JP6686979B2 - 積層インダクタ - Google Patents

Description

本発明は、積層インダクタに関する。

従来、積層インダクタとしては、特開２００８−５３３６８号公報（特許文献１）に記載されたものがある。この積層インダクタは、複数の絶縁層が積層された積層体と、積層体の外表面に配置された第１及び第２の外部電極と、積層体に複数の絶縁層の積層方向に沿って配置されると共に第１の外部電極と第２の外部電極との間に直列接続された複数の導体部とを有する。

複数の導体部は、少なくとも二つの第１の導体パターンからなる第１の導体部と、一つの第２の導体パターンからなる第２の導体部とを有する。少なくとも二つの第１の導体パターンは、同一形状であり且つ積層方向に連続するように配置され、並列接続されるように各一端が第１の外部電極に電気的に接続されると共に各他端が互いに電気的に接続される。第２の導体パターンは、一端が第２の外部電極に電気的に接続されると共に他端が少なくとも二つの第１の導体パターンを介して第１の外部電極に電気的に接続されている。これにより、直流抵抗が低減され、Ｑ値の確保が図られている。

特開２００８−５３３６８号公報

ところで、前記従来のような積層インダクタを使用しようとすると、Ｑ値の確保を図れるが、音声歪みの点では十分な構造ではないことがわかった。

そこで、本発明の課題は、Ｑ値の確保を図りつつ音声歪特性を改善できる積層インダクタを提供することにある。

前記課題を解決するため、本発明の積層インダクタは、
積層方向に積層された複数の絶縁層を含む積層体と、
前記積層体内に前記積層方向に沿って配列され、直列に接続された複数のコイル群と
を備え、
前記コイル群は、前記絶縁層上に設けられ前記積層方向に積層された複数のコイルパターンを含むと共に、ｎ個（ｎは正の整数）のコイルパターンを並列に接続してなるパターン群を複数個直列に接続して構成され、
少なくとも１つの前記コイル群の並列数ｎは、その他の前記コイル群の並列数ｎと異なり、
前記複数の絶縁層は、磁性絶縁層と非磁性絶縁層とを含み、前記コイルパターンに隣接する前記絶縁層の少なくとも１つは、前記非磁性絶縁層である。

本発明の積層インダクタによれば、並列数が異なるコイル群に非磁性絶縁層を設けているため、磁束が抑制されて、音声歪特性が改善される。また、並列数が異なるコイル群を有するので、直流抵抗が低減され、Ｑ値の確保が図られる。

また、積層インダクタの一実施形態では、最も少ない並列数ｎを有する前記コイル群に含まれる前記コイルパターンに隣接する前記絶縁層の少なくとも１つは、前記非磁性絶縁層である。

前記実施形態によれば、最も少ない並列数ｎを有するコイル群では、電流が多く流れて磁束が増加するが、このコイル群に含まれるコイルパターンに隣接する絶縁層の少なくとも１つを非磁性絶縁層としているので、磁束が抑制されて、ヒステリシス線形性が改善され、音声歪特性が改善される。

また、積層インダクタの一実施形態では、前記最も少ない並列数ｎを有するコイル群における前記積層方向の中央に位置する前記絶縁層は、前記非磁性絶縁層である。

前記実施形態によれば、コイル群の積層方向の中央に位置する絶縁層は、非磁性絶縁層であるので、磁束密度の高い中央部に非磁性絶縁層を配置することで、磁束が抑制されて、音声歪特性が改善される。

また、積層インダクタの一実施形態では、前記最も少ない並列数ｎを有するコイル群は、前記積層方向の外側に配置されている。

前記実施形態によれば、最も少ない並列数ｎを有するコイル群では、電流が多く流れて発熱が多くなるが、このコイル群を積層方向の外側に配置することで、チップの放熱性を改善し、定格電流を向上できる。

また、積層インダクタの一実施形態では、前記コイルパターンの側部と前記積層体の側面との間の領域であるサイドギャップ部における前記積層体のポア面積率は、６％以上でかつ２０％以下である。

前記実施形態によれば、積層体の側面からサイドギャップ部を経て金属を含む酸性溶液を浸透させ、コイルパターンとその周囲の絶縁層との界面に酸性溶液を到達させることにより、コイルパターンと絶縁層との界面が化学的に解離した状態となる。これにより、積層体の応力を緩和でき、磁性絶縁層が磁気的特性を出すために必要となる磁壁移動の阻害が少なくなり、ヒステリシス線形性が改善して、音声歪特性が改善される。

また、積層インダクタの一実施形態では、前記非磁性絶縁層のポア面積率は、前記磁性絶縁層のポア面積率よりも小さい。

前記実施形態によれば、電流が多く流れるコイル群のコイルパターンに隣接する非磁性絶縁層は、高温高湿環境下などで、マイグレーションによるショートのリスクが高い箇所となるが、この非磁性絶縁層のポア面積率を小さくすることで、高リスク箇所での信頼性を改善し、積層インダクタ全体での信頼性を改善（ショートリスクを低減）することが可能となる。

また、積層インダクタの一実施形態では、前記非磁性絶縁層の厚みは、前記磁性絶縁層の厚みよりも薄い。

前記実施形態によれば、非磁性絶縁層が高密度化されていることで、非磁性絶縁層を薄くしても、高い耐環境性能を発揮することができる。また、非磁性絶縁層を薄くすることで、高いインピーダンス特性を向上できる。

また、積層インダクタの一実施形態では、最も少ない並列数ｎを有する前記コイル群における隣り合うパターン群の間に位置する前記絶縁層は、前記非磁性絶縁層である。

前記実施形態によれば、隣り合うパターン群は、異電位となるため、隣り合うパターン群の間でショートした場合に、インピーダンスの影響がある。この隣り合うパターン群の間に、ポア面積率の小さい非磁性絶縁層を配置することで、積層インダクタ全体としての信頼性を改善（ショートリスクを低減）することが可能となる。

本発明の積層インダクタによれば、Ｑ値の確保を図りつつ音声歪特性を改善できる。

本発明の積層インダクタの第１実施形態を示す斜視図である。 本発明の積層インダクタの分解斜視図である。 本発明の積層インダクタの概略図である。 音声歪みＴＨＤ＋Ｎを測定する測定装置を示す概略図である。 音声歪みの測定結果のグラフである。 本発明の積層インダクタの第２実施形態を示す分解斜視図である。 本発明の積層インダクタの概略図である。 音声歪みの測定結果のグラフである。 ヒステリシス線形性を示すB-Hカーブのグラフである。 本発明の積層インダクタの第３実施形態を示す分解斜視図である。 本発明の積層インダクタの概略図である。 音声歪みの測定結果のグラフである。 ヒステリシス線形性を示すB-Hカーブのグラフである。 印加電力に対する発熱量を抵抗法で測定したグラフである。 本発明の積層インダクタの第４実施形態を示す分解斜視図である。 本発明の積層インダクタの概略図である。 音声歪みの測定結果のグラフである。 １重巻きの第１コイル群と２重巻きの第２コイル群と１重巻きの第３コイル群とを含む積層インダクタの概略図である。 １重巻きの第１コイル群と２重巻きの第２コイル群と１重巻きの第３コイル群と２重巻きの第４コイル群と１重巻きの第５コイル群とを含む積層インダクタの概略図である。 ２重巻きの第１コイル群と１重巻きの第２コイル群と２重巻きの第３コイル群とを含む積層インダクタの概略図である。 １重巻きの第１コイル群と２重巻きの第２コイル群と３重巻きの第３コイル群と４重巻きの第４コイル群と３重巻きの第５コイル群と２重巻きの第６コイル群と１重巻きの第７コイル群とを含む積層インダクタの概略図である。 ２重巻きの第１コイル群と１重巻きの第２コイル群とを含む積層インダクタの概略図である。 ３重巻きの第１コイル群と２重巻きの第２コイル群と３重巻きの第３コイル群とを含む積層インダクタの概略図である。 本発明の積層インダクタの第５実施形態を示す断面図である。 音声歪みの測定結果のグラフである。 本発明の積層インダクタの第６実施形態と比較例の試験結果である。 本発明の積層インダクタの第７実施形態を示すとともに非磁性絶縁層の厚みを示す概略図である。 非磁性絶縁層の厚みを変化した際の音声歪みのグラフである。 非磁性絶縁層の厚みと歪みの立ち上がり出力およびＺとの関係を示すグラフである。 本発明の積層インダクタの第８実施形態を示す分解斜視図である。 本発明の積層インダクタの概略図である。 第８実施形態と第６実施形態の試験結果である。

以下、本発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。

（第１実施形態）
図１は、本発明の積層インダクタの第１実施形態を示す斜視図である。図２Ａは、本発明の積層インダクタの分解斜視図である。図２Ｂは、本発明の積層インダクタの概略図である。図１と図２Ａと図２Ｂに示すように、積層インダクタ１は、積層体１０と、積層体１０の内部に設けられたコイル２０と、積層体１０の表面に設けられコイル２０に電気的に接続された第１外部電極３１および第２外部電極３２とを有する。

積層インダクタ１は、第１、第２外部電極３１，３２を介して、図示しない回路基板の配線に電気的に接続される。積層インダクタ１は、例えば、ノイズ除去フィルタとして用いられ、パソコン、ＤＶＤプレーヤー、デジカメ、ＴＶ、携帯電話、カーエレクトロニクスなどの電子機器に用いられる。

積層体１０は、複数の絶縁層１１，１２を含み、複数の絶縁層１１，１２は、積層方向に積層される。複数の絶縁層１１，１２は、磁性絶縁層１１と非磁性絶縁層１２とを含む。非磁性絶縁層１２の透磁率は、磁性絶縁層１１の透磁率よりも低い。磁性絶縁層１１は、例えば、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系の材料などの磁性材料からなる。非磁性絶縁層１２は、例えば、Ｃｕ−Ｚｎ系の材料などの非磁性材料からなる。図２Ａにおいて、非磁性絶縁層１２をハッチングにて示す。

積層体１０は、略直方体状に形成されている。積層体１０の表面は、第１端面１５と、第１端面１５の反対側に位置する第２端面１６と、第１端面１５と第２端面１６の間に位置する４つの側面１７とを有する。第１端面１５および第２端面１６は、積層方向に直交する方向に対向している。

第１外部電極３１は、積層体１０の第１端面１５の全面と、積層体１０の側面１７の第１端面１５側の端部とを覆う。第２外部電極３２は、積層体１０の第２端面１６の全面と、積層体１０の側面１７の第２端面１６側の端部とを覆う。

コイル２０は、積層方向に沿って、螺旋状に巻き回されている。コイル２０の第１端は、積層体１０の第１端面１５から露出して、第１外部電極３１に電気的に接続される。コイル２０の第２端は、積層体１０の第２端面１６から露出して、第２外部電極３２に電気的に接続される。コイル２０は、例えば、ＡｇまたはＣｕなどの導電性材料からなる。

コイル２０は、第１コイル群２１と第２コイル群２２と第３コイル群２３とを含む。第１コイル群２１と第２コイル群２２と第３コイル群２３は、積層体１０内に積層方向に沿って配列され、第１外部電極３１と第２外部電極３２の間に直列に接続されている。

第１コイル群２１は、絶縁層１１，１２上に設けられ積層方向に積層された複数のコイルパターン２３０，２３１，２３２を含む。第１コイル群２１は、３つのパターン群Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３を直列に接続して構成される。３つのパターン群Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３は、それぞれ、２つのコイルパターン２３０，２３０，２３１，２３１，２３２，２３２を並列に接続してなる。つまり、第１コイル群２１の並列数は、２つであり、言い換えると、第１コイル群２１は、２重巻きである。

具体的に述べると、第１パターン群Ｐ１は、２つのコイルパターン２３０，２３０を並列に接続してなる。第２パターン群Ｐ２は、２つのコイルパターン２３１，２３１を並列に接続してなる。第３パターン群Ｐ３は、２つのコイルパターン２３２，２３２を並列に接続してなる。

第１パターン群Ｐ１の２つのコイルパターン２３０，２３０は、同一形状であり、第２パターン群Ｐ２の２つのコイルパターン２３１，２３１は、同一形状であり、第３パターン群Ｐ３の２つのコイルパターン２３２，２３２は、同一形状である。以下、コイルパターンの符号が同一であるとき、コイルパターンの形状は同一であるとする。

コイルパターン２３０，２３１，２３２は、平面状に１周未満に巻回された平面スパイラル形状である。２つのコイルパターン２３０，２３０のそれぞれの第１端は、第１外部電極３１に接続され、２つのコイルパターン２３０，２３０のそれぞれの第２端は、パターン接続部２４０を介して接続される。これにより、２つのコイルパターン２３０，２３０は同電位となる。パターン接続部２４０は、絶縁層１１，１２を積層方向に貫通して設けられる。

２つのコイルパターン２３１，２３１のそれぞれの第１端は、所定のパターン接続部２４０を介して接続され、２つのコイルパターン２３１，２３１のそれぞれの第２端は、所定のパターン接続部２４０を介して接続される。これにより、２つのコイルパターン２３１，２３１は同電位となる。

２つのコイルパターン２３２，２３２のそれぞれの第１端は、所定のパターン接続部２４０を介して接続され、２つのコイルパターン２３２，２３２のそれぞれの第２端は、所定のパターン接続部２４０を介して接続される。これにより、２つのコイルパターン２３２，２３２は同電位となる。

コイルパターン２３０の第２端とコイルパターン２３１の第１端は、所定のパターン接続部２４０を介して接続され、コイルパターン２３１の第２端とコイルパターン２３２の第１端は、所定のパターン接続部２４０を介して接続される。これにより、２つのコイルパターン２３０，２３０（第１パターン群Ｐ１）と２つのコイルパターン２３１，２３１（第２パターン群Ｐ２）と２つのコイルパターン２３２，２３２（第３パターン群Ｐ３）とは、直列に接続される。

第２コイル群２２は、絶縁層１１上に設けられ積層方向に積層された複数のコイルパターン２３１〜２３６を含む。第２コイル群２２は、６つのパターン群を直列に接続して構成される。６つのパターン群は、それぞれ、１つのコイルパターン２３１〜２３６を並列に接続してなる。つまり、第２コイル群２２の並列数は、１つであり、言い換えると、第２コイル群２２は、１重巻きである。６つのコイルパターン２３１〜２３６は、パターン接続部２４０を介して、直列に接続される。

第３コイル群２３は、絶縁層１１，１２上に設けられ積層方向に積層された複数のコイルパターン２３３，２３４，２３７を含む。第３コイル群２３は、３つのパターン群Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３を直列に接続して構成される。３つのパターン群Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３は、それぞれ、２つのコイルパターン２３３，２３３，２３４，２３４，２３７，２３７を並列に接続してなる。つまり、第３コイル群２３の並列数は、２つであり、言い換えると、第３コイル群２３は、２重巻きである。第３コイル群２３の具体的な構成は、第１コイル群２１の構成と同様であるので、説明を省略する。コイルパターン２３７は、引出線に相当する。

このように、第２コイル群２２の並列数（１である）は、第１、第３コイル群２１，２３の並列数（２である）と異なる。また、コイルパターン２３０〜２３７に隣接する絶縁層の少なくとも１つは、非磁性絶縁層１２である。具体的に述べると、非磁性絶縁層１２は、第１コイル群２１における第１パターン群Ｐ１と第２パターン群Ｐ２の間に位置し、第１コイル群２１における第２パターン群Ｐ２と第３パターン群Ｐ３の間に位置し、第３コイル群２３における第１パターン群Ｐ１と第２パターン群Ｐ２の間に位置する。

前記積層インダクタ１によれば、第１、第３コイル群２１，２３の並列数は２であるので、直流抵抗が低減され、Ｑ値の確保が図られる。また、並列数が異なるコイル群２１，２２，２３に非磁性絶縁層１２を設けているため、磁束が抑制されて、音声歪特性が改善される。具体的に述べると、非磁性絶縁層１２の挿入による磁束抑制効果により、ヒステリシス線形性が向上し、この結果、音声歪みＴＨＤ＋Ｎ［％］が向上する。

図３は、音声歪みＴＨＤ＋Ｎを測定する測定装置を示す。図３に示すように、測定装置は、オーディオアナライザ１００とアンプ１０１とダミー抵抗１０２とフィルタ１０３と制御装置１０４とを有する。オーディオアナライザ１００とアンプ１０１とフィルタ１０３は、信号線で環状に接続されている。制御装置１０４は、オーディオアナライザ１００に接続されている。ダミー抵抗１０２は、アンプ１０１とフィルタ１０３の間に接続されている。被測定部品１０５は、アンプ１０１とフィルタ１０３の間に設置される。

オーディオアナライザ１００は、信号発生および信号解析を行い、コーンズテクノロジー社製ＡＰｘ５２５を用いる。アンプ１０１は、Ｐｉｏｎｅｅｒ社製Ａ６３６を用いる。ダミー抵抗１０２は、８Ωの抵抗を用いる。フィルタ１０３は、ＡＰ ＡＵＸ−００２５を用いる。制御装置１０４は、コンピュータを用いる。

被測定部品１０５に、図２Ａに示す本実施形態の積層インダクタ１と、比較例の積層インダクタとを用いた。比較例は、図２Ａの全ての非磁性絶縁層１２を磁性絶縁層１１とした構成であり、従来（特開２００８−５３３６８号公報）と同様の構成である。そして、測定周波数を１ｋＨｚとして、音声歪みを測定した。

図４は、音声歪みの測定結果のグラフを示す。グラフＬ１は、第１実施形態の積層インダクタの測定結果を示す。グラフＬ１０は、比較例の積層インダクタの測定結果を示す。グラフＬ０は、被測定部品１０５を設置しないとき（つまり、ショート状態）の測定結果を示す。図４から分かるように、第１実施形態の積層インダクタ（グラフＬ１）は、比較例の積層インダクタ（グラフＬ１０）に比べて、音声歪みＴＨＤ＋Ｎ［％］を改善できた。

前記実施形態において、コイル群は、３つ以外に複数あってもよい。このとき、コイル群は、ｎ個（ｎは正の整数）のコイルパターンを並列に接続してなるパターン群を複数個直列に接続して構成される。少なくとも１つのコイル群の並列数ｎは、その他のコイル群の並列数ｎと異なる。コイルパターンに隣接する絶縁層の少なくとも１つは、非磁性絶縁層である。

次に、第１実施形態の実施例を示す。

（１）非磁性シート（非磁性絶縁層）の作製
本実施例では、非磁性材料としてＣｕ−Ｚｎ系の材料を使用した。まず、酸化第２鉄（Ｆｅ₂Ｏ₃）を４８ｍｏｌ％、酸化亜鉛（ＺｎＯ）を４３ｍｏｌ％、酸化銅（ＣｕＯ）を９ｍｏｌ％の比率の材料を原料としてボールミルにより所定の時間だけ湿式調合した。得られた混合物を乾燥してから粉砕し、その粉末を７５０℃で１時間仮焼した。このフェライト粉末にバインダ樹脂と可塑剤、湿潤剤、分散剤を加えてボールミルで所定の時間だけ混合を行なった後、減圧により脱泡を行ない、スラリーを得た。このスラリーをＰＥＴフィルム等の基材上に塗布し、その後乾燥させることにより所望の膜厚の非磁性体材料のフェライトグリーンシートを作製した。

（２）磁性シート（磁性絶縁層）の作製
また、磁性体材料としてＮｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系の材料を使用した。Ｆｅ₂Ｏ₃を４７．４ｍｏｌ％、ＺｎＯを２０．６ｍｏｌ％、ＣｕＯを８．３ｍｏｌ％、酸化ニッケル（ＮｉＯ）を２３．７ｍｏｌ％の比率の材料を原料とし、上記非磁性体と同様の方法によりスラリーを得た。このスラリーを基材であるＰＥＴフィルム上に塗布し、その後、乾燥させることにより、所望の膜厚の磁性体材料のフェライトグリーンシートを作製した。

（３）積層インダクタの作製
非磁性シート上にＡｇペーストをスクリーン印刷し、続いて乾燥を行うことで、所定の導体パターン（コイルパターン）を有する非磁性印刷シートを作製した。磁性シートに関しても上記同等Ａｇペーストをスクリーン印刷し、続いて乾燥を行うことで、所定の導体パターン（コイルパターン）を有する磁性印刷シートを作製した。

これらの非磁性シートおよび磁性シートをチップ内部でコイルが形成されるように積層し、続いて熱圧着した。この圧着体を所定のチップ寸法になるように切断し、所定の温度、時間をかけて脱バインダ、焼成を行った。

このチップのコイルパターンの引き出し電極が露出している端面に、浸漬法により外部電極ペーストを塗布し、所定の温度、時間をかけて塗膜を焼き付けることで、積層インダクタを得た。

（第２実施形態）
図５Ａは、本発明の積層インダクタの第２実施形態を示す分解斜視図である。図５Ｂは、本発明の積層インダクタの概略図である。第２実施形態は、第１実施形態とは、非磁性絶縁層の位置が相違する。この相違する構成を以下に説明する。その他の構成は、第１実施形態と同じ構成であり、第１実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。

図５Ａと図５Ｂに示すように、第２実施形態の積層インダクタ１Ａでは、最も少ない並列数（１である）を有する第２コイル群２２に含まれるコイルパターン２３１〜２３６に隣接する絶縁層の少なくとも１つは、非磁性絶縁層１２である。具体的に述べると、第２コイル群２２において、コイルパターン２３４とコイルパターン２３５の間、および、コイルパターン２３１とコイルパターン２３２の間に、非磁性絶縁層１２が設けられている。さらに、第１コイル群２１における第２パターン群Ｐ２と第３パターン群Ｐ３の間に、非磁性絶縁層１２が設けられている。

前記積層インダクタ１Ａによれば、最も少ない並列数を有する第２コイル群２２では、電流が多く流れて磁束が増加するが、この第２コイル群２２に含まれるコイルパターンに隣接する絶縁層の少なくとも１つを非磁性絶縁層１２としているので、磁束が抑制されて、ヒステリシス線形性が改善され、音声歪特性が改善される。

図６は、音声歪みの測定結果のグラフを示す。前記第１実施形態と同様の測定を行った。グラフＬ２は、第２実施形態の積層インダクタの測定結果を示す。グラフＬ１は、第１実施形態の積層インダクタの測定結果を示す。グラフＬ０は、ショート状態を示す。図６から分かるように、第２実施形態の積層インダクタ（グラフＬ２）は、第１実施形態の積層インダクタ（グラフＬ１）に比べて、音声歪みＴＨＤ＋Ｎ［％］をさらに改善できた。

図７は、ヒステリシス線形のグラフを示す。１ｋＨｚでのＢ−Ｈカーブを示す。グラフＬ２は、第２実施形態の積層インダクタのヒステリシス線形性を示す。グラフＬ１は、第１実施形態の積層インダクタのヒステリシス線形性を示す。図７から分かるように、第２実施形態の積層インダクタ（グラフＬ２）は、第１実施形態の積層インダクタ（グラフＬ１）に比べて、ヒステリシス線形性を改善できた。

このように、電流の増加する並列数の小さいコイル群に非磁性絶縁層を配置することで、磁束の集中を抑制し、ヒステリシス線形性を改善でき、この結果、音声歪を改善できた。

好ましくは、最も少ない並列数を有するコイル群における積層方向の中央に位置する絶縁層は、非磁性絶縁層である。これにより、磁束密度の高い中央部に非磁性絶縁層を配置することで、磁束が抑制されて、音声歪特性が改善される。

（第３実施形態）
図８Ａは、本発明の積層インダクタの第３実施形態を示す分解斜視図である。図８Ｂは、本発明の積層インダクタの概略図である。第３実施形態は、第２実施形態とは、最も少ない並列数を有するコイル群の位置が相違する。この相違する構成を以下に説明する。その他の構成は、第２実施形態と同じ構成であり、第２実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。

図８Ａと図８Ｂに示すように、第３実施形態の積層インダクタ１Ｂのコイル２０Ｂでは、最も少ない並列数を有するコイル群は、積層方向の外側に配置されている。具体的に述べると、並列数が１である第１コイル群２１Ｂおよび第３コイル群２３Ｂは、並列数が２である第２コイル群２２Ｂの積層方向の両側に配置されている。

第１コイル群２１Ｂは、直列に接続された３つのコイルパターン２３０，２３１，２３２を含む。第３コイル群２３Ｂは、直列に接続された３つのコイルパターン２３３，２３４，２３７を含む。

第２コイル群２２Ｂは、６つのパターン群Ｐ１〜Ｐ６を含む。第１パターン群Ｐ１は、２つのコイルパターン２３３，２３３を並列に接続してなる。第２パターン群Ｐ２は、２つのコイルパターン２３４，２３４を並列に接続してなる。第３パターン群Ｐ３は、２つのコイルパターン２３５，２３５を並列に接続してなる。第４パターン群Ｐ４は、２つのコイルパターン２３６，２３６を並列に接続してなる。第５パターン群Ｐ５は、２つのコイルパターン２３１，２３１を並列に接続してなる。第６パターン群Ｐ６は、２つのコイルパターン２３２，２３２を並列に接続してなる。

非磁性絶縁層１２は、第１コイル群２１Ｂにおけるコイルパターン２３０とコイルパターン２３１の間と、第３コイル群２３Ｂにおけるコイルパターン２３３とコイルパターン２３４の間と、第２コイル群２２Ｂにおけるコイルパターン２３５とコイルパターン２３５の間に、配置される。

図９は、音声歪みの測定結果のグラフを示す。前記第１実施形態と同様の測定を行った。グラフＬ３は、第３実施形態の積層インダクタの測定結果を示す。グラフＬ３０は、比較例の積層インダクタの測定結果を示す。比較例は、図８Ｂの全ての非磁性絶縁層１２を第２コイル群２２Ｂに配置した構成である。図９から分かるように、第３実施形態の積層インダクタ（グラフＬ３）は、比較例の積層インダクタ（グラフＬ３０）に比べて、音声歪みＴＨＤ＋Ｎ［％］を改善できた。

図１０は、ヒステリシス線形のグラフを示す。１ｋＨｚでのＢ−Ｈカーブを示す。グラフＬ３は、第３実施形態の積層インダクタのヒステリシス線形性を示す。グラフＬ３０は、比較例の積層インダクタのヒステリシス線形性を示す。図１０から分かるように、第３実施形態の積層インダクタ（グラフＬ３）は、比較例の積層インダクタ（グラフＬ３０）に比べて、ヒステリシス線形性を改善できた。

このように、電流の増加する並列数の小さいコイル群に非磁性絶縁層を配置することで、磁束の集中を抑制し、ヒステリシス線形性を改善でき、この結果、音声歪を改善できた。

前記積層インダクタ１Ｂによれば、最も少ない並列数を有するコイル群では、電流が多く流れて発熱が多くなるが、このコイル群を積層方向の外側に配置することで、チップの放熱性を改善し、定格電流を向上できる。

図１１は、印加電力に対する発熱量を抵抗法で測定したグラフを示す。「●」は、第２実施形態の積層インダクタの結果を示し、「◇」は、第３実施形態の積層インダクタの結果を示す。図１１から分かるように、第３実施形態の積層インダクタは、第２実施形態の積層インダクタに比べて、同じ電力での発熱量を抑制でき、この結果、チップの定格電流を向上できる。

（第４実施形態）
図１２Ａは、本発明の積層インダクタの第４実施形態を示す分解斜視図である。図１２Ｂは、本発明の積層インダクタの概略図である。第４実施形態は、第２実施形態とは、コイル群の並列数が相違する。この相違する構成を以下に説明する。その他の構成は、第２実施形態と同じ構成であり、第２実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。

図１２Ａと図１２Ｂに示すように、第４実施形態の積層インダクタ１Ｃのコイル２０Ｃでは、第１コイル群２１Ｃおよび第３コイル群２３Ｃの並列数は３であり、第２コイル群２２Ｃの並列数は、２である。

第１コイル群２１Ｃは、２つのパターン群Ｐ１，Ｐ２を含む。第１パターン群Ｐ１は、３つのコイルパターン２３０を並列に接続してなる。第２パターン群Ｐ２は、３つのコイルパターン２３１を並列に接続してなる。

第２コイル群２２Ｃは、３つのパターン群Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３を含む。第１パターン群Ｐ１は、２つのコイルパターン２３２，２３２を並列に接続してなる。第２パターン群Ｐ２は、２つのコイルパターン２３３，２３３を並列に接続してなる。第３パターン群Ｐ３は、２つのコイルパターン２３４，２３４を並列に接続してなる。

第３コイル群２３Ｃは、２つのパターン群Ｐ１，Ｐ２を含む。第１パターン群Ｐ１は、３つのコイルパターン２３５を並列に接続してなる。第２パターン群Ｐ２は、３つのコイルパターン２３７を並列に接続してなる。

非磁性絶縁層１２は、第１コイル群２１Ｃにおける２つのコイルパターン２３０，２３０の間と、第２コイル群２２Ｃにおけるコイルパターン２３２とコイルパターン２３３の間と、第３コイル群２３Ｃにおけるコイルパターン２３５とコイルパターン２３７の間に、配置される。

図１３は、音声歪みの測定結果のグラフを示す。前記第１実施形態と同様の測定を行った。グラフＬ４は、第４実施形態の積層インダクタの測定結果を示す。グラフＬ４０は、比較例の積層インダクタの測定結果を示す。比較例は、図１２Ｂの全ての非磁性絶縁層１２を第１コイル群２１Ｃと第３コイル群２３Ｃに配置した構成である。図１３から分かるように、第４実施形態の積層インダクタ（グラフＬ４）は、比較例の積層インダクタ（グラフＬ４０）に比べて、音声歪みＴＨＤ＋Ｎ［％］を改善できた。

このように、電流の増加する並列数の小さいコイル群に非磁性絶縁層を配置することで、磁束の集中を抑制し、ヒステリシス線形性を改善でき、この結果、音声歪を改善できた。

図１４Ａから図１４Ｆは、並列数（巻き数）の異なるコイル群を有する積層インダクタを示す。

図１４Ａは、１重巻きの第１コイル群と２重巻きの第２コイル群と１重巻きの第３コイル群とを含む積層インダクタを示す。図１４Ｂは、１重巻きの第１コイル群と２重巻きの第２コイル群と１重巻きの第３コイル群と２重巻きの第４コイル群と１重巻きの第５コイル群とを含む積層インダクタを示す。図１４Ｃは、２重巻きの第１コイル群と１重巻きの第２コイル群と２重巻きの第３コイル群とを含む積層インダクタを示す。

図１４Ｄは、１重巻きの第１コイル群と２重巻きの第２コイル群と３重巻きの第３コイル群と４重巻きの第４コイル群と３重巻きの第５コイル群と２重巻きの第６コイル群と１重巻きの第７コイル群とを含む積層インダクタを示す。図１４Ｅは、２重巻きの第１コイル群と１重巻きの第２コイル群とを含む積層インダクタを示す。図１４Ｆは、３重巻きの第１コイル群と２重巻きの第２コイル群と３重巻きの第３コイル群とを含む積層インダクタを示す。

図１４Ａから図１４Ｆに示すように、並列数（巻き数）の異なるコイル群において、最も少ない並列数を有するコイル群に含まれるコイルパターンに隣接する絶縁層の少なくとも１つを、非磁性絶縁層とている。

ここで、図中、挿入箇所の欄には、非磁性絶縁層を挿入する箇所を「〇」で示す。コイルパターンの欄には、巻き数の異なるコイル群のコイルパターンを示す。例えば、コイルパターンの欄に「１重巻き」と記載されているとき、１重巻きのコイル群のコイルパターンを示す。

そして、所定のコイルパターンの欄に「〇」が付されているとき、所定のコイルパターンと所定のコイルパターンの上のコイルパターンとの間に、非磁性絶縁層が挿入されているとする。各図において、全ての「〇」の少なくとも１つに、非磁性絶縁層が挿入されていればよい。

したがって、電流の増加する並列数の小さいコイル群に非磁性絶縁層を配置することで、磁束の集中を抑制し、ヒステリシス線形性を改善でき、この結果、音声歪を改善できる。

（第５実施形態）
図１５は、本発明の積層インダクタの第５実施形態を示す断面図である。第５実施形態は、第４実施形態とは、積層体のポア面積率の規定している点が相違する。この相違する構成を以下に説明する。その他の構成は、第４実施形態と同じ構成であり、第４実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。

図１５に示すように、第５実施形態の積層インダクタ１Ｄでは、コイルパターン２３２，２３３の側部と積層体１０の側面との間の領域であるサイドギャップ部１０ａにおける積層体１０のポア面積率は、６％以上でかつ２０％以下である。

ポア面積率の測定は、以下の通りで測定した。
積層体１０を、第１端面１５と第２端面１６とが対向する方向のほぼ真ん中でカットし、サイドギャップ部１０ａの箇所の断面を鏡面研磨し、集束イオンビーム加工（ＦＩＢ加工）（ＦＩＢ装置：ＦＥＩ製ＦＩＢ２００ＴＥＭ）した。その後、走査電子顕微鏡（ＦＥ-ＳＥＭ：日本電子製ＪＳＭ−７５００ＦＡ）により観察し、ポア面積率を測定した。ポア面積率は画像処理ソフト（三谷商事(株)製ＷＩＮＲＯＯＦＶｅｒ．５．６）を用いて算出した。

なお、積層体１０の集束イオンビーム加工や、ＦＥ−ＳＥＭの観察条件は以下の通りである。
＜集束イオンビーム加工（ＦＩＢ加工）条件＞
鏡面研磨した試料の研磨面に対し、入射角５°でＦＩＢ加工を行った。
＜走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）による観察条件＞
加速電圧 ：１５ｋＶ
試料傾斜 ：０゜
信号 ：二次電子
コーティング ：Ｐｔ
倍率 ：５０００倍

また、画像処理ソフトによるポア面積率は、以下の方法で求めた。
まず、画像の計測範囲を２２．８５μｍ×９．４４μｍとした。次にＦＥ−ＳＥＭで得られた画像を２値化処理し、ポアのみを抽出する。画像処理ソフトの「総面積・個数計測」機能で計測範囲の面積およびポアの面積を算出し、計測範囲の面積当たりのポアの面積の割合（ポア面積率）を求めた。

前記積層インダクタ１Ｄによれば、積層体１０の側面からサイドギャップ部１０ａを経て金属を含む酸性溶液を浸透させ、コイルパターン２３２，２３３とその周囲の積層体１０の絶縁層１１，１２との界面に酸性溶液を到達させることにより、コイルパターン２３２，２３３と絶縁層１１，１２との界面が化学的に解離した状態となる。これにより、積層体１０の応力を緩和でき、磁性絶縁層１１が磁気的特性を出すために必要となる磁壁移動の阻害が少なくなり、ヒステリシス線形性が改善して、音声歪特性が改善される。

なお、サイドギャップ部１０ａにおけるポア面積率が６％未満になると、金属を含む酸性溶液をコイルパターンとその周囲の積層体との界面に到達させて、その界面に空隙を存在させることなく、その界面が解離した状態とすることが困難になる。また、サイドギャップ部１０ａにおけるポア面積率が２０％を超えると、積層インダクタの内部への金属析出が多くなりすぎてショートが起こる危険性が増大するため好ましくない。

図１６は、音声歪みの測定結果のグラフを示す。前記第１実施形態と同様の測定を行った。グラフＬ５は、第５実施形態の積層インダクタの測定結果を示す。第５実施形態は、サイドギャップ部１０ａにおけるポア面積率が１０％である。グラフＬ５０は、比較例の積層インダクタの測定結果を示す。比較例は、サイドギャップ部１０ａにおけるポア面積率が１％である。図１６から分かるように、第５実施形態の積層インダクタ（グラフＬ５）は、比較例の積層インダクタ（グラフＬ５０）に比べて、音声歪みＴＨＤ＋Ｎ［％］を改善できた。

（第６実施形態）
本発明の積層インダクタの第６実施形態を説明する。第６実施形態は、第４実施形態とは、積層体の非磁性絶縁層および磁性絶縁層のポア面積率の比率を規定している点が相違する。

第６実施形態では、非磁性絶縁層のポア面積率は、磁性絶縁層のポア面積率よりも小さい。これによれば、電流が多く流れるコイル群のコイルパターンに隣接する非磁性絶縁層は、高温高湿環境下などで、マイグレーションによるショートのリスクが高い箇所となるが、この非磁性絶縁層のポア面積率を小さくすることで、高リスク箇所での信頼性を改善し、積層インダクタ全体での信頼性を改善（ショートリスクを低減）することが可能となる。

図１７は、第６実施形態と比較例の試験結果を示す。図１７に示すように、比較例では、非磁性絶縁層のポア面積率は１０％であり、磁性絶縁層のポア面積率は９％である。第６実施形態では、非磁性絶縁層のポア面積率は１％であり、磁性絶縁層のポア面積率は９％である。そして、８５℃、８５％の環境加速試験を行った。試験電流によりチップ発熱量を変えたときの３０００時間後の不良発生率を示す。したがって、第６実施形態に示すように、非磁性絶縁層のポア面積率を下げることで、インダクタの信頼性を改善でき、この結果、定格電流を上げることができる。

（第７実施形態）
本発明の積層インダクタの第７実施形態を説明する。第７実施形態は、第６実施形態とは、積層体の非磁性絶縁層および磁性絶縁層の厚みを規定している点が相違する。

第７実施形態では、非磁性絶縁層の厚みは、磁性絶縁層の厚みよりも薄い。これによれば、非磁性絶縁層がポア面積率が小さくて高密度化されていることで、非磁性絶縁層を薄くしても、高い耐環境性能を発揮することができる。また、非磁性絶縁層を薄くすることで、高いインピーダンス特性を向上できる。

非磁性絶縁層の厚みは、５μｍ以上であることが好ましい。図１８は、非磁性絶縁層の厚みを定義する。積層インダクタ１の非磁性絶縁層１２の厚みｔは、隣り合うコイルパターン２３２，２３３の間の厚みである。

図１９は、非磁性絶縁層の厚みを変化した際の音声歪みのグラフを示す。前記第１実施形態と同様の測定を行った。図１９から分かるように、非磁性絶縁層の厚みが薄くなると、ショート状態（ＳＨＯＲＴ）を維持できなくなる（つまり、音声歪みが発生する）ときの出力が小さくなる。このときの出力を、歪みの立ち上がり出力という。

図２０は、非磁性絶縁層の厚みと歪みの立ち上がり出力およびＺとの関係を示す。図１９では、非磁性絶縁層の厚みが５．５μｍ、６．３μｍ、７．２μｍであるときのグラフが重なっている。図２０に示すように、非磁性絶縁層の厚みを薄くすることによりＺ向上効果が期待できるが、非磁性絶縁層の厚みを薄くし過ぎると、歪みの立ち上がり出力が低下しており、好ましくは５μｍ以上の非磁性絶縁層の厚みを確保することが望ましい。

（第８実施形態）
図２１Ａは、本発明の積層インダクタの第８実施形態を示す分解斜視図である。図２１Ｂは、本発明の積層インダクタの概略図である。第８実施形態は、第６実施形態（コイルの構造および非磁性絶縁層の位置に関して図１２Ａと同じである）とは、非磁性絶縁層の位置が相違する。この相違する構成を以下に説明する。その他の構成は、第６実施形態と同じ構成であり、第６実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。

図２１Ａと図２１Ｂに示すように、第８実施形態の積層インダクタ１Ｆでは、最も少ない並列数（２である）を有する第２コイル群２２Ｃにおける隣り合うパターン群Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の間に位置する絶縁層は、非磁性絶縁層１２である。具体的に述べると、非磁性絶縁層１２は、第２コイル群２２Ｃにおける第１パターン群Ｐ１と第２パターン群Ｐ２の間と、第２コイル群２２Ｃにおける第２パターン群Ｐ２と第３パターン群Ｐ３の間とに設けられる。さらに、非磁性絶縁層１２は、第１コイル群２１Ｃと第２コイル群２２Ｃの間に設けられる。

前記積層インダクタ１Ｆによれば、隣り合うパターン群Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３は、異電位となるため、隣り合うパターン群Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の間でショートした場合に、インピーダンスの影響がある。この隣り合うパターン群Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の間に、ポア面積率の小さい非磁性絶縁層１２を配置することで、積層インダクタ全体としての信頼性を改善（ショートリスクを低減）することが可能となる。

図２２は、第８実施形態と第６実施形態の試験結果を示す。図２２に示すように、第６、第８実施形態では、非磁性絶縁層のポア面積率は１％であり、磁性絶縁層のポア面積率は９％である。そして、８５℃、８５％の環境加速試験を行った。試験電流によりチップ発熱量を変えたときの３０００時間後の不良発生率を示す。したがって、第８実施形態では、第６実施形態と比べて、非磁性絶縁層をインピーダンスの影響のある位置に挿入することで、インダクタの信頼性をさらに改善できた。

なお、本発明は上述の実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で設計変更可能である。例えば、第１から第８実施形態のそれぞれの特徴点を様々に組み合わせてもよい。

１，１Ａ〜１Ｆ 積層インダクタ
１０ 積層体
１０ａ サイドギャップ部
１１ 磁性絶縁層
１２ 非磁性絶縁層
２０，２０Ｂ，２０Ｃ コイル
２１，２１Ｂ，２１Ｃ 第１コイル群
２２，２２Ｂ，２２Ｃ 第２コイル群
２３，２３Ｂ，２３Ｃ 第３コイル群
２３０〜２３７ コイルパターン
２４０ パターン接続部
３１ 第１外部電極
３２ 第２外部電極
Ｐ１〜Ｐ６ 第１〜第６パターン群

Claims (5)

1. 積層方向に積層された複数の絶縁層を含む積層体と、
   前記積層体内に前記積層方向に沿って配列され、直列に接続された複数のコイル群と
   を備え、
   前記コイル群は、前記絶縁層上に設けられ前記積層方向に積層された複数のコイルパターンを含むと共に、ｎ個（ｎは正の整数）のコイルパターンを並列に接続してなるパターン群を複数個直列に接続して構成され、
   少なくとも１つの前記コイル群の並列数ｎは、その他の前記コイル群の並列数ｎと異なり、
   前記複数の絶縁層は、磁性絶縁層と非磁性絶縁層とを含み、前記コイルパターンに隣接する前記絶縁層の少なくとも１つは、前記非磁性絶縁層であり、
   最も少ない並列数ｎを有する前記コイル群における前記積層方向の中央に位置する前記絶縁層は、前記非磁性絶縁層であり、
   前記非磁性絶縁層のポア面積率は、前記磁性絶縁層のポア面積率よりも小さい、積層インダクタ。
2. 前記最も少ない並列数ｎを有するコイル群は、前記積層方向の外側に配置されている、請求項１に記載の積層インダクタ。
3. 前記コイルパターンの側部と前記積層体の側面との間の領域であるサイドギャップ部における前記積層体のポア面積率は、６％以上でかつ２０％以下である、請求項１または２に記載の積層インダクタ。
4. 前記非磁性絶縁層の厚みは、前記磁性絶縁層の厚みよりも薄い、請求項１から３の何れか一つに記載の積層インダクタ。
5. 最も少ない並列数ｎを有する前記コイル群における隣り合うパターン群の間に位置する前記絶縁層は、前記非磁性絶縁層である、請求項１から３の何れか一つに記載の積層インダクタ。

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