JP6555444B2 - アンテナ装置 - Google Patents

Description

本発明は、アンテナ装置に関し、特にコイルが形成される素体と端子電極とを有するコイル素子と、回路基板とを備えたアンテナ装置に関する。

特許文献１には、導体パターンが形成された複数の絶縁層を積層してなる素体と、上記素体の表面に形成された端子電極と、を備えるコイル素子（アンテナ装置）が開示されている。複数の導体パターンはコイルを形成しており、上記端子電極は、コイルの巻回軸方向から視て、複数のコイルに重なる位置に配置されている。

特許第５７４１７８２号公報

一般に、導体パターンが形成された複数の絶縁層を積層した場合、導体パターンが形成された部分には導体パターン分の厚みが加わるため、複数の絶縁層の積層方向の厚みが他の部分よりも大きくなり、素体の平坦性を確保できない虞がある。

つまり、特許文献１に記載のコイル素子では、素体の実装面のうち平坦性の低い部分に端子電極が形成されることになるので、外部の回路基板等に実装する際に実装性が低下する虞がある。または、外部の回路基板等にコイル素子を実装する際に、実装不良（接続不良）を引き起こす虞がある。

本発明の目的は、外部の回路基板等への実装性を高めて、外部の回路基板等に対する実装不良を抑制したコイル素子を備えるアンテナ装置を提供することにある。

（１）本発明のコイル素子は、
複数の絶縁層を積層してなり、前記複数の絶縁層の積層方向に対して直交する実装面を有し、１ターン以上のコイルが形成される素体と、
前記実装面に形成される端子電極と、
を備え、
前記端子電極は、前記積層方向から視て、全体が前記コイルのコイル開口に重なることを特徴とする。

この構成によれば、端子電極が実装面のうち平坦性の高い部分に形成されるため、積層方向から視てコイルに重なる位置に端子電極を形成する場合に比べ、実装面の平坦性の高いコイル素子を実現できる。したがって、外部の回路基板等への実装性が高く、且つ、外部の回路基板等に対する実装不良を抑制したコイル素子を実現できる。

（２）上記（１）において、前記素体は、前記積層方向から視て前記コイルに重なる部分の前記積層方向における厚みが、前記積層方向から視て前記コイル開口に重なる部分の前記積層方向における厚みよりも厚くてもよい。

（３）上記（１）または（２）において、前記コイルの外縁部から前記素体の端部までの最短距離は、前記コイルの導体幅（線幅）よりも短いことが好ましい。この構成によれば、素体の大きさに対し、コイル径の大きなコイルを形成できるため、磁束を放射（集磁）する範囲および距離を比較的大きくでき、結果的に通信特性の良いコイル素子を実現できる。

（４）上記（１）から（３）のいずれかにおいて、前記素体は磁性体を有することが好ましい。この構成により、素体を大型化することなく、所定のインダクタンス値のコイル素子が得られる。

（５）上記（４）において、前記磁性体は、前記コイルよりも前記実装面側に位置する第１磁性体層を含んでいてもよい。なお、コイル素子が第１磁性体層のみを有する場合には、第１磁性体層の磁気シールド効果により、コイルからの磁界が実装面側に放射されることを抑制できる。そのため、コイル素子を回路基板等に実装した場合に、コイルと実装面側に位置する導体との不要結合を抑制できる。

（６）上記（４）または（５）において、前記素体は、前記実装面に対向する天面を有し、前記磁性体は、前記コイルよりも前記天面側に位置する第２磁性体層を含んでいてもよい。なお、素体が第１磁性体層および第２磁性体層を有する場合には、コイルが第１磁性体層と第２磁性体層とで挟まれる上下対称構造であるため、焼成時に生じる素体の反り等の変形を抑制できる。

（７）本発明のコイル素子は、
複数の絶縁層を積層してなり、前記複数の絶縁層の積層方向に対して直交する実装面を有し、複数ターンのコイルが形成される素体と、
前記実装面に形成される端子電極と、
を備え、
前記コイルは、第１コイル導体部と、前記第１コイル導体部に直列に接続される第２コイル導体部と、を有し、
前記第１コイル導体部は、前記積層方向において前記第２コイル導体部よりも前記実装面側に位置し、
前記端子電極は、前記積層方向から視て、全体が前記第１コイル導体部のコイル開口に重なることを特徴とする。

この構成によれば、端子電極が実装面のうち平坦性の高い部分に形成されるため、積層方向から視て第１コイル導体部に重なる位置に端子電極を形成する場合に比べ、実装面の平坦性の高いコイル素子を実現できる。したがって、外部の回路基板等への実装性が高く、且つ、外部の回路基板等に対する実装不良を抑制したコイル素子を実現できる。

（８）上記（７）において、前記素体は、前記積層方向から視て前記第１コイル導体部に重なる部分の前記積層方向における厚みが、前記積層方向から視て前記第１コイル導体部のコイル開口に重なる部分の前記積層方向における厚みよりも厚くてもよい。

（９）上記（７）または（８）において、前記第１コイル導体部の外縁部から前記素体の端部までの最短距離は、前記第１コイル導体部の導体幅よりも短いことが好ましい。この構成によれば、素体の大きさに対し、コイル径の大きなコイルを形成できるため、磁束を放射（集磁）する範囲および距離を比較的大きくでき、結果的に通信特性の良いコイル素子を実現できる。

（１０）上記（７）から（９）のいずれかにおいて、前記素体は磁性体を有することが好ましい。この構成により、素体を大型化することなく、所定のインダクタンス値のコイル素子が得られる。

（１１）上記（１０）において、前記磁性体は、前記第１コイル導体部よりも前記実装面側に位置する第１磁性体層を含んでいてもよい。なお、コイル素子が第１磁性体層のみを有する場合には、第１磁性体層の磁気シールド効果により、コイルからの磁界が実装面側に放射されることを抑制できる。そのため、コイル素子を回路基板等に実装した場合に、コイルと実装面側に位置する導体との不要結合を抑制できる。

（１２）上記（１０）または（１１）において、前記素体は、前記実装面に対向する天面を有し、前記磁性体は、前記コイルよりも前記天面側に位置する第２磁性体層を含んでいてもよい。なお、素体が第１磁性体層および第２磁性体層を有する場合には、コイルが第１磁性体層と第２磁性体層とで挟まれる上下対称構造であるため、焼成時に生じる素体の反り等の変形を抑制できる。

本発明によれば、外部の回路基板等への実装性を高めて、外部の回路基板等に対する実装不良を抑制したコイル素子を備えたアンテナ装置を実現できる。

図１（Ａ）は第１の実施形態に係るコイル素子３０１の外観斜視図であり、図１（Ｂ）はコイル素子３０１の内部に形成されるコイルの概略形状を示す斜視図である。 図２（Ａ）はコイル素子３０１の平面図であり、図２（Ｂ）は図２（Ａ）におけるＡ−Ａ断面図である。 図３は、コイル素子３０１を構成する複数の絶縁層Ｓ１〜Ｓ１４の平面図である。 図４（Ａ）は第１の実施形態に係るアンテナ装置４０１の斜視図であり、図４（Ｂ）はアンテナ装置４０１からコイル素子３０１を除いた状態での斜視図である。 図５は、第２の実施形態に係るコイル素子３０２の断面図である。 図６（Ａ）は第３の実施形態に係るコイル素子３０３Ａの断面図であり、図６（Ｂ）は第３の実施形態に係るコイル素子３０３Ｂの断面図である。

以降、図を参照して幾つかの具体的な例を挙げて、本発明を実施するための複数の形態を示す。各図中には同一箇所に同一符号を付している。要点の説明または理解の容易性を考慮して、便宜上実施形態を分けて示すが、異なる実施形態で示した構成の部分的な置換または組み合わせが可能である。第２の実施形態以降では第１の実施形態と共通の事柄についての記述を省略し、異なる点についてのみ説明する。特に、同様の構成による同様の作用効果については実施形態毎には逐次言及しない。

各実施形態で説明する「コイル素子」は、例えば、チップ型のコイルアンテナである。なお、本発明の「コイル素子」は、チップ型のインダクタでもよい。

また、各実施形態で説明する「アンテナ装置」は、信号（または電力）の送信（送電）側、受信（受電）側のいずれにも適用できる。この「アンテナ装置」を、磁束を放射するアンテナとして説明する場合でも、そのアンテナ装置が磁束の発生源であることに限るものではない。伝送相手側アンテナが発生した磁束を受ける（鎖交する）場合にも、すなわち送受の関係が逆であっても、同様の作用効果を奏する。

上記「アンテナ装置」は、通信相手側アンテナと磁界結合を用いた近傍界通信のために用いられるアンテナ装置、または電力伝送相手側アンテナと磁界結合を用いた近傍界での電力伝送のために用いられるアンテナ装置である。通信の場合には、例えばＮＦＣ（Ｎｅａｒ ｆｉｅｌｄ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）等の通信システムに適用される。電力伝送の場合には、例えば、電磁誘導方式や磁界共鳴方式等の磁界結合を利用した電力伝送システムに適用される。つまり、上記「アンテナ装置」は、少なくとも磁界結合を利用した通信や電力伝送等の無線伝送システムで用いられる。なお、上記「アンテナ装置」は、実質的に伝送相手側アンテナと電磁界結合（磁界結合および電界結合）により無線伝送しているものも含む。

上記「アンテナ装置」は、例えばＨＦ帯、特に１３．５６ＭＨｚ，６．７８ＭＨｚまたはそれらの近傍の周波数帯で利用される。アンテナ装置の大きさは、使用する周波数における波長λに比べて十分に小さいので、使用周波数帯における電磁波の放射効率は本来的に低い。アンテナ装置の大きさは、λ／１０以下である。より具体的には、アンテナ装置の電流経路の長さがλ／１０以下である。なお、ここでいう波長とは、導体が形成される基材の誘電率や透磁率による波長短縮効果を考慮した実効的な波長である。

また、各実施形態で説明する「電子機器」とは、スマートフォンやフィーチャーフォン等の携帯電話端末、スマートウォッチやスマートグラス等のウェアラブル端末、ノートＰＣやタブレットＰＣ等の携帯ＰＣ、カメラ、ゲーム機、玩具等の情報機器、ＩＣタグ、ＳＤカード、ＳＩＭカード、ＩＣカード等の情報媒体等、様々な電子機器を指す。

《第１の実施形態》
図１（Ａ）は第１の実施形態に係るコイル素子３０１の外観斜視図であり、図１（Ｂ）はコイル素子３０１の内部に形成されるコイルの概略形状を示す斜視図である。図２（Ａ）はコイル素子３０１の平面図であり、図２（Ｂ）は図２（Ａ）におけるＡ−Ａ断面図である。図２（Ａ）では、構造を分かりやすくするため、コイル（コイルＬ１および補助コイルＬ２）をドットパターンで示している。

コイル素子３０１は、直方体状の素体１０と、６つの端子電極Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５，Ｔ６と、を備える。素体１０は、例えば低温同時焼成セラミックス（ＬＴＣＣ：Ｌｏｗ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏ−ｆｉｒｅｄ Ｃｅｒａｍｉｃｓ）の誘電体セラミックに導体（コイル等）が形成されたものである。

素体１０は、複数の絶縁層（後に詳述する）を積層してなり、互いに対向する実装面ＭＳ１および天面ＭＳ２を有する。実装面ＭＳ１および天面ＭＳ２は、複数の絶縁層の積層方向（Ｚ軸方向）に対して直交する面である。

図１（Ａ）および図２（Ｂ）等に示すように、素体１０には、コイルＬ１および補助コイルＬ２が形成されている。コイルＬ１は、Ｚ軸方向に平行な巻回軸を有する約７ターン（１ターン以上）のヘリカル状のコイルである。後に詳述するように、コイルＬ１は、コイル導体Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ１３，Ｌ１４，Ｌ１５，Ｌ１６，Ｌ１７および複数の層間接続導体により形成される。補助コイルＬ２は、Ｚ軸方向に平行な巻回軸を有する約１ターン未満のループ状のコイルである。コイル導体Ｌ１１〜Ｌ１７および補助コイルＬ２は、例えばＡｇを主成分とする導体パターンである。図２（Ｂ）等に示すように、コイル導体Ｌ１１〜Ｌ１７および補助コイルＬ２は、Ｚ軸方向から視て、互いに略重なっている。

また、素体１０は磁性体を有する。具体的には、素体１０は、図２（Ｂ）に示すように、コイル（コイルＬ１および補助コイルＬ２）よりも実装面ＭＳ１側に位置する第１磁性体層ＭＬ１を有し、コイルよりも天面ＭＳ２側に位置する第２磁性体層ＭＬ２を有する。言い換えると、コイルは第１磁性体層ＭＬ１と第２磁性体層ＭＬ２とで挟まれている。

６つの端子電極Ｔ１〜Ｔ６は、素体１０の実装面ＭＳ１に形成される矩形状の導体パターンである。後に詳述するように、端子電極Ｔ１はコイルＬ１の一端に接続され、端子電極Ｔ２はコイルＬ１の他端に接続される。端子電極Ｔ３は補助コイルＬ２の一端に接続され、端子電極Ｔ４は補助コイルＬ２の他端に接続される。端子電極Ｔ５，Ｔ６は、コイル（コイルＬ１および補助コイルＬ２）に接続されない実装用の電極（ダミー電極）である。端子電極Ｔ１〜Ｔ６は、例えばＡｇを主成分とする導体パターンである。なお、端子電極Ｔ１〜Ｔ６には、例えばＮｉを下地としたＡｕめっき処理が施されていてもよい。

なお、図２（Ｂ）に示すように、素体１０の実装面ＭＳ１には、端子電極Ｔ１〜Ｔ６の外縁部（全周）を覆う枠状の絶縁膜１が形成されている。絶縁膜１は、端子電極Ｔ１〜Ｔ６の剥離防止用に設けられる保護膜であり、例えば非磁性体（非磁性フェライト）ペーストを焼成したものである。

図２（Ｂ）に示すように、素体１０の実装面ＭＳ１には突出部Ｂ１が形成されている。また、素体１０の天面ＭＳ２には突出部Ｂ２が形成されている。突出部Ｂ１，Ｂ２は、素体１０内部にコイル（コイルＬ１および補助コイルＬ２）が配置されることにより、実装面ＭＳ１および天面ＭＳ２に形成される凸部である。突出部Ｂ１，Ｂ２は、Ｚ軸方向から視て、コイルの形状に沿って形成される。

一般に、導体パターンが形成された複数の絶縁層を積層した場合、導体パターンが形成された部分には導体パターン分の厚みが加わるため、複数の絶縁層のＺ軸方向の厚みが他の部分よりも大きくなり、上記のような突出部が形成される。そのため、突出部Ｂ１，Ｂ２は、Ｚ軸方向から視て、コイルの形状に沿って形成される。なお、突出部Ｂ１，Ｂ２は、積層方向（Ｚ軸方向）において導体パターン（例えば、コイル導体Ｌ１１〜Ｌ１７および補助コイルＬ２）の重なりが多いほど、素体表面からの突出量が大きくなる傾向がある。また、突出部Ｂ１，Ｂ２は、素体１０の内部に形成される導体パターンが、実装面ＭＳ１および天面ＭＳ２に近い位置に配置されているほど、素体表面からの突出量が大きくなる傾向がある。

図２（Ｂ）に示すように、素体１０は、Ｚ軸方向から視てコイル（コイルＬ１および補助コイルＬ２）に重なる部分（突出部Ｂ１，Ｂ２が形成されている部分）のＺ軸方向における厚みＨ２が、コイル開口ＡＰに重なる部分のＺ軸方向における厚みＨ１よりも厚い（Ｔ１＜Ｔ２）。

ここで、本発明における「コイル開口」は、Ｚ軸方向（コイルの巻回軸方向）から視て、コイルを形成するコイル導体によって概略的に形成される、開口部分を言う。具体的に説明すると、コイル導体が複数の場合には、Ｚ軸方向（複数の絶縁層の積層方向）において、より多くのコイル導体が重なって形成された開口部分を、本発明の「コイル開口」とする（図２（Ａ）および図２（Ｂ）に示すコイル開口ＡＰを参照）。

図２（Ａ）および図２（Ｂ）に示すように、６つの端子電極Ｔ１〜Ｔ６は、Ｚ軸方向から視て、全体がコイル（コイルＬ１および補助コイルＬ２）のコイル開口ＡＰに重なっている。６つの端子電極Ｔ１〜Ｔ６は、Ｚ軸方向から視て、コイルの一部（コイル導体Ｌ１１〜Ｌ１７および補助コイルＬ２）には重なっていない。また、６つの端子電極Ｔ１〜Ｔ６は、Ｚ軸方向から視て、コイル開口ＡＰの中心付近ではなく、突出部Ｂ１近傍に配置されている。なお、ダミー電極等の端子電極は、コイル開口ＡＰの中心付近に配置されていてもよい。

図２（Ｂ）に示すように、素体１０をＺ軸方向に平行な面（ＸＺ面）で切った断面において、コイル（コイルＬ１および補助コイルＬ２）の外縁部から素体１０の端部までの最短距離Ｗ２は、コイルの導体幅（線幅）Ｗ１よりも短い（Ｗ１＜Ｗ２）。

次に、素体１０の具体的な構成について説明する。図３は、コイル素子３０１を構成する複数の絶縁層Ｓ１〜Ｓ１４の平面図である。図３中における二点鎖線は、層間接続導体による主要な接続関係を示している。

素体１０は、絶縁層Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７，Ｓ８，Ｓ９，Ｓ１０，Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ１４の順に積層して形成される。図３における絶縁層Ｓ１は最下層であり、絶縁層Ｓ１４が最上層である。絶縁層Ｓ１，Ｓ２，Ｓ５〜Ｓ１２，Ｓ１４は、例えば低温同時焼成セラミックス（ＬＴＣＣ）の非磁性体フェライト等のグリーンシートである。絶縁層Ｓ３，Ｓ４，Ｓ１３は、例えば低温同時焼成セラミックス（ＬＴＣＣ）の磁性体フェライト等のグリーンシートである。

絶縁層Ｓ１の裏面には、端子電極Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５，Ｔ６が形成されている。端子電極Ｔ１〜Ｔ６は略矩形の導体パターンである。絶縁層Ｓ２の裏面には、導体２１，２２，２３，２４，２５，２６が形成されている。導体２１〜２６は、それぞれ端子電極Ｔ１〜Ｔ６に類似した形状（略矩形）の導体パターンである。導体２１〜２６は、例えばＡｇを主成分とする導体パターンである。

なお、絶縁層Ｓ１の裏面には、端子電極Ｔ１〜Ｔ６の外縁部を覆う枠状の絶縁膜（図２（Ｂ）に示す絶縁膜１を参照）が形成される。絶縁膜は、例えば、絶縁層Ｓ１の裏面に端子電極Ｔ１〜Ｔ６を形成した後、端子電極Ｔ１〜Ｔ６の外縁部を覆うように枠状に印刷した非磁性体（非磁性フェライト）ペーストを焼成して形成する。

絶縁層Ｓ５の裏面には、１ターン未満の補助コイルＬ２が形成されている。絶縁層Ｓ６の裏面には、約１ターンのコイル導体Ｌ１７が形成されている。絶縁層Ｓ７の裏面には、約１ターンのコイル導体Ｌ１６が形成されている。絶縁層Ｓ８の裏面には、約１ターンのコイル導体Ｌ１５が形成されている。絶縁層Ｓ９の裏面には、約１ターンのコイル導体Ｌ１４が形成されている。絶縁層Ｓ１０の裏面には、約１ターンのコイル導体Ｌ１３が形成されている。絶縁層Ｓ１１の裏面には、約１ターンのコイル導体Ｌ１２が形成されている。絶縁層Ｓ１２の裏面には、約１ターンのコイル導体Ｌ１１が形成されている。

絶縁層Ｓ１４の表面にはポジションマークＰＧ（製造時の位置決めを容易にするマーク）が形成され、絶縁層Ｓ１４の裏面には導体３０が形成されている。ポジションマークＰＧは矩形の導体パターンである。導体３０は、ポジションマークＰＧに類似した形状（略矩形）の導体パターンである。ポジションマークＰＧおよび導体３０は、例えばＡｇを主成分とする導体パターンである。

本実施形態に係るコイル素子３０１によれば、次のような効果を奏する。

（ａ）本実施形態では、端子電極Ｔ１〜Ｔ６が、Ｚ軸方向（複数の絶縁層の積層方向）から視て、全体がコイル（コイルＬ１および補助コイルＬ２）のコイル開口ＡＰに重なっている。この構成によれば、端子電極Ｔ１〜Ｔ６が、実装面ＭＳ１のうち平坦性の高い部分（突出部Ｂ１が形成され難い部分）に形成されるため、突出部Ｂ１が形成されやすい位置（Ｚ軸方向から視てコイルに重なる位置）に端子電極を形成する場合に比べ、実装面ＭＳ１の平坦性の高いコイル素子を実現できる。したがって、外部の回路基板等への実装性が高く、且つ、外部の回路基板等に対する実装不良を抑制したコイル素子を実現できる。

さらに、この構成によれば、突出部Ｂ１が形成されやすい位置に端子電極を形成する場合に比べ、コイル素子を低背化しやすい（Ｚ軸方向の高さが低いコイル素子を得やすい）。

（ｂ）本実施形態では、端子電極Ｔ１〜Ｔ６が、Ｚ軸方向（複数の絶縁層の積層方向）から視て、コイル（コイルＬ１および補助コイルＬ２）に重なっていない。この構成によれば、実装面ＭＳ１のうち、特に平坦性の高い位置に、端子電極Ｔ１〜Ｔ６が配置される。そのため、実装面ＭＳ１の平坦性に優れ、外部の回路基板等への実装性をさらに高めたコイル素子を実現できる。なお、後に詳述するように（第３の実施形態を参照）、本発明のコイル素子には、Ｚ軸方向から視て、コイル開口ＡＰ内にコイルの一部が配置される構成を含む。

（ｃ）本実施形態では、Ｚ軸方向（複数の絶縁層の積層方向）から視て、端子電極Ｔ１〜Ｔ６と素体１０の端部との間に、突出部Ｂ１が形成される。本発明のコイル素子は、バレル研磨加工によってバリ取りや面取りを行う場合があるが、この工程において素体表面に形成された端子電極が削れたり、剥がれる虞がある。一方、この構成によれば、端子電極Ｔ１〜Ｔ６と素体１０の端部との間に突出部Ｂ１が形成されるため、端子電極Ｔ１〜Ｔ６がメディア等によって削られるのを防ぐことができる。

なお、本実施形態では、素体１０の実装面ＭＳ１には、端子電極Ｔ１〜Ｔ６の外縁部を覆う枠状の絶縁膜１が形成されている。この構成によれば、端子電極Ｔ１〜Ｔ６の外縁部が絶縁膜１によって被覆されるため、実装面ＭＳ１からの端子電極Ｔ１〜Ｔ６の剥離を抑制できる。なお、絶縁膜１は、端子電極の外縁部の一部を覆うように形成されていてもよい。

（ｄ）本実施形態では、コイル（コイルＬ１および補助コイルＬ２）の外縁部から素体１０の端部までの最短距離Ｗ２は、コイルの導体幅Ｗ１（線幅）よりも短い（Ｗ１＜Ｗ２）。この構成によれば、素体１０の大きさに対し、コイル径の大きなコイルを形成できるため、磁束を放射（集磁）する範囲および距離を比較的大きくでき、結果的に通信特性の良いコイル素子（コイルアンテナ）を実現できる。

（ｅ）本実施形態では、絶縁層の表裏面に位置する導体パターン同士（絶縁層Ｓ１の表裏面に位置する端子電極Ｔ１〜Ｔ４と導体２１〜２６。絶縁層Ｓ１４の表裏面に位置するポジションマークＰＧと導体３０）が略同じ形状である。この構成により、各絶縁層を形成する材料と導体パターンの焼成時の収縮率の相違に起因する反り等の変形を抑制できる。

（ｆ）本実施形態では、素体１０が磁性体を有する。この構成により、素体１０を大型化することなく、所定のインダクタンス値のコイル素子が得られる。

（ｇ）一般的に、磁性体層は焼成時に収縮しやすいため、磁性体層が一方面側のみに配置されている場合には、焼成時に素体に反り等が発生しやすくなる。一方、本実施形態に係る素体１０は、コイル（コイルＬ１および補助コイルＬ２）が第１磁性体層ＭＬ１と第２磁性体層ＭＬ２とで挟まれる上下対称構造であるため、焼成時に生じる素体の反り等の変形を抑制できる。

なお、コイル素子３０１をコイルアンテナとして利用する場合には、第１磁性体層ＭＬ１のみ有することが好ましい。この構成によれば、第１磁性体層ＭＬ１の磁気シールド効果により、コイルからの磁界が実装面ＭＳ１側に放射されることを抑制できる。そのため、コイル素子３０１を回路基板等に実装した場合に、コイルと実装面ＭＳ１側に位置する導体との不要結合を抑制できる。

また、本実施形態では、第１磁性体層ＭＬ１および第２磁性体層ＭＬ２を有する素体１０（コイル素子３０１）の例を示したが、この構成に限定されるものではない。素体の略全体（導体部分を除く）が磁性体で構成されていてもよい。つまり、例えば、素体を構成する複数の絶縁層が、全て磁性体であってもよい。

本実施形態に係るコイル素子は、例えば次のように用いられる。図４（Ａ）は第１の実施形態に係るアンテナ装置４０１の斜視図であり、図４（Ｂ）はアンテナ装置４０１からコイル素子３０１を除いた状態での斜視図である。図５は、コイル素子３０１を構成する複数の絶縁層Ｓ１〜Ｓ１４の平面図、およびコイル素子３０１が実装される位置の回路基板上の導体パターンを示す部分平面図である。図５中の二点鎖線は、層間接続導体による主要な接続関係を示している。また、図５中の矢印は、電流の経路およびその方向を示している。

アンテナ装置４０１は、回路基板１１０と、回路基板１１０に形成された面状導体１１１と、回路基板１１０に実装されたコイル素子３０１と、を備える。アンテナ装置４０１は、例えばＮＦＣで通信を行うＲＦＩＤシステムにおけるリーダライター、またはタグに用いられる。また、このアンテナ装置４０１は、例えばＮＦＣ通信機能を有する電子機器に備えられる。

図４（Ａ）に示すように、面状導体１１１には導体開口ＯＰ、および導体開口ＯＰから面状導体１１１の外縁にまで連接するスリットＳＬを有する。コイル素子３０１は、導体開口ＯＰに重なるように実装され、面状導体１１１に近接している。コイル素子３０１の巻回軸は面状導体１１１の面に対して垂直方向である。また、コイル素子３０１のコイル開口（図１（Ｂ）に示すコイル開口ＡＰ参照）は、導体開口ＯＰに重なる。コイル素子の２つの端子電極（図２に示す端子電極Ｔ１，Ｔ４）は、回路基板１１０に設けられたＲＦＩＣ（不図示）に、パッドＰ１，Ｐ４を介して接続される。コイル素子３０１の他の２つの端子電極（図２に示す端子電極Ｔ２，Ｔ３）は、パッドＰ２，Ｐ３を介して面状導体１１１に接続される。

回路基板１１０には、スリットＳＬを跨ぐように第１キャパシタＣ１０が実装され、スリットＳＬ間に第１キャパシタＣ１０が接続されている。面状導体１１１とコイル素子３０１が磁界結合することで、面状導体１１１に誘導電流が発生する。第１キャパシタＣ１０と面状導体１１１のインダクタンスとで共振回路を形成することにより、通信相手との結合度が向上し、アンテナ特性を改善することができる。

《第２の実施形態》
第２の実施形態では、コイルが素体の端面に露出した例を示す。

図５は、第２の実施形態に係るコイル素子３０２の断面図である。

コイル素子３０２は、コイル（コイルＬ１および補助コイルＬ２）が素体１０の端面ＳＳ１，ＳＳ２に露出している点で、第１の実施形態に係るコイル素子３０１と異なる。コイル素子３０２の他の構成については、コイル素子３０１と同じである。

このような構成であっても、コイル素子３０２の基本的な構成は、第１の実施形態に係るコイル素子３０１と同じであり、コイル素子３０１と同様の作用・効果を奏する。

《第３の実施形態》
第３の実施形態では、コイルの形状が異なるコイル素子の例を示す。

図６（Ａ）は第３の実施形態に係るコイル素子３０３Ａの断面図であり、図６（Ｂ）は第３の実施形態に係るコイル素子３０３Ｂの断面図である。

コイル素子３０３Ａ，３０３Ｂは、補助コイルを備えていない点で、第１の実施形態に係るコイル素子３０１と異なる。また、コイル素子３０３Ａ，３０３Ｂは、コイルの形状・構造がコイル素子３０１と異なる。さらに、コイル素子３０３Ａ，３０３Ｂは、素体が磁性体層（第１磁性体層および第２磁性体層）を有していない点で、コイル素子３０１と異なる。コイル素子３０３Ａ，３０３Ｂの他の構成については、コイル素子３０１と実質的に同じである。

以下、第１の実施形態に係るコイル素子３０１と異なる部分について説明する。

図６（Ａ）に示すように、コイル素子３０３Ａの素体１０Ａには、コイルＬ１Ａが形成されている。コイルＬ１Ａは、Ｚ軸方向に平行な巻回軸を有する約４ターンのコイルであり、コイル導体Ｌ１１ａ，Ｌ１２ａ，Ｌ１３ａ，Ｌ１４ａおよび複数の層間接続導体（不図示）により形成される。コイル導体Ｌ１２ａ〜Ｌ１４ａは、Ｚ軸方向から視て、互いに略重なっている。一方、コイル導体Ｌ１１ａは、Ｚ軸方向から視て、コイル導体Ｌ１２ａ〜Ｌ１４ａに重なっていない。

コイルＬ１Ａは、第１コイル導体部ＣＰ１と、第１コイル導体部ＣＰ１と直列に接続される第２コイル導体部ＣＰ２と、を有する。第１コイル導体部ＣＰ１は、コイルＬ１Ａのうち、Ｚ軸方向（複数の絶縁層の積層方向）において第２コイル導体部ＣＰ２よりも実装面ＭＳ１側に位置する部分である。

６つの端子電極（図６（Ａ）では端子電極Ｔ１，Ｔ４のみ図示）は、Ｚ軸方向から視て、全体が第１コイル導体部ＣＰ１のコイル開口ＡＰ１１に重なっている。なお、６つの端子電極は、Ｚ軸方向から視て、第２コイル導体部ＣＰ２（コイル導体Ｌ１１ａ）に重なっている。

図６（Ｂ）に示すように、コイル素子３０２Ｂの素体１０Ｂには、コイルＬ１Ｂが形成されている。コイルＬ１Ｂは、Ｚ軸方向に平行な巻回軸を有する約３ターンのコニカル状のコイルであり、コイル導体Ｌ１１ｂ，Ｌ１２ｂ，Ｌ１３ｂおよび複数の層間接続導体（不図示）により形成される。コイル導体Ｌ１１ｂ〜Ｌ１３ｂは、Ｚ軸方向から視て、互いに重なっていない。

コイルＬ１Ｂは、第１コイル導体部ＣＰ１と、第１コイル導体部ＣＰ１と直列に接続される第２コイル導体部ＣＰ２と、を有する。第１コイル導体部ＣＰ１は、コイルＬ１Ａのうち、Ｚ軸方向（複数の絶縁層の積層方向）において第２コイル導体部ＣＰ２よりも実装面ＭＳ１側に位置する部分である。

６つの端子電極（図６（Ｂ）では端子電極Ｔ１，Ｔ４のみ図示）は、Ｚ軸方向から視て、全体が第１コイル導体部ＣＰ１のコイル開口ＡＰ１２に重なっている。なお、６つの端子電極は、Ｚ軸方向から視て、第２コイル導体部ＣＰ２（コイル導体Ｌ１１ｃ，Ｌ１２ｃ）に重なっている。

ここで、本発明における「第１コイル導体部」は、コイルのうち、Ｚ軸方向において第２コイル導体部ＣＰ２よりも実装面ＭＳ１側に位置する部分である。具体的な例を示して説明すると、コイルのうち、Ｚ軸方向から視て実装面ＭＳ１側に位置する複数のコイル導体が重なっている場合には、互いに重なっている部分を本発明の「第１コイル導体部」とする（図６（Ａ）に示す第１コイル導体部ＣＰ１を参照）。なお、Ｚ軸方向から視て複数のコイル導体がいずれも重なっていない場合には、最も実装面ＭＳ１側に配置されるコイル導体を、「第１コイル導体部」とする（図６（Ｂ）に示す第１コイル導体部ＣＰ１を参照）。

上述したように、一般に、突出部Ｂ１は、素体の内部に形成される導体パターンが、実装面ＭＳ１に近い位置に配置されているほど、素体表面からの突出量が大きくなる傾向がある。本実施形態では、端子電極が、Ｚ軸方向（複数の絶縁層の積層方向）から視て、全体が第１コイル導体部ＣＰ１のコイル開口ＡＰ１１，ＡＰ１２に重なっている。すなわち、端子電極は、実装面ＭＳ１のうち平坦性の高い部分（突出部Ｂ１が形成され難い部分）に形成される。したがって、この構成によれば、突出部Ｂ１が形成されやすい位置（Ｚ軸方向から視て第１コイル導体部ＣＰ１に重なる位置）に端子電極を形成する場合に比べ、実装面ＭＳ１の平坦性の高いコイル素子を実現できる。

なお、上述した作用効果（上記（ｄ）を参照）の点から、第１コイル導体部ＣＰ１の外縁部から素体の端部までの最短距離は、コイルの導体幅（線幅）よりも短いことが好ましい。

また、上述した作用効果（上記（ｆ）を参照）の点から、素体は磁性体を有することが好ましい。さらに、上述した作用効果（上記（ｇ）を参照）の点から、素体は、第１コイル導体部ＣＰ１より実装面ＭＳ１側に位置する第１磁性体層と、コイルよりも天面ＭＳ２側に位置する第２磁性体層と、で挟まれる上下対称構造であることが好ましい。但し、素体は第１磁性体層および第２磁性体層を有する構成に限定されるものではなく、第１磁性体層のみ有する構成でもよく、第２磁性体層のみ有する構成でもよい。

《その他の実施形態》
以上に示した各実施形態では、素体が直方体状である例を示したが、この構成に限定されるものではない。素体の形状は、本発明の作用・効果を奏する範囲において適宜変更可能である。素体の平面形状は、例えば円形、楕円形、多角形、Ｔ字形、Ｙ字形、Ｌ字形等でもよい。

また、以上に示した各実施形態では、素体が１４の絶縁層を積層してなる例を示したが、この構成に限定されるものではない。素体を形成する絶縁層の数は、本発明の作用・効果を奏する範囲において適宜変更可能である。

さらに、以上に示した各実施形態では、６つの端子電極Ｔ１〜Ｔ６を備える例を示したが、この構成に限定されるものではない。端子電極の数は、本発明の作用・効果を奏する範囲において適宜変更可能である。また、端子電極の形状は、矩形または略矩形に限定されるものではなく、本発明の作用・効果を奏する範囲において適宜変更可能である。端子電極の形状は、例えば多角形、円形、楕円形、Ｔ字形、Ｙ字形、Ｌ字形等でもよい。

以上に示した各実施形態では、素体が、低温同時焼成セラミックス（ＬＴＣＣ）の誘電体セラミックに導体（コイル等）が形成されたものである例を示したが、この構成に限定されるものではない。素体は、例えばポリイミド（ＰＩ）や液晶ポリマー（ＬＣＰ）等を主材料とする熱可塑性樹脂シートを積層して形成される構成でもよく、熱硬化性樹脂からなる複数の絶縁層を積層して形成される構成でもよい。

以上に示した各実施形態では、素体に約３、４、７ターンのコイルが形成された例を示したが、この構成に限定されるものではない。素体に形成されるコイルの数、形状、ターン数は、本発明の作用・効果を奏する範囲において適宜変更可能である。

最後に、上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではない。当業者にとって変形および変更が適宜可能である。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲内と均等の範囲内での実施形態からの変更が含まれる。

ＡＰ…コイルのコイル開口
ＡＰ１１，ＡＰ１２…第１コイル導体部のコイル開口
ＣＰ１…第１コイル導体部
ＣＰ２…第２コイル導体部
Ｂ１，Ｂ２…突出部
Ｃ１０…第１キャパシタ
Ｌ１，Ｌ１Ａ，Ｌ１Ｂ…コイル
Ｌ２…補助コイル
Ｌ１１，Ｌ１１ａ，Ｌ１１ｂ，Ｌ１２，Ｌ１２ａ，Ｌ１２ｂ，Ｌ１３，Ｌ１３ａ，Ｌ１３ｂ，Ｌ１４，Ｌ１４ａ，Ｌ１４ｂ，Ｌ１５，Ｌ１６，Ｌ１７…コイル導体
ＭＬ１…第１磁性体層
ＭＬ２…第２磁性体層
ＭＳ１…素体の実装面
ＭＳ２…素体の天面
ＯＰ…導体開口
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４…パッド
ＰＧ…ポジションマーク
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７，Ｓ８，Ｓ９，Ｓ１０，Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ１４…絶縁層
ＳＬ…スリット
ＳＳ１，ＳＳ２…素体の端面
Ｈ１…積層方向から視てコイル開口に重なる部分の厚み
Ｈ２…積層方向から視てコイルに重なる部分の厚み
Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５，Ｔ６…端子電極
Ｗ１…コイルの導体幅（線幅）
Ｗ２…コイルの外縁から素体の端部までの最短距離
１０，１０Ａ，１０Ｂ…素体
２１，２２，２３，２４，２５，２６，３０…導体
１１０…回路基板
１１１…面状導体
３０１，３０２，３０３Ａ，３０３Ｂ…コイル素子
４０１…アンテナ装置

Claims (12)

1. 回路基板と、
   前記回路基板に表面実装されるコイル素子と、を備え、
   前記コイル素子は、
   複数の絶縁層を積層してなり、前記複数の絶縁層の積層方向に対して直交する実装面を有し、１ターン以上のコイルが形成される素体と、
   前記実装面に形成され、前記回路基板の表面に形成されるパッドに接続される端子電極と、
   を有し、
   前記端子電極は、前記積層方向から視て、全体が前記コイルのコイル開口に重なり、
   前記素体は、前記実装面の平面視で、全体が前記回路基板に重なる、アンテナ装置。
2. 前記素体は、前記積層方向から視て前記コイルに重なる部分の前記積層方向における厚みが、前記積層方向から視て前記コイル開口に重なる部分の前記積層方向における厚みよりも厚い、請求項１に記載のアンテナ装置。
3. 前記コイルの外縁部から前記素体の端部までの最短距離は、前記コイルの導体幅よりも短い、請求項１または２に記載のアンテナ装置。
4. 前記素体は磁性体を有する、請求項１から３のいずれかに記載のアンテナ装置。
5. 前記磁性体は、前記コイルよりも前記実装面側に位置する第１磁性体層を含む、請求項４に記載のアンテナ装置。
6. 前記素体は、前記実装面に対向する天面を有し、
   前記磁性体は、前記コイルよりも前記天面側に位置する第２磁性体層を含む、請求項４または５に記載のアンテナ装置。
7. 回路基板と、
   前記回路基板に表面実装されるコイル素子と、を備え、
   前記コイル素子は、
   複数の絶縁層を積層してなり、前記複数の絶縁層の積層方向に対して直交する実装面を有し、複数ターンのコイルが形成される素体と、
   前記実装面に形成され、前記回路基板の表面に形成されるパッドに接続される端子電極と、
   を有し、
   前記コイルは、第１コイル導体部と、前記第１コイル導体部に直列に接続される第２コイル導体部と、を有し、
   前記第１コイル導体部は、前記積層方向において前記第２コイル導体部よりも前記実装面側に位置し、
   前記端子電極は、前記積層方向から視て、全体が前記第１コイル導体部のコイル開口に重なり、
   前記素体は、前記実装面の平面視で、全体が前記回路基板に重なる、アンテナ装置。
8. 前記素体は、前記積層方向から視て前記第１コイル導体部に重なる部分の前記積層方向における厚みが、前記積層方向から視て前記第１コイル導体部のコイル開口に重なる部分の前記積層方向における厚みよりも厚い、請求項７に記載のアンテナ装置。
9. 前記第１コイル導体部の外縁部から前記素体の端部までの最短距離は、前記第１コイル導体部の導体幅よりも短い、請求項７または８に記載にアンテナ装置。
10. 前記素体は磁性体を有する、請求項７から９のいずれかに記載のアンテナ装置。
11. 前記磁性体は、前記第１コイル導体部よりも前記実装面側に位置する第１磁性体層を含む、請求項１０に記載のアンテナ装置。
12. 前記素体は、前記実装面に対向する天面を有し、
    前記磁性体は、前記コイルよりも前記天面側に位置する第２磁性体層を含む、請求項１０または１１に記載のアンテナ装置。

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