JPWO2021053915A1

JPWO2021053915A1 - コイル部品および、これを含むフィルタ回路

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Publication number: JPWO2021053915A1
Application number: JP2020567184A
Authority: JP
Inventors: 淳東條
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2019-09-20
Filing date: 2020-06-22
Publication date: 2021-09-30
Anticipated expiration: 2040-06-22
Also published as: WO2021053915A1; JP7020569B2; US11264162B2; US20210151241A1; CN215342186U

Abstract

本開示は、コイル（Ｌ１）とコイル（Ｌ２）とを磁気結合させたコイル部品（１）であって、積層体（３）と、複数の第１配線パターン（１０）と、複数の第２配線パターン（２０）と、複数の第３配線パターン（３０）と、を備える。コイル（Ｌ１）は、複数の第１配線パターン（１０）から複数の第３配線パターン（３０）までを貫くビア導体（５２）およびビア導体（５３）で電気的に接続して複数の配線パターンを並列接続する部分を含む。コイル（Ｌ２）は、複数の第２配線パターン（２０）から複数の第３配線パターン（３０）までを貫くビア導体（５５）およびビア導体（５６）で電気的に接続して複数の配線パターンを並列接続する部分を含む。

Description

本開示は、コイル部品および、これを含むフィルタ回路に関する。

電子機器では、フィルタ回路を用いたノイズ対策がよく行われる。ノイズ対策に用いるフィルタ回路には、例えばＥＭＩ（Electro-Magnetic Interference）除去フィルタなどがあり、導体を流れる電流のうち必要な成分を通して不要な成分を除去する。また、フィルタ回路は、キャパシタンス素子であるコンデンサを用いるため、当該コンデンサの寄生インダクタンスである等価直列インダクタンス（ESL：Equivalent Series Inductance）によりノイズ抑制効果が低下することが知られている。

コンデンサの等価直列インダクタンスＥＳＬを、二つのコイルを磁気結合することで生じる負のインダクタンスで打ち消し、フィルタ回路のノイズ抑制効果を広帯域化する技術が知られている（例えば、特許文献１）。

特開２００１−１６０７２８号公報

コンデンサの等価直列インダクタンスＥＳＬを打ち消すためには、二つのコイルの相互インダクタンスＭを適切に調整する必要がある。特許文献１に係るＬＣフィルタでは、磁性体中に二つのコイルを設けているので大きな相互インダクタンスＭを得ることができるが、打ち消したい等価直列インダクタンスＥＳＬに合わせて相互インダクタンスＭを適切に調整することが困難であった。

また、フィルタ回路を電源ラインに使用する場合、コイルに大きな直流電流を流す必要がある。コイルに大きな直流電流を流すことでコイルの配線で電流が集中する箇所が生じると、当該箇所で発熱する虞もあった。

そこで、本開示の目的は、コイルの配線で電流の集中を抑え、二つのコイルの相互インダクタンスを適切に調整することが可能なコイル部品、およびこれを含むフィルタ回路を提供することである。

本開示の一形態に係るコイル部品は、第１コイルと第２コイルとを磁気結合させたコイル部品であって、複数の積層されたセラミック層からなり、互いに対向する１対の主面と主面間を結ぶ側面とを有する、セラミック素体と、セラミック素体の内部に積み重ねられ、第１コイルの一部を構成する複数の第１配線パターンと、第１配線パターンの上層に積み重ねられ、第２コイルの一部を構成する複数の第２配線パターンと、第１配線パターンと第２配線パターンとの間に積み重ねられ、第１コイルの一部を構成する部分と第２コイルの一部を構成する部分とを含む複数の第３配線パターンと、を備え、第１コイルは、複数の第１配線パターンの間を第１ビア導体で電気的に接続して複数の配線パターンを並列接続する部分と、複数の第１配線パターンから複数の第３配線パターンまでを貫く第２ビア導体および第３ビア導体で電気的に接続して複数の配線パターンを並列接続する部分と、含み、第２コイルは、複数の第２配線パターンの間を第４ビア導体で電気的に接続して複数の配線パターンを並列接続する部分と、複数の第２配線パターンから複数の第３配線パターンまでを貫く第５ビア導体および第６ビア導体で電気的に接続して複数の配線パターンを並列接続する部分と、を含み、セラミック素体は、第１配線パターンと電気的に接続する第１電極と、第２配線パターンと電気的に接続する第２電極と、複数の配線パターンの間を第７ビア導体で電気的に接続した第３配線パターンと電気的に接続する第３電極と、を含む。

本開示の一形態に係るフィルタ回路は、上記のコイル部品と、コイル部品の第３電極に接続するコンデンサとを備える。

本開示の一形態によれば、コイル部品に、複数の第１配線パターンから複数の第３配線パターンまでを貫く第２ビア導体および第３ビア導体、および複数の第２配線パターンから複数の第３配線パターンまでを貫く第５ビア導体および第６ビア導体を含むので、コイルの配線で電流の集中を抑え、二つのコイルの相互インダクタンスを適切に調整することでき、複数個所でインダクタンスの並列接続を形成してコイルの発熱を抑制する。

本実施の形態に係るコイル部品の斜視図である。本実施の形態に係るコイル部品の配線パターンの構造を説明するための斜視図である。本実施の形態に係るコイル部品の構成を示す分解平面図である。本実施の形態に係るコイル部品を含むフィルタ回路の回路図である。本実施の形態に係るコイル部品の等価回路図である。本実施の形態に係るコイル部品１に大きな直流電流を流した場合の電流集中をシミュレーションした結果を模式的に示した図である。比較対象のコイル部品に大きな直流電流を流した場合の電流集中をシミュレーションした結果を模式的に示した図である。相互インダクタンスＭとコイルＬ１のインダクタンスとコイルＬ２のインダクタンスとの組み合わせを説明するための図である。

以下に、本実施の形態に係るコイル部品およびこれを含むフィルタ回路について説明する。

まず、本実施の形態に係るコイル部品について図面を参照しながら説明する。図１は、本実施の形態に係るコイル部品の斜視図である。図２は、本実施の形態に係るコイル部品の配線パターンの構造を説明するための斜視図である。図３は、本実施の形態に係るコイル部品の構成を示す分解平面図である。図４は、本実施の形態に係るコイル部品を含むフィルタ回路の回路図である。ここで、図１および図２では、コイル部品１の短辺方向をＸ方向、長辺方向をＹ方向、高さ方向をＺ方向としている。また、基板の積層方向はＺ方向で、矢印の向きが上層方向を示している。

フィルタ回路１００は、例えば、ＥＭＩ除去フィルタであり、３次のＴ型ＬＣフィルタ回路である。このフィルタ回路１００にコイル部品１が用いられている。なお、以下の実施の形態では、フィルタ回路１００の構成として３次のＴ型ＬＣフィルタ回路を用いて説明するが、５次のＴ型ＬＣフィルタ回路や、より高次のＴ型ＬＣフィルタ回路に対しても同様の構成のコイル部品を適用することができる。まず、フィルタ回路１００は、図４に示すように、コンデンサＣ１、電極４ａ，４ｂ，４ｃ、コイルＬ１（第１コイル）、およびコイルＬ２（第２コイル）を備えている。

コンデンサＣ１は、図４に示すように一方の端部を電極４ｃに接続し、他方の端部をＧＮＤ配線に接続している。なお、コンデンサＣ１は、BaTiO3(チタン酸バリウム)を主成分とした積層セラミックコンデンサだけでなく、他の材料を主成分とした積層セラミックコンデンサでも、積層セラミックコンデンサでない、例えばアルミ電解コンデンサなどの他の種類のコンデンサでもよい。コンデンサＣ１は、寄生インダクタンス（等価直列インダクタンス（ESL））としてインダクタＬ３を有しており、インダクタＬ３がキャパシタＣ１ａに直列に接続された回路構成と等価である。なお、コンデンサＣ１は、さらに寄生抵抗（等価直列抵抗（ESR））がインダクタＬ３およびキャパシタＣ１ａに直列に接続された回路構成と等価であるとしてもよい。

電極４ｃには、コンデンサＣ１の他にコイルＬ１およびコイルＬ２が接続されている。コイルＬ１とコイルＬ２とは磁気結合しており、負のインダクタンス成分を生じている。この負のインダクタンス成分を用いて、コンデンサＣ１の寄生インダクタンス（インダクタＬ３）を打ち消すことができ、コンデンサＣ１のインダクタンス成分を見かけ上小さくすることができる。コンデンサＣ１、コイルＬ１およびコイルＬ２で構成されるフィルタ回路１００は、コイルＬ１とコイルＬ２との相互インダクタンスによる負のインダクタンス成分で、コンデンサＣ１の寄生インダクタンスを打ち消すことにより、高周波帯のノイズ抑制効果を向上させることができる。

コイル部品１は、図１〜図３に示すようにコイルの配線を形成した基板（セラミックグリーンシート）が複数枚積層されたセラミック層の積層体３（セラミック素体）で構成されている。積層体３は、互いに対向する１対の主面と主面間を結ぶ側面とを有している。積層体３の主面に対して平行に、複数の第１配線パターン１０と、複数の第３配線パターン３０と、複数の第２配線パターン２０とが下から順に積み重ねられ、コイルＬ１およびコイルＬ２を形成している。そのため、コイルＬ１とコイルＬ２との磁気結合の変動を、第１配線パターン１０〜第３配線パターン３０の積みズレの精度で制御することができる。

積層体３の側面は、長辺側の第１の側面（電極４ａ（第１電極）を形成した側面）および第２の側面（電極４ｂ（第２電極）を形成した側面）と、短辺側の第３の側面（電極４ｃ（第３電極）を形成した側面）および第４の側面（電極４ｄを形成した側面）と有している。

コイル部品１は、図２に示すように、コイルＬ１，Ｌ２を構成する配線パターン１０ａ〜１０ｃ（第１配線パターン１０）、配線パターン２０ａ〜２０ｃ（第２配線パターン２０）および配線パターン３０ａ〜３０ｃ（第３配線パターン３０）が積層体３の内部に配置されている。配線パターン３０ａ〜３０ｃは、一部がコイルＬ１を構成し、残りがコイルＬ２を構成している、つまり、配線パターン３０ａ〜３０ｃは、コイルＬ１，Ｌ２を構成する共通部分である。第３配線パターン３０のように、コイルＬ１，Ｌ２の共通部分を持つことで、コイルＬ１とコイルＬ２との磁気結合の変動を低減することができる。コイルＬ１，Ｌ２のコイル形状は、電極４ｃに対しほぼ線対称の形状である。

下層に積層されている第１配線パターン１０のうち、最下層の配線パターン１０ｃの端部１１が電極４ａと電気的に接続される。他の配線パターン１０ａ，１０ｂは、配線パターン１０ｃとビア導体５１（第１ビア導体）を介して電気的に接続されている。なお、ビア導体５１は、１つのビア導体で形成しても、複数のビア導体で形成してもよい。複数の第１配線パターン１０のうち、少なくとも１つの第１配線パターン（例えば、配線パターン１０ｃ）が電極４ａと電気的に接続していればよい。複数の第１配線パターン１０のすべてが電極４ａと電気的に接続すれば、ビア導体５１を設けて複数の第１配線パターン１０の間を電気的に接続する必要はない。ただし、複数の第１配線パターン１０のすべてを電極４ａと電気的に接続させると製造する際に割れが生じやすくなる。つまり、複数の第１配線パターン１０のすべてに電極４ａと電気的に接続するための端部１１を設けると、複数の第１配線パターン１０を積み重ねて押し固める際に割れが生じやすくなる。もちろん、製造する際に割れが生じにくいのであれば、複数の第１配線パターン１０のすべてを電極４ａと電気的に接続させてビア導体５１自体を設けない構成であってもよい。

電極４ａと電気的に接続する第１配線パターン１０の数は、複数の第１配線パターン１０の数より少なくすることが、製造する際の割れを考慮すると望ましく、特に、複数の第１配線パターン１０のうち１つの第１配線パターン（例えば、配線パターン１０ｃ）で電極４ａと電気的に接続する構成が望ましい。複数の第１配線パターン１０を電極４ａに接続する場合、電極４ａと電気的に接続する一の第１配線パターン１０と他の第１配線パターン１０との間には、電極４ａと電気的に接続しない第１配線パターン１０の層を少なくとも１層含む構成でもよい。具体的に、複数の第１配線パターン１０が、図２に示すように配線パターン１０ａ〜１０ｃを含む場合、配線パターン１０ａ，１０ｂに電極４ａと電気的に接続するための端部１１を設け、配線パターン１０ｂに電極４ａと電気的に接続するための端部１１を設けない。

中層に積層されている第３配線パターン３０のうち、最下層の配線パターン３０ｃの端部３１が電極４ｃと電気的に接続される。他の配線パターン３０ａ，３０ｂは、配線パターン３０ｃとビア導体５７（第７ビア導体）を介して電気的に接続されている。なお、ビア導体５７は、１つのビア導体で形成しても、複数のビア導体で形成してもよい。複数の第３配線パターン３０のうち、少なくとも１つの第３配線パターン（例えば、配線パターン３０ｃ）が電極４ｃと電気的に接続していればよい。複数の第３配線パターン３０のすべてが電極４ｃと電気的に接続すれば、ビア導体５７を設けて複数の第３配線パターン３０の間を電気的に接続する必要はない。つまり、中層に積層されている第３配線パターン３０のすべてに電極４ｃと電気的に接続するための端部３１を設けても、上層、下層の配線パターンのすべてに電極と電気的に接続するための端部を設ける場合に比べて製造する際に割れが生じにくいのであれば、ビア導体５７自体を設けない構成であってもよい。

そこで、電極４ｃと電気的に接続する第３配線パターン３０の数は、複数の第３配線パターン３０の数より少なくすることが、製造することを考慮すると望ましく、特に、複数の第３配線パターン３０のうち１つの第３配線パターン（例えば、配線パターン３０ｃ）で電極４ｃと電気的に接続する構成が望ましい。複数の第３配線パターン３０を電極４ｃに接続する場合、電極４ｃと電気的に接続する一の第３配線パターン３０と他の第３配線パターン３０との間には、電極４ｃと電気的に接続しない第３配線パターン３０の層を少なくとも１層含む構成でもよい。具体的に、複数の第３配線パターン３０が、図２に示すように配線パターン３０ａ〜３０ｃを含む場合、配線パターン３０ａ，３０ｂに電極４ｃと電気的に接続するための端部３１を設け、配線パターン３０ｂに電極４ｃと電気的に接続するための端部３１を設けない。

中層に積層されている第３配線パターン３０は、ビア導体５２，５３を介して下層の第１配線パターン１０と電気的に接続されている。なお、ビア導体５２，５３は、それぞれ１つのビア導体で形成しても、それぞれ複数のビア導体で形成してもよい。ビア導体５２，５３は、第１配線パターン１０の配線パターン１０ａ〜１０ｃ、および第３配線パターン３０の配線パターン３０ａ〜３０ｃのそれぞれと電気的に接続されている。また、ビア導体５２（第２ビア導体）を設ける第１配線パターン１０と、ビア導体５３（第３ビア導体）を設ける第１配線パターン１０とは、積層体３の異なる側面側にある。具体的に、ビア導体５２を設ける第１配線パターン１０は、図３に示すように長辺側の第１の側面側（図３では、ビア導体５２と接続する接続部５２ａ，５２ｂが図示してある）になり、ビア導体５３を設ける第１配線パターン１０の短辺側の第４の側面側（図３では、ビア導体５３と接続する接続部５３ａ，５３ｂが図示してある）と異なる。

つまり、ビア導体５２とビア導体５３とは、第１配線パターン１０の一つの角を跨いで形成されている。ビア導体５１とビア導体５２との間で、３つの配線パターン１０ａ〜１０ｃの一部が並列に接続され、３つのインダクタが並列接続した構成となる。また、ビア導体５２とビア導体５３との間でも、３つの配線パターン１０ａ〜１０ｃの一部が並列に接続され、３つのインダクタが並列接続した構成となる。さらに、ビア導体５２，５３は、第３配線パターン３０の配線パターン３０ａ〜３０ｃにも形成される。そのため、ビア導体５２とビア導体５３との間には、３つの配線パターン３０ａ〜３０ｃの一部が並列に接続され、３つのインダクタが並列接続した構成となり、配線パターン１０ａ〜１０ｃの部分と合わせて６つのインダクタが並列接続した構成となる。図５は、本実施の形態に係るコイル部品の等価回路図である。図５に示すように、コイルＬ１は、ビア導体５１とビア導体５２との間に並列接続の３つのインダクタ、ビア導体５２とビア導体５３との間に並列接続の６つのインダクタ、ビア導体５３とビア導体５７との間に並列接続の３つのインダクタで構成される。このような構成にすることでビア導体５２とビア導体５３との間、およびビア導体５５とビア導体５６との間を構成する配線が倍となって抵抗値が下がることで発熱が抑制される。

ビア導体５２とビア導体５３との間の形成される６つのインダクタは、ビア導体５２とビア導体５３との間の距離によりインダクタンスを調整することができる。特に、ビア導体５２を設ける位置とビア導体５３を設ける位置との距離は、積層体３の短辺側の第４の側面（一の側面）の長さの半分と長辺側の第１の側面（一の側面と直交する他の側面）の長さとの合計値より短い範囲で調整することができる。コイルＬ１を構成する並列接続の６つのインダクタのインダクタンスを調整することで、二つのコイルＬ１，Ｌ２の相互インダクタンスを適切に調整することできる。

上層に積層されている第２配線パターン２０のうち、最下層の配線パターン２０ｃの端部２１が電極４ｂと電気的に接続される。他の配線パターン２０ａ，２０ｂは、配線パターン２０ｃとビア導体５４（第４ビア導体）を介して電気的に接続されている。なお、ビア導体５４は、１つのビア導体で形成しても、複数のビア導体で形成してもよい。複数の第２配線パターン２０のうち、少なくとも１つの第２配線パターン（例えば、配線パターン２０ｃ）が電極４ｂと電気的に接続していればよい。複数の第２配線パターン２０のすべてが電極４ｂと電気的に接続すれば、ビア導体５４を設けて複数の第２配線パターン２０の間を電気的に接続する必要はない。ただし、複数の第２配線パターン２０のすべてを電極４ｂと電気的に接続させると製造する際に割れが生じやすくなる。つまり、複数の第２配線パターン２０のすべてに電極４ｂと電気的に接続するための端部２１を設けると、複数の第２配線パターン２０を積み重ねて押し固める際に割れが生じやすくなる。もちろん、製造する際に割れが生じにくいのであれば、複数の第２配線パターン２０のすべてを電極４ｂと電気的に接続させてビア導体５４自体を設けない構成であってもよい。

電極４ｂと電気的に接続する第２配線パターン２０の数は、複数の第２配線パターン２０の数より少なくすることが、製造する際の割れを考慮すると望ましく、特に、複数の第２配線パターン２０のうち１つの第２配線パターン（例えば、配線パターン２０ｃ）で電極４ｂと電気的に接続する構成が望ましい。複数の第２配線パターン２０を電極４ｂに接続する場合、電極４ｂと電気的に接続する一の第２配線パターン２０と他の第２配線パターン２０との間には、電極４ｂと電気的に接続しない第２配線パターン２０の層を少なくとも１層含む構成でもよい。具体的に、複数の第２配線パターン２０が、図２に示すように配線パターン２０ａ〜２０ｃを含む場合、配線パターン２０ａ，２０ｂに電極４ｂと電気的に接続するための端部２１を設け、配線パターン２０ｂに電極４ｂと電気的に接続するための端部２１を設けない。

上層に積層されている第２配線パターン２０は、ビア導体５５，５６を介して中層の第２配線パターン２０と電気的に接続されている。なお、ビア導体５５，５６は、それぞれ１つのビア導体で形成しても、それぞれ複数のビア導体で形成してもよい。ビア導体５５，５６は、第２配線パターン２０の配線パターン２０ａ〜２０ｃ、および第３配線パターン３０の配線パターン３０ａ〜３０ｃのそれぞれと電気的に接続されている。また、ビア導体５５（第５ビア導体）を設ける第２配線パターン２０と、ビア導体５６（第６ビア導体）を設ける第２配線パターン２０とは、積層体３の異なる側面側にある。具体的に、ビア導体５５を設ける第２配線パターン２０は、図３に示すように長辺側の第２の側面側（図３では、ビア導体５５と接続する接続部５５ａ，５５ｂが図示してある）になり、ビア導体５６を設ける第２配線パターン２０の短辺側の第４の側面側（図３では、ビア導体５６と接続する接続部５６ａ，５６ｂが図示してある）と異なる。

つまり、ビア導体５５とビア導体５６とは、第２配線パターン２０の一つの角を跨いで形成されている。ビア導体５４とビア導体５５との間で、３つの配線パターン２０ａ〜２０ｃの一部が並列に接続され、３つのインダクタが並列接続した構成となる。また、ビア導体５５とビア導体５６との間でも、３つの配線パターン２０ａ〜２０ｃの一部が並列に接続され、３つのインダクタが並列接続した構成となる。さらに、ビア導体５５，５６は、第３配線パターン３０の配線パターン３０ａ〜３０ｃにも形成される。そのため、ビア導体５５とビア導体５６との間には、３つの配線パターン３０ａ〜３０ｃの一部が並列に接続され、３つのインダクタが並列接続した構成となり、配線パターン２０ａ〜２０ｃの部分と合わせて６つのインダクタが並列接続した構成となる。図５に示すように、コイルＬ２は、ビア導体５４とビア導体５５との間に並列接続の３つのインダクタ、ビア導体５５とビア導体５６との間に並列接続の６つのインダクタ、ビア導体５６とビア導体５７との間に並列接続の３つのインダクタで構成される。

ビア導体５５とビア導体５６との間の形成される６つのインダクタは、ビア導体５５とビア導体５６との間の距離によりインダクタンスを調整することができる。特に、ビア導体５５を設ける位置とビア導体５６を設ける位置との距離は、積層体３の短辺側の第４の側面（一の側面）の長さの半分と長辺側の第２の側面（一の側面と直交する他の側面）の長さとの合計値より短い範囲で調整することができる。コイルＬ２を構成する並列接続の６つのインダクタのインダクタンスを調整することで、二つのコイルＬ１，Ｌ２の相互インダクタンスを適切に調整することできる。

第１配線パターン１０、第２配線パターン２０および第３配線パターン３０の各々は、図３に示すように、基板であるセラミックグリーンシート３ａ〜３ｆに、導電性ペースト（Ｎｉペースト）をスクリーン印刷法により印刷して配線パターンを形成する。セラミックグリーンシート３ａには、配線パターン２０ａ，２０ｂが形成されている。配線パターン２０ａ，２０ｂは、セラミックグリーンシート３ａの図中下側の長辺の真中から各辺に沿って図中左回りに１周するように形成され、始端と終端との間に隙間が形成されている。また、配線パターン２０ａ，２０ｂは、始端にビア導体５４と接続する接続部５４ａ、図中左側の短辺にビア導体５５と接続する接続部５５ａ、終端にビア導体５６と接続する接続部５６ａをそれぞれ設けている。

セラミックグリーンシート３ｂには、配線パターン２０ｃが形成されている。配線パターン２０ｃは、セラミックグリーンシート３ｂの図中下側の長辺の真中から各辺に沿って図中左回りに１周するように形成され、始端と終端との間に隙間が形成されている。さらに、配線パターン２０ｃは、始端に電極４ｂと接続するための端部２１を設けている。また、配線パターン２０ｃは、始端にビア導体５４と接続する接続部５４ｂ、図中左側の短辺にビア導体５５と接続する接続部５５ｂ、終端にビア導体５６と接続する接続部５６ｂをそれぞれ設けている。このセラミックグリーンシート３ａを２枚積層し、セラミックグリーンシート３ｂを１枚積層（計３層）することで、図１に示す第２配線パターン２０を構成している。

セラミックグリーンシート３ｃには、配線パターン３０ａ，３０ｂが形成されている。配線パターン３０ａ，３０ｂは、セラミックグリーンシート３ｃの図中左側の短辺の真中から各辺に沿って図中左回りに１周するように形成され、始端と終端との間に隙間が形成されている。また、配線パターン３０ａ，３０ｂは、始端にビア導体５６と接続する接続部５６ｃ、図中下側の長辺にビア導体５５と接続する接続部５５ｃ、図中右側の長辺にビア導体５７と接続する接続部５７ａ、図中上側の長辺にビア導体５２と接続する接続部５２ｄ、終端にビア導体５３と接続する接続部５３ｄをそれぞれ設けている。

セラミックグリーンシート３ｄには、配線パターン３０ｃが形成されている。配線パターン３０ｃは、セラミックグリーンシート３ｄの図中左側の短辺の真中から各辺に沿って図中左回りに１周するように形成され、始端と終端との間に隙間が形成されている。さらに、配線パターン３０ｃは、図中右側の短辺の真中に電極４ｃと接続するための端部３１を設けている。また、配線パターン３０ｃは、始端にビア導体５６と接続する接続部５６ｄ、図中下側の長辺にビア導体５５と接続する接続部５５ｄ、図中右側の長辺にビア導体５７と接続する接続部５７ｂ、図中上側の長辺にビア導体５２と接続する接続部５２ｃ、終端にビア導体５３と接続する接続部５３ｃをそれぞれ設けている。このセラミックグリーンシート３ｃを２枚積層し、セラミックグリーンシート３ｄを１枚積層（計３層）することで、図１に示す第３配線パターン３０を構成している。

セラミックグリーンシート３ｅには、配線パターン１０ａ，１０ｂが形成されている。配線パターン１０ａ，１０ｂは、セラミックグリーンシート３ｅの図中上側の長辺の真中から各辺に沿って図中右回りに１周するように形成され、始端と終端との間に隙間が形成されている。また、配線パターン１０ａ，１０ｂは、始端にビア導体５１と接続する接続部５１ｂ、図中左側の短辺にビア導体５３と接続する接続部５３ｂ、終端にビア導体５２と接続する接続部５２ｂをそれぞれ設けている。

セラミックグリーンシート３ｆには、配線パターン１０ｃが形成されている。配線パターン１０ｃは、セラミックグリーンシート３ｆの図中上側の長辺の真中から各辺に沿って図中右回りに１周するように形成され、始端と終端との間に隙間が形成されている。さらに、配線パターン１０ｃは、始端に電極４ａと接続するための端部１１を設けている。また、配線パターン１０ｃは、始端にビア導体５１と接続する接続部５１ａ、図中左側の短辺にビア導体５３と接続する接続部５３ａ、終端にビア導体５２と接続する接続部５２ａをそれぞれ設けている。このセラミックグリーンシート３ｅを２枚積層し、セラミックグリーンシート３ｆを１枚積層（計３層）することで、図１に示す第１配線パターン１０を構成している。

コイル部品１では、図３に示した複数のセラミックグリーンシート３ａ〜３ｆの各々を少なくとも１枚積層するとともに、その上下両面側に配線パターンが印刷されていないセラミックグリーンシート（ダミー層）を複数積層する。ダミー層を含め複数のセラミックグリーンシートを圧着することにより、未焼成の積層体３（セラミック素体）を形成する。形成した積層体３を焼成し、焼成した積層体３の外部に、配線パターンと導通するように銅電極を焼き付けて電極４ａ〜４ｄを形成する。

コイル部品１では、コイルＬ１，Ｌ２を構成する第１配線パターン１０、第２配線パターン２０および第３配線パターン３０の配線を形成したセラミックグリーンシートを複数積層している。そのため、コイル部品１では、第１配線パターン１０、第２配線パターン２０および第３配線パターン３０を多層構造にして形成したコイルＬ１とコイルＬ２との磁気結合の変動を低減することができる。

前述したようにコイル部品１は、金属部分の配線パターンとセラミック部分のセラミックグリーンシートとを複数積層し、加圧すること形成される。しかし、金属部分とセラミック部分とでは展延性が異なるため、加圧時に金属部分とセラミック部分との圧縮率の差で積層体３に割れが生じる恐れがある。前述したようにコイル部品１は、加圧した後に焼成が行われるので、焼成時の金属部分とセラミック部分との熱収縮率の差で積層体３に割れが生じる恐れがある。

そこで、本実施の形態に係るコイル部品１では、製造時に割れが生じ難くするために、第１配線パターン１０のうち電極４ａと接続するための端部１１を設ける配線パターンの数を減らす。同様に、コイル部品１では、第２配線パターン２０のうち電極４ｂと接続するための端部２１を設ける配線パターンの数を減らしても、第３配線パターン３０のうち電極４ｃと接続するための端部３１を設ける配線パターンの数を減らしてもよい。

本実施の形態に係るコイル部品１では、第１配線パターン１０と第３配線パターン３０とを接続するためにビア導体５２，５３を設け、第２配線パターン２０と第３配線パターン３０とを接続するためにビア導体５５，５６を設けている。コイル部品１では、複数の配線パターン間を複数のビア導体で電気的に接続することで、コイルＬ１，Ｌ２に大きな直流電流を流した場合でも、コイルＬ１，Ｌ２の配線で電流の集中を抑えることができる。図６は、本実施の形態に係るコイル部品１に大きな電流を流した場合の電流集中をシミュレーションした結果を模式的に示した図である。また、図７は、比較対象のコイル部品に大きな電流を流した場合の電流集中をシミュレーションした結果を模式的に示した図である。図６および図７では、ハッチングの濃淡で電流集中の程度を模式的に表しており、ハッチングの濃い部分が電流集中の程度が高いことを示している。このような構成にすることで、高周波帯での電流集中が抑制され、相互インダクタンスＭを安定して調整可能となる。

図７に示す比較対象のコイル部品では、第１配線パターン１０と第３配線パターン３０とを接続するためにビア導体５２のみ設け、第２配線パターン２０と第３配線パターン３０とを接続するためにビア導体５５のみ設けている。つまり、図６に示すコイル部品１からビア導体５３，５６を省いた構成である。そのため、比較対象のコイル部品では、複数の配線パターン間を１つビア導体で電気的に接続している。図６に示すシミュレーション結果では、特にビア導体５２，５３を設けた部分で、図７に示すシミュレーション結果に比べて電流集中の程度が低くなっていることが分かる。また、図６に示すシミュレーション結果では、ビア導体５５，５６を設けた部分でも、図７に示すシミュレーション結果に比べて電流集中の程度が高い部分が小さくなっていることが分かる。

図１に示すコイル部品１では、コイルＬ１とコイルＬ２とが同じインダクタンスとなる構成について説明した。しかし、コイル部品１は、コイルＬ１とコイルＬ２とが同じインダクタンスの場合に限定されない。コンデンサＣ１の寄生インダクタンスを打ち消すために必要な相互インダクタンスＭは、Ｍ＝ｋ（Ｌ１×Ｌ２）^−２で計算される。なお、ｋは、結合係数を表している。そのため、同じ相互インダクタンスＭの値であっても、コイルＬ１のインダクタンスとコイルＬ２のインダクタンスとの組み合わせは無限に存在する。

図８は、相互インダクタンスＭとコイルＬ１のインダクタンスとコイルＬ２のインダクタンスとの組み合わせを説明するための図である。図８では、相互インダクタンスＭをある値（例えば、１０ｎＨ）で固定した場合のコイルＬ１のインダクタンスとコイルＬ２のインダクタンスと合計（Ｌ１＋Ｌ２）と、コイルＬ１のインダクタンス（Ｌ１）との変化をグラフ化してある。図８に示すグラフから分かるように、コイルＬ１のインダクタンスとコイルＬ２のインダクタンスとが共に同じ１０ｎＨとなる場合、コイルＬ１のインダクタンスとコイルＬ２のインダクタンスと合計（Ｌ１＋Ｌ２）が最小値（２０ｎＨ）となる。

相互インダクタンスＭが同じ値であるなら、コイルＬ１のインダクタンスとコイルＬ２のインダクタンスと合計（Ｌ１＋Ｌ２）が小さい方が、コイル部品１のサイズを小型化でき、導体損失による特性劣化を減らすことができる。そのため、コイル部品１は、コイルＬ１とコイルＬ２とが同じインダクタンスとなる構成が望ましいが、コイルＬ１のインダクタンスとコイルＬ２のインダクタンスとの比率が４倍以下であれば、コイルＬ１のインダクタンスとコイルＬ２のインダクタンスと合計（Ｌ１＋Ｌ２）を最小値の±２５％以内に収めることができる。具体的に、コイルＬ１のインダクタンスを５ｎＨ、コイルＬ２のインダクタンスを２０ｎＨとした場合、両者の比率は４倍であるが、コイルＬ１のインダクタンスとコイルＬ２のインダクタンスと合計（Ｌ１＋Ｌ２）は、２５ｎＨとなり最小値（２０ｎＨ）の２５％増となる。

以上のように、本実施の形態に係るコイル部品１では、コイルＬ１とコイルＬ２とを磁気結合させたコイル部品であって、積層体３と、複数の第１配線パターン１０と、複数の第２配線パターン２０と、複数の第３配線パターン３０と、を備える。積層体３は、複数の積層されたセラミック層からなり、互いに対向する１対の主面と前記主面間を結ぶ側面とを有する。複数の第１配線パターン１０は、積層体３の内部に積み重ねられ、コイルＬ１の一部を構成する。複数の第２配線パターン２０は、第１配線パターン１０の上層に積み重ねられ、コイルＬ２の一部を構成する。複数の第３配線パターン３０は、第１配線パターン１０と第２配線パターン２０との間に積み重ねられ、コイルＬ１の一部を構成する部分とコイルＬ２の一部を構成する部分とを含む。コイルＬ１は、複数の第１配線パターン１０の間をビア導体５１で電気的に接続して複数の配線パターンを並列接続する部分と、複数の第１配線パターン１０から複数の第３配線パターン３０までを貫くビア導体５２およびビア導体５３で電気的に接続して複数の配線パターンを並列接続する部分と、を含む。コイルＬ２は、複数の第２配線パターン２０の間をビア導体５４で電気的に接続して複数の配線パターンを並列接続する部分と、複数の第２配線パターン２０から複数の第３配線パターン３０までを貫くビア導体５５およびビア導体５６で電気的に接続して複数の配線パターンを並列接続する部分と、を含む。積層体３は、第１配線パターン１０と電気的に接続する電極４ａと、第２配線パターン２０と電気的に接続する電極４ｂと、複数の配線パターンの間をビア導体５７で電気的に接続した第３配線パターン３０と電気的に接続する電極４ｃと、を含む。これにより、本実施の形態に係るコイル部品１は、ビア導体５２およびビア導体５３で複数の第１配線パターン１０と複数の第３配線パターン３０とを、ビア導体５５およびビア導体５６で複数の第２配線パターン２０と複数の第３配線パターン３０とをそれぞれ電気的に接続するので、コイルの配線で電流の集中を抑え、二つのコイルの相互インダクタンスを適切に調整することでき、複数個所でインダクタンスの並列接続を形成してコイルＬ１，Ｌ２の発熱を抑制する。

コイル部品１は、ビア導体５２を設ける第１配線パターン１０と、ビア導体５３を設ける第１配線パターン１０とは、積層体３の異なる側面側にあり、ビア導体５５を設ける第２配線パターン２０と、ビア導体５６を設ける第２配線パターン２０とは、積層体３の異なる側面側にあってもよい。これにより、コイル部品１は、第１配線パターン１０または第２配線パターン２０の角で電流の集中を抑えることができる。

コイル部品１は、ビア導体５２を設ける位置とビア導体５３を設ける位置との距離およびビア導体５５を設ける位置とビア導体５６を設ける位置との距離は、積層体３の一の側面の長さの半分と一の側面と直交する他の側面の長さとの合計値より短くてもよい。これにより、コイル部品１は、ビア導体５２を設ける位置とビア導体５３を設ける位置との距離、またはビア導体５５を設ける位置とビア導体５６を設ける位置との距離により、二つのコイルの相互インダクタンスを適切に調整することできる。

コイル部品１は、ビア導体５１〜ビア導体５７の少なくとも１つは、複数のビア導体を含んでもよい。つまり、ビア導体５１〜ビア導体５７のそれぞれは、１つのビア導体で形成しても、複数のビア導体で形成してもよい。

コイル部品１は、複数の第１配線パターン１０のうち少なくとも１つの第１配線パターン１０で電極４ａと電気的に接続し、複数の第２配線パターン２０のうち少なくとも１つの第２配線パターン２０で電極４ｂと電気的に接続し、複数の第３配線パターン３０のうち少なくとも１つの第３配線パターン３０で電極４ｃと電気的に接続してもよい。さらに、コイル部品１は、電極４ａと電気的に接続する第１配線パターン１０の数は、複数の第１配線パターン１０の数より少なく、電極４ｂと電気的に接続する第２配線パターン２０の数は、複数の第２配線パターン２０の数より少なく、電極４ｃと電気的に接続する第３配線パターン３０の数は、複数の第３配線パターン３０の数より少なくてもよい。これにより、コイル部品１は、製造時の割れを生じさせ難くすることができる。

さらに、コイル部品１は、電極４ａと電気的に接続する一の第１配線パターン１０と他の第１配線パターン１０との間には、電極４ａと電気的に接続しない第１配線パターン１０の層を少なくとも１層含み、４ｂ電極と電気的に接続する一の第２配線パターン２０と他の第２配線パターン２０との間には、電極４ｂと電気的に接続しない第２配線パターン２０の層を少なくとも１層含み、電極４ｃと電気的に接続する一の第３配線パターン３０と他の第３配線パターン３０との間には、電極４ｃと電気的に接続しない第３配線パターン３０の層を少なくとも１層含んでもよい。また、コイル部品１は、複数の第１配線パターン１０のうち１つの第１配線パターン１０で電極４ａと電気的に接続し、複数の第２配線パターン２０のうち１つの第２配線パターン２０で電極４ｂと電気的に接続し、複数の第３配線パターン３０のうち１つの第３配線パターン３０で電極４ｃと電気的に接続してもよい。

コイル部品１は、ビア導体５７に代えて、複数の第３配線パターン３０のすべてと電極４ｃとを電気的に接続してもよい。これにより、コイル部品１は、ビア導体５７を設ける必要がなく、構造を簡略化させることができる。また、コイル部品１は、ビア導体５１に代えて、複数の第１配線パターン１０のすべてと電極４ａとを電気的に接続してもよい。これにより、コイル部品１は、ビア導体５１を設ける必要がなく、構造を簡略化させることができる。さらに、コイル部品１は、ビア導体５４に代えて、複数の第２配線パターン２０のすべてと電極４ｂとを電気的に接続してもよい。これにより、コイル部品１は、ビア導体５４を設ける必要がなく、構造を簡略化させることができる。コイル部品１は、ビア導体５７に代えて、複数の第３配線パターン３０のすべてと電極４ｃとを電気的に接続する構成、ビア導体５１に代えて、複数の第１配線パターン１０のすべてと電極４ａとを電気的に接続する構成、ビア導体５４に代えて、複数の第２配線パターン２０のすべてと電極４ｂとを電気的に接続する構成のうち、すべての構成または一部の構成を組み合わせてもよい。

コイル部品１は、コイルＬ１のインダクタンスとコイルＬ２のインダクタンスとの比率は４倍以下であってもよい。これにより、コイル部品１は、サイズを小型化でき、導体損失による特性劣化を減らすことができる。

さらに、フィルタ回路１００は、上記のコイル部品１と、コイル部品１において磁気結合させた複数のコイルＬ１，Ｌ２の一端（電極４ｃ）に接続するコンデンサＣ１とを備える。これにより、フィルタ回路１００は、寄生インダクタンスを打ち消すように、コイル部品１に含まれる二つのコイルの相互インダクタンスを適切に調整することでき、複数個所でインダクタンスの並列接続を形成してコイルＬ１，Ｌ２の発熱を抑制する。

（変形例）
これまで説明したコイル部品１では、第１配線パターン、第２配線パターンおよび第３配線パターンの各々は、３つの配線パターンを積層して構成されていると説明したが、２つ以上の配線パターンを積層させた構成であればよい。

また、これまで説明したコイル部品１では、ビア導体５３およびビア導体５６が複数の第３配線パターン３０のすべての配線パターンと電気的に接続すると説明したが、すべての配線パターンと電気的に接続していなくてもよい。つまり、ビア導体５３およびビア導体５６は、複数の第３配線パターン３０のうち少なくとも１つの配線パターンと接続していればよい。コイル部品１は、ビア導体５３およびビア導体５６が電気的に接続する配線パターンの数によっても、二つのコイルの相互インダクタンスを適切に調整することできる。

また、これまで説明したコイル部品１では、複数枚積層されたセラミック層の積層体３（セラミック素体）で構成されていると説明したが、誘電体の多層構造であればよい。

また、これまで説明したコイル部品１では、第１配線パターン、第２配線パターンおよび第３配線パターンの各々の配線パターンの厚みが同じであることを前提に説明したが、各々の配線パターンで厚みが異なってもよい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１コイル部品、４ａ，４ｂ，４ｃ電極、１０，２０，３０配線パターン、５１〜５７ビア導体、１００フィルタ回路、Ｃ１コンデンサ。

Claims

第１コイルと第２コイルとを磁気結合させたコイル部品であって、
複数の積層されたセラミック層からなり、互いに対向する１対の主面と前記主面間を結ぶ側面とを有する、セラミック素体と、
前記セラミック素体の内部に積み重ねられ、前記第１コイルの一部を構成する複数の第１配線パターンと、
前記第１配線パターンの上層に積み重ねられ、前記第２コイルの一部を構成する複数の第２配線パターンと、
前記第１配線パターンと前記第２配線パターンとの間に積み重ねられ、前記第１コイルの一部を構成する部分と前記第２コイルの一部を構成する部分とを含む複数の第３配線パターンと、を備え、
前記第１コイルは、
複数の前記第１配線パターンの間を第１ビア導体で電気的に接続して複数の配線パターンを並列接続する部分と、
複数の前記第１配線パターンから複数の前記第３配線パターンまでを貫く第２ビア導体および第３ビア導体で電気的に接続して複数の配線パターンを並列接続する部分と、を含み、
前記第２コイルは、
複数の前記第２配線パターンの間を第４ビア導体で電気的に接続して複数の配線パターンを並列接続する部分と、
複数の前記第２配線パターンから複数の前記第３配線パターンまでを貫く第５ビア導体および第６ビア導体で電気的に接続して複数の配線パターンを並列接続する部分と、を含み、
前記セラミック素体は、
前記第１配線パターンと電気的に接続する第１電極と、
前記第２配線パターンと電気的に接続する第２電極と、
複数の配線パターンの間を第７ビア導体で電気的に接続した前記第３配線パターンと電気的に接続する第３電極と、を含む、コイル部品。
前記第２ビア導体を設ける前記第１配線パターンと、前記第３ビア導体を設ける前記第１配線パターンとは、前記セラミック素体の異なる側面側にあり、
前記第５ビア導体を設ける前記第２配線パターンと、前記第６ビア導体を設ける前記第２配線パターンとは、前記セラミック素体の異なる側面側にある、請求項１に記載のコイル部品。
前記第２ビア導体を設ける位置と前記第３ビア導体を設ける位置との距離および前記第５ビア導体を設ける位置と前記第６ビア導体を設ける位置との距離は、前記セラミック素体の一の側面の長さの半分と前記一の側面と直交する他の側面の長さとの合計値より短い、請求項２に記載のコイル部品。
前記第１ビア導体〜前記第７ビア導体の少なくとも１つは、複数のビア導体を含む、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のコイル部品。
複数の前記第１配線パターンのうち少なくとも１つの前記第１配線パターンで前記第１電極と電気的に接続し、
複数の前記第２配線パターンのうち少なくとも１つの前記第２配線パターンで前記第２電極と電気的に接続し、
複数の前記第３配線パターンのうち少なくとも１つの前記第３配線パターンで前記第３電極と電気的に接続する、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のコイル部品。
前記第１電極と電気的に接続する前記第１配線パターンの数は、複数の前記第１配線パターンの数より少なく、
前記第２電極と電気的に接続する前記第２配線パターンの数は、複数の前記第２配線パターンの数より少なく、
前記第３電極と電気的に接続する前記第３配線パターンの数は、複数の前記第３配線パターンの数より少ない、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のコイル部品。
前記第１電極と電気的に接続する一の前記第１配線パターンと他の前記第１配線パターンとの間には、前記第１電極と電気的に接続しない前記第１配線パターンの層を少なくとも１層含み、
前記第２電極と電気的に接続する一の前記第２配線パターンと他の前記第２配線パターンとの間には、前記第２電極と電気的に接続しない前記第２配線パターンの層を少なくとも１層含み、
前記第３電極と電気的に接続する一の前記第３配線パターンと他の前記第３配線パターンとの間には、前記第３電極と電気的に接続しない前記第３配線パターンの層を少なくとも１層含む、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のコイル部品。
複数の前記第１配線パターンのうち１つの前記第１配線パターンで前記第１電極と電気的に接続し、
複数の前記第２配線パターンのうち１つの前記第２配線パターンで前記第２電極と電気的に接続し、
複数の前記第３配線パターンのうち１つの前記第３配線パターンで前記第３電極と電気的に接続する、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のコイル部品。
前記第７ビア導体に代えて、複数の前記第３配線パターンのすべてと前記第３電極とを電気的に接続する、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のコイル部品。
前記第１ビア導体に代えて、複数の前記第１配線パターンのすべてと前記第１電極とを電気的に接続する、請求項１〜請求項４、請求項９のいずれか１項に記載のコイル部品。
前記第４ビア導体に代えて、複数の前記第２配線パターンのすべてと前記第２電極とを電気的に接続する、請求項１〜請求項４、請求項９〜請求項１０のいずれか１項に記載のコイル部品。
前記第１コイルのインダクタンスと前記第２コイルのインダクタンスとの比率は４倍以下である、請求項１〜請求項１１のいずれか１項に記載のコイル部品。
請求項１〜請求項１２のいずれか１項に記載の前記コイル部品と、
前記コイル部品の前記第３電極に接続するコンデンサと、を備える、フィルタ回路。