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JP2017212420A - Coil component - Google Patents

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JP2017212420A
JP2017212420A JP2016106858A JP2016106858A JP2017212420A JP 2017212420 A JP2017212420 A JP 2017212420A JP 2016106858 A JP2016106858 A JP 2016106858A JP 2016106858 A JP2016106858 A JP 2016106858A JP 2017212420 A JP2017212420 A JP 2017212420A
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昌史 宮本
Masashi Miyamoto
昌史 宮本
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Murata Manufacturing Co Ltd
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Murata Manufacturing Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a coil component that can be made high in frequency because of a difference in diameter between a large-diameter part and a small-diameter part of a core part, and also higher in frequency (wider in band).SOLUTION: A coil component has a core part including a cone-shaped part, and a winding wound spirally along an outer peripheral surface of the core part. The winding 9 has a wire-shaped center conductor 10 and an outer layer part 11 covering a peripheral surface of the center conductor 10, and the outer layer part 11 includes a magnetic material layer 12 in contact with the peripheral surface of the center conductor 10 and an insulation coating layer 13 covering the magnetic material layer 12. The magnetic material layer 12 functions as a loss material and lowers Q. Consequently, resonance is made smooth and an abrupt decrease in impedance is suppressed so as to improve high-frequency characteristics.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

この発明は、巻線型のコイル部品に関するもので、特に、一方の端部から他方の端部に向かって径がより小さくなる錐体形状部分を含む巻芯部を備える、コイル部品に関するものである。   The present invention relates to a wire-wound coil component, and more particularly, to a coil component including a winding core portion including a cone-shaped portion whose diameter decreases from one end portion toward the other end portion. .

この発明にとって興味あるコイル部品であって、錐体形状部分を含む巻芯部を備えるものが、たとえば特開2004−6696号公報(特許文献1)に記載されている。   A coil component that is of interest to the present invention and that includes a core portion including a cone-shaped portion is described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-6696 (Patent Document 1).

特許文献1に記載されるコイル部品は、より具体的には、巻線型インダクタであって、円錐状の巻芯部の両端に、直方体状の鍔部を形成してなるコアと、コアにおける巻芯部の外周面に巻回される巻線と、コアおよび巻線を被覆する直方体形状の外装体と、を備えている。そして、外装体の両側面の下方位置に2つの外部電極端子が被着形成され、これら外部電極端子と、巻線の両端に形成された端子部とが、それぞれ、接続されている。   More specifically, the coil component described in Patent Document 1 is a wire-wound inductor, in which a rectangular parallelepiped collar is formed at both ends of a conical core, and a winding in the core. A winding wound around the outer peripheral surface of the core part, and a rectangular parallelepiped exterior body covering the core and the winding are provided. Then, two external electrode terminals are attached and formed at lower positions on both side surfaces of the exterior body, and these external electrode terminals are connected to terminal portions formed at both ends of the winding.

上述のように、錐体形状部分を含む巻芯部を備えるコイル部品によれば、巻芯部の径が一定であるコイル部品と比較して、巻芯部上の巻線の巻回径を変えることができるので、複数の自己共振周波数を持つことができ、よって、広い周波数域で使用することができると、特許文献1に記載されている。   As described above, according to the coil component including the core portion including the cone-shaped portion, the winding diameter of the winding on the core portion is smaller than that of the coil component in which the diameter of the core portion is constant. Since it can be changed, it is described in Patent Document 1 that it can have a plurality of self-resonant frequencies and can therefore be used in a wide frequency range.

特開2004−6696号公報JP 2004-6696 A

上述したような使用可能な周波数を広帯域化するための技術に従えば、巻芯部における大径部と小径部と間での径の差が大きいほど、より広帯域化(高周波化)が可能であるといえる。そのため、巻芯部の大径部側では径をより大きくし、他方、小径部側では径をより小さくすることが有効であると考えられる。   According to the technology for widening the usable frequency as described above, the larger the difference in diameter between the large diameter portion and the small diameter portion in the core portion, the wider the band (higher frequency) is possible. It can be said that there is. For this reason, it is considered effective to increase the diameter on the large-diameter portion side of the winding core portion and to decrease the diameter on the small-diameter portion side.

しかしながら、巻芯部の大径部の径をより大きくすると、部品の小型化を阻害する。他方、巻芯部の小径部の径をより小さくすると、巻芯部とその端部に形成される鍔部との間の連結部分の強度が低下する。そのため、巻芯部の大径部の径を大きくすることにも、小径部の径を小さくすることにも、限界があり、結果として、巻芯部の径の大小を操作することによる使用可能な帯域の高周波化(広帯域化)には限界がある。   However, if the diameter of the large-diameter portion of the winding core portion is made larger, miniaturization of the component is hindered. On the other hand, if the diameter of the small-diameter portion of the core portion is made smaller, the strength of the connecting portion between the core portion and the flange portion formed at the end thereof is lowered. Therefore, there is a limit to increasing the diameter of the large diameter part of the core part and reducing the diameter of the small diameter part, and as a result, it can be used by manipulating the diameter of the core part. There is a limit to increasing the frequency of a wide band (broadband).

そこで、この発明の目的は、巻芯部における大径部と小径部と間での径の差による、高周波化に加えて、これとは別の手段を採用することによって、一層の高周波化(広帯域化)を図ることが可能とされた、コイル部品を提供しようとすることである。   Accordingly, an object of the present invention is to increase the frequency even further by adopting a means different from this in addition to increasing the frequency due to the difference in diameter between the large diameter portion and the small diameter portion in the core portion ( An object is to provide a coil component capable of achieving a wide band.

この発明は、一方の端部から他方の端部に向かって径がより小さくなる錐体形状部分を含む巻芯部を有する、コアと、巻芯部の外周面に沿って螺旋状に巻回された、巻線と、を備える、コイル部品に向けられるものであって、上述した技術的課題を解決するため、巻線は、ワイヤ状の中心導体と、中心導体の周面を覆う外層部分と、を有し、外層部分は、中心導体の周面に接する磁性体層と、磁性体層を覆う絶縁被覆層と、を含むことを特徴としている。   The present invention includes a core having a cone-shaped portion having a smaller diameter from one end portion toward the other end portion, and spirally wound along the outer peripheral surface of the core portion. In order to solve the technical problem described above, the winding includes a wire-shaped center conductor and an outer layer portion covering the peripheral surface of the center conductor. The outer layer portion includes a magnetic layer that is in contact with the peripheral surface of the central conductor, and an insulating coating layer that covers the magnetic layer.

本件発明者は、コイル部品の高周波域での特性を向上させる手段として、Q(Quality Factor)を低くすることに着目した。これによって、共振をなだらかにし、インピーダンスの急峻な低下を抑えることで、高周波域での特性向上を図ることができる。そこで、Qを低くする方法として、巻線におけるワイヤ状の中心導体の近くに高周波域で損失を発生させる材料(たとえば、フェライトなどの磁性体や金属などの導電体)を配置する方法が考えられる。この場合、損失材料は、それが配置される位置が巻線の中心導体に対してより近いほど、Qをより低下させることができる。   The inventor of the present invention has focused on reducing Q (Quality Factor) as a means for improving the characteristics of the coil component in the high frequency range. As a result, it is possible to improve the characteristics in the high frequency range by smoothing the resonance and suppressing the steep drop in impedance. Therefore, as a method of lowering Q, a method of disposing a material (for example, a magnetic material such as ferrite or a conductor such as metal) that generates a loss in the high frequency region near the wire-shaped central conductor in the winding is conceivable. . In this case, the lossy material can have a lower Q as the position where it is placed is closer to the center conductor of the winding.

しかしながら、通常の構成では、巻線の中心導体のまわりに絶縁被覆層が存在するため、損失材料を巻線の中心導体の近くに配置することができない。これに対して、この発明では、巻線における中心導体の周面に接するように、すなわち、中心導体のごく近くに、磁性体層が配置されているので、Qを効果的に下げることができる。   However, in a normal configuration, there is an insulating coating around the center conductor of the winding, so that lossy material cannot be placed near the center conductor of the winding. In contrast, in the present invention, since the magnetic layer is disposed so as to be in contact with the peripheral surface of the central conductor in the winding, that is, very close to the central conductor, Q can be effectively reduced. .

上記磁性体層は、フェライト系磁性体よりも、金属系磁性体からなることが好ましい。フェライト系磁性体には、(1)導電率が非常に低いため、電気抵抗成分による高周波域でのロスがほとんど発生しない;(2)フェライトの電気抵抗成分以外で発生する損失(複素透磁率μ″やヒステリシスカーブによる損失)は10GHz以上の周波数域では失われてしまう;という問題がある。これに対して、金属系磁性体の場合、発生している損失の多くは、フェライトのような複素透磁率μ″によるものではなく、マクロ的な導電率によって発生している。ここで、マクロ的な導電率とは、金属系磁性体の各粒子の導電率をミクロ的な導電率とした場合に対する、磁性体層全体の導電率を意味する。マクロ的導電率は、金属系磁性体の粒子径の調整により、比表面積を変え、電気抵抗の比較的高い粒子間隔の割合を調整することで、その大きさを調整できる上、フェライトのように、ある周波数以上では損失が消失してしまうようなことがない。そのため、巻線における中心導体の周面に接するように配置する磁性体としては、フェライト系よりも金属系の方がより高周波まで対応することができる。   The magnetic layer is preferably made of a metallic magnetic material rather than a ferrite magnetic material. Ferrite magnetic materials have (1) very low electrical conductivity, so that almost no loss in the high frequency region due to electrical resistance component occurs; (2) loss that occurs other than the electrical resistance component of ferrite (complex permeability μ ”And the loss due to the hysteresis curve) are lost in the frequency range of 10 GHz or higher; in contrast, in the case of a metal-based magnetic material, most of the generated loss is complex such as ferrite. It is not caused by the magnetic permeability μ ″ but by macroscopic conductivity. Here, the macro conductivity means the conductivity of the entire magnetic layer with respect to the case where the conductivity of each particle of the metal-based magnetic material is a micro conductivity. The macroscopic conductivity can be adjusted by changing the specific surface area by adjusting the particle size of the metal-based magnetic material and adjusting the ratio of the relatively high particle spacing between the electrical resistances, as in ferrite. The loss does not disappear above a certain frequency. For this reason, as a magnetic body arranged so as to be in contact with the peripheral surface of the central conductor in the winding, the metal type can cope with higher frequencies than the ferrite type.

また、巻線の中心導体は銅からなることが好ましい。銅は、良好な導電性を示し、また、比較的安価で入手容易である。   The center conductor of the winding is preferably made of copper. Copper exhibits good electrical conductivity and is relatively inexpensive and readily available.

この発明において、巻芯部はフェライトまたはアルミナなどの磁性体からなることが好ましい。これによって、使用可能な帯域をさらに高周波化することができる。   In the present invention, the core is preferably made of a magnetic material such as ferrite or alumina. As a result, the usable band can be further increased in frequency.

この発明に係るコイル部品において、好ましくは、コアは、巻芯部の一方の端部および他方の端部にそれぞれ設けられた第1および第2の鍔部を有し、これら第1および第2の鍔部の各々の周面の互いに同じ側に、第1および第2の端子電極がそれぞれ設けられ、巻線の一方端および他方端がそれぞれ第1および第2の端子電極に接続される。この構成によれば、コイル部品を表面実装型のものとすることができる。   In the coil component according to the present invention, preferably, the core has first and second flange portions respectively provided at one end portion and the other end portion of the winding core portion. The first and second terminal electrodes are respectively provided on the same side of the peripheral surface of each of the flange portions, and one end and the other end of the winding are connected to the first and second terminal electrodes, respectively. According to this configuration, the coil component can be of a surface mount type.

上述した好ましい構成において、巻線の外側周囲の、少なくとも第1および第2の端子電極が設けられた側とは反対側を覆うように、樹脂を含む外装材が配置されることがより好ましい。この外装材は、コイル部品のマウント工程において、コイル部品を真空吸引チャックによってピックアップする際、真空吸着面を与えるように機能し得る。   In the preferred configuration described above, it is more preferable that an exterior material including a resin is disposed so as to cover at least the side of the outer periphery of the winding that is opposite to the side on which the first and second terminal electrodes are provided. The exterior material can function to provide a vacuum suction surface when the coil component is picked up by the vacuum suction chuck in the coil component mounting step.

この発明によれば、巻線における中心導体の周面に接する磁性体層の存在により、Qを低下させることができる。そのため、自己共振周波数を超えた帯域での自己共振を目立たなくし(減衰特性をフラットにし)、使用可能な帯域を高周波化できる。すなわち、Qの向上を目指すことが一般的であるコイル部品の技術分野においては、Qを下げることは不都合な事象であるが、この発明では、Qの低下を逆に利用しようとしている。   According to the present invention, the Q can be reduced by the presence of the magnetic layer in contact with the peripheral surface of the central conductor in the winding. Therefore, the self-resonance in the band exceeding the self-resonance frequency can be made inconspicuous (attenuation characteristics are made flat), and the usable band can be increased in frequency. That is, in the technical field of coil parts, which generally aim to improve Q, lowering Q is an inconvenient event. However, in the present invention, the lowering of Q is used in reverse.

この発明の一実施形態によるコイル部品1を示す正面図である。1 is a front view showing a coil component 1 according to an embodiment of the present invention. 図1に示したコイル部品1に備える巻線9を拡大して示す断面図である。It is sectional drawing which expands and shows the coil | winding 9 with which the coil component 1 shown in FIG. 1 is equipped. この発明の完成に至る過程を説明するためのもので、(A)は、インダクタンスLに対して抵抗Rが直列に入った場合を示す等価回路図であり、(B)は、この場合におけるQの周波数特性を示す図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a diagram for explaining the process leading to the completion of the present invention, in which (A) is an equivalent circuit diagram showing a case where a resistor R is connected in series with an inductance L, and (B) is a Q in this case. It is a figure which shows the frequency characteristic. この発明の完成に至る過程を説明するためのもので、(A)は、インダクタンスLに対して抵抗Rが並列に入った場合を示す等価回路図であり、(B)は、この場合におけるQの周波数特性を示す図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a diagram for explaining a process leading to the completion of the present invention, in which (A) is an equivalent circuit diagram showing a case where a resistor R is connected in parallel to an inductance L, and (B) is a Q in this case. It is a figure which shows the frequency characteristic. この発明の完成に至る過程を説明するためのもので、(A)は、LC直列共振回路図であり、(B)は、LC直列共振でCが理想的なコンデンサである場合に、共振回路のQによって共振時のインピーダンスがどのように変化するかを表わした図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a diagram for explaining the process leading to the completion of the present invention, in which (A) is an LC series resonance circuit diagram, and (B) is a resonance circuit when C is an ideal capacitor in LC series resonance. It is a figure showing how the impedance at the time of resonance changes with Q of. インピーダンスの周波数特性を、この発明の範囲内の実施例と範囲外の比較例とで比較して示す図である。It is a figure which compares and compares the frequency characteristic of an impedance with the Example within the range of this invention, and the comparative example out of range.

図1および図2を参照して、この発明の一実施形態によるコイル部品1について説明する。コイル部品1は、自立可能なチップタイプのものである。   With reference to FIG. 1 and FIG. 2, the coil component 1 by one Embodiment of this invention is demonstrated. The coil component 1 is a self-supporting chip type.

コイル部品1は、まず、コア2を備える。コア2は、一方の端部から他方の端部に向かって径がより小さくなる錐体形状部分3を含む巻芯部4を有する。この実施形態では、錐体形状部分3を含むコア2全体が、断面四角形をなしている。錐体形状部分3は、図1に示した正面図に現れる輪郭がテーパ面となっている。なお、図示しないが、平面図および底面図に現れる輪郭については、テーパ面となっていても、あるいは、平行面となる形状を有していてもよい。   The coil component 1 includes a core 2 first. The core 2 has a winding core portion 4 including a cone-shaped portion 3 whose diameter becomes smaller from one end portion toward the other end portion. In this embodiment, the entire core 2 including the cone-shaped portion 3 has a quadrangular cross section. The cone-shaped portion 3 has a tapered surface that appears in the front view shown in FIG. In addition, although not shown in figure, about the outline which appears in a top view and a bottom view, it may become a taper surface or may have a shape used as a parallel surface.

錐体形状部分3の形状は、他の角錐形状であっても、角錐形状以外の形状、たとえば円錐形状であってもよい。また、この実施形態では、巻芯部4の全体が、実質的に錐体形状部分3で構成されるが、巻芯部の一部のみが錐体形状部分で構成され、巻芯部の残りの部分が角柱または円柱形状のような均一な径を有する形状部分で構成されてもよい。   The shape of the cone-shaped portion 3 may be another pyramid shape or a shape other than the pyramid shape, for example, a cone shape. In this embodiment, the entire core part 4 is substantially composed of the cone-shaped part 3, but only a part of the core part is composed of the cone-shaped part, and the remainder of the core part is formed. The portion may be formed of a shape portion having a uniform diameter such as a prism or a cylindrical shape.

コア2は、また、巻芯部4の一方の端部および他方の端部にそれぞれ設けられた第1および第2の鍔部5および6を有する。鍔部5および6は、たとえば断面四角形をなしている。   The core 2 also has first and second flange portions 5 and 6 provided at one end and the other end of the core 4, respectively. The eaves parts 5 and 6 have, for example, a rectangular cross section.

第1および第2の鍔部5および6には、それぞれ、第1および第2の端子電極7および8が設けられている。コイル部品1を表面実装可能な電子部品とするため、これら第1および第2の端子電極7および8は、第1および第2の鍔部5および6の各々の周面の互いに同じ側に向く面、すなわち、断面四角形状の第1および第2の鍔部5および6の各々の図1による下面にそれぞれ設けられている。端子電極7および8は、導電性ペーストの焼付け、導電性金属のめっき、導電性金属片の貼付け等によって形成される。   First and second terminal electrodes 7 and 8 are provided on the first and second flange portions 5 and 6, respectively. In order to make the coil component 1 an electronic component that can be surface-mounted, the first and second terminal electrodes 7 and 8 face the same side of the peripheral surfaces of the first and second flange portions 5 and 6. 1 is provided on each of the first and second flanges 5 and 6 having a quadrangular cross section. The terminal electrodes 7 and 8 are formed by baking a conductive paste, plating a conductive metal, sticking a conductive metal piece, or the like.

コイル部品1は、巻芯部4の外周面に沿って螺旋状に巻回された巻線9を備える。巻線9は、図2によく示されているように、たとえば銅からなるワイヤ状の中心導体10と、中心導体10の周面を覆う外層部分11と、を有する。そして、外層部分11は、中心導体の周面に接する磁性体層12と、磁性体層12を覆う絶縁被覆層13と、を有する。   The coil component 1 includes a winding 9 wound spirally along the outer peripheral surface of the winding core portion 4. As well shown in FIG. 2, the winding 9 has a wire-shaped center conductor 10 made of, for example, copper, and an outer layer portion 11 that covers the peripheral surface of the center conductor 10. The outer layer portion 11 includes a magnetic layer 12 that is in contact with the peripheral surface of the central conductor, and an insulating coating layer 13 that covers the magnetic layer 12.

磁性体層12は、たとえば、鉄粉、ニッケル粉のような磁性体金属粉を樹脂に分散させてなる金属系磁性体からなることが好ましい。磁性体層12は、自己共振周波数を超えた周波数域(数GHz以上)でQを低下させる損失材料として機能するものである。前述したように、磁性体層12を構成する磁性体として、金属系磁性体が用いられると、フェライト系磁性体が用いられる場合に比べて、より高周波域まで損失材料として機能させることができる。   The magnetic layer 12 is preferably made of a metal-based magnetic material in which a magnetic metal powder such as iron powder or nickel powder is dispersed in a resin. The magnetic layer 12 functions as a loss material that lowers Q in a frequency range (several GHz or more) exceeding the self-resonance frequency. As described above, when a metal-based magnetic material is used as the magnetic material constituting the magnetic layer 12, it can function as a loss material up to a higher frequency range than when a ferrite-based magnetic material is used.

絶縁被覆層13は、たとえば、ポリウレタン、ポリエステルイミド、ポリアミドイミドのような樹脂から構成される。   The insulating coating layer 13 is made of, for example, a resin such as polyurethane, polyesterimide, or polyamideimide.

巻線9、より具体的には、中心導体10の一方端および他方端は、それぞれ、第1および第2の端子電極7および8に電気的に接続される。巻線9と端子電極7および8との接続には、たとえば、熱圧着が適用される。   Winding 9, more specifically, one end and the other end of center conductor 10 are electrically connected to first and second terminal electrodes 7 and 8, respectively. For the connection between the winding 9 and the terminal electrodes 7 and 8, for example, thermocompression bonding is applied.

以上のように構成されたコイル部品1において、巻線9の中心導体10の周面に接する磁性体層12は、巻線9によるインダクタンス成分に対して並列に接続される抵抗として作用する。その結果、後で詳述するように、コイル部品1の高周波域でのQを下げることができる。Qの向上を目指すことが一般的であるインダクタの技術分野においては、Qを下げることは不都合な事象であるが、この実施形態では、Qの低下を逆に利用しようとしている。すなわち、この実施形態では、上述したような高周波域でのコイル部品1のQの低下により、直列共振が発生する際もコイル部品1のQを下げることができ、よって、直列共振によるインピーダンス低下量を低減することができる。したがって、この実施形態によれば、より高周波域まで比較的フラットな電気的特性を持つコイル部品1を得ることができる。   In the coil component 1 configured as described above, the magnetic layer 12 in contact with the peripheral surface of the center conductor 10 of the winding 9 acts as a resistance connected in parallel to the inductance component of the winding 9. As a result, as will be described in detail later, the Q in the high frequency region of the coil component 1 can be lowered. In the technical field of inductors, which generally aim to improve Q, lowering Q is an inconvenient event, but in this embodiment, the lowering of Q is used in reverse. That is, in this embodiment, the Q of the coil component 1 can be lowered even when series resonance occurs due to the reduction of the Q of the coil component 1 in the high frequency region as described above. Can be reduced. Therefore, according to this embodiment, it is possible to obtain the coil component 1 having a relatively flat electrical characteristic up to a higher frequency range.

なお、使用可能な周波数域をさらに高周波化するためには、巻芯部4を、たとえばフェライトまたはアルミナなどの磁性体から構成することが好ましい。   In order to further increase the usable frequency range, it is preferable that the core portion 4 is made of a magnetic material such as ferrite or alumina.

また、この実施形態では、図1に示すように、巻芯部4上での巻線9の巻き密度が一定ではない。より具体的には、巻芯部4の径がより小さい側ほど、巻き密度が低くされている。このように、巻き密度を変化させることにより、巻線9の各ターン間で生じる線間容量を、場所によって異ならせることができる。このことは、コイル部品1が与える容量の調整を可能にする。   Moreover, in this embodiment, as shown in FIG. 1, the winding density of the winding 9 on the core part 4 is not constant. More specifically, the winding density is lower as the diameter of the core part 4 is smaller. In this way, by changing the winding density, the line capacitance generated between the turns of the winding 9 can be varied depending on the location. This makes it possible to adjust the capacity provided by the coil component 1.

コイル部品1には、巻線9の外側周囲の、少なくとも第1および第2の端子電極7および8が設けられた側とは反対側を覆うように、たとえば樹脂を主成分とする外装材14が配置されている。なお、ここでいう巻線9の外側周囲とは、巻芯部4に巻回された巻線9全体形状の外側周囲を意味し、たとえば巻線9の横断面における外側周囲のことではないことに留意すべきである。   The coil component 1 includes, for example, an exterior material 14 mainly composed of a resin so as to cover at least the side of the outer periphery of the winding 9 opposite to the side on which the first and second terminal electrodes 7 and 8 are provided. Is arranged. In addition, the outer periphery of the winding 9 here means the outer periphery of the entire shape of the winding 9 wound around the core 4, for example, not the outer periphery in the cross section of the winding 9. Should be noted.

外装材14は、その上面に平坦な面を形成している。この平坦な面は、コイル部品1のマウント工程において、コイル部品1を真空吸引チャックによってピックアップする際、真空吸引チャックが適用される真空吸着面となり得る。したがって、マウント工程の確実性および信頼性を高めることができる。   The exterior material 14 forms a flat surface on the upper surface thereof. This flat surface can be a vacuum suction surface to which the vacuum suction chuck is applied when the coil component 1 is picked up by the vacuum suction chuck in the mounting process of the coil component 1. Therefore, the reliability and reliability of the mounting process can be improved.

以下、この発明を完成させるにあたり、本件発明者が進めた思考について記載する。   Hereinafter, in order to complete this invention, the thought which this inventor advanced is described.

巻芯部4において錐体形状部分3を備えることで、その周囲に沿って螺旋状に巻かれた巻線9の各ターンが持つインダクタンス、ならびに各ターンとその隣のターンとが持つ浮遊容量が少しずつ変化する。そのため、各ターンが持つ共振周波数が少しずつずれる。特に、巻芯部4の直径が小さくなると、共振周波数は高周波側にずれ、そのずれ量は巻芯部4の直径に相関する。よって、図1に示したコイル部品1のように、巻芯部4の直径を漸減させると、その周囲に巻かれた巻線9の各ターンが持つ共振周波数は高周波側にずれ、かつ互いにわずかにずれる。したがって、このような構成では、隣り合う共振点が互いに非常に近く、大量に発生する。   By providing the cone-shaped portion 3 in the winding core portion 4, the inductance of each turn of the winding 9 spirally wound along the periphery thereof, and the stray capacitance of each turn and the adjacent turn can be obtained. It changes little by little. Therefore, the resonance frequency of each turn is slightly shifted. In particular, when the diameter of the core part 4 decreases, the resonance frequency shifts to the high frequency side, and the amount of shift correlates with the diameter of the core part 4. Therefore, when the diameter of the core 4 is gradually reduced as in the coil component 1 shown in FIG. 1, the resonance frequency of each turn of the winding 9 wound around it is shifted to the high frequency side and is slightly different from each other. Sneak away. Therefore, in such a configuration, adjacent resonance points are very close to each other and are generated in large quantities.

ここでの“共振周波数”は、並列共振の共振周波数のことであり、並列共振時はインピーダンスの上昇がもたらされ、インダクタとしての性能に関しては問題とはならない。問題は、並列共振と並列共振との間の周波数には必ず直列共振が発生することである(これは電気回路理論における“リアクタンス2端子網”という理論で確立されている。)。直列共振時は、並列共振時の場合とは異なり、インピーダンスの低下がもたらされ、インダクタとしての性能に関して問題となる。これに対し、図1に示したコイル部品1が有する構成では、隣り合う並列共振点が互いに非常に近く、大量に発生する。このような場合、直列共振の周波数と並列共振の周波数とが非常に近くなるため、インピーダンスの上昇と低下とが相殺され、本来発生しているはずの直列共振が近くの並列共振にマスクされるような形となり、共振点が目立たなくなる。このため、錐体形状部分3を備える巻芯部4の周囲に沿って巻線9を巻き付けた場合には、広帯域でハイインピーダンスが得られているように見える。   The “resonance frequency” here is the resonance frequency of the parallel resonance, and the impedance is increased at the time of the parallel resonance, and there is no problem with respect to the performance as the inductor. The problem is that a series resonance always occurs at the frequency between the parallel resonance and the parallel resonance (this is established by the theory of “reactance two-terminal network” in electric circuit theory). At the time of series resonance, unlike the case of parallel resonance, the impedance is lowered, which causes a problem with respect to the performance as an inductor. On the other hand, in the configuration of the coil component 1 shown in FIG. 1, adjacent parallel resonance points are very close to each other and are generated in large quantities. In such a case, since the frequency of the series resonance and the frequency of the parallel resonance are very close to each other, the rise and fall of the impedance are canceled out and the series resonance that should have occurred is masked by the nearby parallel resonance. The resonance point becomes inconspicuous. For this reason, when the winding 9 is wound around the periphery of the core portion 4 including the cone-shaped portion 3, it seems that high impedance is obtained in a wide band.

一方、この方法で、より高周波域においてインピーダンスを確保しようとすると、巻芯部4の直径をより小さくする必要がある。しかし、図1に示したコイル部品1のように、巻芯部4が錐体形状部分3を備える構成では、巻芯部4の直径を小さくすると、コア2の強度、特に鍔部5および6と巻芯部4との接合部における強度が保てなくなる。すなわち、上記の方法では、小型かつ自立可能なコア強度と、より高周波域におけるインピーダンスの確保とを両立させることに課題がある。   On the other hand, if it is attempted to secure impedance in a higher frequency range by this method, it is necessary to make the diameter of the core part 4 smaller. However, in the configuration in which the core portion 4 includes the cone-shaped portion 3 as in the coil component 1 shown in FIG. 1, when the diameter of the core portion 4 is reduced, the strength of the core 2, particularly the flange portions 5 and 6. The strength at the joint between the core 4 and the core 4 cannot be maintained. That is, in the above method, there is a problem in achieving both a small and self-supporting core strength and securing an impedance in a higher frequency range.

上述したような共振点を目立たなくするには、もう一つ方法がある。それは、共振回路(コイル部品1が与える等価回路)のQを下げることにより、直列共振によるインピーダンスの低下量を低減することである。特に、高周波域における直列共振時の共振回路のQを下げることができれば、広帯域化が達成できるということに本件発明者は着目した。   There is another way to make the resonance point as mentioned above inconspicuous. That is, by reducing the Q of the resonance circuit (an equivalent circuit provided by the coil component 1), the amount of impedance reduction due to series resonance is reduced. In particular, the present inventor has paid attention to the fact that if the Q of the resonance circuit at the time of series resonance in the high frequency region can be lowered, a wider band can be achieved.

共振回路のQを下げるには、キャパシタンス成分の損失を増やす、インダクタンス成分の損失を増やす、といった2つの方法がある。しかし、キャパシタンスで高周波ロスが多いものというのは実際にはなかなか存在しない。よって、インダクタンス成分の損失を増やす方がより現実的である。   There are two methods for reducing the Q of the resonant circuit: increasing the loss of the capacitance component and increasing the loss of the inductance component. However, it is hard to find that there are many high-frequency losses due to capacitance. Therefore, it is more realistic to increase the loss of the inductance component.

インダクタンス成分の損失を増やそうと考えた場合、よく考え付くのは中心導体自身の損失を増やすことであるが、これは得策ではない。なぜなら、中心導体に導電率の低いものを使用すると直流抵抗成分が増えてしまうし、何よりも中心導体のQの周波数特性を考えると、高周波になればなるほどQが上がるためである。   If you want to increase the loss of the inductance component, you can often think of increasing the loss of the center conductor itself, but this is not a good idea. This is because, if a conductor having a low conductivity is used as the center conductor, the DC resistance component increases, and above all, considering the frequency characteristics of the Q of the center conductor, the higher the frequency, the higher the Q.

このことは、巻線自身の抵抗成分を含めてモデル化した図3(A)のように、コイル部品1をインダクタンスLに対して直列に抵抗Rが入った回路として、当該回路のQを考えると理解しやすい。当該回路のQはjωL/Rで表され、周波数が上がると基本的に当該回路のQは上昇する。分母であるRの部分は、実際には表皮効果と呼ばれる効果があり、R自身が周波数特性を持つが、それは周波数の平方根に比例して上昇する。一方の分子側のjωLは、周波数に比例する。そのため、図3(A)の回路におけるQの周波数特性を表わす図3(B)に示すように、当該回路のQは高周波で非常に高くなる。なお、図3(B)は、一例として、Lを5nHに固定し、Rを1Ωに固定した場合のQの具体値を示しているが、絶対値を除いたQの傾向はどのようなL、Rの値でも同様である。よって、巻線9における中心導体10自身の損失を増やす方法では、高周波でQを低下させることが難しい。   This considers the Q of the circuit as a circuit in which the coil component 1 is connected in series with the inductance L with the resistor R as shown in FIG. 3A which is modeled including the resistance component of the winding itself. And easy to understand. The Q of the circuit is represented by jωL / R, and basically the Q of the circuit increases as the frequency increases. The portion of R, which is the denominator, actually has an effect called the skin effect, and R itself has frequency characteristics, but it rises in proportion to the square root of the frequency. One molecular side jωL is proportional to the frequency. Therefore, as shown in FIG. 3B showing the frequency characteristic of Q in the circuit of FIG. 3A, the Q of the circuit becomes very high at a high frequency. FIG. 3B shows, as an example, the specific value of Q when L is fixed to 5 nH and R is fixed to 1Ω, but what is the tendency of Q excluding the absolute value? The same applies to the values of R. Therefore, in the method of increasing the loss of the central conductor 10 itself in the winding 9, it is difficult to reduce Q at a high frequency.

そこで、本件発明者は、たとえば磁性体層12を、巻線9における中心導体10の周面に接するように配置することで、インダクタンス成分の損失を増やす方法に着目した。この構成によると、図4(A)に示すように、コイル部品1をインダクタンスLに対して並列に抵抗Rが入った回路として見なすことができる。当該回路のQはR/jωLで表されるため、図3(B)とは逆に、図4(B)に示すように、回路のQは低周波域で高く、高周波域で低くなる。なお、図4(B)は、一例として、Lを5nHに固定し、Rを2kΩに固定した場合のQの具体値を示しているが、絶対値を除いたQの傾向はどのようなL、Rの値でも同様である。   Therefore, the present inventor paid attention to a method of increasing the loss of the inductance component by arranging, for example, the magnetic layer 12 so as to be in contact with the peripheral surface of the central conductor 10 in the winding 9. According to this configuration, as shown in FIG. 4A, the coil component 1 can be regarded as a circuit including a resistor R in parallel with the inductance L. Since the Q of the circuit is represented by R / jωL, contrary to FIG. 3B, as shown in FIG. 4B, the Q of the circuit is high in the low frequency range and low in the high frequency range. FIG. 4B shows, as an example, a specific value of Q when L is fixed to 5 nH and R is fixed to 2 kΩ, but what is the tendency of Q excluding the absolute value? The same applies to the values of R.

一方で、LC直列共振時に高いインピーダンスを維持しなければならない広帯域チョークでは、直列共振時のインピーダンスの低下量をより低減するために直列共振時のQは非常に小さな値でなければならない。図5(A)は、LC直列共振回路を示し、図5(B)は、LC直列共振で、Cが理想的なコンデンサである場合に、共振回路のQによって共振時のインピーダンスがどのように変化するのかを表わした図である。なお、図5(B)は、Lを5nHに固定し、Cを0.01pFに固定した場合を示している。   On the other hand, in a wideband choke that must maintain a high impedance at the time of LC series resonance, Q at the time of series resonance must be a very small value in order to further reduce the amount of decrease in impedance at the time of series resonance. FIG. 5 (A) shows an LC series resonance circuit, and FIG. 5 (B) shows how the impedance at resonance is caused by Q of the resonance circuit when C is an ideal capacitor in LC series resonance. It is a figure showing whether it changes. FIG. 5B shows a case where L is fixed to 5 nH and C is fixed to 0.01 pF.

図5(B)に示すように、Qがおよそ1以下の非常にQの低いインダクタが実現できれば、共振を抑えることができる。しかし、インピーダンスの目標値としては通常数百Ω以上必要なため、実際には、このQを下げる手法だけではインピーダンスは目標値には届かない。図5(B)を参照すれば、たとえばQ=1/5というようにQが非常に低い値であっても、インピーダンスは数百Ωには届かないことがわかる。そこで、本件発明者は、さらに上記のQを下げる手法に、錐体形状部分3を有する巻芯部4の周囲に沿って巻線9を巻き付けることによって直列共振時のインピーダンスの低下を防ぐ手法を組み合わせることで目標値を達成することに想到した。   As shown in FIG. 5B, if an inductor with a very low Q having a Q of about 1 or less can be realized, resonance can be suppressed. However, since the target value of impedance usually requires several hundreds of Ω or more, in practice, the impedance does not reach the target value only by the technique of lowering Q. Referring to FIG. 5B, it can be seen that even if Q is a very low value, for example, Q = 1/5, the impedance does not reach several hundred Ω. In view of this, the present inventor further reduces the above-described Q by a method of preventing a decrease in impedance at the time of series resonance by winding the winding 9 along the periphery of the core portion 4 having the cone-shaped portion 3. We came up with achieving the target value by combining.

上記の組み合わせを行なうため、実際には、図5(B)で示したようなQ=1ほどまではQが低くなくてもよいが、いずれにしても、並列抵抗が共振を抑えるのに適していることは明らかである。特に、本件発明者は、並列抵抗として、中心導体10の周面に接する磁性体層12を用いることが好ましいことを発見した。   In order to perform the above combination, in practice, the Q does not have to be as low as Q = 1 as shown in FIG. 5B, but in any case, the parallel resistance is suitable for suppressing resonance. It is clear that In particular, the present inventors have found that it is preferable to use the magnetic layer 12 in contact with the peripheral surface of the center conductor 10 as the parallel resistance.

図6には、この発明の実施例としての磁性体層を備える巻線を巻回したコイル部品(実線)と、比較例としての磁性体層を備えない巻線を巻回したコイル部品(点線)との各々のインピーダンスの周波数特性が示されている。なお、実施例および比較例のいずれについても、巻線の中心導体は銅線から構成した。また、実施例において、巻線として、古河電工製の磁性めっき線「2−UEFPW 10.7」を用いた。   FIG. 6 shows a coil component (solid line) wound with a winding having a magnetic layer as an embodiment of the present invention and a coil component (dotted line) wound with a winding without a magnetic layer as a comparative example. ) And the impedance frequency characteristics. In both the examples and the comparative examples, the central conductor of the winding was made of copper wire. In the examples, a magnetic plating wire “2-UEFPW 10.7” manufactured by Furukawa Electric was used as the winding.

特に、10GHzを超える周波数域において比較すると、磁性体層を備えない巻線を巻回した比較例では、図6において点線で示すように、インピーダンスの急峻な低下が何箇所かで現れている。これに対して、磁性体層を備える巻線を巻回した実施例では、図6において実線で示すように、インピーダンスの急峻な低下が抑えられている。このことから、磁性体層を備える巻線を巻回したコイル部品によれば、巻芯部の径の漸減(互いに非常に近くかつ大量の並列共振点)によって直列共振を目立たなくする効果と、直列共振が発生する高周波での共振回路のQを下げることにより直列共振におけるインピーダンス低下量を低減する効果とを組み合わせることで、直列共振によるインピーダンス低下を防ぐことができ、その結果、10GHzを超える高い周波数域まで良好な、すなわちフラットな電気的特性を実現できることがわかる。   In particular, when compared in a frequency range exceeding 10 GHz, in the comparative example in which a winding without a magnetic layer is wound, as shown by a dotted line in FIG. On the other hand, in the embodiment in which the winding including the magnetic layer is wound, as shown by the solid line in FIG. 6, a sharp drop in impedance is suppressed. From this, according to the coil component wound with the winding provided with the magnetic layer, the effect of making the series resonance inconspicuous by gradually decreasing the diameter of the core part (very close to each other and a large number of parallel resonance points), Combining with the effect of reducing the amount of impedance reduction in series resonance by lowering the Q of the resonant circuit at the high frequency at which series resonance occurs, impedance reduction due to series resonance can be prevented, and as a result, it exceeds 10 GHz. It can be seen that good electrical characteristics up to the frequency range, that is, flat electrical characteristics can be realized.

以上、この発明を図示した実施形態に関連して説明したが、図示した実施形態は、例示的なものであり、図示したもの以外の変形例も可能であることを指摘しておく。   Although the present invention has been described with reference to the illustrated embodiment, it should be pointed out that the illustrated embodiment is an example, and modifications other than those illustrated are possible.

1 コイル部品
2 コア
3 錐体形状部分
4 巻芯部
5,6 鍔部
7,8 端子電極
9 巻線
10 中心導体
11 外層部分
12 磁性体層
13 絶縁被覆層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Coil components 2 Core 3 Cone-shaped part 4 Core part 5, 6 Gutter part 7, 8 Terminal electrode 9 Winding 10 Center conductor 11 Outer layer part 12 Magnetic body layer 13 Insulation coating layer

Claims (6)

一方の端部から他方の端部に向かって径がより小さくなる錐体形状部分を含む巻芯部を有する、コアと、
前記巻芯部の外周面に沿って螺旋状に巻回された、巻線と、
を備え、
前記巻線は、ワイヤ状の中心導体と、前記中心導体の周面を覆う外層部分と、を有し、
前記外層部分は、前記中心導体の周面に接する磁性体層と、前記磁性体層を覆う絶縁被覆層と、を含む、
コイル部品。
A core having a core portion including a cone-shaped portion having a diameter that decreases from one end portion toward the other end portion;
A winding wound spirally along the outer peripheral surface of the core, and
With
The winding has a wire-shaped center conductor and an outer layer portion covering a peripheral surface of the center conductor,
The outer layer portion includes a magnetic layer in contact with the peripheral surface of the central conductor, and an insulating coating layer covering the magnetic layer.
Coil parts.
前記磁性体層は金属系磁性体からなる、請求項1に記載のコイル部品。   The coil component according to claim 1, wherein the magnetic layer is made of a metal-based magnetic material. 前記中心導体は銅からなる、請求項1または2に記載のコイル部品。   The coil component according to claim 1, wherein the central conductor is made of copper. 前記巻芯部は磁性体からなる、請求項1ないし3のいずれかに記載のコイル部品。   The coil component according to claim 1, wherein the core portion is made of a magnetic material. 前記コアは、前記巻芯部の前記一方の端部および前記他方の端部にそれぞれ設けられた第1および第2の鍔部を有し、
前記第1および第2の鍔部の各々の周面の互いに同じ側にそれぞれ設けられ、前記巻線の一方端および他方端がそれぞれ接続された、第1および第2の端子電極をさらに備える、請求項1ないし4のいずれかに記載のコイル部品。
The core includes first and second flange portions provided on the one end portion and the other end portion of the core portion, respectively.
A first terminal electrode and a second terminal electrode provided on the same side of each of the peripheral surfaces of the first and second flanges, respectively connected to one end and the other end of the winding; The coil component according to any one of claims 1 to 4.
前記巻線の外側周囲の、少なくとも前記第1および第2の端子電極が設けられた側とは反対側を覆うように配置された、樹脂を含む外装材をさらに備える、請求項5に記載のコイル部品。   The outer periphery of the said coil | winding is further equipped with the exterior material containing resin arrange | positioned so that the side opposite to the side in which the said 1st and 2nd terminal electrode was provided may be covered at least. Coil parts.
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