コイル装置
【課題】 本発明は、コイル部品及びコイルを内蔵したノイズフィルタ部品に関して、サージ電圧が印加されても、コイルの特性劣化が起きないようにＥＳＤ対策が施されたコイル装置を提供する。
【解決手段】 絶縁層と、絶縁層の両主面に設けられている磁性体基板を備える積層体と、絶縁層内にスパイラル型に設けられている第１のコイルと、積層体の側面に設けられ第１のコイルの一端と接続された第１の外部電極と、積層体の側面に設けられ第１のコイルの他端と接続された第２の外部電極と、第１のコイルの一端と接続された第１の放電電極と、第１のコイルの他端と接続された第２の放電電極とを備え、第１の放電電極と第２の放電電極は絶縁層の同一の側面に形成され、第１の放電電極と、第２の放電電極の間に第１の放電ギャップが設けられており、第１の放電ギャップにおける耐サージ電圧が、コイル内の耐サージ電圧未満であるように設計する。
【解決手段】 絶縁層と、絶縁層の両主面に設けられている磁性体基板を備える積層体と、絶縁層内にスパイラル型に設けられている第１のコイルと、積層体の側面に設けられ第１のコイルの一端と接続された第１の外部電極と、積層体の側面に設けられ第１のコイルの他端と接続された第２の外部電極と、第１のコイルの一端と接続された第１の放電電極と、第１のコイルの他端と接続された第２の放電電極とを備え、第１の放電電極と第２の放電電極は絶縁層の同一の側面に形成され、第１の放電電極と、第２の放電電極の間に第１の放電ギャップが設けられており、第１の放電ギャップにおける耐サージ電圧が、コイル内の耐サージ電圧未満であるように設計する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コモンモードチョークコイル、ＥＭＩ除去フィルタ、及びトランス等として使用されるコイル装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のコイル装置としては、例えば特許文献１に開示されているような積層型コモンモードチョークコイルが知られている。図５において、コモンモードチョークコイル５００は、磁性体基板５２、磁性体基板５３、及びこれらの磁性体基板５２、５３の間に挟まれた絶縁層５１からなる積層体６０より構成されている。具体的には、前記絶縁層５１は第１の絶縁層５４、第２の絶縁層５５、第３の絶縁層５６、及び第４の絶縁層５７が順次積層された４層の絶縁層から構成されている。また、前記絶縁層５１の内部には２つのスパイラルコイルＬ５１及びＬ５２が設けられている。前記積層体６０の一方の側面には外部電極６１と外部電極６３が設けられており、前記積層体６０の一方の側面と対向する側面には外部電極６２と外部電極６４が設けられている。前記外部電極６１は前記第１のコイルＬ５１の一端と接続されており、前記外部電極６２は第１のコイルＬ５１の他端と接続されている。前記外部電極６３は前記第２のコイルＬ５２の一端と接続されており、前記外部電極６４は前記第２のコイルＬ５２の他端と接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−２０３７３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このようなコモンモードチョークコイルにおいては、静電気放電（以下、ＥＳＤ）による絶縁破壊が起きる可能性がある。外部よりコモンモードチョークコイルの端子にＥＳＤが印加されると、内部のコイル部分にサージ電圧が印加され、耐サージ電圧が最も弱い箇所で絶縁破壊が起こる。その結果、絶縁体の破壊によってショート不良が発生したり、場合によってはショート箇所への過渡的な大電流導通による周辺電極の破壊によってオープン不良が発生したりする。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、サージ電圧が印加されても、上記に示すコイルの特性劣化が発生しないようにＥＳＤ対策が施されたコイル装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記問題点を解決するために、本発明は、絶縁層と、前記絶縁層の両主面に設けられている磁性体基板を備える積層体と、前記絶縁層内にスパイラル型に設けられている第１のコイルと、前記積層体の側面に設けられ、前記第１のコイルの一端と接続された第１の外部電極と、前記積層体の側面に設けられ、前記第１のコイルの他端と接続された第２の外部電極と、前記第１のコイルの一端と接続された第１の放電電極と、前記第１のコイルの他端と接続された第２の放電電極とを備え、前記第１の放電電極と、前記第２の放電電極は前記絶縁層の同一の側面に形成され、前記第１の放電電極と、前記第２の放電電極の間に第１の放電ギャップが設けられており、前記第１の放電ギャップにおける耐サージ電圧が、前記コイル内の耐サージ電圧未満であることを特徴とする。
【０００７】
このように構成すると、サージ電圧による過電流の大部分を放電ギャップ側に通すことができる。これにより、コイル装置のＥＳＤ耐性を向上させることができる。
【０００８】
また本発明は、前記絶縁層内にスパイラル型に設けられており、前記第１のコイルと磁気的に結合してコモンモードチョークコイルを構成している第２のコイルと、前記積層体の側面に設けられ、前記第２のコイルの一端と接続された第３の外部電極と、前記積層体の側面に設けられ、前記第２のコイルの他端と接続された第４の外部電極と、前記第２のコイルの一端と接続された第３の放電電極と、前記第２のコイルの他端と接続された第４の放電電極とを更に備え、前記第３の放電電極と、前記第４の放電電極は前記絶縁層の同一の側面に形成され、前記第３の放電電極と、前記第４の放電電極の間に第２の放電ギャップが設けられており、前記第２の放電ギャップにおける耐サージ電圧が、前記コイル内の耐サージ電圧未満であることが望ましい。
【０００９】
この場合は、コモンモードチョークコイルにおいても、サージ電圧による過電流の大部分を放電ギャップ側に通すことができるため、コイル装置のＥＳＤ耐性を向上させることができる。
【００１０】
また本発明は、前記第１の放電ギャップと前記第２の放電ギャップが、前記絶縁層の側面のうち、対向する側面に形成されていることが望ましい。
【００１１】
この場合は、湿度が高い条件の時に第１のコイルの放電電極と第２のコイルの放電電極との間でマイグレーションが起きる可能性が低くなる。これより、第１のコイルの放電電極と第２のコイルの放電電極との間で絶縁抵抗の劣化（以下、ＩＲ劣化）が起こりにくくなるため、信頼性の低下を防ぐことができる。
【００１２】
また本発明は、前記放電ギャップは、前記絶縁層の側面のうち、前記外部電極が形成されている側面とは異なる側面に形成されていることが望ましい。
【００１３】
この場合は、コイル装置の実装時に放電電極と外部電極との間が電気的にショートする可能性が低くなるため、信頼性が向上する。
【００１４】
また本発明は、前記コイルを構成している配線と前記放電電極とは、同一平面上に一体成形されていることが望ましい。
【００１５】
この場合は、放電電極をコイルを構成している配線と同時に形成することができるので、コイル装置の製造が簡単になる。
【００１６】
また本発明は、前記絶縁層は、複数の絶縁体が積層されてなり、前記コイル内の耐サージ電圧は、前記コイルを構成している配線が、前記絶縁層内の一層を間に挟んで交差するように配置されている配線間の耐サージ電圧であることが望ましい。
【００１７】
この場合は、コイルの内部よりも放電ギャップ側にサージ電圧による過電流が通りやすくなるために、コイルの内部に流れる電流が抑制され、コイル装置のＥＳＤ耐性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のコイル装置によれば、コイルの巻き始めと、コイルの巻き終わりに形成された放電電極をそれぞれ積層体の同一の側面に形成し、２つの放電電極の間に放電ギャップを形成している。この放電ギャップにおける耐サージ電圧が、前記コイル内の耐サージ電圧未満となるように設定しているので、サージ電圧による過電流の大部分を放電ギャップ側に通すことができる。これにより、コイル装置のＥＳＤ耐性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態１によるコイル装置の外観斜視図と側面図である。
【図２】実施形態１によるコイル装置の分解斜視図である。
【図３】本発明の実施形態２によるコイル装置の外観斜視図と側面図である。
【図４】実施形態２によるコイル装置の分解斜視図である。
【図５】先行技術を説明するコイル装置の分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に、本発明の実施形態に係るコイル装置について説明する。
【００２１】
（実施形態１）
図１（Ａ）は本実施形態１に係るコイル装置１００の外観斜視図である。図１（Ｂ）はコイル装置１００の側面図である。図２はコイル装置１００の分解斜視図である。以下、図１と図２を参照しながら説明する。
【００２２】
本実施形態１のコイル装置１００は、図１（Ａ）に示すように、絶縁層１と、前記絶縁層１の両主面に設けられている磁性体基板２、３が積層されてなる積層体１０と、前記絶縁層１内にスパイラル型に設けられているコイルＬ１と、前記積層体１０の側面に対向して設けられ、コイルＬ１の両端と接続されている外部電極１１、１２から構成されている。外部電極１１、１２は、例えばＡｇから構成されている。
【００２３】
絶縁層１は、図２に示すように、直方体形状をした磁性体基板２の表面に順次積層固着された第１の外側絶縁層４、層間絶縁層５、及び第２の外側絶縁層６でもって構成されている。絶縁層１の各層は、例えば感光性ポリイミド樹脂から構成されている。
【００２４】
絶縁層１の一部を構成する第１の外側絶縁層４は、薄い板状をしており、磁性体基板２の表面に形成されている。
【００２５】
第１の外側絶縁層４の表面には、導電性材料からなるコイルＬ１の電極パターンＬ１ｂが形成されている。コイルＬ１の電極パターンＬ１ｂは薄膜導体からなり、例えばフォトリソグラフィにより形成されている。
【００２６】
層間絶縁層５は薄い板状をしており、第１の外側絶縁層４の表面に形成されている。層間絶縁層５には、充填ビア１５が形成されており、層間絶縁層５の表面には、導電性材料からなるコイルＬ１の電極パターンＬ１ａが形成されている。コイルＬ１の電極パターンＬ１ａは薄膜導体からなり、例えばフォトリソグラフィにより形成されている。
【００２７】
第２の外側絶縁層６は薄い板状をしており、層間絶縁層５の表面に形成されている。
【００２８】
磁性体基板３は直方体をしており、第２の外側絶縁層６の表面に接着剤により接着されている。接着剤は、例えば熱硬化性のポリイミド樹脂が用いられており、例えば印刷により形成されている。
【００２９】
コイルＬ１の電極パターンＬ１ａは、略スパイラル形状に形成されている。電極パターンＬ１ａの一端には充填ビア１５が形成されており、他端は同一平面上の側面に達して外部電極１２と導通するように形成されている。
【００３０】
コイルＬ１の電極パターンＬ１ｂの一端は同一平面上の側面に達して外部電極１１と導通するように形成されており、他端は充填ビア１５と導通するように形成されている。
【００３１】
コイルＬ１の電極パターンＬ１ｂの一端は、層間絶縁層５に形成されている充填ビア１５を介してコイルＬ１の電極パターンＬ１ａの他端と導通し、一巻きのコイルＬ１が形成されている。
【００３２】
コイルＬ１の電極パターンＬ１ａの他端からは、外部電極が形成されている側面とは異なる側面方向にパターンがのびており、層間絶縁層５の側面に達して放電電極３１が形成されている。放電電極３１は薄膜導体からなり、例えばフォトリソグラフィにより同一平面上のコイルＬ１の電極パターンＬ１ａと一体成形されている。
【００３３】
また、電極パターンＬ１ｂの一端からは、外部電極が形成されている側面とは異なる同一平面上の側面方向にパターンがのびており、外側絶縁層４の側面に達して放電電極３０が形成されている。放電電極３０は薄膜導体からなり、例えばフォトリソグラフィにより同一平面上のコイルＬ１の電極パターンＬ１ｂと一体成形されている。
【００３４】
放電電極３０と放電電極３１は、積層体１０の同一の側面の端部に露出している。放電電極３０と放電電極３１は、上主面からの平面視で略重なって形成されている。
【００３５】
図１（Ｂ）に示すように、放電電極３０と、放電電極３１との間には、放電ギャップ３０ａが形成されている。放電ギャップ３０ａは側面の端部に露出し、エアギャップをなしている。放電ギャップ３０ａの間隔は、放電電極３０と放電電極３１の最短距離によって規定されている。本実施形態では、放電ギャップ３０ａの間隔は層間絶縁層５の厚みによって規定される。この放電ギャップ３０ａにかかる耐サージ電圧を、コイルＬ１内の耐サージ電圧未満に設定しているので、サージ電圧による過電流の大部分を放電ギャップ３０ａ側に通すことができる。
【００３６】
耐サージ電圧は、配線間の間隔と配線間の材質の絶縁破壊電圧を乗じた値によって決定される。コイルＬ１内の耐サージ電圧は、具体的には、コイルＬ１内で最も近接している配線間における耐サージ電圧、すなわちコイルＬ１の電極パターンＬ１ａとコイルＬ１の電極パターンＬ１ｂが、層間絶縁層５を間に挟んで交差するように配置されている配線間の耐サージ電圧である。配線間の間隔は、層間絶縁層５の厚みによって規定されるので、放電ギャップ３０ａと同条件である。ここで、コイルＬ１内の配線間の材質はポリイミド樹脂であり、絶縁破壊電圧は３０７ｋＶ／ｍｍである。放電ギャップ３０ａの配線間の材質は空気であり、絶縁破壊電圧は３．６ｋＶ／ｍｍである。
【００３７】
これより、放電ギャップ３０ａにかかる耐サージ電圧＜コイルＬ１内の耐サージ電圧となるので、本実施形態では、サージ電圧による過電流の大部分を放電ギャップ３０ａ側に通すことができる。このように構成しているので、コイル装置のＥＳＤ耐性を向上させることができる。
【００３８】
本実施形態では、放電ギャップ３０ａは、絶縁層１の側面のうち、外部電極１１、１２が形成されている側面とは異なる側面に形成されている。このように構成しているので、コイル装置１００の実装時に放電電極３０、３１と外部電極１１、１２との間が電気的にショートする可能性が低くなるため、信頼性が向上する。
【００３９】
本実施形態では、放電電極３１とコイルＬ１の電極パターンＬ１ａとは、同一平面上に一体成形されている。また、放電電極３０とコイルＬ１の電極パターンＬ１ｂとは、同一平面上に一体成形されている。このように構成しているので、コイル装置の製造が簡単になる。
【００４０】
本実施形態では、コイルＬ１内の耐サージ電圧は、コイルＬ１内で最も近接している配線間における耐サージ電圧、すなわちコイルＬ１の電極パターンＬ１ａとコイルＬ１の電極パターンＬ１ｂが、層間絶縁層５を間に挟んで交差するように配置されている配線間の耐サージ電圧である。このように構成しているので、コイルＬ１の内部よりも放電ギャップ３０ａ側にサージ電圧による過電流が通りやすくなり、コイルの内部に流れる電流が抑制され、コイル装置のＥＳＤ耐性を向上させることができる。
【００４１】
本実施形態では、サージ電圧による過電流は、配線間の最短経路を流れる。これより、放電電極３０と放電電極３１は、必ずしも上主面からの平面視で略重なって形成されていなくてもよい。配線が近接していれば、積層方向に対して垂直方向にずれて形成されていても構わない。
【００４２】
（実施形態２）
図３（Ａ）は本実施形態２に係るコイル装置２００の外観斜視図である。図３（Ｂ）はコイル装置２００の側面図である。図３（Ｃ）は図３（Ｂ）の側面と対向する側面の側面図である。図４は本実施形態２に係るコイル装置２００の分解斜視図である。ここで、実施形態２は、前述した実施形態１におけるコイルＬ１をコモンモードチョークコイルに置き換えた構成のものである。以下、図３と図４を参照しながら説明する。実施形態１と同一の部分には、同一符号を付して重複説明を省略する。
【００４３】
本実施形態２のコイル装置２００は、図３（Ａ）に示すように、絶縁層４１と、前記絶縁層４１の両主面に設けられている磁性体基板２、３が積層されてなる積層体５０と、前記絶縁層４１内にスパイラル型に設けられているコイルＬ１及びＬ２と、前記積層体１０の側面に対向して設けられ、コイルＬ１の両端と接続されている外部電極２０、２１と、コイルＬ２の両端と接続されている外部電極２２、２３から構成されている。外部電極２０、２１、２２、２３は、例えばＡｇから構成されている。
【００４４】
絶縁層４１は、図４に示すように、直方体形状をした磁性体基板２の表面に順次積層固着された第１の外側絶縁層４、第１の層間絶縁層５、第２の層間絶縁層７、第３の層間絶縁層８、及び第２の外側絶縁層６でもって構成されている。絶縁層４１の各層は、例えば感光性ポリイミド樹脂から構成されている。
【００４５】
絶縁層４１の一部を構成する第１の外側絶縁層４、第１のコイルＬ１の電極パターンＬ１ｂ、第１の層間絶縁層５、及び第１のコイルＬ１の電極パターンＬ１ａについては実施形態１に対応するので説明を省略する。
【００４６】
第２の層間絶縁層７は薄い板状をしており、第１の層間絶縁層５の表面に形成されている。
【００４７】
第２の層間絶縁層７の表面には、導電性材料からなる第２のコイルＬ２の電極パターンＬ２ａが形成されている。第２のコイルＬ２の電極パターンＬ２ａは薄膜導体からなり、例えばフォトリソグラフィにより形成されている。
【００４８】
第３の層間絶縁層８は薄い板状をしており、第２の層間絶縁層７の表面に形成されている。第３の層間絶縁層８には、充填ビア１６が形成されており、第３の層間絶縁層８の表面には、導電性材料からなる第２のコイルＬ２の電極パターンＬ２ｂが形成されている。第２のコイルＬ２の電極パターンＬ２ｂは薄膜導体からなり、例えばフォトリソグラフィにより形成されている。
【００４９】
第２の外側絶縁層６は薄い板状をしており、第３の層間絶縁層８の表面に形成されている。
【００５０】
磁性体基板３は直方体をしており、第２の外側絶縁層６の表面に接着剤により接着されている。接着剤は、例えば熱硬化性のポリイミド樹脂が用いられており、例えば印刷により形成されている。
【００５１】
第１のコイルＬ１の電極パターンＬ１ａは、略スパイラル形状に形成されている。電極パターンＬ１ａの一端には充填ビア１５が形成されており、他端は同一平面上の側面に達して外部電極２１と導通するように形成されている。
【００５２】
第１のコイルＬ１の電極パターンＬ１ｂの一端は同一平面上の側面に達して外部電極２０と導通するように形成されており、他端は充填ビア１５と導通するように形成されている。
【００５３】
第１のコイルＬ１の電極パターンＬ１ｂの一端は、第１の層間絶縁層５に形成されている充填ビア１５を介して第１のコイルＬ１の電極パターンＬ１ａの他端と導通し、一巻きのコイルＬ１が形成されている。
【００５４】
第２のコイルＬ２の電極パターンＬ２ａは、略スパイラル形状に形成されている。電極パターンＬ２ａの一端には充填ビア１６が形成されており、他端は同一平面上の側面に達して外部電極２３と導通するように形成されている。
【００５５】
第２のコイルＬ２の電極パターンＬ２ｂの一端は同一平面上の側面に達して外部電極２２と導通するように形成されており、他端は充填ビア１６と導通するように形成されている。
【００５６】
第２のコイルＬ２の電極パターンＬ２ａの一端は、第３の層間絶縁層８に形成されている充填ビア１６を介して第２のコイルＬ２の電極パターンＬ２ｂの他端と導通し、一巻きのコイルＬ２が形成されている。
【００５７】
第１のコイルＬ１と第２のコイルＬ２は絶縁層４１内で磁気的に結合してコモンモードチョークコイルを形成している。
【００５８】
第１のコイルＬ１の電極パターンＬ１ａの他端からは、外部電極が形成されている側面とは異なる側面方向にパターンがのびており、第１の層間絶縁層５の側面に達して放電電極３１が形成されている。放電電極３１は薄膜導体からなり、例えばフォトリソグラフィにより同一平面上のコイルＬ１の電極パターンＬ１ａと一体成形されている。
【００５９】
また、電極パターンＬ１ｂの一端からは、外部電極が形成されている側面とは異なる側面方向にパターンがのびており、外側絶縁層４の側面に達して放電電極３０が形成されている。放電電極３０は薄膜導体からなり、例えばフォトリソグラフィにより同一平面上のコイルＬ１の電極パターンＬ１ｂと一体成形されている。
【００６０】
第２のコイルＬ２の電極パターンＬ２ａの他端からは、外部電極が形成されている側面とは異なる側面方向にパターンがのびており、第２の層間絶縁層７の側面に達して放電電極３３が形成されている。放電電極３３は薄膜導体からなり、例えばフォトリソグラフィにより同一平面上のコイルＬ２の電極パターンＬ２ａと一体成形されている。
【００６１】
また、電極パターンＬ２ｂの一端からは、外部電極が形成されている側面とは異なる側面方向にパターンがのびており、第３の層間絶縁層８の側面に達して放電電極３２が形成されている。放電電極３２は薄膜導体からなり、例えばフォトリソグラフィにより同一平面上のコイルＬ２の電極パターンＬ２ｂと一体成形されている。
【００６２】
放電電極３０及び放電電極３１については実施形態１に対応するので説明を省略する。
【００６３】
放電電極３２と放電電極３３は、絶縁層４１の同一の側面の端部に露出している。放電電極３２と放電電極３３は、上主面からの平面視で略重なって形成されている。
【００６４】
図３（Ｃ）に示すように、放電電極３２と、放電電極３３との間には、放電ギャップ３２ａが形成されている。放電ギャップ３２ａの間隔は、放電電極３２と放電電極３３の最短距離によって規定されている。本実施形態では、放電ギャップ３２ａの間隔は第３の層間絶縁層８の厚みによって規定される。放電ギャップ３２ａは側面の端部に露出し、エアギャップをなしている。この放電ギャップ３２ａにかかる耐サージ電圧を、コイルＬ１及びコイルＬ２内の耐サージ電圧未満に設定しているので、サージ電圧による過電流の大部分を放電ギャップ３２ａ側に通すことができる。
【００６５】
耐サージ電圧は、配線間の間隔と配線間の材質の絶縁破壊電圧を乗じた値によって決定される。コイルＬ１及びコイルＬ２内の耐サージ電圧は、具体的には、コイルＬ１及びコイルＬ２内で最も近接している配線間における耐サージ電圧、すなわちコイルＬ１を構成しているコイルＬ１の電極パターンＬ１ａとコイルＬ１の電極パターンＬ１ｂが、第１の層間絶縁層５を間に挟んで交差するように配置されている配線間の耐サージ電圧、あるいはコイルＬ２を構成しているコイルＬ２の電極パターンＬ２ａとコイルＬ２の電極パターンＬ２ｂが、第３の層間絶縁層８を間に挟んで交差するように配置されている配線間の耐サージ電圧である。
【００６６】
前者の配線間の間隔は、第１の層間絶縁層５の厚みによって規定されるので、放電ギャップ３０ａと同条件である。後者の配線間の間隔は、第３の層間絶縁層８の厚みによって規定されるので、放電ギャップ３２ａと同条件である。ここで、コイル内の配線間の材質はポリイミド樹脂であり、絶縁破壊電圧は３０７ｋＶ／ｍｍである。放電ギャップ３０ａと３２ａの配線間の材質は空気であり、絶縁破壊電圧は３．６ｋＶ／ｍｍである。
【００６７】
これより、放電ギャップ３０ａにかかる耐サージ電圧＜コイルＬ１内の耐サージ電圧となるので、本実施形態では、サージ電圧による過電流の大部分を放電ギャップ３０ａ側に通すことができる。
【００６８】
また、放電ギャップ３２ａにかかる耐サージ電圧＜コイルＬ２内の耐サージ電圧となるので、本実施形態では、サージ電圧による過電流の大部分を放電ギャップ３２ａ側に通すことができる。このように構成しているので、コモンモードチョークコイルにおいても、コイル装置のＥＳＤ耐性を向上させることができる。
【００６９】
本実施形態では、放電電極３３とコイルＬ２の電極パターンＬ２ａとは、同一平面上に一体成形されている。また、放電電極３２とコイルＬ２の電極パターンＬ２ｂとは、同一平面上に一体成形されている。このように構成しているので、コイル装置の製造が簡単になる。
【００７０】
本実施形態では、第１のコイルＬ１の放電ギャップ３０ａと、第２のコイルＬ２の放電ギャップ３２ａが、前記絶縁層４１の側面のうち、対向する側面に形成されている。このように構成しているので、湿度が高い条件の時に第１のコイルＬ１の放電電極と第２のコイルＬ２の放電電極との間でマイグレーションが起きる可能性が低くなる。これより、第１のコイルの放電電極と第２のコイルの放電電極の間でＩＲ劣化が起こりにくくなるため、信頼性の低下を防ぐことができる。
【００７１】
本実施形態では、コイルＬ１及びコイルＬ２内の耐サージ電圧は、コイルＬ１及びコイルＬ２内で最も近接している配線間における耐サージ電圧、すなわちコイルＬ１を構成しているコイルＬ１の電極パターンＬ１ａとコイルＬ１の電極パターンＬ１ｂが、第１の層間絶縁層５を間に挟んで交差するように配置されている配線間の耐サージ電圧、あるいはコイルＬ２を構成しているコイルＬ２の電極パターンＬ２ａとコイルＬ２の電極パターンＬ２ｂが、第３の層間絶縁層８を間に挟んで交差するように配置されている配線間の耐サージ電圧である。
【００７２】
このように構成しているので、コイルの内部よりも放電ギャップ３０ａまたは放電ギャップ３２ａ側にサージ電圧による過電流が通りやすくなり、コイルの内部に流れる電流が抑制され、コイル装置のＥＳＤ耐性を向上させることができる。
【００７３】
本実施形態では、サージ電圧による過電流は、配線間の最短経路を流れる。これより、放電電極３０と放電電極３１は、必ずしも上主面からの平面視で略重なって形成されていなくてもよい。配線が近接していれば、積層方向に対して垂直側面に並列に露出していなくてもよい。配線が近接していれば、積層方向に対して垂直方向にずれて形成されていても構わない。また、放電電極３２と、放電電極３３も同様にずれて形成されていても構わない。
【００７４】
本実施形態では、コモンモードチョークコイルを例にして説明をしたが、これに限るものではない。例えば、トランス等であってもよい。
【００７５】
前記実施形態では、磁性体基板の材料としてポリイミド樹脂を使用したが、これに限るものではない。例えば、フェライトなどを用いてもよい。
【００７６】
前記実施形態では、絶縁層の材料として感光性ポリイミド樹脂を使用したが、これに限るものではない。例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂等の樹脂材料や、ＳｉＯ2等のガラス、ガラスセラミックス等や、誘電体等を用いてもよい。
【００７７】
前記実施形態では、絶縁層の形成に、スパッタリングや蒸着等の薄膜形成法、あるいはスクリーン印刷やスピンコートなどの厚膜形成法といった成膜技術を用いることができる。
【００７８】
前記実施形態では、絶縁層への導電配線パターンの形成に、フォトリソグラフィ工法を用いることができる。この場合は、前記絶縁層の各材料に感光性機能を付加した材料を用いるなど、導電配線パターンの形成方法に応じて、絶縁層に複数材料を組み合わせたものを使用してもよい。
【００７９】
前記実施形態では、内部電極及びコイルの材料にＡｇを用いているが、これに限るものではない。例えば、Ｐｂ、Ｃｕ、Ａｌ等の金属、あるいはＡｇを含むこれらの金属の合金等を用いてもよい。このとき、電極材料の組み合わせは、加工、密着性を考慮して選択することが望ましい。
【００８０】
前記実施形態では、外部絶縁層は単独の層で絶縁と接着の機能を持たせてもよいし、絶縁層、接着層、基材等の複合材でもよい。材料としては、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、フッ素樹脂等の樹脂あるいはガラス、ガラスセラミックス、無機セメント等が使用できる。
【００８１】
前記実施形態では、接着剤の接着方法にスクリーン印刷を用いたが、これに限るものではない。例えば、スピンコート等でもよい。
【００８２】
前記実施形態では、外部電極端子の材料にＡｇを用いているが、これに限るものではない。例えばＣｕ、ＮｉＣｒまたはＮｉＣｕ等の材料を用いてもよい。
【００８３】
前記実施形態では、外部電極端子の形成方法に、導電性ペーストの塗布、スパッタリング、あるいは蒸着等の方法を使用することができる。
【００８４】
前記実施形態では、外部電極上に、例えば湿式電界めっきにより金属膜を形成してもよい。金属膜は例えばＮｉ、Ｓｎ、Ｓｎ−Ｐｂ等の材料から構成されている。
【００８５】
前記実施形態では、放電電極上に、例えば湿式電界めっきにより金属膜を形成してもよい。金属膜は例えばＮｉ、Ｓｎ、Ｓｎ−Ｐｂ等の材料から構成されている。
【符号の説明】
【００８６】
１００、２００、５００…コイル装置
１、４１…絶縁層
２、３…磁性体基板
４、６…外部絶縁層
５、７、８…層間絶縁層
１０、５０…積層体
１５、１６…充填ビア
Ｌ１、Ｌ１ａ、Ｌ１ｂ…第１のコイル
Ｌ２、Ｌ２ａ、Ｌ２ｂ…第２のコイル
１１、１２、２０、２１、２２、２３…外部電極
３０、３１、３２、３３…放電電極
３０ａ、３２ａ…放電ギャップ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コモンモードチョークコイル、ＥＭＩ除去フィルタ、及びトランス等として使用されるコイル装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のコイル装置としては、例えば特許文献１に開示されているような積層型コモンモードチョークコイルが知られている。図５において、コモンモードチョークコイル５００は、磁性体基板５２、磁性体基板５３、及びこれらの磁性体基板５２、５３の間に挟まれた絶縁層５１からなる積層体６０より構成されている。具体的には、前記絶縁層５１は第１の絶縁層５４、第２の絶縁層５５、第３の絶縁層５６、及び第４の絶縁層５７が順次積層された４層の絶縁層から構成されている。また、前記絶縁層５１の内部には２つのスパイラルコイルＬ５１及びＬ５２が設けられている。前記積層体６０の一方の側面には外部電極６１と外部電極６３が設けられており、前記積層体６０の一方の側面と対向する側面には外部電極６２と外部電極６４が設けられている。前記外部電極６１は前記第１のコイルＬ５１の一端と接続されており、前記外部電極６２は第１のコイルＬ５１の他端と接続されている。前記外部電極６３は前記第２のコイルＬ５２の一端と接続されており、前記外部電極６４は前記第２のコイルＬ５２の他端と接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−２０３７３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このようなコモンモードチョークコイルにおいては、静電気放電（以下、ＥＳＤ）による絶縁破壊が起きる可能性がある。外部よりコモンモードチョークコイルの端子にＥＳＤが印加されると、内部のコイル部分にサージ電圧が印加され、耐サージ電圧が最も弱い箇所で絶縁破壊が起こる。その結果、絶縁体の破壊によってショート不良が発生したり、場合によってはショート箇所への過渡的な大電流導通による周辺電極の破壊によってオープン不良が発生したりする。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、サージ電圧が印加されても、上記に示すコイルの特性劣化が発生しないようにＥＳＤ対策が施されたコイル装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記問題点を解決するために、本発明は、絶縁層と、前記絶縁層の両主面に設けられている磁性体基板を備える積層体と、前記絶縁層内にスパイラル型に設けられている第１のコイルと、前記積層体の側面に設けられ、前記第１のコイルの一端と接続された第１の外部電極と、前記積層体の側面に設けられ、前記第１のコイルの他端と接続された第２の外部電極と、前記第１のコイルの一端と接続された第１の放電電極と、前記第１のコイルの他端と接続された第２の放電電極とを備え、前記第１の放電電極と、前記第２の放電電極は前記絶縁層の同一の側面に形成され、前記第１の放電電極と、前記第２の放電電極の間に第１の放電ギャップが設けられており、前記第１の放電ギャップにおける耐サージ電圧が、前記コイル内の耐サージ電圧未満であることを特徴とする。
【０００７】
このように構成すると、サージ電圧による過電流の大部分を放電ギャップ側に通すことができる。これにより、コイル装置のＥＳＤ耐性を向上させることができる。
【０００８】
また本発明は、前記絶縁層内にスパイラル型に設けられており、前記第１のコイルと磁気的に結合してコモンモードチョークコイルを構成している第２のコイルと、前記積層体の側面に設けられ、前記第２のコイルの一端と接続された第３の外部電極と、前記積層体の側面に設けられ、前記第２のコイルの他端と接続された第４の外部電極と、前記第２のコイルの一端と接続された第３の放電電極と、前記第２のコイルの他端と接続された第４の放電電極とを更に備え、前記第３の放電電極と、前記第４の放電電極は前記絶縁層の同一の側面に形成され、前記第３の放電電極と、前記第４の放電電極の間に第２の放電ギャップが設けられており、前記第２の放電ギャップにおける耐サージ電圧が、前記コイル内の耐サージ電圧未満であることが望ましい。
【０００９】
この場合は、コモンモードチョークコイルにおいても、サージ電圧による過電流の大部分を放電ギャップ側に通すことができるため、コイル装置のＥＳＤ耐性を向上させることができる。
【００１０】
また本発明は、前記第１の放電ギャップと前記第２の放電ギャップが、前記絶縁層の側面のうち、対向する側面に形成されていることが望ましい。
【００１１】
この場合は、湿度が高い条件の時に第１のコイルの放電電極と第２のコイルの放電電極との間でマイグレーションが起きる可能性が低くなる。これより、第１のコイルの放電電極と第２のコイルの放電電極との間で絶縁抵抗の劣化（以下、ＩＲ劣化）が起こりにくくなるため、信頼性の低下を防ぐことができる。
【００１２】
また本発明は、前記放電ギャップは、前記絶縁層の側面のうち、前記外部電極が形成されている側面とは異なる側面に形成されていることが望ましい。
【００１３】
この場合は、コイル装置の実装時に放電電極と外部電極との間が電気的にショートする可能性が低くなるため、信頼性が向上する。
【００１４】
また本発明は、前記コイルを構成している配線と前記放電電極とは、同一平面上に一体成形されていることが望ましい。
【００１５】
この場合は、放電電極をコイルを構成している配線と同時に形成することができるので、コイル装置の製造が簡単になる。
【００１６】
また本発明は、前記絶縁層は、複数の絶縁体が積層されてなり、前記コイル内の耐サージ電圧は、前記コイルを構成している配線が、前記絶縁層内の一層を間に挟んで交差するように配置されている配線間の耐サージ電圧であることが望ましい。
【００１７】
この場合は、コイルの内部よりも放電ギャップ側にサージ電圧による過電流が通りやすくなるために、コイルの内部に流れる電流が抑制され、コイル装置のＥＳＤ耐性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のコイル装置によれば、コイルの巻き始めと、コイルの巻き終わりに形成された放電電極をそれぞれ積層体の同一の側面に形成し、２つの放電電極の間に放電ギャップを形成している。この放電ギャップにおける耐サージ電圧が、前記コイル内の耐サージ電圧未満となるように設定しているので、サージ電圧による過電流の大部分を放電ギャップ側に通すことができる。これにより、コイル装置のＥＳＤ耐性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態１によるコイル装置の外観斜視図と側面図である。
【図２】実施形態１によるコイル装置の分解斜視図である。
【図３】本発明の実施形態２によるコイル装置の外観斜視図と側面図である。
【図４】実施形態２によるコイル装置の分解斜視図である。
【図５】先行技術を説明するコイル装置の分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に、本発明の実施形態に係るコイル装置について説明する。
【００２１】
（実施形態１）
図１（Ａ）は本実施形態１に係るコイル装置１００の外観斜視図である。図１（Ｂ）はコイル装置１００の側面図である。図２はコイル装置１００の分解斜視図である。以下、図１と図２を参照しながら説明する。
【００２２】
本実施形態１のコイル装置１００は、図１（Ａ）に示すように、絶縁層１と、前記絶縁層１の両主面に設けられている磁性体基板２、３が積層されてなる積層体１０と、前記絶縁層１内にスパイラル型に設けられているコイルＬ１と、前記積層体１０の側面に対向して設けられ、コイルＬ１の両端と接続されている外部電極１１、１２から構成されている。外部電極１１、１２は、例えばＡｇから構成されている。
【００２３】
絶縁層１は、図２に示すように、直方体形状をした磁性体基板２の表面に順次積層固着された第１の外側絶縁層４、層間絶縁層５、及び第２の外側絶縁層６でもって構成されている。絶縁層１の各層は、例えば感光性ポリイミド樹脂から構成されている。
【００２４】
絶縁層１の一部を構成する第１の外側絶縁層４は、薄い板状をしており、磁性体基板２の表面に形成されている。
【００２５】
第１の外側絶縁層４の表面には、導電性材料からなるコイルＬ１の電極パターンＬ１ｂが形成されている。コイルＬ１の電極パターンＬ１ｂは薄膜導体からなり、例えばフォトリソグラフィにより形成されている。
【００２６】
層間絶縁層５は薄い板状をしており、第１の外側絶縁層４の表面に形成されている。層間絶縁層５には、充填ビア１５が形成されており、層間絶縁層５の表面には、導電性材料からなるコイルＬ１の電極パターンＬ１ａが形成されている。コイルＬ１の電極パターンＬ１ａは薄膜導体からなり、例えばフォトリソグラフィにより形成されている。
【００２７】
第２の外側絶縁層６は薄い板状をしており、層間絶縁層５の表面に形成されている。
【００２８】
磁性体基板３は直方体をしており、第２の外側絶縁層６の表面に接着剤により接着されている。接着剤は、例えば熱硬化性のポリイミド樹脂が用いられており、例えば印刷により形成されている。
【００２９】
コイルＬ１の電極パターンＬ１ａは、略スパイラル形状に形成されている。電極パターンＬ１ａの一端には充填ビア１５が形成されており、他端は同一平面上の側面に達して外部電極１２と導通するように形成されている。
【００３０】
コイルＬ１の電極パターンＬ１ｂの一端は同一平面上の側面に達して外部電極１１と導通するように形成されており、他端は充填ビア１５と導通するように形成されている。
【００３１】
コイルＬ１の電極パターンＬ１ｂの一端は、層間絶縁層５に形成されている充填ビア１５を介してコイルＬ１の電極パターンＬ１ａの他端と導通し、一巻きのコイルＬ１が形成されている。
【００３２】
コイルＬ１の電極パターンＬ１ａの他端からは、外部電極が形成されている側面とは異なる側面方向にパターンがのびており、層間絶縁層５の側面に達して放電電極３１が形成されている。放電電極３１は薄膜導体からなり、例えばフォトリソグラフィにより同一平面上のコイルＬ１の電極パターンＬ１ａと一体成形されている。
【００３３】
また、電極パターンＬ１ｂの一端からは、外部電極が形成されている側面とは異なる同一平面上の側面方向にパターンがのびており、外側絶縁層４の側面に達して放電電極３０が形成されている。放電電極３０は薄膜導体からなり、例えばフォトリソグラフィにより同一平面上のコイルＬ１の電極パターンＬ１ｂと一体成形されている。
【００３４】
放電電極３０と放電電極３１は、積層体１０の同一の側面の端部に露出している。放電電極３０と放電電極３１は、上主面からの平面視で略重なって形成されている。
【００３５】
図１（Ｂ）に示すように、放電電極３０と、放電電極３１との間には、放電ギャップ３０ａが形成されている。放電ギャップ３０ａは側面の端部に露出し、エアギャップをなしている。放電ギャップ３０ａの間隔は、放電電極３０と放電電極３１の最短距離によって規定されている。本実施形態では、放電ギャップ３０ａの間隔は層間絶縁層５の厚みによって規定される。この放電ギャップ３０ａにかかる耐サージ電圧を、コイルＬ１内の耐サージ電圧未満に設定しているので、サージ電圧による過電流の大部分を放電ギャップ３０ａ側に通すことができる。
【００３６】
耐サージ電圧は、配線間の間隔と配線間の材質の絶縁破壊電圧を乗じた値によって決定される。コイルＬ１内の耐サージ電圧は、具体的には、コイルＬ１内で最も近接している配線間における耐サージ電圧、すなわちコイルＬ１の電極パターンＬ１ａとコイルＬ１の電極パターンＬ１ｂが、層間絶縁層５を間に挟んで交差するように配置されている配線間の耐サージ電圧である。配線間の間隔は、層間絶縁層５の厚みによって規定されるので、放電ギャップ３０ａと同条件である。ここで、コイルＬ１内の配線間の材質はポリイミド樹脂であり、絶縁破壊電圧は３０７ｋＶ／ｍｍである。放電ギャップ３０ａの配線間の材質は空気であり、絶縁破壊電圧は３．６ｋＶ／ｍｍである。
【００３７】
これより、放電ギャップ３０ａにかかる耐サージ電圧＜コイルＬ１内の耐サージ電圧となるので、本実施形態では、サージ電圧による過電流の大部分を放電ギャップ３０ａ側に通すことができる。このように構成しているので、コイル装置のＥＳＤ耐性を向上させることができる。
【００３８】
本実施形態では、放電ギャップ３０ａは、絶縁層１の側面のうち、外部電極１１、１２が形成されている側面とは異なる側面に形成されている。このように構成しているので、コイル装置１００の実装時に放電電極３０、３１と外部電極１１、１２との間が電気的にショートする可能性が低くなるため、信頼性が向上する。
【００３９】
本実施形態では、放電電極３１とコイルＬ１の電極パターンＬ１ａとは、同一平面上に一体成形されている。また、放電電極３０とコイルＬ１の電極パターンＬ１ｂとは、同一平面上に一体成形されている。このように構成しているので、コイル装置の製造が簡単になる。
【００４０】
本実施形態では、コイルＬ１内の耐サージ電圧は、コイルＬ１内で最も近接している配線間における耐サージ電圧、すなわちコイルＬ１の電極パターンＬ１ａとコイルＬ１の電極パターンＬ１ｂが、層間絶縁層５を間に挟んで交差するように配置されている配線間の耐サージ電圧である。このように構成しているので、コイルＬ１の内部よりも放電ギャップ３０ａ側にサージ電圧による過電流が通りやすくなり、コイルの内部に流れる電流が抑制され、コイル装置のＥＳＤ耐性を向上させることができる。
【００４１】
本実施形態では、サージ電圧による過電流は、配線間の最短経路を流れる。これより、放電電極３０と放電電極３１は、必ずしも上主面からの平面視で略重なって形成されていなくてもよい。配線が近接していれば、積層方向に対して垂直方向にずれて形成されていても構わない。
【００４２】
（実施形態２）
図３（Ａ）は本実施形態２に係るコイル装置２００の外観斜視図である。図３（Ｂ）はコイル装置２００の側面図である。図３（Ｃ）は図３（Ｂ）の側面と対向する側面の側面図である。図４は本実施形態２に係るコイル装置２００の分解斜視図である。ここで、実施形態２は、前述した実施形態１におけるコイルＬ１をコモンモードチョークコイルに置き換えた構成のものである。以下、図３と図４を参照しながら説明する。実施形態１と同一の部分には、同一符号を付して重複説明を省略する。
【００４３】
本実施形態２のコイル装置２００は、図３（Ａ）に示すように、絶縁層４１と、前記絶縁層４１の両主面に設けられている磁性体基板２、３が積層されてなる積層体５０と、前記絶縁層４１内にスパイラル型に設けられているコイルＬ１及びＬ２と、前記積層体１０の側面に対向して設けられ、コイルＬ１の両端と接続されている外部電極２０、２１と、コイルＬ２の両端と接続されている外部電極２２、２３から構成されている。外部電極２０、２１、２２、２３は、例えばＡｇから構成されている。
【００４４】
絶縁層４１は、図４に示すように、直方体形状をした磁性体基板２の表面に順次積層固着された第１の外側絶縁層４、第１の層間絶縁層５、第２の層間絶縁層７、第３の層間絶縁層８、及び第２の外側絶縁層６でもって構成されている。絶縁層４１の各層は、例えば感光性ポリイミド樹脂から構成されている。
【００４５】
絶縁層４１の一部を構成する第１の外側絶縁層４、第１のコイルＬ１の電極パターンＬ１ｂ、第１の層間絶縁層５、及び第１のコイルＬ１の電極パターンＬ１ａについては実施形態１に対応するので説明を省略する。
【００４６】
第２の層間絶縁層７は薄い板状をしており、第１の層間絶縁層５の表面に形成されている。
【００４７】
第２の層間絶縁層７の表面には、導電性材料からなる第２のコイルＬ２の電極パターンＬ２ａが形成されている。第２のコイルＬ２の電極パターンＬ２ａは薄膜導体からなり、例えばフォトリソグラフィにより形成されている。
【００４８】
第３の層間絶縁層８は薄い板状をしており、第２の層間絶縁層７の表面に形成されている。第３の層間絶縁層８には、充填ビア１６が形成されており、第３の層間絶縁層８の表面には、導電性材料からなる第２のコイルＬ２の電極パターンＬ２ｂが形成されている。第２のコイルＬ２の電極パターンＬ２ｂは薄膜導体からなり、例えばフォトリソグラフィにより形成されている。
【００４９】
第２の外側絶縁層６は薄い板状をしており、第３の層間絶縁層８の表面に形成されている。
【００５０】
磁性体基板３は直方体をしており、第２の外側絶縁層６の表面に接着剤により接着されている。接着剤は、例えば熱硬化性のポリイミド樹脂が用いられており、例えば印刷により形成されている。
【００５１】
第１のコイルＬ１の電極パターンＬ１ａは、略スパイラル形状に形成されている。電極パターンＬ１ａの一端には充填ビア１５が形成されており、他端は同一平面上の側面に達して外部電極２１と導通するように形成されている。
【００５２】
第１のコイルＬ１の電極パターンＬ１ｂの一端は同一平面上の側面に達して外部電極２０と導通するように形成されており、他端は充填ビア１５と導通するように形成されている。
【００５３】
第１のコイルＬ１の電極パターンＬ１ｂの一端は、第１の層間絶縁層５に形成されている充填ビア１５を介して第１のコイルＬ１の電極パターンＬ１ａの他端と導通し、一巻きのコイルＬ１が形成されている。
【００５４】
第２のコイルＬ２の電極パターンＬ２ａは、略スパイラル形状に形成されている。電極パターンＬ２ａの一端には充填ビア１６が形成されており、他端は同一平面上の側面に達して外部電極２３と導通するように形成されている。
【００５５】
第２のコイルＬ２の電極パターンＬ２ｂの一端は同一平面上の側面に達して外部電極２２と導通するように形成されており、他端は充填ビア１６と導通するように形成されている。
【００５６】
第２のコイルＬ２の電極パターンＬ２ａの一端は、第３の層間絶縁層８に形成されている充填ビア１６を介して第２のコイルＬ２の電極パターンＬ２ｂの他端と導通し、一巻きのコイルＬ２が形成されている。
【００５７】
第１のコイルＬ１と第２のコイルＬ２は絶縁層４１内で磁気的に結合してコモンモードチョークコイルを形成している。
【００５８】
第１のコイルＬ１の電極パターンＬ１ａの他端からは、外部電極が形成されている側面とは異なる側面方向にパターンがのびており、第１の層間絶縁層５の側面に達して放電電極３１が形成されている。放電電極３１は薄膜導体からなり、例えばフォトリソグラフィにより同一平面上のコイルＬ１の電極パターンＬ１ａと一体成形されている。
【００５９】
また、電極パターンＬ１ｂの一端からは、外部電極が形成されている側面とは異なる側面方向にパターンがのびており、外側絶縁層４の側面に達して放電電極３０が形成されている。放電電極３０は薄膜導体からなり、例えばフォトリソグラフィにより同一平面上のコイルＬ１の電極パターンＬ１ｂと一体成形されている。
【００６０】
第２のコイルＬ２の電極パターンＬ２ａの他端からは、外部電極が形成されている側面とは異なる側面方向にパターンがのびており、第２の層間絶縁層７の側面に達して放電電極３３が形成されている。放電電極３３は薄膜導体からなり、例えばフォトリソグラフィにより同一平面上のコイルＬ２の電極パターンＬ２ａと一体成形されている。
【００６１】
また、電極パターンＬ２ｂの一端からは、外部電極が形成されている側面とは異なる側面方向にパターンがのびており、第３の層間絶縁層８の側面に達して放電電極３２が形成されている。放電電極３２は薄膜導体からなり、例えばフォトリソグラフィにより同一平面上のコイルＬ２の電極パターンＬ２ｂと一体成形されている。
【００６２】
放電電極３０及び放電電極３１については実施形態１に対応するので説明を省略する。
【００６３】
放電電極３２と放電電極３３は、絶縁層４１の同一の側面の端部に露出している。放電電極３２と放電電極３３は、上主面からの平面視で略重なって形成されている。
【００６４】
図３（Ｃ）に示すように、放電電極３２と、放電電極３３との間には、放電ギャップ３２ａが形成されている。放電ギャップ３２ａの間隔は、放電電極３２と放電電極３３の最短距離によって規定されている。本実施形態では、放電ギャップ３２ａの間隔は第３の層間絶縁層８の厚みによって規定される。放電ギャップ３２ａは側面の端部に露出し、エアギャップをなしている。この放電ギャップ３２ａにかかる耐サージ電圧を、コイルＬ１及びコイルＬ２内の耐サージ電圧未満に設定しているので、サージ電圧による過電流の大部分を放電ギャップ３２ａ側に通すことができる。
【００６５】
耐サージ電圧は、配線間の間隔と配線間の材質の絶縁破壊電圧を乗じた値によって決定される。コイルＬ１及びコイルＬ２内の耐サージ電圧は、具体的には、コイルＬ１及びコイルＬ２内で最も近接している配線間における耐サージ電圧、すなわちコイルＬ１を構成しているコイルＬ１の電極パターンＬ１ａとコイルＬ１の電極パターンＬ１ｂが、第１の層間絶縁層５を間に挟んで交差するように配置されている配線間の耐サージ電圧、あるいはコイルＬ２を構成しているコイルＬ２の電極パターンＬ２ａとコイルＬ２の電極パターンＬ２ｂが、第３の層間絶縁層８を間に挟んで交差するように配置されている配線間の耐サージ電圧である。
【００６６】
前者の配線間の間隔は、第１の層間絶縁層５の厚みによって規定されるので、放電ギャップ３０ａと同条件である。後者の配線間の間隔は、第３の層間絶縁層８の厚みによって規定されるので、放電ギャップ３２ａと同条件である。ここで、コイル内の配線間の材質はポリイミド樹脂であり、絶縁破壊電圧は３０７ｋＶ／ｍｍである。放電ギャップ３０ａと３２ａの配線間の材質は空気であり、絶縁破壊電圧は３．６ｋＶ／ｍｍである。
【００６７】
これより、放電ギャップ３０ａにかかる耐サージ電圧＜コイルＬ１内の耐サージ電圧となるので、本実施形態では、サージ電圧による過電流の大部分を放電ギャップ３０ａ側に通すことができる。
【００６８】
また、放電ギャップ３２ａにかかる耐サージ電圧＜コイルＬ２内の耐サージ電圧となるので、本実施形態では、サージ電圧による過電流の大部分を放電ギャップ３２ａ側に通すことができる。このように構成しているので、コモンモードチョークコイルにおいても、コイル装置のＥＳＤ耐性を向上させることができる。
【００６９】
本実施形態では、放電電極３３とコイルＬ２の電極パターンＬ２ａとは、同一平面上に一体成形されている。また、放電電極３２とコイルＬ２の電極パターンＬ２ｂとは、同一平面上に一体成形されている。このように構成しているので、コイル装置の製造が簡単になる。
【００７０】
本実施形態では、第１のコイルＬ１の放電ギャップ３０ａと、第２のコイルＬ２の放電ギャップ３２ａが、前記絶縁層４１の側面のうち、対向する側面に形成されている。このように構成しているので、湿度が高い条件の時に第１のコイルＬ１の放電電極と第２のコイルＬ２の放電電極との間でマイグレーションが起きる可能性が低くなる。これより、第１のコイルの放電電極と第２のコイルの放電電極の間でＩＲ劣化が起こりにくくなるため、信頼性の低下を防ぐことができる。
【００７１】
本実施形態では、コイルＬ１及びコイルＬ２内の耐サージ電圧は、コイルＬ１及びコイルＬ２内で最も近接している配線間における耐サージ電圧、すなわちコイルＬ１を構成しているコイルＬ１の電極パターンＬ１ａとコイルＬ１の電極パターンＬ１ｂが、第１の層間絶縁層５を間に挟んで交差するように配置されている配線間の耐サージ電圧、あるいはコイルＬ２を構成しているコイルＬ２の電極パターンＬ２ａとコイルＬ２の電極パターンＬ２ｂが、第３の層間絶縁層８を間に挟んで交差するように配置されている配線間の耐サージ電圧である。
【００７２】
このように構成しているので、コイルの内部よりも放電ギャップ３０ａまたは放電ギャップ３２ａ側にサージ電圧による過電流が通りやすくなり、コイルの内部に流れる電流が抑制され、コイル装置のＥＳＤ耐性を向上させることができる。
【００７３】
本実施形態では、サージ電圧による過電流は、配線間の最短経路を流れる。これより、放電電極３０と放電電極３１は、必ずしも上主面からの平面視で略重なって形成されていなくてもよい。配線が近接していれば、積層方向に対して垂直側面に並列に露出していなくてもよい。配線が近接していれば、積層方向に対して垂直方向にずれて形成されていても構わない。また、放電電極３２と、放電電極３３も同様にずれて形成されていても構わない。
【００７４】
本実施形態では、コモンモードチョークコイルを例にして説明をしたが、これに限るものではない。例えば、トランス等であってもよい。
【００７５】
前記実施形態では、磁性体基板の材料としてポリイミド樹脂を使用したが、これに限るものではない。例えば、フェライトなどを用いてもよい。
【００７６】
前記実施形態では、絶縁層の材料として感光性ポリイミド樹脂を使用したが、これに限るものではない。例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂等の樹脂材料や、ＳｉＯ2等のガラス、ガラスセラミックス等や、誘電体等を用いてもよい。
【００７７】
前記実施形態では、絶縁層の形成に、スパッタリングや蒸着等の薄膜形成法、あるいはスクリーン印刷やスピンコートなどの厚膜形成法といった成膜技術を用いることができる。
【００７８】
前記実施形態では、絶縁層への導電配線パターンの形成に、フォトリソグラフィ工法を用いることができる。この場合は、前記絶縁層の各材料に感光性機能を付加した材料を用いるなど、導電配線パターンの形成方法に応じて、絶縁層に複数材料を組み合わせたものを使用してもよい。
【００７９】
前記実施形態では、内部電極及びコイルの材料にＡｇを用いているが、これに限るものではない。例えば、Ｐｂ、Ｃｕ、Ａｌ等の金属、あるいはＡｇを含むこれらの金属の合金等を用いてもよい。このとき、電極材料の組み合わせは、加工、密着性を考慮して選択することが望ましい。
【００８０】
前記実施形態では、外部絶縁層は単独の層で絶縁と接着の機能を持たせてもよいし、絶縁層、接着層、基材等の複合材でもよい。材料としては、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、フッ素樹脂等の樹脂あるいはガラス、ガラスセラミックス、無機セメント等が使用できる。
【００８１】
前記実施形態では、接着剤の接着方法にスクリーン印刷を用いたが、これに限るものではない。例えば、スピンコート等でもよい。
【００８２】
前記実施形態では、外部電極端子の材料にＡｇを用いているが、これに限るものではない。例えばＣｕ、ＮｉＣｒまたはＮｉＣｕ等の材料を用いてもよい。
【００８３】
前記実施形態では、外部電極端子の形成方法に、導電性ペーストの塗布、スパッタリング、あるいは蒸着等の方法を使用することができる。
【００８４】
前記実施形態では、外部電極上に、例えば湿式電界めっきにより金属膜を形成してもよい。金属膜は例えばＮｉ、Ｓｎ、Ｓｎ−Ｐｂ等の材料から構成されている。
【００８５】
前記実施形態では、放電電極上に、例えば湿式電界めっきにより金属膜を形成してもよい。金属膜は例えばＮｉ、Ｓｎ、Ｓｎ−Ｐｂ等の材料から構成されている。
【符号の説明】
【００８６】
１００、２００、５００…コイル装置
１、４１…絶縁層
２、３…磁性体基板
４、６…外部絶縁層
５、７、８…層間絶縁層
１０、５０…積層体
１５、１６…充填ビア
Ｌ１、Ｌ１ａ、Ｌ１ｂ…第１のコイル
Ｌ２、Ｌ２ａ、Ｌ２ｂ…第２のコイル
１１、１２、２０、２１、２２、２３…外部電極
３０、３１、３２、３３…放電電極
３０ａ、３２ａ…放電ギャップ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁層と、前記絶縁層の両主面に設けられている磁性体基板を備える積層体と、
前記絶縁層内にスパイラル型に設けられている第１のコイルと、
前記積層体の側面に設けられ、前記第１のコイルの一端と接続された第１の外部電極と、
前記積層体の側面に設けられ、前記第１のコイルの他端と接続された第２の外部電極と、
前記第１のコイルの一端と接続された第１の放電電極と、
前記第１のコイルの他端と接続された第２の放電電極とを備え、
前記第１の放電電極と、前記第２の放電電極は前記絶縁層の同一の側面に形成され、前記第１の放電電極と、前記第２の放電電極の間に第１の放電ギャップが設けられており、
前記第１の放電ギャップにおける耐サージ電圧が、前記コイル内の耐サージ電圧未満であることを特徴とするコイル装置。
【請求項２】
前記絶縁層内にスパイラル型に設けられており、前記第１のコイルと磁気的に結合してコモンモードチョークコイルを構成している第２のコイルと、
前記積層体の側面に設けられ、前記第２のコイルの一端と接続された第３の外部電極と、
前記積層体の側面に設けられ、前記第２のコイルの他端と接続された第４の外部電極と、
前記第２のコイルの一端と接続された第３の放電電極と、
前記第２のコイルの他端と接続された第４の放電電極とを更に備え、
前記第３の放電電極と、前記第４の放電電極は前記絶縁層の同一の側面に形成され、前記第３の放電電極と、前記第４の放電電極の間に第２の放電ギャップが設けられており、
前記第２の放電ギャップにおける耐サージ電圧が、前記コイル内の耐サージ電圧未満であることを特徴とする請求項１に記載のコイル装置。
【請求項３】
前記第１の放電ギャップと、前記第２の放電ギャップが前記絶縁層の側面のうち、対向する側面に形成されていることを特徴とする請求項２に記載のコイル装置。
【請求項４】
前記放電ギャップは、前記絶縁層の側面のうち、外部電極が形成されている側面とは異なる側面に形成されていることを特徴とする請求項１〜３のうち、いずれか１項に記載のコイル装置。
【請求項５】
前記コイルを構成している配線と、前記放電電極とは、同一平面上に一体成形されていることを特徴とする請求項１〜４のうち、いずれか１項に記載のコイル装置。
【請求項６】
前記絶縁層は、複数の絶縁体が積層されてなり、前記コイル内の耐サージ電圧は、前記コイルを構成している配線が、前記絶縁層内の一層を間に挟んで交差するように配置されている配線間の耐サージ電圧であることを特徴とする請求項１〜５のうち、いずれか１項に記載のコイル装置。
【請求項１】
絶縁層と、前記絶縁層の両主面に設けられている磁性体基板を備える積層体と、
前記絶縁層内にスパイラル型に設けられている第１のコイルと、
前記積層体の側面に設けられ、前記第１のコイルの一端と接続された第１の外部電極と、
前記積層体の側面に設けられ、前記第１のコイルの他端と接続された第２の外部電極と、
前記第１のコイルの一端と接続された第１の放電電極と、
前記第１のコイルの他端と接続された第２の放電電極とを備え、
前記第１の放電電極と、前記第２の放電電極は前記絶縁層の同一の側面に形成され、前記第１の放電電極と、前記第２の放電電極の間に第１の放電ギャップが設けられており、
前記第１の放電ギャップにおける耐サージ電圧が、前記コイル内の耐サージ電圧未満であることを特徴とするコイル装置。
【請求項２】
前記絶縁層内にスパイラル型に設けられており、前記第１のコイルと磁気的に結合してコモンモードチョークコイルを構成している第２のコイルと、
前記積層体の側面に設けられ、前記第２のコイルの一端と接続された第３の外部電極と、
前記積層体の側面に設けられ、前記第２のコイルの他端と接続された第４の外部電極と、
前記第２のコイルの一端と接続された第３の放電電極と、
前記第２のコイルの他端と接続された第４の放電電極とを更に備え、
前記第３の放電電極と、前記第４の放電電極は前記絶縁層の同一の側面に形成され、前記第３の放電電極と、前記第４の放電電極の間に第２の放電ギャップが設けられており、
前記第２の放電ギャップにおける耐サージ電圧が、前記コイル内の耐サージ電圧未満であることを特徴とする請求項１に記載のコイル装置。
【請求項３】
前記第１の放電ギャップと、前記第２の放電ギャップが前記絶縁層の側面のうち、対向する側面に形成されていることを特徴とする請求項２に記載のコイル装置。
【請求項４】
前記放電ギャップは、前記絶縁層の側面のうち、外部電極が形成されている側面とは異なる側面に形成されていることを特徴とする請求項１〜３のうち、いずれか１項に記載のコイル装置。
【請求項５】
前記コイルを構成している配線と、前記放電電極とは、同一平面上に一体成形されていることを特徴とする請求項１〜４のうち、いずれか１項に記載のコイル装置。
【請求項６】
前記絶縁層は、複数の絶縁体が積層されてなり、前記コイル内の耐サージ電圧は、前記コイルを構成している配線が、前記絶縁層内の一層を間に挟んで交差するように配置されている配線間の耐サージ電圧であることを特徴とする請求項１〜５のうち、いずれか１項に記載のコイル装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−８４６２９（Ｐ２０１２−８４６２９Ａ）
【公開日】平成２４年４月２６日（２０１２．４．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２２８２７１（Ｐ２０１０−２２８２７１）
【出願日】平成２２年１０月８日（２０１０．１０．８）
【出願人】（０００００６２３１）株式会社村田製作所 (3,635)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月２６日（２０１２．４．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月８日（２０１０．１０．８）
【出願人】（０００００６２３１）株式会社村田製作所 (3,635)
【Ｆターム（参考）】
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