. Thereafter, the resist layer is removed, and a predetermined conductor pattern is formed.
[0041]
In addition to the above-mentioned Ag, Pd, Cu, Al, or an alloy thereof is used as the material for the coil conductor and the like. The combination of materials such as the insulator layer and the coil conductor is selected in consideration of workability, adhesion, and the like.
[0042]
Next, a photosensitive polyimide resin is applied on the insulator layer 4e on which the coil conductors 6o, 6p, etc. are formed, and after drying, through holes 8 are formed at predetermined positions by photolithography (exposure and development processing). It is formed. Thereafter, a thermosetting process is performed to form the insulator layer 4d.
[0043]
Next, the coil conductors 6i to 6n, the lead portions 7i to 7l, and the through-hole connection pads 9e and 9f are formed on the insulator layer 4d by photolithography. The coil conductors 6i to 6n, the lead portions 7j and 7l, and the through-hole connection pads 9e and 9f are connected to the coil conductors 6o and 6p, the lead portions 7n and 7p and the through-holes on the insulating layer 4e through the through-hole 8. Connected to the pads 9g and 9h.
[0044]
Next, a polyimide resin is applied on the insulator layer 4d on which the coil conductors 6i to 6n and the like are formed, and then thermally cured to form the insulator layer 4c.
[0045]
Next, the coil conductors 6g and 6h, the lead portions 7e to 7h, and the through-hole connection pads 9c and 9d are formed on the insulator layer 4c by the same photolithography method as described above.
[0046]
Next, a photosensitive polyimide resin is applied on the insulator layer 4c on which the coil conductors 6g, 6h, etc. are formed, and an insulator layer 4b having a through hole 8 at a predetermined position is formed by the same photolithography method as described above. It is formed.
[0047]
Next, the coil conductors 6a to 6f, the lead portions 7a to 7d, and the through-hole connection pads 9a and 9b are formed on the insulator layer 4b by photolithography. The coil conductors 6a to 6f, the lead portions 7b and 7d, and the through-hole connection pads 9a and 9b are connected to the coil conductors 6g and 6h, the lead portions 7f and 7h and the through-holes on the insulator layer 4c through the through-hole 8. Connected to the pads 9c and 9d.
[0048]
Next, a polyimide resin is applied on the insulator layer 4b on which the coil conductors 6a, 6f, etc. are formed, and then thermally cured to form the insulator layer 4a. In this way, the circuit layers are formed by alternately forming the insulator layers and the conductor layers.
[0049]
Next, a thermoplastic polyimide resin is applied to one surface of the magnetic substrate 2 a to form the adhesive layer 5. The adhesive layer 5 is bonded to the insulator layer 4a and heated and pressurized in an inert gas atmosphere or in a vacuum. Thus, the magnetic substrate 2a and the insulator layer 4a are bonded.
[0050]
When the magnetic substrate 2a and the insulator layer 4a are bonded, an adhesive layer is formed on both the magnetic substrate 2a and the insulator layer 4a, and then these adhesive layers are bonded to form a magnetic body. The substrate 2a and the insulator layer 4a may be bonded.
[0051]
After the magnetic substrate 2a is bonded to the insulator layer 4a in this way, individual chips are cut out by a cutting process such as dicing. Thereafter, as shown in FIG. 3, external electrodes 3 a to 3 h are formed, and the common mode choke coil array 1 is obtained.
[0052]
As mentioned above, although the embodiment of the coil component of the present invention has been described by taking the common mode choke coil array as an example, the present invention is not limited to the above-described configuration or manufacturing method.
[0053]
In the above embodiment, each coil constituting the common mode choke coil array 1 has a structure in which two coils are connected in parallel as described with reference to FIG. 5, but each coil is a single coil. Also good. Further, a structure in which three or more coils are connected in parallel may be used.
[0054]
The coil component of the present invention may be an inductor array. Even in the case of an inductor array, the same effects as described above can be obtained by adopting a configuration in which linear conductors that are close to each other and face each other between coils that are adjacent to each other are substantially orthogonal on the extension line.
[0055]
【The invention's effect】
As described above, the coil component according to the present invention includes a plurality of coils or common mode choke coils composed of linear conductors, and is perpendicular to the stacking direction inside the stack of stacked insulator layers. Coil parts arranged adjacent to each other in the direction, and between the adjacent coils or between the common mode choke coils, the linear conductors that are close to each other and face each other on the same surface of the insulator layer It has a configuration that is substantially orthogonal on the extension line. By adopting such a configuration, the magnetic flux generated by the current flowing through one coil is less likely to reach the other coil, and the crosstalk between the two coils is reduced, so that the performance of the coil component is improved. . Further, since the distance between adjacent coils can be reduced by reducing the crosstalk, the area occupied by the coils can be increased, and the characteristics of the coil components are improved.
[0056]
In addition, the common mode choke coil is formed inside a multilayer body made of a non-magnetic material layer, and a magnetic material layer is formed on both sides of the multilayer body, so that the coil is placed in a substantially closed magnetic circuit structure. Since it is arranged, the inductance and impedance of the coil are improved. Further, a high degree of coupling can be obtained between the coils constituting the common mode choke coil.
[0057]
Further, in the coil component, the linear conductors that are close to each other and face each other form a “<” shape that is bent at a substantially right angle in the center of each coil, thereby being perpendicular to the winding axis of the coil. Since the area occupied by the coil on a smooth surface can be increased, the performance of the coil component is improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an external view of a coil component according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an exploded perspective view of a coil component according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a top view of a coil component according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a top view of a coil component according to a conventional embodiment.
5 is a schematic diagram for explaining a coil structure in the coil component shown in FIG. 2; FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Common mode choke coil array 2a, 2b Magnetic board | substrate 3a-3h External electrode 4a-4e Insulator layer 5 Adhesive layer 6a-6p Coil conductor 7a-7p Lead-out part 8 Through-hole 9a-9h Through-hole connection pad 10a-10d , 20a, 20b Coil 11, 21 Magnetic flux 30 Through hole connection A, B, C, D (coil conductor) side

Claims

A plurality of coils are arranged adjacent to each other in a direction perpendicular to the laminating direction in a laminated body in which insulator layers are laminated, and the coils have a substantially spiral shape or a helical shape made of linear conductors. In the coil component, between the adjacent coils, the linear conductors that are close to each other and face each other on the same surface of the insulating layer are substantially orthogonal on the extension line.

A common mode choke coil in which a plurality of coils are arranged in the lamination direction inside a laminated body in which insulator layers are laminated is arranged adjacent to a direction perpendicular to the lamination direction, and the coil is a straight line The linear conductors that have a substantially spiral shape or a substantially spiral shape composed of the conductors and are adjacent to and face each other on the same surface of the insulator layer between the adjacent common mode choke coils, are extended. Coil parts characterized by being substantially orthogonal on the line

The coil component according to claim 2, wherein the insulator layer is made of a non-magnetic material, and magnetic layers are formed at both ends in the stacking direction of the stacked body.

The said linear conductor which adjoins and opposes comprises the shape of a "<" shape which bent in the said coil at substantially right angle in the said each coil, It is characterized by the above-mentioned. Coil parts.