(57)【要約】【課題】  コイルパターンの積層につて不良を防止できるとともに、その積層数を少なく限定してもインピーダンス特性を良好に得ることができ、小型化が行えて生産性が良好な積層コモンモードチョークコイルを提供すること【解決手段】  渦巻き形状の導体パターン１を所定層に形成する。この各層の導体パターン１は上下に隣接する導体パターン層を飛び越してビア２により適宜に接続し、２つのコイルパターンが交互に噛み合う状態として電気的に相補動作する構成を採る。積層体は導体パターン１の渦巻き形状の中央部および外側部を磁性体３から形成し、上下の最外層も磁性体３とする。各層においては導体パターン１は非磁性体４の膜層領域に位置してパターン縁部が磁性体３に接しない配置とする。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁膜と導体パターンを適宜な順に積層するとともに、膜層間にはビアを設けて前記導体パターンを適宜に接続することにより当該積層体の内部に２つのコイルを内蔵し、前記２つのコイルは電気的に相補動作する構成を採る積層コモンモードチョークコイルにおいて、
前記導体パターンは渦巻き形状とし、
前記積層体は前記導体パターンの渦巻き形状の中央部および外側部を磁性体から形成するとともに、上下の最外層も磁性体として前記２つのコイルに対する中央ヨークおよび外ヨークとし、
各層においては前記導体パターンは非磁性体の膜層領域に位置してパターン縁部が前記磁性体に接しない配置と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。
【請求項２】
前記各層の渦巻き形状の導体パターンは上下に隣接する導体パターン層を飛び越して接続し、２つのコイルパターンは交互に噛み合う状態とすることを特徴とする請求項１に記載の積層コモンモードチョークコイル。
【請求項３】
前記中央部の磁性体は、前記導体パターンの巻きターン数が少ない該当層および隣接層について面積を拡大させて形成することを特徴とする請求項１または２に記載の積層コモンモードチョークコイル。
【請求項４】
絶縁膜と導体パターンを適宜な順に積層するとともに、膜層間にはビアを設けて前記導体パターンを適宜に接続して当該積層体の内部に２つのコイルを内蔵し、前記２つのコイルは電気的に相補動作する構成と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とし、
前記積層体は前記導体パターンの渦巻き形状の中央部および外側部を磁性体から形成するとともに、各層においては前記導体パターンは非磁性体の膜層領域に位置してパターン縁部が前記磁性体に接しない配置とし、
前記導体パターンおよび前記非磁性体の部位そして前記磁性体の部位は印刷積層法により形成し、上下面は磁性体シートをシート成形法により圧着させて所定厚の膜層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５】
絶縁膜と導体パターンを適宜な順に積層するとともに、膜層間にはビアを設けて前記導体パターンを適宜に接続して当該積層体の内部に２つのコイルを内蔵し、前記２つのコイルは電気的に相補動作する構成と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とし、
前記積層体は前記導体パターンの中央部および外側部を磁性体から形成するとともに、各層においては前記導体パターンは非磁性体の膜層領域に位置してパターン縁部が前記磁性体に接しない配置とし、
前記導体パターンおよび前記非磁性体の部位そして前記磁性体の部位は印刷積層法により形成し、上下面は単枚で所定厚の磁性体シートをシート成形法により圧着させることで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。
【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、積層体の内部に２つのコイルを内蔵させる積層構造について、当該コイルパターンに対する非磁性体および磁性体部位の配置関係の改良に関する。
【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差動伝送方式が使われている。
【０００３】
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る。そこで、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。
【０００４】
コモンモードチョークコイルは、同一巻数とした２つのコイルからなり、通常の差動信号（ノーマルモード）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。
【０００５】
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る。この積層型は、巻線型と比べて小型化できることから好まれている。
【０００６】
コモンモードチョークコイルは積層型は、図１に示すように、コイルを構成する導体パターン１を非磁性体４の領域に形成するとともに、２つのコイルＡ，Ｂの中央部，外側部および上下の最外層を磁性体３から形成した構成をとる。それら磁性体３は、それぞれ中央ヨーク，外ヨークとなる。
【特許文献１】特許２９４９２４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述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、積層型にあっては図１に示すように、コイルとなる導体パターン１が中央部の磁性体３の部分に近接した配置となるため、導体パターン１を印刷する際に、銀ペーストが中央部磁性体３との境界部位から下層側ににじみ出てしまう問題がある。このため上下の層で導体パターン１がショートする不良を起こすものがあり、歩留まりの悪化を招く。
【０００８】
また、積層型は巻線型に比べてコイル間の結合が悪く、高周波でのコモンモードインピーダンスが低下する問題がある。そこで巻数を増やしてコモンモードインピーダンスを大きくすると、積層数が大幅に増えるために外形サイズが大きくなり、このことは電子部品の開発要求と相反する問題になる。つまり、携帯型パーソナル・コンピュータなどの電子機器では小型化，高速化の要求が高く、そのため当該機器に使用するノイズ対策部品などの電子部品にあってもそれに対応した小型化，高速化が求められており、積層コモンモードチョークコイルはできる限り小型化したい要求がある。
【０００９】
さらに積層型は、上下の磁性体層は、磁性体ペーストを印刷しては乾燥させる工程を繰り返すことで所定の厚さを得るようにしているため、繰り返しの工程が多数回となるので作業に時間がかかり、製造工程の全体から見て多くの時間を占めてしまい生産性がよいとは言えない。
【００１０】
また積層型は、下層側から各層を積み上げていくため各層面でのゆがみが順次に蓄積することになり、これは最上面の磁性体層を形成した後に亀裂が生じて不良を起こす原因になる。
【００１１】
この発明は上記した課題を解決するもので、その目的は、コイルパターンの積層につて不良を防止できるとともに、その積層数を少なく限定してもインピーダンス特性を良好に得ることができ、小型化が行えて生産性も良好な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】
【００１２】
上記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、絶縁膜と導体パターンを適宜な順に積層するとともに、膜層間にはビアを設けて導体パターンを適宜に接続することにより当該積層体の内部に２つのコイルを内蔵し、２つのコイルは電気的に相補動作する構成を採る積層コモンモードチョークコイルにおいて、導体パターンは渦巻き形状とし、積層体は導体パターンの渦巻き形状の中央部および外側部を磁性体から形成するとともに、上下の最外層も磁性体として２つのコイルに対する中央ヨークおよび外ヨークとし、各層においては導体パターンは非磁性体の膜層領域に位置してパターン縁部が磁性体に接しない配置とする。
【００１３】
また、各層の渦巻き形状の導体パターンは上下に隣接する導体パターン層を飛び越して接続し、２つのコイルパターンは交互に噛み合う状態としたり、さらに中央部の磁性体は、導体パターンの巻きターン数が少ない該当層および隣接層について面積を拡大させて形成したりするとよい。
【００１４】
そして本発明は、絶縁膜と導体パターンを適宜な順に積層するとともに、膜層間にはビアを設けて導体パターンを適宜に接続して当該積層体の内部に２つのコイルを内蔵し、２つのコイルは電気的に相補動作する構成と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、
導体パターンは渦巻き形状とし、積層体は導体パターンの渦巻き形状の中央部および外側部を磁性体から形成するとともに、各層においては導体パターンは非磁性体の膜層領域に位置してパターン縁部が磁性体に接しない配置とし、導体パターンおよび非磁性体の部位そして磁性体の部位は印刷積層法により形成し、上下面は磁性体シートをシート成形法により圧着させて所定厚の膜層に形成したり、あるいは上下面は単枚で所定厚の磁性体シートをシート成形法により圧着させることで形成したりするとよい。
【００１５】
したがって本発明では、積層体は中央部および外側部は磁性体の部位とし、各層においては導体パターンは非磁性体の膜層領域に位置してパターン縁部が磁性体に接しない配置なので、導体パターンの印刷においては下層側に銀ペーストが流れ込むことを防止できる。
【００１６】
また、各層の導体パターンは渦巻き形状のコイルパターンとするので、１層あたりの巻きターン数を多くすることができる。したがって、積層数は少ない設定を保ちつつ高インダクタンスを得ることができる。
【００１７】
各層の渦巻き形状の導体パターンは積層順に接続するのではなく、上下に隣接する相手側導体パターン層を飛び越して接続し、２つのコイルパターンは交互に噛み合う状態に積層する構成であり、このためコイル間の結合がよくなる。
【００１８】
また中央部の磁性体は、導体パターンの巻きターン数が少ない該当層および隣接層について面積を拡大させて形成するので、当該層のパターン縁部に対して磁性体の領域が接近し、これによりコイルの結合を良好に改善でき、インダクタンス値を上げることができる。
【００１９】
ここで、導体パターンを設ける膜層は印刷積層法により形成するが、上下面は複数の磁性体シートをシート成形法により圧着する。そのため、当該上下面膜層を形成するには印刷積層法では印刷，乾燥工程を数回あるいは数十回行うことになるが、本発明では係る工程を行う必要がなくなる。したがって、従来は製造工程の全体から見て多くの時間を占めていた上下面の形成が容易になり、大幅な作業効率の改善になる。本発明では、印刷，乾燥工程を行わないことから亀裂の発生もなくなる。
【００２０】
磁性体シートは複数枚を重ねて圧着することで所定厚みを得ることでも印刷積層法に比べて作業効率がよい。あるいは、磁性体シートは単枚で所定厚みのものを用意し、これを圧着する構成を採ることもよく、上下面の磁性体層をそれぞれ一度に形成できて好ましい。また、上下面の磁性体層の厚みは、磁性体シートの枚数を調整することで様々な厚みを得ることができる。
【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およびその製造方法では、各層の導体パターンは非磁性体の膜層領域に位置してパターン縁部が磁性体に接しない配置なので、導体パターンの印刷においては下層側に銀ペーストが流れ込むことを防止できる。その結果、コイルパターンの積層につてショート等の不良を防止でき、部品製造の信頼性を向上することができる。
【００２２】
また、各層の導体パターンは渦巻き形状のコイルパターンとするので、１層あたりの巻きターン数を多くすることができ、したがって、積層数は少ない設定を保ちつつ高インダクタンスを得ることができる。そして、高インダクタンス化，小型化を両立できてコモンモードインピーダンスを大きくすることができる。
【００２３】
また、２つのコイルパターンは交互に噛み合う状態に積層する構成であるためコイル間の結合がよくなり、その結果、ノーマルモードインピーダンスを低く抑えることができ、コモンモードインピーダンスを高く得ることができる。そして、高周波でのコモンモードインピーダンスの低下も低減でき、周波数特性を良好にできる。
【００２４】
また中央部の磁性体は、導体パターンの巻きターン数が少ない該当層および隣接層について面積を拡大させて形成するので、当該層のパターン縁部に対して磁性体の領域が接近し、これによりコイルの結合を良好に改善でき、インダクタンス値を上げることができる。そして、上下面は複数の磁性体シートをシート成形法により圧着することから、従来は製造工程の全体から見て多くの時間を占めていた上下面の形成が容易になり、大幅な作業効率の改善になる。印刷，乾燥工程を行わないことから亀裂の発生もなくなる。
したがって、積層数を少なく限定してもインピーダンス特性を良好に得ることができ、小型化を行いつつつ、歩留まりも低下しないため生産性も向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図２は、本発明の第１の実施の形態を示している。本実施の形態において積層コモンモードチョークコイルは、絶縁膜と導体パターン１を適宜な順に積層するとともに、膜層間にはビア２を設けて導体パターン１を適宜に接続することにより当該積層体の内部に２つのコイルを内蔵し、２つのコイルは電気的に相補動作する構成を採る。
【００２６】
絶縁膜としては磁性体３および非磁性体４の部位を適宜に形成し、磁性体３の部位がヨークとなる。つまり、導体パターン１は、渦巻き形状とする。積層体は、その導体パターン１の渦巻き形状の中央部および外側部を磁性体３から形成するとともに、上下の最外層も磁性体３として２つのコイルに対する中央ヨークおよび外ヨークとする。そして、各層においては導体パターン１は非磁性体４の膜層領域に位置してパターン縁部が磁性体３に接しない配置とする。
【００２７】
各層の渦巻き形状の導体パターン１は、上下に隣接する導体パターン層を飛び越して接続し、２つのコイルパターンは交互に噛み合う状態としている。つまり、渦巻き形状の導体パターン１は第２，第４，第６，第８層に形成し、第２，第６層の導体パターン１は第３〜第５層を貫くビア２を設けて接続し、これを一方のコイルＡとし、そして第４，第８層の導体パターン１は第５〜第７層を貫くビア２を設けて接続し、これを他方のコイルＢとしている。
【００２８】
（製造方法）
本実施の形態の積層コモンモードチョークコイルの製造方法は、以下のようにして行なう。まずコイルパターンの最下層にあたる第８層を形成し、そして順次に上層側つまり第７層から第２層の順に積み上げていく。このとき、導体パターン１は渦巻き形状に形成し、膜層間にはビア２を適宜に設けることになる。ここで、導体パターン１の渦巻き形状の中央部および外側部を磁性体３から形成するとともに、各層においては導体パターン１は非磁性体４の膜層領域に位置してパターン縁部が磁性体３に接しない配置とし、導体パターン１および非磁性体４の部位そして磁性体３の部位、つまり第８層から第２層までは印刷積層法により形成する。
【００２９】
次に、上下面となる第１層と第９層は図３に示すように、磁性体シート５をシート成形法により圧着させて所定厚の膜層に形成する。チップ部品の製造では、ワークとしては生産性の面から複数個分の大きさのワーク積層体を製作する。本発明にあっても同様であり、第１層と第９層を形成した後はそのワーク積層体を十分に乾燥させ、そして各単体（チップ）に切断して焼成する。また、上下面は図４に示すように、単枚で所定厚ｄの磁性体シート６をシート成形法により圧着させることで形成することもよい。
【００３０】
このように、積層体は中央部および外側部は磁性体３の部位とし、各層においては導体パターン１は非磁性体４の膜層領域に位置してパターン縁部が磁性体３に接しない配置なので、導体パターン１の印刷においては下層側に銀ペーストが流れ込むことを防止できる。その結果、コイルパターンの積層につてショート等の不良を防止でき、部品製造の信頼性を向上することができる。
【００３１】
ところで、コモンモードチョークコイルとしては、コモンモードにおけるインピーダンスが大きいほどノイズ除去効果に優れており、またノーマルモードにおけるインピーダンスが小さいほど信号をスムーズに通過させることができる。これら特性は、コイルのインダクタンス（Ｌ），２つのコイルにおける浮遊容量（Ｃ）および結合により決まり、特性を良好に得るにはＬを大きくコイル間の結合も良好とし、そしてＣを小さくする必要がある。
【００３２】
そうした面で見ると、各層の導体パターン１は渦巻き形状のコイルパターンとするので、１層あたりの巻きターン数を多くすることができ、したがって、積層数は少ない設定を保ちつつ高インダクタンスを得ることができる。その結果、高インダクタンス化，小型化を両立できてコモンモードインピーダンスを大きくすることができる。
【００３３】
各層の渦巻き形状の導体パターン１は積層順に接続するのではなく、上下に隣接する相手側導体パターン層を飛び越して接続し、２つのコイルパターンは交互に噛み合う状態に積層する構成であることから、コイル間の結合がよくなる。その結果、ノーマルモードインピーダンスを低く抑えることができ、コモンモードインピーダンスを高く得ることができる。そして、高周波でのコモンモードインピーダンスの低下も低減でき、周波数特性を良好にできる。
【００３４】
ここで、導体パターン１を設ける膜層（中間層）は印刷積層法により形成するが、上下面は複数の磁性体シート５をシート成形法により圧着するものであり、当該上下面膜層を形成するには印刷積層法では印刷，乾燥工程を数回あるいは数十回行うことになるが、この場合は行う必要がなくなる。したがって、従来は製造工程の全体から見て多くの時間を占めていた上下面の形成が容易になり、大幅な作業効率の改善になる。そして、生産性が良好となり、印刷，乾燥工程を行わないことから亀裂の発生もなくなる。
【００３５】
磁性体シート５は複数枚を重ねて圧着することで所定厚みを得ることでも印刷積層法に比べて作業効率がよい。あるいは、磁性体シートは図４に示すように、単枚で所定厚みのものを用意し、その磁性体シート６を圧着する構成を採ることもよく、上下面の磁性体層をそれぞれ一時に形成できて好ましい。また、上下面の磁性体層の厚みは、磁性体シート５の枚数を調整することで様々な厚みを得ることができる。
【００３６】
図５は、本発明の第２の実施の形態を示している。この第２の実施の形態では積層数を１３層とし、中央部の磁性体３について変更していて、中央部の磁性体３は、導体パターン１の巻きターン数が少ない該当層について面積を拡大させて形成している。
【００３７】
この第２の実施の形態にあっても基本的な構成は第１の実施の形態と同様であり、導体パターン１は渦巻き形状とし、積層体は導体パターン１の渦巻き形状の中央部および外側部を磁性体３から形成するとともに、上下の最外層も磁性体３として２つのコイルに対する中央ヨークおよび外ヨークとし、各層においては導体パターン１は非磁性体４の膜層領域に位置してパターン縁部が磁性体３に接しない配置とする。また、各層の渦巻き形状の導体パターン１は上下に隣接する導体パターン層を飛び越して接続し、２つのコイルパターンは交互に噛み合う状態としている。
【００３８】
そして第２の実施の形態では、導体パターン１は第２，第４，第６，第８，第１０，第１２層に形成し、第２，第６層の導体パターン１は第３〜第５層を貫くビア２を設けて接続するとともに、さらに第６，第１０層の導体パターン１について第７〜第９層を貫くビア２を設けて接続してこれを一方のコイルＡとし、そして第４，第８層の導体パターン１は第５〜第７層を貫くビア２を設けてするとともに、さらに第８，第１２層の導体パターン１について第７〜第９層を貫くビア２を設けて接続してこれを他方のコイルＢとしている。
【００３９】
また、第９層から第１２層では導体パターン１の巻きターン数が少ない設定であり、これらの膜層については図６に示すように、中央部の磁性体３はその面積を拡大させて形成する。したがって、第９層から第１２層では中央部の磁性体３は巻きターン数が少ない導体パターン１に接近した構成となり、このためコイルの結合を良好に改善でき、インダクタンス値を上げることができる。その結果、積層数を少なく限定してもインピーダンス特性を良好に得ることができ、小型化が行える。
【実施例】
【００４０】
本発明の効果を実証するため試料を製作した。そして、その試料および比較例とについてインピーダンス特性を評価した。試料は２種類とし、前述した第１実施形態に係る試料（本発明１）と、第２実施形態に係る試料（本発明２）とを製作した。そして、比較例は第２形態と同様に積層数を１３層としてあって、図５に示す第２形態とは第９層から第１２層までが相違する構成になっている。つまり、比較例は図７に示すように、導体パターン１の巻きターンが少なくなる第１０，第１２層およびそれらの隣接層（第９，第１１層）について非磁性体４の部分をなくして全域を磁性体３としてある。このため、比較例では図８に示すように、当該層は外ヨークの領域そのものとなり、外ヨークをなす磁性体３に導体パターン１が埋まる形態になる。
【００４１】
これら試料（本発明１，本発明２）および比較例についてインピーダンスの周波数特性を測定したところ、図９に示す結果を得た。同図から明らかなように、本発明１にあっては、ノーマルモードインピーダンスを低くできるとともに、コモンモードインピーダンスは高く得られることを確認した。また、本発明２にあっては比較例に比べてノーマルモードインピーダンスを低く抑える効果が高く、そしてコモンモードインピーダンスは、概ね３割程度は高く得られることを確認した。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】積層コモンモードチョークコイルの従来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実施形態を示し、各層を分離した斜視図である。
【図３】第１実施形態について最外層の製造工程を説明する斜視図である。
【図４】第１実施形態について積層体の内部を説明する断面図である。
【図５】本発明に係る積層コモンモードチョークコイルの第２実施形態を示し、各層を分離した斜視図である。
【図６】第２実施形態について積層体の内部を説明する断面図である。
【図７】本発明に対する比較例を示し、図５と相違する第９層以降を分離した斜視図である。
【図８】比較例について積層体の内部を説明する断面図である。
【図９】本発明の係る試料２つおよび比較例についてインピーダンス特性の測定結果を示すグラフ図である。
【符号の説明】
【００４３】
１  導体パターン
２  ビア
３  磁性体
４  非磁性体
５，６  磁性体シート
【図１】
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【図２】
2007027444.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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