(57)【要約】【課題】磁性体積層体の長さに制限されることなく、直流重畳特性を改善し、最適な特性を得ることができる積層チップインダクタを構成する。【解決手段】磁性体積層体１に複数のスルーホール３を配設し、導電体を充填して複数の導体路３０を形成する。この磁性体積層体１の上下面にそれぞれ所定位置で各導体路３０に接続する配線パターン２ａ，２ｂを形成することで、コイルを形成する。このコイルは、４つの一方向巻きコイル構成部１１〜１４を並列に配置し、直列に接続することで形成されており、このコイルに電流を流すことで、蛇行する磁束路が形成される。このような構成とすることで、磁性体積層体１の長さに制限されることなく任意の長さの磁束路を形成することができる。【選択図】  図４
2004193511.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
積層方向に平行な導体路を所定位置に設けた複数の磁性体層により積層体を構成し、該積層体の上下部の磁性体層に所定の配線パターンを設け、該配線パターンと前記導体路とを接続することによりコイル部を形成し、該コイル部の軸を積層方向に直交する方向に有する積層チップインダクタにおいて、
前記コイル部の軸を、部分的に非直線状に形成した積層チップインダクタ。
【請求項２】
前記コイル部は軸方向が互いに平行な複数のコイル構成部を備えている請求項１に記載の積層チップインダクタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、積層チップインダクタ、特に磁性体層の積層方向に直交する方向にコイル軸を有する積層チップインダクタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
磁性体層の積層方向に直交する方向にコイル軸を有する、従来の積層チップインダクタについて、図５を参照して説明する。
図５は従来の積層チップインダクタの構造を示す斜視図である。
図５において、１は複数の磁性体層を積層してなる磁性体積層体、２ａは上層配線パターン、２ｂは下層配線パターン、３は磁性体積層体１に設けられたスルーホール、４ａ，４ｂは引き出し電極パターン、５ａ，５ｂは端子電極パターンであり、Ｌｅｎ１はコイル長（最短磁路長）である。
【０００３】
図５に示すように、磁性体積層体１には、該磁性体積層体１の長辺方向に平行に複数のスルーホール３が配設されている。スルーホール３は、それぞれ２列に形成されており、それぞれの列が磁性体積層体１の短辺方向の端面付近に形成されている。これらスルーホール３には、導電体が充填されており、磁性体積層体１の積層方向に平行な方向の導体路を構成している。この磁性体積層体１の最上層の磁性体層の上面には、各スルーホール３に接続する配線パターン２ａが形成されている。また、この磁性体層の上面における、磁性体積層体１の長辺方向の両端部には後に形成する外部電極に接続する端子電極パターン５ａ，５ｂがそれぞれ形成されており、これら端子電極パターン５ａ，５ｂと配線パターン２ａとをそれぞれ接続する引き出し電極パターン４ａ，４ｂが形成されている。
【０００４】
このように配線パターン２ａ，２ｂとスルーホール３とにより、磁性体積層体１の長辺方向に平行な軸を有するコイル（コイル長Ｌｅｎ１）が磁性体積層体１内に形成される。そして、磁性体積層体１の配線パターン２ａ，２ｂの表面に絶縁層を設け、磁性体積層体１の長辺方向の端面に、端子電極５ａ，５ｂのそれぞれに接続する外部電極を設けることで、積層チップインダクタが形成される（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−１６２７３７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような従来の積層チップインダクタにおいては、次に示す解決すべき課題が存在した。
【０００７】
一般に、インダクタは図６に示すような直流重畳特性を有している。
図６は、インダクタの直流重畳特性の一例を示す概要図である。
図６に示すように、インダクタに直流電流が流れる場合、流れる電流量が増加するとインダクタンスが低下してしまう。通常、製品として使用するにはインダクタンスの低下率が１０％程度までであるため、この低下率を下回るような電流を流すことはできない。
【０００８】
ところで、この直流重畳特性（直流増加量に対するインダクタンスの低下の割合）は、最短磁路長すなわちコイル長に依存する。例えば、図６において、コイル長Ｌｅｎ１のインダクタとコイル長Ｌｅｎ２（＞Ｌｅｎ１）のインダクタとを比較した場合、コイル長Ｌｅｎ２のインダクタ（コイル長の長いインダクタ）の方が、インダクタンス１０％低下の直流電流量が大きくなる。すなわち、直流電流量の制限値が大きくなり、使用し得る電流量の範囲を大きくすることができる。
【０００９】
このため、図７に示すような積層チップインダクタが考案されている。
図７はコイル長を長くした積層チップインダクタの構造を示す斜視図であり、図５に示した積層チップインダクタと同じ箇所には同じ符号を付している。
【００１０】
図７に示す積層インダクタは図５に示した積層チップインダクタと略同じ構成で形成されているが、配線パターン２ａ，２ｂ間、および各列のスルーホール３間の間隔を大きくし、コイル長Ｌｅｎ２を、図５の積層チップインダクタのコイル長Ｌｅｎ１よりも長くしたものである。このような構成とすることで、コイル長が長くなるので直流重畳特性を改善することができる。
【００１１】
しかし、このような積層チップインダクタのコイル長Ｌｅｎ２は、磁性体積層体１の長辺の長さで制限されるため、直流重畳特性の改善に限界があり、特性を最適化することができない場合があった。
【００１２】
この発明の目的は、磁性体積層体の長さに制限されることなく、直流重畳特性を改善し、最適な特性を得ることができる積層チップインダクタを構成することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この発明は、積層方向に平行な導体路を所定位置に設けた複数の磁性体層により積層体を形成し、該積層体の上下部の磁性体層に所定の配線パターンを設け、該配線パターンと導体路とを接続することによりコイル部を形成し、該コイル部の軸を積層方向に直交する方向に有する積層チップインダクタにおいて、コイル部の軸を部分的に非直線状に形成したことを特徴としている。
【００１４】
この構成では、コイル部の軸が磁性体積層体の長辺方向に平行な直線状でなく、例えば前記長辺方向に対して所定の角を成しながら蛇行したような非直線状のコイル軸となるため、コイル長は、磁性体積層体の長辺の長さに制限されることなく、設定される。すなわち、配線パターンの形状、スルーホールの位置、これらの接続構成により、所望の長さのコイル長が設定される。
【００１５】
また、この発明は、コイル部を、軸方向が互いに平行な複数のコイル構成部により構成することを特徴としている。
【００１６】
この構成では、複数のコイル構成部が磁性体積層体内に並列に形成され、これらのコイル構成部が直列接続されていることにより、コイル部が構成される。これにより、これらコイル構成部で発生する磁束の方向が同じ方向となるため、それぞれの磁束を強め合い、コイル部の磁束が強くなる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
第１の実施形態に係る積層チップインダクタについて、図を参照して説明する。
図１は本実施形態に係る積層チップインダクタの構造を示す分解斜視図であり、図２は積層チップインダクタの磁束および電流の状態を示す概要図である。なお、図１、図２には、各フェライトグリーンシート１ａ〜１ｅの一つのスルーホール３にのみ符号を付し、他のスルーホールについては符号を省略している。
【００１８】
図１に示すように、積層チップインダクタを構成する磁性体積層体１は、それぞれに複数のスルーホール３が同じパターンで配設されたフェライトグリーンシート１ａ〜１ｅが積層されて形成されている。
【００１９】
この工法としては、まず、複数のスルーホール３が配設されているフェライトグリーンシート１ｂ，１ｃ，１ｄを積層し、各スルーホール３に導電ペーストを充填する。ここで、この導電ペーストはＡｇを主成分とするものが適しているが、Ａｕ，Ｃｕ等の導電性材料を用いてもよい。
【００２０】
このように形成した積層体の上下面に、配線パターン２ａおよび端子電極パターン５ａを形成したフェライトグリーンシート１ａと、配線パターン２ｂおよび端子電極パターン５ｂを形成したフェライトグリーンシート１ｅとをそれぞれ積層させる。ここで、フェライトグリーンシート１ａ，１ｅは、それぞれ配線パターン２ａ，２ｂが形成されている面と対向する面をフェライトグリーンシート１ｂ〜１ｄからなる積層体に密着させるように積層させる。
【００２１】
次に、フェライトグリーンシート１ａ〜１ｅが積層された後、フェライトグリーンシート１ａ，１ｅのスルーホール３にも導電ペーストが充填され、このように各スルーホール３に導電ペーストが充填されることで、各フェライトグリーンシート１ａ〜１ｅ間を縦に接続する導体路３０が形成される。なお、図１には、端子電極パターン５ａのＡ点と配線パターン２ｂのＡ’点とを接続する導体路３０と、配線パターン２ａのＷ点と端子電極パターン５ｂのＷ’点とを接続する導体路３０とを図示しているが、他のＢ−Ｂ’，Ｃ−Ｃ’，・・・，Ｖ−Ｖ’間についても同様に導体路３０は形成されているが図示は省略している。
【００２２】
また、これら導体路３０は、フェライトグリーンシート１ａに形成された配線パターン２ａ、端子電極パターン５ａと、フェライトグリーンシート１ｅに形成された配線パターン２ｂ、端子電極パターン５ｂとをそれぞれ所定位置（図１に示すＡ−Ａ’，Ｂ−Ｂ’，・・・，Ｗ−Ｗ’）間で接続させる。すなわち、端子電極パターン５ａ、Ａ−Ａ’間のスルーホール３による導体路３０、配線パターン２ｂのＡ’−Ｂ’、Ｂ’−Ｂ間のスルーホールによる導体路３０のように順に接続し、端子電極パターン５ｂまで接続されたコイルが磁性体積層体１内に形成される。
【００２３】
次に、コイルが形成された磁性体積層体１の上下面に、配線パターン２ａ，２ｂ、端子電極パターン５ａ，５ｂを絶縁保護する絶縁層を形成し、焼成する。そして、端子電極パターン５ａ，５ｂがそれぞれ部分的に露出する対向する（図１における右手前側と左奥側の）端面に外部電極を形成し、積層チップインダクタを形成する。ここで、絶縁層は、絶縁性グリーンシートを配線パターン２ａ，２ｂを有する面に積層させて形成したり、絶縁樹脂で配線パターン２ａ、２ｂを有する面に絶縁膜を形成することにより得られる。また、外部電極は、外部電極用導電ペーストを磁性体積層体１の端部に塗布し、焼き付けした後、表面にメッキを施すことにより得られる。
【００２４】
前述のように形成された積層チップインダクタを、端子電極パターン５ａ側を＋電極に接続し、端子電極パターン５ｂ側を−電極に接続して直流電圧を印加すると、積層チップインダクタには、図２の細線矢印方向に電流が流れる。このように配線パターン２ａ，２ｂおよび導体路３０に電流が流れると、配線パターン２ａ，２ｂ，導体路３０における、Ａ−Ａ’−Ｂ’−Ｂ，Ｈ’−Ｈ−Ｉ−Ｉ’−Ｊ’−Ｊ，Ｒ’−Ｒ−Ｓ−Ｓ’−Ｔ’−Ｔからなる部分が一方向巻きのコイルとして機能する。同様に、Ｔ’−Ｔ−Ｕ−Ｕ’，Ｑ−Ｑ’−Ｒ’−Ｒ，Ｊ’−Ｊ−Ｋ−Ｋ’，Ｇ−Ｇ’−Ｈ’−Ｈ，Ｂ’−Ｂ−Ｃ−Ｃ’からなる部分、Ｃ−Ｃ’−Ｃ’−Ｄ，Ｆ’−Ｆ−Ｇ−Ｇ’，Ｋ−Ｋ’−Ｍ’−Ｍ，Ｐ’−Ｐ−Ｑ−Ｑ’，Ｕ−Ｕ’−Ｖ’−Ｖからなる部分、および、Ｖ’−Ｖ−Ｗ−Ｗ’，Ｐ−Ｐ’−Ｎ’−Ｎ−Ｍ−Ｍ’，Ｆ−Ｆ’−Ｅ’−Ｅ−Ｄ−Ｄ’からなる部分のそれぞれが一方向巻きのコイルとして機能する。そしてこれら４つの一方向巻きコイルが磁束を発生し、これらの磁束が直列につながることで、二点鎖線矢印に示すような磁性体積層体１（積層チップインダクタ）内を蛇行する磁束路が形成される。
【００２５】
このように蛇行する磁束路が形成されることにより、最短磁路長を長くすることができ、直流重畳特性と改善することができる。
【００２６】
次に、第２の実施形態に係る積層チップインダクタについて、図を参照して説明する。
図３は、本実施形態に係る積層チップインダクタの構造を示す分解斜視図であり、図４は図３に示す積層チップインダクタの磁束および電流の状態を示す概要図である。なお、図３、図４には、各フェライトグリーンシート１ａ〜１ｅの一つのスルーホール３にのみ符号を付し、他のスルーホールについては符号を省略している。
【００２７】
本実施形態に示す積層チップインダクタは、第１の実施形態に示した積層チップインダクタに対して、フェライトグリーンシート１ａに形成された配線パターン２ａ、フェライトグリーンシート１ｅに形成された配線パターン２ｂ、端子電極パターン５ｂの電極パターンが異なり、スルーホール３の配設パターンが異なるものであり、工法は第１の実施形態に示した積層チップインダクタと同じである。
【００２８】
本実施形態に示す積層チップインダクタの磁性体積層体１の配線パターンは、図３に示すように、端子電極パターン５ａのａ点と配線パターン２ｂのａ’点とを導体路３０で接続し、ａ’−ｂ’間は配線パターン２ｂ、ｂ’−ｂ間は導体路３０、ｂ−ｃ間は配線パターン２ａ、と順に接続されており、配線パターン２ａ，２ｂと導体路３０とにより端子電極パターン５ａのａ点と端子電極パターン５ｂのｗ’点とが導通する形状のコイルを形成している。
【００２９】
図３に示すように配線パターンを形成することで、端子電極パターン５ａ、配線パターン２ａ，２ｂ、および導体路３０における、ａ−ａ’−ｂ’−ｂ−ｃ−ｃ’−ｄ’−ｄ−ｅ−ｅ’−ｆ’からなる部分が単独の一方向巻きコイルとして機能する第１のコイル構成部１１をなし、ｆ−ｇ−ｇ’−ｈ’−ｈ−ｉ−ｉ’−ｊ’−ｊ−ｋからなる部分が第２のコイル構成部１２をなし、ｋ’−ｍ’−ｍ−ｎ−ｎ’−ｐ’−ｐ−ｑ−ｑ’−ｒ’からなる部分が第３のコイル構成部１３をなし、ｒ−ｓ−ｓ’−ｔ’−ｔ−ｕ−ｕ’−ｖ’−ｖ−ｗ−ｗ’からなる部分が第４のコイル構成部１４をなす。このように磁性体積層体１内に４つのコイル構成部１１〜１４を並列に配置し、これらを直列に接続したコイルが形成される。
【００３０】
このコイルの端子電極パターン５ａ側を＋電極に、端子電極パターン５ｂ側を−電極に接続し直流電圧を印加すると、図４の細線矢印に示すように直流電流が流れ、二点鎖線太線に示すように磁束の流れ（磁束路）が発生する。
【００３１】
このような配線パターンでコイルを形成しても、蛇行する磁束路を構成することができるので、磁束路を長く採ることができ、直流重畳特性を改善することができる。
【００３２】
また、本実施形態に示す配線パターンとすることで、それぞれに単独でもコイルとして機能する４つのコイル構成部からコイルが構成されることとなり、これらのコイル構成部の軸が平行となるように並列に配置し、電流の流れる方向が反対になるようにすることで、隣り合うコイル構成部にそれぞれ発生する磁束の向きが同じになり、これらが強め合って単独のコイル構成部を単に直列接続した場合よりも強い磁束を発生させることができる。すなわち、第１の実施形態と同じ外形寸法の磁性体積層体（積層チップインダクタ）でありながら、磁束密度の強い、すなわちインダクタンス値の大きい積層チップインダクタを構成することができる。
【００３３】
また、本実施形態に示した積層チップインダクタはコイル部が４つのコイル構成部から構成されることから、各コイル構成部毎に巻き数を変更するように配線パターンやスルーホールの配設パターンを変更することができ、任意にインダクタンス特性を設定することができる。
【００３４】
なお、前述の各実施形態では、磁性体積層体に一方向巻きのコイルを４つ形成した構造としているが、必要な特性に応じてコイル（コイル構成部）の形成数を任意にしてもよい。
【００３５】
また、前述の各実施形態では、各コイル構成部の軸が磁性体積層体の端面に平行になるように形成されているが、各軸が端面に対して所定の角を成す構造となるように配線パターンおよびスルーホールを形成してもよい。
【００３６】
また、前述の実施形態では、フェライトグリーンシートを用いて、磁性体積層体を形成したが、ベースとなるシートにフェライトペーストを層状に印刷して磁性体積層体を形成してもよい。
【００３７】
【発明の効果】
この発明によれば、積層方向に平行な導体路を所定位置に設けた複数の磁性体層により積層体を形成し、該積層体の上下部の磁性体層に所定の配線パターンを設け、該配線パターンと導体路とを接続することによりコイル部を形成し、該コイル部の軸を積層方向に直交する方向に有する積層チップインダクタにおいて、コイル部の軸を部分的に非直線状に形成することにより、コイル軸が磁性体積層体の長辺方向に平行な直線状でなく、蛇行するような非直線状となるため、コイル長を磁性体積層体の長辺の長さに制限されることなく設定することができる。すなわち、配線パターンの形状、スルーホールの位置、これらの接続構成により、所望の長さのコイル長を設定することができ、任意の直流重畳特性に設定し得る積層チップインダクタを構成することができる。特に、長辺寸法が短いチップ形状であっても、その長辺の長さに制限されることなくコイル長を大きくとることができるので、直流重畳特性を改善することができる。
【００３８】
また、この発明によれば、コイル部を互いに平行な軸方向を有する複数のコイル構成部により構成することにより、これらコイル構成部で発生する磁束の方向が同じ方向となるため、それぞれの磁束が強め合い、コイル部の磁束を強くすることができる。すなわち、同じ外形寸法の積層チップインダクタであっても、採りうるインダクタンスの範囲が広くすることができる。また、同程度の特性を有するように設計した場合でも、インダクタの外形を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態に係る積層チップインダクタの磁性体積層体の構造を示す分解斜視図
【図２】図１に示した磁性体積層体に流れる電流と、発生する磁束を示す概要図
【図３】第２の実施形態に係る積層チップインダクタの磁性体積層体の構造を示す分解斜視図
【図４】図３に示した磁性体積層体に流れる電流と、発生する磁束を示す概要図
【図５】従来の積層チップインダクタの構造を示す斜視図
【図６】インダクタの直流重畳特性の一例を示す概要図
【図７】コイル長を長くした積層チップインダクタの構造を示す斜視図
【符号の説明】
１−磁性体積層体
１ａ〜１ｅ−フェライトグリーンシート
２ａ，２ｂ−配線パターン
３−スルーホール
３０−スルーホール３からなる導体路
４ａ，４ｂ−引き出し電極パターン
５ａ，５ｂ−端子電極パターン
１１，１２，１３，１４−コイル構成部
【図１】
2004193511.tif 000003
【図２】
2004193511.tif 000004
【図３】
2004193511.tif 000005
【図４】
2004193511.tif 000006
【図５】
2004193511.tif 000007
【図６】
2004193511.tif 000008
【図７】
2004193511.tif 000009