JPH09171932A - コイル部品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明はコイル部品に関し、特に特性の優れ
たコイル部品を提供することを目的とする。 【解決手段】 円錐形状または角錐形状の中空部７を有
する絶縁体１の内面に複数ターンの導体２を有するコイ
ル部品において、この導体２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１の上下
端の少なくともいずれか一方に端面層８，９を設けた構
成としたものである。この構成により、導体間の浮遊容
量が小さく、導体の直流抵抗も小さくすることが可能な
優れた電気特性を有し、しかも少ない工数で、容易に製
造可能な構造を有するコイル部品となる。

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たすコイル部品と
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−
３９５２１号公報）がある。

【０００４】この積層型コイル部品は図１１、図１２に
示すようにフェライトのグリーンシート１６上の半分に
印刷によるフェライト層１２を形成し、このフェライト
層１２のない部分とフェライト層１２の一部に印刷によ
りＬ字状の導体パターン１３を形成し、この導体パター
ン１３上にグリーンシート１６の約半分のフェライト層
１４を印刷し、上記導体パターン１３と連続するように
フェライト層１２上とフェライト層１４の一部にＵ字状
の導体パターン１５を印刷し、この工程を数回繰返して
最上層にフェライトのグリーンシート１６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１７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１２，１４、導体パターン１３，１５を積層
印刷する必要があり、生産工程が増えて生産性の点で問
題があり、しかも、導体パターン１５はフェライト層１
２，１４を介して相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１３，１５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、円錐形状または角錐形状の中
空部を中央に設けた絶縁体の内面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層を設ける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、円錐形状または角錐形状の中空部を中央に設けた絶
縁体の内面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
端面層を設けた構成としたものであり、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電気特性の
優れた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、引出リードの形成を容易にす
ることができる。

【００１２】請求項３に記載の発明は、導体が一端から
他端にかけて立体的うず巻状とした構成であり、導体の
形成をきわめて容易に行うことができる。

【００１３】請求項４および請求項５に記載の発明は、
導体の各ターン部の形状が円形または角形としたもので
あり、導体のパターンの形成を容易としたり、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。

【００１４】請求項６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
の導体が形成できるため、優れた特性が得られることに
なる。

【００１５】請求項７に記載の発明は、導体の断面形状
が角形、円形または半円形としたものであり、これによ
り導体断面積が大きくでき直流導体抵抗が小さくでき、
大電力用として用いることもできる。

【００１６】請求項８に記載の発明は、絶縁体として非
磁性体を用いたものであり、自己共振周波数が大きくな
り使用周波数帯域も広くなる。

【００１７】請求項９に記載の発明は、絶縁体として非
磁性体を用いたものであり、インダクタンス値を大きく
とることができる。

【００１８】請求項１０に記載の発明は、絶縁体が磁気
的性質の異なる２種以上のもので構成し、同一の導体構
造で種々なインダクタンス値のコイル部品あるいは種々
の直流重畳特性のコイル部品を実現することができる。

【００１９】請求項１１に記載の発明は、磁気的性質の
異なるものとして非磁性体と磁性体を用いたものであ
り、直流重畳特性、種々なインダクタンス値あるいは使
用周波数帯域を良好にすることができる。

【００２０】請求項１２に記載の発明は、絶縁体の表面
に導体の一端あるいは他端と電気的に接続された端面電
極層を有するものであり、表面実装可能なコイル部品に
することができる。

【００２１】請求項１３に記載の発明は、絶縁体の上下
端にそれぞれ端面層を設けたものであり、実装性の優れ
た、つまり実装機による吸着あるいは実装確認などが可
能なコイル部品にすることができる。

【００２２】請求項１４に記載の発明は、絶縁体の上下
端に設けた端面層を絶縁性材料で構成したものであり、
２つの端面層に１つの端面電極がまたがるように形成す
ることが可能なコイル部品となる。

【００２３】請求項１５に記載の発明は、絶縁体の上下
端に設けた端面層を導電性材料で構成したものであり、
端面層が端面電極をも兼ねることができるコイル部品と
なる。

【００２４】請求項１６に記載の発明は、絶縁体の上下
端に設けた端面層を磁性材料で構成したものであり、漏
洩磁束を減らし、磁気シールド性の良好なコイル部品と
なり、高密度実装が可能となる。

【００２５】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代
表的な一例を模式的に透視した斜視図を示している。す
なわち、円錐形状（または角錐形状）の中空部７を中央
に設けた絶縁体１の内面に複数ターンからなる導体２を
有し、この導体２は一端から他端にかけて各ターン部の
径が徐々に大きくなる円で形成され、しかも各ターン部
の位置がそれぞれ異なる平面内に位置している。つま
り、導体２の一端は小径の円で形成され、他端側になる
につれて徐々に径が大きくなる円で形成され、その各タ
ーン部は終端あるいは始端で立上がってまた立下がって
隣りのターン部と接続されている。したがって、各ター
ン部は同一平面内に位置し、隣接するターン部は立上が
りや立下がり部によって異なった平面部に位置し、か
つ、その径が異なるように設定されている。図１の例で
は同一平面内には約１ターンであるが、一般に知られて
いるような平面スパイラルコイルと同様に複数ターンで
あってもよい。

【００２６】この導体２の両端には引出電極３，４が設
けられ、絶縁体１の下面には端面層８が配置され、上記
引出電極３，４は絶縁体１、端面層８の両側部に設けた
端面電極５，６にそれぞれ接続されている。

【００２７】この場合の各ターンは図１に示すように、
同一平面内に存在する導体を意味する。つまり、図１に
示した例では４つの平面に各ターンが形成されていると
いえる。

【００２８】また、図２に示すコイル部品は、導体２と
して一端から他端にかけて徐々に径が大きくなるととも
にその位置が全て異なる平面内に位置する立体的うず巻
状としたものであり、他は図１と同じ構成となってい
る。

【００２９】図３は図１および図２に示したものと異な
り両端に端面層８，９を形成したコイル部品の断面図を
示したものであり、導体２は絶縁体１の内面、すなわち
円錐形状または角錐形状の中空部７の傾斜面上に形成さ
れた構成となっている。また、端面層８，９は絶縁体１
の上下端の両方に設けた場合を示している。ここで絶縁
体１、端面層８あるいは端面層９は一種類の材料で構成
され、この絶縁体１、端面層８あるいは端面層９は非磁
性体であっても磁性体であってもよい。

【００３０】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
よい。

【００３１】磁性体としては、ＮｉＺｎ系やＮｉＺｎＣ
ｕ系などの一般に知られる透磁率が大きいフェライト材
料であればよい。

【００３２】絶縁体１を磁性体とした場合はインダクタ
ンス値を大きくすることができ、非磁性体とした場合は
大きなインダクタンス値を得ることはできないが、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。

【００３３】また、導体２あるいは引出電極３，４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】端面電極５，６としては導電性材料であれ
ばよいが、一般的には単一層でなく複数層から構成され
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３，４と同じ導体材料を用い、中間層
には半田に対して耐性を有するニッケルを用い、最外層
には半田に対して濡れ性の良い半田あるいは錫を用い
る。

【００３５】しかしながら、これは一例であり、必ずこ
の構成を採用する必要はなく、金属等の導電性に優れた
材料以外に導電性樹脂材料を含んでもよい。

【００３６】また、アルミナやフェライトなどのセラミ
ック基板に所定の配線パターンを形成し、セラミック基
板に窓を設けてコイル部品を挿入し、配線パターンとコ
イル部品の端面電極５，６を接触させ厚膜形成プロセス
を用いて焼成して電気的に接続するため、耐熱性を高
め、この厚膜形成プロセスに対応する構成とすることも
考えられる。

【００３７】絶縁体１の上下端に設けた端面層７，８は
絶縁性材料、導電性材料あるいは磁性材料のいかなるも
ので構成してもよい。絶縁性材料で構成した場合は、例
えば、図３に示したように２つの端面層８，９に１つの
端面電極５を形成することが可能なコイル部品となる。
端面層８，９を導電性材料で構成した場合は、端面層
８，９が端面電極５，６をも兼ねることができるコイル
部品となる。つまり、図３において端面電極５，６を除
き、端面層８，９を端面電極として利用したコイル部品
となる。端面層８，９を磁性材料で構成した場合は、導
体２あるいは引出電極３，４から発生する漏洩磁束を減
らし、磁気シールド性の高いコイル部品とすることが可
能となる。

【００３８】絶縁体１の上下端に設けた端面層８あるい
は９は上下層の両方に設けた場合には、絶縁体１および
端面層８，９で例えば平面性のある直方体状のコイル部
品となり、基板にコイル部品を実装する場合に用いる実
装機で吸着が可能となり、しかも実装確認なども可能な
コイル部品にすることができる。また、前述したよう
に、絶縁体１の上下端の両方に端面層８，９を設けた場
合、端面層８，９および絶縁体１が共に磁性材料で構成
すると磁気シールド性の優れたコイル部品となる。

【００３９】次に図４に示すコイル部品について説明す
る。図４に示すものは、絶縁体１として図面の上下に磁
気的性質の異なるもので構成したものである。すなわ
ち、図４において図面の上下方向、導体２の巻き上げ方
向に対して下側を絶縁体Ａ１ａ、上側を絶縁体Ｂ１ｂと
して、絶縁体Ａ１ａを非磁性体で構成し、絶縁体Ｂ１ｂ
を磁性体で構成するとコイル部品としては、絶縁体１を
磁性体で構成した場合に比べて、インダクタンス値が小
さくなるが、直流重畳特性を大幅に改善することができ
る。つまり、電流値を変化させてもインダクタンス値の
変化を小さくでき、許容電流値を大きくすることができ
る。

【００４０】また、絶縁体Ａ１ａと絶縁体Ｂ１ｂ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。

【００４１】さらに、絶縁体Ａ１ａと絶縁体Ｂ１ｂ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、絶縁体Ａ１ａと絶縁体Ｂ１ｂとの透磁率の大小関係
には特に限定はない。

【００４２】以上のように絶縁体Ａ１ａと絶縁体Ｂ１ｂ
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。

【００４３】以上述べてきたことは絶縁体１を２種以上
の材料で構成した場合について説明したが、同様に端面
層８，９の各々についても磁性材料で構成した場合、端
面層８と端面層９を磁気的性質の異なる磁性材料で構成
することやあるいは個々の端面層、端面層８および端面
層９を２種以上の材料で構成しても同様の効果が得られ
る。つまり、コイル部品のインダクタンス、直流重畳特
性などのコントロールが可能である。

【００４４】次に図５〜図８に示すコイル部品について
説明する。このコイル部品は基本的には導体２の断面積
を大きくして導体抵抗を小さくし、大電流用としても使
用できるものを提供するものである。

【００４５】まず、図５に示すものは導体２のいずれの
断面も三角形をしており、平坦な膜状のものに比べて断
面積を著しく増大させたものである。この構成とするに
は、中空体状の絶縁体１の内面つまり中空部７の傾斜面
に階段状の段差部を設け、この段差部に導電ペーストを
塗布して硬化させた後、焼結させることによって断面三
角形の導体２を実現することができる。

【００４６】図６に示すものは導体２のいずれの断面も
方形状をして断面積を大きくしたものであり、この構成
とするには中空体状の絶縁体１の内面に階段状の段差部
を設け、ここに施した三角形状の導体ペーストを絶縁体
１の内面に噛み合う金型を用いて、さらに導体２を成型
あるいは転写成型することにより方形状の断面をもった
導体２とすることができ、焼結することで実現できる。

【００４７】図７に示すものは導体２のいずれの断面も
円形をしたものであり、この構成も図６を用いて説明し
たように、中空体状の絶縁体１の内面に半円状の凹部を
設け、この凹部に導体ペーストを充填し、さらに半円状
の凹部を有する金型を用いて、導体２を成型することに
よって断面円形の導体２を有するコイル部品とすること
ができる。

【００４８】図８に示すものは、導体２のいずれの断面
も半円形をしたものであり、これは中空体状の絶縁体１
の内面に半円状の凹部を設け、ここに導体ペーストを充
填したものを焼結することで半円の断面積をもった導体
２を有するコイル部品とすることができる。

【００４９】なお、図７、図８については円形または半
円形としたが、これは真円に限らず楕円、長円であって
もよいことはいうまでもない。さらに図６に示した方形
状の断面の他に５角形、６角形等の多角形の断面とする
ことも可能である。

【００５０】次に図９に示すコイル部品について説明す
る。このコイル部品は、導体２として大径側から見たと
き導体２の各ターン部間に隙間が見えないように構成
し、この構成とすることによって導体２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２を形成する
限られた面積の中での導体２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。

【００５１】さらに導体２として、図１および図２にお
いては円形のターン部によって構成されたものを示した
が、本来、面実装型のコイル部品としては角柱状が好ま
れており、角柱状のコイル部品においては角形状のター
ン部によって構成したものであり、コイル部品の外形い
っぱいの角形状のターン部を形成することが可能にな
る。これは、絶縁体１に角錐状の中空部７を形成して、
この中空部７の傾斜面に導体２を形成することで構成で
きることになる。

【００５２】なお、この角形状の導体２においても角形
状の立体うず巻状のものとしてもよく、各角形状のター
ン部が同一平面内にあって、そ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構成とすることも可能
である。

【００５３】最後の例として図１０に示すコイル部品を
説明する。図１０に示すものは導体２として両端が大径
で中間部が小径となった導体構成としたものであり、今
まで説明してきたものを２個組合せたような構成とした
ものである。

【００５４】これは、導体２のターン部として同径のも
のが一対になって浮遊容量が発生する可能性をもってい
るが、その同一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殆ど無視できる程度
のものとなる。

【００５５】以上数多くの例で説明した通り、円錐形状
または角錐形状の中空部を中央に設けた中空体状の絶縁
体１の内面、つまり中空部７の傾斜面あるいは階段状の
斜面上に導体２が連続的に形成される構成のため、従来
の積層構造とは異なり、生産しやすく、歩留りの向上を
図ることができるとともに、近隣のターン部が絶縁体１
を介して面対向しないため、浮遊容量の発生も最小限に
抑えられるため、自己共振周波数が小さくなってフィル
タなどとして用いた場合広帯域で高い減衰量を得られな
いといったことが阻止でき、品質面、性能面で著しく優
れたコイル部品とすることができる。

【００５６】なお、上記実施の形態においては、面実装
タイプとして両端に端面電極５，６を設けたものについ
てのみ説明してきたが、絶縁体１にピン端子を植設した
ものや、端面電極の代りに端子を有するキャップ状電極
を絶縁体の両端に嵌合結合したリードタイプのコイル部
品とすることもできる。

【００５７】本発明のコイル部品は耐熱性に優れたコイ
ル部品であるためモジュール化することが容易である。
例えば、アルミナ基板あるいはフェライト基板などのセ
ラミック基板に所定の配線層を形成し、基板の配線とコ
イル部品の端面電極５ないし６との結線を同時に行っ
て、一体化あるいは組立が可能である。この場合、基板
の所定場所に窓をあけてコイル部品の側面の端面電極５
ないし６とセラミック基板上の配線に結線することが可
能になるため、薄型のモジュールが得られる。この場合
は、一般に知られているセラミック基板を用いた通常の
厚膜形成プロセスが適用できる。コイル部品の端面電極
５ないし６は半田づけを前提としたものでなく、焼成し
て電気的に接続するものにすればよい。

【００５８】以上のコイルを形成する導体２の２つの端
子は、チップ部品の端面に形成して端面電極５ないし６
と電気的に接続された状態である。つまり、導体２の最
上部および最下部には端面電極５ないし６と電気的に結
線するための引出電極３ないし４を有して、端面電極５
ないし６につながっている。

【００５９】

【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、積層構造ではないため生産性に優れ、し
かも円錐形状または角錐形状の中空部を中央に設けた中
空体状の絶縁体の内面、傾斜あるいは階段状の斜面上に
導体を位置させているため高さを低く抑えることがで
き、かつ、導体のターン部間での浮遊容量も殆ど発生せ
ず電気特性の優れたものとすることができ、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模式
的に透視した斜視図

【図２】他の実施の形態の模式的に透視した斜視図

【図３】同断面図

【図４】他の実施の形態の断面図

【図５】さらに他の実施の形態の断面図

【図６】さらに他の実施の形態の断面図

【図７】さらに他の実施の形態の断面図

【図８】さらに他の実施の形態の断面図

【図９】さらに他の実施の形態の断面図

【図１０】さらに他の実施の形態の断面図

【図１１】従来のコイル部品を示す概略斜視図

【図１２】同分解斜視図

【符号の説明】

１ 絶縁体 １ａ 絶縁体Ａ １ｂ 絶縁体Ｂ ２ 導体 ３，４ 引出電極 ５，６ 端面電極 ７ 中空部 ８，９ 端面層

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円錐形状または角錐形状の中空部を中央
   に設けた絶縁体の内面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
   れか一方に端面層を設けたコイル部品。
2. 【請求項２】 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。
3. 【請求項３】 導体が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。
4. 【請求項４】 導体の各ターン部の形状が円形である請
   求項１記載のコイル部品。
5. 【請求項５】 導体の各ターン部の形状が角形である請
   求項１記載のコイル部品。
6. 【請求項６】 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。
7. 【請求項７】 導体の断面形状が角形、円形または半円
   形とした請求項１記載のコイル部品。
8. 【請求項８】 絶縁体が非磁性体である請求項１記載の
   コイル部品。
9. 【請求項９】 絶縁体が磁性体である請求項１記載のコ
   イル部品。
10. 【請求項１０】 絶縁体が磁気的性質の異なる２種以上
    のもので構成した請求項１記載のコイル部品。
11. 【請求項１１】 磁気的性質の異なるものとして非磁性
    体と磁性体とを用いた請求項１０記載のコイル部品。
12. 【請求項１２】 絶縁体の表面に導体の一端あるいは他
    端と電気的に接続された端面電極層を有する請求項１記
    載のコイル部品。
13. 【請求項１３】 絶縁体の上下端にそれぞれ端面層を設
    けた請求項１記載のコイル部品。
14. 【請求項１４】 端面層を絶縁性材料で構成した請求項
    １記載のコイル部品。
15. 【請求項１５】 端面層を導電性材料で構成した請求項
    １記載のコイル部品。
16. 【請求項１６】 端面層を磁性材料で構成した請求項１
    記載のコイル部品。