CN106664069B - 共模噪声滤波器 - Google Patents

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Abstract

在共模噪声滤波器中，第1线圈(12)由螺旋状的第1线圈导体(16)以及第2线圈导体(17)构成。第2线圈(13)由螺旋状的第3线圈导体(18)以及第4线圈导体(19)构成。从上部起按照第1线圈导体(16)、第3线圈导体(18)、第2线圈导体(17)、第4线圈导体(19)的顺序层叠。连接于接地的第1金属层(14)被设置于第1线圈导体(16)的上方。

Description

共模噪声滤波器
技术领域
本发明涉及被用于数字设备、AV设备、信息通信终端等各种电子设备的小型且薄型的共模噪声滤波器。
背景技术
图16中表示现有的共模噪声滤波器500。现有的共模噪声滤波器500是将绝缘体层1a至1g层叠而成的，在绝缘体层1b至1e的上表面分别形成线圈2和线圈3。线圈2具有螺旋状的线圈导体4a和螺旋状的线圈导体4b。线圈导体4a与线圈导体4b相互连接。线圈3具有螺旋状的线圈导体5a和螺旋状的线圈导体5b。线圈导体5a与线圈导体5b相互连接。构成线圈2的线圈导体4a、4b、构成线圈3的线圈导体5a、线圈导体5b被交替配置。线圈导体4a与线圈导体5a相互磁耦合来形成共模滤波器6。线圈导体4b与线圈导体5b相互磁耦合来形成共模滤波器7。通过共模滤波器6与共模滤波器7相互串联连接，共模噪声滤波器500针对共模的阻抗增大，共模噪声被除去。
另外，涉及上述的共模噪声滤波器的技术例如被公开在专利文献1中。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：JP特开2002-373810号公报
发明内容
共模噪声滤波器具备：第1至第5绝缘体层；和第1线圈，该第1线圈具有形成于第1绝缘体层的上表面的螺旋状的第1线圈导体、和形成于第2绝缘体层的上表面并被设置于第1线圈导体的下方的螺旋状的第2线圈导体。进一步具备第2线圈，该第2线圈具有：形成于第3绝缘体层的上表面的螺旋状的第3线圈导体、和形成于第4绝缘体层的上表面并被设置于第3线圈导体的下方的螺旋状的第4线圈导体。进一步具备：第1金属层，形成于第5绝缘体层的上表面；第1外部电极至第4外部电极，分别连接于第1线圈导体至第4线圈导体；和第5外部电极，被设置为连接于第1金属层并且连接于接地。并且，在第1线圈导体以及第2线圈导体之间设置第3线圈导体，在第3线圈导体以及第4线圈导体之间设置第2线圈导体，第1线圈导体与第3线圈导体相互磁耦合来形成第1共模滤波器，第2线圈导体与第4线圈导体相互磁耦合来形成第2共模滤波器。第1共模滤波器与第2共模滤波器串联连接，第1金属层被设置于第1线圈导体的上方。
作为第1、第2、第3以及第4线圈导体的位置关系中的另一形态，也可以在第3线圈导体以及第2线圈导体之间设置第1线圈导体，在第1线圈导体以及第4线圈导体之间设置第2线圈导体。
此外，也可以还具备第1静电通过部，该第1静电通过部若被施加规定的值以上的电压则通电，若被施加低于所述规定的值的电压则作为绝缘体而起作用，电连接于第1、第2、第3、第4以及第5外部电极。
此外，也可以还具备：第2静电通过部，与上述同样地起作用，电连接于第1、第2以及第5外部电极；和第3静电通过部，电连接于第3、第4以及第5外部电极。
上述的共模噪声滤波器特别是能够提高宽频带中的共模噪声的衰减特性。
附图说明
图1是实施方式1中的共模噪声滤波器的分解立体图。
图2是图1的共模噪声滤波器的立体图。
图3是图1的共模噪声滤波器的电路示意图。
图4是对图1的共模噪声滤波器与现有的共模噪声滤波器的共模噪声的衰减特性进行比较的图。
图5是实施方式1中的另一共模噪声滤波器的分解立体图。
图6是实施方式2中的共模噪声滤波器的分解立体图。
图7是图6的共模噪声滤波器的电路示意图。
图8是对图6的共模噪声滤波器与现有的共模噪声滤波器的共模噪声衰减特性进行比较的图。
图9是对图6的共模噪声滤波器与现有的共模噪声滤波器的差动信号的振幅平衡度进行比较的图。
图10是对图6的共模噪声滤波器与现有的共模噪声滤波器的差动信号的相位平衡度进行比较的图。
图11是对图6的共模噪声滤波器与现有的共模噪声滤波器的模式转换特性进行比较的图。
图12是实施方式3中的共模噪声滤波器的分解立体图。
图13是图12的共模噪声滤波器的电路示意图。
图14是实施方式4中的共模噪声滤波器的分解立体图。
图15是对图14的共模噪声滤波器与现有的共模噪声滤波器的共模噪声衰减特性进行比较的图。
图16是现有的共模噪声滤波器的分解立体图。
具体实施方式
参照图16来对共模噪声滤波器500的课题进行说明。
在近年的智能电话所代表的移动终端中，需要考虑多个通信方式和通信频带来进行设计。特别地，在蜂窝式无线方式中使用700MHz至3GHz的宽通信频带，在噪声滤波器中也期望该通信频带中的噪声衰减特性。
但是，图16的共模噪声滤波器500在混有共模噪声时，共模滤波器6和共模滤波器7作为电感器而起作用，线圈导体4a和线圈导体5a相互在上下方向上磁耦合。由于线圈导体4b和线圈导体5b相互在上下方向上磁耦合，因此在共模噪声滤波器500中的线圈2的输入输出之间以及线圈3的输入输出之间各自的阻抗变高，在输入输出之间产生电位差，因此在输入输出之间产生杂散电容。由此，由于若成为高频区域则产生自谐振，在自谐振频率以上的高频区域，共模阻抗降低，因此高频区域的共模噪声的衰减特性劣化。其结果，具有在宽频带不能得到共模噪声的衰减的课题。
以下，参照附图来对在宽频带能够提高共模噪声的衰减特性的共模噪声滤波器进行说明。
(实施方式1)
图1是实施方式1中的共模噪声滤波器1001的分解立体图。图2是共模噪声滤波器1001的立体图。
如图1所示，共模噪声滤波器1001具有：绝缘体层11a～11h、形成于绝缘体层11b～11e的上表面的线圈12、线圈13、和在绝缘体层11g的上表面用于接地的金属层14。将绝缘体层11a～11h、线圈12、线圈13以及金属层14层叠来形成图2所示的层叠体15。
线圈12具有螺旋状的线圈导体16以及螺旋状的线圈导体17，线圈导体16和线圈导体17相互串联电连接。线圈13具有螺旋状的线圈导体18以及螺旋状的线圈导体19，线圈导体18和线圈导体19相互串联电连接。
线圈导体18被设置于线圈导体16与线圈导体17之间，线圈导体17被设置于线圈导体18与线圈导体19之间。具体而言，线圈导体16～19按照从上方起为线圈导体16、线圈导体18、线圈导体17、线圈导体19的顺序而被配置。
线圈导体16形成于绝缘体层11e的上表面，线圈导体17形成于绝缘体层11c的上表面，线圈导体18形成于绝缘体层11d的上表面，线圈导体19形成于绝缘体层11b的上表面。
也就是说，线圈12的线圈导体16以及线圈导体17与线圈13的线圈导体18以及线圈导体19被交替配置。
线圈导体16和线圈导体18相互磁耦合来形成共模滤波器20，线圈导体17和线圈导体19相互磁耦合来形成共模滤波器21。共模滤波器20与共模滤波器21相互串联连接。金属层14形成于线圈导体16的上方。
在共模噪声滤波器1001中，绝缘体层11a～11h从绝缘体层11a起被依次层叠。绝缘体层11b～11f作为非强磁性体的材料，例如举例有顺磁性体或非磁性体。作为非磁性体的具体材料，举例有Cu-Zn铁氧体或者玻璃陶瓷等。绝缘体层11a、11g以及11h由强磁性体的材料构成，作为强磁性体的具体材料，举例有Ni-Cu-Zn铁氧体等。
另外，优选构成绝缘体层11b～11f的材料使用非磁性体即非晶质或者结晶质的玻璃。
线圈导体16～19由银等导电材料构成，通过镀覆工艺或者印刷工艺来形成为螺旋状。另外，作为线圈导体16～19的另一形成方法，也可以通过使用了溅射或蚀刻的薄膜工艺来形成。也可以在通过薄膜工艺而形成的螺旋状的线圈的上表面进一步通过镀覆工艺来形成螺旋状的线圈。
线圈导体16和线圈导体18的一部分被配置于俯视下大致相同的位置。线圈导体16与线圈导体18被卷绕的方向相同。通过上述的构成，线圈导体16和线圈导体18磁耦合来形成共模滤波器20。同样地，线圈导体17和线圈导体19的一部分也被配置于俯视下大致相同的位置。线圈导体17与线圈导体19被卷绕的方向相同。通过上述的构成，线圈导体17和线圈导体19磁耦合来形成共模滤波器21。
线圈导体16与线圈导体17通过在贯通绝缘体层11d和绝缘体层11e的贯通孔分别形成的过孔电极12a来相互电连接。
线圈导体18与线圈导体19通过在贯通绝缘体层11c和绝缘体层11d的贯通孔分别形成的过孔电极13a来相互电连接。
另外，分别形成于绝缘体层11d和绝缘体层11e的2个过孔电极12a被设置于俯视下相同的位置。分别形成于绝缘体层11c、11d的2个过孔电极13a也同样地被设置于俯视下相同的位置。过孔电极12a以及过孔电极13a是在绝缘体层11d、11e、11c以及11d的规定的位置，通过激光进行开孔来形成贯通孔，向这些贯通孔填充银等导电材料而形成的。
金属层14由银或者银钯合金等金属材料构成，在绝缘体层11g的上表面通过印刷工艺、镀覆工艺或者贴付金属箔等来以板状连续地形成。
金属层14被配置于比线圈导体16～19之中位于最上方的线圈导体16更靠上方。金属层14与线圈12、13之中的线圈12对置，并且金属层14不是与线圈12的整体而是与线圈导体16、17之中的线圈导体16对置。
另外，线圈导体16也可以不是俯视下与金属层14的整体对置的构成，例如也可以是与金属层14的一部分对置的构成。能够变更俯视下线圈导体16的线宽度和长度来适当地调整线圈导体16与金属层14对置的面积。通过调整线圈导体16与金属层14对置的面积，能够调整线圈导体16与金属层14之间产生的电容分量。此外，也可以变更金属层14的面积来调整线圈导体16与金属层14对置的面积。
优选线圈导体16与线圈导体17的长度之和实质上等于线圈导体18与线圈导体19的长度之和。通过实质上相等，差动信号的平衡变好，能够防止差动信号的损耗变大。在该情况下，通过使线圈导体16与线圈导体17的长度不同，能够调整线圈导体16与金属层14对置的面积，调整在线圈导体16与金属层14之间产生的电容分量。
另外，虽然图1中，在金属层14的上下表面设置由磁性材料构成的绝缘体层11h、11f，但也不是必须在金属层14的上下表面设置磁性材料。
另外，层叠的绝缘体层11a～11h的数量并不局限于图1所示的片数。此外，构成绝缘体层11a～11h的材料也可以相同。
通过上述的构成，形成图2所示的层叠体15。在层叠体15的相互相反侧的一对端面，设置分别与线圈导体16～19电连接的外部电极22～25。在层叠体15的相互相反侧的一对端面，设置与金属层14电连接的外部电极26。金属层14经由引出用电极14a来与外部电极26连接。
对于外部电极22～26，通过印刷工艺来在层叠体15的一对端面以及一对侧面形成银。也可以在该银的表面通过镀覆工艺来形成镍层。也可以在该镍层的表面通过镀覆工艺来进一步形成锡或焊料材料等低熔点金属。
图3是实施方式1中的共模噪声滤波器1001的电路示意图。
如上所述，在共模噪声滤波器1001中，线圈12具有螺旋状的线圈导体16以及螺旋状的线圈导体17。线圈13具有螺旋状的线圈导体18以及螺旋状的线圈导体19。线圈导体16和线圈导体18相互磁耦合来形成共模滤波器20。线圈导体17和线圈导体19相互磁耦合来形成共模滤波器21。共模滤波器20与共模滤波器21串联连接。线圈导体16～19按照从上方起线圈导体16、线圈导体18、线圈导体17、线圈导体19的顺序而被配置。
特别地，通过金属层14被配置于比线圈导体16～19之中位于最上方的线圈导体16更靠上方，在混入了共模噪声时，能够在宽频带衰减共模噪声。这是通过在并非线圈12的整体而是主要线圈导体16与连接于接地的金属层14之间产生电容分量，并且在线圈导体17与金属层14实质上不产生电容分量，从而能够得到2个衰减极。
另一方面，在图16的现有的共模噪声滤波器500中，在混入了共模噪声时，共模滤波器6和共模滤波器7作为电感器而起作用。若频率变高则该电感器的阻抗也变高，在共模噪声滤波器500的输入输出部产生电位差，在输入输出之间产生杂散电容，进行自并联谐振。
相对于现有的共模噪声滤波器500，在实施方式1的共模噪声滤波器1001中，共模滤波器20和共模滤波器21作为电感器而起作用，去除共模噪声。进一步，若频率变高，则通过线圈导体16与金属层14之间的电容分量，阻抗降低，能够抑制共模噪声滤波器1001的输入输出之间的电位差变得过高。进一步地，通过抑制输入输出之间的杂散电容的产生，线圈12、13的自并联谐振频率变高。
由于实施方式1的共模噪声滤波器1001通过线圈导体16与金属层14之间的电容分量，能够将共模噪声旁路到接地，因此能够在宽频带衰减共模噪声。
另一方面，在不设置金属层14的情况下，由于在线圈12、13的自并联谐振时，线圈12、13的阻抗上升，导致在线圈12的输入输出之间产生电位差，因此在线圈12的输出部分与接地之间也产生较大电位差。通过该电位差与连接于接地的金属层14之间的电容分量，同时在线圈12的输出与接地之间产生串联谐振。
在实施方式1的共模噪声滤波器1001中，由于仅在金属层14与线圈导体16之间产生较小的电容，在金属层14与线圈导体17之间不产生电容，因此在线圈12、13的自并联谐振时，难以在线圈导体17与接地之间进行串联谐振。由此，由于能够对线圈12、13的自并联谐振、线圈导体16与接地之间的与电容的串联谐振进行分离、调整，因此在共模噪声的衰减量的频率特性具有2个衰减极，其结果，能够在宽频带衰减共模噪声。
接下来，对实施方式1中的共模噪声滤波器1001详细进行说明。
图4是对作为实施例而记载于图1的实施方式1的共模噪声滤波器与作为比较例而记载于图16的现有的共模噪声滤波器的共模噪声的衰减特性进行比较的图。
根据图4可知，本实施例的共模噪声滤波器能够在高于比较例的共模噪声滤波器的频率区域衰减共模噪声，进一步地，能够在蜂窝式无线方式的通信频带即700MHz至3GHz的宽频带衰减共模噪声。
在图4所示的共模噪声衰减特性中，在比较例的共模噪声滤波器中，在800MHz附近具有线圈2、线圈3的自谐振频率。与此相对地，在本实施例的共模噪声滤波器中，在2GHz附近具有线圈12和线圈13的自谐振频率，线圈12、13作为电感器而起作用，从而能够衰减共模。进一步地，到3GHz附近，到与连接于接地的金属层14之间的电容分量的谐振频带为止通过向接地的旁路效应，能够实现较高的共模衰减能力。
因此，通过在并非线圈12的整体的线圈导体16与连接于接地的金属层14之间产生电容分量，从而在混入共模噪声时作为电感器而起作用。因此，能够使自谐振频率位于较高的频率区域，提高共模噪声的衰减特性，并且在较高的频率区域，通过向接地的旁路效应能够得到衰减特性。
此外，根据所希望的特性，能够改变线圈导体16的长度相对于线圈12的整体的长度的比例。也就是说，由于通过调整线圈12与连接于接地的金属层14的对置的面积，能够调整线圈12与金属层14之间的电容分量，因此能够调整成为共模噪声的衰减极的频率。
另一方面，由于在混入差动(差模)的数字信号时，在线圈12、13分别产生的磁场被抵消且阻抗不增加，因此在线圈12与线圈13之间不产生电位差，线圈12、13作为低损耗的传送线路而起作用。由此，由于在线圈12、13与金属层14之间不会谐振，因此共模噪声滤波器1001能够在不使差动数字信号劣化的情况下维持信号的品质。
进一步地，调整线圈导体16与金属层14之间的距离来改变电容分量，或者改变线圈导体16～19的长度，能够调整线圈导体16与接地之间的串联谐振的谐振频率、线圈12、13的自并联谐振的谐振频率。此时，通过使线圈12、13的谐振频率接近或者一致，能够在特定的频率确保较大的衰减量。
也可以在外部电极22～25与金属层14之间形成若施加规定的值以上的电压则被通电，若施加低于规定值的电压则作为绝缘体而起作用的静电通过部27a、27b。由此，共模噪声滤波器1001不仅能够衰减共模噪声，而且即使被施加过电压，也能够在过电压中保护电子设备。
图5是在绝缘体层11a的下方具备静电通过部27a、27b的实施方式1的另一共模噪声滤波器1002的分解立体图。在图5中，对与图1所示的共模噪声滤波器1001相同的部分付与相同的参照编号。另外，在图5中，为了简化说明，省略绝缘体层11b的上方的构成。此外，在图5中，省略了图2所示的外部电极22～26，但其被设置于相同的位置。
图5的共模噪声滤波器1002在被设置于绝缘体层11a的下方并由非磁性体构成的绝缘体层11j具有分别连接于外部电极22～25的静电用电极28a～28d。此外，共模噪声滤波器1002还具有连接于外部电极26的静电用电极29。与静电用电极28a、28b的连接于外部电极22、23的部分的相反的一侧的前端部128a、128b形成于静电通过部27a中，与静电用电极28b的连接于外部电极24、25的部分的相反的一侧的前端部128c、128d形成于静电通过部27b中。具体而言，静电用电极28a、28b的前端部128a、128b在静电通过部27a的下方延伸到静电通过部27a与绝缘体层11j之间，静电用电极28c、28d的前端部128c、128d在静电通过部27b的下方延伸到静电通过部27b与绝缘体层11j之间。由此，静电用电极28a、28b以较大的面积与静电通过部27a接触，静电用电极28c、28d以较大的面积与静电通过部27b接触。静电用电极29从绝缘体层11j的一个侧面到相反一侧的另一侧面形成为一直线状，使得与静电通过部27a、27b的下表面抵接。在静电用电极28a～28d的各个前端部128a～128d与静电用电极29之间设置缝隙29s。
也就是说，线圈导体16与静电用电极28a经由外部电极22而电连接。同样地，线圈导体17与静电用电极28b电连接，线圈导体18与静电用电极28c电连接，线圈导体19与静电用电极28d电连接。此外，金属层14的引出用电极14a与静电用电极29经由外部电极26而电连接，外部电极26与静电通过部27a、27b经由静电用电极29而连接。因此，在外部电极22与外部电极23之间设置静电通过部27a并进行连接，在外部电极24与外部电极25之间设置静电通过部27b并进行连接。
在外部电极22与外部电极23之间，线圈12、静电通过部27a和静电通过部27b相互并联连接。若成为过电压的规定的值以上的电压被施加于外部电极22或者外部电极23，则电流从静电通过部27a经由外部电极26而流到接地。在外部电极24与外部电极25之间也同样地，若成为过电压的规定的值以上的电压被施加于外部电极24或者外部电极25则电流从静电通过部27b经由外部电极26而流到接地。
在静电用电极28a～28d与静电用电极29的上表面，形成由非磁性体构成的绝缘体层11k并由非磁性体夹着静电用电极28a～28d和静电用电极29。进一步地，在绝缘体层11j的下表面形成由磁性体构成的绝缘体层11m。
静电通过部27a、27b构成为通过印刷工艺或者涂覆等来将具有根据被施加的电压而变化的电阻的电压依存性电阻材料形成在绝缘体层11j上。作为电压依存性电阻材料，能够使用以氧化锌为主成分的陶瓷材料等可变电阻材料、或者包含铝、镍、铜之中的至少一者的金属材料、或者包含硅、环氧、酚醛之中的至少一者的树脂材料。
此外，静电用电极28a～28d和静电用电极29由银或者银钯合金等金属材料构成，在绝缘体层11j的上表面通过印刷工艺、镀覆工艺或者贴付由该金属材料构成的金属箔等方法来形成为板状。
在上述的构成中，是通过由板状的金属构成的金属层14、由板状的金属构成的静电用电极28a～28d和静电用电极29来夹着线圈导体16～19的构成，例如与仅在线圈导体16、19的一个的上方设置板状的金属的构成相比，能够减少层叠体15整体的密度的不均。
此外，通过将与连接于接地的外部电极26连接的静电用电极29用作为图1所示的共模噪声滤波器1001的金属层14，能够实现产品的轻薄化。进一步地，通过线圈12、13与静电用电极28a～28d以及静电用电极29之间的杂散电容，也能够期待衰减共模噪声的效果。
另外，形成静电通过部27a、27b、静电用电极28a～28d和静电用电极29的位置并不限定于绝缘体层11a的下方，例如也可以是金属层14与线圈导体16之间。
此外，也可以取代静电通过部27a、27b由电压依存性电阻材料构成，而是由空间构成。静电用电极28a～28d以及静电用电极29的全部或者其一部也可以被设置于不同的层。此外，也可以在形成有金属层14的绝缘体层11g的上表面设置连接于外部电极22～25的其他金属层，在该其他金属层与金属层14之间形成缝隙，或者，在线圈导体16～19的各自的附近设置连接于外部电极26的其他金属层，在其他金属层与线圈导体16～19之间形成缝隙，并将该缝隙作为静电通过部27a和静电通过部27b。
另外，虽然在实施方式1中的共模噪声滤波器1001中，将金属层14设置于线圈导体16～19之中位于最上方的线圈导体16的上方，但也可以设置于线圈导体16～19之中位于最下方的线圈导体19的下方。
(实施方式2)
图6是实施方式2中的共模噪声滤波器2001的分解立体图。另外，在实施方式2中，针对具有与实施方式1相同的构成的部件，付与相同的符号。
实施方式2中的共模噪声滤波器2001相对于图1所示的实施方式1中的共模噪声滤波器1001，如图6所示，进一步具备被配置于线圈导体16～19之中位于最下方的线圈导体19的下方的金属层114。
金属层114形成于绝缘体层11i的上表面。由此，金属层14仅与线圈12、13之中的线圈12对置而不与线圈13对置，金属层114仅与线圈12、13之中的线圈13对置而不与线圈12对置。进一步地，金属层14、114不与线圈12、13的整体对置而与线圈导体16、19分别对置。
图7是实施方式2的共模噪声滤波器2001的电路示意图。
图8是对作为实施例而记载于图6的实施方式2的共模噪声滤波器2001与作为比较例而记载于图16的现有的共模噪声滤波器500的共模噪声衰减特性进行比较的图。
根据图8可知，本实施例的共模噪声滤波器与比较例的共模噪声滤波器相比，能够更衰减高频区域的共模噪声，高频区域的共模噪声的衰减量较大。
在实施例中，由于产生线圈导体16与金属层14之间的杂散电容、线圈导体19与金属层114之间的杂散电容，因此高频区域的共模噪声的衰减量变大。
此外，在比较例的共模噪声滤波器中，流过线圈导体5a和线圈导体4b的差动信号由于其间的杂散电容，通过线圈3的信号和通过线圈2的信号的平衡被破坏并劣化。因此，在共模滤波器7和共模滤波器6各自中，差模信号的平衡度可能劣化。
图9是对作为实施例而记载于图6的实施方式2的共模噪声滤波器与作为比较例而记载于图16的现有的共模噪声滤波器的差动(差模)信号的振幅平衡度进行比较的图。
图10是对该差动信号的相位平衡度进行比较的图。图11是对该模式转换特性进行比较的图。另外，振幅平衡度以及相位平衡度是指，输入到共模噪声滤波器之前的差动信号的振幅以及相位与输入到共模噪声滤波器之后的差动信号的振幅以及相位的偏差表示零(理想状态)，越接近理想状态，表示差动信号的质量越高。
根据图9至图11可知，本实施例的共模噪声滤波器与比较例的共模噪声滤波器相比，差动(差模)信号的平衡度在振幅和相位这两方面都较高。相对于本实施例，比较例中的劣化的分量(差动的不平衡部分)被转换为共模分量。换句话说，在差动信号通过比较例的共模滤波器的内部时可能产生共模噪声。特别地，智能电话等蜂窝式无线方式的移动终端使用700MHz至3GHz的通信频带。在差动信号具有700MHz至3GHz的频率分量的情况下，差动信号的一部分被转换为700MHz至3GHz的共模噪声，由于该共模噪声导致移动终端的蜂窝式无线部的接收灵敏度劣化。
另一方面，在本实施例中的共模噪声滤波器中，使金属层14、114分别与在其之间不产生杂散电容的线圈导体16、19对置，通过与金属层14、114间的微小电容，流过线圈导体16、19的差动信号的振幅以及相位的平衡度能够调整为理想状态。这样，由于本实施例的共模噪声滤波器能够调整差模信号的平衡度，因此难以产生模式转换，产生共模噪声的情况也变少。特别是如图9以及图10所示，在蜂窝式无线方式中的700MHz至3GHz的通信频带，本实施例中的共模噪声滤波器与比较例的共模噪声滤波器相比，差动信号的振幅平衡度和相位平衡度更好，更难以产生模式转换。
另外，由于在实施方式1中的共模噪声滤波器1001的实施例中，仅在线圈导体16与金属层14之间形成电容，因此在共模滤波器20中，差模信号的平衡度被改善。但是，在实施方式2中的共模噪声滤波器2001的实施例中，由于在共模滤波器20、21的两者中差模信号的平衡度被改善，因此比实施方式1中说明的实施例更优选。
此外，在实施方式1、2中，也可以使线圈导体18与线圈导体17之间的距离比线圈导体16与线圈导体18之间的距离以及线圈导体17与线圈导体19之间的距离长。通过上述构成，由于差动(差模)信号流过时的线圈导体18与线圈导体17之间的杂散电容减小，因此模式转换变少，由于能够预先减少差动(差模)信号的劣化，因此基于金属层14的电容调整变得容易。此外，通过扩大与金属层14对置的线圈导体16与线圈导体18之间的距离，磁耦合变弱，通过扩大线圈导体17与线圈导体19之间的距离，磁耦合变弱。因此，能够调整线圈12以及线圈13的各自的磁耦合时的自并联谐振频率，宽频带的共模噪声除去性能的调整变得容易。
(实施方式3)
图12是实施方式3中的共模噪声滤波器3001的分解立体图。另外，在实施方式3中，针对具有与实施方式1、2相同的构成的部件，付与相同的符号，省略其说明。
实施方式3中的共模噪声滤波器3001与实施方式1中的共模噪声滤波器1001不同，如图12所示，在构成线圈13的线圈导体18与线圈导体19之间，配置构成线圈12的线圈导体16和线圈导体17。
图13是实施方式3中的共模噪声滤波器3001的电路示意图。
实施方式3中的共模噪声滤波器3001与实施方式1中的共模噪声滤波器1001同样地，与现有的共模噪声滤波器500相比，更能够衰减高频区域的共模噪声。在混入了差动信号的情况下，由于线圈导体16与线圈导体17是同电位，因此在线圈导体16与线圈导体17之间不产生杂散电容，能够防止差模的特性阻抗的降低导致的差动信号的劣化。
此外，实施方式3中的共模噪声滤波器3001与实施方式2的共模噪声滤波器2001同样地，也可以还具备被配置于位于最下方的线圈导体19的下方的金属层114。
另外，也可以使线圈导体16与线圈导体17之间的距离比线圈导体16与线圈导体18之间的距离以及线圈导体17与线圈导体19之间的距离长。也就是说，通过共模滤波器21与共模滤波器22之间的磁耦合变弱，能够调整线圈12、线圈13的磁耦合时的自并联谐振频率，宽频带的共模噪声除去性能的调整变得容易。
(实施方式4)
图14是实施方式4中的共模噪声滤波器4001的分解立体图。另外，在实施方式4中，针对具有与实施方式1～3相同的构成的部件，付与相同符号，省略其说明。
在实施方式4中的共模噪声滤波器4001中，与实施方式1中的共模噪声滤波器1001不同，如图14所示，还具备螺旋状的线圈导体30，该线圈导体30具有与线圈导体16连接的一端部30a、和被设为开路的一端部30b。线圈导体30形成在被设置于线圈导体16与绝缘体层11f之间的非磁性体的绝缘体层11n的上表面，一端部30a经由外部电极22来与线圈导体16电连接。
也就是说，线圈导体30被设置在线圈导体16～19之中被配置于最上方的线圈导体16与被配置于比线圈导体16更靠上方的金属层14之间。线圈导体16与线圈导体30的一端部30a连接。进一步地，线圈导体16中流动的电流的方向与线圈导体30中流动的电流的方向在俯视下相同。
通过上述的构成，由于在共模噪声流入的情况下，线圈导体16～19全部作为电感器而起作用，与线圈导体30产生磁耦合，并且在线圈导体16～19产生较大阻抗，因此能够在各个线圈导体16～19与线圈导体30之间产生电位差。由此，产生杂散电容，由该杂散电容、线圈导体16～19和线圈导体30形成谐振电路。因此，在更高频区域，线圈导体30具有较大的阻抗分量。其结果，由于在线圈导体30与金属层14之间产生谐振，因此能够使更高频率的共模噪声旁路到接地。由此，能够提高高频区域的共模噪声的衰减特性，实现宽频带的共模噪声衰减特性。
图15是对作为实施例而记载于图14的实施方式4的共模噪声滤波器4001与作为比较例而记载于图16的现有的共模噪声滤波器500的共模噪声衰减特性进行比较的图。
在本实施例中的共模噪声滤波器中，除了700MHz至3GHz频带的共模噪声的衰减，也能够使5GHz的共模噪声衰减。换句话说，除了蜂窝式无线通信终端、2.4GHz频带的WiFi通信频带，也对应于5GHz的WiFi通信频带，能够在宽频带衰减共模噪声。
另一方面，由于在差动(differential)信号流入的情况下，在线圈导体16、线圈导体18中产生的磁场集中于线圈导体16、18的线之间，因此线圈导体16的上方以及下方的磁场分量被抵消。由此，由于在线圈导体16～19不产生较大的阻抗并作为低损耗的传送线路而起作用，因此在各个线圈导体16～19与线圈导体30之间也难以产生杂散电容或磁耦合。由此，在高频率下，在线圈导体30与金属层14之间不产生谐振。其结果，差动信号不被旁路到接地，差动信号的损耗变小。
如以上那样，通过将线圈导体30配置于线圈导体16的上方，根据混入的信号或者噪声的差动模式、共模的传送模式，线圈导体30的功能不同。由此，能够在不使差动信号劣化的情况下，针对共模噪声确保衰减量。
另外，为了增大金属层14与线圈导体30的对置的面积，例如也可以局部扩大线圈导体30的线圈线的宽度的一部分来增大与金属层14之间产生的电容。由此，在混入共模噪声时能够容易地调整与接地之间产生的串联谐振频率的值。
此外，上述的实施方式2～4的共模噪声滤波器也可以还具备实施方式1中说明的静电通过部27a、27b。
虽然实施方式1～4的共模噪声滤波器具备一个线圈12以及一个线圈13，但电可以是具备2个以上的线圈12以及2个以上的线圈13的阵列类型。
虽然在实施方式1～4的共模噪声滤波器中，具备一个共模滤波器20和一个共模滤波器21，但也可以具备2个以上的共模滤波器20和2个以上的共模滤波器21。
另外，在实施方式1～4中，“上表面”、“上方”、“下方”等表示方向的用语是表示仅取决于绝缘体层、线圈导体等共模噪声滤波器的构成部件的相对位置关系的相对方向的用语，并不是表示绝对方向的用语。
产业上的可利用性
本公开的共模噪声滤波器具有能够提高高频区域的共模噪声的衰减特性的效果，特别是在被用作为数字设备、AV设备、信息通信终端等各种电子设备的噪声对策的小型且薄型的共模噪声滤波器等中有用。
-符号说明-
11a 绝缘体层
11b 绝缘体层(第4绝缘体层)
11c 绝缘体层(第2绝缘体层)
11d 绝缘体层(第3绝缘体层)
11e 绝缘体层(第1绝缘体层)
11f 绝缘体层
11g 绝缘体层(第5绝缘体层)
11h 绝缘体层
11i 绝缘体层
11j 绝缘体层
11k 绝缘体层
12 线圈(第1线圈)
12a 过孔电极
13 线圈(第2线圈)
13a 过孔电极
14 金属层(第1金属层)
15 层叠体
16 线圈导体(第1线圈导体)
17 线圈导体(第2线圈导体)
18 线圈导体(第3线圈导体)
19 线圈导体(第4线圈导体)
20 共模滤波器(第1共模滤波器)
21 共模滤波器(第2共模滤波器)

Claims (16)

1.一种共模噪声滤波器，具备：
第1绝缘体层至第5绝缘体层；
第1线圈，具有形成于所述第1绝缘体层的上表面的螺旋状的第1线圈导体、和形成于所述第2绝缘体层的上表面并被设置于所述第1线圈导体的下方的螺旋状的第2线圈导体；
第2线圈，具有形成于所述第3绝缘体层的上表面的螺旋状的第3线圈导体、和形成于所述第4绝缘体层的上表面并被设置于所述第3线圈导体的下方的螺旋状的第4线圈导体；
第1金属层，形成于所述第5绝缘体层的上表面；
第1外部电极至第4外部电极，分别连接于所述第1线圈导体至所述第4线圈导体；和
第5外部电极，被设置为连接于所述第1金属层并且连接于接地，
在所述第1线圈导体以及所述第2线圈导体之间设置所述第3线圈导体，
在所述第3线圈导体以及所述第4线圈导体之间设置所述第2线圈导体，
所述第1线圈导体与所述第3线圈导体相互磁耦合来形成第1共模滤波器，
所述第2线圈导体与所述第4线圈导体相互磁耦合来形成第2共模滤波器，
所述第1共模滤波器与所述第2共模滤波器串联连接，
所述第1金属层被设置于第1线圈导体的上方。
2.根据权利要求1所述的共模噪声滤波器，其中，
所述第1金属层隔着所述第5绝缘体层而与所述第1线圈导体对置，
在俯视下所述第1金属层的并非整体而是一部分与所述第1线圈导体对置。
3.根据权利要求2所述的共模噪声滤波器，其中，
所述第1金属层隔着所述第5绝缘体层而与所述第1线圈导体对置，
所述第1线圈导体的长度与所述第2线圈导体的长度相互不同。
4.根据权利要求1所述的共模噪声滤波器，其中，
所述共模噪声滤波器还具备第1静电通过部，该第1静电通过部电连接于所述第1外部电极、所述第2外部电极、所述第3外部电极、所述第4外部电极以及所述第5外部电极，
所述第1静电通过部若被施加规定的值以上的电压则通电，若被施加低于所述规定的值的电压则作为绝缘体而起作用。
5.根据权利要求4所述的共模噪声滤波器，其中，
所述第1静电通过部由以氧化锌为主成分的可变电阻材料、或者包含铝、镍以及铜之中的至少一者的金属材料、或者包含硅、环氧以及酚醛之中的至少一者的树脂材料、或者空间构成。
6.根据权利要求4所述的共模噪声滤波器，其中，
所述共模噪声滤波器还具备第1静电用电极，该第1静电用电极电连接于所述第1静电通过部以及所述第5外部电极。
7.根据权利要求1所述的共模噪声滤波器，其中，
所述共模噪声滤波器还具备：
第2静电通过部，该第2静电通过部电连接于所述第1外部电极、所述第2外部电极以及所述第5外部电极；和
第3静电通过部，该第3静电通过部电连接于所述第3外部电极、所述第4外部电极以及所述第5外部电极，
所述第2静电通过部以及所述第3静电通过部都是若被施加规定的值以上的电压则通电，若被施加低于所述规定的值的电压则作为绝缘体而起作用。
8.根据权利要求7所述的共模噪声滤波器，其中，
所述第2静电通过部以及所述第3静电通过部由以氧化锌为主成分的可变电阻材料、或者包含铝、镍以及铜之中的至少一者的金属材料、或者包含硅、环氧以及酚醛之中的至少一者的树脂材料、或者空间构成。
9.根据权利要求7所述的共模噪声滤波器，其中，
所述共模噪声滤波器还具备静电用电极，该静电用电极电连接于所述第2静电通过部、所述第3静电通过部以及所述第5外部电极。
10.根据权利要求1所述的共模噪声滤波器，其中，
所述共模噪声滤波器在所述第4线圈导体的下方，还具备被设置为连接于接地的第2金属层。
11.根据权利要求1或者10所述的共模噪声滤波器，其中，
所述第3线圈导体与所述第2线圈导体之间的距离比所述第1线圈导体与所述第3线圈导体之间的距离以及所述第2线圈导体与所述第4线圈导体之间的距离长。
12.根据权利要求1或者4所述的共模噪声滤波器，其中，
所述共模噪声滤波器在所述第1线圈导体与所述第1金属层之间还具备第5线圈导体，
所述第5线圈导体的一个端部与所述第1线圈导体连接，所述第5线圈导体的另一个端部被设为开路，
所述第1线圈导体中流动的电流的方向与所述第5线圈导体中流动的电流的方向在俯视下相同。
13.一种共模噪声滤波器，具备：
第1绝缘体层至第5绝缘体层；
第1线圈，具有形成于所述第1绝缘体层的上表面的螺旋状的第1线圈导体、和形成于所述第2绝缘体层的上表面并被设置于所述第1线圈导体的下方的螺旋状的第2线圈导体；
第2线圈，具有形成于所述第3绝缘体层的上表面的螺旋状的第3线圈导体、和形成于所述第4绝缘体层的上表面并被设置于所述第3线圈导体的下方的螺旋状的第4线圈导体；
第1金属层，形成于所述第5绝缘体层的上表面；
第1外部电极至第4外部电极，分别连接于所述第1线圈导体至所述第4线圈导体；和
第5外部电极，被设置为连接于所述第1金属层并且连接于接地，
在所述第2线圈导体以及所述第3线圈导体之间设置所述第1线圈导体，
在所述第1线圈导体以及所述第4线圈导体之间设置所述第2线圈导体，
所述第1线圈导体与所述第3线圈导体相互磁耦合来形成第1共模滤波器，
所述第2线圈导体与所述第4线圈导体相互磁耦合来形成第2共模滤波器，
所述第1共模滤波器与所述第2共模滤波器串联连接，
所述第1金属层被设置于第3线圈导体的上方。
14.根据权利要求13所述的共模噪声滤波器，其中，
所述共模噪声滤波器在所述第4线圈导体的下方，还具备被设置为连接于接地的第2金属层。
15.根据权利要求13或者14所述的共模噪声滤波器，其中，
所述第1线圈导体与所述第2线圈导体之间的距离比所述第1线圈导体与所述第3线圈导体之间的距离以及所述第2线圈导体与所述第4线圈导体之间的距离长。
16.根据权利要求13所述的共模噪声滤波器，其中，
在所述第3线圈导体与所述第1金属层之间还具备第5线圈导体，
所述第5线圈导体的一个端部与所述第3线圈导体连接，所述第5线圈导体的另一个端部被设为开路，
所述第3线圈导体中流动的电流的方向与所述第5线圈导体中流动的电流的方向在俯视下相同。
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