JP2013207150A - Common mode filter - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、コモンモードフィルタに関するものである。 The present invention relates to a common mode filter.
電子制御装置には、多数の電子部品がプリント配線板上に実装されている。しかしながら、この電子制御装置を作動させると、コモンモードノイズが発生する場合がある。このため、プリント配線板には、コモンモードノイズを除去するためのコモンモードフィルタが実装されている。コモンモードフィルタとしては、環状のコアに同一向きで巻かれた線対称のコイルが用いられる。 In the electronic control device, a large number of electronic components are mounted on a printed wiring board. However, when this electronic control device is operated, common mode noise may occur. For this reason, a common mode filter for removing common mode noise is mounted on the printed wiring board. As the common mode filter, a line-symmetric coil wound around the annular core in the same direction is used.
下記特許文献1には、プリント配線板に実装するノイズフィルタが開示されている。このノイズフィルタは、面実装タイプのコモンモードノイズフィルタであり、構造支持体上に実装されている。構造支持体には、1組の入力端子と、1組の出力端子と、が設けられている。ノイズフィルタは、対となったコイルの巻き線の配線を、入力端子の一方と他方、及び出力端子の一方と他方に、それぞれ接続することで面実装されている。
ところで、上記従来技術では、構造支持体の上に巻き線及びコアを含むコモンモードフィルタを実装するため、プリント配線板全体の厚みが増して大型化してしまう問題がある。また、コモンモードフィルタは、プリント配線板における実装スペースを広く占有してしまうため、他の電子部品のための実装スペースを減らしてしまうという問題がある。 By the way, in the said prior art, since the common mode filter containing a winding and a core is mounted on a structure support body, there exists a problem that the thickness of the whole printed wiring board will increase and it will enlarge. Moreover, since the common mode filter occupies a large mounting space on the printed wiring board, there is a problem that the mounting space for other electronic components is reduced.
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、プリント配線板全体の厚みを小さくでき、且つ、他の電子部品の実装スペースを確保することができるコモンモードフィルタの提供を目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a common mode filter capable of reducing the thickness of the entire printed wiring board and securing a mounting space for other electronic components. .
上記の課題を解決するために、本発明は、積層してなるプリント配線板の内部に設けられた環状のコアと、前記コアに同一の向きで線対称に設けられた一対のコイルと、を有し、前記一対のコイルのそれぞれは、前記コアよりも前記プリント配線板における上層の層面に設けられた複数の第1配線パターン、及び前記コアよりも前記プリント配線板における下層の層面に設けられた複数の第2配線パターン、及び前記複数の第1配線パターンと前記複数の第2配線パターンとを前記コアに沿って螺旋状となるよう接続する複数のビア、によって形成されている、コモンモードフィルタを採用する。 In order to solve the above problems, the present invention includes an annular core provided inside a laminated printed wiring board, and a pair of coils provided symmetrically in the same direction on the core. Each of the pair of coils is provided on a lower layer surface of the printed wiring board than the core, and a plurality of first wiring patterns provided on an upper layer surface of the printed wiring board than the core. A plurality of second wiring patterns, and a plurality of vias that connect the plurality of first wiring patterns and the plurality of second wiring patterns in a spiral shape along the core. Adopt a filter.
また、本発明においては、前記コアは、前記プリント配線板における前記上層の層面と前記下層の層面との間の層面に設けられた第3配線パターンである、という構成を採用する。 In the present invention, a configuration is adopted in which the core is a third wiring pattern provided on a layer surface between the upper layer surface and the lower layer surface of the printed wiring board.
また、本発明においては、前記第3配線パターンは、前記プリント配線板における前記上層の層面と前記下層の層面との間の複数の層面に設けられている、という構成を採用する。 In the present invention, a configuration is adopted in which the third wiring pattern is provided on a plurality of layer surfaces between the upper layer surface and the lower layer surface of the printed wiring board.
また、本発明においては、前記コアは、フェライト、あるいは、圧粉コアからなる、という構成を採用する。 In the present invention, a configuration is adopted in which the core is made of ferrite or a dust core.
本発明においては、積層構造のプリント配線板の内部にコアを設け、配線パターンとビアとの組合せでもって、プリント配線板の内部に立体的にコモンモードフィルタを形成することで、プリント配線板にコモンモードフィルタとしての機能を付加できるため、プリント配線板全体の厚みを小さくでき、且つ、他の電子部品の実装スペースを確保することができる。 In the present invention, a core is provided inside a printed wiring board having a laminated structure, and a common mode filter is three-dimensionally formed inside the printed wiring board by a combination of wiring patterns and vias. Since a function as a common mode filter can be added, the thickness of the entire printed wiring board can be reduced, and a mounting space for other electronic components can be secured.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施形態におけるコモンモードフィルタ1を示す平面図である。図2は、本発明の実施形態におけるコモンモードフィルタ1を示す斜視図である。図3は、本発明の実施形態におけるコモンモードフィルタ1を示す断面図である。なお、図3は、図1における矢視A−A断面に対応する。
本実施形態のコモンモードフィルタ1は、周知のようにコモンモードノイズを除去するものであり、環状のコア2に同一の向きで線対称に設けられた一対のコイル3A,3Bを有する。このコモンモードフィルタ1は、以下のように構成される。
FIG. 1 is a plan view showing a
As is well known, the
符号10は、プリント配線板を示す。プリント配線板10は、ガラスエポキシ材やガラスコンポジット材等の絶縁材料からなる板状の基板が複数積層してなる多層基板である。本実施形態のプリント配線板10は、図3に示すように、第1層10A、第2層10B、第3層10C、第4層10Dからなる4層基板である。なお、プリント配線板10の積層数は、2層以上であればよく、例えば4層よりも多くてもよい。
プリント配線板10は、複数の層面(20A〜20E)を有する。第1層面20Aは、プリント配線板10の表面であって、第1層10Aの上面である。第2層面20Bは、第1層10Aの下面と第2層10Bの上面との接続面である。第3層面20Cは、第2層10Bの下面と第3層10Cの上面との接続面である。第4層面20Dは、第3層10Cの下面と第4層10Dの上面との接続面である。第5層面20Eは、第4層10Dの下面であって、プリント配線板10の裏面である。
The printed
コア2は、図1に示すように、環状に形成されている。本実施形態のコア2は、平面視で矩形の環状に形成されている。コア2は、プリント配線板10の内部に設けられている。本実施形態のコア2は、図2及び図3に示すように、2つ設けられており、平面視では重なって配置されている。コア2は、第2層面20B及び第3層面20Cに設けられている。本実施形態のコア2は、導体の配線パターン(第3配線パターン)であり、後述する配線パターンと同様に、例えばエッチングによって形成することができる。
The
コイル3Aは、図1に示すように、コア2に沿って設けられている。また、コイル3Aは、図2に示すように、コア2の周りに螺旋状に設けられている。コイル3Aは、第1配線パターン4aと、第2配線パターン5aと、ビア6aと、を備えている。
第1配線パターン4a及び第2配線パターン5aは、銅等の導体であり、エッチングによって形成することができる。ビア6aは、プリント配線板10の層間を接続する導体のメッキ穴である。
As shown in FIG. 1, the coil 3 </ b> A is provided along the
The
第1配線パターン4aは、図3に示すように、コア2よりも上層である第1層10Aの第1層面20A(プリント配線板10の表面)に設けられている。第1配線パターン4aは、図1に示すように、平面視でコア2の内環側と外環側とを跨ぐように設けられている。また、第1配線パターン4aは、平面視矩形のコア2の一辺2aに、並列で間隔をあけて複数設けられている。複数の第1配線パターン4aは、平面視矩形のコア2の一辺2aに対して、所定角度で傾いて交差するようそれぞれ設けられている。
As shown in FIG. 3, the
第2配線パターン5aは、図3に示すように、コア2よりも下層である第4層10Dの第4層面20Dに設けられている。第2配線パターン5aは、図1に示すように、平面視でコア2の内環側と外環側とを跨ぐように設けられている。また、第2配線パターン5aは、第1配線パターン4aが設けられている平面視矩形のコア2の一辺2aに、並列で間隔をあけて複数設けられている。複数の第2配線パターン5aは、平面視矩形のコア2の一辺2aに対して、所定角度(対応する第1配線パターン4aに対し180°変位した角度)で傾いて交差するようそれぞれ設けられている。
As shown in FIG. 3, the
ビア6aは、図2に示すように、複数の第1配線パターン4aと、複数の第2配線パターン5aと、をコア2に沿って螺旋状となるよう接続するものであり、複数設けられている。ビア6aは、図3に示すように、第1層面20Aの第1配線パターン4aと、第4層面20Dの第2配線パターン5aと、を電気的に接続する。ビア6aは、図1に示すように、コア2の内環側及び外環側のそれぞれにおいて平面視で上下に重なる第1配線パターン4aと第2配線パターン5aとを接続する。このビア6aによって、図2に示すように、第1配線パターン4aと第2配線パターン5aとが交互に直列に接続され、螺旋状のコイル3Aが形成される。
As shown in FIG. 2, the
コイル3Bは、図1に示すように、コア2を平面で二分する直線Lを対象軸として、コイル3Aと同一の向きで線対称に設けられている。コイル3Bは、コア2に沿って設けられている。また、コイル3Bは、コア2の周りに螺旋状に設けられている。なお、コイル3Bは、コイル3Aと基本的構成は共通するため、コイル3Aと同一又は同等の構成部分については、その説明を簡略若しくは省略する。
As shown in FIG. 1, the coil 3 </ b> B is provided symmetrically in the same direction as the coil 3 </ b> A with a straight line L that bisects the
コイル3Bは、第1配線パターン4bと、第2配線パターン5bと、ビア6bと、を備えている。
第1配線パターン4b及び第2配線パターン5bは、銅等の導体であり、第1配線パターン4a及び第2配線パターン5aと同時にエッチングによって形成することができる。ビア6bは、プリント配線板10の層間を接続する導体のメッキ穴である。
The
The
第1配線パターン4bは、第1配線パターン4aと同じ第1層面20Aに設けられている。第1配線パターン4bは、コイル3Aが設けられた平面視矩形のコア2の一辺2aにかかる対辺2bに、並列で間隔をあけて複数設けられている。複数の第1配線パターン4bは、平面視矩形のコア2の対辺2bに対して、所定角度(第1配線パターン4aに対し180°変位した角度)で傾いて交差するようそれぞれ設けられている。
The
第2配線パターン5bは、第2配線パターン5aと同じ第4層面20Dに設けられている。第2配線パターン5bは、平面視矩形のコア2の対辺2bに、並列で間隔をあけて複数設けられている。複数の第2配線パターン5bは、平面視矩形のコア2の対辺2bに対して、所定角度(対応する第1配線パターン4bに対し180°変位した角度)で傾いて交差するようそれぞれ設けられている。
The second wiring pattern 5b is provided on the same
ビア6bは、複数の第1配線パターン4bと、複数の第2配線パターン5bと、をコア2に沿って螺旋状となるよう接続するものであり、複数設けられている。ビア6bは、コア2の内環側及び外環側のそれぞれにおいて平面視で上下に重なる第1配線パターン4bと第2配線パターン5bとを接続する。このビア6bによって、第1配線パターン4bと第2配線パターン5bとが交互に直列に接続され、螺旋状のコイル3Bが形成される。
The via 6b connects the plurality of
上記構成のコモンモードフィルタ1によれば、積層構造の多層基板であるプリント配線板10の内部にコア2を設け、第1配線パターン4a,4b、第2配線パターン5a,5b、及びビア6a,6bの組合せでもって線対称の一対のコイル3A,3Bを設け、プリント配線板10の内部に立体的にコモンモードフィルタ1を形成することができる。このため、プリント配線板10の表層の実装スペースに大型のコモンモードフィルタを実装することなく、プリント配線板10にコモンモードフィルタ1としての機能を付加することが可能となる。また、このように配線パターンによってコイル3A,3Bを形成することによって、正確に且つ簡易に線対称の一対のコイル3A,3Bを形成することができる。
According to the
上記構成のコモンモードフィルタ1によれば、プリント配線板10全体の厚みを薄くすることができる。また、上記構成のコモンモードフィルタ1によれば、例えば、プリント配線板10の裏面である第5層面20Eに電子部品を実装することができる。したがって、本実施形態によれば、プリント配線板10における電子部品の実装スペースを確保することができる。
According to the
また、本実施形態においては、コア2が、配線パターンであるため、コア2を他の配線パターンと同様にエッチング等で形成でき、コモンモードフィルタ1を含むプリント配線板10を効率的に製造することができる。
また、本実施形態においては、コア2及び一対のコイル3A,3Bをエッチングによる配線パターンにより形成するため、コモンモードフィルタ1を精密な線対称構造とすることができる。このため、従来よりもフィルター性能の向上を図ることができる。
また、本実施形態においては、コア2が、プリント配線板10における上層の第1層面20Aと下層の第4層面20Dとの間の、第2層面20B及び第3層面20Cに設けられているため、インダクタンスが多くなり、漏れ磁束の低減を図ることができ、また、絶縁基板である第2層10Bを間に挟むために渦電流の発生を抑制することができる。
In the present embodiment, since the
In the present embodiment, since the
In the present embodiment, the
したがって、上述の本実施形態によれば、積層してなるプリント配線板10の内部に設けられた環状のコア2と、コア2に同一の向きで線対称に設けられた一対のコイル3A,3Bと、を有し、一対のコイル3A,3Bのそれぞれは、コア2よりもプリント配線板10における上層の第1層面20Aに設けられた複数の第1配線パターン4a,4b、及びコア2よりもプリント配線板10における下層の第4層面20Dに設けられた複数の第2配線パターン5a,5b、及び複数の第1配線パターン4a,4bと複数の第2配線パターン5a,5bとをコア2に沿って螺旋状となるよう接続する複数のビア6a,6bによって形成されている、コモンモードフィルタ1を採用することによって、プリント配線板10全体の厚みを小さくでき、且つ、他の電子部品の実装スペースを確保することができる。
Therefore, according to the above-described embodiment, the
以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。 As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring drawings, this invention is not limited to the said embodiment. Various shapes, combinations, and the like of the constituent members shown in the above-described embodiments are examples, and various modifications can be made based on design requirements and the like without departing from the gist of the present invention.
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような変形例を採用することができる。
図4は、本発明の別実施形態におけるコモンモードフィルタ1のコア2を示す図である。
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, For example, the following modifications can be employ | adopted.
FIG. 4 is a diagram showing the
(1)本実施形態では、コア2が配線パターンであるとしたが、本発明はこの構成に限定されない。例えば、図4(a)に示すように、コア2が、フェライト、あるいは、圧粉コアからなるよう構成しても良い。この構成によれば、コア2が高い透磁率を有し、また、電気抵抗が高くなって渦電流の発生を効果的に抑制することができる。この構成を採用する場合には、フェライトや圧粉コアを部品としてプリント配線板10の内部に組み込むことでコア2を形成することができる。
(1) In the present embodiment, the
(2)本実施形態では、コア2が配線パターンである場合に帯状に形成したが、本発明はこの構成に限定されない。例えば、配線パターンであれば、エッチングにより形状は容易に調整できるので、図4(b)に示すように、配線パターンを幅方向に複数分割して同心環状のコア2を形成しても良い。両パターンの間は不図示の絶縁材(接着剤等)が充填されるので、渦電流の発生を効果的に抑制することができる。
(2) In the present embodiment, the
(3)また、例えば、渦電流対策として、コア2を形成する配線パターンに穴を複数設けて電気抵抗を高くする構成を採用しても良い。
(3) For example, as a countermeasure against eddy currents, a configuration may be adopted in which a plurality of holes are provided in the wiring pattern forming the
(4)また、例えば、銅損対策として、第1配線パターン4aとビア6aと接続部を太く、また、第2配線パターン5aとビア6aとの接続部を太く、のように、このような接続部におけるビア6a,6bを部分的に太くしメッキ厚を厚くする等して、接続部における電気抵抗を下げる構成を採用しても良い。
(4) Further, for example, as a measure against copper loss, the connection portion between the
(5)また、例えば、配線パターンでコア2を形成する場合には容易に幅調整が可能であるため、例えば一対のコイル3A,3Bが巻かれている部位を他の部位よりも太く大きくするといった構成を採用しても良い。
(5) Also, for example, when the
1…コモンモードフィルタ、2…コア、3A,3B…一対のコイル、4a,4b…第1配線パターン、5a,5b…第2配線パターン、6a,6b…ビア、10…プリント配線板、10A…第1層、10B…第2層、10C…第3層、10D…第4層、20A…第1層面、20B…第2層面、20C…第3層面、20D…第4層面、20E…第5層面
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記コアに同一の向きで線対称に設けられた一対のコイルと、を有し、
前記一対のコイルのそれぞれは、
前記コアよりも前記プリント配線板における上層の層面に設けられた複数の第1配線パターン、及び前記コアよりも前記プリント配線板における下層の層面に設けられた複数の第2配線パターン、及び前記複数の第1配線パターンと前記複数の第2配線パターンとを前記コアに沿って螺旋状となるよう接続する複数のビア、によって形成されている、
ことを特徴とするコモンモードフィルタ。 An annular core provided inside the laminated printed wiring board;
A pair of coils provided in line symmetry in the same direction in the core,
Each of the pair of coils is
A plurality of first wiring patterns provided on an upper layer surface of the printed wiring board from the core, a plurality of second wiring patterns provided on a lower layer surface of the printed wiring board from the core, and the plurality Formed by a plurality of vias that connect the first wiring pattern and the plurality of second wiring patterns in a spiral shape along the core,
A common mode filter characterized by that.
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Cited By (2)
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US10403431B2 (en) | 2014-03-04 | 2019-09-03 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Coil component, coil module, and method for manufacturing coil component |
US10553347B2 (en) | 2014-02-24 | 2020-02-04 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Module |
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