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1. WO2020121592 - コイル部品および、これを含むフィルタ回路

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明 細 書

発明の名称 コイル部品および、これを含むフィルタ回路

技術分野

0001  

背景技術

0002   0003  

先行技術文献

特許文献

0004  

発明の概要

発明が解決しようとする課題

0005   0006   0007   0008  

課題を解決するための手段

0009   0010  

発明の効果

0011  

図面の簡単な説明

0012  

発明を実施するための形態

0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065   0066   0067   0068   0069   0070   0071   0072   0073   0074   0075   0076   0077   0078   0079   0080   0081   0082   0083   0084   0085   0086   0087   0088   0089   0090   0091   0092  

符号の説明

0093  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11  

図面

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15  

明 細 書

発明の名称 : コイル部品および、これを含むフィルタ回路

技術分野

[0001]
 本開示は、コイル部品および、これを含むフィルタ回路に関する。

背景技術

[0002]
 電子機器のノイズ対策には、よくフィルタ回路が用いられる。このフィルタ回路は、例えばEMI(Electro-Magnetic Interference)除去フィルタなどであり、導体を流れる電流のうち必要な成分を通して不要な成分を除去する。フィルタ回路には、キャパシタンス素子であるコンデンサが使用されるが、当該コンデンサの寄生インダクタンスである等価直列インダクタンス(ESL:Equivalent Series Inductance)によりノイズ抑制効果が低下することが知られている。
[0003]
 このコンデンサの等価直列インダクタンスを打ち消すために、磁気結合する二つのコイルにより生成される負のインダクタンスを用いて、フィルタ回路のノイズ抑制効果を広帯域化する技術が知られている(例えば、特許文献1)。

先行技術文献

特許文献

[0004]
特許文献1 : 特開2001-160728号公報

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0005]
 コンデンサの等価直列インダクタンスを打ち消すためのコイル部品を含むフィルタ回路を電源ラインに使用する場合、コイルに大きな直流電流を流す必要がある。特許文献1では、コイルに大きな直流電流を流すため、金属板を螺旋状に成形したコイルを用いることでコイル部品の低抵抗化を図っている。
[0006]
 なお、金属板を螺旋状に成形したコイルを用いた場合、コイル部品およびフィルタ回路のサイズが大型化する。そこで、コイル部品の低抵抗化とサイズの小型化を実現するために、コイルの一部を構成する配線パターンを形成した基板を複数積層してコイル部品を形成することが考えられる。
[0007]
 しかし、複数の基板を積層したコイル部品は、展延性が異なる金属部分の配線パターンとセラミック部分の基板とを積層し加圧すること形成されるので、加圧時の金属部分とセラミック部分との圧縮率の差で割れが生じやすい問題があった。また、複数の基板を積層したコイル部品は、加圧した後に焼成が行われるので、焼成時の金属部分とセラミック部分との熱収縮率の差で割れが生じやすい問題があった。
[0008]
 そこで、本開示の目的は、製造時に割れが生じ難い構成を有し、磁気結合させた複数のコイルを含むコイル部品、およびこれを含むフィルタ回路を提供することである。

課題を解決するための手段

[0009]
 本開示の一形態に係るコイル部品は、複数のコイルを磁気結合させたコイル部品であって、複数の積層されたセラミック層からなり、互いに対向する1対の主面と主面間を結ぶ側面とを有する、セラミック素体と、セラミック素体の内部に配置され、複数のコイルの一部を構成する第1配線パターンと、第1配線パターンの上層に積み重ねられ、複数のコイルの一部を構成する第2配線パターンと、第2配線パターンの上層に積み重ねられ、複数のコイルの一部を構成する第3配線パターンとを備え、第2配線パターンは、少なくとも1つの側面において当該側面から配線までの距離が、第1配線パターンおよび第3配線パターンに比べて長い。
[0010]
 本開示の一形態に係るフィルタ回路は、上記のコイル部品と、コイル部品において磁気結合させた複数のコイルの一端に接続するコンデンサとを備える。

発明の効果

[0011]
 本開示の一形態によれば、複数のコイルの一部を構成する第1配線パターンと、第2配線パターンと、第3配線パターンとのうち、第2配線パターンが、少なくとも1つの側面において当該側面から配線までの距離が、第1配線パターンおよび第3配線パターンに比べて長いので、製造時においてセラミック素体に割れが生じ難くなる。

図面の簡単な説明

[0012]
[図1] 本実施の形態1に係るコイル部品の斜視図および側面図である。
[図2] 本実施の形態1に係るコイル部品の平面図および断面図である。
[図3] 本実施の形態1に係るコイル部品の構成を示す分解平面図である。
[図4] 本実施の形態1に係るコイル部品を含むフィルタ回路の回路図である。
[図5] 本実施の形態1に係るコイル部品を含むフィルタ回路の周波数に対する伝送特性を示すグラフである。
[図6] 本実施の形態2に係るコイル部品の斜視図および側面図である。
[図7] 本実施の形態2に係るコイル部品の平面図および断面図である。
[図8] 本実施の形態2に係るコイル部品の構成を示す分解平面図である。
[図9] 本実施の形態3に係るコイル部品の斜視図および側面図である。
[図10] 本実施の形態3に係るコイル部品の平面図および断面図である。
[図11] 本実施の形態3に係るコイル部品の構成を示す分解平面図である。
[図12] 本実施の形態4に係るコイル部品の平面図である。
[図13] 本実施の形態4に係るコイル部品を含むフィルタ回路の周波数に対する伝送特性を示すグラフである。
[図14] 本実施の形態5に係るコイル部品の各配線パターンの積層数に応じた特性値を示す図である。
[図15] 本実施の形態6に係るフィルタ回路の側面図である。

発明を実施するための形態

[0013]
 以下に、本実施の形態に係るコイル部品およびこれを含むフィルタ回路について説明する。
[0014]
 (実施の形態1)
 まず、本実施の形態1に係るコイル部品およびこれを含むフィルタ回路について図面を参照しながら説明する。図1は、本実施の形態1に係るコイル部品の斜視図および側面図である。図2は、本実施の形態1に係るコイル部品の平面図および断面図である。図3は、本実施の形態1に係るコイル部品の構成を示す分解平面図である。図4は、本実施の形態1に係るコイル部品を含むフィルタ回路の回路図である。
[0015]
 フィルタ回路100は、例えば、EMI除去フィルタであり、3次のT型LCフィルタ回路である。このフィルタ回路100にコイル部品1が用いられている。なお、以下の実施の形態では、フィルタ回路100の構成として3次のT型LCフィルタ回路を用いて説明するが、5次のT型LCフィルタ回路や、より高次のT型LCフィルタ回路に対しても同様の構成のコイル部品を適用することができる。まず、フィルタ回路100は、図4に示すように、コンデンサC1、電極4a,4b、コイルL1(第1コイル)、およびコイルL2(第2コイル)を備えている。
[0016]
 コンデンサC1は、図4に示すように一方の端部を電極4cに接続し、他方の端部をGND配線に接続している。なお、コンデンサC1は、BaTiO3(チタン酸バリウム)を主成分とした積層セラミックコンデンサだけでなく、他の材料を主成分とした積層セラミックコンデンサでも、積層セラミックコンデンサでない、例えばアルミ電解コンデンサなどの他の種類のコンデンサでもよい。コンデンサC1は、寄生インダクタンス(等価直列インダクタンス(ESL))としてインダクタL3を有しており、インダクタL3がキャパシタC1aに直列に接続された回路構成と等価である。なお、コンデンサC1は、さらに寄生抵抗(等価直列抵抗(ESR))がインダクタL3およびキャパシタC1aに直列に接続された回路構成と等価であるとしてもよい。
[0017]
 電極4cには、コンデンサC1の他にコイルL1およびコイルL2が接続されている。コイルL1とコイルL2とは磁気結合しており、負のインダクタンス成分を生じている。この負のインダクタンス成分を用いて、コンデンサC1の寄生インダクタンス(インダクタL3)を打ち消すことができ、コンデンサC1のインダクタンス成分を見かけ上小さくすることができる。コンデンサC1、コイルL1およびコイルL2で構成されるフィルタ回路100は、コイルL1とコイルL2との相互インダクタンスによる負のインダクタンス成分で、コンデンサC1の寄生インダクタンスを打ち消すことにより、高周波帯のノイズ抑制効果を向上させることができる。
[0018]
 コイル部品1は、図1~図3に示すようにコイルの配線を形成した基板(セラミックグリーンシート)が複数枚積層されたセラミック層の積層体3(セラミック素体)で構成されている。積層体3は、互いに対向する1対の主面と主面間を結ぶ側面とを有している。積層体3の主面に対して平行に、コイルL1およびコイルL2が形成されている。積層体3の側面は、長辺側の第1の側面(電極4cを形成した側面)および第2の側面(電極4dを形成した側面)と、短辺側の第3の側面(電極4aを形成した側面)および第4の側面(電極4bを形成した側面)と有している。
[0019]
 コイル部品1は、コイルL1,L2を構成する配線パターン10(第1配線パターン)、配線パターン20(第2配線パターン)および配線パターン30(第3配線パターン)が積層体3の内部に配置されている。下層に積層されている配線パターン10は、一の端部11が電極4aと電気的に接続されるとともに、他の端部12がビア5を介して中層の配線パターン20と電気的に接続されている。中層に積層されている配線パターン20は、一の端部21が電極4cと電気的に接続されるとともに、他の端部22がビア5を介して下層の配線パターン10と、別の端部23がビア6を介して上層の配線パターン30とそれぞれ電気的に接続されている。
[0020]
 上層に積層されている配線パターン30は、一の端部31が電極4bと電気的に接続されるとともに、他の端部32がビア6を介して中層の配線パターン20と電気的に接続されている。配線パターン10と、端部21から端部22までの配線パターン20とによりコイルL1が構成され、配線パターン30と、端部21から端部23までの配線パターン20とによりコイルL2が構成されている。ここで、図1(a)に示すコイル部品1は、短辺方向をX方向、長辺方向をY方向、高さ方向をZ方向としている。また、基板の積層方向はZ方向で、矢印の向きが上層方向を示している。
[0021]
 コイル部品1は、図1(b)に示すように3つの配線パターン10~30が積層されることで構成されていると説明した。しかし、図1(b)では図示していないが、配線パターン10、配線パターン20および配線パターン30の各々は、複数の配線を積層して構成されている。なお、配線パターン20は、配線パターン10および配線パターン30に比べて積層している配線の数を少なくしてある。そのため、図1(b)では、配線パターン10~30の厚みに差を持たせて図示している。
[0022]
 配線パターン10、配線パターン20および配線パターン30の各々は、図3に示すように、基板であるセラミックグリーンシート3a~3cに、導電性ペースト(Niペースト)をスクリーン印刷法により印刷して配線パターンを形成する。図3(a)に示すセラミックグリーンシート3aには、配線パターン30の電極、電極4bと接続する端部31および端部32にビア6と接続する接続部6aが形成されている。このセラミックグリーンシート3aを複数積層(例えば、6層)することで、図1に示す配線パターン30を構成している。
[0023]
 図3(b)に示すセラミックグリーンシート3bには、配線パターン20の電極、電極4cと接続する端部21、端部22にビア5と接続する接続部5bおよび端部23にビア6と接続する接続部6bが形成されている。このセラミックグリーンシート3bを複数積層(例えば、3層)することで、図1に示す配線パターン20を構成している。
[0024]
 図3(c)に示すセラミックグリーンシート3cには、配線パターン10の電極、電極4aと接続する端部11および端部12にビア5と接続する接続部5aが形成されている。このセラミックグリーンシート3cを複数積層(例えば、6層)することで、図1に示す配線パターン10を構成している。
[0025]
 コイル部品1では、図3に示した複数のセラミックグリーンシート3a~3cの各々を複数積層するとともに、その上下両面側に配線パターンが印刷されていないセラミックグリーンシート(ダミー層)を複数積層する。ダミー層を含め複数のセラミックグリーンシートを圧着することにより、未焼成の積層体3(セラミック素体)を形成する。形成した積層体3を焼成し、焼成した積層体3の外部に、配線パターンと導通するように銅電極を焼き付けて電極4a~4dを形成する。
[0026]
 コイル部品1では、コイルL1,L2を構成する配線パターン10、配線パターン20および配線パターン30の配線を形成したセラミックグリーンシートを複数積層している。そのため、コイル部品1では、配線パターン10、配線パターン20および配線パターン30を多層構造にしてコイルL1,L2の低抵抗化とサイズの小型化を実現している。
[0027]
 前述したようにコイル部品1は、金属部分の配線パターンとセラミック部分のセラミックグリーンシートとを複数積層し、加圧すること形成される。しかし、金属部分とセラミック部分とでは展延性が異なるため、加圧時に金属部分とセラミック部分との圧縮率の差で積層体3の中央部分に割れが生じやすい問題があった。また、前述したようにコイル部品1は、加圧した後に焼成が行われるので、焼成時の金属部分とセラミック部分との熱収縮率の差で積層体3の中央部分に割れが生じやすい問題があった。
[0028]
 そこで、本実施の形態1に係るコイル部品1では、製造時に割れが生じ難くするために、中層の配線パターン20の少なくとも一部を他の配線パターンより内側の位置にずらして形成してある。図2(a)に示すように、コイル部品1では、電極4cを形成した積層体3の側面(第1の側面)から配線パターン20の配線までの距離G2が、当該側面から配線パターン30(または配線パターン10)の配線までの距離G1に比べて長い。つまり、配線パターン20は、少なくとも1つの側面において当該側面から配線までの距離が、第1配線パターンおよび第3配線パターンに比べて長い。
[0029]
 図2(b)はコイル部品1のI-I面での断面図を示している。図2(b)に示すように、コイル部品1では、配線パターン20が他の配線パターンに対して配線幅分だけ内側の位置にずらして設けている。なお、距離G2と距離G1との差は、配線パターン30(または配線パターン10)の配線幅である。コイル部品1では、積層体3の長辺方向(Y方向)に形成されている配線パターン20の部分を他の配線パターンより内側の位置にずらすことで、加圧時に生じる圧縮率の差や焼成時に生じる熱収縮率の差による応力を緩和して、積層体3の中央部分での割れを生じ難くしている。
[0030]
 コイル部品1は、図2(a)から分かるように、積層体3の長辺方向に形成されている配線パターン20の部分が他の配線パターンより内側の位置に形成されている。しかし、短辺方向(X方向)に形成されている配線パターン20の部分は、他の配線パターンと同じ位置に形成されている。つまり、コイル部品1は、長辺方向に形成されている配線パターン20の部分のみを他の配線パターンより内側の位置にずらすだけで、加圧時に生じる圧縮率の差や焼成時に生じる熱収縮率の差による応力を十分緩和することができる。
[0031]
 配線パターン20を他の配線パターンより内側の位置にずらすことにより、配線パターン10、配線パターン20および配線パターン30の配線間に生じる浮遊容量C(図4参照)も変化する。
[0032]
 図5は、本実施の形態1に係るコイル部品を含むフィルタ回路の周波数に対する伝送特性を示すグラフである。図4に示すフィルタ回路100に対して回路シミュレーションを行い、周波数に対する伝送特性を示した結果が図5に示すグラフである。図5に示すグラフは、横軸を周波数Freq(MHz)とし、縦軸を伝送特性S21(dB)としている。
[0033]
 まず、図5に示すグラフAは、配線パターン20を他の配線パターンより大きく内側の位置にずらして浮遊容量Cを小さくした場合(例えば、C=1pF)のフィルタ回路100の伝送特性を示すグラフである。グラフAでは、約600.0MHz(0.6GHz)までの周波数Freqで伝送特性S21が-40dB以下となっており浮遊容量Cを小さくすることで高周波帯のノイズ信号を抑制できることを示している。
[0034]
 図5に示すグラフBは、配線パターン20を他の配線パターンより少し内側の位置にずらして浮遊容量Cを少し小さくした場合(例えば、C=2pF)のフィルタ回路100の伝送特性を示すグラフである。グラフBでは、約500.0MHz(0.5GHz)までの周波数Freqで伝送特性S21が-40dB以下となっており高周波帯のノイズ信号を抑制できることを示している。
[0035]
 図5に示すグラフCは、配線パターン20を他の配線パターンと同じ位置にして浮遊容量Cが大きい場合(例えば、C=3pF)のフィルタ回路100の伝送特性を示すグラフである。グラフCでは、約400.0MHz(0.4GHz)までの周波数Freqで伝送特性S21が-40dB以下となっておりノイズ信号を抑制できることを示している。
[0036]
 フィルタ回路100では、グラフA~Cのように配線パターン20を他の配線パターンより内側の位置にずらして浮遊容量Cを小さくしている。その結果、図5に示すグラフA~Cから分かるように、フィルタ回路100は、-40dB以下にノイズ信号を抑制できる帯域をより高い周波数まで広げることができる。
[0037]
 以上のように、本実施の形態1に係るコイル部品1では、複数のコイルL1,L2を磁気結合させたコイル部品である。コイル部品1は、積層体3と、配線パターン10と、配線パターン20と、配線パターン30とを備えている。積層体3は、複数の積層されたセラミック層からなり、互いに対向する1対の主面と主面間を結ぶ側面とを有する、セラミック素体である。配線パターン10は、積層体3の内部に配置され、コイルL1の一部を構成する。配線パターン20は、配線パターン10の上層に積み重ねられ、コイルL1,L2の一部を構成する。配線パターン30は、配線パターン20の上層に積み重ねられ、コイルL2の一部を構成する。配線パターン20は、少なくとも1つの側面において当該側面から配線までの距離が、第1配線パターンおよび第3配線パターンに比べて長い(例えば、距離G2>距離G1)。これにより、本実施の形態1に係るコイル部品1は、配線パターン20の少なくとも一部を他の配線パターンより内側の位置にずらすことで、加圧時に生じる圧縮率の差や焼成時に生じる熱収縮率の差による応力を緩和して、積層体3の中央部分での割れを生じ難くしている。
[0038]
 また、配線パターン10、配線パターン20および配線パターン30の各々は、複数の配線を積層して構成されている。配線パターン20は、配線パターン10および配線パターン30に比べて積層している配線の数が少ない構成であってもよい。これにより、コイル部品1は、配線パターン20の積層数を減らすことで、加圧時に生じる圧縮率の差や焼成時に生じる熱収縮率の差による応力を緩和して、積層体3の中央部分での割れを生じ難くしている。さらに、コイル部品1は、後述するように中層の配線パターン20の積層数を減らすことで、コイルL1およびコイルL2の直流抵抗に対する相互インダクタンスの比を大きくすることができる(図14参照)。
[0039]
 さらに、積層体3の側面は、長辺側の第1の側面(電極4cを形成した側面)および第2の側面(電極4dを形成した側面)と、短辺側の第3の側面(電極4aを形成した側面)および第4の側面(電極4bを形成した側面)と有している。配線パターン20は、第1の側面(電極4cを形成した側面)において当該側面から配線までの距離が、配線パターン10および配線パターン30に比べて長い(距離G2>距離G1)。これにより、コイル部品1は、第1の側面側の配線パターン20を他の配線パターンより内側の位置にずらすことで、加圧時に生じる圧縮率の差や焼成時に生じる熱収縮率の差による応力を緩和して、積層体3の中央部分での割れを生じ難くしている。
[0040]
 また、配線パターン20の側面から配線までの距離G2と、第1配線パターンおよび第3配線パターンの側面から配線までの距離G1との差が、配線幅である。これにより、コイル部品1は、浮遊容量Cを小さくすることで、当該コイル部品1を含むフィルタ回路100の伝送特性をより高い周波帯まで低く抑えることができる。
[0041]
 さらに、フィルタ回路100は、上記のコイル部品1と、コイル部品1において磁気結合させた複数のコイルL1,L2の一端(電極4c)に接続するコンデンサC1とを備える。これにより、フィルタ回路100は、寄生インダクタンスを打ち消すコイル部品1の低抵抗化とサイズの小型化を実現し、割れが生じ難いコイル部品1で構成することができる。
[0042]
 (実施の形態2)
 本実施の形態1に係るコイル部品1では、図2に示すように電極4cを形成した積層体3の側面(第1の側面)から配線パターン20の配線までの距離G2が、当該側面から配線パターン30(または配線パターン10)の配線までの距離G1に比べて長いと説明した。本実施の形態2に係るコイル部品では、電極4cを形成した積層体3の側面以外の側面から配線パターン20の配線までの距離も、他の配線パターンに比べて長い構成について説明する。図6は、本実施の形態2に係るコイル部品1aの斜視図および側面図である。図7は、本実施の形態2に係るコイル部品1aの平面図および断面図である。図8は、本実施の形態2に係るコイル部品1aの構成を示す分解平面図である。なお、図6~図8に示すコイル部品1aのうち、図1~図3に示すコイル部品1と同じ構成については、同じ符号を付して詳細な説明を繰返さない。また、本実施の形態2に係るコイル部品1aを含むフィルタ回路100の回路構成は、図4に示す回路構成と同じであるため詳細な説明を繰返さない。
[0043]
 コイル部品1aは、図6~図8に示すようにコイルの配線を形成した基板(セラミックグリーンシート)が複数枚積層されたセラミック層の積層体3(セラミック素体)で構成されている。コイル部品1aは、コイルL1,L2を構成する配線パターン10a(第1配線パターン)、配線パターン20a(第2配線パターン)および配線パターン30a(第3配線パターン)が積層体3の内部に配置されている。下層に積層されている配線パターン10aは、一の端部11aが電極4aと電気的に接続されるとともに、他の端部12aがビア5を介して中層の配線パターン20aと電気的に接続されている。中層に積層されている配線パターン20aは、一の端部21aが電極4cと電気的に接続されるとともに、他の端部22aがビア5を介して下層の配線パターン10aと、別の端部23aがビア6を介して上層の配線パターン30aとそれぞれ電気的に接続されている。
[0044]
 上層に積層されている配線パターン30aは、一の端部31aが電極4bと電気的に接続されるとともに、他の端部32aがビア6を介して中層の配線パターン20aと電気的に接続されている。配線パターン10aと、端部21aから端部22aまでの配線パターン20aとによりコイルL1が構成され、配線パターン30aと、端部21aから端部23aまでの配線パターン20aとによりコイルL2が構成されている。
[0045]
 コイル部品1aは、図6(b)に示すように3つの配線パターン10a~30aが積層されることで構成されていると説明した。しかし、図6(b)では図示していないが、配線パターン10a、配線パターン20aおよび配線パターン30aの各々は、複数の配線を積層して構成されている。なお、配線パターン20aは、配線パターン10aおよび配線パターン30aに比べて積層している配線の数を少なくしてある。そのため、図6(b)では、配線パターン10a~30aの厚みに差を持たせて図示している。
[0046]
 配線パターン10a、配線パターン20aおよび配線パターン30aの各々は、図8に示すように、基板であるセラミックグリーンシート3d~3fに、導電性ペースト(Niペースト)をスクリーン印刷法により印刷して配線パターンを形成する。図8(a)に示すセラミックグリーンシート3dには、配線パターン30aの電極、電極4bと接続する端部31aおよび端部32aにビア6と接続する接続部6aが形成されている。このセラミックグリーンシート3dを複数積層(例えば、6層)することで、図6に示す配線パターン30aを構成している。
[0047]
 図8(b)に示すセラミックグリーンシート3eには、配線パターン20aの電極、電極4cと接続する端部21a、端部22aにビア5と接続する接続部5bおよび端部23aにビア6と接続する接続部6bが形成されている。このセラミックグリーンシート3eを複数積層(例えば、3層)することで、図6に示す配線パターン20aを構成している。
[0048]
 図8(c)に示すセラミックグリーンシート3fには、配線パターン10aの電極、電極4aと接続する端部11aおよび端部12aにビア5と接続する接続部5aが形成されている。このセラミックグリーンシート3fを複数積層(例えば、6層)することで、図6に示す配線パターン10aを構成している。
[0049]
 コイル部品1aでは、図8に示した複数のセラミックグリーンシート3d~3fの各々を複数積層するとともに、その上下両面側に配線パターンが印刷されていないセラミックグリーンシート(ダミー層)を複数積層する。ダミー層を含め複数のセラミックグリーンシートを圧着することにより、未焼成の積層体3(セラミック素体)を形成する。形成した積層体3を焼成し、焼成した積層体3の外部に、配線パターンと導通するように銅電極を焼き付けて電極4a~4dを形成する。
[0050]
 本実施の形態2に係るコイル部品1aでは、製造時に割れが生じ難くするために、中層の配線パターン20aを他の配線パターンより内側の位置にずらして形成してある。図7(a)に示すように、コイル部品1aでは、電極4cを形成した積層体3の側面から配線パターン20aの配線までの距離G2aが、当該側面から配線パターン30a(または配線パターン10a)の配線までの距離G1に比べて長い。また、コイル部品1aでは、電極4aを形成した積層体3の側面から配線パターン20aの配線までの距離G5aが、当該側面から配線パターン30a(または配線パターン10a)の配線までの距離G4に比べて長い。なお、コイル部品1aでは、電極4bを形成した積層体3の側面も同様に、当該側面からから配線パターン20aの配線までの距離が、当該側面から配線パターン30a(または配線パターン10a)の配線までの距離に比べて長い。つまり、配線パターン20aは、3つの側面において当該側面から配線までの距離が、第1配線パターンおよび第3配線パターンに比べて長い。
[0051]
 図7(b)はコイル部品1aのII-II面での断面図を示している。図7(b)に示すように、コイル部品1aでは、配線パターン20aが他の配線パターンに対して配線幅の半分だけ内側の位置に設けられている。つまり、距離G5aと距離G4との差は、配線パターン30a(または配線パターン10a)の配線幅の半分である。同様に、距離G2aと距離G1との差も、配線パターン30a(または配線パターン10a)の配線幅の半分である。コイル部品1aでは、積層体3の長辺方向(Y方向)に形成されている配線パターン20aの部分だけでなく、積層体3の短辺方向(X方向)に形成されている配線パターン20aの部分も他の配線パターンより内側の位置にずらすことで、加圧時に生じる圧縮率の差や焼成時に生じる熱収縮率の差による応力をより緩和して、積層体3の中央部分での割れを生じ難くしている。
[0052]
 コイル部品1aは、図7(a)から分かるように、配線パターン20aの全部が他の配線パターンより内側の位置に形成されている。そのため、コイル部品1aは、配線パターン20aの一部を他の配線パターンより内側の位置にずらす構成に比べて、加圧時に生じる圧縮率の差や焼成時に生じる熱収縮率の差による応力をより緩和することができる。なお、短辺方向(X方向)に形成されている配線パターン20aの部分を内側の位置に形成したことにより、ビア5,6を介して接続される配線パターン10aおよび配線パターン30aの一部を配線パターン20aにあわせて内側に形成してある。
[0053]
 以上のように、本実施の形態2に係るコイル部品1aでは、配線パターン20aが、さらに第3の側面(電極4aを形成した側面)および第4の側面(電極4bを形成した側面)のうち少なくとも1つの側面において当該側面から配線までの距離G5aが、第1配線パターンおよび第3配線パターンに比べて長い(例えば、距離G5a>距離G4)。これにより、本実施の形態2に係るコイル部品1aは、配線パターン20aの少なくとも一部を他の配線パターンより内側の位置にずらすことで、加圧時に生じる圧縮率の差や焼成時に生じる熱収縮率の差による応力をより緩和して、積層体3の中央部分での割れを生じ難くしている。
[0054]
 また、配線パターン20aの側面から配線までの距離G5aと、配線パターン10aおよび配線パターン30aの側面から配線までの距離G4との差が、配線幅の半分である。これにより、配線パターン20aと、配線パターン10aおよび配線パターン30aとを大きくずらすことなく、加圧時に生じる圧縮率の差や焼成時に生じる熱収縮率の差による応力を緩和して、積層体3の中央部分での割れを生じ難くしている。
[0055]
 (実施の形態3)
 本実施の形態1に係るコイル部品1では、図1に示すように中層である配線パターン20が1つで構成される場合について説明した。本実施の形態3に係るコイル部品では、中層である第2配線パターンが複数の配線パターンを上下層に積み重ねた構成である場合について説明する。図9は、本実施の形態3に係るコイル部品1bの斜視図および側面図である。図10は、本実施の形態3に係るコイル部品1bの平面図および断面図である。図11は、本実施の形態3に係るコイル部品1bの構成を示す分解平面図である。なお、図9~図11に示すコイル部品1bのうち、図1~図3に示すコイル部品1と同じ構成については、同じ符号を付して詳細な説明を繰返さない。また、本実施の形態3に係るコイル部品1bを含むフィルタ回路100の回路構成は、図4に示す回路構成と同じであるため詳細な説明を繰返さない。
[0056]
 コイル部品1bは、図9~図11に示すようにコイルの配線を形成した基板(セラミックグリーンシート)が複数枚積層されたセラミック層の積層体3(セラミック素体)で構成されている。コイル部品1bは、コイルL1,L2を構成する配線パターン10b(第1配線パターン)、配線パターン20b(第2配線パターンの一部)、配線パターン24b(第2配線パターンの一部)、配線パターン20c(第2配線パターンの一部)および配線パターン30b(第3配線パターン)が積層体3の内部に配置されている。下層に積層されている配線パターン10bは、一の端部11bが電極4aと電気的に接続されるとともに、他の端部12bがビア7を介して中層の配線パターン20cと電気的に接続されている。中層に積層されている配線パターン20cは、一の端部21cが電極4aと電気的に接続されるとともに、他の端部23cがビア7を介して中層の配線パターン24bと電気的に接続されている。
[0057]
 中層に積層されている配線パターン24bは、一の端部が電極4cと電気的に接続されるとともに、他の端部がビア7を介して中層の配線パターン20b,20cと電気的に接続されている。中層に積層されている配線パターン20bは、一の端部21bが電極4bと電気的に接続されるとともに、他の端部22bがビア7を介して上層の配線パターン30bとそれぞれ電気的に接続されている。
[0058]
 上層に積層されている配線パターン30bは、一の端部31bが電極4bと電気的に接続されるとともに、他の端部32bがビア7を介して中層の配線パターン20bと電気的に接続されている。配線パターン10bと、配線パターン20cとによりコイルL1が構成され、配線パターン30bと、配線パターン20bとによりコイルL2が構成されている。コイル部品1bでは、配線パターン20b、配線パターン24bおよび配線パターン20cで第2配線パターンを構成している。
[0059]
 コイル部品1bは、図9(b)に示すように5つの配線パターン10b、20b、24b、20c、30bが積層されることで構成されていると説明した。しかし、図9(b)では図示していないが、配線パターン10b、20b、24b、20c、30bの各々は、複数の配線を積層して構成されている。なお、配線パターン24bは、他の配線パターンに比べて積層している配線の数を少なくしてある。そのため、図9(b)では、配線パターン10b、20b、24b、20c、30bの厚みに差を持たせて図示している。
[0060]
 配線パターン10b、20b、24b、20c、30bの各々は、図11に示すように、基板であるセラミックグリーンシート3g~3kに、導電性ペースト(Niペースト)をスクリーン印刷法により印刷して配線パターンを形成する。図11(a)に示すセラミックグリーンシート3gには、配線パターン30bの電極、電極4bと接続する端部31bおよび端部32bにビア7と接続する接続部7aが形成されている。このセラミックグリーンシート3gを複数積層(例えば、6層)することで、図9に示す配線パターン30bを構成している。
[0061]
 図11(b)に示すセラミックグリーンシート3hには、配線パターン20bの電極、電極4bと接続する端部21b、端部22bにビア7と接続する接続部7bが形成されている。このセラミックグリーンシート3hを複数積層(例えば、6層)することで、図9に示す配線パターン20bを構成している。
[0062]
 図11(c)に示すセラミックグリーンシート3iには、配線パターン24bの電極、電極4cと接続する端部、ビア7と接続する接続部7cが形成されている。このセラミックグリーンシート3iを複数積層(例えば、3層)することで、図9に示す配線パターン24bを構成している。
[0063]
 図11(d)に示すセラミックグリーンシート3jには、配線パターン20cの電極、電極4aと接続する端部21c、端部23cにビア7と接続する接続部7dが形成されている。このセラミックグリーンシート3jを複数積層(例えば、6層)することで、図9に示す配線パターン20cを構成している。
[0064]
 図11(e)に示すセラミックグリーンシート3kには、配線パターン10bの電極、電極4aと接続する端部11bおよび端部12bにビア7と接続する接続部7eが形成されている。このセラミックグリーンシート3kを複数積層(例えば、6層)することで、図9に示す配線パターン10bを構成している。
[0065]
 コイル部品1bでは、図11に示した複数のセラミックグリーンシート3g~3kの各々を複数積層するとともに、その上下両面側に配線パターンが印刷されていないセラミックグリーンシート(ダミー層)を複数積層する。ダミー層を含め複数のセラミックグリーンシートを圧着することにより、未焼成の積層体3(セラミック素体)を形成する。形成した積層体3を焼成し、焼成した積層体3の外部に、配線パターンと導通するように銅電極を焼き付けて電極4a~4dを形成する。
[0066]
 本実施の形態2に係るコイル部品1bでは、製造時に割れが生じ難くするために、中層の配線パターン20b、20cを他の配線パターンより内側の位置にずらして形成してある。図10(a)に示すように、コイル部品1bでは、電極4cを形成した積層体3の側面から配線パターン20b、20cの配線までの距離G7が、当該側面から配線パターン30b(または配線パターン10b)の配線までの距離G6に比べて長い。また、コイル部品1bでは、電極4aを形成した積層体3の側面から配線パターン20b、20cの配線までの距離G9が、当該側面から配線パターン30b(または配線パターン10b)の配線までの距離G8に比べて長い。なお、コイル部品1bでは、電極4bおよび電極4dを形成した積層体3の側面も同様に、当該側面からから配線パターン20b、20cの配線までの距離G7,G9が、当該側面から配線パターン30b(または配線パターン10b)の配線までの距離G6,G8に比べて長い。つまり、配線パターン20b、20cは、4つの側面において当該側面から配線までの距離が、第1配線パターンおよび第3配線パターンに比べて長い。
[0067]
 図10(b)はコイル部品1bのIII-III面での断面図を示している。図10(b)に示すように、コイル部品1bでは、配線パターン20b、20cが他の配線パターンに対して配線幅の1/3だけ内側の位置に設けられている。つまり、距離G7と距離G6との差は、配線パターン30b(または配線パターン10b)の配線幅の1/3である。
[0068]
 図10(c)はコイル部品1bのIV-IV面での断面図を示している。図10(c)に示すように、コイル部品1bでは、配線パターン20b、20cが他の配線パターンに対して配線幅の1/3だけ内側の位置に設けられている。つまり、距離G9と距離G8との差も、配線パターン30b(または配線パターン10b)の配線幅の1/3である。コイル部品1bでは、積層体3の長辺方向(Y方向)に形成されている配線パターン20b、20cの部分だけでなく、積層体3の短辺方向(X方向)に形成されている配線パターン20b、20cの部分も他の配線パターンより内側の位置にずらすことで、加圧時に生じる圧縮率の差や焼成時に生じる熱収縮率の差による応力をより緩和して、積層体3の中央部分での割れを生じ難くしている。
[0069]
 コイル部品1bは、図10(a)から分かるように、配線パターン20b、20cの全部が他の配線パターンより内側の位置に形成されている。そのため、コイル部品1bは、配線パターン20b、20cの一部を他の配線パターンより内側の位置にずらす構成に比べて、加圧時に生じる圧縮率の差や焼成時に生じる熱収縮率の差による応力をより緩和することができる。
[0070]
 以上のように、本実施の形態3に係るコイル部品1bでは、中層の第2配線パターンが、複数の配線パターン20b、24b、20cを上下層に積み重ねた構成である。これにより、コイル部品1bは、様々なコイルの構成を採用することが可能となる。
[0071]
 (実施の形態4)
 本実施の形態1に係るコイル部品1では、図5において配線パターン20および配線パターン30の配線間に生じる浮遊容量Cと、フィルタ回路100の周波数に対する伝送特性との関係について説明した。本実施の形態4では、浮遊容量Cに関係する配線パターンのずれ量と、フィルタ回路の周波数に対する伝送特性との関係について説明する。図12は、本実施の形態4に係るコイル部品の平面図である。図13は、本実施の形態4に係るコイル部品を含むフィルタ回路の周波数に対する伝送特性を示すグラフである。なお、図12に示すコイル部品のうち、図1~図3に示すコイル部品1と同じ構成については、同じ符号を付して詳細な説明を繰返さない。また、本実施の形態4に係るコイル部品を含むフィルタ回路100の回路構成は、図4に示す回路構成と同じであるため詳細な説明を繰返さない。
[0072]
 図12(a)に示すコイル部品1cは、図1に示すコイル部品1において配線パターン20が他の配線パターン10,30に対して同じ位置に設けられている構成である。図12(b)に示すコイル部品1dは、図1に示すコイル部品1において配線パターン20が他の配線パターン10,30に対して配線幅の半分だけ内側の位置にずらして設けられている構成である。図12(c)に示すコイル部品1eは、図1に示すコイル部品1において配線パターン20が他の配線パターン10,30に対して配線幅だけ内側の位置にずらして設けられている構成である。
[0073]
 つまり、コイル部品1cの浮遊容量Cは、コイル部品1dの浮遊容量Cよりも大きく、コイル部品1dの浮遊容量Cは、コイル部品1eの浮遊容量Cよりも大きくなる。
[0074]
 図13に示すグラフは、コイル部品1c~コイル部品1eを含むフィルタ回路100に対して回路シミュレーションを行い、周波数に対する伝送特性を示した結果である。図13に示すグラフは、横軸を周波数Freq(MHz)とし、縦軸を伝送特性S21(dB)としている。
[0075]
 まず、図13に示すコイル部品1eのグラフは、配線パターン20を他の配線パターンより配線幅分だけ内側の位置にずらして浮遊容量Cを小さくした場合のフィルタ回路100の伝送特性を示すグラフである。コイル部品1eのグラフでは、約540.0MHz(0.54GHz)までの周波数Freqで伝送特性S21が-40dB以下となっており高周波帯のノイズ信号を抑制できることを示している。
[0076]
 図13に示すコイル部品1dのグラフは、配線パターン20を他の配線パターンより配線幅の半分だけ内側の位置にずらして浮遊容量Cを少し小さくした場合のフィルタ回路100の伝送特性を示すグラフである。コイル部品1dのグラフでは、約410.0MHz(0.41GHz)までの周波数Freqで伝送特性S21が-40dB以下となっており高周波帯のノイズ信号を抑制できることを示している。
[0077]
 図13に示すコイル部品1cのグラフは、配線パターン20を他の配線パターンと同じ位置にして浮遊容量Cを大きくした場合のフィルタ回路100の伝送特性を示すグラフである。コイル部品1cのグラフでは、約340.0MHz(0.34GHz)までの周波数Freqで伝送特性S21が-40dB以下となっており高周波帯のノイズ信号を抑制できることを示している。
[0078]
 フィルタ回路100では、コイル部品1c~コイル部品1eのように配線パターン20を他の配線パターンより内側の位置にずらして浮遊容量Cを小さくしている。その結果、図13に示すコイル部品1cのグラフ~コイル部品1eのグラフから分かるように、フィルタ回路100は、-40dB以下にノイズ信号を抑制できる帯域をより高い周波数まで広げることができる。
[0079]
 (実施の形態5)
 本実施の形態1に係るコイル部品1では、配線パターン10、30を6層で、配線パターン20を3層でそれぞれ構成すると説明した。本実施の形態5では、各配線パターンの層数と、特性値との関係を説明する。図14は、本実施の形態5に係るコイル部品の各配線パターンの積層数に応じた特性値を示す図である。
[0080]
 図1に示すコイル部品1において、配線パターン10を第1の層数、配線パターン20を第2の層数、配線パターン30を第3の層数とした場合のコイルL1,L2の直流抵抗(DCR)と相互インダクタンス(M)との変化を図14に示している。具体的に、第1の層数=5、第2の層数=5、第3の層数=5の場合、コイルL1,L2の直流抵抗(DCR)が34mΩ、相互インダクタンス(M)が1.94nHとなる。第1の層数=6、第2の層数=3、第3の層数=6の場合、コイルL1,L2の直流抵抗(DCR)が31mΩ、相互インダクタンス(M)が1.90nHとなる。第1の層数=7、第2の層数=1、第3の層数=7の場合、コイルL1,L2の直流抵抗(DCR)が50mΩ、相互インダクタンス(M)が1.91nHとなる。
[0081]
 図14に示す表から分かるように、第2の層数が減るに従い直流抵抗(DCR)および相互インダクタンス(M)も減るが、第2の層数が1になると直流抵抗(DCR)および相互インダクタンス(M)が逆に増えている。この傾向は、第1の層数と第2の層数と第3の層数との合計層数を変えても同じである。
[0082]
 直流抵抗(DCR)に対する相互インダクタンス(M)の比が大きいほど、フィルタ回路100において必要とする伝送特性が得られるため、図14に示すように、コイル部品は、合計層数が15層であれば、第2の層数を3層と第1および第3の層数の6層より少なくすることが望ましい。また、コイル部品は、合計層数が18層であれば、第2の層数を4層と第1および第3の層数の7層より少なくすることが望ましい。
[0083]
 (実施の形態6)
 本実施の形態1~5では、コイル部品1、1a~1eのみの構成について説明した。本実施の形態6では、コイル部品をコンデンサと一体化したフィルタ回路の構成ついて説明する。図15は、本実施の形態6に係るフィルタ回路の側面図である。なお、本実施の形態6に係るフィルタ回路の回路構成は、図4に示す回路構成と同じであるため詳細な説明を繰返さない。また、フィルタ回路に用いるコイル部品は、実施の形態1~5で説明したコイル部品1,1a~1eと同じであるため詳細な説明を繰返さない。
[0084]
 図15に示すフィルタ回路100は、積層セラミックコンデンサであるコンデンサC1の上層にコイル部品1を形成している。コンデンサC1は、電極4cと電気的に接続される内部電極50と、電極4d(図1参照)と電気的に接続される内部電極51との単位で繰り返し積層(例えば200層)することで必要な容量を確保している。つまり、コンデンサC1は、複数のセラミックグリーンシート(誘電体層)と複数の内部電極50,51とが積層して構成されている。
[0085]
 なお、コイル部品1は、浮遊容量Cを抑えるため比誘電率の低い材料を用いるのが望ましく、コンデンサC1は、必要な容量を確保するためには比誘電率が高い方が望ましい。特に、コイル部品1とコンデンサC1とを一体化して小型、薄型のフィルタ回路100にするためには、コイル部品1に比誘電率(例えば、10以下)の低いセラミックグリーンシート(例えば、酸化チタン系のセラミックグリーンシート)を積層体3に用い、コンデンサC1に比誘電率(例えば、100以下)の高いセラミックグリーンシート(例えば、チタン酸バリウム系のセラミックグリーンシート)を積層体3Aに用いる。
[0086]
 以上のように、本実施の形態6に係るコンデンサC1は、コイルL1,L2を積層したコイル部品1の下層に設けられ、複数のセラミックグリーンシートと複数の内部電極50,51とが積層して構成されている。これにより、本実施の形態6に係るフィルタ回路100は、コイル部品1をコンデンサC1とを一体化することができる。
[0087]
 また、積層体3Aに用いるセラミックグリーンシートの比誘電率は、積層体3に用いるセラミックグリーンシートの比誘電率に比べて高くすることが望ましい。これにより、コイル部品1とコンデンサC1とを一体化したフィルタ回路100を小型、薄型にすることができる。
[0088]
 (変形例)
 これまで説明したコイル部品1,1a~1eでは、第1配線パターン、第2配線パターンおよび第3配線パターンの各々は、複数の配線を積層して構成されていると説明したが、単層の配線で構成されていてもよい。
[0089]
 また、これまで説明したコイル部品1,1a~1eでは、第2配線パターンが、第1配線パターンおよび第3配線パターンに比べて積層している配線の層数を少なくしてあると説明したが、同じ層数であってもよい。
[0090]
 さらに、これまで説明したコイル部品1a~1eでは、第2配線パターンが、第3の側面(電極4aを形成した側面)において他の配線パターンより内側の位置にずらして形成してある場合、第4の側面(電極4bを形成した側面)においも他の配線パターンより内側の位置にずらして形成してある構成を説明した。しかし、コイル部品は、第3の側面または第4の側面のいずれか一方のみにおいて他の配線パターンより内側の位置にずらして形成してある構成でもよい。
[0091]
 また、これまで説明したコイル部品1,1a~1eでは、第2配線パターンと、第1配線パターンおよび第3配線パターンとのずれ量が、配線幅、配線幅の半分、配線幅の1/3と説明したが、当該ずれ量は、第2配線パターンと第1配線パターンおよび第3配線パターンとがずれていれば配線幅以上でも以下でもよい。
[0092]
 今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

符号の説明

[0093]
 1,1a~1e コイル部品、20,30,40 配線パターン、10 フィルタ回路、50,51 内部電極、C1 コンデンサ。

請求の範囲

[請求項1]
 複数のコイルを磁気結合させたコイル部品であって、
 複数の積層されたセラミック層からなり、互いに対向する1対の主面と前記主面間を結ぶ側面とを有する、セラミック素体と、
 前記セラミック素体の内部に配置され、前記複数のコイルの一部を構成する第1配線パターンと、
 前記第1配線パターンの上層に積み重ねられ、前記複数のコイルの一部を構成する第2配線パターンと、
 前記第2配線パターンの上層に積み重ねられ、前記複数のコイルの一部を構成する第3配線パターンとを備え、
 前記第2配線パターンは、少なくとも1つの前記側面において当該側面から配線までの距離が、前記第1配線パターンおよび前記第3配線パターンに比べて長い、コイル部品。
[請求項2]
 前記第1配線パターン、前記第2配線パターンおよび前記第3配線パターンの各々は、複数の配線を積層して構成されており、
 前記第2配線パターンは、前記第1配線パターンおよび前記第3配線パターンに比べて積層している配線の数が少ない、請求項1に記載のコイル部品。
[請求項3]
 前記側面は、長辺側の第1の側面および第2の側面と、短辺側の第3の側面および第4の側面と有し、
 前記第2配線パターンは、前記第1の側面および前記第2の側面のうち少なくとも1つの前記側面において当該側面から配線までの距離が、前記第1配線パターンおよび前記第3配線パターンに比べて長い、請求項1または請求項2に記載のコイル部品。
[請求項4]
 前記第2配線パターンは、さらに前記第3の側面および前記第4の側面のうち少なくとも1つの前記側面において当該側面から配線までの距離が、前記第1配線パターンおよび前記第3配線パターンに比べて長い、請求項3に記載のコイル部品。
[請求項5]
 前記第2配線パターンの前記側面から配線までの距離と、前記第1配線パターンおよび前記第3配線パターンの前記側面から配線までの距離との差が、配線幅以上である、請求項1~請求項4のいずれか1項に記載のコイル部品。
[請求項6]
 前記第2配線パターンの前記側面から配線までの距離と、前記第1配線パターンおよび前記第3配線パターンの前記側面から配線までの距離との差が、配線幅の半分以下である、請求項1~請求項4のいずれか1項に記載のコイル部品。
[請求項7]
 前記第2配線パターンは、複数の配線パターンを上下層に積み重ねた構成である、請求項1~請求項6のいずれか1項に記載のコイル部品。
[請求項8]
 請求項1~請求項7のいずれか1項に記載の前記コイル部品と、
 前記コイル部品において磁気結合させた前記複数のコイルの一端に接続するコンデンサとを備える、フィルタ回路。
[請求項9]
 前記コンデンサは、前記複数のコイルを磁気結合させた前記コイル部品の下層に設けられ、複数の誘電体層と複数の内部電極とが積層して構成されている、請求項8に記載のフィルタ回路。
[請求項10]
 前記複数の誘電体層の比誘電率は、前記コイル部品の比誘電率に比べて高い、請求項9に記載のフィルタ回路。
[請求項11]
 前記第1配線パターンと、前記第2配線パターンと、前記第3配線パターンとはそれぞれ電気的に接続されている、請求項1~請求項7のいずれか1項に記載のコイル部品。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5]

[ 図 6]

[ 図 7]

[ 図 8]

[ 図 9]

[ 図 10]

[ 図 11]

[ 図 12]

[ 図 13]

[ 図 14]

[ 図 15]