JP4678563B2

JP4678563B2 - 積層型コモンモードチョークコイル

Info

Publication number: JP4678563B2
Application number: JP2000154279A
Authority: JP
Inventors: 恭男谷; 共三小川; 博和荒木; 俊一西山; 俊彦田中
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 1999-05-25
Filing date: 2000-05-25
Publication date: 2011-04-27
Anticipated expiration: 2020-05-25
Also published as: JP2001044033A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種電子機器のノイズ対策に用いられるコモンモードチョークコイルに関し、その積層構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、積層型コモンモードチョークコイルとしては、実公平７−４５９３２号公報に開示されているものがある。この従来例では、始端と終端とを有するほぼ１ターンの環状の導体パターンが形成されて第１コイルを構成する概略四角形状の第１コイル用磁性体シートと、同様な第２コイル用磁性体シートとを交互に積層した構造の積層型コイルが記載されている。
【０００３】
従来例によれば、２つのコイルに互いに打ち消し合う磁束を発生させて、コモンモードチョークコイルとして作用させて有効となることが記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このコモンモードチョークコイルでは、種々の用途があるが、近年、インピーダンスの高いコモンモードチョークコイルが要求されている。この高インピーダンスのコモンモードチョークコイルを上記した従来構造で製造すると、積層数を多くする必要がある。ところが、積層数を多くすると、製造コストが上昇するとともに、印刷ずれ、積層ずれ等の工程不良の機会が増加し、品質が低下する危険性があり、更に製品寸法が厚くなるという問題点が生じる。
【０００５】
また、小型化が進み、スペース的な余裕がなくなってきている。また、積層ずれによる接続不良が起こる危険性が高くなっている。
【０００６】
本発明は、上記のことを鑑みて、積層数を増加させることなく、高インピーダンスのコイルを作製でき、低背化が可能な積層型コモンモードチョークコイルを提供すること、また積層ずれによる接続不良を抑制することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライトグリーンシート上に１ターン以上のスパイラル状の導体パターンを形成し、このＮｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライトグリーンシートを複数積層し、スルーホールを介して接続して第１のコイルを形成し、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライトグリーンシート上に１ターン以上のスパイラル状の導体パターンを形成し、このＮｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライトグリーンシートを複数積層し、スルーホールを介して接続して第２のコイルを形成し、前記第１のコイル用のＮｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライトグリーンシートと第２のコイル用のＮｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライトグリーンシートとを交互に積層し、一体焼成した積層型コモンモードチョークコイルであって、前記スパイラル状の導体パターンを接続する前記スルーホールの中心位置が、前記スルーホール直前の前記スパイラル状の導体パターンの中心線の連続線上から内側或いは外側にずれて形成されていることを特徴とする積層型コモンモードチョークコイルである。
【０００８】
また本発明は、前記スルーホールの位置が、積層体を積層方向の上部から見たとき、ほぼ上下２等分する長手方向の一直線上に並んでいることを特徴とする積層型コモンモードチョークコイルである。また本発明は、前記導体パターンがＡｇを主体とする導電ペーストをスクリーン印刷にて形成された積層型コモンモードチョークコイルである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明は、絶縁層に１ターン以上のスパイラル状の導体パターンを用いたので、多ターンのコイルを積層数を多くすることなく構成できる。好ましくは、１ターン以上で０．５ターン毎の値（１、１．５、２．０、２．５、３）とすることが好ましい。また好ましくは、２ターンである。
【００１０】
また本発明は、コモンモードチョークコイルとして、優れた特性を得るために、第１のコイルと第２のコイルとのインピーダンスのバランスを良くしている。これは、各コイルのライン長、磁路長、磁路断面積を均等とすることにより得られ、これにより結合係数も良好で、差動モード信号のノイズ対策部品としたとき、信号のタイミングのずれを極力抑えることができ、スキューの発生を防止でき、ノイズ除去特性に優れた積層型コモンモードチョークコイルを得ることができる。
【００１１】
本発明において、スパイラル状の導体パターンを接続するスルーホール電極の中心位置が、前記スパイラル状の導体パターンの連続線上から内側或いは外側にずれて形成されている。この内側のスルーホールにおいては、スルーホールの中心がスルーホール手前の導体パターンの中心線よりも内側に設定すものであり、好ましくは、導体パターンの幅よりもさらに内側に設定するものであり、更に好ましくは、スルーホールの穴を導体パターンの幅の延長上よりも内側に設定するものである。このとき、導体パターンの幅は、コイル全体を設計する導体幅である。また外側のスルーホールにおいては、スルーホールの中心がスルーホール手前の導体パターンの中心線よりも外側に設定するものであり、好ましくは、導体パターンの幅よりもさらに外側に設定するものであり、更に好ましくは、スルーホールの穴を導体パターンの幅の延長上よりも外側に設定するものである。このとき、導体パターンの幅は、コイル全体を設計する導体幅である。
【００１２】
【実施例】
（実施例１）
本発明に係る一実施例の内部パターン構成図を図１に示す。また、この実施例の斜視図を図２に示す。この実施例は、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライト材料を用い、これを溶剤等と混練してペースト状とし、これをドクターブレードにてシート成形し、グリーンシートを構成している。そのグリーンシートにＡｇを主体とする導電ペーストをスクリーン印刷にて形成し、適宜積層し、一体焼成して積層型コモンモードチョークコイルが構成される。通常、複数個同時に印刷し、積層され、分割して、焼成される。尚、外部端子として、電極を印刷形成し、焼き付けした後、ニッケル、半田メッキ等が施される。
【００１３】
この実施例の積層構造について説明する。この実施例では、２ターンの場合を取り上げたが、１ターン以上の他のターン数の場合も同様である。下層のグリーンシート１１には、約２ターンの導体パターン３１が形成されている。この導体パターン３１の一端は側面に臨み、外部端子５２に接続される。また、導体パターン３１の他端はスルーホール用のランドとなっている。その上に積層されるグリーンシート２１には、約２ターンの導体パターン４１と独立したスルーホール１が形成されている。この導体パターン４１の一端は側面に臨み、外部端子５１に接続される。また、導体パターン４１の他端はスルーホール用のランドとなっている。また、独立したスルーホール１は、導体パターン３１のスルーホール用のランドと接続される。
【００１４】
その上に積層されるグリーンシート１２には、２ターンの導体パターン３２と独立したスルーホール６が形成されている。導体パターン３２は、一端がスルーホールとなり、下層２１のスルーホール１と接続され、他端はスルーホール用のランドとなっている。また、独立したスルーホール６は、導体パターン４１のスルーホール用のランドと接続される。
【００１５】
その上に積層されるグリーンシート２２には、２ターンの導体パターン４２と独立したスルーホール２が形成されている。導体パターン４２は、一端がスルーホールとなり、下層１２のスルーホール６と接続され、他端はスルーホール用のランドとなっている。また、独立したスルーホール２は、導体パターン３２のスルーホール用のランドと接続される。
【００１６】
その上に積層されるグリーンシート１３には、２ターンの導体パターン３３と独立したスルーホール７が形成されている。導体パターン３３は、一端がスルーホールとなり、下層２２のスルーホール２と接続され、他端はスルーホール用のランドとなっている。また、独立したスルーホール７は、導体パターン４２のスルーホール用のランドと接続される。
【００１７】
同様にして、グリーンシート２３、１４、２４を積層し、そのグリーンシート２４上に保護用のグリーンシートを積層して、積層体が構成される。そして、導体パターン３１、３２、３３、３４がスルホール１、２、３で接続され、外部端子５２と５４の間で約８ターンのコイルを形成している。また、導体パターン４１、４２、４３、４４がスルホール６、７、８で接続され、外部端子５１と５３の間で約８ターンのコイルを形成している。
【００１８】
外部端子と接続される導電パターンが形成されたグリーンシート１１、２１、１４、２４を除いたグリーンシート１２、２２、１３、２３では、ほぼ２ターンの導体パターンとなっている。これらの構造は、例えば図３に示すグリーンシート１２のように、独立したスルーホール６、導体パターン３２の一端のスルーホール３２ａ及び導体パターン３２の他端のスルーホール用のランド３２ｂが、一直線上に並ぶように配置することにより、２ターン構造としている。また、この直線は、図中グリーンシートを上下にほぼ２等分する線上にある。この構造により、１次と２次コイルのインピーダンスのバランスのとれ、かつ高インピーダンスを有する積層型コモンモードチョークコイルを得ることができる。
【００１９】
このスルーホールの位置関係を図４に示す。内側のスルーホールについて説明する。導体パターン４４の内側端にスルーホール６１が形成されている。このスルーホール６１は、下側の絶縁層１４のスルーホール８と導通する。このスルーホールの中心７１は、スルーホール６１手前の導体パターン４４の中心線７３よりも内側に形成され、又スルーホール６１手前の導体パターン４４の幅７２よりも内側に形成されている。次に、外側のスルーホールについて説明する。導体パターン４３の外側端にスルーホール６２が形成されている。このスルーホール６２は、下側の絶縁層１３のスルーホール７と導通する。このスルーホールの中心７４は、スルーホール６２手前の導体パターン４３の中心線７６よりも外側に形成され、又スルーホール６２手前の導体パターン４３の幅７５よりも外側に形成されている。
【００２０】
このスルーホールの位置を導体パターンの巻回の内側又は外側に設定することにより、次のような効果を有する。まず、導体パターンの中心線上にスルーホールの中心がくるように設定した場合、スルーホールの周囲には、ラウンド電極が形成され、導体パターン幅が十分に大きい場合は、問題無いが、小型に構成する場合、導体パターン幅は狭くなり、スルーホールラウンド電極との大きさのギャップを生じる。この場合、導体パターン間隔ａを広く設定しなければならない。この導体パターン間隔ａを広くすると、巻径が小さくなり、大きなインダクタンスを得ることが困難となる。また、小型化にも不利である。しかし、本発明によれば、コイル用の導体パターン部分は間隔を自由に設計でき、大きなインダクタンスを得ること、又小型化が可能である。
【００２１】
次に、本発明は、絶縁層を積層して構成するため、多少の積層ずれは起こり得る。このため、積層ずれに対する上下間の導通の確実性を向上させるために、スルーホールラウンド電極を大きく設計することが考えられる。本発明によれば、スルーホールを導体パターンの巻回の内側又は外側に設定することにより、スルーホールラウンド電極を大きくできる。また、横長に大きくすることができる。これにより、本発明によれば、積層ずれに対する上下間の導通の確実性を向上させることができる。
【００２２】
（実施例２）
本発明に係る他の実施例による積層型コモンモードチョークコイルのスルーホールの位置関係を図５に示す。内側のスルーホールについて説明する。絶縁層８１に形成された導体パターン８２の内側端にスルーホール８３が形成されている。このスルーホール８３は、下側の絶縁層のスルーホールと導通する。このスルーホール８３の中心９３は、スルーホール８３手前の導体パターン８２の中心線９１よりも内側に形成され、又スルーホール８３手前の導体パターン８２の幅９２よりも内側に形成されている。更に、導体パターン８２の幅９２よりも内側に、スルーホール穴が形成されている。その次に、外側のスルーホールについて説明する。絶縁層８４に形成された導体パターン８５の外側端にスルーホール８６が形成されている。このスルーホール８６は、下側の絶縁層のスルーホールと導通する。このスルーホール８６の中心９６は、スルーホール８６手前の導体パターン８５の中心線９４よりも外側に形成され、又スルーホール８６手前の導体パターン８５の幅９５よりも外側に形成されている。更に、導体パターン８５の幅９５よりも外側に、スルーホール穴が形成されている。この実施例においても、上記実施例と同様の効果を有する。
【００２８】
また、本発明においては、導体幅はコイル用のパターンの主たる部分で同じ幅で設計されているが、スルーホール手前のみ広く設計することも考えられる。この場合、本発明における導体幅は、コイル用のパターンの主たる部分の幅として考え、スルーホールとの位置関係の基準は、コイル用のパターンの主たる部分の幅とする。
【００２９】
本発明におけるスルーホールの位置関係は、本発明のように、一つの絶縁層に１ターン以上の導体パターンを形成する場合に有効である。
【００３０】
【発明の効果】
本発明によれば、積層数を増加させることなく、高インピーダンスのコイルを作製でき、低背化が可能であり、また１次と２次コイルのインピーダンスのバランスの良好な積層型コモンモードチョークコイルを得ることができ、また積層ずれによる接続不良を抑制し、また小型化に有利な構造を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る一実施例の内部構造図である。
【図２】本発明に係る一実施例の斜視図である。
【図３】本発明に係る一実施例のパターン図である。
【図４】本発明に係る一実施例のスルーホールの位置関係を示す拡大図である。
【図５】本発明に係る別の実施例のスルーホールの位置関係を示す拡大図である。
【符号の説明】
１、２、３、６、７、８独立したスルーホール
１１、１２、１３、１４、２１、２２、２３、２４グリーンシート
３１、３２、３３、３４、４１、４２、４３、４４コイル用導体パターン
５１、５２、５３、５４外部電極
６１、６２、８３、８６スルーホール
８１、８４絶縁層
８２、８５導体パターン
１０３ａ、１０３ｂ磁性体基板
１０６ａ、１０６ｂ，１０６ｃ，１０６ｄ，１０６ｅ，１０６ｆ，１０６ｇ，１０６ｈ，１０６ｉ絶縁層

Claims

Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライトグリーンシート上に１ターン以上のスパイラル状の導体パターンを形成し、このＮｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライトグリーンシートを複数積層し、スルーホールを介して接続して第１のコイルを形成し、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライトグリーンシート上に１ターン以上のスパイラル状の導体パターンを形成し、このＮｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライトグリーンシートを複数積層し、スルーホールを介して接続して第２のコイルを形成し、前記第１のコイル用のＮｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライトグリーンシートと第２のコイル用のＮｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライトグリーンシートとを交互に積層し、一体焼成した積層型コモンモードチョークコイルであって、前記スパイラル状の導体パターンを接続する前記スルーホールの中心位置が、前記スルーホール直前の前記スパイラル状の導体パターンの中心線の連続線上から内側或いは外側にずれて形成されていることを特徴とする積層型コモンモードチョークコイル。
前記スルーホールの位置が、積層体を積層方向の上部から見たとき、ほぼ上下に二等分する長手方向の一直線上に並んでいることを特徴とする請求項１記載の積層型コモンモードチョークコイル。
前記導体パターンはＡｇを主体とする導電ペーストをスクリーン印刷にて形成されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の積層型コモンモードチョークコイル。