説明

積層インダクタ

【課題】小型化、薄型化しても重畳特性を改善することができる積層インダクタを提供することを目的とするものである。
【解決手段】導体パターン15は積層体内で上下に重畳しながららせん状に周回するコイル電極13と、このコイル電極13と外部電極16とを接続する接続電極14とからなり、複数の導体パターン15のうち最も外側の層の導体パターン15の経路の長さを他の内側の層の導体パターン15の経路の長さよりも長くするとともに、最も外側の層の導体パターン15の内側に接するように非磁性体層12を設けた積層インダクタである。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、各種電子機器に用いられる積層インダクタに関するものである。
【背景技術】
【0002】
近年機器の小型化にともない積層インダクタが多く使われるようになってきているが、コイル用導体パターンと磁性体層を積層した閉磁路型積層インダクタでは、重畳直流電流を大きくしていくとインダクタンス値が低下する。この問題点を改善するために、図6のように磁性体層1を積層したコイルの中心付近に非磁性体層2を入れることによって開磁路型積層インダクタとすることにより重畳特性を改善しようとするものが知られている。
【0003】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献1が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2005−259774号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上記従来の構成では、重畳特性はある程度改善されるものの、特に小型化、薄型化が要求されるようになると、コイル電極の上下(ドラムコア型コイルの鍔部に相当する部分)の厚さが薄くせざるを得なくなり、この鍔部に相当する部分での磁気飽和が起こりやすくなり、重畳特性の劣化が起こりやすくなる。
【0006】
本発明は、さらに小型化、薄型化しても重畳特性を改善することができる積層インダクタ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】
【0007】
本発明は上記課題を解決するために、複数の磁性体層と複数の非磁性体層と複数の導体パターンとが上下に積層されて積層体を構成し、この積層体の両端面に外部電極を有する積層インダクタであって、導体パターンは積層体内で上下に重畳しながららせん状に周回するコイル電極と、このコイル電極と外部電極とを接続する接続電極とからなり、複数の導体パターンのうち最も外側の層の導体パターンの経路の長さを他の内側の層の導体パターンの経路の長さよりも長くするとともに、最も外側の層の導体パターンの内側に接するように非磁性体層を設けたものである。
【発明の効果】
【0008】
上記構成により、小型化、薄型化しても重畳特性を改善することができる積層インダクタを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】本発明の一実施の形態における積層インダクタの分解斜視図
【図2】本発明の一実施の形態における積層インダクタの断面図
【図3】本発明の一実施の形態における積層インダクタの最外側導体パターンの上面図
【図4】本発明の一実施の形態における別の積層インダクタの最外側導体パターンの上面図
【図5】本発明の一実施の形態におけるさらに別の積層インダクタの最外側導体パターンの上面図
【図6】従来の積層インダクタの断面図
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本発明の一実施の形態における積層インダクタについて、図面を参照しながら説明する。
【0011】
図1は本発明の一実施の形態における積層インダクタの分解斜視図であり、図2はその断面図、図3はその最外側導体パターンの上面図である。この積層インダクタは、図1、図2、図3に示すように、Ni−Zn−Cu系フェライトからなる磁性体層11と導体パターン15を積層し、異なる層の導体パターン15間をビア電極18で接続し、それぞれの端部に外部電極16を設けることにより積層インダクタを構成したもので、外形形状は約2.0×1.6×1.0mmとなっている。
【0012】
導体パターン15は、平面視したときにほぼ矩形状となり、上下に重畳しながららせん状に周回するコイル電極13と、このコイル電極13と外部電極16とを接続する接続電極14とからなっており、それぞれの層におけるコイル電極13は3/4ターンとなるように形成されている。このようにすることにより積層数が多くなっても、印刷版を共用できるため工程を簡略化することができる。この矩形状のコイル電極は、電極幅を約210μmとし、中芯部の寸法を、図3において長手方向をa、短手方向をbとし、aを約1230μm、bを約830μmとしている。
【0013】
ここで導体パターン15はAgペーストをパターン印刷することにより形成したものであり、厚さを約30μmとしている。さらに導体パターン15から外面側(鍔部17)の厚さを約200μmとしている。これらの寸法は焼成後の寸法を意味し、以下同様とする。
【0014】
さらに最も外面側の導体パターン15の内側に接する層を厚さ約20μmのZn−Cu系フェライトからなる非磁性体層12としている。
【0015】
従来のようにコイルの中心付近に非磁性体層を入れた場合、ある程度重畳特性は改善されるものの、磁束が最も集中しやすいのはコイルの巻き芯部の上下面付近となり、この部分で磁気飽和が起こり、重畳特性が劣化してくる。
【0016】
これに対して本実施の形態では、最も外面側の導体パターン15の内側に接する層を非磁性体層12とし、最も磁気飽和が起こりやすいところに非磁性体層12が設けられているために、重畳特性の劣化を抑制するとともに、最も外面側の導体パターン15の経路の長さを、他の内側の導体パターン15の経路の長さよりも長くしているため、最も外面側の導体パターン15による磁束の発生が最も多くなり、非磁性体層12の効果を最大限に生かすことができる。
【0017】
以上の効果を確認するために、本実施の形態の積層インダクタを作成し、初期インダクタに対し、直流電流を流したときにどれだけインダクタ値が下がるかの割合を調べた。比較の方法として、バイアス電流を0としたときのインダクタ値が1.5μHのものをそれぞれ作成し、バイアス電流が2Aのときのインダクタンス値を比率であらわした。
【0018】
まず従来のようにコイル中央部に非磁性体層を設けたものでは、0.33となり、最外側のターン数を1/2ターン、それより内側のターン数を3/4とし、最外側の導体パターンの内側に非磁性体層を設けた場合、0.42となった。これに対して、図1〜図3のようにすべてのコイル電極13を3/4ターンとし、最外側の導体パターン15の内側に非磁性体層12を設けた場合0.46となり、さらに同様の構成で図4のように最外側のターン数を7/8ターン、それより内側のターン数を3/4とした場合、0.48という値が得られた。
【0019】
以上のように導体パターン15のうち最も外側の層の導体パターン15の経路の長さを他の内側の層の導体パターン15の経路の長さよりも長くするとともに、最も外側の層の導体パターン15の内側に接するように非磁性体層12を設けることにより、大電流を流した場合にでもインダクタ値の低下を抑制することができる。さらにこの効果を向上させるためには、最も外側の層のコイル電極のターン数を、他の内側の層のコイル電極のターン数よりも大きくすることがより望ましい。
【0020】
なお、最も外側の層の導体パターン15の経路の長さを長くするために、図5のように側面側に接続電極14を導出しても良い。
【0021】
大電流に対応するためには、コイル電極13の厚さを厚くする必要があるが、これを厚くすると積層インダクタの厚さを所定の厚さにするためには、どうしても鍔部17の厚さを削らざるを得なくなる。しかしながらこの鍔部17を薄くすると磁気飽和が起こりやすくなってくる。この磁気飽和は、コイル電極に電流を流したときに発生する磁束が通る経路の断面積が最も小さいところで発生しやすくなり、中芯部の面積よりも中芯周辺部の鍔部の断面積が小さい場合に、鍔部で飽和が起こりやすくなる。すなわち図1〜図3に示す積層インダクタについて計算すると、鍔部の厚さをcとして、中芯部の面積はa×bとなり、中芯周辺部の鍔部の断面積は2×(a+b)×cとなる。すなわち、本発明の効果は、特にc<(a×b)/{2×(a+b)}の関係となるときにより効果を発揮するものである。
【産業上の利用可能性】
【0022】
本発明に係る積層インダクタは、小型化、薄型化しても重畳特性を改善することができる積層インダクタを提供するものであり、産業上有用である。
【符号の説明】
【0023】
11 磁性体層
12 非磁性体層
13 コイル電極
14 接続電極
15 導体パターン
16 外部電極
17 鍔部
18 ビア電極

【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の磁性体層と複数の非磁性体層と複数の導体パターンとが上下に積層されて積層体を構成し、この積層体の両端面に外部電極を有する積層インダクタであって、前記導体パターンは前記積層体内で上下に重畳しながららせん状に周回するコイル電極と、このコイル電極と外部電極とを接続する接続電極とからなり、前記複数の導体パターンのうち最も外側の層の導体パターンの経路の長さを他の内側の層の導体パターンの経路の長さよりも長くするとともに、前記最も外側の層の導体パターンの内側に接するように前記非磁性体層を設けたことを特徴とする積層インダクタ。
【請求項2】
前記コイル電極のうち最も外側の層のコイル電極のターン数を、他の内側の層のコイル電極のターン数よりも大きくしたことを特徴とする請求項1記載の積層インダクタ。

【図1】
image rotate

【図2】
image rotate

【図3】
image rotate

【図4】
image rotate

【図5】
image rotate

【図6】
image rotate