JPH09148135A - コイル部品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は各種電子機器、通信機器に利用され
るコイル部品に関し、特性の優れた、生産しやすいもの
を提供することを目的とする。 【解決手段】 外側絶縁体１と内側絶縁体２の間に円錐
または角錐台状でスパイラル階段部を形成し、ここに導
体５を形成し、この導体５の両端に引出電極６，７を設
け、その上下端に端面磁性体層８，９を形成し、両端面
に端面電極１０，１１を設け、インダクタンス値が大き
く、漏洩磁束の少ないコイル部品が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は各種電子機器、通信
機器などに利用されるコイル部品に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】コイル部品は各種電子機器、通信機器な
どのコイル、トランスなどとして多用されており、近年
は小型あるいは薄型のコイル部品がますます要求されて
おり、しかも、回路の高周波化やディジタル化に伴って
ノイズ対策部品としてのコイル部品もますます重要にな
ってきている。

【０００３】従来のこれらの要望を満すコイル部品とし
ては、フェライト磁性層とコイル用導体層を交互に積層
して得られる積層型コイル部品（例えば特公昭５７−３
９５２１号公報）がある。

【０００４】この積層型コイル部品は図１５、図１６に
示すようにフェライトのグリーンシート２０上の約半分
に印刷によるフェライト層２１を形成し、このフェライ
ト層２１のない部分とフェライト層２１の一部に印刷に
よりく字状の導体パターン２２を形成し、この導体パタ
ーン２２上にグリーンシート２０の約半分のフェライト
層２３を印刷し、上記導体パターン２２と連続するよう
にフェライト層２１上とフェライト層２３の一部にＵ字
状の導体パターン２４を印刷し、この工程を数回繰返し
て最後にく字状の導体パターン２２を印刷した後最上層
にフェライトのグリーンシート２０を積層したものを一
括焼成し、この積層体の両端に端面電極２５を形成して
構成されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記構成によるもので
は、大きなインダクタンスを得るためには導体パターン
の巻数を多くすることが必要となり、きわめて多くのフ
ェライト層２１，２３および導体パターン２２，２４を
積層印刷する必要があり、生産工数が増えて生産性の点
で問題となり、しかも導体パターン２４はフェライト層
２１，２３を介して対向するように形成されるため、導
体パターン間の浮遊容量が大きくなり、コイル部品とし
ては自己共振周波数が小さくなったり、耐圧が小さいと
いった問題があった。

【０００６】さらに、この積層型コイル部品ではフェラ
イト層の一部に導体パターンが形成されるため、コイル
導体抵抗を低減するために導体パターンの厚さを厚くす
ると、全体の厚みが導体パターン２２，２４のある部分
とない部分では大きく異なり、焼成してもクラックが発
生したりして安定した品質のコイル部品を得ることがで
きないものであった。

【０００７】本発明は以上のような従来の欠点を除去
し、生産性に優れ、しかも浮遊容量が小さく電気的特性
に優れたコイル部品を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明のコイル部品は、絶縁体内に複数ターンからな
る導体を備え、この導体の各ターン部の径が一端から他
端にかけて徐々に異なるとともに少なくとも各ターン部
が異なる平面内に位置し、しかも絶縁体の上下端の少な
くともいずれか一方に端面磁性体層を設けた構成とした
ものである。

【０００９】この本発明によれば、生産性に優れ電気的
特性の優れたコイル部品が得られる。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、絶縁体内に複数ターンからなる導体を備え、この導
体の各ターン部の径が一端から他端にかけて徐々に異な
るとともに少なくとも各ターン部が異なる平面内に位置
し、しかも絶縁体の上下端の少なくともいずれか一方に
端面磁性体層を設けたものであり、生産しやすくしかも
導体の各ターン部間の浮遊容量が小さくインダクタンス
値が大きく漏洩磁束の少ないものとすることができる。

【００１１】請求項２に記載の発明は、導体を備えた絶
縁体の上下端のそれぞれに端面磁性体層を設けた構成で
あり、閉磁路タイプとすることができインダクタンス値
が大きくとれ、漏洩磁束をより少なくすることができ
る。

【００１２】請求項３に記載の発明は、端面磁性体層が
絶縁性材料で構成され、絶縁性に優れたものとすること
ができる。

【００１３】請求項４に記載の発明は、端面磁性体層を
導電性材料で構成したものであり、これにより、端面電
極の代りをさせたり、静電シールド効果を得ることがで
きる。

【００１４】請求項５に記載の発明は、導体を一端から
他端にかけて立体的うず巻状としたものであり、導体の
形成がきわめて容易に行えることになる。

【００１５】請求項６に記載の発明は、導体の各ターン
部が一端から他端にかけて同一平面内に形成され、各タ
ーン部の終端あるいは始端で隣り合うターン部と接続さ
れた構成としたものであり、引出リードの形成が容易に
行えることになる。

【００１６】請求項７に記載の発明は、導体の各ターン
部の形状を円または角形としたものであり、導体の形成
が容易で同一体積内で大きなインダクタンスを得ること
ができる。

【００１７】請求項８に記載の発明は、大径のターン部
側から見たとき各ターン部間に導体の隙間が見えないよ
うに導体を形成したものであり、各ターン部だけを回る
磁束が少なくなり、しかも限られたスペースに大きい幅
の導体が形成でき優れた特性が得られることになる。

【００１８】請求項９に記載の発明は、導体の断面形状
を角形、円形または半円形としたものであり、導体断面
積が大きくでき直流導体抵抗が小さくなり大電力用とし
て利用できることになる。

【００１９】請求項１０，１１に記載の発明は、絶縁体
を非磁性体または磁性体で構成したものであり、自己共
振周波数が大きく使用周波数帯域を広くできたり、イン
ダクタンス値を大きくしたりすることができる。

【００２０】請求項１２，１３に記載の発明は、導体の
外側と内側の絶縁体が磁気的に性質の異なる材料で構成
されたり、非磁性体と磁性体とで構成されており、種々
なインダクタンス値のものが得られたり直流重畳特性の
ものが得られたり、使用周波数帯域を良好にしたりする
ことができる。

【００２１】請求項１４に記載の発明は、導体の両端に
電気的に接続される端面電極を絶縁体および端面磁性体
層の両端面に設けたものであり、面実装用として有効な
ものとすることができる。

【００２２】以下、本発明の実施の形態について図面を
用いて説明する。まず、図１に本発明のコイル部品の一
例の断面図を示しており、１は外側絶縁体であり、２は
内側絶縁体であり、この両者で絶縁体３を構成してい
る。この外側絶縁体１は内部中央に円錐台状あるいは角
円錐台状の中空部４を有し、しかもその中空部４の傾斜
面がスパイラル階段状に形成されており、このスパイラ
ル階段部に導体５が断面三角形となるように形成されて
いる。したがって、外側絶縁体１は導体５をスパイラル
階段部に形成することによって円錐台状または角錐台状
の中空部となり、内側絶縁体２は円錐台状または角錐台
状に形成すればよい。

【００２３】また、上記導体５は下端が小径で、上端が
大径となる円形の立体的うず巻状あるいは角形の立体的
うず巻状となっており、これは外側絶縁体１の中空部４
のスパイラル階段部にシルバーペイントなどを充填する
ように形成すれば形成できることになる。

【００２４】そして、この導体５の下端には外側絶縁体
１の下面の一方に形成された引出電極６が接続され、導
体５の上端には同じく外側絶縁体１の上面の他方に形成
された引出電極７が接続されている。

【００２５】このように構成されたものの上下端にフェ
ライトなどの端面磁性体層８，９が設けられ、この絶縁
体３、端面磁性体層８，９の積層体の両端に上記引出電
極６，７とそれぞれ電気的に接続される端面電極１０，
１１が設けられてチップ型のコイル部品を構成してい
る。

【００２６】上記構成において、外側絶縁体１および内
側絶縁体２は非磁性体または磁性体で構成することがで
き、非磁性体としてはガラスエポキシ、ポリイミドなど
の有機系の絶縁材料、ガラス、ガラスセラミックスある
いはセラミックスなどの無機系の絶縁材料などの電気的
に絶縁性があればどのようなものであってもよく、磁性
体としてはＮｉＺｎ系やＮｉＺｎＣｕ系などの一般的に
知られている透磁率の大きいフェライト材料であればよ
い。

【００２７】外側絶縁体１が非磁性体で内側絶縁体２が
磁性体で構成されれば、端面磁性体層８，９とでドラム
型コアを用いたコイル部品の構成となり、自己共振周波
数が高くなり使用できる周波数帯域は広くなる。

【００２８】また、外側絶縁体１が磁性体で内側絶縁体
２が非磁性体で構成すれば、完全な閉磁路のコイル部品
となり、インダクタンス値が大きく漏洩磁束のきわめて
少ないものとすることができる。

【００２９】さらに、外側絶縁体１と内側絶縁体２とを
磁性体で構成すれば、完全閉磁路となりインダクタンス
値が大きく、漏洩磁束の少ないものとすることができ
る。

【００３０】また、外側絶縁体１と内側絶縁体２が共に
磁性体であり、しかも磁気的に磁束密度の異なる特性の
ものにすることによって、直流重畳特性の改善が可能と
なる。例えば、導体５の各ターンの径が小さい部分に位
置する磁性体の磁束密度を高いものにすることによって
導体の３次元的配置を変えずに直流重畳特性を高めるこ
とができる。さらに別の一例として、外側絶縁体１の厚
みが小さくなるように設計した場合に、外側絶縁体１の
磁束密度を高いものにすることによって、同様に直流重
畳特性を高めることができる。

【００３１】さらに、外側絶縁体１と内側絶縁体２が共
に磁性体であり、しかも磁気的に透磁率の異なる特性の
ものにすることによって、同一導体構造でインダクタン
ス値の異なるコイル部品を得ることができる。この場
合、外側絶縁体１と内側絶縁体２との透磁率の大小関係
には特に限定はない。

【００３２】以上のように外側絶縁体１と内側絶縁体２
の磁気的性質を適当に選ぶことにより、コイル部品とし
てのインダクタンス値を任意に選ぶことができるととも
に漏洩磁束あるいは直流重畳特性のコントロールも自由
に行えることになる。

【００３３】また、導体５あるいは引出電極６，７の材
料としては電気的に良導体であれば何でもよいが、抵抗
率が重要で低抵抗なものがコイル部品には要求されるた
め、銅、銀とパラジウム合金あるいは銀などの導体材料
が有効である。

【００３４】一方、端面磁性体層８，９としては、Ｎｉ
Ｚｎ系やＮｉＺｎＣｕ系の絶縁性のフェライト材料やＭ
ｎＺｎ系の導電性のフェライト材料を用いることがで
き、導電性のフェライト材料を用いる場合は端面電極１
０，１１を設けずにその端面磁性体層８，９にメッキ等
を施してそのまま端面電極の代りとして利用したり、引
出電極６，７に対応する部分および端面電極１０，１１
に対応する部分に絶縁層を形成して絶縁をとりながら構
成することができ、この場合は静電シールド効果を得る
ことができる。

【００３５】また端面電極１０，１１としては導電材料
であればよいが、一般的には単一層でなく複数層で構成
されることが望ましく、表面実装用とした場合にはプリ
ント配線板への実装時の実装強度あるいは実装時の半田
の濡れ性、半田くわれなどを配慮する必要があり、具体
的には最下層は引出電極６，７と同じ導体材料を用い、
中間層には半田に耐する耐性を有するニッケルを用い、
最外装には半田に対して濡れ性のよい半田あるいは錫を
用いる。なお、これは一例にすぎず、必ずこの構成を採
用する必要性はなく、金属等の導電性に優れた材料以外
に導電性樹脂材料を用いてもよい。

【００３６】次に上記構成のコイル部品の製造方法につ
いて図２〜図７を用いて説明する。まず、図２に示すよ
うに外側絶縁体１となる非磁性体あるいは磁性体の少し
厚目のグリーンシート１２を準備し、このグリーンシー
ト１２に円錐あるいは角錐台状でスパイラル階段状の中
空部４を形成する。このグリーンシート１２の中空部４
のスパイラル階段部に図３に示すようにシルバーペイン
トを塗布・印刷などの方法によって施して、スパイラル
階段部が円錐あるいは角錐台のほぼ傾斜面を構成するよ
うにする。ただし、各階段部に形成したシルバーペイン
トが上下のものと導通しないように階段部のエッジ部が
表出するようにする。

【００３７】続いて、図４に示すように引出電極６を上
面に印刷などにより形成した端面磁性体層８となるグリ
ーンシートを準備し、この上に図３に示すように構成し
たものを引出電極６の端部に導体５となるシルバーペイ
ントの一端が当接するようにグリーンシート１２を積層
する。

【００３８】次に図５に示すようにグリーンシート１２
の中空部４に内側絶縁体２となる磁性体あるいは非磁性
体ペーストを充填し、図６に示すように下面に導体５と
なるシルバーペイントの他端と当接するように下面に引
出電極７を印刷した端面磁性体層９を積層する。

【００３９】このように積層されたものを焼成炉に入れ
て８５０℃以上の温度で焼成した後、図７に示すように
両端部にそれぞれ引出電極６，７と電気的に導通される
ように端面電極１０，１１を形成してコイル部品とす
る。

【００４０】この製造方法は基本的な一例にすぎない
が、工程がきわめて単純で工数も少なく、きわめて生産
性に優れたものとなる。

【００４１】次に図８に示すコイル部品について説明す
る。図８に示すものは端面磁性体層を絶縁体３の下端面
のみに形成したものであり、絶縁体３の上面に形成すべ
き引出電極７を端面電極１１で兼ねる構成としたもので
あり、漏洩磁束の点では少し問題は残るが、構成の簡素
化、薄型化の点で有利となる。また、図８に示す例とは
逆に絶縁体３の上端面のみに端面磁性体層９を形成する
構成としてもよい。

【００４２】また、図９に示すコイル部品は、外側絶縁
体１の中空部４を完全な円錐台あるいは角錐台としたも
のであり、この中空部の傾斜面に所定の幅の導体５を印
刷、描画などの方法により複数ターンの巻数となるよう
に形成し、内側絶縁体２、引出電極６，７、端面磁性体
層８，９および端面電極１０，１１を形成してコイル部
品としたものである。

【００４３】この構成によれば、導体５の形成がきわめ
て容易に行え生産性の向上が図れることになる。

【００４４】なお、導体５の形成は外側絶縁体１の中空
部４の斜面でなく、円錐台あるいは角錐台の内側絶縁体
２の外周面に形成し、これを外側絶縁体１の中空部に組
込む構成であってもよい。

【００４５】また、図１０〜図１２に示すコイル部品
は、導体５の断面積が四角形、円形および半円形とした
ものであり、これらは導体５の断面積を増大させて導体
抵抗を小さくし、大電流用としても使用できるようにし
たものである。

【００４６】図１０に示す導体５の断面を四角形とする
には、外側絶縁体１の中空部４にスパイラル階段部を設
け、内側絶縁体２の外周面にもスパイラル階段部を設
け、この両スパイラル階段部に断面三角形の導体を形成
したものを組合せることが実現でき、図１１に示す導体
５の断面を円形とするには、スパイラル階段部の代りに
半円状のスパイラル溝を設けて、この溝に導体を充填し
たものを組合せることによって実現できる。

【００４７】図１２に示す導体５の断面を半円とするに
は、外側絶縁体１または内側絶縁体２の突合せ面のいず
れか一方にスパイラル状で半円状の溝を形成し、ここに
シルバーペイントなどを充填して形成することができ
る。

【００４８】また、図１３に示すコイル部品は、導体５
として４ターンのものとし、しかもその各ターン部が同
一平面内に位置し、その各ターン部の終端または始端に
おいて隣接するターン部と接続されるように立上がり部
や立下がり部が形成されている。この構成は、外側絶縁
体１の円錐または角錐台状の中空部４に階段部を形成
し、この段部に導体５を形成し、その終端または始端で
上下のターン部と接続することによって実現できる。

【００４９】逆に内側絶縁体２の外周面に階段部を形成
し、この段部に導体５を形成しても同様に構成できる。

【００５０】最後に図１４に示すコイル部品は、図９に
示した構成の導体５を備えた絶縁体３を導体５の小径部
が突合せられるように積層し、この積層体の上下端に端
面磁性体層８，９を設け、さらに端面電極１０，１１を
形成したものである。

【００５１】この構成によるものは、導体５のターン部
として同径のものが一対存在することになるが、この同
径のターン部はかなり離れた位置にあるため、その間に
発生する浮遊容量はほとんど無視できる程度のものとな
る。

【００５２】以上、数多くの構成のものを説明してきた
が、これらの構成のものにおいて導体５として大径側か
ら見たとき導体５の各ターン部間に隙間が見えないよう
に形成すると、導体５の各ターン部だけを回る磁束が少
なくなるとともに導体５を形成する限られた面積の中で
の導体５の占める割合が大きくでき、直流抵抗が小さく
でき、結果的にインダクタンス値の大きなコイル部品と
することができる。

【００５３】以上のように本発明のコイル部品は、外側
絶縁体１の中空部または内側絶縁体２の外周面の傾斜面
上に導体５が連続的に形成され、その上下端面の少なく
ともいずれか一方に端面磁性体層８，９を設ける構成と
したため、従来の積層構成とは異なり生産性に優れ、歩
留りの向上が図れ、近隣の導体５のターン部が面対向し
ないため浮遊容量の発生も最小限に抑えられ、自己共振
周波数が小さくなりフィルタなどとして用いた場合広帯
域で高い減衰量が得られ、さらに最外層に端面磁性体層
８，９を備えているため、閉磁路構成、開磁路構成であ
っても漏洩磁束を少なくし、インダクタンス値の大きな
コイル部品とすることができる。

【００５４】なお、上記実施の形態においては、全く面
実装タイプとして両端に端面電極１０，１１を設けたも
ののみについて説明してきたが、絶縁体３や端面磁性体
層８，９に端子ピンを植設したものや、端面電極の代り
にキャップ状電極を両端に嵌合結合した構成とすること
もできる。

【００５５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明の
コイル部品は、積層構成でないため生産性に優れ、しか
も絶縁体内の傾斜面上に導体を形成させているため高さ
を低く抑えながら導体の長さの長いものとできてインダ
クタンス値の大きなものとでき、かつ、導体のターン部
間での浮遊容量の発生はほとんどなく、端面磁性体層を
有することで漏洩磁束が少なく、インダクタンス値をよ
り大きくとることができるといった効果を有し、産業的
価値の大なるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のコイル部品の一実施の形態を示す断面
図

【図２】同コイル部品の製造工程上の外側絶縁体の断面
図

【図３】同外側絶縁体に導体を施した状態の断面図

【図４】同端面磁性体層と積層した状態の断面図

【図５】同内側絶縁体を形成した状態の断面図

【図６】同端面磁性体層を形成した状態の断面図

【図７】同方法により得るコイル部品の断面図

【図８】他の構成のコイル部品の断面図

【図９】他の構成のコイル部品の断面図

【図１０】他の構成のコイル部品の断面図

【図１１】他の構成のコイル部品の断面図

【図１２】他の構成のコイル部品の断面図

【図１３】他の構成のコイル部品の断面図

【図１４】他の構成のコイル部品の断面図

【図１５】従来のコイル部品を示す透視斜視図

【図１６】同分解斜視図

【符号の説明】

１ 外側絶縁体 ２ 内側絶縁体 ３ 絶縁体 ４ 中空部 ５ 導体 ６，７ 引出電極 ８，９ 端面磁性体層 １０，１１ 端面電極

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁体内に複数ターンからなる導体を備
   え、この導体の各ターン部の径が一端から他端にかけて
   徐々に異なるとともに少なくとも各ターン部が異なる平
   面内に位置し、しかも絶縁体の上下端の少なくともいず
   れか一方に端面磁性体層を設けたコイル部品。
2. 【請求項２】 絶縁体の上下端にそれぞれ端面磁性体層
   を設けた請求項１記載のコイル部品。
3. 【請求項３】 端面磁性体層を絶縁性材料で構成した請
   求項１記載のコイル部品。
4. 【請求項４】 端面磁性体層を導電性材料で構成した請
   求項１記載のコイル部品。
5. 【請求項５】 導体を一端から他端にかけて立体的うず
   巻状とした請求項１記載のコイル部品。
6. 【請求項６】 導体の各ターン部が一端から他端にかけ
   て同じ平面内に形成され、各ターン部の終端あるいは始
   端で隣り合うターン部と接続された構成とする請求項１
   記載のコイル部品。
7. 【請求項７】 導体の各ターン部の形状が円または角形
   である請求項１記載のコイル部品。
8. 【請求項８】 大径のターン部側から見たときに各ター
   ン部間に導体の隙間が見えないように導体を形成した請
   求項１記載のコイル部品。
9. 【請求項９】 導体の断面形状を角形、円形または半円
   形とした請求項１記載のコイル部品。
10. 【請求項１０】 絶縁体が非磁性体である請求項１記載
    のコイル部品。
11. 【請求項１１】 絶縁体が磁性体である請求項１記載の
    コイル部品。
12. 【請求項１２】 導体の外側と内側の絶縁体を磁気的に
    異なる材料で構成した請求項１記載のコイル部品。
13. 【請求項１３】 絶縁体の内側と外側が非磁性体と磁性
    体とで構成される請求項１２記載のコイル部品。
14. 【請求項１４】 導体の両端に電気的に接続される端面
    電極を絶縁体および端面磁性体層の両端面に設けた請求
    項１記載のコイル部品。