JP7318592B2 - コモンモードチョークコイル - Google Patents
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Description
図1は、本発明のコモンモードチョークコイルの一例を示す斜視模式図である。
第1絶縁層11a、第4絶縁層11d、第5絶縁層11e、及び、第6絶縁層11fのうち、すべての絶縁層が、第2絶縁層11bと第3絶縁層11cとの間以外の位置に設けられ、第1ダミー導体300aは、第1絶縁層11a、第4絶縁層11d、第5絶縁層11e、及び、第6絶縁層11fの表面上に設けられている。第1態様は、図2及び図4に示されており、好ましい態様である。第1態様では、後述する第2態様と比較して、第1ダミー導体300aがより多く設けられているため、コイル導体等の導体部が設けられた複数の絶縁層を積層した後に圧着する際に、接続部分S1に高さ方向Tにおける圧力がより加わりやすくなる。その結果、第2コイル導体41bのランド部61bと第1外側ビア導体201aとの接続性がより優れたものとなり、また、第3コイル導体41cのランド部61cと第1外側ビア導体201aとの接続性がより優れたものとなる。
第1絶縁層11a、第4絶縁層11d、第5絶縁層11e、及び、第6絶縁層11fのうち、すべての絶縁層が、第2絶縁層11bと第3絶縁層11cとの間以外の位置に設けられ、第1ダミー導体300aは、第1絶縁層11a、第4絶縁層11d、第5絶縁層11e、及び、第6絶縁層11fの一部の絶縁層の表面上に設けられている。第2態様としては、例えば、第1絶縁層11a、第4絶縁層11d、第5絶縁層11e、及び、第6絶縁層11fが、第2絶縁層11bと第3絶縁層11cとの間以外の位置に設けられ、第1ダミー導体300aが、第4絶縁層11d及び第5絶縁層11eの表面上に設けられている態様が挙げられる。
第1絶縁層11a、第4絶縁層11d、第5絶縁層11e、及び、第6絶縁層11fのうち、一部の絶縁層が、第2絶縁層11bと第3絶縁層11cとの間以外の位置に設けられ、第1ダミー導体300aは、上述した一部の絶縁層のうち、すべての絶縁層の表面上に設けられている。第3態様としては、例えば、図2において、第2絶縁層11bと第5絶縁層11eとが入れ替わった状態、すなわち、第1絶縁層11a、第4絶縁層11d、及び、第6絶縁層11fが、第2絶縁層11bと第3絶縁層11cとの間以外の位置に設けられた状態で、第1ダミー導体300aが、第1絶縁層11a、第4絶縁層11d、及び、第6絶縁層11fの表面上に設けられている態様が挙げられる。この場合、第5絶縁層11eは、第2絶縁層11bと第3絶縁層11cとの間の位置に設けられることになるが、第5絶縁層11eには、高さ方向Tに貫通し、かつ、第1外側ビア導体201aの一部を構成するビア導体が設けられることになる。
第1絶縁層11a、第4絶縁層11d、第5絶縁層11e、及び、第6絶縁層11fのうち、一部の絶縁層が、第2絶縁層11bと第3絶縁層11cとの間以外の位置に設けられ、第1ダミー導体300aは、上述した一部の絶縁層のうち、更に一部の絶縁層の表面上に設けられている。第4態様としては、例えば、図2において、第2絶縁層11bと第5絶縁層11eとが入れ替わった状態、すなわち、第1絶縁層11a、第4絶縁層11d、及び、第6絶縁層11fが、第2絶縁層11bと第3絶縁層11cとの間以外の位置に設けられた状態で、第1ダミー導体300aが、第4絶縁層11d及び第6絶縁層11fの表面上に設けられている態様が挙げられる。
第1絶縁層11a、第2絶縁層11b、第3絶縁層11c、及び、第4絶縁層11dのうち、すべての絶縁層が、第5絶縁層11eと第6絶縁層11fとの間以外の位置に設けられ、第3ダミー導体300cは、第1絶縁層11a、第2絶縁層11b、第3絶縁層11c、及び、第4絶縁層11dの表面上に設けられている。第5態様は、図2及び図5に示されており、好ましい態様である。第5態様では、後述する第6態様と比較して、第3ダミー導体300cがより多く設けられているため、コイル導体等の導体部が設けられた複数の絶縁層を積層した後に圧着する際に、接続部分S2に高さ方向Tにおける圧力がより加わりやすくなる。その結果、第5コイル導体41eのランド部61eと第2外側ビア導体201bとの接続性がより優れたものとなり、また、第6コイル導体41fのランド部61fと第2外側ビア導体201bとの接続性がより優れたものとなる。
第1絶縁層11a、第2絶縁層11b、第3絶縁層11c、及び、第4絶縁層11dのうち、すべての絶縁層が、第5絶縁層11eと第6絶縁層11fとの間以外の位置に設けられ、第3ダミー導体300cは、第1絶縁層11a、第2絶縁層11b、第3絶縁層11c、及び、第4絶縁層11dの一部の絶縁層の表面上に設けられている。第6態様としては、例えば、第1絶縁層11a、第2絶縁層11b、第3絶縁層11c、及び、第4絶縁層11dが、第5絶縁層11eと第6絶縁層11fとの間以外の位置に設けられ、第3ダミー導体300cが、第1絶縁層11a及び第2絶縁層11bの表面上に設けられている態様が挙げられる。
第1絶縁層11a、第2絶縁層11b、第3絶縁層11c、及び、第4絶縁層11dのうち、一部の絶縁層が、第5絶縁層11eと第6絶縁層11fとの間以外の位置に設けられ、第3ダミー導体300cは、上述した一部の絶縁層のうち、すべての絶縁層の表面上に設けられている。第7態様としては、例えば、図2において、第2絶縁層11bと第5絶縁層11eとが入れ替わった状態、すなわち、第1絶縁層11a、第3絶縁層11c、及び、第4絶縁層11dが、第5絶縁層11eと第6絶縁層11fとの間以外の位置に設けられた状態で、第3ダミー導体300cが、第1絶縁層11a、第3絶縁層11c、及び、第4絶縁層11dの表面上に設けられている態様が挙げられる。この場合、第2絶縁層11bは、第5絶縁層11eと第6絶縁層11fとの間の位置に設けられることになるが、第2絶縁層11bには、高さ方向Tに貫通し、かつ、第2外側ビア導体201bの一部を構成するビア導体が設けられることになる。
第1絶縁層11a、第2絶縁層11b、第3絶縁層11c、及び、第4絶縁層11dのうち、一部の絶縁層が、第5絶縁層11eと第6絶縁層11fとの間以外の位置に設けられ、第3ダミー導体300cは、上述した一部の絶縁層のうち、更に一部の絶縁層の表面上に設けられている。第8態様としては、例えば、図2において、第2絶縁層11bと第5絶縁層11eとが入れ替わった状態、すなわち、第1絶縁層11a、第3絶縁層11c、及び、第4絶縁層11dが、第5絶縁層11eと第6絶縁層11fとの間以外の位置に設けられた状態で、第3ダミー導体300cが、第1絶縁層11a及び第3絶縁層11cの表面上に設けられている態様が挙げられる。
本発明のコモンモードチョークコイルは、例えば、以下の方法で製造される。
まず、K2O、B2O3、SiO2、及び、Al2O3を所定の比率になるように秤量して混合する。次に、得られた混合物を焼成することにより、溶融させる。その後、得られた溶融物を急冷することにより、ガラス材料を作製する。
まず、ガラスセラミック材料と、ポリビニルブチラール系樹脂等の有機バインダと、エタノール、トルエン等の有機溶剤と、可塑剤と、等を混合することにより、ガラスセラミックスラリーを作製する。次に、ガラスセラミックスラリーをドクターブレード法等で所定の厚みのシート状に成形した後、所定の形状に打ち抜くことにより、ガラスセラミックシートを作製する。
まず、Fe2O3、ZnO、CuO、及び、NiOを所定の比率になるように秤量する。各酸化物には、不可避不純物が含まれていてもよい。次に、これらの酸化物を湿式で混合した後、粉砕する。この際、Mn3O4、Co3O4、SnO2、Bi2O3、SiO2等の添加剤を添加してもよい。そして、得られた粉砕物を乾燥させた後、仮焼成する。このようにして、粉末状のフェライト材料を作製する。
まず、フェライト材料と、ポリビニルブチラール系樹脂等の有機バインダと、エタノール、トルエン等の有機溶剤と、等を混合した後、粉砕することにより、フェライトスラリーを作製する。次に、フェライトスラリーをドクターブレード法等で所定の厚みのシート状に成形した後、所定の形状に打ち抜くことにより、フェライトシートを作製する。
Agペースト等の導電性ペーストをスクリーン印刷法等で各ガラスセラミックシートに塗工することにより、図2に示したコイル導体に相当するコイル導体用導体パターンと、図2に示した引き出し電極に相当する引き出し電極用導体パターンと、図2に示したランド部に相当するランド部用導体パターンと、図2に示したビア導体に相当するビア導体用導体パターンと、図2に示したダミー導体に相当するダミー導体用導体パターンとを形成する。ビア導体用導体パターンを形成する際には、ガラスセラミックシートの所定の箇所にレーザー照射を行うことによりビアホールを予め形成しておき、そのビアホールに導電性ペーストを充填する。
まず、導体パターンが形成された各ガラスセラミックシートを、図2に示した順番で高さ方向に積層する。この積層体の高さ方向における両側には、導体パターンが形成されていないガラスセラミックシートを所定の枚数ずつ更に積層してもよい。
まず、積層体ブロックをダイサー等で所定の大きさに切断することにより、個片化されたチップを作製する。次に、個片化されたチップを焼成する。この際、ガラスセラミックシート及びフェライトシートは、各々、絶縁層となり、更に、コイル導体用導体パターン、引き出し電極用導体パターン、ランド部用導体パターン、ビア導体用導体パターン、及び、ダミー導体用導体パターンは、各々、コイル導体、引き出し電極、ランド部、ビア導体、及び、ダミー導体となる。このようにして、複数の絶縁層が高さ方向に積層されてなる素体と、素体の内部に設けられた第1コイルと、素体の内部に設けられ、かつ、第1コイルと電気的に絶縁された第2コイルとを作製する。ここで、素体の第1側面には、第1コイルの一端に接続された第1引き出し電極と、第2コイルの一端に接続された第3引き出し電極とが露出している。素体の第2側面には、第1コイルの他端に接続された第2引き出し電極と、第2コイルの他端に接続された第4引き出し電極とが露出している。
まず、Ag及びガラスフリットを含む導電性ペーストを、素体の第1側面上で第1引き出し電極が露出した箇所と、素体の第2側面上で第2引き出し電極が露出した箇所と、素体の第1側面上で第3引き出し電極が露出した箇所と、素体の第2側面上で第4引き出し電極が露出した箇所との合計4箇所に少なくとも塗工する。次に、得られた各塗膜を焼き付けることにより、素体の表面上に下地電極層を形成する。その後、電解めっき等により、各下地電極層の表面上に、Niめっき層とSnめっき層とを順に形成する。このようにして、第1コイルの一端に電気的に接続された第1外部電極と、第1コイルの他端に電気的に接続された第2外部電極と、第2コイルの一端に電気的に接続された第3外部電極と、第2コイルの他端に電気的に接続された第4外部電極とを形成する。
実施例1のコモンモードチョークコイルを、以下の方法で製造した。
まず、K2O、B2O3、SiO2、及び、Al2O3を所定の比率になるように秤量し、白金製のるつぼ内で混合した。次に、得られた混合物を1500℃以上、1600℃以下で焼成することにより、溶融させた。その後、得られた溶融物を急冷することにより、ガラス材料を作製した。
まず、ガラスセラミック材料と、ポリビニルブチラール系樹脂等の有機バインダと、エタノール、トルエン等の有機溶剤と、可塑剤とを、PSZメディアとともにボールミルに入れて混合することにより、ガラスセラミックスラリーを作製した。次に、ガラスセラミックスラリーをドクターブレード法で、厚みが20μm以上、30μm以下のシート状に成形した後、矩形状に打ち抜くことにより、ガラスセラミックシートを作製した。
まず、Fe2O3、ZnO、CuO、及び、NiOを所定の比率になるように秤量した。次に、これらの酸化物と、純水と、分散剤とを、PSZメディアとともにボールミルに入れて混合した後、粉砕した。そして、得られた粉砕物を乾燥させた後、700℃以上、800℃以下で、2時間以上、3時間以下仮焼成した。このようにして、粉末状のフェライト材料を作製した。
まず、フェライト材料と、ポリビニルブチラール系樹脂等の有機バインダと、エタノール、トルエン等の有機溶剤とを、PSZメディアとともにボールミルに入れて混合した後、粉砕することにより、フェライトスラリーを作製した。次に、フェライトスラリーをドクターブレード法でシート状に成形した後、矩形状に打ち抜くことにより、フェライトシートを作製した。
Agペーストをスクリーン印刷法で各ガラスセラミックシートに塗工することにより、図2に示したコイル導体に相当するコイル導体用導体パターンと、図2に示した引き出し電極に相当する引き出し電極用導体パターンと、図2に示したランド部に相当するランド部用導体パターンと、図2に示したビア導体に相当するビア導体用導体パターンと、図2に示したダミー導体に相当するダミー導体用導体パターンとを形成した。ビア導体用導体パターンを形成する際には、ガラスセラミックシートの所定の箇所にレーザー照射を行うことによりビアホールを予め形成しておき、そのビアホールに導電性ペーストを充填した。
まず、導体パターンが形成された各ガラスセラミックシートを、図2に示した順番で高さ方向に積層した。この積層体の高さ方向における両側には、導体パターンが形成されていないガラスセラミックシートを所定の枚数ずつ更に積層した。
まず、積層体ブロックをダイサーで所定の大きさに切断することにより、個片化されたチップを作製した。次に、個片化されたチップを、860℃以上、920℃以下で、1時間以上、2時間以下焼成した。この際、ガラスセラミックシート及びフェライトシートは、各々、絶縁層となり、更に、コイル導体用導体パターン、引き出し電極用導体パターン、ランド部用導体パターン、ビア導体用導体パターン、及び、ダミー導体用導体パターンは、各々、コイル導体、引き出し電極、ランド部、ビア導体、及び、ダミー導体となった。このようにして、複数の絶縁層が高さ方向に積層されてなる素体と、素体の内部に設けられた第1コイルと、素体の内部に設けられ、かつ、第1コイルと電気的に絶縁された第2コイルとを作製した。ここで、素体の第1側面には、第1コイルの一端に接続された第1引き出し電極と、第2コイルの一端に接続された第3引き出し電極とが露出していた。素体の第2側面には、第1コイルの他端に接続された第2引き出し電極と、第2コイルの他端に接続された第4引き出し電極とが露出していた。
まず、Ag及びガラスフリットを含む導電性ペーストを、素体の第1側面上で第1引き出し電極が露出した箇所と、素体の第2側面上で第2引き出し電極が露出した箇所と、素体の第1側面上で第3引き出し電極が露出した箇所と、素体の第2側面上で第4引き出し電極が露出した箇所との合計4箇所に少なくとも塗工した。次に、得られた各塗膜を800℃で焼き付けることにより、素体の表面上に下地電極層を形成した。その後、電解めっきにより、各下地電極層の表面上に、Niめっき層とSnめっき層とを順に形成した。このようにして、第1コイルの一端に電気的に接続された第1外部電極と、第1コイルの他端に電気的に接続された第2外部電極と、第2コイルの一端に電気的に接続された第3外部電極と、第2コイルの他端に電気的に接続された第4外部電極とを形成した。
ダミー導体用導体パターンを形成しなかった、つまり、ダミー導体を形成しなかったこと以外、実施例1のコモンモードチョークコイルと同様にして、比較例1のコモンモードチョークコイルを製造した。比較例1のコモンモードチョークコイルの大きさも、実施例1のコモンモードチョークコイルと同様であった。
実施例1のコモンモードチョークコイル及び比較例1のコモンモードチョークコイルについて、第1外部電極と第2外部電極との間の直流抵抗、及び、第3外部電極と第4外部電極との間の直流抵抗を測定した。そして、第1外部電極と第2外部電極との間の直流抵抗が無限大であった場合を、第1コイルが断線していると判断し、第3外部電極と第4外部電極との間の直流抵抗が無限大であった場合を、第2コイルが断線していると判断した。
10 素体
10a 第1端面
10b 第2端面
10c 第1主面
10d 第2主面
10e 第1側面
10f 第2側面
11、14、15 ガラスセラミック層
11a 第1絶縁層
11b 第2絶縁層
11c 第3絶縁層
11d 第4絶縁層
11e 第5絶縁層
11f 第6絶縁層
11g 第7絶縁層
11h 第8絶縁層
11i 第9絶縁層
12、13 フェライト層
21 第1外部電極
22 第2外部電極
23 第3外部電極
24 第4外部電極
31 第1コイル
32 第2コイル
41a 第1コイル導体
41b 第2コイル導体
41c 第3コイル導体
41d 第4コイル導体
41e 第5コイル導体
41f 第6コイル導体
41g 第7コイル導体
41h 第8コイル導体
51 第1引き出し電極
52 第2引き出し電極
53 第3引き出し電極
54 第4引き出し電極
61b、61c、61e、61f、71a、71b、71c、71d、71e、71f、71g、71h、81a、81b、81c、81d、81e、81f ランド部
101b、101f、111a、111c、111e、111h、121a、121b、121c、121d、121e、121f ビア導体
201a 第1外側ビア導体
201b 第2外側ビア導体
202a 第1内側ビア導体
202b 第2内側ビア導体
202c 第3内側ビア導体
202d 第4内側ビア導体
300a 第1ダミー導体
300b 第2ダミー導体
300c 第3ダミー導体
300d 第4ダミー導体
AR1、AR2、AR3、AR4 領域
L 長さ方向
P 絶縁層の中心
Q 直線
S1、S2 接続部分
T 高さ方向
W 幅方向
Claims (9)
- 複数の絶縁層が高さ方向に積層されてなる素体と、
前記素体の内部に設けられた第1コイルと、
前記素体の内部に設けられ、かつ、前記第1コイルと電気的に絶縁された第2コイルと、
前記素体の表面上に設けられ、かつ、前記第1コイルの一端に電気的に接続された第1外部電極と、
前記素体の表面上に設けられ、かつ、前記第1コイルの他端に電気的に接続された第2外部電極と、
前記素体の表面上に設けられ、かつ、前記第2コイルの一端に電気的に接続された第3外部電極と、
前記素体の表面上に設けられ、かつ、前記第2コイルの他端に電気的に接続された第4外部電極と、を備え、
前記第1コイルは、第1絶縁層の表面上に設けられた渦巻状の第1コイル導体と、第2絶縁層の表面上に設けられた渦巻状の第2コイル導体と、第3絶縁層の表面上に設けられた渦巻状の第3コイル導体と、を含み、
前記第1コイル導体、前記第2コイル導体、及び、前記第3コイル導体は、前記第1絶縁層、前記第2絶縁層、及び、前記第3絶縁層とともに前記高さ方向に積層されつつ、電気的に接続され、
前記第2コイルは、第4絶縁層の表面上に設けられた渦巻状の第4コイル導体と、第5絶縁層の表面上に設けられた渦巻状の第5コイル導体と、第6絶縁層の表面上に設けられた渦巻状の第6コイル導体と、を含み、
前記第4コイル導体、前記第5コイル導体、及び、前記第6コイル導体は、前記第4絶縁層、前記第5絶縁層、及び、前記第6絶縁層とともに前記高さ方向に積層されつつ、電気的に接続され、
前記第2コイル導体と前記第3コイル導体とは、前記高さ方向から見たときに前記第2コイル導体及び前記第3コイル導体の外周側端部と重なる位置に設けられた第1外側ビア導体を介して電気的に接続され、
前記第1絶縁層、前記第4絶縁層、前記第5絶縁層、及び、前記第6絶縁層のうち、前記第2絶縁層と前記第3絶縁層との間以外の位置に設けられた少なくとも1つの前記絶縁層の表面上には、前記高さ方向から見たときに前記第1外側ビア導体と重なり、かつ、すべてのコイル導体と電気的に絶縁された第1ダミー導体が更に設けられている、ことを特徴とするコモンモードチョークコイル。 - 前記第1絶縁層、前記第4絶縁層、前記第5絶縁層、及び、前記第6絶縁層のうち、すべての前記絶縁層が、前記第2絶縁層と前記第3絶縁層との間以外の位置に設けられ、
前記第1ダミー導体は、前記第1絶縁層、前記第4絶縁層、前記第5絶縁層、及び、前記第6絶縁層の表面上に設けられている、請求項1に記載のコモンモードチョークコイル。 - 前記高さ方向から見たときに前記絶縁層の中心を通り、かつ、前記絶縁層の長手方向に延びる直線を定義したとき、
前記第1絶縁層、前記第2絶縁層、前記第3絶縁層、前記第4絶縁層、前記第5絶縁層、及び、前記第6絶縁層の表面上には、前記直線に対して前記第1外側ビア導体と線対称であり、かつ、すべてのコイル導体と電気的に絶縁された第2ダミー導体が更に設けられている、請求項2に記載のコモンモードチョークコイル。 - 前記第5コイル導体と前記第6コイル導体とは、前記高さ方向から見たときに前記第5コイル導体及び前記第6コイル導体の外周側端部と重なる位置に設けられた第2外側ビア導体を介して電気的に接続され、
前記第1絶縁層、前記第2絶縁層、前記第3絶縁層、及び、前記第4絶縁層のうち、前記第5絶縁層と前記第6絶縁層との間以外の位置に設けられた少なくとも1つの前記絶縁層の表面上には、前記高さ方向から見たときに前記第2外側ビア導体と重なり、かつ、すべてのコイル導体と電気的に絶縁された第3ダミー導体が更に設けられている、請求項1~3のいずれかに記載のコモンモードチョークコイル。 - 前記第1絶縁層、前記第2絶縁層、前記第3絶縁層、及び、前記第4絶縁層のうち、すべての前記絶縁層が、前記第5絶縁層と前記第6絶縁層との間以外の位置に設けられ、
前記第3ダミー導体は、前記第1絶縁層、前記第2絶縁層、前記第3絶縁層、及び、前記第4絶縁層の表面上に設けられている、請求項4に記載のコモンモードチョークコイル。 - 前記高さ方向から見たときに前記絶縁層の中心を通り、かつ、前記絶縁層の長手方向に延びる直線を定義したとき、
前記第1絶縁層、前記第2絶縁層、前記第3絶縁層、前記第4絶縁層、前記第5絶縁層、及び、前記第6絶縁層の表面上には、前記直線に対して前記第2外側ビア導体と線対称であり、すべてのコイル導体と電気的に絶縁された第4ダミー導体が更に設けられている、請求項5に記載のコモンモードチョークコイル。 - 前記高さ方向から見たとき、前記第1外側ビア導体と前記第2外側ビア導体とは、前記絶縁層の中心に対して点対称である、請求項4~6のいずれかに記載のコモンモードチョークコイル。
- 前記第1コイルは、更に、第7絶縁層の表面上に設けられた渦巻状の第7コイル導体を含み、
前記第2コイルは、更に、第8絶縁層の表面上に設けられた渦巻状の第8コイル導体を含む、請求項1~7のいずれかに記載のコモンモードチョークコイル。 - 前記素体では、前記第7絶縁層、前記第4絶縁層、前記第3絶縁層、前記第2絶縁層、前記第5絶縁層、前記第6絶縁層、前記第1絶縁層、及び、前記第8絶縁層が前記高さ方向に順に積層されている、請求項8に記載のコモンモードチョークコイル。
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