(57)【要約】【課題】  導体パターンをパターンニング形成するための領域を大きく確保でき、インダクタンスを大値に向上できると共に、浮遊容量を低減することができる積層コモンモードチョークコイルおよびその製造方法を提供すること【解決手段】  まず印刷積層工程（ａ）により中間層を形成し、次にシート成形工程（ｂ）により上層，下層を形成し、所定の断面構造（ｃ）に製造する。導体パターン４は渦巻き形状を該当層に所定に形成し、非磁性体５の膜層の所定位置にビアホール６を設けて導体パターン４を接続させてコイルＡ，Ｂを形成し、２つのコイルは電気的に相補動作する配置にして非磁性体５の膜層に埋め込み状態に内蔵する。当該積層において各層の中央部を磁性体７から形成して芯コア１とし、上層，下層を磁性体７から形成して外コア２にする。コア３は柱状の芯コア１の両端を板状の外コア２で挟む形態の開磁路に構成する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性体からなり柱状の芯コアの両端を板状の外コアで挟む形態のコアと、前記芯コアを周回する導体パターンによるコイルとを有し、前記コイルは２つを電気的に相補動作する配置にして非磁性体膜層に埋め込み状態に内蔵する積層コモンモードチョークコイルであって、
前記導体パターンは渦巻き形状を該当層に形成し、前記非磁性体膜層の所定位置にビアホールを設けて前記導体パターンを接続することにより前記コイルが形成され、
当該積層において各層の中央部を前記磁性体から形成して前記芯コアとし、
さらに積層の上下外側の膜層を前記磁性体から形成して前記外コアとし、
前記コイルの外周囲側には磁性体を配置せず、前記コアは開磁路を構成するようにしたことを特徴とする積層コモンモードチョークコイル。
【請求項２】
磁性体からなり柱状の芯コアの両端を板状の外コアで挟む形態のコアと前記芯コアを周回する導体パターンによるコイルとを有し、前記コイルは２つを電気的に相補動作する配置にして非磁性体膜層に埋め込み状態に内蔵する積層コモンモードチョークコイルであって、
前記導体パターンは渦巻き形状を該当層に所定に形成し、前記非磁性体膜層の所定位置にビアホールを設けて前記導体パターンを接続することにより前記コイルが形成され、
当該積層において各層の中央部を前記磁性体から形成して前記芯コアとし、
さらに積層の上下外側の膜層を前記磁性体から形成して前記外コアとし、
前記芯コアは柱状の一部を前記非磁性体と置き換えて磁気回路について所定長さのギャップを設け、
前記コイルの外周囲側には磁性体を配置せず、前記コアは開磁路を構成するようにしたことを特徴とする積層コモンモードチョークコイル。
【請求項３】
前記ギャップの部位は非磁性体シートの膜層であることを特徴とする請求項２に記載の積層コモンモードチョークコイル。
【請求項４】
前記ギャップの部位は磁性体シート上に印刷した非磁性体ペーストの膜層であることを特徴とする請求項２に記載の積層コモンモードチョークコイル。
【請求項５】
導体パターンによるコイルと、そのコイルの軸方向の両側に所定の距離をおいて配置される板状の一対の外コアを有するコアとを有し、前記コイルは２つを電気的に相補動作する配置にして非磁性体膜層に埋め込み状態に内蔵されたコイルとする積層コモンモードチョークコイルであって、
前記導体パターンは渦巻き形状を該当層に形成し、前記非磁性体膜層の所定位置にビアホールを設けて前記導体パターンを接続することにより前記コイルが形成され、
前記コイルの外周囲側には磁性体を配置せず、前記コアは開磁路を構成するようにしたことを特徴とする積層コモンモードチョークコイル。
【請求項６】
前記非磁性体材料にはＺｎフェライトあるいはアルミナやシリカ等の低誘電率材料を用いることを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の積層コモンモードチョークコイル。
【請求項７】
前記コイルを構成する前記パターンの各層におけるターン数を異ならせたことを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の積層コモンモードチョークコイル。
【請求項８】
磁性体からなり柱状の芯コアの両端を板状の外コアで挟む形態のコアと前記芯コアを周回する導体パターンによるコイルとを有し、前記コイルは２つを電気的に相補動作する配置にして非磁性体膜層に埋め込み状態に内蔵する積層コモンモードチョークコイルの製造方法であって、
前記導体パターンは渦巻き形状を該当層に所定に形成し、前記非磁性体膜層の所定位置にビアホールを設けて前記導体パターンを接続することにより前記コイルを形成し、当該積層において各層の中央部は所定の開口部位とし、
前記導体パターンおよび前記ビアホールおよび前記非磁性体の部位は印刷積層法により形成し、当該積層後に前記開口部位に前記磁性体を充填して前記芯コアを形成し、次に積層の上下外側には磁性体シートをシート成形法により圧着させて前記外コアを所定厚さに形成することを特徴とする積層コモンモードチョークコイルの製造方法。
【請求項９】
磁性体からなり柱状の芯コアの両端を板状の外コアで挟む形態のコアと前記芯コアを周回する導体パターンによるコイルとを有し、前記コイルは２つを電気的に相補動作する配置にして非磁性体膜層に埋め込み状態に内蔵する積層コモンモードチョークコイルの製造方法であって、
前記導体パターンは渦巻き形状を該当層に所定に形成し、前記非磁性体膜層の所定位置にビアホールを設けて前記導体パターンを接続することにより前記コイルを形成し、当該積層において各層の中央部は所定の非磁性体領域とし、
前記導体パターンおよび前記ビアホールおよび前記非磁性体の部位は印刷積層法により形成し、当該積層後に前記非磁性体領域には打ち抜き加工により所定の開口部位を形成し、次に前記開口部位に前記磁性体を充填して前記芯コアを形成し、そして積層の上下外側には磁性体シートをシート成形法により圧着させて前記外コアを所定厚さに形成することを特徴とする積層コモンモードチョークコイルの製造方法。
【請求項１０】
前記開口部位に充填する前記磁性体は磁性体ペーストとし、当該磁性体ペーストを前記開口部位にスクリーン印刷により埋め込み充填することを特徴とする請求項８または９に記載の積層コモンモードチョークコイルの製造方法。
【請求項１１】
前記開口部位に充填する前記磁性体は磁性体ペーストとし、当該磁性体ペーストを前記開口部位にメタルマスクにより埋め込み充填することを特徴とする請求項８または９に記載の積層コモンモードチョークコイルの製造方法。
【請求項１２】
前記シート成形法において、上下何れか一方の第１枚目シートおよびあるいは続く複数枚は非磁性体シートを配置して前記芯コアに対して所定長さのギャップを設けることを特徴とする請求項８から１１の何れか１項に記載の積層コモンモードチョークコイルの製造方法。
【請求項１３】
前記シート成形法において、上下の少なくとも一方の第１枚目の磁性体シートは内層側表面に非磁性体の膜層を予め所定厚みに形成しておき前記芯コアに対して所定長さのギャップを設けることを特徴とする請求項８から１１の何れか１項に記載の積層コモンモードチョークコイルの製造方法。
【請求項１４】
磁性体からなり柱状の芯コアの両端を板状の外コアで挟む形態のコアと前記芯コアを周回する導体パターンによるコイルとを有し、前記コイルは２つを電気的に相補動作する配置にして非磁性体膜層に埋め込み状態に内蔵する積層コモンモードチョークコイルの製造方法であって、
前記導体パターンは渦巻き形状を該当層に所定に形成し、前記非磁性体膜層の所定位置にビアホールを設けて前記導体パターンを接続することにより前記コイルを形成し、当該積層において各層の中央部を前記磁性体から形成して前記芯コアとし、さらに積層の上下外側の膜層を前記磁性体から形成して前記外コアとし、
前記導体パターンおよび前記ビアホールおよび前記非磁性体の部位そして前記芯コアとなる前記磁性体の部位は印刷積層法により形成し、
次に積層の上下外側には磁性体シートをシート成形法により圧着させて前記外コアを所定厚さに形成するが、上下何れか一方の第１枚目シートおよびあるいはそれに続く複数枚は非磁性体シートを配置して前記芯コアに対して所定長さのギャップを設けることを特徴とする積層コモンモードチョークコイルの製造方法。
【請求項１５】
磁性体からなり柱状の芯コアの両端を板状の外コアで挟む形態のコアと前記芯コアを周回する導体パターンによるコイルとを有し、前記コイルは２つを電気的に相補動作する配置にして非磁性体膜層に埋め込み状態に内蔵する積層コモンモードチョークコイルの製造方法であって、
前記導体パターンは渦巻き形状を該当層に所定に形成し、前記非磁性体膜層の所定位置にビアホールを設けて前記導体パターンを接続することにより前記コイルを形成し、当該積層において各層の中央部を前記磁性体から形成して前記芯コアとし、さらに積層の上下外側の膜層を前記磁性体から形成して前記外コアとし、
前記導体パターンおよび前記ビアホールおよび前記非磁性体の部位そして前記芯コアとなる前記磁性体の部位は印刷積層法により形成し、
次に積層の上下外側には磁性体シートをシート成形法により圧着させて前記外コアを所定厚さに形成するが、上下の少なくとも一方の第１枚目の磁性体シートは内層側表面に非磁性体の膜層を予め所定厚みに形成しておき前記芯コアに対して所定長さのギャップを設けることを特徴とする積層コモンモードチョークコイルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層コモンモードチョークコイルおよびその製造方法に関するもので、より具体的には、磁性体からなるコアと導体パターンによるコイルとを組み込む積層構造について、非磁性体膜層に埋め込み状態の導体パターンに対する磁性体部位の配置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
よく知られるように、パーソナル・コンピュータなどのデジタル電子機器では、データ伝送について差動伝送方式が広く普及している。この差動伝送方式は、一対の伝送線路に逆位相の２種類の信号を一度に伝送する方式であり、外来ノイズに強くノイズ発生も少ないメリットがあって高速化データ伝送に適し、例えばＵＳＢ，ＩＥＥＥｌ３９４，ＬＶＤＳなど、多くの高速化デジタル通信に使われている。しかし差動伝送方式では、一対の伝送線路のわずかな伝送特性の違いにより同相成分（コモンモード）が発生してノイズ電流となる問題があり、コモンモードノイズを効果的に除去するために、コモンモードチョークコイルを用いている。
【０００３】
コモンモードチョークコイルは、巻数を同一にした２つのコイルからなり、通常の差動信号（ディファレンシャルモード）に対しては２つのコイルに発生する磁束が打ち消し合って信号をそのまま通過させ、コモンモードに対しては２つのコイルに発生する磁束が強め合って大きなインピーダンスが生じ、このためコモンモードノイズを除去する動作となる。
【０００４】
このコモンモードチョークコイルとしては、コアに線材を巻く巻線型もあるが、例えば特許文献１などに見られるように、積層体の内部にコイルを内蔵する積層型があり、積層型は巻線型と比べて小型化できることから好まれている。積層型は図１に示すように、コイルＡ，Ｂとなる導体パターン４を非磁性体５の領域に形成し、そして２つのコイルＡ，Ｂの中央部，外側部および上層，下層を磁性体７から形成していて、これらは芯コア１，外コア２とする構成になっている。
【特許文献１】特開２００７−２００９２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、そうした従来の積層コモンモードチョークコイルでは以下に示すような問題がある。すなわち、従来のタイプでは、磁性体からなるコアが、図１に示すような閉磁路の構成になっているため、内側の非磁性体５の領域が狭く、導体パターン４を渦巻き形状にパターンニングするための領域が狭いという問題がある。これはコイルのターン数を多く得ることができず、大きいインダクタンスを得られないためノイズ除去に係る伝送特性が悪化する。また、狭い非磁性体５の領域に導体パターン４を引き回すことになるので上下層で重なり部分が多く生じ、このため、浮遊容量の成分が大きくなり、これも伝送特性を悪化させる問題を起こす。
【０００６】
この発明は上述した課題を解決するもので、その目的は、導体パターンをパターンニング形成するための領域を大きく確保でき、インダクタンスを大値に向上できると共に、浮遊容量を低減することができる積層コモンモードチョークコイルおよびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した目的を達成するために、本発明に係る積層コモンモードチョークコイルは、（１）磁性体からなり柱状の芯コアの両端を板状の外コアで挟む形態のコアと芯コアを周回する導体パターンによるコイルとを有し、コイルは２つを電気的に相補動作する配置にして非磁性体膜層に埋め込み状態に内蔵する構成であって、導体パターンは渦巻き形状を該当層に所定に形成し、非磁性体膜層の所定位置にビアホールを設けて導体パターンを接続することによりコイルを形成し、当該積層において各層の中央部を磁性体から形成して芯コアとし、さらに積層の上下外側の膜層を磁性体から形成して外コアとする構成にする。
【０００８】
（２）上記の芯コアは、柱状の一部を非磁性体と置き換えて磁気回路について所定長さのギャップを設ける構成にすることもできる。（３）また、ギャップの部位は非磁性体シートの膜層とし、あるいは（４）磁性体シート上に印刷した非磁性体ペーストの膜層とすることもよい。
【０００９】
（５）また、導体パターンによるコイルと、そのコイルの軸方向の両側に所定の距離をおいて配置される板状の一対の外コアを有するコアとを有し、前記コイルは２つを電気的に相補動作する配置にして非磁性体膜層に埋め込み状態に内蔵されたコイルとする積層コモンモードチョークコイルであって、前記導体パターンは渦巻き形状を該当層に形成し、前記非磁性体膜層の所定位置にビアホールを設けて前記導体パターンを接続することにより前記コイルが形成され、前記コイルの外周囲側には磁性体を配置せず、前記コアは開磁路を構成するようにしてもよい。この発明は、上記の各発明における芯コア部分に磁性体が存在せず、空芯コイルのような構成となっている。
【００１０】
（６）上記の各発明において、非磁性体材料にはＺｎフェライトあるいはアルミナやシリカ等の低誘電率材料を用いることができる。（７）さらに、前記コイルを構成する前記パターンの各層におけるターン数を異ならせるとよい。もちろん、各層のターン数は、ほぼ均等なるように設定しても良い。
【００１１】
（８）本発明に係る積層コモンモードチョークコイルの製造方法は、導体パターンは渦巻き形状を該当層に所定に形成し、非磁性体膜層の所定位置にビアホールを設けて導体パターンを接続することによりコイルを形成し、当該積層において各層の中央部は所定の開口部位とする構成について、導体パターンおよびビアホールおよび非磁性体の部位は印刷積層法により形成し、当該積層後に開口部位に磁性体を充填して芯コアを形成し、次に積層の上下外側には磁性体シートをシート成形法により圧着させて外コアを所定厚さに形成する工程を行うものとすることができる。
【００１２】
（９）導体パターンは渦巻き形状を該当層に所定に形成し、非磁性体膜層の所定位置にビアホールを設けて導体パターンを接続することによりコイルを形成し、当該積層において各層の中央部は所定の非磁性体領域とする構成について、導体パターンおよびビアホールおよび非磁性体の部位は印刷積層法により形成し、当該積層後に非磁性体領域には打ち抜き加工により所定の開口部位を形成し、次に開口部位に磁性体を充填して芯コアを形成し、そして積層の上下外側には磁性体シートをシート成形法により圧着させて外コアを所定厚さに形成する工程を行うようにしてもよい。
【００１３】
上記の（８）または（９）に記載の発明を前提とし、（１０）開口部位に充填する磁性体は磁性体ペーストとし、当該磁性体ペーストを開口部位にスクリーン印刷により埋め込み充填する工程を行ったり、（１１）開口部位に充填する前記磁性体は磁性体ペーストとし、当該磁性体ペーストを開口部位にメタルマスクにより埋め込み充填する工程を行ったりすることができる。
【００１４】
さらに、上記の（８）から（１１）に記載の各発明におけるシート成形法において、（１２）上下何れか一方の第１枚目シートおよびあるいは続く複数枚は非磁性体シートを配置して芯コアに対して所定長さのギャップを設ける工程を行ったり、（１３）上下の少なくとも一方の第１枚目の磁性体シートは内層側表面に非磁性体の膜層を予め所定厚みに形成しておき芯コアに対して所定長さのギャップを設ける工程を行ったりするとよい。
【００１５】
（１４）さらに本発明に係る積層コモンモードチョークコイルの製造方法は、導体パターンは渦巻き形状を該当層に所定に形成し、非磁性体膜層の所定位置にビアホールを設けて導体パターンを接続することによりコイルを形成し、当該積層において各層の中央部を磁性体から形成して芯コアとし、さらに積層の上下外側の膜層を磁性体から形成して外コアとする構成について、導体パターンおよびビアホールおよび非磁性体の部位そして芯コアとなる磁性体の部位は印刷積層法により形成し、次に積層の上下外側には磁性体シートをシート成形法により圧着させて外コアを所定厚さに形成するが、上下何れか一方の第１枚目シートおよびあるいは続く複数枚は非磁性体シートを配置して芯コアに対して所定長さのギャップを設ける工程を行うようにしてもよい。
【００１６】
（１５）また、導体パターンは渦巻き形状を該当層に所定に形成し、非磁性体膜層の所定位置にビアホールを設けて導体パターンを接続することによりコイルを形成し、当該積層において各層の中央部を磁性体から形成して芯コアとし、さらに積層の上下外側の膜層を磁性体から形成して外コアとする構成について、導体パターンおよびビアホールおよび非磁性体の部位そして芯コアとなる磁性体の部位は印刷積層法により形成し、次に積層の上下外側には磁性体シートをシート成形法により圧着させて外コアを所定厚さに形成するが、上下のすくなとも一方の第１枚目の磁性体シートは内層側表面に非磁性体の膜層を予め所定厚みに形成しておき芯コアに対して所定長さのギャップを設ける工程を行うようにしてもよい。
【００１７】
（１）に記載の発明では、コアは柱状の芯コアの両端を板状の外コアで挟む形態であり、従来の閉磁路の構成と違って開磁路に構成するため、芯コアの外周の領域が広くなる。したがって、導体パターンをパターンニング形成するための領域を大きく確保でき、各層において導体パターンの引き回しターン数を増すことができる。そして、芯コアの外周の領域が広くなるので、上下層での導体パターンの重なりを適宜にズレ位置にずらすことができる。このように導体パターンの重なりをずらす構成として、（７）に記載の発明のように、各層のターン数を異ならせることで、上下に隣接する層に配置された導体パターンが対向しない部分を簡単に設定でき、上下で対向する導体パターン間の距離を長くでき、浮遊容量を低減できる。これらの開磁路にすることによる特徴は、（２）に記載の発明並びに（５）に記載の芯コア部分に磁性体が存在しない構成の発明のいずれの独立請求項に係る発明においても同様である。
【００１８】
また、（２）の発明では、芯コアは磁性体の一部を非磁性体に置き換えてギャップを設けるので、コアの周波数特性を向上させることができる。したがって、コア・ギャップを適宜に調整することによりインピーダンス特性を向上できる。その結果、コモンモードでのインピーダンスを大値にできる。
【００１９】
また、コア・ギャップの形成は、まず印刷積層工程により中間層を形成し、その中間層に対してシート成形法により上層，下層を形成する際に実施することができる。つまり、（１４）に記載した発明のように磁性体シートを非磁性体シートに置き換えることでもよいし、あるいは（１５）に記載した発明のように磁性体シート上に非磁性体の膜層を所定厚みに形成してもよい。このため、ギャップの形成を容易に行うことができ、その非磁性体の膜層厚さ（ギャップ）の調整も容易である。この場合、シート成形工程においてギャップを形成でき、製造工程を新たに加えることなく製造が行えて生産性に優れている。
【００２０】
また、芯コアの形成では、（８）に記載した発明のように印刷積層工程において中央部は所定の開口部位を形成し、次に開口部位に磁性体を充填する充填工程を行うことができる。あるいは、（９）に記載した発明のように印刷積層工程において中央部は所定の非磁性体領域を形成し、次に打ち抜き工程により非磁性体領域に開口部位を形成し、そして開口部位に磁性体を充填する充填工程を行うことができる。この場合、印刷積層工程は各層に磁性体のパターンニングが不要になり作業が効率よく行え、芯コアの形成が容易に行える。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係る積層コモンモードチョークコイルでは、コアは柱状の芯コアの両端を板状の外コアで挟む形態の開磁路に構成するので、導体パターンをパターンニング形成するための領域を大きく確保でき、そして、芯コアの外周の領域が広くなるので、上下層での導体パターンの重なりを適宜にズレ位置にずらすことができる。その結果、インダクタンスを大値に向上できると共に、浮遊容量を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図２は本発明の第１の実施形態を示している。図２（ｃ）に示すように、本形態において積層コモンモードチョークコイルは、柱状の芯コア１の両端を板状の外コア２で挟む形態のコア３と、芯コア１の外周囲を周回する導体パターン４によるコイルＡ，Ｂとを有する。コイルＡ，Ｂは、２つを電気的に相補動作する配置にして非磁性体５の膜層に埋め込み状態に内蔵する構成になっている。
【００２３】
導体パターン４は、渦巻き形状を該当層に所定に形成し、非磁性体５の膜層の所定位置にビアホール６を設けて上下に形成された導体パターン４を適宜に接続することによりコイルＡ，Ｂを形成している。そして、当該積層において各層の中央部を磁性体７から形成して芯コア１とし、さらに積層の上下外側の膜層を磁性体８から形成して外コア２にしている。
【００２４】
これにより、本実施形態の積層コモンモードチョークコイルは、非磁性体５からなる膜層の外周囲には、磁性体を配置せず、係る非磁性体５の側面が外部に露出する構成を採る。
【００２５】
次に、上記の構成の積層コモンモードチョークコイルの製造方法の一実施形態を説明する。積層体は、まず中間層を図２（ａ）に示すように印刷積層法により形成し、次に上層および下層を図２（ｂ）に示すようにシート成形法により形成するとともに各層を貼り合わせることで、図２（ｃ）に示す断面構造に製造している。各工程の具体的な製造プロセスは以下の通りである。
【００２６】
図２（ａ）に示す印刷積層工程では、中間層の第２層から第８層までを積層させる。各層は非磁性体５をベースにした膜層であって、導体パターン４のパターンニング部分，ビアホール６の形成部分，磁性体７の形成部分を適宜に含んでいる。渦巻き形状の導体パターン４は一層置きに第２，第４，第６，第８層に形成し、第２，第４層の導体パターン４は第３層にビアホール６を設けて接続してコイルＡを構成し、第６，第８層の導体パターン４は第７層にビアホール６を設けて接続してコイルＢを構成する。そして、各層の中央部には磁性体７を形成し、それら磁性体７は上下で重なる配置をとることで、上下に連続する芯コア１を構成する。本実施形態では、各層の中央部の磁性体７は、第２層から第８層までのすべての層に形成したため、その磁性体７からなる芯コア１は、その上下が露出する。
【００２７】
導体パターン４は例えば銀ペーストなどを用いて形成する。非磁性体５には例えばＺｎフェライトなどを用いる。非磁性体５としては、アルミナやシリカ等の低誘電率材料を用いることも好ましい。
【００２８】
図２（ｂ）に示すシート成形工程では図２（ａ）の工程を経て製造された中間層の積層体２８に対して上下面となる第１，第９層を成膜させる。これには多数の磁性体シート８を、中間層の積層体２８の上下面に重ねるとともに圧力を加えて接着し、所定厚さの膜層に形成する。これら所定枚数の磁性体シート８が積層されて構成される第１，第９層は、外コア２を構成する。なお、磁性体シート８は所定厚さの１枚をシート成形法により圧着させて第１，第９層を成膜させることでもよい。上述したように、芯コア１の上下（軸方向）両端が露出しているので、この工程を実行することで、芯コア１と第１，第９層の磁性体シート８（外コア２）とが連結し、コア３をする。
【００２９】
このように、コア３は柱状の芯コア１の両端を板状の外コア２で挟む形態であり、従来の閉磁路の構成と違って開磁路に構成するため、外形寸法が従来と同じとした場合、芯コア１の外周に存在する非磁性体５の領域が広くなる。したがって、導体パターン４をパターンニング形成するための領域を大きく確保でき、各層において導体パターン４の引き回しターン数を増すことができる。これにより、コイルＡ，Ｂのターン数を多く得ることができ、インダクタンスを大値に向上できる。そして、芯コア１の外周の領域が広くなるので、上下層での導体パターン４の重なりを適宜にズレ位置にずらすことができ、その結果、浮遊容量を低減できる。
【００３０】
（数値解析による検証）
図２に示す本発明の構成をモデル化して数値解析を行い、伝送特性について評価した。比較のため図１に示す従来例もモデル化しており、両モデルは積層体の外形サイズを同一に設定した。ここに、従来例モデルは、導体パターン４のターン数が第２層（第６層）で２ターンとなり、第４層（第８層）で１．５ターンとなる構成にした。これに対して、本発明モデルは、積層体の外形サイズを同一設定とするとき、導体パターン４のターン数を第２層（第６層）で３ターンにすることができ、第４層（第８層）で０．５ターンとなる構成にした。つまり、コイルＡ，Ｂのターン数は両モデル共に３．５ターンとし、浮遊容量について比較が行える設定にした。
【００３１】
数値解析の結果、伝送特性は図３に示すグラフのようになっている。同図において、点線ｔ０は図１の従来例の特性、実線ｔ１は図２の本発明の特性である。同図から明らかなように、本発明（実線ｔ１）は伝送特性が向上しており、これは浮遊容量を低減できていることの結果であると言える。
【００３２】
図４は本発明の第２の実施形態を示している。本形態において積層コモンモードチョークコイルは、基本的には第１の実施形態と同様であり、柱状の芯コア１の両端を板状の外コア２で挟む形態のコア３と、芯コア１を周回する導体パターン４によるコイルＡ，Ｂとを有し、コイルＡ，Ｂは２つを電気的に相補動作する配置にして非磁性体５の膜層に埋め込み状態に内蔵する構成になっている。第１の実施形態と同様な構成には同一符号を付してあり、その説明を省略する。
【００３３】
本形態では、芯コア１には所定のギャップｇを設け、磁気回路の特性を変更する構成にしている。この場合も積層体は、まず中間層を図４（ａ）に示すように印刷積層法により形成し、次に上層および下層を図４（ｂ）に示すようにシート成形法により形成していて、図４（ｃ）に示す断面構造に製造している。
【００３４】
本実施形態の要部となる芯コア１のギャップｇは、図４（ａ）に示す印刷積層工程において形成することができる。つまり、中間層の第２層から第８層までを積層させる工程において、各層の中央部には磁性体７を形成することを基本とすることでそれら磁性体７は上下で重なる配置をとり芯コア１に構成するが、中間層を構成する所定層（図では、第４，第５，第６層）は磁性体７を形成せず、当該部分に非磁性体５を配置すればよい。中央部に磁性体７を設けない中間層の膜層を変えることで、ギャップｇの間隔を調整することができる。また、磁性体７を形成しない中間層の数を変えるのではなく、磁性体７を形成しない中間層（たとえば第５層）の膜厚を適宜に設定することによってもギャップｇの間隔を調整することができる。
【００３５】
なお、図示の例では、ギャップｇは、芯コア１の上下方向中央位置に設けたが、本発明はこれに限ることはなく、ギャップｇの形成位置は、上下方向に適宜ずれていても良い。また、設置する個数も、図示するように１個に限ることはなく、複数箇所に設けても良い。
【００３６】
また、コア３は柱状の芯コア１の両端を板状の外コア２で挟む形態なので、コア・ギャップは図５（ｃ）に示すように、芯コアの部分の磁性体を全て取り去り非磁性体５で埋める構成にすることでも形成できる。この場合、上下の外コア２の向き合い間隔がそのまま磁気回路での間隔になり、コア・ギャップとなる。この場合、芯コア１の部分には磁性体が存在しないので、一種の空芯コアともなる。係る構成の積層コモンモードチョークコイルは、図５（ａ）に示す印刷積層工程において全ての中間層（第２層から第８層）の中央部に非磁性体５を配置して積層を行うことで、芯コア部分が全て非磁性体となる中間層の積層体２８が製造される。次いで、図２（ｂ）に示すシート成形工程では、係る積層体２８の上下に、第１，第９層を貼り付けるとともに圧縮することで、図５（ｃ）に示す積層コモンモードチョークコイルを製造する。なお、この実施形態においても、コア・ギャップは各層の膜厚を適宜に設定することにより間隔を調整できる。
【００３７】
この場合、芯コア１は磁性体７の一部を非磁性体５に置き換えてギャップｇを設けるので、コア３の周波数特性を向上させることができる。したがって、コア・ギャップを適宜に調整することによりインピーダンス特性を向上できる。その結果、コモンモードでのインピーダンスを大値にできる。
【００３８】
（数値解析による検証）
図４，図５に示す構成をモデル化して数値解析を行い、伝送特性，インピーダンス特性について評価した。その結果、伝送特性は図６に示すグラフのようになった。同図において、点線ｇ０は図４の構成モデルであるがギャップなしの特性、実線ｇ４００は図５の構成モデルでギャップが最大間隔の特性である。同図から明らかなように、ギャップなしｇ０と芯コア部分が全てギャップｇ４００とは概ね重なっており、点線，実線の区別がつかない特性を得た。つまり、コア・ギャップを最大間隔に設定した場合でも、伝送特性に影響はまったくなく、伝送特性を良好に得ることができることを確認した。
【００３９】
数値解析の結果、インピーダンス特性は図７に示すグラフのようになっている。同図にはギャップをパラメータにした複数例の特性を示し、同図において、ｇ０は図４の構成モデルであるがギャップなしの特性、ｇ２１は図４の構成モデルでギャップが２１μｍの特性、ｇ４３は図４の構成モデルでギャップが４３μｍの特性、ｇ８５は図４の構成モデルでギャップが８５μｍの特性、ｇ４００は図５の構成モデルでギャップが最大間隔の特性である。同図から明らかなように、ギャップを増すほどインピーダンスを大きく得ることができ、インピーダンス・ピークが高周波側へシフトしていく特性を示す。したがって、コア・ギャップを設けることによりコモンモードでのインピーダンスを大きくでき、より高周波化が行えることを確認した。
【００４０】
電気・磁気の面からこの場合、インピーダンス特性は非磁性体５の誘電率に依存関係があるので、非磁性体５の誘電率を変更することでもインピーダンスを大きくすることができる。そこで、コア・ギャップを設定・調整する手法に加えて、非磁性体５について適宜な誘電率を有したものを適用してインピーダンスを所望に調整する手法を併用することも有効と言える。
【００４１】
図８は本発明の第３の実施形態を示している。本形態において積層コモンモードチョークコイルは、基本的には第１の実施形態と同様であり、特に、製造プロセスの改良をしたものである。よって、最終的に製造される積層コモンモードチョークコイルの構造は、図８（ｄ）に示すように、柱状の芯コア１の両端を板状の外コア２で挟む形態のコア３と、芯コア１を周回する導体パターン４によるコイルＡ，Ｂとを有し、コイルＡ，Ｂは２つを電気的に相補動作する配置にして非磁性体５の膜層に埋め込み状態に内蔵する構成となり、芯コア１もギャップを有することなく上下に連続し、その両端が上下の外コア２と接続された構成となっている。第１の実施形態と同様な構成には同一符号を付してあり、その説明を省略する。
【００４２】
すなわち、本形態では、芯コア１の形成工程を工夫しており、印刷積層工程に続く次の工程で芯コア１を形成する構成にしている。つまり積層体２８は、まず中間層を図８（ａ）に示すように印刷積層法により形成し、続いて図８（ｂ）に示すように磁性体の充填工程により芯コア１を形成し、次に上述した各実施形態と同様に、積層体２８の上下面側に配置される磁性体からなる上層および下層を図８（ｃ）に示すようにシート成形法により形成し、図８（ｄ）に示す断面構造に製造している。具体的なプロセスは、以下の通りある。
【００４３】
図８（ａ）に示す印刷積層工程では、各層の中央部は所定の開口部位９とし、それら開口部位９は上下で重なる配置を採る。したがって、この印刷積層工程を完了して製造される中間層の積層体２８は、図８（ｂ−１）に示すように開口部位９が中央部で上下に開通した状態になる。
【００４４】
続いて図８（ｂ）に示す磁性体の充填工程において、図８（ｂ−１）に示す積層体２８の上面に、磁性体ペーストをスクリーン印刷して塗布する。すると、積層体２の上面全面に磁性膜１５が形成されるとともに、開口部位９内に磁性体ペーストが流れ込み、図８（ｂ−２）に示すように当該開口部位９内に磁性体が充填されて芯コア１が形成される。また、充填はメタルマスクを使用することでもよく、磁性体ペーストを開口部位９にメタルマスクにより埋め込み充填する方法も行える。
【００４５】
その後、上記の磁性体の充填工程を経て製造された積層体２８（上面は磁性体膜で覆われる)の上下両面に対して、図８（ｃ）に示すシート成形法により、所定枚数の磁性シート８を貼り付けるとともに、上下から所定の圧力で挟み込むことで、図８（ｄ）に示す積層コモンチョークコイルが製造される。図８（ｂ−２），（ｃ）から明らかなように、本実施形態では、中間層の積層体２８の上面に印刷形成された磁性膜１５と、その上面に貼り付けられた磁性シート８とにより、上側の外コア２が構成される。
【００４６】
本実施形態では、図８（ａ）に示す印刷積層工程は、各層の形成時において磁性体７のパターンニングが不要になり、効率よく作業が行える。つまり、導体パターン４，ビアホール６の２つをパターンニングすればよく、両者は同一の導電性材料を使用できるので印刷積層工程の作業が容易になる。続く磁性体の充填工程は、単なる充填作業なので位置ズレ等に配慮する必要がなく簡単に作業できる。その結果、芯コア１の形成が、容易に行える。
【００４７】
図９は本発明の第４の実施形態を示している。本形態において積層コモンモードチョークコイルは、基本的には第１，第３の実施形態と同様であり、柱状の芯コア１の両端を板状の外コア２で挟む形態のコア３と、芯コア１を周回する導体パターン４によるコイルＡ，Ｂとを有し、コイルＡ，Ｂは２つを電気的に相補動作する配置にして非磁性体５の膜層に埋め込み状態に内蔵する構成になっている。第１，第３の実施形態と同様な構成には同一符号を付してあり、その説明を省略する。
【００４８】
本形態では第３の実施形態と同様に芯コア１の形成工程を工夫しているが、印刷積層工程に続く芯コア１の製造工程が第３の実施形態とは相違した工程を採る。すなわち、積層体は、まず中間層を図９（ａ）に示すように印刷積層法により形成し、続いて図９（ｂ）に示すように打ち抜き工程および磁性材料の充填工程により芯コア１を形成する。次に、これらの工程を経て製造された積層体２８に対し、上層および下層を図９（ｃ）に示すようにシート成形法により形成していて、図９（ｄ）に示す断面構造の積層コモンモードチョークコイルを製造している。具体的なプロセスは、以下の通りである。
【００４９】
図９（ａ）に示す印刷積層工程では、各層の中央部は所定の非磁性体領域とする。つまり、第１実施形態のように磁性体７を形成したり、第３の実施形態のように開口部囲９を形成したりすることなく、何もパターンニングせずにベースの非磁性体５がそのまま存在する領域にする。これにより、図９（ｂ）に示すように、非磁性体５からなるブロック内に所定の導体パターン４が内蔵された積層体２８が製造される。
【００５０】
続いて、係る積層体２８に対して打ち抜き工程を行う。すなわち、図９（ｂ−１）の積層体２８の中央部位の非磁性体領域に対して、上下方向に打ち抜き加工することにより図９（ｂ−２）に示すように、コイルＡ，Ｂの中心に上下に貫通する開口部位９を形成する。そして、磁性体の充填工程において開口部位９に磁性体７を充填して芯コア１を形成する。つまり、図９（ｂ−３）に示すように、積層体２８の上面に磁性体である磁性体ペーストをスクリーン印刷等で塗布することで、積層体２８の上面に磁性層１５を形成するとともに、開口部位９内に磁性体ペーストを埋め込み充填することで芯コア１を形成する。また、充填はメタルマスクを使用することでもよく、磁性体ペーストを開口部位９にメタルマスクにより埋め込み充填する方法も行える。
【００５１】
この場合も図９（ａ）に示す印刷積層工程は、各層に磁性体７のパターンニングが不要になり、第３の実施形態と違ってこの段階では開口部位９のパターンニングも行わないので位置ズレを起こす不安要素が一つ減り、より効率よく作業が行える。続く打ち抜き工程は、１回の打ち抜き作業によって開口部位９を形成するので、係る１回を確実に行えばよく位置ズレには有利であり、作業は容易と言える。そして、磁性体の充填工程は、単なる充填作業なので位置ズレ等に配慮する必要がなく簡単に作業でき、その結果、芯コア１の形成が容易に行える。
【００５２】
上述した第３，第４の実施形態では、第１の実施形態に示したように、芯コア１にギャップを形成しない構造の積層コモンモードチョークコイルの製造プロセスの改良についてのものであるが、これら各実施形態においても、以下に示す工程により芯コア１にギャップを形成することができる。
【００５３】
すなわち、芯コア１に対するギャップは、シート成形法により上層，下層を成膜させる際に形成でき、その間隔を調整することができる。これは図１０から図１２に示すように、シート成形法において、上下何れか一方の第１枚目シートおよびあるいはそれに続く複数枚は非磁性体シート１０を配置して圧力を加えて接着し、上層および下層を成膜させる工程を行う。これにより、芯コア１に対して非磁性体シート１０が所定長さのギャップになる。例えば、非磁性体シート１０を厚さ５０μｍで製作した場合、図１０に示すように非磁性体シート１０を１枚挿入することで、ギャップを５０μｍに調整することができ、所望するコア・ギャップに応じて非磁性体シート１０の枚数を増減することによりギャップ調整が行える。図１１は非磁性体シート１０を２枚挿入してギャップを１００μｍとする構成例、図１２は非磁性体シート１０を４枚挿入してギャップを２００μｍとする構成例である。
【００５４】
また、芯コア１に対するギャップは、図１３に示すように、シート成形法において、上下の少なくとも一方の第１枚目の磁性体シート８は内層側表面に非磁性体５の膜層を予め所定厚みに形成しておき、それらシートに圧力を加えて接着し、上層および下層を成膜させる工程を行うことでもよい。これにより、芯コア１に対して非磁性体５の膜層が所定長さのギャップになる。非磁性体５の膜厚はスクリーン印刷等により適宜に調整でき、例えば１０μｍあるいは３０μｍ程度にすることができる。内層側表面は、図示するように下層側の磁性体シート８の場合には、上面側表面となる。
【００５５】
もちろん、図示は省略するが、ｎ枚目までを非磁性体シート１０を配置し、ｎ＋１枚目の磁性体シート８の内層側表面に所定厚さの非磁性体５の膜層を形成するようにしてもよい。これにより、より細かいギャップの調整・設定が行える。また図示省略するが、上層側に非磁性体を配置しても良いし、上層と下層の両方に非磁性体を配置してももちろん良い。
【００５６】
このように、コア・ギャップの形成は、まず印刷積層工程により中間層を形成し、その中間層に対してシート成形法により上層，下層を形成する際に実施することができ、磁性体シート８を非磁性体シート１０に置き換えることでよく、あるいは磁性体シート８上に非磁性体５の膜層を所定厚みに形成しておけばよい。このため、ギャップの形成を容易に行うことができ、その非磁性体５の膜層厚さ（ギャップ）の調整も容易である。この場合、シート成形工程においてギャップを形成でき、製造工程を新たに加えることなく製造が行えて生産性に優れている。
【００５７】
しかも、第３，第４の実施形態のいずれにおいても、ギャップｇの長さに関係なく、中間層の積層体２８は共通にすることができるとともに、変更するのはパターンニングが不要なシート成形工程において使用する磁性体シートと非磁性体シートの組み合わせですむので、製造・管理が容易に行える。
【００５８】
（数値解析による検証）
図９から図１３に示す構成をモデル化して数値解析を行い、インピーダンス特性について評価した。その結果、インピーダンス特性は図１４に示すグラフのようになっている。同図にはギャップをパラメータにした複数例の特性を示し、同図において、ｇ０は図９の構成モデルでギャップなしの特性、ｇ１０は図１３の構成モデルでギャップが１０μｍの特性、ｇ３０は図１３の構成モデルでギャップが３０μｍの特性、ｇ５０は図１０の構成モデルでギャップが５３μｍの特性、ｇ１００は図１１の構成モデルでギャップが１００μｍの特性、ｇ２００は図１２の構成モデルでギャップが２００μｍの特性である。同図から明らかなように、ギャップを増すほどインピーダンスを大きく得ることができ、インピーダンス・ピークが高周波側へシフトしていく特性を示す。したがって、コア・ギャップを設けることによりコモンモードでのインピーダンスを大きくでき、より高周波化が行えることを確認した。なお、係る特性は、第３，第４の実施形態のいずれを基本とするものでも同様の結果が得られた。
【００５９】
図１５は、本発明の第５の実施形態を示している。本形態において積層コモンモードチョークコイルは、第２の実施形態のように芯コア１の所定位置にギャップｇを設ける構成であり、その製造プロセスが第３の実施形態の製造プロセスを利用している。そして、ギャップｇは、芯コア１の下側から所定長さ分だけ形成するようにしている。なお、上記の各実施形態と同様な構成には同一符号を付してあり、その説明を省略する。
【００６０】
本実施形態では、図１５（ａ）に示す中間層の積層体２８を製造するための印刷積層工程において、第３の実施形態と同様に各層の中央部位に開口部位９を設けるところ、下側から所定層に対しては開口部位９を設けずに非磁性体のままとする。つまり、中央部位には特にパターンニングを行わない。これにより、係る印刷積層工程を完了して製造される中間層の積層体２８は、図１５（ｂ−１）に示すように積層体２８の上面側の中央部に、開口部位９が連なった有底の凹部９′が形成された状態になる。
【００６１】
続いて図１５（ｂ）に示す磁性体の充填工程において、図１５（ｂ−１）に示す積層体２８の上面に、磁性体ペーストをスクリーン印刷等により塗布する。すると、積層体２の上面全面に磁性膜１５が形成されるとともに、凹部９′内に磁性体ペーストが流れ込み、図１５（ｂ−２）に示すように当該凹部９′内に磁性体が充填されて芯コア１が形成される。そして、この芯コア１の下端側には、非磁性体５が存在する。
【００６２】
その後、上記の磁性体の充填工程を経て製造された積層体２８（上面は磁性体膜で覆われる)の上下両面に対して、図１５（ｃ）に示すシート成形法により、所定枚数の磁性シート８を貼り付けるとともに、上下から所定の圧力で挟み込むことで、図１５（ｄ）に示す積層コモンチョークコイルが製造される。図１５（ｂ−２），（ｃ）から明らかなように、本実施形態では、芯コア１と下側の外コア２との間に非磁性体５が存在し、ギャップｇが形成される。このギャップｇの長さは、図１５（ａ）において印刷積層する祭に、開口部位９を設けずに非磁性体５のままにする層の数を変えることで調整できる。また、具体的な図示は省略するが、第４の実施形態における製造プロセスを応用して本実施形態の構成を製造することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】積層コモンモードチョークコイルの従来の一例を示す断面図である。
【図２】本発明に係る積層コモンモードチョークコイルの第１の実施形態を示し、（ａ）は印刷積層工程の各層を分離して示す斜視図、（ｂ）はシート成形工程の各層を分離して示す斜視図、（ｃ）は完成後の断面図である。
【図３】積層コモンモードチョークコイルの伝送特性を示すグラフであり、図１の従来例の特性（点線ｔ０）および図２の本発明の特性（実線ｔ１）を示している。
【図４】本発明に係る積層コモンモードチョークコイルの第２の実施形態を示し、（ａ）は印刷積層工程の各層を分離して示す斜視図、（ｂ）はシート成形工程の各層を分離して示す斜視図、（ｃ）は完成後の断面図である。
【図５】積層におけるコア・ギャップの他例を示し、（ａ）は印刷積層工程の各層を分離して示す斜視図、（ｂ）はシート成形工程の各層を分離して示す斜視図、（ｃ）は完成後の断面図である。
【図６】積層コモンモードチョークコイルの伝送特性を示すグラフであり、ギャップなしの比較例の特性（点線ｇ０）および芯コア部分を全てギャップにした本発明の特性（実線ｇ４００）を示している。
【図７】積層コモンモードチョークコイルのインピーダンス特性を示すグラフであり、ギャップをパラメータにした複数例の特性を示している。
【図８】本発明に係る積層コモンモードチョークコイルの第３の実施形態を示し、（ａ）は印刷積層工程の各層を分離して示す斜視図、（ｂ）は磁性体の充填工程を説明する断面図、（ｃ）はシート成形工程の各層を分離して示す斜視図、（ｄ）は完成後の断面図である。
【図９】本発明に係る積層コモンモードチョークコイルの第４の実施形態を示し、（ａ）は印刷積層工程の各層を分離して示す斜視図、（ｂ）は打ち抜き工程および磁性体の充填工程を説明する断面図、（ｃ）はシート成形工程の各層を分離して示す斜視図、（ｄ）は完成後の断面図である。
【図１０】ギャップ５０μｍの形成工程を示し、（ａ）は各部を分離して示す断面図、（ｂ）は完成後の断面図である。
【図１１】ギャップ１００μｍの形成工程を示し、（ａ）は各部を分離して示す断面図、（ｂ）は完成後の断面図である。
【図１２】ギャップ２００μｍの形成工程を示し、（ａ）は各部を分離して示す断面図、（ｂ）は完成後の断面図である。
【図１３】ギャップ１０μｍ，３０μｍの形成工程を示し、（ａ）は各部を分離して示す断面図、（ｂ）は完成後の断面図である。
【図１４】積層コモンモードチョークコイルのインピーダンス特性を示すグラフであり、ギャップをパラメータにした複数例の特性を示している。
【図１５】本発明に係る積層コモンモードチョークコイルの第５の実施形態を示し、（ａ）は印刷積層工程の各層を分離して示す斜視図、（ｂ）は磁性体の充填工程を説明する断面図、（ｃ）はシート成形工程の各層を分離して示す斜視図、（ｄ）は完成後の断面図である。
【符号の説明】
【００６４】
１  芯コア
２  外コア
３  コア
４  導体パターン
５  非磁性体
６  ビアホール
７  磁性体
８  磁性体シート
９  開口部位
１０  非磁性体シート
１５  磁性膜
２８  積層体
【図１】
2010080594.tif 000003
【図２】
2010080594.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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