(57)【要約】【課題】  コイル巻数が変わっても、同じ導体パターンを用い、導体パターンの種類を少なく且つ積層枚数積層枚数を少なくできるようにする。【解決手段】  コイルを形成する導体パターン１０と絶縁層１２とを積層したコイル形成部を備えた積層インダクタである。導体パターンは、（１）外部電極へ繋がる引き出しを含み１ターン弱の第１の導体パターン、（２）一端が該第１の導体パターンの内側端と重なり且つ前記引き出しに平行のコイル中心線に対称な１ターン弱の第２の導体パターン、（３）一端が該第２の導体パターンの一端と重なり且つ前記引き出しに垂直のコイル中心線に対称な１／２ターン強の第３の導体パターンの３種類であって、それらを組み合わせることで３ターン以上のコイルを形成する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルを形成する導体パターンと絶縁層とを積層したコイル形成部を備えた積層インダクタにおいて、
導体パターンは、
（１）外部電極へ繋がる引き出しを含む１ターン弱の第１の導体パターン
（２）一端が該第１の導体パターンの内側端と重なり且つ前記引き出しに平行のコイル中心線に対称な１ターン弱の第２の導体パターン
（３）一端が該第２の導体パターンの一端と重なり且つ前記引き出しに垂直のコイル中心線に対称な１／２ターン強の第３の導体パターン
の３種類であって、それらを組み合わせることで３ターン以上のコイルが形成されていることを特徴とする積層インダクタ。
【請求項２】
コイルを形成する導体パターンと絶縁層とを積層したコイル形成部と、該コイル形成部を挟むように積層方向の上下に配した絶縁体部を備え、実装面はコイル軸に垂直で長方形状であり、両端面に外部電極が位置する構造の積層インダクタにおいて、
導体パターンは、
（１）外部電極へ繋がる引き出しを含む１ターン弱の第１の導体パターン
（２）一端が該第１の導体パターンの内側端と重なり且つ前記引き出しに平行のコイル中心線に対称な１ターン弱の第２の導体パターン
（３）一端が該第２の導体パターンの一端と重なり且つ前記引き出しに垂直のコイル中心線に対称な１／２ターン強の第３の導体パターン
の３種類であって、第１の導体パターンがコイル形成部で積層方向の最上層と最下層に位置するように３種類の導体パターンを組み合わせ、積層方向で隣り合う導体パターンの間には絶縁層が介在し該絶縁層を貫通するビア導体で接続することで３ターン以上のコイルが形成されていることを特徴とする積層インダクタ。
【請求項３】
樹脂フィルム上に、ビア穴を有する絶縁層と、該ビア穴を埋めるビア導体とそれに連続し絶縁層上に位置する導体パターンと、該導体パターンの周囲を埋める絶縁層を形成した複合シートを用い、該複合シートは、導体パターンの形状によって、（ａ）外部電極へ繋がる引き出しを含む１ターン弱の第１の導体パターンを有する第１の複合シート、（ｂ）一端が該第１の導体パターンの内側端と重なり且つ前記引き出しに平行のコイル中心線に対称な１ターン弱の第２の導体パターンを有する第２の複合シート、（ｃ）一端が該第２の導体パターンの一端と重なり且つ前記引き出しに垂直のコイル中心線に対称な１／２ターン強の第３の導体パターンを有する第３の複合シートの３種類とし、それらを組み合わせ所定の順序で圧着して樹脂フィルムを剥離する操作を繰り返し、更に（ｄ）樹脂フィルム上に、外部電極へ繋がる引き出しを含む１ターン弱の第１の導体パターンと、該導体パターンの周囲を埋める絶縁層を形成した第４の複合シートを反転して積層し、圧着して樹脂フィルムを剥離する操作を行うことでコイル形成部を作製することを特徴とする積層インダクタの製造方法。
【請求項４】
樹脂フィルム上に絶縁層を積層した絶縁体シートを、コイル形成部を挟むように圧着して上下に絶縁体部を形成する請求項３記載の積層インダクタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層構造のチップインダクタに関し、更に詳しく述べると、僅か３種類の導体パターンを組み合わせることにより、少ない積層枚数で３ターン以上のコイルを形成できるように工夫した積層インダクタ及びその製造方法に関するものである。この技術は、例えば携帯電話機やデジタルカメラなどのモバイル機器で使用するインダクタ素子に有用である。
【背景技術】
【０００２】
モバイル機器に組み込むインダクタなどでは、特に小型化の要求が強く、それに応えるために積層インダクタが使用されている。この種の積層インダクタは、通常、絶縁層と導体パターンを交互に印刷積層し、導体パターン同士をビア導体で接続することにより積層体の内部にコイルを形成し、積層体の両端部に外部電極を設けて内部の導体パターンの端部と接続する構造となっている。
【０００３】
ところでインダクタは、それを使用する電気回路の仕様により種々のインダクタンスが要求され、そのため多くの種類のインダクタをシリーズとして揃える必要がある。一般にインダクタでは、内部に形成されるコイルの巻数を変えることによってインダクタンスを変化させている。そこで、導体パターンの形状や積層手順などに関し、様々な技術が提案されている。
【０００４】
従来の代表的な積層インダクタとしては、Ｌ型、コの字型あるいは半円状の略１／２ターンの導体パターンを、向きを変えて（面内１／２回転して）積層する構成がある（例えば特許文献１参照）。この構成では、外部電極へ繋がる引き出しのある導体パターンと、それ以外の略１／２ターンの導体パターンとの２種類で済むが、１回の積層工程で１／２ターンしか形成できないため、多くの積層枚数が必要となり、厚さが増え、工数が増える欠点がある。
【０００５】
また、１ターンを超えた渦巻き状の導体パターンを積層する構成もあるが（特許文献２参照）、少ない積層枚数で済むものの、導体パターンで囲まれる内側面積が小さくなる。特に、ＤＣ−ＤＣコンバータに組み込むインダクタでは直流に交流が重畳された状態になり、直流をどれだけ多く流せるかが重要である。そのためには、磁気飽和を避けねばならず、磁性体の磁路断面積を大きくする必要があり、導体パターンが内側に巻き込まれる構造は好ましくない。
【０００６】
更に、１ターン弱の導体パターンを積層する構成もあるが（特許文献３参照）、各層で別々の導体パターンが必要となるため、多種の導体パターンを用意しなければならず、積層作業は非常に煩雑となる。
【０００７】
その他、コの字型の３／４ターンの導体パターンを９０°ずつ回転させながら積層する構成もあるが、コイル軸に垂直な面が長方形の場合には適用できない。
【０００８】
外部電極へ繋がる引き出しのある導体パターンを工夫して、共通化する技術も開示されているが（特許文献４参照）、内部の導体パターンのどの位置の端部でも接続可能なようにループ状にしている。そのような形状では、逆電流が流れる部分が発生し、その分だけ磁束が打ち消されてしまうためインダクタンスが低下するし、電流経路が不定となるなどの問題が生じる。
【特許文献１】特開平６−３３３７４２号公報
【特許文献２】特開２００１−４４０３７号公報
【特許文献３】特開２００３−２７２９２１号公報
【特許文献４】実開平７−２２５１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明が解決しようとする課題は、導体パターンの種類を少なくすれば積層枚数が多くなり、逆に積層枚数を少なくすれば導体パターンの種類が多くなり、いずれにしても製造工程が煩雑化する点、導体パターンの形状によってはインダクタンスが低下する点、などである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、コイルを形成する導体パターンと絶縁層とを積層したコイル形成部を備えた積層インダクタにおいて、導体パターンは、
（１）外部電極へ繋がる引き出しを含む１ターン弱の第１の導体パターン
（２）一端が該第１の導体パターンの内側端と重なり且つ前記引き出しに平行のコイル中心線に対称な１ターン弱の第２の導体パターン
（３）一端が該第２の導体パターンの一端と重なり且つ前記引き出しに垂直のコイル中心線に対称な１／２ターン強の第３の導体パターン
の３種類であって、それらを組み合わせることで３ターン以上のコイルが形成されていることを特徴とする積層インダクタである。
【００１１】
また本発明は、コイルを形成する導体パターンと絶縁層とを積層したコイル形成部と、該コイル形成部を挟むように積層方向の上下に配した絶縁体部を備え、実装面はコイル軸に垂直で長方形状であり、両端面に外部電極が位置する構造の積層インダクタにおいて、導体パターンは、
（１）外部電極へ繋がる引き出しを含む１ターン弱の第１の導体パターン
（２）一端が該第１の導体パターンの内側端と重なり且つ前記引き出しに平行のコイル中心線に対称な１ターン弱の第２の導体パターン
（３）一端が該第２の導体パターンの一端と重なり且つ前記引き出しに垂直のコイル中心線に対称な１／２ターン強の第３の導体パターン
の３種類であって、第１の導体パターンがコイル形成部で積層方向の最上層と最下層に位置するように３種類の導体パターンを組み合わせ、積層方向で隣り合う導体パターンの間には絶縁層が介在し該絶縁層を貫通するビア導体で接続することで３ターン以上のコイルが形成されていることを特徴とする積層インダクタである。
【００１２】
更に本発明は、樹脂フィルム上に、ビア穴を有する絶縁層と、該ビア穴を埋めるビア導体とそれに連続し前記絶縁層上に位置する導体パターンと、該導体パターンの周囲を埋める絶縁層を形成した複合シートを用い、該複合シートは、導体パターンの形状によって、（ａ）外部電極へ繋がる引き出しを含む１ターン弱の第１の導体パターンを有する第１の複合シート、（ｂ）一端が該第１の導体パターンの内側端と重なり且つ前記引き出しに平行のコイル中心線に対称な１ターン弱の第２の導体パターンを有する第２の複合シート、（ｃ）一端が該第２の導体パターンの一端と重なり且つ前記引き出しに垂直のコイル中心線に対称な１／２ターン強の第３の導体パターンを有する第３の複合シートの３種類とし、それらを組み合わせ所定の順序で圧着して樹脂フィルムを剥離する操作を繰り返し、更に（ｄ）樹脂フィルム上に、外部電極へ繋がる引き出しを含む１ターン弱の第１の導体パターンと、該導体パターンの周囲を埋める絶縁層を形成した第４の複合シートを反転して積層し、圧着して樹脂フィルムを剥離する操作を行うことでコイル形成部を作製することを特徴とする積層インダクタの製造方法である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の積層インダクタは、コイル軸に垂直な面の形状が長方形状であっても、僅か３種類の導体パターンで且つ少ない積層枚数で任意の巻数に対応できるため、スクリーンやマスクの交換などの煩瑣な段取り替えを低減でき作業を簡略化できる。また、一般的なスパイラルコイルパターンが形成されるため、コイル体積を小さくでき、インダクタンスが低下する恐れもなく、小型化に適している。
【００１４】
本発明に係る積層インダクタの製造方法では、樹脂フィルム上に形成した複合シートを予めストックしておけば、必要に応じてそれらの複合シートを所定の順序で積層圧着するだけで、いつでも容易に且つ迅速に要求仕様の積層インダクタを製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
積層インダクタは、典型的には、コイルを形成する導体パターンと絶縁層とを積層したコイル形成部と、該コイル形成部を挟むように積層方向の上下に配した絶縁体部を備えており、実装面はコイル軸に垂直で長方形状をなし、両端面に外部電極が位置する構造である。このような積層インダクタで用いる導体パターンは、
（１）外部電極へ繋がる引き出しを含む１ターン弱の第１の導体パターン
（２）一端が該第１の導体パターンの内側端と重なり且つ前記引き出しに平行のコイル中心線に対称な１ターン弱の第２の導体パターン
（３）一端が該第２の導体パターンの一端と重なり且つ前記引き出しに垂直のコイル中心線に対称な１／２ターン強の第３の導体パターン
の３種類とする。そして、これら３種の導体パターンを組み合わせる。但し、第１の導体パターンはコイル形成部で積層方向の最上層と最下層に位置する。なお、積層方向で隣り合う導体パターンの間には絶縁層が介在し、該絶縁層を貫通するビア導体で接続することで隣り合う導体パターン間が連続し、それによって３ターン以上のコイルが形成されている。
【００１６】
コイル軸方向に沿って透視した時の導体パターンは、矩形枠状やその角部を丸めたり斜めにした形状などでもよいし、円形や長円状、あるいはトラック状（円弧と直線の組み合わせ）など任意であってよい。絶縁体は、フェライトなどの強磁性セラミックスでもよいし、非磁性セラミックスなどでもよく、要求仕様に応じて選定する。
【００１７】
このような構造を有する積層インダクタを製造するには、樹脂フィルム上に、ビア穴を有する絶縁層と、該ビア穴を埋めるビア導体とそれに連続し絶縁層上に位置する導体パターンと、該導体パターンの周囲を埋める絶縁層を形成した複合シートを用いるのが好ましい。複合シートは、導体パターンの形状によって、
（ａ）外部電極へ繋がる引き出しを含む１ターン弱の第１の導体パターンを有する第１の複合シート
（ｂ）一端が該第１の導体パターンの内側端と重なり且つ前記引き出しに平行のコイル中心線に対称な１ターン弱の第２の導体パターンを有する第２の複合シート
（ｃ）一端が該第２の導体パターンの一端と重なり且つ前記引き出しに垂直のコイル中心線に対称な１／２ターン強の第３の導体パターンを有する第３の複合シート
の３種類とし、それらを組み合わせ所定の順序で圧着し樹脂フィルムを剥離する操作を繰り返す。更に、
（ｄ）樹脂フィルム上に、外部電極へ繋がる引き出しを含む１ターン弱の第１の導体パターンと、該導体パターンの周囲を埋める絶縁層を形成した第４の複合シート
を反転して積層し、圧着して樹脂フィルムを剥離する操作を行うことでコイル形成部を作製する。通常、樹脂フィルム上に絶縁層を複数枚積層した絶縁体シートを、コイル形成部を挟むように圧着して上下に絶縁体部を形成する。
【実施例】
【００１８】
積層インダクタは、コイルを形成する導体パターンと絶縁層とを積層した構造である。使用する導体パターンは３種類であって、それらを組み合わせることで所望の巻数のコイルを形成する。コイルは、その軸に垂直な方向から透視した時、矩形枠状をなしている。導体パターンの一例を図１に示す。導体パターン１０（斜線を付して示す）を絶縁層１２の上に設けた状態として表している。説明の都合上、コイルの中心を通り且つ外部電極へ繋がる引き出しに垂直な線をｘ軸、コイルの中心を通り且つ外部電極へ繋がる引き出しに平行な線をｙ軸に設定する。引き出しの外部電極へ繋がる位置は第１象限のｘ軸に平行な線上とする。また、積層インダクタのコイル軸に垂直な実装面の寸法を、縦２y0×横２x0とする。
【００１９】
（１）第１の導体パターンは、外部電極へ繋がる引き出しを含む１ターン弱の導体パターンである。この導体パターンは、座標点(x1,y0) を一方の端点とし、(x1,-y1)-(-x1,-y1)-(-x1,y1) を通り、(x2,y1) を他方の端点とする形状である。
（２）第２の導体パターンは、一端が該第１の導体パターンの内側端と重なり且つ前記引き出しに平行のコイル中心線に対称な１ターン弱の導体パターンである。この導体パターンは、座標点(x2,y1) を一方の端点とし、(x1,y1)-(x1,-y1)-(-x1,-y1)-(-x1,y1) を順に通り、(-x2,y1)を他方の端点とする形状である。従って、第２の導体パターンの一方の端点は、第１の導体パターンの他方の端点と重なるような位置関係にある。
（３）第３の導体パターンは、座標点(-x2,y1)を一方の端点とし、(x1,y1)-(x1,-y1)を通り、(-x2,-y1) を他方の端点とする形状である。従って、第３の導体パターンの一方の端点は、第２の導体パターンの他方の端点と重なるような位置関係にある。
但し、０＜x2＜x1＜x0、０＜y2＜y1＜y0である。
【００２０】
このような３種類の導体パターンを組み合わせ、積層方向で隣り合う導体パターンの間には絶縁層が介在し該絶縁層を貫通するビア導体で相互接続することで３ターン以上のコイルを形成する。１ターンのコイルが必要な場合には第１の導体パターンのみで形成できるし、２ターンのコイルが必要な場合には第１の導体パターンと、第２又は第３の導体パターンの組み合わせで形成できる。この例は、時計回りのパターンであるが、反時計回りのパターンであってもよいことは言うまでもない。
【００２１】
図２に示すように、このように形成したコイル形成部２０を挟むように積層方向の上下に絶縁体部２２が位置し、全体が一体化されている。そして、両端部に外部電極２４を設ける。図２において、Ａは外観を示し、Ｂは縦断面を示している。なお、絶縁体はフェライトなどの強磁性セラミックス粉末や非磁性セラミックス粉末などを含む絶縁体ペーストを印刷したものからなり、導体パターンは銀粒子などを含む導体ペーストを印刷したものである。積層後に焼成することで積層インダクタが得られる。外部電極の形成は、導体ペーストを塗布後、焼成と同時に焼き付けてもよいし、焼成後に導体ペーストを塗布し焼き付けてもよい。
【００２２】
図３は、３ターンのコイルを形成する場合の導体パターンの組み合わせを示している。次の順序で導体パターンを積み重ねる。なお、符号Ｂがビア導体の位置を示している。この場合は、下層から順に、第１の導体パターン（１）＋第２の導体パターン（２）＋第３の導体パターン（３）＋第１の導体パターン（１）の表裏反転で構成できる。上下で隣り合う導体パターンは、間の絶縁層を貫通するビア導体によって順次接続される。
【００２３】
図４は、５ターンのコイルを形成する場合の導体パターンの組み合わせを示している。次の順序で導体パターンを積み重ねる。符号Ｂがビア導体の位置を示している。この場合は、下から順に、第１の導体パターン（１）＋第２の導体パターン（２）＋第３の導体パターン（３）＋第２の導体パターン（２）の面内１／２回転＋第３の導体パターン（３）の面内１／２回転＋第３の導体パターン（３）＋第１の導体パターン（１）の表裏反転で構成できる。上下で隣り合う導体パターンは、間の絶縁層を貫通するビア導体によって順次接続される。
【００２４】
このような積層インダクタは、易剥離性の樹脂フィルムを用いる手法で容易に製造することができる。基本的には、図５に示すように、樹脂フィルム４０上に、ビア穴を有する絶縁層４２と、該ビア穴を埋めるビア導体４４とそれに連続し絶縁層上に位置する導体パターン４６と、該導体パターンの周囲を埋める絶縁層４８を形成し、導体パターン表面と絶縁層表面がほぼ同じ高さとなるようにした複合シートを用いる。図５において、上段は平面を表し、下段はそのｘ−ｘ断面を表している。複合シートは、導体パターンの形状によって、
（ａ）外部電極へ繋がる引き出しを含む１ターン弱の第１の導体パターンを有する第１の複合シート
（ｂ）一端が該第１の導体パターンの内側端と重なり且つ前記引き出しに平行のコイル中心線に対称な１ターン弱の第２の導体パターンを有する第２の複合シート
（ｃ）一端が該第２の導体パターンの一端と重なり且つ前記引き出しに垂直のコイル中心線に対称な１／２ターン強の第３の導体パターンを有する第３の複合シート
の３種類である。その他、
（ｄ）樹脂フィルム上に、外部電極へ繋がる引き出しを含む１ターン弱の第１の導体パターンと、該導体パターンの周囲を埋める絶縁層を形成した第４の複合シート
を用いる。この場合、複合シートとしては４種類となるが、印刷する導体パターンは３種類である。
【００２５】
（ａ）〜（ｃ）の複合シートを製造するには、樹脂フィルム上に、ビア穴を有する絶縁パターンを絶縁ペーストを用いてスクリーン印刷し、乾燥後に該ビア穴を埋めるビア導体とそれに連続し絶縁層上に位置する導体パターンを導体ペーストを用いてスクリーン印刷し、乾燥後に該導体パターンの周囲を埋める絶縁パターンを絶縁体ペーストを用いてスクリーン印刷する。それを最終的に乾燥させたものが複合シートとなる。例えば、絶縁体ペーストは、各種非磁性粉末あるいはフェライトなどの磁性粉末とバインダと溶剤などを混合したもの、導体ペーストは銀粒子とバインダと溶剤などを混合したものである。複合シートの厚さは、樹脂フィルムを除けば数十μｍ（例えば４０μｍ程度）である。
【００２６】
このような複合シートを用いて３ターンのコイルを製造する手順の一例を図６に示す。図６において、上段は平面を表し、下段はそのｘ−ｘ断面を表している。図５の（ａ）の複合シートを反転させて樹脂製のベースフィルム５０上に圧着し、複合シート側の樹脂シート４２ａを剥離する。次に図５の（ｂ）の複合シートを反転させて既設の積層体上に圧着し、貼り付けた複合シート側の樹脂シート４２ｂを剥離する。次に図５の（ｃ）の複合シートを反転させて既設の積層体上に圧着し、貼り付けた複合シート側の樹脂シート４２ｃを剥離する。最後に、図５の（ｄ）の複合シートについては、図示していないが、それを反転させて補助フィルム上に一旦圧着して樹脂シートを剥離し、それを再度反転させて既設の積層体上に圧着し、補助シート５２を剥離する。このようにして３ターンのコイル形成部を製造することができる。
【００２７】
３ターン以外の任意の巻数のコイルについても、同様に所定の順序で積層圧着する方法によって製造できる。このような複合シート方式による製造方法では、予め所定の複合シートを必要枚数用意しておけば、要求仕様に合致するように、それら複合シートを組み合わせ積層圧着することで、容易に且つ迅速にコイル形成部を製造できる利点がある。
【００２８】
勿論、本発明に係る積層インダクタは、複合シート方式ではなくても、従来技術と同様に１層ずつ積み重ねるように印刷する方式でも製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の積層インダクタにおける導体パターンの一例を示す説明図。
【図２】積層インダクタの外観と縦断面を示す説明図。
【図３】３ターンの場合の導体パターンの組み合わせを示す説明図。
【図４】５ターンの場合の導体パターンの組み合わせを示す説明図。
【図５】本発明の製造方法で用いる複合シートの一例を示す説明図。
【図６】３ターンの場合の複合シートの積層手順を示す説明図。
【符号の説明】
【００３０】
１０  導体パターン
１２  絶縁層
【図１】
2005174962.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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