(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内側コイル部を外側コイル部内に収納した状態で電気的に接続することにより一のコイル体を形成し、この一のコイル体を絶縁体内に内包させることにより形成したコイルブロックを備えるコイル部品であって、
上記外側コイル部は、上記絶縁体内の第１絶縁層上に形成された第１パターン群と、当該第１絶縁層の真上又は真下に位置する第２絶縁層上に形成された第２パターン群とを有する構造をなし、
上記第１パターン群は、両端部を有し且つ径が異なる複数の輪状パターンを複数重に配すると共に上記複数の輪状パターンの外側に一方端部が上記コイルブロックから露出した第１引き出し部を配してなり、
上記第２パターン群は、両端部を有し且つ径が異なる複数の輪状パターンを複数重に配してなり、
上記第１引き出し部の他方端部は、上記第２パターン群の最外の輪状パターンの一方端部に接続され、且つ、当該第２パターン群における外側からｎ番目（ｎは自然数）の輪状パターンの他方端部が、上記第１パターン群における外側からｎ番目の輪状パターンの一方端部に接続されて、これらｎ番目の輪状パターン同士が端部を介して螺旋状に接続され、
第１パターン群における当該ｎ番目の輪状パターンの他方端部が、第２パターン群におけるｎ＋１番目の輪状パターンの一方端部に接続されて、これらｎ番目及びｎ＋１番目の輪状パターン同士が螺旋状に接続されており、
上記内側コイル部は、上記第１絶縁層上において第１パターン群における最内の輪状パターンの内側に配された複数巻きの第１渦巻き状パターンと、上記第２絶縁層上において第２パターン群における最内の輪状パターンの内側に配された複数巻きの第２渦巻き状パターンとを有した構造をなし、
上記第１渦巻き状パターンは、外側端部が上記第２パターン群における最内の輪状パターンの他方端部に接続され、
上記第２渦巻き状パターンは、内側端部が上記第１渦巻き状パターンの内側端部に接続すると共に外側端部が上記コイルブロックから露出して第２引き出し部をなす、
ことを特徴とするコイル部品。
【請求項２】
請求項１に記載のコイル部品において、
上記外側コイル部の線路長を、上記一のコイル体の線路長の１／３以上に設定した、
ことを特徴とするコイル部品。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のコイル部品において、
上記コイルブロックは、上記第１パターン群と第１渦巻き状パターンとが上記第１絶縁層上に積層形成され、上記第２絶縁層がこれら第１パターン群及び第１渦巻き状パターン上に積層され、上記第２パターン群と第２渦巻き状パターンとが上記第２絶縁層上に積層形成され、上記第１パターン群の輪状パターンの端部と第２パターン群の輪状パターンの端部との接続，第１渦巻き状パターンの外側端部と上記第２パターン群における最内の輪状パターンの他方端部との接続，及び上記第２渦巻き状パターンの内側端部と上記第１渦巻き状パターンの内側端部との接続が、上記第２絶縁層に形成された複数のビアホールを通じてそれぞれ行われている積層構造をなす、
ことを特徴とするコイル部品。
【請求項４】
請求項３に記載のコイル部品において、
上記コイルブロックを、フォトリソグラフィ工法で形成した、
ことを特徴とするコイル部品。
【請求項５】
請求項３又は請求項４に記載のコイル部品において、
上記コイルブロックを、基板上に形成した、
ことを特徴とするコイル部品。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５に記載のコイル部品において、
第１の上記コイルブロックと、コイル体がこの第１のコイルブロックのコイル体と同軸をなすように第１のコイルブロック上に積層された第２の上記コイルブロックとを備える、
ことを特徴とするコイル部品。
【請求項７】
請求項６に記載のコイル部品において、
上記第１のコイルブロックを磁性体基板上に形成し、別体の磁性体基板を上記第２のコイルブロック上に形成した、
ことを特徴とするコイル部品。
【請求項８】
請求項６又は請求項７に記載のコイル部品において、
各コイル体の上記第１パターン群及び第１渦巻き状パターンで成るパターン群と上記第２パターン群及び第２渦巻き状パターンで成るパターン群のうち、密度が高い方のパターン群同士を互いに対向させた状態で、上記第１のコイルブロックの上に第２のコイルブロックを積層する、
ことを特徴とするコイル部品。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のいずれかに記載のコイル部品において、
外部電極を、上記コイルブロックの外側面に設けて、上記第１引き出し部の一方端に接続すると共に、別体の外部電極を、当該コイルブロックの外側面であって上記外側面と対向する外側面に設けて、第２引き出し部の外側端部に接続した、
ことを特徴とするコイル部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電子回路等に組み込まれて使用されるコイル部品に関し、特に高周波回路に使用される積層型のコイル部品に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話等の電子回路に組み込まれるコイル部品としては、図１２に示すような部品が一般的に使用されている。
このコイル部品１００は、図１２に示すように、多ターンの渦巻き状パターン１０１を絶縁層１０２上に形成し、絶縁層１０３を渦巻き状パターン１０１上に積層した後、絶縁層１０３上の引き出し部１０４と渦巻き状パターン１０１とをビアホール１０５を通じて接続した構成になっている。
しかし、今日では、携帯電話等の移動体通信機器の小型化に伴い、コイル部品の小型化と高インダクタンス化とが要求されており、一層に多ターンの渦巻き状パターン１０１を形成したコイル部品１００では、面積制約上の点から、高インダクタンスを得るに十分なターン数を確保することができない。
【０００３】
そこで、図１３に示すように、渦巻き状パターンを多層に形成して、小型で高インダクタンスのコイル部品を得る技術が提案されている。
図１３に示すコイル部品２００は、２つの渦巻き状パターン２０１，２０２を積層方向に直列に接続した多層型のコイル部品である。
具体的には、第１の渦巻き状パターン２０１を絶縁層１０２上に形成すると共に、第２の渦巻き状パターン２０２を絶縁層１０３上に形成する。そして、渦巻き状パターン２０１，２０２の中心部同士をビアホール１０５を通じて接続した構成になっている。
しかし、このコイル部品２００では、複数層に渦巻き状パターンコイルが形成されることにより、十分なターン数が確保され、高インダクタンス化が可能であるが、図１２に示したコイル部品１００と比べて、浮遊容量が大きくなる。特に、コイルの外周部に生じる浮遊容量値が非常に大きくなる。
例えば、図１３に示すように、渦巻き状パターン２０１の最外周の点Ｐ１からこの点Ｐ１に対応する渦巻き状パターン２０２の点Ｐ２迄の線路は、点Ｐ１から渦巻き状パターン２０１の中心部２０１ａ迄の経路と、渦巻き状パターン２０２の中心部２０２ａから点Ｐ２迄の経路との和であり、非常に長い。このため、点Ｐ１と点Ｐ２との間の電位差が大きくなり、点Ｐ１，Ｐ２間に生じる浮遊容量Ｃ200も大きくなる。このような浮遊容量値の増大は、コイル部品２００の自己共振周波数の低下を招き、コイル部品２００の高周波特性を劣化させる。
【０００４】
これに対して、図１４に示すように、浮遊容量の増大を抑制した多層型のコイル部品３００が提案されている（例えば、特許文献１及び特許文献２を参照）。
このコイル部品３００は、両端部が重なる矩形の輪状パターン３１１〜３１６を絶縁層１０２上に略同心状に配置したパターン群３０１を絶縁層１０２上に形成すると共に、絶縁層１０３をこのパターン群３０１上に積層している。そして、両端部が重ならずに所定距離だけ離間した矩形の輪状パターン３２１〜３２６を略同心状に配置したパターン群３０２を絶縁層１０３上に形成して、輪状パターン３２１〜３２６の一端部とこの一端部に対向する輪状パターン３１１〜３１６の一端部とを、絶縁層１０３のビアホール１０５ａ〜１０５ｊを通じて接続した構成になっている。
かかる構成により、例えば、パターン群３０１の最外周の点Ｐ１からこの点Ｐ１に対応するパターン群３０２の点Ｐ２迄の線路が、点Ｐ１から輪状パターン３１１の端部３１１ａ迄の経路と、輪状パターン３２１の一端部３２１ａから点Ｐ２迄の経路との和となり、非常に短い。このため、点Ｐ１と点Ｐ２との間に生じる電位差は小さく、この結果、点Ｐ１，Ｐ２間に生じる浮遊容量Ｃ300も小さくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭５５−０９６６０５号公報
【特許文献２】特開平０５−２９１０４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記した図１４に示すコイル部品３００では、浮遊容量を小さくすることができるが、高インダクタンスを得るに十分なターン数を確保することができない。
すなわち、各輪状パターン３１１〜３１６において、両端部を重ねた状態で配置するため、両端部の重ね方向（図１４の手前方向）において、各輪状パターン毎に、両端部を配置する面積が必要となる。このため、面積制約上の点から、輪状パターン３１１〜３１６の数、即ちパターン群３０１のターン数を稼ぐことができず、コイル部品３００のインダクタンスを高くすることが困難である。
【０００７】
この発明は、上述した課題を解決するためになされたもので、低浮遊容量化と高インダクタンス化との両立を図ったコイル部品を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、請求項１の発明は、内側コイル部を外側コイル部内に収納した状態で電気的に接続することにより一のコイル体を形成し、この一のコイル体を絶縁体内に内包させることにより形成したコイルブロックを備えるコイル部品であって、外側コイル部は、絶縁体内の第１絶縁層上に形成された第１パターン群と、当該第１絶縁層の真上又は真下に位置する第２絶縁層上に形成された第２パターン群とを有する構造をなし、第１パターン群は、両端部を有し且つ径が異なる複数の輪状パターンを複数重に配すると共に複数の輪状パターンの外側に一方端部がコイルブロックから露出した第１引き出し部を配してなり、第２パターン群は、両端部を有し且つ径が異なる複数の輪状パターンを複数重に配してなり、第１引き出し部の他方端部は、第２パターン群の最外の輪状パターンの一方端部に接続され、且つ、当該第２パターン群における外側からｎ番目（ｎは自然数）の輪状パターンの他方端部が、第１パターン群における外側からｎ番目の輪状パターンの一方端部に接続されて、これらｎ番目の輪状パターン同士が端部を介して螺旋状に接続され、第１パターン群における当該ｎ番目の輪状パターンの他方端部が、第２パターン群におけるｎ＋１番目の輪状パターンの一方端部に接続されて、これらｎ番目及びｎ＋１番目の輪状パターン同士が螺旋状に接続されており、内側コイル部は、第１絶縁層上において第１パターン群における最内の輪状パターンの内側に配された複数巻きの第１渦巻き状パターンと、第２絶縁層上において第２パターン群における最内の輪状パターンの内側に配された複数巻きの第２渦巻き状パターンとを有した構造をなし、第１渦巻き状パターンは、外側端部が第２パターン群における最内の輪状パターンの他方端部に接続され、第２渦巻き状パターンは、内側端部が第１渦巻き状パターンの内側端部に接続すると共に外側端部がコイルブロックから露出して第２引き出し部をなす構成とした。
かかる構成により、電流が外側コイル部の第１引き出し部から入力すると、電流は、第２パターン群の最外の輪状パターン（ｎ＝１）に流れ込む。すると、電流は、第２パターン群における当該輪状パターンから第１パターン群における最外の輪状パターン（ｎ＝１）に螺旋状に流れた後、当該輪状パターンから第２パターン群における内側の輪状パターン（ｎ＝２）に螺旋状に流れる。以後同様に、第１パターン群の輪状パターンと第２パターン群の輪状パターンとを交互に螺旋状に流れて、第２パターン群の最内の輪状パターンに至る。すると、電流は、外側コイル部の内側に配され且つ外側端部が当該最内の輪状パターンに接続された内側コイル部の第１渦巻き状パターンに入力する。そして、電流は第１渦巻き状パターンの内側に向かって回転するように流れ、内側端部が第１渦巻き状パターンの内側端部に接続した第２渦巻き状パターンに入力する。しかる後、電流は、第２渦巻き状パターンの外側に向かって回転するように流れ、第２引き出し部から出力することとなる。すなわち、このコイル部品によれば、電流が外側コイル部によって螺旋状に流れる共に内側コイル部によって回転するように流れるので、回転電流による磁界が発生し、インダクタとして作用する。
ところで、パターンが対面しているコイル部品では、浮遊容量の発生が問題になる。特に、線路長が長い外周部のパターン間に生じる浮遊容量がコイル部品の高周波特性に大きな影響を与える。しかしながら、この発明のコイル部品では、外側コイル部における第１パターン群の最外の輪状パターン（ｎ＝１）が、その真上又は真下に位置する第２パターン群の最外の輪状パターン（ｎ＝１）に螺旋状に接続されているので、第１パターン群の最外の輪状パターンから第２パターン群の最外の輪状パターンに至るまでの線路が非常に短い。このため、第２パターン群の最外の輪状パターンに至るまでの電圧降下が小さくなるので、第１パターン群の最外の輪状パターンと第２パターン群の最外の輪状パターンとの間の電位差が少なくなる。この電位差の低下は、最外の輪状パターン間だけでなく他の対面する輪状パターン間においても同様である。この結果、これら最外の輪状パターン間に生じる浮遊容量だけでなく、第１及び第２パターン群の全輪状パターン間に生じる浮遊容量が低減し、自己共振周波数の低下を防止することができる。
また、直列に接続された第１及び第２渦巻き状パターンでなる内側コイル部が外側コイル部内に配されているので、この内側コイル部によって、外側コイル部のみでは得られない高いインダクタンスを得ることができる。
【０００９】
また、請求項２の発明は、請求項１に記載のコイル部品において、外側コイル部の線路長を、一のコイル体の線路長の１／３以上に設定した構成とする。
かかる構成により、浮遊容量の低減化と高インダクタンス化とを最適な値に両立させることができる。
【００１０】
さらに、請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載のコイル部品において、コイルブロックは、第１パターン群と第１渦巻き状パターンとが第１絶縁層上に積層形成され、第２絶縁層がこれら第１パターン群及び第１渦巻き状パターン上に積層され、第２パターン群と第２渦巻き状パターンとが第２絶縁層上に積層形成され、第１パターン群の輪状パターンの端部と第２パターン群の輪状パターンの端部との接続，第１渦巻き状パターンの外側端部と第２パターン群における最内の輪状パターンの他方端部との接続，及び第２渦巻き状パターンの内側端部と第１渦巻き状パターンの内側端部との接続が、第２絶縁層に形成された複数のビアホールを通じてそれぞれ行われている積層構造をなす構成とした。
【００１１】
特に、請求項４の発明は、請求項３に記載のコイル部品において、コイルブロックを、フォトリソグラフィ工法で形成した構成とする。
コイルブロックの積層工法は、種々存在するが、フォトリソグラフィ工法でコイルブロックを積層形成することで、浮遊容量及び線路長を高精度でコントロールできる。
【００１２】
また、請求項５の発明は、請求項３又は請求項４に記載のコイル部品において、コイルブロックを、基板上に形成した構成とする。
【００１３】
また、請求項６の発明は、請求項１ないし請求項５に記載のコイル部品において、第１の上記コイルブロックと、コイル体がこの第１のコイルブロックのコイル体と同軸をなすように第１のコイルブロック上に積層された第２のコイルブロックとを備える構成とした。
かかる構成により、このコイル部品を高速差動伝送路に適用することで、コモンモードチョークコイルとして作用する。すなわち、ノーマルモードでは、差動信号が第１のコイルブロックのコイル体を通じて流れ、当該差動信号とは逆方向の差動信号が第２のコイルブロックのコイル体に流れる。そして、コモンモードでは、高周波のノイズが、第１及び第２のコイルブロックに同方向に流れるが、第１及び第２のコイルブロックにおける高インダクタンスのコイルによって減衰される。
【００１４】
また、請求項７の発明は、請求項６に記載のコイル部品において、第１のコイルブロックを磁性体基板上に形成し、別体の磁性体基板を第２のコイルブロック上に形成した構成とする。
かかる構成により、コイル部品のさらなる高インダクタンス化が可能となる。
【００１５】
さらに、請求項８の発明は、請求項６又は請求項７に記載のコイル部品において、各コイル体の第１パターン群及び第１渦巻き状パターンで成るパターン群と第２パターン群及び第２渦巻き状パターンで成るパターン群のうち、密度が高い方のパターン群同士を互いに対向させた状態で、第１のコイルブロックの上に第２のコイルブロックを積層する構成とした。
かかる構成により、第１のコイルブロックのコイル体と第２のコイルブロックのコイル体との間の電磁気的結合が強まる。
【００１６】
また、請求項９の発明は、請求項１ないし請求項８のいずれかに記載のコイル部品において、外部電極を、コイルブロックの外側面に設けて、第１引き出し部の一方端に接続すると共に、別体の外部電極を、コイルブロックの外側面であって上記外側面と対向する外側面に設けて、第２引き出し部の外側端部に接続した構成とする。
【発明の効果】
【００１７】
以上詳しく説明したように、この発明のコイル部品によれば、浮遊容量を低減して、自己共振周波数の低下を防止することができるので、良好な高周波特性を獲得することができる。さらに、内側コイル部によって、外側コイル部のみでは得られない高いインダクタンス化を図ることができるので、外側コイル部の線路長と内側コイル部の線路長とを最適なものに設定することで、浮遊容量の低減化と高インダクタンス化との両立を図ることができるという優れた効果がある。
特に、請求項２の発明によれば、外側コイル部の線路長を、一のコイル体の線路長の１／３以上に設定したので、浮遊容量の低減化と高インダクタンス化との最適化を図ることができる。
また、請求項４の発明によれば、フォトリソグラフィ工法でコイルブロックを積層形成して、浮遊容量及び線路長を高精度でコントロールできるので、より高精度な浮遊容量の低減化と高インダクタンス化とを図ることができる。
【００１８】
また、請求項６の発明によれば、浮遊容量の低減化と高インダクタンス化とが図られたコモンモードチョークコイルとしてのコイル部品を提供することができる。
特に、請求項７の発明によれば、ＤＶＩ規格やＨＤＭＩ規格の高速差動伝送路に対する最適なコモンモードチョークコイルとしてコイル部品を提供することができる。
【００１９】
特に、請求項８の発明によれば、第１のコイルブロックのコイル体と第２のコイルブロックのコイル体との間の電磁気的結合を強めることができるので、例えば、このコイル部品をコモンモードチョークコイルとして使用すると、ノーマルモードインピーダンスを低下させることができ、このため、ノーマルモード時の差動信号の挿入損失を小さくすることができる。この結果、差動信号を減衰させることなく、コモンモードノイズのみを効率的に除去することができるコモンモードチョークコイルを提供することができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】この発明の第１実施例に係るコイル部品の分解斜視図である。
【図２】コイル部品の外観図である。
【図３】図２の矢視Ａ−Ａ断面図である。
【図４】第１のコイルブロックの構成を示す平面図である。
【図５】第２のコイルブロックの構成を示す平面図である。
【図６】ＤＶＩやＨＤＭＩ規格の高速差動伝送路にコイル部品を実装した状態を示す概略図である。
【図７】浮遊容量抑制作用を説明するための外側コイル部の斜視図である。
【図８】外側コイル部の線路長がコイル体の全線路長に占める割合と自己共振周波数及びコモンモードインピーダンスとの関係を示す線図である。
【図９】この実施例のコイル部品の周波数特性と従来型のコイル部品の周波数特性を示す線図である。
【図１０】この発明の第２実施例に係るコイル部品の要部である第１のコイルブロックの構成を示す平面図である。
【図１１】コイル体間の電磁気的結合を説明するための断面図である。
【図１２】第１従来例に係るコイル部品の分解斜視図である。
【図１３】第２従来例に係るコイル部品の分解斜視図である。
【図１４】第３従来例に係るコイル部品の分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、この発明の最良の形態について図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００２２】
以下、この発明の最良の形態について図面を参照して説明する。
図１は、この発明の第１実施例に係るコイル部品の分解斜視図であり、図２は、コイル部品の外観図であり、図３は、図２の矢視Ａ−Ａ断面図である。
この実施例のコイル部品は、ＤＶＩ規格やＨＤＭＩ規格の高速差動伝送路に適用可能なコモンモードチョークコイルであり、図１及び図２に示すように、第１のコイルブロック２と第２のコイルブロック３とを１対の磁性体基板４−１，４−２に挟み込んでサイコロ状のチップ体を形成し、このチップ体の外側に４つの外部電極５−１〜５−４を取り付けることで、コイル部品１を形成している。
【００２３】
第１のコイルブロック２は、磁性体基板４−１上に形成されており、外側コイル部６及び内側コイル部７でなる一のコイル体２−１とこのコイル体２−１を内包した絶縁体２−２とを備えてなる。
【００２４】
コイル体２−１は、内側コイル部７を外側コイル部６内に収納した状態で電気的に接続することにより形成されており、外側コイル部６及び内側コイル部７は、複数のパターンを連結することにより形成されている。
【００２５】
図４は、第１のコイルブロック２の構成を示す平面図である。なお、理解を容易にするため、外側コイル部６を形成する各パターンについては黒塗りで示した。
第１のコイルブロック２の絶縁体２−２（図１参照）は、後述するように、絶縁層２１〜２３を積層して形成したものであり、外側コイル部６及び内側コイル部７は、これら絶縁層２１〜２３上にパターン形成されている。
【００２６】
具体的には、外側コイル部６は、図４（ａ）及び（ｃ）の黒塗りで示すように、絶縁層２１上の第１パターン群６−１と絶縁層２２上の第２パターン群６−２とで構成されている。
【００２７】
第１パターン群６−１は、図４（ａ）に示すように、絶縁層２１上に二重に配された異径で矩形の輪状パターン６１，６２と、その外側に配された第１引き出し部６０とでなる。また、各輪状パターン６１（６２）の両端部６１ａ，６１ｂ（６２ａ，６２ｂ）側の辺同士が、図面の上下方向で重なるように形成され、第１引き出し部６０が、当該辺に沿った状態で中心軸Ｌ１の左側に折り曲げ形成されている。そして、第１引き出し部６０の一方の端部６０ａが絶縁層２１の図下側縁部であって中心軸Ｌ１より左側の縁部に配置されている。これにより、第１引き出し部６０の端部６０ａが第１のコイルブロック２から露出した状態になっている。
【００２８】
第２パターン群６−２は、図４（ｃ）に示すように、絶縁層２２上に三重に配された異径で矩形の輪状パターン６３，６４，６５でなる。また、各輪状パターン６３（６４，６５）の両端部６３ａ，６３ｂ（６４ａ，６４ｂ、６５ａ，６５ｂ）は、所定の距離を保って向かい合うように設定され、端部６３ａ，６４ａ，６５ａと端部６３ｂ，６４ｂ，６５ｂとの間に間隙Ｂが設けられている。さらに、端部６３ａ，６４ａ，６５ａと端部６３ｂ，６４ｂ，６５ｂとは、完全に対向しておらず、互いに図面上下にずれて、端部６３ａ，６４ａ，６５ａを第１パターン群６−１の第１引き出し部６０及び輪状パターン６１，６２の端部６０ｂ，６１ｂ，６２ｂにほぼ一致させると共に、端部６３ｂ，６４ｂを、端部６１ａ，６２ａにほぼ一致させ、輪状パターン６５の端部６５ｂを開放端部としている。
【００２９】
このような構成の第１及び第２パターン群６−１，６−２は、絶縁層２２を介して対面し、絶縁層２２のビアホール２２ａ〜２２ｆを通じて電気的に接続されている。具体的には、第１引き出し部６０の端部６０ｂがビアホール２２ａを通じて最外の輪状パターン６３の開放端部６３ａに接続されている。そして、輪状パターン６３の端部６３ｂがビアホール２２ｂを通じて輪状パターン６１の端部６１ａに、輪状パターン６１の端部６１ｂがビアホール２２ｃを通じて輪状パターン６４の端部６４ａに、輪状パターン６４の端部６４ｂがビアホール２２ｄを通じて輪状パターン６２の端部６２ａに、輪状パターン６２の端部６２ｂがビアホール２２ｅを通じて輪状パターン６５の端部６５ａにそれぞれ接続されている。
すなわち、かかる接続構造により、第１パターン群６−１及び第２パターン群６−２における例えば外側から２番目の輪状パターン６２，６４同士が端部６２ａ，６４ｂを介して螺旋状に接続されている。そして、当該２番目の輪状パターン６２の他方端部６２ｂと第２パターン群６−２における３番目の輪状パターン６５の端部６５ａとが接続されて、これら２番目及び３番目の輪状パターン６２，６５同士が螺旋状に接続されている。第１及び第２パターン群６−１，６−２のその他のｎ番目の輪状パターン同士及びｎ番目とｎ＋１番目の輪状パターン同士も同様に螺旋状に接続されており、これにより、第１及び第２パターン群６−１，６−２で構成される外側コイル部６全体が上下方向（図面表裏方向）に交互に螺旋を描く。
【００３０】
一方、内側コイル部７は、図４（ａ）及び（ｃ）で示すように、絶縁層２１上の第１渦巻き状パターン７−１と絶縁層２２上の第２渦巻き状パターン７−２とで構成されている。
具体的には、第１渦巻き状パターン７−１は、２巻き強の巻き数に設定され、第１パターン群６−１における最内の輪状パターン６２の内側に配されている。そして、第１渦巻き状パターン７−１の外側端部７−１ａが絶縁層２２のビアホール２２ｆを通じて第２パターン群６−２における最内の輪状パターン６５の開放端部６５ｂに接続されている。また、第２渦巻き状パターン７−２は、略２巻きの巻き数に設定され、第２パターン群６−２における最内の輪状パターン６５の内側に配されている。そして、第２渦巻き状パターン７−２の内側端部７−２ａが絶縁層２２のビアホール２２ｇを通じて第１渦巻き状パターン７−１の内側端部７−１ｂに接続されている。また、この第２渦巻き状パターン７−２は、第２パターン群６−２の間隙Ｂを通って中心軸Ｌ２の左側に引き出された第２引き出し部７−２ｂを有し、その端部７−２ｃが、絶縁層２２の図上側縁部であって中心軸Ｌ２の左側の縁部に位置している。これにより、端部７−２ｃは、第１引き出し部６０の端部６０ａとは反対側の位置で第１のコイルブロック２から露出している。
【００３１】
そして、絶縁層２３が、上記のような第２パターン群６−２及び第２渦巻き状パターン７−２上に積層されており、これにより、螺旋状の外側コイル部６と渦巻き状の内側コイル部７とでなる一のコイル体２−１が形成され、このコイル体２−１が絶縁層２１〜２３で形成された絶縁体２−２に内包されて、第１のコイルブロック２をなしている。
なお、この実施例では、外側コイル部６線路長、即ち第１引き出し部６０と輪状パターン６１，６２と輪状パターン６３，６４，６５の線路の合計が、コイル体２−１の線路長、即ちパターン６０〜６５と第１及び第２渦巻き状パターン７−１，７−２の線路の総和の１／２以上で５／６以下に設定されている。
【００３２】
図１に示すように、第２のコイルブロック３も、第１のコイルブロック２とほぼ同構造であり、外側コイル部６′及び内側コイル部７′でなる一のコイル体３−１とこのコイル体３−１を内包した絶縁体３−２とを備える。第２のコイルブロック３は、第１のコイルブロック２上に形成され、第２のコイルブロック３のコイル体３−１が第１のコイルブロック２のコイル体２−１と同軸をなす。
【００３３】
コイル体３−１も、コイル体２−１とほぼ同構造であるが、第１引き出し部と第２引き出し部の引き出し位置が異なる。
図５は、第２のコイルブロック３の構成を示す平面図である。なお、理解を容易にするため、外側コイル部６′を形成する各パターンについては黒塗りで示した。
図１に示すように、第２のコイルブロック３のコイル体３−１は、絶縁体３−２を構成する絶縁層２３〜２５上に、外側コイル部６′の第１及び第２パターン群６−１′，６−２′と内側コイル部７′の第１及び第２渦巻き状パターン７−１′，７−２′とをパターン形成してなる。
すなわち、図５（ａ）に示すように、外側コイル部６′（図１参照）の第１パターン群６−１′と内側コイル部７′（図１参照）の第１渦巻き状パターン７−１′とが絶縁層２３上にパターン形成され、図５（ｂ）及び（ｃ）に示すように、外側コイル部６′の第２パターン群６−２′と内側コイル部７′の第２渦巻き状パターン７−２′とが絶縁層２４上にパターン形成されている。
そして、第１パターン群６−１′の第１引き出し部６０′及び輪状パターン６１，６２と、第２パターン群６−２′の輪状パターン６３，６４，６５とが、絶縁層２４のビアホール２４ａ〜２４ｆを通じて螺旋状に接続されて、外側コイル部６′が構成されている。また、第１渦巻き状パターン７−１′と第２渦巻き状パターン７−２′とがビアホール２４ｇを通じて直列接続されて、内側コイル部７′が構成されている。
さらに、第１引き出し部６０′は、絶縁層２３の中心軸Ｌ１′よりも右側の位置に引き出され、その端部６０′ａが第２のコイルブロック３から露出している。そして、間隙Ｂから引き出された第２引き出し部７−２′ｂも、絶縁層２４の中心軸Ｌ２′に対して右側に折れ曲がり、その端部７−２′ｃを第２のコイルブロック３から露出させている。
そして、絶縁層２５が、第２パターン群６−２′及び第２渦巻き状パターン７−２′上に積層されて、第２のコイルブロック３が形成されている。
なお、この第２のコイルブロック３においても、外側コイル部６′の線路長が、コイル体３−１の線路長の１／２以上で５／６以下に設定されている。
【００３４】
そして、以上のような第２のコイルブロック３の絶縁層２５の上に、図１に示すように、磁性体基板４−２が接着剤４０を介して接着されて、サイコロ状のチップ体が構成されている。外部電極５−１〜５−４は、このチップ体の外側に取り付けられ、外部電極５−１，５−２がコイル体２−１の端部６０ａ，７−２ｃにそれぞれ接続され、外部電極５−３，５−４がコイル体３−１の端部６０′ａ，７−２′ｃにそれぞれ接続されている。
【００３５】
ここで、コイル部品１の製法について図１を参照しながら簡単に説明する。
この実施例のコイル部品１は、第１パターン群６−１及び第１渦巻き状パターン７−１，第２パターン群６−２及び第２渦巻き状パターン７−２，第１パターン群６−１′及び第１渦巻き状パターン７−１′，第２パターン群６−２′及び第２渦巻き状パターン７−２′と絶縁層２１〜２５とを磁性体基板４−１上に交互に積層して、最上位に磁性体基板４−２を接着して、これらの積層体のウエハを形成するものであるが、各層の材料としては、次の様なものを使用している。
基板としては、磁性体基板４−１，４−２を使用し、以後のフォトリソグラフィ工法に支障がないように、磁性体基板４−１の表面粗さＲａを０．５μｍ以下に研磨しておくことが望ましい。なお、この実施例では、磁性体基板を使用しているが、コイル部品の用途に応じて、誘電体基板や絶縁体基板を用いることもできる。
また、絶縁層２１〜２５を形成するための絶縁材料としては、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂等の種々の樹脂材料、あるいはＳｉＯ２等のガラス、ガラスセラミクス、誘電体等を用いたり、複数材料を組み合わせたものを用いることができるが、この実施例では、フォトリソグラフィ工法を採用することから、絶縁層２１〜２５の材料として感光性ポリイミド樹脂を使用した。
また、第１及び第２パターン群６−１，６−２，６−１′，６−２′と第１及び第２渦巻き状パターン７−１，７−２，７−１′，７−２′とを形成するための導電性材料としては、導電性に優れたＡｇ、Ｐｄ、Ｃｕ、Ａｌ等の金属、あるいはこれらの合金を用いることができるが、この実施例では、Ａｇを用いた。なお、この絶縁材料と導電性材料との組み合わせは、加工性・密着性等を考慮して選択することが望ましい。
また、接着剤４０として熱硬化性のポリイミド樹脂を用いた。
【００３６】
コイル部品１の製法においては、まず、磁性体基板４−１上に絶縁材料を塗布し、光硬化させることで、絶縁層２１（第１絶縁層）を形成する。そして、この絶縁層２１上に、スパッタリングや蒸着等の薄膜形成法やスクリーン印刷等の厚膜形成法を用いて、導電材料の膜を形成する。しかる後、レジスト塗布−露光−現像−エッチング−レジスト剥離等の一連のフォトリソグラフィ工法により第１パターン群６−１及び第１渦巻き状パターン７−１を絶縁層２１上にパターン形成する。次に、絶縁材料を、第１パターン群６−１及び第１渦巻き状パターン７−１上に塗布して、フォトリソグラフィ工法により、ビアホール２２ａ〜２２ｇを有した絶縁層２２（第２絶縁層）を形成する。そして、この絶縁層２２上に導電材料の膜を形成した後、フォトリソグラフィ工法により、第２パターン群６−２及び第２渦巻き状パターン７−２を絶縁層２２上にパターン形成する。これにより、上層の第２パターン群６−２及び第２渦巻き状パターン７−２と下層の第１パターン群６−１及び第１渦巻き状パターン７−１とがビアホール２２ａ〜２２ｇを通じて電気的に接続され、コイル体２−１を絶縁体２−２に内包する第１のコイルブロック２が形成される。
以後同様に、絶縁層２３〜２５と第１及び第２パターン群６−１′，６−２′と第１及び第２渦巻き状パターン７−１′，７−２′とを交互積層して、コイル体３−１を絶縁体３−２に内包する第２のコイルブロック３を形成する。しかる後、接着剤４０を塗布した磁性体基板４−２を第２のコイルブロック３の絶縁層２５上に接着させた状態で、真空中又は不活性ガス中で加熱・加圧し、冷却後、圧力を解除することで、磁性体基板４−２を第２のコイルブロック３上に強固に接合する。
そして、かかる工程で得たウエハをダイシング等の切断加工により、例えば０．８ｍｍ×０．６ｍｍサイズのチップ体に分割した後、各チップ体に外部電極５−１〜５−４を形成する。この際、Ａｇ，Ａｂ−Ｐｄ，Ｃｕ，ＮｉＣｒ又はＮｉＣｕ等の材料を含む導電性ペーストを塗布したり、その材料をスパッタリングや蒸着等で金属成膜し、この金属膜の上に、湿式電解メッキで、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｓｎ−Ｐｂ等の金属膜をさらに形成することで、外部電極５−１〜５−４を形成する。
以上のように、コイル部品１の製法に、フォトリソグラフィ工法を採用することで、後述する浮遊容量及び線路長を高精度でコントロールできるので、より高精度なコイル部品１を製造することができる。
【００３７】
次に、この実施例のコイル部品１が示す作用及び効果について説明する。
図６は、ＤＶＩやＨＤＭＩ規格の高速差動伝送路にコイル部品１を実装した状態を示す概略図である。
図６に示すように、パーソナルコンピュータのトランスミッタ４００をモニタ側のレシーバ４０１にケーブル４０２を介して接続し、デジタルの差動信号D+，D-をトランスミッタ４００からレシーバ４０１へ伝送するＤＶＩやＨＤＭＩ規格の高速差動伝送路にコイル部品１を実装する場合について説明する。なお、ＤＶＩやＨＤＭＩ規格の伝送方式では、１対のクロック差動信号と３対のデータ差動信号D+，D-を送信するが、ここでは、理解を容易にするため、１対の差動信号D+，D-を通す線路に着目し、この線路にコイル部品１を実装した場合を例にして説明する。
【００３８】
図６において、コイル部品１は、コモンモードチョークコイルとして作用する。すなわち、ノーマルモード時には、差動信号D+が外部電極５−１からコイル体２−１に入力した後、外部電極５−２から出力され、逆位相の差動信号D-が外部電極５−３からコイル体３−１に入力した後、外部電極５−４から出力される。このとき、コイル体２−１の外部電極５−１から入力した差動信号D+は、外側コイル部６を螺旋状に流れた後、内側コイル部７において回転しながら流れて、外部電極５−２に至る。一方、差動信号D-は、差動信号D+と逆位相なので、コイル体３−１の外部電極５−４から入力し、内側コイル部７′を回転しながら流れた後、外側コイル部６′において螺旋状に流れて、外部電極５−３に至る。このように、差動信号D+，D-が互いに逆方向に流れるので、コイル部品１内の磁界が収縮して、コイル部品１のインピーダンスが低くなり、差動信号D+，D-が減衰されることなく、コイル部品１を通過する。
これに対して、コモンモード時には、ノイズがコイル体２−１，３−１に同方向から入力するので、磁界が広がって、コイル部品１が高インピーダンス状態になり、ノイズがコイル部品１によって減衰される。
【００３９】
ところで、図１に示すように、コイル部品１は積層型の部品であり、コイル体２−１（３−１）において、上層の第２パターン群６−２及び第２渦巻き状パターン７−２と下層の第１パターン群６−１及び第１渦巻き状パターン７−１（第１及び第２パターン群６−１′，６−２′と第１及び第２渦巻き状パターン７−１′，７−２′）とが対面しており、これらのパターン間に生じる浮遊容量が問題になる。すなわち、この浮遊容量が大きいと、コイル体２−１（３−１）の自己共振周波数が低くなり、高周波のノイズに対してインピーダンスが低下し、ノイズ減衰効果が著しく劣化してしまう。特に線路長が長い外周部のパターン間に生じる浮遊容量が、最も問題となる。
しかしながら、この実施例のコイル部品１では、浮遊容量を小さくするように作用する。
図７は、浮遊容量抑制作用を説明するための外側コイル部６の斜視図である。
図７に示すように、第１パターン群６−１における最外の第１引き出し部６０上の点Ｐ１と、これに対面する第２パターン群６−２における輪状パターン６３上の点Ｐ２との間に生じる浮遊容量Ｃ1は、点Ｐ１から点Ｐ２迄の線路長に依存する。しかし、最外第１引き出し部６０は、端部６０ａと端部６３ａとの接続により、輪状パターン６３と螺旋状に接続されている。したがって、点Ｐ１から点Ｐ２迄の線路長は、点Ｐ１から端部６０ｂ迄の第１引き出し部６０の線路と端部６３ａから点Ｐ２までの輪状パターン６３の線路との和であり、点Ｐ１から点Ｐ２までの線路長は、非常に短い。このため、点Ｐ１と点Ｐ２との電位差が小さいので、浮遊容量Ｃ1も非常に小さい。すなわち、この外側コイル部６全体に生じる浮遊容量は、非常に小さい。しかし、外側コイル部６は、各輪状パターン６１（６２）の両端部６１ａ，６１ｂ（６２ａ，６２ｂ）側の辺同士が、図面の上下方向で重なっているので、極小のコイル部品１においては、面積の制約上、外側コイル部６のみでは多くのターン数を得ることができず、十分なインダクタンスの獲得が不可能である。そこで、この実施例では、余分な重なり部分がなく、小面積中でも高いインダクタンスを得ることができる内側コイル部７を外側コイル部６の内側に配している。
すなわち、図１に示すように、コイル体２−１では、浮遊容量の小さな外側コイル部６を外側において、自己共振周波数を高めると共に、インダクタンスを高く獲得することができる内側コイル部７を内側に配することで、コイル体２−１の浮遊容量の低減化と高インダクタンス化とを図っている。かかる作用及び効果は、コイル体３−１の外側コイル部６′及び内側コイル部７′においても同様に生じ、コイル部品１は、高周波特性に優れたコモンモードチョークコイルとして機能する。
【００４０】
かかる構造のコイル部品１においては、外側コイル部６（６′）の線路長がコイル体２−１（３−１）において占める割合がコイル部品１の自己共振周波数やコモンモード時のインピーダンスに関係する。
図８は、０．８ｍｍ×０．６ｍｍという極小サイズのコイル部品１において、外側コイル部６（６′）の線路長がコイル体２−１（３−１）の全線路長に占める割合とコイル部品１の自己共振周波数及びコモンモード時のコモンモードインピーダンスとの関係を示す線図であり、曲線Ｓ１は、自己共振周波数曲線であり、曲線Ｓ２は、コモンモードインピーダンス曲線である。
図８の自己共振周波数曲線Ｓ１から判るように、外側コイル部６（６′）の占める割合が多くなる程、コイル部品１の自己共振周波数が高くなる。しかし、その反面、コモンモードインピーダンス曲線Ｓ２から判るように、コモンモード時のインピーダンスは低下する。
したがって、コイル部品１を実装する伝送路を考慮して、コイル部品１の高自己共振周波数化（低浮遊容量化）とコモンモード時の高インピーダンス化（高インダクタンス化）との両立を図るように、外側コイル部６（６′）の割合を決める必要がある。この実施例のコイル部品１は、ＤＶＩ規格やＨＤＭＩ規格の高速差動伝送路に実装することを目的とするものであることから、自己共振周波数５８０ＭＨｚ〜７２０ＭＨｚ位で且つコモンモードインピーダンスが６０Ω以上を確保することが好ましい。そこで、外側コイル部６（６′）の線路長の占める割合を、コイル体２−１（３−１）の線路の１／２以上で５／６以下に設定することが好ましいと想定することができる。
かかる観点から、発明者等は、外側コイル部６（６′）の占める割合が上記範囲内のコイル部品１と従来型のコイル部品との周波数特性を測定した。
図９は、この実施例のコイル部品１の周波数特性と従来型のコイル部品の周波数特性を示す線図である。
この測定では、コイル部品として０．８ｍｍ×０．６ｍｍサイズの実施例のコイル部品１を使用し、その外側コイル部６（６′）の占める割合を７／１０に設定して、その周波数特性を測定した。すると、図９に示すように、周波数６５０ＭＨｚにピークを有する周波数曲線Ｆ１を得た。すなわち、コイル部品１が、６５０ＭＨｚという高い自己共振周波数を有することが実証された。
これに対して、上記従来のコイル部品２００（図１３参照）と同じように、コイル体２−１（３−１）を全て渦巻き状パターンで形成したコイル部品の周波数特性を測定したところ、周波数曲線Ｆ２に示すように、その自己共振周波数は２００ＭＨｚという非常に低いものであった。
【実施例２】
【００４１】
次に、この発明の第２実施例について説明する。
図１０は、この発明の第２実施例に係るコイル部品１′の要部である第１のコイルブロックの構成を示す平面図であり、図１１は、コイル体間の電磁気的結合を説明するための断面図である。
この実施例では、コイル体２−１（３−１）の第１パターン群６−１（６−１′）と第１渦巻き状パターン７−１（７−１′）とで成るパターン群の密度と第２パターン群６−２（６−２′）と第２渦巻き状パターン７−２（７−２′）とで成るパターン群の密度のうち、高い方の密度を有したパターン群を互いに対向させた状態で、第１のコイルブロック２の上に第２のコイルブロック３を積層する。
図１等で示したように、第１パターン群６−１（６−１′）と第１渦巻き状パターン７−１（７−１′）とで成るパターン群の密度の方が、第２パターン群６−２（６−２′）と第２渦巻き状パターン７−２（７−２′）とで成るパターン群の密度よりも高いので、この実施例では、コイル体２−１の第１パターン群６−１と第１渦巻き状パターン７−１とで成るパターン群と、コイル体３−１の第１パターン群６−１′と第１渦巻き状パターン７−１′とで成るパターン群とを対向させる構造とした。
具体的には、図１０に示すように、第１のコイルブロック２の積層構造を、図４に示した第１実施例の第１のコイルブロックの積層構造と逆にした。
すなわち、図１０（ａ）に示すように、第２パターン群６−２及び第２渦巻き状パターン７−２を最下層の絶縁層２１上に形成する。そして、図１０（ｂ）及び（ｃ）に示すように、絶縁層２２上に、第１パターン群６−１及び第１渦巻き状パターン７−１を形成すると共に、第２パターン群６−２及び第２渦巻き状パターン７−２と第１パターン群６−１及び第１渦巻き状パターン７−１とを、ビアホール２２ａ〜２２ｆを通じて電気的に接続した。しかる後、図１０（ｄ）に示すように、第１パターン群６−１及び第１渦巻き状パターン７−１上に絶縁層２３を積層した。
【００４２】
これにより、図１１（ａ）に示すように、コイル体２−１の第１パターン群６−１と第１渦巻き状パターン７−１とで成る高密度のパターン群と、コイル体３−１の第１パターン群６−１′と第１渦巻き状パターン７−１′とで成る高密度のパターン群とが対向した構造となり、コイル体２−１とコイル体３−１との間の電磁気的結合が強まる。
この結果、この実施例のコイル部品１′をコモンモードチョークコイルとして使用すると、コイル部品１′のノーマルモードインピーダンスを低下させることができる。このため、ノーマルモード時の差動信号の挿入損失を小さくすることができ、差動信号を減衰させることなく、コモンモードノイズのみを効率的に除去することができる。
これに対して、上記第１実施例のコイル部品１では、図１１（ｂ）に示すように、コイル体２−１の第２パターン群６−２と第２渦巻き状パターン７−２とで成る低密度のパターン群と、コイル体３−１の第１パターン群６−１′と第１渦巻き状パターン７−１′とで成る高密度のパターン群とが対向した構造となっている。すなわち、当該第２実施例のコイル部品１′では、電磁気的結合度が、第１実施例のコイル部品１におけるコイル体２−１，３−１間の電磁気的結合に比べてはるかに高くなるように、改良されている。
その他の構成、作用及び効果は、上記第１実施例と同様であるので、その記載は省略する。
【００４３】
なお、この発明は、上記実施例に限定されるものではなく、発明の要旨の範囲内において種々の変形や変更が可能である。
例えば、上記実施例では、コイル部品１の外側コイル部６（６′）の線路長の占める割合を、コイル体２−１（３−１）の線路長の１／２以上で５／６以下に設定したが、これに限定されるものではない。すなわち、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）等の一般的な高速差動伝送路では、主に２００ＭＨｚ〜５００ＭＨｚのノイズを効果的に減衰させることができれば十分であるので、コイル部品１の外側コイル部６（６′）の線路長の占める割合を、コイル体２−１（３−１）の線路長の１／３以上に設定することで目的を達成することができる。
【００４４】
また、上記実施例では、コイル部品１をコモンモードチョークコイルとして機能させるため、第１及び第２のコイルブロック２，３を構成要素としたが、この発明には、フェライトビーズのようにコイルブロックが１つのコイル部品も含むことは勿論である。
また、上記実施例では、磁性体基板４−１，４−２を構成要素としたが、これらの基板がないコイル部品や一の基板のみを有するコイル部品を発明の範囲から除外する意ではない。
【符号の説明】
【００４５】
１，１′…コイル品、  ２…第１のコイルブロック、  ２−１，３−１…コイル体、  ２−２，３−２…絶縁体、  ３…第２のコイルブロック、  ４−１，４−２…磁性体基板、  ５−１〜５−４…外部電極、  ６，６′…外側コイル部、  ６−１，６−１′…第１パターン群、  ６−２，６−２′…第２パターン群、  ７，７′…内側コイル部、  ７−１，７−１′…第１渦巻き状パターン、  ７−２，７−２′…第２渦巻き状パターン、  ７−２ｂ…第２引き出し部、  ２１〜２５…絶縁層、  ２２ａ〜２２ｇ，２４ａ〜２４ｇ…ビアホール、  ４０…接着剤、  ６０…第１引き出し部、  ６１〜６５…輪状パターン、  Ｃ1…浮遊容量。  
【図１】
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【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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【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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