JP6551256B2 - Coil component, circuit board incorporating coil component, and power supply circuit including coil component - Google Patents
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Description
本発明はコイル部品に関し、特に、カップリングインダクタとして用いることが可能なコイル部品に関する。また、本発明は、このようなコイル部品が埋め込まれた回路基板、並びに、このようなコイル部品を備える電源回路に関する。 The present invention relates to coil components, and more particularly to coil components that can be used as coupling inductors. The present invention also relates to a circuit board in which such a coil component is embedded, and a power supply circuit including such a coil component.
DC/DCコンバータなどのスイッチング電源の平滑用コイルとして、カップリングインダクタと呼ばれるコイル部品が用いられることがある。カップリングインダクタは、特許文献1に記載されるように、互いに逆方向に巻回された巻線を磁気結合させたものであり、一方の巻線に電流を流すと、起電力によって他方の巻線にも電流が流れる。このため、スイッチング電源の平滑用コイルとして用いれば、突入電流のピークを低減することが可能となる。 Coil components called coupling inductors are sometimes used as smoothing coils for switching power supplies such as DC / DC converters. As described in Patent Document 1, the coupling inductor is a magnetic coupling of windings wound in opposite directions to each other, and when current flows through one of the windings, the other winding is generated by the electromotive force. A current also flows through the wire. For this reason, if it is used as a smoothing coil of a switching power supply, it is possible to reduce the peak of the inrush current.
しかしながら、特許文献1に記載されたコイル部品は、同心円状に巻回された2つの平面スパイラル導体のターン数が互いに同じであることから、用途によっては磁気結合率が高すぎるという問題がある。つまり、カップリングインダクタは、磁気結合しない漏れ磁束成分が平滑作用をもたらすため、所望の特性を得るためには磁気結合率をある程度弱め、これにより十分な漏れ磁束成分を確保する必要がある。しかしながら、特許文献1に記載されたコイル部品は磁気結合率が高いことから、十分な平滑作用を得ることは困難であった。 However, the coil component described in Patent Document 1 has a problem that the magnetic coupling rate is too high depending on the application because the number of turns of the two planar spiral conductors wound concentrically is the same. That is, in the coupling inductor, since the leakage magnetic flux component which is not magnetically coupled brings about a smoothing action, in order to obtain the desired characteristics, it is necessary to weaken the magnetic coupling ratio to some extent, thereby securing a sufficient leakage magnetic flux component. However, since the coil component described in Patent Document 1 has a high magnetic coupling rate, it has been difficult to obtain a sufficient smoothing action.
しかも、特許文献1に記載されたコイル部品は、平面スパイラル導体が積層された構成を有していることから、低背化が困難であるという問題もあった。 Moreover, since the coil component described in Patent Document 1 has a configuration in which planar spiral conductors are laminated, there is a problem that it is difficult to reduce the height.
したがって、本発明は、磁気結合率の調整が容易であり、且つ、低背化に適したコイル部品を提供することを目的とする。また、本発明は、このようなコイル部品が埋め込まれた回路基板、並びに、このようなコイル部品を備える電源回路を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a coil component that is easy to adjust the magnetic coupling rate and is suitable for low profile. It is another object of the present invention to provide a circuit board in which such a coil component is embedded, and a power supply circuit including such a coil component.
本発明によるコイル部品は、直列接続された第1及び第2の平面スパイラル導体を含む第1のコイルパターンと、直列接続された第3及び第4の平面スパイラル導体を含む第2のコイルパターンと、を備え、前記第1及び第3の平面スパイラル導体は、所定の平面上に同心円状に一方向に巻回され、前記第2及び第4の平面スパイラル導体は、前記所定の平面上に同心円状に逆方向に巻回され、前記第1の平面スパイラル導体は、前記第3の平面スパイラル導体と隣接する第1の部分と、前記第3の平面スパイラル導体と隣接しない第2の部分を含み、前記第4の平面スパイラル導体は、前記第2の平面スパイラル導体と隣接する第3の部分と、前記第2の平面スパイラル導体と隣接しない第4の部分を含むことを特徴とする。 The coil component according to the present invention includes a first coil pattern including first and second planar spiral conductors connected in series, and a second coil pattern including third and fourth planar spiral conductors connected in series. And the first and third planar spiral conductors are concentrically wound in one direction concentrically on a predetermined plane, and the second and fourth planar spiral conductors are concentrically arranged on the predetermined plane. The first planar spiral conductor includes a first portion adjacent to the third planar spiral conductor and a second portion not adjacent to the third planar spiral conductor. The fourth planar spiral conductor includes a third portion adjacent to the second planar spiral conductor and a fourth portion not adjacent to the second planar spiral conductor.
また、本発明による回路基板は、上記のコイル部品が埋め込まれていることを特徴とする。 The circuit board according to the present invention is characterized in that the above-mentioned coil component is embedded.
本発明によれば、同心円状に巻回された二重スパイラル導体の一部は互いに隣接し、別の部分は互いに隣接しない構造を有していることから、隣接する部分と隣接しない部分の割合を調整することにより、磁気結合率を任意に調整することが可能となる。しかも、2つの二重スパイラル導体が同一平面上に形成されていることから、複数の平面スパイラル導体を積層する必要が無く、これにより低背化を実現することも可能となる。 According to the present invention, since the part of the double spiral conductor wound concentrically has a structure adjacent to each other and the other part is not adjacent to each other, the ratio of the adjacent part and the non-adjacent part It is possible to arbitrarily adjust the magnetic coupling rate by adjusting. In addition, since the two double spiral conductors are formed on the same plane, there is no need to stack a plurality of planar spiral conductors, which makes it possible to reduce the height.
本発明において、前記第1の部分と前記第3の部分は互いに長さが等しく、前記第2の部分と前記第4の部分は互いに長さが等しいことが好ましい。これによれば、第1のコイルパターンと第2のコイルパターンの特性を一致させることが可能となる。 In the present invention, it is preferable that the first part and the third part have equal lengths, and the second part and the fourth part have equal lengths. According to this, the characteristics of the first coil pattern and the second coil pattern can be matched.
本発明において、前記第1の平面スパイラル導体のターン数は、前記第3の平面スパイラル導体のターン数よりも1ターン以上多く、前記第4の平面スパイラル導体のターン数は、前記第2の平面スパイラル導体のターン数よりも1ターン以上多いことが好ましい。これによれば、磁気結合率が十分に低下することから、漏れ磁束成分による平滑作用を高めることが可能となる。 In the present invention, the number of turns of the first flat spiral conductor is one or more more than the number of turns of the third flat spiral conductor, and the number of turns of the fourth flat spiral conductor is the second flat It is preferable that the number of turns of the spiral conductor is one or more turns. According to this, since the magnetic coupling rate is sufficiently lowered, it is possible to enhance the smoothing action due to the leakage magnetic flux component.
本発明において、前記第1及び第3の平面スパイラル導体のパターン形状と、前記第2及び第4の平面スパイラル導体のパターン形状は、互いに点対称であることが好ましい。これによれば、第1のコイルパターンと第2のコイルパターンの形状が一致することから、両者の特性を正確に一致させることが可能となる。 In the present invention, preferably, the pattern shapes of the first and third planar spiral conductors and the pattern shapes of the second and fourth planar spiral conductors are point-symmetrical to each other. According to this, since the shapes of the first coil pattern and the second coil pattern match, it becomes possible to match the characteristics of both accurately.
本発明において、前記第2の部分は前記第1の部分よりもターン数が多く、前記第4の部分は前記第3の部分よりもターン数が多いことが好ましい。これによれば、磁気結合率が十分に低下することから、漏れ磁束成分による平滑作用を高めることが可能となる。 In the present invention, it is preferable that the second portion has more turns than the first portion, and the fourth portion has more turns than the third portion. According to this, since the magnetic coupling rate is sufficiently lowered, it is possible to enhance the smoothing action due to the leakage magnetic flux component.
本発明によるコイル部品は、前記第1の平面スパイラル導体の内周端に接続された第1の外部端子と、前記第2の平面スパイラル導体の内周端に接続された第2の外部端子と、前記第3の平面スパイラル導体の内周端に接続された第3の外部端子と、前記第4の平面スパイラル導体の内周端に接続された第4の外部端子と、をさらに備えることが好ましい。これによれば、4端子型のカップリングインダクタとして使用することが可能となる。 The coil component according to the present invention includes a first external terminal connected to an inner peripheral end of the first planar spiral conductor, and a second external terminal connected to an inner peripheral end of the second planar spiral conductor. And a third external terminal connected to the inner peripheral end of the third planar spiral conductor, and a fourth external terminal connected to the inner peripheral end of the fourth planar spiral conductor. preferable. According to this, it can be used as a four-terminal type coupling inductor.
この場合、前記第1及び第2のコイルパターンを挟む第1及び第2の磁性部材をさらに備え、前記第2の磁性部材は、前記第1、第2、第3及び第4の平面スパイラル導体の前記内周端をそれぞれ露出させる第1、第2、第3及び第4の開口部を有し、前記第1、第2、第3及び第4の外部端子は、それぞれ前記第1、第2、第3及び第4の開口部に埋め込まれていることが好ましい。これによれば、第2の磁性部材に設けられた開口部から効率よく放熱することが可能となる。 In this case, it further includes first and second magnetic members sandwiching the first and second coil patterns, wherein the second magnetic member is the first, second, third and fourth planar spiral conductors. The first, second, third and fourth external terminals have first, second, third and fourth openings respectively exposing the inner peripheral end of the first and second external terminals. It is preferable to be embedded in the second, third and fourth openings. According to this, it is possible to efficiently dissipate heat from the opening provided in the second magnetic member.
ここで、前記第1の磁性部材と前記第2の磁性部材は、互いに異なる磁性材料からなるものであっても構わない。この場合、前記第2の磁性部材は、磁性体を含有する樹脂からなるものであっても構わない。 Here, the first magnetic member and the second magnetic member may be made of different magnetic materials. In this case, the second magnetic member may be made of a resin containing a magnetic material.
ここで、本発明によるコイル部品は、前記第1及び第3の平面スパイラル導体の内径部に設けられ、前記第1の磁性部材と前記第2の磁性部材を接続する第3の磁性部材と、前記第2及び第4の平面スパイラル導体の内径部に設けられ、前記第1の磁性部材と前記第2の磁性部材を接続する第4の磁性部材と、をさらに備えることが好ましい。これによれば、第1〜第4の磁性部材によって閉磁路が形成されることから、高い磁気特性を得ることが可能となる。 Here, the coil component according to the present invention is provided in an inner diameter portion of the first and third planar spiral conductors, and a third magnetic member that connects the first magnetic member and the second magnetic member; It is preferable to further provide a fourth magnetic member provided in the inner diameter portion of the second and fourth planar spiral conductors and connecting the first magnetic member and the second magnetic member. According to this, since the closed magnetic path is formed by the first to fourth magnetic members, high magnetic characteristics can be obtained.
ここで、前記第1乃至第4の外部端子は、前記第1及び第2のコイルパターンを構成する金属材料と同じ金属材料が露出していることが好ましい。これによれば、第1乃至第4の外部端子に対するメッキなどが不要となることから、製造コストを削減することが可能となる。この場合、前記金属材料は、銅(Cu)であることが好ましい。 Here, it is preferable that the same metal material as the metal material constituting the first and second coil patterns is exposed at the first to fourth external terminals. This eliminates the need for plating on the first to fourth external terminals, thereby reducing the manufacturing cost. In this case, the metal material is preferably copper (Cu).
本発明による電源回路は、第1及び第2の電源配線からなる一対の入力電源配線と、第3及び第4の電源配線からなる一対の出力電源配線と、上記のコイル部品と、を備え、前記第1の電源配線は前記第1の外部端子に接続され、前記第2の電源配線は前記第4の外部端子に接続され、前記第3の電源配線は前記第2の外部端子に接続され、前記第4の電源配線は前記第3の外部端子に接続されることを特徴とする。これによれば、本発明によるコイル部品をカップリングインダクタとして機能させることが可能となる。 A power supply circuit according to the present invention comprises: a pair of input power supply wires consisting of first and second power supply wires; a pair of output power supply wires consisting of third and fourth power supply wires; and the coil component described above The first power supply wiring is connected to the first external terminal, the second power supply wiring is connected to the fourth external terminal, and the third power supply wiring is connected to the second external terminal. The fourth power supply line is connected to the third external terminal. According to this, it is possible to make the coil component according to the present invention function as a coupling inductor.
このように、本発明によれば、磁気結合率の調整が容易であり、且つ、低背化に適したコイル部品を提供することが可能となる。また、本発明によれば、このようなコイル部品が埋め込まれた回路基板、並びに、このようなコイル部品を備える電源回路を提供することが可能となる。 Thus, according to the present invention, it is possible to provide a coil component that is easy to adjust the magnetic coupling rate and that is suitable for low profile. In addition, according to the present invention, it is possible to provide a circuit board in which such a coil component is embedded, and a power supply circuit including such a coil component.
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明の好ましい実施形態によるコイル部品10の外観を示す斜視図である。また、図2はコイル部品10の分解斜視図である。 FIG. 1 is a perspective view showing an appearance of a coil component 10 according to a preferred embodiment of the present invention. FIG. 2 is an exploded perspective view of the coil component 10.
本実施形態によるコイル部品10はカップリングインダクタとして用いることが可能なチップ部品であり、図1及び図2に示すように、第1及び第2の磁性部材11,12と、これら磁性部材11,12に挟まれ、絶縁樹脂40に埋め込まれた第1及び第2のコイルパターン21,22とを備える。なお、図2においては、図面の見やすさを考慮して、絶縁樹脂40のうちコイルパターン21,22の上下を覆う部分以外は図示していない。 The coil component 10 according to the present embodiment is a chip component that can be used as a coupling inductor, and as shown in FIGS. 1 and 2, the first and second magnetic members 11 and 12 and the magnetic members 11, 12 and a first coil pattern 21 and a second coil pattern 22 embedded in an insulating resin 40. Note that, in FIG. 2, in the insulating resin 40, portions other than the portions covering the upper and lower sides of the coil patterns 21 and 22 are not illustrated in consideration of the legibility of the drawing.
磁性部材11は、焼結フェライトなどの磁性材料からなる基板である。コイル部品10の製造過程においては、磁性部材11を基板として、その上面にコイルパターン21,22及び磁性部材12を順次形成する。一方、磁性部材12は、フェライト粉や金属磁性粉を含有する樹脂からなる複合部材である。金属磁性粉を用いる場合、パーマロイ系材料を用いることが好適である。また、樹脂としては、液状又は粉体のエポキシ樹脂を用いることが好ましい。 The magnetic member 11 is a substrate made of a magnetic material such as sintered ferrite. In the manufacturing process of the coil component 10, the coil members 21 and 22 and the magnetic member 12 are sequentially formed on the upper surface of the magnetic member 11 as a substrate. On the other hand, the magnetic member 12 is a composite member made of a resin containing ferrite powder or metal magnetic powder. When using metal magnetic powder, it is preferable to use a permalloy material. As the resin, it is preferable to use a liquid or powder epoxy resin.
第1のコイルパターン21は、直列接続された第1及び第2の平面スパイラル導体31,32を含む。第2のコイルパターン22は、直列接続された第3及び第4の平面スパイラル導体33,34を含む。詳細については後述するが、第1の平面スパイラル導体31と第3の平面スパイラル導体33は同心円状に巻回され、第2の平面スパイラル導体32と第4の平面スパイラル導体34は同心円状に巻回される。これら第1〜第4の平面スパイラル導体31〜34は互いに同一平面上に形成されており、いずれも電解メッキ法などを用いて形成された銅(Cu)などの良導体からなる。 The first coil pattern 21 includes first and second planar spiral conductors 31 and 32 connected in series. The second coil pattern 22 includes third and fourth planar spiral conductors 33 and 34 connected in series. Although details will be described later, the first flat spiral conductor 31 and the third flat spiral conductor 33 are concentrically wound, and the second flat spiral conductor 32 and the fourth flat spiral conductor 34 are concentrically wound. It will be turned. These first to fourth planar spiral conductors 31 to 34 are formed on the same plane, and each of them is made of a good conductor such as copper (Cu) formed using an electrolytic plating method or the like.
第1〜第4の平面スパイラル導体31〜34の上面は、絶縁樹脂40を介して第2の磁性部材12で覆われる。磁性部材12には、4つの開口部12a〜12dが設けられている。開口部12a〜12dは、それぞれ第1〜第4の平面スパイラル導体31〜34の内周端と平面視で重なる位置に設けられており、それぞれ第1〜第4の外部端子51〜54が埋め込まれている。これにより、第1〜第4の平面スパイラル導体31〜34の内周端は、それぞれ第1〜第4の外部端子51〜54に接続される。 The upper surfaces of the first to fourth planar spiral conductors 31 to 34 are covered with the second magnetic member 12 via the insulating resin 40. The magnetic member 12 is provided with four openings 12a to 12d. The openings 12a to 12d are provided at positions overlapping the inner peripheral ends of the first to fourth planar spiral conductors 31 to 34 in plan view, and the first to fourth external terminals 51 to 54 are embedded therein, respectively. It is done. Thereby, the inner peripheral ends of the first to fourth planar spiral conductors 31 to 34 are connected to the first to fourth external terminals 51 to 54, respectively.
第1〜第4の外部端子51〜54は、平面スパイラル導体31〜34と同様、銅(Cu)などの良導体によって構成される。本実施形態においては第1〜第4の外部端子51〜54と第1〜第4の平面スパイラル導体31〜34は、互いに同じ金属材料によって構成されており、この金属材料がそのまま第1〜第4の外部端子51〜54に露出している。第1〜第4の外部端子51〜54の上面は、第2の磁性部材12の上面から露出し、且つ、第2の磁性部材12の上面とほぼ同一平面を構成している。 The 1st-4th external terminals 51-54 are comprised by good conductors, such as copper (Cu), similarly to the planar spiral conductors 31-34. In the present embodiment, the first to fourth external terminals 51 to 54 and the first to fourth planar spiral conductors 31 to 34 are made of the same metal material as each other, and this metal material is used as it is for the first to fourth 4 are exposed to the external terminals 51 to 54. The top surfaces of the first to fourth external terminals 51 to 54 are exposed from the top surface of the second magnetic member 12 and constitute substantially the same plane as the top surface of the second magnetic member 12.
さらに、第1及び第3の平面スパイラル導体31,33の内径部には、第2の磁性部材12と同じ材料からなる第3の磁性部材13が埋め込まれている。同様に、第2及び第4の平面スパイラル導体32,34の内径部には、第2の磁性部材12と同じ材料からなる第4の磁性部材14が埋め込まれている。第3及び第4の磁性部材13,14は、絶縁樹脂40に設けられたスルーホールを介して第1の磁性部材11と第2の磁性部材12を磁気的に接続し、これによって閉磁路を形成する役割を果たす。 Further, a third magnetic member 13 made of the same material as that of the second magnetic member 12 is embedded in the inner diameter portions of the first and third planar spiral conductors 31 and 33. Similarly, a fourth magnetic member 14 made of the same material as the second magnetic member 12 is embedded in the inner diameter portions of the second and fourth planar spiral conductors 32 and 34. The third and fourth magnetic members 13 and 14 magnetically connect the first magnetic member 11 and the second magnetic member 12 through the through holes provided in the insulating resin 40, thereby forming a closed magnetic path. Play a role in forming.
図3は、第1及び第2のコイルパターン21,22の形状を説明するための平面図である。また、図4は、図3に示すA−A線に沿った断面図である。 FIG. 3 is a plan view for explaining the shapes of the first and second coil patterns 21 and 22. 4 is a cross-sectional view taken along the line AA shown in FIG.
図3に示すように、第1のコイルパターン21は、平面領域61に形成された第1の平面スパイラル導体31と、平面領域62に形成された第2の平面スパイラル導体32からなり、これらが直列に接続された構成を有している。上述の通り、第1の平面スパイラル導体31の内周端31aは第1の外部端子51に接続され、第2の平面スパイラル導体32の内周端32aは第2の外部端子52に接続される。また、内周端31aを始点とし、内周端32aを終点とすると、第1の平面スパイラル導体31は右回り(時計回り)に巻回されている一方、第2の平面スパイラル導体32は左回り(反時計回り)に巻回されている。尚、第1のコイルパターン21のうち、平面領域61と平面領域62が重なる重複領域63に形成された部分は、第1の平面スパイラル導体31及び第2の平面スパイラル導体32のいずれにも属している。 As shown in FIG. 3, the first coil pattern 21 includes a first planar spiral conductor 31 formed in the planar region 61 and a second planar spiral conductor 32 formed in the planar region 62, which are It has the structure connected in series. As described above, the inner peripheral end 31 a of the first planar spiral conductor 31 is connected to the first external terminal 51, and the inner peripheral end 32 a of the second planar spiral conductor 32 is connected to the second external terminal 52. . When the inner peripheral end 31a is a starting point and the inner peripheral end 32a is an end point, the first planar spiral conductor 31 is wound clockwise (clockwise), while the second planar spiral conductor 32 is left-handed. It is wound around (counterclockwise). In the first coil pattern 21, the part formed in the overlapping region 63 where the planar region 61 and the planar region 62 overlap belongs to both the first planar spiral conductor 31 and the second planar spiral conductor 32. ing.
同様に、第2のコイルパターン22は、平面領域61に形成された第3の平面スパイラル導体33と、平面領域62に形成された第4の平面スパイラル導体34からなり、これらが直列に接続された構成を有している。上述の通り、第3の平面スパイラル導体33の内周端33aは第3の外部端子53に接続され、第4の平面スパイラル導体34の内周端34aは第4の外部端子54に接続される。また、内周端33aを始点とし、内周端34aを終点とすると、第3の平面スパイラル導体33は右回り(時計回り)に巻回されている一方、第4の平面スパイラル導体34は左回り(反時計回り)に巻回されている。尚、第2のコイルパターン22のうち、平面領域61と平面領域62が重なる重複領域63に形成された部分は、第3の平面スパイラル導体33及び第4の平面スパイラル導体34のいずれにも属している。 Similarly, the second coil pattern 22 includes a third planar spiral conductor 33 formed in the planar region 61 and a fourth planar spiral conductor 34 formed in the planar region 62, which are connected in series. It has the following configuration. As described above, the inner peripheral end 33 a of the third planar spiral conductor 33 is connected to the third external terminal 53, and the inner peripheral end 34 a of the fourth planar spiral conductor 34 is connected to the fourth external terminal 54. . When the inner peripheral end 33a is a starting point and the inner peripheral end 34a is an end point, the third planar spiral conductor 33 is wound clockwise (clockwise), while the fourth planar spiral conductor 34 is left-handed. It is wound around (counterclockwise). In the second coil pattern 22, the portion formed in the overlapping region 63 where the planar region 61 and the planar region 62 overlap belongs to both the third planar spiral conductor 33 and the fourth planar spiral conductor 34. ing.
本実施形態においては、第1及び第4の平面スパイラル導体31,34のターン数が第2及び第3の平面スパイラル導体32,33のターン数よりも多い。ここで、中心点Bを通過する位置を各平面スパイラル導体31〜34の外周端と定義した場合、第1及び第4の平面スパイラル導体31,34のターン数は2+(3/8)ターンであり、第2及び第3の平面スパイラル導体32,33のターン数は1+(1/8)ターンである。したがって、第1及び第2のコイルパターン21,22のターン数は、いずれも合計で3.5ターンである。また、第1及び第4の平面スパイラル導体31,34のターン数と、第2及び第3の平面スパイラル導体32,33のターン数の差は、1+(1/4)ターンである。 In the present embodiment, the number of turns of the first and fourth planar spiral conductors 31 and 34 is greater than the number of turns of the second and third planar spiral conductors 32 and 33. Here, when the position passing through the center point B is defined as the outer peripheral end of each of the planar spiral conductors 31 to 34, the number of turns of the first and fourth planar spiral conductors 31 and 34 is 2+ (3/8) turns. The number of turns of the second and third planar spiral conductors 32 and 33 is 1+ (1/8). Therefore, the number of turns of each of the first and second coil patterns 21 and 22 is 3.5 turns in total. The difference between the number of turns of the first and fourth planar spiral conductors 31 and 34 and the number of turns of the second and third planar spiral conductors 32 and 33 is 1+ (¼) turns.
そして、第1の平面スパイラル導体31と第3の平面スパイラル導体33は、平面領域61において同心円状に右回りに巻回されている。一方、第2の平面スパイラル導体32と第4の平面スパイラル導体34は、平面領域62において同心円状に左回りに巻回されている。尚、ここで言う「右回り」及び「左回り」とは、内周端31a,33aを始点とし、内周端32a,34aを終点とした場合の巻回方向である。したがって、逆に、内周端32a,34aを始点とし、内周端31a,33aを終点とすれば、第1及び第3の平面スパイラル導体31,33は「左回り」であり、第2及び第4の平面スパイラル導体32,34は「右回り」である。 The first planar spiral conductor 31 and the third planar spiral conductor 33 are concentrically wound clockwise in the planar region 61. On the other hand, the second planar spiral conductor 32 and the fourth planar spiral conductor 34 are concentrically wound counterclockwise in the planar region 62. Here, "clockwise" and "counterclockwise" are winding directions when the inner peripheral ends 31a and 33a are the starting point and the inner peripheral ends 32a and 34a are the ending points. Therefore, conversely, if the inner peripheral ends 32a and 34a are the starting points and the inner peripheral ends 31a and 33a are the end points, the first and third planar spiral conductors 31 and 33 are "counterclockwise" The fourth planar spiral conductors 32 and 34 are “clockwise”.
このため、例えば第1の平面スパイラル導体31の内周端31aから電流を流すと、第1の平面スパイラル導体31に発生する磁束と、第2の平面スパイラル導体32に発生する磁束の向きは互いに逆となり、磁性部材11〜14を介した磁束のループが形成される。同様に、第4の平面スパイラル導体34の内周端34aから電流を流すと、第4の平面スパイラル導体34に発生する磁束と、第3の平面スパイラル導体33に発生する磁束の向きは互いに逆となり、磁性部材11〜14を介した磁束のループが形成される。そして、第1の平面スパイラル導体31の内周端31aから電流を流した場合に生じる磁束の向きと、第4の平面スパイラル導体34の内周端34aから電流を流した場合に生じる磁束の向きは互いに逆である。 Therefore, for example, when current flows from the inner peripheral end 31a of the first planar spiral conductor 31, the magnetic flux generated in the first planar spiral conductor 31 and the magnetic flux generated in the second planar spiral conductor 32 are directed to each other. On the contrary, a magnetic flux loop through the magnetic members 11 to 14 is formed. Similarly, when current flows from the inner peripheral end 34a of the fourth planar spiral conductor 34, the magnetic flux generated in the fourth planar spiral conductor 34 and the direction of the magnetic flux generated in the third planar spiral conductor 33 are opposite to each other. Thus, a magnetic flux loop through the magnetic members 11 to 14 is formed. The direction of the magnetic flux generated when current flows from the inner peripheral end 31a of the first planar spiral conductor 31 and the direction of the magnetic flux generated when current flows from the inner peripheral end 34a of the fourth planar spiral conductor 34 Are opposite to each other.
本実施形態においては、第1の平面スパイラル導体31のターン数が第3の平面スパイラル導体33のターン数よりも1ターン以上多く、且つ、第1及び第3のスパイラル導体31,33の外周端は互いに同じターン位置に存在することから、第1の平面スパイラル導体31のうち、第3の平面スパイラル導体33とのターン差に相当する部分は、内周部にまとめて巻回されることになる。このため、第3の磁性部材13が配置される内径部は、第1の平面スパイラル導体31の最内周ターンによって囲まれる領域として定義されることになる。換言すれば、第3の磁性部材13が配置される内径部は、第3の平面スパイラル導体33の最内周ターンとは接しない。第3の平面スパイラル導体33の最内周ターンの全領域は、第1の平面スパイラル導体31の最内周ターンよりも必ず外側に位置している。したがって、少なくとも第1の平面スパイラル導体31の最内周ターンについては、第3の平面スパイラル導体33とは隣接しない。 In the present embodiment, the number of turns of the first planar spiral conductor 31 is one turn or more than the number of turns of the third planar spiral conductor 33, and the outer peripheral ends of the first and third spiral conductors 31 and 33 Are present at the same turn position, the portion of the first planar spiral conductor 31 corresponding to the turn difference from the third planar spiral conductor 33 is wound around the inner periphery. Become. For this reason, the inner diameter portion in which the third magnetic member 13 is disposed is defined as a region surrounded by the innermost turn of the first planar spiral conductor 31. In other words, the inner diameter portion where the third magnetic member 13 is disposed does not contact the innermost turn of the third planar spiral conductor 33. The entire area of the innermost circumferential turn of the third planar spiral conductor 33 is always located outside the innermost circumferential turn of the first planar spiral conductor 31. Accordingly, at least the innermost turn of the first planar spiral conductor 31 is not adjacent to the third planar spiral conductor 33.
同様に、第4の平面スパイラル導体34のターン数は、第2の平面スパイラル導体32のターン数よりも1ターン以上多く、且つ、第2及び第4のスパイラル導体32,34の外周端は互いに同じターン位置に存在することから、第4の平面スパイラル導体34のうち、第2の平面スパイラル導体32とのターン差に相当する部分は、内周部にまとめて巻回されることになる。このため、第4の磁性部材14が配置される内径部は、第4の平面スパイラル導体34の最内周ターンによって囲まれる領域として定義されることになる。換言すれば、第4の磁性部材14が配置される内径部は、第2の平面スパイラル導体32の最内周ターンとは接しない。第2の平面スパイラル導体32の最内周ターンの全領域は、第4の平面スパイラル導体34の最内周ターンよりも必ず外側に位置している。したがって、少なくとも第4の平面スパイラル導体34の最内周ターンについては、第2の平面スパイラル導体32とは隣接しない。 Similarly, the number of turns of the fourth planar spiral conductor 34 is one turn or more than the number of turns of the second planar spiral conductor 32, and the outer peripheral ends of the second and fourth spiral conductors 32, 34 are mutually connected. Since it exists in the same turn position, the part equivalent to the turn difference with the 2nd plane spiral conductor 32 among the 4th plane spiral conductors 34 will be collectively wound by the inner peripheral part. Therefore, the inner diameter portion in which the fourth magnetic member 14 is disposed is defined as a region surrounded by the innermost turns of the fourth planar spiral conductor 34. In other words, the inner diameter portion in which the fourth magnetic member 14 is disposed is not in contact with the innermost turn of the second planar spiral conductor 32. The entire area of the innermost turn of the second flat spiral conductor 32 is always located outside the innermost turn of the fourth flat spiral conductor 34. Accordingly, at least the innermost turn of the fourth planar spiral conductor 34 is not adjacent to the second planar spiral conductor 32.
ここで、第1の平面スパイラル導体31を、第3の平面スパイラル導体33と隣接する第1の部分71と、第3の平面スパイラル導体33と隣接しない第2の部分72に分けた場合、本実施形態においては第1の部分71のターン数が1+(1/8)ターンであり、第2の部分72のターン数が1+(1/4)ターンである。このため、第1の部分71のターン数よりも第2の部分72のターン数の方が多い。一方、第3の平面スパイラル導体33については、その全ターン(1+(1/8)ターン)が第1の平面スパイラル導体31と隣接している。 Here, when the first planar spiral conductor 31 is divided into a first portion 71 adjacent to the third planar spiral conductor 33 and a second portion 72 not adjacent to the third planar spiral conductor 33, In the embodiment, the number of turns of the first portion 71 is 1+ (1/8) turns, and the number of turns of the second portion 72 is 1+ (1/4) turns. Therefore, the number of turns of the second portion 72 is larger than the number of turns of the first portion 71. On the other hand, all the turns (1+ (1/8) turns) of the third planar spiral conductor 33 are adjacent to the first planar spiral conductor 31.
同様に、第4の平面スパイラル導体34を、第2の平面スパイラル導体32と隣接する第3の部分73と、第2の平面スパイラル導体32と隣接しない第4の部分74に分けた場合、本実施形態においては第3の部分73のターン数が1+(1/8)ターンであり、第4の部分74のターン数が1+(1/4)ターンである。このため、第3の部分73のターン数よりも第4の部分74のターン数の方が多い。一方、第2の平面スパイラル導体32については、その全ターン(1+(1/8)ターン)が第4の平面スパイラル導体34と隣接している。 Similarly, when the fourth planar spiral conductor 34 is divided into a third portion 73 adjacent to the second planar spiral conductor 32 and a fourth portion 74 not adjacent to the second planar spiral conductor 32, In the embodiment, the number of turns of the third portion 73 is 1+ (1/8) turns, and the number of turns of the fourth portion 74 is 1+ (1/4) turns. For this reason, the number of turns of the fourth portion 74 is greater than the number of turns of the third portion 73. On the other hand, all the turns (1+ (1/8) turns) of the second flat spiral conductor 32 are adjacent to the fourth flat spiral conductor 34.
このように、第1の平面スパイラル導体31は第3の平面スパイラル導体33よりもターン数が多いため、その差に起因して、第3の平面スパイラル導体33と隣接しない第2の部分72が存在する。同様に、第4の平面スパイラル導体34は第2の平面スパイラル導体32よりもターン数が多いため、その差に起因して、第2の平面スパイラル導体32と隣接しない第4の部分74が存在する。第1及び第3の部分71,73は、第1のコイルパターン21と第2のコイルパターン22が平面方向に隣接するため、高い磁気結合をもたらすが、第2及び第4の部分72,74は、第1のコイルパターン21と第2のコイルパターン22が平面方向に隣接しないため、この部分が長いと磁気結合が低下する。 As described above, since the number of turns of the first planar spiral conductor 31 is larger than that of the third planar spiral conductor 33, the second portion 72 not adjacent to the third planar spiral conductor 33 is caused by the difference. Exists. Similarly, since the fourth planar spiral conductor 34 has more turns than the second planar spiral conductor 32, there is a fourth portion 74 not adjacent to the second planar spiral conductor 32 due to the difference. Do. The first and third portions 71, 73 provide high magnetic coupling because the first coil pattern 21 and the second coil pattern 22 are adjacent in the planar direction, but the second and fourth portions 72, 74 Since the first coil pattern 21 and the second coil pattern 22 are not adjacent to each other in the plane direction, if this portion is long, the magnetic coupling is lowered.
また、本実施形態においては、第1の平面スパイラル導体31と第4の平面スパイラル導体34のターン数が一致しており、且つ、第2の平面スパイラル導体32と第3の平面スパイラル導体33のターン数が一致している。そして、第1及び第3の平面スパイラル導体31,33については右回りに巻回され、第2及び第4の平面スパイラル導体32,34については左回りに巻回されていることから、第1及び第3の平面スパイラル導体31,33のパターン形状と、第2及び第4の平面スパイラル導体32,34のパターン形状は、中心点Bを対称点として、互いに点対称となる。 Further, in the present embodiment, the number of turns of the first planar spiral conductor 31 and the number of turns of the fourth planar spiral conductor 34 match, and the numbers of the second planar spiral conductor 32 and the third planar spiral conductor 33 The number of turns is the same. The first and third planar spiral conductors 31 and 33 are wound clockwise, and the second and fourth planar spiral conductors 32 and 34 are wound counterclockwise. The pattern shape of the third planar spiral conductors 31 and 33 and the pattern shape of the second and fourth planar spiral conductors 32 and 34 are point-symmetric with respect to the center point B.
以上が本実施形態によるコイル部品10の構成である。かかる構成により、例えば第1の外部端子51から第2の外部端子52に電流を流した場合、第1のコイルパターン21と第2のコイルパターン22との磁気結合により、第3の外部端子53から第4の外部端子54には逆方向の電流が流れる。換言すれば、第1の外部端子51から第2の外部端子52に電流を流すと、第4の外部端子54から第3の外部端子53には同方向の電流が流れることになる。 The above is the configuration of the coil component 10 according to the present embodiment. With this configuration, for example, when current flows from the first external terminal 51 to the second external terminal 52, the third external terminal 53 is magnetically coupled between the first coil pattern 21 and the second coil pattern 22. To the fourth external terminal 54, a reverse current flows. In other words, when current flows from the first external terminal 51 to the second external terminal 52, current in the same direction flows from the fourth external terminal 54 to the third external terminal 53.
図5は、本実施形態によるコイル部品10の等価回路図である。 FIG. 5 is an equivalent circuit diagram of the coil component 10 according to the present embodiment.
図5に示すように、本実施形態によるコイル部品10は、磁気結合する理想トランス部L1と、漏れ磁束を発生させる漏れインダクタンス成分L2を有する。理想トランス部L1は、第1及び第4の外部端子51,54を入力側とすると、互いに逆方向に磁気結合する成分である。 As shown in FIG. 5, the coil component 10 according to the present embodiment has an ideal transformer portion L1 magnetically coupled and a leakage inductance component L2 generating a leakage flux. The ideal transformer section L1 is a component that is magnetically coupled in the opposite direction to each other when the first and fourth external terminals 51 and 54 are on the input side.
コイル部品10をカップリングインダクタとして使用すると、理想トランス部L1によって電流が分割され、漏れインダクタンス成分L2によって平滑化される。したがって、所望の特性を得るためには磁気結合率がある程度弱まるよう調整することによって、漏れインダクタンス成分L2を確保する必要がある。 When the coil component 10 is used as a coupling inductor, the current is divided by the ideal transformer L1 and smoothed by the leakage inductance component L2. Therefore, in order to obtain desired characteristics, it is necessary to secure the leakage inductance component L2 by adjusting the magnetic coupling rate to be reduced to some extent.
本実施形態においては、第1〜第4の平面スパイラル導体31〜34のターン数によって、磁気結合率を調整することができる。これは、ターン数を調整すると、第1のコイルパターン21と第2のコイルパターン22の隣接部Cの総延長が変化するからである。隣接部Cとは、第1のコイルパターン21と第2のコイルパターン22が互いに隣接する部分であり、巻回方向に沿った長さによって総延長が定義される。そして、隣接部Cの総延長を長くすれば、第1のコイルパターン21と第2のコイルパターン22の磁気結合が強くなり、逆に、隣接部Cの総延長を短くすれば、第1のコイルパターン21と第2のコイルパターン22の磁気結合が弱くなる。 In the present embodiment, the magnetic coupling rate can be adjusted by the number of turns of the first to fourth planar spiral conductors 31 to 34. This is because when the number of turns is adjusted, the total extension of the adjacent portion C of the first coil pattern 21 and the second coil pattern 22 changes. The adjacent portion C is a portion where the first coil pattern 21 and the second coil pattern 22 are adjacent to each other, and the total extension is defined by the length along the winding direction. And if the total extension of the adjacent part C is lengthened, the magnetic coupling between the first coil pattern 21 and the second coil pattern 22 becomes strong, and conversely, if the total extension of the adjacent part C is shortened, the first The magnetic coupling between the coil pattern 21 and the second coil pattern 22 is weakened.
図6及び図7は、第1及び第2のコイルパターン21,22の変形例である。このうち、図6は磁気結合をより強めた例を示し、図7は磁気結合をより弱めた例を示している。 6 and 7 show modified examples of the first and second coil patterns 21 and 22. FIG. Among these, FIG. 6 shows an example in which the magnetic coupling is further strengthened, and FIG. 7 shows an example in which the magnetic coupling is further weakened.
図6に示す例では、第1及び第4の平面スパイラル導体31,34のターン数は2+(5/8)ターンであり、第2及び第3の平面スパイラル導体32,33のターン数は1+(3/8)ターンである。したがって、第1及び第2のコイルパターン21,22のターン数は、いずれも合計で4ターンである。図6に示す例では、第1及び第3の部分71,73のターン数が1+(3/8)ターンであり、第2及び第4の部分72,74のターン数が1+(1/4)ターンである。一方、第3及び第2の平面スパイラル導体33,32については、その全ターン(1+(3/8)ターン)がそれぞれ第1及び第4の平面スパイラル導体31,34と隣接している。 In the example shown in FIG. 6, the number of turns of the first and fourth planar spiral conductors 31 and 34 is 2+ (5/8), and the number of turns of the second and third planar spiral conductors 32 and 33 is 1+. (3/8) Turn. Therefore, the total number of turns of the first and second coil patterns 21 and 22 is 4 turns. In the example shown in FIG. 6, the number of turns of the first and third portions 71, 73 is 1+ (3/8), and the number of turns of the second and fourth portions 72, 74 is 1+ (1/4) ) It is a turn. On the other hand, all the turns (1+ (3/8) turns) of the third and second planar spiral conductors 33 and 32 are adjacent to the first and fourth planar spiral conductors 31 and 34, respectively.
このようなレイアウトによれば、隣接部Cの総延長が図3に示した例よりも長くなるため、第1のコイルパターン21と第2のコイルパターン22の磁気結合が強くなる。但し、第1及び第2のコイルパターン21,22のターン数については図3に示したレイアウトとあまり変わらないため、得られるインダクタンスについては図3に示したレイアウトを用いた場合とほぼ同等となる。 According to such a layout, since the total extension of the adjacent portion C is longer than the example shown in FIG. 3, the magnetic coupling between the first coil pattern 21 and the second coil pattern 22 becomes strong. However, since the number of turns of the first and second coil patterns 21 and 22 is not so different from the layout shown in FIG. 3, the obtained inductance is almost the same as the case of using the layout shown in FIG. .
図7に示す例では、第1及び第4の平面スパイラル導体31,34のターン数は2+(5/8)ターンであり、第2及び第3の平面スパイラル導体32,33のターン数は7/8ターンである。したがって、第1及び第2のコイルパターン21,22のターン数は、いずれも合計で3.5ターンである。図7に示す例では、第1及び第3の部分71,73のターン数が7/8ターンであり、第2及び第4の部分72,74のターン数が1+(3/4)である。一方、第3及び第2の平面スパイラル導体33,32については、その全ターン(7/8ターン)がそれぞれ第1及び第4の平面スパイラル導体31,34と隣接している。 In the example shown in FIG. 7, the number of turns of the first and fourth planar spiral conductors 31, 34 is 2+ (5/8) turns, and the number of turns of the second and third planar spiral conductors 32, 33 is seven. / 8 turns. Therefore, the number of turns of each of the first and second coil patterns 21 and 22 is 3.5 turns in total. In the example shown in FIG. 7, the number of turns of the first and third portions 71 and 73 is 7/8, and the number of turns of the second and fourth portions 72 and 74 is 1+ (3/4). . On the other hand, all the turns (7/8 turns) of the third and second planar spiral conductors 33 and 32 are adjacent to the first and fourth planar spiral conductors 31 and 34, respectively.
このようなレイアウトによれば、隣接部Cの総延長が図3に示した例よりも短くなるため、第1のコイルパターン21と第2のコイルパターン22の磁気結合が弱くなる。但し、第1及び第2のコイルパターン21,22のターン数については図3に示したレイアウトとあまり変わらないため、得られるインダクタンスについては図3に示したレイアウトを用いた場合とほぼ同等となる。 According to such a layout, since the total extension of the adjacent part C is shorter than the example shown in FIG. 3, the magnetic coupling between the first coil pattern 21 and the second coil pattern 22 is weakened. However, since the number of turns of the first and second coil patterns 21 and 22 is not much different from the layout shown in FIG. 3, the obtained inductance is almost the same as the case of using the layout shown in FIG. .
図8は、隣接部Cの総延長とインダクタンス及び磁気結合率との関係を示すグラフである。 FIG. 8 is a graph showing the relationship between the total extension of the adjacent portion C and the inductance and magnetic coupling rate.
図8に示すデータは、隣接部Cの総延長が互いに異なる6種類のコイル部品について、それぞれのインダクタンス及び磁気結合率をシミュレーションによって算出したものである。第1及び第2のコイルパターン21,22のターン数については、いずれも合計で3〜5ターンの範囲に収まるよう設計している。 The data shown in FIG. 8 is obtained by calculating the inductance and the magnetic coupling rate of each of six types of coil parts having different total extensions of the adjacent portions C by simulation. The number of turns of the first and second coil patterns 21 and 22 is designed to be within a range of 3 to 5 turns in total.
図8に示すように、磁気結合率については、隣接部Cの総延長に比例して高くなることが確認できる。これに対し、インダクタンスについては、隣接部Cの総延長が変化しても大きな変化が見られない。このことは、全体のターン数を大きく変えることなく隣接部Cの総延長を調整することにより、インダクタンスに大きな影響を与えることなく、磁気結合率を大きく変えられることを意味する。したがって、インダクタンスを所定の値に維持しつつ、漏れインダクタンス成分L2を調整することが可能となる。本実施形態によるコイル部品10では、その構造上、磁気結合率を凡そ20〜70%の範囲で調整することが可能であり、多様なデバイスニーズに応えることができる。 As shown in FIG. 8, it can be confirmed that the magnetic coupling rate increases in proportion to the total extension of the adjacent portion C. On the other hand, regarding the inductance, no significant change is seen even if the total extension of the adjacent portion C changes. This means that by adjusting the total extension of the adjacent portion C without largely changing the number of turns, the magnetic coupling rate can be largely changed without significantly affecting the inductance. Therefore, it is possible to adjust the leakage inductance component L2 while maintaining the inductance at a predetermined value. In the coil component 10 according to the present embodiment, the magnetic coupling rate can be adjusted in a range of approximately 20 to 70% due to its structure, and various device needs can be met.
以上説明したように、本実施形態によるコイル部品10によれば、磁気結合率を任意に調整することができることから、求められる特性に応じた漏れインダクタンス成分L2を得ることが可能となる。また、第1〜第4の平面スパイラル導体31〜34が同一平面上に形成されていることから、低背化を実現することも可能である。しかも、製造時においては、第1〜第4の平面スパイラル導体31〜34を同時に形成することができることから、製造ばらつきに起因する第1及び第2のコイルパターン21,22間の特性差もほとんど生じない。さらに、第1及び第2の磁性部材11,12との距離についても、第1及び第2のコイルパターン21,22間において差が生じない。 As described above, according to the coil component 10 according to the present embodiment, since the magnetic coupling rate can be arbitrarily adjusted, it is possible to obtain the leakage inductance component L2 corresponding to the required characteristics. Moreover, since the 1st-4th plane spiral conductors 31-34 are formed on the same plane, it is also possible to implement | achieve low profile. In addition, since the first to fourth planar spiral conductors 31 to 34 can be formed at the same time during manufacturing, there is almost no characteristic difference between the first and second coil patterns 21 and 22 due to manufacturing variations. It does not occur. Further, the distance between the first and second magnetic members 11 and 12 is not different between the first and second coil patterns 21 and 22.
また、本実施形態においては、第1及び第3の平面スパイラル導体31,33のパターン形状と、第2及び第4の平面スパイラル導体32,34のパターン形状が中心点Bを対称点として点対称であることから、第1のコイルパターン21と第2のコイルパターン22は完全に同じ形状となる。このため、第1のコイルパターン21と第2のコイルパターン22との間の特性ばらつきはほとんど生じない。 In the present embodiment, the pattern shapes of the first and third planar spiral conductors 31 and 33 and the pattern shapes of the second and fourth planar spiral conductors 32 and 34 are point-symmetric with respect to the center point B as a symmetry point. Thus, the first coil pattern 21 and the second coil pattern 22 have completely the same shape. For this reason, the characteristic variation between the first coil pattern 21 and the second coil pattern 22 hardly occurs.
しかも、本実施形態においては、一般的なコイル部品のようなL字型の端子電極を用いるのではなく、磁性部材12の上面に第1〜第4の外部端子51〜54が直接露出する構成を有していることから、L字型の端子電極による直流抵抗の増大も生じない。 Moreover, in the present embodiment, the first to fourth external terminals 51 to 54 are directly exposed on the upper surface of the magnetic member 12 instead of using L-shaped terminal electrodes such as general coil parts. Therefore, the DC resistance is not increased by the L-shaped terminal electrode.
図9は、本実施形態によるコイル部品10が埋め込まれた回路基板80の構成例を示す断面図である。 FIG. 9 is a cross-sectional view showing a configuration example of a circuit board 80 in which the coil component 10 according to the present embodiment is embedded.
図9に示す回路基板80は、樹脂基板81及び樹脂層82を備え、これらの間にコイル部品10が埋め込まれた構成を有している。具体的には、樹脂基板81の上面にコイル部品10がフェイスアップ方式で搭載されており、これによりコイル部品10に設けられた外部端子51〜54が上方に露出する。そして、コイル部品10を埋め込むようにして、樹脂基板81上に樹脂層82が設けられる。樹脂層82には、外部端子51〜54を露出させるスルーホール83が形成されている。そして、樹脂層82の上面に形成された配線パターン84は、スルーホール83を介してコイル部品10の外部端子51〜54に接続される。 A circuit board 80 shown in FIG. 9 includes a resin substrate 81 and a resin layer 82, and the coil component 10 is embedded between them. Specifically, the coil component 10 is mounted on the upper surface of the resin substrate 81 in a face-up manner, so that the external terminals 51 to 54 provided on the coil component 10 are exposed upward. Then, the resin layer 82 is provided on the resin substrate 81 so as to embed the coil component 10. In the resin layer 82, through holes 83 for exposing the external terminals 51 to 54 are formed. The wiring pattern 84 formed on the upper surface of the resin layer 82 is connected to the external terminals 51 to 54 of the coil component 10 through the through hole 83.
このように、コイル部品10を回路基板80に埋め込んで使用する場合、外部端子51〜54と配線パターン84との接続にハンダを用いないため、外部端子51〜54の表面にスズメッキなどを施す必要が無く、外部端子51〜54を構成する銅(Cu)をそのまま露出させることができる。 As described above, when the coil component 10 is used by being embedded in the circuit board 80, since the solder is not used for the connection between the external terminals 51 to 54 and the wiring pattern 84, the surface of the external terminals 51 to 54 needs to be plated with tin. The copper (Cu) constituting the external terminals 51 to 54 can be exposed as it is.
このような回路基板80にスイッチング電源を搭載すれば、カップリングインダクタを含むスイッチング電源を1枚の回路基板によって実現することが可能となる。スイッチング電源用のカップリングインダクタには大電流が流れるため、比較的大きな発熱が生じる。このようにして生じた熱は、金属からなる外部端子から主に放熱されるが、本実施形態によるコイル部品10では、外部端子51〜54が平面視でいずれも平面スパイラル導体の内径部に配置されていることから、コイル部品10に蓄積された熱を効率よく放出することが可能となる。 If a switching power supply is mounted on such a circuit board 80, a switching power supply including a coupling inductor can be realized by a single circuit board. Since a large current flows through the coupling inductor for the switching power supply, a relatively large amount of heat is generated. The heat generated in this way is mainly dissipated from the external terminals made of metal, but in the coil component 10 according to the present embodiment, the external terminals 51 to 54 are all arranged at the inner diameter portion of the planar spiral conductor in plan view. Thus, the heat accumulated in the coil component 10 can be efficiently released.
また、コイル部品10は外部端子51〜54を上に向けて回路基板の表面に搭載することも可能であり、この場合、直接外部端子51〜54にワイヤーボンディングすることもできる。さらに、外部端子51〜54にL字型の端子電極を接続すれば、外部端子51〜54を回路基板に向けてボンディングする、通常のはんだ実装も可能である。 Also, the coil component 10 can be mounted on the surface of the circuit board with the external terminals 51 to 54 facing upward, and in this case, wire bonding can be directly performed to the external terminals 51 to 54. Furthermore, if L-shaped terminal electrodes are connected to the external terminals 51 to 54, ordinary solder mounting is also possible in which the external terminals 51 to 54 are bonded to the circuit board.
図10は、回路基板80に埋め込まれたコイル部品10と電源配線との関係を説明するための平面図である。 FIG. 10 is a plan view for explaining the relationship between the coil component 10 embedded in the circuit board 80 and the power supply wiring.
図10に示す例では、回路基板80の表面に第1及び第2の電源配線V1,V2からなる一対の入力電源配線VINと、第3及び第4の電源配線V3,V4からなる一対の出力電源配線VOUTが設けられている。入力電源配線VINは、例えば電源回路に含まれるスイッチング回路の出力端に接続される。出力電源配線VOUTは、例えば電源回路に含まれる平滑用キャパシタに接続される。 In the example shown in FIG. 10, on the surface of the circuit board 80, a pair of input power wirings VIN composed of first and second power wirings V1, V2 and a pair of outputs composed of third and fourth power wirings V3, V4. A power supply wiring VOUT is provided. The input power supply wiring VIN is connected to the output terminal of a switching circuit included in the power supply circuit, for example. The output power supply wiring VOUT is connected to, for example, a smoothing capacitor included in the power supply circuit.
そして、本実施形態においては、第1の電源配線V1が第1の外部端子51に接続され、第2の電源配線V2が第4の外部端子54に接続され、第3の電源配線V3が第2の外部端子52に接続され、第4の電源配線V4が第3の外部端子53に接続される。 In the present embodiment, the first power supply wiring V1 is connected to the first external terminal 51, the second power supply wiring V2 is connected to the fourth external terminal 54, and the third power supply wiring V3 is connected to the first power supply wiring V3. The fourth power supply wiring V 4 is connected to the second external terminal 52 and connected to the third external terminal 53.
このような接続を行うことにより、スイッチング回路から出力される電流が第1の電源配線V1を介して第1の外部端子51に流れ込むと、第1のコイルパターン21によって発生した磁束が第2のコイルパターン22に起電力を発生させ、入力された電流が2分割される。2分割された電流は、第2及び第3の外部端子52,53を介して第3及び第4の電源配線V3,V4から出力される。一方、スイッチング回路から出力される電流が第2の電源配線V2を介して第4の外部端子54に流れ込むと、第2のコイルパターン22によって発生した磁束が第1のコイルパターン21に起電力を発生させ、入力された電流が2分割される。2分割された電流は、第2及び第3の外部端子52,53を介して第3及び第4の電源配線V3,V4から出力される。 By performing such connection, when the current output from the switching circuit flows into the first external terminal 51 via the first power supply wiring V1, the magnetic flux generated by the first coil pattern 21 is converted to the second An electromotive force is generated in the coil pattern 22, and the input current is divided into two. The divided current is output from the third and fourth power supply wirings V3 and V4 via the second and third external terminals 52 and 53. On the other hand, when the current output from the switching circuit flows into the fourth external terminal 54 through the second power supply wiring V2, the magnetic flux generated by the second coil pattern 22 causes the first coil pattern 21 to generate an electromotive force. The generated current is divided into two. The divided current is output from the third and fourth power supply wirings V3 and V4 via the second and third external terminals 52 and 53.
そして、第1及び第2のコイルパターン21,22は漏れインダクタンス成分L2を有していることから、突入電流のピークを低減することが可能となる。なお、電源回路の構成によっては、図11に示すように、第3の電源配線V3と第4の電源配線V4を短絡しても構わない。 And since the 1st and 2nd coil patterns 21 and 22 have the leakage inductance component L2, it becomes possible to reduce the peak of an inrush current. Depending on the configuration of the power supply circuit, as shown in FIG. 11, the third power supply wiring V3 and the fourth power supply wiring V4 may be short-circuited.
このように、本実施形態によるコイル部品10は、電源回路用のカップリングインダクタとして用いることが好適である。 Thus, the coil component 10 according to the present embodiment is preferably used as a coupling inductor for a power supply circuit.
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。 The preferred embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. Needless to say, it is included in the range.
例えば、上記のコイル部品の実施形態においては、第1及び第3の平面スパイラル導体31,33が、所定の平面上に同心円状に右回りに巻回され、第2及び第4の平面スパイラル導体32,34が、所定の平面上に同心円状に左回りに巻回された例を示したが、逆に第1及び第3の平面スパイラル導体31,33が左回りに、第2及び第4の平面スパイラル導体32,34が右回りに巻回されていても同様の効果を奏することは明らかである。 For example, in the above-described coil component embodiment, the first and third planar spiral conductors 31 and 33 are concentrically wound clockwise on a predetermined plane, and the second and fourth planar spiral conductors are wound. In the above example, the first and third planar spiral conductors 31 and 33 are rotated counterclockwise, and the second and fourth spiral conductors 31 and 33 are concentrically wound around the predetermined plane. Obviously, the same effect can be obtained even when the planar spiral conductors 32 and 34 are wound clockwise.
また、図9に示す例では、コイル部品10を回路基板80に埋め込んでいるが、コイル部品10の上面から側面を覆うL字端子であって、それぞれ外部端子51〜54に接続されたL字型端子を設けることによって、コイル部品10を回路基板上に表面実装することも可能である。 In the example shown in FIG. 9, the coil component 10 is embedded in the circuit board 80, but is an L-shaped terminal that covers the side surface from the upper surface of the coil component 10, and is connected to the external terminals 51 to 54, respectively. By providing a mold terminal, the coil component 10 can be surface-mounted on a circuit board.
10 コイル部品
11〜14 磁性部材
12a〜12d 開口部
21,22 コイルパターン
31〜34 平面スパイラル導体
31a〜34a 内周端
40 絶縁樹脂
51〜54 外部端子
61,62 平面領域
63 重複領域
71 第1の部分
72 第2の部分
73 第3の部分
74 第4の部分
80 回路基板
81 樹脂基板
82 樹脂層
83 スルーホール
84 配線パターン
B 中心点
C 隣接部
L1 理想トランス部
L2 インダクタンス成分
V1〜V4 電源配線
VIN 入力電源配線
VOUT 出力電源配線
DESCRIPTION OF REFERENCE NUMERALS 10 coil parts 11 to 14 magnetic members 12 a to 12 d openings 21 and 22 coil patterns 31 to 34 planar spiral conductors 31 a to 34 a inner circumferential end 40 insulating resin 51 to 54 external terminals 61 and 62 planar area 63 overlapping area 71 first Part 72 Second part 73 Third part 74 Fourth part 80 Circuit board 81 Resin board 82 Resin layer 83 Through hole 84 Wiring pattern B Center point C Adjacent part L1 Ideal transformer part L2 Inductance component V1 to V4 Power supply wiring VIN Input power supply wiring VOUT Output power supply wiring
Claims (12)
直列接続された第3及び第4の平面スパイラル導体を含む第2のコイルパターンと、を備え、
前記第1及び第3の平面スパイラル導体は、所定の平面上に同心円状に一方向に巻回され、
前記第2及び第4の平面スパイラル導体は、前記所定の平面上に同心円状に逆方向に巻回され、
前記第1の平面スパイラル導体は、前記第3の平面スパイラル導体と隣接する第1の部分と、前記第3の平面スパイラル導体と隣接しない第2の部分を含み、
前記第4の平面スパイラル導体は、前記第2の平面スパイラル導体と隣接する第3の部分と、前記第2の平面スパイラル導体と隣接しない第4の部分を含むことを特徴とするコイル部品。 A first coil pattern comprising first and second planar spiral conductors connected in series;
A second coil pattern including third and fourth planar spiral conductors connected in series;
The first and third planar spiral conductors are concentrically wound in one direction on a predetermined plane,
The second and fourth planar spiral conductors are concentrically wound in opposite directions on the predetermined plane,
The first planar spiral conductor includes a first portion adjacent to the third planar spiral conductor and a second portion not adjacent to the third planar spiral conductor.
The coil component characterized in that the fourth planar spiral conductor includes a third portion adjacent to the second planar spiral conductor and a fourth portion not adjacent to the second planar spiral conductor.
前記第4の平面スパイラル導体のターン数は、前記第2の平面スパイラル導体のターン数よりも1ターン以上多いことを特徴とする請求項1又は2に記載のコイル部品。 The number of turns of the first planar spiral conductor is one or more more than the number of turns of the third planar spiral conductor,
3. The coil component according to claim 1, wherein the number of turns of the fourth planar spiral conductor is one or more turns larger than the number of turns of the second planar spiral conductor.
前記第2の平面スパイラル導体の内周端に接続された第2の外部端子と、
前記第3の平面スパイラル導体の内周端に接続された第3の外部端子と、
前記第4の平面スパイラル導体の内周端に接続された第4の外部端子と、をさらに備えることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載のコイル部品。 A first external terminal connected to an inner peripheral end of the first planar spiral conductor;
A second external terminal connected to an inner peripheral end of the second planar spiral conductor;
A third external terminal connected to an inner peripheral end of the third planar spiral conductor;
The coil component according to any one of claims 1 to 5, further comprising: a fourth external terminal connected to an inner peripheral end of the fourth planar spiral conductor.
前記第2の磁性部材は、前記第1、第2、第3及び第4の平面スパイラル導体の前記内周端をそれぞれ露出させる第1、第2、第3及び第4の開口部を有し、
前記第1、第2、第3及び第4の外部端子は、それぞれ前記第1、第2、第3及び第4の開口部に埋め込まれていることを特徴とする請求項6に記載のコイル部品。 It further comprises first and second magnetic members sandwiching the first and second coil patterns,
The second magnetic member has first, second, third and fourth openings for exposing the inner peripheral ends of the first, second, third and fourth planar spiral conductors, respectively. ,
The coil according to claim 6, wherein the first, second, third and fourth external terminals are embedded in the first, second, third and fourth openings, respectively. parts.
前記第2及び第4の平面スパイラル導体の内径部に設けられ、前記第1の磁性部材と前記第2の磁性部材を接続する第4の磁性部材と、をさらに備えることを特徴とする請求項7又は8に記載のコイル部品。 A third magnetic member provided in an inner diameter portion of the first and third planar spiral conductors and connecting the first magnetic member and the second magnetic member;
A fourth magnetic member provided at an inner diameter portion of the second and fourth planar spiral conductors and connecting the first magnetic member and the second magnetic member is further provided. The coil component as described in 7 or 8.
第3及び第4の電源配線からなる一対の出力電源配線と、
請求項6乃至10のいずれか一項に記載のコイル部品と、を備え、
前記第1の電源配線は前記第1の外部端子に接続され、
前記第2の電源配線は前記第4の外部端子に接続され、
前記第3の電源配線は前記第2の外部端子に接続され、
前記第4の電源配線は前記第3の外部端子に接続されることを特徴とする電源回路。 A pair of input power supply lines composed of first and second power supply lines;
A pair of output power supply lines consisting of third and fourth power supply lines;
A coil component according to any one of claims 6 to 10,
The first power supply wiring is connected to the first external terminal;
The second power supply wiring is connected to the fourth external terminal;
The third power supply wiring is connected to the second external terminal;
A power supply circuit characterized in that the fourth power supply wiring is connected to the third external terminal.
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