JPH08203737A

JPH08203737A - コイル部品

Info

Publication number: JPH08203737A
Application number: JP798795A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Dogakiuchi; 一雄堂垣内; Osamu Kano; 修加納; Hidekazu Kitamura; 英一北村; Katsuji Matsuda; 勝治松田
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1995-01-23
Filing date: 1995-01-23
Publication date: 1996-08-09
Anticipated expiration: 2019-12-15
Also published as: JP3601619B2

Abstract

(57)【要約】【目的】生産性が高く、電気的特性が優れた小型のコ
イル部品を得る。【構成】コモンモードチョークコイル１は磁性体基板
２，３とこの磁性体基板２，３の間に挟まれた積層体１
４とで構成されている。積層体１４は磁性体基板２の上
面にフォトリソグラフィ等の薄膜形成手段を利用して形
成された絶縁体層４〜７とコイル導体１０，１１と引出
し電極８，９，１２，１３とからなる。引出し電極８，
９は絶縁体層４の表面に同一工程で形成されている。そ
して、コイル導体１１の導体幅はコイル導体１０の導体
幅より狭くするのが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コイル部品、特にトラ
ンスやコモンモードチョークコイル等として使用される
コイル部品に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のコイル部品としては、図
１５に示す巻線型コイル部品４１が知られている。この
コイル部品４１はコア４２とこのコア４２の胴部に巻回
された線材４３とで構成されている。線材４３はその終
端部がコア４２の矩形状ベース部の端面に設けられた外
部端子４４にからげられている。

【０００３】また、図１６に示すように、グリーンシー
ト積層技術を利用して製造したコイル部品５１も知られ
ている。このコイル部品５１はコイル導体５２₁，５
２₂，５２₃，５２₄を表面に設けた磁性体グリーンシー
トを積層して一体的に焼成した後、外部電極５６，５７
を形成することによって製造されている。コイル導体５
２ ₁〜５２₄は磁性体グリーンシートに設けたビアホール
等を介して電気的に直列に接続されたりしてコイル５２
を形成している。

【０００４】さらに、図１７に示すコイル部品６１が知
られている。このコイル部品６１はコイル導体を表面に
設けた絶縁体グリーンシートを積層してなるコイル部６
２と、このコイル部６２を挟着する２つの磁性体コア６
３，６４とで構成されている。絶縁体グリーンシートに
は磁性体を含まない材料が用いられる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】以上の従来のコイル部
品のうち、図１５に示したコイル部品４１は、コア４２
を個々に成形し、コア４２毎に線材４３を巻回する必要
があった。また、線材４３と外部端子４４は別素材で構
成されるため半田付け等の電気的接続工程を必要とし、
この工程もコイル部品毎に行わなければならなかった。
この結果、コイル部品４１は生産性が低く、高コストで
あった。また、ハンドリングの問題でコア４２や線材４
３の寸法を小型化することにも限界があった。

【０００６】また、図１６に示したコイル部品５１は、
多層構造によるもので、コイル導体５２₁〜５２₄が磁性
体グリーンシート上に印刷もしくは転写で形成されるた
め大部分の工程が基板状態で製造され、生産性が高く、
ハンドリングの問題も解決されている。コイル導体５２
₁〜５２₄は薄くかつ細く形成することができるため小型
化にも適している。しかしながら、焼成工程における磁
性体グリーンシートの収縮によって、電気特性のばらつ
きが発生するという問題があった。また、磁性体グリー
ンシート毎に閉磁路が形成されるため、コイル５２のイ
ンダクタンスが比較的小さくなるという問題があった。
特に、この問題は、コイル部品５１がトランスもしくは
コモンモードチョークコイルの場合、コイル相互間の磁
気的結合を低くさせ、性能を阻害する大きな原因となっ
ていた。

【０００７】さらに、図１７に示したコイル部品６１
は、絶縁体グリーンシートに磁性体を含まないため電磁
気特性が良好であるが、別に有効な磁路を形成しなけれ
ばならないという問題があった。すなわち、磁性体から
なるコア６３，６４を別に準備する必要があった。この
結果、コイル部品６１は生産性が低かった。そこで、本
発明の目的は、生産性が高く、電気的特性が優れた小型
のコイル部品を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
め、本発明に係るコイル部品は、（ａ）第１の磁性体基
板と、（ｂ）前記第１の磁性体の表面に薄膜形成手段に
て形成された、絶縁体層とコイルパターンを厚み方向に
積み重ねた積層体と、（ｃ）前記第１の磁性体基板との
間に前記積層体を挟む第２の磁性体基板とを備え、
（ｄ）前記コイルパターンが少なくとも２個のコイルを
構成していること、を特徴とする。

【０００９】また、本発明に係るコイル部品は、さら
に、複数のコイルのそれぞれの一方の引出し電極が同一
絶縁体層の上に設けられていることを特徴とする。ま
た、本発明に係るコイル部品は、厚み方向に隣接するコ
イルパターンにおいて、第１の磁性体基板から遠いコイ
ルパターンの導体幅が、前記第１の磁性体基板に近いコ
イルパターンの導体幅より狭いことを特徴とする。

【００１０】

【作用】以上の構成により、積層体が磁性体を含まない
ため、焼成工程における磁性体グリーンシートの収縮に
よる電気特性のばらつきの心配がなくなる。また、磁性
体グリーンシート毎に形成される閉磁路によるインダク
タンスの低下も発生しない。従って、複数のコイルの電
磁気的特性が良くなる。さらに、第１の磁性体基板上
に、絶縁体層とコイルパターンにて構成された積層体が
薄膜形成手段にて精度良く形成されるため、高精度の小
型のコイル部品が生産される。

【００１１】そして、複数のコイルのそれぞれの一方の
引出し電極を同一絶縁体層の上に設けることにより、引
出し電極をそれぞれ異なる絶縁体層上に設けた場合と比
較して絶縁体層の数が少なくなり、製造工程が簡単にな
る。さらに、厚み方向のコイルパターン間に引出し電極
を設置した場合、コイルパターン間の絶縁体層が大部分
２倍の厚さとなり、絶縁信頼性が向上する。

【００１２】また、厚み方向に隣接するコイルパターン
において、第１の磁性体基板から遠いコイルパターンの
導体幅が、前記第１の磁性体基板に近いコイルパターン
の導体幅より狭い場合は、仮に、隣接する二つのコイル
パターン相互が位置ずれを起こしても、コイルパターン
間の絶縁間隔が小さくならず、耐電圧性が低下するおそ
れがない。

【００１３】

【実施例】以下、本発明に係るコイル部品の一実施例に
ついて添付図面を参照して説明する。実施例ではコイル
部品を単品で製造する場合について説明するが、量産の
際には複数個のコイル部品を備えたマザー基板を使用し
て効率良く生産する。また、コモンモードチョークコイ
ルを例にして説明するが、必らずしもこれに限るもので
はなく、トランス等であってもよい。

【００１４】図１に示すように、コモンモードチョーク
コイル１は、磁性体基板２，３とこの磁性体基板２，３
の間に挟まれた積層体１４とで構成されている。積層体
１４は絶縁体層４，５，６，７とコイル導体１０，１１
と引出し電極８，９，１２，１３を厚み方向に積み重ね
たものである。磁性体基板２，３の材料としては、フェ
ライト等が使用される。フェライトを使用した場合、チ
ョークコイル１は高インダクタンスで、高周波特性が優
れたものになる。

【００１５】絶縁体層４の表面には引出し電極８，９が
設けられ、引出し電極８，９の一方の端部は絶縁体層４
の手前側の縁部に露出している。絶縁体層５の表面には
渦巻状コイル導体１０が設けられ、コイル導体１０の一
方の端部は絶縁体層５の奥側の縁部に設けられた引出し
電極１２に電気的に接続している。絶縁体層６の表面に
は渦巻状コイル導体１１が設けられ、コイル導体１１の
一方の端部は絶縁体層６の奥側の縁部に設けられた引出
し電極１３に電気的に接続している。

【００１６】引出し電極８，９，１２，１３及びコイル
導体１０，１１の材料としては、導電性に優れた金属、
例えばＡｇ，Ｐｄ，Ｃｕ，Ａｌあるいはこれらの合金等
が採用される。絶縁体層４〜７の材料としては、ポリイ
ミド樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、環状オレフィ
ン樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂等の樹脂あるいはＳｉ
Ｏ₂等のガラス、ガラスセラミックス等が採用される。
本実施例では感光性ポリイミド樹脂を使用した。ポリイ
ミド樹脂を使用した場合、絶縁体層４〜６上に蒸着又は
スパッタリングによって引出し電極８，９，１２，１３
やコイル導体１０，１１を容易かつ密着性良く形成する
ことができると共に、絶縁体層４〜７の物理的、化学的
特性が良好かつ安定にできる。

【００１７】積み重ねられた状態では、引出し電極８は
絶縁体層５に設けたビアホール１５を介してコイル導体
１０に電気的に接続され、引出し電極９は絶縁体層５，
６に設けたビアホール１６ａ，１６ｂを介してコイル導
体１１に電気的に接続される。コイル導体１０と１１は
磁気的に密接に結合した一対のコイルを構成している。

【００１８】そして、磁性体基板２と３の間隔は、なる
べく狭い方が磁気抵抗が低く、より大きなインダクタン
スが得られる。また、コイルの巻き回数は多い方がより
大きなインダクタンスが得られる。一方、チョークコイ
ル１のサイズは小型の方が望ましく、使用材料の観点か
らも低コストが図れる。従って、絶縁体層４〜７の厚み
は１０μｍ以下、コイル導体１０，１１の導体幅は１０
０μｍ以下が好ましい。コイル導体１０，１１の厚み
は、コイル部品の仕様に合わせた直流抵抗にするため、
任意に設定される。また、コイル導体１０と１１の位置
合わせは精度良く行なわれるのが好ましい。これらの観
点から、絶縁体層４〜７やコイル導体１０，１１や引出
し電極８，９，１２，１３の形成にはフォトリソグラフ
ィ等の薄膜形成手段を用いる。

【００１９】図２及び図３に示すように、コモンモード
チョークコイル１の手前側端面には外部電極２０，２２
が設けられ、奥側端面には外部電極２１，２３が設けら
れている。外部電極２０，２１，２２，２３はそれぞれ
引出し電極８，１２，９，１３に電気的に接続されてい
る。外部電極２０〜２３は蒸着、スパッタリング、無電
解めっき等の手段にて形成され、チョークコイル１の端
面に堅固に密着している。さらに、必要であれば、電気
めっきをさらに施こして外部電極２０〜２３の膜厚を厚
くしてもよい。図４はチョークコイル１の電気等価回路
図である。

【００２０】次に、このコモンモードチョークコイル１
の製造手順を図５〜図１３を参照して説明する。図５に
示すように、磁性体基板２の表面に絶縁体層４を薄膜形
成手段にて形成する。薄膜形成手段としては、例えばフ
ォトリソグラフィや印刷等の方法が採用される。フォト
リソグラフィの方法は、例えばスピン法、ディップ法、
スプレー法、転写法等によって感光性樹脂膜を磁性体基
板２の表面全面に形成した後、露光、現像して所定の絶
縁体層４を得る。また、フォトリソグラフィの別の方法
は、前記スピン法等によって絶縁性樹脂膜を磁性体基板
２の表面全面に形成した後、感光性レジスト膜を絶縁性
樹脂膜の表面に塗布し、露光、現像する。次に、感光性
レジスト膜から露出した絶縁性樹脂膜の部分をエッチン
グして不要な部分の絶縁性樹脂膜を除去した後、感光性
レジスト膜を剥離する。あるいは、前記スピン法等によ
り得た絶縁体膜を、レーザビームによって穴明け、切断
を行う。こうして磁性体基板２の表面に絶縁体層４を形
成する。

【００２１】次に、絶縁体層４の表面にフォトリソグラ
フィ等の薄膜形成手段にて引出し電極８，９を設ける。
すなわち、めっき、蒸着、スパッタリング等によって金
属膜を絶縁体層４の表面全面に形成した後、感光性レジ
スト膜を金属膜の表面に塗布し、露光、現像する。次
に、感光性レジスト膜から露出した金属膜の部分をエッ
チングして不要な部分の金属膜を除去した後、感光性レ
ジスト膜を剥離する。こうして、絶縁体層４の表面に引
出し電極８，９を同一工程で形成する。従って、引出し
電極をそれぞれ異なる絶縁体層の表面に形成する場合と
比較して、ビアホールの構造が幾分複雑になるが、積層
の数が少なくなって、製造工程が簡略になり、製造コス
トも安価になる。

【００２２】次に、図６に示すように、フォトリソグラ
フィ等の薄膜形成手段にて絶縁体層５を形成する。絶縁
体層５の中央部には、引出し電極８，９の一端部が露出
しているビアホール１５，１６ａが形成されている。次
に、図７に示すように、絶縁体層５の表面にフォトリソ
グラフィ等の薄膜形成手段にてコイル導体１０と引出し
電極１２を形成する。コイル導体１０の一端部はビアホ
ール１５を介して引出し電極８の一端部に接触し、電気
的に接続している。

【００２３】次に、図８に示すように、フォトリソグラ
フィ等の薄膜形成手段にて絶縁体層６を形成する。絶縁
体層６の中央部には、ビアホール１６ａに連接してビア
ホール１６ｂが形成され、ビアホール１６ｂから引出し
電極９の一端部が露出している。次に、図９に示すよう
に、絶縁体層６の表面にフォトリソグラフィ等の薄膜形
成手段にてコイル導体１１と引出し電極１３を形成す
る。コイル導体１１の一端部はビアホール１６ａ，１６
ｂを介して引出し電極９の一端部に接触し、電気的に接
続している。

【００２４】本実施例のチョークコイル１の場合、コイ
ル導体１０と１１が厚み方向に略重なった構造を採用し
ている。ここで、コイル導体１０と１１の導体幅を等し
く設定してもよいが、この場合、コイル導体１０と１１
間の耐電圧信頼性に心配がある。なぜなら、絶縁体層６
を形成する際、液状の絶縁性樹脂をコイル導体１０のあ
る凹凸部に塗布したとき、エッジ部分の絶縁体層６が局
所的に薄くなり易いからである。図１０に示すように、
仮にコイル導体１０と１１の位置ずれが生じると、コイ
ル導体１０と１１間に電位差が生じたとき、絶縁体層６
の膜厚が薄く、かつ電界集中が起きるエッジ部分におい
て、コイル導体１０と１１間のショートが発生し易くな
る。

【００２５】そこで、この対策として、図１１に示すよ
うに、磁性体基板２から遠いコイル導体１１の導体幅
を、磁性体基板２に近いコイル導体１０の導体幅より狭
く設定する。具体的には、コイル導体１０，１１の導体
幅をそれぞれＤ₁，Ｄ₂、、コイル導体１０と１１の最大
位置ずれ寸法をＰ₁とすると、以下の関係式を満足する
ように設定するのが好ましい。

【００２６】Ｄ₂＜Ｄ₁−２Ｐ₁ これにより、コイル導体１１は、常に絶縁体層６の膜厚
が厚く、コイル導体１０のエッジ部分から離れた位置に
配設されることになる。この結果、コイル導体１０と１
１間の絶縁間隔が小さくならず、耐電圧性が低下するお
それもない。次に、図１２に示すように、前記スピン法
等の薄膜形成手段にて絶縁体層７を形成する。この絶縁
体層７は積層体１４と磁性体基板３との接着剤の機能を
必要とする。絶縁体層７は単独の層で絶縁と接着の機能
を持たせてもよいし、絶縁層、接着層、基材等の複合材
でもよい。材料としては、ポリイミド樹脂、エポキシ樹
脂、アクリル樹脂、フッ素樹脂等の樹脂あるいはガラ
ス、ガラスセラミックス、無機セメント等が使用でき
る。本実施例では絶縁体層７に、積層体１４と磁性体基
板３との接合強度を充分に確保するために、ポリイミド
樹脂のプリプレグを用いる。これは、ポリイミド樹脂の
前駆物質としてのポリアミド酸ワニス等を塗布した後、
加熱して揮発成分の除去と部分的なイミド化を行なった
ものである。もしくは、プリプレグシートを用いてもよ
い。次に、図１３に示すように、磁性体基板３を絶縁体
層７の表面に載置した後、真空ホットプレス機にセット
して真空中にて熱圧着する。こうして、絶縁体層４〜７
の内部に気泡のない、磁性体基板２，３と積層体１４が
一体化されたチョークコイル１が得られる。特に、この
真空ホットプレスによる一体化は、磁性体基板２，３と
して比較的脆いフェライト基板を使用した場合や、広面
積のマザー基板を使用して効率良く生産する場合に適し
ている。

【００２７】こうして得られたチョークコイル１は、磁
性体基板２の表面に薄膜形成手段にて積層体１４を形成
するので、積層体１４を精度良く形成することができ、
チョークコイル１の小型化を図ることができる。また、
積層体１４を構成する絶縁体層４〜７やコイル導体１
０，１１、引出し電極８，９，１２，１３は磁性体を含
まないので、複数のコイルの磁気的結合が優れたチョー
クコイル１を得ることができる。

【００２８】なお、本発明に係るコイル部品は前記実施
例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に
変形することができる。図１４に示すように、前記実施
例において、引出し電極８，９を設けた絶縁体層４を、
コイル導体１０，１１をそれぞれ設けた絶縁体層５，６
の間に配設するものであってもよい。この場合、コイル
１０と１１の間は絶縁体層の数が大部分において２層と
なり、絶縁信頼性が一層向上する。図中２８，２９はビ
アホールを表示している。

【００２９】また、前記実施例は、一つの渦巻状コイル
導体にてコイルを構成しているが、複数のコイル導体を
ビアホールを介して電気的に直列に接続した螺旋状のコ
イルであってもよい。また、複数のコイルは厚み方向に
重なった構造に限るものではなく、厚み方向に対して垂
直な方向に並置された構造であってもよい。また、双方
の磁性体基板に積層体を形成し、それを接合してもよ
い。

【００３０】さらに、磁性体基板の材料としてフェライ
トを使用した場合、磁性体基板が多孔質になることがあ
る。また、絶縁体層の材料としてポリイミド樹脂等を使
用した場合、絶縁体層が吸水性を持つことがある。これ
らはいずれもコイル部品の信頼性を低下させ、好ましく
ない。そこで、防湿剤（例えば樹脂やワックス等）をフ
ェライトやポリイミド樹脂に含浸させたり、製作された
コイル部品の表面に外部電極を残して塗布したりしても
よい。

【００３１】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、積層体が磁性体を含まないので、複数のコイル
の電磁気的特性を向上させることができる。そして、第
１の磁性体基板上に絶縁体層とコイルパターンにて構成
された積層体を薄膜形成手段にて精度良く形成すること
ができるので、高精度の小型のコイル部品を生産するこ
とができる。

【００３２】また、複数のコイルのそれぞれの一方の引
出し電極を同一絶縁体層の上に設けることにより、絶縁
体層の数を減少させて製造工程を簡単にすることができ
る。さらに、厚み方向のコイルパターン間に引出し電極
を設置した場合、コイルパターン間の絶縁体層が大部分
２倍の厚さとなり、絶縁信頼性が向上する。また、厚み
方向に隣接するコイルパターンにおいて、第１の磁性体
基板から遠いコイルパターンの導体幅を、第１の磁性体
基板に近いコイルパターンの導体幅より狭くすることに
より、仮に、隣接するコイルパターン相互が位置ずれを
起こしても、コイルパターン間の耐電圧性が低下する心
配のないコイル部品が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るコイル部品の一実施例を示す分解
斜視図。

【図２】図１に示したコイル部品の外観を示す斜視図。

【図３】図２のIII−III断面図。

【図４】図２に示したコイル部品の電気等価回路図。

【図５】図１に示したコイル部品の製造手順を示す斜視
図。

【図６】図５に続く製造手順を示す斜視図。

【図７】図６に続く製造手順を示す斜視図。

【図８】図７に続く製造手順を示す斜視図。

【図９】図８に続く製造手順を示す斜視図。

【図１０】厚み方向に隣接するコイルパターンの一例を
示す断面図。

【図１１】厚み方向に隣接するコイルパターンの他の例
を示す断面図。

【図１２】図９に続く製造手順を示す斜視図。

【図１３】図１２に続く製造手順を示す斜視図。

【図１４】本発明に係るコイル部品の他の実施例を示す
分解斜視図。

【図１５】従来例を示す斜視図。

【図１６】別の従来例を示す断面図。

【図１７】さらに別の従来例を示す断面図。

【符号の説明】

１…コモンモードチョークコイル２，３…磁性体基板４，５，６，７…絶縁体層８，９…引出し電極１０，１１…コイル導体１２，１３…引出し電極１４…積層体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者松田勝治京都府長岡京市天神二丁目26番10号株式会社村田製作所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の磁性体基板と、前記第１の磁性体の表面に薄膜形成手段にて形成され
た、絶縁体層とコイルパターンを厚み方向に積み重ねた
積層体と、前記第１の磁性体基板との間に前記積層体を挟む第２の
磁性体基板とを備え、前記コイルパターンが少なくとも２個のコイルを構成し
ていること、を特徴とするコイル部品。
【請求項２】複数のコイルのそれぞれの一方の引出し
電極が同一絶縁体層の上に設けられていることを特徴と
する請求項１記載のコイル部品。
【請求項３】厚み方向に隣接するコイルパターンにお
いて、第１の磁性体基板から遠いコイルパターンの導体
幅が、前記第１の磁性体基板に近いコイルパターンの導
体幅より狭いことを特徴とする請求項１記載のコイル部
品。