JPH11243015A - 表面実装型インダクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高周波数帯域で大きなＱ値を得られ、基板等
に表面実装を行うことが可能である表面実装型インダク
タを提供すること 【解決手段】 複数の棒状の支持柱１０を組み合わせ
て、略直方体の枠組みの形状にボビン１１が形成されて
いる。係るボビンを中心として、ボビンの表面にコイル
２が巻かれており、ボビンの両端部に蓋（電極）１５が
取り付けられ、係る電極とコイルが電気的に接続されて
いる。コイルは支持柱によって形状が保たれるように支
持されている。よって、コイルの内側は、ボビンの形成
材料が存在しない空間１７が生じており、係る空間の内
部には空気が存在する。よって、コイルの内側に存在す
る材料全体の誘電損失は小さくなる。よって、コイルの
共振周波数は小さくならず、表面実装型インダクタは、
高周波数帯域で大きなＱ値を得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、表面実装型インダ
クタに関するもので、具体的には、高周波回路に使用さ
れる表面実装型インダクタに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】インダクタとしての理想的なものとして
は、単に導体によって空芯コイルを形成しただけの空芯
インダクタがある。係る理想の空芯インダクタでは、コ
イルの内側には誘電損失の低い空気のみが存在している
ので、空芯インダクタのＱ値が大きくなる。しかしなが
ら、係る理想の空芯インダクタを電子回路などが形成さ
れている基板の所定位置に自動装着機などを用いて表面
実装により取り付けることが困難となる。また、コイル
の取り付け時に、コイルに余分な力が加わると、コイル
が変形しやすい。そして、空芯インダクタの特性が変化
してしまうおそれがある。

【０００３】そこで、表面実装を行うことの可能な従来
の表面実装型インダクタとしては、図５に示すように、
アルミナ，フォルステライト，ステアタイト，ガラス等
の低誘電損失材料によって形成された稠密な直方体状の
ボビン１の周囲にコイル２を巻くとともに、ボビン１の
両端面に電極３を印刷等により形成し、コイル２の両端
を電極３に接続した構造のものが一般的に用いられてい
る。

【０００４】これにより、従来の表面実装型インダクタ
では、コイル２をボビン１の表面に巻くことによって、
コイル２の形状を保つことができ、また表面実装を容易
に行うことができるようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た表面実装型インダクタのボビン１の形成材料に用いら
れているアルミナ，フォルステライト，ステアタイト，
ガラス等は空気に較べると誘電損失が大きい。よって、
高周波数帯域でＱ値が小さくなってしまう。

【０００６】本発明は、上記した背景に鑑みてなされた
もので、その目的とするところは、上記した問題を解決
し、高周波数帯域で大きなＱ値を得られ、基板等に表面
実装を行うことが可能である表面実装型インダクタを提
供することにある。

【０００７】さらにまた、前記電極は、導電性の蓋を装
着することにより形成すると、簡単で好ましい。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ため、本発明に係る表面実装型インダクタでは、外形状
が略直方体に形成されたボビンの表面にコイルが巻か
れ、コイルの中心軸に対して垂直となるボビンの両端部
にそれぞれ電極を設けることにより形成された表面実装
型インダクタであって、前記ボビンは、前記コイルが巻
かれている領域の少なくとも内側に、空間が設けられる
ように構成した（請求項１）。

【０００９】請求項１に記載するように、ボビンの表面
にコイルが巻かれているので、係るボビンを介して、コ
イルの形状を保持し、電子回路が形成された基板等に表
面実装を行うことが可能となる。そして、係るボビン
は、コイルが巻かれている領域内部に空間が設けられて
いるので、コイルの内側で、ボビンの形成材料の量が減
少し、係る形成材料の代わりに空気の量が増加する。こ
こで、空気の誘電損失は、ボビンの形成材料の誘電損失
よりも小さいので、コイルの内側に存在する材料全体の
誘電損失は小さくなる。よって、表面実装型インダクタ
の高周波帯域でのＱ値は大きくなる。

【００１０】好ましくは、前記ボビンを、支持柱によっ
て構成された外枠のみから構成することにより、コイル
の内側に空間を設けるように構成することである（請求
項２）。このように構成すると、ボビンを構成する支持
柱によってコイルの形状が保たれている。そして、支持
柱とすることから、側面の大部分も開放されるため、空
間部分の容積を大きくとれる。換言すると、コイルの内
側に存在するボビンの形成材料は支持柱の形成材料のみ
となり、少なくてすむ。よって、コイルの内側に存在す
る材料の誘電損失は、さらに小さくなり、高周波数領域
で十分大きなＱ値を得ることができる。なお、直方体の
各辺を構成する支持柱は、それぞれ別個に形成したもの
を接合してもよいし、射出成形等により一体に形成した
ものでもよい。

【００１１】また、好ましくは、前記ボビンの形成材料
の内部に気泡を設けることにより、前記コイルの内側に
空間を設けることである（請求項３）。すなわち、ボビ
ンの形成材料の内部に気泡内の空気により、コイルの内
側の誘電損失は小さくなる。従って、気泡の占有率が大
きくなるほど好ましい。さらに、すべての気泡が閉空間
とするのが望ましい。ここでいう閉空間とは、ボビンの
外周囲に存在する空気との関係で閉じている必要を意味
し、仮にボビン内の閉じられた空間内で複数の気泡が連
続していても、ここでいう閉空間に含む。これは、仮に
ボビンの外部に開放しているとすると、その開放部から
水分等が気泡内に入り込むおそれがあり、一旦入った水
分は、気泡が小さいことから蒸発して消失する可能性は
低い。そうすると、その部分で誘電損失が増加するので
好ましくないからである。係る構成にしても、コイル内
に存在する空間（空気の存在する領域）の容積比率が増
加するので、虚心周波数の低下を抑制し、高周波数領域
での高いＱ値を得られる。そして、請求項２に示す支持
柱を請求項３で示す内部に気泡を存在させる材料を形成
すると、相乗的に作用するので、より効果が高くなる。

【００１２】さらに、前記電極は、導電性の蓋を装着す
ることにより形成するように構成できる（請求項４）。
ここで、導電性の蓋は、金属板などの導体板はもちろん
のこと、導電性ゴム等の非金属板等で構成したものもよ
く、或いは、絶縁材の表面にメッキなどして一部に導電
性を持たせたもの等、各種の形態のものを用いることが
できる。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１は本発明に係る表面実装型イ
ンダクタの第１の実施の形態を示している。同図に示す
ように、本形態では、複数の支持柱１０を組み合わせる
ことにより、ボビン１１が形成されている。支持柱１０
は樹脂等の絶縁材料によって形成されている。支持柱１
０は略直方体の棒状となるように形成され、支持柱１０
同士は接着剤により接続されている。そして、ボビン１
１は略直方体の枠組みの形状に形成されている。

【００１４】係るボビン１１の表面にコイル２が巻かれ
ている。係るコイル２は、その中心軸がボビン１１の長
手方向に平行となるように巻かれている。そして、コイ
ル２は、ボビン１１を構成する支持柱１０によって支え
られて、螺旋形状が保たれている。ここで、コイル２に
接触する支持柱１０はそれぞれが離されて構成されてい
るので、コイル２の内側は、空気が存在する空間１７が
設けられている。また、その側面を見ても大部分が開放
されている。

【００１５】従って、ボビン１１は、コイル２の螺旋形
状を支持する機能を有しながら、内部に空気が存在する
大きな空間１７が形成されているので、コイル２の内側
の材料全体の誘電損失は低くなる。

【００１６】さらに本形態では、ボビン１１の長手方向
の両端部に、導電体により形成された蓋１５がそれぞれ
取り付けられており、係る蓋１５が表面実装型インダク
タの電極となる。それぞれの電極（蓋）１５にコイル２
の両端が電気的に接続されている。よって、電子回路が
形成された基板等に、表面実装型インダクタを配置する
と、係る電極１５を介して、コイル２が基板等の表面に
形成された電子回路と接続される。

【００１７】そして、本形態では、電極（蓋）１５を単
独で形成しているので、係る電極１５の寸法形状の精度
を高くすることができる。よって、ボビン１１に電極１
５を取り付けたときに、コイル２と電極１５の距離を確
実に離すことができ、コイル２と電極１５の間でショー
トが生じることを防ぐことができる。

【００１８】また、本形態では、係る電極１５の表面
に、予めハンダや錫等によりメッキを施している。よっ
て、電極１５を基板等に表面実装する場合、ハンダが電
極１５に付着しやすくなるので、電極１５を基板上にハ
ンダ付けすることが行いやすくなる、係る電極１５を介
して、基板と本発明に係る表面実装型インダクタとの接
着強度が向上する。

【００１９】本形態では、支持柱１０同士を接着剤によ
り接続することで、表面実装型インダクタを構成するボ
ビン１１を形成しているが、係るボビン１１は、樹脂等
を材料として、射出成形等で一体的に形成してもよい。
このようにすると、ボビン１１に接続部分が生じないの
で、強度が向上する。また、係るボビン１１を容易に形
成することができるので、表面実装型インダクタを容易
に製造することができる。

【００２０】図２は本発明に係る表面実装型インダクタ
の第２の実施の形態を示している。同図に示すように、
空気層の多い材料により略直方体のボビン２０が形成さ
れている。そして、係るボビン２０の表面にコイル２が
巻かれている。係るコイル２は、その中心軸がボビン２
０の長手方向に対して平行となるように巻かれている。

【００２１】ここで、本形態では、ボビン２０は低誘電
体材料により形成されており、係るボビン２０を構成す
る形成材料の内部には、多数の小さな気泡２１が点在す
るように設けられている（中空ガラスなど）。係る気泡
２１を内包した形成材料によりボビン２０を形成する方
法としては、絶縁材料にバインダ等を多く添加して焼成
して形成する方法がある。また、高温を加えながら、中
空の材料とガラスを混合することにより、ボビン２０を
形成するようにしてもよい。

【００２２】ところで、係る気泡２１がボビン２０の表
面とつながると、ボビン２０の表面に凹部が形成されて
しまう。すると、係る凹部（気泡による）内に水分が入
り込んでしまうのでボビン２０の誘電損失が変化してし
まい、表面実装型インダクタの特性が変化してしまう。
そのため、本形態におけるボビン２０は、気泡２１がボ
ビン２０の表面につながらないように形成されている。

【００２３】ボビン２０の内部に気泡２１が形成される
ことによって、コイル２が巻かれたボビン２０には空気
が内包された空間が形成されることとなる。よって、本
形態における表面実装型インダクタを構成するボビン２
０の形状と、従来の表面実装型インダクタを構成するボ
ビンの形状を同じにした場合、本形態におけるボビン２
０の形成材料の量は、従来の表面実装型インダクタを構
成するボビンよりも、少なくなる。そして、本形態で
は、係る形成材料に代わって、ボビン２０内に存在する
空気の量が増える。ここで、空気は、ボビン２０の形成
材料（絶縁材料）の誘電損失よりも低いので、コイル２
の内側に存在する材料全体の誘電損失は低くなる。よっ
て、高周波数帯域で表面実装型インダクタのＱ値を大き
くすることができる。

【００２４】図３は本発明に係る表面実装型インダクタ
の第３の実施の形態を示している。本形態では、略直方
体の棒状に形成された複数の支持柱３０を組み合わせる
ことにより、ボビン３１が形成されている。係るボビン
３１は、略直方体の枠組みの形状に形成されている。そ
して、ボビン３１の表面にコイル２が巻かれている。

【００２５】ここで、本形態では、係る支持柱３０を、
第２の実施の形態と同様に、内部に多数の小さな気泡２
１が点在するように形成された材料を用いて形成されて
いる。すなわち、本形態では、第１の実施の形態におけ
るボビンと同じ形状にボビン３１を形成し、第２の実施
の形態におけるボビンと同じ形成材料によりボビン３１
を形成している。

【００２６】よって、本形態における表面実装型インダ
クタでは、第１の実施の形態と同様に、コイル２の内側
に大きな空間１７が設けられており、係る空間１７内に
存在する空気によって、コイル２の内側の誘電損失は小
さくなる。さらに、本形態では、支持柱３０の内部に気
泡２１が設けられているので、支持柱３０の内部には空
気が内包された空間が形成されることになる。よって、
ボビン３１を形成する材料の量をさらに減少することが
でき、誘電損失の小さい空気の量を増加することができ
るので、コイル２の内側に存在する材料全体の誘電損失
を低くすることができる。よって、高周波数帯域で表面
実装型インダクタのＱ値を大きくすることができる。

【００２７】また、本形態では、棒状に形成された支持
柱３０の内部に気泡２１が設けられているので、係る支
持柱３０の強度に不安が残る。そこで、係る支持柱３０
をガラスで固めて形成することにより、強度を増加する
ようにしている。

【００２８】図４は、本発明に係る表面実装型インダク
タの第４の実施の形態を示している。本形態では、略直
方体のボビン３５を両端開口した中空の四角筒状に形成
している。形成材料は、上記した第１の実施の形態と同
様に、樹脂等から構成（内部に気泡なし）してもよい
し、第２，第３の実施の形態のように多数の気泡が存在
するポーラスな構造からなる絶縁体でもよい。係る構成
とすると、壁面が存在する分だけ、第１の実施の形態よ
りもさらに低下するが、内側の大部分には誘電材料が存
在しない大きな空間があるので、やはり従来のものに比
べると、効果は顕著となる。なお、その他の構成並びに
作用効果は、上記した各実施の形態と同様であるので、
その詳細な説明を省略する。

【００２９】

【発明の効果】以上のように、本発明に係る表面実装型
インダクタでは、コイルを支持するためのボビンの内部
に空気を存在させるための空間を形成しているので、コ
イルの内側に存在する材料全体の誘電損失が小さくな
り、コイルの共振周波数を高くすることができ、高周波
数帯域で表面実装型インダクタのＱ値を大きくすること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る表面実装型インダクタの第１の実
施の形態の構造を示す図である。

【図２】本発明に係る表面実装型インダクタの第２の実
施の形態の構造を示す図である。

【図３】本発明に係る表面実装型インダクタの第３の実
施の形態の構造を示す図である。

【図４】本発明に係る表面実装型インダクタの第４の実
施の形態の構造を示す図である。

【図５】従来の表面実装型インダクタの構造を示す図で
ある。

【符号の説明】

２ コイル １０，３０ 支持柱 １１，２０，３１，３５ ボビン １７ 空間 ２１ 気泡

フロントページの続き (72)発明者 野寄 佳成 東京都港区新橋５丁目36番11号 富士電気 化学株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外形状が略直方体に形成されたボビン
   （１１，２０，３１，４０）の表面にコイル（２）が巻
   かれ、コイルの中心軸に対して垂直となるボビンの両端
   部にそれぞれ電極を設けることにより形成された表面実
   装型インダクタであって、 前記ボビンは、前記コイルが巻かれている領域の少なく
   とも内側に、空間（１７，２１）が設けられていること
   を特徴とする表面実装型インダクタ。
2. 【請求項２】 前記ボビン（１１，３１）を、支持柱
   （１０，３０）によって構成された外枠のみから構成す
   ることにより、コイルの内側に空間（１７）を設けたこ
   とを特徴とする請求項１に記載の表面実装型インダク
   タ。
3. 【請求項３】 前記ボビン（２０）の形成材料の内部に
   気泡（２１）を設けることにより、前記コイルの内側に
   空間を設けたことを特徴とする請求項１または２のいず
   れかに記載の表面実装型インダクタ。
4. 【請求項４】 前記電極は、導電性の蓋（１５）を装着
   することにより形成することを特徴とする請求項１〜３
   のいずれかに記載の表面実装型インダクタ。