CN105122394A - 共模噪声滤波器及其制造方法 - Google Patents

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CN105122394A CN201480019217.5A CN201480019217A CN105122394A CN 105122394 A CN105122394 A CN 105122394A CN 201480019217 A CN201480019217 A CN 201480019217A CN 105122394 A CN105122394 A CN 105122394A
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大森吉晴
田中秀树
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Abstract

一种共模噪声滤波器，其特征在于，具备：层叠体；以及在层叠体的内部形成，在第1方向上对置的第1线圈导体以及第2线圈导体，第1线圈导体具有与第2线圈导体对置的第1面，第2线圈导体具有与第1面对置的第2面，相较于在第1方向上对置的第1面的中心部与第2面的中心部之间的距离，在第1方向上对置的第1面的端部与第2面的端部之间的距离较长，第1面以及第2面的各自的截面的角部的形状是圆弧状，在第1以及第2线圈导体的截面中，第1方向上的高度h与正交于第1方向的第2方向上的宽度w之间的关系是h≥w。

Description

共模噪声滤波器及其制造方法
技术领域
本发明涉及在数字设备或AV设备、信息通信终端等各种电子设备中使用的共模噪声滤波器及其制造方法。
背景技术
如图9所示，现有的共模噪声滤波器具备：层叠体1；在层叠体1的内部形成并彼此对置的2个线圈导体2、3；以及与线圈导体2、3分别连接的引出导体4、5。并且，2个线圈导体2、3的截面形状是方形。
此外，作为与本发明有关的现有技术文献信息，例如已知专利文献1。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012-89543号公报
发明内容
本发明的共模噪声滤波器具备：层叠体；以及在层叠体的内部形成，在第1方向上对置的第1线圈导体以及第2线圈导体，第1线圈导体具有与第2线圈导体对置的第1面，第2线圈导体具有与第1面对置的第2面，相较于在第1方向上对置的第1面的中心部与第2面的中心部之间的距离，在第1方向上对置的第1面的端部与第2面的端部之间的距离较长，第1面以及第2面的各自的截面的角部的形状是圆弧状，在第1以及第2线圈导体的截面中，第1方向上的高度h与正交于第1方向的第2方向上的宽度w之间的关系是h≥w。
另外，本发明的共模噪声滤波器的制造方法是制造具备层叠体的共模噪声滤波器的制造方法，该层叠体具有含有玻璃的非磁性体部，该共模噪声滤波器的制造方法具备：第1步骤，在非磁性体部的内部，形成彼此对置并且以银为主成分的第1以及第2线圈导体；以及第2步骤，对层叠体进行烧制，在第2步骤中，对层叠体进行烧制的温度比玻璃的转变点温度高，并且比银的软化点温度高。
根据本发明的共模噪声滤波器及其制造方法，能够防止差分信号变差。
附图说明
图1是本发明的实施方式1的共模噪声滤波器的剖视图。
图2是本发明的实施方式1的共模噪声滤波器的层叠体11的分解立体图。
图3是本发明的实施方式1的共模噪声滤波器的立体图。
图4是本发明的实施方式1的共模噪声滤波器的主要部分的放大剖视图。
图5是图9所示的现有的共模噪声滤波器的主要部分的放大剖视图。
图6是本发明的实施方式2的共模噪声滤波器的主要部分的放大剖视图。
图7是本发明的实施方式3的共模噪声滤波器的主要部分的放大剖视图。
图8是本发明的实施方式3的共模噪声滤波器的主要部分的放大剖视图。
图9是现有的共模噪声滤波器的剖视图。
具体实施方式
在说明本发明的实施方式之前，对参照图9说明的现有的共模噪声滤波器的问题进行说明。此外，图5中示出线圈导体2、3的放大剖视图。
如果将现有的共模噪声滤波器进行薄型化，则对置的线圈导体2、3之间的距离变短。如果对置的线圈导体2、3之间的距离变短，则在线圈导体2、3之间产生的电容增加，特性阻抗降低。由于特性阻抗的降低，从而无法得到与各通信标准相对应的规定的特性阻抗，差分信号有可能变差。
下面，对于能够解决上述问题，防止差分信号变差的共模噪声滤波器以及该共模噪声滤波器的制造方法进行说明。
此外，在各实施方式中，对相同的结构标注相同标号，省略详细的说明。
(实施方式1)
参照图1至图4说明实施方式1。
图1是共模噪声滤波器的剖视图，图2是共模噪声滤波器的层叠体11的分解立体图，图3是共模噪声滤波器的立体图，图4是共模噪声滤波器的主要部分的放大剖视图。
如图1所示，本实施方式1的共模噪声滤波器具有：层叠体11；以及在层叠体11内部形成并在上下方向(第1方向)上彼此对置的第1、第2线圈导体12、13。并且，如图4所示，第1、第2线圈导体12、13的截面的宽度w与高度h的关系是h＞w。第1、第2线圈导体12、13彼此对置的面12a、13a的截面的角部12b、13b变为圆弧状。此外，在本实施方式中，第1、第2线圈导体12、13对置的面12a、13a的相反侧的面12c、13c的截面的角部的形状也变为圆弧状。即，第1线圈导体12以及第2线圈导体13的截面形状是，所有角部变为圆弧状。但是，面12c、13c的截面的角部不必一定是圆弧状，面12c、13c的截面的角部也可以如图5所示为方形。以下说明的实施方式2、3也是同样的。
接下来，参照图2、图3对层叠体11的结构进行说明。
如图2所示，层叠体11具有：第1～第7绝缘体层11a～11g、在第3绝缘体层11c上形成的第1线圈导体12、在第4绝缘体层11d上形成的第2线圈导体13、在第2绝缘体层11b上形成并与第1线圈导体12连接的第1引出导体14、以及在第5绝缘体层11e上形成并与第2线圈导体13连接的第2引出导体15。
如图3所示，在层叠体11的两端部，形成有外部电极16a～16d。
第1线圈导体12与外部电极16a连接，第2线圈导体13与外部电极16c连接，第1引出导体14与外部电极16b连接，第2引出导体15与外部电极16d连接。
第1线圈导体12与第1引出导体14经由第1通孔电极17a连接，利用第1线圈导体12与第1引出导体14，构成一个线圈。另外，第2线圈导体13与第2引出导体15经由第2通孔电极17b连接，利用第2线圈导体13与第2引出导体15，构成另一个线圈。
此外，在图2中，第1引出导体14、第2引出导体15的形状为将直线连接结合而得到的形状，但也可以是旋涡状等其他形状。
另外，在图2中，第1引出导体14、第2引出导体15分别在不同的绝缘体层11b、11e上形成，但第1引出导体14和第2引出导体15的位置并不限定于图1。例如，也可以将第1引出导体14和第2引出导体15在同一绝缘体层上形成。另外，也可以将第1引出导体14与第2引出导体15的位置对调。也可以将第1线圈导体12和第1引出导体14配置在第2线圈导体13与第2引出导体15之间。
第1～第7绝缘体层11a～11g的形状为片状，从下方起向第1方向依次进行层叠。第2～第6绝缘体层11b～11f由玻璃陶瓷等含有玻璃的非磁性材料构成。另外，第1、第7绝缘体层11a、11g由Cu-Ni-Zn铁氧体等磁性材料构成。第1、第2线圈导体12、13设置在由第2～第6绝缘体层11b～11f构成的非磁性体部18的内部。
此外，第1～第7绝缘体层11a～11g的片数不限于图1所示的片数。另外，第1、第2引出导体14、15也可以与由磁性材料构成的绝缘体层(11a、11g等)接触。
通过分别将由银构成的导电材料在绝缘体层11c、11d的表面以旋涡状进行镀敷或印刷，从而形成有第1、第2线圈导体12、13。并且，第1、第2线圈导体12、13隔着第4绝缘体层11d在第1方向上对置。即，第1、第2线圈导体12、13除了两端部以外，配置为在俯视时重叠。第1、第2线圈导体12、13将卷绕方向设为同一方向，相互进行磁耦合。
此外，第1、第2线圈导体12、13的形状也可以不设为旋涡状，而是设为螺旋状等其他形状。另外，第1、第2线圈导体12、13也可以不使用银，而是使用银钯合金等以银为主成分的合金、或者使用含有玻璃的银。
并且，如图4所示，第1、第2线圈导体12、13的截面为在层叠方向(第1方向)上较长的大致长方形，该形状的宽度w与高度h的关系是h＞w。并且，第1、第2线圈导体12、13彼此对置的面12a、13a的截面的角部12b、13b的形状变为圆弧状。在此，高度是指层叠方向(第1方向)的长度，宽度是指与层叠方向正交的方向(第2方向)的长度
此外，除了与第1、第2引出导体14、15、外部电极16a～16d连接的部分以外，第1、第2线圈导体12、13的角部12b、13b变为圆弧状。
关于由以上述方式构成的实施方式1的共模噪声滤波器产生的电容，以下进行说明。
在图4所示的第1、第2线圈导体12、13的截面中，彼此对置的面12a、13a的截面的角部12b、13b为圆弧状。因此，角部12b、13b处的第1线圈导体12与第2线圈导体13之间的距离X2，比面12a、13a的中心部处的第1线圈导体12与第2线圈导体13之间的距离X1长。此外，角部12b、13b处的第1线圈导体12与第2线圈导体13之间的距离X2，也是第1线圈导体12与第2线圈导体13在第1方向上对置的各自的面的端部处的、第1线圈导体12与第2线圈导体13之间的距离。与如图5所示的、对置的面2a、3a平坦的情况相比，在图4所示的本实施方式中，能够减小第1线圈导体12与第2线圈导体13之间的电容。由此，能够提高特性阻抗。其结果，能够调整为与各通信标准相对应的规定的特性阻抗，因此可得到能够防止差分信号变差的效果。
接下来，更详细地说明在第1、第2线圈导体13之间产生的电容。
如图5所示，在第1、第2线圈导体2、3的截面形状为长方形的情况下，第1线圈导体2与第2线圈导体3之间的距离在对置的面2a、3a的整个面处是相同的。另外，假定图4所示的第1、第2线圈导体12、13之间的第4绝缘体层11d(在图2中示出)的厚度与图5所示的第1、第2线圈导体2、3之间的第4绝缘体层(不图示)的厚度相同。在此情况下，在图4所示的本发明的实施方式1的共模噪声滤波器中，在变为圆弧状的角部12b、13b以外的部分(例如中央部)处，第1、第2线圈导体12、13之间的距离X1与图5所示的共模噪声滤波器相同，但在变为圆弧状的角部12b、13b处，第1线圈导体12与第2线圈导体13之间的距离X2比距离X1长。因此，能够减小变为圆弧状的角部12b、13b彼此对置的部分的电容。此外，角部12b、13b处的第1线圈导体12与第2线圈导体13之间的距离X2，也是第1线圈导体12与第2线圈导体13在第1方向上对置的各自的面的端部处的、第1线圈导体12与第2线圈导体13之间的距离。
由此，在配置在传输线路上的共模噪声滤波器中，如果特性阻抗位于与各通信标准相对应的规定的范围内(例如，在USB2.0中，传输线路中的特性阻抗为90Ω±15％)，则信号的反射、损失少，能够防止信号变差。并且，由于特性阻抗与成比例(L是传输线路的每单位长度的线圈的电感值，C是每单位长度的线圈间的电容)，所以在由于产品的低高度化而将绝缘体层11d的厚度(第1、第2线圈导体12、13之间的距离)例如变为1～10μm的情况下，图5所示的、第1、第2线圈导体2、3的截面形状为长方形的共模噪声滤波器与图4所示的本实施方式的共模噪声滤波器相比，第1线圈导体2与第2线圈导体3之间的电容变高。在图5的结构中，无法调整为与各通信标准相对应的规定的特性阻抗，有可能无法防止差分信号变差。
与此相对，在图4所示的本实施方式中，通过将角部12b、13b处的第1、第2线圈导体12、13之间的距离设得较长，使得即使图4所示的线圈导体12、13的截面的面积与图5所示的线圈导体2、3的截面的面积相同，与第1、第2线圈导体2、3之间的电容相比，也能够减小第1、第2线圈导体12、13之间的电容。由此，本实施方式能够将特性阻抗设得较高，能够防止差分信号变差。再有，能够减少第1、第2线圈导体12、13之间的磁耦合状态。因此，在差分模式下未耦合的残留电感器成分剩余，在差分模式下残留电感增加，能够将特性阻抗设得较高。
另外，在本实施方式中，由于能够减少第1、第2线圈导体12、13之间的电容，所以即使在高频带中也能够除去共模噪声。
此外，为了将特性阻抗设得较高，还可以考虑减小线圈导体的厚度而增大自阻抗、或者将线圈导体的宽度设得较窄而减小线圈导体之间的电容的方法，但在该方法的情况下，直流电阻值增大。由此，在本实施方式的共模噪声滤波器中，几乎不改变线圈导体的厚度、宽度，因此直流电阻值不增大。
另外，本实施方式的共模噪声滤波器利用角部12b、13b的变为圆弧状的部分，能够释放在层叠时对第1、第2线圈导体12、13施加的应力，因此即使第1、第2线圈导体12、13的厚度变厚，也能够防止层间剥离。因此，即使将第1、第2线圈导体12、13的线间设为窄间距，也能够防止脱层的发生或短路。
再有，在本实施方式的共模噪声滤波器中，由于能够减少第1线圈导体12与第2线圈导体13之间的电容，所以能够防止由电容造成的通带的低频化。
(实施方式2)
接下来，参照图6说明实施方式2的共模噪声滤波器。
图6是本发明的实施方式2的共模噪声滤波器的主要部分的剖视图。此外，在本发明的实施方式2中，对于与上述的本发明的实施方式1具有相同结构的部件，标注相同标号，省略说明。
图6所示的实施方式2与图4所示的实施方式1的不同之处在于，在图4中，仅角部12b、13b为圆弧状，与此相对，在图6所示的实施方式2中，在第1、第2线圈导体12、13的截面中，第1、第2线圈导体12、13的彼此对置的面12a、13a的整个面是圆弧状。在本实施方式中，第1线圈导体12的截面的上侧的边的中央部向上方突出，第2线圈导体13的截面的下侧的边的中央部向下突出。
此外，在本实施方式中，面12a、13a的截面的形状为半圆，但也可以为圆形或椭圆形。另外，在圆形的情况下，变为圆弧状的部分的直径与第1、第2线圈导体12、13的宽度w相同或者在该宽度w以上。
根据图6所示的本实施方式的结构，对于第1、第2线圈导体12、13之间的彼此对置的面12a、13a之间的距离而言，在中央部以外的几乎所有地点(例如X3)处，与图5所示的长方形的情况相比，第1线圈导体12与第2线圈导体13之间的距离变长。
另外，在本实施方式中，与图4所示的实施方式1相比，能够将角部12b、13b处的第1线圈导体12与第2线圈导体13之间的距离X3设得更长。此外，角部12b、13b处的第1线圈导体12与第2线圈导体13之间的距离X3，也是第1线圈导体12与第2线圈导体13在第1方向上对置的各自的面的端部处的、第1线圈导体12与第2线圈导体13之间的距离。
由此，能够进一步减少第1线圈导体12与第2线圈导体13之间的电容，因此能够进一步提高特性阻抗。其结果，能够调整为与各通信标准相对应的规定的特性阻抗，因此能够可靠地防止差分信号变差。
(实施方式3)
接下来，参照图7及图8说明本发明的实施方式3。
在图7所示的实施方式3中，截面形状是宽度w与高度h的关系为h＞w的纵长的椭圆形。
此外，如图8所示，也可以将截面形状设为宽度w与高度h的关系为h＝w的大致圆形。
在图4、图6所示的实施方式中，存在边缘部，该边缘部是直线部分与圆弧状部分之间的连接部分。应力集中在该边缘部分处。另一方面，在图7、图8所示的实施方式3中，截面形状中不存在直线部分，也不存在边缘。
由此，能够充分地缓和在层叠时对第1、第2线圈导体12、13施加的应力，由此能够更有效地防止层间剥离。
此外，与实施方式1相同，在实施方式2以及实施方式3中，如果也对第1、第2线圈导体12、13的宽度w与高度h进行规定，与图5所示的长方形的第1、第2线圈导体2、3的截面设为相同的截面积，则直流电阻值不增大。
<共模噪声滤波器的制造方法>
接下来，说明本发明的实施方式1～3的共模噪声滤波器的制造方法。
首先，如图1所示，形成层叠体11，该层叠体11具备含有玻璃的非磁性体部18。
在形成层叠体11时，在非磁性体部18的内部，形成在上下方向(第1方向)上对置并且由银构成的第1、第2线圈导体12、13。此时，第1、第2线圈导体12、13的截面形状为在上下方向上较长的大致长方形，该形状的宽度w与高度h的关系是h＞w。
接下来，对层叠体11进行烧制。
对层叠体11进行烧制时的温度约为970℃～1000℃。该温度比玻璃的转变点温度(约800℃)高，并且比银的软化点温度(约960℃)高。
最后，在层叠体的两端部形成外部电极16a～16d。
在上述方法中，对层叠体11进行烧制的温度比玻璃的转变点温度高，因此包含玻璃的非磁性体部18的流动性增加。由此，层叠体11的内部的第1、第2线圈导体12、13的形状容易变动。另外，对层叠体11进行烧制的温度比银的软化点温度高，因此由银构成的第1、第2线圈导体12、13以表面积减小的方式变形，因此第1、第2线圈导体12、13的截面形状变形为具有圆弧状。
此外，即使第1、第2线圈导体12、13不由银形成，而是由银钯合金等以银为主成分的合金、或者含有玻璃的银形成，也可得到相同的效果。
在本实施方式的制造方法中，第1、第2线圈导体12、13的截面是在本发明的实施方式1～3中说明的形状。
在本实施方式的制造方法中，不必预先准备线圈导体的截面具有圆弧状的、特殊形状的线圈导体。在本实施方式的共模噪声滤波器的制造方法中，能够将线圈导体的截面在层叠、烧制后容易地形成圆弧状。
接下来，参照图4说明下述情况的效果，即，第1、第2线圈导体12、13彼此不对置的面12c、13c的截面的角部的形状为圆弧状的情况。
在第1、第2线圈导体12、13为其厚度较厚的纵长形状的情况下，在第1、第2线圈导体12、13彼此不对置的面12c、13c中，也能够缓和在层叠时对第1、第2线圈导体12、13施加的应力。由此，本实施方式能够防止层间剥离。
再有，例如，如图4所示，如果将第1、第2线圈导体12、13的截面相对于上下方向的中心部设为线对称，则由第1、第2线圈导体12、13产生的磁通在层叠体11内变得均匀，共模噪声除去特性等特性不会变差。
此外，在将第1线圈导体12与第2线圈导体13之间的距离设得较长，以减小第1线圈导体12与第2线圈导体13之间的电容的方面、防止脱层的发生的方面，还考虑将第1、第2线圈导体12、13的截面形状的宽度w与高度h之间的关系设为h＜w，但在此情况下，有可能第1、第2线圈导体12、13的线间距离缩短而发生短路，因此优选设为h＞w。
另外，在本实施方式1～3中，第1线圈导体12、第2线圈导体13的对仅设置有1对，但也可以是设置2对以上的阵列类型。
产业上的可利用性
本发明所涉及的共模噪声滤波器及其制造方法能够防止差分信号变差。特别地，在作为数字设备或AV设备、信息通信终端等各种电子设备的噪声对策而使用的共模噪声滤波器等中是有用的。
标号说明
11层叠体
11a～11g绝缘体层
12第1线圈导体
12a、12c面
12b角部
13第2线圈导体
13a、13c面
13b角部
14、15引出导体
16a～16d外部电极
17a、17b通孔电极
18非磁性体部

Claims (6)

1.一种共模噪声滤波器，具备：
层叠体；以及
形成在所述层叠体的内部，在第1方向上对置的第1线圈导体以及第2线圈导体，
所述第1线圈导体具有与所述第2线圈导体对置的第1面，
所述第2线圈导体具有与所述第1面对置的第2面，
相较于在所述第1方向上对置的所述第1面的中心部与所述第2面的中心部之间的距离，在所述第1方向上对置的所述第1面的端部与所述第2面的端部之间的距离较长，
所述第1面以及所述第2面的各自的截面的角部的形状是圆弧状，
在所述第1线圈导体以及第2线圈导体的截面中，所述第1方向上的高度h与正交于所述第1方向的第2方向上的宽度w之间的关系是h≥w。
2.根据权利要求1所述的共模噪声滤波器，
所述第1线圈导体以及第2线圈导体的截面的所有角部的形状是圆弧状。
3.根据权利要求1所述的共模噪声滤波器，
在所述第1线圈导体以及所述第2线圈导体中，所述第1面以及所述第2面的各自的截面的形状是圆弧状。
4.根据权利要求1所述的共模噪声滤波器，
所述第1线圈导体以及所述第2线圈导体的截面的形状是椭圆形或圆形中的任一者。
5.一种共模噪声滤波器的制造方法，该共模噪声滤波器具备层叠体，该层叠体具有含有玻璃的非磁性体部，该共模噪声滤波器的制造方法具备：
第1步骤，在所述非磁性体部的内部，形成彼此对置并且以银为主成分的第1线圈导体以及第2线圈导体；以及
第2步骤，对所述层叠体进行烧制，
在所述第2步骤中，对所述层叠体进行烧制的温度比所述玻璃的转变点温度高，并且比银的软化点温度高。
6.根据权利要求5所述的共模噪声滤波器的制造方法，
所述第1线圈导体以及第2线圈导体由银形成。
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