JP2006147615A - コモンモードノイズフィルタ - Google Patents

Abstract

【課題】コモンモード成分について高いインピーダンスを得ることができるコモンモードノイズフィルタを提供することを目的とする。
【解決手段】上下方向に積層された複数の絶縁体層１１ａ〜１１ｅと、前記複数の絶縁体層１１ａ〜１１ｅの上方および下方に設けられた磁性体層１２ａ，１２ｂと、前記複数の絶縁体層１１ａ〜１１ｅに設けられた第１のコイル導体１３、第２のコイル導体１４、前記第１のコイル導体１３と接続された第１の引出電極１５、および前記第２のコイル導体１４と接続された第２の引出電極１６とを備え、前記第１のコイル導体１３および前記第１の引出電極１５とで第１のコイル１７を構成し、かつ前記第２のコイル導体１４および前記第２の引出電極１６とで第２のコイル１８を構成し、さらに前記第１のコイル導体１３と前記第２のコイル導体１４との間に前記第１、第２の引出電極１５，１６を設けた構成としたものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、デジタル機器やＡＶ機器、情報通信端末等の各種電子機器に使用されるコモンモードノイズフィルタに関するものである。

図４は従来のコモンモードノイズフィルタの分解斜視図である。

図４に示すように、従来のコモンモードノイズフィルタは、第１、第２の磁性体層１，２と、前記第１の磁性体層１と第２の磁性体層２との間に設けられた第１〜第５の非磁性体層３ａ〜３ｅとを有し、前記第１〜第５の非磁性体層３ａ〜３ｅに第１、第２のコイル４，５を形成している。

そして、前記第１のコイル４は第１の引出電極６と渦巻き状の第１のコイル導体７とにより構成され、また第２のコイル５は渦巻き状の第２のコイル導体８と第２の引出電極９とにより構成されている。なお、前記第１の引出電極６は第１の非磁性体層３ａの上面に、第１のコイル導体７は第２の非磁性体層３ｂの上面に、第２のコイル導体８は第３の非磁性体層３ｃの上面に、第２の引出電極９は第４の非磁性体層３ｄの上面にそれぞれ設けられている。

そして、このコモンモードノイズフィルタは、前記第１のコイル導体７と第２のコイル導体８を第３の非磁性体層３ｃを介して対向させることにより、第１のコイル４と第２のコイル５を磁気結合させてコモンモード成分のインピーダンスを高くし、これにより、コモンモードノイズを除去していた。

なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特開２００１−６０５１４号公報

上記した従来のコモンモードノイズフィルタにおいては、第１のコイル導体７と第１の磁性体層１との間に第１の引出電極６が、第２のコイル導体８と第２の磁性体層２との間に第２の引出電極９がそれぞれ存在するため、第１のコイル導体７と第１の磁性体層１との距離、および第２のコイル導体８と第２の磁性体層２との距離を短くすることができず、これにより、第１、第２のコイル導体７，８は、第１、第２の磁性体層１，２の磁性の影響を強く受けることは難しかった。この結果、第１、第２のコイル導体７，８のインダクタンス値を大きくすることができないため、第１、第２のコイル４，５のコモンモード成分について高いインピーダンスを得ることができないという課題を有していた。

本発明は上記従来の課題を解決するもので、コイルのコモンモード成分について高いインピーダンスを得ることができるコモンモードノイズフィルタを提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するために本発明は、以下の構成を有するものである。

本発明は、上下方向に積層された複数の絶縁体層と、前記複数の絶縁体層の上方および下方に設けられた磁性体層と、前記複数の絶縁体層に設けられた第１のコイル導体、第２のコイル導体、前記第１のコイル導体と接続された第１の引出電極、および前記第２のコイル導体と接続された第２の引出電極とを備え、前記第１のコイル導体および前記第１の引出電極とで第１のコイルを構成し、かつ前記第２のコイル導体および前記第２の引出電極とで第２のコイルを構成し、さらに前記第１のコイル導体と前記第２のコイル導体との間に前記第１、第２の引出電極を設けたもので、第１、第２のコイル導体と磁性体層の間に第１、第２の引出電極が存在しない構成とすることができるため、第１、第２のコイル導体と磁性体層との距離を短くすることができ、これにより、第１、第２のコイル導体は磁性体層の磁性の影響を強く受けることができるため、第１、第２のコイル導体のインダクタンス値を大きくすることができる。また、第１、第２のコイルのコモンモード成分について高いインピーダンスを得ることができるという作用効果が得られるものである。

以上のように本発明のコモンモードノイズフィルタは、上下方向に積層された複数の絶縁体層と、前記複数の絶縁体層の上方および下方に設けられた磁性体層と、前記複数の絶縁体層に設けられた第１のコイル導体、第２のコイル導体、前記第１のコイル導体と接続された第１の引出電極、および前記第２のコイル導体と接続された第２の引出電極とを備え、前記第１のコイル導体および前記第１の引出電極とで第１のコイルを構成し、かつ前記第２のコイル導体および前記第２の引出電極とで第２のコイルを構成し、さらに前記第１のコイル導体と前記第２のコイル導体との間に前記第１、第２の引出電極を設けているため、第１、第２のコイル導体と磁性体層の間に第１、第２の引出電極が存在しない構成とすることができ、これにより、第１、第２のコイル導体と磁性体層との距離を短くすることができるため、第１、第２のコイル導体は磁性体層の磁性の影響を強く受けることができる。この結果、第１、第２のコイル導体のインダクタンス値を大きくすることができるため、第１、第２のコイルのコモンモード成分について高いインピーダンスを得ることができるという優れた効果を奏するものである。

図１は本発明の一実施の形態におけるコモンモードノイズフィルタの分解斜視図、図２は同コモンモードノイズフィルタの斜視図である。

本発明の一実施の形態におけるコモンモードノイズフィルタは、図１に示すように、上下方向に積層された第１〜第５の絶縁体層１１ａ〜１１ｅと、前記第１〜第５の絶縁体層１１ａ〜１１ｅの下方に設けられた第１の磁性体層１２ａと、前記第１〜第５の絶縁体層１１ａ〜１１ｅの上方に設けられた第２の磁性体層１２ｂと、前記第１の絶縁体層１１ａに設けられた第１のコイル導体１３と、前記第４の絶縁体層１１ｄに設けられた第２のコイル導体１４と、前記第２の絶縁体層１１ｂに設けられ、かつ前記第１のコイル導体１３と接続された第１の引出電極１５と、前記第３の絶縁体層１１ｃに設けられ、かつ前記第２のコイル導体１４と接続された第２の引出電極１６とを備え、前記第１のコイル導体１３と第２のコイル導体１４との間に前記第１、第２の引出電極１５，１６を設けているものである。

そして、前記第１のコイル導体１３と第１の引出電極１５とにより第１のコイル１７を構成し、かつ前記第２のコイル導体１４と第２の引出電極１６とにより第２のコイル１８を構成しているものである。

上記構成において、上下方向に積層された前記第１〜第５の絶縁体層１１ａ〜１１ｅは、Ｃｕ−Ｚｎフェライト、ガラスセラミック等の非磁性材料によりシート状に構成され、絶縁性を有している。なお、この第１〜第５の絶縁体層１１ａ〜１１ｅは、同じ材料でそれぞれを構成してもよく、あるいは誘電率、透磁率の異なる材料でそれぞれを構成してもよい。

前記第１、第２の磁性体層１２ａ，１２ｂは、Ｆｅ₂Ｏ₃をベースとしたフェライトなどの磁性材料によりシート状に構成され、絶縁性を有している。そして、下方に位置する第１の磁性体層１２ａと上方に位置する第２の磁性体層１２ｂとの間に前記第１〜第５の絶縁体層１１ａ〜１１ｅが形成されている。

前記第１のコイル導体１３は、第１の絶縁体層１１ａの上面に銀などの導電材料を渦巻き状にめっきすることにより形成されている。

前記第２のコイル導体１４は、第４の絶縁体層１１ｄの上面に銀などの導電材料を渦巻き状にめっきすることにより形成されている。

前記第１の引出電極１５は、第２の絶縁体層１１ｂの上面に銀などの導電材料をめっきすることにより形成されており、そして、この第１の引出電極１５は、第２の絶縁体層１１ｂに形成された第１のバイア電極１９を介して前記第１のコイル導体１３と接続することにより、第１のコイル１７を構成している。

前記第２の引出電極１６は、第３の絶縁体層１１ｃの上面に銀などの導電材料をめっきすることにより形成されており、そして、この第２の引出電極１６は、第４の絶縁体層１１ｄに形成された第２のバイア電極２０を介して前記第２のコイル導体１４と接続することにより、第２のコイル１８を構成している。

上記したように、第１のコイル導体１３と第２のコイル導体１４との間に第１、第２の引出電極１５，１６が設けられているため、第１、第２の引出電極１５，１６は、第１のコイル導体１３と第２のコイル導体１４とでサンドイッチされることになり、さらに第１のコイル導体１３と第２のコイル導体１４は、第１の磁性体層１２ａと第２の磁性体層１２ｂとでサンドイッチされることになる。

ここで、第１のコイル導体１３と第２のコイル導体１４は、互いの巻軸が同軸に位置するように構成されているため、第１のコイル導体１３と第２のコイル導体１４とを、横方向にずれることなく対向させることができ、これにより、磁気結合を上げることができるため、第１、第２のコイル１７，１８のコモンモード成分について高いインピーダンスを得ることができる。

このとき、第１、第２のバイア電極１９，２０を互いに重なるようにすれば、第１のコイル導体１３と第２のコイル導体１４の巻軸を容易に同軸に位置させることができる。

また、第１の引出電極１５の一端部、すなわち第１のバイア電極１９近傍の第１の引出電極１５と、第２の引出電極１６の一端部、すなわち第２のバイア電極２０近傍の第２の引出電極１６とは上下方向に重なるように構成されているもので、これにより、第１の引出電極１５と第２の引出電極１６とでも磁気結合させることができるため、コモンモード成分について高いインピーダンスを得ることができ、さらに、差動動作時の第１、第２の引出電極１５，１６部分でのインピーダンスを低くできるため、第１のコイル１７と第２のコイル１８との磁気結合をさらに上げることができる。

そしてまた、第１の磁性体層１２ａの下面と第２の磁性体層１２ｂの上面にはそれぞれダミー絶縁層２１が設けられているもので、このダミー絶縁層２１は、シート状に構成され、絶縁性を有している。そしてこの材料は磁性材料で構成するのが好ましい。

なお、上記した第１〜第５の絶縁体層１１ａ〜１１ｅ、第１、第２の磁性体層１２ａ，１２ｂ、ダミー絶縁層２１の枚数は、図１に示された枚数に限られるものではない。

そして、上記した構成により、図２に示すような本体部２２が形成され、かつこの本体部２２の両側部には第１〜第４の外部電極２３〜２６が設けられている。

なお、前記第１、第２のコイル導体１３，１４、第１、第２の引出電極１５，１６は、めっきで形成するのではなく、その他の印刷や蒸着等の方法で形成してもよい。

次に、本発明の一実施の形態におけるコモンモードノイズフィルタの製造方法について説明する。

図１、図２において、まず、それぞれの原材料である磁性材料や非磁性材料の粉体および樹脂からなる混合物により、方形の第１〜第５の絶縁体層１１ａ〜１１ｅ、第１、第２の磁性体層１２ａ，１２ｂおよびダミー絶縁層２１をそれぞれ所定枚数作製する。このとき、第２の絶縁体層１１ｂ、第４の絶縁体層１１ｄの所定箇所に、レーザ、パンチングなどで孔あけ加工をし、この孔に銀を充填して、第１、第２のバイア電極１９，２０を形成する。

次に、所定枚数のダミー絶縁層２１の上面に、第１の磁性体層１２ａ、第１の絶縁体層１１ａを順に配置する。

次に、第１の絶縁体層１１ａの上面に、第１のコイル導体１３を、めっきによって形成する。

次に、第１のコイル導体１３の上面に、第１のバイア電極１９が設けられた第２の絶縁体層１１ｂを配置する。このとき、第１のコイル導体１３と第１のバイア電極１９とを接続する。

次に、第２の絶縁体層１１ｂの上面に、第１の引出電極１５を、めっきによって形成する。このとき、第１の引出電極１５と第１のバイア電極１９とを接続し、第１のコイル導体１３と第１の引出電極１５とからなる第１のコイル１７を形成する。

次に、第１の引出電極１５の上面に、第３の絶縁体層１１ｃを配置する。

次に、第３の絶縁体層１１ｃの上面に、第２の引出電極１６を、めっきによって形成する。

次に、第２の引出電極１６の上面に、第２のバイア電極２０が設けられた第４の絶縁体層１１ｄを配置する。このとき、第２の引出電極１６と第２のバイア電極２０とを接続する。

次に、第４の絶縁体層１１ｄの上面に、第２のコイル導体１４を、めっきによって形成する。このとき、第２のコイル導体１４と第２のバイア電極２０とを接続し、第２のコイル導体１４と第２の引出電極１６とからなる第２のコイル１８を形成する。

なお、前記第１のコイル導体１３、第２のコイル導体１４、第１の引出電極１５、第２の引出電極１６の形成方法は、別途用意したベース板（図示せず）に所定パターン形状の導体をめっきによって形成し、その後、この導体を各絶縁層に転写することにより形成する。

次に、第２のコイル導体１４の上面に、第５の絶縁体層１１ｅを配置し、その後、第５の絶縁体層１１ｅの上面に所定枚数のダミー絶縁層２１を配置して、本体部２２を形成する。

次に、本体部２２を所定の温度、時間で焼成する。

次に、本体部２２の両側面に、第１、第２のコイル１７，１８とそれぞれ接続されるように銀を印刷することにより、第１〜第４の外部電極２３〜２６を形成する。

最後に第１〜第４の外部電極２３〜２６の表面にめっきによってニッケルめっき層（図示せず）を形成するとともに、さらにこのニッケルめっき層（図示せず）の表面にめっきによってすずやはんだ等の低融点金属めっき層（図示せず）を形成する。

上記した本発明の一実施の形態においては、第１のコイル導体１３と第２のコイル導体１４との間に第１、第２の引出電極１５，１６を設けているため、第１のコイル導体１３と第１の磁性体層１２ａの間に第１の引出電極１５が、また第２のコイル導体１４と第２の磁性体層１２ｂの間に第２の引出電極１６が存在しない構成とすることができ、これにより、第１のコイル導体１３と第１の磁性体層１２ａとの距離を短くすることができるとともに、第２のコイル導体１４と第２の磁性体層１２ｂとの距離も短くすることができるため、第１のコイル導体１３は第１の磁性体層１２ａで発生する磁界の影響を強く受けることができ、またこれと同様に、第２のコイル導体１４は第２の磁性体層１２ｂで発生する磁界の影響を強く受けることができ、これにより、第１のコイル導体１３、第２のコイル導体１４のインダクタンス値を大きくすることができるため、第１のコイル１７と第２のコイル１８のコモンモード成分について高いインピーダンスを得ることができるという効果が得られるものである。

また、第１のコイル導体１３と第２のコイル導体１４との距離を長くすることができるため、第１のコイル導体１３と第２のコイル導体１４との間に発生する浮遊容量を抑制でき、これにより、高周波帯域での差動信号の伝送ロスも小さくすることができる。

なお、上記した構成においては、第１の絶縁体層１１ａまたは第５の絶縁体層１１ｅの厚みを変えることにより、第１のコイル導体１３、第２のコイル導体１４が影響を受ける磁界の強さも変わるため、第１のコイル１７、第２のコイル１８のコモンモード成分についてのインピーダンスを容易に調整することができる。

また、第１のコイル導体１３を第１の絶縁体層１１ａの上面ではなく、第１の磁性体層１２ａの上面に直接形成すれば、第１の磁性体層１２ａで発生する磁性の影響を非常に強く受けることができる。この場合、第２のコイル導体１４についても同様である。

そして、上記したような構成にすることにより、第１、第２の引出電極１５，１６の周囲を絶縁体層で囲むことができ、これにより、第１、第２の引出電極１５，１６のインダクタンス値を小さくできるため、第１、第２の引出電極１５，１６のデファレンシャルモード成分についてインピーダンスが小さくなり、これにより、第１のコイル１７と第２のコイル１８との磁気結合を上げることができる。

なお、上記本発明の一実施の形態におけるコモンモードノイズフィルタにおいては、第１、第２の引出電極１５，１６を異なる絶縁体層に設けるようにしているが、図３に示すように、同一の絶縁体層１１ｂの同一面に形成してもよく、この構成にした場合は、第１、第２の引出電極１５，１６を別々の絶縁体層に設けたものに比べて製品の低背化が可能になり、さらに、積層数を小さくできるため、コストや工数を削減できる。

また、第１のコイル１７と第２のコイル１８をそれぞれ１個設けたものについて説明したが、第１のコイル１７と第２のコイル１８を複数形成し、アレイタイプとしてもよい。

本発明に係るコモンモードノイズフィルタは、コイルのコモンモード成分について高いインピーダンスを得ることができ、デジタル機器やＡＶ機器、情報通信端末等の各種電子機器のノイズ対策として使用されるコモンモードノイズフィルタなどに有用である。

本発明の一実施の形態におけるコモンモードノイズフィルタの分解斜視図 同コモンモードノイズフィルタの斜視図 同コモンモードノイズフィルタの他の例を示す分解斜視図 従来のコモンモードノイズフィルタの分解斜視図

符号の説明

１１ａ〜１１ｅ 第１〜第５の絶縁体層
１２ａ 第１の磁性体層
１２ｂ 第２の磁性体層
１３ 第１のコイル導体
１４ 第２のコイル導体
１５ 第１の引出電極
１６ 第２の引出電極
１７ 第１のコイル
１８ 第２のコイル

Claims (4)

1. 上下方向に積層された複数の絶縁体層と、前記複数の絶縁体層の上方および下方に設けられた磁性体層と、前記複数の絶縁体層に設けられた第１のコイル導体、第２のコイル導体、前記第１のコイル導体と接続された第１の引出電極、および前記第２のコイル導体と接続された第２の引出電極とを備え、前記第１のコイル導体および前記第１の引出電極とで第１のコイルを構成し、かつ前記第２のコイル導体および前記第２の引出電極とで第２のコイルを構成し、さらに前記第１のコイル導体と前記第２のコイル導体との間に前記第１、第２の引出電極を設けたコモンモードノイズフィルタ。
2. 第１のコイル導体と第２のコイル導体を、互いの巻軸が同軸に位置するように設けた請求項１記載のコモンモードノイズフィルタ。
3. 第１の引出電極の一端部と第２の引出電極の一端部を、上下方向において重なるように設けた請求項１記載のコモンモードノイズフィルタ。
4. 第１の引出電極と第２の引出電極を、同一の絶縁体層の同一面に形成した請求項１記載のコモンモードノイズフィルタ。

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