(57)【要約】【課題】電気的特性の設計自由度が高く、小型化に対応したバラントランスを提供する【解決手段】積層方向に重なり合うことのない２つの領域を有する積層体内部の一方領域に第１のコイルパターンの第１の部分１１ａ及び第２のコイルパターン１２を、他方の領域に第１のコイルパターンの第２の部分１１ｂ及び第３のコイルパターン１３を配設するとともに、第１のコイルパターンの第１，第２の部分、ならびに第２、第３のコイルパターンを、異なる誘電体層間に介在されている複数個の周回パターンを相互に連結して形成した。【選択図】図２
2005323132.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個の誘電体層を積層してなる積層体の内部に、第１，第２の部分を有した第１のコイルパターンと、該第１のコイルパターンの第１の部分に対し誘電体層を介して対向する第２のコイルパターンと、前記第１のコイルパターンの第２の部分に対し誘電体層を介して対向する第３のコイルパターンとを配置させてなり、第１のコイルパターンへの不平衡信号の入力に伴い、第２、第３のコイルパターンにて平衡信号を発生するようにしたバラントランスにおいて、
前記積層体は、その積層方向に重なり合うことのない２つの領域を有しており、一方領域に前記第１のコイルパターンの第１の部分及び前記第２のコイルパターンを、他方の領域に前記第１のコイルパターンの第２の部分及び前記第３のコイルパターンを配設するとともに、前記第１のコイルパターンの第１，第２の部分、ならびに第２、第３のコイルパターンを、異なる誘電体層間に介在されている複数個の周回パターンを相互に連結して形成したことを特徴とするバラントランス。
【請求項２】
前記周回パターンが、直線状またはＬ字状をなしていることを特徴とする請求項１に記載のバラントランス。
【請求項３】
前記第１，第２，第３のコイルパターンが形成されている領域の上方もしくは下方に位置する積層体の内部もしくは表面に、第１，第２，第３のコイルパターンの少なくとも一部と対向する浮遊電極が形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のバラントランス。
【請求項４】
前記第１，第２，第３のコイルパターンが形成されている領域の上方もしくは下方に位置する積層体の内部もしくは表面に、第２，第３のコイルパターンの各一端に接続されるグランド導体が設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のバラントランス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平衡信号及び不平衡信号を交互に変換する平衡−不平衡信号変換器や位相変換器として使用されるバラントランスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、携帯電話機等の通信機器に平衡信号及び不平衡信号を相互に変化する平衡−不平衡変換器としてのバラントランスが用いられている。
【０００３】
かかる従来のバラントランスとしては、図４に示す如く、複数個の誘電体層５０ａ〜５０ｈを積層して成る積層体５０の内部に、第１、第２、第３のコイルパターン５１（５１ａ及び５１ｂ）、５２、５３を設け、第１のコイルパターンへの平衡信号の入力に伴い、第２、第３のコイルパターンにて不平衡信号を出力するようにしたバラントランスが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
前記第１のコイルパターン５１は第１の部分５１ａ及び第２の部分５１ｂを有し、第１のコイルパターンの第１の部分５１ａが誘電体層５０ｃの主面に形成され、この第１の部分５１ａに対し第２のコイルパターン５２が誘電体層５０ｃを介して対向配置するようにして誘電体層５０ｄの主面に形成され、前記第１のコイルパターンの第２の部分５１ｂに対し第３のコイルパターン５３が誘電体層ｆを介して対向配置するようにして誘電体層５０ｆの主面に形成されている。また、個々のコイルパターンはそれぞれ、所定長さを有するように渦巻パターンまたは蛇行パターンをなすようにして形成されている。
【０００５】
また、これら第１のコイルパターン５１の第１の部分５１ａ及び第２のコイルパターン５２、第１のコイルパターン５１の第２の部分５１ｂ及び第３のコイルパターン５３は、厚み方向で重なるようにして配置されるとともに、第１、第２、第３のコイルパターンが形成されている領域の上方及び下方領域、ならびに第２のコイルパターン５２と第３のコイルパターン５３との間には、誘電体層の略全面に形成されたグランド導体５４、５５、５６が設けられている。
【特許文献１】特開平９−２６０１４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところでバラントランスの振幅バランス特性、位相バランス特性、インピーダンス特性といった電気的特性を所望の値に調整するには、コイルパターン間に作用する電磁界結合の強さを変化させる必要がある。
【０００７】
しかしながら、上述した従来のバラントランスの場合、第１のコイルパターンの第１の部分５１ａ、第１のコイルパターンの第２の部分５１ｂ、第２のコイルパターン５２、第３のコイルパターン５３がそれぞれ一つの誘電体層の主面に形成されている上、これらのコイルパターンが厚み方向で重なるようにして積層体内に配置されていることから、バラントランスの電気的特性の設計自由度が低いという欠点があった。すなわち、上述した従来のバラントランスの場合、コイルパターン間もしくはコイルパターン‐グランド導体間に介在する誘電体層の厚みや、コイルパターンの長さ、幅をパラメータとしてこれらを変化させることが、コイルパターン間に作用する電磁界結合の強さを変化させる主要な方法になる。しかしながらこのような調整方法では、パラメータを変化させると１つのコイルパターン全体に影響することになり、振幅バランス特性、位相バランス特性、インピーダンス特性等を個々に微調整することが困難となる欠点があった。
【０００８】
また、第２のコイルパターン５２と第３のコイルパターン５３との間に介在する誘電体層５０ｅには略全面にグランド導体５５が形成されていることから、このグランド導体５５の上方に配されている第１のコイルパターンの第１の部分５１ａ及び第２のコイルパターン５２と、グランド導体５５の下方に配されている第３のコイルパターン５３及び第１のコイルパターンの第２の部分５１ｂとの間に発生する電磁界結合が遮蔽されてしまう。したがって、グランド導体５５の上方に配されているコイルパターン５１ａ、５２とグランド導体５５の下方に配されているコイルパターン５３、５１ｂとの間に生じる電磁界結合、例えば、第２のコイルパターン５２と第３のコイルパターン５３と間に生じる電磁界結合を利用して電気的特性の調整を行うことは殆ど不可能であり、これによってもバラントランスの電気的特性の設計自由度が低下してしまうという欠点があった。
【０００９】
更に、上述した従来のバラントランスは、コイルパターンが一つの誘電体層の主面上に形成されるとともに、所定長さを有するように、渦巻パターンまたは蛇行パターンをなすようにして形成されていることから平面形状が大きくなり、このバラントランスをマザーボードなどの外部配線基板に実装した場合、外部配線基板に占めるバラントランスの面積が大きくなってしまうという欠点もあった。
【００１０】
また、個々のコイルパターン形状が上述の如く渦巻パターン、蛇行パターンといった複雑なパターン形状をなしていることから、バラントランスの小型化が進むにつれ、このような複雑な形状のコイルパターンを形成することが非常に困難となる欠点も有していた。
【００１１】
本発明は上記問題に鑑み案出されたもので、その目的は、電気的特性の設計自由度が高く、小型化に対応したバラントランスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明のバラントランスは、複数個の誘電体層を積層してなる積層体の内部に、第１，第２の部分を有した第１のコイルパターンと、該第１のコイルパターンの第１の部分に対し誘電体層を介して対向する第２のコイルパターンと、前記第１のコイルパターンの第２の部分に対し誘電体層を介して対向する第３のコイルパターンとを配置させてなり、第１のコイルパターンへの不平衡信号の入力に伴い、第２、第３のコイルパターンにて平衡信号を発生するようにしたバラントランスにおいて、前記積層体は、その積層方向に重なり合うことのない２つの領域を有しており、一方領域に前記第１のコイルパターンの第１の部分及び前記第２のコイルパターンを、他方の領域に前記第１のコイルパターンの第２の部分及び前記第３のコイルパターンを配設するとともに、前記第１のコイルパターンの第１，第２の部分、ならびに第２、第３のコイルパターンを、異なる誘電体層間に介在されている複数個の周回パターンを相互に連結して形成したことを特徴とするものである。
【００１３】
また本発明のバラントランスは、前記周回パターンが、直線状またはＬ字状をなしていることを特徴とするものである。
【００１４】
更に本発明のバラントランスは、前記第１，第２，第３のコイルパターンが形成されている領域の上方もしくは下方に位置する積層体の内部もしくは表面に、第１，第２，第３のコイルパターンの少なくとも一部と対向する浮遊電極が形成されていることを特徴とするものである。
【００１５】
また更に本発明のバラントランスは、前記第１，第２，第３のコイルパターンが形成されている領域の上方もしくは下方に位置する積層体の内部もしくは表面に、第２，第３のコイルパターンの各一端に接続されるグランド導体が設けられていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のバラントランスによれば、前記第１のコイルパターンの第１，第２の部分、ならびに第２、第３のコイルパターンが、異なる誘電体層間に介在されている複数個の周回パターンを相互に連結して形成されていることから、周回パターンごとに幅や長さ等を変化させることができ、これによって、振幅バランス特性、位相バランス特性、インピーダンス特性等の調整を個々に行うことができるようになる。しかも、第１のコイルパターンの第１の部分及び第２のコイルパターンと、前記第１のコイルパターンの第２の部分及び第３のコイルパターンとが積層体の内部で厚み方向に重なり合うことのないように区画された状態で配設されていることから、周回パターンを積層体内部で特性調整のために適切な位置に配することができるとともに、配設されるコイルパターン同士の電磁界結合を適宜利用して電気的特性の調整を行うことが可能となる。従って、バラントランスの電気的特性の設計自由度が向上し、所望の電気的特性に調整することが容易となる。
【００１７】
また本発明のバラントランスによれば、周回パターンが、直線状またはＬ字状をなしていることから、バラントランスが小型されても、形状が単純なため周回パターンを簡単に形成することができ、小型化に対応したバラントランスとなすことができる。
【００１８】
更に本発明のバラントランスによれば、前記第１，第２，第３のコイルパターンが形成されている領域の上方もしくは下方に位置する積層体の内部もしくは表面に、第１，第２，第３のコイルパターンの少なくとも一部と対向する浮遊電極が形成されていることから、この浮遊電極とコイルパターンとの対向面積を変化させることによっても、電磁界結合の強さを変化させることが可能となり、バラントランスの電気的特性の設計自由度をさらに向上させることができるようになるとともに、第１，第２，第３のコイルパターンを形成した後でも、浮遊電極の面積を変えることによって、電気的特性の調整ができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。
【００２０】
図１は本発明の一実施形態に係るバラントランスの斜視図、図２は図１に示すバラントランスの分解斜視図、図３は本発明の一実施形態に係るバラントランスの等価回路図である。これらの図に示すバラントランスは、複数個の誘電体層を積層してなる積層体１の内部に、第１，第２の部分を有した第１のコイルパターンと、第１のコイルパターンの第１の部分に対し誘電体層を介して対向する第２のコイルパターンと、第１のコイルパターンの第２の部分に対し誘電体層を介して対向する第３のコイルパターンとを配置させてなり、第１のコイルパターンへの不平衡信号の入力に伴い、第２、第３のコイルパターンにて平衡信号を発生し出力するようにしている。
【００２１】
前記積層体１は、図２に示す如く、例えば矩形状をなす１１個の誘電体層１ａ〜１ｋを積層して成り、各誘電体層１ａ〜１ｋは誘電体セラミック材料、低融点ガラス材料、有機バインダー、焼結助剤等によって構成されている。前記誘電体セラミック材料としては、例えばBaO−TiO２系、Ca−TiO２系、MgO−TiO２系等のセラミック材料が用いられる。これらのセラミック材料は比誘電率が１５〜２０と比較的高く、小さな面積でも充分な静電容量を得ることができるので、バラントランスの小型化に有利である。なお誘電体層１ａ〜１ｋの厚みは、例えば、１層あたり５０〜３００μｍ程度に設定される。
【００２２】
このような積層体１は、図１に示す如く、積層体１を厚み方向に切断する仮想区画線１５により区画される２つの領域を有しており、一方領域に第１のコイルパターンの第１の部分１１ａ及び第２のコイルパターン１２を、他方領域に第１のコイルパターンの第２の部分１１ｂ及び第３のコイルパターン１３を配設している。また前記第１のコイルパターンの第１，第２の部分１１ａ、１１ｂ、ならびに第２、第３のコイルパターン１２、１３は、異なる誘電体層間に介在されている複数個の周回パターンを相互に連結して形成されている。
【００２３】
前記第１のコイルパターンの第１の部分１１ａは、誘電体層１ｆ‐誘電体層１ｇ間に配設される周回パターン２１と誘電体層１ｄ‐誘電体層１ｅ間に配設される周回パターン２２とをビアホール導体（図２の点線で示す）を介して連結することにより構成されており、全体として略１ターンのコイルをなし１／４波長分の長さを有している。また、この第１のコイルパターンの第１の部分１１ａは、積層体１の上面側から見たときに信号の進む向きが時計回りに回転する方向に巻かれている。尚、周回パターン２１の一端は引出パターン２ａを介して入力用外部端子２と接続するようになっている。
【００２４】
また第１のコイルパターンの第２の部分１１ｂは、誘電体層１ｃ‐誘電体層１ｄ間に配設される周回パターン２３と誘電体層１ｅ‐誘電体層１ｆ間に配設される周回パターン２４とをビアホール導体を介して連結することにより構成されており、全体として略１ターンのコイルをなし１／４波長分の長さを有している。また、この第１のコイルパターンの第２の部分１１ｂは、積層体１の上面側から見たときに信号の進む向きが反時計回りに回転する方向に巻かれている。尚、周回パターン２３の一端はビアホール導体を介して前記周回パターン２２の一端と接続され、この部分で第１の部分１１ａと第２の部分１１ｂとが接続されることになる。また、周回パターン２４の一端は開放端となっている。
【００２５】
一方、前記第２のコイルパターン１２は誘電体層１ｈ‐誘電体層１ｉ間に配設される周回パターン２５と誘電体層１ｊ‐誘電体層１ｋ間に配設される周回パターン２６とをビアホール導体を介して連結することにより構成されており、全体として１／４波長分の略１ターンのコイルをなし、積層体１の上面側から見たときに信号の進む向きが時計回りに回転する方向に巻かれている。また、周回パターン２５は誘電体層１ｈを介して第１のコイルパターンの第１の部分１１ａを構成する周回パターン２１と対向するようにして配置され、これらの周回パターン２１‐２５間で比較的強い電磁界結合ｋ１を形成している。尚、周回パターン２５の一端はビアホール導体等を介して誘電体層１ｇ‐誘電体層１ｈ間に配設された引出パターン３ａと接続され、この引出パターン３ａは出力用外部端子３と接続している。また、周回パターン２６は、誘電体層１ｆ〜誘電体層１ｊを介して第１のコイルパターンの第１の部分１１ａを構成する周回パターン２２と対向するようにして配置されており、この周回パターン２２‐２６間で比較的弱い電磁界結合ｋ２を形成している。この周回パターン２６は、その中央付近から積層体側面に向って形成された引出パターン５ａを介してグランド用外部端子５と接続している。
【００２６】
また、前記第３のコイルパターン１３は、誘電体層１ｇ‐誘電体層１ｈ間に配設される周回パターン２７と誘電体層１ｈ‐誘電体層ｉ間に配設される周回パターン２８とをビアホール導体を介して連結することにより構成されており、全体として１／４波長分の略１ターンのコイルをなし、積層体１の上面側から見たときに信号の進む向きが時計回りに回転する方向に巻かれている。また、周回パターン２７は、誘電体層１ｇを介して第１のコイルパターンの第２の部分を構成する周回パターン２４と対向するようにして配置され、これらの周回パターン２４‐２７間で比較的強い電磁界結合ｋ３を形成している。この周回パターン２７の一端は引出パターン４ａを介して出力用外部端子４と接続している。また、周回パターン２８は誘電体層１ｄ〜誘電体層１ｈを介して第２のコイルパターンの第２の部分１１ｂを構成する周回パターン２３と対向するようにして配置されており、これらの周回パターン２３‐２８間で比較的弱い電磁界結合ｋ４を形成している。尚、この周回パターン２８は、一端がビアホール導体を介して誘電体層１ｋ上に設けた接続パッドと接続され、この接続パッドが周回パターン２６の一端と接続している。
【００２７】
このように第１のコイルパターンの第１，第２の部分、ならびに第２、第３のコイルパターンが、異なる誘電体層間に介在されている複数個の周回パターンを相互に連結して形成されていることから、周回パターンごとに幅や長さ等を変化させることができ、これによって、振幅バランス特性、位相バランス特性、インピーダンス特性等の調整を個々に行うことができるようになり、バラントランスの電気的特性の設計自由度が向上して、所望の電気的特性に調整することが容易になる。
【００２８】
しかも、第１のコイルパターンの第１の部分１１ａ及び第２のコイルパターン１２と、第１のコイルパターンの第２の部分１１ｂ及び第３のコイルパターン１３とが積層体の内部で厚み方向に重なり合うことのないように区画された状態で並設されていることから、周回パターンを積層体内部で特性調整のために最適な位置に配することができるとともに、並設するコイルパターン同士の電磁界結合を適宜利用して電気的特性の調整を行うことが可能となる。従って、バラントランスの電気的特性の設計自由度が向上し、所望の電気的特性に調整することが容易となる。尚、本実施形態においては、第２のコイルパターン１２を構成する周回パターン２５と第３のコイルパターン１３を構成する周回パターン２８とを同一の誘電体層１ｉ上に並設させることにより、これらの周回パターン２５‐２８間に発生する電磁界結合を利用して電気的特性の調整を行っている。
【００２９】
また、上述した第１、第２、第３のコイルパターンを構成する周回パターンとビアホール導体との接続箇所には周回パターンよりも若干幅の広い矩形状の接続パッドが形成されており、これによって異なる誘電体層間に配設された周回パターン間の接続を確実に行うことができ、接続信頼性を向上させることができる。
【００３０】
また、周回パターンの接続パッド以外の部分は、直線状またはＬ字状をなして形成されており、バラントランスが小型されても、形状が単純なため周回パターンを簡単に形成することができ、小型化に対応したバラントランスとなすことができる。
【００３１】
このようなコイルパターンを構成する周回パターンは、導体抵抗値の低い材料が適しており、例えば、ＡｇやＣｕを主成分とする導体材料が用いられる。尚、前記ビアホール導体や接続パッド等も周回パターンと同様の材料を用いて形成される。
【００３２】
一方、誘電体層１ｂ‐誘電体層１ｃ間には、グランド導体８が配設されている。このグランド導体８は、第１のコイルパターンの第１の部分及び第２のコイルパターンの一部と対向し、且つ第１のコイルパターンの第２の部分１１ｂ及び第３のコイルパターン１３と厚み方向で重ならないように、誘電体層１ｃの上面の半分領域を覆うようにして形成され
ている。尚、グランド導体８の長手方向の中央付近からは引出パターン５ｂが形成されており、この引出パターン５ｂがグランド用外部端子５と接続されている。
【００３３】
更に、誘電体層１ａ‐誘電体層１ｂ間には浮遊電極９が配設されている。この浮遊電極９は、積層体１の一方領域及び他方領域を跨ぎ、第１のコイルパターンの第１の部分１１ｂ及び第３のコイルパターン１３と対向するようにして配置されている。従って、この浮遊電極とコイルパターンとの対向面積を変化させることによっても、電磁界結合の強さを変化させることが可能となり、バラントランスの電気的特性の設計自由度を向上させることができるようになる。また、第１，第２，第３のコイルパターンを形成した後でも、浮遊電極９にトリミングなどを施して大きさを変えることにより、電気的特性の調整を行うこともできる。
【００３４】
尚、上述したグランド導体８及び浮遊電極９の材料としては、周回パターンの材料と同様に、例えば、ＡｇやＣｕを主成分とする導体材料が用いられる。
【００３５】
以上述べたようなコイルパターンや浮遊電極９を内部に埋設している積層体１の側面には、図１に示す如く、６個の外部端子が設けられている。これらの外部端子は、入力用外部端子２、出力用外部端子３、４、グランド用外部端子５、６、ダミー用外部端子７であり、入力用外部端子２は第１のコイルパターン１１と、出力用外部端子３は第２のコイルパターンと、出力用外部端子４は第３のコイルパターン１３と、グランド用外部端子５は第２、第３のコイルパターンと、グランド用外部端子６はグランド導体８とそれぞれ電気的に接続している。
【００３６】
尚、これらの外部端子はＡｇやＣｕを主成分とする導体材料から成り、その表面にはＮｉやＳｎ等のメッキ被膜が形成されている。
【００３７】
かくして上述した本発明のバラントランスは、入力用外部端子２より入力される不平衡信号を、第１のコイルパターンの第１の部分１１ａ‐第２のコイルパターン１２間で所定強さになるように調整された電磁界結合ｋ１、ｋ２及び第１のコイルパターンの第２の部分１１ｂ‐第３のコイルパターン１３間で所定強さになるように調整された電磁界結合ｋ３、ｋ４によって、所望の電気的特性を有する平衡信号に変換する平衡‐不平衡変換器として機能する。
【００３８】
次に本実施形態に係るバラントランスの製造方法について説明する。
【００３９】
まず、誘電体層となる所定枚数のグリーンシートを準備する。かかるグリーンシートは、ガラス原料粉末、低融点ガラス成分のフリットに有機バインダー、有機溶剤を均質混合して泥漿状のスラリーになすとともに、従来周知のドクターブレード法等によって所定厚みにテープ成型し半乾燥することにより得られる。
【００４０】
次にこれらのグリーンシート上に、例えばＡｇ、Ａｇ−Ｐｄ、Ａｇ−Ｐｔ等のＡｇ系粉末、ホウ珪酸系低融点ガラスフリット、エチルセルロース等の有機バインダー、有機溶剤等を含有してなる導体ペーストを従来周知のスクリーン印刷等によって直線状またはＬ字状をなすようにして塗布することにより、第１、第２、第３のコイルパターンを構成する周回パターンとなる導体パターンを、前記導体ペーストを矩形状をなすようにして塗布することによりグランド導体及び浮遊電極となる導体パターンを形成する。同時に、グリーンシートに予め設けた貫通孔に導体ペーストを充填することによりビアホール導体を形成する。そしてこれらのグリーンシートを積層してプレス成形することにより一体化し、しかる後、焼成することにより内部に第１、第２、第３のコイルパターン１１、１２、１３、グランド導体８及び浮遊電極９が埋設された積層体１が得られる。最後に積層体１にメッキ処理等を施し、各種外部端子を形成することにより製品としてのバラントランスが完成する。
【００４１】
尚、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。
【００４２】
例えば、上述した実施形態においては、第２のコイルパターンを構成する周回パターン２５と第３のコイルパターン２８とを同一の誘電体層１ｉ上に並設させて、第２のコイルパターンと第３のコイルパターンとの間で発生する電磁界結合を特性調整のために利用したが、第２のコイルパターンと第３のコイルパターンとの間で発生する電磁界結合が不要な場合には、周回パターン２５と周回パターン２８とを別個の誘電体層上に配置して、第２のコイルパターン１２と第３のコイルパターン１３との間に発生する電磁界結合を抑制するようにすればよい。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の一実施形態に係るバラントランスの斜視図である。
【図２】図１に示すバラントランスの分解斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るバラントランスの等価回路図である。
【図４】従来のバラントランスの分解斜視図である。
【符号の説明】
【００４４】
１・・・・・・積層体
２・・・・・・入力用外部端子
３、４・・・・出力用外部端子
５、６・・・・グランド用外部端子
９・・・・・・浮遊電極
１１・・・・・第１のコイルパターン
１２・・・・・第２のコイルパターン
１３・・・・・第３のコイルパターン
２１〜２８・・周回パターン
【図１】
2005323132.tif 000003
【図２】
2005323132.tif 000004
【図３】
2005323132.tif 000005
【図４】
2005323132.tif 000006