JP2001085230A - Inductor - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はインダクタに関し、
特に、高周波領域の信号を処理するフィルタや共振器等
に使用されるインダクタに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an inductor,
In particular, the present invention relates to an inductor used for a filter or a resonator for processing a signal in a high frequency range.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来のこの種のインダクタの具体的な構
成例を図５に示す。該インダクタ５０は、スパイラル状
のコイル導体パターン５３，５４を表面に設けた絶縁性
シート５１と、引出しパターン５２，５５を表面に設け
た絶縁性シート５１と、予め表面に導体パターンを設け
ないカバー用絶縁性シート５１等で構成されている。2. Description of the Related Art FIG. 5 shows an example of a specific configuration of a conventional inductor of this type. The inductor 50 includes an insulating sheet 51 provided with spiral coil conductor patterns 53 and 54 on the surface, an insulating sheet 51 provided with lead patterns 52 and 55 on the surface, and a cover having no conductive pattern on the surface in advance. And the like.
【０００３】コイル導体パターン５３，５４は、絶縁性
シート５１に設けたビアホール５７ｂを介して電気的に
直列に接続され、コイルＬを形成する。コイル導体パタ
ーン５３，５４の一端は、それぞれ絶縁性シート５１に
設けたビアホール５７ａ，５７ｃを介して引出しパター
ン５２，５５に電気的に接続されている。The coil conductor patterns 53 and 54 are electrically connected in series via a via hole 57b provided in the insulating sheet 51 to form a coil L. One ends of the coil conductor patterns 53 and 54 are electrically connected to the lead patterns 52 and 55 via via holes 57a and 57c provided in the insulating sheet 51, respectively.
【０００４】各絶縁性シート５１は順に積み重ねられた
後、一体的に焼成され積層体とされる。積層体の表面に
は、引出しパターン５２，５５に電気的に接続された入
出力用外部電極が形成される。[0004] After the respective insulating sheets 51 are sequentially stacked, they are integrally fired to form a laminate. Input / output external electrodes electrically connected to the extraction patterns 52 and 55 are formed on the surface of the laminate.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のイン
ダクタ５０にあっては、スパイラル状のコイル導体パタ
ーン５３，５４の各々は、いずれの部分にあっても一定
の幅および厚みを有している。また、コイル導体パター
ン５３，５４はスパイラル形状をしているので、一周分
の線路長はスパイラルの内側部よりも外側部の方が長
い。このため、コイル導体パターン５３，５４は、スパ
イラルの内側部に位置する線路の直流抵抗よりも外側部
に位置する線路の直流抵抗の方が大きく、コイル導体パ
ターン５３，５４全体の直流抵抗が大きくなる。このよ
うに、直流抵抗が大きな従来のインダクタ５０では、そ
のインダクタンス値をＬ、直流抵抗をＲ、共振周波数ｆ
0とすると、Ｑ値はＱ＝２πｆ0Ｌ／Ｒで表されるので、
Ｑ値が低いという問題があった。By the way, in the conventional inductor 50, each of the spiral coil conductor patterns 53, 54 has a constant width and a constant thickness in any part. . Further, since the coil conductor patterns 53 and 54 have a spiral shape, the line length of one round is longer at the outer portion than at the inner portion of the spiral. For this reason, in the coil conductor patterns 53 and 54, the DC resistance of the line located outside the spiral is larger than the DC resistance of the line located inside the spiral, and the DC resistance of the entire coil conductor patterns 53 and 54 is large. Become. Thus, in the conventional inductor 50 having a large DC resistance, the inductance value is L, the DC resistance is R, and the resonance frequency f
0, the the Q value is expressed by Q = 2πf 0 L / R,
There was a problem that the Q value was low.
【０００６】そこで、本発明の目的は、直流抵抗が低
く、高いＱ値を有するインダクタを提供することにあ
る。It is an object of the present invention to provide an inductor having a low DC resistance and a high Q value.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段および作用】前記目的を達
成するため、本発明に係るインダクタは、絶縁性部材と
該絶縁性部材の表面に設けられたスパイラル状コイル導
体パターンとを備え、前記コイル導体パターンは、スパ
イラルの内側部のパターン幅と比較して、中央部および
外側部のパターン幅が大きいことを特徴とする。In order to achieve the above object, an inductor according to the present invention comprises an insulating member and a spiral coil conductor pattern provided on a surface of the insulating member. The conductor pattern is characterized in that the pattern width of the central part and the outer part is larger than the pattern width of the inner part of the spiral.
【０００８】コイル導体パターンは、スパイラルの内側
部のパターン幅と比較して、中央部および外側部のパタ
ーン幅が大きくなっている。従って、コイル導体パター
ンの断面積は、スパイラルの内側部と比較して、中央部
および外側部の部分でより大きい。このため、スパイラ
ルの内側部の直流抵抗率（単位長さ当たりの直流抵抗）
より中央部および外側部の部分での直流抵抗率の方が小
さくなる。これにより、コイル導体パターン全体の直流
抵抗を低くすることができる。In the coil conductor pattern, the pattern widths at the central portion and the outer portion are larger than the pattern width at the inner portion of the spiral. Therefore, the cross-sectional area of the coil conductor pattern is larger in the central portion and the outer portion than in the inner portion of the spiral. Therefore, the DC resistivity of the inner part of the spiral (DC resistance per unit length)
The DC resistivity in the central part and the outer part is smaller. Thereby, the DC resistance of the entire coil conductor pattern can be reduced.
【０００９】さらに、コイル導体パターンが３ターンの
巻数を有し、かつ、スパイラルの中央部のパターン幅が
内側部および外側部のパターン幅よりも大きい場合、コ
イル導体パターンの断面積は、スパイラルの内側部、外
側部、中央部の順で大きくなる。このため、スパイラル
の内側部、外側部、中央部の順で直流抵抗率が小さくな
る。これにより、コイル導体パターン全体の直流抵抗を
低くすることができる。Further, when the coil conductor pattern has three turns and the pattern width at the center of the spiral is larger than the pattern width at the inner part and the outer part, the cross-sectional area of the coil conductor pattern is It becomes larger in the order of the inner part, the outer part, and the central part. For this reason, the DC resistivity decreases in the order of the inner part, the outer part, and the center part of the spiral. Thereby, the DC resistance of the entire coil conductor pattern can be reduced.
【００１０】[0010]
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るインダクタの
実施の形態について添付の図面を参照して説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the inductor according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
【００１１】［第１実施形態、図１および図２］本発明
に係るインダクタの具体的な構成例を図１に示す。該イ
ンダクタ１は、３ターンのスパイラル状のコイル導体パ
ターン３，４をそれぞれ表面に設けた絶縁性シート１１
と、引出しパターン２，５をそれぞれ表面に設けた絶縁
性シート１１と、予め表面に導体パターンを設けないカ
バー用絶縁性シート１１等で構成されている。絶縁性シ
ート１１は、誘電体粉末や磁性体粉末を結合剤等と一緒
に混練したものをシート状にしたものである。各パター
ン２〜５はＡｇ，Ｐｄ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ａｕ，Ａｇ−Ｐｄ
等からなる。[First Embodiment, FIGS. 1 and 2] FIG. 1 shows a specific configuration example of an inductor according to the present invention. The inductor 1 has an insulating sheet 11 provided with three-turn spiral coil conductor patterns 3 and 4 on the surface thereof.
And an insulating sheet 11 provided with the lead patterns 2 and 5 on the surface thereof, and an insulating sheet 11 for a cover not provided with a conductor pattern on the surface in advance. The insulating sheet 11 is formed by kneading a dielectric powder or a magnetic powder together with a binder or the like to form a sheet. Each of patterns 2 to 5 is made of Ag, Pd, Cu, Ni, Au, Ag-Pd.
Etc.
【００１２】パターン２〜５は、例えば、フォトリソグ
ラフ技術とウェットエッチング技術とを組み合わせた方
法で形成される。すなわち、印刷、スパッタリングもし
くは蒸着等の手法を用いて、絶縁性シート１１の表面の
全面にＡｇ等からなる導体膜を形成する。この導体膜の
上に、感光性レジスト膜を形成する。その後、フォトマ
スクをレジスト膜上に被せて露光する。次に、露光され
たレジスト膜は現像処理され、不要な部分のレジスト膜
を除去する。次いで、レジスト膜により被覆された部分
を残し、導体膜をエッチング液で除去する。これによ
り、精度の優れたパターン２〜５が形成される。この
後、残っていたレジスト膜を除去する。The patterns 2 to 5 are formed, for example, by a method combining photolithography and wet etching. That is, a conductive film made of Ag or the like is formed on the entire surface of the insulating sheet 11 by using a technique such as printing, sputtering, or vapor deposition. A photosensitive resist film is formed on the conductor film. Thereafter, a photomask is put on the resist film and exposed. Next, the exposed resist film is subjected to a development process to remove unnecessary portions of the resist film. Next, the conductor film is removed with an etchant, leaving a portion covered with the resist film. Thereby, patterns 2 to 5 having excellent accuracy are formed. Thereafter, the remaining resist film is removed.
【００１３】コイル導体パターン３，４は、その一端３
ａ，４ａを絶縁性シート１１の外周縁部に配置すると共
に、他端３ｂ，４ｂを絶縁性シート１１の中央部に配置
しており、スパイラル部分は絶縁性シート１１の外周縁
部と中央部の間に引き回されている。これらコイル導体
パターン３，４は、そのスパイラルの内側部ｉと比較し
て、中央部ｊ及び外側部ｋの部分のパターン幅が大きく
なるように設定されている。本第１実施形態の場合、コ
イル導体パターン３，４は、そのスパイラルの内側部
ｉ、中央部ｊ、外側部ｋの順でパターン幅が大きくなっ
ている。コイル導体パターン３，４は、絶縁性シート１
１に設けたビアホール７ｂを介して電気的に直列に接続
され、コイルＬを形成する。The coil conductor patterns 3 and 4 have one end 3
a and 4a are arranged at the outer peripheral edge of the insulating sheet 11, and the other ends 3b and 4b are arranged at the central part of the insulating sheet 11. Are routed between. These coil conductor patterns 3 and 4 are set such that the pattern width of the central portion j and the outer portion k is larger than that of the inner portion i of the spiral. In the case of the first embodiment, the coil conductor patterns 3 and 4 have a larger pattern width in the order of the inner part i, the central part j, and the outer part k of the spiral. Coil conductor patterns 3 and 4 are made of insulating sheet 1
1 are electrically connected in series via the via holes 7b provided in the first through hole 7b to form the coil L.
【００１４】引出しパターン２は、その一端が絶縁性シ
ート１１の左辺に露出している。引出しパターン５は、
その一端が絶縁性シート１１の右辺に露出している。こ
れら引出しパターン２，５は、それぞれ絶縁性シート１
１に設けたビアホール７ａ，７ｃを介してコイル導体パ
ターン３，４に電気的に接続している。One end of the extraction pattern 2 is exposed on the left side of the insulating sheet 11. Withdrawal pattern 5
One end is exposed on the right side of the insulating sheet 11. These lead patterns 2 and 5 correspond to the insulating sheet 1 respectively.
1 are electrically connected to the coil conductor patterns 3 and 4 via the via holes 7a and 7c.
【００１５】以上の磁性体シート１１は、順に積み重ね
られ圧着された後、一体的に焼成され、図２に示すよう
に、積層体１５とされる。積層体１５の左側及び右側の
端部には、それぞれ入力外部電極２１及び出力外部電極
２２が、塗布法、転写法、あるいはスパッタリング法等
により設けられる。外部電極２１，２２の材料として
は、Ａｇ，Ａｇ−Ｐｄ，Ｎｉ，Ｃｕ等が使用される。入
力外部電極２１は引出しパターン２を介してコイルＬの
一端に電気的に接続され、出力外部電極２２は引出しパ
ターン５を介してコイルＬの他端に電気的に接続されて
いる。The above-mentioned magnetic sheets 11 are sequentially stacked and pressed, and then integrally fired to form a laminate 15 as shown in FIG. An input external electrode 21 and an output external electrode 22 are provided on the left and right ends of the laminate 15 by a coating method, a transfer method, a sputtering method, or the like, respectively. Ag, Ag-Pd, Ni, Cu or the like is used as a material of the external electrodes 21 and 22. The input external electrode 21 is electrically connected to one end of the coil L via the extraction pattern 2, and the output external electrode 22 is electrically connected to the other end of the coil L via the extraction pattern 5.
【００１６】以上の積層型インダクタ１において、コイ
ル導体パターン３，４は、そのスパイラルの内側部ｉと
比較して、中央部ｊおよび外側部ｋの部分のパターン幅
が大きくなっているので、コイル導体パターン３，４の
断面積は、スパイラルの内側部ｉと比較して、中央部ｊ
および外側部ｋの部分でより大きい。このため、スパイ
ラルの内側部ｉの直流抵抗率より、中央部ｊおよび外側
部ｋの部分での直流抵抗率が小さくなる。これにより、
コイル導体パターン３，４全体としての直流抵抗が、従
来のパターン幅が一定のコイル導体パターンと比較して
低くなり、Ｑ値の高いインダクタ１を得ることができ
る。また、コイル導体パターンの内側部から外側部まで
の幅Ｗ（図４参照）を従来と同じにしておけば、インダ
クタンスを低下させることなく、これらの効果を得るこ
とができる。In the above-described multilayer inductor 1, the coil conductor patterns 3 and 4 have a larger pattern width at the central portion j and the outer portion k as compared with the inner portion i of the spiral. The cross-sectional area of the conductor patterns 3 and 4 is larger than that of the inner part i of the spiral in the central part j.
And greater at the outer portion k. Therefore, the DC resistivity at the central portion j and the outer portion k becomes smaller than the DC resistivity at the inner portion i of the spiral. This allows
The DC resistance of the entire coil conductor patterns 3 and 4 is lower than that of a conventional coil conductor pattern having a constant pattern width, and the inductor 1 having a high Q value can be obtained. If the width W from the inside to the outside of the coil conductor pattern (see FIG. 4) is the same as that of the related art, these effects can be obtained without reducing the inductance.
【００１７】［第２実施形態、図３］本発明に係るイン
ダクタのいま一つの実施形態の具体的な構成を図３に示
す。該インダクタ２０は、第１実施形態のインダクタ１
の四角形のパターン形状を有するコイル導体パターン
３，４を表面に形成した絶縁性シート１１，１１に代え
て、円形のパターン形状を有するコイル導体パターン２
３，２４を表面に形成した絶縁性シート２１，２１を使
用したものである。Second Embodiment, FIG. 3 FIG. 3 shows a specific configuration of another embodiment of the inductor according to the present invention. The inductor 20 is the inductor 1 of the first embodiment.
Coil conductor pattern 2 having a circular pattern shape in place of insulating sheets 11 and 11 having coil conductor patterns 3 and 4 having a rectangular pattern shape formed on the surface thereof
In this case, insulating sheets 21 and 21 having the surfaces 3 and 24 formed thereon are used.
【００１８】コイル導体パターン２３，２４は、３ター
ンの巻数を有しており、かつ、そのパターン幅がスパイ
ラルの内側部ｉ、外側部ｋ，中央部ｊの順で大きくなっ
ている。このため、コイル導体パターン２３，２４の断
面積は、スパイラルの内側部ｉ、外側部ｋ、中央部ｊの
順で大きく、それに対応してスパイラルの内側部ｉ、外
側部ｋ、中央部ｊの順で直流抵抗率が小さくなる。これ
により、コイル導体パターン２３，２４の直流抵抗が全
体として低くなる。なお、図３において、図１に対応す
るものには同じ符号を付して示し、重複した説明は省略
する。The coil conductor patterns 23 and 24 have three turns, and the width of the pattern increases in the order of the inner part i, the outer part k, and the central part j of the spiral. For this reason, the cross-sectional area of the coil conductor patterns 23 and 24 increases in the order of the inner part i, the outer part k, and the center part j of the spiral, and correspondingly, the inner part i, the outer part k, and the center j of the spiral. The DC resistivity decreases in order. As a result, the DC resistance of the coil conductor patterns 23 and 24 is reduced as a whole. In FIG. 3, components corresponding to those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
【００１９】［他の実施形態］本発明は前記実施形態に
限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々
の構成を採用することができる。例えば、前記実施形態
は、それぞれパターンが形成された絶縁性シートを積み
重ねた後、一体的に焼成するものであるが、必ずしもこ
れに限定されない。絶縁性シートは予め焼成されたもの
を用いてもよい。また、以下に説明する製法によって積
層型インダクタを作成してもよい。印刷等の方法により
ペースト状の絶縁性材料にて絶縁層を形成した後、その
絶縁層の表面にペースト状の導電性材料を塗布して所望
の導体パターンを形成する。次に、ペースト状の絶縁性
材料を前記導体パターンの上から塗布して導体パターン
が内蔵された絶縁層とする。同様にして、順に重ね塗り
することにより積層構造を有するインダクタが得られ
る。[Other Embodiments] The present invention is not limited to the above embodiment, and various configurations can be adopted within the scope of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the insulating sheets each having the pattern formed thereon are stacked and then integrally fired, but the invention is not necessarily limited to this. As the insulating sheet, a pre-fired one may be used. Further, the multilayer inductor may be manufactured by a manufacturing method described below. After forming an insulating layer with a paste-like insulating material by a method such as printing, a desired conductive pattern is formed by applying a paste-like conductive material to the surface of the insulating layer. Next, a paste-like insulating material is applied from above the conductive pattern to form an insulating layer in which the conductive pattern is embedded. Similarly, an inductor having a laminated structure can be obtained by successively coating.
【００２０】さらに、インダクタは、積層型のものに限
る必要はなく、セラミック等の絶縁基板の表面にスパイ
ラル状コイル導体パターンを設けたものであってもよ
い。また、スパイラル状のコイル導体パターンは、３タ
ーンに限ることなく、２ターン、４ターン以上であって
もよい。Further, the inductor need not be limited to a laminated type, but may be a type in which a spiral coil conductor pattern is provided on the surface of an insulating substrate made of ceramic or the like. The spiral coil conductor pattern is not limited to three turns but may be two turns, four turns or more.
【００２１】[0021]
【実施例】以下に、図３の構成を有するインダクタ２０
の実施例について説明する。図４に示すように、コイル
導体パターン２３，２４（厚み＝０．０１５ｍｍ）の半
径Ｒｅ＝１．９ｍｍ、外側部ｋから内側部ｉまでの幅Ｗ
＝１ｍｍ、スパイラルの内側部ｉ，中央部ｊ，外側部ｋ
の間隔ｄ＝０．１ｍｍとし、内側部ｉのパターン幅と中
央部ｊのパターン幅と外側部ｋのパターン幅の比率ｉ：
ｊ：ｋを、次の表１および表２で示すように種々変化さ
せたサンプルを用意し、インダクタ２０の直流抵抗値を
測定した。表１の中で、※は本発明の範囲から外れてい
るサンプルのデータである。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An inductor 20 having the configuration of FIG.
An example will be described. As shown in FIG. 4, the radius Re of the coil conductor patterns 23 and 24 (thickness = 0.015 mm) is 1.9 mm, and the width W from the outer portion k to the inner portion i is W.
= 1 mm, spiral inner part i, central part j, outer part k
And a ratio i of the pattern width of the inner portion i, the pattern width of the central portion j, and the pattern width of the outer portion k:
Samples in which j: k was variously changed as shown in Tables 1 and 2 below were prepared, and the DC resistance value of the inductor 20 was measured. In Table 1, * indicates data of a sample that is out of the scope of the present invention.
【００２２】[0022]
【表１】 [Table 1]
【００２３】[0023]
【表２】 [Table 2]
【００２４】表１および表２から、スパイラルの内側部
ｉ、中央部ｊ，外側部ｋの順でパターン幅を大きくした
ものは、従来のｉ：ｊ：ｋ＝１：１：１のものと比較し
て、直流抵抗値の減少が２パーセントを超えることがわ
かる。さらに、スパイラルの内側部ｉ、外側部ｋ、中央
部ｊの順でパターン幅を大きくしたものも、従来のｉ：
ｊ：ｋ＝１：１：１のものと比較して、直流抵抗値が減
少していることがわかる。From Tables 1 and 2, the spiral pattern whose width is increased in the order of the inner part i, the central part j, and the outer part k is the same as that of the conventional i: j: k = 1: 1: 1. By comparison, it can be seen that the decrease in the DC resistance value exceeds 2%. Further, the spiral pattern in which the pattern width is increased in the order of the inner part i, the outer part k, and the center part j is also the conventional i:
It can be seen that the DC resistance value is reduced as compared with the case of j: k = 1: 1: 1.
【００２５】[0025]
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明によれば、コイル導体パターンを、そのスパイラルの
内側部のパターン幅と比較して、中央部および外側部の
パターン幅が大きくなるように設定したので、コイル導
体パターンの断面積がスパイラルの内側部と比較して中
央部および外側部の部分でより大きくなる。このため、
スパイラルの内側部の直流抵抗率より中央部および外側
部の部分での直流抵抗率の方が小さくなり、コイル導体
パターン全体の直流抵抗を低くすることができ、Ｑ値が
高い高周波特性の優れたインダクタを得ることができ
る。As is apparent from the above description, according to the present invention, the pattern width of the center portion and the outer portion of the coil conductor pattern is larger than the pattern width of the inner portion of the spiral. With such a setting, the cross-sectional area of the coil conductor pattern is larger at the central portion and the outer portion than at the inner portion of the spiral. For this reason,
The DC resistance in the central part and the outer part is smaller than the DC resistance in the inner part of the spiral, the DC resistance of the entire coil conductor pattern can be reduced, and the Q value is high. An inductor can be obtained.
【図１】本発明に係るインダクタの第１実施形態の構成
を示す分解斜視図。FIG. 1 is an exploded perspective view showing a configuration of a first embodiment of an inductor according to the present invention.
【図２】図１に示したインダクタの外観を示す斜視図。FIG. 2 is an exemplary perspective view showing the appearance of the inductor shown in FIG. 1;
【図３】本発明に係るインダクタの第２実施形態の構成
を示す分解斜視図。FIG. 3 is an exploded perspective view showing a configuration of a second embodiment of the inductor according to the present invention.
【図４】コイル導体パターンのスパイラル部分の一部断
面図。FIG. 4 is a partial cross-sectional view of a spiral portion of the coil conductor pattern.
【図５】従来のインダクタの構成を示す分解斜視図。FIG. 5 is an exploded perspective view showing a configuration of a conventional inductor.
１，２０…インダクタ １１，２１…絶縁性シート ３，４，２３，２４…スパイラル状コイル導体パターン ｉ…内側部 ｊ…中央部 ｋ…外側部 1,20 ... Inductor 11,21 ... Insulating sheet 3,4,23,24 ... Spiral coil conductor pattern i ... Inner part j ... Central part k ... Outer part
Claims (2)
られたスパイラル状コイル導体パターンとを備え、前記
コイル導体パターンは、スパイラルの内側部のパターン
幅と比較して、中央部および外側部のパターン幅が大き
いことを特徴とするインダクタ。1. An insulative member and a spiral coil conductor pattern provided on a surface of the insulative member, wherein the coil conductor pattern has a central portion and an outer portion which are smaller than a pattern width of an inner portion of the spiral. An inductor having a large pattern width at a portion.
数を有し、かつ、スパイラルの中央部のパターン幅が内
側部および外側部のパターン幅よりも大きいことを特徴
とする請求項１に記載のインダクタ。2. The coil conductor pattern according to claim 1, wherein the coil conductor pattern has three turns, and a pattern width of a central portion of the spiral is larger than a pattern width of an inner portion and an outer portion. Inductor.
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