JP7044508B2 - 磁気結合型コイル部品 - Google Patents

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Description

本開示は、磁気結合型コイル部品に関する。
磁気結合型コイル部品は、互いに磁気結合する一組のコイユニットを有する電子部品である。代表的な磁気結合型コイル部品として、コモンモードチョークコイル、トランス及び結合型インダクタがある。このような磁気結合型コイル部品においては、一組のコイル導体間の結合係数が高いことが望ましい。
磁気結合型コイル部品は、例えば、積層プロセスによって作製される。積層プロセスによって作製される磁気結合型コイル部品が特開2016-131208号公報に記載されている。同公報に記載された結合型コイル部品は、絶縁本体内にコイル導体が設けられた一組のコイルユニットを備えており、この一組のコイルユニットが互いに磁気結合するように配されている。
この一組のコイルユニットは、各コイルユニットのコイル導体のコイル軸が他のコイルユニットのコイル軸と略一致し、また、当該コイルユニット同士が密着するように構成されており、これにより当該コイル導体間の結合度が高められている。絶縁本体は、絶縁性に優れた絶縁材料から成る絶縁シートを複数準備し、この複数の絶縁シートを積層することにより形成される。絶縁本体用の絶縁材料としては、フェライトが広く用いられている。
特開2016-131208号公報
本発明の目的の一つは、コイル導体間の結合度が改善された新規の磁気結合型コイル部品を提供することである。本発明のこれら以外の目的は、明細書全体の記載を通じて明らかにされる。
本発明の一実施形態によるコイル部品は、少なくとも一部が導電性である第1のフィラー粒子を含む第1の絶縁本体と、少なくとも一部が導電性である第2のフィラー粒子を含む第2の絶縁本体と、前記第1の絶縁本体内に設けられ、隣接するターン間の間隔がg1となるようにコイル軸のまわりにN1ターンだけ巻回された第1のコイル導体と、前記第2の絶縁本体内に設けられ、隣接するターン間の間隔がg2となるように前記コイル軸のまわりにN2ターンだけ巻回された第2のコイル導体と、を備える。当該実施形態において、前記第1のコイル導体の第1のコイル面は、前記第2のコイル導体の第2のコイル面と対向しており、前記第1コイル面と前記第2コイル面との間の間隔Tが、T≧g1×N1+g2×N2の関係を満たす。
当該実施形態によれば、第1の絶縁本体は、少なくとも一部が導電性である第1のフィラー粒子を有しているため、フェライトからなり導電性のフィラー粒子を含まない従来の絶縁本体よりも高い透磁率を有する。同様に、第2の絶縁本体は、少なくとも一部が導電性である第2のフィラー粒子を有しているため、フェライトからなり導電性のフィラー粒子を含まない従来の絶縁本体よりも高い透磁率を有する。したがって、上記実施形態によれば、当該第1の絶縁本体に設けられた第1のコイル導体と当該第2の絶縁本体に設けられた第2のコイル導体とが磁気結合したコイル部品の結合係数を、絶縁本体が導電性のフィラー粒子を有しない従来のコイル部品よりも向上させることができる。
本発明の一実施形態において、第1の絶縁本体は、体積抵抗率ρ1を有する。この体積抵抗率ρ1は、第1のコイル導体の隣接するターン間の間隔がg1以上であるときに、当該第1のコイル導体の隣接するターン間で絶縁破壊が発生しないように定められる。第1のコイル導体の両端に電圧V1を印可すると、当該第1のコイル導体の隣接するターン間にはV1/N1の電圧がかかる。第1のコイル導体の隣接するターン間の電気抵抗はρ1×g1であるから、第1の絶縁本体は、第1のコイル導体の隣接するターン間にV1/N1の電圧が印可されても絶縁破壊が起こらないように構成されている。すなわち、第1の絶縁本体の耐電圧は、第1のコイル導体の隣接するターン間(間隔はg1)においてV1/N1以上とされる。したがって、第1の絶縁本体において第1のコイル導体からg1×N1以上の間隔を隔てた位置に配された導体と第1のコイル導体との間に電圧V1が印可されても、当該第1の絶縁本体において、当該導体と当該第1のコイル導体との間では絶縁破壊が起こらない。つまり、第1の絶縁本体において第1のコイル導体からg1×N1以上の間隔を隔てた位置に配された導体と当該第1のコイル導体との間で絶縁性を確保することができる。
本発明の一実施形態において、第2の絶縁本体は、体積抵抗率ρ2を有する。この体積抵抗率ρ2は、第2のコイル導体の隣接するターン間の間隔がg2以上であるときに、当該第2のコイル導体の隣接するターン間で絶縁破壊が発生しないように定められる。第2のコイル導体の両端に電圧V2を印可すると、当該第2のコイル導体の隣接するターン間にはV2/N2の電圧がかかる。第2のコイル導体の隣接するターン間の電気抵抗はρ2×g2であるから、第2の絶縁本体は、第2のコイル導体の隣接するターン間にV2/N2の電圧が印可されても絶縁破壊が起こらないように構成されている。すなわち、第2の絶縁本体の耐電圧は、第2のコイル導体の隣接するターン間においてV2/N2以上とされる。したがって、第2の絶縁本体において第2のコイル導体からg2×N2以上の間隔を隔てた位置に配された導体と第2のコイル導体との間に電圧V2が印可されても、当該第2の絶縁本体には絶縁破壊が起こらない。つまり、第2の絶縁本体において第2のコイル導体からg2×N2以上の間隔を隔てた位置に配された導体と当該第2のコイル導体との間で絶縁性を確保することができる。
上記のように、第1の絶縁本体においては、第1のコイル導体からg1×N1以上の間隔を隔てた位置では絶縁性を確保することができ、また、第2の絶縁本体においては、第2のコイル導体からg2×N2以上の間隔を隔てた位置では絶縁性を確保することができるので、第1コイル面と第2コイル面との間の間隔TをT≧g1×N1+g2×N2とすることにより、当該第1コイル面と当該第2コイル面との間での絶縁破壊を防止することができる。
本発明の一実施形態において、上記第1の絶縁本体の体積抵抗率は、1×10Ω・cm以下である。本発明の一実施形態において、上記第2の絶縁本体の体積抵抗率は、1×10Ω・cm以下である。
本発明の一実施形態において、第1コイル面と第2コイル面との間の間隔Tは、2×(g1×N1+g2×N2)≧T≧g1×N1+g2×N2とされる。第1のコイル面と第2のコイル面との間の間隔を大きくすることは、確実な絶縁性の確保に繋がる反面、結合係数を劣化させる要因となる。第1コイル面と第2コイル面との間の間隔Tの上限を2×(g1×N1+g2×N2)とすれば、絶縁性を確保しつつ結合係数の劣化を抑制することができる。
本発明の一実施形態によるコイル部品は、前記第1のコイル導体の一端に電気的に接続された第1の外部電極と、前記第1のコイル導体の他端に電気的に接続された第2の外部電極と、をさらに備え、前記第1のコイル導体と前記第1の外部電極との距離M1が、M1≧g1×N1の関係を満たし、前記第1のコイル導体と前記第2の外部電極との距離M2が、M2≧g1×N1の関係を満たす。
当該実施形態によれば、第1のコイル導体と、当該第1のコイル導体が接続される第1の外部電極との間での絶縁破壊を防止することができる。
本発明の一実施形態によるコイル部品は、前記第2のコイル導体の一端に電気的に接続された第3の外部電極と、前記第2のコイル導体の他端に電気的に接続された第4の外部電極と、をさらに備え、前記第2のコイル導体と前記第3の外部電極との距離M3が、M3≧g2×N2の関係を満たし、前記第2のコイル導体と前記第4の外部電極との距離M4が、M4≧g2×N2の関係を満たす。
当該実施形態によれば、第2のコイル導体と、当該第2のコイル導体が接続される第2の外部電極との間での絶縁破壊を防止することができる。
本発明の一実施形態によるコイル部品において、前記第1のコイル導体は、第1のビア導体を介して前記第1の外部電極に接続され、前記第1のコイル導体と前記第1のビア導体との距離M5が、M5≧g1×N1+g2×N2の関係を満たしている。
当該実施形態によれば、第1のコイル導体と第1のビア導体との間での絶縁破壊を防止することができる。
本発明の一実施形態によるコイル部品において、前記第1のコイル導体は、第2のビア導体を介して前記第2の外部電極に接続され、前記第1のコイル導体と前記第2のビア導体との距離M6が、M6≧g1×N1の関係を満たしている。
当該実施形態によれば、第1のコイル導体と第2のビア導体との間での絶縁破壊を防止することができる。
本発明の一実施形態によるコイル部品において、前記第2のコイル導体は、第3のビア導体を介して前記第3の外部電極に接続され、前記第2のコイル導体は、第4のビア導体を介して前記第4の外部電極に接続され、前記第2のコイル導体と前記第4のビア導体との距離M7が、M7≧g2×N2の関係を満たしている。
当該実施形態によれば、第2のコイル導体と第4のビア導体との間での絶縁破壊を防止することができる。
本発明の他の実施形態によるコイル部品は、少なくとも一部が導電性である第1のフィラー粒子を含む第1の絶縁本体と、少なくとも一部が導電性である第2のフィラー粒子を含む第2の絶縁本体と、前記第1の絶縁本体内に設けられ、隣接するターン間の間隔がg1となるようにコイル軸のまわりにN1ターンだけ巻回された第1のコイル導体と、前記第2の絶縁本体内に設けられ、隣接するターン間の間隔がg2となるように前記コイル軸のまわりにN2ターンだけ巻回された第2のコイル導体と、前記第1のコイル導体の一端に電気的に接続された第1の外部電極と、前記第1のコイル導体の他端に電気的に接続された第2の外部電極と、前記第2のコイル導体の一端に電気的に接続された第3の外部電極と、前記第2のコイル導体の他端に電気的に接続された第4の外部電極と、を備える。当該実施形態において、前記第1のコイル導体と前記第1の外部電極との距離M1が、M1≧g1×N1の関係を満たし、前記第1のコイル導体と前記第2の外部電極との距離M2が、M2≧g1×N1の関係を満たし、前記第2のコイル導体と前記第3の外部電極との距離M3が、M3≧g2×N2の関係を満たし、前記第2のコイル導体と前記第4の外部電極との距離M4が、M4≧g2×N2の関係を満たす。
当該実施形態によれば第1のコイル導体と当該第1のコイル導体が接続される第1の外部電極との間、及び、第2のコイル導体と当該第2のコイル導体が接続される第2の外部電極との間での絶縁破壊を防止することができる。
本発明のさらに他の実施形態によるコイル部品は、少なくとも一部が導電性である第1のフィラー粒子を含む第1の絶縁本体と、少なくとも一部が導電性である第2のフィラー粒子を含む第2の絶縁本体と、前記第1の絶縁本体内に設けられ、隣接するターン間の間隔がg1となるようにコイル軸のまわりにN1ターンだけ巻回された第1のコイル導体と、前記第2の絶縁本体内に設けられ、隣接するターン間の間隔がg2となるように前記コイル軸のまわりにN2ターンだけ巻回された第2のコイル導体と、前記第1のコイル導体の一端に電気的に接続された第1の外部電極と、前記第1のコイル導体の他端に電気的に接続された第2の外部電極と、前記第2のコイル導体の一端に電気的に接続された第3の外部電極と、前記第2のコイル導体の他端に電気的に接続された第4の外部電極と、前記第1のコイル導体と前記第1の外部電極とを電気的に接続する第1のビア導体と、前記第1のコイル導体と前記第2の外部電極とを電気的に接続する第2のビア導体と、前記第2のコイル導体と前記第3の外部電極とを電気的に接続する第3のビア導体と、前記第2のコイル導体と前記第4の外部電極とを電気的に接続する第4のビア導体と、を備える。当該実施形態において、前記第2のコイル導体と前記第1のビア導体との距離M5が、M5≧g1×N1+g2×N2の関係を満たしし、前記第1のコイル導体と前記第2のビア導体との距離M6が、M6≧g1×N1の関係を満たし、前記第2のコイル導体と前記第4のビア導体との距離M7が、M7≧g2×N2の関係を満たす。
当該実施形態によれば、第2のコイル導体と第1のビア導体との間、第1のコイル導体と第2のビア導体との間、及び、第2のコイル導体と当該第1のビア導体との間、及び第2のコイル導体と第4のビア導体との間での絶縁破壊をそれぞれ防止することができる。
本明細書に開示された発明の様々な実施形態によって、磁気結合型コイル部品において、コイル導体間の結合度を向上させることができる。
本発明の一実施形態に係るコイル部品の斜視図である。 図1のコイル部品に含まれる2つのコイルユニットのうち一方の分解斜視図である。 図1のコイル部品に含まれる2つのコイルユニットのうち他方の分解斜視図である。 図1のコイル部品の平面図である。 図1のコイル部品をI-I線で切断した断面を模式的に示す図である。 図1のコイル部品をII-II線で切断した断面を模式的に示す図である。 本発明の他の実施形態に係るコイル部品の斜視図である。 のコイル部品に含まれる2つのコイルユニットのうち一方の分解斜視図である。 のコイル部品に含まれる2つのコイルユニットのうち他方の分解斜視図である。 のコイル部品の平面図である。 のコイル部品をIII-III線で切断した断面を模式的に示す図である。 のコイル部品をIV-IV線で切断した断面を模式的に示す図である。
以下、適宜図面を参照し、本発明の様々な実施形態を説明する。複数の図面において共通する構成要素には当該複数の図面を通じて同一の参照符号が付されている。各図面は、説明の便宜上、必ずしも正確な縮尺で記載されているとは限らない点に留意されたい。
図1から図6を参照して本発明の一実施形態に係るコイル部品1について説明する。図1は、本発明の一実施形態に係るコイル部品1の斜視図であり、図2は、図1のコイル部品1に含まれるコイルユニット1aの分解斜視図であり、図3は、図1のコイル部品1に含まれるコイルユニット1bの分解斜視図であり、図4は、図1のコイル部品1の平面図であり、図5は、コイル部品1をI-I線で切断した断面を模式的に示す図であり、図6は、コイル部品1をII-II線で切断した断面を模式的に示す図である。図4においては、コイル導体の巻回パターンを説明するために、後述する上部カバー層18aを省略している。
これらの図には、コイル部品1の一例として、差動信号を伝送する差動伝送回路からコモンモードノイズを除去するためのコモンモードチョークコイルが示されている。コモンモードチョークコイルは、本発明を適用可能な磁気結合型コイル部品の一例である。本発明は、コモンモードチョークコイル以外にも、トランス、カップルドインダクタ及びこれら以外の様々なコイル部品に適用することができる。コモンモードチョークコイルは、例えば、積層プロセス又は薄膜プロセスによって作製される。
図示のように、本発明の一実施形態におけるコイル部品1は、コイルユニット1aとコイルユニット1bと、外部電極21と、外部電極22と、外部電極23と、外部電極24と、を備える。
コイルユニット1aは、絶縁性に優れた磁性材料から成る絶縁本体11aと、この絶縁本体11a内に設けられたコイル導体25aと、を備える。一実施形態において、絶縁本体11aは、直方体形状に形成される。当該コイル導体25aの一端は、外部電極21と電気的に接続されている。当該コイル導体25aの他端は、外部電極22と電気的に接続されている。
コイルユニット1bは、コイルユニット1aと同様に構成されてもよい。図示の実施形態においては、コイルユニット1bは、磁性材料から成る絶縁本体11bと、この絶縁本体11b内に設けられたコイル導体25bと、を備える。一実施形態において、絶縁本体11bは、直方体形状に形成される。当該コイル導体25bの一端は、外部電極23と電気的に接続されている。当該コイル導体25bの他端は、外部電極24と電気的に接続されている。
絶縁本体11aは、その下面において絶縁本体11bの上面と接合されている。絶縁本体10は、絶縁本体11aと、この絶縁本体11aに接合された絶縁本体11bとを有する。
絶縁本体10は、第1の主面10a、第2の主面10b、第1の端面10c、第2の端面10d、第1の側面10e、及び第2の側面10fを有する。絶縁本体10は、これらの6つの面によってその外面が画定される。第1の主面10aと第2の主面10bとは互いに対向し、第1の端面10cと第2の端面10dとは互いに対向し、第1の側面10eと第2の側面10fとは互いに対向している。
図1において第1の主面10aは絶縁本体10の上側にあるため、第1の主面10aを「上面」と呼ぶことがある。同様に、第2の主面10bを「下面」と呼ぶことがある。コイル部品1は、第2の主面10bが回路基板(不図示)と対向するように配置されるので、第2の主面10bを「実装面」と呼ぶこともある。また、コイル部品1の上下方向に言及する際には、図1の上下方向を基準とする。
本明細書においては、文脈上別に解される場合を除き、コイル部品1の「長さ」方向、「幅」方向、及び「厚さ」方向はそれぞれ、図1の「L」方向、「W」方向、及び「T」方向とする。
本発明の一実施形態において、コイル部品1は、長さ寸法(L軸方向の寸法)が0.2~6.0mm、幅寸法(W軸方向の寸法)が0.1~4.5mm、厚さ寸法(T軸方向の寸法)が0.1~4.0mmとなるように形成される。これらの寸法はあくまで例示であり、本発明を適用可能なコイル部品1は、本発明の趣旨に反しない限り、任意の寸法を取ることができる。一実施形態において、コイル部品1は、低背に形成される。例えば、コイル部品1は、その幅寸法が厚さ寸法よりも大きくなるように形成される。
図示の実施形態において、外部電極21及び外部電極23は、絶縁本体10の第1の端面10cに設けられる。外部電極22及び外部電極24は、絶縁本体10の第2の端面10dに設けられる。各外部電極は、その各々の一部が絶縁本体10の第1の主面10aに沿って延伸するように形成及び配置される。各外部電極は、その各々の一部が絶縁本体10の第2の主面10bに沿って延伸するように形成及び配置されている。外部電極21及び外部電極22は、その各々の一部が絶縁本体10の第2の側面10fに沿って延伸するように形成及び配置されてもよい。外部電極23及び外部電極24は、その各々の一部が絶縁本体10の第1の側面10eに沿って延伸するように形成及び配置されてもよい。
本明細書で明示的に説明される外部電極の形状及び配置は例示である。よって、本発明に適用可能な外部電極の形状及び配置は、本明細書で明示的に説明されるものに限定されない。
図2に示すように、絶縁本体11aは、コイル層20a、このコイル層20aの上面に設けられた上部カバー層18a、及びこのコイル層20aの下面に設けられた下部カバー層19aを備える。
コイル層20aは、積層された絶縁層20a1~20a7を備える。絶縁本体11aにおいては、T軸方向の負方向側から正方向側に向かって、絶縁層20a7、絶縁層20a6、絶縁層20a5、絶縁層20a4、絶縁層20a3、絶縁層20a2、及び絶縁層20a1がこの順に積層されている。
後述するように、絶縁層20a1~20a7の各々には、対応する導体パターン25a1~25a7が形成される。これらの導体パターン25a1~25a7及び引出導体25c1,25c2によりコイル導体25aが構成される。これらの導体パターン25a1~25a7はいずれも、コイル軸Aの周りに巻回される。図示の実施形態において、コイル軸Aは、T軸方向に延伸している。このコイル軸Aの延伸方向は、絶縁層20a1~20a7の積層方向と一致する。
コイル導体25aは、上面26aと、下面27aとを有する。上面26aは、導体パターン25a1の上面を通る平面である。下面27aは、導体パターン25a7の下面を通る平面である。
本発明の他の実施形態においては、絶縁層20a1~20a7をL軸方向に積層しても良い。この場合、絶縁層20a1~20a7の表面に導体パターン25a1~25a7及び引出導体25c1,25c2を形成することにより、コイル軸Aは、絶縁層20a1~20a7の積層方向と同じL軸方向を向く。本発明の他の実施形態においては、絶縁層20a1~20a7をW軸方向に積層しても良い。この場合、絶縁層20a1~20a7の表面に導体パターン25a1~25a7及び引出導体25c1,25c2を形成することにより、コイル軸Aは、絶縁層20a1~20a7の積層方向と同じW軸方向を向く。
導体パターン25a1は、コイル軸Aのまわりに約3/4ターン巻回されている。導体パターン25a2~導体パターン25a6は、それぞれコイル軸Aのまわりに約7/8ターンずつ巻回されている。導体パターン25a7は、コイル軸Aのまわりに約1/4ターン巻回されている。導体パターン25a1は、外部電極22との接続のために導体パターン25a2~導体パターン25a6よりも短いターン数だけ巻回されている。導体パターン25a7は、外部電極21との接続のために導体パターン25a2~導体パターン25a6よりも短いターン数だけ巻回されている。導体パターン25a1~導体パターン25a7のターン数は、本明細書で挙げられた例には限定されない。図示の実施形態において、コイル導体25aは、コイル軸Aの周りに約5.375(3/4+5×7/8+1/4)ターン巻回されている。コイル導体25aのターン数は、本明細書で挙げられた例には限定されない。コイル導体25aは、コイル軸Aの周りにN1ターン(ただし、N1は2以上の実数)だけ巻回される。
上部カバー層18aは、複数枚の絶縁層が積層された積層体である。同様に、下部カバー層19aは、複数枚の絶縁層が積層された積層体である。
コイル層20aは、絶縁層20a1~20a7以外にも、必要に応じて、任意の数の絶縁層を含むことができる。絶縁層20a1~20a7の一部は、適宜省略することができる。
上部カバー層18a、下部カバー層19a、及びコイル層20aを構成する各絶縁層は、絶縁性に優れた樹脂材料から形成される。この樹脂材料として、例えば、ポリビニルブチラール(PVB)樹脂、エチルセルロース樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、又はアクリル樹脂を用いることができる。上部カバー層18a、下部カバー層19a、及びコイル層20aに含まれる樹脂は、絶縁性に優れた熱硬化性樹脂であってもよい。この熱硬化性樹脂として、例えばエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリスチレン(PS)樹脂、高密度ポリエチレン(HDPE)樹脂、ポリオキシメチレン(POM)樹脂、ポリカーボネート(PC)樹脂、ポリフッ化ビニルデン(PVDF)樹脂、フェノール(Phenolic)樹脂、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)樹脂、又はポリベンゾオキサゾール(PBO)樹脂を用いることができる。各絶縁層に含まれる樹脂は、他の絶縁層に含まれる樹脂と同種であってもよく異種であってもよい。
本発明の一実施形態において、上部カバー層18a、下部カバー層19a、及びコイル層20aを構成する各絶縁層の少なくとも一部は、少なくとも一部が導電性のフィラー粒子29aを多数含む。上部カバー層18a、下部カバー層19a、及びコイル層20aを構成する絶縁層の一部はフィラー粒子29aを含まなくとも良い。
フィラー粒子29aは、公知の様々な導電性の材料から形成される。例えば、このフィラー粒子29aは、軟磁性金属粒子である。上記絶縁層に適用可能な軟磁性金属粒子は、酸化されていない金属部分において磁性が発現する材料であり、例えば、酸化されていない金属粒子や合金粒子を含む粒子である。フィラー粒子29aは、その少なくとも一部が導電性を有していればよい。フィラー粒子29aは、その一部が絶縁性であってもよい。例えば、フィラー粒子29aは、その表面に絶縁皮膜が形成されていてもよい。この絶縁皮膜は、例えば、軟磁性金属材料が酸化した酸化皮膜であってもよい。上記絶縁層に適用可能な軟磁性金属粒子には、例えば、Fe及び不可避不純物から成るFe粒子、合金系のFe-Si-Cr粒子、Fe-Si-Al粒子、もしくはFe-Ni粒子、非晶質のFe―Si-Cr-B-C粒子、もしくはFe-Si-B-Cr粒子、またはこれらの混合材料の粒子が含まれる。これらの粒子から得られる圧粉体も、フィラー粒子29aとして用いることができる。これらの粒子または圧粉体の表面に熱処理して酸化膜を形成したものもフィラー粒子29aとして用いることができる
フィラー粒子29aは、例えばアトマイズ法で製造される。絶縁層に含まれるフィラー粒子子は、アトマイズ法以外の任意の公知の方法を用いて製造することもできる。市販されている軟磁性金属粒子を絶縁層に含まれるフィラー粒子として用いることもできる。市販の軟磁性金属粒子として、例えば、エプソンアトミックス(株)社製PF-20F、及び、日本アトマイズ加工(株)社製SFR-FeSiAlがある。
上部カバー層18a、下部カバー層19a、及び/又はコイル層20aに含まれるフィラー粒子29aは、例えば、球形状、扁平形状、又は箔状に形成され得る。フィラー粒子29aは、任意の形状を取ることができる。
本明細書で明示的に説明されるフィラー粒子29aの材料及び形状は例示である。よって、本発明に適用可能なフィラー粒子29aの材料及び配置は、本明細書で明示的に説明されるものに限定されない。
絶縁本体11aは、体積抵抗率ρ1を有する。一実施形態において、絶縁本体11aは、その内部の任意の位置で、体積抵抗率ρ1を有する。絶縁本体11aは、一様な体積抵抗率を有しても良い。絶縁本体11aの体積抵抗率ρ1は、コイル導体25aの隣接するターン間で絶縁破壊が発生しない値とされる。例えば、絶縁本体11aの体積抵抗率ρ1は、1×10Ω・cm以下とされる。本発明の一実施形態において、上部カバー層18a、下部カバー層19a、及びコイル層20aの少なくとも一部は、その体積抵抗率が1×10Ω・cm以下となるように形成される。
絶縁層20a1~20a7の各々の上面には、導体パターン25a1~25a7が形成される。導体パターン25a1~25a7は、導電性に優れた金属又は合金から成る導電ペーストを、スクリーン印刷法等の印刷、メッキ、エッチング、又はこれら以外の任意の公知の手法を用いて形成される。この導電ペーストの材料としては、Ag、Pd、Cu、Al又はこれらの合金を用いることができる。導体パターン25a1~25a7は、これ以外の材料及び方法により形成されてもよい。
絶縁層20a1~絶縁層20a6の所定の位置には、ビアVa1~Va6がそれぞれ形成される。ビアVa1~Va6は、絶縁層20a1~絶縁層20a6の所定の位置に、絶縁層20a1~絶縁層20a6をT軸方向に貫く貫通孔を形成し、当該貫通孔に導電ペーストを埋め込むことにより形成される。
導体パターン25a1~25a7の各々は、隣接する導体パターンとビアVa1~Va6を介して電気的に接続される。例えば、導体パターン25a1は、隣接する導体パターン25a2と、ビアVa1を介して接続される。このようにして接続された導体パターン25a1~25a7が、スパイラル状のコイル導体25aを形成する。コイル導体25aは、導体パターン25a1~25a7及びビアVa1~Va6を有する。
導体パターン25a1のビアVa1に接続されている端部とは反対側の端部は、引出導体25c2を介して外部電極22に接続される。導体パターン25a7のビアVa6に接続されている端部とは反対側の端部は、引出導体25c1を介して外部電極21に接続される。引出導体25c1は、絶縁層20a7の上面に形成される。引出導体25c2は、絶縁層20a1の上面に形成される。引出導体25c1及び引出導体25c2は、導体パターン25a1~25a7と同じ導電性材料から形成され得る。
次に、コイルユニット1bについて説明する。コイルユニット1bは、図3に最も明瞭に示されている。上記のように、コイルユニット1bは、コイルユニット1aと同様に構成されてもよい。
絶縁本体11bは、コイル層20b、このコイル層20bの上面に設けられた上部カバー層18b、及びこのコイル層20bの下面に設けられた下部カバー層19bを備える。コイル層20bは、コイル層20aと同様に構成される。すなわち、コイル層20bは、積層された絶縁層20b1~20b7を備えている。絶縁層20b1~20b7は、絶縁層20a1~20a7と同様に構成される。
下部カバー層19bは、上部カバー層18aと同様に構成される。すなわち、下部カバー層19bは、複数枚の絶縁層が積層された積層体である。上部カバー層18bは、下部カバー層19aと同様に構成される。すなわち、上部カバー層18bは、複数枚の絶縁層が積層された積層体である。
上部カバー層18b、下部カバー層19b、コイル層20bを構成する各絶縁層は、上部カバー層18a、下部カバー層19a、及びコイル層20aを構成する各絶縁層と同様に、絶縁性に優れた樹脂材料から形成される。上部カバー層18b、下部カバー層19b、コイル層20bを構成する各絶縁層の少なくとも一部は、少なくとも一部が導電性であるフィラー粒子29bを多数含む。フィラー粒子29bは、各絶縁層にフィラー粒子29aと同様に配される。フィラー粒子29aに関する説明はフィラー粒子29bにも当てはまる。すなわち、フィラー粒子29bは、その少なくとも一部が導電性を有していればよい。フィラー粒子29bは、その一部が絶縁性であってもよい。
絶縁本体11bは、体積抵抗率ρ2を有する。一実施形態において、絶縁本体11bは、その内部の任意の位置で、体積抵抗率ρ2を有する。絶縁本体11bは、一様な体積抵抗率を有しても良い。絶縁本体11bの体積抵抗率ρ2は、コイル導体25bの隣接するターン間で絶縁破壊が発生しない値とされる。絶縁本体11bの体積抵抗率ρ2は、絶縁本体11aの体積抵抗率ρ1と同じ値でもよく、異なる値でもよい。例えば、絶縁本体11bの体積抵抗率ρ2は、1×10Ω・cm以下とされる。本発明の一実施形態において、上部カバー層18b、下部カバー層19b、及びコイル層20bの少なくとも一部は、その体積抵抗率が1×10Ω・cm以下となるように形成される。
図示の実施形態において、コイル導体25bは、導体パターン25b1~25b7を有している。これらの導体パターン25b1~25b7は、絶縁層20b1~20b7のうち対応するものの上面にそれぞれ形成されている。導体パターン25b1~25b7の各々は、隣接する導体パターンとビアVb1~Vb6を介して電気的に接続されている。例えば、導体パターン25b1は、ビアVb1を介して導体パターン25b2に接続されている。導体パターン25b1のビアVb1に接続されている端部とは反対側の端部は、引出導体25d2を介して外部電極24に接続される。導体パターン25b7のビアVb6に接続されている端部とは反対側の端部は、引出導体25d1を介して外部電極23に接続される。引出導体25d1は、絶縁層20b7の上面に形成される。引出導体25d2は、絶縁層20b1の上面に形成される。引出導体25d1及び引出導体25d2は、導体パターン25b1~25b7と同じ導電性材料から形成され得る。
これらの導体パターン25b1~25b7によりコイル導体25bが構成される。これらの導体パターン25b1~25b7はいずれも、コイル軸Aの周りに巻回される。このコイル軸Aの延伸方向は、絶縁層20b1~20b7の積層方向と一致する。
コイル導体25bは、上面26bと、下面27bとを有する。上面26bは、導体パターン25b1の上面を通る平面である。下面27bは、導体パターン25b7の下面を通る平面である。
導体パターン25b1~導体パターン25b6は、それぞれコイル軸Aのまわりに約7/8ターンずつ巻回されている。導体パターン25b7は、外部電極23との接続のために他の導体パターンよりも短いターン数だけ巻回されている。導体パターン25b1~導体パターン25b7のターン数は、本明細書で挙げられた例には限定されない。図示の実施形態においては、導体パターン25b7は、コイル軸Aのまわりに約1/2ターン巻回されている。よって、図示の実施形態において、コイル導体25bは、コイル軸Aの周りに約5.75ターン(6×7/8+0.5)巻回されている。コイル導体25bのターン数は、本明細書で挙げられた例には限定されない。コイル導体25bは、コイル軸Aの周りにN2ターン(ただし、N2は2以上の実数)だけ巻回される。
コイルユニット1bの各構成部材の材料及び製法は、コイルユニット1aの対応する構成部材の材料及び製法と同様である。よって、当業者は、コイルユニット1aの各構成部材に関する説明を参照することにより、コイルユニット1bの各構成部材の材料及び製法について理解することができる。
コイルユニット1aは、コイルユニット1bと接合される。本発明の一実施形態において、コイルユニット1aは、その下面がコイルユニット1bの上面と接するように設けられる。よって、図示の実施形態においては、コイル導体25aの下面27aがコイル導体25bの上面26bと対向する。コイルユニット1aは、その下部カバー層19aがコイルユニット1bの上部カバー層18bと接するように、コイルユニット1bに設けられても良い。コイルユニット1aは、コイル導体25aのコイル軸とコイル導体25bのコイル軸とが一致するように、コイルユニット1bに設けられても良い。図示の実施形態においては、コイル導体25aのコイル軸Aは、コイル導体25bのコイル軸と一致している。
コイル部品1は、外部電極21と外部電極22との間に配された第1のコイル(コイル導体25a)と、外部電極23と外部電極24との間に配された第2のコイル(コイル導体25b)と、を有する。この2つのコイルの各々は、例えば、差動伝送回路における2本の信号線とそれぞれ接続される。このようにして、コイル部品1は、コモンモードチョークコイルとして動作することができる。
コイル部品1は、コイル導体25a及びコイル導体25bに加えて第3のコイル(不図示)を含むことができる。第3のコイルを備えるコイル部品1は、コイルユニット1aと同様に構成されたもう1つのコイルユニットを追加的に備える。当該追加のコイルユニットには、コイルユニット1a及びコイルユニット1bと同様にコイル導体が設けられ、当該コイル導体が追加的な外部電極と接続される。このような3つのコイルを含むコイル部品は、例えば、3本の信号線を有する差動伝送回路用のコモンモードチョークコイルとして用いられる。
コイル部品1において、絶縁本体11aは、少なくとも一部が導電性であるフィラー粒子29aを有しているため、従来のフェライトからなる絶縁本体よりも高い透磁率を有する。同様に、絶縁本体11bは、少なくとも一部が導電性であるフィラー粒子29bを有しているため、従来のフェライトからなる絶縁本体よりも高い透磁率を有する。この透磁率の向上によって、絶縁本体11aに設けられたコイル導体25aと絶縁本体11bに設けられたコイル導体25bとの結合係数を向上させることができる。
次に、コイル部品1の製造方法の一例を説明する。コイル部品1は、例えば積層プロセスによって製造することができる。まず、絶縁層20a1~絶縁層20a7、上部カバー層18aを構成する各絶縁層、及び下部カバー層19aを構成する各絶縁層を作成する。
これらの各絶縁層は、例えば次のような工程で作成される。まず、少なくとも一部が導電性であるフィラー粒子を分散させた熱硬化性の樹脂(例えばエポキシ樹脂)へ溶剤を加えてスラリーを作成する。このスラリーをプラスチック製のベースフィルムの表面に塗布して乾燥させ、この乾燥後のスラリーを所定サイズに切断することで絶縁層20a1~絶縁層20a7、上部カバー層18aを構成する各絶縁層、及び下部カバー層19aを構成する各絶縁層となる磁性体シートがそれぞれ得られる。
次に、絶縁層20a1~絶縁層20a7となる各磁性体シートの所定の位置に、各磁性体シートをT軸方向に貫く貫通孔を形成する。
次に、各磁性体シートに所定の導体パターン及びビアを形成する。例えば、絶縁層20a1~絶縁層20a7となる磁性体シートの各々の上面に金属材料(例えばAg)から成る導体ペーストをスクリーン印刷法により印刷することで導体パターン25a1~25a7及び引出導体25c1,25c2が形成され、当該各磁性体シートに形成された貫通孔に当該金属ペーストを埋め込むことによりビアVa1~Va6が形成される。
次に、絶縁層20a1~絶縁層20a7となる各磁性体シートを積層して、コイル層20aとなるコイル積層体を得る。絶縁層20a1~絶縁層20a7となる各磁性体シートは、当該各磁性体シートに形成されている導体パターン25a1~25a7の各々が隣接する導体パターンとビアVa1~Va6を介して電気的に接続されるように積層される。
次に、上部カバー層18a用の各磁性体シートを積層して、上部カバー層18aに相当する上部カバー層積層体を形成し、下部カバー層19a用の各磁性体シートを積層して、下部カバー層19aに相当する下部カバー層積層体を形成する。
上記と同様の工程で、コイル層20bとなるコイル積層体、上部カバー層18bに相当する上部カバー層積層体、及び下部カバー層19bに相当する下部カバー層積層体を形成する。
次に、下部カバー層19bとなる下部カバー層積層体、コイル層20bとなるコイル積層体、上部カバー層18bとなる上部カバー層積層体、下部カバー層19aとなる下部カバー層積層体、コイル層20aとなるコイル積層体、及び上部カバー層18aとなる上部カバー層積層体をこの順序で積層して、プレス機を用いて熱圧着することで予備積層体を得る。
次に、ダイシング機やレーザ加工機等の切断機を用いて当該予備積層体を所望のサイズに個片化することで、絶縁本体11aに相当するチップ積層体が得られる。次に、このチップ積層体を脱脂し、脱脂されたチップ積層体を加熱処理する。
次に、加熱処理されたチップ積層体の両端部に導体ペーストを塗布することにより、外部電極21、外部電極22、外部電極23、及び外部電極24を形成する。以上により、コイル部品1が得られる。
絶縁本体11aは、少なくとも一部が導電性であるフィラー粒子29aを有しているため、コイル導体25aと他の導体、すなわち、コイル導体25b及び外部電極21~24との間での絶縁性を確保する必要がある。また、絶縁本体11bは、少なくとも一部が導電性であるフィラー粒子29bを有しているため、コイル導体25bと他の導体、すなわち、コイル導体25a及び外部電極21~24との間での絶縁性を確保する必要がある。コイル導体25a及びコイル導体25bは、他の導体との絶縁性が確保されるように構成及び配置されている。絶縁性を確保するためのコイル導体25a及びコイル導体25bの構成及び配置について、図5及び図6を参照してさらに説明する。
これらの図に示されているように、コイル導体25aは、隣接するターン間の間隔がg1となるように形成される。図示の実施形態においては、導体パターン25a1の下面と導体パターン25a2の上面との間隔が、外部電極22から数えて1ターン目の導体パターンと2ターン目の導体パターンとの間隔となる。よって、導体パターン25a1の下面と導体パターン25a2の上面との間隔がg1となる。一実施形態においては、導体パターン25a2の下面と導体パターン25a3の上面との間隔、導体パターン25a3の下面と導体パターン25a4の上面との間隔、導体パターン25a4の下面と導体パターン25a5の上面との間隔、導体パターン25a5の下面と導体パターン25a6の上面との間隔、導体パターン25a6の下面と導体パターン25a7の上面との間隔がいずれもg1となる。
同様に、図示の実施形態において、コイル導体25bは、隣接するターン間の間隔がg2となるように形成される。図示の実施形態においては、導体パターン25b1の下面と導体パターン25b2の上面との間隔が、外部電極24から数えて1ターン目の導体パターンと2ターン目の導体パターンとの間隔となる。よって、導体パターン25b1の下面と導体パターン25b2の上面との間隔がg2となる。一実施形態においては、導体パターン25b2の下面と導体パターン25b3の上面との間隔、導体パターン25b3の下面と導体パターン25b4の上面との間隔、導体パターン25b4の下面と導体パターン25b5の上面との間隔、導体パターン25b5の下面と導体パターン25b6の上面との間隔、導体パターン25b6の下面と導体パターン25b7の上面との間隔がいずれもg2となる。g2は、g1と同じであってもよいし、異なっていても良い。
上記のように、絶縁本体11aは体積抵抗率ρ1を有し、この絶縁本体11a内に設けられたコイル導体25aは、コイル軸Aの周りにN1ターンだけ巻回されている。上記のように、この体積抵抗率ρ1は、コイル導体25aの隣接するターン間で絶縁破壊が発生しないように定められる。上記実施形態においては、コイル導体25aの隣接するターン間の間隔がg1であるから、絶縁本体11aにおいては、ある導体がコイル導体25aからg1以上離間していれば、コイル部品1の使用時に当該導体とコイル導体25aとの間で絶縁破壊が起こらない。コイル導体25aの両端に電圧V1を印可すると、コイル導体25aの隣接するターン間にはV1/N1の電圧がかかる。よって、絶縁本体11aは、コイル導体25aの隣接するターン間にV1/N1の電圧が印可されても絶縁破壊が起こらないように構成されている。すなわち、絶縁本体11aのg1だけ離間している区間における耐電圧は、V1/N1以上とされている。したがって、絶縁本体11aにおいてコイル導体25aからg1×N1以上離間した位置に導体を配置すれば、当該導体とコイル導体25aとの間の電位差がV1となっても、当該導体とコイル導体25aとの間では絶縁破壊が起こらない。つまり、絶縁本体11aにおいては、コイル導体25aからg1×N1以上の間隔を隔てて配置された導体とコイル導体25aとの間で絶縁性が確保される。
上記のように、絶縁本体11bは体積抵抗率ρ2を有し、この絶縁本体11b内に設けられたコイル導体25bは、コイル軸Aの周りにN2ターンだけ巻回されている。上記のように、この体積抵抗率ρ2は、コイル導体25bの隣接するターン間で絶縁破壊が発生しないように定められる。上記実施形態においては、コイル導体25bの隣接するターン間の間隔がg2であるから、絶縁本体11bにおいては、ある導体がコイル導体25bからg2以上離間していれば、コイル部品1の使用時に当該導体とコイル導体25bとの間で絶縁破壊が起こらない。コイル導体25bの両端に電圧V2を印可すると、コイル導体25bの隣接するターン間にはV2/N2の電圧がかかる。よって、絶縁本体11bは、コイル導体25bの隣接するターン間にV2/N2の電圧が印可されても絶縁破壊が起こらないように構成されている。すなわち、絶縁本体11bのg2だけ離間している区間における耐電圧は、V2/N2以上とされている。したがって、絶縁本体11bにおいてコイル導体25bからg2×N2以上離間した位置に導体を配置すれば、当該導体とコイル導体25bとの間の電位差がV2となっても、当該導体とコイル導体25bとの間では絶縁破壊が起こらない。つまり、絶縁本体11bにおいては、コイル導体25bからg2×N2以上の間隔を隔てて配置された導体とコイル導体25bとの間で絶縁性が確保される。
上記のように、絶縁本体11aにおいては、コイル導体25aからg1×N1以上の間隔を隔てて配置された導体とコイル導体25aとの間で絶縁性を確保することができ、また、絶縁本体11bにおいては、コイル導体25bからg2×N2以上の間隔を隔てて配置された導体とコイル導体25bとの間で絶縁性を確保することができるので、コイル導体25a及びコイル導体25bを、互いからg1×N1+g2×N2だけ離間して配置することにより、コイル導体25aとコイル導体25bとの間での絶縁性を確保することができる。コイル導体25aの下面27aとコイル導体25bの上面26bとが対向している場合には、この下面27aと上面26bとの間隔TをT≧g1×N1+g2×N2とすることにより、コイル導体25aとコイル導体25bとの間での絶縁性を確保することができる。
本発明の一実施形態においては、コイル導体25aと外部電極21との距離M1が、M1≧g1×N1の関係を満たすように、コイル導体25a及び外部電極21が形成及び配置されている。これにより、コイル導体25aと外部電極21との間での絶縁性を確保することができる。本明細書において、コイル導体25aと外部電極21との距離M1は、巻回されているコイル導体25aの外部電極21に最も近接している部位と当該外部電極21との間隔を意味する。
本発明の一実施形態においては、コイル導体25aと外部電極22との距離M2が、M2≧g1×N1の関係を満たすように、コイル導体25a及び外部電極22が形成及び配置されている。これにより、コイル導体25aと外部電極22との間での絶縁性を確保することができる。本明細書において、コイル導体25aと外部電極22との距離M2は、巻回されているコイル導体25aの外部電極22に最も近接している部位と当該外部電極22との間隔を意味する。
本発明の一実施形態においては、コイル導体25bと外部電極23との距離M3が、M3≧g2×N2の関係を満たすように、コイル導体25b及び外部電極23が形成及び配置されている。これにより、コイル導体25bと外部電極23との間での絶縁性を確保することができる。本明細書において、コイル導体25bと外部電極23との距離M3は、巻回されているコイル導体25bの外部電極23に最も近接している部位と当該外部電極23との間隔を意味する。
本発明の一実施形態においては、コイル導体25bと外部電極24との距離M4が、M4≧g2×N2の関係を満たすように、コイル導体25b及び外部電極24が形成及び配置されている。これにより、コイル導体25bと外部電極24との間での絶縁性を確保することができる。本明細書において、コイル導体25bと外部電極24との距離M4は、巻回されているコイル導体25bの外部電極24に最も近接している部位と当該外部電極24との間隔を意味する。
本発明の一実施形態において、コイル導体25a及びコイル導体25bは、コイル導体25aの下面27aとコイル導体25bの上面26bとの間隔Tが2×(g1×N1+g2×N2)≧T≧g1×N1+g2×N2の関係を満たすように設けられる。
コイル導体25aとコイル導体25bとの間の間隔を大きくすることは、確実な絶縁性の確保に繋がる一方、当該コイル導体間の結合係数を劣化させる要因となる。コイル導体25aの下面27aとコイル導体25bの上面26bとの間隔Tの上限を2×(g1×N1+g2×N2)とすれば、結合係数の劣化を抑制することができる。また、間隔Tの上限を2×(g1×N1+g2×N2)とすることにより、コイル部品1を低背化することができる。
コイル部品1は、積層プロセスによって形成されるので、従来の組立型のカップルドインダクタよりも小型化が容易である。
続いて、図7~図12を参照して、本発明の他の実施形態に係るコイル部品101について説明する。図7に示されているコイル部品101は、コイル部品1と比較して、主に外部電極の配置が異なっている。以下、コイル部品101について説明する。コイル部品101の構成要素のうちコイル部品1の構成要素と同じ又は類似するものについては適宜説明を省略する。
図7は、本発明の一実施形態に係るコイル部品101の斜視図であり、図8は、図7のコイル部品101に含まれるコイルユニット101aの分解斜視図であり、図9は、図7のコイル部品101に含まれるコイルユニット101bの分解斜視図であり、図10は、図7のコイル部品101の平面図であり、図11は、コイル部品101をIII-III線で切断した断面を模式的に示す図であり、図12は、コイル部品101 をIV-IV線で切断した断面を模式的に示す図である。図10においては、コイル導体の巻回パターンを説明するために、後述する上部カバー層118aを省略している。
図示のように、コイル部品101は、コイルユニット101aと、コイルユニット101bと、外部電極121と、外部電極122と、外部電極123と、外部電極124と、を備える。
コイルユニット101aは、絶縁性に優れた磁性材料から成る絶縁本体111aと、この絶縁本体111a内に設けられたコイル導体125aと、を備える。一実施形態において、絶縁本体111aは、直方体形状に形成される。当該コイル導体125aの一端は、外部電極121と電気的に接続されている。当該コイル導体125aの他端は、外部電極122と電気的に接続されている。
コイルユニット101bは、コイルユニット101aと同様に構成されてもよい。図示の実施形態においては、コイルユニット101bは、磁性材料から成る絶縁本体111bと、この絶縁本体111b内に設けられたコイル導体125bと、を備える。一実施形態において、絶縁本体111bは、直方体形状に形成される。当該コイル導体125bの一端は、外部電極123と電気的に接続されている。当該コイル導体125bの他端は、外部電極124と電気的に接続されている。
絶縁本体111aは、その下面において絶縁本体111bの上面と接合されている。絶縁本体110は、絶縁本体111aと、この絶縁本体111aに接合された絶縁本体111bと、を有する。
絶縁本体110は、第1の主面110a、第2の主面110b、第1の端面110c、第2の端面110d、第1の側面110e、及び第2の側面110fを有する。絶縁本体110は、これらの6つの面によってその外面が画定される。第1の主面110aと第2の主面110bとは互いに対向し、第1の端面110cと第2の端面110dとは互いに対向し、第1の側面110eと第2の側面110fとは互いに対向している。
図7において第1の主面110aは絶縁本体110の上側にあるため、第1の主面110aを「上面」と呼ぶことがある。同様に、第2の主面110bを「下面」と呼ぶことがある。コイル部品101は、第2の主面110bが回路基板(不図示)と対向するように配置されるので、第2の主面110bを「実装面」と呼ぶこともある。また、コイル部品101の上下方向に言及する際には、図7の上下方向を基準とする。
コイル部品101は、コイル部品1と同程度の長さ寸法(L軸方向の寸法)、幅寸法(W軸方向の寸法)、及び厚さ寸法(T軸方向の寸法)を有するように形成され得る。
図示のように、外部電極121~外部電極124は、絶縁本体110の下面110bに設けられる。外部電極121~外部電極124は、その各々の一部が第1の端面110c、第2の端面110d、第1の側面110e、及び第2の側面110fの少なくとも一つに沿って延伸するように形成されてもよい。本明細書で明示的に説明される外部電極121~外部電極124の形状及び配置は例示である。よって、本発明に適用可能な外部電極の形状及び配置は、本明細書で明示的に説明されるものに限定されない。
図8に示すように、絶縁本体111aは、コイル層120a、このコイル層120aの上面に設けられた上部カバー層118a、及びこのコイル層120aの下面に設けられた下部カバー層119aを備える。
コイル層120aは、積層された絶縁層120a1~120a7を備える。絶縁本体111aにおいては、T軸方向の負方向側から正方向側に向かって、絶縁層120a7、絶縁層120a6、絶縁層120a5、絶縁層120a4、絶縁層120a3、絶縁層120a2、及び絶縁層120a1がこの順に積層されている。
コイル導体125aは、上面126aと、下面127aとを有する。上面126aは、導体パターン125a1の上面を通る平面である。下面127aは、導体パターン125a7の下面を通る平面である。
本発明の他の実施形態においては、絶縁層120a1~120a7をL軸方向に積層しても良く、絶縁層120a1~120a7をW軸方向に積層しても良い。
導体パターン125a1は、コイル軸A1のまわりに約3/4ターン巻回されている。導体パターン125a2~導体パターン125a6は、それぞれコイル軸A1のまわりに約7/8ターンずつ巻回されている。導体パターン125a7は、コイル軸A1のまわりに約1/4ターン巻回されている。導体パターン125a1は、外部電極122との接続のために導体パターン125a2~導体パターン125a6よりも短いターン数だけ巻回されている。導体パターン125a7は、外部電極121との接続のために導体パターン125a2~導体パターン125a6よりも短いターン数だけ巻回されている。導体パターン125a1~導体パターン125a7のターン数は、本明細書で挙げられた例には限定されない。図示の実施形態において、コイル導体125aは、コイル軸A1の周りに約5.375(3/4+5×7/8+1/4)ターン巻回されている。コイル導体125aのターン数は、本明細書で挙げられた例には限定されない。コイル導体125aは、コイル軸A1の周りにN1ターン(ただし、N1は2以上の実数)だけ巻回される。
上部カバー層118aは、複数枚の絶縁層が積層された積層体である。同様に、下部カバー層119aは、複数枚の絶縁層が積層された積層体である。
コイル層120aは、絶縁層120a1~120a7以外にも、必要に応じて、任意の数の絶縁層を含むことができる。絶縁層120a1~120a7の一部は、適宜省略することができる。
上部カバー層118a、下部カバー層119a、及びコイル層120aは、上部カバー層18a、下部カバー層19a、及びコイル層20aと同様の材料から成る。上部カバー層118a、下部カバー層119a、及びコイル層120aは、少なくとも一部が導電性であるフィラー粒子29aを多数含む。上部カバー層118a、下部カバー層119a、及びコイル層120aを構成する絶縁層の一部はフィラー粒子29aを含まなくとも良い。
絶縁本体111aの体積抵抗率は、コイル導体125aの隣接するターン間で絶縁破壊が発生しないように定められる。絶縁本体111aの体積抵抗率は、絶縁本体11aの体積抵抗率ρ1と同じ値とすることができる。
絶縁層120a1~120a7の各々の上面には、導体パターン125a1~125a7が形成される。導体パターン125a1~125a7は、導体パターン25a1~25a7と同じ材料から、同じ製法により形成され得る。
絶縁層120a1~絶縁層120a6の所定の位置には、ビアVa11~Va16がそれぞれ形成される。ビアVa11~Va16は、絶縁層120a1~絶縁層120a6の所定の位置に、絶縁層120a1~絶縁層120a6をT軸方向に貫く貫通孔を形成し、当該貫通孔に導電ペーストを埋め込むことにより形成される。
導体パターン125a1~125a7の各々は、隣接する導体パターンとビアVa11~Va16を介して電気的に接続される。例えば、導体パターン125a1は、隣接する導体パターン125a2と、ビアVa11を介して接続される。このようにして接続された導体パターン125a1~125a7が、スパイラル状のコイル導体125aを形成する。コイル導体125aは、導体パターン125a1~125a7及びビアVa11~Va16を有する。コイル導体125aは、コイル導体25aと同様に、隣接するターン間の間隔がg1となるように形成される。
次に、コイルユニット101bについて説明する。コイルユニット101bは、図に最も明瞭に示されている。コイルユニット101bは、コイルユニット101aと同様に構成されてもよい。
コイルユニット101bは、絶縁本体111bを備える。絶縁本体111bは、コイル層120b、このコイル層120bの上面に設けられた上部カバー層118b、及びこのコイル層120bの下面に設けられた下部カバー層119bを備える。コイル層120bは、コイル層120aと同様に構成される。すなわち、コイル層120bは、積層された絶縁層120b1~120b7を備えている。絶縁層120b1~120b7は、絶縁層120a1~120a7と同様に構成される。
下部カバー層119bは、上部カバー層118aと同様に構成される。すなわち、下部カバー層119bは、複数枚の絶縁層が積層された積層体である。上部カバー層118bは、下部カバー層119aと同様に構成される。すなわち、上部カバー層118bは、複数枚の絶縁層が積層された積層体である。
上部カバー層118b、下部カバー層119b、コイル層120bを構成する各絶縁層は、上部カバー層118a、下部カバー層119a、及びコイル層120aを構成する各絶縁層と同様に、絶縁性に優れた樹脂材料から形成される。上部カバー層118b、下部カバー層119b、コイル層120bを構成する各絶縁層の少なくとも一部は、少なくとも一部が導電性であるフィラー粒子29bを多数含む。
絶縁本体111bの体積抵抗率は、コイル導体125bの隣接するターン間で絶縁破壊が発生しないように定められる。絶縁本体111bの体積抵抗率は、絶縁本体11bの体積抵抗率ρ2と同じ値とすることができる。
図示の実施形態において、コイル導体125bは、導体パターン125b1~125b7を有している。これらの導体パターン125b1~125b7は、絶縁層120b1~120b7のうち対応するものの上面にそれぞれ形成されている。導体パターン125b1~125b7の各々は、隣接する導体パターンとビアVb11~Vb16を介して電気的に接続されている。例えば、導体パターン125b1は、ビアVb11を介して導体パターン125b2に接続されている。
コイル導体125bは、上面126bと、下面127bとを有する。上面126bは、導体パターン125b1の上面を通る平面である。下面127bは、導体パターン125b7の下面を通る平面である。
導体パターン125b1~導体パターン125b6は、それぞれコイル軸Aのまわりに約7/8ターンずつ巻回されている。導体パターン125b7は、外部電極123との接続のために他の導体パターンよりも短いターン数だけ巻回されている。図示の実施形態においては、導体パターン25b7は、コイル軸Aのまわりに約1/2ターン巻回されている。導体パターン125b1~導体パターン125b7のターン数は、本明細書で挙げられた例には限定されない。よって、図示の実施形態において、コイル導体125bは、コイル軸Aの周りに約5.75ターン巻回されている。コイル導体125bのターン数は、本明細書で挙げられた例には限定されない。コイル導体125bは、コイル軸Aの周りにN2ターン(ただし、N2は2以上の実数)だけ巻回される。
コイル導体125a及びコイル導体125bは、ビア導体を介して、対応する外部電極に接続される。図11及び図12に最も明瞭に示されているように、コイル部品101は、外部電極121からT軸正方向に延伸するビアV11と、外部電極122からT軸正方向に延伸するビアV12と、外部電極123からT軸正方向に延伸するビアV13と、外部電極124からT軸正方向に延伸するビアV14と、を備える。
導体パターン125a1のビアVa11に接続されている端部とは反対側の端部は、引出導体125c2を介してビアV12に接続される。導体パターン125a7のビアVa16に接続されている端部とは反対側の端部は、引出導体125c1を介してビアV11に接続される。引出導体125c1は、絶縁層120a7の上面に形成される。引出導体125c2は、絶縁層120a1の上面に形成される。引出導体125c1及び引出導体125c2は、導体パターン125a1~125a7と同じ導電性材料から形成され得る。導体パターン125a1~125a7によりコイル導体125aが構成される。
このように、コイル導体125aは、引出導体125c1及びビアV11を介して外部電極121に接続され、引出導体125c2及びビアV12を介して外部電極122に接続される。
導体パターン125b1のビアVb11に接続されている端部とは反対側の端部は、引出導体125d2を介してビアV14に接続される。導体パターン125b7のビアVb16に接続されている端部とは反対側の端部は、引出導体125d1を介してビアV13に接続される。引出導体125d1は、絶縁層120b7の上面に形成される。引出導体125d2は、絶縁層120b1の上面に形成される。引出導体125d1及び引出導体125d2は、導体パターン125b1~125b7と同じ導電性材料から形成され得る。導体パターン125b1~125b7によりコイル導体125bが構成される。コイル導体125bは、コイル導体25bと同様に、隣接するターン間の間隔がg2となるように形成される。
このように、コイル導体125bは、引出導体125d1及びビアV13を介して外部電極123に接続され、引出導体125d2及びビアV14を介して外部電極124に接続される。
コイルユニット101aは、コイルユニット101bと接合される。本発明の一実施形態において、コイルユニット101aは、その下面がコイルユニット101bの上面と接するように設けられる。よって、図示の実施形態においては、コイル導体125aの下面127aがコイル導体125bの上面126bと対向する。コイルユニット101aは、コイル導体125aのコイル軸とコイル導体125bのコイル軸とが一致するように、コイルユニット101bに設けられても良い。図示の実施形態においては、コイル導体125aのコイル軸A1は、コイル導体125bのコイル軸A1と一致している。
コイル部品101は、コイル部品1と同様の製造方法で製造され得る。コイル部品101は、例えば積層プロセスによって製造することができる。
絶縁本体101aは、少なくとも一部が導電性であるフィラー粒子29aを有しているため、コイル導体125aとビアV11~ビアV14との間での絶縁性を確保する必要がある。また、絶縁本体101bは、少なくとも一部が導電性であるフィラー粒子29bを有しているため、コイル導体125bとビアV11~ビアV14との間での絶縁性を確保する必要がある。コイル導体125a及びコイル導体125bは、絶縁性が確保されるように構成及び配置されている。絶縁性を確保するためのコイル導体125a及びコイル導体125bの構成及び配置について、図11及び図12を参照してさらに説明する。
上記のように、一実施形態において、絶縁本体110aは、体積抵抗率ρ1を有し、この絶縁本体110a内に設けられたコイル導体25aは、コイル軸A1の周りにN1ターンだけ巻回されているから、絶縁本体110aにおいては、コイル導体125aからg1×N1以上の間隔を隔てて配置された導体とコイル導体25aとの間で絶縁性を確保することができる。また、絶縁本体110bは、体積抵抗率ρ2を有し、この絶縁本体110b内に設けられたコイル導体125bは、コイル軸A1の周りにN2ターンだけ巻回されているから、絶縁本体110bにおいては、コイル導体125bからg2×N2以上の間隔を隔てて配置された導体とコイル導体25bとの間で絶縁性を確保することができる。本発明の一実施形態においては、コイル導体125bとビアV11との距離M5が、M5≧g1×N1+g2×N2の関係を満たすように、コイル導体125b及びビアV11が形成及び配置される。これにより、コイル導体125bとビアV11との間での絶縁性を確保することができる。本明細書において、コイル導体125bとビアV11との距離M5は、巻回されているコイル導体125bのビアV11に最も近接している部位と当該ビアV11との間隔を意味する。
本発明の一実施形態においては、コイル導体125aとビアV12との距離M6が、M6≧g1×N1の関係を満たすように、コイル導体125a及びビアV12が形成及び配置されている。これにより、コイル導体125aとビアV12との間での絶縁性を確保することができる。本明細書において、、コイル導体125aとビアV12との距離M6は、巻回されているコイル導体125aのビアV12に最も近接している部位と当該ビアV12との間隔を意味する。
本発明の一実施形態においては、コイル導体125bとビアV14との距離M7が、M7≧g2×N2の関係を満たすように、コイル導体125b及びビアV14が形成及び配置されている。これにより、コイル導体125bとビアV14との間での絶縁性を確保することができる。本明細書において、、コイル導体125bとビアV14との距離M7は、巻回されているコイル導体125bのビアV14に最も近接している部位と当該ビアV14との間隔を意味する。
一実施形態において、コイル導体125bは、絶縁性を確保するため、コイル導体125aよりもその外径が小さくなるように構成される。図10に最も明瞭に示されているように、一実施形態においては、コイル導体125bの外径は、コイル導体125aの内径よりも小さくなる。



本明細書で説明された各構成要素の寸法、材料、及び配置は、実施形態中で明示的に説明されたものに限定されず、この各構成要素は、本発明の範囲に含まれうる任意の寸法、材料、及び配置を有するように変形することができる。また、本明細書において明示的に説明していない構成要素を、説明した実施形態に付加することもできるし、各実施形態において説明した構成要素の一部を省略することもできる。
1,101 コイル部品
1a,1b,101a,101b コイルユニット
11a,11b,111a,111b 絶縁本体
25a,25b,125a,125b コイル導体
29a,29b フィラー粒子

Claims (11)

  1. 少なくとも一部が導電性である第1のフィラー粒子を含む第1の絶縁本体と、
    少なくとも一部が導電性である第2のフィラー粒子を含む第2の絶縁本体と、
    前記第1の絶縁本体内に設けられ、隣接するターン間の間隔がg1となるようにコイル軸のまわりにN1ターンだけ巻回された第1のコイル導体と、
    前記第2の絶縁本体内に設けられ、隣接するターン間の間隔がg2となるように前記コイル軸のまわりにN2ターンだけ巻回された第2のコイル導体と、
    を備え、
    前記第1のコイル導体の第1のコイル面は、前記第2のコイル導体の第2のコイル面と対向しており、
    前記第1コイル面と前記第2コイル面との間の間隔Tが、T≧g1×N1+g2×N2の関係を満たす、コイル部品。
  2. 前記第1の絶縁本体は、体積抵抗率が1×107Ω・cm以下である、請求項1に記載のコイル部品。
  3. 前記第2の絶縁本体は、体積抵抗率が1×107Ω・cm以下である、請求項1又は請求項2に記載のコイル部品。
  4. 前記間隔Tは、2×(g1×N1+g2×N2)≧T≧g1×N1+g2×N2の関係を満たす、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のコイル部品。
  5. 前記第1のコイル導体の一端に電気的に接続された第1の外部電極と、
    前記第1のコイル導体の他端に電気的に接続された第2の外部電極と、
    をさらに備え、
    前記第1のコイル導体と前記第1の外部電極との距離M1が、M1≧g1×N1の関係を満たし、
    前記第1のコイル導体と前記第2の外部電極との距離M2が、M2≧g1×N1の関係を満たす、
    請求項1から請求項のいずれか1項に記載のコイル部品。
  6. 前記第1のコイル導体は、第1のビア導体を介して前記第1の外部電極に接続され、
    前記第2のコイル導体と前記第1のビア導体との距離M5が、M5≧g1×N1+g2×N2の関係を満たす、請求項5に記載のコイル部品。
  7. 前記第1のコイル導体は、第2のビア導体を介して前記第2の外部電極に接続され、
    前記第1のコイル導体と前記第2のビア導体との距離M6が、M6≧g1×N1の関係を満たす、請求項5又は請求項6に記載のコイル部品。
  8. 前記第2のコイル導体の一端に電気的に接続された第3の外部電極と、
    前記第2のコイル導体の他端に電気的に接続された第4の外部電極と、
    をさらに備え、
    前記第2のコイル導体と前記第3の外部電極との距離M3が、M3≧g2×N2の関係を満たし、
    前記第2のコイル導体と前記第4の外部電極との距離M4が、M4≧g2×N2の関係を満たす、
    請求項5又は請求項6に記載のコイル部品。
  9. 前記第2のコイル導体は、第3のビア導体を介して前記第3の外部電極に接続され、
    前記第2のコイル導体は、第4のビア導体を介して前記第4の外部電極に接続され、
    前記第2のコイル導体と前記第4のビア導体との距離M7が、M7≧g2×N2の関係を満たす、請求項8に記載のコイル部品。
  10. 少なくとも一部が導電性である第1のフィラー粒子を含む第1の絶縁本体と、
    少なくとも一部が導電性である第2のフィラー粒子を含む第2の絶縁本体と、
    前記第1の絶縁本体内に設けられ、隣接するターン間の間隔がg1となるようにコイル軸のまわりにN1ターンだけ巻回された第1のコイル導体と、
    前記第2の絶縁本体内に設けられ、隣接するターン間の間隔がg2となるように前記コイル軸のまわりにN2ターンだけ巻回された第2のコイル導体と、
    前記第1のコイル導体の一端に電気的に接続された第1の外部電極と、
    前記第1のコイル導体の他端に電気的に接続された第2の外部電極と、
    前記第2のコイル導体の一端に電気的に接続された第3の外部電極と、
    前記第2のコイル導体の他端に電気的に接続された第4の外部電極と、
    を備え、
    前記第1のコイル導体と前記第1の外部電極との距離M1が、M1≧g1×N1の関係を満たし、
    前記第1のコイル導体と前記第2の外部電極との距離M2が、M2≧g1×N1の関係を満たし、
    前記第2のコイル導体と前記第3の外部電極との距離M3が、M3≧g2×N2の関係を満たし、
    前記第2のコイル導体と前記第4の外部電極との距離M4が、M4≧g2×N2の関係を満たす、
    コイル部品。
  11. 少なくとも一部が導電性である第1のフィラー粒子を含む第1の絶縁本体と、
    少なくとも一部が導電性である第2のフィラー粒子を含む第2の絶縁本体と、
    前記第1の絶縁本体内に設けられ、隣接するターン間の間隔がg1となるようにコイル軸のまわりにN1ターンだけ巻回された第1のコイル導体と、
    前記第2の絶縁本体内に設けられ、隣接するターン間の間隔がg2となるように前記コイル軸のまわりにN2ターンだけ巻回された第2のコイル導体と、
    前記第1のコイル導体の一端に電気的に接続された第1の外部電極と、
    前記第1のコイル導体の他端に電気的に接続された第2の外部電極と、
    前記第2のコイル導体の一端に電気的に接続された第3の外部電極と、
    前記第2のコイル導体の他端に電気的に接続された第4の外部電極と、
    前記第1のコイル導体と前記第1の外部電極とを電気的に接続する第1のビア導体と、
    前記第1のコイル導体と前記第2の外部電極とを電気的に接続する第2のビア導体と、
    前記第2のコイル導体と前記第3の外部電極とを電気的に接続する第3のビア導体と、
    前記第2のコイル導体と前記第4の外部電極とを電気的に接続する第4のビア導体と、
    を備え、
    前記第2のコイル導体と前記第1のビア導体との距離M5が、M5≧g1×N1+g2×N2の関係を満たし、
    前記第1のコイル導体と前記第2のビア導体との距離M6が、M6≧g1×N1の関係を満たし、
    前記第2のコイル導体と前記第4のビア導体との距離M7が、M7≧g2×N2の関係を満たす、
    コイル部品。
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