CN110622263A - 共模噪声滤波器 - Google Patents

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CN110622263A CN201880031051.7A CN201880031051A CN110622263A CN 110622263 A CN110622263 A CN 110622263A CN 201880031051 A CN201880031051 A CN 201880031051A CN 110622263 A CN110622263 A CN 110622263A
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cross
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新海淳
田中秀树
川岛讬司
市原健志
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Abstract

共模噪声滤波器具备：绝缘体层、设置于绝缘体层的第1面的细长地延伸的第1线圈导体、设置于绝缘体层的第2面的细长地延伸的第2线圈导体。第2线圈导体隔着绝缘体层而与第1线圈导体对置。第2线圈导体的部分的与第2线圈导体的部分细长地延伸的方向交叉的剖面具有隔着绝缘体层而与第1线圈导体对置的顶部、和顶部的相反侧的底边部。顶部的宽度比底边部的宽度小。该共模噪声滤波器能够减少差动信号在高频带衰减。

Description

共模噪声滤波器
技术领域
本发明涉及用于数字设备、影像音响(AV)设备、信息通信终端等的各种电子设备的共模噪声滤波器。
背景技术
图9是现有的共模噪声滤波器500的剖视图。共模噪声滤波器500具备：层叠体1；形成于层叠体1内部且相互对置的2个线圈导体2、3；和与线圈导体2、3分别连接的引出导体2a、3a。线圈导体2、3与引出导体2a、3a被埋设于层叠体1内的非磁性体4的内部。
图10是共模噪声滤波器500的放大剖视图，表示线圈导体2、3的剖面。线圈导体2、3的剖面具有矩形形状。在共模噪声滤波器500中，差动信号可能在高频带较大地衰减。
类似于共模噪声滤波器500的现有的共模噪声滤波器例如在专利文献1中公开。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：JP特开2012-89543号公报
发明内容
共模噪声滤波器具备：绝缘体层；设置于绝缘体层的第1面的细长地延伸的第1线圈导体；和设置于绝缘体层的第2面的细长地延伸的第2线圈导体。第2线圈导体隔着绝缘体层而与第1线圈导体对置。第2线圈导体的部分的与第2线圈导体的部分细长地延伸的方向交叉的剖面具有隔着绝缘体层而与第1线圈导体对置的顶部、和顶部的相反侧的底边部。顶部的宽度比底边部的宽度小。
该共模噪声滤波器能够减少差动信号在高频带衰减。
附图说明
图1是实施方式中的共模噪声滤波器的剖视图。
图2是实施方式中的共模噪声滤波器的分解立体图。
图3是实施方式中的共模噪声滤波器的立体图。
图4是实施方式中的共模噪声滤波器的主要部分的放大剖视图。
图5是表示实施方式中的共模噪声滤波器的制造方法的剖视图。
图6是表示实施方式中的共模噪声滤波器的制造方法的剖视图。
图7是实施方式中的共模噪声滤波器的线圈导体的剖视图。
图8是实施方式中的另一共模噪声滤波器的放大剖视图。
图9是现有的共模噪声滤波器的剖视图。
图10是图9所示的共模噪声滤波器的放大剖视图。
具体实施方式
图1是实施方式中的共模噪声滤波器1000的剖视图。图2是共模噪声滤波器1000的分解立体图。图3是共模噪声滤波器1000的立体图。图1表示图3所示的共模噪声滤波器1000的线I-I处的剖面。
如图1所示，共模噪声滤波器1000具备：层叠体11、在层叠体11内部形成并且相互在上下方向即层叠方向DX对置的线圈导体12、13。
基于与线圈导体12、13的导通方向交叉的面的剖面具有顶部和底边部。线圈导体12的顶部与线圈导体13的底边部对置。
如图2所示，层叠体11具备：绝缘体层11a～11g、形成于绝缘体层11c的上表面111c上的线圈导体12、形成于绝缘体层11c的上表面111c上的引出导体114、形成于绝缘体层11d的上表面111d的线圈导体13、形成于绝缘体层11d的上表面111d的引出导体115、形成于绝缘体层11b的上表面111b上并与线圈导体12连接的引出导体14、形成于绝缘体层11e的上表面111e上并与线圈导体13连接的引出导体15。线圈导体12与引出导体114被相互连接，在实施方式中由一个导体而成。线圈导体13与引出导体115被相互连接，在实施方式中由一个导体而成。绝缘体层11a～11g在层叠方向DX被层叠。由此，线圈导体12被设置于绝缘体层11d的下表面211d。
如图3所示，在层叠体11的两端部形成外部电极16a～16d。引出导体114、引出导体115、引出导体14和引出导体15分别与外部电极16a、16b、16c、16d连接。线圈导体12经由引出导体114而与外部电极16a连接，线圈导体13经由引出导体115而与外部电极16b连接。从外部电极16a、16c向引出导体114、线圈导体12和引出导体14流过电流，从外部电极16b、16d向引出导体115、线圈导体13和引出导体15流过电流。
线圈导体12经由贯通绝缘体层11c的过孔电极17a而与引出导体14连接，构成一个线圈。线圈导体13经由贯通绝缘体层11c的过孔电极17b而与引出导体15连接，构成另一个线圈。
另外，在实施方式中，引出导体14、15直线状地延伸，但也可以漩涡状地延伸。此外，引出导体14、15可以形成于绝缘体层11a～11f之内的一个绝缘体层上，也可以将引出导体14与引出导体15的位置设为与图1所示的位置相反。
线圈导体12与引出导体14也可以位于线圈导体13与引出导体15之间。
绝缘体层11a～11g从下方起被依次层叠。绝缘体层11b～11f由玻璃陶瓷等的含有玻璃的非磁性材料构成，具有片状形状。绝缘体层11a、11g由Cu-Ni-Zn铁氧体等的磁性材料构成，具有片状形状。
线圈导体12、13被设置于包含绝缘体层11b～11f的非磁性体部18的内部。此外，磁性材料构成的绝缘体层11a构成设置于非磁性体部18的下方的磁性体部19a，绝缘体层11g构成设置于非磁性体部18的上方的磁性体部19b。
绝缘体层11a～11g的片数并不局限于图2所示的片数。
线圈导体12、13分别通过将银等的导电材料漩涡状地镀敷或者印刷而形成。线圈导体12隔着绝缘体层11d而与线圈导体13对置。在实施方式中，线圈导体12隔着绝缘体层11d而整体与线圈导体13对置。即线圈导体12、13除了其两端部在俯视的情况下即从层叠方向DX观察的情况下被配置于实质相同的位置，在相同的方向卷绕并相互磁耦合。
另外，线圈导体12、13也可以不是漩涡形状，而具有螺旋形状等的其他形状。
图4是图1所示的共模噪声滤波器1000的放大剖视图，表示图2所示的线圈导体12、13的部分112、113的剖面。图4所示的线圈导体12、13的部分112、113的剖面是与部分112、113细长地延伸的方向D11正交即交叉的方向的剖面。即，图4所示的线圈导体12、13的剖面是与线圈导体12、13的层叠方向DX正交即交叉的剖面。该剖面整体上观察实质具有三角形状，该三角形状具有顶部和顶部的相反侧的底边部。具体而言，线圈导体12的部分112的剖面具有顶部12a和顶部12a的相反侧的底边部12b。线圈导体13的部分113的剖面具有顶部13a和顶部12a的相反侧的底边部13b。线圈导体12的顶部12a隔着绝缘体层11d而在层叠方向DX与线圈导体13的底边部13b对置。
线圈导体12、13的底边部12b、13b分别具有圆弧形状地突出的突出部12c、13c。图4所示的线圈导体12的部分112的剖面还具有与顶部12a和底边部12b连结的斜边部12d。图4所示的线圈导体13的部分113的剖面还具有与顶部13a和底边部13b连结的斜边部13d。线圈导体12、13的斜边部12d、13d分别具有圆弧形状地突出的突出部12e、13e。线圈导体12、13的顶部12a、13a具有圆弧形状。
这样，线圈导体12、13的部分112、113的剖面整体上观察实质具有三角形状。包含该三角形状的顶部12a(13a)的3个顶点具有圆弧形状。该三角形状的3个边即底边部12b(13b)和斜边部12d(13d)具有向外侧突出的圆弧形状。
图4所示的线圈导体12的剖面的宽度最宽且俯视下具有最大的宽度的部分12p在从线圈导体12的层叠方向DX的中心向底边部12b的方向偏移。同样地，图4所示的线圈导体13的剖面的宽度最宽且俯视下具有最大的宽度的部分13p在从线圈导体13的层叠方向DX的中心向底边部13b的方向偏移。
这里，底边部12b、13b是在层叠方向DX位于下方的边，顶部12a、13a是在层叠方向DX位于上方的点。斜边部12d相当于将顶部12a与底边部12b的两端部分别连结的线，斜边部13d相当于将顶部13a与底边部13b的两端部分别连结的线。
另外，线圈导体12、13的剖面整体上观察具有三角形状的部分112、113也可以是除引出导体14、15、114、115以外的实质部分。线圈导体12、13的实质部分隔着绝缘体层11c而在层叠方向DX相互对置。即，线圈导体12的部分112是线圈导体12的任意的部分，线圈导体13的部分113是线圈导体13的任意的部分。此外，在图4中，线圈导体12、13的剖面的层叠方向DX的高度比与层叠方向DX正交的方向的宽度大，但也可以宽度比高度大。
具备线圈导体12、13的整体上观察具有三角形状的剖面并且线圈导体12的顶部12a与线圈导体13的底边部13b对置的部分112、113也可以不是线圈导体12、13的实质部分的整体而是实质部分的一部分。
线圈导体12的顶部12a与线圈导体13的底边部13b对置的部分112、113也可以是实质部分的例如一半。
接下来，对实施方式中的共模噪声滤波器1000的制造方法进行说明。图5与图6是表示共模噪声滤波器1000的制造方法的剖视图。
首先，形成具备具有玻璃的非磁性体部18以及磁性体部19a、19b的图1所示的层叠体11。
此时，在非磁性体部18的内部形成相互在层叠方向DX对置并且包含银的线圈导体12、13以及引出导体14、15、114、115。
线圈导体12、13如以下那样形成。如图5所示，首先，在基板20沿着线圈导体12、13的形状形成包含树脂的阻挡层21。然后，对基板20镀敷银，形成镀层22。镀层22是成为线圈导体12、13的部分。
然后，如图6所示，将形成于基板20的镀层22和阻挡层21分别直接转印于被转印体23。被转印体23是绝缘体层11c、11d。然后，将基板20、阻挡层21剥离，仅将镀层22形成于被转印体23(绝缘体层11c、11d)。通过将包含转印有镀层23的绝缘体层11c、11d的绝缘体层11a～11g层叠来形成层叠体11，从而能够在非磁性体部18的内部形成线圈导体12、13。
接下来，例如以约940℃的温度烧制层叠体11。该温度比玻璃的转变点温度(例如约800℃)高。
最后，在层叠体11的两端部形成外部电极16a～16d。
在该方法中，由于以高于玻璃的转变点温度的温度进行烧制，因此玻璃的流动性增强，具有玻璃的非磁性体部18的内部的线圈导体12、13的形状容易变动。此外，由于由银构成的线圈导体12、13变形而使得表面积变小，因此线圈导体12、13的剖面在整体上观察能够设为三角形状。
此时，如图5所示，使镀层22的高度比阻挡层21的高度稍高。进一步地，减小镀层22的与基板20接触的部分即成为顶部12a、13a的部分的面积。进一步地，通过调整烧制温度、镀敷条件，能够将线圈导体12、13的剖面在整体上观察设为三角形状。
通过该方法，不需要预先准备线圈导体12、13以使得其剖面在整体上观察具有三角形状，能够在层叠、烧制后将其剖面形状设为三角形状。
线圈导体12、13的所述形成方法是一个例子，也可以通过其他的方法来形成。
另外，线圈导体12、13的形状不需要如图4所示那样剖面在整体上观察具有三角形状。通过线圈导体12(13)的剖面具有顶部12a(13a)、和俯视下即在与绝缘体层11c的上表面111c和下表面211c平行的方向上具有比顶部12a(13a)的宽度宽的宽度的底边部12b(13b)，整体上随着从底边部12b(13b)朝向顶部12a(13a)而宽度单调变窄，进一步地，顶部12a(13a)具有圆弧形状，从而能够得到相同的效果。
图7表示线圈导体12、13的剖面的另一形状。例如，如图7所示，也可以剖面的一部分突出或者整体上斜向倾斜。由于烧制温度、镀敷条件的偏差等，可能成为这样的形状。
在实施方式中的共模噪声滤波器1000中，线圈导体12的斜边部12d与线圈导体13的底边部13b对置，斜边部12d与底边部13b之间的距离较长，因此能够减少线圈导体12、13间的电容。由此，能够减少线圈导体12、13间的电容，能够提高差动信号衰减3dB的截止频率。其结果，能够减少差动信号在高频带衰减。
在图9和图10所示的现有的共模噪声滤波器500中，若被轻薄化从而对置的线圈导体2、3间的距离变短，则在线圈导体2、3间产生的电容增加。因此，差动信号可能在高频带较大衰减。
在图10所示的现有的共模噪声滤波器500中，线圈导体2、3的剖面具有矩形形状。因此，线圈导体2、3间的距离t4在对置的部分2b、3b全部相同，难以减少线圈导体2、3间的电容。
与此相对地，在实施方式中的共模噪声滤波器1000中，如图4所示，线圈导体12、13、绝缘体层被层叠的层叠方向DX上的线圈导体12的顶部12a与线圈导体13的底边部13b的距离t1即使与剖面具有长方形的情况相同，线圈导体12的斜边部12d与线圈导体13的底边部13b之间的层叠方向DX上的距离也随着远离顶部13a而变大。因此，在该部分，线圈导体12与线圈导体13间的距离变长。
因此，能够减少线圈导体12的斜边部12d与线圈导体13的底边部13b对置的部分的电容。此外，在从层叠方向DX观察的线圈导体12、13的端部24，线圈导体12的斜边部12d与线圈导体13的底边部13b的距离t2最长。在由于共模噪声滤波器的低矮化而绝缘体层11d的厚度即线圈导体12、13间的距离例如成为1μm～10μm的情况下，如图10所示，若线圈导体12、13的剖面具有长方形，则线圈导体12、13间的距离变短，线圈导体12与线圈导体13间的电容变高。因此，截止频率可能变低。
在实施方式中的共模噪声滤波器1000中，线圈导体12、13的剖面在整体上观察具有三角形状，将线圈导体12、13间的距离增长，从而即使具有与剖面为长方形的情况相同的面积，也能够减少线圈导体12、13间的电容。
此外，由于能够减少线圈导体12与线圈导体13间的电容，因此使共模噪声滤波器1000的共模阻抗的峰值向高频带偏移，容易去除GHz带的共模噪声。
由于能够减少线圈导体12、13间的电容，因此能够提高共模噪声滤波器1000的特性阻抗，能够设为与各通信标准相应的规定的特性阻抗，也能够期待防止差动信号的衰减等的劣化。
在共模噪声滤波器1000中，由于线圈导体12、13的底边部12b、13b具有圆弧状地突出的突出部12c、13c，因此能够更加增长线圈导体12的斜边部12d与线圈导体13的底边部13b的距离，由此，能够进一步减少线圈导体12、13间的电容。
此外，通过底边部12b、13b的突出部12c、13c和线圈导体12、13的斜边部12d、13d的圆弧状地突出的突出部12e、13e，能够增大线圈导体12、13的剖面积，由此，能够减少直流电阻值的增大。
另外，即使仅设置底边部12b(13b)的突出部12c(13c)和斜边部12d(13d)的突出部12e(13e)之中的任意一个，也能够减少直流电阻值的增大。
由于线圈导体12、13的顶部12a、13a具有圆弧形状，因此通过圆弧形状的部分，能够释放层叠时施加于线圈导体12、13的应力。因此，即使在线圈导体12、13较厚的情况下，也能够减少线圈导体12、13与绝缘体层的紧贴性的降低，难以产生层间剥离。由此，即使缩窄线圈导体12、13间的间隔也能够减少分层、短路的产生。
关于各个线圈导体12、13中的在与层叠方向DX呈直角的横向相邻的导体，由于在随着从俯视下最大幅度的部分远离而斜边部12d、13d间的横向的距离远离的方向，斜边部12d、13d相互远离，因此在该部分，横向上相邻的导体间的距离变长。因此，在相邻的导体间短路的可能性变低，由此，能够缩短相邻的导体间的距离也就是说使线间的间隔变窄，因此能够增加线圈导体12、13的匝数，其结果，也能够提高共模噪声滤波器1000的共模的阻抗。
图8是实施方式中的另一共模噪声滤波器1001的放大剖视图。在图8中，针对与图4所示的共模噪声滤波器1000相同的部分赋予相同的参照编号。在图8所示的共模噪声滤波器1001中，线圈导体12的顶部12a隔着绝缘体层11d而在层叠方向DX与线圈导体13的顶部13a对置。
在共模噪声滤波器1001中，相对于图4所示的共模噪声滤波器1000，线圈导体13的顶部13a与底边部13b在层叠方向DX相反。
通过该结构，由于线圈导体12的斜边部12d与线圈导体13的斜边部13d的层叠方向DX上的距离随着远离顶部12a、顶部13a而变大，因此线圈导体12、13间的距离更加变长。因此，能够进一步减少线圈导体12与线圈导体13间的电容。
特别地，在图8所示的共模噪声滤波器1001的从层叠方向DX观察的线圈导体12、13的端部24，线圈导体12的斜边部12d与线圈导体13的底边部13b的距离t3相比于图4所示的共模噪声滤波器1000非常长。
另外，在上述的实施方式中的共模噪声滤波器1000、1001中，线圈导体12、13隔着绝缘体层11d而在层叠方向DX相互对置且相互磁耦合。实施方式中的共模噪声滤波器也可以具有隔着绝缘体层而在层叠方向DX对置且相互磁耦合的多对线圈导体，此外，也可以是矩阵类型。
在实施方式中，“上表面”“下表面”“上下方向”等表示方向的用语表示仅由绝缘体层、线圈导体等的共模噪声滤波器的结构部件的相对位置关系决定的相对方向，不表示铅垂方向等的绝对方向。
产业上的可利用性
本发明所涉及的共模噪声滤波器能够防止差动信号的劣化，特别是在用作为数字设备、AV设备、信息通信终端等的各种电子设备的噪声对策的共模噪声滤波器等中有用。
-符号说明-
11 层叠体
11a～11g 绝缘体层
12 线圈导体(第1线圈导体)
12a 顶部
12b 底边部
13 线圈导体(第2线圈导体)
13a 顶部
13b 底边部

Claims (13)

1.一种共模噪声滤波器，具备：
绝缘体层，具有相互相反侧的第1面和第2面；
第1线圈导体，被设置于所述绝缘体层的所述第1面且细长地延伸；和
第2线圈导体，被设置于所述绝缘体层的所述第2面，隔着所述绝缘体层而与所述第1线圈导体对置且细长地延伸，
所述第2线圈导体的部分的与所述第2线圈导体的所述部分细长地延伸的方向交叉的剖面具有：隔着所述绝缘体层而与所述第1线圈导体对置的顶部、和所述顶部的相反侧的底边部，
所述顶部的宽度比所述底边部的宽度小。
2.根据权利要求1所述的共模噪声滤波器，其中，
所述第2线圈导体的所述剖面实质上具有三角形状。
3.根据权利要求1或者2所述的共模噪声滤波器，其中，
所述第1线圈导体的部分的与所述第1线圈导体的所述部分细长地延伸的方向交叉的剖面具有顶部和所述顶部的相反侧的底边部，
所述第2线圈导体的所述顶部隔着所述绝缘体层而与所述第1线圈导体的所述底边部对置，
所述第1线圈导体的所述顶部的宽度比所述第1线圈导体的所述底边部的宽度小。
4.根据权利要求1或者2所述的共模噪声滤波器，其中，
所述第1线圈导体的部分的与所述第1线圈导体的所述部分细长地延伸的方向交叉的剖面具有顶部和所述顶部的相反侧的底边部，
所述第2线圈导体的所述顶部隔着所述绝缘体层而与所述第1线圈导体的所述顶部对置，
所述第1线圈导体的所述顶部的宽度比所述第1线圈导体的所述底边部的宽度小。
5.根据权利要求3或者4所述的共模噪声滤波器，其中，
所述第1线圈导体的所述剖面实质上具有三角形状。
6.根据权利要求3至5的任意一项所述的共模噪声滤波器，其中，
所述第1线圈导体的所述底边部具有圆弧状地突出的底边突出部。
7.根据权利要求3至6的任意一项所述的共模噪声滤波器，其中，
所述第1线圈导体的所述剖面还具有与所述第1线圈导体的所述顶部和所述底边部连结的斜边部，
所述第1线圈导体的所述斜边部具有圆弧状地突出的突出部。
8.根据权利要求3至7的任意一项所述的共模噪声滤波器，其中，
所述第1线圈导体的所述顶部具有圆弧形状。
9.根据权利要求3至8的任意一项所述的共模噪声滤波器，其中，
所述第2线圈导体的所述部分是所述第2线圈导体的任意的部分。
10.根据权利要求1至9的任意一项所述的共模噪声滤波器，其中，
所述第2线圈导体的所述底边部具有圆弧状地突出的底边突出部。
11.根据权利要求1至10的任意一项所述的共模噪声滤波器，其中，
所述第2线圈导体的所述剖面还具有与所述第2线圈导体的所述顶部和所述底边部连结的斜边部，
所述第2线圈导体的所述斜边部具有圆弧状地突出的突出部。
12.根据权利要求1至11的任意一项所述的共模噪声滤波器，其中，
所述第2线圈导体的所述顶部具有圆弧形状。
13.根据权利要求1至12的任意一项所述的共模噪声滤波器，其中，
所述第2线圈导体的所述部分是所述第2线圈导体的任意的部分。
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